JPH0691783A - プライマー組成物および熱定着用シリコーンゴムローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ローラ芯軸の外周に設けられたシリコーンゴ
ムよりなる内層と、該内層の外周を被覆するフッ素樹脂
製チューブよりなる外層とから構成される熱定着用シリ
コーンゴムローラにおいて、内層と外層との接着性を向
上させ、耐久性に優れた熱定着用シリコーンゴムローラ
を提供する。 【構成】 外層のフッ素樹脂製チューブ内面に、少なく
とも以下（Ａ）〜（Ｅ）からなるプライマー組成物を塗
布し、次いでローラ芯軸と外層との間に付加反応型シリ
コーンゴムを注入硬化してなる、芯軸を中心に内層がシ
リコーンゴムで外層がフッ素樹脂製チューブからなるこ
とを特徴とする熱定着用シリコーンゴムローラ。 （Ａ） 特定のポリオルガノハイドロジェンシロキサン （Ｂ） 特定のアルコキシシランおよび／またはその部
分加水分解縮合物 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 （Ｄ） 白金系化合物 （Ｅ） 有機系溶剤

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、シリコーンゴムとフッ素
樹脂との接着性に優れたプライマー組成物および熱定着
部に使用されるシリコーンゴムローラに関する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその問題点】乾式電子写真法にお
いて転写ドラムから紙等の支持体上に転写されるトナー
粉末像を支持体上に定着させる方法としては、支持体を
加熱ローラと加圧ローラとの間に通してトナー粉末像を
支持体上に加熱、加圧することにより定着させる方法が
採用されている。この方法においては、未定着のトナー
粉末が加圧ローラに付着しやすいため、トナー粉末との
離型性のよい加圧ローラが要求されており、従来、この
ような加圧ローラのゴム層としてはシリコーンゴムが使
用されている。しかしながら、このシリコーンゴム製ロ
ールは、比較的非粘着性（離型性）に優れているが、紙
送りの回数の増加に伴って、トナーなどによってロール
表面が汚れ、それが画質にも悪影響を及ぼすという欠点
があった。このような欠点を解消するため、シリコーン
ゴムの表面にフッ素樹脂を被覆する方法がとられている
が、この種のロールにおいては、紙送りの回数増加に伴
い、シリコーンゴムとフッ素樹脂とが剥離するという致
命的欠点があった。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記問題を解決し、ローラ芯
軸の外周に設けられたシリコーンゴムよりなる内層と、
該内層の外周を被覆するフッ素樹脂製チューブよりなる
外層とから構成される熱定着用シリコーンゴムローラに
おいて、内層と外層との接着性を向上させ、耐久性に優
れた熱定着用シリコーンゴムローラを提供することを目
的として鋭意検討した結果、内層と外層との特定のプラ
イマー組成物を塗布することが極めて有効であることを
見出し、本発明を完成するに到った。

【０００４】

【発明の構成】即ち本発明は、 （Ａ） 一般式

【０００５】

【化５】

【０００６】（式中、R¹は置換または非置換の１価の炭
化水素基を表し、ａは０、１または２を表し、ｂは１ま
たは２を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３である）で示さ
れる構成単位からなり、ケイ素原子に結合した水素原子
を分子中に少なくとも２個有するポリオルガノハイドロ
ジェンシロキサン 100重量部 （Ｂ）一般式

【０００７】

【化６】

【０００８】（式中、R²は置換または非置換の１価の炭
化水素基、R³は置換または非置換の１価の炭化水素基を
表し、ｃは０または１である）で示されるアルコキシシ
ランおよび／またはその部分加水分解縮合物 0.5〜50
重量部 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 0.5〜30重量部 （Ｄ） 白金系化合物 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）成分に対して白金原子
として１〜100ppmとなる量 （Ｅ） 有機系溶剤 ０〜 100重量部 からなることを特徴とするプライマー組成物、並びにロ
ーラ芯軸の外周に設けられたシリコーンゴムよりなる内
層と、該内層の外周を被覆するフッ素樹脂製チューブよ
りなる外層とから構成される熱定着用シリコーンゴムロ
ーラにおいて、外層のフッ素樹脂製チューブ内面に、少
なくとも上記（Ａ）〜（Ｅ）からなるプライマー組成物
を塗布し、次いでローラ芯軸と外層との間に付加反応型
シリコーンゴムを注入硬化してなる、芯軸を中心に内層
がシリコーンゴムで外層がフッ素樹脂製チューブからな
ることを特徴とする熱定着用シリコーンゴムローラであ
る。

