JP4832935B2 - Endless belt for electrophotographic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真機器用無端ベルトに関するものであり、詳しくはフルカラーLBP(レーザービームプリンター)やフルカラーPPC(プレーンペーパーコピア)等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、中間転写ベルトや紙転写搬送ベルト等に用いられる電子写真機器用無端ベルトに関するものである。
BACKGROUND OF THE
一般に、フルカラーLBPやフルカラーPPC等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、トナー像の転写用,紙転写搬送用,感光体基体用等の用途に、無端ベルト(シームレスベルト)が多用されている。このような無端ベルトとしては、例えば、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等のフッ素系樹脂に、導電性カーボンブラックを配合したものを、ディッピング法等の成形方法により、筒状フィルムに形成したものが用いられている。 In general, endless belts (seamless belts) are widely used for electrophotographic equipment employing electrophotographic technology such as full color LBP and full color PPC for applications such as toner image transfer, paper transfer conveyance, and photoreceptor substrate. Yes. As such an endless belt, for example, a material in which a conductive carbon black is blended with a fluorine-based resin such as PVDF (polyvinylidene fluoride) and formed into a cylindrical film by a molding method such as a dipping method is used. It has been.
しかし、上記フッ素系樹脂製ベルトは、電気特性には優れるものの、弾性率等のベルト物性が低くなるとともに、コストが高くなるという難点がある。 However, although the fluororesin belt is excellent in electrical characteristics, it has the disadvantages that the physical properties of the belt such as the elastic modulus are lowered and the cost is increased.
そこで、剛性に優れる点で、ポリアミドイミド樹脂やポリイミド樹脂を用いて基層(ベース層)を形成した無端ベルトが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、上記ポリアミドイミド樹脂やポリイミド樹脂を用いて基層(ベース層)を形成した無端ベルトは、剛性に優れるものの、靱性に乏しく、耐久性(特に屈曲耐久性)が劣る等の難点がある。 However, an endless belt in which a base layer (base layer) is formed using the above polyamideimide resin or polyimide resin has excellent rigidity, but has poor toughness and poor durability (particularly bending durability).
従来は、ベルト1回転ごとに位置の検出および修正が可能で、しかも各色トナーの重ね合わせが容易である点から、レボルバーレイアウトが広く用いられていた。しかし、このレボルバーレイアウトは、ベルト4回転につき1枚プリントアウトするためプリント速度が遅く、最近では、ベルト1回転につき1枚プリントアウトが可能で、プリント速度が速く、高速プリントに対応できるタンデムレイアウトが主流となりつつある。このタンデムレイアウトは、図2に示すように、各色のトナーカートリッジ4a〜4dと、それに対応する感光体5a〜5d,帯電部材6a〜6d,一次転写ロール7a〜7d,感光体用クリーナー8a〜8dが略等間隔で4連横設されている。各感光体5a〜5d上に形成されたトナー像は、無端ベルト3上に転移され、一つの多重画像となって、一次転写ロール7a〜7d,ロール10,二次転写ロール11,二次転写対向ロール12を介して、複写紙14に転写される。このタンデムレイアウトは、コンパクト化のためにベルトユニット9を薄型化する傾向にあり、そのため、ベルトユニット9に用いられる各ロール10等も小径化の傾向にあるとともに、無端ベルト3と各ロール(特に、ロール10)との当接部分も鋭角化のレイアウトとなる。このようなタンデムレイアウトにあっては、無端ベルト3(特に、鋭角化部分)が割れやすくなるため、より高耐久性(特に、屈曲耐久性)が求められている。耐久性が不充分な無端ベルト3を使用すると、無端ベルト3(特に、基層部分)に亀裂が入り、場合によっては無端ベルト3が破断するおそれもある。また、トナーカートリッジ4a〜4dが横設される関係上、タンデムレイアウトに用いられる無端ベルト3は周長が長くなる傾向にある。さらに、トナー4色を重ね合わせる間に位置検出および修正を行わないため、無端ベルト3駆動時の無端ベル3とローラ(特に、ロール10)間のスリップ防止のため、張架テンションが高く、また、特に駆動初期の無端ベルト3の伸張も極力抑える必要があり、無端ベルト3には一定以上の剛性も求められる。
Conventionally, the revolver layout has been widely used because the position can be detected and corrected for each rotation of the belt, and the toner of each color can be easily superimposed. However, this revolver layout has a slow print speed because it prints out one sheet per four belt rotations. Recently, a tandem layout that can print out one sheet per one belt rotation is fast and can be used for high-speed printing. It is becoming mainstream. As shown in FIG. 2, the tandem layout includes
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高剛性と高耐久性の両立を図ることができる電子写真機器用無端ベルトの提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an endless belt for electrophotographic equipment that can achieve both high rigidity and high durability.
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、基層のみからなる単層,もしくは基層を含む2層以上の層からなる複層の電子写真機器用無端ベルトであって、その少なくとも基層が、下記の(A)〜(C)を必須成分とするポリアミドイミド樹脂を用いて形成されているという構成をとる。
(A)芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート。
(B)脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート。
(C)芳香族系多価カルボン酸の無水物。
In order to achieve the above object, the endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is a single layer consisting of only a base layer or a multi-layered endless belt consisting of two or more layers including a base layer, At least the base layer is configured to be formed using a polyamideimide resin having the following (A) to (C) as essential components.
