KR100966699B1 - 성형형, 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법 및현상제량 규제 블레이드 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 금형 본체의 내주면에 유지층과 이형층을 구비한 엘라스토머 성형체 제조용의 성형형에 있어서, 이형층이, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계인 부가형 2 성분 액상 실리콘으로 형성되고, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이고, 실리카를 함유하지 않고, 50 내지 85°의 국제 고무 경도이며, 평균 입경 2 내지 20 ㎛의 고체 윤활제를 함유한다. 또한, 본 발명은 상기 성형형을 이용하는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 블레이드 부재가 상기 방법으로 제조되고, 특정 부하 길이율 및 십점 평균 조도를 갖는 현상제량 규제 블레이드에 관한 것이다.
엘라스토머 성형체 제조용의 성형형, 전자 사진 장치용 블레이드, 현상제량 규제 블레이드, 유지층, 이형층, 부가형 2 성분 액상 실리콘
Description
본 발명은, 전자 사진 복사기, 레이저빔 프린터, 팩시밀리 등의 전자 사진 공정을 이용한 화상 성형 장치인 전자 사진 장치용의 블레이드, 및 현상제량 규제 블레이드에 관한 것이다. 또한, 전자 사진 장치용 블레이드를 성형하기 위해서 이용할 수 있는 성형형에 관한 것이다.
일반적으로 전자 사진 장치에서는, 기록 용지에 전사를 행한 후 감광체 상에 잔존하는 토너를 제거하기 위한 클리닝 블레이드나, 현상 장치 내에서 현상제를 마찰 대전시키면서 박막층을 형성하기 위한 현상제량 규제 블레이드 등이 이용된다.
이러한 전자 사진 장치용 블레이드는, 일반적으로 고무판, 금속제 박판, 수지판, 및 이들의 적층체로 형성된다. 클리닝 블레이드는 감광체에 접촉하는 블레이드 부재와, 이 블레이드 부재를 소정의 위치에 지지하는 지지 부재로 제조된다. 또한, 현상제량 규제 블레이드는, 현상제 담지체에 압접되는 블레이드 부재와, 이 블레이드 부재를 소정의 위치에 지지하는 지지 부재로 제조된다. 블레이드 부재의 현상제 담지체에 압접되는 면은, 현상제의 마찰 전하를 제어하는 기능을 갖고 있기 때문에 전하 제어면라고도 불린다. 또한, 전하 제어면의 표층을 전하 제어층이라고 부르는 경우도 있다.
이러한 전자 사진 장치용으로서 이용되는 블레이드 부재로서는, 예를 들면 우레탄 수지, 폴리아미드 엘라스토머, 실리콘 고무 등의 판재가 이용되고 있다. 특히, 클리닝 블레이드나 현상제량 규제 블레이드의 블레이드 부재에는 높은 치수 정밀도가 요구되고, 나아가서는 양자 모두 회전 부재와의 접찰로 그 기능을 발하기 때문에, 내마모성이 높은 재료가 바람직하고, 주로 폴리우레탄 수지가 이용되는 경우가 많다.
최근 들어, 전자 사진 공정은, 보다 고화질화, 고속도화가 진행되어, 클리닝 블레이드, 현상제량 규제 블레이드 모두 보다 고성능이 요구되고 있다. 특히 현상제량 규제 블레이드로서는, 현상제가 현상제 담지체 표면에 대전량이 균일하게 된 상태로 얇고 균일하게 담지되는 것이 요구되고 있고, 블레이드 부재 표면의 표면성이 현상제의 반송력, 대전량에 크게 영향을 주는 것이 알려져 있다.
종래에, 현상제 입자를 균일하게 대전하여 반송하기 위해서는, 이 현상제량 규제 블레이드의 전하 제어면을 매끄럽게 할수록 좋다고 생각되어 왔다. 그런데, 최근 전하 제어면의 평탄성이, 현상제의 균일한 대전 및 반송에 제공하는 영향을 상세히 연구한 바, 현상제 제어면을 어느 정도 조면화한 쪽이, 현상제의 균일한 대전 및 반송을 실현할 수 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 안정적으로 블레이드 부재의 표면을 조면화하는 것이 바람직하다.
또한, 클리닝 블레이드에 있어서도, 최근의 소립 직경 현상제에 대하여, 감광체 상의 잔존 현상제를 완전히 제거해야만 하기 때문에, 블레이드 부재의 치수 고정밀도화가 요구되고 있다. 또한, 감광체에 접촉하는 클리닝 블레이드의 단면은 표면 조도 정밀도(엣지 정밀도)가 중요하고, 표면 조도 정밀도가 10 ㎛ 이상이면, 클리닝 불량이 발생하여, 인쇄 용지상에 줄이 생기는 경우가 있다. 그 때문에, 금형면에 접하는 부분의 표면성도 중요해진다.
이러한, 치수 정밀도, 표면성에 대하여, 보다 고정밀도의 전자 사진 장치용 블레이드를 안정적으로 염가로 제조하기 위해서는, 성형형이 중요하다. 반복 성형함에 있어서, 양호한 박리성, 탈형성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 성형형이, 치수 정밀도, 표면성이 우수한 전자 사진 장치용 블레이드를 염가로 제조하기 위하여 바람직하다.
일본 특허 공개 제2001-305858호 공보에는, 두께 정밀도가 우수하고, 금형에 정밀한 가공을 실시하는 경우가 없고, 성형 후에 시트의 세정도 할 필요가 없는 제조 방법이 기재된다. 이 문헌에 개시되는 기술에서는, 원심 성형법을 이용한 원통 형상의 금형의 내측에 무용매 2 성분 액상 실리콘 고무를 유입시켜 실리콘 고무의 성형체를 형성한 후, 전자 사진 장치용 블레이드의 재료를 유입시키고 경화시킨다. 이것에 의해서, 두께 정밀도를 0.1 mm 이하로 하기에 효과가 있다고 되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 장기에 걸쳐 성형 및 탈형을 반복하면, 휘발 성분이 휘발함으로써 실리콘 고무가 변형되고, 찢어지고, 탈형 불량 등의 문제가 발생하게 되는 경우가 있다.
일본 특허 공개 제2003-231142호 공보에는, 성형 후에 이형제의 세정을 하지 않고, 장기간의 이형성을 유지할 수 있는 방법으로서, 금형 내면에, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계이고 경도가 JISA 타입으로 55 내지 85°인 수지로 이형층을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법에서는, 반응 후의 안정성에 문제가 있는 경우가 있어, 장기간의 성형에 의해, 이형층의 표면과 블레이드 부재의 재료 사이에서 화학 반응이 발생하여 이형성의 유지가 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 실리콘 고무의 반응 경화 후에도 반응성 기로서 남는 실리카가 블레이드 부재의 재료와 반응하게 되어, 장기간 양호한 이형성을 유지할 수 없는 경우가 있다.
