KR100830913B1 - 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성 단량체로 아크릴로니트릴을 함유하고 15 내지 50%의 결합 아크릴로니트릴 함량을 가지는 열경화성 엘라스토머로 구성된 고무 성분을 함유하는 수지 조성물을 성형함으로써 형성된 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드에 관한 것이다.

Description

화상 형성 장치용 클리닝 블레이드{CLEANING BLADE FOR USE IN IMAGE-FORMING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 클리닝 블레이드가 장착된 컬러 화상 형성 장치를 보여주는 도식도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예의 클리닝 블레이드의 성능을 검사하는 방법을 보여준다.

본 발명은 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드에 관한 것이며, 보다 상세하게는 저온에서 사용하기 바람직한 클리닝 블레이드에 관한 것이다.

보통 종이가 기록 종이로 사용되는 정전기적 사진복사 기계의 경우, 복사 작업은 다음과 같이 수행된다: 정전기적 전하가 방전에 의해 광수용체의 표면에 공급되고, 화상이 광수용체에 노출되어 그 위에 정전기적 잠상이 형성되며, 반대 극성을 가지는 토너가 정전기적 잠상에 부착되어 정전기적 잠상을 현상시키고, 토너 화상이 기록 종이로 이동되며, 토너 화상이 이동되는 기록 종이가 가압하에 가열되어 토너가 기록 종이에 고정된다.

그러므로, 원래 문서의 화상을 복수개의 기록 종이 시트상에 순차적으로 복사하기 위해서는, 전술한 과정에서 토너 화상이 광수용체로부터 기록 종이로 이동된 이후에 광수용체의 표면에 남아있는 토너를 제거할 것이 요구된다. 토너를 제거하는 방법으로서, 광수용체의 표면상의 클리닝 블레이드를 광수용체의 표면에 대해 가압된 클리닝 블레이드와 슬라이딩하는 세척 방법이 공지되어 있다.

폴리우레탄 등의 탄성 물질로 된 블레이드가 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드로 많이 사용되고 있다. 그러나, 탄성 물질로 된 클리닝 블레이드는 다음과 같은 문제점이 있다:

(1) 높은 온도와 높은 습도에서 클리닝 블레이드와 광수용체 사이의 슬라이딩 접촉에 의해 초래되는 진동 때문에, 노이즈 발생 현상이 일어날 수 있다.

(2) 클리닝 블레이드가 광수용체의 반대에 배치된다. 따라서, 클리닝 블레이드의 모서리가 광수용체의 회전 방향으로 이동하는 반전 현상이 소량의 잔여 토너가 존재하는 영역에서 일어날 수 있다.

(3) 고품질의 화상을 형성하는 매우 미세한 구형 토너가 최근에 개발되었기 때문에, 클리닝 블레이드가 광수용체의 표면에 대해 강하게 가압되지 않는다면, 광수용체의 표면에 남아있는 토너를 제거하는 것이 곤란하다. 따라서, 세척이 결함있게 수행될 수 있다.

(4) 낮은 온도와 낮은 습도에서 클리닝 블레이드 물질의 성질이 변화되기 때문에, 클리닝 블레이드가 채터링되며(chatter), 작은 힘으로도 광수용체에 대해 가압된다. 따라서, 세척이 결함있게 수행될 수 있다.

노이즈 발생 현상과 반전 현상의 발생을 방지하기 위해, 통상 다음과 같이 개선되어 왔다: 클리닝 블레이드의 표면을 코팅하고, 제2 부재를 클리닝 블레이드의 표면상에 가공하며, 광수용체의 마찰 계수를 감소시키기 위한 윤활제를 그 표면에 도포한다.

그러나, 클리닝 블레이드의 표면 가공은 제작 공정 수를 증가시켜, 클리닝 블레이드의 제작 비용을 증가시키고, 클리닝 블레이드 표면의 정밀도를 감소시킨다. 윤활제를 광수용체의 표면에 도포하려면 윤활제 도포 장치를 화상 형성 장치 내에 장착하여야 한다. 이로써 부속품의 수가 증가하여 제작 비용이 증가하게 된다.

보다 상세하게, 일본특허출원공개 제2003-103686호(특허문서 1)에서는, 플라즈마 화학적 기상 증발법에 의해 이의 모서리에 형성된 층을 가지는 폴리우레탄 고무로 된 클리닝 블레이드를 공개하고 있다. 상기 층은 가요성의 다이아몬드 유사 카본으로 이루어진다. 상기 특허문서의 공개 내용에 따르면, 클리닝 블레이드는 베이스 물질을 구성하는 탄성체의 성질을 파괴하지 않고, 낮은 마찰 계수와 뛰어난 내마모성을 가지게 된다.

가요성의 다이아몬드 유사 카본으로 된 층 때문에, 클리닝 블레이드는 낮은 마찰 계수를 가지게 된다. 또한, 광수용체와 클리닝 블레이드 사이의 슬라이딩 접촉에 의해 유발되는 진동으로 인해 일어나는 노이즈 발생 현상도 억제된다. 그러나, 가요성의 다이아몬드 유사 카본은 클리닝 블레이드의 모서리에만 부착하게 된다. 따라서, 클리닝 블레이드의 내구성 및 내마모성 정도가 클리닝 블레이드를 실 제 사용하기에는 충분히 높지 못하다. 클리닝 블레이드의 다른 문제점은 베이스 물질을 구성하는 탄성체상에 가요성의 다이아몬드 유사 카본층을 형성하기 위해, 플라즈마 화학적 기상 증발법을 수행해야 한다는 것이다. 따라서, 복잡한 제작 공정을 수행해야 하며, 이로써 제작 비용이 비싸진다.

전술한 문제점을 해결하기 위해, 클리닝 블레이드를 구성하는 조성물을 개선하려는 노력이 있어왔다.

예를 들어, 일본특허출원공개 제5-24049호(특허문서 2)에 공개된 바에 따르면, 폴리이소시아네이트와 일부 폴리올을 서로 반응되게 하여 예비중합체를 형성하고, 나머지 폴리올과 경화제를 예비중합체에 첨가하여, 혼합물을 주조 및 가교시킨다. 상기 특허문서의 공개 내용에 따르면, 경도 및 강도와 같은 조성물의 기계적 성질과 이의 저온 특성을 감소시키지 않으면서, 경사로 인한 변형량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 얻어진 클리닝 블레이드는 전자사진기록 복사 기계에 사용하기에 내구성을 가진다.

경화된 우레탄의 유리 전이 온도 Tg에 대해서만 특허문서 2의 명세서의 "실시예" 부분에 기술되어 있으며, 저온에서 클리닝 블레이드의 세척 수행 능력은 평가된 바 없다. 0℃ 이상의 유리 전이 온도 Tg를 가지는 폴리우레탄 고무는 저온 특성이 좋지 않다. 따라서, 특허문서 2에 기술된 발명의 경우, 전자사진기록 복사 기계에 사용하기 위해 클리닝 블레이드의 저온 특성을 개선하고 있지 않다.

일본특허출원공개 제10-17718호(특허문서 3)의 경우, 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드로 사용될 수 있는, 반전도성 엘라스토머로 구성된 부재를 공개하고 있 다(청구항 제1항과 단락 [0053]에 기술). 반전도성 엘라스토머로 구성된 부재는 전도성 부여제, 엘라스토머(a) 및 엘라스토머(b)를 함유한다. 엘라스토머(a)는 실질적으로 연속상을 형성하는 마이크로-도메인 구조를 형성한다. 엘라스토머(a) 내에 함유된 전도성 부여제의 혼합량은 엘라스토머(b) 내에 함유된 양보다 많다. 엘라스토머(a)는 엘라스토머(b)보다 높은 경도를 가진다. 엘라스토머(a)는 20% 이하의 압축 세트 인자를 가지는 반면, 엘라스토머(b)는 50% 이하의 압축 세트 인자를 가진다. 니트릴 고무가 엘라스토머(a)의 성분으로 바람직하다고 기술되어 있다(단락 [0027]에 기술).