【０００９】以下、本発明のプライマー組成物とそれを
用いた熱定着用シリコーンゴムローラについて説明す
る。本発明で用いる成分（Ａ）のポリオルガノハイドロ
ジェンシロキサンは、上記の一般式（Ｉ）で示される構
成単位からなり、ケイ素原子に結合した水素原子を分子
中に少なくとも２個有するものである。式中、R¹として
は置換または非置換の１価の炭化水素基を表し、例えば
メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、ドデシ
ルなどのアルキル基；フェニルのようなアリール基；β
−フェニルエチル、β−フェニルプロピルのようなアラ
ルキル基；更にはクロルメチル、３，３，３−トリフル
オロプロピルなどの置換炭化水素基を挙げることができ
る。これらの基のうち合成の容易さの点からメチル基が
最も好ましい。また、このポリオルガノハイドロジェン
シロキサンは、合成の容易さや、取り扱いの容易さから
25℃における粘度が１〜10,000cPであることが好まし
い。このようなポリオルガノハイドロジェンシロキサン
としては、直鎖状、分岐状若しくは環状の重合体または
これらの混合物を用いることができる。

【００１０】本発明の組成物の（Ｂ）成分であるアルコ
キシシランおよび／またはその部分加水分解縮合物は、
組成物が硬化して良好な弾性体となるために必要とされ
るものであって、アルコキシシランは一般式

【００１１】

【化７】

【００１２】（式中、R²,R³,ｃは前述のとおり）で表さ
れる。

【００１３】一般式中、R²としては、メチル基、エチル
基、プロピル基等のアルキル基、フェニル基、ビニル基
およびOR¹ を挙げることができ、R³としては、OR³ の加
水分解性から一般にメチル基およびエチル基を挙げるこ
とができる。このような（Ｂ）成分としては、ケイ酸エ
チル、ケイ酸プロピルなどのアルキルオルソシリケート
およびその部分加水分解物であるポリアルキルシリケー
ト、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシランなどのアルコキシシランおよびその部分加水
分解シロキサンなどが例示される。更にこれらのほか下
記分子式で示されるカーボンファンクショナルシランと
してよく知られている一群のアルコキシシランおよびこ
れらの部分加水分解シロキサンもまた本発明においては
有効に使用することができる。なお、以下の記載におい
てMeはメチル基、Etはエチル基をそれぞれ示す。

【００１４】

【化８】

【００１５】（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分 100重量
部に対し 0.5〜50重量部の範囲である。

【００１６】本発明に使用される（Ｃ）成分としての有
機チタン酸エステル類とは、有機チタン酸エステルだけ
ではなく、チタンの部分アルコキシ化部分キレート化化
合物、チタンのキレート化合物、チタンのケイ酸エステ
ルによるキレート化合物、これらの部分加水分解縮合物
を含むものである。具体的には、テトライソプロピルチ
タネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチ
タネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタ
ネート、ジエトキシチタンアセチルアセトネート、チタ
ンジアセチルアセトネート、チタンオクチルグリコート
チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、
チタントリエタノールアミネート、これらの部分加水分
解縮合物が例示され、これらは単独で使用してもよい
し、２種以上を併用することもできる。（Ｃ）成分の配
合量は、（Ａ）成分 100重量部に対し 0.5〜30重量部の
範囲である。

【００１７】本発明に使用される成分（Ｄ）の白金系化
合物としては、例えば白金単体や塩化白金酸、白金−オ
レフィン錯体または白金−アルコール錯体などの白金配
位化合物などを挙げることができる。成分（Ｄ）の配合
量は、成分（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）に対して白
金原子として１〜100ppmである。

【００１８】本発明に使用される成分（Ｅ）の有機溶剤
としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、
ヘキサン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、
塩化メチレン、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノ
ール、ブタノールなどが挙げられ、これらの単独もしく
は２種以上の混合溶剤として使用される。（Ｅ）成分の
配合量は、（Ａ）成分 100重量部に対して０〜 100重量
部である。

【００１９】上記（Ａ）〜（Ｅ）の成分のうち、（Ａ）
〜（Ｄ）においては、付加反応型シリコーンゴムとフッ
素樹脂製チューブを強固かつ経時劣化のない接着を付与
するために必要欠くべからざる成分であり、どれか１つ
の成分を欠いても本発明の効果は果たせられず、言い換
えれば、本発明組成物においてのみ成し遂げられるもの
である。

