JP5492761B2 - 電子写真装置用ブレード部材の製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
該電子写真装置用ブレード部材は、ポリウレタン組成物を加熱硬化したポリウレタン樹脂で形成されたものであり、
かつ、該ポリウレタン組成物の混合攪拌終了後注入前の粘度をV1、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部にて、加熱硬化を始める時の該ポリウレタン組成物の粘度をV2とした時、V1が500mPa・s以上、3000mPa・s以下であり、V1とV2粘度比(V2/V1)が、1≦V2/V1≦1.5で表され、
かつ、注入工程における該ポリウレタン組成物の配置位置は、該成形ドラムと該エンドレスベルトが初めに接触する部分から該エンドレスベルトの移動方向に対して上流側の該エンドレスベルト上の該成形用溝に対向する位置にあることを特徴とする電子写真装置用ブレード部材の製造方法に関する。
該電子写真装置用ブレード部材はポリウレタン組成物を加熱硬化したポリウレタン樹脂で形成されたものであり、かつ、該ポリウレタン組成物の混合攪拌終了後の粘度をV1、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部によって加熱硬化を始める時の該ポリウレタン組成物の粘度をV2とした時、V1が500mPa・s以上、3000mPa・s以下であり、V1とV2粘度比(V2/V1)が、1≦V2/V1≦1.5で表され、
かつ、該ポリウレタン組成物の配置位置が、該成形ドラムと該エンドレスベルトとが初めに接触する位置から該エンドレスベルトの移動方向に対して上流側に5mm以上、350mm以内の該エンドレスベルト上であって、該成形用溝に対向する位置であり、かつ該ポリウレタン組成物の吐出位置が、該配置位置から垂直方向に上方に5mm以上、200mm以内であることを特徴とする電子写真装置用ブレード部材製造装置に関する。
上記原材料としては、ウレタン樹脂を形成するポリイソシアネートとポリオールとを挙げることができる。好ましくは、
(A)ポリイソシアネート
(B)数平均分子量が1000〜4000のアジペート系ポリエステルポリオール
(C)分子量200以下の鎖延長剤
(D)イソシアヌレート化触媒20ppm以上、500ppm以下とウレタン化触媒200ppm以上、1500ppm以下
を使用することが好ましい。
[電子写真装置用ブレード部材製造方法、製造装置]
以下、本発明における製造方法の実施の形態を製造装置と併せて図面に基づいて説明する。図1は電子写真装置用ブレード部材製造装置の一例を示す概略図である。
初めに、ポリウレタン組成物を計量、混合攪拌して混合物を調製する。図1に示すようにポリウレタン組成物を混合攪拌する装置は、少なくとも2台のタンク10及び11を備える。また、各タンク出口から計量ポンプ12及び13を介してミキシングヘッド16に接続され、吐出・循環用配管14及び15によってミキシングヘッド16とタンク10及び11を接続している。さらにミキシングヘッド16は液状物の導入口と吐出口を備えたチャンバー内に攪拌用回転子を備えた公知の構造からなり、ポリウレタン組成物を高精度に吐出できる。このような定量混合機を用い、計量ポンプにより一定量ミキシングヘッドに供給し、均一に混合攪拌を行う。
次に、図2に示すように、成形装置は、外周面に回転方向にブレード部材の原型体の連続した成形用溝18gを有した成形ドラム18と、成形ドラム18の外周面の一部に成形用溝18gを覆うように配置されたエンドレスベルト19を配設する構成をしている。また、成形ドラム18に内蔵または近接した位置、或いは、成形ドラム18とエンドレスベルト19の圧接された部分のエンドレスベルト19側に密接または近接に配置された加熱手段を備える。加熱手段により、図2に示す成形ドラム18上の成形用溝18gとエンドレスベルト19とに囲まれた成形キャビティ部23内で、成形用溝18g内に注液されたポリウレタン組成物を加熱硬化することができる。
(加熱方法)
