JP2007240958A - 電子写真機器用無端ベルト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基層1のみからなる単層,もしくは基層1を含む2層以上の層からなる複層の電子写真機器用無端ベルトであって、その少なくとも基層1が、下記の(A)〜(D)を用いてなる変性ポリアミドイミド樹脂をバインダーポリマーとして含有するとともに、下記の(E)を含有する、導電性組成物を用いて形成されている。
(A)芳香族イソシアネート化合物。
(B)芳香族系多価カルボン酸の無水物。
(C)カルボン酸両末端ポリマー。
(D)ポリジメチルシロキサン系化合物。
(E)一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を主成分とし、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方を有する芳香族系スルホン酸化合物をドーパントして含む導電性ポリマー。
【選択図】図1
Description
(A)芳香族イソシアネート化合物。
(B)芳香族系多価カルボン酸の無水物。
(C)カルボン酸両末端ポリマー。
(D)ポリジメチルシロキサン系化合物。
(E)下記の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を主成分とし、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方を有する芳香族系スルホン酸化合物をドーパントして含む導電性ポリマー。
〔芳香族イソシアネート(A成分)〕
MDI(日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートMT、Mn:250.06)
TODI(日本曹達社製、TODI/R203、Mn:264.29)
無水トリメリット酸(Mn:192.12)
エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)(新日本理化社製、リカシッドTMEG−100、Mn:410.3)
カルボン酸両末端ポリブタジエン(日本曹達社製、C−1000、酸価:52mgKOH/g、Mn:2158)
カルボン酸両末端水素添加ポリブタジエン(日本曹達社製、CI−1000、酸価:59mgKOH/g、Mn:1902)
撹拌機、窒素導入管、温度計、冷却管を備えた反応容器に、分子構造中に水酸基を2個以上有するエステル系ポリオールと、二塩基酸(無水フタル酸)の無水物と、NMP溶剤とを仕込み、窒素気流下、撹拌しながら130℃まで1時間かけて昇温し、そのまま130℃で3時間反応させた後、室温まで冷却することにより、カルボン酸両末端ポリエステル(酸価:103mgKOH/g、Mn:1089)を作製した。
C36のダイマー酸(C18の不飽和脂肪酸の2量体を主成分とする)と、ヘキサメチレンジアミンとからなるカルボン酸両末端ポリアミド(酸価:38.0mgKOH/g、Mn:2953)
片末端にヒドロキシル基を2個有する片末端2官能シリコーンポリマー(信越化学工業社製、X−22−176DX、酸価:30mgKOH/g、Mn:3740)
両末端にカルボキシル基を1個ずつ有するカルボン酸両末端シリコーンポリマー(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、BY16−750、酸価:75mgKOH/g、Mn:1496)
ジメチルフタレート65部、エチレングリコール290部および下記の構造式(3)で表されるホスフィン酸誘導体125部、触媒としてジメチルテレフタレートおよびホスフィン酸誘導体に対し0.1重量%の酢酸マンガン、0.5重量%の酢酸リチウムおよび0.03重量%の三酸化アンチモンを混合し、常圧で160〜220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、ほぼ理論量のメタノールを留去し、ついで系の温度を250℃とし、圧力を徐々に減じ1Torr以下にし、6時間反応させて重量平均分子量9000、リン含有量5.5重量%のリン含有ポリエステルを得た。
撹拌機、窒素導入管、温度計、冷却管を備えた反応容器に、MDIと,TODIと,無水トリメリット酸と,エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)と,カルボン酸両末端ポリブタジエンと,NMP溶剤とを、それぞれ後記の表1に示す割合で仕込み、窒素気流下、撹拌しながら1時間かけて130℃まで昇温し、そのまま130℃で約5時間反応させた後反応を停止し、PAI−NMP溶液(固形分濃度:26重量%)を調製した。
下記の表1および表2に示すように、各成分の種類,配合割合を変更する以外は、上記変性PAI樹脂1の製法に準じて、変性PAI樹脂(NMP溶液)もしくはPAI樹脂a(NMP溶液)を調製した。
各変性PAI樹脂中の、カルボン酸両末端ポリマーの含有量を求めた。すなわち、芳香族イソシアネート化合物(A)と,芳香族系多価カルボン酸の無水物(B)と,カルボン酸両末端ポリマー(C)と,ポリジメチルシロキサン系化合物(D)とを用いてなる変性PAI樹脂中の、上記(C)から誘導される構造単位の含有割合(重量%)を計算した。
芳香族系多価カルボン酸無水物(B1)と、芳香族系多価カルボン酸二無水物(B2)とのモル混合比〔(B1)/(B2)〕を求めた。
各変性PAI樹脂もしくはPAI樹脂のTHF希釈溶液を調製し、GPCによる数平均分子量(ポリスチレン換算)を測定した。
アニリン(式中、R=水素原子〕
o−トルイジン(式中、R=メチル基)
エチルアニリン(式中、R=エチル基)
下記の式(4)で表されるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
ジノニルナフタレンスルホン酸
下記の式(5)で表されるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
下記の式(6)で表されるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
後記の表3に示すように、アニリン1molと、上記ドーパントAであるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩1molと、1N塩酸とトルエンとメチルエチルケトン(MEK)との混合溶媒(混合比:塩酸/トルエン/MEK=4/1/1)1800mlとをフラスコ中に入れ、15〜20℃に制御しながら、酸化剤である過硫酸アンモニウム1.2molを1時間かけて滴下し、10時間酸化重合させて重合物を得た。つぎに、この重合物を水,メタノール,アセトンでそれぞれ洗浄して精製し、導電性ポリマーを調製した。
