JP2010054942A - 電子写真用シームレスベルト及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(a)成分及び(b)成分を含有する樹脂組成物からなる電子写真用シームレスベルトにおいて、XRD(X線回折法)における結晶化度χcが、50%以上であることを特徴とする電子写真用シームレスベルト:
(a)結晶性ポリエステル;
(b)ポリエーテルエステルアミド及びポリエーテルアミドから選ばれる少なくとも一方。
【選択図】図1
Description
(a)結晶性ポリエステル;
(b)ポリエーテルエステルアミド及びポリエーテルアミドから選ばれる少なくとも一方。
前記(a)成分及び(b)成分を含有する樹脂組成物から成形されたプリフォームを加熱し、金型内で延伸棒を用いて延伸する工程と、
延伸棒により延伸されたプリフォーム内に気体を流入して、前記金型内でプリフォームを膨らますことによって、延伸前のプリフォームからの2軸延伸倍率が10倍以上23倍以下となるボトル状の成形物を得る工程と、
前記成形物を金型内に再度封入し、圧力を前記成形物の内部に印加しながら、前記成型物を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記成型物の両端部を切断して、電子写真用シームレスベルトを得る工程と、を含むことを特徴とする電子写真用シームレスベルトの製造方法が提供される。
(b)ポリエーテルエステルアミド及びポリエーテルアミドから選ばれる少なくとも一方。
本発明に係る結晶性ポリエステルは、ジカルボン酸成分とジヒドロキシ成分との重縮合、オキシカルボン酸又はラクトン成分の重縮合、又はこれらの成分の組み合わせによる重縮合などにより得ることができる。結晶性ポリエステルは、ホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよい。また、上記重縮合により得られた樹脂が、結晶成分を有している必要がある。結晶成分を有していることは、DSCやXRD(X線回折)などにより確認することができる。
本発明に係るポリエーテルエステルアミドとは、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド単位と、ポリエーテルエステル単位とからなる共重合体を指す。この共重合体は、ブロック共重合体でもランダム共重合体でもよい。例えば、ラクタム又はアミノカルボン酸の塩、ポリエチレングリコール、及びジカルボン酸から誘導される共重合体などが挙げられる。ラクタムとしては、カプロラクタム、ラウリルラクタムなどが例示される。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン2酸、ドデカン2酸などが例示される。また、ポリエーテルエステルアミドは、溶融重合などの公知の重合方法で製造することができる。勿論、これらに限定されるものではなく、(b)ポリエーテルエステルアミドは、2種以上の混合物又はアロイであってもよい。
・樹脂組成物から成形された試験管形状のプリフォームを加熱し、金型内で所定の速度で移動する延伸棒を用いて延伸する工程;
・延伸棒により延伸された該プリフォーム内に所定の圧力で気体を流入して、前記金型内で該プリフォームを膨らますことによって、ボトル状の成形物を得る工程;
・前記ボトル状の成形物を金型内に再度封入し、所定の圧力を前記成形物の内部に印加しながら、前記成型物を加熱処理する工程。
特性値の測定方法及び効果の評価方法は次のとおりである。試験としては、1次ブロー成形性、2次ブロー成形性、結晶化度(χc)、島構造の平均アスペクト比、体積抵抗率(ρv)、通常画像特性、平均巻き癖高さ、巻き癖跡画像特性、周長収縮率、中膨れ、中膨れによる縞画像特性の11項目について実施した。以下に各試験内容を記す。
1次ブロー成形において、所望の外観のブローボトルが得られたものを○、軽微なサケ等確認されたもののブローボトルを成形でき、実使用上問題のないものを△、ブローボトルが破裂してしまったものを×とした。
2次ブロー成形において、所望の外観のブローボトルが得られたものを○、軽微なサケ等確認されたもののブローボトルを成形でき、実使用上問題のないものを△、ブローボトルが破裂してしまったものを×とした。
膜厚測定装置(野村設計(株)製)を用いてエンドレスシームレスベルトの軸方向で90mm間隔(3点)、周方向に10mmピッチ(44点)で厚みを測定し、全測定値(44×3=132点)から平均厚みを算出した。
プリフォームの厚みから得られたエンドレスシームレスベルトの厚みを除したものを実質延伸倍率とした。プリフォームの上端、下端はプリフォームの破裂を防ぐため、シームレスベルトとなる中央部分に比較して延伸量が抑えられており、結果として実質延伸倍率>(縦延伸倍率×横延伸倍率)となる。
結晶化度(χc)は、得られたエンドレスシームレスベルトを30mm×30mmに切断し、下記の装置、条件にて測定した。