(A) Aromatic diamine or aromatic diisocyanate.
(B) Aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate.
(C) An aromatic polycarboxylic acid anhydride.
本発明者らは、高剛性と高耐久性の両立を図ることができる電子写真機器用無端ベルトを得るため、基層(ベース層)を中心に鋭意研究を重ねた。そして、芳香族系材料(芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート)と,脂肪族系材料(脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート)とを併用することを想起し、上記芳香族系材料および脂肪族系材料とともに、芳香族系多価カルボン酸の無水物を必須成分とするポリアミドイミド樹脂を用いて、電子写真機器用無端ベルトの少なくとも基層を形成すると、所期の目的が達成できることを見いだし、本発明に到達した。すなわち、芳香族系材料を用いると、剛性に優れるとともに、脂肪族材料を用いると、耐久性に優れるため、高剛性と高耐久性の両立を図ることができると考えられる。 In order to obtain an endless belt for an electrophotographic apparatus capable of achieving both high rigidity and high durability, the present inventors have conducted extensive research focusing on a base layer (base layer). Then, recalling that an aromatic material (aromatic diamine or aromatic diisocyanate) and an aliphatic material (aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate) are used in combination, together with the aromatic material and aliphatic material described above The present inventors have found that the intended purpose can be achieved by forming at least the base layer of an endless belt for electrophotographic equipment using a polyamide-imide resin containing an aromatic polycarboxylic acid anhydride as an essential component. did. That is, it is considered that when an aromatic material is used, the rigidity is excellent, and when an aliphatic material is used, the durability is excellent, so that both high rigidity and high durability can be achieved.
このように、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、芳香族系材料と脂肪族系材料と芳香族系多価カルボン酸の無水物とを必須成分とするポリアミドイミド樹脂を用いて、電子写真機器用無端ベルトの少なくとも基層を形成しているため、高剛性と高耐久性の両立を図ることができるとともに、「色ずれ」不具合も生じないとういう効果が得られる。 As described above, the endless belt for an electrophotographic apparatus of the present invention uses a polyamide-imide resin having an aromatic material, an aliphatic material, and an aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride as essential components, and is electrophotographic. Since at least the base layer of the endless belt for equipment is formed, it is possible to achieve both high rigidity and high durability, and there is an effect that “color misregistration” does not occur.
また、芳香族系材料(A)を高充填すると、剛性には優れるものの靱性に乏しく、耐久性(特に、屈曲耐久性)が劣る傾向がみられ、逆に脂肪族材料(B)を高充填すると、ベルトの剛性が不足しているため、ベルト駆動時にベルトが伸張し「色ずれ」不具合が生じる傾向がみられるが、芳香族系材料(A)と脂肪族系材料(B)とのモル混合比が、(A)/(B)=99/1〜30/70であるポリアミドイミド樹脂を用いると、高剛性と高耐久性の両立を高いレベルで図ることができる。 In addition, when the aromatic material (A) is highly filled, the rigidity is excellent, but the toughness is poor, and the durability (particularly bending durability) tends to be inferior. Conversely, the aliphatic material (B) is highly filled. Then, since the belt has insufficient rigidity, the belt tends to stretch when the belt is driven, and a “color shift” defect tends to occur. However, the mole of the aromatic material (A) and the aliphatic material (B) When a polyamideimide resin having a mixing ratio of (A) / (B) = 99/1 to 30/70 is used, both high rigidity and high durability can be achieved at a high level.
また、無端ベルトの基層に上記ポリアミドイミド樹脂とともに導電性充填剤を用いた場合、従来の芳香族系材料のみの重縮合から得られたポリアミドイミド樹脂を用いる場合にに比べ、ポリアミドイミド樹脂の分子骨格が柔軟で、塗膜焼成時に導電性充填剤が移動し易く、適当なストラクチャーを組み易くなるため、同じ抵抗レベルを実現するために必要な導電性充填剤の量が少量ですみ、無端ベルトの耐久性がさらに向上するという効果も得られる。 In addition, when a conductive filler is used together with the polyamideimide resin in the base layer of the endless belt, the molecule of the polyamideimide resin is larger than when a polyamideimide resin obtained from a conventional polycondensation of only an aromatic material is used. Since the skeleton is flexible, the conductive filler can easily move when the coating is baked, and it is easy to assemble an appropriate structure, a small amount of conductive filler is required to achieve the same resistance level. The effect of further improving the durability can be obtained.
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、例えば、図1に示すように、基層1の外周面に表層2が直接形成されて構成されている。
For example, as shown in FIG. 1, the endless belt for an electrophotographic apparatus of the present invention is configured by directly forming a
本発明においては、上記無端ベルトの少なくとも基層1が、下記の(A)〜(C)を必須成分とするポリアミドイミド樹脂を用いて形成されているのであって、これが最大の特徴である。
(A)芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート。
(B)脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート。
(C)芳香族系多価カルボン酸の無水物。
In the present invention, at least the
(A) Aromatic diamine or aromatic diisocyanate.
