JPH09325632A - 層間接着法及び該接着法を用いた弾性ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素ゴム層とシリコーンゴム層の接着面を
有する弾性ローラのこれらの層間の接着強度を向上させ
ること。 【解決手段】 フッ素ゴム層を、未加硫フッ素ゴム層を
加熱加硫して硬化させることにより形成し、かつ、シラ
ン系化合物を未加硫フッ素ゴム層の表面に塗布した状態
で加熱加硫処理を行って、硬化とともに表面変性を行
い、シリコーンゴム層接着用のプライマーとの良好な接
着面を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性体上に被覆さ
れたフッ素ゴム層上にシリコーンゴム層を強固に接着し
て耐久性に優れた弾性ローラを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙等の搬送手段を有する装置では各種の
ローラが多用されており、例えば、電子写真装置におい
ても、記録紙の搬送用ローラ、熱定装置内の各種ローラ
など種々の部分においてローラが用いられている。電子
写真装置の熱定着ローラは、加熱面にトナー像を有する
記録紙を押圧してこれを定着させる機能を有するもので
あり、特に、トナー層がモノクロの場合に比べて厚く、
シャープメルトトナーを用いることによって混色を出
し、微妙な色合いを表現するフルカラー複写機において
は高い離型性能が要求され、その表面にシリコーンオイ
ルが塗布された状態で用いられる場合が多い。従って、
この熱定着ローラには、適度な弾性（硬度）、耐熱性、
耐オイル性、トナー離型性といったようないくつかの複
合特性が要求される。しかし、これを単一の材料、つま
り単層の弾性ローラーで種々の要求特性を同時に満たす
ことは困難であり、現在では、それぞの機能を各層に分
担させた複数の層を組み合せた多層構成ローラを採用し
て、各種の要求特性を複合的に満たす方法が取られてい
る。

【０００３】例えば、最外層には高離型性シリコーンゴ
ム、最下層には高耐熱性シリコーンゴム、中間層にはシ
リコーンオイルの内部進入による最下層シリコーンゴム
層の破壊等を防止するためのオイルバリアー層としての
フッ素ゴム層を有する３層構成のローラが知られてい
る。なお、これらの層に接着には、極薄いプライマー層
が通常利用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
ゴム層上にシリコーンゴム層を設けた構成の弾性ローラ
におけるこれらの層間の接着に関しては充分に強固な初
期接着力が得られず、用途によっては信頼性に乏しい場
合があった。特に、高温下、高圧力下、高湿下等の苛酷
な耐久条件においてはその初期接着性能及び耐久性能に
問題があり、フッ素ゴム層とシリコーンゴムプライマー
層間での接着剥がれや、シリコーンゴムプライマー層と
表層シリコーンゴム層間での表層剥がれなどの不良が生
じる場合があった。

【０００５】例えば、上記の３層構造の弾性ローラを電
子写真装置の熱定着ローラに用いた場合、使用時の大部
分において、高温下、高圧下、高湿下でシリコーンオイ
ルに曝された状態、すなわち高劣化条件の重なった状態
で長期の繰り返し変形を受けることになり、従来の接着
手法で得られた接着性では長期の繰り返し使用における
充分な耐久性を得ることができずに層間での剥離や、中
間性であるオイルバリアー層の裂けによる最下ゴム層の
破壊などの不良が生じるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、フッ素ゴム層とシリコー
ンゴム層の接着面の接着強度を大幅に向上可能な層間接
着方法を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、フッ素ゴム層上にシ
リコーンゴム層を設けた構成を有する弾性ローラのこれ
らの層の接着面での接着を大幅に改善して、良好な耐久
性を得ることのできる弾性ローラの製造方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る本
発明の層間接着方法は、フッ素ゴム層上にシリコーンゴ
ム層を接着する方法において、前記フッ素ゴム層形成用
の未加硫フッ素ゴム層の表面にシラン系化合物を塗布し
てから該未加硫フッ素ゴム層を加硫して硬化させ、その
表面が変性処理されたフッ素ゴム層を形成する工程と、
該フッ素ゴム層上に接着用のプライマー層を介して前記
シリコーンゴム層を接着する工程とを有することを特徴
とする。

【０００９】上記層間接着方法を用いる本発明の弾性ロ
ーラの製造方法は、フッ素ゴム層上にシリコーンゴム層
を接着した構成を有する弾性ローラの製造方法におい
て、前記フッ素ゴム層形成用の未加硫フッ素ゴム層の表
面にシラン系化合物を塗布してから該未加硫フッ素ゴム
層を加硫して硬化させ、その表面が変性処理されたフッ
素ゴム層を形成する工程と、該フッ素ゴム層上に接着用
のプライマー層を介して前記シリコーンゴム層を接着す
る工程とを有することを特徴とする。

