JP2662419B2 - シリコーンゴム組成物,該ゴム組成物を有する弾性回転体及び定着装置 - Google Patents

シリコーンゴム組成物,該ゴム組成物を有する弾性回転体及び定着装置

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JP2662419B2 JP63181158A JP18115888A JP2662419B2 JP 2662419 B2 JP2662419 B2 JP 2662419B2 JP 63181158 A JP63181158 A JP 63181158A JP 18115888 A JP18115888 A JP 18115888A JP 2662419 B2 JP2662419 B2 JP 2662419B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子複写機等とトナー像定着ローラ周面に
形成するトナーオフセツト防止層材料、印刷機等の各種
インク離型性ローラ構成材料などに使用される優れた離
型性,耐熱性,耐油性,耐久性を要求される各種部材構
成材料、被覆用材料として好適なシリコーンゴム組成物
に関するものである。
〔従来の技術〕
電子複写機等における熱ローラ式トナー像定着装置
は、電子写真方式,静電方式等の作像機構にて、未定着
トナー像を形成担持させた像支持材(普通紙,転写紙、
エレクトロフアツクス紙,静電記録紙等)をトナー像担
持面側を定着ローラ側にして回転駆動状態の定着ローラ
と加圧ローラとのニツプ部に導入通過させ、定着ローラ
の熱及び定着ローラと加圧ローラの相互押圧力によりト
ナー像と像支持材に永久固着像として熱圧定着処理する
ものである。
ここで用いられる定着ローラは、アルミニウム等の金
属製中空ローラを芯金とし、その外周面をトナーオフセ
ツトの生じ難い耐熱性,耐摩耗性を有する離型性材料層
で被覆したものである。また、加圧ローラは鉄,アルミ
ニウム等の金属製ローラを芯金とし、その外周面を比較
的厚いゴム等の弾性材料層で被覆したものである。
従来、この定着ローラの被覆材料は、一般に、四フツ
化エチレン樹脂,四フツ化エチレン−フロロアルコキシ
エチレン共重合樹脂等のフツ素系樹脂、もしくはジメチ
ルシリコーンゴムが利用されてきた。
〔発明が解決しようとしている問題点〕
シリコーンゴム被覆定着ローラは、トナー像の像支持
材に対する定着性,定着像画質(即ち画質性)には、優
れるが、離型性や耐久性に関しては、フツ素系樹脂被覆
定着ローラに比べ劣るという問題点があった。電子複写
機等の画像形成装置では、画質性を重視する観点から、
離型性や耐久性は、フツ素系樹脂被覆定着ローラよりは
劣るが、画質性に優れるシリコーンゴム被覆定着ローラ
を採用する傾向にあり、シリコーンゴム材料について可
及的に離型性,耐久性を向上させる種々の研究及び開発
がなされている。しかしながら、現在までのところ、ジ
メチルシリコーンゴムを用いて離型性,耐久性を大幅に
向上させ得る方法が待望されている。例えば、耐久性を
向上させる手法として、含水合成ケイ酸や無水合成ケイ
酸を補強剤として配合することが知られている。しかし
ながら、含水合成ケイ酸の場合、ジメチルシリコーンゴ
ム100重量部に対し添加量を20〜50重量部とかなり多く
用いなければ、補強効果が発現しないばかりか、それに
伴い離型性が大幅に低下してしまう。無水合成ケイ酸の
場合は、含水合成ケイ酸に比べ少量の添加量、例えば10
〜20重量部である程度の補強効果は得られるが離型性の
低下は、やはり大きい。したがって、何れの場合も離型
性を低下させることなく、耐久性を大幅に向上させ得る
ものではなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は電子複写機熱定着ローラを被覆材として、
離型性と耐久性を兼ね備えたシリコーンゴム組成物に関
して鋭意研究を重ねてきた結果、従来のジメチルシリコ
ーンゴムに変えて付加反応型のトリフルオロプロピル基
含有オルガノポリシロキサン共重合体を用い、これにフ
ルオロアルキルシランと不飽和基含有シランで表面を改
質した合成ケイ酸を適当量添加することにより離型性と
補強性との釣合が良くとれ、耐久性が大幅に改善される
ことを見出し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、 (A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価の炭化水素基
を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF3C
H2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフルオロプロピ
ル基含有オルガノシロキサン単位を有し、CF3CH2CH2(C
H3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である分子鎖末端が
ビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサン共重合体
成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
