JP2543859B2 - Silicon rubber roll - Google Patents
Silicon rubber rollInfo
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属芯金上にシリコンゴム層を有するシ
リコンゴムロールに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon rubber roll having a silicon rubber layer on a metal cored bar.
この種のシリコンゴムロールは、シリコンゴム自体が
もつ耐熱性、耐薬品性、高温時における非常に変化の少
ない弾性特性、シリコンゴム自体がもつ表面滑り特性、
非粘着性といった性質から多くの産業界において利用さ
れている。This type of silicone rubber roll has heat resistance, chemical resistance, elastic properties that hardly change at high temperature, surface sliding property of silicone rubber itself,
It is used in many industries due to its non-stick property.
特に、OA機器の普及により、シリコンゴムロールは、
複写機用の定着ロール、紙送りロール、あるいはコンピ
ューター用のプリンターロール、レーザープリンター用
定着ロール等に広く使用されているが、近年のOA機器技
術の進歩は目ざましく、この種の分野では、耐久性、耐
熱性、離型性により優れ、より高強度で、さらに非粘着
性に富むシリコンゴムロールが要求されるようになって
いる。Especially with the spread of OA equipment, silicone rubber rolls
It is widely used for fixing rolls for copiers, paper feed rolls, printer rolls for computers, fixing rolls for laser printers, etc., but the recent advances in OA equipment technology are remarkable, and in this type of field, durability Silicone rolls, which are more excellent in heat resistance and releasability, have higher strength, and are more non-adhesive, have been required.
このため、シリコンゴムロールの表面に、フッ素樹脂
を被覆することにより、フッ素樹脂の耐薬品性、耐熱
性、電気絶縁性、自己潤滑性、非粘着性といった優れた
特性を、シリコンゴムロールに付加しようとする試みが
なされている。Therefore, by coating the surface of the silicone rubber roll with a fluororesin, it is attempted to add the excellent properties such as chemical resistance, heat resistance, electrical insulation, self-lubrication, and non-adhesiveness of the fluororesin to the silicone rubber roll. Attempts have been made to do so.
ところで、シリコンゴムとフッ素樹脂は、それぞれ非
粘着性に優れた材料であって、互いに基本的に接着する
ことができないので、従来は、シリコンゴム層とフッ素
樹脂層の境界面に、接着力を強固にするためのプライヤ
ーや補強材的な中間材料を介在させたり、フッ素樹脂に
他の材料を混合したりして両者の接着を図っている。By the way, since silicone rubber and fluororesin are materials having excellent non-adhesiveness and basically cannot be adhered to each other, conventionally, an adhesive force has been applied to the boundary surface between the silicone rubber layer and the fluororesin layer. The pliers for strengthening and an intermediate material such as a reinforcing material are interposed, or another material is mixed with the fluororesin to bond them.
しかしながら、シリコンゴム層とフッ素樹脂層の間に
中間材料を介在させると、シリコンゴムロール本来の柔
軟性や弾性が損なわれることがあった。また、フッ素樹
脂に他の材料を混合すると、フッ素樹脂本来の特性が損
なわれるという問題がある。However, interposing an intermediate material between the silicone rubber layer and the fluororesin layer may impair the original flexibility and elasticity of the silicone rubber roll. Further, when other materials are mixed with the fluororesin, there is a problem that the original characteristics of the fluororesin are impaired.
また、印刷機、OA機器の用途では、シリコンゴム層と
フッ素樹脂層の密着性は、少なくとも130g/20mm幅以上
の剥離強度を必要とするが、従来の方法では目的とする
剥離強度が得られないという問題があった。Further, in the use of printing machines and OA equipment, the adhesion between the silicone rubber layer and the fluororesin layer requires a peel strength of at least 130 g / 20 mm width or more, but the conventional method provides the desired peel strength. There was a problem of not having.
そこで、この発明は、シリコンゴム層上に、直接フッ
素樹脂層を有し、しかもシリコンゴム層とフッ素樹脂層
との剥離強度が高いシリコンゴムロールを得ようとする
ものである。Therefore, the present invention is intended to obtain a silicone rubber roll having a fluororesin layer directly on the silicone rubber layer and having high peel strength between the silicone rubber layer and the fluororesin layer.
この発明は、シリコンゴム層中に分散混合させる充填
剤の量と、フッ素樹脂層の厚みをコントロールすること
により、シリコンゴム層とフッ素樹脂層の境界面にプラ
イマーや接着剤を用いることなく、シリコンゴム層とフ
ッ素樹脂層との密着力を向上させたのである。This invention controls the amount of the filler to be dispersed and mixed in the silicone rubber layer and the thickness of the fluororesin layer, so that the silicone rubber layer and the fluororesin layer can be bonded to each other without using a primer or an adhesive at the interface. The adhesion between the rubber layer and the fluororesin layer is improved.
