JP5102991B2 - Toner supply roller and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置の現像装置に使用するトナー供給ローラーやその製造方法に関する。   The present invention relates to a toner supply roller used in a developing device of an image forming apparatus and a method for manufacturing the same.

複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置には、電子写真感光体や静電記録誘電体等の潜像担持体上に形成した静電潜像の現像を行う現像装置が設けられる。現像装置には、例えば、所定のトナー(現像剤)を収納する現像容器の開口を閉塞し、一部が露出され、露出した部分で潜像担持体と対向するように配置される現像ローラーが設けられ、潜像担持体に現像容器に収納されるトナーを供給するようになっている。現像容器内には、この現像ローラー表面にトナーを供給するトナー供給ローラーと、現像ローラー上に余剰のトナーを除去してトナーの薄膜を形成するブレード等が設けられる。トナー供給ローラーは、現像ローラー表面にトナーを供給しこれと同時に不要分を掻き取り、一定量のトナー供給を行うため、低硬度、即ち柔軟性を有することが要請される。   Image forming apparatuses such as copying apparatuses, image recording apparatuses, printers, and facsimile machines are provided with a developing device that develops an electrostatic latent image formed on a latent image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric. It is done. The developing device includes, for example, a developing roller that closes an opening of a developing container that stores predetermined toner (developer), is partially exposed, and is disposed so as to face the latent image carrier at the exposed portion. The toner stored in the developing container is supplied to the latent image carrier. In the developing container, a toner supply roller that supplies toner to the surface of the developing roller, a blade that removes excess toner and forms a thin film of toner on the developing roller, and the like are provided. The toner supply roller is required to have low hardness, that is, flexibility in order to supply toner to the surface of the developing roller and scrape unnecessary parts at the same time to supply a constant amount of toner.

このような現像装置において、低温低湿環境下で長期間放置した場合など、トナーのチャージアップ等により、ブレードのみでは現像ローラー表面のトナー量を一定に制御することは困難となり、トナーの濃度薄に起因する画像不良が発生する場合がある。そのため、トナー供給ローラーを低抵抗化(導電化)することが考えられる。   In such a developing device, when left in a low temperature and low humidity environment for a long period of time, it becomes difficult to control the toner amount on the surface of the developing roller with a blade alone due to toner charge-up, etc. The resulting image defect may occur. Therefore, it is conceivable to reduce the resistance (conductivity) of the toner supply roller.

一方、低抵抗化したポリウレタンスポンジ層を有する弾性ローラーとして、イオン導電剤を用いたものが知られている(特許文献1)。ポリウレタンスポンジ層にイオン導電剤を含有する弾性ローラーはローラー抵抗ムラが小さいことや電圧依存性が小さい等の利点がある。   On the other hand, as an elastic roller having a low-resistance polyurethane sponge layer, one using an ionic conductive agent is known (Patent Document 1). An elastic roller containing an ionic conductive agent in the polyurethane sponge layer has advantages such as low roller resistance unevenness and low voltage dependency.

しかしながら、イオン導電剤によってポリウレタンスポンジ層を低抵抗化した場合、環境依存性が大きくなる場合があり、各環境下において、同じ抵抗を得ることは困難である。   However, when the resistance of the polyurethane sponge layer is reduced by an ionic conductive agent, the environmental dependency may increase, and it is difficult to obtain the same resistance under each environment.

環境依存性が小さくなるような低抵抗化の方法として、カーボンブラックや酸化アルミニウム等を用いることが知られている。その中でも、優れた方法として、DBP吸油量が、100cm2/100g〜500cm2/100gのカーボンブラックをポリウレタンスポンジ層中に0.5%〜3.0%含有するトナー供給ローラーが提案されている(特許文献2)。 It is known to use carbon black, aluminum oxide, or the like as a method for reducing resistance so as to reduce environmental dependency. Among them, as an excellent method, DBP oil absorption amount, 100cm 2 / 100g~500cm 2 / 100g toner supply roller containing 0.5% to 3.0% of carbon black in the polyurethane sponge layer has been proposed (Patent Document 2).

しかしながら、ポリオール成分の分子量やエチレンオキシドユニッドの割合やイソシアネート成分の組成等材料面及びトナー供給ローラーの成形方法について検討されておらず、環境依存性を適切に抑制することができるポリウレタンスポンジ層については知られていない。
特開平11−292948号公報 特開平10−268627号公報
However, the material surface such as the molecular weight of the polyol component, the ratio of ethylene oxide uniform and the composition of the isocyanate component and the molding method of the toner supply roller have not been studied, and the polyurethane sponge layer that can appropriately suppress environmental dependency unknown.
JP 11-292948 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-268627

本発明の課題は、低抵抗であって、環境に左右されず安定した電気抵抗値を有するトナー供給ローラーを提供することにある。そして、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことができ、トナーの消費量が増加するのを抑制し、濃度ムラを抑制した画像を得ることができるトナー供給ローラーを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner supply roller having a low resistance and a stable electric resistance value regardless of the environment. It is another object of the present invention to provide a toner supply roller that can perform toner supply and scraping well and uniformly, suppress an increase in toner consumption, and obtain an image with reduced density unevenness. .

本発明は、芯金と、該芯金の外周に設けられるポリウレタンスポンジ層とを有するトナー供給ローラーにおいて、ポリウレタンスポンジ層が、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)とを含有するポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(D)、触媒、導電剤、及び発泡剤を用いて得られ、ポリエーテルポリオール(C)がポリオール成分(A)中に1質量%以上30質量%以下の範囲で含まれ、ポリウレタンスポンジ層の外周面におけるセル開口率が20%以上であることを特徴とするトナー供給ローラーに関する。ポリエーテルポリオール(B)は、末端にエチレンオキシドユニットを有する共重合体であって、エチレンオキシドユニットの含有量が5質量%以上30質量%以下であり、質量平均分子量が2500以上7500以下のポリエーテルポリオールである。
ポリエーテルポリオール(C)は、一般式(1)で表されるポリエーテルポリオールの単位からなる重合体であって、質量平均分子量が1000以上4000以下のポリエーテルポリオールである。
HO−(C 2 4 O) l −H (1)
(式中、lは1以上のいずれかの整数を示す。)
The present invention relates to a toner supply roller having a cored bar and a polyurethane sponge layer provided on the outer periphery of the cored bar, wherein the polyurethane sponge layer contains a polyether polyol (B) and a polyether polyol (C). Obtained by using the component (A), the polyisocyanate component (D), the catalyst, the conductive agent, and the foaming agent, and the polyether polyol (C) is in the range of 1% by mass to 30% by mass in the polyol component (A). The toner supply roller is characterized in that the cell opening ratio on the outer peripheral surface of the polyurethane sponge layer is 20% or more. The polyether polyol (B) is a copolymer having an ethylene oxide unit at the terminal, and the content of the ethylene oxide unit is 5% by mass or more and 30% by mass or less, and the mass average molecular weight is 2500 or more and 7500 or less. It is.
Polyether polyol (C) is a polymer comprising units of the polyether polyol represented by the general formula (1), mass average molecular weight of 1000 to 4,000 polyether polyols.
HO— (C 2 H 4 O) 1 —H (1)
(In the formula, l represents any integer of 1 or more.)