成ケイ酸成分(d) を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対し
て、成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分
(a)及び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分
(b)が有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5に
なるように成分(a),(b)及び(d)が配合されて
いる付加反応型シリコーン組成物を加熱処理して生成し
たことを特徴とする離型性及び弾性を有するシリコーン
ゴム組成物に関する。
さらに、本発明は、 (A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価の炭化水素基
を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF3C
H2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフルオロプロピ
ル基含有オルガノシロキサン単位を有し、CF3CH2CH2(C
H3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である分子鎖末端が
ビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサン共重合体
成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
成ケイ酸成分(d) を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対し
て、成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分
(a)及び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分
(b)が有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5に
なるように成分(a),(b)及び(d)が配合されて
いる付加反応型ジメチルシリコーン組成物を加熱処理し
て生成したジメチルシリコーンゴム組成物を加熱処理し
て生成したジメチルシリコーンゴム組成物から形成され
た離型性表面層を有する弾性体を具備していることを特
徴とする弾性回転体に関する。
さらに、本発明は、 少なくとも一対のローラ間に像担持材を挾持搬送させ
ることにより像担持材上に形成された未定着トナー像を
加熱加圧定着する定着装置において、 少なくとも一方のローラの表面層をトナーに対し離型
性を有する弾性体とし、該弾性体が、 (A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価の炭化水素基
を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF3C
H2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフルオロプロピ
ル基含有オルガノシロキサン単位を有し、CF3CH2CH2(C
H3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である分子鎖末端が
ビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサン共重合体
成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
成ケイ酸成分(d) を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対し
て、成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分
(a)及び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分
(b)が有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5に
なるように成分(a),(b)及び(d)が配合されて
いる付加反応型ジメチルシリコーン組成物を加熱処理し
て生成したジメチルシリコーンゴム組成物で形成されて
いることを特徴とする定着装置に関する。
本発明の組成物を構成する成分(a),(b)および
(c)は付加反応型シリコーンゴム組成物を生成するた
めの基本成分であり、成分(a)のケイ素結合ビニル基
と成分(b)のケイ素結合水素原子が成分(c)の白金
系触媒の存在下で熱硬化し、ゴム状弾性体となるもので
ある。
この成分(a)としてのビニル基含有オルガノポリシ
ロキサンは、R1R2SiO−で示されるオルガノポリシロキ
サン単位と、CF3CH2CH2(CH3)SiO−で示されるフルオ
ロアルキル基含有オルガノシロキサン単位とからなる分
子鎖末端がビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサ
ン共重合体である。R1及びR2はメチル基,エチル基,プ
ロピル基などのアルキル基である。また、このオルガノ
ポリシロキサン共重合体のCF3CH2CH2(CH3)SiO単位の
