JP4259146B2 - ウレタン発泡ロールの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ウレタン発泡ロールの製造方法に係り、特に、電子写真方式を利用した複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において用いられるウレタン発泡ロールを、発泡剤として水を用いる水発泡法により製造する方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来より、軸体（芯金）の周りにウレタン発泡体からなるスポンジ状の層が所定の厚さで形成されてなるウレタン発泡ロールは、電子写真方式を利用した複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、帯電ロールや、現像ロール、トナー供給ロール、転写ロール、給紙ロール、クリーニングロール等として、用いられてきている。そして、このような画像形成装置に用いられるロールにあっては、画像の高画質化等の高性能化を図るべく、発泡セルが均一でセル径がより微細なものが、望まれている。
【０００３】
ところで、そのような多孔性構造を有するウレタン発泡体は、よく知られているように、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを重付加反応せしめて、硬化せしめる一方、この反応時に、気泡を発生せしめることによって形成されている。なお、気泡を発生せしめる手法（発泡法）としては、重付加反応時に、窒素ガス等の気体を吹き込みつつ攪拌せしめる手法や、発泡剤として水を用い、かかる水とポリイソシアネート成分との反応により、炭酸ガスを発生せしめる手法（水発泡法）、発泡剤としてハロゲン化アルカン等の低沸点の溶剤を用い、これを、重付加反応時の熱によって気化させて発泡せしめる手法等、各種の手法があり、目的とするウレタン発泡体の特性等に応じて、発泡法が適宜に選択されて用いられてきているのである。
【０００４】
そして、上述せる如き発泡法の中でも、水発泡法を採用してウレタン発泡ロールを製造する場合には、一般に、ポリウレタン原料中に、予め、反応性発泡剤である水を所定量添加し、そして、そのようにして水が添加されたポリウレタン原料を成形型に注入して、成形型内で、発泡・硬化が生じるようにされているのである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、そのような発泡剤たる水をポリウレタン原料へ添加することによって、水とポリイソシアネート成分との反応が開始されて、炭酸ガスによる発泡が実現されることとなるのであるが、その発泡速度や発泡が開始するまでの時間は、水の添加量に大きく依存し、その添加量が増加するに連れて、早くなるといった傾向がある。また一方、水の添加量は、ウレタン発泡体の発泡セルの形状安定性に大きく影響し、その添加量を増やすことによって、発泡セルが、より均一に且つ微細になることが、明らかにされている。
【０００６】
このため、ウレタン発泡ロールの製造において、発泡セルの形状安定化（均一化・微細化）を目的として、水の添加量を増やすことが、本発明者等によって検討されたのであるが、そのような水の添加量を増大したポリウレタン原料にあっては、成形型への注入を行なうための注型設備（注型機）内において、発泡反応が進み過ぎ、これにより、原料の体積が増加して、注型口から反応途中の原料が漏れたりして、安定した注入作業を行なうことが出来ないといった弊害が生じ、歩留りが悪化したり、更には、発泡状態（セル）の均一化が有利に図られ得ないために、ウレタン発泡体からなる層の表面に有害なうねりが発生して、表面が凸凹となる等といった問題が惹起せしめられることが、明らかとなったのである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３６１６４９号公報
【０００８】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その課題とするところは、発泡剤として水を用いる水発泡法によりウレタン発泡ロールを製造するに際し、ポリウレタン原料に添加する水分添加量を増加せしめることなく、より均一に且つ微細な発泡セルを有するウレタン発泡ロールを製造する方法を、提供することにある。
【０００９】
【解決手段】
