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(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低溫度依存性、具有耐久性和機(jī)械強(qiáng)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(gòu)件。
背景技術(shù)：
近年，在用于高速激光/LED打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、復(fù)合機(jī)的電子照相印刷中，由于對(duì)高 畫質(zhì)、印刷速度的高速化以及節(jié)能要求的提高，使得印刷設(shè)備、墨粉的規(guī)格一直在變化。與 此相伴，在反復(fù)進(jìn)行帶電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影、清潔、除電的圖像形成工藝中，在轉(zhuǎn)印墨 粉圖像后除去感光體上殘留的墨粉的工藝中，對(duì)于清潔刮板而言，與以往相比清潔精度的 重要性愈發(fā)增加。尤其是在高速印刷中，由于圖像形成工藝的循環(huán)很快，因此需要墨粉容易漏過，并 在短時(shí)間內(nèi)確實(shí)地清潔殘留的墨粉，但是，就墨粉而言，為了對(duì)應(yīng)于高畫質(zhì)化而一直向小粒 系化發(fā)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(xù)印刷時(shí)的溫度上 升很大，與此相對(duì)，在節(jié)能對(duì)策中為了縮短啟動(dòng)時(shí)間或節(jié)電模式后的重啟時(shí)間，也要求能夠 應(yīng)對(duì)外部溫度的環(huán)境變化的清潔性能的穩(wěn)定性。以往，出于利用清潔性能的超低回彈性來降低溫度依存性的目的，采用使用了 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(tài)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(xiàn)1、2)。另外，有人提出了使用酯基濃度6 8mmol/g、烷基側(cè)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(cè)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(qiáng)度的降低變大，在長期使用清潔刮刀時(shí)，產(chǎn)生 缺口(參照專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1 日本特許第3928880號(hào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-292809專利文獻(xiàn)3 日本特許第3877065號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明提供一種對(duì)應(yīng)于高速、高畫質(zhì)的清潔刮板等電子照相印刷用構(gòu)件所必需的 可得到降低溫度依存性、長期耐久性提高并且滿足機(jī)械強(qiáng)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(gòu)件。解決問題的手段S卩，本發(fā)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(gòu) 件，所述電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物的特征在于，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(jìn)行縮聚而成，(I)碳原子數(shù)2 4的直鏈二醇，(II)碳原子數(shù)2 4的直鏈二醇和具有側(cè)鏈的碳原子數(shù)2 4的二醇，(III)碳原子數(shù)2 4的直鏈二醇和1，6_己二醇。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)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(shù) 2 4的二醇，即長鏈羧酸與短鏈二醇的組合，進(jìn)一步地并用少量具有側(cè)鏈的二醇，來緩和 伸長時(shí)的塑形變性，從而降低溫度依存性、具有使長期耐久性和機(jī)械強(qiáng)度并存的物性的電 子照相印刷用聚氨酯構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)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(yōu)選在多元羧酸(A-I)中使用50 100摩 爾％。作為并用的其他多元羧酸，優(yōu)選并用己二酸，其并用量為0 50摩爾％。如果己二酸 的并用量超過50摩爾％，則形成聚氨酯彈性體時(shí)的tan δ溫度分散幅度狹窄，由外部環(huán)境 導(dǎo)致的回彈性的變化幅度變大，因此不優(yōu)選。進(jìn)一步地，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)， 也可少量地并用公知的其他脂肪族二元酸等。本發(fā)明中使用的碳原子數(shù)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(yōu)選使用其中的兩種。優(yōu)選為乙二醇和1，4_ 丁二醇。另外，此時(shí) 量的比例(摩爾％)為，乙二醇Λ，4-丁二醇=60 80/20 40(摩爾％ )。如偏離該范 圍，則在形成聚氨酯彈性體時(shí)，由于伸長時(shí)產(chǎn)生塑性變形，永久伸度變大，因此是不優(yōu)選的。本發(fā)明中使用的具有烷基側(cè)鏈的碳原子數(shù)2 4的二醇(II)，優(yōu)選為具有碳原子 數(shù)1 2的烷基作為側(cè)鏈的脂肪族二醇，更優(yōu)選為1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇。其 使用量優(yōu)選為在多元醇(Α-2)中為20摩爾％以下，尤其優(yōu)選為20 1摩爾％。具有側(cè)鏈 的二醇小于1摩爾％的情況下，由于使在形成聚氨酯彈性體時(shí)的永久伸度降低的效果不明 顯，因此不優(yōu)選。另一方面，在具有側(cè)鏈的二醇超過20摩爾％的情況下，由于在形成聚氨酯 彈性體時(shí)的拉伸強(qiáng)度降低、連續(xù)使用時(shí)產(chǎn)生缺陷，因此不優(yōu)選。另外，作為(II)中使用的碳 原子數(shù)2 4的直鏈二醇，只要是所述(I)的二醇即可。本發(fā)明中使用的碳原子數(shù)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(gòu)成。此時(shí)量的比例(摩爾％)為，直鏈二醇/1，6-己二醇= 50 90/10 50(摩爾)。如果偏離該范圍，則在形成聚氨酯彈性體時(shí)，由于伸長時(shí)發(fā)生塑 性變形、永久伸度變大，因此不優(yōu)選。本發(fā)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(fā)生縮聚反應(yīng)來制造。其數(shù)均分子量優(yōu)選為 1500 3000。如偏離該范圍，則耐久性差。另外，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，也可少 量地并用所述以外的其他二醇及二元酸來制造。此時(shí)，優(yōu)選聚酯多元醇(Α-2)的酯基濃度 比8mmol/g大，這是因?yàn)樵谛纬删郯滨椥泽w時(shí)的永久伸度變小。更優(yōu)選為大于8mmol/g 且在9mmol/g以下。
