專利名稱：定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物以及定影輥和定影帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等中使用的定影輥及定影帶，詳細(xì)地講，涉及賦予抗靜電性能好，且即使長(zhǎng)時(shí)間置于高溫下也可維持抗靜電性能的固化物的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物以及使用該組合物的定影輥、定影帶。
背景技術(shù)：
硅橡膠的電絕緣性、耐熱性、耐候性、阻燃性好，一直以來(lái)用作復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)的加熱輥或加壓輥等定影輥的被覆材料。最近，隨著復(fù)印的高速化、彩色復(fù)印的普及，對(duì)定影輥也要求低硬度化，以往的金屬或氟樹(shù)脂已不能適應(yīng)要求，多采用在高傳熱性的硅橡膠上被覆氟樹(shù)脂的類型。另外，加熱輥用的橡膠，從為了縮短機(jī)器起動(dòng)時(shí)的等待時(shí)間以及機(jī)器本身的節(jié)能觀點(diǎn)考慮，不僅主要是在芯軸上被覆的輥型，而且也廣泛使用在聚酰亞胺等耐熱性樹(shù)脂或鋁、鎳等金屬制的帶上被覆硅橡膠，再在硅橡膠上設(shè)置作為耐久脫模層的氟樹(shù)脂層的定影帶型。
然而，隨著這些復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等的高速化，在定影裝置中，為了使定影所需的時(shí)間增加，已使用降低橡膠硬度從而增大定影寬度(夾持寬度)，或大量配合無(wú)機(jī)填充劑的高傳熱的橡膠材料等。
另一方面，與加熱輥或帶相對(duì)配置的加壓輥，為了不讓由加熱輥或帶得到的熱放出，則使用低傳熱材料。作為這樣的低傳熱材料，眾知在硅橡膠中配合中空填料的方法。
然而，隨著這種定影速度的高速化和夾持寬度的增大，由于迄今成為問(wèn)題的靜電的發(fā)生，產(chǎn)生紙不離開(kāi)輥或帶等定影器，或圖像混亂等問(wèn)題。
為了避免這樣的故障，已知作為抗靜電劑配合聚醚系化合物(特表2002-500237號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1)、碳(特表2002-507240號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2，特開(kāi)2002-327122號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3)。但使用了聚醚系化合物的場(chǎng)合，聚醚在高溫下分解，不僅不呈現(xiàn)抗靜電效果，而且橡膠物性也降低。使用了碳的場(chǎng)合，除了壓縮永久形變惡化的問(wèn)題外，在大量配合填充劑的高傳熱材料或反之大量配合中空填料的低傳熱材料中，碳本身很難配合。
另外，特開(kāi)2003-82232號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)中例示了配合了鋰鹽的半導(dǎo)電輥用硅橡膠，但這不涉及絕緣性材料，而且要利用離子導(dǎo)電使電阻成為半導(dǎo)電，則需要大量的離子導(dǎo)電劑，故橡膠物性的降低大。實(shí)際上，在該特開(kāi)2003-82232號(hào)公報(bào)的實(shí)施例中只是與碳并用，對(duì)碳造成的壓縮永久形變的惡化完全沒(méi)有描述。
此外，特開(kāi)平10-48988號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)5)中記載了通過(guò)添加有機(jī)磷鹽防止靜電的方法，但有機(jī)磷鹽的添加不僅對(duì)壓縮永久形變帶來(lái)不良影響，而且在橡膠材料為加成固化型的場(chǎng)合，造成催化劑中毒而使橡膠固化不充分。
特表2002-500237號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特表2002-507240號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開(kāi)2002-327122號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開(kāi)2003-82232號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]特開(kāi)平10-48988號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的研究，其目的在于提供賦予抗靜電性能好，并且即使長(zhǎng)時(shí)間置于高溫下也可維持抗靜電性能，橡膠物性、壓縮永久形變不會(huì)降低的絕緣性固化物的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物以及使用該組合物的定影輥、定影帶。
本發(fā)明者們?yōu)榱诉_(dá)到上述目的潛心進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在以往的熱固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物中加入了特定量的抗靜電劑的絕緣性組合物，當(dāng)使該組合物的固化物形成復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等的定影輥或定影帶的硅橡膠層時(shí)，抗靜電性能好，并且即使長(zhǎng)時(shí)間置于高溫下也可維持抗靜電性能，不使橡膠物性、壓縮永久形變降低而適宜使用，從而完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供下述所示的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物以及定影輥和定影帶。