즉, 치수 정밀도, 표면성에 대하여, 보다 고정밀도의 전자 사진용 블레이드 부재를 얻기 위해서, 양호한 박리성, 탈형성을 장기에 걸쳐 지속할 수 있는 성형형이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 양호한 박리성 및 탈형성을 장기에 걸쳐서 지속할 수 있는, 엘라스토머 성형체 제조용의 성형형을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 블레이드 부재의 치수 정밀도 및 표면성을 보다 고정밀도화할 수 있는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 블레이드 부재의 치수 정밀도 및 표면성이 보다 고정밀도이고, 고화질인 화상을 형성하기에 바람직한 현상제량 규제 블레이드를 제공하는 것이다.
본 발명에 의해, 금형 본체의 내주면에 형성된 유지층과, 이 유지층의 내주면에 형성된 이형층을 구비한 성형형으로서, 성형형의 내부에 액상 엘라스토머 원료를 투입하여 경화시키는 엘라스토머 성형체의 제조에 이용되는 성형형에 있어서,
(a) 상기 이형층이, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계인 부가형 2 성분 액상 실리콘으로 형성되고,
(b) 상기 이형층 내의 상기 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이고,
(c) 상기 이형층의 실리카(SiO2) 함유량이 1 질량％ 이하이고,
(d) 상기 이형층의 경도가 50°이상 85°이하의 국제 고무 경도이고,
(e) 상기 이형층 내에 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 고체 윤활제가 함유되는 것을 특징으로 하는 성형형이 제공된다.
본 발명에 의해, 블레이드 부재와 상기 블레이드 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법에 있어서,
상기 블레이드 부재가,
(1) 상기 성형형에 액상 엘라스토머 원료를 투입하는 공정 및
(2) 상기 원료를 상기 성형형 내에서 경화시켜 경화 성형체로 하는 공정
을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의해, 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 블레이드 부재와, 상기 블레이드 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하는 전자 사진 장치용 현상제량 규제 블레이드에 있어서,
상기 블레이드 부재가 상기 제조 방법에 의해서 제조되고,
상기 블레이드 부재의 적어도 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 부분의 부하 길이율을 Tp(C)로 했을 때(여기서 C는 절단 레벨(％)임), Tp(50％)가 30 이상 90 이하이고,
상기 블레이드 부재의 적어도 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 부분의 십 점 평균 조도(Rz)가 2 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 현상제량 규제 블레이드가 제공된다.
본 발명에 의해, 양호한 박리성 및 탈형성을 장기에 걸쳐 지속할 수 있는, 엘라스토머 성형체 제조용의 성형형이 제공된다.
본 발명에 의해, 블레이드 부재의 치수 정밀도 및 표면성을 보다 고정밀도화할 수 있는 전자 사진 장치용 블레이드 부재의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의해, 블레이드 부재의 치수 정밀도 및 표면성이 보다 고정밀도이고, 고화질인 화상을 형성하기에 바람직한 현상제량 규제 블레이드가 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 하기 예시적인 실시 형태에 대한 기재로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 실시 형태에 관해서 상세히 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해서 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 금형 본체의 내주면에 형성된 유지층과, 이 유지층의 내주면에 형성된 이형층을 구비한 성형형으로서, 성형형의 내부에 액상 엘라스토머 원료를 투입하여 경화시키는 엘라스토머 성형체의 제조에 이용되는 성형형이다. 또한, 이 성형형의 이형층은 다음 (a) 내지 (e)의 요건을 만족시키고 있다.
(a) 상기 이형층이, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계인 부가형 2 성분 액상 실리콘으로 형성된다.
(b) 상기 이형층 내의 상기 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이다.
(c) 상기 이형층의 실리카(SiO2) 함유량이 1 질량％ 이하이다.
(d) 상기 이형층의 경도가 50°이상 85°이하인 국제 고무 경도(IRHD)이다.
(e) 상기 이형층 내에 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 고체 윤활제가 함유된다.
도 1에는, 현상제 담지체에 접촉하는 블레이드 부재 (10)과, 블레이드 부재가 접착되는 지지 부재 (11)을 갖는 본 발명의 현상제량 규제 블레이드의 예를 도시하였다. 여기서 블레이드 부재 (10)과 지지 부재 (11)의 사이는, 블레이드 부재 (10)이 지지 부재 (11)에 접착되는 면(접착면)이고, 접동부 (15)는 현상제 담지체가 접동하는 면(접동면)이고, 현상제의 전하를 제어하는 면(전하 제어면)이다. 또한, 이와 같은 블레이드 부재 (10) 및 지지 부재 (11)를 적층하여 제조된 현상제량 규제 블레이드 (12)가 현상제 용기(도시되지 않음)에 고정되어 있다. 현상제량 규제 블레이드는 접동부 (15)에서 현상제 담지체 (13)에 압접되어, 접동부 (15)를 통과하는 현상제 입자의 양을 규제한다. 도 1에 이 양태를 도시하였다.
현상제 담지체 (13)가 화살표의 방향으로 회전됨으로써, 현상제 입자 (14)가 접동부 (15)에 반송된다. 이때, 현상제 담지체 (13)에 현상제량 규제 블레이드 (12)의 전하를 제어하는 면(전하 제어면)이 접촉하고 있기 때문에, 현상제 입자에 소정의 마찰 대전을 부여하여, 접동부 (15)를 통과하여 감광체(도시되지 않음)까지 반송되는 현상제 입자의 양을 규제할 수 있다.
도 2에는, 감광체에 접촉하는 블레이드 부재 (20)와, 블레이드 부재가 접착되는 지지 부재 (21)을 포함하는 클리닝 블레이드의 예를 도시하였다. 여기서 블레이드 부재 (20)와 지지 부재 (21)의 사이는, 블레이드 부재 (20)이 지지 부재 (21)에 접착되는 면(접착면)이고, 엣지부 (25)는 감광체에 접촉하는 클리닝 블레이드의 부분이고, 잔존한 현상제 (24)를 제거하는 엣지 부분이다. 또한, 이와 같은 블레이드 부재 (20) 및 지지 부재 (21)에 의해 제조된 클리닝 블레이드 (22)가 클리닝 용기(도시되지 않음)에 고정되어 있고, 엣지부 (25)에서 감광체 (23)에 압접되어, 접촉부 (25)에 의해 현상제가 제거된다. 도 2에 이 양태를 도시하였다.
(전자 사진 장치용 블레이드)
전자 사진 장치용 블레이드는, 전자 사진 장치(전자 사진 복사기, 레이저빔프린터, 팩시밀리 등의 전자 사진 공정을 이용한 화상 형성 장치)에 이용되는 탄성 블레이드이다. 이들 탄성 블레이드는 일반적으로 강판 등의 강성을 갖는 블레이드지지 부재와, 고무 탄성을 갖는 블레이드 부재 및 접착제층으로 구성된다.