下記の表3に示すように、各成分の種類,配合割合等を変更する以外は、上記導電性ポリマーAの製法に準じて、導電性ポリマーを調製した。
(導電性組成物の調製)
前記で調製した変性PAI樹脂1(NMP溶液)100部に、導電性ポリマーCをTHF溶液(5%)にして10部加え、3本ロールを用いて混練して、導電性組成物(コーティング液)を調製した。
金型(円筒形基体)を準備し、この表面に上記導電性組成物(コーティング液)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後、円筒形基体を抜き取り、単層構造(厚み:80μm)の無端ベルトを作製した。
(導電性組成物の調製)
下記の表4〜表6に示すように、変性PAI樹脂および導電性ポリマーの種類,配合割合等を変更する以外は、実施例1に準じて、導電性組成物(コーティング液)を作製した。
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。
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。
JIS P8115に準じて、Folding Endurancetester MIT−D(東洋精機社製)を用い、荷重9.8Nの条件下、各無端ベルトのMIT回数を測定した。このMIT回数は、耐屈曲性の評価の指標となるものであり、このMIT回数が多い程、耐屈曲性に優れていることを示す。
直径13mmの金属製ローラーを2本準備し、2本の金属製ローラー間に無端ベルト(幅150mm)を張架した状態で、一方の金属製ローラーをテーブル上に固定した。ついで、テーブルに固定していない他方の金属製ローラーがテーブルの端部になるように配置し、この金属製ローラーの両端にオモリを2kgずつ吊り下げ(総荷重4kg)、ラボ環境(25℃×40%RH)下で、無端ベルトを回転駆動させた。そして、無端ベルトに亀裂が確認できるまでの累積回転数を測定した。
図2に示すように、無端ベルトを25mm×150mmの大きさに切断して、短冊状のテストピース20を作製した。このテストピース20を、直径13mmの金属製パイプ21に巻き付けた後、テストピース20の端部どうしを重ね合わせ、ここに0.5kgのオモリ(図示せず)をかけて吊るし、50℃×95%RHの環境下、24時間放置した。ついで、オモリを外し、図3に示すように、重ね合わせたテストピース20の両端を開放した後、テストピース20の円弧状部分を中心に、これを挟む左右のテストピース20の表面を上方に延長させたと仮想し、その左右仮想延長部23で作った角度θを、開き角度θとして測定した。この開き角度θが180°に近い方が、曲がり癖(カール癖)が少ないことを示しており、開き角度θが50°以上であれば画像に影響しない。
各導電性組成物(コーティング液)を用いて、変性PAI樹脂と導電性ポリマー(比較例1は、カーボンブラック)との相溶性を評価した。すなわち、変性PAI樹脂中における導電性ポリマーの凝集物の大きさを粒度分布計を用いて測定した。評価は、凝集物の大きさが0.1μm未満のものを○、0.1μm以上で0.3μm未満のものを△、0.3μm以上のものを×とした。
各無端ベルトについて、周方向に8ケ所、軸方向に5ケ所等分し、それぞれの個所の体積抵抗率をJIS K 6911に準じて測定し、全40ケ所の平均値を求めた。
上記方法により測定した全40ケ所の体積抵抗率の最大値と最小値の差を桁で表示した。
2 表層
Claims (10)
- 基層のみからなる単層,もしくは基層を含む2層以上の層からなる複層の電子写真機器用無端ベルトであって、その少なくとも基層が、下記の(A)〜(D)を用いてなる変性ポリアミドイミド樹脂をバインダーポリマーとして含有するとともに、下記の(E)を含有する、導電性組成物を用いて形成されていることを特徴とする電子写真機器用無端ベルト。
(A)芳香族イソシアネート化合物。
(B)芳香族系多価カルボン酸の無水物。
(C)カルボン酸両末端ポリマー。
(D)ポリジメチルシロキサン系化合物。
(E)下記の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を主成分とし、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方を有する芳香族系スルホン酸化合物をドーパントして含む導電性ポリマー。
- 上記(C)のカルボン酸両末端ポリマーが、カルボン酸両末端ポリブタジエン,カルボン酸両末端水素添加ポリブタジエン,カルボン酸両末端ポリエステルおよびカルボン酸両末端ポリアミドからなる群から選ばれた少なくとも1つである請求項1記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記(C)から誘導される構造単位の含有割合が、上記変性ポリアミドイミド樹脂全体の5〜30重量%である請求項1または2記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記電子写真機器用無端ベルトの少なくとも基層が、リン含有ポリエスル系樹脂を含有する導電性組成物を用いて形成されている請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記(B)の芳香族系多価カルボン酸の無水物が、芳香族系多価カルボン酸無水物(B1)と,芳香族系多価カルボン酸二無水物(B2)とを併用したものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記芳香族系多価カルボン酸無水物(B1)と,芳香族系多価カルボン酸二無水物(B2)とのモル混合比が、(B1)/(B2)=90/10〜50/50である請求項5記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記(D)のポリジメチルシロキサン系化合物が、反応基を有している請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記(E)中の一般式(1)において、Rが水素原子,メチル基またはエチル基である請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
- 上記(E)中の芳香族系スルホン酸化合物が、ジノニルナフタレンスルホン酸である請求項1〜8のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
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