JP2002361649A - ポリウレタンフォームローラの製造方法 - Google Patents
ポリウレタンフォームローラの製造方法Info
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- JP2002361649A JP2002361649A JP2001171985A JP2001171985A JP2002361649A JP 2002361649 A JP2002361649 A JP 2002361649A JP 2001171985 A JP2001171985 A JP 2001171985A JP 2001171985 A JP2001171985 A JP 2001171985A JP 2002361649 A JP2002361649 A JP 2002361649A
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- polyurethane foam
- polyurethane
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低硬度で硬度のばらつきが小さく、かつ
外観の良好なポリウレタンフォームローラを水発泡法に
より製造する方法を提供すること。 【解決手段】 円筒状のモールドにシャフトを載置し、
ポリウレタン原料を注型して水発泡法により発泡させて
ポリウレタンフォームローラを製造する方法であって、
ポリウレタン原料の粘度が１０〜５０００ｍＰａ、かつ
クリームタイムが５〜１０秒であるポリウレタンフォー
ムローラの製造方法である。
外観の良好なポリウレタンフォームローラを水発泡法に
より製造する方法を提供すること。 【解決手段】 円筒状のモールドにシャフトを載置し、
ポリウレタン原料を注型して水発泡法により発泡させて
ポリウレタンフォームローラを製造する方法であって、
ポリウレタン原料の粘度が１０〜５０００ｍＰａ、かつ
クリームタイムが５〜１０秒であるポリウレタンフォー
ムローラの製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ，プリンタ等の電子写真装置又は静電記録装置等に
おいて使用されるポリウレタンフォームローラの製造方
法、この製造方法により製造されたポリウレタンフォー
ムローラ及びこのローラを装着した画像形成装置に関す
るものである。
ミリ，プリンタ等の電子写真装置又は静電記録装置等に
おいて使用されるポリウレタンフォームローラの製造方
法、この製造方法により製造されたポリウレタンフォー
ムローラ及びこのローラを装着した画像形成装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式
電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用，現像用，
転写用，トナー供給用，クリーニング用などに供される
部材として、ポリウレタン部材が注目されており、帯電
ローラ，現像ローラ，転写ローラ，トナー供給ローラ，
クリーニングローラ等の弾性を有するローラやトナー層
規制ブレード，クリーニングブレード等の弾性を有する
ブレードなどの形態で用いられている。ポリウレタン部
材が、特に低硬度であることが求められる用途に供され
る場合、ポリウレタンフォームを充当することが好まし
い。ポリウレタン部材は、液状ポリイソシアネート成分
と液状ポリオール成分とを反応硬化させることにより製
造される。ポリウレタンをフォーム体とする方法として
は、この反応硬化時に窒素ガス等の気体を吹き込みなが
ら機械的攪拌により気体を巻き込む方法（メカニカルフ
ロス法）、ポリオール成分に水を添加し、水とポリイソ
シアネート成分との反応により炭酸ガスを発生させる方
法（水発泡法）、フロン類や炭化水素類等の低沸点の液
体をポリオール成分に添加し、反応硬化時の温度上昇に
よりこの低沸点の液体を気化させる方法（発泡剤フロス
法）等の方法がある。メカニカルフロス法は、発泡硬化
時に体積変化が少ない製造方法であるため、アスカーＣ
硬度が２５〜６５度で密度が0.３〜0.８ｇ／ｃｍ3 程度
の中硬度高密度フォームを得るための好適な方法であ
り、水発泡法は、アスカーＦ硬度が３０〜１００度で密
度が0.０１〜0.３ｇ／ｃｍ3 程度の低硬度低密度フォー
ムを得るための好適な方法である。メカニカルフロス法
により、ポリウレタンフォームローラを製造するには、
あらかじめ金属製のシャフトなどを配置し、予熱した内
面が円筒状の金属モールドに、機械的攪拌により発泡さ
せたポリウレタン原料を注型し、反応硬化させればよ
い。また、金属モールドにポリウレタン原料を注型し、
機械的攪拌を加えながら反応硬化させてもよい。水発泡
法により、ポリウレタンフォームローラを製造するに
は、まず、例えば内寸が１ｍ×１ｍ×１ｍのモールドに
ポリウレタン原料を高さ0.１ｍほど注ぎ、この原料が発
泡すると共に膨張し、硬化することにより、１ｍ×１ｍ
×１ｍ程度のポリウレタンフォームブロックが得られ
る。次に、得られたブロックを所定のサイズに裁断し、
穴を開け、シャフトを圧入し、切削又は研磨などの工程
を経てローラが製造される。しかしながら、このような
製造法によりローラを製造した場合、切削又は研磨によ
る研削屑が多量に発生するという問題がある。また、円
筒状のモールドを用いて注型成形しようとすると、ポリ
ウレタンフォームの硬度がばらついたり、ウェルドライ
ンと称する高硬度線状部分が発生するという問題があ
る。
電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用，現像用，
転写用，トナー供給用，クリーニング用などに供される
部材として、ポリウレタン部材が注目されており、帯電
ローラ，現像ローラ，転写ローラ，トナー供給ローラ，
クリーニングローラ等の弾性を有するローラやトナー層
規制ブレード，クリーニングブレード等の弾性を有する
ブレードなどの形態で用いられている。ポリウレタン部
材が、特に低硬度であることが求められる用途に供され
る場合、ポリウレタンフォームを充当することが好まし
い。ポリウレタン部材は、液状ポリイソシアネート成分
と液状ポリオール成分とを反応硬化させることにより製
造される。ポリウレタンをフォーム体とする方法として
は、この反応硬化時に窒素ガス等の気体を吹き込みなが
ら機械的攪拌により気体を巻き込む方法（メカニカルフ
ロス法）、ポリオール成分に水を添加し、水とポリイソ
シアネート成分との反応により炭酸ガスを発生させる方
法（水発泡法）、フロン類や炭化水素類等の低沸点の液
体をポリオール成分に添加し、反応硬化時の温度上昇に
よりこの低沸点の液体を気化させる方法（発泡剤フロス
法）等の方法がある。メカニカルフロス法は、発泡硬化
時に体積変化が少ない製造方法であるため、アスカーＣ
硬度が２５〜６５度で密度が0.３〜0.８ｇ／ｃｍ3 程度
の中硬度高密度フォームを得るための好適な方法であ
り、水発泡法は、アスカーＦ硬度が３０〜１００度で密
度が0.０１〜0.３ｇ／ｃｍ3 程度の低硬度低密度フォー
ムを得るための好適な方法である。メカニカルフロス法
により、ポリウレタンフォームローラを製造するには、
あらかじめ金属製のシャフトなどを配置し、予熱した内
面が円筒状の金属モールドに、機械的攪拌により発泡さ
せたポリウレタン原料を注型し、反応硬化させればよ
