JP2010076129A - Blade member-molding mold and method of molding blade member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した画像形成装置に用いられるブレード部材を製造する際に使用するブレード部材成形用金型及びブレード部材の成形方法に関するものである。 The present invention relates to a blade member molding die and a blade member molding method used when manufacturing a blade member used in an image forming apparatus using an electrophotographic process such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile machine. Is.
従来から、電子写真複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真装置の画像形成工程における現像装置としては、現像剤担持体と現像剤量規制ブレードとを有するものが多用されている。現像剤担持体は、現像剤(トナー)を蓄える現像剤容器の開口部に、一部を露出して設けられ、現像剤量規制ブレードはこの現像剤担持体の表面に当接するゴム材などで形成される。また、電子写真装置の感光体クリーニング工程におけるクリーニング装置としては、記録用紙に転写を行った後、感光体上に残存するトナーを除去して繰り返し転写を行うために、支持体にブレード部材が接合されたクリーニングブレードが多用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a developing device in an image forming process of an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile, a developing device having a developer carrying member and a developer amount regulating blade has been widely used. The developer carrier is partially exposed at the opening of the developer container that stores the developer (toner), and the developer amount regulating blade is made of a rubber material that comes into contact with the surface of the developer carrier. It is formed. In addition, as a cleaning device in the photosensitive member cleaning process of the electrophotographic apparatus, after transferring to a recording sheet, a blade member is bonded to the support in order to remove the toner remaining on the photosensitive member and perform transfer repeatedly. Often used cleaning blades.
現像剤量規制ブレードは、一般に、ゴム板、金属性薄板、樹脂板又はこれらの積層体から形成される。現像剤量規制ブレードは、現像剤担持体に圧接されるブレード部材と、このブレード部材を所定の位置に支持する支持部材とから作製され、用いられるブレード部材としては、耐磨耗性に優れていることから、ポリウレタンエラストマーが通常使用される。 The developer amount regulating blade is generally formed from a rubber plate, a metallic thin plate, a resin plate, or a laminate thereof. The developer amount regulating blade is made of a blade member pressed against the developer carrying member and a support member that supports the blade member at a predetermined position, and the blade member used has excellent wear resistance. Therefore, polyurethane elastomer is usually used.
また、クリーニングブレードは、装置等にブレードを貼り付けるための金属製の支持部材と、その支持部材に弾性体からなるブレード部材が一体化して形成されている。ブレード部材は、耐磨耗性や永久歪みに優れていることから、ポリウレタンエラストマーが通常使用される。 The cleaning blade is formed by integrating a metal support member for attaching the blade to an apparatus or the like, and a blade member made of an elastic body on the support member. Since the blade member is excellent in wear resistance and permanent set, a polyurethane elastomer is usually used.
このようなポリウレタン製のブレード部材を有してなるクリーニングブレード及び現像剤量規制ブレードは、従来からポリウレタン形成材料を用いた注型成形操作を行うことによって製造されている。例えば、上型と下型で構成される成形型を準備し、金型のブレード部形成用のキャビティ内に支持部材の片端部を突出した状態で配置し、この成形型内に液状組成物を注入し、これを硬化反応させ、ついで硬化物を脱型することにより製造することができる。また、高速で回転する加熱した円筒形状の成型金型の内面に熱硬化性樹脂を流し込み、平面形状のシートを得る遠心成形法によって製造することもできる。 A cleaning blade and a developer amount regulating blade having such a polyurethane blade member have been conventionally manufactured by performing a cast molding operation using a polyurethane-forming material. For example, a mold composed of an upper mold and a lower mold is prepared, arranged in a state where one end portion of a support member protrudes into a cavity for forming a blade portion of a mold, and a liquid composition is placed in the mold. It can be manufactured by pouring, allowing this to undergo a curing reaction, and then demolding the cured product. It can also be manufactured by a centrifugal molding method in which a thermosetting resin is poured into the inner surface of a heated cylindrical molding die that rotates at high speed to obtain a planar sheet.
これらの成型方法では硬化物を効率よく離型する為に、あらかじめシリコーン組成物などからなる離型層を形成するか、不活性で低エネルギーな表面を持つ飽和炭化水素系、シリコーン系、フッ素系の離型剤を塗布しておく必要がある。 In these molding methods, in order to efficiently release the cured product, a release layer made of a silicone composition or the like is formed in advance, or a saturated hydrocarbon type, silicone type, fluorine type having an inert and low energy surface. It is necessary to apply a release agent.
シリコーン組成物などからなる離型層は、離型層形成時に異物が混入することなどによる不良発生要因や、ポリウレタンエラストマーの成型に使用する際の耐久性に難点がある場合があり、離型層の張り替え頻度が上がり工程数の増加につながるなどの問題がある。 A release layer made of a silicone composition or the like may cause defects due to foreign matters mixed in when forming the release layer, and may have a difficulty in durability when used for molding polyurethane elastomers. There are problems such as increasing the frequency of rewiring and increasing the number of processes.
