JP2015102622A - Conductive belt - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式複写機、レーザープリンター等の転写ベルト、搬送ベルト等として用いられる導電性ベルトに関する。 The present invention relates to a conductive belt used as a transfer belt, a conveyance belt or the like of an electrophotographic copying machine or a laser printer.
電子写真式複写機等の内部には、画像定着用、中間転写用、搬送用、現像用等として、多くの無端導電性ベルトが用いられる。その多くは合成樹脂に導電性フィラーとしてカーボンブラックが配合された導電性樹脂を用いて形成される。その抵抗率は用途に応じて多様であり、表面抵抗率が100〜1013Ω/□のものが用いられる。 In an electrophotographic copying machine or the like, many endless conductive belts are used for image fixing, intermediate transfer, conveyance, development, and the like. Many of them are formed using a conductive resin in which carbon black is blended as a conductive filler in a synthetic resin. The resistivity varies depending on the application, and those having a surface resistivity of 10 0 to 10 13 Ω / □ are used.
カーボンブラックは、球状の基本粒子が融着して不規則な鎖状に枝分かれした複雑な構造の1次凝集体(アグリゲート)を形成している。この構造の発達度合をストラクチャーといい、1つのアグリゲートに含まれる基本粒子の数が多いことを、ストラクチャーが発達しているとか高ストラクチャーであるなどという。樹脂中のカーボンブラックは、アグリゲートがネットワークを形成することによって、樹脂に導電性を与える。電子は、アグリゲート中を移動し、1つのアグリゲートから他のアグリゲートへトンネル効果によって移動すると考えられている。 Carbon black forms primary aggregates (aggregates) having a complicated structure in which spherical basic particles are fused to branch into irregular chains. This degree of structure development is called a structure, and the fact that the number of basic particles contained in one aggregate is large means that the structure is developed or has a high structure. The carbon black in the resin imparts conductivity to the resin by the aggregate forming a network. It is believed that electrons travel through the aggregate and move from one aggregate to another by tunnel effects.
このとき、カーボンブラックの配合量が同じであれば、粒子径が小さいほど樹脂中の分散密度が高くなり、アグリゲート間の距離が短くなる。これにより、導電回路を形成しやすくなるので、導電性樹脂により高い導電性が付与されることになる。粒子径が小さいほど比表面積は大きいので、比表面積が大きいカーボンブラックを用いるほど、同じ配合量で、導電性樹脂の抵抗率はより小さくなる。 At this time, if the blending amount of carbon black is the same, the smaller the particle diameter, the higher the dispersion density in the resin, and the shorter the distance between aggregates. Thereby, since it becomes easy to form a conductive circuit, high electroconductivity is provided by conductive resin. Since the specific surface area is larger as the particle diameter is smaller, the resistivity of the conductive resin is smaller at the same blending amount as carbon black having a larger specific surface area is used.
また、電子が単一のアグリゲート中を移動するときの抵抗は、アグリゲート間を移動するときの抵抗に比べると格段に小さいので、ストラクチャーが発達したカーボンブラックを用いるほど、同じ配合量で、導電性樹脂の抵抗率はより小さくなる。ストラクチャーの発達の程度を定量的に評価する指標としては、吸油量(油吸収量ともいう)が用いられる。吸油量が大きいほど、ストラクチャーが発達している。 In addition, the resistance when electrons move in a single aggregate is much smaller than the resistance when moving between aggregates. The resistivity of the conductive resin becomes smaller. Oil absorption (also referred to as oil absorption) is used as an index for quantitatively evaluating the degree of structure development. The greater the oil absorption, the more developed the structure.
複写機等に用いられる導電性ベルトは、その多くが電圧が印加された状態で使用されるため、電圧耐久性、つまり長期間にわたる使用に伴う抵抗率の変化が問題となる。抵抗率が変化する理由は、導電回路中のアグリゲート同士の接続点にある樹脂がスパーク等によって「破壊」され、当該アグリゲート間の電気抵抗が小さくなることであると考えられている。 Since most of the conductive belts used in copying machines and the like are used in a state where a voltage is applied, voltage durability, that is, a change in resistivity with use over a long period of time becomes a problem. It is thought that the reason why the resistivity changes is that the resin at the connection point between the aggregates in the conductive circuit is “broken” by spark or the like, and the electrical resistance between the aggregates becomes small.
