JP2003186366A - 電子複写機クリーニングブレード - Google Patents

電子複写機クリーニングブレード

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JP2003186366A
JP2003186366A JP2001389411A JP2001389411A JP2003186366A JP 2003186366 A JP2003186366 A JP 2003186366A JP 2001389411 A JP2001389411 A JP 2001389411A JP 2001389411 A JP2001389411 A JP 2001389411A JP 2003186366 A JP2003186366 A JP 2003186366A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、低摩擦性に優れ、高い強度・伸度
等の機械物性を有し、さらに低摩擦性の継続性にも優れ
た電子複写機クリーニングブレードを提供する。 【解決手段】 ウレタンポリマーからなる電子複写機ク
リーニングブレードにおいて、該ウレタンポリマーが、
片末端に第1級水酸基を2個有し、他端に反応性基を有
していないオルガノポリシロキサンを含有するポリヒド
ロキシ化合物とポリイソシアネートとから得られるもの
である電子複写機クリーニングブレード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に低摩擦性に優
れた電子複写機クリーニングブレードに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電子複写機においては、感光体表面に一
様に帯電させ、露光により静電潜像を形成させ、その潜
像に応じてトナーを付着させて現像し、次いで紙などの
被転写物に感光体表面のトナーを転写させ、定着する方
式を採用している。この方式においては、感光体表面の
トナーを紙などの被転写物に転写させた後、未だ感光体
表面に残留するトナーを除去するクリーニング部材が設
置されている。この部材の中のクリーニングブレード
は、感光体表面と直接接触しているため、低摩擦性の部
材であることが望ましい。このクリーニング部材を低摩
擦性とするために、各種の化合物を配合し、クリーニン
グブレードを得る技術が開発されている。例えば、(1)
特開昭57-201275号公報には、ポリウレタンゴムにフッ
素系化合物を含有させる技術、(2)特開昭57-201276号公
報には、ポリウレタンゴムにポリシロキサンオイルを含
有させる技術がそれぞれ開示されている。しかし、前記
(1)のフッ素系化合物や(2)のポリシロキサンオイルは、
単純に添加混合されているだけでウレタンゴムと反応し
ていないため、ウレタンゴムとの相溶性が悪く、初期は
低摩擦性を発揮するものの、その効果が長持ちせず、更
に、添加した化合物がブリードし、感光体表面に付着し
て感光体表面の帯電性に悪影響を及ぼす欠点がある。更
に、(3)特開平5-224573号公報には、両末端OHのポリ
シロキサンジオールをウレタンゴムに反応させる技術、
(4)特開平7-290601号公報には、片末端OHのポリシロキ
サンモノオールをウレタンゴムに反応させる技術がそれ
ぞれ開示されている。しかし、前記(3)の場合は、ポリ
シロキサン鎖が表面にでにくいため、低摩擦性への効果
が少なく、また、前記(4)の場合は、片末端OHのポリ
シロキサンモノオールを使用するため、生成ウレタンゴ
ムの分子量が大きくならないため強度が低下する欠点が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した如
き従来技術の種々の欠点を解決すべく、低摩擦性に優
れ、高い強度・伸度等の機械物性を有し、さらに低摩擦
性の継続性にも優れた電子複写機クリーニングブレード
を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
課題を解決すべく鋭意研究した結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明は、ウレタンポリマーからなる
電子複写機クリーニングブレードにおいて、該ウレタン
