JPH09176268A - Flame-retardant urethane foam and conductive roll - Google Patents

Flame-retardant urethane foam and conductive roll

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JPH09176268A
JPH09176268A JP7337540A JP33754095A JPH09176268A JP H09176268 A JPH09176268 A JP H09176268A JP 7337540 A JP7337540 A JP 7337540A JP 33754095 A JP33754095 A JP 33754095A JP H09176268 A JPH09176268 A JP H09176268A
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JP
Japan
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polyol
flame
weight
parts
retardant
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Application number
JP7337540A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiaki Ito
道明 伊藤
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Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hokushin Industries Corp, Hokushin Industry Co Ltd filed Critical Hokushin Industries Corp
Priority to JP7337540A priority Critical patent/JPH09176268A/en
Publication of JPH09176268A publication Critical patent/JPH09176268A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive roll which exhibits no variation in electrical resistance, does not stain a photoreceptor, is excellent in environment dependence and stability under continuously applied voltage, has a good moldability, and is inexpensive. SOLUTION: A conductive roll is produced from a urethane foam formed by reacting a polyisocyanate with a polyol which is produced by the addition reaction between a polyfunctional polyether glycol and 20-50wt.% polycaprolctone and has an average mol.wt. of 3,000-5,000 and a mol.wt. distribution of 1.0-1.2. The foam contains a brominated arom. triazine compd. as a flame retardant and a symmetrical quaternary ammonium salt as a conductive filler.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低温特性の良好な
難燃性ウレタンフォームに関し、特に、複写機,プリン
タ,ファクシミリ等の電子写真機器に組み込まれる帯電
ロール,転写ロール,クリーニングロール等、バイアス
電圧をかけて使用される導電性ロールとして用いるのに
最適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame-retardant urethane foam having good low-temperature characteristics, and particularly to a bias such as a charging roll, a transfer roll, a cleaning roll or the like incorporated in an electrophotographic device such as a copying machine, a printer or a facsimile. It is most suitable for use as a conductive roll used by applying a voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ウレタンフォームは、自動
車、列車等のシートのクッション剤、各種緩衝剤に使用
されているが、これらのウレタンフォームには難燃性が
要求される。また、これらの一般的な特性として、低温
環境になると硬度が高くなる。従って、低温特性の良好
なウレタンフォームが要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, urethane foams have been used as cushioning agents for seats of automobiles, trains, etc., and various buffer agents, but these urethane foams are required to have flame retardancy. Further, as a general characteristic of these, the hardness increases in a low temperature environment. Therefore, there is a demand for urethane foam having excellent low temperature characteristics.

【0003】一方、電子写真機器に用いられる帯電,転
写,クリーニングのための各ロールには、適正な弾性お
よび硬度,適正かつ均一な導電性が要求されるため、従
来においては、一般的にはウレタンゴム,シリコンゴ
ム,クロロプレンゴム等が用いられるが、この中で、耐
摩耗性,耐圧縮永久歪み性に優れ、しかも感光体表面に
対して非汚染性があるなどの観点から、特にウレタンゴ
ムが用いられる。また、このような導電性ロールにも難
燃性が要求される。
On the other hand, since each roll for charging, transferring, and cleaning used in an electrophotographic apparatus is required to have proper elasticity and hardness and proper and uniform conductivity, it has been generally used in the past. Urethane rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, etc. are used. Among them, urethane rubber is particularly preferable from the viewpoints of excellent wear resistance and compression set resistance and non-contamination on the surface of the photoconductor. Is used. Further, such a conductive roll is also required to have flame retardancy.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように導電性
ロールを代表とする難燃性部材に使用されるポリウレン
タンゴムとしては、通常、各種のポリエーテルポリオー
ルあるいはポリエステルポリオールが単独で用いられ
る。
As the polyurethane rubber used for the flame-retardant member typified by the conductive roll as described above, various polyether polyols or polyester polyols are usually used alone.

【0005】ここで、ポリエーテルポリオールは、軟質
から硬質まで幅広い製品が得られ、引張り強さ,耐摩耗
性,耐熱老化性,耐オゾン性,耐化学薬品性,耐寒性,
ゴム弾性,電気的特性に優れるが、機械的強度に劣ると
いう欠点がある。
Here, a wide range of products, from soft to hard, can be obtained from polyether polyols, and tensile strength, abrasion resistance, heat aging resistance, ozone resistance, chemical resistance, cold resistance,
It has excellent rubber elasticity and electrical properties, but has the disadvantage of poor mechanical strength.

【0006】一方、ポリエステルポリオールは機械的強
度に優れ、広範囲の物性をもつ製品が得られるが、耐寒
性,電気特性に劣る欠点がある。また、特にポリカプロ
ラクトンポリオールは、粘度が比較的低く、ポリウレタ
ンポリマーの耐熱性,耐加水分解性,低温特性に優れる
が、結晶化を起こしやすい欠点がある。
On the other hand, polyester polyol has excellent mechanical strength and a product having a wide range of physical properties can be obtained, but it has the drawbacks of poor cold resistance and electrical characteristics. Polycaprolactone polyols, in particular, have a relatively low viscosity and are excellent in heat resistance, hydrolysis resistance, and low-temperature characteristics of polyurethane polymers, but have the drawback that they tend to cause crystallization.

