JPH0136623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非粘着性弾性体ロール、さらに詳しく
は加熱ないし加圧融着を行なうに際し融着物質を
付着させない目的に対して広く適用可能な非粘着
性弾性体ロールに関する。

例えば、乾式静電印刷において、被印刷物上に
形成されたトナー画像は、最終的に定着ロールに
よつて被印刷物に融着、定着され、印刷物が得ら
れる。従来、この種の定着ロールとして、金属ロ
ール本体の外周表面にシリコーンゴム、フツ素ゴ
ムなどの耐熱性ゴム層を設けた弾性体ロールが使
用されているが、融着トナーがロールに付着しや
すく、印刷物の画像が不鮮明になるため、融着ト
ナーに対して離形性の良い定着ロールが要求され
ている。

かかる要求を満たすために、金属ロール本体の
外周表面にポリテトラフルオロエチレン（以下、
「PTFE」と略す。）層を設けた定着ロール、金属
ロール本体の外周表面に前記のゴム層を介してさ
らにその上にPTFE層を設けた定着ロールなどが
提案されている。これらの定着ロールは融着トナ
ーの離形性については十分満足できるものである
が、前者のロールでは弾性が少ないため、被印刷
物の送り性が悪く、不均一な加圧印加となり、極
部的なロール面の摩耗が起る。また、PTFE固有
の非粘着性のため、PTFE層がロール本体から剥
離しやすい。後者の定着ロールでは、PTFE固有
の非粘着性に加え、前記ゴム層へPTFEを接着加
工する際の高温（328℃以上）によるゴム層から
の揮発物の発生に起因したゴム層とPTFE層との
密着性不良やゴムとPTFEの弾性率の相違により
生じる使用時の両層間の歪が原因となつてゴム層
とPTFE層との剥離が生じやすい。

本発明者等は上記従来法の欠点を排除すべく検
討を加えた結果、満足される弾性を保持し、ロー
ル本体との接着性にすぐれ、しかもその表面に十
分な非粘着性を有する非粘着性弾性体ロールを見
出し、本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明は、ロールの外周表面にフツ
素ゴム、フツ素樹脂、アミノシランおよび液状担
体を含んでなるフツ素ゴム塗料を塗布、硬化せし
めてなる塗料層を設けたことを特徴とする非粘着
性弾性体ロールを提供せんとするものである。

本発明の非粘着性弾性体ロールを例えば静電印
刷の定着ロールとして使用した場合、融着トナー
の離形性にすぐれ、印刷物の画像不鮮明を生じる
ことがない。また、適度な弾性を有し、被印刷物
の送り不良や不均一な加圧印加を起すことがな
い。さらにまた、金属ロール本体との接着性にす
ぐれ、ロール本体から容易に剥離することがな
い。その他、本発明の非粘着性弾性体ロールは湿
式静電印刷における乾燥および送りロールとして
も耐溶剤性、非粘着性にすぐれており、有利に使
用される。

本発明において、特定量のフツ素樹脂の配合に
より得られたフツ素ゴム塗膜が基材との接着性お
よび機械的性質を実質上損なうことなくその表面
にすぐれた非粘着性を付与できるのは、それ自体
非粘着性を有するフツ素樹脂が意外にもフツ素ゴ
ム塗膜の表面に集まるため、基材との接着性およ
び塗膜の機械的性質に悪影響を与えることなく、
フツ素樹脂の前記性能がフツ素ゴムの塗膜表面に
おいて効果的に発揮されるものと考えられる。

