CN1987684A - 用于成像装置的清洁刮板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于成像装置的清洁刮板,是通过将热固弹性体组合物塑模制得的。其中热固弹性体组合物含有丙烯腈-丁二烯橡胶作为其橡胶组分(1)以及二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸、氧化锌和氧化镁中的至少一种物质作为其填料(2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于成像装置的清洁刮板,并且特别涉及一种由包含橡胶组分并且其中混入了填料的热固弹性体组合物形成的清洁刮板。
背景技术
在使用普通纸张作为记录纸的静电复印设备中,复印操作过程如下:通过放电将静电电荷提供到感光器上,将图像在感光器上曝光,从而在其上形成一个潜在的静电图像,使具有相反电荷的色粉吸附到该潜在的静电图像以使该潜在的静电图像显影,色粉图像被转移到记录纸上,于是,将被转移上了色粉图像的记录纸在压力下加热,从而将色粉图像固定在记录纸上。因此,为了连续不断地将原始文件的图像复印到多张记录纸上,在上述过程中,当色粉图像从感光器上转移到记录纸上之后,必须将留在感光器表面的色粉除去。而除去色粉的方法,已知的清洁方法有使用压在感光器表面清洁刮板,使清洁刮板与感光器表面接触并滑动。
在上述方法中的用于成像装置的传统清洁刮板是由聚氨酯橡胶组成的,可以清洁感光器上的研磨色粉或变形聚合色粉。由聚氨酯橡胶组成的清洁刮板耐热性较差,因此对于清洁色粉具有重要作用的刮板边缘会由于被磨损而且变得圆滑而变得无法除去色粉。即使在清洁刮板和感光器之间的接触部分的压力(以下称之为线压力)较低时,传统的由聚氨酯橡胶组成的清洁刮板也可以清洁传统的研磨色粉或变形聚合色粉。在这种情况下,还没有开发出一种耐磨性优于聚氨酯橡胶的材料。
目前的趋势是节能,减少成像装置的成本,以及形成高质量的图像。在这种情况下,开发了一种具有较小直径的球形聚合色粉。结果是除非增加清洁刮板的线压力,否则很难除去残留在感光器表面的色粉。因此该色粉有难以清洁的缺点。当由聚氨酯橡胶组成的清洁刮板和感光器之间的接触部分的压力增大时,摩擦力也随之增加。于是,清洁刮板的边缘的磨损更加严重,所以,如果使用的是由聚氨酯橡胶组成清洁刮板,则采用增加线压力的方法是比较困难的。
为了解决上述问题,即由聚氨酯橡胶组成的清洁刮板在高温下的耐热性和机械性能较差的问题,在日本专利申请第2003-248404号(专利文献1)中已经提出并公开了一种由氢化丙烯腈-丁二烯橡胶和其中细分散的二甲基丙烯酸锌组成的聚合物合金制成的清洁刮板。如该专利文献1所述,通过在清洁刮板的两个表面都包裹不锈钢箔片,可以提高脱模特性和弹性拉伸模量。
但是在专利文献1中公开的清洁刮板是由不具有橡胶弹性的未硫化橡胶组成的。因此,当将橡胶组合物塑模为清洁刮板时,在其表面会形成细微的不规整。这些细微的不规整会对清洁刮板的清洁能力有不利的影响。磨损会导致在清洁刮板两面包裹的不锈钢箔片剥落。而不锈钢箔片的颗粒会损害感光器的表面。
在专利文献1中,细分散在氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中的二甲基丙烯酸锌的量并无特别限制。但如果二甲基丙烯酸锌的量不合适,则不可能得到具有良好性能的清洁刮板的。
专利文献1
日本专利申请第2003-248404号
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题。因此,本发明的目的在于提供一种清洁刮板,通过提高其边缘的耐磨性,可以使其具有增强的机械性能,并且可以提高对于具有较小直径的球形聚合色粉的清洁能力。
为了解决上述问题,本发明提供了一种用于成像装置中的清洁刮板,该清洁刮板是通过将下列(A)、(B)、(C)和(D)中的任意一种热固弹性体组合物塑模制得的,其中每种热固弹性体组合物都含有丙烯腈-丁二烯橡胶作为其橡胶组分(1)以及二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸、氧化锌和氧化镁中的至少一种作为其填料(2):
(A):一种热固弹性体组合物,其中将5~60质量份的作为填料(2)的二甲基丙烯酸锌(2a)或甲基丙烯酸锌和氧化锌的混合物(2a)与100质量份的橡胶组分(1)混合,
(B):一种热固弹性体组合物,在100质量份的橡胶组分(1)中包含10~75质量份的、分散有二甲基丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a),
(C):一种热固弹性体组合物,在100质量份的橡胶组分(1)中包含40~100质量份的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,并且将0.1~20质量份的作为填料(2)的氧化锌或氧化镁与100质量份的橡胶组分(1)混合,以及
(D):一种热固弹性体组合物,在100质量份的橡胶组分(1)中包含5~60质量份的、引入了二丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)。
通过使用其中将5~60质量份的作为填料(2)的二甲基丙烯酸锌(2a)或甲基丙烯酸锌和氧化锌的混合物(2a)与100质量份的橡胶组分(1)混合的上述热固弹性体(A),起到交联剂作用的二甲基丙烯酸锌在交联时促使发生接枝聚合反应以形成精细结构。制得的热固弹性体组合物比传统的使用炭黑增强的热固弹性体组合物具有更高的机械性能。
当将甲基丙烯酸和氧化锌的混合物代替二甲基丙烯酸锌与橡胶组分(1)混合时,在弹性体组合物中形成的二甲基丙烯酸锌可以起到共交联剂的作用。
在将甲基丙烯酸和氧化锌的混合物与橡胶组分(1)混合时,优选将甲基丙烯酸与氧化锌的混合比定为2∶1。但由于甲基丙烯酸并不是总会和氧化锌发生反应,因此,通常将甲基丙烯酸与氧化锌的混合比定为1∶1。以100质量份的橡胶组分(1)为基准,甲基丙烯酸和氧化锌的混合物的总混合量为5~60质量份。
将5~60质量份的二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物与100质量份的橡胶组分(1)混合的原因如下:当与100质量份的橡胶组分(1)混合的二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物少于5质量份时,则二甲基丙烯酸锌无法体现出作为共交联剂的作用。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差并且耐磨性也较差。另一方面,当与100质量份的橡胶组分(1)混合的二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物大于60质量份时,例如,当混入了过量的二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物时,在这种情况下弹性体组合物无法被橡胶捏合设备捏合。因此,优选将5~60质量份的二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物与100质量份的橡胶组分(1)混合。
除了可以将含有橡胶组份(1)以及与其混合的二甲基丙烯酸锌(2a)或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物(2a)的热固弹性体组合物塑模以外,还可以通过将在100质量份的橡胶组分(1)中包含10~75质量份的、分散了二甲基丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)的上述热固弹性体组合物(B)塑模形成清洁刮板。
也就是说,通过将二甲基丙烯酸锌细分散在作为橡胶组分(1)的基础聚合物的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(HNBR)中,细分散的二甲基丙烯酸锌在交联时会促使发生接枝聚合反应以形成精细结构。因此,制得的热固弹性体组合物具有较高的机械性能。
在分散有二甲基丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)中,优选将91~115质量份的二甲基丙烯酸锌与100质量份的HNBR混合。
在100质量份的橡胶组分(1)中包含10~75质量份的、由HNBR组成的其中加入了91~115质量份的二甲基丙烯酸锌的橡胶组分(1a)的原因如下:当橡胶组分(1a)的混合量小于10质量份时,以100质量份的橡胶组分为基准,二甲基丙烯酸锌的量小于5质量份。因此二甲基丙烯酸锌无法体现出共交联的效果。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差,而且耐磨性也较差。另一方面,当橡胶组分(1a)的混合量大于75质量份时,以100质量份的橡胶组分为基准,二甲基丙烯酸锌的量大于60质量份,例如,当二甲基丙烯酸锌过量时,制得的热固弹性体组合物无法被捏合装置捏合,并且会有未反应的物质分散在其中,或可能会生成凝聚物,从而会对制得的热固弹性体组合物的耐磨性有不利的效果。
以100质量份的橡胶组分(1)为基准,作为橡胶组分(1)的基础聚合物的、由HNBR组成的其中细分散了二甲基丙烯酸锌的橡胶组分(1a)的混合量优选设为30~60质量份。
HNBR中键合的丙烯腈的含量优选设为21~46%,并且在100℃时,其门尼粘度ML1+4优选设为20~160。
在作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR中键合的丙烯腈的量被设为21~46%的原因如下:当键合的丙烯腈的量小于21%时,制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。另一方面,当键合的丙烯腈的含量大于46%时,制得的热固弹性体组合物的玻璃化温度较高,因此在低温和潮湿环境下清洁刮板的清洁性能较差。在100℃下,在作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR中键合的丙烯腈的量进一步优选为21~44%。
在100℃下,作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR的门尼粘度ML1+4为20~160,其原因如下:在100℃下当HNBR的门尼粘度ML1+4小于20时,制得的热固弹性体组合物的分子量较低并且耐磨性较差。在100℃下当HNBR的门尼粘度ML1+4大于160时,制得的热固弹性体组合物的分子量分布过宽。因此难以进行捏合和塑模操作。
在100℃下门尼粘度ML1+4进一步优选为40~150。
为了在二甲基丙烯酸锌和HNBR充分混合后制得其中分散二甲基丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a),将二甲基丙烯酸锌混合到HNBR中,并且细分散在其中。另外,也可以将甲基丙烯酸和氧化锌混合到HNBR中,并且使在混合过程中生成的二甲基丙烯酸锌在HNBR中细分散。还可以使用二甲基丙烯酸锌在HNBR中细分散的商品化的产品。
