【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式の乾式複写機やファクシミリ、プリンター等に用いられる導電性を有するポリアミドマルチフィラメントに関するものである。更に、ポリアミドマルチフィラメントを電子写真記録方式の乾式複写機やファクシミリ、プリンター等に用いられる帯電ブラシ、クリーナーブラシに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機等に静電潜像形式に重要な要素の帯電および感光体に残った残トナーを除去するクリーニングについては、近年、オゾンレスで、低電圧印加のブラシ帯電やローラー帯電の接触帯電方式およびクリーニングブラシが用いられている。接触帯電用ブラシおよび感光体クリーニングブラシ用の繊維としては、感光体の寿命やピンホール対策のために比抵抗が１０３〜１０８Ωｃｍのものが要求される。従来から、このような用途にはセルロース系繊維やポリアミド繊維などに導電性微粒子を含有する導電繊維が多く提案されている。
【０００３】
セルロース系導電糸は、比抵抗にバラツキを低減するために、例えば特許文献１に記載されているとおり、２種類以上の導電性微粒子を繊維に添加する方法が知られている。しかしながら、これらの方法では、湿度に対する比抵抗の変化や、各繊維間の比抵抗のバラツキの改善が十分ではなく、また、温度や湿度変化の大きい環境下で帯電ブラシとして使用したときに、印字の濃度が変化したり、印字にムラが発生する問題があった。
【０００４】
また、環境変化に対し、比抵抗の変化の小さいポリアミド導電糸は、安定、かつ良好な画像が得るために、例えば特許文献２に記載されているとおり、相対粘度２．５のナイロン６チップに、カーボンブラック濃度３５重量％を含有する相対粘度１．９５のナイロン６チップをブレンドし、紡糸、延伸を行い、さらに、繊維間での比抵抗及び電気抵抗値のバラツキを低減するために、加熱蒸気処理後、真空状態で乾燥熱処理を行う方法が知られている。しかしながら、これらの方法では、導電糸の曲げ応力が低く、単糸繊度を細くした場合、ブラシにしたときに寝癖が付きやすく印字品位が悪化するばかりでなくチップブレンドするために、部分的に混練ムラが発生すると繊維の長さ方向にて比抵抗のバラツキが発生し、印字にムラが発生する問題がある。ここで寝癖とは、ブラシが感光体に接触している部分が屈曲しているために、印字を行わない間欠期間が長い場合などに、屈曲部分が復元しない現象を意味する。また、比抵抗のバラツキを低減するために加熱処理を行うといった生産工程が多いためコストが掛かるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−４９１１６号公報（［００１２］段落）
【特許文献２】
特開２００２−１４６６２９号公報（［００５９］段落）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では導電性カーボンを含むポリアミドマルチフィラメントについて、製造工程を少なくし、安定な比抵抗を有し、帯電ブラシ、クリーナーブラシに用いた時に均一かつ高密度な帯電付与およびクリーナーを可能とし、電子写真記録方式の乾式複写機やファクシミリ、プリンター等の高画質を達成することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のポリアミドマルチフィラメントは主として次の構成を有する。すなわち、
（１）導電性カーボンを含有するポリアミドマルチフィラメントであって、ポリアミドの相対粘度２．３〜３．３、アミノ末端基量４．５×１０−５〜６．５×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎであり、かつ、前記導電性カーボンを２０〜３０重量％錬り込んだチップをダイレクトに紡糸してなることを特徴とするポリアミドマルチフィラメント。
【０００８】
（２）導電性カーボンを含有するポリアミドマルチフィラメントであって、単糸繊度が０．５〜８デシテックスであることを特徴とする請求項１記載のポリアミドマルチフィラメント。
【０００９】
（３）請求項１または２記載のポリアミドマルチフィラメントを用いてなるブラシであって、帯電ブラシおよび／またはクリーナー用ブラシとして、電子写真記録方式の乾式複写機、ファクシミリ、または、プリンターに用いられることを特徴とするブラシ。
からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明を構成するポリアミドは、いわゆる炭化水素基が主鎖にアミド結合を介して連結された高分子量体であって、特にナイロン６、ナイロン６６が好ましい。これらのポリアミドは相対粘度が２．６〜３．５のベースレジンを使用し、ポリアミド導電糸としたときの相対粘度が２．３〜３．３であることが必要である。ポリアミド導電糸の相対粘度が２．３未満であるとマルチフィラメントとしたときに曲げ応力が低く、ブラシにしたときに寝癖が付きやすく画像品位が悪化する問題が発生する。また、ポリアミド導電糸の相対粘度が３．３を超えると、導電性カーボンを錬り込む時や、紡糸を行う時に混練応力が高くなりカーボンストラクチャーが破壊され、比抵抗が高くなり、印字が出来なくなる問題が発生する。またこれらのポリアミドはアミノ末端基量が４．５×１０−５〜６．５×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎであることが必要である。アミノ末端基量が４．５×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎ未満であると比抵抗が高くなり印字が出来なくなる問題が発生する。これらの詳細原因は明確になっていないが、カーボンストラクチャーが結晶部分に存在すると延伸において比較的安定であるためカーボンストラクチャーの破壊が少なく良好な比抵抗が得られると推定する。また、アミノ末端基が６．５×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎを超えるとマルチフィラメントとした時に強度が低下する問題が発生する。
