[go: up one dir, main page]

CN102056972A - 聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊 - Google Patents

聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊 Download PDF

Info

Publication number
CN102056972A
CN102056972A CN2009801215313A CN200980121531A CN102056972A CN 102056972 A CN102056972 A CN 102056972A CN 2009801215313 A CN2009801215313 A CN 2009801215313A CN 200980121531 A CN200980121531 A CN 200980121531A CN 102056972 A CN102056972 A CN 102056972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyurethane foam
methyl
agent
powder
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801215313A
Other languages
English (en)
Inventor
草野晓
佐藤淳一朗
关胜也
武田洋平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Publication of CN102056972A publication Critical patent/CN102056972A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0808Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0025Foam properties rigid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00Foam properties
    • C08G2110/0041Foam properties having specified density
    • C08G2110/005< 50kg/m3
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0855Materials and manufacturing of the developing device
    • G03G2215/0869Supplying member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明提供提高调色剂带电量(Q/M)、使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂而获得充分的调色剂输送性、能够以低成本得到良好的图像的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。使选自硅酮粉末和硅石粉末中的一种以上的粉末浸渍到基材聚氨酯泡沫中而成的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。优选为所述粉末介由粘合剂与基材聚氨酯泡沫结合的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。

Description

聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊(以下也简称为“辊”),详细而言,涉及调色剂输送辊中使用的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊,其中,所述调色剂输送辊用于如下用途:在复印机、打印机等图像形成装置中,对向感光体、纸等图像形成体输送调色剂(显影剂)来在其表面形成可视图像的显影辊供给调色剂。
背景技术
通常,在复印机、打印机等电子照相方式的图像形成装置等中的显影部中,如图2所示,设置有:保持静电潜像的感光体等图像形成体11;显影辊12,其与该图像形成体11抵接来使负载于表面的调色剂20附着,从而使静电潜像变成可视图像;调色剂输送辊(包括调色剂供给辊和用于剥除不需要的调色剂的清洁辊)13,其用于向该显影辊12供给调色剂。通过介由调色剂输送辊13和显影辊12将调色剂20从调色剂容纳部14输送到图像形成体11的一系列工序来进行成像。另外,图中的符号15表示转印辊,16表示带电部,17表示曝光部,18表示用于刮除调色剂的刮板。
其中,从不会由于与显影辊12接触而损坏对方、以及从增加辊的接触面积来确保夹紧性(gripping property)等观点出发,调色剂输送辊13以在轴的外周介由粘接层来承载聚氨酯泡沫等导电性弹性体的结构来形成。作为调色剂输送辊13所需的功能,有调色剂输送性、调色剂带电性、调色剂刮除性等,为了满足这些功能而采取了各种对策。
例如,利用使构成调色剂输送辊13的聚氨酯发泡体浸渍导电性炭黑等的导电性处理液的方法(参照专利文献1~3)、或者利用将其与导电性碳混炼的方法,可降低电阻、降低调色剂带电量(Q/M)来提高调色剂输送量(M/A),使得耐久图像评价中的图像模糊问题不会发生。
另外,不使用碳等导电性材料,而是对调色剂输送辊13的表面附加凹凸形状,从物理上提高调色剂输送量(M/A),使得耐久图像评价中的图像模糊等问题不会发生(参照专利文献4)。
另一方面,以良好的调色剂输送性等为目的,提出了使聚氨酯泡沫表面夹杂硅酮的方法。例如,在专利文献5中公开了具备硅酮树脂表层的显影剂负载体,在专利文献6中公开了在表层裹有模具涂布的硅酮树脂的调色剂输送辊。另外,在专利文献7中公开了浸渍有液态硅酮的调色剂输送辊。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭57-115433号公报(权利要求书等)
专利文献2:日本特开2002-319315号公报(权利要求书等)
专利文献3:日本特开2003-215905号公报(权利要求书等)
专利文献4:日本特开平11-38749号公报(权利要求书等)
专利文献5:日本特开2000-122416号公报(权利要求书等)
专利文献6:日本特开2002-341642号公报(权利要求书等)
专利文献7:日本特开2003-262997号公报(权利要求书等)
发明内容
发明要解决的问题
然而,由于专利文献1~3记载的方法均通过使聚氨酯泡沫浸渍导电材料来降低调色剂带电量(Q/M),因此在使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂的方法的情况下,无法获得充分的调色剂输送性,产生耐久图像评价中的图像模糊等问题。另外,由于专利文献1记载的方法使聚氨酯泡沫浸渍碳,因此在彩色激光打印机中使用的除黑色以外的调色剂(洋红、青、黄)中,存在碳会脱离而混入到调色剂中、图像中夹杂黑点的问题和担忧。
进而,在将聚氨酯泡沫与碳混炼的方法中,由于不会发生碳的脱离,因而不需要担心图像问题,但在聚氨酯泡沫成型工序中分散碳且利用模具进行成型是必需的,成为基于间歇式的小批量生产,从而导致成本增加。
再有,在专利文献4记载的方法中,不使用碳而使用电阻高的调色剂输送辊,需要对辊表面附加凹凸形状,因此通常利用模具(腔)内表面附加有凹凸的模具来进行成型,存在模具费、模具保养、模具内表面的脱模性处理(脱模剂、氟涂布)等伴随每根辊的成型的各种成本增加关键因素。
再有,专利文献5~7记载的方法均为使聚氨酯泡沫表面夹杂硅酮的方法,由于硅酮涂布于聚氨酯泡沫表面,因而调色剂带电量(Q/M)低,因此无法使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂,调色剂输送性具有进一步改良的余地。尤其,在专利文献7中,虽然使其浸渍硅酮,但由于浸渍的是液态硅酮,因此聚氨酯泡沫表面变得平滑、比表面积小,因而调色剂带电量(Q/M)无法充分提高,期待改良。
因此,本发明的目的在于,解决上述问题,提供提高调色剂带电量(Q/M)、使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂而获得充分的调色剂输送性、能够以低成本得到良好的图像的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而进行了深入的研究,结果发现,通过浸渍具有特定的Si的粉末能够解决上述问题,从而完成了本发明。
即,本发明的聚氨酯泡沫,其特征在于,其使选自硅酮粉末和硅石粉末中的一种以上的粉末浸渍到基材聚氨酯泡沫中而成。
另外,优选的是,本发明的聚氨酯泡沫的前述粉末介由粘合剂与前述基材聚氨酯泡沫结合。
本发明的调色剂输送辊,其特征在于,其在轴的外周承载前述聚氨酯泡沫而成。
另外,优选的是,本发明的调色剂输送辊为用于带负电性调色剂的调色剂输送辊。
发明的效果
根据本发明,通过形成上述构成,可以实现提高调色剂带电量(Q/M)、使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂而获得充分的调色剂输送性、能够以低成本得到良好的图像的聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊。
附图说明
图1为显示本发明的一个实施方式的调色剂输送辊的横向截面图。
图2为显示图像形成装置的一例的简要说明图。
