JP2018004857A - 電子写真機器用クリーニングブレード - Google Patents
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Abstract
【課題】高硬度化と低へたりを両立し、優れたトナー掻き取り性を実現する電子写真機器用クリーニングブレードを提供すること。【解決手段】ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有するウレタン組成物の硬化物からなるブレード部12を有し、イソシアネートの含有量が、組成物全体に対し28.0質量%以上であり、架橋剤もしくは鎖延長剤が、少なくともトリオールを含む、分子量150以下のジオールおよびトリオールの1種または2種以上からなり、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量が、組成物全体に対し4.0質量%以下であり、トリオールの含有量が、組成物全体に対し0.8質量%以上であるクリーニングブレード10とする。【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真機器用クリーニングブレードに関するものである。
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おいて、感光ドラムの外周面上に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレードが設けられている。
クリーニングブレードは、感光ドラムの外周面に接触するブレード部分がウレタン組成物で形成されている。ブレード部分の先端部は、回転する感光ドラムの外周面上を摺動し、これにより感光ドラムの外周面上に残留するトナーを除去する。
従来のクリーニングブレードとしては、ウレタン組成物においてNCOインデックスを高く設定し硬化剤の水酸基価を調整するとともに第四級アンモニウム塩を所定量配合することで耐摩耗性と低温特性を両立するものが提案されている(特許文献1)。また、ウレタン組成物において特定のポリエステルポリオールと1,4−ブタンジオール(BD)とトリメチロールプロパン(TMP)とジフェニルメタンジイソシアネートとを含みBDとTMPを所定の比率として架橋間分子量を調整することで耐摩耗性と低温特性を両立するものが提案されている(特許文献2)。また、ウレタン組成物において特定のポリオキシテトラメチレングリコールとポリイソシアネートと1,4−ブタンジオール(BD)とトリメチロールプロパン(TMP)とを含みBDとTMPを所定の比率とすることで耐摩耗性と低温特性を両立するものが提案されている(特許文献3)。
クリーニングブレードには、初期のトナー掻き取り性と耐久後のトナー掻き取り性の両方が求められる。初期のトナー掻き取り性を満足させるには、高硬度であることが求められる。しかし、一般に硬度が高くなると脆くへたりやすくなる。そうすると、耐久後にトナーのすり抜けが生じ、耐久後のトナー掻き取り性は低下する。耐久後のトナー掻き取り性を満足させるには、高硬度であるとともに低へたりであることが求められる。従来のクリーニングブレードは、高硬度化と低へたりを両立するものではなかった。特許文献1〜3は、いずれも耐摩耗性と低温特性を両立するものであり、高硬度化と低へたりを両立する記載はない。特許文献2、3のものは、ゴム硬度が低く、初期のトナー掻き取り性を満足できない。
本発明が解決しようとする課題は、高硬度化と低へたりを両立し、優れたトナー掻き取り性を実現する電子写真機器用クリーニングブレードを提供することにある。
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードは、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有するウレタン組成物の硬化物からなるブレード部を有し、前記イソシアネートの含有量が、組成物全体に対し28.0質量%以上であり、前記架橋剤もしくは鎖延長剤が、少なくともトリオールを含む、分子量150以下のジオールおよびトリオールの1種または2種以上からなり、前記架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量が、組成物全体に対し4.0質量%以下であり、前記トリオールの含有量が、組成物全体に対し0.8質量%以上であることを要旨とするものである。
