JPH0475515B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子複写機用加熱定着ロール等とし
て好適に用いられる定着ロールに関し、更に詳述
すると耐久性に優れ、寿命の長い定着ロールに関
する。 従来より、乾式複写機の定着システムとして
は、熱ロールによるいわゆる熱加圧定着が最も一
般的に採用されている。この熱加圧定着に用いる
熱ロールは、主としてその表面層がフツ素樹脂や
シリコーンゴムにて形成され、またロールの耐久
寿命を延ばすためにシリコーンオイルが常にロー
ル表面に供給されるようにしたオイルフユーズ方
式が多用されている。 これらの定着ロールのうちで、シリコーンゴム
製の定着ロールは、従来ジメチルポリシロキサン
やメチルビニルポリシロキサンをベースにして形
成されており、シリコーンゴムが本質的に有する
耐熱性、離型性、圧縮復元性などの特徴を有効に
生かして活用されているが、従来の上記したポリ
シロキサンをベースとするシリコーンゴム製定着
ロールは、なお次の如き欠点が指摘されていた。
即ち、第一には、シリコーンオイルを含浸させ、
シリコーンオイルが使用中にロール表面に供給さ
れるようにした場合、ロール表面層を形成するシ
リコーンゴムがシリコーンオイルにより膨潤し、
強度低下を来すと共に、寸法変化が生じ、安定し
たニツプ幅を維持できないこと、またシリコーン
ゴム中に浸透したシリコーンオイルにより芯金と
の接着層が破壊され、剥離現象を起して使用不能
となる例も多いという問題が指摘されていた。更
に、紙粉等の付着によりシリコーンゴムからなる
ロール表面の摩耗が進み、ロール表面に凹凸が生
じて良好な複写ができなくなる等のことも問題に
されていた。 従つて、ジメチルポリシロキサンやメチルビニ
ルポリシロキサンをベースとするシリコーンゴム
製の定着ロールは耐久性の点で問題を有し、定着
ロールの寿命を更に伸ばすことが要望されてい
た。 本発明者は、耐久性の優れた定着ロールにつき
鋭意研究を行なつた結果、定着ロールの表面層を
全有機基の10〜50モル％がフエニル基であるジオ
ルガノポリシロキサンをベースとする過酸化物架
橋型又は付加反応架橋型シリコーンゴムにて形成
することにより、シリコーンオイルによる膨潤が
少なく、紙粉等の付着も良好に防止され、更に耐
摩耗性に優れ、従来のジメチルポリシロキサンや
メチルビニルポリシロキサンをベースとするシリ
コーンゴム製定着ロールに比べて格段に寿命の長
い定着ロールが得られることを知見した。 即ち、全有機基の10〜50モル％がフエニル基で
あるメチルフエニルビニルポリシロキサン等のジ
オルガノポリシロキサンをベースとするシリコー
ンゴムは、オイルフユーズに用いられるシリコー
ンオイル（通常はジメチルポリシロキサンからな
る）との相溶性、親和性がないために、シリコー
ンオイルによつて膨潤しにくいことは知られてい
るが、フエニル基が導入されたジオルガノポリシ
ロキサンをベースとするシリコーンゴムを定着ロ
ールに用いることは、トナーとの親和性が強くな
ることから離型性不良の心配が懸念され、定着ロ
ールの用途には用いられていなかつた。しかし、
本発明者が鋭意検討した結果によれば、全有機基
の10〜50％がフエニル基であるジオルガノポリシ
ロキサンをベースとする過酸化物架橋型又は付加
反応架橋型シリコーンゴムを定着ロールの表面層
とした場合、シリコーンオイルによる膨潤が極め
て少ない上、意外にも心配されたトナーによる汚
れがオイルフユーズ系では充分克服できることを
見出した。更に、予想外の結果として、前記フエ
ニル基含有ジオルガノポリシロキサンをベースと
