JP6085794B2 - Fixing pressure roll - Google Patents

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本発明は、シリコーンエラストマー多孔質体などのエラストマー多孔質体からなる弾性層を具備する定着加圧ロールに関し、定着部の定着ロール、加圧ロールなどとして用いて有用なものである。   The present invention relates to a fixing pressure roll including an elastic layer made of an elastomer porous material such as a silicone elastomer porous material, and is useful as a fixing roll, a pressure roll or the like of a fixing portion.

プリンター、複写機等の電子写真画像形成装置では、未定着トナーを定着する定着部において、定着ロール、加圧ロールなどが使用されている。このような定着部の定着ロールや加圧ロールは押圧されてニップ部を形成した状態で高温環境下で回転駆動される。また、このような定着加圧ロールには、加熱するエネルギーを低減するために低熱容量化が求められ、多孔質化する手法が知られている。   In electrophotographic image forming apparatuses such as printers and copiers, a fixing roll, a pressure roll, and the like are used in a fixing unit that fixes unfixed toner. The fixing roll and the pressure roll of the fixing unit are pressed and rotated in a high temperature environment in a state where a nip portion is formed. Further, such a fixing pressure roll is required to have a low heat capacity in order to reduce the energy to be heated, and a technique for making it porous is known.

そこで、従来、発泡剤で発泡させた発泡シリコーンゴムからなる弾性層が用いられるが、セル径やセル間の壁厚が不均一であるためか、圧縮時の応力集中によりセルの破壊が生じ、これによりニップ部の面圧が低下し、定着不良などが生じるという問題があった。   Therefore, conventionally, an elastic layer made of foamed silicone rubber foamed with a foaming agent is used, but because the cell diameter and the wall thickness between the cells are not uniform, cell destruction occurs due to stress concentration during compression, As a result, the surface pressure of the nip portion is lowered, and there is a problem that fixing failure occurs.

そこで、硬化してエラストマーを生成する液状ゴム材を連続相とするエマルジョン組成物を経由して製造される、均一な球形のセルを有するエラストマー多孔質体が注目されている(特許文献1など参照)。   Therefore, an elastomer porous body having uniform spherical cells, which is produced via an emulsion composition having a liquid rubber material that is cured to produce an elastomer as a continuous phase, has attracted attention (see Patent Document 1, etc.). ).

しかしながら、このようなエラストマー多孔質体をシランカップリング剤で芯金との接着を行い、弾性層とした定着ロールや加圧ロールを定着部に適用すると、加圧時のせん断応力により芯金近傍の弾性層に破壊が生じ、駆動力などの伝達機能が喪失するという問題が生じた。   However, when such a porous elastomer is bonded to a core with a silane coupling agent, and a fixing roll or pressure roll as an elastic layer is applied to the fixing portion, the vicinity of the core is caused by shear stress during pressing. There was a problem that the elastic layer was broken and the transmission function such as driving force was lost.

特許第4638714号公報Japanese Patent No. 4638714

本発明は、このような事情に鑑み、エマルジョンを経由して製造される多孔質体からなる弾性層を用い、耐久性を向上させた定着加圧ロールを提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a fixing pressure roll having improved durability using an elastic layer made of a porous material produced via an emulsion.

前記目的を達成する本発明の第1の態様は、芯体と、この芯体の周囲に設けられた厚さ0.005mm〜0.5mmのゴム層と、このゴム層の周囲に設けられた、液状ゴム材を連続相とするエマルジョン組成物の硬化物であるエラストマー多孔質体からなる弾性層とを具備し、前記ゴム層の厚さをT1、前記弾性層の厚さをT2とした場合の両者の比(T1/T2)が0.002〜0.15であることを特徴とする定着加圧ロールにある。 A first aspect of the present invention that achieves the above object is provided with a core, a rubber layer having a thickness of 0.005 mm to 0.5 mm provided around the core, and provided around the rubber layer. And an elastic layer made of an elastomer porous body, which is a cured product of an emulsion composition containing a liquid rubber material as a continuous phase, where the thickness of the rubber layer is T1 and the thickness of the elastic layer is T2. The fixing pressure roller is characterized in that the ratio (T1 / T2) is 0.002 to 0.15 .

本発明の第2の態様は、前記液状ゴム材が液状シリコーンゴム材であることを特徴とする請求項1に記載の定着加圧ロールにある。   The second aspect of the present invention is the fixing pressure roll according to claim 1, wherein the liquid rubber material is a liquid silicone rubber material.

本発明の第3の態様は、前記エマルジョン組成物がW/O型エマルジョンからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着加圧ロールにある。   A third aspect of the present invention is the fixing pressure roll according to claim 1 or 2, wherein the emulsion composition comprises a W / O type emulsion.

