JPH04236265A - 離型性シリコーンゴム組成物及びその硬化物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は離型性シリコーンゴム組
成物に関し、特に自動化成型やライン生産の合理化に適
した離型性シリコーンゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来技術】付加硬化型シリコーンエラストマーの離型
性を特徴とする材料において、硬度調整や離型性向上の
為にジメチルシロキサンオイルを添加することは従来か
ら知られている。例えば信越化学工業株式会社製の型取
り用ＲＴＶゴムカタログや特公昭６１−４８５５号公報
に記載されている如く、乾式複写機等の定着用ロールに
２５℃における粘度が１０〜５，０００ｃｐのジメチル
ポリシロキサンを添加することにより、ロール表面に潤
滑性及び離型性を付与し、オフセット迄のコピー枚数を
増大させることが記述されている。

【０００３】同様に、高分子量の無官能性ジオルガノポ
リシロキサンをシリコーンエラストマー組成物に添加す
ることにより離型性の向上が得られることも公知である
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のジアルキルオルガノポリシロキサンの添加においては
、硬化してシリコーンゴムとなる主剤オイルであるビニ
ル基含有ジアルキルポリシロキサンより無官能オイルの
粘度が低い場合には、十分にその添加効果を発揮するこ
とができず、効果が発揮される為には多量の無官能オイ
ルの添加が必要となる。そこで、上記無官能オイルを多
量に添加した場合には硬化したシリコーンゴムの物性低
下が大きく、定着ロール用として用いた場合にはロール
の径が細るという欠点を生じる。

【０００５】一方、上記無官能オイルの粘度が高い場合
には、添加効果は良好であるものの、組成物全体の粘度
が上昇し成型作業が困難となる。

【０００６】又、添加オイルの置換基が炭素数の大きい
アルキル基である場合には、離型性は向上するものの耐
熱性に劣り、定着用ロール等、高温になる部分に用いる
ことは困難であった。

【０００７】従って、本発明の目的は、型取り母型又は
定着ロール用材料として好適な、離型性シリコーンゴム
組成物及びその硬化物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
（イ）平均組成式Ｒａ　Ｒ１　ｂ　ＳｉＯ（４−ａ−ｂ
）／２　で表され、２５℃における粘度が１００〜１０
０，０００ｃｐのオルガノポリシロキサン：１００重量
部、

【０００９】（ロ）平均組成式Ｒｃ　Ｈｄ　ＳｉＯ
（４−ｃ−ｄ）／２　で表され、２５℃における粘度が
１〜５，０００ｃｐであるオルガノポリシロキサン：ケ
イ素原子結合水素原子が、（イ）成分中の脂肪族不飽和
炭化水素基１個当たり０．５〜１０個になるのに十分な
量、

【００１０】（ハ）無機質充填剤：５〜５００重量
部、（ニ）平均組成式Ｒｅ　Ｒ２　ｆ　ＳｉＯ（４−（
ｅ＋ｆ））／２　で表され、２５℃における粘度が５〜
５，０００ｃｐのオルガノポリシロキサン：１〜１００
重量部、及び触媒量の白金族触媒からなる離型性シリコ
ーンゴム組成物及びその硬化物によって達成された。

【００１１】（イ）成分の、平均組成式Ｒａ　Ｒ１　ｂ
　ＳｉＯ（４−ａ−ｂ）／２　において、Ｒは脂肪族不
飽和結合を有しない非置換若しくは置換の一価炭化水素
基、Ｒ１　は脂肪族不飽和炭化水素基であり、ａは１．
９０〜２．０５、ｂは０．０００５〜０．１且つａ＋ｂ
は１．９１〜２．０６である。

【００１２】Ｒの具体例としては、メチル基、エチル基
、プロピル基、ブチル基、オクチル基等のアルキル基、
シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、
トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル
基等のアラルキル基、或いはこれらの基の水素原子の一
部又は全部がハロゲン原子等で置換された３，３，３−
トリフルオロプロピル基などの、炭素数１〜１０、好ま
しくは炭素数１〜８の非置換又は置換の一価炭化水素基
が例示され、Ｒ１　の具体例としてはビニル基、アリル
基等の低級アルケニル基が例示される。

【００１３】通常、上記オルガノポリシロキサンは直鎖
状であるが、若干分岐していても良い。脂肪族不飽和炭
化水素基は分子鎖末端及び側鎖の何れの箇所にあっても
良いが、硬化後の機会的特性の点から少なくとも両末端
に存在することが好ましい。

