JP3340285B2 - パーオキシド架橋型フッ素ゴムの改質方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーオキシド架橋型フ
ッ素ゴムのシリコーンオイル親和性を改良する方法に関
する。また本発明は、前記当該方法によってシリコーン
オイル親和性を改良したパーオキシド加硫型フッ素ゴム
の加硫物を非粘着性被覆層として有する、とくに乾式電
子複写機の熱圧定着ロールとして使用するに適したロー
ルに関する。

【０００２】従来より、乾式静電複写機の定着システム
としては、金属コアーと非粘着性被覆層とを有する熱ロ
ールによる熱圧定着が一般に採用されている。この熱圧
ロールの非粘着性被覆層の材料としては、フッ素樹脂
（ＵＳＰ ３ ２６８ ３５１）、ジメチルシリコーン
ゴム（ＵＳＰ ３ ６６６ ２４７、特開昭５２−４６
８１９号）、フェニルシリコーンゴム（特開昭５９−２
０９１２９号）、フルオロシリコーンゴム（特開平３−
２６９４７号）、フッ素ゴム（特開昭５５−１３５８７
６号）等が提案され、一部は実用に供されている。

【０００３】しかし、これらの材料は、乾式現像用トナ
ーに対する非粘着性が十分でないため、定着ロールの耐
久寿命を延ばすためには、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ューズ方式の
採用を余儀なくされている。

【０００４】フッ素樹脂被覆ロールは、一般に良好な非
粘着性を示し、シリコーンオイルの供給を必ずしも必要
としないが、表面が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し、またシリコーンオ
イルを用いた場合にはオイルはじきのため定着むらを生
じる。ジメチルシリコーンゴム被覆ロールは、ジメチル
シリコーンが熱時シリコーンオイルを吸収して膨潤し、
早期に劣化を起こし使用不可能となる。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は低下の傾向示す。
フロ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、非粘着性、耐熱性及び物理的強度が劣
っており、特にその最使用温度は約１８０℃であって、
現在の高速複写機に要求される熱圧定着ロールのロール
表面温度２３０℃では使用することが出来ない。

【０００５】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も全く侵されない
が、トナーに対する非粘着性に劣り、シリコーンオイル
との馴染みが悪いため、多量のシリコーンオイルの供給
を必要とする。そこで、フッ素ゴムのシリコーンオイル
親和性を改良する試みが種々なされており、例えばフッ
素ゴムへのアミノ変性シリコーンオイルの配合（特開平
３−２８５９３４号）、フッ素ゴムのアミノ変性シリコ
ーンオイルによる後処理（特開平６−１７５５３２
号）、メルカプト変性シリコーンオイルによる処理（特
開昭５９−４６９９号）、その他オルガノシロキサン類
による改質（特開平４−３０８８７８号、特開平４−３
０８８７９号等）が提案されている。また、フッ素ゴム
とシリコーンゴムとのブレンド、フッ素ゴムとシリコー
ンゴムとの共重合型等も提案されているが、何れも問題
点を残している。

【０００６】例えば、変性シリコーンオイルの配合や変
性シリコーンオイルによる後処理の場合、使用されるア
ミノ変性シリコーンオイル及びメルカプト−変性シリコ
ーンオイルの耐熱性が悪いため、２３０℃付近の常用温
度においてそれら自体徐々に熱劣化してシリコーンオイ
ルとの親和性を失い、トナーの付着や用紙の巻きつきが
生じると同時にフッ素ゴムの過加硫を来たし、フッ素ゴ
ム被覆層が崩壊しコアから剥離するに至る。加えて、こ
れらの変性シリコーンオイルは衛生上の問題を有する。
また、フッ素ゴムとシリコーンゴムとのブレンドは加工
が困難であり、両者の共重合型は実用化されるに至って
いない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、その優れた非粘着性、高いゴム弾性及び耐熱性
を損なうことなくパーオキシド架橋型フッ素ゴムのシリ
コーンオイル親和性改良する方法を提供するにある。本
発明の、他の目的は、優れた非粘着性、高いゴム弾性及
び耐熱性を有するとともに著しく改良されたシリコーン
オイル親和性示し乾式電子複写機の熱圧定着ロールとし
て卓越した性能を示すロールを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては。、上
記目的を達成するため、パーオキシド架橋型フッ素ゴム
に反応基として珪素原子に結合したエチレン性不飽和結
合を有する基、ハロゲン原子及び／又は水素原子を含む
メチルシロキサン化合物の少なくとも一種を反応させ
る。この反応は、本発明の好適な態様においては、未加
硫のパーオキシド架橋型フッ素ゴム組成物に前記メチル
シロキサン化合物を配合することによって加硫と同時に
行わせる。別法として、未加硫、半加硫又は加硫パーオ
キシド架橋型フッ素ゴム成形物の表面に前記メチルシロ
キサン化合物を塗布或いは含浸させて反応させる手段に
よることもできる。

