JP2005281670A - Endless belt for electrophotographic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐久性に優れ、優れた画質が得られる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。 The present invention relates to an endless belt for electrophotographic equipment that is excellent in durability and provides excellent image quality. Specifically, it employs electrophotographic technology such as full color LBP (laser beam printer) and full color PPC (plain paper copier). In this electrophotographic apparatus, the present invention relates to an endless belt for an electrophotographic apparatus used for an intermediate transfer belt, a paper transfer conveyance belt, and the like.
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，ポリイミド樹脂等に、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，押出成形法，遠心成形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 in 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. Examples of such endless belts include, for example, a dipping method, an extrusion molding method, a centrifugal molding method, etc., in which conductive carbon black is blended with a fluorine resin such as PVDF (polyvinylidene fluoride), polyimide resin, or the like. What was formed in the cylindrical film by the method is used.
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、コストが高くなるという難点がある。また、上記ポリイミド樹脂製ベルトは、ベルト物性については特に問題はないものの、電気特性においてロット毎のばらつきが大きく、コストも高いという難点がある。そして、このようなベルト物性の低さ、電気抵抗のばらつきは、複写画像の画質の低下原因となる。 However, although the fluororesin belt is excellent in electric characteristics, it has a drawback that the belt physical properties such as elastic modulus are low and the cost is high. In addition, although the polyimide resin belt has no particular problem with respect to belt properties, there are problems in that electrical characteristics vary greatly from lot to lot and cost is high. Such low belt properties and variations in electrical resistance cause a reduction in the image quality of the copied image.
また、数平均分子量１．３万以上のポリアミドイミド樹脂と半導電性カーボンブラックとからなる半導電性ポリアミドイミド組成物が提案されており、この組成物を中間転写ベルトに用いる旨の開示がある（特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１に記載の半導電性ポリアミドイミド組成物を用いて、中間転写ベルトを作製した場合、引っ張り弾性率が低く、クリープ性が悪いため、画像不具合が発生するという難点がある。
However, when an intermediate transfer belt is produced using the semiconductive polyamideimide composition described in
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、耐久性に優れ、優れた画質が得られ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 of the present invention is to provide an endless belt for electrophotographic equipment that has excellent durability and excellent image quality.
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、少なくとも基層を備えた電子写真機器用無端ベルトであって、上記基層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）から誘導される構造単位を有するポリアミドイミド樹脂を用いて形成され、かつ、上記（Ａ）から誘導される構造単位（α）と、（Ｂ）から誘導される構造単位（β）とのモル比が、（α）／（β）＝９５／５〜５０／５０の範囲内であるという構成をとる。
（Ａ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）。
（Ｂ）トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）。
（Ｃ）芳香族系多価カルボン酸の無水物、または芳香族系多価カルボン酸の無水物と芳香族系多価カルボン酸との混合物。
In order to achieve the above object, an endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is an endless belt for electrophotographic equipment having at least a base layer, and the base layer is derived from the following (A) to (C). The molar ratio of the structural unit (α) derived from the above (A) and the structural unit (β) derived from (B) is formed using a polyamideimide resin having a structural unit α) / (β) = 95/5 to 50/50.
(A) Diphenylmethane diisocyanate (MDI).
(B) Tolidine diisocyanate (TODI).
(C) An aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride or a mixture of an aromatic polycarboxylic acid anhydride and an aromatic polycarboxylic acid.
本発明者らは、耐久性に優れ、優れた画質が得られる電子写真機器用無端ベルトを得るべく、鋭意研究を重ねた。そして、上記特許文献１に記載の半導電性ポリアミドイミド組成物を用いてなる中間転写ベルトについて研究を続けたところ、上記ポリアミドイミドは、イソシアネート成分として、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネートのみを用いているため、引っ張り弾性率が低く、クリープ性が悪いため、画像不具合が発生することを突き止めた。そこで、本発明者らは、イソシアネート成分を併用することを想起し、イソシアネート成分の好ましい組み合わせ、混合比等について研究を続けた結果、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）とを上記所定のモル比で混合するとともに、芳香族系多価カルボン酸の無水物、または芳香族系多価カルボン酸の無水物と芳香族系多価カルボン酸との混合物を用いてポリアミドイミド樹脂を作製し、このポリアミドイミド樹脂を用いて基層（ベース層）を形成すると好結果が得られることを突き止めた。すなわち、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において、その基層を、上記特殊なポリアミドイミド樹脂を用いて形成すると、耐久性に優れ、優れた画質が得られることを見いだし、本発明に到達した。
The inventors of the present invention have made extensive studies in order to obtain an endless belt for an electrophotographic apparatus that has excellent durability and excellent image quality. And when the research on the intermediate transfer belt using the semiconductive polyamideimide composition described in
このように、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において、その基層を上記特殊なポリアミドイミド樹脂を用いて形成しているため、耐久性に優れ、優れた画質を得ることができる。 Thus, the endless belt for electrophotographic equipment of the present invention is a single layer consisting of only a base layer or a multi-layer endless belt for electrophotographic equipment consisting of two or more layers including a base layer. Since it is formed using a polyamideimide resin, it is excellent in durability and an excellent image quality 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、上記基層１が、特定の構造単位を特定の割合で有する特殊な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。
In the present invention, the
上記基層１用材料である上記特殊なポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）から誘導される構造単位を有している。
（Ａ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）。
（Ｂ）トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）。
（Ｃ）芳香族系多価カルボン酸の無水物、または芳香族系多価カルボン酸の無水物と芳香族系多価カルボン酸との混合物（以下、「酸成分」と略す）。
The special polyamideimide (PAI) resin that is the material for the
(A) Diphenylmethane diisocyanate (MDI).