定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中含有一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份、使該有機(jī)聚硅氧烷固化的固化劑的有效固化量、及抗靜電劑0.001～2質(zhì)量份。
上述[1]的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中還含有平均粒徑小于等于200μm的中空填料0.1～100質(zhì)量份。
上述[1]或[2]的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中抗靜電劑是鋰鹽。
上述[3]的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其特征在于抗靜電劑是選自LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiSO3C4F9、LiC(SO2CF3)3及LiB(C6H5)4的1種或大于等于2種。
上述[1]～[4]任一項(xiàng)的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中硅橡膠組合物是加成固化型硅橡膠組合物。
上述[1]～[4]任一項(xiàng)的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中硅橡膠組合物是有機(jī)過(guò)氧化物固化型硅橡膠組合物。
上述[1]～[6]任一項(xiàng)的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中固化物的體積電阻率為大于等于1G(千兆)Ω·m(即，大于等于1×1011Ω·cm)。
定影輥，是在輥軸的外周面上形成硅橡膠層而成的定影輥，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使上述[1]～[7]任一項(xiàng)的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
定影輥，是在輥軸的外周面上介由硅橡膠層形成氟樹(shù)脂層或氟橡膠層而成的定影輥，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使上述[1]～[7]任一項(xiàng)的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
定影帶，是在帶基材上形成硅橡膠層而成的定影帶，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使上述[1]～[7]任一項(xiàng)的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
定影帶，是在帶基材上介由硅橡膠層形成氟樹(shù)脂層或氟橡膠層而成的定影帶，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使上述[1]～[7]任一項(xiàng)的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物可賦予抗靜電性能好，并且即使長(zhǎng)時(shí)間置于高溫下也可維持抗靜電性能，橡膠物性、壓縮永久形變不會(huì)降低的絕緣性固化物，該固化物適合作為復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等的定影輥、定影帶的硅橡膠層使用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物含有一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷、使該有機(jī)聚硅氧烷固化的固化劑、抗靜電劑，優(yōu)選還含有平均粒徑小于等于200μm的中空填料。
作為本發(fā)明中使用的抗靜電劑，優(yōu)選鋰鹽，具體可以列舉LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiSO3C4F9、LiC(SO2CF3)3、LiB(C6H5)4等。這些可以單獨(dú)地使用，或?qū)⒋笥诘扔?種并用。
另外，在本發(fā)明中，在不破壞本絕緣性硅橡膠組合物性能的范圍內(nèi)，也可以并用這些以外的離子導(dǎo)電劑、碳等電子導(dǎo)電劑、其他聚醚等有機(jī)高分子系的抗靜電劑。這里，本發(fā)明中所謂絕緣性，意味著組合物和/或固化物的體積電阻率為大于等于1×1011Ω·cm。
作為抗靜電劑的添加量，相對(duì)于一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份，為0.001～2質(zhì)量份，優(yōu)選0.002～1質(zhì)量份，更優(yōu)選0.005～0.5質(zhì)量份。低于0.001質(zhì)量份時(shí)抗靜電效果不充分，大于2質(zhì)量份時(shí)對(duì)硅橡膠的橡膠物性、絕緣性、耐熱性等帶來(lái)不良影響。
本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物中優(yōu)選配合中空填料。作為該中空填料，可以是玻璃中空微球、二氧化硅中空微球、碳中空微球、酚醛樹(shù)脂中空微球、聚丙烯腈中空微球、聚偏氯乙烯中空微球、氧化鋁中空微球、氧化鋯中空微球、シラス中空微球等任何一種。另外，由于維持中空填料強(qiáng)度等的理由，可以使表面附著無(wú)機(jī)填料等。
中空填料的平均粒徑為小于等于200μm，優(yōu)選為小于等于150μm。大于200μm時(shí)產(chǎn)生中空填料被成型時(shí)的注射壓力破壞，或輥成型后表面的粗糙度增大等問(wèn)題。作為平均粒徑的下限值，為大于等于5μm，特別優(yōu)選為大于等于10μm。
