JP2001253927A - クリーニングブレード - Google Patents
クリーニングブレードInfo
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Abstract
てなり、かつ耐久性に優れるクリーニングブレードを提
供すること。 【解決手段】 a)ポリイソシアネート成分、(b)高
分子ポリオール成分および(c)低分子ポリオール成分
を反応させて得られるポリウレタンエラストマーを含有
してなるクリーニングブレードにおいて、(c)低分子
ポリオール成分が、(c1)三官能以上の低分子ポリオ
ールと(c2)エチレングリコールからなることを特徴
とするクリーニングブレード。
Description
ー、ファクシミリ等の静電写真プロセスによる画像形成
装置において画像転写後の感光体表面や転写ベルト表面
等に残存するトナーをクリーニング・除去するクリーニ
ングブレードに関する。
に形成した静電潜像にトナーを付着させて現像し、その
トナー像を記録紙に転写し、最終的に加熱加圧によりト
ナー像を記録紙上に定着させることによつて複写を行な
う。かかる複写工程において、トナー像を記録紙に転写
した感光体表面にはトナーが残留するため、順次複写を
行なうためには、感光体表面からトナーを除去する必要
があり、トナー除去手段の一つとしてクリーニングブレ
ードが用いられている。
る材料としては、耐摩耗性等の機械的強度が優れている
ことから、ポリウレタンエラストマーからなる成形物が
賞用されている。かかるポリウレタンエラストマーは、
通常、高分子ポリオール成分とポリイソシアネート成分
からウレタンプレポリマーを調製し、これに、1,4−
ブタンジオール等の二価アルコールとトリメチロールプ
ロパン、ペンタエリスリトール等の三価以上の多価アル
コールからなる低分子ポリオールを加えて、所定の型内
にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成
することによつて製造されている。しかし、従来より知
られているポリウレタンエラストマーからなるクリーニ
ング・ブレードは、長期使用によつてエツジ磨耗が大き
いため、その耐久性が十分ではなかった。
久性を向上させる方法としては、クリーニング・ブレー
ドの大変形領域でのモジュラスを向上させる方法が知ら
れている。たとえば、特開平5−150697号公報で
は、ポリウレタンエラストマー形成時のポリオール成分
の水酸基(−OH)とポリイソシアネート成分のイソシ
アネート基(−NCO)の当量比(−OH)/(−NC
O)を0.8〜0.9に調整することにより、アロファ
ネート結合による架橋を増加させて大変形領域でのモジ
ュラスを向上させる方法が提案されている。しかし、ア
ロファネート結合はその生成速度が遅いため、ポリウレ
タンエラストマーの形成を前記当量比の範囲で行うと、
ポリウレタンエラストマーを脱型しうる強度に達するま
での硬化時間が非常に長くなり、生産性が悪い。また、
長期に硬化時間を要すと成形物の濁りの原因にもなる。
は、生産性のよいポリウレタンエラストマー用いてな
り、かつ耐久性に優れるクリーニングブレードを提供す
ることを目的とする。
を解決すべくポリウレタンエラストマーの構成成分に着
目し鋭意検討を重ねた結果、以下示す構成成分からなる
ポリウレタンエラストマーにより前記目的を達成しうる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
ネート成分、(b)高分子ポリオール成分および(c)
低分子ポリオール成分を反応させて得られるポリウレタ
ンエラストマーを含有してなるクリーニングブレードに
おいて、(c)低分子ポリオール成分が、(c1)三官
能以上の低分子ポリオールと(c2)エチレングリコー
ルからなることを特徴とするクリーニングブレードに関
する。
して、(c1)三官能以上の低分子ポリオールと二官能
の低分子ポリオールを併用することは知られており、さ
らには二官能の低分子ポリオールの一つとして(c2)
エチレングリコールが例示されているが、二官能の低分
子ポリオールとして(c2)エチレングリコールを単独
で用いると、成形シートに濁りが生じるため、二官能の
