JPH04173328A - 弾性ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子複写機等の定着ロール、加圧ロールとして
用いられる弾性ロールに関する。

〔従来の技術〕

電子複写機等の定着装置に定着ロールまたは加圧ロール
として用いられる弾性ロールとしては、通常、ロール上
の芯金上に設けられたシリコーンゴム弾性層に接着剤を
用いてフッ系樹脂被覆層を形成してなるものが使用され
ている。

従来、かかる弾性ロールとして、フッ素系樹脂被覆層の
内表面をエツチング処理した後にその上にプライマーを
塗布したものを、縮合硬化型ＲＴＶシリコーンゴムから
なる接着剤を用いてシリコーンゴム弾性層に接着してな
る弾性ロールが公知である（特公昭４７−２０７４７）
。

また、シリコーンゴム弾性層とフッ素系樹脂被覆層とを
フッ素樹脂含有ラテックスからなる接着剤を用いて接着
した弾性ロールも知られている（特開昭６ｌ−３８９５
７）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、それらの弾性ロールでは、ロールを構成するそ
れぞれの層が異質の材料からなるため、シリコーンゴム
弾性層とフッ素系樹脂被覆層との間に得られる接着力が
不安定で、接着の耐久性か低いという欠点がある。また
、接着剤として縮合硬化型ＲＴＶシリコーンゴムを使用
する場合には、接着剤層である該シリコーンゴムの表面
での硬化速度か大きいため、得られる接着剤層の厚さが
不均一になったり表面の平滑性が低下するため、得られ
るロールの直径精度が低くなるなどの欠点もある。

そこで、本発明の課題は、シリコーンゴム弾性層とフッ
素樹脂被覆層との接着が安定でかつ高い耐久性を有し、
また、ロール直径の精度が高い弾性ロールを提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる課題を解決するものとして、（ａ）　
　ロール状の芯金上に設けられたシリコーンゴム弾性層
、 （ｂ）　　上記（ａ１層上に設けられている接着剤層、
及び （ｃ）　　上記（ｂＪ層上に設けられているフッ素系樹
脂被覆層 を有してなる弾性ロールにおいて、（ｂ）の接着剤層か
付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物からなること
を特徴とする弾性ロールを提供するものである。

（ａ）のシリコーンゴム弾性層 本発明の弾性ロールを構成するシリコーンゴム弾性層に
使用されるシリコーンゴムは特に限定されず、公知のシ
リコーンゴムのいずれも使用することができる。かかる
シリコーンゴムの代表的な例としては、ジオルガノポリ
シロキサンに、充填剤その他の添加剤を必要に応じて配
合したシリコーンゴム組成物の硬化物が挙げられる。

用いられるジオルガノポリシロキサンとしては、例えば
ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン
、メチルフェニルポリシロキサン、３、３．３−　）−
リフルオロプロピルメチルポリシロキサンを初めとして
、これらを構成する種々のシロキシ単位、シロキサン単
位からなる様々な共重合体が挙げられる。

充填剤としては、例えばフエームドシリカ、沈降性シリ
カ、疎水性シリカ、カーボンブラック、二酸化チタン、
酸化第二鉄、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、石英粉末、
ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、タルク、ベントナイト
、アスベスト、ガラス繊維、有機繊維などが挙げられ、
これらの１種又は２種以上を配合してもよい。また、充
填剤以外の添加剤も、各種のもののうち１種又は２種以
上を配合することができる。

該シリコーンゴム組成物の硬化の型は何ら限定されず、
したがって有機過酸化物硬化型、５ｉ−Ｈ結合と脂肪族
不飽和結合との白金族金属系触媒によるハイドロシリレ
ーション反応を利用する付加反応硬化型、種々の縮合硬
化型のいずれでもよい。

このようなシリコーンゴムの中でも本発明において特に
好ましいものは、有機過酸化物硬化型及び付加反応硬化
型である。ただし、縮合硬化型のシリコーンゴムを使用
する場合、用いる縮合触媒の種類によっては、（ｂ）の
接着剤層が触媒毒のために硬化不良をおこすことがある
ので注意を要する。

