JP3948848B2 - Conductive cellulosic fiber - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性セルロース系繊維および難燃化導電性セルロース系繊維並びにそれらを用いてなる帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシに関する。より詳細には、本発明は、電子写真記録方式の静電複写機、または乾式複写機とも称される複写機や、ファクシミリー、プリンターなどで用いられる帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシ、並びに前記ブラシに有効に使用し得る導電性セルロース系繊維および難燃化導電性セルロース系繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】
よく知られているように、静電複写機は、光が当たると電気を通す性質を有する感光半導体物質(以下「感光体」ということがある)を静電画像保持部として利用するものである。具体的には、(1)ドラム表面上に形成した該感光体層に帯電用ブラシやローラーなどの帯電装置により均一にプラス電荷を帯電させ、次に(2)原稿に光を照射し、その反射光をレンズを通して前記感光体層上に導いて光が当たった感光体部分(原稿における文字や図のない白色部分)の電荷を消失させて原稿に対応した電荷による静電潜在像を形成させ、(3)その状態で感光体層上にトナーを供給してトナーを感光体層上の前記静電潜在像上に静電気によって付着させて該静電潜在像を可視化し、(4)感光体層上のトナーによりできた可視像を紙に転写すると共に加熱してトナーを紙に定着させ、(5)感光体層上に残存している電荷およびトナーを除電用ブラシなどで除去する、というサイクルで複写物を作成するものである。
【0003】
静電複写機で用いられる上記した帯電用ブラシおよび除電用ブラシは、感光体層に接触して帯電および除電をそれぞれ行うためのブラシであり、その代表的な構造としては、ローラー面に導電性繊維からなるパイル織物を巻き付けたもの、または板状体に導電性繊維からなるパイル織物を張り付けたものが挙げられる。
複写機では、定着時の加熱によって機内の温度が高温になり、そのため帯電用ブラシおよび除電用ブラシに用いる導電性繊維に対しては複写機内で長期に亙って熱を受けても変形しないことが求められる。
しかしながら、例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維などのような大部分の汎用の合成繊維は前記要求性能をに対して不向きであるとされており、かかる点から、例えば特開昭63−249185号公報、特開平4−289876号公報、特開平4−289877号公報、特公平1−29887号公報などにみるように、長期にわたって熱を受けても変形の生じない導電性の再生セルロース系繊維(以下「セルロース系繊維」という)が用いられるようになっている。
【0004】
帯電用ブラシに用いる導電性セルロース系繊維では、一般にその比抵抗値が103〜108Ω・cmの範囲にあることが望ましいとされ、また除電用ブラシに用いる導電性セルロース系繊維では一般にその比抵抗値が102〜104Ω・cmの範囲にあることが望ましいとされている。そのため、帯電用ブラシや除電用ブラシに用いられる導電性セルロース系繊維では、導電付与物質である導電性カーボン粒子の添加率を変えたり、疎水化処理などの後加工を施す(特公平1−29887号公報)ことによって、その導電性能をそれぞれの用途に適したものに調節することが一般に行われている。
その場合に、導電性セルロース系繊維では、セルロースに対する導電性カーボン粒子の添加率を0重量%から順次増加してゆくと、ある添加率近辺でセルロース系繊維の導電性が急激に増大する(比抵抗値が急激に低下する)という現象が一般に生じ、導電性カーボン粒子の添加率の増加につれてセルロース系繊維の導電性が徐々に増加するという緩やかな導電性の増加傾向を示さない。
例えば、セルロース系繊維の比抵抗値が、導電性カーボン粒子の添加率15重量%のときに109Ω・cmであったのが、導電性カーボン粒子の添加率が17重量%のときには103Ω・cmにまで低下するというように、その導電性能が急激に変化する。
【0005】
そのため、導電性カーボン粒子の添加量が導電性セルロース系繊維の製造工程中に僅かに変動するだけで、導電性セルロース系繊維の導電性能(比抵抗値など)が例えば繊維の長さ方向などに沿って大きくばらついてしまい、均一な導電性能を有するセルロース系繊維を安定して得ることが極めて困難である。そして、導電性能にバラツキのあるそのような導電性セルロース系繊維を用いて帯電用ブラシや除電用ブラシを製造した場合は、表面全体に亙って均一な導電性能を有する帯電用ブラシや除電用ブラシを得ることが困難になる。導電性能にばらつきのある帯電用ブラシでは、感光体層全域への均一な電荷の付与が困難になり、その結果複写物は鮮明さに欠ける斑のあるものとなり易い。また、導電性能にばらつきのある除電用ブラシでは、複写の反復回数を重ねるにつれて複写物に筋などの汚れが発生する現象を回避できなくなるという問題がある。
かかる点から、導電性カーボン粒子の添加率の変化(増加)に伴う導電性能の上記した急激な変化(比抵抗値の急激な低下)を緩和して、導電性能にばらつきのない導電性セルロース系繊維を得ることが求められていた。
【0006】
また、複写機に用いる帯電用ブラシおよび除電用ブラシに対しては、上記したばらつきのない均一な導電性能と共に、難燃性であることが強く求められている。すなわち、複写機ではトナーにより形成された感光体層上の可視像を紙に転写して定着させる際に加熱が行われるが、複写を長時間行うと機内に発生する熱量が大きく機内温度が高温になるため、帯電用ブラシおよび除電用ブラシに対してはそのような高温下でも発火、燃焼、熱変性などの生じない、難燃性のものが求められている。さらに、ドラム表面上の感光体層にピンホールがあると、該ピンホールに帯電用ブラシや除電用ブラシが接触した際に電気的短絡状態(ショート現象)が発生することがあり、その場合に帯電用ブラシや除電用ブラシを構成する導電性セルロース系繊維が発火、燃焼しないことが求められている。
【0007】
さらに、複写機に用いる帯電用ブラシおよび除電用ブラシは、その使用環境の変化、特に湿度の変化に伴って、比抵抗値などの導電性能がばらつき、初期画像の乱れなどを生じ易いが、かかる点から、湿度などの環境変化の影響を受けない帯電用ブラシおよび除電用ブラシが求められている。
【0008】
また、複写機に用いられるクリーニングブラシにおいても、除電を行いつつクリーニングを行えばクリーニング効果が上がることから導電性能を付与したものが通常用いられている。そのため、クリーニングブラシの場合にも、帯電用ブラシや除電用ブラシの場合と同様に、ばらつきのない導電性能を有し、難燃性で、且つ湿度が変化しても導電性能に大きな影響を受けない繊維素材を用いればそのクリーニング効果はより優れたものとなる。
【0009】
【発明の内容】
導電性カーボン粒子の添加率の変化(増加)に伴う導電性能の上記した急激な変化(比抵抗値の急激な低下)に伴う導電性能の大きなばらつきという上記した不都合の解消を目的として本発明者らは検討を重ねてきた。その結果、固有抵抗値の異なる2種以上の導電性微粒子をセルロース系繊維中に含有させると、セルロース系繊維における「導電性微粒子含有率−比抵抗値曲線」の傾斜度が緩やかになって、セルロース系繊維中での導電微粒子の添加率が多少変動しても、導電性セルロース系繊維の導電性能(比抵抗値)の急激な変化がなくなり、比抵抗値のばらつきが103Ω・cm以内に抑制されること、それによって均一な導電性能を有する導電性セルロース系繊維が得られることを見出して先に出願した(特開平9−49116号公報)。
本発明者らの開発したこの導電性セルロース系繊維を用いて帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシを製造した場合には、ブラシを構成する単繊維間での導電性能(比抵抗値)のばらつきが少ないために、帯電用ブラシによる感光体層への電荷の供給が帯電領域全体で均一に行われて鮮明な複写物を得ることができ、また除電用ブラシによる感光体層からの除電が均一に行われ、またクリーニングが良好に行われるために、複写の反復回数を重ねても複写物に筋などの汚れが発生しにくいという効果を有する。
【0010】
上記した発明を踏まえて、本発明者らは、ばらつきのない均一な導電性能と併せて、難燃性に優れ、且つ湿度変化によって導電性能に影響を受けない導電性セルロース系繊維を開発すべくさらに研究を続けてきた。そして、導電性能(固有抵抗値)の異なる2種以上の導電性微粒子を含有する導電性能(比抵抗値)にばらつきのない前記導電性セルロース系繊維を難燃剤で処理して難燃化するに当たって、セルロース系繊維中に添加する該2種以上の導電性粒子として、特定の平均粒径を有する導電性カーボンブラック微粒子と、特定の導電性能、平均粒径および/または形状を有する導電性活性炭粒子を組み合わせて、それらを所定の量で添加して導電性セルロース系繊維をつくると、その導電性セルロース系繊維を難燃剤で処理しても、導電性能の低下およびばらつきが抑制され、かつ湿度の影響も受けにくく、良好な導電性と難燃性を兼ね備えるセルロース系繊維が得られることを見出して本発明を完成した。
【0011】
すなわち、本発明は、
(i) 導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を含有する導電性セルロース系繊維であって;
(ii) 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)が、平均粒径200mμ以下の導電性カーボンブラック微粒子であり;
(iii) 前記導電性活性炭粒子(b)が、下記の要件 iii a)、( iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を満足する導電性活性炭粒子であり;
iii a)温度20℃、湿度65%での体積固有抵抗値が、導電性カーボンブラック微粒子(a)のそれの1.5〜10倍である;
iii b)平均粒径が300〜2000mμである;
iii c)稜角を有する多面体形状を有する;
および、
(iv) 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)のセルロース系繊維中での合計含有量が、セルロース系繊維を構成するセルロースに対して5〜70重量%である;
ことを特徴とする導電性セルロース系繊維である。
【0012】
そして、本発明は、難燃剤で処理してなる上記した導電性セルロース系繊維である。
【0013】
さらに、本発明は、温度20℃および湿度(RH)15〜65%において、難燃剤による処理後の比抵抗値(R1)(Ω・cm)と難燃剤により処理前の比抵抗値(R0)(Ω・cm)の比(R1/R0)が103以下である、難燃剤で処理してなる前記の導電性セルロース系繊維である。以下、本明細書でいう湿度とは「RH」を意味する。
【0014】
そして、本発明は、難燃剤による処理後の低湿度(温度20℃、湿度15%)での比抵抗値(RL)(Ω・cm)と、難燃剤による処理後の高湿度(温度20℃、湿度65%)での比抵抗値(RH)(Ω・cm)の比(RL/RH)が103以下である、難燃剤で処理してなる前記の導電性セルロース系繊維である。
【0015】
さらに、本発明は、上記したいずれかの導電性セルロース系繊維を用いてなる帯電用ブラシ、除電用ブラシまたはクリーニングブラシである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明における「セルロース系繊維」とは、天然セルロース系繊維以外の繊維を言い、具体例としては、ビスコースレーヨン、キュプラ(銅アンモニアレーヨン)、フォルチザン繊維、硝酸セルロース繊維などの再生セルロース繊維、アセテート繊維などの半合成繊維などを挙げることができ、そのうちでもビスコースレーヨン、キュプラであることが、熱による繊維形態の変形がなくて熱安定性に優れている点から望ましい。
【0017】
本発明の導電性セルロース系繊維は、上述のように、平均粒径が200mμ以下である導電性カーボンブラック微粒子(a)を含有する。
本発明で用いる導電性カーボンブラック微粒子(a)は、その平均粒径が200mμ以下であることにより、セルロース系繊維中への導電性カーボンブラック微粒子の分散が均一に行われて、導電性能にばらつきの少ないセルロース系繊維を得ることができる。
本発明で用いる導電性カーボンブラック微粒子(a)は、その平均粒径が100mμ以下であることが好ましく、50mμ以下であることがより好ましい。
【0018】
