JPS6234915A - 非ブリ−デイング性及び耐摩耗性ポリウレタン成形物用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、非ブリーディング性及び耐摩耗性を有するポ
リウレタン成形物用組成物、及びかがる組成物より得ら
れる非ブリーディング性及び耐摩耗性ポリウレタン成形
物、特に電子写真複写機用給紙ロール等として用いるに
好適であるポリウレタン成形物に関する。

（従来の技術） 従来、電子写真複写機用給紙ロールには、軟質化された
ポリウレタンからなるロールが用いられている。このよ
うな軟質化ポリウレタンからなるロールは、耐摩耗性等
の機械的特性がすぐれる反面、オイル類のほか、ジオク
チルフタレート、ジオクチルアジペート或いはジプロピ
レングリコールジベンゾエート等のような可塑剤が配合
されて、適度の硬さを有するように軟質化されている。

その結果、従来のこれら可塑剤を含有したポリウレタン
製給紙ロールは耐トナー性に劣る問題を有する。即ち、
可塑剤やオイルがロール表面に経時的に滲み出す所謂ブ
リーディング現象が起こり、このように滲み出た可塑剤
やオイルがトナーを構成する樹脂を溶解するので、複写
機使用中にロール表面にトナーが固着蓄積し、給紙性能
を低下させるのである。更に、給紙ロールにおいてブリ
ーディングが起こると、複写用紙を汚染させることとも
なる。

また、電子写真複写機内の温度は、その使用に際して環
境温度より１０〜２０　”ｃ程高温になることが多く、
従って、給紙ロールにはＯ’Ｃ（＝Ｊ近から５０℃付近
の高温にわたる広い温度範囲で常に一定した給紙性能が
要求されるが、上記のような軟質化ポリウレタンからな
る給紙ロールによれば、温度安定性が十分でなく、高温
時での使用において給紙ロールへのトナーの付着及び給
紙ロールとして所要の表面の摩擦係数の減少が一層顕著
になる。

更に、上記のようなロール表面への可塑剤のブリーディ
ングは、複写機用給紙ロールにおいて好ましくないばか
りでなく、一般に、印刷ロール、スクリーン印刷用のス
クイージ−１集積回路チップの製造におけるシリコンウ
ェハーの搬送ロール等においても、種々の好ましくない
問題を引き起こす。

他方、印刷ロールの分野においては、既に無可塑軟質ポ
リウレタンからなるものが知られている。

しかし、この無可塑軟質ポリウレタンをそのまま電子写
真複写機用給紙ロールに用いた場合、耐摩耗性に劣る問
題が残る。

（発明の目的） 本発明は、上記したように、一般に従来のポリウレタン
からなるロールにおける可塑剤のブリーディングを解決
すると共に、耐摩耗性を付与するためになされたもので
あり、従って、本発明は、電子写真複写機用給紙ロール
、スクリーン印刷用スクイージ−１集積回路チップ製造
におけるシリコンウェハー搬送用ロール等に適する非ブ
リーディング性及び耐摩耗性の成形品を製造することが
できるポリウレタン成形物用組成物を提供することを目
的とし、特に、例えば、実質的に可塑剤のブリーディン
グ現象が生じず、また、長期間にわたって所要の摩擦係
数及び寸法を保持すると共に、高温での温度安定性にも
すぐれたポリウレタン成形物を得ることができる成形用
組成物を提供することを目的とする。従って、本発明は
また、耐トナー性にすぐれ、所要の摩擦係数及び寸法を
保持して、電子写真複写機内の高温下でも一定した給紙
性能を有する電子写真複写機用の給紙ロールの製造のた
めに特に適する非ブリーディング性及び耐摩耗性ポリウ
レタン成形物用組成物を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明による非ブリーディング性及び耐摩耗性ポリウレ
タン成形物用組成物は、ポリオールとポリイソシアネー
トを反応させてなり、イソシアネート当量が１６００〜
４０００の範囲にあるウレタンプレポリマーと、水酸基
当量２００〜２０００、平均官能基数２．５〜３．５で
ある末端水酸基を有する硬化側とを含むことを特徴とす
る。

本発明において用いるウレタンプレポリマーは、常法に
従って、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリ
オールのようなポリオールとポリイソシアネートとの反
応によって得られそのインシアネート当量が１６００〜
４０００の範囲にあることが必要である。イソシアネー
ト当量が１６００よりも小さいときは、得られるポリウ
レタン成形物の硬度が高すぎ、一方、４０００よりも大
きいときは、組成物の粘度が高すぎて、加工性に劣る問
題がある。上記のように、イソシアネート当量が１６０
０〜４０００の範囲にあるウレタンプレポリマーは市販
品として入手することができる。

上記ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール
、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、１．５
−ベンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール或いは
ネオペンチルグリコール等のグリコールの１種又は２種
以上の混合物と、アジピン酸等の炭素数２〜６のジカル
ボン酸とを反応させて得られるポリエステルポリオール
類をはじめ、ポリ炭酸エステルポリオール、カプロラク
トンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステ
ルポリオールのようなポリエステルポリオールや、ポリ
オキシメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリ
コール等のポリエーテルポリオールが好ましく用いられ
る。

