CN101290500A - 清洁刮片 - Google Patents

Abstract

提供一种清洁刮片，其即使在高温和高湿环境下长期贮藏也不会造成其他部件污染。该清洁刮片安装在采用静电转印方法的成像设备中，其包括刮片构件和支撑构件以擦除残留在设置于成像设备的感光鼓上的残余调色剂，其中用甲醇从清洁刮片提取的含氮化合物总量为在清洁刮片纵向方向每cm该清洁刮片12μg以下。

Description

清洁刮片

技术领域

本发明涉及安装在采用静电转印方法的成像设备中的清洁刮片，其包括刮片构件和支撑构件以擦除残留在设置于成像设备的感光鼓上的残余调色剂。

背景技术

采用静电转印方法的成像设备，如电子照相复印机、激光光束打印机和传真机，通过将调色剂粘附于在感光鼓上形成的静电潜像，然后将该调色剂图像转印至复印纸进行复印和打印。作为在转印调色剂图像后除去残留在感光鼓上的残余调色剂的方法，采用具有由聚氨酯弹性体形成的刮片构件和支撑构件(支架)的清洁刮片的方法已经投入实际应用。

传统上，作为形成此刮片构件的材料，已使用机械强度如耐磨性优良并且较不易蠕变(creep)(由于接触应力而永久变形)的聚酯聚氨酯弹性体，尤其是热固性聚氨酯弹性体。

上述聚酯聚氨酯弹性体通常使用多异氰酸酯、多元醇、扩链剂和催化剂通过预聚物法、半一步法、一步法等生产。在这样的生产中，加入催化剂以缩短模塑周期并改进该刮片构件的生产效率。传统上，作为此类催化剂已使用三亚乙基二胺(TEDA)，二甲基咪唑(DMI)等。然而，使用该催化剂生产的聚酯聚氨酯弹性体具有内部残留的上述催化剂通过空气中的水分或热而蒸发，导致污染其他部件的问题。那么，作为其他部件被上述催化剂污染的结果，可能出现图像缺陷。

作为解决该问题的手段，介绍了使用在一个分子中具有2或3个羟基的催化剂的情况(例如参见日本专利申请特开No.H07-290603)。当使用具有此特征的催化剂时，分子中包含的羟基与预聚物中包含的异氰酸酯反应。因此，可防止该催化剂从聚氨酯弹性体中渗出。然而，即使当催化剂分子中具有羟基时，并非所有羟基都与预聚物中的异氰酸酯反应。在此情况下，未反应的催化剂可能通过空气中的水分或热从聚氨酯弹性体中渗出。

由于随着电子照相复印机或激光光束打印机的普及而带来的成像设备小型化和图像质量提高，与其他部件的位置关系比以前更接近，或者清洁刮片周围的空间变小。因此，即使当通过空气中的水分或热而蒸发的催化剂的量很小时，其他部件也容易被污染，这导致容易出现图像缺陷的情况。

发明内容

考虑到上述现有的情况进行了本发明，目的在于提供即使当将清洁刮片在高温和高湿环境下长期贮藏也不造成其他部件污染的清洁刮片。

已解决上述问题的本发明是安装在采用静电转印方法的成像设备中的清洁刮片，其包括刮片构件和支撑构件以擦除残留在设置于成像设备的感光鼓上的残余调色剂，其中用甲醇从清洁刮片提取的含氮化合物总量为在清洁刮片纵向方向每cm该清洁刮片12μg以下。

通过下列对示例实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得显而易见。

具体实施方式

本发明可提供其他构件不被未反应的催化剂污染的清洁刮片。

本发明的清洁刮片安装在采用静电转印方法的成像设备中，并包括刮片构件和支撑构件以擦除残留在设置于成像设备的感光鼓上的残余调色剂。该清洁刮片具有以下特征：用甲醇从清洁刮片提取的含氮化合物总量为在清洁刮片纵向方向每cm该清洁刮片12μg以下。

本发明的清洁刮片的生产方法不限定于某特定方法，并且其可以用任意已知方法生产。例如，本发明的清洁刮片可如下生产。即，制备支撑构件，在支撑构件的一个端面施用粘结剂。然后，将涂有粘结剂的支撑构件放入例如由上模具和下模具形成的清洁刮片模塑模具中。在这种情况下，将支撑构件以以下状态放入模塑模具中：将其上涂有粘结剂的端面伸入模腔中。随后，将包含多异氰酸酯、多元醇、扩链剂、聚氨酯固化催化剂等的液体原料组合物注入清洁刮片模塑模具的模腔中，加热以固化。接着，从模具中脱模固化材料，并切割成规定尺寸，从而生产刮片构件形成在支架构件上的清洁刮片。