前記架橋剤もしくは鎖延長剤は、分子量150以下のジオールおよびトリオールからなるものであってもよい。また、前記架橋剤もしくは鎖延長剤は、分子量150以下のトリオールからなり、ジオールを含んでいないものであってもよい。前記トリオールは、トリメチロールプロパンであることが好ましい。前記ジオールは、1,4−ブタンジオールであることが好ましい。前記トリオールの含有量は、組成物全体に対し2.0質量%以上であることが好ましい。
本発明に係る電子写真機器用クリーニングブレードによれば、高硬度化と低へたりを両立し、優れたトナー掻き取り性を実現することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用クリーニングブレード(以下、本ブレードということがある。)を示す断面図であり、図2は、クリーニングブレードが感光ドラムの外周面上を摺動する様子を示した模式図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用クリーニングブレード(本ブレード)10は、ブレード部12を備える。ブレード部12には、ブレード部12を保持する保持部14が取り付けられている。ブレード部12は、ウレタン組成物の硬化物からなり、ウレタン組成物を所定の形状に成形して形成される。ブレード部12は、平板状の形状をしている。保持部14は、断面L字状の金属金具などからなる。図2に示すように、ブレード部12は、その先端部12aで感光ドラム20の外周面20aに接触し、回転する感光ドラム20の外周面20a上を摺動する。これにより、感光ドラム20の外周面20a上に残留するトナーを除去する。
上記ウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有する。架橋剤もしくは鎖延長剤は、少なくともトリオールを含む、分子量150以下のジオールおよびトリオールの1種または2種以上からなる。架橋剤もしくは鎖延長剤は、分子量150以下のジオールおよびトリオールからなるものであってもよい。また、架橋剤もしくは鎖延長剤は、分子量150以下のトリオールからなり、ジオールを含んでいないものであってもよい。
第1実施形態に係るウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有し、架橋剤もしくは鎖延長剤が、分子量150以下のトリオールからなり、ジオールを含んでいないものである。
上記ポリオールは、ウレタン用のポリオールであり、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは上記ポリオールとして1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでは、機械的強度に優れるなどの観点から、ポリエステルポリオールがより好ましい。
ポリエステルポリオールは、多塩基性有機酸と短鎖ポリオールとから得られ、水酸基を末端基とするものが好適に挙げられる。多塩基性有機酸は、特に限定されるものではないが、シュウ酸,コハク酸,グルタル酸,アジピン酸,ピメリン酸,スベリン酸,アゼライン酸,セバシン酸,イソセバシン酸等の飽和脂肪酸、マレイン酸,フマル酸等の不飽和脂肪酸、フタル酸,イソフタル酸,テレフタル酸等の芳香族酸等のジカルボン酸、無水マレイン酸,無水フタル酸等の酸無水物、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル、不飽和脂肪酸の二量化によって得られるダイマー酸等が挙げられる。短鎖ポリオールとしては、特に限定するものではなく、例えば、エチレングリコール,ジエチレングリコール,トリ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,ブチレングリコール,ネオペンチルグリコール,1,6−ヘキシレングリコール等のジオール、トリメチロールエタン,トリメチロールプロパン,ヘキサントリオール,グリセリン等のトリオール、ソルビトール等のヘキサオール等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、具体的には、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキシレンアジペート(PHA)、エチレンアジペートとブチレンアジペートとの共重合体(PEA/BA)などがより好適なものとして挙げられる。これらは、1種単独で用いられてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでは、耐摩耗性の向上、耐久性の向上などの観点から、ポリブチレンアジペート(PBA)が特に好ましい。