【００１０】本発明においては、未加硫フッ素ゴム層を
加硫、硬化させてフッ素ゴム層を形成する際に、その表
面に予めシラン系化合物を塗布しておくことで、後で接
着されるシリコーンゴム層との接着性を大幅に向上させ
ることが可能となる。例えば、芯金上に基材ゴム層とし
ての耐熱性を有するシリコーンゴム層、オイルバリアー
層としてのフッ素ゴム層、及び表層としての高離型性シ
リコーンゴム層をこの順に設けた熱定着ローラとして用
いる３層構成の弾性ローラにおいて、フッ素ゴム層と表
層シリコーンゴム層との接着に本発明の方法を用いるこ
とで、これらの接着強度を大幅に改善することができ
る。従って、本発明の方法によれば、高圧力、高温下、
高湿下での優れた長期耐久性を保つことにより、シリコ
ーンオイルの内部進入による膨張を防ぎ、下層のシリコ
ーンゴム層の破壊を防止し、かつ表層シリコーンゴム層
の剥離等を生じさせることのないフッ素ゴム層を有する
電子写真の熱定着ローラとして好適な弾性ローラを提供
することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の層間接着方法及び
弾性ローラの製造方法の一例を、図１に示す３層構成の
電子写真装置用熱定着ローラの製造を代表例として説明
する。

【００１２】まず、第一の工程では、最初に基材ゴム層
を芯金上に被覆し、更にその表面にフッ素ゴム用プライ
マーを塗布し、乾燥させる。基材ゴム層としては、弾性
ローラの所望とする特性に応じて種々の材料を適宜選択
して使用することができ、例えば、耐熱性が良好で、目
的とする硬度をローラに付与できるものであれば良い。
具体的には、熱定着ローラとして通常使用されている３
層構成の弾性ローラの基材ゴム層として用いられている
耐熱性のシリコーンゴムが同様に利用できる。なお、基
材ゴム層としてはＤＹ３２−５４２Ｕ（東レ・ダウコー
ニング社製）等を挙げることができる。また、フッ素ゴ
ム用プライマーとしても通常用いられているものが利用
できる。また、基材ゴム層の層厚は用いる材料や基材ゴ
ム層に要求される特性等に応じて選択されるが、例えば
０．５〜２ｍｍ程度とされる。

【００１３】フッ素ゴム用のプライマーの塗布において
は、塗布液中のプライマーの濃度が高すぎたり、プライ
マー層の厚さが厚すぎるとプライマー層にクラックが生
じ、それにひきつれてフッ素ゴム層が圧力等によって避
けることがあるので、溶剤等で適当な濃度に希釈してか
ら乾燥後の層厚が数μｍ程度となるべく薄くなるように
塗布する事が望ましい。

【００１４】フッ素ゴム層用のプライマー層の形成が終
了したところで、未加硫フッ素ゴム層を被覆する。この
未加硫フッ素ゴム層の形成には、例えばポリアミン加硫
系の未加硫フッ素ゴム組成物をスプレー法等の各種塗布
方法で均一な層厚で塗布し、乾燥させる方法が好適に利
用できる。

【００１５】ここで、多層構成定着ローラにおいて中間
層であるフッ素ゴム層はシリコーンオイル塗布された状
態での定着条件下で内部へのシリコーンオイルの進入を
防ぐオイルバリアーとしての役割を果すが、その際、フ
ッ素ゴム層の厚みが充分でない、例えば１０μｍ未満と
いうような厚みでは、充分なオイルバリアー効果が得ら
れない場合が多い。オイルバリアー効果が不十分である
と、内部に浸透したシリコーンオイルによる下層の基材
ゴム層の膨潤による熱破壊等の不良を引き起こす原因と
なり易い。逆に、フッ素ゴム層の層厚が厚すぎる場合、
例えば５０μｍを超える場合、未加硫フッ素ゴム層の乾
燥が内部まで完全に進まずフッ素ゴム層中の残留水分の
影響による表面シリコーンゴム層の効果不良等を引き起
こしたり、これらの層の接着性にも悪影響を与える場合
がある。従って、未加硫フッ素ゴム層の乾燥層厚は１０
〜５０μｍが好ましく、３０〜５０μｍがより好まし
い。

【００１６】未加硫フッ素ゴム層形成用組成物を基材ゴ
ム層上に塗布して乾燥させて未加硫フッ素ゴム層を形成
する場合の乾燥は、未加硫フッ素ゴムが加硫硬化しない
温度で行われる。例えば、ポリアミン加硫系の未加硫フ
ッ素ゴム塗料を用いた場合は、硬化が始まる温度よりも
低い温度、具体的には３０〜８０℃の条件で１５〜３０
分行うのが望ましい。３０℃以下では乾燥が遅く、接着
に十分な乾燥状態を得るまでに時間がかかり効率が悪
い。逆に、８０℃以上になるとフッ素ゴム層表面の加硫
が始まってしまい、その上部に被覆されるシリコーンゴ
ム層との間に十分に強固な接着力が得られない場合があ
る。これらの観点から、５０℃、３０分程度の風乾処理
が効率的であり好ましい。