【００１１】
ここで用いる導電性カーボンは、例えばファーネスブラックやアセチレンブラック、ケッチェンブラック等、導電性を有する粉末体であれば特に制限はないが、ファーネスブラックが好ましい。また、粒子が大きいと、紡糸時の濾過圧上昇の抑制や、紡糸時の糸切れ、繊維の強度の向上を考慮すると、２０〜５０μｍのものを用いることが好ましい。ポリアミドマルチフィラメント内の導電性カーボンを含有せしめる方法としては、ポリアミドペレットへ導電性カーボンをブレンドし溶融する方法、溶融状態のポリアミドへ導電性カーボンを添加し混練する方法、溶融状態のポリアミドへ溶融状態の高濃度の導電性カーボンを含有するポリアミドを混練する方法などが知られるが、導電性カーボンの添加量は２０重量％〜３０重量％とし、これらをペレット状に加工したチップをダイレクトに紡糸することが必要である。ここでダイレクトに紡糸するとは、直接プレッシャー型メルターやエクストルーダーに供給して溶融し、紡糸口金より押し出す方法により紡糸することを意味する。ポリアミドに導電性カーボンを高濃度に添加したマスターチップと、ポリアミドチップとをチップブレンドした後にプレッシャー型メルターやエクストルーダーに供給する方法のマスターチップブレンド紡糸では、部分的にブレンドムラが発生した場合に比抵抗のバラツキが発生し、印字にムラが発生する問題がある。
【００１２】
導電性カーボンの添加量が２０重量％未満では、マルチフィラメントとした時に、比抵抗が低く印字が出来ない問題が発生する。また、導電性カーボンの添加量が３０重量％を超えると、曳糸性が低下し紡糸での糸切れが多発する問題が発生する。本発明の導電性マルチフィラメントの単糸繊度は０．５〜８デシテックスが好ましい。単糸繊度が０．５デシテックス未満の場合は、紡糸したときの糸切れが多く、製糸性が悪化する。単糸繊度が８デシテックスを超えると、製織したときの導電糸のパイル密度が小さくなり、複写したときの画質が低くなる。
【００１３】
また、画質、製糸性から 本発明のポリアミド組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において種々の添加剤を含んでも良い。この添加剤を例示すれば、マンガン化合物などの安定剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、導電性付与剤、繊維状強化剤などである。
【００１４】
電子写真記録方式の乾式複写機用ブラシとは、非接触コロナ放電にかわって感光体に接触帯電させる印加ブラシや、感光体上に残存した電荷およびトナーを除去するクリーニングブラシである。いずれもパイルとして製織した後、導電性を有するバッキング剤でバッキングした後、幅１０〜３０ｍｍにカットしたパイルテープを、円柱の金属棒にバイアスに巻き付けるか、単に板にパイル織物を張り付けてブラシ状に仕立てることにより得られる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。評価方法は、以下の通りである。
【００１６】
Ａ．相対粘度
（１）試料を秤量し、９８重量％濃硫酸に試料濃度（Ｃ）が１ｇ／１００ｍｌとなるように溶解する。
【００１７】
（２）（１）項の溶液をオストワルド粘度計にて２５℃での落下秒数（Ｔ１）を測定する。
【００１８】
（３）試料を溶解していない９８重量％濃硫酸の２５℃での落下秒数（Ｔ２）を（２）項と同様に測定する。
【００１９】
（４）試料の９８％硫酸相対粘度（ηｒ）を下式によりを算出する
（ηｒ）＝（Ｔ１／Ｔ２）＋｛１．８９１×（１．０００−Ｃ）｝。
【００２０】
（５）次いで、同試料約５ｇを窒素雰囲気中下で２７０℃、１０分間溶融させる処理を行った後、試料を窒素雰囲気中に取り出し、室温まで冷却する。
【００２１】
（６）取り出した試料について、前記（１）〜（４）の操作を行い、溶融処理後の硫酸相対粘度（ηｒ’）を求める。
【００２２】
（７）重合度上昇分は、溶融後の（ηｒ’）から溶融前の（ηｒ）を差し引いた値として求める
（重合度上昇分）＝（ηｒ’）−（ηｒ）。
【００２３】
Ｂ．アミノ末端基量
（１）試料を秤量し、フェノール８：エタノール２の割合で混合した溶液で約１ｇ／５０ｍｌとなるように溶解する。
【００２４】
（２）（１）項の溶液をＮ／５０塩酸でＰＨ７になるように滴定する。
【００２５】
（３）試料を溶解していないフェノール８：エタノール２の割合で混合した溶液を（２）項と同様に滴定する。
【００２６】
（４）試料のアミノ末端基量（１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎ）を下式によりを算出する
アミノ末端基（１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎ）＝２×（Ａ−Ｂ）／試料重量×１０−５
Ａ：試料を溶解した溶液のＮ／５０塩酸滴定量（ｍｌ）
Ｂ：試料を溶解していない溶液のＮ／５０塩酸滴定量（ｍｌ）。
【００２７】
Ｃ．比抵抗値
超絶縁抵抗計（川口電気製 ＴＥＲＡＯＨＭＭＥＴＥＲ Ｒ−５０３）を用いて試長１０ｃｍ間に１００（Ｖ）の電圧を掛け、温度２０℃、湿度３０％ＲＨの条件下での電気抵抗値（Ω／ｃｍ）を測定し、下式（１）から算出した
ＲＳ＝Ｒ×Ｄ／（１０×Ｌ×ＳＧ）×１０−５
ＲＳ：比抵抗（Ωｃｍ）
Ｒ：電気抵抗値（Ω）
Ｄ：１００００ｍ当たりの糸重量（ｇ）
Ｌ：試長（ｃｍ）
ＳＧ：糸密度（ｇ／ｃｍ３）。
【００２８】
Ｄ．寝癖評価
導電性カーボン含有マルチフィラメントをブラシに加工しプリンターに組み込み感光体に接触させ、１ヶ月後のブラシの状態を目視判定にて評価した。
○：接触部分の寝癖がほとんどない。
△：接触部分に寝癖があるが、ブラッシングにて寝癖が無くなる。
×：接触部分に寝癖があり、ブラッシングしても寝癖が復元しない。
【００２９】
Ｅ．紡糸糸切れ
