JP4418891B2 - ポリエステル又はポリアミド系導電糸及びブラシ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンター等の現像用ブラシ、接触帯電用ブラシ及び感光ドラムクリーナー用ブラシに適したポリエステル又はポリアミド系導電糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機等の静電潜像形式に重要な要素の帯電については非接触型のコロナ帯電方式が採用されている。しかしコロナ帯電方式はコロナ放電から発生するオゾンが部品を劣化することや人体に対する有害性、高電圧電源の危険性等の問題点がある。
【０００３】
この問題を解決するため、近年、オゾンレスで、低電圧印加のブラシ帯電やローラ帯電の接触帯電方式が開発されてきた。
【０００４】
電子写真複写機、電子写真プリンター等に用いられる現像用ブラシ、接触帯電用ブラシ及び感光ドラムクリーナー用ブラシ用の繊維としては、感光体の寿命や感光体上のピンホール対策のために電気抵抗値が１０4〜１０11Ω／ｃｍのものが要求されており、特に接触帯電用ブラシ用の繊維としては、電気抵抗値が１０7〜１０10Ω／ｃｍのものが要求されている。
【０００５】
従来、このような用途にはセルロース系繊維が多く用いられている。また、合成繊維として広く使用されているポリエステルやポリアミド繊維においても、導電性粒子を含有する繊維が多く提案されている。
【０００６】
特開昭５７−６７６２号公報、特開平７−１０２４３７号公報には、融点の異なる２種類の熱可塑性重合体（ポリエステルやポリアミド）からなり、かつ低融点側に導電性被膜を有する酸化チタンを含有させた複合繊維を両融点間で熱処理することにより、導電性を向上させる導電性複合繊維が提案されている。しかしながら、これらの導電性繊維は導電性は向上しているものの熱水収縮率が２０％程度と高いため、接触帯電ブラシを作成する際の熱処理工程等や接触帯電ブラシ等に使用した際に形態が変化し、さらにはこれによる電気抵抗値のばらつきが生じ、これらの導電糸は接触帯電ブラシに不適である。
【０００７】
特公平１−２９８８７号公報には、セルロース系導電糸に疎水性官能基を導入して湿度変化に対して安定した電気抵抗値が発現できるようにした導電性セルロース系繊維が提案されている。
【０００８】
また、特開平９−４９１１６号公報には、２種以上の導電性微粒子を繊維に添加して比抵抗値のばらつきを１０3Ω／ｃｍ以内に小さくした導電性セルロース系繊維が提案されている。
【０００９】
上記の２つのセルロース系繊維も、湿度に対する安定性や各繊維間の抵抗値のバラツキの改善は十分でなかった。すなわち、接触帯電ブラシ等は、温度や湿度の変化の大きい環境で処理又は使用されるため、それら環境の温湿度変化によって生じる繊維形態の変化が導電性粒子の連鎖状態の変化を引き起こし、電気抵抗値の変化として現れる。したがって、作成当初においては好適な電気抵抗値を有していたとしても、接触帯電ブラシを作成する際の熱処理工程等や長期間の使用時に電気抵抗値が低下し、作成当初との電気抵抗値の差が大きくなり、かつ繊維間でのばらつきも大きくなり、画像障害が生じるようになるという欠点を解決することはできなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決し、作成時の熱処理工程等や長期間の使用における温湿度変化に対して安定した電気抵抗値を示し、接触帯電用等のブラシとして用いると、繊維間での電気抵抗値のばらつきも生じることなく、安定、かつ良好な画像を得ることができるポリエステル又はポリアミド系導電糸及びこの繊維を用いたブラシを提供することを技術的な課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の（１）、（２）を要旨とするものである。
（１）電性微粒子を含有し、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下であることを特徴とするポリエステル又はポリアミド系導電糸。
（２）（１）記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸を少なくとも一部に使用したブラシ。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明でいうポリエステル又はポリアミド系繊維とは、ポリエステル又はポリアミドを主体とした繊維をいう。ここでポリエステルとは、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートや、それらにジカルボン酸成分、ジオール成分あるいはオキシカルボン酸成分が共重合されたもの、あるいはそれらポリエステルをブレンドしたものが挙げられる。さらには、生分解性ポリエステルとして知られるポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリε−カプロラクタム等の脂肪族ポリエステルでもよい。
また、ポリアミドとは、例えばナイロン６，ナイロン６６，ナイロン６９、ナイロン４６，ナイロン６１０，ナイロン１２、ポリメタキシレンアジパミドやこれら各成分を共重合したものやブレンドしたもの等が挙げられる。
【００１３】
導電性粒子としては、例えばカーボンブラック、金属粉、金属酸化物等が挙げられ、中でもカーボンブラックが好ましい。添加量としては、ポリエステルでは５〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１０〜２５質量％である。ポリアミドでは１５〜４５質量％が好ましく、より好ましくは２０〜３５質量％である。
【００１４】
そして、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下である。これらの特性について以下に詳述する。
【００１５】
まず、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は、環境湿度により０．４〜５％程度の水分を吸着する。したがって、ポリエステル又はポリアミド系導電糸の電気抵抗値には、導電性粒子の分散状態と、吸着水の電気抵抗値の両者が関係するが、おおむね７０％以下の湿度領域では導電性粒子の分散状態が主たる要因となる。
【００１６】
また導電性粒子の分散状態は、繊維の形態が変化することによっても変化する。すなわち、作成時の熱処理工程や使用環境の温湿度変化によって生じる繊維形態の変化が導電性粒子の分散状態の変化を引き起こし、電気抵抗値の変化を生じさせる。これは、紡糸時又は延伸時に受けた変形に基づく残留ひずみの開放や配向分子が最小エネルギー状態に戻ろうとする形態変化（熱収縮差）が、作成時の熱処理工程や使用環境の温湿度変化によって誘発されると考えられる。
