クリーニングブレード部材
【課題】 耐摩耗性等に優れ長期間使用できるクリーニングブレード部材を提供する。
【解決手段】 アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあるクリーニングブレード部材。
【解決手段】 アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあるクリーニングブレード部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード部材に関し、特に、電子写真法において感光体や転写ベルトなど、トナー像が形成され且つその後当該トナー像を被転写材に転写するトナー像担持体上のトナーを除去するクリーニングブレード部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体あるいは転写ベルト等を繰り返し使用するためにトナーを除去するクリーニングブレードが用いられるが、このクリーニングブレード部材にはポリウレタンが使用される。ポリウレタンは、耐摩耗性が良好で、補強剤などを添加しなくても十分な機械的強度を有し、非汚染性であるからである。しかしながら、ポリウレタンの物性には温度依存性があるという問題がある。
【０００３】
ここで、ポリウレタンからなるクリーニングブレードとしては、５０℃における引張強度が１２ＭＰａ以上、ｔａｎδピーク温度が１５℃以下、硬度が８０°以下の硬化体とすることにより、低温環境下におけるクリーニング性を損なうことなく、高温環境下における欠けの発生が有効に防止され、広い温度域で良好なクリーニング性を発揮することができるクリーニングブレードが開発されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、数平均分子量が１０００〜３０００である２官能ポリオールと、数平均分子量が９２〜９８０の３官能ポリオールとを、平均官能基数が２.０２〜２.２０となる比率に混合した混合ポリオールに、イソシアネート基の含量が５〜２０％となる量のジイソシアネート化合物を混合したプレポリマーに、ＯＨ基／ＮＣＯ基の当量比が０.９０〜１.０５となる量の架橋剤と、前記プレポリマー１００重量部に対して０.０１〜１.０重量部の反応促進剤とを混合し反応させて得られるポリウレタンシートを用いる電子写真装置用ブレードがある（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、これらのブレードでは、耐摩耗性等の面で満足が得られず、更なる特性の向上が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６５１９０号公報
【特許文献２】特開平９−２７４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、耐摩耗性等に優れ長期間使用できるクリーニングブレード部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さが２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ポリウレタンの２５℃での反発弾性が３５％以下であり、且つ０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、さらに加硫遅延剤を用いることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ポリウレタンの永久伸びが２．５％以下であることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１３】
本発明は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールを併用したポリウレタンからなりｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下のクリーニングブレード部材であり、耐摩耗性等に優れ長期間使用できるクリーニングブレード部材を実現したものである。
【００１４】
すなわち本発明は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンという構成にすることにより、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあるクリーニングブレード部材となり、低温低湿環境でもゴム性を維持でき、欠けの発生しにくいクリーニングブレードとなるという知見に基づくものである。さらに、このような構成にすると低反発弾性で高強度にもなるため、耐摩耗性に優れ、クリーニングブレードのロングライフ化を図ることができる。なお、ポリカーボネートジオールを用いず、アジピン酸等の二塩基酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオールや、カプロラクトン系のポリオールのみを用いて低反発弾性のポリウレタンとした場合、低いｔａｎδピーク温度や高強度を実現することはできない。
【００１５】
さらに、加硫遅延剤を用いてポリウレタンを形成することが好ましい。ポリカーボネートジオールは反応速度が早いので、加硫遅延剤を用いることにより、ポットライフを長くして作業性を良くし、かつ品質を安定させるためである。なお、本発明ではポリカーボネートジオールを用いているため、反応促進剤を使用することはできない。加硫遅延剤に特に制限はないが、モノブチルホスフェート等のリン酸や、アミン系化合物などの遅延活性触媒を挙げることができ、配合割合も特に限定されないが、例えばポリオール１００重量部に対して０．０１〜１重量部用いることが好ましい。
【００１６】
ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さは、２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。２５０ｋｇ／ｃｍ２未満であると耐摩耗性が悪くなる傾向があり、少ない通紙枚数でエッジが欠けたり、白抜け等の画像不良が起こる場合がある。
