專利名稱：電子照相裝置用聚氨酯構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在電子照相法的清潔部、顯影部、帶電部、轉印部、給紙部等中使用的電子照相裝置用聚氨酯構件，特別是涉及在電子照相法中，適宜在將感光體和轉印帶等形成調色劑像并且之后將該調色劑像轉印到被轉印材料上的調色劑像載體上的調色劑除去的清潔刮板構件、顯影部中使用的顯影構件以及適宜在使感光體帶電的帶電構件等中使用的電子照相裝置用聚氨酯構件。
背景技術：
一般在電子照相法中，對于電子照相感光體至少執(zhí)行帶電、曝光、顯影、轉印以及清潔等各工序。在該電子照相法中，將聚氨酯用于將形成調色劑像并且之后將該調色劑像轉印到轉印材料上的調色劑像載體上的調色劑除去的清潔構件、顯影部中使用的顯影構件以及使感光體帶電的帶電構件等。這是因為聚氨酯的耐磨性良好，即使不添加補強劑等也具有足夠的機械強度，是非污染性的。但是，已知聚氨酯的物性具有溫度依賴性。溫度依賴性特別表現(xiàn)在回彈性，尤其是在用聚氨酯形成清潔刮板的場合，在清潔上存在問題。
其中，作為由聚氨酯制成的清潔刮板，開發(fā)出了下述清潔刮板(參照專利文獻1)其目的在于通過形成50℃時的拉伸強度為12MPa以上、tanδ的峰值溫度為15℃以下、硬度為80°以下的固化體，能夠在不損害低溫環(huán)境下的清潔性的情況下，有效防止高溫環(huán)境下邊緣部產生破碎，在寬溫度范圍中發(fā)揮良好的清潔性。現(xiàn)有技術中，如該專利文獻1那樣，為了改善溫度依賴性，規(guī)定了tanδ的峰值溫度、其強度。但是，通過僅控制tanδ的峰值溫度及其強度，在高溫多濕環(huán)境(HH環(huán)境)下有時耐磨性差。
另外，存在下述清潔刮板(參照專利文獻2)其目的在于通過使含有多異氰酸酯、多元醇和二氨基化合物(2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷)的聚氨酯組合物發(fā)生固化反應，提高高溫時的耐磨性和耐破碎性。但是，由于用于該清潔刮板的二氨基化合物(2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷)的反應速度快，存在不能成型片材的問題。
因此，希望溫度依賴性小，機械特性優(yōu)異，而且滿足高溫時的耐磨性的刮板。
專利文獻1特開2001-265190號公報專利文獻2特許第3666331號發(fā)明內容鑒于上述情況，本發(fā)明的課題在于提供一種溫度依賴性小、機械特性和耐磨性優(yōu)異的電子照相裝置用聚氨酯構件。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第1方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于由使至少包含多元醇、多異氰酸酯和二氨基化合物的聚氨酯組合物固化、成型而成的鑄塑型聚氨酯構件形成，上述二氨基化合物的熔點為80℃以下，分子結構中不含氯原子但具有芳香環(huán)，并且與在同一固化、成型條件下使用了2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷時相比，反應速度慢。
本發(fā)明的第2方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1方案中，上述聚氨酯構件的tanδ的峰值強度為0.7以下，并且(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下。
本發(fā)明的第3方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1或第2方案中，添加上述二氨基化合物使其相對于整個聚氨酯組合物為0.15mmol/g以下。
本發(fā)明的第4方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1～3的任一方案中，上述聚氨酯構件的tanδ(10Hz)的峰值溫度為5℃以下。
本發(fā)明的第5方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1～4的任一方案中，上述聚氨酯構件的((50℃回彈性)-(10℃回彈性))為40％以下。