本発明によれば、実質的に真球状の微細なセルを有して耐久性に優れたエラストマー多孔質体を弾性層とし、芯体近傍での剥離や破壊を防止した定着加圧ロールを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a fixing pressure roll having an elastic porous layer having a substantially spherical fine cell and having excellent durability, and preventing peeling and breakage in the vicinity of the core. can do.

一実施形態の定着加圧ロールの縦断面図及び横断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view and transverse cross-sectional view of the fixing pressure roll of one Embodiment. 一実施形態の定着加圧ロールの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the fixing pressure roll of one Embodiment. 本発明の定着加圧ロールの使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the fixing pressure roll of this invention. 本発明の定着加圧ロールの使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the fixing pressure roll of this invention. 本発明の定着加圧ロールの使用例を示す図である。It is a figure which shows the usage example of the fixing pressure roll of this invention.

本発明で採用するエラストマー多孔質体は、エラストマーで作られた母体(マトリックス)とこの母体中に分散・分布し且つ実質的に真球状の微細なセルを多数含むものである。   The elastomer porous body employed in the present invention includes a matrix (matrix) made of an elastomer and a large number of substantially spherical cells dispersed and distributed in the matrix.

ここで、マトリックスを構成するエラストマーとしては、シリコーン、ウレタン、クロロプレン、エチレンプロピレン共重合体(EPM)、エチレンプロピレン三元重合体(EPDM)、スチレンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、ポリエステル系エラストマー、及びポリエーテル系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、エピクロルヒドリン系ゴムなどを挙げることができるが、定着加圧ロールとしての耐熱性等を考慮すると、シリコーンゴムが好ましい。   Here, as the elastomer constituting the matrix, silicone, urethane, chloroprene, ethylene propylene copolymer (EPM), ethylene propylene terpolymer (EPDM), styrene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), polyester series Elastomers, polyether elastomers, polyolefin elastomers, epichlorohydrin rubbers, and the like can be mentioned. In view of heat resistance as a fixing pressure roll, silicone rubber is preferable.

すなわち、本発明で用いるエラストマー多孔質体は、エラストマーを生成する液状ゴム材を連続相とするエマルジョン組成物を経由して、具体的には、エマルジョン組成物の連続相である液状ゴムを、エマルジョン状態を保持したまま硬化してエラストマーマトリックスとした後、分散相を除去してセルを形成したものであり、各セルは真球状でそれぞれが実質的に独立して存在する。   That is, the elastomer porous body used in the present invention passes through an emulsion composition having a liquid rubber material that produces an elastomer as a continuous phase, specifically, a liquid rubber that is a continuous phase of the emulsion composition is converted into an emulsion. After curing into an elastomer matrix while maintaining the state, the dispersed phase is removed to form cells, and each cell is spherical and each exists substantially independently.

さらに、本発明で用いるエラストマー組成物は、非常に微細なセルを多数且つ緻密に有するものである。従って、従来の化学発泡などによる多孔質体で、空隙率が同程度のものと比較すると、単位面積当たりのセルの数が大きく異なる。本発明で用いるエラストマー多孔質体は、空隙率は例えば30%以上、好ましくは40%以上であり、一平方mm当たりのセルの数が200以上、好ましくは1000以上、さらに好ましくは2000以上である。   Furthermore, the elastomer composition used in the present invention has a large number of very fine cells densely. Therefore, the number of cells per unit area is greatly different from that of a conventional porous body formed by chemical foaming or the like having the same porosity. The porous elastomer used in the present invention has a porosity of, for example, 30% or more, preferably 40% or more, and the number of cells per square mm is 200 or more, preferably 1000 or more, more preferably 2000 or more. .

このように、本発明で用いるエラストマー多孔質体はエマルジョン組成物を経由して形成されたものであるが、エマルジョン組成物に抱き込まれた気泡に起因するセルを排除することにより、さらに実質的に真球状のセルのみを有するエラストマー多孔質体となる。このような観点から、エマルジョン組成物を調製する際に、好ましくは減圧状態とすることにより、エマルジョン組成物に含有される気泡を除去することにより、分散相が除去されて形成されるセルのみを有する多孔質体となり、さらに実質的に真球状のセルを有するものとなる。   As described above, the elastomer porous body used in the present invention is formed via the emulsion composition, but it is further substantially eliminated by eliminating the cells caused by the bubbles embraced in the emulsion composition. It becomes an elastomer porous body having only true spherical cells. From this point of view, when preparing the emulsion composition, it is preferable that only the cells formed by removing the dispersed phase by removing the bubbles contained in the emulsion composition, preferably by reducing the pressure. The porous body has a substantially spherical cell.