【００１４】１分子中のＲ基は１種のみでも、２種以上
が混在していても良い。又、オルガノポリシロキサン自
体も１種だけであっても、２種以上の混合物であっても
良い。特に、比較的低粘度のオルガノポリシロキサンと
比較的高粘度のオルガノポリシロキサンとを混合するこ
とによって架橋密度と無機充填剤の量を変えることが可
能となるため、この場合には容易に目的の硬度のものを
得ることができる利点があり、硬化後のシリコーンゴム
の硬度を特定する場合には適している。

【００１５】（イ）成分のオルガノポリシロキサンの粘
度は、単一成分であるか混合物であるかに拘わらず、作
業性の点から、２５℃での粘度が１００〜１００，００
０ｃｐの範囲であるものとされるが、特に２００〜５０
，０００ｃｐの範囲であることが好ましい。

【００１６】本発明で使用する（ロ）成分の平均組成式
Ｒｃ　ＨｄＳｉＯ（４−ｃ−ｄ）／２　において、Ｒは
前記（イ）成分中のＲと同じであり、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、フェニ
ル基及び３，３，３−トリフルオロプロピル基等が例示
される。ｃは１．０〜２．１、ｄは０．００１〜１．０
且つ、ｃ＋ｄは１．００１〜３である。

【００１７】このオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ンは直鎖状、分岐鎖状、網状、環状の何れの形態をもと
り得るが、好ましくは直鎖状又は環状である。１分子中
のＲ基は１種のみであっても、２種以上が混在していて
もよい。又、オルガノハイドロジェンポリシロキサン自
体は１種とは限らず、２種以上の混合物であっても良い
。

【００１８】ケイ素原子に結合する水素原子の位置は分
子鎖末端及び側鎖の何れの箇所であっても良いが、（イ
）成分を硬化させるために、ケイ素原子に結合する水素
原子は（イ）成分中の脂肪族不飽和水素基一個当たり０
．５〜１０個、好ましくは１〜４個必要である。

【００１９】この（ロ）成分の２５℃における粘度は、
作業性或いは揮発性の点から、１〜５，０００ｃｐの範
囲、好ましくは１０〜５，０００ｃｐの範囲である。

【００２０】本発明に使用される（ハ）成分の無機質充
填剤は本組成物の粘度や流動性を適切なものとし、硬化
物の機械的強度、硬度、熱伝導性等を付与するものであ
り、具体例としては、ヒュームドシリカ、沈降法シリカ
、溶融シリカ、石英粉末、けいそう土、けい酸アルミニ
ウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、アルミナ、炭酸
カルシウム、炭酸亜鉛、カーボンブラック等が挙げられ
る。

【００２１】本発明においてはこれらの無機質充填剤の
中から適宜選択された１種若しくは２種以上が使用され
る。この無機質充填剤はオルガノシラン、オルガノシラ
ザン、シリコーンオイル等で表面処理したものも使用で
きる。

【００２２】（ハ）成分の添加量は、少なすぎると初期
の目的が達成されず、多過ぎると組成物の流動性が悪く
なるのみならず硬化物が脆くなるので、（イ）成分の１
００重量部に対して５〜５００重量部とする。

【００２３】本発明に使用される（ニ）成分の平均組成
式Ｒｅ　Ｒ２　ｆ　ＳｉＯ（４−（ｅ＋ｆ））／２　に
おいて、Ｒは（イ）成分におけるＲと同じであり、具体
例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基
、オクチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロ
プロピル基等が例示される。

【００２４】ｅは　　０．９５〜２．０５、ｆは０．０
０１〜１．０且つｅ＋ｆは１．９５〜２．０６であり、
Ｒ２　はヒドロキシル基、アルコキシ基、アミノ基、グ
リシジル基、メルカプト基から選ばれる基又はこれらの
基を含有する一価の有機基から選ばれる基で表される。

【００２５】上記Ｒ２　としてはヒドロキシル基、グリ
シジル基、メルカプト基、メトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキ
シエトキシ基等のアルコキシ基；−ＮＨ２　基、Ｎ−メ
チルアミノ基、Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ−プロピルアミ
ノ基、Ｎ−ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基
、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−シクロヘキシルアミ
ノ基、Ｎ−フェニルアミノ基、Ｎ−ベンジルアミノ基等
の非置換又は置換アミノ基；−（ＣＨ２　）　３　─Ｏ
Ｈ、−（ＣＨ２　）３　─ＮＨ２　、

【化１】

【化２】

【化３】

【化４】

【００２６】−（ＣＨ２　）　３　─ＳＨ、−（ＣＨ２
　）３　−Ｎ（ＣＨ３　）２　、 −（ＣＨ２　）　３　−ＮＨ−（ＣＨ２　）２　−ＮＨ
２　、−（ＣＨ２　）　３　─Ｏ−（Ｃ２　Ｈ４　Ｏ）
１　−Ｈ　　（１は正の整数を示す）等の基を例示する
ことができる。

