JP2019191304A - Sponge roller and image forming apparatus - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
この発明は、スポンジローラ及び画像形成装置に関し、更に詳しくは、高品質かつ低コストであり、耐久性が良好なスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a sponge roller and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a high-quality and low-cost sponge roller having good durability, and an image forming apparatus including the sponge roller.
レーザープリンタ、複写機、ビデオプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、記録体に転写された現像剤を定着する定着手段を備えており、定着手段としては、例えば、熱ローラ定着方式が採用されている。このような方式において、定着ローラは、記録体に転写されたトナー像に接触してトナーを溶融するために、ハロゲンヒーター等の加熱源によって所定の加熱温度に制御され、定着ローラには加圧ローラが圧接されて、両ローラ間に定着ニップを形成している。 Various types of image forming apparatuses using an electrophotographic system are employed in laser printers, copiers, video printers, facsimiles, and complex machines of these. An image forming apparatus using an electrophotographic system includes a fixing unit that fixes a developer transferred to a recording medium. As the fixing unit, for example, a heat roller fixing system is adopted. In such a system, the fixing roller is controlled to a predetermined heating temperature by a heating source such as a halogen heater in order to melt the toner by contacting the toner image transferred to the recording medium, and pressurizing the fixing roller. The rollers are pressed against each other to form a fixing nip between the two rollers.
このように、定着・加圧ローラは、加熱による影響を受けるローラであるため、幅の狭い小サイズの用紙を連続通紙すると、通紙領域では、熱量が用紙に奪われるので温度は低くなるが、非通紙領域では、熱が蓄積されて温度が高くなりやすい。この通紙領域と非通紙領域との温度差によって、小サイズの用紙の後に大サイズの用紙を通紙すると、用紙にしわが発生したり、定着性にムラが生じたりする問題があった。このような問題を解決するために、定着・加圧ローラの熱伝導率を向上させる試みがなされている。 As described above, since the fixing / pressure roller is a roller that is affected by heating, when a small-sized paper having a small width is continuously passed, the amount of heat is deprived by the paper in the paper passing region, and the temperature is lowered. However, in the non-sheet passing region, heat is accumulated and the temperature tends to increase. Due to the temperature difference between the sheet passing area and the non-sheet passing area, if a large size sheet is passed after a small size sheet, there is a problem that the sheet is wrinkled or the fixing property is uneven. In order to solve such problems, attempts have been made to improve the thermal conductivity of the fixing / pressure roller.
熱伝導性に着目したスポンジローラとして、例えば、特許文献１には、少なくとも芯金上に弾性層を有し、弾性層より表層側にフッ素ゴムとフッ素樹脂と熱伝導性フィラーを混ぜた熱伝導性フッ素ゴムラテックス層を有する定着ローラにおいて、熱伝導性フッ素ゴムラテックス層と弾性層との間に熱伝導性フッ素ゴムラテックス層よりも高熱伝導性シリコーンゴムよりなる中間層を有する、定着ローラが開示されている。さらに、当該文献には、定着ローラ表面のフッ素ゴムラテックス層が高熱伝導化されることで外部加熱ユニットからの熱を効率よく蓄え、かつその蓄えた熱の記録体上への吐き出しがスムーズに行われことが可能となり、定着性が向上すると記載されている。 As a sponge roller that focuses on thermal conductivity, for example, in Patent Document 1, at least an elastic layer is provided on a metal core, and heat conduction is performed by mixing fluororubber, fluororesin, and a thermal conductive filler on the surface layer side of the elastic layer. Disclosed is a fixing roller having a conductive fluororubber latex layer, wherein the fixing roller has an intermediate layer made of silicone rubber having a higher thermal conductivity than the heat conductive fluororubber latex layer between the heat conductive fluororubber latex layer and the elastic layer. Has been. Furthermore, in this document, the fluororubber latex layer on the surface of the fixing roller has a high thermal conductivity so that the heat from the external heating unit can be efficiently stored and the stored heat can be smoothly discharged onto the recording medium. It is described that the fixing property is improved.
また、特許文献２には、芯金の周面にシリコーンゴムスポンジ層を介してフッ素樹脂層を設けた定着器用加圧ローラにおいて、シリコーンゴムスポンジ層とフッ素樹脂層の間に厚み２ｍｍ以下で熱伝導率が１×１０-3ｃａｌ／cm・ｓ・℃以上である高熱伝導弾性層を有することを特徴とする加圧ローラが開示されている。さらに、当該文献には、連続的な部分通紙においても通紙部と非通紙部の温度差が大きくならず、紙しわの発生を抑制できると記載されている。 In Patent Document 2, in a pressure roller for a fixing device in which a fluororesin layer is provided on a peripheral surface of a core metal via a silicone rubber sponge layer, a heat of 2 mm or less is provided between the silicone rubber sponge layer and the fluororesin layer. A pressure roller characterized by having a high thermal conductive elastic layer having a conductivity of 1 × 10 −3 cal / cm · s · ° C. or higher is disclosed. Further, the document describes that even in continuous partial sheet passing, the temperature difference between the sheet passing part and the non-sheet passing part does not increase, and the generation of paper wrinkles can be suppressed.
さらに、特許文献３には、加圧ローラは、芯金と、該芯金の外周面に設けられる弾性層と、該弾性層の外周面に設けられ、該弾性層よりも高い熱伝導性を有する高熱伝導層と、該高熱伝導層の外周面に設けられる離型層と、を備える加圧ローラが開示されている。当該文献には、定着ローラから加圧ローラに伝達された熱は、高熱伝導層の内部を拡散して加圧ローラの表面からごく浅い範囲だけが均熱化され、これにより、加圧ローラに吸収される熱量を極力低減して加圧ローラの温度上昇を抑え、加圧ローラの温度分布を均一化することができると記載されている。 Further, in Patent Document 3, the pressure roller includes a cored bar, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the cored bar, and an outer peripheral surface of the elastic layer, and has a higher thermal conductivity than the elastic layer. There is disclosed a pressure roller including a high heat conductive layer and a release layer provided on an outer peripheral surface of the high heat conductive layer. In this document, the heat transferred from the fixing roller to the pressure roller is diffused through the inside of the high thermal conductive layer, and only a very shallow area from the surface of the pressure roller is soaked. It is described that the amount of heat absorbed can be reduced as much as possible to suppress the temperature rise of the pressure roller, and the temperature distribution of the pressure roller can be made uniform.
ここで、弾性層や離型層（表層）に高熱伝導性付与剤を付与すると硬度低下、ローラ表面のひび割れ等の不具合が生じ、耐久性が著しく低下する場合があったため、ローラの耐久性を維持しつつ、熱伝導率を調整する必要がある。一方、特許文献１における定着ローラ、特許文献２及び特許文献３における加圧ローラにおいては、弾性層や離型層の性質に影響を与えないものの、軸体、弾性層、最表層、層同士を接合するための接着剤層、の他に、熱伝導率を上げるための層を更にもう１つ設けなければならなかったため、原材料コストの向上及び生産効率の低下によるコスト上昇を生じる可能性があった。したがって、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、高品質かつ低コストであり、耐久性が良好なスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 Here, if a high thermal conductivity imparting agent is applied to the elastic layer or release layer (surface layer), defects such as a decrease in hardness and cracks on the surface of the roller may occur, resulting in a significant decrease in durability. It is necessary to adjust the thermal conductivity while maintaining it. On the other hand, the fixing roller in Patent Document 1 and the pressure roller in Patent Document 2 and Patent Document 3 do not affect the properties of the elastic layer and the release layer, but the shaft body, the elastic layer, the outermost layer, and the layers. In addition to the adhesive layer for bonding, another layer for increasing the thermal conductivity had to be provided, which could increase the cost of raw materials and increase production costs. It was. Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a high-quality and low-cost sponge roller having good durability and an image forming apparatus including the sponge roller. And
本発明の発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を行った。その結果、スポンジローラにおいて、弾性層がミラブル型シリコーンゴム等から形成され、さらに、弾性層と離型層との間に、所定の範囲の熱伝導率及び厚みを有する接着剤層を設けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は、以下のものを提供する。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems. As a result, in the sponge roller, the elastic layer is formed of millable silicone rubber or the like, and an adhesive layer having a predetermined range of thermal conductivity and thickness is provided between the elastic layer and the release layer. The present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
（１）本発明の第１の態様は、軸体と、前記軸体の外周面上に設けられる弾性層と、前記弾性層の外周面上に設けられる離型層と、を備えるスポンジローラであって、前記スポンジローラは、前記弾性層と前記離型層との間に、高熱伝導性フィラーを含有する接着剤層を設けており、前記弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、発泡剤と、から形成され、前記接着剤層の熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、前記接着剤層の厚みが３０μｍ以上５００μｍ以下である、スポンジローラ。 (1) A first aspect of the present invention is a sponge roller comprising a shaft body, an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the shaft body, and a release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer. The sponge roller is provided with an adhesive layer containing a high thermal conductive filler between the elastic layer and the release layer, and the elastic layer comprises a millable silicone rubber, a crosslinking agent, And a foaming agent, wherein the adhesive layer has a thermal conductivity of 1.0 W / (m · K) or more, and the adhesive layer has a thickness of 30 μm or more and 500 μm or less.
（２）本発明の第２の態様は、（１）に記載のスポンジローラであって、前記接着剤層中の高熱伝導性フィラーの含有量が１０質量％以上８０質量％以下であることを特徴とするものである。 (2) A second aspect of the present invention is the sponge roller according to (1), wherein the content of the high thermal conductive filler in the adhesive layer is 10% by mass or more and 80% by mass or less. It is a feature.
（３）本発明の第３の態様は、（１）又は（２）に記載のスポンジローラであって、前記接着剤層がシリコーン系接着剤を含有することを特徴とするものである。 (3) A third aspect of the present invention is the sponge roller according to (1) or (2), wherein the adhesive layer contains a silicone-based adhesive.
（４）本発明の第４の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載のスポンジローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置である。 (4) A fourth aspect of the present invention is an image forming apparatus including the sponge roller according to any one of (1) to (3).