如上所述,本发明的清洁刮板可以通过将在100质量份的橡胶组分(1)中包含40~100质量份的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,并且中将0.1~20质量份的、作为填料(2)的氧化锌或氧化镁与100质量份的橡胶组分(1)混合的热固弹性体组合物(C)塑模制得,或通过将在100质量份的橡胶组分(1)中包含5~60质量份的、引入了二丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)的热固弹性体组合物(D)塑模制得。
在热固弹性体组合物中(C)的引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或/和引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中,将丙烯酸或甲基丙烯酸作为丙烯腈-丁二烯橡胶的第三组分进行三元共聚反应,并且将羧基引入其侧链或链端。
如下所示的化学式1显示了氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(HNBR)的化学结构。如下所示的化学式2显示了将丙烯酸(R=H)或甲基丙烯酸(R=CH3)作为HNBR的第三组分进行三元共聚以向其中引入了羧基的HNBR的化学结构。
化学式1
(在化学式1中,n1和m1为不小于1的整数)
化学式2
(在化学式2中,n2、m2和l2为不小于1的整数,R表示H或甲基(CH3))
如化学式2所示,在引入了羧基的NBR或引入了羧基的HNBR中,氧化锌或氧化镁能够和羧基形成离子键。此外,和羧基形成离子键的氧化锌(锌离子)或氧化镁(镁离子)还能够和其它主链上的羧基形成离子键,从而起到了假交联的作用。此外,由于引入了羧酸的氢键,能够使NBR或HNBR具有更高的强度。
在热固弹性体组合物(C)中,在100质量份的橡胶组分(1)中包含40~100质量份的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶。如果在100质量份的橡胶组分(1)中包含的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶小于40质量份,则由羧酸引起的交联反应几乎不可能发生。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。在100质量份的橡胶组分(1)中包含的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,优选为在50~100质量份的范围内。
在上述热固弹体组合物(C)中,将0.1~20质量份作为填料(2)的氧化锌或/和氧化镁与100质量份的橡胶组分(1)混合。
如果与100质量份的橡胶组分(1)混合的氧化锌或/和氧化镁小于0.1质量份,则交联反应不会加快。因此制得的热固组合物的机械性能较差。另一方面,如果与100质量份的橡胶组分(1)混合的氧化锌或/和氧化镁大于20质量份,则会产生反应残渣。因此,制得的热固组合物的机械性能较差。与100质量份的橡胶组分(1)混合的氧化锌或/和氧化镁优选为1~10质量份。
在引入了羧基的热固弹性体组合物(C)的丙烯腈-丁二烯橡胶或/和热固弹性体组合物(C)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中,羧基的含量比优选为0.5~30mass%,并且进一步优选为10~20mass%。
如果将羧基的含量比设为小于0.5mass%,则交联反应性较低。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。另一方面,如果将羧基的含量比设为大于30mass%,则羧基会过度反应。因此橡胶会焦化并且制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。
而热固弹性体组合物(C)中的引入了羰基的丙烯腈-丁二烯橡胶和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,可以使用其中进行了共聚化的商品化产品。例如,可以使用Bayer有限公司生产的Krynac系列和Therban系列。
上述热固弹性体组合物(D)在橡胶组分(1)中含有引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)。在引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中,丙烯酸作为丙烯腈-丁二烯橡胶中的第三组分发生了三元共聚反应,如以下化学式3所示。
化学式3
(在化学式3中,n3、m3和l3为不小于1的整数)
如化学式3所示,通过将二丙烯酸锌和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶三元共聚,丙烯酸中的乙烯基被引入到氢化丙烯腈-丁二烯橡胶侧链或链端。由于乙烯基的存在,第三组分二丙烯酸锌与其他主链的NBR或HNBR之间可以确保发生交联反应。因此,制得的热固弹性体组合物具有更高的耐磨性。
而引入了二丙烯酸锌的丙烯腈-丁二烯橡胶(1b),可以使用进行了共聚化的商品化产品。例如,可以使用Bayer有限公司生产的Therban(注册商标)系列。
在热固弹性体组合物(D)中,在100质量份的橡胶组分(1)中包含5~60质量份的、引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)。如果在100质量份的橡胶组分(1)中包含的、引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)少于5质量份,则交联反应不能加速。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。另一方面,如果在100质量份的橡胶组分(1)中包含的、引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)大于60质量份,则会产生反应残渣。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。在100质量份的橡胶组分中包含的、引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)优选为5~50质量份。
在引入了二丙烯酸锌作为填料的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)中,二丙烯酸锌的用量优选为1~60mass%,并且进一步优选为1~50mass%。
如果在引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)中包含的二丙烯酸锌少于1mass%,则交联反应性较低。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。另一方面,如果在引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)中包含的二丙烯酸锌大于60mass%,则会产生反应残渣。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。
热固弹性体组合物(C)和(D)与热固弹性体组合物(A)和(B)之间的不同之处有以下几点:
热固弹性体组合物(A)和(B)含有丙烯酸、二甲基丙烯酸、金属氧化物例如氧化锌和氧化镁、丙烯酸的金属氧化物、以及甲基丙烯酸的金属氧化物作为其添加剂和增强剂。因此,丙烯酸和甲基丙烯酸不与NBR或HNBR的主链反应,而是作为未反应物留在其中。
另一方面,在热固弹性体组合物(C)和(D)中,丙烯酸、甲基丙烯酸或二丙烯酸锌与NBR或/和HNBR反应,从而将羧基或链端乙烯基引入其中。因此,丙烯酸和甲基丙烯酸不会作为未反应物留在其中。
此外,羧基和乙烯基具有明确的反应性,因此,会大幅提高制得的热固弹性体组合物的机械性能和耐磨性。因此,通过使用热固弹性体组合物(C)和(D),本发明的用于成像装置的清洁刮板在其机械性能方面的变化较少,因此具有非常高的机械强度和耐磨性。
而作为用于塑模为本发明的清洁刮板的热固弹性体组合物的主要组分使用的橡胶组分(1),除了上述丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)以外,还可以使用天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶(IIR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丙烯酸橡胶(ACM、ANM),表氯醇橡胶(ECO)、乙丙橡胶(EPR)、以及三元乙丙橡胶(EPDM)。这些橡胶组分可以单独使用,也可以将其中两种或以上互相混合使用。
丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)包括引入了羰基的丙烯腈-丁二烯橡胶、氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(HNBR)、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶、引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶、二甲基丙烯酸锌作为填料(2)分散于其中的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)、以及引入了二丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)。
优选使用丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(HNBR)作为热固弹性体组合物(A)和(B)的橡胶组分(1)。进一步优选使用具有的剩余双键少于10%的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(HNBR)。
而NBR或作为HNBR材料使用的NBR,可以使键合的丙烯腈含量少于25%的低腈NBR、键合的丙烯腈含量介于25~31%之间的中腈NBR、键合的丙烯腈含量介于31~36%之间的中高腈NBR、以及键合的丙烯腈含量不低于36%的高腈NBR中的任何一种。如上所述,在作为橡胶组分(1)的基础聚合物使用并且细分散有二甲基丙烯酸锌的HNBR中,键合的丙烯腈含量优选为21~46%。
根据需要,也可以将其它橡胶和丙烯腈-丁二烯橡胶混合在一起。其他橡胶一样可以使用任何上述举例的橡胶。当其他橡胶(橡胶b)和丙烯腈-丁二烯橡胶(橡胶a)混合在一起时,以总量即100质量份的橡胶组分(1)为基准,橡胶a的混合量优选为90~50质量份,并且进一步优选为90~70质量份,而橡胶b的混合量优选为10~50质量份,并且进一步优选为10~30质量份。
