JP2007065646A - 電子写真装置用ポリウレタン部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】 温度依存性が小さく、機械的特性及び耐摩耗性に優れた電子写真装置用ポリウレタン部材を提供する。
【解決手段】 ポリオール、ポリイソシアネート、及びジアミノ化合物を少なくとも含むポリウレタン組成物を硬化・成形してなる注型タイプのポリウレタン部材からなり、前記ジアミノ化合物が、融点が80℃以下の化合物であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法のクリーニング部、現像部、帯電部、転写部、給紙部などに用いられる電子写真装置用ポリウレタン部材に関し、特に、電子写真法において、感光体や転写ベルトなどトナー像が形成され且つその後当該トナー像を被転写材に転写するトナー像担持体上のトナーを除去するクリーニングブレード部材、現像部に用いられる現像部材、及び感光体を帯電させる帯電部材等に好適に用いることができる電子写真装置用ポリウレタン部材に関する。
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくとも帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの各プロセスが実行される。かかる電子写真プロセスでは、トナー像が形成され且つその後当該トナー像を転写材に転写するトナー像担持体上のトナーを除去するクリーニング部材、現像部に用いられる現像部材、及び感光体を帯電させる帯電部材などにポリウレタンが使用される。ポリウレタンは、耐摩耗性が良好で、補強剤などを添加しなくても十分な機械的強度を有し、非汚染性であるからである。しかしながら、ポリウレタンの物性には温度依存性があることが知られている。温度依存性は特に反発弾性に現れ、特に、ポリウレタンでクリーニングブレードとした場合のクリーニング上の問題となっている。
ここで、ポリウレタンからなるクリーニングブレードとしては、50℃における引張強度が12MPa以上、tanδのピーク温度が15℃以下、硬度が80°以下の硬化体とすることにより、低温環境下におけるクリーニング性を損なうことなく、高温環境下におけるエッジ部の欠けの発生が有効に防止され、広い温度域で良好なクリーニング性を発揮することができることを目的とするクリーニングブレードが開発されている(特許文献1参照)。従来、この特許文献1のように、温度依存性を改良するために、tanδのピーク温度やその強度が規定されてきた。しかしながら、tanδのピーク温度とその強度を制御しただけでは、高温多湿環境(HH環境)下では耐摩耗性が悪い場合があった。
また、ポリイソシアネートと、ポリオールと、ジアミノ化合物(2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン)とを含有するポリウレタン組成物を硬化反応させることで高温時の耐摩耗性や耐欠け性を向上させることを目的としたクリーニングブレードがある(特許文献2参照)。しかしながら、このクリーニングブレードに用いられるジアミノ化合物(2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン)は、反応速度が速いため、シートが成形できないという問題があった。
そのため、温度依存性が小さく、機械的特性に優れ、且つ高温時での耐摩耗性に満足が得られるブレードが望まれている。
特開2001−265190号公報 特許第3666331号
本発明はこのような事情に鑑み、温度依存性が小さく、機械的特性及び耐摩耗性に優れた電子写真装置用ポリウレタン部材を提供することを課題とする。
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、ポリオール、ポリイソシアネート、及びジアミノ化合物を少なくとも含むポリウレタン組成物を硬化・成形してなる注型タイプのポリウレタン部材からなり、前記ジアミノ化合物が、融点が80℃以下の化合物であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ジアミノ化合物は、分子構造に塩素原子を含まないが芳香環を有し、且つ2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタンを同一の硬化・成形条件で用いた場合と比較して、反応速度が遅いことを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、tanδのピーク強度が0.7以下で、且つ(tanδのピーク強度/tanδの50℃での強度)が10以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリオールがポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第5の態様は、第4の態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、ポリウレタン組成物が架橋剤として前記ジアミノ化合物の他に短鎖ジオールを含み、前記ジアミノ化合物と前記短鎖ジオール全体に対する前記ジアミノ化合物のモル比が0.05以上であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第6の態様は、第1〜5の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン組成物が架橋剤としてさらにトリオールを含むことを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第7の態様は、第4〜6の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)が、分子量が1000〜3000であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン組成物全体のモルに対する前記ジアミノ化合物のモル比が0.02以下になるように配合されていることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第9の態様は、第1〜8の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、tanδ(10Hz)のピーク温度が5℃以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第10の態様は、第1〜9の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材の10℃及び50℃の反発弾性をそれぞれRbT10及びRbT50としたとき、下記式で表される△Rb(%)が、40以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