装置:X線回折装置 リガク(株)製 RINT−2200
出力:30kV−50mA
ターゲット:Cu(CuKα)
光学系:第1ピンホールコリメータ 1.0mmφ
レシービングスリット(縦幅スリット1゜ 横幅スリット1゜)
測定条件:平行ビーム法
測定速度:10°/min
測角範囲:2θ=5〜40゜
樹脂の非晶質部分と結晶質部分の両方の回折ピークが現れる、2θ=5〜40°の回折角度におけるピークの積分強度から、下記式(1)にて結晶化度(%)を算出した。
結晶化度(χc)=(結晶質部分(2θ=26°の付近のピーク)の積分強度/非晶質と結晶質を含む部分(2θ=5〜40°)の積分強度)×100(%) ・・・式(1)
(6)島構造の平均アスペクト比
エンドレスシームレスベルトの断面をミクロトーム等で切削し、断面を電界放射走査型電子顕微鏡(FE−SEM)XL30(商品名:FEIテクノロジー(株)製)で観察した。断面から観察される海島構造(海成分が結晶性ポリエステル、島成分はポリエーテルエステルアミド)のうち、100μm×100μmの範囲内で各島に相当する部分のアスペクト比を二値化処理により算出し、その平均値を採用した。
体積抵抗率(ρv)は、抵抗計に超高抵抗計R8340A(商品名:アドバンテスト(株)製)を、試料箱に超高抵抗測定用資料箱TR42(商品名:アドバンテスト(株)製)を使用した測定装置を用いて測定した。主電極の直径を25mmとし、ガード・リング電極の内径を41mm、外径を49mmとした(ASTMD257−78に準拠)。
エンドレスシームレスベルトを図1で示されるような装置構造を有するフルカラー電子写真装置LBP−5200(商品名:キヤノン(株)製)に装着した。そして、23℃、50%RHの環境下において、A4サイズで80g/m2紙にシアンとマゼンタ、シアンとイエローのそれぞれ2色を使用してブルーとグリーンのハーフトーン画像をプリントした。この画像を目視で観察し、均一な画像が得られるかどうかを判断した。均一な画像が得られた場合を○とした。
エンドレスシームレスベルトを図1で示されるような装置構造を有するフルカラー電子写真装置LBP−5200(商品名:キヤノン(株)製)のドラムカートリッジに装着し、35℃、95%RHの環境下で2週間放置した。放置後のシームレスベルトには駆動ローラとテンションローラで張架された部分に凸状の跡がつくことがある。この凸状部分と平坦部分の高さの差を表面粗さ計SE−3500(商品名:小坂研究所(株)製)で測定した。この巻き癖高さが高ければ高いほど、画像にこの跡が現れやすい傾向がある。
エンドレスシームレスベルトを図1で示されるような装置構造を有するフルカラー電子写真装置LBP−5200(商品名:キヤノン(株)製)のドラムカートリッジに装着し、35℃、95%RHの環境下で2週間放置した。放置後のドラムカートリッジを本体に装着し、23℃、50%RHの環境下において、A4サイズで80g/m2紙にイエローとマゼンタの2色を使用してオレンジのベタ画像をプリントした。この画像を目視で観察し、紙上に巻き癖跡に相当する横スジが入るかどうかを確認した。全く確認されなかったものを○、軽微には観察されたが、実使用上問題のないレベルのものを△、はっきりと画像に出ており実使用上問題のあるものを×とした。
エンドレスシームレスベルトを35℃95RHの環境下に2週間放置した。放置前後のエンドレスシームレスベルトの両端部、中央部の計3点の周長を測定し、3点の収縮率を計算し、その平均値を収縮率とした。
エンドレスシームレスベルトを60℃85%RHの環境下に3日間放置した。放置後、エンドレスシームレスベルトの両端部、中央部の計3点の周長を測定した。両端部の周長をそれぞれA、B、中央部の周長をCとしたとき、下記式(2)により中膨れ量を計算した。この中膨れが大きいと、エンドレスシームレスベルトをユニットに装着したときに、ベルト上に大きなうねり(縞)が発生し、それが画像上に出てしまう傾向がある。
(13)中膨れによるうねり(縞)画像特性
エンドレスシームレスベルトを図1で示されるような装置構造を有するフルカラー電子写真装置LBP−5200(商品名:キヤノン(株)製)のドラムカートリッジに装着し、60℃、85%RHの環境下で3日間放置した。放置後のドラムカートリッジを本体に装着し、23℃、50%RHの環境下において、A4サイズで80g/m2紙にシアンとマゼンタ、シアンとイエローのそれぞれ2色を使用してブルーとグリーンのハーフトーン画像をプリントした。この画像を目視で観察し、紙上にうねり(縞)模様が入るかどうかを確認した。全く確認されなかったものを○、軽微には観察されたが、実使用上問題のないレベルのものを△、はっきりと画像に出ており実使用上問題のあるものを×とした。
・(a)成分:結晶性ポリエステル
ポリエチレンナフタレート(商品名:TN−8050SC、帝人化成(株)製)
(固有粘度:0.50dl/g)
