JPH0996986A - Fixing roller and its production - Google Patents

Fixing roller and its production

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JPH0996986A
JPH0996986A JP27719795A JP27719795A JPH0996986A JP H0996986 A JPH0996986 A JP H0996986A JP 27719795 A JP27719795 A JP 27719795A JP 27719795 A JP27719795 A JP 27719795A JP H0996986 A JPH0996986 A JP H0996986A
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JP
Japan
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silicone rubber
metal
fixing roller
oxide particles
metal oxide
Prior art date
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Application number
JP27719795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Yamada
克弥 山田
Hideki Kashiwabara
秀樹 柏原
Yoshitoshi Adachi
俊寿 足立
Toshihiko Takiguchi
敏彦 滝口
Akira Nishimura
昭 西村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing roller comprising a core metal and a silicone rubber layer and having improved durability without giving bad influences on the fixing property by dispersing metal oxide particles having an extremely small average particle size in a silicone rubber. SOLUTION: This fixing roller is produced by directly forming a silicone rubber layer 2 containing metal oxide particles on the core metal 1 or forming the rubber layer with another layer interposed. The metal oxide particles are such fine particles having <=0.1μm average particle size that are prepared by dispersing metal alkoxide in the silicone rubber and effecting hydrolysis and polymn. condensation by a solgel method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電子写真
複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の
定着部に用いるローラー、及びその製造方法に関する。
ただし、本発明の定着ローラーは、定着ローラーと同様
な特性、即ち弾性や非汚染性等を活用する圧着ローラー
や搬送ローラー等類似の製品への利用を除外するもので
はない。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roller used in a fixing section of, for example, an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile, and a method for manufacturing the roller.
However, the fixing roller of the present invention does not exclude its application to similar products such as a pressure roller and a conveying roller that utilize the same characteristics as the fixing roller, that is, elasticity and non-staining property.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写機やレーザービームプリン
ター、ファクシミリ等の画像形成装置において、転写紙
上の未定着トナー像を定着させる方法として、一般に、
加熱ローラーを用いる方法が用いられている。この定着
方法は、未定着のトナー像を形成した転写紙を2つの圧
接したローラー間に通し、かつ、ローラーの一方または
双方を内部から加熱することにより、トナー像を転写紙
上に定着させる方式である。2つのローラーの内、未定
着トナー像に接触する方のローラーを定着ローラーと呼
び、通常、その内部に加熱源が配置されている。
2. Description of the Related Art Generally, as a method for fixing an unfixed toner image on a transfer paper in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer or a facsimile,
A method using a heating roller is used. This fixing method is a method of fixing the toner image on the transfer paper by passing the transfer paper on which the unfixed toner image is formed between two pressure-contact rollers and heating one or both of the rollers from the inside. is there. Of the two rollers, the roller that comes into contact with the unfixed toner image is called a fixing roller, and a heating source is usually arranged inside the fixing roller.

【0003】定着ローラーとしては、金属製の芯金上
に、弾性層を設けたもの、あるいは弾性層の上に更に離
型層を設けたものなどが汎用されている。具体例として
は、シリコーンゴムの弾性と非汚染性または非粘着性を
利用し、芯金上にシリコーンゴムを単層に成形したもの
や、特性の異なるシリコーンゴム組成物に弾性と離型性
の機能を分担させて、弾性層と離型層の複数の層に成形
したものが、特にフルカラー画像用の定着ローラーによ
く用いられている。具体的には、HTV型(高温硬化
型)シリコーンゴムにより弾性層を形成し、RTV型
(室温硬化型)シリコーンゴムやLTV型(低温硬化
型)シリコーンゴムにより離型層を形成したものなどが
知られている。また、シリコーンゴムからなる弾性層
は、離型性を向上させるために塗布されるシリコーンオ
イルにより膨潤しやすいため、弾性層と離型層の中間に
フッ素ゴムやフッ素樹脂などからなるオイルバリア層が
形成されたものも知られている。
As the fixing roller, a metal cored bar provided with an elastic layer, or a metal cored bar further provided with a release layer is widely used. As specific examples, the elasticity and non-staining property or non-adhesiveness of silicone rubber are used to form a single layer of silicone rubber on a cored bar, and silicone rubber compositions with different properties have different elasticity and releasability. Molded into a plurality of layers of an elastic layer and a release layer by sharing the function, it is often used especially for a fixing roller for a full-color image. Specifically, those in which an elastic layer is formed of HTV type (high temperature curing type) silicone rubber and a release layer is formed of RTV type (room temperature curing type) silicone rubber or LTV type (low temperature curing type) silicone rubber, etc. Are known. Further, since the elastic layer made of silicone rubber easily swells with the silicone oil applied to improve the releasability, an oil barrier layer made of fluororubber or fluororesin is provided between the elastic layer and the release layer. What is formed is also known.

