JPH0811243A - 定着ロールの製造方法 - Google Patents

定着ロールの製造方法

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JPH0811243A
JPH0811243A JP6173615A JP17361594A JPH0811243A JP H0811243 A JPH0811243 A JP H0811243A JP 6173615 A JP6173615 A JP 6173615A JP 17361594 A JP17361594 A JP 17361594A JP H0811243 A JPH0811243 A JP H0811243A
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tubular
roll
fixing roll
component
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Akito Nakamura
明人 中村
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Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フッ素樹脂フィルム層とシリコーンゴム層と
が強固に結合しており、トナー離型性，耐久性に優れた
定着ロールを効率よく製造する方法を提供する。 【構成】 筒状金型の筒壁の内壁部に、ケイ素原子結合
水素原子含有オルガノポリシロキサン油が内面に塗工さ
れた筒状フッ素樹脂フィルムを挿入固定し、該筒状金型
の中心部にロール用芯金を挿入固定し、しかる後に、該
筒状フィルム内面と該ロール用芯金との間に液状シリコ
ーンゴム組成物を充填し加熱硬化させることを特徴とす
る、芯金上にシリコーンゴム層があり、該シリコーンゴ
ム層上にフッ素樹脂フィルム層が積層されてなる定着ロ
ールの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機，ファクシミ
リ，プリンターなどに使用される定着ロールの製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】複写機，ファクシミリ，プ
リンターなどの定着ロールの被覆材としては、耐熱性，
圧縮永久歪などが優れることからシリコーンゴムが広く
利用されている。近年、定着ロールの高性能化に伴い、
現像剤であるトナーのロール表面への固着し難さ（トナ
ー離型性）を更に向上させるためにシリコーンゴム被覆
層の表面にフッ素樹脂を被覆した定着ロールが用いられ
るようになってきた。このようなフッ素樹脂被覆ロール
の下層部に使用されるシリコーンゴムとしては、無機質
充填剤の配合量を減らした低硬度のシリコーンゴムが知
られている。
【０００３】かかる定着ロールは、一般に、シリコーン
ゴム被覆ロールの表面にフッ素樹脂を塗布し焼き付ける
ことによって製造されていた。またシリコーンゴム被覆
ロールの表面にフッ素樹脂フィルムを接着剤にて接着さ
せることにより製造されていた。ところが、これらの方
法においては、シリコーンゴム層の表面にフッ素樹脂層
を均一に被覆できないとか、シリコーンゴム層のフッ素
樹脂フィルムへの接着性が不十分であり、トナー離型
性，耐久性に優れた定着ロールが得られないという問題
点があった。また、この方法は製造工程が複雑であり、
生産効率が低い等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記問題
点を解消すべく鋭意研究した結果、本発明に到達した。
本発明の目的は、フッ素樹脂フィルム層とシリコーンゴ
ム層とが強固に結合しており、トナー離型性，耐久性に
優れた定着ロールを効率よく製造する方法を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用】本発明
は、筒状金型の筒壁の内壁部に、ケイ素原子結合水素原
子含有オルガノポリシロキサン油が内面に塗工された筒
状フッ素樹脂フィルムを挿入固定し、該筒状金型の中心
部にロール用芯金を挿入固定し、しかる後に、該筒状フ
ィルム内面と該ロール用芯金との間に液状シリコーンゴ
ム組成物を充填し加熱硬化させることを特徴とする、芯
金上にシリコーンゴム層があり、該シリコーンゴム層上
にフッ素樹脂フィルム層が積層されてなる定着ロールの
製造方法に関する。
【０００６】以下、本発明の製造方法について図面を参
照にて説明する。本発明の定着ロールの製造方法は、ま