する過酸化物架橋型又は付加反応架橋型シリコー
ンゴムを表面層とする定着ロールは、耐摩耗性に
も優れ、紙粉の付着も少なく、長期間に亘り汚れ
のない鮮明な画像を生み出し、芯金との接着面の
劣化も少なく、従来のシリコーンゴム製定着ロー
ルの２〜３倍もしくはそれ以上の長寿命を達成し
得ることを見出し、本発明をなすに至つたもので
ある。 従つて、本発明は従来のシリコーンゴム製定着
ロールの有する欠点を無くして寿命の長い、耐久
性の優れた定着ロールを提供するものである。 以下、本発明につき更に詳しく説明する。 本発明の定着ロールは、電子複写機用加熱定着
ロール等として好適に用いられるもので、表面層
が全有機基の10〜50モル％がフエニル基であるジ
オルガノポリシロキサンをベースとした過酸化物
架橋型又は付加反応架橋型シリコーンゴムにより
形成されてなるものである。本発明のロールは、
前記表面層を接着層により芯金に接着させるもの
であるが、必要により表面層と芯金との間に他の
材質の中間層を介在させることもできる。また、
本発明定着ロールにおいては、前記表面層にシリ
コーンオイルを含浸させることが好ましい。 ここで、本発明定着ロールの表面層を形成する
全有機基の10〜50モル％がフエニル基であるジオ
ルガノポリシロキサンをベースとするシリコーン
ゴムとしては、下記シリコーンゴムＡ、即ち (イ) 平均組成式 〔但し、ａ；0.95〜2.05 R¹；10〜50モル％がフエニル基、
残りはメチル基又はメチル基とビ
ニル基〕 で示されるジオルガノポリシロキサン
100重量部、 (ロ) 比表面積が50m²／ｇ以上であるシリカ系充填
剤 10〜60重量部、 (ハ) 平均組成式 〔但し、R²；一価炭化水素基 R³；水素原子又は炭素数１〜４の炭
化水素基 ０≦ｂ＜４，０＜ｃ≦
４，ｂ＋ｃ≦４〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガ
ノポリシロキサン ０〜30重量部、 (ニ) 硬化触媒 0.01〜５重量部、 からなる組成物より得られるものが好適に用い
られる。 このシリコーンゴムＡにつき更に詳述すると、 (イ)の成分は、 で示される鎖状ポリシロキサンで、この場合ｍは
全有機基の10〜50モル％、好ましくは10〜30モル
％がフエニル基になるように決められる。また、
ｎは必ずしも必要としない（ｎ＝０であつてもよ
い）が、ビニル基が全有機基の0.02〜３モル％、
特に0.1〜0.5モル％になるように決められること
が好ましい。更に、このシロキサンの重合度は25
℃の粘度が1000〜10000000C.Sであるものが好ま
しく、液状物として加工する場合には1000〜
100000C.S、固形ゴムとして加工する場合には
3000000C.S以上とするのがよい。 (ロ)のシリカ系充填剤は、シリコーンゴムの補強
のために使用されるもので、このシリカ系充填剤
は比表面積が少なくとも50m²／ｇである微粒子状
のものとする必要がある。このシリカ系充填剤と
してはヒユームドシリカ系と呼ばれている乾式法
シリカ、沈降性シリカと云われている湿式法シリ
カ系のいずれでもよく、これらはまたそその表面
のけい素原子に結合した水酸基をトリメチルシリ
ル化したもの、その表面層を低重合度ジメチルポ
リシロキサンで疎水化処理したもの、さらにはこ
れらにチタンやアルミニウムなどの他の金属の酸
化物を副成分として含有させたものであつてもよ
い。このシリカ系充填剤の配合量は、(イ)の成分
100重量部に対して10〜60重量部、より好ましく
は20〜50重量部である。 (ハ)の成分は、(ロ)のシリカ系充填剤の分散性を向