【0007】また、低硬度化を行う上で、分子量の大き
なものを使用し、架橋点間距離を延ばす手法がとられる
が、これによると粘度が上昇して成形に支障をきたす懸
念がある。さらに、分子量分布の大きいものは、反応の
不均一,感光体への汚染を引き起こしやすくなるという
問題もある。
Further, in order to reduce the hardness, it is possible to use a material having a large molecular weight and to extend the distance between the crosslinking points, but this may raise the viscosity and hinder the molding. Further, those having a large molecular weight distribution have problems that the reaction is non-uniform and contamination of the photoconductor is likely to occur.

【0008】また、一般に、難燃性を付与するために、
難燃性付与剤が添加される。しかしながら、従来から使
用されてる添加型の難燃剤である有機リン酸エステル等
を使用した場合は、ポリウレタン層に自己消失性を付与
できるので難燃化の効果に優れるが、この化合物はロー
ル表面ににじみ出てしまうという問題があり、特に導電
性ロールとして用いた場合には感光体を汚染しやすいと
いう問題がある。一方、反応型の難燃剤である含リンポ
リオール等が添加されたものは、特に、導電性ロールと
して使用した場合にも、有機感光体等を汚染することは
ないが、含リンポリオールは分子量が小さくイオンが動
きにくいために、十分な導電性を確保することが困難で
あるという問題がある。
Further, in general, in order to impart flame retardancy,
A flame retarding agent is added. However, when an organic phosphoric acid ester or the like, which is an additive type flame retardant that has been used conventionally, is used, it is possible to impart self-extinguishing property to the polyurethane layer, and thus the flame retardant effect is excellent, but this compound is used on the roll surface. There is a problem of bleeding, especially when used as a conductive roll, there is a problem of easily contaminating the photoconductor. On the other hand, those to which a phosphorus-containing polyol or the like which is a reactive flame retardant has been added do not contaminate the organic photoconductor or the like even when used as a conductive roll, but the phosphorus-containing polyol has a molecular weight of There is a problem that it is difficult to secure sufficient conductivity because the ions are small and difficult to move.

【0009】また、一般に導電性を付与するためには導
電性付与剤が添加される。しかしながら、導電性カーボ
ンブラック等の導電性微粒子を混入させたタイプは、導
電性微粒子の添加量と抵抗との間に比例関係が成り立た
ず、添加量による抵抗値の制御が困難であり、ロット
内,ロット間の品質がばらつく問題がある。また、所望
の抵抗値を得るために、多量の導電性微粒子の添加が必
要となり、その結果、ゴムの硬度を高めてしまう問題も
ある。一方、アルカリ金属塩のようなイオン導電化剤を
用いた場合は、添加されるアルカリ金属塩と抵抗値との
間には比例関係が成り立つことにより、容易に所望の抵
抗値を得ることができる。しかしながら、イオンの移動
度がゴム材料の吸水性、そして温度に強い依存性を示す
ことから、使用される環境の温湿度により、大きく抵抗
値が変動する。また、連続的な電圧の印加によって抵抗
値が上昇して、初期の品質を維持できない欠点があっ
た。
Generally, a conductivity-imparting agent is added to impart conductivity. However, in the type in which conductive fine particles such as conductive carbon black are mixed, there is no proportional relationship between the added amount of conductive fine particles and the resistance, and it is difficult to control the resistance value by the added amount. , There is a problem that the quality varies from lot to lot. Further, in order to obtain a desired resistance value, it is necessary to add a large amount of conductive fine particles, and as a result, there is a problem that the hardness of rubber is increased. On the other hand, when an ionic conductive agent such as an alkali metal salt is used, a desired resistance value can be easily obtained by establishing a proportional relationship between the added alkali metal salt and the resistance value. . However, since the mobility of ions strongly depends on the water absorption of the rubber material and the temperature, the resistance value greatly varies depending on the temperature and humidity of the environment in which it is used. Further, there is a drawback that the initial quality cannot be maintained because the resistance value increases due to continuous application of voltage.

【0010】このように、従来より、低温特性の良好な
難燃性ポリウレタンの出現が要望され、また、電気抵抗
性のばらつきがなく、感光体汚汚染性がなく、ロールの
環境依存性、連続印加安定性に優れ、成形性が良好で安
価である導電性ロールの出現が望まれれている。
As described above, there has been a demand for the appearance of a flame-retardant polyurethane having a good low-temperature characteristic, there is no variation in the electrical resistance, there is no stain on the photoreceptor, and there is no environmental dependency of the roll or continuous. It has been desired to develop a conductive roll that has excellent application stability, good moldability, and is inexpensive.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第1の態様は、多官能のポリエーテルグリコールに
ポリカプロラクトン(PCL)を20%〜50%付加し
てなる、平均分子量が3000〜5000、分子量分布
が1.0〜1.2のポリオールと、ポリイソシアネート
との反応生成物を材料に用いたウレタンフォームからな
り、難燃性付与剤として臭素化芳香族トリアジン化合物
を含有することを特徴とする難燃性ポリウレタンフォー
ムにある。
A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to add polycaprolactone (PCL) in an amount of 20% to 50% to a polyfunctional polyether glycol and have an average molecular weight of 3000. .About.5000, a urethane foam using a reaction product of a polyisocyanate and a polyol having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.2, and containing a brominated aromatic triazine compound as a flame retardant imparting agent. A flame-retardant polyurethane foam characterized by.

【0012】ここで、前記臭素化芳香族トリアジン化合
物の含有量は、例えば、前記ポリオール100重量部に
対して、5〜50重量部である。
Here, the content of the brominated aromatic triazine compound is, for example, 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.