附图标记说明
1轴
2粘接层
3聚氨酯泡沫
11图像形成体
12显影辊
13调色剂输送辊
14调色剂容纳部
15转印辊
16带电部
17曝光部
18刮板
20调色剂
具体实施方式
以下,针对本发明的优选实施方式,边参照附图边详细说明。
本发明的聚氨酯泡沫是使选自硅酮粉末和硅石粉末中的一种以上的粉末(以下也称为“硅酮粉末等”)浸渍到基材聚氨酯泡沫中而成的,只要为能获得所期望的效果的物质,硅酮粉末等的浸渍可以是对基材聚氨酯泡沫表层,也可以是对基材聚氨酯泡沫整体,优选为基材聚氨酯泡沫表层。此处,表层表示,硅酮粉末等不浸渍至基材聚氨酯泡沫的整体,即使硅酮粉末等的浸渍量少也能够充分获得本发明的效果的范围。由此,能够使硅酮粉末等的边缘(edge)表现摩擦带电性,与日本特开2003-262997号公报所记载的浸渍液态硅酮油的情况相比,给予带电特性的效果大,能够提高调色剂带电量(Q/M),能够使调色剂输送辊的表层充分地吸附调色剂而获得充分的调色剂输送性,能够得到良好的图像。另外,与硅酮橡胶制的调色剂输送辊相比,能够得到同等的调色剂输送量(M/A),进而能够以低于硅酮橡胶制的调色剂输送辊的成本得到良好的图像。
另外,优选本发明的聚氨酯泡沫的硅酮粉末等介由后述的粘合剂与基材聚氨酯泡沫结合。与捏合相比,能够使硅酮粉末等的边缘露出聚氨酯泡沫的表面,能够进一步使露出部增加。
作为能在本发明中使用的硅酮粉末,只要为能获得所期望的效果的硅酮粉末就没有限定,例如可列举出Dow CorningToray Co.,Ltd.制造的商品名:TREFIL E-500、E-600、E-601、E-606;信越化学工业(株)制造的商品名:KMP-590·701、X-52-854、X-52-1621;WACKER ASAHIKASEI SILICONE CO.,LTD.制造的商品名:SILRES MK POWDER、SILRES H44、Wacker-Belsil TMS803、WACKER MQ803TF等,优选为以聚二甲基倍半硅氧烷等聚有机倍半硅氧烷等为主要成分的物质,进一步优选为含有环氧基的物质,可举出TREFIL E-601等。
另外,作为能在本发明中使用的硅石粉末,只要为能获得所期望的效果的硅石粉末则没有限定,例如可列举出WACKERASAHIKASEI SILICONE CO.,LTD.制造的商品名:HDK V15、HDK N20、HDK H15、HDK H20、HDK H18等。
在本发明中,只要为使上述硅酮粉末等浸渍到基材聚氨酯泡沫中而成的物质,则对其浸渍方法没有特别限定,例如可以在溶液中浸渍,也可以利用涂布来浸渍。
在本发明中,通过浸渍上述硅酮粉末等,可以根据常法使基材聚氨酯泡沫具备带电性,特别优选在包含上述硅酮粉末等和粘合剂的浸渍液中浸渍基材聚氨酯泡沫来使其具有带电性。由此,硅酮粉末等能够介由粘合剂与基材聚氨酯泡沫结合。
作为上述粘合剂,可例示出丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、丙烯酸-醋酸乙烯酯共聚物树脂等丙烯酸系树脂、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、丁二烯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、氯丁橡胶等。特别优选的是丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氯丁橡胶,例如Enex Co.,Ltd.制造的商品名:SEBINDER,TOYO INK MFG.CO.,LTD.制造的商品名:TOCRYLBC-X6131、TOCRYL S744、TOCRYL X4402等。这些粘合剂可以单独使用或者以两种以上的混合物的形式来使用。硅酮粉末等无法单独与聚氨酯泡沫气泡壁牢固地结合,而通过配合粘合剂,硅酮粉末等可牢固地附着于聚氨酯泡沫的气泡壁上,在聚氨酯泡沫气泡内形成稳定的硅酮粉末层等。
在本发明中,对于硅酮粉末等与粘合剂的配合比,相对于粘合剂的固体成分100质量份,硅酮粉末等优选为10~110质量份,特别优选为30~50质量份。硅酮粉末等超过110质份时,与基材聚氨酯泡沫的粘接力倾向于变得不充分,另一方面,小于10质量份时,调色剂供给辊的表面电阻倾向于不稳定。
另外,在包含该硅酮粉末等和粘合剂的浸渍液中,可以添加适量的水以及甲苯、醋酸乙酯等有机溶剂。这些溶剂优选以使得浸渍液的粘度为5~300cps(25℃)左右的方式来添加。通过使粘度在该范围内,浸渍附着操作会变得更容易。
另外,在本发明中,也可以在浸渍液中配合后述的导电材料、电荷控制剂。作为所述导电材料,可以使用选自如下物质中的一种或者使用多种的组合:炭黑、石墨等碳质颗粒,银、镍等金属粉,氧化锡、氧化钛或氧化锌等导电性金属氧化物的单一成分,或者以硫酸钡等绝缘性微粒为芯体且以湿式包覆上述导电性金属氧化物而得的物质,导电性金属碳化物,导电性金属氮化物,导电性金属硼化物等。另外,从成本方面来看,优选为炭黑,另一方面,从导电性控制的容易程度来看,优选为导电性金属氧化物。
进而,在本发明中,在浸渍液中可以根据需要添加其他添加剂,例如矿物油系消泡剂、硅酮系消泡剂、表面活性剂等。相对于100质量份浸渍液,这些物质优选添加0.001~10质量份,特别优选添加0.001~0.1质量份左右。
作为上述矿物油系消泡剂,例如可列举出信越化学工业(株)制造的自乳化型(Self-emulsifying type)硅酮系的商品名:KS-508、KS-537,油型(Oil type)硅酮系的商品名:KF-96,油复合物型(Oil compound type)硅酮系的商品名:KF-66等。
本发明的调色剂输送辊是在轴的外周承载上述聚氨酯泡沫而成的,可适宜地应用于图像形成装置。图1显示本发明的适宜实施方式的调色剂输送辊的横向截面图。所图示的本发明的调色剂输送辊是在轴1的外周介由粘接层2承载聚氨酯泡沫3而成的。另外,优选的是,本发明的调色剂输送辊为用于带负电性调色剂的调色剂输送辊。
通过如上这样使硅酮粉末等浸渍到基材聚氨酯泡沫中,可以不需要对基材聚氨酯泡沫赋予碳、辊表面的凹凸等地提高调色剂的带电量(Q/M),提高调色剂输送量(M/A),进而,能够以低成本得到良好的图像。
作为所述调色剂输送辊的聚氨酯泡沫中的硅酮粉末等的浸渍量,相对于100质量份基材聚氨酯泡沫,优选为0.1~50质量份的范围。为0.1质量份以上时,能够提高调色剂带电量(Q/M),充分地提高调色剂输送量(M/A),表现硅酮粉末等的效果。另一方面,为50质量份以下时,能够抑制硅酮粉末等的脱离。从以上观点来看,相对于100质量份基材聚氨酯泡沫,硅酮粉末等的含量进一步优选为5~15质量份。
在本发明中,使硅酮粉末等浸渍到上述基材聚氨酯泡沫中而成,对除此之外的其他方面没有特别限定,对于辊结构的细节、其他辊材料等,可以根据期望来适宜确定。
在本发明中,作为基材使用的聚氨酯泡沫可以如下制造:根据日本专利第3480028号公报中记载的方法将具有两个以上活性氢的化合物和具有两个以上异氰酸酯基的化合物与催化剂、发泡剂、稳泡剂等添加剂一起搅拌混合来使其发泡·固化来制造;另外,可以利用使用水作为发泡剂来形成的方法,例如使包含预先使异氰酸酯成分与多元醇成分反应而成的预聚物、水分散碳、聚氨酯反应催化剂等的发泡体形成材料以规定形状发泡、然后将其加热固化等的预聚物法,一步法(one-shotmethod),部分预聚物法等方法来制造。例如可以如下制造:将包含单一二元醇的混合物的聚醚多元醇、异氰酸酯、水、催化剂和发泡剂混合,将其发泡,放置来制造,其中,所述单一二元醇的混合物以按总量计相对于多元醇成分为50质量%以上的量包含具有800~3600的平均分子量差的两种单一二元醇。
此处,“单一二元醇”用于总称一种二元醇或平均分子量的差为400以内的两种以上二元醇的组。另外,“平均分子量差”用于表示作为对象的二元醇各自所具有的平均分子量的差,在有多种组合的情况下,特别表示最大的差。
作为预聚物的制造中使用的多元醇成分,例如可以使用加聚环氧乙烷和环氧丙烷而得的聚醚多元醇、聚四亚甲基醚二醇、酸成分与二醇成分缩合而得的聚酯多元醇、己内酯开环聚合而得的聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇等。
在本发明中,作为在制造基材聚氨酯泡沫时使用的聚醚多元醇,包括如下物质:(1)例如仅对二乙二醇加成环氧丙烷而得的类型的聚醚多元醇;(2)例如对二乙二醇嵌段或无规加成环氧丙烷和环氧乙烷而得的类型的聚醚多元醇;(3)对上述(1)或(2)例如接枝丙烯腈、苯乙烯而得的类型的聚醚多元醇等;没有特别限定,为了更好地发挥的效果,优选为(1)类型的聚醚多元醇。
作为用于制造上述聚醚多元醇的引发剂,可列举出多元醇、多元酚、单胺或多胺、其他物质,优选为多元醇和多元酚,进一步优选为多元醇,例如包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇等,其中,特别优选为二乙二醇。
另外,在上述聚醚多元醇成分中,也可以包含除二元醇以外的多元醇成分。作为这样的多元醇成分,通常有在基材聚氨酯泡沫的制造中使用的三官能团的多元醇,例如可列举出对甘油基体加成环氧丙烷等环氧烷而得的多元醇、对甘油基体以无规或嵌段的方式加成环氧丙烷和环氧乙烷等两种环氧烷而得的多元醇等,作为多官能团的多元醇,例如可举出对蔗糖基体加成与上述相同的物质而得的聚醚多元醇等。
作为加聚环氧乙烷和环氧丙烷而得的聚醚多元醇,例如可列举出以水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、二甘油、季戊四醇、乙二胺、甲基葡萄糖苷、芳香族二胺、山梨糖醇、蔗糖、磷酸等为起始物质来加聚环氧乙烷和环氧丙烷而得的物质,特别优选为以水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇为起始物质而得的物质。对于所加成的环氧乙烷和环氧丙烷的比率、微结构,环氧乙烷的比率优选为2~95质量%,更优选为5~90质量%,在末端加成有环氧乙烷的物质是优选的。另外,分子链中的环氧乙烷和环氧丙烷的排列优选为无规排列。