成分(a)中における含有量は10〜60mol%であり、好
ましくは20〜40mol%が良い。
また、成分(b)としてのケイ素結合水素原子含有オ
ルガノポリシロキサンは、分子当たり平均1個より多い
ケイ素結合水素原子を有し、一般式R3R4SiOで示される
オルガノシロキサン単位と、CF3CH2CH2(CH3)SiOで示
されるオルガノシロキサン単位を含むものである。R3
びR4はメチル基,エチル基,プロピル基などのアルキル
基を示す。
本発明で用いられる白金系触媒は、ケイ素結合水素原
子とビニル基との反応を触媒するのに有効な触媒であ
る。触媒添加量に関しては、加工性などの面から最適触
媒有効量が決定される。
つぎに、本発明の組成物を構成する成分(d)として
無水合成ケイ酸又は含水合成ケイ酸などの合成ケイ酸微
粉体の表面をフルオロアルキルシランと反応性不飽和基
含有シランとで改質した反応性基含有表面改質合成ケイ
酸を用いる。合成ケイ酸は粒径5mμ〜50mμで比表面積7
0〜400m2/gの含水ケイ酸または無水ケイ酸が好ましく使
用できる。さらに好ましくは、粒径7mμ〜25mμ,比表
面積100〜300m2/gのものが良い。表面処理剤は、CnF
2n+1CH2CH2SiRm(OR′)3-m,CnF2n+1CH2CH2SiRmCl3-m
示されるフルオロアルキルシラン(ここでnは、1〜8
の整数値を示し、mは0または1を示し、R及びR′は
メチル基またはエチル基を示す)が挙げられる。さら
に、不飽和基含有シランとして、ビニルトリエトキシシ
ラン,ジメチルビニルメトキシシラン,ジメチルビニル
エトシシラン,メチルビニルジメトキシシラン,メチル
ビニルジエトキシシラン,ビニルトリクロロシラン,ジ
メチルビニルクロロシラン,メチルビニルジクロロシラ
ン,γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン,
γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等
が例示される。公知の処理方法により合成ケイ酸表面が
これら処理剤によって処理される。離型性及び成分
(a)ならびに成分(b)とのぬれ性を向上させるため
フルオロアルキルシランを有する処理剤で、合成ケイ酸
微粉体100重量部に対して1〜30重量部(さらに好まし
くは3〜25重量部)の量で処理するのが良い。また、比
表面積の観点からは、合成ケイ酸微粉体は比表面積の40
〜80%の割合で被覆されることが好ましい。
さらに、シリコーンゴム組成物の補強の点から、合成
ケイ酸微粉体100重量部に対して1〜30重量部(さらに
好ましくは5〜25重量部)の量の不飽和基含有シランで
被覆されていることが好ましい。また、比表面積の観点
からは、合成ケイ酸微粉体は、比表面積の20〜60%(さ
らに好ましくは30〜50%)の割合で被覆されることが好
ましい。
この表面処理された合成ケイ酸の添加量は、成分
(a),(b)及び(c)の100重量部に対して5〜30
重量部(特に5〜20重量部)の範囲で使用することが離
型性並びに補強性の両面から好ましい。
また、硬化させた際に未反応の反応性基の残存量が多
いと離型性に悪影響を及ぼすため、不飽和基に対するケ
イ素結合水素原子のモル比が0.6〜1.5(好ましくは0.8
〜1.2)の範囲で調整することが良い。特に、該モル比
が約1.0の実質的に等モル比である場合に、機械的強
度,硬度,反発弾性及び離型性が極めて良好になる。
なお、本発明の組成物には、本発明の目的を損なわな
い範囲で着色剤,耐熱向上剤,チクソトロピー剤などを
添加してもかまわない。
本発明に係るシリコーンゴム組成物は、従来の電子複
写機熱定着ローラ用被覆材として用いられているシリコ
ーンゴム材料に比べ、格段に優れた離型性及び耐久性を
示す。
主成分のフルオロシリコーンゴムは、ジメチルシリコ
ーンゴムに比べ表面エネルギーが低いため離型性を向上
させる。また、通常、補強のために無水ケイ酸及び含水
ケイ酸の如き合成ケイ酸が5〜30重量部添加されるが、
その添加量が増すに従い離型性は低下する。しかしなが
ら、本発明における反応性基含有表面改質合成ケイ酸
は、合成ケイ酸表面をフルオロアルキルシランからなる
低表面エネルギー物質で処理しているために、配合系の
表面エネルギーの増大を抑制できると共に、さらに不飽
和基含有シランで処理しているために、合成ケイ酸表面
に反応性基が導入されることにより該不飽和基と成分
(b)のケイ素結合水素原子とが反応(例えば架橋反
応)し、機械的強度も同時に向上させることができる。
したがって、本発明のシリコーンゴム組成物は、離型
性,強度,耐久性に、格段に優れた電子複写機等の熱転
写ローラ用被覆材を提供し得るものである。
以下、本発明の弾性回転体及び定着装置について説明
する。
添付図面中、第4図は該装置の一例の極く概略構成を
示す横断側図面である。1及び2は互いに適度に押圧接
触させて上下に並行に軸受支持させた熱ローラ(以下定
着ローラと記す)と加圧ローラであり、矢印方向に回転
駆動される。
定着ローラ1はアルミニウム等の金属製中空ローラ11
の芯金の外周面を本発明の付加反応型ジメチルシリコー
ンゴム組成物で被覆処理した弾性被覆層12を有し、芯金
内空にはハロゲンヒータ棒の如きヒータ13が挿入配設さ
れ、該ヒータの発熱で加熱される。そして、図示してい
