KR20080091721A - 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물, 및 정착 롤및 정착 벨트 - Google Patents

정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물, 및 정착 롤및 정착 벨트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정착 롤 및 정착 벨트용으로서 내열성이 우수한 실리콘 고무 조성물을 제공한다.
본 발명은 (A) 규소 원자 결합 알케닐기를 2개 이상 갖는 오르가노폴리실록산, (C) 규소 원자 결합 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 규소 원자 결합 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산, (D) 무기질 충전제, (E) 부가 반응 촉매, 필요에 따라서 (B) 규소 원자 결합 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산을 함유하여 이루어지며, (B), (C) 중의 SiH기/(A) 중의 규소 원자 결합 알케닐기=0.2 내지 2.0이고, (C) SiH기에 대한 (B) SiH기의 몰비가 (B)/(C)<1인 정착 롤 또는 벨트용 실리콘 고무 조성물에 관한 것이다.
실리콘 고무 조성물, 오르가노폴리실록산, 액상 오르가노히드로젠폴리실록산, 무기질 충전제, 부가 반응 촉매, 정착 롤, 정착 벨트

Description

정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물, 및 정착 롤 및 정착 벨트 {SILICONE RUBBER COMPOSITION FOR FIXING ROLLER OR FIXING BELT, AND FIXING ROLLER AND FIXING BELT}
본 발명은 복사기, 레이저 빔 프린터, 팩시밀리 등에 사용되는 정착 롤 및 정착 벨트에 관한 것이다. 상세하게는, 불소 수지 등의 표층을 갖는 밀폐 상태로 고온에 노출되더라도 열화가 적은 실리콘 고무를 형성할 수 있는 부가 경화형 실리콘 고무 조성물, 및 이 조성물을 이용하여 형성된 정착 롤 및 정착 벨트에 관한 것이다.
실리콘 고무는 전기 절연성, 내열성, 내후성, 난연성이 우수하여, 복사기나 레이저 빔 프린터의 히터 롤이나 가압 롤 등의 정착 롤의 피복재로서 이용되어 왔다. 최근에는 복사의 고속화, 컬러 복사의 보급에 따라서 고내열ㆍ고이형이 요구되어, 종래의 금속 또는 불소 수지로는 대응할 수 없게 되고, 고열전도성 실리콘 고무 위에 불소 수지를 피복하는 타입이 많이 채용되고 있다.
또한, 주로 히트 롤용 고무에는, 기계 시작시의 대기 시간을 짧게 하기 위해서 및 기계 자체의 에너지 절약의 관점에서, 코어 바(cored bar) 상에 피복하는 롤 타입 뿐만 아니라, 폴리이미드 등의 내열성 수지나 금속제 벨트 상에 실리콘 고무를 피복하고, 또한 그 위에 내구이형층으로서 불소 수지층이나 불소 고무층을 설치하는 정착 벨트 타입도 널리 사용되고 있다.
이들 복사기, 레이저 빔 프린터, 팩시밀리 등의 고속화에 따라서, 정착 장치에 있어서의 정착에 소요되는 시간을 증가시키기 때문에, 정착 폭(닙 폭)을 확보할 목적으로 고무 재료의 저경도화가 진행되고 있다. 또한, 동일하게 고속화에 대응하기 위해서 고열전도의 고무 재료도 요구되었다.
그러나, 실리콘 고무를 저경도화시키는 방향도, 열전도성을 상승시키기 위해서 고열전도성 무기질 충전제를 첨가하는 방향도, 고무 강도가 저하되어 버리기 때문에, 사용시에 고무가 파괴되어 버린다고 하는 문제가 발생하는 경우가 있다. 또한, 고속 운전에 대응하기 위해서 정착 온도가 상승되면, 고무가 열에 의해 연화 열화되고, 강도가 저하되어 고무 파괴에 이르는 경우가 많아졌다. 특히, 코어 바나 기재와 표층의 불소 수지 사이에 끼워진 구조를 취하는 롤이나 벨트에 있어서는, 실리콘 고무층이 밀폐 상태에 가까워지기 때문에, 보다 연화 열화가 현저해지는 경향이 있었다.
일본 특허 공개 제2001-183934호 공보(특허 문헌 1)에는, 정착 롤용 조성물에 알칼리(토류) 수산화물 또는 산화물을 첨가하면 내열성을 향상시키는 취지가 기록되어 있지만, 그의 효과는 불충분하고, 반대로 이들 충전제의 활성에 의해 가열시 열화를 촉진시킬 가능성조차 있었다. 일본 특허 제3592809호 공보(특허 문헌 2)에는, 특정 SiH 함유 화합물을 사용함으로써 접착성을 향상시킬 수 있다고 기록 되어 있지만, Si 원자에 결합하는 알콕시기에 대해서는 전혀 기술이 없고, 고무의 열화에 관련되는 내열성에 대해서도 코멘트가 없다. 일본 특허 공개 (평)11-12471호 공보(특허 문헌 3)에는, 실리콘 고무 조성물에 관능기를 갖는 접착 보조제를 첨가하는 방법이 개시되어 있고, 알콕시기 및 Si-H기를 함유하는 화합물이 예시되어 있지만, Si-H 가교제와의 병용이고, 그의 배합 비율 등은 명기되어 있지 않다. 또한, 내열성에 대한 기술도 전혀 없다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2001-183934호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 제3592809호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 (평)11-12471호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 정착 롤 및 정착 벨트용으로서 내열성, 특히 밀폐 상태에서의 내열성이 우수한 실리콘 고무 조성물, 및 이 조성물을 경화시켜 얻어진 정착 롤 및 정착 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과,
(A) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 2개 이상 함유하는 오르가노폴리실록산: 100 질량부,
(B) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자(SiH기)를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산: 0 내지 30 질량부,
(C) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자(SiH기)를 2개 이상 함유하고, 규소 원자와 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산: 0.1 내지 30 질량부,
(D) 무기질 충전제: 0.1 내지 1,000 질량부,
(E) 부가 반응 촉매: 촉매량
을 함유하여 이루어지며, (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기에 대한 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 중의 SiH기의 몰비가 SiH기/알케닐기=0.2 내지 2.0이고, (B) 성분을 배합하는 경우, (C) 성분 중의 SiH기에 대한 (B) 성분 중의 SiH기의 몰비가 (B)/(C)<1인 부가 경화형 실리콘 고무 조성물이, 내열성, 특히 밀폐 상태에서의 내열성이 우수하고, 정착 롤 또는 정착 벨트용으로서 바람직한 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은 하기에 나타내는 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물, 정착 롤 및 정착 벨트를 제공한다.
