(57)【要約】【課題】低硬度で耐久性を向上させた電子写真機器用発泡ウレタンロールを提供すること。【解決手段】軸体１２の外周に、下記のａ〜ｂ成分を含有するウレタン組成物を用いて、成形型内で発泡・硬化させて発泡ウレタン層１４を形成する。（ａ）ポリオール成分（ｂ）下記のｂ１〜ｂ３を満たすポリイソシアネート成分  （ｂ１）ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物およびトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を含む  （ｂ２）前記ウレタン組成物中の前記ＨＤＩ混合物の含有量が２質量％以上  （ｂ３）前記ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％以下【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡ウレタン層とを備え、
前記発泡ウレタン層は、下記のａ〜ｂ成分を含有するウレタン組成物が成形型内で発泡・硬化されて形成されたものであることを特徴とする電子写真機器用発泡ウレタンロール。
（ａ）ポリオール成分
（ｂ）下記のｂ１〜ｂ３を満たすポリイソシアネート成分
（ｂ１）ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物およびトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を含む
（ｂ２）前記ウレタン組成物中の前記ＨＤＩ混合物の含有量が２質量％以上
（ｂ３）前記ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％以下
【請求項２】
前記ＴＤＩに対する前記ＨＤＩ混合物の質量割合（ＨＤＩ混合物／ＴＤＩ）が０．３〜３の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用発泡ウレタンロール。
【請求項３】
前記（ａ）ポリオール成分のポリオールの数平均分子量が３０００〜１００００の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用発泡ウレタンロール。
【請求項４】
前記ＨＤＩのヌレート変性体はポリオールによりプレポリマー化されたものであり、その数平均分子量が４００〜７０００の範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用発泡ウレタンロール。
【請求項５】
前記発泡ウレタン層のＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張強度が４０ＫＰａ以上であり、かつ、前記発泡ウレタン層のＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張伸びが１４０％以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用発泡ウレタンロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用発泡ウレタンロールに関し、さらに詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真機器のトナー供給ロールやクリーニングロール等に用いて好適な電子写真機器用発泡ウレタンロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器には、一般に、像担持体である感光ドラムの周囲に、現像ロール、帯電ロール、転写ロール、トナー供給ロール、クリーニングロールなどの弾性ロールが組み込まれている。弾性ロールは、シャフトなどの軸体の外周に弾性体層が形成されたもので構成されている。弾性体層を形成する材料としては、ウレタンフォーム（発泡ウレタン）が用いられることがある。ウレタンフォームよりなる弾性体層は、成形金型内でウレタンを発泡硬化することにより形成することができる。
【０００３】
この種の弾性ロールに関連するものとして、例えば特許文献１には、ポリウレタンフォームからなる画像形成装置用高分子部材が記載されている。この特許文献１には、ポリイソシアネートとしてジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を含有することが記載されている。また、ＭＤＩに加えて従来公知のポリイソシアネートの中から適宜選択して他のポリイソシアネートを使用できることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ポリウレタンフォーム製ローラが記載されている。この特許文献２には、ポリイソシアネートとしてＭＤＩやトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を用いることが記載されている。