ない自動温調手段によりヒータ13への通電がオン−オフ
制御あるいは、通電量制御されて、定着ローラ外周面の
温度が常時所定の一定温度に維持管理される。加圧ロー
ラ2は鉄・アルミニウム等の金属製ローラを芯金21と
し、その外周面を比較的厚いゴム等の弾性材層22で被覆
したものである。該弾性材層に本発明の付加反応型ジメ
チルシリコーンゴム組成物を用いてもかまわない。3は
定着ローラ1の外周面にジメチルシリコーンオイル等の
離型助剤を塗布する装置であり、本例のものはかなり高
粘度の離型助剤を予め含浸させた長尺のウエブ部材31を
ロール巻にしたものを繰り出し軸32に装着保持させ、そ
のロール巻ウエブ部材の自由端を巻取り軸33に係止し、
繰り出し軸と巻取り軸間のウエブ部材部分を押付けロー
ラ34で定着ローラ1面に押付け状態にすると共に、繰り
出し軸側のロール巻ウエブ部材を巻取り軸側へ少しづつ
巻取ることにより定着ローラ1の外周面へウエブ部材の
含浸離型助剤をコーテイングする構成のものである。こ
のウエブ部材は定着ローラ外面のクリーニング部材も兼
ねている。
而して、上記定着ローラ1と加圧ローラ2との回転駆
動状態に於てその両ローラのニツプ部4に、電子写真方
式・静電記録方式等の不図示の作像機構にて未定着トナ
ー像Tを形成担持させた像支持材(転写材・エレクトロ
フアツクス紙・静電記録紙等)5をトナー像担持面側を
定着ローラ1側にして導入し通過させると、トナー像T
が定着ローラ1の熱、及び定着ローラ1と加圧ローラ2
の相互押圧力により像支持材5面に永久固着像として順
次に熱圧定着処理されるものである。
なお、6は定着ローラ1の面から像支持材5を確実に
分離させるべく配設した分離爪部材、7は定着ローラ1
の温調のため該ローラ外周温度を検出するセンサ、Wは
定着ローラ1と加圧ローラ2の相互接触部の幅寸法(ニ
ツプ幅)を示す。
定着ローラ1に於て芯金11の外周囲を被覆する離型性
材料12の層厚は該材料層外面即ち定着ローラ外周面への
ヒータ熱の伝導補給が迅速になされるように一般にかな
り薄いもの(例えば0.5mm程度)に設定される。
定着ローラ1の被覆材層12に本発明の付加反応型ジメ
チルシリコーンゴム組成物を用いると、該組成物の硬化
物が弾性体である故に支持材5自体の面凹凸、及び支持
材上にのっているトナー像Tの凹凸に対応して弾性体被
覆層の外面がよく倣い変形して凹凸トナー像Tと各部均
一に接触するためにトナー像Tの像支持材5面に対する
全体的な定着性、ならびに全体的な定着画像、即ち画質
性が良好となる。したがって剛体被覆層を用いた場合に
生じる画像つぶれ,光沢,トナーで飛びちり等が改善さ
れるかまたはなくなる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明す
る。
実施例1 下記成分(I),(II)及び(III)を本発明のシリ
コーン組成物の主要成分とした。
成分(I):(CH32SiOで示されるジオルガノシロキ
サン単位とCF3CH2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリ
フルオロプロピル基含有オルガノシロキサンから成り、
CF3CH2CH2(CH3)SiOの含有量が20mol%で、分子鎖末端
がビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサン共重合
体。
成分(II):分子当たり平均1個より多いケイ素結合水
素原子を有し、(CH32SiOで示されるジオルガノシロ
キサン単位とCF3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノ
シロキサン単位を含むケイ素結合水素原子含有オルガノ
ポリシロキサン共重合体。
成分(III):フルオロアルキルシラン及びビニル基含
有シランで改質した反応性基含有表面改質含水合成ケイ
酸。
これを説明すると、粒径0.1〜7μmであり比表面積1
70m2/gの含水合成ケイ酸(日本シリカ製 NIPSIL N3
00A)100gをスーパーミキサーに入れ、強制的に撹拌し
た状態でビニルトリエトキシシラン12gをN2ガスで噴霧
しながら添加し、さらに3,3,3−トリフルオロプロピル
トリメトキシシラン12gを同様に添加した後、100℃で1
時間熱処理を行い調製した。
以下に本実施例の組成物の詳細について記載する。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体
……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……5重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):成分(III)の3,3,3−トリフルオロプロピ
ルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランで
改質した反応性基含有表面改質含水合成ケイ酸(ビニル
基数3.8×1020個/g) ……10重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 要素(i),(ii),(iii),(iv)及び(v)
は、本発明に係る組成物を構成する要素であり、該組成
