JP3331225B2 - シリコーンゴム組成物 - Google Patents

シリコーンゴム組成物

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JP3331225B2
JP3331225B2 JP22061492A JP22061492A JP3331225B2 JP 3331225 B2 JP3331225 B2 JP 3331225B2 JP 22061492 A JP22061492 A JP 22061492A JP 22061492 A JP22061492 A JP 22061492A JP 3331225 B2 JP3331225 B2 JP 3331225B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコーンゴム組成物、
特には複写機あるいはレーザー・ビーム・プリンター
(LBP)のトナーの現像部分に用いられる現像用ロー
ル、トナー搬送用ロールなどの製造に好適とされる現像
ロール用のシリコーンゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真用複写機の複写機、LBPのト
ナーの現像部分に用いられている現像用ロールやトナー
搬送用ロールは、耐熱性、耐寒性、低圧縮永久歪特性が
すぐれていることからシリコーンゴムで製造されている
が、このシリコーンゴムで作られたロールはこのゴムロ
ールの表面状態の凹凸の度合および/または電気的搬送
力でトナーを搬送し、搬送したトナーを感光ドラム(O
PC)に転写するという機構であるために、ゴムロール
表面の凹凸の度合いの微妙な違いによってトナーの搬送
力に差が生ずるという問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのため、このゴムロ
ールについてはゴムロール表面の表面粗さ、凹凸の形状
などを研削などの手段でコントロールすることが行なわ
れているのであるが、この研削などでゴムロール表面の
粗さ、凹凸の形状が研削の際の条件調整で微妙にコント
ロールされたとしても、このようにして得られたゴムロ
ールには長時間使用するとゴムロール表面が摩耗し、ゴ
ムロールの表面状態(表面粗さ)、凹凸の形状が経時的
に変化するためにその能力が低下するという欠点があ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点、欠点を解決することができる現像ロール用のシリコ
ーンゴム組成物に関するものであり、これはジオルガノ
ポリシロキサン100重量部に対して、補強性シリカ充
填剤20〜60重量部、カーボンブラック2〜75重量
部、および非アシル系有機過酸化物0.2〜5.0重量
とからなる有機過酸化物反応型の半導電性のシリコー
ンゴム組成物に、平均粒径が1〜500μmの球状粒子
5〜200重量部とシランカップリング剤0.2〜10
重量部とを添加してなることを特徴とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明者らは
長時間使用後も経時的変化の生じないゴムロールを開発
すべく種々検討した結果、これについてはこのゴムロー
ルを製造するためのシリコーンゴム組成物を従来公知の
有機過酸化物反応型のものとするが、これに平均粒径が
1〜500 μmの球状粒子とシランカップリング剤とを添
加すればこれによってこのシリコーンゴム組成物から作
られるゴムロールの表面粗さ、凹凸の形状などがコント
ロールされるし、これは長時間使用後も経時変化しない
ということを見出し、したがってこれによればこれが現
像用ロールトナー搬送用ロールとして長期間使用するこ
とができるようになるということを確認し、ここに使用
される球状粒子およびシランカップリング剤の種類、添
加量などについての研究を進めて本発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
【0006】
【作用】本発明はシリコーンゴム組成物、特には現像用
ロール、トナー搬送用ロールなどを製造するための現像
ロール用のシリコーンゴム組成物に関するもので、これ
はジオルガノポリシロキサン100重量部に対して、補
強性シリカ充填剤20〜60重量部、カーボンブラック
2〜75重量部、および非アシル系有機過酸化物0.2
〜5.0重量部とからなる有機過酸化物反応型の半導電
性のシリコーンゴム組成物に、平均粒径が1〜500μ
mの球状粒子5〜200重量部とシランカップリング剤
0.2〜10重量部とを添加してなることを特徴とする
ものであるが、このシリコーンゴム組成物を使用して
像用ロールを製造すると、このロールには適宜な表面粗
さと凹凸が与えられ、これは長時間使用しても経時変化
しないので、長期間使用することができるという有利性