ず、筒状金型１の筒壁の内壁部に、ケイ素原子結合水素
原子含有オルガノポリシロキサン油が内面に塗工された
筒状フッ素樹脂フィルム２を挿入固定し、筒状金型１の
中心部にロール用芯金３を挿入固定する。ここで、筒状
フッ素樹脂フィルムを構成するフッ素樹脂としては、４
フッ化エチレン樹脂・パーフロロアルコキシエチレン樹
脂共重合体（ＰＦＡ樹脂）、４フッ化エチレン樹脂（Ｐ
ＴＦＥ樹脂）、フッ素ゴム等が例示される。またこの筒
状フィルムの厚さは３０〜７０μｍであることが一般的
である。筒状フッ素樹脂フィルム２の内面にはケイ素原
子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンが塗工され
ている。このオルガノポリシロキサンは、成形時に液状
シリコーンゴム組成物と接触し硬化し、シリコーンゴム
層の上に硬いシリコーン層を形成しロール形状を維持す
る働きをする。また円筒状フッ素樹脂フィルムとシリコ
ーンゴムを強固に接着させる働きをする成分である。こ
のオルガノポリシロキサンは、通常、１分子中に２個以
上のケイ素原子結合水素原子を有するものが使用される
が、好ましくは１分子中に３個以上のケイ素原子結合水
素原子を含有するものが使用される。本成分の分子構造
については特に限定はなく、直鎖状、分岐状を含む直鎖
状、環状のいずれでもよいが、より硬く強靱な被覆層を
形成する必要がある場合には、分岐状のオルガノポリシ
ロキサン、例えば、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉ
Ｏ4/2単位からなる共重合体、（ＣＨ3）2ＳｉＯ1/2単位
と（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位からなる
共重合体が好ましく使用される。かかる成分の具体例を
示すと、両末端トリメチルシロキシ基封鎖のメチルハイ
ドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ
基封鎖のジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンポ
リシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェン
シロキシ基封鎖のジメチルシロキサン・メチルハイドロ
ジェンシロキサン共重合体、ジメチルシロキサン・メチ
ルハイドロジェンシロキサン環状共重合体、（ＣＨ3）2
ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位からなる共重合体、
（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位
およびＳｉＯ4/2単位からなる共重合体が挙げられる。
かかるケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキ
サンを筒状フッ素樹脂フィルム内面に塗布する方法とし
ては、スプレー塗布，はけ塗り，スポンジ塗り等があ
り、本発明の製造方法においてはいずれの方法を採用し
てもよい。その際、有機溶剤により希釈して塗布しても
よい。また、このオルガノポリシロキサンの塗布量は、
塗膜が筒状フッ素樹脂フィルムの内面に連続的に成形さ
れるために必要とされる量であり、通常はフッ素樹脂フ
ィルム１ｍ2当り０.０１ｇ〜２ｇの範囲内で使用され
る。しかる後に、この筒状フッ素樹脂フィルム２とロー
ル用芯金３との間の空間部に液状シリコーンゴム組成物
の注入口５から液状シリコーンゴム組成物を圧力下に注
入し、次いで、所要の温度で所要の時間金型を加熱する
ことにより、液状シリコーンゴム組成物を硬化させる。
加熱硬化後、金型を冷却し、内容物を取り出せば、ロー
ル芯金３上にシリコーンゴム層があり、シリコーンゴム
層の上にフッ素樹脂フィルム層が形成された定着ロール
が得られる。ここで、加熱硬化温度は、通常、５０〜２
２０℃の範囲であり、好ましくは５０〜１７０℃の温度
範囲内で行われる。
【０００７】本発明で使用される液状シリコーンゴム組
成物は、反応性基を有する液状オルガノポリシロキサ
ン、架橋剤および硬化触媒を主剤とする常温下で液状ま
たはペースト状の組成物であり、常温下で放置するか、
加熱すると硬化してゴム状弾性体になるものであり、サ
グタイプ、ノンサグタイプのいずれでもよい。これらの
中でも本発明において特に好ましいのは、次に示すよう