ポリエーテルポリオールは、環状エーテルの開環重合または共重合などによって得られるものが好適に挙げられる。環状エーテルとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−メチルトリメチレンオキサイド、3,3‘−ジメチルトリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキサミン等が挙げられる。ポリエーテルポリオールは、具体的には、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールなどが挙げられる。
ポリオールの数平均分子量は、1000〜3500のものが好ましい。より好ましくは1500〜2500の範囲内である。数平均分子量が1000以上であることで、得られるウレタンゴムの物性低下を抑えることができる。また、数平均分子量が3500以下であることで、プレポリマーの粘度上昇を抑え、成形性を良好にすることができる。
上記イソシアネートは、ウレタン用のイソシアネートであり、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)などが挙げられる。これらは、1種単独で用いられてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでは、耐摩耗性の向上、取扱いやすさ、入手容易、コストなどの観点から、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)が特に好ましい。
上記イソシアネートは、上記するMDIなどのイソシアネートと上記ポリオールとを反応させて得られるNCO末端のウレタンプレポリマーを用いてもよい。ウレタンプレポリマーは、NCO末端とするため、NCO%が5〜30質量%の範囲内であることが好ましい。NCO%は、下記の式で算出される。
上記イソシアネートの含有量は、組成物全体に対し28.0質量%以上とする。イソシアネートの含有量を比較的多くすることでウレタンの硬度を上げ、初期のトナー掻き取り性を向上させることができる。この量が28.0質量%未満であると、初期のトナー掻き取り性を満足することができない。また、この観点から、イソシアネートの含有量は、組成物全体に対し、好ましくは29.0質量%以上、より好ましくは30.0質量%以上である。一方、成形性などの観点から、イソシアネートの含有量は、組成物全体に対し40質量%以下であることが好ましい。より好ましくは35質量%以下である。そして、初期のトナー掻き取り性を向上させる(ウレタンの硬度を上げる)などの観点から、NCOインデックス(イソシアネートインデックス)は、170以上であることが好ましい。より好ましくは180以上、さらに好ましくは200以上である。また、成形性などの観点から、NCOインデックスは、400以下であることが好ましい。より好ましくは350以下、さらに好ましくは300以下である。NCOインデックスは、イソシアネート基と反応する活性水素基(水酸基、アミノ基など)の合計当量100に対するイソシアネート基の当量として算出する。
上記イソシアネートの含有量を比較的多くしたことで、直線状のポリウレタンはウレタン結合(極性基)からなるハードセグメントでの凝集量が多くなり、硬くなり、脆くへたりやすくなる。ここに架橋剤もしくは鎖延長剤が加わるとさらに硬くなるが、上記架橋剤もしくは鎖延長剤がトリオールであり3官能であることから、架橋により結晶化を阻害する効果があるため、へたりを抑える(低へたりにする)ことができる。
上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールの含有量は、組成物全体に対し0.8質量%以上とする。これにより、上記イソシアネートの含有量を比較的多くしたときにも高硬度を維持しつつへたりを抑えることができ、初期のトナー掻き取り性を維持しつつ耐久後のトナー掻き取り性を満足させることができる。この観点から、上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールの含有量は、組成物全体に対し、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上である。
一方で、上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールの含有量が多くなりすぎると、このトリオール部分もハードセグメントであり、このトリオールからなるハードセグメント同士で凝集・結晶化しやすくなり、へたりやすくなる。そこで、上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールの含有量は、組成物全体に対し4.0質量%以下とする。これにより、トリオールからなるハードセグメント同士での凝集・結晶化を抑え、これによるへたりを抑える(低へたりにする)ことができる。この観点から、上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールの含有量は、組成物全体に対し、好ましくは3.5質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。
