CN107515518A - 环带、图像形成装置和环带单元 - Google Patents

环带、图像形成装置和环带单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环带、图像形成装置和环带单元。所述环带包含聚酰胺酰亚胺树脂层,其中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,选自由脲溶剂、含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂组成的溶剂组A中的至少一种溶剂的含量为0.005重量份~3重量份。

Description

环带、图像形成装置和环带单元
技术领域
本发明涉及环带、图像形成装置和环带单元。
背景技术
电子照相式图像形成装置在诸如感光体等图像保持体上形成电荷,利用通过调制图像信号等获得的激光形成静电荷图像,然后用带电的色调剂将静电荷图像显影,从而形成可视化的色调剂图像。之后,色调剂图像直接或经由中间转印体静电转印至诸如记录用纸等转印体,从而形成所需图像。例如,已知有采用下述系统的图像形成装置:在图像保持体上的色调剂图像被一次转印至中间转印体,进而在中间转印体上形成的色调剂图像被二次转印至记录用纸(例如参见专利文献1)。
由于聚酰胺酰亚胺树脂在溶剂中是可溶的,并具有优良的加工性,因此以较低成本获得诸如中间转印体等环带。例如,专利文献2~5公开了通过使用确定了溶剂的残留量的聚酰胺酰亚胺树脂而获得的环带(例如专利文献2~5)。
[专利文献1]JP-A-62-206567
[专利文献2]日本专利第4042882号
[专利文献3]日本专利第5062802号
[专利文献4]日本专利第4877772号
[专利文献5]JP-A-2014-170048
发明内容
作为使用聚酰胺酰亚胺树脂的环带,提出具有调节过残留溶剂量的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带。例如,在一些情况下在施加负荷的状态下使用环带。当环带在施加负荷的状态下保管时,在环带的施加负荷的部分中形状变化显著,并且在一些情况下保持该显著变化的形状。
本发明的目的在于提供一种环带,其中,与在具有包含溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带中,作为聚酰胺酰亚胺树脂层中所包含的溶剂,溶剂组A的溶剂相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.005重量份或大于3重量份,或者仅含有γ-丁内酯的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中防止了形状变化。
上述目的通过以下构造实现。
根据本发明的第一方面,提供一种环带,其包含:
聚酰胺酰亚胺树脂层,其中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,选自由脲溶剂、含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂组成的溶剂组A中的至少一种溶剂的含量为0.005重量份~3重量份。
根据本发明的第二方面,在根据第一方面的环带中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,所述溶剂组A的溶剂的含量为0.05重量份~2重量份。
根据本发明的第三方面,在根据第一或第二方面的环带中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,所述溶剂组A的溶剂的含量为0.1重量份~1重量份。
根据本发明的第四方面,在根据第一至第三方面中任一方面的环带中,所述溶剂组A的溶剂的沸点为100℃~350℃。
根据本发明的第五方面,在根据第一至第四方面中任一方面的环带中,所述溶剂组A是由四甲基脲、四乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N’-二甲基亚丙基脲、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺和3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺组成的溶剂组A。
根据本发明的第六方面,在根据第一至第五方面中任一方面所述的环带中,所述溶剂组A的溶剂是1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
根据本发明的第七方面,在根据第一至第六方面中任一方面所述的环带中,所述聚酰胺酰亚胺树脂层还含有导电性颗粒。
根据本发明的第八方面,提供一种图像形成装置,其包括:
第一至第七方面中任一方面的环带。
根据本发明的第九方面,提供一种环带单元,其包括:
第一至第七方面中任一方面的环带;和
多个辊,所述环带在施加张力的状态下被张紧在所述多个辊上。
根据本发明的第一方面,提供一种环带,其中,与在具有包含溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带中,作为聚酰胺酰亚胺树脂层中所包含的溶剂,溶剂组A的溶剂相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.005重量份或大于3重量份,或者仅含有γ-丁内酯的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中仅显示很小的形状变化。
根据本发明的第二方面,提供一种环带,其中,与作为聚酰胺酰亚胺树脂层中所包含的溶剂,溶剂组A的溶剂相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.05重量份或大于2重量份的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中进一步防止形状变化。
根据本发明的第三方面,提供一种环带,其中,与溶剂组A的溶剂相对于总计100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.1重量份或大于1重量份的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中进一步防止形状变化。
根据本发明的第四或第五方面,提供一种环带,其中,与溶剂组A的溶剂是5-二甲基氨基-2-甲基-5-氧代-戊酸的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中进一步防止形状变化。
根据本发明的第六方面,提供一种环带,其中,与溶剂组A的溶剂是四甲基脲、四乙基脲、N,N’-二甲基亚丙基脲、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺或3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中进一步防止形状变化。
根据本发明的第七方面,提供一种具有包含导电性颗粒的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带,其中,与溶剂组A的溶剂相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.005重量份或大于3重量份或者仅含有γ-丁内酯的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中防止了形状变化。
根据本发明的第八或第九方面,提供一种包括环带的图像形成装置或环带单元,其中,与在具有包含溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带中,作为聚酰胺酰亚胺树脂层中所包含的溶剂,溶剂组A的溶剂相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层的含量小于0.005重量份或大于3重量份,或者仅含有γ-丁内酯的情况相比,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中防止了形状变化。
附图说明
将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1A和1B是显示圆形电极的实例的平面示意图和截面示意图;
图2是显示根据示例性实施方式的图像形成装置的构造示意图;和
图3是显示根据示例性实施方式的环带单元的透视示意图。
具体实施方式
下文将详细地描述作为本发明的实例的示例性实施方式。
环带
根据示例性实施方式的环带具有聚酰胺酰亚胺树脂层,所述聚酰胺酰亚胺树脂层含有选自由脲溶剂、含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂组成的溶剂组A中的至少一种溶剂。相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,溶剂组A的溶剂的含量为0.005重量份~3重量份。