い。また、金属モールドにポリウレタン原料を注型し、
機械的攪拌を加えながら反応硬化させてもよい。水発泡
法により、ポリウレタンフォームローラを製造するに
は、まず、例えば内寸が１ｍ×１ｍ×１ｍのモールドに
ポリウレタン原料を高さ0.１ｍほど注ぎ、この原料が発
泡すると共に膨張し、硬化することにより、１ｍ×１ｍ
×１ｍ程度のポリウレタンフォームブロックが得られ
る。次に、得られたブロックを所定のサイズに裁断し、
穴を開け、シャフトを圧入し、切削又は研磨などの工程
を経てローラが製造される。しかしながら、このような
製造法によりローラを製造した場合、切削又は研磨によ
る研削屑が多量に発生するという問題がある。また、円
筒状のモールドを用いて注型成形しようとすると、ポリ
ウレタンフォームの硬度がばらついたり、ウェルドライ
ンと称する高硬度線状部分が発生するという問題があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、低硬度で硬度のばらつきが小さ
く、かつ外観の良好なポリウレタンフォームローラを水
発泡法により製造する方法を提供することを目的とする
ものである。
鑑みなされたもので、低硬度で硬度のばらつきが小さ
く、かつ外観の良好なポリウレタンフォームローラを水
発泡法により製造する方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、シャフトを載置
した円筒状のモールドにポリウレタン原料を注型し、水
発泡法によりポリウレタンフォームローラを製造するに
あたり、ポリウレタン原料の物性を適正化することによ
り、低硬度で硬度のばらつきが小さく、かつ外観の良好
なポリウレタンフォームローラが得られることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、円筒状のモールドにシャフト
を載置し、ポリウレタン原料を注型して水発泡法により
発泡させてポリウレタンフォームローラを製造する方法
であって、ポリウレタン原料の粘度が１０〜５０００ｍ
Ｐａ、かつクリームタイムが５〜１０秒であることを特
徴とするポリウレタンフォームローラの製造方法を提供
するものである。
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、シャフトを載置
した円筒状のモールドにポリウレタン原料を注型し、水
発泡法によりポリウレタンフォームローラを製造するに
あたり、ポリウレタン原料の物性を適正化することによ
り、低硬度で硬度のばらつきが小さく、かつ外観の良好
なポリウレタンフォームローラが得られることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、円筒状のモールドにシャフト
を載置し、ポリウレタン原料を注型して水発泡法により
発泡させてポリウレタンフォームローラを製造する方法
であって、ポリウレタン原料の粘度が１０〜５０００ｍ
Ｐａ、かつクリームタイムが５〜１０秒であることを特
徴とするポリウレタンフォームローラの製造方法を提供
するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明において、ポリウレタン原
料の発泡は、硬化反応と同時に発泡反応が進行する水発
泡法により行なわれるものであり、メカニカルフロス法
における機械的攪拌のように、ポリウレタン原料にあら
かじめ気泡を混入させたものは含まれない。ポリウレタ
ン原料を構成するポリオールとしては、エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエー
テルポリオール，ポリテトラメチレンエーテルグリコー
ル，酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポ
リオール，カプロラクトンを開環重合したポリエステル
ポリオール，ポリカーボネートジオール等を用いること
ができる。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
とを付加重合したポリエーテルポリオールは、例えば、
水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリ
セリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオー
ル，トリエタノールアミン，ジグリセリン，ペンタエリ
スリトール，エチレンジアミン，メチルグルコジット，
芳香族ジアミン，ソルビトール，ショ糖，リン酸等を出
発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、
水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリ
セリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオール
を出発物質としたものが好適である。付加するエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造
については、エチレンオキサイドの比率が２〜９５質量
％が好ましく、より好ましくは５〜９０質量％である。
そして末端にエチレンオサイドが付加しているものが好
ましく用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであるの
が好ましい。このポリエーテルポリオールの分子量は、
水，プロピレングリコール，エチレングリコールを出発
物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３０
０〜６０００の範囲のものが好ましく、特に４００〜３
０００の範囲のものが好ましい。また、グリセリン，ト
リメチロールプロパン，ヘキサントリオールを出発物質
とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜
９０００の範囲のものが好ましく、特に１５００〜６０
００の範囲のものが好ましい。また、２官能のポリオー
ルと３官能のポリオールを適宜ブレンドして用いること
もできる。本発明においては、ポリウレタン原料の粘度
を達成するために、重量平均分子量が９０００以下、３
官能以下のポリエーテルポリオールを用いることが好ま
しい。
料の発泡は、硬化反応と同時に発泡反応が進行する水発
泡法により行なわれるものであり、メカニカルフロス法
における機械的攪拌のように、ポリウレタン原料にあら
かじめ気泡を混入させたものは含まれない。ポリウレタ
ン原料を構成するポリオールとしては、エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエー
テルポリオール，ポリテトラメチレンエーテルグリコー
ル，酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポ
リオール，カプロラクトンを開環重合したポリエステル
ポリオール，ポリカーボネートジオール等を用いること
ができる。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
とを付加重合したポリエーテルポリオールは、例えば、
水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリ
セリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオー
ル，トリエタノールアミン，ジグリセリン，ペンタエリ
スリトール，エチレンジアミン，メチルグルコジット，
芳香族ジアミン，ソルビトール，ショ糖，リン酸等を出
発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、
水，プロピレングリコール，エチレングリコール，グリ
セリン，トリメチロールプロパン，ヘキサントリオール
を出発物質としたものが好適である。付加するエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造
については、エチレンオキサイドの比率が２〜９５質量
％が好ましく、より好ましくは５〜９０質量％である。
そして末端にエチレンオサイドが付加しているものが好
ましく用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであるの
が好ましい。このポリエーテルポリオールの分子量は、
水，プロピレングリコール，エチレングリコールを出発
物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３０
０〜６０００の範囲のものが好ましく、特に４００〜３
０００の範囲のものが好ましい。また、グリセリン，ト
リメチロールプロパン，ヘキサントリオールを出発物質
とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜
９０００の範囲のものが好ましく、特に１５００〜６０
００の範囲のものが好ましい。また、２官能のポリオー
ルと３官能のポリオールを適宜ブレンドして用いること
もできる。本発明においては、ポリウレタン原料の粘度
を達成するために、重量平均分子量が９０００以下、３
官能以下のポリエーテルポリオールを用いることが好ま
しい。
【０００６】ポリテトラメチレンエーテルグリコール
は、例えばテトラヒドロフランのカチオン重合によって
得られ、重量平均分子量が４００〜４０００のもの、特
に６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いら
れる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテ
ルグリコールをブレンドすることも好ましい。更に、エ
チレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキ
レンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールを用いることもできる。ポリテト
ラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテル
ポリオールとをブレンドして用いることも好ましく、こ
の場合、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エ
チレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合
したポリエーテルポリオールとの比率が重量比で９５：
５〜２０：８０の範囲になるように用いるのが好まし
く、特に９０：１０〜５０：５０の範囲になるように用
いるのが好ましい。また、上記ポリオール成分ととも
に、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポ
リオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオー
ル、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプ
ロパンなどのポリオール類やそれらの誘導体を併用する
ことができる。
は、例えばテトラヒドロフランのカチオン重合によって
得られ、重量平均分子量が４００〜４０００のもの、特
に６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いら
れる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテ
ルグリコールをブレンドすることも好ましい。更に、エ
チレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキ
レンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレ
ンエーテルグリコールを用いることもできる。ポリテト
ラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテル
ポリオールとをブレンドして用いることも好ましく、こ
の場合、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エ
チレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合
したポリエーテルポリオールとの比率が重量比で９５：
５〜２０：８０の範囲になるように用いるのが好まし
く、特に９０：１０〜５０：５０の範囲になるように用
いるのが好ましい。また、上記ポリオール成分ととも
に、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポ
リオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオー
ル、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプ
ロパンなどのポリオール類やそれらの誘導体を併用する
ことができる。
【０００７】ポリオールをポリイソシアネートによりあ
らかじめプレポリマー化してもよく、その方法として
は、ポリオールとポリイソシアネートを適当な容器に入
れ、充分に攪拌し、３０〜９０℃、より好ましくは４０
〜７０℃に、６〜２４０時間、より好ましくは２４〜７
２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオー
ルとポリイシソシアネートの分量の比率は、得られるプ
レポリマーのイソシアネート含有率が４〜３０質量％と
なるように調節することが好ましく、より好ましくは６
〜１５質量％である。イソシアネートの含有率が４質量
％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯
蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供するこ
とができなくなるおそれがある。また、イソシアネート
の含有率が３０質量％を超えると、プレポリマー化され
ていないポリイソシアネートの含有量が増加し、このポ
リイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応におい
て用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経な
いワンショット製法に類似の反応機構により硬化するた
め、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。
