JP3674845B2

JP3674845B2 - Rubber member for electrophotography

Info

Publication number: JP3674845B2
Application number: JP2001216602A
Authority: JP
Inventors: 仁白坂; 公一志鶴; 典子阿部; 弥香坂谷; 修平野田
Original assignee: 北辰工業株式会社
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003073440A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法のクリーニング部、帯電部、現像部、転写部、給紙部などに用いられる電子写真用ゴム部材に関し、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部材、現像部に用いられる現像部材及び感光体を帯電させる帯電部材などの電子写真用ゴム部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子写真プロセスでは、電子写真感光体に対して、少なくとも帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの各プロセスが実行される。かかる電子写真プロセスでは、トナー像が形成され且つその後当該トナー像を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部材、現像部に用いられる現像部材及び感光体を帯電させる帯電部材などにポリウレタンが使用される。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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ことが知られている。温度依存性は特に反発弾性に現れ、特に、ポリウレタンでクリーニングブレードとした場合のクリーニング上の問題となっている。すなわち、低温で反発弾性が低下するとクリーニング不良となり、高温で反発弾性が増加すると、エッジの欠けや鳴きの問題となる。
【０００５】
ところで、最近の電子写真技術における高画質化により、トナーの小粒径化が図られ、さらに高機能なブレードが望まれている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、環境が変化しても十分に安定した反発弾性を有し、高機能なクリーニングブレードなどとすることができる電子写真用ゴム部材を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、数平均分子量５００〜５０００で且つ下記式に定義したエステル濃度が６〜８ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあると共にジオール成分と二塩基酸との脱水縮合する際にラクトン類を共重合したもの又は脱水縮合したものにラクトン類を重付加したものであるポリエステルポリオールからなる長鎖ポリオールと、ポリイソシアネートと、分子量５００未満の短鎖ポリオールとを用いて得られるポリウレタンからなると共に前記長鎖ポリオールの主成分が１，９−ノナンジオール及びメチル−１，８−オクタンジオールの少なくとも一方とアジピン酸との縮合によるポリエステルポリオールであるゴム弾性体であり、且つ前記ゴム弾性体の１０℃及び５０℃の反発弾性をそれぞれＲｂ _T10 及びＲｂ _T50 としたとき、下記式で表されるΔＲｂが、５５％以下であると共に前記ゴム弾性体の１０℃の反発弾性が１５％以上であり且つ５０℃の反発弾性が７０％以下であると共に−２０℃〜６０℃の温度範囲の反発弾性最小値が０℃以下にあることを特徴とする電子写真用ゴム部材にある。
【０００８】
【数３】

