JP2003012752A - ポリウレタン及び電子写真装置用ブレード - Google Patents

ポリウレタン及び電子写真装置用ブレード

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JP2003012752A
JP2003012752A JP2001203290A JP2001203290A JP2003012752A JP 2003012752 A JP2003012752 A JP 2003012752A JP 2001203290 A JP2001203290 A JP 2001203290A JP 2001203290 A JP2001203290 A JP 2001203290A JP 2003012752 A JP2003012752 A JP 2003012752A
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Japan
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polyurethane
blade
perfluoroalkyl
electrophotographic apparatus
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JP2001203290A
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Yoshinori Fujiwara
良則 藤原
Yasuhiro Sako
康浩 迫
Toshio Yamamoto
敏夫 山本
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械特性が高く、高温時の摺動異音の少ない
ポリウレタン及び電子写真装置用ブレードを提供する。 【解決手段】 ポリオールとイソシアネートとを反応硬
化させてなるポリウレタンであって、パーフルオロアル
キル成分を含有することにより、23℃におけるJIS
A硬度が60〜80度であり、かつ、JIS K 6
394に準拠して測定された損失係数(tanδ)のピ
ークの温度が−10〜10℃にあり、55℃における損
失係数(tanδ)の値が0.040〜0.075であ
るポリウレタン。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械特性が高く、
高温時の摺動異音の少ないポリウレタン及び電子写真装
置用ブレードに関する。
【従来の技術】ポリウレタンは、耐摩耗性に優れる等、
機械特性のバランスがとれていることから、各種産業用
ローラー、床材、搬送や伝動用ベルト、電子写真用部材
等に広い用途を有する。このうち電子写真用部材として
は、電子写真装置における除電、帯電、現像、転写又は
クリーニング部に使用されるブレード等に用いられてい
る。
【0002】例えば、普通紙を記録紙として用いる静電
式電子写真複写機では、一般に、感光体の表面に放電に
より静電荷を与え、その上に画像を露光して静電潜像を
形成し、次に、逆極性を帯びたトナーを静電潜像に付着
させて現像し、そのトナー像を記録紙に転写し、最後
に、トナー像が転写された記録紙を加熱加圧し、トナー
を記録紙上に定着させることによって複写を行う。
【0003】従って、複数枚の記録紙に順次複写を行う
ためには、上記工程において、感光体より記録紙にトナ
ー像を転写した後、感光体の表面に残留するトナーを除
去する必要があり、その除去方式の一つとして、ブレー
ドを感光体表面に圧接し、感光体を摺擦してクリーニン
グするブレード・クリーニング方式が知られている。こ
のブレード・クリーニング方式のための電子写真装置用
ブレードのエッジ部のゴム部材としては、特に、耐摩耗
性等の機械的強度、寸法精度、耐トナー性、感光体を傷
付けない等の特性に優れていることから、熱硬化型のポ
リウレタンからなる成形物が好ましく用いられている。
【0004】しかし、従来のポリウレタンを用いた成形
物では、50〜60℃の高温時、又は、連続運転により
電子写真装置内が50〜60℃の高温になったときに
は、相手部材と摺擦する際に鳴きと呼ばれる異音、即ち
摺動異音を発生することがあった。これはオフィス等で
用いられることの多い電子写真装置では耳障りな音とし
て問題になっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、機械特性が高く、ガラス転移点(Tg)を高める
ことなく高温時の損失係数(tanδ)の値を上昇させ
振動吸収特性を付与することで、高温時の摺動異音の少
ないポリウレタン及び電子写真装置用ブレードを提供す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、パーフルオロアルキル成分がポリウレタ
ンの主鎖又は側鎖に導入されることにより、粘弾性挙動