本發(fā)明中，平均粒徑可以作為利用例如激光衍射法等方法的粒度分布測(cè)定裝置中的累積重量平均值D50(或中值粒徑)等求出。
另外，中空填料的真比重優(yōu)選是0.01～1.0，更優(yōu)選為0.02～0.50。小于0.01時(shí)不僅配合、操作難，而且中空填料的耐壓強(qiáng)度不充分從而有時(shí)在成型時(shí)產(chǎn)生破壞，而大于1.0時(shí)中空填料的殼厚度大，有時(shí)不能得到輕量化、導(dǎo)熱率降低等添加效果。這里的真比重是采用粒子密度測(cè)定法(由異丙醇中的體積算出)測(cè)定的值。
中空填料的配合量，相對(duì)于一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份，優(yōu)選為0.1～100質(zhì)量份，更優(yōu)選0.5～50質(zhì)量份，進(jìn)一步優(yōu)選為1.0～30質(zhì)量份。低于0.1質(zhì)量份時(shí)，有時(shí)不能獲得添加效果，大于100質(zhì)量份時(shí)，不僅對(duì)橡膠物性有不良影響，而且有時(shí)難以配合。
作為本發(fā)明的硅橡膠組合物，優(yōu)選是加成反應(yīng)固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物或有機(jī)過(guò)氧化物固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物。
這種情況下，加成反應(yīng)固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物優(yōu)選是含有下述(A)～(C)成分的組合物(A)一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷、(B)一分子中含有至少3個(gè)與硅原子結(jié)合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷、(C)加成反應(yīng)催化劑，另外，有機(jī)過(guò)氧化物固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物優(yōu)選是含有下述(a)、(b)成分的組合物(a)下述平均組成式(3)表示的一分子中具有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，RnSiO(4-n)/2(3)(式中，R是相同或不同的非取代或取代一價(jià)烴基，n是1.98～2.02的正數(shù))(b)有機(jī)過(guò)氧化物。
作為上述加成反應(yīng)固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物中使用的(A)成分的一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，可以使用下述平均組成式(1)表示的有機(jī)聚硅氧烷。
R1aSiO(4-a)/2(1)(式中，R1是彼此相同或不同的C1-10、優(yōu)選C1-8的非取代或取代一價(jià)烴基，a是1.5～2.8、優(yōu)選1.8～2.5、更優(yōu)選1.95～2.05范圍的正數(shù))。
其中，作為上述R1表示的非取代或取代的一價(jià)烴基，可以列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、環(huán)己基、辛基、壬基、癸基等烷基，苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基，芐基、苯乙基、苯丙基等芳烷基，乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、己烯基、環(huán)己烯基、辛烯基等鏈烯基，或這些基團(tuán)的氫原子的一部分或全部用氟、溴、氯等鹵素原子、氰基等取代的基團(tuán)，例如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基、氰乙基等。
該場(chǎng)合，R1中至少2個(gè)必須是鏈烯基(優(yōu)選C2-8的鏈烯基，更優(yōu)選是C2-6)。鏈烯基的含量?jī)?yōu)選在全部有機(jī)基(即R1)中為0.005～20摩爾％，特別優(yōu)選是0.01～10摩爾％。該鏈烯基可以與分子鏈末端的硅原子結(jié)合，也可以與分子鏈之中的硅原子結(jié)合，還可以與兩者結(jié)合。
該有機(jī)聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)，具有主鏈基本上由二有機(jī)硅氧烷重復(fù)單元構(gòu)成，分子鏈兩末端用三有機(jī)甲硅烷氧基封端的直鏈狀結(jié)構(gòu)，但也可部分地是分支狀結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。對(duì)于分子量沒(méi)有特殊限定，從粘度低的液狀有機(jī)聚硅氧烷到粘度高的生膠狀的有機(jī)聚硅氧烷均可以使用，但為了固化成橡膠狀彈性體，優(yōu)選聚合度為100～10萬(wàn)，特別優(yōu)選為150～2萬(wàn)，更優(yōu)選為150～2000左右。
另外，作為(B)成分的一分子中含有至少2個(gè)、優(yōu)選大于等于3個(gè)與硅原子結(jié)合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷，優(yōu)選使用下述平均組成式(2)表示的一分子中具有至少2個(gè)、通常2～300個(gè)、優(yōu)選大于等于3個(gè)、更優(yōu)選3～150個(gè)與硅原子結(jié)合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷。
R2bHcSiO(4-b-c)/2(2)(式中，R2是彼此相同或不同的C1-10、優(yōu)選C1-8的非取代或取代一價(jià)烴基。b是0.7～2.1，c是0.001～1.0，且b+c是滿足0.8～3.0的正數(shù))。