物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子とが等モル
となるように調製した。各要素は次に示すように2成分
型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱しシリコーンゴム
状弾性体を得た。
参考例1 成分(III)として、下記改質含水合成ケイ酸を調製
した。
約9重量%のジメチルシリコーンオイルで表面を疎水
化処理した含水合成ケイ酸(日本シリカ製 NIPSIL
SS30P,粒径8.6μm,比表面積114m2/g)100gをスーパーミ
キサーに入れ、強制撹拌しながらビニルトリエトキシシ
ラン12gをN2ガスで噴霧しながら添加した後、100℃で1
時間熱処理を行い調製した。
下記シリコーン組成物を使用して実施例1と同様にし
てシリコーンゴム弾性体を得た。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体 ……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……5重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):成分(III)のジメチルシリコーンオイル
で疎水化処理を施した含水合成ケイ酸にさらにビニルト
リエトキシシランで改質した反応性基含有表面改質含水
合成ケイ酸(ビニル基数3.8×1020個/g) ……10重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 要素(i)乃至(v)は、発明に係る組成物を構成す
る要素であり、該組成物中のビニル基の総量とケイ素結
合水素原子とが等モルとなるように調製した。各要素は
次に示すように2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱しゴム状弾性体を
得た。
比較例1 下記シリコーン組成物を使用して実施例1と同様にし
てシリコーンゴム状弾性体を調製した。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体
……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……2.44重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 該組成物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子と
が等モルとなるように調製した。各成分は次に示すよう
に2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱しゴム状弾性体を
得た。
比較例2 下記シリコーン組成物を使用して実施例1と同様にし
てシリコーンゴム状弾性体を調製した。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体 ……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……2.44重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):粒径0.1〜7μm,比表面積170m2/gの含水合
成ケイ酸(日本シリカ製 NIPSIL N300A) ……10重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 該組成物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子と
が等モルとなるように調製した。各成分は次に示すよう
に2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱しゴム状弾性体を
得た。
比較例3 成分(IV)として、下記改質含水合成ケイ酸を調製し
た。粒径0.1〜7μm,比表面積170m2/gの含水合成ケイ酸
(日本シリカ製 NIPSIL N300A)100gをスーパーミ
キサーに入れ、強制撹拌しながらビニルトリエトキシシ
ラン12gをN2ガスで噴霧しながら添加した後、100℃で1
時間熱処理を行い調製した。
下記シリコーン組成物を使用して、実施例1と同様に
してシリコーンゴム状弾性物を調製した。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体
……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……5重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):成分(IV)のビニルトリエトキシシランで
改質した反応性基含有表面改質含水合成ケイ酸(ビニル
基数3.8×1020個/g) ……10重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 該組成物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子と
が等モルとなるように調製した。各成分は次に示すよう
に2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱してゴム状弾性体