【００１４】
【数４】
ΔＲｂ（％）＝Ｒｂ_T50−Ｒｂ_T10
【００２０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ポリイソシアネートの主成分がジフェニルメタンジイソシアネートであることを特徴とする電子写真用ゴム部材にある。
【００２１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記短鎖ポリオールの主成分が１，３−プロパンジオールであることを特徴とする電子写真用ゴム部材にある。
【００２２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記短鎖ポリオールがトリメチロールエタンを含むことを特徴とする電子写真用ゴム部材にある。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、ブレード形状であることを特徴とする電子写真用ゴム部材にある。
【００２４】
本発明では、数平均分子量５００〜５０００で且つ上記式に定義したエステル濃度が２〜８ｍｍｏｌ／ｇの範囲にあるポリエステルポリオールを用いて得られるポリウレタンをゴム弾性体の材料とする。
【００２５】
すなわち、本発明は、エステル濃度が２〜８ｍｍｏｌ／ｇと、従来用いられていたポリオールより低いエステル濃度のポリエステルポリオールを用いたポリウレタンとすると、反発弾性の温度依存性が低減し、且つ低温域での反発弾性がある程度確保されると共に高温域での反発弾性の上昇を抑えてエッジの欠け等を減少させることができるという知見に基づくものである。特に、エステル濃度が６〜８ｍｍｏｌ／ｇのものは、機械的強度と反発弾性などの温度依存性とを両立させる上で好適である。
【００２６】
また、このような所定のエステル濃度を有するポリオールは、従来標準的に用いられていたカプロラクトン系ジオールよりも、ジオール成分と二塩基酸との脱水縮合により得られるポリエステルポリオールを用いる方がよいことを知見した。但し、ジオール成分と二塩基酸との脱水縮合により得られるポリエステルポリオール以外のポリオールを用いても、エステル濃度が上述した所定の範囲に入れば、上述した特性を得ることができる。
【００２７】
本発明で用いられる所定のポリエステルポリオールとしては、エチレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、２，４−ジエチル１，５−ペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、１，９−ノナンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオールなどのジオールと、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの二塩基酸との組み合わせで上述した条件を満足するエステル濃度を有するものを挙げることができる。具体的には、ノナンジオールアジペート、２−メチル−１，８−オクタンジオールアジペート、デカンジオールアジペート、ヘキサンジオールアゼレート、ノナンジオールアゼレート、２−メチル−１，８−オクタンジオールアゼレート、デカンジオールアゼレート、ブタンジオールセバケート、ヘキサンジオールセバケート、ノナンジオールセバケート、２−メチル−１，８−オクタンジオールセバケート、デカンジオールセバケート、各種グリコールのダイマー酸エステル及び水添ダイマー酸エステルなどを挙げることができる。数種類のジオールおよび二塩基酸を組み合わせることも差し支えない。
【００２８】
また、上述した条件の範囲内でε−カプロラクトンやδ−バレロラクトンなどのラクトン類を、重付加もしくは共重合することもできる。すなわち、ジオール成分と二塩基酸との脱水縮合する際にラクトン類を共重合してランダム共重合体とするか、または、脱水縮合したものにラクトン類を重付加するかなどにより得たポリオールを用いることもできる。このようにラクトン類を用いることにより、低温時の反発弾性をさらに向上させることができる。
【００２９】
特に、性能およびコスト面で好適なものは１，９−ノナンジオールおよびメチル−１，８−オクタンジオールなどのジオールと、アジピン酸とを脱水縮合してなるポリエステルポリオールである。勿論、これらを主成分とし、一部の成分を他のグリコールや二塩基酸で置換したものも好適に用いることができる。ここで、メチル−１，８−オクタンジオールとは、１又は８以外の位置にメチル基を有するオクタンジオールであり、代表的なものは２−メチル−１，８−オクタンジオールであるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
また、ポリエステルポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、２，６−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などを挙げることができる。特に、性能およびコスト面で好適なものはＭＤＩである。
【００３１】
上述したポリエステルポリオールを用いてポリウレタンを製造するには、ポリエステルポリオール及び鎖長延長剤としての短鎖ポリオールに、ポリイソシアネートを配合し、反応させる。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、耐摩耗性にすぐ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。
【００３２】
ここで、短鎖ポリオールは、数平均分子量が５００以下のものであり、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオールなどの主鎖の炭素数が２〜１２の直鎖グリコール；ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオールなどの炭素数１２以下の側鎖を有するジオール類；３−アリルオキシ−１，２−プロパンジオールなどの炭素数１２以下の不飽和基を有するジオール類；および、１，４−ビス（ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、パラキシレングリコールなどの芳香族環を含む炭素数２０以下のジオール類、シクロへキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式ジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリンなどのトリオール類およびペンタエスリトールやソルビトールなどの４官能以上のポリオールを挙げることができる。これらの短鎖ポリオールは、勿論、二種以上混合して用いてもよい。
【００３３】
特に、性能およびコスト面で好適なものは、１，４−ブタンジオール及び１，３−プロパンジオールである。特に、１，３−プロパンジオールはエステル濃度が６〜８ｍｍｏｌ／ｇのポリオールと組み合わせることにより、より一層の効果を示す。また、クリープや応力緩和などの特性を改良するために添加される３官能以上のポリオールとしてトリメチロールエタンを併用することが好適である。
【００３４】
本発明で用いられるポリウレタンでは、ポリウレタン中の長鎖ポリオールが６０〜８０重量％であるのが好ましい。
【００３５】
また、本発明では、上述した所定のポリエステルポリオールの他、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ができるが、ポリエステルポリオールの含有量は、長鎖ポリオール中、９０〜３０重量％であるのが好ましい。
【００３６】
本発明のゴム状弾性体のゴム硬度は、ＪＩＳＡで５０〜９０°であるのが好ましい。
【００３７】
本発明のポリウレタンを用いると、電子写真用ゴム部材として要求される機械的特性を維持した上で、反発弾性の温度依存性が著しく小さいものとなり、特に、クリーニングブレードなどの電子写真用ゴム部材として用いて好適である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００３９】
（参考例１）
１，９−ノナンジオールとアジピン酸とから分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール中のエステル濃度は、６．８ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４０】
このポリエステルポリオールと、ＭＤＩおよび鎖長延長剤としての１，４−ブタンジオール/トリメチロールプロパン混合液とを用いて熱硬化型ポリウレタンとし、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エステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４１】
（参考例２）
ヘキサンジオールと水添ダイマー酸とから分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール中のエステル濃度は、３．０ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４２】
このポリエステルポリオールを用いた以外は、参考例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。なお、ポリウレタン中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４３】
（参考例３）
１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール（モル比６５／３５）とアジピン酸とから分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール中のエステル濃度は、６．８ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４４】
このポリエステルポリオールと、ＭＤＩおよび鎖長延長剤としての１，３−プロパンジオール/トリメチロールエタン混合液とを用いて熱硬化型ポリウレタンとし、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エステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４５】
（実施例１）
１，９−ノナンジオール／２−メチル−１，８−オクタンジオール（モル比６５／３５）とアジピン酸とに対し、ε−カプロラクトンを２５重量％共重合させて分子量２０００のポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール中のエステル濃度は、７．３ｍｍｏｌ／ｇである。
【００４６】
このポリエステルポリオールと、ＭＤＩおよび鎖長延長剤としての１，３−プロパンジオール/トリメチロールエタン混合液とを用いて熱硬化型ポリウレタンとし、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エステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４７】
（比較例１）
エチレングリコールとアジピン酸からなる分子量２０００のポリエステルポリオール（エステル濃度１１．３ｍｍｏｌ／ｇ）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。なお、ポリウレタン中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４８】
（比較例２）
エチレングリコールを開始剤とし、これにε−カプロラクトンを付加させて得た、数平均分子量２０００のポリエステルジオール（カプロラクトンＡ：エステル濃度８．５ｍｍｏｌ／ｇ）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。なお、ポリウレタン中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
【００４９】
（比較例３）
ドデカンジオールを開始剤とし、これにε−カプロラクトンを付加させて得た、数平均分子量１５００のポリエステルジオール（カプロラクトンＢ：エステル濃度７．６ｍｍｏｌ／ｇ）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。なお、ポリウレタン中のポリエステルポリオールは約６５重量％とした。
【００５０】
（試験例１）
各参考例、実施例及び比較例のテストサンプルについて、０℃〜５０℃の反発弾性を測定してその温度依存性を評価した。この結果は、表１及び図１に示す。反発弾性はＪＩＳＫ６２５５に準拠したリュプケ式反発弾性試験装置により求めた。また、ゴム硬度はＪＩＳＫ６２５３に準拠して求めた。
【００５１】
この結果より、実施例１のテストサンプルは、比較例１〜３のものと比較して、反発弾性の温度依存性が著しく小さく、ΔＲｂが５５％以下であり、１０℃の反発弾性が１５％以上であり且つ５０℃の反発弾性が７０％以下であることがわかった。
【００５２】
【表１】