【0013】本発明の第2の態様は、多官能のポリエー
テルグリコールにポリカプロラクトン(PCL)を20
%〜50%付加してなる、平均分子量が3000〜50
00、分子量分布が1.0〜1.2のポリオールと、ポ
リイソシアネートとの反応生成物を材料に用いたウレタ
ンフォームからなり、難燃性付与剤として臭素化芳香族
トリアジン化合物を含有し、導電性付与剤として対称性
第四級アンモニウム塩を含有することを特徴とする導電
性ロールにある。
The second aspect of the present invention is to add polycaprolactone (PCL) to polyfunctional polyether glycol in an amount of 20%.
% -50%, average molecular weight of 3000-50
00, a polyol having a molecular weight distribution of 1.0 to 1.2, and a urethane foam using a reaction product of a polyisocyanate as a material, containing a brominated aromatic triazine compound as a flame retardant imparting agent, and being electrically conductive. A conductive roll containing a symmetrical quaternary ammonium salt as a property imparting agent.

【0014】ここで、前記臭素化芳香族トリアジン化合
物の含有量は、例えば、前記ポリオール100重量部に
対して、5〜50重量部である。
Here, the content of the brominated aromatic triazine compound is, for example, 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.

【0015】また、前記対称性第四級アンモニウム塩の
含有量は、例えば、前記ポリオール100重量部に対し
て、0.05〜20重量部である。
The content of the symmetrical quaternary ammonium salt is, for example, 0.05 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.

【0016】また、本発明の導電性ロールは、さらに、
導電性付与剤として導電性カーボンブラックを含有する
のが好ましい。
The conductive roll of the present invention further comprises:
It is preferable to contain conductive carbon black as the conductivity-imparting agent.

【0017】また、前記導電性カーボンブラックの含有
量は、例えば、前記ポリオール100重量部に対して、
0.5〜5.0重量部である。
The content of the conductive carbon black is, for example, 100 parts by weight of the polyol.
It is 0.5 to 5.0 parts by weight.

【0018】本発明の難燃性ポリウレタンフォームは、
新規な構造を有しており、要求される適正な弾性,硬
度,低温特性、および均一な導電性を満たすために、ポ
リオール主鎖の基本骨格には、引張り強さ,耐摩耗性,
耐熱老化性,耐オゾン性,耐化学薬品性,耐寒性,ゴム
弾性,電気的特性に優れるポリエーテルポリオールを、
末端には、機械的強度に優れるポリカプロラクトンで変
性したポリエステルポリオールを使用したものである。
本発明では、ポリカプロラクトンを20〜50%付加す
ることにより、ガラス転移温度(Tg)が−70℃以下
であり且つ主鎖部分が非晶性であるポリエーテルエステ
ルコポリマポリオールとなる。
The flame-retardant polyurethane foam of the present invention comprises
In order to satisfy the required proper elasticity, hardness, low temperature characteristics, and uniform conductivity, the basic skeleton of the polyol main chain has tensile strength, wear resistance, and
Polyether polyol with excellent heat aging resistance, ozone resistance, chemical resistance, cold resistance, rubber elasticity, and electrical characteristics
A polyester polyol modified with polycaprolactone having excellent mechanical strength is used for the terminal.
In the present invention, by adding 20 to 50% of polycaprolactone, a polyether ester copolymer polyol having a glass transition temperature (Tg) of −70 ° C. or lower and an amorphous main chain portion is obtained.

【0019】このように本発明で用いるポリエーテルエ
ステルコポリマポリオールは、Tgが−70℃以下のゴ
ム状弾性体であり、温湿度に対して安定であり、低温と
なっても抵抗値の変動が小さい。よって、特に、これを
用いた導電性ウレタン弾性体は、良質な画像を形成する
機能を果たすことができる。
As described above, the polyether ester copolymer polyol used in the present invention is a rubber-like elastic body having a Tg of -70 ° C. or less, is stable against temperature and humidity, and has a resistance value fluctuation even at low temperatures. small. Therefore, in particular, the conductive urethane elastic body using the same can fulfill the function of forming a high quality image.

【0020】本発明ではこのことを実現するために、ポ
リオールの基本骨格にPPG(ポリオキシプロピレング
リコール)のような非晶性のポリエーテルポリオールを
用いている。このアモルファス性状は、下記式(I)に
示すポリマ鎖の非対称の不規則配列から起きる変則性
と、下記式(II)に示すコンフォメーションによるもので
ある。
In the present invention, in order to realize this, an amorphous polyether polyol such as PPG (polyoxypropylene glycol) is used as the basic skeleton of the polyol. This amorphous property is due to the irregularity caused by the asymmetric irregular arrangement of the polymer chain shown in the following formula (I) and the conformation shown in the following formula (II).

【0021】[0021]

【化1】 Embedded image

【0022】[0022]

【化2】 Embedded image

【0023】また、本発明で用いるポリエーテルエステ
ルコポリマポリオールは、主鎖のエーテル酸素に大きな
双極子モーメントを有するため、大量の塩を溶解でき、
塩は分子鎖の動きと連動(couple)して容易に移
動することができる。また、本発明のポリウレタンフォ
ームは、ポリエステルウレタンフォームに比べて、製造
上の各種の条件が厳しくない利点がある。
Further, the polyether ester copolymer polyol used in the present invention has a large dipole moment in the ether oxygen of the main chain, so that a large amount of salt can be dissolved,
The salt can be easily moved by coupling with the movement of the molecular chain. In addition, the polyurethane foam of the present invention has an advantage that various manufacturing conditions are not strict as compared with polyester urethane foam.

