專利名稱：用于圖像形成裝置的清潔刮刀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在普通紙復印機、普通紙傳真機、激光打印機等靜電方式圖像形成裝置中，除去感光體表面殘存墨粉的清潔刮刀。
背景技術：
作為在圖像形成裝置中使用的彈性體刮刀，通常使用聚氨酯彈性體的清潔刮刀。近年來，為了形成高畫質的圖像，使用了粒徑小的球狀聚合墨粉，在使用這種球狀小粒徑墨粉的情況下，以改善刮刀的耐磨損性、確保清潔性為目的的清潔刮刀為公知技術(專利文獻I 3等)。在專利文獻1、2中，其目的是提供一種在使用了球狀小粒徑墨粉的情況下耐磨損 性優(yōu)異的清潔刮刀，其公開了一種單層清潔刮刀，該單層清潔刮刀由將交聯點間分子量調節(jié)為特定范圍的聚氨酯構成。此外，專利文獻3中公開了一種雙層結構的清潔刮刀，該雙層結構的清潔刮刀以在使用球狀小粒徑墨粉的情況下確保清潔性為目的，其公開的清潔刮刀由聚氨酯彈性體構成，所述聚氨酯彈性體的構成刃口層的聚氨酯具有特定范圍的硬度、回彈性。專利文獻I :日本專利特開2005-345637號公報專利文獻2 :日本專利特開2001-345651號公報專利文獻3 W02008/078461號公報

發(fā)明內容
但是，如專利文獻3中還記載，單層清潔刮刀，如專利文獻1、2公開的交聯點間分子量較小，因此回彈性高，這種清潔刮刀不能充分適應隨著近年來所追求的產品長壽命而提出的進一步提高耐磨損性的要求。此外，專利文獻3公開的清潔刮刀，其構成刃口層的聚氨酯的交聯點間分子量大，存在改善耐磨損性的余地，且存在改善由熱循環(huán)(高溫高濕條件與低溫低濕條件反復)引起的與感光體接觸時的線壓力降低的余地。鑒于上述現有技術的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種清潔刮刀，所述清潔刮刀在使用聚合墨粉的情況下，耐磨損性及在低溫環(huán)境中的清潔性優(yōu)異，且能改善由熱循環(huán)引起的與感光體接觸時的線壓力降低。本發(fā)明的清潔刮刀具有由將刃口接觸到感光體上進行清潔的刃口層以及與所述刃口層層壓為一體的基體材料層構成的雙層結構；構成所述刃口層的聚氨酯，其使用至少一種選自聚己內酯多元醇、聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯中的、平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4_ 丁二醇作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷作為交聯劑，二異氰酸酯化合物為二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，該聚氨酯的利用式I計算得到的交聯點間分子量 Mc 為，2000 ^ Mc ^ 4500 ；構成所述基體材料層的聚氨酯，其使用平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚己內酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4_ 丁二醇(BD)作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷(TMP)作為交聯劑，二異氰酸酯化合物為二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，該聚氨酯的利用式I計算得到的交聯點間分子量Mc為，8000彡Mc彡15000 ；式I :Mc =(聚氨酯總量)/(Wt/Mt)Mt為交聯劑的分子量；Wt為交聯劑的使用量。上述構成的清潔刮刀，在使用聚合墨粉的情況下，具有優(yōu)異的耐磨損性及低溫環(huán)境中的清潔性，能改善由熱循環(huán)弓I起的與感光體接觸時的線壓力降低。在上述發(fā)明中，構成所述刃口層的聚氨酯優(yōu)選還含有分子量為400 800的低分子量雙官能聚酯多元醇，該聚酯多元醇的含量為多元醇化合物總量的5 20重量％。上述構成的清潔刮板，在使用了聚合墨粉的情況下，也具有優(yōu)異的耐磨損性及低溫環(huán)境中的清潔性，能改善由熱循環(huán)引起的與感光體接觸時的線壓力降低。


圖I為表示耐磨損評價后，清潔刮刀的最大磨損深度的截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明的聚氨酯彈性體制彈性體刮刀用于圖像形成裝置，作為構成該彈性體刮刀刃口層的多元醇化合物，使用至少一種選自聚己內酯多元醇、聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯中的、平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚酯多元醇。此外，構成基體材料層的聚氨酯，使用平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚己內酯多元醇作為多元醇化合物。