KR100886237B1 - 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조된 클리닝 블레이드 필름 - Google Patents

토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조된 클리닝 블레이드 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%; 및 i) 제2 폴리올 100 중량부, ii) 사슬 연장제 5 내지 15 중량부, iii) 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부, 및 iv) 반응성 실리콘 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 조성물 30 내지 70 중량%로 이루어진 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조된 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름을 제공한다. 본 발명에 따른 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름은 장시간 사용되어도 내구성 및 내마모성의 저하가 발생되지 않는다.
클리닝 블레이드, 반응성 실리콘, 내마모성, 폴리우레탄

Description

토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조된 클리닝 블레이드 필름{Cleaning blade composition for apparatus containing toner and cleaning blade film manufactured by using the same}
본 발명은 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조된 클리닝 블레이드 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내구성 및 내마모성이 향상된 클리닝 블레이드 조성물 및 이를 이용하여 제조되어 시간 경과에 따라 내구성 및 내마모성의 저하가 발생 되지 않는 클리닝 블레이드 필름에 관한 것이다.
일반적으로 프린터, 팩시밀리, 디지털 복사기, 디지털 복합기 등의 전자 사진 방식 화상 형성 장치는 소정 전위로 대전된 감광체에 광을 주사하여 정전 잠상을 형성하고, 현상제인 토너로 현상한 후 이를 용지에 전사 및 정착시켜 화상을 형성하는 장치이다. 상기의 전자 사진 방식 화상 형성 장치에는 감광체로부터 용지에 전사되지 않고 감광체에 폐토너가 잔류하는 경우, 감광체에 잔류한 폐토너를 제거하여 깨끗하고 선명한 화상이 얻어질 수 있도록 클리닝 유닛이 구비된다.
상기의 클리닝 유닛은 클리닝 블레이드(cleaning blade) 및 상기 클리닝 블레이드와 결합 되어 이를 지지하는 브래킷을 구비한다. 상기 클리닝 블레이드는 그 끝이 감광체의 외주면에 접촉되며, 감광체의 회전하는 반대방향을 향하도록 배치된다. 상기와 같이 배치된 상태에서 감광체가 회전하면, 상기의 감광체와 상기 클리닝 블레이드 사이에 마찰이 생기게 되고, 그 마찰에 의해 감광체의 외주면에 잔류한 폐토너가 긁어져 제거된다.
일반적으로 상기 클리닝 블레이드는 탄성이 있으며 표면이 부드럽게 가공될 수 있는 우레탄 고무 혹은 우레탄 엘라스토머(elastomer)로 이루어진다.
그러나 상기 클리닝 블레이드는 일정한 압력을 갖고 감광체와 맞닿아 배치되므로, 상기 클리닝 블레이드와 감광체가 직접 닿게 되면서 클리닝 블레이드가 뒤집히거나 모서리(edge)가 깨지는 문제점이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위한 방법으로, 상기 클리닝 블레이드의 표면에 토너 또는 폴리 메틸 메타크릴레이트(PMMA) 등과 같이 윤활 작용을 할 수 있는 물질을 도포해서 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 최근 화상 형성 장치의 고속화로 인해 인쇄 속도가 증가함에 따라 클리닝 블레이드와 감광 드럼 사이의 마찰력이 증가하게 되었고, 이에 따라 클리닝 블레이드에 윤활 물질이 도포되어 있어도 클리닝 블레이드가 뒤집히거나 에지가 깨지는 문제점이 발생하게 되었다.
상기와 같이 윤활 물질을 사용하는 것 외에, 클리닝 블레이드용 우레탄 고무 제조시, 상기 클리닝 블레이드와 상기 감광체 사이의 마찰 계수를 줄이기 위해 슬립제를 첨가하는 방법도 사용되고 있다. 그러나 상기 슬립제를 첨가하여 제조된 클리닝 블레이드의 경우에는, 시간에 따라 상기 슬립제가 상기 클리닝 블레이드의 표면으로 배어 나오는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 클리닝 블레이드의 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 클리닝 블레이드용 조성물로부터 제조되어 시간이 경과 하여도 내구성 및 내마모성의 저하가 발생 되지 않는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물은 제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%; 및 i) 제2 폴리올 100 중량부, ii) 사슬 연장제 5 내지 15 중량부, iii) 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부, 및 iv) 반응성 실리콘 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 조성물 30 내지 70 중량%로 이루어진다.