ポリマーが、片末端に第1級水酸基を2個有し、他端に
反応性基を有していないオルガノポリシロキサンを含有
するポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネートとから
得られるものである電子複写機クリーニングブレードに
関する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で使用されるウレタンポリ
マーのポリヒドロキシ化合物として含有される片末端が
イソシネート基と非反応性の官能基であり、他の末端に
2個の第1級水酸基を有するオルガノポリシロキサンと
しては、特に限定されるものではないが、例えば、一般
式〔1〕で示されるものが挙げられる。
【化1】
【0006】(式中、R1〜R7は同一でも異なっていて
もよいアルキル基又はアリール基であり、nは正の整
数、Xは第1級水酸基を2個有する基である。)
【0007】一般式〔1〕のオルガノポリシロキサン
は、好ましくはR1〜R7が炭素原子数1〜10のアル
キル基であるものである。また、上記一般式〔1〕のX
が、2個の第1級水酸基を有する基であれば特に限定さ
れるものではなく、ポリオルガノシロキシル基と2個の
第1級水酸基が、エーテル結合、カルボニル結合、アミ
ド結合、エステル結合を介していてもよいアルキレン鎖
で結合したものが挙げられ、Xとしては、具体的には、
例えば次のものなどが挙げられる。
【化2】
【0008】(但し、Rは水素原子、アルキル基または
アリール基であり、a、b、c、は同一でも異なってい
てもよく、0または正の整数である。)
【0009】上記一般式〔1〕のオルガノポリシロキサ
ンとしては、例えば、次のものなどが挙げられる。
【化3】
【0010】上記一般式〔1〕中のオルガノポリシロキ
シル基の繰り返し単位nは、通常10〜1000、好ま
しくは20〜100である。この範囲内で繰り返し単位
nが大きくなる程、摩耗係数が小さくなる傾向がある。
【0011】上記一般式〔1〕で示されるポリシロキサ
ンは、例えば、アリロキシアルカンジオールと、1つの
末端がシラン基であるオルガノポリシロキサンとを反応
せしめたり、ジアルカノールモノカルボン酸と、1つの
末端が水酸基で置換されたシラン基であるオルガノポリ
シロキサンとを反応せしめたり、ジアルカノールモノカ
ルボン酸と、1つの末端が水酸基で置換されたシラン基
であるオルガノポリシロキサンとを反応せしめたり、ジ
アルカノールモノカルボン酸と、一つの末端がアミノ基
で置換されたシラン基であるオルガノポリシロキサンと
を反応せしめることにより得られる。
【0012】また、一般式〔1〕で示されるポリシロキ
サンを製造するための原料としては、3-アリロキシ-1,2
-プロパンジオール、2-アリロキシ-1,3-プロパンジオー
ル、3-アリロキシ-2-メチル-1,2-プロパンジオール、2-
アリロキシ-2-メチル-1,3-プロパンジオール、3-アリロ
キシ-2-エチル-1,2-プロパンジオール、2-アリロキシ-2
-エチル-1,3-プロパンジオール、4-アリロキシ-3-メチ
ル-3-ヒドロキシメチル-ブタン-1-オール、3-アリロキ
シ-3-メチル-1,5-ベンタンジオール、4-アリロキシ-3-
エチル-3-ヒドロキシメチル-ブタン-1-オール、3-アリ
ロキシ-3-エチル-1,5ペンタンジオール等のアリロキシ
アルカンジオール、ジメチロール酢酸、ジメチロールプ
ロピオン酪酸等のジアルキロールモノカルボン酸、一つ
の末端基がシラン基であるジメチルポリシロキサン又は
メチルフェニルポリシロキサン、一つの末端基で置換さ
れたシラン基であるジメチルポリシロキサン又はメチル
フェニルポリシロキサン、一つの末端基がアミノ基で置
換されたシラン基であるジメチルポリシロキサン又はメ
チルフェニルポリシロキサンが挙げられる。
【0013】本発明に於いては、上記オルガノポリシロ
キサンを含有するポリヒドロキシ化合物がポリイソシア
ネートと反応してウレタンポリマーを形成する。該オル
ガノポリシロキサンがポリヒドロキシ化合物中に含有す
る量は、本発明の効果を達成すれば特に制限されない
が、生成ウレタンポリマー中、好ましくは0.01〜1
0重量%、より好ましくは0.1〜5重量%である。
尚、オルガノポリシロキサンの含有量が0.01〜10