ここで、本発明の定着加圧ロールの一例の縦断面及び横断面を図1に示す。図1に示すように、本発明の定着加圧ロール10は、金属製の芯体(芯金)11と、芯体11の周囲に設けられたゴム層12と、このゴム層12上に設けられた上述したこのようなエラストマー多孔質体からなる弾性層13とを具備するものである。   Here, FIG. 1 shows a longitudinal section and a transverse section of an example of the fixing pressure roll of the present invention. As shown in FIG. 1, a fixing pressure roll 10 of the present invention includes a metal core body (core metal) 11, a rubber layer 12 provided around the core body 11, and a rubber layer 12 provided on the rubber layer 12. And the elastic layer 13 made of such a porous elastomer as described above.

弾性層13は、図2に示すように、金型21内に、ゴム層12を設けた芯体11をセットし、周囲に、エラストマー多孔質体の前駆体(エマルジョン組成物)13Aを注入し、エマルジョン組成物の成分を揮発させない状態で一次加熱を行って硬化を行い、その後、二次加熱を行って脱液処理をしながら完全に硬化させるようにして形成される。これにより、ゴム層12と良好に密着して接着された弾性層13が形成される。   As shown in FIG. 2, the elastic layer 13 has a core body 11 provided with a rubber layer 12 set in a mold 21, and a precursor (emulsion composition) 13A of an elastomer porous body is injected around it. In the state where the components of the emulsion composition are not volatilized, the primary heating is performed for curing, and then the secondary heating is performed for complete curing while performing liquid removal treatment. As a result, the elastic layer 13 is formed that is in good close contact with and adhered to the rubber layer 12.

ここで、ゴム層12は、発泡していないゴム層であり、弾性層13との接着剤の機能を果たすものである。よって、エラストマー多孔質体を構成するゴム材と同種のゴムで、好ましくは接着剤としての機能を有しているものが好ましい。よって、エラストマー多孔質体がシリコーンゴムからなる場合には、液状シリコーンゴム、又はシリコーンゴム系の接着剤で形成するのが好ましい。勿論、ゴム層12と弾性層13とを異種材料で形成してもよい。   Here, the rubber layer 12 is a non-foamed rubber layer and functions as an adhesive with the elastic layer 13. Therefore, the same kind of rubber as the rubber material constituting the elastomer porous body, preferably one having a function as an adhesive is preferable. Therefore, when the elastomer porous body is made of silicone rubber, it is preferably formed of liquid silicone rubber or silicone rubber adhesive. Of course, the rubber layer 12 and the elastic layer 13 may be formed of different materials.

ゴム層12は、できるだけ薄く設けるのが好ましく、1.0mm以下、好ましくは、0.5mm以下の厚さとする。また、ゴム層12は、下地である芯体11の影響を、特に金属製とした場合の芯体11の影響を排除できる厚さを有している必要があり、このような観点から0.001mm以上、好ましくは、0.005mm以上の厚さとするのがよい。   The rubber layer 12 is preferably provided as thin as possible, and has a thickness of 1.0 mm or less, preferably 0.5 mm or less. Further, the rubber layer 12 needs to have a thickness that can eliminate the influence of the core 11 as a base, particularly the influence of the core 11 when it is made of metal. The thickness is 001 mm or more, preferably 0.005 mm or more.

また、ゴム層12の厚さをT1、弾性層13の厚さT2とした場合、両者の比(T1/T2)が0.0001〜0.25、好ましくは0.002〜0.15とするのが好ましい。これは、ゴム層12が、エラストマー多孔質体からなる弾性層13を前駆体から形成する際に、芯体11表面の極性基などの影響を排除し、前駆体であるエマルジョン組成物のエマルジョンがエラストマー多孔質体になる過程で安定して存在し、加熱硬化後の弾性層13において、ゴム層12近傍と弾性層13表面とのセル形状ができるだけ均一になることができる。   When the thickness of the rubber layer 12 is T1 and the thickness T2 of the elastic layer 13, the ratio (T1 / T2) between the two is 0.0001 to 0.25, preferably 0.002 to 0.15. Is preferred. This is because the rubber layer 12 eliminates the influence of polar groups on the surface of the core body 11 when the elastic layer 13 made of the elastomer porous body is formed from the precursor, and the emulsion of the emulsion composition as the precursor is removed. It exists stably in the process of becoming an elastomer porous body, and in the elastic layer 13 after heat curing, the cell shape near the rubber layer 12 and the surface of the elastic layer 13 can be made as uniform as possible.