本発明のスポンジローラは、弾性層と離型層との間に、高熱伝導性フィラーを含有する接着剤層を設けており、弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、発泡剤と、から形成され、接着剤層の熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、接着剤層の厚みが３０μｍ以上５００μｍ以下であるため、高品質かつ低コストであり、耐久性が良好なスポンジローラ、及び当該スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することができる。 The sponge roller of the present invention is provided with an adhesive layer containing a high thermal conductive filler between the elastic layer and the release layer, and the elastic layer comprises a millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a foaming agent. Since the thermal conductivity of the adhesive layer is 1.0 W / (m · K) or more and the thickness of the adhesive layer is 30 μm or more and 500 μm or less, it is high quality, low cost, and durable Can be provided, and an image forming apparatus including the sponge roller can be provided.
＜スポンジローラ＞
図１は、本発明の実施形態に係るスポンジローラ１を示す説明図である。本発明の一例であるスポンジローラ１は、図１に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面上に設けられる弾性層３と、弾性層３の外周面上に設けられる離型層４と、を備える。さらに、スポンジローラ１は、弾性層３と離型層４との間に、高熱伝導性フィラーを含有する接着剤層を設けている（図示しない）。
<Sponge roller>
FIG. 1 is an explanatory view showing a sponge roller 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the sponge roller 1 as an example of the present invention includes a shaft body 2, an elastic layer 3 provided on the outer peripheral surface of the shaft body 2, and a separation provided on the outer peripheral surface of the elastic layer 3. And a mold layer 4. Further, the sponge roller 1 is provided with an adhesive layer containing a high thermal conductive filler (not shown) between the elastic layer 3 and the release layer 4.
［軸体］
軸体２は、好ましくは、導電特性を有する、従来公知のスポンジローラに用いられる軸体を用いることができる。軸体２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群より選択される少なくとも１種の金属で構成されていることが好ましい。なお、このような軸体２は、一般に、「芯金」の名称でも知られている。
[Shaft]
As the shaft body 2, a shaft body having a conductive characteristic and used for a conventionally known sponge roller can be preferably used. The shaft body 2 is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of iron, aluminum, stainless steel, and brass, for example. Such a shaft body 2 is generally known by the name “core metal”.
軸体２は、絶縁性樹脂を含むものであってもよい。絶縁性樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。軸体２は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体と、この芯体上に設けられたメッキ層と、を備えるものであってよい。このような軸体２は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体にメッキを施して導電化することにより得ることができる。 The shaft body 2 may include an insulating resin. The insulating resin may be, for example, a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The shaft body 2 may include, for example, a core body made of an insulating resin and a plating layer provided on the core body. Such a shaft body 2 can be obtained, for example, by plating a core made of an insulating resin to make it conductive.
軸体２は、良好な導電特性を得るために、芯金であることが好ましい。 The shaft body 2 is preferably a metal core in order to obtain good conductive characteristics.
軸体２の形状は、例えば、棒状、管状等であることが好ましい。軸体２の断面形状は、例えば、円形、楕円形であってもよく、多角形等の非円形であってもよい。軸体２の外周面には、洗浄処理、脱脂処理、プライマー処理等の処理が施されていてもよい。 The shape of the shaft body 2 is preferably, for example, a rod shape or a tubular shape. The cross-sectional shape of the shaft body 2 may be, for example, a circle or an ellipse, or may be a non-circular shape such as a polygon. The outer peripheral surface of the shaft body 2 may be subjected to processing such as cleaning processing, degreasing processing, and primer processing.
軸体２の軸方向の長さは特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整してもよい。また、軸体２の直径（外接円の直径）も特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整すればよい。 The axial length of the shaft body 2 is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the form of the image forming apparatus to be installed. Further, the diameter of the shaft body 2 (diameter of the circumscribed circle) is not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the form of the image forming apparatus to be installed.
［弾性層］
弾性層３は、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、発泡剤と、で形成される。ベースゴム材料としてミラブル型シリコーンゴムを用いることにより、加熱成形時において、液状型シリコーンゴムを用いた場合と異なり、寸法ごとの金型の準備が不要であるため、低コスト化を実現することができる。
[Elastic layer]
The elastic layer 3 is formed of millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a foaming agent. By using millable silicone rubber as the base rubber material, unlike the case of using liquid silicone rubber at the time of thermoforming, it is not necessary to prepare a mold for each dimension, which can realize cost reduction. it can.
（ミラブル型シリコーンゴム）
ミラブル型シリコーンゴムは、硬化する前の状態が天然ゴムや通常の合成ゴムの未加硫配合ゴムに類似していて、練りロール機あるいは密閉式の混合機等で可塑化・混合することができるシリコーンゴムコンパウンドである。
(Millable silicone rubber)
Millable silicone rubber is similar to unvulcanized compounded rubber of natural rubber and ordinary synthetic rubber in a state before curing, and can be plasticized and mixed with a kneading roll machine or a closed mixer. Silicone rubber compound.
好適なミラブル型シリコーンゴムは、以下に示す（Ａ）から（Ｅ）の成分を含有してなる。 A suitable millable silicone rubber contains the following components (A) to (E).
（Ａ）下記平均組成式（Ｉ）で表される重合度が１００以上のオルガノポリシロキサン
Ｒ1 aＳｉＯ(4-a)/2 （Ｉ）
（式中、Ｒ1は同一又は異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基を示し、ａは１．９５以上２．０５以下の正数である。）
（Ｂ）ＢＥＴ吸着法による比表面積が５０ｍ2／ｇ以上の補強性シリカ
（Ｃ）下記一般式（ＩＩ）で示されるアルコキシシラン
Ｒ2mＳｉ（ＯＲ3）4-m （ＩＩ）
（式中、Ｒ2は独立に水素原子又は非置換若しくは置換の一価炭化水素基であり、Ｒ3は同
一又は異種の非置換若しくは置換のアルキル基であり、ｍは０、１、２又は３である。）
（Ｄ）水
（Ｅ）下記一般式（ＩＩＩ）で示されるヘキサオルガノジシラザン
Ｒ4 3ＳｉＮＨＳｉＲ4 3 （ＩＩＩ）
（式中、Ｒ4は同一又は異種の一価炭化水素基を示す。）
(A) Organopolysiloxane having a polymerization degree of 100 or more represented by the following average composition formula (I): R 1 a SiO (4-a) / 2 (I)
(In the formula, R 1 represents the same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, and a is a positive number of 1.95 or more and 2.05 or less.)
(B) Reinforcing silica having a specific surface area of 50 m 2 / g or more by BET adsorption method (C) Alkoxysilane represented by the following general formula (II) R 2 mSi (OR 3 ) 4-m (II)
Wherein R 2 is independently a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, R 3 is the same or different unsubstituted or substituted alkyl group, and m is 0, 1, 2, or 3)
(D) Water (E) Hexaorganodisilazane represented by the following general formula (III) R 4 3 SiNHSiR 4 3 (III)
(In the formula, R 4 represents the same or different monovalent hydrocarbon groups.)
オルガノポリシロキサンを示す式（Ｉ）におけるＲ1は、炭素数が１以上１２以下、特に炭素数が１以上８以下のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、塩素等のハロゲン原子又はシアノ基などで置換した、例えばクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基が好ましい。 R 1 in formula (I) representing an organopolysiloxane preferably has 1 to 12 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms, and specifically includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Group, hexyl group, alkyl group such as octyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, alkenyl group such as vinyl group, allyl group, propenyl group, aryl group such as cycloalkenyl group, phenyl group, tolyl group, Aralkyl groups such as benzyl group and 2-phenylethyl group, or some or all of hydrogen atoms of these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine and chlorine or cyano groups, for example, chloromethyl group, trifluoropropyl group , A cyanoethyl group, and the like, and a methyl group, a vinyl group, a phenyl group, and a trifluoropropyl group are preferable. Butyl group, a vinyl group is preferable.
特に、（Ａ）成分としてのオルガノポリシロキサンは、１分子中に２個以上、通常、２個以上５０個以下、特に２個以上２０個以下のアルケニル基、シクロアルケニル基等の脂肪族不飽和基を有するものが好ましく、特にビニル基を有するものであることが好ましい。この場合、全Ｒ1中０．０１モル％以上２０モル％以下、特に０．０２モル％以上１０モル％以下が脂肪族不飽和基であることが好ましい。なお、この脂肪族不飽和基は、分子鎖末端でケイ素原子に結合していても、分子鎖の途中（分子鎖非末端）でケイ素原子に結合していても、その両方であってもよいが、少なくとも分子鎖末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。 Particularly, the organopolysiloxane as the component (A) is 2 or more, usually 2 or more and 50 or less, particularly 2 or more and 20 or less alkenyl groups, cycloalkenyl groups, or the like in one molecule. Those having a group are preferred, and those having a vinyl group are particularly preferred. In this case, it is preferable that 0.01 mol% or more and 20 mol% or less, particularly 0.02 mol% or more and 10 mol% or less of all R 1 are aliphatic unsaturated groups. The aliphatic unsaturated group may be bonded to the silicon atom at the molecular chain end, or may be bonded to the silicon atom in the middle of the molecular chain (molecular chain non-terminal), or both. Is preferably bonded to at least a silicon atom at the end of the molecular chain.
また、ａは１．９５以上２．０５以下、好ましくは１．９８以上２．０２以下、より好ましくは１．９９以上２．０１以下の正数である。また、全Ｒ1中９０モル％以上、好ましくは９５モル％以上、更に好ましくは脂肪族不飽和基を除く全てのＲ1がアルキル基、特にはメチル基であることが望ましい。 Further, a is a positive number of 1.95 or more and 2.05 or less, preferably 1.98 or more and 2.02 or less, more preferably 1.99 or more and 2.01 or less. The total R 1 in 90 mol% or more, preferably 95 mol% or more, still more preferably all the R 1 is an alkyl group other than an aliphatic unsaturated group, in particular a methyl group.