【0024】一方、末端にエステルであるラクトンを導
入したことにより、機械的強度の増加,セルの均一性を
付加できるという利点を有する。
On the other hand, the introduction of lactone, which is an ester, at the terminal has the advantages that mechanical strength can be increased and cell uniformity can be added.

【0025】このように、主鎖骨格には、軟質から硬質
まで幅広い製品が得られ、引張り強さ,耐摩耗性,耐熱
老化性,耐オゾン性,耐化学薬品性,耐寒性,ゴム弾
性,電気的特性に優れるが、機械的強度に劣るポリエー
テルポリオールを導入し、末端には、機械的強度に優
れ、広範囲の物性をもつ製品が得られるが、耐寒性,電
気特性に劣るポリエステルポリオールを導入することに
より、互いの欠点を補うことができる。特にポリカプロ
ラクトンポリオールは、粘度が比較的低くポリウレタン
ポリマの耐熱性,耐加水分解性,低温特性に優れる。こ
のためにも、本発明でのポリカプロラクトン付加率は、
20%〜50%が好ましい。
As described above, a wide range of products from soft to hard can be obtained in the main chain skeleton, and tensile strength, wear resistance, heat aging resistance, ozone resistance, chemical resistance, cold resistance, rubber elasticity, Polyether polyol, which has excellent electrical properties but poor mechanical strength, is introduced, and at the end, products with excellent mechanical strength and a wide range of physical properties can be obtained, but polyester polyols with poor cold resistance and electrical properties are used. By introducing them, the drawbacks of each other can be compensated. In particular, polycaprolactone polyol has a relatively low viscosity and is excellent in heat resistance, hydrolysis resistance and low temperature characteristics of polyurethane polymer. For this reason, the polycaprolactone addition rate in the present invention is
20% to 50% is preferable.

【0026】また、本発明では、多官能、特に3官能の
ポリオールを使用することにより、粘度の上昇を抑えて
おり、さらに、成形に支障をきたさずに低硬度化をする
ために、平均分子量が3000〜5000、特に、37
50〜4250としている。また、分子量分布に関して
は、分布の大きいものは、反応の不均一,感光体への汚
染を引き起こしやすくなるので、1.0〜1.2が好ま
しい。
Further, in the present invention, the use of a polyfunctional polyol, particularly a trifunctional polyol, suppresses an increase in the viscosity, and further, in order to reduce the hardness without hindering the molding, the average molecular weight is Is 3000 to 5000, especially 37
It is set to 50 to 4250. Regarding the molecular weight distribution, a large distribution tends to cause nonuniform reaction and contamination of the photoconductor, so 1.0 to 1.2 is preferable.

【0027】また、本発明の難燃性ポリウレタンフォー
ムは、難燃化付与剤としては、ハロゲン系,無機系難燃
化剤等の添加型難燃化剤を用いることもできるが、とり
わけデカブロモジフェニルオキサイド代替化合物である
臭素化芳香族トリアジン化合物を用いるのが好ましい。
これは、これ以外では、良好な難燃性が発揮できないか
らである。かかる臭素化芳香族トリアジン化合物の含有
量は、ポリオール100重量部に対して、5.0〜5
0.0重量部、好ましくは、10.0〜30.0重量部
である。これは、この範囲より少ないと良好な難燃性を
発揮することができにくくなり、この範囲より多くなる
と、均一な分散およびセル構造の維持が難しくなるから
である。
In the flame-retardant polyurethane foam of the present invention, addition-type flame retardants such as halogen-based and inorganic flame-retardants can be used as the flame-retardant imparting agent, but especially decabromo. It is preferable to use a brominated aromatic triazine compound which is a diphenyl oxide substitute compound.
This is because other than this, good flame retardancy cannot be exhibited. The content of the brominated aromatic triazine compound is 5.0 to 5 with respect to 100 parts by weight of the polyol.
0.0 parts by weight, preferably 10.0 to 30.0 parts by weight. This is because if it is less than this range, it becomes difficult to exhibit good flame retardancy, and if it is more than this range, it becomes difficult to uniformly disperse and maintain the cell structure.

【0028】本発明における難燃化の機構は、まず燃焼
の段階で化学反応を停止し、ガスは、酸素との接触阻
害、熱の移動を緩慢にさせる。次に、臭素化→脱臭素→
二重結合を繰り返し、炭素を大量に含む重合体残留物と
なる。
In the flame retarding mechanism of the present invention, first, the chemical reaction is stopped at the stage of combustion, and the gas impedes contact with oxygen and slows the transfer of heat. Next, bromination → debromination →
The double bond is repeated to form a polymer residue containing a large amount of carbon.

【0029】具体的には、ポリマの燃焼時に起こる次の
ような反応の中で、活性のOHラジカル,Hラジカルの
濃度を下げる効果がある。
Specifically, it has the effect of lowering the concentration of active OH radicals and H radicals in the following reactions that occur during the burning of polymers.

【0030】 HO+CO→CO2 +H (A)発熱 H+O2→HO+O (B) 例えば、この場合、生成した臭化水素は、反応性の高い
OHラジカル(HO)と反応する。
HO · + CO → CO 2 + H · (A) Exothermic H · + O 2 → HO · + O · (B) For example, in this case, the generated hydrogen bromide is converted into highly reactive OH radicals (HO · ). react.