２６０℃で溶融し、１口金当たり１糸条の丸孔口金より吐出量約４０ｇで吐出し、冷却、給油、速度８００ｍ／ｍｉｎにて巻取りを実施した。これを１ｔ紡糸した時の糸切れ回数を次の基準で評価した。
○：３回／ｔ
△：４〜８回／ｔ未満
×：８回／ｔ以上。
【００３０】
Ｆ．画像品質
電子写真学会が発行するテストチャートを複写し、画質品質を官能評価値（満足度）にて求め、次の基準で評価した。
◎：満足度７５以上
○：満足度５０以上７５未満
△：満足度２５以上５０未満
×：満足度０以上２５未満。
【００３１】
実施例１
相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンファーネスブラックを添加量２４重量％となるように錬り込んだペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、巻取り速度８００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸し、さらに延伸倍率２．６倍、熱温度１８５℃にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、２４フィラメントの単糸繊度７デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。この時の紡糸糸切れは１．５回／ｔであり○であった。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１．２×１０６Ωｃｍ、強度は１．９ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンを用い、パイル長５ｍｍ、パイル密度１００，０００本／ｉｎｃｈ２、幅３０ｍｍのブラシ布を作成し、裏面に導電性カーボンラテックスを塗布し、直径１０ｍｍの金属ロットに巻き付けて帯電用ブラシを作成した。このブラシを用いて、印字評価を行った結果、寝癖はなく○であり、画質品位は◎であった。
【００３２】
実施例２
上記ダイレクト紡糸方法にて紡糸、延伸を行い、１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５の導電性マルチフィラメントヤーンを得た。この時の紡糸糸切れは１．３回／ｔであり○であった。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントの比抵抗値は１×１０６Ωｃｍ、強度は２ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖はなく○であった。画質品位は◎であった。
【００３３】
実施例３
上記ダイレクト紡糸方法にて紡糸、延伸を行い、１７０デシテックス、９８フィラメントの単糸繊度１．７の導電性マルチフィラメントヤーンを得た。この時の紡糸糸切れは２回／ｔであり○であった。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントの比抵抗値は１×１０６Ωｃｍ、強度は２．１ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖はなく○であった。画質品位は◎であった。
【００３４】
実施例４
上記ダイレクト紡糸方法にて紡糸、延伸を行い、１７０デシテックス、１８フィラメントの単糸繊度９の導電性マルチフィラメントヤーンを得た。この時の紡糸糸切れは２回／ｔであり○であった。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントの比抵抗値は１×１０６Ωｃｍ、強度は２．１ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖はなく○であった。画質品位は○であった。
【００３５】
比較例１
相対粘度２、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量２４重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、これを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの強度は１．５ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖が発生し×となり、画質品位は×であった。
【００３６】
比較例２
相対粘度３．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量２４重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、これを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１×１０１１Ωｃｍであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、印字不能であった。
【００３７】
比較例３
相対粘度２．５、アミノ末端基３．６×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量２４重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、これを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１×１０１０Ωｃｍであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、印字不能であった。
【００３８】
比較例４
相対粘度２．５、アミノ末端基８．５×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量２４重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、これを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの強度は１．３ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖が発生し×となり、画質品位は×であった。