そして、シリコンゴム層とフッ素樹脂層が強固に密着
して、高い剥離強度が得られるシリコンゴム層中の充填
剤の量は、当該ゴム層全量基準で50重量%以上90重量%
未満である。また、フッ素樹脂の厚みは、6〜24μmの
範囲である。The silicone rubber layer and the fluororesin layer are firmly adhered to each other, and the high peel strength is obtained. The amount of the filler in the silicone rubber layer is 50% by weight or more and 90% by weight or more based on the total amount of the rubber layer.
Is less than. The thickness of the fluororesin is in the range of 6 to 24 μm.
上記フッ素樹脂層は、シリコンゴム層の表面に、直接
未焼成のフッ素樹脂を被覆した後、フッ素樹脂の融点以
上の温度で加熱焼成することによって設けられる。The fluororesin layer is provided by directly coating the surface of the silicon rubber layer with an unsintered fluororesin, and then heating and firing at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluororesin.
この発明で使用する金属芯金としては、例えば、表面
を、サンドブラスト、研磨等の方法によって表面処理し
たアルミ、鉄、ステンレス等のパイプがある。The metal core bar used in the present invention includes, for example, a pipe made of aluminum, iron, stainless steel or the like whose surface is surface-treated by a method such as sandblasting or polishing.
上記金属芯金の表面には、次のようにしてシリコンゴ
ム層が設けられる。まず金属芯金にプライマーを塗布
し、その表面に、押出し法、加工法、手巻法等の方法に
よってシリコンコンパウンドを巻き付けた金属芯金を加
硫釜に入れて加硫し、さらに約200℃の炉に入れて再度
加硫した後、表面を研磨して寸法通りの径に仕上げる。A silicon rubber layer is provided on the surface of the metal core bar as follows. First of all, apply a primer to a metal core bar, and put the metal core bar wound with silicon compound on the surface by a method such as extrusion method, processing method, hand winding method, etc., put it in a vulcanization pot and vulcanize it, and further about 200 ° C After vulcanizing again in the furnace, the surface is polished and finished to the diameter as specified.
上記シリコンゴムコンパウンドは、例えば、シリカ粉
末をシリコン生ゴムと同等もしくはほぼそれに近い量を
混ぜ込み、さらに紅ガラ、加硫剤、マンガン、等ごく少
量づつ加えその量がシリコンレジンの量より多くなるよ
う最適には55%(重量%)以上になるよう含め混練りし
て作成する。The silicone rubber compound is, for example, mixed with silica powder in an amount equal to or almost the same as that of silicon raw rubber, and further added in small amounts such as red husk, vulcanizing agent, manganese, etc. so that the amount becomes larger than the amount of silicone resin. Optimally, it should be kneaded so that it is 55% (wt%) or more.
上記シリコン生ゴムと混合する充填剤には、例えば、
シリカ、酸化鉄、マンガン、コバルト、アルミナ硬化
剤、加硫剤等が含まれ、その総量がシリコン生ゴム以上
の割合になりように、即ち、最低50重量%以上、特に、
フッ素樹脂層との密着性を向上させるためには、55重量
%〜90重量%になるようにする。なお、充填剤の量が90
重量%以上になると、シリコンゴムにならない。The filler mixed with the silicone raw rubber, for example,
Silica, iron oxide, manganese, cobalt, alumina curing agent, vulcanizing agent, etc. are included, so that the total amount is at least a proportion of silicone raw rubber, that is, at least 50% by weight, especially,
In order to improve the adhesiveness with the fluororesin layer, the amount is 55 to 90% by weight. The amount of filler is 90
If it is more than weight%, it will not become silicone rubber.
次に、上記のように形成したシリコンゴム層の表面に
未焼成のフッ素樹脂、例えば四フッ化エチレン樹脂、四
フッ化エチレン−パーフルオロビニールエーテル共重合
体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等
のエナメル、デスパージョン、粉体等の樹脂を吹付、テ
ッピング、粉体塗装等の方法により6μm〜24μm膜厚
になるよう塗布する。Next, on the surface of the silicone rubber layer formed as described above, an unbaked fluororesin, such as tetrafluoroethylene resin, tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene. A resin such as an enamel, a dispersion and a powder such as a copolymer is applied by a method such as spraying, tepping and powder coating so as to have a film thickness of 6 μm to 24 μm.