本發(fā)明的第6方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1～5的任一方案中，上述聚氨酯構件的硬度按照JIS A標準為70～95°。
本發(fā)明的第7方案涉及一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于在第1～6的任一方案中，使用聚氨酯構件作為刮板構件。
由于本發(fā)明由使至少包含多元醇、多異氰酸酯和二氨基化合物的聚氨酯組合物固化、成型而成的聚氨酯構件形成，使用熔點為80℃以下，分子結構中具有不含氯原子的芳香環(huán)，并且與在同一固化、成型條件下使用了作為二氨基化合物的2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷時相比反應速度慢的二氨基化合物，所以實現(xiàn)了溫度依賴性小、機械特性和耐磨性優(yōu)異的電子照相裝置用聚氨酯構件。
本發(fā)明所涉及的二氨基化合物因為不含氯原子，所以幾乎沒有立體障礙，因為具有芳香環(huán)，所以使用其固化的聚氨酯的機械強度優(yōu)異。通過使用熔點為80℃以下，分子結構中不含氯原子但具有芳香環(huán)，并且與在同一固化、成型條件下使用了2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷(TCDAM)時相比反應速度慢的二氨基化合物，本發(fā)明的電子照相裝置用聚氨酯構件的溫度依賴性變小，機械特性和耐磨性優(yōu)異，表現(xiàn)出優(yōu)異的清潔性。另外，因為與2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷相比，本發(fā)明中采用的二氨基化合物的反應速度慢，所以不用擔心反應速度過快而不能成型片材。
迄今，tanδ的峰值強度作為對于溫度依賴性的參數使用，但已確認tanδ的峰值強度也能夠作為與耐磨性相關的參數使用。為了改善溫度依賴性和耐磨性，本發(fā)明的電子照相裝置用聚氨酯構件為使tanδ的峰值強度為0.7以下而配合了聚氨酯構件。
本發(fā)明所涉及的聚氨酯構件優(yōu)選tanδ的峰值強度為0.7以下，并且(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下。通過使tanδ的峰值強度為0.7以下，分子結構變得剛直，耐磨性提高。另外，通過使(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下，使用了本發(fā)明所涉及的聚氨酯構件的清潔刮板在刮板使用溫度范圍內表現(xiàn)出良好的耐磨性和清潔性。本發(fā)明所涉及的聚氨酯構件通過使tanδ的峰值強度為0.7以下，并且(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下，在更有效地免受溫度變化的影響的情況下，耐磨性和清潔性提高。另外，通過適當調節(jié)多元醇、多異氰酸酯以及二氨基化合物的混合比例，使本發(fā)明的聚氨酯構件的tanδ的峰值強度為0.7以下，并且(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下。
另外，優(yōu)選聚氨酯構件的tanδ(10Hz)的峰值溫度為5℃以下。如果tanδ(10Hz)的峰值溫度比5℃大，則在低溫低濕環(huán)境下失去了橡膠性，非常容易破碎。
本發(fā)明所涉及的聚氨酯構件，優(yōu)選硬度按照JIS A標準為70～95°。如果硬度在該范圍，則得到充分的清潔性。
具有上述特性的本發(fā)明的電子照相裝置用聚氨酯構件由鑄塑型聚氨酯構件構成，能夠由多元醇、多異氰酸酯以及二氨基化合物制造。
本發(fā)明所涉及的二氨基化合物的熔點為80℃以下。此外，與以往的2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷不同，是分子結構中不具有氯的化合物，并且與在同一固化、成型條件下采用了作為二氨基化合物的2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷時相比，反應速度慢。如果為2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷以上的反應速度，因為反應過快，所以不能成型片材。
