ＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロール
【課題】タック性が低減され、低硬度で発泡倍率が高く、しかもセル径が小さく、低い圧縮応力を有するＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロールを提供する。
【解決手段】軸体１と、その外周に形成されたフォーム層２とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層２を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層２の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質する。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【解決手段】軸体１と、その外周に形成されたフォーム層２とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層２を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層２の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質する。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ（オフィス・オートメイション：Office Automation ）機器の各種部材に用いられるＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナー供給ロール、帯電ロール等のＯＡ機器用ロールの発泡層の形成材料としては、例えば、ポリオールをポリイソシアネートで発泡硬化させてなるウレタンスポンジ等が用いられている。上記ウレタンスポンジは、コストが安価で、取り扱い性に優れ、発泡倍率が高い等の点で賞用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ウレタンスポンジは、圧縮応力やヘタリが大きく、セル径も大きいという問題がある。そこで、本出願人は、このような問題を解決すべく、上記発泡層の形成材料として、ポリオールをヒドロシリル架橋し発泡硬化させてなるスポンジを提案している（特願２００１−８８９６４）。しかし、上記提案のスポンジは、比較的微細なセル構造を有するものの、セルの微小化に対し限界があるため、上記のようにＯＡ機器用ロールに用いた場合、複写画像の向上に限界があり、さらに、上記提案のスポンジは、その低硬度化に伴いタック性（ベタつき）を有し、例えば、トナー供給ロールやクリーニングロールのような、発泡層が露呈されたロール部材に用いると、ロール表面のトナー汚染が著しくみられるといった難点があり、これらの点において更なる改善が求められていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、タック性が低減され、低硬度で発泡倍率が高く、しかもセル径が小さく、低い圧縮応力を有するＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質するＯＡ機器用ロールの製法を第１の要旨とし、上記製法により得られたＯＡ機器用ロールを第２の要旨とする。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【０００６】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）と、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）とを組み合わせて用いることを見出した。すなわち、上記Ａ成分の主要成分であるポリマー中のビニル基に対し架橋反応が行われることにより、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができ、しかも、上記ビニル基に対する架橋反応は柔軟な架橋であるため、発泡により微細なセル構造が得られると同時に、低い圧縮応力が得られるようになる。そして、軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法において、上記Ａ成分を主成分とし上記Ｂ成分を含有する発泡性重合体組成物によりフォーム層の形成を行った後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質すると、ロール表面のみが上記処理により選択的に改質（架橋）されるため、低硬度を保持しながらタック性の低減が良好になされるようになることを見いだし、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明のＯＡ機器用ロールの製法では、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）を含有する発泡性重合体組成物によりフォーム層の形成を行っており、その後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質する。したがって、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができ、しかも、発泡により微細なセル構造が得られると同時に、低い圧縮応力が得られるようになる。そのため、トナー搬送性に優れ、電子写真部材等に用いた場合に良好な画像を得ることができる。また、タックによるトナーの引っつきも生じないため、トナー汚染等も生じず、さらに、小径のセル径となるため、トナーの詰まりも低減することができる。
【０００８】
特に、上記Ａ成分の有機高分子化合物が、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーであると、耐候性、耐熱性等を改良することができ、また、硬度や発泡倍率等の物性の調整をしやすい。
【０００９】
また、上記Ｂ成分の架橋剤が、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いたものであると、硬度アップを招くことなく、ラジカル重合により柔軟な架橋がなされ、しかも、発泡倍率に対して微細なセルでの制御が可能となる。
【００１０】
また、上記Ｂ成分の架橋剤が、ヒドロシリル化合物であると、その反応による水素ガスの発生と、ビニル基とヒドロシリル基の反応とが、並行しておこり、高い発泡性を得ることができる。特に、ラジカル重合剤をさらに含有すると、より柔軟な架橋がなされるようになる。
【００１１】
さらに、上記ラジカル重合剤が、過酸化物またはアゾ系化合物であると、一層柔軟な架橋がなされるようになる。特に、上記アゾ系化合物が、シリコーン基含有アゾ化合物であると、シリコーンによる離型性が付与され、トナー付着による汚染がより防止される。
【００１２】
そして、本発明のＯＡ機器用ロールの製法では、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理によりロール表面の改質を行っているため、ロール表面のみが上記処理により選択的に改質（架橋）され、低硬度を保持しながらタック性の低減が良好になされるようになる。
【００１３】
本発明の製法により得られたＯＡ機器用ロールは、柔軟性等に優れており、なかでも、上記組成物が用いられたトナー供給ロール、帯電ロールまたはクリーニングロールは、トナーの目詰まりやトナーによる汚染といった問題を生じず、しかも低硬度となるため、それぞれの分野に優れた特性を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１５】
本発明のＯＡ機器用ロールの製法に用いられる発泡性重合体組成物は、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、特定の架橋剤（Ｂ成分）を含有するものである。そして、本発明のＯＡ機器用ロールは、上記発泡性重合体組成物を用い、その発泡層を形成してなるものである。ここで「主成分」とは、組成物の特性に大きな影響を与えるもののことであり、通常は、全体の５０重量％以上を意味する。
【００１６】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、先に述べたように、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーである。
【００１７】
