JPS61243836A - シリコ−ンゴム・ロ−ラの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、シリコーンゴム・ローラ、とくにＰＰＣ複
写機の定着装置における加圧Ｏ−ラ等として使用される
多孔質シリコーンゴム・ローラの製造法に関するもので
ある。

従来の技術 従来、例えばＰＰＣ複写機の熱ロール式定着装置におけ
る加圧ローラとして使用されるシリコーンゴム・ローラ
は、付加反応型シリコーンゴムを原料として、これを注
型法あるいは射出成型法により成形して架橋反応させる
ことにより製造されていた。しかしながら、従来の付加
反応型シリコーンゴム・ローラは、いわゆるソリッド・
タイプであるために重量が大きく、また材料の使用量が
多いので、製造コストが高くついた。そのうえ、定着ロ
ーラとの接触幅すなわちニップ幅が狭く、従って定着性
が悪いという問題があった。

ところで、従来ラジカル反応型（もしくはミラブル型）
シリコーンゴムよりなる多孔質シリコーンゴム・ローラ
は既に知られている。この種のローラは、ラジカル反応
型シリコーンゴムの原料中に有機発泡剤を所要量配合す
ることによりシリコーンゴム中に気泡を形成せしめたも
のである。このような従来のシリコーンゴム・ローうで
は、トナーの離型性をよくするために、成形後のシリコ
ーンゴム・ローラをシリコーン油内に浸漬し、ローラに
シリコーン油を含浸させていた。しかしながら、このよ
うな方法によれば、ローラにシリコーン油を含浸させる
のに一昼夜もしくはそれ以上の長時間を要し、これでは
シリコーンゴム・ローラの生産性が非常に悪いという問
題があった。

なお、ラジカル反応型シリコーンゴム・ローラの製造の
さいに使用される有機発泡剤には、リン、イオウもしく
は窒素等の元素が含まれているため、これを付加反応型
シリコーンゴムの原料に添加して多孔質ローラを製造し
ようとすると、発泡剤が触媒毒として作用するため、付
加反応型シリコーンゴムの硬化阻害が生じ、多孔質ロー
ラを得ることができないという問題があった。

発明の目的 この発明の目的は、上記の問題を解決し、付加反応型シ
リコーンゴムよりなる多孔質ローラを製造することがで
きるとともに、製造時シリコーン油を含有させることが
でき、従って非常に軽量で、かつシリコーンゴムの使用
量が少なくてすむため、製造コストが安くつき、また硬
度が小さいためにニップ幅を多くすることができ、従っ
て定着性にすぐれているとともに、ニップ圧力を小さく
することができて、加圧装置のコンパクト化を果し得る
とともに、運転コストが安くつき、さらにシリコーン油
を含有するためにトナー　の剥離性がよく、しかも製造
作業が簡単で、生産性にすぐれたシリコーンゴム・ロー
ラの製造法を提供しようとするにある。

発明の構成 この発明は、上記の目的を達成するために、付加反応型
シリコーンゴム原料と、熱可塑性合成樹脂製球状壁膜内
に揮発性物質を含有してなりかつ上記シリコーンゴム原
料１００重斑部に対して０．１〜３０重量部の膨脹性微
小球と、シリコーンゴム原料１００重量部に対して１〜
５０重市部のシリコーン油とを配合し、これらの配合物
をローラ成形用金型内に導入して８０〜２００℃に加熱
し、微小球を膨脹させて中空球を形成するとともに、シ
リコーンゴム原料を架橋反応せしめることにより、シリ
コーン油含有多孔質シリコーンゴム・ローラを製造する
ことを特徴とするシリコーンゴム・ローラの製造法を要
旨としている。

上記において、付加反応型シリコーンゴムとしては、末
端にビニル基を有するジメチル・シロキサンポリマーを
ベースポリマーとして、これに架橋剤としてＨ−シロキ
サンが付加されて架橋されたものである。ここで、ベー
スポリマーの重合度は２００〜１０００、また粘度は１
０万ｃｐｓ以下、好ましくは５００〜１０万ｃｐｓであ
る。反応触媒としては通常白金化合物を使用する。なお
、付加反応型シリコーンゴム原料の粘度を１０万ｃｐｓ
以下としたのは、該粘度が１０万ｃｐｓをこえると、後
述の膨脹性微小球が破壊されるおそれがあるからである
。

付加反応型シリコーンゴムの原料には、上記反応剤と共
に充填剤と各種添加剤が含まれている。ここで充填剤と
しては、例えば微粉シリカ、ケイソウ土、および炭酸カ
ルシウム等があげられる。なお、付加反応型シリコーン
ゴムは、反応系にＰ、Ｓ、Ｎ元素を含む有機化合物ある
いは金属有機酸塩などが存在すると、これらが触媒毒と
して作用し、硬化阻害が生じる。

また上記膨脹性を有する微小球は、熱可塑性合成樹脂製
球状壁膜内に揮発性物質を含有してなるものであって、
これは通常１００１以下、好ましくは１０〜２０４の粒
径を有するものである。ここで、壁膜を構成する熱可塑
性合成樹脂としては、次のようなものがあげられる。