在电子照相式图像形成装置中,例如使用利用聚酰亚胺的环带。存在将利用聚酰亚胺的环带用于例如中间转印带的情况。通常而言,在许多情况下,在聚酰胺酸的状态下将聚酰亚胺树脂溶解在溶剂中,涂布到基材,并通过加热酰亚胺化。在例如300℃以上的加热温度进行加热酰亚胺化,由此导致生产性劣化。
另一方面,由于聚酰胺酰亚胺树脂在溶剂中可溶并具有优良的加工性,与使用聚酰亚胺树脂的情况相比,可以以较低成本获得能够用于中间转印带的环带。作为利用聚酰胺酰亚胺树脂的环带,例如,提出了具有调整过残留溶剂量的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带。
除了转印装置(转印单元的实例)的中间转印带以外,在图像形成装置中使用的环带还可以用作转印带,或者输送纸(记录介质的实例)等记录介质的装置的传送带。
转印装置或记录介质传送装置的环带(中间转印带、转印带或传送带)在由多个辊施加张力的状态下被张紧。在环带在由多个辊施加张力的状态下被张紧的区域中,环带处于施加负荷的状态。当环带在施加张力的状态下保管时,在环带的施加张力的部分中,形状变化显著,其变化形状不恢复至可容许范围下的形状,并且在一些情况下保持该显著变化的形状。近年来,随着图像形成装置小型化,环带张紧于其上的辊的直径降低,并且辊的数量也减少。因此,在环带在由多个辊施加张力的状态下被张紧的区域中,环带具有大曲率,并且施加比现有技术更大的负荷。因此,上述现象更显著地发生。
与之相反,由于根据示例性实施方式的环带的上述构造,即使在环带于施加负荷的状态下保管的情况下,也能在环带的施加负荷的部分中防止形状变化。虽然原因尚不清楚,但是据推测如下。
关于聚酰胺酰亚胺树脂,在获得聚酰胺酰亚胺树脂的树脂膜(成型体)的过程中,溶解有聚酰胺酰亚胺树脂的溶剂挥发。然后,在获得的聚酰胺酰亚胺树脂中,发生聚酰胺酰亚胺树脂中包含的溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用。
此处,据认为溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用比在聚酰胺酰亚胺树脂不包含溶剂组A的溶剂而是仅包含现有技术中所用的溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或γ-丁内酯)的情况中的溶剂与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用更强。具体而言,在聚酰胺酰亚胺树脂中仅含有γ-丁内酯作为溶剂的情况下,γ-丁内酯的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用很弱,并且也容易发生γ-丁内酯的开环分解。因此,难以继续稳定的相互作用。
如上所述,由于以上述范围的量含有溶剂组A的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂与溶剂的极性基团的相互作用比现有技术使用的溶剂与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用更强,因此可以认为,含有溶剂组A的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂与仅含有现有技术使用的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂相比,具有显著增大的柔韧性。
此外,据认为在聚酰胺酰亚胺树脂中,由于溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用,聚酰胺酰亚胺树脂的分子链和在聚酰胺酰亚胺树脂中包含的溶剂组A的溶剂的分子形成堆叠(层叠)结构。在聚酰胺酰亚胺树脂中含有的溶剂组A的溶剂的量过小的情况下,溶剂组A的溶剂的极性基团和聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用较弱。另一方面,在溶剂组A的溶剂的含量过大的情况下,聚酰胺酰亚胺树脂的分子链之间的距离增加。
因此,据认为由于聚酰胺酰亚胺树脂以上述范围的量含有溶剂组A的溶剂,形成稳定的堆叠结构。所以,在保管时聚酰胺酰亚胺树脂中所含的溶剂组A的溶剂不容易挥发。
如上所述,由于组成示例性实施方式的环带的聚酰胺酰亚胺树脂层以上述范围的量含有溶剂组A的溶剂,溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的相互作用比聚酰胺酰亚胺树脂和现有技术使用的溶剂的极性基团之间的相互作用更强。据认为由于该相互作用,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,在环带的施加负荷的部分中也能防止形状变化。
溶剂组A的溶剂的极性基团在使用脲溶剂的情况下对应于脲基,在使用含烷氧基的酰胺溶剂的情况下对应于烷氧基和酰胺基,并且在使用含酯基的酰胺溶剂的情况下对应于酯基和酰胺基。此外,聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团对应于酰胺基或酰亚胺基。
由上可知,由于根据示例性实施方式的环带的上述构造,即使在环带于施加负荷的状态下保管时,在环带的施加负荷的部分中也能防止形状变化。
由于组成根据示例性实施方式的环带的聚酰胺酰亚胺树脂层以上述范围的量含有溶剂组A的溶剂,环带具有以下优点。
由于溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的强相互作用,在重复形成图像的情况下,可防止溶剂组A的溶剂的含量降低。因此,在根据示例性实施方式的环带中,即使在重复形成图像的情况下,与具有仅含有现有技术使用的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带的情况相比,可以防止发生诸如龟裂、缺陷和挠曲等破损现象。
溶剂组A的溶剂具有与N-甲基吡咯烷酮相似的高极性并且具有吸湿性。然而,据认为,在根据示例性实施方式的环带中,由于溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的强相互作用,溶剂和聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团都被封闭,因此防止了吸湿性。原因在于,在根据示例性实施方式的环带中,防止了在重复形成图像的情况下的电阻值降低,并且与具有仅含有现有技术使用的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带的情况相比,改善了电气特性相对于温度湿度的环境变化的稳定性。
作为在重复形成图像的情况下降低电阻值的另一因素,可以考虑因施加电压导致的聚酰胺酰亚胺树脂的绝缘破坏。在根据示例性实施方式的环带中,据认为由于溶剂组A的溶剂的极性基团与聚酰胺酰亚胺树脂的极性基团之间的强相互作用,形成以上稳定的堆叠结构。因此,与具有仅含有现有技术使用的溶剂的聚酰胺酰亚胺树脂层的环带的情况相比,示例性实施方式的环带还具有改善的绝缘破坏抗性。
聚酰胺酰亚胺树脂
下文,将描述用于获得组成示例性实施方式的环带的聚酰胺酰亚胺树脂层的聚酰胺酰亚胺树脂。
首先将描述获得组成环带的聚酰胺酰亚胺树脂层的原料。
作为获得聚酰胺酰亚胺树脂的原料,通常而言,可以使用具有酸酐基团的三元羧酸成分(三羧酸成分)和异氰酸酯或二异氰酸酯。作为三元羧酸成分,从可弯曲性、贮存稳定性和成本的角度出发,优选偏苯三酸酐。此外,还可以组合使用偏苯三酸酐和具有与其它异氰酸酯基团或氨基反应的酸酐基团的三元羧酸的衍生物。作为优选结构,可以例举以下式(1)表示的结构。
式(1)中,R表示氢原子、具有1~10个碳原子的烷基或苯基,X表示-CH2-、-CO-、-SO2-或-O-。
除了这些化合物以外,必要时,可以组合使用四羧酸二酐(例如均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、4,4’-磺酰基二邻苯二甲酸二酐、间三联苯-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、4,4’-氧代二邻苯二甲酸二酐、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双(2,3-或3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-或3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双[4-(2,3-或3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、1,1,1,3,3,3-六氟-2,2-双[4-(2,3-或3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷二酐、丁烷四羧酸二酐和双环-[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐)、脂肪族二羧酸(例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、sebacic acid、癸烷二酸、十二烷二酸和二聚酸)和芳香族二羧酸(例如间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二甲酸和氧二苯甲酸)等。