【００１７】
また、ポリウレタンの２５℃での反発弾性は３５％以下で、０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることが好ましい。反発弾性が低いと耐摩耗性に優れたクリーニングブレードとなる。また、反発弾性が０〜５０℃の間で極小値を持たない、すなわち、ガラス転移点をもたないと、低温でもゴム特性を維持できる。
【００１８】
ポリウレタンの永久伸びは、２．５％以下であることが好ましい。２．５％より大きいと、クリーニングブレードの使用時にエッジ部のへたりが大きくなり、線圧が低下してクリーニング性能が悪化してしまうためである。
【００１９】
本発明のクリーニングブレード部材は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、短鎖ジオール及び分子量１５０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成される。まず、ポリオールとして、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールとを用いる。ポリカーボネートジオールは、ジオール成分とジアルキルカーボネートとを反応させることによって得られる。ポリカーボネートジオールやポリエステルポリオールの原料であるジオール成分（ベースジオール）は特に限定されないが、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール（ＨＤ）、メチルペンタンジオール、ノナンジオール（ＮＤ）、メチルオクタンジオール（ＭＯＤ）等を挙げることができ、また、二種以上を混合して用いてもよい。カプロラクトン系ジオールは、ε−カプロラクトンから合成されるジオールであり、数平均分子量が１０００〜４０００のものを用いることができる。ポリカーボネートジオールの含有量は、ポリオール中１００〜３０重量％であるのが好ましい。なお、本発明の効果を損なわない範囲で他のポリオールを併用することもできる。
【００２０】
ポリオールの配合割合は、ポリウレタン中に６０〜８０重量％であるのが好ましい。
【００２１】
ポリオールと反応させるポリイソシアネートは、分子構造が比較的剛直でないものであることが好ましく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，６−ヘキサンジイソシアネート（ＨＤＩ）などを挙げることができる。特に、好適なものはＭＤＩである。ポリイソシアネートの配合割合は、ポリウレタン１００重量部に対して３０〜８０重量部であることが好ましい。３０重量部未満では引張強さが不十分になる場合があるからであり、８０重量部より多いと永久伸びが大きくなりすぎる。
【００２２】
α値は０．７〜１．０であることが好ましい。α値とは、下記式で表される値である。α値が、１．０より大きいと架橋剤の水酸基が残存するため当接する感光体等が汚染してしまい、０．７未満では架橋密度が少なすぎて強度が不充分となったり、残存イソシアネートの失活に時間がかかり感光体を汚染する場合がある。
【００２３】
【数１】
【００２４】
本発明で架橋剤として用いる短鎖ジオールは、プロパンジオール（ＰＤ）及びブタンジオール（ＢＤ）の少なくとも一方である。ここで、プロパンジオールとしては１，３−プロパンジオールが、ブタンジオールとしては１，４−ブタンジオールが代表的なものであり、１，３−プロパンジオール及び１，４−ブタンジオールは性能およびコスト面で好適であるが、これに限定されるものではない。一方、短鎖ジオールと共に架橋剤として用いるトリオールは、分子量が１２０〜２５００、好ましくは１２０〜１０００のトリオールである。トリオールとして、トリメチロールエタン（ＴＭＥ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）等の短鎖トリオールや、分子量がそれらよりも大きい下記式で表されるカプロラクトン系トリオール（εカプロラクトンから合成されるトリオール）等を挙げることができる。なお、短鎖ジオールもトリオールもそれぞれ二種以上混合して用いてもよい。この架橋剤の主成分の配合割合は特に限定されないが、重量比で短鎖ジオール：トリオール＝５０：５０〜９５：５であることが好ましい。トリオールが少ないと永久伸びが大きくなりすぎ、トリオールが多すぎると欠け易くなる。
【００２５】
【化１】
【００２６】
上述したポリカーボネートジオール及び架橋剤に、ポリイソシアネートや加硫遅延剤を配合し、反応させることによりポリウレタンを製造する。反応はプレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法を用いることができる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため本発明には好適であるが、製法により制限されるものではない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールを併用したポリウレタンからなりｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度を０℃以下とすることにより、耐摩耗性等に優れた長期間使用できるクリーニングブレード部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
ベースジオールとして１，６−ヘキサンジオールを使用した分子量２０００のポリカーボネートジオールと、１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール混合物とアジピン酸とから得た分子量２０００のポリエステルジオールを等量混合したもの１００重量部と、ＭＤＩ４０重量部および架橋剤としての１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８０／２０）とをα値が０．９５となるように配合し加硫遅延剤として大八化学工業社製のＭＰ−４（モノブチルホスフェート）０．０５重量部を添加して、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。なお、ポリウレタン中のポリカーボネートジオールは約６０重量％とした。
