JP2008280445A - Electroconductive roller and manufacturing method of electroconductive roller - Google Patents

Electroconductive roller and manufacturing method of electroconductive roller Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroconductive roller such as a developing roller, a toner-conveying roller, a charging roller or the like that is inexpensive and exhibits good performances by forming a resin coating film layer by application directly onto an elastic layer composed of a polyurethane foam with good control of the surface properties while omitting formation of a sealing layer. <P>SOLUTION: The electroconductive roller comprises an elastic layer composed of a polyurethane foam prepared by the mechanical blowing of a polyurethane raw material comprising a polyol component and an isocyanate component, characterized in that the polyurethane foam constituting the elastic layer has a density of 0.75-0.99 g/cm<SP>3</SP>from the surface to a depth of 0.05 mm and a density of 0.2-0.7 g/cm<SP>3</SP>within the range of 0.05 mm thickness from the central part in the thickness direction with the difference of the density between the surface part and the central part of at least 0.25 g/cm<SP>3</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真装置に用いられる現像ローラ、トナー搬送ローラ、帯電ローラなどの導電性ローラ、及び該導電性ローラの製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive roller such as a developing roller, a toner conveying roller, and a charging roller used in an electrophotographic apparatus, and a method for manufacturing the conductive roller.

従来から、電子写真装置に用いられる現像ローラ、トナー搬送ローラ、帯電ローラなどの導電性ローラに、ポリウレタン発泡体を弾性層として用いることが行われており、弾性層をポリウレタン発泡体で形成することにより、ローラの軽量化、低コスト化を図ることが可能となる。   Conventionally, a polyurethane foam is used as an elastic layer for conductive rollers such as a developing roller, a toner conveying roller, and a charging roller used in an electrophotographic apparatus, and the elastic layer is formed of a polyurethane foam. Thus, it is possible to reduce the weight and cost of the roller.

このように、発泡体で弾性層を形成した導電性ローラには、通常、弾性層上にローラ表面を構成する樹脂塗膜層が塗工成形され、この塗膜層でローラの表面性状を調整することが行われている。   As described above, the conductive roller having an elastic layer formed of a foam is usually formed by coating and forming a resin coating layer constituting the roller surface on the elastic layer, and the surface property of the roller is adjusted by this coating layer. To be done.

しかしながら、ポリウレタン発泡体の表面には、機械撹拌発泡(メカニカルフロス法)により得られる比較的微細な気泡を有するものでも、発泡セルの開口による穴が存在するため、その上に樹脂塗膜層を形成してもこの穴による凹部が樹脂層上に現れ、ローラの表面粗さが十分に制御できず、良好な画像を得ることが困難である。   However, even if the surface of the polyurethane foam has relatively fine bubbles obtained by mechanical stirring foaming (mechanical froth method), there are holes due to the opening of the foamed cells. Even if formed, a recess due to the hole appears on the resin layer, and the surface roughness of the roller cannot be sufficiently controlled, and it is difficult to obtain a good image.

そこで、従来は、ポリウレタン発泡体からなる弾性層表面に存在する穴を埋めるための目止め層を塗工形成して、その上に樹脂塗膜層を形成し、多層構造の導電性ローラとすることが行われている(特許文献1等)。   Therefore, conventionally, a sealing layer for filling holes existing on the surface of the elastic layer made of polyurethane foam is applied and a resin coating layer is formed thereon to form a multi-layered conductive roller. (Patent Document 1, etc.).

しかしながら、樹脂塗膜層の他に更に目止め層を成形する方法は、製造工程が煩雑となり、コスト上昇の原因ともなるため、ポリウレタン発泡体からなる弾性層表面に直接ローラ表面を構成する樹脂塗膜層を塗工形成して良好な性能を有する導電性ローラを得ることが望まれる。   However, the method of forming the sealing layer in addition to the resin coating layer complicates the manufacturing process and increases the cost. Therefore, the resin coating that directly forms the roller surface on the surface of the elastic layer made of polyurethane foam is used. It is desired to obtain a conductive roller having good performance by coating and forming a film layer.

特開平9−262912号公報JP-A-9-262912

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ポリウレタン発泡体からなる弾性層上に直接樹脂塗膜層を塗工形成しても良好に表面性状をコントロールし得、目止め層の形成を省略して、低コストで良好な性能を有する現像ローラ、トナー搬送ローラ、帯電ローラなどの導電性ローラを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and even if a resin coating layer is directly formed on an elastic layer made of polyurethane foam, the surface properties can be controlled well, and the formation of a sealing layer is omitted. An object of the present invention is to obtain a conductive roller such as a developing roller, a toner conveying roller, and a charging roller having low cost and good performance.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料から機械撹拌発泡により得られるポリウレタン発泡体で芯金の周囲に弾性層を形成することにより導電性ローラを得る場合に、原料成分の工夫や発泡成形の条件設定を種々工夫することにより、上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体の表面近傍の密度を高くして弾性層表面に現れる気泡の穴を小さく、かつ少なくすると共に、厚さ方向中央部の密度を比較的低くして良好な柔軟性を維持させることにより、上記目止め層を省略してこの弾性層上に直接樹脂塗膜層を形成しても、良好な性能を有する導電性ローラを得ることが可能であることを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor forms an elastic layer around a core metal with a polyurethane foam obtained by mechanical stirring foaming from a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component. When the conductive roller is obtained, the bubbles appearing on the surface of the elastic layer by increasing the density in the vicinity of the surface of the polyurethane foam forming the elastic layer by variously devising the raw material components and setting the conditions for foam molding The resin coating film is directly applied on the elastic layer by reducing the number of holes and reducing the density of the central portion in the thickness direction and maintaining good flexibility by omitting the sealing layer. It has been found that a conductive roller having good performance can be obtained even if a layer is formed.

