JP3838873B2 - ブレード - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンターや複写機等において、感光体、ベルト、ローラー等のクリーニング、現像部におけるトナーの薄層化や帯電及び粉煙防止、帯電部における帯電等に使用されるブレードに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のブレードとしては、表面層としてクロム合金メッキ層が設けられてなる支持板金と、該支持板金に接着剤を介して接着されたウレタン等からなるブレード部材とを備えてなるものが使用されていたが、クロムは環境に悪影響を及ぼす一方でクロムレスの支持板金をそのまま使用すると錆が生じ易いという欠点があることから、近年、クロムに代えて表面被膜として無機被膜や有機被膜が形成された支持板金が使用され、該支持板金にブレード部材が接着されてなるものが種々開発されている。
【0003】
ところで、これらの被膜が形成された支持板金に接着剤を介してブレード部材を接着すると、被膜と接着剤との接着性の点で満足できる水準が得られないことも多く、このような場合には、接着したブレード部材が支持板金から剥離し易くなるため、従来のブレードにおける支持板金には、ブレード部材との接着性の向上を図るべく、表面に別途プライマー層が塗布、即ち、プライマー処理が施されている場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、別途プライマー処理を施すことは、ブレード部材の接着時に於ける工程数が増加することから、支持板金とブレード部材との接着が煩雑になると共に、プライマー成分の中に、例えばトリクロロエチレン、トルエン等の有害物質が含まれている場合には、ブレードの取扱いや管理が困難になるという問題も有している。
【0005】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、別途プライマー処理が施されていないにもかかわらず、支持板金とブレード部材との接着性が良好なブレードを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、エーテル・エステル系ウレタン樹脂が種々の接着剤と良好な接着性を呈することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
即ち、本発明に係るブレードは、支持板金と該支持板金に接着剤を介して接着されたブレード部材とを備えてなるブレードにおいて、前記支持板金は、表面被膜としてエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を有してなり、前記接着剤は、ポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニル共重合体系、アクリル系、エポキシ系又はこれらの混合系の接着剤であり、且つ、前記表面被膜に直接接着されていることを特徴とする。
【0008】
斯かる構成からなるブレードにおいては、エーテル・エステル系ウレタン樹脂と良好な接着性を呈するポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニル共重合体系、エポキシ系又はこれらの混合系の接着剤が、表面被膜、即ち、エーテル・エステル系ウレタン樹脂層に直接接着されてなるので、プライマー処理が施されていないにもかかわらず、支持板金とブレード部材との接着性が良好なものとなる。
【0009】
本発明において、エーテル・エステル系ウレタン樹脂とは、ポリオールとイソシアネートとのウレタン結合によって連結される化合物として、エーテル及びエステルを含むもので有り、例えば、BAYER社製のKEN4−2002やKCW、大日本インキ化学工業社製のMP−105やMP−185、第一工業製薬社製のスーパーフレックス300や36等を挙げることができる。
【0010】
また、本発明において、ポリエステル系の接着剤とは、ポリエステルを有効成分として含有する接着剤で、例えば、日立化成ポリマー(株)製ラテックスを挙げることができる。
ウレタン系の接着剤とは、ウレタンを有効成分として含有する接着剤で、例えば、熱可塑性のポリエステル系ポリウレタン、熱可塑性のポリエーテル系ポリウレタン及び熱硬化性のウレタン樹脂を挙げることができる。具体的には、ポリエステル系ウレタン接着剤として、日本マタイ(株)製のUH−204(商品名)を挙げることができる。
