JP3377534B2 - 熱定着用シリコーンゴムローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、シリコーンゴムとフッ素
樹脂との接着性に優れたプライマー組成物を用いた熱定
着部に使用されるシリコーンゴムローラに関する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその問題点】乾式電子写真法にお
いて転写ドラムから紙等の支持体上に転写されるトナー
粉末像を支持体上に定着させる方法としては、支持体を
加熱ローラと加圧ローラとの間に通してトナー粉末像を
支持体上に加熱、加圧することにより定着させる方法が
採用されている。

【０００３】この方法においては、未定着のトナー粉末
が加圧ローラに付着しやすいため、トナー粉末との離型
性のよい加圧ローラが要求されており、従来、このよう
な加圧ローラのゴム層としてはシリコーンゴムが使用さ
れている。

【０００４】しかしながら、このシリコーンゴム製ロー
ルは、比較的非粘着性（離型性）に優れているが、紙送
りの回数の増加に伴って、トナーなどによってロール表
面が汚れ、それが画質にも悪影響を及ぼすという欠点が
あった。

【０００５】このような欠点を解消するため、シリコー
ンゴムの表面にフッ素樹脂を被覆する方法がとられてい
るが、この種のロールにおいては、紙送りの回数増加に
伴い、シリコーンゴムとフッ素樹脂とが剥離するという
致命的欠点があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記問題を解決し、ローラ芯
軸の外周に設けられたシリコーンゴムよりなる内層と、
該内層の外周を被覆するフッ素樹脂製チューブよりなる
外層とから構成される熱定着用シリコーンゴムローラに
おいて、内層と外層との接着性を向上させ、耐久性に優
れた熱定着用シリコーンゴムローラを提供することを目
的として鋭意検討した結果、内層と外層との特定のプラ
イマー組成物を塗布す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到った。

【０００７】

【発明の構成】即ち本発明は、ローラ芯軸の外周に設け
られたシリコーンゴムよりなる内層と、該内層の外周を
被覆するフッ素樹脂製チューブよりなる外層とから構成
される熱定着用シリコーンゴムローラにおいて、外層の
フッ素樹脂製チューブ内面に、少なくとも以下（Ａ）〜
（Ｅ）からなるプライマー組成物を塗布し、次いでロー
ラ芯軸と外層との間に付加反応型シリコーンゴムを注入
硬化してなる、芯軸を中心に内層がシリコーンゴムで外
層がフッ素樹脂製チューブからなることを特徴とする熱
定着用シリコーンゴムローラである。

【０００８】（Ａ） 一般式

【０００９】

【化３】

【００１０】（式中、R¹は置換または非置換の１価の炭
化水素基を表し、ａは０、１または２を表し、ｂは１ま
たは２を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３である） で示される構成単位からなり、ケイ素原子に結合した水
素原子を分子中に少なくとも２個有するポリオルガノハ
イドロジェンシロキサン 100重量部（Ｂ）一般式

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、R²は置換または非置換の１価の炭
化水素基、R³は置換または非置換の１価の炭化水素基を
表し、ｃは０または１である） で示されるアルコキシシランおよび／またはその部分加
水分解縮合物 200 〜250 重量部 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 100 〜133 重量部 （Ｄ） 白金系化合物 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）成分に対して白金原子
として10〜 30ppm となる量 （Ｅ） 有機系溶剤 233 〜4550重量部 以下、本発明に使用するプライマー組成物とそれを用い
た熱定着用シリコーンゴムローラについて説明する。

【００１３】本発明で用いる成分（Ａ）のポリオルガノ
ハイドロジェンシロキサンは、上記の一般式（Ｉ）で示
される構成単位からなり、ケイ素原子に結合した水素原
子を分子中に少なくとも２個有するものである。式中、
R¹としては置換または非置換の１価の炭化水素基を表
し、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシ
ル、ドデシルなどのアルキル基；フェニルのようなアリ
ール基；β−フェニルエチル、β−フェニルプロピルの
ようなアラルキル基；更にはクロルメチル、３，３，３
−トリフルオロプロピルなどの置換炭化水素基を挙げる
ことができる。これらの基のうち合成の容易さの点から
メチル基が最も好ましい。また、このポリオルガノハイ
ドロジェンシロキサンは、合成の容易さや、取り扱いの
容易さから25℃における粘度が１〜10,000cPであること
が好ましい。このようなポリオルガノハイドロジェンシ
ロキサンとしては、直鎖状、分岐状若しくは環状の重合
体またはこれらの混合物を用いることができる。