芯金上へのシリコーンゴム弾性層の形成は、常法に従い
、必要に応じあらかじめブライマーを塗布しておいた芯
金上に、硬化剤を含んだシリコーンゴム未加硫物を所要
の形状に成形し、硬化後、所定の外形寸法に研磨するこ
とにより行うことかできる。使用される代表的なブライ
マーとしては、例えばシリコーンゴムと金属との接着に
、通常、用いられる信越化学社製ブライマーＮｏ、　１
６、Ｎｏ、　１８Ｂ（商品名）などが挙げられる。また
、芯金上へのシリコーンゴム未加硫物の成形は、例えば
加圧成形、射出成形、押出成形、注型法等の成形方法で
行うことができる。

さらに、芯金の材料としては、通常、例えばアルミニウ
ム、鉄などの金属またはこれらの合金などが使用される
。

（ｂ）の接着剤層 接着剤として用いられる付加硬化型シリコーンゴム組成
物は、（イ）アルケニル基を含有するジオルガノポリシ
ロキサン、（ロ）オルガノハイドロジエンポリシロキサ
ン、（ハ）白金系の硬化触媒及び（ニ）接着性付与剤を
必須成分とするものであり、必要に応じて、（ａ）のシ
リコーンゴム弾性層で用いる充填剤及び添加剤などを適
宜配合してもよい。

本発明に用いられる付加硬化型シリコーンゴム組成物の
中で、代表的でかつ好ましい例を以下具体的に説明する
。

（イ）アルケニル基を含有するジオルガノポリシロキサ
ン： この成分としては、ケイ素原子に結合するアルケニル基
を、１分子中に少なくとも２個含有するものが好ましい
。かかるアルケニル基としては、例えばビニル基、アリ
ル基等があり、好ましくはビニル基である。また、ケイ
素原子に結合するその他の有機基は、炭素原子数が１０
以下の一価の炭化水素基が好ましく、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、フェ
ニル基、トリル基等のアリール基、クロロメチル基、３
、３．３−トリフルオロプロピル基等の水素原子の一部
または全部がハロゲン原子等で置換された炭化水素基な
どが挙げられ、中でもメチル基及びフェニル基が好まし
い。これらのアルケニル基、及び炭素原子数が１０以下
の一価の炭化水素基を含んでなるジオルガノポリシロキ
サンとしては直鎖状のものが好ましい。また、アルケニ
ル基は、ジオルガノポリシロキサンの分子鎖中もしくは
分子鎖両末端のいずれの位置に存在してもよく、その含
有量は、全有機基中０．０５〜１０モル％であることが
好ましい。

（ロ）オルガノハイドロジエンポリシロキサン二オルガ
ノハイド口ジェンボリシロキサンは前記（イ）のジオル
ガノポリシロキサン中のアルケニル基と付加反応して組
成物を硬化せしめる架橋剤であるので、１分子中に少な
くとも２個のＳｉＨ基を有することが必要である。また
、その分子構造は直鎖状、環状、分岐状のいずれの状態
であってもよい。このオルガノハイドロジエンポリシロ
キサンの使用量は、それに含まれる５ｉ−Ｈ基と（イ）
のジオルガノポリシロキサン中のアルケニル基とのモル
比［５ｉ−Ｈ基１／［アルケニル基］が０．５〜５の範
囲となる量であることが好ましい。

（ハ）白金系触媒： この成分は公知のものでよく、例えば塩化白金酸、アル
コール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとの錯
体などが挙げられる。その使用量は、通常、前記（イ）
成分に対しｌ〜ｔｏｏｐｐｍ程度でよい。

（ロ）接着性付与剤： この成分としては、接着性を付与する官能基を含有する
ケイ素化合物が好ましい。かかる官能基としては、例え
ばエポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、ＳｉＨ基等が
挙げられ、１分子中にこれらの官能基を２種以上含有す
るものが特に好ましい。

また、このような官能基を含有するケイ素化合物として
は、例えば ｉ （ｃＨ２）ａｓｉ（ＯＣＨｉ）ｓ ０・・ゞ・。・０ などが挙げられる。接着性付与剤の量は、通常、（イ）
のジオルガノポリシロキサン１００重量部に対し０．１
〜５重量部であるが、接着性付与剤か分子中に官能基と
して５ｉ−Ｈ結合を含む場合には、前記のアルケニル基
を含有するジオルガノポリシロキサン中のアルケニル基
に対して、そのモル比：［５ｉ）１基］／［アルケニル
基１が０．５〜ＩＯの範囲になるような量が好ましい。