ポリアミド系の接着剤とは、ポリアミドを有効成分として含有する接着剤で、例えば、熱可塑性のポリアミド変性樹脂を挙げることができる。具体的には、ダイマー酸をポリアミド変性したヘンケルジャパン(株)製のマクロメルト6240を挙げることができる。
エチレン酢酸ビニル共重合系の接着剤とは、エチレン酢酸ビニル共重合体の加水分解物を有効成分として含有する接着剤で、例えば、ケン化EVAの変性体である武田薬品工業(株)製のデュラミンM−223(商品名)、タケメルトC−1550(商品名)を挙げることができる。
エポキシ系の接着剤とは、エチレンオキサイドを有効成分として含有する接着剤で、例えば、1液硬化型であるアルファ技研製のアルテコEE(商品名)や2液硬化型であるセメダイン工業(株)製のEP−001(商品名)を挙げることができる。
【0011】
また、支持板金としては、基板としての鉄鋼板に亜鉛メッキ層を設け、更に、表面被膜として該亜鉛メッキ層にクロメート処理を行うことなくエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を設けてなるもの(クロムフリー鋼板)や、該亜鉛メッキ層にクロメート処理等の化成処理を介し、表面被膜としてエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を設けてなるもの等を例示することができる。
但し、クロメート処理を行わずに、エーテル・エステル系ウレタン樹脂層を設けてなるものが好ましい。
クロメート処理を行わないことにより、クロメート処理被膜中に含まれるクロムによって環境に悪影響が及ぼされるという虞も減少する。
また、本発明において、ブレード部材としては、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂からなるものを挙げることができる。
【0012】
ここで、ウレタン樹脂としては、MDI(メチレンジイソシアネート)、TDI(トルエンジイソシアネート)、NDI(ナフチレンジイソシアネート)、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、PPDI(パラフェニレンジイソシアネート)等のジイソシアネート類又はそれらの変性体等のポリイソシアネート類と、
ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート等からなるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンエステルポリオール、ポリブタジエン系ポリオール、PPG(ポリアルキレングリコール)、PTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)等のポリエーテルポリオール等のポリオール類と、
1,4−BG(ブタンジオール)、TMP(トリメチロールプロパン)、EG(エチレングリコール)、DEG(ジエチレングリコール)、ビスヒドロキシエトベンゼン等の短鎖ポリオール類、又は、TEA(トリエタノールアミン)、TEDA(トリエチレンジアミン)、MBOCA(メチレンビス(o−クロロアニリン))等のアミン類とからなるものを挙げることができる。
【0013】
また、シリコーン樹脂としては、メチルビニルシリコーンゴム、フッ化シリコーンゴムやその変性体、シリコーン変性ポリオールからなるシリコーンウレタン等の有機ポリシロキサン等を挙げることができる。
さらに、フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、プロピレン−テトラフルオロエチレン交互共重合体等のフッ素を含む合成ゴムを挙げることができる。
【0014】
また、本発明において、前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層には、常温架橋型架橋剤及び感熱型架橋剤が配合されてなり、接着時に100〜200℃で加熱されてなるものが好ましい。
常温架橋型架橋剤によって表面被膜の凝集力が向上すると共に加熱によって感熱型架橋剤が表面被膜と接着剤とを架橋させるため、接着剤との接着性がより一層良好になると共に表面被膜の破断が抑制されて、支持板金とブレード部材との剥離の虞がより一層少ないものとなる。
尚、この場合に使用する接着剤としては、接着温度で溶融するホットメルト接着剤が取扱い及び接着強度の点で好ましい。
【0015】
ここで、常温架橋型架橋剤とは、常温でウレタンの架橋を促進させる架橋剤で、該常温架橋型架橋剤としてはエポキシ系樹脂、イソシアネート系樹脂等を挙げることができ、エポキシ系樹脂としては大日本インキ化学工業社製EPICLON CR−75やCR5L等を、イソシアネート系樹脂としては大日本インキ化学工業社製CR−60N等を例示できる。