(B) Tolidine diisocyanate (TODI).
(C) An aromatic polycarboxylic anhydride or a mixture of an aromatic polycarboxylic anhydride and an aromatic polycarboxylic acid (hereinafter abbreviated as “acid component”).
上記（Ａ）のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）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、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ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 (A) diphenylmethane diisocyanate (MDI) include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, and polymeric MDI. These may be used alone or in combination of two or more.
上記ＭＤＩから誘導される構造単位（α）と、ＴＯＤＩから誘導される構造単位（β）とのモル比は、（α）／（β）＝９５／５〜５０／５０の範囲内に設定する必要があり、好ましくは（α）／（β）＝８０／２０〜６０／４０の範囲内である。すなわち、αのモル比が９５を超える（βのモル比が５未満である）と、引っ張り弾性率が低く、クリープ性が劣り、逆にαのモル比が５０未満である（βのモル比が５０を超える）と、引き裂き強度が低いため、耐久性が劣るからである。 The molar ratio between the structural unit (α) derived from MDI and the structural unit (β) derived from TODI is set within the range of (α) / (β) = 95/5 to 50/50. It is necessary, and preferably within the range of (α) / (β) = 80/20 to 60/40. That is, when the α molar ratio exceeds 95 (β molar ratio is less than 5), the tensile modulus is low and the creep property is inferior, and conversely the α molar ratio is less than 50 (β molar ratio). This is because the durability is poor because the tear strength is low.
上記酸成分（Ｃ）の芳香族系多価カルボン酸およびその無水物としては、上記ＭＤＩおよびＴＯＤＩと縮合反応し、芳香族環を有するものであれば特に限定はないが、例えば、トリメリット酸、ナフタレン−１，２，４−トリカルボン酸およびこれらの無水物の他、ベンゼン−１，２，４，５−テトラカルボン酸（ピロメリット酸）、ベンゾフェノン−３，３′，４，４′−テトラカルボン酸、ジフェニルエーテル−３，３′，４，４′−テトラカルボン酸、ベンゼン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、ビフェニル−３，３′，４，４′−テトラカルボン酸、ビフェニル−２，２′，３，３′−テトラカルボン酸、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸、ナフタレン−１，２，４，５−テトラカルボン酸、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、デカヒドロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、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、２，６−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、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、フェナントレン−１，３，９，１０−テトラカルボン酸、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン、２，３−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル、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）およびこれらの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。これらのなかでも、反応性、コスト、溶解性等の点から、トリメリット酸の無水物（無水トリメリット酸）が好適に用いられる。 The aromatic polyvalent carboxylic acid and anhydride thereof as the acid component (C) are not particularly limited as long as they have a condensation reaction with the MDI and TODI and have an aromatic ring. For example, trimellitic acid , Naphthalene-1,2,4-tricarboxylic acid and anhydrides thereof, benzene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid (pyromellitic acid), benzophenone-3,3 ', 4,4'- Tetracarboxylic acid, diphenyl ether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, biphenyl-3,3', 4,4'-tetracarboxylic acid, Biphenyl-2,2 ', 3,3'-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, naphthalene-1,4 5,8-tetracarboxylic acid, decahydronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-1,2, 5,6-tetracarboxylic acid, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, 2,3, 6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, phenanthrene-1,3,9,10-tetracarboxylic acid, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid, bis ( 2,3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane, 1,1-bis (3,4-dicarboxy) Phenyl) 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane, 2,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone, bis (3 4-dicarboxyphenyl) ether, ethylene glycol bis (anhydro trimellitate), propylene glycol bis (anhydro trimellitate) and their dianhydrides. 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.