ここで、上記Ａ成分の主要成分である特定のポリマー（１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー）１分子中におけるビニル基の数は、１〜１０００個の範囲であれば好ましく、より好ましくは１〜１００個の範囲である。すなわち、この範囲内であると、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができるからである。
【００１８】
上記Ａ成分の主要成分である特定のポリマーは、上記特定の架橋剤（Ｂ成分）により発泡し、架橋されるものであれば特に限定はないが、炭化水素ポリマーから誘導される構造単位を主鎖とするものが好適に用いられ、上記炭化水素ポリマーは、飽和炭化水素ポリマーおよび不飽和炭化水素ポリマーのいずれであってもよい。そして、上記主鎖の大部分が炭化水素であれば、その主鎖の一部に酸素原子，窒素原子，硫黄原子，ハロゲン原子，芳香環，複素環等を有するものであってもよい。
【００１９】
上記炭化水素ポリマーから誘導される構造単位を主鎖とするものとしては、例えば、ポリオレフィンポリオール、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、ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールや、これらの２種以上の共重合体ポリオール等であって、１分子中に１個以上のビニル基を有するものがあげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、反応性の点で、ビニル基含有ポリオレフィンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリブタジエンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリイソプレンポリオールが好ましい。
【００２０】
上記ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリイソブチレンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリイソブチレンポリオール等があげられる。
【００２１】
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリエチレンアジペート、ビニル基含有ポリブチレンアジペート、ビニル基含有ポリヘキシレンアジペート、ビニル基含有ポリ（ノナンジオールアジペート）、ビニル基含有ポリカーボネートポリオール等があげられる。
【００２２】
上記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリオキシテトラメチレングリコール、ビニル基含有ポリプロピレングリコール等があげられる。なお、水酸基は末端でも側鎖でもどちらについてもよい。また、カルボン酸、アミノ基、ウレタン、その他の変性した置換基をもったものでもよい。
【００２３】
なお、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、先に述べたように、上記特定のポリマー（１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー）と、１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーにしてもよい。上記ビニル基を有しないポリマーとしては、例えば、ポリオレフィンポリオール、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、ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等であってビニル基を有しないポリマーが用いられる。このように、ビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーを用いると、耐候性、耐熱性等が改良されるため、好ましい。また、上記ビニル基を有しないポリマーの配合割合は、上記Ａ成分全体量の８０重量％以下の範囲に設定しブレンドすることが好ましい。
【００２４】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）は、１００〜１０００００の範囲が好ましく、特に好ましくは１０００〜１００００である。すなわち、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）が１００未満であると、架橋密度が上がり硬度が上昇し、逆に１０００００を超えると、架橋密度が下がり粘着性が強くなり、また反応性が悪くなりセルが大きくなる傾向が見られるからである。
【００２５】
なお、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、両末端に水酸基を有するものが好ましい。
【００２６】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）のＯＨ基当量は、反応性と発泡倍率の点から、１００〜５００００の範囲が好ましく、特に好ましくは２００〜２０００である。
【００２７】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）とともに用いられる特定の架橋剤（Ｂ成分）としては、先に述べたように、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤が用いられる。このような架橋剤としては、例えば、ヒドロシリル反応あるいはウレタン反応により架橋を行う架橋剤が用いられる。
【００２８】
上記ヒドロシリル反応により架橋を行う架橋剤には、ヒドロシリル化合物が用いられる。すなわち、上記ヒドロシリル化合物を用いて反応させることにより、水素ガスを発生させ、それと同時に、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）におけるビニル基と架橋剤のヒドロシリル基とを架橋反応させることにより、発泡した水素ガスを逃がさず、高発泡化が可能となる。そして、上記ビニル基との反応による架橋によって、低硬度化を損なうことなく、タックの低減を達成することができる。また、これにラジカル重合剤を更に加えると、より柔軟な架橋がなされるようになるため、好ましい。
【００２９】
上記ヒドロシリル化合物としては、分子中にヒドロシリル基を有するものであれば特に限定はなく、例えば、ヒドロシリル基のモル数がＡ成分中の水酸基のモル数と等モル以上のものが好ましい。具体的には、Ｂ成分中のヒドロシリル基とＡ成分中の水酸基とのモル比は、ヒドロシリル基／水酸基＝１／１〜１０／１の範囲が好ましく、特に好ましくは１／１〜３／１である。すなわち、ヒドロシリル基のモル比が１未満であると、充分な発泡倍率が得られないおそれがあるからである。逆に、ヒドロシリル基のモル比が１０を超えると、発泡体の強度に劣り、ヒドロシリル化合物の量が増加するため、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）との相溶性が低下し発泡状態のばらつきが大きくなり、コンパウンドの保存性が悪化する傾向がみられるからである。
【００３０】
なお、上記ヒドロシリル基とは、珪素原子の４つの結合手のうち、少なくとも１つに水素原子が結合したものをいう。
【００３１】
上記ヒドロシリル化合物のなかでも、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）との相溶性の点で、変性ヒドロシリル化合物が好ましい。そして、上記変性ヒドロシリル化合物としては、例えば、フェニル変性ヒドロシリル化合物、スチリル変性ヒドロシリル化合物等があげられる。
【００３２】
上記ヒドロシリル化合物の分子構造は、特に限定はなく、直鎖状、分枝鎖状、環状あるいは網状のいずれでもよい。
【００３３】
一方、前記ウレタン反応により架橋を行う架橋剤には、イソシアネート化合物が用いられるが、架橋性を得るため、ラジカル重合剤を併用して用いられる。すなわち、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いると、前記有機高分子化合物（Ａ成分）中のビニル基に対するラジカル重合により、ウレタン架橋のみのときに見られた硬度アップが解消され、柔軟な架橋となり、しかも、タックの低減を達成でき、発泡倍率に対して微細なセルでの制御が可能となる。
【００３４】