【００１４】本発明の組成物の（Ｂ）成分であるアルコ
キシシランおよび／またはその部分加水分解縮合物は、
組成物が硬化して良好な弾性体となるために必要とされ
るものであって、アルコキシシランは一般式

【００１５】

【化５】

【００１６】（式中、R²,R³,ｃは前述のとおり）で表さ
れる。

【００１７】一般式中、R²としては、メチル基、エチル
基、プロピル基等のアルキル基、フェニル基、ビニル基
およびOR¹ を挙げることができ、R³としては、OR³ の加
水分解性から一般にメチル基およびエチル基を挙げるこ
とができる。

【００１８】このような（Ｂ）成分としては、ケイ酸エ
チル、ケイ酸プロピルなどのアルキルオルソシリケート
およびその部分加水分解物であるポリアルキルシリケー
ト、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシランなどのアルコキシシランおよびその部分加水
分解シロキサンなどが例示される。更にこれらのほか下
記分子式で示されるカーボンファンクショナルシランと
してよく知られている一群のアルコキシシランおよびこ
れらの部分加水分解シロキサンもまた本発明においては
有効に使用することができる。なお、以下の記載におい
てMeはメチル基、Etはエチル基をそれぞれ示す。

【００１９】

【化６】

【００２０】（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分 100重量
部に対し200 〜250 重量部の範囲である。

【００２１】本発明に使用される（Ｃ）成分としての有
機チタン酸エステル類とは、有機チタン酸エステルだけ
ではなく、チタンの部分アルコキシ化部分キレート化化
合物、チタンのキレート化合物、チタンのケイ酸エステ
ルによるキレート化合物、これらの部分加水分解縮合物
を含むものである。

【００２２】具体的には、テトライソプロピルチタネー
ト、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネー
トダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネー
ト、ジエトキシチタンアセチルアセトネート、チタンジ
アセチルアセトネート、チタンオクチルグリコートチタ
ンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタ
ントリエタノールアミネート、これらの部分加水分解縮
合物が例示され、これらは単独で使用してもよいし、２
種以上を併用することもできる。

【００２３】（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分 100重
量部に対し100 〜133 重量部の範囲である。

【００２４】本発明に使用される成分（Ｄ）の白金系化
合物としては、例えば白金単体や塩化白金酸、白金−オ
レフィン錯体または白金−アルコール錯体などの白金配
位化合物などを挙げることができる。

【００２５】成分（Ｄ）の配合量は、成分（Ａ）＋
（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）に対して白金原子として10〜30
ppm である。

【００２６】本発明に使用される成分（Ｅ）の有機溶剤
としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘプタン、
ヘキサン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、
塩化メチレン、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノ
ール、ブタノールなどが挙げられ、これらの単独もしく
は２種以上の混合溶剤として使用される。

【００２７】（Ｅ）成分の配合量は、（Ａ）成分 100重
量部に対して233 〜4550重量部である。

【００２８】上記（Ａ）〜（Ｅ）の成分のうち、（Ａ）
〜（Ｄ）においては、付加反応型シリコーンゴムとフッ
素樹脂製チューブを強固かつ経時劣化のない接着を付与
するために必要欠くべからざる成分であり、どれか１つ
の成分を欠いても本発明の効果は果たせられず、言い換
えれば、本発明組成物においてのみ成し遂げられるもの
である。

【００２９】本発明に用いるロールの金属芯金は、機械
的強度が十分であれば、鉄、アルミニウム、ステンレス
鋼等いずれの材質のものでもよく、またプライマー処理
されたものであってもよい。

【００３０】本発明で使用するフッ素樹脂の例として
は、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パーフ
ルオロビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン−六
フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン−エチレ
ン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどが挙げられ、熱
収縮チューブ、フィルムなどの形で入手できる。フッ素
樹脂製チューブにおいては、その内面をナトリウム・ナ
フタレン法、スパッタエッチング法、コロナ放電処理法
などにより処理されたものがシリコーンゴムとの接着を
より強固にし、有用であり、なかでも四フッ化エチレン
−パーフルオロビニルエーテル共重合体からなるもの
が、接着性、耐熱性に優れており、有用である。