この後、この未焼成のフッ素樹脂層をそのフッ素樹脂
のもつ融点以上の温度、すなわち四フッ化エチレン樹脂
の場合は327℃、四フッ化エチンレン−パーフルオロビ
ニールエーテル共重合体の場合は306℃、四フッ化エチ
レン−六フッ化プロピレン共重合体の場合は280℃以上
の温度に加熱してフッ素樹脂層を焼成する。Thereafter, the temperature of the unsintered fluororesin layer is equal to or higher than the melting point of the fluororesin, that is, 327 ° C. in the case of tetrafluoroethylene resin, 306 ° C. in the case of tetrafluoroethynylene-perfluorovinyl ether copolymer. In the case of a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, the fluororesin layer is baked by heating at a temperature of 280 ° C or higher.
このようにして得た金属芯金とシリコンゴム層とフッ
素樹脂層の複合体ロールは、表面層が焼成されたフッ素
樹脂層被覆におおわれ少し光った光沢を示し、耐熱220
℃に耐え、離型性を示し、印刷機械用ロール、OAB機器
用定着ロールとして非常に適したロールとなる。The composite roll of the metal cored bar, the silicone rubber layer and the fluororesin layer thus obtained shows a slightly shiny luster covered with the surface layer of the baked fluororesin layer and has a heat resistance of 220 ° C.
Withstands temperatures of ℃ and shows releasability, it is a very suitable roll for printing machines and fixing rolls for OAB equipment.
上記シリコンゴム層中のシリコン生ゴムと他の充填剤
の量とフッ素樹脂被膜の密着性(剥離強度)との関係を
示すと次表の通りである。The following table shows the relationship between the amounts of silicone raw rubber and other fillers in the silicone rubber layer and the adhesiveness (peel strength) of the fluororesin coating.
OA機器における定着ロールとして使用する場合、シリ
コンゴム層とフッ素樹脂層との剥離強度が最低130g/20m
m幅以上は必要とされており、130g/20mm幅以下では耐寿
命的に難点となる。又、充填剤の量が多くなるほど密着
性が上がることが上記表で示されるが、90%以上充填剤
を含ませることはシリコンゴムロールとして使用が不可
となる。又、シリコンゴムの特性から言って印刷機ロー
ル、OA機器定着ロールとして使用に適しているのはシリ
コンゴム中に含まれる充填剤の量が55〜80%位までが最
適であり、従ってフッ素樹脂膜厚が30μmともなると剥
離強度が弱くなり使用に適さない。 When used as a fixing roll in OA equipment, the peel strength between the silicone rubber layer and the fluororesin layer is at least 130g / 20m
A width of m or more is required, and life of 130g / 20mm or less is a problem in terms of life. Further, the above table shows that the adhesiveness increases as the amount of the filler increases, but when 90% or more of the filler is contained, the silicone rubber roll cannot be used. Also, from the characteristics of silicone rubber, it is most suitable for use as a printing machine roll and a fixing roll for OA equipment when the amount of filler contained in the silicone rubber is 55-80%. If the film thickness is 30 μm, the peel strength becomes weak and it is not suitable for use.
〔実施例1〕 ロール有効面長300mm、径30mmφ、両端にベアリング
が入るボスをもアルミローラを試作し、その有効面をサ
ンドプラスト#600にて表面処理した。Example 1 An aluminum roller was trial-produced with a roll effective surface length of 300 mm, a diameter of 30 mmφ, and bosses into which bearings are inserted at both ends, and the effective surface was surface-treated with Sandplast # 600.
次に、東レシリコン(株)製、シリコン生ゴムにシリ
カ40%(重量%)を混合し、さらにマグネ粉末4%(重
量%)、紅ガラ15%(重量%)に加硫剤数%を混合し、
混練機でねったシリコンコンパウンドを得た。Next, Toray Silicone Co., Ltd., silicon 40% (wt%) is mixed with silicon raw rubber, and 4% (wt%) of Magne powder and 15% (wt%) of red moth are mixed with several% of vulcanizing agent. Then
A kneading machine was used to obtain a viscous silicon compound.
このようにして得たシリコンコンパウンドをアルミ芯
金の表面にプライマを塗布し、さらに手巻き加工により
約3mmtの肉厚で巻付け成型した。さらに、この品物を蒸
気加硫釜160℃の中に約6時間放置した後取り出し、再
度220℃の電気炉の中に4時間放置して取り出した。そ
の後、シリコンゴムロールの表面を研磨し、所定の寸法
に仕上げた。The silicon compound thus obtained was coated with a primer on the surface of an aluminum cored bar, and was further hand-rolled to form a film having a thickness of about 3 mmt. Further, this product was left in a steam vulcanizer 160 ° C. for about 6 hours and then taken out, and then left again in an electric furnace at 220 ° C. for 4 hours and taken out. Then, the surface of the silicone rubber roll was polished to a predetermined size.
