JPWO2017094703A1 - 電子写真機器用弾性ロールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

弾性体層が低硬度で耐ヘタリ性に優れ、ヘタリにくい電子写真機器用弾性ロールおよびその製造方法を提供する。
軸体１２と、軸体１２の外周に形成された発泡弾性体層１４と、を有し、発泡弾性体層１４が、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡１８を有するシリコーンゴム発泡体からなり、その連通度が４０％以上である電子写真機器用弾性ロール１０とする。発泡弾性体層１４の外周表面側には、スキン層１４ａを有することが好ましい。

Description

本発明は、電子写真機器用弾性ロールおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ベース材料がシリコーンゴム発泡体からなる発泡弾性体層を有する電子写真機器用弾性ロールおよびその製造方法に関するものである。

電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロール、加圧ロール、定着ロール、給紙（紙送り）ロールなどの弾性ロールの弾性体層のベース材料としてシリコーンゴムが用いられることがある。弾性ロールの弾性体層には低硬度であることが求められるため、ベース材料のシリコーンゴムを発泡化させることがある。

特許第３７１２３８０号公報

シリコーンゴムを発泡化させると、硬度を低下させることはできるが、押し込み荷重に対する回復が遅くなり、圧縮永久歪が悪くなって、ヘタリが悪くなるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、弾性体層が低硬度で耐ヘタリ性に優れ、ヘタリにくい電子写真機器用弾性ロールおよびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用弾性ロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡弾性体層と、を有し、前記発泡弾性体層は、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡を有するシリコーンゴム発泡体からなり、その連通度が４０％以上であることを要旨とするものである。

前記ベース材料は、オルガノポリシロキサン、架橋剤、補強材、架橋触媒を内包する樹脂微粒子からなるマイクロカプセル型触媒、を含有するシリコーンゴム組成物の架橋体からなるものであってもよい。前記樹脂微粒子の樹脂は、溶解度パラメータ７．９以上の樹脂であることが好ましい。前記補強材は、シリカおよびカーボンの少なくとも１種であることが好ましい。前記補強材の含有量は、前記架橋シリコーンゴム１００質量部に対し、０．５〜１５質量部の範囲内であることが好ましい。前記複数の気泡の平均径は、５０μｍ以下であることが好ましい。前記発泡弾性体層の外周表面側には、スキン層を有することが好ましい。前記複数の気泡の径は、平均径の±５０％径の範囲内に８０％以上含まれる分布を示すことが好ましい。

そして、本発明に係る電子写真機器用弾性ロールの製造方法は、軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡弾性体層と、を有する電子写真機器用弾性ロールの製造方法であって、前記発泡弾性体層を形成するための金型に、オルガノポリシロキサン、架橋剤、補強材、水、ＨＬＢ値の低い界面活性剤、必要に応じて触媒、を含有するエマルションコンパウンドを注型して、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の水泡を有する中間体を形成する工程と、前記中間体から複数の水泡に存在する水を揮発・除去して架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡を有するシリコーンゴム発泡体を形成する工程と、を有することを要旨とするものである。前記軸体と前記発泡弾性体層の間は、水分と反応する官能基を有する接着剤を介して接着されていることが好ましい。

前記エマルションコンパウンドは、触媒として架橋触媒を内包する樹脂微粒子からなるマイクロカプセル型触媒を用いてもよい。前記エマルションコンパウンドを注型する前に、前記発泡弾性体層を形成するための金型にスキン層を形成するための薬剤を塗布しておき、前記シリコーンゴム発泡体を形成する工程において、前記発泡弾性体層の外周表面側にスキン層を形成することが好ましい。

本発明に係る電子写真機器用弾性ロールによれば、軸体の外周に形成された発泡弾性体層が、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡を有するシリコーンゴム発泡体からなり、その連通度が４０％以上であることから、低硬度でへたりにくいものとすることができる。

そして、発泡弾性体層の外周表面側にスキン層を有すると、気泡の大きさのレベルでの特性のばらつきが抑えられる。また、軸体と発泡弾性体層の間が水分と反応する官能基を有する接着剤を介して接着されることで、発泡弾性体層を連通度４０％以上のシリコーンゴム発泡体で構成した場合でも、軸体と発泡弾性体層の接着性の低下が抑えられる。

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用弾性ロールの外観斜視図（ａ）および周方向断面図（図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図）（ｂ）である。 図１における発泡弾性体層の表面近傍の断面拡大図（Ｂ部拡大図）である。 他の実施形態における発泡弾性体層の表面近傍の断面拡大図（Ｂ部拡大図）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の構成について具体的に明らかにする。

図１には、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用弾性ロール（以下、本弾性ロールということがある）を示している。図２には、図１における発泡弾性体層の表面近傍を拡大して示している。

図１に示すように、本弾性ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成された発泡弾性体層１４と、軸体１２と発泡弾性体層１４の間に配置された接着層１６と、を有している。発泡弾性体層１４は、図２に示すように、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料（固相）中に複数の気泡１８を有するシリコーンゴム発泡体からなる。ベース材料中において、複数の気泡１８は、発泡弾性体層１４の周方向、厚み方向および長さ方向の全体に均一に分布している。発泡弾性体層１４は、ベース材料中に複数の気泡１８を有することにより、気泡１８を含んでいない充実弾性体層よりも柔軟性に優れ、低硬度なものとなっている。発泡弾性体層１４が低硬度となることで、接地面積（ニップ幅）が拡大し、高速印刷化に貢献する。また、気泡１８の分だけ充実弾性体層よりも材料の使用量が低減するので、材料コストの低減にも貢献する。

発泡弾性体層１４のベース材料中において、複数の気泡１８は、一部または全部が繋がっている（連通している）。すなわち、発泡弾性体層１４は、複数の気泡１８の一部または全部が繋がったスポンジ状になっている。気泡１８は気相となっており、気泡１８と気泡１８の間はベース材料からなる固相（樹脂相）となっている。発泡弾性体層１４は、複数の気泡１８を有することで低硬度となるが、押し込み荷重に対する回復が遅くなり、圧縮永久歪が悪くなって、ヘタリが悪くなる。発泡弾性体層１４において、ベース材料中の複数の気泡１８が連通していることにより、圧縮永久歪が良化し、ヘタリが良化する。また、さらに低硬度にすることができる。

複数の気泡１８の繋がりの程度は、発泡弾性体層１４の連通度により表される。発泡弾性体層１４の連通度は、液体の吸収量を基準に求めることができる。液体の吸収量が多いほど、複数の気泡１８が多く連通している。本発明において、発泡弾性体層１４の連通度は、４０％以上としている。これにより、圧縮永久歪が良好となり、発泡弾性体層１４が耐ヘタリ性に優れるものとなる。連通度が４０％未満では、耐ヘタリ性を満足しない。発泡弾性体層１４の連通度は、低硬度かつ耐ヘタリ性に優れるなどの観点から、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。

発泡弾性体層１４の発泡倍率は、気泡１８の量に関係する。発泡弾性体層１４の発泡倍率は、低硬度を満足しやすいなどの観点から、１．２倍以上であることが好ましい。より好ましくは１．５倍以上である。一方、発泡弾性体層１４の強度を十分に確保するなどの観点から、発泡弾性体層１４の発泡倍率は、１０倍以下であることが好ましい。より好ましくは３倍以下である。発泡弾性体層１４の発泡倍率は、ベース材料の比重と発泡弾性体層１４の質量および体積から算出することができる。また、レーザ顕微鏡を用いて撮影した発泡弾性体層１４の断面写真から算出することができる。

