(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材の内表面にふっ素樹脂コート層を設けたローラモールドであって、発泡体形成材料の発泡成形により回転軸の外周に発泡弾性体層を形成させて発泡体ローラを製造するために使用することによって内表面が汚染されたローラモールドを、１８０℃以上で該ふっ素樹脂コート層の溶融温度以下の温度に１０分間以上加熱した後冷却し、次いで内表面をブラッシングすることを特徴とするローラモールドの洗浄方法。
【請求項２】
加熱温度が１８０〜３００℃である請求項１に記載のローラモールドの洗浄方法。
【請求項３】
加熱時間が２０〜６０分間である請求項１又は２に記載のローラモールドの洗浄方法。
【請求項４】
ローラモールドの内部で円筒ブラシを回転させることによりブラッシングする請求項１〜３の何れかに記載のローラモールドの洗浄方法。
【請求項５】
ローラモールドを６０℃以下に冷却した後にブラッシングする請求項１〜４の何れかに記載のローラモールドの洗浄方法。
【請求項６】
ふっ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである請求項１〜５の何れかに記載のローラモールドの洗浄方法。
【請求項７】
ローラモールドを使用して発泡体形成材料の発泡成形により回転軸の外周に発泡弾性体層を形成する操作を１〜１０回行う毎に、請求項１〜６の何れかに記載の方法によりローラモールドを洗浄することを特徴とする発泡体ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡体ローラの製造に使用される内表面にふっ素樹脂コート層を設けたモールド（金型）の洗浄方法およびその方法を適用した発泡体ローラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式電子写真装置等の画像形成装置には、一般に現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラなどの、回転軸の外周に発泡弾性体層を形成したローラが用いられている。
これらのいわゆる発泡体ローラは、回転軸がセットされた円筒状のモールドに発泡体形成材料を注型して発泡硬化させる一体発泡成形法により製造されるのが一般的である。この方法は、脱型後、切削処理や研削処理などを必要としないために、生産性に優れているが、回転軸の外周に設けられた発泡弾性体層の表面に一般にスキン層といわれる薄い膜が形成され、その結果、その性能が阻害されるため、該スキン層を研磨などにより、除去する必要がある。
これに対して、モールド内面にふっ素樹脂コート層を設けた場合にはスキン層の形成がされにくいため、モールド内面にふっ素樹脂コート層を設けることが、広く行われている。
【０００３】
しかしながら、このふっ素樹脂コート層の表面はミクロに見ると数μｍ程度の穴が無数に開いているため、発泡成形により発泡体ローラを製造する際にこの穴にウレタン材料が入み、成形と脱型を繰り返すことによりこれが蓄積して、脱型性を悪化させ、形成された発泡弾性体層の表面が脱型時に剥離する等の不都合が生じる。
そのため、▲１▼塩化メチレン等の溶剤を用いた超音波洗浄法、▲２▼ブラッシング法、▲３▼ブラスト処理法、▲４▼高圧水（例えば１００ｋｇ／ｃｍ2 ）洗浄法等によりモールド内面を洗浄することが行われるが、洗浄が不完全であったり、設備コストが高いものになったりして、何れの方法も満足し得るものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、内表面にふっ素樹脂コート層を設けたローラモールドの、発泡体ローラを発泡成形した際にふっ素樹脂コート層表面に生じる汚れを、低いコストでしかも効率よく除去するローラモールドの洗浄方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究の結果、汚染されたローラモールドを加熱処理したのち、内表面をブラッシングすることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基きなされたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
而して本発明は、
（１）円筒部材の内表面にふっ素樹脂コート層を設けたローラモールドであって、発泡体形成材料の発泡成形により回転軸の外周に発泡弾性体層を形成させて発泡体ローラを製造するために使用することによって内表面が汚染されたローラモールドを、１８０℃以上で該ふっ素樹脂コート層の溶融温度以下の温度に１０分間以上加熱した後冷却し、次いで内表面をブラッシングすることを特徴とするローラモールドの洗浄方法、及び
（２）ローラモールドを使用して発泡体形成材料の発泡成形により回転軸の外周に発泡弾性体層を形成する操作を１〜１０回行う毎に、上記（１）の方法によりローラモールドを洗浄することを特徴とする発泡体ローラの製造方法、
である。
【０００７】
