JPH0655457B2 - シリコーンゴムローラーの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はシリコーンゴムローラーの製造方法、特にはプ
ライマーなどの接着助剤の使用なしでもシリコーンゴム
と芯金とが強固に接着するので、容易にかつ連続的に安
価にシリコーンゴムロールを押出し成形方法で製造する
ことができる方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、ファクシミリ、複写機、各種プリンターなどに使
用されているプラテンローラー、読取りローラー、定着
ローラーなどは耐熱性、品質安定性にすぐれていること
からシリコーンゴムローラーが汎用されているが、この
シリコーンゴムローラーは芯金とシリコーンゴムとの接
着性を向上させるためにまずステンレス、アルミニウ
ム、ニッケルメッキした鉄などからなる芯金の表面をサ
ンドペーパー、ショットブラスト、サンドブラストなど
処理してその表面を粗くしたのち、こゝにプライマーと
呼ばれる接着助剤をハケまたはスプレーなどで塗布し、
ついで専用の金型を用いてシリコーンゴムをこゝにコン
プレッション成形または射出成形するという方法で作ら
れている。

しかし、この芯金の必要な接着剤だけを粗くするにはマ
スキングしたり、あるいは１〜数本づゝのバッチ処理が
必要とされるために手間がかゝって能率がわるいもので
コストの高いものになるし、プライマーの塗布もこのプ
ライマーが湿気に弱く、加水分解すると接着力がなくな
ってしまうために品質を安定に保持することが難しく、
塗布後におけるゴムの硬化も早い時間に行なわないと接
着不良を起すという問題点がある。また、このものはシ
リコーンゴムの成形加工が専用の金型を用いたコンプレ
ッション成形または射出成形のようなバッチ方式で行な
われるために、生産能率がわるく、したがってコストの
高いものとなるし、品質的にも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
にくらべてゴム硬度が高くなったり、オーバーキュアの
ためにゴムが非常に欠け易いものになるという問題点が
あった。

（発明の構成） 本発明はこのような問題点を解決したシリコーンゴムロ
ーラーの製造方法に関するものであり、これはビニル基
含有オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエン
ポリシロキサンおよび白金系触媒とからなる付加反応型
のオルガノシロキサン組成物を押出し機を用いてチュー
ブ状に押出し（賦形）、一次キュアー（半硬化状態、す
なわち指で触っても表面がべたつかず、しかもチューブ
の寸法形状が損なわれない程度）させたのち、これに芯
金を圧入し、再度加熱後処理してゴム材と芯金とを接着
一体成形してなることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らはシリコーンゴムローラーを容易
にしかも連続的に生産することのできる方法について種
々検討した結果、こゝに使用するオルガノシロキサン組
成物をビニル基含有オルガノポリシロキサン、オルガノ
ハイドロジエンポリシロキサンおよび白金系触媒とから
なる、いわゆる付加反応型のものとすると、このオルガ
ノシロキサン組成物を加熱硬化させて得たシリコーンゴ
ムと芯金とがプライマーなどの接着助剤を使用しなくて
も強固に接着すること、したがってこのオルガノポリシ
ロキサン組成物を押出し機を用いてチューブ状に連続的
に押し出して一次キュアーさせたのち、これに芯金を圧
入して熱処理すればシリコーンゴムと芯金とが強固に接
着一体化されたシリコーンゴムローラーが容易に連続的
に得られることを見出し、これによればコンプレッショ
ン成形、トランスファ成形、インジェクション成形にく
らべて数倍の生産能力で安価に目的とするシリコーンゴ
ムローラーを得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細に説明する。

本発明の方法において使用されるオルガノポリシロキサ
ン組成物は１）ビニル基含有オルガノポリシロキサン、
２）オルガノハイドロジエンポリシロキサンおよび３）
白金系触媒とからなる、第１成分としてのビニル基含有
オルガノポリシロキサン中のビニル基と第２成分として
のオルガノハイドロジエンポリシロキサン中に含まれて
いるけい素原子に結合した水素原子（≡ＳｉＨ）とを第
３成分としての白金系触媒の存在下で反応させて≡Ｓｉ
（ＣＨ＝ＣＨ_２）＋≡ＳｉＨ→≡Ｓｉ−ＣＨ_２−ＣＨ_２
とする、いわゆる付加反応型のものとされる。