上記特殊なＰＡＩ樹脂は、数平均分子量（Ｍｎ）が１０，０００〜５０，０００の範囲内が好ましく、特には好ましくはＭｎが１５，０００〜４０，０００の範囲内である。すなわち、ＰＡＩ樹脂のＭｎが１０，０００未満であると、引き裂き強度が低くなり耐久性が悪化し、逆にＰＡＩ樹脂のＭｎが５０，０００を超えると、溶液粘度が高くなり加工性が悪化する傾向がみられるからである。 The special PAI resin preferably has a number average molecular weight (Mn) in the range of 10,000 to 50,000, particularly preferably Mn in the range of 15,000 to 40,000. That is, if the Mn of the PAI resin is less than 10,000, the tear strength is lowered and the durability is deteriorated. Conversely, if the Mn of the PAI resin exceeds 50,000, the solution viscosity is increased and the workability is deteriorated. This is because there is a trend.
上記特殊なＰＡＩ樹脂は、例えば、つぎのようにして調製することができる。すなわち、撹拌機、窒素導入管、温度計、冷却管を備えた反応容器を準備し、ＭＤＩおよびＴＯＤＩを前記所定のモル比となるよう配合するとともに、無水トリメリット酸等の酸成分の所定量を配合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ），Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ），Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ），γ−ブチロラクトン等の極性溶剤とを仕込み、窒素気流下、撹拌しながら所定時間（好ましくは１時間）かけて所定温度（好ましくは１３０℃）まで昇温し、所定温度（好ましくは１３０℃）で所定時間（好ましくは約５時間）反応させた後反応を停止することにより、ＰＡＩ樹脂の溶剤を調製することができる。 The special PAI resin can be prepared, for example, as follows. That is, a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a cooling tube is prepared, and MDI and TODI are blended so as to have the predetermined molar ratio, and a predetermined amount of an acid component such as trimellitic anhydride is prepared. And a polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAC), and γ-butyrolactone, While stirring, the temperature is raised to a predetermined temperature (preferably 130 ° C.) over a predetermined time (preferably 1 hour), and the reaction is performed at the predetermined temperature (preferably 130 ° C.) for a predetermined time (preferably about 5 hours). By stopping, the solvent of PAI resin can be prepared.
なお、上記基層用材料としては、上記特殊なＰＡＩ樹脂とともに、導電性充填剤を用いても差し支えない。 As the base layer material, a conductive filler may be used together with the special PAI resin.
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等の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.
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、充填剤を、必要に応じて含有させることも可能である。 Further, the base layer material may contain an organic solvent such as DMF, DMAC, toluene, acetone, NMP, or a filler, if necessary, together with the above components.
上記基層１を形成する導電性組成物は、例えば、ＰＡＩ樹脂と、導電性充填剤と、有機溶剤と、充填剤とを必要に応じて適宜に配合し、撹拌羽根で混合した後、リングミル，ボールミル，サンドミル等を用いて分散させることにより調製することができる。
The conductive composition for forming the
つぎに、基層１の外周面に形成される表層２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、通常作業性を考慮して、液状または溶剤可溶タイプ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 for 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２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
上記表層２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２用材料に用いる有機溶剤と、基層１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 material for the
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２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吹き付け等することにより、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。
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。そして、上記表層２の形成を省略することにより、基層１のみからなる単層構造の無端ベルトを作製することができる。
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の範囲内であり、好ましくは５０〜２００μｍの範囲内である。また、表層２の厚みは、０．１〜１０μｍの範囲内が好ましく、特に好ましくは０．５〜５μｍの範囲内である。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当な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、少なくとも基層１を備えた構造であればよく、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、基層１は、前述の特殊な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 only needs to have a structure including at least 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. 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、各中間転写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 each intermediate transfer belt.
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。 Next, examples will be described together with comparative examples.