[1] (A) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 2개 이상 함유하는 오르가노폴리실록산: 100 질량부,
(B) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산: 0 내지 30 질량부,
(C) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 규소 원자와 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산: 0.1 내지 30 질량부,
(D) 무기질 충전제: 0.1 내지 1,000 질량부,
(E) 부가 반응 촉매: 촉매량
을 함유하여 이루어지며, (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기에 대한 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 중의 SiH기의 몰비가 SiH기/알케닐기=0.2 내지 2.0이고, (B) 성분을 배합하는 경우, (C) 성분 중의 SiH기에 대한 (B) 성분 중의 SiH기의 몰비가 (B)/(C)<1인 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
[2] 코어 바의 외주면에 실리콘 고무층을 개재하여 불소 수지층 또는 불소 고무층이 형성되어 이루어지는 정착 롤이며, 상기 실리콘 고무층을 형성하는 실리콘 고무가 상기 실리콘 고무 조성물을 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 정착 롤.
[3] 벨트 기재 상에 실리콘 고무층을 개재하여 불소 수지층 또는 불소 고무층이 형성되어 이루어지는 정착 벨트이며, 상기 실리콘 고무층을 형성하는 실리콘 고무가 상기 실리콘 고무 조성물을 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 정착 벨트.
본 발명의 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물은 내열성이 우수하고, 특히 밀폐 상태에서도 높은 내열성을 나타내는 경화물을 제공하는 것이다. 상기 조성물을 경화시켜 이루어지는 실리콘 고무층을 이용한 본 발명의 정착 롤 및 정착 벨트는 내열성이 매우 양호하고, 특히 표층과 롤 코어 바나 벨트 기재 사이에 실리콘 고무층이 밀폐 상태로 형성되어 있더라도, 실리콘 고무층이 고온하에서 연화 열화되지 않아 장시간 사용을 가능하게 하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상술하면, 본 발명의 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물은,
(A) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 2개 이상 함유하는 오르 가노폴리실록산,
(C) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 규소 원자와 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산,
(D) 무기질 충전제,
(E) 부가 반응 촉매
를 함유하여 이루어지며, 바람직하게는 (B) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산을 함유하여 이루어지는 부가 경화형 실리콘 고무 조성물이다.
여기서, (A) 성분의 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 2개 이상 함유하는 오르가노폴리실록산은 실온(25 ℃)에서 액상인 것일 수도, 자기 유동성이 없는 생고무상인 것일 수도 있지만, 특히 25 ℃에서의 점도가 500,000 mPaㆍs 이하인 디오르가노폴리실록산인 것이 바람직하고, 하기 화학식 1로 표시되는 것을 사용할 수 있다.
R1 aSiO(4-a)/2
(식 중, R1은 서로 동일하거나 또는 상이한 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 8의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, a는 1.5 내지 2.8, 바람직하 게는 1.8 내지 2.5, 보다 바람직하게는 1.95 내지 2.05, 더욱 바람직하게는 1.98 내지 2.02의 범위의 양수이다.)
상기 R1로 표시되는 규소 원자에 결합한 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기, 옥테닐기 등의 알케닐기나, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소, 브롬, 염소 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환된 것, 예를 들면 클로로메틸기, 클로로프로필기, 브로모에틸기, 트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등을 들 수 있지만, 전체 R1의 80 ％ 이상이 메틸기인 것이 바람직하다.
또한, R1 중 2개 이상은 알케닐기(탄소수 2 내지 8의 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2 내지 6이고, 특히 바람직하게는 비닐기임)인 것이 필요하다. 또한, 알케닐기의 함유량은 오르가노폴리실록산 중 1.0×10-6 몰/g 내지 5.0×10-3 몰/g, 특히 5.0×10-6 몰/g 내지 1.0×10-3 몰/g으로 하는 것이 바람직하다. 알케닐기의 양이 1.0×10-6 몰/g보다 적으면 가교가 불충분하여 겔상으로 되어 버릴 우려가 있고, 또한 5.0×10-3 몰/g보다 많으면 가교 밀도가 너무 높아져서 취약한 고무가 되어 버릴 우려가 있다. 이 알케닐기는 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합될 수도, 분자쇄 도중의 규소 원자에 결합될 수도, 양자에 결합될 수도 있다.
이러한 오르가노폴리실록산의 구조는, 기본적으로는 주쇄가 디오르가노실록산 단위의 반복으로 이루어지고, 분자쇄 양쪽 말단이 트리오르가노실록시기로 봉쇄된 직쇄상 디오르가노폴리실록산인 것이 일반적이지만, 부분적으로는 분지상의 구조, 환상 구조, 삼차원 메쉬상 구조의 것 등을 포함할 수도 있다. 분자량에 대해서는 특별히 제한이 없고, 실온에서 액상이거나 생고무상일 수도 있지만, 바람직하게는 BL형 회전 점도계에 의해 측정한(이하, 동일함) 25 ℃에서의 점도가 500,000 mPaㆍs 이하, 보다 바람직하게는 500 내지 500,000 mPaㆍs, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 300,000 mPaㆍs 정도인 것이 바람직하다.