この第１成分としてのビニル基含有オルガノポリシロキ
サンはビニル基を0.05〜3.0モル％含有するものとすれ
ばよく、このビニル基は分子中のどこにあるものであっ
てもよいが、好ましくは次式 で示され、Ｒ^１がメチル基、エチル基、ビニル基、フェ
ニル基から選択される同一または異種の１価炭化水素
基、が１００〜１０，０００の整数とされる、分子鎖
両末端がジオルガノビニルシリル基で封鎖されたものと
することがよい。

また、この第２成分としてのオルガノハイドロジエンポ
リシロキサンは式 で示され、分子中に上記した第１成分としてのビニル基
含有オルガノポリシロキサン中のビニル基と付加反応す
るけい素原子に結合した水素原子（≡ＳｉＨ）を少なく
とも２個含有するものとする必要があり、Ｒ^２は水素原
子、メチル基、エチル基、フェニル基から選択される原
子または１価炭化水素基、ｍは１０〜１０，０００の整
数であるものとすればよい。なお、このオルガノハイド
ロジエンポリシロキサンの配合量は上記した第１成分と
してのビニル基含有オルガノポリシロキサンに対して0.
5重量部より少ないとこの組成物が加熱しても硬化し難
いものとなるし、得られるシリコーンゴムが所望の物性
をもつものにならず、３０重量部より多くすると加熱硬
化して得られるシリコーンゴムが非常にもろいものとな
るので0.5〜３０重量部の範囲とすることがよい。

つぎにこの第３成分としての白金系触媒は白金黒、白金
海綿のような白金、塩化第２白金、塩化白金酸、塩化白
金酸と一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などの白金化合物
から選択されたものとすればよいが、この配合量は触媒
量とすればよく、したがって通常これは第１成分として
のビニル基含有オルガノポリシロキサン１００重量部に
対して５０〜２，０００ppmの範囲とすればよい。

なお、このオルガノシロキサン組成物についてはこれを
加熱硬化して得られるシリコーンゴムを機械的強度のす
ぐれたものとするということから補強性充填剤を添加し
たものとすることがよく、これには乾式性シリカ、湿式
性シリカ、けいそう土、またはこれらをオルガノシラ
ン、オルガノシロキサンなどで疎水化処理したものなど
が例示されるが、この配合量は１０重量部より少ないと
ゴムローラーとしたときのゴム強度が得られず、１２０
重量部より多くするとシリコーンゴムのゴム弾性が失わ
れるので１０〜１２０重量部の範囲とすることがよい。
また、シリコーンゴムロールについてはこのシリコーン
ゴムを導電性とした導電性シリコーンゴムロールも必要
とされるが、この場合にはアセチレンブラック、フアー
ネスブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラ
ックを添加すればよく、この添加量は第１成分としての
ビニル基含有オルガノポリシロキサン１００重量部に対
して２重量部より少ないと導電性を得ることができず、
６０重量部より多くするとシリコーンゴムのゴム弾性が
失われるので２〜６０重量部の範囲とすることがよく、
これによれば有機過酸化物などを使用して硬化させる際
にも硬化不良を起さずに良好な導電性を示すシリコーン
ゴムを得ることができる。なお、このオルガノシロキサ
ン組成物の付加反応速度を調節するために、これに有機
窒素化合物、アルキン系化合物、すず化合物などの付加
反応速度遅延剤を添加することは任意とされる。

