JP5821414B2 - ウレタン樹脂積層体 - Google Patents
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Description
すなわち請求項1に係る発明は、
少なくとも一方の表面における水の接触角が0度以上90度以下である基材と、
分子構造中にフッ素原子を有しないウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す厚さ10μm以上100μm以下の内側ウレタン樹脂層と、
分子構造中にフッ素原子を有するウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す厚さ10μm以上100μm以下の外側ウレタン樹脂層と、
をこの順に且つ各層が接するよう備えるウレタン樹脂積層体である。
前記外側ウレタン樹脂層における前記自己修復性が発現される温度領域と、前記内側ウレタン樹脂層における前記自己修復性が発現される温度領域と、が重複している請求項1に記載のウレタン樹脂積層体である。
前記外側ウレタン樹脂層、前記内側ウレタン樹脂層および前記基材が何れも透明性を示し、
前記外側ウレタン樹脂層と前記内側ウレタン樹脂層との屈折率が異なり、
且つ前記外側ウレタン樹脂層の膜厚は、前記外側ウレタン樹脂層側から入射した光が該外側ウレタン樹脂層の外側表面で反射した反射光(L1)の位相に対し、前記外側ウレタン樹脂層と前記内側ウレタン樹脂層との界面で反射した反射光(L2)の位相が逆転する膜厚である請求項1または請求項2に記載のウレタン樹脂積層体である。
また、外側ウレタン樹脂層および内側ウレタン樹脂層はいずれも自己修復性を示すため、外側ウレタン樹脂層の擦り傷等の傷がより深くなった場合であっても該傷が修復され、永久に残る擦り傷(永久傷)の発生が効率的に抑制される。
尚、水の接触角が前述の範囲である基材と分子構造中にフッ素原子を有しないウレタン樹脂を含む内側ウレタン樹脂層との相関関係のメカニズムは明らかではないものの、以下のように推察している。つまりフッ素原子を含有しない樹脂の接触角は90度未満であり、水の接触角が前述の範囲である基材と表面エネルギーが似ている為に基材への濡れ性が向上し、そのために接着性があがるものと考えられる。
ここで、自己修復性とは、応力によってできた歪を応力の除荷時に復元する性質を指し、具体的に本明細書においては、使用温度の下、下記測定方法によって求められる「戻り率」が80%以上であることを表す。
測定装置としてフィッシャースコープHM2000(フィッシャー社製)を用い、ポリイミドフィルムに内側ウレタン樹脂層形成用の塗布液または外側ウレタン樹脂層形成用の塗布液を塗布し重合してサンプル用の樹脂層を形成し、スライドガラスに接着剤で固定し、上記測定装置にセットする。サンプル用樹脂層に特定の測定温度(使用温度)で0.5mNまで15秒間かけて荷重をかけていき0.5mNで5秒間保持する。その際の最大変位を(h1)とする。その後、15秒かけて0.005mNまで除荷していき、0.005mNで1分間保持したときの変位を(h2)として、その温度での戻り率〔{(h1−h2)/h1}×100(%)〕を計算する。
本明細書に記載の戻り率は、該方法によって測定したものである。
尚、本実施形態における内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層において自己修復性が発現される温度(即ち上記戻り率が80%以上となる温度:自己修復温度)は、該内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層を形成する樹脂が層として形成された後の形態を保持しうる温度域であれば、いかなる温度であってもよい。従って、前記戻り率の測定方法における“特定の測定温度”は、上記温度域のいかなる温度をも対象とする。
また、本実施形態に係るウレタン樹脂積層体を、例えば画像読取装置におけるプラテン用透明板に適用する場合であれば、内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層における自己修復温度は0℃以上80℃以下であることが好ましく、10℃以上60℃以下であることがより好ましい。