（Ａ）成分であるオルガノポリシロキサンの分子構造は、直鎖状、又は一部分岐構造を有する直鎖状であることが好ましい。具体的には、該オルガノポリシロキサンの主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位（Ｒ1 2ＳｉＯ2/2、Ｒ1は上記と同じ、以下同様）の繰り返し構造が、ジメチルシロキサン単位のみの繰り返しからなるもの、又はこの主鎖を構成するジメチルシロキサン単位の繰り返しからなるジメチルポリシロキサン構造の一部として、フェニル基、ビニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等を置換基として有するジフェニルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン単位等のジオルガノシロキサン単位を導入したもの等が好適である。 The molecular structure of the organopolysiloxane (A) is preferably linear or linear having a partially branched structure. Specifically, the repeating structure of the diorganosiloxane unit (R 1 2 SiO 2/2 , R 1 is the same as described above, the same applies hereinafter) constituting the main chain of the organopolysiloxane is repeated from only the dimethylsiloxane unit. Or diphenylsiloxane having a phenyl group, a vinyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group or the like as a substituent as a part of a dimethylpolysiloxane structure composed of repeating dimethylsiloxane units constituting the main chain Those having a diorganosiloxane unit introduced such as a unit, a methylphenylsiloxane unit, a methylvinylsiloxane unit, or a methyl-3,3,3-trifluoropropylsiloxane unit are preferred.
また、分子鎖両末端は、例えば、トリメチルシロキシ基、ジメチルフェニルシロキシ基、ビニルジメチルシロキシ基、ジビニルメチルシロキシ基、トリビニルシロキシ基等のトリオルガノシロキシ基（Ｒ1 3ＳｉＯ1/2）やヒドロキシジメチルシロキシ基等のヒドロキシジオルガノシロキシ基（Ｒ1 2（ＨＯ）ＳｉＯ1/2）などで封鎖されていることが好ましい。 Further, both ends of the molecular chain are, for example, triorganosiloxy groups (R 1 3 SiO 1/2 ) such as trimethylsiloxy group, dimethylphenylsiloxy group, vinyldimethylsiloxy group, divinylmethylsiloxy group, trivinylsiloxy group, hydroxy It is preferably blocked with a hydroxydiorganosiloxy group (R 1 2 (HO) SiO 1/2 ) such as a dimethylsiloxy group.
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは、上述したように、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基（Ｒ1 3ＳｉＯ1/2）又はヒドロキシジオルガノシロキシ基（Ｒ1 2（ＨＯ）ＳｉＯ1/2）で封鎖され、主鎖がジオルガノシロキサン単位（Ｒ1 2ＳｉＯ2/2）の繰り返しからなる直鎖状のものを好ましく挙げることができる。特に好ましいものとしては、分子中の置換基（即ち、ケイ素原子に結合する非置換又は置換の一価炭化水素基）の種類として、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルビニルポリシロキサン、メチルトリフルオロプロピルビニルポリシロキサン等を挙げることができる。このようなオルガノポリシロキサンは、例えば、オルガノハロゲノシランの１種又は２種以上を共加水分解縮合することにより、あるいは環状ポリシロキサン（シロキサンの３量体、４量体等）をアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。 As described above, the organopolysiloxane of the component (A) has a triorganosiloxy group (R 1 3 SiO 1/2 ) or a hydroxydiorganosiloxy group (R 1 2 (HO) SiO 1/2 at both ends of the molecular chain. ) And the main chain is preferably a straight chain composed of repeating diorganosiloxane units (R 1 2 SiO 2/2 ). Particularly preferred are the types of substituents in the molecule (that is, unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups bonded to silicon atoms) such as methyl vinyl polysiloxane, methyl phenyl vinyl polysiloxane, methyl trifluoropropyl vinyl. Polysiloxane etc. can be mentioned. Such an organopolysiloxane can be obtained by, for example, cohydrolyzing and condensing one or more organohalogenosilanes, or by converting a cyclic polysiloxane (siloxane trimer, tetramer, etc.) into an alkaline or acidic solution. It can be obtained by ring-opening polymerization using a catalyst.
なお、上記オルガノポリシロキサンの重合度は１００以上（通常、１００以上１００，０００以下）、好ましくは１，０００以上１００，０００以下、より好ましくは２，０００以上５０，０００以下、特に好ましくは３，０００以上２０，０００以下であり、室温（２５℃）において自己流動性のない、いわゆる生ゴム状（非液状）であることが好ましい。重合度が小さすぎるとコンパウンドとした際に、ロール粘着等の問題が生じ、ロール作業性が悪化する。なお、この重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）分析によるポリスチレン換算の重量平均重合度として測定することができる。 The degree of polymerization of the organopolysiloxane is 100 or more (usually 100 or more and 100,000 or less), preferably 1,000 or more and 100,000 or less, more preferably 2,000 or more and 50,000 or less, and particularly preferably 3 It is preferably in the form of a so-called raw rubber (non-liquid) that is not less than 20,000 and not more than 20,000 and does not self-flow at room temperature (25 ° C.). When the degree of polymerization is too small, problems such as roll adhesion occur when a compound is formed, and roll workability deteriorates. This degree of polymerization can be measured as a weight average degree of polymerization in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) analysis.
（Ａ）成分は、１種を単独でも、分子量（重合度）や分子構造の異なる２種又は３種以上の混合物であってもよい。 As the component (A), one kind may be used alone, or two or more kinds of mixtures having different molecular weight (degree of polymerization) and molecular structure may be used.
（Ｂ）成分の補強性シリカは、機械的強度の優れたシリコーンゴム組成物を得るために添加される充填剤であり、この目的のためには比表面積（ＢＥＴ吸着法）が５０ｍ2／ｇ以上であることが必要であり、好ましくは１００ｍ2／ｇ以上４５０ｍ2／ｇ以下、より好ましくは１００ｍ2／ｇ以上３００ｍ2／ｇ以下である。比表面積が５０ｍ2／ｇ未満だと、硬化物の機械的強度が低くなってしまう。 Component (B), reinforcing silica, is a filler added to obtain a silicone rubber composition having excellent mechanical strength. For this purpose, the specific surface area (BET adsorption method) is 50 m 2 / g. It is necessary to be above, preferably 100 m 2 / g or more and 450 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2 / g or more and 300 m 2 / g or less. When the specific surface area is less than 50 m 2 / g, the mechanical strength of the cured product is lowered.
このような補強性シリカとしては、例えば煙霧質シリカ（ヒュームドシリカ）、沈降シリカ（湿式シリカ）等が挙げられ、また、これらの表面をクロロシランやヘキサメチルジシラザン等で疎水化処理したものも好適に用いられる。このなかでも動的疲労耐久性に優れる煙霧質シリカが好ましい。（Ｂ）成分は１種又は２種以上を併用してもよい。 Examples of such reinforcing silica include fumed silica (fumed silica), precipitated silica (wet silica) and the like, and those whose surfaces have been hydrophobized with chlorosilane, hexamethyldisilazane, or the like. Preferably used. Of these, fumed silica having excellent dynamic fatigue durability is preferred. (B) A component may use together 1 type (s) or 2 or more types.
（Ｂ）成分の補強性シリカの配合量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対して５質量部以上１００質量部以下であり、１０質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。（Ｂ）成分の配合量が少なすぎる場合には補強効果が得られず、多すぎる場合には加工性が悪くなり、また、機械的強度が低下してしまい、動的疲労耐久性も悪化してしまう。 The blending amount of the reinforcing silica of the component (B) is 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane of the component (A). preferable. When the blending amount of the component (B) is too small, the reinforcing effect cannot be obtained, and when it is too large, the workability deteriorates, the mechanical strength decreases, and the dynamic fatigue durability also deteriorates. End up.
上記式（ＩＩ）で示される（Ｃ）成分のアルコキシシランとしては、オルガノトリアルコキシシラン、ジオルガノジアルコキシシラン、トリオルガノアルコキシシラン等のオルガノアルコキシシランや、ｍ＝１で、かつＲ2が水素原子であるトリアルコキシシラン、ｍ＝０のテトラアルコキシシランが例示できる。 Examples of the alkoxysilane of the component (C) represented by the above formula (II) include organoalkoxysilanes such as organotrialkoxysilane, diorganodialkoxysilane, and triorganoalkoxysilane, m = 1, and R 2 is hydrogen. Examples include trialkoxysilane as an atom and tetraalkoxysilane of m = 0.
ここで、Ｒ2は水素原子、又は同一若しくは異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基であり、非置換若しくは置換の一価炭化水素基としては、上記（Ａ）成分の式（Ｉ）中のＲ1と同様のものが挙げられるが、通常、炭素数１以上８以下、特に炭素数１以上４以下のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基等のアルケニル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、２−フェニルエチル基等のアラルキル基、あるいはこれらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、塩素、臭素などのハロゲン原子若しくはシアノ基等で置換したクロロメチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、２−シアノエチル基などが挙げられ、メチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基が好ましく、特にメチル基、ビニル基、フェニル基が好ましい。また、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとの相溶性の点から（Ａ）成分の非置換若しくは置換の一価炭化水素基Ｒ1と同一であることが好ましい。 Here, R 2 is a hydrogen atom or the same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, and the unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group may be represented by the formula (I) of the component (A) above. while those in the same as R 1 can be mentioned, usually 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably those having 1 to 4 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group Alkyl groups such as hexyl group and octyl group, cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, alkenyl groups such as vinyl group, allyl group and propenyl group, cycloalkenyl groups such as cyclohexenyl group, phenyl group and tolyl group Aryl groups such as aryl, benzyl and 2-phenylethyl groups, or some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine and bromine. Or a chloromethyl group substituted with a cyano group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 2-cyanoethyl group, and the like. A methyl group, a vinyl group, a phenyl group, and a trifluoropropyl group are preferable. Group, vinyl group and phenyl group are preferred. Further, it is preferably the same as organopolysiloxane unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group from the viewpoint of compatibility of the component (A) and siloxane R 1 in component (A).
Ｒ3の非置換又は置換のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の、通常、炭素数１以上４以下のアルキル基や、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等のアルコキシ置換アルキル基が例示されるが、加水分解性等の点からメチル基、エチル基が好ましい。式中のｍは０、１、２又は３であり、好ましくは１又は２である。 As the unsubstituted or substituted alkyl group for R 3 , for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group or the like, usually an alkyl having 1 to 4 carbon atoms And alkoxy-substituted alkyl groups such as a methoxymethyl group, a methoxyethyl group, an ethoxymethyl group, and an ethoxyethyl group are exemplified, but a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of hydrolyzability. M in the formula is 0, 1, 2 or 3, preferably 1 or 2.