지지 부재의 재질로서 크로메이트 처리 및 윤활 수지 등의 표면 처리 강판, 인청동, 용수철강 등의 탄성 금속판으로 가공한 것, 플라스틱이나 세라믹 등 성형품 등, 전자 사진 장치용 블레이드의 지지 부재의 재질로서 공지된 것 중에서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
(전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법)
본 발명의 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법에 있어서, 블레이드 부재 는 원심 성형법에 의해서 성형할 수 있다. 그러나, 원심 성형에 한하지 않고, 주형, 연속 주입 성형 등, 적절한 성형 방법을 채용할 수 있다. 여기서, 성형형면의 내표면이 조면화된 형으로 성형함으로써, 현상제량 규제 블레이드에 있어서의 적어도 현상제 담지체에 접촉되는 부분의 표면 조도를 제어할 수 있다. 또한, 성형형 내면(공기면)측을 사용함으로써, 클리닝 블레이드에 있어서의 감광체에 접촉하는 부분의 표면성을 만족시킬 수 있다.
고속으로 회전하는 가열된 원통 형상의 성형형의 내면에 열경화성 수지를 유입시켜 평면 형상의 시트를 얻는 성형 방법을 원심 성형법이라고 한다. 이 원심 성형법에 의해 균일한 두께의 시트를 용이하게 제조할 수가 있기 때문에, 열경화성 재료의 성형 방법으로서 널리 이용된다. 또한, 재료 투입량과 얻어지는 시트의 컷트 치수를 바꿈으로써, 다양한 치수의 블레이드 부재가 용이하게 얻어지고, 소량다품종 생산 등에 적합하기 때문에, 원심 성형법에 의해 블레이드 부재를 제조하는 것이 바람직하다.
(유지층의 형성)
원통 금형과 이형층의 사이에는, 원통 금형으로부터 원활히 이형층을 제거하기 위한 유지층을 설치한다. 원통형 시트의 성형을 반복하여 행하면, 이형층의 이형성이 점차로 저하되기 때문에, 어느 정도의 성형 횟수마다 원통 금형으로부터 이형층을 제거하고, 새로운 이형층을 다시 형성할 필요가 있다. 이 때에 기계적 강도가 낮은 수지를 이형층으로서 이용한 경우, 이형층을 원통 금형으로부터 완전히 제거하기 위해서는, 매우 긴 시간과 노동력을 요하는 경우가 있다. 원통 금형과 이형층의 사이에 유지층을 설치함으로써, 유지층과 이형층은 견고하게 접합되어 있기 때문에, 원통 금형으로부터 유지층을 이형층과 동시에 제거하는 것은 비교적 용이하다.
유지층으로서는, 원심 성형 재료(액상 엘라스토머 원료)의 경화 온도 이상, 일반적으로는 약 150℃의 내열 온도를 갖는 열경화성 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 특히 실온 내지 150℃의 범위에서 고무상 탄성을 나타내지 않는 것이면, 성형형 본체로부터 이형층과 함께 유지층을 제거할 때에 유리하다. 이러한 열경화성 수지로서는, 예를 들면 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 특히 성형형 본체의 내주면과의 사이에 적절한 밀착성을 유지할 수가 있는 에폭시 수지가 바람직하다.
성형을 반복하면 이형성이 저하되는데, 이때, 이형층만을 추가하여 형성할 수도 있다. 유지층과 몇층의 이형층의 전체의 두께가 박육 원통형 시트(엘라스토머 성형체)의 물성에 영향을 미치는 정도가 된 경우, 원통 금형으로부터 유지층을 이형층과 동시에 제거하고, 새롭게 유지층과 이형층을 다시 형성할 수도 있다.
(이형층을 형성하는 재료)
본 발명에서, 이형층은, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계인 부가형 2 성분 액상 실리콘으로 형성된다. 이에 따라, 이형제가 고무층으로 이행하지 않고, 시트(엘라스토머 성형체) 변형 등의 문제도 없이, 장기간에 걸쳐 이형성을 유지할 수 있다. 성형형의 내벽면 상의 이형층은 면 정밀도를 발휘하는 것과, 사용이 끝나면 간단히 제거가 가능한 것이 바람직하다. 축합형 실리콘은 형성하는 이형층의 층 두께에 의해 완전 경화까지의 시간에 변동이 생기는 경우가 있기 때문에 부가 경화형을 선택한다.
부가 경화형 실리콘은, 열경화시의 반응 속도가 매우 빠르고, 이형층을 설치해야 할 성형형의 벽면 전역에 균일하게 널리 퍼지기 전에 경화하게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 적시에 부가 경화형 실리콘에 반응 지연제를 첨가할 수도 있다. 본 발명에 바람직하게 이용할 수 있는 반응 지연제로서는, 예를 들면, 제어제 No.6-10(상품명, 신에쓰 가가꾸 고교(주) 제조)를 들 수 있다.
또한, 이형층에는, 조면을 형성하기 위한 고체 윤활제를 첨가할 수도 있다. 고체 윤활제로서는, 예를 들면, 불화카본을 들 수 있다.
(이형층 내의 휘발 성분)
또한, 이형층은, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이다. 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이면, 반복 성형에 의해 휘발 성분이 휘발하여 이형층의 변형이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 이형성의 유지가 곤란해져서 찢어짐이나 탈형 불량 등이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 이형층에 포함되는 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량은, 다음과 같이 하여 측정할 수 있다.
성형형을 준비하고, 이 성형형 내에 이형층을 형성하기 위한 액상 경화형 실리콘을 유입시킨다. 액상 엘라스토머 원료가 경화 완료할 때의 경화 온도 및 시간과 동일한 온도 및 시간으로 가열하여 액상 경화형 실리콘을 경화시켜서 이형층의 시험편을 제조한다. 이형층의 시험편의 질량을 측정하고, 이 때의 질량을 초기 이형층의 시험편의 질량 W1로 한다. 다음으로, 이 이형층의 시험편을, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도와 동일 온도의 전기로 내에 투입하여 질량의 경시 변화를 계측한다. 이 이형층의 시험편의 질량의 감소가 멈출 때까지 가열을 계속하고, 질량의 감소가 멈출 때까지의 시간을 구함과 함께, 이 시간이 경과한 시점에서의 이형층의 시험편의 질량을 계측한다. 이 때의 질량을 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발되는 성분이 휘발한 후의 이형층의 시험편의 질량 W2로 한다. 또한, 하기 수학식 1에 의해, 이형층의 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량 ΔW(질량％)을 구하면 된다.