【００３１】本発明のローラは以下の工程により製造さ
れる。まず、フッ素樹脂のチューブ内面に前記の成分
（Ａ）〜（Ｅ）からなるプライマー組成物を塗布した
後、金属芯金の外周に付加反応型シリコーンゴムと共に
被覆層を形成する方法、即ち、特定のプライマーで処理
したフッ素樹脂のチューブ内に付加反応型シリコーンゴ
ムを注入形成する方法がある。

【００３２】本発明では、特定のプライマー組成物を用
いているために、フッ素樹脂と付加反応型シリコーンゴ
ムが強固に接着すると共に、接着の耐久性にも優れ、熱
定着ローラとして長期間の寿命を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明のプライマー組成物は、シリコー
ンゴムとフッ素樹脂との接着性向上に顕著な効果を有
し、該プライマー組成物を利用した熱定着用シリコーン
ゴムローラは、内層と外層との接着性が向上し、耐久性
に優れており、有用なものである。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳しく説
明するが、本発明はこれにより限定されるものではな
い。

【００３５】なお、実施例中の「部」は「重量部」を表
し、また粘度は25℃における値を表す。 実施例１ 両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、ケイ素原子に
結合した水素原子を0.92重量％含有し、粘度が30cPの直
鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン２部、フェニ
ルトリエトキシシラン５部、テトライソプロピルチタネ
ート２部、酢酸エチル91部、塩化白金酸のイソプロピル
アルコール溶液を白金原子として10ppm混合し、均一に
分散させて、プライマー組成物１を調製した。

【００３６】次いで、幅25mm×長さ150mm ×厚さ50μm
の四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体のフ
ッ素樹脂表面にプライマー組成物１を塗布したものを金
型内にセットし、付加反応液状シリコーンゴム TSE3402
（商品名、東芝シリコーン（株）製）を注入し、150 ℃
で30分間加熱して図１に示すような試験片を作製した。
このものについて、初期及び200 ℃のオーブン内で500
時間エージング後の剥離力をJIS K 6301に準じて測定し
た。結果を表１に示す。 実施例２ (CH₃)₂HSiO_1/2 単位とSiO₂単位からなり、ケイ素原子に
結合した水素原子を1.03重量％含有し、粘度が23cPのポ
リメチルハイドロジェンシロキサン15部、テトラエトキ
シシラン30部、ジエトキシチタンアセチルアセトネート
20重量部、ｎ−ヘキサン35部、塩化白金酸のイソプロピ
ルアルコール溶液を白金原子として30ppm 混合し、均一
に分散させてプライマー組成物２を調製した。

【００３７】次いで、プライマー組成物２を用いる以外
は実施例１と同様の方法で試験片を作製し、剥離力を測
定した。結果を表１に示す。 比較例１ 実施例１において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液を添加しないほかは、同様な方法でプライマー組
成物３（比較品）を調製した。

【００３８】次いで、プライマー組成物３を用いる以外
は実施例１と同様の方法で試験片を作製し、剥離力を測
定した。結果を表１に示す。 比較例２ 実施例２において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液の代わりにジメチルシロキサン単位97モル％とメ
チルビニルシロキサン単位３モル％からなり、粘度が1
0,000cPであるメチルビニルポリシロキサン 100重量部
を混合するほかは、同様な方法でプライマー組成物４
（比較品）を調製した。

【００３９】次いで、プライマー組成物４を用いる以外
は実施例１と同様の方法で試験片を作製し、剥離力を測
定した。結果を表１に示す。 比較例３ 実施例２において、塩化白金酸のイソプロピルアルコー
ル溶液の代わりにメチルシロキサン単位30モル％、フェ
ニルシロキサン単位35モル％、ジメチルシロキサン単位
35モル％からなり、シラノール含有量が 0.1モル％／10
0gであるシリコーンレジン50重量部を混合するほかは、
同様な方法でプライマー組成物５（比較品）を調製し
た。

【００４０】次いで、プライマー組成物５を用いる以外
は実施例１と同様の方法で試験片を作製し、剥離力を測
定した。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】次に、上記の如く調製したプライマー組成
物１〜５を用いて、熱定着用シリコーンゴムローラを作
製し、試験評価した。 実施例３ 直径８mm×長さ300mm のアルミニウムシャフト上に付加
反応型液状シリコーンゴム用プライマーＭＥ１５１（商
品名、東芝シリコーン（株）製）を塗布し、最外層とし
てプライマー組成物１で内面を塗布した四フッ化エチレ
ン−六フッ化プロピレン共重合体の熱収縮チューブをセ
ットした後、付加反応型液状シリコーンゴムＴＳＥ３４
５３（商品名、東芝シリコーン（株）製）を注入し、 1
50℃で30分間加熱して外径28mmと長さ250mm のロールを
作製した。