本発明で使用するフツ素ゴムは高度にフツ素化
された弾性状の共重合体であつて、就中好ましい
フツ素ゴムとしては通常40〜85モル％のビニリデ
ンフルオライドとこれを共重合しうる少くとも一
種の他のフツ素含有エチレン性不飽和単量体との
弾性状共重合体が挙げられる。また、フツ素ゴム
としてポリマー鎖にヨウ素を含むフツ素ゴムは例
えばポリマー鎖末端に0.001〜10重量％、好まし
くは0.01〜５重量％のヨウ素を結合し、前記と同
じ40〜80モル％のビニリデンフルオライドとこれ
を共重合しうる少くとも一種の他のフツ素含有エ
チレン性不飽和単量体とからなる弾性状共重合体
を主組成とするフツ素ゴム（特開昭52−40543号
参照）である。ここにビニリデンフルオライドと
共重合して弾性状共重合体を与える他のフツ素含
有エチレン性不飽和単量体としてはヘキサフルオ
ロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリ
フルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン、ビニルフルオライ
ド、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）、パ
ーフルオロ（エチルビニルエーテル）、パーフル
オロ（プロピルビニルエーテル）などが代表的な
ものとして例示される。特に望ましいフツ素ゴム
はビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロ
ピレン二元弾性状共重合体およびビニリデンフル
オライド／テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン三元弾性状共重合体である。ま
た、本発明で用いるフツ素樹脂としてはポリテト
ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンお
よびこれと共重合可能な少くとも１種の他のエチ
レン性不飽和単量体（例えばエチレン、プロピレ
ンなどのオレフイン類、ヘキサフルオロプロピレ
ン、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオ
ロエチレン、ビニルフルオライドなどのハロゲン
化オレフイン類、パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル類など）との共重合体、ポリクロロトリラ
フルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド
などが挙げられる。就中、好ましいフツ素樹脂は
ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエ
チレンとヘキサフルオロプロピレン、パーフルオ
ロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビ
ニルエーテルおよびパーフルオロプロピルビニル
エーテルの少くとも１種（通常テトラフルオロエ
チレンに対し40モル％以下含まれる）との共重合
体である。さらに本発明に用いるアミノシラン化
合物はフツ素ゴムの加硫剤としての機能を果すと
共に、基材との接着性の向上にも大きく寄与する
もので液状媒体に対しても安全に用いられるもの
である。その代表的な化合物を例示するとｒ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン（以下Ａ−1100
という）、Ｎ−β−アミノエチル−ｒ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシ
シリルプロピル）エチレンジアミン、Ｎ−β−ア
ミノエチル−ｒ−アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、ｒ−ウレイドプロピルトリエトキシシ
ラン、β−アミノエチル−βアミノエチル−ｒ−
アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げら
れる。

また、本発明に用いる液状担体は低級ケトン
類、低級エステル類、環状エーテルなどの有機溶
剤、水、および水と水溶性有機液体との混合物か
ら選ばれ、水溶性有機液体としてはアルコール類
が例示できる。これら液状担体のうち、塗装作業
性、基材のゴム層を害しないなどの点から、水が
最も好ましい。

さらに、本発明のフツ素ゴム塗料に含有される
他の物質としての無機繊維状物質は、フツ素ゴム
塗膜の圧縮復元性を高めるために用いられ、代表
的なものとしてガラス繊維、カーボン繊維、アス
ベスト繊維、チタン酸カリウム繊維などがあげら
れる。この無機繊維状物質は平均長が少くとも
1μ、好ましくは１〜100μであることが望ましい。

また、本発明のフツ素ゴム塗料に所望により添
加されるアミン化合物（以下、「アミン化合物」
と云う。）は、主としてフツ素ゴムの加硫剤とし
ての機能を果し、また前記アミノシラン化合物と
共に機械的性質を改良するものであり、その代表
的な化合物を例示するとエチルアミン、プロピル
アミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、アリル
アミン、ｎ−アミルアミン、エタノールアミンな
どのモノアミン類、エチレンジアミン、トリメチ
レンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプ
ロピル）−２，４，８，10−テトラオキサスピロ
〔５，５〕ウンデカン（以下Ｖ−11という）など
のジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、テトラエチレンペンタミンペン
タエチレンヘキサンなどのポリアミン類が挙げら
れ、就中、２個以上の末端アミノ基を有するアミ
ン化合物が好ましい。

本発明のフツ素ゴム塗料を調製するには通常、
フツ素ゴム、およびフツ素樹脂と液状担体の混合
物に顔料、受酸剤、充填剤等を常法にしたがつて
配合し（必要に応じ、さらに界面活性剤を用いて
もよい。）、得られる分散液に前記一般式で示され
るアミノシラン化合物および要すればアミン化合
物を添加して（必要に応じ前記顔料、受酸剤、充
填剤などの添加剤を加えてもよい。）常法により
充分混合することにより、均一なフツ素ゴム塗料
とする。