상기 제1 폴리올 및 제2 폴리올로서는, 각각 폴리 프로필렌 글리콜[poly(propylene glycol)], 폴리 테트라메틸렌 글리콜[poly(tetramethylene glycol)], 폴리 카프로락톤 디올[poly(caprolacton diol)] 등을 사용할 수 있으며, 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 폴리올 및 제2 폴리올의 분자량은 각각 600 내지 4000인 것이 바람직하다.
상기 이소시아네이트로서는, 메틸렌 디페닐 이소시아네이트(methylene diphenyl isocyanate), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate) 변성체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트(polymethylene polyphenyl polyisocyanate)등의 화합물을 사용할 수 있으며, 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
상기 사슬 연장제로서는, 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄 디올. 1,6-부탄 디올 등의 화합물을 사용할 수 있으며, 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
상기 반응성 실리콘은 하이드록시기 및 이소시아네이트기 중 적어도 하나의 작용기를 함유한다.
또한, 상기 반응성 실리콘으로서는, 하기 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 화합물 중 적어도 하나의 화합물을 사용할 수 있다.
Figure 112007054955201-pat00001
Figure 112007054955201-pat00003
Figure 112007054955201-pat00004
상기 화학식 (1) 내지 (4)에서, a, b, c, d, e 및 f는 각각 1 내지 200의 자연수이고, 상기 R은
Figure 112007054955201-pat00005
이다.
본 발명의 일 특징에 따른 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름은 결합 구조 내에 실리콘 함유한 폴리우레탄 수지로 이루져 있다. 상기 실리콘의 폴리우레탄 수지 내 함량은 0.03 내지 3중량%이다.
제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%; 및 i) 제2 폴리올 100 중량부, ii) 사슬 연장제 5 내지 15 중량부, iii) 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부, 및 iv) 반응성 실리콘 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 조성물 30 내지 70 중량%으로 이루어진 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물을 경화 및 성형하여 제조된다. 상기 필름의 표면에는 상기 반응성 실리콘이 배열되어 있다.
상기 필름의 두께는 0.1 내지 5mm인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물을 이용하면 내구성 및 내마모성이 향상된 클리닝 블레이드를 제조할 수 있다. 즉, 클리닝 블레이드 표면에 추가적인 코팅을 하지 않아도 내구성 및 내마모성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 슬립제를 첨가할 때와 다르게 시간에 따라 슬립제가 배어 나오는 현상을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 블레이드의 작동 모습을 보여주는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 클리닝 블레이드(100)는 클리닝 블레이드 필름(110) 및 클리닝 블레이드 지지대(120)를 포함한다.
상기 클리닝 블레이드 필름(110)은 상기 클리닝 블레이드 지지대(120)보다 길게 연장되어 형성되며 상기 클리닝 블레이드 지지대(120)보다 길게 연장된 부분에서 실질적으로 감광 드럼(200)에 묻어있는 폐 토너(W)의 클리닝 작업이 이루어진다.
상기 클리닝 블레이드 필름(110)의 두께는 0.1 내지 5mm인 것이 바람직하다. 상기 클리닝 블레이드 필름(110)의 두께가 0.1 mm 미만이면, 인장, 인열, 신율, 반발 탄성 등이 떨어지는 문제점이 있다. 반대로 두께가 5mm를 초과하면 기계적인 물성은 좋아지나, 경도 저하로 인해 작업성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명에 따른 클리닝 블레이드 필름(110)에 대해서는, 이하 자세하게 설명 하도록 한다.
상기 클리닝 블레이드 필름(110)은 기본적으로, 2액형 폴리우레탄 수지를 포함한다. 상기 클리닝 블레이드 필름(110)은 본 발명에 따른 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물을 경화 및 성형하여 제조된다. 상기 토너 포함 장치란, 토너 및 감광 드럼을 포함하는 복사기, 프린터, 팩스 등의 장치를 의미한다.