を得た。
比較例4 成分(IV)として、下記改質含水合成ケイ酸を調製し
た。粒径0.1〜7μm,比表面積170m2/gの含水合成ケイ酸
(日本シリカ製 NIPSIL N300A)100gをスーパーミ
キサーに入れ、強制撹拌した状態で、3,3,3−トリフル
オロプロピルトリメトキシシラン12gを同様に添加した
後、100℃で1時間熱処理を行い調製した。
下記シリコーン組成物を使用して、実施例1と同様に
してシリコーンゴム状弾性体を調製した。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体 ……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……2.44重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):成分(IV)の3,3,3−トリフルオロプロピ
ルトリメトキシシランで表面を改質した表面改質含水合
成ケイ酸 ……10重量部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 該組成物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子と
が等モルとなるように調製した。各成分は次に示すよう
に2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱し、ゴム状弾性体
を得た。
比較例5 成分(IV)として、下記改質含水合成ケイ酸を調製し
た。ジメチルシリコーンオイルで表面を疎水化処理した
含水合成ケイ酸(日本シリカ製 NIPSIL SS−30P)
で粒径8.6μm,比表面積114m2/gである。
次に、下記シリコーン組成物を用いて実施例1と同様
にしてシリコーンゴム状弾性体を調製した。
要素(i):成分(I)のビニル基数が6.00×10-5mol/
gの末端ビニル基封鎖オルガノポリシロキサン共重合体
……100重量部 要素(ii):成分(II)のケイ素結合水素原子の数が2.
46×10-3mol/gのケイ素結合水素原子含有オルガノポリ
シロキサン ……2.44重量部 要素(iii):白金触媒 ……0.001重量部 要素(iv):成分(IV)のジメチルシリコーンオイルで
疎水化処理を施した表面改質含水合成ケイ酸……10重量
部 要素(v):酸化鉄 ……5重量部 該組成物中のビニル基の総量とケイ素結合水素原子と
が等モルとなるように調製した。各成分は次に示すよう
に2成分型にパツケージした。
A液とB液はいずれも均一に混合し調製した。而して
得たA液とB液を重量比で100対100で混合し、脱泡処理
後、熱プレスにて180℃で10分間加熱し、ゴム状弾性体
を得た。
以下に実施例1,2及び比較例1,2,3,4,5の物性及びトナ
ー離型性能の結果を示す。
(*)トナー離型性の ゴム試験片(20×60×15mm)上に直径2mm厚さ50μm
のトナー像を50個形成し、該トナー像を180℃(雰囲気
温度)で30分間加熱溶融させた後、室温まで冷却する。
溶融固化したトナー像上に粘着テープを貼り、その上を
定荷重(kg重)のローラを10往復させた後、テープをは
がす。この時のトナー剥離状態を5段階に分類し、各段
階の個数を求めて点数化し、その各段階の点数の総和を
総点数(50×4=200点)の割ったものをトナー離型性
(%)とした。トナー剥離状態の分類は以下の如く行っ
た。
A:完全に剥離した状態(4点) B:AとCの中間の状態(3点) C:全面積の1/2が剥離した状態(2点) D:CとEの中間の状態(1点) E:完全に残存した状態(0点) 尚、該試験に用いた資料は200℃で4時間エージング
したものを用いた。
実施例2 実施例1の成分(III)の3,3,3−トリフルオロプロピ
ルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシランで
改質した反応性基含有表面改質含水合成ケイ酸の添加量
が組成物全量の10重量%のとき、成分(I)のビニル基
(以下「Vi」と表わす)と成分(II)のケイ素結合水素
原子(以下「H」と表わす)を変動させた。組成物中の
ケイ素結合水素原子とVi基のモル比をH/Viとした。この
H/Viを変動させ、各H/Viに対応する組成物を熱プレスに
て180℃で10分間加熱し、硬化させ、さらに200℃で4時
間エージングを行ったものについて硬度,反発弾性,ト
ナー離型性を調べた。その結果を第1図,第2図及び第
3図にそれぞれ示した。硬度,反発弾性の結果から成分
(III)のビニル基含有表面改質含水合成ケイ酸のビニ
ル基と成分(II)の水素基とが反応していることは明ら
かであり、H/Vi=1.0(つまり、ビニル基とケイ素結合
水素原子が等モル)のときにトナー離型性が最高値を示
した。
実施例3 実施例1で調整した液状付加反応型シリコーンゴム組
成物のA液及びB液を重量比で100:100で均一に混合、
脱泡した該混合液をシロキサン系プライマーを塗布した
外径60mmのアルミニウム製電子複写機熱定着ローラ用芯
金を設置し、あらかじめ150℃に予備加熱しておいた金
型内に射出し、同温度にて5分間保持し、硬化し、成形
した。硬化成形後、金型により取り出されたシリコーン
ゴム被覆定着ローラーのシリコーンゴム被覆層厚は、0.