このような抵抗率の経時的な変化の指標として、新品の状態の導電性ベルトに高い電圧を印加しながら、その表面抵抗率を測定することが行われている。高電圧を印加したときに表面抵抗率の低下の割合が小さいときには、導電性ベルトの電圧耐久性が高いと推定される。 As an index of such a change in resistivity over time, the surface resistivity is measured while applying a high voltage to a new conductive belt. When the rate of decrease in surface resistivity is small when a high voltage is applied, it is estimated that the voltage durability of the conductive belt is high.
本発明は上記を考慮してなされたものであり、高電圧を印加したときにも表面抵抗率の低下の割合が小さい導電性ベルトを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a conductive belt having a small rate of decrease in surface resistivity even when a high voltage is applied.
本発明者らは、鋭意研究の結果、中間転写用等に用いられる比較的抵抗率が高い導電性ベルトでは、導電性の低いカーボンブラックを多く配合することによって、高電圧印加時の抵抗率の減少割合を小さくできることを見い出し、本発明をするに至った。 As a result of diligent research, the inventors of the present invention have found that a conductive belt having a relatively high resistivity used for intermediate transfer and the like has a high resistivity when a high voltage is applied by blending a large amount of carbon black having a low conductivity. It has been found that the reduction rate can be reduced, and the present invention has been achieved.
本発明の導電性ベルトは、合成樹脂100重量部に対してカーボンブラック15〜30重量部が配合された導電性樹脂からなり、表面に100V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率(Ω/□)の常用対数値が7〜12の範囲であり、前記表面に100V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率の常用対数値と、表面に500V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率の常用対数値との差が0.5未満である。 The conductive belt of the present invention comprises a conductive resin in which 15 to 30 parts by weight of carbon black is blended with 100 parts by weight of a synthetic resin, and the surface when a voltage is applied to the surface with a gradient of 100 V / 2.55 mm. The common logarithm of the resistivity (Ω / □) is in the range of 7 to 12, and the common logarithm of the surface resistivity when a voltage is applied to the surface with a gradient of 100 V / 2.55 mm, and the surface is 500 V / The difference from the common logarithm of the surface resistivity when a voltage is applied with a gradient of 2.55 mm is less than 0.5.
ここで、電圧印加時の表面抵抗率は、内円電極の外径が5.9mm、環状電極の内径が11mmである2重リング電極構造を有するプローブを導電性樹脂表面に押し当て、内円電極をプラス、環状電極をマイナスとして両電極間に所定の直流電圧を印加して測定することができる。また、寸法の異なるプローブを用い、結果を換算してもよい。 Here, the surface resistivity at the time of voltage application is determined by pressing a probe having a double ring electrode structure in which the outer diameter of the inner circle electrode is 5.9 mm and the inner diameter of the annular electrode is 11 mm against the surface of the conductive resin. Measurement can be performed by applying a predetermined DC voltage between the electrodes, with the electrode being positive and the annular electrode being negative. Moreover, you may convert a result using the probe from which a dimension differs.
前記カーボンブラックとして、DBP吸油量が30〜140cm3/100gであり、比表面積が20〜200m2/gのものを用いることができる。 As the carbon black, a DBP oil absorption 30~140cm 3 / 100g, specific surface area can be used for 20 to 200 m 2 / g.
ここで、DBP吸油量とは、ASTMD2414に従って測定するフタル酸ジブチル(DBP)の吸収量である。ここで、カーボンブラックの比表面積は、ASTMD1510に従ってヨウ素の吸着により測定した値である。 Here, the DBP oil absorption is the absorption of dibutyl phthalate (DBP) measured according to ASTM D2414. Here, the specific surface area of carbon black is a value measured by adsorption of iodine according to ASTM D1510.
好ましくは、前記合成樹脂は熱可塑性樹脂であって、融点が200℃以上である。または、前記合成樹脂が非晶性の熱可塑性樹脂であって、ガラス転移点が85℃以上である。 Preferably, the synthetic resin is a thermoplastic resin and has a melting point of 200 ° C. or higher. Alternatively, the synthetic resin is an amorphous thermoplastic resin and has a glass transition point of 85 ° C. or higher.
本発明の導電性ベルトによれば、電圧が印加された状態で長期間使用されても抵抗率の変化が小さく、電圧耐久性に優れるという効果が得られる。 According to the conductive belt of the present invention, the effect that the change in resistivity is small and the voltage durability is excellent even when used for a long time in a state where a voltage is applied.