니트릴 고무의 결합 아크릴로니트릴 함량에 대해서는 특허문서 3에 전혀 기술되거나 암시된 바 없다. 특허문서 3(단락 [0036], [0094]에 기술)에 기술된, 반전도성 엘라스토머 부재로 구성된 부재는 JIS-A 경도가 20 내지 60으로 낮은 경도를 가진다. 낮은 경도를 가지는 반전도성 엘라스토머로 구성된 부재는 뛰어난 세척 성능을 가진다. 따라서, 반전도성 엘라스토머로 구성된 부재를 클리닝 블레이드로 실제 사용하는 것은 곤란하다.

특허문서 1: 일본특허출원공개 제2003-103686호

특허문서 2: 일본특허출원공개 제5-24049호

특허문서 3: 일본특허출원공개 제10-17718호

발명의 개요

본 발명은 전술한 문제들을 인식하고 행해졌다. 그러므로, 본 발명의 목적은 단순한 공정에서 낮은 비용으로 제작될 수 있고, 낮은 온도와 낮은 습도에서 광수용체와 클리닝 블레이드 사이의 슬라이딩 접촉에 의해 유발되는 진동으로 인해 일어나는 채터(chatter) 현상의 발생을 억제하며, 저온에서조차도 광수용체의 표면에 남아있는 토너를 완전하게 제거할 수 있는, 클리닝 블레이드를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 구성 단량체로 아크릴로니트릴을 함유하고 15 내지 50%의 결합 아크릴로니트릴 함량을 가지는 열경화성 엘라스토머로 구성된 고무 성분을 함유하는 수지 조성물을 성형함으로써 형성된 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드를 제공한다.

본 발명자는 저온에서의 바람직한 세척 성능을 나타낼 수 있는 수지 조성물에 대해 여러 실험과 조사를 반복하여, 다음과 같은 사항을 밝혔다.

구성 단량체로 아크릴로니트릴을 함유하고 15 내지 50%의 결합 아크릴로니트릴 함량을 가지는 열경화성 엘라스토머를, 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드를 구성하는 수지 조성물로서 사용함으로써, 낮은 온도와 낮은 습도에서 광수용체에 대해 낮은 힘으로 클리닝 블레이드가 가압되는 것을 방지하고 채터 현상의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 결론적으로, 클리닝 블레이드는 저온에서 개선된 세척 성능을 가진다.

열경화성 엘라스토머의 결합 아크릴로니트릴 함량을 15 내지 50%로 조절하는 이유는, 결합 아크릴로니트릴 함량이 15%보다 낮은 경우 열경화성 엘라스토머가 낮은 기계적 강도를 가지기 때문이다. 이로써, 클리닝 블레이드는 낮은 내마모성과 내구성을 가진다. 반면, 결합 아크릴로니트릴 함량이 50%보다 큰 경우, 열경화성 엘라스토머는 높은 유리 전이 온도 Tg를 가진다. 이로써, 클리닝 블레이드는 낮은 온도와 낮은 습도에서 낮은 세척 성능을 가진다.

결합 아크릴로니트릴 함량은 25 내지 42%가 보다 바람직하며, 28 내지 40%가 가장 바람직하다.

열경화성 엘라스토머의 결합 아크릴로니트릴 함량은 JIS K 6384에 기술된 방법에 의해 측정될 수 있다. 결합 아크릴로니트릴 함량은 시판중인 제품에 기재되어 있기 때문에, 본 발명에서 명시한 결합 아크릴로니트릴 함량을 가진 제품을 사용해야 한다.

아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)가 열경화성 엘라스토머로 바람직하게 사용될 수 있으나, 결합 아크릴로니트릴 함량이 25% 미만인 저-니트릴 NBR, 결합 아크릴로니트릴 함량이 25% 내지 31%인 중-니트릴 NBR, 결합 아크릴로니트릴 함량이 31% 내지 36%인 중/고-니트릴 NBR, 결합 아크릴로니트릴 함량이 36% 내지 43%인 고-니트릴 NBR, 및 결합 아크릴로니트릴 함량이 43% 이상인 초고 니트릴 NBR 중 임의의 것도 이들의 결합 아크릴로니트릴 함량이 15 내지 50%의 범위라면 사용 가능하다. 중-니트릴 NBR, 중/고-니트릴 NBR 또는 고-니트릴 NBR을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 물질도 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)로 사용될 수 있다.

아크릴로니트릴을 함유하며 고무 성분으로 사용되는 열경화성 엘라스토머로 서, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(이하, NBR로 칭함), 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(이하, HNBR로 칭함), 카르복실-변형된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 이소프렌 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔-이소프렌 공중합체 고무, 및 액체 니트릴 고무(액체 아크릴로니트릴-부타디엔 고무)가 열거될 수 있다.

전술한 아크릴로니트릴을 함유하는 열경화성 엘라스토머 중에서, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), NBR과 다른 고무 성분의 혼합물 또는 10% 이하의 잔여 이중 결합을 가지는 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(HNBR)를 선택하는 것이 바람직하다. NBR 또는 HNBR을 단독으로 사용하는 것이 특히 바람직하다.

다른 엘라스토머를 NBR과 혼합하는 경우, 전체 고무 성분에 대한 NBR의 비는 50 질량부 이상인 것이 바람직하며, 70 중량부 이상인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 사용될 수 있는 "다른 엘라스토머"로는, 천연 고무(NR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 이소프렌 고무(IR), 부틸 고무(IIR), 클로로프렌 고무(CR), 아크릴 고무(ACM, ANM), 에피클로로히드린 고무(ECO), 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 및 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무(EPDM)를 열거할 수 있다. 이러한 엘라스토머는 단독으로 또는 이들 중 2개 이상을 서로 혼합하여 사용할 수 있다.

열경화성 엘라스토머("엘라스토머 a")를 다른 엘라스토머("엘라스토머 b")와 혼합하여 사용하는 경우, 엘라스토머 a의 혼합량은 엘라스토머 성분의 총 질량 100 질량부에 대해, 90 내지 50 질량부이며, 90 내지 70 질량부인 것이 바람직하며, 엘 라스토머 b의 혼합량은 엘라스토머 성분의 총 질량 100 질량부에 대해, 10 내지 50 질량부이며, 10 내지 30 질량부인 것이 바람직하다.

엘라스토머 a의 혼합량을 50 질량부 이상 90 질량부 이하로 조절하고, 엘라스토머 b의 혼합량을 10 질량부 이상 50 질량부 이하로 조절하는 이유는 다음과 같다: 엘라스토머 a의 혼합량이 50 질량부보다 작고, 엘라스토머 b의 혼합량이 50 질량부보다 큰 경우, 본 발명의 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드는 낮은 물리적 강도를 가질 우려가 있다. 반면, 엘라스토머 a의 혼합량이 90 질량부보다 크고, 엘라스토머 b의 혼합량이 10 질량부보다 작은 경우에는, 엘라스토머 b가 성능을 나타내지 못할 우려가 있다.