そこで本発明者は、上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体の具体的な密度設定につき、更に検討を進めた結果、弾性層表面から表面から深さ0.05mmまでの密度が0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度が0.2〜0.7g/cm3で、かつ表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3以上であれば、このポリウレタン発泡体からなる弾性層上に直接樹脂塗膜層を形成することによりローラの表面性状を確実に調整し得ると共に、導電性ローラとして十分な柔軟性も維持し得、上記目止め層の形成を省略し、良好な性能を有する導電性ローラを低コストに製造しえることを見出し、本発明を完成したものである。 Therefore, as a result of further investigation on the specific density setting of the polyurethane foam forming the elastic layer, the present inventor has found that the density from the surface of the elastic layer to the depth of 0.05 mm is from 0.75 to 0. .99 g / cm 3 , density in the thickness direction 0.05 mm thickness range is 0.2 to 0.7 g / cm 3 , and the difference between the surface density and the central density is 0.25 g / cm If it is 3 or more, the surface properties of the roller can be reliably adjusted by forming a resin coating layer directly on the elastic layer made of polyurethane foam, and sufficient flexibility as a conductive roller can be maintained. The inventors have found that a conductive roller having good performance can be produced at low cost by omitting the formation of the sealing layer, and the present invention has been completed.

従って、本発明は、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料から機械撹拌発泡により得られるポリウレタン発泡体からなる弾性層を有する導電性ローラにおいて、上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体が、表面から深さ0.05mmまでの密度が0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度が0.2〜0.7g/cm3で、かつこれら表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3以上の発泡体であることを特徴とする導電性ローラを提供する。 Accordingly, the present invention provides a conductive roller having an elastic layer made of a polyurethane foam obtained by mechanical stirring foaming from a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component, and the polyurethane foam forming the elastic layer is formed from the surface. The density up to a depth of 0.05 mm is 0.75 to 0.99 g / cm 3 , the density in the thickness 0.05 mm range at the center in the thickness direction is 0.2 to 0.7 g / cm 3 , and these surfaces Provided is a conductive roller characterized in that the difference in part density and central part density is a foam of 0.25 g / cm 3 or more.

更に、本発明者は、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料から機械撹拌発泡させて芯金の周囲に弾性層を形成する場合に、かかるポリウレタン発泡体からなる弾性層を上記密度分布を有する発泡体とする方法について鋭意検討を重ねた結果、機械撹拌発泡させたポリウレタン原料を金型に注型する際、該金型を予熱せずに常温又は冷却した状態の金型にポリウレタン原料を注型し、注型後に熱硬化温度まで金型を加熱してポリウレタン発泡体を熱硬化させることにより、発泡体表面部のセル径は小さく中央部のセル径は比較的大きくなって、表面部の密度が大で中央部の密度が小さく、かつその密度差が比較的大きな密度分布を有するポリウレタン発泡体が得られることを見出した。   Furthermore, the present inventor has the density distribution of an elastic layer made of such polyurethane foam when mechanically foaming from a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component to form an elastic layer around the core metal. As a result of intensive studies on the method of forming a foam, when a polyurethane material that has been mechanically agitated and foamed is poured into a mold, the polyurethane material is poured into a mold at room temperature or in a cooled state without preheating the mold. After the casting, the mold is heated to the thermosetting temperature and the polyurethane foam is thermally cured, so that the cell diameter of the foam surface portion is small and the cell diameter of the central portion is relatively large. It has been found that a polyurethane foam having a density distribution with a large density, a small density at the center, and a relatively large density distribution is obtained.

即ち、機械撹拌発泡させたポリウレタン原料を金型に注型してポリウレタン発泡体の弾性層を芯金周囲に成形する場合、従来は、予め熱硬化温度の50〜80℃に予熱した金型にポリウレタン原料を注型して熱硬化が行われるが、本発明者は金型を予熱せずに25〜−10℃の常温又は冷却した状態の金型に上記ポリウレタン原料を注型し、注型後に熱硬化温度に金型を加熱して熱硬化を行うことにより、表面から深さ0.05mmまでの密度が0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度が0.2〜0.7g/cm3で、かつこれら表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3以上の特殊な密度分布(密度勾配)を有するポリウレタン発泡体を得ることが可能であり、この特殊なポリウレタン発泡体で弾性層を形成した導電性ローラが得られることを、本発明者は見出したものである。 That is, when a polyurethane raw material that has been mechanically agitated and foamed is cast into a mold and an elastic layer of polyurethane foam is formed around the core metal, conventionally, the mold is preheated to a heat curing temperature of 50 to 80 ° C. The polyurethane raw material is cast and thermosetting is performed. The present inventors cast the polyurethane raw material into a mold at a normal temperature of 25 to -10 ° C or in a cooled state without preheating the mold. Thereafter, the mold is heated to a thermosetting temperature to carry out thermosetting, whereby the density from the surface to a depth of 0.05 mm is 0.75 to 0.99 g / cm 3 , and the thickness in the center in the thickness direction is 0.00. at a density of 05mm range 0.2 to 0.7 g / cm 3, and a polyurethane foam having a difference 0.25 g / cm 3 or more special density distribution of these surface part density and the central portion density (density gradient) It is possible to get the body and this special polyurethane foam The present inventors have found that a conductive roller having an elastic layer formed by a body can be obtained.

従って、本発明は、上記本発明導電性ローラの製造方法として、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料を機械撹拌発泡させ、芯金を配置した金型に注型し熱硬化させて、芯金の周囲にポリウレタン発泡体からなる弾性層を形成する導電性ローラの製造方法において、上記金型を予熱することなく、25〜−10℃の常温又は冷却状態の金型に上記ポリウレタン原料を注型した後、熱硬化温度に昇温して熱硬化させることを特徴とする導電性ローラの製造方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a method for producing the above-described conductive roller according to the present invention, in which a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component is mechanically agitated and foamed, poured into a mold in which a core metal is disposed, and thermally cured to obtain a core. In the method for producing a conductive roller in which an elastic layer made of a polyurethane foam is formed around gold, the polyurethane raw material is poured into a mold at room temperature or in a cooled state at 25 to -10 ° C. without preheating the mold. The present invention provides a method for producing a conductive roller, characterized in that, after molding, the temperature is raised to a thermosetting temperature and thermosetting is performed.

本発明の導電性ローラは、弾性層を形成するポリウレタン発泡体の表面近傍の密度が高く弾性層表面に現れる気泡の穴が小さく、少ないと共に、厚さ方向中央部の密度が比較的低く良好な柔軟性を有しており、上記目止め層を省略してこの弾性層上に直接樹脂塗膜層を形成して、低コストで製造することができ、しかも良好な性能を確実に発揮し得るものである。   The conductive roller of the present invention has a high density in the vicinity of the surface of the polyurethane foam forming the elastic layer, a small number of bubble holes appearing on the surface of the elastic layer, and a relatively low density at the center in the thickness direction. It has flexibility and can be manufactured at a low cost by forming the resin coating layer directly on the elastic layer by omitting the above-mentioned sealing layer, and can reliably exhibit good performance. Is.

