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Dokumentenidentifikation DE69907383T2 23.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 1013705
Titel Verfahren zur Herstellung einer porösen Schicht auf einem Substrat
Anmelder Nitto Kogyo Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Hirayama, Naka, Sunto-gun, Shizuoka-ken, JP
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69907383
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.12.1999
EP-Aktenzeichen 991259409
EP-Offenlegungsdatum 28.06.2000
EP date of grant 02.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.10.2003
IPC-Hauptklasse C08J 9/00
IPC-Nebenklasse C09J 7/04   C08J 9/28   C08G 18/62   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden einer porösen Deckschicht auf einem Gegenstand.

Bisher ist eine Deckschicht auf verschiedenen Gegenständen aus verschiedenen Gründen gebildet worden.

Zum Beispiel, eine Entwicklungswalze, z. B. einer Kopiermaschine oder eines Laserdruckers, hat eine Polyurethan- Deckschicht angeordnet auf einer leitfähigen Gummi-Schicht- geformt auf einen Metallkern - zu verhindern, dass die photoempfindliche Trommel verschmutzt wird mit Materialien übertragen aus der leitfähigen Gummi-Schicht.

Ferner, eine nicht-reflektive Deckschicht angeordnet auf der Innenoberfläche einer Kamera oder eines Linsen-Zylinders.

Wie auch immer, konventionelle Deckschichten können ihre anfängliche Leistung nicht behalten, selbst wenn sie abgenutzt sind. Siehe auch US 5,210,103, wobei eine Verkleidung gebildet aus einem Polyurethan-Schaum bereitgestellt ist. Sie sind daher unbefriedigend in dieser Hinsicht.

Daher ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen zur Bildung - auf einem Gegenstand - einer Deckschicht, welche ihre anfängliche Leistung im wesentlichen behalten kann, selbst wenn sie abgenutzt ist.

Die Erfinder haben Forschungen durchgeführt mit dem Versuch die oben genannte Aufgabe zu erreichen. Als ein Ergebnis, haben die Erfinder gefunden, dass die Aufgabe erreicht werden kann durch Reaktion, auf einer Oberfläche eines Gegenstandes, eines Polyols mit einer Isocyanant-Verbindung und optional reaktivem Silikonöl in der Gegenwart eines flüchtigen Silikonöls zum Herstellen einer Polyurethan-Deckschicht auf dem Gegenstand. Das flüchtige Silkonöl ist während der Reaktion verdampft, und wirkt somit als ein porenbildendes Mittel zum Erzeugen der porösen Polyurethan-Deckschicht.

Folglich stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zum Bilden einer porösen Deckschicht auf einem Gegenstand, umfassend Aufbringen einer Reaktionsmischung, welche enthält ein Polyol, eine Isocyanat-Verbindung, ein porenbildendes Mittel umfassend ein flüchtiges Silikonöl, auf einer Oberfläche des Gegenstandes, und Unterziehen der Reaktionsmischung zu Bedingungen, unter welcher das Polyol mit der Isocyanat-Verbindung reagiert.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein. Verfahren bereit zum Bilden einer porösen Deckschicht auf einem Gegenstand, umfassend Aufbringen einer Reaktionsmischung enthaltend ein Polyol, ein reaktives Silikonöl mit aktiven Wasserstoff, einer Isocyanat-Verbindung und einem porenbildenden Mittel umfassend ein flüchtiges Silikonöl, auf einer Oberfläche des Gegenstandes; und Unterziehen der Reaktionsmischung zu Bedingungen, unter welchen das Polyol mit der Isocyanat- Verbindung reagiert.

Das Polyol in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein fluorhaltiges Polyol, und besonders bevorzugt ein Copolymer- Polyol enthaltend eine Tetrafluorethylen-Monomer-Einheit als eine Hauptkomponente.

Das reaktive Silikonöl ist vorzugsweise dargestellt durch die folgenden Formeln (1) oder (2):

wobei jedes R -C&sub3;H&sub6;OC&sub2;H&sub4;OH oder -C&sub3;H&sub6;OCH&sub2;-C(CH&sub2;OH)&sub2;C&sub2;H&sub5; darstellt und n eine ganze Zahl nicht größer als 20 darstellt.

Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendiger Weise alle notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.

Die Erfindung kann mehr aus der folgenden detaillierten Beschreibung vollständig erfasst werden, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in welchen:

Die einzelne Zeichnung ist eine Schnittperspektive zur Erklärung des Verfahrens zur Bildung einer porösen Deckschicht der vorliegenden Erfindung.