本実施形態に係るウレタン樹脂積層体における内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層は、自己修復性が発現される温度(自己修復温度)以外の温度環境におかれた場合であっても、より長い時間(例えば前記戻り率の測定方法と同じ条件で荷重をかけ傷をつけた場合であれば、1分間を超える時間)をかけることで、好適に傷の修復が行われる。
但し、より効率的に傷の修復を行う観点から、ウレタン樹脂積層体の内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層が、前述の自己修復性を発現する温度(即ち前記戻り率が80%以上となる温度:自己修復温度)となる環境で使用することが好ましい。
本実施形態における基材は、少なくとも前記内側ウレタン樹脂層が形成される表面が前述の範囲の水の接触角を有する。更に該接触角は、10度以上60度以下であることが特に好ましい。
尚、上記接触角は、基材の材質や該基材への表面処理等により調整される。
上記水の接触角は、基材の表面に注射器で1μlの水滴をおとし、その液滴の接線と基材表面とのなす角度を接触角として測定する。具体的には、θ/2法や接線法、カーブフィッティング法など、公知のどの手法を用いてもよい。
本実施形態に係るウレタン樹脂積層体を構成する前記外側ウレタン樹脂層、内側ウレタン樹脂層および基材が何れも透明性を示す場合には、外側ウレタン樹脂層および内側ウレタン樹脂層の屈折率と、外側ウレタン樹脂層の厚さを調整することで、該外側ウレタン樹脂層側から入射した光の反射光を抑制する構成としてもよい。即ち、外側ウレタン樹脂層と内側ウレタン樹脂層との屈折率が異なり、且つ外側ウレタン樹脂層の膜厚を、外側ウレタン樹脂層側から入射した光が該外側ウレタン樹脂層の外側表面で反射した反射光(L1)の位相に対し、外側ウレタン樹脂層と内側ウレタン樹脂層との界面で反射した反射光(L2)の位相が逆転する膜厚に調整することで、外側ウレタン樹脂層および内側ウレタン樹脂層に反射防止層としての役割を担わせてもよい。
−内側ウレタン樹脂層−
内側ウレタン樹脂層は、分子構造中にフッ素原子を有しないウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す。
内側ウレタン樹脂層用のウレタン樹脂を構成する前記アクリル樹脂としては、ヒドロキシル基を有するアクリル樹脂が望ましい。
該アクリル樹脂を形成するためのモノマーとしては、まずヒドロキシル基を有するモノマーとして、例えば、(1)(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、N−メチロールアクリルアミン等のヒドロキシ基を有するエチレン性モノマー等が挙げられる。また、(2)(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のカルボキシ基を有するエチレン性モノマーを用いてもよい。更に、ヒドロキシル基を有しないモノマーとして、(3)(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル等の前記モノマー(1)および(2)と共重合し得るエチレン性モノマーを併用してもよい。
特に、本実施形態に係るウレタン樹脂積層体を、例えば画像形成装置における定着部材(定着ロールや定着ベルト等)等の温度が高い環境で用いる場合には、炭素数が10未満の側鎖ヒドロキシル基(短側鎖ヒドロキシル基)の含有モル量〔A〕および炭素数が10以上の側鎖ヒドロキシル基(長側鎖ヒドロキシル基)の含有モル量〔B〕の比(〔A〕/(〔A〕+〔B〕))が80%以上(但し前記炭素数が10以上の側鎖ヒドロキシル基を含有しない場合を含む)であるアクリル樹脂を用いることが好ましい。更に、上記比(〔A〕/(〔A〕+〔B〕))は90%以上であることがより好ましい。
アクリル樹脂は1種のみでもよいし2種以上を用いてもよい。
内側ウレタン樹脂層用のウレタン樹脂を構成するイソシアネートは、前記アクリル樹脂同士を架橋する架橋剤として機能する。特に制限されるものではないが、イソシアネートとしては例えば、メチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が好ましく用いられる。またヘキサメチレンジイソシアネートの多量体である、イソシヌアレート型、ビュレット型、アダクト型等を用いてもよい。イソシアネートは1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。さらにある特定温度までは反応しないよう官能基をブロック化したイソシアネートを用いてもよい。