らかじめプレポリマー化してもよく、その方法として
は、ポリオールとポリイソシアネートを適当な容器に入
れ、充分に攪拌し、３０〜９０℃、より好ましくは４０
〜７０℃に、６〜２４０時間、より好ましくは２４〜７
２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオー
ルとポリイシソシアネートの分量の比率は、得られるプ
レポリマーのイソシアネート含有率が４〜３０質量％と
なるように調節することが好ましく、より好ましくは６
〜１５質量％である。イソシアネートの含有率が４質量
％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯
蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供するこ
とができなくなるおそれがある。また、イソシアネート
の含有率が３０質量％を超えると、プレポリマー化され
ていないポリイソシアネートの含有量が増加し、このポ
リイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応におい
て用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経な
いワンショット製法に類似の反応機構により硬化するた
め、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。
【０００８】ポリウレタン原料を構成するポリイソシア
ネートとしては、トルエンジイソシアネート，トリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ），粗製ジフェニルメタンジイソシ
アネート（クルードＭＤＩ），イソホロンジイソシアネ
ート又はその誘導体が挙げられる。このジフェニルメタ
ンジイソシアネート又はその誘導体としては特に制限は
ないが、例えばジアミノジフェニルメタン又はその誘導
体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシ
アネート又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェ
ニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミ
ノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体か
ら得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシア
ネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフ
ェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、
特に制限はないが、通常純ジフェニルメタンジイソシア
ネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメ
タンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能
基数が好ましくは2.０５〜4.００、より好ましくは2.０
５〜3.００のものが用いられる。またこれらのジフェニ
ルメタンジイソシアネート又はその誘導体を変性して得
られた誘導体、例えばポリオールなどで変性したウレタ
ン変性物，ウレチジオン形成による二量体，イソシアヌ
レート変性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性
物，アロハネート変性物，ウレア変性物，ビュレット変
性物なども用いることができる。
ネートとしては、トルエンジイソシアネート，トリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ），粗製ジフェニルメタンジイソシ
アネート（クルードＭＤＩ），イソホロンジイソシアネ
ート又はその誘導体が挙げられる。このジフェニルメタ
ンジイソシアネート又はその誘導体としては特に制限は
ないが、例えばジアミノジフェニルメタン又はその誘導
体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシ
アネート又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェ
ニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミ
ノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体か
ら得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシア
ネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフ
ェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、
特に制限はないが、通常純ジフェニルメタンジイソシア
ネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメ
タンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能
基数が好ましくは2.０５〜4.００、より好ましくは2.０
５〜3.００のものが用いられる。またこれらのジフェニ
ルメタンジイソシアネート又はその誘導体を変性して得
られた誘導体、例えばポリオールなどで変性したウレタ
ン変性物，ウレチジオン形成による二量体，イソシアヌ
レート変性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性
物，アロハネート変性物，ウレア変性物，ビュレット変
性物なども用いることができる。
【０００９】本発明においては、ジフェニルメタンジイ
ソシアネートやその誘導体を一種用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。また、所望により、本
発明の目的が損なわれない範囲で、上記ジフェニルメタ
ンジイソシアネートやその誘導体と共に、トリレンジイ
ソシアネートなどの各種芳香族イソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネートなどの各種脂肪族イソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシア
ネート又はそれらの誘導体を併用することができる。
ソシアネートやその誘導体を一種用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。また、所望により、本
発明の目的が損なわれない範囲で、上記ジフェニルメタ
ンジイソシアネートやその誘導体と共に、トリレンジイ
ソシアネートなどの各種芳香族イソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネートなどの各種脂肪族イソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシア
ネート又はそれらの誘導体を併用することができる。
【００１０】ポリウレタン原料には、電解質等の導電