まず、本発明の導電性ベルトの一実施形態について、概略を説明する。 First, an outline of one embodiment of the conductive belt of the present invention will be described.
本実施形態の導電性ベルトは、電子式複写機、レーザープリンター等に用いられるもののうち、比較的高抵抗な部類に属し、中間転写ベルト等に用いられる。この導電性ベルトは、合成樹脂100重量部に対してカーボンブラック15〜30重量部を配合することにより、表面に100V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率(以下、100V印加時表面抵抗率といい、RS1と略記する)として107〜1012Ω/□を有する。そして、RS1の常用対数値と表面に500V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率(以下同様に、500V印加時表面抵抗率といい、RS5と略記する)の常用対数値との差が0.5未満である。 The conductive belt of the present embodiment belongs to a relatively high resistance class among those used for electronic copying machines, laser printers, and the like, and is used for an intermediate transfer belt and the like. In this conductive belt, 15 to 30 parts by weight of carbon black is blended with 100 parts by weight of a synthetic resin, whereby a surface resistivity (hereinafter referred to as 100 V) when a voltage is applied to the surface with a gradient of 100 V / 2.55 mm. 10 7 to 10 12 Ω / □ as surface resistivity at the time of application (abbreviated as R S1 ). The common logarithmic value of R S1 and the surface resistivity when a voltage is applied to the surface with a gradient of 500 V / 2.55 mm (hereinafter also referred to as the surface resistivity when 500 V is applied, abbreviated as R S5 ). The difference from the logarithmic value is less than 0.5.
カーボンブラックの種類は特に限定されないが、導電性が比較的低いことを要する。そのため、カーボンブラックの配合量が小さすぎると所定の抵抗率を得ることができない。一方、カーボンブラックの配合量が大きすぎると、導電性ベルトの密着性や表面平滑性などを損なう。そこで、具体的には、合成樹脂100重量部に対してカーボンブラック15〜30重量部を配合することにより、導電性ベルトのRS1が107〜1012Ω/□の範囲となるような導電性を有することを要する。好ましくは、合成樹脂100重量部に対してカーボンブラック18〜25重量部を配合することにより、導電性ベルトのRS1が109〜1011Ω/□の範囲となるような導電性を有する。 The type of carbon black is not particularly limited, but it needs to have relatively low electrical conductivity. Therefore, if the blending amount of carbon black is too small, a predetermined resistivity cannot be obtained. On the other hand, if the blending amount of carbon black is too large, the adhesion and surface smoothness of the conductive belt are impaired. Therefore, specifically, by blending 15 to 30 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin, the conductive belt R S1 is in the range of 10 7 to 10 12 Ω / □. It is necessary to have sex. Preferably, by adding 18 to 25 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of the synthetic resin, the conductive belt has conductivity such that R S1 is in the range of 10 9 to 10 11 Ω / □.
ここで、電圧印加時の表面抵抗率は、2重リング電極構造を有するプローブを導電性ベルト表面に押し当て、電極間に所定の電圧を印加して測定される。具体的には、電圧印加時の表面抵抗率は、内円電極の外径が5.9mm、環状電極の内径が11mmである2重リング電極構造を有するプローブを導電性樹脂表面に押し当て、内円電極をプラス、環状電極をマイナスとして両電極間に所定の直流電圧を印加して測定することができる。また、寸法の異なるプローブ、例えばJISK6911:1995で用いられる2重リング電極構造を有するプローブを用いて測定を行い、その結果を換算してRS1およびRS5を求めてもよい。 Here, the surface resistivity during voltage application is measured by pressing a probe having a double ring electrode structure against the surface of the conductive belt and applying a predetermined voltage between the electrodes. Specifically, the surface resistivity during voltage application was determined by pressing a probe having a double ring electrode structure in which the outer diameter of the inner circular electrode was 5.9 mm and the inner diameter of the annular electrode was 11 mm against the surface of the conductive resin, Measurement can be performed by applying a predetermined DC voltage between the electrodes, with the inner circular electrode being positive and the annular electrode being negative. Further, measurement may be performed using probes having different dimensions, for example, a probe having a double ring electrode structure used in JIS K6911: 1995, and R S1 and R S5 may be obtained by converting the results.
また、RS1とRS5の常用対数値の差(以下、電圧依存性ということがある)が小さいほど、導電性ベルトの電圧耐久性は高く、より広い用途に用いることができる。導電性ベルトの電圧依存性の値は、0.5未満であることが好ましい。 Further, the smaller the difference between the common logarithm values of R S1 and R S5 (hereinafter sometimes referred to as voltage dependency), the higher the voltage durability of the conductive belt, and it can be used for a wider range of applications. The voltage dependency value of the conductive belt is preferably less than 0.5.