【００１７】
一般に、帯電ブラシやクリーナーブラシは、導電糸をパイルとして製織した後、円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシとするが、パイルを整えるために、熱水処理によるヒートセットを行っている。また、前記のように複写機等に使用すると、使用環境が厳しく、大きな温湿度変化を受ける。
【００１８】
通常の方法で紡糸されたポリエステル又はポリアミド系導電糸の熱水収縮率は、５〜５０％程度と高い。したがって、このような繊維を用いると、たとえブラシにする前の繊維の導電性粒子の分散状態が安定していたとしても、ブラシにしてヒートセットした段階や、使用するうちに収縮して形態が変化することにより、導電性粒子の分散状態が変化する。この導電性粒子の分散状態の変化により、電気抵抗値のばらつきが生じることになる。
【００１９】
このことについて、図１及び図２を用いて説明する。
図１のグラフは、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、電気抵抗値が１０9.4Ωのポリエチレンテレフタレート導電糸を電子複写機用の接触帯電ブラシを構成する繊維として使用し、ブラシの使用開始から４８時間後まで１時間毎に構成繊維の電気抵抗値を測定したものである。
まず、電気抵抗値が１０9.4Ωのポリエステル系導電糸をブラシとして使用したとする。このブラシを使用するうちにブラシを構成する各繊維は電気抵抗値が低下し、使用前は全ての構成繊維の電気抵抗値が１０9.4Ωであったものが、使用期間を経るうちに１０9.0、１０8.8、１０8.6Ωに近づく、複数の電気抵抗値を有する繊維となるのがわかる。
【００２０】
図２のグラフは、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、電気抵抗値が１０8.4Ωのナイロン６導電糸を電子複写機用の接触帯電ブラシとして図１のポリエステル繊維と同様に使用し、電気抵抗値を測定したものである。
まず、電気抵抗値が１０8.4Ωのナイロン６導電糸をブラシとして使用したとする。このブラシを使用するうちにブラシを構成する各繊維は電気抵抗値が低下し、使用前は全ての構成繊維の電気抵抗値が１０8.4Ωであったものが、使用期間を経るうちに１０8.0、１０7.8、１０7.6Ωに近づく、複数の電気抵抗値を有する繊維となるのがわかる。
【００２１】
このような現象がブラシとして長期間の使用した場合には、繊維間で電気抵抗値がばらつき、画像障害を生じる要因となっている。
【００２２】
すなわち、通常の方法で紡糸して得られたポリエステル又はポリアミド系導電糸であると、ブラシにしてヒートセットした段階や、使用するうちに湿熱処理を受けて、ブラシにする前の電気抵抗値より低下する。しかも、ブラシにする前には電気抵抗値が同一であった繊維においても、繊維間で低下の幅にばらつきがあり、使用を経るうちに異なる電気抵抗値を有する繊維からなるブラシとなる。
【００２３】
また、図１及び図２のグラフより、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は使用開始からしばらくの間に電気抵抗値が大きく低下し、使用時間を経るうちに電気抵抗値の低下の幅が小さくなり、安定化することがわかる。したがって、後述する熱処理等を行わない通常の工程を経て得られた導電糸においては、熱水処理前後の電気抵抗値の差は５．０％を超えるものである。
【００２４】
図１及び図２のグラフは電気抵抗値と経時変化のグラフであるが、熱水収縮率と経時変化も同様のグラフとなる。そして、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は、繊維内（糸長方向）での電気抵抗値のばらつきも大きいが、この糸長方向のばらつきも熱水収縮率が低下するほど小さくなり、より良好な導電糸となる。
【００２５】
以上のように、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下であることが必要である。熱水収縮率はより好ましくは１．５％以下、さらに好ましくは０．５％以下である。熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％を超えるものであると、ブラシにして使用するうちに電気抵抗値が低下すると同時に構成する繊維間でのばらつきも生じる。
【００２６】
熱水収縮率が３．０％を超えるものであると、繊維の形態の変化に伴う、導電性粒子の分散状態が変化することにより、電気抵抗値の低下と糸長方向での電気抵抗値のばらつきも大きくなる。また、このように熱水収縮率を低くすることにより糸長方向の電気抵抗値のばらつきを安定化させることができるので、本発明においては、導電性粒子を特定のものにしたり、２種類以上用いる必要はない。
【００２７】
なお、熱水収縮率は、試料長１００cmとし、ＪＩＳ−Ｌ−１０４２熱水浸漬法に準じ、得られた導電糸を80℃の熱水に30分間浸漬させた後、遠心脱水機で脱水し、次に乾燥（１０５℃）し、そのときの試料長Ｌ（cm）を測定して、次式にて計算する。
熱水収縮率（％）＝〔（１００−Ｌ）／１００〕×１００
【００２８】
また、本発明でいう電気抵抗値の差（変化率）は次のようにして算出する。
まず、熱水処理は前記のＪＩＳ−Ｌ−１０４２熱水浸漬法に準じ、得られた導電糸を８０℃の熱水に３０分間浸漬させた後、遠心脱水機で脱水後乾燥（１０５℃）させた。
【００２９】
電気抵抗値はケースレ社製エレクトロメータ６５１７型を用いて印加電圧１００ｖ、プローグ間１５ｍｍ、測定環境２５℃、２０％ＲＨで測定を行った。
そして、熱水処理前の電気抵抗値をＲｂとし、熱水処理後の電気抵抗値をＲａとし、次式により算出した。
〔（ｌｏｇＲｂ−ｌｏｇＲａ）／ｌｏｇＲｂ〕×１００
【００３０】
また、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、糸長方向での電気抵抗値のばらつきが標準偏差０．３以下であることが好ましい。この電気抵抗値のばらつきは電気抵抗値を対数値表示した値の標準偏差であり、前記した条件で電気抵抗値を糸長方向に５００ポイント測定し、各測定データを対数変換し、これらの値の標準偏差を算出するものである。
【００３１】
標準偏差が０．３を超えると、糸長方向での電気抵抗値のばらつきが大きくなり、画像障害の原因となりやすい。
【００３２】