【0031】 HO+HBr→HOH+Br (C)禁止反応 Br+RH→HBr+R (D)再生反応 ここで、RHは水素を含むポリマであり、OHラジカル
(HO)の代わりに反応性の高いBrラジカル(B
)またはRラジカル(R)ができて連鎖反応が停止
する。また、Brラジカルはポリマ分子をハロゲン化し
て、ついで脱ハロゲン化水素を起こし、二重結合を生成
し、炭化を促進する。
[0031] HO · + HBr → HOH + Br · (C) inhibited the reaction Br · + RH → HBr + R · (D) regeneration reaction where, RH is a polymer containing hydrogen, highly reactive instead of OH radicals (HO ·) Br radical (B
chain reaction is stopped r ·) or can R radical (R ·). Further, the Br radical halogenates the polymer molecule, then causes dehydrohalogenation, forms a double bond, and promotes carbonization.

【0032】以上説明した難燃機構により、本発明のポ
リウレタンフォームは、良好な難燃性を示し、各種シー
ト材、緩衝剤等の用途に好適に使用できる。
Due to the flame retardant mechanism described above, the polyurethane foam of the present invention exhibits good flame retardancy, and can be suitably used for various sheet materials, cushioning agents and the like.

【0033】また、本発明のウレタンフォームは、特
に、導電性ロールに用いて好適なものである。すなわ
ち、さらに導電性付与剤を添加することにより、良好な
均一な電気特性を得ることができる。
The urethane foam of the present invention is particularly suitable for use as a conductive roll. That is, by adding a conductivity imparting agent, good and uniform electric characteristics can be obtained.

【0034】ここで、導電性付与剤としては、対称性の
第四級アンモニウム塩を用いるのが好ましい。これは、
対称性の第四級アンモニウム塩を用いることにより、環
境の温湿度による抵抗値の変動,連続的な電圧印加によ
る抵抗値の経時変化を低減する。すなわち、対称性第四
級アンモニウム塩を用いた場合には、環境の温湿度が変
化しても、適度に導電化剤の易動性,および拡散性が減
少し、抵抗率を比較的一定にすることができる。この結
果、導電性ポリウレタン弾性体の抵抗率の定電流かつ大
幅に低い荷電率が一般に達成されることになり、電気的
寿命の延長を提供できる。対称性としたのは、非対称性
だと、過度に易動性,拡散性が減少し、添加部数の増大
を招く欠点があるからであるからである。
Here, it is preferable to use a symmetrical quaternary ammonium salt as the conductivity-imparting agent. this is,
By using the symmetrical quaternary ammonium salt, it is possible to reduce the fluctuation of the resistance value due to the temperature and humidity of the environment and the change with time of the resistance value due to continuous voltage application. That is, when the symmetric quaternary ammonium salt is used, the mobility and diffusivity of the conductive agent are appropriately reduced even if the temperature and humidity of the environment change, and the resistivity becomes relatively constant. can do. As a result, a constant current of the resistivity of the conductive polyurethane elastic body and a significantly lower charging rate are generally achieved, and the extension of the electrical life can be provided. The reason for the symmetry is that the asymmetry has a drawback that the mobility and diffusibility are excessively reduced and the number of added parts is increased.

【0035】導電性付与剤としての対称性第四級アンモ
ニウム塩としては、炭素数は2以上のアルキル基あるい
はこれを基本骨格とする誘導体が好ましく、カウンター
アニオンとしては、ハロゲンイオン,硫酸イオン,スル
ホン酸イオン,フルオロイオンが好ましい。また、一種
のドーピングとして、少量の導電性カーボンブラックを
さらに加えることができる。
The symmetrical quaternary ammonium salt as the conductivity-imparting agent is preferably an alkyl group having 2 or more carbon atoms or a derivative having this as a basic skeleton, and the counter anion is halogen ion, sulfate ion, sulfone. Acid ions and fluoro ions are preferred. Also, a small amount of conductive carbon black can be further added as a kind of doping.

【0036】本発明で、対称性第四級アンモニウム塩の
含有量は、ポリオール100重量部に対して、0.05
〜20.0重量部、好ましくは、0.1〜10.0重量
部である。これは、この範囲より少ないと良好な導電性
を得ることができず、この範囲より多いと、均一な分散
が難しくなる上、コストの上昇をまねくからである。
In the present invention, the content of the symmetrical quaternary ammonium salt is 0.05 based on 100 parts by weight of the polyol.
˜20.0 parts by weight, preferably 0.1 to 10.0 parts by weight. This is because if it is less than this range, good conductivity cannot be obtained, and if it is more than this range, it is difficult to disperse uniformly and the cost is increased.

