JP5308704B2 - トナーシール部材 - Google Patents
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Description
前記トナーの補給は、例えば、補給用トナーが充填されており、スライド可能な蓋部材を備えるトナーボトル等のトナー容器を、事務機器のトナーホッパー上に装着することにより行われる。
前記蓋部材には、通常、容器に充填されているトナーが漏れないようにするため、トナーシール部材が配設されている。そして、このトナーシール部材には、トナーの外部への漏出を防止する高いシール性が要求されていると共に、トナーを供給する際における前記蓋部材の開閉を容易にし得る摺動性も必要とされており、相反する要素が求められている。更には、これらの特性を長期に渡って維持する耐久性も求められている。
このようなシール部材としては、従来より、ウレタンフォーム等の各種フォームや、ウレタンフォームの一面側にPETフィルム等が接着された積層体等が開示されている(特許文献1〜3等参照)。
具体的には、従来の圧縮性に優れた低密度ウレタンフォーム等からなるシール部材では、フォームの連続気泡に起因する通気性やセル径(通常、400μm以上)により、十分なシール特性が得られない場合がある。
また、PETフィルムを摺動面側に備えるウレタンフォームからなるシール部材では、PETフィルムが形成されている分、ウレタンフォーム単体からなるシール部材よりも摺動性及びシール特性に優れる。しかしながら、PETフィルムはその剛性により柔軟性が乏しいため、シワや折れ等の変形が生じ易く、凹凸形状に対する追従性が低い。そのため、これらの欠点に起因するトナー漏れが生じ、十分なシール特性が得られない場合がある。更には、PETフィルムは接着剤等によりフォームに接合されているため、摺動時の圧力や接着層の経時的劣化等によりフィルムの剥離が生じ、長期に渡ってシール特性及び摺動性を維持できないこともある。
そのため、シール性及び摺動性により優れており、且つそれらの特性を長期に渡って維持できるトナーシール部材が求められているのが現状である。
[1]ウレタンフォーム層及びウレタンフィルム層の積層体からなるトナーシール部材であって、前記積層体はウレタンフォーム原料をウレタンフィルム上で発泡させることによって形成されており、該積層体における前記ウレタンフィルム層の摺動強度は60N以下であり、前記ウレタンフォーム層の密度は200〜480kg/m3であり、セル径は300μm以下であり、厚みは0.5mm以上であることを特徴とするトナーシール部材。
[2]前記ウレタンフィルム層の伸びが150%以上である前記[1]に記載のトナーシール部材。
[3]前記ウレタンフィルム層の厚みが3〜30μmである前記[1]又は[2]に記載のトナーシール部材。
[4]前記ウレタンフォーム層の厚みが0.5〜6mmである前記[1]乃至[3]のいずれかに記載のトナーシール部材。
[5]前記ウレタンフォーム層の25%CLD硬度が0.1MPa以下である前記[1]乃至[4]のいずれかに記載のトナーシール部材。
また、ウレタンフィルム層の伸びや厚みが特定の範囲である場合には、柔軟性に優れたトナーシール部材となり、トナーシール部材が配設される部材の形状等に対する追随性に優れ、シール特性により優れたトナーシール部材となる。
更に、ウレタンフォーム層の厚みや25%CLD硬度が特定の範囲である場合には、柔軟性に優れたトナーシール部材となり、トナーシール部材が配設される部材の形状等に対する追随性に優れ、シール特性により優れたトナーシール部材となる。
本発明のトナーシール部材は、ウレタンフォーム層及びウレタンフィルム層の積層体からなる。
前記「ウレタンフォーム層」の密度は、200〜480kg/m3であり、好ましくは200〜400kg/m3、より好ましくは320〜400kg/m3である。この密度が200〜480kg/m3である場合には、シール特性及び摺動性に優れるトナーシール部材とすることができる。また、この密度が200kg/m3未満の場合には、十分なシール特性が得られないおそれがある。一方、480kg/m3を超える場合には、ウレタンフォーム層の柔軟性が低下して硬くなり、十分な摺動性が得られないおそれがある。
尚、この密度は、JIS K 6401に準拠して測定される値である。
尚、このセル径は、SEM写真(電子顕微鏡写真)を用いて測定される値である。
尚、この25%CLD硬度は、JIS K 6254に準拠して測定される値である。
尚、この圧縮残留歪は、JIS K 6401に準拠して測定される値である。
尚、この伸びは、JIS K 6251に準拠して測定される値である。
尚、この摺動強度は、後述する実施例に記載の方法により測定される値である。
前記ポリオールとしては、例えば、エーテル系ポリオール、エステル系ポリオール等を用いることができる。
前記エーテル系ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコール、又はその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールが挙げられる。
また、前記エステル系ポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られるポリエステルポリオールが挙げられる。更には、ε-カプロラクタムの開環重合によって得られるラクトン系ポリエステルポリオールが挙げられる。