重量%であれば、低摩擦性に優れるばかりでなく、強度
・伸度等の機械物性に於いてもより満足したものが得ら
れることになる。
【0014】本発明では、上記オルガノポリシロキサン
以外に他のポリヒドロキシ化合物も併用することが好ま
しく、かかる他のポリヒドロキシ化合物としては、例え
ばポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオー
ル、ポリエーテルポリオールの単純あるいはこれらの混
合物及び共重合体等が使用できる。ポリエステルポリオ
ールとしては、例えばエチレングリコール、1,2-プロピ
レングリコール、1,3-プロピレングリコール、2-メチル
-1,3-プロパンジオール、1,2-ブチレングリコール、1,3
-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、2,2-
ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,6-ヘキサンジオー
ル、3-メチル-1,5-ベンタンジオール、1,8-オクタンジ
オール、1,9-ノナンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ト
リプロピレングリコール、シクロヘキサン、1,4-ジオー
ル、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール等のジオール
や、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロ
ールエタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の
多官能ポリオールの1種又は2種以上と、コハク酸、マ
レイン酸、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸等の
ジカルボン酸の1種又は2種以上との縮合物などである。
好ましくは、エチレングリコール、1,2-プロピレングリ
コール、2ーメチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブチレ
ングリコール、3-メチル-1,5-ベンタンジオール、ジエ
チレングリコール等のジオールの単独または2種以上の
併用とアジピン酸を反応させたアジペートや、前記グリ
コールを開始剤としてε-カプロラクトンを開環重合し
たポリカプロラクトンや、プロピレンオキサイドを開環
重合させたポリプロピレングリコールや、テトラハイド
ロフランを開環重合させたポリテトラメチレングリコー
ルや、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、
3-メチル-1,5-ペンタンジオール等のジオールよりなる
ポリカーボネートジオール等が挙げられる。これらのう
ちでも、より高い性能を発揮し得ることから、特にポリ
エステルポリオールが好ましい。
【0015】本発明に於いて、上記オルガノポリシロキ
サンを含有するポリヒドロキシ化合物の数平均分子量
は、好ましくは500〜4000、より好ましくは10
00〜3000である。尚、ポリヒドロキシ化合物とし
て、ポリエステルポリオールを構成し得る前記した低分
子ジオールや多官能ポリオールを混合併用することもで
きる。
【0016】本発明でのポリイソシアネートとしては、
例えばトリレンジソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族
ジイソシアネートや、ヘキメチレンジイソシアネート、
リジンジイソシアネート、ジクロヘキサンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート、シジクロヘキシル
メタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、テトラメチルキシリレンイソシアネート等の脂肪族
或は脂環族ジイソシアネートが挙げられる。中でも、ト
リレンジソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジ
イソシアネート(MDI)を用いることが好ましい。
【0017】本発明の電子複写機クリーニングブレード
