CN1720292A - 导电性树脂组合物、使用该组合物的感光鼓用基体及感光鼓 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电性树脂组合物，是添加了导电剂的热塑性导电性树脂组合物，其特征为，基础树脂中含有聚酯类树脂。该导电性树脂组合物在温度50℃、相对湿度90％的环境下放置24小时的吸水率，基于ASTM D－570的测定值优选为不足1.0％。根据本发明可以提供一种导电性树脂组合物，该树脂组合物不会发生机械强度、加工性等降低，并易于实现轻型化，同时，尤其是在高温高湿的使用条件下也仍然具有较高的尺寸稳定性。该组合物适用于感光鼓用基体或感光鼓。
Description
背景技术
本发明涉及一种导电性树脂组合物、及使用其的感光鼓用基体及感光鼓。具体而言，本发明涉及一种容易成型加工、并且尺寸稳定性优良的导电性树脂组合物、使用该组合物的感光鼓用基体、及使用该基体的感光鼓。
通常，在复印机、传真机、打印机等电摄影装置或静电记录装置等的静电记录过程中采用的是如下的方法：首先，使具有光导电性物质(例如ZnO、CdS、Se、OPC(有机半导体)、非晶硅(a-Si)等)层的感光鼓的表面均匀带电，通过从该感光鼓表面上消除接受来自光学***的投射影像的受光部分的带电以形成静电潜像，然后对该静电潜像供给调色剂，通过调色剂的静电附着形成调色剂像，最后将调色剂像转印至纸、OHP用纸、印刷纸等记录介质以形成图像
目前，作为此类静电记录过程中使用的感光鼓的基体，从重量比较轻且机械加工性优良、并且具有良好的导电性方面考虑，一般使用将铝合金加工为圆筒状或圆柱状的产品。但是，近年来对于改善生产率、可再生性的要求日益增高，作为该铝合金制基体的替代物，开始采用如下制成的树脂制基体，例如使用作为基础树脂(base resin)的聚酰胺类树脂等热塑性树脂，在该树脂中混合分散炭黑等导电剂得到导电性树脂组合物，进行注塑成形制成树脂制基体。该树脂制基体具有下述优点：主体可与凸缘或齿轮等附件共同进行一体化成形、低振动·低噪音、电荷泄漏少、电位的衰减特性缓慢、可再生性高等。
此处，对于上述感光鼓，从其功能方面考虑，要求内外径精度、直线度、圆度等尺寸精度高，并且需要在较宽的温度范围或较宽的湿度范围等任意使用条件下能够保持其性能，但目前的现状是，在高温高湿的使用环境下尺寸精度尤其容易降低，因此难以获得可以充分满足需要的产品。
发明内容
在此情况下，本发明人等的目的为提供一种可解决目前存在的诸多问题的导电性树脂组合物、及使用该组合物的感光鼓用基体、及使用该基体的感光鼓，该导电性树脂组合物不引起机械强度降低或加工性降低等问题，尤其是在高温高湿的使用条件下也具有高尺寸稳定性。
本发明人等对开发具有上述优良功能并适用于感光鼓用基体及感光鼓的树脂组合物进行了深入研究，结果发现通过在基础树脂中使用聚酯类树脂，可以实现该目的。本发明为基于上述发现而完成的。
即，本发明提供一种导电性树脂组合物，是添加了导电剂的热塑性导电性树脂组合物，其特征为，基础树脂中含有聚酯类树脂。
本发明还提供一种感光鼓用基体，是用于电摄影过程等静电记录过程的感光鼓用树脂基体，其特征为，该基体由上述导电性树脂组合物构成。
另外，本发明提供一种感光鼓，其特征为，在上述感光鼓用基体上具有感光层。
具体实施方式
对于本发明的导电性树脂组合物而言，基质树脂中必须含有聚酯类树脂。当将此类导电性树脂组合物使用于感光鼓的基体时，可将该基体制品的尺寸变化抑制在较低水平，可维持高尺寸精度。
本发明的感光鼓用基体可通过公知的方法、例如通过注塑成形法或挤压成形法将导电性树脂组合物成形为规定的圆筒状或圆柱状而制得，其中尤其优选注塑成形法。
作为上述的聚酯类树脂，优选通过芳香族二羧酸和脂肪族胺类之间的反应获得的树脂，具体可举出聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)等。其中优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
另外，为实现改良冲击强度或流动性、加工性等目的，除作为原料的聚酯类树脂外，还可适当配合其他的树脂或添加剂、润滑剂等。
此处，作为其他的树脂并无特别限定，但从提高成形性或降低成本方面考虑，优选配合使用尼龙6或尼龙66等聚酰胺类树脂。另外，作为低吸湿性的树脂，也可配合例如聚丙烯、聚苯醚、聚苯硫醚等。
另外，作为添加剂可采用聚酯类弹性体(例如聚酯-聚醚共聚物)、聚烯烃类弹性体(例如乙烯-丙烯三元共聚物)等各种弹性体、硬脂酸钠、褐煤酸钠等金属皂、硬脂酰胺、烃类双酰胺等酰胺类润滑剂等。上述的各种弹性体具有冲击改良剂的效果，上述金属皂、酰胺类润滑剂等具有流动性·加工性改良剂的效果。