〔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、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ、Ｍｎ：２５０．０６）４８部と、ＴＯＤＩ（日本曹達社製、ＴＯＤＩ／Ｒ２０３、Ｍｎ：２６４．２９）３部と、無水トリメリット酸３８部と、ＮＭＰ溶剤２００部とを仕込み、窒素気流下、撹拌しながら１時間かけて１３０℃まで昇温し、１３０℃で約５時間反応させた後反応を停止し、ＰＡＩ−ＮＭＰ溶剤を調製した。つぎに、このＰＡＩ−ＮＭＰ溶剤に、カーボンブラック（昭和キャボット社製、ショウブラックＮ２２０）３部を配合し、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。
(Preparation of base layer material)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen introducing tube, a thermometer, and a cooling tube, 48 parts of MDI (manufactured by Nippon Polyurethane Industry, Millionate MT, Mn: 250.06) and TODI (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., TODI / R203) , Mn: 264.29), 3 parts of trimellitic anhydride, 38 parts of NMP solvent and 200 parts of NMP solvent were added, and the temperature was raised to 130 ° C. over 1 hour with stirring in a nitrogen stream, and about 5 at 130 ° C. After reacting for a period of time, the reaction was stopped and a PAI-NMP solvent was prepared. Next, 3 parts of carbon black (manufactured by Showa Cabot, Show Black N220) was blended with the PAI-NMP solvent, mixed with a stirring blade, and then dispersed in a ball mill to prepare a base layer material.
〔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、金型の表面に基層を形成し、２５０℃で２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, and the base layer material was spray-coated on the surface to form a base layer on the mold surface, followed by heat treatment at 250 ° C. for 2 hours. 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.
ＭＤＩの配合割合を３８部に、ＴＯＤＩの配合割合を１３部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。 A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 38 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 13 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
ＭＤＩの配合割合を２５部に、ＴＯＤＩの配合割合を２６部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。 A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 25 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 26 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
ＭＤＩの配合割合を３０部に、ＴＯＤＩの配合割合を２１部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。 A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 30 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 21 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
ＭＤＩの配合割合を４０部に、ＴＯＤＩの配合割合を１１部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。 A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 40 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 11 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
〔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、ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ、Ｍｎ：２５０．０６）２５部と、ＴＯＤＩ（日本曹達社製、ＴＯＤＩ／Ｒ２０３、Ｍｎ：２６４．２９）２６部と、無水トリメリット酸３６部と、３−メチル−１，５−ペンタンジオールとアジピン酸との脱水縮合により得られるカルボン酸両末端ポリエステル（酸価：５７ｍｇＫＯＨ／ｇ、Ｍｎ：１９６８）２０部と、ＮＭＰ溶剤２５０部とを仕込み、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溶剤を調製した。つぎに、このＰＡＩ−ＮＭＰ溶剤に、カーボンブラック（昭和キャボット社製、ショウブラックＮ２２０）４部を配合し、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。
(Preparation of base layer material)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a cooling tube, 25 parts of MDI (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Millionate MT, Mn: 250.06) and TODI (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., TODI / R203) , Mn: 264.29) 26 parts of trimellitic anhydride, 36 parts of trimellitic anhydride, a carboxylic acid double-ended polyester obtained by dehydration condensation of 3-methyl-1,5-pentanediol and adipic acid (acid value: 57 mgKOH / g, Mn: 1968) 20 parts and 250 parts of NMP solvent were added, the temperature was raised to 130 ° C. over 1 hour with stirring in a nitrogen stream, and the reaction was allowed to proceed at 130 ° C. for about 5 hours. PAI-NMP solvent was prepared. Next, 4 parts of carbon black (manufactured by Showa Cabot Co., Show Black N220) was blended with this PAI-NMP solvent, 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〕
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 two-layer endless belt having a surface layer (thickness: 1 μm) formed on the surface of the base layer (thickness: 80 μm) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the base layer material was used.
〔比較例１〕
ＭＤＩの配合割合を５０部に変更するとともに、ＴＯＤＩを配合しない以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。
[Comparative Example 1]
A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of MDI was changed to 50 parts and TODI was not blended. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
〔比較例２〕
ＭＤＩを配合しないとともに、ＴＯＤＩの配合割合を５３部に変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。
[Comparative Example 2]
A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that MDI was not blended and the blending ratio of TODI was changed to 53 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
〔比較例３〕
ＭＤＩの配合割合を２０部に、ＴＯＤＩの配合割合を３２部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。
[Comparative Example 3]
A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 20 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 32 parts. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
〔比較例４〕
ＭＤＩの配合割合を４９部に、ＴＯＤＩの配合割合を１部にそれぞれ変更する以外は、実施例１と同様にして、基層用材料を調製した。そして、この基層用材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトを作製した。
[Comparative Example 4]
A base layer material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of MDI was changed to 49 parts and the mixing ratio of TODI was changed to 1 part. Then, an endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this base layer material was used.
このようにして得られた実施例品および比較例品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。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。なお、ＭＤＩとＴＯＤＩとのモル比、および得られたＰＡＩの数平均分子量（Ｍｎ）も併せて示した。 Using the endless belts of Examples and Comparative Examples thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are shown together in Tables 1 and 2 below. The molar ratio of MDI to TODI and the number average molecular weight (Mn) of the obtained PAI are also shown.