上記ウレタン反応により架橋する場合に用いられるイソシアネート化合物としては、２官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添加ＭＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート（ＰＡＰＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、リジンジイソシアネートメチルエステル（ＬＤＩ）、ジメチルジイソシアネート（ＤＤＩ）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、ＭＤＩ、ＴＤＩが好適に用いられる。
【００３５】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）および上記特定の架橋剤（Ｂ成分）とともに用いられるラジカル重合剤としては、例えば、過酸化物（パーオキサイド）やアゾ系化合物が好適に用いられる。なかでも、シリコーン基含有アゾ化合物を用いると、そのアゾ基に起因する窒素ガスが発泡し、残った部分にラジカルができ、これが、ポリマー中のビニル基と反応し、その結果、シリコーン化合物がペンダントとなってポリマーの主鎖からぶら下がるように結合されるようになるため、柔軟な架橋とともに、シリコーンによる離型性が付与され、トナー汚染等が一層防止されるようになり、より好ましい。
【００３６】
なお、先に述べたヒドロシリル反応により架橋する場合には、上記各成分に加え、発泡剤、触媒、整泡剤、導電剤、補強剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００３７】
また、先に述べたウレタン反応により架橋する場合にも、上記各成分に加え、発泡剤、触媒、整泡剤、導電剤、補強剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００３８】
本発明のＯＡ機器用ロールの製法に用いられる発泡性重合体組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）に触媒等の成分を適宜加え、液状主剤を調製するとともに、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）と特定の架橋剤（Ｂ成分）とを適宜の割合で配合し、必要に応じて他の成分を加え、液状架橋剤を調製する。そして、使用に際し、上記液状主剤と液状架橋剤とを混合することにより調製することができる。
【００３９】
ここで、上記発泡性重合体組成物を用いてなるトナー供給ロールの一例を図１に示す。このトナー供給ロールは、軸体１の外周面に沿ってフォーム層２が形成された単層構造である。そして、上記トナー供給ロールは、そのフォーム層２が特殊な組成物（本発明の発泡性重合体組成物）を用いて形成されている。
【００４０】
上記軸体１は特に制限するものではなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００４１】
上記軸体１の外周面に形成されるフォーム層２は、先にも述べたように、特殊な組成物（本発明の発泡性重合体組成物）を用いて形成されている。すなわち、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）を所定量含有する組成物である。
【００４２】
前記図１に示したトナー供給ロールは、例えば、つぎのような方法により製造することができる。すなわち、まず、前記フォーム層２形成材料となる組成物（液状主剤および液状架橋剤）を、前記と同様の方法で作製する。ついで、軸体となる芯金（必要に応じて接着剤を塗布してある）をセットした射出成形用金型内に、上記液状主剤および液状架橋剤を充填し、これを所定温度（１００℃程度）のオーブン中で所定時間（３０分間程度）加熱して発泡硬化させる。その後、脱型し、必要に応じ外周面を研磨することにより、図１に示すような、軸体１の外周面に沿ってフォーム層２が形成されてなる単層構造のトナー供給ロールを得ることができる。
【００４３】
上記フォーム層２の厚みは、通常、２〜８ｍｍであり、好ましくは３〜６ｍｍである。
【００４４】
そして、上記フォーム層２表面に対し、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理等を施すことにより、添加したビニル基にラジカルを発生させることができ、ロール表面のみが選択的に改質架橋されるため、上記発泡硬化の条件をゆるやかにし（およそ５０℃×３０分間程度）、低硬度を保持しつつ、ロール表面付近のセル径が小さく、タック性を低減することが可能になる。
【００４５】
本発明の製法に用いられる発泡性重合体組成物は、上述の例のようにトナー供給ロールのフォーム層に好適であるが、これに限定するものではなく、帯電ロール、クリーニングロール、給紙ロール、現像ロール等のＯＡ機器用の各種ＯＡ機器用ロールにも適用することができる。特に、帯電ロールに用いられると、画像向上効果が著しいため好ましい。また、トナー供給ロールやクリーニングロールに用いられると、その微細なセル径により、トナー搬送性やトナークリーニング性に優れるため好ましい。なお、本発明のＯＡ機器用ロールは、前記図１に示したような単層構造に限定されるものではなく、二層以上の多層構造であっても差し支えない。その際、本発明の発泡性重合体組成物を最内層用材料として用いると、低い圧縮応力が得られ、しかも粘度が低い状態で処理し、後から重合して硬化することができるため、加工性も良好となる。
【００４６】
つぎに、実施例について、実験例，比較実験例および比較例と併せて説明する。
【実施例】
【００４７】
〔実験例１〜５、比較実験例１〕
下記に示す各材料を準備し、後記の表１に示す割合で配合し、これらを攪拌機で混合して、発泡性重合体組成物を調製した。なお、架橋剤中のヒドロシリル基と、重合体中の水酸基とのモル比〔Ｉｎｄｅｘ（ＳｉＨ／ＯＨ）〕を、同表に併せて示した。
【００４８】
〔ビニル基含有ポリオール(i) 〕
ビニル基含有ポリプロピレングリコール（三洋化成社製、エクセルフローＦＭ１００１）
【００４９】
〔ビニル基含有ポリオール(ii)〕
ビニル基含有ブタジエンポリオール（出光石油社製、Ｐｏｌｙｂｄ）
【００５０】
〔ポリオール(i) 〕
ポリプロピレングリコール（第一工業製薬社製、ＧＬ３０００）
【００５１】
〔ヒドロシリル架橋剤〕
ＧＥ東芝シリコーン社製、ＴＳＦ４８４
【００５２】
〔発泡剤(i) 〕
イソプロピルアルコール
【００５３】
〔触媒(i) 〕
白金触媒５％含有キシレン溶液
【００５４】
〔ラジカル重合剤(i) 〕
ジブチルパーオキサイド
【００５５】
〔ラジカル重合剤(ii)〕
２，２アゾビスイソブチロニトリル
【００５６】
〔ラジカル重合剤(iii) 〕
シリコーン基含有アゾ化合物（和光純薬社製、ＶＰＳ１００１）
【００５７】
【表１】
【００５８】
このようにして得られた実験例および比較実験例の発泡性重合体組成物を用い、後記の表２に示す熱処理条件で発泡・硬化させた。そして、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、同表に併せて示した。
【００５９】
〔セル径〕
光学顕微鏡を用いて発泡体の断面写真を撮り、セルの平均径を求めた。
【００６０】
〔１ｍｍ圧縮応力〕
３０ｍｍ角にカットした発泡体に直径８ｍｍの円柱を１ｍｍ押し込めたときの応力（Ｎ／ｃｍ2 ）を測定した。
【００６１】
〔発泡倍率〕
３０ｍｍ角にカットした発泡体の重量を測定し、体積（ｃｍ3 ）／重量（ｇ）を、発泡倍率として測定した。
【００６２】
〔圧縮永久歪み〕
発泡体の圧縮永久歪みを、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に準じ、温度７０℃、試験時間２２時間、圧縮率２５％の条件で測定した。この測定値が、５％以下であれば圧縮永久歪みが非常に良好であるが、８％以下であれば使用上問題はない。
【００６３】
【表２】
【００６４】
すなわち、上記表２から、実験例の発泡性重合体組成物は、比較実験例の発泡性重合体組成物と比べ、発泡倍率が比較的高く、１ｍｍ圧縮応力が低いのにも関わらず、微細なセル構造になっていることがわかる。しかも、実験例の発泡性重合体組成物は、圧縮永久歪み特性にも優れていることもわかる。つまり、実験例の発泡性重合体組成物は、セル径が小さくても、低硬度化がなされていることがわかる。
【００６５】
また、このようにして得られた実験例および比較実験例の発泡性重合体組成物を用いて、下記に示すように各ＯＡ機器用ロール（トナー供給ロール、帯電ロール、クリーニングロール）を作製し、それぞれの基準に従い、各ロールの特性評価を行った。これらの結果を、後記の表３に示した。なお、各組成物の発泡・硬化条件は、それぞれ、前記の表２に示す熱処理条件に準じるものとする。
【００６６】