상기 클리닝 블레이드 조성물은 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%와 경화제 조성물 30 내지 70 중량%를 포함한다. 혼합된 폴리우레탄 프리폴리머와 경화제 조성물은 혼합된 후, 소정의 온도 및 성형 조건 하에서 경화 반응되어 클리닝 블레이드 필름(110)으로 제조될 수 있다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머는 제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된다. 상기 제1 폴리올에 대한 이소시아네이트의 당량 비율이 1 미만이면 반응 안정성이 저하되고 겔화(gelation)가 발생할 위험성이 높아진다, 반면에, 상기 제1 폴리올에 대한 이소시아네이트의 당량 비율이 12를 초과하게 되면, 저분자량의 중합체가 형성되는 문제가 있다.
상기 제1 폴리올로서는, 두 개 이상의 하이드록시기를 갖는 폴리올을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는, 폴리 프로필렌 글리콜[poly(propylene glycol)], 폴리 테트라메틸렌 글리콜[poly(tetramethylene glycol)], 폴리 카프로락톤 디올[poly(caprolacton diol)] 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리올은 단독으로 사용될 수도 있고, 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.
상기 제1 폴리올은 폴리우레탄 수지의 소프트 세그먼트(soft segment)를 형 성하는 역할을 한다.
상기 제1 폴리올의 분자량이 600 미만이면 기계적인 물성인 인장, 인열, 신율, 특히, 반발 탄성이 떨어지는 문제점이 있다. 반면에 상기 폴리올의 분자량이 4000을 초과하면 기계적인 물성은 좋아지나, 경도 저하 및 점도 상승으로 인해 작업성이 떨어지는 문제점이 발생한다. 따라서 상기 폴리올의 분자량은 600 내지 4000이며, 850 내지 2500인 것이 바람직하다.
한편, 상기 이소시아네이트는 폴리우레탄의 하드 세그먼트(hard segment)를 형성하는 부분이며, 상기 이소시아네이트로서는, 메틸렌 디페닐 이소시아네이트(methylene diphenyl isocyanate), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate) 변성체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트(polymethylene polyphenyl polyisocyanate) 등을 사용할 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머는 경화제 조성물과 반응하여 클리닝 블레이드 필름(110)을 형성한다. 상기 폴리우레탄 프리폴리머 및 경화제 조성물은 바람직하게는 약 1:1의 중량비로 혼합 및 반응되는 것이 바람직하다.
상기 경화제 조성물은 제2 폴리올, 반응성 실리콘, 사슬 연장제 및 경화 촉매를 포함한다.
상기 제2 폴리올은 전술한 제1 폴리올과 동일한 것을 사용해도 되므로 상기 제2 폴리올에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 반응성 실리콘은 폴리우레탄의 내구성 및 내마모성을 증가시키기 위한 성분으로서, 상기 폴리올 및 상기 이소시아네이트와 반응할 수 있는 반응성 작용기를 포함한다. 상기 반응성 작용기는 하이드록시기(hydroxyl group) 또는 이소시아네이트기(isocyanate group) 단독 혹은 이들 모두의 작용기를 포함하며, 상기 반응성 작용기는 상기 반응성 실리콘의 곁사슬(side chain) 또는 말단에 존재할 수 있다.
구체적인 상기 작용기로는 -(CH2)3OH 및 -(CH2)3COONHR (R = -C6H4-CH2-C6H4-NCO) 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우, 상기 반응성 실리콘이 하이드록시기를 포함하면 상기 이소시아네이트의 이소시아네이트기와 반응하게 되며, 반대로 이소시아네이트기를 포함하면 상기 폴리올의 하이드록시기와 반응하게 된다.
따라서, 상술한 바에 의하여 제조된 상기 클리닝 블레이드 필름(110)은 결합 구조 내에 실리콘을 함유하는 폴리우레탄 수지로 이루어진다. 상기 실리콘은 폴리우레탄 고분자 체인의 일 영역에 공유 결합되어 분포한다. 또한, 상기 실리콘의 결합 구조 내 함량은 0.03 내지 3 중량%인 것이 바람직하다.
상기 실리콘이 폴리우레탄 수지와 화학적 결합을 이루고 있으므로, 상기 실리콘 성분은 클리닝 작업시 외부로 용출되거나 유실되지 않는다. 따라서, 상기 실리콘은 시간 경과에 따른 클리닝 블레이드 필름(110)의 내마모성 및 내구성의 저하를 효율적으로 방지할 수 있다.