本発明において、円筒部材としては、特に特定されず、鉄、銅、アルミニウム、ステンレススチール等の金属の他、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリアセタ−ル、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンエ−テル、ポリエ−テルスルホン、ポリサルホン、ポリフェニレンスルフィド等のエンジニアリングプラスチックやセラミックス等が使用し得るが、強度、コスト等の点からステンレススチールが最も適当である。
【０００８】
コート層を形成するふっ素樹脂としては、公知の何れの物も使用することが出来、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パフルオロ（プロピルビニルエーテル）３元共重合体（ＥＰＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン交互共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン交互共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることが出来るが、耐熱性、離型性、安定性、耐薬品性等の点からポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。
コートティングの方法は特に限定されないが、スプレー塗装法、ディッピング法によるのが適当である。
【０００９】
本発明においては、発泡体ローラを発泡成形した際に内表面を汚染されたローラモールドを、先ず、１８０℃以上で該ふっ素樹脂コート層の溶融温度以下、好ましくは１８０〜３００℃の温度に、１０分間以上、好ましくは２０〜６０分間加熱する。
加熱温度及び加熱時間がこの範囲未満である場合は、十分な洗浄効果は得られず、逆にこの範囲を超える、ふっ素樹脂コート層が破壊されてしまう。
加熱処理後は、好ましくは６０℃以下にまで、ローラモールドを冷却した後に内表面をブラッシングする。
ブラッシングの方法は特に限定されないが、ローラモールドの内部で円筒ブラシを回転させることにより行うのが効率的であり、好ましい。
【００１０】
かかる洗浄方法を施すことにより、ローラモールドの内表面に付着したウレタン材料は除去され、成形物の脱型を支障なく行うことができる。
洗浄操作は、発泡成形により発泡体ローラを製造する操作を行う毎に必ずしも行う必要はなく、汚染の状況に応じて、発泡成形を複数回行う毎に洗浄操作を行ってもよい。而して、発泡成形を１〜１０回行う毎に、洗浄操作を行うのが適当である。
【００１１】
本発明の洗浄方法の対象であるローラモールドを使用して製造する、発泡体ローラにおける回転軸としては、例えば硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛などのメッキを施した金属部材、アルミニウム、ステンレス鋼、マグネシウム合金などの金属部材が挙げられる。
また、該発泡体ローラにおける発泡弾性体層としては特に制限はなく、ポリウレタン発泡体層、シリコーンゴム発泡体層、ＥＰＤＭ発泡体層など、いずれであってもよいが、特にポリウレタン発泡体層（回転軸の外周にポリウレタン発泡体層を設けてなるローラを、以下、ポリウレタン発泡体ローラと称す。）が、性能などの点から好適である。
このポリウレタン発泡体ローラの製造においては、ポリウレタン発泡体形成材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。
上記ポリウレタン発泡体形成材料においては、ポリオール成分やポリイソシアネート成分は、それらを反応させてなるプレポリマーの形で含まれていてもよい。
【００１２】
ポリオールあるいはプレポリマーの製造に用いられるポリオール成分としては特に制限はなく、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、疎水性ポリオールなどを挙げることができる。ここで、ポリエーテルポリオールとしては、グリセリン等にエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加重合したポリオール、ポリテトラメチレングリコール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等のポリオールが好ましく用いられる。ポリエステルポリオールとしては、ジカルボン酸とジオールやトリオールなどとの縮合により得られる縮合系ポリエステルポリオール、ジオールやトリオールをベースとしラクトンの開環重合により得られるラクトン系ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールの末端をラクトンでエステル変性したエステル変性ポリオールなどのポリオールが好ましく用いられる。また、疎水性ポリオールとしては、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、水素添加ポリブタジエンポリオールなどが用いられる。これらのポリオール成分は、一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１３】