Bezugnehmend zu der Zeichnung wird die vorliegende Erfindung im Detail unten beschrieben.

Die Zeichnung ist eine schematische Schnittperspektive zur Erklärung des Verfahrens zur Bildung einer porösen Deckschicht der vorliegenden Erfindung.

In der vorliegenden Erfindung ist eine Deckschicht 14 gebildet durch Aufbringen einer Reaktionsmischung, enthaltend ein Polyol, eine Isocyanat-Verbindung und ein porenbildendes Mittel umfassend ein flüchtiges Silikonöl auf einer Oberfläche eines Gegenstandes 12, und Unterziehen dieser Reaktionsmischung zu einer Reaktionsbedingung unter welcher das Polyol mit der Isacyanat-Verbindung reagiert. Spezieller, die Reaktionsmischung ist unter einer ausreichenden Temperatur gehalten damit das Polyol und die Isocyanat-Verbindung zum Herstellen eines Polyurethans miteinander reagieren (Härtung des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung). Während dieser Reaktion ist das flüchtige Silikonöl verdampft, dadurch Herstellen des mikroporösen Polyurethans; das Reaktionsprodukt.

Das verwendete Polyol in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise flüssig bei Raumtemperatur (20-30º), und verschiedene Polyole können verwendet werden. Bevorzugte Beispiele des Polyols, dass in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfasst Polyether-Polyol solche wie Polyalkylenglycol umfassend Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Tetramethylenglycol, und Copolymere davon. Wie auch immer, ein fluorhaltiges Polyol ist besonders bevorzugt als das zu verwendende Polyol in der vorliegenden Erfindung. Bevorzugte Beispiele des fluorhaitigen Polyols umfasst ein Copolymer, welches hauptsächlich hergestellt ist aus Trifluorethylen-Monomer (ein Copolymer-Polyol mit einer Trifluorethylen-Monomer-Einheit als eine Hauptkomponente), und ein Copolymer, welches hauptsächlich hergestellt ist aus einem Tetrafluorethylen-Monomer (ein Copolymer-Polyol umfassend ein Tetrafluorethylen-Monomer-Einheit als eine Hauptkomponente). Diese fluorhaitigen Polyole sind kommerziell erhältlich unter · dem Handelsnamen Zefui (ein Coploymer-Polyol enthaltend eine Tetrafluorethylen-Einheit als eine Hauptkomponente) von Daikin Industries, Ltd.; und unter dem Handelsnamen Lumiflon (ein Coploymer-Polyol enthaltend ein Trifluoromonohaloethylen- Monomer als eine Hauptkomponente) von Asahi Glass Industry Co., Ltd. Ein fluorhaltiges Polyol erhältlich unter dem Handelsnamen Diffensa von Dainippon Ink & Chemicals, Inc. kann auch verwendet werden. Solche fluorhaitigen Polyole sind hergestellt gebrauchend, zum Beispiel, ein. Tetrafluorethylen Monomer als ein Hauptrohmaterial, und beinhaltet Hydroxymonocarbonsäureester der Acrylsäure und/oder Glycolmonoester der Acrylsäure, welches copolymerisiert ist mit dem Tetrafluorethylenmonomer, in einem Totalgehalt von mindestens 2 Mol. Das oben genannte Monomer des Acrylsäureesters gibt diesem fluorhaitigen. Copolymer-Polyol ein OH-Bestandteil (OH der Carbonsäuregruppe im Fall des Hydroxymonocarbonsäureesters der Acrylsäure, und OH des Glycols, welches nicht verestert ist im Fall des Glycolmonoesters der Acrylsäure). In der vorliegenden Erfindung ist besonders bevorzugt ein Copolymer-Polyol enthaltend ein Tetrafluorethylenmonomer als eine Hauptkomponente).

Die Isocyanat-Verbindung, die bevorzugt in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können Diisocyanate sein, solche wie Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Ditolylendiisocyanat (TDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), sowohl als auch burettemodifizierte Form, Isocyanuratmodifizierte Form und Urethanmodifizierte Form davon. Besonders bevorzugte Isocyanat- Verbindungen sind HDI, burettemodifizierte Form, Isocyanuratmodifizierte Form und Urethanmodifizierte Form davon. Je länger die Molekülkette der Isocyanat-Verbindungen ist, ermöglichen die Isocyanat-Verbindungen eine weichere Polyurethan-Deckschicht 14 herzustellen.