上させるために用いられるもので、上述した組成
式で示されるものであり、分子中に少なくとも１
個のシラノール基又はハロゲンを除く加水分解基
を有するシラン或いは低分子（重合度50以下）シ
ロキサン類である。この(ハ)の成分としては、具体
的には低重合度の末端シラノール封鎖ジオルガノ
ポリシロキサン、ジフエニルシランジオール、ジ
メチルジエトキシシラン等が例示される。(ハ)の成
分の添加量は(イ)の成分100重量部に対して０〜30
重量部であるが、一般には１〜30重量部、特に２
〜10重量部とすることが望ましく、前記シリカ系
充填剤の種類や配合量に応じて適宜な添加量が選
択され得る。 (ニ)の硬化触媒は、有機過酸化物を用いるもの
で、有機過酸化物としては従来からシリコーンゴ
ムに用いられている全てのものが適応可能である
が、アシル系過酸化物であるベンゾイルパーオキ
サイド、２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサ
イドなどはロール成型時の芯金、プライマーとの
接着性、圧縮永久歪の増大などの点から望ましく
なく、ジクミールパーオキサイド、ジタ−シヤリ
ーブチルパーオキサイドなどのアルキル系過酸化
物を使用することが好ましい。なお、硬化触媒の
使用量は(イ)の成分100重量部に対し0.01〜５重量
部、望ましくは0.1〜３重量部程度である。 本発明の定着ロールの表面層を形成するシリコ
ーンゴムとしては、前記シリコーンゴムＡと同様
に下記のシリコーンゴムＢも好適に用いられる。
即ち、このシリコーンゴムＢは、 (i) 平均組成式 〔但し、ｄ；0.95〜2.05 R⁴；10〜50モル％がフエニル基、
残りはメチル基又はメチル基とビ
ニル基〕 で示され、分子両末端がビニル基で封鎖されて
いるジオルガノポリシロキサン 100重量部 (ii) １分子中に少なくとも≡Si−Ｈを２個以上有
するオルガノポリシロキサン (i)のジオルガノポリシロキサンのビニル基に
対して≡Si−Ｈ／−Ｃ＝Ｃが0.5〜５となる量 (iii) 比表面積が50m²／ｇ以上であるシリカ系充填
剤 10〜60重量部 (vi) 平均組成式 〔但し、R²；一価炭化水素基 R³；水素原子又は炭素数１〜４の炭
化水素基 ０≦ｂ＜４，０＜ｃ≦
４，ｂ＋ｃ≦４〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガ
ノポリシロキサン ０〜30重量部、 (v) 硬化触媒 １〜50ppm からなる組成物より得られるものである。 ここで、(i)の成分の代表例としては、 及び （但し、ｐはフエニル基が10〜50モル％、好ま
しくは10〜30モル％となるように決められる） が挙げられる。なお(i)の成分の重合度はシリコー
ンゴムＡの(1)の成分と同様である。 また、(ii)の成分としては、基本的には１分子中
に≡Si−Ｈ基を２個以上有するシロキサンであ
る。この(ii)の成分の代表的なものとしては、メチ
ルハイドロジエンポリシロキサンが挙げられる。
更には、(i)の成分との相溶性という面からはフエ
ニル基を含有しているものが好ましく、例えば で示されるものなどが挙げられる。なお、(ii)の成
分の添加量は(i)の成分のビニル基当り0.5〜5.0、
好ましくは1.0〜3.0となる量である。 更に、(v)の硬化触媒は、≡Si−CH＝CH₂に≡
Si−Ｈを付加させるための触媒で、白金化合物を
用いることが一般的である。白金化合物として
は、塩化白金酸、白金ビニルシロキサン錯体な
ど、従来から公知のものを使用できる。この硬化
触媒の添加量は１〜50ppm程度、特に５〜20ppm