な液状シリコーンゴム組成物である。 (Ａ)１分子中に２個以上の低級アルケニル基を有するジオルガノポリシロキサン (Ｂ)１分子中に２個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキ サン 本成分中のケイ素原子結合水素原子の合計量と (Ａ)成分中の全低級アルケニル基の合計量との モル比が、（０.１：１）〜（１：１）となる ような量、 および (Ｃ)無機質充填剤 ０〜５０重量部、 (Ｄ)白金系触媒 (Ａ)〜(Ｂ)成分の合計量１００万重量部に対し て白金金属として０.１〜１,０００重量部 から成るものである液状シリコーンゴム組成物である。
【０００８】これを説明すると、(Ａ)成分のジオルガノ
ポリシロキサンは、１分子中に２個以上のケイ素原子結
合アルケニル基を有することが必要である。このような
アルケニル基としてはビニル基，アリル基，プロペニル
基が例示される。また、アルケニル基以外のケイ素原子
結合有機基としてはメチル基，エチル基，プロピル基で
例示されるアルキル基；フェニル基，トリル基で例示さ
れるアリール基；３,３,３−トリフロロプロピル基，３
−クロロプロピル基で例示される置換アルキル基などが
挙げられる。このようなジオルガノポリシロキサンとし
ては、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖のジメチル
ポリシロキサン、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖
のジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重
合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖のジメチル
シロキサン・ジフェニルシロキサン・メチルビニルシロ
キサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖のジ
メチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、
両末端トリメチルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン
・メチルフェニルシロキサン・メチルビニルシロキサン
共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖のメチ
ル（３,３,３−トリフロロプロピル）ポリシロキサン、
両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖のジメチルシロキ
サン・メチル（３,３,３−トリフロロプロピル）シロキ
サン共重合体等が例示される。かかるジオルガノポリシ
ロキサンの分子構造は直鎖状であるが、少量の分岐を含
む直鎖状のジオルガノポリシロキサンであってもよい。
かかるジオルガノポリシロキサンは、２５℃における粘
度が１００〜５０,０００センチポイズの範囲のもので
あることが必要である。
【０００９】(Ｂ)成分は架橋剤であり、１分子中に少な
くとも２個のケイ素原子結合水素原子を有することが必
要である。ケイ素原子結合水素原子以外の有機基として
は、メチル基，エチル基，プロピル基で例示されるアル
キル基；フェニル基，トリル基で例示されるアリール
基；３,３,３−トリフロロプロピル基，３−クロロプロ
ピル基で例示される置換アルキル基などが挙げられる。
分子構造は直鎖状、環状、網目状のいずれでもよい。本
成分の具体例を示すと、両末端トリメチルシロキシ基封
鎖のメチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリ
メチルシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン・メチルハ
イドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイ
ドロジェンシロキシ基封鎖のジメチルシロキサン・メチ
ルハイドロジェンシロキサン共重合体、ジメチルシロキ
サン・メチルハイドロジェンシロキサン環状共重合体、
（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位からなる共
重合体、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位、（ＣＨ3）2ＨＳｉ
Ｏ1/2単位およびＳｉＯ4/2単位からなる共重合体があげ
られる。粘度は特に限定されないが２５℃における粘度
が３〜１０,０００センチポイズのものが好ましい。本
成分の配合量は、本成分中のケイ素原子結合水素原子モ