(B) Aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate.
(C) An aromatic polycarboxylic acid anhydride.
上記芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート(以下、適宜「芳香族系材料」という)(A成分)としては、特に限定はなく、芳香族ジアミンおよびそのジイソシアネートが用いられる。 The aromatic diamine or aromatic diisocyanate (hereinafter referred to as “aromatic material” as appropriate) (component A) is not particularly limited, and an aromatic diamine and its diisocyanate are used.
上記芳香族ジアミンとしては、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、o−トリジン、2,4−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミン、キシリレンジアミン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Examples of the aromatic diamine include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA), 4,4′-diaminodiphenylsulfone, benzidine, o -Tolidine, 2,4-tolylenediamine, 2,6-tolylenediamine, xylylenediamine and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、リジンジイソシアネート(LDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、パラフェニレンジイソシアネート(PPDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Examples of the aromatic diisocyanate include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), xylylene diisocyanate (XDI), lysine diisocyanate (LDI), and naphthalene diisocyanate (NDI). ), Paraphenylene diisocyanate (PPDI), tetramethylxylene diisocyanate (TMXDI) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
また、上記脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート(以下、適宜「脂肪族系材料」という)(B成分)としては、特に限定はなく、脂肪族ジアミンおよびそのジイソシアネートが用いられる。 The aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate (hereinafter referred to as “aliphatic material” as appropriate) (component B) is not particularly limited, and aliphatic diamines and diisocyanates thereof are used.
上記脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン,プロピレンジアミン,ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Examples of the aliphatic diamine include ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, isophorone diamine, and metaxylene diamine. These may be used alone or in combination of two or more.
上記脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Examples of the aliphatic diisocyanate include hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and norbornene diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.
つぎに、上記芳香族系多価カルボン酸の無水物(C成分)としては、分子構造中に芳香族環を有し、上記芳香族系材料(A成分)もしくは脂肪族系材料(B成分)と縮合反応するものであれば特に限定はなく、例えば、芳香族系多価カルボン酸一無水物、芳香族系多価カルボン酸二無水物等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なお、本発明においては、上記芳香族系多価カルボン酸の無水物(C成分)とともに、芳香族系多価カルボン酸を併用しても差し支えない。 Next, the anhydride of the aromatic polyvalent carboxylic acid (component C) has an aromatic ring in the molecular structure, and the aromatic material (component A) or aliphatic material (component B). The aromatic polyhydric carboxylic acid monoanhydride, aromatic polyhydric carboxylic acid dianhydride, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, an aromatic polyvalent carboxylic acid may be used in combination with the above aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride (component C).
上記芳香族系多価カルボン酸一無水物としては、例えば、トリメリット酸無水物(無水トリメリット酸)、ナフタレン−1,2,4−トリカルボン酸無水物等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、反応性、コスト、溶解性等の点から、トリメリット酸無水物(無水トリメリット酸)が好適に用いられる。 Examples of the aromatic polyvalent carboxylic acid monoanhydride include trimellitic anhydride (trimellitic anhydride), naphthalene-1,2,4-tricarboxylic anhydride, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, trimellitic anhydride (trimellitic anhydride) is preferably used in terms of reactivity, cost, solubility, and the like.
また、上記芳香族系多価カルボン酸二無水物としては、例えば、ベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物(ピロメリット酸二無水物)、ベンゾフェノン−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−2,2′,3,3′−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フェナントレン−1,3,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、プロピレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Examples of the aromatic polyvalent carboxylic dianhydride include benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride (pyromellitic dianhydride), benzophenone-3,3 ′, 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, diphenyl ether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl- 3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl-2,2', 3,3'-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride Anhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, decahydronaphthalene-1,4,5,8-tetra Carboxylic dianhydride, 4,8- Methyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic Acid dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid Dianhydride, phenanthrene-1,3,9,10-tetracarboxylic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane Anhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ) Ethane dianhydride, 2, 2 Bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, ethylene glycol bis (anhydro trimellitate), propylene glycol bis (anhydro trimellitate) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記PAI樹脂は、例えば、芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート(A成分)と,脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート(B成分)とを混合したものと、芳香族系多価カルボン酸の無水物(C成分)とを、N,N′−ジメチルアセトアミドやN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の極性溶剤中、所定温度(通常、60〜200℃程度)に加熱しながら撹拌することにより製造することができる。 Examples of the PAI resin include a mixture of an aromatic diamine or aromatic diisocyanate (component A) and an aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate (component B), and an aromatic polycarboxylic acid anhydride (C Component) in a polar solvent such as N, N′-dimethylacetamide or N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) while being heated to a predetermined temperature (usually about 60 to 200 ° C.). be able to.
