JP2002296940A - 熱定着ロール用シリコーンゴム組成物 - Google Patents
熱定着ロール用シリコーンゴム組成物Info
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Abstract
少なく、定着ロールの被覆材として好適に用いられるシ
リコーンゴム組成物を提供する。 【解決手段】 熱硬化性シリコーンゴム組成物100重
量部に、アルコキシシランまたはアルコキシシロキサン
で表面処理を行なった、真密度が0.05〜0.2g/
cm3、90%残存耐圧強度が1.5×106N/m2以
上のガラス製中空微小球0.1〜100重量部を配合し
てなる熱定着ロール用シリコーンゴム組成物。
Description
ター等の静電記録装置における加熱定着装置の熱定着ロ
ールの形成に用いるシリコーンゴム組成物に関するもの
である。
コーンゴム組成物は成形性に優れ、成形後は耐熱性、電
気絶縁性に優れることから種々の分野で使用されてお
り、最近では、耐熱性や離型性に優れることから、PP
C、LBP、FAX等の定着ロールに広く使用されてい
る。これら電子写真プロセスを利用した機器において
は、感光体表面から複写紙に転写されたトナー像を複写
機に固定する方法がある。このトナー像を固定する方法
として、互いに圧接回転している加熱されたヒーターロ
ールと加圧ロールとの間に複写紙を通過させ、複写紙上
のトナー像を熱融着し、固定する方法が広く採用されて
いる。この熱融着方法においては、一般にロール材料の
熱伝導率を高くすることで、応答の速い複写機、プリン
ターなどとすることができるが、一方で熱伝導性の高い
ものは放熱も速く、小型化、低価格化の流れの中で、逆
に熱伝導性の低い、即ち蓄熱性のよい、省エネルギーに
つながる材料が必要とされていた。
性を利用したシリコーンゴム発泡体があるが、その分解
ガスの毒性や臭い、水素ガスの爆発性、未硬化物の保存
時の取り扱いに注意を要するなどの問題があり、しか
も、射出成形のように金型内で発泡させる成形において
は、微小かつ均一なセルを有するシリコーンゴム発泡体
を得ることが難しいという問題があった。
−143986号公報では、熱伝導率5×10-4cal
/cm・sec・℃以下を達成するため、有機・無機を
問わず各種中空フィラーを単独で配合する方法が提案さ
れている。しかしながら、有機中空フィラーでは、成形
条件により、成形物の熱伝導率や硬さが大きくばらつく
問題があり、また、無機中空フィラーでは、十分な熱伝
導率が達成できない場合がある。
出されたものであり、熱伝導率が低く、且つその硬さの
ばらつきが少なく、定着ロールの被覆材として好適に用
いられるシリコーンゴム組成物の提供を目的とするもの
である。
検討した結果、配合するフィラーとして、アルコキシシ
ランまたはアルコキシシロキサンで表面処理を行なった
特定の真密度及び90%残存耐圧強度を有するガラス製
中空微小球を用いることが極めて有効であることを見出
し、本発明を完成するに至った。
組成物100重量部に、アルコキシシランまたはアルコ
キシシロキサンで表面処理を行なった、真密度が0.0
5〜0.2g/cm3、90%残存耐圧強度が1.5×
106N/m2以上のガラス製中空微小球0.1〜100
重量部を配合してなることを特徴とする熱定着ロール用
シリコーンゴム組成物である。
本発明に用いる中空フィラーとは、アルコキシシランま
たはアルコキシシロキサンで表面処理を行なった、真密
度が0.05〜0.2g/cm3、90%残存耐圧強度
が1.5×106N/m2以上のガラス製中空微小球であ
る。真密度が0.05g/cm3より小さいと容易に分
離しやすく、また、0.2g/cm3より大きいと十分
な熱伝導性を達成できない。また、90%残存耐圧強度
が1.5×106N/m2より小さいと成形時の圧力で外
殻が破壊され、十分な熱伝導率が達成できない。
は、200μm以下、好ましくは150μm以下、より
好ましくは120μm以下で、平均粒子径が大きすぎる
と成形時の射出圧力により中空フィラーが破壊されてし
まい、熱伝導率が高くなってしまったり、ロール成形後
の表面の粗さが大きくなってしまうなどの問題が生じ
る。中空フィラーの平均粒子径の下限は特に制限されな
いが、通常、10μm、特に20μmである。なお、こ
こでの平均粒子径は、通常、レーザー光回折法による重
量平均値(又はメジアン径)として求めることができ
る。
ンやアルコキシシロキサンで表面処理することで、フィ
ラーの分離を抑えることができる他に、組生物の加工性
や圧縮永久ひずみ特性が良好となる。このようなアルコ
キシシランとしては、トリメチルシラノール、トリメチ
ルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、トリエチ