そして、本発明にあっては、かかる技術的課題の解決のために、発泡剤として水を用いて、ポリウレタン原料を発泡成形することにより、目的とするロール形状を与える成形キャビティ内において、ウレタン発泡ロールを製造する方法にして、前記成形キャビティにおけるロール外周側を形成する成形型の内面に、前記ポリウレタン原料の発泡成形操作に先立って水分の吸湿が行なわれた、吸湿性を有する筒状体からなる吸湿層を存在せしめた状態下において、該成形型の成形キャビティ内に、前記ポリウレタン原料を導入して、発泡成形せしめることを特徴とするウレタン発泡ロールの製造方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
このように、本発明に従うウレタン発泡ロールの製造方法にあっては、成形型の内面に、水分を含んだ吸湿層を存在せしめた状態下において、ポリウレタン原料の発泡成形を行なっているところから、ポリウレタン原料が接触する吸湿層から、発泡剤として作用する水分が、ポリウレタン原料中に供給せしめられ、その結果、ポリウレタン原料の発泡反応に利用される水分量が効果的に増加せしめられ得て、得られるウレタン発泡体の発泡セルが、より均一に且つ微細となって、発泡セルの形状安定化が有利に実現され得るようになるのである。
【００１１】
しかも、吸湿層から水分が補充されるようになっているところから、発泡セルの均一化や微細化のために、ポリウレタン原料に添加する水分添加量を増加せしめる必要がなく、このために、水分添加量の増加に伴って惹起される、注型機からのポリウレタン原料の漏れ乃至は垂れや、表面の凹凸化等の問題も、何等惹起せしめられることもないのである。
【００１２】
なお、かかる本発明に従うウレタン発泡ロールの製造方法によれば、前記吸湿層が、吸湿性を有する筒状体であり、前記ポリウレタン原料の発泡成形操作に先立って、該吸湿性筒状体の吸湿が行なわれる構成が、採用されることとなる。
【００１３】
さらに、本発明に従う製造方法の好ましい態様の別の一つによれば、前記吸湿性筒状体が、ゴム弾性体チューブであり、前記ポリウレタン原料の発泡成形操作によって形成されるベース層に固着されて、該ベース層の外周面上に、ロール構成層として一体的に存在せしめられる。このような構成を採用すれば、ウレタン発泡体からなるベース層の成形と同時に、その外層を一体的に設けることが可能となって、製造工程数の削減が図られ、ひいては、製造時間の短縮化や製造コストの低減等が有利に実現され得るのである。
【００１４】
加えて、本発明に従うウレタン発泡ロールの製造方法の更に別の好ましい態様の一つによれば、前記ゴム弾性体チューブの主成分たるゴム材料として、エピクロルヒドリン系ゴムが好適に採用され得る。このようなゴム材料は、吸湿性が高いところから、より多くの水分をポリウレタン原料に供給することが可能となり、発泡セルの均一化や微細化を、より一層効果的に実現することが出来るようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１６】
先ず、図１には、本発明に従って製造されるウレタン発泡ロールのうち、帯電ロールや現像ロール、トナー供給ロール、転写ロール等の導電性ロールとして有利に用いられるウレタン発泡ロールの代表的な構造の一例が、軸心に直角な方向の断面において示されている。
【００１７】
かかる図１において、ウレタン発泡ロール１０は、ステンレス等からなる金属製の導電性軸体（芯金）１２の外周面上に、軟質乃至は低硬度のウレタン発泡体からなる導電性のベース層１４が弾性体層として形成されており、更に、該導電性ベース層１４の外周面上に、ロール径方向の内側から外側に、半導電性材料からなる抵抗調整層１６及び保護層１８が、それぞれ、所定厚さで、順次積層形成されている。即ち、かかるウレタン発泡ロール１０にあっては、軸体１２の周りに、ロール径方向の内側から外側に向かって、ベース層１４と抵抗調整層１６と保護層１８とが、それぞれ、所定の厚さにおいて、順次、一体的に積層形成されてなる構造を有して、構成されているのである。
【００１８】
そして、上述せる如き構造を有するウレタン発泡ロール１０の製造は、例えば、以下の如くして行なわれることとなる。
【００１９】
すなわち、適当な発泡成形型、好適には、図２に示されるように、パイプ状の型構造を有する、所謂パイプ型が用いられて、通常のモールド発泡成形操作によって、軸体１２の周りに、軟質のウレタン発泡体からなる導電性ベース層１４が、所定の厚さで一体的に形成されるのである。
【００２０】