これらのポリオールのなかでも、エーテル系ポリオールが好ましい。
尚、これらのポリオールは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
尚、これらのイソシアネートは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記触媒としては、例えば、金属触媒、アミン系触媒等が挙げられる。
前記金属触媒としては、スタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート等の有機錫化合物、オクチル酸亜鉛等の有機亜鉛化合物、ニッケルアセチルアセトエート、ニッケルジアセチルアセトエート等の有機ニッケル化合物、鉄アセチルアセトエート等の有機鉄化合物、酢酸ナトリウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属のアルコキシドやフェノキシド等が挙げられる。
前記アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、N,N,N’N’−テトラメチルヘキサン−1,6ジアミン等が挙げられる。
これらの触媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、触媒の配合量は特に限定されないが、前記ポリオールの全量を100質量部とした場合に、1〜8質量部であることが好ましく、より好ましくは3〜6質量部である。
この整泡剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、整泡剤の配合量は特に限定されないが、前記ポリオールの全量を100質量部とした場合に、2〜8質量部であることが好ましく、より好ましくは3〜5質量部である。
この鎖延長剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、鎖延長剤の配合量は特に限定されないが、前記ポリオールの全量を100質量部とした場合に、1〜6質量部であることが好ましく、より好ましくは2〜4質量部である。
(1)ポリオール;ポリエーテル系ポリオール(三洋化成社製、商品名「GP−3000」、数平均分子量:3000、官能基数:3、水酸基価:56mgKOH/mg)
(2)イソシアネート;クルードMDI(日本ポリウレタン社製、商品名「コロネート 1130」、NCO%;31%)
(3)鎖延長剤;1,4−ブタンジオール
(4)触媒;スタナスオクトエート(城北化学社製)
(5)整泡剤;シリコーン系整泡剤(モメンティブ製、商品名「L−5614」)
(6)増粘剤;水酸化アルミニウム(昭和電工社製、商品名「ハイジライト H−10」)
(1)実施例1〜10
ポリオール100部、鎖延長剤4部、増粘剤20部、触媒0.1部、及び整泡剤4部の混合物に、イソシアネート及び造泡用気体(窒素ガス、供給量:0.1m3N/min)を供給し、混合・剪断することによりウレタンフォーム原料を調製した。尚、前記イソシアネートは、インデックスが90〜110となるように配合した。
次いで、表1に示すウレタンフィルム(厚み:3〜30μm、伸び:200〜300%)上に、前記ウレタンフォーム原料を吐出ノズルより供給し、150℃に加熱し、フォーム原料を反応、硬化させることにより、表1に示すウレタンフォーム層(厚み:0.5〜7mm、密度:200〜480kg/m3、セル径:50〜300μm、25%CLD硬度:0.01〜0.1N、圧縮残留歪:1〜3.5%)と、ウレタンフィルム層とからなる積層体を製造した。その後、所定の寸法(縦50mm×横50mm)に裁断し、図1に示すように、ウレタンフォーム層21及びウレタンフィルム層22の積層体2からなるトナーシール部材1を得た。
尚、このトナーシール部材1においては、ウレタンフィルム層22側が摺動面側となり、ウレタンフォーム層21側がトナーボトル等の蓋部材に配設されることになる。
実施例1と同様のウレタンフォーム原料を支持体上に吐出ノズルより供給し、150℃に加熱してフォーム原料を反応、硬化させることにより、表2に示すウレタンフォーム(厚み:1〜2mm、密度:200〜320kg/m3、セル径:100〜300μm、25%CLD硬度:0.01〜0.05N、圧縮残留歪:1.5〜3%)を製造し、所定の寸法(縦50mm×横50mm)に裁断して、比較例1及び2の各トナーシール部材を製造した。
実施例1と同様のウレタンフォーム原料を支持体上に吐出ノズルより供給し、150℃に加熱してフォーム原料を反応、硬化させることにより、表2に示すウレタンフォーム(厚み:0.4〜2mm、密度:150〜500kg/m3、セル径:50〜400μm、25%CLD硬度:0.01〜0.11N、圧縮残留歪:1〜4%)を製造した。
次いで、得られたウレタンフォーム層の一表面に、表2に示すフィルム(種類:ウレタン又はPET、厚み:3〜25μm、伸び:140〜300%)を、アクリル系粘着剤により接着し、ウレタンフォーム層とウレタンフィルム層とからなる積層体を製造し、所定の寸法(縦50mm×横50mm)に裁断して、比較例3〜7の各トナーシール部材を得た。
下記に示す方法により各種評価試験を行った。その結果を表3及び表4に示す。