低分子ポリオールとして(c2)エチレングリコールが
単独で用いられたことはなく、また用いられるとしても
1,4−ブタンジオール等と併用された例のみであっ
た。本発明は、このように二官能の低分子ポリオールと
して単独使用されたことのない(c2)エチレングリコ
ールを、(c1)三官能以上の低分子ポリオールと併用
することを特徴とするものであり、特定の低分子ポリオ
ールを選択することで、大変形領域でのモジュラスが向
上して、ポリウレタンエラストマーの耐磨耗性が向上し
て耐久性が向上することを見出したものである。また、
本発明のクリーニングブレードは、ヘタリが小さくクリ
ーニングブレードのヘタリ改善がされている。さらに
は、本発明のクリーニングブレードは、特開平5−15
0697号公報に記載のものに比して、成形時間、温度
ともに低く設定でき、生産性もよい。
(a)ポリイソシアネート成分または(a)ポリイソシ
アネート成分および(b)高分子ポリオール成分から得
られたイソシアネート末端ウレタンプレポリマーと、
(b)高分子ポリオール成分および/または(c)低分
子ポリオール成分を反応させて得られたものであり、当
該反応においてウレタン結合を構成しうるイソシアネー
ト基(−NCO)と水酸基(−OH)の当量比(−NC
O/−OH)が、1.00〜1.15であるのが好まし
い。
ポリイソシアネート成分、(b)高分子ポリオール成分
および(c)低分子ポリオール成分を各種方法により反
応させて得られるが、最終的にポリウレタンエラストマ
ーとする場合に、前記当量比(−NCO/−OH)を前
記範囲に調整することにより、ポリウレタンエラストマ
ーの硬化速度、永久伸び等の物性が良好となる。
物性が悪くなる傾向があることから、前記当量比は1.
05以上とするのがより好ましい。一方、前記当量比が
大きくなると、硬化速度が遅くなり、成形性が悪くなる
傾向があることから、前記当量比は1.10以下とする
のがより好ましい。
ールと(c2)エチレングリコールの割合をモル比で、
(c1)/(c2)=1/2〜12に調整するのが好ま
しい。かかるモル比で、(c1)三官能以上の低分子ポ
リオールと(c2)エチレングリコールを併用すること
により、実用的な範囲の硬度、一般的にはショアA硬度
を65〜77を有するポリウレタンエラストマーが得ら
れる。前記モル比における(c2)の値が小さくなる
と、硬度が低くなり所望の物性が得られにくくなる傾向
があるため、(c2)の値は4以上とするのがより好ま
しい。一方、前記モル比における(c2)の値が大きく
なると、永久伸びが大きく硬化時間が長くなり生産性が
悪くなる傾向があるため、(c2)の値は10以下とす
るのがより好ましい。
主成分であるポリウレタンエラストマーを構成する
(a)ポリイソシアネート成分、(b)高分子ポリオー
ル成分および(c)低分子ポリオール成分について説明
する。
レタンエラストマーの形成に用いられている各種のもの
の1種または2種以上を適宜に選択して使用できる。例
えば、トリレンジイソシアネート、3,3´−ジメチル
ジフエニルジイソシアネート、4,4´−ジフエニルメ
タンジイソシアネート、p−フエニレンジイソシアネー
ト、1,5−ナフタレンジイソシアネート等があげられ
る。これらのなかでも4,4´−ジフエニルメタンジイ
ソシアネートが好ましい。
タンエラストマーの形成に用いられている各種のものの
1種または2種以上を適宜に選択して使用できる。たと
えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル等を例示できる。
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパン等の多価アルコールの1種又は2種以
上にプロピレンオキサイドを付加して得られるポリオキ
シプロピレンポリオール類、エチレンオキサイドを付加
して得られるポリオキシエチレンポリオール類、ブチレ
ンオキサイド、スチレンオキサイド等を付加して得られ
るポリオール類、および、前記多価アルコールにテトラ
ヒドロフランを開環重合により付加して得られるポリオ
キシテトラメチレンポリオール類が例示できる。また、
上記環状エーテルを2種以上使用した共重合体も例示で