また、これらに加えて従来公知のポリイソシアネートの中から適宜選択して他のポリイソシアネートを使用できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４９０４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３３８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、トナー供給ロールは、現像ロールにトナーを供給するとともにトナー像形成後の現像ロール表面に残ったトナーを掻き取って現像ロール表面を清浄化する。また、クリーニングロールは、トナー像転写後の感光ドラム表面に残ったトナーを掻き取って感光ドラム表面を清浄化する。これらの弾性ロールでは、ロール表面にトナーが接触することから、トナーストレスの低減を目的として、ロール表面が低硬度であることが求められている。
【０００７】
しかしながら、ロール表面を低硬度にする場合には、弾性体層の強度低下を伴うおそれがある。そうすると、ロールの耐久性が低下するおそれがある。したがって、低硬度であっても弾性体層の強度低下のおそれがなく、耐久性に優れたものが求められる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、低硬度で耐久性を向上させた電子写真機器用発泡ウレタンロールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用発泡ウレタンロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成された発泡ウレタン層とを備え、前記発泡ウレタン層は、下記のａ〜ｂ成分を含有するウレタン組成物が成形型内で発泡・硬化されて形成されたものであることを要旨とするものである。
（ａ）ポリオール成分
（ｂ）下記のｂ１〜ｂ３を満たすポリイソシアネート成分
（ｂ１）ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物およびトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を含む
（ｂ２）前記ウレタン組成物中の前記ＨＤＩ混合物の含有量が２質量％以上
（ｂ３）前記ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％以下
【００１０】
この際、前記ＴＤＩに対する前記ＨＤＩ混合物の質量割合（ＨＤＩ混合物／ＴＤＩ）が０．３〜３の範囲内であることが好ましい。また、前記（ａ）ポリオール成分のポリオールの数平均分子量が３０００〜１００００の範囲内であることが好ましい。また、前記ＨＤＩのヌレート変性体はポリオールによりプレポリマー化されたものであり、その数平均分子量が４００〜７０００の範囲内であることが好ましい。そして、前記発泡ウレタン層のＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張強度が４０ＫＰａ以上であり、かつ、前記発泡ウレタン層のＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張伸びが１４０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電子写真機器用発泡ウレタンロールによれば、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分にＨＤＩのヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物とＴＤＩとを含み、このときのＨＤＩ混合物の含有量とＨＤＩ混合物のＮＣＯ％とを特定範囲にしたため、低硬度で耐久性に優れる。ウレタン組成物のポリイソシアネート成分にＴＤＩとともにＨＤＩ混合物が特定の割合で含まれるため、発泡硬化時に著しい硬度上昇が生じることなく、低硬度が維持される。また、ＨＤＩ混合物に特定の割合でＨＤＩのヌレート変性体が含まれ、ポリウレタンの分子構造中にヌレート構造が導入されるため、発泡ウレタン層の強度が向上し、破断が抑制される。
【００１２】
この際、ＨＤＩ混合物／ＴＤＩが特定範囲内にあると、低硬度が維持されやすい。また、（ａ）ポリオール成分のポリオールの数平均分子量が特定範囲内にあると、低硬度が維持されるとともにタック性の上昇が抑えられる。また、ＨＤＩヌレートはポリオールによりプレポリマー化されたものであり、その数平均分子量が特定範囲内にあると、発泡ウレタン層の表面に滲み出す成分が抑えられ、これがトナーに付着することに起因する画質の悪化を抑えることができる。そして、発泡ウレタンの引張強度および引張伸びが特定範囲内にあれば、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る発泡ウレタンロールの周方向断面図である。