上記架橋剤もしくは鎖延長剤のトリオールは、比較的短鎖の(分子量150以下の)トリオールが用いられる。このようなトリオールとしては、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、1,3,4‐ペンタントリオール、1,2,5‐ペンタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−ブタンジオール、2−(ヒドロキシメチル)−1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,2,3−ブタントリオール、2−エチル−1,2,3−プロパントリオール、2―メチル−1,2,4−ブタントリオールなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでは、結晶化抑制効果が高いなどの観点から、トリメチロールプロパンが特に好ましい。
第1実施形態に係るウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、架橋剤もしくは鎖延長剤以外に、本発明に影響しない範囲において、他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、硬化触媒、界面活性剤、難燃剤、着色剤、充填剤、可塑剤、安定剤、離型剤などが挙げられる。
硬化触媒は、ウレタン化反応を促進する触媒である。硬化触媒としては、トリエチレンジアミン(TEDA)、第三級アミン、ジアザビシクロアミン、ジアザビシクロアミンの塩などのアミン化合物や四級アンモニウム塩、イソシアヌレート化触媒、有機金属化合物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、組み合わせて用いて良い。
第三級アミンとしては、トリエチルアミンなどのトリアルキルアミン、N,N,N,N−テトラメチル−1,3−ブタンジアミンなどのテトラアルキルジアミン、ジメチルエタノールアミンなどのアミノアルコール、ビス(ジエチルエタノールアミン)アジペートなどのエステルアミン、モルホリン誘導体、ピペラジン誘導体などを挙げることができる。
ジアザビシクロアミンとしては、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)−ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)−ノネン−5(DBN)を挙げることができる。
有機金属化合物としては、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)、2−エチルカプロン酸第1錫、オレイン酸第1錫などの有機錫化合物、オクチル酸カリウム、酢酸カリウム、カルボン酸ビスマス、ジルコニウム錯体などの非スズ系有機金属化合物などを挙げることができる。
硬化触媒の含有量は、硬化剤100質量部に対し、好ましくは0.002〜0.02質量部、より好ましくは0.005〜0.015質量部の範囲内である。
第2実施形態に係るウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有し、架橋剤もしくは鎖延長剤が、分子量150以下のジオールおよびトリオールからなる。第2実施形態に係るウレタン組成物は、第1実施形態に係るウレタン組成物と比較して、架橋剤もしくは鎖延長剤としてさらに分子量150以下のジオールを含む点が相違する。これ以外の成分(ポリオール、イソシアネート、その他の成分等)およびその含有量については第1実施形態に係るウレタン組成物と同様であるため、その説明を省略する。
第2実施形態に係るウレタン組成物において、イソシアネートの含有量を比較的多くしたことで、直線状のポリウレタンはウレタン結合(極性基)からなるハードセグメントでの凝集量が多くなり、硬くなり、脆くへたりやすくなる。ここに架橋剤もしくは鎖延長剤が加わるとさらに硬くなるが、上記架橋剤もしくは鎖延長剤が3官能のトリオールを含むことから、架橋により結晶化を阻害する効果があるため、へたりを抑える(低へたりにする)ことができる。
