JP2003082058A - 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Info
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Abstract
つ、1000〜6000mm/分での動摩擦係数が小さ
く、しかも動摩擦係数の摩擦速度による変動も小さく、
電子写真装置における摺動速度範囲で低摩擦係数化が期
待できる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、分子両末端に活性
水素含有基を有するパーフルオロポリエーテル化合物の
2種以上が導入されており、摩擦速度1000〜600
0mm/分におけるヘイドン式対ガラス動摩擦係数が
0.45〜0.62であり、かつ、摩擦速度1000〜
6000mm/分における前記動摩擦係数の変動が0.
10以下であるポリウレタン。
Description
来有する特性を維持しつつ、電子写真装置における摺動
速度範囲で低摩擦係数化が期待できるポリウレタン及び
電子写真装置用ブレードに関する。
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。
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。
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したトナーを除
去する必要があり、その除去方式の一つとして、弾性ブ
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。
写真装置用ブレードに用いた場合、高温高湿時に摺動振
動に基づく鳴き現象(摺動異音)が生じやすい;感光体
に対しカウンター方式で使用する際に残留トナーが少な
い領域ではエッジ部が感光体の回転方向に持っていかれ
る反転現象が生じやすい;高画質化のため球形微細トナ
ー化が進んだ結果、より圧接力を大きくしないと残留す
るトナーの除去が困難となり、感光体の駆動トルク上昇
や回転むらを生じやすい等の、いずれも摩擦係数に関す
る問題点が多く指摘されており、摩擦係数低下の要請が
強かった。
擦物質をコーティングしたり、紫外線や薬品で表面を硬
化したり、潤滑剤を混入したりすること等が試みられて
きたが、ポリウレタンの耐摩耗、耐欠け等の特性を悪化
させたり、工程数増加によるコストアップを招くといっ
た問題があり、満足するものは得られていなかった。
鑑み、ポリウレタンの本来有する特性を維持しつつ、1
000〜6000mm/分での動摩擦係数が小さく、し
かも動摩擦係数の摩擦速度による変動も小さく、電子写
真装置における摺動速度範囲で低摩擦係数化が期待でき
る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。
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、分子両末端に活性水素含有基を有するパーフル
オロポリエーテル化合物の2種以上が導入されており、
摩擦速度1000〜6000mm/分におけるヘイドン
式対ガラス動摩擦係数が0.45〜0.62であり、か
つ、摩擦速度1000〜6000mm/分における前記
動摩擦係数の変動が0.10以下であるポリウレタンで
ある。以下に本発明を詳述する。
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ず、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。
ず、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。
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。
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
性水素含有基を有するパーフルオロポリエーテル化合物
の2種以上が導入されたものである。上記分子両末端に
活性水素含有基を有するパーフルオロポリエーテル化合
物としては、パーフルオロポリエーテルジオール及びパ
ーフルオロポリエーテルのポリアルコキシ化ジオールが
好ましい。
しては、下記一般式(1)で表されるもの等やこれらを
予めイソシアネートと反応させ変性したもの等を挙げる
ことができる。
均分子量が2000程度のものが好適に用いられる。こ
れらのうち市販されている代表的なものとしては、アウ
ジモント社製フルオロリンクDシリーズ等を挙げること
ができる。
コキシ化ジオールとしては、例えば、パーフルオロポリ
エーテルの分子両端部をポリエトキシ化し、両末端に水
酸基を導入した、下記一般式(2)で表されるもの等を
挙げることができる。また、これらを予めイソシアネー
トと反応させ変性したものであってもよい。
水素含有基であるOH基とパーフルオロポリマー部との
間にポリエトキシ部を導入することにより、ポリオール
との親和性が付与される。なかでも、平均分子量が20
00程度のものが好適に用いられる。これらのうち市販
されている代表的のものとしては、アウジモント社製フ
ルオロリンクEシリーズ等を挙げることができる。
性水素含有基を有するパーフルオロポリエーテル化合物
の2種以上がポリウレタン分子に導入されたものであ
る。上記2種以上がポリウレタン分子に導入されると
は、上記両末端に活性水素含有基を有するパーフルオロ
ポリエーテル化合物を2種以上、好ましくは上記パーフ
ルオロポリエーテルジオールと上記パーフルオロポリエ
ーテルのポリアルコキシ化ジオールとを2種以上組み合
わせて用いることを意味し、単独ではないという意味で
ある。2種以上を組み合わせて用いることにより、単独
で使用するよりも高い摩擦係数の改善効果が得られる。
フルオロポリエーテル化合物のフッ素含有量は50〜8
0重量%であることが好ましい。50重量%未満である
と、充分な摩擦係数の低減の効果が得られないことがあ
り、80重量%を超えると、ポリオールとの親和性が不
足し、混合不良を生ずることがある。
ロポリエーテル化合物の含有量は1〜12重量%である
ことが好ましい。1重量%未満であると、摩擦係数の改
善効果が得られないことがあり、12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。
パーフルオロポリエーテル化合物をポリウレタンに導入
させる方法としては、高分子量ポリオールの一部とイソ
シアネートとを反応させてNCO基リッチの擬プレポリ
マーを調製し、次いで、残りの高分子量ポリオールと架
橋剤成分の低分子量ポリオール及び硬化反応触媒を混合
して硬化剤組成物を調製するときに、この硬化剤組成物
に上記分子末端の構成を異にするパーフルオロポリエー
テル化合物を2種以上を添加する。この方法により、安
定して両末端に活性水素含有基を有するパーフルオロポ