このようなアルコキシシランとしては、例えば、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を挙げることができるが、ｍ＝２であるジアルキルジアルコキシシラン等のジオルガノジアルコキシシランが好ましく、特にジメトキシジメチルシランが好ましい。 Examples of such alkoxysilane include dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane, diethoxydiethylsilane, dimethoxymethylvinylsilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, trimethoxymethylsilane, and triethoxymethylsilane. , Trimethoxyvinyl silane, trimethoxyphenyl silane, trimethoxy silane, triethoxy silane, tetramethoxy silane, tetraethoxy silane, etc., but diorgandialkoxy silane such as dialkyl dialkoxy silane in which m = 2 Dimethoxydimethylsilane is particularly preferable.
これらアルコキシシランは比較的安価であり、これを出発原料として用いることは経済的に極めて有利である。上述したアルコキシシランは単独又は２種以上の組み合わせで使用できる。ただし複数のアルコキシシランを混ぜて使用する場合には、両者の加水分解速度が異なるため、均一に反応しない可能性があるので注意が必要である。 These alkoxysilanes are relatively inexpensive, and using them as starting materials is extremely advantageous economically. The above alkoxysilanes can be used alone or in combination of two or more. However, when a mixture of a plurality of alkoxysilanes is used, care must be taken because they may not react uniformly because the hydrolysis rates of the two differ.
（Ｃ）成分の使用量は、上記（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．１質量部以上２０質量部以下であり、好ましくは１質量部以上１５質量部以下である。アルコキシシランの使用量が少なすぎるとコンパウンドの可塑度が高くなりすぎ、また、可塑戻り（クリープハードニング）が大きくなり、多すぎるとコンパウンドの可塑度が低くなりすぎ、ロールミル等の混練手段においてロール粘着性が発生してロール作業性が悪化する。 (C) The usage-amount of a component is 0.1 to 20 mass parts with respect to 100 mass parts of organopolysiloxane of the said (A) component, Preferably it is 1 to 15 mass parts. If the amount of alkoxysilane used is too small, the plasticity of the compound will be too high, and the plastic return (creep hardening) will be too high. If it is too much, the plasticity of the compound will be too low, and the roll will be rolled in a kneading means such as a roll mill. Stickiness occurs and roll workability deteriorates.
（Ｄ）成分である水のｐＨは特に限定されないが、ｐＨが高すぎたり、低すぎたりすると、配合時に使用する装置が腐食してしまうため、ｐＨは１．０以上１２．０以下であることが好ましく、より好ましくは２．０以上１０．０以下、更に好ましくは２．０以上７．０以下である。 The pH of water as component (D) is not particularly limited, but if the pH is too high or too low, the device used during compounding will corrode, so the pH is 1.0 or more and 12.0 or less. More preferably, it is 2.0 or more and 10.0 or less, More preferably, it is 2.0 or more and 7.0 or less.
ここで、（Ｄ）成分の水は、上記範囲のｐＨとするために、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、及び蟻酸、酢酸等の有機酸を用いて調整した酸性水溶液や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等を用いて調整した塩基性水溶液として用いることも可能である。 Here, the water of the component (D) is an acidic aqueous solution prepared using an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, and an organic acid such as formic acid or acetic acid, or sodium hydroxide in order to adjust the pH within the above range. It is also possible to use as a basic aqueous solution prepared using potassium hydroxide, aqueous ammonia or the like.
また、用いる水の量は、上記アルコキシシランのアルコキシ基に対して０．３倍モル以上１０倍モル以下、特に０．５倍モル以上２．０倍モル以下、とりわけ１．０倍モル以上１．５倍モル以下が好ましい。この量が上記範囲よりも少ないと、アルコキシ基が完全に加水分解せず、わずかしか水酸基が生成しないといった問題が生じる。多く添加しても、過剰の水を除去する必要がある。 Further, the amount of water used is 0.3 to 10 times mol, particularly 0.5 to 2.0 times mol, particularly 1.0 to 1 times mol to the alkoxy group of the alkoxysilane. .5 mol or less is preferable. When this amount is less than the above range, there is a problem that the alkoxy group is not completely hydrolyzed and only a few hydroxyl groups are formed. Even if a large amount is added, it is necessary to remove excess water.
上記（Ｅ）成分であるヘキサオルガノジシラザンを示す式（ＩＩＩ）において、Ｒ4としては、上記（Ａ）成分におけるＲ1と同様のものが挙げられるが、特にメチル基、エチル基等の炭素数１以上６以下のアルキル基が好ましく、また、分子中にビニル基等のアルケニル基を有していても構わない。 In the formula (III) showing the hexaorganodisilazane as the component (E), R 4 may be the same as R 1 in the component (A), but is particularly a carbon such as a methyl group or an ethyl group. An alkyl group having a number of 1 or more and 6 or less is preferable, and the molecule may have an alkenyl group such as a vinyl group.
（Ｅ）成分としては、ヘキサメチルジシラザン、１−ビニルペンタメチルジシラザン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ジメチル−１，１，３，３−テトラビニルジシラザン等が例示されるが、ヘキサメチルジシラザン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザンが好ましく、ヘキサメチルジシラザンがより好ましい。 As the component (E), hexamethyldisilazane, 1-vinylpentamethyldisilazane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-dimethyl-1,1,3 , 3-tetravinyldisilazane and the like are exemplified, but hexamethyldisilazane and 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane are preferable, and hexamethyldisilazane is more preferable.
（Ｅ）成分としては、上記のヘキサオルガノジシラザンの他にアンモニア水を用いることができる。アンモニア水の濃度は特に限定されないが、通常１質量％以上３０質量％以下、好ましくは１０質量％以上２８質量％以下、より好ましくは１５質量％以上２８質量％以下のものを用いることができる。 As the component (E), ammonia water can be used in addition to the above hexaorganodisilazane. The concentration of the aqueous ammonia is not particularly limited, but it is usually 1% by mass to 30% by mass, preferably 10% by mass to 28% by mass, more preferably 15% by mass to 28% by mass.
（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部に対してヘキサオルガノジシラザンの場合には、０．０１質量部以上１質量部以下、好ましくは０．０２質量部以上１質量部以下、より好ましくは０．０５質量部以上０．５質量部以下であり、アンモニア水の場合には、０．０１質量部以上１質量部以下、好ましくは０．０５質量部以上１質量部以下、より好ましくは０．１質量部以上１質量部以下である。 In the case of hexaorganodisilazane with respect to 100 parts by mass of the organopolysiloxane of component (A), the amount of component (E) is 0.01 to 1 part by mass, preferably 0.02 parts by mass. 1 part by mass or less, more preferably 0.05 part by mass or more and 0.5 part by mass or less. In the case of ammonia water, 0.01 part by mass or more and 1 part by mass or less, preferably 0.05 part by mass or more. 1 part by mass or less, more preferably 0.1 part by mass or more and 1 part by mass or less.
（Ｅ）成分の配合量が少なすぎる場合には、配合時間の短縮効果が少なく、また、耐圧縮永久歪、動的疲労耐久性向上の効果が得られず、多すぎる場合には、得られるゴムの硬度が高くなりすぎ、また、経済的にも好ましくない。 When the amount of component (E) is too small, the effect of shortening the blending time is small, and the effect of improving compression set resistance and dynamic fatigue durability cannot be obtained. The hardness of the rubber becomes too high, and it is not economically preferable.
（Ｅ）成分の添加は、（Ｃ）成分のアルコキシシランと（Ｄ）成分の水とによる加水分解が十分に行われた後に添加することが必要であり、具体的には、組成物の製造過程において各成分を均一に混合、混練する際に、（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）成分に、（Ｂ）成分を必要添加量の２５質量％以上（２５質量％以上１００質量％以下）、好ましくは５０質量％以上１００質量％以下添加して、均一に混合したあとに、（Ｅ）成分を添加することが必要である。 The addition of the component (E) is necessary after the hydrolysis with the alkoxysilane of the component (C) and the water of the component (D) is sufficiently performed, and specifically, the production of the composition When mixing and kneading each component uniformly in the process, component (B) is added to component (A), (C), (D) at least 25% by mass (25% by mass to 100% by mass) ), Preferably 50 mass% or more and 100 mass% or less, and after mixing uniformly, it is necessary to add (E) component.
（Ｃ）成分のアルコキシシランと（Ｄ）成分の水とによる加水分解が不十分な時点で（Ｅ）成分が添加されると、硬化前の耐可塑戻り特性や硬化後の耐圧縮永久歪特性に劣った組成物となる。 When the (E) component is added at a time when hydrolysis of the (C) component alkoxysilane and the (D) component water is insufficient, the plastic return resistance before curing and the compression set resistance after curing. It becomes a composition inferior to.
この発明におけるミラブル型シリコーンゴムは、上述した（Ａ）から（Ｅ）成分の所定量を、所定の配合順序（配合時期）で二本ロール（ロールミル）、ニーダー、バンバリーミキサー等で均一に混練、混合することによって得ることができる。 The millable silicone rubber in the present invention is uniformly kneaded with a predetermined amount of the components (A) to (E) described above in a predetermined blending order (blending time) with a two roll (roll mill), a kneader, a Banbury mixer, etc. It can be obtained by mixing.
即ち、（Ｂ）成分の必要添加量の２５質量％以上１００質量％以下、好ましくは５０質量％以上１００質量％以下と、（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）成分とを混合する。この混合時に（Ｃ）成分であるアルコキシシランと（Ｄ）成分である水とが加水分解反応し、該加水分解反応物が（Ｂ）成分であるシリカのウェッターとして作用するため、混合時間が短縮される。この場合、ここでの混合、混練は（Ｃ）成分の（Ｄ）成分による加水分解反応を十分達成させるため、好ましくは０℃以上１００℃以下、より好ましくは１０℃以上９０℃以下、更に好ましくは３０℃以上８０℃以下において好ましくは１分以上１２０分以下、より好ましくは１０分以上６０分以下の条件とすることが望ましい。 That is, 25% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less of the necessary addition amount of the component (B), and the components (A), (C), and (D) are mixed. During this mixing, alkoxysilane as component (C) and water as component (D) undergo a hydrolysis reaction, and the hydrolysis reaction product acts as a wetter for silica as component (B), so the mixing time is shortened. Is done. In this case, the mixing and kneading are preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and still more preferably, in order to sufficiently achieve the hydrolysis reaction by the component (D) of the component (C). Is preferably from 1 minute to 120 minutes, more preferably from 10 minutes to 60 minutes at 30 ° C. to 80 ° C.