Figure 2007065646
本発明の第11の態様は、第1〜10の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、硬度がJIS Aで70〜95°であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第12の態様は、第1〜11の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材の引裂き強度が55KN/m以上であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明の第13の態様は、第1〜12の何れかの態様に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材をブレード部材として用いることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材にある。
本発明は、ポリオール、ポリイソシアネート、ジアミノ化合物を少なくとも含むポリウレタン組成物を硬化・成形してなるポリウレタン部材からなり、融点が80℃以下のジアミノ化合物を用いることにより、温度依存性が小さく、機械的特性及び耐摩耗性に優れた電子写真装置用ポリウレタン部材を実現したものである。
本発明にかかるジアミノ化合物は、融点が80℃以下である。反応時にジアミノ化合物の温度を融点以上に上げる必要があり、その温度が80℃以上の場合は極端にポットライフが短くなるからである。ポットライフが短くなると、成形が行えなくなったり、寸法精度が悪化してしまう。なお、ここでいう「ポットライフ」とは、粘度が比較的低く、流動性を保持した状態の時間のことである。
さらに、ジアミノ化合物は、分子構造に塩素原子を含まないが芳香環を有し、且つジアミノ化合物である2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタンを同一の硬化・成形条件で用いた場合と比較して、反応速度が遅いものが好ましい。このようなジアミノ化合物は、塩素原子を含まないために立体障害がほとんどなく、芳香環を有するために、これを用いて硬化させたポリウレタンは機械的強度の優れたものになる。 また、従来、tanδのピーク強度は、温度依存性に対するパラメータとして使用されてきたが、tanδのピーク強度は、耐摩耗性に関するパラメータとしても使用できることが確認できた。本発明の電子写真装置用ポリウレタン部材は、温度依存性及び耐摩耗性の改善のために、tanδのピーク強度が0.7以下となるようにポリウレタン部材を配合したものである。すなわち、本発明の電子写真装置用ポリウレタン部材は、ジアミノ化合物を配合することにより、より容易にtanδのピーク強度を0.7以下とし、耐摩耗性を向上させることができる。
本発明にかかるポリウレタン部材は、tanδのピーク強度が0.7以下で、且つ(tanδのピーク強度)/(tanδの50℃での強度)が10以下であることが好ましい。tanδのピーク強度を0.7以下とすることで、分子構造が剛直となり、耐摩耗性が向上する。また、(tanδのピーク強度)/(tanδの50℃での強度)を10以下とすることで、本発明にかかるポリウレタン部材を用いたクリーニングブレードは、ブレード使用温度域で良好な耐摩耗性及びクリーニング性を示すものになる。本発明にかかるポリウレタン部材は、tanδのピーク強度が0.7以下で、且つ(tanδのピーク強度)/(tanδの50℃での強度)を10以下とすることで、温度変化に対して影響をうけることなく、より耐摩耗性及びクリーニング性が向上する。なお、本発明のポリウレタン部材は、ポリオール、ポリイソシアネート、ジアミノ化合物の配合の割合を、適宜調整することで、tanδのピーク強度が0.7以下で、且つ(tanδのピーク強度)/(tanδの50℃での強度)が10以下となる。
また、本発明にかかるポリウレタン部材は、tanδ(10Hz)のピーク温度が5℃以下であることが好ましい。tanδ(10Hz)のピーク温度が5℃より大きいと低温低湿環境でゴム性を失ってしまい、非常に欠け易くなる。
本発明にかかるポリウレタン部材は、好ましくは硬度がJIS Aで70〜95°である。この範囲の硬度であれば、十分なクリーニング性が得られるためである。
本発明にかかるポリウレタン部材の引裂き強度は55KN/m以上であるのが好ましい。引裂強度が55kN/m未満であると、耐摩耗性が悪くなるからである。
また、本発明にかかるポリウレタン部材の300%モジュラスは8MPa以上であることが好ましい。上記範囲未満であると耐摩耗性が悪くなる傾向があり、例えばクリーニングブレードとして用いた場合少ない通紙枚数でエッジが欠けたり、摩耗等による画像不良が起こるためである。
また、本発明にかかるポリウレタン部材は、50℃での反発弾性RbT50(%)と10℃での反発弾性RbT10(%)との差である△Rb(%)が、40以下であるのが好ましい。反発弾性の温度依存性が低いことで、低温域での反発弾性がある程度確保されると共に高温域での反発弾性の上昇を抑えて、エッジの欠け等を減少させることができるからである。
本発明にかかるポリウレタン部材は、ポリオール、ポリイソシアネートに、ジアミノ化合物を配合することにより、容易に上述した特性を満たすものとすることができる。