また、上記ポリイソシアネートとしては、トリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシ
アネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、イソフオロンジイソシ
アネート等が好ましく用いられる。しかし、本発明にお
いて用いられるポリウレタンプレポリマーにおけるポリ
オール及びポリイソシアネートは、上記に限定されるも
のではない。

前記したように、ポリウレタンからなるロールを給紙ロ
ールとして用いるためには、ポリウレタンは軟質化され
ていることが必要であり、従って、ポリウレタン成形物
用組成物は可塑剤を含有することが必要である。ここに
おいて、本発明による組成物は、得られるポリウレタン
成形物がＪＩＳ　Ａ法における１０〜６０度の範囲の硬
度を有するように、硬化剤を兼ねる可塑剤として、水酸
基当量２００〜２０００、平均官能基数２．５〜３．５
である末端水酸基を有する硬化剤を含有する。かかる硬
化剤は、分子内に有する３つ以上の水酸基によって、ウ
レタンプレポリマーの架橋硬化に際してウレタンプレポ
リマー分子に化学的に結合されるので、成形後に表面に
ブリーディングを起こすことがなく、しかも、高分子量
であって、長い分子鎖を有するために、この架橋鎖を介
してウレタンプレポリマー分子間に一定の距離を有せし
め、かくして、成形後のポリウレタンを軟質化させるこ
とができる。

従って、硬化剤の水酸基当量が２００よりも小さいとき
、又は硬化剤の平均官能基数が３．５よりも大きいとき
は、架橋密度が高すぎて、ポリウレタン成形物が硬化し
、伸びも低い。他方、水酸基当量が２０００よりも大き
いとき、又は硬化剤の平均官能基数が２．５よりも小さ
いときは、軟質にすぎると共に、モジュラス及び破壊強
度が小さく、特に、電子写真複写機用給紙ロールとして
の実用に耐えない。

上記のような硬化剤としては、例えば、３価以上のポリ
オキシアルキレンポリオール、ボリカプロクトンボリオ
ール等を挙げることができ、具体例としては、プロピレ
ンオキシドをグリセリンやトリメチロールプロパンにて
開環重合させたポリオキシプロピレントリオールや、ε
−カブロクトンをトリメチロールプロパンにて開環重合
させたポリ力プロクトントリオールを挙げることができ
る。かかる硬化剤も市販品として入手することができる
。しかし、本発明において用いる硬化剤は、これらに限
定されるものではない。

更に、本発明によるポリウレタン成形物用組成物におい
ては、得られるポリウレタン成形物がＪＩＳ　Ａ法にお
ける１０〜６０度の範囲の硬度を有するように、上記硬
化剤は、好ましくは、ウレタンプレポリマーに対して、
反応比α、即ち、水酸基量／イソシアネート比が０．７
５〜１．２５の範囲にあるように、通常、ウレタンプレ
ポリマー１００重量部に対して５〜２０重量部の範囲で
用いられる。反応比が０．７５よりも小さいときは、ポ
リウレタン成形物に水酸基が残存することとなり、耐湿
熱性等の耐環境性に劣ることとなり、１．２５よりも大
きいときは、特に、伸びが低く、低温特性に劣る。即ち
、用いる硬化剤の量が上記範囲をはずれるとき、成形物
、例えば、電子写真複写機用給紙ロールやスクリーン印
刷用スクイージ−に所要の性能を付与するために必要な
適度の硬さを与えることができない。

本発明によるポリウレタン成形物用組成物は、更に触媒
を含有してもよい。かかる触媒としては、ポリウレタン
成形物の製造に使用される通常の触媒を用いることがで
きる。かかる触媒として、例えば、ジブチルスズラウレ
ートが好適である。触媒の使用量は、特に制限されるも
のではないが、通常、ウレタンプレポリマー１００部に
対して、０．０１〜０．２部である。

本発明によるポリウレタン成形物用組成物は、ポリウレ
タン成形物の製造において知られている通常の方法によ
って所要の成形物に加工することができる。例えば、電
子写真複写機用給紙ロールを製造するには、ウレタンプ
レポリマー、前記硬化剤及び触媒からなる混合物を約１
００℃に加熱した所定の型に流し込み、数時間加熱した
後、型より取出し、約９０〜１００℃の加熱空気で数時
間乃至数十時間前後硬化すればよい。

このようにして得られたポリウレタン成形品、例えば、
電子写真複写機用給紙ロールは、常温のみならず、５０
℃付近の高温でもブリーディングが起こらず、従って、
ブリーディングによるロール表面へのトナーの固着がな
い良好な耐トナー性を有し、常温で２００日経過後、或
いは一１０〜６０℃の温度変化による苛酷な条件下にお
いても、長期間にわたって実質的に摩擦係数の減少がな
く、また、寸法変化もない。