具体的には、そのような図２において、成形型２０は、目的とするウレタン発泡ロールの最終形状における導電性ベース層１４の軸方向長さに略等しい長さのパイプ部２２と、かかるパイプ部２２の両端に取り付けられて、それぞれの端部を閉塞する上下キャップ体２４，２６とから構成されており、特に、図２（ｂ）に示されるように、パイプ部２２の中心に長手棒状の軸体１２を位置せしめた状態において、かかるパイプ部２２の両端をキャップ体２４，２６にて閉塞すると共に、下キャップ体２６にて、軸体１２を支持せしめることによって、パイプ部２２内に、円筒状の成形キャビティ２８が形成されるようになっている。
【００２１】
そして、本実施形態にあっては、図２（ｂ）に示されるように、そのような成形型２０の所定位置に軸体１２を配置して、所定の成形キャビティ２８を形成する一方、その形成された成形キャビティ２８におけるロール外周面を与える側の内面、即ち、パイプ部２２の内面３０には、上記した図１における抵抗調整層１６を与える吸湿性のゴム弾性体チューブが、予め、水分を吸湿した状態において、配置乃至は配設されることにより、かかるパイプ内面３０の略全体を覆うように、水分を含んだ吸湿層３２が、所定厚さにおいて形成されているのである。
【００２２】
次いで、成形型２０の成形キャビティ２８内には、図３に示されるように、ウレタン発泡体からなる導電性ベース層を与えるポリウレタン原料３４が、注型機３６を用いて注入されて、通常の発泡成形操作により、モールド成形が行なわれるのであり、それによって、図４に示される如く、軸体１２の周りにおいて、軟質のポリウレタン発泡体からなる導電性ベース層１４が形成されると共に、かかる導電性ベース層１４の外表面に、上記した吸湿層３２が、抵抗調整層１６として固着乃至は接着され、以て、導電性ベース層１４及び抵抗調整層１６（吸湿層３２）が、ロール径方向の内側から外側に向かって、一体的に積層されてなる、モールド成形品４０が形成されるようになっているのである。
【００２３】
このように、本実施形態にあっては、かかる発泡成形操作が、水分を含んだ吸湿層３２を存在せしめた状態下において、実施されているところから、吸湿層３２に含まれる水分が、接触するポリウレタン原料３４中に供給せしめられ、その結果、ポリウレタン原料の発泡反応に利用される水分量が効果的に増加せしめられて、ポリウレタン原料３４の調製時に水分添加量を増加せしめなくとも、得られる導電性ベース層１４の発泡セルの均一化や微細化が有利に実現され得るのである。
【００２４】
より具体的には、かかる本実施形態において、成形キャビティ２８におけるロール外周側を形成する成形型２０（パイプ部２２）の内面３０に設けられる、吸湿層３２を与える吸湿性のゴム弾性体としては、吸湿性乃至は吸水性を有するものであれば、特に限定されるものではないものの、吸湿層３２が、ロール構成層の一つである抵抗調整層１６として、ベース層１４の外周面上に一体的に存在せしめられることにより、目的とするウレタン発泡ロール１０の電気抵抗が適正な範囲に制御されて、優れた耐電圧性（耐リーク性）が実現され得るように、一般に、半導電性を有し、且つ、ポリウレタン原料の発泡成形により得られる導電性ベース層１４との馴染み性や固着性が良好であるものが、有利に採用されることとなる。このような吸湿性ゴム弾性体を与える形成材料としては、例えば、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴム材料に、導電剤、好ましくはイオン導電剤や、帯電防止剤等が配合されて、体積抵抗率が一般に１０⁷ 〜１０¹⁰Ωｃｍ程度に調整されてなる形成材料を挙げることが出来るが、それらの中でも、ゴム材料として、エピクロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム等のエピクロルヒドリン系ゴムを用いたのものが、特に、優れた吸湿性を実現し得るところから、より一層好適に採用され得るのである。
【００２５】
なお、ここで、イオン導電剤としては、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド等の第４級アンモニウム塩や過塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム等の過塩素酸塩等が、また、帯電防止剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、リン酸エステル、脂肪族アルコールサルフェート塩、脂肪族多価アルコール、ＢＮ錯体等が、それぞれ、適宜に選択され、それらが従来と同様な配合比率にて、用いられることとなる。また、そのような形成材料たるゴム組成物には、従来より公知の加硫剤、加硫助剤、充填剤、加工助剤等の各種の配合剤や添加剤等が、必要に応じて、従来と同様な配合割合にて、それぞれ配合されることとなる。