本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０4〜１０11Ω／ｃｍであることが好ましい。この範囲の電気抵抗値とすることで、電子写真複写機、電子写真プリンター等に用いられる各種ブラシにより適した繊維とすることができる。特に温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０7〜１０10Ω／ｃｍである場合は、接触帯電ブラシに適した繊維とすることができる。ここで接触帯電ブラシの場合は、特に電気抵抗値が１０11Ω／ｃｍを超えると、感光帯ドラムの表面の均一な帯電を得ることが困難となり、一方、１０4Ω／ｃｍ未満の低抵抗値の場合は感光帯層にピンホール等の欠陥があった時、大電流が流入して帯電不良が発生しやすい。
【００３３】
なお、本発明の導電糸は、上記のような電気抵抗値を示すものであれば、前記した導電性粒子は繊維中にどのように含有されていてもよく、繊維全体にブレンド（分散）したシングルタイプのものに限らず、複合形態のものとしてもよい。複合形態の繊維の例としては、芯鞘形状のどちらか一方の部分に導電性粒子を含むもの、繊維表面の少なくとも一部に導電性粒子を含有した成分を有するもの等が挙げられる。ただし、部分的に導電性粒子を含有させる場合には、繊維横断面において対称性があるように含有させることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の導電糸の横断面形状は特に限定されるものではなく、丸断面形状のもののみならず、四角や三角の多角形のものや中空のものでもよい。
【００３５】
次に、本発明の導電糸の製造方法を説明する。
本発明の導電糸は、上記のようなカーボンブラック等の導電性粒子又は導電性粒子を含むマスターチップとポリエステル又はポリアミドを、例えばエクストルーダーで混練・溶融し、紡糸口金より押し出し、冷却・延伸を行うなどの公知の方法で製造することができる。
【００３６】
導電性粒子とポリエステル又はポリアミドとの混練・溶融方法としては、導電性粒子を例えば、二軸エクストルーダー等を用いて直接混練することもできるが、一旦導電性粒子を高濃度に含有したマスターチップを作製してから混練するほうが、より均一な混練ができるため好ましい。
【００３７】
またマスターチップとして用いられる樹脂は、導電糸と同じ物性（例えば分子量）を有するものを用いることができるが、導電性粒子の高濃度化の観点から上記樹脂の共重合体やまたは導電糸に用いられる樹脂よりも低分子量のものがより好ましい。
【００３８】
溶融紡糸の方法は特に限定するものではなく、常法によって行うことができる。紡糸温度は用いる樹脂の融点Ｔｍに対して、Ｔｍ＋１０〜Ｔｍ＋８０℃の範囲とすることが好ましい。紡糸温度が高ぎるとポリエステル又はポリアミドが熱分解を起こし、円滑な紡糸が困難になるとともに得られるフィラメントの物性が劣ったものとなる。また紡糸温度が低すぎると未溶解物等が残るために均一な混練ができなくなるため好ましくない。
【００３９】
紡出されたフィラメントは、0〜100℃、好ましくは15〜40℃の冷却風により冷却される。冷却温度をあまり低くすると温度管理及び作業性等に困難をきたし、高すぎると冷却不足となり最終的に得られるフィラメントの糸質性能が劣ったものとなる。
【００４０】
次いで、冷却固化したフィラメントは、500〜1500ｍ／分で一旦巻き取った後に延伸される。延伸は一段又は二段以上の多段で行うことができるが、延伸倍率は、最大延伸倍率の50〜80％で延伸することが好ましい。延伸する際の延伸温度としては、延伸前ローラ温度２０〜１００℃、ヒータープレート温度１２０〜１８０℃とすると好適に延伸することができる。
【００４１】
これらの紡糸・延伸方法で得られた導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％を超え、また熱水収縮率も３．０％を超えるが、以下に示す加熱蒸気処理と乾燥熱処理を複数回繰り返し行うことにより、本発明の熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下の導電糸を得ることができる。
【００４２】
加熱蒸気処理条件は特に限定されるものではないが、加熱飽和蒸気で８０℃〜１８０℃で処理することが好ましい。乾燥方法も特に限定されるものではなく、熱風乾燥機や真空乾燥機などの通常の乾燥機を用い、６０〜１１０℃で乾燥することが好ましい。
【００４３】
これら加熱蒸気処理及び乾燥熱処理することによって収縮が生じ、多数の新接合点あるいは部分的な再結晶が生じる。この熱処理によって収縮率が低下し、寸法安定性が付与される。
【００４４】
なお、導電糸に架橋結合や樹脂処理を施すことによって、寸法安定性を付与し、本発明の導電糸を得ることもできる。しかしながら、帯電ドラムの汚染の問題があるため、前記のような熱水処理と乾燥を複数回繰り返す方法を採用することが好ましい。
【００４５】
さらに、本発明のブラシは、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸を少なくとも一部に使用したものである。ブラシの形態等は特に限定されるものではないが、パイルとして製織した後、このパイル織物を円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシとしたものが挙げられる。
【００４６】
そして、本発明のブラシは、本発明の導電糸のみからなるものとすることが好ましく、中でも、各導電糸の電気抵抗値のばらつきが標準偏差で０．２以下である接触帯電ブラシとすることが好ましい。この電気抵抗値のばらつきも電気抵抗値を対数値表示した値の標準偏差であり、ブラシを構成する繊維の電気抵抗値を前記の方法でランダムに５００ポイント選んで測定し、各測定データを対数変換後、標準偏差をもとめるものである。
【００４７】
標準偏差が０．２を超えると、ブラシを構成する導電糸間の電気抵抗値のばらつきが大きくなり、画像障害を生じさせる要因となる。
【００４８】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例中の熱水収縮率、電気抵抗値、電気抵抗値の差、電気抵抗値の糸長方向のばらつき、ブラシの電気抵抗値のばらつきは前記の方法で測定したものであり、ばらつき以外はｎ数１０の平均値とした。
また、画像評価は次のように行ったものである。得られた繊維からなるブラシを２５℃、２０％ＲＨの雰囲気中に１時間放置後、８０℃、６０％ＲＨの雰囲気中に３０分放置する。これを１処理として５回繰り返し、処理前とそれぞれの処理後のブラシを電子複写機に使用して１０００枚の複写を行い、その画像の鮮明さを５を最も優れているものとして５段階で評価した。
【００４９】
実施例１