ジアミノ化合物は、リキッドタイプまたはソリッドタイプのものがあるが、リキッドタイプが好ましい。ジアミノ化合物は、例えばジアミノジフェニルメタン系、フェニレンジアミン系が挙げられ、具体的には、4,4′−メチレンジアニリン(DDM)、3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン、2,4−トルエンジアミン(2,4−TDA)、2,6−トルエンジアミン(2,6−TDA)、メチレンビス(2−エチル−6−メチルアミン)、1,4−ジ−sec−ブチルアミノベンゼン、4,4−ジ−sec−ブチルアミンジフェニルメタン、1,4−ビス(2−アミノフェニル)チオメタン、ジエチルトルエンジアミン、トリメチレンビス(4−アミノベンゾエート)、ポリテトラメチレンオキシドジ−p−アミノベンゾエート等を挙げることができる。
上述したジアミノ化合物は、ポリウレタンの架橋剤として用いられ、ポリウレタン組成物全体のモルに対するジアミノ化合物のモル比が0.02以下になるように配合されることが好ましい。
ポリオールは特に限定されないが、ジオールと二塩基酸との脱水縮合で得られるポリエステルポリオール、ジオールとアルキルカーボネートの反応により得られるポリカーボネートポリオール、カプロラクトン系のポリオール、ポリエーテルポリオール等を挙げることができ、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)が好ましい。ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)からなるポリウレタン組成物にジアミノ化合物を配合することにより、電子写真装置用ポリウレタン部材は、比較的硬度が高くなり、例えば、ブレードとして用いた場合には、メクレ等が発生し難く高耐久性となるからである。ここでいう「メクレ」とは、ブレードの先端がめくれることである。なお、ポリオールは機械的特性を損なわない範囲で併用してもよい。
また、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)は、分子量が1000〜3000のものを用いるのが好ましく、さらに好ましくは1000〜2000である。この範囲を外れると、所定の特性を有する電子写真装置用ポリウレタン部材を得ることができないためである。
なお、ポリオールの配合割合は、ポリウレタン中に60〜80重量%であるのが好ましい。
ポリオールと反応させるポリイソシアネートは、分子構造が比較的剛直でないものであることが好ましく、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,6−トルエンジイソシアネート(TDI)、1,6−ヘキサンジイソシアネート(HDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)及び3,3−ジメチルフェニル−4,4−ジイソシアネート(TODI)などを挙げることができる。ポリイソシアネートの配合割合は、ポリウレタン100重量部に対して25〜70重量部であることが好ましい。25重量部未満では引張強さが不十分になる場合があるからであり、70重量部より多いと永久伸びが大きくなりすぎる。
本発明では、架橋剤としてジアミノ化合物(2官能)を用いるが、さらに短鎖ジオール(2官能)やトリオール(3官能)を併用してもよい。
ポリオールとして、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)を用いる場合は、架橋剤としてジアミノ化合物の他に、短鎖ジオールを含むのが好ましい。反応性の調整を行うことができ、環境特性に優れたポリウレタン部材となるからである。ここで短鎖ジオールは特に限定されないが、例えば、プロパンジオール(PD)、ブタンジオール(BD)等が挙げられる。このとき、2官能架橋剤全体に対するジアミノ化合物のモル比が0.05以上であるのが好ましく、特に、0.05〜0.5であるのが好ましい。ジアミノ化合物の配合量をこの範囲に規定することで、より耐摩耗性に優れたポリウレタンとなる。
なお、ポリオールとしてポリカプロラクトン(PCL)を用いる場合は、短鎖ジオールを含有しない方が好ましい。短鎖ジオールを配合すると、機械的特性は向上するが、温度依存性が高くなり、環境特性が低下するからである。
また、トリオールも特に限定されないが、分子量が120〜4000のトリオールが好ましく、さらに好ましくは120〜1000のトリオールである。具体的には、トリメチロールエタン(TME)、トリメチロールプロパン(TMP)等の短鎖トリオール等を挙げることができる。なお、トリオールはクリープや応力緩和などの特性を改良するために添加されるものである。この架橋剤の配合割合(モル比)は特に限定されない。なお、ポリウレタン部材の機械的特性を損なわない範囲で、ジオールとトリオールは併用してもよく、勿論、ジオールもトリオールもそれぞれ二種以上混合して用いてもよい。
また、α値は0.7〜1.0であることが好ましい。α値とは、下記式で表される値である。α値が、1.0より大きいと架橋剤の水酸基やジアミノ基である官能基が残存するため当接する感光体等が汚染してしまい、0.7未満では架橋密度が少なすぎて強度が不充分となったり、残存イソシアネートの失活に時間がかかり感光体汚染する場合がある。
Figure 2007065646
上述したポリエステルポリオール及び架橋剤に、ポリイソシアネートを配合し、反応させることによりポリウレタンを製造する。反応はプレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法を用いることができる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性にすぐれるポリウレタンが得られるため本発明には好適であるが、製法により制限されるものではない。
上述した構成からなるポリウレタン部材を用いることで、本発明の電子写真装置用ポリウレタン部材は、機械的特性を維持した上で、反発弾性及び硬度の温度依存性が著しく小さいものとなり、低温から高温に亘って安定した性能を発揮できるクリーニングブレード等に好適に用いることができる。
