JP2013195891A - 無端ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性、耐摩耗性を有し、反りを抑制可能な無端ベルトを提供する。
【解決手段】無端ベルト１は、筒状に形成された樹脂製の基層２と、基層２の外周面に積層されたゴム弾性層３とを有する。ゴム弾性層３は、マトリックスポリマーとして、アクリロニトリル含有量が４０質量％以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、分子内にハロゲン原子を含有するハロゲン含有ポリマーとを含んでいる。ゴム弾性層３中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するハロゲン含有ポリマーの含有量は、３０〜８０質量％の範囲内にある。ハロゲン含有ポリマーは、クロロプレンゴムを含むことが好ましい。無端ベルト１は、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、無端ベルトに関する。

従来、様々な分野において、無端ベルトが使用されている。例えば、電子写真方式を採用するプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の分野では、複数の感光体によって色別に形成した各トナー像をベルト表面に一次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、これを用紙上に二次転写するための中間転写ベルトとして、無端ベルトが用いられている。

上記無端ベルトとしては、これまでポリアミドイミド等の剛性を有する樹脂製の基層からなる一層構造の無端ベルトが多く用いられてきた。最近では、転写性向上等のため、基層の表面に柔軟なゴム弾性層を設けた二層構造の無端ベルトも開発されるようになっている。例えば、特許文献１には、アクリロニトリルブタジエンゴム中に有機系難燃剤、無機系難燃剤等を添加してなるゴム弾性層を基層表面に積層してなる無端ベルトが開示されている。

特開２０１０−１５６７６０号公報

しかしながら、従来のゴム弾性層を有する無端ベルトは、以下の点で改善の余地がある。
すなわち、上記無端ベルトは、比較的大型な部材である等の理由により、難燃性が要求されることが多い。ゴム弾性層を有する無端ベルトに難燃性を付与するためには、ゴム弾性層中に各種の無機系難燃剤や有機系難燃剤を添加するのが通常である。無機系難燃剤を用いて十分な難燃性を得ようとする場合、有機系難燃剤を用いる場合に比べ、その添加量を多量にする必要がある。そのため、多量に添加された無機系難燃剤によってゴム弾性層が硬くなり、ゴム弾性層の柔軟性が低下しやすくなる。また、ゴム弾性層表面の平滑性も低下しやすくなる。それ故、この無端ベルトを、例えば、中間転写ベルトとして用いた場合には、未転写部分が生じ、画像不具合が発生しやすくなる。

一方、有機系難燃剤は、難燃効果が高いため、無機系難燃剤に比べ少ない添加量で済むものの、それでも一定量以上の添加が必要になる。十分な難燃性を確保しようとして、有機系難燃剤を多めに添加した場合には、ゴム弾性層の表面に有機系難燃剤がブリードしやすくなる。

さらに、ゴム弾性層の形成時には、熱処理によりゴム成分の架橋が行われる。しかし、上記架橋によってゴム弾性層が硬化収縮するため、ベルトに反りが発生しやすくなる。それ故、この無端ベルトを、例えば、中間転写ベルトとして用いた場合には、反った部分が感光体に接触し、リークを生じやすくなる。また、上記無機系難燃剤の多量添加による硬度上昇を緩和するため、ゴム弾性層の厚みを厚くすることが考えられる。しかし、このような構成を採用すると、さらに反りが発生しやすくなる。また、反りを小さくするために架橋を控えると、ゴム弾性層の耐摩耗性を確保することが難しくなる。

このように、ゴム弾性層を有する無端ベルトは、難燃性、耐摩耗性、反りの抑制を同時に満たすことが困難な状況にある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、難燃性、耐摩耗性を有し、反りを抑制可能な無端ベルトを提供することにある。

本発明の一態様は、筒状に形成された樹脂製の基層と、該基層の外周に積層されたゴム弾性層とを有する無端ベルトであって、
上記ゴム弾性層は、マトリックスポリマーとして、アクリロニトリル含有量が４０質量％以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、分子内にハロゲン原子を含有するハロゲン含有ポリマーとを含んでおり、
上記ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対する上記ハロゲン含有ポリマーの含有量が、３０〜８０質量％の範囲内にあることを特徴とする無端ベルトにある（請求項１）。