尚、上記イソシアネートの含有量(i)としては、前記アクリル樹脂のヒドロキシル基量(ii)に対する比(i)/(ii)が0.1以上3以下であることが好ましく、更には1以上1.5以下であることがより好ましい。
外側ウレタン樹脂層は、分子構造中にフッ素原子を有するウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す。
外側ウレタン樹脂層用のウレタン樹脂を構成する前記アクリル樹脂としては、ヒドロキシル基を有するアクリル樹脂が望ましい。
該アクリル樹脂を形成するためのモノマーとしては、前記外側ウレタン樹脂層用のウレタン樹脂において列挙したモノマーがそのまま挙げられる。
特に、本実施形態に係るウレタン樹脂積層体を、例えば画像形成装置における定着部材(定着ロールや定着ベルト等)等の温度が高い環境で用いる場合には、炭素数が10未満の側鎖ヒドロキシル基(短側鎖ヒドロキシル基)の含有モル量〔A〕および炭素数が10以上の側鎖ヒドロキシル基(長側鎖ヒドロキシル基)の含有モル量〔B〕の比(〔A〕/(〔A〕+〔B〕))が80%以上(但し前記炭素数が10以上の側鎖ヒドロキシル基を含有しない場合を含む)であるアクリル樹脂を用いることが好ましい。更に、上記比(〔A〕/(〔A〕+〔B〕))は90%以上であることがより好ましい。
また、フッ素原子を含有するアクリル樹脂としては、モノマーとして、2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、パーフルオロヘキシルエチレン等を、前述のモノマーに加えて重合させて得られた共重合体が挙げられる。
上記フッ素原子の含有量は、全ウレタン樹脂の5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
外側ウレタン樹脂層用のウレタン樹脂を構成するイソシアネートは、前記アクリル樹脂同士を架橋する架橋剤として機能する。特に制限されるものではないが、イソシアネートとしては例えば、メチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が好ましく用いられる。またヘキサメチレンジイソシアネートの多量体である、イソシヌアレート型、ビュレット型、アダクト型等を用いてもよい。イソシアネートは1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。さらにある特定温度までは反応しないよう官能基をブロック化したイソシアネートを用いてもよい。
尚、上記イソシアネートの含有量(i)としては、前記アクリル樹脂のヒドロキシル基量(ii)に対する比(i)/(ii)が0.1以上3以下であることが好ましく、更には1以上1.5以下であることがより好ましい。
ついで、本実施形態における内側および外側ウレタン樹脂層の形成方法について一例を挙げて説明する。
例えば、前記(a)アクリル樹脂と(b)イソシアネートとを混合し減圧下で脱泡した内側ウレタン樹脂層形成用の塗布液を基板表面(水の接触角が前述の範囲である表面)にキャストし、加熱(例えば85℃で30分、160℃で1時間)して硬化させる。
尚、ブロック化された(b)イソシアネートを用いる場合には、ブロックが外れる温度以上に加熱して硬化する。また、減圧脱泡のかわりに超音波を用いたり、混合液を放置して脱泡する等の方法によって行ってもよい。
ブロック化されたイソシアネートを用いる場合には、前述の通り、ブロックが外れる温度以上に加熱して硬化する。また、減圧脱泡のかわりに超音波を用いたり、混合液を放置して脱泡する等の方法によって行なってもよい。
内側および外側ウレタン樹脂層において、戻り率の数値を前述の範囲に制御する、即ち自己修復性を有するウレタン樹脂層とするための制御方法は、アクリル樹脂における長側鎖ヒドロキシル基の量および短側鎖ヒドロキシル基の量の制御、架橋剤の種類および量等を制御することにより調整される。例えば、架橋密度を大きくすることによって戻り率は大きくなる傾向にある。
また外側ウレタン樹脂層の厚さとしては、特に限定されるものではないが10μm以上100μm以下が好ましい。
基材としては、少なくとも前記内側ウレタン樹脂層が形成される側の表面における水の接触角が前述の範囲であることを満たすものであれば、特に制限なく適用される。また、基材は単層構造であっても積層構造であってもよく、積層構造である場合には内側ウレタン樹脂層が形成される側の表面を構成する層の水の接触角が前述の範囲であればよい。
