JP4452859B2 - Conductive multileaf fiber and electrophotographic brush using the same - Google Patents
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Description
本発明は導電性多葉断面繊維及び同繊維を用いた電子写真装置用ブラシに関し、特に、導電性微粒子を含有し、3葉以上の多葉断面形状を呈する単繊維からなるマルチフィラメント及びモノフィラメントであって、電子写真装置(複写機、ファクシミリ、プリンター、及びこれらの複合機等)に用いる各種ブラシに好適な導電性多葉断面繊維及び同繊維を用いた電子写真装置用ブラシに関するものである。 The present invention relates to a conductive multileaf cross-section fiber and a brush for an electrophotographic apparatus using the same, and in particular, a multifilament and a monofilament composed of a single fiber containing conductive fine particles and having a multileaf cross section shape of three or more leaves. The present invention relates to a conductive multileaf fiber suitable for various brushes used in electrophotographic apparatuses (copiers, facsimiles, printers, and composite machines thereof) and a brush for an electrophotographic apparatus using the fibers.
従来、電子写真複写機等の電子写真装置において、感光ドラム上に形成させる静電潜像方式として、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電子写真装置の部品を劣化させることが問題視されている。また、このオゾンは人体に対して有害である。さらに、コロナ放電のために高電圧を使用しなければならず、火災等の危険もある。 Conventionally, in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine, a non-contact type corona charging method has been adopted as an electrostatic latent image method formed on a photosensitive drum. However, the corona charging method is regarded as a problem that ozone generated from corona discharge deteriorates parts of the electrophotographic apparatus. This ozone is harmful to the human body. Furthermore, a high voltage must be used for corona discharge, and there is a risk of fire and the like.
この問題を解決するため、近年、コロナ放電を使用しない低電圧使用の接触帯電方式が電子写真装置において提案されている。例えば、導電性マルチフィラメント糸を接触帯電ブラシとして使用する接触帯電方式が提案されている。 In order to solve this problem, a low-voltage contact charging method that does not use corona discharge has recently been proposed for electrophotographic apparatuses. For example, a contact charging method using a conductive multifilament yarn as a contact charging brush has been proposed.
従来、導電性マルチフィラメント糸としては、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繊維やポリアミド繊維においても、導電性微粒子を含有する繊維が多く提案されている。 Conventionally, cellulose-based fibers are often used as the conductive multifilament yarn. Also, many polyester fibers and polyamide fibers widely used as synthetic fibers have been proposed which contain conductive fine particles.
たとえば特許文献1には、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂に導電性微粒子を含有した導電性成分と、導電性微粒子を含有しない非導電性成分とが接合されてなる複合繊維であって、横断面が少なくとも4箇所の突起部を有する多葉形状であり、導電性成分が全ての突起部の先端で露出するように配された複合繊維が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a composite fiber obtained by bonding a conductive component containing conductive fine particles to a thermoplastic resin such as polyamide, polyester, and polyolefin, and a non-conductive component not containing conductive fine particles. In addition, there is described a composite fiber having a multi-leaf shape with a cross section having at least four protrusions, and a conductive component arranged so as to be exposed at the tips of all the protrusions.
また、特許文献2には、横断面が少なくとも4箇所の突起部を有する多葉形状であり、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂に導電性微粒子を含有した導電性成分と、導電性微粒子を含有しない非導電性成分とを用いて、横断面において非導電性成分が芯部となり導電性成分が芯部の全てを覆う鞘部として配された複合繊維が記載されている。 Patent Document 2 discloses a multi-leaf shape having at least four protrusions in the cross section, a conductive component containing conductive fine particles in a thermoplastic resin such as polyamide, polyester, and polyolefin, and conductive fine particles. And a non-conducting component that does not contain a non-conducting component, and a composite fiber in which the non-conducting component is a core portion and the conductive component is disposed as a sheath covering all of the core portion in a cross section.
また、特許文献3には、導電性カーボンブラックを含有するポリアミドと他の熱可塑性樹脂とからなる複合繊維であって、3個以上の突出部を有する多枝断面形状を呈しており、導電性カーボンブラックを含有するポリアミドが各突出部の先端に露出している複合繊維が記載されている。 Patent Document 3 discloses a composite fiber composed of a polyamide containing conductive carbon black and another thermoplastic resin, and has a multi-branched cross-sectional shape having three or more protrusions. A composite fiber in which a polyamide containing carbon black is exposed at the tip of each protrusion is described.
これらの複合繊維によると、高濃度に導電性微粒子が含有された導電性成分が突起部の先端に配されているので、この複合繊維を用いたブラシは導電性成分が常に感光体と接触することにより、導電性に優れ、かつ繊維強度も通常の合成繊維並とすることができる、という効果を奏するものである。 According to these composite fibers, since the conductive component containing conductive fine particles at a high concentration is arranged at the tip of the projection, the conductive component of the brush using this composite fiber is always in contact with the photoreceptor. By this, it is excellent in electroconductivity and there exists an effect that a fiber strength can be made into the same level as a normal synthetic fiber.
しかしながら、特許文献1、3に記載の複合繊維は、突起部先端に導電性成分が配されており、突起部と突起部との間の凹部は非導電性成分が配されているため、このような繊維を電子写真装置用のブラシすなわち帯電ブラシやクリーニングブラシとして用いると、以下に示すような問題点があった。
・帯電ブラシとして用いると、突起部の導電性成分からの放電による帯電と、凹部の非導電性成分からの放電による帯電とが起こる。すなわち、非導電性成分であっても完全な絶縁性ではなく、近傍の導電性成分を介して導電性を有する。しかし、非導電成分からの放電は導電性成分からの放電に比べて弱いため、帯電斑が生じる。
・クリーニングブラシとして用いると、導電性成分と非導電成分とでは、トナー成分の付着の程度に差があるため、クリーニング斑が生じる。
However, in the conjugate fibers described in Patent Documents 1 and 3, a conductive component is disposed at the tip of the protrusion, and a non-conductive component is disposed in the recess between the protrusion and the protrusion. When such a fiber is used as a brush for an electrophotographic apparatus, that is, a charging brush or a cleaning brush, there are the following problems.
When used as a charging brush, charging due to discharge from the conductive component of the protrusion and charging due to discharge from the non-conductive component of the recess occur. That is, even a non-conductive component is not completely insulative and has conductivity through a nearby conductive component. However, since the discharge from the non-conductive component is weaker than the discharge from the conductive component, charging spots occur.
When used as a cleaning brush, cleaning spots occur due to the difference in the degree of adhesion of the toner component between the conductive component and the non-conductive component.
また、特許文献2に記載の複合繊維は、一見すると導電性成分のみが繊維表面を覆っているものではあるが、帯電斑やクリーニング斑が生じるものであった。つまり、通常、電子写真装置用のブラシに使用する際には、繊維は短くカットされた形状となっており、感光ドラム等に繊維が接する際には、繊維の長手方向の面(繊維表面)が接する場合や、カットされた繊維の先端面(繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面)が接する場合がある。この複合繊維の場合、繊維の長手方向の面においては導電性成分のみが存在するが、先端面には導電性成分と非導電性成分の両者が存在しているために、放電や除電、クリーニング性の差が生じ、帯電斑やクリーニング斑の原因となっていた。 In addition, the composite fiber described in Patent Document 2 appears to have charged spots and cleaning spots although only the conductive component covers the fiber surface at first glance. That is, normally, when used for a brush for an electrophotographic apparatus, the fiber has a short cut shape, and when the fiber comes into contact with a photosensitive drum or the like, the longitudinal surface of the fiber (fiber surface) In some cases, the leading end surface of the cut fiber (cross section cut perpendicular to the longitudinal direction of the fiber) may contact. In the case of this composite fiber, only the conductive component is present on the longitudinal surface of the fiber, but both the conductive component and the non-conductive component are present on the tip surface. A difference in sex occurred, causing charging spots and cleaning spots.