【０００９】以下、本発明の態様を詳細に説明する。フ
ッ素ゴムの架橋方法としては、アミン架橋、ポリオール
架橋、パーオキシド架橋その他ポリマーの特徴を生かし
た架橋法が開発されており、また各架橋法に適したポリ
マーの開発も行われている。

【００１０】本発明において使用すべきパーオキシド型
のフッ素ゴムは、フッ化ビニリデン−ヘキサルオロプロ
ピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサルオロプロ
ピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフル
オロエチレン−プロピレン共重合体等のポリマー分子鎖
末端及び側鎖中にハロゲン、特に臭素及び／又はヨウ
素、及び水素原子を導入した型のフッ素ゴムで、架橋は
ハロゲン原子及び水素原子の引き抜き反応により行われ
る。本発明の実施においてゴム組成物の架橋は、常法に
より、即ち架橋剤として有機パーオキシド化合物で代表
されラジカル発生剤及び架橋助剤、一般にはトリアリル
イソシアヌレート、を用いて行われる。

【００１１】本発明の実施に使用される反応基として珪
素原子に結合したエチレン性不飽和結合を有する基、ハ
ロゲン原子及び／又は水素原子を含むメチルシロキサン
化合物には特に制限はないが、例えば以下に示す化合物
が好適に使用される（以下に示す化合物は、全て信越化
学工業株式会社の製品であり、英数字からなる記号は同
社の製品名である。）。 Ａ）エチレン性不飽和結合を有する基を含むメチルシロ
キサン Ｒ−Ｓi(ＣＨ₃)₂ Ｏ[ Ｓi(ＣＨ₃)₂ Ｏ〕_n Ｓi(ＣＨ₃)₂-
Ｒ Ｒはイソプロペニル基を含しＣ−Ｓik結合によりＳ
ｉ原子に結合した有機基（更なる詳細は明らかでない）
Ｘ−２２−１６４Ｂ、Ｘ−２２−１６４Ｃ ＣＨ₂ ＝ＣＣＨ₃ ＣＯＯＣ₃ Ｈ₃ Ｈ₆ Ｓi-（ＯＳi ＣＨ
₃)₃ Ｘ−２２−５００２ （ＣＨ₃)₃ Ｓi Ｏ〔Ｓi(ＣＨ₃)₂ Ｏ] _n Ｓi(ＣＨ₃)₂-Ｒ
Ｘ−２２−１７４Ｄ （ＣＨ₃)₃ Ｓi Ｏ( Ｓi ＨＣＨ₃ Ｏ）₂ Ｓi(ＣＨ₃)₃
ＬＳ−８６３０ 〔( ＣＨ₃)₃ ＳｉＯ]₃Ｓi Ｈ ＬＳ−８６５０ −（Ｓi ＨＣＨＯ) _n − ＫＦ−９９ Ｂ）反応性ハロゲン原子を含むメチルシロキサン 〔( ＣＨ₃)₃ Ｓi Ｏ]₃Ｓi(ＣＨ₂)₃ Ｉ ＬＳ−８７０
０ Ｃ）反応性水素原子を含むメチルシロキサン 〔ＨＳi(ＣＨ₃)₂]₂ Ｏ ＬＳ−７０４０ 〔ＨＳi(ＣＨ₃)₂ Ｏ]₂Ｓi(ＣＨ₃)₂ ＬＳ−８１３０ ＨＳi(ＣＨ₃)₂ ＯＳi(ＣＨ₃)₃ ＬＳ−７０６０ 本発明において好適に使用されるメチルシロキサン化合
物には、エチレン性不飽和結合を有する基、反応性ハロ
ゲン原子及び／又は反応性水素原子と共に、クロロ、ク
ロロアルキル、フェニル、ポリエーテル、メチルスチリ
ル、シアノアルキル、トリフロロプロピル、パーフロロ
アルキル等の非反応性基が末端及び／又は側鎖に含まれ
るメチルシロキサン化合物も含まれ、また言うまでもな
いが、これらの混合物も適宜に使用することができる。

