实施发明的最佳方案
以下,详细地说明本发明。在本发明的说明之前,使用图2说明安装了环形带的中间转印装置。图2是中间转印装置的说明图。
如图2所示,在感光鼓(1)的周围,配置了由带电器(2)、以半导体激光为光源的曝光光学***(3)、收纳调色剂的显影器(4)以及用于除去残留的调色剂的清洁器(5)构成的电子照相处理单元。导电性环形带(6)架设在输送辊(7、8、9)上,与沿着箭头方向旋转的感光鼓同一步调地沿着箭头方向移动。
接着,对运行动作进行说明。首先,通过带电器将沿着箭头方向旋转的感光鼓(1)的表面同样地带电。接着,通过光学***(3)将对应于由未图示的图像读取装置等得到的图像的静电潜像形成在感光鼓(1)上。静电潜像用显影器(4)显像成为调色剂图像。通过静电转印机(10)将该调色剂图像静电转印到导电性环形带(6)上,在输送辊(9)和挤压辊(12)之间转印到记录纸(11)上。
接着,对本发明的环形带进行说明。
(1)环形带的材料
本发明的环形带由含有热塑性弹性体的热塑性聚合物成分和热塑性树脂和导电性物质构成。另外,在本发明中,只要拉伸弹性模数、表面润湿性、耐弯曲性基本上满足某个范围,则对材料的种类没有限制。而且,热塑性聚合物成分还可以在热塑性弹性体中视需要配合热塑性树脂等,即,可以将已知的热塑性弹性体和热塑性树脂作为主要成分。而且,本发明的环形带通过配合必要量的导电性填料或离子导电性物质等表现出导电性的物质,可以得到希望的导电性。
(A)热塑性弹性体
作为本发明使用的热塑性弹性体,可以使用聚酯类、聚酰胺类、聚醚类、聚烯烃类、聚氨酯类、氯乙烯类等热塑性弹性体等。
热塑性弹性体的结晶熔点优选190~220℃,用JIS K7210(240℃,2.16kgf荷重)计测的熔融流动速率(MFR)优选10g/10分~18g/10分。使用了这样特性的热塑性弹性体的带容易成型。
热塑性弹性体具有大幅提高环形带的耐破裂性,并赋予柔软性的特长。
当与后述的热塑性树脂进行合金化时,通过使用与热塑性树脂具有共同的官能团等的与热塑性树脂亲和性高的热塑性弹性体,热塑性树脂和热塑性弹性体的合金分散性变得良好,可以飞跃性地提高耐断裂性和调整拉伸弹性模数,表面平滑性优异,并且,炭黑等导电性物质的分散性也优异。
因此,作为热塑性树脂,当使用聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯和/或聚碳酸酯时,优选使用聚酯类或聚醚类的热塑性弹性体。另外,当使用尼龙等酰胺类热塑性树脂时,优选使用聚酰胺类的热塑性弹性体。
作为聚酯类弹性体可以使用,硬成分使用芳香族聚酯、软成分使用脂肪族聚醚的聚酯聚醚嵌段共聚物以及硬成分使用芳香族聚酯、软成分使用脂肪族聚酯的聚酯聚酯嵌段共聚物。
作为聚酯聚醚嵌段共聚物、聚酯聚酯嵌段共聚物可以举出下面的嵌段共聚物。
<聚酯聚醚嵌段共聚物>
聚酯聚醚嵌段共聚物是使以(a)碳原子数为2~12的脂肪族和/或脂环式二醇、和(b)芳香族二酸或其烷基酯、和(c)重均分子量为400~6000的聚亚烷基醚二醇为原料,通过酯化反应或酯交换反应而得到的低聚物缩聚的物质。
作为(a)碳原子数为2~12的脂肪族和/或脂环式二醇,可以举出乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇等。其中,优选1,4-丁二醇和乙二醇。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
作为(b)芳香族二羧酸,可以举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸等。其中,优选对苯二甲酸或2,6-萘二甲酸。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。另外,作为芳香族二羧酸的烷基酯,可以举出对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯等二甲酯,其中,优选对苯二甲酸二甲酯以及2,6-萘二甲酸二甲酯。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。另外,除上述以外,还可以使用少量3官能的二醇、其他的二醇、其他的二羧酸及其酯、己二酸等的脂肪族二羧酸或脂环式二羧酸及其烷基酯等作为共聚成分。
所谓(c)聚亚烷基醚二醇,可以举出聚乙二醇、聚(1,2或1,3-亚丙基醚)二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚六亚甲基醚二醇、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段或无规共聚物、环氧乙烷和四氢呋喃的嵌段或无规共聚物等。特别是,优选聚四亚甲基醚二醇。聚亚烷基醚二醇的重均分子量通常为400~6000,优选500~4000。聚亚烷基醚二醇的配合量,相对于生成的嵌段共聚物通常为5~95重量%,优选10~85重量%。
<聚酯聚酯嵌段共聚物)
作为聚酯聚醚嵌段共聚物,是使以上述(a)碳原子数为2~12的脂肪族和/或脂环式二醇、和上述(b)芳香族二羧酸或其烷基酯、和(d)脂肪族或脂环式二羧酸和脂肪族二醇缩合的聚酯低聚物、和(e)由脂肪族内酯或脂肪族单醇羧酸合成的聚酯低聚物为原料,通过酯化反应或酯交换反应而得到的低聚物缩聚的物质。
作为(d)聚酯低聚物,可以举出1,4-环己烷二甲酸、1,2-环己烷二甲酸、二环己基-4,4’-二甲酸等脂环式二酸、或丁二酸、乙二酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸的一种或一种以上和乙二醇、丙二醇、四亚甲基二醇、五亚甲基二醇等二醇的一种或一种以上缩合的结构的聚酯低聚物。
作为(e)聚酯低聚物,可以举出由ε-己内酯、ω-羟基己酸等合成的聚己内酯类聚酯低聚物。
作为上述聚酯类以外的热塑性弹性体,可以举出聚苯乙烯类热塑性弹性体、聚氯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类热塑性弹性体、聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体以及聚氨酯类热塑性弹性体。
具体地,作为聚苯乙烯类热塑性弹性体,可以使用苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物等,作为聚氯乙烯类热塑性弹性体,可以使用交联(三维)氯乙烯-直链氯乙烯聚合物等。
另外,作为烯烃类热塑性弹性体,可以使用聚乙烯-EPDM共聚物、聚丙烯-EPDM共聚物、聚乙烯-EPM共聚物、聚丙烯-EPM共聚物等,作为聚酯类热塑性弹性体,可以使用PBT(1,4-丁二烯二醇-对苯二甲酸缩合物)-PTMEGT(聚四亚甲基二醇-对苯二甲酸缩合物)共聚物等。
作为聚酰胺类热塑性弹性体,可以举出以尼龙低聚物-二羧酸-聚醚低聚物为基本骨架的共聚物,作为尼龙低聚物,可以使用尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12等,作为聚醚低聚物,可以使用聚醚二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等。
另外,作为聚氨酯类热塑性弹性体,可以使用聚氨酯-聚碳酸酯多醇共聚物、聚氨酯-聚醚多醇共聚物、聚氨酯-聚己内酯聚酯共聚物、聚氨酯-己二酸酯聚酯共聚物。
(B)热塑性树脂
当热塑性树脂和热塑性弹性体进行合金化时,作为热塑性树脂,优选与热塑性弹性体具有共同的官能团等,并且与热塑性弹性体亲和性高的热塑性树脂。由此,热塑性树脂和热塑性弹性体的合金分散性变得良好,可以飞跃性地提高耐断裂性和调整拉伸弹性模数,并可以得到优异的表面平滑性、炭黑等导电性物质的分散性。
作为本发明的环形带使用的热塑性树脂,可以举出结晶性树脂以及非结晶性树脂。具体地,可以举出聚丙烯、聚乙稀(高密度、中密度、低密度、直链状低密度)、丙烯乙烯嵌段或无规共聚物、乙烯·丙烯共聚橡胶、乙烯·丁二烯橡胶、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯嵌段共聚物或其加氢衍生物等橡胶或胶乳、聚丁二烯、聚异丁烯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚缩醛、聚芳酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、液晶性聚酯、聚砜、聚苯硫醚、聚双酰胺***、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、丙烯酰、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯、全氟烷基乙烯醚共聚物、丙烯酸烷基酯共聚物、聚酯酯共聚物、聚醚酯共聚物、聚醚酰胺共聚物、聚氨酯共聚物等。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
上述热塑性树脂中,优选结晶性树脂。作为结晶性树脂,是具有羟基、羧酸基以及酯键的至少1种的树脂,结晶度只要是20%或20%以上但不足90%,则没有特别限制,可以使用常用的树脂。
在热塑性结晶性树脂中,具体地,优选PAT(聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯),更加优选PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)。PBT由于结晶化速度快,根据成型条件的结晶化度的变化少,一般地,结晶化度在30%前后是稳定的,因此,特别优选。