本発明で用いる導電性カーボンブラック微粒子(a)としては、平均粒径が200mμ以下であって且つ導電性であるカーボンブラック微粒子であればいずれも使用でき特に制限されないが、そのうちでも、ASTM D2414−65Tに準じて測定したジブチルフタレート(DBP)吸油量が50ml/100g以上である導電性カーボンブラック微粒子が好ましく用いられ、DBP吸油量が200ml/100g以上である高導電性カーボンブラック微粒子がより好ましく用いられる。
【0019】
また、導電性カーボンブラック微粒子(a)としては、その体積固有抵抗値が、温度20℃および湿度65%の条件下で測定したときに、10〜18mΩである電気抵抗値を有するものが好ましく用いられ、11〜15mΩであるものがより好ましく用いられる。なお、本明細書でいう「体積固有抵抗値」とは、後述する測定法での測定値をいう。
【0020】
導電性カーボンブラック微粒子(a)として用い得るカーボンブラック微粒子の具体例としては、AKZO社製の「ケッチェンブラックEC」(商品名)(平均粒径30mμ)、同社の「ケッチェンブラックEC600JD」(商品名)(平均粒径30mμ)、大日精化株式会社製の導電性カーボンブラック分散液である「T−1375 Black(R)EC」(カーボンブラック微粒子の平均粒径30mμ)、大日本インキ化学株式会社製のケッチエンブラック分散液である「Visco Black 1195」(カーボンブラック微粒子の平均粒径50mμ以下)などを挙げることができる。なお、これらの導電性カーボンブラック微粒子は、上記の条件下で測定したときに11.0〜14.5mΩの体積固有抵抗値を示す。
本発明の導電性セルロース系繊維は、導電性カーボンブラック微粒子(a)として、平均粒径が200mμ以下である導電性カーボンブラック微粒子の1種類のみを含有していてもまたは2種類以上を含有していてもよい。
【0021】
本発明の導電性セルロース系繊維は、上述のように、下記の要件 iii a)、 (iii b)および( iii c)
iii a)温度20℃、湿度65%での体積固有抵抗値が、導電性カーボンブラック微粒子(a)のそれの1.5〜10倍である;
iii b)平均粒径が300〜2000mμである;
iii c)稜角を有する多面体形状を有する;
のうちの少なくとも1つの要件を満足する導電性活性炭粒子(b)を含有する。
本発明で用いる導電性活性炭粒子(b)は、上記した要件 iii a)、 (iii b)および( iii c)のうちの1つの要件を満たすものであっても、2つの要件を満たすものであっても、またはすべてを満たすものであってもよく、少なくとも2つの要件を満たすものであることが好ましく、3つの要件のすべてを満たしていることがより好ましい。
【0022】
導電性活性炭粒子(b)に関する上記の要件 iii a)は、温度20℃、湿度65%での体積固有抵抗値が、導電性カーボンブラック微粒子(a)のそれの1.5倍以上で且つ10倍以下である導電性活性炭粒子を意味する。導電性活性炭粒子(b)の体積固有抵抗値は、導電性カーボンブラック微粒子(a)のそれの2.3〜7倍である導電性活性炭粒子であることが好ましい。
【0023】
導電性活性炭粒子(b)として前記した要件 iii a)(導電性能)を満たすものを用いる場合は、上記した導電性カーボンブラック微粒子(a)と併用することによって、導電性能にばらつきのないセルロース系繊維を得ることができる。しかも、理由は明確ではないが、難燃剤で処理した後でも導電性能の低下やばらつきの増大を防止または抑制でき、導電性および難燃性の両方に優れる導電性セルロース系繊維を得ることができる。
【0024】
また、導電性活性炭粒子(b)として、上記の要件 iii b)(平均粒径が300〜2000mμ)を満たすものを用いる場合は、上記した導電性カーボンブラック微粒子(a)と併用することによって、導電性能にばらつきのないセルロース系繊維を得ることができ、しかも理由は明確ではないが難燃剤で処理した後でも導電性能の低下やばらつきの増大の少ない、導電性および難燃性の両方に優れる導電性セルロース系繊維を得ることができる。本発明では導電性活性炭粒子(b)として、その平均粒径が500〜2000mμの導電性活性炭粒子を用いることが好ましく、600〜1500mμの導電性活性炭粒子を用いることがより好ましい。
【0025】
本発明で用いる導電性カーボンブラック微粒子(a)をも含めて、一般に、カーボンブラック微粒子は、稜角(尖ったかど)の無い球状またはほぼ球状の形状を有しているか、或いは前記した球状の粒子が房状に集合したストラクチャー構造を有している。それに対して、導電性活性炭粒子(b)に関する上記の要件 iii c)は、該導電性活性炭粒子(b)が稜角(尖ったかど)のある非球状の多面体形状を有していることを意味し、そのため要件 iii c)を備える導電性活性炭粒子(b)は、一般に球状またはその集合体よりなる導電性カーボンブラック微粒子とは形状が相違し、別異のものである。導電性活性炭粒子(b)として、上記の要件 iii c)(稜角のある多面体形状)を有する導電性活性炭粒子を用いる場合は、上記した導電性カーボンブラック微粒子(a)と併用することによって、導電性能にばらつきのないセルロース系繊維を得ることができ、しかも理由は明確ではないが難燃剤で処理した後でも導電性能の低下やばらつきの増大の少ない、導電性および難燃性の両方に優れる導電性セルロース系繊維を得ることができる。
【0026】
本発明で用いる導電性活性炭粒子(b)は、上記した要件 iii a)、 (iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を満たす導電性活性炭粒子であれば、いずれもが使用できる。本発明において導電性活性炭粒子(b)として用い得る、上記した要件 iii a)、 (iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を満たす導電性活性炭粒子としては、例えばクラレケミカル株式会社製の活性炭である「CG」、「GS」、「4SA」、「GWC」、「KW」、「YP−17」などを挙げることができる。
該活性炭粒子としては、温度20℃、湿度65%の条件下で測定したときに、その体積固有抵抗値が25〜100mΩであるものが好ましく用いられ、40〜65mΩであるものがより好ましく用いられる。
本発明の導電性セルロース系繊維は1種類の導電性活性炭粒子(b)を含有していても、または2種類以上の導電性活性炭粒子(b)を含有していてもよい。
【0027】
本発明の導電性セルロース系繊維は、導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を、両者の合計で、セルロース系繊維を構成するセルロースに対して(セルロースの重量に基づいて)5〜70重量%の割合で含有することが必要であり、5〜50重量%の割合で含有することが好ましい。導電性セルロース系繊維における導電性カーボンブラック微粒子(a)と導電性活性炭粒子(b)の合計含有量が5重量%未満であると、セルロース系繊維の導電性が低くなり、帯電用ブラシや除電用ブラシの製造に有効に用い得る導電性セルロース系繊維が得られなくなる。一方、セルロース系繊維における導電性カーボンブラック微粒子(a)と導電性活性炭粒子(b)の合計含有量が70重量%を超えると、導電性セルロース系繊維の製造時に単糸切れなどを生じて繊維化の工程性が不良になり、かつその糸物性も低下してくるので製織時にも糸切れなどの支障を来す。また、導電性セルロース系繊維の導電性が高くなり過ぎて帯電用ブラシや除電用ブラシの製造に適する導電性セルロース系繊維が得られなくなる。
【0028】
さらに、本発明の導電性セルロース系繊維では、導電性カーボンブラック微粒子(a)と導電性活性炭粒子(b)の含有比率が、重量比で、0<(a)/(b)≦139、特に0<(a)/(b)≦99であることが好ましく、それによって導電性セルロース系繊維の導電性能(比抵抗値)を、帯電用ブラシや除電用ブラシに対して一般に求められている102〜108Ω・cmの範囲にすることが容易になり、且つ繊維の長さ方向における比抵抗値のばらつきが少なく、しかも難燃剤で処理しても比抵抗値の変動やばらつきが少なく、さらに湿度変化などの環境変化に影響を受けない、導電性に優れる導電性セルロース系繊維が安定して得られるようになる。
【0029】
本発明の導電性セルロース系繊維の繊度は特に制限されず、導電性セルロース系繊維の用途などに応じて決めることができる。一般的には、導電性セルロース系繊維の製造の容易性、帯電用ブラシ、除電用ブラシ、クリーニングブラシなどに用いた場合の帯電性能、除電性能などの点から、導電性セルロース系繊維の単繊維繊度が0.5〜100デニールであることが好ましく、1.0〜50デニールであることがより好ましい。
【0030】
本発明の導電性セルロース系繊維の製法は特に制限されず、導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を均一に分散含有する導電性セルロース系繊維を円滑に製造し得る方法であればいずれの方法であってもよく、一般的には、セルロース系繊維を製造するための紡糸原液中に導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を均一に分散させ、その紡糸原液を用いて常法にしたがって紡糸して導電性セルロース系繊維を製造する方法が採用される。導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を紡糸原液中に混入するに当たっては、それらの2次凝集を抑制する必要があり、そのために、例えば、準備した紡糸原液(ビスコース原液等)を2500rpm以上の高速回転下に強撹拌しながら導電性カーボンブラック微粒子(a)を徐々に添加し、その後導電性活性炭粒子(b)を徐々に添加した後、さらに30分以上強く撹拌して混合操作等が好ましく採用される。
【0031】
上記した本発明の導電性セルロース系繊維を難燃剤で処理して、難燃化された導電性セルロース系繊維とする。
難燃剤としては、セルロース系繊維の難燃化に従来から用いられている有機難燃剤および/または無機難燃剤のいずれもが使用でき、例えば、硼砂、硼酸、第二リン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどのアンモニウム塩、リン酸塩、タングステン酸ナトリウム、塩化チタン、塩化アンチモン、ホスホリルアミド、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化亜鉛、スルファミン酸塩、水酸化アルミニウムなどの無機難燃剤、有機含リン化合物、有機含ハロゲン化合物、有機アンチモン化合物、有機含有窒素化合物などの有機難燃剤などを挙げることができる。そのうちでも有機含リン化合物よりなる難燃剤が好ましく用いられ、有機含リン化合物難燃剤としては、リン/炭素/酸素/水素のみからなる有機含リン難燃剤、有機含リン含窒素難燃剤、有機含リン含ハロゲン難燃剤、有機含リン含窒素含ハロゲン難燃剤などを挙げることができる。
【0032】
何ら限定されるものではないが、本発明で用い得る有機含リン化合物からなる難燃剤の例としては、テトラキス(ハイドロキシメチル)ホスホニウム塩、アジリジニル・ホスフィン・オキシド、尿素−リン酸混合液、N−メチロールジアルキルホスホノプロピオンアミド、ビニルホスホナートオリゴマー、ビニルホソホナートオリゴマーとN−メチロールアクリアミドなどの他のモノマーとの併用、2,4−ジアミノ−6−ジエトキシホスフィニール−1,3,5−トリアジンのメチロール化物などのような置換基にリンを含むトリアジン誘導体、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(ジクロロイソプロピル)ホスフェートなどのハロアルキルホスフェート、トリアリルホスフェートやトリヘキシルホスフェートなどのアルキルホスフェートなどを挙げることができる。本発明では、1種類の難燃剤を用いてもまたは2種以上の難燃剤を用いてもよい。
【0033】
導電性セルロース系繊維の難燃化処理は、該繊維を紡糸する際に紡糸原液中に難燃剤を予め添加しておいて紡糸し難燃繊維としても、また紡糸して得られる導電性セルロース系繊維に対して行っても、導電性セルロース系繊維を用いて得られた帯電用ブラシや除電用ブラシなどの製品に対して行ってもよい。そのうちでも、ブラシにする前の導電性セルロース系繊維に対して難燃化処理を行うのが、繊維に難燃剤を均一に付着させ得る点から好ましい。
難燃化処理の方法や処理条件は特に制限されず、セルロース系繊維に対して従来から採用されている方法で行うことができ、例えば、難燃剤を含有する水性分散液、水性溶液、有機溶媒を導電性セルロース系繊維に塗布する方法、難燃剤を含有する前記液中に導電性セルロース系繊維を浸漬する方法などを採用することができる。そのうちでも、処理斑のない均一な処理を行うことができ、且つ難燃化のための個別の処理を行うのではなく繊維の製造工程の一環として難燃化処理できる方法が望ましい。
【0034】