【００５３】
（試験例２）
各参考例、実施例及び比較例のクリーニングブレードを用いて、クリーニング特性をＬＬ（１０℃１５％ＲＨ）、ＮＮ（２３℃５０％ＲＨ）、ＨＨ（３５℃８５％ＲＨ）の各条件で評価し、また、エッジの摩耗状態を観察した。なお、クリーニング特性は、平均粒径６μｍの球状重合のトナーを用いて行った。この結果は表２に示す。また、それぞれの反発弾性のデータを併せて示した。
【００５４】
この結果より、実施例１のクリーニングブレードは温度変化に対して安定したクリーニング特性を示し、低温時のクリーニング特性が良好で、高温使用時におけるエッジの耐久性が良好であることがわかった。これらの試料は、ΔＲｂが５５％以下であり、１０℃の反発弾性が１５％以上かつ５０℃の反発弾性が７０％以下の値を示した。
【００５５】
これに対し、エステル濃度が高い比較例１では、エッジの摩耗状態は良好であったが低温時のクリーニングが不良であった。この試料は、ΔＲｂが５５％以下であるが、１０℃の反発弾性が１５％より小さい値を示した。
【００５６】
また、比較例２では、高温時のクリーニングが困難であることがわかった。この試料は、ΔＲｂが６４％と反発弾性の温度依存性が大きく、しかも、５０℃の反発弾性が７０％を越えていた。
【００５７】
さらに、比較例３では、エステル濃度が８ｍｍｏｌ／ｇより小さいポリエステルポリオールを用いたポリウレタンであるが、良好なクリーニングができなかった。この試料は、ΔＲｂが３８％と反発弾性の温度依存性が比較的小さく、５０℃の反発弾性が７０％より小さいが、反発弾性の最小値が２０℃と０℃より高い値を示した。
【００５８】
この結果から、粒径が比較的大きく、粉砕型の形状の従来のトナーではクリーニング特性が良好であった、ポリエチレンアジペートやポリカプロラクトンを原料としたポリエステル系ウレタンでは、小粒径、真球度の高いトナーに対しては十分なクリーニング特性が得られず、このような小粒径、真球度の高いトナーに対しては本発明の条件を満足するポリウレタンを用いた方がより優れた特性が得られることがわかった。
【００５９】
【表２】