発泡弾性体層１４のベース材料中において、複数の気泡１８は、微細でばらつきの小さいものとなっている。気泡１８の径の大きさは、レーザ顕微鏡を用いて撮影した発泡弾性体層１４の断面写真から測定することができる。気泡１８の平均径は、任意の３箇所で撮影範囲２００μｍ角に写る気泡１８の９０％について径（直径）を測定し、その平均を算出することにより求めることができる。気泡１８の平均径は、気泡１８の大きさのレベルで本弾性ロール１０の特性（硬度、電気抵抗など）がばらつくのを抑えるなどの観点から、８０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以下である。一方、気泡１８による低硬度化を十分に確保する、連通しやすくするなどの観点から、気泡１８の平均径は、０．０１μｍ以上が好ましい。より好ましくは０．１μｍ以上である。また、気泡１８の径は、大きさのばらつきが小さいことで気泡１８の大きさのレベルで本弾性ロール１０の特性がばらつくのを抑えるなどの観点から、気泡１８の平均径の±５０％径の範囲内に８０％以上含まれる分布を示すことが好ましい。

発泡弾性体層１４の外周表面側には、スキン層１４ａを有する。スキン層１４ａは、図２に示すように、発泡弾性体層１４の外周表面側において、外周表面から厚み方向に向かって所定の厚み範囲に含まれる部分であり、発泡弾性体層１４の内部における気泡１８の含有率よりも気泡１８の含有率が少ない部分である。気泡１８の含有率は、レーザ顕微鏡を用いて撮影した発泡弾性体層１４の断面写真から算出することができる。気泡１８の含有率は、撮影範囲２００μｍ角に写る気泡１８の合計面積から算出することができる。気泡１８の平均含有率は、任意の３箇所で撮影範囲２００μｍ角に写る気泡１８の合計面積を算出し、その平均を算出することにより求めることができる。

スキン層１４ａを有することで、発泡弾性体層１４の外周表面付近の気泡１８の影響を緩和し、気泡１８の大きさのレベルで本弾性ロール１０の特性（硬度、電気抵抗など）がばらつくのを抑えることができる。この効果が十分に発揮できる意味で、発泡弾性体層１４の内部における気泡１８の平均含有率に対し、発泡弾性体層１４の外周表面付近の気泡１８の平均含有率がその平均含有率の４０％以下であると、発泡弾性体層１４の外周表面にはスキン層１４ａがあると評価することができる。例えば発泡倍率が２倍のときには、発泡弾性体層１４の内部における気泡１８の平均含有率は理論上５０％である。これに対し、発泡弾性体層１４の外周表面における気泡１８の平均含有率が２０％以下である（つまり、外周表面における気泡１８の平均含有率が内部における気泡１８の平均含有率の４０％である）と、発泡弾性体層１４の外周表面にはスキン層１４ａがあると評価することができる。そして、発泡弾性体層１４の内部における気泡１８の平均含有率に対し、発泡弾性体層１４の外周表面付近の気泡１８の平均含有率がその平均含有率の３０％以下であることがより好ましい。

スキン層１４ａの厚みは、発泡弾性体層１４の外周表面付近の気泡１８の影響を緩和し、気泡１８の大きさのレベルで本弾性ロール１０の特性（硬度、電気抵抗など）がばらつくのを抑える効果に優れるなどの観点から、発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径の１／１０以上の厚みであることが好ましい。より好ましくは発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径の１／３以上の厚みであり、さらに好ましくは発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径の１／２以上の厚みであり、特に好ましくは発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径以上の厚みである。一方、発泡弾性体層１４の気泡１８による低硬度などの効果を十分に発揮できるなどの観点から、スキン層１４ａの厚みは、発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径の５０倍以下の厚みであることが好ましい。より好ましくは発泡弾性体層１４の気泡１８の平均径の２０倍以下の厚みである。

発泡弾性体層１４は、シリコーンゴム組成物を発泡・硬化して得ることができる。発泡方法としては、化学発泡、機械発泡、エマルション発泡、バルーン発泡などが挙げられる。化学発泡は、有機あるいは無機の化学発泡剤を用いて材料の硬化時（成形時）に発泡させる発泡方法である。化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミドなどの有機発泡剤や重炭酸ナトリウムなどの無機発泡剤などが挙げられる。機械発泡は、外部から強制的に材料中へ炭酸ガスなどのガスを混入させ、機械的に攪拌・発泡させる方法である。エマルション発泡は、未硬化材料に水を分散させておき、その分散状態で材料を硬化させ、硬化後に硬化物から水を除去する発泡方法である。バルーン発泡は、中空粒子を未硬化材料に分散させておき、硬化後に硬化物からバルーンを除去する、若しくは、バルーンを破ってセルを形成する発泡方法である。

化学発泡は、硬化中に気泡１８を発生させる方法であり、気泡１８の大きさが不均一で大きくなりやすい。これに対し、機械発泡、エマルション発泡、バルーン発泡は、いずれも材料の硬化前（成形前）から材料中に泡を含む発泡方法であり、泡を含む状態をそのまま硬化するものであるため、気泡１８の大きさを均一で小さくしやすい。したがって、微細でばらつきの小さい気泡１８を含む構成にする場合には、後者の発泡方法が好ましい。しかし、後者の発泡方法は、発泡弾性体層１４の厚み方向、周方向および長さ方向に均一に気泡１８が分散されるため、そのままではスキン層１４ａが形成されない。後者の発泡方法のうち、エマルション発泡は、成形界面でのセルの運動性を制御することでスキン層１４ａを形成することができる。したがって、発泡方法としては、エマルション発泡が特に好ましい。

シリコーンゴム組成物は、オルガノポリシロキサン、架橋剤、補強材を含有する。シリコーンゴム組成物は、必要に応じて、本発明を阻害しない範囲内で、シリコーンゴムに添加され得る添加剤を添加することができる。添加剤としては、導電剤、充填剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、架橋助剤、スコーチ防止剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、滑剤、熱安定剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、防錆剤などが挙げられる。

発泡弾性体層１４のベース材料は、シリコーンゴム組成物の架橋体からなる。シリコーンゴム組成物は、必要に応じて、架橋触媒を含有している。架橋触媒は、架橋剤によるオルガノポリシロキサンの架橋反応を促進する触媒である。架橋触媒は、マイクロカプセル化されたものであってもよい。マイクロカプセル型触媒は、上記架橋触媒を内包する樹脂微粒子からなる。樹脂微粒子は、少なくとも室温において固体であり、平均粒子径は３０μｍ以下であるとよい。平均粒子径は、レーザー顕微鏡により測定されるメジアン径である。樹脂微粒子の平均粒子径は、架橋触媒の分散性を高めるなどの観点から、１０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５μｍ以下である。また、作製時の微粒子回収率を高めるなどの観点から、０．１μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは２μｍ以上である。

樹脂微粒子の樹脂は、溶解度パラメータ（ＳＰ値）７．９以上であることが好ましい。シリコーンゴム組成物のベースポリマーであるシリコーンゴムの溶解度パラメータを大きく外れる溶解度パラメータとすることで、シリコーンゴムとの相溶性を下げ、貯蔵中において樹脂微粒子の溶解あるいは膨潤を抑え、内包する架橋触媒の徐放性を抑制し、貯蔵安定性を向上することができる。溶解度パラメータ８．３以上とすることで、シリコーンゴムとの相溶性をさらに下げ、貯蔵安定性を格段に向上することができる。また、樹脂微粒子の樹脂は、溶解度パラメータ２０以下であることが好ましい。より好ましくは１５以下、さらに好ましくは１２以下である。溶解度パラメータ２０以下であると、水の溶解度パラメータ（２３．４）から離れるので、樹脂微粒子の樹脂と水の相溶化、樹脂微粒子の樹脂と界面活性剤の親水部との相互作用などが抑えられ、後述するエマルションの形成を妨げにくく、発泡倍率の低下やセル（気泡）のバラツキを抑えやすい。溶解度パラメータは、ｓｍａｌｌの計算法により分子構造から算出することができる。