以上説明したように、本発明によると、温度依存性が小さく、機械的特性及び耐摩耗性に優れた電子写真装置用ポリウレタン部材を提供することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1)
分子量1000のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)60重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)/3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン(DMTDA)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.10で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.10となるように配合し反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(実施例2)
分子量1000のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)の代わりに分子量1400のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)を用い、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を55重量部とし、α値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.10で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.10となるように配合した以外は実施例1と同様にしてテストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(実施例3)
分子量1650のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)を用い、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)55重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)/3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン(DMTDA)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.05で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.30となるように配合し反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(実施例4)
分子量2000のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)を用い、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)44重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)/3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン(DMTDA)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.15で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.20となるように配合し反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(実施例5)
分子量2000のカプロラクトン(PCL)100重量部と、3,3−ジメチルフェニル−4,4−ジイソシアネート(TODI)35重量部、及び架橋剤として3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミンを用い、α値が0.95となるように配合し、反応させてテストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(実施例6)
1,9−ノナンジオールとアジピン酸とから得た分子量2000の1,9−ND アジペート100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)50重量部、架橋剤としてプロパンジオール(PD)/トリメチロールエタン(TME)/3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン(DMTDA)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.05で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.10となるように配合し、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例1)
分子量2000のカプロラクトン(PCL)100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)40重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)とをα値が0.95で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.30となるように配合し、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例2)