【0004】ところで、最外層にシリコーンゴムからな
る離型層を形成した従来の定着ローラーは、外表面の膨
潤により強度、耐摩耗性が低下し、表面に傷が入りやす
い問題があった。これに対して、最外層の補強のため
に、充填剤として平均粒径1〜20μmの無定形二酸化
ケイ素を配合したRTV型シリコーンゴムにより外表面
を形成した定着ローラー(特開昭56−77874号公
報)、乾式微粉シリカと湿式微粉シリカを配合した付加
型液状シリコーンゴムからなる層を形成した定着ローラ
ー(特開昭59−220347号公報)等が提案されて
いる。
A conventional fixing roller having a release layer made of silicone rubber as the outermost layer has a problem that the outer surface is swollen, so that the strength and wear resistance are deteriorated and the surface is easily scratched. On the other hand, in order to reinforce the outermost layer, a fixing roller having an outer surface formed of an RTV type silicone rubber mixed with an amorphous silicon dioxide having an average particle size of 1 to 20 μm as a filler (Japanese Patent Laid-Open No. 56-77874). JP-A-59-220347) and the like, in which a layer made of an addition type liquid silicone rubber containing dry fine silica powder and wet fine silica powder is formed.

【0005】しかしながら、シリカ等の金属酸化物粒子
を配合したシリコーンゴムは、一般に二次凝集している
ため、一次粒子の粒子径が小さい場合であっても、実際
は、平均粒径が10〜100μm程度と大きく、その結
果、補強効果が小さくなり、しかも定着性に悪影響を及
ぼす場合があった。また、金属酸化物粒子等の無機フィ
ラーを機械的な練り込みによってシリコーンゴム中に均
一かつ微細に分散させるには限界があった。
However, since the silicone rubber containing the metal oxide particles such as silica is generally secondary agglomerated, the average particle size is actually 10 to 100 μm even when the particle size of the primary particles is small. As a result, the reinforcing effect was small, and the fixability was sometimes adversely affected. Further, there is a limit to uniformly and finely dispersing the inorganic filler such as metal oxide particles in the silicone rubber by mechanically kneading.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、芯金
上に、直接または他の層を介して、シリコーンゴムから
なる層が形成された定着ローラーにおいて、該シリコー
ンゴム中に平均粒径が極めて小さい金属酸化物粒子を分
散させることにより、定着性に悪影響を及ぼすことな
く、強度を向上させ、耐久性が改善された定着ローラ
ー、及びその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fixing roller in which a layer made of silicone rubber is formed on a cored bar directly or via another layer, and the average particle size in the silicone rubber. The object of the present invention is to provide a fixing roller in which the strength is improved and the durability is improved by dispersing metal oxide particles having an extremely small value, without adversely affecting the fixing property, and a manufacturing method thereof.

【0007】本発明者らは、前記従来技術の問題点を克
服するために鋭意研究した結果、シリコーンゴム中に金
属アルコキシドを均一に分散させた組成物を用い、シリ
コーンゴム層の形成やシリコーンゴムの架橋等の工程に
おいて、シリコーンゴム中で金属アルコキシドをゾルゲ
ル法により加水分解及び重縮合反応させることにより、
平均粒径が0.1μm以下の微粒子として金属酸化物が
生成すること、それによって、定着性に悪影響を及ぼす
ことなく、定着ローラーの耐久性を向上させ得ることを
見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成する
に至ったものである。
The inventors of the present invention have conducted extensive studies to overcome the above-mentioned problems of the prior art. As a result, a composition in which a metal alkoxide is uniformly dispersed in a silicone rubber is used to form a silicone rubber layer or a silicone rubber. In the step of cross-linking, etc., by hydrolyzing and polycondensing a metal alkoxide in a silicone rubber by a sol-gel method,
It has been found that the metal oxide is generated as fine particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and thereby the durability of the fixing roller can be improved without adversely affecting the fixing property. The present invention has been completed based on these findings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、芯金上
に、直接あるいは他の層を介して、金属酸化物粒子を含
有するシリコーンゴム層が形成された定着ローラーにお
いて、該金属酸化物粒子が、シリコーンゴム中に分散さ
せた金属アルコキシドをゾルゲル法により加水分解及び
重縮合反応させることにより生成させた平均粒径0.1
μm以下の微粒子であることを特徴とする定着ローラー
が提供される。本発明の定着ローラーは、芯金上に、直
接あるいは他の層を介して、金属酸化物粒子を含有する
シリコーンゴム層が形成された定着ローラーを製造する
に際して、以下のA〜D法により製造することができ
る。
According to the present invention, in a fixing roller in which a silicone rubber layer containing metal oxide particles is formed on a core metal directly or through another layer, the metal oxide is used. The average particle diameter of the product particles is 0.1, which is generated by subjecting the metal alkoxide dispersed in silicone rubber to hydrolysis and polycondensation reaction by the sol-gel method.
There is provided a fixing roller characterized by being fine particles having a size of not more than μm. The fixing roller of the present invention is produced by the following methods A to D when producing a fixing roller in which a silicone rubber layer containing metal oxide particles is formed on a core metal directly or through another layer. can do.