樹脂微粒子の樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。樹脂微粒子の樹脂は、架橋されることにより圧縮永久歪の低下を抑えられるなどの観点から、熱硬化性樹脂がより好ましい。樹脂微粒子の樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、スチレン系重合体、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられる。これらは、樹脂微粒子の樹脂として１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、レゾール樹脂、アルキド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。

アクリル樹脂には、アクリレートをモノマーとして含むポリマーとメタクリレートをモノマーとして含むポリマーの両方が含まれる。また、アクリレートおよびメタクリレートをモノマーとして含むポリマーも含まれる。これらのうちでは、常温で固体状態を維持できるなどの観点から、アクリレートおよびメタクリレートをモノマーとして含むポリマー、メタクリレートのみをモノマーとして含むポリマーがより好ましい。アクリル樹脂は、単一のモノマーから合成される単重合体であってもよいし、２種以上のモノマーから合成される共重合体であってもよい。アクリル樹脂としては、ガラス転移温度を１００℃以下あるいは８５℃以下の低温に調整しやすいなどの観点から、共重合体であることが好ましい。アクリル樹脂のうちでは、ガラス転移温度を８５℃以下の低温にすることができるなどの観点から、エチルメタクリレートとメチルメタクリレートの共重合体が特に好ましい。

アクリルモノマー、メタクリルモノマーとしては、アルキル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、ハロゲン化アルキル（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、フェノキシアルキル（メタ）アクリレート、アルコキシアルキレングリコール（メタ）アクリレートなどが挙げられる。具体的には、メチル（メタ）アクリレート・エチル（メタ）アクリレート・プロピル（メタ）アクリレート・ブチル（メタ）アクリレート・イソアミル（メタ）アクリレート・２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート・ラウリル（メタ）アクリレート・ステアリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等のシクロアルキル（メタ）アクリレート、クロロエチル（メタ）アクリレート・クロロプロピル（メタ）アクリレート等のハロゲン化アルキル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート・２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート・２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート・３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート・β−ヒドロキシ−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチルフタレート等の水酸基を有する（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート・エトキシエチル（メタ）アクリレート・ブトキシエチル（メタ）アクリレート等のアルコキシアルキル（メタ）アクリレート、フェノキシエチルアクリレート・ノニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート等のフェノキシアルキル（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート・メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート・メトキシジプロピレングレコール（メタ）アクリレート等のアルコキシアルキレングリコール（メタ）アクリレート、２、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート・２，２−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート・２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート・３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

また、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレートなどのアルキルジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルに不飽和カルボン酸や不飽和アルコール等のエチレン性不飽和結合と活性水素を持つ化合物を付加反応させて得られる多価（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の不飽和エポキシ化合物とカルボン酸やアミンのような活性水素を有する化合物を付加反応させて得られる多価（メタ）アクリレート、メチレンビス（メタ）アクリルアミド等の多価（メタ）アクリルアミド、ジビニルベンゼン等の多価ビニル化合物等を挙げることができる。

スチレン系重合体は、単一のモノマーから合成される単重合体であってもよいし、２種以上のモノマーから合成される共重合体であってもよい。スチレン系重合体としては、共重合体であることが好ましい。スチレン系重合体としては、スチレン−無水マレイン酸共重合体（ＳＭＡ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン共重合体（ＳＩＳ）、水添スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＥＢＳ）、水添スチレン−イソプレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重体（ＳＡＮ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重体（ＡＢＳ）などが挙げられる。

マイクロカプセル型触媒は、従来公知の方法で製造することができる。生産性、球状度などの観点から、懸濁重合法、乳化重合法、スプレードライヤー法、液中乾燥法などが好ましい。

懸濁重合法や乳化重合法により製造する場合、架橋触媒を固体状の芯物質とし、これを溶解しない有機溶媒中に分散させ、この分散液中でモノマーを懸濁重合法や乳化重合法などの重合法により重合させることにより、芯物質の表面を重合体が被覆する。これにより、架橋触媒が樹脂微粒子に内包されてなるマイクロカプセル型触媒が得られる。

液中乾燥法により製造する場合、架橋触媒、カプセル化する樹脂を水に不溶の有機溶剤に溶解させ、この溶液を界面活性剤の水溶液へ滴下しエマルジョンを作製する。その後、減圧し有機溶剤を除去した後、ろ過によりカプセル化触媒を得る。

マイクロカプセル型触媒における架橋触媒の金属原子含有量は、十分に樹脂に覆われて優れた貯蔵安定性を確保できる観点から、５質量％以下であることが好ましい。より好ましくは０．８質量％以下である。また、優れた触媒活性を確保する観点から、０．０１質量％以上であることが好ましい。より好ましくは０．３質量％以上である。

シリコーンゴム組成物におけるマイクロカプセル型触媒の含有量は、マイクロカプセル型触媒における架橋触媒の含有量にもよるが、マイクロカプセル型触媒における架橋触媒の含有量が上記の所定範囲内である場合には、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．０１〜５．０質量部の範囲内とすることができる。また、架橋触媒が金属触媒である場合には、金属量に換算して、通常、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して１ｐｐｍ〜１．０質量部の範囲とされる。

オルガノポリシロキサンは、有機基を有する。有機基は、１価の置換または非置換の炭化水素基である。非置換の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基などのアラルキル基などが挙げられる。置換の炭化水素基としては、クロロメチル基などが挙げられる。オルガノポリシロキサンとしては、一般的には、有機基としてメチル基を有するものが、合成のしやすさ等から多用される。オルガノポリシロキサンは、直鎖状のものが好ましいが、分岐状もしくは環状のものであっても良い。

オルガノポリシロキサンは、その架橋機構（硬化機構）に応じて、所定の反応性基（官能基）を有する。反応性基としては、アルケニル基（ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基など）やシラノール基などが挙げられる。アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、有機過酸化物を架橋剤とする過酸化物架橋反応や、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサン（オルガノハイドロジェンポリシロキサン）を架橋剤とする付加反応により架橋される。付加反応には、ヒドロシリル化触媒を組み合わせて用いることができる。シラノール基を有するオルガノポリシロキサンは、縮合反応により架橋される。縮合反応には、縮合用架橋剤を組み合わせて用いることができる。

アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有することが好ましい。また、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有することが好ましい。また、シラノール基を有するオルガノポリシロキサンは、１分子中に少なくとも２個のシラノール基を有することが好ましい。

有機過酸化物としては、ベンゾイルペルオキシド、２,４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｐ−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、ジクミルペルオキシド、クミル−ｔ−ブチルペルオキシド、２,５−ジメチル−２,５−ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらのうちでは、特に低い圧縮永久歪を与えることから、ジクミルペルオキシド、クミル−ｔ−ブチルペルオキシド、２,５−ジメチル−２,５−ジ−ｔ−ブチルペルオキシヘキサン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシドが好ましい。

有機過酸化物の添加量は、特に限定されるものではないが、通常、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．１〜１０質量部の範囲とされる。

ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサン（オルガノハイドロジェンポリシロキサン）として、具体的には、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ_３）_２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位とから成る共重合体、（ＣＨ_３）_２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位と（Ｃ_６Ｈ_５）ＳｉＯ３／２単位とから成る共重合体などが挙げられる。

ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンの配合量は、特に限定されるものではないが、通常、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．１〜４０質量部の範囲とされる。

ヒドロシリル化触媒としては、白金系触媒、ルテニウム触媒、ロジウム触媒などが挙げられる。白金系触媒としては、微粒子状白金、白金黒、白金担持活性炭、白金担持シリカ、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体などが挙げられる。

ヒドロシリル化触媒の添加量は、特に限定されるものではないが、白金系金属の金属量に換算して、通常、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン１００質量部に対して１ｐｐｍ〜１質量部の範囲とされる。