【図２】図１の発泡ウレタンロールの製造に好適なロール成形型を模式的に示した軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の構成について具体的に明らかにする。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る発泡ウレタンロールの周方向断面図である。一実施形態に係る発泡ウレタンロール１０は、図１に示す構造が軸方向に連続する構成を備えている。図１に示すように、発泡ウレタンロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周にロール状に形成された発泡ウレタン層１４とにより構成されている。
【００１６】
発泡ウレタン層１４は、例えば成形型内でウレタン組成物を発泡・硬化させることにより形成することができる。ここで、ウレタン組成物は、（ａ）ポリオール成分と、（ｂ）特定のポリイソシアネート成分とを含有する。
【００１７】
ウレタン組成物の（ａ）ポリオール成分は、特に限定されるものではなく、ポリウレタンフォームに用いられるポリオールを好適に用いることができる。（ａ）ポリオール成分としては、具体的には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオールなどを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００１８】
（ａ）ポリオール成分のポリオールの数平均分子量は、３０００〜１００００の範囲内であることが好ましい。より好ましくは３０００〜６０００の範囲内である。ポリオールの数平均分子量が３０００以上であれば、発泡ウレタン層１４を低硬度にしやすい。また、ポリオールの数平均分子量が１００００以下であれば、タック性の上昇が抑えられやすい。
【００１９】
（ａ）ポリオール成分のポリオールの水酸基価（Ｏｈｖ）は、特に限定されるものではないが、ウレタン組成物の硬化速度に優れる、適度な粘度の範囲に設定しやすいなどの点から、１０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内であることが好ましい。より好ましくは２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲内である。なお、水酸基価は、ＪＩＳ  Ｋ  ００７０の水酸基価である。
【００２０】
ウレタン組成物の（ｂ）特定のポリイソシアネート成分は、下記のｂ１〜ｂ３を満たすものである。
（ｂ１）ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物およびトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を含む
（ｂ２）ウレタン組成物中のＨＤＩ混合物の含有量が２質量％以上
（ｂ３）ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％以下
【００２１】
（ｂ１）に示すように、ポリイソシアネート成分としてＨＤＩ混合物とＴＤＩとを含むことにより、低硬度で引張強度・引張伸びに優れた材料にすることができる。ポリイソシアネート成分がＨＤＩ混合物だけの場合には、架橋が強くなるため、硬度が高くなりすぎるおそれがある。ポリイソシアネート成分がＴＤＩだけの場合には、低硬度であるが、引張強度・引張伸びが不足する。ポリイソシアネート成分がＭＤＩ（クルードＭＤＩ）だけの場合には、粗製であるため、４官能以上のイソシアネートが多く含まれる。このため、硬度が高くなりすぎる。また、ＭＤＩには芳香族環があるため、これによっても硬度が高くなりやすい。ポリイソシアネート成分がＴＤＩとＭＤＩ（クルードＭＤＩ）よりなる場合には、引張伸びが不足する。
【００２２】
ＨＤＩ混合物は、ＨＤＩおよびその誘導体の混合物である。ＨＤＩのヌレート変性体はＨＤＩ誘導体の一種であり、ＨＤＩ誘導体としては、ＨＤＩヌレートの他にＨＤＩビュレット、ＨＤＩアロハネートなどが挙げられる。
【００２３】
ＨＤＩのヌレート変性体は、ＨＤＩの３量体を主に含むＨＤＩの多量体の混合物である。したがって、ＨＤＩのヌレート変性体は、イソシアネート基を３つ以上有する多官能のイソシアネートを含む。ただし、ＨＤＩのヌレート変性体は、４官能以上のものの割合が少ない。このため、クルードＭＤＩ（粗製ＭＤＩ）のような４官能以上のイソシアネートを多く含むものよりも硬度の上昇を抑えることができる。すなわち、ＨＤＩのヌレート変性体は、クルードＭＤＩを用いた場合のように架橋できるが、クルードＭＤＩを用いた場合よりも低硬度にすることができる。また、ＨＤＩのヌレート変性体のヌレート構造は架橋後にも維持されるため、発泡ウレタンの分子構造中にヌレート構造が導入される。これにより、発泡ウレタン層の強度が向上し、破断を抑制できる。
【００２４】
そして、（ｂ２）（ｂ３）に示すように、ウレタン組成物中には、特定量のＨＤＩのヌレート変性体が含まれる。
【００２５】