另外,本发明使用的结晶性树脂,在不显著损害本发明的效果的范围内,还可以导入共聚成分。具体地,可以举出以酯键为主链,导入了聚亚甲基二醇等酯键的树脂等。
本发明的环形带使用的热塑性结晶性树脂的分子量通常重均分子量为10000~100000。在具有高的拉伸断裂伸长等机械物性的要求时,要求高分子量,具体地,优选20000或20000以上,更加优选25000或25000以上,特别优选30000或30000以上。
在热塑性树脂中,作为非结晶性树脂,优选具有羟基、羧酸基以及酯键的至少1种的树脂,结晶度只要是0%或0%以上但不足10%,则没有特别限制,可以使用常用的树脂。
具体地,可以举出PC(聚碳酸酯)、PAr(聚芳酯)等聚酯、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等在侧链具有酯键的树脂作为优选的例子。其中,优选聚酯,可以特别优选使用PC。
另外,在本发明的环形带中使用的非结晶性树脂中,在不显著损害本发明效果的范围内,可以导入共聚成分。作为具体的例子,可以举出以酯键作为主链,导入了聚亚甲基二醇等酯键的树脂等。
本发明的环形带使用的非结晶性树脂的分子量,没有特别限制,通常为重均分子量为10000~100000。在具有高的拉伸断裂伸长等机械物性的要求时,优选高分子量,具体地,优选20000或20000以上,更加优选25000或25000以上,特别优选30000或30000以上。
<热塑性树脂和热塑性弹性体的重量比>
对本发明的环形带的成型材料中使用的热塑性树脂和热塑性弹性体的混合比例(重量比)没有特别限制。一般地,在热塑性树脂中,结晶性树脂耐药品性以及耐弯曲性优异,非结晶性树脂成型尺寸稳定性优异。因此,优选对应于使用目的设定与热塑性弹性体的比率。例如,热塑性树脂/热塑性弹性体的混合比例(重量比)通常为1/99~99/1,优选5/95~95/5,更加优选10/90~90/10,特别优选70/30~30/70,最为优选60/40~40/60。
如果热塑性弹性体比上述范围多,即,热塑性树脂少时,带变得过软,施加带张力时,由于带伸长,调色剂图像紊乱,故不为优选。相反,在热塑性弹性体少时,即,热塑性树脂多时,带变得过硬,容易产生裂纹,同时变得容易附上辊的皱痕特征,故不为优选。
<热塑性树脂和热塑性弹性体的粘度差>
热塑性树脂和热塑性弹性体的粘度差如果过大,即使调整制造条件也不能得到良好的分散,有时不能达到均一的分散,因此,优选粘度差小的。具体地,将热塑性树脂和热塑性弹性体在同一条件下测定MFR时得到的MFR值的比优选1/20~20/1,更加优选1/10~10/1。
另外,作为MFR的测定方法,按照JIS K-7210基准,测定温度条件选择接近于热塑性树脂组合物的加工温度的条件。例如,选择PBT和聚酯弹性体时,设定作为加工温度的240℃作为测定温度,比较热塑性树脂和热塑性弹性体的粘度差。另外,作为荷重,例如,选择2.16kg。
(C)导电性物质:
作为导电性物质,只要是满足用途所要求的性能的物质即可,没有特别限制,可以使用各种物质。具体地,作为导电性填料,可以举出炭黑、碳纤维、石墨等碳类填料、金属类导电性填料、金属氧化物类导电性填料等。除导电性填料以外,还可以举出离子导电性物质,例如,季铵盐等。这些导电性物质中,由于炭黑的使用有使电阻率的湿度依赖性减小的倾向,故优选。炭黑还可以与离子导电性物质同时使用。
作为炭黑,优选DBP吸油量通常为50~300cm3/100g,比表面积通常为35~500m2/g,挥发分含量通常为0~20%,平均一次粒径通常为20~50nm的炭黑。
1)对于炭黑的DBP吸油量:
DBP吸油量越大,碳越容易形成连接成念珠状的链(碳结构),具有难以产生碳凝聚体的优点、以及由于以少的添加量就容易表现出导电性,故还具有低成本的优点。可是,在从配合材料到成型加工的过程中,由于施加在配合了炭黑的树脂组合物上的各种剪切力,容易产生碳链被破坏而使电阻率容易不均并且不稳定这样的问题。另一方面,如果DBP吸油量过少,由于难以形成碳链,产生用于表现出导电性的碳添加量变多,损害材料的耐弯曲性的问题点。因此,炭黑的DBP吸油量优选50~300cm3/100g,更加优选80~240cm3/100g。
2)对于炭黑的粒径以及比表面积:
由于比表面积越大,越可以以少的添加重量表现出导电性,从难以破坏机械强度这点看是有利的。可是,由于根据碳的添加量有使导电性急剧变化的倾向,为了在半导电区域进行控制,需要±0.05%以内的配合精度,使环形带的电阻偏差均一地为±1个数量级以内是困难的。另外,比表面积大的炭黑由于通常粒径小,当使之分散到树脂中时,炭黑粒子变得容易凝聚。其结果,炭黑凝聚体混合存在于成型品中,在碳凝聚体的地方产生电集中,容易发生部分的绝缘破坏。另外,炭黑的比表面积过小(碳粒子过大)时,由于难以形成碳凝聚体,成型品的外观不平滑,并且通过碳粒子间的接触,导电性表达容易受到左右,从而电阻率容易不均。因此,炭黑的优选的平均一次粒径为20~50nm,优选的比表面积为35~500m2/g。
3)对于炭黑的挥发分含量
炭黑的挥发分含量越多,根据其表面特性,碳的分散性良好。可是,由于在加热混炼时产生气体,在成型上是不利的。另一方面,炭黑的挥发分含量越少,由于在加热混炼时难以产生气体,成型性良好,但是有碳分散恶化的倾向。因此,炭黑的挥发分含量优选0~20重量%。
炭黑只要是满足上述的DBP吸油量、比表面积、挥发分、平均一次粒径的物质即可,对其种类没有特别限制,另外,使用的炭黑可以是1种或2种或2种以上的混合物。
例如,作为炭黑的种类,可以举出乙炔黑、炉法炭黑、槽法炭黑等。其中,优选作为杂质的官能团少、并且难以发生由于碳凝聚而引起的外观不良的乙炔黑。另外,还可以使用包覆了树脂的炭黑、加热处理的炭黑、石墨化处理的炭黑、酸性处理的炭黑等实施了已知的后处理工序的炭黑。
另外,为了提高分散性以及抑制气体的发生,还可以使用用硅烷类、铝酸酯类、钛酸酯类以及锆酸酯类等偶合剂处理的炭黑。
在本发明中,环形带中的炭黑的含量(以下,有时也称为「炭黑浓度」),在电阻值对温度湿度的依赖性的影响少这点上,优选满足以下的式(4)以及(5)的。
[数3]
LogY≥-X+20 (4)
LogY≤-X+30 (5)
式中,X表示环形带中的炭黑的含量(重量%),Y表示对环形带施加10秒钟的100V电压而测定的表面电阻率(Ω)。
例如,考虑对于从高温高湿到低温低湿的环境变化的电阻率的变化少这点,表面电阻率为1×106(Ω)的环形带的场合,炭黑浓度优选14~24重量%,表面电阻率为1×1010(Ω)的环形带的场合,炭黑浓度优选10~20重量%,表面电阻率为1×1014(Ω)的环形带的场合,炭黑浓度优选6~16重量%。
特别是,更加优选X以及Y满足以下的式(6)以及(7)。
[数4]
LogY≥-X+21 (6)
LogY≤-X+29 (7)
如果环形带中的炭黑浓度过高,由于炭黑本身的分解气体等的产生而使制品的外观恶化,同时由于炭黑与树脂的反应而使树脂分解,产生来自于发泡的损伤,因此,在外观上不为优选,另外,耐折性也恶化。
如果环形带中的炭黑浓度过低,难以表现出导电性,同时炭黑的分散状态恶化,电阻率变得容易不均。另外,接触电阻大,变得受环境的左右,在图像形成装置中作为环形带安装时,有时由于环境而发生图像异常。
(D)聚合催化剂:
作为热塑性树脂和热塑性弹性体的合金化的方法,可以使用只是将热塑性树脂和热塑性弹性体混合的方法、从聚合阶段混合这些的方法、在催化剂存在下一边使这些反应一边混合的方法等已知的合金化技术。特别是,从成本的观点看,优选使用聚合催化剂进行加热混合的方法。聚合催化剂只要具有将热塑性树脂和热塑性弹性体聚合的能力,则没有特别限制。
在聚合催化剂中,优选Ti类聚和催化剂,特别是,可以优选使用烷基钛酸酯等。
在烷基钛酸酯中,优选四丁基钛酸酯或四(2-乙基己基)原钛酸酯。这些可以容易地从作为TYZOR TOT(DuPont制造)或TYZOR TBT(DuPont制造)的市售品获得。
Ti类聚合催化剂由于通过与含有碱金属、碱土类金属的化合物或含有锌的化合物组合可有效地发挥作用,故优选,其中,更加优选含有含镁的化合物的聚合催化剂。
作为含有镁的化合物,没有特别限制,优选有机酸镁盐,更加优选乙酸镁。
聚合催化剂的含量如果过少,有时不能有效地起作用,因此,优选高达一定程度的含量。具体地,聚合催化剂中的金属成分的质量,相对于全部热塑性聚合物成分(热塑性树脂和热塑性弹性体的总量),优选1ppm或1ppm以上,更加优选10ppm或10ppm以上,特别优选20ppm或20ppm以上。另一方面,已知酯类树脂在大量重金属的存在下,有时引起解聚,因此,优选少到某种程度的含量。具体地,聚合催化剂中的金属成分的质量,相对于全部热塑性聚合物成分(热塑性树脂和热塑性弹性体的总量),优选10000ppm或10000ppm以下,更加优选1000ppm或1000ppm以下,特别优选500ppm或500ppm以下。另外,在下面有时将相对于全部热塑性聚合物成分的聚合催化剂的Ti、Mg的重量比例称为「Ti浓度」、「Mg浓度」。
(E)螯合剂
如果聚合催化剂的活性过高,存在由于促进热塑性聚合物成分的解聚而使分子量降低引起的机械物性降低、伴随着低分子量物质的产生的发泡等问题。因此,优选使对聚合催化剂中的金属具有螯合能力的螯合剂存在来抑制解聚。