除了上述二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸和氧化锌的混合物、二丙烯酸锌、氧化锌、和氧化镁作为填料以外,被塑模为本发明的清洁刮板的热固弹性体组合物(A)~(D),还可以含有其中一种或多种选自填料组(2b)的填料作为填料(2),包括交联剂、硫化促进剂、硫化促进助剂抗老化剂、以及其他添加剂。
热固弹性体组合物(A)~(D)还优选含有交联剂(3),例如硫、含硫的有机化合物、有机过氧化物、耐热交联剂、以及树脂交联剂。
用于塑模为清洁刮板的热固弹性体组合物,含有橡胶组分(1)、填料(2)和交联剂(3)。
优选将0.1~20质量份的、除了上述填料(2a)以外的上述填料(2b)与100质量份的橡胶组分(1)混合,并且将0.1~30质量份的交联剂(3)与100质量份的橡胶组分混合。
在本发明中,如上所述,通过加入预定量的二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸、氧化锌和氧化镁作为填料(2)和橡胶组分混合(1),二甲基丙烯酸锌显示了共交联的作用,提高了热固弹性体组合物的机械性能。优选如上所述将0.1~20质量份的填料(2b)和橡胶组分(1)混合。当填料(2b)的混合量少于0.1质量份时,填料(2b)既不能够对热固弹性体组合物提供增强作用,也不能提高其机械性能。另一方面,当填料(2b)的混合量大于20质量份时,也就是说,使用的填料(2b)过量时,热固弹性体组合物在其机械性能方面不具有较高的弹性,即,热固弹性体组合物的硬度较高,并且伸长率较低。
将交联剂(3)的混合量设定为0.1~30质量份的原因如下:当交联剂(3)的混合量小于0.1质量份时,硫化密度变小,并且热固弹性体组合物不具有预想的性能。另一方面,交联剂(3)的混合量大于30质量份时,由于过度发生交联反应,热固弹性体组合物的硬度太大,因此本发明的清洁刮板可能会损坏感光器。
作为上述填料(2)使用的共交联剂可以与自身交联,并且可以与橡胶分子反应以使其交联,因此,可以使整个弹性体组合物聚合。
共交联剂可以使用乙烯基不饱和单体,如甲基丙烯酸酯以及甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐;多官能团聚合物;以及二肟。
而乙烯基不饱和单体,可以使用下列物质:
(a)单羧酸,例如,丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸及类似物;
(b)二羧酸,例如,马来酸、富马酸、衣康酸及类似物;
(c)上述(a)或(b)的酯或酐;
(d)上述(a)~(c)的金属盐;
(e)脂肪族共轭二烯,例如,1,3-丁二烯、异戊二烯、2-氯-1,3-丁二烯及类似物;
(f)芳香族乙烯基化合物,例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯及类似物;
(g)含有杂环的乙烯基化合物,例如,三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、以及乙烯基吡啶;
(h)乙烯基氰化物,例如,甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、丙烯醛、甲酸苯乙烯、乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、以及乙烯基丁基酮。
上述(c)的“单羧酸酯”,可以使用下列物质:
烷基甲基丙烯酸酯,例如,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸环己酯、2-乙基己基-甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异壬酯、叔丁基环己基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷酯、羟甲基甲基丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯;
氨烷基丙烯酸酯,例如,氨乙基丙烯酸酯、二甲基氨乙基丙烯酸酯、丁基氨乙基丙烯酸酯及类似物;
具有一个芳环的甲基丙烯酸酯,例如,苯基甲基丙烯酸酯、苯甲酰基甲基丙烯酸酯、烯丙基甲基丙烯酸酯及类似物;
具有一个环氧基的甲基丙烯酸酯,例如,缩水甘油基甲基丙烯酸酯、甲基缩水甘油基甲基丙烯酸酯、环氧环己基甲基丙烯酸酯及类似物;
具有官能团的甲基丙烯酸酯,例如,N-羟甲基甲基丙烯酰氨、γ-甲基丙烯酸基三甲氧基硅烷;
具有多官能团的甲基丙烯酸酯,例如,二甲基丙烯酸乙二酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯及类似物。
而上述(c)的“二羧酸酯”,可以使用单酯,例如,马来酸一甲酯、衣康酸一甲酯;邻苯二甲酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯及类似物。
而上述(c)的“不饱和羧酸酐”,可以使用丙烯酸酐、马来酸酐及类似物。
而上述(d)的“金属盐”,可以使用不饱和羧酸例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和富马酸的铝盐、钙盐、锌盐和镁盐。
在本发明中,优选作为共交联剂使用的乙烯基不饱和单体的物质如下:
甲基丙烯酸;
甲基丙烯酸高酯,例如,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)、二甲基丙烯酸乙二酯(EDMA)、聚二甲基丙烯酸乙二酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸烯丙酯、四氢糠基甲基丙烯酸酯、以及异丁烯乙烯二甲基丙烯酸酯;
甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐,例如,丙烯酸铝、甲基丙烯酸铝、二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、丙烯酸钙、甲基丙烯酸钙、丙烯酸镁、甲基丙烯酸镁及类似物;以及
三烯丙基异氰尿酸酯、三烯丙基氰尿酸酯、二烯丙基邻苯二甲酸酯、二烯丙基衣康酸酯、乙烯基甲苯、乙烯基嘧啶、以及二乙烯基苯。
而多官能团聚合物,可以使用具有1,2-聚丁二烯官能团的聚合物。特别可以使用Buton150、Buton 100、聚丁二烯R-15、Diene-35、Hystal-B2000及类似物。
而上述二肟,可以使用p-醌二肟、p,p’-二苯甲酰醌二肟、N,N’-间亚苯基二马来酰亚胺及类似物。
在本发明中,在上述共交联剂中,使用二甲基丙烯酸锌作为主要的共交联剂。而其他共交联剂可以和二甲基丙烯酸锌组合使用。
而硫化促进剂,无机促进剂和有机促进剂均可以使用。
而无机促进剂,可以使用熟石灰、氧化镁、氧化钛、以及一氧化铅(PbO)。
而有机促进剂,可以使用秋兰姆、噻唑、硫脲、二硫代氨基甲酸盐(或酯)、以及亚磺酰胺。
而秋兰姆,可以使用四甲基秋兰姆一硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物、四乙基秋兰姆二硫化物、四丁基秋兰姆二硫化物、以及二环戊烷秋兰姆四硫化物。
而噻唑,可以使用2-巯基苯并噻唑、二苯并噻唑二硫化物、N-环己基苯并噻唑、N-环己基1-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-氧联二乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N-四-丁基-2-苯并噻唑亚磺酰、N,N-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺。
而硫脲,可以使用N,N-二乙基硫脲、乙烯硫脲、以及三甲基硫脲。
作为二硫代氨基甲酸盐,可以使用二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二甲基二硫代氨基甲酸铁(III)、二乙基二硫代氨基甲酸硒、以及二乙基二硫代氨基甲酸碲。
而胍促进剂,可以使用以下这些物质,二-邻甲苯胍、1,3-二苯胍、1-邻甲苯二胍、以及二-邻甲基苯二胍的二邻苯二酚硼酸盐。
而亚磺酰胺,可以使用N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺及类似物。
硫化促进剂的混合量应该足够大,从而可以充分显示橡胶组分的性能。在本发明中,以100质量份的橡胶组分为基准,硫化促进剂的混合量为0~3质量份。
在本发明中使用的硫化促进助剂包括金属氧化物例如锌白;脂肪酸例如硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸;以及已知的硫化促进助剂。金属氧化物例如锌白也可以作为如下所述的增强剂使用。而增塑剂,可以使用的化合物为邻苯二甲酸、脂肪酸、癸二酸、安息香酸及其类似物。尤其可以使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸三(邻甲苯酯)(TCP)及其类似物。
在本发明中,将氧化锌和甲基丙烯酸的混合物与橡胶组分(1)混合,从而在橡胶中形成二甲基丙烯酸锌,于是使二甲基丙烯酸锌显示出共交联剂的作用。但是也可以将除了氧化锌以外的金属氧化物或金属盐与橡胶组分(1)混合。以100质量份的橡胶组分(1)为基准,金属氧化物或金属盐的混合量为0~30质量份。
抗老化剂指的是一种用于防止老化例如氧化老化、热老化、臭氧老化、以及疲劳老化的添加剂。抗老化剂可以分为由胺类和酚类组成的第一抗老化剂;以及由含硫的化合物和亚磷酸盐组成的第二抗老化剂。第一抗老化剂具有向各种聚合物自由基提供氢并且终止自氧化链反应的功能。第二抗老化剂通过将过氧化羟基变为稳定的醇而显示出稳定化作用。
近年来,用于成像装置的清洁刮板需要在各种环境下使用。因此,需要采取措施防止清洁刮板的老化。感光器和清洁刮板之间的摩擦力会使聚合物老化。老化的聚合物释放出的自由基会加速自氧化反应。氧化老化会加速清洁刮板的磨损。因此需要采取措施防止清洁刮板的氧化老化。因为,清洁刮板需要在高温环境在使用,所以采取措施防止清洁刮板的热老化也很重要。此外,由于电荷基理产生了臭氧,所以需要采取方法防止清洁刮板由于臭氧作用而发生的老化。因此,可以通过将各种抗老化剂组合使用以防止上述氧化老化、热老化、臭氧老化和疲劳老化。尤其重要的是,可以将抗老化剂混合到热固弹性体组合物(1)中以防止由氧化老化造成的清洁刮板边缘的磨损。
而抗老化剂,可以使用胺类、酚类、咪唑、含磷的物质、以及硫脲。
而胺类,可以使用苯基-α-萘胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、p,p’二辛基二苯胺、p,p’-二异丙苯基二苯胺、N,N’二-2-萘基-对苯二胺、N,N’二苯基-对苯二胺、N-苯基-N’-异丙基-对苯二胺、以及N-苯基-N’-1,3-二甲基丁基-对苯二胺。