(1)摺動強度
まず、実施例及び比較例の各トナーシール部材から、縦30mm×横30mmの試験片を作製した。次いで、図2及び図3に示す摺動強度測定器3において、スライド可能なガイド35上に固定された被摺動体(ABS樹脂板)31とブリッジ部32との間に、試験片10が初期厚みに対し40%の圧縮率(スペーサ33及び締付部材34にて調節可能)となり且つ両面テープによりブリッジ部32側に固定されるように配置した(図2参照)。尚、この際、試験片10は、ウレタンフィルム側が被摺動体31側となり、ウレタンフォーム側がブリッジ部32側となるように配置した。
そして、3分間放置した後、ガイド35の先端に配設されたワイヤー36を引張試験機にて、前記被摺動体31をガイド35ごと、引張速度200mm/minで動かし(図3参照)、ガイド35が移動し始める際に必要な力から引張強度を求め、この引張強度を摺動強度(N)とした。
まず、図4に示すように、支持体4(厚み:2mm)上に、実施例及び比較例の各トナーシール部材を接合し、縦50mm×横50mmの試験片100を作製した。尚、実施例及び比較例3〜7においては、トナーシール部材を構成する積層体2のウレタンフォーム層21側に支持体4を形成し、ウレタンフォーム層のみから構成される比較例1及び2においては、いずれか一方の面に支持体4を形成した。
次いで、図4及び5に示すように、トナーボトル5における凹凸のある開口部51(被摺動面)に対して、試験片100における支持体4が形成されていない側を押しつけた状態で固定した。この際、ウレタンフォーム層の圧縮率が約25%となるように固定した。尚、前記開口部51の凹凸部における最頂部と最底部との最大差は、100μm程度である。
その後、トナーシール部材が固定された状態で、周波数100Hzにて100回上下に震動させて、トナー漏れの有無を確認し、トナーシール性を評価した。尚、評価基準は以下の通りである。
良好:トナー漏れ無し
不良:トナー漏れ有り
前記(2)と同様の評価試験を行い、試験片100と凹凸のある開口部51(被摺動面)の界面からのトナー漏れの有無を確認し、追随性を評価した。尚、評価基準は以下の通りである。
良好:試験片100が開口部51の凹凸に対して十分に追従し、界面からのトナー漏れが無かった場合
不良:試験片100が開口部51の凹凸に対して十分に追従せず、界面からのトナー漏れが有った場合
JIS Z 0237における180°剥離試験に準拠して界面剥離強度を評価した。尚、評価基準は以下の通りである。
良好:フォーム層からフィルム層が剥離せず、フォーム層が破壊された場合
不良:フォーム層からフィルム層が剥離した場合
前記(1)〜(4)の結果、及び、積層体を構成するウレタンフォーム層やウレタンフィルム層等の物性を考慮し、トナーシール部材としての使用感が非常に良好な場合を「◎」とし、使用感が良好な場合を「○」とし、使用に問題がある場合を「×」とした。
尚、実施例9の総合評価が「○」である理由は、ウレタンフォーム層の厚みが7mmと少し厚く、トナーシール部材として使用する際のウレタンフォーム層の圧縮率によっては、反発弾性が大きくなりすぎる場合があるからである。
また、比較例3及び4のウレタンフォーム層にPETフィルム層が接合されたトナーシール部材においては、摺動強度が15〜30Nと十分な摺動性を有していたが、追随性が不良であり、その結果としてトナー漏れが生じるためトナーシール性も不良であり、総合評価は共に「×」であった。
更に、比較例5のウレタンフォーム層にウレタンフィルム層が接合されたトナーシール部材においては、トナーシール性及び追随性は良好であったが、摺動強度が65Nと高いため摺動性が悪く、総合評価は「×」であった。
また、比較例6及び7のウレタンフォーム層にウレタンフィルム層が接合されたトナーシール部材においては、追随性は良好であったが、トナーシール性が不良であり、総合評価は共に「×」であった。
更に、比較例3〜7においては、フィルム層がウレタンフォーム層に粘着剤により接合されているため、ウレタンフィルム上でフォーム原料を発泡させることによってウレタンフォーム層が形成されている実施例よりも界面剥離強度が劣っていた。
Claims (5)
- ウレタンフォーム層及びウレタンフィルム層の積層体からなるトナーシール部材であって、
前記積層体はウレタンフォーム原料をウレタンフィルム上で発泡させることによって形成されており、該積層体における前記ウレタンフィルム層の摺動強度は60N以下であり、
前記ウレタンフォーム層の密度は200〜480kg/m3であり、セル径は300μm以下であり、厚みは0.5mm以上であることを特徴とするトナーシール部材。 - 前記ウレタンフィルム層の伸びが150%以上である請求項1に記載のトナーシール部材。
- 前記ウレタンフィルム層の厚みが3〜30μmである請求項1又は2に記載のトナーシール部材。
- 前記ウレタンフォーム層の厚みが0.5〜6mmである請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーシール部材。
- 前記ウレタンフォーム層の25%CLD硬度が0.1MPa以下である請求項1乃至4のいずれかに記載のトナーシール部材。
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