在本发明的清洁刮片中，要求用甲醇从清洁刮片提取的含氮化合物总量为在清洁刮片纵向方向每cm该清洁刮片12μg以下。当用甲醇提取的含氮化合物总量大于在清洁刮片纵向方向每cm清洁刮片12μg时，可能污染其他部件，导致出现图像缺陷。作为靠近清洁刮片布置的其他部件，可列举例如感光鼓和充电辊。每个部件的纵向方向与清洁刮片的纵向方向都相同。因此，当其他部件被清洁刮片污染时，在清洁刮片纵向方向每cm清洁刮片渗出的含氮化合物总量成为重要指标。

此外，当由聚氨酯弹性体形成刮片构件时，用甲醇从聚氨酯弹性体中提取的含氮化合物总量优选等于或小于每g聚氨酯弹性体50μg。当将用甲醇提取的含氮化合物总量调整到等于或小于每g聚氨酯弹性体50μg时，可以防止上述其他部件的污染。

因此，因为将从清洁刮片渗出的含氮化合物总量调整到合适的值，所以根据本发明的清洁刮片不污染其他部件，并由此不出现图像缺陷。

作为可用于本发明的多异氰酸酯，无特别限定，但优选4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，还可以使用下列多异氰酸酯：例如，异佛尔酮二异氰酸酯、4，4′-二环己基二异氰酸酯、三甲基亚己基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、碳二亚胺改性二异氰酸酯、多亚甲基苯基多异氰酸酯、邻甲苯胺二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、亚己基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯甲酯。这些可单独或组合使用。

作为可用于本发明中的多元醇，无特别限定，可使用例如常规已知的多元醇。具体地，可列举下列：己二酸酯型聚酯多元醇，如聚亚乙基己二酸酯聚酯多元醇、聚亚丁基己二酸酯聚酯多元醇、聚亚己基己二酸酯聚酯多元醇、聚亚乙基-亚丙基己二酸酯聚酯多元醇、聚亚乙基-亚丁基己二酸酯聚酯多元醇和聚亚乙基-亚新戊基己二酸酯聚酯多元醇。此外，可列举通过己内酯、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇的开环聚合得到的聚酯多元醇，如聚己内酯型聚酯多元醇。还可使用聚碳酸酯二醇。这些可单独或组合使用。

作为可用于本发明中的扩链剂，无特别限定，可使用例如常规已知的多元醇。具体地，可列举下列：各具有200以下的分子量的多元醇，如1，4-丁二醇、乙二醇、二甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、己二醇、1，4-环己二醇、1，4-环己烷二甲醇、亚二甲苯基二甲醇、三甘醇，三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、山梨糖醇和1，2，6-己三醇。这些可单独或组合使用。

作为可用于本发明的聚氨酯固化催化剂，可列举胺化合物如叔胺，有机金属化合物等。聚氨酯固化催化剂粗分为异氰脲酸酯化催化剂(isocyanuration catalyst)和聚氨酯化催化剂(urethanization catalyst)。在本发明中，优选异氰尿酸酯化催化剂和聚氨酯化催化剂组合使用作为聚氨酯固化催化剂。

可用于本发明的异氰脲酸酯化催化剂包括叔胺，如N-乙基哌啶、N，N′-二甲基哌嗪和N-乙基吗啉；四烷基铵的氢氧化物或有机弱酸盐，如四甲基铵、四乙基铵和四丁基铵；羟基烷基铵的氢氧化物或有机弱酸盐，如三甲基羟基丙基铵和三乙基羟基丙基铵；以下羧酸的碱金属盐：如乙酸、丙酸、丁酸、己酸、癸酸、戊酸、辛酸、肉豆蔻酸和环烷酸。其中，优选在模塑后不带来喷霜(blooming)以致不对其他部件产生影响的羧酸的碱金属盐。这些可单独或组合使用。