(이형층 내의 실리카)
또한, 이형층의 실리카(SiO2) 함유량은 1 질량％ 이하로 한다. 액상 실리콘이 반응 경화된 후에도 반응성 기로서 잔존하는 실리카(SiO2)의 함유량을 1 질량％ 이하로 함으로써, 장기간에 걸쳐서 이형성의 유지를 계속할 수 있다.
(이형층의 고무 경도)
또한, 이형층은, 경도가 국제 고무 경도(IRHD)로 50°이상 85°이하이다. 경도가 50°이상이면 반복적인 이형에 견딜 수 있고, 경도가 85°이하이면 이형층과 성형된 블레이드 부재와의 밀착성을 억제하여, 이형성이 양호해진다.
(이형층 내의 고체 윤활제)
또한, 이형층 내에 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 고체 윤활제를 함유하고 있다. 고체 윤활제는 약 150℃의 내열성을 갖는 분말상의 윤활제이면 되고, 예를 들면 실리콘계 윤활제, 불소계 윤활제, 이황화몰리브덴, 흑연, 불화흑연, 질화붕소, 이황화텅스텐, 탈크 등을 채용할 수 있다. 특히, 다양한 작업성 측면에서 불화흑연이 바람직하다.
고체 윤활제의 평균 입경이 20 ㎛ 이하이면, 이형층이 얻어지는 블레이드 부재의 부하 길이율이 작아지는 것을 억제하여, 화상 평가의 결과가 줄 불량이 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이형층의 내주면의 평활성이 저하되어 얻어지는 원심 성형체의 두께에 악영향을 주게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 2 ㎛ 이상이면, 얻어지는 블레이드 부재의 부하 길이율이 커지는 것을 억제하여, 현상제 담지체 상의 현상제량을 규제하기 어려워지는 것을 억제하여, 균일한 현상제 박층을 형성할 수 있다. 따라서, 고체 윤활제의 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하, 특히 10 ㎛ 이하가 유효하다.
(이형층의 점도)
또한, 실리콘 고무의 점도는 100 cps 이상 10,000 cps 이하(0.1 Pa·s 이상 10 Pa·s 이하)가 좋다. 100 cps 이상이면, 경화 반응의 안정성이 양호하여, 목표로 하는 실리콘 고무의 경도가 안정적으로 얻어진다. 10,000 cps 이하이면 점도가 높아지는 것을 억제하여, 원심 성형기 내에서의 유동성이 나빠지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 원심 성형체의 두께에 악영향을 주게 되는 것을 방지할 수 있다.
(액상 엘라스토머 원료)
본 발명에서 사용하는 액상 엘라스토머 원료로서는, 내마모성, 기계적 특성이 우수한 것이면 되고, 폴리우레탄 수지를 주성분으로서 포함하는 원료가 좋다. 상기 폴리우레탄 수지는 폴리이소시아네이트, 폴리올, 쇄연장제 및 촉매를 이용하여, 예비중합체법, 세미원샷법에 의해서 제조할 수 있다.
예를 들면, 예비중합체법의 경우에는, 폴리이소시아네이트와 폴리올을 이용하여 예비중합체를 제조하고, 이 예비중합체에 쇄연장제 및 촉매를 첨가하여 액상 엘라스토머 원료를 얻을 수 있다. 이것을 성형용 금형에 주입하여 경화시킬 수 있다.
폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(2,4-TDI), 2,6-톨릴렌디이소시아네이트(2,6-TDI), 크실렌디이소시아네이트(XDI), 1,5-나프틸렌디이소시아네이트(1,5-NDI), p-페닐렌디이소시아네이트(PPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(수소첨가 MDI), 테트라메틸크실렌디이소시아네이트(TMXDI), 카르보디이미드-변성 MDI, 폴리메틸렌페닐폴리이소시아네이트(PAPI) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, MDI를 이용하는 것이 바람직하다.
폴리올로서는, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 카프로락톤 에스테르폴리올, 폴리카보네이트 에스테르 폴리올, 실리콘 폴리올 등을 들 수 있다. 그 수평균 분자량이 1,500 이상 5,000 이하인 것이 바람직하다. 즉, 이것은 1,500 이 상이면, 얻어지는 우레탄 고무의 물성이 저하되는 것을 방지할 수가 있고, 5,000 이하이면, 예비중합체의 점도가 높아져서 핸들링이 곤란해지는 것을 방지할 수가 있기 때문이다.
폴리올은 저분자량의 쇄연장제를 병용할 수 있다. 예를 들면, 글리콜이 사용되고, 이러한 글리콜로서는, 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 디프로필렌글리콜(DPG), 1,4-부탄디올(1,4-BD), 1,6-헥산디올(1,6-HD), 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 크실릴렌글리콜(테레프탈릴알코올), 트리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 또한, 상기 글리콜 외에, 그 밖의 다가 알코올을 사용할 수가 있고, 이러한 다가알코올로서는, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 병행하여 이용된다.
촉매로서는 일반적으로 이용되는 폴리우레탄 경화용의 촉매를 사용할 수가 있고, 예를 들면 삼급 아민 촉매를 들 수 있다.
(전자 사진 장치용 블레이드 및 현상제량 규제 블레이드의 제조)
상기 성형형을 사용하고, 하기 공정을 거침으로써 블레이드 부재를 제조하여, 전자 사진 장치용 블레이드를 제조할 수 있다.
(1) 상기 성형형에 블레이드 부재의 원료(액상 엘라스토머 원료)를 투입하는 공정 및
(2) 투입된 원료를 성형형 내에서 경화시켜 경화 성형체로 하는 공정.
또한, 전자 사진 장치용 블레이드의 하나인 현상제량 규제 블레이드의 제조 에 있어서, 블레이드 부재를 상기 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법에 의해서 성형할 수 있다.
전자 사진 장치의 현상 장치에는, 현상제 용기로부터 현상제를 현상부를 향해서 반송하는 롤러 형상의 현상제 담지체가 구비된다. 또한, 현상 장치에는, 현상제 담지체에 압접되는 블레이드 부재와, 블레이드 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하는 현상제량 규제 블레이드가 탑재된다. 현상 장치는, 블레이드 부재와 현상제 담지체와의 사이에서 현상제를 마찰 대전시키면서 박층형으로 규제하고, 그 박층 형상의 현상제를 잠상 담지체(감광체)상에 형성된 정전 잠상에 공급하여 잠상의 현상을 행한다.