以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の導電性ローラは、上述のように、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料から機械攪拌発泡により得られるポリウレタン発泡体で芯金の周囲に弾性層を形成したものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
As described above, the conductive roller of the present invention is a polyurethane foam obtained by mechanical stirring foaming from a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component, and an elastic layer is formed around the core metal.

この場合、ポリオール成分としては、特に制限はなく、ウレタンフォーム製造の原料ポリオールとして公知のものを用いることができ、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポリエステルポリエーテル系ポリオール等をローラの用途等に応じて適宜選択することができるが、本発明では、特にポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールが好ましく用いられ、これらのいずれか一方又は両方を混合して用いることができる。   In this case, the polyol component is not particularly limited, and any known polyol as a raw material polyol for producing urethane foam can be used. For example, a polyether polyol, a polyester polyol, or a polyester polyether polyol can be used for a roller. Although it can select suitably according to this invention, in this invention, especially polyester polyol and polyether polyol are used preferably, and any one or both of these can be mixed and used.

ポリエーテルポリオールとしてより具体的には、グリセリン等にポリエチレンオキシドやプロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付加重合して得られたポリエーテルポリオール,テトラヒドロフランなどを開環重合して得られたポリエーテルポリール,ポリテトラメチレングリコール,エチレングリコール,プロパンジオール,ブタンジオール等のポリエーテルポリオールが例示される。   More specifically, as polyether polyol, polyether polyol obtained by addition polymerization of alkylene oxide such as polyethylene oxide or propylene oxide to glycerin, etc., polyether polyol obtained by ring-opening polymerization of tetrahydrofuran, Examples thereof include polyether polyols such as polytetramethylene glycol, ethylene glycol, propanediol, and butanediol.

また、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等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のポリオールなどが例示される。   Polyester polyols include condensation polyester polyols obtained by condensation of dicarboxylic acids with diols, triols, etc., lactone polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of lactones based on diols and triols, and ends of polyether polyols. A polyol such as an ester-modified polyol obtained by ester-modifying lactone with lactone is exemplified.

これらポリオールは、特に制限させるものではないが、数平均分子量360〜5600、特に400〜1000であることが好ましく、水酸基価は30〜390mgKOH、特に180〜390mgKOHであることが好ましく、また官能基数は2.5〜3であることが好ましく、更にポリエーテルポリオールについては、エチレンオキサイド含有量が1〜10%であることが好ましい。   These polyols are not particularly limited, but preferably have a number average molecular weight of 360 to 5600, particularly preferably 400 to 1,000, a hydroxyl value of 30 to 390 mgKOH, particularly preferably 180 to 390 mgKOH, and the number of functional groups. It is preferable that it is 2.5-3, and also about polyether polyol, it is preferable that ethylene oxide content is 1-10%.

次に、上記イソシアネートも特に制限はなく、従来公知の各種イソシアネート化合物の中から、適宜選択して使用することができる。具体的には、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),ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、変性TDI,変性MDI,変性HDIなどが例示され、特に変性TDI,変性MDI,変性HDIが好ましく用いられる。この場合、変性体の種類としては、特に制限されるものではないが、ポリオール変性体が好ましく、中でもポリオール変性TDIが、上記ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとの組み合わせで、特に好ましく用いられる。なお、これらイソシアネートは、特に制限されるものではないが、NCO含有率が1〜25%、特に4〜10%であることが好ましい。   Next, the isocyanate is not particularly limited, and can be appropriately selected from conventionally known various isocyanate compounds. Specific examples include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), modified TDI, modified MDI, modified HDI and the like, and in particular, modified TDI, modified MDI, and modified HDI are preferably used. It is done. In this case, the type of the modified product is not particularly limited, but a polyol-modified product is preferable. Among them, a polyol-modified TDI is particularly preferably used in combination with the polyether polyol or polyester polyol. These isocyanates are not particularly limited, but the NCO content is preferably 1 to 25%, particularly 4 to 10%.

通常、このポリウレタン発泡体は導電剤が配合されて、導電性の付与又は調整が行われる。導電剤としては、公知のイオン導電剤や電子導電剤を用いることができ、更にはイオン導電剤と電子導電剤とを併用することもできる。   Usually, this polyurethane foam is blended with a conductive agent to impart or adjust conductivity. As the conductive agent, a known ionic conductive agent or electronic conductive agent can be used, and further, an ionic conductive agent and an electronic conductive agent can be used in combination.

上記イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム(例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム)、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム(例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム)、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが例示される。   Examples of the ionic conductive agent include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (for example, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (for example, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, and a modified fatty acid dimethylethylammonium. Perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, ethyl sulfate, carboxylate, sulfonate, etc. ammonium salt, lithium, sodium Perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, trifluoromethyls of alkali metals and alkaline earth metals such as potassium, calcium and magnesium Sulfates, such as sulfonate are exemplified.

また、電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボン;酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト;酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物;ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などが例示される。   In addition, as the electronic conductive agent, conductive carbon such as ketjen black and acetylene black; rubber carbon such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; carbon for ink subjected to oxidation treatment, Examples include pyrolytic carbon, natural graphite, and artificial graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metals such as nickel, copper, silver, and germanium.

更に、本発明導電性ローラの弾性層を構成する上記ポリウレタン発泡体には、上記ポリオール成分、イソシアネート成分及び導電剤の他に、要に応じて、整泡剤、架橋剤、界面活性剤、触媒等の公知の添加剤を適量添加することができる。   Furthermore, in the polyurethane foam constituting the elastic layer of the conductive roller of the present invention, in addition to the polyol component, isocyanate component and conductive agent, a foam stabilizer, a cross-linking agent, a surfactant, a catalyst are optionally used. An appropriate amount of known additives such as these can be added.

上記整泡剤としては、ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンオキサイド共重合体、ポリジメチルシロキサン−ポリプロピレンオキサイド共重合体、ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンアジペート共重合体などが例示される。   Examples of the foam stabilizer include polydimethylsiloxane-polyethylene oxide copolymer, polydimethylsiloxane-polypropylene oxide copolymer, polydimethylsiloxane-polyethylene adipate copolymer, and the like.