在本发明中使用的酚类包括2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚;苯乙烯化甲基苯酚;2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚);2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4’-硫化双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);2,5-二-叔丁基对苯二酚;以及2,5-二-叔戊基对苯二酚。而咪唑,可以使用2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑的锌盐、以及二丁基二硫代氨基甲酸镍。
而其它抗老化剂,可以使用含磷的物质,例如,三(壬基苯酚)亚磷酸酯;硫脲,例如1,3-二(二甲基氨丙基)-2-硫脲、三丁基硫脲及类似物;以及蜡,用于防止臭氧引起的老化。
以100质量份的橡胶组分(1)为基准,优选将抗老化剂的混合量设定为0.1~15质量份。以100质量份的橡胶组分(1)为基准,将抗老化剂的量设定为0.1~15质量份的原因如下:当抗老化剂的混合量少于0.1质量份时,无法显示出抗老化剂的作用。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差,并且耐磨性较差。另一方面,当抗老化剂的混合量大于15质量份时,由于其混合量过大而使抗老化剂的分散较差。因此制得的热固弹性体组合物的机械性能较差。
以100质量份的橡胶组分(1)为基准,抗老化剂的混合量进一步优选为0.5~10质量份。
而橡胶软化剂,可以使用邻苯二甲酸、异酞酸、脂肪酸、癸二酸、安息香酸、以及磷酸的衍生物。
尤其可以使用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)、邻苯二甲酸高醇酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸酯聚酯、二丁基二甘醇己二酸酯、二(丁氧基乙氧基乙基)己二酸酯、异辛基-塔罗油脂肪酸酯、三丁基磷酸酯(TBP)、三丁氧基乙基磷酸酯(TBEP)、三甲苯基磷酸酯(TCP)、甲苯基二苯基磷酸酯(CDP)、以及二苯基链烷烃。
橡胶用软化剂的混合量要足够大以使橡胶组分的性能能够充分显示。以100质量份的橡胶组分为基准,软化剂的混合量为0~5质量份。
而增强剂,除了主要作为填料使用的可以和弹性体发生相互作用的炭黑以外,还可以使用无机增强剂,例如,白炭黑(二氧化硅填料例如干法二氧化硅或湿法二氧化硅、硅酸盐例如硅酸镁)、碳酸钙、碳酸镁、硅酸镁、粘土(硅酸铝)、硅烷改性粘土、以及滑石;以及有机增强剂,例如,香豆酮和茚树脂、酚树脂、高苯乙烯树脂、以及木粉填料。
而具有出色的增强效果、价格低、分散性好、并且耐磨性好的炭黑,优选使用SAF碳(平均粒径:18~22nm)、SAF-HS碳(平均粒径:约20nm)、ISAF碳(平均粒径:19~29nm)、N-339碳(平均粒径:约24nm)、ISAF-LS碳(平均粒径:21~24nm)、I-ISAF-HS碳(平均粒径:21~31nm)、HAF碳(平均粒径:约26~30nm)、HAF-HS碳(平均粒径:22~30nm)、N-351碳(平均粒径:约29nm)、HAF-LS碳(平均粒径:约25~29nm)、LI-HAF碳(平均粒径:约29nm)、MAF碳(平均粒径:30~35nm)、FEF碳(平均粒径:约40~52nm)、SRF碳(平均粒径:约58~94nm)、SRF-LM碳、以及GPF碳(平均粒径:约49~84nm)。
在本发明中,由于二甲基丙烯酸锌或是二丙烯酸锌的共交联效果,可以大幅提高热固弹性体组合物的机械性能。热固弹性体组合物中不是必须含有上述增强剂。但根据需要,可以将0~100质量份的增强剂与100质量份的橡胶组分混合。
而其他的添加剂,可以使用酰胺化合物、脂肪酸、脂肪酸的金属盐以及蜡。
而酰胺化合物,可以使用脂肪族酰胺化合物和芳香族酰胺化合物。而脂肪族酰胺化合物中的脂肪酸,可以使用油酸、硬脂酸、芥子酸、己酸、羊蜡酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、花生酸、山嵛酸、棕榈油酸、二十烷酸、芥子酸、反式油酸、反式-11-二十烷酸、反式-13-甘二烷酸、亚油酸、亚麻酸、以及蓖麻油酸。而脂肪族酰胺化合物,优选使用乙烯基-二-芥子酰胺、乙烯基-二-油酰胺、乙烯基-二-硬脂酰胺、油酰胺、硬脂酰胺、芥子酰胺以及山嵛酰胺。进一步优选为油酰胺、硬脂酰胺以及芥子酰。
而脂肪酸,可以使用月桂酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸以及油酸。而用于形成脂肪酸金属盐的、脂肪酸包括月桂酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸以及油酸。金属包括锌、铁、钙、铝、锂、镁、锶、钡、铈、钛、锆、铅以及锰。
而蜡,可以使用石蜡、褐煤蜡以及酰胺蜡。
这些添加剂的混合量必须足够大才能充分显示出橡胶组分的性能。在本发明中,以100质量份的橡胶组分为基准,添加剂的混合量为0~10质量份。
而在组成本发明的清洁刮板的热固弹性体组合物中使用的交联剂(3),如上所述,可以使用硫、有机含硫化合物、有机过氧化物、耐热交联剂以及树脂交联剂。
通过将回收的硫进行研磨从而使用细粉末形式的硫。可以适当使用具有更好的分散性的表面处理过的硫。也可以使用不溶性硫以防止其从未硫化的橡胶中霜化。
而有机含硫化合物,可以使用N,N’-二硫二吗啉、联苯二硫化物、五溴二硫化物、五氯苯硫酚以及五氯苯硫酚锌及类似物。
而有机过氧化物,可以使用过氧化苯甲酰、1,1-二(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)正己烷、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)-3-己烯、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)正己烷、二过氧化叔丁基二异丙基苯、二叔丁基过氧化物、二叔丁基过氧化安息香酸盐(或酯)、二异丙苯基过氧化物、叔丁基异丙苯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)3-己烯、1,3-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、正丁基-4,4-二(过氧化叔丁基)戊酸盐(或酯)、对氯代苯甲酰过氧化物、2,4-二氯代苯甲酰过氧化物、叔丁基过氧化异丙基碳酸盐(或酯)、二乙酰过氧化物以及月桂酰过氧化物。
本发明中使用的耐热交联剂包括1,3-二(糠柠酰亚胺甲基)苯、六亚甲基-1,6-二硫代硫酸钠二水合物、1,6-二(二苯基硫代氨基甲酰二硫化物)正己烷。
而树脂交联剂,可以使用烷基苯酚树脂或溴化烷基苯酚甲醛树脂例如TACKROL 201(由Taoka化学工业有限公司生产)、TACKROL 250-III(由Taoka化学工业有限公司生产)、以及Hitanol 2501(由Hitachi化学有限公司生产)。
交联剂的混合量必须足够大,从而可以充分显示出橡胶组分的性能。以100质量份的橡胶组分为基准,交联剂的混合量为0.1~30质量份。
本发明的由热固弹性体组合物组成的清洁刮板是通过使用橡胶捏合设备如单螺杆挤出机、1.5-螺杆挤出机、双螺杆挤出机、开放式辊轧机、捏合机、班伯里混合机或加热辊轧机,将上述组分一一混合制得的。
各组分的混合顺序没有特别限制,但可以将所有组分一起加入到捏合设备中。也可以将一部分组分先加入到捏合设备中,将其捏合制得混合物后,再向其中加入剩余的其它组分,然后重复该捏合操作。优选使用的方法为,先把橡胶组分(1)和填料(2)捏合制得混合物,再向其中加入交联剂(3),然后重复该捏合操作。
本发明的用于成像装置的清洁刮板是通过使用已知的塑模方法例如压模法或注模法将热固弹性体组合物塑模制得的。
通过上述方法制得的本发明的清洁刮板具有的拉伸强度优选为不小于10MPa。如果清洁刮板的拉伸强度小于10MPa,则清洁刮板比较脆,而且会过度磨损。清洁刮板的拉伸强度进一步优选为约20MPa。
本发明的用于成像装置的清洁刮板的体积膨胀率优选不大于200%。当该清洁刮板的体积膨胀率大于200%时,清洁刮板就无法具有橡胶的弹性。清洁刮板的体积膨胀率进一步优选设为约150%。
本发明的作用如下。如上所述,本发明的用于成像装置的清洁刮板是由热固弹性体组合物塑模形成的,该热固弹性体组合物可以是热固弹性体组合物(A)、(B)、(C)和(D)中的任意一种,都含有丙烯腈-丁二烯橡胶作为其橡胶组分(1)以及二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸、氧化锌和氧化镁中的至少一种物质作为其填料(2)。由于二甲基丙烯酸锌和二丙烯酸锌的共交联作用,二甲基丙烯酸锌和二丙烯酸锌能够在交联时促使发生接枝聚合反应以形成精细结构。制得的热固弹性体组合物比传统的用炭黑增强的热固弹性体组合物具有更高的机械性能以及更好的耐磨性。因此,本发明的清洁刮板对于清洁具有较小直径的球形聚合色粉具有出色的清洁效果。
由于在热固弹性体组合物(C)和(D)中都含有由丙烯腈-丁二烯橡胶组成的橡胶组分,热固弹性体组合物(C)在丙烯腈-丁二烯橡胶的侧链引入了羧基、(D)在丙烯腈-丁二烯橡胶的侧链引入了链端乙烯基,因此橡胶组分的侧链能够发生交联反应。因此,由热固弹性体组合物(C)和(D)形成的清洁刮板具有更高的机械性能和耐磨性。因此,本发明的清洁刮板对于清洁具有较小直径的球形聚合色粉具有出色的清洁效果。
附图说明
图1是安装了本发明的清洁刮板的彩色成像装置的示意图;以及
图2解释了本发明的实施方式中检查清洁效果的方法。
具体实施方式
以下将参考附图对本发明的用于成像装置的清洁刮板的具体实施方式进行描述。
图1显示了本发明的清洁刮板20,以及一种安装了本发明的清洁刮板20的成像装置。
通过粘合剂将清洁刮板20与支架21粘合在一起。支架21由刚性金属、弹性金属,塑料或陶瓷制成。制作支架21的材料优选为金属,并且进一步优选为不含铬的SECC。
而用于粘合清洁刮板20和支架21的粘合剂,可以使用聚酰胺或聚氨酯热熔融粘合剂以及环氧或苯酚粘合剂。优选为使用热熔融粘合剂。
图1所示的彩色成像装置的成像过程如下所述:
首先,感光器12的旋转方向如图1中的箭头所示。通过充电辊11给感光器12充电后,通过镜子16使激光17曝光感光器12的非图像部分,因此,除去了非图像部分的静电。在这时候,感光器12对应于图像的部分被充电。然后,色粉15a被提供给感光器12并且吸附在有图像的部分以形成第一色的色粉图像。色粉图像通过主转移辊19a被转移到中间转移带13上。用同样的方法,在感光器12上形成各个其他彩色色粉15b~15d的色粉图像。因此在中间转移带13上形成了由四个彩色色粉15a~15d组成的全色图像。通过第二转移辊19b,将全色图像转移到待转移的材料(通常为纸)18上。当待转移的材料18在一对加热到预定温度的固定辊14之间穿过时,全色图像就被固定在了其表面上。