【００２６】
そして、そのような形成材料を用いて、押出成形等の公知の成形手法により、吸湿性筒状体である吸湿性ゴム弾性体チューブが形成され、そして、それが吸湿せしめられた状態で、成形型２０内に配置されて、用いられることとなるのであるが、かかるゴム弾性体チューブの外径寸法としては、成形型２０のパイプ部２２の内径寸法と略同様な大きさが採用されることとなる。また、吸湿性ゴム弾性体チューブの厚みとしては、充分な水分量の吸湿が実現され得ると共に、ウレタン発泡ロール１０の電気抵抗が適正な範囲に制御され得るように、一般に、１０〜１０００μｍ程度、好ましくは、１００〜５００μｍ程度が有利に採用されることとなる。何故なら、かかるゴム弾性体チューブの厚みが余りにも薄くなり過ぎると、吸湿量が少なくなるところから、ポリウレタン原料３４中に水（発泡剤）を充分に補充することが出来ず、ウレタン発泡体の発泡セルの微細化、均一化を有利に実現し得なくなると共に、抵抗調整層１６として、電気抵抗を充分に制御することが出来なくなる恐れがあるからであり、逆に、厚くなり過ぎると、ウレタン発泡ロール１０の柔軟性が低下する恐れがあるからである。
【００２７】
なお、ここにおいて、上記したゴム弾性体チューブを吸湿せしめて、水分を含ませる手法としては、特に限定されるものではないものの、ゴム弾性体チューブを、所定の温度と相対湿度に設定された、多湿な環境の容器乃至はボックス内に所定時間収容する等して、空気中の水蒸気を吸湿せしめる手法が、好適に採用されることとなる。なお、かかる温度としては、２０〜２５℃程度が好適に採用される一方、相対湿度としては、４０〜７０％程度が好適に採用されることとなる。また、そのような環境下にゴム弾性体チューブを保持する時間としては、所望とする吸湿量が確保され得るように、温度や相対湿度に応じて適宜に設定されるものの、一般に、２時間〜２４時間とされる。因みに、ゴム弾性体チューブを水に浸漬せしめたり、或いは、上記の範囲を超える７０％以上の相対湿度環境下で保持すること等によっても、吸湿乃至は吸水を行なうことが可能であるものの、ゴム弾性体チューブに水分を多く含有せしめ過ぎると、導電性ベース層１４の発泡成形時に、ゴム弾性体チューブ（吸湿層３２）から、その内部に含有された配合剤が、吸湿層３２の表面（導電性ベース層１４との界面）に析出し、これにより、吸湿層３２と導電性ベース層１４との固着乃至は接着が不充分となる傾向がある。このため、ゴム弾性体チューブ（吸湿層３２）に含ませる水分量は、少な過ぎず、且つ多過ぎず、適宜にコントロールされることが望ましく、一般に、ポリウレタン原料３４中に予め発泡剤として添加される水分量の１〜１０重量％程度となるように、吸湿処理が実施されることが望ましい。
【００２８】
また、そのような含水したゴム弾性体チューブの成形型２０への配置乃至は配設は、成形型２０のパイプ部２２の軸心とゴム弾性体チューブの軸心とを一致せしめた状態で、ゴム弾性体チューブからなる吸湿層３２がパイプ部２２の内面３０の全面を覆うように、ゴム弾性体チューブをパイプ部２２内に内挿することによって、行なわれる。
【００２９】
一方、上述せる如き水分を含んだ吸湿層３２を存在せしめた状態下において、成形型２０の成形キャビティ２８内に導入されて、反応・発泡せしめられるポリウレタン原料としては、従来と同様なものであって、型内で発泡硬化する、従来から公知の反応性原料（ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合物）の何れもが、特に限定されることなく、適宜に選択されて使用されることとなる。例えば、そのようなポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、従来より軟質のウレタン発泡体の製造に一般的に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の公知のポリオール類の何れもが用いられ得る。また、ポリイソシアネート成分としては、少なくとも２官能以上のポリイソシアネートの全てが用いられ得、例えば、２，４−及び２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びカーボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネートや、それらのうちの少なくとも１種をポリオールと反応せしめてなるプレポリマー等が、単独で、又は組み合わせて使用され得る。そして、これらポリオール成分とポリイソシアネート成分は、従来と同様に、それらの比（ポリオール成分：ポリイソシアネート成分）が、一般に、９：１〜５：５程度となるように配合せしめられる。
