JPH0753432B2

JPH0753432B2 - 弾性ロール

Info

Publication number: JPH0753432B2
Application number: JP2303238A
Authority: JP
Inventors: 登島本; 博武井
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH04173328A

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
内表面をエッ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61−38957）。

〔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、接着の耐久性が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
での硬化速度が大きいため、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（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、（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ェンポリシロキサ
ン、（ハ）白金系触媒、及び（ニ）エポキシ基、アルコ
キシ基、ビニル基、及びSiH基からなる群より選択され
る２種以上の官能基を一分子中に有する有機ケイ素化合
物を含有する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−トリフル
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、例えばフェームドシリカ、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、Si−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プ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ができる。使用される代表的なプラ
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プライマーNo.16、N
o.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ェンポリシロキサ
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ェンポリシロキサン：オルガノハイドロジェンポ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
して組成物の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ェンポリ
シロキサンの使用量は、それに含まれるSi−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［Si−Ｈ基］／［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１〜100ppm程度でよい。

（ニ）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、接着性付与剤が分子中に官能基と
してSi−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：［SiH基］／［アルケニル基］が
0.5〜10の範囲になるような量が好ましい。

充填剤及び転化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、かる硬度の調整は、架橋剤
である前記（ロ）オルガノハイドロジェンポリシロキサ
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、ディップ塗布などにより
塗布する方法がある。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−トリクロロエタン、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、0.1〜0.3mm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℃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バフがけする
ことが好ましい。

（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ッチング
処理しておくことが好ましい。また、ナトリウム−ナフ
タレン等で内表面がエッ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0.05〜1.0mm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の被覆を
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℃/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５〜10m
m、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）上にシリコーン系プライマー（信越化学工業
（株）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（株）製、商品名
KE−7010u）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（ターシャリーブチルパーオキ
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（株）製、商品名KE−164u）下記式のメチルハイドロジェンポリシロキサン塩化白金酸のイソプロパノール溶液 0.1重量部（Pt濃度が１重量％）下記式の接着付与剤以上を、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℃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］／［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であった。

一方、熱収縮型のフッ素系樹脂チューブ（ゼウス社製FE
P樹脂、収縮前の内径105mmφ、厚さ0.25mm）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
りエッチング処理し、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℃/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、100.9〜101.0mmφであり、
偏心度は0.1mm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、
用紙エッジによるフッ素系樹脂被覆層の摩耗が0.1mmを
超えてオフセットが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が安定で耐久性が高
く、またロール径の精度が高いものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開平２−119662（ＪＰ，Ｕ) 東芝シリコーン株式会社「接着性液状シリコーンゴム（熱硬化・１成分形）ＴＳＥ 32ＸＸシリーズ」カタログ（1985年９月) 第１〜２頁東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社社「エレクトロニクス用シリコーン」カタログ（1990年６月）第８〜９頁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）ロール状の芯金上に設けられたシ
リコーゴム弾性層、（ｂ）上記（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、（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ェンポリシロキサン、（ハ）白金系触媒、及び（ニ）エポキシ基、アルコキシ基、ビニル基、及びSiH
基からなる群より選択される２種以上の官能基を一分子
中に有する有機ケイ素化合物を含有する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。
【請求項２】前記（ｂ）の接着剤層の、JIS Ｋ 6301
に準拠して測定した硬度が、前記（ａ）のシリコーゴム
弾性層の、同規格に準拠して測定した硬度と同等ないし
10高めである請求項１に記載の弾性ロール。