Das verwendete flüchtige Silikonöl in der vorliegenden Erfindung ist ein Silikonöl, dass im wesentlichen vollständig verdampfen kann, unter der Temperaturbedingung zum Reagieren des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung zum Herstellen der Polyurethan Deckschicht, bis die Polyurethan- Herstellungsreaktion (Härtung des Polyols mit der Isocyanat- Verbindung) endet. Falls das flüchtige Silikonöl nicht vollständig verflüchtigt ist bis die Polyurethan- Herstellungsreaktion des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung im wesentlichen endet, kann das verbleibende Silikonöl in der erzeugten Polyurethan - Deckschicht 14 die Oberfläche von Teilen, die die Polyurethan - Deckschicht 14 berühren verunreinigen. Das flüchtige Silikonöl hat meist wünschenswert solch eine Flüchtigkeit, dass das Öl vollständig in 30 Minuten oder weniger verdampft ist, wenn das Öl auf 150ºC geheizt ist. Ein besonders bevorzugtes flüchtiges Silikonöl ist ein nicht- reaktives Silikonöl, dass nicht mit dem verwendeten Polyol oder Isocyanat-Verbindung reagiert. Beispiele des flüchtigen Silikonöls, dass bevorzugt verwendet werden kann umfasst Dimethylsilikonöl, zyklisches Silikonöl, und Derivate davon solche wie Alkyl-modifizierte Form und Polyether-modifizierte Form davon. Ein Silikonöl mit nicht mehr als 10 Siloxan Bindungseinheiten (-SiO-) ist besonders bevorzugt. Damit das. Silikonöl nicht-reaktiv ist, ist jedes der zwei verbleibenden Si-Valenzen in der jeweiligen SiO Bindungseinheit gesättigt mit einer organischen Gruppe mit keinem aktiven Wasserstoff, solche wie ein Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe. In dem Fall eines geradkettigen Silikonöls, haben beide Endgruppen davon ferner die oben genannten nicht-reaktiven Gruppen.

Das Polyol und die Isocyanat-Verbindung sind in der oben genannten Reaktionsmischung enthalten, derart dass das Verhältnis des Hydroxylgruppe-Äquivalents des Polyols zudem Isocyanat-Gruppe-Aquivalent der Isocyanat-Verbindung ungefähr 1 : 1 ist. Die Isocyanat-Verbindung kann in einem gering überschüssigen Gehalt enthalten sein. Das flüchtige Silikonöl ist vorzugsweise in einem Gehalt von 1-30 Gewichts-% des verwendeten Polyols, und besonders bevorzugt in einem Gehalt von 5-20 Gewichts-% des verwendeten Polyols, enthalten.

Um die Deckschicht 14 zu bilden ist besonders bevorzugt eine Reaktionsmischung, enthaltend das oben genannte flüssige Polyol (insbesondere, flüssiges fluorhaltiges Polyol), die Isocyanat-Verbindung und das porenbildende Mittel umfassend das flüchtige Silikonöl in einem geeigneten Lösungsmittel, optional zusammen mit einem elektrisch leitfähigkeitverleihendem Material, die der Deckschicht elektrische Leitfähigkeit verleiht (solche wie schwarze Kohle, Metallpulver) und/oder ein Füllmittel (solche wie Silica) aufgebracht auf einer Oberfläche des Gegenstandes 12, das optional mit einem Primer beschichtet ist, durch solch ein Verfahren wie Sprühbeschichtung um einen dünnen Film zu bilden, und Heizen des dünnen Films bei einer solchen · Temperatur, dass das Polyol und die Isocyanat-Verbindung reagieren können, gewöhnlich bei einer Temperatur von ungefähr 100ºC bis ungefähr 200ºC sowie zur Bildung der Deckschicht 14 in situ. In diesem Fall ist das verwendete Solvent ein Lösungsmittel mit einer Flüchtigkeit gleich oder höher als das flüchtige Silikonöl, und ist, zum Beispiel, Butylacetat. Im Allgemeinen ist der beschichtete dünne Film in 20 bis 60 Minuten gehärtet.