1,9−ノナンジオールとアジピン酸とから得た分子量2000の1,9−ND アジペート100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)50重量部、架橋剤としてプロパンジオール(PD)/トリメチロールエタン(TME)とをα値が0.95で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.40となるように配合し、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例3)
3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン(DMTDA)を用いずに、ジオール中のジアミノ化合物のモル比が0.30となるようにした以外は実施例3と同様にしてテストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例4)
分子量2000のポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)を用い、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)40重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)とをα値が0.95で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.60となるように配合し反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例5)
分子量2000のカプロラクトン(PCL)100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)40重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)/2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン(TCDAM)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.05で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.10となるように配合し、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(比較例6)
分子量2000のカプロラクトン(PCL)100重量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)40重量部、及び架橋剤としてブタンジオール(BD)/トリメチロールプロパン(TMP)/メチレンビス(2−エチル−6−メチルアニリン)(イハラケミカル工業株式会社製:キュアハード−MED)とをα値が0.95で、2官能架橋剤中のジアミノ化合物のモル比が0.10で、且つ架橋剤中のトリオールのモル比が0.10となるように配合し、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
(試験例1)
各実施例及び各比較例のテストサンプルについて、25℃でのゴム硬度(Hs)をJIS K6301に準拠して、300%伸張時の引張強さ(300%Modulus)をJIS K6251に準拠して、引張強度及び破断時の伸びをJIS K6251に準じて、引裂き強度をJIS K6252に準拠して、ヤング率をJIS K6254で25%伸長により、100%永久伸びをJIS K6262に準拠して、25℃での反発弾性(Rb)をJIS K6301に準拠したリュプケ式反発弾性試験装置により測定した。また、実施例1、2、5、6、及び比較例1、2のtanδをセイコーインスツル社製熱分析装置EXSTAR6000DMS粘弾性スペクトロメータで10Hzにて測定し、ピーク温度及びピーク強度を求めた。結果を図1及び表1に示す。さらに、反発弾性(Rb)については10℃〜50℃でも測定し、温度依存性についても評価した。結果を併せて表1に示す。
(試験例2)
各実施例及び各比較例のクリーニングブレードを実機(富士ゼロックス社製:Docu Center color 400)に取り付け、クリーニングブレードを当接させた感光体を、LL環境(10℃×35%)及びHH環境(30℃×85%)の各環境下で、線速125mm/secにて空回し、連続運転を60分間行った。その後、HH環境下のクリーニングブレードのエッジの摩耗状態をレーザー顕微鏡により観察・測定し、摩耗断面積の平均値が0〜10μm2の場合を○、11〜20μm2の場合を△、21μm2以上の場合を×として評価した。また、聴覚によりナキの有無を判断し、ナキが発生しなかった場合を○、発生した場合を×として評価した。LL環境下については、感光体のクリーニング性の評価を行い、クリーニングが良好にできたものを○、クリーニングができなかったものを×とした。測定条件を以下に、結果を表1に示す。
<測定条件>
レーザー顕微鏡測定条件‥‥測定機:キーエンス VK−9500、倍率:50倍、
測定モード:カラー超深度、
光学ズーム:1.0倍、測定ピッチ:0.10μm、
測定箇所:クリーニングブレード1本内5点
(両端から20mm及び80mmの地点並びに中央)
(試験例3)
VAR型レオメータ(ジャスコインターナショナル株式会社)の金型温度:150℃とし、ポリオール及びイソシアネート及び架橋剤(使用するジアミノ化合物の融点以上で一度溶融したもの)を所定量配合しレオメータで粘度上昇の確認をおこなった。このとき2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタンを用いた場合の粘度上昇速度を1として、各ジアミノ化合物の反応速度を確認した。結果を表1に示す。
Figure 2007065646
(結果のまとめ)
融点が80℃以下(4℃又は0.5℃)のジアミノ化合物を配合した実施例1〜6のテストサンプルは、成形性に優れ、硬度は74〜84°であり、また、いずれも引張強度等の機械的特性に優れ、反発弾性の温度依存性が小さく、低温から高温に亘って安定した性能を発揮できるものであった。