これは、金属製芯体表面に接着層としてシランカップリング剤を1μm〜10μmの厚さになるように塗布しても、金属面の露出を完全になくす事が出来ず、芯体近傍に配置されたエマルジョン組成物の構造を破壊する可能性がある。また、露出を抑えるために厚さを50〜100μm程度になるように塗布した場合においては、圧縮時のせん断応力により接着層内で破壊が生じてしまうという知見に基づき、ゴム層12と弾性層13の厚さを変化させて形成した弾性層13の厚さ方向のセルの均一性を種々観察した結果、導き出されたものであり、この結果、両者の比(T1/T2)が0.0001〜0.25、好ましくは0.002〜0.15とするのが好ましいことがわかっている。   This is because even if a silane coupling agent is applied to the surface of the metal core as an adhesive layer so as to have a thickness of 1 μm to 10 μm, the exposure of the metal surface cannot be completely eliminated, and it is arranged near the core. May destroy the structure of the resulting emulsion composition. In addition, the rubber layer 12 and the elastic layer are based on the knowledge that when the coating is applied to have a thickness of about 50 to 100 μm in order to suppress exposure, the adhesive layer breaks due to shear stress during compression. As a result of various observations of the cell uniformity in the thickness direction of the elastic layer 13 formed by changing the thickness of the elastic layer 13, the ratio (T1 / T2) of both is 0.0001. It has been found that it is preferably ˜0.25, preferably 0.002˜0.15.

また、ゴム層12は、弾性層13を設ける前には完全には硬化させない状態とし、弾性層13の二次加熱の際にゴム層12を同時に完全に硬化するようにするのが好ましい。これにより、ゴム層12と弾性層13との密着性をさらに向上させることができる。しかしながら、ゴム層12は、金型で弾性層13を成形する際には、形状を保っておく必要があるので、液状シリコーンゴムの場合には、架橋密度や架橋度などの反応率を60%以上、80%以下程度にしておくのが好ましい。勿論、弾性層13を完全に硬化させた後、プライマーや接着剤を塗布した後、弾性層13を設けてもよい。   Further, it is preferable that the rubber layer 12 is not completely cured before the elastic layer 13 is provided, and the rubber layer 12 is completely cured simultaneously when the elastic layer 13 is subjected to secondary heating. Thereby, the adhesiveness of the rubber layer 12 and the elastic layer 13 can further be improved. However, since the rubber layer 12 needs to keep its shape when the elastic layer 13 is molded with a mold, in the case of liquid silicone rubber, the reaction rate such as crosslinking density and degree of crosslinking is 60%. As mentioned above, it is preferable to make it about 80% or less. Of course, the elastic layer 13 may be provided after the elastic layer 13 is completely cured and then applied with a primer or an adhesive.

なお、弾性層13の表面には、必要に応じて、PFAなどのフッ素系樹脂やシリコーンゴムなどからなるチューブやコーティング層を設けてもよい。また、チューブを設ける場合には、弾性層13の上に被せてもよいが、上述した製造過程で金型21内に配置してゴム層12とチューブとの間に弾性層13を形成するようにしてもよい。   In addition, you may provide the tube and coating layer which consist of fluororesins, such as PFA, a silicone rubber, etc. on the surface of the elastic layer 13 as needed. Further, when the tube is provided, it may be covered on the elastic layer 13, but the elastic layer 13 is formed between the rubber layer 12 and the tube by being disposed in the mold 21 in the manufacturing process described above. It may be.

ここで、本発明で用いるエラストマー多孔質体及びその製造方法について、シリコーンエラストマー多孔質体を例にとりながらさらに説明する。   Here, the elastomer porous body used in the present invention and the method for producing the same will be further described taking a silicone elastomer porous body as an example.

シリコーンエラストマー多孔質体は、基本的に、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、および分散相として水又はアルコールなどの水系溶媒を含有した水を含有する油中水型エマルジョンから製造することができる。この際、液状シリコーンゴム材が好ましくは低い粘度を有する液状シリコーンゴム材と水を減圧下で十分に攪拌し、エマルジョンを生成させ、その後すぐに加熱して硬化させることができる。しかしながら、本発明のシリコーンエラストマー多孔質体は、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材および水とともに、界面活性作用を有するシリコーンオイル材を含有する油中水型エマルジョンを減圧下で製造し、これを経由して好適に製造することができる。   The silicone elastomer porous body is basically produced from a liquid silicone rubber material which is cured to produce a silicone elastomer, and a water-in-oil emulsion containing water containing water or an aqueous solvent such as alcohol as a dispersed phase. be able to. At this time, the liquid silicone rubber material, preferably a liquid silicone rubber material having a low viscosity, and water are sufficiently stirred under reduced pressure to form an emulsion, which can be heated and cured immediately thereafter. However, the porous silicone elastomer of the present invention is produced by producing, under reduced pressure, a water-in-oil emulsion containing a silicone oil material having a surface active action together with a liquid silicone rubber material that cures to form a silicone elastomer and water. It can be suitably manufactured via this.