【0009】A法 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋シリコーンゴムを芯
金上に直接あるいは他の層を介して積層し、そして、 シリコーンゴムを架橋させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
The metal alkoxide is dispersed in the method A uncrosslinked silicone rubber, and the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by the sol-gel method to produce metal oxide particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less. A method for producing a fixing roller, which comprises laminating an uncrosslinked silicone rubber containing the above directly or via another layer on the core metal, and crosslinking the silicone rubber.

【0010】B法 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋シリコーンゴム
を芯金上に直接あるいは他の層を介して積層し、そし
て、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させると同時に、シリコーンゴムを架橋させる こと特徴とする定着ローラーの製造方法。
The metal alkoxide is dispersed in the B-method uncrosslinked silicone rubber, the uncrosslinked silicone rubber in which the metal alkoxide is dispersed is laminated directly or through another layer, and the metal alkoxide is laminated by the sol-gel method. A method for producing a fixing roller, characterized in that a hydrolysis and polycondensation reaction is performed to generate metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and at the same time, a silicone rubber is crosslinked.

【0011】C法 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 金属アルコキシドを分散させたシリコーンゴムを芯金
上に直接あるいは他の層を介して積層し、 シリコーンゴムを架橋させ、そして、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
[0011] Method C : A metal alkoxide is dispersed in a non-crosslinked silicone rubber, the silicone rubber in which the metal alkoxide is dispersed is laminated directly or through another layer on the core metal, the silicone rubber is crosslinked, and the sol-gel method is used. A method for producing a fixing roller, wherein the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed to produce metal oxide particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less.

【0012】D法 未架橋シリコーンゴムを芯金上に直接あるいは他の層
を介して積層し、 シリコーンゴムを架橋させ、 架橋シリコーンゴムを膨潤させて金属アルコキシドを
含浸させ、そして、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
[0012] Method D non-crosslinked silicone rubber is laminated on a core metal directly or via another layer, the silicone rubber is crosslinked, the crosslinked silicone rubber is swollen to impregnate a metal alkoxide, and the metal is prepared by a sol-gel method. A method for producing a fixing roller, which comprises subjecting an alkoxide to hydrolysis and polycondensation to produce metal oxide particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less.

【0013】さらに、本発明の好ましい実施態様は、以
下のとおりである。 1.シリコーンゴムが、RTV型シリコーンゴムまたは
LTV型シリコーンゴムである前記定着ローラー。 2.シリコーンゴムが、ビニル基、SiH基、または水
酸基を持つものである前記定着ローラー。 3.シリコーンゴムが、(A)ビニル基をもつシリコー
ンゴム、SiH基をもつシリコーンゴム、及び水酸基を
もつシリコーンゴムからなる群より選ばれる少なくとも
1種のシリコーンゴムと、(B)フロロシリコーンゴ
ム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも1種のゴムとの混合物である
前記定着ローラー。
Further, a preferred embodiment of the present invention is as follows. 1. The fixing roller, wherein the silicone rubber is RTV type silicone rubber or LTV type silicone rubber. 2. The fixing roller, wherein the silicone rubber has a vinyl group, a SiH group, or a hydroxyl group. 3. The silicone rubber is (A) at least one silicone rubber selected from the group consisting of a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group, and (B) a fluorosilicone rubber, a phenyl silicone. The fixing roller, which is a mixture with at least one rubber selected from the group consisting of rubber and fluororubber.

【0014】4.金属アルコキシドが、ケイ素、チタ
ン、アルミニウム、ジルコニウム、及びタングステンか
らなる群より選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキ
シドであって、かつ、少なくとも2個のアルコキシ基を
有するものである前記定着ローラー。 5.金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層が最外
層に形成されてなる前記定着ローラー。 6.芯金上に、耐熱性弾性層、オイルバリア層、及び金
属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層がこの順に積
層されている前記定着ローラー。 7.芯金上に、耐熱性弾性層、及び金属酸化物粒子を含
有するシリコーンゴム層がこの順に積層されている前記
定着ローラー。
4. The fixing roller, wherein the metal alkoxide is an alkoxide of at least one metal selected from the group consisting of silicon, titanium, aluminum, zirconium, and tungsten, and has at least two alkoxy groups. 5. The fixing roller, wherein a silicone rubber layer containing metal oxide particles is formed as an outermost layer. 6. The fixing roller, wherein a heat resistant elastic layer, an oil barrier layer, and a silicone rubber layer containing metal oxide particles are laminated in this order on a core metal. 7. The fixing roller, wherein a heat resistant elastic layer and a silicone rubber layer containing metal oxide particles are laminated in this order on a core metal.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】ゾルゲル法は、古くから、溶液中
に非常に微細なコロイド粒子が分散した状態のゾルか
ら、溶媒が蒸発して分散粒子が流動性を失った状態のゲ
ルを経由して、セラミック粉末やガラスを合成する方法
として知られている。このゾルゲル法により、含水酸化
物ゾルを脱水処理してゲルとし、このゲルを加熱する
と、無機酸化物をある一定の形状で調製することができ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The sol-gel method has been used for a long time, from a sol in which very fine colloid particles are dispersed in a solution, to a gel in which the solvent has evaporated and the dispersed particles have lost fluidity. This is known as a method for synthesizing ceramic powder or glass. By this sol-gel method, the hydrous oxide sol is dehydrated into a gel, and when the gel is heated, the inorganic oxide can be prepared in a certain shape.