열경화성 엘라스토머의 수평균 분자량은 50,000 이상 800,000 이하인 것이 바람직하다. 열경화성 엘라스토머의 수평균 분자량은 다음과 같은 이유로 50,000 이상으로 조절해야 한다: 수평균 분자량이 50,000보다 작은 경우, 열경화성 엘라스토머는 낮은 기계적 강도를 가져 낮은 내마모성과 내구성을 가진다. 열경화성 엘라스토머의 수평균 분자량은 다음과 같은 이유로 800,000 이하로 조절해야 한다: 수평균 분자량이 800,000보다 큰 경우, 열경화성 엘라스토머는 높은 무니(Mooney) 점도를 가진다. 이로써, 열경화성 엘라스토머가 낮은 성형 가공성을 가질 우려가 있다.

수평균 분자량은 70,000 이상 500,000 이하인 것이 더욱 바람직하며, 70,000 이상 300,000 이하인 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드를 구성하는 조성물은 이러한 조성물이 열경화성 엘라스토머를 함유하는 경우라면 전술한 열경화성 엘라스토머 이외의 다른 성분을 함유할 수도 있다.

본 발명의 조성물은 전술한 엘라스토머 성분(A)에 추가하여 충전제(B)와 가교결합제(C)를 함유하는 것이 바람직하다.

본 조성물은 엘라스토머 성분(A) 100 질량부에 대해 0.1 내지 80 질량부의 충전제(B)를 함유하는 것이 바람직하다. 엘라스토머 성분(A) 100 질량부에 대한 충전제(B)의 혼합량은 다음과 같은 이유로 0.1 내지 80 질량부로 조절해야 한다: 충전제(B)의 혼합량이 0.1 질량부보다 작은 경우, 엘라스토머 성분이 충분히 보강되거나 충분히 가교되지 않을 우려가 있다. 반면, 충전제(B)의 혼합량이 80 질량부보다 큰 경우, 조성물은 매우 높은 경도를 가지게 된다. 결론적으로, 본 발명의 클리닝 블레이드가 광수용체에 손상을 줄 우려가 있다.

본 조성물은 엘라스토머 성분(A) 100 질량부에 대해 0.1 내지 30 질량부의 가교결합제(C)를 함유하는 것이 바람직하다. 엘라스토머 성분(A) 100 질량부에 대한 가교결합제(C)의 혼합량은 다음과 같은 이유로 0.1 내지 30 질량부로 조절해야 한다: 가교결합제(C)의 혼합량이 0.1 질량부보다 작은 경우, 가교 밀도가 낮다. 이로써, 수득된 조성물이 소정의 성질을 가지지 않을 우려가 있다. 반면, 가교결합제(C)의 혼합량이 30 질량부보다 큰 경우, 수득된 수지 조성물이 과도한 가교 반응으로 인해 매우 높은 경도를 가지게 된다. 결론적으로, 본 발명의 클리닝 블레이드가 광수용체에 손상을 줄 우려가 있다.

본 발명에 사용되는 충전제(B)에는, 보조-가교결합제, 가황(vulcanization) 촉진제, 가황-촉진 보조제, 노방제(age resistor), 연화제, 보강제, 및 첨가제가 포함된다. 이러한 충전제는 단독으로 또는 이들 중 2개 이상을 서로 혼합하여 사용할 수 있다.

보조-가교결합제는 자체 가교되며, 열경화성 엘라스토머 분자와 반응하여 이들을 가교시킴으로써, 전체 조성물이 중합체성을 가지도록 해준다.

보조-가교결합제로서, 메타크릴레이트 에스테르, 및 메타크릴산 또는 아크릴산의 금속 염으로 나타내는 에틸렌 불포화 단량체; 다작용성 중합체; 및 디옥심을 사용하는 것이 가능하다.

에틸렌 불포화 단량체로서, 다음과 같은 물질을 열거할 수 있다:

(a) 모노카르복실산, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등;

(b) 디카르복실산, 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등;

(c) 상기 (a) 및 (b)의 에스테르 또는 무수물;

(d) 상기 (a) 내지 (c)의 금속 염;

(e) 지방족 공액 디엔, 예를 들어, 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2-클로로-1,3-부타디엔 등;

(f) 방향족 비닐 화합물, 예를 들어, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 에틸 비닐벤젠, 디비닐벤젠 등;

(g) 헤테로시클을 가지는 비닐 화합물, 예를 들어, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 시아누레이트, 및 비닐피리딘;

(h) 비닐 시아니드 화합물, 예를 들어, (메트)아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴; 및 비닐 케톤, 예를 들어, 아크롤레인, 포르밀스티롤, 비닐 메틸 케톤, 비닐 에틸 케톤, 및 비닐 부틸 케톤.

모노카르복실산의 에스테르로서, 다음과 같은 물질을 열거할 수 있다:

(메트)아크릴산의 알킬 에스테르, 예를 들어, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, i-프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, i-부틸(메트)아크릴레이트, n-펜틸(메트)아크릴레이트, i-펜틸(메트)아크릴레이트, n-헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, i-노닐(메트)아크릴레이트, tert-부틸 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 히드록시메틸(메트)아크릴레이트; 히드록시에틸(메트)아크릴레이트;

(메트)아크릴산의 아미노 알킬 에스테르, 예를 들어, 아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 부틸아미노에틸 아크릴레이트 등;

방향족 고리를 가지는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, 벤질(메트)아크릴레이트, 벤조일(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트 등;

에폭시기를 가지는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 메트글리시딜(메트)아크릴레이트, 에폭시시클로헥실(메트)아크릴레이트 등;

작용기를 가지는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, N-메틸올(메트)아크릴아미드, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란;

다작용기를 가지는 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌 디메타크릴레이 트(EDMA), 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴 메타크릴레이트, 이소부틸렌 에틸렌 디메타크릴레이트 등.

상기 (c)의 "디카르복실산 에스테르"로서, 절반(half) 에스테르, 예를 들어, 메틸 말레에이트, 메틸 이타코네이트; 디알릴 프탈레이트, 디알릴 이타코네이트 등을 열거할 수 있다.

전술한 (c)의 "무수물"로서, 아크릴산의 무수물, 말레산의 무수물 등을 열거할 수 있다.

전술한 (d)의 "금속 염"으로서, 불포화 카르복실산, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 및 푸마르산의 알루미늄 염, 칼슘 염, 아연 염, 및 마그네슘 염을 열거할 수 있다.

본 발명에 바람직하게 사용될 수 있는 에틸렌 불포화 단량체로서, 다음과 같은 물질을 열거할 수 있다:

메타크릴산;

메타크릴산의 고급 에스테르, 예를 들어, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(TMPT), 에틸렌 디메타크릴레이트(EDMA), 폴리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴 메타크릴레이트, 및 이소부틸렌 에틸렌 디메타크릴레이트;

메타크릴산 또는 아크릴산의 금속 염, 예를 들어, 알루미늄 아크릴레이트, 알루미늄 메타크릴레이트, 아연 아크릴레이트, 아연 메타크릴레이트, 칼슘 아크릴레이트, 칼슘 메타크릴레이트, 마그네슘 아크릴레이트, 마그네슘 메타크릴레이트 등;

트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 시아누레이트, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 이타코네이트, 비닐 톨루엔, 비닐 피리딘, 및 디비닐벤젠.

다작용성 중합체로서, 1,2-폴리부타디엔의 작용기를 사용하는 것들을 열거할 수 있다. 보다 상세하게, Buton 150, Buton 100, 폴리부타디엔 R-15, 디엔-35, Hystal-B2000 등을 열거할 수 있다.

전술한 디옥심으로서, p-퀴논디옥심, p,p'-디벤조일 퀴논디옥심, N,N'-m-페닐렌비스말레이미드를 열거할 수 있다.

보조-가교결합제의 혼합량은 엘라스토머 성분을 가교 또는 가황시키기 충분하면 된다. 일반적으로, 엘라스토머 성분 100 질량부에 대한 보조-가교결합제의 혼합량은 0.1 내지 10 질량부로 선택된다.