また、離型剤を使用することは、離型剤成分が成型物へ移行することによりトナー帯電のバラツキを引き起こし、画像に悪影響を与える場合がある。そのため、洗浄工程が必要となり、工程数の増加につながる。さらに、長期にわたり安定した離型性を得つづけるためには、常に毎回離型剤を塗布し直す必要があり、加えて均一な表面状態を保持しなければならないという問題がある。 In addition, the use of a release agent may cause variations in toner charging due to the release agent component moving to a molded product, and may adversely affect the image. For this reason, a cleaning process is required, leading to an increase in the number of processes. Furthermore, in order to continue to obtain a stable release property over a long period of time, it is necessary to always reapply the release agent every time, and in addition, there is a problem that a uniform surface state must be maintained.
そこで、本発明は、離型剤を用いることを必要とせず、長期に渡り充分な離型性を有するブレード部材成形用金型を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a blade member molding die that does not require the use of a release agent and has sufficient release properties over a long period of time.
上記課題を解決するために本発明は以下の熱硬化型ポリウレタン樹脂のブレード部材成形金型を提案するものである。
(1) 熱硬化型ポリウレタン樹脂を主体とし、国際ゴム硬度(IRHD)が60°以上90°以下であるブレード部材を成形するブレード部材成形用金型であって、
該金型の表面はフッ素樹脂を含有するメッキ層を有し、前記金型の表面のビッカース硬度は300Hv以上であり、かつ、前記金型の表面の十点粗さ平均(RzJIS)は2μm以上25μm以下であることを特徴とするブレード部材成形用金型。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following thermosetting polyurethane resin blade member molding die.
(1) A blade member molding die for molding a blade member mainly composed of a thermosetting polyurethane resin and having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less,
The surface of the mold has a plating layer containing a fluororesin, the Vickers hardness of the surface of the mold is 300 Hv or more, and the ten-point roughness average (RzJIS) of the surface of the mold is 2 μm or more. A blade member molding die having a thickness of 25 μm or less.
(2) ブレード部材成形用金型に主成分として熱硬化型ポリウレタン樹脂を流し込み、国際ゴム硬度(IRHD)が60°以上90°以下であるブレード部材を成形する方法であって、
前記金型として本発明の金型を使用することを特徴とするブレード部材の成形方法。
(2) A method of forming a blade member having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less by pouring thermosetting polyurethane resin as a main component into a blade member molding die,
A method for molding a blade member, wherein the mold of the present invention is used as the mold.
本発明に係るブレード部材成形用金型は、離型剤を用いることをせずに、所定のブレード部材を成形することができる。より具体的には、本発明に係るブレード部材成形用金型は、所定の硬度を有する熱硬化型ポリウレタン樹脂からなるブレード部材の成形において、離型剤を用いることなく、長期に渡って充分な離型性を維持しつつ、ブレード部材を成形することができる。したがって、離型層の形成、離型剤の塗布を必要とせず、残留離型剤によって生じる画像不良を起こすことがなく、良好な画像が得られるブレード部材を製造することが可能である。 The blade member molding die according to the present invention can mold a predetermined blade member without using a release agent. More specifically, the mold for molding a blade member according to the present invention is sufficient for a long period of time without using a release agent in the molding of a blade member made of a thermosetting polyurethane resin having a predetermined hardness. The blade member can be molded while maintaining releasability. Therefore, it is possible to manufacture a blade member that does not require the formation of a release layer and the application of a release agent, and does not cause image defects caused by the residual release agent, and can provide a good image.
さらに、金型表面(フッ素樹脂を含有するメッキ層の表面)が所定の硬度を有するため耐久性がよい。また、成型金型表面の離型性が向上していることによりメンテナンスが容易になり、工程数の削減も可能となる。 Furthermore, since the mold surface (the surface of the plating layer containing the fluororesin) has a predetermined hardness, durability is good. In addition, since the mold releasability on the molding die surface is improved, maintenance becomes easy and the number of processes can be reduced.
本発明の実施形態について詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明は、熱硬化型ポリウレタン樹脂を主体とし、国際ゴム硬度(IRHD)が60°以上90°以下であるブレード部材を成形するブレード部材成形用金型であって、該金型の表面はフッ素樹脂を含有するメッキ層を有し、前記金型の表面のビッカース硬度は300Hv以上であり、かつ、前記金型の表面の十点粗さ平均(RzJIS)は2μm以上25μm以下であることを特徴とするブレード部材成形用金型である。 The present invention relates to a blade member molding die for molding a blade member mainly composed of a thermosetting polyurethane resin and having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less, and the surface of the die is made of fluorine. It has a plating layer containing a resin, the surface of the mold has a Vickers hardness of 300 Hv or more, and the ten-point roughness average (RzJIS) of the surface of the mold is 2 μm or more and 25 μm or less. This is a blade member molding die.
また、本発明は、ブレード部材成形用金型に主成分として熱硬化型ポリウレタン樹脂を流し込み、国際ゴム硬度(IRHD)が60°以上90°以下であるブレード部材を成形する方法であって、前記金型として、上記金型を使用することを特徴とするブレード部材の成形方法である。 Further, the present invention is a method for casting a blade member having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less by pouring a thermosetting polyurethane resin as a main component into a blade member molding die. A blade member forming method characterized by using the above die as a die.