本発明のトナー供給ローラーは、低抵抗であって、環境に左右されず安定した電気抵抗値を有するトナー供給ローラーを提供することにある。そして、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことができ、トナーの消費量が増加するのを抑制し、濃度ムラを抑制した画像を得ることができる。   The toner supply roller of the present invention is to provide a toner supply roller having a low resistance and a stable electric resistance value regardless of the environment. In addition, toner can be supplied and scraped well and uniformly, an increase in toner consumption can be suppressed, and an image with reduced density unevenness can be obtained.

本発明のトナー供給ローラーは、芯金と、該芯金の外周に設けられるポリウレタンスポンジ層を有するトナー供給ローラーにおいて、ポリウレタンスポンジ層が、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)とを含有するポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(D)、触媒、導電剤、及び発泡剤を用いて得られ、ポリエーテルポリオール(C)がポリオール成分(A)中に1質量%以上30質量%以下の範囲で含まれ、ポリウレタンスポンジ層の外周面におけるセル開口率が20%以上であることを特徴とする。ポリエーテルポリオール(B)は、末端にエチレンオキシドユニットを有する共重合体であって、エチレンオキシドユニットを5質量%以上30質量%以下の範囲で含有し、質量平均分子量が2500以上7500以下のポリエーテルポリオールである。ポリエーテルポリオール(C)は、一般式(1)で表されるポリエーテルポリオールの単位からなる重合体であって、質量平均分子量が1000以上4000以下のポリエーテルポリオールである。
HO−(C 2 4 O) l −H (1)
(式中、lは1以上のいずれかの整数を示す。)
The toner supply roller of the present invention is a toner supply roller having a cored bar and a polyurethane sponge layer provided on the outer periphery of the cored bar, wherein the polyurethane sponge layer comprises a polyether polyol (B) and a polyether polyol (C). It is obtained using a polyol component (A), a polyisocyanate component (D), a catalyst, a conductive agent, and a foaming agent, and the polyether polyol (C) is 1% by mass to 30% by mass in the polyol component (A). It is included in the following range, and the cell opening ratio on the outer peripheral surface of the polyurethane sponge layer is 20% or more. The polyether polyol (B) is a copolymer having an ethylene oxide unit at the terminal, containing an ethylene oxide unit in the range of 5% by mass to 30% by mass, and a mass average molecular weight of 2500 to 7500. It is. Polyether polyol (C) is a polymer comprising units of the polyether polyol represented by the general formula (1), mass average molecular weight of 1000 to 4,000 polyether polyols.
HO— (C 2 H 4 O) 1 —H (1)
(In the formula, l represents any integer of 1 or more.)

[ポリオール成分(A)]
本発明のトナー供給ローラーのポリウレタンスポンジ層の形成に用いられるポリオール成分(A)は、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)を含有する。ポリオール成分が、異なる範囲の質量平均分子量を有するポリエーテルポリオールを有することにより、ウレタン化反応の反応速度が低下するのを抑制しつつ、セルを充分に形成し、充分な開口を形成することを可能とする。
[Polyol component (A)]
The polyol component (A) used for forming the polyurethane sponge layer of the toner supply roller of the present invention contains a polyether polyol (B) and a polyether polyol (C). The polyol component has a polyether polyol having a weight average molecular weight in a different range, thereby suppressing the decrease in the reaction rate of the urethanization reaction, sufficiently forming cells and forming sufficient openings. Make it possible.

[ポリエーテルポリオール(B)]
ポリエーテルポリオール(B)は、末端にエチレンオキシドユニットを含有する共重合体である。エチレンオキシドユニットを末端に有することにより、ウレタン化反応を促進することができ、成形型によるウレタンスポンジ層の成形が可能となる。エチレンオキシドユニットとは、−C24O−をいい、ポリエーテルポリオール(B)の末端は、エチレンオキシドユニットに水素原子または水酸基が結合し、HO−C24O−または−C24O−Hとなっている。ポリエーテルポリオール(B)中のエチレンオキシドユニットの含有量は、5質量%以上30質量%以下である。ポリエーテルポリオール(B)のエチレンオキシドユニットの含有量が5質量%以上であれば、ウレタン化反応を促進することができ、成形型による成形において良好なウレタンスポンジ層の成形を可能とし、30質量%以下であれば、樹脂化反応の促進によるウレタンスポンジ層表面のセル開口性の低下を抑制することができる。ポリエーテルポリオール(B)中のエチレンオキシドユニットの含有量が、10質量%以上25質量%以下であると上記の効果をより顕著に得られ、好ましい。
[Polyether polyol (B)]
The polyether polyol (B) is a copolymer containing an ethylene oxide unit at the terminal. By having an ethylene oxide unit at the terminal, the urethanization reaction can be promoted, and a urethane sponge layer can be molded by a mold. The ethylene oxide unit refers to —C 2 H 4 O—, and the end of the polyether polyol (B) has a hydrogen atom or a hydroxyl group bonded to the ethylene oxide unit, resulting in HO—C 2 H 4 O— or —C 2 H 4. It is O-H. Content of the ethylene oxide unit in polyether polyol (B) is 5 to 30 mass%. If the content of the ethylene oxide unit of the polyether polyol (B) is 5% by mass or more, the urethanization reaction can be promoted, and a good urethane sponge layer can be formed in the molding with a molding die, and 30% by mass. If it is below, the fall of the cell opening property of the urethane sponge layer surface by promotion of resinification reaction can be suppressed. When the content of the ethylene oxide unit in the polyether polyol (B) is 10% by mass or more and 25% by mass or less, the above effect can be more remarkably obtained, which is preferable.

ポリエーテルポリオール(B)としては、エチレンオキシドと、他のモノマー、例えば、プロピレンオキシド等のオキシドとを反応開始剤を用いて付加重合して得られる共重合体を挙げることができる。反応開始剤としては、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、ソルビトール等を挙げることができる。エチレンオキシドの使用量としては、生成物としての共重合体の分子量等の特性を考慮して適宜することができる。   Examples of the polyether polyol (B) include a copolymer obtained by addition polymerization of ethylene oxide and another monomer, for example, an oxide such as propylene oxide, using a reaction initiator. Examples of the reaction initiator include glycerin, trimethylolpropane, ethylene glycol, propylene glycol, pentaerythritol, sorbitol and the like. The amount of ethylene oxide used can be appropriately determined in consideration of characteristics such as the molecular weight of the copolymer as a product.

また、ポリエーテルポリオール(B)の平均水酸基数が2〜4であることが好ましい。平均水酸基数が2以上であれば、高温高湿環境下においてもウレタンスポンジ層において圧縮永久歪の発生を抑制することができ、平均水酸基基数が4以下であれば、ウレタンスポンジが高硬度になるのを抑制することができる。   Moreover, it is preferable that the average number of hydroxyl groups of polyether polyol (B) is 2-4. If the average number of hydroxyl groups is 2 or more, the generation of compression set can be suppressed in the urethane sponge layer even in a high temperature and high humidity environment. If the average number of hydroxyl groups is 4 or less, the urethane sponge has high hardness. Can be suppressed.