가황 촉진제로서, 무기 촉진제 및 유기 촉진제 모두 사용할 수 있다.

무기 촉진제로서, 소석회, 산화마그네슘, 산화티타늄, 및 일산화납(PbO)을 사용하는 것이 가능하다.

유기 촉진제로서, 티우람, 티아졸, 티오우레아, 디티오카르바베이트, 구아니딘, 및 설펜아미드를 열거할 수 있다.

티우람으로서, 테트라메틸티우람 모노설피드, 테트라메틸티우람 디설피드, 테트라에틸티우람 디설피드, 테트라부틸티우람 디설피드, 및 디펜타메틸렌티우람 테트라설피드를 열거할 수 있다.

티아졸로서, 2-멜캅토벤조티아졸, 디벤조티아질 디설피드, N-시클로헥실 벤 조티아졸, N-시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아졸설펜아미드, N-tert-부틸-2-벤조티아졸설펜아미드, 및 N,N-디시클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드를 열거할 수 있다.

티오우레아로서, N,N'-디에틸티오우레아, 에틸렌티오우레아, 및 트리메틸티오우레아를 열거할 수 있다.

디티오카르바메이트의 염으로서, 아연 디메틸 디티오카르바메이트, 아연 디에틸 디티오카르바메이트, 아연 디부틸 디티오카르바메이트, 소디엄 디메틸 디티오카르바메이트, 소디엄 디에틸 디티오카르바메이트, 구리 디메틸 디티오카르바메이트, 철 디메틸 디티오카르바메이트(III), 셀레늄 디에틸 디티오카르바메이트, 및 텔루르 디에틸 디티오카르바메이트를 열거할 수 있다.

구아니딘 촉진제로서, 디카테콜 보레이트의 디-o-톨릴 구아니딘, 1,3-디페닐 구아니딘, 1-o-톨릴비구아니드, 및 디-o-톨릴비구아니드 염을 열거할 수 있다.

설펜아미드로서, N-시클로헥실-2-벤조티아졸 설펜아미드 등을 열거할 수 있다.

가황 촉진제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 무기 가황 촉진제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 0.5 내지 15 질량부의 범위로 선택되며, 유기 가황 촉진제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 0.5 내지 3 질량부의 범위로 선택된다.

본 발명에 사용되는 가황-촉진 보조제에는, 산화아연과 같은 금속 산화물; 스테아르산, 올레산, 면실유 지방산과 같은 지방산; 아연 카르보네이트; 및 공지된 가황-촉진 보조제가 포함된다. 산화아연과 같은 금속 산화물은 이하 언급할 보강제로도 사용된다.

가황-촉진 보조제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 가황-촉진 보조제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 0.5 내지 10 질량부의 범위로 선택된다.

노방제로서, 아민, 이미다졸, 및 페놀을 열거할 수 있다.

아민으로서, 스티렌화 디페닐아민, 디알킬디페닐아민, 페닐-α-나프틸아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민, 및 N,N'-디-6-나프틸-p-페닐렌디아민을 열거할 수 있다.

본 발명에 사용되는 이미다졸에는, 2-멜캅토벤조이미다졸, 2-멜캅토벤조이미다졸의 아연 염, 및 2-멜캅토메틸벤조이미다졸이 포함된다.

본 발명에 사용되는 페놀에는, 2,5-디-tert-부틸 히드로퀴논, 2,5-디-tert-아밀 히드로퀴논, 2,2'-메틸렌 비스(4-메틸-6-tert-부틸 페놀), 2,2'-메틸렌 비스(4-에틸-6-tert-부틸 페놀), 2,6-디-tert-부틸-4-메틸 페놀, 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-3-메틸 페놀), 스티렌화 메틸 페놀, 4,4'-부틸리덴 비스(3-메틸-6-tert-부틸 페놀), 모노(α-메틸벤질) 페놀, 디(α-메틸벤질) 페놀, 트리(α-메틸벤질) 페놀, 및 1,1-비스(4-히드록실페닐) 시클로헥산이 포함된다.

노방제로서, 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린), 6-에톡시-1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린, 1-(N-페닐아미노)-나프탈렌, 니켈 디부틸 디티오카르바메이트, 트리스(노니페닐) 포스피트, 및 디라우릴 티오디프로피오네이트, 디스테 아릴 티오디프로피오네이트를 사용하는 것이 가능하다.

노방제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 노방제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 1 내지 10 질량부의 범위로 선택된다.

연화제로서, 고무용 연화제를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게, 프탈산, 이소프탈산, 아디프산, 세바스산, 벤조산, 및 인산의 유도체를 사용하는 것이 가능하다.

보다 상세하게, 디옥틸 프탈레이트(DOP), 예를 들어, 디부틸 프탈레이트(DBP) 및 디-(2-에틸헥실) 프탈레이트; 디-이소-옥틸 프탈레이트(DIOP), 디-(2-에틸헥실) 세바케이트, 폴리에스테르 아디페이트, 디부틸 디글리콜 아디페이트, 디(부톡시에톡시에틸) 아디페이트, 이소-옥틸-톨유 지방 에스테르, 트리부틸 포스페이트(TBP), 트리부톡시에틸 포스페이트(TBEP), 트리크레실 포스페이트(TCP), 크레실 디페닐 포스페이트(CDP), 및 디페닐 알칸을 열거할 수 있다.

연화제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 연화제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 0.5 내지 5 질량부의 범위로 선택된다.

보강제로서, 카본 블랙의 엘라스토머와의 상호작용을 보호하기 위한 충전제로서 주로 사용되는 카본 블랙에 추가하여, 무기 보강제, 예를 들어, 화이트 카본(실리카 충전제, 예를 들어, 건조 실리카 또는 습윤 실리카, 실리케이트, 예를 들어, 마그네슘 실리케이트), 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 마그네슘 실리 케이트, 점토(알루미늄 실리케이트, 실란-변형된 점토, 및 활석; 및 유기 보강제, 예를 들어, 쿠마론(coumarone) 및 인덴 수지, 페놀 수지, 고-스티렌 수지, 및 우드 밀(wood meal)을 사용하는 것이 가능하다.

보강 효과, 비용, 및 분산성 및 내마모성의 관점에서 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다.

카본 블랙으로서, SAF 카본(평균 입자 직경: 18 내지 22㎛), SAF-HS 카본(평균 입자 직경: 약 20㎛), ISAF 카본(평균 입자 직경: 19 내지 29㎛), N-339 카본(평균 입자 직경: 약 24㎛), ISAF-LS 카본(평균 입자 직경: 21 내지 24㎛), I-ISAF-HS 카본(평균 입자 직경: 21 내지 31㎛), HAF 카본(평균 입자 직경: 약 26 내지 30㎛), HAF-HS 카본(평균 입자 직경: 22 내지 30㎛), N-351 카본(평균 입자 직경: 약 29㎛), HAF-LS 카본(평균 입자 직경: 약 25 내지 29㎛), LI-HAF 카본(평균 입자 직경: 약 29㎛), MAF 카본(평균 입자 직경: 30 내지 35㎛), FEF 카본(평균 입자 직경: 약 40 내지 52㎛), SRF 카본(평균 입자 직경: 58 내지 94㎛), SRF-LM 카본, 및 GPF 카본(평균 입자 직경: 49 내지 84㎛)을 사용하는 것이 바람직하다. FEF 카본, ISAF 카본, SAF 카본, 및 HAF 카본을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

보강제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 연화제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 5 내지 100 질량부의 범위로 선택된다.