Falls das flüchtige Silikonöl in der Mischung des Polyols und dem Isocyanat gegenwärtig ist, kann das flüchtige Silikonöl in dem Medium des vorhandenen Lösungsmittels in der Mischung vorkommen, innerhalb der Mischung des Polyols und des Isocyanats sofort nachdem die Mischung auf den Gegenstand 12 durch Sprühung oder dergleichen aufgebracht ist. Wie auch immer, wenn das Lösungsmittel, nach und nach durch Heizen verdampft ist, ist das flüchtige Silikonöl, dass unlöslich ist in der Mischung des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung, nicht in dieser Mischung gelöst. Als ein Ergebnis ist zu betrachten, dass das flüchtige Silikonöl in vielen Mikrotröpfchen eingebracht ist, getrennt voneinander in der Mischung des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung, so dass eine sogenannte "sea-Island (See-Insel)" Struktur erzeugt ist, wobei das Polyol und die Isocyanat-Verbingung eine kontinuierliche Phase (sea) bilden und das flüchtige Silikonöl eine diskontinuierliche Phase (island) bildet. Es ist in Betracht zu ziehen, dass während diese "sea-island" Struktur von welcher das Lösungsmittel verdampft worden ist weiter beheizt wird, und das Polyol und die Isocyanat-Verbindung reagieren Polyurethan herzustellen, die Mikrotröpfchen des flüchtigen Silikonöls eingebacht in die Islands verflüchtigen zurücklassend Mikroporen, so dass die Polyurethan-Deckschicht 14 ein poröser Körper wird.

Die Größe der jeweiligen Poren der porösen Deckschicht 14 ist vorzugsweise 3 um oder weniger im Durchmesser, und besonders bevorzugt von 0,1-1 um im Durchmesser. Solch eine Porengröße kann durch die Art des verwendeten flüchtigen Silikonöls bestimmt werden. Alle der oben veranschaulichten flüchtigen Silikonöle ergeben die Poren mit einer Größe innerhalb eines solchen Bereiches.

Die poröse Deckschicht 14 der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise eine Dicke von 30 um oder weniger. Falls die Dicke über 30 um ist, tendiert die Oberflächenrauheit der Deckschicht größer zu werden. Ferner hat die poröse Deckschicht 14 vorzugsweise eine Dicke von 4 um oder mehr. Falls die Dicke unter 4 um ist, kann die Deckschicht nicht als Barriereschicht zur Verhinderung der Verunreinigungen des Gegenstandes 12 wirken, die auf die Oberfläche übertragen werden. Außerdem tendiert der Abnutzungswiderstand der Deckschicht abzunehmen. Besonders bevorzugt ist eine Dicke der Deckschicht 14 von ungefähr 10 um bis ungefähr 20 um.

Die Deckschicht 14 gebildet durch die vorliegende Erfindung besteht aus einem porösen Körper. Auf diese Weise bildet seine Oberfläche mikroskopisch eine raue Oberfläche zurückzuführen auf die Poren. Die poröse Struktur ist im wesentlichen homogen in der Richtung der Dicke der Deckschicht 14. Daher, selbst wenn die Deckschicht abgenutzt ist, hat die Oberfläche im wesentlichen die gleiche Natur wie die anfänglich in Erscheinung getretene Oberfläche. Als ein Ergebnis, es ist ein Vorteil erzeugt, das seine anfängliche Leistung über eine lange Zeit erhalten werden kann.

Zusätzlich in dem Fall, dass die Deckschicht 14 in der vorliegenden Erfindung aufgebracht ist auf einer elektrischleitfähigen Schicht geformt auf einem Metallkern einer Entwicklungswalze, ist die auf den Toner wirkende Reflexionskraft mehr gemildert als in konventionellen Entwicklungswalzen, dessen Deckschicht eine glatte Oberfläche hat. Folglich ist in der Entwicklungswalze mit der Deckschicht 14 der vorliegenden Erfindung das Entfernen des verbleibenden Toners mittels eines Toner-unterstützenden Teiles noch mehr gefördert, so dass neuer Toner leicht auf der Oberfläche der äußersten Schicht (Deckschicht) haftet. Folglich ist ein negatives Geisterbild erzeugt zurückzuführen auf den verbleibenden Toner auf der Oberfläche der Entwicklungswalze, welcher mehr unterdrückt wird in der Entwicklungswalze mit der Deckschicht der vorliegenden Erfindung als in den konventionellen Entwicklungswalzen mit einer glatten Oberfläche.

Da die Deckschicht 14 der vorliegenden Erfindung porös ist, ist sie elastisch und leicht zu deformieren durch äußere Kraft. Daher beschädigt die Deckschicht nicht irgendein Teil, welches diese Schicht berührt.