（１）ポリオレフィン系樹脂：ポリエチレン、およびポ
リプロピレン等。

（２）ポリビニール化合物：ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、およびポ
リプロピオン酸ビニール等。

（３）ポリメタアクリル酸エステル：ポリメタアクリル
酸のメチル、エチル、ブチル、ヘキシル、およびオクチ
ルエステル等。

（４）上記（１）〜（３）の二種以上の共重合物：塩化
ビニルデンー塩化ビニル共重合物。

上記膨脹性微小球の壁膜に内包される揮発性物質は、付
加反応型シリコーンゴムの架橋反応が生じる前に気化し
得る物質であって、常温において液体でかつ好ましくは
１２０℃以下の沸点を有する化合物であれば、すべて使
用可能であり、例えば次のようなものがあげられる。

（１）炭化水素ニブタン、プロパン、ペンタン、ヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン等。

（２）アルコール：メタノール、エタノール、プロパツ
ール、ブタノール等。

（３）ハロゲン化炭化水素：トリクロルエタン、トリク
ロルエチレン等。

（４）エステル：ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル
、酢酸イソプロピル等。

（５）ニトリル：アセトニトリル等。

（６）エーテル：イソプロビルエーテル、テトラヒドロ
フラン等。

（７）アルデヒド、ケトン：アセタール、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等。

上記膨脹性微小球は、付加反応型シリコーンゴム原料１
００重量部に対して０．１〜３０重同部、好ましくは０
．３〜２０重量部の割合で使用する。ここで、微小球が
０．１重量部未満であれば、Ｏ−ラ成形後における気孔
が少なすぎるため、シリコーンゴム・ローラのの弾性が
小さくなり、ニップ幅が少なくなる。また微小球が３０
重量部を越えると、ローラ成形後における気孔が多すぎ
るため、強度が小さくなり、また圧縮永久歪が得られな
い。

また膨脹性微小球によるシリコーンゴム・〇−ラの発泡
倍率は、３倍以下であるのが望ましい。というのは、発
泡倍率が３倍を越えると、シリコーンゴム・ローラ強度
および圧縮永久歪が悪くなり、加圧ローラとして使用不
可能となるからである。

上記シリコーン油は、比較的低重合度の直鎖状ポリシロ
キサンであって、これは通常１万ｃｐＳ以下の粘度を有
するものである。ここで、シリコーン油としては、ジメ
チルシリコーン油、メチルフェニルシリコーン油および
７０ロシリコーン油等を使用し得る。

シリコーン油は、付加反応型シリコーンゴム原料１００
重量部に対して１〜５０重間部、好ましくは５〜３０重
量部の割合で使用する。ここで、シリコーン油が１重量
部未満であれば、シリコーン油がローラ表面に滲出せず
、従って充分な離型性が得られない。またシリコーン油
が５０重量部を越えると、シリコーン油の滲出が過多と
なって、ローラの外形変化が生じ、また歪などが悪くな
る。なお、シリコーン油の粘度を１万ｃｐｓ以下とした
のは、該粘度が１万ｃｐＳを超えると、シリコーンポリ
マーの分子ａが大きすぎて、やはりローラ表面に滲出し
難くなるからである。

そして上記配合物は８０〜２００℃、好ましくは１３０
〜１５０℃に加熱する。これによって微小球が膨脹して
中空球が形成されるとともに、シリコーンゴム原料が架
橋反応せしめられて、シリコーン油含有シリコーンゴム
・ローラが得られる。

上記において、配合物の加熱温度が８０℃未満であれば
、シリコーンゴムの架橋反応が生じ難く、また微小球内
の揮発性物質の揮発が不十分となり、微小球が充分な大
きさの中空球に成長しない。また加熱温度が２００℃を
越えると、シリコーンゴムの品質にむらを生じる。すな
わち、ローラ成形用金型内に導入されたシリコーンゴム
の原料は通常金型の外側より加熱されるが、この加熱温
度が２００℃を越えると、全体として架橋反応時間は短
縮されるが、シリコーンゴムの外側部分の架橋反応が早
くなり、これに対してシャフトに近いシリコーンゴムの
内側部分の架橋反応が遅くなるため、シリコーンゴムの
品質にむらを生じるものある。

実　　施　　例 つぎに、この発明の詳細な説明する。

この発明の方法により、図面に示すようなシリコーンゴ
ム・ローラ（１）を製造した。このシリコーンゴム・ロ
ーラ（１）はアルミニウムもしくはステンレス鋼等より
なる金ＷＡ製シャフト（２）の表面に所定厚さの多孔質
シリコーンゴム被覆部（３）が設けられたものである。