上記触媒としては、例えば、有機金属触媒のジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、スタナスオクトエート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレニート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀、プロピオン酸銀、オクテン酸錫、アミン触媒のトリエチルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、ジメチルアミノエタノール、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等が好ましく用いられる。これらの触媒は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the catalyst include dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, stannous octoate, dibutyltin marker tide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimalenate, dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate as organometallic catalysts. , Phenylmercury, silver propionate, tin octenoate, amine catalyst triethylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine, dimethylaminoethanol, bis (2-dimethylaminoethyl) ) Ether, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7 and the like are preferably used. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.

本発明の導電性ローラは、上記イソシアネート成分、ポリオール成分、導電剤、及び必要に応じて添加される上記添加剤を混合し、機械撹拌発泡させて芯金をセットした金型内に注型して熱硬化させて、上記芯金の周囲にポリウレタン発泡体からなる弾性層を形成することにより得ることができる。   The conductive roller of the present invention is prepared by mixing the isocyanate component, the polyol component, the conductive agent, and the additive that is added as necessary, and casting the mixture into a mold in which the core metal is set by foaming with mechanical stirring. And heat curing to form an elastic layer made of polyurethane foam around the core metal.

この場合、本発明では上記弾性層を形成するポリウレタンフォームの密度分布を調整したものであり、弾性層表面から深さ0.05mmまでの密度を0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度を0.2〜0.7g/cm3、これら表面部密度と中央部密度との差を0.25g/cm3以上としたものである。 In this case, in the present invention, the density distribution of the polyurethane foam forming the elastic layer is adjusted, and the density from the elastic layer surface to a depth of 0.05 mm is 0.75 to 0.99 g / cm 3 , the thickness. direction central portion of the thickness of 0.05mm range density 0.2 to 0.7 g / cm 3, and in which the difference between these surface portions density and the central portion density was 0.25 g / cm 3 or more.

ここで、上記表面部の密度が0.75g/cm3未満であると、ポリウレタンフォームが塗料溶剤で膨潤しやすく、表面粗さの制御が困難となり、本発明の目的を達成し得ない。また、上記中央部の密度が0.2g/cm3未満であると、ポリウレタンフォームの硬度が軟らかくなりすぎて、ローラとした場合に相手部材への圧接力が弱くなってしまい、逆に0.7g/cm3を超えると、ポリウレタンフォームが硬くなって、フォーム材としての軟らかさが得られなくなり、いずれの場合も本発明の目的を達成し得ない。更に、表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3未満であると、低硬度化及び表面粗さの制御が困難となり、この場合も本発明の目的を十分に達成し得ない。なお、表面部密度の好ましい範囲は、0.85〜0.99g/cm3、中央部密度の好ましい範囲は、0.3〜0.5g/cm3、密度差の好ましい範囲は0.5g/cm3以上である。 Here, when the density of the surface portion is less than 0.75 g / cm 3 , the polyurethane foam tends to swell with the coating solvent, and the control of the surface roughness becomes difficult, and the object of the present invention cannot be achieved. On the other hand, if the density of the central portion is less than 0.2 g / cm 3 , the hardness of the polyurethane foam becomes too soft, and the pressure contact force to the mating member becomes weak when used as a roller. When it exceeds 7 g / cm 3 , the polyurethane foam becomes hard and the softness as the foam material cannot be obtained, and in any case, the object of the present invention cannot be achieved. Further, when the difference between the surface density and the central density is less than 0.25 g / cm 3, it is difficult to reduce the hardness and control the surface roughness. In this case, the object of the present invention can be sufficiently achieved. Absent. In addition, the preferable range of surface part density is 0.85-0.99 g / cm < 3 >, the preferable range of center part density is 0.3-0.5 g / cm < 3 >, and the preferable range of density difference is 0.5 g / cm. cm 3 or more.

また、特に制限されるものではないが、弾性層全体の平均密度は、0.5〜0.8g/cm3、特に0.6〜0.7g/cm3であることが好ましい。この場合、上記密度分布の規定が満足されていても、弾性層全体の平均密度が0.5g/cm3未満であると、表面部と中央部との密度差を十分にとることができなくなり、一方0.8g/cm3を超えると、発泡体としての特性を得ることができなくなる場合がある。 Moreover, although it does not restrict | limit in particular, it is preferable that the average density of the whole elastic layer is 0.5-0.8 g / cm < 3 >, especially 0.6-0.7 g / cm < 3 >. In this case, even if the above-mentioned density distribution is satisfied, if the average density of the entire elastic layer is less than 0.5 g / cm 3 , the density difference between the surface portion and the central portion cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 0.8 g / cm 3 , it may be impossible to obtain the properties as a foam.

更に、このポリウレタン発泡体からなる弾性層の厚さは、導電性ローラの用途やローラがセットされる電子写真機器の設計などによって適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常は1〜10mm、特に3〜6mmであることが好ましく、この程度の厚みの弾性層において、上記密度分布とすることによって、より確実に本発明の目的を達成することができる。   Furthermore, the thickness of the elastic layer made of this polyurethane foam is appropriately set depending on the use of the conductive roller and the design of the electrophotographic apparatus on which the roller is set, and is not particularly limited. The thickness is preferably 10 mm, particularly 3 to 6 mm. In the elastic layer having such a thickness, the object of the present invention can be achieved more reliably by setting the above density distribution.

ここで、上記密度分布はポリウレタン発泡体の気泡のセル径を表面部と中央部との間で変化させることにより、達成することが可能であり、勿論、表面部と中央部とのセル数の差など、他の要因も発泡体の密度に影響するが、気泡のセル径を調整することは上記密度分布を達成する上で非常に有効であり、また目止め層を省略し得る表面状態を得る点からも有効である。   Here, the density distribution can be achieved by changing the cell diameter of the polyurethane foam cells between the surface portion and the central portion. Of course, the number of cells in the surface portion and the central portion can be achieved. Although other factors such as the difference also affect the density of the foam, adjusting the cell diameter of the bubbles is very effective in achieving the above density distribution, and the surface state where the sealing layer can be omitted. It is also effective from the point of obtaining.