このようにして得たシリコンゴムを巻つけたロールの
シリコンゴム層を10mg削り取り、示差熱天秤にて600℃
まで加熱してシリコン成分を分解して飛ばした後、残渣
を調べたところ68%でシリコレジンが32%であったこと
がわかった。10 mg of the silicon rubber layer of the roll wrapped with the silicone rubber thus obtained was scraped off, and the temperature was adjusted to 600 ° C. with a differential thermal balance.
After heating until the silicon component was decomposed and blown off, the residue was examined and found to be 68% and 32% silicoresin.
このようにして得たシリコンゴムロールの表面に四フ
ッ化エチレン樹脂エナメルを吹付塗装にて約15μ膜厚に
なるように塗布し180℃で約10分乾燥した。後に四フッ
化エチレン樹脂被膜に327℃以上の熱を加え焼成したと
ころ、白色の未焼成四フッ化エチレン樹脂膜が透明とな
り下地のシリコンゴムの紅色がくっきりと浮かび上が
り、表面は四フッ化エチレン樹脂でおおわれ光沢を示し
た、アルミ芯金にシリコンゴム層を有し、さらに焼成さ
れた四フッ化エチレン樹脂層を有する、複写機用定着ロ
ールを得た。このようにして得たロールの1本を破壊試
験を行うためつぶし、四フッ化エチレン樹脂被膜の密着
性を20mm幅で測定したところ、剥離強度は230g有り、膜
厚は15μmであった。このロールを複写機に入れ耐久テ
ストを行った結果、通紙20万枚においても四フッ化エチ
レン樹脂被膜の剥離はなく、又、オフセットもない非常
に複写機用定着ロールとして適していることがわかっ
た。The surface of the silicone rubber roll thus obtained was spray-coated with enamel tetrafluoroethylene resin to a film thickness of about 15 μm and dried at 180 ° C. for about 10 minutes. Later, when heat was applied to the tetrafluoroethylene resin coating at 327 ° C or higher, the white unfired tetrafluoroethylene resin film became transparent, and the red color of the underlying silicon rubber clearly emerged. A fixing roll for a copying machine, which was covered with a resin and showed luster, had a silicon rubber layer on an aluminum core metal, and further had a baked tetrafluoroethylene resin layer was obtained. One of the rolls thus obtained was crushed for a destructive test and the adhesion of the tetrafluoroethylene resin coating was measured with a width of 20 mm. The peel strength was 230 g and the film thickness was 15 μm. As a result of putting this roll in a copying machine and performing a durability test, it was found that the tetrafluoroethylene resin film did not peel off even after passing 200,000 sheets of paper, and that it was very suitable as a fixing roll for copying machines. all right.
〔比較例1〕 実施例1と同様の方法で複合ロールを試作し、シリコ
ンゴム中のシリコン生ゴムの量を増し、実施例1と同様
の方法による示差熱天秤の値が48%、すなわちシリコン
生ゴムの量が52%になるロールを試作し、他は全く実施
例1と同じにした。このロールの四フッ化エチレン樹脂
被膜とシリコンゴム層との剥離強度を測定すると60g/20
mm幅であった。このようにして得たロールを複写機にセ
ットし、実機耐久テストを行ったところ、約15000枚通
紙したところで四フッ化エチレン樹脂被膜がシリコンゴ
ム層より部分的に浮き白い斑点が発生し耐久性がないこ
とがわかった。[Comparative Example 1] A composite roll was prototyped by the same method as in Example 1, the amount of silicon raw rubber in the silicon rubber was increased, and the value of the differential thermal balance obtained by the same method as in Example 1 was 48%, that is, silicon raw rubber. A roll having an amount of 52% was prototyped, and the other conditions were exactly the same as in Example 1. The peel strength between the tetrafluoroethylene resin coating of this roll and the silicone rubber layer was measured to be 60g / 20
It was mm width. The roll thus obtained was set in a copying machine, and a durability test was carried out on an actual machine.When approximately 15,000 sheets were passed, the tetrafluoroethylene resin coating partly floated from the silicone rubber layer, causing white spots and durability. It turned out that there was no sex.
