JP2011123180A - Multilayer elastic belt - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multilayer elastic belt for an electrophotographic device with excellent flexibility required for an intermediate transfer belt, that is, with excellent bending durability represented by MIT fold number; having primary transfer characteristics, such as no deficiency in an image and clarity in thin line printing, and secondary transfer characteristics, such as good followability to the asperity paper; and furthermore, with excellent friction durability of a surface layer. <P>SOLUTION: The multilayer elastic belt for an electrophotographic device includes at least three layers of a surface layer including a mold-releasing material, an elastic layer including an elastic rubber material, and a base material layer including a high-strength resin material, in order from the surface side. Hysteresis loss calculated from the result of dynamic ultra-micro hardness measurement (ISO 14577-1) measured from the surface side is 20% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル印刷機、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に使用される多層弾性ベルトに関する。具体的には、感光体上に形成された静電潜像上の乾式粉体あるいは湿式液体のトナー像を紙等の記録材へ転写するために使用する中間転写ベルト、転写搬送ベルト、紙搬送ベルト等の電子写真装置用多層弾性ベルトに関するものである。   The present invention relates to a multilayer elastic belt used in an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a digital printing machine, a copying machine, a printer, a facsimile machine or the like. Specifically, an intermediate transfer belt, a transfer conveyance belt, and a paper conveyance used for transferring a dry powder or wet liquid toner image on an electrostatic latent image formed on a photoreceptor to a recording material such as paper. The present invention relates to a multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus such as a belt.

画像形成装置に用いられる中間転写ベルトや転写搬送ベルトとしては、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアルキレンフタレート、PC/ポリアルキレンフタレート(PAT)のブレンド材料、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等の熱可塑性樹脂からなる半導電性の無端ベルト等が一般に用いられている。   As intermediate transfer belts and transfer conveyance belts used in image forming apparatuses, polycarbonate resin (PC), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyalkylene phthalate, PC / polyalkylene phthalate (PAT) blend material, ethylene-tetrafluoroethylene A semiconductive endless belt made of a thermoplastic resin such as a copolymer (ETFE) is generally used.

また、機械的特性及び熱特性等に優れたポリイミド樹脂を主成分とし、カーボンブラックを導電性微粉末として分散させた中間転写ベルトが提案されている(例えば、特許文献1参照)。近年、高速のフルカラー画像形成装置などには、感光体を複数個並べたタンデム方式が用いられることが多く、その中間転写ベルトには、カラーレジ防止のために高弾性率の材料を用いることが必要であり、その点においても、ポリイミド樹脂は非常に優れている。しかしながら、高弾性率のポリイミド樹脂は、一般的に脆性が大きく、可撓性に乏しいため、画像形成装置内の中間転写ベルトや転写搬送ベルト等として使用した場合に、ベルト取り付け時に割れが発生したり、走行中の蛇行による割れが発生したりすることがあった。また、潜像担持体と転写ロール間のニップ追従性が損なわれることによる転写不良が発生する場合もあった。   In addition, an intermediate transfer belt has been proposed in which a polyimide resin having excellent mechanical characteristics and thermal characteristics is the main component and carbon black is dispersed as a conductive fine powder (see, for example, Patent Document 1). In recent years, a high-speed full-color image forming apparatus or the like often uses a tandem system in which a plurality of photoconductors are arranged, and a high elastic modulus material is used for the intermediate transfer belt to prevent color registration. In this respect, the polyimide resin is very excellent. However, high modulus polyimide resin is generally brittle and poor in flexibility, so when used as an intermediate transfer belt or transfer conveyance belt in an image forming apparatus, cracking occurs when the belt is attached. Or cracks caused by meandering while running. In addition, transfer failure may occur due to the loss of nip followability between the latent image carrier and the transfer roll.

これらのポリイミド樹脂の性質に起因する問題点を解消する方法について、種々研究がなされており、例えば、ベルト内部の残留溶媒量を制御することで高弾性率と可撓性とを兼ね備えたポリイミド樹脂無端ベルトが得られることが報告されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、ポリイミド樹脂中に残留する溶媒は、使用時における中間転写ベルトの抵抗低下を引き起こす原因になる。さらに、肝心な可撓性についても十分なものではなかった。   Various studies have been made on methods for solving the problems caused by the properties of these polyimide resins. For example, a polyimide resin having both high elastic modulus and flexibility by controlling the amount of residual solvent inside the belt. It has been reported that an endless belt can be obtained (for example, see Patent Document 2). However, the solvent remaining in the polyimide resin causes a decrease in resistance of the intermediate transfer belt during use. Furthermore, the essential flexibility was not sufficient.

一方、本発明者らは転写ベルトの高画質化へ対応するために、弾性層を有する多層構成の中間転写ベルトを提案している(例えば、特許文献3、4参照)。このような弾性層を設けた中間転写ベルトは柔軟性に優れるため、一次転写時に中間転写ベルトと接する感光体等との転写領域を容易に安定して形成できると同時に、感光体等との間でトナーに加えられる圧縮応力が軽減され、画像の中抜け不具合の対策や細線印字の鮮明度向上に役立つ。また、弾性を持たない中間転写ベルトでは、表面凹凸が大きい記録媒体を使用した場合に、二次転写時に凹部での画像抜けが発生するという問題があったが、前記弾性層を有する多層構成の中間転写ベルトでは、そういった問題の改善にも大きな効果を発揮する。   On the other hand, the present inventors have proposed a multi-layer intermediate transfer belt having an elastic layer in order to cope with high image quality of the transfer belt (see, for example, Patent Documents 3 and 4). Since the intermediate transfer belt provided with such an elastic layer is excellent in flexibility, it is possible to easily and stably form a transfer area with a photosensitive member that contacts the intermediate transfer belt during primary transfer, and at the same time, between the photosensitive member and the like. This reduces the compressive stress applied to the toner, and is useful for measures against defects in the image and for improving the sharpness of fine line printing. In addition, the intermediate transfer belt that does not have elasticity has a problem in that when a recording medium with large surface irregularities is used, there is a problem that an image is lost in a concave portion during secondary transfer. The intermediate transfer belt is very effective in improving such problems.

また、こういった高画質対応の中間転写ベルトは、ベルトの厚み方向にゴム弾性を付与する一方、転写ベルトに必要なトナー離型性も重要な要素として要求される。すなわち、中間転写ベルト表面から紙等の媒体へトナーを移し替えるうえで、トナーに対する離型性が必要となる。従って、トナーに対して粘着性をもつゴム弾性層が中間転写ベルトの表面に露出することは好ましくない。そのため、通常はゴム弾性層上に摩擦係数が低く、トナー離型性に優れた樹脂製の表面層を設ける(例えば、図1を参照)。このような表面層の厚みは、高画質の画像を得るためにはできるだけ薄くすることが有効であることが知られており、表面層が薄い中間転写ベルトが種々検討されている。   Further, such an intermediate transfer belt compatible with high image quality imparts rubber elasticity in the thickness direction of the belt, while toner releasability necessary for the transfer belt is also required as an important factor. That is, when transferring toner from the surface of the intermediate transfer belt to a medium such as paper, releasability with respect to the toner is required. Therefore, it is not preferable that the rubber elastic layer having adhesiveness to the toner is exposed on the surface of the intermediate transfer belt. Therefore, a resin surface layer having a low friction coefficient and excellent toner releasability is usually provided on the rubber elastic layer (see, for example, FIG. 1). It is known that it is effective to make the thickness of the surface layer as thin as possible in order to obtain a high-quality image, and various intermediate transfer belts with a thin surface layer have been studied.

しかしながら、画像形成装置用の中間転写ベルトは、紙やクリーニングブレード、ロール等のベルト表面に接触する摺動部材等から外力を受けるため、表面層が薄膜である場合、ベルトにかかる応力は薄膜の表面層に集中して、表面層が磨耗してワレや剥離が発生するという問題点があった。また、この問題点を解消するためにベルト全体の硬度を上昇させた場合、磨耗耐久性は優れるものの、軟らかさによる転写効率向上効果が十分でなくなるため画質低下を引き起こすという問題があった。   However, since the intermediate transfer belt for an image forming apparatus receives external force from a sliding member that contacts the belt surface such as paper, a cleaning blade, or a roll, when the surface layer is a thin film, the stress applied to the belt is reduced. There was a problem that the surface layer was worn out and concentrated, and cracking or peeling occurred. Further, when the hardness of the entire belt is increased in order to solve this problem, there is a problem that although the wear durability is excellent, the effect of improving the transfer efficiency due to the softness becomes insufficient and the image quality is lowered.

このように、表面層が薄膜である中間転写ベルトにおいて、高品質の画像を維持したまま、外部摩擦等に対する耐久性が優れるベルトとすることは非常に困難であった。   As described above, it is very difficult to make an intermediate transfer belt having a thin surface layer with excellent durability against external friction while maintaining a high-quality image.

特許第3116143号明細書Japanese Patent No. 3116143 特許第4241543号明細書Japanese Patent No. 4241543 特開2007−240939号公報JP 2007-240939 A 特開2009−015006号公報JP 2009-015006 A

本発明は、中間転写ベルトに要求される可撓性、すなわちMIT耐久回数に代表される屈曲耐久性に優れ、画像中抜けがなく細線印字が鮮明な一次転写特性、紙の凹凸追従性などが良好な二次転写特性を有し、さらに、表面層の摩擦耐久性にも優れている電子写真装置用多層弾性ベルトを提供することを目的とする。   The present invention is excellent in flexibility required for an intermediate transfer belt, that is, bending durability typified by MIT durability, primary transfer characteristics with clear image printing and fine line printing, and paper unevenness followability. An object of the present invention is to provide a multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus that has good secondary transfer characteristics and is excellent in friction durability of a surface layer.

本発明者は上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、外部圧力に対しての耐久性という意味においては、ベルトの屈曲耐久を向上させることと、表面の摩擦耐久性を向上することは、同じ対処方法で解決できることを見出した。すなわち、ベルトの屈曲耐久は、脆性の大きいポリイミドなどの高強度樹脂材料からなる基材層が割れようとするのに対しそれを覆う弾性層をどれだけ追従させるか、によるものであり、表面の摩擦耐久性は、クリーニングブレードなどに表面層が押し付けられた状態でその下層のゴムがどれだけ表面層に追従した変形をするか、によるものである。従って、基材層や表面層の動きに対し、そこにかかる応力を分散せしめる物性を持ったゴムを弾性層に採用することで、ベルトの耐久性と表面の摩擦耐久性の両方を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have improved the bending durability of the belt and the surface friction durability in terms of durability against external pressure. I found that the same solution can be used. In other words, the bending durability of the belt depends on how much the elastic layer covering the base layer made of a high-strength resin material such as polyimide, which has a high brittleness, is to follow, The friction durability depends on how much the rubber under the surface deforms following the surface layer when the surface layer is pressed against a cleaning blade or the like. Therefore, it is possible to improve both the durability of the belt and the friction durability of the surface by adopting rubber with physical properties that disperse stress applied to the movement of the base layer and surface layer in the elastic layer. The headline and the present invention were completed.

即ち、本発明は下記の弾性ベルトを提供する。
項1.表面側から順に、離型性材料を含む表面層、弾性ゴム材料を含む弾性層、及び高強度樹脂材料を含む基材層の少なくとも三層からなる電子写真装置用多層弾性ベルトであって、
表面側から測定したダイナミック微小硬度測定(ISO 14577−1)結果から算出されるヒステリシス損失が20%以上である電子写真装置用多層弾性ベルト。
項2.前記表面層のヤング率が2,000MPa以下であり、かつ表面層の厚みが5μm以下である上記項1に記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。
項3.前記離型性材料が、フッ素樹脂及び/又はフッ素ゴムである上記項1又は2に記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。
項4.前記弾性層を構成する材料の硬度が、タイプA硬度で20°以上である上記項1〜3のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。
項5.前記弾性ゴム材料がポリウレタンエラストマー材料であり、該ポリウレタンエラストマー材料単独の硬化物のヒステリシス損失が20%以上である上記項1〜4のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。
項6.前記高強度樹脂材料が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、PVdF、ポリアミド及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの材料である上記項1〜5のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。
That is, the present invention provides the following elastic belt.
Item 1. In order from the surface side, a multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus comprising at least three layers of a surface layer containing a releasable material, an elastic layer containing an elastic rubber material, and a base material layer containing a high-strength resin material,
A multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus having a hysteresis loss of 20% or more calculated from the result of dynamic microhardness measurement (ISO 14577-1) measured from the surface side.
Item 2. 2. The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to item 1, wherein the surface layer has a Young's modulus of 2,000 MPa or less and the surface layer has a thickness of 5 μm or less.
Item 3. Item 3. The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to Item 1 or 2, wherein the releasable material is fluororesin and / or fluororubber.
Item 4. Item 4. The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to any one of Items 1 to 3, wherein the material constituting the elastic layer has a type A hardness of 20 ° or more.
Item 5. The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to any one of Items 1 to 4, wherein the elastic rubber material is a polyurethane elastomer material, and a hysteresis loss of a cured product of the polyurethane elastomer material alone is 20% or more.
Item 6. Item 6. The item according to any one of Items 1 to 5, wherein the high-strength resin material is at least one material selected from the group consisting of polyimide, polyamideimide, polycarbonate, PVdF, polyamide, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. Multilayer elastic belt for electrophotographic devices.

