電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物及使用其的電子照相印刷用構件的製作方法

2023-05-20 11:39:31

專利名稱：電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物及使用其的電子照相印刷用構件的製作方法
技術領域：
本發明涉及降低溫度依存性、具有耐久性和機械強度的電子照相印刷用聚氨酯彈 性體組合物及使用其的電子照相印刷用構件。
背景技術：
近年，在用於高速雷射/LED印表機、複印機、複合機的電子照相印刷中，由於對高 畫質、印刷速度的高速化以及節能要求的提高，使得印刷設備、墨粉的規格一直在變化。與 此相伴，在反覆進行帶電、曝光、顯影、轉印、定影、清潔、除電的圖像形成工藝中，在轉印墨 粉圖像後除去感光體上殘留的墨粉的工藝中，對於清潔刮板而言，與以往相比清潔精度的 重要性愈發增加。尤其是在高速印刷中，由於圖像形成工藝的循環很快，因此需要墨粉容易漏過，並 在短時間內確實地清潔殘留的墨粉，但是，就墨粉而言，為了對應於高畫質化而一直向小粒 系化發展，為了防止墨粉的漏過，要求提高耐久性。另外，高速印刷中連續印刷時的溫度上 升很大，與此相對，在節能對策中為了縮短啟動時間或節電模式後的重啟時間，也要求能夠 應對外部溫度的環境變化的清潔性能的穩定性。以往，出於利用清潔性能的超低回彈性來降低溫度依存性的目的，採用使用了 1， 9-壬二醇、甲基-1，8-辛二醇/己二酸或癸二酸的聚氨酯彈性體作為Mn = 500 5000、酯 基濃度=6 8mmol/g的聚酯多元醇，但如果是這些組成，則永久伸度變大，彎曲狀態下與 感光體接觸的清潔刮板的長期耐久性存在問題(參照專利文獻1、2)。另外，有人提出了使用酯基濃度6 8mmol/g、烷基側鏈濃度為2 4mmol的聚酯 二醇的聚氨酯彈性體的方案，但是，如果使用烷基側鏈濃度為2mmol以上的聚酯二醇，則存 在下述問題，即，聚氨酯彈性體的拉伸、撕裂強度的降低變大，在長期使用清潔刮刀時，產生 缺口(參照專利文獻3)。專利文獻1 日本特許第3928880號專利文獻2 日本特開2004-292809專利文獻3 日本特許第3877065號

發明內容
發明要解決的問題本發明提供一種對應於高速、高畫質的清潔刮板等電子照相印刷用構件所必需的 可得到降低溫度依存性、長期耐久性提高並且滿足機械強度的聚氨酯彈性體的聚氨酯彈性 體組合物及電子照相印刷用構件。解決問題的手段S卩，本發明提供一種電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物及電子照相印刷用構 件，所述電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物的特徵在於，由聚酯多元醇(A)、多異氰酸酯化合物(B)及短鏈二醇和短鏈三醇的混合物(C)得到，所述聚酯多元醇(A)通過將以癸二 酸為主成分的多元羧酸(A-I)和選自下述(I) (III)的1種多元醇(A-2)進行縮聚而成，(I)碳原子數2 4的直鏈二醇，(II)碳原子數2 4的直鏈二醇和具有側鏈的碳原子數2 4的二醇，(III)碳原子數2 4的直鏈二醇和1，6_己二醇。發明效果根據本發明能夠提供一種，通過使用以癸二酸為主成分的多元羧酸與碳原子數 2 4的二醇，即長鏈羧酸與短鏈二醇的組合，進一步地並用少量具有側鏈的二醇，來緩和 伸長時的塑形變性，從而降低溫度依存性、具有使長期耐久性和機械強度並存的物性的電 子照相印刷用聚氨酯構件。
具體實施例方式本發明中使用的以癸二酸為主成分的多元羧酸(A-I)是飽和脂肪族二元酸，以癸 二酸為主成分。所說的以癸二酸為主成分是指優選在多元羧酸(A-I)中使用50 100摩 爾％。作為並用的其他多元羧酸，優選並用己二酸，其並用量為0 50摩爾％。如果己二酸 的並用量超過50摩爾％，則形成聚氨酯彈性體時的tan δ溫度分散幅度狹窄，由外部環境 導致的回彈性的變化幅度變大，因此不優選。進一步地，在不損害本發明的效果的範圍內， 也可少量地並用公知的其他脂肪族二元酸等。本發明中使用的碳原子數2 4的直鏈二醇(I)，具體地為乙二醇、1，3-丙二醇， 1，4_ 丁二醇中的任一種，優選使用其中的兩種。優選為乙二醇和1，4_ 丁二醇。另外，此時 量的比例(摩爾％)為，乙二醇Λ，4-丁二醇=60 80/20 40(摩爾％ )。如偏離該範 圍，則在形成聚氨酯彈性體時，由於伸長時產生塑性變形，永久伸度變大，因此是不優選的。本發明中使用的具有烷基側鏈的碳原子數2 4的二醇(II)，優選為具有碳原子 數1 2的烷基作為側鏈的脂肪族二醇，更優選為1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇。其 使用量優選為在多元醇(Α-2)中為20摩爾％以下，尤其優選為20 1摩爾％。具有側鏈 的二醇小於1摩爾％的情況下，由於使在形成聚氨酯彈性體時的永久伸度降低的效果不明 顯，因此不優選。