【００１２】パーオキシド架橋型フッ素ゴムに対する前
記メチルシロキサン化合物の配合割合には特に制限はな
く、一般に前者１００重量部に対し０．１〜１０、好ま
しくは１〜５重量部の範囲で配合される。また、パーオ
キシド架橋型フッ素ゴム成形物の表面に塗布或いは含浸
させる量にも、表面を均一に被覆できる量であるかぎり
特に制限はない。前記化合物で例示されるメチルシロキ
サン化合物は常温で粘稠な液体であり、そのままフッ素
ゴム成形物の表面に適用することができるが、フッ素ゴ
ムに対し膨潤性又は非膨潤性の揮発性溶剤中の溶液の状
態で適用することもできる。

【００１３】更に、本発明実施においては、パーオキシ
ド架橋型フッ素ゴムに、特定の性質を付与又は改変する
ために、次の様な物質を配合する事が出来る。 ゴムの機械的特性向上剤：ＭＴ、ＦＴ等のカーボンラッ
ク類、乾式及び湿式シリカ、石英粉等 導電性付与剤：ケッチェンブラック（Ｋｅｔｃｈｅｎ^TM
ＥＣ）、アセチレンブラック類、カーボンファイバー、
導電性金属コーティング粉、導電性無機及びセラミック
ス粉、金属ウイスカー粉等 帯電防止剤：各種帯電防止剤、界面活性剤 耐磨耗性向上剤：例えばマイカ粉等 加工性向上付与剤：熱可塑性フッ素ゴム（ダイエル^TM
サーモプラスチックス）、低分子量液状フッ素ゴム（ダ
イエル^TM Ｇ−１０１）及びフロロシリコーンオイル及
びフロロシリコーンゴム、フッ素油 相溶性向上剤、耐熱添加剤、：シリコーンオイル及び反
応性シリコーンオイル、シリコーンレジン、シリコーン
カップリング剤 誘電特性制御剤：チタン酸バリウム、チタン酸ストロン
チウム等のセラミックス類及び有機高誘電物質 高熱伝導度付与剤：金属粉、セラミックス粉及び各種金
属酸化物粉 耐熱性向上剤：ＭｇＯ、Ｃａ（ＯＨ）₂ 、ＰｂＯ等の金
属酸化物及び水酸化物、有機アミン化合物 その他：ＰＦＡ（テトラルオロエチレン−パーフルオロ
ビニルエーテル共重合体樹脂）、ＦＥＰ（テトラルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂）、
テトラフルオロエチレンオリゴマー類及び反応性パーフ
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、等

【００１４】本発明の方法におけるフッ素ゴム組成物の
一次加硫条件及び二次加硫（ポストキュア）条件は、適
宜に変更することが出来る。標準的なオーブン加熱条件
は、１８０℃ｘ４時間であるが、２５０℃ｘ２４時間で
も支障はない。また、一次加硫及び二次加硫は、真空中
でも不活性ガス、例えば炭酸ガス、ヘリウムガス、アル
ゴンガス又は窒素ガス中でも行うことが出来る。一次加
硫及び／又は二次加硫において放射線を利用することも
出来る。所望ならば、架橋ゴムに紫外線照射あるいはフ
ッ素ガス処理を適用することもできる。

【００１５】以下、比較例及び実施例により本発明を更
に詳細に説明するが、これらの例はあくまで本発明の理
解を容易にすることを意図するものであって、本発明の
範囲を限定するものではない。