このオルガノシロキサン組成物によるシリコーンゴムロ
ーラーの製造はこれをまずチューブ状に押出して一次キ
ュアーし、ついでこのチューブ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を接着一体成形するよう
にすればよい。なお、このチューブに芯金を圧入する方
法としてはチューブをシリコーンオイルの有機溶剤溶液
に含浸し膨潤させて圧入する方法（特公昭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、他端から圧縮空気を流し込ませたのち芯金で塞
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に圧入する方法、ある
いはパンチングプレートなどの多孔質板からなる内筒内
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。このオルガノシロ
キサン組成物から作られるチューブはシリコーンゴムと
芯金材とをよりよく密着させるということからなるその
内径が芯金材の外径よりも小さいものとすることが必要
とされるが、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ゝりすぎる
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材外径より0.
2〜5.0mm小さいものとすることがよい。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。このチューブに対する芯金材の圧入はチュ
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く、このものはついで加熱処理する
ことによってシリコーンゴムと芯金材とが接着一体成形
されたものになる。この加熱は熱風乾燥炉、赤外、遠赤
外乾燥炉などで行えばよいが、１５０℃より低い温度で
はすぐれた接着力が得られず、２５０℃より高い温度と
するとゴムの劣化が生じるので１５０〜２５０℃の温度
範囲で行なう必要があり、この加熱時間については３０
分より短いと強い接着力が得られず、１５時間より多く
すると矢張りゴムが劣化するので３０分〜１５時間の範
囲とする必要がある。このように処理されたシリコーン
ゴムローラーはシリコーンゴムが芯金材に強く接着して
いるのでゴムローラー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
ブに芯金材を圧入し、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
ものになる。なお、本発明の方法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、ニッメルメッキ鉄
などで作られたものとすればよく、その大きさはこれが
使用される機器の大きさに応じて適宜選択すればよい。
この芯金はこゝに使用されるオルガノシロキサン組成物
が芯金材とよく接着する付加反応型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、サンドブラス
トなどで予じめ粗面加工したり、その接着面にプライマ
ーを塗布する必要が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。

つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。

実施例１ 付加反応型シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ１５３ｕ
〔信越化学工業（株）製商品名〕１００部に、付加反応
用硬化剤・Ｃ１５３Ａ〔信越化学工業（株）製商品名〕
2.5部と白金触媒・Ｃａｔ−ＰＬ−２〔信越化学工業
（株）製商品名〕0.03部を加えたゴム材料を押出し機を
用いて内径8.5mm、厚さ４mmのチューブとして押出して
から、熱風乾燥炉中において３５０℃で２分間加熱して
一次キュアーをした。

ついでこのチューブを長さ３００cmに切断し、こゝにス
テンレス製の直径１０mm×長さ２８０mmの芯金を圧入
し、熱風乾燥炉中において２００℃で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て芯金上に完全
に接着したシリコーンゴムローラーが得られたので、こ
のようにして得た５個のシリコーンゴムローラーについ
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ろ、つぎに第１表、第２表に示
したとおりの結果が得られた。

実施例２ 付加反応型シリコーンゴムパウンド・ＫＥ９４１ｕ〔信
越化学工業（株）製商品名〕１００部に、付加反応用硬
化剤・Ｃ１５３Ａ（前出）2.0部と白金触媒・Ｃａｔ−
ＰＬ−２〔前出〕0.05部およびカーボンブラック・ケツ
チェンブラックＥＣ〔ライオンアクゾ（株）製商品名〕
１０部を添加し混練したゴム材料を押出し機を用いて内
径6.5mm、厚さ５mmのチューブとして押し出してから、
熱風乾燥炉中において４００℃で1.5分間加熱して一次
キュアーをした。

ついで、このチュープを長さ２５０mmに切断し、こゝに
ニッケルメッキ処理した鉄製の直径８mm×長さ２３０mm
の芯金を圧入し、熱風乾燥炉中において２００℃で１０
時間加熱したところ、シリコーンゴムが硬化して芯金上
に完全に接着したシリコーンゴムローラーが得られたの
で、このようにして得た５個のシリコーンゴムローラー
についてのゴム材と芯金との回転トルクを測定したとこ
ろ、第３表に示したとおりの結果が得られ、このシリコ
ーンゴムローラーのゴム硬度をＪＩＳ Ａ型ゴム硬度計
を用いて１本につき任意２０点、ｎ＝５０で測定したと
ころ、第４表に示した結果が得られ、このものは非常に
バラツキの少ないものであることが確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビニル基含有オルガノポリシロキサン、オ
   ルガノハイドロジエンポリシロキサンおよび白金系触媒
   とからなる付加反応型のオルガノシロキサン組成物を押
   出し機を用いてチューブ状に押出し、一次キュアさせた
   のち、これに芯金を圧入し、再度加熱後処理してゴム材
   と芯金とを接着一体成形してなることを特徴とするシリ
   コーンゴムローラーの製造方法。