JP3140314B2 - 定着用ロール - Google Patents
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Description
覆層とを有する定着用ロールに関し、特に乾式静電複写
機、レーザプリンタ等の熱圧定着ロールとして卓越した
性能を発揮する定着用ロールに関する。
タ等の定着システムにおいては、金属コアと非粘着性被
覆層とを有する熱圧ロールが一般に使用されている。こ
の熱圧定着ロールの非粘着性被覆層の材料としては、フ
ッ素樹脂(USP 3268351)、ジメチルシリコ
ーンゴム(USP 3666247、特開昭52−46
819)、フェニルシリコーンゴム(特開昭59−20
9129)、フルオロシリコーンゴム(特開平3−26
947)、フッ素ゴム(特開昭55−135876)等
が提案され、一部は実用に供されている。
トナーに対する非粘着性が十分でないため、ロール表面
に常にシリコーンオイルを供給するようにした所謂オイ
ルフェーズ方式の採用を余儀なくされている。
を示すが、シリコーンオイルによる漏れが悪く、また硬
くゴム弾性に乏しいため、コピー面に不要の光沢を与え
る欠点を有する。ジメチルシリコーン被覆は、熱時シリ
コーンオイルを吸収して膨潤し場合により破壊に至るこ
とがある。フェニルシリコーンゴム被覆は、耐シリコー
ンオイル性は改善されているものの、トナーに対する非
粘着性に問題がある。フルオロシリコーンゴム被覆は、
十分な耐シリコーンオイル性を有するが、耐熱性及び物
理的強度が劣っており、最高使用温度が約180℃であ
って、現在の高速複写機に要求される定着ロールの表面
温度230℃には耐えない。また、フッ素ゴム被覆は、
常用270℃の温度に耐え、熱シリコーンオイルに全く
侵されないが、非粘着性に劣るため多量のシリコーンオ
イルの供給を必要とする。
の親和性を向上させるため、フッ素ゴム中に変性シリコ
ーンオイルを混入分散させる方法(特開平3−2859
34)、フッ素ゴムロールを成形後に変性シリコーンオ
イルで後処理する方法(特開平6−175532)等が
提案されているが、これらの方法の製品は使用するアミ
ノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオ
イル、カルボキシル変性シリコーンオイル等の耐熱性が
悪く、230℃付近の温度でも容易に熱劣化を起こすの
で、ロールのシリコーンオイル親和性は急速に失われ
る。また、フッ素ゴムとシリコーンゴムとのブレンドが
試みられているが、加工性に難点があり、フッ素ゴムと
シリコーンゴムのコポリマータイプのブレンドも検討さ
れているようであるが、見るべき成果は得られていな
い。
的は、シリコーンオイルとの親和性が高く、トナーの剥
離性に優れ、帯電性が低く、かつ耐熱性、耐久性のある
非粘着性被覆層を有する定着用ロールを提供するにあ
る。
アと非粘着性被覆層とを有する定着用ロールの非粘着性
被覆層をヨウ素及び/又は臭素を含有するフッ素ゴム
(パーオキシド架橋型)にラジカル反応性不飽和結合を
含む基と加水分解基とを有するシラン化合物をラジカル
反応性不飽和基でシラン変性フッ素ゴムを得、次いでこ
のシラン変性フッ素ゴムを加水分解的重縮合反応により
架橋せしめてなるものとすることにより、前記した従来
技術の欠点がなく、静電複写機の熱圧定着ロールとして
卓越した性能を示す定着用ロールを得ることができる。
明において使用する分子鎖末端又は側鎖にヨウ素及び/
又は臭素を含有するフッ素ゴムは、パーオキシド架橋型
フッ素ゴムとして知られており、有機パーオキシド架橋
剤を用い一般にトリアリルイソシアヌレート等の架橋助
剤の存在下に加熱硬化される(USP 4,035,5
65、4,214,060、4243、770等参
照)。本発明の実施においては任意のパーオキシド架橋
型フッ素ゴム、例えばダイエルTMG=901、G=90
2、G=801(ダイキン工業)、バイトンTMGF、G
LT(昭和電工・デュポン)を使用することができる
が、フッ化ビニリデン=ヘキサフルオロロピレン=四フ
ッ化エチレン三元共重合体系及びフッ化ビニリデン=ヘ
キサフルオロロピレン二元共重合体系のものが好適であ
る。
飽和結合を含む基と加水分解基とを有するシラン化合物
としては、一般式 YSiR3-nXn (ここに、Yはラ
ジカル反応性不飽和結合を含む基、例えばビニル、メタ
クリロキシ、アリル、スチレン基、Rはメチル、フェニ
ル等の不活性基、Xは加水分解基、一般的には、メトキ
シル、エトキシル等のアルコキシル基、nは2又は3で
ある。)で示される化合物があげられる。Xは、他に、
メチル・エチル・ケトオキシム基(脱オキシム反応)、