更に、ポリエーテルポリオール(B)は質量平均分子量が2500以上7500以下である。質量平均分子量が2500以上であれば得られるウレタンスポンジ層が高硬度になるのを抑制することができる。質量平均分子量が7500以下であれば、ポリイソシアネートとの混合が容易であり均一に混合することができ、成形時の取扱いが容易であって、成形型を用いる場合容易に未硬化原料の注型を行うことができる。ポリエーテルポリオールの質量平均分子量はより好ましくは、3000〜5000である。   Furthermore, the polyether polyol (B) has a weight average molecular weight of 2500 to 7500. If the mass average molecular weight is 2500 or more, the resulting urethane sponge layer can be prevented from having high hardness. If the mass average molecular weight is 7500 or less, it is easy to mix with the polyisocyanate and can be mixed uniformly, and it is easy to handle at the time of molding. It can be performed. The mass average molecular weight of the polyether polyol is more preferably 3000 to 5000.

ポリエーテルポリオール(B)は上記ポリエーテルポリオールを1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。   Polyether polyol (B) can use the said polyether polyol 1 type or in combination of 2 or more types.

ポリエーテルポリオール(B)はポリオール成分(A)中に、例えば、84〜70質量%の範囲で含有されることが好ましい。   The polyether polyol (B) is preferably contained in the polyol component (A) in the range of 84 to 70% by mass, for example.

このようなポリエーテルポリオール(B)としては、具体的には、上市されているEP550N(三井武田ケミカル株式会社製)、EP950(同社製)等を挙げることができる。   Specific examples of such polyether polyol (B) include commercially available EP550N (manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.), EP950 (manufactured by the same company), and the like.

[ポリエーテルポリオール(C)]
ポリエーテルポリオール(C)は、末端にエチレンオキシドユニットを有する重合体である。エチレンオキシドユニットを末端に有することにより、ウレタン化反応を促進することができ、成形型によるウレタンスポンジ層の成形が可能となる。ポリエーテルポリオール(C)の末端は、ポリエーテルポリオール(B)の末端と同様に、末端のエチレンオキシドユニットに酸素原子または水酸基が結合し、HO−C24O−または−C24O−Hとなっている。
[Polyether polyol (C)]
The polyether polyol (C) is a polymer having an ethylene oxide unit at the terminal. By having an ethylene oxide unit at the terminal, the urethanization reaction can be promoted, and a urethane sponge layer can be molded by a mold. The end of the polyether polyol (C) is similar to the end of the polyether polyol (B), in which an oxygen atom or a hydroxyl group is bonded to the terminal ethylene oxide unit, and HO—C 2 H 4 O— or —C 2 H 4 O. -H.

ポリエーテルポリオール(C)としては、一般式(1)   As the polyether polyol (C), the general formula (1)

HO−(C24O)l−H (1)
表されるポリエチレンオキシドポリオールのホモポリマーである。一般式(1)で表されるポリエチレンオキシドポリオールは、末端のエチレンオキシドユニットに結合する水酸基を有し、水との相溶性に優れ、ウレタン反応を促進させることができ、しかも、セルが充分に形成されたウレタンスポンジを成形することができる。
HO— (C 2 H 4 O) 1 —H (1)
In is a homopolymer of polyethylene oxide polyols represented. The polyethylene oxide polyol represented by the general formula (1) has a hydroxyl group bonded to the terminal ethylene oxide unit, has excellent compatibility with water, can promote the urethane reaction, and the cell is sufficiently formed. A molded urethane sponge can be formed.

このような重合体であるポリエーテルポリオール(C)中のエチレンオキシドユニットの含有量は、末端のエチレンオキシドユニットを含め100質量%である。ポリエーテルポリオール(C)中のエチレンオキシドユニットの含有量が100質量%であれば、ウレタン化反応を促進することができ、成形型によるウレタンスポンジ層の成形を可能とする。 The content of the ethylene oxide unit in the polyether polyol (C) which is such a polymer is 100% by mass including the terminal ethylene oxide unit. When the content of the ethylene oxide unit in the polyether polyol (C) is 100% by mass , the urethanization reaction can be promoted, and the urethane sponge layer can be molded by a molding die.

ポリエーテルポリオール(C)は、質量平均分子量は1000以上4000以下のものである。質量平均分子量が1000以上であればセル開口率が高く、低高度のウレタンスポンジ層を成形することができ、4000以下であれば、粘度の上昇を抑制し作業性、攪拌混合性が低下するのを抑制することができる。ポリエーテルポリオールの質量平均分子量はより好ましくは、3000〜5000である。   The polyether polyol (C) has a mass average molecular weight of 1000 or more and 4000 or less. If the mass average molecular weight is 1000 or more, the cell opening ratio is high, and a low-grade urethane sponge layer can be formed. If it is 4000 or less, the increase in viscosity is suppressed and workability and stirring and mixing properties are reduced. Can be suppressed. The mass average molecular weight of the polyether polyol is more preferably 3000 to 5000.

ポリエーテルポリオール(C)はポリオール(A)中に、1質量%以上30質量%以下の範囲で含有される。ポリエーテルポリオール(C)の含有量が1質量%以上であればウレタン化反応時に連続気泡化を可能としセルを充分に形成することができ、ウレタンスポンジ層表面のセルを開口させることも可能となる。つまり、表面領域まで充分にセルを形成し開口させるために、水等の発泡剤の含量を増加させて成形型内の発泡圧を高める必要がないため、芳香族ポリ尿素の副生成物の生成を抑制することができる。更に、ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(D)との反応速度を遅らせ、原料の混合が容易となる。そして、セルの形成を充分に行わせることが可能となり、小型の成形型による成形が可能となり、しかも、表面に存在するセルを破泡させ、ポリウレタンスポンジ層表面の開口率を上昇させ得る。   The polyether polyol (C) is contained in the polyol (A) in the range of 1% by mass to 30% by mass. If the content of the polyether polyol (C) is 1% by mass or more, open cells can be formed during the urethanization reaction, cells can be sufficiently formed, and cells on the surface of the urethane sponge layer can be opened. Become. In other words, it is not necessary to increase the foaming pressure in the mold by increasing the content of the foaming agent such as water in order to sufficiently form and open cells up to the surface area, thereby generating by-products of aromatic polyurea. Can be suppressed. Furthermore, the reaction rate of the polyol component (A) and the polyisocyanate component (D) is slowed down, and mixing of the raw materials becomes easy. Then, the cells can be sufficiently formed, the molding with a small mold can be performed, and the cells existing on the surface can be broken to increase the opening ratio of the surface of the polyurethane sponge layer.

このようなポリエーテルポリオール(C)としては、具体的には、上市されているMF−19T(三井武田ケミカル株式会社製)、EP505S(同社製)等を挙げることができる。   Specific examples of such polyether polyol (C) include MF-19T (manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) and EP505S (manufactured by the same company).

ポリオール成分(A)には、上記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)とを合計で85〜100質量%含むことが好ましい。更に、ポリオール成分(A)には、これらのポリエーテルポリオールの他、他のポリオール、例えば、上記以外のポリエーテルポリオール等が含まれていてもよい。   The polyol component (A) preferably contains 85 to 100% by mass of the polyether polyol (B) and the polyether polyol (C) in total. Furthermore, in addition to these polyether polyols, the polyol component (A) may contain other polyols such as polyether polyols other than those described above.