【００１６】〔比 較 例〕パーオキシド架橋型フッ素
ゴム（ダイエル^MTＧ−８０１，ダイキン化学工業）１０
０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^TM、日本化成）４．０重量
部、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオ
キシヘキサン（パーヘキサ^TM２・５Ｂ、日本油脂）１．
５重量部をゴム用二本ロール機で十分に混練し、得られ
た配合物からカレンダー機にて１．５ｍｍ厚のシートを
作製した。次にに、直径５９．０ｍｍのアルミニウム製
コア（芯金）を１，１，１−トリクロロエタンで洗浄脱
脂し、そのロール部表面に接着剤としてケムロック６０
７（Ｈｕｇｕｓｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社）プライマー
を塗布し、２時間風乾後、前記のシートを巻付け、ロー
ル成形用金型中で１６０℃×２０分加熱加圧し、直径
（外径）６２ｍｍのゴムロールを得た。このゴムロール
を２００℃で４時間二次加熱し、冷却後、外径６０．０
ｍｍに表面研削仕上げを行った。

【００１７】〔実 施 例〕比較例に示したゴム配合物
に合計で３．０重量部の各種メチルシロキサン化合物を
追加配合した点を除き、比較例と同様の手順で仕上ゴム
ロールを作製した。 メチルシロキサン化合物の種類と配合量 実施例番号 メチルシロキサン化合物 配合量 （重量部） １ Ｘ−２２−１７４Ｄ ３．０ （不飽和基含有型） ２ ＬＳ−８７００ ３．０ （ハロゲン原子含有型） ３ ＬＳ−８６３０ ３．０ （水素原子含有型） ４ Ｘ−２２−１７４Ｄ １．５ ＬＳ−８７００ １．５ ５ Ｘ−２２−１７４Ｄ １．５ ＬＳ−８６３０ １．５ ６ ＬＳ−８７００ １．５ ＬＳ−８６３０ １．５ ７ Ｘ−２２−１７４Ｄ １．０ ＬＳ−８７００ １．０ ＬＳ−８６３０ １．０

【００１８】性 能 試 験 比較例のロール及び実施例１ないし７のロールについて
性能の比較試験を行った。試験は、各ロールを熱圧定着
ロールとしてオイルヒューズ方式のキャノン製乾式静電
複写機ＮＰ−７５５０に装着し、Ａ−４横通し５０枚／
分の実機走行により行い、ロール表面のトナーによる汚
染、したがってコピー面の汚染が一定限度を越えるまで
のコピー枚数を最終寿命として評価した。結果は、下記
の表に示すとおりであった。

【００１９】 例番号 比較例 実 施 例 １ ２ ３ 最終寿命 １２．３ １９２ １６３ １７６ （×１０³ 枚） 実 施 例 （続き） ４ ５ ６ ７ １７２ １５３ １６１ １６９

【００２０】

【発明の効果】前記の表の示すとおり、本発明によれ
ば、乾式静電複写機の熱圧定着ロールの最終寿命を顕著
に（桁違いに）延長することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08F 8/00 - 8/50

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パーオキシド架橋型フッ素ゴムに反応基
   として珪素原子に結合したエチレン性不飽和結合を有す
   る基、ハロゲン原子及び／又は水素原子を含むメチルシ
   ロキサン化合物の少なくとも一種を反応させることを特
   徴とするパーオキシド架橋型フッ素ゴムのシリコーンオ
   イル親和性を改良する方法。
2. 【請求項２】 パーオキシド架橋型フッ素ゴムに、反応
   基としてエチレン性不飽和結合を有する基、ハロゲン原
   子及び／又は水素原子を含むメチルシロキサン化合物の
   少なくとも一種を配合することを特徴とする請求項１の
   方法。
3. 【請求項３】 パーオキシド架橋型フッ素ゴム成形物の
   表面に、反応基として珪素原子に結合したエチレン性不
   飽和結合を有する基、ハロゲン原子及び／又は水素原子
   を含むメチルシロキサン化合物の少なくとも一種を接触
   反応させることを特徴とする請求項１の方法。
4. 【請求項４】 剛性コアと非粘着性被覆層とを有するロ
   ールにおいて、非粘着性被覆層がに反応基として珪素原
   子に結合したエチレン性不飽和結合を有する基、ハロゲ
   ン原子及び／又は水素原子を含むメチルシロキサン化合
   物の少なくとも一種を反応させることにより少なくとも
   表面のシリコーンオイル親和性を改良したパーオキシド
   架橋型フッ素ゴム加硫物からなることを特徴とするロー
   ル。
5. 【請求項５】 乾式静電複写機の熱圧定着ロール又はバ
   ックアップロールである請求項４のロール。