を構成するウレタンポリマーとしては、上記ポリヒドロ
キシ化合物とポリイソシアネートとを主成分とするが、
後述するように他に鎖伸長剤も反応成分として含有する
ことができる。
【0018】かかる鎖伸長剤としては特に低分子ヒドロ
キシ化合物が好ましく、従来より知られているものを適
時に用いることができ、例えば、1,4-ブタンジオール、
エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロ
キノンービス(2-ヒドロキシエチル)エーテル、3,3'-ジ
クロロ-4,4'ージアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミ
ノジフェニルメタン等の2官能性硬化剤や、トリメチロ
ールプロパン、グリセリン、トリメチロールエタン、1,
2,6ーヘキサントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,
1,1-トリス(ヒドロキシエトキシメチル)プロパン、ジ
グリセリン、ペンタエリスリトール等の3価及びこれ以
上の多価アルコール、トリエタノールアミン、トリイソ
プロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のア
ミノ多価アルコール、及びこれら多官能性化合物にアル
キレンオキサイド、例えば、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、又はこれらの混合物を開環重合させ
てなるアミノ多価アルコールが用いられる。
【0019】本発明の電子複写機クリーニングブレード
は、上記オルガノシロキサンを含むポリヒドロキシ化合
物とポリイソシアネートとの反応より従来公知の方法例
えばワンショット法、プレポリマー法、セミプレポリマ
ー法等により製造される。プレポリマー法とは、ポリヒ
ドロキシ化合物とポリイソシアネートをあらかじめ反応
させNCO末端のプレポリマーを得、次いでこれに鎖伸
長剤〔硬化剤?〕(低分子ポリヒドロキシ化合物)を添
加混合反応させて成形するものであり、セミプレポリマ
ー法とは、プレポリマーと同じNCO末端のプレポリマ
ーを得、これに鎖伸長剤としての低分子ポリヒドロキシ
化合物と重量平均分子量500〜5000のポリオール
の混合物を添加混合させて成形するものであり、ワンシ
ョット法とは、プレポリマーを事前に作成せず、ポリヒ
ドロキシ化合物とポリイソシアネートを一気に添加混合
反応させるものである。好ましくは、クリーニングブレ
ードの物性、及びオルガノシロキサンの相溶性の問題よ
り、プレポリマー法及びセミポリマー法がよい。特に、
相溶性の面より、上記オルガノシロキサンが混在するポ
リヒドロキシ化合物と、ポリイソシアネートと反応さ
せ、事前に均一なNCO末端プレポリマーを作成後、鎖
伸長剤との反応より、クリニングブレードを製造するこ
とがより好ましい。鎖伸長剤を併用する場合には、NC
O末端プレポリマーのNCO基/OH基の当量比が好ま
しくは1.0〜1.2程度になるように鎖伸長剤が使用
される。
【0020】尚、本発明でNCO末端プレポリマーを製
造する際は、NCO/OH比(ポリイソシアネート中の
イソシアネート基/ポリヒドロキシ化合物中の水酸基の
モル比)は特に限定するものではないが、通常1.1〜
3.0、好ましくは1.3〜2.3の範囲で反応され
る。その際の反応温度は、通常60〜120℃の温度で
ある。
【0021】また、プレポリマー法及びセミプレポリマ
ー法でクリーニングブレードを成形する場合は、常法に
従って、上記プレポリマーに鎖伸長剤と必要に応じて触
媒とを加え、均一に混合した後、これを金型に注入し、
通常、100〜150の温度での加熱下に一次硬化さ
せ、更に、通常、100〜150℃の温度で二次硬化、
すなわち、後架橋を行って、ウレタンポリマー(ポリウ
レタンエラストマー)を得る。
【0022】本発明の電子複写機クリーニングブレード
には、必要に応じて、その他の樹脂、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、加水分解防止剤、顔料、染料、消泡剤、界面
活性剤、帯電防止剤、難燃剤、消臭剤、充填剤、可塑剤
等を添加することができる。
【0023】