[ポリイソシアネート成分(D)]
上記ポリウレタンスポンジ層に用いるポリイソシアネート成分(D)としては、特に制限はないが、具体的には、トルエ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)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート及びこれらの誘導体等を挙げることができる。また、これらを、ポリオールと予めプレポリマー化して用いることもできる。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、トルエンジイソシアネート(TDI)が特に好ましい。TDIはポリイソシアネート成分(D)中、20質量%以上含有することが好ましい。TDIのポリイソシアネート成分(D)中の含有量が20質量%以上であると、ウレタンスポンジの通気量の低下を抑制することができ、粘度の上昇を抑制しポリオール成分(A)との混合を容易に行うことができる。
[Polyisocyanate component (D)]
The polyisocyanate component (D) used in the polyurethane sponge layer is not particularly limited, and specifically, toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc. Examples thereof include aliphatic polyisocyanates and derivatives thereof, alicyclic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate, and derivatives thereof. Moreover, these can also be prepolymerized with a polyol and used. These can be used alone or in combination of two or more, but toluene diisocyanate (TDI) is particularly preferred. TDI is preferably contained in the polyisocyanate component (D) in an amount of 20% by mass or more. When the content of TDI in the polyisocyanate component (D) is 20% by mass or more, a decrease in the air permeability of the urethane sponge can be suppressed, and an increase in viscosity can be suppressed and mixing with the polyol component (A) can be performed. It can be done easily.

ポリイソシアネート成分(D)のイソシアネートインデックスは70以上120であることが好ましい。イソシアネートインデックスが70以上であればウレタン化を促進し充分なポリウレタンを含むウレタンスポンジ層を成形することができる。また、イソシアネートインデックスが120以下であれば、低硬度のウレタンスポンジ層を得ることができる。   The isocyanate index of the polyisocyanate component (D) is preferably 70 or more and 120. If the isocyanate index is 70 or more, urethane formation is promoted and a urethane sponge layer containing sufficient polyurethane can be formed. Moreover, if the isocyanate index is 120 or less, a low-hardness urethane sponge layer can be obtained.

ここで、イソシアネートインデックスは、イソシアネートとの反応において、反応に与る活性水素基に対するNCO基の当量比(NCO基当量/活性水素基当量)×100で表されるものである。   Here, the isocyanate index is represented by an equivalent ratio of NCO groups to active hydrogen groups (NCO group equivalent / active hydrogen group equivalent) × 100 in the reaction with isocyanate.

[導電剤]
導電剤としては、カーボンブラックや金属粉、金属酸化物粉などのフィラー系導電材料を好ましいものとして挙げることができ、特に、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、DBP(フタル酸ブチル:JIS K6752)吸油量が、150cm3/100g以上600cm3/100g以下であるものが好ましい。導電性を得るために、DBP吸油量が、400cm3/100g以上600cm3/100g以下であり、かつBET比表面積が1000m2/g以上1400m2/g以下であるものがより好ましい。カーボンブラックのDBP吸油量が、150cm3/100g以上であれば、充分な導電性を有するポリウレタンスポンジ層が得られ、カーボンブラックの含有量の低減を図ることができる。また、カーボンブラックのDBP吸油量が、600cm3/100g以下であれば、ポリウレタンスポンジ層材料の増粘を抑制し、加工性の低下や得られるトナー供給ローラーの高硬度化を抑制することができる。
[Conductive agent]
Examples of the conductive agent include filler-based conductive materials such as carbon black, metal powder, and metal oxide powder, and carbon black is particularly preferable. The carbon black, DBP (butyl phthalate: JIS K6752) oil absorption, 150 cm 3/100 g or more as 600cm is 3/100 g or less is preferable. To obtain conductivity, DBP oil absorption amount, 400 cm 3/100 g or more 600cm and a 3/100 g or less, and a BET specific surface area of it is more preferably not more than 1000 m 2 / g or more 1400 m 2 / g. DBP oil absorption amount of carbon black, if 150 cm 3/100 g or more, a polyurethane sponge layer is obtained having a sufficient conductivity, it is possible to reduce the content of carbon black. Further, DBP oil absorption of the carbon black is equal to or less 600 cm 3/100 g, it is possible to suppress the thickening of the polyurethane sponge layer material, to suppress the high hardness of the workability decreases and the resulting toner supply roller .

ここで、上記DBP吸油量は、JIS K6217−4:2001に準じた測定方法による数値を採用することができる。また、BET比表面積は、JIS K6217−2:2001に準じた測定方法による数値を採用することができる。   Here, the value by the measuring method according to JIS K6217-4: 2001 can be employ | adopted for the said DBP oil absorption. Moreover, the numerical value by the measuring method according to JISK6217-2: 2001 can be employ | adopted for a BET specific surface area.

上記カーボンブラックの使用量としては、ポリエーテルポリオール100質量部に対し、0.5〜10質量部を好ましい範囲として挙げることができ、より好ましくは、1〜3質量部である。   As a usage-amount of the said carbon black, 0.5-10 mass parts can be mentioned as a preferable range with respect to 100 mass parts of polyether polyol, More preferably, it is 1-3 mass parts.

[触媒]
上記ポリオール成分(A)と、ポリイソシアネート成分(D)との反応を促進するための触媒は、公知のウレタン化触媒を使用することができる。具体的には、トリエチレンジアミン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5、1,2−ジメチルイミダゾール、N−エチルモルホリン、N−メチルモルホリン等のアミン系触媒、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−i−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン等の有機金属系触媒、前記アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させるためのカルボン酸塩や蟻酸塩、オクチル酸塩、ホウ酸塩等の酸塩触媒などを挙げることができる。これらの触媒は1種または2種以上を組み合せて用いることができる。触媒の使用量としては、ポリエーテルポリオール100質量部に対し、0.01〜5質量部が好ましく、より好ましくは0.01〜3質量部である。
[catalyst]
A known urethanization catalyst can be used as the catalyst for promoting the reaction between the polyol component (A) and the polyisocyanate component (D). Specifically, triethylenediamine, bis (dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexanediamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, 1,5 -Amine catalysts such as diazabicyclo (4,3,0) nonene-5, 1,2-dimethylimidazole, N-ethylmorpholine, N-methylmorpholine, tin octylate, tin oleate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin di Carboxylic acid for reducing initial activity of organometallic catalysts such as acetate, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, the amine catalyst and organometallic catalyst An acid salt catalyst such as a salt, formate, octylate or borate can be used. These catalysts can be used alone or in combination of two or more. As a usage-amount of a catalyst, 0.01-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyether polyol, More preferably, it is 0.01-3 mass parts.

[発泡剤]
上記ポリオール成分(A)と、ポリイソシアネート成分(D)とのウレタン化反応によりスポンジ体を得るための発泡剤としては、水が、ポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することから、特に好適に使用される。地球環境保護の目的で開発されたクロロフルオロカーボン類(HFC−134A等)、炭化水素(シクロペンタン等)等も使用することができる。これらは1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。また、上記原料と反応をしないガス等、上記原料に混入させ物理的な発泡による発泡剤であってもよい。
[Foaming agent]
As a foaming agent for obtaining a sponge body by urethanation reaction between the polyol component (A) and the polyisocyanate component (D), water is particularly suitable because it reacts with the polyisocyanate to generate carbon dioxide. Used for. Chlorofluorocarbons (such as HFC-134A) and hydrocarbons (such as cyclopentane) developed for the purpose of protecting the global environment can also be used. These can be used alone or in combination of two or more. Moreover, the foaming agent by physical foaming mixed with the said raw materials, such as the gas which does not react with the said raw material, may be sufficient.