縮合用架橋剤としては、加水分解性の基を１分子中に２個以上、好ましくは３個以上有するシラン、あるいはその部分加水分解縮合物が使用される。この場合、その加水分解性の基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基などのケトオキシム基、アセトキシ基などのアシルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基などのアルケニルオキシ基、Ｎ−ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基などのアミノ基、Ｎ−メチルアセトアミド基などのアミド基等が挙げられる。

縮合用架橋剤の添加量は、特に限定されるものではないが、通常、シラノール基を有するオルガノポリシロキサン１００質量部に対して１〜５０質量部の範囲とされる。

補強材としては、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、溶融シリカ、カーボンブラック、石英粉末、シリコーン粒子、珪藻土、ケイ酸アルミニウム、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、炭酸亜鉛などが挙げられる。これらのうちでは、添加量に対する補強効果などの観点から、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、溶融シリカ、カーボンブラックが好ましい。補強材の含有量は、発泡弾性体層１４の連通度を確保する、発泡弾性体層１４の複数の気泡１８を微細でばらつきの小さいものとする、発泡弾性体層１４の強度を確保するなどの観点から、架橋シリコーンゴム１００質量部に対し、０．５質量部以上であることが好ましい。より好ましくは１．０質量部以上、さらに好ましくは３．０質量部以上である。一方、発泡弾性体層１４の連通度を確保する、発泡弾性体層１４の複数の気泡１８を微細でばらつきの小さいものとするなどの観点から、架橋シリコーンゴム１００質量部に対し、１８質量部以下であることが好ましい。より好ましくは１５質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以下である。

導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性チタン酸化物、導電性亜鉛酸化物、導電性スズ酸化物などの電子導電剤や、４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤、イオン液体などのイオン導電剤などが挙げられる。導電剤の配合量は、所望の物性に応じて適宜選択される。

エマルション発泡を行う場合、上記のシリコーンゴム組成物（シリコーンコンパウンド）を含むエマルションコンパウンドを調製する。エマルションコンパウンドは、少なくとも、シリコーンコンパウンド、界面活性剤、水を含有する。エマルションコンパウンドには、水泡を安定させる安定剤や、水の沸点を制御する（上昇あるいは下降させる）添加剤などが含まれていてもよい。沸点上昇剤としては、塩などが挙げられる。塩水を用いると、１００℃以上の高温成形が可能となる。

界面活性剤は、親水領域と疎水領域を併せ持つ化合物である。界面活性剤としては、シリコーン中に水を分散させるために、ＨＬＢ値が低い界面活性剤を用いる。ＨＬＢ値は、水と油への親和性の程度を表す値である。ＨＬＢ値は、０から２０までの値をとり、０に近いほど親油性が高く、２０に近いほど親水性が高い。ＨＬＢ値が低い界面活性剤を用いることで、シリコーン中に水が分散したＷ／Ｏ型エマルションが得られる。界面活性剤のＨＬＢ値は、０〜１５の範囲内が好ましい。より好ましくは２〜７の範囲内である。用いる界面活性剤として好適な、ＨＬＢ値が低い界面活性剤としては、脂肪族アルコールポリグリコールエーテル、部分鹸化されたポリビニルアルコール、アルキルスルフェート、ポリオキシエチレン−オレイルエーテル、ポリオキシエチレン−ラウリルエーテル、エーテル変性シリコーンオイルなどが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、シリコーンポリマーとの相溶性などの観点から、エーテル変性シリコーンオイルが好ましい。

エマルションコンパウンドにおいて、シリコーンコンパウンド１００質量部に対し、水の含有量は、１０〜１０００質量部の範囲内が好ましい。より好ましくは５０〜２００質量部の範囲内である。また、シリコーンコンパウンド１００質量部に対し、界面活性剤の含有量は、０．０１〜５０質量部の範囲内が好ましい。より好ましくは０．５〜１０質量部の範囲内である。

エマルションコンパウンドにおいて、シリコーン中に水を微分散させることにより、硬化後には、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に、微細でばらつきの小さい複数の気泡１８を有するシリコーンゴム発泡体が得られる。シリコーン中に水を微分散させるには、エマルションコンパウンドの粘度が重要である。エマルションコンパウンドの粘度は、０．１〜２０００Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。その粘度が２０００Ｐａ・ｓ以下であると、シリコーン分子間の相互作用力が抑えられ、連通度を高くしやすい。また、その粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上であると、シリコーンが水滴を保持しやすく、微細でばらつきの小さい水泡にしやすい。エマルションコンパウンドの粘度は、より好ましくは１〜１０００Ｐａ・ｓの範囲内、さらに好ましくは１０〜５００Ｐａ・ｓの範囲内である。エマルションコンパウンドの粘度は、シリコーンコンパウンドの粘度、水の含有量などで調整することができる。シリコーンコンパウンドの粘度は、オルガノポリシロキサンの粘度、補強材（シリカなど）の含有量などで調整することができる。エマルションコンパウンドの粘度は、レオメーターを用い、２５℃の条件により測定する。

エマルションコンパウンドの攪拌は、粘度に合わせて、羽根攪拌、プラネタリーミキサー、ニーダー、ロール練りなどで行うことができる。

エマルション発泡による発泡弾性体層１４の作製は、以下の通りである。
（１）まず、エマルションコンパウンドを調製する。
（２）次に、成形温度に温調した金型へ調製したエマルションコンパウンドを注型し、成形温度を保ったまま所定時間保持し、シリコーンゴムを成形（硬化）させる。
（３）次に、成形物（硬化物）を脱型し、所定温度で所定時間保持し、成形物（硬化物）中の水を揮発除去する。

エマルション発泡において、発泡倍率は、エマルションコンパウンドにおけるシリコーンと水の配合割合などで調整することができる。発泡弾性体層１４における気泡１８の径の大きさ、気泡１８の径のばらつき、連通度は、エマルションコンパウンドの粘度、エマルションコンパウンドにおけるシリコーンの強度などで調整することができる。エマルションコンパウンドの粘度は、上記するように、シリコーンコンパウンドの粘度、水の含有量などで調整することができる。シリコーンコンパウンドの粘度は、オルガノポリシロキサンの粘度、補強材（シリカなど）の含有量などで調整することができる。シリコーンコンパウンドにおける補強材（シリカなど）の含有量は、上記する範囲であることが好ましい。

（２）の成形工程では、エマルションコンパウンド中の水分が揮発して抜けないように、低温で成形させる必要がある。具体的には、水が蒸発しない沸点（常温常圧下では１００℃）以下に成形温度を設定する必要がある。より好ましくは沸点マイナス５℃以下、さらに好ましくは沸点マイナス１０℃以下である。ただし、水に沸点上昇剤を混合している場合は、その沸点を基準とする。

低温成形を行う場合、発泡弾性体層１４と軸体１２との間の接着性が低下する。本実施形態では、図１に示すように、発泡弾性体層１４と軸体１２との間に接着層１６を設けており、これにより、上記接着性の低下が抑えられる。この際、接着層１６に用いる接着材料としては、水分と反応する官能基を有する接着剤を用いるとよい。エマルションコンパウンド中には水が豊富に存在することから、水分と反応する官能基を有する接着剤を用いることで、発泡弾性体層１４と接着層１６との間の反応が促進され、この間の接着性が向上し、発泡弾性体層１４と軸体１２との間の接着性の低下がより抑えられる。水分と反応する官能基を有する接着剤としては、エポキシ系接着剤、シランカップリング系接着剤などが挙げられる。

また、低温成形を行う場合、発泡弾性体層１４の架橋速度（硬化速度）が低下する。架橋速度（硬化速度）の低下は、上記マイクロカプセル型触媒を用いることで抑えることができる。樹脂微粒子の樹脂は、成形温度よりも低い温度で軟化する樹脂である。したがって、樹脂微粒子の樹脂のＴｇ（ガラス転移点温度）は、１２０℃以下であることが好ましい。より好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。また、樹脂微粒子の樹脂は、室温で固体であることから、Ｔｇは室温（２５℃）以上であることが好ましい。また、硬化前においてシリコーンゴムの架橋触媒を樹脂中に止めて貯蔵安定性を確保するなどの観点から、樹脂微粒子の樹脂のＴｇは４０℃以上であることが好ましい。より好ましくは５０℃以上である。