첨가제로서, 아미드 화합물, 지방산의 금속 염, 및 왁스를 열거할 수 있다.

아미드 화합물로서, 지방족 아미드 화합물 및 방향족 아미드 화합물을 열거 할 수 있다. 지방족 아미드 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 지방족 아미드 화합물 중의 지방산으로서, 올레산, 스테아르산, 에루스산, 카프로산, 카프릴산, 라우릴산, 미리스트산, 팔미트산, 아라키드산, 베헨산, 팔미톨레산, 에이코산산, 에루스산, 엘라이드산, 트랜스-11-에이코산산, 트랜스-13-도코산산, 리놀산, 리놀렌산, 및 리시놀레산을 열거할 수 있다. 올레아미드, 스테아라미드, 및 에루카미드와 같은 지방족 아미드 화합물이 바람직하다.

지방산의 금속 염에 관해, 라우릴산, 스테아르산, 팔미트산, 미리스트산, 및 올레산을 지방산으로 열거할 수 있으며, 아연, 철, 칼슘, 알루미늄, 리튬, 마그네슘, 스트론튬, 바륨, 세륨, 티타늄, 지르코늄, 납, 및 망간을 금속으로 열거할 수 있다.

왁스로서, 파라핀 왁스, 몬탄 왁스, 아미드 왁스를 열거할 수 있다.

첨가제의 혼합량은 엘라스토머 성분의 성질을 충분히 나타내기에 충분해야 한다. 일반적으로, 첨가제의 혼합량은 엘라스토머 성분 100 질량부에 대해 1 내지 10 질량부의 범위로 선택된다.

본 발명에 사용되는 가교결합제(C)로서, 황, 유기 황-함유 화합물, 유기 페록시드, 내열성 가교결합제, 및 수지 가교결합제를 열거할 수 있다.

일반적으로 사용되는 회수한 분쇄된 황에 추가하여, 분산성이 개선된 표면 처리된 황을 사용하는 것도 가능하다. 가황되지 않은 고무로부터 황이 일어나는 것을 방지하기 위해, 비가용성 황을 사용하는 것도 가능하다.

유기 황-함유 화합물로서, N,N'-디티오비스모르폴린 등을 열거할 수 있다.

유기 과산화물로서, 벤조일 페록시드, 1,1-디-(tert-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(벤조일 퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디-(벤조일 퍼옥시)-3-헥센, 2,5-디메틸-2,5-디-(tert-부틸 퍼옥시)헥산, 디-tert-부틸 퍼옥시-디-이소프로필벤젠, 디-tert-부틸 페록시드, 디-tert-부틸퍼옥시벤조에이트, 디쿠밀 페록시드, tert-부틸 쿠밀 페록시드, 2,5-디메틸-2,5-디-(tert-부틸 퍼옥시)-3-헥센, 1,3-비스(tert-부틸 퍼옥시이소프로필)벤젠, n-부틸-4,4-비스(tert-부틸 퍼옥시)발레레이트, p-클로로벤조일 페록시드, 2,4-디클로로벤조일 페록시드, tert-부틸 퍼옥시이소프로필 카보네이트, 디아세틸 페록시드, 라우로일 페록시드를 열거하는 것이 가능하다.

본 발명에 사용되는 내열성 가교결합제에는 1,3-비스(시트라코니시미드 메틸)벤젠, 헥사메틸렌-1,6-소디엄 비스티오설페이트·이수화물, 1,6-비스(디벤질티오카바모일 디설피드)헥산이 포함된다.

수지 가교결합제로서, 알킬페놀 수지 또는 브롬화된 알킬페놀 포름알데히드 수지, 예를 들어, Tackyroll 201(Taoka Kagaku Kogyo Inc. 제조), Tackyroll 250-III(Taoka Kagaku Kogyo Inc. 제조), 및 Hitanol 2501(Hitachi Kasei Kogyo Inc. 제조)을 열거할 수 있다.

본 발명의 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드를 구성하는 조성물은 공지된 고무 반죽 장치, 예를 들어, 단일축 압출기, 1.5-축 압출기, 쌍축 압출기, 개방 롤, 반죽기, 밴버리(Banbury) 혼합기, 및 가열 롤러를 이용하여 이들의 성분을 다른 성분과 혼합하여 얻는다.

성분을 혼합하는 순서는 특별히 제한되지 않으나, 성분을 반죽 장치에 함께 공급하거나, 또는 성분의 일부를 반죽 장치에 공급한 후 이들을 반죽하여 혼합물을 수득하고, 잔여 성분을 혼합물에 첨가하여 혼합물과 잔여 성분을 함께 반죽하는 것도 가능하다. 엘라스토머 성분(A)과 충전제(B)를 반죽하여 혼합물을 수득하고, 가교결합제(C)를 혼합물에 첨가한 후, 혼합물을 가교결합제(C)와 함게 혼합하는 방법을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드는 압축 성형 또는 주입 성형과 같은 성형법을 수행하여 전술한 방식으로 수득된 조성물을 성형함으로써 수득된다.

본 발명의 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드는 다음의 성질을 가지는 것이 바람직하다:

클리닝 블레이드가 JIS-A로 60 내지 90의 경도를 가지는 것이 바람직하다. JIS-A 경도가 60보다 작은 경우, 압력이 클리닝 블레이드의 팁에는 가해지지 않는다. 결론적으로, 토너는 광수용체로부터 제거될 수 없다. 반면, JIS-A 경도가 90보다 큰 경우, 클리닝 블레이드는 광수용체를 손상시킨다. 클리닝 블레이드가 JIS-A로 70 내지 85의 경도를 가지는 것이 바람직하다.

클리닝 블레이드가 6.0 MPa 이상의 인장 강도를 가지는 것이 바람직하다. 클리닝 블레이드가 6.0 MPa보다 작은 인장 강도를 가지는 경우, 클리닝 블레이드가 무르게 되어 많이 닳게 된다. 인장 강도가 6.0 내지 30 MPa의 범위인 것이 보다 바람직하며, 9.0 내지 30 MPa의 범위가 가장 바람직하다.

클리닝 블레이드의 반발탄성률은 15 내지 70%의 범위인 것이 바람직하다. 반 발탄성률이 15%보다 작은 경우, 클리닝 블레이드는 광수용체로부터 토너를 제거하기 위한 척력을 가지지 않아, 토너를 제거할 수 없다. 반발탄성률이 70%보다 큰 경우, 클리닝 블레이드는 높은 정도로 채터되어, 토너를 제거할 수 없다. 클리닝 블레이드의 반발탄성률은 15 내지 60%의 범위인 것이 보다 바람직하다.

클리닝 블레이드의 유리 전이 온도는 10℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 10℃보다 큰 경우, 클리닝 블레이드는 낮은 온도와 낮은 습도에서 낮은 세척 성능을 가진다. 클리닝 블레이드의 유리 전이 온도가 -20 내지 10℃의 범위인 것이 보다 바람직하며, -20 내지 6℃의 범위인 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 효과는 이하 서술한다. 특정 범위의 결합 아크릴로니트릴 함량을 가지는 열경화성 엘라스토머를 이용함으로써, 본 발명의 클리닝 블레이드는 개선된 기계적 강도를 가진다. 따라서, 소량의 잔여 토너가 존재하는 영역에서 클리닝 블레이드의 모서리에 반전 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 클리닝 블레이드에 높은 온도와 높은 습도에서 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 적은 힘으로 광수용체에 대해 가압되는 것을 방지할 수 있고, 낮은 온도와 낮은 습도에서 채터 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 결론적으로, 통상 온도뿐만 아니라 저온에서도 세척 성능을 개선하는 것이 가능하다.