ルシラノール、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジ
エトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラエ
トキシシラン、フェニルジメチルシラノール、フェニル
ジメチルメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルジメチル
エトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フ
ェニルトリエトキシシラン、ジフェニルメチルシラノー
ル、ジフェニルメチルエトキシシラン、トリフェニルシ
ラノール、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニル
エトキシシラン、ビニルジメチルシラノール、(α―ナ
フチル)ジメチルシラノール等が例示されるが、シリコ
ーンポリマーとの相溶性から、メチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシランが好ましい。またアルコキシ
シロキサンはアルコキシシランの重合体である。
中空微小球100重量部に対し、0.1〜20重量部の
処理剤を噴霧した後に100℃〜200℃の温度で処理
する方法や、シリコーンポリマー中に、中空微小球と処
理剤を添加して100℃〜200℃の温度で加熱混練り
する方法など、どちらでも良い。
化性オルガノポリシロキサン組成物100重量部に対し
0.1〜100重量部であり、好ましくは0.1〜30
重量部、より好ましくは0.1〜20重量部である。配
合量が少なすぎると熱伝導率が4×10-4cal/cm
・sec・℃以下にならず、配合量が多すぎると硬化物
のゴム強度が弱くなり、ロール成形物としての耐久性が
悪くなる欠点がある。
組成物(熱硬化性シリコーンゴム組成物100重量部
に、アルコキシシランまたはアルコキシシロキサンで表
面処理を行なった、上記ガラス製中空微小球0.1〜1
00重量部を配合した組成物)に、更に、真密度が0.
01〜0.1g/cm3の熱可塑性樹脂製中空微小球
0.01〜10重量部を配合した組成物である。このよ
うに、少量の熱可塑性樹脂製中空微小球を配合すること
により、成形時にかかる圧力が抑えられ、安定な熱伝導
率と硬さが得られる。熱可塑性樹脂製有機中空微小球の
真密度として、0.01g/cm3以下ではガラス製中
空微小球同様、容易に分離する。また、0.1g/cm
3より大きいと成形物の熱伝導率や硬さがばらつく。熱
可塑性樹脂製中空微小球の配合量は、熱硬化性シリコー
ンゴム組成物100重量部に対し0.01〜10重量部
である。配合量が少なすぎると上記効果が得られず、配
合量が多すぎると硬さにばらつきが生じる場合がある。
成物は、その硬化物(シリコーンゴム)の熱伝導率が4
×10-4cal/cm・sec・℃以下、通常、0.5
×10-4cal/cm・sec・℃〜4.0×10-4c
al/cm・sec・℃、特に、1.5×10-4cal
/cm・sec・℃〜3.5×10-4cal/cm・s
ec・℃であることが好ましい。熱伝導率が4.0×1
0-4cal/cm・sec・℃より高いと本発明の目的
を達成し得ない。
ム組成物とは、硬化前の粘度が1〜1,000,000
cPであり、好ましくは500〜500,000cPで
ある液状熱硬化性シリコーンである。硬化機構は、付加
反応硬化型あるいは有機過酸化物硬化型どちらでも良
い。
加熱硬化型シリコーンゴムであれば特に限定されず、ベ
ースポリマーとなるポリオルガノシロキサンとシリカ粉
末、添加剤、硬化剤等からなるが、シリカ粉末、添加剤
は含有していなくても良い。
とは、 平均単位式:R1aSiO(4−a)/2 (式中、R1は置換または非置換の一価の炭化水素基
を、a は1.98から2.02の範囲の数を示す)で示され、主
として直鎖状のものが用いられるが、その一部が分岐鎖
状、三次元構造を形成していてもよく、また、単独重合
体、共重合体またはそれらの混合物であってもよい。
に結合する置換または非置換の一価の炭化水素基として
は、例えばメチル基、エチル基、プロピル基のようなア
ルキル基;ビニル基、アリル基、ブタジエニル基のよう
なアルケニル基;フェニル基、キセニル基、ナフチル基
のようなシクロアルケニル基;ベンジル基のようなアリ
キルアリール基;トリル基、キシリル基のようなアルキ
ルアリール基等の非置換の炭化水素基やクロロメチル
基、3,3,3 −トリフルオロプロピル基等の置換炭化水素
基が例示される。
水素基としては、主にメチル基が用いられ、耐熱性や加
工性の点から、93モル%以上がメチル基であることが好
ましい。また、架橋基として、ビニル基を有しているこ
とが好ましく、機械的強度と架橋性の点から、有機基の
全数に対して 0.001〜5%含有していてもよく、特に0.
