KR20090027581A - Tubular belt - Google Patents

Abstract

A tubular belt is provided to offer superior antistatic property, profitability, transcription etc and to make the belt having proper volume resistance by including nanotube uniformly without a dispersing agent. A method for manufacturing a tubular belt comprises the following steps of: coating a polymer resin of the solution state on a cylindrical mold with a dispenser; performing heat treatment on the coated polymer resin; removing a solvent and moisture remained on a surface by performing a pre-baking process in50~100°C for 10~120 minutes; performing a post-curing process; and making the tubular belt with a solid state.

Description

관형 벨트{Tubular belt}Tubular belt

본 발명은 전자기기 등에 사용되는 관형 벨트에 관한 것으로, 탄소나노튜브를 포함하는 관형 벨트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tubular belt for use in electronic devices and the like, and to a tubular belt comprising carbon nanotubes.

일반적으로 관형 벨트는 복사기나 레이저빔프린터, 팩시밀리 등 전자기기에 사용되어 복사지나 전사지 위에 형성된 토너상을 정착 및 전사시키는 용도로 정착벨트 또는 중간전사벨트로 사용된다. 이러한 정착벨트 및 중간전사벨트로 사용하기 위해서는 내오염성, 내열성, 방열특성, 탄성률, 제전성, 내구성, 발수성, 발유성, 및 대전방지 특성이 우수해야 한다. In general, a tubular belt is used as a fixing belt or an intermediate transfer belt for fixing and transferring a toner image formed on a copy paper or a transfer paper by using an electronic device such as a copier, a laser beam printer, or a facsimile. In order to use the fixing belt and the intermediate transfer belt, pollution resistance, heat resistance, heat dissipation properties, elastic modulus, antistatic properties, durability, water repellency, oil repellency, and antistatic properties should be excellent.

특히 관형 벨트의 토너(toner)를 전사시키는 기능을 위하여 적절한 부피저항값을 구비하는 특성이 요구되는데, 요구되는 부피저항 값보다 낮거나 높은 경우 이들의 대전방지특성, 전사성, 화상특성, 이형성 및 내오염성과 같은 물성이 저하되어 이로 인한 화상불량의 치명적인 결함이 발생될 수 있다.In particular, for the function of transferring the toner of the tubular belt, a property having an appropriate volume resistance value is required, and when it is lower or higher than the required volume resistance value, their antistatic properties, transfer properties, image properties, releasability and Physical properties such as stain resistance may be degraded, thereby causing a fatal defect of a burn defect.

종래 중간전사벨트 등 관형 벨트로 주로 사용되는 폴리이미드 필름은 열안정성이 우수하고, 기계적, 전기적 특성이 우수한 장점들을 갖는 반면, 높은 유리전이온도로 인하여 가공상 많은 제약이 따르고, 비교적 대전되기 쉬운 특성이 있다. 또 한 부피저항값이 관형 벨트로서 요구되는 저항값보다 높은 값을 갖고 있어 과도한 저항값으로 인하여 관형 벨트로는 사용하기 어려운 점이 있다.Conventionally, polyimide films mainly used as tubular belts, such as intermediate transfer belts, have excellent thermal stability and excellent mechanical and electrical properties, while high glass transition temperature leads to many restrictions in processing and relatively easy to charge. There is this. In addition, since the volume resistance value is higher than the resistance value required as the tubular belt, it is difficult to use the tubular belt due to the excessive resistance value.

이에 일본국 공개특허공보 제2003-270967호, 동 공보 제2002-218339호 및 동 공보 2004-255828호에는 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 용액을 중합하여 이를 몰드에 코팅하고 열처리한 후에 불소계 고분자화합물을 재차 코팅하고 이를 다시 열처리 하는 전사벨트 제조방법이 기재되어 있다. In Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 2003-270967, 2002-218339 and 2004-255828, a polyamic acid solution, which is a precursor of polyimide, is polymerized, coated on a mold, and heat-treated to produce a fluorine-based polymer compound. It describes a method for producing a transfer belt that is coated again and heat treated again.

그러나 이러한 종래의 방법은 그 제조방법적인 측면에서 불소계 고분자화합물을 반경화된 폴리아믹산 용액에 재차 코팅해야 하는 번거러움 및 기재로 사용되는 폴리이미드층과 불소계 고분자 층의 접착을 위한 적절한 프라이머(primer)의 선정 및 이들의 접착불량특성으로 인한 박리문제 등 실질적으로 사용하기에 많은 시간적, 경제적 및 물리화학적 제약이 있다. However, such a conventional method has a proper primer for adhering the fluorinated polymer layer to the polyimide layer and the fluorine-based polymer layer, which are used as substrates and the hassle of coating the fluorinated polymer compound again on the semi-cured polyamic acid solution. There are many time, economic and physicochemical constraints for practical use, such as separation problems due to selection and their poor adhesion properties.