ル数と(Ａ)成分中のケイ素原子結合アルケニル基のモル
数の比が（０.１：１）〜（１：１）となるような量で
ある。
【００１０】(Ｃ)成分の無機質充填剤としては、一般に
シリコーンゴムに使用されている従来公知のものでよ
く、その種類等については特に限定されない。これらの
無機質充填剤としては、フュームドシリカ，沈降シリ
カ，オルガノシランやオルガノシロキサンで処理された
フュームドシリカもしくは沈降シリカ，溶融シリカ粉
末，石英粉末，けいそう土，カーボンブラック、ならび
に炭酸カルシュウム，アルミナ，酸化鉄，酸化チタン，
酸化亜鉛，酸化マグネシウムの各粉末などが例示され
る。本成分は必要に応じて使用されるものであり、その
配合量は０〜５０重量部である。
【００１１】(Ｄ)成分の白金系触媒は本発明の組成物を
硬化させるための触媒であり、白金微粉末，塩化白金
酸，塩化白金酸のオレフィン錯体，塩化白金酸のアルコ
ール溶液，塩化白金酸とアルケニルシロキサンとの錯体
などが例示される。また、これらの白金系触媒を含有す
る熱可塑性樹脂を微粒子としたものを用いてもよい。本
成分の添加量は、(Ａ)成分１００万重量部に対して白金
金属として０.１〜１,０００重量部、好ましくは１〜１
００重量部の範囲である。これは０.１重量部未満で
は、硬化が充分でなくなり、１,０００重量部を超える
と不経済であるためである。
【００１２】この組成物は上記(Ａ)成分〜(Ｄ)成分から
なるものであるが、これにはシリコーンゴム用添加剤と
して知られている従来公知の耐熱剤，難燃剤，内部離型
剤などの各種添加剤を添加配合することは、本発明の目
的を損なわない限り差し支えない。
【００１３】この組成物は上記した(Ａ)成分〜(Ｄ)成分
あるいは必要に応じて(Ａ)成分〜(Ｄ)成分に加えてその
他の成分を加えて、均一に混合することによって製造さ
れる。かかる組成物の粘度は２５℃における粘度が１
０,０００〜２,０００,０００センチポイズの範囲内で
あることが好ましい。これは１０,０００センチポイズ
未満になるとシリコーンゴムとして特性が得られないこ
とがあり、また２,０００,０００センチポイズを越える
と成形時に金型などへの材料の注入が困難となり、注入
時間が長くなったり、高い圧力が必要になるなどの不具
合が生ずることがあるためである。
【００１４】以上のような本発明の製造方法により得ら
れた定着ロールは、フッ素樹脂フィルム内面とシリコー
ンゴムが接触している外層部は内層部に対して相対的に
架橋密度が高く硬度が高いシリコーン硬化物を形成して
おり、フッ素樹脂フィルムとシリコーンゴム間に強固な
接着を発現させている部分層である。その硬度の値はロ
ールの低硬度化を損なわない程度であれば良い。そして
この層の厚さは液状シリコーンゴム組成物の硬化温度条
件によって異なるが通常は１,０００ミクロン以下であ
る。一方、低硬度の内層部は、表層部に対して相対的に
架橋密度が低く硬度が低いシリコーン硬化物からなるも
のであり、その硬度はＪＩＳ Ａ硬度で２０以下である
ことが好ましい。また定着ロール自体の表面硬度はＪＩ
Ｓ Ａ硬度で３５以下であることが好ましい。
【００１５】
【実施例】次に本発明を実施例によって説明する。実施
例中、部とあるのは重量部のことであり、また粘度は２
５℃における値である。尚、実施例中、液状シリコーン
ゴム組成物の各種特性の評価は次の方法に従って行っ
た。 ○定着ロール表面の硬度 定着ロール表面にＪＩＳ Ｋ６３０１に規定するスプリ
ング式Ａ型硬度計を施し、その硬度目盛りを読み取っ
た。 ○ロール成形性 定着ロールを成形後、その外観を肉眼にて観察し、完成
品としての定着ロールが成形されている場合は良好とし
た。 ○接着性 定着ロールを成形後、ロール芯金を固定してフッ素樹脂
フィルム層を手で引張り、その破断面の凝集破壊率を測
定した。
【００１６】
【実施例１】粘度１５,０００センチポイズの分子鎖両
末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチル
ポリシロキサン（ビニル基含有量０.２３重量％）１０
０部、比表面積２００ｍ2／ｇのヒュームドシリカ１５
部、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサ
ン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（ケイ素
原子結合水素原子含有量０.９重量％）０.５部、硬化抑
制剤として１−エチニール−１−シクロヘキサン０.５
部、白金系触媒として塩化白金酸と１,３−ジビニルテ
トラメチルジシロキサンとの錯体触媒（白金含有量０.