另外,作为所述聚醚多元醇的分子量,以水、丙二醇、乙二醇为起始物质时其为二官能团物质,按重均分子量计,优选为300~6000的范围,更优选为3000~5000的范围。另外,以甘油、三羟甲基丙烷、己三醇为起始物质时其为三官能团物质,按重均分子量计,优选为900~9000的范围,更优选为4000~8000的范围。进而,可以适宜地将二官能团的多元醇与三官能团的多元醇混合使用。
另外,聚四亚甲基醚二醇例如可以通过四氢呋喃的阳离子聚合来获得,优选使用重均分子量在400~4000的范围内的物质,特别优选使用重均分子量在650~3000的范围内的物质。另外,也优选混合分子量不同的聚四亚甲基醚二醇。进而,也可以使用使环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷共聚而得的聚四亚甲基醚二醇。
进而,也优选将聚四亚甲基醚乙二醇与加聚环氧乙烷和环氧丙烷而得的聚醚多元醇混合使用。这种情况下,以质量比计,它们的混合比率适宜以95∶5~20∶80的范围来使用,特别适宜以90∶10~50∶50的范围来使用。
另外,也可以与上述多元醇成分一起并用使多元醇进行丙烯腈改性而得的聚合物多元醇、对多元醇加成三聚氰胺而得的多元醇、丁二醇等二元醇类、三羟甲基丙烷等多元醇类、它们的衍生物。
作为在本发明中使用的多异氰酸酯成分,可以使用芳香族异氰酸酯或其衍生物、脂肪族异氰酸酯或其衍生物、脂环族异氰酸酯或其衍生物。其中优选为芳香族异氰酸酯或其衍生物,特别适宜使用甲苯二异氰酸酯(TDI)或其衍生物、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或其衍生物、多亚甲基多苯基异氰酸酯或其衍生物,可单独使用一种或混合使用。
作为甲苯二异氰酸酯或其衍生物,可以使用粗制甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、它们的脲改性物、缩二脲改性物、碳化二亚胺改性物、用多元醇等改性的聚氨酯改性物等。作为二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物,例如可以使用将二氨基二苯基甲烷或其衍生物光气化而得的二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物。作为二氨基二苯基甲烷的衍生物,有多核体等,可以使用由二氨基二苯基甲烷得到的纯二苯基甲烷二异氰酸酯、由二氨基二苯基甲烷的多核体得到的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯等。对于聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的官能团数,通常使用纯二苯基甲烷二异氰酸酯与各种官能团数的聚合二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物,平均官能团数优选为2.05~4.00,更优选为2.50~3.50。另外,也可以使用将这些二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物改性而得的衍生物,例如用多元醇等改性的聚氨酯改性物、通过形成脲二酮(uretdione)而得的二聚体、异氰脲酸酯改性物、碳化二亚胺/脲酮亚胺(uretonimine)改性物、脲基甲酸酯改性物、脲改性物、缩二脲改性物等。另外,也可以将几种二苯基甲烷二异氰酸酯、其衍生物混合使用。
在本发明中,作为预聚物化的方法,可举出如下方法:将多元醇和异氰酸酯放入适当的容器,充分搅拌,在30~90℃下,更优选在40~70℃下,保温6~240小时,更优选保温24~72小时。这种情况下,对于多元醇与异氰酸酯的重量的比率,优选进行调节以使所得到的预聚物的异氰酸酯含有率为4~30质量%,更优选为6~15质量%。异氰酸酯的含有率小于4质量%时,会损害预聚物的稳定性,在储存中预聚物会固化,有可能无法供给使用。另外,异氰酸酯的含有率超过30质量%时,未预聚物化的异氰酸酯的含量增加,该多异氰酸酯与在之后的聚氨酯固化反应中使用的多元醇成分通过与不经过预聚物化反应的一步制法类似的反应机理来固化,因而使用预聚物法的效果减弱。
在基材聚氨酯泡沫中,除上述多元醇成分和异氰酸酯成分之外,还可以根据期望添加炭黑等导电材料、电荷控制剂、交联剂、表面活性剂、催化剂、稳泡剂等,由此可以形成符合期望的层结构。另外,可适宜地使用阻燃剂、填充剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等。
作为离子导电材料的例子,可列举出四乙基铵、四丁基铵、十二烷基三甲基铵(例如月桂基三甲基铵)、十六烷基三甲基铵、十八烷基三甲基铵(例如硬脂基三甲基铵)、苄基三甲基铵、改性脂肪酸二甲基乙基铵等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、烷基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐等的铵盐,锂、钠、钾、钙、镁等碱金属、碱土金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐等。
另外,作为碳导电材料,例如可列举出Denka Black、科琴黑(Ketjen Black)、乙炔黑等气黑(gas black)、包括墨黑(inkblack)的油料炉黑(oil furnace black)、热炭黑、槽法炭黑、灯黑等,本发明的基材聚氨酯泡沫优选为浸渍有所述碳导电材料的物质、或内部添加有碳导电材料的物质。
进而,作为电子导电材料的例子,可列举出氧化锡、氧化钛、氧化锌等导电性金属氧化物,镍、铜、银、锗等金属等。这些导电材料可以单独使用,也可以将两种以上混合使用。其配合量没有特别限定,可以根据期望来适宜地选定,通常,相对于多元醇与异氰酸酯的总量100质量份,为0.1~40质量份的比例,优选为0.3~20质量份的比例。
作为电荷控制剂,其为与基材聚氨酯泡沫相比在带电序列中位于更负侧或更正侧的物质,可以使用通常作为调色剂的电荷控制剂或带电控制剂使用的物质。此处,对于其为位于负侧的带电序列的电荷控制剂、还是位于正侧的带电序列的电荷控制剂,具体而言,可以通过以下的方法来判别。
(带电序列的位置的判别方法)
将测定对象材料在23℃、相对湿度55%的气氛下放置4小时。对测定对象材料用除电鼓风机SJ-F300(KEYENCECORPORATION制造)来除去静电。将作为基材使用的聚氨酯泡沫(聚氨酯发泡体)与测定对象材料摩擦,用表面电位计(TREK JAPAN co.,ltd.制造的“MODEL 347”)进行测定。判别聚氨酯泡沫和测定对象材料所带的是+(正电)、-(负电)中的哪一种。
作为能在本发明中使用的、与基材聚氨酯泡沫相比在带电序列中位于更负侧的电荷控制剂(以下称为“带负电电荷控制剂”)的具体例子,可列举出(A)硼酸盐、(B)硼酸酯化合物、(C)聚羟基链烷酸酯、(D)水杨酸衍生物的金属化合物、(E)羟萘甲酸(oxynaphthoic acid)衍生物的金属化合物、(F)偶氮系金属络合物化合物、(G)芳香族羟基羧酸的金属化合物、(H)以具有磺酸基的单体为共聚成分聚合而得的共聚物、(I)以具有羧基的单体为共聚成分聚合而得的共聚物、(J)锆或铝和锌与选自由芳香族二元醇、芳香族羟基羧酸、芳香族单羧酸和芳香族多元羧酸组成的组中的芳香族化合物进行配位和/或结合的有机金属化合物、(K)硼或铝与二苯乙醇酸(benzilicacid)衍生物的络合物、(L)含硫树脂等。这些带负电电荷控制剂可以单独使用一种或者将两种以上组合使用。另外,对于作为粘合剂使用的聚氯乙烯、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯树脂,有时根据所使用的调色剂种类和粘合剂量,粘合剂单独也能起相当于带负电电荷控制剂的作用。
作为(A)硼酸盐,没有特别限定,例如优选为钠盐、钾盐、铵盐等,尤其,更优选为钾盐。
作为(B)硼酸酯化合物,可适宜地使用下述通式(1)所示的物质。
Figure BPA00001275682600151
(上述通式(1)中,R1和R2表示氢原子、烷基或芳基,彼此可以相同也可以不同,M表示碱金属或碱土金属,n为整数。)
在上述通式(1)中,作为R1和R2所示的烷基,没有特别限定,优选为碳数1~18的烷基,更优选为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基,特别优选为丁基、戊基。
另外,在上述通式(1)中,作为R1和R2所示的芳基,可列举出苯基、甲苯基、二甲苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基等,其中优选为苯基。
进而,在上述通式(1)中,作为M所示的碱金属或碱土金属,可列举出锂、钾、钙、钠等,特别优选为锂、钾。
作为(C)聚羟基链烷酸酯,可适宜地使用下述通式(2)所示的物质。
(上述通式(2)中,R表示-A1-(SO2R3)x,R3为OH、卤素原子、ONa、OK、OR3a,R3a、A1表示取代或未取代脂肪族烃基、取代或未取代的芳香族基、取代或未取代的杂环基,m和x为选自1~8的整数,存在多个单元时,R、R3、R3a、A1、m、x在各单元独立地表示上述含义。)
作为(D)水杨酸衍生物的金属化合物,优选为二烷基水杨酸的金属化合物,特别优选为二叔丁基水杨酸的金属化合物。另外,作为金属元素,优选为铝、镓、镁、钙、钛、铬、锌、锆、铪等,特别优选为铝化合物。