這些多元醇的平均分子量均優(yōu)選為3000以下。作為構成刃口層構成聚氨酯的多元醇，其附加使用的低分子量雙官能多元醇使用聚酯多元醇。低分子量雙官能多元醇的分子量為400 800，更優(yōu)選為500 700。實現上述交聯點間分子量的鏈增長劑與交聯劑之間的比例，在刃口層中，以重量比計優(yōu)選為交聯劑/鏈增長劑=I 4 ;在基體材料層中，以重量比計優(yōu)選為交聯劑/鏈增長劑=0. 2 0. 4。構成刮刀的聚氨酯的硬度，雙層結構的刃口層為60 65，優(yōu)選為60以上且小于65 (肖氏A硬度)；基體材料層為65 75 (肖氏A硬度)。此外，構成刮刀的聚氨酯的回彈性，刃口層優(yōu)選為10% 35% ;基體材料層優(yōu)選為25% 50%。在本發(fā)明的清潔刮刀中，刃口層的厚度優(yōu)選為0. 3 I. Omm ;基體材料層的厚度優(yōu)選為I. 0 2. 0mm。作為使用上述聚氨酯彈性體原料形成聚氨酯彈性體的方法，刃口層、基體材料層均能夠通過預聚物法或半預聚物法(quasi-prepolymerization)進行制備。在半預聚物法中，優(yōu)選采用如下半預聚物法先將構成預聚物成分的多元醇化合物的一部分(多元醇Pl)與異氰酸酯成分反應，制成預聚物(預聚物制備工序)；將剩余的多元醇化合物、根據需要含有低分子量雙官能多元醇的多元醇化合物(多元醇P2)與鏈增長劑、交聯劑混合，形成多元醇組合物(多元醇組合物制備工序)；將預聚物與多元醇組合物混合(混合工序)，形成反應原液組合物；使該反應原液組合物反應固化。在反應原液組合物的固化反應中，NC0/0H的當量比(NC0指數)優(yōu)選為I. 05 I. 30。上述半預聚物法，先將多元醇Pl與異氰酸酯成分反應，制成預聚物，所述多元醇Pl為多元醇化合物的一部分；剩余的多元醇成分(多元醇P2)與交聯劑和鏈增長劑混合，形成多元醇組合物。本發(fā)明的半預聚物法中，預聚物的制備工序中的NCO/OH的當量比優(yōu)選為5 12。此外，所述多元醇Pl與多元醇P2之比，以多元醇Pl/多元醇P2的比例計為I. 5 4. 5，更優(yōu)選為2. O 4. O。圖像形成裝置用刮刀，例如可以通過具有下述成型工序的制備方法進行制備。I.薄片(sheet)成型法(I)依次將兩種反應原液組合物鑄成薄片狀，使其反應固化，形成薄片坯料，對該薄片坯料進行裁剪(裁剪工序)，形成刮刀。在薄片成型中，通常使用離心成型法。(2)通過粘接等安裝到用于將刮刀安裝到圖像形成裝置上的基體材料(配件等)上，形成刮刀部件。2.直接成型法 根據需要，在模具中設置用來將刮刀安裝到圖像形成裝置上的基體材料(配件等)，所述模具具有待成型刮刀形狀的模穴；在成型模穴中澆注反應原液組合物，成型為刮刀或者刮刀與基體材料一體化的刮刀單元。這種情況下，形成第一層時可使用厚度薄的模具，或者使用規(guī)定模具，用與聚氨酯的脫模性好的硅樹脂等材料形成與第二層相同形狀的部件，將其收納進成型模具中，成型第一層，在第一層材料固化后，去除脫模性部件，將第二層形成原料注入這一部分中，成型。實施例聚氨酯彈性體薄片的制備例實施例I 4、比較例1、2按照表I的“預聚物”欄記載的配比(數值為重量份)，通過常規(guī)方法使二異氰酸酯化合物的MDI與多元醇化合物反應，形成預聚物(半預聚物)。此外，按表I的“多元醇組合物”欄記載的配比，將多元醇化合物、交聯劑、鏈增長劑混合，配制多元醇組合物。將該預聚物與多元醇組合物混合，形成反應原液組合物，利用離心成型法制成聚氨酯彈性體薄片，進行后固化和熟化。成型如下進行，初始時，使用用于構成基體材料層的反應原液組合物，成型厚度I. 3mm的薄片；在流動性消失時，使用用于形成刃口層的反應原液組合物，成型厚度0. 5mm的薄片,得到合計厚度I. 8mm的雙層結構的薄片。所使用的聚氨酯原料如下。PEA2000 :聚乙二醇己二酸酯(平均分子量2000 ;官能團數f = 2)PCL2000 :以直鏈二醇作為引發(fā)劑的聚己內酯二醇(平均分子量2000 ;大賽璐(Daicel)化學工業(yè))PBA2000 :聚丁二醇己二酸酯(平均分子量2000 ;官能團數f = 2)PCL1000 :以直鏈二醇作為引發(fā)劑的聚己內酯二醇(平均分子量1000 ;大賽璐(Daicel)化學工業(yè))PCL4000 :以直鏈二醇作為引發(fā)劑的聚己內酯二醇(平均分子量4000 ;大賽璐(Daicel)化學工業(yè))PCL205 :以直鏈二醇作為引發(fā)劑的聚己內酯二醇(平均分子量525 ;大賽璐(Daicel)化學工業(yè))PBA600 :聚丁二醇己二酸酯(平均分子量600)
