JPH01116671A - 定着ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、乾式電子写真のトナー粉末像を加熱および／
または加圧により定着させる複写機、ファクシミリ、プ
リンターなどの定着ロールに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
より、乾式電子写真法においては、転写ドラム等から紙
などの支持体上に転写されるトナー粉末像を定着する方
法として、加熱されたゴムロール（定着ロール）により
トナー粉末像を紙などの支持体上に加熱及び／又は加圧
して定着させる方法が慣用的に採用されており、この定
着ロールとしては、金属シャフトの外周面に耐熱性に優
れたシリコーンゴム層を一定の厚さに形成したものが用
いられている。この場合、かかる定着ロールのシリコー
ンゴム層としては、有機過酸化物で架橋するか又は付加
反応で架橋する加熱硬化型シリコーンゴム（特公昭３６
−１２７７号、特開昭５４−１５９４８５号、特公昭６
１−４８５５号）から形成されたもの及び室温硬化型シ
リコーンゴム（特開昭５２−２４３９号、特開昭５５−
７５４４６号）から形成されたものが提案されている。

しかしながら、近年複写機部品において難燃化を要求す
る傾向があり、ＵＬ−４７８（情報処理及び事務用機器
に対する規格）においてＵＬ−９４（機器の部品用プラ
スチック材料の燃焼性試験）のＶ−１グレ一ド以上の材
料を使用することが必要となりつつある。

また、一方ではカラーコピーの高級機種や、パーソナル
コピーの低速低価格機種等と機種が増加し、それに伴い
使用するトナーの種類も数多くなりつつある。更に画像
の鮮明度の要求に答えるためにロールの表面平滑性が要
求されると共に、ゴム硬化が低いものへ移行する傾向が
ある。

表面平滑性や低ゴム硬度のものを要求すると、シリコー
ン含量が多くなり、難燃性が付与しにくくなったりする
こと等の問題があり、今まで難燃性を付与した付加型シ
リコーンゴム硬化物を用いた複写機用ロールが供給でき
なかった。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、要求されるゴ
ム硬度、成型性２表面平滑性、難燃性を併せ持つ付加型
シリコーンゴム組成物の硬化物をゴム層とする定着ロー
ルを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明者らは
、金属シャフト等からなるロール本体の外周面に形成す
る定着用ゴム層を付加型シリコーンゴム組成物の硬化物
にて形成することについて鋭意検討を行った結果、補強
性及びゴム硬度調節のために１分子中に２個以上のビニ
ル基含有のオルガノポリシロキサンを用いること、特に
好適には両末端のみに脂肪族不飽和炭化水素基をもつオ
ルガノポリシロキサンと脂肪族不飽和炭化水素基を一分
子中に３個以上もつオルガノポリシロキサンとの混合物
を用いると共に、一分子中にケイ素原子に結合した水素
原子を２個以上有し。

上記オルガノポリシロキサンの脂肪族不飽和炭化水素１
個に対しこのケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜
５個になるのに十分な量のオルガノハイドロジエンポリ
シロキサンを配合し、しかも充填剤として比表面積（Ｂ
ＥＴ法）が５０ｍ／ｇ以上のフユームドシリ力を使用し
、かつ該フユームドシリカを少量、即ち上記オルガノポ
リシロキサン１００重量部に対し３〜３０重量部の割合
で配合し、更に難燃剤としてトリアゾール系化合物を特
定量用いて付加型シリコーンゴム組成物を構成し、これ
を白金又は白金化合物を触媒として硬化し、定着ロール
本体外周面にゴム層を形成した場合、ゴム層の低硬度化
が達成されると共に１表面平滑性に優れ、しかも高い難
燃性を有し、また定着ロール本体にゴム層を形成する場
合の成型性も良好であることを知見し、本発明をなすに
至った。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明に係る定着ロールは、複写機、ファクシミリ、プ
リンターなどの電子写真プロセスを利用した機器におい
て、トナー粉末像を加熱および／または加圧により定着
させる場合に利用されるものであり、ロール本体の外周
面に形成されるゴム層として。