実施例1、2、5及び6のテストサンプルは、tanδのピーク強度は0.7以下で、(tanδのピーク強度)/(50℃でのtanδの強度)が10以下になり、機械的特性に優れていた。
また、実施例1〜6のクリーニングブレードは、実機での鳴きがなく、耐摩耗性に優れ、LLクリーニング性に優れていた。これにより、本発明のクリーニングブレードは、実機で用いるのに優れていることがわかった。
これに対し、比較例1〜4のように、ジアミノ化合物を用いなかったテストサンプルは、反発弾性の温度依存性が高かったり(比較例1)、反発弾性が低かったり(比較例2及び3)、硬度及び引裂強度が低かったり(比較例4)と十分な機械特性が得られなかった。比較例1及び比較例2のテストサンプルのtanδのピーク強度及びピーク温度を測定したころ、tanδのピーク強度が0.7以下にならなかったり(比較例1)、ピーク温度が5℃以下にはならなかったりした(比較例2)。また、比較例のポリウレタン部材をクリーニングブレードに用いた場合には、鳴きが発生したり(比較例1)、LLクリーニング特性が悪かったり(比較例2)、耐摩耗性が悪かったり(比較例3)、硬度が低いためにメクレが発生したり(比較例4)と、実機で用いるのには向いていないことがわかった。
また、比較例5及び比較例6のように、融点が80℃以上で、塩素を分子構造に有し、且つ2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン以上の反応速度のジアミノ化合物を用いたところ、反応速度が速すぎてシートを成形することができなかった。
各実施例及び各比較例のtanδの強度を示す図である。

Claims (13)

  1. ポリオール、ポリイソシアネート、及びジアミノ化合物を少なくとも含むポリウレタン組成物を硬化・成形してなる注型タイプのポリウレタン部材からなり、前記ジアミノ化合物が、融点が80℃以下の化合物であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  2. 請求項1に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ジアミノ化合物は、分子構造に塩素原子を含まないが芳香環を有し、且つ2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタンを同一の硬化・成形条件で用いた場合と比較して、反応速度が遅いことを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  3. 請求項1又は2に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、tanδのピーク強度が0.7以下で、且つ(tanδのピーク強度)/(tanδの50℃での強度)が10以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリオールがポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  5. 請求項4に記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン組成物が架橋剤として前記ジアミノ化合物の他に短鎖ジオールを含み、前記ジアミノ化合物と前記短鎖ジオールとの総モル数に対する前記ジアミノ化合物のモル比が0.05以上であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  6. 請求項1〜5の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン組成物が架橋剤としてさらにトリオールを含むことを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  7. 請求項4〜6の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)が、分子量が1000〜3000であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  8. 請求項1〜7の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン組成物全体のモルに対する前記ジアミノ化合物のモル比が0.02以下になるように配合されていることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  9. 請求項1〜8の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、tanδ(10Hz)のピーク温度が5℃以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  10. 請求項1〜9の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材の10℃及び50℃の反発弾性をそれぞれRbT10及びRbT50としたとき、下記式で表される△Rb(%)が、40以下であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
    Figure 2007065646
  11. 請求項1〜10の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材が、硬度がJIS Aで70〜95°であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  12. 請求項1〜11の何れかに記載の電子写真装置用ポリウレタン部材において、前記ポリウレタン部材の引裂き強度が55KN/m以上であることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
  13. 請求項1〜12の何れかの電子写真装置用ポリウレタン部材をブレード部材として用いることを特徴とする電子写真装置用ポリウレタン部材。
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