（２）の成形工程において、成形前に予め金型の内面（エマルションコンパウンドが注型される面）に、スキン層１４ａを形成するための薬剤を塗布しておくと、発泡弾性体層１４の外周表面側に所定の厚みのスキン層１４ａを形成することができる。このような薬剤としては、ＨＬＢ値の高い界面活性剤やフッ素含有制御剤などが挙げられる。ＨＬＢ値の高い界面活性剤は、エマルションコンパウンドでエマルションの形成に用いられる界面活性剤よりもＨＬＢ値が高く、微細な水泡の形成ではなく水泡を破泡させるものである。これにより、エマルションコンパウンドにおいて金型との界面付近に水泡が形成されないようにし、発泡弾性体層１４の外周表面側にスキン層１４ａを形成する。このため、金型の内面に塗布する界面活性剤のＨＬＢ値は、７以上であることが好ましい。より好ましくは１０以上である。フッ素含有制御剤としては、フッ素含有シリコーンオイルなどが挙げられる。これらの薬剤は、離型剤とともに金型の内面に塗布してもよいし、離型剤の代わりに金型の内面に塗布してもよい。フッ素含有シリコーンオイルは、シリコーン成分を持っていることで、金型塗布面からシリコーンを含むエマルションコンパウンドに浸透することができる。そして、フッ素成分による水泡との反発性能により、エマルションコンパウンドの極表面から水泡を内部へ移動させることができる。

スキン層１４ａの形成に伴い、エマルションコンパウンドに含まれていたＨＬＢ値の低い界面活性剤は、発泡弾性体層１４の内部に多くなり、スキン層１４ａ（外周表面側）に少なくなる。つまり、発泡弾性体層１４の内部とスキン層１４ａとで、ＨＬＢ値の低い界面活性剤の含有量が異なり、発泡弾性体層１４の内部のほうが多くなっている。ＨＬＢ値の低い界面活性剤が熱分解している場合には、その残渣の分布が上記のようになる。反対に、金型に塗布したＨＬＢ値の高い界面活性剤は、発泡弾性体層１４の内部に少なく（あるいは存在しない）、スキン層１４ａ（外周表面側）に多い。ＨＬＢ値の高い界面活性剤が熱分解している場合には、その残渣の分布が上記のようになる。

（３）の加熱は、シリコーンゴムの２次キュアを行う工程を利用することができる。また、別途の加熱処理により行ってもよい。加熱条件は、少なくとも１００℃以上の温度であり、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上である。加熱時間は、少なくとも１時間以上、好ましくは２時間以上である。シリコーンゴムの２次キュアは、成形物の圧縮永久歪みをより低くさせたり、シリコーンゴム中に残存する低分子量のシロキサン成分の量を低減させたり、有機過酸化物の分解物を除去させたりすることができる。２次キュアの条件としては、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２００〜２５０℃である。また、好ましくは所定温度で１時間以上、より好ましくは１〜１０時間である。

シリコーンゴムの２次キュアでは、エマルションコンパウンドに含まれていた界面活性剤や金型に塗布した界面活性剤が熱分解し、その残渣が硬化したシリコーンゴム中に残ることで、可塑化等の効果を発揮し、低硬度化にも貢献する。一方で、シリコーンゴムの２次キュアでは、エマルションコンパウンドに含まれていた界面活性剤や金型に塗布した界面活性剤を揮発除去させることもできる。このためには、これらの界面活性剤として低沸点の界面活性剤、あるいはその熱分解物が低沸点となる界面活性剤を用いるとよい。これにより、硬化したシリコーンゴム中に低分子の揮発性成分が残存しなくなり、弾性ロールとして使用した際の染み出しによる不具合（汚染等）を抑えることができる。

軸体１２は、特に限定されない。導電性を有するものが好ましい。導電性を有するものとしては、具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。

発泡弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍの範囲内である。弾性ロールは特に導電、非導電に限定されるものではないが、導電性ロールとして用いられる場合には、発泡弾性体層１４の体積抵抗率（１００Ｖ印加時）は、好ましくは１×１０^２〜１×１０^８Ω・ｃｍ、より好ましくは１×１０^３〜１×１０^７Ω・ｃｍ、さらに好ましくは１×１０^３〜１×１０^６Ω・ｃｍの範囲内である。耐ヘタリ性に優れるなどの観点から、発泡弾性体層１４の圧縮永久歪は、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。低硬度であるなどの観点から、発泡弾性体層１４のアスカーＣ硬度は、好ましくは５０以下、より好ましくは４０以下、さらに好ましくは３０以下である。発泡弾性体層１４の圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠して測定され、７０℃×２４時間試験で２５％圧縮時の圧縮永久歪である。

以上の構成の本弾性ロール１０によれば、軸体１２の外周に形成された発泡弾性体層１４が、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡１８を有するシリコーンゴム発泡体からなり、その連通度が４０％以上であることから、低硬度でへたりにくいものとすることができる。また、発泡弾性体層１４の外周表面側にスキン層１４ａを有するため、気泡１８の大きさのレベルでの特性のばらつきが抑えられる。また、軸体１２と発泡弾性体層１４の間が水分と反応する官能基を有する接着剤を介して接着されることで、発泡弾性体層１４を連通度４０％以上のシリコーンゴム発泡体で構成した場合でも、軸体１２と発泡弾性体層１４の接着性の低下が抑えられる。

スキン層１４ａは、架橋速度を制御することによっても形成可能である。例えば成形温度において、エマルションコンパウンドには金型から熱が伝えられる。そうすると、金型界面から内部に向かって順にエマルションコンパウンドにおける水泡の運動性が高くなる。運動性の高くなった水泡はより安定な内部に移動する。エマルションコンパウンドにおけるシリコーンゴムの架橋開始が注型して一定時間後となるように調整すると、金型界面付近に水泡が少なくなり、スキン層１４ａを形成することができる。

そして、沸点上昇剤を用いた水を用いることで、１００℃以上の高温成形が可能となるから、この場合には、低温成形を行う場合の、発泡弾性体層１４と軸体１２との間の接着性の低下、発泡弾性体層１４の架橋速度（硬化速度）の低下が抑えられる。また、高温成形による金型界面付近の水泡の運動性が上昇し、スキン層１４ａを形成できやすくする。

本発明においては、軸体１２と発泡弾性体層１４の間に接着層１６が設けられていない構成であってもよい。また、図３に示すように、発泡弾性体層１４の外周表面側にスキン層１４ａを有していない構成であってもよい。

本発明において、弾性ロールは、導電性ロールであってもよいし、非導電性ロールあるいは半導電性ロールであってもよい。導電性ロールとしては、電子写真機器における現像ロール、帯電ロール、トナー供給ロールなどが挙げられる。非導電性ロールとしては、電子写真機器における加圧ロール、定着ロール、給紙（紙送り）ロールなどが挙げられる。本発明において、弾性ロールは、図１に示すように、軸体１２と１層の発泡弾性体層１４のみで構成されていてもよいし、１層の発泡弾性体層１４以外の他の層をさらに有する構成であってもよい。他の層としては、表層や中間層などが挙げられる。表層は、弾性ロールの表面に現れる層であり、ロール表面の保護、表面特性の付与などの目的で設けられる。中間層は、軸体１２と１層の発泡弾性体層１４との間や１層の発泡弾性体層１４と表層の間などに１層以上設けられる。中間層は、導電性ロールの電気抵抗の調整、密着性の向上、成分の他への拡散防止などの目的で設けられる。