作为螯合剂的种类,没有特别限制,可以使用已知的螯合剂。例如,亚磷酸酯、磷酸酯、磷酸盐、肼类。具体地,作为亚磷酸酯,可以举出「イルガホス168(商品名)」(日本チバガイギ一(株)制造)、「PEP36(商品名)」(旭电化工业(株)制造)、「サンドスタブP-EPQ(商品名)」(クラリアントジヤパン(株)制造),作为肼类,可以举出「IRGANOXMD1024(商品名)」(日本チバガイギ一(株)制造)、「CDA-6(商品名)」(旭电化工业(株)制造)。
在本发明中,通过由成型条件的均衡化来抑制解聚以及低分子量物质的产生,可以不添加螯合剂。可是,必须抑制解聚时的螯合剂的添加量,相对于全部热塑性聚合物成分100重量份,优选0.001重量份或0.001重量份以上,更加优选0.1重量份或0.1重量份以上。
如果螯合剂的量过多,由于聚合催化剂丧失活性,有时不能得到良好物性的环形带,因此,必须不要添加过多。例如,螯合剂的量的上限值相对于全部热塑性聚合物成分100重量份,优选10重量份,更加优选5重量份。
一般地,螯合剂的量相对于全部热塑性聚合物成分100重量份,优选0.1重量份或0.1重量份以下的少量添加。可是,作为本发明中的螯合剂的优选的使用方法的例子,优选添加多达50~500ppm的聚合催化剂的添加量,还优选使用螯合剂优选0.1~3重量份,更加优选0.3~1重量份这样的比通常高的量,另外,如果将用于得到环形带的成型条件(温度、滞留时间等)进行均衡化,促进了热塑性树脂和热塑性弹性体的化学键生成以及分子量增加,并可以抑制解聚,从而可以得到以前所没有的物性优异的环形带。
(F)粘性聚合物(增粘剂)
粘性聚合物(增粘剂)可以发挥使环形带的表面电阻率的施加电压依赖性变得更小的作用。即,使用了完全不添加粘性聚合物(增粘剂)的热塑性树脂/热塑性弹性体/导电性物质的配合物的环形带,存在表面电阻率的施加电压依赖性变大的倾向,因此,有时不能得到高精度的像质。作为其原因,可以认为是由于为了使高粘度的热塑性树脂和低粘度的热塑性弹性体的粘度差大,在低粘度的热塑性弹性体混炼时没有充分地与其他的成分混合,而使环形带中的各成分的分散性差。因此,在本发明中,为了使热塑性树脂/热塑性弹性体/导电性物质的混合体系全体的粘度增大,即使含有相当量的低粘度的热塑性弹性体,也能成为可以充分地分散各成分的粘度,优选配合粘性聚合物(增粘剂)。
本发明中使用的粘性聚合物(增粘剂)是通过JIS K7210测定的MFR值(190℃,2.16kgf荷重)显示通常为0.01~10g/10分,优选0.05~5g/10分,更加优选0.1~3g/10分的MFR值的聚合物。MFR值不足0.01g/10分的场合,粘度过高而不能混炼,超过10g/10分时,增粘剂的粘度过低,不能充分地获得增粘效果。
作为本发明使用的粘性聚合物(增粘剂),可以举出含有甲基丙烯酸环氧丙酯等含有环氧基团的聚合物。由于环氧基团反应性高,在树脂混炼时发生由于热塑性树脂和热塑性弹性体的反应引起的高分子量化,增粘效果非常大。作为含有环氧基团的聚合物的具体例,可以举出日本油脂制造的PMMA接枝聚合在乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物(EGMA)上的「モデイパ一A4200(商品名)」、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)接枝聚合在EGMA上的「モデイパ一A4400(商品名)」。
粘性聚合物(增粘剂)的添加量相对于全部热塑性树脂成分100重量份通常为0.01~20重量份,优选0.05~10重量份,更加优选0.1~10重量份,特别优选0.1~5重量份。粘性聚合物的添加量不足0.01重量份时,不能充分地获得增粘效果,超过20重量份时,粘度过高,难以混炼。
(G)附加的配合材料(任意成分)
本发明的环形带对应于各种目的还可以任意地配合下面的配合成分。
具体地,可以添加イルガホス168、イルガノツクス1010、磷酸类抗氧剂等抗氧剂、热稳定剂、各种增塑剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、润滑剂、防雾剂、防粘连剂、滑爽剂、交联剂、交联助剂、着色剂、阻燃剂、分散剂等各种添加剂。特别是,为了提高调色剂与环形带的脱模性、用于刮取环形带上残留的调色剂的清洁刮板的清洁效果,优选添加褐煤蜡(酸蜡、酯蜡、部分皂化的酯蜡、褐煤酸金属盐)或聚烯烃蜡(聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚丙烯蜡、HDPE氧化蜡、EVA蜡、微粉碎蜡)。
另外,在不显著损害本发明的效果的范围内,还可以配合各种热塑性树脂、各种弹性体、热固性树脂、填料等配合材料作为第2、第3成分。
作为附加配合材料的热塑性树脂,可以举出聚丙烯、聚乙稀(高密度、中密度、低密度、直链状低密度)、丙烯乙烯嵌段或无规共聚物、乙烯·丙烯共聚橡胶、乙烯·丁二烯橡胶、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯苯乙烯嵌段共聚物或其加氢衍生物等橡胶或胶乳成分、聚丁二烯、聚异丁烯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚缩醛、聚芳酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、液晶性聚酯、聚砜、聚苯硫醚、聚双酰胺***、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、丙烯酰、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯、全氟烷基乙烯醚共聚物、丙烯酸烷基酯共聚物、聚酯酯共聚物、聚醚酯共聚物、聚醚酰胺共聚物、聚氨酯共聚物等。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
作为热固性树脂,可以举出,例如,环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂等。这些可以1种或作为2种或2种以上的混合物使用。
作为各种填料,可以举出,例如,碳酸钙(重质、轻质)、滑石、云母、二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、沸石、硅灰石、硅藻土、玻璃纤维、玻璃珠、膨润土、石棉、中空玻璃球、石墨(黑铅)、二硫化钼、氧化钛、碳酸纤维、铝纤维、苯乙烯钢纤维、黄铜纤维、铝粉末、木粉、稻谷壳、石墨(グラフアイト)、金属粉、导电性金属氧化物、有机金属化合物、有机金属盐等填料。另外,作为添加剂,可以举出抗氧剂(酚类、硫类、磷酸酯类等)、润滑剂、无机·有机的各种颜料、紫外线防止剂、抗静电剂、分散剂、中和剂、发泡剂、增塑剂、防铜老化剂、阻燃剂、交联剂、流动性改良剂等。
(2)环形带的物性:
(a)表面电阻率和体积电阻率:
本发明的图像形成装置用环形带具有满足下面的式(1)、(2)以及(3)的表面电阻率和体积电阻率。
[数5]
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250V) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
式中,SR(100V)表示施加10秒钟100V的电压而测定的表面电阻率,SR(500V)表示施加10秒钟500V的电压而测定的表面电阻率,VR(100V)表示施加10秒钟100V的电压进行测定时的体积电阻率,VR(250V)表示施加10秒钟250V的电压进行测定时的体积电阻率。
即,在施加电压100~500V测定的表面电阻率的最大值/最小值(MAX/MIN)表示的变化率(以下有时称为「表面电阻变化率」):SR(100V)/SR(500V)通常为30倍或30倍以下,在施加电压100~250V测定的体积电阻率MAX/MIN表示的变化率(以下有时称为「体积电阻变化率」):VR(100V)/VR(250V)通常为8~100,并且表面电阻变化率:SR(100V)/SR(500V)和体积电阻变化率:VR(100V)/VR(250V)的关系为表面电阻率<体积电阻率,即,SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250V)。
在即使是对于通过辊等施加的电压变化也能够均一地进行调色剂的转印这点看,表面电阻变化率小的特性是优选的。而且,体积电阻变化率比表面电阻变化率大,由于不进行二次转印而残留在带上的带电调色剂进行自除电,因此,具有容易通过清洁部件进行清洁的效果,同时具有使二次转印时的带上的调色剂转印效率提高的效果。
优选表面电阻变化率:SR(100V)/SR(500V)为10倍以内,并且与体积电阻变化率:VR(100V)/VR(250V)的关系为表面电阻变化率的2倍为体积电阻变化率以下。另外,表面电阻变化率的下限没有特别限制,但通常为1.5左右。
另外,体积电阻变化率:VR(100V)/VR(250V)过大时,存在由于电压变化而电流泄漏的问题。因此,体积电阻变化率:VR(100V)/VR(250V)通常为100倍以内,优选50倍以内。另外,体积电阻变化率:VR(100V)/VR(250V)的下限,从表现出赋予带自除电功能的效果这点考虑,优选为8,更加优选为10。
因此,本发明的图像形成装置用环形带特别优选满足下面的式(8)~(10)。
[数6]
SR(100V)/SR(500V)×2≤VR(100V)/VR(250V) (8)