好ましく採用される難燃化処理方法の例としては、導電性セルロース系繊維をネルソン型連続紡糸機を使用して製造する場合に、一対の精練ローラー上で凝固再生、水洗を行った後、予備脱水で過剰な水分を除いた走行糸条に難燃剤含有分散液を付与し、その後乾燥工程に通す方法を挙げることができ、この方法による場合は繊維に難燃剤を均一に付与することができる。その際の難燃剤含有分散液としては、例えば難燃剤を10〜30重量%の割合で含有し且つ平滑剤を2〜5重量%の割合で含有する水性分散液などを用いることができる。そのような難燃剤含有分散液としては、難燃剤と油系平滑剤を含有する分散液、難燃剤と界面活性剤を含有する分散液を挙げることができ、具体例としては、「フレームガード5316−S」(有機含リン系難燃剤;大日本イキン化学工業株式会社製)を20〜30重量%含有し且つ「サファノール503−D」(ポリアミン系カチオン界面活性剤;三洋化成株式会社製)、「サンソフターNP−25」(多価アルコール系非イオン界面活性剤;日華化学株式会社製)および/または「ソフトオイルE−2」(平滑剤;ミヨシ油脂株式会社製)を2〜5重量%含有する分散液、「ニッカファインS−200」(グアニジン系難燃剤;日華化学株式会社製)および/または「アピロス430P」(吉村油化学株式会社製難燃剤)を10〜30重量%含有し、「KE−4001」、「KE−4002」(ノニオン界面活性剤;竹本油脂株式会社製)、「CA−200}(ポリアミド系カチオン界面活性剤;正研化工株式会社製)などの界面活性剤の1種または2種以上を2〜5重量%の割合で含有する分散液などが挙げられる。
【0035】
導電性セルロース系繊維に対する難燃剤の付着量は、難燃剤の種類、導電性セルロース系繊維の用途などに応じて調節し得るが、一般に、導電性セルロース系繊維の重量に基づいて、乾燥後の難燃剤付着量が6〜20重量%になるようにすることが好ましい。
【0036】
本発明では、セルロース系繊維中の上記した導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を上記した特定の割合で含有させることによって、温度20℃、湿度65%で測定したときに、102〜108Ω・cmの範囲の比抵抗値を有し、且つ繊維の長さ方向などにおける比抵抗値のばらつきの少ない(通常ばらつきが103Ω・cm以内)、品質の優れる導電性セルロース系繊維を得ることができる。
しかも、その導電性セルロース系繊維を難燃剤で処理した後も、導電性能の低下やばらつきが少なく、温度20℃および湿度15〜65%において、一般に難燃剤による処理後の比抵抗値(R1)(Ω・cm)と難燃剤による処理前の比抵抗値(R0)(Ω・cm)の比(R1/R0)が103以下となる。
さらに、本発明の難燃剤処理後のセルロース系繊維は、低湿度(温度20℃、湿度15%)での比抵抗値(RL)(Ω・cm)と、高湿度(温度20℃、湿度65%)での比抵抗値(RH)(Ω・cm)の比(RL/RH)が103以下であって、湿度変化により導電性能に影響を受にくい繊維である。
そのため、本発明の難燃剤で処理した後の導電性セルロース系繊維は、前記した良好な導電性および難燃性を活かして、複写機などにおける帯電用ブラシ、除電用ブラシ、クリーニングブラシなどの用途に有効に使用することができる。
【0037】
本発明の導電性セルロース系繊維および難燃化処理した導電性セルロース系繊維を帯電用ブラシおよび除電用ブラシとして用いる場合は、帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシの形状や構造は特に制限されず、従来既知の導電性セルロース系繊維製の帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシと同様の形状および構造にすることができる。
【0038】
【実施例】
以下に実施例などにより本発明について具体的に説明するが、本発明はそれにより何ら限定されない。以下の例において、導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子の平均粒径および体積固有抵抗値、並びに導電性セルロース系繊維の比抵抗値、乾強度および乾伸度は以下の方法により測定した。
【0039】
[導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子の平均粒径]
株式会社堀場製作所製の粒度分布測定器「CAPA−500」を用いて、透過式沈降法粒度分布測定法(高速遠心沈降法と自然沈降法とを組み合わせた方法)により測定した。
【0040】
[導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子の体積固有抵抗値]
導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子の体積固有抵抗値は、図1に示すようにして測定した。すなわち、塩化ビニル樹脂製のナット1(メートルネジ内径16mm)に、導電性カーボンブラック微粒子または導電性活性炭粒子を充填した後、ナット1の両側より鉄製ボルト2a,2bをねじ込み、鉄製ボルト2a,2bがそれ以上前進しないようになるまで(動かなくなるまで)硬く締め付けた状態で、温度20℃および湿度65%の条件下に、左右の鉄製ボルト2a,2bの間の微小抵抗を抵抗測定器(日置株式会社製テスター「HIOKI 3220mΩ HI TESTER」)を用いて測定して、測定値を導電性カーボンブラック微粒子または導電性活性炭粒子の体積固有抵抗値(mΩ)とした。その際に、塩化ビニル樹脂製のナット1の体積固有抵抗値はブランクとした。また、この測定に当たっては、導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子として、導電性カーボンブラック微粒子または導電性活性炭粒子の約0.25gを純水200cc中に分散させた後、絶乾して固めてナット1に充填し易くしたものを用いた。
【0041】
[導電性セルロース系繊維の比抵抗値(ρ)(Ω・cm)]
導電性セルロース系繊維の長さ方向に沿って、5000m間隔で、長さ10cmの試験片を20個採取した。該10cmの試験片の間(両端間)に100Vの電圧をかけて、温度20℃、湿度15%または65%の条件下に、東亜電波工業株式会社製の抵抗値測定機「SM−8210 極超絶縁計」を使用して、その電気抵抗値R(Ω)を測定し、下記の数式により、20個の試験片の比抵抗値(ρ)(Ω・cm)を求めた。
【0042】
【数1】
比抵抗値(ρ)(Ω・cm)=R×(S/L)
[式中、Rは試験片の電気抵抗値(Ω)、Sは試験片の断面積(cm2)、およびLは試験片の長さ(10cm)を示す。但し、ここではS=D/(900000×d)(Dは導電性セルロース系繊維の総デニール数をそのまま重量(g)として読みかえた値を示し、dは繊維の密度(1.5g/cm3)を示す)。]
【0043】
[導電性セルロース系繊維の乾強度および乾伸度]
JIS L1013(1992)「化学繊維フィラメント糸試験方法」に準じて測定した。
【0044】
《参考例1》[導電性カーボンブラック微粒子(a1)分散液の調製]
AKZO社製の導電性カーボンブラック微粒子である「ケッチェンブラックEC」(平均粒径30mμ、温度20℃および湿度65%での体積固有抵抗値11.3mΩ、DBP吸油量360ml/100g)に、ノニオン性分散剤(ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル)を該導電性カーボンブラック微粒子に対して25重量%の割合で添加すると共に水に分散させて該導電性カーボンブラック微粒子の濃度が10重量%の水性分散液を調製した[以下「導電性カーボンブラック微粒子(a1)分散液」という]。
【0045】
《参考例2》[導電性カーボンブラック微粒子(a2)分散液の調製]
大日精化株式会社製の導電性カーボンブラック分散液「T−1375Black(R)EC」(カーボンブラックの平均粒径30mμ、温度20℃および湿度65%での体積固有抵抗値14.4mΩ)に、参考例1で用いたのと同じノニオン性分散剤を該導電性カーボンブラック微粒子に対して25重量%の割合で添加すると共に水に分散させて該導電性カーボンブラック微粒子の濃度が10重量%の水性分散液[以下「導電性カーボンブラック微粒子(a2)分散液」という]を調製した。
【0046】
《参考例3》[導電性活性炭粒子(b1)分散液の調製]
クラレケミカル株式会社製の活性炭粒子「YP−17(平均粒径980mμ、温度20℃および湿度65%での体積固有抵抗値45.2mΩ、稜角を有する多角形形状)に、参考例1で使用したのと同じノニオン性分散剤を該活性炭粒子に対して30重量%の割合で添加すると共に水に分散させて該活性炭粒子の濃度が25重量%の水性分散液[以下「導電性活性炭粒子(b1)分散液」という]を調製した。
【0047】
《参考例4》[導電性活性炭粒子(b2)分散液の調製]
クラレケミカル株式会社製の活性炭粒子「4SA」(平均粒径920mμ、温度20℃および湿度65%での体積固有抵抗値44.5mΩ、稜角を有する多角形形状)に、参考例1で使用したのと同じノニオン性分散剤を該活性炭粒子に対して30重量%の割合で添加すると共に水に分散させて該活性炭粒子の濃度が25重量%の水性分散液[以下「導電性活性炭粒子(b2)分散液」という]を調製した。
【0048】
上記の参考例1〜4で調製した分散液で用いている導電性カーボンブラック微粒子または導電性活性炭粒子の物性をまとめると、以下の表1に示すとおりである。
【0049】
《実施例1》[導電性セルロース系繊維の製造]
(1) セルロース濃度が8重量%でアルカリ濃度が6%であるビスコースに、上記の参考例1〜4で製造した導電性カーボンブラック微粒子(a1)分散液、導電性カーボンブラック微粒子(a2)分散、導電性活性炭粒子(b1)分散液および導電性活性炭粒子(b2)分散液の1種または2種を、セルロースに対する導電性カーボンブラック微粒子および/または導電性活性炭粒子の含有量が下記の表2に示す値になるように添加し、2700rpmで30分間高速撹拌した後、真空脱泡して、実験番号1〜10の紡糸原液をそれぞれ調製した。
【0050】
(2) 上記(1)で得られた実験番号1〜10の紡糸原液の各々を用い、ネルソン型連続紡糸機を使用して、孔径0.07mm、ホール数25の紡糸ノズルから毎分11cc/分の吐出条件で温度61℃の紡糸浴(H2SO4130g/リットル、ZnSO416g/リットル、Na2SO4250g/リットル)中に紡出したのち、浴中距離200mm、延伸率15%とし、引き続いてローラー上で温度50℃の加熱紡糸浴に通し、その後同じローラー上で40℃の水洗を行い、その後105℃でローラー乾燥処理を行い、100m/分の速度にて無燃でチーズに巻き取り、実験番号1〜10のそれぞれにおいて、120デニール/25フィラメントの導電性セルロース系繊維1.75kgを得た。
【0051】
(3) また、上記(1)で得られた実験番号1〜10の紡糸原液の各々を用い、ネルソン型連続紡糸機を使用して、孔径0.07mm、ホール数25の紡糸ノズルから毎分11cc/分の吐出条件で温度61℃の紡糸浴(H2SO4130g/リットル、ZnSO416g/リットル、Na2SO4250g/リットル)中に紡出したのち、浴中距離200mm、延伸率15%とし、引き続いてローラー上で温度50℃の加熱紡糸浴に通し、その後同じローラー上で40℃の水洗を行った後、予備脱水し、該予備脱水した走行糸条に、約1cc/分・錘の割合で難燃剤含有分散液を付与し、その後105℃でローラー乾燥処理を行い、100m/分の速度にて無燃でチーズに巻き取り、実験番号1〜10のそれぞれにおいて、120デニール/25フィラメントの難燃剤付着量が6重量%である、難燃化した導電性セルロース系繊維を製造した。なお、前記難燃剤含有分散液としては、有機含リン系難燃剤(大日本インキ化学工業株式会社製「フレームガード5316−S」)とノニオン界面活性剤(竹本油脂株式会社製「KE−4002」)を含有する分散液を用いた。
【0052】
(4) 上記(2)で得られた実験番号1〜10のそれぞれの導電性セルロース系繊維の乾強度および乾伸度を上記した方法で測定したところ、下記の表2に示すとおりであった。
また、上記(2)で得られた実験番号1〜10のそれぞれの導電性セルロース系繊維について、温度20℃および湿度15%での比抵抗値(Ω・cm)並びに温度20℃および湿度65%での比抵抗値(Ω・cm)を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
(5) また、上記(3)で得られた実験番号1〜10の各々の難燃化処理した導電性セルロース系繊維について、温度20℃および湿度15%での比抵抗値(Ω・cm)並びに温度20℃および湿度65%での比抵抗値(Ω・cm)を上記した方法で測定したところ、下記の表3に示すとおりであった。
【0053】
【表1】

Figure 0003948848
【0054】
【表2】
Figure 0003948848
【0055】
【表3】