程度である。ここで、この付加反応を制御するた
めの反応制御剤をシリコーンゴムＢの組成物中に
添加することも可能である。 なお、(iii)及び(iv)の成分は、シリコーンゴムＡの
(ロ)及び(ハ)の成分とそれぞれ同じであるので、その
説明を省略する。 上述したシリコーンゴムＡ，Ｂを定着ロールの
表面層に用いることにより、本発明の目的がより
確実に達成される。 なお、前記シリコーンゴムＡ，Ｂの構成成分
(イ)，(i)のジオルガノポリシロキサンはいずれも公
知の方法で得ることができる。 また、上述したシリコーンゴムＡ，Ｂを形成す
る組成物中には、必要に応じてR₃SiO_0.5単位およ
びSiO₂単位、またはR₃SiO_0.5単位、R₂SiO単位お
よびSiO₂単位からなり、R₃SiO_0.5単位または
R₃SiO_0.5単位およびR₂SiO単位とSiO₂単位とのモ
ル比が0.5〜1.5であり、かつその分子中に脂肪族
不飽和基または≡SiOHを含有するオルガノポリ
シロキサンを添加することもできる。 更に、シリコーンゴム組成物には、上記成分以
外にけいそう土、石英粉、クレー、炭酸カルシウ
ム、酸化チタンなどの増量用充填剤をはじめ、接
着性向上剤、耐熱添加剤、酸化防止剤、着色剤な
どの成分を添加することも任意である。 上述した如きシリコーンゴムを表面層とする定
着ロールを形成する方法は特に特別な方法を必要
とせず、通常の方法が採用され得る。一例を述べ
ると、洗浄、脱脂されたアルミニウム、スチー
ル、ステンレススチール等よりなる芯金表面に接
着性向上のためにプライマーを塗布し、風乾す
る。必要があれば、100〜180℃、10〜30分程度の
加熱、焼付けを行なう。その後、前記したシリコ
ーンゴム組成物を用い、プレスモード、インジエ
クシヨンモールド、巻き蒸し法等により成型を行
なう。この場合、最初にジメチル系シリコーンゴ
ムの下巻きを付け、その上を被覆して表面層を前
記したフエノール基含有シリコーンゴムにて形成
するいわゆる二層構造とすることも可能である。
その後の工程も一般的に行なわれている如く、ポ
ストキユアー、シリコーンオイル前含浸、表面研
摩などの工程を経て仕上げることができるもので
ある。 以上説明したように、本発明によれば、表面層
を全有機基の10〜50モル％がフエニル基であるジ
オルガノポリシロキサンをベースとする過酸化物
架橋型又は付加反応架橋型シリコーンゴムにより
形成したことにより、シリコーンオイルの膨潤が
少なく、経時による強度低下、寸法変化が可及的
に防止され、またシリコーンゴム中にシリコーン
オイルが浸透することによる芯金との接着層の破
壊のおそれも極めて少なく、しかも耐熱性に優れ
ているため、ヒータロールとして有効な定着ロー
ルが得られるものである。 以下、実施例と比較例を示し、本発明の具体的
に説明するが、本発明は下記の実施例に限定され
るものではない。 実施例、比較例 下記に示すフエニル基含有量の異なる生ゴム
〜を用いた下記処方のコンパウンドを製造し
た。 生ゴム 100重量部 末端シラノール封鎖ジメチルポリシロキサン
（20C.S） ５ 〃 アエロジル200（日本アエロジル製） 35 〃 ジクミルパーオキサイイド ３ 〃 生ゴム ビニル基0.2モル％含有メチルビニルポリシ
ロキサン ビニル基0.2モル％、フエニル基10モル％含
有メチルフエニルビニルポリシロキサン ビニル基0.2モル％、フエニル基30モル％含
有メチルフエニルビニルポリシロキサン ビニル基0.2モル％、フエニル基50モル％含
有メチルフエニルビニルポリシロキサン 次に、アルミニウム製芯金をトリクロルエチレ
ンにて洗浄後、接着性向上のため信越化学工業(株)