プラスチック材料としては、一般にエンジニアリングプラスチックと呼ばれるものが挙げられ、例えばポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリサルフォン(PSU)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、全芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)などが挙げられる。
尚、定着ベルトとして用いる場合には、前記プラスチック材料の中でも熱硬化性ポリイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、などが好ましい。
また、上記プラスチック材料の基材を用いたウレタン樹脂積層体は、例えば画像形成装置の画像定着装置に用いられる定着ロール等において適用される。
金属材料としては、各種金属や合金材料が挙げられ、例えばSUS、アルミニウム、ニッケル、銅、アルミ、鉄や、これらの合金などが挙げられる。
尚、定着ベルトとして用いる場合には、前述のプラスチック材料や前記金属材料を複数積層してもよい。
また、上記金属材料の基材を用いたウレタン樹脂積層体は、例えば画像形成装置の画像定着装置に用いられる定着ロール等において適用される。
非磁性金属材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリュウム、アンチモン、およびこれらの合金(これらを含む合金)等の非磁性金属材料が挙げられる。
ゴム材料としては、例えば、ウレタンゴム、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、シリコーンゴム、フッ素ゴム(FKM)などが挙げられる。該シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)などが挙げられる。
透明材料としては、例えば、ガラス、アクリル板、ポリカーボネート板等が挙げられる。
上記透明材料の基材を用いたウレタン樹脂積層体は、例えば画像読取装置に用いられるプラテンガラス等のプラテン用透明板等において適用される。
図1は、定着ベルトを示す斜視図(一部、断面で表わしている)であり、図2は、図1において矢印Aの方向から見た、定着ベルトの端面図である。
図1および図2に示すように、定着ベルト1は、基材2と、基材2の表面に積層された内側ウレタン樹脂層3Aと、外側ウレタン樹脂層3Bと、を有する無端状のベルトである。
更に、前記発熱層を設ける場合、該発熱層の厚さは、5μm以上20μm以下の範囲が好ましい。
次いで定着ロールについて、図4を参照して説明する。図4に示す定着ロール610としては、その形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、円筒状の芯材611上に、内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層からなる保護層613を備えてなる。また、図4に示す通り、芯材611と保護層613との間に弾性層612を有していてもよい。
尚、弾性層612の厚みとしては、3mm以下であることが好ましく、0.5mm以上1.5mm以下の範囲であることがより好ましい。図4に示す定着装置72では、ゴム硬度が35°(JIS−A)のHTVシリコーンゴムを72μmの厚さで芯材に被覆している。
次に、前記定着ベルトおよび前記定着ロールを用いた画像形成装置について説明する。図3は、前記定着ベルトを定着装置の加圧ベルトとして備え、且つ前記定着ロールを定着装置の定着ロールとして備えたタンデム式の、画像形成装置の要部を説明する模試図である。
画像形成装置101においては、感光体79の周囲に、反時計回りに帯電ロール83、現像器85、中間転写ベルト86を介して配置された1次転写ロール80、感光体清掃部材84が配置され、これら1組の部材が、1つの色に対応した現像ユニットを形成している。また、この現像ユニット毎に、現像器85に現像剤を補充するトナーカートリッジ71がそれぞれ設けられており、各現像ユニットの感光体79に対して、帯電ロール83の(感光体79の回転方向)下流側であって現像器85の上流側の感光体79表面に画像情報に応じたレーザー光を照射するレーザー発生装置78が設けられている。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置101内に設けられた定着装置72の概略構成図である。図4に示す定着装置72は、回転駆動する回転体としての定着ロール610と、定着ベルト620(加圧ベルト)と、定着ベルト620を介して定着ロール610を加圧する圧力部材である圧力パッド640とを備えて構成されている。尚、圧力パッド640は、定着ベルト620と定着ロール610とが相対的に加圧されていればよい。従って、定着ベルト620側が定着ロール610に加圧されても良く、定着ロール610側が定着ベルト620に加圧されてもよい。