(B) 성분의 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산은, 하기 화학식 2로 표시되며 1 분자 중에 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 100개, 보다 바람직하게는 3 내지 50개의 규소 원자 결합 수소 원자(즉, SiH로 표시되는 히드로실릴기)를 갖는 것이 바람직하게 이용된다.
R2 bHcSiO(4-b-c)/2
(식 중, R2는 탄소수 1 내지 10의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이다. 또한, b는 0.7 내지 2.1, c는 0.001 내지 1.0이며, b+c는 0.8 내지 3.0을 만족시키는 양수이다.)
여기서, R2의 1가 탄화수소기로서는, R1로 예시된 것과 동일한 것을 들 수 있지만, 지방족 불포화기를 갖지 않는 것이 바람직하다. 또한, b는 바람직하게는 0.8 내지 2.0, c는 바람직하게는 0.01 내지 1.0, b+c는 바람직하게는 1.0 내지 2.5이고, 오르가노히드로젠폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 환상, 분지상, 삼차원 메쉬상 중 어느 구조일 수도 있다. 이 경우, 1 분자 중의 규소 원자수(또는 중합도)는 2 내지 300개, 바람직하게는 3 내지 200개, 특히 4 내지 150개 정도의 실온(25 ℃)에서 액상인 것이 바람직하게 이용된다. 또한, 규소 원자에 결합하는 수소 원자는 분자쇄 말단, 분자쇄 도중 중 어디에 위치할 수도 있고, 양쪽에 위치하는 것일 수도 있다.
또한, (B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은 규소 원자와 결합하는 수소 원자 이외의 다른 관능기를 갖지 않는 것이다. 이러한 다른 관능기로서는, 알콕시실릴기, 아미노기, 에폭시기, 머캅토기를 들 수 있다.
또한, (B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하(통상 0.1 내지 1,000 mPaㆍs)이고, 바람직하게는 1 내지 1,000 mPaㆍs이고, 보다 바람직하게는 5 내지 500 mPaㆍs, 더욱 바람직하게는 10 내지 200 mPaㆍs 정도이다. 점도가 너무 높으면 경화 반응이 빠르게 진행되기 어려워지고, 너 무 낮으면 경화 반응의 진행 중에 (B) 성분이 휘발되어 소정의 고무 물성을 갖는 경화물이 얻어지지 않는 경우가 있다.
상기 (B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산으로서는, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실록산, 트리스(히드로젠디메틸실록시)메틸실란, 트리스(히드로젠디메틸실록시)페닐실란, 메틸히드로젠시클로폴리실록산, 메틸히드로젠실록산ㆍ디메틸실록산 환상 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산ㆍ메틸히드로젠실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸히드로젠실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 양쪽 말단 디메틸히드로젠실록시기 봉쇄 디메틸실록산ㆍ메틸히드로젠실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠실록산ㆍ디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠실록산ㆍ디페닐실록산ㆍ디메틸실록산 공중합체, 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠실록산ㆍ메틸페닐실록산ㆍ디메틸실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸히드로젠실록시기 봉쇄 메틸히드로젠실록산ㆍ디메틸실록산ㆍ디페닐실록산 공중합체, 양쪽 말단 디메틸히드로젠실록시기 봉쇄 메틸히드로젠실록산ㆍ디메틸실록산ㆍ메틸페닐실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 (CH3)3 SiO1/2 단위와 SiO4/2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 SiO4/2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1/2 단위와 SiO4/2 단위와 (C6H5)3SiO1/2 단위로 이루어지는 공중합체 등이나, 이들 각 예시 화합물에 있어서 메틸기의 일부 또는 전부가 에틸기, 프로필기 등의 다른 알킬기나 페닐기 등 으로 치환된 것 등을 들 수 있다.
(B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은 필요에 따라서 배합할 수 있는 임의 성분이고, 그의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0 내지 30 질량부, 특히 0 내지 15 질량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0 내지 10 질량부이다. 또한, (B) 성분을 배합하는 경우, 그의 배합량에 하한은 없지만, 통상 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 이상으로 하는 것이 바람직하다. 배합량이 너무 많으면 경화물의 고무 물성이 저하된다.
(C) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상 함유하고, 규소 원자와 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산은 하기 화학식 3으로 표시되고, 1 분자 중에 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 100개, 보다 바람직하게는 3 내지 50개의 규소 원자 결합 수소 원자를 갖는 것이 바람직하게 이용된다.
R3 dHeSiO(4-d-e)/2
(식 중, R3은 탄소수 1 내지 10의 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기 또는 알콕시기이다. 또한, d는 0.7 내지 2.1, e는 0.001 내지 1.0이며, d+e는 0.8 내지 3.0을 만족시키는 양수이다.)
여기서, R3의 1가 탄화수소기로서는, R1로 예시된 것과 동일한 것을 들 수 있지만, 지방족 불포화기를 갖지 않는 것이 바람직하고, 이들에 더하여 메톡시, 에톡시, 프로폭시 등의 통상, 탄소수 1 내지 6 정도의 알콕시기, 페녹시기 등의 아릴옥시기나, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기 등의 알킬렌기 등의 2가 탄화수소기(의 탄소 결합)을 통해 상기 알콕시실릴기가 결합된 2-트리메톡시실릴에틸기, 2-트리에톡시실릴에틸기, 2-메틸디메톡시실릴에틸기 등의 트리알콕시실릴 치환 알킬기, 오르가노디알콕시실릴 치환 알킬기, 디오르가노알콕시실릴 치환 알킬기 등의 알콕시실릴 치환 알킬기 등을 들 수 있다.