〔トナー供給耐久性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）を形成した。ついで、この発泡層の表面を研磨して、トナー供給ロールを作製した。このトナー供給ロールをプリンター（ＯＫＩ社製、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ４００）に組み込み、５０００枚プリントした後のトナー供給ロールの状態を観察した。そして、トナーの詰まりがなく、画像への影響がないものを○、トナーの詰まりがあり、べた黒画像の濃度がマクベス濃度で１．１以下になったものを×として評価した。
【００６７】
〔帯電特性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、その後、脱型して、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）を形成した。一方、テトラフルオロプロパン−フッ化ビニリデン共重合体（エルフアトケムジャパン社製、カイナーＳＬ）１００部を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）５００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブラック）５部を分散して表層形成材料（コーティング液）を調製した。そして、この表層形成材料を上記発泡層の表面に塗布して表層（厚み１０μｍ）を形成し、軸体の外周面に発泡層が形成され、さらにその表面に表層が形成されてなる帯電ロールを作製した。そして、上記現像特性に準じて、ハーフトーンの画像を目視評価し、画像に帯電ロールのへこみにより生じた帯電不足による濃度のむらがあるものを×、濃度のむらがないものを○とした。
【００６８】
〔クリーニング特性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、成形した後、表面を研磨して、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）が形成されてなるクリーニングロールを作製した。このクリーニングロールを市販のレーザービームプリンター（ＨＰ社製、レーザージェット４）に組み付け、常温常圧下で６０００枚の画出しを行った後の画出し画像の画質について目視評価を行った。そして、画像に問題がなく、マクベス濃度が０．１以下のものを○、マクベス濃度が０．１を超えるもの（地汚れが発生したもの）を×として評価した。
【００６９】
〔トナー付着耐性〕
ロール表面のセル内部にまでトナーが入り、ロールのタック性によって付着したトナーが除去できないものを×、除去できるものを○とした。
【００７０】
【表３】
【００７１】
上記結果から、実験例品はいずれも、その発泡層のセル径が小さく、しかも低い圧縮応力を有し、かつタック性が殆どないため、トナー供給耐久性、帯電特性、クリーニング特性、トナー付着耐性が優れていることがわかる。
【００７２】
これに対して、比較実験例品は、その発泡層のセル径が大きいため、トナーの詰まりや画像への悪影響が生じやすく、しかも、タック性を有するため、トナー汚染等を生じやすくなり、その結果、帯電特性、トナー供給耐久性、クリーニング特性、トナー付着耐性が劣ることがわかる。
【００７３】
〔実施例１、比較例１〕
下記に示す各材料および水を準備し、後記の表４に示す割合で配合し、これらを攪拌機で混合して、発泡性重合体組成物を調製した。なお、架橋剤中のＮＣＯ基と、重合体中の水酸基とのモル比〔Ｉｎｄｅｘ（ＮＣＯ／ＯＨ）〕を、同表に併せて示した。
【００７４】
〔ビニル基含有ポリオール(i) 〕
ビニル基含有ポリプロピレングリコール（三洋化成社製、エクセルフローＦＭ１００１）
【００７５】
〔ポリオール(i) 〕
ポリプロピレングリコール（第一工業製薬社製、ＧＬ３０００）
【００７６】
〔ポリオール(ii)〕
三井東圧化学社製、ＰＯＰ３１−２８
【００７７】
〔触媒(ii)〕
三級アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ１）
【００７８】
〔触媒(iii) 〕
三級アミン触媒（東ソー社製、トヨキャットＨＸ３５）
【００７９】
〔整泡剤(ii)〕
日本ユニカー社製、ＳＺ１３１３
【００８０】
〔イソシアネート(i) 〕
住友バイエルウレタン社製、スミジュール４４Ｖ２０
【００８１】
〔イソシアネート(ii)〕
日本曹達社製、ＴＤＩ８０
【００８２】
〔ラジカル重合剤(i) 〕
ジブチルパーオキサイド
【００８３】
【表４】
【００８４】
このようにして得られた実施例および比較例の発泡性重合体組成物を用い、下記の表５に示す熱処理条件で発泡・硬化させた。そして、各特性の評価を、同表に併せて示した。なお、上記各特性の評価は、前記実験例１〜５等における評価基準に準じるものとする。
【００８５】
【表５】
【００８６】
すなわち、上記表５から、実施例の発泡性重合体組成物は、比較例の発泡性重合体組成物と比べ、１ｍｍ圧縮応力が低いのにも関わらず、微細なセル構造になっていることがわかる。つまり、実施例の発泡性重合体組成物は、セル径が小さくても、低硬度化がなされていることがわかる。
【００８７】
また、このようにして得られた実施例および比較例の発泡性重合体組成物を用いて、各ＯＡ機器用ロール（トナー供給ロール、帯電ロール、クリーニングロール）を作製し、それぞれの基準に従い、各ロールの特性評価を行った。これらの結果を、下記の表６に示した。なお、各ロールの作製方法および評価基準は、前記実験例１〜５等における作製方法および評価基準に準じるものとし、上記作製の際の、各組成物の発泡・硬化条件は、それぞれ、前記の表５に示す熱処理条件に準じるものとする。
【００８８】
【表６】
【００８９】
上記結果から、実施例１品は、その発泡層のセル径が小さく、しかも低い圧縮応力を有し、かつタック性が殆どないため、トナー供給耐久性、帯電特性、クリーニング特性、トナー付着耐性が優れていることがわかる。そして、実施例１では、上記熱処理の条件を５０℃×３０分とゆるやかにしているものの、プラズマ処理によって、ロール表面のみを選択的に改質しており、タック性の低減が良好になされている。
【００９０】
これに対して、比較例１品は、その発泡層のセル径が大きいため、トナーの詰まりや画像への悪影響が生じやすく、しかも、その発泡層材料に用いられているポリオールが、実施例１で用いられているポリオールのようにビニル基を含有するものでないため、実施例１と同様にプラズマ処理を施しても、タック性は解消されず、その結果、帯電特性、トナー供給耐久性、クリーニング特性、トナー付着耐性が劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のＯＡ機器用ロールの製法により得られたトナー供給ロールの一例を示す断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ（オフィス・オートメイション：Office Automation ）機器の各種部材に用いられるＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナー供給ロール、帯電ロール等のＯＡ機器用ロールの発泡層の形成材料としては、例えば、ポリオールをポリイソシアネートで発泡硬化させてなるウレタンスポンジ等が用いられている。上記ウレタンスポンジは、コストが安価で、取り扱い性に優れ、発泡倍率が高い等の点で賞用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ウレタンスポンジは、圧縮応力やヘタリが大きく、セル径も大きいという問題がある。そこで、本出願人は、このような問題を解決すべく、上記発泡層の形成材料として、ポリオールをヒドロシリル架橋し発泡硬化させてなるスポンジを提案している（特願２００１−８８９６４）。しかし、上記提案のスポンジは、比較的微細なセル構造を有するものの、セルの微小化に対し限界があるため、上記のようにＯＡ機器用ロールに用いた場合、複写画像の向上に限界があり、さらに、上記提案のスポンジは、その低硬度化に伴いタック性（ベタつき）を有し、例えば、トナー供給ロールやクリーニングロールのような、発泡層が露呈されたロール部材に用いると、ロール表面のトナー汚染が著しくみられるといった難点があり、これらの点において更なる改善が求められていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、タック性が低減され、低硬度で発泡倍率が高く、しかもセル径が小さく、低い圧縮応力を有するＯＡ機器用ロールの製法およびそれにより得られたＯＡ機器用ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質するＯＡ機器用ロールの製法を第１の要旨とし、上記製法により得られたＯＡ機器用ロールを第２の要旨とする。