本発明の多層弾性ベルトは、外力に対して反発性が少ない弾性層を中間層として設けることにより、隣接する層の動きに該弾性層が反発せずに追従するため、割れ易い基材層や磨耗し易い表面層への応力集中が避けられ、ベルトの屈曲耐久を向上させることと表面の摩擦耐久性を向上することを同時に達成できる。具体的には、多層弾性ベルトの表面側から測定したヒステリシス損失を20%以上にすることで、中間転写ベルトに要求される可撓性、すなわちMIT耐久回数に代表される屈曲耐久性に優れ、画像中抜けがなく細線印字が鮮明な一次転写特性、紙への凹凸追従性が良好な二次転写特性などを有し、さらに、表面層の摩擦耐久性にも優れている多層弾性ベルトを提供することができる。   In the multilayer elastic belt of the present invention, an elastic layer that is less repulsive to external force is provided as an intermediate layer, so that the elastic layer follows the movement of adjacent layers without rebounding. It is possible to avoid stress concentration on the surface layer that is easily worn, and to simultaneously improve the bending durability of the belt and the friction durability of the surface. Specifically, by setting the hysteresis loss measured from the surface side of the multilayer elastic belt to 20% or more, the flexibility required for the intermediate transfer belt, that is, the bending durability represented by the MIT durability, is excellent. Providing a multilayer elastic belt that has primary transfer characteristics with clear image printing and fine line printing, secondary transfer characteristics with good irregularity on paper, and excellent surface layer friction durability. can do.

本発明の3層の弾性ベルトの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the three-layer elastic belt of this invention. 実施例におけるベルト表面からのヒステリシス損失測定方法である。It is a hysteresis loss measuring method from the belt surface in an Example. 実施例における各層の製膜に用いた装置の模式図である。It is a schematic diagram of the apparatus used for film forming of each layer in an Example.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

1.表面層の形成
本発明の多層弾性ベルトにおける表面層は、直接トナーを乗せ、重ね合わせた4色のトナーを紙へ転写、離型するための層である。
1. Formation of Surface Layer The surface layer in the multilayer elastic belt of the present invention is a layer for directly placing toner and transferring and releasing the superimposed four color toners onto paper.

表面層は、トナーを離型しやすくする観点から、離型性材料を含む表面層形成用組成物により形成されることが好ましく、離型性材料としては、フッ素樹脂又はフッ素ゴムが挙げられる。   The surface layer is preferably formed from a composition for forming a surface layer containing a releasable material from the viewpoint of facilitating release of the toner, and examples of the releasable material include fluororesin or fluororubber.

フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライド共重合体(THV)、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)、ビニリデンフロライド(VdF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体(VdF−HFP共重合体)、又はそれらの混合物が挙げられる。なお、VdF−HFP共重合体のHFPの割合は、1〜15モル%程度が好ましい。   Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer (THV), and polyvinylidene. Fluoride (PVdF), vinylidene fluoride (VdF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer (VdF-HFP copolymer), or a mixture thereof may be mentioned. In addition, as for the ratio of HFP of a VdF-HFP copolymer, about 1-15 mol% is preferable.

フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム(FEPM)、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系ゴム(FFKM)等を挙げることができる。これらの中でも、FKMが種類も多く入手性の面からも好ましい。   Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride rubber (FKM), tetrafluoroethylene-propylene rubber (FEPM), tetrafluoroethylene-purple fluorovinyl ether rubber (FFKM), and the like. Among these, FKM has many types and is preferable from the viewpoint of availability.

フッ素樹脂単独で表面層を形成した場合、弾性層を構成するゴムとの接着が困難となる傾向がある。従って、フッ素樹脂単独で表面層を形成する場合には、弾性層と接着する前に該弾性層との被接着面を表面処理することが好ましい。   When the surface layer is formed of the fluororesin alone, it tends to be difficult to adhere to the rubber constituting the elastic layer. Therefore, when the surface layer is formed of a fluororesin alone, it is preferable to treat the surface to be bonded to the elastic layer before bonding to the elastic layer.

表面処理方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、金属ナトリウム溶液等による化学的な表面処理や、プラズマやコロナ放電等による物理的な表面処理を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a surface treatment method, For example, the physical surface treatment by a chemical surface treatment by a metal sodium solution etc., plasma, a corona discharge, etc. can be mentioned.

前記フッ素樹脂の中でも、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライド共重合体(THV)、ポリビニリデンフルオライド(PVdF)、ビニリデンフロライド(VdF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体(VdF-HFP共重合体)、又はこれらの混合物は、被接着面の表面エネルギーを比較的大きくすることができ、弾性層を構成するゴムとの接着が容易となるため、バインダーなしでも使用することができる。その場合、プライマーを用いるなどして接着力を向上しても良い。   Among the fluororesins, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymer (THV), polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride (VdF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer (VdF). -HFP copolymer), or a mixture thereof, can relatively increase the surface energy of the surface to be bonded, and can be easily bonded to the rubber constituting the elastic layer. it can. In that case, adhesion may be improved by using a primer.

また、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の上記以外のフッ素樹脂においては、バインダーを用いることが好ましい。具体的には、例えば、ウレタン樹脂やアクリル樹脂等のバインダーにフッ素樹脂をあらかじめ分散させたものを用いて表面層を形成する方法が挙げられる。   Further, in other fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), it is preferable to use a binder. Specifically, for example, a method of forming the surface layer using a fluororesin previously dispersed in a binder such as a urethane resin or an acrylic resin can be used.

フッ素樹脂やフッ素ゴムの材料に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の微粒粉体を添加しても良い。この場合、PTFE微粒粉体は原料溶液に直接分散しても良く、又は、あらかじめ溶剤等で希釈したPTFE微粒粉体分散液を使用して、原料溶液に添加することもできる。   You may add the fine powder of polytetrafluoroethylene (PTFE) to the material of fluororesin or fluororubber. In this case, the PTFE fine powder may be directly dispersed in the raw material solution, or may be added to the raw material solution using a PTFE fine powder dispersion previously diluted with a solvent or the like.

PTFE微粒粉体の添加量は、表面層形成用組成物のフッ素系原料重量に対して20重量%以下程度であることが好ましく、10重量%以下程度であることがより好ましい。   The addition amount of the PTFE fine particle powder is preferably about 20% by weight or less, more preferably about 10% by weight or less based on the weight of the fluorine-based raw material of the surface layer forming composition.

また、表面層には層状粘土鉱物を添加してもよく、層状粘土鉱物としては、例えば、スメクタイト、ハイドロタルサイト等が挙げられる。   Further, a layered clay mineral may be added to the surface layer, and examples of the layered clay mineral include smectite and hydrotalcite.

また、これら層状粘土鉱物は、天然物でも合成品でもよい。例えば、合成モンモリロナイトとして、クニミネ工業(株)製のクニピアF等;合成ヘクトライトとして、ラポート社のラポナイトXLG、ラポナイトRD、コープケミカル(株)製のルーセンタイトSTN等;合成サポナイトとして、クニミネ工業(株)製のスメクトンSA等が挙げられ、これらは商業的に入手することが可能である。   These layered clay minerals may be natural products or synthetic products. For example, as synthetic montmorillonite, Kunipia F manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd .; as synthetic hectorite, Laporte XLG, Laponite RD of Laporte, Lucentite STN manufactured by Corp Chemical Co., etc .; Smecton SA, etc. manufactured by Co., Ltd. can be mentioned, and these can be obtained commercially.

上記層状粘土鉱物を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The said layered clay mineral can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

層状粘土鉱物の配合割合は、表面層の総重量に対して、0.1〜5重量%であることが好ましく、0.5〜3重量%がより好ましい。このような割合で層状粘土鉱物を配合することによって、転写ベルトの表面層を薄膜化してもピンホールの発生が少なく優れたラフ紙転写性能と耐久性を実現することができる。   The blending ratio of the layered clay mineral is preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 3% by weight, based on the total weight of the surface layer. By blending the layered clay mineral at such a ratio, even if the surface layer of the transfer belt is made thin, excellent rough paper transfer performance and durability can be realized with little generation of pinholes.

ここで、優れたラフ紙転写性能とは、ボンド紙等の凹凸の激しい紙を用いてシアン単色のベタ印刷を行って、最深部(凹部)のトナーの乗りを目視で判断した場合に、白抜け等がなく、ムラなく転写されていることを指す。   Here, the excellent rough paper transfer performance means that white paper with severe unevenness such as bond paper is printed with solid cyan, and the whiteness of toner in the deepest part (concave part) is visually determined. It means that there is no omission and transfer is performed without unevenness.

表面層の体積抵抗率は、通常1012Ω・cm以上であることが好ましく、1012〜1015Ω・cmがより好ましい。 The volume resistivity of the surface layer is usually preferably 10 12 Ω · cm or more, more preferably 10 12 to 10 15 Ω · cm.

ここで、表面層の体積抵抗率とは、表面層を形成する表面層形成用組成物を用いて、本発明の多層弾性ベルトにおける表面層作製条件と同一条件で作製した厚さ約10μmの表面層を用いて測定した値である。   Here, the volume resistivity of the surface layer refers to a surface having a thickness of about 10 μm that is produced using the surface layer forming composition for forming the surface layer under the same conditions as those for the surface layer in the multilayer elastic belt of the present invention. It is the value measured using the layer.

また、カーボンブラック等の導電剤を添加することで半導電性の制御は可能であるが、その効果は限定的で均一分散が難しい等のデメリットもあるため、表面層には導電剤を含まなくても良い。かかる表面層は、環境(温度、湿度等)の変化により導電性が左右されないため、安定したトナーの一次及び二次転写が可能となり、高画質化が実現できる。   In addition, it is possible to control the semiconductivity by adding a conductive agent such as carbon black, but since the effect is limited and uniform dispersion is difficult, the surface layer does not contain a conductive agent. May be. Since the surface layer is not affected by the change in the environment (temperature, humidity, etc.), stable primary and secondary transfer of the toner is possible, and high image quality can be realized.

表面層の厚みは、5μm以下が好ましく、1〜3μmがより好ましい。厚みが厚すぎると弾性層のゴム弾性を損なうことになるため好ましくなく、また、厚みが薄すぎると表面層に穴があきやすい等の耐久性に問題が生じる傾向がある。   The thickness of the surface layer is preferably 5 μm or less, and more preferably 1 to 3 μm. If the thickness is too large, the rubber elasticity of the elastic layer is impaired, which is not preferable. If the thickness is too thin, there is a tendency that a problem occurs in durability such that a hole is easily formed in the surface layer.

表面層のヤング率は、2,000MPa以下が好ましく、1,200MPa以下がより好ましい。ヤング率が2,000MPa以下になることで、トナーへの応力集中による細線印字時のトナー中抜けを防止することができるため好ましい。逆にヤング率が2,000MPaを超えるとたとえ表面層の下地である中間層を構成するゴム硬度を柔らかくしても、表面層の剛性によってトナーの応力集中を避けられず、細線の中抜けが発生してしまう傾向がある。一方表面層のヤング率に下限値は特に限定されるものではないが、ヤング率が極端に低い場合、下地の中間層を構成するゴム硬度を柔らかくすると表面層の摩擦係数が上昇するので二次転写効率の悪化を招く恐れがある。そういった場合においては、ヤング率を300MPa以上にすることで、表面層の摩擦係数上昇を抑えられ、二次転写効率の悪化を防止できるため好ましい。   The Young's modulus of the surface layer is preferably 2,000 MPa or less, and more preferably 1,200 MPa or less. It is preferable for the Young's modulus to be 2,000 MPa or less because it is possible to prevent the toner from dropping out during thin line printing due to stress concentration on the toner. On the other hand, if the Young's modulus exceeds 2,000 MPa, even if the hardness of the rubber constituting the intermediate layer that is the base of the surface layer is softened, the stress concentration of the toner cannot be avoided due to the rigidity of the surface layer, and the thin line is lost. There is a tendency to occur. On the other hand, the lower limit of the Young's modulus of the surface layer is not particularly limited. However, if the Young's modulus is extremely low, the friction coefficient of the surface layer increases if the rubber hardness of the underlying intermediate layer is softened. The transfer efficiency may be deteriorated. In such a case, it is preferable to set the Young's modulus to 300 MPa or more because an increase in the friction coefficient of the surface layer can be suppressed and deterioration of the secondary transfer efficiency can be prevented.

ここで、表面層のヤング率とは、表面層を形成する表面層形成用組成物を用いて、本発明の多層弾性ベルトにおける表面層作製条件と同一条件で作製した厚さ約10μmの表面層を用いて測定した値である。   Here, the Young's modulus of the surface layer refers to a surface layer having a thickness of about 10 μm produced under the same conditions as the surface layer production conditions in the multilayer elastic belt of the present invention using the surface layer forming composition for forming the surface layer. It is the value measured using.