発泡剤の使用量としては、例えば、水の場合、ポリエーテルポリオール100質量部に対し、0.5〜5質量部が好ましく、より好ましくは、1.0〜3.0質量部である。   As a usage-amount of a foaming agent, in the case of water, for example, 0.5-5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of polyether polyol, More preferably, it is 1.0-3.0 mass parts.

[その他の材料]
ポリウレタンスポンジ層を得るために、整泡剤を必要に応じて用いることができる。整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等を挙げることができる。これらは1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの整泡剤の中で、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンを好適なものとして挙げることができる。
[Other materials]
In order to obtain a polyurethane sponge layer, a foam stabilizer can be used as needed. Examples of foam stabilizers include water-soluble polyether siloxane from polydimethylsiloxane and ethylene oxide / propylene oxide copolymer, sodium salt of sulfonated ricinoleic acid, and a mixture of these with polysiloxane / polyoxyalkylene copolymer. Can do. These can be used alone or in combination of two or more. Among these foam stabilizers, water-soluble polyether siloxane from polydimethylsiloxane and an ethylene oxide / propylene oxide copolymer can be mentioned as a preferable one.

その他助剤として、架橋剤、難燃剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、酸化防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適量用いることができる。   As other auxiliary agents, an appropriate amount of a crosslinking agent, a flame retardant, a colorant, an ultraviolet absorber, an anti-aging agent, an antioxidant, a conductivity-imparting agent and the like can be used as necessary.

[ポリウレタンスポンジ層の作成]
ポリウレタンスポンジ層を作成するには、上記ポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(D)、触媒、導電剤、発泡剤、必要に応じて、整泡剤、その他助剤を混合し、液状ポリウレタン原料を得る。上記各原料を混合する際の温度や時間については特に制限はないが、混合温度は、通常10〜70℃、好ましくは20〜50℃の範囲であり、混合時間は通常1秒〜10分間、好ましくは3秒〜5分間程度である。
[Create polyurethane sponge layer]
In order to prepare a polyurethane sponge layer, the above-mentioned polyol component (A), polyisocyanate component (D), catalyst, conductive agent, foaming agent, and if necessary, a foam stabilizer and other auxiliaries are mixed, and a liquid polyurethane raw material Get. Although there is no restriction | limiting in particular about the temperature and time at the time of mixing each said raw material, Mixing temperature is 10-70 degreeC normally, Preferably it is the range of 20-50 degreeC, and mixing time is 1 second-10 minutes normally, Preferably, it is about 3 seconds to 5 minutes.

その後の発泡硬化は、成形型を用いて行うことが好ましい。成形型としては、エチレングリコールを用いて測定した接触角が85度以上の表面を有する成形キャビティを備えた成形型を好ましいものとして挙げることができる。エチレングリコールの接触角が85℃以上の成形キャビティ表面は、液状のポリウレタン原料との非相溶作用若しくは表面張力作用を有し、ポリウレタン原料中の発泡により生じるセルの成形キャビティ表面に最も近接する部分、即ちセルの壁の厚さが最も薄いセル中央部位においてポリウレタン原料の不存在部分が生じる。これによって、形成されるポリウレタンスポンジ層表面に外部に開口したセルを成形することができる。成形キャビティ表面のエチレングリコールの接触角が85°以上であれば、ポリウレタン原料との非相溶作用若しくは表面張力作用による効果を充分に発揮することができ、均一で充分な開口径を有するセル開口を形成できる。さらに、硬化したポリウレタンスポンジ層の接着性が強くなるのを抑制し、成形体を容易に離型することができる。   Subsequent foam hardening is preferably performed using a mold. As the mold, a mold having a mold cavity having a surface with a contact angle of 85 degrees or more measured using ethylene glycol is preferable. The surface of the molding cavity having an ethylene glycol contact angle of 85 ° C. or more has an incompatibility or surface tension effect with the liquid polyurethane raw material, and is the portion closest to the molding cavity surface of the cell caused by foaming in the polyurethane raw material That is, the absence of the polyurethane raw material occurs in the central portion of the cell where the cell wall thickness is the smallest. As a result, a cell opened to the outside can be formed on the surface of the formed polyurethane sponge layer. If the contact angle of ethylene glycol on the surface of the molding cavity is 85 ° or more, the effect of the incompatible action or surface tension action with the polyurethane raw material can be sufficiently exerted, and the cell opening having a uniform and sufficient opening diameter. Can be formed. Furthermore, the adhesiveness of the cured polyurethane sponge layer can be suppressed and the molded product can be easily released.

成形型の形状としてはいずれのものであってもよいが、円筒成形型が好ましい。円筒成形型を用いることにより、必要に応じて接着剤を塗布した芯金を設置して芯金と円筒成形型内で形成される成形キャビティに上記液状のポリウレタン原料を注入し、加熱硬化発泡することにより、芯金の外周にポリウレタンスポンジ層を成形することができる。その後、脱型して、芯金とポリウレタンスポンジ層が一体化されたトナー供給ローラーを得ることができる。   The shape of the mold may be any shape, but a cylindrical mold is preferable. By using a cylindrical mold, if necessary, a core metal coated with an adhesive is installed, the liquid polyurethane raw material is injected into the core metal and a molding cavity formed in the cylindrical mold, and then heat-cured and foamed. Thus, a polyurethane sponge layer can be formed on the outer periphery of the cored bar. Thereafter, the toner supply roller in which the cored bar and the polyurethane sponge layer are integrated can be obtained by demolding.

また、成形型としては、円筒状に限らず、シート状のポリウレタンスポンジ体を得る形状を有していてもよい。このようなシート状のポリウレタンスポンジ体の成形型を用いた場合、芯金の周囲に接合することができる。   Further, the mold is not limited to a cylindrical shape, and may have a shape for obtaining a sheet-like polyurethane sponge body. When such a sheet-like polyurethane sponge mold is used, it can be joined around the cored bar.

本発明のトナー供給ローラーに用いられる芯金は、円柱状、円筒状などの形状を有する鉄、アルミニウム製等いずれのものであってもよい。芯金の外径は、例えば、2mm以上10mm以下とすることができる。   The cored bar used in the toner supply roller of the present invention may be any of iron, aluminum, etc. having a columnar shape, a cylindrical shape or the like. The outer diameter of the cored bar can be set to 2 mm or more and 10 mm or less, for example.

芯金とポリウレタンスポンジ層の接合方法としては、上記のような円筒成形型を用いて一体化して硬化する方法や、原料混合物を所定の形状に成形した後芯金と接着する方法などを用いることができる。どちらの方法でも、必要に応じて芯金とポリウレタンスポンジ層との間に接着層を設けることができ、接着層としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることができる。   As a method for joining the core metal and the polyurethane sponge layer, a method of integrating and curing using the cylindrical mold as described above, a method of bonding the core metal after molding the raw material mixture into a predetermined shape, or the like is used. Can do. In either method, an adhesive layer can be provided between the cored bar and the polyurethane sponge layer as necessary, and a known material such as an adhesive or a hot melt sheet can be used as the adhesive layer.

