(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタンエラストマーを製造する方法において、相対向する二つの流入口と混合物のための流出口とを有する混合室、該混合室に制御滑り弁兼クリーニングピストン１が配置され、該制御滑り弁兼クリーニングピストン１が前記混合室に対して流入口を同時に遮断する位置、流入口を同時に解放する位置、および混合物を前記混合室から排出させる位置の間で往復運動を可能ならしめ、且つ前記流入口の一方から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料主剤を高圧下で注入すると同時に、他方の流入口から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料硬化剤を高圧下で注入して両者を衝突混合させる衝突混合装置により混合せしめ、得られた混合物を前記混合室の流出口から略Ｌ字形に接続した導管への流出制御滑り弁兼クリーニングピストン２を有する導管に流出させ、該導管の端部から金型または回転する円筒型に熱硬化ウレタンエラストマーを注入してウレタンエラストマーを製造するに際し、前記混合物の注入停止時には、前記混合室のクリーニングピストンの先端を、混合物を混合室から排出させる位置に移動し混合物を混合室から導管に排出し、その位置で制御滑り弁兼クリーニングピストン１を停止させ、次いで、導管の流入制御滑り弁兼クリーニングピストン２の先端を、導管の吐出口まで移動させ混合物を導管から排出させて、その位置でクリーニングピストンを停止させることによりウレタンエラストマーを得ることを特徴とするウレタンエラストマーの製法。
【請求項２】
前記注入停止から注入再開の間に、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２と同軸上で対向する制御滑り弁３を導管に挿入し、制御滑り弁兼クリーニングピストン１の先端に突き当て、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を混合物流出口まで押し戻し、衝突混合を再開するときには、混合物の流動速度に合わせて制御滑り弁３を吐出口方向に後退させ吐出口を開くことを特徴とする、請求項１記載のウレタンエラストマーの製法。
【請求項３】
前記導管の側面に、金型または円筒型に吐出するための穴をあけ、注入停止時には導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を、その穴の位置まで進入させ混合物をその穴から排出させ、注入停止から注入再開の間に、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２と同軸上で対向する制御滑り弁３を制御滑り弁兼クリーニングピストンの先端に突き当て、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を混合物流出口まで押し戻し、衝突混合を再開するときには、混合物の流動速度に合わせて制御滑り弁３を、前記側面の吐出口方向に後退させ吐出口を開くことを特徴とする、請求項２記載のウレタンエラストマーの製法。
【請求項４】
前記注入停止時に、導管内の一部を真空にしておくことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のウレタンエラストマーの製法。
【請求項５】
衝突混合方式による混合装置において、該混合装置が、請求項１ないし４のいずれかに記載のウレタンエラストマーの製法に用いられる装置であることを特徴とする、衝突混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性ウレタンエラストマーの製法、および該製法に好適に用いられる衝突混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、レーザービームプリンターにおいて、感光ドラムに残留するトナーの除去は、一般的にクリーニングブレードで行われている。
該クリーニングブレードは、耐摩耗性等の力学的特性に優れるポリウレタンが、一般的に用いられている。
【０００３】
クリーニングブレード用ポリウレタンは、通常主剤と硬化剤からなる熱硬化性ウレタンエラストマー原料を混合し、成形型に充填して硬化させ、この硬化物を脱型することにより製造される。
【０００４】
上記主剤と硬化剤の混合において、従来メカニカル混合法が行われている。
メカニカル混合法では、混合室壁や回転羽根に硬化物が付着するのを防止するため、主剤および硬化剤として反応速度が遅いものが用いられている。
したがって、型に充填してから脱型するまでの時間が長くなり、製造効率が悪化するという問題があった。
【０００５】
この問題を解決するため、反応速度が速い主剤等を使用できる衝突混合法が提案されている。この混合法は、混合が極めて短い時間で行われるため、硬化速度が速い主剤および硬化剤を使用することが可能となり、製造効率を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、この衝突混合法には、注入の停止、再開を繰り返すと成型物に気泡が発生するという問題がある。気泡が発生すると、クリーニングブレードの場合、エッジ部に欠陥が生じ、部分的に感光ドラムでの残留トナーの掻き落としが不可能となる。