リエーテル化合物をポリウレタンに導入でき、また、従
来の製造設備がそのまま利用可能で作業も容易となる。
0〜6000mm/分におけるヘイドン式対ガラス動摩
擦係数が0.45〜0.62であり、かつ、摩擦速度1
000〜6000mm/分におけるヘイドン式対ガラス
動摩擦係数の変動が0.10以下である。上記摩擦速度
は、通常の電子写真装置において、電子写真装置用ブレ
ードと被接触面とが摺動する速度の低速〜中速域に相当
する。ヘイドン式表面性試験機の移動速度の問題から、
上記摩擦速度での測定が限界ではあるが、上記摩擦速度
での測定値から、通常の電子写真装置における電子写真
装置用ブレードと被接触面とが摺動する速度の高速域で
ある8000〜10000mm/分での摩擦係数を充分
に予測できるものと考えられる。ヘイドン式対ガラス動
摩擦係数は低い方が好ましいが、ポリウレタンの場合、
実際上の下限は0.45である。0.62を超えると、
ブレードの摺動面が摩減しやすく、感光体の駆動トルク
が上昇し、回転が不安定になりやすい。また、摩擦速度
による変動が0.10を超えると、8000〜1000
0mm/分での摩擦係数が大きくなることが予測され、
その場合、ブレードの摺動面が摩減しやすく、感光体の
駆動トルクが上昇し、回転が不安定になりやすい。
1に示すように、ヘイドン式表面性試験機を用い、20
〜25℃、相対湿度40〜55%の環境下で、エッジ長
さ20mmの試料を角度26°でガラスの鏡面にブレー
ド先端エッジより内側に5mmの位置に荷重0.98N
をかけて圧接し、ガラス面を1000〜6000mm/
分で移動したときの初期ピーク抵抗を除いた安定摺動時
の摺動抵抗F(N)をロードセルで検出し、記録チャー
トをアナライザーで演算平均化処理した値である。
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。本発
明のポリウレタンのうち23℃におけるJIS A硬度
が60〜80であるものは、電子写真装置用ブレードの
少なくとも被接触面と接触するエッジ部として好適に用
いることができる。23℃におけるJIS A硬度が6
0未満であると、ブレードに用いるには剛性不足で圧接
力が確保されず、80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JI
S 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。
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、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
留した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。
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。
ンアジペートジオール(以下、PBAともいう)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PBA66.0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、平均分子量2000のパ
ーフルオロポリエーテルジオール(アウジモント社製、
フルオロリンクD:以下、FLU−Dともいう)5.7
重量部と、平均分子量2000のパーフルオロポリエー
テルのポリエトキシ化ジオール(アウジモント社製、フ
ルオロリンクE:以下、FLU−Eともいう)5.7重
量部と、感温性触媒(サンアプロ社製、SA1102)
0.19重量部とを混合して硬化剤組成物を調製した。
/NCO基=0.88モル比となるように硬化剤組成物
96.5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、パーフルオロポリエーテル化合物の含有量6.0重
量%、先端厚さ1.6mmのブレード用成形体を得、常
温で24時間熟成後、エッジ部をカットし、更に常温で
3日間熟成することによりクリーニングブレードを得
た。一方、プレポリマーと硬化剤組成物との混合物を、
厚さ2mmの物性測定用板成形金型に注入し、クリーニ
ングブレードと同条件で硬化、熟成して物性測定用板を
得た。
タン部より試料を切り出し、23℃におけるJIS A
硬度を測定した。また、得られたクリーニングブレード
を用いて、摩擦速度1000、3000及び6000m
m/分におけるヘイドン式対ガラス摩擦係数をヘイドン
式表面性試験機(HEIDON−14DR型)を用いて
測定した。なお、ヘイドン式対ガラス摩擦係数の測定は
5回行い、最大値と最小値を除く3回の平均値を測定値
とした。更に、得られたクリーニングブレードよりエッ
ジ長さ10mmの試験片を切り出し、角度26°で相手
面に当接させ、相手面に直角方向に1.0mm食い込ま
せた時の当接力を、相手面に連結したロードセルを用い
て測定した。一方、得られた物性測定用板を用いてJI
S K 7312に準じて引張り試験を、JIS K
6394に準じてtanδピーク温度を測定した。
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10mm
角細線格子画像を、A4用紙に毎分16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。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10℃下に置き、10mm角
細線格子画像を、A4用紙に毎分16枚の割合にて1万
枚画像出した後、クリーニングブレードのエッジの状態
を200倍の顕微鏡で観察して、以下の基準で評価し
た。なお、1万枚の画像出しは、1000枚毎に網点、
30%グレイ、黒べた、白べた等の画像出しをして、画
像品質を確認しつつ行った。 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。
PBAを73.7重量部と、FUL−D及びFUL−E
を各々1.9重量部とした以外は実施例1と同様にし
て、パーフルオロポリエーテル化合物の含有量2.0重
量%のポリウレタンからなるクリーニングブレード及び
物性測定用板を得、実施例1と同様の評価を行った。結
果を表1に示した。
PBAを58.3重量部と、FUL−D及びFUL−E
を各々9.5重量部とした以外は実施例1と同様にし
て、パーフルオロポリエーテル化合物の含有量10.0
重量%のポリウレタンからなるクリーニングブレード及
び物性測定用板を得、実施例1と同様の評価を行った。
結果を表1に示した。
PBAを77.5重量部とし、パーフルオロポリエーテ
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及び物性測定
用板を得、実施例1と同様の評価を行った。結果を表1
に示した。