相対粘度2.50(96質量%硫酸を溶媒として,濃度1g/dl,温度25℃で測定)のナイロン６チップに、カーボンブラック濃度が２０質量％となるようにマスターチップ（カーボンブラックを35質量％含有するナイロン６（相対粘度1.95）チップ）をブレンドした後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２５５℃で溶融し、孔径0.35ｍｍの紡糸孔を２４個有する紡糸口金より吐出させて、捲取速度１０００ｍ／分で未延伸糸を巻取った。次いで得られた未延伸糸を延伸機に供給し、表面温度３０℃のローラと１５０℃のホットプレートを介して、最大延伸倍率の６０％（延伸倍率2.4倍）で延伸し、１８８dtex/２４fのナイロン導電糸を得た。この導電糸の熱水収縮率は１０．９％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１４．３、１３．５であった。
次にこれらの導電糸を８０℃に予備加熱された蒸気セット機に入れ、１５分間４０ｍｍＨｇの減圧下に置き、続いて加熱蒸気を導入して１１０℃に４５分間保って加熱蒸気処理を行い、次いで再び真空にして８０℃の状態で乾燥を行った。以上の操作を５回繰り返した。
得られた導電糸の熱水収縮率は２．１％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１０．９、１０．７であった。
次に、得られた導電糸をパイル密度を１０００本／2.54cm、パイル長７ｍｍ、生地幅１５ｍｍのパイルテープとして製織した後、直径６ｍｍの円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５０】
実施例２〜４
カーボンブラックの添加量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、紡糸・延伸・加熱蒸気及び乾燥熱処理を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５１】
実施例５
相対粘度１．３０(フェノール/テトラクロロエタン=1/1(質量比)混合溶液に、濃度0.5g/dl、温度20℃で測定した)のポリエチレンテレフタレートチップに、カーボンブラック濃度が１２質量％となるようにマスターチップ（カーボンブラックを25質量％含有するポリエチレンテレフタレート（相対粘度1.25）チップ）をブレンドした後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２９５℃で溶融し、孔径0.35ｍｍの紡糸孔を２４個有する紡糸口金より吐出させて、捲取速度１０００ｍ／分で未延伸糸を巻取った。次いで得られた未延伸糸を延伸機に供給し、表面温度80℃のローラと１５０℃のホットプレートを介して、最大延伸倍率の６０％（延伸倍率２．１倍）で延伸し、１８８dtex/２４fのポリエステル導電糸を得た。この導電糸の熱水収縮率は９．３％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１３．３、１２．５であった。
次にこれらのケークを８０℃に予備加熱された蒸気セット機に入れ、１５分間４０ｍｍＨｇの減圧下に置き、続いて加熱蒸気を導入して１１０℃に４５分間保って加熱蒸気処理を行い、次いで再び真空にして８０℃の状態で乾燥を行った。以上の操作を５回繰り返した。
得られた導電糸の熱水収縮率は1.6％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１０．７、１０．６であった。
得られた導電糸をパイル密度を１０００本／2.54cm、パイル長７ｍｍ、生地幅１５ｍｍのパイルテープとして製織した後、直径６ｍｍの円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５２】
実施例６〜８
カーボンブラックの添加量を表１に示すように変更した以外は、実施例５と同様にして、紡糸・延伸・加熱蒸気及び乾燥熱処理を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５３】
比較例１〜４
実施例１〜４で行った加熱蒸気及び乾燥熱処理を施さなかった以外は、それぞれ実施例１〜４と同様にして紡糸、延伸を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５４】
比較例５〜８
実施例５〜８で行った加熱蒸気及び乾燥熱処理を施さなかった以外は、それぞれ実施例５〜８と同様にして紡糸、延伸を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１から明らかなように、実施例１〜８で得られた導電糸は、熱水収縮率が小さく、熱水処理前後の電気抵抗値の差も小さいものであったので、長期間の使用においても安定した電気抵抗値を示し、ブラシを構成する繊維間で電気抵抗値のばらつきも生じることなく、温湿度変化が大きい条件下で長期間使用しても画像が良好であった。
一方、比較例１〜８の繊維は、加熱蒸気及び乾燥熱処理を行わなかったため、熱水収縮率が大きく、熱水処理前後の電気抵抗値の差も大きかったので、温湿度変化により電気抵抗値が低下し、これらの繊維からなるブラシを用いると、画像状態が不安定なものとなった。しかも、ブラシを構成する導電糸には、経時変化により複数の電気抵抗値に低下するものが含まれていたので、これらの導電糸からなるブラシは、温湿度変化を受けるうちに電気抵抗値の幅の大きいブラシとなり、画像評価に劣るものであった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水収縮率が小さく、温湿度変化を繰り返し受けても安定した電気抵抗値を示す。そして、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸からなる接触帯電用ブラシ用繊維は、温湿度変化が大きい環境で長期間使用しても安定した電気抵抗値を示し、かつ繊維間での電気抵抗値のばらつきも生じることがなく、安定、かつ良好な画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なポリエチレンテレフタレート導電糸をブラシとして使用したときの時間と電気抵抗値の関係を示すグラフである。
【図２】一般的なナイロン６導電糸をブラシとして使用したときの時間と電気抵抗値の関係を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンター等の現像用ブラシ、接触帯電用ブラシ及び感光ドラムクリーナー用ブラシに適したポリエステル又はポリアミド系導電糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機等の静電潜像形式に重要な要素の帯電については非接触型のコロナ帯電方式が採用されている。しかしコロナ帯電方式はコロナ放電から発生するオゾンが部品を劣化することや人体に対する有害性、高電圧電源の危険性等の問題点がある。