以下に、本発明に係るブレード部材成型金型について説明する。 The blade member molding die according to the present invention will be described below.
(熱硬化型ポリウレタン樹脂)
本発明に係るブレード部材成形用金型により成形されるブレード部材を構成する材料は熱硬化型ポリウレタン樹脂を主体とする。ポリウレタン樹脂は、耐磨耗性、機械的特性に優れている。また、熱硬化型ポリウレタン樹脂は、例えば、ポリイソシアネート、ポリオール、鎖延長剤および触媒を用い、プレポリマー法、セミワンショット法又はワンショット法等に準じて製造される。
(Thermosetting polyurethane resin)
The material constituting the blade member molded by the blade member molding die according to the present invention is mainly a thermosetting polyurethane resin. Polyurethane resin is excellent in wear resistance and mechanical properties. The thermosetting polyurethane resin is produced according to a prepolymer method, a semi one-shot method, a one-shot method, or the like using, for example, a polyisocyanate, a polyol, a chain extender, and a catalyst.
例えば、プレポリマー法の場合は、ポリイソシアネートとポリオールを用いてプレポリマーを調製し、このプレポリマーに鎖延長剤および触媒を添加し、ブレード部材の原料(熱硬化型ポリウレタン樹脂原料)を調製することができる。このブレード部材の原料を成形用の金型に注入して硬化させる。 For example, in the case of the prepolymer method, a prepolymer is prepared using a polyisocyanate and a polyol, a chain extender and a catalyst are added to the prepolymer, and a blade member raw material (thermosetting polyurethane resin raw material) is prepared. be able to. The raw material of the blade member is injected into a molding die and cured.
ポリイソシアネートとしては、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート(1,5−NDI)、p−フェニレンジイソシアネート(PPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、カルボジイミド変性MDI、ポリメチレンフェニルポリイソシアネート(PAPI)等があげられる。これらの中でも、MDIを用いることが好ましい。 Examples of the polyisocyanate include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), and xylene diisocyanate. (XDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (1,5-NDI), p-phenylene diisocyanate (PPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (water) Additive MDI), tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI), carbodiimide-modified MDI, polymethylenephenyl polyisocyanate (PAPI) and the like. Among these, it is preferable to use MDI.
ポリオールとしては、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、シリコーンポリオール等を挙げることができる。数平均分子量が1500〜5000のポリオールを用いることが好ましい。1500以上とすることにより、得られるウレタンゴムの物性を良好なものとすることができ、5000以下とすることにより、プレポリマーの粘度が高くなりすぎず、ハンドリングを容易なものとすることができるからである。 Examples of the polyol include polyester polyol, polyether polyol, caprolactone ester polyol, polycarbonate ester polyol, and silicone polyol. It is preferable to use a polyol having a number average molecular weight of 1500 to 5000. By setting it as 1500 or more, the physical property of the urethane rubber obtained can be made favorable, and by setting it as 5000 or less, the viscosity of the prepolymer does not become too high, and handling can be made easy. Because.
ポリオールとして、低分子量の鎖延長剤を併用することが好ましい。例えば、低分子量の鎖延長剤としてはグリコールが使用される。このようなグリコールとしては、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール(DEG)、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール(DPG)、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、1,6−ヘキサンジオール(1,6−HD)、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシリレングリコール(テレフタリルアルコール)、トリエチレングリコール等が挙げられる。また、上記グリコールの他に、その他の多価アルコールが使用され、このような多価アルコールとしては、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 As the polyol, it is preferable to use a low molecular weight chain extender in combination. For example, glycol is used as a low molecular weight chain extender. Such glycols include ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG), 1,4-butanediol (1,4-BD), 1,6-hexane. Examples include diol (1,6-HD), 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylylene glycol (terephthalyl alcohol), and triethylene glycol. In addition to the glycol, other polyhydric alcohols are used. Examples of such polyhydric alcohols include trimethylolpropane, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
触媒としては、一般に用いられるポリウレタン硬化用の触媒を使用することができ、例えば三級アミン触媒が挙げられる。 As the catalyst, a commonly used polyurethane curing catalyst can be used, and examples thereof include a tertiary amine catalyst.
また、本発明におけるブレード部材の国際ゴム硬度(IRHD)は60°以上90°以下である。ゴム硬度が60°よりも低い場合、成型物を該ブレード部材成型金型から脱型する際、やわらかすぎるために形状を保持することができず、寸法精度が落ちてしまう。また、ゴム硬度が90°よりも高い場合は、成型物を該ブレード部材成型金型から脱型する際に成型物の一部に欠けやヒビが発生してしまう。なお国際ゴム硬度(IRHD)はプレポリマー及び硬化剤の混合比、すなわち水酸基/イソシアネート基当量比(α値)を所定の値にすることで調整できる。このように本願では国際ゴム硬度(IRHD)が60°以上90°以下となるブレード部材の生産を目指して為した金型に関する発明である。 Further, the international rubber hardness (IRHD) of the blade member in the present invention is 60 ° or more and 90 ° or less. When the rubber hardness is lower than 60 °, when the molded product is removed from the blade member molding die, the shape cannot be held because it is too soft, and the dimensional accuracy is lowered. When the rubber hardness is higher than 90 °, chipping or cracking occurs in a part of the molded product when the molded product is removed from the blade member molding die. The international rubber hardness (IRHD) can be adjusted by setting the mixing ratio of the prepolymer and the curing agent, that is, the hydroxyl group / isocyanate group equivalent ratio (α value) to a predetermined value. As described above, the present invention relates to a mold for the purpose of producing a blade member having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less.