作为可用于本发明的聚氨酯化催化剂，可列举通常使用的聚氨酯固化催化剂。例如，可列举胺催化剂。具体地说，可提及下列：氨基醇，如二甲基乙醇胺和N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺；三烷基胺，如三乙胺；四烷基胺，如N，N，N′，N′-四甲基-1，3-丁二胺；环胺，如三亚乙基二胺、1，8-二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯-7和N-甲基吗啉；哌嗪型胺；三嗪型胺；咪唑型胺等。此外，可以使用通常用于聚氨酯的金属催化剂，作为实例可列举二月桂酸二丁基锡。其中，考虑到其反应性和其在模塑后对其他部件不具有影响的事实，优选在其分子中具有对于异氰酸酯的活性氢基团的氨基醇。更优选在其分子中的活性氢基团和异氰酸酯之间具有高反应性的N，N-二甲基己醇胺。这些可单独或组合使用。

作为本发明的清洁刮片的生产方法，无特别限定，可从已知方法中适当选择。例如，该清洁刮片可如以下生产。首先，制备清洁刮片模塑模具。然后，将扩链剂和催化剂放入浇铸机中，接着以给定比例在混合室中混合并搅拌，从而得到液体混合物，上述扩链剂包含用于聚氨酯弹性体的预聚物，该预聚物中多异氰酸酯和聚酯多元醇部分聚合。将该液体混合物放入模塑模具中，然后反应并固化。接着，从模具脱模固化材料，并切割成规定尺寸，从而生产清洁刮片。

下面，将参考实施例详细描述本发明。本发明决不限于这些实施例。

下列原料用于实施例。

(1)4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.，LTD制造的MILLIONATE MT(商品名))

(2)聚亚丁基己二酸酯(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.，LTD  制造的NIPP ORAN4010(商品名))

(3)聚亚己基己二酸酯(NIPPON POLYURETHANE INDUSTRY CO.，LTD制造的NIPPORAN164(商品名))

(4)1，4-丁二醇(Mitsubishi Chemical Corporation制造)

(5)三羟甲基丙烷(MITSUBISHI GAS CHEMICALCOMPANY，INC制造)

(6)N，N-二甲基氨基己醇(KAO CORPORATION制造的KAOLIZER No.25(商品名))

(7)N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺(Air Products andChemicals，Inc.制造的POLYCAT17(商品名))

(实施例1)

(制备热固性聚氨酯原料组合物)

使27.6质量份上述4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(1)和57.6质量份聚亚丁基己二酸酯(2)(数均分子量：2,000)在氮气气氛、80℃反应120分钟，从而得到预聚物。此外，将2.1质量份1，4-丁二醇(4)、1.7质量份三羟甲基丙烷(5)、11.8质量份聚亚己基己二酸酯(3)(数均分子量：1,000)和示于表1的催化剂混合，从而得到固化剂。

(生产清洁刮片)

预先制备钢板支架作为支撑构件。在该支架的一个端面施涂酚醛树脂粘结剂。以其上涂有粘结剂的一端部伸入模腔中的状态将支架放入由上模具和下模具形成的清洁刮片模塑模具中。随后，将通过混合预聚物和固化剂而制备的热固性聚氨酯原料组合物注入到模腔中。然后，通过在130℃加热使原料组合物反应并固化。接着，从模具中脱模固化材料，并切割成规定尺寸，从而生产刮片构件形成在支架上的清洁刮片。

(定量测定含氮化合物)

将清洁刮片浸入甲醇中，在25℃环境下进行4天的提取。接着，取出清洁刮片，使用旋转蒸发仪浓缩用于提取的甲醇，从而得到浓缩物。随后，使用容量瓶将甲醇加入到浓缩物中，从而制备规定量的测试样。通过GC-MS分析1μL测试样。从得到的质谱检测到的含氮化合物，从而计算每种含氮化合物的峰面积。

此外，分别制备上述分析中检测到的每种含氮化合物，从而得到浓度调节为彼此不同的甲醇溶液。将1μL每种如此得到的浓度为已知的甲醇溶液通过GC-MS分析，从而制备基于所得的峰面积的标准曲线。

基于制备的标准曲线，计算包含在测试样中的每种含氮化合物的浓度，然后计算从清洁刮片提取的含氮化合物的总量。此外，通过将提取的含氮化合物总量除以在清洁刮片其纵向方向的长度(cm)计算在其纵向方向每厘米清洁刮片的含氮化合物洗脱总量。所得结果示于表1。

切出形成清洁刮片的刮片构件的聚氨酯弹性体，从而得到测试样。以与对清洁刮片相同的方式处理并分析该测试样，从而计算提取的含氮化合物总量。提取的含氮化合物总量除以用于提取的聚氨酯弹性体测试样重量(g)，从而计算每g聚氨酯弹性体的含氮化合物洗脱总量。所得结果示于表1。