また、感熱型架橋剤とは、100℃〜200℃でウレタンの架橋を促進させる架橋剤で、該感熱型架橋剤としてはブロックイソシアネートなどを挙げることができ、ブロックイソシアネートとしては第一工業製薬社製エラストロンMF−8、TP−16等を例示できる。
【0016】
これらの架橋剤の配合量は、エーテル・エステル系ウレタン樹脂層に占める割合で、常温架橋型架橋剤1〜10重量%、感熱型架橋剤5〜40重量%が好ましく、前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層の表面被膜としての付着量(塗布量)は、固形分換算で0.1〜10g/m2の範囲が好ましい。
斯かる範囲であれば、より効率よく接着性が向上し、支持板金とブレード部材との剥離の虞が少ないものとなる。
【0017】
前記支持板金と前記ブレード部材とは、液状で塗布された前記接着剤を間に介して、接着時に押し圧が0MPaより大きく0.98MPa以下(0kgf/cm2より大きく10kgf/cm2以下)で加圧時間が20〜100秒の範囲で互いに押圧されてなるものが好ましい。
斯かる範囲で押圧されることにより、接着剤とエーテル・エステル系ウレタン樹脂とが物理的、化学的に結合して、前記支持板金と接着剤とは、より良好な接着性を呈することとなり、より一層、支持板金とブレード部材との剥離の虞が少ないものとなる。
ここで使用する接着剤は、液状で塗布した後に支持板金とブレード部材を互いに接着させるタイプのものである。
【0018】
また、前記支持板金と前記ブレード部材とは、テープ状に成形された前記接着剤を間に介して、接着時に押圧力が0.098〜1.96MPaで、押圧時間が0秒より長く60秒以内の範囲で互いに押圧されてなるものが好ましい。
斯かる範囲で押圧されることにより、接着剤とエーテル・エステル系ウレタン樹脂とが物理的、化学的に結合して、前記支持板金と接着剤とは、より良好な接着性を呈することとなり、より一層、支持板金とブレード部材との剥離の虞が少ないものとなる。
ここで使用するテープ状に成形された接着剤としては、一般に、テープの基材両面に樹脂が塗布された両面テープや原料樹脂をテープ状に成形したもの、具体的には、ホットメルト接着剤をテープ状に成形したホットメルトテープ等を挙げることができる。
テープ状に成形された接着剤として、ホットメルトテープを使用する場合、該ホットメルトテープは、接着時に加熱溶融されてなり、前記押圧力が0.098〜0.98MPa、前記押圧時間が5〜60秒であるものが好ましい。これによって、前記支持板金と接着剤とは、更に、より良好な接着性を呈することとなり、より一層、支持板金とブレード部材との剥離の虞が少ないものとなる。
【0019】
また、他の解決手段として、本発明に係るブレードは、支持板金と該支持板金に接着剤を介して接着されたブレード部材とを備えてなるブレードにおいて、前記支持板金は、表面被膜としてエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を有してなり、前記接着剤は、アクリル系の接着剤であり、且つ、前記表面被膜に直接接着されていることを特徴とする。
【0020】
斯かる構成からなるブレードにおいては、エーテル・エステル系ウレタン樹脂と良好な接着性を呈するアクリル系の接着剤が、表面被膜、即ち、エーテル・エステル系ウレタン樹脂層に直接接着されてなるので、プライマー処理が施されていないにもかかわらず、支持板金とブレード部材との接着性が良好なものとなる。
ここで、アクリル系の接着剤とは、アクリルを有効成分として含有する接着剤で、例えば、粘着テープタイプ(両面テープ)である日東電工(株)製ニットーNo.500(商品名)を挙げることができる。
【0021】
また、請求項7記載の発明において、前記指示板金と前記ブレード部材とは、テープ状に成形された前記接着剤を間に介して、接着時に押圧力0.098〜1.96MPa及び押圧時間0秒より長く2秒以内の範囲で互いに押圧されてなるものが好ましい。
斯かる範囲で押圧されることにより、前記支持板金と接着剤とは、より良好な接着性を呈することとなり、より一層、支持板金とブレード部材との剥離の虞が少ないものとなる。
テープ状に成形された接着剤としては、一般に、テープの基材両面にアクリル樹脂が塗布された両面テープ(例えば、上記「No.100」商品名、日東電工(株)製)やアクリル樹脂をテープ状に成形したもの等を使用することができ、これらは、通常、接着時に未加熱で使用される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に付いて、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明のブレードの使用状態の一例を示す概略断面図である。