Nebenbei hat der gegenwärtige Erfinder gefunden, dass wenn die Deckschicht der vorliegenden Erfindung auf die Entwicklungswalze aufgebracht ist, die mikroporöse fluorhaltige Polyurethan-Deckschicht 12 gebildet durch die Reaktion der Isocyanat-Verbindung und dem bevorzugten fluorhaitigen Polyol starke negative Aufladung hat, zurückzuführen auf die Gegenwart des Fluors. Wie auch immer, der Erfinder hat dann gefunden, dass wenn ein reaktives Silikonöl mit aktivem Wasserstoff co-präsent ist, während der Polyurethan-Herstellungsreaktion, eine Komponente mit einer Siloxan Bindung eingebracht ist in die Polyurethan-Bildung der Deckschicht, so dass der triboelektrische Wert der mikroporösen fluorhaitigen Polyurethan Deckschicht verändert oder verschoben wird. Das reaktive Silikonöl involviert in der Reaktion mit der Isocyanat-Verbindung zusammen mit dem fluorhaitigen Polyol führt seinen Siloxan-Bestandteil in das hergestellte Polyurethan ein, durch die Reaktion des Polyols mit der Isocyanat-Verbindung. Das Siloxan oder Silikon selbst hat positive Aufladung. Je größer der Gehalt des Siloxans oder Silikon ist, kann die positive Aufladung der ergebenden mikroporösen fluorhaitigen Polyurethan-Deckschicht 14 immer noch mehr gesteigert werden. Das heißt, durch, verändern des Gehaltes des zugesetzten reaktiven Silikonöls kann der triboelektrische Wert der Deckschicht geregelt werden.

Das reaktive Silikon mit einem aktiven Wasserstoff ist ein Silikon, dass mit der Isocyanant-Verbindung reagieren kann. Beispiele davon umfassen Silikonöl mit einer Aminogruppe (primäre und/oder sekundäre Aminogruppe), Silikonöl mit einer Mercaptogruppe, und Silikonöl mit einer Hydroxylgruppe (solche wie Silikonöl mit einer Carboxylgruppe, Silikonöl mit phenolischer OH-gruppe und Silikonöl mit einer alkoholischen OH-gruppe). Diese reaktiven Silikonöle sind kommerziell erhältlich als ein Amino-modifiziertes Silikonöl, ein Mercapto-modifiziertes Silikonöl, ein Carboxyl-modifiziertes Silkonöl, Phenol-modifiziertes Silkonöl, und ein Carbinolmodifiziertes Silkonöl. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich alle Silikonöle mit der reaktiver, organischen Gruppe zu verwenden an ihrer einen Endgruppe, beiden Endgruppen und/oder ihrer Seitenkette. Ein Silikonöl mit Wasserstoff gebunden an Silikon in seinem Silikonskelett kann auch bevorzugt verwendet werden.

Das reaktive Silikonöl kann besonders bevorzugt durch die folgenden allgemeinen Formeln (1) und (2) dargestellt werden:

wobei jedes R -C&sub3;H&sub6;OC&sub2;H&sub4;OH oder -C&sub3;H&sub6;OCH&sub2;-C(CH&sub2;OH)&sub2;C&sub2;H&sub5; darstellt und n eine ganze Zahl nicht größer, als 20 darstellt. Ein besonders bevorzugtes reaktives Silikonöl ist ein Silikonöl dargestellt durch die Formel (1) wobei jedes R ist -C&sub3;H&sub6;OC&sub2;H&sub4;OH, und meist bevorzugt ist n ungefähr 10. Solch ein reaktives Silikonöl ist auch kommerziell erhältlich.

Um eine Deckschicht zu bilden umfassend das mikroporöse fluorhaitigen Polyurethan, in welches dieses Silikon eingebracht ist, ist das oben genannte reaktive Silikonöl mit aktiven Wasserstoff zu der Reaktionsmischung oben beschrieben zugegeben mit Bezugnahme auf die mikroporöse fluorhaltige Polyurethan-Deckschicht und dann ist diese Mischung auf einen Gegenstand 12 aufgebracht, wie oben beschrieben sowie Durchführen der Reaktion unter den gleichen Reaktionsbedingungen wie oben erwähnt. Nach dieser Reaktion zeigt das flüchtige Silikonöl flüchtiges Verhalten wie oben beschrieben. Das reaktive Silikonöl, zusammen mit dem fluorhaitigen Polyol (und der Isocyanat-Verbindung), bilden eine kontinuierliche Phase. Durch diese Reaktion ist es möglich eine mikroporöse fluorhaltige Polyurethan-Deckschicht mit Poren genannter Größe zu erhalten, trotz der Tatsache dass die Schicht das Silikon aufgenommen hat, im wesentlichen das Gleiche ist wie das oben genannte mikroporöse fluorhaltige Polyurethan in welchem das Silikon nicht aufgenommen ist. In diesem Fall ist das Verhältnis des Hydroxylgruppe-Äquivalents plus dem aktiven Wasserstoff-Äquivalent zu dem Isocyanat- Gruppe-Aquivalent 1 : 1 in der Reaktionsmischung. Alternativ ist die Isocyanat-Verbindung in einem geringen überschüssigem Gehalt vorhanden.