【００３０】
（実施例２）
トリメチロールエタンのかわりに分子量８００のカプロラクトン系トリオールを用い、ＭＤＩを５０重量部にした以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３１】
（実施例３）
ポリエステルジオールのかわりに分子量２０００のカプロラクトン系トリオールを用いた以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３２】
（実施例４）
トリメチロールエタンのかわりに分子量８００のカプロラクトン系トリオールを用い、ＭＤＩを５０重量部にした以外は、実施例３と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３３】
（比較例１）
ポリカーボネートジオールとポリエステルジオールを等量混合したもののかわりに分子量２０００のポリε−カプロラクトン系ジオールを、１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８０／２０）のかわりに１，４−ブタンジオール／トリメチロールプロパン混合液（８０／２０）を用い、ＭＤＩを５０重量部とした以外は実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３４】
（比較例２）
ポリカーボネートジオールとポリエステルジオールを等量混合したもののかわりに、１，９−ノナンジオールとアジピン酸とから得た分子量２０００のポリエステルジオールを用いた以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３５】
（比較例３）
ベースジオールとして１，６−ヘキサンジオールを使用した分子量２０００のポリカーボネートジオール１００重量部と、ＭＤＩ６０重量部および架橋剤としての１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８５／１５）とをα値が０．９５となるように配合し加硫遅延剤として大八化学工業社製のＭＰ−４（モノブチルホスフェート）０．０５重量部を添加して、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。なお、ポリウレタン中のポリカーボネートジオールは約６０重量％とした。
【００３６】
（試験例１）
各実施例及び各比較例のテストサンプルについて、２３℃において、ゴム硬度（Ｈｓ）をＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、ヤング率をＪＩＳ Ｋ６２５４で２５％伸長により、１００％伸張時の引張強さ（１００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、２００％伸張時の引張強さ（２００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、３００％伸張時の引張強さ（３００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、引張強さ及び切断時の伸びをＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて、引裂強さをＪＩＳ Ｋ６２５２、１００％永久伸びをＪＩＳ Ｋ６２６２に準じて、２５℃での反発弾性（Ｒｂ）をＪＩＳ Ｋ６２５５に準拠したリュプケ式反発弾性試験装置により測定した。また、ｔａｎδをセイコーインスツルメンツ社製熱分析装置ＥＸＳＴＡＲ６０００ＤＭＳ粘弾性スペクトロメータで１Ｈｚにて測定し、ピーク温度を求めた。さらに、硬度及び反発弾性については０℃〜５０℃でも測定した。結果を、表１、図１及び図２に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
（試験例２）
各実施例及び各比較例のクリーニングブレードを、加速試験機（トナーを介在させず有機感光体に実機相当の当接圧・角度でブレードをセットし、周速１００〜３００ｒｐｍで連続回転させる装置）に取り付け感光体に当接させて、室温（２５℃前後）にて、普通紙Ａ４タテ３００００枚通紙相当のランニング（約１０時間）後、各クリーニングブレードのエッジをビデオマイクロスコープで拡大観察した。結果を表１に示す。
【００３９】
この結果、実施例１〜４のクリーニングブレードは、摩耗幅も小さく欠けもなかった。一方、カプロラクトン系ポリオールを用いた比較例１では、欠けが発生し摩耗幅が大きかった。また、ポリエステルポリオールを用いた比較例２では、欠けは発生しないが摩耗幅が大きかった。短鎖トリオールを用いた比較例３では、非常に大きな欠けが発生し、さらにエッジが塑性変形した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】試験例１の結果を示す図である。
【図２】試験例１の結果を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングブレード部材に関し、特に、電子写真法において感光体や転写ベルトなど、トナー像が形成され且つその後当該トナー像を被転写材に転写するトナー像担持体上のトナーを除去するクリーニングブレード部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体あるいは転写ベルト等を繰り返し使用するためにトナーを除去するクリーニングブレードが用いられるが、このクリーニングブレード部材にはポリウレタンが使用される。ポリウレタンは、耐摩耗性が良好で、補強剤などを添加しなくても十分な機械的強度を有し、非汚染性であるからである。しかしながら、ポリウレタンの物性には温度依存性があるという問題がある。
【０００３】