BD : I，4- 丁二醇(鏈增長劑)TMP :三羥甲基丙烷(交聯劑)MDI :4，4’ - 二苯甲烷二異氰酸酯評價對上述制成的聚氨酯彈性體薄片進行裁剪加工，制成寬12. 5mm、長326mm的清潔刮刀，粘接到規(guī)定的配件上，形成清潔部件。將該清潔部件安裝到使用聚合墨粉的靜電轉印程序方式全彩色打印/復印復合機IPSIO SPC821 [(株)理光(Ricoh)生產]上，打印一定的測試圖案，進行耐磨損性評價。耐磨損性評價是在N/N環(huán)境(23°C，54% RH)下連續(xù)形成20000張圖像后，在L/L環(huán)境(101:,20% RH)下連續(xù)形成20000張圖像后，拆下清潔刮刀，通過下述方法評價刃口部，求出最大磨損深度(Pm)。結果如表I的下半部分所示。低溫清潔性是利用在L/L環(huán)境下 連續(xù)形成20000張圖像后的圖像，進行目測評價。低溫清潔性的評價結果，良好的為“〇”，并不是不能實用化但性能差的為“ A”，由于不良而不能實用化的為“ X ”。(磨損截面積、最大磨損深度的測定)將上述評價后的清潔刮刀，在兩端和中央部的3處位置沿寬方向截斷，使得能夠看見與感光體接觸的接觸部的截面，用數字顯微鏡VHX100 (基恩士(Keyence)公司生產)觀察截面。最大磨損深度為圖I的Y(i!m)。t為清潔刮刀的整體厚度，表I結果為三個測定值中的最大值。(硬度、回彈性)
硬度是依據JIS K 6253，使用硬度計(durometer)測定23°C下的肖氏A硬度，回彈性是依據JIS K 6255(Lupke式)，在23°C下進行測定的。測定是針對疊合了六張制備例中得到的厚度I. 8mm的聚氨酯彈性體薄片的樣品而進行的。(熱循環(huán)測試)由實施例I制成的聚氨酯彈性體薄片切成狹長形的樣品，加入50mm標線，放置在伸長夾具中，伸長50 %。在該狀態(tài)下，從常溫環(huán)境經2小時變?yōu)?0°C、80% RH的狀態(tài)(HH)，保持12小時；然后經2小時變?yōu)?0°C、15% RH的狀態(tài)(LL)，保持8小時。然后，經2小時變?yōu)?0°C、80% RH的狀態(tài)。這種HH-LL循環(huán)每24小時進行I次，反復進行3次這種HH-LL循環(huán)后，在常溫環(huán)境下放置24小時，從伸長夾具中釋放樣品，測定4小時后的永久伸長率。
權利要求
1.一種清潔刮刀，其特征在于，具有由將刃口接觸到感光體上進行清潔的刃口層，以及與所述刃口層層壓為一體的基體材料層構成的雙層結構； 構成所述刃口層的聚氨酯，其使用至少一種選自聚己內酯多元醇、聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯中的，平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4_ 丁二醇作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷作為交聯劑，二異氰酸酯化合物為二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，該聚氨酯的利用式I計算得到的交聯點間分子量 Mc 為，2000 ^ Mc ^ 4500 ； 構成所述基體材料層的聚氨酯，其使用平均分子量(端基定量法)為1500 3500的雙官能聚己內酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4_ 丁二醇作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷作為交聯劑，二異氰酸酯化合物為二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)，該聚氨酯的利用式I計算得到的交聯點間分子量Mc為8000 ^ Mc ^ 15000 ； 式I :Mc =(聚氨酯總量)/(Wt/Mt) Mt為交聯劑的分子量；Wt為交聯劑的使用量。
2.如權利要求I所述的清潔刮刀，其特征在于，構成所述刃口層的聚氨酯還含有分子量為400 800的低分子量雙官能聚酯多元醇,該聚酯多元醇的含量為多元醇化合物總量的5 20重量％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種清潔刮刀，其在使用聚合墨粉的情況下，耐磨損性及在低溫環(huán)境中的清潔性優(yōu)異，且能改善由熱循環(huán)引起的與感光體接觸時的線壓力降低。清潔刮刀具有刃口層與基體材料層兩層結構，刃口層使用至少一種選自聚己內酯多元醇、聚乙二醇己二酸酯、聚丁二醇己二酸酯中的、平均分子量為1500～3500的雙官能聚酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4-丁二醇作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷作為交聯劑，刃口層的交聯點間分子量Mc為，2000≤Mc≤4500；基體材料層使用平均分子量為1500～3500的雙官能聚己內酯多元醇作為多元醇化合物，使用1，4-丁二醇作為鏈增長劑，使用三羥甲基丙烷作為交聯劑，8000≤Mc≤15000。
文檔編號G03G21/00GK102736501SQ20121007743
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2011年3月31日
發(fā)明者中川隆弘, 深町良太, 赤坂邦至, 釜井教義 申請人:東洋橡膠工業(yè)株式會社