JP2002053640A

JP2002053640A - 弾性部材及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002053640A
Application number: JP2000339886A
Authority: JP
Inventors: Junji Sakata; 純二坂田; Hirotaka Yamazaki; 博貴山崎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-02-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低硬度、微細セル、低圧縮残留歪、高強度な
どの優れた特性を併せ持つ弾性部材を提供すること。【解決手段】ポリオールとポリイソシアネートから合
成したウレタンプレポリマーと水とを攪拌混合して得ら
れるポリウレタンフォームからなる弾性部材において、
ポリオールとして、（Ａ）オキシプロピレン単位を７０
重量％以上含有するポリエーテルポリオールをベースと
して合成したポリマーポリオールと（Ｂ）オキシエチレ
ン単位を５０重量％以上含有する親水性ポリエーテルポ
リオールとを併用するか又はこれらに（Ｃ）オキシプロ
ピレン単位を７０重量％以上含有するポリエーテルポリ
オールを併用した弾性部材、及び画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置、静
電記録装置及びトナー飛翔記録装置等の画像形成装置な
どにおいて使用される弾性部材に関し、さらに詳しく
は、低硬度、微細セル、低圧縮残留歪、高強度などの優
れた特性を併せ持つ弾性部材及びこれを装着した画像形
成装置に関するものである。また、本発明は、上記弾性
部材を形成するポリウレタンフォームからなるパフ材，
海綿，たわし等の化粧用品あるいは浴用製品に関するも
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
電子写真装置の転写用部材，トナー供給用部材，帯電用
部材などとして中抵抗弾性ローラが注目され、転写ロー
ラ，現像ローラ，トナー供給ローラ，帯電ローラなどに
用いられている。そして、この中抵抗弾性ローラを形成
する材料として、これまで、ゴム弾性を有する高分子エ
ラストマーや高分子フォームが用いられてきた。従来、
このような目的に使用される部材としては、ＮＢＲ，Ｅ
ＰＤＭ，シリコーンゴム，ポリウレタンなどのエラスト
マーやフォームがあり、必要に応じてカーボンブラック
等の導電性カーボン，金属酸化物，イオン導電剤などに
より導電性を付与した部材が用いられている。これらの
中でもポリウレタン材料は、上記部材に適した低硬度の
部材が得られ、水、低沸点化合物などの発泡剤を用いる
方法、機械的攪拌による方法などにより、低硬度のフォ
ームとすることができ、上記部材に好んで用いられてい
る。ポリウレタンフォームは、ポリウレタンの化学構造
を決定する原料及びその配合量の選択によっても硬度を
下げることができる。