まず付加反応型シリコーンゴム（商品名バイエルＷＲＬ
９５９、バイエルＡ−Ｇ製）の原料１００重量部に対し
て、膨脹性微小球（商品名松本マイクロスウェアＦ−３
０、松本油脂製薬株式会社製）と、ジメチルシリコーン
油（商品名ＫＦ９６０、信越化学工業株式会社製）とを
下記表工に示す割合で配合し、つぎにこれらの配合物を
ローラ成形用金型内に導入して１４０℃に加熱し、微小
球を膨脹させて中空球を形成するとともに、シリコーン
ゴム原料を架橋反応せしめることにより、シリコーン油
含有多孔質シリコーンゴム・ローラ（１）を製造した。

上記膨脹性微小球は、塩化ビニリデン共重合物よりなる
樹脂を壁膜として、これの内部に揮発性物質としてのイ
ンブタンが封入されたものであリ、粒子径１０〜２０ｐ
の大きさを有している。

この微小球は加熱によりイソブタンがガス化するととも
に、壁膜を構成する樹脂が軟化することにより、中空球
に成長するものである。なお、金属製シャフトは成形時
にシリコーンゴム内に埋め込まれている。また比較のた
めに、シリコーンゴム原料のみをローラ成形用金型内に
注入して従来のソリッド・タイプのシリコーンゴム・ロ
ーラを製造した。なお、上記実施例と比較例のシリコー
ンゴム・ローラは、いずれも外形４３ｍｍおよびシリコ
ーンゴム被覆部の厚みが１３−一であった。

（以下余白） そして上記のシリコーンゴム・ローラをＰＰＣ複写機の
定着装置における加圧ローラとして使用し、ニップ幅を
測定した。また各シリコーンゴム・ローラ（１）のシリ
コーンゴム被覆部（３）の比重および硬度（ＪＩＳＡ）
を測定し、得られた結果を下記表■にまとめて示した。

（以下余白） 上記表■から明らかなように、この発明の方法により得
られたシリコーンゴム・ローラは、硬度および比重が共
に低下していて、ニップ幅が比較例に比べて増大してい
る。ここで、ニップ幅の増大は１　ａｌｌであるが、こ
れは加圧ローラの定着性にとって非常に多きな影響を与
えるものであり、この発明の方法により得られたシリコ
ーンゴム・ローラを加圧ローラとして使用すれば、定着
性が大幅に改善された。またこ０方法によるシリコーン
ゴム・ローラにはシリコーン油が含有されているため、
トナーの剥離性がきわめて良好であった。なお、比較例
のシリコーンゴム・ローラはソリッド・タイプであるた
め、本発明の場合に比べて倍量以上のシリコーンゴム原
料を必要とし、従って製造コストが非常に高くついた。

なお、この発明の方法により製造されたシリコーンゴム
・０−ラは、ＰＰＣ複写機の定着装置の加圧ローラとし
て使用されるだけでなく、例えばノンインパクトプリン
ターの熱転写ローラ等のその他のローラとしても使用可
能である。

発明の効果 この発明によるシリコーンゴム・０−ラの製造法は、上
述のように、付加反応型シリコーンゴム原料と、熱可塑
性合成樹脂製球状壁膜内に揮発性物質を含有してなりか
つ上記シリコーンゴム原料１００重量部に対して０．１
〜３０重量部の膨脹性微小球と、シリコーンゴム原料１
００重量部に対して１〜５０重量部のシリコーン油とを
配合し、これらの配合物をローラ成形用金型内に導入し
て８０〜２００℃に加熱し、微小球を膨脹させて中空球
を形成するとともに、シリコーンゴム原料を架橋反応せ
しめることにより、シリコーン油含有多孔質シリコーン
ゴム・ローラを製造するものであるから、従来より製造
不可能とされた付加反応型シリコーンゴムよりなる多孔
質ローラを製造することができ、この発明の方法により
得られたシリコーンゴム・ローラは、非常に軽量で、か
つシリコーンゴムの使用量が少なくてすむため、製造コ
ストが安くつき、また硬度が小さいためにニップ幅を大
きくすることができ、従って定着性にすぐれているとと
もに、ニップ圧力を小さくすることができて、加圧装置
のコンパクト化を果し得るとともに、運転コストが安く
つき、さらにシリコーン油を含有するためにトナーの剥
離性がよく、しかもシリコーン油をローラの製造時に金
主産性にすぐれているという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の方法により製造されたシリコーンゴム
・ローラの斜視図である。 （１）・・・シリコーンゴム・ローラ、（２）・・・シ
ャフト、（３）・・・シリコーンゴム被覆部。 以　　上 外４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 付加反応型シリコーンゴム原料と、熱可塑性合成樹脂製
   球状壁膜内に揮発性物質を含有してなりかつ上記シリコ
   ーンゴム原料１００重量部に対して０．１〜３０重量部
   の膨脹性微小球と、シリコーンゴム原料１００重量部に
   対して１〜５０重量部のシリコーン油とを配合し、これ
   らの配合物をローラ成形用金型内に導入して８０〜２０
   ０℃に加熱し、微小球を膨脹させて中空球を形成すると
   ともに、シリコーンゴム原料を架橋反応せしめることに
   より、シリコーン油含有多孔質シリコーンゴム・ローラ
   を製造することを特徴とするシリコーンゴム・ローラの
   製造法。