[ポリウレタンスポンジ層]
本発明のトナー供給ローラーのポリウレタンスポンジ層は、表面に内部に連通した複数のセル開口を有し、外周面のセル開口率が20%以上である。より好ましいセル開口率は、30%から60%である。ポリウレタンスポンジ層のセル開口率が20%以上であると、十分にトナーを含むことができ、現像ローラーに十分な量のトナーを供給することができ、良好な画像を得ることができる。
[Polyurethane sponge layer]
The polyurethane sponge layer of the toner supply roller of the present invention has a plurality of cell openings communicating with the inside on the surface, and the cell opening ratio of the outer peripheral surface is 20% or more. A more preferable cell opening ratio is 30% to 60%. When the cell opening ratio of the polyurethane sponge layer is 20% or more, the toner can be sufficiently contained, a sufficient amount of toner can be supplied to the developing roller, and a good image can be obtained.

上記セルの開口率は、リアルタイム走査型レーザー顕微鏡(レーザーテック(株)製、1LM21DW−1)を用いて表面の画像を取り込み、画像解析により2値化処理を行い、セル開口面積を求め、次式によって(セル開口面積率[%]=セル開口面積/画像範囲×100)、セル開口面積率[%]を求める方法(特開2006−187940)や、ハイロックス(株)製のCCDビデオカメラを用い、40〜60倍の倍率で写真撮影を行い・写真画像のセル開口部分の面積を算出し、写真画像全体の面積で除してセル開口率を求める方法(特開2004−021212)等により測定した値を採用することができる。   The cell aperture ratio is obtained by taking a surface image using a real-time scanning laser microscope (manufactured by Lasertec Co., Ltd., 1LM21DW-1), performing binarization processing by image analysis, obtaining the cell opening area, (Cell opening area ratio [%] = cell opening area / image range × 100), a method for obtaining the cell opening area ratio [%] (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-187940), or a CCD video camera manufactured by Hilox Co., Ltd. Used to take a photograph at a magnification of 40 to 60 times, calculate the area of the cell opening of the photographic image, and divide by the area of the entire photographic image to obtain the cell opening ratio (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-021212), etc. The measured value can be adopted.

また、ポリウレタンスポンジ層は、軸方向に垂直な1対の側面をそれぞれ大気圧と125Paとしたとき、側面の単位面積当たりの通気量が0.8L/cm2/min以上3L/cm2/min以下の範囲であることが好ましい。通気量が0.8L/cm2/min以上であれば、長期使用後においてもトナーによる目詰まりの発生を抑制することができる。このため、ローラーの硬度の上昇によるトナー劣化を抑制することができる。また、内部へのトナーの蓄積を抑制し、芯金側が高硬度になるのを抑制し、低高度の表面側のポリウレタンスポンジが伸長されポリウレタンスポンジ層に破損が生じるのを抑制することができる。また、通気量が3L/cm2/min以下であればこのようなポリウレタンスポンジ層を容易に成形することができる。この範囲の通気量を有するポリウレタンスポンジ層によりトナー供給性が良好となる。 Further, the polyurethane sponge layer, when the respective atmospheric pressure and 125Pa vertical pair of side in the axial direction, airflow rate per unit area of the side surface is 0.8L / cm 2 / min or more 3L / cm 2 / min The following range is preferable. If the air flow rate is 0.8 L / cm 2 / min or more, the occurrence of clogging with toner can be suppressed even after long-term use. For this reason, toner deterioration due to an increase in the hardness of the roller can be suppressed. Further, accumulation of toner inside can be suppressed, the core metal side can be prevented from becoming hard, and the polyurethane sponge on the low altitude surface side can be stretched to prevent the polyurethane sponge layer from being damaged. Further, such a polyurethane sponge layer can be easily formed if the air flow rate is 3 L / cm 2 / min or less. A polyurethane sponge layer having an air flow rate in this range improves toner supply.

このような通気量は、図2に示す測定装置を用いて測定した値とすることができる。図2に示す測定装置は、被測定体のトナー供給ローラーの外径より若干小さな内径、例えば、トナー供給ローラーの外径の90%以内、より好ましくは95%以の内径を有する円筒4に圧入し、円筒4の一端の開口を大気に開放し、他端の開口を密閉し、密閉した空間に流量計5を介して真空ポンプ6を接続する。次いで、この密閉空間に圧力計7を接続し、密閉空間内の圧力が125Paになるように、真空ポンプ6を作動させ、そのときの空気流量を流量計で測定する。得られた値を、ポリウレタンスポンジ層の軸方向に垂直な側面の断面積で割ることにより、側面の単位面積当たりの通気量を得る。   Such an air flow rate can be a value measured using the measuring apparatus shown in FIG. The measuring apparatus shown in FIG. 2 is press-fitted into a cylinder 4 having an inner diameter slightly smaller than the outer diameter of the toner supply roller of the measured object, for example, an inner diameter of 90% or less, more preferably 95% or less of the outer diameter of the toner supply roller. The opening at one end of the cylinder 4 is opened to the atmosphere, the opening at the other end is sealed, and the vacuum pump 6 is connected to the sealed space via the flow meter 5. Next, a pressure gauge 7 is connected to the sealed space, the vacuum pump 6 is operated so that the pressure in the sealed space becomes 125 Pa, and the air flow rate at that time is measured with a flow meter. By dividing the obtained value by the cross-sectional area of the side surface perpendicular to the axial direction of the polyurethane sponge layer, the air flow rate per unit area of the side surface is obtained.

ポリウレタンスポンジ層の厚さは1〜20mmであることが好ましく、2〜12mmであることがより好ましい。厚さがこれらの範囲にあることによってトナー供給ローラーは良好なトナー搬送性を有する。   The thickness of the polyurethane sponge layer is preferably 1 to 20 mm, and more preferably 2 to 12 mm. When the thickness is within these ranges, the toner supply roller has good toner transportability.

このようなポリウレタンスポンジ層は、低硬度で柔軟性を有し、トナーを現像ローラー等の現像剤担持体に供給すると共に、不要量を掻き取る機能を有する。   Such a polyurethane sponge layer has low hardness and flexibility, and has a function of supplying toner to a developer carrying member such as a developing roller and scraping off an unnecessary amount.

[トナー供給ローラー]
本発明のトナー供給ローラーは上記ポリウレタンスポンジ層を有するものであれば、特に限定されず、ポリウレタンスポンジ層の機能を害さない範囲で、接着層の他、他の機能層を有するものであってもよい。
[Toner supply roller]
The toner supply roller of the present invention is not particularly limited as long as it has the polyurethane sponge layer, and may have other functional layers in addition to the adhesive layer as long as it does not impair the function of the polyurethane sponge layer. Good.

本発明のトナー供給ローラーの一例として、図1の斜視図に示すものを挙げることができる。図1に示すトナー供給ローラーは、円柱状の芯金2と、芯金2の両端部を除いて芯金2の周りに設けられたポリウレタンスポンジ層3を備える。   An example of the toner supply roller of the present invention is the one shown in the perspective view of FIG. The toner supply roller shown in FIG. 1 includes a cylindrical cored bar 2 and a polyurethane sponge layer 3 provided around the cored bar 2 except for both ends of the cored bar 2.