其他的树脂或添加剂的配合量过多时，得到的导电性树脂组合物的吸水性、耐试剂性、弯曲弹性率、冲击强度等机械特性有降低的倾向，相对100重量份聚酯树脂，其他树脂优选配合100重量份或100重量份以下，尤其优选30重量份或30重量份以下的配合范围，流动性·加工性改良剂优选配合50重量份或50重量份以下，尤其优选20重量份或20重量份以下的配合范围。
作为本发明的导电性树脂组合物中使用的导电剂，只要能够均匀地分散在上述树脂成分中即可，并无特别限制，例如，可以举出炭黑、石墨、以及铝、铜、镍等金属粉末、导电性玻璃粉末等，其中优选炭黑。相对于树脂成分100重量份，该导电剂的配合量优选为5～40重量份，进一步优选为20～35重量份的范围内。导电剂过多时冲击强度等机械特性有降低的倾向，过少时难以充分发挥期望的导电性。
另外，本发明的导电性树脂组合物中，根据期望，可含有各种纤维或晶须等填充材料。作为该填充材料可举出例如炭纤维、导电性晶须、导电性玻璃纤维等导电性填充材料、玻璃纤维等非导电性填充材料等。
特别是从着重于提高弹性率或强度的观点出发，可以使用纤维状的硅酸钙、钛酸钾、碳化硅、氮化硅、氧化镁、钛酸钾、氢氧化铝等常用的晶须纤维。其中优选硅酸钙的纤维状填充物，特别是晶须。此处，作为纤维状填充物的硅酸钙可以采用例如“硅灰石”(Wollastonite)。该硅灰石为作为天然矿物的硅灰石经粉碎·纯化得到的产物，是平均粒径为6～25μm的细微的纤维状白色粉末。
另外，采用上述无机填充材料时，也可通过配合例如氨基硅烷、环氧硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等硅烷类偶合剂或钛酸酯类偶合剂，或者以此类偶合剂材料预先对无机填充材料进行表面处理，以提高填充材料与树脂间的亲和性。
上述填充材料的配合量并无特别限制，可根据填充材料的种类、纤维的长度及直径等进行适当选择，相对于树脂成分100重量份，优选为10～50重量份，进一步优选在25～45重量份的范围内。填充材料过多时冲击强度等机械特性有降低的倾向，过少时弯曲强度·弯曲弹性率等机械特性有降低的倾向。
作为其他的添加剂可举出聚四氟乙烯(PTFE)、硅树脂、二硫化钼(MoS2)、各种金属皂等。
本发明的导电性树脂组合物在温度50℃、相对湿度90％的环境下放置24小时后的吸水率，按照ASTM D-570测定的结果优选为不足1.0％，进一步优选为0.5％或0.5％以下，尤其优选在0.2％或0.2％以下。
另外，作为本发明的感光鼓用基体的形状，从可通过旋转而容易地在记录介质上形成图像方面考虑，优选圆筒状或圆柱状等。作为该基体的成形方法，并无特别限制，如上所述可举出注塑成形法、挤压成形法等，其中尤其优选注塑成形法。成形温度或射出压力等成形条件，可根据构成基体的树脂成分的种类等进行适当的选择。
本发明的感光鼓用树脂制基体的外周表面的物性并无特别限制，其表面粗糙度以中心线平均粗糙度Ra表示时优选为0.8μm或0.8μm以下，尤其优选0.2μm或0.2μm以下；以最大高度Rmax表示时优选为1.6μm或1.6μm以下，尤其优选0.8μm或0.8μm以下；以10点平均粗糙度Rz表示时优选为1.6μm或1.6μm以下，尤其优选0.8μm或0.8μm以下。上述Ra、Rmax、Rz变大时，树脂制基体表面的凹凸将显现于感光鼓的感光层上，可能成为引起图像不良的原因。
本发明的感光鼓为装备于高速图像形成装置上的产品，在上述本发明的感光鼓用树脂制基体上具有感光层、并根据需要具有其它层，例如底胶层或保护层等。作为上述感光层，优选至少具有电荷发生层及电荷传递层的层。此处，电荷发生层可由例如电荷发生化合物及粘合树脂构成。作为上述电荷发生化合物并无特别限定，可在目前用于感光体的电荷发生层的公知化合物中进行适当的选择，可举出各种无机类导电性化合物、有机类导电性化合物等。其中优选电荷发生能力高的化合物等。另外，作为粘合树脂并无特别限制，可在目前用于感光体的电荷发生层等的公知树脂中进行适当的选择。该电荷发生层可利用公知的涂布、蒸镀等方法而形成。
另一方面，电荷传递层优选具有不均匀电荷传递层及均匀电荷传递层的层，作为上述不均匀电荷传递层并无特别限定，优选粒子分散型不均匀电荷传递层、或相分离型不均匀电荷传递层等。该不均匀电荷传递层可通过将高分子材料等在上述不均匀电荷传递层中含有的材料分散在溶剂中，并利用公知的涂布等方法而形成。
作为上述均匀电荷传递层并无特别限制，优选含有电荷传递能力高、成膜性优良的高分子化合物。该均匀电荷传递层可通过将上述高分子材料等在上述均匀电荷传递层中含有的材料分散在溶剂中，并利用公知的涂布等方法而形成。