또한, d는 바람직하게는 0.8 내지 2.0, e는 바람직하게는 0.01 내지 1.0, d+e는 바람직하게는 1.0 내지 2.5이고, 오르가노히드로젠폴리실록산의 분자 구조는 직쇄상, 환상, 분지상, 삼차원 메쉬상 중 어느 구조일 수도 있지만, 직쇄상, 환상 구조가 바람직하고, 특히 환상 구조가 바람직하다.
이 경우, 1 분자 중의 규소 원자수(또는 중합도)는 2 내지 100개인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 내지 30개이고, 더욱 바람직하게는 4 내지 15개이다. 규소 원자에 결합하는 수소 원자는 분자쇄 말단, 분자쇄 도중 중 어디에 위치할 수도 있고, 양쪽에 위치하는 것일 수도 있다. 1 분자 중의 규소 원자에 결합하는 수소 원자수는 30개 이하인 것이 바람직하고, 20개 이하인 것이 보다 바람직하고, 10개 이하인 것이 특히 바람직하다.
또한, 이러한 (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은, 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알콕시기를 2개 이상 갖는 것이 필수이다. 알콕시기로서는, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 이소프로폭시기, 이소부톡시기, tert-부톡시기 등의 통상 탄소수 1 내지 6, 특히 탄소수 1 내지 4 정도의 것을 들 수 있지만, 특히 메톡시기가 바람직하다. 아릴옥시기로서는 페녹시기가 바람직하다. 이러한 규소 원자에 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기는, 골격의 폴리실록산 결합 중 규소 원자에 직접 결합할 수도 있고, 탄소 결합(예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 테트라메틸렌기, 헥사메틸렌기 등의 알킬렌기 등의 2가 탄화수소기)을 통해 실록산 골격에 결합된 규소 원자에 결합한 것일 수도 있다. 또한, 이러한 알콕시기 및/또는 아릴옥시기는 1 분자 중에 2개 이상 존재하는 것이 필수이지만, 바람직하게는 3개 이상이고, 3개의 알콕시기가 동일한 규소 원자에 결합하는 트리알콕시실릴기를 가지는 것이 가장 바람직하다. 알콕시기 및/또는 아릴옥시기의 수에 상한은 없지만, 통상 30개 이하, 바람직하게는 20개 이하, 특히 10개 이하일 수 있다.
또한, 이 (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은, 규소 결합 수소 원자와 알콕시기 및/또는 아릴옥시기 이외의 관능기인 아미노기, 에폭시기, 카르보닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 머캅토기 등을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이들 관능기는 반응성이 높기 때문에, 경화물의 압축 영구 왜곡을 현저히 저하시켜 버릴 가능성이 있다.
또한, (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은, 하기 화학식으로 나타낸 바와 같이 분자 중에 규소 원자에 결합한 수소 원자가 연속적으로 존재하는 트리실 록산 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Figure 112008025224164-PAT00001
(식 중, R은 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이고, 동일하거나 상이할 수도 있다.)
여기서, R의 1가 탄화수소기로서는, R1로 예시된 것과 동일한 것을 들 수 있고, 지방족 불포화기를 갖지 않는 것이 바람직하고, 그 중에서도 메틸기 및 페닐기가 특히 바람직하다.
또한, (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산은, BL형 회전 점도계에 의해 측정한 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하이고, 바람직하게는 0.3 내지 1,000 mPaㆍs이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 500 mPaㆍs이고, 더욱 바람직하게는 1 내지 200 mPaㆍs 정도이다. 점도가 너무 높으면 경화물의 내압축 영구 왜곡성이 열악해지고, 너무 낮으면 경화 반응 진행 중에 (C) 성분이 휘발되어 소정의 고무 물성을 갖는 경화물이 얻어지지 않는 경우가 있다.
이러한 (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산으로서는, 하기의 것을 예시할 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
Figure 112008025224164-PAT00002
(C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산의 배합량은 (A) 성분 100 질량부에 대하여 0.1 내지 30 질량부, 특히 0.2 내지 10 질량부인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 5 질량부이다. 배합량이 너무 적으면 가교 밀도가 낮아 경화가 불충분해져 버리고, 너무 많으면 경화물의 고무 물성이 현저히 저하되어 버린다.
여기서, (B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산을 배합하는 경우, 이 (C) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산과 (B) 성분인 오르가노히드로젠폴리실록산의 배합 비율은, (C) 성분 중의 SiH기에 대한 (B) 성분 중의 SiH기의 몰비가 (B) 성분/(C) 성분<1이고, 바람직하게는 (B) 성분/(C) 성분<0.8이고, 보다 바람직하게는 (B) 성분/(C) 성분<0.5이다. 이 숫자가 1 이상에서는 목적으로 하는 밀폐 내열성이 불충분해져 버린다. 또한, (B) 성분을 배합하는 경우, 이들 몰비 (B) 성분/(C) 성분에 하한은 없지만, 통상 0.001 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는 (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기에 대한 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 중의 SiH기의 몰비가 SiH기/알케닐기=0.2 내지 2.0인 것이 필수이며, 바람직하게는 0.3 내지 1.8, 보다 바람직하게는 0.4 내지 1.5이다. 0.2 미만이면 고무가 충분히 경화되지 않고, 2.0을 초과하면 압축 영구 왜곡이 높아져 롤로서는 부적당해진다.
