JPH0818722B2 - 複合ロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、複合ロール、特に、径細りが極めて少なく
寸法安定性がすぐれているため、紙送りロール、転写ロ
ールなどに好適な複合ロールに関する。

（従来の技術） ファクシミリ、複写機又はプリンターなどの事務機器
における転写ロール、紙送りロールには、通常各種ゴム
を主材としたゴムロールが使用されているが、本用途で
は一般の合成ゴムに比べて、硬度の温度依存性が小さ
く、耐熱性、耐候性にもすぐれているということから、
シリコーンゴム製のロールが広く用いられている。

しかしこのシリコーンゴム製ロールは、比較的非粘着
性ではあるが、紙送りの回数の増加に伴って、原稿の汚
れ、紙粉の付着、また複写機においてはトナーなどによ
ってロール表面が汚れ、それが画質にも影響を及ぼすと
いう欠点があった。

このような不利を解消するため、弾性部材の表面にフ
ッ素樹脂又はフッ素ゴムを被覆する方法がとられている
が、この場合内層となる弾性部材は、フッ素樹脂又はフ
ッ素ゴムの被覆工程が200℃以上の高温に及ぶことか
ら、耐熱性のよいシリコーンゴムが主流となっている。
しかしながら、このシリコーンゴム及びフッ素樹脂又は
フッ素ゴムからなる複合ロールにおいては、紙送りの回
数増加に伴い、ロール径が減少するいわゆる径細りが生
じ、紙との接触面（通称ニップ幅という）が減少し、紙
ジワの発生、異音の発生があり、画質にも影響が及ぶと
いう大きな欠点があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記問題を解決し、特に径細りが極めて少
なく、寸法安定性がすぐれるため、紙送りロール、転写
ロールなどに好適な複合ロールを提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、円柱状の金属芯金の外周面に、最外層がフ
ッ素樹脂又はフッ素ゴムで、内層がシリコーンゴムから
なる層を有する複合ロールにおいて、該シリコーンゴム
が付加反応型液状シリコーンゴム組成物の硬化物であっ
て、かつ四塩化炭素による抽出率が５％以下であること
を特徴とする複合ロールである。

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。

本発明の複合ロールは、以下の工程により製造され
る。まず、金属芯金の外周に、付加反応型液状シリコー
ンゴムの内層を形成した後、外層にフッ素樹脂の熱収率
縮チューブ又はフッ素ゴムの水性塗料を塗装する方法
や、フッ素樹脂の熱収率チューブ内に付加反応型液状シ
リコーンゴムを注入形成し、これで金属芯金の外周を被
覆し、内層と外層を同時に形成する方法がある。このと
きフッ素樹脂又はフッ素ゴムと付加反応型液状シリコー
ンゴムの界面はプライマー処理されたものであってもよ
い。ここで用いる付加反応型液状シリコーンゴムは、硬
化後四塩化炭素による抽出率が５％以下のものでなけれ
ばならない。５％を超える抽出率の場合、紙送りの回数
増加に伴い、径細りが大きく進行し、紙ジワの発生、異
音発生、画質不良が生じる。