ブレード部材の国際ゴム硬度(IRHD)は、微小硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて測定した値とすることができる。 The international rubber hardness (IRHD) of the blade member can be a value measured based on JIS K 6253 using a micro hardness tester.
(ブレード部材成形用金型)
次に、熱硬化型ポリウレタン樹脂原料を注入し、ブレード部材を成型するための金型について説明する。図1はブレード部材を成型するための金型の一例を示し、図1の例は分割型金型である。図2は図1に例示する分割型金型を組み合わせた状態における断面図を示す。この分割型金型は、ブレード部材の一方の面を形成するための上型10とブレード部材のもう一方を形成するための下型11からなる。
(Blade mold)
Next, a mold for injecting a thermosetting polyurethane resin material and molding a blade member will be described. FIG. 1 shows an example of a mold for molding a blade member, and the example of FIG. 1 is a split mold. FIG. 2 is a cross-sectional view in a state where the split molds illustrated in FIG. 1 are combined. The split mold includes an
本発明において、ブレード部材成形用金型のうち少なくともブレード部材に接する部分の内壁表面は、フッ素樹脂を含有するメッキ層(以下、フッ素樹脂含有メッキ層とも称す)が形成されている。例えば、図1における例では、ブレード部材成型用金型の上型10の内壁面10a及び下型11の内壁面11aにフッ素樹脂含有メッキ層を形成した構成とすることができる。
In the present invention, a plating layer containing a fluororesin (hereinafter also referred to as a fluororesin-containing plating layer) is formed on at least the inner wall surface of the blade member molding die that is in contact with the blade member. For example, in the example in FIG. 1, a configuration in which a fluororesin-containing plating layer is formed on the
フッ素樹脂含有メッキ層とは、フッ素樹脂を含有するメッキ層のことであり、例えば、クロムメッキ表面にフッ素樹脂を含浸した層、又はフッ素樹脂含有ニッケル被膜等が挙げられる。クロムメッキ表面にフッ素樹脂を含浸した層は、例えば、成型金型の表面にクロムメッキ処理を施した後にフッ素樹脂を塗布して焼成して形成することができる。また、フッ素樹脂含有ニッケル被膜としては、例えば、金型表面に粒子状の四フッ化エチレン樹脂と無電解ニッケルを共析させ焼成することにより、無電解ニッケルとフッ素樹脂を強固に密着させたものが挙げられる。 The fluororesin-containing plating layer is a plating layer containing a fluororesin, and includes, for example, a layer in which a chromium plating surface is impregnated with a fluororesin or a fluororesin-containing nickel coating. The layer in which the surface of the chrome plating is impregnated with the fluororesin can be formed, for example, by applying a chrome resin to the surface of the molding die and then applying and baking it. In addition, as the fluororesin-containing nickel coating, for example, a particulate tetrafluoroethylene resin and electroless nickel are co-deposited on the mold surface and baked, so that the electroless nickel and the fluororesin are firmly adhered to each other. Is mentioned.
さらに、本発明に係るブレード部材成形用金型において、金型表面(本発明においてフッ素樹脂含有メッキ層の表面に相当する)における十点粗さ平均(RzJIS)は、2μm以上25μm以下である。金型表面(フッ素樹脂含有メッキ層の表面)における十点粗さ平均(RzJIS)が2μm未満の場合、成型物と金型内壁面(フッ素樹脂含有メッキ層)との接触面積が非常に大きくなるため両者間のすべり抵抗が大きくなる。そのため、脱型の際に離型性が悪く、貼り付きが発生し、形状精度の優れたブレード部材を得ることができない。金型表面の十点粗さ平均(RzJIS)が25μm超では、表面の凹凸にブレード部材の原料が入り込み、アンカー効果が発生し、脱型時の離型性が悪くなり、形状精度の優れたブレード部材を得ることができない。 Furthermore, in the blade member molding die according to the present invention, the 10-point roughness average (RzJIS) on the mold surface (corresponding to the surface of the fluororesin-containing plating layer in the present invention) is 2 μm or more and 25 μm or less. When the 10-point roughness average (RzJIS) on the mold surface (the surface of the fluororesin-containing plating layer) is less than 2 μm, the contact area between the molded product and the inner wall surface of the mold (the fluororesin-containing plating layer) becomes very large. Therefore, the slip resistance between the two increases. Therefore, the releasability is poor at the time of demolding, sticking occurs, and a blade member with excellent shape accuracy cannot be obtained. When the 10-point roughness average (RzJIS) of the mold surface exceeds 25 μm, the raw material of the blade member enters the surface irregularities, an anchor effect occurs, the releasability at the time of demolding deteriorates, and the shape accuracy is excellent. A blade member cannot be obtained.