前記加熱手段の加熱方法としては、外部または成形ドラム18内部からの加熱方法があるが、外部からでは、外乱(室温など)に影響を受けたりするために、成形ドラム18を直接加熱する内部加熱が好ましい。内部加熱を行う手段としては、ヒータ、オイル、水などの手段があるが、省スペース、温度管理の面から、ヒータが最適である。成形品への外観異常等を考慮しながら、所定温度±5度以内にすることが望ましい。
本発明に係る方法では、電子写真装置用ブレード部材を成形する場合、成形ドラム18の外周面に連続して形成されている成形用溝18gに、ポリウレタン組成物が効率よく流れることが必要である。本発明に示す少なくとも2種の原材料によるポリウレタン組成物は、混合攪拌することにより反応が開始され、増粘が進んでいくため、良好な流動性を得るためには、混合攪拌終了後注入前の粘度から、成形ドラム18とエンドレスベルト19の挟み込み部において、加熱硬化を始める時のポリウレタン組成物の粘度が重要な項目となる。計量ポンプ12及び13によって定量された原材料がミキシングヘッド16によって混合攪拌終了後注入前の粘度をV1とし、ミキシングヘッド16の吐出口より注入された原材料が、成形ドラム18とエンドレスベルト19の挟み込み部において、加熱硬化を始める時のポリウレタン組成物の粘度をV2とした時、V1とV2の粘度比V2/V1が、1≦V2/V1≦1.5で表される。ポリウレタン組成物の粘度をこの範囲にするには、ポリウレタン組成物の種類と配合比率、混合攪拌時の温度を調整して行うことが出来る。
また、本発明に係る方法では、注入工程におけるポリウレタン組成物の配置位置は、成形ドラムとエンドレスベルトが初めに接触する部分からエンドレスベルトの移動方向に対して上流側のエンドレスベルト上の成形用溝に対向する位置にある。なお、本発明において該位置を配置位置とする。
ここで、定量混合機のミキシングヘッド16の吐出口位置(吐出位置)28はポリウレタン組成物配置位置から垂直方向上方に5mm以上、200mm以内のエンドレスベルト19上空に配置することが好ましい。(図4中、bで示す)5mm未満であると吐出口が吐出されたポリウレタン組成物と接触しやすくなり、吐出口が汚れてしまう場合があり、その結果、注入したポリウレタン組成物に異物が混入し、高品質な電子写真装置用ブレード部材が得られなくなってしまう可能性がある。200mmより高い位置から吐出すると、吐出口周辺の空気の流れ等、周囲環境の影響を受けやすく、吐出液の揺らぎ等が生じる。このため、成形用溝に対応するエンドレスベルト19上の適正位置にポリウレタン組成物がずれて配置されたり、ポリウレタン組成物への気泡の混入が発生してしまう場合がある。
次に成形ドラム18の成形用溝とエンドレスベルト19により構成される空間部23にポリウレタン組成物を充満させながら所定の時間を加熱硬化する。これにより、ポリウレタン組成物のウレタン重合反応が成形ドラム18とエンドレスベルト19から離型可能な程度まで完了し、必要な幅と厚みおよび表面性を備えた電子写真装置用ブレード部材原型体が連続的に形成される。なお、図1に示す製造装置を用いた本実施形態においては、加熱温度は80〜200℃程度が好ましく、ウレタン重合反応の進行により、ポリウレタン組成物が成形ドラム18とエンドレスベルト19から離型可能な程度までかかる時間は20秒から90秒である。しかし、成形ドラム18とエンドレスベルト19から離型可能な程度までに硬化が終了していれば、離型を行うことが可能であるため、加熱温度、加熱時間はポリウレタン組成物の組成、製造装置の構成に合わせて適宜選択することができる。
こうして加熱硬化終了したポリウレタン樹脂を、成形ドラム18とエンドレスベルト19から離型手段24により離型される。
成形ドラム18は少なくともポリウレタン組成物が接触する部分、例えば、成形用溝18gに離型処理を施すことが望ましい。離型処理は、離型剤処理装置等を用い、型表面に離型剤を塗布する方法、成形ドラム18の表面にPTFE、フッ素含有メッキ等のメッキ処理を行う方法、シリコン等離型性のある樹脂をコーティングする方法等が挙げられる。しかし、ウレタン樹脂の離型が可能であれば適したものを選択すれば良い。