【０００３】
この問題を解決するため、近年、オゾンレスで、低電圧印加のブラシ帯電やローラ帯電の接触帯電方式が開発されてきた。
【０００４】
電子写真複写機、電子写真プリンター等に用いられる現像用ブラシ、接触帯電用ブラシ及び感光ドラムクリーナー用ブラシ用の繊維としては、感光体の寿命や感光体上のピンホール対策のために電気抵抗値が１０4〜１０11Ω／ｃｍのものが要求されており、特に接触帯電用ブラシ用の繊維としては、電気抵抗値が１０7〜１０10Ω／ｃｍのものが要求されている。
【０００５】
従来、このような用途にはセルロース系繊維が多く用いられている。また、合成繊維として広く使用されているポリエステルやポリアミド繊維においても、導電性粒子を含有する繊維が多く提案されている。
【０００６】
特開昭５７−６７６２号公報、特開平７−１０２４３７号公報には、融点の異なる２種類の熱可塑性重合体（ポリエステルやポリアミド）からなり、かつ低融点側に導電性被膜を有する酸化チタンを含有させた複合繊維を両融点間で熱処理することにより、導電性を向上させる導電性複合繊維が提案されている。しかしながら、これらの導電性繊維は導電性は向上しているものの熱水収縮率が２０％程度と高いため、接触帯電ブラシを作成する際の熱処理工程等や接触帯電ブラシ等に使用した際に形態が変化し、さらにはこれによる電気抵抗値のばらつきが生じ、これらの導電糸は接触帯電ブラシに不適である。
【０００７】
特公平１−２９８８７号公報には、セルロース系導電糸に疎水性官能基を導入して湿度変化に対して安定した電気抵抗値が発現できるようにした導電性セルロース系繊維が提案されている。
【０００８】
また、特開平９−４９１１６号公報には、２種以上の導電性微粒子を繊維に添加して比抵抗値のばらつきを１０3Ω／ｃｍ以内に小さくした導電性セルロース系繊維が提案されている。
【０００９】
上記の２つのセルロース系繊維も、湿度に対する安定性や各繊維間の抵抗値のバラツキの改善は十分でなかった。すなわち、接触帯電ブラシ等は、温度や湿度の変化の大きい環境で処理又は使用されるため、それら環境の温湿度変化によって生じる繊維形態の変化が導電性粒子の連鎖状態の変化を引き起こし、電気抵抗値の変化として現れる。したがって、作成当初においては好適な電気抵抗値を有していたとしても、接触帯電ブラシを作成する際の熱処理工程等や長期間の使用時に電気抵抗値が低下し、作成当初との電気抵抗値の差が大きくなり、かつ繊維間でのばらつきも大きくなり、画像障害が生じるようになるという欠点を解決することはできなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決し、作成時の熱処理工程等や長期間の使用における温湿度変化に対して安定した電気抵抗値を示し、接触帯電用等のブラシとして用いると、繊維間での電気抵抗値のばらつきも生じることなく、安定、かつ良好な画像を得ることができるポリエステル又はポリアミド系導電糸及びこの繊維を用いたブラシを提供することを技術的な課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の（１）、（２）を要旨とするものである。
（１）電性微粒子を含有し、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下であることを特徴とするポリエステル又はポリアミド系導電糸。
（２）（１）記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸を少なくとも一部に使用したブラシ。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明でいうポリエステル又はポリアミド系繊維とは、ポリエステル又はポリアミドを主体とした繊維をいう。ここでポリエステルとは、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートや、それらにジカルボン酸成分、ジオール成分あるいはオキシカルボン酸成分が共重合されたもの、あるいはそれらポリエステルをブレンドしたものが挙げられる。さらには、生分解性ポリエステルとして知られるポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリε−カプロラクタム等の脂肪族ポリエステルでもよい。
また、ポリアミドとは、例えばナイロン６，ナイロン６６，ナイロン６９、ナイロン４６，ナイロン６１０，ナイロン１２、ポリメタキシレンアジパミドやこれら各成分を共重合したものやブレンドしたもの等が挙げられる。
【００１３】
導電性粒子としては、例えばカーボンブラック、金属粉、金属酸化物等が挙げられ、中でもカーボンブラックが好ましい。添加量としては、ポリエステルでは５〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１０〜２５質量％である。ポリアミドでは１５〜４５質量％が好ましく、より好ましくは２０〜３５質量％である。
【００１４】
そして、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下である。これらの特性について以下に詳述する。
【００１５】
まず、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は、環境湿度により０．４〜５％程度の水分を吸着する。したがって、ポリエステル又はポリアミド系導電糸の電気抵抗値には、導電性粒子の分散状態と、吸着水の電気抵抗値の両者が関係するが、おおむね７０％以下の湿度領域では導電性粒子の分散状態が主たる要因となる。
【００１６】
また導電性粒子の分散状態は、繊維の形態が変化することによっても変化する。すなわち、作成時の熱処理工程や使用環境の温湿度変化によって生じる繊維形態の変化が導電性粒子の分散状態の変化を引き起こし、電気抵抗値の変化を生じさせる。これは、紡糸時又は延伸時に受けた変形に基づく残留ひずみの開放や配向分子が最小エネルギー状態に戻ろうとする形態変化（熱収縮差）が、作成時の熱処理工程や使用環境の温湿度変化によって誘発されると考えられる。
【００１７】
一般に、帯電ブラシやクリーナーブラシは、導電糸をパイルとして製織した後、円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシとするが、パイルを整えるために、熱水処理によるヒートセットを行っている。また、前記のように複写機等に使用すると、使用環境が厳しく、大きな温湿度変化を受ける。
【００１８】
