JPH0651622A - 半導電性シリコーンゴムロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は複写機あるいはＬＢＰのトナーの
現像部分に用いられる現像ロール、トナー搬送ロールな
どに好適とされる半導電性シリコーンゴムロールの製造
方法の提供を目的とするものである。 【構成】 本発明の半導電性シリコーンゴムロールの
製造方法は、アルケニル基含有オルガノポリシロキサ
ン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、カーボン
ブラックおよび白金系触媒とからなる半導電性の付加反
応硬化性シリコーンゴム組成物を、押出機を用いてチュ
ーブ状に押出し、一次キューアーをした後、これに芯金
を圧入し、再度加熱処理してゴム材と芯金とを接着一体
化し、ゴムロールとしてなることを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導電性シリコーンゴム
ロール（以下単にゴムロールとする）の製造方法、特に
は複写機あるいはレーザー・ビーム・プリンタ（ＬＢ
Ｐ）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に好適とされるシリコーンゴム組
成物を用いてなるゴムロールの製造方法に関するもので
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、従来から環境特性、抵抗値安定性が優
れていることから、半導電性のシリコーンゴム組成物か
らの成形によって製造されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この半導電性
のシリコーンゴム組成物からゴムロールを製造するとき
に、この成形を専用の金型を使用する圧縮成形または射
出成形のようなバッチ方法で行なうと、生産能率が悪い
ためにコストの高いものとなるし、この場合には金型上
下の合わせ部分におけるゴムの流れの違いによってこの
部分が他の部分に比べて硬度が高くなったり、抵抗値が
異なるものとなり、オーバーキュアーのためにゴムが非
常に欠け易いものになるなどの問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決したゴムロールの製造方法に関するものであ
り、これはアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、
オルガノハイドロジェンポリシロキサン、カーボンブラ
ックおよび白金系触媒とからなる半導電性の付加反応硬
化性シリコーンゴム組成物を、押出機を用いてチューブ
状に押出し、一次キュアーをした後、これに芯金を圧入
し、再度加熱処理してゴム材と芯金とを接着一体化し、
ゴムロールとしてなることを特徴とするものである。

【０００５】すなわち、本発明者らはゴムロールを生産
性高く、安価に製造する方法について種々検討した結
果、これについてはここに使用するシリコーンゴム組成
物を半導電性の付加反応硬化性シリコーンゴム組成物と
し、これを押出機を用いてチューブ状に押出し、一次キ
ュアーをした後にこれに芯金を圧入し、加熱してゴム材
と芯金とを接着一体化させれば目的とするゴムロールを
容易に、かつ安価に得ることができることを見出し、こ
れによれば金型を使用しないので従来の圧縮成形、射出
成形における不利を解決することができることを確認し
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】本発明はゴムロールの製造方法に関するもので
あり、これはアルケニル基含有オルガノポリシロキサ
ン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、カーボン
ブラックおよび白金系触媒とからなる半導電性の付加反
応硬化性シリコーンゴム組成物を、押出機を用いてチュ
ーブ状に押出し、一次キュアーをした後、これに芯金を
圧入し、再度加熱処理してゴム材と芯金とを接着一体化
し、ゴムロールとしてなることを特徴とするものである
が、これによれば目的とするゴムロールを公知の圧縮成
形、射出成形、トランスファー成形のような不利もな
く、これらの方法に比べて数倍の生産能力で安価に製造
することができるという有利性が与えられる。

【０００７】本発明によるゴムロールの製造は半導電性
の付加反応硬化性シリコーンゴム組成物の押出成形で行
なわれる。このシリコーンゴムを付加反応硬化性のもの
とする理由は、一般的に付加反応硬化性シリコーンゴム
組成物は押出成形用として用いられることが知られてお
り、これを用いて押出成形すると専用の金型を用いた圧
縮成形、射出成形のようなバッチ方式で行なう場合にく
らべて生産性がよく、したがってコストの安い製品が得
られるからであるが、専用の金型を用いた圧縮成形また
は射出成形では金型上下の合わせ目部分におけるゴムの
流れの違いによってこの部分が他の部分に比べてゴム硬
度が高くなったり、抵抗値が異常な値となり、オーバー
キュアーのためにゴムが非常に欠け易いものになるなど
の問題があったが、付加反応硬化性のシリコーンゴム組
成物を用いた押出成形ではこれらの問題が解決される。

【０００８】したがってこのものは第１成分が１分子中
にけい素原子に結合したアルケニル基を少なくとも２個
有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとされ
るが、これは例えば分子鎖両末端がジメチルビニルシリ
ル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、ジメチルシ
ロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両
末端がメチルフェニルビニルシリル基で封鎖されたメチ
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、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され
たメチル（3,3,3 −トリフルオロプロピル）ポリシロキ
サンなどとすればよい。

