JP6041115B2 - クリーニングブレード - Google Patents
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Description
図1に示すように、クリーニングブレード1は、ブレード本体10と支持部材20とを備えており、ブレード本体(これ自体をクリーニングブレードともいう)10と支持部材20とは図示されない接着剤を介して接合されている。ブレード本体10は、ゴム基材の成形体である弾性体11で構成される。弾性体11は、その表層部に表面処理層12が形成されている。表面処理層12は、弾性体11の表層部に表面処理液を含浸させ硬化することにより形成したものである。表面処理層12は、弾性体11のクリーニング対象と当接する部分に少なくとも形成すればよいが、本実施形態では、弾性体11の表面全体の表層部に表面処理層12を形成してある。
(ゴム弾性体の作製)
カプロラクトン系ポリオール(分子量2000)100質量部と、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)38質量部とを115℃×20分間反応させた後、架橋剤として1,4−ブタンジオール6.1質量部およびトリメチロールプロパン2.6質量部を混合し、140℃に保った金型で40分間加熱硬化させた。成形後、幅12.3mm、厚さ2.0mm、長さ324mmに切断加工したゴム弾性体とした。得られたゴム弾性体は、弾性率が10.0MPaであった。
2官能イソシアネート化合物としてMDI(日本ポリウレタン工業(株)製、分子量250.25)と、3官能ポリオールとしてTMP(三菱ガス化学(株)製、分子量134.17)と、有機溶剤としてMEKとを、イソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が1.0となるように混合し、濃度5質量%の表面処理液を調製した。ここで、表面処理液の濃度(質量%)は、表面処理液の全体の質量に対するイソシアネート化合物及びポリオールの質量の割合とする。
表面処理液を23℃に保ったまま、ゴム弾性体を表面処理液に0.5分間浸漬後、50℃に保持されたオーブンで1時間加熱した。これにより、表層部に厚さ10μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、イソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が1.2となるように混合した濃度10質量%の表面処理液にゴム弾性体を1分間浸漬した以外は実施例1と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、表面処理液にゴム弾性体を5分間浸漬した以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ80μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、表面処理液にゴム弾性体を10分間浸漬した以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ100μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、イソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が1.5となるように混合した濃度20質量%の表面処理液にゴム弾性体を1分間浸漬した以外は実施例1と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ50μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、TMPの代わりにTME(三菱ガス化学(株)製、分子量120.15)を含有する表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、TMPの代わりにグリセリン(関東化学(株)製、分子量92.09)を含有する表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、濃度20質量%の表面処理液にゴム弾性体を30分間浸漬した以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ120μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、濃度30質量%の表面処理液にゴム弾性体を20分間浸漬した以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ150μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、濃度3質量%の表面処理液にゴム弾性体を0.1分間浸漬した以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ5μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、イソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が0.9となるように混合した表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、イソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が1.7となるように混合した表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、TMPの代わりに、1,3−プロパンジオール(PDO)(関東化学(株)製、分子量76.09)を含有する表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、ポリオールを含まず、ポリイソシアネート(品名:ミリネートMR−400、日本ポリウレタン工業(株)製)を含有し、ポリイソシアネート濃度が10質量%の表面処理液を用いた以外は実施例2と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ30μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、ポリイソシアネート濃度が30質量%の表面処理液を用いた以外は比較例7と同様の手順でゴム弾性体の表面処理を行った。