（１）一分子中にケイ素原子に結合した脂肪族不飽和炭
化水素基を２個以上もつオルガノポリシロキサン １００重量部 （２）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個
以上有するオルガノハイドロジエンボリシロキサン （１）成分の脂肪族不飽和炭化水素１個に対しケイ素原
子に結合した水素原子が０．５〜５個になるのに十分な
量 （３）比表面積（ＢＥＴ法）５０イ／ｇ以上のツユ（４
）白金又は白金化合物　　　　　　　触媒量（５）トリ
アゾール系化合物 ０．００５〜１重量部 からなる付加型シリコーンゴム組成物の硬化物を使用し
たことを特徴とするものである。

ここで、上記（１）成分である一分子中にケイ素原子に
結合した脂肪族不飽和炭化水素基を２個以上もつオルガ
ノポリシロキサンにおいて、脂肪族不飽和炭化水素基と
してはビニル基、アリル基等が例示され、その他のケイ
素原子に結合する一価炭化水素基としてはメチル基及び
フェニル基等が例示される。この場合、フェニル基を含
有すると難燃性に対しては有利となるが、複写機用のロ
ールの場合、トナーとの離型性が悪くなるという欠点が
あるので、フェニル基は５モル％以内にとどめるのが望
ましい。また、メチル基のかわりに３゜３．３−トリフ
ルオロプロピル基のオイルを用いることも可能であるが
、耐油性（耐ジメチルシリコーン性）は向上するものの
、難燃性に問題が生じる場合がある。従って、（１）成
分のオルガノポリシロキサンとしては、フェニル基を５
モル％以下の割合で含むメチルビニルポリシロキサンが
望ましい。

この（１）成分のオルガノポリシロキサンは通常直鎖状
であるが、若干分岐していてもよい。また。

脂肪族不飽和炭化水素基は分子鎖末端および側鎖のいず
れか、更にはそれらの両方に存在していてもよい。

（１）成分のオルガノポリシロキサンはその１種を単独
で使用してもよく、２種以上の混合物として用いても良
い、この場合、特に硬化後のシリコーンゴム硬度を調整
し、充填剤の量を少なくして作業性及びロール成型後の
表面平滑性を良好にするためには、脂肪族不飽和炭化水
素基を一分子中に３個以上もつオルガノポリシロキサン
と、両末端のみに脂肪族不飽和炭化水素基をもつオルガ
ノポリシロキサンとを混合することが好ましく、これに
よって架橋密度を得ることができる。なお、この場合両
者の混合割合は種々選定されるが、３０〜７０重量％ニ
ア０〜３０重量％とすることが好ましい。

このオルガノポリシロキサンの粘度は単一成分又は混合
物にかかわらず、成型の作業上の点から２５℃での粘度
が１００〜２００，０ＯＯｃｓの範囲のものが使用され
るが、好ましくは２００〜１００．０ＯＯｃｓである。

次に、（２）成分であるオルガノハイドロジエンポリシ
ロキサンは、（１）成分のオルガノポリシロキサンの架
橋剤として作用するものであり、これは１分子中に２個
以上のＥＳｉＨ結合を含有するものであって、直鎖状２
分岐状、環状のいずれの構造のものであってもよい。

このオルガノハイドロジエンポリシロキサンとしては、
具体的には下記に示すものが例示できる。

（但し、ａ、ｂ、ｃは０又は正の整数を示し、ｄは２以
上の整数を示す。） （但し、Ｒは水素原子、メチル基、プロピル基又゛はト
リメチルシラノール基を表わす。）なお、（２）成分と
して２官能のオルガノハイドロジエンポリシロキサンを
用いる場合には、３官能以上のオルガノハイドロジエン
ポリシロキサンを添加して使用するか（特公昭４７−４
０４４７号）、又は（１）成分のオルガノポリシロキサ
ン中に３官能以上のケイ素原子結合の脂肪族不飽和炭化
水素基を含有するオルガノポリシロキサンを使用する必
要がある。

更に、（２）成分の使用量は、（１）成分中のケイ素原
子結合の脂肪族不飽和炭化水素基１個に対し＝ＳｉＨ結
合の水素原子を０．５〜５個供するに十分な量、好まし
くは１〜２個供する量である。