通常の方法で紡糸されたポリエステル又はポリアミド系導電糸の熱水収縮率は、５〜５０％程度と高い。したがって、このような繊維を用いると、たとえブラシにする前の繊維の導電性粒子の分散状態が安定していたとしても、ブラシにしてヒートセットした段階や、使用するうちに収縮して形態が変化することにより、導電性粒子の分散状態が変化する。この導電性粒子の分散状態の変化により、電気抵抗値のばらつきが生じることになる。
【００１９】
このことについて、図１及び図２を用いて説明する。
図１のグラフは、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、電気抵抗値が１０9.4Ωのポリエチレンテレフタレート導電糸を電子複写機用の接触帯電ブラシを構成する繊維として使用し、ブラシの使用開始から４８時間後まで１時間毎に構成繊維の電気抵抗値を測定したものである。
まず、電気抵抗値が１０9.4Ωのポリエステル系導電糸をブラシとして使用したとする。このブラシを使用するうちにブラシを構成する各繊維は電気抵抗値が低下し、使用前は全ての構成繊維の電気抵抗値が１０9.4Ωであったものが、使用期間を経るうちに１０9.0、１０8.8、１０8.6Ωに近づく、複数の電気抵抗値を有する繊維となるのがわかる。
【００２０】
図２のグラフは、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、電気抵抗値が１０8.4Ωのナイロン６導電糸を電子複写機用の接触帯電ブラシとして図１のポリエステル繊維と同様に使用し、電気抵抗値を測定したものである。
まず、電気抵抗値が１０8.4Ωのナイロン６導電糸をブラシとして使用したとする。このブラシを使用するうちにブラシを構成する各繊維は電気抵抗値が低下し、使用前は全ての構成繊維の電気抵抗値が１０8.4Ωであったものが、使用期間を経るうちに１０8.0、１０7.8、１０7.6Ωに近づく、複数の電気抵抗値を有する繊維となるのがわかる。
【００２１】
このような現象がブラシとして長期間の使用した場合には、繊維間で電気抵抗値がばらつき、画像障害を生じる要因となっている。
【００２２】
すなわち、通常の方法で紡糸して得られたポリエステル又はポリアミド系導電糸であると、ブラシにしてヒートセットした段階や、使用するうちに湿熱処理を受けて、ブラシにする前の電気抵抗値より低下する。しかも、ブラシにする前には電気抵抗値が同一であった繊維においても、繊維間で低下の幅にばらつきがあり、使用を経るうちに異なる電気抵抗値を有する繊維からなるブラシとなる。
【００２３】
また、図１及び図２のグラフより、熱水処理前後の電気抵抗値の差が5.0を超え、さらに熱水収縮率が3.0を超える、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は使用開始からしばらくの間に電気抵抗値が大きく低下し、使用時間を経るうちに電気抵抗値の低下の幅が小さくなり、安定化することがわかる。したがって、後述する熱処理等を行わない通常の工程を経て得られた導電糸においては、熱水処理前後の電気抵抗値の差は５．０％を超えるものである。
【００２４】
図１及び図２のグラフは電気抵抗値と経時変化のグラフであるが、熱水収縮率と経時変化も同様のグラフとなる。そして、ポリエステル又はポリアミド系導電糸は、繊維内（糸長方向）での電気抵抗値のばらつきも大きいが、この糸長方向のばらつきも熱水収縮率が低下するほど小さくなり、より良好な導電糸となる。
【００２５】
以上のように、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下であることが必要である。熱水収縮率はより好ましくは１．５％以下、さらに好ましくは０．５％以下である。熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％を超えるものであると、ブラシにして使用するうちに電気抵抗値が低下すると同時に構成する繊維間でのばらつきも生じる。
【００２６】
熱水収縮率が３．０％を超えるものであると、繊維の形態の変化に伴う、導電性粒子の分散状態が変化することにより、電気抵抗値の低下と糸長方向での電気抵抗値のばらつきも大きくなる。また、このように熱水収縮率を低くすることにより糸長方向の電気抵抗値のばらつきを安定化させることができるので、本発明においては、導電性粒子を特定のものにしたり、２種類以上用いる必要はない。
【００２７】
なお、熱水収縮率は、試料長１００cmとし、ＪＩＳ−Ｌ−１０４２熱水浸漬法に準じ、得られた導電糸を80℃の熱水に30分間浸漬させた後、遠心脱水機で脱水し、次に乾燥（１０５℃）し、そのときの試料長Ｌ（cm）を測定して、次式にて計算する。
熱水収縮率（％）＝〔（１００−Ｌ）／１００〕×１００
【００２８】
また、本発明でいう電気抵抗値の差（変化率）は次のようにして算出する。
まず、熱水処理は前記のＪＩＳ−Ｌ−１０４２熱水浸漬法に準じ、得られた導電糸を８０℃の熱水に３０分間浸漬させた後、遠心脱水機で脱水後乾燥（１０５℃）させた。
【００２９】
電気抵抗値はケースレ社製エレクトロメータ６５１７型を用いて印加電圧１００ｖ、プローグ間１５ｍｍ、測定環境２５℃、２０％ＲＨで測定を行った。
そして、熱水処理前の電気抵抗値をＲｂとし、熱水処理後の電気抵抗値をＲａとし、次式により算出した。
〔（ｌｏｇＲｂ−ｌｏｇＲａ）／ｌｏｇＲｂ〕×１００
【００３０】
また、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、糸長方向での電気抵抗値のばらつきが標準偏差０．３以下であることが好ましい。この電気抵抗値のばらつきは電気抵抗値を対数値表示した値の標準偏差であり、前記した条件で電気抵抗値を糸長方向に５００ポイント測定し、各測定データを対数変換し、これらの値の標準偏差を算出するものである。
【００３１】
標準偏差が０．３を超えると、糸長方向での電気抵抗値のばらつきが大きくなり、画像障害の原因となりやすい。
【００３２】
本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０4〜１０11Ω／ｃｍであることが好ましい。この範囲の電気抵抗値とすることで、電子写真複写機、電子写真プリンター等に用いられる各種ブラシにより適した繊維とすることができる。特に温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０7〜１０10Ω／ｃｍである場合は、接触帯電ブラシに適した繊維とすることができる。ここで接触帯電ブラシの場合は、特に電気抵抗値が１０11Ω／ｃｍを超えると、感光帯ドラムの表面の均一な帯電を得ることが困難となり、一方、１０4Ω／ｃｍ未満の低抵抗値の場合は感光帯層にピンホール等の欠陥があった時、大電流が流入して帯電不良が発生しやすい。
【００３３】