剤、カーボンブラック等の導電材、カーボンブラックや
無機炭酸塩等の充填材、フェノールやフェニルアミン等
の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加する
ことができる。ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触
媒としては、トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシ
ルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジア
ミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘ
キサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレ
ントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，
テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレ
ンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラ
ジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホ
リン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチ
ルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノー
ル，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチル
ヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホ
リン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエ
チル）エーテル，エチレングリコールビス（ジメチル）
アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナ
スオクトエート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫
ジラウレート，ジブチル錫マーカプチド，ジブチル錫チ
オカルボキシレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオク
チル錫マーカプチド，ジオクチル錫チオカルボキシレー
ト，フェニル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸鉛等の有
機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で
用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
剤、カーボンブラック等の導電材、カーボンブラックや
無機炭酸塩等の充填材、フェノールやフェニルアミン等
の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加する
ことができる。ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触
媒としては、トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシ
ルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジア
ミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘ
キサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレ
ントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，
テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレ
ンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラ
ジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホ
リン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチ
ルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノー
ル，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチル
ヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホ
リン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエ
チル）エーテル，エチレングリコールビス（ジメチル）
アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナ
スオクトエート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫
ジラウレート，ジブチル錫マーカプチド，ジブチル錫チ
オカルボキシレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオク
チル錫マーカプチド，ジオクチル錫チオカルボキシレー
ト，フェニル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸鉛等の有
機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で
用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１１】本発明においては、ポリウレタン原料にシ
リコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フ
ォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコー
ン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキ
シアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５
０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量
２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分からなる
ものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子
構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好
ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすること
も好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性
剤，アニオン性界面活性剤，両性等のイオン系界面活性
剤や各種ポリエーテル，各種ポリエステル等のノニオン
性界面活性剤が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界
面活性剤の配合量は、ポリオール１００質量部に対して
0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.５〜５質量
部とすることが更に好ましい。シリコーン整泡剤や各種
界面活性剤の配合量は、ポリオール１００質量部に対し
て0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.５〜５質
量部とすることが更に好ましい。
リコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フ
ォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコー
ン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキ
シアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５
０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量
２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分からなる
ものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子
構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好
ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすること
も好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性
剤，アニオン性界面活性剤，両性等のイオン系界面活性
剤や各種ポリエーテル，各種ポリエステル等のノニオン
性界面活性剤が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界
面活性剤の配合量は、ポリオール１００質量部に対して
0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.５〜５質量
部とすることが更に好ましい。シリコーン整泡剤や各種
界面活性剤の配合量は、ポリオール１００質量部に対し
て0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.５〜５質
量部とすることが更に好ましい。
【００１２】本発明の製造方法において用いる円筒状の
モールドとは、例えば帯電用，現像用，転写用，トナー
供給用，クリーニング用などに供されるローラを作製す
るのに必要充分な大きさのモールドをいう。具体的に
は、例えば、ローラ外径１6.５ｍｍ、ローラ長２１０.0
ｍｍのローラを作製する場合、モールドとしては、内径
１6.５〜２0.０ｍｍで長さ２１０〜２５０ｍｍの中空円
筒状のものを用いることができる。本発明で用いるモー
ルドとしては、アルミニウム等の金属、ポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリ塩
化ビニル等の合成樹脂で作製されたものを用いることが
できる。この中で合成樹脂製のモールドが、軽量で取り
扱いやすく、繰り返し使用できるので好ましい。
モールドとは、例えば帯電用，現像用，転写用，トナー
供給用，クリーニング用などに供されるローラを作製す
るのに必要充分な大きさのモールドをいう。具体的に
は、例えば、ローラ外径１6.５ｍｍ、ローラ長２１０.0
ｍｍのローラを作製する場合、モールドとしては、内径
１6.５〜２0.０ｍｍで長さ２１０〜２５０ｍｍの中空円
筒状のものを用いることができる。本発明で用いるモー
ルドとしては、アルミニウム等の金属、ポリエチレン，
ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリ塩
化ビニル等の合成樹脂で作製されたものを用いることが
できる。この中で合成樹脂製のモールドが、軽量で取り
扱いやすく、繰り返し使用できるので好ましい。
【００１３】本発明の製造方法においては、ポリウレタ
ン原料の粘度を１０〜５０００ｍＰａ、かつクリームタ
イムを５〜１０秒とすることを要する。ポリウレタン原
料の粘度は、好ましくは１００〜１０００ｍＰａであ
る。ポリウレタンフォームを得るための原料としては、
通常、粘度は１０ｍＰａ以上であり、この粘度が５００
０ｍＰａを超えると、ポリウレタン原料をモールドに均
一に注入することが困難となる。この注入が均一に行な
われないと、ボイドが発生したりローラ表面が荒れる原
因となり、ポリウレタンフォームの硬度のばらつきが大
きくなる。クリームタイムとは、ポリオール及びポリイ
ソシアネートに発泡剤である水を混合してから発泡（ラ
イズ）が開始されるまでの時間をいう。クリームタイム
が５秒未満であると、ポリウレタン原料をモールドに均
一に注入することが困難となる。また、クリームタイム
が１０秒を超えると、ポリウレタン原料を均一に硬化さ
せることができない。本発明において、クリームタイム
は、内容積５００ミリリットルのカップに５０ｇのポリ
オールを量り採り、ポリイソシアネートを当量加え、４
秒間高速攪拌した後、発泡し始めるまでの時間を測定し
た値である。
ン原料の粘度を１０〜５０００ｍＰａ、かつクリームタ
イムを５〜１０秒とすることを要する。ポリウレタン原
料の粘度は、好ましくは１００〜１０００ｍＰａであ
る。ポリウレタンフォームを得るための原料としては、
通常、粘度は１０ｍＰａ以上であり、この粘度が５００
０ｍＰａを超えると、ポリウレタン原料をモールドに均
一に注入することが困難となる。この注入が均一に行な
われないと、ボイドが発生したりローラ表面が荒れる原
因となり、ポリウレタンフォームの硬度のばらつきが大
きくなる。クリームタイムとは、ポリオール及びポリイ
ソシアネートに発泡剤である水を混合してから発泡（ラ
イズ）が開始されるまでの時間をいう。クリームタイム
が５秒未満であると、ポリウレタン原料をモールドに均
一に注入することが困難となる。また、クリームタイム
が１０秒を超えると、ポリウレタン原料を均一に硬化さ
せることができない。本発明において、クリームタイム
は、内容積５００ミリリットルのカップに５０ｇのポリ
オールを量り採り、ポリイソシアネートを当量加え、４
秒間高速攪拌した後、発泡し始めるまでの時間を測定し
た値である。
【００１４】本発明の製造方法においては、円筒状モー
ルドにシャフトを配置し、ここに発泡ポリウレタン原料
を注型するので、硬化後に脱型、穴開け、シャフト圧入
等の工程が不要となる。必要に応じてわずかな切削や研
磨等の仕上げ加工を施すことにより、ポリウレタンフォ
ームローラを得ることができるので、多種のポリウレタ
ンフォームローラを少量生産する場合でも、より安価に
製造することができる。
ルドにシャフトを配置し、ここに発泡ポリウレタン原料
を注型するので、硬化後に脱型、穴開け、シャフト圧入