このような衝突混合によって発生しやすい気泡をなくすために、特開平７-３３４０５３号では、注入停止時に混合物を混合室に存在させておく方法が提案されている。
この方法は、注入停止時に混合室に混合物が存在しているので、衝突混合再開時に混合物に気泡が巻き込まれないという長所がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平７-３３４０５３号の示す衝突混合法では、注入の停止時にも、混合室に存在させている混合物の硬化反応が進行し、ゲル化することがさけられない。そのため、衝突混合再開後は、まずゲル化物が吐出され、その後に通常の混合物が吐出される。
このようにゲル化したものと、そうでないものを同一の型に注入すると、成型物の物性・寸法にばらつきが出るおそれがあり、また、目視によっても揺らぎが確認できる。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、気泡が無く、物性・寸法のばらつきが小さく、生産効率が良く、且つ低コストなポリウレタンエラストマーの製法およびそれに用いる衝突混合装置を提供することを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、相対向する二つの流入口と混合物のための流出口とを有する混合室、該混合室に制御滑り弁兼クリーニングピストン１が配置され、該制御滑り弁兼クリーニングピストン１が前記混合室に対して流入口を同時に遮断する位置、流入口を同時に解放する位置、および混合物を前記混合室から排出させる位置の間で往復運動を可能ならしめ、且つ前記流入口の一方から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料主剤を高圧下で注入すると同時に、他方の流入口から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料硬化剤を高圧下で注入して両者を衝突混合させる衝突混合装置により混合せしめ、得られた混合物を前記混合室の流出口から略Ｌ字形に接続した導管への流出制御滑り弁兼クリーニングピストン２を有する導管に流出させ、該導管の端部から金型または回転する円筒型に熱硬化ウレタンエラストマーを注入してウレタンエラストマーを製造するに際し、前記混合物の注入停止時には、前記混合室のクリーニングピストンの先端を、混合物を混合室から排出させる位置に移動し混合物を混合室から導管に排出し、その位置で制御滑り弁兼クリーニングピストン１を停止させ、次いで、導管の流入制御滑り弁兼クリーニングピストン２の先端を、導管の吐出口まで移動させ混合物を導管から排出させて、その位置でクリーニングピストンを停止させることによりウレタンエラストマーを得ることを特徴とするウレタンエラストマーの製法とする構成を有する。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、注入停止から注入再開の間に、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２と同軸上で対向する制御滑り弁３を導管に挿入し、制御滑り弁兼クリーニングピストンの先端に突き当て、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を混合物流出口まで押し戻し、衝突混合を再開するときには、混合物の流動速度に合わせて制御滑り弁３を吐出口方向に後退させ吐出口を開くことを特徴とするウレタンエラストマーの製法とする構成を有する。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明は、導管の側面に、金型または円筒型に吐出するための穴をあけ、注入停止時には導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を、その穴の位置まで進入させ混合物をその穴から排出させ、注入停止から注入再開の間に、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２と同軸上で対向する制御滑り弁３を、制御滑り弁兼クリーニングピストンの先端に突き当て、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を混合物流出口まで押し戻し、衝突混合を再開するときには、混合物の流動速度に合わせて制御滑り弁３を、前記側面の吐出口方向に後退させ吐出口を開くことを特徴とするウレタンエラストマーの製法とする構成を有する。
【００１２】
また上記目的を達成するため、本発明は、注入停止時には、導管内の一部を真空にしておくウレタンエラストマーの製法とする構成を有する。また上記の目的を達成するため、本発明の衝突混合装置は、上記のような構造・機能を有するように構成される。
【００１３】
(作用)
上記課題を解決するための本発明においては、混合室および導管内に、混合物を存在させることなく、制御滑り弁を存在させておくこと、または真空にしておくことにより、吐出物が泡を包含することなく、均一な性状の吐出が可能になることを見いだしたことに基づく構成を有する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を具体的に説明する。