【０００３】ポリウレタンフォームをトナー供給ローラ
などの画像形成装置用の弾性部材の用途に供する場合、
低硬度であると同時に低抵抗でかつ微細セルを有し、圧
縮残留歪が小さく、引張り強さが大きく、かつ低コスト
であることが要求される。このような用途では、トナー
（現像剤）の種類、現像用部材の種類、電源条件等によ
り、弾性部材において要求される電気抵抗が異なるた
め、必要に応じて上記のような導電剤を添加したりある
いは添加しないことにより、低抵抗から高抵抗の弾性部
材を作製し、使用している。従来、このような弾性部材
としては、フリー発泡により比較的微細なセルを容易に
得ることができるエステル系ポリウレタンフォームが用
いられてきた。しかしながら、エステル系ポリウレタン
フォームは、エステル系であるため加水分解が起こりや
すいという問題があった。一方、加水分解しないエーテ
ル系ポリウレタンフォームは、フリー発泡ではセルが粗
大になりやすく、セルを微細にするためには加圧モール
ド発泡が必要となる。また、上記エステル系ポリウレタ
ンフォームは、化粧用品や浴用製品としても用いられて
いるが、従来のエステル系ポリウレタンフォーム製の化
粧用パフ材、浴用たわし等は加水分解しやすいため、耐
久性の点で問題があり、改良が望まれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の弾性
部材が有する問題点を解決し、低硬度、微細セル、低圧
縮残留歪、高強度などの優れた特性を併せ持つポリウレ
タンフォームからなる弾性部材、このポリウレタンフォ
ームからなる化粧用品及び浴用製品を提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリオー
ルとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリ
マーと水とを攪拌混合し、水発泡によりポリウレタンフ
ォームを製造する場合に、微細なセルを有するポリウレ
タンフォームを製造する方法について鋭意検討を重ねた
結果、ポリオールとして、特定のポリマーポリオールと
特定の親水性ポリエーテルポリオールとオキシプロピレ
ン単位の含有量が多いポリエーテルポリオールを併用す
ることにより、上記の優れた特性を有するポリウレタン
フォーム製の弾性部材が得られることを見出した。すな
わち、親水性ポリオールを単独で用いるとポリウレタン
フォームのセルが微細になるが、ポリオキシエチレン鎖
の多い親水性ポリオールは活性が高いため、ポリウレタ
ンフォームの独立気泡が多くなり、フリー発泡させた場
合に収縮のない正常なポリウレタンフォームを得ること
ができない。本発明者らは、親水性ポリオールを用いた
際のポリウレタンフォームの微細セルを維持しながら、
フリー発泡により収縮のない適正なポリウレタンフォー
ムを得る方法について種々検討したところ、特定のポリ
マーポリオールと特定の親水性ポリオールとを併用する
ことにより、均一で微細なセルを有し、独立気泡であっ
ても収縮しないポリウレタンフォームが得られることを
見出し、さらに特定のポリエーテルポリオールを併用す
ることにより、より優れた特性を有するポリウレタンフ
ォームが得られ、このようなポリウレタンフォームから
なる弾性部材は、画像形成装置に装着する部材として好
適であることを見出した。また、このようなポリウレタ
ンフォームは、化粧用品や浴用製品の材料として好適で
あることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて
完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明は、ポリオールとポリイ
ソシアネートから合成したウレタンプレポリマーと水と
を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなる
弾性部材において、ポリオールとして、（Ａ）オキシプ
ロピレン単位を７０重量％以上含有するポリエーテルポ
リオールをベースとして合成したポリマーポリオールと
（Ｂ）オキシエチレン単位を５０重量％以上含有する親
水性ポリエーテルポリオールとを併用するか又は（Ａ）
オキシプロピレン単位を７０重量％以上含有するポリエ
ーテルポリオールをベースとして合成したポリマーポリ
オールと（Ｂ）オキシエチレン単位を５０重量％以上含
有する親水性ポリエーテルポリオールと（Ｃ）オキシプ
ロピレン単位を７０重量％以上含有するポリエーテルポ
リオールとを併用することを特徴とする弾性部材、該弾
性部材を装着した画像形成装置、並びに上記エーテル系
ポリウレタンフォームからなる化粧用品及び浴用製品を
提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において、ポリマーポリオ
ール（Ａ）は、オキシプロピレン単位を７０重量％以上
含有するポリエーテルポリオールをベースとして合成し
たポリマーポリオールであり、ポリエーテルポリオール
中で他のモノマー、例えばエチレン性二重結合を有する
モノマー、好ましくはアクリロニトリルやスチレン等の
モノマーを重合させたポリマー微粒子をポリエーテルポ
リオール中に分散させたものである。ポリマーポリオー
ル（Ａ）において、オキシプロピレン単位の含有量は７
０〜１００重量％であることが好ましく、特に好ましく
は８０〜１００重量％である。上記ポリエーテルポリオ
ールは、グリセリン，トリメチロールプロパン，エチレ
ングリコール，プロピレングリコール，ペンタエリスリ
トール，ソルビトール等の開始剤にプロピレンオキサイ
ドとエチレンオキサイドを付加重合させたものである。
ポリマーポリオール（Ａ）は、官能基数が２〜６、特に
2.５〜４、重量平均分子量が２０００〜６０００、特に
２５００〜５０００のものが好ましく用いられる。ま
た、ポリマーポリオールに含まれるポリマー分（固形
分）は１５〜４５重量％、特に２０〜４０重量％のもの
が好ましい。このポリマーを構成するモノマーは、例え
ばエチレン性二重結合を有するモノマー、具体的にはア
クリロニトルリルやスチレンが好適ものとして挙げられ
るが、そのほかにメラミンなどを挙げることができる。
そのポリマー分としてはアクリロニトリル単独ポリマー
又はアクリロニトリルとスチレンのコポリマーが好適で
ある。親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）は、オキシ
エチレン単位を５０重量％以上含有する親水性ポリエー
テルポリオールであり、グリセリン，トリメチロールプ
ロパン，エチレングリコール，プロピレングリコール，
ペンタエリスリトール，ソルビトール等の開始剤にプロ
ピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加重合させ
たものである。親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）に
おいて、オキシエチレン単位の含有量は５０重量％以上
であることが好ましい。親水性ポリエーテルポリオール
（Ｂ）は、官能基数が２〜６、特に2.５〜４、重量平均
分子量が１５００〜６０００、特に２５００〜５０００
のものが好ましく用いられる。ポリエーテルポリオール
（Ｃ）は、オキシプロピレン単位を７０重量％以上含有
するポリエーテルポリオールであり、グリセリン，トリ
メチロールプロパン，エチレングリコール，プロピレン
グリコール，ペンタエリスリトール，ソルビトール等の
開始剤にプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを
付加重合させたものである。ポリエーテルポリオール
（Ｃ）において、オキシプロピレン単位の含有量は８０
〜１００重量％であることが特に好ましい。ポリエーテ
ルポリオール（Ｃ）は、官能基数が２〜６、特に2.５〜
４、重量平均分子量が１５００〜６０００、特に２５０
０〜５０００のものが好ましく用いられる。