현상제량 규제 블레이드의 블레이드 부재의 적어도 현상제 담지체에 접촉되는 부분의 부하 길이율을 Tp(C)(C: 절단 레벨％)로 했을 때, Tp(50％)가 30 이상 90 이하인 것이 바람직하다. 또한, 현상제량 규제 블레이드의 적어도 현상제 담지체에 접촉되는 부분의 십점 평균 조도(Rz)가 2 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
(부하 길이율 Tp(C))
여기서 부하 길이율이란, 현상제량 규제 블레이드의 표면에서 있는 기준 길이 L을 추출하고, 그 평균선에 평행하고, 최고 산정으로부터 절단 레벨 C만큼 아래쪽에 있는 직선에 의해 절단되는 표면의 절단 부분의 길이를, 전장 L에 대한 백분율로 나타낸 것을 말한다. 본 발명에서는, 절단 레벨 C는, 최고 산정을 0％, 최저밑바닥을 100％로 한 때의 백분율％로 나타내는 ％법에 따른다.
현상제량 규제 블레이드의 적어도 상기 현상제 담지체에 접촉되는 부분의 부하 길이율을 Tp(C)(C: 절단 레벨％)로 했을 때, 30 이상 90 이하인 것이 바람직하다. 부하 길이율 Tp(50％)이 30 이상이면, 현상제량 규제 블레이드 상의 오목한 부분이 많아지는 것을 억제하여, 현상제가 대량으로 들어가 빠져나오기 어렵게 되는 것을 방지하고, 현상제의 융착이 발생하여 화상줄로 되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한 부하 길이율 Tp(50％)이 90 이하이면, 현상제량 규제 블레이드상의 요철 부분이 적어져 표면 조면화의 효과가 얻어지지 않게 되는 것을 방지하고, 현상제 담지체 상에 현상제의 균일한 박층의 형성이 곤란해지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 현상제량 규제 블레이드는 현상제에 대하여 균일한 대전 부여가 가능해져, 화상 불균일이나 얼룩이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있다.
(블레이드 부재의 Rz)
또한, 본 발명에 있어서 현상제량 규제 블레이드의 적어도 현상 담지체에 접촉되는 부분의 십점 평균 조도(Rz)는 2 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 십점 평균 조도(Rz)가 2 ㎛ 이상이면, 현상 담지체와 현상제량 규제 블레이드의 사이에서 현상제 입자의 회전이 멈추는 것을 방지할 수 있고, 현상제의 반송력이 너무 높아지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 현상 담지체 상에서 현상제가 박층이 되지 않아 현상제에 충분한 전하량을 부여할 수 없다고 하는 현상을 방지할 수 있다. 십점 평균 조도(Rz)가 25 ㎛ 이하이면, 현상제 입자가 현상제량 규제 블레이드의 큰 조도의 프로파일에 끼워지는 것을 방지할 수 있고, 현상제 입자에 대한 양호한 마찰 대전을 가능하게 하고, 현상제의 응집에 의한 화상 불량을 방지할 수 있다.
(이형성에 관한 현상)
도 3에 원심 성형형의 일례의 개요를 도시하는 모식도를 도시한다. 또한, 그 단면 모식도를 도 4에 도시하였다. 다만, 도 4는 원심 성형형에 뚜껑 (30c)를 부착한 상태, 도 3은 뚜껑을 부착하지 않은 상태를 나타낸다. 원심 성형형 (30)은 원통 형상을 하고 있고, 내주에 오목형의 내벽면(내주면으로 나타내는 경우가 있음)(30a)를 갖고 있다. 이 성형형 내에 액상 엘라스토머 원료를 투입하고 가열 경화시켜서 엘라스토머 성형체를 성형한다.
도 5에 원심 성형형을 이용하여 엘라스토머 성형체를 형성했을 때의 금형의 내주면 말단 부분 (30b)의 근방의 단면의 모식도를 도시한다. 금형의 내주면 말단부 벽면은, 원심 성형형 (30)의 내주면 (30a)와, 내주면 말단 부분 (30b)의 내벽면으로 구성되어 있다. 금형의 내주면에는, 박리 가능한 유지층 (31)과 이형층 (32)이 설치된다. 이에 따라 수평 정밀도와 박리성, 및 생산시의 양호한 이형성이 발현하여, 엘라스토머 성형체 (33)가 성형되고, 이형되어 생산된다.
종래부터, 유지층 (31) 상에 형성된 이형층 (32)은 주성분이 폴리디메틸실록산 구조를 갖는 경우가 많다. 이것은 중합에 의해서 분자쇄가 길어지고, 이들이 중합 가교하거나, 관능기에 의해서 수식되거나 하여 형성되는 것이 일반적이다. 액상 경화형 실리콘을 이용하여 이형층을 형성하는 단계에서도, 고분자의 분자쇄의 성장 반응과 환상 실록산 구조를 갖는 환상체의 생성 반응 모두가 발생하는 것이 알려져 있다. 이와 같이 이형층에 저분자량이고 휘발성의 환상체 성분이 적지 않 게 혼입되어 있는 것이 액상 경화형 실리콘의 경화 반응에 있어서의 종래의 일반적인 특성이다. 이러한 저분자량의 휘발성 성분은 시판되고 있는 액상 경화형 실리콘 내에도 잔존하게 된다.
원심 성형형 (30)의 내주면 (30a) 상에 유지층 (31)을 형성하고, 유지층 (31)의 내주면 상에 이형층 (32)을 형성한다. 이 후에, 원심 성형형에 액상 엘라스토머 원료를 투입하여 경화시키면, 도 5에 도시한 바와 같이, 내주면 말단 부분 (30b)의 내벽면까지 널리 퍼진 이형층 (32)이 형성된다. 이와 같이 이형층 (32)이 내주면 말단 부분 (30b)의 내벽면까지 널리 퍼져있으면 문제없이 엘라스토머 성형체 (33)의 성형이 가능해진다. 액상 엘라스토머 원료가 열경화형이면, 원심 성형형 (30), 유지층 (31) 및 이형층 (32)은, 성형 중 항상 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에 노출되게 된다. 예를 들면, 액상 엘라스토머 원료가 폴리우레탄계의 것이면, 경화 온도는 통상적으로 100 내지 160℃이다. 엘라스토머 성형을 장기에 걸쳐 반복하면, 이 동안에 이형층 (32)도 이 온도에 노출되게 된다.