次いで、このように（Ｃ）成分と（Ｄ）成分の加水分解反応が十分進行した後に（Ｅ）成分であるヘキサオルガノジシラザン又はアンモニア水を添加する。これにより混合時間もより短縮される。なお、（Ｂ）成分のシリカ全量を前の混合、混練工程で使用していない場合は（Ｂ）成分のシリカの残部はこの混合、混練工程時に添加する。この（Ｅ）成分及び（Ｂ）成分の残量を添加し、混合、混練する場合の温度は０℃以上１００℃以下、特に１０℃以上９０℃以下、とりわけ４０℃以上８０℃以下が好ましく、また、混合、混練時間は１分以上１２０分以下、特に３分以上６０分以下とすることが好ましい。なお、上記（Ａ）から（Ｅ）成分の総配合時間は５分以上５時間以下、より好ましくは１０分以上３時間以下とすることが好ましい。 Next, after the hydrolysis reaction of the component (C) and the component (D) has sufficiently proceeded in this way, the hexaorganodisilazane or ammonia water as the component (E) is added. This further shortens the mixing time. When the total amount of the component (B) silica has not been used in the previous mixing and kneading step, the remainder of the component (B) silica is added during the mixing and kneading step. The temperature in the case of adding the remaining amount of the component (E) and the component (B), mixing, and kneading is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, particularly preferably 10 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, particularly preferably 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, The mixing and kneading time is preferably 1 minute to 120 minutes, particularly preferably 3 minutes to 60 minutes. The total blending time of the components (A) to (E) is preferably 5 minutes to 5 hours, more preferably 10 minutes to 3 hours.
この発明におけるミラブル型シリコーンゴムとしては、具体的には、信越化学工業株式会社製のＫＥ−５７１−Ｕ、ＫＥ−１５７１−Ｕ、ＫＥ−９５１−Ｕ、ＫＥ−５４１−Ｕ、ＫＥ−５５１−Ｕ、ＫＥ−５６１−Ｕ、ＫＥ−９６１Ｔ−Ｕ、ＫＥ−１５４１−Ｕ、ＫＥ−１５５１−Ｕ、ＫＥ−９４１−Ｕ、ＫＥ−９７１Ｔ−Ｕを使用することができる。 Specific examples of the millable silicone rubber in the present invention include KE-571-U, KE-1571-U, KE-951-U, KE-541-U, and KE-551 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. U, KE-561-U, KE-961T-U, KE-1541-U, KE-1551-U, KE-941-U, and KE-971T-U can be used.
（架橋剤）
本発明のスポンジローラにおいては、弾性層３の形成に、架橋剤を使用するが、架橋剤としては、付加反応架橋剤、及び有機過酸化物架橋剤などを挙げることができる。
(Crosslinking agent)
In the sponge roller of the present invention, a crosslinking agent is used to form the elastic layer 3, and examples of the crosslinking agent include addition reaction crosslinking agents and organic peroxide crosslinking agents.
上記付加反応架橋剤として、例えば、一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。付加反応架橋剤の配合量は、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．１質量部以上３．０質量部以下であることが好ましい。 Suitable examples of the addition reaction crosslinking agent include known organohydrogenpolysiloxanes as addition reaction type crosslinking agents having two or more SiH groups (SiH bonds) in one molecule. An addition reaction crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. The addition amount of the addition reaction crosslinking agent is preferably 0.1 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber.
上記付加反応架橋剤を使用する場合、上記有機過酸化物架橋剤は、単独でミラブル型シリコーンゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すると、得られるスポンジローラの強度、歪み等の物性をより一層向上させることができる。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、通常、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下である。有機過酸化物架橋剤は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。 When the above addition reaction crosslinking agent is used, the organic peroxide crosslinking agent can be used alone to crosslink the millable silicone rubber, but when used as an auxiliary crosslinking agent for the addition reaction crosslinking agent, a sponge is obtained. The physical properties such as the strength and distortion of the roller can be further improved. Examples of the organic peroxide crosslinking agent include benzoyl peroxide, bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis. (T-butylperoxy) hexane and the like. The compounding amount of the organic peroxide crosslinking agent is usually 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber. An organic peroxide crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
付加反応架橋剤は、付加反応触媒を併用するのが好ましい。付加反応触媒は白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができる。 The addition reaction crosslinking agent is preferably used in combination with an addition reaction catalyst. Addition reaction catalyst is platinum black, platinous chloride, chloroplatinic acid, reaction product of chloroplatinic acid and monohydric alcohol, complex of chloroplatinic acid and olefins, platinum bisacetoacetate, palladium catalyst, rhodium catalyst Etc. In addition, the compounding quantity of this addition reaction catalyst can be made into a catalyst quantity.
（発泡剤）
発泡剤としては、未膨張マイクロバルーン及び／又は化学発泡剤を用いることができ、未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤を併用することが好ましい。
(Foaming agent)
As the foaming agent, an unexpanded microballoon and / or a chemical foaming agent can be used, and it is preferable to use the unexpanded microballoon and the chemical foaming agent in combination.
（未膨張マイクロバルーン）
未膨張マイクロバルーンは、膨張していない樹脂マイクロバルーンを挙げることができる。
(Unexpanded microballoon)
Examples of the unexpanded microballoon include an unexpanded resin microballoon.
樹脂マイクロバルーンとしては、外殻に熱可塑性樹脂を用いたものが好ましく用いられる。外殻を構成する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メタアクリロニトリル／アクリロニトリル共重合体等を挙げることができる。シリコーンゴムの硬化温度に合わせて、外殻となる樹脂の軟化温度が適当な範囲内にある樹脂マイクロバルーンを用いることが好ましい。また、内包される蒸発性物質としては、ブタン、イソブタン等の炭化水素を挙げることができる。未膨張マイクロバルーンの配合量は、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．１質量部以上５質量部以下であることが好ましい。 As the resin microballoon, those using a thermoplastic resin for the outer shell are preferably used. Examples of the thermoplastic resin constituting the outer shell include vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer, methyl methacrylate / acrylonitrile copolymer, methacrylonitrile / acrylonitrile copolymer, and the like. It is preferable to use a resin microballoon in which the softening temperature of the resin serving as the outer shell is within an appropriate range in accordance with the curing temperature of the silicone rubber. Moreover, hydrocarbons, such as butane and isobutane, can be mentioned as an evaporable substance included. The amount of the unexpanded microballoon is preferably 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber.
この発明に好適な未膨張の樹脂マイクロバルーンは、「マツモトマイクロスフェアーＦシリーズ」（松本油脂製薬株式会社製）、「エクスパンセルシリーズ」（エクスパンセル社製）等として市販されている。この発明に好適な未膨張の樹脂マイクロバルーンは、弾性層３を形成するのに使用される化学発泡剤の分解温度よりも高い温度で膨張する機能を有する樹脂マイクロバルーンから選択される。 Unexpanded resin microballoons suitable for the present invention are commercially available as “Matsumoto Microsphere F Series” (manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.), “Expansel Series” (manufactured by Expanscel), and the like. The unexpanded resin microballoon suitable for the present invention is selected from resin microballoons having a function of expanding at a temperature higher than the decomposition temperature of the chemical foaming agent used to form the elastic layer 3.
（化学発泡剤）
本発明のスポンジローラにおいては、弾性層３の形成に化学発泡剤を用いることができる。本発明における化学発泡剤としては、従来、弾性層３の形成に用いられる化学発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。有機アゾ化合物の中でも、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等が好適に使用される。特に、アゾビス−イソブチロニトリルが好適に使用できる。化学発泡剤の配合量は、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．０５質量部以上５質量部以下であることが好ましい。
(Chemical foaming agent)
In the sponge roller of the present invention, a chemical foaming agent can be used for forming the elastic layer 3. As the chemical foaming agent in the present invention, any chemical foaming agent conventionally used for forming the elastic layer 3 may be used. Examples of the inorganic foaming agent include sodium bicarbonate and ammonium carbonate. As the organic foaming agent, Examples thereof include organic azo compounds such as diazoamino derivatives, azonitrile derivatives, and azodicarboxylic acid derivatives. Among organic azo compounds, azodicarboxylic acid amide, azobis-isobutyronitrile and the like are preferably used. In particular, azobis-isobutyronitrile can be preferably used. The compounding amount of the chemical foaming agent is preferably 0.05 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the millable silicone rubber.
［離型層］
離型層４を設けることにより、現像剤との離型性を向上させ現像剤の固着を防ぐことができる。
[Release layer]
By providing the release layer 4, it is possible to improve the releasability with the developer and prevent the developer from sticking.
離型層４は、例えば、フッ素樹脂を含む層であってよい。フッ素樹脂としては、例えば、フッ化エチレン−プロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等が挙げられる。 The release layer 4 may be a layer containing a fluororesin, for example. Examples of the fluororesin include, for example, fluorinated ethylene-propylene copolymer (FEP), fluorinated ethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), Examples thereof include polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) and ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE).
離型層４の厚さは特に限定されず、例えば１５μｍ以上１５０μｍ以下であってよく、２０μｍ以上１００μｍ以下であってよい。 The thickness of the release layer 4 is not particularly limited, and may be, for example, 15 μm to 150 μm, and may be 20 μm to 100 μm.
離型層４は、弾性層３上にフッ素樹脂を含む塗液を塗布して形成してよい。また、離型層４は、フッ素樹脂を含むチューブから構成されていてよく、当該チューブで弾性層３の外周面を被覆することによって形成してよい。 The release layer 4 may be formed by applying a coating liquid containing a fluororesin on the elastic layer 3. Moreover, the release layer 4 may be comprised from the tube containing a fluororesin, and may be formed by coat | covering the outer peripheral surface of the elastic layer 3 with the said tube.
［接着剤層］
弾性層３と離型層４との間には、両者を接着する接着剤層が更に設けられている。接着剤層は、接着剤又はその硬化物を含む層であってよい。接着剤としては、例えば、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤等を用いることができるが、耐熱性及びゴム弾性に優れる、シリコーン系接着剤を用いることが好ましい。
[Adhesive layer]
Between the elastic layer 3 and the release layer 4, an adhesive layer is further provided to adhere both. The adhesive layer may be a layer containing an adhesive or a cured product thereof. As the adhesive, for example, a silicone adhesive, an acrylic adhesive, or the like can be used, but it is preferable to use a silicone adhesive that is excellent in heat resistance and rubber elasticity.