1≤SR(100V)/SR(500V)≤10 (9)
10≤VR(100V)/VR(250V)≤50 (10)
另外,本发明的图像形成装置用环形带的电阻区域根据其使用目的而不同,但表面电阻率通常为1×106~1×1014Ω,或体积电阻率通常为1×106~1×1014Ω·cm。
上述的电阻区域的更加优选的范围根据用途而不同,例如,作为感光体环形带使用时,视需要,优选表面电阻率低达:1×101~1×109Ω或体积电阻率低达:1×101~1×109Ω·cm的区域,以使外表面的电荷逃逸到内表面。作为中间转印环形带使用时,优选表面电阻率:1×106~1×1013Ω或体积电阻率:1×106~1×1013Ω·cm,以使可以容易地进行带电-转印。作为输送转印带使用时,优选表面电阻率高达:1×1010~1×1016Ω或体积电阻率高达:1×1010~1×1016Ω·cm的区域,以使容易带电,并且即使是高电压也难以破损。
另外,优选1根环形带中的表面电阻率的分布窄的,在各自的优选的表面电阻率的区域中,1根中的最大值和最小值的差为2个数量级以内(最大值为最小值的100倍或100倍以下)。
另外,环形带的表面电阻率或体积电阻率可以通过例如,(株)ダイヤインスツルメンツ制造的「ハイレスタUP(商品名)」或「ロレスタ(商品名)」、アドバンテスト(株)制造的「R8340A(商品名)」等容易地测定。
(b)拉伸弹性模数
本发明的环形带的拉伸弹性模数通常为300~2500MPa。如果环形带的拉伸弹性模数低,例如,作为中间转印带用于图像形成装置中时,由于张力而发生少许伸长,有时发生颜色偏移等不良情况。另外,如果拉伸弹性模数过高,由于在驱动带时增加马达负荷,产生使厚度设定变薄的必要性。此时,如果一旦在辊和带之间进入杂物,或产生由于与感光体的摩擦的损伤等,容易产生破裂,在信赖性上存在问题,因此不为优选。另外,为了提高一次转印的调色剂的转印效率,不使带伸长程度的拉伸弹性模数是必要的,并且需要不会使环形带***程度的拉伸弹性模数也是必要的。拉伸弹性模数优选300~2500MPa,更加优选500~2000MPa,特别优选600~1800MPa。
环形带的拉伸弹性模数可以从提高调色剂的转印效率的观点来进行调整,但也可以由带表面的化学特性(与水的接触角)的调色剂的转印效率提高效果、由电特性引起的调色剂转印效率提高效果的关系来决定适当的范围。
(c)与水的接触角
本发明的环形带的外表面与水的接触角通常为60°或60°以上但不足90°,优选65°~85°。外表面与水的接触角不足60°时,调色剂附着在带的表面上,导致膜化,有时调色剂二次转印效率恶化。另外,90°时,在一次转印时,调色剂的转印效率恶化。
(d)表面粗糙度Ra
本发明的环形带的表面粗糙度Ra通常为0.05~0.3μm,优选0.07~0.2μm。表面粗糙度不足0.05μm时,有时调色剂的一次转印效率恶化。另外,超过0.3μm时,有时调色剂的二次转印效率恶化。
(e)耐折次数
本发明的环形带,例如,作为中间转印带使用于图像形成装置中时,如果耐弯曲性差,发生裂纹而变得不能得到图像,因此,优选耐弯曲性良好的环形带。
耐弯曲性的程度可以通过按照JIS P-8115的耐折次数的测定方法来进行定量地评价,越是耐折次数大的环形带越难以产生裂纹,可以判定为耐弯曲性优异。
具体地,通常耐折次数如果超过5000次,在装置寿命期间,可以发挥作为环形带的优异的功能而使用。在实用上耐折次数优选8000次或8000次以上,更加优选10000次或10000次以上。
在本发明中,根据热塑性弹性体的添加量或合金化,耐折次数通常为5万或5万以上,优选10万或10万以上。其结果,为了防止来自环形带的端部的裂纹,即使不实施通常进行的防裂纹用的增强带等二次加工,也可以获得充分的耐裂纹性。
(f)收缩率
作为本发明的环形带的收缩率特性,在温度60℃湿度90%放置24小时后的相对于温度23℃湿度50%的收缩率通常为0.2或0.2以下,优选0.1或0.1以下,更加优选0.05或0.05以下。当收缩率比这些条件范围大时,由于不仅使环形带在输送、保管中尺寸变化变大,从而变得不能使用,而且有时电特性、机械特性也发生变化,故不为优选。
(g)环形带的厚度
如果环形带的厚度过厚,在与辊的曲率大时,带外侧和内侧的变形差大,容易破裂。另外,转印到外侧部的调色剂变形、飞散,从而导致图像变形。另一方面,如果环形带的厚度过小,由于进入到辊和带之间的微小的杂质、或者由于与感光体等的接触而引起的损伤都会容易发生裂纹,带变得容易破损。因此,本发明的环形带的厚度优选70~300μm,特别优选100~200μm。
即,本发明的图像形成装置用环形带,拉伸弹性模数通常为300~2500MPa,环形带的外表面与水的接触角通常为60°或60°以上但不足90°,表面粗糙度Ra通常为0.05~0.3μm。这样,拉伸弹性模数通常为300~2500MPa,既不硬也不软的带在一次转印部可表现出由感光体刮取调色剂的效果,在二次转印部即使是对于具有凹凸的用纸也可使调色剂转印效率提高。另外,用与水的接触角表示的表面润湿性通常为60°或60°以上但不足90°,具有既不是亲水性也不是疏水性的特性,对一次转印部的调色剂转印效率的提高是有效的,而且,通过以电特性和弹性特性来增强二次转印的调色剂的脱模性,作为结果,调色剂的一次、二次转印效率提高。
另外,环形带的表面粗糙度(Ra)通常为0.05~0.3μm,适度地***糙,但对一次、二次转印的调色剂转印效率的提高是有效的。
本发明者们着眼于含有热塑性树脂和热塑性弹性体的合金材料的环形带的拉伸弹性模数、表面润湿性、表面粗糙度以及调色剂转印效率,首先对二次转印部的调色剂和转印带的附着力、和调色剂的转印性进行了研究。
作为调色剂与转印带之间的在二次转印部的附着力,一般可以认为是以下的力。
a)在转印带和调色剂粒子之间作用的附着力,所谓的范德瓦耳斯力
b)带电的调色剂电作用的像力
c)由于调色剂和转印带接触而发生的接触带电力
d)调色剂和转印带之间的水分作用的液体交联力
因此,二次转印部的调色剂转印条件,为了克服上述a)~d)的综合的附着力,对调色剂施加相反方向的电场来作用库仑力而进行,作为调色剂转印条件可以说是必须的。
因此,在二次转印部,作为用于降低带和调色剂的附着力的条件,可以考虑下面的e)~h)。
e)带表面的适度的粗糙化可以使范德瓦耳斯力变小,并可降低转印带上的调色剂附着力,从而带来二次转印效率的提高。
f)转印带的电阻率的降低可使在转印带上带电的调色剂的除电容易,从而有利于对二次转印效率的提高起作用。
g)调色剂和转印带的摩擦带电列的差小对接触带电力的降低是有效的。
h)转印带表面是疏水性可使液体交联力降低,从而具有使调色剂的附着力降低的效果。
即,为了提高二次转印效率,一般可认为上述e)~h)的对策是有效的,另一方面,在一次转印时,这些对策则是完全相反的效果。
因此,本发明者们提出分别分担一次转印和二次转印的调色剂转印效率提高所必须的带功能。即,考虑了在调色剂转印时,除了静电的库仑力以外,还赋予机械力,即,对带赋予粘合性。
(a)对于二次转印的调色剂附着力降低化,可通过制作具有带有自除电功能的电阻特性的带(即,体积电阻率具有适度的电压依赖性)来使调色剂附着力降低。
(b)对于一次转印的调色剂附着力的提高,可通过使带原料柔软以及尽量不使带表面疏水化来提高调色剂附着力。
另外,本发明者们认为:通过组合上述(a)和(b),可以同时使一次转印和二次转印的调色剂转印效率提高。而且,作为不损害转印带的机械强度而可以调整弹性模数的手段,着眼于热塑性弹性体,研究了热塑性弹性体和热塑性树脂的合金化。其结果发现,具有满足上述式(1)~(3)的特有的电阻电压依赖性、适度的弹性模数、适度的表面润湿性和表面粗糙度,可以赋予一次转印效率和二次转印效率的提高。
另外,作为导电性物质,通过配合DBP吸油量通常为50cm3/100g~300cm3/100g以下,比表面积通常为35~500m2/g,挥发分含量通常为20%或20%以下,平均一次粒径通常为20~50nm,并且满足上述式(4)~(5)的炭黑,可以得到良好的温度湿度环境稳定性和电阻率的均一性。
(3)环形带的制造方法:
(a)加热混炼和成型
在本发明中,可以在加热混炼热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质作成热塑性树脂组合物后来成型环形带,也可以加热混炼热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质直接成型环形带。
此时,在得到热塑性树脂组合物阶段的加热混炼或将树脂组合物成型为环形带阶段的加热混炼的任何一种,都调节混炼条件以使能够得到希望的表面电阻率。由于在任何一种情况下如果不是熔融状态都不能得到充分的分散,因此,加热温度在某种程度上优选高的。具体地,加热温度的下限值优选结晶性树脂的熔点,更加优选熔点+10℃。另一方面,如果加热温度过高,有时引起热分解而导致物性劣化。因此,具体地,加热温度的上限值优选结晶性树脂的熔点+80℃,更加优选熔点+60℃。
另外,如果在加热混炼前干燥原料,有时可以得到更加良好物性的环形带,因此,优选实施干燥处理。另外,根据情况,也可以在加热混炼作成热塑性树脂组合物后,在熔点或熔点以下实施热处理生成酯键后,再成型为环形带。
在本发明中,可以认为热塑性弹性体和热塑性树脂的某种特定的分散状态(合金状态),制作环形带的良好的导电性物质的分散和表面的适度的粗糙度,其结果,可以得到调色剂转印性和脱模性两者都优异的环形带。因此,加热混炼时的温度和受热时间是重要的。因此,希望一边把握得到的环形带的分散形态,一边设定加热混炼条件。作为此时的合金状态的指标,是上述的电阻率的电压依赖特性和电阻率的不均性以及表面电阻率和体积电阻率的比率。