６重量％）０.６部とを加えて均一に混合して５００,０
００センチポイズの粘度を有する液状シリコーンゴム組
成物を得た。次に、ナトリウムナフタレン処理した厚さ
５０μｍの４フッ化エチレン樹脂フィルムを準備し、そ
の内面に両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイド
ロジェンポリシロキサン（ケイ素原子結合水素原子含有
量０.１６重量％）を０.２ｇ／ｍ2の量となるように塗
布した。この筒状フィルム２を長さ４００mm，内径２０
mmの円筒状金型１の筒側の内壁部に挿入固定した。次い
で、直径１０mmの鉄製ロール芯金３を挿入した後、上記
液状シリコーンゴム組成物の注入口５から上記液状シリ
コーンゴム組成物を注入圧力２kg／cm2において圧入
し、１５０℃にて、１０分間保ってシリコーンゴム組成
物を加熱硬化させた。冷却後、金型の内容物である定着
ロールを取り出した。得られたフッ素樹脂被覆シリコー
ンゴムロールの特性を測定した。これらの測定結果を後
記する表１に示した。
【００１７】
【実施例２】実施例１において両末端トリメチルシロキ
シ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン０.５部の代
わりに、Ｍｅ2ＨＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ2単位からな
り、ケイ素原子結合水素原子含有量１.２重量％のメチ
ルハイドロジェンシロキサンレジン０.５部を筒状フッ
素樹脂フィルムの内面に塗布した以外は実施例１と同様
にして定着ロールを製造した。この定着ロールの特性を
実施例１と同様にして測定した。これらの結果を表１に
併記した。
【００１８】
【比較例１】実施例１において両末端トリメチルシロキ
シ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサンを塗布した筒
状フッ素樹脂フィルムの代わりに、筒状フッ素樹脂フィ
ルムそのもの（両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサンを塗布しない筒状フッ素
樹脂フィルム）を使用した以外は実施例１と同様にして
定着ロールを製造した。この定着ロールの特性を実施例
１と同様にして測定した。これらの結果を表１に併記し
た。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明の定着ロールの製造方法は、筒状
金型の筒壁の内壁部に、ケイ素原子結合水素原子含有オ
ルガノポリシロキサン油が内面に塗工された筒状フッ素
樹脂フィルムを挿入固定し、該筒状金型の中心部にロー
ル用芯金を挿入固定し、しかる後に、該筒状フィルム内
面と該ロール用芯金との間に液状シリコーンゴム組成物
を充填し加熱硬化させることを特徴とする、芯金上にシ
リコーンゴム層があり、該シリコーンゴム層上にフッ素
樹脂フィルム層が積層されてなる定着ロールの製造方法
からなるので、フッ素樹脂フィルム層とシリコーンゴム
層とが強固に結合しており、トナー離型性，耐久性に優
れた低硬度の定着ロールを効率よく製造することができ
るという特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法による生産工程における定着ロー
ルの縦断面図である。
【図２】本発明の方法による生産工程における定着ロー
ルの横断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状金型 ２ 筒状フッ素樹脂フィルム ３ ロール用芯金 ４ シリコーンゴム組成物 ５ 液状シリコーンゴム組成物の注入口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 筒状金型の筒壁の内壁部に、ケイ素原子
    結合水素原子含有オルガノポリシロキサン油が内面に塗
    工された筒状フッ素樹脂フィルムを挿入固定し、該筒状
    金型の中心部にロール用芯金を挿入固定し、しかる後
    に、該筒状フィルム内面と該ロール用芯金との間に液状
    シリコーンゴム組成物を充填し加熱硬化させることを特
    徴とする、芯金上にシリコーンゴム層があり、該シリコ
    ーンゴム層上にフッ素樹脂フィルム層が積層されてなる
    定着ロールの製造方法。
  2. 【請求項２】 液状シリコーンゴム組成物が(Ａ)２５℃における粘度が１０ ０〜５０,０００センチポイズであり、１分子中に２個以上のケイ素原子結合ア ルケニル基を有するジオルガノポリシロキサン １００重量部、 (Ｂ)１分子中に２個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジ ェンポリシロキサン 本成分の配合量は本成分中のケイ素原子結合水素 原子のモル数と(Ａ)成分中のケイ素原子結合アル ケニル基のモル数の比が（０.１：１）〜（１： １）となる量、 (Ｃ)無機質充填剤 ０〜１５０重量部、 (Ｄ)白金系触媒 (Ａ)成分１００万重量部に対して白金 金属として０.１〜１,０００重量部 からなるものである請求項１記載の定着ロールの製造方
    法。
  3. 【請求項３】 定着ロールの表面硬度がＪＩＳ Ａ硬度
    で３５以下である請求項および請求項２記載の定着ロー
    ルの製造方法。
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