本発明によるウレタンエラストマーの製造は、ウレタンエラストマー成形用主剤、硬化剤、衝突混合装置および成形用型を用いて行われる。
上記主剤および硬化剤は、通常の衝突混合で用いられているものを用いることができる。上記主剤および硬化剤は、温度７０〜９０℃、好ましくは８０℃で予備加熱し、衝突混合装置のタンクにそれぞれ充填し、減圧下脱気処理を行う。
【００１５】
この衝突混合による製法を、衝突混合、および注入停止の二つの時期に大別して説明する。まず、衝突混合時は、図１に示すように、相対向する二つの流入口と混合物のための流出口とを有する混合室で、前記混合室に制御滑り弁兼クリーニングピストンが配置されており、この制御滑り弁兼クリーニングピストン１が前記混合室に対して流入口を同時に遮断する位置と、流入口を同時に解放する位置、および混合物を混合室から排出させる位置の間で往復運動可能である混合室に、上記流入口の一方から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料の主剤を高圧下で混合室に注入すると同時に、他方の流入口から予め減圧下で脱気した熱硬化ウレタンエラストマー原料の硬化剤を高圧下で注入して両者を衝突混合させ、この混合物を上記混合室の流出口から略Ｌ字形に接続した、導管への流出制御滑り弁兼クリーニングピストン２を有する導管に流出させ、該導管の端部から金型または回転する円筒型に熱硬化ウレタンエラストマーを注入する。
【００１６】
一方、上記混合物の注入停止時には、上記混合室のクリーニングピストンの先端を混合物を混合室から排出させる位置に移動し混合物を混合室から導管に排出し、その位置で制御滑り弁兼クリーニングピストン１を停止させる。
【００１７】
注入停止から注入再開の間に、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２と同軸上で対向する制御滑り弁３を導管に挿入し制御滑り弁兼クリーニングピストンの先端に突き当て、導管の制御滑り弁兼クリーニングピストン２を混合物流出口まで押し戻し、衝突混合を再開するときには、混合物の流動速度に合わせて制御滑り弁３を吐出口方向に後退させ吐出口を開く。
【００１８】
上記制御滑り弁３を吐出口方向に後退させる際、吐出量および吐出圧を検知するセンサおよび駆動制御を設けて、吐出量、および吐出圧を安定に保ちながら上記制御滑り弁３を吐出口方向に後退させることもできる。
【００１９】
また実施例２(図２参照)のように、導管の側面に穴を開けたものを使用することもできる。本発明によるクリーニングブレードおよびその製法においては、上記のような製法により製造されたクリーニングブレードおよびその製法を含むものである。
【００２０】
また本発明の衝突混合装置は、上記のような衝突混合を可能ならしめるよう構成される衝突混合装置を含むものである。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の詳細を実施例により図面に基づいて説明するが、本発明がこれらによってなんら限定されるものではない。
【００２２】
[実施例１]
請求項２記載の方式により調製したウレタンエラストマーは、泡・揺らぎを目視で確認したところ、いずれも皆無であった。。
【００２３】
[実施例２]
請求項３記載の方式により調製したウレタンエラストマーは、泡・揺らぎを目視で確認したところ、いずれも皆無であった。
【００２４】
[実施例３]
請求項４記載の方式により調製したウレタンエラストマーは、泡・揺らぎを目視で確認したところ、いずれも皆無であった。
【００２６】
[比較例１]
注入停止時に混合室、導管に混合物を存在させてから、衝突混合をして得られたウレタンエラストマーおよびクリーニングブレード(特開平７-３３４０５３の示す方式と同じ)は、泡・揺らぎを目視で確認したところ、泡の存在は認められなかったが、揺らぎは存在が認められた。
【００２７】
【表１】
0004412686.tif 000002
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、混合室および導管内に、混合物を存在させることなく、制御滑り弁を存在させておくこと、または真空にしておくことにより、吐出物が泡を包含することなく、均一な性状の吐出が可能になる。
また、本発明の製法により製造したクリーニングブレードは、泡による欠陥が無く、全幅にわたって良好なクリーニング性が得られる等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における衝突混合手段、混合室の概要を示す模式説明図。
【図２】本発明の実施例２における衝突混合手段、混合室の概要を示す模式説明図。
【符号の説明】
１    制御滑り弁兼クリーニングピストン
２    導管の流出制御滑り弁兼クリーニングピストン
３    制御滑り弁
【図１】
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【図２】
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