上記無端ベルトは、ゴム弾性層が、アクリロニトリルブタジエンゴム以外にもハロゲン含有ポリマーを含んでいる。そして、ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するハロゲン含有ポリマーの含有量が３０質量％以上とされている。そのため、このハロゲン含有ポリマーによる難燃効果により、難燃剤を低減あるいは用いなくても、必要な難燃性を確保することができる。また、ゴム弾性層は、上記の通りハロゲン含有ポリマーの含有量が８０質量％以下とされているため、ゴム弾性層中にアクリロニトリルブタジエンゴムが確保されている。そのため、アクリロニトリルブタジエンゴムの架橋により耐摩耗性を確保することができる。さらに、上記アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が４０質量％以下とされている。そのため、アクリロニトリルブタジエンゴムの過度な架橋による硬化収縮が生じ難くなり、ベルトの反りを抑制することができる。

以上、本発明によれば、難燃性、耐摩耗性を有し、反りを抑制可能な無端ベルトを提供することができる。

実施例の無端ベルトを模式的に示した説明図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

上記無端ベルト（シームレスベルト）は、筒状に形成された樹脂製の基層と、基層の外周に積層されたゴム弾性層とを有している。

上記無端ベルトは、例えば、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いることができる（請求項５）。中間転写ベルトは、潜像担持体に担持されたトナー像をベルト表面に一次転写させた後、このトナー像をベルト表面から用紙等の転写材へ二次転写させるために、画像形成装置に組み込まれている無端ベルトである。

上記無端ベルトは、難燃性を確保するためにゴム弾性層中に無機系難燃剤を多量に添加する必要がないので、ゴム弾性層の柔軟性を損ない難い。また、無機系難燃剤を添加する場合に添加量を抑制できるため、ゴム弾性層表面を平滑にしやすい。そのため、上記無端ベルトを中間転写ベルトに用いた場合には、一次転写されたトナー像を用紙等の転写材へ転写する際の転写性に優れ、転写不良による画像不具合を抑制しやすい。また、ベルトの反りを抑制できるので、反った部分が感光体に接触して生じるリークも有効に抑制することができる。

上記無端ベルトにおいて、基層を形成するための樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。上記基層の樹脂は、好ましくは、ポリイミドおよびポリアミドイミドから選択される１種または２種以上を含んでいるとよい（請求項４）。この場合には、基層の剛性が高くなるため、無端ベルトの耐久性を向上させることができる。

基層は、ベルトの難燃性を向上させる観点から、難燃剤を含むことができる。難燃剤は、有機系難燃剤、無機系難燃剤のいずれであってよく、双方を併用することもできる。

有機系難燃剤としては、具体的には、例えば、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール−Ａおよびその誘導体、ビス（ペンタブロモフェニル）エタン等の多ベンゼン環化合物、臭素化ポリスチレンおよびポリ臭素化スチレン等の臭素系難燃剤や、芳香族リン酸エステル類、芳香族縮合リン酸エステル類、含ハロゲンリン酸エステル類、含ハロゲン縮合リン酸エステル類、フォスファゼン誘導体等のリン系難燃剤などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

無機系難燃剤としては、具体的には、例えば、三酸化アンチモンや五酸化アンチモン等のアンチモン系難燃剤や、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物系難燃剤などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

基層は、基層に導電性を付与するため、導電剤を含むことができる。導電剤は、電子導電剤、イオン導電剤のいずれであってもよく、双方を含むこともできる。好ましくは、電子導電剤である。

電子導電剤としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系導電材料、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末材料、導電性酸化亜鉛（ｃ−ＺｎＯ）、導電性酸化チタン（ｃ−ＴｉＯ_２）、導電性酸化鉄（ｃ−Ｆｅ_３Ｏ_４）、導電性酸化錫（ｃ−ＳｎＯ_２）等の導電性金属酸化物などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。なお、上記イオン導電剤は、後述するゴム弾性層の説明にて記載されるものを用いることができる。

基層は、難燃剤、導電剤以外にも、無機フィラー、レべリング剤などの各種添加剤を１種または２種以上含むことができる。なお、基層の筒径、厚みは、用途（例えば、画像形成装置の機種、大きさ等）に応じて適宜決定することができる。基層の筒径は、例えば、１２０ｍｍ〜１０００ｍｍ程度とすることができる。基層の厚みは、例えば、３０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる

上記無端ベルトにおいて、ゴム弾性層は、ゴム弾性を有する層であり、マトリックスポリマー成分として、アクリロニトリル含有量が４０質量％以下であるアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）と、分子内にハロゲン原子を含有するハロゲン含有ポリマーとを含んでいる。

アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量は、ベルトの反りを抑制するために重要な物性値である。上記アクリロニトリル含有量が４０質量％を上回ると、アクリロニトリルブタジエンゴムの過度な架橋による硬化収縮が生じやすく、反りの発生を抑制することが困難になる。上記アクリロニトリル含有量は、反りの効果的な抑制の観点から、好ましくは３９質量％以下、より好ましくは３８質量％以下、さらに好ましくは３７質量％以下、さらにより好ましくは３６質量％以下とすることができる。なお、アクリロニトリル含有量の下限は、特に限定されるものではないが、架橋による耐摩耗性向上の観点から、好ましくは１５質量％以上、より好ましくは１８質量％以上とすることができる。また、上記アクリロニトリル含有量は、ＦＴ−ＮＭＲ装置を用いて測定することができる。

一方、ハロゲン含有ポリマーは、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、Ｉなどのハロゲン原子を１種または２種以上含有することができる。上記ハロゲン原子は、難燃効果、生産性などの観点から、好ましくは、Ｃｌであるとよい。

ハロゲン含有ポリマーとしては、具体的には、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。上記ハロゲン含有ポリマーは、ゴム弾性層の柔軟性向上等の観点からハロゲン含有ゴムを含むことが好ましい。上記ハロゲン含有ポリマーは、特には、クロロプレンゴムを含むことが好ましい（請求項２）。クロロプレンゴムは、自己消化性を有しているので難燃効果が大きい。そのため、この場合には、ベルトの難燃性を向上させやすくなる。上記ハロゲン含有ポリマーは、特に好ましくは、クロロプレンゴムとすることができる。

ゴム弾性層は、マトリックスポリマー成分として、上記以外にも、本発明の効果を損なわない範囲であれば、必要に応じて、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などのゴム成分を含むことができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

ゴム弾性層中のマトリックスポリマー成分において、少なくともアクリロニトリルブタジエンゴムゴムは、樹脂架橋剤等の架橋剤によって架橋されているとよい。ゴム弾性層の耐摩耗性を向上させやすくなるからである。上記樹脂架橋剤としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。これら樹脂架橋剤のうち、好ましくは、溶剤への溶解性、反応性などの観点から、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂などである。これらは１種または２種以上併用することができる。

ゴム弾性層は、ハロゲン含有ポリマーとの併用によって難燃効果を高めるため、有機系難燃剤または無機系難燃剤のいずれか一方、あるいは双方を含むことができる。これらのうち、比較的少ない添加量で難燃効果が得られ、ゴム弾性層の柔軟性を損ない難い等の観点から、有機系難燃剤を好適に用いることができる。また、有機系難燃剤および無機系難燃剤の双方を用いた場合には、比較的低廉に難燃効果を付与することができる利点がある。

ゴム弾性層が、有機系難燃剤および／または無機系難燃剤を含んでいる場合、有機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して４０質量部未満とすることでき、無機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して１００質量部未満とすることができる（請求項３）。

有機系難燃剤が、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して４０質量部未満である場合には、有機系難燃剤のゴム弾性層表面へのブリードを抑制しやすくなる。したがって、そのため、この無端ベルトを、画像形成装置の中間転写ベルトに適用した場合には、ブリードした有機系難燃剤による感光体汚染を抑制しやすくなる利点がある。

有機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは３８質量部以下、より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは３３質量部以下とすることができる。なお、添加による難燃効果を得る観点から、有機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは１５質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上とすることができる。

また、無機系難燃剤が、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して１００質量部未満である場合には、無機系難燃剤の添加によるゴム弾性層の過度な硬度上昇を抑制することができ、ゴム弾性層を柔軟に保ちやすくなる。そのため、この無端ベルトを、画像形成装置の中間転写ベルトに適用した場合には、未転写部分や白抜け画像等の画像不具合が生じずにトナー像を用紙へ転写しやすくなる利点がある。

無機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは９５質量部以下、より好ましくは９０質量部以下、さらに好ましくは８０質量部以下とすることができる。なお、添加による難燃効果を得る観点から、無機系難燃剤は、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは２５質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上とすることができる。