한편, 이와 같은 벨트를 제조할 때 필요되는 물성을 조절하기 위하여 카본블랙과 같은 도전성 필러를 포함하는데, 도전성 필러의 도입 과정에서 폴리아믹산 용액 내에 도전성 필러가 균일하게 분산되지 않을 경우, 최종적으로 제조된 벨트의 물성이 균일하지 못하게 된다. 그러나 도전성 필러는 입자 직경이 미세한데다가 다공질이며, 비표면적이 크다는 성상 때문에 고농도화가 곤란하고 분산안정성이 부족하다는 문제가 있다. 이에 도전성 필러를 균일하게 분산시키기 위하여 폴리(N-비닐-2-피롤리돈)(Poly(N-vinyl-2-pyrollidone)), 폴리(N-비닐포름아미드)(poly(N-vinyl formamide)), 폴리(N-비닐아세트아미드)(poly(N-vinyl acetamide)), 그리고 폴리(N-비닐요소)(poly(N-vinyl urea)) 등의 분산제를 투입하여야 하는데, 이러한 분산제의 투입으로 인하여 제조된 벨트의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다.On the other hand, in order to control the physical properties required when manufacturing such a belt includes a conductive filler such as carbon black, if the conductive filler is not uniformly dispersed in the polyamic acid solution during the introduction of the conductive filler, finally prepared The physical properties of the belt are not uniform. However, the conductive filler has a problem in that it is difficult to increase the concentration and lack the dispersion stability due to the fact that the particle diameter is fine, porous, and the specific surface area is large. In order to uniformly disperse the conductive filler, poly (N-vinyl-2-pyrollidone) (poly (N-vinyl-2-pyrollidone)), poly (N-vinyl formamide) ), Poly (N-vinyl acetamide), and poly (N-vinyl urea) dispersant should be added. Due to this there is a problem that the mechanical properties of the manufactured belt is lowered.

이에 본 발명자들은 분산제 없이도 탄소나노튜브를 균일하게 포함하여, 적절한 부피저항을 갖는 관형 벨트를 용이하게 제공할 수 있으며, 아울러 관형 벨트의 공정상의 비효율성 등을 극복하고 대전방지특성, 경제성 및 전사성 등이 우수한 일종의 단층형태인 관형 벨트를 제공할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors can easily provide a tubular belt having uniform volume resistance by uniformly including carbon nanotubes without a dispersant, and also overcome the process inefficiency of the tubular belt and prevent antistatic properties, economy and transferability. The present invention was completed by confirming that a tubular belt having a kind of single layer type having excellent back light can be provided.

따라서 본 발명은 분산제 없이도 탄소나노튜브를 균일하게 포함하면서 적절한 부피저항을 갖는 관형 벨트를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention is to provide a tubular belt having a proper volume resistance while uniformly including carbon nanotubes without a dispersant.

또한 본 발명은 분산제를 투입하지 않아 기계적 물성이 저하되지 않는 관형 벨트를 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention is to provide a tubular belt does not reduce the mechanical properties do not add a dispersant.

또한 본 발명은 불소계 수지층 및 불소계 수지와의 접착을 위한 접착층 등을 추가하지 않더라도 관형 벨트에 요구되는 물성을 제공할 수 있는 관형 벨트를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a tubular belt that can provide the physical properties required for the tubular belt even without adding a fluorine-based resin layer and an adhesive layer for adhesion with the fluorine-based resin.

본 발명은 바람직한 일 구현예에 따르면, 폴리이미드계 수지 및 전도성 필러를 포함하는 관형 벨트에 있어서, 전도성 필러는 탄소나노튜브를 포함하고; 부피저항값이 10⁸~10¹⁶Ω㎝인 관형 벨트를 제공한다.According to a preferred embodiment, the present invention provides a tubular belt comprising a polyimide-based resin and a conductive filler, wherein the conductive filler includes carbon nanotubes; A tubular belt having a volume resistivity of 10 ⁸ to 10 ¹⁶ Ωcm is provided.

상기 구현예에서, 본 발명의 관형 벨트는 탄소나노튜브를 상기 폴리이미드계 수지에 대하여 1중량% 이하로 포함되는 것일 수 있다.In the above embodiment, the tubular belt of the present invention may include carbon nanotubes in an amount of 1 wt% or less based on the polyimide resin.