なお、本発明の導電糸は、上記のような電気抵抗値を示すものであれば、前記した導電性粒子は繊維中にどのように含有されていてもよく、繊維全体にブレンド（分散）したシングルタイプのものに限らず、複合形態のものとしてもよい。複合形態の繊維の例としては、芯鞘形状のどちらか一方の部分に導電性粒子を含むもの、繊維表面の少なくとも一部に導電性粒子を含有した成分を有するもの等が挙げられる。ただし、部分的に導電性粒子を含有させる場合には、繊維横断面において対称性があるように含有させることが好ましい。
【００３４】
また、本発明の導電糸の横断面形状は特に限定されるものではなく、丸断面形状のもののみならず、四角や三角の多角形のものや中空のものでもよい。
【００３５】
次に、本発明の導電糸の製造方法を説明する。
本発明の導電糸は、上記のようなカーボンブラック等の導電性粒子又は導電性粒子を含むマスターチップとポリエステル又はポリアミドを、例えばエクストルーダーで混練・溶融し、紡糸口金より押し出し、冷却・延伸を行うなどの公知の方法で製造することができる。
【００３６】
導電性粒子とポリエステル又はポリアミドとの混練・溶融方法としては、導電性粒子を例えば、二軸エクストルーダー等を用いて直接混練することもできるが、一旦導電性粒子を高濃度に含有したマスターチップを作製してから混練するほうが、より均一な混練ができるため好ましい。
【００３７】
またマスターチップとして用いられる樹脂は、導電糸と同じ物性（例えば分子量）を有するものを用いることができるが、導電性粒子の高濃度化の観点から上記樹脂の共重合体やまたは導電糸に用いられる樹脂よりも低分子量のものがより好ましい。
【００３８】
溶融紡糸の方法は特に限定するものではなく、常法によって行うことができる。紡糸温度は用いる樹脂の融点Ｔｍに対して、Ｔｍ＋１０〜Ｔｍ＋８０℃の範囲とすることが好ましい。紡糸温度が高ぎるとポリエステル又はポリアミドが熱分解を起こし、円滑な紡糸が困難になるとともに得られるフィラメントの物性が劣ったものとなる。また紡糸温度が低すぎると未溶解物等が残るために均一な混練ができなくなるため好ましくない。
【００３９】
紡出されたフィラメントは、0〜100℃、好ましくは15〜40℃の冷却風により冷却される。冷却温度をあまり低くすると温度管理及び作業性等に困難をきたし、高すぎると冷却不足となり最終的に得られるフィラメントの糸質性能が劣ったものとなる。
【００４０】
次いで、冷却固化したフィラメントは、500〜1500ｍ／分で一旦巻き取った後に延伸される。延伸は一段又は二段以上の多段で行うことができるが、延伸倍率は、最大延伸倍率の50〜80％で延伸することが好ましい。延伸する際の延伸温度としては、延伸前ローラ温度２０〜１００℃、ヒータープレート温度１２０〜１８０℃とすると好適に延伸することができる。
【００４１】
これらの紡糸・延伸方法で得られた導電糸は、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％を超え、また熱水収縮率も３．０％を超えるが、以下に示す加熱蒸気処理と乾燥熱処理を複数回繰り返し行うことにより、本発明の熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下の導電糸を得ることができる。
【００４２】
加熱蒸気処理条件は特に限定されるものではないが、加熱飽和蒸気で８０℃〜１８０℃で処理することが好ましい。乾燥方法も特に限定されるものではなく、熱風乾燥機や真空乾燥機などの通常の乾燥機を用い、６０〜１１０℃で乾燥することが好ましい。
【００４３】
これら加熱蒸気処理及び乾燥熱処理することによって収縮が生じ、多数の新接合点あるいは部分的な再結晶が生じる。この熱処理によって収縮率が低下し、寸法安定性が付与される。
【００４４】
なお、導電糸に架橋結合や樹脂処理を施すことによって、寸法安定性を付与し、本発明の導電糸を得ることもできる。しかしながら、帯電ドラムの汚染の問題があるため、前記のような熱水処理と乾燥を複数回繰り返す方法を採用することが好ましい。
【００４５】
さらに、本発明のブラシは、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸を少なくとも一部に使用したものである。ブラシの形態等は特に限定されるものではないが、パイルとして製織した後、このパイル織物を円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシとしたものが挙げられる。
【００４６】
そして、本発明のブラシは、本発明の導電糸のみからなるものとすることが好ましく、中でも、各導電糸の電気抵抗値のばらつきが標準偏差で０．２以下である接触帯電ブラシとすることが好ましい。この電気抵抗値のばらつきも電気抵抗値を対数値表示した値の標準偏差であり、ブラシを構成する繊維の電気抵抗値を前記の方法でランダムに５００ポイント選んで測定し、各測定データを対数変換後、標準偏差をもとめるものである。
【００４７】
標準偏差が０．２を超えると、ブラシを構成する導電糸間の電気抵抗値のばらつきが大きくなり、画像障害を生じさせる要因となる。
【００４８】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例中の熱水収縮率、電気抵抗値、電気抵抗値の差、電気抵抗値の糸長方向のばらつき、ブラシの電気抵抗値のばらつきは前記の方法で測定したものであり、ばらつき以外はｎ数１０の平均値とした。
また、画像評価は次のように行ったものである。得られた繊維からなるブラシを２５℃、２０％ＲＨの雰囲気中に１時間放置後、８０℃、６０％ＲＨの雰囲気中に３０分放置する。これを１処理として５回繰り返し、処理前とそれぞれの処理後のブラシを電子複写機に使用して１０００枚の複写を行い、その画像の鮮明さを５を最も優れているものとして５段階で評価した。
【００４９】
実施例１
相対粘度2.50(96質量%硫酸を溶媒として,濃度1g/dl,温度25℃で測定)のナイロン６チップに、カーボンブラック濃度が２０質量％となるようにマスターチップ（カーボンブラックを35質量％含有するナイロン６（相対粘度1.95）チップ）をブレンドした後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２５５℃で溶融し、孔径0.35ｍｍの紡糸孔を２４個有する紡糸口金より吐出させて、捲取速度１０００ｍ／分で未延伸糸を巻取った。次いで得られた未延伸糸を延伸機に供給し、表面温度３０℃のローラと１５０℃のホットプレートを介して、最大延伸倍率の６０％（延伸倍率2.4倍）で延伸し、１８８dtex/２４fのナイロン導電糸を得た。この導電糸の熱水収縮率は１０．９％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１４．３、１３．５であった。