〔比較例2〕 実施例1と同様で四フッ化エチレン樹脂被膜の膜厚の
厚みを5μmとし、その他は実施例1と全く同じにした
四フッ化エチレン樹脂被膜の剥離強度は200gあり、密着
は良かったが、実機にかけると2万枚位の通紙でオフセ
ットが発生し、離型性に難があることがわかった。[Comparative Example 2] Similar to Example 1, the thickness of the tetrafluoroethylene resin coating was set to 5 μm, and the same as in Example 1 except that the peel strength of the tetrafluoroethylene resin coating was 200 g. Although it was good, it was found that when applied to an actual machine, offset occurred after passing about 20,000 sheets, and there was a problem in releasability.
〔実施例2〕 ステンレス芯金60mmφのロールを作成し、表面をサン
ドブラストをかけた後、シリコン生ゴムにシリカ、石
英、アルミナ、カーボン、加硫剤等の充填剤75%を加え
混練りしたシンコンコンパウンドを用いて実施例1と同
様のシリコンゴムロールを得た。色は黒であった。この
シリコンゴムロールに四フッ化エチレン−パーフルオロ
ビニールエーテル共重合体の粉末を約20μm厚に粉体塗
布した後、四フッ化エチレン−パーフルオロビニールエ
ーテル共重合体の粉体が溶融する306℃以上に加熱焼成
してフッ素樹脂被膜を被覆した。このようにして得られ
たロールにおけるフッ素樹脂層とシリコンゴム層との剥
離強度は230g/20mm幅であり実機耐久テストで20万枚以
上もち定着ロール及び印刷ロールに適していることがわ
かった。Example 2 A stainless steel core 60 mmφ roll was prepared, the surface was sandblasted, and then 75% of a filler such as silica, quartz, alumina, carbon, and a vulcanizing agent was added to silicon raw rubber, and kneaded. A silicone rubber roll similar to that of Example 1 was obtained by using. The color was black. Powder of tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer is applied to this silicone rubber roll to a thickness of about 20 μm, and then powder of tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer is melted. Then, it was baked by heating to cover the fluororesin film. The peel strength between the fluororesin layer and the silicone rubber layer of the roll thus obtained was 230 g / 20 mm width, and it was found in an actual machine durability test that it had more than 200,000 sheets and was suitable for a fixing roll and a printing roll.
以上のように、この発明のシリコンゴムロールは、シ
リコンゴム層上に、直接フッ素樹脂層が被覆され、しか
もシリコンゴム層とフッ素樹脂層との剥離強度が高いの
で、特に、複写機の定着ロール、印刷ロールに好適に使
用できる。As described above, the silicone rubber roll of the present invention, in which the fluorocarbon resin layer is directly coated on the silicone rubber layer, and since the peeling strength between the silicone rubber layer and the fluorocarbon resin layer is high, particularly, the fixing roll of the copying machine, It can be suitably used for printing rolls.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−158361(JP,A) 特開 昭61−89845(JP,A) 特開 昭61−84670(JP,A) 特公 昭58−51262(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 61-158361 (JP, A) JP 61-89845 (JP, A) JP 61-84670 (JP, A) JP 58- 51262 (JP, B2)
Claims (2)
コンゴムロールにおいて、上記シリコンゴム層中の充填
剤の量を当該ゴム層全量基準で50重量%以上90重量%未
満とし、このシリコンゴム層の表面に、直接未焼成のフ
ッ素樹脂を被覆して加熱焼成した厚みが6〜24μmのフ
ッ素樹脂層を有することを特徴とするシリコンゴムロー
ル。1. A silicone rubber roll having a silicone rubber layer on a metal core, wherein the amount of the filler in the silicone rubber layer is 50% by weight or more and less than 90% by weight based on the total amount of the rubber layer. A silicon rubber roll having a fluororesin layer having a thickness of 6 to 24 μm, which is obtained by directly coating an unsintered fluororesin on the surface of and heating and firing.
四フッ化エチレンパーフルオロビニルエーテル共重合
体、四フッ化エチレン六フッ化ピロピレン共重合体のい
ずれか一つよりなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のシリコンゴムロール。2. The fluororesin is tetrafluoroethylene resin,
The silicone rubber roll according to claim 1, comprising one of a tetrafluoroethylene perfluorovinyl ether copolymer and a tetrafluoroethylene hexafluoropyropyrene copolymer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61251470A JP2543859B2 (en) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | Silicon rubber roll |
Applications Claiming Priority (1)
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JP61251470A JP2543859B2 (en) | 1986-10-21 | 1986-10-21 | Silicon rubber roll |
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JPS63104833A JPS63104833A (en) | 1988-05-10 |
JP2543859B2 true JP2543859B2 (en) | 1996-10-16 |
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ID=17223291
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1986
- 1986-10-21 JP JP61251470A patent/JP2543859B2/en not_active Expired - Lifetime
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