【００６０】
表中のクリーニング特性は、クリーニングが良好にできたのを○、クリーニングができなかったのを×で示した。エッジの摩耗状態は、画像に支障をきたさない均一な摩耗をＯＫ、画像に不具合を生じる欠落などの不均一な摩耗をＮＧで示した。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、環境が変化しても十分に安定した反発弾性を有し、高機能なクリーニングブレードなどとすることができる電子写真用ゴム部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験例の結果を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber member for electrophotography used in a cleaning unit, a charging unit, a developing unit, a transfer unit, a paper feeding unit, etc. in electrophotography, and in particular, a toner image such as a photoreceptor or a transfer belt in electrophotography. The present invention relates to an electrophotographic rubber member such as a cleaning member that removes toner on a toner image carrier that is formed and then transfers the toner image to a transfer material, a developing member that is used in a developing unit, and a charging member that charges a photoreceptor.
[0002]
[Prior art]
In general, in an electrophotographic process, at least charging, exposure, development, transfer, and cleaning processes are performed on an electrophotographic photosensitive member. In such an electrophotographic process, a toner image is formed and then the toner image is transferred to a transfer material. The cleaning member removes the toner on the toner image carrier, the developing member used in the developing unit, and the charging member that charges the photosensitive member. For example, polyurethane is used.
[0003]
This is because polyurethane has good abrasion resistance, has sufficient mechanical strength without adding a reinforcing agent, and is non-staining.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is known that the physical properties of polyurethane have temperature dependence. The temperature dependence is particularly manifested in the resilience and is a problem in cleaning particularly when a cleaning blade is made of polyurethane. That is, when the impact resilience is lowered at a low temperature, the cleaning is poor, and when the impact resilience is increased at a high temperature, there is a problem of edge chipping or squealing.
[0005]
By the way, the recent improvement in image quality in electrophotographic technology has made it possible to reduce the particle size of the toner, and there is a demand for a blade with higher functionality.
[0006]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a rubber member for electrophotography that has sufficiently stable rebound resilience even when the environment changes, and can be a highly functional cleaning blade or the like. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is that the number average molecular weight is 500 to 5000 and the ester concentration defined in the following formula is in the range of 6 to 8 mmol / g, and dehydration of the diol component and the dibasic acid is performed. Using a long-chain polyol composed of a polyester polyol that is obtained by copolymerizing lactones or dehydrating and condensing lactones during condensation , a polyisocyanate, and a short-chain polyol having a molecular weight of less than 500 elastic rubber der polyester polyols by condensation of at least one of the adipic acid of the main component is 1,9 and 1,8-octane diol of the long chain polyol with consisting resulting polyurethane is, and the 10 ° C. of the rubber elastic body and 50 ° C. in rebound and when the Rb _T10 and Rb _T50, respectively ΔRb represented by the following formula is 55% or less, and the impact resilience at 10 ° C. of the rubber elastic body is 15% or more and the resilience at 50 ° C. is 70% or less and −20 ° C. to 60 ° C. In the rubber member for electrophotography, the minimum rebound resilience value in the temperature range is 0 ° C. or less .
[0008]
[Equation 3]