作为异氰酸酯,可以使用3,3’-二甲基联苯-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二甲基联苯-4,4’-二异氰酸酯、联苯-4,4’-二异氰酸酯、联苯-3,3’-二异氰酸酯、联苯-3,4’-二异氰酸酯、3,3’-二乙基联苯-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二乙基联苯-4,4’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二甲氧基联苯-4,4’-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯和萘-2,6-二异氰酸酯等。此外,作为二胺,可以使用其中氨基置换代替异氰酸酯基团的与异氰酸酯具有相同结构的化合物。
从减少打印过程中的浓度不均匀的观点出发,组合使用这些多种异氰酸酯是合适的。
作为当使用上述原料形成聚酰胺酰亚胺树脂(进行聚合反应)时使用的溶剂,可以使用包含溶剂组A的溶剂的溶剂。包含溶剂组A的溶剂的溶剂的实例包括仅包含溶剂组A的溶剂的溶剂,以及包含溶剂组A的溶剂和除溶剂组A的溶剂以外的有机溶剂的溶剂。
在使用除溶剂组A的溶剂以外的有机溶剂的情况下,溶剂组A的溶剂和除溶剂组A的溶剂以外的有机溶剂的比例不受限制,但是溶剂组A的溶剂的比例可以为30重量%以上(优选40重量%以上,更优选50重量%以上)。通过将溶剂组A的溶剂的比例控制在上述范围,容易将聚酰胺酰亚胺树脂层中所包含的溶剂组A的溶剂的含量相对于100重量份聚酰胺酰亚胺树脂层控制在0.005重量份~3重量份。
稍后将描述溶剂组A的溶剂和除溶剂组A的溶剂以外的有机溶剂的细节。
异氰酸酯或二异氰酸酯与三羧酸成分的共混比,以异氰酸酯或二异氰酸酯的总数相对于酸成分的羧基和酸酐基团的总数的比例计,可以例如是0.6~1.4(优选0.7~1.3,更优选0.8~1.2)。
作为形成聚酰胺酰亚胺树脂的方法,例如,可以使用以下制备方法。
(1)在使用异氰酸酯的情况下,一次使用异氰酸酯成分和三羧酸成分并使其反应,从而获得聚酰胺酰亚胺树脂的方法
(2)使过量的异氰酸酯和酸成分反应以合成在其末端具有异氰酸酯基的酰胺酰亚胺低聚物,然后添加三羧酸成分以进行反应,从而获得聚酰胺酰亚胺树脂的方法。
(3)使过量的三羧酸成分和异氰酸酯成分反应以合成在其末端具有羧酸或酸酐基团的酰胺酰亚胺低聚物,然后通过添加异氰酸酯成分使酸成分与异氰酸酯成分反应,从而获得聚酰胺酰亚胺树脂的方法。
在使用酰胺的情况下,聚酰胺酰亚胺树脂可以以与以上所示使用异氰酸酯的情况相同的制备方法获得,并且也可以通过使其它胺和作为酸成分的三元酸酐一氯化物在低温下反应数小时而获得。
如上所述获得的聚酰胺酰亚胺树脂的数均分子量优选为10,000~45,000。当数均分子量为10,000以上时,成膜性优良,并且耐弯曲性改善。此外,当数均分子量为45,000以下时,导电性颗粒的分散性、作为环带的成型性和厚度精度等得到改善。
聚酰胺酰亚胺树脂的数均分子量通过在树脂合成过程中进行取样,使用标准聚乙烯校准曲线根据凝胶渗透色谱(GPC)测定,并且继续合成直到获得所需的数均分子量。因此,将数均分子量控制在以上范围。
溶剂组A
接下来,将描述构成环带的聚酰胺酰亚胺树脂层中含有的溶剂的溶剂组A。溶剂组A是由脲溶剂、含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂组成的溶剂组。
在根据示例性实施方式的环带中,构成环带的聚酰胺酰亚胺树脂层中包含的溶剂组A的溶剂的量,相对于100重量份的全部聚酰胺酰亚胺树脂层为0.005重量份~3重量份。即使在环带于施加负荷的状态下保管的情况下,也在环带的施加负荷的部分中防止形状变化。从进一步展示以上优点等的角度出发,溶剂组A的溶剂优选为0.05重量份~2重量份,更优选0.1重量份~1重量份。
选自溶剂组A的至少一种溶剂的含量是指溶剂组A的溶剂的总量。
此处,可以例如通过调整干燥膜的加热条件(加热温度和加热时间)而将构成示例性实施方式的环带的聚酰胺酰亚胺树脂层中含有的溶剂组A的溶剂的含量调整在以上范围内,所述干燥膜通过在后述的制备环带的方法中将聚酰胺酰亚胺树脂组合物的涂膜干燥而获得。
构成环带的聚酰胺酰亚胺树脂层中含有的溶剂(残留溶剂),可以通过从待测定环带的聚酰胺酰亚胺树脂层收集测定用样品利用气相色谱质谱仪(GC-MS)等测定。具体而言,精确称重0.40mg来自待测定环带的聚酰胺酰亚胺树脂层的测定用样品,并且使用安装有落下型热解装置(PY-2020D,由Frontier Laboratories Ltd.制造)的气相色谱质谱仪(GCMSQP-2010,由Shimadzu Corporation制造)在以下条件下进行测定。
热分解温度:400℃
气相色谱导入温度:280℃
注入法:分流比:1:50
柱:Ultra ALLOY-5,0.25μm,0.25μm ID,30m:由Frontier Laboratories Ltd.制造
气相色谱温度程序:40℃=>20℃/min=>280℃–保持10min
质量范围:EI,m/z=29-600
下文将稍后详细地描述溶剂组A的溶剂。
脲溶剂
脲溶剂是具有脲基(N-C(=O)-N)的溶剂。具体而言,脲溶剂可以是具有“*-N(Ra1)-C(=O)-N(Ra2)-*”结构的溶剂。此处,Ra1和Ra2各自独立地表示氢原子、烷基、苯基或苯基烷基。两个N原子的两末端*是与具有上述结构的其它原子团的结合部位。脲溶剂可以是具有环结构的溶剂,其中,两个N原子的两末端*经由例如亚烷基、-O-、-C(=O)-或其组合的连接基团连接。
由Ra1和Ra2表示的烷基可以是链状、支化或环状的,并且可以具有取代基。烷基的具体实例包括具有1~6个碳原子(优选1~4个碳原子)的烷基(例如,甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基)。
烷基的取代基的实例包括具有1~4个碳原子的烷氧基、羟基、酮基、酯基和烷基羰氧基。
酮基的具体实例包括甲基羰基(乙酰基)、乙基羰基和正丙基羰基。酯基的具体实例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基和乙酰氧基。烷基羰氧基的具体实例包括甲基羰氧基(乙酰氧基)、乙基羰氧基和正丙基羰氧基。
由Ra1和Ra2表示的苯基或苯基烷基的苯基骨架可以具有取代基。苯基骨架中的取代基包括以上烷基的相同的取代基。
在脲溶剂具有以上两个N原子的两末端*连接的环结构的情况下,环成员的数量可以是5或6。
脲溶剂的实例包括1,3-二甲基脲、1,3-二乙基脲、1,3-二苯基脲、1,3-二环己基脲、四甲基脲、四乙基脲、2-咪唑啉酮、亚丙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和N,N-二甲基亚丙基脲。
其中,从防止聚酰胺酰亚胺树脂的树脂膜(成型体)龟裂的发生和改善在室温和冷藏状态下的保管稳定性的角度出发,作为脲溶剂,优选1,3-二甲基脲、1,3-二乙基脲、四甲基脲、四乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和N,N-二甲基亚丙基脲,最优选四甲基脲、四乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和N,N-二甲基亚丙基脲。
含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂
含烷氧基的酰胺溶剂是具有烷氧基和酰胺基的溶剂。另一方面,含酯基的酰胺溶剂是具有酯基和酰胺基的溶剂。作为烷氧基和酯基,可以使用与在脲溶剂的说明中作为“由Ra1和Ra2表示的烷基的取代基”而例举的烷氧基和酯基相同的基团。含烷氧基的酰胺溶剂可以具有酯基,并且含酯基的酰胺溶剂可以具有烷氧基。
下文,含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂将称为“含烷氧基或酯基的酰胺溶剂”。
含烷氧基或酯基的酰胺溶剂没有特别限制,具体而言,可以合适地使用由下式(Am1)表示的酰胺溶剂和由下式(Am2)表示的酰胺溶剂等。
在式(Am1)中,Rb1、Rb2、Rb3、Rb4、Rb5和Rb6各自独立地表示氢原子或烷基。Rb7表示烷氧基或酯基。
由Rb1~Rb6表示的烷基与在脲溶剂的说明中“由Ra1和Ra2表示的烷基”相同。
作为由Rb7表示的烷氧基和酯基,可以使用与在脲溶剂的说明中作为“由Ra1和Ra2表示的烷基的取代基”而例举的烷氧基和酯基相同的基团。