【0016】このゾルゲル法は、架橋したゴムに無機フ
ィラーを分散させる方法として使用することができる。
具体的には、シリカなどの金属酸化物を架橋ゴムの網目
の中でin situに生成させると、微細な金属酸化
物粒子が生成する。一般に、シリカ等の金属酸化物粒子
を未加硫のゴムに機械的に分散させる方法では、金属酸
化物粒子が二次凝集を起こして粒径が大きくなり、ま
た、均一に練り込むことが困難であるが、ゾルゲル法に
よれば、微細な金属酸化物粒子が均一に分散した状態を
作り出すことができる。ゴムを無機フィラーで補強する
場合、粒子径が小さいほど、また、分散が良いほど高い
補強効果が得られる。
This sol-gel method can be used as a method for dispersing an inorganic filler in crosslinked rubber.
Specifically, when a metal oxide such as silica is generated in situ in the network of crosslinked rubber, fine metal oxide particles are generated. Generally, in a method in which metal oxide particles such as silica are mechanically dispersed in unvulcanized rubber, the metal oxide particles cause secondary agglomeration to increase the particle size, and it is difficult to knead them uniformly. However, according to the sol-gel method, a state in which fine metal oxide particles are uniformly dispersed can be created. When rubber is reinforced with an inorganic filler, the smaller the particle size and the better the dispersion, the higher the reinforcing effect.

【0017】本発明では、シリコーンゴム中に分散させ
た金属アルコキシドをゾルゲル法により加水分解及び重
縮合反応させることにより、平均粒径が0.1μm以下
の微粒子として金属酸化物を生成させる。金属アルコキ
シドは、少量の水や触媒と共にシリコーンゴム中に分散
させると、膨潤したゲルを形成する。次いで、熱処理を
行うと、加水分解反応と重縮合反応が進行し、金属酸化
物粒子が生成する。例えば、オルソケイ酸テトラエチル
等のアルコキシシランを、水と触媒(例、ブチルアミ
ン)と共にシリコーンゴム中に分散させ、20〜150
℃で3〜100時間程度熱処理を行うと、シリコーンゴ
ム中で金属酸化物であるシリカが生成する。シリコーン
ゴムは、定着ローラーの製造におけるいずれかの工程で
架橋されるので、生成したシリカは、架橋シリコーンゴ
ムの網目中に均一かつ微細に分散されることになる。こ
の方法によれば、平均粒径が0.1μm以下の金属酸化
物粒子をシリコーンゴム中で生成させることができる。
このゾルゲル法によりシリコーンゴム中で金属酸化物を
生成させると、別途調製したシリカを練り込んだ場合と
比較して、優れた補強効果を得ることができる。
In the present invention, the metal alkoxide dispersed in the silicone rubber is hydrolyzed and polycondensed by the sol-gel method to produce a metal oxide as fine particles having an average particle size of 0.1 μm or less. Metal alkoxides form swollen gels when dispersed in silicone rubber with small amounts of water and catalysts. Next, when heat treatment is performed, a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction proceed, and metal oxide particles are generated. For example, an alkoxysilane such as tetraethyl orthosilicate is dispersed in a silicone rubber together with water and a catalyst (eg, butylamine) to obtain 20 to 150.
When the heat treatment is performed at 3 ° C. for about 3 to 100 hours, silica, which is a metal oxide, is generated in the silicone rubber. Since the silicone rubber is crosslinked at any step in the production of the fixing roller, the produced silica is uniformly and finely dispersed in the network of the crosslinked silicone rubber. According to this method, metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less can be produced in silicone rubber.
When the metal oxide is generated in the silicone rubber by this sol-gel method, an excellent reinforcing effect can be obtained as compared with the case where silica prepared separately is kneaded.

【0018】本発明で用いられる金属アルコキシドとし
ては、少なくとも2個、通常は4〜6個のアルコキシ基
を有するものを使用することができる。代表的な金属ア
ルコキシドとして、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、
アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、タング
ステン(W)のアルコキシドが挙げられる。ただし、本
発明は、これらの金属のアルコキシドに限定されるもの
ではない。金属アルコキシドは、シリコーンゴム100
重量部に対して、通常、0.5〜100重量部、好まし
くは1〜50重量部、より好ましくは5〜20重量部の
割合で配合する。金属アルコキシドの配合割合が少なす
ぎると補強効果が小さく、逆に、多すぎると定着性に影
響を及ぼすおそれが生じる。
As the metal alkoxide used in the present invention, one having at least 2, usually 4 to 6 alkoxy groups can be used. Typical metal alkoxides include silicon (Si), titanium (Ti),
Examples include alkoxides of aluminum (Al), zirconium (Zr), and tungsten (W). However, the present invention is not limited to these metal alkoxides. The metal alkoxide is silicone rubber 100
The amount is usually 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 50 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight. If the mixing ratio of the metal alkoxide is too small, the reinforcing effect is small, and if it is too large, the fixability may be affected.