次にこれらの導電糸を８０℃に予備加熱された蒸気セット機に入れ、１５分間４０ｍｍＨｇの減圧下に置き、続いて加熱蒸気を導入して１１０℃に４５分間保って加熱蒸気処理を行い、次いで再び真空にして８０℃の状態で乾燥を行った。以上の操作を５回繰り返した。
得られた導電糸の熱水収縮率は２．１％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１０．９、１０．７であった。
次に、得られた導電糸をパイル密度を１０００本／2.54cm、パイル長７ｍｍ、生地幅１５ｍｍのパイルテープとして製織した後、直径６ｍｍの円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５０】
実施例２〜４
カーボンブラックの添加量を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして、紡糸・延伸・加熱蒸気及び乾燥熱処理を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５１】
実施例５
相対粘度１．３０(フェノール/テトラクロロエタン=1/1(質量比)混合溶液に、濃度0.5g/dl、温度20℃で測定した)のポリエチレンテレフタレートチップに、カーボンブラック濃度が１２質量％となるようにマスターチップ（カーボンブラックを25質量％含有するポリエチレンテレフタレート（相対粘度1.25）チップ）をブレンドした後、エクストルーダー型溶融押出機に供給し、紡糸温度２９５℃で溶融し、孔径0.35ｍｍの紡糸孔を２４個有する紡糸口金より吐出させて、捲取速度１０００ｍ／分で未延伸糸を巻取った。次いで得られた未延伸糸を延伸機に供給し、表面温度80℃のローラと１５０℃のホットプレートを介して、最大延伸倍率の６０％（延伸倍率２．１倍）で延伸し、１８８dtex/２４fのポリエステル導電糸を得た。この導電糸の熱水収縮率は９．３％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１３．３、１２．５であった。
次にこれらのケークを８０℃に予備加熱された蒸気セット機に入れ、１５分間４０ｍｍＨｇの減圧下に置き、続いて加熱蒸気を導入して１１０℃に４５分間保って加熱蒸気処理を行い、次いで再び真空にして８０℃の状態で乾燥を行った。以上の操作を５回繰り返した。
得られた導電糸の熱水収縮率は1.6％であり、熱水処理前後の電気抵抗値の対数値はそれぞれ１０．７、１０．６であった。
得られた導電糸をパイル密度を１０００本／2.54cm、パイル長７ｍｍ、生地幅１５ｍｍのパイルテープとして製織した後、直径６ｍｍの円筒面に螺旋状に巻き付けてブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５２】
実施例６〜８
カーボンブラックの添加量を表１に示すように変更した以外は、実施例５と同様にして、紡糸・延伸・加熱蒸気及び乾燥熱処理を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５３】
比較例１〜４
実施例１〜４で行った加熱蒸気及び乾燥熱処理を施さなかった以外は、それぞれ実施例１〜４と同様にして紡糸、延伸を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５４】
比較例５〜８
実施例５〜８で行った加熱蒸気及び乾燥熱処理を施さなかった以外は、それぞれ実施例５〜８と同様にして紡糸、延伸を行い、ブラシを作成した。
得られた導電糸の物性値及びブラシの電気抵抗値のばらつき、画像評価の結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜８で得られた導電糸は、熱水収縮率が小さく、熱水処理前後の電気抵抗値の差も小さいものであったので、長期間の使用においても安定した電気抵抗値を示し、ブラシを構成する繊維間で電気抵抗値のばらつきも生じることなく、温湿度変化が大きい条件下で長期間使用しても画像が良好であった。
一方、比較例１〜８の繊維は、加熱蒸気及び乾燥熱処理を行わなかったため、熱水収縮率が大きく、熱水処理前後の電気抵抗値の差も大きかったので、温湿度変化により電気抵抗値が低下し、これらの繊維からなるブラシを用いると、画像状態が不安定なものとなった。しかも、ブラシを構成する導電糸には、経時変化により複数の電気抵抗値に低下するものが含まれていたので、これらの導電糸からなるブラシは、温湿度変化を受けるうちに電気抵抗値の幅の大きいブラシとなり、画像評価に劣るものであった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸は、熱水収縮率が小さく、温湿度変化を繰り返し受けても安定した電気抵抗値を示す。そして、本発明のポリエステル又はポリアミド系導電糸からなる接触帯電用ブラシ用繊維は、温湿度変化が大きい環境で長期間使用しても安定した電気抵抗値を示し、かつ繊維間での電気抵抗値のばらつきも生じることがなく、安定、かつ良好な画像を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なポリエチレンテレフタレート導電糸をブラシとして使用したときの時間と電気抵抗値の関係を示すグラフである。
【図２】一般的なナイロン６導電糸をブラシとして使用したときの時間と電気抵抗値の関係を示すグラフである。
Claims (6)
- 導電性微粒子を含有し、熱水処理前後の電気抵抗値の差が５．０％以下であり、かつ熱水収縮率が３．０％以下であることを特徴とするポリエステル又はポリアミド系導電糸。
- 糸長方向の電気抵抗値のばらつきが標準偏差０．３以下である請求項１記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸。
- 温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０4〜１０11Ω／ｃｍである請求項１又は２記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸。
- 温湿度が２０℃、２０％ＲＨの雰囲気中での電気抵抗値が１０7〜１０10Ω／ｃｍである請求項１又は２記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸。
- 請求項１、２、３又は４記載のポリエステル又はポリアミド系導電糸を少なくとも一部に使用したブラシ。
- 各ポリエステル又はポリアミド系導電糸間の電気抵抗値のばらつきが標準偏差０．２以下である請求項５記載のブラシ。
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