他の層として表層を設けない場合には、発泡弾性体層１４の表面を改質する表面改質処理を施すことにより、表層を設ける場合と同様の機能を付与してもよい。表面改質方法としては、ＵＶや電子線を照射する方法、発泡弾性体層１４の表面に意図的に残した不飽和結合やヒドロシリル結合と反応可能な表面改質剤、例えば、イソシアネート基、ヒドロシリル基、アミノ基、ハロゲン基、チオール基、ビニル基などの反応活性基を含む化合物と接触させる方法などを挙げることができる。

表層材料としては、ウレタン樹脂、ポリアミド、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂、フッ素変性アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタアクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド（変性ポリフェニレンエーテル）、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリアリルエーテルニトリル、ニトリルゴム、ウレタンゴム、これらを架橋した樹脂などが挙げられる。表層には、イオン導電剤や電子導電剤、各種添加剤を必要に応じて添加することができる。表層は、発泡弾性体層１４や中間層の外周に表層形成用組成物を塗工するなどの方法により形成することができる。表層には、必要に応じて、架橋処理が施される。

中間層の材料としては、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＣＯ、ＧＥＣＯ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、ウレタン系エラストマー、フッ素ゴム、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、などが挙げられる。中間層には、イオン導電剤や電子導電剤、各種添加剤を必要に応じて添加することができる。中間層は、射出成形法、押出成形法などの方法により、発泡弾性体層１４の外周などに中間層形成用組成物を成形することにより形成することができる。中間層には、必要に応じて架橋処理が施される。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

使用した材料は以下の通りである。
・シリコーンポリマー＜１＞：Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＤＭＳ−Ｖ４１」
・シリコーンポリマー＜２＞：Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＤＭＳ−Ｖ３５」
・シリコーンポリマー＜３＞：Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＤＭＳ−Ｖ３１」
・シリコーンポリマー＜４＞：Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＤＭＳ−Ｖ２１」
・架橋剤：ヒドロシリル架橋剤（Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＨＭＳ−１５１」）
・白金触媒：（フルヤ金属社製「塩化白金（ＩＶ）酸水和物の３質量％ＩＰＡ溶液」）
・遅延剤：１−エチニル−１−シクロヘキサノール
・補強材：乾式シリカ（日本アエロジル社製「アエロジルＲＸ２００」）
・電子導電剤＜１＞：カーボンブラック（電気化学工業社製「デンカブラック」）
・界面活性剤＜１＞：エーテル変性ポリジメチルシロキサン、ＨＬＢ＝５、（信越化学工業社製「ＫＦ−６０１５」）
・界面活性剤＜２＞：エーテル変性ポリジメチルシロキサン、ＨＬＢ＝１２、（信越化学工業社製「ＫＦ−６０１１」）
・界面活性剤＜３＞：エーテル変性ポリジメチルシロキサン、ＨＬＢ＝７、（信越化学工業社製「ＫＦ−６０１２」）
・熱可塑性ポリウレタン：(東ソー社製「ニッポラン５１９６」)
・２官能ポリプロピレングリコール：ポリエーテルジオール(ＡＤＥＫＡ社製「アデカポリエーテルＰ−１０００」)
・ポリイソシアネート(東ソー社製「コロネートＨＸ」)
・電子導電剤＜２＞：カーボンブラック（ライオン社製、「ケッチェンＥＣ３００Ｊ」）

（エマルションコンパウンドの調製）
シリコーンポリマー１００質量部、架橋剤２質量部、白金触媒０．０５質量部、遅延剤０．０５質量部、補強材（質量部）を混合・攪拌し、シリコーンゴムコンパウンドを得た。得られたシリコーンゴムコンパウンドに界面活性剤＜１＞５質量部を混合・分散させた後、さらに蒸留水１００質量部を混合・攪拌することにより、エマルションコンパウンドを得た。エマルションコンパウンドの粘度は、ＴＡインスツルメント・ジャパン製「ＡＲ５００レオメーター」を用い、平衡フローモードにてジオメトリーに２ｃｍ２°コーンを使用し、ギャップ距離５０〜５５μｍ、温度条件２５℃の条件により測定した。

（シリコーンゴム発泡体の作製）
得られたエマルションコンパウンドを、成形温度（９０℃）に温調した金型へ注型し、成形温度を保ったまま４５分間保持し、シリコーンゴムを硬化させてシリコーンゴム硬化物を得た。その後、脱型し、２００℃の恒温槽で４時間保持することで、シリコーンゴム硬化物中の水を揮発・除去することにより、シリコーンゴム発泡体を得た。

（強度について）
成形後の脱型時にゴムのちぎれが見られた場合を劣る「×」、ゴムのちぎれが見られなかった場合を優れる「○」とした。

得られたシリコーンゴム発泡体について、連通度、圧縮永久歪を測定した。連通度、圧縮永久歪の測定方法は以下の通りである。その結果を表１に示す。

（連通度の測定方法）
得られたシリコーンゴム発泡体の全面を１ｍｍ以上カットして試験片を得た。次いで、蒸留水１００質量部に対しエーテル変性シリコーンオイル（信越化学工業社製「ＫＦ−６１８」）３質量部を加えた検液を調製した。次いで、別途作製した未発泡体の比重ａ、試験片の比重ｂ、試験片の質量ｃをそれぞれ測定した。次いで、検液の入った容器中に試験片を沈め、浮かないように容器の底に試験片を固定した後、減圧下（７０ｍｍＨｇ以下）で１０分間放置し、試験片内への検液の浸透を促した。その後、常圧に戻し、検液から試験片を取り出し、付着している水をふき取った後、吸水している試験片の質量ｄを測定した。以下の式（１）から試験片の吸水率を求め、以下の式（２）から連通率を求めた。
（式１）
吸水率（％）＝｛（吸水後の試験片の質量ｄ−吸水前の試験片の質量ｃ）／（吸水前の試験片の質量ｃ）｝×１００ ・・・（１）
（式２）
連通率（％）＝（試験片の比重ｂ×吸水率／１００）／｛検液の比重−（試験片の比重ｂ／未発泡体の比重ａ）｝×１００ ・・・（２）

（圧縮永久歪の測定方法）
直径２９．０±０．５ｍｍ、厚さ１２．５±０．５ｍｍの円柱状の成形体を作製し、試験片とした。ＪＩＳ Ｋ−６２６２の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの常温・高温及び低温における圧縮永久歪みの求め方」に従い、７０℃×２４ｈｒ×２５％圧縮試験を実施した。この際、圧縮永久歪の値が５％以下の場合を耐ヘタリ性が特に良好「◎」とし、圧縮永久歪の値が１０％以下の場合を耐ヘタリ性が良好「○」とした。また、圧縮永久歪の値が１０％超であった場合を耐ヘタリ性が不良「×」とした。

（気泡の平均径の測定）
得られたシリコーンゴム発泡体の断面をレーザー顕微鏡で撮影し、任意の３箇所で撮影範囲２００μｍ角に写る気泡の９０％について径（直径）を測定し、その平均を算出することにより求めた。また、あわせて気泡の径のばらつきを求めた。気泡の径のばらつきは、撮影範囲２００μｍ角に写る気泡の９０％が気泡の平均径の±何％に含まれるかを算出した。

表１から、シリコーンゴム発泡体の連通度が４０％を割ると、圧縮永久歪が１０％超となり、耐ヘタリ性に劣っていることが分かる。一方、シリコーンゴム発泡体の連通度が４０％以上であると、圧縮永久歪が１０％以下となり、耐ヘタリ性に優れることが分かる。また、シリコーンゴム発泡体の連通度が８０％以上であると、圧縮永久歪が５％以下となり、特に耐ヘタリ性に優れることが分かる。そして、補強材の含有量が架橋シリコーンゴム１００質量部に対し１５質量部以下であると、シリコーンゴム発泡体の連通度を４０％以上にすることができ、これによって圧縮永久歪が１０％以下となり、耐ヘタリ性に優れることが分かる。そして、補強材を含有しないと、強度が満足しない。