对于加热混炼的装置,没有特别限制,可以使用已知的技术。例如,只要是将热塑性弹性体、热塑性树脂、导电性物质以及视需要配合的其他的添加成分加热混炼而形成树脂组合物的装置,则没有特别的限制,可以使用单轴挤出机、双轴混炼挤出机、班伯里混合机、辊、布拉本德混合机、塑性变形记录仪、捏合机等。
特别是,优选通过双轴混炼挤出机混合热塑性树脂、热塑性弹性体、导电性物质以及视需要配合的其他的添加成分,并在造粒化后成型为环形带的方法。
对于成型方法,没有特别的限定,可以采用连续熔融挤出成型法、注塑成型法、吹塑成型法、充气成型法、离心成型法、橡胶挤出成型法等已知的方法来得到带。其中,优选连续熔融挤出成型法。具体地,优选将通过环状模头挤出的熔融管边冷却或冷却固化边拉出的挤出成型法,而且,更加优选可以以高精度控制管的内径的下方挤出方式的内部冷却心轴(マンドレル)方式或真空整形(バキユ一ムサイジング)方式。特别是,更加优选可以简单地获得无缝环形带的内部冷却心轴方式作为图像形成装置用带的成型法。此时,优选使用在其圆周方向设置了多个温度调节装置的模头作为环状模头,并使通常温度调节为30~150℃的范围的金属模具与管的内侧或外侧接触来进行熔融管的冷却,而且,优选保持圆筒形状直接取出熔融管。
另外,此时,成型材料的熔融粘度MFR(240℃,2.16kgf荷重)通常为0.1g/10分或0.1g/10分以上,优选0.5g/10分或0.5g/10分以上,更加优选1g/10分或1g/10分以上。成型材料的熔融粘度为MFR不足0.1g/10分时,缺乏挤出成型时的流动性,难以挤出成型,并且施加在熔融树脂上的剪切应力变大,因此,调整困难。另一方面,如果成型材料的熔融粘度过高,熔融张力低,在从熔融状态到冷却固化期间维持管状态是困难的。MFR值的上限优选25g/10分,更加优选20g/10分,特别优选10g/10分。因此,为了得到这样的熔融粘度,视需要,优选通过粘性聚合物(增粘剂)来调整粘度。
另外,即使是通过充气成型法暂时制作具有折痕的薄膜后,通过后加工成为看不到折痕的状态并作为环形带使用,也没有任何问题,另外,一旦加工带状片后,接着还可以作为具有接缝的环形带。作为取出手段,优选不进行环形管扁平化而维持圆筒状直接取出的成型方法。
通过这样的成型时的温度、滞留时间等的均衡化,可以得到更好物性的环形带,因此,优选适合配合状态来调节条件。
(b)热处理
热处理得到的环形带,可以制造物性更加提高了的环形带。特别是,耐折次数和拉伸弹性模数提高。
热处理条件还依赖于使用的原料树脂,但通常在60~200℃,优选70~120℃的温度下进行通常5~60分钟,优选10~30分钟左右。环形带的热处理可以使带拉设在2根或2根以上的辊上边驱动边进行,还可以将环形带安装成圆筒状的形状来进行。另外,还可以保持圆筒状直接进行热处理。
即,将从环状模头通过连续挤出成型挤出而形成的管以环状的状态挤出,保持圆筒状取出,并将其切成圆片而得到的环形带,由此,可以同时实现低成本化和尺寸稳定性。另外,通过在环状模头的圆周方向设置多个温度调节装置,可以以低成本制造电阻率的不均性少的环形带。
(4)环形带的合金分散形态和导电性物质分散形态:
一般地,如果混合2种材料,存在完全混合的情况(有时也称为完全相溶化)和不完全混合而采取海岛结构的情况。当为后者时,一般地,在两种材料的体积分率存在大的差时,体积分率大的容易采取海的结构,体积分率小的容易采取岛的结构,当体积分率的差小时,熔融粘度差对海岛结构带来影响,可以说熔融粘度小的容易成为海,大的容易成为岛。
在本发明中,合金结构的内侧部分(环形带的厚度方向的内侧表面部分)附近的海岛结构既可以是与中间部分(环形带的厚度方向的外侧表面部分和内侧表面部分之间的部分)附近的海岛结构不同的结构,也可以是相同的结构,还可以是材料相互混合而成为100nm或100nm以下的岛分散。
在本发明中,重要的是,不管海岛结构是何种,中间部分的导电性物质的分散状态和外侧部分(环形带的厚度方向的外侧表面部分)的导电性物质的分散状态几乎以同样的形态形成是重要的。即,即使在海岛结构体中调整材料,根据成型加工条件,通过在成型加工中添加的熔融树脂取向或对熔融树脂施加的应力(剪切应力、剪切速度)、或剪切过程、熔融树脂冷却过程的取向、剪切应力、剪切速度等,海岛结构体的海和岛的形状任意地变化,同时在配合了作为导电性物质的炭黑等导电性填料的材料中,根据其剪切力、取向,在环形带的厚度方向,导电性物质的分散状态变化,因此,控制该厚度方向的导电性物质的分散状态是重要的。
即,通过本发明者们的研究发现,使环形带外侧部分附近和中间部分附近的导电性物质的分散状态相同地作成的环形带,表面电阻率的电压依赖性少。这显示了尽管在外侧部分和内侧部分的取向不同,但从这样的导电性物质分散状态的观点看,适度地均一是重要的。
另外,按照通常的熔融混合、加热挤出条件,海岛的岛部分的分散粒径虽然只能达到50μm~100nm左右,但根据加热混合条件和挤出条件,有时分散粒径可微细化到几个nm或几个nm以下。特别是,100nm或100nm以下的分散粒径的物质,具有显著提高机械强度的效果,同时材料的熔融粘度也适度地提高,在导电性物质的分散时表现出可以均一地分散的效果,因此,特别优选。
另外,当是将2种材料合金化的结构或添加了填料等的结构时,加热熔融的高分子材料在冷却过程中有时结构发生变化。例如,在急剧地冷却时,在填料等的存在下,有时本来应该结晶化的材料不进行结晶化而以非晶状态残留,因此,一旦成型的成型部件在高温下曝晒,有时将进行再结晶化,又是极度地收缩或机械强度极度地降低,因此,有注意的必要。
为了阻止这样的状态,在合金化成分中,优选在结晶成分的材料中采取结晶化的状态的结构作为成型部件。即,优选进行热处理。但从成本的观点看,优选在连续生产中在成型时设置除冷却装置以使能够充分地结晶化。
另外,在本发明中,对海岛结构的岛形状的确认方法没有特别限制,可以使用在规定的方向切断环形带并作成超薄切片,然后用四氧化钌(RuO4)等染料染色约2分钟或2分钟以上,用TEM(透过电子显微镜)或SEM(扫描电子显微镜)观察等已知的方法。
另外,在该观察时,由于沿着环形带的厚度断面的切断方向海岛结构的形态发生变化,因此需要特别注意,对于各种在环形带的圆周方向切断的切片和在宽度方向切断的切片,观察外侧0~5μm附近,厚度中间部±5μm附近,内侧0~5μm附近的海岛形态。
(5)图像形成装置用带的用途:
对本发明的图像形成装置用带的用途没有特别限制,可以优选使用于要求尺寸精度、耐弯曲性、拉伸弹性模数等物性严格的OA仪器领域,特别是功能部件。将该环形带作为无缝带形状时,由于裂纹、伸长等不良情况少,是合适的。
本发明的图像形成装置用带适合于电子照相式复印机、激光打印机、传真机等图像形成装置的,特别是中间转印带、输送转印带、感光体带等。
本发明的环形带既可以直接作为带使用,也可以卷在鼓惑辊等上来使用。
另外,为了端面增强等目的,还可以在该环形带的外侧和/或内侧视需要沿着边缘贴合耐热带等增强带。作为增强带,从成本、强度等方面看,优选双轴拉伸聚酯带,该带的宽度为4mm~20mm,在装置设计上是紧凑的,故优选。增强带的厚度为20μm~200μm由于可维持柔软性,在可以以低的张力驱动环形带这点以及防止裂纹发生这点看是优选的。
另外,为了防止环形带的蛇行,还可以在环形带的边缘用粘合剂贴合聚氨酯橡胶或硅橡胶等橡胶制的片(防止蛇行导向)。此时,使用的橡胶制片的优选的片宽度为2~10mm,从装置的设计以及粘接强度方面看,特别优选3~8mm。另外,从防止蛇行的观点看,蛇行防止橡胶的厚度优选0.5~3mm,从蛇行防止的贴合的简易程度和防止蛇行效果方面看,特别优选0.7~2mm。
另外,组合上述增强带,将增强带贴合在环形带上,由于贴合了防止蛇行导向的具有防止带发生裂纹的效果和防止带蛇行的效果,故优选。
即,本发明的图像形成装置用带特别适合于无缝状的中间转印带、输送转印带、转印定影带、定影带、感光体带或显影套管。
以下,对本发明的第1~3的要点的图像形成装置用环形带分别进行说明。
<第1要点的发明>
是成型热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质的配合物而形成的,并满足下面的式(1)、(2)以及(3)的图像形成装置用环形带。
[数7]
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250V) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
式中,SR(100V)表示施加10秒钟100V的电压而测定的表面电阻率,SR(500V)表示施加10秒钟500V的电压而测定的表面电阻率,VR(100V)表示施加10秒钟100V的电压进行测定时的体积电阻率,VR(250V)表示施加10秒钟250V的电压进行测定时的体积电阻率。
在第1要点的发明的图像形成装置用带中,所谓满足上述式(1)表示体积电阻率的电压依赖性比表面电阻率的电压依赖性大。另外,所谓满足式(2)以及式(3)表示表面电阻率的电压依赖性小,体积电阻率的电压依赖性适当地大。
这样,由于体积电阻率的电压依赖性比表面电阻率的电压依赖性大,并且体积电阻率的电压依赖性适当地大,一次转印的带上的带电调色剂在进行二次转印时,适当地在带厚度方向进行除电,其结果,可以提高由于调色剂的自除电引起的调色剂脱模性效果。