なお、上記有機系難燃剤、無機系難燃剤としては、具体的には、上述した基層の説明で例示したものを適用することができる。

ゴム弾性層は、ゴム弾性層の柔軟性を損なわない範囲内であれば、無機フィラーを含むことができる。この場合には、ゴム弾性層の硬度を適度に上昇させることができるため、ゴム弾性層の耐摩耗性を向上させるのに寄与することができる。上記無機フィラーとしては、例えば、シリカ、カーボン、クレー、炭酸カルシウムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

ゴム弾性層は、ゴム弾性層に導電性を付与するため、導電剤を含むことができる。導電剤は、イオン導電剤、電子導電剤のいずれであってもよく、双方を含むこともできる。好ましくは、イオン導電剤である。画像形成装置の中間転写ベルトとして用いた場合に、転写チリを抑制して狙い通りにトナー像を一次転写しやすく、ドット再現性の良好な画像を得やすくなるなどの利点があるからである。

上記イオン導電剤としては、具体的には、例えば、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェート、イオン液体などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。なお、上記電子導電剤は、上述した基層の説明で例示したものを適用することができる。

ゴム弾性層は、上述した以外にも、レべリング剤、可塑剤、軟化剤、滑剤などの各種添加剤を１種または２種以上含むことができる。

ゴム弾性層の厚みは、柔軟性、難燃性、反り、耐摩耗性、用途などを考慮して決定することができる。ゴム弾性層の厚みは、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、さらに好ましくは３０μｍ以上とすることができる。一方、ゴム弾性層の厚みは、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下、さらに好ましくは３００μｍ以下とすることができる。

上記無端ベルトにおいて、ゴム弾性層表面は、ゴム弾性層の内部よりもタック性が低くされているとよい。このような状態は、具体的には、ゴム弾性層表面にＦ原子および／またはＣｌ原子を存在させる、あるいは、ゴム弾性層表面に光照射処理を施すことによりゴム弾性層表面の硬度を内部よりも高くする（ゴム弾性層表面の摩擦係数を低くする）ことなどによって実現することができる。

この場合には、上記無端ベルトを中間転写ベルトに用いた場合に、ゴム弾性層表面にトナーが固着し難くなり、クリーニング性を高めることができる。なお、上記タック性の高低は、表面摩擦係数やタックテスタ等により判断することができる。

ゴム弾性層表面にＦ原子および／またはＣｌ原子を存在させるためには、例えば、一般式：Ｘ（ＯＣｌ）ｎ[但し、Ｘは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子またはアルキル基を表し、ｎは正の整数]で表される塩素化合物および分子内に−ＣＯＮＣｌ−構造を有する塩素化合物から選択される１種または２種以上を含有する表面処理液、この表面処理液にさらにＢＦ_３を含有させた表面処理液などにより、ゴム弾性層表面を表面処理する方法などを例示することができる。

アルカリ金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどを、アルカリ土類金属原子としては、例えば、マグネシウムやカルシウムなどを、アルキル基としてはメチル基、エチル基、第三級ブチル基、トリフルオロメチル基などを例示することができる。

上記一般式で表される化合物としては、具体的には、例えば、メチルハイポクロライド、エチルハイポクロライド、第三級ブチルハイポクロライド、トリフルオロメチルハイポクロライド等のアルキルハイポクロライド、次亜塩素酸、さらに次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸塩などを例示することができる。また、上記分子内に−ＣＯＮＣｌ−構造を有する塩素化合物としては、具体的には、例えば、Ｎ−クロロスクシンイミドやＮ−クロロフタルイミド等の酸イミドハロゲン化合物、トリクロロイソシアヌル酸やジクロロイソシアヌル酸等のイソシアヌル酸ハライド、ジクロロジメチルヒダントイン等のハロゲン化ヒダントインなどを例示することができる。なお、表面処理液は、水やトルエン、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ヘキサン、メタノール、エタノール、プロパノール、第三級ブタノール、イソプロピルアルコール、ジエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の適用な溶媒に上記化合物を溶解もしくは分散することにより液状に調製することができる。