【実施例】次に本発明を実施例により説明するが、何等
これらに限定されるものではない。尚、例中の「部」、
「%」は重量基準である。
【0024】合成例1 (ウレタンプレポリマーの合成)ミリオネート MT
(MDI:日本ポリウレタン(株)社製品)500部を
フラスコに入れ、ポリライト OD−X−668(ポリ
エステルポリオール:大日本インキ化学工業(株)製
品)341.5部を混合し、窒素気流下60℃で約4時
間反応を行い、NCO当量230のウレタンプレポリマ
ーを得た。
【0025】合成例2 (ウレタンプレポリマーの合成)ミリオネート MT
(日本ポリウレタン(株)社製品)500部をフラスコ
に入れ、ポリライト OD−X−668(大日本インキ
化学工業(株)製品)1108部を混合し、窒素気流下
60℃で約4時間反応を行い、NCO当量556のウレ
タンプレポリマーを得た。
【0026】合成例3 (シリコン含有ウレタンプレポリマーの合成)ミリオ
ネート MT(日本ポリウレタン(株)社製品)500
部をフラスコに入れ、ポリライト OD−X−668
(大日本インキ化学工業(株)製品)/X−22−17
6B(本発明で使用されるオルガノポリシロキサン:信
越化学工業(株)社製品)303.7部/34.2部を
混合し、窒素気流下60℃で約4時間反応を行い、NC
O当量230のウレタンプレポリマーを得た。
【0027】合成例4 (シリコン含有ウレタンプレポリマーの合成)ミリオ
ネート MT(日本ポリウレタン(株)社製品)500
部をフラスコに入れ、ポリライト OD−X−668
(大日本インキ化学工業(株)製品)/X−22−17
6B(信越化学工業(株)社製品)1052.6部/5
5.4部を混合し、窒素気流下60℃で約4時間反応を
行い、NCO当量556のウレタンプレポリマーを得
た。
【0028】合成例5 (ポリオールのブレンド)ポリライト OD−X−66
8(大日本インキ化学工業(株)製品)1000部、
1,4ブタンジオール(三菱化学(株)製品)115.
22部、トリメチロールプロパン(三菱瓦斯化学(株)
製品)49.38部を80℃でブレンドし、OH当量2
50のポリオールコンパウンドを得た。
【0029】合成例6 (グリコールのブレンド)1,4ブタンジオール(三菱
化学(株)製品)700部、トリメチロールプロパン
(三菱瓦斯化学(株)製品)300部を80℃でブレン
ドし、グリコール混合物を得た。
【0030】比較合成例1 (シリコン含有ウレタンプレポリマーの合成)ミリオ
ネート MT(日本ポリウレタン(株)社製品)500
部をフラスコに入れ、ポリライト OD−X−668
(大日本インキ化学工業(株)製品)/X−22−16
0A(両末端に第1級の水酸基を有するオルガノポリシ
ロキサン:信越化学工業(株)社製品)303.7部/
34.2部を混合し、窒素気流下60℃で約4時間反応
を行い、NCO当量230のウレタンプレポリマーを得
た。
【0031】比較合成例2 (シリコン含有ウレタンプレポリマーの合成)ミリオ
ネート MT(日本ポリウレタン(株)社製品)500
部をフラスコに入れ、ポリライト OD−X−668
(大日本インキ化学工業(株)製品)/X−22−16
0A(信越化学工業(株)社製品)1052.6部/5
5.4部を混合し、窒素気流下60℃で約4時間反応を
行い、NCO当量556のウレタンプレポリマーを得
た。
【0032】実施例1〜3 80℃に温調したシリコン含有ウレタンプレポリマー
単独(実施例3)、該ウレタンプレポリマーとウレタ
ンプレポリマーとの重量比率を2/1(実施例2)ま
たは1/2(実施例1)の割合で混合したもののそれぞ
れと、合成例5のポリオールコンパウンドとを120部
/120部の配合で混合し、遠心成形機に注型して14
0℃×60分間の条件で硬化させた後、二次キュアを1
10℃×16時間の条件で行い2mm厚みの各成形シー
ト(電子複写機クリーニングブレード材)を得た。
【0033】比較例1〜3 80℃に温調したシリコン含有ウレタンプレポリマー
単独(比較例3)、該ウレタンプレポリマーとウレタ
ンプレポリマーとの重量比率を2/1(比較例2)ま
たは1/2(比較例1)の割合で混合したもののそれぞ
れと、合成例5のポリオールコンパウンドとを120部
/120部の配合で混合し、実施例1と同条件で2mm