が与えられる。
【0007】本発明のシリコーンゴム組成物としては一
般にロールなどの成形は圧縮成形、射出成形、トランス
ファー成形などの方法で加圧下に成形されることが多
く、これらの成形法を用いた場合、球状粒子が得られた
成形品から脱落すると、脱落した箇所からトナーが入り
込み、印字の品位を大きく低下させることがあるが、こ
の成形が充分な加圧下で行なわれると、この組成物中に
含まれている球状粒子とゴム組成物との密着力が大きく
なり、これによって経時変化による球状粒子のゴム組成
物からの脱落などの問題が解決されるというメリットが
あるので、これには有機過酸化物反応型のものが使用さ
れる。
【0008】したがって、この第1成分はジオルガノポ
リシロキサンとされるが、これは常温でゴム状である、
好ましくは1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を
有するジオルガノポリシロキサンとされ、これには例え
ばジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合
体、ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン・
メチルビニルシロキサン共重合体、メチル(3,3,3
−トリフルオロプロピル)シロキサン・メチルビニルシ
ロキサン共重合体、ジメチルシロキサン・メチルアリル
シロキサン共重合体などが例示されるが、これらは分子
鎖末端がシラノール基、トリメチルシリル基、ジメチル
ビニルシリル基、メチルフェニルビニルシリル基で封鎖
されたものとされる。
【0009】また、ここに使用される第2成分としての
補強シリカ充填剤はこのシリコーンゴムの物性値を改善
するために添加されるものであり、これにはヒュームド
シリカ、湿式シリカなどが例示されるが、これらはその
表面をシラン、シロキサンなどで処理して疎水化したも
のであってもよい。なお、この添加量は上記したジオル
ガノシロキサン 100重量部に対して20〜60重量部の範囲
とするのがよい。
【0010】つぎに、ここに使用される第3成分として
のカーボンブラックは本発明のシリコーンゴム組成物を
半導電性のものとするための導電性付与剤とされるもの
であり、これはどのような種類、粒径のものであっても
よく、半導電性の抵抗領域が103 Ωcm〜 109Ωcmである
ことが望ましいのであるが、前記した第1成分としての
オルガノポリシロキサンに対し2重量部未満では導電性
の高いカーボンブラックを用いたとしてもこの抵抗領域
とすることが難しいし、バインダー中にカーボンブラッ
クが均一に分散し難く、その結果抵抗ムラを生じやすい
という不利が生じ、75重量部を越えると組成物の加工
性、一般物性が低下しやすいので、この添加量は2〜75
重量部の範囲、好ましくは5〜50重量部とすることがよ
い。
【0011】また、ここに使用される第4成分としての
非アシル系の有機過酸化物はこのシリコーンゴム組成物
を硬化させるための硬化剤である。しかし、これはベン
ゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパ
ーオキサイドのようなアシル系のものとすると、シリコ
ーンゴム組成物中のカーボンブラックによって加硫阻害
がひき起こされるおそれがあるので、非アシル系のもの
とすることがよく、これには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(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキセン
などが例示される。なお、このものは活性化エネルギー
が 33kcal/モル以上のものとすることがよいが、この添
加量は第1成分としてのジメチルシロキサンに対し、
0.2〜5.0 重量部の範囲とするのがよい。
【0012】なお、このシリコーンゴム組成物に導電性
繊維、導電性金属または金属酸化物、耐熱性向上剤、顔
料などの補助資材の所定量を添加することは任意とされ
る。
【0013】本発明のシリコーンゴム組成物は上記のシ
リコーンゴム組成物に球状粒子とシランカップリング剤
とを添加したものであるが、この球状粒子はその平均粒
径が1μm未満のものであると、これが不均一分散にな
り易く、したがって均一な凹凸状態を有するゴムロール
表面が得られ難いし、またゴムロール表面の凹凸が小さ
くなりすぎるために、トナーの搬送量、搬送力が小さく
なり、結果的に印字をした際の画像の濃度が薄くなって
しまいやすいし、これが平均粒径 500μmを越えるもの
であると、逆にゴムロール表面の凹凸が大きくなり過ぎ
るために、トナーの搬送量、搬送力が大きくなって結果
的に印字をした際の画像濃度が濃くなってしまいやすい