另一方面，在具有側鏈的二醇超過20摩爾％的情況下，由於在形成聚氨酯 彈性體時的拉伸強度降低、連續使用時產生缺陷，因此不優選。另外，作為(II)中使用的碳 原子數2 4的直鏈二醇，只要是所述(I)的二醇即可。本發明中使用的碳原子數2 4的直鏈二醇與1，6_己二醇(III)是指由所述⑴ 的直鏈二醇與1，6-己二醇構成。此時量的比例(摩爾％)為，直鏈二醇/1，6-己二醇= 50 90/10 50(摩爾)。如果偏離該範圍，則在形成聚氨酯彈性體時，由於伸長時發生塑 性變形、永久伸度變大，因此不優選。本發明的聚酯多元醇(Α-2)，通過使所述多元羧酸(A-I)與選自(I) (II) (III)的 1種多元醇(Α-2)以摩爾比1 1.05 1.2發生縮聚反應來製造。其數均分子量優選為 1500 3000。如偏離該範圍，則耐久性差。另外，在不損害本發明的效果的範圍內，也可少 量地並用所述以外的其他二醇及二元酸來製造。此時，優選聚酯多元醇(Α-2)的酯基濃度 比8mmol/g大，這是因為在形成聚氨酯彈性體時的永久伸度變小。更優選為大於8mmol/g 且在9mmol/g以下。
本發明中所使用的多異氰酸酯化合物(B)，例如，能夠列舉出2，4_甲苯二異氰酸 酯(2，4-TDI)、2，6-甲苯二異氰酸酯(2，6-TDI)、4，4' -二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對 苯二異氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基二苯基_4，4' -二異氰酸酯 (TODI)等。尤其是從性能方面考慮，MDI是合適的。本發明使用的短鏈二醇與短鏈三醇的混合物(C)為交聯劑，優選短鏈二醇/短鏈 三醇=90/10 50/50 (重量比)。如果短鏈二醇超過90%，則由於在形成聚氨酯彈性體時 的交聯密度下降、永久伸度變大，因此不優選。另一方面，如果短鏈三醇超過50%，則由於形 成聚氨酯彈性體時的玻璃化轉變點為高溫、常溫下的橡膠彈性受損，因此不優選。作為短鏈 二醇，能夠使用與前述碳原子數2 4的直鏈二醇(乙二醇，1,4- 丁二醇，1,3-丙二醇)相 同的物質。作為短鏈三醇，為三羥甲基乙烷，三羥甲基丙烷，甘油等三醇類。在不損害本發 明的效果的範圍內，也可使用環己二醇，環己烷二甲醇等脂環式二醇類，及季戊四醇和山梨 糖醇等4官能以上的多元醇。另外，也可分別混合兩種以上的短鏈二醇、短鏈三醇而使用。對於本發明的聚氨酯彈性體而言，使用所述聚酯多元醇(A)、多異氰酸酯化合物 (B)及短鏈二醇/短鏈三醇的混合物(C)製造聚氨酯彈性體。其混合優選為，(聚酯多元醇 (A)和短鏈二醇/短鏈三醇的混合物(C)的合計羥基量)/(多異氰酸酯化合物⑶的異氰 酸酯基量)=1/0. 8 1. 1。聚氨酯反應能夠使用預聚物法、一步法等公知的聚氨酯製造方法。預聚物法由於 能夠得到強度、耐磨耗性優良的聚氨酯，因此適用於本發明。在本發明所使用的聚氨酯彈性體中，聚氨酯彈性體中的聚酯多元醇(A)需要多於 80重量％。這是因為，如果聚酯多元醇比該值少，則不能得到低溫時的優良回彈性。在本發明中，除了所述聚酯多元醇(A)之外，在不損害本發明的效果的範圍內，能 夠並用其他的多元醇，聚酯多元醇(A)的含有量優選為100 80重量％。本發明的聚氨酯彈性體組合物，作為電子照相印刷用途如採用電子照相感光體的 印表機、傳真機、複印機等的清潔部、帶電部、顯影部、給紙部等橡膠構件，適用於各種設備、 OA設備等的橡膠構件。實施例[實施例1]在2L四口的燒瓶中使乙二醇和1，4_ 丁二醇(1，4BG)與己二酸(AA)縮聚，得到聚 酯多元醇 A (EG/1，4BG/SebA, EG/1,4BG = 60/40mol %，酸值 0. 3，羥基值 56)。接著在2L四口燒瓶中使聚酯多元醇A與MDI反應，製作NCOeq = 551的預聚物， 與交聯劑(1，4BG/TMP = 70/30wt% )在NC0/0H = 1. 02的配合下，成形2mmT的聚氨酯彈性 體的薄片。物性如表1所示。[實施例2]除了使用聚酯多元醇B(EG/l，2PG/SebA，EG/1,2PG = 80/20mol %，酸值 0. 3，羥基 值56)作為多元醇以外，與實施例1同樣地操作。物性如表1所示。[實施例3]除了使用聚酯多元醇 C^G/UBG/^MPD/SebAJG/UBG/^MPD = 60/20/20mol %, 酸值0.3，羥基值56)作為多元醇以外，與實施例1同樣地操作。物性如表1所示。[實施例4]
5