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【０００６】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）と、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）とを組み合わせて用いることを見出した。すなわち、上記Ａ成分の主要成分であるポリマー中のビニル基に対し架橋反応が行われることにより、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができ、しかも、上記ビニル基に対する架橋反応は柔軟な架橋であるため、発泡により微細なセル構造が得られると同時に、低い圧縮応力が得られるようになる。そして、軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法において、上記Ａ成分を主成分とし上記Ｂ成分を含有する発泡性重合体組成物によりフォーム層の形成を行った後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質すると、ロール表面のみが上記処理により選択的に改質（架橋）されるため、低硬度を保持しながらタック性の低減が良好になされるようになることを見いだし、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明のＯＡ機器用ロールの製法では、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）を含有する発泡性重合体組成物によりフォーム層の形成を行っており、その後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質する。したがって、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができ、しかも、発泡により微細なセル構造が得られると同時に、低い圧縮応力が得られるようになる。そのため、トナー搬送性に優れ、電子写真部材等に用いた場合に良好な画像を得ることができる。また、タックによるトナーの引っつきも生じないため、トナー汚染等も生じず、さらに、小径のセル径となるため、トナーの詰まりも低減することができる。
【０００８】
特に、上記Ａ成分の有機高分子化合物が、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーであると、耐候性、耐熱性等を改良することができ、また、硬度や発泡倍率等の物性の調整をしやすい。
【０００９】
また、上記Ｂ成分の架橋剤が、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いたものであると、硬度アップを招くことなく、ラジカル重合により柔軟な架橋がなされ、しかも、発泡倍率に対して微細なセルでの制御が可能となる。
【００１０】
また、上記Ｂ成分の架橋剤が、ヒドロシリル化合物であると、その反応による水素ガスの発生と、ビニル基とヒドロシリル基の反応とが、並行しておこり、高い発泡性を得ることができる。特に、ラジカル重合剤をさらに含有すると、より柔軟な架橋がなされるようになる。
【００１１】
さらに、上記ラジカル重合剤が、過酸化物またはアゾ系化合物であると、一層柔軟な架橋がなされるようになる。特に、上記アゾ系化合物が、シリコーン基含有アゾ化合物であると、シリコーンによる離型性が付与され、トナー付着による汚染がより防止される。
【００１２】
そして、本発明のＯＡ機器用ロールの製法では、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理によりロール表面の改質を行っているため、ロール表面のみが上記処理により選択的に改質（架橋）され、低硬度を保持しながらタック性の低減が良好になされるようになる。
【００１３】
本発明の製法により得られたＯＡ機器用ロールは、柔軟性等に優れており、なかでも、上記組成物が用いられたトナー供給ロール、帯電ロールまたはクリーニングロールは、トナーの目詰まりやトナーによる汚染といった問題を生じず、しかも低硬度となるため、それぞれの分野に優れた特性を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１５】
本発明のＯＡ機器用ロールの製法に用いられる発泡性重合体組成物は、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、特定の架橋剤（Ｂ成分）を含有するものである。そして、本発明のＯＡ機器用ロールは、上記発泡性重合体組成物を用い、その発泡層を形成してなるものである。ここで「主成分」とは、組成物の特性に大きな影響を与えるもののことであり、通常は、全体の５０重量％以上を意味する。
【００１６】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、先に述べたように、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーである。
【００１７】
ここで、上記Ａ成分の主要成分である特定のポリマー（１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー）１分子中におけるビニル基の数は、１〜１０００個の範囲であれば好ましく、より好ましくは１〜１００個の範囲である。すなわち、この範囲内であると、低硬度化を阻害することなく、タックの低減を達成することができるからである。
【００１８】
上記Ａ成分の主要成分である特定のポリマーは、上記特定の架橋剤（Ｂ成分）により発泡し、架橋されるものであれば特に限定はないが、炭化水素ポリマーから誘導される構造単位を主鎖とするものが好適に用いられ、上記炭化水素ポリマーは、飽和炭化水素ポリマーおよび不飽和炭化水素ポリマーのいずれであってもよい。そして、上記主鎖の大部分が炭化水素であれば、その主鎖の一部に酸素原子，窒素原子，硫黄原子，ハロゲン原子，芳香環，複素環等を有するものであってもよい。
【００１９】
上記炭化水素ポリマーから誘導される構造単位を主鎖とするものとしては、例えば、ポリオレフィンポリオール、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、ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールや、これらの２種以上の共重合体ポリオール等であって、１分子中に１個以上のビニル基を有するものがあげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、反応性の点で、ビニル基含有ポリオレフィンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリブタジエンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリイソプレンポリオールが好ましい。
【００２０】
上記ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリイソブチレンポリオール、ビニル基含有水素添加ポリイソブチレンポリオール等があげられる。
【００２１】
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリエチレンアジペート、ビニル基含有ポリブチレンアジペート、ビニル基含有ポリヘキシレンアジペート、ビニル基含有ポリ（ノナンジオールアジペート）、ビニル基含有ポリカーボネートポリオール等があげられる。
【００２２】
上記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ビニル基含有ポリオキシテトラメチレングリコール、ビニル基含有ポリプロピレングリコール等があげられる。なお、水酸基は末端でも側鎖でもどちらについてもよい。また、カルボン酸、アミノ基、ウレタン、その他の変性した置換基をもったものでもよい。
【００２３】
なお、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、先に述べたように、上記特定のポリマー（１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー）と、１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーにしてもよい。上記ビニル基を有しないポリマーとしては、例えば、ポリオレフィンポリオール、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、ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等であってビニル基を有しないポリマーが用いられる。このように、ビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマーを用いると、耐候性、耐熱性等が改良されるため、好ましい。また、上記ビニル基を有しないポリマーの配合割合は、上記Ａ成分全体量の８０重量％以下の範囲に設定しブレンドすることが好ましい。