PBAを66重量部とし、パーフルオロポリエーテル化
合物としてFUL−Dのみを11.4重量部加えた以外
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
ングブレード及び物性測定用板を作製し、実施例1と同
様の評価を行った。結果を表1に示した。
PBAを65.4重量部とし、パーフルオロ化合物とし
てFUL−D5.7重量部と、片端がOH基であるポリ
フルオロアルキル(セイミケミカル社製、XL578
B)5.7重量部を用いた以外は実施例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及び物性測
定用板を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果
を表1に示した。
する特性を維持しつつ、1000〜6000mm/分で
の動摩擦係数が小さく、しかも動摩擦係数の摩擦速度に
よる変動も小さく、電子写真装置における摺動速度範囲
で低摩擦係数化が期待できる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ができる。
係数測定法を示す模式図である。
Claims (5)
- 【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、分子両末端に活性
水素含有基を有するパーフルオロポリエーテル化合物の
2種以上が導入されており、摩擦速度1000〜600
0mm/分におけるヘイドン式対ガラス動摩擦係数が
0.45〜0.62であり、かつ、摩擦速度1000〜
6000mm/分における前記動摩擦係数の変動が0.
10以下であることを特徴とするポリウレタン。 - 【請求項2】 分子両末端に活性水素含有基を有するパ
ーフルオロポリエーテル化合物は、パーフルオロポリエ
ーテルジオール及びパーフルオロポリエーテルのポリア
ルコキシ化ジオールであることを特徴とする請求項1記
載のポリウレタン。 - 【請求項3】 分子両末端に活性水素基を有するパーフ
ルオロポリエーテル化合物の含有量は、ポリウレタン全
体の1〜12重量%であ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。 - 【請求項4】 少なくとも被接触面と接触するエッジ部
が、23℃におけるJIS A硬度が60〜80である
請求項1、2又は3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。 - 【請求項5】 ブレードは、電子写真装置において、転
写後の感光体又は転写ベルトを摺擦することにより、そ
の表面に残留した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4記載の電子写真装置
用ブレード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276689A JP2003082058A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | ポリウレタン及び電子写真装置用ブレード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001276689A JP2003082058A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | ポリウレタン及び電子写真装置用ブレード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003082058A true JP2003082058A (ja) | 2003-03-19 |
Family
ID=19101353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001276689A Pending JP2003082058A (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | ポリウレタン及び電子写真装置用ブレード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003082058A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007041417A (ja) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Ricoh Co Ltd | クリーニングブレード、ブレードユニット、画像形成装置、多色画像形成装置、プロセスカートリッジ |
US7956124B2 (en) | 2006-11-13 | 2011-06-07 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polyfluoroether based polymers |
JP2015221569A (ja) * | 2010-08-20 | 2015-12-10 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | インクジェットプリントヘッドの前面のための、熱に安定な撥油性低接着性コーティング |
JP2016068559A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 東ソー株式会社 | 樹脂成型に用いられる離型剤組成物、及びこの離型剤を用いて成型されるポリウレタン樹脂成型物 |
-
2001
- 2001-09-12 JP JP2001276689A patent/JP2003082058A/ja active Pending
Cited By (5)
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US8129567B2 (en) | 2006-11-13 | 2012-03-06 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polyfluoroether based polymers |
JP2015221569A (ja) * | 2010-08-20 | 2015-12-10 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | インクジェットプリントヘッドの前面のための、熱に安定な撥油性低接着性コーティング |
JP2016068559A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | 東ソー株式会社 | 樹脂成型に用いられる離型剤組成物、及びこの離型剤を用いて成型されるポリウレタン樹脂成型物 |
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