さらに、特許文献4には、上記のような問題点を解決し、長期間に亘って良質の画像を形成することができる導電性複合繊維として、導電性ポリマー層と熱可塑性ポリアミド層との複合横断面形状が、繊維の長さ方向には実質的に同一形状でありながら、単繊維間でランダムに異なり、一方のポリマーが層状分割層を形成している複合繊維が記載されている。 Furthermore, Patent Document 4 discloses a composite of a conductive polymer layer and a thermoplastic polyamide layer as a conductive composite fiber that can solve the above-described problems and can form a high-quality image over a long period of time. A composite fiber is described in which the cross-sectional shape is substantially the same in the length direction of the fiber, but randomly differs between single fibers, and one polymer forms a layered divided layer.
なるほど、この複合繊維によれば、長期間の使用による導電性の変化は少ないが、やはり、導電性ポリマーと非導電性ポリマーとが混在する複合繊維であるため、繊維表面の抵抗値が不均一となるものであり、上記したような特許文献1〜3に記載の複合繊維と同様の問題が生じていた。また、このような層状分割層を形成させるためには、ポリアミド成分として特殊なポリマーを用いる必要があり、コスト的にも不利であった。 Indeed, according to this composite fiber, there is little change in conductivity due to long-term use, but again, because the composite fiber is a mixture of conductive polymer and non-conductive polymer, the resistance value of the fiber surface is uneven. Thus, the same problems as those of the conjugate fibers described in Patent Documents 1 to 3 have occurred. Further, in order to form such a layered divided layer, it is necessary to use a special polymer as a polyamide component, which is disadvantageous in terms of cost.
さらに、特許文献1〜4に記載の導電性繊維は、上記のように複合繊維であるため、紡糸を行う際には口金の構造が複雑となるとともに、単繊維の繊度を小さくすることが困難であった(特許文献1〜4の実施例に記載の繊維はいずれも単糸繊度が6デシテックス(dtex)程度のものである)。ところが、電子写真装置用のブラシのうちの帯電ブラシとして使用する際には、帯電性能の均一性を図るためにもブラシとして高密度に繊維が配されたものが好ましく、単糸繊度の小さい繊維が要望されている。また、クリーニングブラシとして使用する際にも、トナーの小粒径化が進んでいることから、細繊度の糸が要望されていた。
本発明は、上記のような問題点を解決し、電子写真装置用の各種ブラシに使用することができる合成繊維であって、繊維全体としての導電性や導電性能の均一性に優れており、使用による経時変化によって繊維形状に変化が生じたとしても導電性性能の変化がなく、したがって良質な画像を得ることが可能で、かつコスト的にも有利に得ることができ、単繊維の細繊度化の効果も奏することができる導電性多葉断面繊維を提供することを技術的な課題とするものである。さらに、本発明は、上記の導電性多葉断面繊維を少なくとも一部に用いた電子写真装置用ブラシであって、帯電ブラシ、除電ブラシとして用いると均一な電荷の付与、除電をすることができ、クリーニングブラシ、トナー供給ブラシとして用いると、均一なトナーの除去や付与を行うことができ、したがって均一で良好な画像を得ることが可能となる電子写真装置用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。 The present invention solves the above problems and is a synthetic fiber that can be used for various brushes for an electrophotographic apparatus, and has excellent conductivity and uniformity of electrical performance as a whole fiber, Even if the fiber shape changes due to changes over time, there is no change in the conductive performance, so it is possible to obtain a good quality image, and it is advantageous in terms of cost, and the fineness of the single fiber An object of the present invention is to provide a conductive multilobal cross-section fiber that can also achieve the effect of the modification. Furthermore, the present invention is a brush for an electrophotographic apparatus using at least a part of the above-described conductive multileaf fiber, and when used as a charging brush or a static elimination brush, it can impart a uniform charge and eliminate static electricity. When used as a cleaning brush or a toner supply brush, it is technically possible to provide a brush for an electrophotographic apparatus that can uniformly remove and apply toner, and thus can obtain a uniform and good image. It is to be an issue.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の(I)、(II)を要旨とするものである。
(I)導電性微粒子を含有した熱可塑性樹脂からなるマルチフィラメントであって、マルチフィラメントを構成する単繊維は、導電性微粒子を含有する熱可塑性樹脂のみからなる繊維であり、かつ繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面形状が3葉以上の多葉断面形状を呈し、さらにはマルチフィラメントを構成する単繊維の多葉断面形状が下記(1)(2)(3)式を満足することを特徴とする導電性多葉断面繊維。
1.2r≦R≦2.0r・・・(2)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径である。
1.2N≦M≦2.0N・・・(3)
ただし、M:葉部における底辺の長さ、N:葉部の高さ(H)の1/2の位置(H/2)において底辺と平行にひいた辺の長さである。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
That is, the gist of the present invention is the following (I) and (II) .
(I) A multifilament made of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, wherein the single fiber constituting the multifilament is a fiber made only of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, and the longitudinal direction of the fiber The cross-sectional shape cut perpendicularly to the cross-section exhibits a multi-leaf cross-sectional shape of three or more leaves, and the multi-leaf cross-sectional shape of a single fiber constituting the multifilament satisfies the following expressions (1), (2), and (3) Conductive multilobal cross-section fiber characterized by the above.
1.2r ≦ R ≦ 2.0r (2)
Here, r is the radius of the inscribed circle, and R is the radius of the circumscribed circle.
1.2N ≦ M ≦ 2.0N (3)
However, M is the length of the base in the leaf portion, and N is the length of the side that is parallel to the base at a position (H / 2) that is 1/2 of the height (H) of the leaf portion.
(II)電子写真装置用クリーニングブラシであって、該電子写真装置用クリーニングブラシの少なくとも一部に用いられる繊維が、導電性微粒子を含有した熱可塑性樹脂からなるマルチフィラメントであって、マルチフィラメントを構成する単繊維は、導電性微粒子を含有する熱可塑性樹脂のみからなる繊維であり、かつ繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面形状が3葉以上の多葉断面形状を呈し、さらにはマルチフィラメントを構成する単繊維の多葉断面形状が下記(1)(5)(6)式を満足することを特徴とする導電性多葉断面繊維であることを特徴とする電子写真装置用クリーニングブラシ。
2.0r≦R≦3.5r・・・(5)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径である。
0.5N≦M≦1.5N・・・(6)
ただし、M:葉部における底辺の長さ、N:葉部の高さ(H)の1/2の位置(H/2)において底辺と平行にひいた辺の長さである。
(II) A cleaning brush for an electrophotographic apparatus, wherein the fibers used in at least a part of the cleaning brush for an electrophotographic apparatus are multifilaments made of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, The constituting single fiber is a fiber composed only of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, and has a multi-leaf cross-sectional shape in which the cross-sectional shape cut perpendicularly to the longitudinal direction of the fiber has three or more leaves, Is a conductive multi-leaf cross-section fiber characterized in that the multi-leaf cross-sectional shape of the single fiber constituting the multifilament satisfies the following formulas (1), (5) and (6): Cleaning brush.
2.0r ≦ R ≦ 3.5r (5)
Here, r is the radius of the inscribed circle, and R is the radius of the circumscribed circle.
0.5N ≦ M ≦ 1.5N (6)
However, M is the length of the base in the leaf portion, and N is the length of the side that is parallel to the base at a position (H / 2) that is 1/2 of the height (H) of the leaf portion.