【００２０】本発明に用いるロールの金属芯金は、機械
的強度が十分であれば、鉄、アルミニウム、ステンレス
鋼等いずれの材質のものでもよく、またプライマー処理
されたものであってもよい。本発明で使用するフッ素樹
脂の例としては、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチ
レン−パーフルオロビニルエーテル共重合体、四フッ化
エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチ
レン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどが
挙げられ、熱収縮チューブ、フィルムなどの形で入手で
きる。フッ素樹脂製チューブにおいては、その内面をナ
トリウム・ナフタレン法、スパッタエッチング法、コロ
ナ放電処理法などにより処理されたものがシリコーンゴ
ムとの接着をより強固にし、有用であり、なかでも四フ
ッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体か
らなるものが、接着性、耐熱性に優れており、有用であ
る。本発明のローラは以下の工程により製造される。ま
ず、フッ素樹脂のチューブ内面に前記の成分（Ａ）〜
（Ｅ）からなるプライマー組成物を塗布した後、金属芯
金の外周に付加反応型シリコーンゴムと共に被覆層を形
成する方法、即ち、特定のプライマーで処理したフッ素
樹脂のチューブ内に付加反応型シリコーンゴムを注入形
成する方法がある。本発明では、特定のプライマー組成
物を用いているために、フッ素樹脂と付加反応型シリコ
ーンゴムが強固に接着すると共に、接着の耐久性にも優
れ、熱定着ローラとして長期間の寿命を得ることができ
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明のプライマー組成物は、シリコー
ンゴムとフッ素樹脂との接着性向上に顕著な効果を有
し、該プライマー組成物を利用した熱定着用シリコーン
ゴムローラは、内層と外層との接着性が向上し、耐久性
に優れており、有用なものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳しく説
明するが、本発明はこれにより限定されるものではな
い。なお、実施例中の「部」は「重量部」を表し、また
粘度は25℃における値を表す。

【００２３】実施例１ 両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、ケイ素原子に
結合した水素原子を0.92重量％含有し、粘度が30cPの直
鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン２部、フェニ
ルトリエトキシシラン５部、テトライソプロピルチタネ
ート２部、酢酸エチル91部、塩化白金酸のイソプロピル
アルコール溶液を白金原子として１０ｐｐｍ混合し、均
一に分散させて、プライマー組成物１を調製した。次い
で、幅２５ｍｍ×長さ150mm ×厚さ50μm の四フッ化エ
チレン−六フッ化プロピレン共重合体のフッ素樹脂表面
にプライマー組成物１を塗布したものを金型内にセット
し、付加反応液状シリコーンゴム TSE3402（商品名、東
芝シリコーン（株）製）を注入し、150 ℃で30分間加熱
して図１に示すような試験片を作製した。このものにつ
いて、初期及び200 ℃のオーブン内で500 時間エージン
グ後の剥離力をJIS K 6301に準じて測定した。結果を表
１に示す。

【００２４】実施例２ (CH₃)₂HSiO_1/2 単位とSiO₂単位からなり、ケイ素原子に
結合した水素原子を1.03重量％含有し、粘度が23cPのポ
リメチルハイドロジェンシロキサン15部、テトラエトキ
シシラン30部、ジエトキシチタンアセチルアセトネート
20重量部、ｎ−ヘキサン35部、塩化白金酸のイソプロピ
ルアルコール溶液を白金原子として30ppm 混合し、均一
に分散させてプライマー組成物２を調製した。次いで、
プライマー組成物２を用いる以外は実施例１と同様の方
法で試験片を作製し、剥離力を測定した。結果を表１に
示す。

【００２５】比較例１ 実施例１において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液を添加しないほかは、同様な方法でプライマー組
成物３（比較品）を調製した。次いで、プライマー組成
物３を用いる以外は実施例１と同様の方法で試験片を作
製し、剥離力を測定した。結果を表１に示す。

【００２６】比較例２ 実施例２において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液の代わりにジメチルシロキサン単位97モル％とメ
チルビニルシロキサン単位３モル％からなり、粘度が1
0,000cPであるメチルビニルポリシロキサン 100重量部
を混合するほかは、同様な方法でプライマー組成物４
（比較品）を調製した。次いで、プライマー組成物４を
用いる以外は実施例１と同様の方法で試験片を作製し、
剥離力を測定した。結果を表１に示す。