【０００８】上記ポリマーポリオール（Ａ）と親水性ポ
リエーテルポリオール（Ｂ）とポリエーテルポリオール
（Ｃ）との混合比率を変えることにより、種々の硬度の
ポリウレタンフォームを得ることができる。ポリマーポ
リオール（Ａ）と親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）
とポリエーテルポリオール（Ｃ）との混合比率は、ポリ
ウレタンフォームの圧縮残留歪を小さくし、かつ寸法変
化を小さくする点から、ポリマーポリオール（Ａ）３〜
８０重量％、親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）２０
〜６０重量％及びポリエーテルポリオール（Ｃ）０〜６
０重量％とすることが好ましい。ポリマーポリオール
（Ａ）の配合量が多過ぎると、ポリウレタンフォームの
硬度が高くなり過ぎる。また、ポリマーポリオール
（Ａ）の配合量が少な過ぎると、フォームの連通化が促
進されず、発泡後のフォームが収縮しやすくなる。親水
性ポリエーテルポリオール（Ｂ）の配合量が多過ぎる
と、ポリウレタンフォームの圧縮残留歪が大きくなり、
かつ環境条件による寸法変化が大きくなる。親水性ポリ
エーテルポリオール（Ｂ）の配合量が少な過ぎると、ポ
リウレタンフォームのセルが大きくなり、微細セルを必
要とする弾性部材には不適当なものとなる。ポリエーテ
ルポリオール（Ｃ）の配合量が多過ぎると、ポリウレタ
ンフォームのセル径が大きくなるという不都合が生ず
る。本発明において、ポリマーポリオール（Ａ）と親水
性ポリエーテルポリオール（Ｂ）の２成分の併用によ
り、目的とする硬度、セル数、電気抵抗、圧縮残留歪、
引張り強さなどの物性を得ることができる場合は、ポリ
エーテルポリオール（Ｃ）を添加しなくてもよい。この
場合、ポリマーポリオール（Ａ）６０〜７５重量％、親
水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）２５〜４０重量％と
することが特に好ましい。また、ポリマーポリオール
（Ａ）と親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）とポリエ
ーテルポリオール（Ｃ）とを併用する場合、ポリマーポ
リオール（Ａ）３０〜７５重量％、親水性ポリエーテル
ポリオール（Ｂ）２５〜４０重量％、ポリエーテルポリ
オール（Ｃ）１０〜３０重量％とすることが特に好まし
い。ポリオール（Ｃ）を併用すると、目的とする硬度、
セル数、電気抵抗、圧縮残留歪、引張り強さなどの物性
を得ることが一層容易であるという利点がある。

【０００９】本発明に係るプレポリマーの合成に使用す
るポリオールとして、必要に応じて上記３種類のポリオ
ール以外のポリエーテルポリオール，ポリエステルポリ
オール，ポリイソプレンポリオール，ポリブタジエンポ
リオール，水素添加ポリブタジエンポリオール等を本発
明の効果を妨げない範囲で適宜併用することができる。
ポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレン
グリコール，ポリエチレングリコール，プロパンジオー
ル，ブタンジオール等が挙げられる。ポリエステルポリ
オールとしては、ジカルボン酸とジオールやトリオール
などとの縮合により得られる縮合系ポリエステルポリオ
ール、ジオールやトリオールをベースとし、ラクトンの
開環重合により得られるラクトン系ポリエステルポリオ
ール、ポリエーテルポリオールの末端をラクトンでエス
テル変性したエステル変性ポリオールなどが挙げられ
る。

【００１０】本発明に係るプレポリマーの合成に使用す
るポリイソシアネートとしては、イソシアネート成分と
して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、水素添加ジフェニルメタンイソシア
ナート，水素添加トリレンジイソシアナート，ヘキサメ
チレンジイソシアナート等の不飽和結合を持たないポリ
イソシアナート類やこれらのイソシアヌレート変性物，
カルボジイミド変性物，グリコール変性物等の変性物な
どが好ましく用いられる。特に好ましくは、２，４−ト
リレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシア
ネートとの比率が重量比で８０／２０のＴＤＩ−８０で
ある。また、本発明に係るプレポリマーのＮＣＯ基（イ
ソシアネート基）含有率は３〜３０重量％であることが
好ましく、特に５〜１５重量％が好ましい。