〔引張弾性率、破断伸び〕
ＪＩＳ Ｋ７１２７に準じて、引張弾性率および破断伸びを測定した。なお、引張速度は、毎分１０±２．０ｍｍとした。
[Tensile modulus, elongation at break]
The tensile modulus and elongation at break were measured according to JIS K7127. The tensile speed was 10 ± 2.0 mm per minute.
〔引き裂き強度〕
無端ベルトからクレセント形試験片を打ち抜き、切り込みと直角方向に毎分１０±２．０ｍｍの速度で引っ張り、引き裂き強度を測定した。
[Tear strength]
A crescent test piece was punched from the endless belt, pulled at a speed of 10 ± 2.0 mm per minute in the direction perpendicular to the notch, and the tear strength was measured.
〔クリープ率〕
無端ベルトを２０ｍｍ×１８０ｍｍの大きさに切断して、短冊状のテストピースを作製した。このテストピースの一端に、２５０±５ｇの荷重をかけて吊るし、５０℃×９５％の環境下、２４時間放置した後の伸び率を計算した。
[Creep rate]
The endless belt was cut into a size of 20 mm × 180 mm to produce a strip-shaped test piece. The test piece was hung on one end of the test piece under a load of 250 ± 5 g, and the elongation after standing for 24 hours in an environment of 50 ° C. × 95% was calculated.
〔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、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％）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 not fixed to the table is placed at the end of the table, and 2 kg of weight is suspended from both ends of the metal roller (total load 4 kg), and the laboratory environment (25 ° C. × 40 %), The endless belt was driven to rotate. Then, the cumulative number of revolutions until a crack was confirmed on the endless belt was measured.
上記結果から、いずれの実施例品も、引っ張り弾性率、破断伸びおよび引き裂き強度が高く、またクリープ率が低く、耐久性に優れていた。特に実施例６品は、カルボン酸両末端ポリエステルを共重合させた変性ＰＡＩ樹脂を用いているため、低クリープを維持したまま破断伸びと、耐久性が向上した。 From the above results, all the products of Examples had high tensile elastic modulus, elongation at break and tear strength, low creep rate, and excellent durability. In particular, the product of Example 6 uses a modified PAI resin obtained by copolymerization of a carboxylic acid-terminated polyester, so that the elongation at break and durability were improved while maintaining low creep.
これに対し、比較例１品は、ＴＯＤＩを併用していないため、引っ張り弾性率および引き裂き強度が低く、またクリープ率が高く、耐久性に劣っていた。比較例２品は、ＭＤＩを併用していないため、破断伸びおよび引き裂き強度が低く、耐久性に劣っていた。比較例３品は、ＭＤＩのモル比が低すぎ、ＴＯＤＩのモル比が高すぎるため、破断伸びおよび引き裂き強度が低く、耐久性に劣っていた。比較例４品は、ＭＤＩのモル比が高すぎ、ＴＯＤＩのモル比が低すぎるため、引っ張り弾性率および引き裂き強度が低く、またクリープ率が高く、耐久性に劣っていた。 On the other hand, since the product of Comparative Example 1 did not use TODI, the tensile modulus and tear strength were low, the creep rate was high, and the durability was poor. Since the comparative example 2 product did not use MDI together, the elongation at break and tear strength were low and the durability was poor. In Comparative Example 3, the MDI molar ratio was too low and the TODI molar ratio was too high, so the elongation at break and tear strength were low and the durability was poor. In Comparative Example 4, the MDI molar ratio was too high and the TODI molar ratio was too low, so the tensile modulus and tear strength were low, the creep rate was high, and the durability was poor.
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 (2)
（Ａ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）。
（Ｂ）トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）。
（Ｃ）芳香族系多価カルボン酸の無水物、または芳香族系多価カルボン酸の無水物と芳香族系多価カルボン酸との混合物。 An endless belt for an electrophotographic apparatus having at least a base layer, wherein the base layer is formed using a polyamide-imide resin having a structural unit derived from the following (A) to (C), and the above (A ) And the structural unit (β) derived from (B) have a molar ratio of (α) / (β) = 95/5 to 50/50. An endless belt for electrophotographic equipment.
(A) Diphenylmethane diisocyanate (MDI).
(B) Tolidine diisocyanate (TODI).
(C) An aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride or a mixture of an aromatic polycarboxylic acid anhydride and an aromatic polycarboxylic acid.
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