第2実施形態に係るウレタン組成物において、架橋剤もしくは鎖延長剤としてのトリオールの含有量は、組成物全体に対し0.8質量%以上とする。これにより、イソシアネートの含有量を比較的多くしたときにも高硬度を維持しつつへたりを抑えることができ、初期のトナー掻き取り性を維持しつつ耐久後のトナー掻き取り性を満足させることができる。この観点から、架橋剤もしくは鎖延長剤としてのトリオールの含有量は、組成物全体に対し、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上である。
一方で、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量が多くなりすぎると、架橋剤もしくは鎖延長剤の部分もハードセグメントであり、架橋剤もしくは鎖延長剤からなるハードセグメント同士で凝集・結晶化しやすくなり、へたりやすくなる。そこで、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量は、組成物全体に対し4.0質量%以下とする。これにより、架橋剤もしくは鎖延長剤からなるハードセグメント同士での凝集・結晶化を抑え、へたりを抑える(低へたりにする)ことができる。この観点から、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量は、組成物全体に対し、好ましくは3.5質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。
第2実施形態に係るウレタン組成物においては、架橋剤もしくは鎖延長剤として、トリオールに加えてジオールも含んでよい。ジオールの含有量が多くなると、硬度は上昇する。一方で、へたりやすくなる。また、ジオールの含有量が少なくなると、硬度は上昇する。そこで、硬度、へたりの各特性を考慮して、トリオールとジオールの比率を調整するとよい。
架橋剤もしくは鎖延長剤におけるトリオールの割合は、へたりを抑えるなどの観点から、架橋剤もしくは鎖延長剤全体に対し、20質量%以上であることが好ましい。より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。また、へたりを抑えつつさらに高硬度にするなどの観点から、架橋剤もしくは鎖延長剤全体に対し、60質量%以上であることが好ましい。より好ましくは70質量%以上である。一方で、ウレタンゴムのゴム弾性を表す指標となるtanδのピーク温度を低温へシフトさせて低温側でのゴム弾性の低下を抑えて低温特性を確保するなどの観点から、ジオールの含有量を所定の範囲とするべく、架橋剤もしくは鎖延長剤におけるトリオールの割合は、架橋剤もしくは鎖延長剤全体に対し、95質量%以下であることが好ましい。より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下である。
架橋剤もしくは鎖延長剤のジオールとしては、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、エチレングリコール(EG)、1,6−ヘキサンジオール(1,6−HD)、ジエチレングリコール(DEG)、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール(DPG)、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでは、結晶化抑制効果が高いなどの観点から、1,4−ブタンジオールが特に好ましい。
本ブレードは、上記ウレタン組成物を用い、プレポリマー法、セミワンショット法、ワンショット法等の常法に準じて製造することができる。例えば次のようにして製造することができる。まず、ポリオールおよびイソシアネートを準備し、両者を所定の割合(NCO%)で配合し、所定の反応条件で反応させてウレタンプレポリマー(主剤液)を調製する。一方、ポリオール、架橋剤もしくは鎖延長剤、必要に応じて硬化触媒等を準備し、これらを所定の割合で配合し、所定の条件で混合して硬化剤液を調製する。次に、主剤液および硬化剤液が所定のNCOインデックスとなるよう所定の割合で配合し混合してなるウレタン組成物を、保持具が装着されたクリーニングブレード成形用金型内に注入して反応硬化させる。得られたウレタン組成物の硬化体をクリーニングブレード成形用金型から取り出し、所定の形状に加工する。このようにして、図1に示すような、保持部と一体成形されたウレタン組成物の硬化体からなるブレード部を備えた本ブレードが得られる。
以上の構成の本ブレード10によれば、高硬度化と低へたりを両立し、優れたトナー掻き取り性を実現することができる。第1実施形態に係るウレタン組成物は、架橋剤もしくは鎖延長剤がトリオールのみからなり、ジオールを含まない。一方、第2実施形態に係るウレタン組成物は、架橋剤もしくは鎖延長剤がトリオールとジオールからなり、ジオールを含む。架橋剤もしくは鎖延長剤の量が同じ場合、ジオールを含まない第1実施形態はへたりを抑える効果により優れ、ジオールを含む第2実施形態は高硬度化により優れる。