액상 경화형 실리콘으로 형성된 이형층이 고온에 노출되면, 저분자량 성분(주로 D3 내지 D10이라 칭해지는 3량체 내지 10량체의 환상 실록산 성분)뿐만 아니라, 더욱 큰 분자량 성분도 휘발하는 경우가 생각된다. 이들 휘발성 성분은 즉시는 휘발하지 않고 수일에 걸쳐서 서서히 휘발하고, 동시에 이형층의 질량 감소를 일으킨다. 예를 들면, 2액 경화형 실리콘으로 이형층 (32)을 형성하더라도, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에 장시간 노출되면, 서서히 질량 감소를 일으킨다. 질량 감소를 일으킨 이형층은 동시에 치수 수축을 일으킨다. 따라서, 2액 경화형 실리콘을 이용하여 형성된 이형층 (32) 내에 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 많은 경우에는, 그만큼, 치수 수축도 크다고 할 수 있다. 그렇게 하면, 초기에서는 도 5에 도시한 바와 같이 내주면 말단 부분 (30b)까지 이형층 (32)이 채워져 있더라도, 경화 온도에 장시간 노출되면, 저분자량 성분이 휘발하여 질량 감소를 일으킨다. 그에 수반하여 이형층 (32)이 치수 수축을 일으켜, 도 6에 도시되는 바와 같이 미소하나마 이형층 (32)과 성형형의 내주면 말단 부분 (30b) 사이에 수축 간극 (34)이 발생하게 되는 것이 관찰 사실로서 분명해졌다.
이러한 상태의 성형형으로 성형을 행하면, 성형형의 내주면 말단 부분 (30b) 근방의 수축 간극에 액상 엘라스토머 원료가 들어가 경화되어 버어(burr)가 발생한다. 이것을 원인으로, 성형형 내주면 말단 부분 (30b)에서 이형성이 나빠지고, 장기에 걸쳐 연속하여 엘라스토머 성형을 행하면 이형성 및 가공성이 나빠져서, 성형 불량의 원인이 된다.
이러한 문제를 발생하지 않고 장기에 걸쳐 양호한 가공성 및 양산성을 얻기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같은 상태가 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에 노출되더라도 장기에 걸쳐 계속될 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에 장시간 노출되더라도, 이형층이 도 6에 도시된 바와 같은 수축을 일으키지 않는 것이 이상적이고, 휘발성의 저분자량 성분이 적을수록 가공성에 유리하다고 이해할 수 있다.
그러나, 일반적으로 저분자량 성분을 함유하는 액상 경화형 실리콘을 이용하 여 형성한 이형층을 성형형 내에 설치하여 이용하는 경우에는, 상온에서는 휘발하지 않는 분자량 성분까지 휘발하여 질량 감소나 수축을 일으키게 될 것이 걱정된다.
따라서, 본 발명자 등은 예의 검토의 결과, 액상 경화형 실리콘을 이용하여 형성된 이형층이, 전술된 (a) 내지 (e)의 요건을 만족시키고 있는 것에 의해, 장기에 걸쳐 양호한 이형성을 확보할 수 있는 것을 밝혀내어, 본 발명에 이른 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 수단에 의해서 성형형으로부터 엘라스토머를 박리하기 쉽게 효율적으로 탈형하는 일이 가능해져, 탈형시의 찢어짐 등의 불량을 감소할 수 있다. 또한, 성형형을 장기에 걸쳐 반복하여 사용할 수 있어, 안정적인 생산성을 얻을 수 있다. 또한 치수 정밀도가 높고, 균일한 엘라스토머의 제조가 가능해지고, 특히, 전자 사진 장치용의 클리닝 블레이드나 현상제량 규제 블레이드 등의 블레이드 부재의 제조에 대하여 우위성을 발휘한다. 또한, 본 발명의 성형형은 원심 성형형 및 주형형에 한정되는 것이 아니고, 다른 성형 방법에 있어서도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 성형형으로 제조된 전자 사진 장치용 블레이드 부재는, 전자 사진 장치용 클리닝 블레이드나 현상제량 규제 블레이드에 바람직하게 이용된다.
클리닝 블레이드의 블레이드 부재로서 이용되는 경우, 이 블레이드는 감광체 상에 전사되지 않고서 잔존한 현상제를 긁어 떨어뜨려, 청소하는 역할을 한다. 최근의 전자 사진 기술의 진보에 따라 약 5 ㎛의 미세한 현상제가 되고, 더구나 입경 현상제도 개발되어, 현상제를 효율 좋게 청소하기 위해서는 매우 높은 두께 치수의 정밀도가 요구된다. 또한, 이러한 클리닝 블레이드에는 표면의 요철도 중요하고, 보다 고정밀도의 표면성이 요구된다. 본 발명의 성형형에 따르면, 이러한 클리닝 블레이드의 블레이드 부재로서 요구되는 치수 정밀도나 표면 정밀도를 갖는 전자 사진 장치용 블레이드 부재를 제조할 수 있다.
한편, 현상제량 규제 블레이드의 블레이드 부재로서 이용되는 경우에 있어서도, 그 역할 상, 치수 정밀도의 요구 특성은 높은 것이다. 현상제량 규제 블레이드는, 현상제 담지체와 접촉하여 미세한 현상제층을 형성하는 기능 부재이기 때문에, 그 두께는 현상제 담지체와의 접촉압을 결정하여, 양호한 화상 형성 및 화상 형성의 안정화에 중요한 요인이 된다. 또한, 표면성이 현상제에 제공하는 전하에 중요한 요인이 되기 때문에, 표면성의 제어도 요구된다. 본 발명의 성형형에 따르면, 이러한 현상제량 규제 블레이드의 블레이드 부재로서 요구되는 치수 정밀도나 표면성을 갖는 전자 사진 장치용 블레이드 부재를 제조할 수 있다.
이하에, 실시예에 관해서 비교예와 병행하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
원통형 금형을 구비하는 원심 성형기를 이용하여, 현상제량 규제 블레이드를 이하와 같이 하여 제조하였다.
지지 부재로서, 우레탄 변성 올레핀 수지 및 아크릴 변성 올레핀 수지를 포함하는 비크롬 표면 처리층을 갖는 전기 아연 도금 강판(상품명: 진코트(ZINKOTE)21, 신닛본 세이테츠(주) 제조)를 사용하였다. 이것에, 필름상 핫멜트 접착제(상품명: 엘판(Elphan)UH, 니혼 마타이(주) 제조)를 가접착하였다.
이어서, 아디페이트계 우레탄 예비중합체 100 질량부(수평균 분자량 2,000, NCO 함유량 6.25 질량％), 1,4-부탄디올 3.7 질량부, 트리메틸올프로판 1.9 질량부를 주형기 믹싱 챔버 내에서 혼합 교반하였다. 얻어진 액상 엘라스토머 원료를 원심 성형기에 주입하여 성형하였다. 성형은, 130℃의 온도를 유지한 원통형 금형 내에 액상 엘라스토머 원료를 유입시키고, 50분간 가열하여 원료를 경화시킴으로써 행하였다. 그 후, 성형체를 탈형하여, 두께 1 mm의 폴리우레탄 시트를 얻었다. 탈형된 시트상의 폴리우레탄 엘라스토머를 소정 치수로 재단하여, 블레이드 부재로 하였다.
이 블레이드 부재와 상기 핫멜트 접착제를 가접착한 지지 판금을 가열 접착하여 현상제량 규제 블레이드를 얻었다.