[0014]
[Expression 4]
ΔRb (%) = Rb _T50 −Rb _T10
[0020]
A second aspect of the present invention is the rubber member for electrophotography according to the first aspect, wherein the main component of the polyisocyanate is diphenylmethane diisocyanate.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the electrophotographic rubber member according to the first or second aspect, wherein the main component of the short-chain polyol is 1,3-propanediol.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the short-chain polyol contains trimethylolethane.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the electrophotographic rubber member according to any one of the first to fourth aspects, wherein the rubber member has a blade shape.
[0024]
In the present invention, polyurethane obtained by using a polyester polyol having a number average molecular weight of 500 to 5000 and an ester concentration defined in the above formula in the range of 2 to 8 mmol / g is used as a material for the rubber elastic body.
[0025]
That is, in the present invention, when the polyester concentration is 2 to 8 mmol / g and the polyurethane using the polyester polyol having a lower ester concentration than the conventionally used polyol is used, the temperature dependence of the resilience is reduced, and in a low temperature range. This is based on the knowledge that the rebound resilience of the resin is ensured to some extent, and the rise of the resilience resilience in the high temperature range can be suppressed to reduce edge chipping and the like. In particular, an ester concentration of 6 to 8 mmol / g is suitable for achieving both mechanical strength and temperature dependency such as rebound resilience.
[0026]
In addition, it is better to use a polyester polyol obtained by dehydration condensation of a diol component and a dibasic acid as a polyol having such a predetermined ester concentration than a caprolactone-based diol conventionally used as a standard. I found out. However, even when a polyol other than the polyester polyol obtained by dehydration condensation between the diol component and the dibasic acid is used, the above-described characteristics can be obtained if the ester concentration falls within the predetermined range described above.
[0027]
Examples of the predetermined polyester polyol used in the present invention include ethylene glycol, butanediol, hexanediol, nonanediol, decanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 2,4-diethyl 1,5. -Diols such as pentanediol, butylethylpropanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, and two such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, and hydrogenated dimer acid What has the ester density | concentration which satisfies the conditions mentioned above in combination with a basic acid can be mentioned. Specifically, nonanediol adipate, 2-methyl-1,8-octanediol adipate, decanediol adipate, hexanediol azelate, nonanediol azelate, 2-methyl-1,8-octanediol azelate, decanediol Azelate, butanediol sebacate, hexanediol sebacate, nonanediol sebacate, 2-methyl-1,8-octanediol sebacate, decanediol sebacate, dimer acid ester and hydrogenated dimer acid ester of various glycols, etc. Can be mentioned. Several types of diols and dibasic acids can be combined.
[0028]
Also, lactones such as ε-caprolactone and δ-valerolactone can be polyadded or copolymerized within the above-mentioned conditions. That is, when a diol component and a dibasic acid are subjected to dehydration condensation, a lactone is copolymerized into a random copolymer, or a polyol obtained by polyaddition of a lactone to a dehydrated condensation product is used. It can also be used. By using lactones in this way, the resilience at low temperatures can be further improved.
[0029]
Particularly suitable in terms of performance and cost are polyester polyols obtained by dehydrating condensation of diols such as 1,9-nonanediol and methyl-1,8-octanediol with adipic acid. Of course, those having these as the main components and having some components substituted with other glycols or dibasic acids can also be suitably used. Here, methyl-1,8-octanediol is an octanediol having a methyl group at a position other than 1 or 8, and a typical one is 2-methyl-1,8-octanediol. It is not limited to.
[0030]
The polyisocyanate to be reacted with the polyester polyol is 2,6-toluene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), Examples include 3,3-dimethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate (TODI). In particular, MDI is preferable in terms of performance and cost.
[0031]
In order to produce polyurethane using the above-described polyester polyol, polyisocyanate is blended and reacted with the polyester polyol and the short-chain polyol as the chain extender. For the reaction, a general method for producing polyurethane such as a prepolymer method or a one-shot method can be used. The prepolymer method is suitable for the present invention because a polyurethane having excellent strength and abrasion resistance is obtained, but is not limited by the production method.
[0032]
Here, the short-chain polyol has a number average molecular weight of 500 or less, for example, a straight chain having 2 to 12 carbon atoms in the main chain such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol. Chain glycols; diols having a side chain of 12 or less carbon atoms such as neopentyl glycol and 3-methyl-1,5-pentanediol; unsaturated groups of 12 or less carbon atoms such as 3-allyloxy-1,2-propanediol Diols having a group; and diols having 20 or less carbon atoms including aromatic rings such as 1,4-bis (hydroxyethoxy) benzene and paraxylene glycol; cycloaliphatic diols such as cyclohexanediol and cyclohexanedimethanol Diols, triols such as trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin, and pentae It can be mentioned tetrafunctional or higher polyols such as Lithol or sorbitol. Of course, these short-chain polyols may be used in combination of two or more.
[0033]
Particularly suitable in terms of performance and cost are 1,4-butanediol and 1,3-propanediol. In particular, 1,3-propanediol exhibits a further effect when combined with a polyol having an ester concentration of 6 to 8 mmol / g. Further, it is preferable to use trimethylolethane in combination as a trifunctional or higher functional polyol added to improve characteristics such as creep and stress relaxation.
[0034]
In the polyurethane used in the present invention, the long-chain polyol in the polyurethane is preferably 60 to 80% by weight.
[0035]
In the present invention, in addition to the above-mentioned predetermined polyester polyol, other polyols can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. The content of the polyester polyol is 90 to 30 in the long-chain polyol. It is preferable that it is weight%.
[0036]
The rubber hardness of the rubber-like elastic body of the present invention is preferably 50 to 90 ° according to JIS A.
[0037]
When the polyurethane of the present invention is used, the temperature dependence of the rebound resilience is remarkably small while maintaining the mechanical properties required as a rubber member for electrophotography, and particularly as a rubber member for electrophotography such as a cleaning blade. It is suitable for use.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
[0039]
(Reference Example 1)
A polyester polyol having a molecular weight of 2000 was obtained from 1,9-nonanediol and adipic acid. The ester concentration in the polyester polyol is 6.8 mmol / g.
[0040]
A test sample and a cleaning blade were produced by using the polyester polyol, MDI, and 1,4-butanediol / trimethylolpropane mixed solution as a chain extender to form a thermosetting polyurethane. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0041]
(Reference Example 2)
A polyester polyol having a molecular weight of 2000 was obtained from hexanediol and hydrogenated dimer acid. The ester concentration in the polyester polyol is 3.0 mmol / g.
[0042]
A test sample and a cleaning blade were produced in the same manner as in Reference Example 1 except that this polyester polyol was used. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0043]
(Reference Example 3)
A polyester polyol having a molecular weight of 2000 was obtained from 1,9-nonanediol / 2-methyl-1,8-octanediol (molar ratio 65/35) and adipic acid. The ester concentration in the polyester polyol is 6.8 mmol / g.
[0044]
A test sample and a cleaning blade were produced by using the polyester polyol, MDI, and 1,3-propanediol / trimethylolethane mixed liquid as a chain extender to form a thermosetting polyurethane. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0045]
(Example 1)
A polyester polyol having a molecular weight of 2000 was obtained by copolymerizing 25% by weight of ε-caprolactone with 1,9-nonanediol / 2-methyl-1,8-octanediol (molar ratio 65/35) and adipic acid . . The ester concentration in the polyester polyol is 7.3 mmol / g.
[0046]
A test sample and a cleaning blade were produced by using the polyester polyol, MDI, and 1,3-propanediol / trimethylolethane mixed liquid as a chain extender to form a thermosetting polyurethane. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0047]
(Comparative Example 1)
A test sample and a cleaning blade were produced in the same manner as in Example 1 except that a polyester polyol having a molecular weight of 2000 (ester concentration: 11.3 mmol / g) composed of ethylene glycol and adipic acid was used. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0048]
(Comparative Example 2)
Example 1 was used except that a polyester diol having a number average molecular weight of 2000 (caprolactone A: ester concentration 8.5 mmol / g) obtained by adding ε-caprolactone to ethylene glycol as an initiator was used. Test samples and cleaning blades were produced. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0049]
(Comparative Example 3)
Example 1 was repeated except that polyester diol (caprolactone B: ester concentration 7.6 mmol / g) having a number average molecular weight of 1500 obtained by adding ε-caprolactone to dodecane diol as an initiator was used. Test samples and cleaning blades were produced. The polyester polyol in the polyurethane was about 65% by weight.
[0050]
(Test Example 1)
About the test sample of each reference example, an Example, and a comparative example, the impact resilience of 0 degreeC-50 degreeC was measured, and the temperature dependence was evaluated. The results are shown in Table 1 and FIG. The rebound resilience was determined by a Lüpke-type rebound resilience test apparatus based on JIS K6255. The rubber hardness was determined according to JIS K6253.
[0051]
From this result, the test sample of Example 1 has remarkably small temperature dependence of the resilience, ΔRb is 55% or less, and the resilience at 10 ° C. is 15%, compared with those of Comparative Examples 1 to 3. The rebound resilience at 50 ° C. was found to be 70% or less.
[0052]
[Table 1]