尚、定着装置72では、潤滑剤塗布部材670により定着ベルト620内周面に潤滑剤を供給しているが、潤滑剤塗布部材および潤滑剤を用いない形態としてもよい。
ついで、さらに別の態様の定着装置について説明する。
図5は、別の態様の定着装置の概略構成図であり、加熱源を備えた定着ベルト(前述の定着ベルト)と加圧ロール(前述のロール)と備えた定着装置を用いた形態である。
本実施形態に係るプラテン用透明板は、透明性を示す基材と、基材の表面に積層された内側ウレタン樹脂層と、外側ウレタン樹脂層と、を有する。
透明材料による基材の厚さとしては、特に限定されるものではない。
次いで、本実施形態に係る原稿読取装置および画像形成装置について、図を参照して説明する。
画像形成装置110は、上下方向(矢印V方向)の下側から上側へ向けて、記録用紙Pが収容される用紙収容部112と、用紙収容部112の上に設けられ用紙収容部112から供給される記録媒体の一例としての記録用紙Pに画像形成を行う画像形成部114と、画像形成部114の上に設けられ読取原稿Gを読み取る原稿読取装置116と、画像形成部114内に設けられ画像形成装置110の各部の動作を制御する制御部120と、を含んで構成されている。尚、以後の説明では、画像形成装置110の装置本体110Aの上下方向を矢印V方向、水平方向を矢印H方向と記載する。
用紙収容部112は、サイズの異なる記録用紙Pが収容される第1収容部122、第2収容部124、および第3収容部126が設けられている。第1収容部122、第2収容部124、および第3収容部126には、収容された記録用紙Pを画像形成装置110内に設けられた搬送路128に送り出す送り出しロール132が設けられており、搬送路128における送り出しロール132よりも下流側には、記録用紙Pを一枚ずつ搬送するそれぞれ一対の搬送ロール134および搬送ロール136が設けられている。また、搬送路128における記録用紙Pの搬送方向で搬送ロール136よりも下流側には、記録用紙Pを一旦停止させるとともに、決められたタイミングで後述する二次転写位置へ送り出す位置合せロール138が設けられている。
原稿読取装置116は、読取原稿Gを1枚ずつ自動で搬送する原稿搬送装置(原稿搬送部)152と、原稿搬送装置152の下側に配置され1枚の読取原稿Gが載せられる原稿置台の一例としてのプラテン用透明板154と、原稿搬送装置152によって搬送された読取原稿Gまたはプラテン用透明板154に載せられた読取原稿Gを読み取る読取手段の一例としての原稿読取部156とが設けられている。尚、本実施形態ではプラテン用透明板154として、前述の本実施形態に係るプラテン用透明板を用いる。
図7に示す通り、画像形成装置110におけるプラテン用透明板154の矢印Z方向手前側には、操作者によって操作される操作部の一例としての操作パネルが設けられている。
操作パネル200は、操作ボタン部204および表示パネル206を含んで構成されており、操作ボタン部204および表示パネル206は、装置本体110Aの上部に取り付けられた板材の一例としてのプラテンカバー202の上面に露出されている。即ち、プラテンカバー202は、操作パネル200の外郭を形成している。また、操作ボタン部204は、コピー操作などの各種の操作指示が入力される操作ボタンやテンキーが複数設けられており、表示パネル206は、操作条件の設定、操作状態といった各種のメッセージ等を表示するようになっている。そして、操作パネル200は、プラテン用透明板154に対する操作者による操作側に配置されている。尚、表示パネル206は、操作者が触れることで設定が変更されるタッチパネルであってもよい。
画像形成部114は、原稿読取装置116の下側に設けられトナー(現像剤)を用いて画像を形成する画像形成部の一例としての画像形成ユニット150を有している。画像形成ユニット150は、後述する感光体162、帯電部材164、露光装置166、現像装置172、転写ユニット170、およびクリーニング装置173を含んで構成されている。また、転写ユニット170は、後述する中間転写ベルト168、一次転写ロール167、補助ロール169、および二次転写ロール171を含んで構成されている。