この気泡のセル径は、特に制限されるもではないが、表面から深さ0.05mmまでの範囲(以下、「表面部」における平均セル径は0.005〜0.15mmで、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲(以下、「中央部」における平均セル径が0.01〜0.5mmであることが好ましく、より好ましい範囲は表面部のセル径0.005〜0.05mm、中央部のセル径0.01〜0.1mmである。表面部のセル径が上記範囲を逸脱すると、たとえ上記密度分布が達成されていても表面にピンホールが発生し表面粗さの制御が困難になる虞があり、また中央部のセル径が上記範囲を逸脱すると、たとえ上記密度分布が達成されていてもセルの潰れが生じたり、印刷画像に影響を及ぼす虞がある。なお、特に制限されるものではないが、この弾性層を形成するポリウレタン発泡体の気泡は、独立気泡であることが好ましい。   The cell diameter of the bubbles is not particularly limited, but the range from the surface to a depth of 0.05 mm (hereinafter, the average cell diameter in the “surface portion” is 0.005 to 0.15 mm and the thickness direction The thickness of the central portion is in the range of 0.05 mm (hereinafter, the average cell diameter in the “central portion” is preferably 0.01 to 0.5 mm, more preferably the cell diameter of the surface portion is 0.005 to 0.05 mm. The cell diameter of the central part is 0.01 to 0.1 mm If the cell diameter of the surface part deviates from the above range, even if the density distribution is achieved, pinholes are generated on the surface, and the surface roughness is controlled. In addition, if the cell diameter in the central portion deviates from the above range, the cells may be crushed or the printed image may be affected even if the density distribution is achieved. Although not particularly limited, Bubbles of the polyurethane foam for forming the elastic layer of, preferably a closed cell.

機械撹拌発泡させたポリウレタン原料を金型に注型して、芯金の外周に弾性層を成形する際の諸条件は、用いられる各成分の種類などに応じて適宜通常の条件を採用すればよいく、上記密度分布を有するポリウレタン発泡体からなる弾性層を成形することができる条件であればよい。   Various conditions for molding the polyurethane material that has been mechanically agitated and foamed into a mold and forming an elastic layer on the outer periphery of the core metal should be appropriately selected according to the type of each component used. It is only necessary that the elastic layer made of the polyurethane foam having the above density distribution can be molded.

上述したように、本発明は、上記密度分布を達成することが可能な成形条件の一例として、常温乃至冷却温度で金型に機械撹拌発泡させたポリウレタン原料を注型し、注型後に熱硬化温度まで金型を昇温する方法を提案する。   As described above, the present invention, as an example of molding conditions capable of achieving the above density distribution, casts a polyurethane raw material that has been mechanically agitated and foamed into a mold at room temperature to cooling temperature, and is thermoset after casting. We propose a method of raising the mold temperature.

この場合、上記ポリウレタン原料注型時の金型温度は、25℃〜−10℃であり、好ましくは25〜15℃の常温乃至冷却温度とされる。これにより、金型の成形面と接触する表面付近の気泡を比較的小さくして密度を比較的高くすることができると共に、金型の成形面や芯金から離れた中央部の気泡は通常通りに拡大させて比較的低い密度とすることができ、弾性層を形成するポリウレタン発泡体の密度分布を上記本発明の範囲に調整することが可能となる。   In this case, the mold temperature at the time of casting the polyurethane raw material is 25 ° C. to −10 ° C., preferably 25 ° C. to 15 ° C. from normal temperature to cooling temperature. As a result, the air bubbles in the vicinity of the surface in contact with the molding surface of the mold can be made relatively small so that the density can be made relatively high. The density distribution of the polyurethane foam forming the elastic layer can be adjusted within the range of the present invention.

ここで、上記注型時の金型温度が、25℃を超えると、ポリウレタン発泡体の表面付近の気泡が大きくなって密度が上昇し、上記本発明に規定の密度分布を達成することができなくなり、一方−10℃未満であると、成形時のウレタンフォームの液流れが悪化してボイドが発生するなどの問題を生じることになる。   Here, when the mold temperature at the time of casting exceeds 25 ° C., the bubbles near the surface of the polyurethane foam increase and the density increases, and the density distribution defined in the present invention can be achieved. On the other hand, when the temperature is lower than −10 ° C., the liquid flow of the urethane foam at the time of molding deteriorates, causing problems such as generation of voids.

また、注型後には、通常の熱硬化温度まで金型を加熱して昇温するが、その際の熱硬化温度は、ポリウレタン原料の成分や求められる弾性層の硬度や厚さなどに応じて適宜設定され特に制限されるものではないが、通常は90〜120℃、特に100〜110℃とすることが好ましい。この場合、上記注型時の25〜−10℃から熱硬化温度まで加熱昇温する際の昇温速度は、特に制限されるものではないが、2〜1200℃/min、特に600〜1200℃/minとすることが好ましく、2℃/min未満であると硬化時間が必要以上に長くなって製造効率が大きく低下すると共に、フォームのセルが潰れるなどの問題を生じる場合もあり、一方1200℃/minを超えると表面部の気泡が大きくなって、表面部の密度が低下し、上記密度分布を達成し得ない場合がある。   In addition, after casting, the mold is heated to a normal thermosetting temperature and the temperature is raised. The thermosetting temperature at that time depends on the components of the polyurethane raw material and the required hardness and thickness of the elastic layer. Although it sets suitably and is not restrict | limited in particular, Usually, it is preferable to set it as 90-120 degreeC, especially 100-110 degreeC. In this case, the rate of temperature increase when the temperature is raised from 25 to -10 ° C during the casting to the thermosetting temperature is not particularly limited, but is 2 to 1200 ° C / min, particularly 600 to 1200 ° C. When the temperature is less than 2 ° C./min, the curing time is unnecessarily long and the production efficiency is greatly reduced, and the foam cell may be crushed. If it exceeds / min, bubbles on the surface portion become large, the density of the surface portion decreases, and the above density distribution may not be achieved.

本発明の製造方法は、上記のように金型の温度管理を行って、弾性層をポリウレタン発泡体で成形するものである。この際、特に制限されるものではないが、機械撹拌発泡させたポリウレタン原料を金型に注型した後、ゲート孔やガス抜き孔などの金型の開口部を密封して保圧した状態で金型を熱硬化温度に昇温させ、熱硬化を行うことが好ましい。このように、保圧を行うことにより気泡を必要以上に拡大させることを防止することができ、特にポリウレタン発泡体の表面部分の密度が上昇することを効果的に防止することができる。   In the production method of the present invention, the temperature of the mold is controlled as described above, and the elastic layer is molded from polyurethane foam. At this time, although not particularly limited, after the polyurethane material mechanically agitated and foamed is poured into a mold, the opening of the mold such as a gate hole or a gas vent hole is hermetically sealed and held in pressure. It is preferable that the mold is heated to a thermosetting temperature to perform thermosetting. Thus, by carrying out the pressure holding, it is possible to prevent the bubbles from expanding more than necessary, and in particular, it is possible to effectively prevent the density of the surface portion of the polyurethane foam from increasing.