この付加反応型液状シリコーンゴムは特に、下記の成
分（Ａ）〜（Ｄ）並びに組成からなる付加反応型液状シ
リコーンゴム組成物が好ましい。

（Ａ）一般式 （式中、R¹はビニル基を表し、R²は脂肪族不飽和結合を
含まない置換又は非置換の１価の炭化水素基を表し、ａ
は１又は２を表し、ｂは０、１又は２を表す。ただし、
ａ＋ｂは１〜３である） で示される構成単位を分子中に少なくとも２個有し、25
℃における粘度が500〜500,000cPで、かつ一般式 （式中、ｎは３〜20の整数を表す） からなる低分子シロキサン含有量が1,000ppm以下のポリ
オルガノシロキサン 100重量部 （Ｂ）一般式 （式中、R³は置換又は非置換の１価の炭化水素基を表
し、ｃは０、１又は２を表し、ｄは１又は２を表す。た
だし、ｃ＋ｄ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３個有するポリオルガノハ
イドロジェンシロキサン、 成分（Ａ）中のR¹のビニル基１個に対して、成分
（Ｂ）中のケイ素原子に結合した水素原子の数が0.5〜
4.0になる量 （Ｃ）無機質充填剤 ５〜200重量部 および （Ｄ）白金系化合物 成分（Ａ）に対して白金原子として１〜100ppmとなる
量 本発明に用いる成分（Ａ）のポリオルガノシロキサン
は、ケイ素原子に結合したビニル基R¹を含有する式
（Ｉ）で示される構成単位を１分子中に少なくとも２個
有するものである。かかるポリオルガノシロキサンとし
ては、直鎖状若しくは分岐状のいずれも用いることがで
き、またこれらの混合物を用いることもできる。

脂肪族不飽和結合を含まない置換又は非置換の１価の
炭化水素基R²としては、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−トリフルオル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、ポ
リオルガノシロキサンの合成が容易で、しかも硬化後に
良好な物理的性質を保つ上で必要な重合度を与え、かつ
硬化前においては低い粘度を与えるという点から、炭化
水素基R²としてはメチル基が最も好ましい。このような
式（Ｉ）で示される構成単位は、ポリオルガノシロキサ
ンの分子鎖末端又は分子鎖中のいずれに存在していても
よいが、硬化物に優れた機械的特性を付与するために
は、少なくとも一方の分子鎖末端に存在することが好ま
しい。

また成分（Ａ）のポリオルガノシロキサンは、25℃に
おける粘度が500〜500,000cPであり、特に1,000〜200,0
00cPであることが好ましい。粘度が500cP未満の場合
は、硬化物に十分な伸びや弾性を付与することが困難で
あり、また500,000cPを超える場合は成形加工時におけ
る作業性の低下を来す。

また成分（Ａ）のポリオルガノシロキサンは、 一般式 （式中、ｎは３〜20の整数を表す） からなる低分子シロキサン含有量が1,000ppm以下である
ことが必要である。この低分子シロキサンは、成分
（Ａ）のポリオルガノシロキサンを周知の方法によって
製造する際の原材料オリゴマー及び／又は生成物であ
り、これを除去する方法としては、ポリオルガノシロキ
サン合成後、薄膜蒸留装置等を用い高真空下で加熱除去
する方法が簡便である。含有量が1,000ppmを超えると、
寸法変化を生じやすいうえ、フッ素樹脂又はフッ素ゴム
面とのはく離が生じる。

本発明で用いる成分（Ｂ）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（III）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３個有するものである。式中、R³として
は、例えば上記した一般式（Ｉ）中のR²において例示し
たものと同様なものを挙げることができるが、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１〜10,0
00cP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
くは環状の重合体又はこれらの混合物を用いることがで
きる。

本発明の組成物における成分（Ｂ）の配合量は、成分
（Ａ）中のビニル基１個に対して、成分（Ｂ）中のケイ
素原子に結合した水素原子の数が、0.5〜4.0個、好まし
くは1.0〜3.0個となるような量である。水素原子の数が
0.5個未満である場合は、組成物の硬化が充分に進行せ
ずに、硬化後の硬度が低下し、また水素原子の数が4.0
個を超える場合には、硬化後の硬化物の物理的性質が低
下する。

本発明で用いる成分（Ｃ）は無機質充填剤であり、例
えば、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、焼成シリカ、石英
微粉末、珪藻土、アルミナ、酸化鉄、酸化チタン、酸化
亜鉛、酸化セリウム、水酸化セリウム、酸化マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、カーボンブラックなどを挙げるこ
とができ、これらは単独又は２種以上を併用して用いる
ことができる。成分（Ｃ）の配合量は、成分（Ａ）100
重量部に対し、５〜200重量部であり、５重量部未満で
は硬化物に十分な強度を付与することができず、200重
量部を超える場合は、成形加工時における作業性が低下
する。