表面層の製膜について、フッ素樹脂を遠心成型する場合を例とし、以下説明する。   The film formation of the surface layer will be described below by taking as an example the case of centrifugal molding of a fluororesin.

まず、出来上がりの表面層の厚みが1〜5μmの間で目的の厚みとなるようにフッ素樹脂等の重量を調整する。秤量されたフッ素樹脂、及び任意で添加する層状粘土鉱物を溶媒中に溶解又は膨潤させて得られる表面層形成用組成物を、円筒状金型の内面にキャストし遠心成型する。   First, the weight of the fluororesin or the like is adjusted so that the finished surface layer has a target thickness of 1 to 5 μm. A composition for forming a surface layer obtained by dissolving or swelling a weighed fluororesin and optionally added layered clay mineral in a solvent is cast on the inner surface of a cylindrical mold and centrifugally molded.

用いる溶媒としては、水;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;或いはこれらの混合溶媒等を挙げることができる。   Solvents used include water; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; amide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Alternatively, a mixed solvent thereof or the like can be given.

該表面層形成用組成物の固形分濃度は、1〜30重量%程度であればよい。   The solid content concentration of the composition for forming a surface layer may be about 1 to 30% by weight.

表面層の遠心成型は、例えば、円筒状金型等を用いて次のようにして実施できる。   Centrifugal molding of the surface layer can be performed as follows using, for example, a cylindrical mold.

停止している円筒状金型に、最終厚さを得るに相当する量の表面層形成用組成物を注入した後、遠心力が働く速度にまで徐々に回転速度を上げて、表面層形成用組成物を遠心力で金型内面全体に均一に流延する。   After injecting the surface layer forming composition in an amount equivalent to obtaining the final thickness into the stopped cylindrical mold, gradually increase the rotation speed to the speed at which centrifugal force works, The composition is uniformly cast on the entire inner surface of the mold by centrifugal force.

円筒状金型はその内面が鏡面、具体的には表面粗さ(JIS B0601−1994 十点平均粗さ)が1μmRz以下であり、この金型の内面状態が無端多層弾性ベルトの表面層外面に転写される。また、ベルト表面層に所望の凹凸を持たせるよう調節する目的で、金型内面にブラスト処理を施すこともできる。   The inner surface of the cylindrical mold has a mirror surface, specifically, the surface roughness (JIS B0601-1994 ten-point average roughness) is 1 μmRz or less, and the inner surface of the mold is on the outer surface of the surface layer of the endless multilayer elastic belt. Transcribed. In addition, the inner surface of the mold can be blasted for the purpose of adjusting the belt surface layer to have desired irregularities.

さらに円筒状金型内面には離型剤を塗布して、表面層形成用組成物の硬化後の膜(表面層)がきれいに金型内面から離型できるようにされている。離型剤としては、フッ素系離型剤、シリコーン系離型剤、セミパーマネント系離型剤などが用いられる。   Further, a release agent is applied to the inner surface of the cylindrical mold so that the film (surface layer) after curing of the surface layer forming composition can be released from the inner surface of the mold cleanly. As the release agent, a fluorine release agent, a silicone release agent, a semi-permanent release agent, or the like is used.

円筒状金型は回転ローラー上に載置し、該ローラーの回転により間接的に回転が行われる。また金型の大きさは、所望する表面層の大きさ、すなわち多層弾性ベルトの外径に応じて適宜選択できる。   The cylindrical mold is placed on a rotating roller, and indirectly rotated by the rotation of the roller. The size of the mold can be appropriately selected according to the desired size of the surface layer, that is, the outer diameter of the multilayer elastic belt.

加熱は、該金型の周囲に、例えば遠赤外線ヒータ等の熱源が配置され、外側からの間接加熱が行われる。通常、室温から120〜200℃程度まで徐々に昇温し、昇温後の温度で0.5〜2時間程度加熱すればよい。これにより、円筒状金型内面に注入された表面層形成用組成物は硬化し、円筒状金型内面に継目のない(シームレス)管状の表面層が製膜できる。   For the heating, a heat source such as a far-infrared heater is disposed around the mold, and indirect heating from the outside is performed. Usually, the temperature may be gradually raised from room temperature to about 120 to 200 ° C. and heated at the temperature after the temperature rise for about 0.5 to 2 hours. Thereby, the composition for forming a surface layer injected into the inner surface of the cylindrical mold is cured, and a seamless (seamless) tubular surface layer can be formed on the inner surface of the cylindrical mold.

2.弾性層の形成
ゴム弾性層は、弾性ゴム材料を含む弾性層形成用組成物によって形成することができる。
2. Formation of Elastic Layer The rubber elastic layer can be formed of an elastic layer forming composition containing an elastic rubber material.

弾性ゴム材料としては、具体的には、液状ウレタンゴムなどの硬化物を挙げることができ、液状ウレタンゴムとしては、熱硬化性ポリウレタンエラストマーが挙げられる。   Specific examples of the elastic rubber material include a cured product such as liquid urethane rubber, and examples of the liquid urethane rubber include thermosetting polyurethane elastomers.

この液状ウレタンゴムは、一般的には、ポリオールとジイソシアネートの重付加反応により得ることができる。   This liquid urethane rubber can be generally obtained by a polyaddition reaction of a polyol and a diisocyanate.

本発明の多層弾性ベルトにおける弾性層は、多層弾性ベルトでの表面側から測定したヒステリシス損失を20%以上となるように、外力に対して反発性を大きく示さない層とすることが重要である。   It is important that the elastic layer in the multilayer elastic belt of the present invention is a layer that does not exhibit a large resilience to external force so that the hysteresis loss measured from the surface side of the multilayer elastic belt is 20% or more. .

弾性層を外力に対して反発性を大きく示さない層とすることで、弾性層が隣接する基材層や表面層の動きに反発せずに追従することができるため、割れ易い基材層や磨耗し易い表面層への応力集中が避けられ、ベルトの屈曲耐久を向上させることと表面の摩擦耐久性を向上することを同時に達成することができるものである。   By making the elastic layer a layer that does not exhibit a large resilience to external force, the elastic layer can follow the movement of the adjacent base layer or surface layer without repelling, so that the base layer that is easy to break It is possible to avoid stress concentration on the surface layer that is easily worn, and to simultaneously improve the bending durability of the belt and the friction durability of the surface.

弾性層を外力に対して反発性を大きく示さない層とする方法としては、弾性層を構成する弾性ゴム材料のヒステリシスを制御する方法を挙げることができる。具体的には、弾性層を構成する弾性ゴム材料のヒステリシス損失を20%以上とすることが好ましく、25%以上とすることがより好ましく、30%以上とすることがさらに好ましい。弾性ゴム材料のヒステリシス損失を前述の範囲にすることで、多層弾性ベルトの表面側から測定したヒステリシス損失を確実に20%以上にすることができる。また、弾性ゴム材料のヒステリシス損失の上限は特に規定しないが、70%を超えるとゴム弾性が得られづらくなりクリープ性や圧縮永久歪みが大きくなる傾向にあるので、中間転写ベルトなどに用いた場合レジスト性などの機能に影響する恐れがある。従って、弾性ゴム材料のヒステリシス損失は、70%以下であることが好ましい。   Examples of the method for making the elastic layer a layer that does not exhibit a large repulsion to external force include a method for controlling the hysteresis of the elastic rubber material constituting the elastic layer. Specifically, the hysteresis loss of the elastic rubber material constituting the elastic layer is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, and further preferably 30% or more. By setting the hysteresis loss of the elastic rubber material in the above range, the hysteresis loss measured from the surface side of the multilayer elastic belt can be surely made 20% or more. The upper limit of hysteresis loss of the elastic rubber material is not particularly specified. However, when it exceeds 70%, it is difficult to obtain rubber elasticity, and there is a tendency for creep property and compression set to increase. It may affect functions such as resist properties. Therefore, the hysteresis loss of the elastic rubber material is preferably 70% or less.

また、本発明における弾性ゴム材料のヒステリシス損失は、JIS K7312に従って測定したものであり、試験は引張法、圧縮法のどちらで行ってもよい。   Further, the hysteresis loss of the elastic rubber material in the present invention is measured according to JIS K7312, and the test may be performed by either the tension method or the compression method.

ゴム材料のヒステリシスを制御する方法としては、以下の方法が挙げられる。   Examples of the method for controlling the hysteresis of the rubber material include the following methods.

(1)液状ウレタンゴムを形成するポリオールの平均分子量を小さくする方法
ポリオールの平均分子量が小さいものを用いることでヒステリシス損失が大きくなる。
ポリオールの平均分子量としては、重量平均分子量で500〜5,000程度であることが好ましく、500〜3,500程度であることがより好ましい。
このような液状ウレタンゴムとしては、旭硝子(株)製エクセノール等を挙げることができる。
(1) Method for reducing the average molecular weight of the polyol forming the liquid urethane rubber Hysteresis loss increases by using a polyol having a low average molecular weight.
The average molecular weight of the polyol is preferably about 500 to 5,000 in terms of weight average molecular weight, and more preferably about 500 to 3,500.
Examples of such liquid urethane rubber include Exenol manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.

(2)ポリマー鎖間の化学結合である架橋密度を制御する方法
架橋密度を低くすることで、ヒステリシス損失を大きくすることができる。架橋密度を制御する具体的な方法としては、材料設計による方法、官能基の少ない硬化剤を用いる方法、硬化時の加工温度を変える方法、硬化剤の配合量を制御する方法等を挙げることができ、これらの方法を単独で採用することも、組み合わせて採用することもできる。
(2) Method for controlling crosslink density, which is a chemical bond between polymer chains Hysteresis loss can be increased by reducing the crosslink density. Specific methods for controlling the crosslink density include a method based on material design, a method using a curing agent with few functional groups, a method for changing the processing temperature during curing, a method for controlling the amount of the curing agent, and the like. These methods can be employed singly or in combination.

(材料設計による方法)
材料設計による方法とは、具体的には、架橋時に反応点となるイソシアネート基の数が少なくなるように弾性ゴム材料(液状ウレタンゴム)の材料設計をすることで、弾性ゴム材料(液状ウレタンゴム)の架橋密度を減少することができる。
(Method by material design)
Specifically, the material design method is an elastic rubber material (liquid urethane rubber) by designing the elastic rubber material (liquid urethane rubber) so that the number of isocyanate groups that become reactive sites during crosslinking is reduced. ) Crosslink density can be reduced.

前述の如く液状ウレタンゴムは、ポリオールとジイソシアネートの重付加反応により得ることができる。原料であるポリオールとジイソシアネートの混合比は、ポリオールの活性水素1当量に対しジイソシアネートのNCO基が1〜1.2当量程度となるように混合するのが標準設計とされるが、NCO基を0.8〜1当量程度(好ましくは、0.8〜0.98当量程度)にすることによってヒステリシス損失を大きくすることができる。なお、NCO基を0.8当量未満にしてしまうと圧縮永久歪みやクリープなどのゴム物性が悪くなるため、転写ベルト等の使用条件によっては適さない。   As described above, the liquid urethane rubber can be obtained by a polyaddition reaction of a polyol and a diisocyanate. The mixing ratio of the raw material polyol and diisocyanate is such that the NCO group of the diisocyanate is about 1 to 1.2 equivalents per 1 equivalent of active hydrogen of the polyol, but the standard design is 0. Hysteresis loss can be increased by setting it to about 8 to 1 equivalent (preferably about 0.8 to 0.98 equivalent). If the NCO group is less than 0.8 equivalent, rubber physical properties such as compression set and creep are deteriorated, which is not suitable depending on the use conditions of the transfer belt or the like.

(官能基の少ない硬化剤を用いる方法)
官能基の少ない硬化剤を選択することで架橋密度を低くすることが出来るため、ヒステリシス損失を大きくすることができる。
(Method using a curing agent with few functional groups)
Since a crosslinking density can be lowered by selecting a curing agent having a small number of functional groups, hysteresis loss can be increased.

硬化剤の官能基数としては、例えば、1分子中2〜4であることが好ましく、2〜3であることがより好ましい。   As a functional group number of a hardening | curing agent, it is preferable that it is 2-4 in 1 molecule, for example, and it is more preferable that it is 2-3.

官能基の少ない硬化剤としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミンなどの多価アルコール系硬化剤;ジフェニルメタンジアミン、m−フェニレンジアミン、アルカノールアミン類(エタノールアミン、ジエタノールアミンなど)などのアミン系硬化剤等を挙げることができる。これらの中でも、アミン系硬化剤が好ましい。   Curing agents with few functional groups include polyhydric alcohol curing agents such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine; diphenylmethanediamine, m-phenylenediamine, alkanolamines (ethanolamine, diethanolamine) Etc.) and the like. Of these, amine-based curing agents are preferred.