<プラテン用透明板の作製>
プラテン用ガラス基材(フロートガラス、水の接触角28度、厚さ1.8mm)上に、以下の方法により内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層を形成した。
短側鎖ヒドロキシル基となるモノマーであるヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA、側鎖ヒドロキシル基における炭素数:3)286.8部と、ブチルメタクリレート(BMA)313.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。尚、反応中は常に110℃に保持して攪拌し続けた。こうして長側鎖ヒドロキシル基を含まないアクリル樹脂プレポリマーA1を合成した。
下記A液と下記B液とを、下記の割合で混合したのち、下記C液をさらに加え10分間減圧下で脱泡し、塗布液を得た。この塗布液を前記プラテン用ガラス基材にキャストして、85℃で1時間、さらに130℃で30分硬化して30μmの膜厚の内側ウレタン樹脂層A1を形成した。
・A液(上記アクリル樹脂プレポリマーA1液、44.2%、水酸基化206)
:113部
・B液(ポリオール、ダイセル化学工業社製、プラクセル208、水酸基化138
ポリカプロラクタンジオール[炭素数が約42の基を有する]):149.6部
・C液(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製、デュラネートTKA100
化合物名:ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体)
:138.2部
上記<アクリル樹脂プレポリマーA1の合成>において、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)286.8部の代わりに、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)228.8部とプラクセルFM3(ダイセル化学社製、化合物名:ラクトン変性メタアクリレート、側鎖ヒドロキシル基における炭素数:21)207.7部とを用い、またブチルメタクリレート(BMA)313.2部の代わりにCHEMINOX FAMAC6(ユニマテック株式会社製、化合物名:2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、フッ素原子含有)950.4部を用いたこと以外は、アクリル樹脂プレポリマーA1の合成に記載の方法により、アクリル樹脂プレポリマーA2を合成した。
さらに、上記<内側ウレタン樹脂層A1の形成>において、アクリル樹脂プレポリマーA1液:113部の代わりに、上記アクリル樹脂プレポリマーA2液(44.0%、水酸基価89):113.6部を用い、且つB液(プラクセル208、水酸基価138)の量を64.6部に、C液(デュラネートTKA100)の量を59.7部に変更して得た塗布液を用い、<内側ウレタン樹脂層A1の形成>に記載の条件により前記内側ウレタン樹脂層A1上に30μmの膜厚の外側ウレタン樹脂層A2を形成し、プラテン用透明板を得た。
まず、上記<内側ウレタン樹脂層A1の形成>に記載の方法において、塗布液をプラテン用ガラス基材上にキャストするのではなくポリイミドフィルム上にキャストして、ポリイミドフィルム上に内側ウレタン樹脂層A1のみを形成した内側ウレタン樹脂層サンプルA1を得た。
更に、上記<外側ウレタン樹脂層A2の形成>に記載の方法において、塗布液を内側ウレタン樹脂層A1上にキャストするのではなくポリイミドフィルム上にキャストして、ポリイミドフィルム上に外側ウレタン樹脂層A2のみを形成した外側ウレタン樹脂層サンプルA2を得た。
まず、上記<内側ウレタン樹脂層A1の形成>に記載の条件によって、塗布液をプラテン用ガラス基材上ではなくテフロン(登録商標)板上にキャストして硬化し、その後テフロン(登録商標)板から内側ウレタン樹脂層A1を剥がして、内側ウレタン樹脂層A1単体膜(90μm厚)を得た。
更に、上記<外側ウレタン樹脂層A2の形成>に記載の条件によって、塗布液を内側ウレタン樹脂層A1上ではなくテフロン(登録商標)板上にキャストして硬化し、その後テフロン(登録商標)板から外側ウレタン樹脂層A2を剥がして、外側ウレタン樹脂層A2単体膜(90μm厚)を得た。