液状シリコーンゴム材は、加熱により硬化してシリコーンエラストマーを生成するものであれば特に制限はないが、いわゆる付加反応硬化型液状シリコーンゴムを使用することが好ましい。   The liquid silicone rubber material is not particularly limited as long as it is cured by heating to produce a silicone elastomer, but it is preferable to use a so-called addition reaction curable liquid silicone rubber.

ここで、液状ゴム材をシリコーン以外とする場合には、液状ゴム材を連続相とすると共に、連続相と相分離する溶媒を分散相とし、必要に応じて界面活性剤や界面活性作用を有する物質を添加してエマルジョンとしたものをエマルジョン組成物とすればよい。   Here, when the liquid rubber material is other than silicone, the liquid rubber material is used as a continuous phase, and a solvent that is phase-separated from the continuous phase is used as a dispersed phase. An emulsion composition may be prepared by adding substances to form an emulsion.

また、エラストマー多孔質体は、上述したように実質的に真球状のセルを有するが、これを製造するためには、減圧下でエマルジョン組成物を調製する必要がある。ここで、減圧下でエマルジョン組成物を調製するとは、原料を混合攪拌してエマルジョンとするプロセスを減圧下で行うことであり、調製した後のエマルジョン組成物を減圧状態として脱気する工程を付与しても不十分である。   The elastomer porous body has substantially true spherical cells as described above, but in order to produce this, it is necessary to prepare an emulsion composition under reduced pressure. Here, preparing an emulsion composition under reduced pressure means performing a process of mixing and stirring the raw materials into an emulsion under reduced pressure, and adding a step of degassing the prepared emulsion composition under reduced pressure. Even that is not enough.

液状シリコーンゴム材は、市販されているものを用いることができる。例えば、付加反応硬化型液状シリコーンゴムは、それを構成する不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとは別々のパッケージで提供され、以後詳述する両者の硬化に必要な硬化触媒は、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンに添加されている。いうまでもなく、液状シリコーンゴム材は、2種類以上を併用して用いることができる。   Commercially available liquid silicone rubber materials can be used. For example, the addition reaction curable liquid silicone rubber is provided in separate packages for the polysiloxane having an unsaturated aliphatic group and the active hydrogen-containing polysiloxane, which are necessary for curing both of which will be described in detail later. The catalyst is added to a polysiloxane having unsaturated aliphatic groups. Needless to say, two or more liquid silicone rubber materials can be used in combination.

界面活性作用を有するシリコーンオイル材は、エマルジョン中に水を安定に分散させるための分散安定剤として作用するものである。すなわち、この界面活性作用を有するシリコーンオイル材は、水に対し親和性を示すとともに、液状シリコーンゴム材に対しても親和性を示すものである。   The silicone oil material having a surface active action acts as a dispersion stabilizer for stably dispersing water in the emulsion. That is, the silicone oil material having a surface-active action exhibits affinity for water and also for liquid silicone rubber material.

水は、いうまでもなく、上記油中水型エマルジョン中において、粒子(水滴)の形態で不連続相(分散相)として分散して存在する。後に詳述するように、この水粒子の粒径が、本発明のシリコーンエラストマー多孔質体のセル(気泡)の径を実質的に決定する。   Needless to say, water is present in the water-in-oil emulsion dispersed as a discontinuous phase (dispersed phase) in the form of particles (water droplets). As will be described in detail later, the particle size of the water particles substantially determines the cell (bubble) diameter of the porous silicone elastomer of the present invention.

上記油中水型エマルジョンにおいて、液状シリコーンゴム材100重量部に対し、界面活性作用を有するシリコーンオイル材を0.2〜10重量部の割合で、水を10〜250重量部の割合で使用することが、水分散安定性に特に優れたエマルジョンを得る上で好ましい。そのような水分散安定性に優れたエマルジョンを使用することにより、良好な多孔質体をより一層安定に製造することができる。また、界面活性作用を有するシリコーンオイル材は二種以上併用してもよいことはいうまでもない。   In the water-in-oil emulsion, the silicone oil material having a surface active action is used in a proportion of 0.2 to 10 parts by weight and water in a proportion of 10 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the liquid silicone rubber material. Is preferable for obtaining an emulsion particularly excellent in water dispersion stability. By using such an emulsion excellent in water dispersion stability, a good porous body can be produced more stably. Needless to say, two or more kinds of silicone oil materials having a surface active action may be used in combination.