（３）成分である表面積５０ｎ？／ｇ以上のフユームド
シリカ充填剤は、本シリコーンゴム組成物を使用して形
成される定着ロールが所定の硬度と強度を付与するよう
に配合されるもので、通常使用されている比表面積が５
０ｍ／ｇ以上のフユームドシリ力で表面を疎水化処理し
たもの、あるいは無処理のものが使用される。この場合
、ロールの充填剤としては、表面活性点が少ない方が雌
型耐久性に優れることから、表面を予め疎水化処理した
シリカを使用するか、製造工程中に疎水化処理したシリ
カを使用することが望ましい。疎水化処理材としては公
知のものが使用でき、ジメチルジグロルシラン、トリメ
チルクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジフェニ
ルシランジオール、ジメチルジメトキシシラン、１，３
−ジビニル−１，１゜３．３−テトラメチルジシラザン
等が例示される。

その使用量は、（１）成分のオルガノポリシロキサン１
００重量部に対し、３〜３０重量部であるが、作業性等
の点から５〜１５重量部が望ましい。

更に、充填剤として、上記シリカに加え、本目的の−っ
である表面平滑性を損なわない限り、付加型シリコーン
ゴム組成物に通常使用されているいずれのものも使用可
能であるが、粒径が３μ以上のものを多量に使用するこ
とは好ましくない。

使用可能な充填剤としては沈降性シリカ、カーボンブラ
ック、二酸化チタン、酸化第二鉄、酸化アルミニウム、
酸化亜鉛２石英粉末、ケイソウ土。

ケイ酸カルシウム、タルり、ベントナイト、アスベスト
等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を配合し得る
。

更に、（４）成分である白金又は白金化合物としては、
一般に付加反応用触媒として公知のものを挙げることが
でき、これには白金黒、あるいはアルミナ、シリカなど
の担体に固体白金を担持させたもの、塩化白金酸、アル
コール変性塩化白金酸。

塩化白金酸とオレフィンとの錯体、白金とビニルシロキ
サンとの錯体等が例示される。これらの触媒の使用に当
たっては、それが固体触媒であるときは分散性をよくす
るために細かく砕いたり、その担体を粒径が小さく、比
表面積の大きいものとすることが好ましく、塩化白金酸
又はそのオレフィンとの錯体については、これをアルコ
ール、ケトン、エーテル或いは炭化水素系等の溶剤に溶
解して使用することが望ましい。なお、この触媒の添加
量は触媒慧であり、所望の硬化速度が得られるように適
宜調節すればよいが、経済的見地及び良好な硬化物を得
る点から、塩化白金酸等のようにシロキサンと相溶する
ものについては、前記した（１）成分と（２）成分の合
計量に対し白金量で１〜１００ｐｐｍ、白金黒等の固体
、触媒については白金量で２０〜５００ｐｐｍの範囲と
することが好まし＋１１゜ （５）成分であるトリアゾール型化合物（難燃性付与剤
）は、ロールがＵＬ−４７８に適合し、シリコーンゴム
硬化物がＵＬ−９４のＶ−１グレードに合格するために
、自己消炎性を付与するものとして必須成分である。

ここで、シリコーンゴム組成物の難燃性付与剤は数多く
知られているが、付加型シリコーンゴムの場合、ｍ燃性
付与剤によって付加硬化反応が阻害されることが多い。

しかし、本発明で用いるトリアゾール系化合物は微量で
効果があるため、実用上硬化性で問題とはならない。こ
の場合、トリアゾール系化合物としては、１，２．３−
トリアゾ−ル、１，２．４−トリアゾール、ベンゾトリ
アゾールおよびこれらの誘導体が挙げられる。１，２゜
３−トリアゾールおよびその誘導体としては、例えば１
−メチル−１，２，３−トリアゾール、１−フェニル−
１，２，３−トリアゾール、４−メチル−２−フェニル
−１，２，３−トリアゾール、１−ベンジル−１，２，
３−トリアゾール、４−ヒドロキシ−１，２，３−トリ
アゾール、１−アミノ−１゜２．３−　トリアゾール、
１−ベンズアミド−４−メチル−１，２，３−トリアゾ
ール、１−アミノ−４，５−ジフェニル−１，２，３−
トリアゾール。