ここで、ＨＤＩ混合物におけるＨＤＩのヌレート変性体の割合は、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％により把握することができる。ＨＤＩが１００％である場合のＮＣＯ％は５０％であり、ＨＤＩのヌレート変性体の割合が増加するにつれてＨＤＩ混合物のＮＣＯ％は５０％から減少する。本発明においては、（ｂ３）に示すように、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％以下となる範囲でＨＤＩ混合物中にＨＤＩのヌレート変性体が含まれるようにする。この際、（ｂ２）に示すように、ウレタン組成物中のＨＤＩ混合物の含有量が特定量に規定されているので、ウレタン組成物中のＨＤＩのヌレート変性体の量が定まる。なお、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％は、滴定法により測定することができる。
【００２６】
本発明においては、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分にＨＤＩのヌレート変性体を主成分とするＨＤＩ混合物とＴＤＩとを含み、このときのＨＤＩ混合物の含有量とＨＤＩ混合物のＮＣＯ％とを特定範囲にしたため、低硬度で耐久性に優れる。ウレタン組成物のポリイソシアネート成分にＴＤＩとともにＨＤＩ混合物が特定の割合で含まれるため、発泡硬化時に著しい硬度上昇が生じることなく、低硬度が維持される。また、ＨＤＩ混合物に特定の割合でＨＤＩのヌレート変性体が含まれ、ポリウレタンの分子構造中にヌレート構造が導入されるため、発泡ウレタン層の強度が向上し、破断が抑制される。
【００２７】
この際、低硬度で引張強度や引張伸びに優れる効果のバランスに優れるなどの観点から、ＴＤＩに対するＨＤＩ混合物の質量割合（ＨＤＩ混合物／ＴＤＩ）は、０．３〜３の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３〜１の範囲内である。
【００２８】
また、低硬度で引張強度や引張伸びに優れる効果のバランスに優れるなどの観点から、ウレタン組成物中のＨＤＩ混合物の含有量の下限としては、より好ましくは２質量％以上、さらに好ましくは５質量％以上である。一方、硬度の観点から、ウレタン組成物中のＨＤＩ混合物の含有量の上限としては、より好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以下である。
【００２９】
また、低硬度で引張強度や引張伸びに優れる効果のバランスに優れるなどの観点から、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％の上限としては、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２３％以下である。一方、反応性の観点から、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％の下限としては、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上である。
【００３０】
ウレタン組成物のポリイソシアネート成分は、ＨＤＩのヌレート変性体が特定量含まれていれば、ＨＤＩやＴＤＩの他のポリイソシアネートが含まれていても良い。このようなポリイソシアネートとしては、ＭＤＩ、クルードＭＤＩおよびこれらの誘導体、ＴＤＩの誘導体、ＨＤＩ以外の脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートなどを挙げることができる。
【００３１】
ＨＤＩのヌレート変性体は、（ａ）成分のポリオールとは別のポリオールによりプレポリマー化されたものであっても良い。プレポリマー化されることによって、発泡ウレタン層の表面に滲み出す成分が抑えられ、これがトナーに付着することに起因する画質の悪化を抑えることができる。プレポリマーの数平均分子量は、４００〜７０００の範囲内であることが好ましい。
【００３２】
プレポリマー化に用いるのに好適なポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコールなどのポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールなどを挙げることができる。ポリオールの数平均分子量は、２００〜６５００の範囲内であることが好ましい。
【００３３】
ポリイソシアネートとポリオールとの配合割合は所定の範囲にすることが好ましい。ポリイソシアネートとポリオールとの配合割合は、下記の式で算出されるポリイソシアネート成分全体のＮＣＯ％の値を設定することにより設定することができる。ポリイソシアネート成分全体のＮＣＯ％の値としては、５〜５０質量％の範囲内とすることが好ましい。ＮＣＯ％の値が５質量％未満では、ウレタン組成物の粘度が十分低下せず、成形が困難になる傾向がある。一方、ＮＣＯ％の値が５０質量％を超えると、硬度が高くなりすぎる傾向や、硬化反応が不均一となり、ウレタンゴムの物性が低下する傾向などがある。