また、具体的には、旭化成ケミカルズ(株)製のデュラネート、三井化学ポリウレタン(株)製のタケラック、DIC(株)製のパンデックスEやCLH、日本ポリウレタン工業(株)製ミリオネートやコロネート等を挙げることができる。   Specifically, Duranate from Asahi Kasei Chemicals, Takelac from Mitsui Chemicals Polyurethane, Pandex E and CLH from DIC, Millionate and Coronate from Nippon Polyurethane Industry Can be mentioned.

(硬化時の加工温度を変える方法)
液状ウレタンゴムの硬化温度を低くすることで、架橋密度を低くすることができ、その結果、弾性ゴム材料のヒステリシス損失が大きくなる。
(Method of changing the processing temperature during curing)
By reducing the curing temperature of the liquid urethane rubber, the crosslinking density can be lowered, and as a result, the hysteresis loss of the elastic rubber material increases.

硬化温度としては、80〜140℃が好ましく、80〜135℃であることがより好ましい。   As curing temperature, 80-140 degreeC is preferable and it is more preferable that it is 80-135 degreeC.

(硬化剤の配合量を制御する方法)
液状ウレタンゴムの硬化剤の配合量を少なくすることで、架橋密度を低くすることができ、その結果、弾性ゴム材料のヒステリシス損失が大きくなる。
(Method for controlling the amount of curing agent)
By reducing the blending amount of the liquid urethane rubber curing agent, the crosslinking density can be lowered, and as a result, the hysteresis loss of the elastic rubber material is increased.

硬化剤の添加量としては、液状ウレタンゴムの活性水素1当量に対し硬化剤の活性基(例えば、NCO基)が0.8〜1.0当量程度であることが好ましく、0.8〜0.98当量程度がより好ましい。   As the addition amount of the curing agent, the active group (for example, NCO group) of the curing agent is preferably about 0.8 to 1.0 equivalent with respect to 1 equivalent of active hydrogen of the liquid urethane rubber, and 0.8 to 0 About 98 equivalents are more preferable.

本発明においては、少なくとも上記方法のうち一つを採用することにより、弾性層を構成する弾性ゴム材料のヒステリシス損失を20%以上とすることができる。ヒステリシス損失が20%以上である弾性ゴム材料を用いることで、外力に対して反発性を大きく示さない弾性層とすることができ、その結果、多層弾性ベルトでの表面側から測定したヒステリシス損失を確実に20%以上とすることができるものである。   In the present invention, by employing at least one of the above methods, the hysteresis loss of the elastic rubber material constituting the elastic layer can be 20% or more. By using an elastic rubber material having a hysteresis loss of 20% or more, it is possible to obtain an elastic layer that does not exhibit a large repulsion with respect to an external force. As a result, the hysteresis loss measured from the surface side in a multilayer elastic belt is reduced. It can surely be 20% or more.

弾性ゴム材料(液状ウレタンゴム)の硬度としては、その硬化物のタイプA硬さ(JIS K6253)が20〜70°であることが好ましく、35〜55°であることがより好ましい。硬さが20°未満のものでは、ヒステリシス損失は大きく出来るものの、圧縮永久歪みや引張強度が悪くなるため、転写ベルトなどの用途には不向きとなる場合がある。   As the hardness of the elastic rubber material (liquid urethane rubber), it is preferable that the type A hardness (JIS K6253) of the cured product is 20 to 70 °, and more preferably 35 to 55 °. When the hardness is less than 20 °, the hysteresis loss can be increased, but the compression set and the tensile strength are deteriorated, which may be unsuitable for applications such as a transfer belt.

また液状ウレタンゴムは、主鎖がエステル結合のポリエステル系ウレタンゴム(AU)、主鎖がエーテル結合のポリエーテル系ウレタンゴム(EU)のどちらでも良い。具体的には、DIC(株)製のパンデックスやウレハイパー、三井化学ポリウレタン(株)製のタケネート等が例示される。   The liquid urethane rubber may be either a polyester urethane rubber (AU) having an ester bond in the main chain or a polyether urethane rubber (EU) having an ether bond in the main chain. Specific examples include Pandex and Urehyper manufactured by DIC Corporation, Takenate manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Corporation, and the like.

特に熱硬化性ポリウレタンエラストマーを用いる場合は、末端のイソシアネート基をブロック化剤でブロックしてなる液状ブロック化ウレタンプレポリマーを主成分とすることで、硬化剤を加えても一定温度に達しないと硬化を抑制できるようになり加工上好ましくすることができる。   Especially when using a thermosetting polyurethane elastomer, the main component is a liquid blocked urethane prepolymer formed by blocking the terminal isocyanate group with a blocking agent. Curing can be suppressed, which is preferable for processing.

通常、液状ウレタンゴムの種類の中には、抵抗調整をせずとも体積固有抵抗率が10〜1011Ω・cm程度の極性を持ったものもあり、電子写真用ベルトに求められる半導電性が得られる。しかしながら、ゴム本来のイオン導電性は温湿度環境依存性が大きい場合が多く、温湿度環境が大きく変化することでイオン導電性も大きく変動する場合が多い。 Usually, some types of liquid urethane rubber have a volume resistivity of about 10 9 to 10 11 Ω · cm without resistance adjustment, and are required to be electroconductive belts for electrophotography. Sex is obtained. However, the inherent ionic conductivity of rubber is often highly dependent on the temperature and humidity environment, and the ionic conductivity often varies greatly as the temperature and humidity environment changes greatly.

このような問題があるため、体積固有抵抗率が1013Ω・cm以上の抵抗調整をしていないウレタンゴムに、電気的特性の環境変動依存性が低い導電剤を添加することで抵抗調整して用いることが好ましい。 Because of these problems, the resistance is adjusted by adding a conductive agent whose electrical characteristics are less dependent on environmental fluctuations to urethane rubber whose volume resistivity is not less than 10 13 Ω · cm. Are preferably used.

この電気的特性の環境変動依存性が低い導電剤としては、例えば、カーボンブラックやリチウムイオン塩を挙げることができる。   Examples of the conductive agent whose electrical characteristics are less dependent on environmental fluctuation include carbon black and lithium ion salt.

カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックを挙げることができる。   Examples of the carbon black include conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black.

カーボンブラックの配合量は、弾性ゴム材料(液状ウレタンゴム)100重量部に対し、5〜40重量部が好ましく、10〜30重量部がより好ましく、10〜25重量部がさらに好ましい。   The compounding amount of carbon black is preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 30 parts by weight, and still more preferably 10 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the elastic rubber material (liquid urethane rubber).

この様にカーボンブラックをウレタンゴムに添加することで、弾性層に体積抵抗率10〜1013Ω・cm程度(好ましくは10〜1012Ω・cm程度)の半導電性が付与することができ、多種多様な抵抗値要求に対し目的に合った的確な半導電性が得られるため好ましい。また、得られるベルトはカーボンブラックによる電子伝導性であるため、温度、湿度等の外部環境にほとんど影響を受けない安定した半導電性を示すことになる。 In this way, by adding carbon black to urethane rubber, the elastic layer is given a semiconductivity of about 10 7 to 10 13 Ω · cm (preferably about 10 9 to 10 12 Ω · cm). This is preferable because accurate semiconductivity suitable for the purpose can be obtained for various resistance value requirements. Further, since the obtained belt is electronically conductive by carbon black, it exhibits stable semiconductivity that is hardly affected by the external environment such as temperature and humidity.

リチウムイオン塩を用いたイオン導電剤としては、例えば、リチウムビスイミド(CFSONLi、リチウムトリスメチド(CFSOCLiが挙げられる。具体例としては、例えば、三光化学工業(株)製サンコノール等がある。 Examples of ionic conductive agents using lithium ion salts include lithium bisimide (CF 3 SO 2 ) 2 NLi and lithium trismethide (CF 3 SO 2 ) 3 CLi. Specific examples include Sanconol manufactured by Sanko Chemical Industry Co., Ltd.

一般的によく用いられるイオン導電剤では、その導電性が吸湿により発現すると考えられており、これがイオン導電の環境依存性の原因となる。しかしながら、リチウムイオン塩を用いたイオン導電材では、リチウムイオンが酸素の分子運動によって移動することで導電性を発現すると考えられており、環境依存性が小さく、転写ベルトの弾性層構成ゴムに対しても好適に用いられる。   In general, ion conductive agents that are often used are considered to exhibit electrical conductivity due to moisture absorption, which causes the environmental dependence of ionic conductivity. However, ionic conductive materials using lithium ion salts are thought to exhibit electrical conductivity by the movement of lithium ions due to the molecular movement of oxygen, and are less dependent on the environment. However, it is preferably used.

イオン導電剤を添加する場合、その添加量は弾性ゴム材料(液状ウレタンゴム)100重量部に対して、3.0重量部程度以下であることが好ましい。また、下限値は特に限定されないが、0.1重量部以上であることが好ましい。   When the ionic conductive agent is added, the amount added is preferably about 3.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the elastic rubber material (liquid urethane rubber). Moreover, although a lower limit is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1 weight part or more.

こうしていずれかの方法によって抵抗調整させた弾性ゴム材料(液状ウレタン)を含む弾性層形成用組成物は、金型の内側に製膜された表面層の内面に投入され、遠心成型される。弾性層形成用組成物の粘度が遠心成型をする際に高すぎた場合、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤やトルエン、キシレン等の溶剤で適宜希釈しても良い。   The elastic layer forming composition containing the elastic rubber material (liquid urethane) whose resistance is adjusted by any of the methods in this manner is put on the inner surface of the surface layer formed on the inner side of the mold and is centrifugally molded. When the viscosity of the elastic layer forming composition is too high during centrifugal molding, it may be appropriately diluted with an ester solvent such as ethyl acetate or butyl acetate, or a solvent such as toluene or xylene.

遠心成型の方法は、例えば、前述の表面層の成型設備と同じものを用いることができる。   As the centrifugal molding method, for example, the same one as the above-mentioned surface layer molding equipment can be used.

成型温度は室温から徐々に加熱し、ウレタンゴムの耐熱限界以下の温度帯である110〜160℃程度にまで上げられ、その状態で0.5〜3時間程度保持されて硬化を完了する。   The molding temperature is gradually heated from room temperature, raised to about 110 to 160 ° C., which is a temperature range below the heat resistance limit of urethane rubber, and maintained in this state for about 0.5 to 3 hours to complete the curing.

表面層と弾性層の間に接着性を向上させる目的で、表面層側にプライマーをスプレー等で塗っておく方法や液状ウレタン材料中にシランカップリング剤を添加する方法、その両方を行う方法などを取っても良い。   For the purpose of improving adhesion between the surface layer and the elastic layer, a method of applying a primer on the surface layer side by spraying, a method of adding a silane coupling agent to the liquid urethane material, a method of performing both, etc. You may take it.

弾性層の体積抵抗率は、ベルトとしてトナーを電気的な制御によって受け渡しを行なう点から、通常10〜1013Ω・cm程度、好ましくは10〜1012Ω・cm程度である。 The volume resistivity of the elastic layer is usually about 10 7 to 10 13 Ω · cm, preferably about 10 9 to 10 12 Ω · cm, from the viewpoint of transferring toner as a belt by electrical control.

弾性層の厚さは、ベルト表面の柔軟性と、使用時の画像ズレ防止を考慮して、通常、50〜400μm、好ましくは120〜300μmである。   The thickness of the elastic layer is usually 50 to 400 μm, preferably 120 to 300 μm, in consideration of the flexibility of the belt surface and prevention of image displacement during use.

3.基材層の形成
本発明の多層弾性ベルトにおける基材層は、駆動時にベルトにかかる応力でベルトが変形しないようにするための層である。そのため基材層には機械物性強度が要求される。
3. Formation of Base Material Layer The base material layer in the multilayer elastic belt of the present invention is a layer for preventing the belt from being deformed by a stress applied to the belt during driving. Therefore, the mechanical property strength is required for the base material layer.

基材層は、高強度樹脂材料を含む基材層形成用組成物からなることが機械物性強度の点から好ましく、高強度樹脂材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド等を挙げることができる。また、基材層を形成する樹脂として、ポリカーボネート、PVdF、ポリアミド、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等も用いることができる。   The base material layer is preferably made of a composition for forming a base material layer containing a high-strength resin material from the viewpoint of mechanical physical strength. Examples of the high-strength resin material include polyimide and polyamideimide. Moreover, polycarbonate, PVdF, polyamide, an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, etc. can also be used as resin which forms a base material layer.

ポリイミドは、通常、モノマー成分としてテトラカルボン酸二無水物とジアミン又はジイソシアネートとを、公知の方法により縮重合して製造される。   Polyimide is usually produced by condensation polymerization of tetracarboxylic dianhydride and diamine or diisocyanate as monomer components by a known method.

テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸、ナフタレン−1,4,5,8−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、2,3,5,6−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、アゾベンゼン−3,3′,4,4′−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、β,β−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、β,β−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等の二無水物が挙げられる。   Examples of tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic acid, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, 2,3,5,6-biphenyl. Tetracarboxylic acid, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic acid, 3 , 3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, azobenzene-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic acid, bis (2, 3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, β, β-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, β, β-bis (3,4-dical) Kishifeniru) dianhydride such as hexafluoropropane, and the like.