상기 구현예에서, 본 발명의 관형 벨트는 탄소나노튜브를 상기 폴리이미드계 수지에 대하여 0.5중량% 이하로 포함되는 것일 수 있다.In the above embodiment, the tubular belt of the present invention may include carbon nanotubes in an amount of 0.5 wt% or less based on the polyimide resin.

상기 구현예에 따른 관형 벨트는 탄성률이 2.0~7.0 GPa인 것일 수 있다.The tubular belt according to the embodiment may have an elastic modulus of 2.0 to 7.0 GPa.

상기 구현예에 따른 관형 벨트는 면적 100x100 ㎛²당 전도성 필러로 되는 평균직경이 5㎛ 이상인 집합체의 수가 1개 이하인 것일 수 있다.In the tubular belt according to the embodiment, the number of aggregates having an average diameter of 5 μm or more as a conductive filler per 100 × 100 μm ² may be one or less.

본 발명은 분산제 없이도 탄소나노튜브를 균일하게 포함하면서 적절한 부피저항을 갖는 관형 벨트를 제공할 수 있다.The present invention can provide a tubular belt having a proper volume resistance while uniformly including carbon nanotubes without a dispersant.

또한 본 발명은 기계적 물성이 저하되지 않는 관형 벨트를 제공할 수 있다.In another aspect, the present invention can provide a tubular belt that does not degrade the mechanical properties.

또한 본 발명은 불소계 수지층 및 불소계 수지와의 접착을 위한 접착층 등을 추가하지 않더라도 관형 벨트로 충분한 물성을 제공할 수 있으며, 전기적 특성이 우수한 관형 벨트를 제공할 수 있어 공정상의 효율을 극대화할 수 있다.In addition, the present invention can provide sufficient physical properties as a tubular belt without adding a fluorine-based resin layer and an adhesive layer for adhesion with the fluorine-based resin, and can provide a tubular belt with excellent electrical properties to maximize process efficiency. have.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 관형 벨트는 디안하이드라이드와 디아민으로 제조된 폴리아믹산 용액에 탄소나노튜브를 포함시켜 이미드화하여 제조된 것이다. The tubular belt of the present invention is prepared by imidizing carbon nanotubes in a polyamic acid solution made of dianhydride and diamine.

디안하이드라이드 및 디아민은 폴리이미드 수지 제조시 사용되는 것이라면 특별히 제한되지는 않는 바, 예컨대, 디아민으로는 1,4-페닐렌디아민(1,4-PDA), 1,3-페닐렌디아민(1,3-PDA), 4,4′-메틸렌디아닐린(MDA), 4,4′-옥시디아닐린(ODA), 4,4′-옥시페닐렌디아민(OPDA) 등을 사용할 수 있으며, 상기 디안하이드라이드로는 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 디안하이드라이드(PMDA), 3,3′,4,4′-비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BTDA), 4,4′-옥시디프탈릭 안하이드라이드(ODPA), 4,4′-헥사플로로아이소프로필리덴디프탈릭 안하이드라이드 등을 사용할 수 있다. 통상 디아민과 디안하이드라이드는 등몰량으로 사용된다.Diane hydride and diamine is not particularly limited as long as it is used in the production of polyimide resin, for example, 1,4-phenylenediamine (1,4-PDA), 1,3-phenylenediamine (1 , 3-PDA), 4,4'-methylenedianiline (MDA), 4,4'-oxydianiline (ODA), 4,4'-oxyphenylenediamine (OPDA) and the like can be used. Hydrides include 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic dianhydride (PMDA), 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BTDA), 4,4 '-Oxydiphthalic anhydride (ODPA), 4,4'-hexafluoro isopropylidene diphthalic anhydride and the like can be used. Diamine and dianhydride are normally used in equimolar amounts.

상기 탄소나노튜브는 이이지마에 의하여 최초로 발견된 후로[S. Iijima, Nature Vol. 354, P.56(1991년)] 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 탄소나노튜브는 기존의 재료에서는 찾아볼 수 없는 약 1.0~1.8TPa의 높은 탄성률 뿐만 아니라, 진공상태에서 2800℃의 온도에서도 견딜 수 있는 내열특성, 다이아몬드의 2배에 가까운 열전도도 및 구리와 비교하여 1000배 정도 높은 전류 이송 능력 등의 잠재적 물성으로 인하여 나노 스케일의 전기소자, 전자 소자, 나노센서, 광전자소사 및 고기능 복합재 등 모든 분야에서의 응용 가능성이 매우 높은 것으로 평가되고 있다.Since the carbon nanotubes were first discovered by Iijima [S. Iijima, Nature Vol. 354, P. 56 (1991)] There is active research. Carbon nanotubes have high elastic modulus of about 1.0 ~ 1.8TPa, which is not found in conventional materials, as well as heat resistance that can withstand temperatures up to 2800 ℃ in vacuum, thermal conductivity close to twice that of diamond, and copper. Due to the potential physical properties such as 1000 times higher current carrying capacity, it is considered to be highly applicable in all fields such as nanoscale electric devices, electronic devices, nanosensors, optoelectronic yarns and high-performance composites.