【００３０】
また、かかるポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるポリウレタン原料には、それらを反応せしめて形成されるポリウレタンを発泡させるために、水が、発泡剤として用いられることとなるのである。なお、この発泡剤としての水の添加量は、一般に、ポリオール成分の１００重量部に対して、０．１〜３．０重量部とされるが、好ましくは０．５〜２．０重量部の範囲内とされる。なお、かかる水の添加量が、ポリオール成分の１００重量部に対して、０．１重量部よりも少なくなると、充分な発泡を行ない難くなると共に、また、形成される発泡セルが大きくなる問題があり、逆に、３．０重量部を超えるようになると、発泡速度が速く、成形型２０へ注入を行なう前に、注型機３６内において発泡反応が進み過ぎ、これにより、ウレタン原料３４の体積が増加して、注型口３８から反応途中の原料が漏れたりして、安定した注入作業を行なうことが出来なくなって、歩留りが悪くなったり、更には、発泡状態の均一化が有利に図られないために、ウレタン発泡体からなる導電性ベース層１４の表面１５に有害なうねりが発生して、表面が凹凸となる等の問題が生ずるようになる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係るポリウレタン原料３４には、目的とするウレタン発泡体ロール１０に所望とする導電性が有利に付与され得るように、カーボンブラック、金属粉末、導電性金属酸化物、第４級アンモニウム塩等の導電剤が配合され、そのような導電剤が配合されたポリウレタン原料３４にて形成される導電性ベース層１４の体積抵抗値は、一般に、１×１０³ 〜１×１０⁶ Ω・ｃｍ程度に調整されることとなる。
【００３２】
加えて、上述せる如きポリウレタン原料３４には、従来と同様に、必要に応じて、触媒、整泡剤、難燃剤、減粘剤、安定剤、充填剤、架橋剤、着色剤等の各種添加剤が、所望とする発泡体構造を生ぜしめ易い公知の配合となるように、適宜に添加せしめられ得る。
【００３３】
かくして、軸体１２が成形型２０の所定位置にセットされると共に、上述せる如きゴム弾性体チューブが成形キャビティ２８の内面３０の全面に重ね合わされて、水分を含んだ吸湿層３２が存在せしめられてなる成形型３０を用いて、かかる成形型２０の成形キャビティ２８内に、具体的には、軸体１２の外周面と吸湿層３２の内周面との間の間隙に、前記したポリウレタン原料３４を導入して、通常の発泡成形操作（通常、８０〜１００℃×１５〜６０分のキュア）を実施することにより、吸湿層３２中の水分が蒸散して、導電性ベース層１４との界面から、ポリウレタン原料３４中に供給せしめられるのである。これにより、ポリウレタン原料３４の発泡反応に利用される水分量が有利に増加せしめられ、以て、導電性ベース層１４を構成するウレタン発泡体の発泡セルの均一化や微細化が効果的に実現されて、セル形状の安定化が有利に図られ得るようになっているのである。また、そのような発泡セルの均一化や微細化等の効果は、吸湿層３２との界面付近において、特に顕著に発現され得る。
【００３４】
なお、上記発泡成形操作にて形成される導電性ベース層１４の硬度や厚みにあっては、ロールの用途等に応じて適宜に設定されるものの、硬度としては、一般に、アスカーＣ硬度で、６０°以下の硬度であることが望ましく、また、厚みとしては、一般に、２〜１０ｍｍ程度が好適に採用され得る。更に、そのような導電性ベース層１４の発泡構造において、それを構成する発泡セルのサイズとしては、ウレタン発泡ロール１０が適用される画像形成装置の高性能化を図るべく、微細であることが望ましく、１００〜５００μｍ程度とされることが望ましい。
【００３５】
また、上記した発泡成形操作によるポリウレタン原料の発泡に基づいて、成形キャビティ２８における内圧が上昇することによって、ウレタン発泡体が吸湿層３２に対して充分に圧接せしめられることとなるところから、軸体１２の周囲において、導電性ベース層１４が一定の厚さをもって、高い寸法精度にて、有利に形成され得ると共に、かかる導電性ベース層１４に対して、吸湿層３２が、充分な強度をもって固着乃至は接着せしめられ得ることとなり、それによって、導電性ベース層１４の外周面上に、吸湿層３２が、ロール構成層たる抵抗調整層１６として、一体的に存在せしめられてなるモールド成形品４０が形成されるのである。
【００３６】