ジアミンとしては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノクロロベンゼン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、2,4′−ジアミノビフェニル、ベンジジン、3,3′−ジメチルベンジジン、3,3′−ジメトキシベンジジン、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノアゾベンゼン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、β,β−ビス(4−アミノフェニル)プロパン等が挙げられる。   Examples of the diamine include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 1,4 -Diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4'-diaminobiphenyl, benzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 3,4'-diamino Diphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA), 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminoazobenzene, 4,4 '-Diaminodiphenylmethane, β, β-bis (4-aminophen Nyl) propane and the like.

ジイソシアネートとしては、上記したジアミン成分におけるアミノ基がイソシアネート基に置換した化合物等が挙げられる。   Examples of the diisocyanate include compounds in which the amino group in the diamine component described above is substituted with an isocyanate group.

ポリアミドイミドは、トリメリット酸とジアミン又はジイソシアネートとを、公知の方法により縮重合して製造される。この場合、ジアミン又はジイソシアネートとしては、上記のポリイミドの原料と同じものを挙げることができる。   Polyamideimide is produced by condensation polymerization of trimellitic acid and diamine or diisocyanate by a known method. In this case, examples of the diamine or diisocyanate include the same materials as those for the above polyimide.

基材層の厚さは、駆動時にベルトにかかる応力と柔軟性を考慮して、通常、30〜120μmであり、好ましくは50〜100μmである。   The thickness of the base material layer is usually 30 to 120 μm and preferably 50 to 100 μm in consideration of stress and flexibility applied to the belt during driving.

基材層には、必要に応じて導電剤を含んでいても良い。   The base material layer may contain a conductive agent as necessary.

導電剤としては、上記弾性層で挙げたカーボンブラック等を用いることができる。   As the conductive agent, carbon black mentioned in the elastic layer can be used.

基材層に導電剤を含む場合、その使用量は、通常、基材層を形成する樹脂100重量部に対して5〜30重量部程度であればよい。これにより基材層に、中間転写ベルトに適した抵抗率を持たせることができる。   When the conductive material is included in the base material layer, the amount used is usually about 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin forming the base material layer. As a result, the base material layer can have a resistivity suitable for the intermediate transfer belt.

基材層の体積抵抗率は、ベルト基材としてトナーを電気的な制御によって受け渡しを行なう点から、通常10〜1012.5Ω・cm程度が好ましく、10〜1012.5Ω・cm程度がより好ましい。 The volume resistivity of the base layer, from the viewpoint of performing transfer by electrical control of the toner as a belt substrate, usually preferably 10 4 to 10 about 12.5 Ω · cm, 10 9 ~10 12.5 Ω · About cm is more preferable.

本発明の多層弾性ベルトにおける基材層の製膜方法について、基材層を形成する樹脂としてポリイミドを用いた場合を例として、以下に説明する。   The film forming method of the base material layer in the multilayer elastic belt of the present invention will be described below by taking as an example the case where polyimide is used as the resin for forming the base material layer.

上記したポリイミドの原料であるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとを溶媒中で反応させて、一旦ポリアミック酸溶液とする。このポリアミック酸溶液の固形分濃度は、10〜40重量%程度であればよい。   Tetracarboxylic dianhydride, which is the raw material of the polyimide, and diamine are reacted in a solvent to obtain a polyamic acid solution once. The solid content concentration of the polyamic acid solution may be about 10 to 40% by weight.

溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」と呼ぶ。)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の非プロトン系有機極性溶媒が使用される。これらのうちの1種又は2種以上の混合溶媒であってもよい。特に、NMPが好ましい。   Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and hexamethyl. An aprotic organic polar solvent such as phosphoamide or 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone is used. One or two or more of these solvents may be used. In particular, NMP is preferable.

基材層に所望の半導電性を付与するために、前述の通り必要に応じ基材層を形成する樹脂100重量部に対して、5〜30重量部程度のカーボンブラック等の導電剤をポリアミック酸溶液に添加しても良い。この場合、ボールミルにてカーボンブラックの均一分散を行う。これにより、ポリアミック酸及び必要に応じ導電剤を含む基材層形成用組成物を得る。   In order to impart desired semiconductivity to the base material layer, a conductive agent such as about 5 to 30 parts by weight of carbon black or the like is added to 100 parts by weight of the resin that forms the base material layer as necessary as described above. It may be added to the acid solution. In this case, the carbon black is uniformly dispersed by a ball mill. Thereby, the composition for base material layer formation containing a polyamic acid and a electrically conductive agent as needed is obtained.

得られた基材層形成用組成物を、表面層・弾性層と同じように円筒状金型等を用いた遠心成型を行う。但し、この場合の金型内面は鏡面仕上げでも良いが、ゴム材料からなる弾性層との接着面積を増やす手法としてブラスト等による凹凸を有していてもよい。   The obtained composition for forming a base material layer is subjected to centrifugal molding using a cylindrical mold or the like in the same manner as the surface layer / elastic layer. However, the inner surface of the mold in this case may be mirror-finished, but may have irregularities such as blasting as a method for increasing the adhesion area with the elastic layer made of a rubber material.

加熱は、金型内面を徐々に昇温し100〜190℃程度、好ましくは110〜130℃程度に到達せしめる(第1加熱段階)。昇温速度は、例えば、1〜2℃/分程度であればよい。上記の温度で20分〜3時間維持し、およそ半分以上の溶剤を揮発させて自己支持性のあるベルトを成型する。   In the heating, the inner surface of the mold is gradually heated to reach about 100 to 190 ° C., preferably about 110 to 130 ° C. (first heating stage). The temperature increase rate may be about 1 to 2 ° C./min, for example. The belt is maintained at the above temperature for 20 minutes to 3 hours, and approximately half or more of the solvent is volatilized to form a self-supporting belt.

次に、第2段階加熱として、温度280〜400℃程度(好ましくは300〜380℃程度)で処理してイミド化を完結させる。この場合も、第1段階加熱温度から一挙にこの温度に到達するのではなく、徐々に昇温して、その温度に達するようにするのが良い。なお、第2段階加熱は、無端ベルトを円筒状金型の内面に付着したまま行っても良いし、第1加熱段階終了後、金型から無端ベルトを剥離し、取り出して別途イミド化のための加熱手段に供して、280〜400℃に加熱してもよい。このイミド化の所要時間は、通常約20分〜3時間程度である。   Next, as the second stage heating, treatment is performed at a temperature of about 280 to 400 ° C. (preferably about 300 to 380 ° C.) to complete imidization. Also in this case, it is preferable not to reach this temperature from the first stage heating temperature all at once, but to gradually increase the temperature to reach that temperature. The second stage heating may be performed with the endless belt attached to the inner surface of the cylindrical mold, or after the first heating stage, the endless belt is peeled off from the mold and taken out for further imidization. You may use for the heating means of and may heat at 280-400 degreeC. The time required for this imidization is usually about 20 minutes to 3 hours.

このように、遠心成型を用いて製膜する基材層は、原料の縮み率や耐熱温度といった観点から前述の表面層、弾性層の製膜に用いた円筒状金型とは内径寸法が異なる基材層製膜専用金型を用いることが好ましい。   As described above, the base material layer formed by centrifugal molding has a different inner diameter from the cylindrical mold used for forming the surface layer and the elastic layer from the viewpoint of the shrinkage rate of the raw material and the heat resistance temperature. It is preferable to use a base layer-dedicated mold.

基材層を形成する樹脂として、ポリアミドイミドを用いる場合も同様にして、ジアミン或いはジアミンから誘導されたジイソシアネートと、トリメリット酸とを溶媒中で反応させて直接ポリアミドイミドとし、これを遠心成型して、継目のない(シームレス)ポリアミドイミドの基材層を製膜できる。ポリアミドイミドを用いる場合にも、必要に応じて、カーボンブラック等の導電剤を添加することができ、その添加量は前述のポリイミドの場合と同様である。   Similarly, when polyamideimide is used as the resin for forming the base material layer, diamine or diisocyanate derived from diamine and trimellitic acid are reacted in a solvent directly to form polyamideimide, and this is centrifuged. Thus, a seamless (seamless) polyamideimide substrate layer can be formed. Also in the case of using polyamideimide, a conductive agent such as carbon black can be added as necessary, and the addition amount is the same as in the case of the polyimide described above.

このようにして遠心成型により得られる基材層のヤング率は、2,500MPa以上であることが好ましく、3,500MPa以上であることがより好ましい。また、上限値は特に限定されるものではないが、8,000MPa以下程度であることが好ましい。   Thus, the Young's modulus of the base material layer obtained by centrifugal molding is preferably 2,500 MPa or more, and more preferably 3,500 MPa or more. Moreover, although an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is about 8,000 MPa or less.

基材層の材料として、ポリカーボネート、PVdF、ポリアミド、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等を用いる場合は、これらの樹脂を溶融して押出成型することによりシームレスの基材層を製膜できる。この場合も、必要に応じて、カーボンブラック等の導電剤を添加することができ、その添加量は前述のポリイミドの場合と同様である。   When polycarbonate, PVdF, polyamide, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer or the like is used as the material for the base material layer, a seamless base material layer can be formed by melting and extruding these resins. Also in this case, a conductive agent such as carbon black can be added as necessary, and the amount added is the same as in the case of the polyimide described above.

前述のように押出成型によりシームレスベルトを得る場合、基材としての性能を保持するため、ヤング率1,000MPa以上、好ましくは1,500MPa以上の材料を選択することが好ましい。   When obtaining a seamless belt by extrusion molding as described above, it is preferable to select a material having a Young's modulus of 1,000 MPa or more, preferably 1,500 MPa or more in order to maintain the performance as a substrate.

上記のようにして、継目のない高い強度を有する基材層を得ることができる。   As described above, a base material layer having a seamless high strength can be obtained.

4.多層弾性ベルトの形成(3層化)
前述の「2」及び「3」において別々に製膜した層同士、すなわち、一体化されている表面層及び弾性層の二層からなる第1ベルトと、基材層からなる第2ベルトとを、該第1ベルトの内面(弾性層側の面)と該第2ベルトの外面とが接触するように重ね合わせる。
4). Formation of multilayer elastic belt (three layers)
A layer formed separately in the above-mentioned “2” and “3”, that is, a first belt composed of two layers of an integrated surface layer and an elastic layer, and a second belt composed of a base material layer The first belt is overlapped so that the inner surface (surface on the elastic layer side) of the first belt and the outer surface of the second belt are in contact with each other.

両者の間には、必要に応じて接着剤やプライマーを塗布してもよい。   You may apply | coat an adhesive agent and a primer between both as needed.

両者の重ね合わせ後は、両者の間が密閉状態となるようにすることが好ましい。その後、積層体を加熱処理することにより、弾性層の内面と基材層の外面とが接着された無端の3層の弾性ベルトを得る。   After the superposition of both, it is preferable that the space between the two is sealed. Thereafter, the laminate is heat-treated to obtain an endless three-layer elastic belt in which the inner surface of the elastic layer and the outer surface of the base material layer are bonded.

上記3層化工程の詳細について、具体例を挙げて説明する。   Details of the three-layer process will be described with specific examples.

円筒金型内面で規制された状態で製膜された表面層及び弾性層からなる二層膜(第1ベルト)の内面(弾性層側の面)に、ラミネート接着剤を均一塗布して風乾する。   Laminate adhesive is uniformly applied to the inner surface (surface on the elastic layer side) of the two-layer film (first belt) made of the surface layer and the elastic layer formed in a state regulated by the inner surface of the cylindrical mold, and air-dried. .

別の専用円筒金型で製膜した基材層の外面にもプライマーを塗布して風乾した後、これを該弾性層内面に重ね合わせ、位置がずれないよう基材層内面に密着する内金型を挿入する。   After applying a primer to the outer surface of the base material layer formed by another dedicated cylindrical mold and air-drying it, the inner layer is superposed on the inner surface of the elastic layer and closely contacts the inner surface of the base material layer so that the position does not shift. Insert a type.

その後100℃程度で20〜60分程度加熱処理し、接着剤の硬化と同時に層間接着が完了する。必要に応じ、脱型後の3層ベルトをさらに120℃程度で3〜5時間程度加熱処理することにより、アニール処理を施しても良い。こうして、本発明の多層弾性ベルトを得る。   Thereafter, heat treatment is performed at about 100 ° C. for about 20 to 60 minutes, and interlayer adhesion is completed simultaneously with curing of the adhesive. If necessary, the three-layer belt after demolding may be further annealed at about 120 ° C. for about 3 to 5 hours. Thus, the multilayer elastic belt of the present invention is obtained.