【数１】
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【００３４】
ＮＣＯインデックスは、圧縮永久歪みの観点から、５０〜１５０の範囲内に設定することが好ましい。より好ましくは８０〜１３０の範囲内である。なお、ＮＣＯインデックスとは、ポリイソシアネート成分のイソシアネート基と反応する水酸基を持つポリオール成分の合計当量１００に対するイソシアネート基の当量を意味する。
【００３５】
ウレタン組成物には、ポリオール成分およびポリイソシアネート成分以外に、必要に応じて、発泡剤、触媒、添加剤を含めることができる。
【００３６】
発泡剤には、ウレタン反応に通常使用される発泡剤を用いることができる。このような発泡剤としては、水、水素原子含有ハロゲン化炭化水素、低沸点炭化水素、液化炭酸ガスなどを挙げることができる。水素原子含有ハロゲン化炭化水素としては、ハイドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）などを挙げることができる。低沸点炭化水素としては、ブタン、ペンタン、シクロペンタンなど、沸点が−５〜７０℃程度のものを挙げることができる。これらの発泡剤の含有量は、適宜定めることができる。例えば、ポリオール成分１００質量部に対し、０．１〜１０質量部の範囲内とすることができる。
【００３７】
触媒には、ポリウレタン反応に通常使用される触媒を用いることができる。このような触媒としては、アミン系触媒、金属触媒を挙げることができる。アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、Ｎ−エチルモルホリン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、１，８−ジアザビシクロ−［５，４，０］−ウンデセン−７、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル（カルボン酸塩）などを挙げることができる。金属触媒としては、オクチル酸第一スズ、ジラウリル酸ジブチル第二スズ、オクチル酸鉛などを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。触媒の含有量としては、特に限定されるものではないが、ポリオール成分１００質量部に対し、０．０５〜５質量部の範囲内とすることができる。
【００３８】
ウレタン組成物に好適に配合される添加剤としては、整泡剤、架橋剤、架橋促進剤、導電剤、増量剤、補強剤、加工助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、シリコーンオイル、滑剤、助剤、界面活性剤などを挙げることができる。整泡剤としては、ジメチルシロキサン系整泡剤やポリエーテル変性ジメチルシロキサン系整泡剤などのシリコーン整泡剤を挙げることができる。整泡剤の含有量としては、ポリオール成分１００質量部に対し、０．１〜５質量部の範囲内とすることができる。
【００３９】
発泡ウレタンロール１０は、例えば、ロール成形型を用いて軸体１２の外周に発泡ウレタン層１４を形成することにより製造できる。ロール成形型２０は、図２に示すように、発泡ウレタン層１４の軸方向の長さに略等しい長さの円筒型２２（パイプ）と、この円筒型２２の両端に取り付けられてこの円筒型２２の両端を閉塞するキャップ２４とから構成されている。円筒型２２内に軸体１２を円筒型２２と同軸に配置させた状態で、円筒型２２の両端をキャップ２４で閉塞し、型締すると、軸体１２がキャップ２４によって円筒型２２と同軸に支持され、円筒型２２内に目的とする発泡ウレタンロール１０の最終ロール形状を与える成形キャビティ２６が形成される。そして、このロール成形型２０の成形キャビティ２６内に、発泡ウレタン層１４の形成材料であるウレタン組成物を注入し、発泡硬化させて発泡ウレタン層１４を軸体１２の周囲に一体成形した後、脱型する。
【００４０】
この際、発泡ウレタン層１４には、その内部に多数の発泡セル（気泡）が形成される。発泡セルと発泡セルとの間は、セル壁により区画されている。発泡ウレタン層１４においては、多数の発泡セルが、セル壁に貫通孔が形成されて発泡セル同士が連通している連続気泡であっても良いし、セル壁によって区画され、互いに独立した独立気泡であっても良いし、これらが混在していても良い。好ましくは、トナー掻き取り性能の向上などの観点から、連続気泡である。各発泡セルに適度の連通性をもたせるには、ロール成形後に例えば高圧の気体（空気や窒素ガスなど）を発泡ウレタン層１４に噴射してその圧力でセル壁を部分的に破壊するなどのクラッシング処理を行うと良い。
【００４１】
発泡ウレタン層１４の硬さは、低硬度の面から、２２０ｇｆ以下であることが好ましい。より好ましくは２００ｇｆ以下である。一方、強度を確保するなどの観点から、硬さの下限は１２５ｇｆ以上であることが好ましい。より好ましくは１３０ｇｆ以上である。発泡ウレタン層１４の硬さは、発泡ウレタン層１４の表面に平板を所定の変位まで圧接したときの応力により測定することができる。