（発明の効果） 以上のように、本発明の非ブリーディング性及び耐摩耗
性ポリウレタン成形物用組成物は、高分子量であって、
且つ、３官能以上の多官能性末端水酸基化合物を可塑剤
を兼ねる硬化剤として含有するために、非プリーディン
グ性が要求される軟質の各種ポリウレタン成形物の製造
に好適に用いることができ、例えば、上記したように、
耐トナー性の良好な電子写真複写機用給紙ロールのほか
、印刷ロール、スクリーン印刷用スクイージ−１集積回
路チップ製造用シリコンウェハー搬送用ロール等の製造
のために好適に用いることができる。

（実施例） 以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。尚、以下の実施例においては、ポ
リウレタン成形物用組成物を用いて電子写真複写機用給
紙ロールを成形し、この給紙ロールを組成物が本発明に
よるときを発明品、従来の組成物によるときを従来品と
称する。また、部は重量部を示す。

実施例 （１）発明品１ ウレタンプレポリマー（三洋化成工業■製サンブレンＰ
−６４２Ｘ−１、ポリオキシブチレングリコールとトル
エンジイソシアネートとの付加物であって、イソシアネ
ート当量２３３０）１００部、硬化剤として水酸基当量
４００のポリカプロラクトントリオール（ダイセル化学
工業側製プラクセル３１２、ε−カプロラクトンをトリ
メチロールプロパンにて開環重合させたもの）１５．３
部及び触媒としてジブチルスズラウレート０．０３部を
混合して、本発明による組成物を調製した。

この組成物を１００℃に加熱した型に流し込み、１時間
加熱した後、型より取出し、１００℃の温度で２０時間
後硬化させて、本発明品１の給紙ロールを得た。

（２）　　発明品２ 上記発明品１の製造において、硬化剤として、水酸基当
量３５０のプロピレンオキシドトリオール（三洋化成工
業■製すンニツクスＧＰ−１０００、プロピレンオキシ
ドをグリセリンにて開環重合させたもの）を用いた以外
は、全く同様にして本発明による組成物を調製し、同様
にして、本発明品２の給紙ロールを得た。

（３）従来品１ ウレタンプレポリマー（成田薬品工業■製タケネートＬ
−１２７０、ポリエチレンアジペートジオールとトルエ
ンジイソシアネートとの付加物、イソシアネート量２．
３重量％）１００部、可塑剤としてジプロピレングリコ
ールジベンゾエート３０部、硬化剤として４，４゛−メ
チレンビス−〇−クロロアニリン２．６部及びトリイソ
プロパツールアミン２．５１部を混合して、比較のため
の組成物を調製した。

この組成物を発明品１と同様にして従来品１の給紙ロー
ルを得た。

（４）従来品２ ポリエステルポリオール（大日本インキ化学工業（（聯
製０ＤＸ−１０６、アジピン酸とジエチレングリコール
及びトリメチロールプロパンとの縮合物、水酸基当量約
９００）１００部及びＴＤＩ６５（トルエンジイソシア
ネートの２，４−異性体／２．６−異性体６５／３５の
混合物、イソシアネート当量８７）を混合し、１００℃
に加熱した型に流し込んで２時間加熱した後、型より取
出し、更に、１００℃の温度で更に２０時間硬化させて
、従来品２の給紙ロールを得た。

（５）各給紙ロールの耐トナー性及び摩擦係数の経時変
化 各給紙ロールを容器に入れ、次に、トナー（トナー１又
は２）又は樹脂粉末（ポリエステル樹脂粉末又はＡＳ樹
脂粉末）で給紙ロール全体を覆い、５０℃で３日及び常
温で２００日の条件下においた後、ロールに付着した粉
末状のトナー又は樹脂を除き、ロールに固着したトナー
又は樹脂の厚みを測定した。結果を第１表に示す。

第１表において、数値は各ロール表面に固着したトナー
又は樹脂粉末の層の厚み（鶴）を示す。

本発明品の給紙ロールによれば、５０℃で３日、常温で
２００日の両条件下において、その表面にはトナー或い
は樹脂粉末の固着は全くなく、ブリーディングが起こら
なかった。一方、従来品では０．５〜１．２　ｖｎの厚
さにトナー又は樹脂粉末が固着した。

次に、各ロールを常温で２００日放置及び−１０℃で６
時間、常温で６時間、６０℃で６時間、更に常温で６時
間の連続温度変化（ヒートサイクル）の各条件に曝した
後、ヘイトン式摩擦係数測定機により、各ロール表面の
摩擦係数を測定した。

結果を第２表に示す。本発明品のロールによれば、いず
れの条件下でも摩擦係数は全く変化しないが、従来品で
は常温及びヒートサイクル条件下とも、摩擦係数が著し
く減少した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオールとポリイソシアネートを反応させてな
   り、イソシアネート当量が１６００〜４０００の範囲に
   あるウレタンプレポリマーと、水酸基当量２００〜２０
   ００、平均官能基数２．５〜３．５である末端水酸基を
   有する硬化剤とを含むことを特徴とする非ブリーディン
   グ性及び耐摩耗性ポリウレタン成形物用組成物。