本発明の導電性多葉断面繊維は、導電性微粒子を含有する熱可塑性樹脂のみからなる繊維であるため、繊維全体として導電性能の均一性に優れており、長期間の使用により繊維形状に変化が生じたとしても導電性性能の変化がなく、またコスト的にも有利に得ることができる。さらに、導電性多葉断面繊維を構成する単繊維は、横断面形状が3葉以上の多葉断面形状を呈するため、葉部による接触点が2点以上となり、このため優れた導電性を有しているとともに細繊度糸と同様の効果も奏することができ、さらには、丸断面糸と比べて繊維の表面積が増えることからクリーニング効果にも優れるものとなる。 Since the conductive multileaf fiber of the present invention is a fiber composed only of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, the entire fiber is excellent in uniformity of the conductive performance, and changes into a fiber shape after long-term use. Even if this occurs, there is no change in the conductive performance, and it can be advantageously obtained in terms of cost. Furthermore, since the single fiber constituting the conductive multileaf fiber has a multileaf cross-sectional shape having a cross-sectional shape of 3 or more leaves, the contact point by the leaf portion is 2 points or more, and therefore it has excellent conductivity. In addition, the same effect as that of a fine yarn can be obtained. Further, since the surface area of the fiber is increased as compared with the round cross-section yarn, the cleaning effect is also excellent.
また、本発明の電子写真装置用ブラシは、本発明の導電性多葉断面繊維を少なくとも一部に用いているため、葉部による多点接触が可能となるとともに、細繊度糸を使用した時と同様に繊維を高密度に配置したブラシとすることが可能となる。 Further, the brush for an electrophotographic apparatus of the present invention uses the conductive multileaf cross-section fiber of the present invention for at least a part thereof, so that multipoint contact by a leaf portion is possible and when a fine yarn is used. It becomes possible to set it as the brush which arrange | positioned the fiber at high density similarly to.
また、一般にクリーニングブラシとして、感光体や中間転写体などの像担持体のクリーニングを行うとともに、像担持体に固体潤滑剤を塗布する形態のものがある。本発明のブラシは、導電性多葉断面繊維がその表面に凹凸を有するために、固体潤滑剤を保持しやすく、塗布量の均一化、安定化がはかれ、このため固体潤滑剤塗布ブラシとしても有効である。 In general, there is a cleaning brush that cleans an image carrier such as a photosensitive member or an intermediate transfer member and applies a solid lubricant to the image carrier. In the brush of the present invention, since the conductive multileaf fiber has irregularities on the surface thereof, it is easy to hold the solid lubricant, and the coating amount is made uniform and stabilized. Is also effective.
さらに、本発明の導電性多葉断面繊維は、rを内接円の半径、Rを外接円の半径として、マルチフィラメントを構成する単繊維の多葉断面形状が、
1.2r≦R≦2.0r
という式を満足することによって、葉部に比べて幹部(横断面形状において葉部以外の部分をいう)は比較的太繊度となるため、細繊度糸を用いたブラシよりも加工性に優れ、コシのあるものとすることができる。このため、感光ドラムに接触させて帯電、除電を行う際には、均一な電荷の付与、除電をすることができ、クリーニングブラシ、トナー供給ブラシとして用いると、均一なトナーの除去や付与を行うことができ、班のない均一で良好な画像を長期間に亘って得ることが可能となる。
Furthermore, the conductive multileaf cross-section fiber of the present invention has a multileaf cross-sectional shape of a single fiber constituting a multifilament, where r is a radius of an inscribed circle and R is a radius of a circumscribed circle,
1.2r ≦ R ≦ 2.0r
By satisfying the expression, the stem (referring to a portion other than the leaf in the cross-sectional shape) is relatively thick compared to the leaf, so it is superior in workability than a brush using a fine yarn, It can be stiff. For this reason, uniform charging and discharging can be performed when charging and discharging by contacting the photosensitive drum. When used as a cleaning brush and a toner supply brush, uniform removal and application of toner are performed. Therefore, it is possible to obtain a uniform and good image without a group over a long period of time.
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明でいう電子写真装置用ブラシとは、複写機、ファクシミリ、プリンター(例えばレーザービームプリンター)等の電子写真装置に用いる各種ブラシであり、例えば現像用ブラシ、接触帯電用ブラシ、除電用ブラシ、クリーニング用ブラシ、トナー供給ブラシが挙げられる。本発明の導電性多葉断面繊維は、中でも接触帯電用ブラシ、除電用ブラシ、クリーニング用ブラシ、トナー供給ブラシ等に好適に使用し得るものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the brush for an electrophotographic apparatus referred to in the present invention is various brushes used for an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer (for example, a laser beam printer), for example, a developing brush, a contact charging brush, and a static eliminating brush. Examples include brushes, cleaning brushes, and toner supply brushes. The conductive multileaf fiber of the present invention can be suitably used for contact charging brushes, static elimination brushes, cleaning brushes, toner supply brushes and the like.
本発明の導電性多葉断面繊維を形成するポリマーは、繊維形成性の熱可塑性重合体であれば特に限定されないが、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。中でも、ポリエステル、ポリアミドが好ましい。 The polymer that forms the conductive multilobal cross-section fiber of the present invention is not particularly limited as long as it is a fiber-forming thermoplastic polymer, and examples thereof include polyester, polyamide, polyethylene, and polypropylene. Of these, polyester and polyamide are preferred.
ポリエステルをさらに具体的に述べると、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。 More specifically, polyesters include, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polypropylene terephthalate, those obtained by copolymerizing a dicarboxylic acid component, a diol component or an oxycarboxylic acid component, or a blend of these polyesters. It is done. Furthermore, aliphatic polyesters such as polylactic acid, polybutylene succinate and polyε-caprolactam known as biodegradable polyesters may be used.
また、ポリアミドとしては、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。 Examples of the polyamide include nylon 6, nylon 66, nylon 69, nylon 46, nylon 610, nylon 12, polymetaxylene adipamide, and those obtained by copolymerizing or blending these components.
本発明の導電性多葉断面繊維を構成する各単繊維中には、導電性微粒子が含有されている。導電性微粒子としては、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。添加する量としては、例えばポリエステルでは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。 Conductive fine particles are contained in each single fiber constituting the conductive multileaf fiber of the present invention. Examples of the conductive fine particles include carbon black, metal powder, metal oxide, and the like. Among these, carbon black is preferable. The amount to be added is, for example, preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass in the case of polyester. In polyamide, 15-45 mass% is preferable, More preferably, it is 20-35 mass%.
特許文献1〜4にも記載されているように、従来、導電性微粒子を均一に分散させた導電性繊維は製造が困難であり、得られた繊維の強度も低く、コスト高となるという問題があった。つまり、導電性微粒子として通常カーボンブラックを使用しているが、カーボンブラックは熱可塑性樹脂に比べて比熱が小さいため、カーボンブラックを含有しない繊維の場合と比較して、紡糸後の冷却速度が速いという現象が生じる。カーボンブラックの含有量が多くなるほどこの現象は顕著となるが、冷却速度が速いことにより繊維の剛直化や延伸時の糸切れが生じ、製造が困難となり、得られたとしても強度の低い繊維となっていた。 As described in Patent Documents 1 to 4, conventionally, conductive fibers in which conductive fine particles are uniformly dispersed are difficult to manufacture, and the strength of the obtained fibers is low and the cost is high. was there. In other words, carbon black is usually used as the conductive fine particles, but since carbon black has a lower specific heat than thermoplastic resin, the cooling rate after spinning is faster than that of fibers not containing carbon black. This occurs. This phenomenon becomes more prominent as the carbon black content increases, but due to the high cooling rate, fiber stiffening and yarn breakage during stretching become difficult, making it difficult to manufacture, It was.