其中，作為R2的一價(jià)烴基，可舉出與上述R1中例舉的基團(tuán)相同的基團(tuán)，但優(yōu)選不具有脂肪族不飽和基的基團(tuán)。另外，b優(yōu)選為0.8～2.0，c優(yōu)選為0.01～1.0，b+c優(yōu)選為1.0～2.5，有機(jī)氫聚硅氧烷的分子結(jié)構(gòu)可以是直鏈狀、環(huán)狀、分支狀、三維網(wǎng)狀的任何一種結(jié)構(gòu)。該場(chǎng)合，優(yōu)選使用一分子中的硅原子數(shù)(或聚合度)為2～300個(gè)、特別優(yōu)選4～150個(gè)左右的室溫(25℃)下為液狀的有機(jī)氫聚硅氧烷。與硅原子結(jié)合的氫原子可以位于分子鏈末端、分子鏈之中的任一位置，也可以位于兩者。
作為上述(B)成分的有機(jī)氫聚硅氧烷，可例舉1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷、三(二甲基氫甲硅烷氧基)甲基硅烷、三(二甲基氫甲硅烷氧基)苯基硅烷、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氫聚硅氧烷、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端二甲基硅氧烷-甲基氫硅氧烷共聚物、兩末端二甲基氫甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷、兩末端二甲基氫甲硅烷氧基封端二甲基硅氧烷-甲基氫硅氧烷共聚物、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氫硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端甲基氫硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、(CH3)2HSiO1/2單元與SiO4/2單元構(gòu)成的共聚物、(CH3)2HSiO1/2單元和SiO4/2單元和(C6H5)SiO3/2單元構(gòu)成的共聚物等。
該(B)成分的有機(jī)氫聚硅氧烷的配合量，相對(duì)于(A)成分的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份，優(yōu)選為0.1～50質(zhì)量份，特別優(yōu)選為0.3～30質(zhì)量份。另外，該有機(jī)氫聚硅氧烷也可以按照(B)成分中與硅原子結(jié)合的氫原子(即，SiH基)相對(duì)于(A)成分中與硅原子結(jié)合的鏈烯基的摩爾比為0.5～5摩爾/摩爾、優(yōu)選0.8～4摩爾/摩爾、更優(yōu)選1～3摩爾/摩爾的量進(jìn)行配合。
(C)成分的加成反應(yīng)催化劑是用于促進(jìn)(A)成分中的鏈烯基與(B)成分中的SiH基的氫化硅烷化加成反應(yīng)的催化劑，作為該加成反應(yīng)催化劑，可舉出鉑黑、氯化鉑、氯鉑酸、氯鉑酸與一元醇的反應(yīng)物、氯鉑酸與烯烴類的配位化合物、雙乙酰乙酸鉑等鉑系催化劑、鈀系催化劑、銠系催化劑等鉑族金屬催化劑。該加成反應(yīng)催化劑的配合量可以為催化劑量，作為鉑族金屬，通常相對(duì)于(A)與(B)成分的合計(jì)質(zhì)量，優(yōu)選配合0.5～1000ppm，特別優(yōu)選配合1～500ppm左右。
另外，上述有機(jī)過(guò)氧化物固化型有機(jī)聚硅氧烷組合物中使用的(a)成分的有機(jī)聚硅氧烷，是用下述平均組成式(3)表示的一分子中具有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷。
RnSiO(4-n)/2(3)(式中，R是相同或不同的非取代或取代一價(jià)烴基，n是1.98～2.02的正數(shù))。
其中，作為R，可舉出選自甲基、乙基、丙基、丁基等烷基，環(huán)己基等環(huán)烷基，乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基等鏈烯基，苯基、甲苯基等芳基，β-苯基丙基等芳烷基，或與這些基團(tuán)的碳原子結(jié)合的氫原子的一部分或全部用鹵素原子、氰基等取代的氯甲基、三氟丙基、氰乙基等的相同或不同的優(yōu)選C1-12、更優(yōu)選C1-8的非取代或取代的一價(jià)烴基。另外，n是1.98～2.02的正數(shù)，該有機(jī)聚硅氧烷可以成為分子鏈末端被三甲基甲硅烷基、二甲基乙烯基甲硅烷基、二甲基羥基甲硅烷基、三乙烯基甲硅烷基等封端的有機(jī)聚硅氧烷，但在本發(fā)明中，該有機(jī)聚硅氧烷在一分子中必須具有至少2個(gè)鏈烯基，R中優(yōu)選0.001～10摩爾％是鏈烯基，特別優(yōu)選0.005～5摩爾％是鏈烯基，特別優(yōu)選是乙烯基。該鏈烯基可以與分子鏈末端的硅原子結(jié)合，也可以與分子鏈中間的硅原子結(jié)合，還可以與兩者結(jié)合。
該有機(jī)聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)，具有主鏈基本上由二有機(jī)硅氧烷重復(fù)單元構(gòu)成，分子鏈兩末端被三有機(jī)甲硅烷氧基封端的直鏈狀結(jié)構(gòu)，但也可以部分地是分支狀的結(jié)構(gòu)、環(huán)狀結(jié)構(gòu)等。對(duì)于分子量沒(méi)有特殊限定，從粘度低的液狀到粘度高的生膠狀有機(jī)聚硅氧烷均可使用，但為了固化成橡膠狀彈性體，優(yōu)選聚合度是100～10萬(wàn)，特別優(yōu)選是150～2萬(wàn)。