下面，通过实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不局限于这些实施例。
另外，树脂组合物的吸水率和感光鼓用基体的外形变化率可根据以下所述的方法求得。
<吸水率>
将样品在温度50℃、相对湿度90％的环境下放置24小时，根据ASTM D-570测定此时的吸水率。
<鼓基体的外径变化>
测定以下述方法制造的各鼓基体的端部的外径(A)，同时再次测定将其于50℃、相对湿度90％的环境下放置24小时后的外径(B)，将放置前后的外径的变化量[(B)-(A)]除以(A)得到的值以％表示。
实施例1～3、比较例1～3
使用聚酯类树脂(实施例)或聚酰胺类树脂(比较例)作为基础树脂，按照表1的配比组合，使用双螺杆挤出机，分别配制导电性树脂组合物，通过上述方法测定吸水率(％)。结果在表1中给出。
另外，使用各导电性树脂组合物，利用注塑成形法将其成形为外径30mm、长260mm、圆周壁厚度1.7mm的鼓基体，通过上述方法测定在高温高湿下(50℃、相对湿度90％)的鼓基体的外径变化率(％)。结果在表1中给出。
表1
| 导电性树脂组合物的配比组成 | 特性 | |||||||
| 树脂(重量份) | 导电剂(重量份) | 增强材料(重量份) | 吸水率(％)ASTMD-570 | 鼓基体的外径变化率(％) | ||||
| PA66 | PBT | PET | PEN | 炭黑 | 硅灰石 | |||
| 吸水率(％)ASTMD-570 | 1.8 | 0.08 | 0.06 | 0.03 | - | - | ||
| 比较例1比较例2比较例3 | 100100100 | --- | --- | --- | 303020 | 352535 | 1.01.41.2 | 0.40.60.5 |
| 实施例1实施例2实施例3 | --- | 100-- | -100- | --100 | 303030 | 353535 | 0.20.180.14 | 0.040.030.02 |
注：
PA66：尼龙66[宇部兴产(株)制，商标“UBE尼龙”]
PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯[WinTech Polymer(株)制，商标“TEIJIN PBT”]
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯[三菱RAYON(株)制，商标“DIANITE”]
PEN：聚萘二甲酸乙二醇酯[帝人(株)制，商标“PEN树脂”]
炭黑：炉黑[旭CARBON(株)，商标“旭AX-015”]
硅灰石：[川铁矿业(株)制，商标“Wollastonite”]
从表1的结果可知，使用聚酯类树脂的实施例1～3与使用聚酰胺类树脂的比较例1～3相比，导电性树脂组合物的吸水率显著降低，另外，作为感光鼓用基体的外径变化率为比较例的1/10或1/10以下，比较优良，并且各实施例在高温高湿条件下的尺寸精度都非常优良。
产业实用性
通过本发明，可获得一种尺寸稳定性优良的导电性树脂组合物，因此，可以确实地获得一种感光鼓用基体，该感光鼓基体不会发生机械强度、加工性、尺寸精度等降低，并可容易实现轻型化，同时，尤其是即使在高温高湿的使用条件下也仍然能维持优良的尺寸精度。另外，通过将该基体用于感光鼓，可以抑制图像不良的发生。
Claims (8)
1.一种导电性树脂组合物，是添加了导电剂的热塑性导电性树脂组合物，其特征为，基础树脂中含有聚酯类树脂。
2.如权利要求1所述的导电性树脂组合物，其中，作为所述导电性树脂组合物在温度50℃、相对湿度90％的环境下放置24小时的吸水率，基于ASTM D-570的测定值不足1.0％。
3.如权利要求1或2所述的导电性树脂组合物，其中，聚酯类树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的导电性树脂组合物，其中，该组合物还含有填充材料。
5.如权利要求4所述的导电性树脂组合物，其中，填充材料的配合量相对于100重量份树脂成分为10～50重量份。
6.如权利要求4或5所述的导电性树脂组合物，其中，填充材料为纤维状的硅酸钙。
7.一种感光鼓用基体，是静电记录过程中使用的感光鼓用树脂制基体，其特征为，所述基体由权利要求1～6中任一项所述的导电性树脂组合物构成。
8.一种感光鼓，其特征为，在权利要求7所述的感光鼓用基体上具有感光层。
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