これに対して、金型表面の十点粗さ平均(RzJIS)が2μm以上25μm以下であると、注型した熱硬化型ポリウレタン樹脂原料が硬化する前に金型表面の微小な凹凸に入り込むことは殆ど無く、成型物と金型表面が、面ではなく点で接している状態となる。そのため優れた離型性を得ることができ、形状精度の優れたブレード部材を得ることができる。本発明に係るブレード部材成形用金型の製造対象となるブレード部材は、上述したように比較的軟らかい範囲にあるものであるので、金型表面はより良い離型性を与える構成であることが望ましい。本願における表面粗さの範囲はそのために必要な範囲である。 On the other hand, if the 10-point roughness average (RzJIS) of the mold surface is 2 μm or more and 25 μm or less, the cast thermosetting polyurethane resin raw material will enter minute irregularities on the mold surface before curing. The molded product and the mold surface are in contact with each other at a point rather than a surface. Therefore, it is possible to obtain excellent releasability and to obtain a blade member having excellent shape accuracy. Since the blade member which is the manufacturing object of the blade member molding die according to the present invention is in a relatively soft range as described above, the mold surface may be configured to give better mold releasability. desirable. The range of the surface roughness in the present application is a range necessary for that purpose.
本発明において、金型表面(フッ素樹脂含有メッキ層の表面)のビッカース硬度は少なくとも300Hv以上であることが必要である。金型表面(フッ素樹脂含有メッキ層の表面)のビッカース硬度が300Hv未満の場合、注型したブレード部材を金型から脱型する際に、ブレード部材にやわらかいフッ素樹脂含有メッキ層が追従してくるため、脱型に必要な力が大きくなり、離型性が低下する。加えて、金型表面のビッカース硬度が300Hv未満の場合、使用を重ねると細かな擦り傷がつきやすく、金型表面に擦り傷があると成型物が付着してしまうため、離型性低下の原因となる。なおフッ素樹脂の含有率によりフッ素樹脂含有層のビッカース硬度は変わり,PTFE30%の含有率でおよそHv300、PTFE10%の含有率でおよそHv700程度の値を得ることができる。なお、本発明において、金型表面のビッカース硬度は300Hv以上であるとするが、上限は現時点で得られる材料、製造方法により必然的に定められるが、より硬いことが望ましい。また、本発明において金型表面の硬度(ビッカース硬度)の測定は、JIS Z 2244に基づいて行われる。 In the present invention, the Vickers hardness of the mold surface (the surface of the fluororesin-containing plating layer) needs to be at least 300 Hv or more. When the Vickers hardness of the mold surface (the surface of the fluororesin-containing plating layer) is less than 300 Hv, the soft fluororesin-containing plating layer follows the blade member when the cast blade member is removed from the mold. For this reason, the force required for demolding increases and the releasability decreases. In addition, if the Vickers hardness of the mold surface is less than 300 Hv, fine scratches are likely to occur with repeated use, and if there are scratches on the mold surface, the molded product will adhere, causing a decrease in releasability. Become. The Vickers hardness of the fluororesin-containing layer varies depending on the content of the fluororesin, and a value of approximately Hv300 can be obtained with a PTFE content of 30% and a PTFE content of 10%. In the present invention, it is assumed that the Vickers hardness of the mold surface is 300 Hv or more, but the upper limit is inevitably determined by the material and manufacturing method obtained at the present time, but it is desirable that the hardness is harder. In the present invention, the hardness of the mold surface (Vickers hardness) is measured based on JIS Z 2244.
以下に、実施例を挙げて本発明をさら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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
まず、本発明で使用したブレード部材は以下のようにして作製した。 First, the blade member used in the present invention was produced as follows.
<実施例1>
本発明の現像剤量規制ブレードを以下のように作製した。
<Example 1>
The developer amount regulating blade of the present invention was produced as follows.
支持部材としてウレタン変性オレフィン樹脂及びアクリル変性オレフィン樹脂を含む非クロム表面処理層を有する電気亜鉛メッキ鋼板ジンコート21(商品名、新日本製鐵(株)製)を使用した。これに、フィルム状ホットメルト接着剤エルファン−ΜH(商品名、日本マタイ(株)製)を仮接着した。 An electrogalvanized steel sheet gin coat 21 (trade name, manufactured by Nippon Steel Corporation) having a non-chromium surface treatment layer containing a urethane-modified olefin resin and an acrylic-modified olefin resin was used as a support member. To this, a film-like hot-melt adhesive L-fan H (trade name, manufactured by Nihon Matai Co., Ltd.) was temporarily bonded.
次に、下記材料を注型機ミキシングチャンバー内で混合攪拌して熱硬化型ポリウレタン樹脂原料混合物を得た。
・アジペート系ウレタンプレポリマー100質量部(Mn;2000、NCO含有量;6.25質量%)
・1,4−ブタンジオール3.7質量部
・トリメチロールプロパン1.9質量部
得られた原料混合物を予め130℃に加熱しておいた上型と下型で構成される成形型に注型し、加熱硬化後に脱型し、短冊状のブレード部材を得た。得られたブレード部材の国際ゴム硬度は60°であった。
Next, the following materials were mixed and stirred in a casting machine mixing chamber to obtain a thermosetting polyurethane resin raw material mixture.