作为(E)羟萘甲酸衍生物的金属化合物,可列举出下述通式(3)所示的羟萘甲酸衍生物与铝、铬、钴、铁、钛、锌等金属形成的有机金属化合物。
Figure BPA00001275682600161
(上述通式(3)中,R4表示氢原子、直链或支链的烷基、烷氧基、硝基、氨基、羧基、芳烷基、苯基、苄基或卤素原子,n表示0~4的整数。)
作为(F)偶氮系金属配合物化合物,可适宜地使用下述通式(4)所示的物质。
Figure BPA00001275682600162
(上述通式(4)中,M表示配位中心金属(铬、钴、镍、锰、铁、钛、铝等),Ar表示可以具有各种取代基的芳基,X、X1、Y和Y1分别表示O、CO、NH或NR5(R5为碳数1~4的亚烷基),A+表示氢离子、钠离子、钾离子、铵离子、脂肪族铵离子,A+也可以是这些离子混合的物质)。
作为构成(G)芳香族羟基羧酸的金属化合物的芳香族羟基羧酸,可列举出水杨酸、间羟基苯甲酸、对羟基羧酸、没食子酸、扁桃酸、托品酸等。其中,优选使用二元以上的芳香族羧酸,特别优选为间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、萘二羧酸。作为与这些芳香族羧酸形成金属化合物的金属种类,优选为二价以上的金属,具体而言,可列举出镁、钙、锶、铅、铁、钴、镍、锌、铜、锆、铪、铝、铬等。
在(H)以具有磺酸基的单体为共聚成分聚合而得的共聚物中,作为具有磺酸基的单体,特别优选为含有磺酸的丙烯酰胺系单体,例如可列举出2-丙烯酰胺丙烷磺酸、2-丙烯酰胺正丁烷磺酸、2-丙烯酰胺正己烷磺酸、2-丙烯酰胺正辛烷磺酸、2-丙烯酰胺正十二烷磺酸、2-丙烯酰胺正十四烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-苯基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2,2,4-三甲基戊烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基苯基乙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-(4-氯苯基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-羧基甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-(2-吡啶基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-1-甲基丙烷磺酸、3-丙烯酰胺-3-甲基丁烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺正癸烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺正十四烷磺酸等。其中,可适宜地举出2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
作为共聚成分,可列举出苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、卤化乙烯类、乙烯酯类、(甲基)丙烯酸等乙烯系单体等。
在(I)以具有羧基的单体为共聚成分聚合而得的共聚物中,作为具有羧基的单体,可适宜地使用下述通式(5)或下述通式(6)所示的物质。
Figure BPA00001275682600181
(上述通式(5)中,R6为碳数2~6的亚烷基,R7为氢原子或甲基,n表示0~10的整数。)
Figure BPA00001275682600182
(上述通式(6)中,R8为氢原子或甲基,R9为碳数2~4的亚烷基,R10表示亚乙基、亚乙烯基、1,2-亚环己基、或1,2-亚苯基。)
作为上述通式(5)所示的具有羧基的单体,例如可例示出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸二聚物、ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。
另外,作为上述通式(6)所示的具有羧基的单体,例如可例示出琥珀酸单羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯、马来酸单羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯、富马酸单羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸单羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯、1,2-二羧基环己烷单羟基乙酯(甲基)丙烯酸酯等。
进而,作为共聚成分,与上述(H)共聚物同样地可列举出苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、卤化乙烯类、乙烯酯类、(甲基)丙烯酸等乙烯系单体等。
(J)锆或铝和锌与选自由芳香族二元醇、芳香族羟基羧酸、芳香族单羧酸和芳香族多元羧酸组成的组中的芳香族化合物进行配位和/或结合的有机金属化合物是指,芳香族化合物成为配位体,与锆或铝和锌形成金属络合物或金属络盐而得的物质。
作为(K)硼或铝与二苯乙醇酸衍生物的络合物,可适宜地使用下述通式(7)所示的物质。
Figure BPA00001275682600191
(上述通式(7)中,M为硼或铝,X为锂、钠或钾,R11、R12、R13和R14各自独立地表示氢原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的烷氧基或卤素原子,R11、R12、R13和R14可以存在多个,在它们存在多个时,彼此可以不同也可以相同,n表示1~5的整数。)
作为(L)含硫树脂,优选为具有磺酸基的聚合物或共聚物,特别优选为以含有磺酸基的丙烯酰胺单体为构成成分的含硫聚合物或共聚物。
作为含有磺酸基的丙烯酰胺单体,可列举出2-丙烯酰胺丙烷磺酸、2-丙烯酰胺正丁烷磺酸、2-丙烯酰胺正己烷磺酸、2-丙烯酰胺正辛烷磺酸、2-丙烯酰胺正十二烷磺酸、2-丙烯酰胺正十四烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-苯基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2,2,4-三甲基戊烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基苯基乙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-(4-氯苯基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-羧基甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-(2-吡啶基)丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-1-甲基丙烷磺酸、3-丙烯酰胺-3-甲基丁烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺正癸烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺正十四烷磺酸等,其中,特别优选为2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。
作为与上述含有磺酸基的丙烯酰胺单体共聚的成分,优选为苯乙烯系单体和丙烯酸系单体,可适宜地举出苯乙烯与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的组合。
作为能在本发明中使用的、与基材聚氨酯泡沫相比在带电序列中位于更正侧的电荷控制剂(以下称为“带正电电荷控制剂”)的具体例子,可列举出(a)以(甲基)丙烯酸酯单体为共聚成分聚合而得的共聚物、(b)以含氨基单体为共聚成分聚合而得的共聚物、(c)含有羟基的氨基化合物、(d)具有咪唑鎓盐类作为构成单元的聚合物、(e)季铵盐化合物、(f)苯胺黑(nigrosine)系化合物、(g)三苯基甲烷系化合物等。这些带正电电荷控制剂可以单独使用一种或者将两种以上组合使用。另外,对于作为粘合剂使用的聚丙烯酰胺、丁二烯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、氯丁橡胶,根据所使用的调色剂种类和粘合剂量,有时粘合剂单独也能起相当于带正电电荷控制剂的作用。
作为(a)以(甲基)丙烯酸酯单体为共聚成分聚合而得的共聚物,可适宜地使用以下述通式(8)所示的(甲基)丙烯酸酯为主要成分的物质。
Figure BPA00001275682600201
(上述通式(8)中,R15表示碳数4以上的烷基,R16表示氢原子或甲基,R15更优选为碳数6以上的烷基,进一步优选为碳数8以上的烷基,进而,R15优选为碳数20以下的烷基,R15可以为直链也可以为支链,也可以具有环状结构。)
具体而言,可列举出(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸正十三烷酯、(甲基)丙烯酸正硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等。另外,“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。