一方、ゴム弾性層表面に施す光照射処理としては、例えば、紫外線照射処理などを好適なものとして例示することができる。

実施例に係る無端ベルトについて、図面を用いて具体的に説明する。
図１、図２に示すように、無端ベルト１は、筒状に形成された樹脂製の基層２と、基層２の外周に積層されたゴム弾性層３とを有している。無端ベルト１は、具体的には、基層２と、基層２に接するゴム弾性層３とからなる二層構造を有している。なお、本例では、具体的には、基層２は、電子導電剤を含むポリアミドイミドから形成されており、電子導電性を有している。

ゴム弾性層３は、マトリックスポリマーとして、アクリロニトリル含有量が４０質量％以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、分子内にハロゲン原子を含有するハロゲン含有ポリマーとを含んでいる。ゴム弾性層３中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するハロゲン含有ゴムの含有量は、３０〜８０質量％の範囲内とされている。なお、本例では、ハロゲン含有ポリマーは、具体的には、分子内に塩素原子を含有するポリマーであり、より具体的には、クロロプレンゴム（ＣＲ）である。

ゴム弾性層３は、有機系難燃剤および／または無機系難燃剤を任意で含んでいる。これら難燃剤を含む場合、有機系難燃剤は、ゴム弾性層３中の全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して４０質量部未満とされる。また、無機系難燃剤は、ゴム弾性層中の全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して１００質量部未満とされる。なお、本例では、ゴム弾性層３は、イオン導電剤を含んでおり、イオン導電性を有している。

ゴム弾性層３の表面は、表面処理液または光照射処理による表面処理が任意で施されている。表面処理液による表面処理が施されている場合には、表面処理液によってゴム弾性層３表面にＦ原子および／またはＣｌ原子が導入されている。一方、光照射処理による表面処理が施されている場合には、ゴム弾性層３表面が光照射処理の影響を受けていない内部よりも硬くなっている。

無端ベルト１は、電子写真方式を採用するプリンター、複写機、複合機、ＰＯＤ（Print On Demand）装置等に組み込んで用いられる。無端ベルト１は、具体的には、上記画像形成装置における中間転写ベルトとして用いられる。

以下、異なる構成のゴム弾性層を有する無端ベルトの試料を複数作製し、各種評価を行った。その実験例について説明する。

（実験例）
＜基層形成用材料の調製＞
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）[東洋紡績（株）製「バイロマックスＨＲ−１６ＮＮ」]１００質量部と、カーボンブラック[電気化学工業（株）製「デンカブラック」]１０質量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）８００質量部とを混合することにより基層形成用材料を調製した。なお、基層形成用材料は、液状であり、粘度は、１０，０００ｍＰａ・ｓ（２５℃、Ｂ型粘度計の測定値）程度に調整した。また、この基層形成用材料は、各試料の無端ベルト作製において共通に使用するものである。

＜ゴム弾性層形成用材料の調製＞
ゴム弾性層形成用材料の調製に用いる各材料として以下のものを準備した。
−マトリックスポリマー−
・アクリロニトリルブタジエンゴム（１）（アクリロニトリル含有量：３５質量％）[ＪＳＲ（株）製、「Ｎ２３０Ｓ」]
・アクリロニトリルブタジエンゴム（２）（アクリロニトリル含有量：１５質量％）[ＪＳＲ（株）製、「Ｎ２６０Ｓ」]
・アクリロニトリルブタジエンゴム（３）（アクリロニトリル含有量：４８質量％）[ＪＳＲ（株）製、「Ｎ２１５ＳＬ」]
・アクリロニトリルブタジエンゴム（４）（アクリロニトリル含有量：４１質量％）[ＪＳＲ（株）製、「Ｎ２２０Ｓ」]
・クロロプレンゴム[電気化学工業（株）製、「デンカクロロプレンＤＣＲ−７５」]
−有機系難燃剤−
・トリメチルホスフェート[大八化学工業（株）製、「ＴＭＰ」]
−無機系難燃剤−
・水酸化マグネシウム（平均粒子径０．８μｍ）[協和化学工業（株）製、「キスマ５Ａ」]
−樹脂架橋剤−
・フェノールノボラック型エポキシ樹脂[ＤＩＣ（株）製、「ＥＰＩＣＬＯＮ Ｎ−７７５」]
−架橋剤−
・硫黄［鶴見化学工業（株）製、「イオウＰＴＣ」］
−架橋促進剤−
・テトラブチルチウラムジスルフィド［三新化学工業（株）製、「サンセラーＴＢＴ」]
−イオン導電剤−
・ポリアルキレングリコール化合物と過塩素酸リチウムの複合物[日本カーリット（株）製、「ＰＥＬ−２０Ａ」]
−電子導電剤−
・カーボンブラック[電気化学工業（株）製、「デンカブラック」]