以下に、本発明のトナー供給ローラーを具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
[実施例1〜3、参考例4、実施例5〜8、比較例1〜4]
表1、表2に示す質量部のポリエーテルポリオール(B)、(C)、ポリイソシアネート、カーボンブラックと、整泡剤SRX274C(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製シリコーン整泡剤)1質量部、触媒としてTOYOCAT−ET(東ソー株式会社製第三級アミン触媒)0.1質量部、TOYOCAT−L33(東ソー株式会社製第三級アミン触媒)0.5質量部、発泡剤として水2.0質量部を、NCOインデックスが90となるように、25℃で混合攪拌した。この混合物を、直径5mmの金属製シャフトを挿入した内径15mmのパイプ状金型に、フォーム密度が0.10g/cm3になるように注入し、60℃のオーブン中に30分間加熱することにより発泡硬化させた。その後、脱型してトナー供給ローラーを作製した。
The toner supply roller of the present invention will be specifically described below, but the technical scope of the present invention is not limited to these.
[Examples 1-3, Reference Example 4, Examples 5-8, Comparative Examples 1-4]
1 part by mass of polyether polyol (B), (C), polyisocyanate, carbon black and foam stabilizer SRX274C (silicone foam stabilizer manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) in parts by mass shown in Tables 1 and 2 , TOYOCAT-ET (tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation) 0.1 part by mass as a catalyst, TOYOCAT-L33 (tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation) 0.5 part by mass, water 2.0 as a blowing agent The mass parts were mixed and stirred at 25 ° C. so that the NCO index was 90. This mixture was poured into a pipe-shaped mold having an inner diameter of 15 mm into which a metal shaft having a diameter of 5 mm was inserted so that the foam density would be 0.10 g / cm 3 and heated in an oven at 60 ° C. for 30 minutes. Foam cured. Thereafter, the mold was removed to prepare a toner supply roller.

得られたトナー供給ローラーのスキン面のセル開口性、通気量、ローラー抵抗を以下の方法で測定し、画像評価を評価した。結果を表1に示す。   The cell opening property, air flow rate, and roller resistance on the skin surface of the obtained toner supply roller were measured by the following methods to evaluate image evaluation. The results are shown in Table 1.

Figure 0005102991
Figure 0005102991

Figure 0005102991
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表中、1)〜12)は以下のものを示す。
1)三井武田ケミカル(株)製ポリエーテルポリオール。質量平均分子量3100、エチレンオキシドユニットを末端に20質量%含有(OH価=54mgKOH/g、官能基数=3)
2)三井武田ケミカル(株)製ポリエーテルポリオール。質量平均分子量5000、エチレンオキシドユニットを末端に15質量%含有。(OH価=34mgKOH/g、官能基数=3)
3)三井武田ケミカル(株)製ポリエーテルポリオール。質量平均分子量2000。(OH価=105mgKOH/g、一般式(1)で表されるポリエーテルポリオール単位を含む、官能基数=2)
4)三井武田ケミカル(株)製ポリエーテルポリオール。質量平均分子量3500、エチレンオキシドユニットをランダムに70〜80質量%含有。(OH価=51mgKOH/g、官能基数=3)
5)三井武田ケミカル(株)製ポリイソシアネート混和物(NCO%=45、TDI/MDI=80/20(質量比))
6)三井武田ケミカル(株)製ポリイソシアネート混和物(NCO%=40、TDI/MDI=50/50(質量比))
7)ケッチェン・ブラック・インターナショナル(株)製カーボンブラック(DBP吸油量=360cm3/100g、BET比表面積=800m2/g)
8)ケッチェン・ブラック・インターナショナル(株)製カーボンブラック(DBP吸油量=495cm3/100g、BET比表面積=1270m2/g)
9)ポリウレタンスポンジ層の表面のセル開口性を、リアルタイム走査型レーザー顕微鏡(レーザーテック(株)製、1LM21DW−1)を用いて表面の画像を取り込み、画像解析により2値化処理を行い、セル開口面積を求め、次式によって(セル開口面積率[%]=セル開口面積/画像範囲×100)、セル開口面積率[%]を求めた。セル開口率が40%以上:○、セル開口率が20〜40%:△、セル開口率が20%未満:×。
10)図2に示す測定装置により、外径:14.8mmのポリウレタンスポンジ層の通気量を測定した。図2に示す測定装置において、円筒4は内径:13.8mmのものを用いた。圧力計7が125Paとなるように、真空ポンプ6を作動させ、そのときの流量計5の値を読み取り、ポリウレタンスポンジ層の軸方向に垂直な断面積で除して、単位面積当たりの通気量を得た。
11)作製したトナー供給ローラーの外径が1mm潰れるように、トナー供給ローラーを外径30mmのステンレス製ドラムに圧着した状態で、芯金とステンレス製ドラムとの間に200Vの電圧を印加して23℃/55%RH(N/N)の環境下で電流値を測定し、オームの法則により抵抗値を算出した。
12)作製したトナー供給ローラーをレーザービームプリンターに組み込んだカートリッジを10℃/15%RH(L/L)で1週間静置後、画像評価を行った。画像評価機としてhp color Laser Jet4600(日本ヒューレット・パッカード株式会社製)を用いた。50枚プリントを行い、そのときのカブリを観察評価した。画像良好:○、使用に支障ない:△、不具合が明確に認められる場合:×とした。
In the table, 1) to 12) indicate the following.
1) Polyether polyol manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. Weight average molecular weight 3100, containing 20% by mass of ethylene oxide unit at the end (OH value = 54 mg KOH / g, number of functional groups = 3)
2) Polyether polyol manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. Contains a mass average molecular weight of 5000 and 15% by mass of an ethylene oxide unit at the end. (OH value = 34 mgKOH / g, number of functional groups = 3)
3) Polyether polyol manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. Mass average molecular weight 2000. (OH number = 105 mg KOH / g, including polyether polyol unit represented by general formula (1), number of functional groups = 2)
4) Polyether polyol manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. Contains a weight average molecular weight of 3500 and 70-80% by mass of ethylene oxide units randomly. (OH value = 51 mg KOH / g, number of functional groups = 3)
5) Polyisocyanate mixture (NCO% = 45, TDI / MDI = 80/20 (mass ratio)) manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.
6) Polyisocyanate blend manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. (NCO% = 40, TDI / MDI = 50/50 (mass ratio))
7) Ketjen Black International Co., Ltd. carbon black (DBP oil absorption = 360cm 3 / 100g, BET specific surface area = 800m 2 / g)
8) Ketjen Black International Co., Ltd. carbon black (DBP oil absorption = 495cm 3 / 100g, BET specific surface area = 1270m 2 / g)
9) The cell opening of the surface of the polyurethane sponge layer is obtained by using a real-time scanning laser microscope (manufactured by Lasertec Co., Ltd., 1LM21DW-1) to capture the surface image, and binarization processing is performed by image analysis. The area was determined, and the cell opening area ratio [%] was determined by the following formula (cell opening area ratio [%] = cell opening area / image range × 100). Cell opening ratio is 40% or more: ◯, cell opening ratio is 20-40%: Δ, cell opening ratio is less than 20%: x.
10) The air flow rate of the polyurethane sponge layer having an outer diameter of 14.8 mm was measured with the measuring apparatus shown in FIG. In the measuring apparatus shown in FIG. 2, the cylinder 4 having an inner diameter of 13.8 mm was used. The vacuum pump 6 is operated so that the pressure gauge 7 becomes 125 Pa, the value of the flow meter 5 at that time is read, and divided by the cross-sectional area perpendicular to the axial direction of the polyurethane sponge layer, the air flow per unit area Got.
11) A voltage of 200 V is applied between the cored bar and the stainless steel drum in a state where the toner supply roller is pressed against a stainless steel drum having an outer diameter of 30 mm so that the outer diameter of the produced toner supply roller is crushed by 1 mm. The current value was measured under an environment of 23 ° C./55% RH (N / N), and the resistance value was calculated according to Ohm's law.
12) A cartridge in which the produced toner supply roller was incorporated in a laser beam printer was allowed to stand at 10 ° C./15% RH (L / L) for 1 week, and image evaluation was performed. An hp color Laser Jet 4600 (manufactured by Hewlett-Packard Japan Ltd.) was used as an image evaluation machine. Fifty sheets were printed, and the fog at that time was observed and evaluated. Good image: ◯, no trouble in use: Δ, when defects are clearly recognized: x.