ここで、液状ゴム材がシリコーン以外とする場合には、エマルジョン組成物は、液状ゴム材を連続相として連続相と相分離する溶媒を分散相とし、必要に応じて界面活性剤や界面活性作用を有する物質を添加してエマルジョンとしたものをエマルジョン組成物とすればよい。   Here, when the liquid rubber material is other than silicone, the emulsion composition uses a liquid rubber material as a continuous phase and a solvent that phase-separates from the continuous phase as a dispersed phase. An emulsion composition may be obtained by adding a substance having the above to an emulsion.

また、エラストマー多孔質体は、その用途に応じて、種々の添加剤を含有することができる。そのような添加剤としては、着色料(顔料、染料)、導電性付与材(カーボンブラック、金属粉末等)、充填材(シリカ等)を例示することができる。   Moreover, the elastomer porous body can contain various additives according to the use. Examples of such additives include colorants (pigments, dyes), conductivity imparting materials (carbon black, metal powder, etc.), and fillers (silica, etc.).

本発明で用いるエマルジョン組成物は、種々の方法により製造することができる。シリコーンエラストマーを含有する油中水型エマルジョン組成物を例とすると、一般的には、液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を、必要に応じてさらなる添加剤とともに、減圧下で混合し、十分に撹拌することによって製造される。ここで、減圧条件は、例えば、−30kPa以下、好ましくは−60kPa以下である。また、減圧下で混合・攪拌するかわりに、各原料を予め脱気した後、空気などの気体に接触しない状態で攪拌してエマルジョンとしてもよい。   The emulsion composition used in the present invention can be produced by various methods. Taking a water-in-oil emulsion composition containing a silicone elastomer as an example, in general, a liquid silicone rubber material, a silicone oil material having a surface-active action, and water are reduced in pressure with further additives as necessary. Produced by mixing under stirring and stirring well. Here, the decompression condition is, for example, −30 kPa or less, preferably −60 kPa or less. Instead of mixing and stirring under reduced pressure, each raw material may be degassed in advance and then stirred in a state where it does not come into contact with a gas such as air to form an emulsion.

エマルジョン組成物を用いてエラストマー多孔質体を製造するためには、必要に応じて硬化触媒の存在下に、エマルジョン組成物の成分を揮発させない状態で一次加熱を行って硬化を行い、その後、二次加熱を行って脱液処理をしながら完全に硬化させるようにする。   In order to produce an elastomer porous body using an emulsion composition, if necessary, curing is performed by primary heating in the presence of a curing catalyst without causing the components of the emulsion composition to volatilize. Subsequent heating is performed to completely cure while dehydrating.

シリコーンエラストマー多孔質体を製造するには、エマルジョン組成物を、まず一次加熱する。一次加熱では、エマルジョン中の水を揮発させることなく、液状シリコーンゴム材を加熱硬化させるために、130℃以下の加熱温度を用いることが好ましい。一次加熱の際の加熱温度は、通常、80℃以上であり、加熱時間は、通常、5分〜60分程度である。この一次加熱により、液状シリコーンゴム材が硬化し、エマルジョン中の水粒子をエマルジョン中の状態のまま閉じ込める。硬化したシリコーンゴムは、以下述べる二次加熱による水分の蒸発の際の膨張力に耐える程度までに硬化する。水粒子を閉じ込めた硬化シリコーンゴムから水分を除去するために、二次加熱を行う。この二次加熱は、70℃〜300℃の温度で行うことが好ましい。加熱温度が70℃未満では水の除去に長時間を要し、加熱温度が300℃を超えると、硬化したシリコーンゴムが劣化し得る。70℃〜300℃の加熱では、1時間〜24時間で水分は揮発除去される。二次加熱により水分が揮発除去されるとともに、シリコーンゴム材の最終的な硬化も達成される。揮発除去された水分は、硬化したシリコーンゴム材(シリコーンエラストマー)中に、水粒子の粒径にほぼ等しい径を有するセルを残す。   In order to produce a silicone elastomer porous body, the emulsion composition is first heated primarily. In the primary heating, it is preferable to use a heating temperature of 130 ° C. or lower in order to heat and cure the liquid silicone rubber material without volatilizing water in the emulsion. The heating temperature at the time of primary heating is usually 80 ° C. or higher, and the heating time is usually about 5 to 60 minutes. By this primary heating, the liquid silicone rubber material is cured, and water particles in the emulsion are confined in the state of the emulsion. The cured silicone rubber is cured to such an extent that it can withstand the expansion force upon evaporation of water by secondary heating described below. Secondary heating is performed to remove moisture from the cured silicone rubber containing the water particles. This secondary heating is preferably performed at a temperature of 70 ° C to 300 ° C. When the heating temperature is less than 70 ° C., it takes a long time to remove water, and when the heating temperature exceeds 300 ° C., the cured silicone rubber may be deteriorated. In heating at 70 ° C. to 300 ° C., moisture is volatilized and removed in 1 hour to 24 hours. The water is volatilized and removed by the secondary heating, and the final curing of the silicone rubber material is also achieved. The volatilized and removed water leaves cells having a diameter approximately equal to that of water particles in the cured silicone rubber material (silicone elastomer).