提取N，N-二甲基氨基己醇作为含氮化合物。

(图像评价)

将得到的清洁刮片安装在调色剂盒(Canon Inc.制造的激光光束打印机LBP-5300)中。在50℃/95％RH环境中将该激光光束打印机放置30天，此后，在15℃/30％RH环境中形成图像。目视观察由此形成的图像，然后根据下列标准评价：

A：在所得图像中未观察到异常；

B：在所得图像中观察到轻微变白部分，并且该轻微变白部分对应于与鼓的清洁刮片接触的位置或面向充电辊的清洁刮片的位置；和

C：在所得图像中观察到明显白色条纹，并且该白色条纹部分对应于与鼓的清洁刮片接触的位置或面向充电辊的清洁刮片的位置。

(实施例2)

除了以示于表1的比例使用催化剂以外，以与实施例1相同的方式生产清洁刮片。然后，计算提取的含氮化合物的量，并以与实施例1中相同的方式进行图像评价。所得的结果示于表1。

此外，提取N，N-二甲基氨基己醇作为含氮化合物。

(实施例3)

除了以示于表1的比例使用示于表1的催化剂以外，以与实施例1中相同的方式生产清洁刮片。然后，计算提取的含氮化合物的量，并以与实施例1中相同的方式进行图像评价。所得的结果示于表1。

此外，提取N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺作为含氮化合物。

(实施例4)

除了以示于表1的比例使用示于表1的催化剂以外，以与实施例1中相同的方式生产清洁刮片。然后，计算提取的含氮化合物的量，并以与实施例1中相同的方式进行图像评价。所得的结果示于表1。

此外，提取N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺作为含氮化合物。

(比较例1)

除了以示于表2的比例使用示于表2的催化剂以外，以与实施例1中相同的方式生产清洁刮片。然后，计算提取的含氮化合物的量，并以与实施例1中相同的方式进行图像评价。所得的结果示于表2。

此外，提取N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺作为含氮化合物。

(比较例2)

除了以示于表2的比例使用示于表2的催化剂以外，以与实施例1相同的方式生产清洁刮片。然后，计算提取的含氮化合物的量，并以与实施例1中相同的方式进行图像评价。所得的结果示于表2。

此外，提取N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺作为含氮化合物。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					催化剂类型	N，N-二甲基氨基己醇	N，N-二甲基氨基己醇	N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺	N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺
催化剂的量(ppm)	300	600	300	550
					在纵向方向每cm清洁刮片的含氮化合物洗脱量(μg/cm)	0.6	1.3	5.9	11.9
每g聚氨酯弹性体的含氮化合物洗脱量(μg/g)	2.6	5.7	25.7	50.0
					图像评价	A	A	A	A

表2

	比较例1	比较例2
			催化剂类型	N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺	N，N，N′-三甲基-2-羟乙基丙二胺
催化剂的量(ppm)	600	800
			在纵向方向每cm清洁刮片的含氮化合物洗脱量(μg/cm)	12.7	16.8
每g聚氨酯弹性体的含氮化合物洗脱量(μg/g)	55.7	73.7
			图像评价	B	C

从示于表1的结果明显看出，实施例1至4中生产的清洁刮片不引起由感光鼓和充电辊的污染导致的图像缺陷。相反，比较例1和2中生产的清洁刮片引起图像缺陷。这可能是由含氮化合物通过水分或热从清洁刮片蒸发引起的。

尽管在已参考示例实施方案描述了本发明，但应理解本发明不限于这些公开的示例实施方案。赋予下列权利要求的范围以最宽泛的解释以包括所有的此类修改和等同结构及功能。

Claims (3)

1.一种安装在采用静电转印方法的成像设备中的清洁刮片，其包括刮片构件和支撑构件以擦除残留在设置于成像设备的感光鼓上的残余调色剂，其中用甲醇从清洁刮片提取的含氮化合物总量为在清洁刮片纵向方向每cm该清洁刮片12μg以下。

2.根据权利要求1所述的清洁刮片，其中该刮片构件包括聚氨酯弹性体，用甲醇从聚氨酯弹性体提取的含氮化合物的总量为每g聚氨酯弹性体50μg以下。

3.根据权利要求1所述的清洁刮片，其中该含氮化合物为胺化合物。