【００１１】ウレタンプレポリマーと水のＮＣＯ基／Ｏ
Ｈ基の化学当量比率は、１／１００〜１／２であること
が好ましく、２／１００〜１０／１００が特に好まし
い。本発明においては、ウレタンプレポリマーと水の攪
拌混合の際に、ポリウレタンフォームのセルを安定させ
るために整泡剤を添加する。整泡剤としてはポリエーテ
ル変性シリコーン整泡剤が好ましく、そのポリエーテル
部にオキシエチレン単位を５５重量％以上、特に６０重
量％以上含有するものが好ましい。シリコーン整泡剤の
配合量は、ウレタンプレポリマー１００重量部に対して
１〜５重量部とすることが好ましく、２〜３重量部が特
に好ましい。

【００１２】フォームを硬化させるための触媒として
は、例えばトリエチルアミン，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
サンジアミンなどのジアミン類、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。これらの中で、有機錫
触媒が特に好ましい。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。本発明にお
いては、必要に応じて、難燃剤，打抜・裁断加工性改良
剤，有機充填剤，無機充填剤等の他の添加剤を、上記攪
拌混合の際に添加することができる。

【００１３】本発明の弾性部材は種々の形状とすること
ができるが、ローラ形状のものとする場合、そのローラ
抵抗（Ω）の対数値が9.０〔ｌｏｇΩ〕以上、特に１0.
０〔ｌｏｇΩ〕以上、ローラのアスカーＦ硬度が４０〜
８５度、特に４０〜７０度、さらに４５〜６５度、ポリ
ウレタンフォームの２５ｍｍ当たりのセル数が５０〜２
００個、特に５０〜１２０個、さらに６０〜１００個、
圧縮残留歪が１〜１０％、特１〜５％、引張り強さが0.
１５〜0.５０ＭＰａのものが好ましく用いられる。ま
た、ポリウレタンフォームの密度は0.０５〜0.２ｇ／ｃ
ｍ³が好ましく、特に0.０９〜0.１５ｇ／ｃｍ³が好ま
しい。本発明の弾性部材は種々の用途に供することがで
きるが、画像形成装置の現像剤供給部材や転写部材とし
て特に好適に用いることができる。これらをローラ形状
のものとする場合、金属製シャフトの周囲にポリウレタ
ンフォームが形成された形態とすることができる。金属
製シャフトとしては、硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛等の
メッキを施したもの、アルミニウム，ステンレス鋼，り
ん青銅等からなるものを用いることができる。また、本
発明に係る微細セルのエーテル系ポリウレタンフォーム
は、パフ材等の化粧用品あるいはたわし等の浴用製品と
しても好ましく用いられる。

【００１４】

【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。なお、実施例及び比較例で得られた
ローラ等について、下記の要領で特性試験を行った。（１）密度ポリウレタンフォームの空気中での重量を体積で除した
値とした。（２）セル数ハイロックス（株）製のＣＣＤビデオカメラを用い、４
０〜６０倍の倍率で写真撮影を行い、画像のセル数をＪ
ＩＳＫ６４０２に準拠して測定した。（３）圧縮残留歪ＪＩＳＫ６３８２に準拠して測定した。（４）引張り強さＪＩＳＫ６３０１に準拠して測定した。（５）ローラ抵抗被試験ローラ等の両端に各１００ｇの荷重をかけて銅板
上に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト
社製）を用い、１００Ｖの電圧を印加して抵抗値を測定
した。