Figure 0003948848
【0056】
上記の表1〜3の結果から、平均粒径が200mμ以下の導電性カーボンブラック微粒子(a)であるカーボンブラック微粒子(a1)と、上記の要件 iii a)、( iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を満たす導電性活性炭粒子(b)に相当する導電性活性炭粒子(b1)を、導電性セルロース系繊維を構成するセルロースに対して、合計で5〜70重量%の割合で含有している実験番号3〜7の導電性セルロース系繊維は、その導電性能(比抵抗値)にばらつきが少なく、しかも湿度変化による導電性能のばらつきも少なく、どのような環境下においても、安定で均質な導電性能を有することがわかる。
【0057】
それに対して、導電性カーボンブラック微粒子(a)であるカーボンブラック微粒子(a1)のみを含有する実験番号1の導電性セルロース系繊維は、その導電性能(比抵抗値)にばらつきが大きいこと、しかも難燃剤で処理すると導電性能が大幅に低下する(比抵抗値が大幅に上昇する)ことがわかる。
また、導電性活性炭粒子(b)である導電性活性炭粒子(b1)(活性炭粒子)のみを含有する実験番号10の導電性セルロース系繊維は、難燃化処理していないものおよび難燃化処理したもののいずれにおいても導電性能のばらつきが大きく、満足のゆく導電性能を備えていないことがわかる。
【0058】
また、2種の導電性粒子を含有する場合であっても、平均粒径が200mμ以下の導電性カーボンブラック微粒子(a)と、上記の要件 iii a)、( iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を備えている導電性活性炭粒子との組み合わせに該当しない、実験番号8および9の導電性セルロース系繊維では、難燃剤で処理すると導電性能の低下(比抵抗値の上昇)が生ずることがわかる。
【0059】
【発明の効果】
本発明の導電性セルロース系繊維は、その導電性能(比抵抗値)にばらつきが少なく、均質な導電性能を有しており、しかも難燃剤で処理した後も導電性能の低下およびばらつきが抑制されていて良好な導電性と難燃性を兼ね備えている。
その上、本発明の導電性セルロース系繊維は、湿度の影響を受けにくく、湿度が変化してもその導電性能が変わらない。
そのため、本発明の導電性セルロース系繊維、特に難燃化処理を施してある本発明の導電性セルロース系繊維は、均質で且つ高い導電性能を有し、難燃性に優れており、しかも湿度非依存性であり、複写機などにおける帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシをはじめとして各種の用途に有効に使用することができる。
特に、本発明の難燃化された導電性セルロース系繊維を用いて得られる帯電用ブラシでは、複写機の感光体層全域への均一な電荷の付与を円滑に行われるために斑などのない鮮明な複写物を形成させることができる。
そして、本発明の難燃化された導電性セルロース系繊維を用いて得られる除電用ブラシは、均一で良好な除電作用を有するために、複写の反復回数を重ねても、複写物に筋などの汚れが発生する現象が少ない。
また、本発明の難燃化された導電性セルロース系繊維を用いて得られるクリーニングブラシは、クリーニング効果に優れていることから、複写の反復回数を重ねても、複写物に筋などの汚れが発生する現象を低減することができる。
さらに、本発明の難燃化された導電性セルロース系繊維を用いて得られる帯電用ブラシ、除電用ブラシおよびクリーニングブラシは、複写機内の高温にさらされても発火、燃焼、熱変性などのトラブルが生じず、またドラム表面上の感光体層にピンホールに接触して電気的短絡状態(ショート現象)が発生した場合にも、発火、燃焼、変形などが生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 導電性カーボンブラック微粒子および導電性活性炭粒子の体積固有抵抗値の測定法を示す概略図である。]
【符号の説明】
1 塩化ビニル樹脂製のナット
2a 鉄製ボルト
2b 鉄製ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a conductive cellulose fiber, a flame-retardant conductive cellulose fiber, and a charging brush, a static eliminating brush, and a cleaning brush using them. More specifically, the present invention relates to an electrophotographic recording type electrostatic copying machine or a copying machine also called a dry copying machine, a charging brush, a discharging brush and a cleaning brush used in a facsimile, a printer, etc. In addition, the present invention relates to a conductive cellulose fiber and a flame-retardant conductive cellulose fiber that can be effectively used in the brush.
[0002]
[Prior art]
  As is well known, an electrostatic copying machine uses a photosensitive semiconductor material (hereinafter sometimes referred to as a “photosensitive member”) that conducts electricity when exposed to light as an electrostatic image holding unit. . Specifically, (1) the photosensitive layer formed on the drum surface is uniformly charged with a positive charge by a charging device such as a charging brush or roller, and then (2) the original is irradiated with light. The reflected light is guided through the lens onto the photosensitive layer, and the charge on the photosensitive portion (white portion without characters or drawings in the original) disappears, and an electrostatic latent image is formed by the charge corresponding to the original. (3) In this state, toner is supplied onto the photoreceptor layer, and the toner is attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor layer by static electricity to visualize the electrostatic latent image, and (4) the photoreceptor A visible image formed by the toner on the layer is transferred to paper and heated to fix the toner on the paper, and (5) the charge and toner remaining on the photoreceptor layer are removed with a static elimination brush, A copy is made in the cycle.
[0003]
  The above-described charging brush and charge eliminating brush used in the electrostatic copying machine are brushes for charging and discharging in contact with the photoreceptor layer, respectively. The thing which wound the pile fabric which consists of fibers, or the thing which stuck the pile fabric which consists of conductive fibers on the plate-like body is mentioned.
  In copiers, the temperature inside the machine becomes high due to the heating during fixing, so the conductive fibers used for the charging brush and static elimination brush should not be deformed even if subjected to heat for a long time in the copier. Is required.
  However, most general-purpose synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers and the like are considered to be unsuitable for the required performance, and from this point, for example, JP-A-63-249185 As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-289876, Japanese Patent Laid-Open No. 4-289877, Japanese Patent Publication No. 1-229887, etc., conductive regenerated cellulosic fibers that do not deform even when subjected to heat over a long period of time ( Hereinafter referred to as “cellulosic fibers”).
[0004]
  In the conductive cellulose fiber used for the charging brush, the specific resistance value is generally 10Three-108In the range of Ω · cm, it is desirable that the conductive cellulose fiber used for the static elimination brush has a specific resistance value of 10 in general.2-10FourIt is desirable to be in the range of Ω · cm. Therefore, in the conductive cellulose fiber used for the charging brush or the static elimination brush, the addition rate of the conductive carbon particles as the conductivity-imparting substance is changed, or post-processing such as a hydrophobic treatment is performed (Japanese Patent Publication No. 1-229887). In general, it is generally performed to adjust the conductive performance to those suitable for each application.