アセトキシル基(脱酢酸反応)、イソロペニルオキシ基
(脱アセトン反応)、アミノ基(脱アミン反応)、アミ
ド基(アミド反応)等でありうる。下記の化合物が市販
されており容易に入手することができる。 CH2 =Si(OC2 H5 )3 A−151、CH2 =
CHSi(OCH)3A−171、CH2 =CHSi
(OC2 H4 OCH3 )3 A−172、CH2=CCH
3 SiCOOC3 H6 Si(OCH3) A−174
(以上、日本ユニカー製);CH2=CCH3CO(C
H2)3SiCH3(OCH3)2AY−43−060、
(CH2=CHCH2)2N(CH2)3Si(OCH3)3
(以上、東レシリコーン製)。
フッ素ゴム(バーオキシド架橋型)にラジカル反応性不
飽和結合を含む基と加水分解基とを有するシラン化合物
をラジカル付加反応させてシラン変性フッ素ゴムを得る
反応工程の一例を模式的に示す。
シド架橋型のフッ素ゴムの加硫に通常用いられる有機パ
ーオキシド、例えば2,5−ジメチル2,5−ジ−t−
ブチルパーオキシヘキサンが用いられる。反応は、不活
性ガス雰囲気下あるいは密封系で約150〜160℃に
15〜20分間加熱することにより行うのが好ましい。
なお、ラジカル付加反応は紫外線、電子線等の電離性放
射線の照射の照射によって行うこともできる。
適宜の溶媒に溶解して剛性コアに塗布し、室温に放置す
ると溶液中に添加した水分又は空気中の水分の作用によ
り加水分解的重縮合反応を起こして硬化する。加水分解
的重縮合反応による三次元架橋の形成は以下の様式で進
行するものと考えられる。
使用する。触媒としては、酸たとえば酢酸等、塩基たと
えばトリエタノールアミン、n=ブチルアミン等あるい
は亜鉛、錫、コバルト、鉄等の有機酸塩例えばオクタン
酸鉛、ジブチル錫ジラウレートを使用する。
剤として下記に例示する物質を配合することにより更に
改善することができる。なお、本明細書において用語
「共架橋剤」は、広くシラン変性フッ素ゴムの加水分解
的重縮合反応に組み込まれうる化合物を意味し、したが
って(CH3)3SiOCH3のような単官能性化合物を
も含む。 1)シリコーンオイルとの親和性の向上 1−1)加水分解基とともにメチルシロキサン基を有す
る化合物 CH3Si(OCH3)3 TSL−8113、(CH3)
2Si(OCH3)2TSL−8112、(CH3)3Si
OCH3 TSL−8111(以上、東芝シリコーン
製);(CH3)3SiOH LS−310(以上、信越化
学工業製);(CH3)2CHCH2Si(OCH3)3
AY−43−048、(CH3O)3 Si(CH2)6S
i(OCH3)3 AY−43−083(以上、東レシリ
コーン製) 1−2)変性シリコーンオイル SiH基含有シリコーンオイル L−31、FZ−38
05、FZ−3702(以上、日本ユニカー製);SiO
H基含有シリコーンオイル FZ−3122、L−90
00;SiO(アルキル)基含有シリコーンオイル FZ
−3701、FZ−3704(以上、日本ユニカー製) 1−3)室温硬化型シリコーンゴム 脱酢酸型 KE42 RTV、脱オキシム型 KE45
RTV、脱アセトン型 KE347RTV、脱アルコ
ール型 KE4895 (以上、信越化学工業製)、脱ア
ミド型 BA−10(バイエル製) 2)トナーとの剥離性の向上 フルオロアルキル基
含有化合物 CF3(CH2)2Si(OCH3)3 XC−95−41
8、CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3XC
−95−468、CF3(CF2)7(CH2)2Si(O
CH3)3 XC−95−470、CF3(CF2)7(C
H2)2SiCH3(OCH3)2 XC−95−472(以
上、東芝シリコーン製);C8F17SO2NPr(CH2)
3Si(OCH3)3 MF−160(三菱マテリアル製) 3)帯電性の制御 ポリエーテル基含有化合物 MAC−2301(日本ユニカー製)
例示するようなフッ素ゴム用の慣用の配合剤を配合する
ことにより更に改変することができる。 ゴムの物理的特性を向上するための充填剤:MTブラッ
ク、FTブラック、粉末シリカ、粉末石英等 導電性付与剤:ケッチエンブラック(Ketchen-EC)、ア
セチレンブラック、カーボンファイバー、導電性セラミ
ックス、ウイスカー、金属粉末、導電性金属コーティン
グ粉末等 誘電特性調整剤:高誘電性セラミックス(チタン酸バリ
ウム、−ストロンチューム)、有機高誘電物質等 熱伝導性調整剤:金属粉、セラミックス粉、金属酸化物
等 耐熱性向上剤:MgO、PbO、Ca(OH)2等の金