ここで、本発明においては、上記芳香族ジイソシアネート等(A成分)と,脂肪族ジイソシアネート等(B成分)とのモル混合比が、A成分/B成分=99/1〜30/70であることが好ましく、特に好ましくはA成分/B成分=90/10〜30/70である。すなわち、A成分のモル比が99を超える(B成分のモル比が1未満である)と、剛性には優れるものの靱性に乏しく、耐久性(特に、屈曲耐久性)が劣る傾向がみられ、逆にA成分のモル比が30未満である(B成分のモル比が70を超える)と、ベルトの剛性が不足するため、ベルト駆動時にベルトが伸張し「色ずれ」不具合が生じる傾向がみられるからである。 Here, in the present invention, the molar mixing ratio of the aromatic diisocyanate and the like (component A) and the aliphatic diisocyanate and the like (component B) is A component / B component = 99/1 to 30/70. Is preferable, and A component / B component = 90/10 to 30/70 is particularly preferable. That is, when the molar ratio of the component A exceeds 99 (the molar ratio of the component B is less than 1), the rigidity is excellent but the toughness is poor, and the durability (particularly the bending durability) tends to be inferior, Conversely, if the molar ratio of the A component is less than 30 (the molar ratio of the B component exceeds 70), the rigidity of the belt is insufficient, so that the belt is stretched when the belt is driven, and there is a tendency for a “color shift” defect to occur. Because it is.
上記PAI樹脂の数平均分子量(Mn)は、5,000〜100,000が好ましく、特に好ましくは10,000〜50,000である。なお、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定することができる。 The number average molecular weight (Mn) of the PAI resin is preferably from 5,000 to 100,000, particularly preferably from 10,000 to 50,000. The number average molecular weight (Mn) can be measured by a gel permeation chromatograph (GPC) method.
本発明において、基層1を形成する材料(基層用材料)としては、上記PAI樹脂とともに、導電性充填剤、離型剤、消泡剤、レベリング剤、熱安定剤、難燃剤等を用いても差し支えない。また、上記基層用材料には、上記各成分とともに、DMF,DMAC,トルエン,アセトン,NMP等の有機溶剤や、炭酸カルシウム等の通常の充填剤を、必要に応じて含有させることも可能である。 In the present invention, as a material for forming the base layer 1 (base layer material), a conductive filler, a release agent, an antifoaming agent, a leveling agent, a heat stabilizer, a flame retardant, etc. may be used together with the PAI resin. There is no problem. The base layer material may contain an organic solvent such as DMF, DMAC, toluene, acetone, and NMP, and a normal filler such as calcium carbonate, if necessary. .
上記導電性充填剤としては、特に限定はないが、例えば、カーボンブラック,グラファイト等の導電性粉末、アルミニウム粉末,ステンレス粉末等の金属粉末、導電性酸化亜鉛(c−ZnO),導電性酸化チタン(c−TiO2 ),導電性酸化鉄(c−Fe3 O4 ),導電性酸化錫(c−SnO2 )等の導電性金属酸化物、第四級アンモニウム塩,リン酸エステル,スルホン酸塩,脂肪族多価アルコール,脂肪族アルコールサルフェート塩のようなイオン性導電剤等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 The conductive filler is not particularly limited. For example, conductive powder such as carbon black and graphite, metal powder such as aluminum powder and stainless powder, conductive zinc oxide (c-ZnO), and conductive titanium oxide. (C-TiO 2 ), conductive iron oxide (c-Fe 3 O 4 ), conductive metal oxides such as conductive tin oxide (c-SnO 2 ), quaternary ammonium salts, phosphate esters, sulfonic acids Examples thereof include ionic conductive agents such as salts, aliphatic polyhydric alcohols, and aliphatic alcohol sulfate salts. These may be used alone or in combination of two or more.
上記導電性充填剤の配合量は、(A)成分と(B)成分と(C)成分との合計量100重量部(以下「部」と略す)に対して、5〜50部が好ましく、特に好ましくは5〜20部である。すなわち、導電性充填剤の配合量が5部未満であると、抵抗の均一性,制御性が悪くなる傾向がみられ、逆に50部を超えると、耐久性が悪くなる傾向がみられるからである。 The blending amount of the conductive filler is preferably 5 to 50 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “part”) of the total amount of the component (A), the component (B) and the component (C), Particularly preferred is 5 to 20 parts. That is, if the blending amount of the conductive filler is less than 5 parts, uniformity and controllability of resistance tend to be deteriorated, and conversely if it exceeds 50 parts, durability tends to be deteriorated. It is.
また、上記リン含有ポリエステル系樹脂としては、リン含有量がリン含有ポリエステル系樹脂全体の3〜15重量%の範囲内にあるものが好ましく、特に好ましくはリン含有量が5〜10重量%である。上記リン含有量がこのような範囲内にあると、難燃性が向上するため好ましい。 Moreover, as said phosphorus containing polyester-type resin, what has a phosphorus content in the range of 3-15 weight% of the whole phosphorus containing polyester-type resin is preferable, Most preferably, phosphorus content is 5-10 weight%. . It is preferable for the phosphorus content to be in such a range because flame retardancy is improved.
上記基層用材料は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、前述と同様の方法によりPAI樹脂溶液を調製し、これにカーボンブラック等を適宜配合し、撹拌羽根で混合した後、ボールミル分散することにより基層用材料を調製することができる。 The base layer material can be produced, for example, as follows. That is, the base layer material can be prepared by preparing a PAI resin solution by the same method as described above, adding carbon black or the like to the PAI resin solution, mixing with a stirring blade, and then dispersing by ball milling.