充填剤及び添加剤は公知のものでよく、例えば（ａ）の
シリコーンゴム弾性層において例示したものなどが挙げ
られ、通常、その配合量は前記（イ）成分のジオルガノ
ポリシロキサン１００重量部当り５〜１００重量部であ
る。

接着剤層に用いる付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬
化後の硬度（ＪＩＳ　Ｋ　６３０１）は、十分な接着耐
久性を得るために、前記のシリコーンゴム弾性層の硬度
と同等ないし１０程度高めが好ましい。

例えば、シリコーンゴム弾性層の硬度は用途あるいは仕
様に依存するが、通常、２０〜７０程度であるため、接
着剤層の硬化後の硬度は３０〜８０の範囲が好ましい。

また、かかる硬度の調整は、架橋剤である前記（ロ）の
オルガノハイドロジエンポリシロキサンの構造、または
充填剤の添加量によって調節することができる。

接着剤層に用いる付加硬化型シリコーンゴム組成物をシ
リコーンゴム弾性層上に塗布する方法としては、例えば
、付加硬化型シリコーンゴム組成物を有機溶剤で希釈し
、その溶液をスプレー塗布、デイツプ塗布などにより塗
布する方法かある。かかる有機溶剤としては、例えばト
ルエン、キシレン、１．１．１−　）リクロロエタン、
テトラクロロエチレン等がある。形成される接着剤層の
厚さは、薄すぎると接着力が低下し、また厚すぎると層
の厚さが均一性を欠く恐れがあるため、０．１〜０．３
ｍｍの厚さが好ましい。

スプレー塗布により均一な接着剤層を形成する場合には
、芯金上のシリコーンゴム弾性層を５０〜８０°Ｃに予
熱しておくとよい。これにより接着剤溶液中の溶剤がシ
リコーンゴム弾性層表面上で素早く揮散するため、付加
硬化型シリコーンゴム組成物が微粒子化しやすく、また
溶剤揮散の際に発生する気化熱によって、接着力低下の
原因となるシリコーンゴム弾性層表面への水分の吸着を
防止する効果も生ずる。また、粘度の高い付加硬化型シ
リコーンゴム組成物を使用する場合には、表面平滑性を
向上させるために、接着剤塗布後の該層表面をパフがけ
することか好ましい。

（ｃ）のフッ素系樹脂被覆層 フッ素系樹脂被覆層の形成には、該被覆層の強度及び均
一性の点で、フッ素系樹脂チューブを用いることが必要
である。そのなかでも熱収縮型のものが作業性の面で特
に好ましい。また材質は耐熱性のものが好ましく、かか
る材質のフッ素系樹脂チューブとしては、例えばポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）　、テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ
）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。

このような材質のフッ素系樹脂チューブを用いて接着剤
層の表面を被覆するが、十分な接着力を得るためには、
フッ素系樹脂チューブの内表面をあらかじめエツチング
処理しておくことが好ましい。また、ナトリウム−ナフ
タレン等で内表面かエツチング処理された市販のフッ素
系樹脂チューブも使用してよい。

フッ素系樹脂チューブの厚さとしては０．０５〜１．０
ｍｍが好ましく、フッ素系樹脂チューブの種類、または
後に述べる弾性ロールの用途等によって使い分けること
が望ましい。

フッ素系樹脂チューブを用いて接着剤層の表面を被覆し
た後は、ホットエアーガン、乾燥機等の加熱手段により
フッ素系樹脂チューブを熱収縮させ、同時にエアーを除
去して、フッ素系樹脂被覆層を形成する。ロールの表面
がより平滑な弾性ロールを得るためには、上記の工程中
にフッ素系樹脂チューブの上から圧着ロールにて圧着を
行うとよい。

最後に接着剤を硬化させるために加熱処理を行う。本発
明においては、乾燥機を用いて１５０’Ｃ／３０〜６０
分の条件で加熱処理を行うことが好ましい。

用途 このようにして得られる弾性ロールは、電子複写機等の
定着装置に使用できる。この場合、シリコーンゴム弾性
層の厚さと、フッ素系樹脂チューブの厚さとの組合せに
より、定着ロールにも加圧ロールにも使用することが可
能である。

例えば定着ロールに使用する場合には、通常、シリコー
ンゴム弾性層の厚さは０．１〜０．５ｍｍ、フッ素系樹
脂チューブの厚さは０．０３〜０．１ｍｍが好ましく、
加圧ロールに使用する場合には、シリコーンゴム弾性層
の厚さは５〜１０ｍｍ、フッ素系樹脂チューブの厚さは
０．０５〜１．０ｍｍが好ましい。