【００１７】未加硫フッ素ゴム層の形成が終了したとこ
ろで、この上に設けられるシリコーンゴム層との接着面
にシラン系化合物を、スプレー法等の常法により、例え
ば塗布する。このシラン系化合物の塗布厚は、目的とす
る接着効果が得られる程度であればよく、通常数μｍ程
度で十分である。利用できるシラン系化合物としては、
クロロシラン、アルコキシシラン及びシラザン等が挙げ
られ、分子内にケイ素原子を有する有機ケイ素化合物
で、本発明の目的を達成できるものであれば制限なく利
用でき、それらの少なくとも１種を用いることができ
る。

【００１８】シラン系化合物の塗布が終了したところ
で、未加硫フッ素ゴム層の加硫による硬化を行う。この
硬化には加熱処理が利用でき、例えばポリアミン加硫型
のものを使用する場合は、１３０〜１８０℃、３０〜６
０分の加熱処理を好適に利用できる。

【００１９】この硬化処理によって形成されたフッ素ゴ
ム層のシラン系化合物の塗布面に更に、常法に従ってシ
リコーンゴム接着用のプライマーを塗布し、シリコーン
ゴム層を表層として積層し、必要に応じて二次加硫処
理、シリコーンオイルの塗布処理等を行って、電子写真
装置の熱定着ローラとして利用され得る３層構成の弾性
ローラを得ることができる。この表層用のシリコーンゴ
ムとしても、熱定着ローラとして通常使用されている３
層構成の弾性ローラの表層用としての高離型性シリコー
ンゴムが同様に利用できる。なお、表面層用のシリコー
ンゴムとしては、ＤＹ３５・４４６ Ａ／Ｂ（東レ・ダ
ウコーニング社製）等を挙げることができる。

【００２０】また、シリコーンゴム用プライマーとして
も通常用いられているものが利用できる。表層の層厚
も、表層に用いる材料や表層に要求される特性等に応じ
て選択されるが、例えば５０〜３００μｍ程度とされ
る。

【００２１】以上のように、シラン化合物化合物により
表面をコーティング処理した状態の未加硫フッ素ゴム層
を加硫硬化させることで、シリコーンゴム用のプライマ
ーに対しての良好な接着面を形成することができる。そ
の結果、フッ素ゴム層とシリコーンゴム層との強固で高
耐久な接着を実現することができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の弾性ローラの製造方法につい
て実施例を示す。 実施例１ まず、常法により予め表面を溶剤洗浄しプライマー処理
を施したアルミニウム製芯金（ｔ＝２．０ｍｍ）上にＨ
ＴＶ（熱加硫型）シリコーンゴムを被覆した後、その外
周を研削しストレート形状の円柱形の基材ゴム層を有す
るローラを得た。次に、この基材ゴム層の外周面にフッ
素ゴム用プライマー ＧＬＰ−１０３ＳＲ（ダイキン工
業）をスプレー塗布し、その後８０℃の温度で３０分乾
燥させた。次に、このプライマー処理された面に、ポリ
アミン系フッ素ゴムラテックスダイエルＧＬ−２５２
（ダイキン工業）を約４０μｍの乾燥層厚となるように
スプレー塗布した。５０℃で３０分乾燥後、この上にシ
ラン系化合物としてＳＺ６３００（東レ・ダウコーニン
グ社製）を塗布し、２００℃の温風循環炉内で６０分間
加熱処理し、フッ素ゴム層を加熱硬化させるとともにフ
ッ素ゴム層塗布層表面の変性を行った。その後、この表
面に１０１プライマー（信越シリコーン社製）を塗布
し、２００℃の温風循環炉内で６０分間プライマーの焼
き付けを行った。そして、最後にそれを蓋体により円筒
金型内に固定し付加型の液状シリコーンゴム ＤＹ３５
−４４６Ａ／Ｂ（東レ・ダウコーニング・シリコーン）
を隙間約３００μｍの型内に注入後、１３０℃の熱盤内
で２５分間加硫成形した後、冷却してから取り出した。
こうして得られ３層構成弾性ローラの外径は６０ｍｍで
あり、表層シリコーンゴム層の厚みは２５０μｍであっ
た。更に、この弾性ローラを２００℃の温風循環炉内で
４時間二次加硫を行った後、最後に５０℃のシリコーン
オイル ＫＦ−９６ＳＳ（３００ｃｓ；東レ・ダウコー
ニング・シリコーン）中に５時間浸漬し、表層シリコー
ンゴム層中にシリコーンオイルを含浸させた。