【００４３】このロールの実装試験を行うために、この
ものをＰＰＣ複写機の定着ロールとして組み込み、ロー
ル間圧力３kgf/cm² で５万枚の複写を行ったところ、ロ
ール自身になんの異常もみられず、良好な複写物が得ら
れた。 実施例４ 実施例３において、プライマー組成物１の代わりにプラ
イマー組成物２を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、５万枚複写後もロール
自身に異常はみられず、良好な複写物が得られた。 比較例４ 実施例１において、プライマー組成物１の代わりにプラ
イマー組成物３を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、１万２千枚目で異常音
が発生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素
チューブが一部剥離していた。 比較例５ 実施例４において、プライマー組成物２の代わりにプラ
イマー組成物４を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、８千枚目で異常音が発
生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素チュ
ーブが一部剥離していた。 比較例６ 実施例４において、プライマー組成物２の代わりにプラ
イマー組成物５を用いる他は、同様な方法でロールを作
製し、実装試験を行ったところ、７千枚目で異常音が発
生し、紙づまりを生じた。ロール自身表面のフッ素チュ
ーブが一部剥離していた。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施例で使用した剥離力測定用試験片を
示す図で、(a) は上面図、(b) は正面図、(c) は剥離力
測定時の状態を表す図である。

【符号の説明】

１…フッ素樹脂 ２…プライマー層 ３…シリコーンゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０９Ｊ 183/04 Ｃ０９Ｊ 183/04 //(Ｃ０９Ｄ 183/04 Ｃ０９Ｄ 183:05 183:05 185:00 185:00） Ｃ０９Ｊ 183:05 (Ｃ０９Ｊ 183/04 185:00 183:05 185:00） (56)参考文献 特開 平３−274145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−115661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233153（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−118587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−70783（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−236282（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−86352（ＪＰ，Ａ) 特許2610748（ＪＰ，Ｂ２) 特許2922712（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20 B29D 31/00 C09D 5/00 C09D 183/04 - 183/08 C09D 185/00 C09J 5/02 C09J 183/04 - 183/08 C09J 185/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローラ芯軸の外周に設けられたシリコーン
   ゴムよりなる内層と、該内層の外周を被覆するフッ素樹
   脂製チューブよりなる外層とから構成される熱定着用シ
   リコーンゴムローラにおいて、外層のフッ素樹脂製チュ
   ーブ内面に、少なくとも以下（Ａ）〜（Ｅ）からなるプ
   ライマー組成物を塗布し、次いでローラ芯軸と外層との
   間に付加反応型シリコーンゴムを注入硬化してなる、芯
   軸を中心に内層がシリコーンゴムで外層がフッ素樹脂製
   チューブからなることを特徴とする熱定着用シリコーン
   ゴムローラ。 （Ａ） 一般式 【化１】 （式中、R¹は置換または非置換の１価の炭化水素基を表
   し、ａは０、１または２を表し、ｂは１または２を表
   す。ただし、ａ＋ｂは１〜３である） で示される構成単位からなり、ケイ素原子に結合した水
   素原子を分子中に少なくとも２個有するポリオルガノハ
   イドロジェンシロキサン 100重量部 （Ｂ）一般式 【化２】 （式中、R²は置換または非置換の１価の炭化水素基、R³
   は置換または非置換の１価の炭化水素基を表し、ｃは０
   または１である） で示されるアルコキシシランおよび／またはその部分加
   水分解縮合物 200 〜250 重量部 （Ｃ） 有機チタン酸エステル類 100 〜133 重量部 （Ｄ） 白金系化合物 （Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＋（Ｅ）成分に対して白金原子
   として10〜 30ppm となる量 （Ｅ） 有機系溶剤 233 〜4550重量部
2. 【請求項２】フッ素樹脂製チューブが四フッ化エチレン
   −パーフルオロビニルエーテル共重合体からなる請求項
   １記載の熱定着用シリコーンゴムローラ。