作为共聚成分,没有特别限定,可列举出具有碳数1~3的烷基的(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、卤化乙烯类、乙烯酯类、(甲基)丙烯酸等乙烯系单体。另外,与后述的(b)含氨基单体的共聚物也是优选的形态。
作为(b)以含氨基单体为共聚成分聚合而得的共聚物,可适宜地使用以下述通式(9)所示的含氨基单体为主要成分的物质。
Figure BPA00001275682600211
(上述通式(9)中,R17表示氢原子或甲基,R18表示碳数1~7的二价有机基团,R19和R20各自独立地为氢原子或碳数1~20的有机基团,特别优选为碳数2~4的有机基团,或者R19与R20可以是化学键合的碳数4~20的环状结构,或者R19和R20也可以是化学键合的、包含氮原子、氧原子、硫原子中的至少一种的碳数4~19的环状结构。)
具体而言,可例示出N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二甲基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二乙基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二丙基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二丁基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N-月桂基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N-硬脂基氨基苯基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二甲基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二乙基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二丙基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺、对-N,N-二丁基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺、对-N-月桂基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺、对-N-硬脂基氨基苄基(甲基)丙烯酰胺等。通式(9)所示的具有氨基的单体可以单独使用或者将两种以上的单体组合使用。另外,“(甲基)丙烯酰胺”是指甲基丙烯酰胺或丙烯酰胺。
作为共聚成分,上述(a)成分是优选的,此外还可列举出具有碳数1~3的烷基的(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯系单体、烯烃系单体、二烯系单体、卤化乙烯类、乙烯酯类、(甲基)丙烯酸等乙烯系单体等。
作为(c)含有羟基的氨基化合物,可适宜地使用下述通式(10)或下述通式(11)所示的物质。
Figure BPA00001275682600221
(上述通式(10)和(11)中,R21、R24和R26为碳数1~8的亚烷基或重复数为1~4的环氧乙烷基,R22、R23、R25、R27、R28分别为碳数1~8的烷基,R22和R23、R24~R28彼此可以相同也可以不同。)
作为上述通式(10)和(11)所示的含有羟基的氨基化合物的具体例子,可列举出二甲基乙醇胺,作为市售品的花王(株)制造的“KAOLIZER No.25(商品名)”,Sankyo Air Products Co.,Ltd.制造的“POLYCAT 17(商品名)”等。
对于(d)具有咪唑鎓盐类作为构成单元的聚合物,可适宜地使用以下述通式(12)所示的咪唑鎓盐为主要成分的物质。
Figure BPA00001275682600231
(上述通式(12)中,R29为氢原子或碳数1~17的烃基,R30和R31各自独立地为氢原子或碳数1~8的烃基,或者R30和R31可以相互连结而形成环结构,R32表示可以含有醚键的碳数1~12的亚烷基,X-为阴离子,n表示2~100的整数。)
在上述通式(12)中,作为R29中的碳数1~17的烃基,可列举出甲基、乙基、十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基等烷基,十一碳烯基、十三碳烯基、十七碳烯基等链烯基,戊基苯基、己基苯基等烷基苯基,苯基等芳基,苄基等芳烷基等。其中,优选为氢原子和碳数11~17的烷基,特别优选为十一烷基、十三烷基、十五烷基、十七烷基。
在上述通式(12)中,作为R30和R31中的碳数1~8的烃基,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基等烷基,苯基等芳基,苄基等芳烷基等。另外,作为R30和R31互相连结而成的环结构,可举出苯并基(benzo group)等。其中,优选为氢原子、甲基、乙基和苯并基,特别优选为氢原子和苯并基。
在上述通式(12)中,作为R32的具体例子,可列举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基、八亚甲基、十亚甲基、十二亚甲基、-CH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2OCH2OCH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-等基团。其中优选为亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基、-CH2CH2OCH2CH2-、以及-CH2CH2OCH2OCH2CH2-,特别优选为三亚甲基、四亚甲基、六亚甲基和-CH2CH2OCH2CH2-。
在上述通式(12)中,作为X-的阴离子,可列举出卤素离子、硫酸离子、硝酸离子、磷酸离子、磺酸离子(对甲苯磺酸离子、甲基磺酸离子、羟基萘磺酸离子等)、羧酸离子(甲酸离子、醋酸离子、丙酸离子、苯甲酸离子等)、硼酸离子(硼酸离子、偏硼酸离子、四氟硼酸离子、四苯基硼酸离子等)以及金属含氧酸离子(钼酸离子、钨酸离子等)等。其中优选的是羧酸离子、磺酸离子、硼酸离子和金属含氧酸离子。
作为(e)季铵盐化合物,可适宜地使用下述通式(13)所示的物质。
Figure BPA00001275682600241
(上述通式(13)中,R33、R34、R35和R36各自独立地表示可以具有取代基的烷基、可以具有取代基的环状烷基、可以具有取代基的芳烷基、可以具有取代基的芳基,X-表示阴离子。)
在上述通式(13)中,作为R33、R34、R35和R36中的烷基的具体例子,可列举出甲基、乙基等碳数1~8的直链或具有支链的烷基,作为取代基,可列举出甲氧基、乙氧基等碳数1~3的烷氧基、卤素、硝基、苯基等。
在上述通式(13)中,作为R33、R34、R35和R36中的环状烷基的具体例子,可列举出环丙基、环戊基、环己基、环庚基等碳数3~8的环烷基,另外,作为取代基,可举出与上述的烷基中所示的物质相同的物质。
在上述通式(13)中,作为R33、R34、R35和R36中的芳烷基的具体例子,可列举出苄基、α,α-二甲基苄基、甲苯基、苯乙基等,另外,作为取代基,可举出与上述的烷基中所示的物质相同的物质。
在上述通式(13)中,作为R33、R34、R35和R36中的芳基的具体例子,可列举出苯基、萘基等,另外,作为取代基,可举出与上述的烷基中所示的物质相同的物质。
在上述通式(13)中,作为X-所示的阴离子,有有机或无·机的阴离子,作为具体例子,可列举出萘酚磺酸阴离子、甲苯磺酸的阴离子、卤素离子等。
作为(f)苯胺黑系化合物,可以使用作为苯胺黑系染料而公知的化合物,例如市售有“NIGROSINE BASE EX(商品名)”、“OIL BLACK BS(商品名)”、“OIL BLACK SO(商品名)”、”BONTRON N-01(商品名)”、“BONTRON N-07(商品名)”、”BONTRON N-09(商品名)”、“BONTRON N-11(商品名)”(以上,ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD.制造)等。
作为(g)三苯基甲烷系化合物,例如可适宜地使用下述通式(14)所示的物质。
Figure BPA00001275682600251
(上述通式(14)中,R37和R39各自独立地为选自氨基、具有碳数1~4的烷基的单烷基氨基或二烷基氨基、具有碳数2~4的烷基的单-ω-羟基烷基氨基或二-ω-羟基烷基氨基、无取代或N-烷基取代的苯基氨基中的基团,R38为氢原子或R37和R39所示的基团,R40和R41各自独立地为氢原子、卤素原子、磺酸基、或者形成两者缩合而成的苯基环,R42、R43、R45和R46各自独立地为氢原子、甲基或乙基,R44为氢原子或卤素原子,X-为卤素离子、硫酸盐、钼酸盐、磷钼酸盐、硼阴离子,其中,优选的是,R37和R39为苯基氨基、R38为间甲基苯基氨基、R40~R46为氢原子的化合物。)
另外,在基材聚氨酯泡沫中配合硅酮稳泡剂、各种表面活性剂可使泡沫材料的泡孔(cell)稳定,故优选。作为硅酮稳泡剂,适宜使用二甲基聚硅氧烷-聚环氧烷共聚物等,特别优选为由分子量350~15000的二甲基聚硅氧烷部分与分子量200~4000的聚环氧烷部分构成的物质。聚环氧烷部分的分子结构优选为环氧乙烷的加聚物、环氧乙烷与环氧丙烷的共加聚物,也优选使其分子末端为环氧乙烷。作为表面活性剂,可列举出阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂等离子系表面活性剂,各种聚醚、各种聚酯等非离子性表面活性剂。这些可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。相对于多元醇成分与异氰酸酯成分的总量100质量份,硅酮稳泡剂、各种表面活性剂的配合量优选为0.1~10质量份,进一步优选为0.5~5质量份。