[0053]
(Test Example 2)
Using the cleaning blades of each reference example, example and comparative example, the cleaning characteristics were evaluated under the conditions of LL (10 ° C., 15% RH), NN (23 ° C., 50% RH), and HH (35 ° C., 85% RH). In addition, the edge wear state was observed. The cleaning characteristics were performed using a spherical polymerization toner having an average particle diameter of 6 μm. The results are shown in Table 2. Moreover, the data of each impact resilience were shown together.
[0054]
From these results, it was found that the cleaning blade of Example 1 showed stable cleaning characteristics against temperature changes, good cleaning characteristics at low temperatures, and good edge durability when used at high temperatures. These samples had a value of ΔRb of 55% or less, a rebound resilience at 10 ° C. of 15% or more and a rebound resilience at 50 ° C. of 70% or less.
[0055]
On the other hand, in Comparative Example 1 having a high ester concentration, the edge wear state was good, but the cleaning at low temperature was poor. This sample had ΔRb of 55% or less, but the rebound resilience at 10 ° C. was less than 15%.
[0056]
In Comparative Example 2, it was found that cleaning at high temperatures was difficult. In this sample, ΔRb was 64% and the temperature dependence of the resilience was large, and the resilience at 50 ° C. exceeded 70%.
[0057]
Further, Comparative Example 3 was a polyurethane using a polyester polyol having an ester concentration of less than 8 mmol / g, but good cleaning could not be performed. In this sample, ΔRb was 38%, and the temperature dependence of the rebound resilience was relatively small. The rebound resilience at 50 ° C. was less than 70%, but the minimum rebound resilience was 20 ° C. and higher than 0 ° C.
[0058]
From these results, it was found that polyester-based urethanes made from polyethylene adipate or polycaprolactone had a small particle size and sphericity, which had a relatively large particle size and had good cleaning characteristics with conventional toners of a pulverized type. Sufficient cleaning characteristics cannot be obtained for high toner, and it is better to use polyurethane that satisfies the conditions of the present invention for toner with such a small particle size and high sphericity. It turns out that it is obtained.
[0059]
[Table 2]