・ 100 parts by mass of adipate urethane prepolymer (Mn; 2000, NCO content: 6.25% by mass)
-3.7 parts by weight of 1,4-butanediol-1.9 parts by weight of trimethylolpropane Cast into a mold composed of an upper mold and a lower mold in which the obtained raw material mixture has been heated to 130 ° C in advance. Then, it was demolded after heat curing to obtain a strip-shaped blade member. The international rubber hardness of the obtained blade member was 60 °.
このブレード部材と上記ホットメルト接着剤を仮接着した支持板金とを加熱接着し、現像剤量規制ブレードを得た。このとき、洗浄はせず金型表面に付着したカスをエアーブローで吹き払う程度の清掃をしたのみである。 This blade member and the support sheet metal temporarily bonded with the hot melt adhesive were heated and bonded to obtain a developer amount regulating blade. At this time, no cleaning was performed, and cleaning was performed to such an extent that dust attached to the mold surface was blown off by air blow.
また、この成形に用いた金型表面には、フッ素樹脂含有メッキ層を形成した。フッ素樹脂としては四フッ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)を用い、四フッ化エチレン樹脂の微粒子を含有したニッケル被膜を金型表面に形成した。被膜形成後に熱処理(約400℃)を施すことで、四フッ化エチレン樹脂とニッケル被膜を強固に密着させた。このフッ素樹脂含有メッキ層の形成方法は、アルバックテクノ(株)の「ニフグリップ(登録商標)」として知られている。このときのフッ素樹脂含有メッキ層のビッカース硬度は300Hvであった。また、フッ素樹脂を含有する層を形成する前に金型表面のブラスト加工を行い、層形成後の表面の十点平均粗さ(RzJIS)を2μmとした。金型表面を粗面化する方法としては,切削加工や研磨加工、エッチング、レーザー加工などが挙げられる。 Moreover, the fluororesin containing plating layer was formed in the metal mold | die surface used for this shaping | molding. A tetrafluoroethylene resin (polytetrafluoroethylene resin) was used as the fluororesin, and a nickel coating containing fine particles of the tetrafluoroethylene resin was formed on the mold surface. By applying a heat treatment (about 400 ° C.) after the coating was formed, the tetrafluoroethylene resin and the nickel coating were firmly adhered. The formation method of this fluororesin-containing plating layer is known as “Nifgrip (registered trademark)” of ULVAC TECHNO. The Vickers hardness of the fluororesin-containing plating layer at this time was 300 Hv. Moreover, the blast process of the metal mold | die surface was performed before forming the layer containing a fluororesin, and the 10-point average roughness (RzJIS) of the surface after layer formation was 2 micrometers. Examples of methods for roughening the mold surface include cutting, polishing, etching, and laser processing.
(十点平均粗さ(RzJIS)の評価方法)
ブレード部材の成型金型表面の十点粗さ平均(RzJIS)は、表面粗さ測定機SE3500(メーカー名:小坂研究所(株)製)を用い、JIS B 0601に基づいて計測した。
(Evaluation method of 10-point average roughness (RzJIS))
The ten-point roughness average (RzJIS) of the molding die surface of the blade member was measured based on JIS B 0601 using a surface roughness measuring machine SE3500 (manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.).
(ビッカース硬度の測定)
金型表面のビッカース硬度の測定は、マイクロビッカース硬度計を使用しJIS Z 2244に基づいて行った。
(Measurement of Vickers hardness)
The Vickers hardness of the mold surface was measured based on JIS Z 2244 using a micro Vickers hardness meter.
(国際ゴム硬度の測定)
国際ゴム硬度(IRHD)の測定は、ウォーレス(H.W,WALLACE)社製ウォーレス微小硬度計を用い、JIS K 6253に基づいて行った。
(Measurement of international rubber hardness)
The measurement of international rubber hardness (IRHD) was performed based on JIS K 6253 using a Wallace microhardness meter manufactured by Wallace (HW, WALLACE).
(離型性評価方法)
130℃の温度を保持した上記成形金型内に前記原料混合物を投入して硬化・脱型する作業を繰り返し、離型耐久性について評価した。1回目、20回目、50回目に成型したブレード部材を脱型する際の離型性を以下の基準にて評価した。結果を表1に示す。
◎:成型物に欠け、ひび等の発生が無く、離型性が良好である。
○:成型物に欠け、ひび等の発生が無い。
△:成型物に欠け、ひび等の発生がある。
×:貼り付きによるちぎれが発生し、離型が困難である。
(Releasability evaluation method)
The operation of putting the raw material mixture into the molding die maintained at a temperature of 130 ° C., curing and demolding was repeated, and the release durability was evaluated. The releasability when removing the blade member molded at the first time, the 20th time, and the 50th time was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
(Double-circle): There is no generation | occurrence | production of a chipping, a crack, etc., and a mold release property is favorable.
○: There is no chipping or cracking in the molded product.
Δ: The molded product is chipped or cracked.
X: Tearing due to sticking occurs and release is difficult.