次に、エマルションコンパウンドを用い、スキン層を有していない弾性ロールを作製し、画像評価を行った。得られた結果を表２に示す。

（エマルションコンパウンドの調製）
シリコーンポリマー１００質量部、架橋剤２質量部、白金触媒０．０５質量部、遅延剤０．０５質量部、補強材（質量部）、電子導電剤（質量部）を混合・攪拌し、シリコーンゴムコンパウンドを得た。得られたシリコーンゴムコンパウンドに界面活性剤＜１＞５質量部を混合・分散させた後、さらに蒸留水１００質量部を混合・攪拌することにより、エマルションコンパウンドを得た（表２）。

（弾性ロールの作製）
軸体として直径６ｍｍの中実円柱状の鉄棒を準備し、外周面に接着剤を塗布した。この軸体をロール成形金型の中空空間にセットした後、表２に記載の組成からなるエマルションコンパウンドを中空空間に注入し、９０℃で４５分間加熱して硬化させ、脱型した。その後、２００℃で４時間加熱し、ゴム中の水を除去することで、軸体の外周に沿って発泡シリコーンゴムよりなるロール状の発泡弾性体層（厚み３ｍｍ）を形成した。以上により、弾性（導電性）ロールを作製した。

（強度について）
成形後の脱型時にゴムのちぎれが見られた場合を劣る「×」、ゴムのちぎれが見られなかった場合を優れる「○」とした。

（画像評価）
得られた弾性（導電性）ロールをトナー供給ロールとして市販のカラープリンター（日本ヒューレット・パッカード社製、「Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ Ｐｒｏ ４００ Ｃｏｌｏｒ Ｍ４５１ｄｎ」）に組み込み、２５℃×５０％ＲＨの環境下にてベタ画像を出力した。ベタ画像の濃度を１５カ所でマクベス濃度計にて測定し、場所による濃度ムラ（差）にて、画像評価を実施した。濃度ムラ（差）が２以下であった場合を特に良好「◎」、濃度ムラ（差）が３以下であった場合を良好「○」、濃度ムラ（差）が３超４以下であった場合をやや良好「△」、濃度ムラ（差）が４超であった場合を不良「×」とした。

表２から、気泡の平均径が１００μｍ以上であると、径の大きさのばらつきが大きくなって、気泡の大きさのレベルでの特性（硬度、圧縮永久歪）のばらつきが大きくなり、画像の濃度ムラが大きくなった。一方、気泡の平均径が１００μｍ未満であると、このばらつきは小さく、画像の濃度ムラが小さかった。そして、気泡の平均径が５０μｍ以下であると、特にこのばらつきは小さく、画像の濃度ムラが小さかった。

次に、エマルションコンパウンドを用い、スキン層を有する弾性ロールを作製し、画像評価を行った。得られた結果を表３に示す。

（スキン層を有する弾性ロールの作製）
ロール成形金型の中空空間の内面に、予め界面活性剤＜２＞を塗布した。軸体として直径６ｍｍの中実円柱状の鉄棒を準備し、外周面に接着剤を塗布した。この軸体をロール成形金型の中空空間にセットした後、上記エマルションコンパウンドを中空空間に注入し、９０℃で４５分間加熱して硬化させ、脱型した。その後、２００℃で４時間加熱し、ゴム中の水を除去することで、軸体の外周に沿って発泡シリコーンゴムよりなるロール状の発泡弾性体層（厚み３ｍｍ）を形成した。以上により、スキン層を有する弾性（導電性）ロールを作製した。

（強度について）
成形後の脱型時にゴムのちぎれが見られた場合を劣る「×」、ゴムのちぎれが見られなかった場合を優れる「○」とした。

（表層組成物の調製）
熱可塑性ポリウレタン１０質量部と、ポリエーテルジオール６０質量部と、ポリイソシアネート３０質量部と、電子導電剤＜２＞３質量部とを、濃度２０質量％となるようにＭＥＫに溶解し、三本ロールを用いて十分に混合、分散させた。これにより、表層組成物を調製した。

（表層を有する二層構造の弾性ロールの作製）
発泡弾性体層の外周面に、ロールコート法により、上記調製した表層組成物を塗工した後、１２０℃で６０分間加熱して硬化させ、表層（厚み１０μｍ）を形成した。これにより、表層を有する二層構造の弾性（導電性）ロールを作製した。

（スキン層の厚み）
発泡弾性体層の径方向断面の外周表面側をレーザー顕微鏡で観察し、発泡弾性体層の内部に比べて気泡の含有率が少ない部分の厚みを測定することによりスキン層の厚みを求めた。

（画像評価）
得られた表層を有する二層構造の弾性（導電性）ロールを現像ロールとして市販のカラープリンター（日本ヒューレット・パッカード社製、「Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ Ｐｒｏ ４００ Ｃｏｌｏｒ Ｍ４５１ｄｎ」）に組み込み、２５℃×５０％ＲＨの環境下にてベタ画像を出力した。ベタ画像の濃度を１５カ所でマクベス濃度計にて測定し、場所による濃度ムラ（差）にて、画像評価を実施した。濃度ムラ（差）が２以下であった場合を特に良好「◎」、濃度ムラ（差）が３以下であった場合を良好「○」、濃度ムラ（差）が３超４以下であった場合をやや良好「△」、濃度ムラ（差）が４超であった場合を不良「×」とした。

表３から、スキン層を有することで、気泡の平均径が１００μｍであっても、画像の濃度ムラが小さかった。スキン層によって、気泡の大きさのレベルでの特性（硬度、圧縮永久歪）のばらつきが抑えられていることがわかる。そして、スキン層の厚みが気泡の平均径の１／３以上であると、その効果が特に高く、画像の濃度ムラが特に小さくなることが分かった。

次に、上記効果を発揮するスキン層として有効な条件を調べた。具体的には、発泡弾性体層の内部と外周表面側（表面から気泡の平均径の１／２までの範囲）における気泡含有率を比較し、発泡弾性体層の内部における気泡含有率に対する外周表面側における気泡含有率の比を調べた。表層を有する二層構造の弾性ロールの作製は、上記「表層を有する二層構造の弾性ロール」の作製方法に準じて行った。得られた結果を表４に示す。

表４から、発泡弾性体層の内部における気泡含有率に対する外周表面側における気泡含有率の比が４０％以下であると、画像の濃度ムラが小さくなることが分かった。したがって、気泡の大きさのレベルでの特性（硬度、圧縮永久歪）のばらつきが抑えられる効果の高さから、スキン層として有効な条件としては、発泡弾性体層の内部における気泡含有率に対する外周表面側における気泡含有率の比が４０％以下とするのがよいことがわかる。そして、その比が３０％以下であると、特に画像の濃度ムラが小さくなることが分かった。

次に、弾性ロールの作製において、接着剤の種類による接着性の評価を行った。その結果を表５に示す。弾性ロールの作製は、実施例４と同様にして行った。
（接着剤）
・アクリル系：東洋化学研究所社製社製「メタロックＳ−５」
・エポキシ系：東亞合成社製「アロンマイティＡＳ−６０」
・シランカップリング剤系：信越化学工業社製「プライマーＮｏ．４」

（接着性評価）
ロール成形後の脱型時に、発泡弾性体層と軸体の間で剥がれがあり軸体に発泡弾性体層が残っていない場合を接着不良「×」、発泡弾性体層と軸体の間で剥がれがあるが軸体に発泡弾性体層が残っている場合をやや接着不良「△」、発泡弾性体層と軸体の間で剥がれがなく軸体に発泡弾性体層が残っている場合を接着良好「○」とした。

表５から、接着剤としてエポキシ系やシランカップリング剤系のものなどを用いると、エマルションコンパウンドに含まれる水による接着反応促進により低温成形時でも接着性が良好になることがわかった。