在本发明中,作为用作发泡剂的化合物,其种类和用量没有特别限定,可以使用公知的物质。作为发泡剂,例如可以使用二氯甲烷、氟利昂123、氟利昂141b等。
作为在基材聚氨酯泡沫的固化反应中使用的催化剂,可列举出三乙胺、二甲基环己胺等单胺类,四甲基乙二胺、四甲基丙二胺、四甲基己二胺等二胺类,五甲基二亚乙基三胺、五甲基二亚丙基三胺、四甲基胍等三胺类,三乙二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、甲基吗啉、二甲基氨基乙基吗啉、二甲基咪唑等环状胺类,二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三甲基氨基乙基乙醇胺、甲基羟乙基哌嗪、羟乙基吗啉等醇胺类,双(二甲基氨基乙基)醚、乙二醇双(二甲基)氨基丙基醚等醚胺类,辛酸亚锡(stannous octoate)、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇二丁基锡、硫代羧酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、硫醇二辛基锡、硫代羧酸二辛基锡、丙酸苯汞(phenylmercuric propionate)、辛烯酸铅等有机金属化合物等。这些催化剂可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
另外,在本发明中,聚氨酯泡沫的通气量优选为100~700cm3/cm2/sec,尤其,进一步优选为150~400cm3/cm2/sec左右。通气量超过700cm3/cm2/sec时,有可能由浓度过高导致调色剂消耗效率(toner consumption efficiency)降低,另一方面,小于100cm3/cm2/sec时,有可能在向浸渍液中浸渍基材聚氨酯泡沫时变得难以浸渍,硅酮粉末等及粘合剂的附着量难以达到规定。另外,在其影响下生产率有可能会降低。另外,上述通气量是依照JIS K 6400来测定的。
另外,在本发明中,聚氨酯泡沫的泡孔数优选为20~80个/inch(25.4mm),尤其,更优选为30~60个/inch。泡孔数少于20个/inch时,调色剂的附着的空间会减少,因而容易影响显影,另一方面,泡孔数多于80个/inch时,有可能在向浸渍液浸渍基材聚氨酯泡沫时变得难以浸渍,硅酮粉末等及粘合剂的附着量难以达到规定。另外,也有可能浸渍速度也变慢,成本增加。
进而,聚氨酯泡沫的平均泡孔直径优选为50~1000μm,尤其,更优选为100~400μm左右。平均泡孔直径超过1000μm时,有可能由浓度过高导致调色剂消耗效率降低,另一方面,小于50μm时,有可能在向浸渍液中浸渍基材聚氨酯泡沫时变得难以浸渍,硅酮粉末等及粘合剂的附着量难以达到规定。
在本发明中,聚氨酯泡沫的密度优选为10~100kg/m3,尤其,更优选为10~50kg/m3左右。密度超过100kg/m3时,有可能成本增加,另一方面,密度小于10kg/m3时,压缩残余应变倾向于恶化,有时追随性会消失,成为模糊的原因。
另外,以Asker F硬度计,聚氨酯泡沫的硬度优选为30~90°。硬度大于90°时,有可能使调色剂劣化,小于30°时,容易变得研磨不良,是不优选的。
另外,作为本发明的辊中使用的轴1,没有特别限定,可以使用任意物质,例如可以使用对硫高速切削钢等钢材实施镍、锌等的镀敷而得的物质,由铁、不锈钢、铝等金属制的实心体形成的芯棒,内部挖成中空的金属制圆筒体等金属制轴。另外,在本发明中,适宜使所述轴1的直径小于Φ6.0mm,例如为5.0mm,且使聚氨酯泡沫3的厚度小于4.5mm,例如为4.0mm。由此,能够实现辊的轻量化,并且通过聚氨酯泡沫3的薄层化使得从宏观上来看时聚氨酯泡沫的弹性模量提高,调色剂刮除性提高。另外,由聚氨酯泡沫3的薄层化带来聚氨酯泡沫的体积减少,由此能够使打印耐久时聚氨酯泡沫3所包含的调色剂量减少,控制调色剂消耗效率。
进而,在本发明的辊中,如图所示,在轴1与聚氨酯泡沫3之间设置粘接层2是优选的。作为粘接层2中使用的粘接剂,可适宜地使用以熔点120℃以上、特别是130℃以上且200℃以下的己二酸酯系聚氨酯树脂为主要成分的热熔融型高分子粘接剂。
作为所述粘接剂的性状,可以是薄膜、颗粒等任何形态。另外,粘接层2的厚度适宜为20~300μm,过薄时会发生粘接不良,过厚时会无法得到适宜的辊电阻,因而均不优选。另外,粘接时的粘接剂的熔融温度为100℃以上,特别为130℃以上200℃以下,且为低于粘接剂的熔点的温度是优选的。由此,粘接层2成半熔融状态,施加5V电压时的辊电阻为106~108Ω,施加100V电压时的辊电阻为102~104Ω,对电压依赖性的控制变得更容易,可以提高打印耐久初期的浓度。
本发明的调色剂输送辊,可以如下制造:在轴1的外周,根据期望介由粘接剂来承载聚氨酯泡沫3,然后以预定的温度加热粘接轴1和聚氨酯泡沫3。
具体而言,首先,将聚氨酯泡沫3成型为板状等任意的形状。在本发明中,可适宜地使用如下方法:在该聚氨酯泡沫3成型时,使用低压发泡机,在机械头部利用搅拌转子将预聚物与除此之外的成分的混合物混合,将混合物注入模具温度40~80℃的模具,将其加热固化。对于可通过该方法成型的聚氨酯泡沫3,与通过机械地封入气体而得的物质相比,其为低硬度、例如以Asker F硬度计为30~90°的发泡体。
另外,在轴1的外周卷绕薄膜状粘接剂、或将颗粒状粘接剂熔融、涂布,从而形成粘接剂的膜。此后,在聚氨酯泡沫3上开孔,将带有粘接剂的轴1插入该孔中。此后,以预定温度进行加热,介由粘接层2使轴1与聚氨酯泡沫3一体化,研磨聚氨酯泡沫3的表面来形成所期望的圆筒形状,进而,将聚氨酯泡沫3的端部裁断来形成预定形状,从而可以得到本发明的调色剂输送辊。
实施例
以下,举出实施例和比较例来更具体地说明本发明,只要本发明不超出其要旨,则不限定于以下的实施例。
<材料>
以下,示出实施例和比较例中使用的材料。
聚氨酯泡沫A    Bridgestone Corporation制造(未除膜处理)
密度                29kg/m3
通气量              196cm3/cm2/sec
硬度                10kgf
平均泡孔直径        280μm
粘合剂a             Enex Co.,Ltd.制造的“SE BINDER”聚氨酯树脂水分散体
                    固体成分50%
硅酮粉末            Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造
                    “TREFIL E-E-601”
消泡剂              自乳化型硅酮系消泡剂
<实施例1>
混合上述粘合剂a、硅酮粉末(2.6g/L)、消泡剂,制得浸渍液。在充满该浸渍液的浴中浸渍块状(16mm×1000mm×2000mm)、未实施除膜处理的聚氨酯泡沫A,在2根辊之间进行压缩,然后放开,使聚氨酯泡沫A浸渍于浸渍液中。将其引至浴上,通过夹辊(nip roll)来将多余的浸渍液挤出、除去,然后在110℃的热风炉中加热干燥10分钟,得到本发明的聚氨酯泡沫。该聚氨酯泡沫的浸渍液的附着量以干燥质量计为8g/L。
另外,上述浸渍液的附着量可通过在从浸渍液中取出块状聚氨酯泡沫A之后的压缩时的压力来调节,或者可通过改变浸渍液中的硅酮粉末和粘合剂a的浓度来调节。
在如上这样得到的浸渍有硅酮粉末和粘合剂a的块状的本发明的聚氨酯泡沫中冲出用于插通轴的孔,在该孔中插通涂布有粘接剂的轴(直径:6.0mm,长度:250mm),然后研磨块状聚氨酯泡沫来形成均匀厚度的发泡弹性体,制得本发明的调色剂输送辊。
<比较例1>
除了未配合硅酮粉末以外,与实施例1同样地制得调色剂输送辊。
<比较例2>
除了将本发明的聚氨酯泡沫替换为硅酮橡胶以外,以与实施例1相同的方法制得调色剂输送辊。
<评价>
如下所述评价上述实施例和比较例中得到的调色剂输送辊的物性。结果一并记于表1。
(1)密度
测定体积和质量来求出密度(g/cm3)。
(2)100%浓度图像的评价
在市售的打印机上设置上述实施例和比较例中得到的调色剂输送辊,在下述条件下进行印刷,评价打印性能。
对A4用纸以4%的打印图案进行20000张的印刷。在进行20000张的印刷时,每隔1000张进行3张连续黑色100%图案印刷。总计进行20次的3张连续黑色100%图案印刷,针对各次以下述三个等级进行评价,算出20次的平均。
(评价基准)
将3张中在第1~2张发生模糊的情况记为×。
将3张中在第3张发生模糊的情况记为△。
将3张均未发生模糊的情况记为○。
(3)基于调色剂输送量(M/A)的评价
用以下的方法评价实施例和比较例中制得的调色剂输送辊的调色剂输送量(M/A)(参照图2)。
使用装有ADVANTEC 86R的圆筒滤纸的抽吸泵,抽吸在显影辊12上、存在于调色剂输送辊13与刮板18之间的调色剂约14.4cm2,称量积存于滤纸上的调色剂,测定每单位面积的调色剂量(g/cm2)。
[表1]
Figure BPA00001275682600321
根据表1,实施例1提高了调色剂带电量(Q/M),具有充分的调色剂输送性,能够以低成本得到良好的图像。与此相对,比较例1未能获得充分的调色剂输送性,无法得到良好的图像。另外,与实施例1相比,比较例2的调色剂输送性稍差,由于为硅酮橡胶制因而成本也高。