단일벽 카본나노 튜브의 경우, 직경은 1 nanometer 근처이며, 길이는 1 micrometer 이상이다. 따라서 카본나노튜브는 Aspect Ratio(길이/직경)이 1000이상이므로 복합재의 필러로 사용되었을 때 카본 블랙과는 달리 적은 함량으로 전기를 전도하는 3차원 네트웍을 형성하기 유리하고, 따라서 높은 전기 전도도를 구현할 수 있다. For single-walled carbon nanotubes, the diameter is around 1 nanometer and the length is over 1 micrometer. Therefore, carbon nanotubes have an aspect ratio (length / diameter) of more than 1000, so when used as a filler of a composite material, carbon nanotubes are advantageous to form a three-dimensional network that conducts electricity in a small amount, unlike carbon black, thus achieving high electrical conductivity. Can be.

본 발명에서 효율적인 전기전도를 위한 탄소나노튜브의 함량은 폴리이미드 수지에 대하여 1중량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5중량% 이하이며, 여타의 분산제를 포함하지 않더라도 균일한 분산이 가능하다. 사용 가능한 탄소나노튜브는 특별히 제한되지 않으며, 단일벽, 이중벽, 다중벽 구조, cup-stacked, nanohorn 탄소나노튜브 등을 사용할 수 있다.In the present invention, the content of carbon nanotubes for efficient electric conduction is 1 wt% or less, more preferably 0.5 wt% or less, based on the polyimide resin, and even dispersion is possible without including other dispersants. Usable carbon nanotubes are not particularly limited, and single-walled, double-walled, multi-walled structures, cup-stacked, nanohorn carbon nanotubes, and the like can be used.

이와 같이 탄소나노튜브를 포함하는 본 발명의 관형 벨트는 면적 100x100 ㎛²당 전도성 필러로 되는 평균직경이 5㎛ 이상인 집합체의 수가 1개 이하인 것으로 특별히 분산제를 투입하지 않더라도 균일하게 분산되어 필러끼리 뭉쳐진 전도성 필러 집합체가 관찰되지 않으며, 따라서 관형 벨트 전반적으로 균일하고 우수한 저항값을 제공할 수 있다.As described above, the tubular belt of the present invention including carbon nanotubes has an average diameter of 5 μm or more of aggregates of conductive fillers per 100 × 100 μm ² of the present invention. No filler assembly is observed, thus providing a uniform and good resistance value across the tubular belt.

상기와 같은 관형 벨트는 부피저항값이 10⁸~10¹⁶Ω㎝ 범위로서 적절한 수준의 전기적인 특성을 갖고 있다.The tubular belt as described above has a volume resistance value of 10 ⁸ to 10 ¹⁶ Ωcm and has an appropriate level of electrical characteristics.

한편, 관형 벨트는 무솔기(seamless)로 제조하는 것이 바람직하며, 그 제조방법을 특별히 한정하지 않는다. 본 발명에서는 예컨대 원통형 몰드의 표면에 용액상의 고분자 수지를 디스펜서로 코팅시킨 후 열처리함으로써 관형 벨트를 제조할 수 있다. 상기 열처리는 50~400℃에서 단계적으로 이루어지는데, 우선 프리베이킹(pre-baking)을 50~100℃에서 10~120분간 실시하여 표면에 잔존하고 있는 용매 및 수분을 일차적으로 제거한다. 이후 분당 2~10℃의 승온 속도를 유지시켜 350~400℃까지 최종적으로 후경화(post-curing)시킴으로써 표면에 존재하는 용매 및 수분을 완전히 제거하여 이미드화를 진행 및 완료시킴과 동시에 고상화된 관형 벨트를 제조한다.On the other hand, it is preferable to manufacture a tubular belt seamlessly, and the manufacturing method is not specifically limited. In the present invention, for example, a tubular belt can be produced by coating a solution-like polymer resin with a dispenser on the surface of a cylindrical mold and then heat treatment. The heat treatment is performed stepwise at 50 ~ 400 ℃, first pre-baking (pre-baking) at 50 ~ 100 ℃ 10 to 120 minutes to remove the solvent and water remaining on the surface first. After maintaining the temperature increase rate of 2 ~ 10 ℃ per minute and finally post-curing to 350 ~ 400 ℃ by completely removing the solvent and water present on the surface to proceed and complete the imidization and solidification at the same time Manufacture a tubular belt.