【００１５】実施例１グリセリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレ
ンオキサイド８５重量％を付加した、重量平均分子量５
０００であるポリエーテルポリオールをベースポリオー
ルとした固形分（アクリロニトリル，スチレン重合物）
約２８重量％のポリマーポリオール２０重量部、グリセ
リンにエチレンオキサイド７５重量％とプロピレンオキ
サイド２５重量％を付加した、重量平均分子量３４００
である親水性ポリエーテルポリオール４０重量部、グリ
セリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレンオ
キサイド８５重量％を付加した、重量平均分子量４８０
０であるポリエーテルポリオール４０重量部及びトリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）２１重量部を密閉
可能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、容器を振って
内容物を十分に混合した後、６０℃の熱風循環式オーブ
ンに入れた。時々容器をオーブンから取り出し、容器を
振り、内容物を混合しながら４８時間加熱した。このよ
うにして合成したプレポリマーのＮＣＯ含有量は6.０重
量％であった。次に、このプレポリマー１００重量部
と、水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジメチルアミ
ノエチル）−エーテルの７０重量％ジプロピレングリコ
ール溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮｏ．１２〕
0.１重量部及びエーテル鎖の７０重量％がポリオキシエ
チレンからなる反応性シリコーン整泡剤2.５重量部を溶
解させた混合物（合計２5.１重量部）とを高速ミキサー
で混合し、その混合物を３００ｍｍ×１５０ｍｍ×５０
ｍｍの蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡後１００℃
で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフォームを作
製した。このフォームをバーチカルカッターを用いて２
８ｍｍ×２８ｍｍ×２４０ｍｍの寸法に切り出し、２８
ｍｍ×２８ｍｍの面の中心部にこの面に対して垂直に直
径5.０ｍｍの穴を開け、この穴に、ホットメルトシート
を表面に巻き付けた直径6.０ｍｍの亜鉛メッキを施した
硫黄快削鋼製シャフトを差し込み、これを１２０℃の熱
風循環式オーブン中で７０分間加熱し、ポリウレタンフ
ォームとシャフトとを接着した。このシャフト付きポリ
ウレタンフォームを研磨機により研磨し、更にポリウレ
タンフォームの端部をカットし、外径１3.４ｍｍ、長さ
２１７ｍｍ（ポリウレタンフォーム部分）のポリウレタ
ンフォーム製ローラを作製した。このローラのポリウレ
タンフォーム部の密度は0.１０２ｇ／ｃｍ³、セル数は
１１３個／２５ｍｍ、圧縮残留歪は3.４％、引張り強さ
は0.１６３ＭＰａ、２０℃，５０％ＲＨでのローラ抵抗
は１０^10.55Ω、ローラのアスカーＦ硬度は４９度であ
り、好適な特性を有するものであった。このローラをト
ナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、低
温低湿条件（１５℃，１０％）及び高温高湿条件（３2.
５℃，８５％）においてそれぞれ４８時間放置した後、
白べた画像及び黒べた画像を印刷したところ、良好な画
像が得られた。

【００１６】実施例２グリセリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレ
ンオキサイド８５重量％を付加した、重量平均分子量５
０００であるポリエーテルポリオールをベースポリオー
ルとした固形分（アクリロニトリル，スチレン重合物）
約２８重量％のポリマーポリオール４０重量部、グリセ
リンにエチレンオキサイド７５重量％とプロピレンオキ
サイド２５重量％を付加した、重量平均分子量３４００
である親水性ポリエーテルポリオール６０重量部及びト
リレンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）２１重量部を
密閉可能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、容器を振
って内容物を十分に混合した後、６０℃の熱風循環式オ
ーブンに入れた。時々容器をオーブンから取り出し、容
器を振り、内容物を混合しながら４８時間加熱した。こ
のようにして合成したプレポリマーのＮＣＯ含有量は6.
０重量％であった。次に、このプレポリマー１００重量
部と、水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジメチルア
ミノエチル）−エーテルの７０重量％ジプロピレングリ
コール溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮｏ．１
２〕0.１重量部及びエーテル鎖の７０重量％がポリオキ
シエチレンからなる反応性シリコーン整泡剤2.５重量部
を溶解させた混合物（合計２5.１重量部）とを高速ミキ
サーで混合し、その混合物を３００ｍｍ×１５０ｍｍ×
５０ｍｍの蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡後１０
０℃で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフォーム
を作製した。このフォームを実施例１と同様に加工し
て、外径１3.４ｍｍ、長さ２１７ｍｍ（ポリウレタンフ
ォーム部分）のポリウレタンフォーム製ローラを作製し
た。このローラのポリウレタンフォーム部の密度は0.０
７７ｇ／ｃｍ³、セル数は１１５個／２５ｍｍ、圧縮残
留歪は6.２％、引張り強さは0.１７５ＭＰａ、２０℃，
５０％ＲＨでのローラ抵抗は１０^11.04Ω、ローラのア
スカーＦ硬度は３４度であり、好適な特性を有するもの
であった。このローラをトナー供給ローラとして乾式電
子写真装置に組み込み、低温低湿条件（１５℃，１０
％）及び高温高湿条件（３2.５℃，８５％）においてそ
れぞれ４８時間放置した後、白べた画像及び黒べた画像
を印刷したところ、良好な画像が得られた。

