(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンゴム発泡体組成物を発泡硬化させ、均一な孔を有するＯＡ機器用のロールとして使用されるシリコーンゴム発泡体であって、
シリコーンゴム発泡体組成物は、シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対し、発泡剤として１，１´‐アゾービス(１‐アセトキシ‐１‐フェニル‐エタン)０．１〜３０重量部、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート０．１〜１０・０重量部、平均粒径０．１〜１００μｍの球状粒子、及び加硫剤を配合してなり、シリコーンゴムコンパウンドを、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーンゴムコンパウンドとしたことを特徴とするシリコーンゴム発泡体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＡ機器用のロール等として好適なシリコーンゴム発泡体に関し、より詳しくは、混練等の作業特性や成形特性に優れ、硬化後は均一な孔(セル)を持つ発泡層を形成するシリコーンゴム発泡体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコーンゴムは、耐熱性、耐候性、電気的特性等の諸特性に優れる材料として知られ、これを使用した発泡体も汎用の合成ゴム系の発泡体等とは異なる分野で広く使用されている。このシリコーンゴム発泡体の一般的な製造方法としては、ポリオリガノシロキサンを基本とするシリコーンゴムベースに補強性シリカ等の無機充填材を含有してシリコーンゴム組成物とし、このシリコーンゴム組成物に加硫剤と発泡剤とを配合してシリコーンゴムコンパウンドを得、その後、このシリコーンゴムコンパウンドを加熱により発泡硬化させる方法があげられる。
【０００３】
しかしながら、シリコーンゴムコンパウンドは、シリカ微粉末を使用しているので、十分な補強効果を有するよう充填すると、組成物の流動性が低下し、しかも、ポリオリガノシロキサンとシリカとがなじみが良くないので、経時的に物理的特性が変化してしまうこととなる。その結果、可塑度が上昇し、いわゆる可塑戻り(擬似架橋)を惹起することとなり、混練等の作業にも大きな支障を来すおそれがある。このような問題を解消する方法としては、シリカの分散剤を多く加えるという手段、オルガノシラン、オルガノシラザン等の有機ケイ素で予めシリカの表面処理を行う手段、あるいは組成物中に加えるインテグラルブレンド等の手段があげられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、係る役割に用いられる有機ケイ素化合物であるヘキサメチレンジシラザンやジフェニルシランジオール等は、可塑戻りを抑制するために処理量を増すと、シリコーンゴム組成物の可塑度が低下し、べたつきが発生する。このため、ロール作業性等が低下し、生産性の向上を図ることができないという問題が生じる。
【０００５】
一方、硬化物であるシリコーンゴムスポンジに関し、近年より均一な孔を必要とする分野が増加してきている。例えばＯＡ機器の分野においては、印刷物の画質を向上させるため、重合トナー等のような粒径の小さいトナーを使用する機器が主流になりつつある。この点、従来方法で製造される不均一な孔の多い転写ロール等の場合には、トナーの転写が不充分となり、画像に悪影響をもたらすおそれがある。さらに、電界の強さがセルの影響を受け、スポンジのセル目が画像に写るという問題もある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたもので、孔を均一化して印刷物の画質を向上させ、セル目が画像に写るおそれを有効に抑制防止することのできるシリコーンゴム発泡体を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、組成物中にアルミネート系カップリング剤(アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート)を添加することにより、発泡剤やカーボン等の分散性が向上して上記能力が高まることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明においては上記課題を解決するため、シリコーンゴム発泡体組成物を発泡硬化させ、均一な孔を有するＯＡ機器用のロールとして使用されるシリコーンゴム発泡体であって、
シリコーンゴム発泡体組成物は、シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対し、発泡剤として１，１´‐アゾービス(１‐アセトキシ‐１‐フェニル‐エタン)０．１〜３０重量部、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート０．１〜１０・０重量部、平均粒径０．１〜１００μｍの球状粒子、及び加硫剤を配合してなり、シリコーンゴムコンパウンドを、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーンゴムコンパウンドとしたことを特徴としている。
【０００８】
以下、シリコーンゴム発泡体組成物を用いるシリコーンゴム発泡体を説明すると、本発明に係るゴム組成物としては、シリコーン系等があげられるが、発泡弾性体のセル径が２００μｍ以下の関係にあり、クリーニングロールとして使用される場合には、帯電量を０〜２０ｎＣ以上にすることが必要であることから、シリコーンゴムコンパウンドが最適である。このシリコーンゴムコンパウンドは、主成分として主にビニル基含有オルガノポリシロキサン、架橋剤として主にハイドロジエンポリシロキサン、白金化合物系触媒、反応抑制剤、架橋補強剤、物性補助剤等を用い、さらに発泡剤を含有してなるものである。