本ブレード10において、ウレタンゴムのゴム硬度は、高硬度の観点から、80IRHD以上であることが好ましい。より好ましくは85IRHD以上である。一方、相手側部材である感光ドラムの削れなどの影響を抑える観点から、95IRHD以下であることが好ましい。ゴム硬度は、JIS K 6253に準拠し、ウォーレス(H.W.WALLACE)社製のウォーレス測微硬度計を用いて、25℃、50%RHの測定条件下、国際ゴム硬さ試験法M法にて、国際ゴム硬さを測定する。ゴム硬度は、ウレタンゴムの種類、組成などで所望の値に調整することができる。例えばイソシアネート量や架橋剤もしくは鎖延長剤の量を多くすると、高硬度化することができる。
本ブレード10において、ウレタンゴムのへたり性は、へたり量から見積もることができる。へたり量は、所定の条件で変位させた後、変形を解放し、所定時間後の変形量から算出することができる。変位量に対するへたり量の割合は、10%以下であることが好ましい。より好ましくは9%以下、さらに好ましくは8%以下である。
本ブレード10において、ウレタンゴムの破断伸びは、クリーニング中における欠けを抑えるなどの観点から、170%以上であることが好ましい。より好ましくは180%以上である。破断伸びは、JIS K6400−5に準拠して測定することができる。破断伸びは、ウレタンゴムの種類、組成などで所望の値に調整することができる。例えばイソシアネート量や架橋剤もしくは鎖延長剤の量を少なくすると、破断伸びを向上させることができる。
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
使用した材料の詳細を以下に示す。
<ポリオール(a)>
・PBA(ポリブチレンアジペート):日本ポリウレタン工業製「ニッポラン4010」、数平均分子量Mn=2000
・PEA/BA(エチレンアジペート/ブチレンアジペート共重合体):日本ポリウレタン工業製「ニッポラン4042」、数平均分子量Mn=2000
<イソシアネート(b)>
・MDI(4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート):日本ポリウレタン工業製「ミリオネートMT」
<架橋剤もしくは鎖延長剤(c)>
(c1:トリオール)
・TMP(トリメチロールプロパン):三菱ガス化学製
・グリセリン:キシダ化学製
(c2:ジオール)
・1,4BD(1,4−ブタンジオール):三菱化学製
・EG(エチレングリコール):三菱化学製
<硬化触媒>
・TEDA(トリエチレンジアミン):東ソー製
・金属触媒:K−KAT XK−627(非スズ系ウレタン硬化触媒):楠本化成製
・TAC:第四級アンモニウム塩、三共エアプロダクツ製
<ポリオール(a)>
・PBA(ポリブチレンアジペート):日本ポリウレタン工業製「ニッポラン4010」、数平均分子量Mn=2000
・PEA/BA(エチレンアジペート/ブチレンアジペート共重合体):日本ポリウレタン工業製「ニッポラン4042」、数平均分子量Mn=2000
<イソシアネート(b)>
・MDI(4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート):日本ポリウレタン工業製「ミリオネートMT」
<架橋剤もしくは鎖延長剤(c)>
(c1:トリオール)
・TMP(トリメチロールプロパン):三菱ガス化学製
・グリセリン:キシダ化学製
(c2:ジオール)
・1,4BD(1,4−ブタンジオール):三菱化学製
・EG(エチレングリコール):三菱化学製
<硬化触媒>
・TEDA(トリエチレンジアミン):東ソー製
・金属触媒:K−KAT XK−627(非スズ系ウレタン硬化触媒):楠本化成製
・TAC:第四級アンモニウム塩、三共エアプロダクツ製
(実施例1〜16、比較例1〜7)
<ウレタン組成物の調製>
ポリオールとポリイソシアネートとを混合し、N2パージ下で80℃で180分間反応させることにより、主剤(NCO末端ウレタンプレポリマー)を調製した。次いで、ポリオール、架橋剤もしくは鎖延長剤、硬化触媒を混合することにより、硬化剤を調製した。次いで、真空雰囲気下、主剤(ウレタンプレポリマー)と硬化剤とを60℃で1分間混合し、十分に脱泡した。これにより、ウレタン組成物を調製した。表1〜3には、ポリオール、イソシアネート、架橋剤もしくは鎖延長剤の配合量(組成物全体に対する質量%)を記載した。
<ウレタン組成物の調製>