きる。
ングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキ
サンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトールあるいはその他の低分子量多
価アルコールの1種又は2種以上とグルタル酸、アジピ
ン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタ
ル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸ある
いはその他の低分子ジカルボン酸やオリゴマー酸の1種
又は2種以上との縮合重合体、前記多価アルコールを開
始剤とするプロピオラクトン、カプロラクトン、バレロ
ラクトン等の環状エステル類の開環重合体等が例示でき
る。上記以外にも、(b)高分子ポリオールとしては、
例えば、ポリカーボネートジオール等を例示できる。
ポリエステルポリオールが好ましく、特にアジピン酸系
ポリエステルポリオールや、ポリカプロラクトン系ポリ
エステルポリオールが好ましい。
量は、通常、500〜3000程度のものが好適であ
る。なお、(b)高分子ポリオール成分の官能基数は特
に制限されず、グリコール等の官能基数により二官能ま
たは三官能以上のものを適宜に選択して使用できる。通
常は、二官能の(b)高分子ポリオール成分を用いるの
が好ましい。
(c1)三官能以上の低分子ポリオールと(c2)エチ
レングリコールが用いられる。(c1)三官能以上の低
分子ポリオールとしては、分子量が500未満のポリウ
レタンエラストマーの形成に用いられている各種のもの
の1種または2種以上を適宜に選択して使用できる。
(c1)三官能以上の低分子ポリオールとしては、たと
えば、三官能のものとして,1,1−トリメチロールプ
ロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオー
ル、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエ
タン、1,1,1−トリス(ヒドロキシエトキシメチ
ル)プロパン等があげられ、四官能以上のものとしてジ
グリセリン、ペンタエリスリトール等があげられる。
(b)高分子ポリオール成分および(c)低分子ポリオ
ール成分からポリウレタンエラストマーを製造する方法
は特に制限されず、各種の方法を採用できる。
および(b)高分子ポリオール成分から得られたイソシ
アネート末端ウレタンプレポリマーと(c)低分子ポリ
オール成分を反応させるプレポリマー法、前記イソシア
ネート末端ウレタンプレポリマーと(b)高分子ポリオ
ール成分および(c)低分子ポリオール成分を反応させ
る擬似プレポリマー法、(a)ポリイソシアネート成
分、(b)高分子ポリオール成分および(c)低分子ポ
リオール成分を一括反応させるワンショット法等を採用
できる。こられポリウレタンエラストマーの製造法のな
かでも、プレポリマー法または擬似プレポリマー法が、
成形の際にシートに気泡が入るなどの問題がない点で好
ましい。
におけるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、
イソシアネート基含量8〜20%となるように調製する
のが好ましい。
アネート末端ウレタンプレポリマーの製造に用いる
(b)高分子ポリオール成分と、当該ウレタンプレポリ
マーの硬化に用いる(b)高分子ポリオール成分とは同
じものでもよく、異なるものであってもよい。
に用いる(b)高分子ポリオール成分は、ポリウレタン
エラストマーを構成する(b)高分子ポリオール成分全
体の60〜80重量%であることが好ましい。また硬化
に用いる(b)高分子ポリオール成分と(c)低分子ポ
リオール成分の割合は、(c)低分子ポリオール成分が
10重量%以下となるように用いるのが好ましい。
マーを製造する際、(a)ポリイソシアネート成分また
はイソシアネート末端ウレタンプレポリマーのイソシア
ネート基(−NCO)と(b)高分子ポリオール成分お
よび/または(c)低分子ポリオール成分の水酸基(−
OH)の当量比(−NCO/−OH)を1.00〜1.