在上述过程中,为了将原始文件上的图像连续复制到多张记录纸上,通过使压在感光器12表面的清洁刮板20摩擦感光器12,将没有转移到中间转移带13上、仍留在感光器12上的色粉从感光器12上除去,并且收集到色粉收集盒22中。
本发明中第一实施方式的用于成像装置的清洁刮板20是通过将上述热固弹性体组合物(A)塑模制得的。
热固弹性体组合物(I)主要含有橡胶组分(1)、填料(2a、2b)以及交联剂(3)。
而橡胶组分(1),使用丙烯腈-丁二烯橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)。
优选使用键合的丙烯腈含量为31~36%的中高腈丙烯腈-丁二烯橡胶作为丙烯腈-丁二烯橡胶。
而氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,优选将中高腈的丙烯腈-丁二烯橡胶氢化,使氢化丙烯腈-丁二烯橡胶剩余的双键量不多于10%。进一步优选使用剩余双键量不多于10%的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶作为橡胶组分(1)。
而填料(2),使用共交联剂和抗老化剂。而共交联剂,使用二甲基丙烯酸锌(2a)。以100质量份的橡胶组分(1)为基准,二甲基丙烯酸锌的混合量设为5~60质量份。
而作为其它填料(2b)使用的抗老化剂,优选使用p,p’-二异丙苯基二苯胺和2-巯基苯并咪唑。以100质量份的橡胶组分为基准,抗老化剂的混合量设为0.1~15质量份。
以100质量份的橡胶组分为基准,交联剂(3)的混合量设为0.5~30质量份。
而交联剂(3),使用含硫的化合物、有机过氧化物或树脂交联剂。这些交联剂可以单独使用,也可以将两种或多种混合使用。
而含硫的化合物,优选使用联苯二硫化物。以100质量份的橡胶组分为基准,联苯二硫化物的混合量设为0.1~20质量份。
而有机过氧化物,优选使用二异丙苯基过氧化物。以100质量份的橡胶组分为基准,有机过氧化物的混合量设为0.5~10质量份,并且优选为1~6质量份。
而树脂交联剂,优选使用烷基苯酚树脂。以100质量份的橡胶组分为基准,树脂交联剂的混合量设为5~20质量份,并且优选为10~20质量份。
本发明中使用的热固弹性体组合物的制备过程如下:
首先将橡胶组分(1)和填料(2)在80~120℃的温度下使用捏合设备如单螺杆挤出机、1.5-螺杆挤出机、双螺杆挤出机、开放式辊轧机、捏合机、班伯里混合机或加热辊轧机捏合5~6分钟。如果捏合温度低于80℃,并且捏合时间少于5分钟,则橡胶组分(1)塑化不充分,并且混合物也没有被充分捏合。如果捏合温度大于120℃,并且捏合时间大于6分钟,则橡胶组分(1)会分解。
将交联剂(3)加入到制得的混合物后,使用上述捏合设备将其在80~90℃下捏合5~6分钟。如果捏合的温度低于80℃并且捏合时间少于5分钟,则混合物没有被充分塑化和捏合。如果捏合温度大于90℃,并且捏合时间大于6分钟,则交联剂(3)会分解。
本发明的清洁刮板20是通过上述方法由热固弹性体组合物塑模形成的。优选将热固弹性体组合物塑模加工为厚度为1~3mm、宽度为10~40mm、并且长度为200~500mm的长方形清洁刮板20。
塑模的方法没有特别限制,但可以使用已知的方法例如注模法或压模法。
进一步特别将热固弹性体组合物置于硬模中,在160~170℃下加压硫化20~40分钟。如果硫化温度低于160℃并且硫化时间小于20分钟,则热固弹性体组合物的硫化不充分。如果硫化温度高于170℃并且硫化时间大于40分钟,则橡胶组分会分解。
通过使用上述方法制得的清洁刮板20具有的拉伸强度不小于10MPa,并且体积膨胀率不大于200%。
因为本发明的清洁刮板20具有上述特性,所以清洁刮板20具有出色的耐磨性,并且在清除具有较小直径的球形聚合色粉方面也具有出色的效果。
用于成像装置的本发明第二个实施方式的清洁刮板20也是根据第一个实施方式将上述热固弹性体组合物(A)塑模制得的。
但第二个实施方式的清洁刮板的制备方法与第一个实施方式类似,除了在第二个实施方式中,没有将二甲基丙烯酸锌作为填料与橡胶组分(1)混合,而是将作为共交联剂的甲基丙烯酸和作为硫化促进助剂的氧化锌的混合物(2a)与橡胶组分(1)混合。
甲基丙烯酸和氧化锌之间的混合比例设为1∶1。以100质量份的橡胶组分为基准,甲基丙烯酸和氧化锌的混合物的混合量为5~60质量份。
通过上述方法制得的清洁刮板20的拉伸强度和体积膨胀率与第一个实施方式制得的清洁刮板类似,并且具有出色的耐磨性,并且在清除具有较小直径的球形聚合色粉方面也具有出色的效果。
用于成像装置的本发明第三个实施方式的清洁刮板也是通过将上述热固弹性体组合物(B)塑模制得的。
第三个实施方式的清洁刮板的生产方法与第一个和第二个实施方式相似,除了在第三个实施方式中,没有将二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸和氧化锌的混合物作为填料和橡胶组分(1)混合,而是将在作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR中细分散的二甲基丙烯酸锌与橡胶组分(1)混合。
更特别的是,作为橡胶组分(1),类似于第一个和第二个实施方式,使用NBR或/和HNBR(橡胶a)。但100质量份的橡胶组分(1)中的10~75质量份由含有作为橡胶组分(1)基础聚合物的HNBR的橡胶组分(1a)组成,并且二甲基丙烯酸锌细分散在HNBR中。
以100质量份的HNBR为基准,作为上述填料(2)细分散在氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)中的二甲基丙烯酸锌的量设为91~110质量份。
作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR中键合的丙烯腈的量设为21~44%。在100℃时的门尼粘度ML1+4被设为40~150。
通过使用上述方法制得的清洁刮板20的拉伸强度和体积膨胀率与第一个和第二个实施方式的清洁刮板类似,并且具有出色的耐磨性,并且在清除具有较小直径的球形聚合色粉方面,也具有出色的效果。
在热固弹性体组合物的第四个实施方式中,在100质量份的第一个实施方式中的橡胶组分(1)中包括40~100质量份的、引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶。引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,都是通过将丙烯酸或甲基丙烯酸与丙烯腈-丁二烯橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶三元共聚制得的,从而将羧基引入到其侧链或链端。
因此,在第四个实施方式中,不同于第一~第三个实施方式,二甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸与氧化锌的混合物并没有作为填料加入到橡胶组分中,而是将氧化锌或氧化镁加入其中。
在100质量份的橡胶组分(1)中加入了0.1~20质量份的氧化锌或氧化镁。
而交联剂(3),在第一个实施方式中使用硫或有机过氧化物。当使用硫作为交联剂(3)时,硫化促进剂被作为其他填料(2b)使用。
而硫,使用粉末状的硫。而有机过氧化物,使用二异丙苯基过氧化物。
以100质量份的橡胶组分(1)为基准,交联剂(3)的混合量设为0.1~30质量份。
而硫化促进剂,使用二苯并噻唑二硫化物和四甲基秋兰姆一硫化物。以100质量份的橡胶组分(1)为基准,硫化促进剂的混合量设为0.5~3质量份。
而除了硫化促进剂以外的填料(2b),使用硬酯酸、抗老化剂和炭黑。
以100质量份的橡胶组分(1)为基准,硬酯酸的混合量为0.5~10质量份。
而抗老化剂,优选使用p,p’-二异丙苯基二苯胺和2-巯基苯并咪唑。以100质量份的橡胶组分为基准,抗老化剂的混合量为0.1~15质量份。
以与第一个实施方式类似的方法形成第四个实施方式的清洁刮板。
在引入了羧基的热固弹性体组合物(C)的丙烯腈-丁二烯橡胶或热固弹性体组合物(C)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中,羧基的含量比被设为0.5~30mass%。
在以这种方法制得的清洁刮板20中,羧基被引入到丙烯腈-丁二烯橡胶或氢化丙烯腈-丁二烯橡胶的侧链或链端。因此,第四个实施方式比第一个至第三个实施方式更容易发生交联反应。因此,第四个实施方式的清洁刮板具有更高的拉伸强度和体积膨胀率,并且具有出色的耐磨性,并且在清除具有较小直径的球形聚合色粉方面,也具有出色的效果。
在第五个实施方式中,使用和第四个实施方式类似的方法形成清洁刮板,除了在100质量份的橡胶组分中包括引入了5~60质量份的二丙烯酸锌作为填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b),并且不包括氧化锌或氧化镁。
也就是说,100质量份的橡胶组分(1)中的5~60质量份是由引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)组成的。除了(1b)以外,将一种或多种NBR、HNBR、引入了羧基的NBR、引入了羧基的HNBR作为橡胶组分(1)使用。
在其中引入了二丙烯酸锌作为填料的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)中,氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)含有1~60mass%的二丙烯酸锌。
在以这种方法制得的清洁刮板20中,二丙烯酸锌作为橡胶组分的第三组分被引入。因此,第5个实施方式比第一~第三个实施方式更容易发生交联反应。因此,第五个实施方式的清洁刮板具有与第一~第三个实施方式相同或相似的拉伸强度和体积膨胀率,并且具有出色的耐磨性,且在清除具有较小直径的球形聚合色粉方面,也具有出色的效果。
实施例
本发明的实施例和对照例如下所述。
实施例1~18和对照例1~8如下所述。
测定如表1~表3所示各种橡胶组分(1)和填料(2a、2b)的混合量,然后将橡胶组分(1)和填料(2a、2b)加入到橡胶捏合设备例如双螺杆挤出机、开放式辊轧机、或班伯里混合机中。然后,将其在80~120℃的温度下捏合5~6分钟。
将制得的混合物与交联剂(3)一起加入到橡胶捏合设备例如开放式辊轧机、班伯里混合机或捏合机中。交联剂(3)的混合量如表1~表3所示。然后,将其在80~90℃的温度下捏合5~6分钟。
将制得的橡胶组合物置于硬模中,在160~170℃温度下加压硫化20~40分钟,从而得到厚度为2mm的薄板。
从厚度为2mm的薄板上切割下宽度为27mm并且长度为320mm的清洁刮板后,通过热熔融金刚石将清洁刮板粘合到由不含铬的SECC制成的支架上。将薄板的中心部分切下以获得清洁部件。