なお、金型に注型するポリウレタン原料の調製は、上記各成分を常法に従って、混合し機械撹拌発泡させて、上記金型に注型すればよく、特に制限されるものではないが、上記各成分の混合については、上記触媒、整泡剤及びイオン導電剤はポリオール成分に予め混合した後にイソシアネート成分と混合することが好ましく、またカーボンブラックを用いる場合には、カーボンブラックをイソシアネート成分に予め混合した後にポリオール成分と混合することが好ましい。   The preparation of the polyurethane raw material to be cast into the mold is not particularly limited as long as the above components are mixed, mechanically agitated and foamed according to a conventional method, and cast into the mold. Regarding the mixing of each component, the catalyst, foam stabilizer and ionic conductive agent are preferably premixed with the polyol component and then mixed with the isocyanate component. When carbon black is used, the carbon black is preliminarily mixed with the isocyanate component. It is preferable to mix with the polyol component after mixing.

本発明の導電性ローラは、上記のように、特定の密度分布を有するポリウレタン発泡体からなる弾性層を有するものであるが、例えば現像ローラ、トナー搬送ローラ、帯電ローラなどとする場合には、通常この弾性層上に樹脂塗膜層が形成される。この場合、本発明では、目止め層を形成することなく、この樹脂塗膜層を上記弾性層上に直接樹脂塗膜層を形成することができ、このように目止め層を省略しても良好な表面性状を得ることができ、目止め層の省略により製造コストの削減を図ることができる。   As described above, the conductive roller of the present invention has an elastic layer made of a polyurethane foam having a specific density distribution. For example, in the case of a developing roller, a toner conveying roller, a charging roller, and the like, Usually, a resin coating layer is formed on this elastic layer. In this case, in the present invention, the resin coating layer can be formed directly on the elastic layer without forming the sealing layer, and thus the sealing layer can be omitted. Good surface properties can be obtained, and the manufacturing cost can be reduced by omitting the sealing layer.

この樹脂塗膜層としては、ローラの用途等に応じて選択される公知の樹脂を用いて形成することができ、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などが例示される。   The resin coating layer can be formed using a known resin selected according to the use of the roller, and examples thereof include urethane resin, acrylic resin, acrylic urethane resin, fluorine resin, and silicone resin. The

この樹脂塗膜層には、ローラの用途等に応じて適宜な添加剤を配合することができ、例えば上記弾性層で例示したものと同様の導電剤や樹脂の硬化剤などを必要に応じて適量添加することができる。   In this resin coating layer, an appropriate additive can be blended depending on the use of the roller, for example, the same conductive agent or resin curing agent as exemplified in the elastic layer, if necessary. An appropriate amount can be added.

また、この樹脂塗膜層には、ローラの表面粗さを調製するため樹脂粒子などを配合分散することもできる。この場合、樹脂粒子は、表面樹脂層を形成する樹脂の種類や表面樹脂層の厚さなどに応じて適宜選定することができる。具体的には、例えばウレタン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、シリカ粒子、ポリアミド樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子などが例示され、これらの1種又は2種以上を用いることができる。また、粒子の形状や大きさ、粒度分布なども適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は球形、角型、針型の粒子が好ましく用いられ、また粒径はD50=1〜50μm、特にD50=5〜20であることが好ましい。 In addition, resin particles and the like can be mixed and dispersed in the resin coating layer in order to adjust the surface roughness of the roller. In this case, the resin particles can be appropriately selected according to the type of resin forming the surface resin layer, the thickness of the surface resin layer, and the like. Specific examples include urethane resin particles, acrylic resin particles, silicone resin particles, silica particles, polyamide resin particles, nylon resin particles, and the like, and one or more of these can be used. Further, the shape, size, particle size distribution, etc. of the particles are appropriately selected and are not particularly limited. Usually, spherical, square and needle-shaped particles are preferably used, and the particle size is D 50 = 1. ˜50 μm, in particular D 50 = 5-20 is preferred.

この樹脂塗膜層の厚さは、該樹脂層を構成する樹脂の種類やローラの用途、弾性層の特性などに応じて適宜設定され、特にい制限されるものではないが、通常は1〜20μm、特に5〜10μmとすることが好ましい。また、この樹脂塗膜層は、複数層を積層形成してもよく、通常は1〜5層とすることができる。   The thickness of the resin coating layer is appropriately set according to the type of resin constituting the resin layer, the use of the roller, the characteristics of the elastic layer, etc., and is not particularly limited, but is usually 1 to It is preferably 20 μm, particularly 5 to 10 μm. The resin coating layer may be formed by laminating a plurality of layers, and can usually be 1 to 5 layers.

なお、この樹脂塗膜層の形成は、上記樹脂成分及び添加剤をメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、メチルシクロヘキサンなどの溶剤に溶解・分散して樹脂塗料を調製し、樹脂塗料をディッピング、スプレー、ロールコータなどの公知の方法により弾性層上に塗工すればよい。   The resin coating layer is formed by dissolving and dispersing the above resin components and additives in a solvent such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate, methyl cyclohexane, and dipping the resin paint. It may be applied on the elastic layer by a known method such as spraying or roll coating.

以下、実施例,比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.