外周面に連続した成形用溝を形成した成形ドラムと該成形ドラムの外周面に当接されたエンドレスベルトとにより形成される成型キャビティに、混合攪拌した材料を注入する手段。該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部によって加熱硬化する手段。
加熱硬化後の成形体を該成形ドラムと該エンドレスベルトから離型する手段。
該成形体を所定寸法に切断する手段。
[実施例1]
[原材料の調製]
[プレポリマー]
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)32.0質量部と、分子量2000のポリブチレンアジペートポリエステルポリオール(PBA)61.0質量部を80℃窒素雰囲気下3時間反応させ、NCO8.8%のプレポリマーを得た。使用したMDIは、ミリオネートMT(日本ポリウレタン工業社製)、PBAは、ニッポラン4010(日本ポリウレタン工業社製)である。
1,4−ブタンジオール(14BD)(三菱化学社製)3.9質量部、トリメチロールプロパン(TMP)(三菱ガス化学社製)3.2質量部及び硬化用触媒を混合し、硬化剤を得た。
[硬化用触媒]
イソシアヌレート化触媒として、酢酸カリウムのエチレングリコール(EG)溶液(P15:エアプロダクツジャパン社製)を、ポリウレタン組成物に対し配合量が80ppmとなるように、用意した。また、ウレタン化触媒として、トリエチレンジアミン(DABCO crystal:エアプロダクツジャパン社製)を、ポリウレタン組成物に対し配合量が340ppmになるように用意した。
粘度は、ブルックフィールド社製デジタル粘度計レオメータDV−IIIを用い測定を行った。測定は円盤形スピンドルを使用し、スピンドルの回転数を10rpmにて測定を行った。
デジタルシックネスゲージで小数桁2桁までの測定を行った。測定は成形した電子写真装置用ブレード部材の成形体を100mm毎に10箇所測定し、それらの最大値と最小値の差を示した。
国際ゴム硬度(IRHD)の測定はウォーレス(H.W,WALLACE)社製ウォーレス微小硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて行った。測定は成形した電子写真装置用ブレード部材の成形体を500mm毎に5箇所測定し、それらの平均値をゴム硬度とし、それらの最大値と最小値の差を硬度差として示した。
表面の硬化ムラは、電子写真装置用ブレード部材の表面を目視により確認し、以下の基準で評価した。
○:表面模様がない。
△:外観上識別できる表面模様がある。
×:画像不良が発生するレベルの表面模様がある。
気泡の混入、異物の混入は、それぞれ電子写真装置用ブレード部材の表面を目視により確認し、以下の基準で評価した。
○:気泡・異物の混入がない。
×:気泡・異物の混入がある。
作製した現像剤量規制ブレードをLASER SHOT−LBP(キヤノン社製)用カートリッジに組み込み、ゴースト、画像スジについて以下の基準で評価した。
[ゴースト]
○:ゴーストの発生がない。
△:僅かにゴーストが確認される。
×:はっきりゴーストが確認される。
[画像スジ]
○:画像スジの発生がない。
△:画像スジが画像上の僅かな変化として確認される。
×:画像スジが画像上の大きな変化として確認される。
プレポリマーに用いた4,4’−MDI、PBA、硬化剤に用いた1,4−BD、TMP、ポリオール、硬化用触媒に用いたP15、DABCOの使用量を表1、2に示すように変更した。また、ポリウレタン組成物の吐出位置(成型キャビティの始点から上流側の距離)、エンドレスベルトの温度を表1、2に示すように変更した。
12、13 計量ポンプ
14、15 吐出・循環用配管
16 ミキシングへッド
17 成形ドラム駆動回転軸
18 成形ドラム
18g 成型用溝
19 エンドレスベルト
20 ベルト駆動ロール
21 ガイドロール
22 テンションロール
23 成形ドラムとエンドレスベルトにより構成される空間部
23s 成型キャビティの始点
23e 成型キャビティの終点
24 成形ドラムからの離型機構