관형 벨트 제조시 이의 열전도성을 개선시킬 목적으로 벨트의 두께를 너무 얇게 한다면 벨트의 강성이 대폭적으로 감소하는 현상이 발생하므로, 인쇄과정 중 반복적인 회전응력에 의하여 벨트에 균열이 발생 하거나 혹은 찌그러지는 현상이 일어날 수 있다. 적절한 관형 벨트의 두께는 30~300㎛이다.If the thickness of the belt is made too thin for the purpose of improving its thermal conductivity in the manufacture of tubular belt, the stiffness of the belt may be greatly reduced. Therefore, cracks or crushing of the belt may occur due to repeated rotational stress during the printing process. Symptoms may occur. Suitable tubular belts have a thickness of 30-300 μm.

아울러 본 발명의 관형 벨트는 탄성률이 2.0~7.0 GPa것이 좋다. 탄성률이 낮으면 관형 벨트로 장시간 사용 시 기계적인 변형이 우려되며, 탄성률이 높으면 기계적인 강도가 저하되는 문제가 있다.In addition, the tubular belt of the present invention preferably has an elastic modulus of 2.0 to 7.0 GPa. If the elastic modulus is low, there is a concern that mechanical deformation is caused when the tubular belt is used for a long time, and if the elastic modulus is high, the mechanical strength is deteriorated.

이하, 본 발명의 실시예로 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1><Example 1>

기계적 교반기, 환류 냉각기 및 질소유입구가 장착된 4구 플라스크에 질소를 유입시켜주면서 PMDA 47g을 380g의 비양자성 초극성 용매인 DMF에 용해시켰다. 여 기에 단일벽 탄소나노튜브(CNI;Carbon Nanotechnologies Incorporated, Super Purified Hipco, 평균직경 ~1 nanometer) 0.18g(폴리이미드 수지에 대하여 0.2중량%)을 투입하였으며, 초음파 분산기를 통해 상기 용액에 분산시켰다. 여기에 초음파 상태에서 4,4-옥시디아닐린 43g을 투입한 후 상온에서 1시간동안 반응시켰다. 47 g of PMDA was dissolved in 380 g of aprotic superpolar solvent, DMF, while nitrogen was introduced into a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser and nitrogen inlet. Here, 0.18 g (0.2 wt% of polyimide resin) was added to single-walled carbon nanotubes (CNI; Carbon Nanotechnologies Incorporated, Super Purified Hipco, average diameter of ~ 1 nanometer), and dispersed in the solution through an ultrasonic disperser. 43 g of 4,4-oxydianiline was added thereto in an ultrasonic state and reacted at room temperature for 1 hour.

상기 탄소나노튜브가 포함된 폴리아믹산 용액을 실린더 외부에 디스펜서를 사용하여 코팅후, 80℃의 열풍조건에서 1시간동안 프리베이킹하여 벨트 표면에 잔존하는 용매 및 수분을 일차적으로 제거하였다. 이후, 분당 5℃의 승온속도를 유지시키면서 400℃까지 최종적으로 후경화(post-curing)시킴으로서 표면 및 내부에 잔존하는 용매 및 수분을 완전히 제거시킨 후 실린더로부터 벨트를 분리하였으며 이렇게 제조된 폴리이미드계 관형 벨트는 두께가 65㎛였다.The carbon nanotube-containing polyamic acid solution was coated on the outside of the cylinder using a dispenser, and then prebaked for 1 hour at 80 ° C. in hot air conditions to remove solvent and water remaining on the surface of the belt. Thereafter, by finally post-curing to 400 ° C. while maintaining a temperature increase rate of 5 ° C. per minute, the solvent and water remaining on the surface and inside were completely removed, and the belt was separated from the cylinder. The tubular belt was 65 μm thick.

<실시예 2><Example 2>

실시예 1에서 단일벽 탄소나노튜브대신 다중벽 탄소나노튜브(나노카본, Powder Hollow CNT 50, 평균직경 40~60 nanometer) 0.18g(폴리이미드 수지에 대하여 0.2중량%)를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.The same method as in Example 1 except that 0.18 g (0.2 wt% of polyimide resin) was used instead of single-wall carbon nanotubes (multi-carbon carbon nanotubes (Nanocarbon, Powder Hollow CNT 50, average diameter 40-60 nanometer)) A tubular belt was prepared.

<실시예 3><Example 3>

실시예 1에서 단일벽 탄소나노튜브 0.045g(폴리이미드 수지에 대하여 0.05중 량%)를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.A tubular belt was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 0.045 g of a single-walled carbon nanotube (0.05 wt% based on the polyimide resin) was used.