表1
CE1 | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | CE2 | ||
橡胶组分(1) | NBR(橡胶a) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
HNBR(橡胶a) | 100 | ||||||||
含有ZDMA的HNBR-A(1a) | |||||||||
含有ZDMA的HNBR-B(1a) | |||||||||
填料(2a) | 二甲基丙烯酸锌 | 4 | 5 | 15 | 30 | 40 | 40 | 60 | 65 |
甲基丙烯酸 | |||||||||
氧化锌 | |||||||||
填料(2b) | 氧化镁 | ||||||||
炭黑 | |||||||||
抗老化剂A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
抗老化剂B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||
交联剂(3) | 含硫化合物 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
过氧化物 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 3 | |
含有ZDMA的HNBR | 二甲基丙烯酸锌(2a)的含量 | ||||||||
键合的丙烯腈的量 | |||||||||
门尼粘度ML1+4(100℃) | |||||||||
100质量份的整个橡胶组分中的填料(2a)的质量份 | 4 | 5 | 15 | 30 | 40 | 40 | 60 | 65 | |
拉伸强度(MPa) | 13 | 15 | 18 | 21 | 24 | 27 | 29 | 39 | |
体积膨胀率(%) | 198 | 160 | 159 | 154 | 153 | 123 | 121 | 225 | |
清洁性能 | × | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | × | |
耐磨性 | × | △ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | × |
在最上栏中的E和CE分别表示实施例和对照例。
表2
CE3 | E7 | E8 | E9 | E10 | E11 | CE4 | CE5 | CE6 | ||
橡胶组分(1) | NBR(橡胶a) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
HNBR(橡胶a) | 100 | 100 | ||||||||
含有ZDMA的HNBR-A(1a) | ||||||||||
含有ZDMA的HNBR-B(1a) | ||||||||||
填料(2a) | 二甲基丙烯酸锌 | |||||||||
甲基丙烯酸 | 2 | 2.5 | 10 | 10 | 20 | 30 | 35 | 10 | 10 | |
氧化锌 | 2 | 2.5 | 10 | 10 | 20 | 30 | 35 | |||
填料(2b) | 氧化镁 | 10 | 10 | |||||||
炭黑 | 15 | 15 | ||||||||
抗老化剂A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||
抗老化剂B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||
交联剂(3) | 含硫化合物 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||||
过氧化物 | 3 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | |
含有ZDMA的HNBR | 二甲基丙烯酸锌(2a)的含量 | |||||||||
键合的丙烯腈的量 | ||||||||||
门尼粘度ML1+4(100℃) | ||||||||||
100质量份的整个橡胶组分中填料(2a)的质量份 | 4 | 5 | 20 | 20 | 40 | 60 | 70 | 10 | 10 | |
拉伸强度(MPa) | 16 | 17 | 22 | 11 | 15 | 15 | 32 | 断裂 | 14 | |
体积膨胀率(%) | 210 | 158 | 121 | 164 | 99 | 100 | 87 | 104 | 226 | |
清洁效果 | × | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | ○ | ○ | |
耐磨性 | × | △ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | × | × | × |
在最上栏中的E和CE分别表示实施例和对照例。
表3
CE7 | E12 | E13 | E14 | E15 | E16 | E17 | E18 | CE8 | ||
橡胶组分(1) | NBR(橡胶a) | |||||||||
HNBR(橡胶a) | 93 | 90 | 70 | 45 | 25 | 70 | 45 | 25 | 20 | |
含有ZDMA的HNBR-A(1a) | 7 | 10 | 30 | 55 | 75 | |||||
含有ZDMA的HNBR-B(1a) | 30 | 55 | 75 | 80 | ||||||
填料(2a) | 二甲基丙烯酸锌 | |||||||||
甲基丙烯酸 | ||||||||||
氧化锌 | ||||||||||
填料(2b) | 氧化镁 | |||||||||
炭黑 | ||||||||||
抗老化剂A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||
抗老化剂B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||
交联剂(3) | 含硫化合物 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
过氧化物 | 3 | 3 | 4.5 | 6 | 6 | 4.5 | 6 | 6 | 3 | |
含有ZDMA的HNBR | 二甲基丙烯酸锌(2a)的含量 | 3.5 | 5 | 15 | 27.5 | 37.5 | 15 | 27.5 | 37.5 | 40 |
键合的丙烯腈的量 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | |
门尼粘度ML1+4(100℃) | 145 | 145 | 145 | 145 | 57.5 | 57.5 | 57.5 | 57.5 | 57.5 | |
100质量份的整个橡胶组分中填料(2a)的质量份 | 3.6 | 5.3 | 17.6 | 46.8 | 60 | 17.6 | 46.8 | 60 | 66.7 | |
拉伸强度(MPa) | 11 | 15 | 18 | 36 | 38 | 21 | 29 | 40 | 46 | |
体积膨胀率(%) | 256 | 188 | 150 | 119 | 103 | 164 | 120 | 98 | 190 | |
清洁效果 | × | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | × | |
耐磨性 | × | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | × |
在最上栏中的E和CE分别表示实施例和对照例。
如表1~表3所示的橡胶组分(1)、填料(2a、2b)以及交联剂(3)的各个混合量的单位为质量份。含有ZDMA的HNBR中的二甲基丙烯酸锌(2a)的量为在橡胶组分(1)的含有ZDMA的HNBR中的二甲基丙烯酸锌(2a)的量(质量份)。
如表1~表3所示的“100质量份的整个橡胶组分中填料(2a)的量”指的是以100质量份的整个橡胶组分为基准的、包括在含有ZDMA的HNBR中含有的二甲基丙烯酸锌(2a)的量在内的填料(2a)的总量,其中“整个橡胶组分”指的是除了含有ZDMA的HNBR以外的橡胶组分与含有ZDMA的HNBR中含有的HNBR(作为基础聚合物)的总量。
用于表1~表3中所示组分的产品如下:
·NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶):“N232S(商品名)”,购自JSR公司(键合的丙烯腈含量:35%);
·HNBR(氢化丙烯腈-丁二烯橡胶):HNBR被用于橡胶组分(1)的基础聚合物(“Zetpol 2010H(商品名)”,购自Zeon公司,键合的丙烯腈含量:36%,门尼粘度:145);
·含有ZDMA的HNBR-A(二甲基丙烯酸锌细分散在作为橡胶组分(1)的基础聚合物使用的HNBR中):“Zeoforte ZSC 2195H(商品名)”,购自Zeon公司(二甲基丙烯酸锌含量:50质量份);
·含有ZDMA的HNBR-B(二甲基丙烯酸锌细分散在作为橡胶组分(1)的基础聚合物使用的“Zetpol 2020L(商品名)”(键合的丙烯腈含量:36%,门尼粘度:57.5)中):“Zeoforte ZSC2195H(商品名)”,购自Zeon公司(二甲基丙烯酸锌含量:50质量份);
·二甲基丙烯酸锌:“Sunester SK-30(商品名)”,购自Sanshin化学工业有限公司;
·甲基丙烯酸:“MAA(商品名)”,购自Mitsubishi Rayon有限公司;
·氧化锌:“两种氧化锌(商品名)”,购自Mitsui Mining and Smelting有限公司;
·氧化镁:“150ST(商品名)”,购自Tokai Carbon有限公司;
·炭黑:“SEAST ISAF(商品名)”,购自Tokai Carbon Co.,Ltd.生产;
·抗老化剂A(p,p’-二异丙苯基二苯胺):“Nocluck CD”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·抗老化剂B(2-巯基苯并咪唑):“Nocluck MB”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·含硫化合物(联苯二硫化物):“DPDS(商品名)”,购自Sumitomo Seika化学有限公司;
·有机过氧化物(二异丙苯基过氧化物):“Percumyl D”,购自NOF公司;
表1~表3中所示的性能的测试方法如下:
(1)拉伸强度:从制得的薄板上,冲压制备的厚度为2mm的薄板获得哑铃形的三号试样,根据JIS K 6251在500mm/minute的拉伸速率下测定其拉伸强度。
(2)体积膨胀率(%):根据JIS K 6258,将尺寸为20mm×20mm×2mm的各个样片在40℃的温度下在甲苯中浸泡24小时,并且计算每块样片的体积膨胀率。