25 搬送機構
26 切断装置
28 吐出口(吐出位置)
29 帯状の成形体
30 ブレード部材
Claims (4)
- 外周面に連続した成形用溝を形成した成形ドラムと該成形ドラムの外周面に当接されたエンドレスベルトとにより形成される成型キャビティを用いて、原材料を混合攪拌する工程、混合攪拌した材料を注入する工程、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部によって加熱硬化する工程、加熱硬化後の成形体を該成形ドラムと該エンドレスベルトから離型する工程、該成形体を所定寸法に切断する工程、を有する電子写真装置用ブレード部材の製造方法において、
該電子写真装置用ブレード部材は、ポリウレタン組成物を加熱硬化したポリウレタン樹脂で形成されたものであり、
かつ、該ポリウレタン組成物の混合攪拌終了後注入前の粘度をV1、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部にて、加熱硬化を始める時の該ポリウレタン組成物の粘度をV2とした時、V1が500mPa・s以上、3000mPa・s以下であり、V1とV2粘度比(V2/V1)が、1≦V2/V1≦1.5で表され、
かつ、注入工程における該ポリウレタン組成物の配置位置は、該成形ドラムと該エンドレスベルトが初めに接触する部分から該エンドレスベルトの移動方向に対して上流側の該エンドレスベルト上の該成形用溝に対向する位置にあることを特徴とする電子写真装置用ブレード部材の製造方法。 - 該電子写真装置用ブレード部材は下記(A)から(D)を少なくとも含有するポリウレタン組成物を加熱硬化したポリウレタン樹脂で形成することを特徴とする請求項1に記載の電子写真装置用ブレード部材の製造方法。
(A)ポリイソシアネート
(B)数平均分子量が1000〜4000のアジペート系ポリエステルポリオール
(C)分子量200以下の鎖延長剤
(D)硬化用触媒としてイソシアヌレート化触媒が20ppm以上、500ppm以下であり、かつ、ウレタン化触媒が200ppm以上、1500ppm以下 - 該ポリウレタン組成物の配置位置が、該成形ドラムと該エンドレスベルトとが初めに接触する位置から該エンドレスベルトの移動方向に対して上流側に5mm以上、350mm以内の該エンドレスベルト上であって、該成形用溝に対向する位置であり、かつ該ポリウレタン組成物の吐出位置が、該エンドレスベルト上方5mm以上、200mm以下の範囲に吐出することである請求項1から3いずれかに記載の電子写真装置用ブレード部材の製造方法。
- 外周面に連続した成形用溝を形成した成形ドラムと該成形ドラムの外周面に当接されたエンドレスベルトとにより形成される成型キャビティに、混合攪拌した材料を注入する手段、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部によって加熱硬化する手段、加熱硬化後の成形体を該成形ドラムと該エンドレスベルトから離型する手段、該成形体を所定寸法に切断する手段を有する電子写真装置用ブレード部材製造装置において、
該電子写真装置用ブレード部材はポリウレタン組成物を加熱硬化したポリウレタン樹脂で形成されたものであり、かつ、該ポリウレタン組成物の混合攪拌終了後の粘度をV1、該成形ドラムと該エンドレスベルトの挟み込み部によって加熱硬化を始める時の該ポリウレタン組成物の粘度をV2とした時、V1が500mPa・s以上、3000mPa・s以下であり、V1とV2粘度比(V2/V1)が、1≦V2/V1≦1.5で表され、
かつ、該ポリウレタン組成物の配置位置が、該成形ドラムと該エンドレスベルトとが初めに接触する位置から該エンドレスベルトの移動方向に対して上流側に5mm以上、350mm以内の該エンドレスベルト上であって、該成形用溝に対向する位置であり、かつ該ポリウレタン組成物の吐出位置が、該配置位置から垂直方向に上方に5mm以上、200mm以下であることを特徴とする電子写真装置用ブレード部材製造装置。
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