さらに、本発明において、接着剤層は、高熱伝導性フィラーを含有し、接着剤層の熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。接着剤層の熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることにより、通紙領域と非通紙領域の温度差を小さくすることができ、小サイズの記録体の後に大サイズの記録体を通しても、記録体への紙しわの発生や定着性のムラを生じにくくすることができ、スポンジローラの品質を向上させることができる。さらに、スポンジローラの品質を向上させるために、接着剤層の熱伝導率が３．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましい。
また、接着剤層に高熱伝導性を持たせているため、従来のように、弾性層、離型層、接着剤層の他に高熱伝導性の層を設ける必要がないため、低コストでスポンジローラ１に高熱伝導性を付与することができる。また、弾性層３、離型層４には影響を与えないため、高熱伝導性を付与しても従来品と比較して耐久性が低下することはない。
また、接着剤層の他に高熱伝導性の層を設ける必要がないことにより、弾性層３の形状を軸体２の中央から軸体２の先端に向かって徐々に減少させる形状（クラウン形状）、あるいは軸体２の中央から軸体２の両端に向かって厚みを増加させる形状（逆クラウン形状）にする場合に、その形状を維持しやすくすることができる。
Furthermore, in this invention, an adhesive bond layer contains a high heat conductive filler, and the heat conductivity of an adhesive bond layer is 1.0 W / (m * K) or more. Since the thermal conductivity of the adhesive layer is 1.0 W / (m · K) or more, the temperature difference between the paper passing area and the non-paper passing area can be reduced, and the large size is placed after the small size recording medium. Even through the recording medium, the generation of paper wrinkles on the recording medium and uneven fixing can be made difficult to occur, and the quality of the sponge roller can be improved. Furthermore, in order to improve the quality of the sponge roller, the thermal conductivity of the adhesive layer is more preferably 3.0 W / (m · K) or more.
In addition, since the adhesive layer has high thermal conductivity, it is not necessary to provide a high thermal conductivity layer in addition to the elastic layer, the release layer, and the adhesive layer as in the prior art. High thermal conductivity can be imparted to the roller 1. In addition, since the elastic layer 3 and the release layer 4 are not affected, even if high thermal conductivity is imparted, the durability does not decrease as compared with the conventional product.
In addition, since it is not necessary to provide a high thermal conductivity layer in addition to the adhesive layer, the shape of the elastic layer 3 is gradually reduced from the center of the shaft body 2 toward the tip of the shaft body 2 (crown shape). Alternatively, when the shape is increased from the center of the shaft body 2 toward both ends of the shaft body 2 (reverse crown shape), the shape can be easily maintained.
高熱伝導性フィラーとしては、例えば、アルミナ粉、窒化ホウ素粉、窒化アルミニウム粉、窒化ケイ素粉等のセラミックス系フィラー；アルミニウム粉、銅粉、ニッケル粉等の金属粉等が挙げられるが、これらのなかでも高い熱伝導率を有する、アルミナ粉を用いることが好ましい。接着剤層中の高熱伝導性フィラーの含有量は、１０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。接着剤層中の高熱伝導性フィラーの含有量を上記の範囲とすることにより、接着強度を十分に維持した状態で、高熱伝導性を付与することができる。さらに、接着強度と高熱伝導性のバランスの観点から、接着剤層中の高熱伝導性フィラーの含有量は、２０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましく、５０質量％以上７０質量％以下であることが更に好ましい。 Examples of the high thermal conductive filler include ceramic fillers such as alumina powder, boron nitride powder, aluminum nitride powder, and silicon nitride powder; metal powders such as aluminum powder, copper powder, and nickel powder. However, it is preferable to use alumina powder having high thermal conductivity. The content of the highly thermally conductive filler in the adhesive layer is preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less. By setting the content of the high thermal conductive filler in the adhesive layer in the above range, high thermal conductivity can be imparted in a state where the adhesive strength is sufficiently maintained. Furthermore, from the viewpoint of the balance between adhesive strength and high thermal conductivity, the content of the high thermal conductive filler in the adhesive layer is more preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, and 50% by mass or more and 70% by mass. More preferably, it is as follows.
接着剤層の厚みは、３０μｍ以上５００μｍ以下である。接着剤層の厚みを上記の範囲に調整することにより、接着強度を十分に維持した状態で、高熱伝導性を付与することができる。接着剤層の厚みが５００μｍより大きいと、コストが上昇し、また、接着剤層を加熱固化させる際の固化速度が遅くなり、弾性層３中のセル内の空気の影響を受けて、却って接着強度が低下してしまうので、好ましくない。接着剤層の厚みは、２００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。 The thickness of the adhesive layer is 30 μm or more and 500 μm or less. By adjusting the thickness of the adhesive layer to the above range, high thermal conductivity can be imparted in a state where the adhesive strength is sufficiently maintained. If the thickness of the adhesive layer is larger than 500 μm, the cost increases, and the solidification speed when the adhesive layer is solidified by heating becomes slow. Since the strength is lowered, it is not preferable. The thickness of the adhesive layer is preferably 200 μm or more and 500 μm or less, and more preferably 200 μm or more and 300 μm or less.
（接着強度）
上記のとおり、接着剤層は、弾性層３と離型層４を接着するために設けられたものである。この場合において、接着剤層による弾性層３と離型層４の接着強度は、２Ｎ以上であることが好ましく、５Ｎ以上であることがより好ましい。上記の接着強度は、Ｍｉｎｅ ｂｅａ Ｔｅｃｈｎｏ Ｇｒａｐｈ ＴＧＩ−５００Ｎにより測定することができる。
(Adhesive strength)
As described above, the adhesive layer is provided to adhere the elastic layer 3 and the release layer 4. In this case, the adhesive strength between the elastic layer 3 and the release layer 4 by the adhesive layer is preferably 2N or more, and more preferably 5N or more. Said adhesive strength can be measured by Mine bea Techno Graph TGI-500N.
＜スポンジローラの製造方法＞
本発明のスポンジローラは、例えば、以下の方法により製造することができる。
<Manufacturing method of sponge roller>
The sponge roller of the present invention can be manufactured, for example, by the following method.
この発明に係る製造方法においては、ミラブル型シリコーンゴムと、発泡剤と、架橋剤と、を配合する。ミラブル型シリコーンゴム、架橋剤、発泡剤の種類等については既に説明した。 In the production method according to the present invention, millable silicone rubber, a foaming agent, and a crosslinking agent are blended. The types of millable silicone rubber, crosslinking agent, foaming agent, etc. have already been described.
混合する方法は特に限定されず、例えば、常温常圧下で、ミラブル型シリコーンゴムに発泡剤、及び架橋剤を順次に、又は一挙に投入して攪拌機、混練器等で均一に混合させる方法等が挙げられる。このようにして混合物を調製する工程が完遂する。 The method of mixing is not particularly limited, for example, a method in which a foaming agent and a crosslinking agent are added to millable silicone rubber sequentially or all at once at room temperature and normal pressure and mixed uniformly with a stirrer, a kneader, or the like. Can be mentioned. In this way, the step of preparing the mixture is completed.
上記混合物には、各種の添加剤を含めることができる。各種の添加剤として、例えば鎖延長剤、架橋剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。 Various additives can be included in the mixture. Various additives include, for example, chain extenders, crosslinking agents, catalysts, dispersants, foaming agents, anti-aging agents, antioxidants, fillers, pigments, colorants, processing aids, softeners, plasticizers. Agents, emulsifiers, heat resistance improvers, flame retardant improvers, acid acceptors, mold release agents, solvents and the like. These various additives may be commonly used additives or may be specially used additives depending on applications.
上記混合物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分間以上１時間以下にわたって常温又は加熱下で混練することにより、得ることができる。 The above mixture is, for example, several minutes to several hours, preferably 5 minutes or more until it is uniformly mixed using a rubber kneader such as a two-roll, three-roll, roll mill, Banbury mixer, and dough mixer (kneader). It can be obtained by kneading at room temperature or under heating for 1 hour or less.
次いで、得られた混合物を、スポンジローラ１を構成するための軸体２の外周面に、押出成形による連続加熱成形、プレス、インジェクションによる型成形等によって、加熱成形する。 Next, the obtained mixture is heat-molded on the outer peripheral surface of the shaft body 2 constituting the sponge roller 1 by continuous heat molding by extrusion molding, pressing, mold molding by injection, or the like.
軸体２の外周面に混合物を円柱状に形成した後に、円柱状の混合物、換言すると、円柱状の成形体を、軸体２ごと加熱して加硫する。この加熱加硫を行う際の条件、例えば、化学発泡剤の種類とその添加量、架橋剤の種類と添加量、加熱温度等によって発泡後のセル径を所定の範囲に調整することができる。 After the mixture is formed in a columnar shape on the outer peripheral surface of the shaft body 2, the columnar mixture, in other words, the columnar shaped body is heated and vulcanized together with the shaft body 2. The cell diameter after foaming can be adjusted to a predetermined range by the conditions for performing this heat vulcanization, for example, the type and amount of chemical foaming agent, the type and amount of crosslinking agent, the heating temperature, and the like.
上記成形体を加熱して加硫する際の加熱を以下のようにすると、特に好ましい。すなわち、一次加硫として、１００℃以上３００℃以下、特に１５０℃以上２５０℃以下で、５分間以上３０分間以下で加熱し、次いで二次加硫として１８０℃以上２５０℃以下、特に２００℃以上２３０℃以下で、１時間以上１０時間以下で加熱するのがよい。このように複数の回数をもって加熱すると化学発泡剤の分解、ミラブル型シリコーンゴムの硬化、残留する低分子シロキサンの排除が可能となって好ましい。 The heating at the time of vulcanizing by heating the molded body is particularly preferable as follows. That is, as primary vulcanization, heating is performed at 100 ° C. or more and 300 ° C. or less, particularly 150 ° C. or more and 250 ° C. or less for 5 minutes or more and 30 minutes or less, and then as secondary vulcanization, 180 ° C. or more and 250 ° C. or less, particularly 200 ° C. or more. It is preferable to heat at 230 ° C. or less for 1 hour or more and 10 hours or less. Heating in such a plurality of times is preferable because decomposition of the chemical foaming agent, curing of the millable silicone rubber, and removal of the remaining low molecular siloxane are possible.