【０００９】
ここでいうシリコーンゴムコンパウンドとは、ビニル基含有ジメチルシリコーン生ゴム、ビニル基含有フェニルシリコーン生ゴム、ビニル基含有フルオロシリコーン生ゴム、又はこれらの変性物であるオルガノポリシロキサンに、必要に応じて煙霧質シリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ充填剤を添加してなるものである。架橋剤としては、１分子中にケイ素原子と結合する水素原子を２個以上有するオルガノハイドロジエンポリシロキサン等があげられる。
【００１０】
加硫補助剤として、過酸化物を併用すれば物性向上に効果があるが、これにはベンゾイルパーオキサイド、ビス２，４ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ‐ｔ‐ブチルパーオキサイド、２，５‐ジメチル‐２，５‐ビス(ｔ‐ブチルパーオキシ)ヘキサン等があげられる。また、耐熱性向上剤や硬度を調整するため、非補強性シリカ剤を添加しても良く、これら補強性シリカ、非補強性シリカ剤の添加量を調整することにより、シリコーンゴムコンパウンドの可塑度を調整することができる。
【００１１】
また、上記を導電化発泡させる場合には、シリコーンゴムコンパウンドに導電性カーボンブラックや発泡剤を添加すれば良い。この発泡剤としては、請求項１に記載した化学発泡剤である１，１´‐アゾービス(１‐アセトキシ‐１‐フェニル‐エタン)が最適である。この化学発泡剤の分解温度は、一般的に１００〜２００℃であり、加熱加硫と同時に発泡させるに当たり、本発明に係る加硫製法とのバランスがとりやすい。化学発泡剤の含有量は、加硫前のシリコーンゴムコンパウンドに対し、０．１〜３０重量％の範囲が好ましい。これは、０．１重量％未満では十分に発泡せず、逆に３０重量％を超えると、発泡弾性体としての形態を維持出来なくなり、機械的強度の低下を招くからである。
【００１２】
反応抑制剤としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等があげられる。加硫補助剤には主に有機過酸化物を使用し、物性補助剤には硬度調整や耐熱性の向上のため、非補強性シリカを使用することができる。また、白金化合物系触媒は、付加反応用硬化促進剤として作用する。この白金化合物系触媒としては、例えば塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、白金を白金黒、アルミナ、シリカ、カーボン等の固体触媒に担持させたもの、白金とオレフィン、エチレン、アルコール、ビニルシロキサンとの各錯体、塩化白金酸とオレフィン、エチレン、アルコール、ビニルシロキサンとの各錯体等があげられる。
【００１３】
また、これらの配合において、導電性の安定化と均一な孔の形成のため、導電性の金属酸化物が加えられる。この金属酸化物としては、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛等があげられる。これらの中でも、特に導電性酸化亜鉛によれば、半導電性領域における電気抵抗値の安定性を向上させ、発泡剤の分解時にゴム組成物中でのタイムラグの少ない熱伝導が期待でき、発泡のムラを無くして均一な孔の発泡体を得る効果が大きい。
【００１４】
本発明に係る球状粒子としては、シリコーンゴムボールやガラスビーズ等があげられるが、シリコーンゴムボールが好ましい。さらに、本発明に必要な硬度、ローラ表面の孔に、影響が出ない程度のクリスタルライト等の無機充填材を帯電量調整等の目的でシリコーンゴム発泡体組成物の配合物に添加しても良い。
【００１５】
また、シリコーンゴム発泡体組成物は、アルミネート系カップリング剤の添加されたものであるが、チタニウムアルミネート系カップリング剤を添加したものでも良い。但し、カップリング剤としては、アルミネート系カップリング剤が最も好ましく、具体的にはアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートが好ましい。カップリング剤の添加量は、シリコーンゴム組成物の初期の可塑度や分散剤等の液状添加物の添加量等により異なるが、０．１〜１０．０重量部の範囲が好ましい。
さらに、単独で用いた場合よりも、導電性金属酸化物の併用で相乗的な効果を具現し、より均一な孔を実現することができるとともに、圧縮永久歪み値の改善の効果もある。さらにまた、製品形状にした場合には、スポンジの一般的物性の補強材としての効果もある。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明に係るシリコーンゴム発泡体組成物の実施例を比較例と共に説明する。
実施例１
球状粒子を含有するシリコーンゴムコンパウンド〔信越化学工業株式会社製  商品名ＫＥ‐７０３５Ｕ〕１００重量部に対し、アルミネート系カップリング剤(アセトアルキコシアルミニウムジイソプロピレート)〔味の素株式会社製  商品名ＡＬ‐Ｍ〕０．１重量部、オルガノハイドロジエンポリシロキサン２．０重量部、発泡剤として１，１´‐アゾービスイソブチロニトリル１０．０重量部、導電性酸化亜鉛１０．０重量部、触媒として塩化白金酸を加え、シリコーンゴム発泡体配合物を調製した。シリコーンゴム発泡体配合物を得たら、このシリコーンゴム発泡体配合物と金属ロールとの離型性や押出性を試験し、試験結果を表１にまとめた。
【００１７】
実施例２
アルミネート系カップリング剤を５．０重量部とする以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゴム発泡体配合物を調製した。シリコーンゴム発泡体配合物を得たら、シリコーンゴム発泡体配合物と金属ロールとの離型性や押出性を試験し、試験結果を表１にまとめた。