15とするのが好ましい。
に際しては、硬化触媒を用いてもよい。たとえば、アミ
ン系触媒としてトリエチレンジアミン、ジメチルアミノ
ヘキサノール等、イミダゾール系触媒として2−メチル
イミダゾールや1, 2−ジメチルイミダゾール等、金属
系触媒としてオクチル酸鉛、ジブチル錫ラウレイト等が
あげられる。硬化触媒を用いる場合、その使用量は、通
常、ポリウレタンエラストマー{(a)成分、(b)成
分および(c)成分の合計}100重量部に対して、0.
001〜0.05重量部程度、好ましくは0.005〜0.0
3重量部の範囲である。
限されないが、ポリウレタンエラストマーを、擬似プレ
ポリマー法、プレポリマー法により製造する場合にはプ
レポリマーと硬化剤を反応させる際に、硬化剤を硬化触
媒と共に混合攪拌した後、これらを所定の所定の金型に
内に注入する注型法によつて、また遠心成形機を使用し
た遠心成形法により行う。
施した接続具を装入することもできる。硬化温度は所定
の温度、通常120〜160℃程度である。
っては、ポリウレタンエラストマーの他に、帯電防止剤
や滑剤等の添加剤を含有することができ、これら添加剤
は、硬化触媒とともに混合される。上記のような一次硬
化した後には、通常、常法に従つて加熱して、二次硬化
させることができる。
マーは、使用する電子写真複写機の規格に合わせて裁断
されて、クリーニング・ブレードとして供される。
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。各例中、部は重量部を意味する。
品名プラクセル220N,数平均分子量2000,水酸
基価56.1)133.3部を70℃で3時間、減圧下
に攪拌加熱し、脱水した後、反応容器に仕込み、さらに
4,4´−ジフエニルメタンジイソシアネート100部
を反応容器に加え、窒素ガス雰囲気下に70℃で1〜2
時間攪拌して、イソシアネート基含量12%のイソシア
ネート末端ウレタンプレポリマーを調製した。イソシア
ネート基含量は、ジブチルアミン法にて測定した。
ル(ダイセル化学製,商品名プラクセル220N,数平
均分子量2000,水酸基価56.1)150.2部、
トリメチロールプロパン3.6部およびエチレングリコ
ール11.7部を、それぞれ別の容器中で、100℃で
1時間、減圧下に攪拌加熱し、脱水した後、ガラス製反
応容器に仕込み、窒素雰囲気下、混合液が無色透明にな
るまで、100℃で攪拌混合した。これに更に、さらに
硬化触媒としてトリエチレンジアミンを0. 005部加
えて、硬化剤成分(OH成分)を調製した。なお、ウレ
タンプレポリマーのイソシアネート基(−NCO)と硬
化剤成分の水酸基(−OH)の当量比(−NCO/−O
H)は、1.10になるように調整した。
を60℃に加熱しながらミキシング・ヘツドに供給し、
混合攪拌しつつ、予め140℃に加熱した型内に注入し
てポリウレタンエラストマーの成形を行なつた。次い
で、成形物を型から取出し、110℃で24時間加熱し
て二次硬化を行なった。
の使用量、割合を表1に示すように変えた他は実施例1
と同様にしてクリーニングブレードを製造した。なお、
比較例3では硬化速度が遅く、ポリウレタンエラストマ
ーの成形をすることができずクリーニングブレードは得
られなかった。
ードについて以下の物性を評価した。結果を表1に示
す。
準拠した。ただし、硬度(ショアA硬度による)と反発
弾性の測定は厚さ1.5〜2mmのシートを12〜15
mmまで重ねて測定した(サンプルは35mm角)。ま
た、反発弾性(%)の測定には、JIS K6301の
測定器(リュプケ式測定器)を使用した。また、永久伸
びの測定は、サンプル(150mm×10mm)の標線
100mmに印を付け、10分間100%伸長させ、解
放して10分後に標線を測定し100mmに対しての残
留歪み率を測定した。
ブレードをミノルタ(株)製の普通紙用複写機に装着
し、常温常湿下にブラツク/ホワイト7%文字チヤート
を被複写画像として、毎分25枚の割合にて連続して行
ない、クリーニング・ブレードのエツジの欠損の磨耗量
が50μmまで達する時間を20時間毎にチェックし
た。結果を表1に示す。なお、表1には、実機により、
正常に複写可能な予測枚数も示した。
ルメタンジイソシアネートを示す。
ラクトンポリオール(ダイセル化学製,商品名プラクセ
ル220N,数平均分子量2000,水酸基価56.