本発明は、このような現象を考慮し、製造工程における各種の条件を適切に選択することなどにより、導電性微粒子が含有された熱可塑性樹脂のみからなる導電性多葉断面繊維を得ることができたものである。すなわち、たとえば紡糸工程においては、紡糸口金の形状や紡糸速度、冷却条件を最適化することにより、繊維の形状の安定化を図ることができるとともに、急激な冷却による繊維の剛直化を防ぐことが可能である。延伸工程においては、延伸速度、温度等の条件を最適化することによって、実用的な強度を有する導電性多葉断面繊維を安定して得ることが可能である。 In consideration of such a phenomenon, the present invention can obtain a conductive multileaf fiber made of only a thermoplastic resin containing conductive fine particles by appropriately selecting various conditions in the manufacturing process. It was made. That is, for example, in the spinning process, the shape of the spinneret, the spinning speed, and the cooling conditions can be optimized to stabilize the shape of the fiber and prevent the fiber from becoming rigid due to rapid cooling. Is possible. In the drawing step, it is possible to stably obtain conductive multileaf fiber having practical strength by optimizing conditions such as drawing speed and temperature.
このように、本発明の導電性多葉断面繊維は、導電性微粒子を含有する熱可塑性樹脂のみからなるものである。つまり、導電性多葉断面繊維を構成する各単繊維は、導電性微粒子を含有する熱可塑性樹脂のみを構成ポリマーとし、他の非導電性樹脂を用いることのない、単層構造のものである。このため、使用により繊維形状に変化が生じたとしても導電性性能の変化がなく、繊維全体としての導電性や、導電性の均一性に優れており、また、コスト的にも有利に得ることができる。 As described above, the conductive multileaf fiber of the present invention is composed only of a thermoplastic resin containing conductive fine particles. In other words, each single fiber constituting the conductive multileaf fiber has a single layer structure in which only a thermoplastic resin containing conductive fine particles is used as a constituent polymer and no other non-conductive resin is used. . For this reason, even if the fiber shape changes due to use, there is no change in the conductive performance, the conductivity as a whole of the fiber and the uniformity of the conductivity are excellent, and the cost can be obtained advantageously. Can do.
そして、導電性多葉断面繊維を構成する各単繊維は、繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面形状が3葉以上の多葉断面形状を呈している。
多葉断面形状とは、単繊維の横断面形状において外周面に複数の凹凸部が存在するものであって、隣接する凹部と凹部に挟まれた凸部を葉部とするものである。そして、本発明の導電性多葉断面繊維の各単繊維は、葉部を3つ以上有するものである。葉部の数の上限は特に限定するものではないが、3〜20とすることが好ましく、特に葉部を6個有する6葉断面形状とすることが好ましい。
And each single fiber which comprises an electroconductive multileaf cross-section fiber is exhibiting the multilobe cross-section shape where the cross-sectional shape cut | disconnected perpendicularly | vertically with respect to the longitudinal direction of a fiber is three or more leaves.
The multi-leaf cross-sectional shape has a plurality of concave and convex portions on the outer peripheral surface in the cross-sectional shape of a single fiber, and a convex portion sandwiched between adjacent concave portions and the concave portion is a leaf portion. And each single fiber of the electroconductive multileaf cross-section fiber of this invention has three or more leaf parts. The upper limit of the number of leaf parts is not particularly limited, but is preferably 3 to 20, and particularly preferably a six-leaf cross-sectional shape having six leaf parts.
このような断面形状を図面を用いて説明する。図1(A)(B)は3葉断面形状の実施態様を示す断面模式図である。図2(A)(B)は4葉断面形状の実施態様を示す断面模式図である。図3(A)(B)は6葉断面形状の実施態様を示す断面模式図である。 Such a cross-sectional shape will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a three-leaf cross-sectional shape. 2A and 2B are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a four-leaf cross-sectional shape. 3A and 3B are schematic cross-sectional views showing an embodiment of a six-leaf cross-sectional shape.
本発明においては、多葉断面形状とすることにより、各単繊維について突起部となった葉部が複数存在することとなり、この突起部となった複数の葉部が、電子写真装置用のブラシとした際に感光ドラム等に接する部分となる。つまり、通常の丸断面形状や四角等の多角形状の断面形状を有する繊維では、一本の単繊維において感光ドラム等に接触する部分は一箇所であるが、本発明の多葉断面形状のものでは、3葉以上の多葉断面繊維とすることによって、一本の単繊維で少なくとも2個の葉部が感光ドラム等に接することとなり、接触点が2個以上のものとなる。 In the present invention, a multi-leaf cross-sectional shape results in that there are a plurality of leaf portions that are projections for each single fiber, and the plurality of leaf portions that are projections are brushes for an electrophotographic apparatus. In this case, the portion comes into contact with the photosensitive drum or the like. That is, in a fiber having a normal round cross-sectional shape or a polygonal cross-sectional shape such as a square, there is only one portion in contact with a photosensitive drum or the like in one single fiber, but the multi-leaf cross-sectional shape of the present invention Then, by using multi-leaf cross-section fibers of three or more leaves, at least two leaf portions are in contact with the photosensitive drum or the like with one single fiber, and there are two or more contact points.
これにより、帯電、除電ブラシとする際及びクリーニングブラシとする際及びトナー供給ブラシとする際に、以下に示すような効果が生じる。
まず、本発明の導電性多葉断面繊維を用いて帯電ブラシや除電ブラシとする場合は、帯電や除電をより均一にすることが重要であり、そのためには、導電性能を均一化することと、より細い繊維をより高密度に植毛したブラシとすることとが効果的である。繊維の導電性の均一化は、単一分散型導電糸とすることにより実現できるが、導電糸を無限に細くすることは不可能で限界がある。しかるに、同じ太さの多葉断面糸と丸断面糸とを比較すると、多葉断面糸の葉部の先端を円弧で近似したときに、その円弧の半径を、丸断面糸の半径の1/2以下にすることができる。被帯電体に接触する円弧を小さくすることは、実質的により細い繊維を用いたのと等価になる。また、多葉断面糸は、被帯電体との接触点の数が丸断面糸の場合よりも多くなるため、高密度化したブラシと実質的に等価にすることができる。これらの結果、従来の複合糸や丸断面糸を使用したものよりも、帯電性や除電性やこれらの均一性が飛躍的に優れた帯電ブラシ、除電ブラシとすることができる。
As a result, the following effects are produced when charging and discharging brushes, cleaning brushes, and toner supply brushes.
First, when using the conductive multileaf fiber of the present invention as a charging brush or a static elimination brush, it is important to make the charging and static elimination more uniform. It is effective to make a brush in which finer fibers are planted at a higher density. The uniformity of the electrical conductivity of the fiber can be realized by using a monodispersed conductive yarn, but it is impossible to make the conductive yarn infinitely thin. However, when comparing the multi-leaf cross-section yarn and the round cross-section yarn of the same thickness, when the tip of the leaf portion of the multi-leaf cross-section yarn is approximated by an arc, the radius of the arc is set to 1 / of the radius of the round cross-section yarn. 2 or less. Reducing the arc in contact with the member to be charged is substantially equivalent to using thinner fibers. In addition, since the multi-leaf cross-sectional yarn has a larger number of contact points with the member to be charged than the round cross-sectional yarn, it can be made substantially equivalent to a densified brush. As a result, it is possible to provide a charging brush and a static eliminating brush that are remarkably superior in chargeability, charge-removing property and uniformity thereof than those using conventional composite yarns and round cross-section yarns.