(画像評価方法)
作製した現像剤量規制ブレードをレーザービームプリンター LBP3410(キヤノン社製)用カートリッジに組み込み、画像スジについて以下の基準にて評価を行った。結果を表1に示す。
○:画像スジの発生が見られない
△:多少の画像スジが確認できたものの実用上問題ない
×:画像スジの発生が確認でき実用上問題がある
(Image evaluation method)
The produced developer amount regulating blade was incorporated into a cartridge for a laser beam printer LBP3410 (manufactured by Canon Inc.), and image streaks were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: Image streak is not observed Δ: Some image streak was confirmed, but there is no practical problem ×: Image streak is confirmed and practically problematic
<実施例2>
実施例1におけるアジペート系ウレタンプレポリマー(Mn;2000、NCO含有量;6.25質量%)をアジペート系ウレタンプレポリマー(Mn;2000、NCO含有量;7.0質量%)とした。それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表1に示す。
<Example 2>
The adipate urethane prepolymer (Mn; 2000, NCO content; 6.25 mass%) in Example 1 was used as the adipate urethane prepolymer (Mn; 2000, NCO content; 7.0 mass%). Otherwise, a developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured to evaluate the releasability and image evaluation. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
<実施例3>
実施例1における金型表面に施すフッ素樹脂含有メッキ層のフッ素樹脂含有率を10%にし、フッ素樹脂含有メッキ層のビッカース硬度を750Hvとした。他は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様にブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表1に示す。
<Example 3>
The fluorine resin content of the fluororesin-containing plating layer applied to the mold surface in Example 1 was 10%, and the Vickers hardness of the fluororesin-containing plating layer was 750 Hv. Otherwise, a developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1. Further, as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured, and the releasability and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
<実施例4>
実施例1におけるフッ素樹脂含有メッキ層の形成前に金型表面に施すブラスト加工条件を変え、金型表面の十点平均粗さを25μmとした。他は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様にブレード部材の国際ゴム硬度を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表1に示す。
<Example 4>
The blasting conditions applied to the mold surface before the formation of the fluororesin-containing plating layer in Example 1 were changed, and the 10-point average roughness of the mold surface was set to 25 μm. Otherwise, a developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1. In addition, the international rubber hardness of the blade member was measured in the same manner as in Example 1, and the releasability and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
<実施例5>
実施例2におけるフッ素樹脂含有メッキ層の形成前に金型表面の施すブラスト加工条件を変え、金型表面の十点平均粗さを25μmとした。他は実施例2と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表1に示す。
<Example 5>
Before forming the fluororesin-containing plating layer in Example 2, the blasting conditions applied to the mold surface were changed, and the 10-point average roughness of the mold surface was 25 μm. Otherwise, a developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 2. In addition, as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member, evaluation of releasability, and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
<実施例6>
実施例4における金型表面に施すフッ素樹脂含有メッキ層のフッ素樹脂含有率を10%にし、フッ素樹脂含有メッキ層のビッカース硬度を750Hvとした。他は実施例4と同様にし、現像剤量規制ブレードを作製し、実施例2と同様にブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表1に示す。
<Example 6>
The fluororesin-containing plating layer applied to the mold surface in Example 4 had a fluororesin content of 10%, and the fluororesin-containing plating layer had a Vickers hardness of 750 Hv. Others were made in the same manner as in Example 4 to produce a developer amount regulating blade, and in the same way as in Example 2, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured, and the releasability. Evaluation and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
実施例1におけるフッ素樹脂含有メッキ層を設けず、それ以外は実施例1と同様にして、現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative Example 1>
A developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the fluororesin-containing plating layer in Example 1 was not provided. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured to evaluate the releasability and image evaluation. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
<比較例2>
実施例1における1,4−ブタンジオールを3.9質量部、トリメチロールプロパンを1.7質量部とし、それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative example 2>
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,4-butanediol in Example 1 was 3.9 parts by mass and trimethylolpropane was 1.7 parts by mass. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured to evaluate the releasability and image evaluation. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
<比較例3>
実施例1における1,4−ブタンジオールを3.4質量部、トリメチロールプロパンを2.2質量部とし、それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative Example 3>
A developer amount regulating blade was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3.4 parts by mass of 1,4-butanediol and 2.2 parts by mass of trimethylolpropane in Example 1 were used. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured to evaluate the releasability and image evaluation. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
<比較例4>
実施例1における金型表面に施すフッ素樹脂含有メッキ層のフッ素樹脂の含有率を35%とし、金型表面のビッカース硬度を200Hvとし、それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度、金型表面の十点平均粗さ(RzJIS)を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative example 4>
The developer amount regulating blade in the same manner as in Example 1 except that the fluorine resin content of the fluororesin-containing plating layer applied to the mold surface in Example 1 is 35% and the Vickers hardness of the mold surface is 200 Hv. Was made. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member and the ten-point average roughness (RzJIS) of the mold surface were measured to evaluate the releasability and image evaluation. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
<比較例5>
実施例1における金型表面のブラスト加工条件を変え、金型表面の十点平均粗さを1μmとし、それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative Example 5>
A developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the blasting conditions on the mold surface in Example 1 were changed, and the 10-point average roughness of the mold surface was 1 μm. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member was measured, and evaluation of releasability and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
<比較例6>
実施例1における金型表面のブラスト加工条件を変え、金型表面の十点平均粗さを30μmとし、それ以外は実施例1と同様にして現像剤量規制ブレードを作製した。また、実施例1と同様に、ブレード部材の国際ゴム硬度を測定し、離型性の評価、画像評価を行った。また、実施例1と同様の簡単な清掃のみを行った。結果を表2に示す。
<Comparative Example 6>
A developer amount regulating blade was produced in the same manner as in Example 1 except that the blasting conditions on the mold surface in Example 1 were changed, and the 10-point average roughness of the mold surface was 30 μm. Further, in the same manner as in Example 1, the international rubber hardness of the blade member was measured, and evaluation of releasability and image evaluation were performed. Moreover, only the simple cleaning similar to Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.