カーボンブラックは、DBP吸油量が30〜140cm3/100gであることが好ましく、50〜130cm3/100gであることがさらに好ましい。前述のとおり、DBP吸油量は、カーボンブラックのストラクチャーの発達度合の指標であり、導電性の指標である。DBP吸油量が大きすぎると、カーボンブラックの導電性が高すぎて、上記配合量で所定の抵抗率を有する導電性ベルトを得ることが難しくなる。一方、DBP吸油量が小さすぎると、所定の抵抗率の導電性ベルトを得るための配合量が大きくなり、導電性ベルトの密着性や表面平滑性を損ないやすくなる。DBP吸油量は、ASTMD2414に従って測定することができる。 Carbon black is preferably DBP oil absorption amount is 30~140cm 3 / 100g, further preferably 50~130cm 3 / 100g. As described above, the DBP oil absorption is an indicator of the degree of carbon black structure development, and is an indicator of conductivity. If the DBP oil absorption is too large, the conductivity of the carbon black is too high, and it becomes difficult to obtain a conductive belt having a predetermined resistivity with the above blending amount. On the other hand, if the DBP oil absorption is too small, the amount of blending for obtaining a conductive belt having a predetermined resistivity increases, and the adhesion and surface smoothness of the conductive belt tend to be impaired. The DBP oil absorption can be measured according to ASTM D2414.
カーボンブラックは、比表面積が20〜200m2/gであることが好ましく、80〜180m2/gであることがさらに好ましい。比表面積が小さすぎることは、基本粒子が大きすぎることを意味するので、導電性ベルトの密着性や表面平滑性を損なうため好ましくない。一方、比表面積が大きすぎると、カーボンブラックの表面に吸着した気体分子が樹脂の混練および成形中に脱離することにより多量のガスが発生しやすく、導電性ベルトの表面平滑性を損ないやすい。カーボンブラックの比表面積は、ヨウ素を用いたASTMD1510に準拠して測定することができる。 Carbon black is preferably a specific surface area of 20 to 200 m 2 / g, more preferably from 80~180m 2 / g. When the specific surface area is too small, it means that the basic particles are too large, which is not preferable because the adhesion and surface smoothness of the conductive belt are impaired. On the other hand, when the specific surface area is too large, gas molecules adsorbed on the surface of the carbon black are easily released during the kneading and molding of the resin, so that a large amount of gas is likely to be generated and the surface smoothness of the conductive belt is likely to be impaired. The specific surface area of carbon black can be measured according to ASTM D1510 using iodine.
カーボンブラックは、上記好ましい範囲のDBP吸油量と上記好ましい範囲の比表面積を同時に有することがさらに好ましい。すなわち、DBP吸油量が30〜140cm3/100gまたは50〜130cm3/100gであり、かつ、比表面積が20〜200m2/gまたは80〜180m2/gであることがさらに好ましい。 More preferably, the carbon black has a DBP oil absorption in the above preferred range and a specific surface area in the preferred range at the same time. That is, a DBP oil absorption 30~140cm 3 / 100g or 50~130cm 3 / 100g, and it is more preferably a specific surface area of 20 to 200 m 2 / g or 80~180m 2 / g.
樹脂の種類は特に限定されないが、導電性ベルトの使用寿命を延ばすために、熱安定性に優れたものを用いることが好ましい。樹脂が熱可塑性である場合には、融点が200℃以上のものを用いることが好ましく、250℃以上のものを用いることがさらに好ましい。融点が200℃以上の樹脂としては、例えば、ナイロン6(PA6)、ナイロン66(PA66)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。融点が250℃以上の樹脂としては、例えば上記のうち、PA66、PPS、PEEK、PETが挙げられる。中でも、優れた耐熱性と耐薬品性を有し、自己消火性を有する点から、PPSを用いることが特に好ましい。また、熱可塑性樹脂が非晶性であるために融点が明確でない場合には、ガラス転移点が85℃以上のものを用いるのが好ましい。例えば、ポリカーボネート(PC)を用いるのが好ましい。 Although the kind of resin is not specifically limited, In order to extend the service life of an electroconductive belt, it is preferable to use what is excellent in thermal stability. When the resin is thermoplastic, it is preferable to use a resin having a melting point of 200 ° C. or higher, and more preferably 250 ° C. or higher. Examples of the resin having a melting point of 200 ° C. or higher include nylon 6 (PA6), nylon 66 (PA66), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene terephthalate (PET). And thermoplastic polyimide. Examples of the resin having a melting point of 250 ° C. or higher include PA66, PPS, PEEK, and PET among the above. Among them, it is particularly preferable to use PPS because it has excellent heat resistance and chemical resistance and has self-extinguishing properties. Further, when the melting point is not clear because the thermoplastic resin is amorphous, it is preferable to use a glass transition point of 85 ° C. or higher. For example, it is preferable to use polycarbonate (PC).