ここで、ポリウレタンからなるクリーニングブレードとしては、５０℃における引張強度が１２ＭＰａ以上、ｔａｎδピーク温度が１５℃以下、硬度が８０°以下の硬化体とすることにより、低温環境下におけるクリーニング性を損なうことなく、高温環境下における欠けの発生が有効に防止され、広い温度域で良好なクリーニング性を発揮することができるクリーニングブレードが開発されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、数平均分子量が１０００〜３０００である２官能ポリオールと、数平均分子量が９２〜９８０の３官能ポリオールとを、平均官能基数が２.０２〜２.２０となる比率に混合した混合ポリオールに、イソシアネート基の含量が５〜２０％となる量のジイソシアネート化合物を混合したプレポリマーに、ＯＨ基／ＮＣＯ基の当量比が０.９０〜１.０５となる量の架橋剤と、前記プレポリマー１００重量部に対して０.０１〜１.０重量部の反応促進剤とを混合し反応させて得られるポリウレタンシートを用いる電子写真装置用ブレードがある（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、これらのブレードでは、耐摩耗性等の面で満足が得られず、更なる特性の向上が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６５１９０号公報
【特許文献２】特開平９−２７４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、耐摩耗性等に優れ長期間使用できるクリーニングブレード部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さが２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ポリウレタンの２５℃での反発弾性が３５％以下であり、且つ０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、さらに加硫遅延剤を用いることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ポリウレタンの永久伸びが２．５％以下であることを特徴とするクリーニングブレード部材にある。
【００１３】
本発明は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールを併用したポリウレタンからなりｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下のクリーニングブレード部材であり、耐摩耗性等に優れ長期間使用できるクリーニングブレード部材を実現したものである。
【００１４】
すなわち本発明は、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンという構成にすることにより、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあるクリーニングブレード部材となり、低温低湿環境でもゴム性を維持でき、欠けの発生しにくいクリーニングブレードとなるという知見に基づくものである。さらに、このような構成にすると低反発弾性で高強度にもなるため、耐摩耗性に優れ、クリーニングブレードのロングライフ化を図ることができる。なお、ポリカーボネートジオールを用いず、アジピン酸等の二塩基酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオールや、カプロラクトン系のポリオールのみを用いて低反発弾性のポリウレタンとした場合、低いｔａｎδピーク温度や高強度を実現することはできない。
【００１５】
さらに、加硫遅延剤を用いてポリウレタンを形成することが好ましい。ポリカーボネートジオールは反応速度が早いので、加硫遅延剤を用いることにより、ポットライフを長くして作業性を良くし、かつ品質を安定させるためである。なお、本発明ではポリカーボネートジオールを用いているため、反応促進剤を使用することはできない。加硫遅延剤に特に制限はないが、モノブチルホスフェート等のリン酸や、アミン系化合物などの遅延活性触媒を挙げることができ、配合割合も特に限定されないが、例えばポリオール１００重量部に対して０．０１〜１重量部用いることが好ましい。
【００１６】
ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さは、２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。２５０ｋｇ／ｃｍ２未満であると耐摩耗性が悪くなる傾向があり、少ない通紙枚数でエッジが欠けたり、白抜け等の画像不良が起こる場合がある。
【００１７】
また、ポリウレタンの２５℃での反発弾性は３５％以下で、０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることが好ましい。反発弾性が低いと耐摩耗性に優れたクリーニングブレードとなる。また、反発弾性が０〜５０℃の間で極小値を持たない、すなわち、ガラス転移点をもたないと、低温でもゴム特性を維持できる。
【００１８】
ポリウレタンの永久伸びは、２．５％以下であることが好ましい。２．５％より大きいと、クリーニングブレードの使用時にエッジ部のへたりが大きくなり、線圧が低下してクリーニング性能が悪化してしまうためである。
【００１９】
本発明のクリーニングブレード部材は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、短鎖ジオール及び分子量１５０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成される。まず、ポリオールとして、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールとを用いる。ポリカーボネートジオールは、ジオール成分とジアルキルカーボネートとを反応させることによって得られる。ポリカーボネートジオールやポリエステルポリオールの原料であるジオール成分（ベースジオール）は特に限定されないが、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール（ＨＤ）、メチルペンタンジオール、ノナンジオール（ＮＤ）、メチルオクタンジオール（ＭＯＤ）等を挙げることができ、また、二種以上を混合して用いてもよい。カプロラクトン系ジオールは、ε−カプロラクトンから合成されるジオールであり、数平均分子量が１０００〜４０００のものを用いることができる。ポリカーボネートジオールの含有量は、ポリオール中１００〜３０重量％であるのが好ましい。なお、本発明の効果を損なわない範囲で他のポリオールを併用することもできる。