【００１７】実施例３実施例１と同様の混合物を用い、加圧モールド法により
ポリウレタンフォームを作製した。すなわち、加圧モー
ルドとして、上型と下型とのすり合わせ部にゴム性パッ
キングが使用され、ベントホールが無く、内寸法が５０
ｍｍ×５０ｍｍ×３００ｍｍのアルミニウム製のものを
使用し、上記混合物をこの加圧モールドに注入し、１０
０℃で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフォーム
を作製した。このフォームを実施例１と同様に加工し
て、外径１3.４ｍｍ、長さ２１７ｍｍ（ポリウレタンフ
ォーム部分）のポリウレタンフォーム製ローラを作製し
た。このローラのポリウレタンフォーム部の密度は1.３
３ｇ／ｃｍ³、セル数は１５８個／２５ｍｍ、圧縮残留
歪は8.３％、引張り強さは0.１９６ＭＰａ、２０℃，５
０％ＲＨでのローラ抵抗は１０^10.40Ω、ローラのアス
カーＦ硬度は７２度であり、好適な特性を有するもので
あった。このローラをトナー供給ローラとして乾式電子
写真装置に組み込み、低温低湿条件（１５℃，１０％）
及び高温高湿条件（３2.５℃，８５％）においてそれぞ
れ４８時間放置した後、白べた画像及び黒べた画像を印
刷したところ、良好な画像が得られた。実施例４実施例２と同様の混合物を用い、実施例３と同様にして
加圧モールド法によりポリウレタンフォームを作製し
た。このフォームを実施例１と同様に加工して、外径１
3.４ｍｍ、長さ２１７ｍｍ（ポリウレタンフォーム部
分）のポリウレタンフォーム製ローラを作製した。この
ローラのポリウレタンフォーム部の密度は1.１１ｇ／ｃ
ｍ³、セル数は１８６個／２５ｍｍ、圧縮残留歪は8.９
％、引張り強さは0.２０７ＭＰａ、２０℃，５０％ＲＨ
でのローラ抵抗は１０^10.88Ω、ローラのアスカーＦ硬
度は６０度であり、好適な特性を有するものであった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置
に組み込み、低温低湿条件（１５℃，１０％）及び高温
高湿条件（３2.５℃，８５％）においてそれぞれ４８時
間放置した後、白べた画像及び黒べた画像を印刷したと
ころ、良好な画像が得られた。

【００１８】比較例１グリセリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレ
ンオキサイド８５重量％を付加した、重量平均分子量４
８００であるポリエーテルポリオール１００重量部及び
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）２2.２重量
部を密閉可能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、容器
を振って内容物を十分に混合した後、６０℃の熱風循環
式オーブンに入れた。時々容器をオーブンから取り出
し、容器を振り、内容物を混合しながら４８時間加熱し
た。このようにして合成したプレポリマーのＮＣＯ含有
量は6.１重量％であった。次に、このプレポリマー１０
０重量部と、水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジメ
チルアミノエチル）−エーテルの７０重量％ジプロピレ
ングリコール溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮ
ｏ．１２〕0.１重量部及びエーテル鎖の５０重量％がポ
リオキシエチレンからなるシリコーン整泡剤2.５重量部
を溶解させた混合物（合計２5.１重量部）とを高速ミキ
サーで混合し、その混合物を３００ｍｍ×３００ｍｍ×
７０ｍｍの蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡後１０
０℃で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフォーム
を作製した。このフォームを実施例１と同様に加工し
て、外径１3.４ｍｍ、長さ２１７ｍｍ（ポリウレタンフ
ォーム部分）のポリウレタンフォーム製ローラを作製し
た。このローラのポリウレタンフォーム部の密度は0.０
９１ｇ／ｃｍ³、セル数は７９個／２５ｍｍ、圧縮残留
歪は6.９％、引張り強さは0.１６１ＭＰａ、２０℃，５
０％ＲＨでのローラ抵抗は１０^11.76Ω、ローラのアス
カーＦ硬度は５５度であり、圧縮残留歪は小さく良好で
あるが、セルが大きいものであった。このローラをトナ
ー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、低温
低湿条件（１５℃，１０％）及び高温高湿条件（３2.５
℃，８５％）においてそれぞれ４８時間放置した後、白
べた画像及び黒べた画像を印刷したところ、いずれの条
件においても、粗大セルに起因すると考えられる画像ム
ラが発生した。