等の工程が不要となる。必要に応じてわずかな切削や研
磨等の仕上げ加工を施すことにより、ポリウレタンフォ
ームローラを得ることができるので、多種のポリウレタ
ンフォームローラを少量生産する場合でも、より安価に
製造することができる。
【００１５】本発明の製造方法は、アスカーＦ硬度が３
０〜１００度で密度が0.０１〜0.３ｇ／ｃｍ3 程度の低
硬度低密度のポリウレタンフォームを得るための好適な
方法である。得られたポリウレタンフォームローラは、
硬度のばらつきが小さく、アスカーＦ硬度の最高値と最
低値との差は１５度以内である。本発明のポリウレタン
フォームローラとしては、帯電ローラ，現像ローラ，転
写ローラ，トナー供給ローラ，クリーニングローラなど
を挙げることができる。図１は、本発明のポリウレタン
フォームローラを転写ローラとして装着した電子写真方
式の画像形成装置の一例を示す説明図であって、トナー
供給用ローラ３と潜電潜像を保持した画像形成体１との
間に現像ローラ２がその外周面を画像形成体１の表面に
近接させた状態で配設され、かつ画像形成体１に紙など
の記録媒体８を介して、本発明に係る転写ローラ５を当
接させた構造を示している。トナー供給用ローラ３，現
像ローラ２及び画像形成体１を矢印方向に回転させるこ
とにより、トナーがトナー供給用ローラ３により、現像
ローラ２の表面に供給され、層規制ブレード４によって
均一な薄層に整えられたのち、画像形成体１上の潜像に
付着し、該潜像が可視化される。そして画像形成体１と
転写ローラ５との間に電界を発生させることにより、画
像形成体１上のトナー画像を記録媒体８に転写させる。
また、６はクリーニングローラであり、このクリーニン
グローラ６により、転写後に画像形成体１表面に残留す
るトナーが除去される。なお、７は帯電ローラである。
画像形成装置として具体的には、普通紙複写機、普通紙
ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、トナージェッ
トプリンタなどが例示される。
０〜１００度で密度が0.０１〜0.３ｇ／ｃｍ3 程度の低
硬度低密度のポリウレタンフォームを得るための好適な
方法である。得られたポリウレタンフォームローラは、
硬度のばらつきが小さく、アスカーＦ硬度の最高値と最
低値との差は１５度以内である。本発明のポリウレタン
フォームローラとしては、帯電ローラ，現像ローラ，転
写ローラ，トナー供給ローラ，クリーニングローラなど
を挙げることができる。図１は、本発明のポリウレタン
フォームローラを転写ローラとして装着した電子写真方
式の画像形成装置の一例を示す説明図であって、トナー
供給用ローラ３と潜電潜像を保持した画像形成体１との
間に現像ローラ２がその外周面を画像形成体１の表面に
近接させた状態で配設され、かつ画像形成体１に紙など
の記録媒体８を介して、本発明に係る転写ローラ５を当
接させた構造を示している。トナー供給用ローラ３，現
像ローラ２及び画像形成体１を矢印方向に回転させるこ
とにより、トナーがトナー供給用ローラ３により、現像
ローラ２の表面に供給され、層規制ブレード４によって
均一な薄層に整えられたのち、画像形成体１上の潜像に
付着し、該潜像が可視化される。そして画像形成体１と
転写ローラ５との間に電界を発生させることにより、画
像形成体１上のトナー画像を記録媒体８に転写させる。
また、６はクリーニングローラであり、このクリーニン
グローラ６により、転写後に画像形成体１表面に残留す
るトナーが除去される。なお、７は帯電ローラである。
画像形成装置として具体的には、普通紙複写機、普通紙
ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、トナージェッ
トプリンタなどが例示される。
【００１６】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１及び比較例１，２ 表１に示す配合成分を攪拌混合し、その混合物を、内径
１7.０ｍｍ、長さ２５0.０ｍｍの円筒状のアクリル製モ
ールドに注型した。モールドの内部には、硫黄快削鋼に
亜鉛メッキを施した外径6.０ｍｍ、長さ２４０ｍｍで接
着剤を塗布したシャフトが、配置されている。次いで、
発泡ポリウレタン原料が注型されたモールドを６０℃に
調整した熱風オーブン中に３時間放置し、発泡ポリウレ
タン原料を硬化させた。硬化したポリウレタンフォーム
をモールドから取り外し、外径が１6.５ｍｍとなるよう
に砥石で研磨し、次いで両端部を裁断してフォーム部分
の全長を２１０ｍｍとし、ポリウレタンフォームローラ
を製造した。ポリウレタンフォームの密度は0.１５ｇ／
ｃｍ3 （実施例１）、0.１８ｇ／ｃｍ3 （比較例１）、
0.１２ｇ／ｃｍ3 （比較例２）であった。また、ポリウ
レタンフォームの３箇所についてアスカーＦ硬度を測定
したところ、６４〜７１度（実施例１）、５２〜７５度
（比較例１）、４３〜６８度（比較例２）であった。測
定により得られたアスカーＦ硬度の最高値と最低値の差
を求め、以下の評価基準で硬度のばらつきを評価した。
すなわち、その差が１０度以内の場合を○、１０度を超
え２０度以下の場合を△、２０度を超える場合を×とし
た。結果を表１に示す。
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。 実施例１及び比較例１，２ 表１に示す配合成分を攪拌混合し、その混合物を、内径
１7.０ｍｍ、長さ２５0.０ｍｍの円筒状のアクリル製モ
ールドに注型した。モールドの内部には、硫黄快削鋼に
亜鉛メッキを施した外径6.０ｍｍ、長さ２４０ｍｍで接
着剤を塗布したシャフトが、配置されている。次いで、
発泡ポリウレタン原料が注型されたモールドを６０℃に
調整した熱風オーブン中に３時間放置し、発泡ポリウレ
タン原料を硬化させた。硬化したポリウレタンフォーム
をモールドから取り外し、外径が１6.５ｍｍとなるよう
に砥石で研磨し、次いで両端部を裁断してフォーム部分
の全長を２１０ｍｍとし、ポリウレタンフォームローラ
を製造した。ポリウレタンフォームの密度は0.１５ｇ／
ｃｍ3 （実施例１）、0.１８ｇ／ｃｍ3 （比較例１）、
0.１２ｇ／ｃｍ3 （比較例２）であった。また、ポリウ
レタンフォームの３箇所についてアスカーＦ硬度を測定
したところ、６４〜７１度（実施例１）、５２〜７５度
（比較例１）、４３〜６８度（比較例２）であった。測
定により得られたアスカーＦ硬度の最高値と最低値の差
を求め、以下の評価基準で硬度のばらつきを評価した。
すなわち、その差が１０度以内の場合を○、１０度を超
え２０度以下の場合を△、２０度を超える場合を×とし
た。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】（注） ＦＡ７０３：三洋化成社製、ポリオール（ＯＨ価：３
３） ＰＯＰ３１−２８：三井化学社製、ポリオール（ＯＨ
価：２８） ジエタノールアミン：関東化学社製 ケッチェンブラック：ケッチェンブラックインターナシ
ョナル社製 ＳＲＸ２７４Ｃ：東レ・ダウコーニングシリコーン社
製、シリコーン整泡剤 カオーライザーＮｏ．３１：花王社製、３級アミン触媒 カオーライザーＮｏ．１：花王社製、脂肪族３級アミン
触媒 Ｄａｂｃｏ ＢＬ１９：三共エアプロダクツ社製 Ｔ−８０：住友バイエルン社製、トリレンジイソシアネ
ート
３） ＰＯＰ３１−２８：三井化学社製、ポリオール（ＯＨ
