JPH08134170A - ポリウレタンエラストマー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリウレタンエラストマーの物性を損なわず
に、型内架橋時間を短縮するブレード用ポリウレタンエ
ラストマー及びローラ用ポリウレタンエラストマーを提
供する。 【構成】 数平均分子量が４００〜８０００であるポリ
エチレングリコール、イソシアネート化合物及び架橋剤
を反応させてなり、前記架橋剤の全部又は一部が、下記
式（１）で表されるトリス（２−ヒドロキシエチル）イ
ソシアヌレートであるブレード部材用ポリウレタンエラ
ストマー。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置、印刷機
等に使用されるブレード及びローラの弾性部材を形成す
るポリウレタンエラストマーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置は、表面に光導電体層を設
けた感光体を有しており、作動の際、上記感光体の外周
面が一様に帯電され、ついで被模写体の被模写像を介し
てその外周面を露光することにより、静電潜像を形成
し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
し、これを紙等に転写し、定着させるものである。

【０００３】この過程において、転写後の感光体の外周
上、転写ベルト表面等に残留するトナーを除去したり、
現像ロールの外周上にトナーを薄層で担持させたり、除
去したトナーがこぼれ落ちないようにシールしたりする
ため、種々のブレードが使用されている。これらのブレ
ードは、通常、金属板よりなる支持体に、弾性体よりな
るブレード部材を接合した構成をなしたものが使用され
る。

【０００４】また、このような装置には、記録紙の搬送
用、現像剤担持用、転写用、定着用として、種々のロー
ラが使用されている。これらのローラは、通常、金属よ
りなる支持軸の外周に弾性体よりなる弾性層を形成し、
弾性層の外周に必要に応じて表面層を形成したものが使
用される。

【０００５】上述の電子写真装置、印刷機等に使用され
るブレード及びローラの弾性部材には、耐候性、耐水
性、耐薬品性、耐汚染性、電気特性に優れ、弾性にと
み、高度の耐磨耗性を有すること等から、従来からポリ
ウレタンエラストマーが広く用いられている。

【０００６】上記弾性部材用ポリウレタンエラストマー
としては、例えば、高分子量ポリオール、イソシアネー
ト化合物及び架橋剤からなり、熱硬化したもの等が用い
られている。上記高分子量ポリオールとしては、ポリエ
チレングリコール（以下「ＰＥＧ」という）等が広く用
いられている。上記架橋剤としては、トリメチロールプ
ロパン（以下「ＴＭＰ」という）、ブタンジオール（以
下「ＢＤ」という）等が汎用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような組成から
なる従来のＰＥＧ系ポリウレタンエラストマーは、成形
時金型内で架橋し硬化するまでの時間が長く、成形品を
金型から取り出すまでの時間が長いので、連続的に生産
する場合、金型を多く必要とし、架橋硬化のための設備
も大型となり、コストアップになる等の問題があった。
それを補うために、例えば、架橋硬化時の温度を高くし
て、成形品を金型から取り出すまでの時間を短縮するこ
と等が行われていたが、温度を高くすることにより、得
られるポリウレタンエラストマーの物性低下を生じる等
の問題があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑み、ポリウレタンエラ
ストマーの物性を損なわずに、型内架橋時間を短縮する
ブレード用ポリウレタンエラストマー及びローラ用ポリ
ウレタンエラストマーを提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ブレー
ド部材用ポリウレタンエラストマーが、数平均分子量が
４００〜８０００であるポリエチレングリコール、イソ
シアネート化合物及び架橋剤を反応させてなり、上記架
橋剤の全部又は一部が、下記式（１）で表されるトリス
（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートであるとこ
ろにある。

【００１０】

【化３】

【００１１】本発明のブレード部材用ポリウレタンエラ
ストマーは、ポリエチレングリコール、イソシアネート
化合物及び架橋剤を反応させて得られるものである。上
記ポリエチレングリコールの数平均分子量は、４００〜
８０００である。４００未満では、イソシアネート化合
物との反応でゲル化を起こしやすく、得られるポリウレ
タンエラストマーの硬度が高くなり、柔軟性が低下し、
８０００を超えると、成形時、硬化するまでの時間が長
くなり、生産性に劣り、得られるポリウレタンエラスト
マーが強度が小さく伸びの大きいものとなるので、上記
範囲に限定される。より好ましくは１０００〜５０００
である。

【００１２】上記イソシアネート化合物としては特に限
定されず、例えば、トリレンジイソシアネート（以下
「ＴＤＩ」という）、ジフェニルメタンジイソシアネー
ト（ＭＤＩと略す）、ナフチレンジイソシアネート（Ｎ
ＤＩと略す）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩと
略す）、これらの異性体、変性体等を挙げることができ
る。

【００１３】上記架橋剤は、全部又は一部が、式（１）
で表されるトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌ
レート（以下「ＴＨＥＩ」という）である。上記架橋剤
の一部をＴＨＥＩとする場合、ＴＨＥＩと併用する架橋
剤としては、１，１，１−トリメチロールプロパン（Ｔ
ＭＰ）が好ましい。

【００１４】本発明のブレード用ポリウレタンエラスト
マーの製造方法としては特に限定されず、例えば、ポリ
エチレングリコールとイソシアネート化合物とを反応さ
せて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを
調整し、このプレポリマーに架橋剤を反応させるプレポ
リマー法；ポリエチレングリコール、イソシアネート化
合物及び架橋剤を同時に反応させるワンショット法；一
旦エラストマーにした素材を混練りして用いるミラブル
法等を挙げることができる。