<실시예 4><Example 4>

실시예 2에서 다중벽 탄소나노튜브 0.09g(폴리이미드 수지에 대하여 0.1중량%)를 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.A tubular belt was prepared in the same manner as Example 2 except that 0.09 g of multi-walled carbon nanotubes (0.1 wt% based on the polyimide resin) were used.

<비교예 1>Comparative Example 1

실시예 1에서 단일벽 탄소나노튜브대신 카본블랙(미쓰비시가스 케미칼, Ketjen, 평균직경 ~20 nanomter) 0.18g(폴리이미드 수지에 대하여 0.2중량%), 분산제로서 폴리(N-비닐-2-피롤리돈)(poly(N-vinyl-2-pyrollidone)) 0.18g을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.In Example 1, 0.18 g of carbon black (Mitsubishi Gas Chemical, Ketjen, average diameter of ~ 20 nanomter) instead of single-walled carbon nanotubes (0.2 wt% based on polyimide resin), poly (N-vinyl-2-pyrroli as dispersant) A tubular belt was prepared in the same manner except that 0.18 g of poly (N-vinyl-2-pyrollidone) was used.

<비교예 2>Comparative Example 2

비교예 1에서 분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.A tubular belt was prepared in the same manner except that no dispersant was used in Comparative Example 1.

<비교예 3> Comparative Example 3

비교예 1에서 카본블랙(미쓰비시가스 케미칼, Ketjen, 평균직경 ~20 nanomter) 5.4g(폴리이미드 수지에 대하여 3.0중량%), 분산제 5.4g을 사용한 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.In Comparative Example 1, a tubular belt was manufactured in the same manner except that 5.4 g of carbon black (Mitsubishi Gas Chemical, Ketjen, average diameter of ~ 20 nanomter) (3.0 wt% based on polyimide resin) and 5.4 g of a dispersant were used.

<비교예 4> <Comparative Example 4>

비교예 3에서 분산제를 사용하지 않은 것을 제외하고 동일한 방법으로 관형 벨트를 제조하였다.A tubular belt was prepared in the same manner except that no dispersant was used in Comparative Example 3.

상기 실시예 및 비교예로 제조된 관형 벨트를 하기의 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과는 표 1과 같다.The physical properties of the tubular belts prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 부피저항(1) volume resistance

Mitsubishi Chemical사제 저항측정기를 이용하여 연속적으로 전압을 시료에 가하여 측정하였다. 이때 시료에 가해진 전압은 10V, 100V, 250V, 500V 및 1000V로 전압에 변화를 주면서 측정하였다. 또한 부피저항을 측정하기 위하여 금속소재의 기판(substrate)위에 시료를 설치하고, 매 시료당 10~30초의 간격으로 측정하였으며, 이때 고리(ring) 형태의 프로오브(탐침,probe)를 사용하였다.Using a resistance meter manufactured by Mitsubishi Chemical, voltage was continuously applied to the sample. The voltage applied to the sample was measured while varying the voltage to 10V, 100V, 250V, 500V and 1000V. In addition, the sample was installed on a substrate (substrate) of the metal material in order to measure the volume resistance, and measured at intervals of 10 to 30 seconds for each sample, wherein a ring-shaped probe (probe) was used.

(2) 분산도(2) dispersion degree

탄소나노튜브의 분산정도를 비교 평가하기 위하여, 실시예 1 및 비교예 2의 폴리이미드계 관형 벨트의 표면을 Carl Zeiss사제 광학 현미경을 이용하여 배율 x 1000 로 관찰하였으며, 각각의 현미경 사진을 도 1 및 도 2에 각각 나타내었으며, 면적 100x100 ㎛²당 전도성 필러로 되는 평균직경이 5㎛ 이상인 필러 집합체의 수를 표 1에 나타내었다. In order to evaluate the degree of dispersion of the carbon nanotubes, the surfaces of the polyimide tubular belts of Example 1 and Comparative Example 2 were observed at a magnification × 1000 using an optical microscope manufactured by Carl Zeiss, and each micrograph was shown in FIG. 1. And each shown in Figure 2, Table 1 shows the number of filler aggregates having an average diameter of 5㎛ or more as a conductive filler per 100x100 ㎛ ² area.

(3) 탄성률(3) elastic modulus

Instron사의 universal Testing Machine Model 1000을 사용하여 JIS K 6301에 의거하여 측정하였다. Measurement was performed according to JIS K 6301 using Instron's universal testing machine Model 1000.