02〜2%の範囲が好ましい。
端としては、水酸基、アルコキシ基、または、トリオル
ガノシリル基が例示され、トリオルガノシリル基がより
好ましい。このトリオルガノシリル基としては、トリメ
チルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メチルフェニ
ルビニルシリル基、メチルジフェニルシリル基等が例示
される。
は、1000〜20000 の範囲にあり、好ましくは3000〜1500
0 、特に好ましくは5000〜10000 である。この重合度が
小さすぎると十分な機械的強度が得られにくく、逆に大
きすぎると系への配合が困難になる。
い場合には配合しないほうが良いが、高強度などが要求
される場合には使用しても良い。本発明では、一般にシ
リコーンゴム等の配合に使用されているフュームドシリ
カ、湿式シリカ、焼成シリカ等の公知のものが使用され
るが、特に、限定されるものではない。これらの微粉末
状シリカ系充填剤は、このまま使用してもよく、また、
シラン、ポリオルガノシロキサン、ヘキサオルガノジシ
ラザンなどにより表面処理されているものを使用しても
よく、またこれらの処理剤とインプロセスで反応させて
もよい。
る物ではないが、強度や加工性をよくするためには、ポ
リオルガノシロキサン 100重量部に対して1〜200 重量
部程度、好ましくは、5〜60重量部程度が好ましい。
構に応じて適宜に選択されるものである。その反応機構
としては、有機過酸化物加硫剤による架橋方法と付加反
応による方法などが知られており、その反応機構によっ
て、硬化触媒もしくは架橋剤との好ましい組み合わせが
決まることは周知のとおりである。有機過酸化物による
架橋方法の場合は、硬化触媒としては、ベンゾイルペル
オキシド、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
どの各種の有機過酸化物加硫剤が用いられ、特に金属に
対する腐食性の点から、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。なお、これらの有機過酸化物加硫
剤は1種または2種以上の混合物として用いられる。
ロキサンベースポリマー 100重量部に対して、0.05〜15
重量部の範囲が好ましい。有機過酸化物の配合量が、0.
05重量部未満では、加硫が充分に行われず、15重量部を
越えて配合してもそれ以上の格別の効果がないばかり
か、得られたシリコーンゴム成形体の物性に悪影響を与
えることがあるからである。
は、硬化用塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニ
ルシロキサン錯体、白金カーボン、白金トリフェニルフ
ォスフィン錯体、などの白金系触媒が用いられ、架橋剤
としてケイ素原子に結合した水素原子が1分子中に少な
くても平均2個を越える数を有するオルガノポリシロキ
サンが用いられる。硬化剤のうち、硬化用触媒の配合量
はポリオルガノシロキサンベースポリマー) 100重量部
に対して、白金原子量で1〜1000ppm の範囲が好まし
い。硬化用触媒の配合量が、白金原子の量として1ppm
未満では、充分に硬化が進行せず、また 1000ppmを越え
ても特に硬化速度の向上などが期待できない。
ロキサンベースポリマー中のアルケニル基に対して、架
橋剤中のケイ素原子に結合した水素原子が、 0.5〜4.0
個となるような量が好ましく、さらに好ましくは1.0 〜
3.0 個となるような量である。水素原子の量が 0.5個未
満である場合は、組成物中の硬化が充分に進行せずに、
硬化後の組成物の硬度が低くなり、また水素原子の量が
4.0個を越えると硬化後の組成物の物理的特性と耐熱性
が低下する。
に応じて従来から一般的に用いられている、粉砕石英、
ケイソウ土などのシリカ系充填材や低硬度化のためにジ
メチルシリコーンオイルや加工性向上のために加工助
剤、各種の添加剤、例えば酸化チタン、酸化鉄、酸化セ
リウム、酸化バナジウム、酸化クロム等の金属酸化物、
顔料、耐熱剤、難燃性付与剤などを本発明組成物の特性
が損なわれない範囲で添加することができる。
明する。以下の実施例中、部は重量部を示す。 実施例1 両末端がジメチルビニルシリル基で閉鎖された、25℃
における粘度が5000cPのポリジメチルシロキサン
100部に対し、ガラス製中空微小球(グラスバブルス
K15:真密度0.15g/cm3、90%残存耐圧強
度が2.1×106N/m2、平均粒子径100μm:住
友3M製)を11部、メチルトリエトキシシラン1部、
耐熱添加剤として酸化鉄(SR550:利根産業(株)
製)を2部プラネタリーミキサーに入れ、130℃で撹
拌を行なった。その後室温まで冷却しながら攪拌し続け
た後、更に架橋剤として両末端及び側鎖にSi−H基を
有するメチルハイドロジェンポリシロキサンを6.9
部、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.
