JP3332247B2 - 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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JP3332247B2
JP3332247B2 JP21815092A JP21815092A JP3332247B2 JP 3332247 B2 JP3332247 B2 JP 3332247B2 JP 21815092 A JP21815092 A JP 21815092A JP 21815092 A JP21815092 A JP 21815092A JP 3332247 B2 JP3332247 B2 JP 3332247B2
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Description

【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(OP
C)に転写するという機構であるために、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、このロール
については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ロールには長時間使
用するとロール表面が摩耗し、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シリコーンゴムロ
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
用して現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
とすればよい。
【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%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ずるとい
う不利が生じ、75重量%を越えると組成物の加工性、一
般物性が低下するので、この添加量は2〜75重量%の範
囲、好ましくは5〜50重量%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
のひき起こされるおそれがあるので、非アシル系のもの
とすることが必要であり、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%の範囲とすればよい。
【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ロール表面が得られ難いし、またロ
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うし、これが平均粒径 500μ
mを越えるものであると、逆に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
まう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必要とされるが、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、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
がちなので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】この球状粒子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ることから、これを添加したシリ
コーンゴム組成物からロールを製造すると、このロール
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。
【0017】
【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例 有機過酸化物反応型のシリコーンゴムコンパウンド・K
E−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]2
5重量部、平均粒径が20μm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
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。なお、ここに使用したシリコーンゴムボ
ールは低温硬化性の付加反応型シリコーンゴム・KE−
106 LTV[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、これを高さ20cmの97℃に保持された水を満たした液
槽中に1滴づつ滴下し、加硫硬化させたものである。
【0018】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13,000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。
【0019】
【表1】
【0020】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
の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
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。
【0021】
【表2】
【0022】
【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シリ
コーンゴムロールを製造すると、このロールは適度の表
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 G03G 15/08 501 G03G 15/08 501D

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。
JP21815092A 1992-07-24 1992-07-24 シリコーンゴム組成物 Expired - Lifetime JP3332247B2 (ja)

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