Falls das Verhältnis des reaktiven Silikonöl exzessiv größer ist mit Hinblick auf das fluorhaltige Polyol, ist die Eigenschaft der Silikon-Verbindung stark ausgewiesen in der resultierenden Deckschicht selbst, hervorbringend solche schlechte Einflüsse wie eine Abnahme in dem Abnutzungswiderstand der Deckschicht. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass das Gewichtsverhältnis des fluorhaitigen Polyols zu dem reaktiven Silikonöl 1: (nicht mehr als) 3 ist. Falls das Verhältnis des reaktiven Silikonöls verändert ist innerhalb diesem Bereiches, kann der triboelektrische Wert der Deckschicht verändert werden von negativer Aufladung zur positiven Aufladung.

Unter den kommerziell erhältlichen reaktiven Silikonölen, gibt es Öle enthaltend das flüchtige Silikonöl, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, in einem Gehalt von 10 Gewichtsprozent oder mehr. Wenn das reaktive Silikonölerzeugnis solch einen großen Gehalt des verwendeten flüchtigen Silikonöls enthält, kann es unnötig sein das flüchtige Silikonöl zum Bilden des porösen Körpers getrennt zuzugeben (das heißt, das enthaltende flüchtige Silikonöl kann verwendet werden wie es ist), oder es kann möglich sein den Gehalt des getrennt zuzugebenden flüchtigen Silikonöls klein zu machen, abhängig von dem verwendeten reaktivem Silikonöl. Daher ist es notwendig, dass der Gehalt des flüchtigen Silikonöls in dem reaktiven Silikonölerzeugnis im voraus durch ein Analyseverfahren, wie Gel-Permeationschromatographie (GPC) bestimmt wird.

Die poröse Deckschicht der vorliegenden Erfindung kann aufgebracht werden auf ein bilderzeugendes Teil einer Kopiermaschine, eines Laserdruckers und dergleichen, zum Beispiel, die Oberfläche einer Entwicklungswalze (solche wie die Sleeve-Oberfläche einer Zwei-Komponenten- Entwicklungswalze, die Sieeve-Oberflache einer magnetischen Ein-Komponenten-Entwicklungswalze und die Oberfläche einer nicht-magnetischen Ein-Komponenten-Entwicklungswalze) (solche Gegenstände vorstehend genannt sind innerhalb der Offenbarung von EP 0926 571 A2 Nitto Kogyo); die Oberfläche einer Tonervorratsrolle, die Oberfläche einer Trommelreinigungsrolle, die Oberfläche einer Entwicklungsschiene, die Oberfläche einer Papierübertragungsrolle einer Kopiermaschine, verschiedener Drucker und einem Plotter; die Innenseite einer Kamera oder eines Linsen-Zylinders, die Innenseite eines Linsen-Zylinders eines Teleskops oder Fernstechers, die Innenseite eines Linsen-Zylinders eines optischen Messgerätes (ein Glanzmesser, Lumineszenzmesser oder dergleichen), als eine nicht- reflektierende Beschichtung für optische Geräte. Daneben kann die vorliegende Erfindung als eine Ornamentbeschichtung für synthetischen Harz, Kautschuk oder synthetische Gummi-Produkte angewendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird im Wege der Beispiele unten beschrieben. Wie auch immer, die vorliegende Erfindung sollte nicht auf diese Beispiele beschränkt sein.

Beispiel 1

Ein Schaftmetallkern hergestellt aus Eisen und mit einem Außendurchmesser von 10 mm wurde beschichtet mit einem leitfähigen Silikongummi mit einem Volumenwiderstand von 106 Ω cm und einem JIS A Härte von 45º zum Herstellen einer gummibeschichteten Walze mit einem Außendurchmesser von 16 mm.