【０００９】また、ここに使用される第２成分としての
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは分子中にけい
素原子に結合した水素原子（≡ＳｉＨ基）を少なくとも
２個有するものとされるが、これには分子鎖両末端がト
リメチルシリル基で封鎖されたメチルハイドロジェンポ
リシロキサン、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封
鎖されたジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシ
ロキサン共重合体、テトラメチルハイドロジェンシクロ
テトラシロキサンなどが例示されるが、このものの上記
した第１成分に対する配合量は第１成分 100重量部に対
し、0.3 〜30重量部とされる。

【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重量部未満では導電性
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重量部を越えると組成物の加工性、一
般物性が低下するので、この添加量は第１成分に対し２
〜75重量部の範囲、好ましくは５〜50重量部とすること
がよい。

【００１１】また、ここに使用される第４成分としての
白金系触媒は上記した第１成分中のアルケニル基と第２
成分中の水素原子（≡ＳｉＨ基）との付加反応を進行さ
せるための触媒であるが、これは公知のものでよく、し
たがってこれには白金黒、白金海綿、塩化第２白金、塩
化白金酸、塩化白金酸と１価アルコールとの反応物、塩
化白金酸とオレフィンまたはビニルシロキサンとの錯
体、白金ビスアセトアセテート、パラジウム系触媒、ロ
ジウム系触媒などが例示されるが、この添加量は触媒
量、通常１〜1,000ppmとすればよい。

【００１２】なお、このシリコーンゴム組成物について
はこれに適宜の量のヒュームドシリカ、湿式シリカ、こ
れらを疎水化処理した補強性充填剤、有機窒素化合物、
アルキン系化合物、有機すず化合物などの付加反応速度
遅延剤、導電性繊維、導電性金属または金属酸化物、耐
熱性向上剤、顔料などの副資材を添加することは任意と
される。

【００１３】この半導電性の付加反応硬化性シリコーン
ゴム組成物からのゴムロールの製造は、このシリコーン
ゴム組成物を押出機を用いてチューブ状に押出し、一次
キュアーをしたのち、ついでこれに芯金を圧入し、再度
加熱処理してシリコーンゴムと芯金とを接着一体化する
ようにすればよい。

【００１４】このシリコーンゴムから作られるチューブ
はシリコーンゴムと芯金とをよりよく密着させるという
ことから、その内径が芯金の外径よりも小さいものとす
ることが好ましいが、この内径と芯金材の外径との差が
0.2mmより小さいとシリコーンゴムの芯金への締め付け
力が少なくなって均一な接着が得られず、またこれが5.
0mmより大きいとシリコーンゴムに対するストレスがか
かりすぎる状態となってゴム本来のもつ圧縮永久歪、引
裂き強度などがわるくなるので、チューブ内径は芯金外
径より 0.2〜5.0mm 小さいものとすることがよい。

【００１５】また、この一次キュアーは通常の熱風乾燥
炉、赤外、遠赤外乾燥炉などを使用してシリコーンゴム
が一次キュアーする程度、本来のチューブの寸法形状が
損なわれない程度に硬化させればよい。

【００１６】このチューブに対する芯金の圧入はチュー
ブを所望の長さに切断したのち、この切断されたチュー
ブに圧入すればよいが、この芯金のチューブへの圧入法
については、チューブをシリコーンオイルの有機溶剤溶
液に含浸し膨油させてから圧入する方法（特開昭62-362
23号公報参照）、油圧もしくは空気圧シリンダーを用い
て芯金をチューブに嵌挿する方法、チューブの一端を密
栓し、他端に圧縮空気を流し込んだのち、芯金で塞いで
チューブをふくらませ、ついで芯金の挿通分だけの空気
を抜きながら芯金をチューブ内に圧入する方法、あるい
はパンチングプレードなどの多孔質板からなる円筒内に
チューブを配置すると共に、これらを適宜の減圧装置内
におき、チューブを減圧してその内径を広げたのち、芯
金を圧入する方法などが例示される。

【００１７】この芯金を圧入したチューブはついでこれ
を加熱処理すると、シリコーンゴムと芯金材とが接着一
体化してゴムロールとされるのであるが、この加熱は熱
風乾燥炉、赤外または遠赤外乾燥炉などで行えばよい。
しかし、この加熱もそれが 150℃未満ではすぐれた接着
力が得られにくく、250 ℃より高い温度とするとゴムの
劣化が生じやすいので、これは 150〜250 ℃の温度範囲
で行なうのが好ましいが、この加熱時間は30分未満では
強い接着力が得られにくく、24時間より多くすると矢張
りゴムが劣化しやすいので、30分〜24時間の範囲とする
のがよい。