(D) 성분인 무기질 충전제는 경화 고무의 보강, 열전도성의 향상, 기타 점도ㆍ고무 경도의 조정이나 내열 향상ㆍ착색 등의 목적으로 배합되는 것이다. 이러한 것으로서는, 발연 실리카, 침강 실리카, 규조토, 분쇄 석영, 산화티탄, 산화철, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화아연, 카본 블랙 등이 있다. 무기질 충전제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
(D) 성분의 배합량은, (A) 성분 100 질량부에 대하여 보강 목적으로는 1 내지 50 질량부, 바람직하게는 5 내지 50 질량부, 열전도성의 향상을 위해서는 100 내지 1,000 질량부, 내열이나 착색 목적으로는 0.1 내지 5 질량부, 기타 점도나 경도 조정의 목적으로는 임의의 양을 배합할 수 있다. 그러나, 어느 경우에도, (A) 성분 100 질량부에 대하여 1,000 질량부 이하, 바람직하게는 800 질량부 이하이다. 1,000 질량부를 초과하면, 고무 물성이 현저히 저하될 뿐만 아니라 배합도 곤란해진다.
또한, 이러한 무기질 충전제는, 각종 알콕시실란 및 그의 가수 분해물, 디페닐실란디올, 카본 관능성 실란, 실라놀기 함유 저분자 실록산, 헥사메틸디실라잔 등의 실라잔류, 옥타메틸시클로테트라실록산 등의 표면 처리제로 미리 표면 처리한 것을 이용할 수도 있고, 이들 표면 처리제를 배합할 때에 동시에 첨가할 수도 있다.
(E) 성분인 부가 반응 촉매로서는, 백금흑, 염화 제2백금, 염화백금산, 염화백금산과 1가 알코올과의 반응물, 염화백금산과 올레핀류와의 착체, 백금 비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등을 들 수 있다.
또한, 이 부가 반응 촉매의 배합량은 촉매량으로 할 수 있고, 통상 백금족 금속으로서 (A), (B) 성분의 합계 질량에 대하여 0.5 내지 1,000 ppm, 특히 1 내지 500 ppm 정도이다.
또한, 본 발명의 실리콘 고무 조성물에는, 필요에 따라서 아세틸렌알코올, 알케닐기 함유 실록산 올리고머 등의 경화 지연제, 카본, 산화철, 산화티탄, 산화세륨 등의 내열 향상제, 유기계, 무기계 각종 착색 안료 등을, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 적시 혼합할 수도 있다.
본 발명의 실리콘 고무 조성물은 상기 각 성분의 소정량을 통상법에 준하여 혼합함으로써 제조할 수 있다.
본 발명의 실리콘 고무 조성물의 경화 방법은 복사기, 레이저 빔 프린터, 팩시밀리 등의 정착 장치에 사용되는 롤이나 벨트가 성형 가능한 방법이면 어떠한 방법이라도 상관없다. 예를 들면 주입 성형, 이송 성형, 압축 성형, 사출 성형, 코 팅 등 각종 방법이 있다. 경화 조건으로서는 60 내지 350 ℃의 온도에서 10 초 내지 4 시간의 범위가 바람직하게 채용된다. 또한, 경화물의 압축 영구 왜곡을 저하시키거나, 저분자 실록산 성분을 감소시키는 등의 목적으로, 성형 후, 120 내지 250 ℃의 오븐 내에서 30 분 내지 70 시간 정도의 후경화(2차 경화)를 더 행할 수도 있다.
본 발명의 정착 롤 및 정착 벨트는, 롤축(코어 바)의 외주면 또는 벨트 기재 상에, 상기 실리콘 고무 조성물의 경화물층(실리콘 고무층)을 개재하여 불소 수지층 또는 불소 고무층이 형성되어 이루어지는 것이다.
여기서, 본 발명의 정착 롤 및 정착 벨트는, 경도나 열전도가 다른 2종 이상의 실리콘 고무층을 설치할 수도 있다. 그 경우, 실리콘 고무 2층의 성형은, 내층을 형성하는 실리콘 고무 조성물을 형 내 또는 코팅 등의 방법으로 경화시킨 후, 또한 외층을 형성하는 실리콘 고무 조성물을 형 내 또는 코팅에 의해 성형, 경화시키는 방법이 바람직하다. 이 경우, 내층의 실리콘 고무 조성물을 경화한 후, 외층의 실리콘 고무 조성물을 경화시킬 때, 프라이머를 이용하거나 접착제를 도포하는 등의 방법을 이용하여 내층과 외층의 실리콘 고무를 보다 견고하게 접착시킬 수도 있다.
본 발명의 정착 롤 또는 정착 벨트는 스테인레스, 철, 니켈, 알루미늄 등의 코어 바(롤축), 또는 폴리이미드 등의 내열성 수지의 벨트 기재 상에 상기 실리콘 고무 조성물의 경화물층을 형성하는 것이지만, 이 경우에 코어 바나 벨트의 재질, 치수 등은 롤이나 벨트의 종류에 따라서 적절하게 선정할 수 있다.
또한, 실리콘 고무 조성물의 성형, 경화 방법도 적절하게 선정할 수 있고, 상술한 성형 방법 및 경화 조건에 의해 경화된다.
다음에, 실리콘 고무층의 외주에 불소 수지층이나 불소 고무층을 더 설치한다. 이 경우, 불소계 수지층은 불소계 수지 코팅재나 불소계 수지 튜브 등에 의해 형성되고, 상기 실리콘 고무층을 피복시킨다. 여기서, 불소계 수지 코팅재로서는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌 수지(PTFE)의 라텍스나, 다이엘 라텍스(다이킨 고교사 제조, 불소계 라텍스) 등을 들 수 있고, 또한 불소계 수지 튜브로서는 시판품을 사용할 수 있고, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌 수지(PTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 수지(PFA), 불화에틸렌-폴리프로필렌 공중합체 수지(FEP), 폴리불화비닐리덴 수지(PVDF), 폴리불화비닐 수지 등을 들 수 있지만, 이들 중에서 특히 PFA가 바람직하다.