厚みの各成形シート(電子複写機クリーニングブレード
材)を得た。
【0034】比較例4 80℃に温調したウレタンプレポリマーと60℃に温
調した合成例5のポリオールコンパウンドを120部/
120部の配合で混合し、実施例1と同条件で2mm厚
みの成形シート(電子複写機クリーニングブレード材)
を得た。
【0035】上記実施例及び比較例で得られた2mmシ
ートを下記に示す方法で、硬度(ショアーA)引張り強
度、引張り応力、破断伸度、引裂強度、静・動摩擦係数
を測定した。そして、この結果を表1に示した。尚、表
中の配合は部単位である。
【0036】各試験は次に示す方法で行った。〈硬度
(ショアー A)〉試料を温度23℃、湿度50%の部
屋に24時間以上置き、JIS K7312に準じて2
mm厚シート6枚を重ねて測定した。〈引張り強度、引
張り応力、破断伸度、引裂強度〉試料を温度23℃、湿
度50%の部屋に24時間以上置き、島津オートグラフ
AG−100KNGを使用して、JIS K7312に
準じて測定した。〈静・動摩擦係数〉新東科学製表面測
定機HEIDON−14型を使用し、移動速度150m
m/min、荷重200gの条件で測定した。
【0037】
【表1】表 1
【0038】実施例4〜6 80℃に温調したシリコン含有ウレタンプレポリマー
単独(実施例6)、該ウレタンプレポリマーとウレタ
ンプレポリマーとの重量比率を2/1(実施例2)ま
たは1/2(実施例1)の割合で混合したもののそれぞ
れと、合成例6のグリコール混合物とを120部/8.
74部の配合で混合し、遠心成形機に注型し140℃×
60分間の条件で硬化させた後、二次キュアを110℃
×16時間の条件で行い2mm厚みの各成形シート(電
子複写機クリーニングブレード材)を得た。
【0039】比較例5〜7 80℃に温調したシリコン含有ウレタンプレポリマー
単独(比較例7)、該ウレタンプレポリマーとウレタ
ンプレポリマーとの重量比率を2/1(比較例6)ま
たは1/2(比較例5)の割合で混合したもののそれぞ
れと、合成例6のグリコール混合物とを120部/8.
74部の配合で混合し、実施例4と同条件で2mm厚み
の各成形シート(電子複写機クリーニングブレード材)
を得た。
【0040】比較例8 80℃に温調したウレタンプレポリマーと室温の合成
例6のグリコール混合物を120部/8.74部の配合
で混合し、実施例4と同条件で2mm厚みの各成形シー
ト(電子複写機クリーニングブレード材)を得た。
【0041】実施例4〜6及び比較例5〜8で得られた
2mmシートを実施例1同様にして硬度(ショアーA)
引張り強度、引張り応力、破断伸度、引裂強度、静・動
摩擦係数を測定した。そして、この結果を表2に示し
た。尚、表中の配合は部単位である。
【0042】
【表2】表 2
【0043】
【発明の効果】本発明の電子複写機クリーニングブレー
ドは、低摩擦性に優れ、高度な強度・伸度等の機械物性
を有し、低摩擦性の継続性に優れた電子複写機クリーニ
ングブレードとして好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H134 GA01 GB02 HD02 HD19 KD08 4J034 BA03 BA08 CA04 CA05 DA01 DB04 DB07 DD11 DF01 DM01 DM05 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC64 HC71 HC73 JA42 QC08 QD03 RA11 RA16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウレタンポリマーからなる電子複写機ク
    リーニングブレードにおいて、該ウレタンポリマーが、
    片末端に第1級水酸基を2個有し、他端に反応性基を有
    していないオルガノポリシロキサンを含有するポリヒド
    ロキシ化合物とポリイソシアネートとから得られるもの
    である電子複写機クリーニングブレード。
  2. 【請求項2】 オルガノポリシロキサンがウレタンポリ
    マー中0.01〜10重量%含有する請求項1記載の電
    子複写機クリーニングブレード。
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