次いで、上記マトリックスポリマーを、後述の表１および表２に示す各配合割合（質量部）で混練した。その後、得られたゴム混練物を溶剤（トルエン）に溶解させた後、表１および表２に示す各配合割合で他の配合材料をそれぞれ添加し、混合した。これにより１５種類のゴム弾性層形成用材料を調製した。なお、ゴム弾性層形成用材料は、液状であり、トルエンの質量割合（溶媒比率）は、３０％程度とした。

＜無端ベルト試料の作製＞
基体として、アルミニウム製の円筒状金型を準備した。また、２つのノズルを有するディスペンサ（液体定量吐出装置）を準備した。このディスペンサのノズルは、内径φ＝１ｍｍのニードルノズルである。次いで、上記調製した基層形成用材料とゴム弾性層形成用材料とを、それぞれ別のエアー加圧タンクに収容し、金型の外周面とノズルとのクリアランスを１ｍｍとして、金型およびノズルをセットした。次いで、金型を垂直にした状態で、回転数２００ｒｐｍで軸中心に回転させながら、基層形成用材料を吐出するノズルを、１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で軸方向下方に移動させるとともに、エアー加圧タンクに０．４ＭＰａの圧力をかけて基層形成用材料をノズルに圧送し、ノズルから基層形成用材料を吐出させ、金型の外周面上にらせん状に塗工し、らせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成した。次いで、形成された全体塗膜に対して、２時間で２５０℃まで昇温し、２５０℃で１時間保持するという条件にて熱処理を施した。これにより、金型の外周面上に、筒状に形成されたポリアミドイミド製の基層（厚み８０μｍ、筒径φ３２０ｍｍ）を形成した。

次に、上記基層が形成された金型を、回転数２００ｒｐｍで軸中心に回転させながら、ゴム弾性層形成用材料を吐出するノズルを、１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で軸方向下方に移動させるとともに、エアー加圧タンクに０．８ＭＰａの圧力をかけてゴム弾性層形成用材料をノズルに圧送し、ノズルからゴム弾性層形成用材料を吐出させ、金型の外周面上にある基層の表面にらせん状に塗工し、らせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成した。次いで、形成された全体塗膜を１３０℃で３０分間保持して溶剤を揮発させた。その後、２時間で１７０℃まで昇温し、１７０℃で３０分間保持するという条件で熱処理を施した。これにより、筒状の基層の外周面に沿って、ゴム弾性層（厚み２００μｍ）を積層した。

次に、ゴム弾性層の表面に、下記の表面処理（１）または表面処理（２）を施した。但し、試料７の作製時には、上記表面処理のいずれも行わなかった。

すなわち、後述の表１および表２に示すように、試料１、試料３〜６、試料８〜１８の作製時には、次の手順に従って表面処理（１）を実施した。

紫外線照射機[アイグラフィックス（株）製、「ＵＢ０３１−２Ａ／ＢＭ」（水銀ランプ形式）]を用いて、ゴム弾性層の表面に対して、周速５７０〜５９０ｍｍ／ｓｅｃでベルトを回転させながら、照射強度１２０ｍＷ／ｃｍ^２、照射時間３０秒、光源とゴム弾性層表面との距離４０ｍｍという条件にて紫外線を照射した。

また、後述の表１に示すように、試料２の作製時には、次の手順に従って表面処理（２）を実施した。

トリクロロイソシアヌル酸：２質量部と、酢酸エチル：９．８質量部と、ターシャリーブチルアルコール（ＴＢＡ）：８８．２質量部とを混合し、表面処理液（固形分：２％）を調製した。次いで、大気雰囲気中、室温下にて、反応時間３０秒となるように、ゴム弾性層の表面に上記表面処理液をローラー塗工した後、水で洗浄し、エアブローにより水滴を除去した。