【００３９】
比較例５
相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量１５重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出し、これを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１×１０１２Ωｃｍであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、印字不能であった。
【００４０】
比較例６
相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量３５重量％となるように錬り込みペレットとし、これらペレットを直接プレッシャー型メルターに供給するダイレクト紡糸にて紡糸口金より押し出しこれを上記方法にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。この時の紡糸糸切れは１０回／ｔであり×であった。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１×１０１Ωｃｍ、強度は０．９ｃＮ／ｄＴｅｘであった。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、寝癖が発生し×となり、印字不能であった。
【００４１】
比較例７
相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６に、平均一次粒径が３５μｍの導電性カーボンアファーネスブラックを添加量３５重量％となるように錬り込んだペレットと、相対粘度２．５、アミノ末端基５．８×１０−５ｍｏｌ／ｇ・Ｎのナイロン６ペレットをチップブレンドし、導電性カーボン添加量２４重量％したチップをプレッシャー型メルターに供給するマスターチップ紡糸にて紡糸口金より押し出し、巻取り速度８００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸し、さらに延伸倍率２．６倍、熱温度１８５℃にて延伸し、糸条繊度１７０デシテックス、４８フィラメントの単糸繊度３．５デシテックスの導電性マルチフィラメントヤーンを得た。得られた導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンの比抵抗値は１０５〜１０７Ωｃｍとバラツキが発生した。これら導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントヤーンをブラシ加工し、印字評価を行った結果、画像品位は×であった。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【発明の効果】
本発明の導電性カーボン含有ポリアミドマルチフィラメントでは、相対粘度、アミノ末端基を特定したポリアミドに、導電性カーボンブラックを混練し、ダイレクト紡糸する事で、電子写真記録方式の乾式複写機やファクシミリ、プリンター等に用いられる導電ブラシとした時に、寝癖が付き難く印字精度の向上し、また耐久性に優れた導電ブラシを得ることが出来る。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive polyamide multifilament used for an electrophotographic recording type dry copying machine, a facsimile, a printer, and the like. Further, the present invention relates to a charging brush and a cleaner brush used for a dry copying machine, a facsimile, a printer, and the like of an electrophotographic recording system using a polyamide multifilament.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for electrophotographic copiers, etc., charging of important elements in the form of electrostatic latent images and cleaning to remove residual toner remaining on the photoreceptor have recently been carried out using ozone-less, low-voltage brush charging or roller charging contact charging. And a cleaning brush is used. Fibers for the contact charging brush and the photoreceptor cleaning brush are required to have a specific resistance of 10 3 to 10 8 Ωcm for the life of the photoreceptor and measures against pinholes. Conventionally, for such applications, many conductive fibers containing conductive fine particles in cellulosic fibers or polyamide fibers have been proposed.