加硫をするに必要な加熱は、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等で行うことができる。 Heating necessary for vulcanization can be performed by a heating furnace such as an infrared heating furnace or a hot air furnace, a heating machine such as a dryer, or the like.
このようにして得られた弾性層３を更に研磨工程に供してもよい。研磨工程は、軸体２の外周面に形成されたスポンジローラの形状を、軸体２の軸線方向においてスポンジローラの厚みを軸体２の中央に向かって徐々に増大させ、軸体２の中央から軸体２の先端に向かって徐々に減少させる形状、つまりクラウン形状、あるいは軸体２の中央から軸体２の両端に向かって厚みを増加させる形状、つまり逆クラウン形状、あるいはストレート形状に調整する工程である。 The elastic layer 3 thus obtained may be further subjected to a polishing process. In the polishing step, the shape of the sponge roller formed on the outer peripheral surface of the shaft body 2 is gradually increased in the axial direction of the shaft body 2 toward the center of the shaft body 2, and the center of the shaft body 2 is increased. From the center of the shaft body 2 to the shape that gradually decreases toward the tip of the shaft body 2, that is, the crown shape, or to the shape that increases the thickness from the center of the shaft body 2 toward both ends of the shaft body 2 It is a process to do.
次に、上記加硫によって得られた弾性層３の外表面に離型層４を形成することになるが、その前に、弾性層３と離型層４の接合を強化するための接着剤層を形成するために、高熱伝導性フィラーを含有する接着剤を弾性層３の表面に塗布したうえで、離型層４を形成する。離型層４は、チューブ、例えば、フッ素樹脂チューブで被覆することにより形成することができる。フッ素樹脂チューブによる被覆は、例えば、加圧下でスポンジローラ１を圧縮してフッ素樹脂チューブに挿入する加圧挿入法、減圧下でフッ素樹脂チューブを圧縮してフッ素樹脂チューブに挿入する減圧挿入法、減圧下でフッ素樹脂チューブを半径方向に拡径させてスポンジローラ１をその内部に挿入する減圧拡径法等によって、行うことができる。また、弾性層３の外表面にフッ素樹脂を含む塗液を塗布して離型層４を形成してもよい。離型層４の形成時には、接着剤層を固化させるために、１００℃以上２００℃以下で３０分以上１８０分以下、加熱することが好ましい。 Next, the release layer 4 is formed on the outer surface of the elastic layer 3 obtained by the vulcanization, and before that, an adhesive for reinforcing the bonding between the elastic layer 3 and the release layer 4 In order to form a layer, an adhesive containing a high thermal conductive filler is applied to the surface of the elastic layer 3 and then the release layer 4 is formed. The release layer 4 can be formed by covering with a tube, for example, a fluororesin tube. The covering with the fluororesin tube is, for example, a pressure insertion method in which the sponge roller 1 is compressed and inserted into the fluororesin tube under pressure, a vacuum insertion method in which the fluororesin tube is compressed into a fluororesin tube under reduced pressure, This can be performed by a reduced-pressure expanding method or the like in which the fluororesin tube is radially expanded under reduced pressure and the sponge roller 1 is inserted therein. Alternatively, the release layer 4 may be formed by applying a coating liquid containing a fluororesin to the outer surface of the elastic layer 3. When forming the release layer 4, it is preferable to heat at 100 ° C. to 200 ° C. for 30 minutes to 180 minutes in order to solidify the adhesive layer.
＜画像形成装置＞
図２は、本発明の実施形態に係るスポンジローラを組み込んでなる画像形成装置の一例を示す説明図である。この発明に係るスポンジローラ１は画像形成装置の例えば定着手段３５に組み込むことができ、具体的には、定着ローラ５３や加圧ローラ５６として好適に用いることができる。
<Image forming apparatus>
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of an image forming apparatus incorporating a sponge roller according to an embodiment of the present invention. The sponge roller 1 according to the present invention can be incorporated in, for example, the fixing unit 35 of the image forming apparatus. Specifically, the sponge roller 1 can be suitably used as the fixing roller 53 and the pressure roller 56.
次に、この発明に係るスポンジローラを備えた定着手段３５を内装する画像形成装置３０（以下、この発明に係る画像形成装置３０と称することがある。）の一例を、図２を参照して、説明する。 Next, an example of an image forming apparatus 30 (hereinafter also referred to as the image forming apparatus 30 according to the present invention) in which the fixing means 35 having the sponge roller according to the present invention is housed is described with reference to FIG. ,explain.
図２に示されるように、この発明に係る画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１、例えば感光体と、像担持体３１の周囲に配置された、帯電手段３２、露光手段３３、現像手段４０、転写手段３４、クリーニング手段３７と、記録体３６の搬送方向下流側に定着手段３５とを備えている。この現像手段４０は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図２に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４と、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３と、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 30 according to the present invention is arranged around a rotatable image carrier 31, for example, a photoreceptor, on which an electrostatic latent image is formed, and the image carrier 31. A charging unit 32, an exposure unit 33, a developing unit 40, a transfer unit 34, a cleaning unit 37, and a fixing unit 35 are provided on the downstream side in the transport direction of the recording body 36. The developing means 40 is formed basically in the same manner as the conventional developing means. Specifically, as shown in FIG. 2, the developer accommodating portion 41 and the developer 42 are supplied to the image carrier 31. A developer carrier 44, a developer supply unit 43 that supplies the developer 42 to the developer carrier 44, and a developer regulating member 45 that charges the developer 42 are provided.
定着手段３５は、図２にその断面が示されるように、記録体３６を通過させる開口５２を有する筐体５０内に、定着ローラ５３と、定着ローラ５３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ５４と、定着ローラ５３及び無端ベルト支持ローラ５４に巻回された無端ベルト５５と、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接する加圧ローラ５６と、無端ベルト５５に非接触となるように配置され、無端ベルト５５を介して外部から定着ローラ５３を加熱する加熱手段（図示しない）とを備え、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが互いに当接又は圧接するように回転自在に支持されてなる圧力熱定着装置である。 As shown in FIG. 2, the fixing unit 35 includes a fixing roller 53 and an endless belt support roller disposed in the vicinity of the fixing roller 53 in a housing 50 having an opening 52 through which the recording medium 36 passes. 54, an endless belt 55 wound around the fixing roller 53 and the endless belt support roller 54, a pressure roller 56 pressed against the fixing roller 53 via the endless belt 55, and the endless belt 55 in a non-contact manner. And a heating means (not shown) for heating the fixing roller 53 from the outside via the endless belt 55, so that the fixing roller 53 and the pressure roller 56 are in contact with or pressed against each other via the endless belt 55. This is a pressure heat fixing device that is rotatably supported by the motor.
無端ベルト支持ローラ５４は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。無端ベルト５５は、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂により、無端状に形成されたベルトであればよく、その厚さ等も適宜、定着手段３５に適合するように調整することができる。加圧ローラ５６はスプリング等の付勢手段（図示しない）によって無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接している。加熱手段は、ハロゲンヒーター及び反射板等を用いた輻射加熱方法、加熱器等を直接接触させて加熱する直接接触加熱方法、並びに、誘導加熱方法等が採用される。この加熱手段は、定着ローラ５３における軸線方向の長さと略同じ長さを有する部材であり、定着手段３５のいずれに配置されてもよいが、定着ローラ５３の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ５３に略並行に配置されるのがよい。誘導加熱方法には加熱用コイルが用いられ、この加熱用コイルは、通常、フェライト等の強磁性体で、スイッチング電源用として用いられている代表的な形状であるＩ型、Ｅ型及びＵ型等に形成され、導線が巻かれてなる。無端ベルト５５と加圧ローラ５６との圧接された間を記録体３６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。 The endless belt support roller 54 may be a roller that is normally used in an image forming apparatus. For example, an elastic roller or the like is used. The endless belt 55 may be an endless belt formed of, for example, a resin such as polyamide or polyamideimide, and the thickness and the like of the endless belt 55 can be appropriately adjusted to match the fixing unit 35. The pressure roller 56 is in pressure contact with the fixing roller 53 via an endless belt 55 by a biasing means (not shown) such as a spring. As the heating means, a radiant heating method using a halogen heater, a reflector, or the like, a direct contact heating method in which heating is performed by directly contacting a heater or the like, an induction heating method, or the like is adopted. This heating means is a member having a length substantially the same as the length of the fixing roller 53 in the axial direction, and may be disposed in any of the fixing means 35, but is fixed at a fixed interval from the surface of the fixing roller 53. It is preferable that the roller 53 is disposed substantially in parallel. A heating coil is used in the induction heating method, and this heating coil is usually a ferromagnetic material such as ferrite, and is a typical shape used for a switching power supply. I type, E type, and U type Etc., and a conducting wire is wound. By passing the recording medium 36 between the endless belt 55 and the pressure roller 56, the recording medium 36 is heated simultaneously with the pressurization, and the developer 42 (electrostatic latent image) transferred to the recording medium 36 is fixed. be able to.
この発明に係る画像形成装置３０は、次のように作用する。まず、画像形成装置３０において、帯電手段３２により像担持体３１が一様に帯電され、露光手段３３により像担持体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段４０から現像剤４２が像担持体３１に供給されて静電潜像が現像され、この現像剤像が像担持体３１と転写手段３４との間に搬送される記録体３６上に転写される。本発明のスポンジローラ１は、例えば、現像剤供給手段４３や現像剤担持体４４に好適に用いることができ、低硬度であるため、現像剤への負荷や摩擦が軽減される。さらに、歪特性も改善されているため、耐久性に優れる。この記録体３６は定着手段３５に搬送され、現像剤像が永久画像として記録体３６に定着される。このようにして、記録体３６に画像を形成することができる。 The image forming apparatus 30 according to the present invention operates as follows. First, in the image forming apparatus 30, the image carrier 31 is uniformly charged by the charging unit 32, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier 31 by the exposure unit 33. Next, the developer 42 is supplied from the developing unit 40 to the image carrier 31 to develop the electrostatic latent image, and the developer image is conveyed between the image carrier 31 and the transfer unit 34 on the recording member 36. Is transferred to. The sponge roller 1 of the present invention can be suitably used for, for example, the developer supply means 43 and the developer carrier 44 and has low hardness, so that the load and friction on the developer are reduced. Furthermore, since the distortion characteristics are also improved, the durability is excellent. The recording body 36 is conveyed to the fixing unit 35, and the developer image is fixed on the recording body 36 as a permanent image. In this way, an image can be formed on the recording body 36.