【００４２】
発泡ウレタン層１４を低硬度とするには、例えば発泡倍率をより高くしてみかけ密度を低くしたり、より柔軟な材料を用いたりすれば良い。みかけ密度の観点からいえば、好ましくは０．４ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは０．１５ｇ／ｃｍ３以下の高発泡にすると良い。また、発泡倍率の観点からいえば、好ましくは２．５倍以上、より好ましくは５倍以上、さらに好ましくは６．７倍以上の高発泡倍率にすると良い。
【００４３】
発泡ウレタン層１４は、発泡ウレタン層１４を低硬度にした場合であっても、耐久性の面から、ＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張強度が４０ＫＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは４５ＫＰａ以上、さらに好ましくは５０ＫＰａ以上である。また、発泡ウレタン層１４は、発泡ウレタン層１４を低硬度にした場合であっても、耐久性の面から、ＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して測定される引張伸びが１４０％以上であることが好ましい。より好ましくは１４５％以上、さらに好ましくは１５０％以上である。発泡ウレタン層１４の引張強度・引張伸びは、発泡ウレタン層１４から切り出した試験片を用いて測定することができる。
【００４４】
また、発泡ウレタン層１４においては、ＪＩＳ  Ｋ６４００−４に準拠して測定される圧縮残留歪みは、弾性回復性の観点から、１０％以下であることが好ましい。より好ましくは７％以下である。発泡ウレタン層１４の圧縮残留歪みは、所定の厚さの試験片で測定することができる。
【００４５】
発泡ウレタン層１４の表面には、トナー掻き取り性能の向上などの観点から、凹凸形状が付与されていても良い。このような凹凸形状は、例えばロール成形型の内周面に凹凸が形成されているものを用いて成形を行うことにより付与することができる。
【００４６】
軸体１２は、中空体であっても良いし、中実体であっても良い。軸体１２の材料としては、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等の金属、またはポリアセタール（ＰＯＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリアミド等のプラスチックが挙げられる。また、軸体１２の外周面には、必要に応じて、接着剤やプライマー等が塗布されていても良い。
【００４７】
このような構成の発泡ウレタンロール１０は、例えば、電子写真機器のトナー供給ロールやクリーニングロールなどに好適に用いられる。
【実施例】
【００４８】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
＜ウレタン組成物の調製＞
ポリオール成分としてポリエーテルポリオールを１００質量部、ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１１．０質量部、ポリイソシアネート成分としてＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物（ＨＤＩヌレート＜１＞）を３２．９質量部、シリコーン系整泡剤を１．０質量部、発泡剤として水を２．０質量部、ゲル化触媒としてトリエチレンジアミンを０．２質量部、泡化触媒としてメチルモルホリンを０．３質量部混合することにより、ウレタン組成物を調製した。
【００５０】
＜発泡ウレタンロールの作製＞
ロール成形型のパイプ型内に、直径５ｍｍのＳＵＭ２２製中実円柱状の軸体を同軸に配置し、パイプ型の両端をキャップにて閉塞するとともに軸体を支持した。この状態において、発泡体比重が０．１３（ｇ／ｃｍ３）となるように、成形キャビティ内にウレタン組成物を注入し、９０℃×３０分間の条件にて発泡硬化させ、軸体の周りにポリウレタンの発泡ウレタン層（厚さ４．５ｍｍ）が一体的に形成されてなる発泡ウレタンロールを作製した。
【００５１】
（実施例２〜４）
ポリエーテルポリオールとＨＤＩヌレート＜１＞の配合割合を変更した以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５２】
（実施例５）
さらにジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）を配合し、所定の配合割合とした以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５３】
（実施例６）
ＨＤＩヌレート＜１＞に代えてＨＤＩヌレート＜３＞を配合し、所定の配合割合とした以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５４】