<第2要点的发明>
是一种图像形成装置用环形带,该环形带是成型热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质以及按照JIS K7210测定的熔体流动速率值(190℃、2.16kgf荷重)为0.01~10g/10分的粘性聚合物的配合物而形成的,并且粘性聚合物的含有量相对于热塑性弹性体和热塑性树脂的总量100重量份为0.01~20重量份,导电性物质的含有量相对于热塑性弹性体和热塑性树脂的总量100重量份为0.1~30重量份。
添加的粘性聚合物,即,按照JIS K7210测定的MFR值(190℃、2.16kgf荷重)显示为0.01~10g/10分范围的值的粘性聚合物,使施加电压依赖性小的表面电阻值可以表现出来,即,在使用了完全没有添加粘性聚合物的热塑性树脂/热塑性弹性体/导电性物质混合体系的环形带中,不能说表面电阻值的施加电压依赖性充分小,得到高精度的像质有困难。其理由可认为是由于高粘度的热塑性树脂和低粘度的热塑性弹性体的粘度差大,在低粘度的热塑性弹性体混炼时与其他成分的混合不能说是充分的,因此,在环形带中的各成分的分散性低。为了提高分散性,使热塑性树脂/热塑性弹性体/导电性物质混合体系全体的粘度增大,即使含有相当量的低粘度的热塑性弹性体,也能够提高到可以使各种成分充分分散的粘度,以规定的比例配合规定MFR值的粘性聚合物。
粘性聚合物优选具有环氧基团的聚合物,更加优选具有甲基丙烯酸环氧丙酯基的聚合物。具有甲基丙烯酸环氧丙酯基等环氧基团的聚合物,由于反应性高,在树脂混炼时与热塑性树脂或热塑性弹性体反应而引起高分子量化,增粘效果非常大。因此,通过使用含有环氧基团的聚合物,优选具有甲基丙烯酸环氧丙酯基的粘性聚合物,可以更加确实地得到均一混炼性的改良效果,以及由此而带来的表面电阻值的低施加电压依赖性。
在第2要点的发明中,可以在加热混炼热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质以及粘性聚合物而作成热塑性树脂组合物后成型环形带,也可以加热混炼热塑性弹性体和热塑性树脂和导电性物质以及粘性聚合物并直接成型环形带。
对于加热混炼方法也没有特别限制,可以使用已知的技术。例如,优选首先将热塑性树脂、塑性弹性体、导电性物质、粘性聚合物以及视需要配合的其他的添加成分加热混炼,造粒后成型为环形带的方法。
<第3要点的发明>
是一种图像形成装置用环形带,该环形带是成型含有热塑性弹性体的热塑性聚合物成分和导电性物质的配合物而形成的,其中,热塑性弹性体包含由芳香族聚酯的硬链段和脂肪族聚酯的软链段构成的聚酯-聚酯嵌段共聚物,并且热塑性聚合物成分中的热塑性弹性体的量为10重量%或10重量%以上,相对于热塑性弹性体和热塑性树脂总量100重量份,导电性物质的量为1~20重量份,并且,
在100V的电压下测定的表面电阻率为1×106~1×1014Ω/□,体积电阻率为1×106~1×1013Ω·cm,各电阻率的不均性为最大值/最小值≤100。
在第3要点的发明中使用的热塑性弹性体,包含硬链段使用芳香族聚酯、软链段使用脂肪族聚酯的聚酯聚酯嵌段共聚物。
使用了包含硬链段为芳香族聚酯、软链段为脂肪族聚酯的聚酯聚酯嵌段共聚物的热塑性弹性体环形带,难以附带弯曲皱痕,并且尺寸精度优异。即,具有将环形带作成难以改造的环形带的耐裂纹性大幅提高的对环形带赋予适度的柔软性的特长。
作为聚酯聚酯嵌段共聚物,更加具体地,是使以(a)碳原子数为2~12的脂肪族和/或脂环式二醇、(b)芳香族二羧酸或其烷基酯、(c)脂肪族或脂环式二羧酸和脂肪族二醇缩合的聚酯低聚物、(d)由脂肪族内酯或脂肪族单醇羧酸合成的聚酯低聚物为原料,通过酯化反应或酯交换反应而得到的低聚物缩聚的物质。
在第3要点的发明中使用的热塑性弹性体的结晶熔点为190~220℃,按照JIS K7210(240℃,2.16kgf荷重)测定的熔体流动速率(MFR)为10g/10分或10g/10分以上,优选18g/10分或18g/10分以下。
结晶熔点不足190℃时,过于柔软,对带施加张力时,带有时伸长。结晶熔点超过220℃时,过于***,带变得容易裂纹,有时难以得到充分的机械耐久性,另外,有时耐辊皱痕附着性也变差。
MFR不足10g/10分时,在混炼炭黑等导电性物质时,虽然搅拌作用良好,分散性也变得良好,但由于熔融粘度变高,在成型加工时对材料施加的剪切应力过于变高,有时材料发热而导致热劣化。超过18g/10分时,由于熔融粘度低,搅拌难以作用,有时导电性物质的分散性变差。
在第3要点的发明中使用于环形带的热塑性聚合物成分中,在上述热塑性弹性体以外,还可以含有热塑性树脂。
本发明的环形带的成型材料中使用的热塑性聚合物成分中的热塑性树脂和热塑性弹性体的重量比优选10/90~90/10,更加优选80/20~20/80,特别优选60/40~40/60。
热塑性弹性体超过热塑性弹性体/热塑性树脂(重量比)=90/10时,即,热塑性树脂少时,带过于柔软,施加带张力时导致带伸长,调色剂图像紊乱,故不为优选。相反,热塑性弹性体不足热塑性弹性体/热塑性树脂(重量比)=10/90时,即,热塑性树脂多时,带过于***,容易产生裂纹,变得容易粘附棍的皱痕,故不为优选。
另外,从导电性物质的分散性的观点看,优选热塑性树脂的MFR比热塑性弹性体的MFR小的。
在热塑性树脂中也可以含有聚合催化剂。例如,作为聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的合成用催化剂,可以利用在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯中残留的催化剂作为热塑性树脂和热塑性弹性体的聚合催化剂。
另外,第3要点的发明的环形带由于表面电阻率比较高,体积电阻率比较低,并且电阻率的不均性小,从感光体向带的调色剂转印性优异,同时从带向纸的调色剂转印性也良好,还可防止由于附带皱痕而导致的像质劣化。
<第4要点的发明>
是满足下面的式(1)、(2)以及(3)的图像形成装置用环形带。
[数8]
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250V) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
式中,SR(100V)表示施加10秒钟100V的电压而测定的表面电阻率,SR(500V)表示施加10秒钟500V的电压而测定的表面电阻率,VR(100V)表示施加10秒钟100V的电压进行测定时的体积电阻率,VR(250V)表示施加10秒钟250V的电压进行测定时的体积电阻率。
在第4要点的发明的图像形成装置用带中,所谓满足上述式(1)表示体积电阻率的电压依赖性比表面电阻率的电压依赖性大。另外,所谓满足式(2)以及式(3)表示表面电阻率的电压依赖性小,体积电阻率的电压依赖性适当地大。这样,由于体积电阻率的电压依赖性比表面电阻率的电压依赖性大,并且体积电阻率的电压依赖性适当地大,一次转印的带上的带电调色剂在进行二次转印时,适当地在带厚度方向进行除电,其结果,可以提高由于调色剂的自除电引起的调色剂脱模性效果。
实施例
以下,通过实施例更加详细地说明本发明,但只要不超过其主旨,本发明不受以下的实施例的限定。另外,在以下的例子中使用的原料、加热混炼方法、环形带的特性的评价方法如下。
<原料>
原料使用下述物质。另外,在表中,PEER表示聚酯聚酯共聚物弹性体,PBT表示聚对苯二甲酸丁二醇酯。在表中的配合比例是以热塑性弹性体和热塑性树脂的总量为100重量份。
(1)PBT1:三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制造「ノバデユラン5040ZS(商品名)」(简称为「5040ZS」);
重均分子量=40000
PS换算重均分子量=122000
MFR(240℃,2.16kgf荷重):4g/10分
(2)PBT2:三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制造「ノバデユラン5010(商品名)」(简称为「5010」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):16g/10分
(3)PBT3:钟纺合纤(株)制造「128(商品名)」(简称为「钟纺128」);
重均分子量=40000
PS换算重均分子量=122000
MFR(240℃,2.16kgf荷重):7g/10分
(4)PC(简称为「PC」);
重均分子量=28000
PS换算重均分子量=64000
MFR(240℃,2.16kgf荷重):4.8g/10分
(5)热塑性弹性体1:东洋纺积(株)制造聚酯-醚弹性体「ペルプレンP150B(商品名)」(简称为「P150B」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):19g/10分
(6)热塑性弹性体2:东洋纺积(株)制造聚酯-醚弹性体「ペルプレンP90B(商品名)」(简称为「P90B」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):20g/10分
(7)热塑性弹性体3:东洋纺积(株)制造聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS3001(商品名)」(简称为「S3001」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):21g/10分