또한, 본 발명의 정착 롤 및 정착 벨트는 통상 사용되는 어떠한 복사기, 레이저 프린터, 팩시밀리 머신 등의 정착 부위에도 사용 가능하지만, 특히 내부에 히터를 가지고, 고온에 노출되는 조건에서 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 정착 부위의 온도에서는, 토너 정착 동작 작동시의 롤축(코어 바) 또는 벨트의 온도가 200 ℃ 이상, 바람직하게는 230 ℃ 이상, 롤 또는 벨트 표면의 온도에서는 180 ℃ 이상, 바람직하게는 200 ℃ 이상이다. 또한, 롤축과 롤 표면 또는 벨트 기재와 벨트 표면의 온도차가 20 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 30 ℃ 이상이 될 때, 본 발명의 정착 롤은 바람직하게 이용된다.
또한, 본 발명의 정착 롤 및 정착 벨트는 특히 인자 속도가 빠른 경우에 바 람직하고, 모노크로의 경우, A4지로 통지(通紙) 속도가 30 매/분 이상, 바람직하게는 40 매/분 이상이고, 컬러 인자의 경우, 동일하게 A4지로 통지 속도가 10 매/분 이상, 바람직하게는 15 매/분 이상일 때 바람직하게 이용된다.
<실시예>
이하, 실시예와 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 예에서 점도는 BL형 회전 점도계에 의해 측정한 25 ℃의 값이다.
[실시예 1]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.0001 몰/g) 80 질량부, 양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 5,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.000055 몰/g) 20 질량부, 평균 입경이 5 ㎛인 석영 분말 80 질량부, 평균 입경이 0.15 ㎛인 산화철 1 질량부, 비표면적이 180 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(도꾸야마사 제조, 레오로시일 DM20S) 0.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온(23 ℃)에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 발연 실리카의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 하기 화학식으로 표시되며, 25 ℃에서의 점도가 2 mPaㆍs인 규소 결합 알콕시기 함유 메틸히드로젠폴리실록산(C-1)을 0.8 질량부[SiH기/알케닐기=0.7], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(실-1)로 하였다.
Figure 112008025224164-PAT00003
이 실리콘 고무 조성물(실-1)을 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, JIS K 6301에 따라서 경도(듀로미터 A)를 측정하였다. 이 고무 시트로부터 약 50 mm×50 mm의 시험편을 잘라내고, 두께 200 ㎛이고 60 mm×60 mm의 폴리테트라플루오로에틸렌 시트로 상하를 끼운 후, 또한 두께 약 2 mm의 금속판(SUS 판)으로 상하를 끼웠다. 이것을 250 ℃의 오븐에 넣고, 30 시간 후, 100 시간 후의 고무 경도를 측정하였다. 이들 결과를 표 1에 기재하였다.
[실시예 2]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 5,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.00008 몰/g) 70 질량부, 양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 비닐기를 함유하지 않는 디메틸폴리실록산(중합도 500) 30 질량부, 평균 입경이 5 ㎛인 알루미나 250 질량부, 평균 입경이 0.15 ㎛인 산화철 1 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 하기 화학식으로 표시되며, 25 ℃에서의 점도가 15 mPaㆍs인 규소 결합 알콕시기 함유 메틸히드로젠폴리실록산(C-2) 0.5 질량부[SiH기/알케닐기=1.0], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(실-2)로 하였다.
Figure 112008025224164-PAT00004
이 실리콘 고무 조성물(실-2)를 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 1에 기재하였다.
[실시예 3]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 50,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.00009 몰/g) 100 질량부, 비표면적이 110 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(닛본 에어로질사 제조, R-972) 2 질량부, 평균 입경이 4 ㎛인 석영 분말 50 질량부, 평균 입경이 1.5 ㎛인 산화세륨 분말 0.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 실시예 1의 메틸히드로젠폴리실록산(C-1) 1.2 질량부, 양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 Si-H기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 20 mPaㆍs이고, 중합도가 30인 메틸히드로젠폴리실록산(B-1)(Si-H량 0.0038 몰/g)을 1.1 질량부[(C-1), (B-1) 합계의 SiH기/알케닐기=1.5, SiH(B-1)/SiH(C-1)=0.45], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(실-3)으로 하였다.
이 실리콘 고무 조성물(실-3)을 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 1에 기재하였다.
[실시예 4]
양쪽 말단이 디메틸비닐실록시기로 봉쇄된 25 ℃에서의 점도가 10,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산 100 질량부, 비표면적이 110 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(닛본 에어로질사 제조, R-972) 2 질량부, 평균 입경이 12 ㎛인 석영 분말 150 질량부, 평균 입경이 0.2 ㎛인 산화철 2 질량부, 평균 입경이 0.8 ㎛인 산화세륨 분말 1.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 하기 화학식으로 표시되며 25 ℃에서의 점도가 18 mPaㆍs인 규소 결합 알콕시기 함유 메틸히드로젠폴리실록산(C-3) 1.0 질량부, 실시예 3의 메틸히드로젠폴리실록산(B-1)(Si-H량 0.0038 몰/g)을 0.5 질량부[(C-3), (B-1) 합계의 SiH기/알 케닐기=1.2, SiH(B-1)/SiH(C-3)=0.36], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(실-4)로 하였다.
Figure 112008025224164-PAT00005
이 실리콘 고무 조성물(실-4)를 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 1에 기재하였다.