（実施例７）
ＨＤＩヌレート＜１＞に代えてＨＤＩヌレート＜２＞を配合し、さらにＨＤＩを配合し、所定の配合割合とした以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５５】
（比較例１）
ポリイソシアネート成分としてＴＤＩのみを配合し、ＨＤＩヌレートを配合しなかった以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５６】
（比較例２）
ポリイソシアネート成分としてＴＤＩとＭＤＩを配合し、ＨＤＩヌレートを配合しなかった以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５７】
（比較例３）
ポリイソシアネート成分としてＭＤＩのみを配合し、ＨＤＩヌレートを配合しなかった以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５８】
（比較例４）
ポリイソシアネート成分としてＨＤＩヌレート＜１＞のみを配合し、ＴＤＩを配合しなかった以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００５９】
（比較例５）
ポリイソシアネート成分の配合割合を変更した以外は実施例７と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００６０】
（実施例８〜１０）
ＨＤＩヌレート＜１＞に代えて表２に記載のプレポリマー化したＨＤＩヌレートを配合し、所定の配合割合とした以外は実施例１と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００６１】
（実施例１１）
さらにＭＤＩを配合し、所定の配合割合とした以外は実施例１０と同様にして発泡ウレタンロールを作製した。
【００６２】
なお、用いた各材料は以下の通りである。
・ポリエーテルポリオール：三井化学社製「アクトコールＥＰ３３０Ｎ」、数平均分子量５０００、水酸基価（Ｏｈｖ）３３ｍｇＫＯＨ／ｇ
・シリコーン系整泡剤：東レダウコーニング社製「ＳＲＸ２７４ＤＬ」
・ＴＤＩ：三井化学ポリウレタン社製「コスモネートＴ８０」、ＮＣＯ％＝４８％
・ＭＤＩ（ｃｒｕｄｅ−ＭＤＩ）：日本ポリウレタン社製「ミリオネートＭＲ２００」、ＮＣＯ％＝３１％
・ＨＤＩヌレート＜１＞（ＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物、三井化学社製「タケネートＤ１７０Ｎ」、粘度２０００ｍＰａ・ｓ、ＮＣＯ％＝２０％」
・ＨＤＩヌレート＜２＞（ＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物、旭化成ケミカルズ社製「デュラネートＴＰＡ−１００」、ＮＣＯ％＝２３％
・ＨＤＩヌレート＜３＞（ＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物、旭化成ケミカルズ社製「デュラネートＴＳＥ−１００」、ＮＣＯ％＝１２％
・ＨＤＩヌレートプレポリマー＜１＞〜＜３＞：下記の合成方法による合成品
【００６３】
・ＨＤＩヌレートプレポリマー＜１＞の合成方法
上記ＨＤＩヌレート＜１＞９５質量部に対し、ポリオキシプロピレンポリオール（三洋化成社製「サンニックスＰＰ２００」、水酸基価＝５６０ｍｇＫＯＨ／ｇ）５質量部を添加し、窒素雰囲気下で８０℃で４時間反応させることによりプレポリマーを合成した。プレポリマーのＮＣＯ％は１６．９％、数平均分子量は５００であった。
【００６４】
・ＨＤＩヌレートプレポリマー＜２＞の合成方法
上記ＨＤＩヌレート＜１＞９０質量部に対し、ポリオキシプロピレンポリオール（三洋化成社製「サンニックスＰＰ１０００」、水酸基価＝１１２ｍｇＫＯＨ／ｇ）１０質量部を添加し、窒素雰囲気下で８０℃で４時間反応させることによりプレポリマーを合成した。プレポリマーのＮＣＯ％は１７．２％、数平均分子量は１０００であった。
【００６５】
・ＨＤＩヌレートプレポリマー＜３＞の合成方法
上記ＨＤＩヌレート＜１＞８６質量部に対し、ポリオキシプロピレンポリオール（三洋化成社製「サンニックスＰＰ４０００」、水酸基価＝２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）１４質量部を添加し、窒素雰囲気下で８０℃で４時間反応させることによりプレポリマーを合成した。プレポリマーのＮＣＯ％は１６．９％、数平均分子量は３０００であった。
【００６６】
各ウレタン組成物の硬化物よりなる試験片を用いて、圧縮残留歪みを測定した。また、作製した各発泡ウレタンロールを用いて、発泡ウレタン層の硬度、引張強度、引張伸びの各物性値を測定した。また、作製した各発泡ウレタンロールを用いて、初期画像評価および耐久画像評価を行い、さらに、耐久後の発泡ウレタンロールについて破壊の有無を調べた。測定方法および評価方法は以下の通りである。これらの結果を表１、２に示す。