ポリオールとポリイソシアネートとを混合し、N2パージ下で80℃で180分間反応させることにより、主剤(NCO末端ウレタンプレポリマー)を調製した。次いで、ポリオール、架橋剤もしくは鎖延長剤、硬化触媒を混合することにより、硬化剤を調製した。次いで、真空雰囲気下、主剤(ウレタンプレポリマー)と硬化剤とを60℃で1分間混合し、十分に脱泡した。これにより、ウレタン組成物を調製した。表1〜3には、ポリオール、イソシアネート、架橋剤もしくは鎖延長剤の配合量(組成物全体に対する質量%)を記載した。
<クリーニングブレードの作製>
クリーニングブレード用成形型内に板状保持具を配置し、ウレタン組成物を成形型内に注入し、成形型を130℃に加熱してウレタン組成物を硬化させ、脱型することによりクリーニングブレードを作製した。
クリーニングブレード用成形型内に板状保持具を配置し、ウレタン組成物を成形型内に注入し、成形型を130℃に加熱してウレタン組成物を硬化させ、脱型することによりクリーニングブレードを作製した。
作製した各クリーニングブレードについて、ゴム硬度、ヘタリ性、破断伸びの各物性を算出した。また、トナー掻き取り性(初期、耐久後)を評価した。測定・評価の結果を表1,2に示す。
(ゴム硬度)
JIS K 6253に準拠し、ウォーレス(H.W.WALLACE)社製のウォーレス測微硬度計を用いて、25℃、50%RHの測定条件下、国際ゴム硬さ試験法M法にて、国際ゴム硬さを測定した。
JIS K 6253に準拠し、ウォーレス(H.W.WALLACE)社製のウォーレス測微硬度計を用いて、25℃、50%RHの測定条件下、国際ゴム硬さ試験法M法にて、国際ゴム硬さを測定した。
(へたり性)
クリーニングブレードの先端部を、当接角25°で、2.0mm変位させた状態で、45℃、90%環境下5日放置させ、常温常湿環境にて、変位解放後、1時間後の変形量を測定し、次の計算式にてへたり量(%)を算出した。
へたり量(%)=(変位量/2.0)×100
クリーニングブレードの先端部を、当接角25°で、2.0mm変位させた状態で、45℃、90%環境下5日放置させ、常温常湿環境にて、変位解放後、1時間後の変形量を測定し、次の計算式にてへたり量(%)を算出した。
へたり量(%)=(変位量/2.0)×100
(破断伸び)
JIS K6400−5に準拠して測定した。
JIS K6400−5に準拠して測定した。
(トナー掻き取り性:初期)
市販のレーザープリンター(Color LaserJet Enterprise M553)のカートリッジに各クリーニングブレードを組み込み、32.5℃×85%RHの環境下、A4サイズで50枚のベタ画像出力を行い、初期のトナー掻き取り性を評価した。すり抜けによるスジ状の欠陥がなかった場合を特に良好「◎」、わずかにスジ見られたが許容範囲内であった場合を良好「○」、欠陥があり、許容範囲外であった場合を不良「×」とした。
市販のレーザープリンター(Color LaserJet Enterprise M553)のカートリッジに各クリーニングブレードを組み込み、32.5℃×85%RHの環境下、A4サイズで50枚のベタ画像出力を行い、初期のトナー掻き取り性を評価した。すり抜けによるスジ状の欠陥がなかった場合を特に良好「◎」、わずかにスジ見られたが許容範囲内であった場合を良好「○」、欠陥があり、許容範囲外であった場合を不良「×」とした。
(トナー掻き取り性:耐久後)
出力(画像:5%濃度の横線画像)を行った。5000枚印刷後に、ハーフトーン画像を印刷し、画像を確認した。すり抜けによるスジ状の欠陥がなかった場合を特に良好「◎」、わずかにスジ見られたが許容範囲内であった場合を良好「○」、欠陥があり、許容範囲外であった場合を不良「×」とした。
出力(画像:5%濃度の横線画像)を行った。5000枚印刷後に、ハーフトーン画像を印刷し、画像を確認した。すり抜けによるスジ状の欠陥がなかった場合を特に良好「◎」、わずかにスジ見られたが許容範囲内であった場合を良好「○」、欠陥があり、許容範囲外であった場合を不良「×」とした。
実施例1〜7のウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有し、架橋剤もしくは鎖延長剤が分子量150以下のトリオールからなる。組成物全体に対し、イソシアネートの含有量は28.0質量%以上であり、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量は4.0質量%以下であり、トリオールの含有量は0.8質量%以上である。実施例1〜7によれば、ゴム硬度が80IRHD以上と高硬度であり、へたり性が10%以下と低へたりである。また、破断伸びが170%以上と高伸長である。このため、初期および耐久後のいずれにおいても優れたトナー掻き取り性を示した。一方、比較例1のウレタン組成物は、イソシアネートの含有量が28.0質量%未満であり、ゴム硬度が低い。このため、初期のトナー掻き取り性が悪い。比較例2のウレタン組成物は、架橋剤もしくは鎖延長剤(トリオール)の含有量が4.0質量%超であり、へたり性が悪い。また、破断伸びも悪い。このため、耐久後のトナー掻き取り性が悪い。