Claims (8)

1.一种聚氨酯泡沫,其特征在于,其使选自硅酮粉末和硅石粉末中的一种以上的粉末浸渍到基材聚氨酯泡沫中而成。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫,其中,所述粉末介由粘合剂与所述基材聚氨酯泡沫结合。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫,其中,所述粉末以聚有机倍半硅氧烷为主要成分。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫,其相对于100质量份所述基材聚氨酯泡沫浸渍0.1~50质量份所述粉末而成。
5.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫,其中,所述粘合剂为选自由丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、丙烯酸-醋酸乙烯酯共聚物树脂、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯树脂、聚氨酯树脂、醋酸乙烯酯树脂、丁二烯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂和氯丁橡胶组成的组中的一种以上。
6.根据权利要求2所述的聚氨酯泡沫,其中,相对于100质量份所述粘合剂的固体成分,所述粉末为10~110质量份。
7.一种调色剂输送辊,其特征在于,其在轴的外周承载权利要求1所述的聚氨酯泡沫而成。
8.根据权利要求7所述的调色剂输送辊,其为用于带负电性调色剂的调色剂输送辊。
CN2009801215313A 2008-06-10 2009-06-01 聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊 Pending CN102056972A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-152250 2008-06-10
JP2008152250A JP5649774B2 (ja) 2008-06-10 2008-06-10 ウレタンフォームの製造方法およびトナー搬送ローラ
PCT/JP2009/060005 WO2009150953A1 (ja) 2008-06-10 2009-06-01 ウレタンフォームおよびそれを用いたトナー搬送ローラ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102056972A true CN102056972A (zh) 2011-05-11