また、本発明の導電性多葉断面繊維を用いてクリーニングブラシとする際には、突起部となった葉部がトナーを掻き取る働きをし、この部分が複数存在することで掻き取り効果に優れることとなる。さらに、このような多葉断面形状であることにより表面積が丸断面形状の繊維と比べて増加するため、また、葉部に隣接して凹部が複数存在することで、掻き取ったトナーの保持量多くすることができ、優れたクリーニング効果を示すことができる。 Further, when a cleaning brush is formed using the conductive multi-leaf fiber of the present invention, the leaf portion that has become a protruding portion works to scrape off the toner, and the presence of a plurality of these portions results in a scraping effect. It will be excellent. Further, since the multi-leaf cross-sectional shape increases the surface area as compared with the fiber having a round cross-sectional shape, and because there are a plurality of concave portions adjacent to the leaf portion, the amount of retained toner scraped off. It can be increased and an excellent cleaning effect can be shown.
さらに、各単繊維が多葉断面繊維であることにより、丸断面繊維と比較して嵩高となるため、ブラシとしたときに、同じ密度で植毛した丸断面繊維のブラシと比べて表面密度が高く、嵩高なものとすることができる。これにより、上記のような帯電及び除電やトナー粒子のクリーニング効果に優れたブラシとすることができる。 Furthermore, since each single fiber is a multi-leaf cross-section fiber, it becomes bulky compared to a round cross-section fiber, so when used as a brush, the surface density is higher than that of a round cross-section fiber brush planted at the same density. , Can be bulky. Thereby, it can be set as the above-mentioned brush excellent in the charge and static elimination, and the cleaning effect of a toner particle.
つまり、通常、電子写真装置用の各種ブラシとする際には、繊維を製織してパイル織物とし、この織物をテープ状に裁断して、円筒状のシャフトに螺旋状に巻いて製造が行われる。このとき、螺旋状に巻かれることからブラシ表面に巻き形状に沿って隙間が発生しやすく、このような隙間が電気の流れやクリーニング効果において斑が生じる原因となっていた。本発明の繊維を用いると、表面密度が高くなることからボリューム感が増し、螺旋状の隙間のないブラシとすることができる。これにより斑のない均一な帯電及び除電やクリーニング効果を実現できる。 That is, when making various brushes for an electrophotographic apparatus, a fiber is woven to form a pile fabric, and the fabric is cut into a tape shape and wound around a cylindrical shaft in a spiral manner. . At this time, since it is wound in a spiral shape, a gap is likely to be generated along the winding shape on the brush surface, and such a gap is a cause of spots in the flow of electricity and the cleaning effect. When the fiber of the present invention is used, the surface density increases, so that the volume feeling increases and a brush without a spiral gap can be obtained. As a result, uniform charging without charge, neutralization, and a cleaning effect can be realized.
さらに、これらの事象は、電子写真装置の現像機のトナー供給ブラシにとっても有効である。非磁性一成分現像機におけるトナー供給は、従来、スポンジロールが広く使われてきたが、現像ロールへのトナー供給性と剥離性の点、駆動トルクの点、抵抗値の安定性の点などから、ブラシが検討され、切り替わりつつある。ブラシは、シャフトにパイル織り生地をスパイラル状に巻いて作られる。しかし、巻くときにブラシ表面にスパイラル状の隙間が発生し、これが現像ロールへのトナーの供給斑になるという問題点が指摘されていた。6葉断面糸は、その外接円が丸断面糸よりも大きいため、同じ密度で植毛したとしても、ポリューム感が増しスパイラル状の隙間が目立たないものとなる。そのため、現像ロールへのトナー供給の安定性が向上する。この場合に、植毛密度が高すぎると、ブラシにトナー詰まりが発生するため、適度な密度が望ましい。本発明によれば、適度な密度でありながら、スパイラル状の隙間が解消できるので、実用上の効果が大きい。 Furthermore, these events are also effective for the toner supply brush of the developing machine of the electrophotographic apparatus. Conventionally, sponge rolls have been widely used for toner supply in non-magnetic one-component developing machines. However, from the viewpoint of toner supply and release properties to the development roll, driving torque, and resistance value stability, etc. Brushes are being considered and switched. The brush is made by spirally winding a pile woven fabric around a shaft. However, it has been pointed out that a spiral gap is generated on the surface of the brush when it is wound, and this becomes a toner supply spot on the developing roll. Since the circumscribed circle of the 6-leaf cross-sectional yarn is larger than that of the round cross-sectional yarn, even if the hair is planted at the same density, the sense of volume increases and the spiral gap becomes inconspicuous. For this reason, the stability of toner supply to the developing roll is improved. In this case, if the flocking density is too high, toner clogging occurs in the brush, and therefore an appropriate density is desirable. According to the present invention, since the spiral gap can be eliminated while the density is moderate, a practical effect is great.
なお、単に表面密度を高くするためであれば、細繊度糸を用いればよく、丸断面形状の細繊度糸を用いたものでは、螺旋状の隙間のないブラシとすることはできる。しかし、繊維のコシがないため、ブラシとしてもコシがなく、特にトナーの掻き取りを行うクリーニングブラシとしては適していないものである。さらに、クリーニングブラシにおいては、トナーを掻き取ると同時にトナーの排出も容易に行えることが重要であり、単に細繊度糸のものを用い繊維密度を高くしたブラシでは、トナー詰まりが生じるものとなる。 In order to simply increase the surface density, a fine yarn may be used, and a brush using a round fine cross-sectional shape can be a brush without a spiral gap. However, since there is no fiber stiffness, there is no stiffness as a brush, and it is not particularly suitable as a cleaning brush for scraping off toner. Further, in the cleaning brush, it is important that the toner can be easily discharged at the same time as the toner is scraped, and a toner clog is generated in a brush having a high fiber density using only a fine yarn.
このように、表面密度が高く、コシがあり、トナーの保持性と排出性とに優れるという効果を奏することができる電子写真装置用ブラシは、実用上の効果が非常に大きいものである。 As described above, the brush for an electrophotographic apparatus capable of exhibiting the effects of high surface density, firmness, and excellent toner retention and discharge properties has a very large practical effect.
上記のような電子写真装置用ブラシの繊維として用いたときに、帯電及び除電の性能やトナー粒子のクリーニング効果に優れ、螺旋状の隙間のないブラシを得やすいものとして、葉部の数と形状のバランスがよく、安定して製造しやすいことから、多葉断面形状の繊維の中でも特に6葉断面形状のものが好ましい。 The number and shape of leaf parts are excellent for charging and discharging performance and toner particle cleaning effect when used as a fiber for a brush for an electrophotographic apparatus as described above, and it is easy to obtain a brush without a spiral gap. Among these, a fiber having a six-leaf cross-section is particularly preferable among the fibers having a multi-leaf cross-section.
そして、本発明の導電性多葉断面繊維は、マルチフィラメント及びモノフィラメントを構成する単繊維の多葉断面形状が下記(1)式を満足することが必要である。 And as for the conductive multileaf cross-section fiber of this invention, the multileaf cross-section shape of the single fiber which comprises a multifilament and a monofilament needs to satisfy the following (1) Formula.
すなわち、1デシテックスは10000mの長さで1gの質量となる太さであるので、通常の丸断面糸の場合には、その半径をR0(μm)として、
n=π(R0/1000)2×10000×ρ
となり、この式から、
That is, since 1 decitex has a length of 10000 m and a mass of 1 g, in the case of a normal round cross-section yarn, its radius is R 0 (μm),
n = π (R 0/1000 ) 2 × 10000 × ρ
From this equation,
これより、(1)式は、同じデシテックス数を有する丸断面繊維と比較して、丸断面繊維の半径よりも多葉断面繊維の外接円の半径が1.1倍以上となることを示している。つまり、丸断面繊維と比較して、多葉断面繊維とすることで繊維の嵩高性があることを示すものである。 From this, the formula (1) shows that the radius of the circumscribed circle of the multi-leaf cross-section fiber is 1.1 times or more than the radius of the round cross-section fiber compared to the round cross-section fiber having the same decitex number. Yes. That is, it shows that there is a bulkiness of the fiber by using a multi-leaf cross-section fiber as compared with the round cross-section fiber.