これにより、表層部に厚さ200μmの表面処理層を有するゴム弾性体を得た。その後、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
実施例1と同様の手順でゴム弾性体を得た。そして、ゴム弾性体に表面処理を施さず、ゴム弾性体を支持部材に接着してクリーニングブレードとした。
<動摩擦係数の測定>
新東科学製表面性試験機を用いて、JIS K7125、P8147、ISO8295に準じ、相手材として直径10mmのSUS304鋼球を用い、移動速度50mm/分、荷重0.49N、振幅50mmの条件下で動摩擦係数を測定した。
<押し込み弾性率の測定>
島津製作所製ダイナミック超微小硬度計を用いて、ISO14577に準じ、負荷−除荷試験により保持時間5s、最大試験荷重0.98N、負荷速度0.14N/sの条件下で表面処理層の押し込み弾性率を測定した。
<表面硬度の測定>
島津製作所製ダイナミック超微小硬度計を用いて、JIS Z2255、ISO14577に準じ、圧し押し込み試験により負荷速度1.4mN/s、測定深さ10μmの条件下で表面硬度を測定した。
<表面粗さの測定>
東洋精密サーフコム1400Aを用いて、JIS B0601−1994に準じ、移動速度0.15mm/s、カットオフ波長:0.8mm、負荷速度1.4mN/s、測定深さ10μmの条件下でゴム弾性体表面の十点平均粗さRzを測定した。
<クリーニング性の評価>
京セラ製TASKalfa5550ciを用いて、カートリッジにブレードを組み込み100万枚印刷した後、トナーのすり抜けがなかった場合を○、トナーの多少のすり抜けはあったが許容範囲であった場合を△、トナーのすり抜けがあった場合を×としてクリーニング性を評価した。
<フィルミング抑制性の評価>
京セラ製TASKalfa5550ciを用いて、カートリッジにブレードを組み込み100万枚印刷した後、トナーの固着がなかった場合を○、トナーの固着が多少あったが、許容範囲であった場合を△、トナーの固着があった場合を×としてフィルミング抑制性を評価した。
<耐摩耗性の評価>
京セラ製TASKalfa5550ciを用いて、カートリッジにブレードを組み込み100万枚印刷した後、カケや摩耗がなかった場合を○、極微小なカケがあったが、許容範囲であった場合を△、カケや摩耗があった場合を×として耐摩耗性を評価した。
<外観の評価>
京セラ製TASKalfa5550ciを用いて、カートリッジにブレードを組み込み100万枚印刷した後、処理ムラがなかった場合を○、処理ムラが多少見られたが、許容範囲であった場合を△、処理ムラがあった場合を×として外観を評価した。
<表面処理液の有効期間の評価>
500ml容器に表面処理液400gを調合し密封して保管温度40℃で保管し、外観上に異常が発生するまでの日数を測定し、2日以上外観上に異常が発生しなかった場合を○、2日未満で多少の異常が見られたが、許容範囲であった場合を△、2日未満で外観上に異常が発生した場合を×として表面処理液の有効期間を評価した。
試験例1〜9の結果を表1に示す。表1に示すように、表面処理液が2官能イソシアネート化合物と3官能ポリオールとを含有し、表面処理液中のイソシアネート基と水酸基との比率(NCO基/OH基)が1.0以上1.5以下であり、且つ表面処理層の厚さが10μm以上100μm以下である実施例1〜7は、クリーニング性、フィルミング抑制性、耐摩耗性、外観及び表面処理液の有効期間の評価がいずれも○となった。また、動摩擦係数、押し込み弾性率、表面硬度及び表面粗さについては十分実用に耐え得る数値が得られた。
10 ブレード本体
11 弾性体
12 表面処理層
20 支持部材
Claims (3)
- ゴム基材の成形体である弾性体を有し、前記弾性体の被接触体と当接する部位に少なくとも表面処理層を有するクリーニングブレードであって、
前記表面処理層は、2官能イソシアネート化合物と3官能ポリオールと有機溶剤とを含有する表面処理液、又は前記2官能イソシアネート化合物と前記3官能ポリオールとの反応生成物であるイソシアネート基を有するイソシアネート基含有化合物と有機溶剤とを含有する表面処理液を、前記弾性体に含浸し硬化して形成されたものであり、
前記2官能イソシアネート化合物に含有されるイソシアネート基と、前記3官能ポリオールに含有される水酸基との比率(NCO基/OH基)は、1.0以上1.5以下であり、
前記表面処理層の厚さは、10μm以上100μm以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 - 請求項1に記載のクリーニングブレードにおいて、
前記2官能イソシアネート化合物は、分子量が200以上300以下であり、
前記3官能ポリオールは、分子量が150以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 - 請求項1又は2に記載のクリーニングブレードにおいて、
前記弾性体はポリウレタンであることを特徴とするクリーニングブレード。
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