[実施例1〜3及び比較例1〜4]
下記表1,2に示した配合組成のポリウレタンフォームを発泡成形し、芯金(6mmφ)の外周にポリウレタンフォームからなる弾性層(厚さ3mm)を形成した。この際、イソシアネート及びカーボンブラックを混合したA液と、ポリオール、整泡剤、イオン導電剤、触媒を混合したB液とを予め調製し、これらA液とB液とを機械撹拌して混合すると共に発泡させ、芯金をセットした金型内に注型して芯金の外周にポリウレタンフォーム弾性層を形成した。この場合、実施例1〜3及び比較例2〜4では、金型を予熱せずに25℃の常温で注型し、注型後に700℃/minの速度で70℃まで昇温して、成形を行った。一方、比較例1では、予め70℃まで予熱した金型に上記A,B混合液を注型し、そのままの温度で成形を行った。また、実施例1〜3及び比較例1,3,4では、注型後直ちにゲート孔とガス抜き孔を密封して保圧し、そのままの状態で熱硬化を行った。一方、比較例2ではゲート孔とガス抜き孔の密封操作を行わず、これらを開放したままの状態で熱硬化を行った。なお、表1,2中の配合部数は、全て質量部である。また、表1,2中のイソシアネート成分及びポリオール成分の詳細は下記の通りである。
[Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4]
Polyurethane foams having the blending compositions shown in Tables 1 and 2 below were foamed to form an elastic layer (thickness 3 mm) made of polyurethane foam on the outer periphery of the core metal (6 mmφ). At this time, liquid A mixed with isocyanate and carbon black and liquid B mixed with polyol, foam stabilizer, ionic conductive agent and catalyst are prepared in advance, and these liquid A and liquid B are mixed with mechanical stirring. The polyurethane foam elastic layer was formed on the outer periphery of the core metal by foaming together and casting into a metal mold in which the core metal was set. In this case, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 to 4, the mold was cast at room temperature of 25 ° C. without preheating, and the temperature was raised to 70 ° C. at a rate of 700 ° C./min after casting, Molding was performed. On the other hand, in Comparative Example 1, the above A and B mixed liquids were poured into a mold preheated to 70 ° C. and molded at the same temperature. In Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1, 3, and 4, the gate hole and the vent hole were sealed and held immediately after casting, and thermosetting was performed as it was. On the other hand, in Comparative Example 2, the gate hole and the gas vent hole were not sealed, and thermosetting was performed with the gate hole and the gas vent hole left open. In addition, all the compounding parts in Table 1, 2 are a mass part. The details of the isocyanate component and the polyol component in Tables 1 and 2 are as follows.

ポリオール変性トリレンジイソシアネート(1)
旭硝子ウレタン株式会社製、試作品「BS008」

ポリエーテルポリオール(2)
旭硝子ウレタン株式会社製、「エクセノール430」

ポリエーテルポリオール(3)
三洋化成工業株式会社製、「サンニックス FA−951」

ポリエステルポリオール(4)
株式会社クラレ製、「クラレポリオール F−510」

ポリエーテルポリオール(5)
旭硝子ウレタン株式会社製、「エクセノール420」
Polyol-modified tolylene diisocyanate (1)
Asahi Glass Urethane Co., Ltd., prototype “BS008”

Polyether polyol (2)
“EXCENOL 430” manufactured by Asahi Glass Urethane Co., Ltd.

Polyether polyol (3)
“SANNICS FA-951” manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.

Polyester polyol (4)
"Kuraray polyol F-510" manufactured by Kuraray Co., Ltd.

Polyether polyol (5)
“Exenol 420” manufactured by Asahi Glass Urethane Co., Ltd.

得られた、弾性層のフォーム密度、表面部のフォーム密度、中央部のフォーム密度、表面部と中央部との密度差を測定した。結果を表1,2に示すと共に、弾性層断面の密部分布をグラフにしたものを図1に示す。また、表面部及び中央部のセル径を測定した。結果を表1,2に併記する。   The obtained foam density of the elastic layer, the foam density of the surface part, the foam density of the central part, and the density difference between the surface part and the central part were measured. The results are shown in Tables 1 and 2, and a graph showing the dense portion distribution of the elastic layer cross section is shown in FIG. Moreover, the cell diameter of the surface part and the center part was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.

次いで、この弾性層上に下記組成の塗料を塗布して、厚さ10μmの表面樹脂層を形成し、導電性ローラを得た。
塗料組成
ウレタン樹脂(日本ポリウレタン社製「N5196」) 100質量部
カーボンブラック 35質量部
ウレタン粒子(大日本インキ社製「バーノック」、球状、D50=10μm) 10質量部
メチルエチルケトン 350質量部
イソシアネート硬化剤(日本ポリウレタン社製「コロネートHX」) 20質量部
Next, a coating material having the following composition was applied onto the elastic layer to form a surface resin layer having a thickness of 10 μm, thereby obtaining a conductive roller.
Coating compositions <br/> urethane resin (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd. "N5196") 100 parts by weight Carbon black 35 parts by weight urethane particles (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, "Burnock", spherical, D 50 = 10 [mu] m) 10 parts by weight Methyl ethyl ketone 350 parts by mass Part isocyanate curing agent ("Coronate HX" manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) 20 parts by mass

得られた各ローラにつき、JIS B 0601(2001)に従って、輪郭曲線の算術平均高さ(Ra)及び輪郭曲線要素の平均長さ(Ra)を測定して表面粗さを調べた。また、アドバンテスト社製の抵抗測定機により100V印加時の静止抵抗を測定した。更に、アスカーC硬度を測定した。これらの結果を表1,2に示す。   About each obtained roller, according to JISB0601 (2001), the arithmetic mean height (Ra) of the contour curve and the average length (Ra) of the contour curve element were measured, and surface roughness was investigated. Moreover, the static resistance at the time of 100V application was measured with the resistance measuring machine made from an Advantest company. Furthermore, Asker C hardness was measured. These results are shown in Tables 1 and 2.

そして、上記各ローラを現像ローラとしてプリンタカートリッジに装着し、このカートリッジをヒューレット・パッカード社製のレーザービームプリンタ「Laser Jet4050」にセットして黒ベタ画像を印刷し、画像濃度の均一性を、○、○△、△、×の4段階で評価した。結果を表1,2に示す。   Then, each of the above rollers is mounted on a printer cartridge as a developing roller, and this cartridge is set in a laser beam printer “Laser Jet 4050” manufactured by Hewlett-Packard Co. to print a solid black image. , ○ △, △, × evaluated in four stages. The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2008280445
Figure 2008280445

Figure 2008280445
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表1に示されているように、表面から深さ0.05mmまでの密度が0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度が0.2〜0.7g/cm3で、かつこれら表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3以上のポリウレタン発泡体で弾性層を形成した実施例1〜3の導電性ローラは、目止め層を省略して直接樹脂塗膜層を形成しても良好な表面性状が得られ、現像ローラとして良好な性能を発揮し、良好な画像を形成することができるものであることが確認された。 As shown in Table 1, the density from the surface to a depth of 0.05 mm is 0.75 to 0.99 g / cm 3 , and the density in the thickness direction 0.05 mm is 0.2 mm. in ~0.7g / cm 3, and the conductive roller of examples 1 to 3 the difference between these surface portions density and the central portion density to form an elastic layer at 0.25 g / cm 3 or more polyurethane foam, Even if the resin coating layer is formed directly by omitting the sealing layer, it is possible to obtain a good surface property, to exhibit good performance as a developing roller, and to form a good image. It was done.