[0003]
As described in Patent Document 1, for example, a method of adding two or more types of conductive fine particles to a fiber has been known as a cellulose-based conductive yarn in order to reduce variation in specific resistance. However, these methods do not sufficiently change the specific resistance with respect to humidity and the variation of the specific resistance between the fibers, and when used as a charging brush in an environment where temperature and humidity change are large, printing is not possible. There was a problem that the density of the toner changed and unevenness occurred in printing.
[0004]
In addition, in order to obtain a stable and good image, a polyamide conductive yarn having a small change in specific resistance with respect to an environmental change is used for a nylon 6 chip having a relative viscosity of 2.5 as described in Patent Document 2, for example. A nylon 6 chip having a relative viscosity of 1.95 and a carbon black concentration of 35% by weight is blended, spun and drawn, and heated to reduce the variation in specific resistance and electric resistance between fibers. A method of performing a dry heat treatment in a vacuum state after the steam treatment is known. However, in these methods, when the bending stress of the conductive yarn is low and the fineness of the single yarn is small, not only the brush tends to have a habit and the print quality is deteriorated, but also the tip is blended, so that it is partially kneaded. When the unevenness occurs, the specific resistance varies in the length direction of the fiber, and there is a problem that unevenness occurs in printing. Here, the sleeping habit means a phenomenon in which the portion where the brush is in contact with the photoreceptor is bent, and the bent portion is not restored when an intermittent period during which printing is not performed is long. In addition, there is a problem that the cost is high because there are many production steps such as performing a heat treatment in order to reduce the variation in specific resistance.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-49116 (paragraph [0012])
[Patent Document 2]
JP-A-2002-146629 (paragraph [0059])
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the present invention, the production process of the polyamide multifilament containing conductive carbon is reduced, has a stable specific resistance, and enables uniform and high-density charging and cleaner when used for a charging brush and a cleaner brush. Another object of the present invention is to achieve high image quality in an electrophotographic recording-type dry copying machine, a facsimile, a printer, and the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the polyamide multifilament of the present invention mainly has the following configuration. That is,
(1) Polyamide multifilament containing conductive carbon, having a relative viscosity of 2.3 to 3.3 and an amino terminal group amount of 4.5 × 10 −5 to 6.5 × 10 −5 mol / g. A polyamide multifilament, which is obtained by directly spinning a chip made of N and kneaded with 20 to 30% by weight of the conductive carbon.
[0008]
(2) The polyamide multifilament according to claim 1, which is a polyamide multifilament containing conductive carbon and has a single yarn fineness of 0.5 to 8 decitex.
[0009]
(3) A brush using the polyamide multifilament according to claim 1 or 2, wherein the brush is used as a charging brush and / or a cleaner brush in an electrophotographic recording-type dry copying machine, a facsimile, or a printer. A brush characterized by:
Consists of
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polyamide constituting the present invention is a high molecular weight substance in which a so-called hydrocarbon group is linked to the main chain via an amide bond, and nylon 6 and nylon 66 are particularly preferable. These polyamides need to use a base resin having a relative viscosity of 2.6 to 3.5, and have a relative viscosity of 2.3 to 3.3 when used as a polyamide conductive yarn. If the relative viscosity of the polyamide conductive yarn is less than 2.3, the bending stress is low when a multifilament is used, and a problem occurs in that the image quality is deteriorated when a brush is used and the habit is easily formed. On the other hand, if the relative viscosity of the polyamide conductive yarn exceeds 3.3, the kneading stress increases during kneading of conductive carbon or during spinning, and the carbon structure is destroyed. The problem that disappears occurs. These polyamides need to have an amino terminal group amount of 4.5 × 10 −5 to 6.5 × 10 −5 mol / g · N. If the amount of amino terminal group is less than 4.5 × 10 −5 mol / g · N, a problem arises in that the specific resistance increases and printing cannot be performed. Although the detailed causes of these have not been clarified, it is presumed that the presence of the carbon structure in the crystal portion is relatively stable in stretching, so that the carbon structure is less likely to be broken and a good specific resistance is obtained. In addition, when the amino terminal group exceeds 6.5 × 10 −5 mol / g · N, there is a problem that the strength is reduced when a multifilament is formed.