一方、ポリイソシアネートあるいはプレポリマーの製造に用いられるポリイソシアネート成分としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート；水素添加トリレンジイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート等の不飽和結合を持たないポリイソシアネート類やそれらのイソシアヌレート、カルボジイミド、グリコール等による変性物などが挙げられる。これらのポリイソシアネート成分は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
次に、発泡剤としては、製造プロセス上の取扱いやすさ、気化や発泡のしやすさなどを考慮して、一般に沸点が２０〜６０℃の範囲にある物理的発泡剤が好ましく用いられる。そして、この発泡剤をポリウレタン発泡体の原料として用いる場合、発泡剤単独では粘度が低く、発泡機で安定した流量を得にくいため、ポリオールなどの粘度の高い原料成分とあらかじめ混合して用いるのが有利である。このような発泡剤としては、例えばｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン、メチレンクロリド、フロン１３４ａ（１，１，１，２−テトラフルオロエタン）、フロン２４５ｆａ（１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン）、フロン３６５ｍｆｃ（１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン）、フロン３５６、フロン１４１ｂ（１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン）、フロン１４２ｂ（１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン）、フロン２２（クロロジフルオロメタン）、さらには水などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
次に、本発明におけるポリウレタン発泡体形成材料において、所望により用いられる導電性付与剤としては、カーボンブラックやイオン導電剤などが挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば電化ブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのガスブラック、インクブラックを含むオイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ランプブラックなどが挙げられる。イオン導電剤としては、例えばテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムなどのドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウムなどのオクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。
【００１６】
これらの導電性付与剤は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は特に制限はなく、各種状況に応じて適宜選定されるが、通常、高分子材料１００重量部に対し、０．１〜４０重量部、好ましくは０．３〜２０重量部の割合で配合される。また、上記のカーボンブラックやイオン導電剤と共に金属粉末や金属酸化物粉末などのフィラー系導電剤を添加することができる。
また、ポリウレタン発泡体形成材料において、所望により用いられる触媒としては、例えば有機金属触媒のジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、スタナスオクトエート、ジブチルチンマーカブチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレニート、ジオクチルチンマーカブチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀、プロピオン酸銀、オクテン酸錫、アミン触媒のトリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノエタノール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７等が好ましく用いられる。これらの触媒は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
さらに、該ポリウレタン発泡体形成材料においては、所望により用いられる整泡剤としては、例えばポリエーテルシリコーンオイル、ノニオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤などが挙げられ、これらは一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