〔実施例〕

ロールの芯となるアルミニウム製芯金（外径８４ｍｍφ
、長さ３５０ｍｍ）上にシリコーン系ブライマー（信越
化学工業■製、商品名Ｎｏ、１６）を塗布した。

その上にシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業■
製、商品名ＫＥ−７０１ＯＬ＋）　１００重量部と加硫
剤として有機過酸化物＝２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ターシャリ−ブチルパーオキシ）ヘキサン０．５重量
部とを混合したものを、金型を用いたプレス加硫により
加熱成形した。その後研摩機にて外径１００ｍｍφに研
摩してシリコーンゴム弾性層を形成した。このシリコー
ンゴム弾性層のゴム強度は５０であった。

一方、接着剤層に用いる付加硬化型シリコーンゴム組成
物は次のようにして調製した。

ジオルガノポリシロキサンコンパウンド１００重量部 （信越化学工業■製、商品名ＫＥ−１６４υ）下記式の
メチルハイドロジエン ポリシロキサン １．５重量部 塩化白金酸の イソプロパツール溶液　　　　０．１重量部（Ｐｔ濃度
か１重量％） 下記式の接着付与剤 １．０重量部 以上を、 テトラクロルエチレン　　　　　８００重量部を溶剤と
して用いて均一に溶解し、混合して、接着剤層とする付
加硬化型シリコーンゴム組成物を調製した。

この組成物を７０°Ｃに予熱されたシリコーンゴム弾性
層の表面に対して、ロールを回転させながらスプレーガ
ンを用いて塗布し、接着剤層を形成した。その後放置し
て風乾し、溶剤を揮発させた。

この接着剤層の厚さをレーザー測長器により測定したと
ころ、約０．２ｍｍであった。

なお、ここで調製した付加硬化型シリコーンゴム組成物
中の、ＳｉＨ基とビニル基とのモル比：［ＳｉＨ基１／
［ビニル基］は、４．０であり、硬化後のゴム硬度は、
別途同一組成物から同様の条件で硬化シートを形成して
測定したところ、６０てあった。

一方、熱収縮型のフッ素系樹脂チューブ（ゼウス社製Ｆ
ＥＰ樹脂、収縮前の内径１０５ｍｍφ、厚さ０、２５ｍ
ｍ）の内表面をナトリウム−ナフタレンのテトラヒドロ
フラン溶液によりエツチング処理し、このフッ素系樹脂
チューブを用いて、前記の接着剤層の表面を被覆した。

次にホットエアーガンにてフッ素系樹脂チューブを熱収
縮させ、さらに被覆後の弾性ロールの表面を平滑にする
ため、圧着ロールにより圧着を行った。最後に、接着剤
層を硬化させるため、弾性ロールを乾燥機中に１５０°
Ｃ／３０分間放置した。冷却した後、得られた弾性ロー
ルの外径をレーザー測長器を用いて測定したところ、１
００．９〜１０１．０　ｍｍφであり、偏心度は０、１
ｍｍ以下と測定された。なお、偏心度は、ロールを軸受
にて支えながら回転させて弾性ロールの外径を測定した
際に、レーザー測長器のダイヤルゲージの振れ幅を読み
取って測定された。

得られた弾性ロールを複写機に加圧ロールとして装着し
、使用したところ、紙送りは良好であった。さらに、用
紙エツジによるフッ素系樹脂被覆層の摩耗か０．１ｍｍ
を超えてオフセットか発生するまで長期間使用したが、
接着剤層の剥離は生じなかった。

〔発明の効果〕

本発明の弾性ロールは、接着剤層として付加硬化型シリ
コーンゴム組成物を使用しているため、シリコーン弾性
層とフッ素系樹脂被覆層との接着か安定で耐久性が高く
、またロール径の精度が高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）ロール状の芯金上に設けられたシリコーンゴム弾
   性層、 （ｂ）上に（ａ）層上に設けられている接着剤層、及び （ｃ）上記（ｂ）層上に設けられているフッ素系樹脂被
   覆層 を有してなる弾性ロールにおいて、（ｂ）の接着剤層が
   付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物からなること
   を特徴とする弾性ロール。