において、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E”)や
損失係数(tanδ)のピーク温度で表されるポリウレ
タンの優れた機械特性を維持した上に、ガラス転移点
(Tg)を高めることなく、55℃における損失係数
(tanδ)の値を向上させ振動吸収特性を付与するこ
とにより、摺動異音を抑制することができることを見出
し、本発明を完成させるに至った。なお、上記55℃の
温度は、電子写真装置の使用温度である0〜35℃にお
けるクリーニングブレード等が配置される感光体周辺の
温度である10〜55℃のうち、摺動異音を発生しやす
い高温側に対応したものである。
【0007】本発明は、ポリオールとイソシアネートと
を反応硬化させてなるポリウレタンであって、パーフル
オロアルキル成分を含有することにより、23℃におけ
るJIS A硬度が60〜80度であり、かつ、JIS
K 6394に準拠して測定された損失係数(tan
δ)のピークの温度が−10〜10℃にあり、55℃に
おける損失係数(tanδ)の値が0.040〜0.0
75であるポリウレタンである。以下に本発明を詳述す
る。
【0008】本発明のポリウレタンは、ポリオールとイ
ソシアネートとを反応硬化させてなるものである。上記
ポリオールとしては特に限定されないが、例えば、ポリ
エチレンアジペート、ポリブチレンアジペートジオール
等のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、カプロラクトンエステルポリオール、ポリカーボネ
ートエステルポリオール、シリコンポリオール等を挙げ
ることができる。
【0009】上記イソシアネートとしては特に限定され
ないが、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート(MDI)、トリレンジイソシアネート、ナフ
タレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができ
る。
【0010】上記ポリオールとイソシアネートとを反応
硬化させる方法としては特に限定されないが、例えば、
ポリオールとイソシアネートとを反応させてプレポリマ
ーを調製し、上記プレポリマーと低分子量ポリオールを
含む硬化剤組成物とを反応させて硬化させる方法等が好
適に用いられる。
【0011】上記低分子量ポリオールとしては特に限定
されないが、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、エチレングリコール等の低分子量ジオー
ル、トリメチロールプロパン等の低分子量トリオール、
又は、これらの混合物が好適に用いられる。
【0012】本発明のポリウレタンは、パーフルオロア
ルキル成分を主鎖又は側鎖に有するものである。上記パ
ーフルオロアルキル成分の含有量は、0.5〜5重量%
であることが好ましい。0.5重量%未満であると摺動
異音を抑えられないことがあり、5重量%を超えると耐
摩耗性等の機械特性が低下することがある。
【0013】上記パーフルオロアルキル成分は、ポリウ
レタンの生成工程においてパーフルオロアルキル化合物
を反応系に添加することにより導入することができる。
上記パーフルオロアルキル化合物としては、テトラフル
オロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等のフルオロ
アルケンにアルキレンオキサイドを付加重合させたもの
で、分子の一方端にパーフルオロ基、他端に水酸基やア
ミノ基等の活性水素含有基を有するもの等を用いること
ができる。アルキレンオキサイドとしてエチレンオキサ
イド及び/又はプロピレンオキサイド成分を有するもの
が、ポリウレタン形成用のポリオール成分との相溶性に
富み、また、活性水素含有基側がポリウレタン側に結合
し、フッ素分子がポリマーの表面に出やすくなる点で好
ましい。
【0014】上記パーフルオロアルキル化合物の添加方
法としては特に限定されないが、好ましくは、まず、ポ
リオールとイソシアネートとを反応させてプレポリマー
を調製し、次いで、得られたプレポリマーと硬化剤組成
物とを反応硬化させてポリウレタンを調製するときに、
上記硬化剤組成物にパーフルオロアルキル化合物を添加
する。この方法により、安定してパーフルオロアルキル
化合物をポリウレタンに導入でき、また、作業も容易と
なる。
【0015】本発明のポリウレタンは、23℃における
JIS−A硬度が60〜80度である。60度未満であ
るとブレード等に用いるには剛性不足で圧接力が確保さ
れず、80度を超えるとブレードが被接触面の表面を傷
付けやすい等の問題がある。なお、上記JIS A硬度
とは、JIS K 7312に準じて、スプリング式タ
イプA硬さ試験機により測定される値である。
【0016】本発明のポリウレタンは、上記硬度のほ
か、JIS K 6394に準拠して測定された粘弾性