(8)热塑性弹性体4:东洋纺积(株)制造聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS2001(商品名)」(简称为「S2001」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):21g/10分
结晶熔点:206℃
(9)热塑性弹性体5:东洋纺积(株)制造聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS1001(商品名)」(简称为「S1001」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):21g/10分
结晶熔点:200℃
(10)热塑性弹性体6:东洋纺积(株)制造聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS6001(商品名)」(简称为「S6001」);
MFR(240℃,2.16kgf荷重):15g/10分
结晶熔点:218℃
(11)炭黑:电气化学(株)制造「デンカブラツク(商品名)」
DBP吸油量=180ml/100g
比表面积=65m2/g
挥发分含量=0%
平均一次粒径=39nm
(12)增粘剂1:日本油脂(株)制造含有甲基丙烯酸环氧丙酯的聚合物「モデイパ一A4400(商品名)」(简称为「A4400」);
按照JIS K7210测定的MI值(190℃,2.16kgf荷重):0.3g/10分
(13)增粘剂2:日本油脂(株)制造「モデイパ一A4200(商品名)」(简称为「A4200」);
按照JIS K7210测定的MI值(190℃,2.16kgf荷重):0.6g/10分
(14)聚合催化剂:丁醇钛(IV)/醋酸镁
(15)螯合剂:クラリアントジヤパン(株)制造磷酸类抗氧剂「PEPQ(商品名)」
<加热混炼>
使用双轴混炼挤出机(IKG(株)制造「PMT32」),用表中记载的条件将个各种原料进行材料颗粒化。
<环形带的成型方法>
将得到的材料颗粒干燥,并通过直径φ160mm、模头滑移宽度1.5mm的6条螺旋型带有40mmφ环状模头的挤出机(在环状模头的圆周方向具有16个温度调节装置),在环状模头的下方以熔融管的状态挤出,并将挤出的熔融管与通过支持棒安装在与环状模头同一轴线上的外径153mm的冷却心轴的外表面(温度80℃)接触来进行冷却固化,接着,通过设置在无缝带中的圆筒形的中子和设置在外侧的4点式带式取出机将无缝带以保持圆筒形的状态取出,同时以340mm的长度切成圆片,一边调整挤出量和取出速度、挤出温度以使厚度为140μm、表面电阻率为1×1010~1×1012Ω,一面作成内径为151mm的树脂制无缝带。成型条件记载在表中。
另外,对于成型材料,用东洋精机(株)制造的熔融指数仪「T-01(商品名)」(240℃,2.16kgf荷重),在加热开始后5~6分的1分钟期间采取试料,测定(m)重量,用式:MFR(g/10分)=(600×m)÷t(t表示试料采取时间(秒))(在这里为60秒),m表示试料采取的重量(g))求出MFR。
<评价>
视需要将环形带切成必要的大小来实施评价,将结果示于表中。
(1)表面电阻率:
使用(株)ダイヤインスツルメンツ制造「ハイレスタUP(商品名)(UR端子)」,在100V、500V、各10秒的条件下以20mm间隔测定带圆周方向。
(2)体积电阻率:
使用(株)ダイヤインスツルメンツ制造「ハイレスタ(商品名)(UR端子)」,在100V、250V、各10秒的条件下以20mm间隔测定带圆周方向。
(3)电阻环境变化率:
分别在表面电阻率和体积电阻率中,求出在温度10℃、湿度20%下放置20小时后(LL条件)的电阻率和在温度30℃、湿度80%下放置20小时后(HH条件)的电阻率之比(电阻率(LL条件)/电阻率(HH条件)),作为电阻环境变化率。
(4)作为环形带的耐久性评价:
将得到的环形带作为中间转印带安装在图像形成装置中,连续地进行图像输出,评价在输出多少张的阶段在环形带上发生裂纹。
(5)收缩率:
将环形带切断成200mm的一定宽度的圆片后,再在宽度方向切断一处。接着,将得到的试样在温度23℃、湿度50%下放置24小时后,用三维尺寸法测定器(安装了ニコン公司制造的微型显示器的东京精密公司制造的「GJ800A(商品名)」)测定环形带的圆周方向的长度。将该测定值作为(P)。
接着,将上述试样在设定为温度60℃、湿度90%的条件的恒温恒湿室中放置24小时取出后,再在温度23℃、湿度50%放置24小时后,使用三维尺寸法测定器测定环形带的圆周方向的长度。将该测定值作为(Q)。相对于温度23℃、湿度50%的各温度湿度条件放置后的试样的收缩率通过式:收缩率={(P)-(Q)}/(P)×100求出。
(6)周长差:
将环形带切断成200mm的一定宽度的圆片后,再在宽度方向切断一处。接着,将得到的试样在温度23℃、湿度50%下放置24小时后,用三维尺寸测定器(安装了ニコン公司制造的微型显示器的东京精密公司制造的「GJ800A(商品名)」)测定环形带两端部的圆周方向的长度。将两端部的圆周方向的长度的差作为周长差。
(7)拉伸弹性模数:
基于ISO R1184-1970标准,将试验片切断成宽15mm、长150mm,以拉伸速度1mm/min,夹具间距为100mm进行测定。
(8)屈服点强度:
基于JIS Z1702-62标准,将试验片切断成宽15mm、长150mm,以拉伸速度50mm/min,夹具间距为100mm、标线间隔为50mm进行测定。
(8)拉伸断裂伸长:
基于JIS Z1702-62标准,将试验片切断成宽15mm、长150mm,以拉伸速度50mm/min,夹具间距为100mm、标线间隔为50mm进行测定。
(9)耐弯曲性(耐折性):
基于JIS P-8115标准,将试验片切断成宽15mm、长100mm的大小,用MIT试验机在弯曲速度175次/分、旋转角度135°左右、拉伸荷重1.0kgf的条件下,设折曲夹具的前端部的曲率半径为R=0.38mm,测定直至破坏时的弯曲次数。
(10)耐辊皱痕附着性:
图3是表示耐辊皱痕附着性的评价方法的侧视图。如图3(a)所示,在φ14mm的辊30的外周卷上宽15mm、长44mm的试样31,将两端部用带停止固定,在温度60℃、湿度90%的环境下放置2小时,再于温度23℃、湿度50%的环境下放置24小时,然后,从辊30上取下试样31,如图3(b),测定带有皱痕的试样31的两短边间的距离L(mm),用式:辊皱痕恢复率=L/44×100算出辊皱痕恢复率,作为耐辊皱痕附着性。
(11)与水的接触角:
在环形带的外表面滴上一滴水,使用エルマ一制造的测定器「G-1」测定1分钟后的水的接触角。
(12)表面粗糙度
将环形带外侧表面切成约50mm×50mm的试样,使用(株)キ一エンス制造的超深度形状测定显微镜商品名「VK8500(商品名)」,在透镜100倍、间距0.01μm、自动快门速度、放大835的测定条件下测定4点40μm×40μm区域的表面粗糙度,将其平均值作为表面粗糙度的测定值。
(13)图像评价:
图1是示出中间转印带的侧视图。如图1所示,将在环形带(20)的内、外两端部贴合聚酯制的厚度50μm、10mm宽的PET带作为内增强带(22)以及外增强带(21),并在内两端部贴合聚氨酯制的厚度1.0mm、5mm宽的防止蛇行导向橡胶(23)的环形带安装在精工-爱普生(株)制造的机种名为「LP3000C」的彩色激光打印机中,用CCD照相机将彩色图像扩大成20倍,评价图像。
图像(中间脱墨)是将调色剂未转印的部分为5%或5%以下作为○,将超过5%的作为△。
图像偏移是将50μm或50μm以下作为○,超过50μm但在80μm或80μm以下的作为△,超过80μm的作为×。
图像的一次、二次转印特性是将调色剂未转印的部分为5%或5%以下作为○,将超过5%的作为△。
<实施例1~8、比较例1~4、参考例1>
这些例子是用于说明第1要点、第2要点以及第4要点的发明的例子。
实施例1~4:
以表1记载的配比进行加热混炼,得到材料颗粒。此时的加热混炼条件如表1所示,调节树脂温度和在混炼机内的滞留时间,并调节混炼条件以使在混炼机内的反应抑制的同时,电阻成为半导电区域。挤出成型该材料颗粒,制造环形带。另外,在表1中,配合*中的炭黑、螯合剂以及增粘剂的量是相对于热塑性弹性体和热塑性树脂的总量100重量份的重量份。
任何一种环形带,表面电阻率SR(100V)平均值为1×1011~2×1011Ω/□,体积电阻率VR(100V)平均值为3.6×1010~6.0×1010Ω·cm,表面电阻率的100V~500V的电压依赖性SR(100V)/SR(500V)为1.5~5,在1个数量级(10倍)以内,体积电阻率的100V~250V的电压依赖性VR(100V)/VR(250V)为25~40,在2个数量级(100倍)以内,得到良好的非电压依赖性。
将这些带作为如图1的中间转印带安装在图像形成装置中时,在一次转印、二次转印两者中都可以得到调色剂良好的图像。
另外,即使在该状态下输出20万张图像也没有发生裂纹,用HH条件/LL条件表示的电阻值的变化少,电阻不均也少。各种特性示于表2。
实施例5
除了变更热塑性弹性体的种类以外,与实施例1同样地得到环形带。实施例5也可以得到外观优异,并且由于环境引起的电阻率变化和低阻率不均少的环形带。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。此时的主要制造条件以及各种特性示于表1和表2中。