1)を示す。ただし、比較例4の2PCLは、二官能ポ
リラクトンポリオール(ダイセル化学製,商品名プラク
セル220N,数平均分子量2000,水酸基価56.
1)と二官能ポリラクトンポリオール(ダイセル化学
製,商品名プラクセル210N,数平均分子量100
0,水酸基価112. 2)のブレンド物であり、数平均
分子量を1900に調整したものである。
ポリラクトンポリオール(ダイセル化学製,商品名プラ
クセル220N,数平均分子量2000,水酸基価5
6.1)を示す。ただし、比較例4の2PCLは、二官
能ポリラクトンポリオール(ダイセル化学製,商品名プ
ラクセル220N,数平均分子量2000,水酸基価5
6.1)と二官能ポリラクトンポリオール(ダイセル化
学製,商品名プラクセル210N,数平均分子量100
0,水酸基価112. 2)のブレンド物であり、数平均
分子量を1450に調整したものである。
ポリラクトンポリオール(ダイセル化学製,商品名プラ
クセル320,数平均分子量2000,水酸基価84.
2)と三官能ポリラクトンポリオール(ダイセル化学
製,商品名プラクセル312,数平均分子量1250,
水酸基価134. 6)のブレンド物であり、数平均分子
量を1900に調整したものである。
エチレングリコール、BD:1,4−ブタンジオールを
示す。
発明のクリーニングブレードは各種物性に優れており、
比較例に比べてエツジの磨耗時間が長く耐久性に優れて
いることが認められる。また、当量比(−NCO/−O
H)を所定範囲としているため硬化速度も良好である。
なお、比較例3は、当量比が所定範囲を外れており他の
例と同様の時間では硬化できなかった。
なると耐久性が悪くなり予測枚数も減る傾向がある。実
施例1は硬度65、比較例2は硬度77であり、実施例
1は比較例2に比べて低いにも拘わらず同じまたはそれ
以上の耐久性及び予測枚数である。同じ硬度の実施例と
比較例を比べると耐久性及び予測枚数は、実施例が比較
例の2倍程優れている。
Claims (3)
- 【請求項1】 (a)ポリイソシアネート成分、(b)
高分子ポリオール成分および(c)低分子ポリオール成
分を反応させて得られるポリウレタンエラストマーを含
有してなるクリーニングブレードにおいて、(c)低分
子ポリオール成分が、(c1)三官能以上の低分子ポリ
オールと(c2)エチレングリコールからなることを特
徴とするクリーニングブレード。 - 【請求項2】 ポリウレタンエラストマーが、(a)ポ
リイソシアネート成分または(a)ポリイソシアネート
成分および(b)高分子ポリオール成分から得られたイ
ソシアネート末端ウレタンプレポリマーと、(b)高分
子ポリオール成分および/または(c)低分子ポリオー
ル成分を反応させて得られたものであり、当該反応にお
いてウレタン結合を構成しうるイソシアネート基(−N
CO)と水酸基(−OH)の当量比(−NCO/−O
H)が、1.00〜1.15である請求項1記載のクリ
ーニングブレード。 - 【請求項3】 (c1)三官能以上の低分子ポリオール
と(c2)エチレングリコールの割合がモル比で、(c
1)/(c2)=1/2〜12である請求項1または2
記載のクリーニングブレード。
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