Family

ID=41416664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801215313A Pending CN102056972A (zh) 2008-06-10 2009-06-01 聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10222721B2 (zh)
JP (1) JP5649774B2 (zh)
CN (1) CN102056972A (zh)
WO (1) WO2009150953A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103890663A (zh) * 2011-10-31 2014-06-25 佳能株式会社 显影剂承载构件、其制造方法和显影装置
CN103890662A (zh) * 2011-10-31 2014-06-25 佳能株式会社 显影剂承载构件、其制造方法和显影装置
CN108780292A (zh) * 2016-04-18 2018-11-09 惠普印迪戈股份公司 液体电子照相印刷设备和中间转印件

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019022025A1 (ja) * 2017-07-24 2019-01-31 株式会社ブリヂストン 導電性ウレタンフォーム及びトナー供給ローラ
JP2021031505A (ja) * 2019-08-13 2021-03-01 株式会社ブリヂストン ウレタンフォームおよびトナー搬送ローラ
US11576837B2 (en) 2019-10-03 2023-02-14 Jfxd Trx Acq Llc Multi-zonal roller and method of use thereof
US20250026576A1 (en) * 2023-07-19 2025-01-23 Intelligrated Headquarters, Llc Reinforcement to reduce noise and improve flexural strength for metal rollers

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3057750A (en) * 1958-12-16 1962-10-09 Du Pont Process for reinforcing a preformed elastomer foam
JPS5217540B2 (zh) * 1973-10-04 1977-05-16
US4231901A (en) * 1978-06-23 1980-11-04 Charleswater Products, Inc. Electrically conductive foam and method of preparation and use
JPS5684734A (en) * 1979-12-14 1981-07-10 Takashi Ishikawa Inorganic substance-filled urethane panel
JPS57115433A (en) 1981-11-14 1982-07-17 Achilles Corp Electrically-conductive urethane foam
GB2163371B (en) * 1984-08-07 1988-04-07 Ricoh Kk Developing electrostatic latent images
US5434653A (en) * 1993-03-29 1995-07-18 Bridgestone Corporation Developing roller and apparatus
JP3446284B2 (ja) * 1994-02-04 2003-09-16 株式会社ブリヂストン 電子写真装置用導電部材
JP3536598B2 (ja) 1997-07-17 2004-06-14 東海ゴム工業株式会社 トナー供給ロール及びその製造方法
JP4054462B2 (ja) 1998-10-16 2008-02-27 キヤノン株式会社 現像装置及び画像形成装置
JP4446549B2 (ja) * 2000-04-10 2010-04-07 株式会社イノアックコーポレーション トナー供給ロール
JP2002318459A (ja) * 2001-04-20 2002-10-31 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体、これを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2002319315A (ja) 2001-04-20 2002-10-31 Kurabo Ind Ltd 導電性ポリウレタンフォーム
JP2002341642A (ja) 2001-05-16 2002-11-29 Bridgestone Corp トナー供給ローラの製造方法、トナー供給ローラおよびそれを用いた画像形成装置
US20030084788A1 (en) * 2001-06-22 2003-05-08 Fraser Ladson L Foam coated air filtration media
JP2003076141A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Canon Inc 画像形成装置用の弾性ブレード、現像装置及び画像形成装置
DE60211274T2 (de) * 2001-11-02 2006-09-28 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Zwischenübertragungselement für elektrophotographische Verfahren
JP2003215905A (ja) 2002-01-24 2003-07-30 Nitto Kogyo Co Ltd トナー供給ローラ
JP2004029321A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Nitto Kogyo Co Ltd トナー供給ローラおよびその製造方法
US6776745B2 (en) * 2002-01-24 2004-08-17 Nitto Kogyo Co., Ltd. Toner supply roller
US6905804B2 (en) * 2002-02-08 2005-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrophotographic organophotoreceptors with novel charge transport materials
JP2003262997A (ja) 2002-03-11 2003-09-19 Shin Etsu Polymer Co Ltd 導電性弾性ロール及び画像形成装置
JP2003287951A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Tokai Rubber Ind Ltd トナー供給ロール
KR100453046B1 (ko) * 2002-04-16 2004-10-15 삼성전자주식회사 유기 감광체용 오버코트 형성용 조성물 및 이로부터형성된 오버코트층을 채용한 유기 감광체
JP2005283780A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Canon Inc 現像剤供給部材ならびにこれを用いた現像装置および画像形成装置
WO2006001171A1 (ja) * 2004-06-09 2006-01-05 Bridgestone Corporation 現像ローラ、帯電ローラ、導電性ローラ及びその製造方法
US7851118B2 (en) * 2004-10-27 2010-12-14 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Image forming method, image forming apparatus and organic photoreceptor
US8043775B2 (en) * 2005-03-16 2011-10-25 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Electrophotographic photosensitive body
JP4749937B2 (ja) * 2006-06-02 2011-08-17 株式会社リコー 画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
JP2007333829A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー供給ローラ、現像装置および画像形成装置
US7585602B2 (en) * 2006-07-24 2009-09-08 Xerox Corporation Imaging member having antistatic anticurl back coating containing polyhedral oligomeric silsequioxane silanol
JP2008116607A (ja) * 2006-11-02 2008-05-22 Konica Minolta Business Technologies Inc トナー供給ローラ
US8038591B2 (en) * 2007-03-27 2011-10-18 Lexmark International, Inc. Image forming apparatus component with triboelectric properties
KR20090015591A (ko) * 2007-08-09 2009-02-12 삼성전자주식회사 폴리우레탄 발포 복합체 조성물, 이로부터 제조된폴리우레탄 발포 복합체 및 그 제조방법
US8500616B2 (en) * 2007-10-09 2013-08-06 Lexmark International, Inc. Toner mass control by surface roughness and voids

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103890663A (zh) * 2011-10-31 2014-06-25 佳能株式会社 显影剂承载构件、其制造方法和显影装置
CN103890662A (zh) * 2011-10-31 2014-06-25 佳能株式会社 显影剂承载构件、其制造方法和显影装置
CN103890662B (zh) * 2011-10-31 2017-03-29 佳能株式会社 显影剂承载构件、其制造方法和显影装置
CN108780292A (zh) * 2016-04-18 2018-11-09 惠普印迪戈股份公司 液体电子照相印刷设备和中间转印件

Also Published As

Publication number Publication date
US10222721B2 (en) 2019-03-05
WO2009150953A1 (ja) 2009-12-17
JP2009298851A (ja) 2009-12-24
US20110188900A1 (en) 2011-08-04
JP5649774B2 (ja) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102089718B (zh) 电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊
CN101743517B (zh) 显影辊
CN102056972A (zh) 聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊
CN102224461B (zh) 调色剂输送辊、辊制造用模具以及辊的制造方法
WO2012117659A1 (ja) 導電性ローラ、現像装置及び画像形成装置
CN104380213A (zh) 调色剂供给辊的制造方法及调色剂供给辊
JP2011059505A (ja) 現像装置および画像形成装置
CN102414626B (zh) 电荷受控聚氨酯泡沫及使用其的调色剂输送辊
CN101681140A (zh) 导电辊
CN101681141B (zh) 调色剂运送辊和使用其的图像形成装置
EP3176639A2 (en) Member for electrophotography, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US5666626A (en) Apparatus for developing electrostatic latent images using developing roller having specific ionization potential
JP7083440B2 (ja) 導電性ローラ
JP5559521B2 (ja) 現像装置及び画像形成装置
JP5267998B2 (ja) 現像剤供給部材、現像装置、及び画像形成装置
CN1902282B (zh) 导电性高分子部件、转印辊以及图像形成装置
JP2013011726A (ja) トナー供給ローラ
JP5701102B2 (ja) 現像ローラ、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
US8452217B2 (en) Toner supply and cleaning roller comprising electroconductive elastic layer supported by means of adhesive layer and image forming apparatus using the same
JP4935587B2 (ja) 現像装置
JP6096406B2 (ja) 画像形成装置の製造方法
JP5041111B2 (ja) トナー供給ローラ
JP2014238529A (ja) 画像形成ユニット及び画像形成装置
JP2021031505A (ja) ウレタンフォームおよびトナー搬送ローラ
JP2009186667A (ja) トナー供給ローラ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110511