  In that case, in the conductive cellulosic fiber, when the addition rate of the conductive carbon particles to the cellulose is sequentially increased from 0% by weight, the conductivity of the cellulosic fiber rapidly increases around a certain addition rate (ratio). In general, the phenomenon that the resistance value rapidly decreases) does not show a gradual increase in conductivity in which the conductivity of the cellulosic fibers gradually increases as the addition rate of the conductive carbon particles increases.
  For example, the specific resistance value of the cellulosic fiber is 10 when the addition rate of the conductive carbon particles is 15% by weight.9The Ω · cm was 10 when the addition rate of the conductive carbon particles was 17% by weight.ThreeThe conductivity performance changes abruptly as it drops to Ω · cm.
[0005]
  Therefore, the conductive performance (specific resistance value, etc.) of the conductive cellulosic fiber is, for example, in the length direction of the fiber only by the amount of conductive carbon particles added being slightly changed during the manufacturing process of the conductive cellulosic fiber. It is extremely difficult to stably obtain cellulosic fibers having uniform conductive performance. And when a charging brush or a static elimination brush is manufactured using such conductive cellulose fibers having a variation in conductive performance, the charging brush or static elimination brush having a uniform conductive performance over the entire surface It becomes difficult to obtain a brush. In a charging brush having a variation in conductive performance, it is difficult to apply a uniform charge to the entire photoreceptor layer, and as a result, a copy tends to have spots lacking in clarity. In addition, the brush for static elimination having a variation in the conductive performance has a problem that it becomes impossible to avoid the phenomenon that stains such as streaks occur on the copy as the number of times of copying is repeated.
  From this point, the above-mentioned abrupt change in conductivity performance (abrupt decrease in specific resistance value) associated with a change (increase) in the addition rate of conductive carbon particles is alleviated, and there is no variation in conductivity performance. There was a need to obtain fibers.
[0006]
  In addition, the charging brush and the discharging brush used in the copying machine are strongly required to be flame retardant in addition to the above-described uniform conductive performance. In other words, in a copying machine, heating is performed when a visible image on a photoreceptor layer formed of toner is transferred and fixed on paper. However, if copying is performed for a long time, the amount of heat generated in the machine increases and the temperature in the machine increases. Due to the high temperature, the charging brush and the static elimination brush are required to be flame-retardant so that ignition, combustion, thermal denaturation and the like do not occur even at such a high temperature. Furthermore, if there is a pinhole in the photosensitive layer on the drum surface, an electrical short circuit (short phenomenon) may occur when the charging brush or the static elimination brush contacts the pinhole. It is required that the conductive cellulose fibers constituting the charging brush and the static elimination brush do not ignite or burn.
[0007]
  In addition, charging brushes and static elimination brushes used in copiers tend to cause disturbances in the initial image due to variations in conductive performance such as specific resistance values due to changes in the usage environment, particularly humidity. In view of this, there is a need for a charging brush and a static elimination brush that are not affected by environmental changes such as humidity.
[0008]
  Also, a cleaning brush used in a copying machine is generally used with a conductive performance because cleaning effect is improved if cleaning is performed while removing electricity. Therefore, in the case of cleaning brushes as well as in the case of charging brushes and static elimination brushes, the conductive performance has no variation, it is flame retardant, and even if the humidity changes, the conductive performance is greatly affected. If no fiber material is used, the cleaning effect is more excellent.
[0009]
Description of the invention
  The inventor of the present invention aims to eliminate the above-mentioned disadvantage of the large variation in the conductive performance due to the above-described rapid change (the rapid decrease in the specific resistance value) of the conductive performance due to the change (increase) in the addition rate of the conductive carbon particles. Have been studying. As a result, when two or more kinds of conductive fine particles having different specific resistance values are contained in the cellulose fiber, the gradient of the “conductive fine particle content ratio-specific resistance value curve” in the cellulose fiber becomes gentle. Even if the addition rate of the conductive fine particles in the cellulosic fiber varies somewhat, there is no sudden change in the conductive performance (specific resistance value) of the conductive cellulosic fiber, and the variation in specific resistance value is suppressed to within 103Ω · cm. As a result, it was found that conductive cellulosic fibers having uniform conductive performance can be obtained, and an application was made earlier (Japanese Patent Laid-Open No. 9-49116).
  In the case where a charging brush, a static eliminating brush and a cleaning brush are manufactured using the conductive cellulose fiber developed by the present inventors, the conductive performance (specific resistance value) between single fibers constituting the brush is reduced. Since there is little variation, the charge supply to the photoreceptor layer by the charging brush can be uniformly performed over the entire charged region, and a clear copy can be obtained. Since it is performed uniformly and the cleaning is performed well, there is an effect that stains such as streaks are hardly generated on the copy even if the number of times of copying is repeated.
[0010]
  Based on the above-described invention, the present inventors should develop conductive cellulose fibers that are excellent in flame retardancy and are not affected by the change in humidity, in addition to uniform conductive performance without variation. We have continued research. And in treating the said conductive cellulose fiber which does not have dispersion | variation in the electroconductive performance (specific resistance value) containing 2 or more types of electroconductive fine particles from which electroconductive performance (specific resistance value) differs, it makes it flame-retardant by processing with a flame retardant. As the two or more kinds of conductive particles added to the cellulosic fiber, conductive carbon black fine particles having a specific average particle size and conductive properties having a specific conductive performance, average particle size and / or shapeActivated carbonWhen conductive cellulose fibers are made by combining particles and adding them in a predetermined amount, even if the conductive cellulose fibers are treated with a flame retardant, deterioration and variation in conductive performance are suppressed, and humidity The present invention was completed by finding that a cellulosic fiber having good conductivity and flame retardancy can be obtained.
[0011]
  That is, the present invention
(I) Conductive carbon black fine particles (a) and conductiveActivated carbonA conductive cellulosic fiber containing particles (b);
(Ii) The conductive carbon black fine particles (a) are conductive carbon black fine particles having an average particle size of 200 mμ or less;
(Iii) ConductivityActivated carbonParticle (b) has the following requirements( iii a), ( iii b) and ( iii c)Conductivity that satisfies at least one of the requirementsActivated carbonParticles;
  ( iii a)The volume resistivity at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% is 1.5 to 10 times that of the conductive carbon black fine particles (a);
  ( iii b)The average particle size is 300-2000 m;
  ( iii c)Having a polyhedral shape with ridge angles;
and,
(Iv) The conductive carbon black fine particles (a) and conductiveActivated carbonThe total content of the particles (b) in the cellulosic fibers is 5 to 70% by weight with respect to the cellulose constituting the cellulosic fibers;
It is an electroconductive cellulosic fiber characterized by this.
[0012]
  And this invention is an above-described electroconductive cellulose fiber formed by processing with a flame retardant.
[0013]
  Furthermore, the present invention provides a specific resistance value (R) after treatment with a flame retardant at a temperature of 20 ° C. and a humidity (RH) of 15 to 65%.1) (Ω · cm) and flame resistance agent before treatment (R0) (Ω · cm) ratio (R1/ R0) Is 10ThreeTreat with flame retardant, which isMade of the aboveIt is a conductive cellulosic fiber. Hereinafter, the humidity in this specification means “RH”.
[0014]
  And this invention is the specific resistance value (R) in the low humidity (temperature 20 degreeC, humidity 15%) after the process by a flame retardant.L) (Ω · cm) and specific resistance (R) at high humidity (temperature 20 ° C, humidity 65%) after treatment with flame retardantH) (Ω · cm) ratio (RL/ RH) Is 10ThreeTreat with flame retardant, which isMade of the aboveIt is a conductive cellulosic fiber.
[0015]
  Furthermore, the present invention is a charging brush, a static elimination brush or a cleaning brush using any one of the above-described conductive cellulose fibers.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention is described in detail below.
  The “cellulosic fiber” in the present invention refers to fibers other than natural cellulosic fibers, and specific examples thereof include regenerated cellulose fibers such as viscose rayon, cupra (copper ammonia rayon), fortisan fibers, and cellulose nitrate fibers, and acetate. Examples thereof include semi-synthetic fibers such as fibers. Among them, viscose rayon and cupra are desirable because they do not deform the fiber form due to heat and are excellent in thermal stability.
[0017]
  As described above, the conductive cellulose fiber of the present invention contains conductive carbon black fine particles (a) having an average particle size of 200 mμ or less.
  The conductive carbon black fine particles (a) used in the present invention have an average particle size of 200 mμ or less, so that the conductive carbon black fine particles are uniformly dispersed in the cellulosic fiber, and the conductive performance varies. A cellulosic fiber with less content can be obtained.
  The conductive carbon black fine particles (a) used in the present invention preferably have an average particle size of 100 mμ or less, and more preferably 50 mμ or less.
[0018]
  As the conductive carbon black fine particles (a) used in the present invention, any carbon black fine particles having an average particle diameter of 200 mμ or less and conductive can be used, and among them, ASTM D2414- is not particularly limited. Conductive carbon black fine particles having a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption measured according to 65T of 50 ml / 100 g or more are preferably used, and highly conductive carbon black fine particles having a DBP oil absorption of 200 ml / 100 g or more are more preferably used. It is done.
[0019]
  Further, as the conductive carbon black fine particles (a), those having an electric resistance value of 10 to 18 mΩ when the volume specific resistance value is measured under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% are preferably used. And those having a resistance of 11 to 15 mΩ are more preferably used. In addition, the “volume resistivity” in the present specification refers to a value measured by a measurement method described later.
[0020]
  Specific examples of the carbon black fine particles that can be used as the conductive carbon black fine particles (a) include “Ketjen Black EC” (trade name) (average particle size of 30 μm) manufactured by AKZO, “Ketjen Black EC600JD” ( (Trade name) (average particle size 30 mμ), “T-1375 Black (R) EC” (average particle size 30 mμ of carbon black fine particles), a conductive carbon black dispersion manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd., Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Examples thereof include “Visco Black 1195” (average particle diameter of carbon black fine particles of 50 mμ or less) which is a Ketchen Black dispersion manufactured by Co., Ltd. These conductive carbon black fine particles exhibit a volume resistivity value of 11.0 to 14.5 mΩ when measured under the above conditions.
  The conductive cellulose fiber of the present invention may contain only one kind of conductive carbon black fine particles having an average particle diameter of 200 mμ or less as the conductive carbon black fine particles (a), or two or more kinds. It may be.
[0021]
  As described above, the conductive cellulose fiber of the present invention has the following requirements:( iii a), (iii b) and ( iii c);
  ( iii a)The volume resistivity at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% is 1.5 to 10 times that of the conductive carbon black fine particles (a);
  ( iii b)The average particle size is 300-2000 m;
  ( iii c)Having a polyhedral shape with ridge angles;
Conductivity that satisfies at least one of the requirementsActivated carbonContains particles (b).
  Conductivity used in the present inventionActivated carbonThe particles (b) have the above requirements( iii a), (iii b) and ( iii c)One of the above requirements, two requirements, or all of them may be satisfied, and preferably at least two requirements are satisfied. More preferably, all three requirements are met.