본 발명의 클리닝 블레이드를 구성하는 조성물의 경우, 충전제 및 가교결합제가 결합 아크릴로니트릴 함량을 특정 범위로 가지는 열경화성 엘라스토머에 첨가된다. 그러므로, 엘라스토머 성분, 충전제, 및 가교결합제 간의 혼합비를 변경하여 다양한 성질을 조정하는 것이 가능하다.

예를 들어, 충전제를 열경화성 엘라스토머에 첨가함으로써, 열경화성 엘라스토머 및/또는 충전제를 클리닝 블레이드의 표면에 블리딩(bleed) 할 수 있으며, 클리닝 블레이드와 광수용체 사이의 마찰 계수를 낮은 수치로 조정할 수 있다. 따라서, 큰 마찰 계수를 가지는 종래의 클리닝 블레이드와 달리, 본 발명의 클리닝 블레이드는 모서리에 반전 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 높은 온도와 높은 습도에서 클리닝 블레이드와 광수용체 간의 슬라이딩 접촉에 의해 초래되는 진동으로 인해 일어나는 클리닝 블레이드에서의 노이즈 발생 현상을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 낮은 온도와 낮은 습도에서 클리닝 블레이드와 광수용체 간의 슬라이딩 접촉에 의해 초래되는 진동으로 인해 일어나는 클리닝 블레이드에서의 채터 현상 발생을 억제하는 것이 가능하다. 수지 조성물의 성분 간의 혼합비에 따라 클리닝 블레이드의 수지 조성물의 탄성도를 조절함으로써, 큰 힘으로 클리닝 블레이드를 광수용체에 대해 가압하는 것이 가능하며, 잔여 구형 미세 토너를 완전하게 제거하는 것이 가능하다. 이로써, 클리닝 블레이드는 고품질의 화상을 형성하기 위해 사용되는 매우 미세한 구형 토너에 적합한 높은 세척 성능을 가진다.

본 발명의 클리닝 블레이드는 전술한 바와 같이 열경화성 엘라스토머를 함유하는 조성물을 단순히 성형함으로써 제조될 수 있다. 그러므로, 특허문서 1에 기술된 발명과 달리 클리닝 블레이드의 표면을 특이적으로 가공할 필요가 없다. 따라서, 제작 공정을 단순화하여 제작 공정 수행이 용이하므로, 클리닝 블레이드를 저비용에 제작하는 것이 가능하다. 또한, 광수용체의 표면에 윤활제를 공급하기 위한 장치를 가지는 화상 형성 장치를 제공할 필요가 없다. 따라서, 클리닝 블레이드를 있는 그대로 화상 형성 장치에 통합시키는 것이 가능하여, 화상 형성 장치를 컴팩트하게 제조할 수 있다. 이로써, 클리닝 블레이드를 저비용에 제작하는 것이 가능하다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

본 발명의 클리닝 블레이드와 클리닝 블레이드가 장착된 화상 형성 장치의 구체예를 이하 도면을 참고하여 설명할 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 클리닝 블레이드(20)는 접착제로 지지 부재(21)에 결합되어 있다. 지지 부재(21)는 경직성 금속, 탄성 금속, 플라스틱 또는 세라믹으로 구성된다. 지지 부재(21)는 금속으로 된 것이 바람직하며, 크롬 프리(Chrome Free) SECC로 된 것이 보다 바람직하다.

클리닝 블레이드(20)를 지지 부재(21)에 결합시키기 위한 접착제로서, 폴리아미드 또는 폴리우레탄 핫멜트 접착제 및 에폭시 또는 페놀 접착제가 사용된다. 핫멜트 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1에 나타낸 화상 형성 장치는 대전 롤러(11), 광수용체(12) 중간 이동 벨트(13), 고정 롤러(14), 토너(15a, 15b, 15c, 및 15d), 미러(16), 레이저(17) 및 이동될 대상(18), 제1 이동 롤러(19a), 제2 이동 롤러(19b), 및 토너 회수 박스(22)를 가진다.

컬러 화상 형성 장치는 이하 기술하는 방법으로 화상을 형성한다:

먼저, 광수용체(12)는 도 1의 화살표로 나타낸 방향으로 회전한다. 광수용체(12)가 대전 롤러(11)에 의해 대전된 후, 레이저(17)는 미러(16)를 통해 광수용 체(12)의 비화상부로 노출된다. 그 결과, 비화상부는 제전된다. 화상부에 대응하는 광수용체(12)부가 대전된다. 이 후, 토너(15a)가 광수용체(12)에 공급되고, 대전된 화상부에 부착되어, 1-컬러 토너 화상을 형성한다. 토너 화상은 제1 이동 롤러(19a)를 통해 중간 이동 벨트(13)로 이동된다. 동일한 방식으로, 광수용체(12)에 형성된 다른 토너(15b 내지 15d) 각각의 컬러 토너 화상도 중간 이동 벨트(13)로 이동된다. 4-컬러 토너(15a 내지 15d)로 구성된 풀 컬러 화상이 중간 이동 벨트(13)상에 형성된다. 풀 컬러 화상은 제2 이동 롤러(19b)를 통해 이동되어질 물질(일반적으로, 종이)(18)로 이동된다. 이동되어질 물질(18)이 기결정된 온도로 가열된 고정 롤러(14) 한 쌍 사이를 통과할 때, 풀 컬러 화상이 이 표면에 고정된다.

전술한 공정에서, 원본 문서 화상을 복수개의 기록 종이상에 순차적으로 복사하기 위해서는, 광수용체(12)를 광수용체(12)의 표면에 대해 가압되어 있는 클리닝 블레이드(20)로 문지름으로써, 중간 이동 벨트(13)로 이동되지 않고 광수용체(12)에 남아있는 토너를 광수용체(12)의 표면으로부터 제거하여, 토너 회수 박스(22)에 회수한다.

본 발명의 클리닝 블레이드(20)는 필수적으로 엘라스토머 성분(A), 충전제(B), 및 가교결합제(C)로 구성된 조성물로 구성된다.

엘라스토머 성분(A)으로서, 결합 아크릴로니트릴 함량이 28 내지 40%이고, 수평균 분자량이 70,000 이상 200,000 이하인 NBR을 사용한다.

수지 조성물은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 충전제(B)를 1 내지 80 질량부, 바람직하게는 10 내지 80 질량부, 보다 바람직하게는 30 내지 75 질량 부 함유한다.

충전제(B)로서, 보조-가교결합제, 가황 촉진제, 가황-촉진 보조제, 보강제 및 첨가제를 사용한다.

보조-가교결합제로 메타크릴산을 사용하는 것이 바람직하다. 수지 조성물은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 메타크릴산을 5 내지 10 질량부, 바람직하게는 7 내지 10 질량부 함유한다.

가황 촉진제로서, 무기 촉진제인 산화마그네슘 또는 유기 촉진제인 티아졸 또는 티우람을 사용하는 것이 바람직하다. 티아졸로서, 디벤조티아질 디설피드가 가장 바람직하다. 티우람으로서, 테트라메틸티우람 모노설피드가 가장 바람직하다. 산화마그네슘의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 5 내지 10 질량부, 보다 바람직하게는 7 내지 10 질량부이다. 티아졸 또는 티우람의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해 0.5 내지 3 질량부인 것이 바람직하다.

가황-촉진 보조제로서 산화아연 또는 스테아르산을 사용하는 것이 바람직하다. 가황-촉진 보조제의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 1 내지 10 질량부, 보다 바람직하게는 2 내지 8 질량부이다. 2개 이상의 가황-촉진 보조제를 조합 사용하는 경우, 가황-촉진 보조제 중 하나의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해 0.5 내지 5 질량부인 것이 바람직하다.