ラミネート接着剤としては、三井化学ポリウレタン(株)製タケラックA−969やDIC(株)製タイフォースNT−810が例示される。なお、上記のプライマーの使用は任意であるが、接着強度向上の点から使用することが好ましい。プライマーとしては、例えば、東レ・ダウコーニング(株)製のDY39−067等が例示される。   Examples of the laminating adhesive include Takelac A-969 manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd. and Tyforce NT-810 manufactured by DIC Corporation. In addition, although use of said primer is arbitrary, it is preferable to use from the point of an adhesive strength improvement. Examples of the primer include DY39-067 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.

前述の例においては、3層からなる本発明の多層弾性ベルトについてのみ説明したが、本発明においては、上記基材層、弾性層、表面層以外の層を含むことができる。また、基材層、弾性層、表面層を、それぞれ2層以上設けることもできる。   In the above example, only the multilayer elastic belt of the present invention consisting of three layers has been described. However, in the present invention, layers other than the base material layer, the elastic layer, and the surface layer can be included. Two or more base layers, elastic layers, and surface layers can be provided.

上記のように完成された本発明の多層弾性ベルトは、表面側から測定したヒステリシス損失が20%以上になっているものである。ベルト完成体としてのヒステリシス損失は、このように表面層材料と弾性層材料の選択によって制御できる。また、ヒステリシス損失の上限値は特に限定されるものではないが、50%以下であることが好ましい。   The multilayer elastic belt of the present invention completed as described above has a hysteresis loss of 20% or more measured from the surface side. Thus, the hysteresis loss as the belt completed body can be controlled by selecting the surface layer material and the elastic layer material. The upper limit of hysteresis loss is not particularly limited, but is preferably 50% or less.

以下、ヒステリシス損失の測定方法を述べる。   A method for measuring hysteresis loss will be described below.

ベルト表面側から測定したヒステリシス損失は、弾性ゴム材料単独でのヒステリシス損失と考え方は同じであり、ベルト完成体に応力を与え変形させて元に戻したとき、全体の変形に対する塑性変形の割合を求めればよい。具体的方法としては、実施例に記載の通りである。   The hysteresis loss measured from the belt surface side is the same as the hysteresis loss of the elastic rubber material alone, and when the belt complete body is stressed and deformed to return to its original state, the ratio of plastic deformation to the total deformation is calculated. Find it. The specific method is as described in the examples.

以上のように本発明の多層弾性ベルトは、表面側から測定したヒステリシス損失を20%以上にすることで、中間転写ベルトとして可撓性すなわちMIT耐久回数に代表される屈曲耐久性に優れ、画像中抜けがなく細線印字が鮮明な一次転写特性、紙への凹凸追従性が良好な二次転写特性などを有し、さらに、表面層の摩擦耐久性に優れたベルトである。   As described above, the multilayer elastic belt of the present invention is excellent in flexibility as an intermediate transfer belt, that is, bending durability represented by the number of MIT durability, by setting the hysteresis loss measured from the surface side to 20% or more. The belt has a primary transfer characteristic with clear thin line prints without voids, a secondary transfer characteristic with good irregularity followability to paper, and the like, and has excellent surface layer friction durability.

本発明の多層弾性ベルトは、転写搬送ベルト、紙搬送ベルト、転写定着ベルト等の電子写真装置用ベルトや、画像形成装置に使用される中間転写ベルト等として好適に用いることができる。   The multilayer elastic belt of the present invention can be suitably used as an electrophotographic belt such as a transfer conveyance belt, a paper conveyance belt, or a transfer fixing belt, or an intermediate transfer belt used in an image forming apparatus.

以下、比較例と共に実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example with a comparative example, this invention is not limited to these Examples.

本明細書に記載の下記の評価は、次のようにして行った。   The following evaluation described in this specification was performed as follows.

<基材層形成用組成物の固形分濃度>
試料を金属カップ等の耐熱性容器で精秤し、この時の試料の重量をAgとする。試料を入れた耐熱性容器を電気オーブンに入れて、120℃×12分、180℃×12分、260℃×30分、及び300℃×30分で順次昇温しながら加熱、乾燥し、得られる固形分の重量(固形分重量)をBgとする。同一試料について5個のサンプルのA及びBの値を測定し(n=5)、次式(I)にあてはめて固形分濃度を求めた。その5個のサンプルの平均値を、固形分濃度として採用した。
<Concentration of solid content of composition for base material layer formation>
The sample is precisely weighed in a heat-resistant container such as a metal cup, and the weight of the sample at this time is Ag. The heat-resistant container containing the sample is placed in an electric oven and heated and dried while sequentially heating at 120 ° C. × 12 minutes, 180 ° C. × 12 minutes, 260 ° C. × 30 minutes, and 300 ° C. × 30 minutes. The weight of the solid content (solid content weight) is defined as Bg. The values of A and B of five samples of the same sample were measured (n = 5) and applied to the following formula (I) to determine the solid content concentration. The average value of the five samples was adopted as the solid content concentration.

Figure 2011123180
Figure 2011123180

<表面層形成用組成物及び弾性層形成用組成物の固形分濃度>
原料を精秤し、この時の固形あるいは液状原料の重量をCgとする。電子天秤上で原料を溶剤に溶かすために、攪拌しながら溶剤を徐々に加え、最終的な溶液重量をDgとする。固形分濃度は、次式(II)となる。
<Solid Concentration of Surface Layer Forming Composition and Elastic Layer Forming Composition>
The raw materials are precisely weighed, and the weight of the solid or liquid raw material at this time is Cg. In order to dissolve the raw material in the solvent on the electronic balance, the solvent is gradually added while stirring, and the final solution weight is set to Dg. The solid content concentration is represented by the following formula (II).

Figure 2011123180
Figure 2011123180

<厚み>
厚みは、接触式膜厚測定器のフラット型プローブを用いて幅方向3点、周方向8点の合計24点測定し、その平均値として示した。
<Thickness>
The thickness was measured as a mean value by measuring a total of 24 points of 3 points in the width direction and 8 points in the circumferential direction using a flat type probe of a contact-type film thickness measuring instrument.

<ヤング率>
ヤング率はJIS K7127に準拠し、(株)島津製作所製 オートグラフAG−Xを用いて測定した。
<Young's modulus>
The Young's modulus was measured using Autograph AG-X manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with JIS K7127.

サンプル片:25×250mmの短冊状
引張速度:20mm/分
Sample piece: strip shape of 25 × 250 mm Tensile speed: 20 mm / min

<表面抵抗率、体積抵抗率>
表面抵抗率(Ω/□)及び体積抵抗率(Ω・cm)は、三菱化学(株)製の抵抗測定器“ハイレスタUP・URブロ−ブ”を用いて23℃、55%RH環境下で測定した。幅方向に長さ360mmにカットしたベルトをサンプルとし、該サンプルの幅方向に等ピッチで3ヶ所、縦(周)方向に4カ所の合計12ヶ所について、印加電圧100V、10秒後に表面抵抗率及び体積抵抗率をそれぞれ測定し、その平均値の常用対数値で示した。なお該測定サンプルは23℃、55%RH環境下で12時間放置してから測定した。
<Surface resistivity, volume resistivity>
Surface resistivity (Ω / □) and volume resistivity (Ω · cm) are measured at 23 ° C and 55% RH using a resistance measuring instrument “HIRESTA UP / UR Blob” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It was measured. A belt cut to a length of 360 mm in the width direction is used as a sample, and the surface resistivity is applied after 10 seconds at an applied voltage of 100 V at a total of 12 locations in the sample in the width direction, 3 locations at equal pitch and 4 locations in the longitudinal (circumferential) direction. The volume resistivity was measured and the average logarithmic value was shown as a common logarithm value. The measurement sample was measured after standing for 12 hours in an environment of 23 ° C. and 55% RH.

<ゴム材料硬度>
JIS K6253に従い、デュロメーターAを用いて、弾性層を構成する材料で厚み6mmのバルク(塊)を作製して評価した。
<Rubber material hardness>
According to JIS K6253, using a durometer A, a bulk (lumb) having a thickness of 6 mm was prepared and evaluated using the material constituting the elastic layer.

<MIT試験>
MIT試験法による耐折回数測定は、JIS P8115(1994)に準拠(JIS P8115(1994)における「紙及び板紙」を「実施例1〜3、比較例1〜2で得られたベルト」に読みかえる)する方法であり、MIT試験機として(株)東洋精機製MIT−DAを用いて測定した。試験条件は以下の通りである。
<MIT test>
Folding resistance measurement by the MIT test method conforms to JIS P8115 (1994) ("paper and paperboard" in JIS P8115 (1994) is read as "belts obtained in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2") It was measured by using MIT-DA manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. as an MIT testing machine. The test conditions are as follows.

試験片を挟み折曲げるためのチャックの先端半径:0.38mm
荷重:9.8N(1kgf)
折り曲げ角度:135±2°
繰返し速度:175±10回/毎分
該条件にて繰り返し折り曲げ、ストレスを与えて破断させる。破断までの折り曲げ回数(5回測定の平均値)を、耐折回数とした。
Tip radius of the chuck for bending the test piece: 0.38 mm
Load: 9.8N (1kgf)
Bending angle: 135 ± 2 °
Repeating speed: 175 ± 10 times / minute Repeated bending under the above conditions and applying stress to break. The number of folds until breakage (average value of 5 measurements) was defined as the number of folds.

<磨耗試験>
JIS K7204に従い、磨耗輪による磨耗試験により、磨耗輪によって研削された材料の重量(mg)にて比較した。試験条件は以下の通りである。
<Abrasion test>
According to JIS K7204, the weight (mg) of the material ground by the wear wheel was compared by the wear test using the wear wheel. The test conditions are as follows.

磨耗輪種類:CS−17
荷重:250g
回転回数:300回
Wear wheel type: CS-17
Load: 250g
Number of rotations: 300 times

<ゴム材料ヒステリシス損失>
弾性層形成用組成物を用いて、100mm角、厚み2mmの試験用試料を作製し、ダンベル3号片を打ち抜いた。該試験用試料片について、引張ヒステリシス損失試験(JIS K7312)により得られた応力−ひずみ曲線の面積を用いて計算した。
<Rubber material hysteresis loss>
A test sample having a size of 100 mm square and a thickness of 2 mm was prepared using the elastic layer forming composition, and a dumbbell No. 3 piece was punched out. The test specimen was calculated using the area of the stress-strain curve obtained by the tensile hysteresis loss test (JIS K7312).

<ベルト表面から測定したヒステリシス損失(ベルトのヒステリシス損失)>
ISO 14577−1 Annex Aにおけるマルテンス硬度測定法を用いる。すなわち、ダイナミック超微小硬度計によってベルトの表面層側から測定圧子を、試験力を一定の割合で増加させながら押し込み、指定深さに達した後、試験力を一定割合で除荷する際の一連の圧子の深さを自動計測することで、図2のような応力−ひずみ曲線を得る。図2に示すように、応力−ひずみ曲線により囲まれた部分の面積をEとする。また、指定深さに達した点(図2中のA点)から垂線を引き、該垂線と、試験力を一定割合で除荷する際に得られる曲線とに囲まれた部分の面積をFとし、これらの面積E、Fをもとにベルト表面側から測定したヒステリシス損失を次の式で求める。
<Hysteresis loss measured from the belt surface (belt hysteresis loss)>
The Martens hardness measurement method in ISO 14577-1 Annex A is used. That is, when a test force is pushed in from the surface layer side of the belt with a dynamic micro hardness tester while increasing the test force at a certain rate, and after reaching the specified depth, the test force is unloaded at a certain rate. A stress-strain curve as shown in FIG. 2 is obtained by automatically measuring the depth of the series of indenters. As shown in FIG. 2, let E be the area surrounded by the stress-strain curve. In addition, a perpendicular line is drawn from the point that has reached the specified depth (point A in FIG. 2), and the area of the portion surrounded by the perpendicular line and the curve obtained when the test force is unloaded at a constant rate is F. Then, the hysteresis loss measured from the belt surface side based on these areas E and F is obtained by the following equation.

Figure 2011123180
Figure 2011123180

その他の条件は以下の通りである。   Other conditions are as follows.

試験機:島津ダイナミック超微小硬度計DUH−211S
試験モード:負荷−除荷試験
負荷速度:0.1463mN/秒
最小試験力:0.02mN
負荷保持時間:2秒
Cf−Ap、As補正あり
圧子の種類:Triangular115(稜間角115°ダイアモンド三角すい圧子バーコビッチ形)
Testing machine: Shimadzu Dynamic Ultra Hardness Tester DUH-211S
Test mode: Load-unload test Load speed: 0.1463 mN / sec Minimum test force: 0.02 mN
Load holding time: 2 seconds Cf-Ap, with As correction Type of indenter: Triangular 115 (corner angle 115 ° diamond triangular triangular indenter barkovic type)

実施例1
(1)基材層の製膜
窒素流通下、N−メチル−2−ピロリドン488gに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)47.6gを加え、50℃に保温、撹拌して完全に溶解させた。この溶液に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)70gを除々に添加し、ポリアミック酸溶液605.6gを得た。このポリアミック酸溶液の数平均分子量は17,000、粘度は35ポイズ、固形分濃度は18.0重量%であった。
Example 1
(1) Film formation of base material layer Under nitrogen flow, 47.6 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) is added to 488 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and kept at 50 ° C. and stirred to completely dissolve. I let you. To this solution, 70 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) was gradually added to obtain 605.6 g of a polyamic acid solution. This polyamic acid solution had a number average molecular weight of 17,000, a viscosity of 35 poise, and a solid content concentration of 18.0% by weight.