調製例
▲１▼平均分子量５０００，官能基数３のポリエーテルポリオール７０重量部、▲２▼スチレングラフトタイプのポリマーポリオール３０重量部、▲３▼トリエチレンジアミン０．３重量部、▲４▼Ｎ−メチルモルフォリン０．２重量部、▲５▼水１．５重量部、▲６▼シリコーン整泡剤１．５重量部及び▲７▼ＴＤＩ−８０／ポリメリックＭＤＩの重量比率が５０／５０のイソシアネートをインデックス１０５となる量配合することにより、ポリウレタン発泡体形成材料を調製した。
このポリウレタン発泡体形成材料は、別途行われたカップ内でのフリー発泡実験において、攪拌注入後、温度２５℃にて１０秒で発泡を開始し、９０秒間で発泡を終了した。その際の密度は０．１０ｇ／ミリリットルであった。
【００１９】
成形例
内径１８ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒状のステンレスの内表面にスプレー塗装法により、ポリテトラフルオロエチレンをコーティングしたローラモールド、鉄製シャフト（径６ｍｍ、長さ２６０ｍｍ）、及び中央部にシャフト保持用孔を設けた上蓋及び下蓋を用意した。
まず、ローラモールドの一方の開口部に下蓋を装着し、この下蓋のシャフト保持用孔にシャフトを差し込んだ状態で円筒型を立てた。
次いで、このローラモールドに、調製例で得られたポリウレタン発泡体形成材料6.５ｇを発泡機から注入し、ただちに上蓋をシャフト保持用孔にシャフトの端部が入るようにローラモールドの開口部に装着した。２５℃で９０秒間発泡させたのち、９０℃で２０分間キュアした。次いで脱型して直径１８ｍｍ、長さ２２０ｍｍのシャフト付きポリウレタン発泡体ローラを作製した。
【００２０】
参考例１
成形例の操作を、ローラモールドを洗浄することなく、繰り返して行い、その際の脱型性を測定すると共に、発泡弾性体表面の状態を目視した。
脱型性の測定は、上蓋を除いた後に、シャフトを上蓋方向に押して発泡ローラをモールドから引き抜く（押し抜く）際に要する力をデジタルフォースゲージにより測定することによって行った。
その結果は、第１表に記載した通りであり、３回目以降の成形で得られた発泡ローラには発泡弾性体表面の剥離が起こった。また２回目の成形で得られた発泡ローラの表面には、前回（第１回目）の発泡体の残りカスが付着してしまった。
【００２１】
実施例１
成形例の操作を１回行う毎に、ローラモールドを、２００℃の雰囲気中に３０分間放置し、次いで、６０℃まで冷却した後、内部で円筒ブラシを回転させることにより、内表面をブラッシングした。内表面を目視したところ、ウレタン材料の付着は見られなかった。
この洗浄操作と、洗浄操作を施したローラモールドを用いた成形例１と同様に成形操作とを、交互に繰り返して行い、その際の脱型性を測定すると共に、発泡弾性体表面の状態を目視した。
その結果は、第１表に記載した通りであり、成形操作と洗浄操作とを５回繰り返しても、脱型力の上昇や発泡弾性体表面の剥離は起こらず、問題は無かった。
【００２２】
比較例１
成形例の操作を１回行う毎に、内部で円筒ブラシを回転させてローラモールドの内表面をブラッシングし、内表面を目視したところ、ウレタン材料の付着は見られなかった。
この洗浄操作と、洗浄操作を施したローラモールドを用いた成形例１と同様に成形操作とを、交互に繰り返して行い、その際の脱型性を測定すると共に、発泡弾性体表面の状態を目視した。
その結果は、第１表に記載した通りであり、成形操作と洗浄操作とを５回繰り返しても、脱型力の上昇は起こらなかったが、５回目の成形操作で発泡弾性体表面の剥離が発生した。
【００２３】
比較例２
成形例の操作を１回行う毎に、超音波洗浄機により内表面を洗浄し、内表面を目視したところ、ウレタン材料の付着は見られなかった。
この洗浄操作と、洗浄操作を施したローラモールドを用いた成形例１と同様に成形操作とを、交互に繰り返して行い、その際の脱型性を測定すると共に、発泡弾性体表面の状態を目視した。
その結果は、第１表に記載した通りであり、脱型力は操作の繰り返しと共に上昇して、また、４回目以降の成形操作で発泡弾性体表面の剥離が発生した。
【００２４】
比較例３
成形例の操作を１回行う毎に、高圧水により内表面を洗浄し、内表面を目視したところ、ウレタン材料の付着は見られなかった。
この洗浄操作と、洗浄操作を施したローラモールドを用いた成形例１と同様に成形操作とを、交互に繰り返して行い、その際の脱型性を測定すると共に、発泡弾性体表面の状態を目視した。
その結果は、第１表に記載した通りであり、脱型力は３回目の成形操作後から上昇して、また、４回目以降の成形操作で発泡弾性体表面の剥離が発生した。
【００２５】
【表１】
0003938506.tif 000002
【００２６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、内表面にふっ素樹脂コート層を設けたローラモールドの、発泡体ローラを発泡成形した際にふっ素樹脂コート層表面に生じる汚れを、低いコストでしかも効率よく除去することができる。