Einerseits, 300 Gewichtsteile Butylacetat wurden zu einer Mischung aus 100 Gewichtsteilen eines fluorhaitigen Polyols (Zefui hergestellt von Daikin Industries. Ltd.) und 5 Gewichtsteilen leitfähiger schwarzer Kohle (hergestellt von Cabbot Company) zugegeben, und die ergebene Mischung wurde dispergiert mit einer Dispersionsmaschine. Zu dieser Dispersion wurden 5 Gewichtsteile eines flüchtigen Silikonöls (KF 96L hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd) zugegeben und die ergebene Mischung wurde gerührt zum Herstellen eines Hauptmittels. Dieses Hauptmittel wurde versetzt mit Urethanmodifiziertem Hexamethylendiisocyanat als ein Härtungsmittel (Dulanate hergestellt von Asashi Chemical Industry Co., Ltd), derart dass das Verhältnis des Hydroxyl-Aquivalents in dem Hauptmittel zu dem Isocyanat-Gruppe-Aquivalent in dem Härtungsmittel 1 war, sowie zum Herstellen eines Beschichtungsmaterials A. Dieses Beschichtungsmaterial A wurde sprühbeschichtet auf der oben genannten gummibeschichteten Walze zu einer Dicke von 10 um. Das beschichtete Material wurde getrocknet an der Luft und erhitzt bei 160ºC für 40 Minuten zum Bilden einer gewünschten mikroporösen Deckschicht. Die Oberflächenrauheit Rz in der circumferentialen Richtung der Deckschicht war 4 um.

Vergleichsbeispiele

[0039] Eine Entwicklungswalze mit einer nicht-porösen (dichten) Deckschicht wurde hergestellt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer dass das flüchtige Silikonöl nicht zugegeben wurde. Die Oberflächenrauheit Rz in der circumferentialen Richtung der Deckschicht war 4 um.

Negativer Geisterbild-Test

Um zu prüfen ob oder ob nicht die Leistung der Entwicklungswalze in Beispiel 1 Überlegenheit hat zu jener Entwicklungswalze hergestellt im Vergleichsbeispiel, wurden die jeweilig hergestellten Entwicklungswalzen in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel in einen Laserstrahldrucker (DP 560) (hergestellt von Mita Industrial Co., Ltd.) installiert, unter Gebrauch von positiv geladenen Toner. Ein vorbestimmtes Testschaublatt mit schwarzen massiven Anteilen wurde ausgedruckt um zu untersuchen ob oder ob nicht ein Geisterbildeffekt erzeugt wurde in den schwarzen massiven Anteilen des Papiers nach mehrfachen Drucken. Das verwendete Testschaublatt war ein Stück Papier in der Größe A4 und hat einen Eigenschaftsbereich mit vielen gedruckten Eigenschaftslinien und einem Bildbereich wo Figuren schwarzer Quadrate unter dem Eigenschaftsbereich gedruckt wurden. An beiden Seiten des Schaubildes wurden, band-ähnliche schwarze Anteile, länger als breit gewesen, gedruckt. Die massiven Anteile kreuzten alle der Eigenschafslinien in dem Eigenschaftsbereich und dehnten sich auf den Bildbereich aus. Der Bildbereich wurde dargestellt zwischen den beiden schwarzen massiven Anteilen.

Im Ergebnis, irgendein negatives Geisterbild wurde nicht in der Entwicklungswalze aus Beispiel 1 erzeugt, aber ein negatives Geisterbild wurde in der Entwicklungswalze des Vergleichsbeispiels erzeugt. Daher, es wurde gezeigt, dass die poröse Deckschicht der vorliegenden Erfindung eine Wirkung hatte die Entstehung eines negativen Geisterbildes zu verhindern.

Beispiel 2

Ein Beschichtungsmaterial B wurde hergestellt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer das 50 Gewichtsteile des Carbinol-modifizierten reaktiven Silikonöls (X-22-160 AS hergestellt von Shin-Etsu Chenical Co., Ltd.: ein Silikonöl dargestellt durch die allgemeine Formel (1), wobei jedes R - C&sub3;H&sub6;OC&sub2;H&sub4;OH darstellt und n ungefähr 10 ist) zu dem Hauptmittel zugegeben wurde und dass das Verhältnis des flüchtigen Silikonöls zu dem Gesamtgehalt des fluorhaitigen Polyols und dem reaktiven Silikonöl angepasst wurde entsprechend zu dem Verhältnis des flüchtigen Silikonöls zu dem fluorhaitigen Polyol in dem Hauptmittel des Beispiels 1. Dieses Beschichtungsmaterial B wurde verwendet zum Bilden einer mikroporösen Deckschicht auf der gummibeschichteten. Walze hergestellt in Beispiel 1.