(b)成分的有機(jī)過(guò)氧化物，只要是公知的有機(jī)過(guò)氧化物則可以是任何一種，具體地，優(yōu)選使用過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化對(duì)甲基苯甲酰、過(guò)氧化鄰甲基苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過(guò)氧基己烷、過(guò)氧苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化二枯基、叔丁基過(guò)氧化異丙苯等不含氯原子的有機(jī)過(guò)氧化物，特別優(yōu)選作為常壓熱空氣硫化用的過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化對(duì)甲基苯甲酰、過(guò)氧化鄰甲基苯甲酰的?；涤袡C(jī)過(guò)氧化物。這些有機(jī)過(guò)氧化物可以單獨(dú)地使用，還可以大于等于2種并用。
有機(jī)過(guò)氧化物的添加量，相對(duì)于(a)成分有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份，優(yōu)選0.1～10質(zhì)量份，特別優(yōu)選為0.3～5質(zhì)量份。低于0.1質(zhì)量份時(shí)，有時(shí)交聯(lián)不充分，即使超過(guò)10質(zhì)量份，可能也無(wú)法期待固化速度提高，成本上不利。
在本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物中，除上述成分外，在不破壞本發(fā)明目的的范圍內(nèi)，根據(jù)需要可任意添加氣相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、氣相法氧化鈦等補(bǔ)強(qiáng)性填充材料，含羥基的有機(jī)硅氧烷、粉碎石英、結(jié)晶性二氧化硅、硅藻土、珠光體、氧化鋁、碳酸鈣、氧化鋅、氧化鈦等非補(bǔ)強(qiáng)性填充材料，乙炔黑、爐法炭黑、槽法炭黑等炭黑，著色劑、撕裂強(qiáng)度提高劑、氧化鐵、氧化鈰等耐熱性提高劑，阻燃性提高劑，酸吸收劑，導(dǎo)熱率提高劑，乙炔基環(huán)己醇等炔屬醇或硅氧烷改性炔屬醇化合物、四乙烯基四甲基環(huán)四硅氧烷等反應(yīng)控制劑等各種添加劑或脫模劑，或作為填充劑用分散劑的各種烷氧基硅烷，特別是含苯基的烷氧基硅烷及其水解物、二苯基硅烷二醇、碳官能硅烷、含硅烷醇基的低分子硅氧烷等。另外，也可以使用對(duì)這些填充材料預(yù)先用各種烷氧基硅烷及其水解物、二苯基硅烷二醇、碳官能硅烷、含硅烷醇基的低分子硅氧烷、六甲基二硅氮烷等硅氮烷類、八甲基環(huán)四硅氧烷等進(jìn)行表面處理的填充材料。此外，為了供給涂布等，可以適當(dāng)添加甲苯、二甲苯、己烷、工業(yè)用汽油、橡膠揮發(fā)油、乙酸乙酯、甲基丁基酮、二乙醚等各種溶劑。
本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物，例如可以通過(guò)將上述(A)、(B)、(C)成分或(a)、(b)成分、抗靜電劑、根據(jù)需要的中空填料，及其他成分的設(shè)定量按照通常方法混合進(jìn)行制備。
本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物的固化方法，只要是可形成定影器所使用的輥或帶類的方法則可以是任何一種方法。例如，可舉出澆鑄成型、壓縮成型、注射成型、壓延成型、擠出成型、涂布、網(wǎng)目印刷等各種方法，作為固化條件，優(yōu)選采用在60～350℃的溫度下固化10秒～4小時(shí)的范圍。另外，為了降低固化物的壓縮永久形變，降低低分子硅氧烷成分，或除去有機(jī)過(guò)氧化物的分解物等，可以在成型后再在120～250℃的烘箱內(nèi)進(jìn)行30分鐘～70小時(shí)左右的后固化(2次固化)。
固化物的體積電阻率，只要是適合用作定影輥、定影帶用途則可以是任意范圍的絕緣性，但若考慮對(duì)橡膠物性等的影響，則為大于等于1GΩ·m，優(yōu)選大于等于5GΩ·m。其中，體積電阻率可按照J(rèn)IS K6249進(jìn)行測(cè)定。
另外，對(duì)于固化物的抗靜電水平，使用スタチックオネストメ一タ一(シシド靜電有限公司制)，利用電暈放電對(duì)成型物的表面充靜電后，其帶電壓變成半值的時(shí)間小于等于2分鐘，優(yōu)選小于等于1分鐘。
本發(fā)明的定影輥或定影帶，是在不銹鋼、鐵、鎳、鋁等的芯軸，或聚酰亞胺等耐熱性樹(shù)脂的帶基材上形成上述絕緣性硅橡膠組合物的固化物層的輥或帶，在這種情況下，芯軸、帶的材質(zhì)、尺寸等可根據(jù)輥、帶的種類適當(dāng)?shù)剡x定。另外，也可適當(dāng)選定硅橡膠組合物的成型、固化方法，例如可采用澆鑄成型、傳遞成型、注射成型、涂布等方法成型，通過(guò)加熱進(jìn)行固化。
對(duì)于該硅橡膠層的厚度沒(méi)有特別限定，但在定影輥的場(chǎng)合，優(yōu)選是0.2mm～100mm，特別優(yōu)選是0.5mm～30mm。在定影帶的場(chǎng)合，優(yōu)選是0.05mm～2mm，特別優(yōu)選是0.1mm～1mm。
在硅橡膠層的外周可以再設(shè)置氟樹(shù)脂層、氟橡膠層。在這種情況下，氟系樹(shù)脂層由氟系樹(shù)脂涂布材料、氟系樹(shù)脂管等形成，被覆上述硅橡膠層。
其中，作為氟系樹(shù)脂涂布材料，例如可舉出聚四氟乙烯樹(shù)脂(PTFE)的膠乳、ダイエル膠乳(大金工業(yè)公司制，氟系膠乳)等，而作為氟系樹(shù)脂管可使用市售品，例如可舉出聚四氟乙烯樹(shù)脂(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物樹(shù)脂(PFA)，氟乙烯-聚丙烯共聚物樹(shù)脂(FEP)、聚偏氟乙烯樹(shù)脂(PVDF)、聚氟乙烯樹(shù)脂等，其中特別優(yōu)選PFA。
以下，列舉實(shí)施例及比較例具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施例。下述例中，平均粒徑表示使用采用激光衍射散射法的微示蹤粒度分布測(cè)定裝置(日機(jī)裝有限公司制)測(cè)定的值，粘度表示采用旋轉(zhuǎn)型粘度計(jì)測(cè)定的25℃下的值。關(guān)于表1、2的體積電阻率，G、T、M分別表示千兆(＝109)、兆兆(＝1012)、兆(＝106)。