【００２０】
ポリオールの配合割合は、ポリウレタン中に６０〜８０重量％であるのが好ましい。
【００２１】
ポリオールと反応させるポリイソシアネートは、分子構造が比較的剛直でないものであることが好ましく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，６−ヘキサンジイソシアネート（ＨＤＩ）などを挙げることができる。特に、好適なものはＭＤＩである。ポリイソシアネートの配合割合は、ポリウレタン１００重量部に対して３０〜８０重量部であることが好ましい。３０重量部未満では引張強さが不十分になる場合があるからであり、８０重量部より多いと永久伸びが大きくなりすぎる。
【００２２】
α値は０．７〜１．０であることが好ましい。α値とは、下記式で表される値である。α値が、１．０より大きいと架橋剤の水酸基が残存するため当接する感光体等が汚染してしまい、０．７未満では架橋密度が少なすぎて強度が不充分となったり、残存イソシアネートの失活に時間がかかり感光体を汚染する場合がある。
【００２３】
【数１】
【００２４】
本発明で架橋剤として用いる短鎖ジオールは、プロパンジオール（ＰＤ）及びブタンジオール（ＢＤ）の少なくとも一方である。ここで、プロパンジオールとしては１，３−プロパンジオールが、ブタンジオールとしては１，４−ブタンジオールが代表的なものであり、１，３−プロパンジオール及び１，４−ブタンジオールは性能およびコスト面で好適であるが、これに限定されるものではない。一方、短鎖ジオールと共に架橋剤として用いるトリオールは、分子量が１２０〜２５００、好ましくは１２０〜１０００のトリオールである。トリオールとして、トリメチロールエタン（ＴＭＥ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）等の短鎖トリオールや、分子量がそれらよりも大きい下記式で表されるカプロラクトン系トリオール（εカプロラクトンから合成されるトリオール）等を挙げることができる。なお、短鎖ジオールもトリオールもそれぞれ二種以上混合して用いてもよい。この架橋剤の主成分の配合割合は特に限定されないが、重量比で短鎖ジオール：トリオール＝５０：５０〜９５：５であることが好ましい。トリオールが少ないと永久伸びが大きくなりすぎ、トリオールが多すぎると欠け易くなる。
【００２５】
【化１】
【００２６】
上述したポリカーボネートジオール及び架橋剤に、ポリイソシアネートや加硫遅延剤を配合し、反応させることによりポリウレタンを製造する。反応はプレポリマー法やワンショット法など、ポリウレタンの一般的な製造方法を用いることができる。プレポリマー法は強度、耐摩耗性に優れるポリウレタンが得られるため本発明には好適であるが、製法により制限されるものではない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方と、ポリカーボネートジオールを併用したポリウレタンからなりｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度を０℃以下とすることにより、耐摩耗性等に優れた長期間使用できるクリーニングブレード部材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
ベースジオールとして１，６−ヘキサンジオールを使用した分子量２０００のポリカーボネートジオールと、１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール混合物とアジピン酸とから得た分子量２０００のポリエステルジオールを等量混合したもの１００重量部と、ＭＤＩ４０重量部および架橋剤としての１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８０／２０）とをα値が０．９５となるように配合し加硫遅延剤として大八化学工業社製のＭＰ−４（モノブチルホスフェート）０．０５重量部を添加して、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。なお、ポリウレタン中のポリカーボネートジオールは約６０重量％とした。
【００３０】
（実施例２）
トリメチロールエタンのかわりに分子量８００のカプロラクトン系トリオールを用い、ＭＤＩを５０重量部にした以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３１】
（実施例３）
ポリエステルジオールのかわりに分子量２０００のカプロラクトン系トリオールを用いた以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３２】
（実施例４）
トリメチロールエタンのかわりに分子量８００のカプロラクトン系トリオールを用い、ＭＤＩを５０重量部にした以外は、実施例３と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３３】
（比較例１）
ポリカーボネートジオールとポリエステルジオールを等量混合したもののかわりに分子量２０００のポリε−カプロラクトン系ジオールを、１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８０／２０）のかわりに１，４−ブタンジオール／トリメチロールプロパン混合液（８０／２０）を用い、ＭＤＩを５０重量部とした以外は実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３４】
（比較例２）