次に、基層の一端縁と金型の外周面との間に高圧エアーを吹き込むことにより、無端ベルトと金型とを分離した。以上のようにして、試料１〜試料１８の無端ベルトを作製した。

＜難燃性＞
米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ・ＩＮＣ．（ＵＬ）が規定したＵＬ規格９４（第５版、第１１章）に準じたＶＴＭ燃焼性試験を行なった。具体的には、試料の無端ベルトより切り出したフィルム状の試験片（ｎ数：３本）を円筒状に巻き、クランプする側の端部から反対側の端部に向かって７５ｍｍの位置まで粘着テープにて固定し、この状態の試験片をクランプに垂直に取り付け、２０ｍｍの炎による３秒間の接炎を２回行ない、その燃焼挙動を後述の表３に示す判定条件に従って判定した。なお、表３から明らかなように、ＶＴＭ−０が最も優れた難燃性を示すものであり、以下、ＶＴＭ−１、ＶＴＭ−２となり、ＶＴＭ−２を超える場合はＮｏｔとなる。ＶＴＭ−０またはＶＴＭ−１と判定された場合を、難燃性を有するとして「Ａ」とした。ＶＴＭ−２またはＮｏｔとの判定された場合を、難燃性を有さないとして「Ｃ」とした。

＜反り＞
上記試料の無端ベルトの作製と同様にして、基層を形成した後、これを円筒状金型より脱型した。次いで、基層の一部を切り取り、これを平板状に貼り付けた。次いで、この基層上に、バーコート法を用いてゴム弾性層形成用材料を塗工した。次いで、形成された塗膜を１３０℃で３０分間保持して溶剤を揮発させた後、基層の筒軸方向と垂直な方向が長手方向となるように、ＪＩＳ２号ダンベル形状のサンプルを打ち抜きにより採取した。次いで、採取したサンプルを２時間で１７０℃まで昇温し、１７０℃で３０分間保持するという条件で熱処理し、反り試験片を得た。次いで、得られた反り試験片を平面台の上に載置し、平面台から浮いている量の最大値をノギスにて測定し、これを試料の無端ベルトと相関のある反り量とした。この反り量が２ｍｍ以内の場合を、反りの抑制ができているとして「Ａ」とした。上記反り量が２ｍｍを上回る場合を、反りを抑制できないとして「Ｃ」とした。

＜耐摩耗性＞
試料の無端ベルトから大きさ１１０ｍｍ角の試験片を採取した。次いで、テーバー式アブレーションテスター[（株）安田精機製作所製]を用い、回転数７０ｒｐｍで回転する試験片上に、上記テスターの摩耗輪を一定荷重５００ｇで押し付け、回転回数３０００回の摩耗試験を行った後の摩耗減量を測定した。この摩耗減量が１００ｍｇ以下の場合を、耐摩耗性を有するとして「Ａ」とした。上記摩耗減量が１００ｍｇを上回る場合を、耐摩耗性を有さないとして「Ｃ」とした。

＜画像評価＞
試料の無端ベルトを、電子写真方式を採用するデジタルフルカラー複合機（（株）リコー製、「ＩｍａｇｉｏＭＰ Ｃ５００１」）の中間転写ベルトとして組み込み、２３．５℃×５３％ＲＨの環境下にて、さざ波紙（Ａ４紙）を用いて画像出力（テストパターン印刷）を行った。得られた画像を目視で観察し、未転写部分や白点画像の画像不具合が認められなかった場合を、表層の柔軟性が良好であるため転写性が良好であるとして「Ａ」とした。上記画像不具合が認められた場合を、表層の柔軟性に劣るため転写性が悪いとして「Ｂ」とした。

＜耐ブリード性＞
試料の無端ベルトを、５０℃×９５％ＲＨの環境下に２週間放置した後、ゴム弾性層の表面を目視にて観察した。ゴム弾性層の表面にブリード物が見られなかった場合を、耐ブリード性が良好であるとして「Ａ」とした。ゴム弾性層の表面にブリード物が見られた場合を、耐ブリード性に劣るとして「Ｂ」とした。

表１および表２に、作製した無端ベルトの詳細な構成、評価結果をまとめて示す。なお、評価結果のうち、画像評価および耐ブリード性は、画像形成装置への適用性を確認するために行ったものである。また、表３に、上記難燃性試験の判定条件を示す。