実施例1において内側ウレタン樹脂層A1を形成せずに、プラテン用ガラス基材上に直接外側ウレタン樹脂層A2を形成した以外は、実施例1に記載の方法によりプラテン用透明板を形成した。
以下の方法により、実施例1および比較例1のプラテン用透明板について各種評価試験を行なった。結果を下記表2に示す。
−傷の修復性の評価−
直径3cmの筒の一端からスチールウールを円形状に突出させた擦り部材を準備し、HEIDON摩擦試験機を用いて前記擦り部材のスチールウール部分をプラテン用透明板の外側ウレタン樹脂層に接触させ、室温(23℃)にて荷重20gをかけ10mm/secの速さで3cmの幅を往復100回走査して擦りテストを行った。その後、プラテン用透明板表面についた目視で確認し得る傷の数を数えて以下のようにグレード評価した。
◎:全く傷なし
○:傷が1本以上10本未満で、24時間後までにすべての傷がきえた
×:傷が10本以上、または24時間経過後も傷がきえなかった
ウレタン樹脂層にプラテン用ガラス基材まで至る切口(切りキズ)をいれた後、ウレタン樹脂層表面に該切口をまたぐように(表面から見て前記切口の切れ目方向と直交して交差するように)セロテープ(登録商標)(ニチバン製)を貼り付け、該セロテープ(登録商標)(ニチバン製)を片側からはがし(前記切れ目方向と直行する方向にはがし)、以下のグレード評価をした。
○;ガラス基材からウレタン樹脂層がはがれない
×;ガラス基材からウレタン樹脂層がはがれた
HITACHI社製 U4100分光光度計を用いて、プラテン用透明板に550nmの波長の光を照射したときの反射率を測定した。
<定着ロールの作製>
定着ロール用アルミ芯管(水の接触角65度)上に、以下の方法により内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層を形成した。
前記<アクリル樹脂プレポリマーA1の合成>において、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、ブチルメタクリレート(BMA)と、の比率(モル比)を5:1に変更したこと以外は、アクリル樹脂プレポリマーA1の合成に記載の方法により、アクリル樹脂プレポリマーB1を合成した。
前記アクリル樹脂プレポリマーB1に対し、アクリル樹脂プレポリマーの水酸基と等量のイソシアネート量に相当するデュラネートTPA−B80E(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製)を配合し、塗布液を得た。この塗布液をフローコートで前記定着ロール用アルミ芯管上に塗布して80℃で1時間、さらに180℃で1時間硬化して30μmの膜厚の内側ウレタン樹脂層B1を形成した。
上記<アクリル樹脂プレポリマーB1の合成>において、ブチルメタクリレート(BMA)の代わりにCHEMINOX FAMAC6(ユニマテック株式会社製、化合物名:2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、フッ素原子含有)を用いたこと以外は、アクリル樹脂プレポリマーB1の合成に記載の方法により、アクリル樹脂プレポリマーB2を合成した。
さらに、上記<内側ウレタン樹脂層B1の形成>において、アクリル樹脂プレポリマーB1の代わりに、上記アクリル樹脂プレポリマーB2を用いて得た塗布液を用い、<内側ウレタン樹脂層B1の形成>に記載の条件により前記内側ウレタン樹脂層B1上に30μmの膜厚の外側ウレタン樹脂層B2を形成し、定着ロールを得た。
実施例2において、用いた定着ロール用アルミ芯管(水の接触角65度)の代わりに、表面にPFAをコートしたアルミ芯管(水の接触角112度)を用い、実施例2に記載の内側ウレタン樹脂層B1形成用の前記塗布液を塗布したが、表面ではじかれてムラなく塗布されなかった。
<定着ベルトの作製>
100μm厚のポリイミドフィルムにシリコーンゴムを3mm塗布した定着ベルト用基材(水の接触角88度)上に、以下の方法により内側ウレタン樹脂層および外側ウレタン樹脂層を形成した。
前記<アクリル樹脂プレポリマーB1の合成>において、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)とブチルメタクリレート(BMA)とを比率(モル比)5:1で用いることに代えて、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)とブチルメタクリレート(BMA)とサイラプレーンFM0711(シリコーン側鎖、チッソ株式会社)とを比率(モル比)を4:1:1で用いたこと以外は、アクリル樹脂プレポリマーB1の合成に記載の方法により、アクリル樹脂プレポリマーC1を合成した。