【0037】また、さらに、少量のカーボンブラックの
添加により、連続的な電圧印加による抵抗値の経時変化
をさらに減少させることができる。カーボンブラック
は、イオンによる電荷移動の中間媒体として作用する。
カーボンブラックを材料マトリックスに分散させること
により、電荷を運ぶイオンの移動距離を逓減させ、環境
変化によるイオン移動度への影響を逓減し、イオンの分
極の速度を抑制することにより、結果として、抵抗値の
経時,環境安定性を増す。つまり、イオン性電解質への
ドーピングである。導電性カーボンブラックの量として
は、通常ポリオール100重量部に対して0.5〜5.
0重量部が好ましく、特に1.0〜3.0重量部が好ま
しい。これは、カーボンブラック単独では、所望するロ
ールの抵抗値を発現しない程度、つまり、いわゆる発達
したカーボンストラクチャーを形成しない程度の量であ
る。当該導電性カーボンブラックの添加量が上記範囲を
超えると、得られる電気抵抗値のばらつきが大きくな
り、画質の良い複写物を得ることができないばかりでな
く、ポリウレタン生成原料の粘度が上昇しすぎて成型性
も悪くなる傾向があり、共に好ましくない。
Furthermore, by adding a small amount of carbon black, it is possible to further reduce the change with time in resistance value due to continuous voltage application. Carbon black acts as an intermediate medium for charge transfer by ions.
By dispersing carbon black in the material matrix, the migration distance of the charge-carrying ions is gradually reduced, the effect of environmental changes on the ion mobility is gradually reduced, and the rate of polarization of the ions is suppressed, resulting in resistance. Increases environmental stability over time. In other words, it is doping into the ionic electrolyte. The amount of conductive carbon black is usually 0.5 to 5 with respect to 100 parts by weight of polyol.
0 parts by weight is preferable, and 1.0 to 3.0 parts by weight is particularly preferable. This is such an amount that carbon black alone does not exhibit a desired resistance value of the roll, that is, does not form a so-called developed carbon structure. When the amount of the conductive carbon black added exceeds the above range, the obtained electric resistance value varies greatly, and not only a copy having good image quality cannot be obtained, but also the viscosity of the polyurethane-forming raw material increases too much. Moldability also tends to deteriorate, and both are not preferable.

【0038】本発明のポリウレタンフォームは、常法通
り、上述したポリオールに、ポリイソシアネートと、難
燃性付与剤、導電性付与剤その他の各種添加剤、整泡
剤、触媒等を混合し、注型して熱硬化することにより所
望の形状に成形することができる。
The polyurethane foam of the present invention is prepared by mixing the above-mentioned polyol with polyisocyanate, a flame retardant-imparting agent, a conductivity-imparting agent and various other additives, a foam stabilizer, a catalyst and the like in a conventional manner. It can be molded into a desired shape by molding and thermosetting.

【0039】ポリイソシアネートとしては、従来より公
知のものを用いればよく、例えば、2,6−トルエンジ
イソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート(MDI)、パラフェニレンジイソ
シアネート(PPDI)、1,5−ナフタレンジイソシ
アネート(NDI)、3,3−ジメチルジフェニル−
4,4’−ジイソシアネート(TODI)等を挙げるこ
とができる。
As the polyisocyanate, conventionally known ones may be used, for example, 2,6-toluene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate (PPDI), 1, 5-naphthalene diisocyanate (NDI), 3,3-dimethyldiphenyl-
4,4'-diisocyanate (TODI) and the like can be mentioned.

【0040】また、ポリオールとポリイソシアネートと
の配合割合は、一般的なものでよく、例えば、ポリオー
ルの水酸基等の活性水素とイソシアネート基とがほぼ等
モルになるように配合する。
The mixing ratio of the polyol and the polyisocyanate may be a general one, and for example, the active hydrogen such as the hydroxyl group of the polyol and the isocyanate group are mixed so as to be approximately equimolar.

【0041】また、触媒および整泡剤等も従来と同様な
ものを使用すればよい。例えば、触媒としては、トリエ
タノールアミン(TEA)、1,4−ジアザ[2,2,
2]ビシクロオクタン(DABCO)、ジアザビシクロ
ウンデセン(DBU)等を挙げることができ、整泡剤と
しては、有機変性シリコーンオイル等を挙げることがで
きる。
The catalyst, foam stabilizer and the like may be the same as those used in the prior art. For example, as a catalyst, triethanolamine (TEA), 1,4-diaza [2,2,
2] Bicyclooctane (DABCO), diazabicycloundecene (DBU), and the like, and examples of the foam stabilizer include organic modified silicone oil and the like.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、実施例および比較例を示し
ながら本発明をさらに詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to examples and comparative examples.

【0043】(実施例1〜6)下記表1に示す分子量を
有する各ポリプロピレングリコール(PPG)に、それ
ぞれポリカプロラクトンを付加後の割合が下記に示す重
量になるように付加し、以下の分子量、分子量分布、お
よびガラス転移温度を有するポリオールを製造した。
(Examples 1 to 6) Polypropylene glycol (PPG) having a molecular weight shown in Table 1 below was added so that the proportion after addition of polycaprolactone would be the weight shown below. A polyol having a molecular weight distribution and a glass transition temperature was produced.

【0044】これらの6種のポリオールを用いて、これ
ら各ポリオール100重量部にそれぞれ、シリコ−ン系
の整泡剤2.0重量部、アミン系の触媒0.04重量
部、そして、粗(crude)MDIをインデックス
(NCO/OH)が1.10となるように配合し、混合
注型して、110℃で30分間熱硬化し、各ウレタンフ
ォームを成型した。
Using these 6 kinds of polyols, to 100 parts by weight of each of these polyols, 2.0 parts by weight of a silicone type foam stabilizer, 0.04 parts by weight of an amine type catalyst, and a crude ( Crude) MDI was blended so that the index (NCO / OH) would be 1.10, mixed and cast, and thermoset at 110 ° C. for 30 minutes to mold each urethane foam.

【0045】このように製造したポリウレタンフォーム
のセルの均一性、感光体汚染性、物性を試験した結果も
併せて表1に示す。
Table 1 also shows the results of testing the uniformity of the cells, the stain resistance of the photoreceptor and the physical properties of the polyurethane foam thus produced.