[0022]
  ConductivityActivated carbonAbove requirements for particles (b)( iii a)Has a volume resistivity value at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% of not less than 1.5 times and not more than 10 times that of the conductive carbon black fine particles (a).Activated carbonMeans particles. ConductivityActivated carbonThe volume resistivity of the particles (b) is 2.3 to 7 times that of the conductive carbon black fine particles (a).Activated carbonParticles are preferred.
[0023]
  ConductivityActivated carbonRequirements described above as particles (b)( iii a)When using what satisfies (conductive performance), the cellulose fiber which does not have dispersion | variation in conductive performance can be obtained by using together with electroconductive carbon black microparticles | fine-particles (a) mentioned above. Moreover, although the reason is not clear, it is possible to prevent or suppress the decrease in conductivity performance and increase in dispersion even after treatment with a flame retardant, and it is possible to obtain a conductive cellulose fiber excellent in both conductivity and flame retardancy. .
[0024]
  Also conductiveActivated carbonThe above requirements as particles (b)( iii b)When using a material satisfying (average particle diameter of 300 to 2000 mμ), it is possible to obtain cellulosic fibers having no variation in conductive performance by using in combination with the conductive carbon black fine particles (a) described above. Although it is not clear, it is possible to obtain conductive cellulosic fibers excellent in both conductivity and flame retardancy with little decrease in conductive performance and increase in dispersion even after treatment with a flame retardant. In the present invention, conductivityActivated carbonAs the particles (b), conductivity having an average particle diameter of 500 to 2000 mμActivated carbonIt is preferable to use particles, and the conductivity is 600 to 1500 mμ.Activated carbonMore preferably, particles are used.
[0025]
  In general, the carbon black fine particles including the conductive carbon black fine particles (a) used in the present invention have a spherical or almost spherical shape having no ridge angle (pointed corners), or the spherical particles described above. Has a structure that is gathered in a tuft. In contrast, conductivityActivated carbonAbove requirements for particles (b)( iii c)Is the conductiveActivated carbonMeans that the particle (b) has a non-spherical polyhedral shape with ridges (pointed corners), and therefore requirements( iii c)Conductive withActivated carbonThe particles (b) are different from the conductive carbon black fine particles, which are generally spherical or aggregates thereof, and are different. ConductivityActivated carbonThe above requirements as particles (b)( iii c)Conductivity with (polyhedral shape with ridge angle)Activated carbonIn the case of using particles, by using in combination with the conductive carbon black fine particles (a) described above, it is possible to obtain cellulosic fibers having no variation in conductive performance, and after treatment with a flame retardant, although the reason is not clear However, it is possible to obtain conductive cellulosic fibers that are excellent in both conductivity and flame retardancy with little decrease in conductivity performance and increase in dispersion.
[0026]
  Conductivity used in the present inventionActivated carbonThe particles (b) have the above requirements( iii a), (iii b) and ( iii c)Conductivity that meets the requirements of at least one ofActivated carbonIf particlesYesMisalignment can also be used. Conductivity in the present inventionActivated carbonThe above-mentioned requirements that can be used as the particles (b)( iii a), (iii b) and ( iii c)Conductivity that meets the requirements of at least one ofActivated carbonAs particles, ExampleFor example, “CG”, “GS”, “4SA”, “GWC”, “KW”, “YP-17”, etc., which are activated carbons manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd. can be mentioned.
  As the activated carbon particles, those having a volume resistivity value of 25 to 100 mΩ when measured under conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% are preferably used, and those having a volume resistivity of 40 to 65 mΩ are more preferably used. .
  The conductive cellulosic fiber of the present invention has one type of conductivity.Activated carbonEven if it contains particles (b), or two or more types of conductivityActivated carbonThe particles (b) may be contained.
[0027]
  The conductive cellulose fiber of the present invention comprises conductive carbon black fine particles (a) and conductiveActivated carbonIt is necessary to contain the particles (b) in a ratio of 5 to 70% by weight (based on the weight of cellulose) with respect to the cellulose constituting the cellulosic fiber in the total of both, and 5 to 50% by weight. It is preferable to contain in the ratio. Conductive carbon black fine particles (a) and conductive in conductive cellulose fibersActivated carbonWhen the total content of the particles (b) is less than 5% by weight, the conductivity of the cellulosic fibers becomes low, and it becomes impossible to obtain conductive cellulosic fibers that can be used effectively in the production of charging brushes and static elimination brushes. . On the other hand, conductive carbon black fine particles (a) in cellulose fibers and conductivityActivated carbonWhen the total content of the particles (b) exceeds 70% by weight, single yarn breakage or the like occurs during the production of the conductive cellulosic fiber, resulting in poor fiberization process and a decrease in yarn physical properties. Therefore, troubles such as thread breakage occur during weaving. In addition, the conductivity of the conductive cellulose fiber becomes too high, and it becomes impossible to obtain a conductive cellulose fiber suitable for manufacturing a charging brush or a static elimination brush.
[0028]
  Furthermore, in the conductive cellulose fiber of the present invention, the conductive carbon black fine particles (a) and the conductiveActivated carbonIt is preferable that the content ratio of the particles (b) is 0 <(a) / (b) ≦ 139, in particular 0 <(a) / (b) ≦ 99, by weight ratio, whereby conductive cellulose fibers Is generally required for charging brushes and static elimination brushes.2-108It becomes easy to make the range of Ω · cm, there is little variation in specific resistance value in the fiber length direction, and there is little variation or variation in specific resistance value even when treated with flame retardant, and humidity change etc. Thus, it is possible to stably obtain conductive cellulose fibers that are not affected by the environmental change and have excellent conductivity.
[0029]
  The fineness of the conductive cellulose fiber of the present invention is not particularly limited, and can be determined according to the use of the conductive cellulose fiber. In general, from the viewpoint of ease of production of conductive cellulose fibers, charging performance when used for charging brushes, static elimination brushes, cleaning brushes, etc., single fibers of conductive cellulose fibers The fineness is preferably 0.5 to 100 denier, and more preferably 1.0 to 50 denier.
[0030]
  The production method of the conductive cellulose fiber of the present invention is not particularly limited, and the conductive carbon black fine particles (a) and the conductiveActivated carbonAny method can be used as long as it is a method capable of smoothly producing conductive cellulose fibers containing particles (b) in a dispersed manner. Generally, in a spinning dope for producing cellulosic fibers Conductive carbon black fine particles (a) and conductiveActivated carbonA method of uniformly dispersing the particles (b) and spinning them according to a conventional method using the spinning solution is used to produce conductive cellulose fibers. Conductive carbon black fine particles (a) and conductiveActivated carbonIn mixing the particles (b) into the spinning dope, it is necessary to suppress their secondary aggregation. For this reason, for example, the prepared spinning dope (viscose undiluted solution, etc.) is strong under high speed rotation of 2500 rpm or more. The conductive carbon black fine particles (a) are gradually added while stirring, and then the conductivityActivated carbonAfter gradually adding the particles (b), a mixing operation or the like is preferably employed by further vigorously stirring for 30 minutes or more.
[0031]
  The above-described conductive cellulose fiber of the present invention is treated with a flame retardant to obtain a flame retardant conductive cellulose fiber.
  As the flame retardant, any of organic flame retardants and / or inorganic flame retardants conventionally used for flame retardant of cellulosic fibers can be used. For example, borax, boric acid, dibasic ammonium phosphate, ammonium sulfate, chloride Ammonium salts such as ammonium, phosphates, sodium tungstate, titanium chloride, antimony chloride, phosphorylamide, titanium oxide, antimony oxide, zinc oxide, sulfamate, aluminum hydroxide and other inorganic flame retardants, organic phosphorus-containing compounds, Examples thereof include organic flame retardants such as organic halogen-containing compounds, organic antimony compounds, and organic-containing nitrogen compounds. Of these, flame retardants composed of organic phosphorus-containing compounds are preferably used. Organic phosphorus-containing compound flame retardants include organic phosphorus-containing flame retardants composed only of phosphorus / carbon / oxygen / hydrogen, organic phosphorus-containing nitrogen-containing flame retardants, organic-containing flame retardants. Examples thereof include phosphorus-containing halogen flame retardants and organic phosphorus-containing nitrogen-containing halogen flame retardants.
[0032]
  Examples of flame retardants composed of organic phosphorus-containing compounds that can be used in the present invention include, but are not limited to, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium salt, aziridinyl phosphine oxide, urea-phosphoric acid mixture, N- Methylol dialkylphosphonopropionamide, vinyl phosphonate oligomer, combination of vinyl phosphonate oligomer with other monomers such as N-methylol acrylamide, 2,4-diamino-6-diethoxyphosphinyl-1,3 Triazine derivatives containing phosphorus as a substituent such as methylolated 5-triazine, haloalkyl phosphates such as tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, tris (dichloroisopropyl) phosphate, triallyl phosphate, trihexyl phosphate, etc. Such as alkyl phosphates can be mentioned. In the present invention, one type of flame retardant or two or more types of flame retardant may be used.
[0033]
  The flame retardant treatment of the conductive cellulose fiber is carried out by adding a flame retardant in advance in the spinning dope when spinning the fiber and spinning it as a flame retardant fiber or by spinning the conductive cellulose fiber. Even if it is performed on a fiber, it may be performed on a product such as a charging brush or a neutralizing brush obtained using conductive cellulose fibers. Among these, it is preferable to perform the flame retardant treatment on the conductive cellulosic fibers before forming the brush from the viewpoint that the flame retardant can be uniformly attached to the fibers.
  The method and treatment conditions for the flame retardant treatment are not particularly limited, and can be carried out by a method conventionally employed for cellulosic fibers. For example, an aqueous dispersion containing a flame retardant, an aqueous solution, an organic solvent The method of apply | coating to a conductive cellulose fiber, the method of immersing a conductive cellulose fiber in the said liquid containing a flame retardant, etc. are employable. Among them, a method capable of performing a uniform treatment without treatment spots and performing a flame retardant treatment as a part of a fiber manufacturing process rather than performing individual treatments for flame retardant is desirable.