図1に示すように、本実施形態のブレードは、感光ドラム、転写ベルト、転写ローラ6等に当接するブレード部材1が、プリンター等の本体部3に取り付けられた支持板金2に接着されて構成されてなる。
【0023】
図2は、図1のA−A線断面の要部拡大図である。
図2に示すように、支持板金2とブレード部材1は、ホットメルト接着剤4で接着されてなる。
前記支持板金2としては、鋼鉄製の基板2aの表面に、亜鉛メッキ層2bが設けられ、該亜鉛メッキ層2bの表面にエーテル・エステル系ウレタン樹脂層2cが設けられてなるものが使用されている。
そして、前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層2cの表面には、例えば、ウレタン系ホットメルト接着剤4が直接、即ち、プライマー層を介さずに塗布されており、該接着剤4によって支持板金2とブレード部材1が接着されている。
【0024】
前記ブレード部材1としては、例えば、ポリエステル系ウレタンゴムからなる弾性ブレード部材(商品名「バンコラン#2566J」、バンドー化学(株)製)が使用されている。
また、ホットメルト接着剤4としては、変性ポリエステル系ウレタン樹脂(商品名「BBC−10」、日本マタイ(株)製)が使用されている。
【0025】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、説明する。
実施例1
電気亜鉛メッキ鋼板に、15重量%の感熱型架橋剤、4重量%の常温架橋型架橋剤がそれぞれ添加されたエーテル・エステル系ウレタン樹脂の表面被膜を施すことにより、表面被膜としてエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を有した板金を支持板金として使用し、該支持板金の表面被膜に直接、アミド系ホットメルトテープ接着剤(熱可塑性ポリアミド系接着剤(商品名「マクロメルト6238」、ヘンケルジャパン社製)(幅5mm、厚さ100μmのホットメルトテープ)を、130℃で予め予熱した板金上に仮接着させた後、直ちにポリエステル系ウレタンゴム製のブレード部材(商品名「バンコラン#2566J」、バンド化学(株)製)を積層し、温度160℃、押圧力0.588MPa(6kgf/cm2)、で30秒間互いに押圧して支持板金とブレード部材を接着し、実施例1のブレードを得た。
【0026】
比較例1
実施例1の支持板金に代えて、クロメート処理鋼板に、イソシアネート成分としてイソホロンジイソシアネートを使用したエステル系ウレタン樹脂の表面被膜を施した支持板金を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例1のブレードを得た。
【0027】
比較例2
実施例1の支持板金に代えて、電気亜鉛メッキ鋼板に、エーテル系ウレタン樹脂の表面被膜を施した支持板金を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例2のブレードを得た。
【0028】
比較例3
実施例1の支持板金に代えて、電気亜鉛メッキ鋼板に、エステル系ウレタン樹脂の表面被膜を施した支持板金を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例3のブレードを得た。
【0029】
比較例4
実施例1の支持板金に代えて、電気亜鉛メッキ鋼板に、ポリエチレン系ウレタン樹脂の表面被膜を施した支持板金を使用した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例4のブレードを得た。
【0030】
比較例5
実施例1の支持板金に代えて、クロメート被膜や樹脂による被膜の施されていない電気亜鉛メッキ鋼板を支持板金として使用した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例5のブレードを得た。
【0031】
比較例6
比較例4の支持板金に、更に、プライマー(商品名「ケムロック218」、ロードファーストインコーポレイテッド社製)を厚さ1μm塗布した以外は、実施例1と同様の方法により、比較例6のブレードを得た。
【0032】
〈試験例1〉
得られた各ブレードを、23℃で1時間エージングした後、図3に示すように、ピーリング試験機により、矢印方向に20mm/分のスピードで90℃剥離荷重をかけ、ブレード部材1と支持板金2とが剥離したときの荷重を測定した。尚、測定は、X幅を1cmに裁断したものを用いて行った。