前記アクリル樹脂プレポリマーC1に対し、アクリル樹脂プレポリマーの水酸基と等量のイソシアネート量に相当するデュラネートTPA−B80E(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製)を配合し、塗布液を得た。この塗布液をフローコートで前記定着ベルト用基材上に塗布して80℃で1時間、さらに180℃で1時間硬化して30μmの膜厚の内側ウレタン樹脂層C1を形成した。
上記<アクリル樹脂プレポリマーC1の合成>において、ブチルメタクリレート(BMA)の代わりにCHEMINOX FAMAC6(ユニマテック株式会社製、化合物名:2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、フッ素原子含有)を用いたこと以外は、アクリル樹脂プレポリマーC1の合成に記載の方法により、アクリル樹脂プレポリマーC2を合成した。
さらに、上記<内側ウレタン樹脂層C1の形成>において、アクリル樹脂プレポリマーC1の代わりに、上記アクリル樹脂プレポリマーC2を用いて得た塗布液を用い、<内側ウレタン樹脂層C1の形成>に記載の条件により前記内側ウレタン樹脂層C1上に30μmの膜厚の外側ウレタン樹脂層C2を形成し、定着ベルトを得た。
以下の方法により、実施例2の定着ロールおよび実施例3の定着ベルトについて接着性の評価試験を行なった。結果を下記表4に示す。
実施例2の定着ロールおよび実施例3の定着ベルトをそれぞれ電子写真方式の画像形成装置に装着し5000枚画出ししたのちに、ウレタン樹脂層に基材(定着ロール用アルミ芯管または定着ベルト用基材)まで至る切口(切りキズ)をいれた後、ウレタン樹脂層表面に該切口をまたぐように(表面から見て前記切口の切れ目方向と直交して交差するように)セロテープ(登録商標)(ニチバン製)を貼り付け、該セロテープ(登録商標)(ニチバン製)を片側からはがし(前記切れ目方向と直行する方向にはがし)、以下のグレード評価をした。
○;基材からウレタン樹脂層がはがれない
×;基材からウレタン樹脂層がはがれた
2 基材
3 表面層
72 定着装置
75 2次転写ロール
78 レーザー発生装置
79 感光体
80 1次転写ロール
83 帯電ロール
85 現像器
86 中間転写ベルト
101 画像形成装置
110 画像形成装置
116 原稿読取装置
150 画像形成ユニット(画像形成部)
152 原稿搬送装置(原稿搬送部)
154 プラテン用透明板(原稿置台)
156 原稿読取部(読取手段)
178 トナーカートリッジ(供給部)
200 操作パネル(操作部)
202 プラテンカバー(板材)
610 定着ロール
620 無端ベルト
900 定着装置
910 加圧ロール
920 定着ベルト
K 用紙
Claims (3)
- 少なくとも一方の表面における水の接触角が0度以上90度以下である基材と、
分子構造中にフッ素原子を有しないウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す厚さ10μm以上100μm以下の内側ウレタン樹脂層と、
分子構造中にフッ素原子を有するウレタン樹脂を含み且つ自己修復性を示す厚さ10μm以上100μm以下の外側ウレタン樹脂層と、
をこの順に且つ各層が接するよう備えるウレタン樹脂積層体。 - 前記外側ウレタン樹脂層における前記自己修復性が発現される温度領域と、前記内側ウレタン樹脂層における前記自己修復性が発現される温度領域と、が重複している請求項1に記載のウレタン樹脂積層体。
- 前記外側ウレタン樹脂層、前記内側ウレタン樹脂層および前記基材が何れも透明性を示し、
前記外側ウレタン樹脂層と前記内側ウレタン樹脂層との屈折率が異なり、
且つ前記外側ウレタン樹脂層の膜厚は、前記外側ウレタン樹脂層側から入射した光が該外側ウレタン樹脂層の外側表面で反射した反射光(L1)の位相に対し、前記外側ウレタン樹脂層と前記内側ウレタン樹脂層との界面で反射した反射光(L2)の位相が逆転する膜厚である請求項1または請求項2に記載のウレタン樹脂積層体。
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