상기 반응성 실리콘은 클리닝 블레이드 필름(110)을 이루는 다른 성분들에 비하여 회전성 등의 유동성이 우수하여, 상기 클리닝 브레이드 필름(110)의 표면이나 말단에 집중 분포하게 된다. 따라서, 실질적인 클리닝 작업이 이루어지는 클리닝 블레이드(100)의 에지부의 내마모성 및 내구성을 강화시킬 수 있다.
상기 반응성 실리콘으로서는, 구체적으로 하기 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 화합물이 사용될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112007054955201-pat00006
[화학식 2]
Figure 112007054955201-pat00007
[화학식 3]
Figure 112007054955201-pat00008
[화학식 4]
Figure 112007054955201-pat00009
상기 화학식 (1) 내지 (4)에서, a, b, c, d, e 및 f는 각각 1 내지 200의 자연수이고, 상기 R은
Figure 112007054955201-pat00010
이다.
상기 반응성 실리콘은 경화제 조성물 내에서 상기 제2 폴리올 100 중량부에 대하여, 0.05 내지 5 중량부로 사용된다. 상기 반응성 실리콘의 함량이 0.05 중량부 미만이면, 제조되는 클리닝 블레이드 필름(110)의 내마모성 및 내구성의 개선 효과가 현저히 저하된다. 반면에, 상기 반응성 실리콘의 함량이 5 중량부를 초과하면, 수지 성분과의 상용성이 저하되고, 층분리 현상 등이 발생되어 작업성능이 급격히 저하될 수 있다. 한편, 상기 반응성 실리콘의 경화제 조성물 내의 함량은 상기 제2 폴리올 100 중량부에 대하여 특히, 0.2 내지 0.4 중량부인 것이 바람직하다.
상기 사슬 연장제는, 상기 폴리올, 상기 이소시아네이트 및 상기 반응성 실리콘에 의해 형성된 사슬(chain)들의 말단을 연결하여 상기 클리닝 블레이드 필름(110)을 이루는 고분자의 분자량을 증가시키는 역할을 한다.
상기 사슬 연장제로는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄 디올 및 1,6-부탄 디올 등을 사용할 수 있다. 상기 화합물들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 사슬 연장제의 경화제 조성물 내 함량이, 상기 제2 폴리올 100 중량부 대비 5 중량부 미만이면, 저분자량의 중합체가 제조되어 클리닝 블레이드 필름(110)의 내마모성이 현저히 저하되는 단점이 있다. 반면에, 상기 사슬 연장제의 경화제 조성물 내 함량이 15 중량부를 초과하면, 제조되는 클리닝 블레이드 필름(110)의 경도가 급격히 증가하여 클리닝 블레이드(100)와 감광 드럼(200) 간의 마찰력이 급격히 증가되는 문제가 있다. 따라서 상기 사슬 연장제의 경화제 조성물 내 함량은 상기 제2 폴리올 100 중량부 대비 5 내지 15 중량부이다. 특히, 바람직하게는 상기 사슬 연장제의 경화제 조성물 내 함량은 상기 제2 폴리올 100 중량부 대비 8 내지 12 중량부이다.
상기 경화 촉매는, 상기 폴리우레탄 프리폴리머와 상기 경화제 조성물의 경화 반응 시 반응 속도 향상을 위해 사용된다.
상기 경화 촉매로는 {1,8-디아조-바이시클로(5,4,0)언덱-7-엔}, 트리스(디메틸 아미노프로필)아민, 트리에틸렌디아민, {N-N-비스(3-디메틸아미노프로필)-N-이소프로판올아민} 등을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다.
상기 경화 촉매는 작업성을 고려하여 작업자의 의도에 따라 적정량 사용될 수 있으나, 본 발명에서 상기 경화 촉매의 경화제 조성물 내 함량은 상기 제2 폴리올 100 중량부 대비 0.1 내지 1 중량부인 것이 바람직하다. 특히, 상기 경화 촉매의 함량은 0.7 내지 0.9 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
상술한 바에 따르면, 상기 반응성 실리콘은 경화제 조성물 내에 포함되는 것으로 기술되어 있으나, 이와 다르게 폴리우레탄 프리폴리머 합성 시 투입되어 미리 반응될 수도 있다.