下文,将显示由式(Am1)表示的酰胺溶剂的具体实例,但是酰胺溶剂不限于此。
在由式(Am1)表示的酰胺溶剂的具体实例中,Me表示甲基,Et表示乙基,nPr表示正丙基,并且nBu表示正丁基。
在式(Am2)中,Rc1、Rc2、Rc3、Rc4、Rc5、Rc6、Rc7和Rc8各自独立地表示氢原子或烷基。Rc9表示烷氧基或酯基。
由Rc1~Rc8表示的烷基与在脲溶剂的说明中“由Ra1和Ra2表示的烷基”相同。
作为由Rc9表示的烷氧基和酯基,可以使用与在脲溶剂的说明中作为“由Ra1和Ra2表示的烷基的取代基”而例举的烷氧基和酯基相同的基团。
下文,将显示由式(Am2)表示的酰胺溶剂的具体实例,但是酰胺溶剂不限于此。
在由式(Am2)表示的酰胺溶剂的具体实例中,Me表示甲基,Et表示乙基,并且nPr表示正丙基。
其中,从进一步展示即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中防止形状变化等的优点的角度出发,作为含烷氧基或酯基的酰胺溶剂,优选3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺(例示化合物B-4)、3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺(例示化合物B-7)和5-二甲基氨基-2-甲基-5-氧代-戊酸甲酯(例示化合物C-3),更优选3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺(例示化合物B-4)。
从进一步展示即使在环带于施加负荷的状态下保管时,也在环带的施加负荷的部分中防止形状变化等的优点的角度出发,包括有机溶剂的溶剂组A优选是由四甲基脲、四乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N-二甲基亚丙基脲和3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺组成的溶剂组。从同样的角度出发,包括有机溶剂的溶剂组A更优选包括1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
顺便说,1,3-二甲基-2-咪唑啉酮在1分子中具有两个氨基氮原子。因此,例如,与用作现有技术中所用溶剂并且在1分子中仅具有1个氨基氮原子的N-甲基吡咯烷酮相比,容易发生1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和聚酰亚胺酰胺树脂之间的相互作用。此外,由于1,3-二甲基-2-咪唑啉酮具有环状结构和稳定的构象,因此例如与非环状四甲基脲相比,容易发生1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和聚酰亚胺酰胺树脂之间的相互作用,因此据推测1,3-二甲基-2-咪唑啉酮是更合适的溶剂。
溶剂组A的溶剂的沸点
溶剂组A的溶剂(以上特定溶剂组A的各溶剂)的沸点例如优选是100℃~350℃,更优选120℃~300℃,还更优选150℃~250℃。
当溶剂组A的溶剂的沸点为100℃以上时,可防止聚酰胺酰亚胺树脂层中含有的溶剂的量在使用环带时降低。
另一方面,当溶剂组A的溶剂的沸点为350℃以下(特别是250℃以下)时,容易将在制备环带后聚酰胺酰亚胺树脂层中含有的溶剂组A的溶剂的量控制在相对于100重量份的全部聚酰胺酰亚胺树脂层为0.005重量份~3重量份。
除溶剂组A以外的有机溶剂
溶剂可以包括除溶剂组A以外的有机溶剂。除溶剂组A以外的有机溶剂没有特别限制,并且可以使用已知的溶剂(例如除溶剂组A的溶剂以外的非质子型极性溶剂、醚溶剂、酮溶剂、酯溶剂和烃溶剂)。
具体而言,除溶剂组A以外的有机溶剂的实例包括除溶剂组A的溶剂以外的非质子型极性溶剂,例如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲基甲氧基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷三酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、四亚甲基砜、二甲基四亚甲基砜、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯;酮溶剂,例如丙酮、甲基异丁基酮、双丙酮醇、环戊酮和环己酮;酯溶剂,例如乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯和乳酸乙酯;以及烃溶剂,例如己烷、苯和甲苯。
导电性颗粒
必要时,根据示例性实施方式的环带可以包括为赋予导电性而添加的导电性颗粒。导电性颗粒的实例包括具有导电性(例如体积电阻率小于107Ω·cm,以下同样)或半导电性(例如体积电阻率为107Ω·cm~1013Ω·cm,以下同样)的导电性颗粒,根据使用目的选择导电性颗粒。
导电性颗粒没有特别限制,并且其实例包括金属、金属氧化物、导电性聚合物和炭黑。这些颗粒可以单独使用或两种以上组合使用。在组合使用两种以上导电性颗粒的情况下,这些颗粒可以简单地彼此相互混合,或者以固体或熔体的形式使用。
导电性颗粒的平均粒径可以为0.3μm以下(优选0.1μm以下)。当平均粒径过大时,发生不良分散,因此可能形成缺陷图像。
此外,作为金属,可以使用铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢等,或者通过将这些金属沉积在塑料颗粒表面上而获得的沉积体。
金属氧化物的实例包括氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、掺杂锡的氧化铟、掺杂锑或钽的氧化锡和掺杂锑的氧化锆。另外,导电性聚合物的实例包括聚苯胺和聚噻吩。
其中,出于获得在聚酰胺酰亚胺树脂中的优良分散性和更稳定的贮存稳定性(例如,即使在放置3天以上之后也保持稳定的分散状态)以及防止赋予的电阻的不均匀的原因,优选使用炭黑。
作为炭黑,可以使用市售产品。具体而言,例如作为炉黑,可举出:均由OrionEngineered Carbons制造的“Special Black 550”、“Special Black 350”、“SpecialBlack 250”、“Special Black 100”、“Printex 35”和“Printex 25”;均由MitsubishiChemical Corporation制造的“MA7”、“MA77”、“MA8”、“MA11”、“MA100”、“MA100R”、“MA220”和“MA230”;以及均由Cabot Corporation制造的“MONARCH 1300”、“MONARCH 1100”、“MONARCH 1000”、“MONARCH 900”、“MONARCH 880”、“MONARCH 800”、“MONARCH 700”、“MOGULL”、“REGAL 400R”和“VULCANXC-72R”。
此外,作为槽法炭黑,可举出均由Orion Engineered Carbons制造的“ColorBlack FW 200”、“Color Black FW2”、“Color Black FW2V”、“Color Black FW1”、“ColorBlack FW18”、“Special Black 6”、“Color Black S170”、“Color Black S160”、“SpecialBlack 5”、“Special Black 4”、“Special Black 4A”、“Printex 150T”、“Printex U”、“Printex V”、“Printex 140U”和“Printex 140V”。这些炭黑可以单独使用或两种以上组合使用。
作为炭黑,从减少根据示例性实施方式的环带的表面电阻率的常用对数值的差的角度出发,优选使用氧化炭黑。
此处,氧化炭黑的pH值优选为pH 5.0以下,更优选pH 4.5以下,还更优选pH 4.0以下。具有pH 5.0以下值的氧化炭黑在其表面上具有含氧官能团,例如羧基、羟基、醌基或内酯基。因此,获得在良好的在树脂中的分散性和良好的分散稳定性,并且可以减少半导电性带的电阻变化。另外,降低电场依赖性,不容易发生由转印电压导致的电场集中。
在使用两种以上炭黑的情况下,优选的是炭黑实质上具有彼此不同的导电性。对于此类炭黑,例如,可以使用具有不同物理性质(例如通过利用氧化处理程度、DBP吸油量和氮吸附的BET法得到的比表面积)的炭黑。当使用两种以上导电性粉末时,容易获得改善混合性和分散性的效果。
此处,在添加具有不同导电性的两种以上导电性粉末的情况下,可以例如如此调节表面电阻率:首先添加显示高导电性的导电性粉末,然后添加具有低导电性的导电性粉末。
此外,可以将使用的炭黑纯化。纯化通过除去在制备过程中与炭黑混合的杂质来进行,例如,诸如过量的氧化剂、处理剂和副产物等杂质,以及其它无机杂质和有机杂质。