[0011]
The conductive carbon used here is not particularly limited as long as it is a powder having conductivity, such as furnace black, acetylene black, and Ketjen black, but furnace black is preferred. When the particles are large, it is preferable to use a particle having a size of 20 to 50 μm in consideration of suppression of an increase in filtration pressure during spinning, yarn breakage during spinning, and improvement in fiber strength. Examples of the method for incorporating conductive carbon in polyamide multifilament include a method in which conductive carbon is blended and melted in polyamide pellets, a method in which conductive carbon is added to a molten polyamide and kneaded, and a method in which molten polyamide is melted into a polyamide. A method of kneading a polyamide containing a high concentration of conductive carbon is known, but the amount of conductive carbon to be added is set to 20% by weight to 30% by weight, and a chip obtained by processing these into a pellet is directly spun. It is necessary. Here, direct spinning means spinning by a method of directly supplying to a pressure type melter or extruder, melting and extruding from a spinneret. Master chip blend spinning, which is a method of blending a master chip in which conductive carbon is added at a high concentration to polyamide and a polyamide chip and then feeding it to a pressure-type melter or an extruder, causes partial blending unevenness. There is a problem that variation in specific resistance occurs and unevenness occurs in printing.
[0012]
When the amount of the conductive carbon is less than 20% by weight, there is a problem that printing cannot be performed when the multifilament is used because of low specific resistance. On the other hand, when the amount of the conductive carbon exceeds 30% by weight, a problem arises in that spinnability is reduced and yarn breakage during spinning frequently occurs. The single-fiber fineness of the conductive multifilament of the present invention is preferably 0.5 to 8 dtex. If the single-fiber fineness is less than 0.5 decitex, yarn breakage during spinning is large, and the spinnability deteriorates. If the single-fiber fineness exceeds 8 decitex, the pile density of the conductive yarn at the time of weaving decreases, and the image quality at the time of copying decreases.
[0013]
Further, from the viewpoint of image quality and spinnability, the polyamide composition of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additive include a stabilizer such as a manganese compound, a plasticizer, a lubricant, a flame retardant, a conductivity-imparting agent, and a fibrous reinforcing agent.
[0014]
The brush for an electrophotographic recording type dry copying machine is an application brush for charging a photoconductor in contact with a non-contact corona discharge or a cleaning brush for removing charge and toner remaining on the photoconductor. After weaving them as a pile and backing with a conductive backing agent, the pile tape cut to a width of 10 to 30 mm is wrapped around a cylindrical metal rod with a bias, or a pile of pile fabric is simply pasted on a plate to form a brush. It is obtained by tailoring.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The evaluation method is as follows.
[0016]
A. Relative viscosity (1) A sample is weighed and dissolved in 98% by weight concentrated sulfuric acid so that the sample concentration (C) becomes 1 g / 100 ml.
[0017]
(2) The solution of (1) is dropped at 25 ° C. using an Ostwald viscometer at a temperature of 25 ° C. (T1).
[0018]
(3) The falling seconds (T2) of the 98% by weight concentrated sulfuric acid in which the sample is not dissolved at 25 ° C. is measured in the same manner as in (2).
[0019]
(4) Calculate the relative viscosity (ηr) of 98% sulfuric acid of the sample by the following equation (ηr) = (T1 / T2) + {1.891 × (1.000-C)}.
[0020]
(5) Then, about 5 g of the sample is melted at 270 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere, and then the sample is taken out in a nitrogen atmosphere and cooled to room temperature.
[0021]
(6) Perform the above operations (1) to (4) on the sample taken out to obtain the sulfuric acid relative viscosity (ηr ′) after the melting treatment.
[0022]
(7) The increase in the degree of polymerization is obtained as a value obtained by subtracting (ηr) before melting from (ηr ′) after melting (increase in degree of polymerization) = (ηr ′) − (ηr).
[0023]
B. Amino terminal group amount (1) A sample is weighed and dissolved in a solution of phenol 8: ethanol 2 mixed at a ratio of about 1 g / 50 ml.