樹脂として融点が高い、またはガラス転移点が高いものを用いる場合は、混練および成形工程の温度が高くなり、カーボンブラックの表面に吸着した気体分子等が脱離してガスが発生しやすくなるので、カーボンブラックの比表面積が大きすぎないことが特に重要となる。 When a resin having a high melting point or a high glass transition point is used, the temperature of the kneading and molding process becomes high, and gas molecules adsorbed on the surface of the carbon black are desorbed and gas is easily generated. It is particularly important that the specific surface area of the carbon black is not too large.
導電性ベルトには、上記樹脂とカーボンブラックの他に、導電性や機械特性などを損なわない程度に各種の添加剤を加えてもよい。例えば、酸化防止剤、顔料、分散剤、可塑剤等を添加することができる。 In addition to the resin and carbon black, various additives may be added to the conductive belt to the extent that conductivity and mechanical properties are not impaired. For example, an antioxidant, a pigment, a dispersant, a plasticizer, and the like can be added.
本実施形態の導電性ベルトの製造方法としては、一般的な方法を用いることができる。例えば、樹脂、カーボンブラックおよびその他の原材料を混合、混練して、チューブ状に押出成形した後に、輪切りにする方法を用いることができる。 As a method for manufacturing the conductive belt of the present embodiment, a general method can be used. For example, a method in which a resin, carbon black, and other raw materials are mixed and kneaded and extruded into a tube shape and then cut into round pieces can be used.
本実施形態の導電性ベルトによって高い電圧耐久性が得られる理由は、次のように説明できる。同じ導電性を実現するために、ストラクチャーのよく発達した、導電性の高いカーボンブラックを少量配合した場合には、アグリゲートの接続点の数が少なくなる。そのため、電圧が印加されると、スパークにより接続点の樹脂が破壊されやすく、抵抗が低下しやすい。これに対して、ストラクチャーがそれほど発達していない、導電性の低いカーボンブラックを多く配合した場合には、アグリゲートおよびその接続点が緻密に存在し、電圧をかけても樹脂の破壊が起こりにくく、抵抗が低下しにくい。 The reason why high voltage durability is obtained by the conductive belt of the present embodiment can be explained as follows. In order to achieve the same conductivity, when a small amount of highly conductive carbon black having a well-structured structure is blended, the number of aggregate connection points is reduced. Therefore, when a voltage is applied, the resin at the connection point is easily broken by spark, and the resistance is likely to decrease. On the other hand, when a lot of carbon black with low conductivity and less developed structure is blended, the aggregates and their connection points exist densely, and the resin does not easily break even when voltage is applied. , Resistance is difficult to decrease.
次に、本実施形態の効果を確認するために行った実験の結果を説明する。実験は、いくつかの導電性樹脂を用いてフィルム状の試験片を作製し、電圧印加時の表面抵抗率と表面状態を評価したものである。 Next, the results of experiments conducted to confirm the effects of this embodiment will be described. In the experiment, a film-like test piece was prepared using several conductive resins, and the surface resistivity and the surface state during voltage application were evaluated.
主成分である樹脂には、ポリフェニレンサルファイド(PPS)で、ガラス転移点(Tg)が93℃、融点(Tm)が278℃、メルトフローレート(MFR)が70g/10min、直鎖型のものを使用した。 The main resin is polyphenylene sulfide (PPS) having a glass transition point (Tg) of 93 ° C., a melting point (Tm) of 278 ° C., a melt flow rate (MFR) of 70 g / 10 min, and a linear type. used.