属の酸化物及び水酸化 帯電防止剤:界面活性剤等 耐摩耗性向上剤:マイカ粉等 加工性付与剤:低分子量液状フッ素ゴム(ダイエルG−
101;ダイキン化学工業)、フルオロシリコーンオイ
ル、フルオロシリコーンゴム、パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル含有フッ素油(デムナムTM;ダイキン工業)
等 相溶化剤:シリコーンゴム、シリコーンオイル、変性シ
リコーンオイル、シリコーンレジン、シリコーンワニス
類、シリコーンゴム粉末等 その他:ポリテラフルオロエチレン樹脂、PFA(テラ
フルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合
体)樹脂、FEP(テラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロロピレン共重合体)樹脂、低分子量ポリテラフルオ
ロエチレン樹脂、オリゴーテトラフルオロエチレン、反
応性パーフルオロアルキル化剤及びパーフルオロアルキ
ル化合物、フルオロエーテル化合物、フルオロアルキル
ビニルエーテル化合物、フルオロカーボン系界面活性剤
等
される共架橋剤、水及び触媒の量には特に制限はない。
シラン変性フッ素ゴムは、通常、室温硬化後、高温で不
活性ガス雰囲気下に又は真空中で後加硫(ポストキュ
ア)されるが、その条件にも特別の制限はない。
として加硫シラン変性フッ素ゴム層のみを有する単層構
造のものとすることができ、また例えば耐熱性のゴムか
らなる中間層を有する多層構造のものとすることもでき
る。耐熱性ゴムとしては、EPT、アクリルゴム、シリ
コーンゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。
中間層は、スポンジ状のものであり得る。当業者ならば
容易に理解しうるとおり、本発明のシラン変性フッ素ゴ
ムは、帯状の金属シート、ゴムシート、布帛等に塗布加
硫して非粘着性のベルトとして使用することもできる。
に詳細に説明する。 比較例 フッ素ゴム(ダイエルG−801、ダイキン化学工業
製)100重量部にMTカーボンブラック20重量部、
トリアリルイソシアヌレート(タイク、日本化成)4.
0重量部及びパーオキシド(パーヘキサ2・5B、日本
油脂製)1.5重量部を加え、ゴム用二本ロール機で十
分混練し、MEK/MBK 1:1 混合溶剤に溶解し
て固形分33重量%の溶液とした。他方、直径59.0
mmのアルミニウム製(芯金)コアを1,1,1−トリ
クロロエタンで洗浄後、その表面にシリコーン系プライ
マーを塗布し、その上にJIS硬度60°の熱硬化型シ
リコーンゴムテープを巻付けて型中で熱プレスし、直径
62.0mmのシリコーンゴムロールを得た。このロー
ルの表面を研削して直径を60.0mmに調整した後、
表面にケムロックTM607(Hughson Cemicals製)プラ
イマーを塗布し2時間風乾した。次に、このシリコーン
ゴムロールに上記のように調製した非シラン変性フッ素
ゴム溶液をスプレー塗布し、溶剤の揮発後、窒素ガス雰
囲気中180℃で30分間の加熱硬化処理を行い乾燥厚
30μmの塗膜を形成させ、比較用ロールを得た。
製)100重量部、シランカップリング剤(A−17
4、日本ユニカー製)3重量部、パーオキシド(パーヘ
キサ2・5B)1.5重量部及びMT−カーボンブラッ
ク20重量部をゴム用二本ロール機で十分混練後、15
5℃で20分間の熱プレス処理を行い、冷却後プレス型
から取り出し、シラン変性フッ素ゴムを得た。この変性
ゴムを予め脱水処理したMEK/MIBK1:1混合溶
剤に溶解して固形分33%の溶液とした。他方、MIB
K100重量部にジブチル錫ジラウレート7重量部及び
精製水2重量部を加えて、触媒−水含有液を調製した。
上記の固形分33重量%のシラン変性フッ素ゴム溶液1
00重量部にこの触媒−水含有液10重量部を加えて十
分攪拌して得られた混合液を比較例におけると同様の手
順でシリコーンゴムロールにスプレー塗布し、室温に3
日間放置したのち、200℃で4時間の後加硫を行って
本発明の定着用ロールを得た。
に下記の共架橋剤を添加した以外は、実施例1と同様の
手順で本発明の定着用ロールを作製した。 共架橋剤 添加量(重量部) 2−1 TSL−8112 (東レシリコーン製) 8 2−2 TSL−8112 4 XC−95−470 (東芝シリコーン製) 6 2−3 TSL−8112 4 MAC−2301 (日本ユニカー製) 4 2−4 TSL−8112 3.0 XC−95−470 4.5 MAC−2301 3.0
2−3及び2−4)で作製されたロールを熱圧定着ロー
ルにシリコーンオイルが常時塗布されている型のA4横
通し、50枚/分の乾式静電複写機(NP−7550;