【００１９】比較例２グリセリンにエチレンオキサイド７５重量％とプロピレ
ンオキサイド２５重量％を付加した、重量平均分子量３
４００である親水性ポリエーテルポリオール１００重量
部及びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）２３
重量部を密閉可能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、
容器を振って内容物を十分に混合した後、６０℃の熱風
循環式オーブンに入れた。時々容器をオーブンから取り
出し、容器を振り、内容物を混合しながら４８時間加熱
した。このようにして合成したプレポリマーのＮＣＯ含
有量は5.９重量％であった。次に、このプレポリマー１
００重量部と、水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジ
メチルアミノエチル）−エーテルの７０重量％ジプロピ
レングリコール溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮ
ｏ．１２〕0.１重量部及びエーテル鎖の７０重量％がポ
リオキシエチレンからなる反応性シリコーン整泡剤2.５
重量部を溶解させた混合物（合計２5.１重量部）とを高
速ミキサーで混合し、その混合物を３００ｍｍ×１５０
ｍｍ×５０ｍｍの蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡
後１００℃で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフ
ォームを作製した。このフォームは、独立気泡が強く、
冷却するに従い収縮し、変形した。この収縮を防ぐため
にフォームのクラッシングも試みたが、独立気泡が強い
ためクラッシングを行うことができず、更に強くフォー
ムを圧縮したところ、フォームがパンクし、ローラに使
用できる正常なポリウレタンフォームを得ることができ
なかった。

【００２０】比較例３グリセリンにエチレンオキサイド７５重量％とプロピレ
ンオキサイド２５重量％を付加した、重量平均分子量３
４００である親水性ポリエーテルポリオール６０重量
部、グリセリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロ
ピレンオキサイド８５重量％を付加した、重量平均分子
量４８００であるポリエーテルポリオール４０重量部及
びトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）２３重量
部を密閉可能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、容器
を振って内容物を十分に混合した後、６０℃の熱風循環
式オーブンに入れた。時々容器をオーブンから取り出
し、容器を振り、内容物を混合しながら４８時間加熱し
た。このようにして合成したプレポリマーのＮＣＯ含有
量は6.０重量％であった。次に、このプレポリマー１０
０重量部と、水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジメ
チルアミノエチル）−エーテルの７０重量％ジプロピレ
ングリコール溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮ
ｏ．１２〕0.１重量部及びエーテル鎖の７０重量％がポ
リオキシエチレンからなる反応性シリコーン整泡剤2.５
重量部を溶解させた混合物（合計２5.１重量部）とを高
速ミキサーで混合し、その混合物を３００ｍｍ×１５０
ｍｍ×５０ｍｍの蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡
後１００℃で１５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフ
ォームを作製した。このフォームは、独立気泡が強く、
冷却するに従い収縮し、変形した。この収縮を防ぐため
にフォームのクラッシングも試みたが、独立気泡が強い
ためクラッシングを行うことができず、更に強くフォー
ムを圧縮したところ、フォームがパンクし、ローラに使
用できる正常なポリウレタンフォームを得ることができ
なかった。

【００２１】比較例４グリセリンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレ
ンオキサイド８５重量％を付加した、重量平均分子量５
０００であるポリエーテルポリオールをベースポリオー
ルとした固形分（アクリロニトリル，スチレン重合物）
約２８重量％のポリマーポリオール６０重量部、グリセ
リンにエチレンオキサイド１５重量％とプロピレンオキ
サイド８５重量％を付加した、重量平均分子量４８００
であるポリエーテルポリオール４０重量部及びトリレン
ジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）１９重量部を密閉可
能な容器に量り取り、容器の蓋を閉め、容器を振って内
容物を十分に混合した後、６０℃の熱風循環式オーブン
に入れた。時々容器をオーブンから取り出し、容器を振
り、内容物を混合しながら４８時間加熱した。このよう
にして合成したプレポリマーのＮＣＯ含有量は6.１重量
％であった。次に、このプレポリマー１００重量部と、
水２2.５重量部に触媒としてビス−（ジメチルアミノエ
チル）−エーテルの７０重量％ジプロピレングリコール
溶液〔花王（株）製，カオーライザーＮｏ．１２〕0.１
重量部及びエーテル鎖の７０重量％がポリオキシエチレ
ンからなる反応性シリコーン整泡剤2.５重量部を溶解さ
せた混合物（合計２5.１重量部）とを高速ミキサーで混
合し、その混合物を３００ｍｍ×１５０ｍｍ×５０ｍｍ
の蓋なしのフリー発泡箱に注入し、発泡後１００℃で１
５分間かけて硬化させ、ポリウレタンフォームを作製し
た。このフォームを実施例１と同様に加工して、外径１
3.４ｍｍ、長さ２１７ｍｍ（ポリウレタンフォーム部
分）のポリウレタンフォーム製ローラを作製した。この
ローラのポリウレタンフォーム部の密度は0.１１８ｇ／
ｃｍ³、セル数は５６個／２５ｍｍ、圧縮残留歪は6.４
％、引張り強さは0.１５１ＭＰａ、２０℃，５０％ＲＨ
でのローラ抵抗は１０^11.02Ω、ローラのアスカーＦ硬
度は８７度であり、目的とするポリウレタンフォームよ
りもセルが大きく、硬度が高いものであった。このロー
ラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込
み、低温低湿条件（１５℃，１０％）及び高温高湿条件
（３2.５℃，８５％）においてそれぞれ４８時間放置し
た後、白べた画像及び黒べた画像を印刷したところ、い
ずれの条件においても、粗大セルに起因すると考えられ
る画像ムラが発生した。