5mmであった。
而して、上記で得た定着ローラーを使用して第4図に
示す熱ローラー式トナー像定着装置を構成し、上記の条
件にて連続通紙定着処理試験を行った。
・定着ローラ1の表面管理温度:175〜185℃ ・オイル塗布装置3:25℃における粘度が1万csのジメチ ルシリコーンオイル(信越化学(株)製、品番KF96H )を含浸させたウエブ(商品名ノーメツクスペーパー ウ エブ)の装着したウエブ式。
ウエブ送り速度:1m/1万枚通紙(A4版) ・通紙用紙:テストパターンの未定着トナー像を形成し たA4版転写紙。
・通紙速度:50枚/分 ・定着ローラー1と加圧ローラー2のニツプ幅W:9〜10m m 結果は、30万枚通紙後も定着ローラー1は、良好な離
型性を保持し、実用上問題となるような過度のトナーオ
フセツト及びトナーオフセツトによるシートジヤムトラ
ブルは起こらず、又、画質性も良好に維持され、耐久性
(ローラーライフ)の極めて良好なものであった。
参考例2 参考例1で調製した液状付加反応型シリコーンゴムに
ついても実施例3で示した方法で定着ローラーを製造
し、連続通紙定着処理試験を行った。
その結果、通紙枚数20万枚までは定着ローラー1は良
好な離型性を保持し、実用上問題となるような過度のト
ナーオフセツト及びトナーオフセツトによるシートジヤ
ムトラブルは起こらず、又、画質性も良好に維持され、
耐久性(ローラーライフ)の良好なものであった。
比較例6〜10 比較例1〜5で調製したシリコーン組成物(液状付加
反応型シリコーンゴム組成物)を用いて、実施例3と同
様にして定着ローラをそれぞれ製造し、連続通紙定着処
理試験を行った。
比較例11 硬度(JISA)40の市販の液状付加反応型ジメチルシリ
コーンゴム組成物について、実施例4で示した方法で定
着ローラを製造し、連続通紙定着処理試験を行った。
実施例3,参考例2及び比較例6〜11の結果を下記第2
表に示す。
〔発明の効果〕 付加反応型のトリフルオロプロピル基含有オルガノポ
リシロキサン共重合体と、フルオロアルキルシラン,ア
ルキルシラン,フルオロシリコーンオイルまたはジメチ
ルシリコーンオイルまたはそれらの混合物と不飽和基含
有シランとで表面を改質した反応性基含有表面改質合成
ケイ酸から成る付加反応型シリコーンゴム組成物は、補
強性と離型性との釣合が良くとれており、該組成物を電
子複写機等の熱定着ローラの被覆材として用いると搬
送,定着における紙カール,紙シワ,紙詰まり,トナー
オフセツト,トナー付着汚れといった問題が全て解決さ
れ、十分な耐久強度と共に、優れた離型性及び定着力を
長期間維持することができ、ローラーライフを飛躍的に
向上させ得る。
なお、本発明の組成物は、ローラーを被覆材として定
着ローラー,加圧ローラー共に用いても良いし、定着ロ
ーラー,加圧ローラーのいずれか一方でもかまわない。
その他、印刷機の各種インク離型性ローラー構成材
料,電線・電纜類の離型性被覆材料など、優れた離型
性,耐久性の要求される各種の部材構成用材料・被覆用
材料等として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、実施例3におけるH/Viの値とシリ
コーンゴム組成物の硬度,反発弾性及びトナー離型性と
の関係を示す図であり、第4図は、本発明に係る熱ロー
ラー式のトナー像定着装置を概略的に示した図である。 1……定着ローラー 2……加圧ローラー 3……ウエブ式オイル塗布装置 5……像支持体 7……温度センサー 13……ヒータ T……未定着トナー像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/20 103 G03G 15/20 103

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価
    の炭化水素基を示す)で示されるジオルガノシロキサン
    単位及びCF3CH2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフ
    ルオロプロピル基含有オルガノシロキサン単位を有し、
    CF3CH2CH2(CH3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である
    分子鎖末端がビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキ
    サン共重合体成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
    を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
    基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
    3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
    を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
    ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
    部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
    ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
    ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
    成ケイ酸成分(d)を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対して、