除了使用聚酯多元醇 D(l，4BG/2MPD/SebA/AA，1,4BG/2MPD = 80/20mol%, SebA/ AA = 65/35mol%，酸值0. 3，羥基值56)作為多元醇以外，與實施例1同樣地操作。物性如 表2所示。[實施例5]除了使用聚酯多元醇 E (1，2PG/1，4BG/1，6HG/SebA/AA，1，2PG/1，4BG/1，6HG = 20/40/40mo 1 %，SebA/AA = 50/50mol%,酸值0.3，羥基值56)作為多元醇以外，與實施例1 同樣地操作。物性如表2所示。[實施例6]除了使用聚酯多元醇F (1，4BG/1，6HG/SebA/AA, 1，4BG/1，6HG = 70/30mol %， SebA/AA = 50/50mol%，酸值0. 3，羥基值56)作為多元醇以外，與實施例1同樣地操作。物 性如表2所示。〈簡寫的化合物名〉EG:乙二醇1，2PG :1，2-丙二醇1，4BG :1，4-丁二醇1，6HG :1，6-己二醇2MPD 2-甲基 _1，3_ 丙二醇AA 己二酸SebA:癸二酸MDI 二苯基甲烷二異氰酸酯TMP:三羥甲基丙烷動態粘彈性使用DMA(動態粘彈性測定裝置精工儀器社制)測定。追蹤損耗角正切(tan δ =損耗模量/儲能模量)的溫度分散行為，根據tan δ峰 值、tan δ的半值寬度評價溫度分散幅度。回彈性的溫度依存性(JISK7312)5°C、23°C、50°C的回彈性(Rb)100%永久伸度(PS)使用與JISK7312的拉伸強度試驗相同的試件，在標線間距伸長100%的狀態下保 持10分鐘，測定釋放拉伸後的標線間距離的變化率。拉伸強度(TB)、撕裂強度(TR)根據JISK7312 測定。酯基濃度(mmol/g)酯基摩爾數/聚酯多元醇的重量烷基濃度(mmol/g)側鏈烷基的摩爾數/聚酯多元醇的重量表 權利要求
一種電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，由聚酯多元醇(A)、多異氰酸酯化合物(B)及短鏈二醇和短鏈三醇的混合物(C)得到，所述聚酯多元醇(A)通過將以癸二酸為主成分的多元羧酸(A 1)和選自下述(I)～(III)的1種多元醇(A 2)進行縮聚而成，(I)碳原子數2～4的直鏈二醇，(II)碳原子數2～4的直鏈二醇和具有烷基側鏈的碳原子數2～4的二醇，(III)碳原子數2～4的直鏈二醇和1，6 己二醇。
2.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，所述聚酯 多元醇(A)的酯基濃度比8mmol/g大。
3.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，所述多元 羧酸(A-I)包含50 100摩爾％的癸二酸與0 50摩爾％的己二酸。
4.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，在所述多 元醇(A-2)中包含40 100摩爾％的所述碳原子數2 4的直鏈二醇。
5.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，在多元醇 (A-2)中包含20 1摩爾％的所述具有烷基側鏈的碳原子數2 4的二醇。
6.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，在多元醇 (A-2)中所述1，6_己二醇的含量為30 1摩爾％。
7.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，所述聚酯 多元醇(A)的數均分子量為1500 3000。
8.如權利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特徵在於，短鏈二醇 與短鏈三醇的混合物(C)的分子量為500以下，其混合重量％為短鏈二醇/短鏈三醇= 90/10 50/50 (重量比)。
9.一種電子照相印刷用構件，其特徵在於，通過權利要求1 5中任一項所述的電子照 相印刷用聚氨酯彈性體組合物而得到。
全文摘要
本發明提供一種電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物及電子照相印刷用構件，該電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物由聚酯多元醇(A)、多異氰酸酯化合物(B)、短鏈二醇與短鏈三醇的混合物(C)得到，所述聚酯多元醇(A)通過將以癸二酸為主成分的多元羧酸(A-1)與選自(i)碳原子數2～4的直鏈二醇、(ii)碳原子數2～4的直鏈二醇和具有側鏈的碳原子數2～4的二醇、(iii)碳原子數2～4的直鏈二醇與1，6-己二醇中的1種多元醇(A-2)進行縮聚而成，所述電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物減少溫度依存性、提高長期耐久性並滿足機械強度。
文檔編號C08G18/66GK101981078SQ20098011116
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月18日 優先權日2008年3月28日
發明者桝本雅也 申請人:Dic株式會社