또한, 이상에서는 예비 중합체를 먼저 합성한 후, 이후에 사슬 연장제를 사용하여 폴리우레탄을 제조하는 방법을 사용하였으나, 이와 다르게 모든 성분을 함 께 혼합 후 폴리우레탄을 중합하는 방법을 사용할 수도 있다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머 및 경화제 조성물의 경화 반응 및 성형 공정은 압출, 사출, 카렌더링 및 용액 캐스팅 등의 다양한 가공 방법에 의하여 이루어짐으로써, 클리닝 블레이드 필름(110)으로 제조될 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예들을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
우레탄 프리 폴리머의 합성
[합성예 1]
분자량이 2000인 폴리프로필렌글리콜 디올 300 중량부와 분자량이 3000 인 폴리카프로락톤 디올 400중량부를 첨가 및 혼합하여 수분 함량이 0.05% 이하가 되도록 탈수 시킨 후, 이소시아네이트 300 중량부를 첨가하여 반응온도를 80℃로 유지시키면서 5시간 반응시켜 이소시아네이트 함량이 7.7%인 우레탄 프리폴리머를 합성하였다.
경화제 조성물의 준비　
[제조예 1]
분자량이 2000 인 폴리프로필렌 디올 1000g, 사슬연장제로서, 1,5-펜탄 디올 100g, 촉매로 트리에틸렌 디아민(상품명:TD-100; Huntsman 사 제조) 8g, 하기 화학식 5로 표시되는 반응성 실리콘 3 g을 균일하게 혼합하여 경화제 조성물을 준비하였다.
Figure 112007054955201-pat00011
상기 화학식 (5)에서, a 및 b는 각각 50이다.
[비교 제조예 1]
분자량이 2000 인 폴리프로필렌 디올 1000g, 사슬연장제로서, 1,5-펜탄 디올 100g, 촉매로서, 트리에틸렌 디아민(상품명:TD-100; Huntsman 사 제조) 8g을 균일하게 혼합하여 경화제 조성물을 준비하였다.
[비교 제조예 2]
분자량이 2000 인 폴리프로필렌 디올 1000g, 사슬연장제로서, 1,5-펜탄 디올 30g, 촉매로 트리에틸렌 디아민(상품명:TD-100; Huntsman 사 제조) 8g을 균일하게 혼합하여 경화제 조성물을 준비하였다.
[비교 제조예 3]
분자량이 2000 인 폴리프로필렌 디올 1000g, 사슬연장제로서, 1,5-펜탄 디올 100g, 촉매로서, 트리에틸렌 디아민(상품명:TD-100; Huntsman 사 제조) 8g, 슬립제(HPA-535,흥산화성 제조) 3g을 균일하게 혼합하여 경화제 조성물을 준비하였다.
클리닝 블레이드 필름의 제조
[실시예 1]
합성예 1에서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 500g 및 제조예 1에서 준비된 경화제 조성물 400g을 반응용기에 넣고 60℃의 온도에서 30초 동안 반응 시켰다. 그리고 나서 반응물을 주형에 넣고 성형 및 경화 공정을 거쳐 클리닝 블레이드 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
합성예 1에서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 500g 및 비교 제조예 1에서 준비된 경화제 조성물 400g을 반응용기에 넣고 60℃의 온도에서 30초 동안 반응 시켰다. 그리고 나서 반응물을 주형에 넣고 성형 및 경화 공정을 거쳐 클리닝 블레이드 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
합성예 1에서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 500g 및 비교 제조예 2에서 준비된 경화제 조성물 680g을 반응용기에 넣고 60℃의 온도에서 30초 동안 반응 시켰 다. 그리고 나서 반응물을 주형에 넣고 성형 및 경화 공정을 거쳐 클리닝 블레이드 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
합성예 1에서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 500g 및 비교 제조예 3에서 준비된 경화제 조성물 400g을 반응용기에 넣고 60℃의 온도에서 30초 동안 반응 시켰다. 그리고 나서 반응물을 주형에 넣고 성형 및 경화 공정을 거쳐 클리닝 블레이드 필름을 제조하였다.