【００２７】（ニ）成分のオルガノポリシロキサンの２
５℃における粘度は１０〜５，０００ｃｐであり、係る
オルガノポリシロキサンとして以下の具体例を挙げるこ
とができる。

【化５】

【化６】

【化７】

【化８】

【化９】

【化１０】

【化１１】

【化１２】

【化１３】

【化１４】

【化１５】

【化１６】

【化１７】

【化１８】 （ここでｍ及びｎはそれぞれ正の整数を示す）

【００２
８】上記（ニ）成分の添加量は（イ）成分のオルガノポ
リシロキサン１００重量部に対して１〜１００重量部、
好ましくは１〜３０重量部である。添加量が１重量部よ
り少ない場合には離型性に対する十分な効果が発現され
ず、一方１００重量部を越えて添加しても、離型性に対
する効果は飽和するので不経済であるのみならず、大量
に加えることによる物性の低下が生じる。

【００２９】尚、この（ニ）成分がアミノ基を含有する
ものについては、分子中のアミノ基含有量が大きい場合
には、これを多量に添加すると、触媒である白金族化合
物と反応して硬化阻害を生ずる場合がある。従って、（
ニ）成分のアミノ基含有ポリシロキサンを多量に添加す
る場合には一分子中のアミノ基含有量を低いものとする
ことが好適である。

【００３０】本発明に使用される（ホ）成分の白金族触
媒は、（ハ）成分のケイ素原子に結合する脂肪族不飽和
炭化水素基と（ロ）成分のケイ素原子に結合する水素原
子とを付加反応させるための触媒であり、具体的には、
微粒子白金、炭素粉末担体上に吸着させた微粒子状白金
、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、白金の
キレート化合物、塩化白金酸とビニルシロキサンの配位
化合物及びパラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニ
ウム、オスミウムの各金属の化合物等が例示される。 これらのうち、特に白金系触媒が好ましい。

【００３１】白金族触媒の添加量は（イ）成分と（ロ）
成分とのヒドロシリレーション反応を促進するのに必要
な触媒量であり、好ましくは（イ）、（ロ）及び（ニ）
成分の合計量に対し、白金族金属として１〜２００ｐｐ
ｍとなる量である。

【００３２】本発明においては、上記の硬化反応を抑制
して取り扱いを容易なものとするために、有機窒素化合
物、アセチレン系化合物、錫化合物等の付加反応遅延剤
を添加することが好ましい。その他必要に応じて帯電防
止剤、耐熱剤、難燃剤、顔料、ガラス繊維、炭素繊維等
を添加しても良い。

【００３３】この様にして得られた組成物は、型取り母
型用シリコーンゴムとして、又定着用ロール材料等、硬
化したゴム表面の離型性が要求される用途に適用される
。

【００３４】特に、最近の乾式複写機の定着部では、定
着用バックアップロール材料としてシリコーンゴムを用
い、ヒーターロールとしてはテフロンを使用し、或いは
シリコーンゴムを芯金に被覆し、更に、これらに対して
ＰＦＡ、フッ素ラテックス、又はフッ素シリコーンゴム
等を表面コート剤として用いて耐久性を向上させる手法
を採ったものが多いが、上記の如き材質を用いた場合に
は、従来の様なジメチルシリコーンオイルの内部添加を
行った場合に滲み出るジメチルシリコーンオイルと上記
表面コート剤との相溶が悪く、ハジキのでることがある
。

【００３５】これに対し、本発明の組成物においてはこ
の様な表層剤に対しても十分な親和性を有するので、ハ
ジキのでることが少ないという利点がある。

【００３６】更に、最近ではコピー材もフルカラー化さ
れてきており、カラートナーに対する離型性が要求され
る様になってきているが、この様な場合にはヒーターロ
ールのシリコーンゴム表面に、本発明に係る組成物を、
例えば数十〜数百μｍ程度に薄くコーティングして硬化
させた被膜を形成しておくことにより、従来のジメチル
シリコーンゴムやＰＦＡチューブ被膜等のロール材料等
に比べて、カラートナーに対する優れた離型効果が得ら
れる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の離型性シリコーンゴム組成物は
付加硬化型シリコーンゴムの硬化後の離型性能を大幅に
向上させると共に、型取り母型又は定着ロール用材料と
して用いた場合の機械的物性の低下が少なく、長期の使
用に対しても、型の収縮やロール径の細り等が小さく極
めて耐久性に優れている。又、付加硬化型であるため硬
化反応が速いのみならず深部硬化性にも優れ、縮合型、
パーオキサイド硬化型シリコーンゴムに比べ作業工程を
大幅に短縮することができるという利点も兼ね備えてお
り、機械吐出混合注型による自動化成型、ライン生産の
合理化にも適している。