製プライマーNo.14を塗布、風乾し、次いで180℃、
15分の焼付けを行なつた。このプライマー処理し
た芯金に前記コンパウンドを巻き付けた後、専用
金型にて170℃、20分硬化処理を行なつた。更に、
200℃、４時間のポストキユアーを行なつた後、
信越化学工業(株)製のジメチルポリシロキサン系シ
リコーンオイルKF−96（100C.S）への含浸処理
を180℃、16時間の条件で実施した。このものを
所定寸法まで研摩し、試験ロール〜（それぞ
れ生ゴム〜に対応）とした。 これらのロールをキヤノン社製乾式複写機NP
−6000の熱圧着ロールとしてセツトし、実装によ
りロールの表面状態の変化及び耐久寿命を評価し
た。その結果を第１表に示す。

【表】 但し、評価基準は下記の通りである。 ロール表面の汚れ （耐久寿命時におけるロール表面へのトナーの
付着） ◎：ロール表面がトナー付着により黒色に変化
した割合 ４％以下 〇： ５〜24％ △： 25〜59％ ×： 60％以上 ロール表面の耐摩耗性 最終耐久寿命におけるロール外径を測定し、初
期のロール外径より差し引いた値 表面ゴム摩耗厚み ＝（未使用外径−使用後の外径）／２ 第１表の結果から明らかなように、本発明定着
ロールは優れた耐久性を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面層を全有機基の10〜50モル％がフエニル
   基であるジオルガノポリシロキサンをベースとす
   る過酸化物架橋型又は付加反応架橋型シリコーン
   ゴムにより形成したことを特徴とする定着ロー
   ル。 ２ シリコーンゴムが (イ) 平均組成式 〔但し、ａ；0.95〜2.05 R¹；10〜50モル％がフエニル基、
   残りはメチル基又はメチル基とビ
   ニル基〕 で示されるジオルガノポリシロキサン
   100重量部、 (ロ) 比表面積が50m²／ｇ以上であるシリカ系充填
   剤 10〜60重量部、 (ハ) 平均組成式 〔但し、R²；一価炭化水素基 R³；水素原子又は炭素数１〜４の炭
   化水素基 ０≦ｂ＜４，０＜ｃ≦
   ４，ｂ＋ｃ≦４〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガ
   ノポリシロキサン ０〜30重量部、 (ニ) 有機過酸化物 0.01〜５重量部、 からなる組成物より得られるものである特許請
   求の範囲第１項記載の定着ロール。 ３ シリコーンゴムが (i) 平均組成式 〔但し、ｄ；0.95〜2.05 R⁴；10〜50モル％がフエニル基、
   残りはメチル基又はメチル基とビ
   ニル基〕 で示され、分子両末端がビニル基で封鎖されて
   いるジオルガノポリシロキサン 100重量部、 (ii) １分子中に少なくとも≡Si−Ｈを２個以上有
   するオルガノポリシロキサン (i)のジオルガノポリシロキサンのビニル基に
   対して≡Si−Ｈ／−Ｃ＝Ｃが0.5〜５となる量 (iii) 比表面積が50m²／ｇ以上であるシリカ系充填
   剤 10〜60重量部、 (vi) 平均組成式 〔但し、R²；一価炭化水素基 R³；水素原子又は炭素数１〜４の炭
   化水素基 ０≦ｂ＜４，０＜ｃ≦
   ４，ｂ＋ｃ≦４〕 で示されるシラン又は重合度が50以下のオルガ
   ノポリシロキサン ０〜30重量部、 (v) 硬化触媒 １〜50ppm、 からなる組成物より得られるものである特許請求
   の範囲第１項記載の定着ロール。 ４ 表面層にシリコーンオイルが含浸されてなる
   特許請求の範囲第１項乃至第３項いずれか記載の
   定着ロール。