つぎに、上記表層2の形成に用いる材料(表層用材料)としては、特に限定はなく、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、作業性を考慮して、液状または溶剤可溶タイプのものが好適に用いられる。また、汚れ防止、塗膜強度、あるいは密着性を向上させる目的で、前記樹脂材料を変性したものを用いてもよく、例えば、変性アクリル系樹脂があげられる。この変性アクリル系樹脂としては、アクリル樹脂の分子構造を母体とし、他の樹脂ないし樹脂成分で変性されたものであれば特に限定はないが、シリコーン変性アクリル系樹脂が好適に用いられる。
Next, the material (surface layer material) used for forming the
上記シリコーン変性アクリル系樹脂としては、例えば、シリコーングラフトアクリル系樹脂があげられる。このシリコーングラフトアクリル系樹脂としては、アクリル系樹脂(主鎖)にシリコーン系樹脂がグラフト重合したものであれば特に限定するものではない。このシリコーングラフトアクリル系樹脂の具体例としては、東亞合成社製のサイマックUS−350等があげられる。 Examples of the silicone-modified acrylic resin include a silicone graft acrylic resin. The silicone graft acrylic resin is not particularly limited as long as the silicone resin is graft polymerized with the acrylic resin (main chain). Specific examples of this silicone graft acrylic resin include Saimak US-350 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
なお、上記表層用材料としては、前記樹脂材料に対して、イソシアネート樹脂,アミノ樹脂,フェノール樹脂,キシレン樹脂等の樹脂架橋剤を用いて、樹脂架橋を施した材料や、感光性モノマーまたはポリマーに光重合開始剤を混合した紫外線硬化型材料を用いても差し支えない。 In addition, as the material for the surface layer, the resin material is subjected to resin crosslinking using a resin crosslinking agent such as isocyanate resin, amino resin, phenol resin, xylene resin, or a photosensitive monomer or polymer. An ultraviolet curable material mixed with a photopolymerization initiator may be used.
上記表層用材料は、例えば、変性アクリル系樹脂と、DMF,トルエン,アセトン等の有機溶剤とを適宜に配合し、撹拌羽根で混合することにより調製することができる。なお、各層を精度良く形成するためには、隣接する層の形成材料に用いる有機溶剤は、互いに異なった種類のものを使用することが好ましい。すなわち、表層用材料に用いる有機溶剤と、基層用材料に用いる有機溶剤とは、互いに異なった種類のものを使用することが好ましい。 The surface layer material can be prepared, for example, by appropriately blending a modified acrylic resin and an organic solvent such as DMF, toluene, and acetone and mixing with a stirring blade. In order to form each layer with high accuracy, it is preferable to use different types of organic solvents as materials for forming adjacent layers. That is, it is preferable to use different types of organic solvents used for the surface layer material and organic solvents used for the base layer material.
ここで、前記図1に示した、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、例えばつぎのようにして作製することができる。すなわち、前記と同様にして、基層用材料を調製し、これを金型(円筒形基体)の表面にスプレーコーティングする。ついで、これを150〜300℃で3〜6時間乾燥することにより、金型の表面に基層1を形成する。つぎに、この基層1の表面に、前記と同様にして調製した表層用材料を、ディッピング法にてコーティングし乾燥した後、基層1と円筒形基体との間にエアーを吹き付けることにより、円筒形基体を抜き取り、基層1の表面に表層2が形成されてなる2層構造の無端ベルト(図1参照)を作製することができる。なお、表層2の形成方法は、上記ディッピング法に限定されるものではなく、基層1の形成方法と同様に、スプレーコーティングすることにより形成しても差し支えない。
Here, the endless belt for an electrophotographic apparatus of the present invention shown in FIG. 1 can be produced, for example, as follows. That is, a base layer material is prepared in the same manner as described above, and this is spray-coated on the surface of a mold (cylindrical substrate). Next, this is dried at 150 to 300 ° C. for 3 to 6 hours to form the
また、本発明の電子写真機器用無端ベルトの基層1は、上記製法以外に、押出成形法、インフレーション法、ブロー成形法、ディッピング法、遠心成形法等により、作製することも可能である。
In addition, the
本発明の電子写真機器用無端ベルトの各層の厚みは、ベルトの用途に応じて適宜に設定されるが、基層1の厚みは、通常、30〜300μmであり、好ましくは50〜200μmである。また、表層2の厚みは、0.1〜10μmが好ましく、特に好ましくは0.5〜5μmである。また、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、内周長が90〜1500mmで、幅が100〜500mm程度のものが好ましい。すなわち、上記寸法の範囲内に設定すると、電子写真複写機等に組み込んで使用するのに適した大きさとなるからである。
The thickness of each layer of the endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is appropriately set according to the use of the belt, but the thickness of the
なお、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、前記図1に示したような、基層1の外周面に表層2を直接形成した2層構造に限定されるものではない。本発明の電子写真機器用無端ベルトは、例えば、基層1のみからなる単層構造、基層1と表層2との間に、熱可塑性樹脂層もしくはゴム弾性層を介在させた3層構造、基層1と表層2との間に、熱可塑性樹脂層およびゴム弾性層の双方を介在させた4層構造等であっても差し支えない。ただし、これらの場合において、基層1は、前述のA成分〜C成分を必須成分とする特殊なPAI樹脂を用いて形成されている必要がある。
The endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is not limited to the two-layer structure in which the
この場合、上記基層1と表層2との間に介在させる熱可塑性樹脂層用材料としては、特に限定はないが、熱可塑性樹脂とともに、必要に応じて、メチルエチルケトン(MEK),トルエン等の溶剤等が用いられる。なお、この熱可塑性樹脂層用材料中にも、先に述べたような、導電性充填剤を配合しても差し支えない。
In this case, the material for the thermoplastic resin layer interposed between the
また、上記熱可塑性樹脂としては、特に限定はなく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF),テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA),エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート(PC)系樹脂、ポリアミド系樹脂、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)系樹脂、EEA(エチレン−アクリル酸エチル共重合体)系樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、難燃性に優れる点で、PVDF等のフッ素系樹脂を用いることが好ましい。 The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE). Fluorine resin, polyethylene resin, polystyrene resin, acrylic resin, polycarbonate (PC) resin, polyamide resin, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) resin, EEA (ethylene-ethyl acrylate copolymer) Coalesced) resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a fluorine-based resin such as PVDF from the viewpoint of excellent flame retardancy.