【００２４】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）は、１００〜１０００００の範囲が好ましく、特に好ましくは１０００〜１００００である。すなわち、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）が１００未満であると、架橋密度が上がり硬度が上昇し、逆に１０００００を超えると、架橋密度が下がり粘着性が強くなり、また反応性が悪くなりセルが大きくなる傾向が見られるからである。
【００２５】
なお、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）は、両末端に水酸基を有するものが好ましい。
【００２６】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）のＯＨ基当量は、反応性と発泡倍率の点から、１００〜５００００の範囲が好ましく、特に好ましくは２００〜２０００である。
【００２７】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）とともに用いられる特定の架橋剤（Ｂ成分）としては、先に述べたように、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤が用いられる。このような架橋剤としては、例えば、ヒドロシリル反応あるいはウレタン反応により架橋を行う架橋剤が用いられる。
【００２８】
上記ヒドロシリル反応により架橋を行う架橋剤には、ヒドロシリル化合物が用いられる。すなわち、上記ヒドロシリル化合物を用いて反応させることにより、水素ガスを発生させ、それと同時に、上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）におけるビニル基と架橋剤のヒドロシリル基とを架橋反応させることにより、発泡した水素ガスを逃がさず、高発泡化が可能となる。そして、上記ビニル基との反応による架橋によって、低硬度化を損なうことなく、タックの低減を達成することができる。また、これにラジカル重合剤を更に加えると、より柔軟な架橋がなされるようになるため、好ましい。
【００２９】
上記ヒドロシリル化合物としては、分子中にヒドロシリル基を有するものであれば特に限定はなく、例えば、ヒドロシリル基のモル数がＡ成分中の水酸基のモル数と等モル以上のものが好ましい。具体的には、Ｂ成分中のヒドロシリル基とＡ成分中の水酸基とのモル比は、ヒドロシリル基／水酸基＝１／１〜１０／１の範囲が好ましく、特に好ましくは１／１〜３／１である。すなわち、ヒドロシリル基のモル比が１未満であると、充分な発泡倍率が得られないおそれがあるからである。逆に、ヒドロシリル基のモル比が１０を超えると、発泡体の強度に劣り、ヒドロシリル化合物の量が増加するため、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）との相溶性が低下し発泡状態のばらつきが大きくなり、コンパウンドの保存性が悪化する傾向がみられるからである。
【００３０】
なお、上記ヒドロシリル基とは、珪素原子の４つの結合手のうち、少なくとも１つに水素原子が結合したものをいう。
【００３１】
上記ヒドロシリル化合物のなかでも、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）との相溶性の点で、変性ヒドロシリル化合物が好ましい。そして、上記変性ヒドロシリル化合物としては、例えば、フェニル変性ヒドロシリル化合物、スチリル変性ヒドロシリル化合物等があげられる。
【００３２】
上記ヒドロシリル化合物の分子構造は、特に限定はなく、直鎖状、分枝鎖状、環状あるいは網状のいずれでもよい。
【００３３】
一方、前記ウレタン反応により架橋を行う架橋剤には、イソシアネート化合物が用いられるが、架橋性を得るため、ラジカル重合剤を併用して用いられる。すなわち、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いると、前記有機高分子化合物（Ａ成分）中のビニル基に対するラジカル重合により、ウレタン架橋のみのときに見られた硬度アップが解消され、柔軟な架橋となり、しかも、タックの低減を達成でき、発泡倍率に対して微細なセルでの制御が可能となる。
【００３４】
上記ウレタン反応により架橋する場合に用いられるイソシアネート化合物としては、２官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添加ＭＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート（ＰＡＰＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、リジンジイソシアネートメチルエステル（ＬＤＩ）、ジメチルジイソシアネート（ＤＤＩ）等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、ＭＤＩ、ＴＤＩが好適に用いられる。
【００３５】
上記特定の有機高分子化合物（Ａ成分）および上記特定の架橋剤（Ｂ成分）とともに用いられるラジカル重合剤としては、例えば、過酸化物（パーオキサイド）やアゾ系化合物が好適に用いられる。なかでも、シリコーン基含有アゾ化合物を用いると、そのアゾ基に起因する窒素ガスが発泡し、残った部分にラジカルができ、これが、ポリマー中のビニル基と反応し、その結果、シリコーン化合物がペンダントとなってポリマーの主鎖からぶら下がるように結合されるようになるため、柔軟な架橋とともに、シリコーンによる離型性が付与され、トナー汚染等が一層防止されるようになり、より好ましい。
【００３６】
なお、先に述べたヒドロシリル反応により架橋する場合には、上記各成分に加え、発泡剤、触媒、整泡剤、導電剤、補強剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００３７】
また、先に述べたウレタン反応により架橋する場合にも、上記各成分に加え、発泡剤、触媒、整泡剤、導電剤、補強剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
【００３８】
本発明のＯＡ機器用ロールの製法に用いられる発泡性重合体組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、まず、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）に触媒等の成分を適宜加え、液状主剤を調製するとともに、特定の有機高分子化合物（Ａ成分）と特定の架橋剤（Ｂ成分）とを適宜の割合で配合し、必要に応じて他の成分を加え、液状架橋剤を調製する。そして、使用に際し、上記液状主剤と液状架橋剤とを混合することにより調製することができる。
【００３９】
ここで、上記発泡性重合体組成物を用いてなるトナー供給ロールの一例を図１に示す。このトナー供給ロールは、軸体１の外周面に沿ってフォーム層２が形成された単層構造である。そして、上記トナー供給ロールは、そのフォーム層２が特殊な組成物（本発明の発泡性重合体組成物）を用いて形成されている。
【００４０】
上記軸体１は特に制限するものではなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００４１】
上記軸体１の外周面に形成されるフォーム層２は、先にも述べたように、特殊な組成物（本発明の発泡性重合体組成物）を用いて形成されている。すなわち、１分子中に１個以上のビニル基を有し、かつ２個以上の水酸基を有するポリマーを主要成分とする有機高分子化合物（Ａ成分）を主成分とし、上記Ａ成分と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤（Ｂ成分）を所定量含有する組成物である。
【００４２】