次に、このポリアミック酸溶液450gに、酸性カーボン(pH3.0)21gとN−メチル−2−ピロリドン80gを加えて、ボールミルにてカーボンブラック(CB)の均一分散を行った。このマスターバッチ溶液(基材層形成用組成物)は、固形分濃度18.5重量%、該固形分中のCB濃度は20.6重量%であった。   Next, 21 g of acidic carbon (pH 3.0) and 80 g of N-methyl-2-pyrrolidone were added to 450 g of this polyamic acid solution, and carbon black (CB) was uniformly dispersed by a ball mill. This master batch solution (base layer-forming composition) had a solid concentration of 18.5% by weight and a CB concentration in the solid content of 20.6% by weight.

そして該溶液から276gを採取し、基材層成型用円筒状金型を用意し、次の条件で成形した。   And 276g was extract | collected from this solution, the cylindrical mold for base material layer shaping | molding was prepared, and it shape | molded on the following conditions.

基材層成型用金型:内径301.5mm、幅540mmの内面鏡面仕上げの円筒状金型であり、該金型が2本の回転ローラー上に載置され、該ローラーの回転とともに回転する状態に配置した(例えば、図3を参照)。   Mold for base material layer molding: a cylindrical mold with an inner diameter of 301.5 mm and a width of 540 mm, with a mirror finish on the inner surface. The mold is placed on two rotating rollers and rotates with the rotation of the rollers. (See, for example, FIG. 3).

加熱装置:該金型の外側面に遠赤外線ヒータを配置し、該金型の内面温度が120℃に制御されるように設計した装置である。   Heating device: a device designed so that a far-infrared heater is disposed on the outer surface of the mold and the inner surface temperature of the mold is controlled to 120 ° C.

まず、円筒状金型を回転した状態で276gの該溶液を金型内面に均一に塗布し、加熱を開始した。加熱は1℃/分で120℃まで昇温して、その温度で60分間その回転を維持しつつ加熱した。   First, 276 g of the solution was uniformly applied to the inner surface of the mold while rotating the cylindrical mold, and heating was started. The heating was performed at a temperature of 1 ° C./min up to 120 ° C., and the heating was continued at that temperature for 60 minutes while maintaining its rotation.

回転、加熱が終了した後、冷却せずそのまま金型を離脱して熱風滞留式オーブン中に静置してイミド化のための加熱を開始した。この加熱も徐々に昇温しつつ320℃に達した。そして、この温度で30分間加熱した後常温に冷却して、該金型内面に形成された半導電性管状ポリイミドベルトを剥離し取り出した。なお、該ベルトは厚さ80μm、外周長944.3mm、表面抵抗率11.5(logΩ/□)、体積抵抗率9.2(logΩ・cm)、ヤング率は4,180MPaであった。   After completion of the rotation and heating, the mold was removed as it was without cooling, and left in a hot air retention type oven to start heating for imidization. This heating also reached 320 ° C. while gradually raising the temperature. And after heating for 30 minutes at this temperature, it cooled to normal temperature, peeled and took out the semiconductive tubular polyimide belt formed in this metal mold | die inner surface. The belt had a thickness of 80 μm, an outer peripheral length of 944.3 mm, a surface resistivity of 11.5 (log Ω / □), a volume resistivity of 9.2 (log Ω · cm), and a Young's modulus of 4,180 MPa.

(2)表面層の製膜
ビニリデンフロライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)の共重合体であるVdF−HFP共重合樹脂(カイナー#2821、アルケマ製:HFP11モル%)100gを、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)900gに溶解させ、固形分濃度10重量%の溶液Aを調製した。
(2) Formation of surface layer VdF-HFP copolymer resin (Kyner # 2821, Arkema: HFP 11 mol%) 100 g, which is a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP), It was dissolved in 900 g of N-dimethylacetamide (DMAc) to prepare a solution A having a solid content concentration of 10% by weight.

有機変性モンモリロナイト(ルーセンタイトSTN、コープケミカル(株)製)100gを、ジメチルアセトアミド900gに加え、ボールミルにて均一分散を行って固形分濃度10重量%の溶液Bを調製した。   100 g of organically modified montmorillonite (Lucentite STN, manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) was added to 900 g of dimethylacetamide and uniformly dispersed by a ball mill to prepare a solution B having a solid content concentration of 10% by weight.

溶液Aと溶液BをA:B=99:1で調合し撹拌機で混合し、固形分濃度10重量%、該固形分中の有機変性モンモリロナイト濃度1重量%の溶液を得た。これをDMAc:酢酸ブチル=1:2の混合溶媒で希釈し、固形分濃度1.6重量%、該固形分中有機変性モンモリロナイト濃度1重量%(表面層の総重量に対するモンモリロナイトの配合割合に相当する)の表面層形成用組成物を調製した。この溶液112gを次の条件で製膜した。   Solution A and solution B were prepared at A: B = 99: 1 and mixed with a stirrer to obtain a solution having a solid content of 10% by weight and an organically modified montmorillonite concentration in the solid of 1% by weight. This was diluted with a mixed solvent of DMAc: butyl acetate = 1: 2, solid content concentration 1.6% by weight, organic modified montmorillonite concentration in the solid content 1% by weight (corresponding to the blending ratio of montmorillonite with respect to the total weight of the surface layer) The composition for forming a surface layer was prepared. A film of 112 g of this solution was formed under the following conditions.

回転ドラム:内径301.0mm、幅540mm、内面十点平均粗さ(Rz)=0.5μmの金属ドラムが2本の回転ローラー上に載置され、該ローラーの回転とともに回転する状態に配置した(例えば、図3参照)。   Rotating drum: A metal drum having an inner diameter of 301.0 mm, a width of 540 mm, and an inner surface 10-point average roughness (Rz) = 0.5 μm was placed on two rotating rollers and arranged to rotate with the rotation of the rollers. (See, for example, FIG. 3).

回転ドラムを回転した状態でドラム内面に均一に塗布し加熱を開始した。加熱は2℃/分で130℃まで昇温して、その温度で60分間その回転を維持しつつ加熱し、ドラム内面に表面層を形成した後ドラムを常温まで冷却した。ドラム内面に形成された表面層の厚みを渦電流式厚み計(ケット化学研究所社製)にて測定したところ2μmであった。   While rotating the rotating drum, the coating was uniformly applied to the inner surface of the drum and heating was started. The heating was performed at a temperature of 2 ° C./min up to 130 ° C., and heating was performed at that temperature for 60 minutes while maintaining its rotation. After forming a surface layer on the drum inner surface, the drum was cooled to room temperature. It was 2 micrometers when the thickness of the surface layer formed in the drum inner surface was measured with the eddy current type thickness meter (made by Kett Chemical Laboratory).

なお、上述の表面層形成用組成物を用いて、同一製膜条件で別途10μmの表面層を作製した。その10μmの表面層の体積抵抗率12.6(logΩ・cm)、ヤング率は610MPaであった。   In addition, using the above-mentioned composition for forming a surface layer, a surface layer of 10 μm was separately prepared under the same film forming conditions. The 10 μm surface layer had a volume resistivity of 12.6 (log Ω · cm) and a Young's modulus of 610 MPa.

(3)弾性層の製膜
キシレン1250gにポリウレタンエラストマー(パンデックスFY956、DIC(株)製)を1000g溶解させた溶液に酸性カーボン(pH3.5)250gを加え、ボールミルにて均一分散を行い、固形分濃度50重量%、該固形分中のカーボンブラック(CB)濃度は20重量%のマスターバッチ溶液を作製した。このマスターバッチ溶液250gに、NCO当量が1.1となるように、硬化剤CLH−5(DIC(株)製)を8.5g添加し撹拌を行い、弾性層形成用組成物を得た。
(3) Formation of elastic layer 250 g of acidic carbon (pH 3.5) was added to a solution prepared by dissolving 1000 g of polyurethane elastomer (Pandex FY956, manufactured by DIC Corporation) in 1250 g of xylene, and uniformly dispersed with a ball mill. A master batch solution having a solid concentration of 50% by weight and a carbon black (CB) concentration in the solid content of 20% by weight was prepared. To 250 g of this master batch solution, 8.5 g of a curing agent CLH-5 (manufactured by DIC Corporation) was added and stirred so that the NCO equivalent was 1.1, thereby obtaining an elastic layer forming composition.

この弾性層形成用組成物を先に製膜した表面層内面に金型を回転した状態で均一に塗布し、加熱を開始した。加熱は、2℃/分で130℃まで昇温して、その温度で120分間その回転を維持しつつ加熱し、金型内面に弾性層(厚さ:225μm)を形成した。   The elastic layer forming composition was uniformly applied to the inner surface of the surface layer on which the film had been formed in advance, and the heating was started. The heating was performed at a temperature of 2 ° C./min up to 130 ° C., and the heating was continued for 120 minutes while maintaining the rotation to form an elastic layer (thickness: 225 μm) on the inner surface of the mold.

予備試験として、この弾性層形成用組成物にて作製したウレタン硬化物の硬度を測定したところ、タイプA(JIS K6253)にて42°であった。またJIS K7312の引張り試験によるヒステリシス損失は、50.6%であり、体積抵抗率は、10.9(logΩ・cm)であった。   As a preliminary test, the hardness of the urethane cured product produced with this elastic layer forming composition was measured and found to be 42 ° in Type A (JIS K6253). The hysteresis loss by the tensile test of JIS K7312 was 50.6%, and the volume resistivity was 10.9 (log Ω · cm).

(4)弾性層内面と基材層外面の貼り合わせ
上記(3)で製膜した弾性層内面にプライマーDY39−067(東レ・ダウコーニング(株)製)を塗布、風乾した後に、ドライラミ接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製タケラックA−969)を薄く外面に塗布した(1)のポリイミドベルト(基材層)を挿入し重ね合わせた。次に基材内面から圧着した状態で加熱(80〜100℃)を行い、貼り合わせを完了させた。貼り合わせた多層ベルトを金型から剥離し両端部をカットし幅360mmの多層ベルトを採取した。
(4) Bonding of inner surface of elastic layer and outer surface of base material layer After applying primer DY39-067 (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.) to the inner surface of the elastic layer formed in (3) above, air-drying, and then dry dry adhesive The polyimide belt (base material layer) of (1) with a thin coating of (Mitsui Chemical Polyurethane Co., Ltd. Takelac A-969) on the outer surface was inserted and overlapped. Next, heating (80-100 degreeC) was performed in the state crimped | bonded from the base material inner surface, and bonding was completed. The laminated multilayer belt was peeled from the mold, both ends were cut, and a multilayer belt having a width of 360 mm was collected.

該多層ベルトは厚さ330μm、外周長945.0mm、表面抵抗率11.7(logΩ/□)、体積抵抗率9.4(logΩ・cm)であった。また前記ISO 14577−1 Annex Aのマルテンス硬度測定法にて算出したベルト表面から測定したヒステリシス損失は41.5%であった。   The multilayer belt had a thickness of 330 μm, an outer peripheral length of 945.0 mm, a surface resistivity of 11.7 (log Ω / □), and a volume resistivity of 9.4 (log Ω · cm). The hysteresis loss measured from the belt surface calculated by the Martens hardness measurement method of ISO 14577-1 Annex A was 41.5%.

実施例2
キシレン972gにポリウレタンエラストマー(ウレハイパーRUP1627、DIC(株)製)を988g溶解させた溶液にイオン導電剤としてサンコノールBUAC−30R(商品名、三光化学工業(株)製)を40g加え、撹拌機にて均一分散を行い、固形分濃度50重量%、該固形分中のイオン導電剤濃度は1.2重量%のマスターバッチ溶液を作製した。このマスターバッチ溶液250gに、NCO当量が0.9となるように、硬化剤CLH−5(DIC(株)製)を9.2g添加し撹拌を行い、弾性層形成用組成物を得た。
Example 2
40 g of Sanconol BUAC-30R (trade name, manufactured by Sanko Chemical Co., Ltd.) as an ionic conductive agent was added to a solution obtained by dissolving 988 g of polyurethane elastomer (Urehyper RUP1627, manufactured by DIC Corporation) in 972 g of xylene, and agitator. Uniform dispersion was performed to prepare a master batch solution having a solid content of 50% by weight and an ionic conductive agent concentration of 1.2% by weight in the solid content. To 250 g of this master batch solution, 9.2 g of a curing agent CLH-5 (manufactured by DIC Corporation) was added so as to have an NCO equivalent of 0.9, followed by stirring to obtain an elastic layer forming composition.