実施例３
アルミネート系カップリング剤を１０．０重量部とする以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゴム発泡体配合物を調製した。シリコーンゴム発泡体配合物を得たら、シリコーンゴム発泡体配合物と金属ロールとの離型性や押出性を試験し、試験結果を表１にまとめた。
【００１８】
比較例１
アルミネート系カップリング剤を０．０５重量部とする以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゴム発泡体配合物を調製し、シリコーンゴム発泡体配合物と金属ロールとの離型性や押出性を試験し、試験結果を表１にまとめた。
比較例２
アルミネート系カップリング剤を１２．０重量部とする以外は、実施例１と同様にしてシリコーンゴム発泡体配合物を調製し、シリコーンゴム発泡体配合物と金属ロールとの離型性や押出性を試験し、試験結果を表１にまとめた。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
なお、金属ロールとの離型性とは、図１(ａ)のミキシングロールを使用した方法により、シリコーンゴム発泡体配合物をミキシングロールで調合した場合において、１０×１０ｃｍのシリコーンゴム発泡体配合物を通常作業の力(１０ｋｇｆ)で金属ロールから剥離した際、シリコーンゴム発泡体配合物が金属ロールに付着している割合で示したものである(図１(ｂ)参照)。
上記実施例・比較例においては、０〜１０％を◎、１１〜２０％を○、２１〜２０％を△、５１％以上を×とした。
【００２１】
また、押出性とは、一般のフィードロールとスクリューとを動作させて原料を任意の大きさ、形、長さに押出せる押出機により、シリコーンゴム発泡体配合物をφ１５ｍｍのアウトダイスで円柱状に秒速１０ｍｍで押出成形した場合のシリコーンゴム発泡体配合物の表面状態で判断したものである。
上記実施例・比較例において、シリコーンゴム発泡体配合物の表面にささくれのない状態を◎(図２(ａ)参照)、シリコーンゴム発泡体配合物の表面がひび割れているか、あるいはささくれの高さが０.５ｍｍ以下の状態を○、シリコーンゴム発泡体配合物表面のささくれ高さが０.５〜２.０ｍｍの状態を△、シリコーンゴム発泡体配合物表面のささくれ高さが２.０ｍｍ以上の状態を×とした(図２(ｂ)参照)。
【００２２】
図中、１は架台の上部に軸支されて相互に摺接する回転可能な一対の金属ロール、２は一対の金属ロール１で調合されるシリコーンゴム発泡体配合物、３は厚み調整弁、４は金属ロール１を回転させる駆動モータ、５は金属ロール１で調合された材料用の受け皿、６は金属ロール１と駆動モータ４の間に巻架されたエンドレスの駆動ベルト、７は押出機に口金として装着されるφ１５ｍｍのアウトダイス、８はささくれ状態のシリコーンゴム発泡体配合物である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シリコーンゴム発泡体組成物が、シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対し、発泡剤として１，１´‐アゾービス(１‐アセトキシ‐１‐フェニル‐エタン)０．１〜３０重量部、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート０．１〜１０・０重量部、平均粒径０．１〜１００μｍの球状粒子、及び加硫剤を配合してなり、シリコーンゴムコンパウンドが、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーンゴムコンパウンドなので、孔を均一化して印刷物の画質を向上させ、セル目が画像に写るおそれを有効に抑制あるいは防止することができるという効果がある。すなわち、本発明に係るシリコーンゴム発泡体によれば、安定した可塑度を得ることができ、これを通じて混練等のロール作業の容易化を図ることができる。また、従来例に比べ、より均一なセルを有する発泡体となるので、導電性の発泡体の場合、抵抗値の安定化が期待できる。
【００２４】
また例えば、ＯＡ機器のロールとして使用する場合には、硬いゴムよりも低硬度で摩擦時にスポンジであることから、常に略同じ表面状態を保持することができ、安定した画像を得ることが可能になる。例えば、クリーニングロールとして使用する場合には、感光体表面に残留するトナーの除去能力を向上させることができ、転写ロールとして使用する場合、転写精度が向上する。
以上のように本発明によれば、産業上の利用価値の高いロールを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリコーンゴム発泡体組成物及びシリコーンゴム発泡体の実施例を示す説明図で、(ａ)図はミキシングロールを示す説明図、(ｂ)図は離型性試験用の説明図である。
【図２】本発明に係るシリコーンゴム発泡体組成物及びシリコーンゴム発泡体の実施例を示す説明図で、(ａ)図は押出試験における良好なシリコーンゴム発泡体配合物を示す図、(ｂ)図は押出試験におけるささくれ状態のシリコーンゴム発泡体配合物を示す図である。
【符号の説明】
１          金属ロール
２          シリコーンゴム発泡体配合物
３          厚み調整弁
４          駆動モータ
５          材料の受け皿
６          駆動ベルト
７          φ１５ｍｍのアウトダイス
８          ささくれ状態のシリコーンゴム発泡体配合物
【図１】
0004467194.tif 000003
【図２】
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