보강제로서, 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하며, ISAF 카본을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 카본 블랙의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대 해, 바람직하게는 10 내지 80 질량부, 보다 바람직하게는 10 내지 60 질량부이다.

첨가제로서, 지방산의 금속 염을 사용하는 것이 바람직하다. 지방산의 금속 염으로서, 스테아르산의 금속 염을 사용하는 것이 바람직하며, 스테아르산아연을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 첨가제의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 1 내지 20 질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 15 질량부이다.

충전제(B)는 단독으로 사용하거나 이들 2개 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 다음과 같은 조합이 바람직하다: 보조-가교결합제, 가황 촉진제, 및 보강제의 조합; 보조-가교결합제, 가황 촉진제, 보강제, 및 첨가제의 조합; 가황 촉진제, 가황-촉진 보조제, 및 보강제의 조합; 가황 촉진제, 가황-촉진 보조제, 보강제, 및 첨가제의 조합; 및 가황-촉진 보조제 및 보강제의 조합. 다음과 같은 조합이 보다 바람직하다: 메타크릴산, 산화마그네슘, 및 카본 블랙의 조합; 메타크릴산, 산화마그네슘, 카본 블랙, 및 스테아르산의 금속 염의 조합; 및 티아졸 및/또는 티우람, 산화아연, 스테아르산, 카본 블랙, 및 스테아르산의 금속 염의 조합. 이들 조합 중에서, 지방산의 금속 염을 함유하는 조합이 가장 바람직하다.

가교결합제(C)로서, 황 또는 유기 과산화물을 사용한다. 이들 가교결합제는 단독으로 사용하거나 이들 2개 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

전술한 황으로 황 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 황의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.5 내지 5 질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 3 질량부이다. 황을 가교결합제(C)로 사용하는 경우, 충전제(B)로서 가황 촉진제와 가황-촉진 보조제를 사용하는 것이 바람직하다.

유기 과산화물로서 디쿠밀 페록시드를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 과산화물의 혼합량은 엘라스토머 성분(A) 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.5 내지 10 질량부, 보다 바람직하게는 1 내지 6 질량부이다. 유기 과산화물을 가교결합제(C)로 사용하는 경우, 충전제(B)로서 보조-가교결합제를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 클리닝 블레이드는 다음과 같이 제작한다:

먼저, 엘라스토머 성분(A) 및 충전제(B)를 단축 압출기, 1.5축 압출기, 쌍축 압출기, 개방 롤, 반죽기, 밴버리 혼합기 및 가열된 롤러와 같은 반죽 장치로, 80 내지 120℃에서 5 내지 6분 동안 반죽하였다. 반죽 온도가 80℃보다 낮고 반죽 시간은 5분보다 짧은 경우, 엘라스토머 성분(A)이 충분히 가소화되지 않아, 반죽이 충분하지 않게 수행된다. 반죽 온도가 120℃보다 높고 반죽 시간이 6분보다 긴 경우, 가교결합제(C)가 분해될 우려가 있다.

가교결합제(C)를 수득된 혼합물에 첨가한 후, 이들을 반죽 장치를 사용하여 80 내지 90℃에서 5 내지 6분 동안 반죽한다. 반죽 온도가 80℃보다 낮고 반죽 시간은 5분보다 짧은 경우, 혼합물이 충분히 가소화되지 않아, 반죽이 충분하지 않게 수행된다. 반죽 온도가 90℃보다 높고 반죽 시간이 6분보다 긴 경우, 가교결합제(C)가 분해될 우려가 있다.

전술한 방법을 수행하여 수득된 조성물을 성형하여 본 발명의 클리닝 블레이드(20)를 수득한다.

조성물을 1 내지 3mm의 두께, 10 내지 40mm의 폭, 및 200 내지 500mm의 길이를 가지는 직사각형 클리닝 블레이드(20)로 성형 및 가공하는 것이 바람직하다.

성형법은 특별히 제한되지 않으나, 주입 성형법이나 압착 성형법과 같은 공지된 방법을 사용할 수 있다. 보다 상세하게, 다이(die)상에서 조성물로 가압 가황화를 155 내지 175℃에서 10 내지 30분 동안 수행한다. 가황 온도가 155℃보다 낮고 가황 시간이 10분보다 짧은 경우, 조성물이 충분히 가황되지 못한다. 가황 온도가 175℃보다 높고 가황 시간이 30분보다 긴 경우, 고무가 연소할 우려가 있다.

전술한 방법을 수행하여 수득된 클리닝 블레이드(20)는 JIS-A에 따라 60 내지 90, 바람직하게는 70 내지 85의 경도; 9.0 내지 35 MPa, 바람직하게는 9.0 내지 25 MPa의 인장 강도; 15 내지 70%, 바람직하게는 15 내지 60%의 반발탄성률; 및 -20 내지 10℃, 바람직하게는 -20 내지 6℃의 유리 전이 온도를 가진다.

본 발명의 클리닝 블레이드(20)는 전술한 성질을 가지므로, 본 클리닝 블레이드(20)는 이하 상세히 서술할 실시예에서 수행된 테스트에서 채터 현상을 보이지 않았다. 또한, 본 클리닝 블레이드(20)는 저온과 보통 온도 모두에서 모든 토너를 완전하게 긁어낼 수 있다.

실시예

실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2

표 1에 나타낸 엘라스토머 성분(A) 및 충전제(B)의 각각의 혼합량을 측정한 후, 엘라스토머 성분(A) 및 충전제(B)를 쌍축 압출기, 개방 롤, 밴버리 혼합기 또는 반죽기와 같은 고무 반죽 장치에 공급하였다. 그 후, 이들을 80 내지 120℃로 가열하면서 5 내지 6분 동안 반죽하였다.

수득된 혼합물 및 가교결합제(C)(이들의 혼합량은 표 1에 나타냄)를 개방 롤, 밴버리 혼합기 또는 반죽기와 같은 고무 반죽 장치에 공급한 후, 80 내지 90℃로 가열하면서 5 내지 6분 동안 반죽하였다.

수득된 고무 조성물을 다이에 두고, 155 내지 175℃에서 10 내지 30분 동안 가압 가황화하여, 2mm 두께를 가지는 시트와 Ø27.5mm의 직경 × 12mm의 두께를 가지는 압착된 볼을 수득하였다.

27mm의 폭과 320mm의 길이를 가지는 클리닝 블레이드를 2mm의 두께를 가지는 시트로 절단한 후, 클리닝 블레이드를 지지 부재(Chrome Free SECC 제조)에 핫멜트(Diabond Inc. 제조)로 결합시켰다. 시트의 중심부를 절단하여 클리닝 부재를 수득하였다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2
성분 A	NBR	100	100	100	100	100	100
성분 B	카본 블랙	12	15	50	50	15	15
	산화마그네슘	10	10			10	10
	메타크릴산	10	10			10	10
	산화아연			5	5
	스테아르산			1	1
	스테아르산아연	10	10	10	10
	경화 촉진제 A			1.5	1.5
	경화 촉진제 B			0.5	0.5
성분 C	황			1.5	1.5
	유기 과산화물	3	3			3	3
성분 A의 성질	결합 아크릴로니트릴 함량(%)	28	39	28	39	14	52
	수평균 분자량 (×104)	7.6	15.0	7.6	15.0	4.5	4.8
경도(유형 A)		81	75	78	82	95	64
인장 강도(MPa)		9.8	18.9	22.5	19.5	4.5	23.4
반발탄성률(%)		50	38	38	17	63	19
유리 전이 온도 Tg(℃)		-10	2	-13	6	-25	23
채터		◎	○	◎	○	×	×
저온에서의 세척 성능		◎	○	◎	○	○	×
보통 온도에서의 세척 성능		○	○	○	○	△	×

표 1에 나타낸 모든 성분 중에서, 다음과 같은 제품을 이하 서술한 성분으로 사용하였다:

⊙ NBR

아크릴로니트릴 함량 28%: Nipol DN2850, Nippon Zeon Inc 제조.