カーボンブラックには、A(キャボットスペシャリティケミカルズ社、ファーネスブラック、V9A32)、B(キャボットスペシャリティケミカルズ社、ファーネスブラック、M880)、C(電気化学工業株式会社、アセチレンブラック、デンカブラック)、D(ライオン株式会社、ケッチェンブラック、EC−600JD)の4種類のものを使用した。 Carbon black includes A (Cabot Specialty Chemicals, Furnace Black, V9A32), B (Cabot Specialty Chemicals, Furnace Black, M880), C (Electrochemical Co., Ltd., Acetylene Black, Denka Black), D (Lion Stock) 4 types of company, Ketjen Black, EC-600JD) were used.
試験片は次のとおりに作製した。PPSにカーボンブラックを所定量配合してプリブレンドし、二軸混練機(株式会社神戸製鋼所、KTX−37)を用いてペレットを作製した。次いで、作製したペレットを使用してシートダイで押出フィルム(試験片)を作製した。フィルムは厚さ80μm、幅100mmで押し出して、これを50mm×50mmに切断して試験片とした。 The test piece was produced as follows. A predetermined amount of carbon black was blended in PPS and pre-blended, and pellets were produced using a biaxial kneader (Kobe Steel Works, KTX-37). Next, an extruded film (test piece) was produced with a sheet die using the produced pellets. The film was extruded with a thickness of 80 μm and a width of 100 mm, and this was cut into 50 mm × 50 mm to obtain test pieces.
試験片の100V印加時表面抵抗率RS1および500V印加時表面抵抗率RS5は、抵抗率計(株式会社三菱化学アナリテック、ハイレスタ−IP)を用い、試験片をポリフルオロエチレン樹脂でコーティングされた台(株式会社三菱化学アナリテック、レジテーブルFL)に載せ、二重リング電極構造のプローブ(株式会社三菱化学アナリテック、HRSプローブ、内円電極の外径が5.9mm、環状電極の内径が11mm)に所定の電圧を印加して測定した。 The surface resistivity R S1 when 100 V was applied and the surface resistivity R S5 when 500 V was applied were measured using a resistivity meter (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., Hiresta IP), and the test piece was coated with polyfluoroethylene resin. Mounted on a table (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., register table FL), and a probe with a double ring electrode structure (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., HRS probe, inner circle electrode outer diameter 5.9 mm, annular electrode inner diameter Is measured by applying a predetermined voltage to 11 mm).
なお、導電性樹脂成型品の抵抗率は成形工程にも依存し、導電性ベルト作製時にチューブ状に押し出す場合と、本実験のフィルム状に押し出す場合とでも異なる。本実験では簡易的にフィルム状の試験片で評価を行った。そこで予備実験を行い、導電性ベルトとして約1010Ω/□の表面抵抗率が得られるカーボンブラック配合量では、本試験片の表面抵抗率は約108.5Ω/□となることが確認された。本実験では、導電性ベルトを製造したときに109.5〜1010.5Ω/□の表面抵抗率が得られるカーボンブラック配合量で評価を行うため、本試験片の表面抵抗率が108〜109Ω/□となることを目標としてカーボンブラックの配合量を調整した。 In addition, the resistivity of the conductive resin molded product depends on the molding process, and differs depending on whether it is extruded into a tube shape or a film shape in this experiment when the conductive belt is manufactured. In this experiment, a film-like test piece was simply evaluated. Therefore, a preliminary experiment was conducted, and it was confirmed that the surface resistivity of the test piece was about 10 8.5 Ω / □ when the carbon black content was about 10 10 Ω / □ as a conductive belt. It was done. In this experiment, since the evaluation is performed with a carbon black blending amount that provides a surface resistivity of 10 9.5 to 10 10.5 Ω / □ when a conductive belt is manufactured, the surface resistivity of this test piece is 10 The amount of carbon black was adjusted with the goal of 8 to 10 9 Ω / □.
実験結果を表1に示す。表1において、配合量はPPS樹脂100重量部に対するカーボンブラックの重量部を示している。表面抵抗率が「>12.0」または「<7.0」となっているものは、装置の測定範囲外であったものである。電圧依存性は、RS1の常用対数値からRS5の常用対数値を引いた値である。表面状態の発泡とブツの欄は、それぞれ試験片表面の気泡とカーボンブラック凝集物の有無を示しており、目視による観察で存在が認められなかったものは「○」、認められたものは「×」とした。 The experimental results are shown in Table 1. In Table 1, the blending amount indicates the weight part of carbon black with respect to 100 weight parts of PPS resin. Those having a surface resistivity of “> 12.0” or “<7.0” are outside the measuring range of the apparatus. The voltage dependency is a value obtained by subtracting the common logarithmic value of R S5 from the common logarithmic value of R S1 . The surface foaming and blistering columns indicate the presence or absence of bubbles and carbon black aggregates on the surface of the test piece, respectively, “○” indicates that the presence was not observed by visual observation, and “ × ”.