【００２３】以上のようにして得られた弾性ローラのフ
ッ素ゴム層と表層シリコーンゴム層間の初期接着は充分
強固なものであり、表層シリコーンゴム層の剥離テスト
では層破壊は見られなかった。

【００２４】実験例１ 次に、実施例１で得られた弾性ローラを、電子写真装置
（フルカラー画像形成装置ＣＬＣ８００；キヤノン株式
会社製）の熱定着ローラとして組み込んで、絵出し耐久
テストを行った。その結果、耐久テストは特定パターン
による連続通紙テストであり、特にフッ素ゴム層と表層
シリコーンゴム層との接着に関しては剥がれ等のトラブ
ルは何ら発生することはなく６万枚通紙テスト後も充分
な接着力を維持していることが確認された。

【００２５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、フッ素ゴム層と
シリコーンゴム層との強固な接着力が得られる。本発明
の方法を、フッ素ゴム層とシリコーンゴム層の接着面を
有する弾性ローラに適用することで、これらの層間にお
ける強固な初期接着性能、高熱、高圧力、シリコーンオ
イル塗布下のような高劣化条件での優れた接着耐久性を
得ることができる。特に、本発明の方法をフッ素ゴム層
とシリコーンゴム層の接着に適用した３層構成の弾性ロ
ーラを、電子写真装置の熱定着ローラとして使用した場
合、これらの層間の接着に関してその仕様を満足する優
れた耐久性性能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３層構成の弾性ゴムローラの構造を示す軸に対
して垂直な方向での断面図である。

【符号の説明】

１ 芯金 ２ 耐熱性シリコーンゴム層 ３ フッ素ゴム層 ４ 表層高離型性シリコーンゴム層

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フッ素ゴム層上にシリコーンゴム層を接
   着する方法において、 前記フッ素ゴム層形成用の未加
   硫フッ素ゴム層の表面にシラン系化合物を塗布してから
   該未加硫フッ素ゴム層を加硫して硬化させ、その表面が
   変性処理されたフッ素ゴム層を形成する工程と、 該フッ素ゴム層上に接着用のプライマー層を介して前記
   シリコーンゴム層を接着する工程とを有することを特徴
   とする層間接着方法。
2. 【請求項２】 前記未加硫フッ素ゴム層は、ポリアミン
   加硫系の未加硫フッ素ゴム組成物を塗布乾燥して形成さ
   れたものである請求項１に記載の層間接着方法。
3. 【請求項３】 前記フッ素ゴム層の層厚が１０〜５０μ
   ｍである請求項１または２に記載の層間接着方法。
4. 【請求項４】 前記シラン系化合物が、クロロシラン、
   アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも１種である
   請求項１〜３のいずれかに記載の層間接着方法。
5. 【請求項５】 フッ素ゴム層上にシリコーンゴム層を接
   着した構成を有する弾性ローラの製造方法において、 前記フッ素ゴム層形成用の未加硫フッ素ゴム層の表面に
   シラン系化合物を塗布してから該未加硫フッ素ゴム層を
   加硫して硬化させ、その表面が変性処理されたフッ素ゴ
   ム層を形成する工程と、 該フッ素ゴム層上に接着用のプライマー層を介して前記
   シリコーンゴム層を接着する工程とを有することを特徴
   とする弾性ローラの製造方法。
6. 【請求項６】 前記未加硫フッ素ゴム層は、ポリアミン
   加硫系の未加硫フッ素ゴム組成物を塗布乾燥して形成さ
   れたものである請求項５に記載の弾性ローラの製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記フッ素ゴム層の層厚が１０〜５０μ
   ｍである請求項５または６に記載の弾性ローラの製造方
   法。
8. 【請求項８】 前記フッ素ゴム層が、基材ゴム層上に設
   けられ、該フッ素ゴム層上に接着されるシリコーンゴム
   層が表層を形成する請求項５〜７のいずれかに記載の弾
   性ローラの製造方法。
9. 【請求項９】 前記基材ゴム層が、耐熱性シリコーンゴ
   ム層からなり、前記表層のシリコーンゴム層が離型性シ
   リコーンゴム層である請求項８に記載の弾性ローラの製
   造方法。
10. 【請求項１０】 前記シラン系化合物が、クロロシラ
    ン、アルコキシシラン及びシラザンの少なくとも１種で
    ある請求項５〜９のいずれかに記載の弾性ローラの製造
    方法。
11. 【請求項１１】 請求項５〜１０のいずれかに記載の方
    法により得られたことを特徴とする弾性ローラ。
12. 【請求項１２】 電子写真装置の熱定着ローラである請
    求項１１に記載の弾性ローラ。