キヤノン社製)に熱圧定着ロールとして装着し、実機走
行試験によりロール表面のトナーによる汚れの程度を観
測し、最終耐久寿命(コピー枚数)を評価した。結果
は、下表に示す通りであった。 例番号 最終耐久寿命(枚) 比較例 16,500 実施例1 131,000 実施例2 2−1 207,000 2−2 214,000 2−3 203,000 2−4 225,000 上記の結果より、高耐久性のあるいは長寿命の定着ロー
ルを得るには、ヨウ素及び/又は臭素を含有するフッ素
ゴム(パーオキシド架橋型フッ素ゴム)にラジカル反応
性不飽和結合を含む基と加水分解基とを有するシラン化
合物をラジカル付加反応せしめて得られるシラン変性フ
ッ素ゴムの使用が肝要であり、フルオロアルキル基、メ
チルシロキサン基又はポリエーテル基を含む共架橋剤化
合物との組み合わせが更に好ましいことが明らかであろ
う。
シリコーンオイルとの親和性が高く、しかも特別の作業
条件や入手困難な特別の材料を用いることなく、容易に
作製することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 剛性コアと非粘着性被覆層とを有する定
着用ロールにおいて、 非粘着性被覆層がヨウ素及び/又は臭素を含有するフッ
素ゴム(パーオキシド架橋型フッ素ゴム)にラジカル反
応性不飽和結合を含む基と加水分解基とを有するシラン
化合物をラジカル付加反応せしめてシラン変性フッ素ゴ
ムを得、次いでこのシラン変性フッ素ゴムを加水分解的
重縮合反応により架橋せしめてなるものであることを特
徴とする定着用ロール。 - 【請求項2】 架橋が室温において行われたものである
請求項1の定着用ロール。 - 【請求項3】 架橋が共架橋剤としてのフルオロアルキ
ル基、メチルシロキサン基及び/又はポリエーテル基を
有する加水分解性シラン化合物の共存下に行われたもの
である請求項1又は2の定着用ロール。 - 【請求項4】 乾式静電複写機の定着装置の熱圧定着ロ
ールである請求項1の定着用ロール。 - 【請求項5】 乾式静電複写機の定着装置のバックアッ
プロールである請求項1の定着用ロール。
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JP3585495A JP3140314B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 定着用ロール |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3585495A JP3140314B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 定着用ロール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08211773A JPH08211773A (ja) | 1996-08-20 |
JP3140314B2 true JP3140314B2 (ja) | 2001-03-05 |
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Family Applications (1)
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JP3585495A Expired - Fee Related JP3140314B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | 定着用ロール |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5336051B2 (ja) * | 2007-04-16 | 2013-11-06 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | パーフルオロエラストマー組成物及びシール材 |
JP7079719B2 (ja) * | 2018-11-28 | 2022-06-02 | 住友理工株式会社 | 電子写真機器用導電性部材 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP3585495A patent/JP3140314B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08211773A (ja) | 1996-08-20 |
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