상기 원심 성형기는, 상온에서의 편차가 0.06 mm인 원통형 금형을 갖는 것이고, 이 금형의 내주면에는 미리 다음과 같이 하여 이형층을 형성해 두었다. 우선, 금형을 소정의 온도로 가열하고, 회전시키면서 이형층 형성용 재료(2액 혼합형 실리콘 고무)를 소정량 공급하고, 내주면 전역에 널리 퍼지게 하였다. 그 후, 고체 윤활제로서 불화카본과 상술한 2액 혼합형 실리콘 고무와 용제로서 탄화수소계 용제를 소정량 분무 도포하고, 가열 경화시켜 1 mm 두께의 조면화된 이형층을 형성하였다. 상술한 바와 같이 하여, 이 층 상에 폴리우레탄 엘라스토머를 주입하고, 가열 성형함으로써, 미리 형성하여 놓은 조면화된 면을 폴리우레탄 엘라스토머에 전사시켜 조면화된 블레이드 부재를 얻었다.
(이형층 내의 휘발 성분의 함유량 측정)
액상 경화형 실리콘을 이용하여 형성된 이형층에서 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량은, 다음과 같이 하여 측정하였다.
50 mm×80 mm×5 mm의 치수의 금형을 준비하였다. 이 금형 내에 이형층 형성용의 액상 경화형 실리콘을 유입시키고, 실시예에서 이용한 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도인 130℃에서 1시간 가열하고 경화시켜서 이형층의 시험편을 제조하였다. 온도를 상온으로 복귀시키고, 이형층의 시험편의 질량을 측정하였다. 이 때의 질량을 초기 이형층의 시험편 질량 W1로 하였다. 다음으로, 이 이형층 시험편을, 실시예에서 이용한 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도인 130℃의 전기로 내에 투입하고 질량의 경시 변화를 계측하였다. 이 이형층 시험편의 질량은, 약 10일 후에 감소가 멈추는 것을 알아냈다. 따라서, 130℃×10일간 가열한 후의 이형층의 시험편의 질량을, 실시예에서 이용된 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발되는 성분이 휘발한 후의 이형층의 시험편 질량 W2로 하였다. 하기 수학식에 의해, 액상 경화형 실리콘을 이용하여 형성된 이형층 내의, 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량 ΔW(질량％)를 구하였다.
<수학식 1>
(이형층의 경도의 평가 방법)
이형층에 관한 국제 고무 경도(IRHD)의 측정은, 월레스(H.W.WALLACE)사 제조 월레스 미소 경도계를 이용하고, JIS K 6253에 기초하여 행하였다.
(부하 길이율의 평가 방법)
블레이드 부재의 전하 제어면의 부하 길이율 Tp(50％)는, 초심도 레이저 현미경 VK-8510(상품명, 기엔스(주) 제조)를 이용하고, JIS B 0601에 기초하여 계측하였다.
(조도의 평가 방법)
블레이드 부재의 전하 제어면의 십점 평균 조도(Rz)는, 표면 조도 측정기 SE 3500(상품명, 고사카 겐큐쇼(주) 제조)를 이용하고, JIS B 0601에 기초하여 계측하였다.
(고체 윤활제의 평균 입경의 측정 방법)
고체 윤활제의 평균 입경은, 초원심식 자동 입도 분포 측정 장치: CAPA-700(상품명, 호리바 세아샤꾸쇼 제조)를 이용하여, 분산 매체를 계면활성제 수용액 및 분산 조건을 초음파 분산으로서 측정하였다.
(점도의 측정 방법)
이형층 형성에 이용하는 실리콘 고무의 점도는, SV형 점도계: SV-10(상품명, A&D사 제조)를 이용하여 측정하였다. 이형층에 이용하는 실리콘 고무를 미리 130℃로 가열해 두고, 130℃에서의 점도를 측정하였다.
(박리성 평가)
상기 액상 엘라스토머 원료를 투입하고 경화·탈형하는 작업을 반복하여, 연속 생산성에 관해서 평가하였다. 얻어진 박막 원통형의 폴리우레탄 엘라스토머 성형체의 원심 성형형으로부터 탈형할 때의 박리하기 용이함에 관해서, 탈형할 때의 성형체에 박리력이 부족함으로써 발생하는 이하의 1 내지 4의 불량의 발생 횟수에 관하여, 이하와 같이 평가를 행하였다. 평가는 성형체의 성형을 100회 반복하여 행하고, 100회 중에 발생하는 불량 횟수를 평가 기준으로 하였다.
1.성형체에 찢어짐이 생겨 단부가 형 내에 남는다.
2.성형체를 취출할 때에, 힘이 걸려 성형체의 형상이 변형된다.
3.성형체의 단부가 고착되어 갈라진 금이 생긴다.
4.전혀 탈형할 수 없다.
A: 2 이하
B: 5 이하
C: 5 이상.
<실시예 1>
2액 부가 경화형 실리콘 고무(상품명: XE15-C3074, 메이커: GE 도시바 실리콘(주)사)를 주요제:경화제=10:1의 질량 비율로 혼합 교반한 것을 실리콘 고무로서 이용하였다. 이 실리콘 고무에, 저분자량 성분(주로 D3 내지 D10이라 칭해지는 3량체 내지 10량체의 환상 실록산 성분)을 첨가하여, 이형층 전체에 대한 휘발 성분의 함유량이 0.5 질량％가 되게 조정하여 이형층 형성용 재료로 하였다. 이 이형층 형성용 재료를 원심 성형기에 투입하고, 경화 온도를 140℃로 하여 이형층을 얻었다. 또한, 이형층의 표면은, 평균 입경이 5 ㎛인 불화카본과 상기 실리콘 고무와 용제를 1:1:4의 질량비로 균일하게 혼합한 것을 에어압 0.3 MPa로 30초간 균일하게 분무시켜서 조면화하였다. 여기서, 불화카본으로서 CMC(상품명, 센트럴 유리 사 제조), 용제로서는 아크트렐(상품명, 엑손모빌사 제조)를 이용하였다.
이와 같이 하여 이형층을 형성한 성형형을 이용하여, 상술한 바와 같이, 시트상의 엘라스토머 성형체를 얻고, 이것을 재단하여 블레이드 부재를 얻고, 이것을 이용하여 현상제량 규제 블레이드를 제조하였다.
표 1에, 이형층 형성에 이용한 실리콘 고무의 종류(부가형이거나 축합형임) 및 점도, 이형층 형성용 재료를 경화시키는 온도, 이형층 내의 휘발 성분 및 실리카의 함유량, 이형층의 국제 고무 경도를 나타내었다. 또한, 이형층의 조면화에 이용한 고체 윤활제(불화카본)의 평균 입경, 박리성 평가 결과, 부하 길이율 Tp(50％), 십점 평균 조도(Rz)도 표 1에 나타내었다.