구분division 폴리이미드 수지에 대한 필러 함량 (중량%)Filler content (% by weight) relative to polyimide resin 부피저항 (Ω㎝)Volume resistivity (Ω㎝) 100x100㎛² 면적내에서 평균직경 5㎛ 이상의 필러 집합체의 갯수 Number of filler aggregates with an average diameter of 5 μm or more within an area of 100 × 100 μm ² 탄성률 (GPa)Modulus of elasticity (GPa) 실시예 1Example 1 단일벽CNT 0.2Single Wall CNT 0.2 2.5 × 10¹⁰ 2.5 × 10 ¹⁰ 00 2.872.87 실시예 2Example 2 다중벽CNT 0.2Multiwall CNT 0.2 4.6 × 10¹¹ 4.6 × 10 ¹¹ 00 2.822.82 실시예 3Example 3 단일벽CNT 0.05Single Wall CNT 0.05 7.6 × 10¹² 7.6 × 10 ¹² 00 2.932.93 실시예 4Example 4 다중벽CNT 0.1Multiwall CNT 0.1 3.8 × 10¹² 3.8 × 10 ¹² 00 2.672.67 비교예 1Comparative Example 1 카본블랙 0.2 분산제 포함Contains Carbon Black 0.2 Dispersant 5.1 × 10¹⁷ 5.1 × 10 ¹⁷ 00 2.352.35 비교예 2Comparative Example 2 카본블랙 0.2Carbon Black 0.2 3.5 × 10¹⁷ 3.5 × 10 ¹⁷ 1One 2.562.56 비교예 3Comparative Example 3 카본블랙 3.0 분산제 포함Contains Carbon Black 3.0 Dispersant 1.3 × 10⁸ 1.3 × 10 ⁸ 33 2.722.72 비교예 4Comparative Example 4 카본블랙 3.0Carbon Black 3.0 4.3 × 10⁷ 4.3 × 10 ⁷ 55 2.892.89

상기 물성 측정 결과, 본 발명의 실시예들은 소량의 필러를 사용하였음에도 부피저항값이 10⁸~10¹⁶의 범위에 포함되어 적절한 전기적 성질을 갖고 있음을 알 수 있으며, 도 1의 사진으로부터 탄소나노튜브가 골고루 분산되어 있음을 알 수 있다. 또한 면적 100x100 ㎛²에서 평균직경이 5㎛ 이상인 필러 집합체는 관찰되지 않았다. 따라서 본 발명의 실시예들은 분산제를 투입하지 않아도 분산성이 우수하였으며, 분산제를 투입하지 않음으로 인해 탄성률에 악영향을 미치지도 않았음을 알 수 있다.As a result of measuring the physical properties, even though a small amount of filler was used, the examples of the present invention showed that the volume resistivity was in the range of 10 ⁸ to 10 ¹⁶ and thus had proper electrical properties. It can be seen that is evenly distributed. Moreover, the filler aggregate which has an average diameter of 5 micrometers or more in area 100x100 micrometer <^2> was not observed. Therefore, it can be seen that the embodiments of the present invention had excellent dispersibility even without adding a dispersant, and did not adversely affect the elastic modulus due to the dispersant not being added.

이에 대하여 실시예 1과 같은 함량의 카본블랙을 사용하고 분산제를 사용한 비교예 1은 분산성이 우수하였으나 카본블랙의 함량이 낮아 3차원 네트웍을 형성할 수 없음으로 인하여 적절한 저항값을 구현할 수 없었다.On the other hand, Comparative Example 1 using the same amount of carbon black as in Example 1 and using a dispersant had excellent dispersibility, but was unable to implement an appropriate resistance value because the content of carbon black was low to form a three-dimensional network.

비교예 2의 관형 벨트의 경우, 도 2에서 관찰 할 수 있듯이 면적 100x100㎛²에서 평균직경이 5㎛ 이상인 필러 집합체들이 1개 이상 관찰되었으며, 따라서 3차원 네트웍을 형성하지 못하여 높은 저항값을 보였다. In the tubular belt of Comparative Example 2, as shown in FIG. 2, at least one filler aggregate having an average diameter of 5 μm or more was observed at an area of 100 × 100 μm ² , and thus, a three-dimensional network could not be formed, thus showing a high resistance value.