という問題があるので、これは平均粒径が1〜500 μm
のものとすることがよいものとされるが、この平均粒径
の好ましい範囲は1〜100 μmのものとされる。
【0014】また、この球状粒子としては球状を有する
ものであれば何でもよく、これには球状シリカ、球状シ
リコーンゴムボール、球状カーボンまたはこれらで中空
構造をもつものが例示されるが、現像部のロールが感光
ドラム(OPC)に接触する用途に使用されるものであ
るときには、この球状粒子がOPCを傷つけないように
するためにこれは硬い粒子とするよりはシリコーンゴム
ボールまたは中空を有する粒子とすることがよい。
【0015】なお、この球状粒子の添加量は上記した付
加反応硬化性のシリコーンゴム組成物 100重量部に対
し、5重量部未満では粒状粒子の分散密度が低すぎてト
ナーの搬送力が弱くなりやすく、200 重量部より多くす
ると加工性がわるくなりやすいし、一般物性も低下しや
すいので5〜200 重量部の範囲とすればよいが、この好
ましい範囲は5〜100 重量部とされる。
【0016】また、ここに使用されるシランカップリン
グ剤は公知のものでよく、これにはビニルトリクロロシ
ラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビ
ニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、N−β(アシノエチル)−γ−アミノプロピルメト
キシシラン、N−β(アシノエチル)−γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシシ
ラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシランなどが例
示される。
【0017】このシランカップリング剤を添加した場合
の効果については、このシランカップリング剤を添加し
ないときには本組成物中の球状粒子とゴムとの密着が充
分でなくなってこれから作られたゴムロールが経時変化
して球状粒子がゴム組成物表面から脱落し、この球状粒
子の脱落した箇処にトナーなどが入り込んで印字をした
ときににじみなどの原因となるのであるが、シランカッ
プリング剤を添加すると球状粒子とゴム成分との密着が
充分となるために、上記した球状粒子の脱落という問題
などが防止され、このシランカップリング剤はまた芯金
とゴムとの接着性にも関与するので、芯金上に接着剤層
を設けてゴム層と芯金とを接着させる必要がなくなると
いう効果もある。
【0018】なお、このシランカップリング剤の添加量
は有機過酸化物反応型のシリコーンゴム組成物 100重量
部に対して 0.2重量部未満ではゴム層と球状粒子および
/またはゴム組成物と芯金との間の接着力が低くなり易
く、10重量部より多くするとゴム組成物の粘着感が大き
くなり、加工性が著しく低下するおそれがあるので、0.
2 〜10重量部の範囲とすればよいが、この好ましい範囲
は 0.5〜5重量部とされる。
【0019】この球状粒子およびシランカップリング剤
を添加したシリコーンゴム組成物は圧縮成形、射出成
形、トランスファー成形などの加圧下での成形で成形体
とすればよいが、このものは必要に応じ 150〜 250℃で
1〜24時間の熱気加硫で二次加熱して有機過酸化物の分
解残渣や低分子量シロキサンを除去することがよい。な
お、このシリコーンゴム組成物はこの球状粒子が平均粒
径1〜500 μmのもので、適度の硬度をもつものであ
り、シランカップリング剤が球状粒子とゴム層との間の
接着力および/またはゴム組成物と芯金との間の接着力
を向上させるものであることから、これを添加したシリ
コーンゴム組成物からゴムロールを製造すると、このゴ
ムロールがその表面に適度の表面粗さと凹凸をもつもの
となるので複写機の現像用ロール、トナー搬送用ロール
として有用とされ、これは長時間使用しても経時変化を
起こさないという有利性が与えられる。
【0020】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例 シリコーン生ゴム・KE−78VBS[信越化学工業
(株)製商品名]100 重量部に、カーボンブラック・サ
ーマルブラック[旭カーボン(株)製商品名]40重量
部、フュームドシリカ系充填剤・アエロジル 200[日本
アエロジル(株)製商品名]25重量部、低温硬化性の付
加反応型シリコーンゴム・KE−16LTV[信越化学工
業(株)製商品名]100 重量部に硬化触媒・C−RG
[同社製商品名]10重量部を添加したものを、97℃の温
水に高さ20cmから滴下し硬化させて得た、平均粒径が20
μmである球状粒子・シリコーンゴムボール[信越化学
工業(株)製商品名]20重量部およびシランカップリン
グ剤・KBM−503 [信越化学工業(株)製商品名]4.