例如,进行纯化的方法可以采用通过各种处理而除去杂质的方法,所述处理例如,在惰性气体或真空中于500℃~1,000℃的温度下高温热处理,使用诸如二硫化碳或甲苯等有机溶剂的处理,诸如混合(搅拌)水浆料或者在水性有机酸溶液中混合等混合处理。作为对粉末进行的热处理,从在生产过程中的可操作性以及能量消耗大的角度出发,优选使用有机溶剂的处理和使用水作为主成分的处理。纯化方法特别优选是使用水作为主成分的处理。纯化中的水用于特别防止杂质混入,因此例如优选使用离子交换水、超纯水、蒸馏水和超滤水。
在根据示例性实施方式的环带中,从对聚酰胺酰亚胺树脂赋予半导电性的角度出发,可以使用接枝有各种聚合物的炭黑。炭黑优选是接枝有共聚物的炭黑,所述共聚物具有可以与炭黑表面上的官能团反应的反应性基团,并且具有与炭黑表面具有良好亲和性的链段,以及其它链段。此外,从将炭黑均匀混合和分散的角度出发,优选接枝有亲水性聚合物的炭黑。亲水性聚合物的实例包括聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)、聚(N,N'-二乙基丙烯酰胺)、聚(N-乙烯基甲酰胺)、聚(N-乙烯基乙酰胺)、聚(N-乙烯基邻苯二酰胺)、聚(N-乙烯基琥珀酸酰胺)、聚(N-乙烯基脲)、聚(N-乙烯基哌啶酮)和聚(N-乙烯基己内酰胺)、聚(N-乙烯基噁唑烷酮)。此外,炭黑可以是当炭黑接枝有亲水性聚合物时插入有与炭黑表面具有良好亲和性的链段的炭黑(嵌段共聚物等)。
相对于树脂的固形物,炭黑的含量可以为10重量%~30重量%(优选18重量%~30重量%)。当所述含量在以上范围时,可以容易获得预定的表面电阻率,并且可以防止半导电性带的表面电阻率的面内变化。特别是,当炭黑的含量在18重量%~30重量%的范围内时,可以进一步改善面内表面电阻率的不均匀性和电场依赖性。
从改善导电性颗粒在聚酰胺酰亚胺树脂中的分散性的角度出发,必要时,根据示例性实施方式的环带可以包括聚合物分散剂。作为聚合物分散剂,从将导电性颗粒更令人满意地分散在聚酰胺酰亚胺树脂中的角度出发,适合使用在其分子结构中具有氮原子的聚合物分散剂。聚合物分散剂的具体实例包括聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)、聚(N,N'-二乙基丙烯酰胺)、聚(N-乙烯基甲酰胺)、聚(N-乙烯基乙酰胺)、聚(N-乙烯基邻苯二酰胺)、聚(N-乙烯基琥珀酸酰胺)、聚(N-乙烯基脲)、聚(N-乙烯基哌啶酮)、聚(N-乙烯基己内酰胺)和聚(N-乙烯基噁唑烷酮),其中,可以使用聚(N-乙烯基-2-吡咯烷酮)、聚(N,N'-二乙基丙烯酰胺)、聚(N-乙烯基乙酰胺)和聚(N-乙烯基哌啶酮)。这些聚合物分散剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
从导电性颗粒的分散性角度出发,相对于10重量份导电性颗粒,聚合物分散剂的共混量可以为0.01重量份~3.0重量份(优选0.05重量份~2重量份)。
环带的应用的实例
根据示例性实施方式的环带可以用作例如用于电子照相式图像形成装置的环带。用于电子照相式图像形成装置的环带的实例包括中间转印带、转印带和传送带。除了用于图像形成装置的环带以外,根据示例性实施方式的环带也可以用作例如带状部件,例如传送带、驱动带和层压带。
环带的制备方法
接下来将描述根据示例性实施方式的环带的制备方法。
环带的制备方法包括例如,通过对圆筒形基材(金属模具)涂布聚酰胺酰亚胺树脂组合物而形成涂膜的工序,通过对在基材上形成的涂膜进行干燥而形成干燥膜的工序,和通过对干燥的涂膜加热而形成树脂膜的工序,以及将在基材上形成的树脂膜从基材剥离的工序。
首先,准备聚酰胺酰亚胺树脂组合物。作为聚酰胺酰亚胺树脂组合物,将聚酰胺酰亚胺树脂溶解在包括上述溶剂组A的溶剂的溶剂中以制备组合物。作为聚酰胺酰亚胺树脂,可以使用上述各种组合。此外,聚酰胺酰亚胺树脂可以通过将经由混合酸和胺形成的聚酰胺酰亚胺树脂前驱体、酸和胺或异氰酸酯混合而在制备涂布液的过程中或者在涂膜形成中共聚得到。另外,可以使用两种以上的聚酰胺酰亚胺树脂作为混合物。
在聚酰胺酰亚胺树脂组合物中,根据使用目的,可以分散有诸如炭黑等上述导电性颗粒。此外,必要时,可以使用上述聚合物分散剂。作为将导电性颗粒分散在聚酰胺酰亚胺树脂组合物中的方法,例如,可以使用利用诸如陶瓷珠和球等介质的冲击力进行粉碎的介质磨和利用高压使物体通过喷嘴、施加高剪切力并利用冲击时的冲击力的湿式喷射磨或利用匀化器等的常用分散方法。
接下来,将制备的聚酰胺酰亚胺树脂组合物涂布到圆筒形基材的表面(内表面或外表面)。作为圆筒形基材,例如适合使用由铝或不锈钢形成的圆筒形金属基材。可以使用由如树脂、玻璃和陶瓷等其它材料形成的基材代替金属基材。此外,可以在基材表面上设置玻璃涂布机或陶瓷涂布机等,并且可以使用诸如硅酮树脂或氟树脂等防粘剂来赋予防粘性质。
此处,为了精确地涂布聚酰胺酰亚胺树脂组合物,可以在涂布前进行将聚酰胺酰亚胺树脂组合物脱泡的工序。通过将聚酰胺酰亚胺树脂组合物脱泡,可以防止涂布时的泡沫和涂膜的缺陷的发生。
作为将聚酰胺酰亚胺树脂组合物脱泡的方法,可以使用减压法和离心分离法等。在简便性和脱泡性能显著方面,减压下脱泡是合适的。
作为对圆筒状基材表面涂布聚酰胺酰亚胺树脂组合物的方法,例如,可以使用:通过在从喷嘴排出聚酰胺酰亚胺树脂组合物的同时将旋转的圆筒形金属模具沿着旋转轴方向移动而将聚酰胺酰亚胺树脂组合物涂布至圆筒形金属模具的外周面的方法,将圆筒形金属模具浸渍在聚酰胺酰亚胺树脂组合物中并将金属模具从聚酰胺酰亚胺树脂组合物中拉起的浸渍环状涂布法,以及使聚酰胺酰亚胺树脂组合物在圆筒形金属模具的内周面上沿着轴方向流动的方法等。
对圆筒形基材的表面涂布聚酰胺酰亚胺树脂组合物以形成涂膜,然后将所形成的涂膜干燥。
对圆筒形基材的表面上形成的聚酰胺酰亚胺树脂组合物的涂膜加热同时旋转涂膜,以使溶剂挥发。然后,将涂膜干燥,直到在不旋转涂膜时组合物不滴下的状态,从而形成干燥膜。相对于干燥膜的总重量,干燥膜中的溶剂含量可以为50重量%以下(优选30重量%以下)。
对于干燥条件,例如,更优选的是干燥温度在50℃~180℃(优选60℃~150℃)的范围内,干燥时间在15分钟~60分钟(优选20分钟~40分钟)的范围内。
干燥膜形成在基材上,然后对所形成的干燥膜在高温下进一步加热。
通过在高温下进一步加热膜,溶剂进一步从聚酰胺酰亚胺树脂的干燥膜挥发,形成包含聚酰胺酰亚胺树脂的树脂膜(成型体)。加热可以例如在高于聚酰胺酰亚胺树脂的玻璃化转变温度(Tg)的温度(优选比Tg高10℃~50℃的温度)的加热条件下进行。另外,加热时间可以设定为例如20分钟~120分钟(优选40分钟~90分钟)。
从将溶剂组A的溶剂相对于100重量份的全部聚酰胺酰亚胺树脂层的含量控制在0.005重量份~3重量份的范围内的角度出发,加热温度可以设定为等于或高于溶剂组A的溶剂的沸点的温度。加热时间可以设定成能够将溶剂组A的溶剂的含量控制为所需含量。
通过已知方法将所获得的包含聚酰胺酰亚胺树脂的树脂膜剥离,所述已知方法例如向圆筒形金属模具和树脂膜之间的间隙吹入空气以剥离树脂膜的方法。
通过以上工序,获得根据示例性实施方式的环带。
接下来,将描述在将示例性实施方式的环带用于中间转印带的情况下各种物理性质的合适范围和测定方法。
表面电阻率
通常,通过使用具有大设计自由度的带状中间转印体,将感光体和一次转印辊布置在偏移(offset)位置,可以减少一次转印时对感光体电势的影响。特别是,在高速打印图像形成装置中,短时间施加电压,并强调带电阻上升时的差。因此,可能发生图像品质的浓度不均匀。此外,该情况下的电阻显示与表面电阻的关系。
以当带表面电阻率上升减少(即施加电压10秒后)时表面电阻率的常用对数值与施加电压30毫秒后的表面电阻率的常用对数值之差(以下,有时也称为“表面电阻率的常用对数值差”)计,中间转印带可以具有1.0(LogΩ/□)以下(优选0.7(LogΩ/□)以下,更优选0.05(LogΩ/□)以下)的绝对值。通过将所述值控制在以上范围,可以获得能够防止高速机器中发生的浓度不均匀,应对除高速打印以外的打印速度,具有广泛装置适用范围的中间转印带。
此外,表面电阻率的常用对数值差可以通过上述类型的炭黑和炭黑分散法来控制。
施加电压30毫秒后中间转印带的表面电阻率的常用对数值可以是9(LogΩ/□)~13(LogΩ/□)(优选10(LogΩ/□))~12(LogΩ/□))。当施加电压30毫秒后的中间转印带的表面电阻率的常用对数值大于13(LogΩ/□)时,中间转印带在二次转印时静电吸附记录介质,记录介质可能在一些情况下不剥离。另一方面,当施加电压30毫秒后的中间转印带的表面电阻率的常用对数值小于9(LogΩ/□)时,一次转移至中间转印体的色调剂图像保持力不足,在一些情况下产生图像品质粒状性或图像缺陷。此外,施加电压30毫秒后的表面电阻率的常用对数值可以通过选择上述类型的炭黑和炭黑添加量来控制。
表面电阻率可以使用环状电极(例如,由Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制造的HIGHRESTER IP的“UR PROBE”)根据JIS K6911(1995)测定。表面电阻率的测定方法将使用附图进行说明。图1A和1B是显示圆形电极的实例的平面示意图和截面示意图。