フツ素ゴムとフツ素樹脂の割合は重量で95：５
〜35：65であることが望ましくフツ素樹脂の割合
が上記下限より少いときは、目的とする非粘着性
および潤滑性の改良は十分でなく逆に上記上限よ
り多いときは目的とする厚みの塗膜が得られず、
塗膜にクラツクやピンホールが発生しやすい。

アミノシラン化合物の添加量は、通常フツ素ゴ
ム100重量部当たり１〜30重量部、好ましくは１
〜20重量部である。所望によりアミン化合物を添
加した場合には、アミノシラン化合物とアミン化
合物の総和が上記の値をとる様に配合する。この
場合、アミノシラン化合物とアミン化合物の割合
はモル比で１：99〜90：10の範囲から選ばれる。

前記受酸剤としてはフツ素ゴムの加硫に通常用
いられるものが同様に使用され、例えば２価金属
の酸化物または水酸化物の１種または２種以上が
用いられる。具体的にはマグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛、鉛などの酸化物または水酸化物が例示
される。また前記充填剤としてはシリカ、クレ
ー、珪藻土、タルク、カーボンなどが用いられ
る。

本発明に係るフツ素ゴム塗料は塗料の通常の塗
装法（ハケ塗り、浸漬、吹付けなど）によつて基
材に塗布または含浸され、室温〜400℃、好まし
くは100〜400℃の温度条件下で適当な時間硬化す
ることによつて目的とするフツ素ゴム塗膜とする
ことができる。

本発明にかかるフツ素ゴム塗料はゴム層を介し
て塗布してもよく、その膜厚は、ロール本体に直
接塗布するときは10〜300μ、ゴム層を介して塗
布するときには10〜100μの間であることが好ま
しく、その膜厚が10ミクロン以下では弾性不足に
なるうえ、ロール本体の表面全体にムラが生じて
被膜されない部分が生じたりする危具がある一
方、その膜厚が300ミクロン以上ではロール本体
に塗布したフツ素ゴム塗料の塗膜にクラツクが入
つたりあるいは近一な膜が出来難い等の危惧があ
るために、最も好ましい膜厚は10〜50ミクロンで
ある。このようにして得られた本発明のフツ素ゴ
ム塗膜は、フツ素ゴム本来の性能を有すると同時
にロール本体との接着性およびそれ自体の機械的
性質にすぐれており、さらにその表面に非粘着性
が付与される。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細
に説明する。

第１図に示すゼログラフイー法による静電印刷
工程において、光導電性感光体１はコロナ放電装
置２によつてその表面が帯電され、ついで露光装
置３によつて原板４の映像を感光体１の上に露光
させて、感光体１に原板４の静電潜像を形成す
る。この静電潜像は、トナー５を付着させて現像
され、得られたトナー画像は被印刷物６に転写さ
れ、さらに定着ロール７によつて熱融着されて被
印刷物に定着され、印刷物８を得る。前記定着ロ
ール７は、第２図、第３図および第４図に示され
るように、金属ロール本体７ａの外周表面に直
接、またはフツ素ゴム層７ｃを介して次に示すＡ
液およびＢ液をＡ液100部（重量部）に対してＢ
液５部の割合で配合して得られた本発明に係るフ
ツ素ゴム塗料を塗布、硬化して非粘着性フツ素ゴ
ム塗膜７ｂを構成している。

Ａ 液 フツ素ゴム（注１）水性デイスパージヨン（フツ
素ゴム含有量60重量％、ノニオンHS−208を含
む） …166部 フツ素樹脂（注２）水性デイスパージヨン（フツ
素樹脂としてFEP含有量50重量％、ノニオンHS
−208を含む） …150部 酸化マグネシウム …３部 ミデイアムサーマルカーボン …20部 ノニオンHS−210（日本油脂社製） …２部 水 …50部 （注１） ビニリデンフルオライド／テトラフル
オロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン弾性
状共重合体（以下単にフツ素ゴムという）。

（注２） テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン共重合体（以下、FEPとい
う）。

Ｂ 液 Ａ−1100 …40部 Ｖ−11 …20部 水 …40部 このようにしてＡ液およびＢ液を均一混合した
後、200メツシユの金網で別精製して得たフツ
素ゴム塗料を用いて、その外周に30μのフツ素ゴ
ム層を設けた金属ロールの外周表面にスプレー塗
装で塗布を行つた：ノズル径1.0mm：スプレー圧
3.0Kg／cm²。その結果スプレー塗装に何ら異常な
く、厚さ約30ミクロンの平滑な塗膜が得られた。