また、上記基層1と表層2との間に介在させるゴム弾性層用材料としては、ゴム材および加硫剤とともに、必要に応じて、加硫促進剤、溶剤、加工助剤、老化防止剤等が用いられる。なお、このゴム弾性層用材料中にも、先に述べたような、導電性充填剤を配合しても差し支えない。
The rubber elastic layer material interposed between the
上記ゴム材としては、特に限定はないが、難燃性の観点から、塩素化ポリエチレンゴム(CPE)、クロロプレンゴム(CR)等が用いられる。これらのなかで、電子写真機器用無端ベルトに要求される電気特性、弾力性、耐久性に合わせて最適材料が選定される。 The rubber material is not particularly limited, and chlorinated polyethylene rubber (CPE), chloroprene rubber (CR) and the like are used from the viewpoint of flame retardancy. Among these, the optimum material is selected according to the electrical characteristics, elasticity, and durability required for the endless belt for electrophotographic equipment.
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、フルカラーLBPやフルカラーPPC等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、トナー像の転写用,紙転写搬送用,感光体基体用等の用途に好適に用いられるが、これに限定するものではなく、例えば、フルカラーではない、単色の電子写真複写機の転写ベルト等にも使用することができる。 The endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is suitable for use in electrophotographic equipment employing electrophotographic technology such as full-color LBP and full-color PPC, such as toner image transfer, paper transfer conveyance, and photoreceptor substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, it can be used for a transfer belt of a monochrome electrophotographic copying machine which is not full color.
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔芳香族系多価カルボン酸の無水物(C成分)〕
トリメリット酸無水物(TMA)(Mn:192.12)
[Anhydrous aromatic polycarboxylic acid (component C)]
Trimellitic anhydride (TMA) (Mn: 192.12)
〔芳香族ジイソシアネート(MDI)(A成分)〕
日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートMT(Mn:250.06)
[Aromatic diisocyanate (MDI) (component A)]
Millionate MT (Mn: 250.06), manufactured by Nippon Polyurethane Industry
〔芳香族ジイソシアネート(TODI)(A成分)〕
日本曹達社製、TODI/R203(Mn:264.29)
[Aromatic diisocyanate (TODI) (component A)]
Nippon Soda Co., Ltd., TODI / R203 (Mn: 264.29)
〔脂肪族ジイソシアネート(HDI)(B成分)〕
三井武田ケミカル社製、タケネート700(Mn:169)
[Aliphatic diisocyanate (HDI) (component B)]
Takenate 700 (Mn: 169) manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.
〔芳香族ジアミン(A成分)〕
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)〔和歌山精化工業社製、DPE(ODA)、Mn:200.2〕
[Aromatic diamine (component A)]
4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) [Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd., DPE (ODA), Mn: 200.2]
〔脂肪族ジアミン(IPDA)(B成分)〕
デグサ社製、VESTAMINIPD(Mn:170)
[Aliphatic diamine (IPDA) (component B)]
VESTAMINIPD (Mn: 170) manufactured by Degussa
〔芳香族系多価カルボン酸の無水物(C成分)〕
ピロメリット酸二無水物(PMDA)(ダイセル化学工業社製、Mn:218)
[Anhydrous aromatic polycarboxylic acid (component C)]
Pyromellitic dianhydride (PMDA) (manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn: 218)
〔カーボンブラック〕
キャボットジャパン社製、ショウブラックN220
〔Carbon black〕
Cabot Japan, Show Black N220
つぎに、上記各材料を用いて以下のようにして無端ベルトを作製した。 Next, an endless belt was produced using the above materials as follows.