次に、マイクロカプセル型触媒を作製し、マイクロカプセル型触媒を用いたエマルションコンパウンドについて、架橋速度および貯蔵安定性の評価を行った。作製したマイクロカプセル型触媒の詳細を表６に示し、評価結果を表７に示す。

〔マイクロカプセル型触媒の作製〕
白金触媒のトルエン溶液（白金金属原子として３質量％含有）、微粒子化に用いる各被覆樹脂、トルエンを０．６：５：９５の比率（質量比）で混合し、この溶液を界面活性剤の水溶液へ滴下し、エマルションを作製した。その後、トルエンを減圧留去し、ろ過することで、被覆樹脂および白金触媒を含有する微粒子を得た。

マイクロカプセル型触媒の作製に用いた材料は以下の通りである。
・白金触媒：塩化白金（ＩＶ）酸、株式会社フルヤ金属社製
（被覆樹脂）
・ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）：クラレ製「Ｍｏｗｉｔａｌ Ｂ３０ＨＨ」
・アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）：三菱レーヨン製「アクリペット ＭＦ」
・アクリル樹脂（エチルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体、ＥＭＡ）：根上工業製「ハイパールＭ−４５０１」
・スチレン系重合体（スチレン−ブタジエン共重合体、ＳＢＳ）：ＤＡＥＬＩＭ製 Ｋ−ＲＥＳＩＮ（ＫＲ０３）
・エポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂）：ＤＩＣ製「ＨＰ７２００Ｈ」
・シリコーン樹脂（メチルシリコーンレジン、メチルＱ）：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製「ＹＲ３３７０」
・水添テルペン樹脂：ヤスハラケミカル製「ＣＬＥＡＲＯＮ Ｐ１５０」
・界面活性剤：和光純薬工業製「Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００」

マイクロカプセル型触媒の被覆樹脂の溶解度パラメータ（ＳＰ値）、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、以下の方法にて測定した。

（溶解度パラメータ（ＳＰ値））
ｓｍａｌｌの計算法により分子構造からＳＰ値を推算した。
計算式：δ＝ρΣＦｉ／Ｍ（δ：相溶性パラメータ、ρ：樹脂比重、Ｍ：樹脂構造単位の分子量、Ｆｉ：モル吸引力定数）

（ガラス転移温度（Ｔｇ））
ＤＳＣ測定（示査走査熱量測定）によって樹脂のガラス転移点を示す吸熱ピークの温度を確認した。ＤＳＣ測定は、窒素ガス雰囲気下、昇温速度２０℃／分で測定した。

（実施例２０）
（エマルションコンパウンドの調製）
遅延剤の配合量を０．０５質量部から０．０２質量部に変更した以外は実施例２と同様にして、実施例２０のエマルションコンパウンドを調製した。
（シリコーンゴム発泡体の作製）
実施例２０のエマルションコンパウンドを用いた以外は実施例２と同様にして、実施例２０のシリコーンゴム発泡体を作製した。

（実施例２１〜２７）
（エマルションコンパウンドの調製）
白金触媒に代えて作製したマイクロカプセル型触媒を用いた以外は実施例２０と同様にして、実施例２１〜２７のエマルションコンパウンドを調製した。この際、マイクロカプセル型触媒中の白金量を実施例２０の白金量と同じにした。
（シリコーンゴム発泡体の作製）
実施例２１〜２７のエマルションコンパウンドを用いた以外は実施例２と同様にして、実施例２１〜２７のシリコーンゴム発泡体を作製した。

作製したシリコーンゴム発泡体の各特性（強度、連通度、圧縮永久歪、気泡径）については、実施例２と同様に測定・評価した。

（架橋速度）
９０℃での硬化速度により評価した。レオメータのトルクが最大の９０％に達するまでの時間を架橋時間として測定した。架橋時間が１分以内のものを良好「○」、１分超〜１０分未満のものをやや劣る「△」、１０分以上のものを劣る「×」とした。

（貯蔵安定性）
エマルションコンパウンドを調製後、常温常湿で１週間放置した後の粘度（粘度計：東機産業製 ＴＶＢ−１０形粘度計）を測定した。粘度上昇率が５０％以下のものを良好「○」、粘度上昇率が３０％以下のものを特に良好「◎」とし、粘度上昇率が５０％超のものをやや劣る「△」とした。

実施例２０〜２７によれば、白金触媒に代えてマイクロカプセル型触媒を用いた場合にも、同等のシリコーンゴム発泡体が得られることがわかる。実施例２０は、実施例２と比較して、エマルションコンパウンドにおける遅延剤の量を少なくしている。このため、低温（９０℃）での架橋速度に優れるものの、貯蔵安定性が悪い。これに対し、実施例２１〜２７によれば、白金触媒に代えてマイクロカプセル型触媒を用いることで、低温（９０℃）での架橋速度を維持しつつ貯蔵安定性を向上できることがわかる。また、マイクロカプセル型触媒の樹脂のＳＰ値が７．９以上であると、低温（９０℃）での架橋速度を維持しつつ貯蔵安定性を向上できることがわかる。これは、マイクロカプセル型触媒の樹脂のＳＰ値がエマルションコンパウンドのベースポリマーであるシリコーンポリマーのＳＰ値から大きく外れることで、シリコーンポリマーとの相溶性が下がり、貯蔵中においてマイクロカプセル型触媒の樹脂の溶解あるいは膨潤が抑えられ、樹脂に内包される架橋触媒（白金触媒）の徐放性を抑制したためと推察される。なお、実施例２０、２７では、マイクロカプセル型触媒をシリコーンポリマーと架橋剤の混合物に配合後、即座に混合物の硬化が進行した。

以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なものである。

Claims (11)

1. 軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡弾性体層と、を有し、
   前記発泡弾性体層は、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡を有するシリコーンゴム発泡体からなり、その連通度が４０％以上であることを特徴とする電子写真機器用弾性ロール。
2. 前記ベース材料が、オルガノポリシロキサン、架橋剤、補強材、架橋触媒を内包する樹脂微粒子からなるマイクロカプセル型触媒、を含有するシリコーンゴム組成物の架橋体からなることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用弾性ロール。
3. 前記樹脂微粒子の樹脂が、溶解度パラメータ７．９以上の樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真機器用弾性ロール。
4. 前記補強材が、シリカおよびカーボンの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用弾性ロール。
5. 前記補強材の含有量が、前記架橋シリコーンゴム１００質量部に対し、０．５〜１５質量部の範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用弾性ロール。
6. 前記複数の気泡の平均径が、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用弾性ロール。
7. 前記発泡弾性体層の外周表面側に、スキン層を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子写真機器用弾性ロール。
8. 前記軸体と前記発泡弾性体層の間が、水分と反応する官能基を有する接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子写真機器用弾性ロール。
9. 軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡弾性体層と、を有する電子写真機器用弾性ロールの製造方法であって、
   前記発泡弾性体層を形成するための金型に、オルガノポリシロキサン、架橋剤、補強材、水、ＨＬＢ値の低い界面活性剤を含有するエマルションコンパウンドを注型して、架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の水泡を有する中間体を形成する工程と、
   前記中間体から複数の水泡に存在する水を揮発・除去して架橋シリコーンゴムおよび補強材を含有するベース材料中に複数の気泡を有するシリコーンゴム発泡体を形成する工程と、を有することを特徴とする電子写真機器用弾性ロールの製造方法。
10. 前記エマルションコンパウンドが、架橋触媒を内包する樹脂微粒子からなるマイクロカプセル型触媒をさらに含有することを特徴とする請求項９に記載の電子写真機器用弾性ロールの製造方法。
11. 前記エマルションコンパウンドを注型する前に、前記発泡弾性体層を形成するための金型にスキン層を形成するための薬剤を塗布しておき、前記シリコーンゴム発泡体を形成する工程において、前記発泡弾性体層の外周表面側にスキン層を形成することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子写真機器用弾性ロールの製造方法。
    

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