【0046】(比較例1〜4)また、比較のため、同様
に各種分子量を有するポリオキシプロピレングリコール
にポリカプロラクトンを付加して、下表に示すポリオー
ルを得、これを用いて同様に各種ポリウレタンフォーム
を成形した。これらのポリウレタンフォームのセルの均
一性、感光体汚染性、および物性を同様に試験した結果
も併せて表1に示す。
(Comparative Examples 1 to 4) For comparison, polycaprolactone was similarly added to polyoxypropylene glycol having various molecular weights to obtain the polyols shown in the table below. The foam was molded. Table 1 also shows the results of the similar tests of cell uniformity, photoreceptor stain resistance, and physical properties of these polyurethane foams.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】表1の結果から明らかなように、本発明の
範囲に入るポリオールを用いたポリウレタンフォーム
は、セルの均一性、感光体汚染性、物性が共に良好であ
ったが、ポリカプロラクトン付加後の分子量が小さい比
較例1およびポリカプロラクトンの付加割合が大きい比
較例2は、全てにおいて好ましくなかった。また、ポリ
オールの分子量分布が本発明の範囲を外れたものを用い
ると(比較例3および4)、感光体汚染性が良好でなく
なることが明らかとなった。
As is clear from the results shown in Table 1, the polyurethane foam using the polyol falling within the range of the present invention had good cell uniformity, photoreceptor contamination and physical properties, but after addition of polycaprolactone. The comparative example 1 having a small molecular weight and the comparative example 2 having a large polycaprolactone addition ratio were not preferable in all. Further, it was revealed that when a polyol having a molecular weight distribution outside the range of the present invention was used (Comparative Examples 3 and 4), the stain resistance of the photoconductor was not good.

【0049】(難燃性試験)実施例4で用いたポリオー
ルを用い、このポリオール100重量部に、難燃性付与
剤として、下記表2に示すものを15.0重量部添加し
て、ポリウレタンフォームを製造した。各ポリウレタン
フォームについて難燃性試験を、UL94に基づいて行
ったところ、臭素化芳香族トリアジン化合物を難燃性付
与剤として用いた場合には、HBFの基準を満足してい
ることが明らかとなった。
(Flame Retardancy Test) Using the polyol used in Example 4, 15.0 parts by weight of a flame retardant-providing agent shown in Table 2 below was added to 100 parts by weight of this polyol to prepare a polyurethane. A foam was produced. When a flame retardancy test was conducted on each polyurethane foam based on UL94, it became clear that when a brominated aromatic triazine compound was used as a flame retardant imparting agent, it satisfied the HBF standard. It was

【0050】比較のため、難燃性付与剤として、Mg
(OH)2を、Al(OH)3を用いた場合には、良好な
難燃性が得られなかった。
For comparison, Mg was used as a flame retardant-imparting agent.
When (OH) 2 was used and Al (OH) 3 was used, good flame retardancy was not obtained.

【0051】さらに、ポリオールとしてポリプロピレン
グリコール(PPG)、またはポリカプロラクトン(P
CL)をそれぞれ単独で用いて、同様に各種難燃性付与
剤を添加したポリウレタンフォームを成形し、同様に難
燃性試験を行ったが、何れの場合も良好な難燃性は得ら
れなかった。
Further, as the polyol, polypropylene glycol (PPG) or polycaprolactone (P
CL) was used alone to similarly mold a polyurethane foam to which various flame retardant-imparting agents were added, and a flame retardancy test was conducted in the same manner, but good flame retardancy was not obtained in any case. It was

【0052】これらの結果は表2に示す。The results are shown in Table 2.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】(導電性試験1)上記実施例4のポリオー
ルを用いて、このポリオール100重量部に、対称性第
四級アンモニウム塩(パラトルエンスルホン酸テトラエ
チルアンモニウム塩:(Et)4+p−TsO-)を
0.5重量部添加してポリウレタンフォームを成形し、
導電性の経時変化を測定した。また、比較のため、導電
性付与剤として、アルカリ金属塩の過塩素酸リチウム
(LiClO4)を用いて同様に導電性の経時変化を測
定した。導電性測定は、500g×2の荷重をかけ、温
度23℃で湿度55%の環境下で、+500V印加した
場合の抵抗を測定した。
(Conductivity Test 1) Using the polyol of Example 4 above, 100 parts by weight of this polyol was added to a symmetrical quaternary ammonium salt (tetraethylammonium paratoluenesulfonate: (Et) 4 N + p-). 0.5 parts by weight of TsO ) is added to mold a polyurethane foam,
The change in conductivity over time was measured. For comparison, the change in conductivity with time was similarly measured using an alkali metal salt of lithium perchlorate (LiClO 4 ) as a conductivity-imparting agent. The conductivity was measured by applying a load of 500 g × 2, and measuring the resistance when +500 V was applied in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55%.

【0055】これらの結果を図1に示す。この結果、導
電性付与剤としては、対称性第四級アンモニウム塩を用
いた方が、良好な導電性の安定を示すことが明らかとな
った。
The results are shown in FIG. As a result, it has been clarified that the use of a symmetric quaternary ammonium salt as the conductivity-providing agent exhibits better stability of conductivity.

【0056】(導電性試験2)上記実施例4のポリオー
ルを用い、導電性試験1と同様に(Et)4+p−Ts
-を添加するとともに、さらに、カーボンブラックE
C−Pを1重量部ドーピングしたポリウレタンフォーム
を製造し、両者の導電性の経時変化と環境依存性を測定
した。これらのの結果を図2および図3に示す。なお、
導電性の測定条件は導電性試験1と同様であるが、測定
環境をLL(10℃、30%)、NN(23℃、55
%)、およびHH(35℃、80%)として測定した。
(Conductivity Test 2) Using the polyol of Example 4 above, the same as in Conductivity Test 1 (Et) 4 N + p-Ts.
O - with the addition of further carbon black E
A polyurethane foam doped with 1 part by weight of C-P was produced, and the changes in conductivity of both of them with time and the environmental dependence were measured. The results are shown in FIGS. 2 and 3. In addition,
The measurement conditions for conductivity are the same as those for conductivity test 1, but the measurement environment is LL (10 ° C, 30%), NN (23 ° C, 55%).
%) And HH (35 ° C., 80%).