【0019】金属アルコキシドと共に、加水分解に必要
な量比の水と、重縮合を促進するための触媒を少量添加
する。加水分解及び重縮合反応は、通常、金属アルコキ
シドを配合したシリコーンゴムを熱処理することにより
行う。熱処理条件としては、通常、20〜150℃で3
〜100時間、好ましくは30〜100℃で5〜80時
間程度である。
Along with the metal alkoxide, water is added in an amount ratio necessary for hydrolysis and a small amount of a catalyst for promoting polycondensation. The hydrolysis and polycondensation reactions are usually carried out by heat treating a silicone rubber containing a metal alkoxide. The heat treatment conditions are usually 20 to 150 ° C. and 3
˜100 hours, preferably 30 to 100 ° C. and about 5 to 80 hours.

【0020】金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム
層を形成する方法としては、前記したA〜Dの4つの方
法が挙げられる。例えば、RTV型シリコーンゴムと同
じ容器に金属アルコキシドと水と触媒を入れ、RTV型
ゴムが架橋しない条件で熱処理して金属酸化物粒子を生
成させ、その後、成形して架橋させる方法がある。この
方法では、架橋工程あるいは重縮合工程を種々に変更さ
せることができる。また、シリコーンゴムの成形架橋品
を例えばテトラヒドロフラン(THF)等の極性有機溶
媒に浸漬して膨潤させ、その後、金属アルコキシドと水
と触媒の混合液に浸して含浸させ、次いで、加水分解及
び重縮合反応させる方法がある。これらの方法の中で
も、定着性を考慮すると、A〜C法を採用することが好
ましい。
As the method for forming the silicone rubber layer containing the metal oxide particles, the above-mentioned four methods A to D can be mentioned. For example, there is a method in which a metal alkoxide, water and a catalyst are put in the same container as the RTV type silicone rubber, heat treated under conditions that the RTV type rubber does not crosslink to generate metal oxide particles, and then molded and crosslinked. In this method, the crosslinking step or polycondensation step can be variously changed. Further, the molded and crosslinked product of silicone rubber is swollen by immersing it in a polar organic solvent such as tetrahydrofuran (THF), and then dipped in a mixed solution of metal alkoxide, water and a catalyst for impregnation, and then hydrolysis and polycondensation. There is a method of reacting. Among these methods, it is preferable to adopt the methods A to C in consideration of the fixing property.

【0021】シリコーンゴムとしては、HTV(高温硬
化型)、LTV(低温硬化型)、RTV(室温硬化型)
のいずれでもよいが、シリコーンゴム層を離型層として
使用する場合には、RTV型またはLTV型のシリコー
ンゴムが好ましい。ビニル基やSiH基、水酸基等を有
するシリコーンゴムを使用すると、金属アルコキシドの
加水分解後、それが重縮合していく際にこれらの官能基
と反応して、微小粒子が化学的にシリコーンゴムと結合
するため、優れた補強効果が期待できる。
As silicone rubber, HTV (high temperature curing type), LTV (low temperature curing type), RTV (room temperature curing type)
However, when the silicone rubber layer is used as the release layer, RTV type or LTV type silicone rubber is preferable. When a silicone rubber having a vinyl group, a SiH group, a hydroxyl group, or the like is used, after the metal alkoxide is hydrolyzed, it reacts with these functional groups as it undergoes polycondensation, and the fine particles chemically react with the silicone rubber. Because of the bonding, an excellent reinforcing effect can be expected.

【0022】シリコーンゴムとしては、(A)ビニル基
をもつシリコーンゴム、SiH基をもつシリコーンゴ
ム、及び水酸基をもつシリコーンゴムからなる群より選
ばれる少なくとも1種のシリコーンゴムと、(B)フロ
ロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ
素ゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムと
の混合物を使用することができる。(B)群のゴムと併
用することにより、耐油性や耐熱性を向上させることが
できる。(A)群のシリコーンゴムと(B)群のゴムと
の使用割合(A:Bの重量比)は、離型性と、耐油性や
耐熱性等のバランスを考慮して適宜定めることができる
が、通常、5:95〜90:10、好ましくは30:7
0〜70:30である。シリコーンゴム層は、金属製の
芯金上に直接あるいはプライマーを介して形成すること
ができる。また、ゴムからなる弾性層を形成し、その上
にシリコーンゴム層を形成してもよい。さらには、ゴム
からなる弾性層、オイルバリア層、及びシリコーンゴム
層を順次形成してもよい。
As the silicone rubber, at least one silicone rubber selected from the group consisting of (A) a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group, and (B) a fluorosilicone. It is possible to use a mixture with at least one rubber selected from the group consisting of rubber, phenyl silicone rubber, and fluororubber. When used in combination with the rubber of the group (B), oil resistance and heat resistance can be improved. The usage ratio (A: B weight ratio) of the silicone rubber of the (A) group and the rubber of the (B) group can be appropriately determined in consideration of the balance between the releasability and the oil resistance and heat resistance. However, it is usually 5:95 to 90:10, preferably 30: 7.
It is 0 to 70:30. The silicone rubber layer can be formed directly on the metal cored bar or via a primer. Alternatively, an elastic layer made of rubber may be formed and then a silicone rubber layer may be formed thereon. Furthermore, an elastic layer made of rubber, an oil barrier layer, and a silicone rubber layer may be sequentially formed.