물성 평가
1. 평가 방법
(1) 내마모성 평가
미국 표준 시험 규격 D-1054에 준하여 각 실시예 및 비교예에서 제조된 클리닝 블레이드 필름의 내마모성을 평가하였다.
(2) 구름 마찰력 평가
각 실시예 및 비교예에서 제조된 클리닝 블레이드 필름을 가로 3cm, 세로 3cm 및 높이 2cm의 시편으로 제작하여 유리판에 위치시키고 1 kgf의 힘을 수직 방향으로 가하여 미끄럼이 일어나는 경도를 측정하였다.
(3) 클리닝 성능 평가
각 실시예 및 비교예에서 제조된 클리닝 필름을 감광 드럼 및 토너를 포함하 는 프린터에 적용하고 클리닝 성능을 평가하였다. 출력 매수에 따른 인쇄 품질을 관찰하였다.
상기 각 항목의 평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1
내마모율 (%) 130 70 220 300
구름 마찰력 50 70 20 14
클리닝 성능 출력 매수(5000회) 이상 없음 흑선 발생 이상 없음 이상 없음
클리닝 성능 출력 매수(10000회) 이상 없음 흑선 발생 흑선 발생 이상 없음
클리닝 성능 출력 매수(25000회) 흑선 발생 흑선 발생 흑선 발생 이상 없음
클리닝 성능 출력 매수(50000회) 흑선 발생 흑선 발생 흑선 발생 이상 없음
본 발명에 따르면, 상기 클리닝 블레이드 필름은 내구성 및 내마모성이 우수하고 시간 경과에 따라 내부 화합물이 필름 외부로 용출되지 않아 높은 작업 안정성을 갖는다.
따라서, 다양한 토너 함유 장치 등에 적용되어 우수한 토너 클리닝 성능을 나타낼 뿐만 아니라 적용되는 장치의 경제성 및 가치를 극대화 할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝 블레이드의 작동 모습을 보여주는 개념도이다.

Claims (12)

  1. 제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%; 및
    i) 제2 폴리올 100 중량부;
    ii) 사슬 연장제 5 내지 15 중량부;
    iii) 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부; 및
    iv) 이소시아네이트기를 함유하는 반응성 실리콘 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 조성물 30 내지 70 중량%로 이루어진 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리올 및 제2 폴리올은 각각 폴리 프로필렌 글리콜[poly(propylene glycol)], 폴리 테트라메틸렌 글리콜[poly(tetramethylene glycol)] 및 폴리 카프로락톤 디올[poly(caprolacton diol)]로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 폴리올인 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리올 및 제2 폴리올의 분자량은 각각 600 내지 4000인 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이소시아네이트는 메틸렌 디페닐 이소시아네이트(methylene diphenyl isocyanate), 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate) 변성체, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트(polymethylene polyphenyl polyisocyanate)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄 디올 및 1,6-부탄 디올로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 실리콘은 하이드록시기를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응성 실리콘은 하기 화학식 (1) 및 (2)로 표시되는 화합물 중 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물.
    Figure 112008074836415-pat00014
    (1)
    Figure 112008074836415-pat00015
    (2)
    (상기 화학식 (1) 및 (2)에서, d, e 및 f는 각각 1 내지 200의 자연수이고, 상기 R은
    Figure 112008074836415-pat00016
    이다.)
  8. 결합 구조 내에 실리콘 함유한 폴리우레탄 수지로 이루어진 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름에 있어서,
    상기 클리닝 블레이드 필름은,
    제1 폴리올 및 이소시아네이트를 각각 1:1~12의 당량비로 중합하여 합성된 폴리우레탄 프리폴리머 30 내지 70 중량%; 및
    i) 제2 폴리올 100 중량부;
    ii) 사슬 연장제 5 내지 15 중량부;
    iii) 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부; 및
    iv) 이소시아네이트기를 함유하는 반응성 실리콘 0.05 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 조성물 30 내지 70 중량%으로 이루어진 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 조성물을 경화 및 성형하여 제조되는 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지 내 실리콘 함량은 0.03 내지 3 중량%인 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘은 상기 클리닝 블레이드 필름의 표면 또는 말단에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 필름의 두께는 0.1 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 토너 포함 장치용 클리닝 블레이드 필름.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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