【００１８】このようにして作られたゴムロールはシリ
コーンゴムが芯金材に強く接着しているのでゴムロール
としてすぐれた物性を示すし、このものはシリコーンゴ
ムの連続押出しで作られたチューブに芯金を圧入し、加
熱するという簡単な工程で作られるので安価であり、量
産もできるという有利性をもつものとなる。

【００１９】また、ここで使用される芯金は従来公知の
ステンレス、アルミニウム、ニッケルメッキ鉄などで作
られたものとすればよく、その大きさはこれが使用され
る機械の大きさに応じて適宜選択すればよい。なお、こ
の芯金はここに使用されるシリコーンゴム組成物が芯金
材とよく接着する付加反応硬化性のものとされているの
で、従来法に準じてショットブラスト、ザンドブラスト
などで予め粗面加工したり、その接着面にプライマーを
塗布しておく必要もないという利便性が与えられるが、
より強固な接着性を得るという目的においてこのような
前処理をすることは任意とされる。

【００２０】

【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげるが、
例中におけるゴムロールの硬度、抵抗値はつぎの方法に
よる測定値を示したものである。 （硬度） JIS Ａ型の硬度計を用いて、一本につき任意
の20点をｎ＝50で測定した。

【００２１】（抵抗値） 図１、図２に示した20mmピッ
チ、電極幅10mmのＡｕメッキ基板上にゴムロールを置
き、ゴムロールに100gの荷重をかけて芯金とこの基板の
電極間での抵抗値を測定した。なお、この場合、ゴムロ
ールの周方向のバラツキを確認するために、上記測定に
おいてゴムロールを回転させ、周方向を10°おきに36ポ
イント測定した。

【００２２】実施例 シリコーン生ゴム・ＫＥ−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］25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。

【００２３】ついで、このシリコーンゴム組成物に付加
反応用硬化剤Ｃ− 153Ａ［信越化学工業（株）製商品
名］ 2.5重量部と白金触媒・Ｃａｔ−ＰＬ−２［信越化
学工業（株）製商品名］0.03重量部を加え、これを押出
機を用いて内径 0.9mm、厚さ4.5mm のチューブとして押
出してから、熱風乾燥器中において 350℃で２分間加熱
して一次キュアーした。

【００２４】ついで、このチューブを長さ 240mmに切断
し、ここにステンレス製の直径10mm、長さ 220mmの芯金
を圧入し、熱風乾燥機中において 200℃で 5.5時間加熱
したところ、シリコーンゴムチューブが硬化し、これが
芯金に完全に接着したゴムロールが得られたので、この
ようにして得た25本のゴムロールについての加熱成形前
後のゴム材と芯金との回転トルクをトルクゲージで測定
したとこと、表１に示したとおりの結果が得られたし、
このゴムロールの硬度、抵抗値を測定したところ、表２
に示したとおりの結果が得られ、このものはゴム硬度の
バラツキが少なく、抵抗値も非常に安定しているもので
あることが確認された。

【００２５】

【表１】

【表２】

【００２６】

【発明の効果】本発明はゴムロールの製造方法に関する
ものであり、これは前記したようにアルケニル基含有オ
ルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシ
ロキサン、カーボンブラックおよび白金系触媒とからな
る半導電性の付加反応硬化性シリコーンゴム組成物を、
押出機を用いてチューブ状に押出し、一次キュアーをし
た後、これに芯金を圧入し、再度加熱処理してゴム材と
芯金とを接着一体化し、ゴムロールとしてなることを特
徴とするものであるが、これによれば従来の圧縮成形、
射出成形による不利を解決してゴムロールとしての物
性、抵抗値が非常に安定したゴムロールを、短時間で容
易に、かつ安価に得ることができるという有利性が与え
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゴムロールの抵抗値測定法の斜視図を示したも
のである。

【図２】ゴムロールの抵抗値測定法に使用されるＡｕメ
ッキ基板の縦断面図を示したものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルケニル基含有オルガノポリシロキサ
   ン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、カーボン
   ブラックおよび白金系触媒とからなる半導電性の付加反
   応硬化性シリコーンゴム組成物を、押出機を用いてチュ
   ーブ状に押出し、一次キュアーをした後、これに芯金を
   圧入し、再度加熱処理してゴム材と芯金とを接着一体化
   し、ゴムロールとしてなることを特徴とする半導電性シ
   リコーンゴムロールの製造方法。