[실시예 5]
직경 10 mm×길이 300 mm의 알루미늄 샤프트의 표면에 부가 반응형 액상 실리콘 고무용 프라이머 C(신에쓰 가가꾸 고교사 제조)를 도포하였다. 내면을 프라이머 처리한 50 ㎛의 불소 PFA 튜브와 알루미늄 샤프트 사이에 실시예 1의 실리콘 고무 조성물(실-1)을 5 kg/cm2 충전시키고, 150 ℃에서 30 분 가열 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 후경화시켜, 외경 18 mm×길이 250 mm의 PFA 수지 피복 실리콘 고무 롤을 제조하였다.
이 정착 롤을 전자 사진 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 50 매/분의 속도로 연속 통지하였다. 이 때, 표층 부근은 약 200 ℃, 코어 바의 부근은 약 240 ℃였다. 통지를 10,000 매 연속하였지만, 복사된 화상은 전부 선명하였다.
[실시예 6]
니켈제 벨트 기재(두께 50 ㎛, 형상: 내경 φ55 mm, 폭 250 mm)의 외주면에, 부가 반응형 액상 실리콘 고무용 프라이머 X-33-183-2A/B(신에쓰 가가꾸 고교사 제조)를 도포하고, 건조 후 베이킹(150 ℃×15 분)을 행하였다. 이 위에, 실시예 2의 실리콘 고무 조성물(실-2)를 코팅하고(두께 약 300 ㎛) 150 ℃에서 15 분 가열하고, 또한 200 ℃에서 2 시간 후경화를 행하였다. 이 경화물 표면에 다이엘 라텍스와 실리콘 고무용 프라이머 GLP-103SR(다이킨사 제조)를 균일하게 도포하고 80 ℃에서 10 분 가열하고, 또한 다이엘 라텍스 GLS-213을 균일하게 분무 도포하고 300 ℃에서 1 시간 가열 소성시켜 불소 수지 코팅 실리콘 고무제 정착 벨트를 제조하였다.
이 정착 벨트를 전자 사진 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 60 매/분의 속도로 연속 통지하였다. 이 때, 표층 부근은 약 220 ℃, 벨트 기재 부근은 약 240 ℃였다. 통지를 10,000 매 연속하였지만, 복사된 화상은 전부 선명하였다.
[실시예 7]
직경 10 mm×길이 300 mm의 알루미늄 샤프트의 표면에 부가 반응형 액상 실리콘 고무용 프라이머 C(신에쓰 가가꾸 고교사 제조)를 도포하였다. 내면을 프라이머 처리한 50 ㎛의 불소 PFA 튜브와 알루미늄 샤프트 사이에 실시예 3의 실리콘 고무 조성물(실-3)을 5 kg/cm2 충전시키고, 150 ℃에서 30 분 가열 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 후경화시켜 외경 18 mm×길이 250 mm의 PFA 수지 피복 실리 콘 고무 롤을 제조하였다.
이 정착 롤을 전자 사진 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 60 매/분의 속도로 연속 통지하였다. 이 때, 표층 부근은 약 210 ℃, 코어 바의 부근은 약 250 ℃였다. 통지를 10,000 매 연속하였지만, 복사된 화상은 전부 선명하였다.
[비교예 1]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 20,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.0001 몰/g) 80 질량부, 양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 5,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.000055 몰/g) 20 질량부, 평균 입경이 5 ㎛인 석영 분말 80 질량부, 평균 입경이 0.15 ㎛인 산화철 1 질량부, 비표면적이 180 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(도꾸야마사 제조, 레오로시일 DM20S) 0.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온(23 ℃)에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 발연 실리카의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 실시예 3의 메틸히드로젠폴리실록산(B-1) 1.6 질량부[SiH기/알케닐기=0.7], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(비-1)로 하였다.
이 실리콘 고무 조성물(비-1)을 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실 시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 2에 기재하였다.
[비교예 2]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 5,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.00008 몰/g) 70 질량부, 양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 비닐기를 함유하지 않는 디메틸폴리실록산(중합도 500) 30 질량부, 평균 입경이 5 ㎛인 알루미나 250 질량부, 평균 입경이 0.15 ㎛인 산화철 1 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 실시예 3의 메틸히드로젠폴리실록산(B-1) 1.5 질량부[SiH기/알케닐기=1.0], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(비-2)로 하였다.
이 실리콘 고무 조성물(비-2)를 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 2에 기재하였다.
[비교예 3]
양쪽 말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄되며 측쇄에 비닐기를 가지고, 25 ℃에서의 점도가 50,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산(비닐기 함유량 0.00009 몰/g) 100 질량부, 비표면적이 110 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(닛본 에어로질사 제조 R-972) 2 질량부, 평균 입경이 4 ㎛인 석영 분말 50 질량부, 평균 입경이 1.5 ㎛인 산화세륨 분말 0.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 실시예 1의 메틸히드로젠폴리실록산(C-1) 0.3 질량부, 실시예 3의 메틸히드로젠폴리실록산(B-1) 2.9 질량부[(C-1), (B-1) 합계의 SiH기/알케닐기=1.5, SiH(B-1)/SiH(C-1)=4.8], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(비-3)으로 하였다.
이 실리콘 고무 조성물(비-3)을 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 2에 기재하였다.