將含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度700，乙烯基值0.0094摩爾/100g)100質(zhì)量份、BET比表面積為110m2/g的疏水處理過(guò)的氣相法二氧化硅(日本アエロジル公司制R-972)2質(zhì)量份、氧化鐵1質(zhì)量份加到行星式混合機(jī)中，連續(xù)攪拌30分鐘后，再添加作為交聯(lián)劑的兩末端及側(cè)鏈具有Si-H基的甲基氫聚硅氧烷(聚合度17、Si-H量0.0030摩爾/g)3.8質(zhì)量份、作為反應(yīng)控制劑的乙炔基環(huán)己醇0.05質(zhì)量份，繼續(xù)攪拌15分鐘，把制得的組合物作為硅橡膠組合物(1)。
在該硅橡膠組合物(1)中混入作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液0.1質(zhì)量份、鉑催化劑(Pt濃度1質(zhì)量％)0.1質(zhì)量份，進(jìn)行120℃×10分鐘的加壓固化后，進(jìn)行200℃×4小時(shí)的后固化，采用下述所示的方法測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
橡膠密度、硬度及壓縮永久形變按照J(rèn)IS K6249進(jìn)行測(cè)定。壓縮永久形變?cè)趬嚎s25％、180℃×22小時(shí)條件下進(jìn)行測(cè)定。
體積電阻率測(cè)定按照J(rèn)IS K6249進(jìn)行測(cè)定。
帶電量測(cè)定使用スタチックオネストメ一タ一(シシド靜電有限公司制)，采用電暈放電對(duì)成型物的表面充靜電后，測(cè)定其帶電壓變成半值的時(shí)間。
將含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度700，乙烯基值0.0094摩爾/100g)50質(zhì)量份、兩末端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(聚合度500)50質(zhì)量份、平均粒徑1.5μm的石英粉30質(zhì)量份、平均粒徑12μm的氧化鋁100質(zhì)量份、氧化鈰0.5質(zhì)量份裝入行星式混合機(jī)中，連續(xù)攪拌30分鐘后，向三輥中通過(guò)1次。再添加作為交聯(lián)劑的實(shí)施例1的甲基氫聚硅氧烷(聚合度17，Si-H量0.0030摩爾/g)3.5質(zhì)量份、作為反應(yīng)控制劑的乙炔基環(huán)己醇0.05質(zhì)量份，繼續(xù)攪拌15分鐘，把制得的組合物作為硅橡膠組合物(2)。
在該硅橡膠組合物(2)中混合作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液0.05質(zhì)量份、鉑催化劑(Pt濃度1質(zhì)量％)0.1質(zhì)量份，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行固化，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
添加由二甲基硅氧烷單元99.825摩爾％、甲基乙烯基硅氧烷單元0.15摩爾％、二甲基乙烯基硅氧烷單元0.025摩爾％構(gòu)成的平均聚合度約6000的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份、BET比表面積200m2/g的二氧化硅(商品名アエロジル200，日本アエロジル有限公司制)30質(zhì)量份、作為分散劑的兩末端具有硅烷醇基，平均聚合度15，25℃下的粘度為30cs的二甲基聚硅氧烷10質(zhì)量份，使用捏合機(jī)進(jìn)行混煉，在170℃下加熱處理2小時(shí)，制得硅橡膠組合物(3)。
在該硅橡膠組合物(3)中添加作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液0.2質(zhì)量份、作為交聯(lián)劑的2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷0.4質(zhì)量份，均勻混合后，在165℃、70kgf/cm2的條件下加壓固化10分鐘后，在200℃×4小時(shí)烘箱內(nèi)實(shí)施后固化。然后，與實(shí)施例1同樣地測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
把含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度300，乙烯基值0.0074摩爾/100g)40質(zhì)量份、兩末端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度500，乙烯基值0.0115摩爾/100g)40質(zhì)量份、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷(聚合度500)50質(zhì)量份、BET比表面積為200m2/g的氣相法二氧化硅(日本アエロジル公司制，アエロジル200)0.5質(zhì)量份、比重0.35、平均粒徑56μm的玻璃中空填料(東海工業(yè)公司制，セルスタ一Z-36)25質(zhì)量份加到行星式混合機(jī)中，連續(xù)攪拌30分鐘后，再添加作為交聯(lián)劑的甲基氫聚硅氧烷(聚合度45，Si-H量0.0045摩爾/g)2.6質(zhì)量份、作為反應(yīng)控制劑的乙炔基環(huán)己醇0.05質(zhì)量份，繼續(xù)攪拌15分鐘，把制得的組合物作為硅橡膠組合物(4)。