【００２７】比較例３ 実施例２において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液の代わりにメチルシロキサン単位30モル％、フェ
ニルシロキサン単位35モル％、ジメチルシロキサン単位
35モル％からなり、シラノール含有量が 0.1モル％／10
0gであるシリコーンレジン50重量部を混合するほかは、
同様な方法でプライマー組成物５（比較品）を調製し
た。次いで、プライマー組成物５を用いる以外は実施例
１と同様の方法で試験片を作製し、剥離力を測定した。
結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、上記の如く調製したプライマー組成
物１〜５を用いて、熱定着用シリコーンゴムローラを作
製し、試験評価した。 実施例３ 直径８mm×長さ300mm のアルミニウムシャフト上に付加
反応型液状シリコーンゴム用プライマーＭＥ１５１（商
品名、東芝シリコーン（株）製）を塗布し、最外層とし
てプライマー組成物１で内面を塗布した四フッ化エチレ
ン−六フッ化プロピレン共重合体の熱収縮チューブをセ
ットした後、付加反応型液状シリコーンゴムＴＳＥ３４
５３（商品名、東芝シリコーン（株）製）を注入し、 1
50℃で30分間加熱して外径28mmと長さ250mm のロールを
作製した。このロールの実装試験を行うために、このも
のをＰＰＣ複写機の定着ロールとして組み込み、ロール
間圧力３kgf/cm² で５万枚の複写を行ったところ、ロー
ル自身になんの異常もみられず、良好な複写物が得られ
た。

【００３０】実施例４ 実施例３において、プライマー組成物１の代わりにプラ
イマー組成物２を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、５万枚複写後もロール
自身に異常はみられず、良好な複写物が得られた。

【００３１】比較例４ 実施例１において、プライマー組成物１の代わりにプラ
イマー組成物３を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、１万２千枚目で異常音
が発生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素
チューブが一部剥離していた。

【００３２】比較例５ 実施例４において、プライマー組成物２の代わりにプラ
イマー組成物４を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、８千枚目で異常音が発
生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素チュ
ーブが一部剥離していた。

【００３３】比較例６ 実施例４において、プライマー組成物２の代わりにプラ
イマー組成物５を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、７千枚目で異常音が発
生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素チュ
ーブが一部剥離していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例で使用した剥離力測定用試験片を
示す図で、(a) は上面図、(b) は正面図、(c) は剥離力
測定時の状態を表す図である。

【符号の説明】

１…フッ素樹脂 ２…プライマー層 ３…シリコーンゴム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ） 一般式 【化１】 （式中、R¹は置換または非置換の１価の炭化水素基を表
   し、ａは０、１または２を表し、ｂは１または２を表
   す。ただし、ａ＋ｂは１〜３である）で示される構成単
   位からなり、ケイ素原子に結合した水素原子を分子中に
   少なくとも２個有するポリオルガノハイドロジェンシロ
   キサン 100重量部 （Ｂ）一般式 【化２】 （式中、R²は置換または非置換の１価の炭化水素基、R³
   は置換または非置換の１価の炭化水素基を表し、ｃは０
   または１である）で示されるアルコキシシランおよび／
   またはその部分加水分解縮合物 0.5〜50重量部 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 0.5〜30重量部 （Ｄ） 白金系化合物 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）成分に対して白金原子
   として１〜100ppmとなる量 （Ｅ） 有機系溶剤 ０〜 100重量部 からなることを特徴とするプライマー組成物。
2. 【請求項２】 ローラ芯軸の外周に設けられたシリコー
   ンゴムよりなる内層と、該内層の外周を被覆するフッ素
   樹脂製チューブよりなる外層とから構成される熱定着用
   シリコーンゴムローラにおいて、外層のフッ素樹脂製チ
   ューブ内面に、少なくとも以下（Ａ）〜（Ｅ）からなる
   プライマー組成物を塗布し、次いでローラ芯軸と外層と
   の間に付加反応型シリコーンゴムを注入硬化してなる、
   芯軸を中心に内層がシリコーンゴムで外層がフッ素樹脂
   製チューブからなることを特徴とする熱定着用シリコー
   ンゴムローラ。 （Ａ） 一般式 【化３】 （式中、R¹は置換または非置換の１価の炭化水素基を表
   し、ａは０、１または２を表し、ｂは１または２を表
   す。ただし、ａ＋ｂは１〜３である）で示される構成単
   位からなり、ケイ素原子に結合した水素原子を分子中に
   少なくとも２個有するポリオルガノハイドロジェンシロ
   キサン 100重量部 （Ｂ）一般式 【化４】 （式中、R²は置換または非置換の１価の炭化水素基、R³
   は置換または非置換の１価の炭化水素基を表し、ｃは０
   または１である）で示されるアルコキシシランおよび／
   またはその部分加水分解縮合物 0.5〜50重量部 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 0.5〜30重量部 （Ｄ） 白金系化合物 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）成分に対して白金原子
   として１〜100ppmとなる量 （Ｅ） 有機系溶剤 ０〜 100重量部
3. 【請求項３】 フッ素樹脂製チューブが四フッ化エチレ
   ン−パーフルオロビニルエーテル共重合体からなる請求
   項２記載の熱定着用シリコーンゴムローラ。