(3)评估清洁效果:如图2所示,将具有较小直径的球形聚合色粉(取自Canon生产的商品打印机中的商品色粉)依附到水平放置的应用了OPC(由本发明者制造的有机光导体)的玻璃板23上。将应用了OPC的玻璃板23以200mm/second滑动率与粘合到支架21上的各个实施例和对照例的清洁刮板20发生滑动,并且观察色粉刮擦的状态,其中支架21与应用了OPC的玻璃板23之间的夹角为10~50度。在温度为23℃并且相对湿度为55%的条件下进行该测试。
而清洁效果,将能够刮下所有色粉的样片标记为○。将即使在玻璃板23上留下少量色粉的样片标记为×。
(4)评估耐磨性:
将粘合了各个实施例和对照例的清洁刮板20的支架21安装在成像装置上,以200~500mm/second的转速旋转。将100,000纸放入到成像装置中,打印浓度为4%,在送纸结束后观察清洁刮板20的边缘。通过测量边缘磨损表面(部分Ws)的开口长度评估其耐磨性。在室温23℃并且相对湿度为55%的条件下进行该测试。
在表1~表3中,将开口长度为0~5μm的清洁刮板标记为“◎”。将开口长度为5~10μm的清洁刮板标记为“○”。将开口长度为10~50μm的清洁刮板标记为“△”。将开口长度不小于50μm的清洁刮板标记为“×”。
实施例1~6和对照例1、2
如表1所示,对照对1的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和4质量份的作为填料(2)与其混合的二甲基丙烯酸锌,并且该对照例在其清洁效果和耐磨性方面有问题。对照例2的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和65质量份的作为填料(2)与其混合的二甲基丙烯酸锌,并且该对照例具有的体积膨胀率小于200%,并且在清洁效果和耐磨性方面有问题。
实施例1~6的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和5~60质量份的作为填料(2)与其混合的二甲基丙烯酸锌,并且其拉伸强度不小于10MPa,并且体积膨胀率远小于200%。因此,该清洁刮板具有出色的清洁性能和耐磨性。
实施例7~11和对照例3~6
如表2所示,对照例3的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和4质量份的作为填料(2)与其混合的甲基丙烯酸和氧化锌以1∶1的比例互相混合的混合物,并且该清洁刮板的体积膨胀系数不小于200%,并且在清洁效果和耐磨性方面有问题。对照例4的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和70质量份的作为填料(2)与其混合的甲基丙烯酸和氧化锌以1∶1的比例互相混合的混合物,并且该清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。
对照例5的清洁刮板中的二甲基丙烯酸锌的作用不是共交联剂,并且该清洁刮板在测试其拉伸强度时发生断裂。对照例6中的清洁刮板中的二甲基丙烯酸锌的作用同样不是共交联剂,并且该清洁刮板的体积膨胀率不小于200%,并且在耐磨性方面有问题。
实施例7~11中的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和5~60质量份的作为填料(2)与其混合的甲基丙烯酸和氧化锌以1∶1的比例互相混合的混合物,并且该清洁刮板的拉伸强度不小于10MPa,并且体积膨胀率远小于200%。因此,该清洁刮板具有出色的清洁效果和耐磨性。
实施例12~18和对照例7、8
如表3所示,对照例7的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和7质量份的作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR和在其中细分散的二甲基丙烯酸锌的混合物(含有ZDMA的NHBR),并且该清洁刮板的体积膨胀率不小于200%,并且在清洁效果和耐磨性方面有问题。对照例8的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和80质量份的HNBR和在其中细分散的二甲基丙烯酸锌的混合物(含有ZDMA的NHBR),并且该清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。
在实施例12~18的清洁刮板中含有100质量份的橡胶组分(1)和10~75质量份的作为橡胶组分(1)的基础聚合物的HNBR和在其中细分散的二甲基丙烯酸锌的混合物(含有ZDMA的NHBR),以100质量份的整个橡胶组分为基准,二甲基丙烯酸锌的混合量为5~60质量份,并且该清洁刮板的拉伸强度不小于10MPa,并且体积膨胀率远小于200%。因此,该清洁刮板具有出色的清洁效果和耐磨性。
实施例子19~30和对照例9~15如下所示。
测得如表4和表5中所示的各个橡胶组分(1)和填料(2)的混合量后,将橡胶组分(1)和填料(2)加入到橡胶捏合设备例如双螺杆挤出机、开放式辊轧机或班伯里混合机中。然后,将其在80~120℃的温度下捏合5~6分钟。
将制得的混合物和交联剂(3)加入到橡胶捏合设备例如开放式辊轧机、班伯里混合机或捏合机中。交联剂(3)的混合量如表4和5所示。然后,将其在80~90℃的温度下捏合5~6分钟。
将制得的橡胶组合物置于硬模中后,在160~170℃的温度下将其加压硫化20~40分钟,从而制得厚度为2mm的薄板。
从厚度为2mm的薄板上切割下宽度为27mm并且长度为320mm的清洁刮板后,通过热熔融金刚石将清洁刮板粘合到由不含铬的SECC制成的支架上。薄板的中心部分被切下,从而制得清洁部件。
表4
CE9 | CE10 | CE11 | E19 | E20 | E21 | E22 | E23 | E24 | ||
橡胶组分(1) | NBR | 100 | 60 | |||||||
HNBR | 100 | 65 | 60 | |||||||
XNBR | 100 | 100 | 40 | |||||||
HXNBR | 35 | 100 | 100 | 40 | ||||||
ART | ||||||||||
填料(2) | 甲基丙烯酸 | |||||||||
氧化锌 | 5 | 5 | ||||||||
氧化镁 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||||||
硬脂酸 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
炭黑 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||||
抗老化剂A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
抗老化剂B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | ||||
硫化促进剂A | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |||
硫化促进剂B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |||
交联剂(3) | 硫 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | ||
有机过氧化物 | 2.4 | 3.6 | ||||||||
拉伸强度(MPa) | 2.1 | 3.5 | 9 | 18 | 21 | 26 | 28 | 15 | 24 | |
体积膨胀系数(%) | 350 | 287 | 226 | 128 | 146 | 107 | 115 | 131 | 109 | |
清洁效果 | ×× | × | × | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ | |
耐磨性 | ×× | × | × | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ○ | ○ |
在最上栏中的E和CE分别表示实施例和对照例。
表5
CE12 | CE13 | CE14 | CE15 | E25 | E26 | E27 | E28 | E29 | E30 | ||
橡胶组分(1) | NBR | 97 | 35 | 90 | 40 | ||||||
HNBR | 80 | ||||||||||
XNBR | 100 | 80 | |||||||||
HXNBR | 100 | 80 | 80 | ||||||||
ART | 3 | 65 | 10 | 60 | 20 | 20 | 20 | 20 | |||
填料(2) | 甲基丙烯酸 | 10 | 10 | ||||||||
氧化锌 | 10 | 10 | |||||||||
氧化镁 | |||||||||||
硬脂酸 | |||||||||||
炭黑 | 20 | 50 | 20 | 20 | 20 | 20 | |||||
抗老化剂A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||
抗老化剂B | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||
硫化促进剂A | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | ||
硫化促进剂B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | ||
交联剂(3) | 硫 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |
有机过氧化物 | 3.6 | ||||||||||
拉伸强度(MPa) | 橡胶焦化并且无法捏合 | 9 | 3 | 16 | 13 | 22 | 25 | 28 | 31 | ||
体积膨胀系数(%) | 215 | 295 | 158 | 136 | 122 | 125 | 114 | 127 | |||
清洁效果 | × | ×× | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | |||
耐磨性 | × | ×× | ○ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ |
在最上栏中的E和CE分别表示实施例和对照例。
如表4和表5所示的橡胶组分(1)、填料(2a、2b)以及交联剂(3)的各个混合量的单位为质量份。
用于表4和表5中所示组分的产品如下:
·NBR(丙烯腈-丁二烯橡胶):“N232S(商品名)”,购自JSR公司(键合的丙烯腈含量:35%);