本発明で用いる成分（Ｄ）の白金系化合物は、成分
（Ａ）中のビニル基と、成分（Ｂ）中のヒドロシリル基
との間の付加反応を促進させる触媒成分である。このよ
うな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−オレフィン錯体又は白金−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）に対して白金原子
として１〜100ppmであり、好ましくは２〜50ppmであ
る。配合量が1ppm未満の場合は、ゴムの十分な硬化を達
成することができず、また100ppmを超える場合でも、も
はやそれ以上の硬化速度の効果的な向上は得られない。

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、フッ素ゴムの例
としては、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重
合体、フッ化ビニリデン−クロルトリフルオルエチレン
共重合体などが挙げられ、熱収縮チューブ、フィルム、
水性塗料などの形で入手できる。

［発明の効果］ 本発明の複合ロールは、特に径細りが極めて少なく、
寸法安定性がすぐれているため、各種の工業用ロールと
して有用である。

（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。

本発明において、四塩化炭素による抽出率は以下の測
定法により定義される。

測定法 300mlの共栓付フラスコ内に予め秤量された短ざく状
のシリコーンゴムサンプルを入れ、四塩化炭素100mlを
注入撹拌し、24時間室温で放置する。次にサンプルを、
120℃で８時間加熱乾燥し、冷却後秤量し、抽出前後の
秤量値より四塩化炭素による抽出率を算出する。

調製例１ 粘度が10,000cPの分子鎖両末端がジメチルビニルシリ
ル基で封鎖されたポリジメチルシロキサンベースオイル
（ガスクロマトグラフ抽出法により測定した低分子シロ
キサン含有量:200ppm）100部、粉砕石英粉40部、(CH₃)₂
HSiO_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1.00重量％含有しており、粘度が20cPのポ
リメチルハイドロジェンシロキサン1.5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ベース
オイルに対して20ppm混合し、均一に分散させて付加反
応型液状シリコーンゴム組成物１を調製した。このもの
を150℃で５分間加熱しゴム状硬化物を得、四塩化炭素
による抽出率を測定したところ1.8％であった。

調製例２ 粘度が100,000cPの分子鎖の両末端がジメチルビニル
シリル基で封鎖されたポリジメチルシロキサンベースオ
イル（ガスクロマトグラフ抽出法により測定した低分子
シロキサン含有量:700ppm）100部、アエロジルR972（商
品名、日本アエロジル社製）20部、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
0.90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１部、塩化白金酸とテトラメチル
テトラビニルシクロテトラシロキサンを加熱して得られ
たビニルシロキサン−白金錯体を白金原子としてベース
オイルに10ppmになるように混合し、均一に分散させて
付加反応型液状シリコーンゴム組成物２を調製した。

このものを150℃で５分間加熱した後、四塩化炭素に
よる抽出率を測定したところ2.7％であった。

調製例３ ポリメチルハイドロジェンシロキサンを３部にした以
外は、全て調製例１と同様な方法で、付加反応型液状シ
リコーンゴム組成物３を調製した。このものを150℃で
５分間加熱した後、四塩化炭素による抽出率を測定した
ところ4.1％であった。

調製例４ ポリメチルハイドロジェンシロキサンを４部にした以
外は、全て調製例１と同様な方法で、付加反応型液状シ
リコーンゴム組成物４を調製した。このものを150℃で
５分間加熱した後、四塩化炭素による抽出率を測定した
ところ5.2％であった。

調製例５ からなる環状低分子シロキサンを３部加えた以外は、全
て調製例２と同様な方法で、付加反応型液状シリコーン
ゴム組成物５を調製した。このものを150℃で５分間加
熱した後、四塩化炭素による抽出率を測定したところ5.
5％であった。

調製例６ からなる環状低分子シロキサンを５部加えた以外は、全
て調製例３と同様な方法で、付加反応型液状シリコーン
ゴム組成物６を調製した。このものを150℃で５分間加
熱した後、四塩化炭素による抽出率を測定したところ7.
4％であった。