〔実施例1〕
(基層用材料の調製)
撹拌機、窒素導入管、温度計、冷却管を備えた反応容器に、トリメリット酸無水物と,芳香族ジイソシアネートと,脂肪族ジイソシアネートと,NMP溶剤とを、それぞれ後記の表1に示す割合で仕込み、窒素気流下、撹拌しながら1時間かけて130℃まで昇温し、そのまま130℃で約5時間反応させた後反応を停止し、PAI−NMP溶液(固形分濃度:30重量%)を調製した。つぎに、このPAI−NMP溶液に、カーボンブラックを後記の表1に示す割合で配合し、撹拌羽根で混合した後、ボールミル分散させて基層用材料を調製した。
[Example 1]
(Preparation of base layer material)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a cooling tube, trimellitic anhydride, aromatic diisocyanate, aliphatic diisocyanate, and NMP solvent were each in the proportions shown in Table 1 below. The temperature was raised to 130 ° C. over 1 hour with stirring in a nitrogen stream, and the reaction was stopped at 130 ° C. for about 5 hours. The reaction was stopped, and a PAI-NMP solution (solid content concentration: 30% by weight) was added. Prepared. Next, carbon black was blended into the PAI-NMP solution in the proportions shown in Table 1 below, mixed with a stirring blade, and then dispersed in a ball mill to prepare a base layer material.
(無端ベルトの作製)
金型(円筒形基体)を準備し、この表面に上記基層用材料をスプレーコーティングして常温〜250℃まで2時間かけて昇温させた後、250℃で1時間加熱処理をした。つぎに、基層と円筒形基体との間にエアーを吹き付けることにより、円筒形基体を抜き取り、基層(厚み:80μm)のみからなる単層構造の無端ベルトを作製した。
(Production of endless belt)
A mold (cylindrical substrate) was prepared, the surface layer material was spray-coated on this surface, and the temperature was raised from room temperature to 250 ° C. over 2 hours, followed by heat treatment at 250 ° C. for 1 hour. Next, by blowing air between the base layer and the cylindrical base body, the cylindrical base body was extracted, and an endless belt having a single layer structure consisting of only the base layer (thickness: 80 μm) was produced.
〔実施例2〜6,8,9、比較例1〜4〕
(基層用材料の調製)
上記の表1および表2に示すように、各成分の種類および配合量を変更する以外は、実施例1と同様にして、基層用材料を調製した。
[Examples 2-6, 8, 9, Comparative Examples 1-4]
(Preparation of base layer material)
As shown in Table 1 and Table 2 above, a base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of each component were changed.
(無端ベルトの作製)
上記基層用材料を用いる以外は、実施例1と同様にして、基層(厚み:80μm)のみからなる単層構造の無端ベルトを作製した。
(Production of endless belt)
An endless belt having a single-layer structure consisting only of a base layer (thickness: 80 μm) was produced in the same manner as in Example 1 except that the base layer material was used.
〔実施例7〕
(基層用材料の調製)
表1に示す実施例2と同様にして、基層用材料を調製した。
Example 7
(Preparation of base layer material)
A base layer material was prepared in the same manner as in Example 2 shown in Table 1.
(表層用材料の調製)
シリコーングラフトアクリル系樹脂(東亞合成社製、サイマックUS−350)100部と、トルエン溶剤500部とを配合し、撹拌羽根で混合して、表層用材料を調製した。
(Preparation of surface layer material)
100 parts of a silicone graft acrylic resin (Saimak US-350, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and 500 parts of a toluene solvent were blended and mixed with a stirring blade to prepare a surface layer material.
(無端ベルトの作製)
金型(円筒形基体)を準備し、この表面に上記基層用材料をスプレーコーティングして常温〜250℃まで2時間かけて昇温させた後、250℃で1時間加熱処理をした。つぎに、この基層の表面に、上記表層用材料をディッピング法にてコーティングし、乾燥した後、基層と円筒形基体との間にエアーを吹き付けることにより、円筒形基体を抜き取り、基層(厚み:80μm)の表面に、表層(厚み:1μm)が形成されてなる2層構造の無端ベルトを作製した。
(Production of endless belt)
A mold (cylindrical substrate) was prepared, the surface layer material was spray-coated on this surface, and the temperature was raised from room temperature to 250 ° C. over 2 hours, followed by heat treatment at 250 ° C. for 1 hour. Next, the surface layer material is coated on the surface of the base layer by a dipping method and dried, and then the air is blown between the base layer and the cylindrical base body, whereby the cylindrical base body is extracted and the base layer (thickness: An endless belt having a two-layer structure in which a surface layer (thickness: 1 μm) was formed on the surface of 80 μm was produced.
このようにして得られた実施例および比較例の無端ベルトを用い、下記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を上記表1および表2に併せて示した。 Using the endless belts of Examples and Comparative Examples thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are shown in Tables 1 and 2 above.
〔引張弾性率〕
JIS K7127に準じて、引張弾性率を測定した。なお、引張速度は、毎分10±2.0mmとした。
[Tensile modulus]
The tensile elastic modulus was measured according to JIS K7127. The tensile speed was 10 ± 2.0 mm per minute.