아크릴로니트릴 함량 39%: Perbunan NT3965, Bayer 중합체 Inc. 제조

아크릴로니트릴 함량 15% 및 52%(비교예 1, 2): JSR에 의해 실험적으로 제조된 제품

⊙ 카본 블랙: "Sheast ISAF", Tokai Carbon Inc 제조.

⊙ 스테아르산: "Tsubaki", Nippon Yushi Inc. 제조

⊙ 스테아르산아연: "ZINC STEARATE", Nippon Yushi Inc. 제조

⊙ 가황 촉진제 A: 디벤조티아질 디설피드("Knockseller DM", Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Inc. 제조)

⊙ 가황 촉진제 B: 테트라메틸티우람 모노설피드("Knockseller TS", Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Inc. 제조)

⊙ 황: 분말 황(Tsurumi Kagaku Inc. 제조)

⊙ 유기 과산화물: 과산화디쿠밀("Percumyl D", Nippon Yushi Inc. 제조)

표 1에 나타낸 성질들(경도, 인장 강도, 반발탄성률, 유리 전이 온도 Tg)은 이하 방법으로 측정하였다:

(1) 경도: 준비한 압착된 볼의 경도는 JIS K 6253(유형 A)에 따라 측정하였다.

(2) 인장 강도: 덤벨 표본 3번(Dumbbell specimens No.3)으로 2mm의 두께를 가지는 준비한 시트를 펀칭하여, JIS K 6251에 따라 500 mm/분의 인장 속도에서 이의 인장 강도를 측정하였다.

(3) 반발탄성률: 준비한 압착된 볼의 반발탄성률은 JIS K 6255(Lubke 방법)에 따라 23℃에서 측정하였다.

(4) 유리 전이 온도 Tg: 5 × 40mm의 폭을 가지는 표본을 2 mm의 두께를 가지는 시트로부터 제조한 후, 점탄성 분광계("VR-7110" Uejima Seisakusho 제조)를 사용하여 tanδ를 측정하였다. tanδ의 피크를 유리 전이 온도 Tg로 나타낸다. sine을 10 Hz의 진동수에서 풀링 모드(pulling mode)로 측정하였다.

클리닝 블레이드의 채터 현상 및 세척 성능을 다음과 같은 방법으로 평가하였다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 중합화된 토너(Canon에 의해 제조된 시판중인 프린터에서 탈착한 시판중인 토너, 토너의 입자는 10㎛의 직경을 가짐)를 OPC(본 출원인에 의해 제작된 유기 광도체(Organic Photo Conductor))가 도포된, 수평으로 놓인 유리 플레이트(23)에 부착시켰다. OPC가 도포된 유리 플레이트(23)에 대해 20 내지 40도의 각도로 놓인 실시예 및 비교예 각각의 클리닝 블레이드(20)에 대해서, OPC가 도포된 유리 플레이트(23)를 200mm/초로 이동시켜, 채터 현상이 발생하는지와 토너가 긁어지는지를 관찰하였다. 23℃의 온도 및 55%의 습도에서 테스트를 수행하였다. 10℃의 낮은 온도와 15%의 낮은 습도에서 세척 성능을 시험하였다.

채터 현상을 보이지 않는 표본은 ○로 표시하였다. 낮은 정도로 채터 현상을 보이는 표본은 △로 표시하였다. 매우 높은 정도로 채터 현상을 보이는 표본은 ×로 표시하였다.

세척 성능에 관해서는, 모든 토너가 완전히 긁어진 표본은 ◎로 표시하였다. 토너가 긁어진 표본은 ○로 표시하였다. 소량의 토너가 유리 플레이트(23)에 남아있는 표본은 △로 표시하였다. 토너가 유리 플레이트(23)에 상당한 정도로 남아있는 표본은 ×로 표시하였다.

비교예 1의 클리닝 블레이드는 낮은 유리 전이 온도를 가졌다. 따라서, 이 클리닝 블레이드는 저온에서의 세척 성능은 뛰어나다. 그러나, 이는 낮은 결합 아크릴로니트릴 함량으로 인해 기계적 강도가 낮았다. 결론적으로, 채터 현상이 발생하여, 보통 온도에서는 세척 성능이 좋지 못했다.

비교예 2의 클리닝 블레이드는 높은 결합 아크릴로니트릴 함량으로 인해 높은 유리 전이 온도를 가진다. 이 클리닝 블레이드는 저온에서의 세척 성능이 좋지 못하다.

실시예의 클리닝 블레이드는 비교예의 클리닝 블레이드에서 발생하는 문제점을 가지고 있지 않다. 보다 상세하게, 실시예의 클리닝 블레이드는 채터 현상이 발생하지 않으며, 보통 온도와 저온 모두에서 뛰어난 세척 성능을 보였다.

본 발명은 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드는 저온에서도 뛰어난 세척 성능을 가진다.

Claims (10)

1. 구성 단량체로 아크릴로니트릴을 함유하고 15 내지 50%의 결합 아크릴로니트릴 함량을 가지는 열경화성 엘라스토머로 구성된 고무 성분을 함유하는 수지 조성물을 성형함으로써 형성된 화상 형성 장치용 클리닝 블레이드.
2. 제1항에 있어서, 상기 열경화성 엘라스토머의 수평균 분자량이 50,000 내지 800,000인 클리닝 블레이드.
3. 제1항에 있어서, 상기 고무 성분을 구성하는 상기 열경화성 엘라스토머가 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 상기 NBR와 다른 엘라스토머와의 혼합물, 및 10% 이하의 잔여 이중 결합을 가지는 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(HNBR) 중에서 선택되는 클리닝 블레이드.
4. 제2항에 있어서, 상기 고무 성분을 구성하는 상기 열경화성 엘라스토머가 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 상기 NBR와 다른 엘라스토머와의 혼합물, 및 10% 이하의 잔여 이중 결합을 가지는 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(HNBR) 중에서 선택되는 클리닝 블레이드.
5. 제1항에 있어서, 상기 수지 조성물이 상기 고무 성분; 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 80 질량부의 충전제; 및 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 30 질량부의 가교결합제를 함유하는 클리닝 블레이드.
6. 제2항에 있어서, 상기 수지 조성물이 상기 고무 성분; 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 80 질량부의 충전제; 및 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 30 질량부의 가교결합제를 함유하는 클리닝 블레이드.
7. 제3항에 있어서, 상기 수지 조성물이 상기 고무 성분; 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 80 질량부의 충전제; 및 상기 고무 성분 100 질량부에 대해 0.1 내지 30 질량부의 가교결합제를 함유하는 클리닝 블레이드.
8. 제1항에 있어서, 60 내지 90의 JIS-A 경도, 6.0 내지 30 MPa의 인장 강도, 및 15 내지 70%의 반발탄성률을 가지는 클리닝 블레이드.
9. 제2항에 있어서, 60 내지 90의 JIS-A 경도, 6.0 내지 30 MPa의 인장 강도, 및 15 내지 70%의 반발탄성률을 가지는 클리닝 블레이드.
10. 제3항에 있어서, 60 내지 90의 JIS-A 경도, 6.0 내지 30 MPa의 인장 강도, 및 15 내지 70%의 반발탄성률을 가지는 클리닝 블레이드.

Images