予備試験として、この弾性層形成用組成物にて作製したウレタン硬化物の硬度を測定したところ、タイプA(JIS K6253)にて40°であった。またJIS K7312の引張り試験によるヒステリシス損失は、29.8%であり、体積抵抗率は、10.3(logΩ・cm)であった。   As a preliminary test, when the hardness of the urethane cured product produced with this elastic layer forming composition was measured, it was 40 ° in Type A (JIS K6253). The hysteresis loss by the tensile test of JIS K7312 was 29.8%, and the volume resistivity was 10.3 (log Ω · cm).

この弾性層形成用組成物を用いた以外は、実施例1と同様に多層ベルトを作製した。   A multilayer belt was produced in the same manner as in Example 1 except that this elastic layer forming composition was used.

その結果、作製した多層ベルトのISO 14577−1 Annex Aのマルテンス硬度測定法にて算出したベルト表面から測定したヒステリシス損失は23.4%であった。   As a result, the hysteresis loss measured from the surface of the belt calculated by the ISO 14577-1 Annex A Martens hardness measurement method of the produced multilayer belt was 23.4%.

実施例3
実施例1(2)のビニリデンフロライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)の共重合体であるVdF−HFP共重合樹脂(カイナー#2821、アルケマ製:HFP11モル%)の代わりにPVdF樹脂(カイナー#301F)を選択した以外は、実施例1と同様に多層ベルトを作製した。
Example 3
Instead of VdF-HFP copolymer resin (Kainer # 2821, Arkema: HFP 11 mol%) which is a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP) in Example 1 (2) (PVdF resin ( A multilayer belt was produced in the same manner as in Example 1 except that Kyner # 301F) was selected.

この表面層形成用組成物を用いて、同一製膜条件で別途10μmの表面層を作製しところその表面層のヤング率は1,920MPaであった。またその結果、作製した多層ベルトのISO 14577−1 Annex Aのマルテンス硬度測定法にて算出したベルト表面から測定したヒステリシス損失は39.3%であった。   Using this composition for forming a surface layer, a surface layer having a thickness of 10 μm was separately prepared under the same film forming conditions. The Young's modulus of the surface layer was 1,920 MPa. As a result, the hysteresis loss measured from the belt surface calculated by the ISO 14577-1 Annex A Martens hardness measurement method of the produced multilayer belt was 39.3%.

比較例1
実施例1における(1)の基材をポリイミド単層のベルトとして、各評価に使用した。
Comparative Example 1
The base material (1) in Example 1 was used as a polyimide single layer belt for each evaluation.

比較例2
実施例2において硬化剤の配合量をNCO当量が1.1になるよう、11.7g添加した以外は実施例2と同様に多層ベルトを作製した。
Comparative Example 2
A multilayer belt was produced in the same manner as in Example 2 except that 11.7 g of the curing agent was added in Example 2 so that the NCO equivalent was 1.1.

予備試験として、この弾性層形成用組成物にて作製したウレタン硬化物の硬度を測定したところタイプA(JIS K6253)にて43°であった。またJIS K7312の引張り試験によるヒステリシス損失は、17.9%であり、体積抵抗率は、10.2(logΩ・cm)であった。   As a preliminary test, the hardness of the urethane cured product prepared with this elastic layer forming composition was measured and found to be 43 ° with Type A (JIS K6253). The hysteresis loss by the tensile test of JIS K7312 was 17.9%, and the volume resistivity was 10.2 (log Ω · cm).

またその結果、作製した多層ベルトのISO 14577−1 Annex Aのマルテンス硬度測定法にて算出したベルト表面から測定したヒステリシス損失は17.0%であった。   As a result, the hysteresis loss measured from the belt surface calculated by the ISO 14577-1 Annex A Martens hardness measurement method of the produced multilayer belt was 17.0%.

上記実施例1〜3、比較例1〜2の各試料多層ベルトを前記MIT試験、磨耗試験にかけた値と転写ユニットに組み込んで以下の画像評価した結果と耐久結果を表1および表2に示す。   Tables 1 and 2 show the results of the following image evaluation and durability results obtained by incorporating the sample multilayer belts of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 into the MIT test and the abrasion test and the transfer unit. .

<一次及び二次転写効率>
一次転写効率は、転写前及び転写後の感光体上のトナー重量を測定し下記式から求めた。また、二次転写効率は、転写前及び転写後の転写ベルト上のトナー重量を測定し下記式から求めた。
<Primary and secondary transfer efficiency>
The primary transfer efficiency was determined from the following equation by measuring the toner weight on the photoreceptor before and after transfer. The secondary transfer efficiency was determined from the following equation by measuring the toner weight on the transfer belt before and after transfer.

Figure 2011123180
Figure 2011123180

各転写効率は次の基準で評価した。
(一次転写効率)
○:97%より高い
△:95〜97%
×:95%未満
(二次転写効率)
○:95%より高い
△:90〜95%
×:90%未満
Each transfer efficiency was evaluated according to the following criteria.
(Primary transfer efficiency)
○: higher than 97% △: 95-97%
×: Less than 95% (secondary transfer efficiency)
○: higher than 95% △: 90-95%
×: Less than 90%

<細線中抜け>
細線画像の中抜けを二次転写前の転写ベルト上にて観察し評価した。細線は約0.05mmの転写ベルト進行方向と平行なY、Mの二色によるベタ画像細線をレーザ顕微鏡にて300倍の倍率で観察し、細線長さ1mm内にいくつの中抜けが発生しているかを次の基準で評価した。
○:中抜けが全くない
△:中抜けが1〜4箇所
×:中抜けが5箇所以上存在する
<Thin wire hollow>
The hollow line image was observed on the transfer belt before the secondary transfer and evaluated. As for the thin line, a solid image thin line of two colors Y and M parallel to the transfer belt traveling direction of about 0.05 mm is observed with a laser microscope at a magnification of 300 times, and several hollows are generated within 1 mm of the thin line length. It was evaluated according to the following criteria.
○: There is no void at all. Δ: There are 1 to 4 voids. ×: There are 5 or more voids.

<紙の凹凸追従性(ラフ紙転写性)>
凹凸の大きな紙として富士ゼロックスオフィスサプライ社の「レザック66」(表面凹凸差80μm、151g/m)を用い、シアンでベタ印刷を行って、最深部(凹部)のトナーの乗りを目視で、次の基準で評価した。
○:ムラなく転写できている
△:僅かに白抜けしている
×:トナーの乗りがなく白抜けしている
<Concavity and convexity followability of paper (rough paper transferability)>
Using “Rezac 66” (surface unevenness difference 80 μm, 151 g / m 2 ) of Fuji Xerox Office Supply Co., Ltd. as the paper with large irregularities, solid printing with cyan, visually seeing the toner in the deepest part (concave part), Evaluation was made according to the following criteria.
○: The image is transferred evenly. Δ: Slightly missing. ×: There is no toner and the image is missing.

<通紙耐久性試験>
下記の条件で通紙、通電、駆動テストを同時に実施し、10万枚相当の駆動テスト後に表面層の剥離、割れの有無を顕微鏡で観察し、次の基準で評価した。
○:表面層の剥離又は割れの発生なし
×:微小割れあり
駆動速度:ベルト外周速度300mm/秒
通電:電源(Trek 610C)によりベルト厚み方向に50μAの定電流を供給
通紙:二次転写ロール外面にコピー用紙を巻きつけ、擬似的に連続通紙した状態を作製
クリーニング機構:ウレタンゴム製クリーニングブレード(ゴム硬度 タイプA 80°)
<Paper passing durability test>
Paper feeding, energization, and driving tests were simultaneously performed under the following conditions. After driving tests equivalent to 100,000 sheets, the presence or absence of peeling or cracking of the surface layer was observed with a microscope, and evaluated according to the following criteria.
○: No peeling or cracking of surface layer ×: Microcracking Drive speed: Belt outer peripheral speed 300 mm / sec Energization: Supplying a constant current of 50 μA in the belt thickness direction by a power supply (Trek 610C) Paper passing: Secondary transfer roll A copy paper is wrapped around the outer surface to produce a state in which the paper is continuously simulated. Cleaning mechanism: Cleaning blade made of urethane rubber (rubber hardness type A 80 °)

Figure 2011123180
Figure 2011123180

Figure 2011123180
Figure 2011123180

実施例においては、ベルトの表面側から測定したヒステリシス損失が20%以上であることから、ポリイミドの基材層への弾性層追従効果でMIT試験回数が格段に向上しているのがわかる(比較例1との比較)。また、表面層への弾性層追従効果によって耐久評価での割れや剥離の発生はなかった。さらにゴム弾性層を設ける主目的である一次転写での細線中抜け不具合はなく、二次転写における紙の凹凸への追従性も良好であった。   In the examples, since the hysteresis loss measured from the belt surface side is 20% or more, it can be seen that the number of MIT tests is greatly improved by the effect of following the elastic layer of the polyimide to the base material layer (comparison). Comparison with Example 1). Further, there was no occurrence of cracking or peeling in durability evaluation due to the effect of following the elastic layer to the surface layer. Furthermore, there were no defects in the thin line in the primary transfer, which is the main purpose of providing the rubber elastic layer, and the followability to the unevenness of the paper in the secondary transfer was also good.

比較例2は、ベルトの表面側から測定したヒステリシス損失が20%未満となっており耐久評価で微小な割れが多数発生したが、これはクリーニングブレードなどから表面層が受ける応力をゴム弾性層が吸収出来ず、逆にゴムが応力をはね返そうとする反力が生じ表面層を攻撃する力に変化したものと推測される。ベルト表面に微小な割れが生じた場合、割れが大きく成長しトナーのクリーニング性が悪化し、トナーがベルト表面に固着するために紙への転写がうまく行えなくなる。   In Comparative Example 2, the hysteresis loss measured from the surface side of the belt was less than 20%, and many minute cracks were generated in the durability evaluation. This is because the rubber elastic layer applied the stress received by the surface layer from a cleaning blade or the like. It is presumed that the reaction force of the rubber to repel the stress is generated and the force that attacks the surface layer is changed. If a minute crack occurs on the belt surface, the crack grows large and the toner cleaning property deteriorates, and the toner adheres to the belt surface, so that the transfer to the paper cannot be performed well.

このように、本発明の電子写真装置用多層弾性ベルトは、特定の弾性層を設けたことによって、画像中抜けがなく細線印字が鮮明な一次転写特性、媒体表面の凹凸への追従性及びトナー離型性などが良好な二次転写特性を有し、さらにベルトの表面側から測定したヒステリシス損失が20%以上としたことによって、ベルトの可撓性が上がることで屈曲耐久性が向上し、且つクリーニングブレード等に対しての表面層の摩擦耐久性を改善することができた。   As described above, the multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus of the present invention is provided with a specific elastic layer, thereby providing a primary transfer characteristic with clear image printing and fine line printing, followability to irregularities on the surface of the medium, and toner. The secondary transfer characteristics such as releasability are good, and the hysteresis loss measured from the surface side of the belt is 20% or more, so that the flexibility of the belt is increased and the bending durability is improved. In addition, the friction durability of the surface layer against the cleaning blade or the like could be improved.

Claims (6)

表面側から順に、離型性材料を含む表面層、弾性ゴム材料を含む弾性層、及び高強度樹脂材料を含む基材層の少なくとも三層からなる電子写真装置用多層弾性ベルトであって、
表面側から測定したダイナミック微小硬度測定(ISO 14577−1)結果から算出されるヒステリシス損失が20%以上である電子写真装置用多層弾性ベルト。
In order from the surface side, a multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus comprising at least three layers of a surface layer containing a releasable material, an elastic layer containing an elastic rubber material, and a base material layer containing a high-strength resin material,
A multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus having a hysteresis loss of 20% or more calculated from the result of dynamic microhardness measurement (ISO 14577-1) measured from the surface side.
前記表面層のヤング率が2,000MPa以下であり、かつ表面層の厚みが5μm以下である請求項1に記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。 2. The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the Young's modulus of the surface layer is 2,000 MPa or less and the thickness of the surface layer is 5 μm or less. 前記離型性材料が、フッ素樹脂及び/又はフッ素ゴムである請求項1又は2に記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。 The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the releasable material is a fluororesin and / or a fluororubber. 前記弾性層を構成する材料の硬度が、タイプA硬度で20°以上である請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。 The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the material constituting the elastic layer has a type A hardness of 20 ° or more. 前記弾性ゴム材料がポリウレタンエラストマー材料であり、該ポリウレタンエラストマー材料単独の硬化物のヒステリシス損失が20%以上である請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。 The multilayer elastic belt for an electrophotographic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the elastic rubber material is a polyurethane elastomer material, and a hysteresis loss of a cured product of the polyurethane elastomer material alone is 20% or more. 前記高強度樹脂材料が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、PVdF、ポリアミド及びエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの材料である請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真装置用多層弾性ベルト。 The high-strength resin material is at least one material selected from the group consisting of polyimide, polyamideimide, polycarbonate, PVdF, polyamide, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer. Multilayer elastic belt for electrophotographic devices.
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