在該硅橡膠組合物(4)中混合作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液0.05質(zhì)量份、鉑催化劑(Pt濃度1質(zhì)量％)0.1質(zhì)量份，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行固化，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
把含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度700，乙烯基值0.0094摩爾/100g)70質(zhì)量份、兩末端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(聚合度250)30質(zhì)量份、BET比表面積為110m2/g的疏水處理過(guò)的氣相法二氧化硅(日本アエロジル公司制，R-972)5質(zhì)量份、比重0.02、平均粒徑90μm的熱塑性樹(shù)脂制中空填料3質(zhì)量份及比重0.04、平均粒徑50μm的熱塑性樹(shù)脂制中空填料1質(zhì)量份加到行星式混合機(jī)中，連續(xù)攪拌30分鐘后，再添加作為交聯(lián)劑的實(shí)施例4的甲基氫聚硅氧烷(聚合度45，Si-H量0.0045摩爾/g)3.5質(zhì)量份、作為反應(yīng)控制劑的六乙烯基二硅氧烷0.3質(zhì)量份，繼續(xù)攪拌15分鐘，把制得的組合物作為硅橡膠組合物(5)。
在該硅橡膠組合物(5)中混入作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液0.05質(zhì)量份、鉑催化劑(Pt濃度1質(zhì)量％)0.1質(zhì)量份，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行固化，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
除了在實(shí)施例1的硅橡膠組合物(1)中不添加抗靜電劑以外，采用與實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行制造，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
除了在實(shí)施例1的硅橡膠組合物(1)中配合作為抗靜電劑的LiN(SO2CF3)2的20質(zhì)量％己二酸酯溶液15質(zhì)量份以外，采用與實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行制造，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
除了在實(shí)施例3的硅橡膠組合物(3)中不添加抗靜電劑以外，采用與實(shí)施例3同樣的方法進(jìn)行制造，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
把含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度300，乙烯基值0.0074摩爾/100g)40質(zhì)量份、而末端用二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的含有側(cè)鏈乙烯基的二甲基聚硅氧烷(聚合度500，乙烯基值0.0115摩爾/100g)40質(zhì)量份、兩末端三甲基甲硅烷氧基封端二甲基聚硅氧烷(聚合度500)50質(zhì)量份、BET比表面積為200m2/g的氣相法二氧化硅(日本アエロジル公司制，アエロジル200)0.5質(zhì)量份、比重0.35平均粒徑56μm的玻璃中空填料(東海工業(yè)公司制，セルスタ一Z-36)25質(zhì)量份、炭黑4質(zhì)量份加到行星式混合機(jī)中，連續(xù)攪拌30分鐘后，再添加作為交聯(lián)劑的甲基氫聚硅氧烷(聚合度45，Si-H量0.0045摩爾/g)3.5質(zhì)量份、作為反應(yīng)控制劑的乙炔基環(huán)己醇0.05質(zhì)量份，繼續(xù)攪拌15分鐘，把制得的組合物作為硅橡膠組合物(6)。
在該硅橡膠組合物(6)中混合鉑催化劑(Pt濃度1質(zhì)量％)0.1質(zhì)量份，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行固化，測(cè)定橡膠密度、硬度、壓縮永久形變、體積電阻率、帶電量。
把上述實(shí)施例1～5的結(jié)果示于表1，把比較例1～4的結(jié)果示于表2。
表1

表2
在直徑30mm×長(zhǎng)300mm的鋁軸的表面涂布加成反應(yīng)型液狀硅橡膠用底涂劑No.101A/B(信越化學(xué)工業(yè)公司制)。在對(duì)內(nèi)面底涂處理過(guò)的50μm的氟PFA管與鋁軸之間填充實(shí)施例1的組合物，在120℃下加熱固化30分鐘，再在200℃下后固化4小時(shí)，制得橡膠厚度2mm、長(zhǎng)度250mm的PFA樹(shù)脂被覆硅橡膠輥。
裝入該輥?zhàn)鳛榧す獯蛴C(jī)的定影輥，走紙的結(jié)果連續(xù)走100張紙也完全沒(méi)有紙卷入等問(wèn)題。
在聚酰亞胺制的帶基材(厚度50μm，形狀內(nèi)徑φ55mm、寬250mm)的外周面上，涂布加成反應(yīng)型液狀硅橡膠用底涂劑No.4(信越化學(xué)工業(yè)公司制)和底涂劑C(信越化學(xué)工業(yè)公司制)的1∶1的混合物，在室溫下干燥1小時(shí)。在該干燥物上面涂布實(shí)施例2的組合物(厚度約300μm)，進(jìn)行150℃×15分鐘加熱，再在200℃下進(jìn)行后固化2小時(shí)。在該固化物表面上均勻地涂布ダイエル膠乳和硅橡膠用底涂劑GLP-103SR(大金公司制)，進(jìn)行80℃×10分鐘加熱，再均勻地噴涂ダイエル膠乳GLS-213，在320℃下加熱燒成1小時(shí)，制得氟樹(shù)脂涂敷硅橡膠制定影帶。