Rの値が丸断面繊維の半径の1.1未満であると、多葉断面繊維の形状が丸断面繊維に近いものとなり、上記したような多葉断面繊維特有の電気的効果やクリーニング効果が小さいものとなるとともに、嵩高性が乏しくなることから表面密度の高いブラシとすることが困難となる。 When the value of R is less than 1.1 of the radius of the round cross-section fiber, the shape of the multi-leaf cross-section fiber is close to that of the round cross-section fiber, and the electrical effect and cleaning effect peculiar to the multi-leaf cross-section fiber as described above are obtained. While it becomes small and bulkiness becomes scarce, it becomes difficult to make a brush with a high surface density.
また、本発明の導電性多葉断面繊維においては、マルチフィラメント及びモノフィラメントを構成する単繊維の多葉断面形状が下記(2)式を満足することが必要である。
1.2r≦R≦2.0r・・・(2)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径
ここで内接円とは、複数の凹部の頂点に接するように断面形状の内部に描く円であり、最も多くの凹部の頂点に接するように描く円のうち半径が最大のものをいう。また外接円とは、複数の葉部の頂点に接するように断面形状の外部に描く円であり、最も多くの葉部の頂点に接するように描く円のうち半径が最大のものをいう。
Moreover, in the conductive multileaf cross-section fiber of this invention, it is necessary for the multileaf cross-sectional shape of the single fiber which comprises a multifilament and a monofilament to satisfy the following (2) Formula.
1.2r ≦ R ≦ 2.0r (2)
Here, r: radius of the inscribed circle, R: radius of the circumscribed circle Here, the inscribed circle is a circle drawn inside the cross-sectional shape so as to contact the vertices of a plurality of recesses, This is the circle with the largest radius among the circles drawn to touch. The circumscribed circle is a circle drawn on the outside of the cross-sectional shape so as to be in contact with the vertices of a plurality of leaf portions, and is the circle with the largest radius among the circles drawn so as to be in contact with the vertices of the most leaf portions.
(2)式は、単繊維の多葉断面形状において、葉部の長さを示す指標となるものである。Rが1.2rよりも小さい場合は、葉部と凹部の凹凸差の小さい形状となり、多角形状や丸断面形状に近いものとなり、葉部の接触点が小さくなり、上記したような葉部による接触の効果を奏することが困難となる。一方、Rが2.0rよりも大きくなると、葉部の突起が大きく、幹部が小さいものとなるので、繊維のコシが乏しくなり、また均一な形状のものを安定して生産することが困難となりやすい。 Expression (2) is an index indicating the length of the leaf portion in the multi-leaf cross-sectional shape of the single fiber. When R is smaller than 1.2 r, it becomes a shape with a small unevenness difference between the leaf portion and the concave portion, is close to a polygonal shape or a round cross-sectional shape, the contact point of the leaf portion becomes small, and the leaf portion as described above It becomes difficult to achieve the effect of contact due to. On the other hand, when R is larger than 2.0 r, the leaf protrusions are large and the trunk is small, so that the stiffness of the fibers is poor and it is difficult to stably produce a uniform shape. It is easy to become.
中でも、本発明の導電性多葉断面繊維を、電気的な性能を重視する用途として、例えば帯電ブラシや除電ブラシに使用する場合には、
1.2r≦R≦2.0r・・・(2)
とし、かつ、単繊維の多葉断面形状の葉部の形状が
1.2N≦M≦2.0N・・・(3)
を満足することが必要である。
Among them, the conductive multileaf fiber of the present invention is used as an application that places importance on electrical performance, for example, when used for a charging brush or a static elimination brush,
1.2r ≦ R ≦ 2.0r (2)
And the shape of the leaf portion of the multifilament cross-section of the single fiber is 1.2N ≦ M ≦ 2.0N (3)
It is necessary to satisfy
ただし、M:葉部の底辺の長さ、N:葉部における高さ(H)の1/2すなわちH/2の位置において底辺と並行にひいた辺の長さである。
ここで、図4に示すように、葉部の底辺の長さ(M)とは、隣接する凹部の頂点を結んだ直線の長さをいい、葉部の高さ(H)とは、葉部の頂点から葉部の底辺に垂直にひいた直線の長さをいう。そして、H/2の位置において底辺と並行にひいた辺の長さをNとする。
However, M is the length of the bottom side of the leaf part, and N is the length of the side drawn in parallel with the bottom side at the position of 1/2 of the height (H) in the leaf part, that is, H / 2.
Here, as shown in FIG. 4, the length (M) of the bottom of the leaf portion is the length of a straight line connecting the vertices of adjacent recesses, and the height (H) of the leaf portion is the leaf The length of a straight line drawn perpendicularly from the top of the part to the bottom of the leaf part. The length of the side drawn in parallel with the bottom side at the position of H / 2 is N.
なお、本発明における単繊維の横断面形状は電子顕微鏡で撮影したものを測定、算出するものであり、葉部の形状は、1つの多葉断面形状において全ての葉部のH、M、Nを測定、算出し、これら全ての葉部の平均値により評価する。さらに、マルチフィラメントにおいては、マルチフィラメントを構成する全ての単繊維について測定、算出したこれらの値の平均値により評価する。 In addition, the cross-sectional shape of the single fiber in this invention measures and calculates what was image | photographed with the electron microscope, and the shape of a leaf part is H, M, N of all the leaf parts in one multileaf cross-sectional shape. Are measured and calculated, and evaluated by the average value of all these leaves. Furthermore, in a multifilament, it evaluates by the average value of these values measured and calculated about all the single fibers which comprise a multifilament.
帯電や除電などの電気的な性能を重視する用途に使用する場合には、葉部の突起の長さが長くなりすぎると、葉部が接触する際に反発しやすくなり、ブラシ全体として放電や除電の均一性に劣り、導電性能に班が生じやすくなる、したがって、ある程度の幹部を有し、葉部が長くなりすぎないことが好ましく、このためR≦2.0rとすることが必要である。 When used for applications that place importance on electrical performance such as charging or static elimination, if the length of the protrusion on the leaf part becomes too long, it tends to repel when the leaf part comes into contact with it, and the entire brush can be discharged or discharged. It is inferior in the uniformity of static elimination, and it is easy to form a group in the conductive performance. Therefore, it is preferable that the stem has a certain amount of stem portion and the leaf portion is not excessively long, and therefore R ≦ 2.0r is required. .
さらに、このような用途に使用する場合には、単繊維の多葉断面形状における葉部の先端がある程度鋭角となるような形状であることが必要である。葉部の先端が感光ドラム等に接触して放電、除電を行うので、接触点が面接触でなく、点接触となることが、放電、除電の均一性から必要である。 Furthermore, when using for such a use, it is required that it is a shape where the front-end | tip of the leaf part in a multi-leaf cross-sectional shape of a single fiber becomes an acute angle to some extent. Since the tip of the leaf portion contacts the photosensitive drum or the like to perform discharge and charge removal, it is necessary for the contact point to be point contact, not surface contact, from the uniformity of discharge and charge removal.
したがって、Mが1.2N未満であると、葉部の形状がシャープでなくなり、葉部の先端部での接触が面接触に近くなる。一方、Mが2.0Nを超えると、葉部の形状がシャープになりすぎて、安定した形状のものを得ることが困難となる。 Therefore, M is 1. If it is less than 2 N, the shape of the leaves is not sharp, that a close contact is surface contact at the tip of the leaves. On the other hand, M when exceeds 2.0 N, the shape of the leaves becomes too sharp, that Do a stable difficult to obtain a shape.