上記表1の結果から、実施例で成型したブレード部材においては、良好な離型性を確認することができた。また、得られた現像剤量規制ブレードを用いた場合、画像スジの発生が無く、良好な画像が得られた。 From the results of Table 1 above, good releasability could be confirmed in the blade member molded in the example. Further, when the obtained developer amount regulating blade was used, no image streak occurred and a good image was obtained.
これに対して上記表2の比較例においては、国際ゴム硬度が60°未満の条件(比較例2)では、表面粗さが2〜25μmであっても、成型物が金型表面の凹凸に入り込み、接触面積が大きくなり、貼り付きが発生したために、画像評価においても縦スジが確認された。また国際ゴム硬度が90°超(比較例3)では、局所的な収縮や脱型の際の引っ掛かりが原因と推察できる微細な欠けやヒビ、凹みが観察され、画像評価においても縦スジが確認された。 On the other hand, in the comparative example of Table 2 above, on the condition that the international rubber hardness is less than 60 ° (Comparative Example 2), the molded product becomes uneven on the mold surface even if the surface roughness is 2 to 25 μm. Since the intrusion and the contact area increased and sticking occurred, vertical streaks were confirmed in the image evaluation. In addition, when the international rubber hardness is over 90 ° (Comparative Example 3), fine chips, cracks, and dents that can be assumed to be caused by local shrinkage or catching at the time of demolding are observed, and vertical streaks are confirmed in image evaluation. It was done.
金型表面(フッ素樹脂含有メッキ層の表面)のビッカース硬度が300Hv未満(比較例4)では、ショット数が増えていくにつれて徐々に成型物の貼り付きが確認されるようになった。 When the Vickers hardness of the mold surface (the surface of the fluororesin-containing plating layer) was less than 300 Hv (Comparative Example 4), the sticking of the molded product was gradually confirmed as the number of shots increased.
また、成型金型の表面粗さが2μm未満(比較例5)では、1ショット目以降は離型性が優れなかった。表面粗さが25μm超(比較例6)では、表面の凹凸に入り込んだ成型物の残留物が確認でき、徐々に離型が困難となっていった。 Moreover, when the surface roughness of the molding die was less than 2 μm (Comparative Example 5), the releasability was not excellent after the first shot. When the surface roughness was more than 25 μm (Comparative Example 6), the residue of the molded product that had entered the surface irregularities could be confirmed, and the mold release gradually became difficult.
フッ素樹脂含有メッキ層を形成していない成型金型(比較例1)に関しては、1ショット目から貼り付きが発生し離型が困難となった。そのため、20ショット以降は検討を行わなかった。なお、長期の金型使用に耐えるかどうかは50ショットを目処とした。 With respect to a molding die (Comparative Example 1) in which the fluororesin-containing plating layer was not formed, sticking occurred from the first shot, making it difficult to release. Therefore, no examination was conducted after 20 shots. In addition, 50 shots were set as a target for enduring long-term use of the mold.
10 分割型金型の上型
11 分割型金型の下型
10a フッ素樹脂含有メッキ層を形成した10の内壁表面
11a フッ素樹脂含有メッキ層を形成した11の内壁表面
10 Upper mold of a split mold 11 Lower mold of a
Claims (6)
該金型の表面はフッ素樹脂を含有するメッキ層を有し、前記金型の表面のビッカース硬度は300Hv以上であり、かつ、前記金型の表面の十点粗さ平均(RzJIS)は2μm以上25μm以下であることを特徴とするブレード部材成形用金型。 A blade member molding die for molding a blade member mainly composed of a thermosetting polyurethane resin and having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° or more and 90 ° or less,
The surface of the mold has a plating layer containing a fluororesin, the Vickers hardness of the surface of the mold is 300 Hv or more, and the ten-point roughness average (RzJIS) of the surface of the mold is 2 μm or more. A blade member molding die having a thickness of 25 μm or less.
前記金型として、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のブレード部材成形用金型を使用することを特徴とするブレード部材の成形方法。 A method of casting a blade member having an international rubber hardness (IRHD) of 60 ° to 90 ° by pouring thermosetting polyurethane resin as a main component into a blade member molding die,
The blade member molding method according to claim 1, wherein the blade member molding die according to claim 1 is used as the die.
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