挙動において貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E”)
や損失係数(tanδ)のピーク温度で表されるポリウ
レタンの優れた機械特性を維持した上に、55℃におけ
る損失係数(tanδ)の値が0.040〜0.075
であるものである。これにより、本発明のポリウレタン
は、高い機械特性を維持したまま、摩擦係数が小さくな
るとともに、高温時の振動吸収特性が付与され、摺動異
音を抑制することができる。
【0017】本発明のポリウレタンは、成形、加工し
て、各種産業用ローラー、床材、搬送や伝動用ベルト、
電子写真用部材等種々の用途に用いることができ、なか
でも電子写真装置用ブレードに好適に用いられる。少な
くとも被接触面と接触するエッジ部が本発明のポリウレ
タンからなる電子写真装置用ブレードもまた、本発明の
1つである。本発明の電子写真用ブレードは、電子写真
装置における除電、帯電、現像、転写又はクリーニング
等に使用できる。特に、感光体に形成されたトナー像を
記録紙に転写させることにより複写を行う電子写真装置
において、転写後に感光体を摺擦することにより、感光
体の表面に残留するトナーを除去するクリーニングブレ
ードに好適に用いられる。
【0018】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0019】(実施例1)分子量2000のポリブチレ
ンアジペートジオール100重量部に、4,4’−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート117.6重量部を加
え、窒素ガス雰囲気下に70℃で1〜4時間攪拌し、イ
ソシアネート基含有量16.3重量%のプレポリマーを
調製した。別に、分子量2000のポリブチレンアジペ
ートジオール71.2重量部と、1,4−ブタンジオー
ルとトリメチロールプロパンとを60:40の重量比で
混合した硬化剤11.9重量部と、パーフルオロアルキ
ル化合物(旭硝子社製、XL−578B)5.7重量部
と、感温性触媒(サンアプロ社製、SA1102)0.
2重量部とを混合して硬化剤組成物を調製した。
【0020】上記プレポリマー100重量部に、OH基
/NCO基=0.88モル比となるように硬化剤組成物
89.0重量部を加え、70℃で攪拌混合した。次い
で、この混合物を、接着処理をした支持部材を保持し1
45℃に加熱した一体成形タイプのクリーニングブレー
ド用金型に注入し、10分間型内で固化させることによ
り、パーフルオロアルキル成分含有量3.1重量%、厚
さ2mmのポリウレタン製クリーニングブレードを作製
し、更に常温で7日間熟成させた。得られたクリーニン
グブレードのポリウレタン部より試料を切り出し、23
℃におけるJIS A硬度、及び、55℃における損失
係数(tanδ)の値を測定した。なお、損失係数(t
anδ)の値は、JIS K 6495に準じ、幅3.
0mm×長さ22.5mm×厚さ2.0mmの試料を作
製し、この試料に10%の伸張を10Hzの周波数で与
えたときの貯蔵弾性率に対する損失弾性率を測定して求
めた。
【0021】次に、上記クリーニングブレードをヒュー
レットパッカード社製プリンターLJ−4000に装着
し、33℃、85%RHの高温高湿条件下にてブラック
/ホワイト6%文字チャート画像を、A4用紙に毎分1
6枚画像出ししたときの、摺動異音の有無を感音試験に
より、また、トナー融着の有無を目視により調べた。な
お、このときクリーニングブレード近辺は50〜55℃
であった。更に、上記クリーニングブレードを装着した
ヒューレットパッカード社製プリンターLJ−4000
を0℃下に置き、ブラック/ホワイト6%文字チャート
画像を、A4用紙に毎分16枚の割合にて1万枚画像出
ししたのち、クリーニングブレードのエッジの状態を2
00倍の顕微鏡で観察して、以下の基準で評価した。 〇;エッジ欠けは全く認められなかった △;わずかにエッジ欠けが認められたものの、実用上問
題のない範囲であった ×;顕著なエッジ欠けが認められた 結果を表1に示した。
【0022】(実施例2)硬化剤組成物調製において、
ポリブチレンアジペートジオール75.8重量部に対す
るパーフルオロアルキル化合物の添加量を1.9重量
部、硬化剤の添加量を11.9重量部、感温性触媒の添
加量を0.2重量部とし、プレポリマー100重量部に
硬化剤組成物89.8重量部を加えた以外は実施例1と
同様にして、パーフルオロアルキル成分含有量1.0重
量%のポリウレタンからなるクリーニングブレードを
得、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1に示し
た。
【0023】(実施例3)硬化剤組成物調製において、
ポリブチレンアジペートジオール67.0重量部に対す
るパーフルオロアルキル化合物の添加量を9.5重量