此外，二氨基化合物具有液體型或固體型，但優(yōu)選液體型。二氨基化合物可以列舉例如二氨基二苯基甲烷系、苯二胺系，具體而言，可以列舉4，4′-亞甲基雙苯有胺(DDM)、3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺、2，4-甲苯二胺(2，4-TDA)、2，6-甲苯二胺(2，6-TDA)、亞甲基雙(2-乙基-6-甲基胺)、1，4-二仲丁基氨基苯、4，4-二仲丁胺二苯基甲烷、1，4-雙(2-氨基苯基)硫代甲烷、二乙基甲苯二胺、三亞甲基雙(4-氨基苯甲酸酯)、聚氧四亞甲基二-對氨基苯甲酸酯等。
上述二氨基化合物作為聚氨酯的交聯(lián)劑使用，優(yōu)選以相對于聚氨酯組合物整體其濃度達到0.15mmol/g以下的方式添加。
作為多元醇，可以列舉由二元醇和二元酸的脫水縮合得到的聚酯多元醇、由二元醇和碳酸烷基酯的反應得到的聚碳酸酯多元醇、己內酯系的多元醇、聚醚多元醇等。再者，多元醇的混合比例優(yōu)選在聚氨酯中為60～80重量％。
與多元醇反應的多異氰酸酯優(yōu)選分子結構不是較剛直的結構，可以列舉例如4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)、1，6-己烷二異氰酸酯(HDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)以及3，3-二甲基苯基-4，4-二異氰酸酯(TODI)等。多異氰酸酯的混合比例優(yōu)選相對于100重量份的聚氨酯為25～70重量份。不到25重量份時，有時拉伸強度變得不足，超過70重量份時，永久伸長率變得過大。
在本發(fā)明中，采用二氨基化合物作為交聯(lián)劑，但也可以并用其它的二元醇、三元醇。對二元醇不作特別限定，可以列舉例如丙二醇(PD)、丁二醇(BD)等。此外，對三元醇也不作特別限定，但優(yōu)選分子量為120～4000的三元醇，進一步優(yōu)選120～1000的三元醇。具體而言，能夠列舉三羥甲基乙烷(TME)、三羥甲基丙烷(TMP)等短鏈三元醇等。另外，三元醇是為了改善蠕變或應力緩和等特性而添加的。該交聯(lián)劑的主要成分的混合比例不作特別限定。再者，二元醇和三元醇也可以并用，當然，二元醇和三元醇還可以各自混合2種以上使用。
另外，優(yōu)選α值為0.7～1.0。α值是用下式表示的值。如果α值比1.0大，因為交聯(lián)劑的羥基殘存，所以接觸的感光體等會產生污染，在不到0.7時，交聯(lián)密度過小而使強度變得不足，殘存的異氰酸酯失去活性需要時間，有時感光體污染。
通過在上述聚酯多元醇和交聯(lián)劑中混合多異氰酸酯，使之反應，從而制造聚氨酯。反應可以采用預聚合物法、一步法等聚氨酯的一般制造方法。預聚合物法因為能夠得到強度、耐磨性優(yōu)異的聚氨酯，所以適合于本發(fā)明，不受制造方法的限制。
通過采用由上述構成形成的聚氨酯構件，本發(fā)明的電子照相裝置用聚氨酯構件不但維持了機械特性，而且回彈性和硬度的溫度依賴性顯著減小，適合用于能夠從低溫到高溫發(fā)揮穩(wěn)定性能的清潔刮板等。
如上所述，利用本發(fā)明，能夠提供溫度依賴性小、機械特性和耐磨性優(yōu)異的電子照相裝置用聚氨酯構件。


圖1是表示各實施例和各比較例的tanδ的強度的圖。
具體實施例方式
以下，基于實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明不局限于這些實施例。
(實施例1)將100重量份的分子量為1000的聚氧四亞甲基二醇(PTMG)、60重量份的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和作為交聯(lián)劑的丁二醇(BD)/三羥甲基丙烷(TMP)/3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺(DMTDA)混合，使α值為0.95，二元醇中二氨基化合物的比率為0.05，并且交聯(lián)劑中三元醇的比率為0.10，使其反應，形成聚氨酯，制造測試樣品和清潔刮板。
(實施例2)將100重量份的分子量為1400的聚氧四亞甲基二醇(PTMG)、55重量份的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和作為交聯(lián)劑的丁二醇(BD)/三羥甲基丙烷(TMP)/3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺(DMTDA)混合，使α值為0.95，二元醇中二氨基化合物的比率為0.10，并且交聯(lián)劑中三元醇的比率為0.10，使其反應，形成聚氨酯，制造測試樣品和清潔刮板。