[0060]
The cleaning characteristics in the table are indicated by ◯ when the cleaning was good and by × when the cleaning was not possible. As for the edge wear state, the uniform wear that does not hinder the image is indicated as OK, and the non-uniform wear such as a defect causing a defect in the image is indicated as NG.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a rubber member for electrophotography that has sufficiently stable rebound resilience even when the environment changes and can be a highly functional cleaning blade or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the results of a test example.

Claims

The number average molecular weight is 500 to 5000 and the ester concentration defined by the following formula is in the range of 6 to 8 mmol / g, and the diol component and dibasic acid are copolymerized with a lactone or dehydration condensation. A long-chain polyol composed of a polyester polyol obtained by polyaddition of lactones to the product, a polyurethane obtained by using a polyisocyanate and a short-chain polyol having a molecular weight of less than 500, and the main component of the long-chain polyol is 1,9 Ri rubber elastic body der polyester polyols by condensation of nonanediol and at least one of the adipic acid-1,8-octanediol, and impact resilience of 10 ° C. and 50 ° C. of the rubber elastic body the when the Rb _T10 and Rb _T50, respectively, DerutaRb is at 55% or less represented by the following formula The impact resilience at 10 ° C. of the rubber elastic body is 15% or more, the resilience at 50 ° C. is 70% or less, and the rebound resilience minimum value in the temperature range of −20 ° C. to 60 ° C. is 0 ° C. or less. A rubber member for electrophotography, which is characterized by the following.

2. The rubber member for electrophotography according to claim 1 , wherein the main component of the polyisocyanate is diphenylmethane diisocyanate.

3. The rubber member for electrophotography according to claim 1 , wherein the main component of the short-chain polyol is 1,3-propanediol.

4. The rubber member for electrophotography according to claim 1 , wherein the short chain polyol contains trimethylolethane.

5. The rubber member for electrophotography according to claim 1 , wherein the rubber member has a blade shape.