本發(fā)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(duì) 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(fā)明使用的短鏈二醇與短鏈三醇的混合物(C)為交聯(lián)劑，優(yōu)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%，則由于在形成聚氨酯彈性體時(shí) 的交聯(lián)密度下降、永久伸度變大，因此不優(yōu)選。另一方面，如果短鏈三醇超過50%，則由于形 成聚氨酯彈性體時(shí)的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)為高溫、常溫下的橡膠彈性受損，因此不優(yōu)選。作為短鏈 二醇，能夠使用與前述碳原子數(shù)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(zhì)。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(fā) 明的效果的范圍內(nèi)，也可使用環(huán)己二醇，環(huán)己烷二甲醇等脂環(huán)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(duì)于本發(fā)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)制造聚氨酯彈性體。其混合優(yōu)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(jì)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(yīng)能夠使用預(yù)聚物法、一步法等公知的聚氨酯制造方法。預(yù)聚物法由于 能夠得到強(qiáng)度、耐磨耗性優(yōu)良的聚氨酯，因此適用于本發(fā)明。在本發(fā)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)需要多于 80重量％。這是因?yàn)椋绻埘ザ嘣急仍撝瞪?，則不能得到低溫時(shí)的優(yōu)良回彈性。在本發(fā)明中，除了所述聚酯多元醇(A)之外，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，能 夠并用其他的多元醇，聚酯多元醇(A)的含有量優(yōu)選為100 80重量％。本發(fā)明的聚氨酯彈性體組合物，作為電子照相印刷用途如采用電子照相感光體的 打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等的清潔部、帶電部、顯影部、給紙部等橡膠構(gòu)件，適用于各種設(shè)備、 OA設(shè)備等的橡膠構(gòu)件。實(shí)施例[實(shí)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(yīng)，制作NCOeq = 551的預(yù)聚物， 與交聯(lián)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(shí)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(shí)施例1同樣地操作。物性如表1所示。[實(shí)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(shí)施例1同樣地操作。物性如表1所示。[實(shí)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(shí)施例1同樣地操作。物性如 表2所示。[實(shí)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(shí)施例1 同樣地操作。物性如表2所示。[實(shí)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(shí)施例1同樣地操作。物 性如表2所示?！春唽懙幕衔锩礒G: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(dòng)態(tài)粘彈性使用DMA(動(dòng)態(tài)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(chǔ)能模量)的溫度分散行為，根據(jù)tan δ峰 值、tan δ的半值寬度評(píng)價(jià)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(qiáng)度試驗(yàn)相同的試件，在標(biāo)線間距伸長100%的狀態(tài)下保 持10分鐘，測定釋放拉伸后的標(biāo)線間距離的變化率。拉伸強(qiáng)度(TB)、撕裂強(qiáng)度(TR)根據(jù)JISK7312 測定。酯基濃度(mmol/g)酯基摩爾數(shù)/聚酯多元醇的重量烷基濃度(mmol/g)側(cè)鏈烷基的摩爾數(shù)/聚酯多元醇的重量表 權(quán)利要求
一種電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，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(jìn)行縮聚而成，(I)碳原子數(shù)2～4的直鏈二醇，(II)碳原子數(shù)2～4的直鏈二醇和具有烷基側(cè)鏈的碳原子數(shù)2～4的二醇，(III)碳原子數(shù)2～4的直鏈二醇和1，6 己二醇。
2.如權(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，所述聚酯 多元醇(A)的酯基濃度比8mmol/g大。
3.如權(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，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(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，在所述多 元醇(A-2)中包含40 100摩爾％的所述碳原子數(shù)2 4的直鏈二醇。
5.如權(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，在多元醇 (A-2)中包含20 1摩爾％的所述具有烷基側(cè)鏈的碳原子數(shù)2 4的二醇。
6.如權(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，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(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，所述聚酯 多元醇(A)的數(shù)均分子量為1500 3000。
8.如權(quán)利要求1所述的電子照相印刷用聚氨酯彈性體組合物，其特征在于，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(gòu)件，其特征在于，通過權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)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(fā)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(gòu)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(shù)2～4的直鏈二醇、(ii)碳原子數(shù)2～4的直鏈二醇和具有側(cè)鏈的碳原子數(shù)2～4的二醇、(iii)碳原子數(shù)2～4的直鏈二醇與1，6-己二醇中的1種多元醇(A-2)進(jìn)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、提高長期耐久性并滿足機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C08G18/66GK101981078SQ20098011116
公開日2011年2月23日 申請日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者桝本雅也 申請人:Dic株式會(huì)社