(實施例3)使用100重量份的分子量為2000的己內酯(PCL)、35重量份的3，3-二甲基苯基-4，4-二異氰酸酯(TODI)和作為交聯(lián)劑的3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺(DMTDA)，使α值為0.95進行混合，使之反應，制造測試樣品和清潔刮板。
(比較例1)將分子量為2000的己內酯(PCL)100重量份、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)40重量份和作為交聯(lián)劑的丁二醇(BD)/三羥甲基丙烷(TMP)混合，使α值為0.95，且交聯(lián)劑中三元醇的比率為0.30，使之反應，形成聚氨酯，制造測試樣品和清潔刮板。
(比較例2)將100重量份的由1，9-壬二醇和己二酸得到的分子量為2000的1，9-ND己二酸酯、50重量份的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和作為交聯(lián)劑的丙二醇(PD)/三羥甲基乙烷(TME)混合，使α值為0.95，且交聯(lián)劑中三元醇的比率為0.40，使之反應，形成聚氨酯，制造測試樣品和清潔刮板。
(比較例3)除了使用分子量2000的聚氧四亞甲基二醇(PTMG)代替分子量1000的聚氧四亞甲基二醇(PTMG)，使用40重量份的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，使用亞甲基雙(2，3-二氯苯胺)(イハラ化學工業(yè)株式會社制TCDAM)代替3，5-二甲硫基-2，4-甲苯二胺(DMTDA)外，與實施例1同樣地制造測試樣品和清潔刮板。
(比較例4)將100重量份的分子量為2000的己內酯(PCL)、40重量份的4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)和作為交聯(lián)劑的丁二醇(BD)/三羥甲基丙烷(TMP)/亞甲基雙(2-乙基-6-甲基苯胺)(イハラ化學工業(yè)株式會社制キユアハ-ド-MED)混合，使α值為0.95，二元醇中二氨基化合物的比率為0.10，且交聯(lián)劉中三元醇的比率為0.10，使之反應，形成聚氨酯，制造測試樣品和清潔刮板。
(試驗例1)對于各實施例和各比較例的測試樣品，根據JIS K6301測定25℃時的橡膠硬度(Hs)，根據JIS K6251測定300％拉伸時的拉伸強度(300％Modulus)，根據JIS K6251測定拉伸強度和斷裂時的伸長率，根據JIS K6252測定撕裂強度，根據JIS K6254利用25％伸長測定楊氏模量，根據JIS K6262測定100％永久伸長率，根據JIS K6301、利用Lupke式回彈性試驗裝置測定25℃時的回彈性(Rb)。另外，用セイコ一インスツル社制熱分析裝置EXSTAR6000DMS粘彈性分光儀在10Hz下測定tanδ，求出峰值溫度。在圖1和表1中示出結果。而且還在10℃～50℃對回彈性(Rb)進行測定，對溫度依賴性也進行評價。在表1中一并示出結果。
(試驗例2)將各實施例和各比較例的清潔刮板安裝在實機(富士ゼロツクス社制DocuCentre Color 400)，在LL環(huán)境(10℃×35％)和HH環(huán)境(30℃×85％)的各環(huán)境下，以125mm/sec的線速度使與清潔刮板接觸的感光體空轉，連續(xù)運轉60分鐘。然后，用激光顯微鏡觀察、測定HH環(huán)境下的清潔刮板的邊緣的磨耗狀態(tài)，將磨耗截面積的平均值為0～10μm2的場合記為○，將磨耗截面積的平均值為11～20μm2的場合記為△，將磨耗截面積的平均值為21μm2以上的場合記為×，進行評價。而且，用聽覺判斷有無鳴聲，將沒有產生鳴聲的場合記為○，將產生了鳴聲的場合記為×，進行評價。在LL環(huán)境下，進行感光體的清潔性的評價，將能良好地清潔記為○，將不能清潔記為×。測定條件如下，在表1中示出結果。
<測定條件>