測定結果を、下記表1に示す。
尚、表1において平均接着力は、サンプルブレードを3本とし、各ブレードの剥離開始20mm、中央部、剥離終了前20mmのところ3カ所を測定して、計9カ所における接着力の平均を求めたものである(単位N/cm)。また、min接着力は、9カ所における接着力の最小値である(単位N/cm)。
【0033】
【表1】
【0034】
表1から明らかなように、エーテル・エステル系ウレタン樹脂の表面被膜を有する支持板金を用いたものは、別途プライマー処理がされていないにもかかわらず、支持板金とブレード部材との接着性が良好であることが分かる。
【0035】
実施例2〜5
実施例1の感熱型架橋剤及び常温架橋型架橋剤の使用量をそれぞれ下記表2に示す量とした以外は、実施例1と同様の方法により、実施例2〜5のブレードを得た。
【0036】
得られた各ブレードを上記試験例1に示す方法により、各ブレードの平均接着力及びmin接着力(それぞれ単位はN/cm)を測定した。
【0037】
【表2】
【0038】
表2から明らかなように、常温架橋型架橋剤を1〜4重量%(特に、2〜4重量%)及び感熱架橋剤を10〜15重量%用いたものは、接着性がより良好となることが分かる。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るブレードは、別途プライマー処理が施されていないにもかかわらず、支持板金とブレード部材との接着性が良好であるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブレードの使用状態の一例を示す概略的断面図。
【図2】図1のA−A線断面の要部拡大図。
【図3】ピーリング試験の方法を示す概略側面図。
【符号の説明】
1・・・ブレード部材、2・・・支持板金、4・・・接着剤
Claims (7)
- 支持板金と該支持板金に接着剤を介して接着されたブレード部材とを備えてなるブレードにおいて、
前記支持板金は、表面被膜として、エーテル及びエステルを含んでいるエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を有してなり、前記接着剤は、ポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニル共重合系、エポキシ系又はこれらの混合系の接着剤であり、且つ、前記表面被膜に直接接着されていることを特徴とするブレード。 - 支持板金と該支持板金に接着剤を介して接着されたブレード部材とを備えてなるブレードにおいて、
前記支持板金は、表面被膜として、エーテル及びエステルを含んでいるエーテル・エステル系ウレタン樹脂層を有してなり、前記接着剤は、アクリル系の接着剤であり、且つ、前記表面被膜に直接接着されていることを特徴とするブレード。 - 前記接着剤は、ポリエステル系、ウレタン系、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニル共重合系、エポキシ系又はこれらの混合系の接着剤であり、前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層に、常温架橋型架橋剤及び感熱型架橋剤を配合して、接着時に100〜200℃で加熱することにより請求項1記載のブレードを製造することを特徴とするブレード製造方法。
- 前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層中に占める前記常温架橋型架橋剤は1〜10重量%、前記感熱型架橋剤は5〜40重量%であり、前記エーテル・エステル系ウレタン樹脂層の付着量は、固形分で0.1〜10g/m2である請求項3に記載のブレード製造方法。
- 前記支持板金と前記ブレード部材とは、液状で塗布された前記接着剤を間に介して、接着時に押圧力が0MPaより大きく0.98MPa以下で、押圧時間が20〜100秒の範囲で互いに押圧させる請求項3又は4に記載のブレード製造方法。
- 前記支持板金と前記ブレード部材とを、テープ状に成形された前記接着剤を間に介して、接着時に押圧力が0.098〜1.96MPaで、押圧時間が0秒より長く60秒以内の範囲で互いに押圧させる請求項3又は4に記載のブレード製造方法。
- 前記接着剤がホットメルトテープで、接着時に加熱溶融させ、しかも、前記押圧力が0.098〜0.98MPa、前記押圧時間が5〜60秒である請求項6記載のブレード製造方法。
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