[0034]
  As an example of a flame retardant treatment method preferably employed, in the case of producing conductive cellulosic fibers using a Nelson type continuous spinning machine, after coagulation regeneration and water washing on a pair of scouring rollers, A method of applying a dispersion containing a flame retardant to a running yarn from which excess moisture has been removed by dehydration and then passing through a drying step can be exemplified. In this method, a flame retardant can be uniformly applied to fibers. . As the flame retardant-containing dispersion at that time, for example, an aqueous dispersion containing 10 to 30% by weight of a flame retardant and 2 to 5% by weight of a smoothing agent can be used. Examples of such a flame retardant-containing dispersion include a dispersion containing a flame retardant and an oil-based smoothing agent, and a dispersion containing a flame retardant and a surfactant. Specific examples include “Frame Guard 5316”. -S "(organic phosphorus-containing flame retardant; manufactured by Dainippon Ikin Chemical Industry Co., Ltd.) in an amount of 20 to 30% by weight and" Saffanol 503-D "(polyamine cationic surfactant; manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) 2-5% by weight of “Sunsofter NP-25” (polyhydric alcohol-based nonionic surfactant; manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) and / or “Soft Oil E-2” (smooth agent; manufactured by Miyoshi Oil & Fats Co., Ltd.) 10 to 30 times the dispersion containing, “Nikka Fine S-200” (guanidine flame retardant; manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) and / or “Apyros 430P” (flame retardant manufactured by Yoshimura Oil Chemical Co., Ltd.) "KE-4001", "KE-4002" (nonionic surfactant; manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), "CA-200} (polyamide cationic surfactant; manufactured by Shoken Chemical Co., Ltd.), etc. Examples thereof include dispersions containing one or more surfactants in a proportion of 2 to 5% by weight.
[0035]
  The amount of the flame retardant attached to the conductive cellulosic fiber can be adjusted according to the type of the flame retardant, the use of the conductive cellulosic fiber, etc., but in general, based on the weight of the conductive cellulosic fiber, It is preferable that the flame retardant adhesion amount is 6 to 20% by weight.
[0036]
  In the present invention, the above-mentioned conductive carbon black fine particles (a) in the cellulosic fiber and the conductivityActivated carbonBy containing the particles (b) in the above-mentioned specific proportion, when measured at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65%, 102-108It has a specific resistance value in the range of Ω · cm, and there is little variation in specific resistance value in the fiber length direction (normal variation is 10ThreeConductive cellulosic fibers excellent in quality can be obtained.
  Moreover, even after the conductive cellulose fiber is treated with a flame retardant, there is little decrease or variation in the conductive performance, and generally at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 15 to 65%, the specific resistance value (R after treatment with the flame retardant)1) (Ω · cm) and specific resistance before treatment with flame retardant (R0) (Ω · cm) ratio (R1/ R0) Is 10ThreeIt becomes as follows.
  Further, the cellulose fiber after the flame retardant treatment of the present invention has a specific resistance value (R) at low humidity (temperature 20 ° C., humidity 15%).L) (Ω · cm) and specific resistance (R) at high humidity (temperature 20 ° C, humidity 65%)H) (Ω · cm) ratio (RL/ RH) Is 10ThreeIt is a fiber that is less susceptible to electrical conductivity due to changes in humidity.
  Therefore, the conductive cellulosic fibers after being treated with the flame retardant of the present invention are used for charging brushes, static elimination brushes, cleaning brushes and the like in copying machines, taking advantage of the above-described good conductivity and flame retardancy. Can be used effectively.
[0037]
  When the conductive cellulose fiber of the present invention and the flame retardant conductive cellulose fiber are used as a charging brush and a static elimination brush, the shape and structure of the charging brush, the static elimination brush and the cleaning brush are particularly limited. Instead, it can have the same shape and structure as the charging brush, the static eliminating brush, and the cleaning brush made of conductive cellulose fibers that are conventionally known.
[0038]
【Example】
  Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following examples, conductive carbon black fine particles and conductiveActivated carbonThe average particle diameter and volume resistivity of the particles, the specific resistance value of the conductive cellulose fiber, the dry strength and the dry elongation were measured by the following methods.
[0039]
[Conductive carbon black fine particles and conductiveActivated carbonAverage particle diameter]
  Using a particle size distribution measuring device “CAPA-500” manufactured by HORIBA, Ltd., the particle size distribution was measured by a permeation type sedimentation method particle size distribution measurement method (a method combining a high-speed centrifugal sedimentation method and a natural sedimentation method).
[0040]
[Conductive carbon black fine particles and conductiveActivated carbonParticle volume resistivity]
  Conductive carbon black fine particles and conductiveActivated carbonThe volume resistivity of the particles was measured as shown in FIG. That is, conductive carbon black fine particles or conductive material is applied to a vinyl chloride resin nut 1 (metric screw inner diameter 16 mm).Activated carbonAfter filling the particles, the steel bolts 2a and 2b are screwed in from both sides of the nut 1, and the steel bolts 2a and 2b are tightened until the steel bolts 2a and 2b do not move any further (until they move), at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65 % Resistance between the left and right iron bolts 2a, 2b was measured using a resistance measuring instrument (Hioki 3220mΩ HI TEST) manufactured by Hioki Co., Ltd. Or conductiveActivated carbonThe volume specific resistance value (mΩ) of the particles was used. At that time, the volume resistivity of the nut 1 made of vinyl chloride resin was blank. In this measurement, conductive carbon black fine particles and conductiveActivated carbonAs particles, conductive carbon black fine particles or conductiveActivated carbonAbout 0.25 g of the particles were dispersed in 200 cc of pure water, and then dried and solidified to make it easy to fill the nut 1.
[0041]
[Specific Resistance Value of Conductive Cellulose Fiber (ρ) (Ω · cm)]
  Twenty test pieces having a length of 10 cm were sampled at intervals of 5000 m along the length direction of the conductive cellulosic fibers. A resistance measuring machine “SM-8210 electrode” manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd. was applied under a condition of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 15% or 65% between the test pieces of 10 cm (between both ends). The electrical resistance value R (Ω) was measured using a “superinsulator”, and the specific resistance value (ρ) (Ω · cm) of 20 test pieces was determined by the following formula.
[0042]
[Expression 1]
        Specific resistance (ρ) (Ω · cm) = R × (S / L)
[In the formula, R is the electrical resistance value (Ω) of the test piece, and S is the cross-sectional area (cm2) And L indicate the length (10 cm) of the test piece. However, here, S = D / (900,000 × d) (D represents the total denier number of the conductive cellulose fiber as the weight (g), and d represents the density of the fiber (1.5 g / cm).Three) ]
[0043]
[Dry strength and dry elongation of conductive cellulose fiber]
  Measured according to JIS L1013 (1992) “Testing method for chemical fiber filament yarn”.
[0044]
<< Reference Example 1 >> [Conductive carbon black fine particles (a1) Preparation of dispersion]
  “Ketjen Black EC” (average particle size 30 mμ, temperature specific resistance value 11.3 mΩ, DBP oil absorption 360 ml / 100 g at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65%), which is a conductive carbon black fine particle manufactured by AKZO An aqueous dispersion in which a conductive dispersant (polyoxyethylene alkylamino ether) is added at a ratio of 25% by weight to the conductive carbon black fine particles and dispersed in water to a concentration of the conductive carbon black fine particles of 10% by weight. [Hereinafter referred to as “conductive carbon black fine particles (a1) "Dispersion".
[0045]
Reference Example 2 [Conductive carbon black fine particles (a2) Preparation of dispersion]
  Conductive carbon black dispersion "T-1375Black (R) EC" manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd. (volume specific resistance value 14.4 mΩ at an average particle diameter of carbon black of 30 mμ, temperature of 20 ° C. and humidity of 65%) The same nonionic dispersant as used in Reference Example 1 was added at a ratio of 25% by weight to the conductive carbon black fine particles and dispersed in water so that the concentration of the conductive carbon black fine particles was 10% by weight. Aqueous dispersion [hereinafter referred to as “conductive carbon black fine particles (a2) Dispersion ”.
[0046]
<< Reference Example 3 >> [ConductivityActivated carbonParticle (b1) Preparation of dispersion]
  Activated carbon particles “YP-17” manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd."The same nonionic dispersant as that used in Reference Example 1 was applied to the activated carbon particles (average particle size 980 mμ, volume resistivity value 45.2 mΩ at a temperature of 20 ° C. and humidity 65%, polygonal shape having a ridge angle). And an aqueous dispersion having a concentration of the activated carbon particles of 25% by weight [hereinafter referred to as “conductivity”.Activated carbonParticle (b1) Dispersion ”.
[0047]
Reference Example 4 [ConductivityActivated carbonParticle (b2) Preparation of dispersion]
  Activated carbon particles “4SA” manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd. (average particle size 920In addition, the nonionic dispersant same as that used in Reference Example 1 is 30% by weight with respect to the activated carbon particles in a volume resistivity of 44.5 mΩ at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% and a polygonal shape having a ridge angle. And an aqueous dispersion having a concentration of the activated carbon particles of 25% by weight [hereinafter referred to as “conductivity”.Activated carbonParticle (b2) Dispersion ”.
[0048]
  Conductive carbon black fine particles or conductive used in the dispersions prepared in Reference Examples 1 to 4 aboveActivated carbonThe physical properties of the particles are summarized as shown in Table 1 below.
[0049]
<< Example 1 >> [Production of Conductive Cellulose Fiber]
(1) Conductive carbon black fine particles (a) prepared in Reference Examples 1 to 4 above on viscose having a cellulose concentration of 8% by weight and an alkali concentration of 6%1) Dispersion, conductive carbon black fine particles (a2)dispersionliquid,ConductivityActivated carbonParticle (b1) Dispersion and conductivityActivated carbonParticle (b2) One or two of the dispersion liquids are electrically conductive carbon black fine particles and / or electrically conductive to cellulose.Activated carbonAddition was made so that the content of the particles would be the value shown in Table 2 below, followed by high-speed stirring at 2700 rpm for 30 minutes, followed by vacuum degassing to prepare spinning stock solutions of Experiment Nos. 1 to 10, respectively.
[0050]
(2) Using each of the spinning stock solutions of Experiment Nos. 1 to 10 obtained in the above (1), using a Nelson type continuous spinning machine, from a spinning nozzle having a hole diameter of 0.07 mm and a hole number of 25, 11 cc / min Spin bath (H2SOFour130 g / liter, ZnSOFour16 g / liter, Na2SOFour250 g / liter), and the distance in the bath is 200 mm and the draw ratio is 15%. Subsequently, it is passed through a heated spinning bath at a temperature of 50 ° C. on a roller, and then washed with water at 40 ° C. on the same roller. Roller drying treatment was performed at 105 ° C., and the product was wound around cheese without burning at a speed of 100 m / min. In each of Experiment Nos. 1 to 10, 1.75 kg of conductive cellulose fiber having 120 denier / 25 filaments was obtained. .
[0051]
(3) Also, using each of the spinning stock solutions of Experiment Nos. 1 to 10 obtained in (1) above, using a Nelson type continuous spinning machine, from a spinning nozzle having a hole diameter of 0.07 mm and 25 holes, every minute Spinning bath with a temperature of 61 ° C. under discharge conditions of 11 cc / min (H2SOFour130 g / liter, ZnSOFour16 g / liter, Na2SOFour250 mm / liter), and then a distance of 200 mm in the bath and a draw ratio of 15% were passed through a heated spinning bath at a temperature of 50 ° C. on a roller, followed by washing with water at 40 ° C. on the same roller. The pre-dehydrated running yarn is provided with a flame retardant-containing dispersion at a rate of about 1 cc / min / weight, and then subjected to roller drying at 105 ° C., at a speed of 100 m / min. A fire-retardant conductive cellulose fiber having a flame retardant deposition amount of 120 denier / 25 filament of 6% by weight in each of Experiment Nos. 1 to 10 was produced by winding it around cheese. As the flame retardant-containing dispersion, an organic phosphorus-containing flame retardant (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. “Frameguard 5316-S”) and a nonionic surfactant (Takemoto Yushi Co., Ltd. “KE-4002”). ) Was used.