そして、このような電気的な性能重視する用途に使用する際には、ブラシの表面密度の高密度化を図ったり、ブラシにおける葉部の接触点を多くするために、単繊維の繊度は、0.5〜10.0デシテックスであることが好ましい。 And, when used for applications that place importance on such electrical performance, in order to increase the surface density of the brush or to increase the contact points of the leaves in the brush, the fineness of the single fiber is: It is preferable that it is 0.5-10.0 decitex.
また、本発明の導電性多葉断面繊維を、トナーの除去を行う性能を重視する用途として、例えばクリーニングブラシに使用する場合には、
2.0r≦R≦3.5r・・・(5)
とし、かつ単繊維の多葉断面形状の葉部の形状が
0.5N≦M≦1.5N・・・(6)
を満足することが必要である。
In addition, when the conductive multileaf fiber of the present invention is used for a cleaning brush, for example, as an application that emphasizes the performance of removing toner,
2.0r ≦ R ≦ 3.5r (5)
And the shape of the leaf portion of the single-fiber multi-leaf cross-sectional shape is 0.5N ≦ M ≦ 1.5N (6)
It is necessary to satisfy
すなわち、本発明においては、トナーを掻き取る効果に優れるものとして、葉部の突起の長さがある程度あることが必要であるため、上記のように2.0r≦Rとすることが必要である。 That is, in the present invention, as having excellent effects scraping toner, since the length of the projection of the leaf portion is required to be in some degree, it is necessary to 2.0R ≦ R as described above .
さらに、本発明においては、葉部の先端でトナーを掻き取るため、あまり鋭角でない形状とすることが必要であり、上記のようにM≦1.5Nとすることが必要である。一方、Mが0.5Nより小さいと、隣接する葉部同士が近接することとなり、トナーの掻き取り作業が良好に行われず、クリーニング性に班が生ずるため、0.5N≦Mとすることが必要である。 Further, in the present invention, for scraping the toner at the tip of the leaf, it is necessary to shape a less acute angle, it is necessary to M ≦ 1.5 N as described above. On the other hand, M and is 0.5N smaller, it becomes possible to leaf portions adjacent are close to scraping work of the toner is not performed satisfactorily, since the group is generated in the cleaning property, be a 0.5N ≦ M is necessary.
(5)式及び(6)式の条件を満足する導電性多葉断面繊維は、トナー供給ブラシに使用されるものである。 The conductive multileaf fiber satisfying the conditions of the formulas (5) and (6) is used for the toner supply brush.
また、クリーニングブラシとして使用する際には、単繊維の表面積が大きいほどトナーの付着が多くなり、クリーニング性に優れるものとなる。このため、下記(4)式を満足することが好ましい。 Further, when used as a cleaning brush, the larger the surface area of a single fiber, the more toner adheres and the better the cleaning property. For this reason, it is preferable to satisfy the following formula (4) .
すなわち上述のように、 That is, as mentioned above,
S≧1.3×2πR0
として、上記の(7)式が導き出される。
S ≧ 1.3 × 2πR 0
As a result, the above equation (7) is derived.
つまり、(7)式は、多葉断面繊維の周長が同じ単糸繊度の丸断面繊維のものと比べて1.3倍以上であることを示している。
Sが(7)式の右辺よりも小さな値となると、繊維形状が丸断面繊維に近くなり、表面積が小さくなるため、トナーの付着量が少なくなり、クリーニング性能の向上が図れなくなる。
That is, the expression (7) indicates that the circumference of the multi-leaf cross-sectional fiber is 1.3 times or more than that of the round cross-section fiber having the same single yarn fineness.
When S is a value smaller than the right side of the expression (7), the fiber shape becomes close to a round cross-section fiber, and the surface area becomes small. Therefore, the amount of toner adhesion decreases and the cleaning performance cannot be improved.
そして、クリーニング用途に使用するため、トナーの掻き取り効果や、掻き取ったトナーを一時的に保持する効果が必要であることを考慮すると、単繊維の繊度が1.5〜60デシテックスであることが好ましい。ブラシをクリーニングに用いるためには、クリーニング方式が何種類もあり、太い糸が良い結果を得られる場合もあれば、逆に細い方が良い場合もあり得る。 In consideration of the need to scrape toner and to temporarily retain the scraped toner for use in cleaning applications, the single fiber fineness is 1.5 to 60 dtex. Is preferred. In order to use a brush for cleaning, there are several types of cleaning methods, and a thick thread may give a good result, while a thinner one may be better.
また、本発明の導電性多葉断面繊維は、上記のような単繊維を複数本有するマルチフィラメントであっても、上記のような単繊維のみからなるモノフィラメントであってもよい。そして、マルチフィラメントの場合は、マルチフィラメントの繊度が20〜600デシテックス、単繊維数が10〜100であることが好ましく、モノフィラメントの場合は繊度を10〜500デシテックスとすることが好ましい。 The conductive multileaf fiber of the present invention may be a multifilament having a plurality of single fibers as described above or a monofilament composed of only the single fibers as described above. And in the case of a multifilament, it is preferable that the fineness of a multifilament is 20-600 dtex and the number of single fibers is 10-100, and in the case of a monofilament, it is preferable that the fineness is 10-500 dtex.
以上のように、本発明の導電性多葉断面繊維は、電子写真装置用の各種ブラシに好適な繊維であるため、その電気的特性値として、温湿度が20℃、60%RHの雰囲気中での比抵抗値が103〜109Ω・cmであることが好ましく、ブラシの用途により適切な抵抗値が選択される。具体的な比抵抗値は、例えば帯電ブラシの場合は104〜106Ω・cmであることが好ましく、除電ブラシの場合は103〜105Ω・cmであることが好ましい。クリーニングブラシの場合は、クリーニング方式によって、高抵抗の107〜109Ω・cmのものを使用したり、逆に103〜106Ω・cmのものを使用したりするのが好適である。 As described above, since the conductive multileaf fiber of the present invention is a fiber suitable for various brushes for an electrophotographic apparatus, the electrical characteristic value thereof is in an atmosphere of 20 ° C. and 60% RH. The specific resistance value is preferably 10 3 to 10 9 Ω · cm, and an appropriate resistance value is selected depending on the application of the brush. For example, the specific resistance value is preferably 10 4 to 10 6 Ω · cm in the case of a charging brush, and preferably 10 3 to 10 5 Ω · cm in the case of a static elimination brush. In the case of a cleaning brush, it is preferable to use a high resistance 10 7 to 10 9 Ω · cm, or conversely 10 3 to 10 6 Ω · cm, depending on the cleaning method. .
次に、本発明の導電性多葉断面繊維の製造方法について、マルチフィラメントの製造方法の一例を用いて説明する。なお、マルチフィラメントの場合は、(i)紡糸後、未延伸糸を一旦巻き取った後、延伸工程に供して延伸を行う二工程法と、(ii)紡糸後、未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸を行う一工程法のいずれによって製造されたものであってもよい。ここでは、二工程法により製造する方法を一例を用いて説明する。 Next, the manufacturing method of the electroconductive multileaf cross-section fiber of this invention is demonstrated using an example of the manufacturing method of a multifilament. In the case of multifilaments, (i) a two-step method in which unstretched yarn is wound once after spinning and then subjected to stretching in a stretching step; and (ii) unstretched yarn is wound once after spinning. It may be produced by any one of the one-step methods in which stretching is performed continuously. Here, a method of manufacturing by a two-step method will be described using an example.
まず、従来公知の方法で、上記のようなカーボンブラック等の導電性微粒子又は導電性微粒子を含むマスターチップと熱可塑性ポリマーとを、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、溶融紡糸を行う。そして、実質的に延伸を施さず、未延伸マルチフィラメント糸を得る。 First, a conductive chip such as carbon black as described above or a master chip containing conductive fine particles and a thermoplastic polymer are kneaded and melted by, for example, an extruder and extruded from a spinneret by a conventionally known method, and melt spinning. I do. And an unstretched multifilament yarn is obtained, without extending | stretching substantially.