ポリエチレンナフタレート(商品名:TN−8065S、帝人化成(株)製)
(固有粘度:0.65dl/g)
ポリエチレンテレフタレート(商品名:TR−4550K、帝人化成(株)製)
(固有粘度:0.50dl/g)
・(b)成分:ポリエーテルエステルアミド及びポリエーテルアミドから選ばれる少なくとも一方
ポリエーテルエステルアミド
(商品名:イルガスタットP20、チバスペシャリティーケミカルズ(株)製)
ポリエーテルエステルアミド
(商品名:TPAE 10HP−10、富士化成(株)製)
ポリエーテルアミド
(商品名:ペバックス3533、アトフィナジャパン(株)製)
・添加剤
パーフルオロブタンスルホン酸カリウム(三菱マテリアル(株)製)
〔実施例1〕
2軸押出し機により、表1に記載の配合のコンパウンド(樹脂組成物)を得た。混練温度は260〜280℃になるように調節した。得られたコンパウンドをペレット状に加工し、140℃で6時間以上乾燥させた。その後、射出成形装置SE180D(商品名、住友重機械工業(株)製)のホッパーへ得られたペレットを投入し、シリンダ設定温度を290℃で射出成形することにより、プリフォーム(プリフォーム厚み1.8mm)を作製した。このときの射出成形金型温度は10℃であった。
・ヒータ分割 5分割
・プリフォーム加熱位置については図3を参照
・プリフォームg位置(ベルト端面にあたる部分)のブロー時加熱温度:158℃
・プリフォームh位置のブロー時加熱温度:160℃
・プリフォームi位置(ベルト中央部にあたる部分)のブロー時加熱温度:160℃
・プリフォームj位置のブロー時加熱温度:162℃
・プリフォームk位置(ベルト端面にあたる部分)のブロー時加熱温度:155℃
・延伸棒速度:0.8m/sec
・エアー圧力:0.8MPa
・延伸棒が移動を始めてからエアーを流入するまでの時間:0.32sec
ブロー金型サイズ108としては、図4のpが140mm、oが550mm、sが500mm、qが100mm、rが100mmである横分割の金型を使用した。この金型により、プリフォーム104部分が他の部分より軸方向に多く引き伸ばされる状態となった。
1次ブロー金型温度を30℃に変え、2次ブロー加熱温度を190℃にした以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
1次ブロー金型温度を30℃に変え、2次ブロー加熱温度、加熱時間、圧力をそれぞれ175℃、150秒間、0.15MPaにした以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
1次ブロー縦延伸倍率を4.5倍に変え、1次ブロー横延伸倍率を3倍に変え、プリフォーム厚みを1.5mmに変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
2次ブロー加熱温度、加熱時間、圧力をそれぞれ175℃、150秒間、0.15MPaにした以外は、実施例4と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
材料配合を表1に示すように変え、プリフォーム成形温度、金型温度をそれぞれ280℃、15℃に変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
材料配合を表1に示すように変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
1次ブロー縦延伸倍率を4倍に変え、1次ブロー横延伸倍率を3倍に変え、プリフォーム厚みを1.4mmに変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
1次ブロー縦延伸倍率を5.5倍に変え、1次ブロー横延伸倍率を4倍に変え、プリフォーム厚みを1.9mmに変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
材料配合を表1に示すように変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表1に示す。
プリフォーム金型温度を40℃とした以外は、実施例1と同様の方法で1次ブロー成形を実施したところ、ブローボトルが破裂したため、エンドレスシームレスベルトを得ることができなかった。
1次ブロー横延伸倍率を5倍に変え、プリフォーム厚みを1.9mmに変えた以外は、実施例1と同様の方法で1次ブロー成形を実施したところ、ブローボトルが破裂したため、エンドレスシームレスベルトを得ることができなかった。
実施例1と同様の方法で1次ブロー成形を実施し、その後の2次ブロー成形を実施せずにエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
プリフォーム成形温度を270℃に変えた以外は、実施例1と同様の方法で1次ブロー成形を実施したところ、ブローボトルが破裂したため、エンドレスシームレスベルトを得ることができなかった。