結果から、本発明のトナー供給ローラーは、低抵抗であり、エチレンオキシドユニットを有する質量平均分子量1000以上4000以下のポリエーテルポリオールが(破泡剤として)特定量混合されているため、スキン面のセル開口性に優れるばかりでなく、通気量に優れているため、画像も良好であることが分かる。これに対し比較例においてはスキン面のセル開口性が不十分であったり、抵抗の高いものや、通気量が劣るものもあり、画像に不具合がある。   From the results, the toner supply roller of the present invention has a low resistance, and a polyether polyol having an ethylene oxide unit and having a mass average molecular weight of 1,000 to 4,000 is mixed in a specific amount (as a foam breaker). It can be seen that not only the opening property is excellent, but also the image is good because the air flow rate is excellent. On the other hand, in the comparative example, the cell opening property of the skin surface is insufficient, the resistance is high, or the air flow rate is inferior, and the image is defective.

本発明のトナー供給ローラーの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a toner supply roller of the present invention. 本発明のトナー供給ローラーの通気量を測定する測定装置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a measuring device for measuring the air flow rate of the toner supply roller of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 トナー供給ローラー
2 芯金
3 ポリウレタンスポンジ層
4 円筒
5 流量計
6 真空ポンプ
7 圧力計
1 Toner supply roller 2 Core 3 Polyurethane sponge layer 4 Cylinder 5 Flow meter 6 Vacuum pump 7 Pressure gauge

Claims (7)

芯金と、該芯金の外周に設けられるポリウレタンスポンジ層とを有するトナー供給ローラーにおいて、ポリウレタンスポンジ層が、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)とを含有するポリオール成分(A)、ポリイソシアネート成分(D)、触媒、導電剤、及び発泡剤を用いて得られ、ポリエーテルポリオール(C)がポリオール成分(A)中に1質量%以上30質量%以下の範囲で含まれ、ポリウレタンスポンジ層の外周面におけるセル開口率が20%以上であることを特徴とするトナー供給ローラー。
ポリエーテルポリオール(B):末端にエチレンオキシドユニットを有する共重合体であって、エチレンオキシドユニットの含有量が5質量%以上30質量%以下であり、質量平均分子量が2500以上7500以下のポリエーテルポリオール。
ポリエーテルポリオール(C):一般式(1)で表されるポリエーテルポリオールの単位からなる重合体であって、質量平均分子量が1000以上4000以下のポリエーテルポリオール。
HO−(C 2 4 O) l −H (1)
(式中、lは1以上のいずれかの整数を示す。)
In a toner supply roller having a metal core and a polyurethane sponge layer provided on the outer periphery of the metal core, the polyurethane sponge layer contains a polyol component (A) containing a polyether polyol (B) and a polyether polyol (C). , Obtained using a polyisocyanate component (D), a catalyst, a conductive agent, and a foaming agent, the polyether polyol (C) is contained in the polyol component (A) in the range of 1% by mass to 30% by mass, A toner supply roller, wherein the cell opening ratio on the outer peripheral surface of the polyurethane sponge layer is 20% or more.
Polyether polyol (B): A polyether polyol having an ethylene oxide unit at the terminal, the content of the ethylene oxide unit being 5% by mass or more and 30% by mass or less, and the mass average molecular weight being 2500 or more and 7500 or less.
Polyether polyol (C): a polymer comprising units of the polyether polyol represented by the general formula (1), mass average molecular weight of 1,000 to 4,000 polyether polyols.
HO— (C 2 H 4 O) 1 —H (1)
(In the formula, l represents any integer of 1 or more.)
ポリイソシアネート成分(D)が、トルエンジイソシアネートを20質量%以上含有することを特徴とする請求項1記載のトナー供給ローラー。 The toner supply roller according to claim 1 , wherein the polyisocyanate component (D) contains 20% by mass or more of toluene diisocyanate . 導電剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1または2記載のトナー供給ローラー。 The toner supply roller according to claim 1 , wherein the conductive agent is carbon black . カーボンブラックのDBP吸油量が、150cm 3 /100g以上600cm 3 /100g以下であることを特徴とする請求項記載のトナー供給ローラー。 Toner supply roller according to claim 3, wherein the DBP oil absorption of carbon black is 150 cm 3/100 g or more 600 cm 3/100 g or less. カーボンブラックのDBP吸油量が、400cm 3 /100g以上600cm 3 /100g以下であり、かつBET比表面積が1000m 2 /g以上1400m 2 /g以下であることを特徴とする請求項4記載のトナー供給ローラー。 DBP oil absorption amount of carbon black, 400 cm 3/100 g or more 600cm and a 3/100 g or less, and the toner supply according to claim 4, wherein the BET specific surface area is equal to or less than 1000 m 2 / g or more 1400 m 2 / g roller. ポリウレタンスポンジ層が、軸方向に垂直な1対の側面をそれぞれ大気圧と125Paとしたとき、側面の単位面積当たりの通気量が0.8L/cm 2 /min以上3L/cm 2 /min以下の範囲であることを特徴とする請求項1から5のいずれか記載のトナー供給ローラー。 Polyurethane sponge layer, when the respective atmospheric pressure and 125Pa vertical pair of side in the axial direction, airflow rate per unit area of the side surface is 0.8L / cm 2 / min or more 3L / cm 2 / min or less of any toner supply roller as claimed in claim 1 5, characterized in that the range. 請求項1から6のいずれか記載のトナー供給ローラーの製造方法であって、エチレングリコールを用いて測定した接触角が85度以上の表面を有する成形キャビティを備えた成形型を用いてポリウレタンスポンジ層を成形することを特徴とするトナー供給ローラーの製造方法。The method for producing a toner supply roller according to any one of claims 1 to 6, wherein a polyurethane sponge layer is formed using a mold having a molding cavity having a surface with a contact angle of 85 degrees or more measured using ethylene glycol. And a toner supply roller manufacturing method.
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