【0023】本発明に用いる弾性層の材料としては、耐
熱性の観点から、シリコーンゴム、フッ素ゴム、もしく
はそれらの混合物が好ましく用いられる。シリコーンゴ
ムのタイプとしては、ミラブルタイプ、液状タイプのい
ずれでもよく、HTV(高温硬化型)、LTV(低温硬
化型)、RTV(室温硬化型)のいずれでもよい。ま
た、シリコーンゴムの化学構造としては、基本的なジメ
チルシリコーンゴム;ビニル基、水素基、水酸基等を有
するシリコーンゴム;フェニルシリコーンゴム;フロロ
シリコーンゴムのいずれでもよく、また、それらの2種
以上の任意の混合物でもよい。弾性層の厚みは、用途や
設置する機械装置の構造、目標とする弾性、用いる材料
の硬度等を勘案して適宜設定されるが、一般的には10
0μm〜3mmの範囲内に設定されることが多い。勿論
これより厚い膜厚に成形した後に、研磨等により必要な
膜厚に加工してもよい。弾性層は、芯金上にプライマー
を介して積層してもよく、芯金をブラスト、電気化学的
エッチング、化学的エッチングのいずれかもしくはそれ
らを組み合わせた方法により粗面化して、さらに必要に
応じてプライマーを介して積層してもよい。
From the viewpoint of heat resistance, silicone rubber, fluororubber, or a mixture thereof is preferably used as the material of the elastic layer used in the present invention. The type of the silicone rubber may be any of a millable type and a liquid type, and may be any of HTV (high temperature curing type), LTV (low temperature curing type), and RTV (room temperature curing type). The chemical structure of the silicone rubber may be any of basic dimethyl silicone rubber; silicone rubber having vinyl group, hydrogen group, hydroxyl group, etc .; phenyl silicone rubber; fluorosilicone rubber, and two or more of them. It may be any mixture. The thickness of the elastic layer is appropriately set in consideration of the application, the structure of the mechanical device to be installed, the target elasticity, the hardness of the material used, etc., but is generally 10
It is often set within the range of 0 μm to 3 mm. Of course, after forming into a thicker film, it may be processed to a required film thickness by polishing or the like. The elastic layer may be laminated on the core metal via a primer, and the core metal may be roughened by blasting, electrochemical etching, chemical etching, or a combination thereof, and further, if necessary. May be laminated via a primer.

【0024】オイルバリア層は、離型性を向上させるた
めに定着ローラーに塗布して用いられているシリコーン
オイルが弾性層にまで浸透するのを防ぐ役割を持つ層で
あって、通常、耐油性に優れたフッ素ゴムやフッ素樹脂
を用いて形成される。この層は、通常、5〜100μm
程度でよい。ただし、この範囲に限定されない。金属酸
化物が分散したシリコーンゴム層は、通常、最外層に配
置されて、離型層としての役割を果たす。離型層として
のシリコーンゴム層の厚みは、通常、5〜500μm程
度である。ただし、この範囲に限定されない。
The oil barrier layer is a layer having a role of preventing the silicone oil, which is applied to the fixing roller and used for improving the releasability, from penetrating into the elastic layer, and is usually oil resistant. It is formed using excellent fluororubber or fluororesin. This layer is usually 5-100 μm
Degree is fine. However, it is not limited to this range. The silicone rubber layer in which the metal oxide is dispersed is usually disposed as the outermost layer and functions as a release layer. The thickness of the silicone rubber layer as a release layer is usually about 5 to 500 μm. However, it is not limited to this range.