[0052]
(4) The dry strength and dry elongation of each of the conductive cellulose fibers of Experiment Nos. 1 to 10 obtained in (2) above were measured by the method described above, and as shown in Table 2 below. .
  Moreover, about each conductive cellulose fiber of the experiment numbers 1-10 obtained by said (2), the specific resistance value (ohm * cm) in temperature 20 degreeC and 15% of humidity, temperature 20 degreeC, and humidity 65% When the specific resistance value (Ω · cm) was measured by the method described above, it was as shown in Table 3 below.
(5) In addition, the specific resistance value (Ω · cm) at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 15% for each of the flame-retardant conductive cellulose fibers of Experiment Nos. 1 to 10 obtained in (3) above. In addition, the specific resistance value (Ω · cm) at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% was measured by the method described above, and as shown in Table 3 below.
[0053]
[Table 1]
Figure 0003948848
[0054]
[Table 2]
Figure 0003948848
[0055]
[Table 3]
Figure 0003948848
[0056]
  From the results shown in Tables 1 to 3, carbon black fine particles (a) which are conductive carbon black fine particles (a) having an average particle size of 200 mμ or less.1) And the above requirements( iii a), ( iii b) and ( iii c)Conductivity that meets the requirements of at least one ofActivated carbonConductivity corresponding to particle (b)Activated carbonParticle (b1) Is contained in a ratio of 5 to 70% by weight in total with respect to the cellulose constituting the conductive cellulose fiber, the conductive cellulose fiber of Experiment Nos. 3 to 7 has its conductive performance (specific resistance value). ), And there is little variation in conductive performance due to changes in humidity. It can be seen that the conductive performance is stable and homogeneous under any environment.
[0057]
  In contrast, carbon black fine particles (a) which are conductive carbon black fine particles (a)1The conductive cellulose fiber of Experiment No. 1 containing only) has a large variation in its conductive performance (specific resistance value), and when it is treated with a flame retardant, the conductive performance is greatly reduced (the specific resistance value is greatly reduced). You can see that it rises).
  Also conductiveActivated carbonConductivity of particles (b)Activated carbonParticle (b1) The conductive cellulosic fiber of Experiment No. 10 containing only (activated carbon particles) has a large variation in the conductive performance in both the non-flame retardant and the fire retardant treated and satisfactory conductive performance. It turns out that it is not equipped.
[0058]
  In addition, even when two kinds of conductive particles are contained, the conductive carbon black fine particles (a) having an average particle diameter of 200 mμ or less and the above-described requirements( iii a), ( iii b) and ( iii c)Conductivity with at least one of the requirementsActivated carbonIt can be seen that the conductive cellulosic fibers of Experiment Nos. 8 and 9 that do not correspond to the combination with the particles cause a decrease in conductive performance (increase in specific resistance value) when treated with a flame retardant.
[0059]
【The invention's effect】
  The conductive cellulosic fiber of the present invention has little variation in its conductive performance (specific resistance value), has a homogeneous conductive performance, and even after being treated with a flame retardant, deterioration and variation in conductive performance are suppressed. And has both good conductivity and flame retardancy.
  In addition, the conductive cellulosic fiber of the present invention is hardly affected by humidity, and its conductivity performance does not change even when the humidity changes.
  Therefore, the conductive cellulosic fiber of the present invention, particularly the conductive cellulosic fiber of the present invention that has been subjected to a flame retardant treatment, has a homogeneous and high conductive performance, is excellent in flame retardancy, and is humidity. It is independent and can be used effectively in various applications including charging brushes, static elimination brushes and cleaning brushes in copying machines.
  In particular, in the charging brush obtained using the flame-retardant conductive cellulose fiber of the present invention, uniform charge is smoothly applied to the entire photoreceptor layer of the copying machine, so there are no spots. A clear copy can be formed.
  The static elimination brush obtained by using the flame-retardant conductive cellulose fiber of the present invention has a uniform and good static elimination action. There is little phenomenon that stains occur.
  In addition, the cleaning brush obtained using the flame-retardant conductive cellulose fiber of the present invention has an excellent cleaning effect, so that even if the number of times of copying is repeated, stains such as streaks appear on the copy. The phenomenon that occurs can be reduced.
  Further, the charging brush, the static eliminating brush and the cleaning brush obtained by using the flame-retardant conductive cellulose fiber of the present invention are free from troubles such as ignition, combustion and thermal denaturation even when exposed to high temperature in the copying machine. In addition, even when an electrical short circuit (short phenomenon) occurs due to contact with a pinhole in the photoreceptor layer on the drum surface, ignition, combustion, deformation, and the like are unlikely to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Conductive carbon black fine particles and conductivityActivated carbonIt is the schematic which shows the measuring method of the volume specific resistance value of particle | grains. ]
[Explanation of symbols]
1 Nut made of vinyl chloride resin
2a Iron bolt
2b Iron bolt

Claims (10)

(i) 導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)を含有する導電性セルロース系繊維であって;
(ii) 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)が、平均粒径200mμ以下の導電性カーボンブラック微粒子であり;
(iii) 前記導電性活性炭粒子(b)が、下記の要件 iii a)、 (iii b)および( iii c)のうちの少なくとも1つの要件を満足する導電性活性炭粒子であり;
iii a)温度20℃、湿度65%での体積固有抵抗値が、導電性カーボンブラック微粒子(a)のそれの1.5〜10倍である;
iii b)平均粒径が300〜2000mμである;
iii c)稜角を有する多面体形状を有する;
および、
(iv) 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)および導電性活性炭粒子(b)のセルロース系繊維中での合計含有量が、セルロース系繊維を構成するセルロースに対して5〜70重量%である;
ことを特徴とする導電性セルロース系繊維。
(I) a conductive cellulose fiber containing conductive carbon black fine particles (a) and conductive activated carbon particles (b);
(Ii) The conductive carbon black fine particles (a) are conductive carbon black fine particles having an average particle size of 200 mμ or less;
(Iii) The conductive activated carbon particles (b) are conductive activated carbon particles that satisfy at least one of the following requirements ( iiia ), (iiib ), and ( iiic ) ;
( Iii a) The volume resistivity value at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65% is 1.5 to 10 times that of the conductive carbon black fine particles (a);
(Iii b) the average particle diameter is 300~2000Emumyu;
Having a polyhedral shape with a (iii c) an edge angle;
and,
(Iv) The total content of the conductive carbon black fine particles (a) and the conductive activated carbon particles (b) in the cellulosic fibers is 5 to 70% by weight with respect to the cellulose constituting the cellulosic fibers;
Conductive cellulosic fibers characterized by the above.
導電性セルロース系繊維中での、導電性カーボンブラック微粒子(a)と導電性活性炭粒子(b)の含有比率が、重量比で、0<(a)/(b)≦139である請求項1に記載の導電性セルロース系繊維。The content ratio of the conductive carbon black fine particles (a) and the conductive activated carbon particles (b) in the conductive cellulose fiber is 0 <(a) / (b) ≦ 139 in terms of weight ratio. The conductive cellulose fiber described in 1. 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)が、DBP(ジブチルフタレート)吸油量が50ml/100g以上の導電性カーボンブラック微粒子である請求項1または2に記載の導電性セルロース系繊維。  3. The conductive cellulose fiber according to claim 1, wherein the conductive carbon black fine particles (a) are conductive carbon black fine particles having a DBP (dibutyl phthalate) oil absorption of 50 ml / 100 g or more. 前記導電性カーボンブラック微粒子(a)が、温度20℃および湿度65%で測定したときに、その体積固有抵抗値が10〜18mΩの導電性カーボンブラック微粒子である請求項1〜3のいずれか1項に記載の導電性セルロース系繊維。  The conductive carbon black fine particles (a) are conductive carbon black fine particles having a volume resistivity of 10 to 18 mΩ when measured at a temperature of 20 ° C and a humidity of 65%. The conductive cellulose fiber according to Item. 前記導電性活性炭粒子(b)が、温度20℃および湿度65%で測定したときに、その体積固有抵抗値が、25〜100mΩの導電性活性炭粒子である請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性セルロース系繊維。The conductive activated carbon particles (b) is, when measured at a temperature 20 ° C. and a humidity of 65%, its volume resistivity, any one of claims 1 to 4, which is a conductive activated carbon particles 25~100mΩ The conductive cellulose fiber described in 1. 難燃剤で処理してなる請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性セルロース系繊維。The conductive cellulose fiber according to any one of claims 1 to 5 , wherein the conductive cellulose fiber is treated with a flame retardant. 難燃剤が有機含リン化合物からなる難燃剤である請求項に記載のセルロース系繊維。The cellulosic fiber according to claim 6 , wherein the flame retardant is a flame retardant comprising an organic phosphorus-containing compound. 温度20℃および湿度15〜65%において、難燃剤による処理後の比抵抗値(R1)(Ω・cm)と難燃剤により処理前の比抵抗値(R0)(Ω・cm)の比(R1/R0)が103以下である請求項6または7に記載の導電性セルロース系繊維。Ratio of specific resistance value (R 1 ) (Ω · cm) after treatment with flame retardant and specific resistance value (R 0 ) (Ω · cm) before treatment with flame retardant at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 15 to 65% The conductive cellulose fiber according to claim 6 or 7, wherein (R 1 / R 0 ) is 10 3 or less. 難燃剤による処理後の低湿度(温度20℃、湿度15%)での比抵抗値(RL)(Ω・cm)と、難燃剤による処理後の高湿度(温度20℃、湿度65%)での比抵抗値(RH)(Ω・cm)の比(RL/RH)が103以下である請求項6〜8のいずれか1項に記載の導電性セルロース系繊維。Specific resistance value (R L ) (Ω · cm) at low humidity (temperature 20 ° C, humidity 15%) after treatment with flame retardant and high humidity (temperature 20 ° C, humidity 65%) after treatment with flame retardant The conductive cellulose fiber according to any one of claims 6 to 8 , wherein a specific resistance value (R H ) (Ω · cm) ratio (R L / R H ) is 10 3 or less. 請求項1〜のいずれか1項に記載の導電性セルロース系繊維を用いてなる帯電用ブラシ、除電用ブラシまたはクリーニングブラシ。Charging brush made of a conductive cellulosic fibers according to any one of claims 1 to 9 for charge removal brush or cleaning brush.
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