【００３８】

【実施例】次に、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。

【００３９】

【実施例１〜４及び比較例】ニーダー中に、末端がジメ
チルビニルシリル基で封鎖された２５℃における粘度が
５，０００ｃｐのジメチルポリシロキサン１００重量部
及びヒュームドシリカ（アエロジル３００：日本アエロ
ジル株式会社製商品名）２５重量部を添加し、更に、ヘ
キサメチルジシラザン５重量部及び水２重量部を加え、
１５０℃で２時間加熱してベースコンパウンドを得た。 このベースコンパウンド１００重量部に対して、下記構
造式を有し２５℃における粘度が１５ｃｓであるメチル
ハイドロジェンポリシロキサン２．５重量部及び塩化白
金酸のビニルシロキサン錯体を白金換算で５０ｐｐｍ添
加し、基本となる組成物（Ｉ）を得た。この組成物を６
０℃／２時間で硬化させた後の特性は以下のようであっ
た。

【化１９】

【００４０】硬化前特性； 粘度（ｃｐ）　　　　　　　　　　　　　　：７８０硬
化後特性； 硬さ（ＪＩＳ−Ａ）　　　　　　　　：３５伸び（％）
　　　　　　　　　　　　　　　　：４５０引張り強さ
（ｋｇ／ｃｍ２　）：４０

【００４１】この基本組成物（Ｉ）１００重量部に対し
、（ニ）成分である以下に示す（Ａ）〜（Ｅ）の各オイ
ルを表１に記載した量添加した。

【表１】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　実施例１　　実
施例２　　実施例３　　実施例４　　比較例添加オイル
の種類　　　　　　Ａ　　　　　　　　Ｂ　　　　　　
　　Ｃ　　　　　　　　Ｄ　　　　　　　　Ｅ添加量（
重量部）　　　　　　８　　　　　　　　８　　　　　
　　　８　　　　　　　　３　　　　　　　　８通紙枚
数（枚）　　　　１８，０００　　　　２２，０００　
　　　３５，０００　　　　９８，０００　　　　１０
，０００

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【化２３】

【００４２】得られた各組成物を、ＰＰＣ（プレインペ
ーパーコピヤー）の熱定着ロールの表面コートとして、
通常のジメチルシリコーンゴムより成るエラストマー成
型体の上に、６０℃／２時間の条件で硬化させて２００
μｍの厚みに成型し、実際のカラーコピーマシーンのロ
ールとして使用した。各ロールの寿命を、黄色トナーが
オフセットするまでのＡ４版紙の通紙枚数で評価した結
果は表１に示した通りである。

【化２４】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（イ）平均組成式がＲａ　Ｒ１　ｂ　
   ＳｉＯ（４−ａ−ｂ）／２　（式中、Ｒは脂肪族不飽和
   結合を有しない非置換若しくは置換の一価炭化水素基、
   Ｒ１　は脂肪族不飽和炭化水素基、ａは１．９０〜２．
   ０５且つｂは０．０００５〜０．１であり、ａ＋ｂは１
   ．９１〜２．０６である）で表され、２５℃における粘
   度が１００〜１００，０００ｃｐのオルガノポリシロキ
   サン：１００重量部、 （ロ）平均組成式がＲｃ　Ｈｄ　ＳｉＯ（４−ｃ−ｄ）
   ／２　（式中、Ｒは（イ）成分におけるＲと同じであり
   、ｃは１．０〜２．１、ｄは０．００１〜１．０且つｃ
   ＋ｄは１．００１〜３である）で表され、２５℃におけ
   る粘度が１〜５，０００ｃｐであるオルガノポリシロキ
   サン：ケイ素原子結合水素原子が、（イ）成分中の脂肪
   族不飽和炭化水素基１個当たり０．５〜１０個になるの
   に十分な量、（ハ）無機質充填剤：５〜５００重量部、
   （ニ）平均組成式Ｒｅ　Ｒ２　ｆ　ＳｉＯ（４−（ｅ＋
   ｆ））／２　（式中、Ｒは（イ）成分におけるＲと同じ
   であり、ｅは０．９５〜２．０５、ｆは０．００１〜１
   ．０且つｅ＋ｆは１．９５〜２．０６、Ｒ２　はヒドロ
   キシ基、アルコキシ基、アミノ基、グリシジル基、メル
   カプト基から選ばれる基又はこれらの基を含有する一価
   の有機基の中から選ばれる基）で表され、２５℃におけ
   る粘度が５〜５，０００ｃｐのオルガノポリシロキサン
   ：１〜１００重量部、及び触媒量の白金族触媒とからな
   る離型性シリコーンゴム組成物。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の組成物を硬化してな
   る硬化物。