【００２２】

【発明の効果】本発明の弾性部材は、低硬度、微細セ
ル、低圧縮残留歪、高強度などの優れた特性を併せ持
ち、該弾性部材を形成するポリウレタンフォームはフリ
ー発泡で製造することができるものである。本発明の弾
性部材は、現像剤供給ローラ、転写ローラなどの画像形
成装置用部材として好適であり、また、このポリウレタ
ンフォームからなる化粧用品や浴用製品は、耐久性に優
れるものである。

───────────────────────────────────────────────────── 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） //(Ｃ０８Ｇ 18/48 (Ｃ０８Ｇ 18/48 Ｆ 101:00） 101:00）Ｆターム(参考） 2H032 AA05 2H077 AC04 FA22 3J103 AA02 FA12 GA02 GA52 GA54 GA57 GA58 HA03 HA20 HA48 4J034 BA07 DA01 DF01 DG03 DG04 DG09 DG14 DP12 DQ05 DQ16 DQ18 GA06 GA33 HA01 HA07 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC64 HC67 HC71 HC73 KB05 KD12 NA03 NA08 QC01 RA11 RA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオールとポリイソシアネートから合
成したウレタンプレポリマーと水とを攪拌混合して得ら
れるポリウレタンフォームからなる弾性部材において、
ポリオールとして、（Ａ）オキシプロピレン単位を７０
重量％以上含有するポリエーテルポリオールをベースと
して合成したポリマーポリオールと（Ｂ）オキシエチレ
ン単位を５０重量％以上含有する親水性ポリエーテルポ
リオールとを併用するか又は（Ａ）オキシプロピレン単
位を７０重量％以上含有するポリエーテルポリオールを
ベースとして合成したポリマーポリオールと（Ｂ）オキ
シエチレン単位を５０重量％以上含有する親水性ポリエ
ーテルポリオールと（Ｃ）オキシプロピレン単位を７０
重量％以上含有するポリエーテルポリオールとを併用す
ることを特徴とする弾性部材。
【請求項２】ポリマーポリオール（Ａ）におけるオキ
シプロピレン単位が７５〜１００重量％であり、親水性
ポリエーテルポリオール（Ｂ）におけるオキシエチレン
単位が６０〜１００重量％であり、ポリエーテルポリオ
ール（Ｃ）におけるオキシプロピレン単位が７５〜１０
０重量％である請求項１記載の弾性部材。
【請求項３】ポリマーポリオール（Ａ）と親水性ポリ
エーテルポリオール（Ｂ）とポリエーテルポリオール
（Ｃ）との混合比率が、ポリマーポリオール（Ａ）３〜
８０重量％、親水性ポリエーテルポリオール（Ｂ）２０
〜６０重量％及びポリエーテルポリオール（Ｃ）０〜６
０重量％である請求項１又は２記載の弾性部材。
【請求項４】ウレタンプレポリマーと水との攪拌混合
が、さらに触媒と整泡剤を添加して行われるものである
請求項１〜３のいずれかに記載の弾性部材。
【請求項５】整泡剤がポリエーテル変性シリコーン整
泡剤であり、該整泡剤のポリエーテル部がオキシエチレ
ン単位を６０重量％以上含有するものである請求項４記
載の弾性部材。
【請求項６】弾性部材がローラ形状を有するものであ
り、該ローラが、その電気抵抗が対数値〔ｌｏｇΩ〕で
9.０以上、アスカーＦ硬度が４０〜８５度、ポリウレタ
ンフォームの２５ｍｍ当たりのセル数が５０〜２００
個、圧縮残留歪が１〜１０％、引張り強さが0.１５〜0.
５０ＭＰａのものである請求項１〜５のいずれかに記載
の弾性部材。
【請求項７】弾性部材が、画像形成装置用の現像剤供
給ローラ又は転写ローラである請求項１〜６のいずれか
に記載の弾性部材。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の弾性部
材を装着してなる画像形成装置。
【請求項９】請求項１〜６のいずれかに記載のポリウ
レタンフォームからなる化粧用品又は浴用製品。