图1A和1B所示的圆形电极包括第一电压施加电极A和板状绝缘体B。第一电压施加电极A包括圆柱形电极部C和圆筒状环形电极部D,该圆筒状环形电极部D的内径比圆柱形电极部C的外径大并且以恒定间隔包围圆柱形电极部C。将测定对象T夹在第一电压施加电极A的圆柱形电极部C以及环形电极部D与板状绝缘体B之间,在第一电压施加电极A的圆柱形电极部C和环形电极部D之间施加电压V(V)。测定此时流过的电流I(A),可以通过下式(1)计算测定对象T的表面电阻率ρs(Ω/□)。此处,在下式(1)中,d(mm)表示圆柱形电极部C的外径,D(mm)表示环形电极部D的内径。在示例性实施方式中,测定施加电压V(V)10秒和30毫秒后的电流I(A)。
式(1)ρs=π×(D+d)/(D-d)×(V/I)
更具体而言,表面电阻率的测定条件如下。
使用的电极:圆形电极(由Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制造的HIGHRESTER IP的UR PROBE:圆柱形电极部C的外径φ:16mm,环形电极部D的内径φ:30mm,外径φ:40mm)
测定环境:22℃/55%RH
电压:100V
体积电阻率
中间转印带的体积电阻率的常用对数值可以是8(LogΩcm)~13(LogΩcm)。当体积电阻率的常用对数值小于8(LogΩcm)时,保持从图像保持体转印至中间转印带16的未定影色调剂图像的电荷的静电力变弱。因此,由于色调剂之间的静电斥力和图像边缘附近的边缘电场力,色调剂飞散到图像周围,所以在一些情况下形成具有大量噪音的图像。另一方面,当体积电阻率的常用对数值大于13(LogΩcm)时,电荷保持力较大,因此在一些情况下在一次转印期间的转印电场中中间转印带的表面带电。
体积电阻率的常用对数值可以通过上述类型的炭黑和炭黑添加量来控制
在示例性实施方式中,体积电阻率可以使用圆形电极(例如,由MitsubishiChemical Co.,Ltd.制造的HIGHRESTER IP的“UR PROBE”)根据JIS K6911(1995)测定。可以使用与测定表面电阻率时所用的相同装置进行测定。
圆形电极包括第一电压施加电极A和代替测定表面电阻率时使用的板状绝缘体B的第二电压施加电极B'。第一电压施加电极A包括圆柱形电极部C。将测定对象T夹在圆柱形电极部C和第二电压施加电极B'之间,在第一电压施加电极A的圆柱形电极部C和第二电压施加电极B'之间施加电压V(V)。测定此时流过的电流I(A),可以通过下式(2)计算测定对象T的体积电阻率ρv(Ωcm)。此处,在下式(2)中,t表示测定对象T的厚度。
式(2)ρv=πd2/4t×(V/I)
杨氏模量
中间转印带16的杨氏模量优选是1,000MPa以上,更优选1,500MPa以上。
杨氏模量E可以基于下式(3)通过测定对单位截面积施加的力△S和单位长度的伸长△a来计算。
式(3)E=△S/△a
此处,△S使用负荷F、样品的膜厚t和样品宽度w由△S=F/(w×t)表示,△a使用样品的基准长度L和施加负荷时的样品伸长△L由△a=△L/L表示。例如,如下进行测定。
首先,将测定对象T切成80mm×5mm的尺寸。测定其杨氏模量10次以创建平均值测定数据。作为测定设备,使用由Aikoh Engineering Co.,Ltd.制造的拉伸测试仪MODEL-1605N,测定条件是在22℃和55%RH的环境下拉伸速度为20mm/min。此外,作为计算带截面积所需的带的膜厚,使用利用由Sanko electronic laboratory Co.,Ltd.制造的涡电流式厚度计CTR-1500E通过五次测定而获得的平均值。
厚度
中间转印带16的总厚度可以为0.05mm~0.5mm(优选0.06mm~0.30mm,更优选0.06mm~0.15mm)。当带的总厚度在0.05mm~0.5mm的范围内时,确保了中间转印带16的机械强度,并且可以防止在辊弯曲部分中由于变形导致的带表面上的应力集中所引起的龟裂的发生。
表面显微硬度
由于偏压辊的推力,发生中间转印带16的转印表面的变形。由于中间转印带16的转印表面的硬度对线图像的缺失(中空字符)有影响,转印表面的硬度可以是30以下(优选25以下)的表面显微硬度。
表面显微硬度可以通过测定压头进入样品的量的方法而获得。当测试负荷由P(mN)表示并且压头进入样品的进入量(压入深度)由D(μm)表示时,表面显微硬度DH由下式(4)定义。
式(4)DH≡αP/D2
此处,α是基于压头的形状的常数,并且α=3.8584(在使用三棱锥压头的情况下)。
中间转印带的表面显微硬度通过以下方法获得。将中间转印带切成约5mm的方块,用瞬间胶粘剂将小块固定到玻璃板。使用超微硬度测试仪DUH-201S(由ShimadzuCorporation制造)测定样品表面的表面显微硬度。
测定条件如下。
·测定环境:22℃,55%RH
·使用的压头:三棱锥压头
·测试模式:3(软材料测试)
·测试负荷:0.70gf
·负荷速度:0.0145gf/sec
·保留时间:5sec
可以将中间转印带应用到能够进行高速打印的图像形成装置。考虑图像形成装置中使用的各部件的传送速率(即涉及在执行打印的装置中将色调剂图像传送至图像保持体、中间转印带和记录介质的各部件的传送速率)而确定打印速度。即使在各部件的传送速率为200mm/sec以上的情况下,中间转印带也可以减少浓度不均匀和斑点缺陷。即使当传送速率小于200mm/sec时,也可以形成良好的图像。
此外,从感光体至中间转印带的一次转印是决定最终图像品质的重要因素。由于一次转印的转印效率和转印时的图像无扰动,因此优选的是转印电流值较高。
在中间转印带的传送速率为200mm/sec以上的情况下,一次转印电流值优选为25μA以上,更优选30μA以上。
除了稍后描述的能够形成彩色图像的图像形成装置以外,根据示例性实施方式的环带还可以用于各种图像形成装置中,并且可以用于诸如电子照相式复印机、激光打印机、传真机或这些设备的复合OA机器等图像形成装置中。
图像形成装置
根据示例性实施方式的图像形成装置具有以上环带。在将环带用于诸如中间转印带、转印带和传送带(记录介质传送带)等带的情况下,作为根据示例性实施方式的图像形成装置,例如可以采用如下所示的图像形成装置。
可以采用下述图像形成装置,其包括:图像保持体;充电单元,其对所述图像保持体的表面充电;静电荷图像形成单元,其在所述图像保持体的充电表面上形成静电荷图像;显影单元,其通过利用包含色调剂的显影剂使在所述图像保持体的表面上形成的静电荷图像显影;和转印单元,其经由根据示例性实施方式的环带将色调剂图像转印至记录介质的表面。
转印单元可以具有稍后描述的环带单元。
具体而言,根据示例性实施方式的图像形成装置可以具有下述构造,其中,例如,转印单元包括中间转印体,将形成在图像保持体上的色调剂图像一次转印至中间转印体的一次转印单元,和将转印至中间转印体的色调剂图像二次转印至记录介质的二次转印单元,并且包括根据示例性实施方式的环带作为中间转印体。
此外,根据示例性实施方式的图像形成装置可以具有下述构造,其中,例如,转印单元包括用于传送记录介质的记录介质传送部件(记录介质传送带),和用于将形成在图像保持体上的色调剂图像转印至通过记录介质传送部件传送的记录介质的转印单元,并且包括根据示例性实施方式的环带作为记录介质传送部件。
以下,参照附图,将详细地描述根据示例性实施方式的图像形成装置。
图2是应用根据示例性实施方式的环带的图像形成装置100的构造示意图。图2中所示的图像形成装置100包括四个色调剂盒1、一对定影辊2(定影单元的实例)、支撑辊3(背面辊)、张紧辊4(张架辊)、二次转印辊5(二次转印单元的实例)、纸张路径6、纸托盘7、激光产生装置8(静电荷图像形成单元的实例)、四个感光体9(图像保持体的实例)、四个一次转印辊10(一次转印单元的实例)、驱动辊11、中间转印体清洁装置12、四个充电辊13(充电单元的实例)、感光体清洁装置14、显影器单元15(显影单元的实例)和中间转印带16(中间转印体的实例)作为主要构成部件。在图2所示的图像形成装置100中,根据示例性实施方式的环带用作中间转印带16,中间转印带16充当用于将色调剂图像重合的单元和用于转印色调剂图像的单元。
接下来,将依次描述图2中显示的图像形成装置100的构造。首先,充电辊13、显影器单元15、隔着中间转印带16设置的一次转印辊10以及感光体清洁装置14逆时针设置在感光体9周围,并且一组这些部件形成对应于一种颜色的显影单元。另外,这些显影单元各自设置有用于对各显影器单元15补充显影剂的色调剂盒1以,并且相对于各显影单元的感光体9设置激光产生装置8,其可以根据图像信息向充电辊13和显影器单元15之间的感光体9的表面发射激光。
对应于4种颜色(例如青色、品红色、黄色和黑色)的4个显影单元在图像形成装置100中沿着水平方向串联设置,并且将中间转印带布置成经过4个显影单元各自的感光体9与一次转印辊1之间的辊隙部。中间转印带16由支撑辊3、张紧辊4和驱动辊11张紧,支撑辊3、张紧辊4和驱动辊11逆时针以此顺序布置在其内周面上。4个一次转印辊10位于张紧辊4和驱动辊11之间。用于清洁中间转印带16的外周面的中间转印体清洁装置12设置成隔着中间转印带16在驱动辊11的对侧与驱动辊11压接。