この発明に係るスポンジローラ、及び画像形成装置は、以上の実施形態に限定されることはなく、この発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。 The sponge roller and the image forming apparatus according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within a range in which the object of the present invention can be achieved.
例えば、スポンジローラ１において、弾性層３は、単層構造とされているが、この発明においては二層以上の複層構造とされてもよい。 For example, in the sponge roller 1, the elastic layer 3 has a single-layer structure, but in the present invention, it may have a multilayer structure of two or more layers.
画像形成装置３０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置３０は、現像手段４０に単色の現像剤４２のみを収容するモノクロ画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、モノクロ画像形成装置に限定されず、カラー画像形成装置であってもよい。カラー画像形成装置としては、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置、各色の現像手段を備えた複数の像担持体を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。画像形成装置３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。 The image forming apparatus 30 is an electrophotographic image forming apparatus. However, in the present invention, the image forming apparatus is not limited to the electrophotographic system, and may be, for example, an electrostatic image forming apparatus. Good. Further, the image forming apparatus 30 is a monochrome image forming apparatus in which the developing unit 40 contains only a single color developer 42. However, in this invention, the image forming apparatus is not limited to a monochrome image forming apparatus. It may be an image forming apparatus. As the color image forming apparatus, for example, a four-cycle color image forming apparatus that sequentially repeats primary transfer of a developer image carried on an image carrier to an intermediate transfer body, and a plurality of image carriers provided with developing means for each color And a tandem type color image forming apparatus in which the toner is disposed in series on an intermediate transfer member or a transfer conveyance belt. The image forming apparatus 30 is an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer.
また、定着手段３５及び画像形成装置３０において、現像剤４２は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。 In the fixing unit 35 and the image forming apparatus 30, a one-component developer is advantageously used as the developer 42, but a two-component developer containing a toner and a carrier such as iron or nickel is also used. can do.
以上、本発明を、実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に記載の発明の範囲には限定されないことは言うまでもなく、上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、そのような変更又は改良を加えた発明も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, it cannot be overemphasized that the technical scope of this invention is not limited to the range of the invention as described in said embodiment, A various change or It will be apparent to those skilled in the art that improvements can be made. In addition, it is apparent from the scope of the claims that the invention to which such changes or improvements are added can also be included in the technical scope of the present invention.
以下、本発明について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the Example shown below at all.
（スポンジローラの作製）
実施例１から３並びに比較例１及び２にあっては、表１に示されるベースゴム材料と、表１に示される架橋剤と、表１に示される触媒と、表１に示される未膨張マイクロバルーンとを、表１に示される配合量をもって、二本ロールで十分に混練して混合物を得た。
(Production of sponge roller)
In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the base rubber material shown in Table 1, the crosslinking agent shown in Table 1, the catalyst shown in Table 1, and the unexpanded shown in Table 1 The mixture was obtained by sufficiently kneading the microballoon with two rolls in the blending amounts shown in Table 1.
表１に記載されたベースゴム材料は、信越化学工業株式会社製の商品名ＫＥ−５５１−Ｕであるミラブル型シリコーンゴムである。また、架橋剤は「付加架橋」と記載された信越化学工業株式会社製の商品名Ｃ−２５Ｂと「パーオキサイド架橋」と記載された信越化学工業株式会社製のＣ−３との組み合わせであり、表１に記載された「触媒」は信越化学工業株式会社製の商品名Ｃ−２５Ａである白金触媒であり、表１に記載された「未膨張マイクロバルーン」は松本油脂製薬株式会社製の商品名マツモトマイクロスフェアーであり、「化学発泡剤」は大塚化学株式会社製の商品名ＡＺＯシリーズのＡＩＢＮである。 The base rubber material described in Table 1 is a millable silicone rubber having a trade name KE-551-U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. The crosslinking agent is a combination of the trade name C-25B manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. described as “addition crosslinking” and C-3 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. described as “peroxide crosslinking”. The “catalyst” described in Table 1 is a platinum catalyst having the trade name C-25A manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and the “unexpanded microballoon” described in Table 1 is manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd. Trade name Matsumoto Microsphere, and “Chemical Foaming Agent” is AIBN of the trade name AZO series manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.
次いで、プライマー層を形成した軸体と混合物とを押出成形機にて一体分出し、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて上記混合物を２００℃で１７分間加熱することにより一次加硫し、その後、熱風乾燥炉にて２２５℃で７時間にわたって２次加硫することにより発泡ローラ原体を作製した。この発泡ローラ原体の円周面を、株式会社水口製作所製の研磨機により、金属砥石による高速研磨を行い、直径が３０ｍｍとなるように弾性層を形成した。 Next, the shaft body on which the primer layer is formed and the mixture are integrally extracted by an extruder, and the mixture is primarily vulcanized by heating at 200 ° C. for 17 minutes using an infrared heating furnace (IR furnace), and thereafter The foamed roller base was produced by secondary vulcanization at 225 ° C. for 7 hours in a hot air drying oven. The circumferential surface of the foam roller base was subjected to high-speed polishing with a metal grindstone by a polishing machine manufactured by Mizuguchi Seisakusho, and an elastic layer was formed so as to have a diameter of 30 mm.
さらに、高熱伝導性フィラー（アルミナ粉）を分散させたシリコーン系接着剤を弾性層の外周面に塗布し、さらに、上記の加圧挿入法により、厚さ５０μｍのＰＦＡチューブに圧入し、温度１２０℃で１時間加熱することで、各実施例・各比較例のスポンジローラを得た。各スポンジローラにおける接着剤層の厚み、接着剤層の熱伝導率、接着剤層中の高熱伝導性フィラーの含有量を表１に記載した。 Further, a silicone-based adhesive in which a high thermal conductive filler (alumina powder) is dispersed is applied to the outer peripheral surface of the elastic layer, and is further press-fitted into a 50 μm thick PFA tube by the above-described pressure insertion method. The sponge roller of each Example and each comparative example was obtained by heating at 0 degreeC for 1 hour. Table 1 shows the thickness of the adhesive layer in each sponge roller, the thermal conductivity of the adhesive layer, and the content of the high thermal conductive filler in the adhesive layer.
得られた各実施例・比較例のスポンジローラに関して、紙しわの発生しづらさについて試験した。 The sponge rollers of the obtained examples and comparative examples were tested for difficulty in generating paper wrinkles.
（紙しわの発生しづらさ）
得られたスポンジローラを画像形成装置の加圧ローラとして用い、Ａ４サイズの用紙１０枚を印刷した後に、Ａ３サイズの用紙１０枚を印刷し、Ａ３サイズの用紙に発生した紙しわの発生の有無を確認し、この作業を計１０回繰り返し、Ａ３サイズの用紙（計１００枚）の紙しわの発生しづらさについて、以下の基準により評価した。
◎：紙しわの発生が０枚以上５枚以下
〇：紙しわの発生が６枚以上１０枚以下
×：紙しわの発生が１１枚以上
(It is difficult to generate paper wrinkles)
Using the obtained sponge roller as the pressure roller of the image forming apparatus, after printing 10 sheets of A4 size paper, printing 10 sheets of A3 size paper, whether or not paper wrinkles occurred on the A3 size paper This operation was repeated a total of 10 times, and the difficulty of generating paper wrinkles on A3 size paper (a total of 100 sheets) was evaluated according to the following criteria.
◎: Occurrence of paper wrinkle 0 or more and 5 or less ○: Occurrence of paper wrinkle 6 or more and 10 or less ×: Generation of paper wrinkle 11 or more
表１の結果から、本発明によれば、紙しわの発生が抑制された高品質のスポンジローラを得ることができる。 From the results in Table 1, according to the present invention, a high-quality sponge roller in which the occurrence of paper wrinkles is suppressed can be obtained.
１ スポンジローラ
２ 軸体
３ 弾性層
４ 離型層
３０ 画像形成装置
３１ 像担持体
３２ 帯電手段
３３ 露光手段
３４ 転写手段
３５ 定着手段
３６ 記録体
３７ クリーニング手段
４０ 現像手段
４１ 現像剤収納部
４２ 現像剤
４３ 現像剤供給手段
４４ 現像剤担持体
４５ 現像剤規制部材
５０ 筐体
５２ 開口
５３ 定着ローラ
５４ 無端ベルト支持ローラ
５５ 無端ベルト
５６ 加圧ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sponge roller 2 Shaft body 3 Elastic layer 4 Release layer 30 Image forming apparatus 31 Image carrier 32 Charging means 33 Exposure means 34 Transfer means 35 Fixing means 36 Recording body 37 Cleaning means 40 Developing means 41 Developer storage part 42 Developer 43 Developer supply means 44 Developer carrier 45 Developer regulating member 50 Housing 52 Opening 53 Fixing roller 54 Endless belt support roller 55 Endless belt 56 Pressure roller
Claims (4)
前記スポンジローラは、前記弾性層と前記離型層との間に、高熱伝導性フィラーを含有する接着剤層を設けており、
前記弾性層が、ミラブル型シリコーンゴムと、架橋剤と、発泡剤と、から形成され、
前記接着剤層の熱伝導率が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、
前記接着剤層の厚みが３０μｍ以上５００μｍ以下である、スポンジローラ。 A sponge roller comprising: a shaft body; an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the shaft body; and a release layer provided on the outer peripheral surface of the elastic layer;
The sponge roller is provided with an adhesive layer containing a high thermal conductive filler between the elastic layer and the release layer,
The elastic layer is formed from a millable silicone rubber, a crosslinking agent, and a foaming agent,
The thermal conductivity of the adhesive layer is 1.0 W / (m · K) or more,
A sponge roller, wherein the adhesive layer has a thickness of 30 μm or more and 500 μm or less.
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