2次ブロー加熱温度を175℃にした以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
1次ブロー縦延伸倍率を3倍に変え、1次ブロー横延伸倍率を3倍に変え、プリフォーム厚みを1.5mmに変えた以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。延伸倍率が十分でないため、体積抵抗の低下が不十分となり、紙全面に転写ムラと思われるムラの大きな画像が得られた。また結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
1次ブロー金型温度を30℃、2次ブロー加熱温度、加熱時間、圧力をそれぞれ190℃、30秒間、0.05MPaにした以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
2次ブロー加熱温度、加熱時間をそれぞれ140℃、250秒間にした以外は、実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
実施例1と同様の方法で1次ブロー成形を実施した後、2次ブロー圧力を0.2MPaにした以外は、実施例1と同様の方法で2次ブロー成形を実施したところ、ブローボトルが破裂したため、エンドレスシームレスベルトを得ることができなかった。
材料配合を表2に示すように変え、さらに1次ブロー縦延伸倍率を4倍に変え、プリフォーム厚みを1.7mmに変え、2次ブロー温度を175℃に変えた以外は実施例1と同様の方法でエンドレスシームレスベルトを得た。得られたエンドレスシームレスベルトの物性測定結果を表2に示す。いずれも結晶化度が低いことによる巻き癖跡画像、中膨れによる縞画像が確認されたため、実使用上問題があることが分かった。
2 一次帯電器
3 露光手段
5 中間転写ベルト
6 一次転写ローラ
7 二次転写ローラ
8 駆動ローラ
9 クリーニング用帯電部材
10 転写材ガイド
11 給紙ローラ
12 従動ローラ
13 クリーニング装置
15 定着器
30、31、32、33 バイアス電源
41 イエロー色現像器
42 マゼンタ色現像器
43 シアン色現像器
44 ブラック色現像器
104 プリフォーム
107 加熱装置
108 ブロー金型
109 延伸棒
110 エアー
112 ブローボトル
201 円筒金型
202 加熱ヒータ
203、204 外型
205 ブローボトル
Claims (8)
- 下記(a)成分及び(b)成分を含有する樹脂組成物からなる電子写真用シームレスベルトにおいて、XRD(X線回折法)における結晶化度χcが、50%以上であることを特徴とする電子写真用シームレスベルト:
(a)結晶性ポリエステル;
(b)ポリエーテルエステルアミド及びポリエーテルアミドから選ばれる少なくとも一方。 - XRD(X線回折法)における結晶化度χcが、80%以上である請求項1に記載の電子写真用シームレスベルト。
- 前記(a)成分が海部分を構成し、前記(b)成分が島部分を構成してなる海島構造を有している請求項1又は2に記載の電子写真用シームレスベルト。
- 前記シームレスベルトの円周方向の断面及び軸方向の断面共に、前記(b)成分で構成された島部分の平均アスペクト比が10以上である請求項3に記載の電子写真用シームレスベルト。
- 前記(a)が、ポリアルキレンテレフタレート及びポリアルキレンナフタレートから選ばれる少なくとも一方である請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用シームレスベルト。
- 前記ポリアルキレンテレフタレートが、ポリエチレンテレフタレートである請求項5に記載の電子写真用シームレスベルト。
- 前記ポリアルキレンナフタレートが、ポリエチレンナフタレートである請求項5に記載の電子写真用シームレスベルト。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の電子写真用シームレスベルトの製造方法であって、
前記(a)成分及び(b)成分を含有する樹脂組成物から成形されたプリフォームを加熱し、金型内で延伸棒を用いて延伸する工程と、
延伸棒により延伸されたプリフォーム内に気体を流入して、前記金型内でプリフォームを膨らますことによって、延伸前のプリフォームからの2軸延伸倍率が10倍以上23倍以下となるボトル状の成形物を得る工程と、
前記成形物を金型内に再度封入し、圧力を前記成形物の内部に印加しながら、前記成型物を加熱処理する工程と、
加熱処理された前記成型物の両端部を切断して、電子写真用シームレスベルトを得る工程と
を含むことを特徴とする電子写真用シームレスベルトの製造方法。
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