此外,二次转印辊5布置成隔着中间转印带16在支撑辊3的对侧与支撑辊3压接,所述二次转印辊5用于将形成在中间转印带16的外周面上的色调剂图像转移至从纸托盘7经由纸张路径6传送的记录用纸的表面。在支撑辊3和驱动辊11之间的中间转印带16的外周面上,设置用于除去外周面上的电荷的除电辊(未示出)。
此外,用于存放记录用纸的纸托盘7布置在图像形成装置100的底部,并且纸张可以从纸托盘7经由纸张路径6供应从而经过构成二次转印部的支撑辊3和二次转印辊之间的压接部。已经过压接部的记录用纸可以由传送单元(未示出)传送,从而经过那一对定影辊2的压接部,最后可以排出到图像形成装置100以外。
接下来,将描述使用图2所示的图像形成装置100的图像形成方法。在每一个显影单元中形成色调剂图像,并且逆时针旋转的感光体9的表面被充电辊13均匀地充电。然后,通过激光产生装置8(曝光装置)在经充电的感光体9的表面上形成潜像,然后潜像被从显影单元15供应的显影剂显影而形成色调剂图像。运至一次转印辊10和感光体9之间的压接部的色调剂图像转印至沿着箭头X方向旋转的中间转印带16的外周面。将色调剂图像转印后粘附在感光体9表面上的色调剂和废材用感光体清洁器14清洁,以准备形成下一色调剂图像。
在每一显影单元中显影的各颜色的色调剂图像依次层叠在中间转印带16的外周面上,从而对应于图像信息,色调剂图像被传送至二次转印部,然后由二次转印辊5传送至从纸托盘7经由纸张路径6传送的记录用纸的表面。在经过组成定影部的一对定影辊2的压接部时,转印有色调剂图像的记录用纸通过压力下加热而进一步定影,在记录介质的表面上形成图像后,将记录用纸排出图像形成装置100以外。
已经过二次转印部的中间转印带16进一步沿着箭头X的方向行进,其外周面被除电辊(未示出)除电,然后将外周面用中间转印体清洁装置12清洁,以准备转印下一色调剂图像。
作为感光体9(图像保持体的实例),可以使用已知的感光体。作为感光层,可以使用已知的感光层,例如由有机体系形成的感光层或由非晶硅形成的感光层。从图像稳定性的角度出发,优选由有机体系形成的感光层。在图像保持体是圆筒形的情况下,图像保持体可以通过已知的方法获得,例如将铝或铝合金挤出成型,然后进行表面处理等。此外,可以使用具有带状形状的上述图像保持体。
充电辊13(充电单元的实例)没有特别限制,并且其实例包括已知的充电器,例如使用导电性或半导电性辊、刷、膜或橡胶板等的接触型充电器,以及利用电晕放电的格栅电晕管转印充电器和电晕管转印充电器。其中,从优良的电荷补偿能力的角度出发,优选接触型转印充电器。充电单元可以对电子照相式感光体施加直流电或者可以通过叠加而施加交流电。
激光产生装置8(曝光装置)(静电荷图像形成单元的实例)没有特别限制,并且其实例包括可以通过使用诸如半导体激光、LED光或液晶光闸光的光源或者由这些光源经由多面镜将感光体9的表面曝光成预定图像形状的光学装置。
显影器单元15(显影单元的实例)可以根据目的恰当地选择。例如,可以使用利用刷或辊通过接触单组分显影剂或双组分显影剂进行显影或者不接触显影剂进行显影的已知显影器单元。
一次转印辊10(一次转印单元的实例)的实例包括已知的转印充电器,例如使用带、辊、膜或橡胶板等的接触型转印充电器,以及利用电晕放电的格栅电晕管转印充电器和电晕管转印充电器。其中,从优良的电荷补偿能力的角度出发,优选接触型转印充电器。除了转印充电器以外,可以一起使用剥离充电器等。
二次转印辊5(二次转印单元的实例)的实例包括接触型转印充电器,以及格栅电晕管转印充电器和电晕管转印充电器。其中,与一次转印单元类似,优选接触型转印充电器。当用诸如转印辊等接触型转印充电器施加较强的推压时,图像的转印状态可以保持在良好状态。当用诸如转印辊等接触型转印充电器在导引中间转印带16的辊的位置处施加推压时,可以以良好的状态进行将色调剂图像从中间转印带16转移至转印介质(纸)的动作。
定影辊2(定影单元的实例)没有特别限制,例如,可以使用已知的定影设备,例如热辊定影设备或烘箱定影设备。
此外,清洁单元没有特别限制,可以使用已知的清洁装置。
此外,优选布置光除电单元。光除电单元的实例包括钨灯和LED。在光除电工序中使用的光质的实例包括诸如钨灯等白光和诸如LED等红光。光除电工序中的光照射强度通常输出设定为显示电子照相感光体的半曝光感度的光量的约数倍至约30倍。
环带单元
根据示例性实施方式的环带单元,可以使用包括根据示例性实施方式的环带和多个辊的环带单元,所述环带在施加张力的状态下被张紧在所述多个辊上。
例如,作为根据示例性实施方式的环带单元的实例,可以使用图3所示的环带单元。
图3是显示根据示例性实施方式的环带单元的实例的透视示意图。
如图3所示,根据示例性实施方式的环带单元130包括根据示例性实施方式的环带30,例如,环带30以通过彼此对向设置的驱动辊131和驱动辊132施加张力的状态被张紧。
此处,在根据示例性实施方式的环带单元130中,在将环带30用作中间转印体的情况下,作为支撑环带30的辊,可以设置用于将感光体(图像保持体)表面上的色调剂图像一次转印到环带30的辊,和用于将已经转印在环带30上的色调剂图像进一步二次转印至记录介质的辊。
支撑环带30的辊的数量没有限制,可以根据使用目的设置辊。具有以上结构的环带单元130可以在引入环带单元的状态下使用,并且在支撑环带的状态下随着驱动辊131和驱动辊132的旋转而旋转。
实施例
以下将描述实施例。但是,本发明不限于这些实施例。在以下描述中,除非另外规定,“份”和“%”基于重量。
合成例A
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1)的制备
将192.13g(1.0mol)偏苯三酸酐、250.25g(1.0mol)4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,420g四甲基脲放入3L四颈烧瓶中,在氮气流中使温度上升至120℃,以进行反应约5小时。
GPC测定的所获得的聚酰胺酰亚胺树脂的数均分子量为26,000。
其后,将树脂用四甲基脲稀释,以将其粘度调整为20Pa·s,并用20μm不锈钢制筛网过滤。然后,在减压(0.02MPa)下进行脱泡12小时。由此,获得聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1)。
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-2)~(A-9)和(A-1C)~(A-7C)的制备
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-2)~(A-9)和用作比较例的聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1C)~(A-7C)以与制备聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1)相同的方式获得,不同之处在于所用溶剂改变为表1和2中所示的溶剂。聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1C)~(A-3C)和(A-6C)的溶剂组A的沸点栏中提及的沸点是指除溶剂组A以外的溶剂的沸点。
实施例A1
环带(A-1)的制备
将硅酮防粘剂(商品名:KS-700,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)涂布到由不锈钢制成的外径168mm、长度500mm的圆筒形金属模具(基材)的外周面,并进行干燥处理(防粘剂处理)。
当已经进行过防粘剂处理的圆筒形金属模具沿着周向旋转时,通过流动涂布(旋涂)法涂布聚酰胺酰亚胺树脂组合物(A-1)。涂布后,将圆筒形金属模具保持旋转2分钟,由此进行流平。
当经涂布的圆筒形金属模具在干燥炉中旋转时,在60℃进行干燥处理30分钟以形成干燥膜。然后,将膜在250℃干燥60分钟以形成树脂膜。其后,将树脂膜冷却至室温(25℃),并将树脂膜从圆筒形金属模具剥离。由此,获得环带(A-1)。
带的厚度为80μm。
实施例A2~A19和比较例A1~A7
环带(A-2)~(A-19)和(A-1C)~(A-7C)的制备
环带(A-2)~(A-19)和用于比较例的环带(A-1C)~(A-7C)以与实施例A1相同的方式获得,不同之处在于将实施例A1的加热温度和加热时间(250℃,60分钟)改变为表1和2中所示的条件。
对所获得的环带(A-1)~(A-19)和(A-1C)~(A-7C)进行以下评价。
残留溶剂量的测定
使用GC-MS根据上述方法测定残留溶剂的量(含量)
带的保管稳定性
将直径5mm的轴放入环带中,并且在通过对一个轴施加5kg负荷而使环带悬吊的状态下,将环带在温度60℃且湿度90%的条件下保管1周。然后,将环带在温度15℃且湿度20%的条件下进一步保管1周。其后,测定在去除轴和负荷后即刻和从去除起经过24小时后的形状变化(变形),观察环带的整个表面以基于以下标准进行评价。