【0025】[0025]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明するが、本発明は、この実施例
のみに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】[実施例1]外径56mmのアルミニウム
製芯金の上に、HTVジメチルシリコーンゴム(信越化
学社製KE931U)とフロロシリコーンゴム(信越化
学社製FE241U)とを1:1の重量比でブレンドし
たゴム100重量部に対して、パーオキサイド加硫剤C
−8A(信越化学社製)を0.5重量部練り込み、約3
mmの厚さのシートにしたものを巻き付け、金型でプレ
ス加硫して、内層の弾性層を成形した。一方、未架橋R
TV型ジメチルシリコーンゴム(信越化学社製KE19
35)100重量部に対し、オルソケイ酸テトラエチル
を50重量部と水1重量部、そして触媒としてブチルア
ミンを0.5重量部を配合し、70℃で24時間の熱処
理を行い、金属アルコキシドを反応させて金属酸化物で
あるシリカをゴム中で生成させた。その後、先に成形し
た弾性層の上に、生成シリカ含有ジメチルシリコーンゴ
ムを塗布し、120℃で1時間熱処理して架橋させ、2
00μmの厚さの離型層を形成させ、定着ローラーを完
成させた(図1)。電子顕微鏡による観察結果によれ
ば、生成シリカの平均粒径は、0.1μm以下であっ
た。
[Example 1] A weight ratio of HTV dimethyl silicone rubber (KE931U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and fluorosilicone rubber (FE241U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was set on a core metal made of aluminum having an outer diameter of 56 mm at a weight ratio of 1: 1. 100 parts by weight of the rubber blended with
-8A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was kneaded in an amount of 0.5 part by weight to give about 3 parts.
A sheet having a thickness of mm was wound around and press-vulcanized with a mold to form an elastic layer as an inner layer. On the other hand, uncrosslinked R
TV type dimethyl silicone rubber (KE19 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
35) 100 parts by weight of tetraethyl orthosilicate, 50 parts by weight, 1 part by weight of water, and 0.5 parts by weight of butylamine as a catalyst were mixed, and heat treated at 70 ° C. for 24 hours to react with metal alkoxide. The metal oxide, silica, was formed in the rubber. Then, the produced silica-containing dimethyl silicone rubber is applied on the elastic layer previously formed, and heat-treated at 120 ° C. for 1 hour to cross-link it.
A release layer having a thickness of 00 μm was formed to complete the fixing roller (FIG. 1). According to the result of observation with an electron microscope, the average particle size of the produced silica was 0.1 μm or less.

【0027】[比較例1]比較例として、実施例と同じ
構造で離型層に生成シリカを含有しないものを製作し
た。耐久試験 製作したローラーを図2に示すように実際の定着を擬し
た回転耐久試験装置で評価したところ、比較サンプル
(比較例1)は500時間で表面にスジ状の傷が入っ
た。これに対し、本発明品(実施例1)は、1000時
間後も傷等の発生はなかった。また、その後これらを実
機に組み込んで絵出しテストを行った結果、本発明品
は、筋等もそれほどなく、問題ない状態だった。比較サ
ンプルは、色むらがはっきり現れ、筋も目立っていた。
[Comparative Example 1] As a comparative example, a release layer having the same structure as that of Example but containing no generated silica was produced. Durability Test When the manufactured roller was evaluated by a rotation durability test apparatus simulating actual fixing as shown in FIG. 2, the comparative sample (Comparative Example 1) had streaky scratches on the surface after 500 hours. On the other hand, in the product of the present invention (Example 1), no scratches were generated even after 1000 hours. Further, as a result of subsequently incorporating these into an actual machine and performing a drawing test, the product of the present invention was in a state in which there were not many streaks and the like, and there was no problem. In the comparative sample, color unevenness was clearly observed and streaks were conspicuous.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、芯金上に、直接または
他の層を介して、シリコーンゴムからなる層が形成され
た定着ローラーにおいて、該シリコーンゴム中に平均粒
径が極めて小さい金属酸化物粒子を分散させることによ
り、定着性に悪影響を及ぼすことなく、強度を向上さ
せ、耐久性が改善された定着ローラーとその製造方法が
提供される。
According to the present invention, in a fixing roller in which a layer made of silicone rubber is formed on a core metal directly or via another layer, a metal having an extremely small average particle diameter is contained in the silicone rubber. Dispersing the oxide particles provides a fixing roller having improved strength and improved durability without adversely affecting the fixing property, and a manufacturing method thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例で作成した定着ローラーの構造を示す断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of a fixing roller prepared in an example.

【図2】回転耐久試験機の構造を示す略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a rotation durability tester.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:芯金 2:HTV型シリコーンゴム層(弾性層) 3:RTVジメチルシリコーン層(生成シリカ含有離型
層) 4:ウエブ 5:定着ローラー 6:加圧ローラー
1: Core metal 2: HTV type silicone rubber layer (elastic layer) 3: RTV dimethyl silicone layer (release layer containing silica produced) 4: Web 5: Fixing roller 6: Pressure roller