これに対し、表1,2に示されているように、比較例1〜4の導電性ローラは、表面部の密度が低く、また比較例1,2では表面部と中央部との密度も小さいため、ローラの表面性状、特に表面粗さ(Ra)を十分に制御することができず、このため画像品質に大きく劣り、目止め層を省略することが困難であることが確認された。   On the other hand, as shown in Tables 1 and 2, the conductive rollers of Comparative Examples 1 to 4 have a low density of the surface portion. In Comparative Examples 1 and 2, the density of the surface portion and the central portion is also low. Since it is small, the surface properties of the roller, particularly the surface roughness (Ra), cannot be sufficiently controlled, and therefore it has been confirmed that the image quality is greatly inferior and it is difficult to omit the sealing layer.

また、比較例1は金型を予め熱硬化温度の70℃に予熱して弾性層の成形を行ったものであるが、このため表面部の密度が低く、密度差も小さくなっている。更に、比較例2はゲート孔及びガス抜き孔を開放したまま保圧なしで成形を行ったものであるが、これも同様に表面部の密度が十分でなく、密度差も不十分なものとなっている。   In Comparative Example 1, the mold was preheated to a thermosetting temperature of 70 ° C. and the elastic layer was molded. For this reason, the density of the surface portion was low and the density difference was also small. Further, Comparative Example 2 was formed without holding pressure with the gate hole and the gas vent hole opened, and this also has an insufficient surface portion density and insufficient density difference. It has become.

実施例,比較例で得られた各導電性ローラの弾性層の密度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the density distribution of the elastic layer of each electroconductive roller obtained by the Example and the comparative example.

Claims (11)

ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料から機械撹拌発泡により得られるポリウレタン発泡体からなる弾性層を有する導電性ローラにおいて、
上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体が、表面から深さ0.05mmまでの密度が0.75〜0.99g/cm3、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲の密度が0.2〜0.7g/cm3で、かつこれら表面部密度と中央部密度との差が0.25g/cm3以上の発泡体であることを特徴とする導電性ローラ。
In a conductive roller having an elastic layer made of a polyurethane foam obtained by mechanical stirring foaming from a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component,
The polyurethane foam forming the elastic layer has a density of 0.75 to 0.99 g / cm 3 from the surface to a depth of 0.05 mm, and a density in the range of 0.05 mm at the center in the thickness direction is 0.00. 2~0.7G / in cm 3, and the conductive roller, wherein a difference between these surface portions density and the central portion density of 0.25 g / cm 3 or more foam.
上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体の平均密度が0.5〜0.8g/cm3である請求項1記載の導電性ローラ。 The conductive roller according to claim 1, wherein the polyurethane foam forming the elastic layer has an average density of 0.5 to 0.8 g / cm 3 . 上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体が、表面から深さ0.05mmまでの範囲における平均セル径が0.005〜0.15mmで、厚さ方向中央部の厚さ0.05mm範囲における平均セル径が0.01〜0.5mmの発泡体である請求項1又は2記載の導電性ローラ。   The polyurethane foam forming the elastic layer has an average cell diameter of 0.005 to 0.15 mm in the range from the surface to a depth of 0.05 mm, and an average cell in the thickness range of 0.05 mm in the center in the thickness direction. The conductive roller according to claim 1, wherein the conductive roller is a foam having a diameter of 0.01 to 0.5 mm. 上記弾性層の厚さが1〜10mmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to claim 1, wherein the elastic layer has a thickness of 1 to 10 mm. 上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体が、独立気泡を有する発泡体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyurethane foam forming the elastic layer is a foam having closed cells. 上記弾性層を形成するポリウレタン発泡体が、ポリオール成分としてポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール或いはこれらの両方を用い、イソシアネート成分としてポリオール変性トリレンジイソシアネートを用いて得られたものである請求項1〜5のいずれか1項に記載の導電性ローラ。   The polyurethane foam forming the elastic layer is obtained by using a polyester polyol or a polyether polyol or both of them as a polyol component and using a polyol-modified tolylene diisocyanate as an isocyanate component. The conductive roller according to any one of claims. 上記弾性層上に1層又は複数層の樹脂塗膜層が形成された請求項1〜6のいずれか1項に記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to claim 1, wherein one or more resin coating layers are formed on the elastic layer. ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むポリウレタン原料を機械撹拌発泡させ、芯金を配置した金型に注型し熱硬化させて、芯金の周囲にポリウレタン発泡体からなる弾性層を形成する導電性ローラの製造方法において、
上記金型を予熱することなく、25〜−10℃の常温又は冷却状態の金型に上記ポリウレタン原料を注型した後、熱硬化温度に昇温して熱硬化させることを特徴とする導電性ローラの製造方法。
A conductive roller that forms a resilient layer of polyurethane foam around a core metal by mechanically foaming a polyurethane raw material containing a polyol component and an isocyanate component, casting it into a mold having a core metal, and thermosetting it. In the manufacturing method of
Without preheating the mold, the polyurethane raw material is poured into a mold at a room temperature of 25 to -10 ° C. or in a cooled state, and then heated to a thermosetting temperature to be thermally cured. Roller manufacturing method.
上記金型の昇温速度が2〜1200℃/minである請求項8記載の導電性ローラの製造方法。   The method for producing a conductive roller according to claim 8, wherein a temperature rising rate of the mold is 2 to 1200 ° C./min. 上記金型に上記ポリウレタン原料を注型した後、金型の開口部を密封して保圧し、この保圧状態を保ちながら金型を加熱して、熱硬化を行う請求項8又は9記載の導電性ローラの製造方法。   10. The mold according to claim 8 or 9, wherein the polyurethane raw material is poured into the mold, the mold opening is sealed and pressure-maintained, and the mold is heated while maintaining the pressure-maintained state to perform thermosetting. Manufacturing method of conductive roller. 上記金型から脱型したローラの上記弾性層上に、直接溶剤系塗料を塗工して1層又は複数層の樹脂塗膜層を形成する請求項8〜10のいずれか1項に記載の導電性ローラの製造方法。   The solvent-based paint is directly applied onto the elastic layer of the roller removed from the mold to form one or more resin coating layers according to any one of claims 8 to 10. Manufacturing method of conductive roller.
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