ポリカーボネートジオールとポリエステルジオールを等量混合したもののかわりに、１，９−ノナンジオールとアジピン酸とから得た分子量２０００のポリエステルジオールを用いた以外は、実施例１と同様にして、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。
【００３５】
（比較例３）
ベースジオールとして１，６−ヘキサンジオールを使用した分子量２０００のポリカーボネートジオール１００重量部と、ＭＤＩ６０重量部および架橋剤としての１，３−プロパンジオール／トリメチロールエタン混合液（８５／１５）とをα値が０．９５となるように配合し加硫遅延剤として大八化学工業社製のＭＰ−４（モノブチルホスフェート）０．０５重量部を添加して、反応させてポリウレタンとし、テストサンプル及びクリーニングブレードを製造した。なお、ポリウレタン中のポリカーボネートジオールは約６０重量％とした。
【００３６】
（試験例１）
各実施例及び各比較例のテストサンプルについて、２３℃において、ゴム硬度（Ｈｓ）をＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、ヤング率をＪＩＳ Ｋ６２５４で２５％伸長により、１００％伸張時の引張強さ（１００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、２００％伸張時の引張強さ（２００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、３００％伸張時の引張強さ（３００％Ｍｏｄｕｌｕｓ）、引張強さ及び切断時の伸びをＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて、引裂強さをＪＩＳ Ｋ６２５２、１００％永久伸びをＪＩＳ Ｋ６２６２に準じて、２５℃での反発弾性（Ｒｂ）をＪＩＳ Ｋ６２５５に準拠したリュプケ式反発弾性試験装置により測定した。また、ｔａｎδをセイコーインスツルメンツ社製熱分析装置ＥＸＳＴＡＲ６０００ＤＭＳ粘弾性スペクトロメータで１Ｈｚにて測定し、ピーク温度を求めた。さらに、硬度及び反発弾性については０℃〜５０℃でも測定した。結果を、表１、図１及び図２に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
（試験例２）
各実施例及び各比較例のクリーニングブレードを、加速試験機（トナーを介在させず有機感光体に実機相当の当接圧・角度でブレードをセットし、周速１００〜３００ｒｐｍで連続回転させる装置）に取り付け感光体に当接させて、室温（２５℃前後）にて、普通紙Ａ４タテ３００００枚通紙相当のランニング（約１０時間）後、各クリーニングブレードのエッジをビデオマイクロスコープで拡大観察した。結果を表１に示す。
【００３９】
この結果、実施例１〜４のクリーニングブレードは、摩耗幅も小さく欠けもなかった。一方、カプロラクトン系ポリオールを用いた比較例１では、欠けが発生し摩耗幅が大きかった。また、ポリエステルポリオールを用いた比較例２では、欠けは発生しないが摩耗幅が大きかった。短鎖トリオールを用いた比較例３では、非常に大きな欠けが発生し、さらにエッジが塑性変形した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】試験例１の結果を示す図である。
【図２】試験例１の結果を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項２】
請求項１において、前記ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さが２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ポリウレタンの２５℃での反発弾性が３５％以下であり、且つ０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、さらに加硫遅延剤を用いることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ポリウレタンの永久伸びが２．５％以下であることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項１】
アジピン酸とジオール成分との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及びカプロラクトン系ジオールの少なくとも一方とポリカーボネートジオールとを含むポリオールと、ポリイソシアネートと、プロパンジオール及びブタンジオールの少なくとも一方の短鎖ジオール並びに分子量１２０〜２５００のトリオールを含む架橋剤とを用いて形成されるポリウレタンからなり、前記ポリウレタンが、ｔａｎδ（１Ｈｚ）のピーク温度が０℃以下にあることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項２】
請求項１において、前記ポリウレタンの２５℃での３００％伸張時の引張強さが２５０ｋｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ポリウレタンの２５℃での反発弾性が３５％以下であり、且つ０〜５０℃の範囲における最低値が０℃にあることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、さらに加硫遅延剤を用いることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ポリウレタンの永久伸びが２．５％以下であることを特徴とするクリーニングブレード部材。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１７９９６（Ｐ２００６−１７９９６Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９５５２１（Ｐ２００４−１９５５２１）
【出願日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【出願人】（０００２４２４２６）北辰工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]