[0024]
(2) The solution of (1) is titrated with N / 50 hydrochloric acid so as to have a pH of 7.
[0025]
(3) Titrate a solution in which the sample is not dissolved in a mixture of phenol 8 and ethanol 2 in the same manner as in (2).
[0026]
(4) Calculate the amino terminal group amount (10 −5 mol / g · N) of the sample by the following formula: amino terminal group (10 −5 mol / g · N) = 2 × (AB) / sample weight × 10 -5
A: N / 50 hydrochloric acid titration of the solution in which the sample was dissolved (ml)
B: N / 50 hydrochloric acid titration (ml) of the solution in which the sample was not dissolved.
[0027]
C. Using a specific resistance value super insulation resistance meter (TERAOHMETER R-503, manufactured by Kawaguchi Electric Co., Ltd.), apply a voltage of 100 (V) for a test length of 10 cm, and measure the electric resistance value under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 30% RH ( Ω / cm), and RS = R × D / (10 × L × SG) × 10 −5 calculated from the following equation (1).
RS: specific resistance (Ωcm)
R: Electric resistance value (Ω)
D: Yarn weight per 10,000 m (g)
L: Test length (cm)
SG: Yarn density (g / cm 3 ).
[0028]
D. Sleep habit evaluation The conductive carbon-containing multifilament was processed into a brush, incorporated into a printer, and brought into contact with a photoreceptor, and the state of the brush after one month was evaluated by visual judgment.
：: There is almost no bed habit of the contact portion
Δ: There is a habit in the contact portion, but the habit disappears by brushing.
X: The contact part has a habit, and the habit is not restored even by brushing.
[0029]
E. FIG. The spun yarn was melted at 260 ° C., discharged at a discharge rate of about 40 g from a round hole die having one yarn per die, cooled, refueled, and wound at a speed of 800 m / min. The number of yarn breaks when this was spun for 1 t was evaluated according to the following criteria.
○: 3 times / t
Δ: less than 4 to 8 times / t ×: 8 times / t or more.
[0030]
F. Image Quality A test chart issued by the Electrophotographic Society of Japan was copied, and image quality was determined by a sensory evaluation value (satisfaction level) and evaluated according to the following criteria.
◎: Satisfaction degree 75 or more ：: Satisfaction degree 50 or more and less than 75 △: Satisfaction degree 25 or more and less than 50 X: Satisfaction degree 0 or more and less than 25
[0031]
Example 1
Nylon 6 having a relative viscosity of 2.5, an amino terminal group of 5.8 × 10, a relative viscosity of 2.5, an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N, and a conductive carbon having an average primary particle size of 35 μm. The pellets obtained by kneading the furnace black so as to have an addition amount of 24% by weight are extruded from a spinneret by direct spinning directly supplied to a pressure type melter, melt-spun at a winding speed of 800 m / min, and further stretched at a draw ratio of 2. It was stretched 6 times at a heating temperature of 185 ° C to obtain a conductive multifilament yarn having a yarn fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 7 dtex of 24 filaments. The breakage of the spun yarn at this time was 1.5 times / t and was ○. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1.2 × 10 6 Ωcm, and the strength was 1.9 cN / dTex. Using these conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns, a brush cloth having a pile length of 5 mm, a pile density of 100,000 yarns / inch 2 and a width of 30 mm was prepared, and a conductive carbon latex was applied on the back surface, and a metal lot having a diameter of 10 mm was prepared. To form a charging brush. As a result of printing evaluation using this brush, there was no bed habit and the result was ○, and the image quality was ◎.
[0032]
Example 2
Spinning and stretching were performed by the above-described direct spinning method to obtain a conductive multifilament yarn of 170 dtex, 48 filaments and a single yarn fineness of 3.5. The breakage of the spun yarn at this time was 1.3 times / t and was ○. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament was 1 × 10 6 Ωcm, and the strength was 2 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. The image quality was ◎.
[0033]
Example 3
Spinning and drawing were performed by the above direct spinning method to obtain a conductive multifilament yarn of 170 dtex, 98 filaments and a single yarn fineness of 1.7. The spun yarn breakage at this time was 2 times / t, and was ○. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament was 1 × 10 6 Ωcm, and the strength was 2.1 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. The image quality was ◎.