価：２８） ジエタノールアミン：関東化学社製 ケッチェンブラック：ケッチェンブラックインターナシ
ョナル社製 ＳＲＸ２７４Ｃ：東レ・ダウコーニングシリコーン社
製、シリコーン整泡剤 カオーライザーＮｏ．３１：花王社製、３級アミン触媒 カオーライザーＮｏ．１：花王社製、脂肪族３級アミン
触媒 Ｄａｂｃｏ ＢＬ１９：三共エアプロダクツ社製 Ｔ−８０：住友バイエルン社製、トリレンジイソシアネ
ート
【００１９】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、低硬度で硬
度のばらつきが小さく、かつ外観の良好なポリウレタン
フォームローラを水発泡法により製造することができ
る。また、多種のポリウレタンフォームローラを少量生
産する場合であっても経済的に製造することができ、し
たがってこのポリウレタンフォームローラを装着した画
像形成装置を安価に提供することができる。
度のばらつきが小さく、かつ外観の良好なポリウレタン
フォームローラを水発泡法により製造することができ
る。また、多種のポリウレタンフォームローラを少量生
産する場合であっても経済的に製造することができ、し
たがってこのポリウレタンフォームローラを装着した画
像形成装置を安価に提供することができる。
【図１】 本発明のポリウレタンフォームローラを転写
ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一
例を示す説明図である。
ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一
例を示す説明図である。
１：画像形成体 ２：現像剤担持体 ３：現像剤供給部材 ４：現像剤層形成ブレード ５：転写部材 ６：クリーニング部材 ７：帯電部材 ８：記録媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ａ ４Ｊ０３４ ５０１Ｄ 15/16 １０３ 15/16 １０３ 21/10 Ｂ２９Ｋ 75:00 // Ｂ２９Ｋ 75:00 105:04 105:04 Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２ (72)発明者 阿知葉 功二 神奈川県横浜市戸塚区柏尾町１番地 株式 会社ブリヂストン横浜工場内 Ｆターム(参考） 2H077 AA15 AC04 AD06 AD14 FA22 2H134 HA05 HA17 HA18 KD08 KD09 KE02 KH10 2H200 FA13 HA01 HA28 HB12 HB22 HB45 HB47 JA25 JA27 LC03 MA02 MA08 MC02 MC10 MC11 3J103 AA02 BA41 FA15 GA02 GA57 GA58 GA60 HA48 4F204 AA42 AD03 AG20 AH04 AJ03 EA01 EB01 EB12 EK13 4J034 CA04 CA05 CB03 CB04 CB07 CC03 DA01 DB03 DB07 DG03 DG04 DG06 DG08 DG10 DG14 DG16 DG22 DQ05 DQ16 HA01 HA02 HA06 HA07 HB06 HB07 HB08 HB09 HC03 HC12 HC17 HC22 HC25 HC26 HC34 HC35 HC46 HC52 HC61 HC63 HC64 HC67 HC71 HC73 JA42 KA01 KB02 KC08 KC17 KC18 KD02 KD12 KD21 KE02 NA03 NA07 NA08 QA05 QC01 QD03 RA11
Claims (7)
- 【請求項１】 円筒状のモールドにシャフトを載置し、
ポリウレタン原料を注型して水発泡法により発泡させて
ポリウレタンフォームローラを製造する方法であって、
ポリウレタン原料の粘度が１０〜５０００ｍＰａ、かつ
クリームタイムが５〜１０秒であることを特徴とするポ
リウレタンフォームローラの製造方法。 - 【請求項２】 ポリウレタン原料の粘度を達成するため
に、ポリウレタン原料が、重量平均分子量が９０００以
下、３官能以下のポリエーテルポリオールを含むもので
ある請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 モールドが、合成樹脂からなるものであ
る請求項１又は２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 ポリウレタンフォームが、アスカーＦ硬
度４０〜９０度のものである請求項１〜３のいずれかに
記載の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方
法により製造されたポリウレタンフォームローラ。 - 【請求項６】 ポリウレタンフォームローラが、帯電ロ
ーラ，現像ローラ，転写ローラ，現像剤供給ローラ又は
クリーニングローラである請求項５記載のポリウレタン
フォームローラ。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載のポリウレタンフォ
ームローラを装着してなる画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171985A JP2002361649A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ポリウレタンフォームローラの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171985A JP2002361649A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ポリウレタンフォームローラの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002361649A true JP2002361649A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19013674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001171985A Pending JP2002361649A (ja) | 2001-06-07 | 2001-06-07 | ポリウレタンフォームローラの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002361649A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2008304739A (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 清掃部材、クリーニング装置および画像形成装置 |
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-
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- 2001-06-07 JP JP2001171985A patent/JP2002361649A/ja active Pending
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