その後、上記の発泡成形操作によって導電性ベース層１４と抵抗調整層１６が積層形成されたモールド成形品４０は、脱型され、その外周面上に、保護層１８が形成されることにより、図１に示される構造のウレタン発泡ロール１０が製造されることとなる。なお、かかる保護層１８は、ロール表面にトナー等が付着、堆積するのを抑制するために設けられ、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のナイロン系材料や、フッ素変性アクリレート系樹脂を含む樹脂組成物材料等に、カーボンブラックや導電性金属酸化物等の導電剤が配合されて、その体積抵抗値が１×１０⁸ 〜１×１０¹³Ω・ｃｍとなるようにして、形成されることとなる。また、このような保護層１８は、従来と同様に、ディッピングやロールコート等の公知のコーティング手法により形成され、その厚みは、通常、３〜２０μｍ程度とされる。
【００３７】
そして、このような構成を有するウレタン発泡ロール１０（導電性ロール）にあっては、軸体１２上に、ウレタン発泡体からなる導電性ベース層１４が形成され、更に、抵抗調整層１６、保護層１８が順次設けられているところから、導電性ベース層１４にて、低硬度乃至は柔軟性と良好な導電性とが付与され、また、抵抗調整層１６にて、優れた耐電圧性（耐リーク性）が具備され、更に、保護層１８にて、ロール表面へのトナー等の付着、堆積が効果的に抑制され得たものとなっているのである。
【００３８】
しかも、上述せるようにしてウレタン発泡ロール１０を製造すれば、発泡成形時において、吸湿層３２に含有せしめられた水分が蒸散して、ポリウレタン発泡原料３４中に供給せしめられ、これにより、発泡反応に使用される水分量が有利に増大せしめられるところから、得られるポリウレタン発泡体において、発泡セルの均一化や微細化が有利に実現され得るのである。
【００３９】
加えて、発泡反応に関与する水分が、吸湿層３２からポリウレタン原料３４中に補充せしめられるようになっているところから、発泡セルの均一化や微細化のために、ポリウレタン原料３４中へ添加せしめる水分量を増加せしめる必要がなく、このために、ポリウレタン原料３４の調製時の水分添加量の増加に伴って惹起される、注型機３６からのポリウレタン原料３４の漏れ乃至は垂れ、更には、均一な発泡が実現され得ないことによる表面の凹凸化等の問題も、有利に解消され得るのであり、これにて、良好なる歩留りが達成され得るのである。
【００４０】
さらに、上記実施形態におけるウレタン発泡ロール１０にあっては、成形型２０に、軸体１２と抵抗調整層１６を与える吸湿層３２を配置した状態で、発泡成形を行なうようにしているところから、ベース層１４の成形と同時に、かかるベース層１４の内周面と外周面１５に、それぞれ、軸体１２と抵抗調整層１６を固着して、一体化せしめることが出来、製造工程数の削減が有利に実現され、製造時間の短縮化や製造コストの低減等の利点も享受され得るのである。
【００４１】
以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。
【００４２】
例えば、上記の実施形態においては、ウレタン発泡ロール１０として、帯電ロールや現像ロール、トナー供給ロール、転写ロール等の導電性を有するロールの代表的な構造を例示し、その製造方法を詳細に説明したが、本発明は、ロール外表面を形成する成形型２０の内面３０に、水分を含んだ吸湿層３２を存在せしめた状態下において、ポリウレタン原料３４を発泡成形せしめるものであれば、上述せる如き導電性を有するロール１０の他にも、給紙ロール等、従来から電子写真方式を利用した複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる各種ロールが、本発明に従って、有利に製造されることとなるのであり、ウレタン発泡ロールの構造や、導電性の有無等は、目的とするウレタン発泡ロールの用途等に応じて、適宜に決定され得る。
【００４３】
また、上記の実施形態においては、吸湿層３２として、吸湿性を有するゴム弾性体チューブが用いられ、ポリウレタン原料３４の発泡成形によって、ベース層１４が形成されると同時に、その外周面１５上に吸湿層３２が固着せしめられて、抵抗調整層１６が積層形成されるようになっており、これにより、製造工数の削減、ひいては、製造時間の短縮化や製造コストの低減等が有利に実現される得るようになっていたが、本発明において、吸湿層３２は、ポリウレタン原料３４の発泡成形時に、ポリウレタン原料３４に対して、水分を供給することが出来るものであれば良く、上例の抵抗調整層１６を与える形成材料からなるゴム弾性体チューブに何等限定されるものではない。具体的には、ナイロン樹脂（ポリアミド樹脂）等の適当な吸湿性乃至は吸水性を有する材料にて筒状体を作製して、これを成形型内に存在せしめた状態において、上例と同様にモールド成形品を形成して脱型した後、その表面から、吸湿層を除去することによって、ウレタン発泡体からなるベース層１４を形成することも可能である。この場合、図１に示される構造のウレタン発泡体ロールを形成するに際しては、そのようにして形成されたベース層１４の外周面上に、従来から公知の手法で、抵抗調整層や保護層を順次積層形成すればよい。