実施例8〜16のウレタン組成物は、ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有し、架橋剤もしくは鎖延長剤が分子量150以下のジオールおよびトリオールからなる。組成物全体に対し、イソシアネートの含有量は28.0質量%以上であり、架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量は4.0質量%以下であり、トリオールの含有量は0.8質量%以上である。実施例8〜16によれば、ゴム硬度が80IRHD以上と高硬度であり、へたり性が10%以下と低へたりである。また、破断伸びが170%以上と高伸長である。このため、初期および耐久後のいずれにおいても優れたトナー掻き取り性を示した。一方、比較例4のウレタン組成物は、イソシアネートの含有量が28.0質量%未満であり、ゴム硬度が低い。このため、初期のトナー掻き取り性が悪い。比較例3のウレタン組成物は、架橋剤もしくは鎖延長剤(ジオールおよびトリオール)の含有量が4.0質量%超であり、へたり性が悪い。また、破断伸びも悪い。このため、耐久後のトナー掻き取り性が悪い。
比較例5のウレタン組成物は特許文献1の配合であり、架橋剤もしくは鎖延長剤(ジオールおよびトリオール)の含有量が4.0質量%超であり、へたり性が悪い。また、破断伸びも悪い。このため、耐久後のトナー掻き取り性が悪い。比較例6のウレタン組成物は特許文献1の配合であり、イソシアネートの含有量が28.0質量%未満であり、ゴム硬度が低い。このため、初期のトナー掻き取り性が悪い。また、架橋剤もしくは鎖延長剤(ジオールおよびトリオール)の含有量が4.0質量%超であり、へたり性が悪い。また、破断伸びも悪い。このため、耐久後のトナー掻き取り性が悪い。比較例7のウレタン組成物は特許文献2の配合であり、イソシアネートの含有量が28.0質量%未満であり、ゴム硬度が低い。このため、初期のトナー掻き取り性が悪い。また、架橋剤もしくは鎖延長剤(ジオールおよびトリオール)の含有量が4.0質量%超であり、へたり性が悪い。また、破断伸びも悪い。このため、耐久後のトナー掻き取り性が悪い。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例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。
10 クリーニングブレード
12 ブレード部
14 保持部
12 ブレード部
14 保持部
Claims (6)
- ポリオール、イソシアネート、および架橋剤もしくは鎖延長剤を含有するウレタン組成物の硬化物からなるブレード部を有し、
前記イソシアネートの含有量が、組成物全体に対し28.0質量%以上であり、
前記架橋剤もしくは鎖延長剤が、少なくともトリオールを含む、分子量150以下のジオールおよびトリオールの1種または2種以上からなり、
前記架橋剤もしくは鎖延長剤の含有量が、組成物全体に対し4.0質量%以下であり、
前記トリオールの含有量が、組成物全体に対し0.8質量%以上であることを特徴とする電子写真機器用クリーニングブレード。 - 前記架橋剤もしくは鎖延長剤が、分子量150以下のジオールおよびトリオールからなることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
- 前記架橋剤もしくは鎖延長剤が、分子量150以下のトリオールからなり、ジオールを含んでいないことを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
- 前記トリオールが、トリメチロールプロパン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クリーニングブレード。
- 前記ジオールが、1,4−ブタンジオール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クリーニングブレード。
- 前記トリオールの含有量が、組成物全体に対し2.0質量%以上であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電子写真機器用クリーニングブレード。
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