비교예 1에 비하여 카본 블랙의 함량이 10배 이상 많은 비교예 3 및 비교예 4의 경우, 필러 집합체의 평균직경의 크기가 더욱 증가하였고 면적 100x100㎛²에서 평균직경이 5㎛ 이상인 필러 집합체의 수가 증가하였다. 그러나, 카본블랙의 함량증가에 따라 부분적으로 3차원 네트웍 형성을 하였으며, 이에 의하여 필름에서 부분적으로 낮은 저항값을 보였다. 이 중 비교예 3은 분산제를 사용하여 분산제가 없는 비교예 4보다는 분산이 유리하여 필러 집합체의 직경이 작았으며, 3차원 네트웍을 형성함에 의하여 적절한 저항을 구현 할 수 있었다. 아울러 면적 100x100 ㎛²에서 직경이 5㎛ 이상인 필러 집합체의 수는 비교예 3 보다 분산제가 없는 비교예 4의 경우 더욱 증가하였다.In Comparative Examples 3 and 4, in which the carbon black content was more than 10 times higher than that of Comparative Example 1, the average diameter of the filler aggregate was further increased, and the number of filler aggregates having an average diameter of 5 µm or more at an area of 100 × 100 μm ² was observed. Increased. However, as the content of carbon black increased, the three-dimensional network was partially formed, thereby showing a low resistance value in the film. Among these, in Comparative Example 3, the diameter of the filler assembly was smaller than that of Comparative Example 4 without the dispersant by using a dispersant, and thus the diameter of the filler assembly was small. In addition, the number of filler aggregates having a diameter of 5 μm or more in an area of 100 × 100 μm ² was further increased in Comparative Example 4 having no dispersant than Comparative Example 3.

또한 적절한 부피저항을 갖기 위해서는 카본블랙의 함량이 높아야 했음을 비교예 3을 통하여 알 수 있으며, 이 경우 분산제를 사용하였음에도 불구하고 분산성에 한계가 있었음을 알 수 있다. 또한 분산제를 사용한 비교예 1 및 3의 경우, 분산제를 사용하지 않은 비교예 2 및 4에 비하여 각각 탄성률이 저하된 것을 볼 수 있으며 따라서 분산제의 사용으로 기계적 물성이 저하됨을 알 수 있다.In addition, it can be seen through Comparative Example 3 that the content of carbon black had to be high in order to have appropriate volume resistance, and in this case, it can be seen that there was a limit in dispersibility despite the use of a dispersant. In addition, in the case of Comparative Examples 1 and 3 using a dispersant, it can be seen that the elastic modulus is lowered, respectively, compared to Comparative Examples 2 and 4 without using the dispersant, and therefore, it can be seen that the mechanical properties are reduced by using the dispersant.

본 발명의 관형 벨트는 복사기, 팩시밀리, 프린터 등의 전자기기 내의 중간전사벨트 또는 정착벨트 등에 사용할 수 있으리라 기대된다.It is expected that the tubular belt of the present invention can be used in intermediate transfer belts or fixing belts in electronic devices such as copiers, facsimiles, and printers.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 관형 벨트의 표면을 Carl Zeiss사제 광학 현미경을 이용하여 배율 x 1000 로 촬영한 사진,1 is a photograph of the surface of the tubular belt prepared in Example 1 of the present invention at a magnification x 1000 using an optical microscope manufactured by Carl Zeiss,

도 2는 비교예 2에서 제조된 관형 벨트의 표면을 Carl Zeiss사제 광학 현미경을 이용하여 배율 x 1000 로 촬영한 사진이다.FIG. 2 is a photograph of the surface of the tubular belt prepared in Comparative Example 2 at a magnification × 1000 using an optical microscope manufactured by Carl Zeiss.

Claims (5)

폴리이미드계 수지 및 전도성 필러를 포함하는 관형 벨트에 있어서,In the tubular belt comprising a polyimide resin and a conductive filler, 전도성 필러는 탄소나노튜브를 포함하고; The conductive filler comprises carbon nanotubes; 부피저항값이 10⁸~10¹⁶Ω㎝인 관형 벨트.Tubular belt with a volume resistance of 10 ⁸ to 10 ¹⁶ Ωcm. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 탄소나노튜브는 상기 폴리이미드계 수지에 대하여 1중량% 이하로 포함되는 것임을 특징으로 하는 관형 벨트.Carbon nanotube is a tubular belt, characterized in that contained in less than 1% by weight relative to the polyimide resin. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 탄소나노튜브는 상기 폴리이미드계 수지에 대하여 0.5중량% 이하로 포함되는 것임을 특징으로 하는 관형 벨트.Carbon nanotube is a tubular belt, characterized in that contained in less than 0.5% by weight relative to the polyimide resin. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 탄성률이 2.0~7.0 GPa인 것임을 특징으로 하는 관형 벨트.Tubular belt, characterized in that the modulus of elasticity is 2.0 ~ 7.0 GPa. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 면적 100x100 ㎛²당 전도성 필러로 되는 평균직경이 5㎛ 이상인 집합체의 수 가 1개 이하인 것임을 특징으로 하는 관형 벨트.A tubular belt, characterized in that the number of aggregates having an average diameter of 5 µm or more as a conductive filler per 100 × 100 µm ² area is one or less.

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