【００４４】
さらに、上例では、吸湿層３２として、所定の厚さの吸湿性筒状体（ゴム弾性体チューブ）が採用されていたが、成形キャビティ２８の内面３０を全面に亘って一定の厚さにおいて覆うことが出来るものであれば、その形態は特に限定されるものではなく、適当な形状の吸湿性フィルムの１枚乃至は複数枚を、内面３０の軸方向や周方向に延びる形態や、螺旋状形態等をもって、内面３０に沿って配置することも可能である。
【００４５】
加えて、上記実施形態では、吸湿層３２の吸湿処理が、成形型２０内にセットする前のゴム弾性体チューブを、所定の温度と相対湿度の環境下に保持することにより行なわれていたが、かかる吸湿処理は、ポリウレタン原料３４の発泡成形操作に先立って行なわれておれば、ゴム弾性体チューブを成形型２０内にセットした後に行なわれても何等差支えない。
【００４６】
その他、一々列挙はしないが、本発明が、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００４７】
【実施例】
以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。
【００４８】
（実施例）
先ず、ポリウレタン原料を調製するために、下記の配合組成に従って、ポリオール成分を含むポリオール配合剤と、ポリイソシアネート成分としてプレポリマーを含むポリイソシアネート配合剤を、それぞれ調製した。そして、それらポリオール配合剤とポリイソシアネート配合剤とを、ポリオール配合剤：ポリイソシアネート配合剤＝１００：２５の重量比となるように混合して、ポリウレタン原料を調製した。
【００４９】
−ポリオール配合剤− （配合比）
ＥＰ−８２８（三井化学(株)製、ポリオール成分） ９０重量部
ＰＯＰ−３１−２８（三井化学(株)製、ポリオール成分） １０重量部
ケッチェンＥＣ（導電剤） ２重量部
カオライザーＮＯ．３１（花王(株)製、第三級アミン触媒） ０．５重量部
トヨキャットＨＸ−３５（東ソー(株)製、第三級アミン触媒）０．１重量部
ジブチル錫ジラウレート（錫系触媒） ０．１重量部
Ｌ−５３０９（日本ユニカー(株)製、シリコーン系整泡剤） ３重量部
水（発泡剤） ２重量部
【００５０】

【００５１】
一方、下記配合組成の抵抗調整層用形成材料を、押出機により、チューブ状に押し出し、１６０℃で加硫を行なった後、カットして、厚み：４００〜５００μｍ×外径：１４ｍｍ×長さ：２４０ｍｍのゴム弾性体チューブを作製した。そして、得られたゴム弾性体チューブを、温度：２２℃×相対湿度４９％の環境下で１２時間放置して、吸湿処理を行なった。なお、この吸湿処理によって、０．０２ｇの水分が、ゴム弾性体チューブに吸湿されたことを、確認した。
【００５２】
−抵抗調整層用形成材料− （配合比）
エピクロルヒドリンゴム １００重量部
イオン導電剤 １重量部
シリカ ５０重量部
加硫剤 ２重量部
加硫促進剤 ５重量部
加硫助剤 １０重量部
加工助剤 １重量部
【００５３】
次いで、成形型として、図２に示される如きパイプ型（２０）を用い、その成形キャビティ（２８）内に、外径：６ｍｍ×長さ：２６０ｍｍの芯金（１２）を配置する一方、ロール外周面を与える、内径：１４ｍｍの金属製パイプ（２２）の内面（３０）に、上記で得られたゴム弾性体チューブを挿入して、かかるチューブにて吸湿層（３２）を形成した後、かかる芯金（１２）と水分を含んだ吸湿層（３２）を存在せしめた状態下において、成形キャビティ（２８）内に、上記で調製されたポリウレタン原料を、１０ｇ注入し、９０℃で３０分間の熱処理（１次キュア）を行なうことにより、ポリウレタン原料を発泡、硬化せしめて、発泡成形されたモールド成形品（４０）を作製した。そして、冷却後、得られたモールド成形品（４０）を成形型（２０）から取り出して、両端部をカットし、更に、１１０℃で６０分の熱処理（２次キュア）を行なうことにより、軸体の周りにウレタン発泡体からなる導電性ベース層（１４）と、ゴム弾性体からなる抵抗調整層（１６）とが積層された２層構造のウレタン発泡ロールを得た。