【００１５】これらの方法により、三つの成分を混合し
た粘性液を、所定温度に加熱した金型に注入し、金型内
で加熱保持しつつ架橋硬化させ、金型より取り出し、常
温で又は加熱しつつ、熟成することより、ポリウレタン
エラストマーを得ることができる。

【００１６】本発明のブレード部材用ポリウレタンエラ
ストマーには、更に、用途に応じて、ジオクチルフタレ
ート等の可塑剤、カーボンブラック等の導電性付与材
を、反応前にポリエチレングリコールに又は架橋中に混
合して用いることができる。

【００１７】本発明のブレード部材用ポリウレタンエラ
ストマーは、例えば、常温注型法、遠心成形法、減圧注
入法等により成形して得られ、所定サイズに裁断し、必
要に応じて洗浄を行うこと等により、ブレード部材とす
ることができる。

【００１８】本発明のローラ部材用ポリウレタンエラス
トマーは、本発明のブレード部材用ポリウレタンエラス
トマーと同様の構成からなる。本発明のローラ部材用ポ
リウレタンエラストマーは、予め、サンドブラスト等で
外周を粗面加工した外周面に接着処理をした支持軸を金
型に配置し、金型内面と支持軸外周とで形成される空隙
に、上述のプレポリマー法、ワンショット法等で反応さ
せた粘性液を注入し、架橋、硬化させることにより、ロ
ーラ部材とすることができる。また、金型に支持軸を設
置しないで、本発明のポリウレタンエラストマーよりな
る円筒状の成形品を得てローラ部材とすることもでき
る。

【００１９】

【作用】一般にポリウレタンエラストマーを形成する架
橋剤として汎用されているＴＭＰ、１，４−ＢＤ、２，
３−ＢＤ等は、その構造上、極性が比較的低いので、極
性の高いポリオールであるポリエチレングリコールとの
相溶性が低く、反応性が低い。また、ＴＭＰ、２，３−
ＢＤ等は、分子構造上、側鎖を有するが、そのような側
鎖も立体障害を起こし、反応性低下の原因となる。

【００２０】本発明で使用される架橋剤であるトリス
（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートは、カルボ
ニル基を複数有して極性が高く、しかも環構造がほぼ平
面なので、立体障害が少なく、ポリエチレングリコール
と相溶性が良好であり、反応性が高いので、反応時間を
短縮することができ、また、中温で反応させることがで
きるので、得られるブレード部材用ポリウレタンエラス
トマーの物性を低下させることもない。

【００２１】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００２２】実施例１ ６０℃で真空乾燥したＰＥＧ１０００（和光純薬工業社
製、試薬１級）に〔ＮＣＯ〕／〔ＯＨ〕＝２となるよう
にＴＤＩ（日本ポリウレタン社製、コロネートＴ１０
０）を加え、約８０℃で、１時間反応させ、イソシアネ
ート基を両末端に有するプレポリマーを得た。次に１５
０℃に加熱して溶解した架橋剤（ＴＭＰ／ＴＨＥＩ＝８
０／２０ ＯＨｍｏｌ％、ＴＭＰ：東京化成工業社製、
ＴＨＥＩ：東京化成工業社製）を、〔ＮＣＯ〕／〔Ｏ
Ｈ〕＝１となるように、７５℃に保持した上記イソシア
ネート両末端プレポリマーに加え、６００ｒｐｍで回転
するアジターで約１分攪拌した粘性液を、予め１００℃
に加温しておいた２ｍｍ厚の板状体を成形する金型に注
型した。そして粘性液が硬化し、金型より脱型できるよ
うになった時間を型内架橋時間として記録した。その後
得られた２ｍｍ厚の板状体を１００℃、２４時間のアフ
ターキュアーをして、ポリウレタンエラストマーからな
る板を得た。この板を用いてＪＩＳ Ｋ ６３０１に準
じてブレート部材用ポリウレタンエラストマーのヤング
率を測定した。その結果を表１に示した。

【００２３】実施例２〜４及び比較例１〜６ 表１に示した組成を用いた以外は実施例１と同様にし
て、ポリウレタンエラストマーを得た。その結果を表１
に示した。表１中、ＰＥＧ３０００は、和光純薬工業社
製、ポリエチレングリコール３０００（分子量３００
０、試薬１級）を、ＰＴＭＧ１０００は、保土谷化学工
業社製、ポリテトラメチレングリコール１０００（分子
量１０００）を、ＰＴＭＧ３０００は、保土谷化学工業
社製、ポリテトラメチレングリコール３０００（分子量
３０００）を表す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明のブレード部材用ポリウレタンエ
ラストマーは、ポリエチレングリコール、イソシアネー
ト化合物及び架橋剤からなり、上記架橋剤として全部又
は一部にＴＨＥＩを用いるので、物性に影響を与えず
に、飛躍的に短い型内架橋時間で得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数平均分子量が４００〜８０００である
   ポリエチレングリコール、イソシアネート化合物及び架
   橋剤を反応させてなり、前記架橋剤の全部又は一部が、
   下記式（１）で表されるトリス（２−ヒドロキシエチ
   ル）イソシアヌレートであることを特徴とするブレード
   部材用ポリウレタンエラストマー。 【化１】
2. 【請求項２】 数平均分子量が４００〜８０００である
   ポリエチレングリコール、イソシアネート化合物及び架
   橋剤を反応させてなり、前記架橋剤の全部又は一部が、
   下記式（１）で表されるトリス（２−ヒドロキシエチ
   ル）イソシアヌレートであることを特徴とするローラ部
   材用ポリウレタンエラストマー。 【化２】