───────────────────────────────────────────────────── 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 F16C 13/00 9037−3J F16C 13/00 A (72)発明者 滝口 敏彦 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 西村 昭 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location F16C 13/00 9037-3J F16C 13/00 A (72) Inventor Toshihiko Takiguchi Osaka, Konohana-ku, Osaka 1-3-1 Shimaya Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works (72) Inventor Akira Nishimura 1-3-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka City, Osaka Sumitomo Electric Industries Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芯金上に、直接あるいは他の層を介し
て、金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層が形成
された定着ローラーにおいて、該金属酸化物粒子が、シ
リコーンゴム中に分散させた金属アルコキシドをゾルゲ
ル法により加水分解及び重縮合反応させることにより生
成させた平均粒径0.1μm以下の微粒子であることを
特徴とする定着ローラー。
1. A fixing roller in which a silicone rubber layer containing metal oxide particles is formed directly or through another layer on a core metal, the metal oxide particles being dispersed in the silicone rubber. A fixing roller comprising fine particles having an average particle diameter of 0.1 μm or less produced by subjecting the metal alkoxide to hydrolysis and polycondensation reaction by a sol-gel method.
【請求項2】 シリコーンゴムが、(A)ビニル基をも
つシリコーンゴム、SiH基をもつシリコーンゴム、及
び水酸基をもつシリコーンゴムからなる群より選ばれる
少なくとも1種のシリコーンゴムと、(B)フロロシリ
コーンゴム、フェニルシリコーンゴム、及びフッ素ゴム
からなる群より選ばれる少なくとも1種のゴムとの混合
物である請求項1記載の定着ローラー。
2. The silicone rubber comprises at least one silicone rubber selected from the group consisting of (A) a silicone rubber having a vinyl group, a silicone rubber having a SiH group, and a silicone rubber having a hydroxyl group, and (B) a fluoro rubber. The fixing roller according to claim 1, which is a mixture with at least one rubber selected from the group consisting of silicone rubber, phenyl silicone rubber, and fluororubber.
【請求項3】 金属アルコキシドが、ケイ素、チタン、
アルミニウム、ジルコニウム、及びタングステンからな
る群より選ばれる少なくとも1種の金属のアルコキシド
であって、かつ、少なくとも2個のアルコキシ基を有す
るものである請求項1または2記載の定着ローラー。
3. The metal alkoxide is silicon, titanium,
The fixing roller according to claim 1, which is an alkoxide of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zirconium, and tungsten, and which has at least two alkoxy groups.
【請求項4】 芯金上に、直接あるいは他の層を介し
て、金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層を形成
する定着ローラーの製造方法において、 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させ、 金属酸化物粒子を含有する未架橋シリコーンゴムを芯
金上に直接あるいは他の層を介して積層し、そして、 シリコーンゴムを架橋させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
4. A method for producing a fixing roller, comprising forming a silicone rubber layer containing metal oxide particles on a core metal directly or via another layer, wherein a metal alkoxide is dispersed in an uncrosslinked silicone rubber, The metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by the sol-gel method to produce metal oxide particles having an average particle size of 0.1 μm or less, and the uncrosslinked silicone rubber containing the metal oxide particles is directly or on another core metal. A method for producing a fixing roller, comprising laminating via layers, and crosslinking a silicone rubber.
【請求項5】 芯金上に、直接あるいは他の層を介し
て、金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層を形成
する定着ローラーの製造方法において、 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 金属アルコキシドを分散させた未架橋シリコーンゴム
を芯金上に直接あるいは他の層を介して積層し、そし
て、 ソルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させると同時に、シリコーンゴムを架橋させる こと特徴とする定着ローラーの製造方法。
5. A method for producing a fixing roller, which comprises forming a silicone rubber layer containing metal oxide particles on a core metal directly or through another layer, wherein a metal alkoxide is dispersed in an uncrosslinked silicone rubber, An uncrosslinked silicone rubber in which a metal alkoxide is dispersed is laminated directly on a core metal or through another layer, and the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by a sol-gel method to obtain an average particle size of 0.1 μm or less. A method for producing a fixing roller, characterized in that a metal oxide particle is generated and at the same time, a silicone rubber is crosslinked.
【請求項6】 芯金上に、直接あるいは他の層を介し
て、金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層を形成
する定着ローラーの製造方法において、 未架橋シリコーンゴムに金属アルコキシドを分散さ
せ、 金属アルコキシドを分散させたシリコーンゴムを芯金
上に直接あるいは他の層を介して積層し、 シリコーンゴムを架橋させ、そして、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
6. A method for producing a fixing roller, comprising forming a silicone rubber layer containing metal oxide particles directly or through another layer on a core metal, wherein a metal alkoxide is dispersed in an uncrosslinked silicone rubber, The silicone rubber in which the metal alkoxide is dispersed is laminated on the core metal directly or through another layer to crosslink the silicone rubber, and the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed by the sol-gel method to obtain an average particle size of 0. A method for producing a fixing roller, which comprises producing metal oxide particles of 1 μm or less.
【請求項7】 芯金上に、直接あるいは他の層を介し
て、金属酸化物粒子を含有するシリコーンゴム層を形成
する定着ローラーの製造方法において、 未架橋シリコーンゴムを芯金上に直接あるいは他の層
を介して積層し、 シリコーンゴムを架橋させ、 架橋シリコーンゴムを膨潤させて金属アルコキシドを
含浸させ、そして、 ゾルゲル法により金属アルコキシドを加水分解及び重
縮合反応させて平均粒径0.1μm以下の金属酸化物粒
子を生成させる ことを特徴とする定着ローラーの製造方法。
7. A method for producing a fixing roller, comprising forming a silicone rubber layer containing metal oxide particles on a core metal directly or via another layer, wherein an uncrosslinked silicone rubber is directly or directly on the core metal. Laminate through other layers, crosslink silicone rubber, swell crosslinked silicone rubber to impregnate metal alkoxide, and hydrolyze and polycondense metal alkoxide by sol-gel method to obtain average particle size 0.1 μm A method for producing a fixing roller, comprising producing the following metal oxide particles.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6902269B2 (en) * 2002-12-09 2005-06-07 Xerox Corporation Process for curing marking component with nano-size zinc oxide filler
US6923533B2 (en) * 2002-12-09 2005-08-02 Xerox Corporation Phase change ink imaging component with nano-size filler

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