【００５４】
（比較例）
上記実施例において、ゴム弾性体チューブを、乾燥エアが流入する乾燥室（温度：３１℃×相対湿度１４％）で保持して、吸湿処理を実施しなかった以外は、実施例と同様にして、軸体の周りに導電性ベース層（１４）と抵抗調整層（１６）とが積層された２層構造のウレタン発泡ロールを作製した。
【００５５】
−評価−
そして、上述せるようにして得られた実施例及び比較例に係るウレタン発泡ロールを、顕微鏡を用いて撮像し、それぞれ、図５及び図６に示した。かかる図５と図６を比較すると、図５に示される実施例のウレタン発泡ロールは、ウレタン発泡体の発泡セルが細かく、均一になっていることが分かる。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に従ってウレタン発泡ロールを製造すれば、発泡成形時に、成形型内に存在せしめられた吸湿層から、ポリウレタン原料へ水分が補充されるところから、ポリウレタン原料に添加する水分添加量を増加せしめることなく、より均一に、より微細な発泡セルを有するウレタン発泡ロールを製造することが出来るのである。従って、製品表面に凹凸等の欠陥が惹起されるようなことも、有利に防止され得るのである。
【００５７】
しかも、発泡セルの均一化や微細化を図るべく、ポリウレタン原料に添加する水分添加量を増加せしめる必要がないところから、ポリウレタン原料を混合する注型機において、垂れ乃至は漏れが発生することが防止され、攪拌効率を高レベルに保つことが出来、ウレタン発泡体の発泡効率を高めて、発泡セルの均一化や微細化を図った上で、歩留りも良好に確保され得る。
【００５８】
また、吸湿層に予め含ませる水分量を適宜に調整すれば、ポリウレタン原料への水分添加量を調整する場合に比して、より一層簡便に、得られるウレタン発泡体の発泡レベルを制御することが可能となる。また更に、吸湿層に予め含ませる水分量とウレタン原料に添加する水分量とを調整することにより、ウレタン発泡体の吸湿層側と軸心側とで発泡状態を変化せしめて、かかるウレタン発泡体からなる層を、疑似二層にすることも、可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って製造されるウレタン発泡ロールの一例を示す横断面説明図である。
【図２】本発明において用いられる成形型の一例を示す縦断面説明図であって、（ａ）は、成形型が分解された状態を示す一方、（ｂ）は、（ａ）の成形型の成形キャビティ内に、軸体と吸湿層が配置せしめられた状態を示している。
【図３】図２に示される成形型を用いて、ウレタン発泡ロールを製造する工程を示す説明図であって、ポリウレタン原料を導入する工程を示している。
【図４】図２に示される成形型を用いて、ウレタン発泡ロールを製造する工程を示す説明図であって、ウレタン発泡体が形成された状態を示している。
【図５】実施例に係るウレタン発泡ロールを、撮像して得られた顕微鏡写真である。
【図６】比較例に係るウレタン発泡ロールを、撮像して得られた顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０ ウレタン発泡ロール １２ 軸体
１４ 導電性ベース層 １６ 抵抗調整層
１８ 保護層 ２０ 成形型
２２ パイプ部 ２４ 上キャップ体
２６ 下キャップ体 ２８ 成形キャビティ
３０ 内面 ３２ 吸湿層
３４ ポリウレタン原料 ３６ 注型機
３８ 注型口 ４０ モールド成形品

Claims (3)

1. 発泡剤として水を用いて、ポリウレタン原料を発泡成形することにより、目的とするロール形状を与える成形キャビティ内において、ウレタン発泡ロールを製造する方法にして、
   前記成形キャビティにおけるロール外周側を形成する成形型の内面に、前記ポリウレタン原料の発泡成形操作に先立って水分の吸湿が行なわれた、吸湿性を有する筒状体からなる吸湿層を存在せしめた状態下において、該成形型の成形キャビティ内に、前記ポリウレタン原料を導入して、発泡成形せしめることを特徴とするウレタン発泡ロールの製造方法。
2. 前記吸湿性筒状体が、ゴム弾性体チューブであり、前記ポリウレタン原料の発泡成形操作によって形成されるベース層に固着されて、該ベース層の外周面上に、ロール構成層として一体的に存在せしめられる請求項１に記載のウレタン発泡ロールの製造方法。
3. 前記ゴム弾性体チューブの主成分たるゴム材料が、エピクロルヒドリン系ゴムである請求項２に記載のウレタン発泡ロールの製造方法。

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