このようにして得られた非粘着性弾性体ロール
の非粘着性を示すために、下記の参考例を挙げ
る。

参考例 前記した外周にフツ素ゴム層を設けた金属ロー
ルおよびその表面に塗膜を設けた塗膜付フツ素ゴ
ム層を有する金属ロールのそれぞれを180℃で５
分間加熱し、ピコラスチツクD125（エツソスタン
ダード石油(株)製スチレン系樹脂）100部、ピアレ
ス155（コロンビア・リボン・アンド・マニフアク
チユアリング社製）５部およびオイルブラツク
BW（オリエント化学工業(株)製）５部の混合物か
らなる平均粒子径約15μのトナーを塗布、融着さ
せ、冷却後、前記トナーの剥離テストを行つた。

すなわち、ロールの表面に鉄製ヘラのフツ素ゴ
ム被覆表面が約30゜の角度で接触した状態におい
て100ｇの荷重をかけながら、該ロールをその表
面が0.3cm／秒の速度で移動するように回転せし
める。この結果、塗膜を設けなかつたロールでは
トナーの剥離が認められなかつたが、塗膜付ロー
ルではトナーの完全な剥離が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図はゼログラフイー法による静電印刷工程
の説明図、第２図は前記工程で使用される本発明
に係るロールの斜視図、第３図および第４図は第
２図に示したロールのそれぞれ異つた実施態様に
おける表面状態を示す部分拡大図である。 ７……定着ロール、７ａ……ロール本体、７ｂ
……塗膜、７ｃ……フツ素ゴム層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロールの外周表面にフツ素ゴム、フツ素樹
   脂、アミノシランおよび液状担体を含んでなるフ
   ツ素ゴム塗料を塗布、硬化せしめてなる塗料層を
   設けたことを特徴とする非粘着性弾性体ロール。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の非粘着性弾性体
   ロールにして、上記フツ素ゴムとフツ素樹脂の重
   量比が95：５〜35：65であることを特徴とするロ
   ール。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の非粘着性弾性体
   ロールにして、上記フツ素ゴム塗料を10〜300ミ
   クロンの膜厚に塗布、硬化したものであることを
   特徴とするロール。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の非粘着性弾性体
   ロールが静電印刷装置における定着用ロールであ
   ることを特徴とするロール。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の非粘着性弾性体
   ロールにして、上記フツ素ゴム塗料は、アミノシ
   ラン化合物がフツ素ゴム100重量部に対して１〜
   30重量部となる割合で配合してなることを特徴と
   するロール。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第５項に記載の非粘
   着性弾性体ロールにして、上記フツ素ゴム塗料
   は、アミン化合物を更に含有してなることを特徴
   とするロール。 ７ 特許請求の範囲第５項に記載のロールにし
   て、上記フツ素ゴム塗料は、少くとも２個の末端
   アミノ基を有するアミン化合物を含有してなるこ
   とを特徴とするロール。 ８ 特許請求の範囲第６項または第７項に記載の
   ロールにして、アミノシラン化合物とアミン化合
   物の割合がモル比で１：99〜90：10であることを
   特徴とするロール。 ９ 特許請求の範囲第１項記載のロールにして、
   上記フツ素ゴム塗料は、無機繊維状物質を含有し
   てなることを特徴とするロール。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載のロールにし
   て、上記フツ素ゴム塗料に含有する無機繊維状物
   質は、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト繊
   維およびチタン酸カリウム繊維からなる群から選
   ばれたものであることを特徴とするロール。 １１ 特許請求の範囲第１項の非粘着性弾性体ロ
   ールにして、上記フツ素ゴム塗料に含有する液状
   担体が水であることを特徴とするロール。 １２ 特許請求の範囲第１項の非粘着性弾性体ロ
   ールにして、ロール本体の外周表面にゴム層が設
   けられ、そのゴム層の表面に上記フツ素ゴム塗料
   を塗布、硬化せしめてなる塗料層を設けたことを
   特徴とする非粘着性弾性体ロール。