把該定影帶裝入電子照相復(fù)印機(jī)中，連續(xù)復(fù)印500張A4尺寸的復(fù)印紙，復(fù)印的圖像全部鮮明，完全沒(méi)有紙卷入等問(wèn)題。
在直徑50mm×長(zhǎng)300mm的鋁軸的表面涂布加成反應(yīng)型液狀硅橡膠用底涂劑No.101A/B(信越化學(xué)工業(yè)公司制)。再在該底涂劑上面涂布實(shí)施例4的組合物，在130℃下加熱固化30分鐘，再在180℃下進(jìn)行后固化2小時(shí)。在該固化物表面上均勻地涂布ダイエル膠乳和硅橡膠用底涂劑GLP-103SR(大金公司制)，進(jìn)行80℃×10分鐘加熱，再均勻噴涂ダイエル膠乳GLS-213，在該固化物表面上均勻涂布ダイエル膠乳和硅橡膠用底涂劑GLP-103SR(大金公司制)，進(jìn)行80℃×10分鐘加熱，再均勻噴涂ダイエル膠乳GLS-213，在300℃下加熱燒成1小時(shí)，制得橡膠厚度1mm、長(zhǎng)度250mm的ダイエル膠乳涂敷硅橡膠輥。
裝入該輥?zhàn)鳛榧す獯蛴C(jī)的定影輥，進(jìn)行走紙的結(jié)果連續(xù)走紙100張也完全沒(méi)有紙卷入等問(wèn)題。
在實(shí)例6中，使用不添加比較例1的抗靜電劑的硅橡膠組合物代替實(shí)施例1的組合物，同樣地作為定影輥裝入的結(jié)果從第51張開(kāi)始圖像略產(chǎn)生紊亂，在第78張時(shí)紙卷入輥中而停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
在實(shí)施例8中，使用比較例5的組合物代替實(shí)施例4的組合物，同樣地作為定影輥裝入的結(jié)果在第86張時(shí)紙卷入輥中而停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中含有一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份、使該有機(jī)聚硅氧烷固化的固化劑的有效固化量、及抗靜電劑0.001～2質(zhì)量份。
2.權(quán)利要求1所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中還含有平均粒徑小于等于200μm的中空填料0.1～100質(zhì)量份。
3.權(quán)利要求1或2所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中抗靜電劑是鋰鹽。
4.權(quán)利要求3所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其特征在于抗靜電劑是選自LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiSO3C4F9、LiC(SO2CF3)3及LiB(C6H5)4的1種或大于等于2種。
5.權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中硅橡膠組合物是加成固化型硅橡膠組合物。
6.權(quán)利要求1～4的任一項(xiàng)所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中硅橡膠組合物是有機(jī)過(guò)氧化物固化型硅橡膠組合物。
7.權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)所述的定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其中固化物的體積電阻率大于等于1GΩ·m。
8.定影輥，是在輥軸的外周面上形成硅橡膠層而成的定影輥，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使權(quán)利要求1～7的任一項(xiàng)所述的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
9.定影輥，是在輥軸的外周面上介由硅橡膠層形成氟樹(shù)脂層或氟橡膠層而成的定影輥，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使權(quán)利要求1～7的任一項(xiàng)所述的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
10.定影帶，是在帶基材上形成硅橡膠層而成的定影帶，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使權(quán)利要求1～7的任一項(xiàng)所述的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
11.定影帶，是在帶基材上介由硅橡膠層形成氟樹(shù)脂層或氟橡膠層而成的定影帶，其特征在于形成該硅橡膠層的硅橡膠是使權(quán)利要求1～7的任一項(xiàng)所述的絕緣性硅橡膠組合物固化而成的硅橡膠。
全文摘要
定影輥或定影帶用絕緣性硅橡膠組合物，其含有一分子中含有至少2個(gè)與硅原子結(jié)合的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份、使該有機(jī)聚硅氧烷固化的固化劑的有效固化量、和抗靜電劑0.001～2質(zhì)量份。本發(fā)明的絕緣性硅橡膠組合物可賦予抗靜電性能好，并且即使長(zhǎng)時(shí)間置于高溫下也可維持抗靜電性能，橡膠物性、壓縮永久形變不會(huì)降低的絕緣性固化物，該固化物適合作為復(fù)印機(jī)、激光束打印機(jī)、傳真機(jī)等的定影輥、定影帶的硅橡膠層使用。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1837987SQ20061006802
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月23日
發(fā)明者轟大地, 茂木正樹(shù), 回谷典行 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社