Die Entwicklungswalzen hergestellt in Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel wurden installiert in einer Bilderzeugungseinheit für einen Laserdrucker (DP 560) (hergestellt von Mita Industrial Co., Ltd.). Auf diese Weise wurden sie zum Körper des Druckers gesetzt und Ausdruck wurde mit 3000 Stücken Papier geleistet.

Folglich, die hergestellte Entwicklungswalze in Beispiel 2 verursachte keine Verschmutzung auf der Trommeloberfläche eines photoempfindlichen Körpers des verwendeten Entwicklungsgerätes, und weder irgendein Filming auf der Walze selbst noch auf der photoempfindlichen Trommel. Ein Bild mit der gleichen Qualität wie ein anfängliches Bild konnte behalten werden nach dem Ausdruck von 3000 Stück Papier.

Andererseits, die Entwicklungswalze hergestellt im Vergleichsbeispiel verursachte Filming des Toners auf der Walze selbst und auf der photoempfindlichen Trommel. Auf diese Weise konnte die anfängliche Qualität nicht behalten werden.

Wie oben beschrieben, gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereit gestellt, welches auf einem Gegenstand eine Deckschicht bilden kann und ermöglicht seine anfängliche Leistung selbst wenn sie abgenutzt ist zu behalten.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Bilden einer porösen Deckschicht auf einer Oberfläche einer Tonervorratsrolle, auf einer Trommelreinigungsrolle, auf einer Entwicklungsschiene, oder auf einer Papierübertragungsrolle eines Kopiergerätes, Drucker oder Plotter, umfassend: Aufbringen einer Reaktionsmischung, welche besteht aus einem Polyol, einer Isocyanat-Verbindung, einem porenbildenden Mittel bestehend aus einem flüchtigen Silikonöl, auf einer Oberfläche des besagten Gegenstandes; und Unterziehen der Reaktionsmischung zu einer Reaktionsbedingung, unter welcher das Polyol mit der Isocyanat-Verbindung reagiert, dadurch Bilden der Deckschicht und Verdampfen des flüchtigen Silikonöls, zurücklassend Mikroporen in der. Deckschicht.

2. Verfahren zum Bilden einer porösen Deckschicht auf einer Oberfläche einer Tonervorratsrolle, auf einer Trommelreinigungsrolle, auf einer Entwicklungsschiene, oder auf einer Papierübertragungsrolle eines Kopiergerätes, Drucker oder Plotter, umfassend: Aufbringen einer Reaktionsmischung, welche besteht aus einem Polyol, einem reaktiven Silikonöl enthaltend aktiven Wasserstoff, einer Isocyanat-Verbindung, einem porenbildenden Mittel bestehend aus einem flüchtigen Silikonöl, auf einer Oberfläche des besagten Gegenstandes; und Unterziehen der Reaktionsmischung zu einer Reaktionsbedingung, unter welcher das Polyol mit der Isocyanat-Verbindung reagiert, dadurch Bilden der Deckschicht und Verdampfen des flüchtigen Silikonöls, zurücklassend Mikroporen in der Deckschicht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die Reaktionsmischung zusätzlich besteht aus einem elektrisch leitfähig-verleihendem Material und/oder einem Füllmittel und, falls notwendig, ist die Reaktionsmischung in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol ein fluorhaltiges Polyol ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das fluorhaltige Polyol ein Copolymer-Polyol ist, enthaltend eine Tetrafluorethylen-Monomer Einheit als eine Hauptkomponente.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyol und die Isocyanat Verbindung in einem ausreichenden Gehalt vorhanden sind, dass sie zum Herstellen eines Polyurethans miteinander reagieren.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das flüchtige Silikonöl in einem Gehalt von 1-30 Gew.-% des Polyols vorhanden ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionsbedingung Temperaturen von 100ºC-200ºC umfasst.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Silikonöi in einem Verhältnis des dreifachen oder weniger des Gewichts an Polyol vorhanden ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Silikonöl durch die folgenden allgemeinen Formel (1) oder (2) dargestellt ist:

wobei jedes R -C&sub3;H&sub6;OC&sub2;H&sub4;OH oder -C&sub3;H&sub6;OCH&sub2;-C(CH&sub2;OH)&sub2;C&sub2;H&sub5; darstellt und n eine ganz Zahl nicht kleiner als 20 darstellt.







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