<실시예 2>
이형층 전체에 대하여 실리카(SiO2)가 1 질량％가 되도록 실리카를 이형층 형성용 재료에 첨가하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 3>
이형층 형성용 재료를 경화시키는 온도(이형층 경화 온도)를 100℃로 하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블 레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 4>
이형층의 조면화를 위한 고체 윤활제로서 평균 입경이 2 ㎛인 불화카본을 이용하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 5>
이형층의 조면화를 위한 고체 윤활제로서 평균 입경이 20 ㎛인 불화카본을 이용하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
<실시예 6>
이형층 형성용 재료를 경화시키는 온도(이형층 경화 온도)를 130℃로 하였다. 이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
<비교예 1>
실리콘 고무로서 2액 축합 경화형 실리콘 고무(상품명: CY52, 도레이 다우 코닝사 제조)를 주요제: 경화제=10:1의 비율로 혼합 교반한 것을 이용하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 2>
실시예 1에서 이용된 실리콘 고무에, 저분자량 성분(주로 D3 내지 D10이라 칭해지는 3량체 내지 10량체의 환상 실록산 성분)을 첨가하고, 이형층 전체에 대한 휘발 성분의 함유량이 0.6 질량％가 되게 조정하여, 이형층 형성용 재료로 하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 3>
이형층 전체에 대하여 실리카(SiO2)가 1.5 질량％가 되도록 실리카를 이형층 형성용 재료에 첨가하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 4>
이형층 형성용 재료를 경화시키는 온도(이형층 경화 온도)를 80℃로 하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 5>
이형층 형성용 재료를 경화시키는 온도(이형층 경화 온도)를 150℃로 하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 6>
이형층의 조면화를 위한 고체 윤활제로서, 평균 입경이 1 ㎛인 불화카본을 이용하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 7>
이형층의 조면화를 위한 고체 윤활제로서, 평균 입경이 25 ㎛인 불화카본을 이용하였다.
이것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 이형층의 형성, 현상제량 규제 블 레이드의 제조, 및 각종 평가를 행하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 이용된 재료의 물성이나 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
상기 표 1의 결과로부터, 실시예품은 어느 것에 있어서도 100회의 성형에 있어서 찢어짐 및 탈형 불량의 발생이 감소되어, 장기간의 이형성의 유지를 만족할 수 있었다. 이에 비하여, 상기 표 2의 비교예에서는, 찢어짐, 탈형 불량의 발생이 많이 보여, 장기간의 이형성의 유지가 얻어지지 않았다.
본 발명은 예시적인 실시 형태를 참조로 하여 기재되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않는 것으로 이해해야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가의 구조 및 기능을 포함하도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.
도 1은 현상제량 규제 블레이드를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 2는 클리닝 블레이드를 설명하기 위한 모식적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 성형형의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 성형형의 일례의 단면을 도시하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 성형형의 일례에 있어서의 내주면 말단부 근방의 단면 모식도이다.
도 6은 이형층과 내주면 말단 부분과의 사이에 수축 간극이 발생한 성형형의 일례의 단면 모식도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 블레이드 부재
11 : 지지 부재
12 : 현상제량 규제 블레이드
13 : 현상제 담지체
14 : 현상제 입자
15 : 접동부
20 : 블레이드 부재
21 : 지지 부재
22 : 클리닝 블레이드
23 : 감광체
24 : 현상제(토너 입자)
25 : 접촉부
30 : 원심 성형형
30a : 내벽면(내주면)
30b : 내주면 말단부
30c : 뚜껑
31 : 유지층
32 : 이형층
33 : 엘라스토머 성형체
34 : 수축 간극
Claims (7)
- 금형 본체의 내주면에 형성된 유지층과, 이 유지층의 내주면에 형성된 이형층을 구비한 성형형이며, 성형형의 내부에 액상 엘라스토머 원료를 투입하고 경화시키는 엘라스토머 성형체의 제조에 이용되는 성형형에 있어서,(a) 상기 이형층이, 주쇄가 폴리실라잔계 또는 폴리실록산계인 부가형 2 성분 액상 실리콘으로 형성되고,(b) 상기 이형층 내의 상기 액상 엘라스토머 원료의 경화 온도에서 휘발하는 성분의 함유량이 0.5 질량％ 이하이고,(c) 상기 이형층의 실리카(SiO2) 함유량이 1 질량％ 이하이고,(d) 상기 이형층의 경도가 50°이상 85°이하의 국제 고무 경도이고,(e) 상기 이형층 내에 평균 입경이 2 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 고체 윤활제가 함유되는 것을 특징으로 하는 성형형.
- 제1항에 있어서, 상기 성형형은, 금형 본체의 내주면에 형성된 유지층과, 이 유지층의 내주면에 형성된 이형층을 구비한 성형형이며, 성형형의 내부에 액상 엘라스토머 원료를 투입하고 경화시키는 엘라스토머 성형체의 제조에 이용되는 원심 성형형인 것을 특징으로 하는 성형형.
- 제1항에 있어서, 상기 성형형은, 금형 본체의 내주면에 형성된 유지층과, 이 유지층의 내주면에 형성된 이형층을 구비한 성형형이며, 성형형의 내부에 액상 엘라스토머 원료를 투입하고 경화시키는 엘라스토머 성형체의 제조에 이용되는 주형형인 것을 특징으로 하는 성형형.
- 제1항에 있어서, 상기 부가형 2 성분 액상 실리콘의 점도가 0.1 Pa·s 이상 10 Pa·s 이하인 성형형.
- 제1항에 있어서, 상기 액상 엘라스토머 원료가 폴리우레탄 수지를 주성분으로서 포함하는 것인 성형형.
- 블레이드 부재와 상기 블레이드 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법에 있어서,상기 블레이드 부재가,(1) 제1항에 기재된 성형형에 액상 엘라스토머 원료를 투입하는 공정 및(2) 상기 액상 엘라스토머 원료를 상기 성형형 내에서 경화시켜 경화 성형체로 하는 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치용 블레이드의 제조 방법.
- 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 블레이드 부재와, 상기 블레이드 부재를 지지하는 지지 부재를 구비하는 전자 사진 장치용 현상제량 규제 블레이드에 있어서,상기 블레이드 부재가 제6항에 기재된 방법에 의해서 제조되고,상기 블레이드 부재의 적어도 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 부분의 부하 길이율을 Tp(C)로 했을 때(여기서 C는 절단 레벨(％)임), Tp(50％)가 30 이상 90 이하이고,상기 블레이드 부재의 적어도 현상제 담지체에 접촉되어 이용되는 부분의 십점 평균 조도(Rz)가 2 ㎛ 이상 25 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 현상제량 규제 블레이드.
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