前記図１に示したトナー供給ロールは、例えば、つぎのような方法により製造することができる。すなわち、まず、前記フォーム層２形成材料となる組成物（液状主剤および液状架橋剤）を、前記と同様の方法で作製する。ついで、軸体となる芯金（必要に応じて接着剤を塗布してある）をセットした射出成形用金型内に、上記液状主剤および液状架橋剤を充填し、これを所定温度（１００℃程度）のオーブン中で所定時間（３０分間程度）加熱して発泡硬化させる。その後、脱型し、必要に応じ外周面を研磨することにより、図１に示すような、軸体１の外周面に沿ってフォーム層２が形成されてなる単層構造のトナー供給ロールを得ることができる。
【００４３】
上記フォーム層２の厚みは、通常、２〜８ｍｍであり、好ましくは３〜６ｍｍである。
【００４４】
そして、上記フォーム層２表面に対し、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理等を施すことにより、添加したビニル基にラジカルを発生させることができ、ロール表面のみが選択的に改質架橋されるため、上記発泡硬化の条件をゆるやかにし（およそ５０℃×３０分間程度）、低硬度を保持しつつ、ロール表面付近のセル径が小さく、タック性を低減することが可能になる。
【００４５】
本発明の製法に用いられる発泡性重合体組成物は、上述の例のようにトナー供給ロールのフォーム層に好適であるが、これに限定するものではなく、帯電ロール、クリーニングロール、給紙ロール、現像ロール等のＯＡ機器用の各種ＯＡ機器用ロールにも適用することができる。特に、帯電ロールに用いられると、画像向上効果が著しいため好ましい。また、トナー供給ロールやクリーニングロールに用いられると、その微細なセル径により、トナー搬送性やトナークリーニング性に優れるため好ましい。なお、本発明のＯＡ機器用ロールは、前記図１に示したような単層構造に限定されるものではなく、二層以上の多層構造であっても差し支えない。その際、本発明の発泡性重合体組成物を最内層用材料として用いると、低い圧縮応力が得られ、しかも粘度が低い状態で処理し、後から重合して硬化することができるため、加工性も良好となる。
【００４６】
つぎに、実施例について、実験例，比較実験例および比較例と併せて説明する。
【実施例】
【００４７】
〔実験例１〜５、比較実験例１〕
下記に示す各材料を準備し、後記の表１に示す割合で配合し、これらを攪拌機で混合して、発泡性重合体組成物を調製した。なお、架橋剤中のヒドロシリル基と、重合体中の水酸基とのモル比〔Ｉｎｄｅｘ（ＳｉＨ／ＯＨ）〕を、同表に併せて示した。
【００４８】
〔ビニル基含有ポリオール(i) 〕
ビニル基含有ポリプロピレングリコール（三洋化成社製、エクセルフローＦＭ１００１）
【００４９】
〔ビニル基含有ポリオール(ii)〕
ビニル基含有ブタジエンポリオール（出光石油社製、Ｐｏｌｙｂｄ）
【００５０】
〔ポリオール(i) 〕
ポリプロピレングリコール（第一工業製薬社製、ＧＬ３０００）
【００５１】
〔ヒドロシリル架橋剤〕
ＧＥ東芝シリコーン社製、ＴＳＦ４８４
【００５２】
〔発泡剤(i) 〕
イソプロピルアルコール
【００５３】
〔触媒(i) 〕
白金触媒５％含有キシレン溶液
【００５４】
〔ラジカル重合剤(i) 〕
ジブチルパーオキサイド
【００５５】
〔ラジカル重合剤(ii)〕
２，２アゾビスイソブチロニトリル
【００５６】
〔ラジカル重合剤(iii) 〕
シリコーン基含有アゾ化合物（和光純薬社製、ＶＰＳ１００１）
【００５７】
【表１】
【００５８】
このようにして得られた実験例および比較実験例の発泡性重合体組成物を用い、後記の表２に示す熱処理条件で発泡・硬化させた。そして、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、同表に併せて示した。
【００５９】
〔セル径〕
光学顕微鏡を用いて発泡体の断面写真を撮り、セルの平均径を求めた。
【００６０】
〔１ｍｍ圧縮応力〕
３０ｍｍ角にカットした発泡体に直径８ｍｍの円柱を１ｍｍ押し込めたときの応力（Ｎ／ｃｍ2 ）を測定した。
【００６１】
〔発泡倍率〕
３０ｍｍ角にカットした発泡体の重量を測定し、体積（ｃｍ3 ）／重量（ｇ）を、発泡倍率として測定した。
【００６２】
〔圧縮永久歪み〕
発泡体の圧縮永久歪みを、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に準じ、温度７０℃、試験時間２２時間、圧縮率２５％の条件で測定した。この測定値が、５％以下であれば圧縮永久歪みが非常に良好であるが、８％以下であれば使用上問題はない。
【００６３】
【表２】
【００６４】
すなわち、上記表２から、実験例の発泡性重合体組成物は、比較実験例の発泡性重合体組成物と比べ、発泡倍率が比較的高く、１ｍｍ圧縮応力が低いのにも関わらず、微細なセル構造になっていることがわかる。しかも、実験例の発泡性重合体組成物は、圧縮永久歪み特性にも優れていることもわかる。つまり、実験例の発泡性重合体組成物は、セル径が小さくても、低硬度化がなされていることがわかる。
【００６５】
また、このようにして得られた実験例および比較実験例の発泡性重合体組成物を用いて、下記に示すように各ＯＡ機器用ロール（トナー供給ロール、帯電ロール、クリーニングロール）を作製し、それぞれの基準に従い、各ロールの特性評価を行った。これらの結果を、後記の表３に示した。なお、各組成物の発泡・硬化条件は、それぞれ、前記の表２に示す熱処理条件に準じるものとする。
【００６６】
〔トナー供給耐久性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）を形成した。ついで、この発泡層の表面を研磨して、トナー供給ロールを作製した。このトナー供給ロールをプリンター（ＯＫＩ社製、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ４００）に組み込み、５０００枚プリントした後のトナー供給ロールの状態を観察した。そして、トナーの詰まりがなく、画像への影響がないものを○、トナーの詰まりがあり、べた黒画像の濃度がマクベス濃度で１．１以下になったものを×として評価した。
【００６７】
〔帯電特性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、その後、脱型して、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）を形成した。一方、テトラフルオロプロパン−フッ化ビニリデン共重合体（エルフアトケムジャパン社製、カイナーＳＬ）１００部を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）５００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブラック）５部を分散して表層形成材料（コーティング液）を調製した。そして、この表層形成材料を上記発泡層の表面に塗布して表層（厚み１０μｍ）を形成し、軸体の外周面に発泡層が形成され、さらにその表面に表層が形成されてなる帯電ロールを作製した。そして、上記現像特性に準じて、ハーフトーンの画像を目視評価し、画像に帯電ロールのへこみにより生じた帯電不足による濃度のむらがあるものを×、濃度のむらがないものを○とした。
【００６８】
〔クリーニング特性〕
軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした射出成形用金型内に、各発泡性重合体組成物を充填し、所定の熱処理条件で発泡・硬化させ、成形した後、表面を研磨して、軸体の外周面に沿って発泡層（厚み３ｍｍ）が形成されてなるクリーニングロールを作製した。このクリーニングロールを市販のレーザービームプリンター（ＨＰ社製、レーザージェット４）に組み付け、常温常圧下で６０００枚の画出しを行った後の画出し画像の画質について目視評価を行った。そして、画像に問題がなく、マクベス濃度が０．１以下のものを○、マクベス濃度が０．１を超えるもの（地汚れが発生したもの）を×として評価した。
【００６９】
〔トナー付着耐性〕
ロール表面のセル内部にまでトナーが入り、ロールのタック性によって付着したトナーが除去できないものを×、除去できるものを○とした。
【００７０】
【表３】
【００７１】
上記結果から、実験例品はいずれも、その発泡層のセル径が小さく、しかも低い圧縮応力を有し、かつタック性が殆どないため、トナー供給耐久性、帯電特性、クリーニング特性、トナー付着耐性が優れていることがわかる。
【００７２】
これに対して、比較実験例品は、その発泡層のセル径が大きいため、トナーの詰まりや画像への悪影響が生じやすく、しかも、タック性を有するため、トナー汚染等を生じやすくなり、その結果、帯電特性、トナー供給耐久性、クリーニング特性、トナー付着耐性が劣ることがわかる。
【００７３】
〔実施例１、比較例１〕
下記に示す各材料および水を準備し、後記の表４に示す割合で配合し、これらを攪拌機で混合して、発泡性重合体組成物を調製した。なお、架橋剤中のＮＣＯ基と、重合体中の水酸基とのモル比〔Ｉｎｄｅｘ（ＮＣＯ／ＯＨ）〕を、同表に併せて示した。