カーボンブラックAを用いた実験では、配合量が樹脂100重量部に対して20重量部(実験A1)および20.5重量部(実験A2)で、所定のRS1が得られた。また電圧依存性は、それぞれ0.4および0.3で、500Vを印加した場合でも、表面抵抗率の低下の割合が小さかった。さらに、試験片の表面状態も良好であった。 In the experiment using carbon black A, a predetermined R S1 was obtained when the blending amount was 20 parts by weight (experiment A1) and 20.5 parts by weight (experiment A2) with respect to 100 parts by weight of the resin. The voltage dependence was 0.4 and 0.3, respectively, and even when 500 V was applied, the rate of decrease in surface resistivity was small. Furthermore, the surface condition of the test piece was also good.
なお、実験A2と実験A3では、同じペレットを用いて試験片を作製したが、成形時のシリンダ温度の違いによりRS1が異なった。シリンダ温度が340℃と高い実験A2ではRS1が108.8であったが、シリンダ温度が310℃と低い実験A3では、RS1は1011.4と目標範囲より高抵抗側に外れた。これは、シリンダ温度が低いと、スクリューにかかるせん断応力が高くなるため、カーボンのストラクチャーが破壊され抵抗が大きくなるためと考えられる。 In Experiment A2 and Experiment A3, test pieces were prepared using the same pellet, but RS1 was different due to the difference in cylinder temperature during molding. In experiment A2 where the cylinder temperature was as high as 340 ° C., R S1 was 10 8.8 , but in experiment A3 where the cylinder temperature was as low as 310 ° C., R S1 was 10 11.4, which was higher than the target range. . This is presumably because when the cylinder temperature is low, the shear stress applied to the screw is high, so that the carbon structure is destroyed and the resistance increases.
カーボンブラックBを用いた実験では、シリンダ温度が340℃では配合量が10〜15重量部の範囲で目標とするRS1が得られなかった(実験B1〜B3)。そこで、カーボン配合量が12重量部である実験B2と同じペレットを用いて、シリンダ温度310℃で試験片を作製した(実験B4)。実験B2と実験B4のRS1がそれぞれ108.0と109.8であることから、シリンダ温度を310℃と340℃の間の温度とすることで、目標とするRS1が得られるものと考えられる。そのときの電圧依存性の値は0.5程度と考えられ、カーボンブラックAを用いた場合より大きいと考えられる。また、試料表面に、実験B2では発泡とブツが、実験B4では発泡が見られた。 In the experiment using carbon black B, the target R S1 was not obtained when the cylinder temperature was 340 ° C. and the blending amount was in the range of 10 to 15 parts by weight (experiments B1 to B3). Therefore, a test piece was produced at a cylinder temperature of 310 ° C. using the same pellet as in Experiment B2 with a carbon blending amount of 12 parts by weight (Experiment B4). Since R S1 of Experiment B2 and Experiment B4 is 10 8.0 and 10 9.8 , respectively, the target R S1 can be obtained by setting the cylinder temperature between 310 ° C. and 340 ° C. it is conceivable that. The value of voltage dependence at that time is considered to be about 0.5, which is considered to be larger than when carbon black A is used. In addition, foaming and blisters were observed on the sample surface in Experiment B2, and foaming was observed in Experiment B4.
カーボンブラックCを用いた実験では、シリンダ温度が340℃では配合量が16と25重量部では目標とするRS1が得られなかった(実験C1、C2)。そこで、カーボン配合量が16重量部である実験C1と同じペレットを用いて、シリンダ温度310℃で試験片を作製した(実験C3)。実験C1と実験C3のRS1がそれぞれ107.9と1010.1であることから、シリンダ温度を310℃と340℃の間の温度とすることで、目標とするRS1が得られるものと考えられる。そのときの電圧依存性の値は0.7程度と考えられ、カーボンブラックAまたはBを用いた場合より大きいと考えられる。また、試料表面は、実験C1、実験C3ともに良好であった。 In the experiment using carbon black C, the target R S1 was not obtained when the cylinder temperature was 340 ° C. and the blending amounts were 16 and 25 parts by weight (experiments C1 and C2). Therefore, a test piece was produced at a cylinder temperature of 310 ° C. using the same pellet as in Experiment C1 with a carbon blending amount of 16 parts by weight (Experiment C3). Since R S1 of Experiment C1 and Experiment C3 is 10 7.9 and 10 10.1 , respectively, the target R S1 can be obtained by setting the cylinder temperature between 310 ° C. and 340 ° C. it is conceivable that. The voltage dependency value at that time is considered to be about 0.7, which is considered to be larger than when carbon black A or B is used. The sample surface was good in both Experiment C1 and Experiment C3.