    成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分(a)及
    び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分(b)が
    有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5になるよう
    に成分(a),(b)及び(d)が配合されている付加
    反応型シリコーン組成物を加熱処理して生成したことを
    特徴とする離型性及び弾性を有するシリコーンゴム組成
    物。
  2. 【請求項2】(A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価
    の炭化水素基を示す)で示されるジオルガノシロキサン
    単位及びCF3CH2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフ
    ルオロプロピル基含有オルガノシロキサン単位を有し、
    CF3CH2CH2(CH3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である
    分子鎖末端がビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキ
    サン共重合体成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
    を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
    基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
    3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
    を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
    ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
    部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
    ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
    ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
    成ケイ酸成分(d)を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対して、
    成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分(a)及
    び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分(b)が
    有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5になるよう
    に成分(a),(b)及び(d)が配合されている付加
    反応型ジメチルシリコーン組成物を加熱処理して生成し
    たジメチルシリコーン組成物を加熱処理して生成したジ
    メチルシリコーンゴム組成物から形成された離型性表面
    層を有する弾性体を具備していることを特徴とする弾性
    回転体。
  3. 【請求項3】少なくとも一対のローラ間に像担持材を挾
    持搬送させることにより像担持材上に形成された未定着
    トナー像を加熱加圧定着する定着装置において、 少なくとも一方のローラの表面層をトナーに対し離型性
    を有する弾性体とし、該弾性体が、 (A)一般式R1R2SiO(式中、R1,R2は1価の炭化水素基
    を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF3C
    H2CH2(CH3)SiOで示される3,3,3−トリフルオロプロピ
    ル基含有オルガノシロキサン単位を有し、CF3CH2CH2(C
    H3)SiO単位の含有量が10〜60mol%である分子鎖末端が
    ビニル基で封鎖されたオルガノポリシロキサン共重合体
    成分(a)、 (B)分子当たり平均1個より多いケイ素結合水素原子
    を有し、一般式R3R4SiO(式中、R3,R4は一価の炭化水素
    基を示す)で示されるジオルガノシロキサン単位及びCF
    3CH2CH2(CH3)SiOで示されるオルガノシロキサン単位
    を有するケイ素結合水素原子含有オルガノポリシロキサ
    ン成分(b)、 (C)触媒量の白金系触媒(c)、及び (D)比表面積70〜400m2/gの合成ケイ酸微粉体100重量
    部当たり、(i)1乃至30重量部のフルオロアルキルシ
    ランと、(ii)1乃至30重量部の反応性不飽和基含有シ
    ランとの両者で表面を改質した反応性基含有表面改質合
    成ケイ酸成分(d)を少なくとも有し、 成分(a),(b)及び(c)の100重量部に対して、
    成分(d)を5〜30重量部含有し、且つ、成分(a)及
    び(d)が有する不飽和基の総量に対する成分(b)が
    有するケイ素結合水素原子のモル比0.6〜1.5になるよう
    に成分(a),(b)及び(d)が配合されている付加
    反応型ジメチルシリコーン組成物を加熱処理して生成し
    たジメチルシリコーンゴム組成物で形成されていること
    を特徴とする定着装置。
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