このように、本発明で用いるエラストマー多孔質体は、化学発泡などの発泡現象を伴うことなくエマルジョン組成物から製造することができる。エマルジョン組成物中の水粒子などの分散相は、一次加熱により硬化したエラストマーに閉じ込められ、二次加熱の際には、単に揮発するだけである。   Thus, the elastomer porous body used in the present invention can be produced from the emulsion composition without accompanying a foaming phenomenon such as chemical foaming. The dispersed phase such as water particles in the emulsion composition is trapped in the cured elastomer by primary heating, and simply volatilizes during secondary heating.

ここで、以上説明した定着加圧ロール10の使用態様を以下に例示する。   Here, the usage mode of the fixing pressure roll 10 described above will be exemplified below.

図3(a)は、ヒータを内蔵する押圧部材31を内部に具備する定着用ベルト32に押圧された状態で使用される加圧ロール10Aとして本発明の定着加圧ロールを使用した例である。   FIG. 3A shows an example in which the fixing pressure roll of the present invention is used as the pressure roll 10A used in a state of being pressed by a fixing belt 32 having a pressing member 31 containing a heater therein. .

図3(b)は、押圧部材33とは別にヒータ34を内蔵する定着用ベルト32に押圧された状態で使用される加圧ロール10Bとして本発明の定着加圧ロールを使用した例である。   FIG. 3B shows an example in which the fixing pressure roll of the present invention is used as the pressure roll 10 </ b> B used in a state of being pressed by the fixing belt 32 including the heater 34 separately from the pressing member 33.

図4(a)は、定着用ベルト32の内側に、ヒータを内蔵する定着ロール10Cを配置した例であり、このような定着ロール10Cとしても本発明の定着加圧ロールが使用できる。また、定着用ベルト32を介して定着ロール10Cに押圧される加圧ロール10Dとしても本発明の定着加圧ロールを使用できる。   FIG. 4A shows an example in which a fixing roll 10C with a built-in heater is disposed inside the fixing belt 32. The fixing pressure roll of the present invention can also be used as such a fixing roll 10C. The fixing pressure roll of the present invention can also be used as the pressure roll 10D pressed against the fixing roll 10C via the fixing belt 32.

図4(b)は、定着用ベルト32の内側にインナーロール10Eとヒータ35を内蔵するハロゲンヒータ36とを配置し、定着用ベルト32を介してインナーロール10Eに押圧される加圧ロール10Fを設けた例であり、インナーロール10Eや加圧ロール10Fとしても本発明の定着加圧ロールを使用できる。   In FIG. 4B, an inner roll 10E and a halogen heater 36 incorporating a heater 35 are arranged inside the fixing belt 32, and a pressure roll 10F pressed against the inner roll 10E via the fixing belt 32 is provided. The fixing pressure roll of the present invention can be used as the inner roll 10E and the pressure roll 10F.

図5は、加圧ロール10Gに対向して、内部にハロゲンヒータ36を内蔵する定着ロール10Hを配置した例であり、加圧ロール10Gや定着ロール10Hとしても本発明の定着加圧ロールを使用できる。   FIG. 5 shows an example in which a fixing roll 10H having a halogen heater 36 built therein is disposed facing the pressure roll 10G, and the fixing pressure roll of the present invention is used as the pressure roll 10G and the fixing roll 10H. it can.

(エマルジョン組成物の調製)
減圧攪拌装置内(−60kPa減圧)において、液状シリコーンゴム材100重量部に、フィラー5重量部、界面活性作用のあるシリコーンオイル5重量部を加え、−60kPa減圧下で混合して攪拌して混合物を得た。次に、この混合物に水140重量部を除々に添加しながら攪拌し、油中水型エマルジョン組成物を調製した。
(Preparation of emulsion composition)
In a vacuum stirrer (at a reduced pressure of −60 kPa), 5 parts by weight of filler and 5 parts by weight of surface-active silicone oil are added to 100 parts by weight of the liquid silicone rubber material. Got. Next, the mixture was stirred while gradually adding 140 parts by weight of water to prepare a water-in-oil emulsion composition.