【0057】この結果、(Et)4+p−TsO-とと
もにカーボンブラックを用いたものの方が、より安定し
た導電性を示すことがわかった。
As a result, it was found that the one using carbon black together with (Et) 4 N + p-TsO exhibits more stable conductivity.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、低温特性に優れた新規
な難燃性ウレタンフォームが得られ、特に、導電性ロー
ルに用いると、電気抵抗値のばらつきがなく、ロールの
環境依存性,連続印加安定性が改善され、しかも、成型
性の良い安価で安全性に優れたロールを得ることができ
る。
According to the present invention, a novel flame-retardant urethane foam excellent in low-temperature characteristics can be obtained. Especially, when it is used for a conductive roll, there is no variation in electric resistance value, and there is no environmental dependence of the roll. It is possible to obtain a roll which has improved stability of continuous application, good moldability, low cost, and excellent safety.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】難燃性試験の結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a result of a flame retardancy test.

【図2】導電性試験1の結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a result of a conductivity test 1.

【図3】導電性試験2の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a result of a conductivity test 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/02 101 G03G 15/02 101 15/08 501 15/08 501B 21/10 21/00 310 //(C08G 18/48 101:00) C08L 75:04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G03G 15/02 101 G03G 15/02 101 15/08 501 15/08 501B 21/10 21/00 310 // (C08G 18/48 101: 00) C08L 75:04

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多官能のポリエーテルグリコールにポリ
カプロラクトン(PCL)を20%〜50%付加してな
る、平均分子量が3000〜5000、分子量分布が
1.0〜1.2のポリオールと、ポリイソシアネートと
の反応生成物を材料に用いたウレタンフォームからな
り、難燃性付与剤として臭素化芳香族トリアジン化合物
を含有することを特徴とする難燃性ポリウレタンフォー
ム。
1. A polyol having an average molecular weight of 3000 to 5000 and a molecular weight distribution of 1.0 to 1.2, which is obtained by adding 20% to 50% of polycaprolactone (PCL) to a polyfunctional polyether glycol, and a polypolyether. A flame-retardant polyurethane foam comprising a urethane foam using a reaction product with an isocyanate as a material, and containing a brominated aromatic triazine compound as a flame-retardant imparting agent.
【請求項2】 請求項1において、前記臭素化芳香族ト
リアジン化合物の含有量が、前記ポリオール100重量
部に対して、5〜50重量部であることを特徴とする難
燃性ポリウレタンフォーム。
2. The flame-retardant polyurethane foam according to claim 1, wherein the content of the brominated aromatic triazine compound is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
【請求項3】 多官能のポリエーテルグリコールにポリ
カプロラクトン(PCL)を20%〜50%付加してな
る、平均分子量が3000〜5000、分子量分布が
1.0〜1.2のポリオールと、ポリイソシアネートと
の反応生成物を材料に用いたウレタンフォームからな
り、難燃性付与剤として臭素化芳香族トリアジン化合物
を含有し、導電性付与剤として対称性第四級アンモニウ
ム塩を含有することを特徴とする導電性ロール。
3. A polyol obtained by adding 20% to 50% of polycaprolactone (PCL) to a polyfunctional polyether glycol, having an average molecular weight of 3000 to 5000 and a molecular weight distribution of 1.0 to 1.2, and a poly Characterized by comprising a urethane foam using a reaction product with an isocyanate as a material, containing a brominated aromatic triazine compound as a flame retardant, and containing a symmetric quaternary ammonium salt as a conductivity imparting agent. Conductive roll.
【請求項4】 請求項3において、前記臭素化芳香族ト
リアジン化合物の含有量が、前記ポリオール100重量
部に対して、5〜50重量部であることを特徴とする難
燃性ポリウレタンフォーム。
4. The flame-retardant polyurethane foam according to claim 3, wherein the content of the brominated aromatic triazine compound is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol.
【請求項5】 請求項3または4において、前記対称性
第四級アンモニウム塩の含有量が、前記ポリオール10
0重量部に対して、0.05〜20重量部であることを
特徴とする難燃性が付与された導電性ロール。
5. The polyol according to claim 3, wherein the content of the symmetrical quaternary ammonium salt is the polyol 10
0.05 to 20 parts by weight with respect to 0 parts by weight, a conductive roll imparted with flame retardancy.
【請求項6】 請求項3〜5の何れかにおいて、さら
に、導電性付与剤として導電性カーボンブラックを含有
することを特徴とする導電性ロール。
6. A conductive roll according to claim 3, further containing conductive carbon black as a conductivity-imparting agent.
【請求項7】 請求項6において、前記導電性カーボン
ブラックの含有量が、前記ポリオール100重量部に対
して、0.5〜5.0重量部であることを特徴とする難
燃性が付与された導電性ロール。
7. The flame-retardant property according to claim 6, wherein the content of the conductive carbon black is 0.5 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyol. Conductive roll.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012083626A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Gunze Ltd Conductive elastic member for electrophotography having flame retardancy, and method for manufacturing the same

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