接觸條件......接觸角度25deg，接觸壓力3gf/cm感光體......OPC(初期涂布潤滑劑)帶電條件......機內電位Vd/-750V VI/-50激光顯微鏡測定條件......測定機VIOLET LASER COLOR 3D PROFILEMICROSCOPE VK-9500(キ一エンス社制)，倍率50倍測定模式彩色超深度光學變焦1.0倍，測定間距0.10μm測定位置1個清潔刮板內5個點(距兩端20mm和80mm的位置以及中央)(試驗例3)使VAR型流變儀(ジヤスコインタ一ナシヨナル株式會社)的模具溫度為150℃，將設定量的多元醇和異氰酸酯以及交聯(lián)劑(在使用的二氨基化合物的熔點以上熔融一次)混合，用流變儀確認粘度上升。此時，將采用2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷時的粘度上升速度記為1，確認各二氨基化合物的反應速度。
表1

注1*因為反應快，所以不能成型片材，不能測定。
(結果匯總)實施例1～3的清潔刮板的tanδ的峰值強度為0.7以下，(tanδ的峰值強度/50℃下的tanδ的強度)在10以下，機械特性優(yōu)異。另外，實施例1～3均在維持機械特性的同時，回彈性的溫度依賴性小，是從低溫到高溫都能夠發(fā)揮穩(wěn)定性能的清潔刮板。而且，這些清潔刮板在實機中沒有鳴聲，耐磨性優(yōu)異，LL清潔性優(yōu)異。從而可知本發(fā)明的清潔刮板在實機中使用是優(yōu)異的。
與此相對，如比較例1和比較例2所示，在不采用二氨基化合物時，tanδ的峰值強度沒有達到0.7以下(比較例1)，峰值溫度沒有達到5℃以下(比較例2)。這樣的清潔刮板是回彈性的溫度依賴性較大的清潔刮板。另外，可知如果產生鳴聲(比較例1)，或者LL清潔特性差(比較例2)，則不適于在實機中使用。而且，如比較例3和比較例4所示，在使用熔點為80℃以上、分子結構中具有氯并且是2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷以上的反應速度的二氨基化合物時，不能形成片材。
權利要求
1.一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于由使至少包含多元醇、多異氰酸酯以及二氨基化合物的聚氨酯組合物固化、成型而成的鑄塑型聚氨酯構件形成，上述二氨基化合物的熔點為80℃以下，分子結構中不含氯原子但具有芳香環(huán)，并且反應速度比在同一固化、成型條件下采用2，2′，3，3′-四氯-4，4′-二氨基二苯基甲烷時慢。
2.權利要求1的電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于上述聚氨酯構件的tanδ的峰值強度為0.7以下，并且(tanδ的峰值強度/tanδ的50℃下的強度)為10以下。
3.權利要求1的電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于添加上述二氨基化合物以使其相對于整個聚氨酯組合物為0.15mmol/g以下。
4.權利要求1的電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于上述聚氨酯構件的tanδ(10Hz)的峰值溫度為5℃以下。
5.權利要求1的電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于上述聚氨酯構件的((50℃回彈性)-(10℃回彈性))為40％以下。
6.權利要求1的電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于按照JIS A標準，上述聚氨酯構件的硬度為70～95°。
7.電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于使用權利要求1的聚氨酯構件作為刮板構件。
全文摘要
本發(fā)明提供溫度依賴性小、機械特性和耐磨性優(yōu)異的電子照相裝置用聚氨酯構件。一種電子照相裝置用聚氨酯構件，其特征在于由使至少包含多元醇、多異氰酸酯以及二氨基化合物的聚氨酯組合物固化、成型而成的鑄塑型聚氨酯構件形成，上述二氨基化合物的熔點為80℃以下，分子結構中不含氯原子但具有芳香環(huán)，而且反應速度比在同一固化、成型條件下采用2，2′，3，3′－四氯－4，4′－二氨基二苯基甲烷時慢。
文檔編號G03G21/00GK1975608SQ20061006471
公開日2007年6月6日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權日2005年8月5日
發(fā)明者阿部修士, 上野美幸, 野田修平 申請人:北辰工業(yè)株式會社