·HNBR(氢化丙烯腈-丁二烯橡胶):HNBR被作为橡胶组分(1)的基础聚合物使用(“Zetpol2010H(商品名)”,购自Zeon公司,键合的丙烯腈含量:36%,门尼粘度:145);
·XNBR(羧基化丙烯腈-丁二烯橡胶):“Kryrac x7.50(商品名)”,购自Bayer有限公司;
·HXNBR(羧基化氢化丙烯腈-丁二烯橡胶):“Therban XT VPKA8889(商品名)”,购自Bayer有限公司;
·ART(其中引入了二丙烯酸锌的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶):“Therban ART VPKA8796(商品名)”,购自Bayer有限公司;
·甲基丙烯酸:“MAA(商品名)”,购自Mitsubishi Rayon有限公司;
·硬脂酸:“Tsubaki(商品名)”,购自NOF公司;
·氧化锌:“两种氧化锌(商品名)”,购自Mitsui Mining and Smelting有限公司;
·氧化镁:“150ST(商品名)”,购自Tokai Carbon有限公司;
·炭黑:“SEAST ISAF(商品名)”,购自Tokai Carbon有限公司;
·抗老化剂A(p,p’-二异丙苯基二苯胺):“Nocluck CD(商品名)”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·抗老化剂B(2-巯基苯并咪唑):“Nocluck MB(商品名)”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·硫化促进剂A(二苯并噻唑二硫化物):“Nocceler DM(商品名)”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·硫化促进剂B(四甲基秋兰姆一硫化物):“Nocceler TS(商品名)”,购自Ouchishinko化学工业有限公司;
·硫:粉末状硫,购自Tsurumo化学工业有限公司;
·有机过氧化物(二异丙苯基过氧化物):“Percumyl D(商品名)”,购自NOF公司。
在表4和表5中所示的性能中,通过运用与测定实施例1~19和对照例1~8类似的方法,测定其拉伸强度、体积膨胀率和耐磨性。在耐磨性测试中在150,000张纸上进行打印。
运用下述方法测定其清洁效果。
评估其清洁效果
通过冲压制得厚度为2mm的刮板形薄板,并且安装在支架上形成清洁部件。将该清洁部件安装在成像装置(由本发明者制造)上,其中感光鼓在转动。
预先计算出提供至感光鼓的单位面积上的色粉量(在滑过感光鼓之前的色粉量)。以4%的密度打印150,000张纸后,转动感光鼓以测定当清洁刮板清洁时位于清洁刮板后面的感光鼓上存在的色粉量(在滑过感光鼓之后的色粉量)。将测得的色粉量转化成单位面积上的量,以计算在下列条件下各个清洁刮板的清洁效果的值。
在室温23℃并且相对湿度为55%的条件下进行该测试。使用的色粉为平均直径为5~10μm并且球面度为0.90~0.99的球形聚合色粉。
(清洁效果)=(滑过感光鼓之后的色粉量)/(滑过感光鼓之前的色粉量)
数值小于0.5的清洁刮板具有较好的清洁效果。
在表4和表5中,将数值小于0.3的清洁刮板标记为“◎”。将数值大于0.3不大于0.5的清洁刮板标记为“○”。将数值大于0.5不大于0.7的清洁刮板标记为“×”。将数值大于0.7的清洁刮板标记为“××”。
实施例19~24和对照例9~11
如表4所示,对照例9和10的清洁刮板中不含任何引入了羧基的NBR(XNBR)、引入了羧基的氢化NBR(HXNBR)、甲基丙烯酸、氧化锌、或氧化镁,并且该清洁刮板的拉伸强度远小于10MPa,并且体积膨胀率不小于200%。因此,对照例9和10的各个清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。对照例11的清洁刮板中在100质量份的橡胶组分(1)中含有3质量份的、少量的引入了羧基的氢化NBR(HXNBR),并且不含氧化锌或氧化镁,并且其拉伸强度小于10MPa,并且体积膨胀率不小于200%。因此,对照例11的清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。
实施例19~24的清洁刮板中,在100质量份的橡胶组分(1)中含有40~100质量份的引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,并且以100质量份的橡胶组分(1)为基准,还含有5~60质量份的氧化锌或氧化镁。各个清洁刮板的拉伸强度都远大于10MPa,并且体积膨胀率不大于150%。因此,具有出色的清洁效果和耐磨性。实施例25~30和对照例12~15
如表5所示,对照例11和对照例12的各个组合物中含有XNBR或HXNBR、甲基丙烯酸和氧化锌,橡胶发生焦化并且不能进行捏合操作。因此,无法形成清洁刮板。在对照例14的清洁刮板中,在100质量份的橡胶组分(1)中含有3质量份的、少量的中引入了二丙烯酸锌作为填料的的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(ATR),并且该清洁刮板的拉伸强度小于10MPa,并且体积膨胀率不小于200%。因此,对照例14的清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。在对照例15的清洁刮板中,在100质量份的橡胶组分(1)中含有65质量份的大量的ART,因此,该清洁刮板的拉伸强度只有3MPa,并且体积膨胀率不小于200%。因此,该清洁刮板在清洁效果和耐磨性方面有问题。
实施例25~30的各个清洁刮板中,在100质量份的橡胶组分(1)中含有5~60质量份的、引入了二丙烯酸锌作为填料的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,并且该清洁刮板的拉伸强度不小于10MPa,并且体积膨胀率小于160%。因此,具有出色的清洁效果和耐磨性。
Claims (10)
1.一种用于成像装置的清洁刮板,它通过将以下(A)、(B)、(C)和(D)中任何一种热固弹性体组合物塑模而成,每个(A)、(B)、(C)和(D)都含有丙烯腈-丁二烯橡胶作为其橡胶组分(1),以及二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸、氧化锌和氧化镁中的至少一种作为其填料(2):
(A):一种热固弹性体组合物,其中将5~60质量份的作为所述填料(2)的所述二甲基丙烯酸锌(2a)或所述甲基丙烯酸锌和所述氧化锌的混合物(2a)与100质量份的所述橡胶组分(1)混合,
(B):一种热固弹性体组合物,在100质量份的所述橡胶组分(1)中包含10~75质量份的分散有所述二甲基丙烯酸锌作为所述填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a),
(C):一种热固弹性体组合物,在100质量份的所述橡胶组分(1)中包含40~100质量份的引入了羧基的丙烯腈-丁二烯橡胶或引入了所述羧基的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶,并且将0.1~20质量份的作为所述填料(2)的所述氧化锌或所述氧化镁与100质量份的橡胶组分(1)混合,以及
(D):一种热固弹性体组合物,在100质量份的所述橡胶组分(1)中包含5~60质量份的引入了所述二丙烯酸锌作为所述填料(2)的氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)。
2.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,在分散有所述二甲基丙烯酸锌作为所述填料(2)的所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1a)中,将91~115质量份的所述二甲基丙烯酸锌与100质量份的所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶混合;
所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中键合的丙烯腈的量设为21%~46%;以及
在100℃下,所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶的门尼粘度ML1+4设为20~160。
3.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,在引入了所述二丙烯酸锌作为所述填料的所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶(1b)中,所述二丙烯酸锌的用量为1~60mass%。
4.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,除了所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶以外,所述橡胶组分(1)还包括天然橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、或两种或多种所述橡胶组分的混合物。
5.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,每个所述热固弹性体组合物(A)和(B)中的所述丙烯腈-丁二烯橡胶包括丙烯腈-丁二烯橡胶或/和氢化丙烯腈-丁二烯橡胶。
6.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,在引入了所述羧基的所述热固弹性体组合物(C)的所述丙烯腈-丁二烯橡胶中或/和所述热固弹性体组合物(C)的所述氢化丙烯腈-丁二烯橡胶中,所述羧基的含量比设为0.5~30mass%。
7.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,所述热固弹性体组合物中含有:
一种或多种选自于包括共交联剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、抗老化剂、橡胶软化剂、增强剂、以及其它添加剂的一组填料(2b)中的填料(2);以及
交联剂(3),包括硫、有机含硫化合物、有机过氧化物、耐热交联剂、以及树脂交联剂。
8.如权利要求7所述的清洁刮板,其特征在于,将0.1~20质量份的所述填料(2b)与100质量份的所述橡胶组分(1)混合;并且将0.1~30质量份的所述交联剂(3)与100质量份的所述橡胶组分(1)混合。
9.如权利要求7所述的清洁刮板,其特征在于,将0.1~15质量份的所述抗老化剂与100质量份的所述橡胶组分(1)混合。
10.如权利要求1所述的清洁刮板,其特征在于,是通过将具有的拉伸强度不小于10MPa并且体积膨胀率不大于200%的所述热固弹性体组合物塑模制得的。
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