评价标准
A+:未观察到形状变化。
A:观察到小于3mm的变形。
B:观察到3mm以上且小于6mm的变形。
C:观察到6mm以上的变形。
合成例B
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1)的制备
将192.13g(1.0mol)偏苯三酸酐、105.10g(0.5mol)萘-2,6-二异氰酸酯、125.16g(0.5mol)4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和1,340g四甲基脲放入3L四颈烧瓶中,在氮气流中使温度上升至120℃,以进行反应约5小时。由此获得不挥发物浓度为20重量%的聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1)。GPC测定的所获得的聚酰胺酰亚胺树脂的数均分子量为24,000。
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-2)~(B-9)和(B-1C)~(B-7C)的制备
聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-2)~(B-9)和用于比较例的聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1C)~(B-7C)以与制备聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1)相同的方式获得,不同之处在于所用溶剂改变为表3和4中所示的溶剂。聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1C)~(B-3C)和(B-6C)的溶剂组A的沸点栏中提及的沸点是指除溶剂组A以外的溶剂的沸点。
实施例B1
中间转印用环带(B-1)的制备
将18重量份干燥氧化炭黑(商品名:SPECAL BLACK 4,由Orion EngineeredCarbons Co.,Ltd.制造),和以相同方式干燥过的18重量份氧化炭黑(商品名:SPECALBLACK 250,由Orion Engineered Carbons Co.,Ltd.制造)添加至500重量份的聚酰胺酰亚胺树脂组合物(B-1)(具有100重量份不挥发物),将混合物用湿式喷射磨分散机(GeanusPY,由Genus Co.,Ltd.制造)进行分散处理(150MPa,5次)。由此,获得分散有炭黑的聚酰胺酰亚胺树脂组合物。将组合物用由不锈钢制成的20μm筛网过滤,以除去异物和炭黑凝集物。然后,在减压(0.02MPa)下进行脱泡12小时,以制备最终的涂布液。
使用该涂布液,以与实施例A1相同的方式制备环带。将环带用作中间转印用环带(B-1)。带的厚度为80μm。
实施例B2~B26和比较例B1~B7
中间转印用环带(B-2)~(B-26)和(B-1C)~(B-7C)的制备
中间转印用环带(B-2)~(B-26)和用于比较例的中间转印用环带(B-1C)~(B-7C)以与实施例B1相同的方式获得,不同之处在于将实施例B1的加热温度和加热时间(250℃,60分钟)改变为表3和4中所示的条件。
对所获得的中间转印用环带(B-1)~(B-26)和用作比较例的中间转印用环带(B-1C)~(B-7C)进行以下评价。
残留溶剂量的测定
根据上述方法,通过GC-MS测定残留溶剂的量(含量)。
图像形成测试
将所获得的中间转印用环带整合到富士施乐株式会社制造的DocuCentre Color2220改造机(改造为具有250mm/sec的处理速度和35μA的一次转印电流)中,在高温高湿度环境(32℃,85%RH)下,在100,000张富士施乐株式会社制造的C2纸上形成具有50%半色调浓度的黑色图像。其后,在低温低湿度环境(20℃,30%RH)下在100,000张纸上形成所述图像。
环带的表面电阻率的常用对数值的变化率
根据JIS K6911(1995)在以下条件下基于上述方法测定打印测试开始前后的中间转印用环带的表面电阻率的常用对数值(logΩ/□)。将环带沿着周向分成8份,沿宽度方向分成5份,在环带的面内40个点处进行测定,从而将所获得值的平均值作为表面电阻率的常用对数值。
所用电极:圆形电极(HIGHRESTER IP的UR PROBE,由Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.制造:圆柱形电极部C的外径φ:16mm,环状电极部D的内径φ:30mm,外径φ:40mm)
测定环境:22℃/55%RH
电压:100V
从下式计算表面电阻率的常用对数值的变化率,并基于以下标准进行评价。
打印测试前表面电阻率的常用对数值:X0(logΩ/□)
打印测试后表面电阻率的常用对数值:X1(logΩ/□))
式:表面电阻率的常用对数值的变化率(%)=(|X0-X1|/X0)×100
A+:变化率小于1%。
A:变化率为1%以上且小于3%。
B:变化率为3%以上且小于5%。
C:变化率为5%以上。
环带损伤的评价(龟裂、缺陷和变形)
关于打印测试后的各中间转印用环带,基于以下标准评价环带的损伤。
评价标准
A+:龟裂、缺陷和变形都未观察到。
A:未观察到龟裂和缺陷,但是观察到小于3mm的变形。
B:未观察到龟裂,但是观察到3mm以上且小于6mm的缺陷或变形。
C:观察到6mm以上的龟裂、缺陷或变形。
图像(字符模糊)评价
图像形成测试后,在20℃和50%RH环境下在图像形成装置中于1张纸上输出在与纸的行进方向垂直的方向上形成的字符表图像。将形成有字符表图像的区域沿着带旋转方向分成端部(总共50%区域,从两端各25%)和中央部50%(除两端之外的中央区),并在各区域中评价图像(字符模糊)。
评价标准
A+:在全部范围中根本未观察到字符的模糊。
A:在小于3%的区域中观察到字符的模糊。
B:在3%以上且小于20%的区域中观察到字符的模糊。
C:在20%以上的区域中观察到字符的模糊。
表1~4中的缩写如下。
·PAI:聚酰胺酰亚胺树脂
·TMU:四甲基脲
·TEU:四乙基脲
·DMPU:N,N’-二甲基亚丙基脲
·DMI:1,3-二甲基-2-咪唑啉酮
·B-4:例示化合物B-4(3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺)
·B-7:例示化合物B-7(3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺)
·C-3:例示化合物C-3(5-二甲基氨基-2-甲基-5-氧代-戊酸甲酯)
·NMP:N-甲基吡咯烷酮
·DMAc:N,N-二甲基乙酰胺
·GBL:γ-丁内酯
·PGMEA:丙二醇甲基醚乙酸酯
·CPN:环戊酮
·DMSO:二甲基亚砜
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由所附权利要求及其等同物所限定。

Claims (9)

1.一种环带,其包含:
聚酰胺酰亚胺树脂层,其中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,选自由脲溶剂、含烷氧基的酰胺溶剂和含酯基的酰胺溶剂组成的溶剂组A中的至少一种溶剂的含量为0.005重量份~3重量份。
2.如权利要求1所述的环带,
其中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,所述溶剂组A的溶剂的含量为0.05重量份~2重量份。
3.如权利要求1或2所述的环带,
其中,相对于100重量份的全部所述聚酰胺酰亚胺树脂层,所述溶剂组A的溶剂的含量为0.1重量份~1重量份。
4.如权利要求1~3中任一项所述的环带,
其中,所述溶剂组A的溶剂的沸点为100℃~350℃。
5.如权利要求1~4中任一项所述的环带,
其中,所述溶剂组A是由四甲基脲、四乙基脲、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N’-二甲基亚丙基脲、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺和3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺组成的溶剂组A。
6.如权利要求1~4中任一项所述的环带,
其中,所述溶剂组A的溶剂是1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
7.如权利要求1~6中任一项所述的环带,
其中,所述聚酰胺酰亚胺树脂层还含有导电性颗粒。
8.一种图像形成装置,其包括:
权利要求1~7中任一项所述的环带。
9.一种环带单元,其包括:
权利要求1~7中任一项所述的环带;和
多个辊,所述环带在施加张力的状态下被张紧在所述多个辊上。
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