(実施例1)
直径20mmの金属製芯体の表面に、メチルビニルシリコーン系の液状シリコーンゴムを0.005mmの厚さになるように配置し、形状を保てる程度まで硬化させた後に、これを金型の中心にセットし、上述したエマルジョンを流し込み、設定温度130℃で40分間加熱(一次加熱)し、成形した。得られた成形体(多孔質体前駆体)を電気炉中、200℃で6時間加熱(二次加熱)し、水を除去した。その後研磨して、外径φ40mm、硬度(Asker C)20°のロールを得た。
Example 1
A methyl vinyl silicone-based liquid silicone rubber is placed on the surface of a metal core having a diameter of 20 mm so as to have a thickness of 0.005 mm and cured to such an extent that the shape can be maintained. The emulsion described above was poured and heated (primary heating) at a preset temperature of 130 ° C. for 40 minutes to form. The obtained molded body (porous body precursor) was heated in an electric furnace at 200 ° C. for 6 hours (secondary heating) to remove water. Thereafter, polishing was performed to obtain a roll having an outer diameter of 40 mm and a hardness (Asker C) of 20 °.

(実施例2)
直径20mmの金属製芯体の表面に設けたゴム層の厚さを0.5mmとした以外は実施例1と同様にして実施例2のロールを得た。
(Example 2)
A roll of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the rubber layer provided on the surface of the metal core having a diameter of 20 mm was changed to 0.5 mm.

(比較例1)
直径20mmの金属製芯体の表面に、シランカップリング剤を0.005mmの厚さで設けた以外は実施例1と同様にして比較例1のロールを得た。
(Comparative Example 1)
A roll of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a silane coupling agent was provided at a thickness of 0.005 mm on the surface of a metal core having a diameter of 20 mm.

(比較例2)
直径20mmの金属製芯体の表面に、シランカップリング剤を0.05mmの厚さで設けた以外は実施例1と同様にして比較例2のロールを得た。
(Comparative Example 2)
A roll of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the surface of a metal core having a diameter of 20 mm was provided with a silane coupling agent having a thickness of 0.05 mm.

(試験例1)
実施例1、2及び比較例1、2のロールを、外径が40mmでハロゲンランプを内蔵する定着ロールに対し、圧縮率が50%となるように押し付けた加圧ロールとして用い(図5参照)、定着ロールを温度180℃で加熱した状態で回転駆動し、加圧ロールが破壊するまでの時間を計測した。
(Test Example 1)
The rolls of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were used as pressure rolls pressed against a fixing roll having an outer diameter of 40 mm and containing a halogen lamp so that the compression rate was 50% (see FIG. 5). ), The fixing roll was rotated at a temperature of 180 ° C., and the time until the pressure roll was broken was measured.

この結果、比較例1、2の加圧ロールは500時間で破壊したが、実施例1,2の加圧ロールは2000時間駆動しても破壊しなかった。よって、実施例1、2の加圧ロールは比較例1、2と比較して4倍以上の耐久性を有することがわかった。   As a result, the pressure rolls of Comparative Examples 1 and 2 were broken in 500 hours, but the pressure rolls of Examples 1 and 2 were not broken even when driven for 2000 hours. Therefore, it was found that the pressure rolls of Examples 1 and 2 had durability four times or more as compared with Comparative Examples 1 and 2.

10 定着加圧ロール
11 芯体
12 ゴム層
13 弾性層
21 金型
31、33 押圧部材
32 定着用ベルト
34、35 ヒータ
36 ハロゲンヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixing pressure roll 11 Core body 12 Rubber layer 13 Elastic layer 21 Mold 31, 33 Pressing member 32 Fixing belt 34, 35 Heater 36 Halogen heater

Claims (3)

芯体と、この芯体の周囲に設けられた厚さ0.005mm〜0.5mmのゴム層と、このゴム層の周囲に設けられた、液状ゴム材を連続相とするエマルジョン組成物の硬化物であるエラストマー多孔質体からなる弾性層とを具備し、前記ゴム層の厚さをT1、前記弾性層の厚さをT2とした場合の両者の比(T1/T2)が0.002〜0.15であることを特徴とする定着加圧ロール。 Curing of an emulsion composition having a core, a rubber layer having a thickness of 0.005 mm to 0.5 mm provided around the core, and a liquid rubber material provided around the rubber layer as a continuous phase And an elastic layer made of an elastomer porous body, and the ratio of the rubber layer (T1 / T2) when the thickness of the rubber layer is T1 and the thickness of the elastic layer is T2 is 0.002 A fixing pressure roll characterized by being 0.15 . 前記液状ゴム材が液状シリコーンゴム材であることを特徴とする請求項1に記載の定着加圧ロール。   The fixing pressure roll according to claim 1, wherein the liquid rubber material is a liquid silicone rubber material. 前記エマルジョン組成物がW/O型エマルジョンからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の定着加圧ロール。   The fixing pressure roll according to claim 1 or 2, wherein the emulsion composition comprises a W / O type emulsion.
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