１．２．３−トリアゾール−４−アルデヒド、４−ジア
ツー１．２，３−トリアゾールなどが挙げられる。１，
２．４−トリアゾールおよびその誘導体としては１−メ
チル−１，２，４−トリアゾール、１゜３−ジフェニル
−１，２，４−トリアゾール、５−アミノ−３−メチル
−１，２，４−トリアゾール。

３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、１−フェ
ニル−１，２，４−トリアゾール−５−オン。

１−フェニルウラゾールなどが挙げられる。ベンゾトリ
アゾールおよびその誘導体としては、１−メチルベンゾ
トリアゾール、５，６−シメチルベンゾトリアゾール、
２−フェニルベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベン
ゾトリアゾール、１−ベンゾトリアゾールカルボン酸メ
チルなどが挙げられる。これらのうち最も好適なものは
ベンゾトリアゾールである。

その添加量は（１）成分１００重量部に対して０．００
５〜１重量部であり、少なすぎても効果がなく、多すぎ
ると硬化性に問題がある６なお、（５）成分は均一に分
散させるためにイソプロパツール、エタノール、ベンゼ
ン、トルエン等の有機溶媒に溶解して使用してもよい。

なお、本発明に使用される上述したシリコーンゴム組成
物には、必要に応じ着色剤、耐熱向上剤（ベンガラ、黒
ベンガラ、酸化セリウムなど）、付加反応制御剤（ビニ
ル基含有シロキサン、アセチレン系化合物など）等を適
宜配合しても差支えなイ、＊ｔ＝、補強剤としてＳｉＯ
，単位とＲ，ＳｉＯ，、Ｓとからなるレジン構造のシロ
キサンや、離型剤として無官能のシリコーンオイルを添
加しても差支えない。

本発明の定着ロールは、ロール本体の外周面に上述した
シリコーンゴム組成物の層を形成し、これを硬化して硬
化ゴム層を形成するか、あるいは該組成物を硬化したも
のをロール本体外周面に接着するなどの公知の方法で製
造し得るが、この場合このシリコーンゴム組成物の硬化
条件としては１００〜１５０℃の温度で３〜１５分とい
う条件が採用でき、また１５０〜２００℃の温度で３０
分〜２時間ポストキュアすることができる。

なお、ゴム層の厚さは適宜選定され、またロール本体の
形状、材質等も機器の種類などに応じて選択される。

〔発明の効果〕

本発明の定着ロールは、その表面ゴム層が低硬度で優れ
た表面平滑性、難燃性を有し、しかもゴム層を形成する
場合の成型性も良好で、複写機。

ファクシミリ、プリンターなどの各種定着ロールとして
好適に用いられる。

次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明は下記実施例に制限されるものではない、なお、例
中の部は重量部を示し、粘度はいずれも２５℃での値を
示す。

〔実施例１〕 両末端ジメチルビニルシロキシ基で封鎖され、主鎖がジ
メチルシリコーン単位で粘度が５０００ＣＳのメチルビ
ニルシリコーンオイルを５０部、主鎖にメチルビニルシ
ロキシ単位を５モル％含有し、他がジメチルシロキシ単
位で末端がトリメチルシロキシ単位の１００，０ＯＯｃ
ｓのメチルビニルシリコーンオイルを５０部、平均組成
式 で示されるメチルハイドロジエンポリシロキサンを９．
５部、表面を疎水化処理をした比表面積２００ｒｆ／ｇ
のフユームドシリカ１ｏ部、塩化白金酸の１％イソプロ
ピルアルコール溶液を白金として３０ｐｐｍ、ベンゾト
リアゾールの５０％エタノール溶液を０．０３部を配合
してなる付加型シリコーンゴム組成物（Ｉ）を調製した
。