カーボンブラックDを用いた実験では、シリンダ温度が310℃、配合量が3重量部で、目標とする範囲のRS1が得られた。しかし、電圧依存性は2以上であった。 In the experiment using carbon black D, the cylinder temperature was 310 ° C., the blending amount was 3 parts by weight, and R S1 in the target range was obtained. However, the voltage dependency was 2 or more.
以上の結果をまとめると、次のとおりである。比表面積が比較的小さく、DBP吸収量が比較的小さなカーボンブラックAでは、配合量が約20重量部で、目標とするRS1が得られ、電圧依存性も0.4以下と小さかった。比表面積が比較的大きく、DBP吸収量が比較的小さなカーボンブラックBでは、配合量が約12重量部で目標とするRS1が得られると考えられるが、そのときの電圧依存性は約0.5と推定され、カーボンブラックAよりも大きくなる。また、試験片の表面状態は良くなかった。比表面積が小さく、DBP吸収量が比較的大きなカーボンブラックCでは、配合量が約16重量部で目標とするRS1が得られると考えられるが、そのときの電圧依存性は約0.7と推定され、カーボンブラックAよりも大きくなる。また、試験片の表面状態は良くなかった。比表面積が大きく、DBP吸収量も大きなカーボンブラックDでは、配合量が3重量部で目標とするRS1が得られたが、そのときの電圧依存性は約2以上であった。 The above results are summarized as follows. In the case of carbon black A having a relatively small specific surface area and a relatively small DBP absorption amount, the target R S1 was obtained when the blending amount was about 20 parts by weight, and the voltage dependency was as small as 0.4 or less. With carbon black B having a relatively large specific surface area and a relatively small DBP absorption amount, it is considered that the target R S1 can be obtained with a blending amount of about 12 parts by weight, but the voltage dependence at that time is about 0.00. It is estimated to be 5 and is larger than that of carbon black A. Moreover, the surface state of the test piece was not good. With carbon black C having a small specific surface area and a relatively large DBP absorption amount, it is considered that the target R S1 can be obtained when the blending amount is about 16 parts by weight, but the voltage dependency at that time is about 0.7. Estimated and larger than carbon black A. Moreover, the surface state of the test piece was not good. In the case of carbon black D having a large specific surface area and a large DBP absorption amount, the target R S1 was obtained when the blending amount was 3 parts by weight, and the voltage dependency at that time was about 2 or more.
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the idea.
Claims (4)
表面に100V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率(Ω/□)の常用対数値が7〜12の範囲であり、
前記表面に100V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率の常用対数値と、表面に500V/2.55mmの勾配で電圧を印加したときの表面抵抗率の常用対数値との差が0.5未満である、
導電性ベルト。 The conductive resin is composed of 15 to 30 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin.
The common logarithm of the surface resistivity (Ω / □) when a voltage is applied to the surface with a gradient of 100 V / 2.55 mm is in the range of 7 to 12,
The common logarithm of the surface resistivity when a voltage is applied to the surface with a gradient of 100 V / 2.55 mm, and the common logarithm of the surface resistivity when a voltage is applied to the surface with a gradient of 500 V / 2.55 mm; The difference is less than 0.5,
Conductive belt.
DBP吸油量が30〜140cm3/100gであり、
比表面積が20〜200m2/gである、
請求項1に記載の導電性ベルト。 The carbon black is
DBP oil absorption amount is 30~140cm 3 / 100g,
The specific surface area is 20 to 200 m 2 / g,
The conductive belt according to claim 1.
請求項1または2に記載の導電性ベルト。 The synthetic resin is a thermoplastic resin and has a melting point of 200 ° C. or higher.
The conductive belt according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の導電性ベルト。 The synthetic resin is an amorphous thermoplastic resin having a glass transition point of 85 ° C. or higher;
The conductive belt according to claim 1 or 2.
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