[0034]
Example 4
Spinning and drawing were performed by the above direct spinning method to obtain a conductive multifilament yarn of 170 dtex, 18 filaments and single filament fineness of 9. The spun yarn breakage at this time was 2 times / t, and was ○. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament was 1 × 10 6 Ωcm, and the strength was 2.1 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. The image quality was ○.
[0035]
Comparative Example 1
Nylon 6 having a relative viscosity of 2 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N is kneaded with conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm to an addition amount of 24% by weight. The pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, in which the pellets are directly supplied to a pressure type melter, and are drawn by the above-described method to obtain a conductive material having a yarn fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A multifilament yarn was obtained. The strength of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1.5 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and subjected to printing evaluation. As a result, a bed habit occurred and the result was evaluated as x, and the image quality was evaluated as x.
[0036]
Comparative Example 2
Nylon 6 having a relative viscosity of 3.5 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm to an addition amount of 24% by weight. These pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, which is directly supplied to a pressure-type melter, and stretched by the above-described method to obtain a filament fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A conductive multifilament yarn was obtained. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1 × 10 11 Ωcm. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. As a result, printing was impossible.
[0037]
Comparative Example 3
A nylon 6 having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 3.6 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm so as to have an addition amount of 24% by weight. These pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, which is directly supplied to a pressure-type melter, and stretched by the above-described method to obtain a filament fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A conductive multifilament yarn was obtained. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1 × 10 10 Ωcm. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. As a result, printing was impossible.
[0038]
Comparative Example 4
A nylon 6 having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 8.5 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm so as to have an addition amount of 24% by weight. These pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, in which these pellets are directly supplied to a pressure-type melter, and are drawn by the above-mentioned method to have a yarn fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A conductive multifilament yarn was obtained. The strength of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1.3 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and subjected to printing evaluation. As a result, a bed habit occurred and the result was evaluated as x, and the image quality was evaluated as x.
[0039]
Comparative Example 5
A nylon 6 having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm so as to have an addition amount of 15% by weight. These pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, in which these pellets are directly supplied to a pressure-type melter, and are drawn by the above-mentioned method to have a yarn fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A conductive multifilament yarn was obtained. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn was 1 × 10 12 Ωcm. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. As a result, printing was impossible.
[0040]
Comparative Example 6
A nylon 6 having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm to an addition amount of 35% by weight. These pellets are extruded from a spinneret by direct spinning, in which these pellets are directly supplied to a pressure type melter, and are drawn by the above-mentioned method to obtain a conductive material having a yarn fineness of 170 dtex and a single filament fineness of 48 filaments of 3.5 dtex. A multifilament yarn was obtained. At this time, the spun yarn breakage was 10 times / t and was x. The obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn had a specific resistance of 1 × 10 1 Ωcm and a strength of 0.9 cN / dTex. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. As a result, the habit occurred and the result was x, indicating that printing was impossible.
[0041]
Comparative Example 7
A nylon 6 having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N was kneaded with a conductive carbon black having an average primary particle size of 35 μm to an addition amount of 35% by weight. The blended pellet and a nylon 6 pellet having a relative viscosity of 2.5 and an amino terminal group of 5.8 × 10 −5 mol / g · N are chip-blended, and a chip having a conductive carbon added amount of 24% by weight is pressure-melted. Is extruded from a spinneret by a master chip spinning, supplied at a winding speed of 800 m / min, melt-spun, and further stretched at a draw ratio of 2.6 times at a heating temperature of 185 ° C. to a yarn fineness of 170 dtex and 48 filaments. A conductive multifilament yarn having a single yarn fineness of 3.5 dtex was obtained. The specific resistance value of the obtained conductive carbon-containing polyamide multifilament yarn varied from 10 5 to 10 7 Ωcm. These conductive carbon-containing polyamide multifilament yarns were brushed and evaluated for printing. As a result, the image quality was poor.
[0042]
[Table 1]
[0043]
[Table 2]
[0044]
【The invention's effect】
In the conductive carbon-containing polyamide multifilament of the present invention, a polyamide having a specified relative viscosity and amino terminal group is kneaded with a conductive carbon black, and is directly spun to form an electrophotographic recording-type dry copying machine, a facsimile, or a printer. When the conductive brush is used for, for example, it is possible to obtain a conductive brush which is less likely to have a habit, has improved printing accuracy, and has excellent durability.