次に、直径４０ｒｍ、長さ４００ｍで内部に加熱手段を
偉えた円筒状のアルミニウムシャフトの表面にプライマ
ーＮｏ、　１０１　（信越化学工業（株）ｉ）を塗布し
た後、射出成型法によりこの外周面に上記シリコーンゴ
ム組成物の層（厚さ２ｍｎ＋）を成型し、１５０℃、５
分の加熱硬化処理を行い、型より取出し、１７０’Ｃの
ポストキュアを１時間行った。

こうして得た定着ゴムロールのシリコーンゴム層はＪＩ
Ｓ硬度で４０であり１表面平滑性は０．８ｐ以下であっ
た。このロールを用いてＰＰＣ複写機の実装テストを行
ったところ、オフセット防止のシリコーンオイルを全く
使用せずに、３万枚の複写を行うことが可能であった。

また、このロールに使用した付加型シリコーンゴム組成
物（１）を用いて１２０℃、１０分にて０．８ｍのシー
トを成型し、１５０℃、１時間のポストキュアを行った
ものについて難燃性試験（ＵＬ−９４）をしたところ、
Ｖ−１相当の自己消炎性を示した。

〔実施例２〕 実施例１に使用した付加型シリコーンゴム組成物（Ｉ）
に粘度が１０００ｃｓの無官能シリコーンオイル５部と
耐熱向上剤にベンガラを３部添加して付加型シリコーン
ゴム組成物（ＩＩ）を調製したにれを実施例１と同様に
ロール成型し、得られた定着ゴムロールのシリコーンゴ
ム層の性能を調べた結果はＪＩＳ硬度で４０、表面平滑
性は１声以下であった。このロールを表面温度１７０℃
にて実装テストしたところ、オフセット防止のシリコー
ンオイルを全く使用せずに５万枚の複写を行うことが可
能であった。

また、このロールに使用した付加型のシリコーンゴム組
成物（ｎ）で１２０℃、１０分にて０．８ｍシートを成
型し、１５０℃、１時間のポストキュアをした時の難燃
性試験（Ｕ　Ｌ−９４）は、■−１相当の自己消炎性を
示した。

出願人　　信越化学工業　株式会社 代理人　　弁理士　　小　島　隆　司 手続補正会（自発） 昭和６４年１月６日 １、事件の表示 昭和６２年特許願第２７４９４３号 ２、発明の名称 定着ロール ３、補正をする者 事ヂ１との関係　　　　　　特許出願人化　　所　　東
京都千代田区大手町二丁目６番１号氏　　名　　（２０
Ｇ）信越化学工業　株式会社代表者　小坂雄太部 ４、代理人　〒１０４ 住　　所　　東京都中央区銀座３丁目１１番１４号ダパ
クリエートビル５階　電話（５４５）６４５４６、補正
の内容 （１）明細書第１０頁第６行目の化学式を下記化学式 に訂正する。

（２）同第１８頁第１３行目の化学式 を下記化学式 に訂正する。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロール本体の外周面にゴム層を形成してなる定着ロ
   ールにおいて、該ゴム層として、（１）一分子中にケイ
   素原子に結合した脂肪族不飽和炭化水素基を２個以上も
   つオルガノポリシロキサン１００重量部 （２）一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個
   以上有するオルガノハイドロジエンポリシロキサン（１
   ）成分の脂肪族不飽和炭化水素１個に対しケイ素原子に
   結合した水素原子が０．５〜５個になるのに十分な量 （３）比表面積（ＢＥＴ法）５０ｍ＾２／ｇ以上のフュ
   ームドシリカ充填剤３〜３０重量部 （４）白金又は白金化合物：触媒量 （５）トリアゾール系化合物０．００５〜１重量部 からなる付加型シリコーンゴム組成物の硬化物を使用し
   たことを特徴とする定着ロール。２、（１）成分のオル
   ガノポリシロキサンが両末端のみに脂肪族不飽和炭化水
   素基をもつオルガノポリシロキサンと脂肪族不飽和炭化
   水素基を一分子中に３個以上もつオルガノポリシロキサ
   ンとの混合物である特許請求の範囲第１項記載の定着ロ
   ール。 ３、（５）成分のトリアゾール系化合物がベンゾトリア
   ゾールである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の定
   着ロール。