【００７４】
〔ビニル基含有ポリオール(i) 〕
ビニル基含有ポリプロピレングリコール（三洋化成社製、エクセルフローＦＭ１００１）
【００７５】
〔ポリオール(i) 〕
ポリプロピレングリコール（第一工業製薬社製、ＧＬ３０００）
【００７６】
〔ポリオール(ii)〕
三井東圧化学社製、ＰＯＰ３１−２８
【００７７】
〔触媒(ii)〕
三級アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ１）
【００７８】
〔触媒(iii) 〕
三級アミン触媒（東ソー社製、トヨキャットＨＸ３５）
【００７９】
〔整泡剤(ii)〕
日本ユニカー社製、ＳＺ１３１３
【００８０】
〔イソシアネート(i) 〕
住友バイエルウレタン社製、スミジュール４４Ｖ２０
【００８１】
〔イソシアネート(ii)〕
日本曹達社製、ＴＤＩ８０
【００８２】
〔ラジカル重合剤(i) 〕
ジブチルパーオキサイド
【００８３】
【表４】
【００８４】
このようにして得られた実施例および比較例の発泡性重合体組成物を用い、下記の表５に示す熱処理条件で発泡・硬化させた。そして、各特性の評価を、同表に併せて示した。なお、上記各特性の評価は、前記実験例１〜５等における評価基準に準じるものとする。
【００８５】
【表５】
【００８６】
すなわち、上記表５から、実施例の発泡性重合体組成物は、比較例の発泡性重合体組成物と比べ、１ｍｍ圧縮応力が低いのにも関わらず、微細なセル構造になっていることがわかる。つまり、実施例の発泡性重合体組成物は、セル径が小さくても、低硬度化がなされていることがわかる。
【００８７】
また、このようにして得られた実施例および比較例の発泡性重合体組成物を用いて、各ＯＡ機器用ロール（トナー供給ロール、帯電ロール、クリーニングロール）を作製し、それぞれの基準に従い、各ロールの特性評価を行った。これらの結果を、下記の表６に示した。なお、各ロールの作製方法および評価基準は、前記実験例１〜５等における作製方法および評価基準に準じるものとし、上記作製の際の、各組成物の発泡・硬化条件は、それぞれ、前記の表５に示す熱処理条件に準じるものとする。
【００８８】
【表６】
【００８９】
上記結果から、実施例１品は、その発泡層のセル径が小さく、しかも低い圧縮応力を有し、かつタック性が殆どないため、トナー供給耐久性、帯電特性、クリーニング特性、トナー付着耐性が優れていることがわかる。そして、実施例１では、上記熱処理の条件を５０℃×３０分とゆるやかにしているものの、プラズマ処理によって、ロール表面のみを選択的に改質しており、タック性の低減が良好になされている。
【００９０】
これに対して、比較例１品は、その発泡層のセル径が大きいため、トナーの詰まりや画像への悪影響が生じやすく、しかも、その発泡層材料に用いられているポリオールが、実施例１で用いられているポリオールのようにビニル基を含有するものでないため、実施例１と同様にプラズマ処理を施しても、タック性は解消されず、その結果、帯電特性、トナー供給耐久性、クリーニング特性、トナー付着耐性が劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明のＯＡ機器用ロールの製法により得られたトナー供給ロールの一例を示す断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質することを特徴とするＯＡ機器用ロールの製法。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【請求項２】
上記発泡性重合体組成物の金型成形により上記フォーム層の形成を行い、その層の外周面に上記改質処理を行う請求項１記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項３】
上記金型成形が射出成形である請求項２記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項４】
上記（Ｂ）の架橋剤が、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項５】
上記（Ｂ）の架橋剤が、ヒドロシリル化合物である請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項６】
上記（Ｂ）の架橋剤が、ヒドロシリル化合物とともにラジカル重合剤を用いたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項７】
上記ラジカル重合剤が、過酸化物またはアゾ系化合物である請求項４または６記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項８】
上記アゾ系化合物が、シリコーン基含有アゾ化合物である請求項７記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の製法により得られたＯＡ機器用ロール。
【請求項１０】
トナー供給ロール、帯電ロールまたはクリーニングロールに用いられる請求項９記載のＯＡ機器用ロール。
【請求項１】
軸体と、その外周に形成されたフォーム層とを備えたＯＡ機器用ロールの製法であって、上記フォーム層を、下記の（Ａ）を主成分とし、下記の（Ｂ）を含有する発泡性重合体組成物により形成した後、その層の外周面を、コロナ処理、プラズマ処理または紫外線照射処理により改質することを特徴とするＯＡ機器用ロールの製法。
（Ａ）１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマー、または、１分子中に１個以上のビニル基を有するとともに２個以上の水酸基を有するポリマーと１分子中に２個以上の水酸基を有するとともにビニル基を有しないポリマーとのブレンドポリマー。
（Ｂ）上記（Ａ）と接触して発泡させると同時に、そのビニル基に対し架橋反応を生起させる架橋剤。
【請求項２】
上記発泡性重合体組成物の金型成形により上記フォーム層の形成を行い、その層の外周面に上記改質処理を行う請求項１記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項３】
上記金型成形が射出成形である請求項２記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項４】
上記（Ｂ）の架橋剤が、イソシアネート化合物とともにラジカル重合剤を用いたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項５】
上記（Ｂ）の架橋剤が、ヒドロシリル化合物である請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項６】
上記（Ｂ）の架橋剤が、ヒドロシリル化合物とともにラジカル重合剤を用いたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項７】
上記ラジカル重合剤が、過酸化物またはアゾ系化合物である請求項４または６記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項８】
上記アゾ系化合物が、シリコーン基含有アゾ化合物である請求項７記載のＯＡ機器用ロールの製法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の製法により得られたＯＡ機器用ロール。
【請求項１０】
トナー供給ロール、帯電ロールまたはクリーニングロールに用いられる請求項９記載のＯＡ機器用ロール。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２２５９（Ｐ２００７−２２５９Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２２６７３（Ｐ２００６−２２２６７３）
【出願日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【分割の表示】特願２００２−１９３８１３（Ｐ２００２−１９３８１３）の分割
【原出願日】平成１４年７月２日（２００２．７．２）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【分割の表示】特願２００２−１９３８１３（Ｐ２００２−１９３８１３）の分割
【原出願日】平成１４年７月２日（２００２．７．２）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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