1部を添加し、15分撹拌を続けてできあがったシリコ
ーンゴム組成物に白金溶液(Pt濃度1%)0.1部を
混合し、120℃/10分のプレスキュアーにより厚さ
2mm及び6mmのシートを得、2mmシートより比
重、硬さ(JIS E)を測定し、6mmシートより熱
伝導率、圧縮永久ひずみを測定した。また、シリコーン
ゴム組成物の硬化前の粘度を測定した。さらにフィラー
の分離度合いについて調べた。
両端部、それぞれ3回測定を行い、それぞれの平均値を
求めた。また、熱伝導率については、迅速熱伝導率計
(京都電子工業(株)製QTM―500)で求めた。ま
た、圧縮永久ひずみについては、JIS K 6249
に基づき求めた。 実施例2 実施例1の組成物に、更に真密度0.02g/cm3の
熱可塑性樹脂製中空微小球(マツモトマイクロスフェア
ーF―80ED:松本油脂製薬(株)製)を0.5部配
合した組成物を用いた以外は実施例1と同様にしてシー
トを得て、評価した。 比較例1 処理剤メチルトリエトキシシラン1部を入れずに、室温
にて混合する以外は実施例1と同様にしてシートを得
て、評価した。 比較例2 ガラス製中空微小球として、セルスターZ―36(真密
度0.35g/cm3、平均粒子径56μm:東海工業
(株)製)のガラス製中空微小球を用いた以外は実施例
1と同様にしてシートを得て、評価した。 比較例3 ガラス製中空微小球の代わりに、実施例2で用いた真密
度0.02g/cm3の熱可塑性樹脂製中空微小球を1
1部配合した組成物を用いた以外は実施例1と同様にし
てシートを得て、評価した。 比較例4 ガラス製中空微小球を配合しないで室温にて混合する以
外は実施例1と同様にしてシートを得て、評価した。
Claims (2)
- 【請求項1】 熱硬化性シリコーンゴム組成物100重
量部に、アルコキシシランまたはアルコキシシロキサン
で表面処理を行なった、真密度が0.05〜0.2g/
cm3、90%残存耐圧強度が1.5×106N/m2以
上のガラス製中空微小球0.1〜100重量部を配合し
てなることを特徴とする熱定着ロール用シリコーンゴム
組成物。 - 【請求項2】 熱硬化性シリコーンゴム組成物100重
量部に、アルコキシシランまたはアルコキシシロキサン
で表面処理を行なった、真密度が0.05〜0.2g/
cm3、90%残存耐圧強度が1.5×106N/m2以
上のガラス製中空微小球0.1〜100重量部と真密度
が0.01〜0.1g/cm3の熱可塑性樹脂製中空微
小球0.01〜10重量部を配合してなることを特徴と
する熱定着ロール用シリコーンゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001095593A JP2002296940A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 熱定着ロール用シリコーンゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001095593A JP2002296940A (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 熱定着ロール用シリコーンゴム組成物 |
Publications (1)
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---|---|
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ID=18949618
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