〔実機評価(色ずれ)〕
前記図2に示したタンデムレイアウトに、各無端ベルトを組み込み、実機評価(色ずれ)を行った。評価は、色ずれがなかったものを○、目視では判別できないが、50倍率マイクロスコープで色ずれが確認されたものを△、目視で確認できるレベルで色ずれしているものを×とした。
[Actual machine evaluation (color shift)]
Each endless belt was incorporated in the tandem layout shown in FIG. 2, and actual machine evaluation (color shift) was performed. In the evaluation, “◯” indicates that there was no color misregistration, “Δ” indicates that the color misregistration was confirmed with a 50 × microscope, and “x” indicates that the color misregistration was confirmed visually.
〔ベンチ耐久試験〕
直径13mmの金属製ローラーを2本準備し、2本の金属製ローラー間に無端ベルト(幅150mm)を張架した状態で、一方の金属製ローラーをテーブル上に固定した。ついで、テーブルに固定していない他方の金属製ローラーがテーブルの端部になるように配置し、この金属製ローラーの両端にオモリを2kgずつ吊り下げ(総荷重4kg)、ラボ環境(25℃×40%RH)下で、無端ベルトを回転駆動させた。そして、無端ベルトに亀裂が確認できるまでの累積回転数を測定した。
[Bench durability test]
Two metal rollers having a diameter of 13 mm were prepared, and one metal roller was fixed on the table in a state where an endless belt (width 150 mm) was stretched between the two metal rollers. Next, the other metal roller that is not fixed to the table is placed at the end of the table, and 2 kg of weight is suspended from both ends of this metal roller (total load 4 kg), and the laboratory environment (25 ° C x 40% RH), the endless belt was driven to rotate. Then, the cumulative number of revolutions until a crack was confirmed on the endless belt was measured.
上記表1および表2の結果から、いずれの実施例品も、高弾性率で、耐久性に優れ、色ずれも生じなかった。 From the results shown in Tables 1 and 2, all of the examples had high elastic modulus, excellent durability, and no color shift.
これに対し、比較例1品は、メインポリマーがPAI樹脂ではなく、ポリイミド樹脂であるため、剛直で割れやすく、耐久性に劣っていた。比較例2,4品は、芳香族ジイソシアネート等(A成分)のみを用い、脂肪族ジイソシアネート等(B成分)を併用していないため、カーボンブラックの配合量が多く、耐久性が劣っているのに対して、実施例品は、芳香族ジイソシアネート等(A成分)と,脂肪族ジイソシアネート等(B成分)とを併用しているため、ポリマー物性に柔軟性が付与されることに加え、比較例2,4品に比べてカーボンブラックの配合量が少なくなる。そのため、ベルトの破断の原因となる微小クラックが最も発生し易いポリマーとカーボンブラックとの界面が少なく、そこから発生する微小クラック同士もつながりにくくなり、耐久性が優れていた。比較例3品は、芳香族ジイソシアネートを併用していないため、ベルトの剛性が不足し、ベルト駆動時にベルトが伸張し「色ずれ」不具合が生じた。 On the other hand, the product of Comparative Example 1 was rigid and easily cracked because the main polymer was not a PAI resin but a polyimide resin, and was inferior in durability. Comparative Examples 2 and 4 use only aromatic diisocyanate and the like (component A) and do not use aliphatic diisocyanate and the like (component B) together, so the amount of carbon black is large and the durability is inferior. On the other hand, the example product uses aromatic diisocyanate and the like (component A) in combination with aliphatic diisocyanate and the like (component B), so that flexibility is imparted to the physical properties of the polymer, and a comparative example Compared with 2,4 products, the amount of carbon black is reduced. For this reason, there are few interfaces between the polymer and the carbon black that are most likely to cause micro cracks that cause the belt to break, and the micro cracks generated therefrom are difficult to connect with each other, so that the durability is excellent. Since the product of Comparative Example 3 did not use any aromatic diisocyanate, the rigidity of the belt was insufficient, and the belt was stretched when the belt was driven, resulting in a “color shift” problem.
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、フルカラーLBP(レーザービームプリンター)やフルカラーPPC(プレーンペーパーコピア)等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、中間転写ベルトや紙転写搬送ベルト等に好適に用いられる。 The endless belt for an electrophotographic apparatus of the present invention is suitable for an intermediate transfer belt, a paper transfer conveyance belt, etc. in an electrophotographic apparatus employing an electrophotographic technology such as a full color LBP (laser beam printer) or a full color PPC (plain paper copier). Used for.
1 基層
2 表層
1
Claims (4)
(A)芳香族ジアミンまたは芳香族ジイソシアネート。
(B)脂肪族ジアミンまたは脂肪族ジイソシアネート。
(C)芳香族系多価カルボン酸の無水物。 An endless belt for an electrophotographic apparatus consisting of a single layer consisting of only a base layer, or a multilayer including two or more layers including a base layer, at least the base layer of which the following (A) to (C) are essential components An endless belt for an electrophotographic apparatus, characterized by being formed using a polyamideimide resin.
(A) Aromatic diamine or aromatic diisocyanate.
(B) Aliphatic diamine or aliphatic diisocyanate.
(C) An aromatic polycarboxylic acid anhydride.
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