【００６７】
（圧縮残留歪み）
アルミ製の直方体状の金型に発泡比重０．１３（ｇ／ｃｍ３）となるようにウレタン組成物を注入し、９０℃で３０分硬化発泡させた後、金型からブロック形状の発泡体（２５ｃｍ×２５ｃｍ×３ｃｍ）を取り出して、評価用の試験片とした。この試験片を７０℃の恒温条件下で１週間放置させた後、ＪＩＳ  Ｋ６４００−４に準拠して圧縮残留歪みを測定した。
【００６８】
（平板硬度）
作製した発泡ウレタンロールの表面に５０×５０ｍｍの板を変位１ｍｍで圧接したときの応力（ｇｆ）を、発泡ウレタン層の硬度（平板硬度）とした。
【００６９】
（引張強度、引張伸び）
作製した発泡ウレタンロールから発泡ウレタン層を切り出し、ダンベル６号の形状に打ち抜いた。これを評価用の試験片とし、この試験片を用い、ＪＩＳ  Ｋ６４００−５に準拠して引張強度、引張伸びを測定した。
【００７０】
（初期画像評価）
発泡ウレタンロールをトナー供給ロールとして市販のカートリッジに組み込み、カートリッジを市販のプリンター（キヤノン社製、商品名「ＬＢＰ２５１０」）に装着し、ベタ画像を印刷し、印字の濃淡バラツキを調べた。濃淡にバラツキが見られなかったものを「○」とし、濃淡にバラツキが見られるものを「×」とした。
【００７１】
（耐久画像評価）
発泡ウレタンロールをトナー供給ロールとして市販のカートリッジに組み込み、カートリッジを市販のプリンター（キヤノン社製、商品名「ＬＢＰ２５１０」）に装着し、１００，０００枚印刷した。耐久後にベタ画像を印刷し、印字の濃淡バラツキを調べた。濃淡にバラツキが見られなかったものを「○」とし、濃淡にバラツキが見られるものを「×」とした。
【００７２】
（耐久後の破壊の有無）
上記耐久後に発泡体の骨格に破断（ちぎれ）が発生しなかったものを「○」とし、破断（ちぎれ）が発生したものを「×」とした。
【００７３】
【表１】
2013073008.tif 000004
【００７４】
【表２】
2013073008.tif 000005
【００７５】
比較例１では、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分としてＴＤＩのみを配合している。このため、低硬度であるが、強度・伸びが不足し、耐久画像が悪く、耐久後に発泡ウレタンロールの破壊が確認された。比較例３では、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分としてｃｒｕｄｅ−ＭＤＩのみを配合している。このため、硬度上昇が著しく、硬すぎる。また、伸びが不足している。その結果、耐久画像が悪く、耐久後に発泡ウレタンロールの破壊が確認された。比較例２では、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分としてＴＤＩとｃｒｕｄｅ−ＭＤＩを配合している。このため、比較例３と比べて低硬度となり、強度も十分であるが、伸びが不足している。その結果、耐久画像が悪く、耐久後に発泡ウレタンロールの破壊が確認された。
【００７６】
比較例４では、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分としてＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物のみを配合している。比較例４では、ＨＤＩヌレートによる架橋の効果が強すぎるため、硬度が高めである。また、伸びが不足している。その結果、耐久画像が悪く、耐久後に発泡ウレタンロールの破壊が確認された。
【００７７】
比較例５では、ウレタン組成物のポリイソシアネート成分としてＨＤＩヌレート含有ＨＤＩ混合物とＴＤＩを配合しているが、ＨＤＩ混合物のＮＣＯ％が２５％を超えている。すなわち、ＨＤＩヌレートの量が少ない。このため、低硬度であるが、強度・伸びが不足し、耐久画像が悪く、耐久後に発泡ウレタンロールの破壊が確認された。
【００７８】
これに対し、実施例によれば、低硬度であり、強度・伸びにも優れ、耐久画像も良好で、耐久後の発泡ウレタンロールの破壊は生じなかった。
【００７９】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００８０】
例えば、上記実施形態においては、軸体１２の外周に発泡ウレタン層１４が形成された発泡ウレタンロール１０を示したが、本発明の発泡ウレタンロールは、発泡ウレタン層の外周に、所定の機能を付与する目的で、必要に応じて樹脂組成物などの表面層を形成したものであっても良いし、発泡ウレタン層の表面に、所定の機能を付与する目的で、必要に応じて表面処理を施したものであっても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１０  発泡ウレタンロール
１２  軸体
１４  発泡ウレタン層
【図１】
2013073008.tif 000006
【図２】
2013073008.tif 000007