0 重量部を添加し、加圧ニーダーで混練してシリコーン
ゴム組成物を調製した。
【0021】ついで、このシリコーンゴム組成物に2,
5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)
ヘキサン 1.5重量部を添加したのち、これをステンレス
または鉄製のシャフトと共に円筒型のキャビティに注入
して直径20mmφのロールを作り、ギャーオーブン中で 2
00℃で2時間後熱処理を行ない、円筒研削盤で表1に示
した研削条件で外径18.0mmまで研削したところ、表1に
示したような表面粗さをもつゴムロールが得られたの
で、これを用いて印字試験を行なったところ、これらは
いずれも初期の適正な画像を与えたし、これについて2
0,000枚の通紙テストを行なったところ、これには画像
の品位に大きな差は生じなかった。
【0022】
【表1】
【0023】比較例 上記の実施例における粒状粒子・シリコーンゴムボール
およびシランカップリング剤を添加をしないほかは実施
例と同様に処理してシリコーンゴム組成物を調製し、こ
れから実施例と同様の方法でゴムロールを作り、同様に
後熱処理したのち、円筒研削盤で表2に示した研削条件
で外径18.0mmまで研削したところ、表2に示したような
表面粗さをもつロールが得られたので、これを用いて印
字試験を行なったところ、条件1、3のものは初期の段
階で印字の際ににじみが発生し、条件2、4のものは印
字試験では初期の段階では適正な画像を与えたが通紙テ
ストでは 3,000枚で画像にじみが発生して画像の品位が
著しく低下した。
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】本発明はシリコーンゴム組成物、特には
複写機あるいはLBPのトナーの現像部分に用いられる
現像用ロール、トナー搬送用ロールなどの製造に好適と
される現像ロール用のシリコーンゴム組成物に関するも
のであり、これは前記したようにジオルガノポリシロキ
サン100重量部に対して、補強性シリカ充填剤20〜
60重量部、カーボンブラック2〜75重量部、および
非アシル系有機過酸化物0.2〜5.0重量部とからな
る有機過酸化物反応型の半導電性のシリコーンゴム組成
物に、平均粒径が1〜500μmの球状粒子5〜200
重量部とシランカップリング剤0.2〜10重量部とを
添加してなることを特徴とするものであるが、このよう
にして作られたシリコーンゴム組成物からゴムロールを
製造すると、このゴムロールは適度の表面粗さと凹凸を
もつものとなるので、複写機の現像用ロール、トナー搬
送用ロールとして有用とされるほか、これは長時間使用
しても経時変化を起こさないという有利性が与えられ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08K 7/16 C08K 5/54

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジオルガノポリシロキサン100重量部
    に対して、補強性シリカ充填剤20〜60重量部、カー
    ボンブラック2〜75重量部、および非アシル系有機過
    酸化物0.2〜5.0重量部とからなる有機過酸化物反
    応型の半導電性のシリコーンゴム組成物に、平均粒径が
    1〜500μmの球状粒子5〜200重量部とシランカ
    ップリング剤0.2〜10重量部とを添加してなること
    を特徴とする現像ロール用のシリコーンゴム組成物。
JP22061492A 1992-07-28 1992-07-28 シリコーンゴム組成物 Expired - Lifetime JP3331225B2 (ja)

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