实施例6:
除了变更增粘剂的种类以外,与实施例1同样地得到环形带。实施例6也可以得到外观优异,并且由于环境引起的电阻率变化和低阻率不均少的环形带。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。此时的主要制造条件以及各种特性示于表1和表2中。
实施例7
除了变更热塑性弹性体的种类以外,与实施例1同样地得到环形带。实施例7也可以得到外观优异,并且由于环境引起的电阻率变化和低阻率不均少的环形带。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。此时的主要制造条件以及各种特性示于表1和表2中。
实施例8
除了不使用增粘剂以外,与实施例7同样地得到环形带。实施例8也可以得到外观优异,并且由于环境引起的电阻率变化和低阻率不均少的环形带。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。可以推测这是由于即使没有使用增粘剂,聚合催化剂也可促进热塑性弹性体和热塑性树脂的相溶性,产生增粘效果,从而提高炭黑的分散性。此时的主要制造条件以及各种特性示于表1和表2中。
比较例1
除了不使用增粘剂而在与实施例1同样的热塑性弹性体和热塑性树脂的配比中添加炭黑,并调整炭黑浓度以使电阻率为半导电区域以外,与实施例1同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表3。另外,在表3中,配合*中的炭黑、螯合剂以及增粘剂的量是相对于热塑性弹性体和热塑性树脂的总量100重量份的重量份。
在比较例1中,虽然表面粗糙度良好,但表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性大,用于得到半导电的电阻值的碳浓度只能少量添加等,因此由环境引起的电阻率的变动也大。如果将该带作为中间转印带用于中间转印方式的装置中,在厚度方向泄漏电阻。各种特性示于表4。
比较例2
除了不使用增粘剂而在与实施例2同样的热塑性弹性体和热塑性树脂的配比中添加炭黑,并调整炭黑浓度以使电阻率为半导电区域以外,与实施例2同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表3。
在比较例2中,虽然表面粗糙度良好,但表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性比比较例1大,用于得到半导电的电阻率的碳浓度只能少量添加,由环境引起的电阻率的变动也大。各种特性示于表4。
比较例3
除了不使用增粘剂而在与实施例3同样的热塑性弹性体和热塑性树脂的配比中添加炭黑,并调整炭黑浓度以使电阻率为半导电区域以外,与实施例3同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表3。
在比较例3中,虽然表面粗糙度良好,但表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性比比较例1、2大,如果作为中间转印带用于中间转印方式的装置中,在厚度方向泄漏电阻。各种特性示于表4。
比较例4
除了不添加热塑性树脂而在热塑性弹性体中添加炭黑,并调整炭黑浓度以使电阻为半导电区域以外,与实施例1同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表3。
在比较例4中,虽然表面粗糙度良好,但由于碳的分散差等,用于得到半导电的电阻率的碳浓度只能少量添加,表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性最大,如果作为中间转印带用于中间转印方式的装置中,在厚度方向泄漏电阻。另外,由环境引起的电阻率的变动也大。各种特性示于表4。
参考例1
除了不配合热塑性弹性体而使用PBT/PC合金作为热塑性树脂并添加炭黑,选择混炼条件并调整炭黑浓度以使电阻率为半导电区域以外,与实施例1同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表3。
在参考例1中,虽然表面粗糙度、表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性良好,但由于弹性模数大,发生少量文字中间脱墨现象。各种特性示于表4。
表3
由表2及表4可以明确,如果按照本实施例,可以提供电阻率的电压依赖性小、由温度湿度环境引起的电阻率的变动小、耐弯曲性和耐药性以及成型尺寸稳定性优异,并且在低温低湿~高温高湿的所有环境下,对于从凹凸大的纸到平滑的纸的所有的用纸都可得到高像质的图像形成装置用环形带。
<实施例9~18、比较例5~7、参考例2>
这些例子是用于说明第3要点的发明的例子。
实施例9~12
如表5所记载,使用东洋纺积(株)制造的聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS3001(商品名)」作为热塑性弹性体,使用钟纺合纤「128(商品名)」作为热塑性树脂(在实施例9中不配合热塑性树脂)。加热混炼该热塑性弹性体、热塑性树脂和螯合剂、增粘剂以及炭黑的调和物,得到材料颗粒。此时的加热混炼条件如表5所示,调节树脂温度和在混炼机内的滞留时间,并调节混炼条件以使在混炼机内的反应抑制的同时,电阻为半导电区域。挤出成型该材料颗粒,制造环形带。任意的环形带都可以获得耐辊的皱痕附着性优异的特性。此时的主要制造条件示于表5。
另外,任何一种环形带,表面电阻率SR(100V)平均值为1×1011Ω/□~7×1011Ω/□,体积电阻率VR(100V)平均值为8×1010Ω·cm~9×1012Ω·cm,表面电阻率的100V~500V的电压依赖性SR(100V)/SR(500V)为2.7~6.7,在1个数量级(10倍)以内,体积电阻率的100V~250V的电压依赖性VR(100V)/VR(250V)为10~23.1,在2个数量级(100倍)以内,得到良好的非电压依赖性。各种特性示于表6中。
将这些带作为如图1的中间转印带安装在图像形成装置中时,在一次转印、二次转印两者中都可以得到文字脱墨少的良好的图像。
另外,即使在该状态下输出20万张也没有发生裂纹,用HH条件/LL条件表示的电阻的变化少,电阻不均也少。另外,几乎没有确认到辊的皱痕对图像带来的影响。
实施例13~15
除了将热塑性树脂变更为含有聚合催化剂的PBT(三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制造的「ノバデユラン5040ZS(商品名)」),并调整热塑性树脂和热塑性弹性体的配合比以及增粘剂的配合量(在实施例13、14中不添加增粘剂),同时配合聚合催化剂以外,与实施例12同样地得到环形带。可以判明,本实施例13~15虽然也可以得到耐辊皱痕附着性优异的环形带,但实施例13、14由于热塑性树脂的比例变多,存在耐折次数降低,耐辊皱痕附着性也降低的倾向。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。此时的主要制造条件以及各种特性示于表5~8中。
实施例16~18
除了变更热塑性弹性体的种类以外,与实施例15同样地得到环形带。可以判明,在本实施例16~18中,虽然也可以得到外观优异、耐辊皱痕附着性也优异的环形带,但由于热塑性弹性体的熔点变高,耐辊皱痕附着性有恶化的倾向。将该环形带安装在图像形成装置中时,可以得到良好的图像。此时的主要制造条件以及各种特性示于表7和表8中。
参考例2
除了将热塑性弹性体(东洋纺积(株)制造的聚酯-聚酯弹性体「ペルプレンS3001(商品名)」)的比例比实施例14再减少5%以外,与实施例13同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表9。
在参考例2中,虽然表面粗糙度良好,但耐辊皱痕附着性稍差,得到长时间良好的图像是困难的。各种特性示于表10。
比较例5~7
除了使用以芳香族聚酯为硬链段、以脂肪族聚酯为软链段的聚酯聚酯型的聚合物作为热塑性弹性体,另外,使用三菱エンジニアリングプラスチツクス(株)制造的「ノバデユラン5010(商品名)」作为热塑性树脂,改变热塑性弹性体和热塑性树脂的配合比例,并且不添加聚合催化剂以外,与实施例13同样地得到环形带。此时的主要制造条件示于表9。
在比较例中,任何一种耐辊皱痕附着性都差,从而可以判明热塑性弹性体的种类对耐辊皱痕附着性带来影响。另外,表面电阻率和体积电阻率的电压依赖性比实施例9~18以及参考例2大。可以推测这是因为,由于PBT的粘度和弹性体的粘度不合适,并且混炼时的碳黑的分散不均一,环形带成型时的取向对外侧表面和中间部分的碳分散带来影响,从而在环形带的厚度方向形成了不均一的碳分散。各种特性示于表10。
表5
表6
表7
表8
表9
表10
另外,各实施例9~18、比较例5~7以及参考例2的表面电阻率的施加电压依赖性示于图4,体积电阻率的施加电压依赖性示于图5。另外,耐辊皱痕附着性(辊皱痕恢复率)示于图6。
由表6、8以及10和图4~6可以明确,如果按照实施例9~18,可以提供耐辊皱痕附着性优异、电阻率的电压依赖性小、由温度湿度环境引起的电阻率的变动小,耐弯曲性和耐药性以及成型尺寸稳定性优异,并且在低温低湿~高温高湿的所有环境下,对于从凹凸大的纸到平滑的纸的所有的用纸都可得到高像质的图像形成装置用环形带。