部、硬化剤の添加量を11.9重量部、感温性触媒の添
加量を0.19重量部とした以外は実施例1と同様にし
て、パーフルオロアルキル成分含有量5.3重量%のポ
リウレタンからなるクリーニングブレードを得、実施例
1と同様の評価を行った。結果を表1に示した。
【0024】(比較例1)硬化剤組成物調製において、
パーフルオロアルキル化合物を用いなかった以外は実施
例1と同様にしてポリウレタンからなるクリーニングブ
レードを得、実施例1と同様の評価を行った。結果を表
1に示した。
【0025】
【表1】
【0026】表1より、実施例1〜3のクリーニングブ
レードは摺動異音がなく、エッジ欠けやトナー融着も認
められなかった。一方、比較例1のクリーニングブレー
ドでは摺動異音があった。
【発明の効果】本発明によれば、機械特性が高く、高温
時の摺動異音の少ないポリウレタン、電子写真装置用ブ
レードを提供することができる。
フロントページの続き (72)発明者 山本 敏夫 神戸市兵庫区明和通3−2−15 バンドー 化学株式会社内 Fターム(参考) 2H071 DA07 DA08 DA09 DA13 2H134 GA01 GB01 HD02 HD04 HD19 HD20 KD08 KD11 KE02 KE07 KE09 KH05 4J034 BA08 CA03 CA04 CB02 CB03 CB04 DA01 DD06 DD07 DF01 DF03 DF12 DG03 DG04 DG21 DG29 DG30 DM01 DP14 DP15 HA01 HA06 HA07 HC01 HC02 HC03 HC11 HC12 HC52 HC54 HC63 HC64 HC66 HC67 HC71 JA42 QB06 RA14 RA16

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオールとイソシアネートとを反応硬
    化させてなるポリウレタンであって、パーフルオロアル
    キル成分を含有することにより、23℃におけるJIS
    A硬度が60〜80度であり、かつ、JIS K 6
    394に準拠して測定された損失係数(tanδ)のピ
    ークの温度が−10〜10℃にあり、55℃における損
    失係数(tanδ)の値が0.040〜0.075であ
    ることを特徴とするポリウレタン。
  2. 【請求項2】 パーフルオロアルキル成分の含有量は、
    0.5〜5重量%であることを特徴とする請求項1記載
    のポリウレタン。
  3. 【請求項3】 パーフルオロアルキル成分は、エチレン
    オキサイド成分及び/又はプロピレンオキサイド成分を
    有し、一方の端部に水酸基を有し、他方の端部にパーフ
    ルオロ基を有するパーフルオロアルキル化合物に由来す
    ることを特徴とする請求項1又は2記載のポリウレタ
    ン。
  4. 【請求項4】 ポリオールとイソシアネートとを反応さ
    せてプレポリマーを調製し、前記プレポリマーと硬化剤
    組成物とを反応硬化させてなるポリウレタンであって、
    前記硬化剤組成物は、パーフルオロアルキル化合物を含
    有していることを特徴とする請求項1、2又は3記載の
    ポリウレタン。
  5. 【請求項5】 少なくとも被接触面と接触するエッジ部
    が請求項1、2、3又は4記載のポリウレタンからなる
    ことを特徴とする電子写真装置用ブレード。
  6. 【請求項6】 ブレードが、感光体に形成されたトナー
    像を記録紙に転写させることにより複写を行う電子写真
    装置において、転写後に感光体を摺擦することにより、
    感光体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング
    ブレードであることを特徴とする請求項5記載の電子写
    真装置用ブレード。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005099763A (ja) * 2003-08-27 2005-04-14 Canon Inc 画像形成装置
JP2007065472A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Canon Chemicals Inc 現像剤量規制ブレード
JP2008209736A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Sumika Bayer Urethane Kk 電子複写機のクリーニングブレード用ポリウレタンエラストマー
US7811738B2 (en) 2004-06-01 2010-10-12 Zeon Corporation Image forming method

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