[비교예 4]
양쪽 말단이 디메틸비닐실록시기로 봉쇄된 25 ℃에서의 점도가 10,000 mPaㆍs인 디메틸폴리실록산 100 질량부, 비표면적이 110 m2/g인 소수화 처리된 발연 실리카(닛본 에어로질사 제조, R-972) 2 질량부, 평균 입경이 12 ㎛인 석영 분말 150 질량부, 평균 입경이 0.2 ㎛인 산화철 2 질량부, 평균 입경이 0.8 ㎛인 산화세륨 분말 1.5 질량부를 플라네터리 믹서에 넣고, 실온에서 30 분 교반을 행하였다. 이 혼합물을 3개 롤을 사용하여 충전제의 분산을 행한 후, 다시 플라네터리 믹서로 복귀시키고, 실시예 4의 메틸히드로젠폴리실록산(C-3) 0.4 질량부, 실시예 3의 메틸히드로젠폴리실록산(B-1)을 1.4 질량부[(C-3), (B-1) 합계의 SiH기/알케닐기=1.2, SiH(B-1)/SiH(C-3)=2.4], 반응 제어제로서 에티닐시클로헥산올 0.05 질량부, 백금 촉매(Pt 농도 1 질량％) 0.1 질량부를 첨가하고, 15 분 교반을 계속하여 완성된 조성물을 실리콘 고무 조성물(비-4)로 하였다.
이 실리콘 고무 조성물(비-4)를 120 ℃에서 10 분간 프레스 경화시키고, 또한 200 ℃에서 4 시간 오븐 경화를 행하여 두께 2.0 mm의 고무 시트를 얻은 후, 실시예 1과 동일하게 초기 경도 및 내열 시험 후의 경도를 측정하고, 결과를 표 2에 기재하였다.
[비교예 5]
실시예 5에서 실리콘 고무 조성물(실-1) 대신에 (비-1)을 사용한 것 이외에는, 동일하게 롤을 제조하고, 전자 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 50 매/분으로 동일하게 연속 통지한 결과, 7,000 매째 정도부터 화상이 불선명해졌다. 8,000 매 통지 후, 롤을 취출해 보면, 코어 바 부근의 고무가 파괴된 것이 확인되었다.
[비교예 6]
실시예 6에서 실리콘 고무 조성물(실-2) 대신에 (비-2)를 사용한 것 이외에는, 동일하게 정착 벨트를 제조하고, 전자 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 60 매/분으로 동일하게 연속 통지한 결과, 8,000 매째 정도부터 벨트 표층에 주름 이 발생하여 불선명한 화상이 되었다. 8,300 매에서 통지를 정지시키고, 벨트를 절단하여 관찰해보면 실리콘 고무가 일부 파괴된 것을 확인할 수 있었다.
[비교예 7]
실시예 7에서 실리콘 고무 조성물(실-3) 대신에 (비-3)을 사용한 것 이외에는, 동일하게 롤을 제조하고, 전자 복사기에 장착하여 A4 크기의 복사지를 60 매/분으로 동일하게 연속 통지한 결과, 9,800 매째 정도부터 화상이 불선명해졌다. 10,000 매 통지 후, 롤을 취출해보면, 코어 바 부근의 고무가 파괴된 것이 확인되었다.
Figure 112008025224164-PAT00006
Figure 112008025224164-PAT00007

Claims (9)

  1. (A) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 2개 이상 함유하는 오르가노폴리실록산: 100 질량부,
    (B) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 그 밖의 관능기를 갖지 않는 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 오르가노히드로젠폴리실록산: 0 내지 30 질량부,
    (C) 1 분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 2개 이상 함유하고, 규소 원자와 결합하는 알콕시기 및/또는 아릴옥시기를 2개 이상 함유하며, 25 ℃에서의 점도가 1,000 mPaㆍs 이하인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산: 0.1 내지 30 질량부,
    (D) 무기질 충전제: 0.1 내지 1,000 질량부,
    (E) 부가 반응 촉매: 촉매량
    을 함유하여 이루어지며, (A) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기에 대한 (B) 성분과 (C) 성분의 합계 중의 SiH기의 몰비가 SiH기/알케닐기=0.2 내지 2.0이고, (B) 성분을 배합하는 경우, (C) 성분 중의 SiH기에 대한 (B) 성분 중의 SiH기의 몰비가 (B)/(C)<1인 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (C) 성분인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산의 중합도가 30 이하이며, 1 분자 중의 규소 원자와 결합하는 수소 원자수가 20 이하인 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 성분인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산이 분자 내에 하기 화학식으로 표시되는 트리실록산 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
    Figure 112008025224164-PAT00008
    (식 중, R은 탄소수 1 내지 8의 1가 탄화수소기이고, 동일하거나 상이할 수도 있음)
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 성분인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산이 알콕시기 및/또는 아릴옥시기 이외의 관능기를 갖지 않는 것을 특징으로 하는 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 성분인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산이 환상 구조인 것을 특징으로 하는 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, (C) 성분인 액상 오르가노히드로젠폴리실록산이 동일한 규소 원자에 3개의 동일 또는 상이한 알콕시기를 결합한 트리알콕시실릴기를 갖는 것을 특징으로 하는 정착 롤 또는 정착 벨트용 실리콘 고무 조성물.
  7. 코어 바의 외주면에 실리콘 고무층을 개재하여 불소 수지층 또는 불소 고무층이 형성되어 이루어지는 정착 롤이며, 상기 실리콘 고무층을 형성하는 실리콘 고무가 제1항 또는 제2항에 기재된 실리콘 고무 조성물을 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 정착 롤.
  8. 제7항에 있어서, 코어 바의 내부에 열원을 갖는 롤인 것을 특징으로 하는 정착 롤.
  9. 벨트 기재 상에 실리콘 고무층을 개재하여 불소 수지층 또는 불소 고무층이 형성되어 이루어지는 정착 벨트이며, 상기 실리콘 고무층을 형성하는 실리콘 고무가 제1항 또는 제2항에 기재된 실리콘 고무 조성물을 경화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 정착 벨트.
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