実施例１ 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、その外周に調
製例１の組成物１をロール外径28mm×長さ250mmの円筒
状に被覆し、150℃で30分間加熱硬化させた後、その外
層に四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体の
熱収縮チューブを40μｍの厚さで被覆した。

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10万枚の複写を行ったところ、紙ジワが全く発生
せずまた定着むらのない良好な複写物が得られた。また
10万枚複写後のロール外径変化を第１表に示す。

実施例２ 調製例１の付加反応型液状シリコーンゴム組成物１の
代りに調製例２の組成物２を用いた以外は、全て実施例
１と同様な方法で複合ロールを作製し、10万枚複写のロ
ール実装試験を行ったところ、紙ジワが全く発生せず、
また定着むらのない良好な複写物が得られた。10万枚複
写後のロール外径変化を第１表に示す。

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を塗布
し、その外周に調製例３の組成物３をロール外径28mm×
長さ250mmの円筒状に被覆し、150℃で30分間加熱硬化さ
せた後、その外層に、フッ化ビニリデン−六フッ化プロ
ピレン共重合体からなるフッ素ゴム水性塗料を30μの厚
さで塗布、硬化、被覆した。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７万枚の複写を行ったと
ころ、紙ジワが全く発生せず、また定着むらのない良好
な複写物が得られた。７万枚複写後のロール外径変化を
第１表に示す。

比較例１ 調製例１の付加反応型液状シリコーンゴム組成物１の
代りに調製例４の組成物４を用いた以外は、全て実施例
１と同様な方法で複合ロールを作製しロール実装試験を
行ったところ３万８千枚目で異常音と共に紙ジワが発生
した。このときのロール外径変化を第１表に示す。

比較例２ 調製例１の付加反応型液状シリコーンゴムの代りに調
製例５の組成物５を用いた以外は、全て実施例１と同様
な方法で複合ロールを作製しロール実装試験を行ったと
ころ３万２千枚目で紙ジワが発生した。このときのロー
ル外径変化を第１表に示す。

比較例３ 調製例３の付加反応型液状シリコーンゴムの代りに調
製例６の組成物６を用いた以外は、全て実施例３と同様
な方法で複合ロールを作製しロール実装試験を行ったと
ころ、２万１千枚目で紙ジワが発生した。このときのロ
ール外径変化を第１表に示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 83/07 ＬＲＰ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円柱状の金属芯金の外周面に、最外層がフ
   ッ素樹脂又はフッ素ゴムで、内層がシリコーンゴムから
   なる層を有する複合ロールにおいて、該シリコーンゴム
   が付加反応型液状シリコーンゴム組成物の硬化物であっ
   て、かつ四塩化炭素による抽出率が５％以下であること
   を特徴とする複合ロール。
2. 【請求項２】付加反応型液状シリコーンゴム組成物が、
   下記の成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）並びに組
   成からなることを特徴とする請求項１記載の複合ロー
   ル。 （Ａ）一般式 （式中、R¹はビニル基を表し、R²は脂肪族不飽和結合を
   含まない置換又は非置換の１価の炭化水素基を表し、ａ
   は１又は２を表し、ｂは０、１又は２を表す。ただし、
   ａ＋ｂは１〜３である） で示される構成単位を分子中に少なくとも２個有し、25
   ℃における粘度が500〜500,000cPで、かつ一般式 （式中、ｎは３〜20の整数を表す） からなる低分子シロキサン含有量が1,000ppm以下のポリ
   オルガノシロキサン 100重量部 （Ｂ）一般式 （式中、R³は置換又は非置換の１価の炭化水素基を表
   し、ｃは０、１又は２を表し、ｄは１又は２を表す。た
   だし、ｃ＋ｄ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３個有するポリオルガノハ
   イドロジェンシロキサン、 成分（Ａ）中のR¹のビニル基１個に対して、成分（Ｂ）
   中のケイ素原子に結合した水素原子の数が0.5〜4.0にな
   る量 （Ｃ）無機質充填剤 ５〜200重量部 及び （Ｄ）白金系化合物 成分（Ａ）に対して白金原子として１〜100ppmとなる量