表１および表２によれば、以下のことがわかる。
すなわち、試料１４の無端ベルトは、ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するクロロプレンゴム（ハロゲン含有ポリマー）の含有量が、３０質量％を下回っている。そのため、クロロプレンゴムが少なすぎてクロロプレンゴムによる難燃効果が発揮できず、必要な難燃性を確保することができなかった。

試料１５および試料１６の無端ベルトは、ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するクロロプレンゴムの含有量が、８０質量％を上回っている。そのため、ゴム弾性層中におけるアクリロニトリルブタジエンゴムの含有量が過度に低下して架橋が十分になされず、耐摩耗性を確保することができなかった。

試料１７および試料１８の無端ベルトは、ゴム弾性層にアクリロニトリルブタジエンゴム以外にも、クロロプレンゴムを３０質量％以上含んでいる。しかし、アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が４０質量％を上回っている。そのため、アクリロニトリルブタジエンゴムの過度な架橋による硬化収縮が生じやすく、反りの発生を抑制することができなかった。

これらに対し、試料１〜試料１３の無端ベルトは、ゴム弾性層が、アクリロニトリルブタジエンゴム以外にもクロロプレンゴムを含んでいる。そして、ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対するクロロプレンゴムの含有量が３０質量％以上である。そのため、このクロロプレンゴムによる難燃効果により、必要な難燃性を確保することができている。

また、ゴム弾性層は、上記の通りクロロプレンゴムの含有量が８０質量％以下とされているため、ゴム弾性層中にアクリロニトリルブタジエンゴムが確保されている。そのため、アクリロニトリルブタジエンゴムの架橋により耐摩耗性を確保することができている。

さらに、アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が４０質量％以下とされている。そのため、アクリロニトリルブタジエンゴムの過度な架橋による硬化収縮が生じ難くなり、上記評価による反り量が少なくなる。したがって、ベルト側縁の反りを抑制することができる。

また、試料１〜８の無端ベルトと試料９および試料１０の無端ベルトの結果を比較すると次のことが分かる。すなわち、ハロゲン含有ポリマーであるクロロプレンゴムと有機系難燃剤とを併用する場合、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対し、４０質量部未満とすることにより、有機系難燃剤のゴム弾性層表面へのブリードを抑制しやすくなることがわかる。したがって、ブリードした有機系難燃剤による感光体汚染を抑制しやすくなることから、画像形成装置の中間転写ベルトとして特に好適であるといえる。

一方、ハロゲン含有ポリマーであるクロロプレンゴムと無機系難燃剤とを併用する場合、全マトリックスポリマー成分１００質量部に対し、１００質量部未満とすることにより、無機系難燃剤の添加によるゴム弾性層の過度な硬度上昇を抑制することができ、ゴム弾性層を柔軟に保ちやすくなることがわかる。したがって、未転写部分や白抜け画像が生じずにトナー像を用紙へ転写しやすくなり、画像形成装置の中間転写ベルトとして好適であるといえる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１ 無端ベルト
２ 基層
３ ゴム弾性層

Claims (5)

1. 筒状に形成された樹脂製の基層と、該基層の外周に積層されたゴム弾性層とを有する無端ベルトであって、
   上記ゴム弾性層は、マトリックスポリマーとして、アクリロニトリル含有量が４０質量％以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、分子内にハロゲン原子を含有するハロゲン含有ポリマーとを含んでおり、
   上記ゴム弾性層中に含まれる全マトリックスポリマー成分に対する上記ハロゲン含有ポリマーの含有量が、３０〜８０質量％の範囲内にあることを特徴とする無端ベルト。
2. 請求項１に記載の無端ベルトであって、
   上記ハロゲン含有ポリマーは、クロロプレンゴムを含むことを特徴とする無端ベルト。
3. 請求項１または２に記載の無端ベルトであって、
   上記ゴム弾性層は、有機系難燃剤および／または無機系難燃剤を含み、
   上記有機系難燃剤は、上記全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して４０質量部未満であり、
   上記無機系難燃剤は、上記全マトリックスポリマー成分１００質量部に対して１００質量部未満であることを特徴とする無端ベルト。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無端ベルトであって、
   上記基層の樹脂は、ポリイミドおよびポリアミドイミドから選択される１種または２種以上を含むことを特徴とする無端ベルト。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の無端ベルトであって、
   電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いられることを特徴とする無端ベルト。

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