このとき、導電性微粒子と熱可塑性ポリマーとの混練・溶融方法としては、導電性微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。しかし、導電性微粒子を高濃度に含有したマスターチップを一旦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。 At this time, as a method for kneading and melting the conductive fine particles and the thermoplastic polymer, the conductive fine particles can be directly kneaded using, for example, a biaxial extruder. However, it is preferable to once prepare a master chip containing conductive fine particles at a high concentration and then knead, because more uniform kneading is possible.
溶融紡糸の方法として、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。紡糸温度が高すぎると、熱可塑性ポリマーが熱分解を起こし、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。 As a melt spinning method, the spinning temperature is preferably in the range of Tm + 10 to Tm + 80 ° C. with respect to the melting point Tm of the resin used. When the spinning temperature is too high, the thermoplastic polymer undergoes thermal decomposition, making smooth spinning difficult, and resulting in inferior filament properties. On the other hand, if the spinning temperature is too low, undissolved materials remain and uniform kneading cannot be performed.
そして、紡糸時において、得ようとする多葉断面形状となるように紡糸口金のスリット形状を選択する。特に、葉部の形状を鋭角にしようとする際には、スリット幅を狭くしたり、スリットの長さを長くすることが好ましい。 Then, at the time of spinning, the slit shape of the spinneret is selected so that the multi-leaf cross-sectional shape to be obtained is obtained. In particular, when trying to make the shape of the leaf portion an acute angle, it is preferable to narrow the slit width or lengthen the slit length.
本発明の繊維は、導電性微粒子を比較的多く含有するため、前述したように紡糸後の冷却速度が速くなるものであるが、それだけ紡糸後の繊維の形状変化も小さくなり、所望の多葉断面形状が得やすいものとなる。 Since the fiber of the present invention contains a relatively large amount of conductive fine particles, the cooling rate after spinning is increased as described above. However, the shape change of the fiber after spinning is reduced accordingly, and the desired multileaf is obtained. A cross-sectional shape is easily obtained.
そして、紡出されたフィラメントを、0〜100℃、好ましくは15〜40℃の冷却風により冷却する。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す。反対に高すぎると、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。 Then, the spun filament is cooled with cooling air of 0 to 100 ° C., preferably 15 to 40 ° C. If the cooling temperature is too low, the temperature management and workability will be difficult. On the other hand, if it is too high, cooling is insufficient and the yarn quality of the finally obtained filament is inferior.
このように、所望の多葉断面形状を有する繊維となるように、紡糸口金のスリット形状やポリマーの吐出量、紡糸速度、冷却速度等を適切な値に選定して紡糸を行うことが重要である。 As described above, it is important to perform spinning by selecting appropriate values for the slit shape of the spinneret, the discharge amount of the polymer, the spinning speed, the cooling speed, etc., so as to obtain a fiber having a desired multileaf cross-sectional shape. is there.
次いで、冷却固化したフィラメントを、実質的に延伸することなく、500〜1500m/分で一旦巻き取る。
そして、未延伸マルチフィラメント糸に、熱処理しながら延伸を行う熱延伸を施すことが好ましい。具体的には、延伸温度を50〜200℃とし、延伸倍率を1.5〜5.0倍とし、熱延伸時の熱処理時間を0.02秒以上となるように熱延伸を行うことが好ましい。延伸時の熱処理時間を0.02秒以上とすることにより、各単繊維が等しく延伸されるように十分な熱量を与えることができ、ゆっくりと均一に延伸することができる。これにより導電性微粒子の含有量が比較的多く、このため剛性の高い繊維であっても、延伸時に糸切れが生じることなく、均一な延伸を行うことが可能となる。
Next, the cooled and solidified filament is temporarily wound at 500 to 1500 m / min without substantially stretching.
And it is preferable to give the unstretched multifilament yarn the heat stretching which extends | stretches, heat-treating. Specifically, the stretching temperature is preferably 50 to 200 ° C., the stretching ratio is 1.5 to 5.0 times, and the heat stretching is preferably performed so that the heat treatment time during the heat stretching is 0.02 seconds or more. . By setting the heat treatment time during stretching to 0.02 seconds or more, a sufficient amount of heat can be applied so that each single fiber is equally stretched, and the film can be slowly and uniformly stretched. As a result, the content of the conductive fine particles is relatively large, and therefore even a highly rigid fiber can be uniformly stretched without causing yarn breakage during stretching.
延伸速度は、特に限定されるものではないが、熱処理時間を0.02秒以上とするために、500m/分以下とすることが好ましい。また、延伸後に必要に応じて弛緩熱処理を施すことが好ましい。 The stretching speed is not particularly limited, but is preferably 500 m / min or less in order to make the heat treatment time 0.02 seconds or more. Moreover, it is preferable to perform a relaxation heat treatment as necessary after stretching.
以上のように本発明においては、紡糸、延伸、熱処理条件を適切に選定することによって、従来では製造することが困難であった、熱可塑性樹脂中に導電性微粒子を比較的多量に含有しているポリマーを用いた異形断面繊維を得ることができるようになったものである。 As described above, in the present invention, by appropriately selecting the spinning, stretching, and heat treatment conditions, a relatively large amount of conductive fine particles are contained in the thermoplastic resin, which has been difficult to produce conventionally. It is now possible to obtain a modified cross-section fiber using a polymer.
次に、本発明の電子写真装置用ブラシについて説明する。
本発明のブラシは、本発明の導電性多葉断面繊維を少なくとも一部に使用したものであり、ブラシ中に占める本発明の導電性多葉断面繊維の割合は50質量%以上とすることが好ましく、中でも、本発明の導電性多葉断面繊維のみからなるものとすることが好ましい。ブラシの形態等は特に限定されるものではないが、本発明の繊維をパイル織物に製織した後、このパイル織物をテープ状に裁断し、円筒状のシャフトの表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。また、本発明の繊維を短繊維にカットしてフロッキー加工により布帛面に接着し、この布帛を同様にテープ状とし、シャフトの表面に螺旋状に巻き付けてブラシとしたもの、あるいはフロッキー加工により直接シャフトの表面に短繊維を接着してブラシとしたものなども挙げられる。
Next, the brush for an electrophotographic apparatus of the present invention will be described.
The brush of the present invention uses at least a part of the conductive multilobal cross-section fiber of the present invention, and the proportion of the conductive multileaf cross-section fiber of the present invention in the brush may be 50% by mass or more. Among them, it is preferable that the conductive multileaf fiber of the present invention is used. The form of the brush is not particularly limited, but after weaving the fiber of the present invention into a pile fabric, the pile fabric is cut into a tape shape and wound around the surface of a cylindrical shaft in a spiral shape to form a brush. The thing which was done is mentioned. Also, the fibers of the present invention are cut into short fibers and bonded to the fabric surface by flocking, and the fabric is similarly taped and spirally wound around the surface of the shaft to form a brush, or directly by flocking. Examples include a brush made by adhering short fibers to the surface of the shaft.
そして、本発明のブラシは、上記のようにシャフトの表面に螺旋状にパイル布帛等を巻き付けた後、ブラシ表面の繊維を開繊し、ブラシ表面を整えるために、熱水処理によるヒートセットを行うことが好適である。本発明のブラシは、本発明の導電性多葉断面繊維を用いているため、このようなヒートセットで開繊させると、葉部の存在によりブラシの表面密度が高く、螺旋状の隙間のないボリューム感のある嵩高なブラシを得ることができる。 Then, the brush of the present invention has a heat set by hot water treatment in order to open the fibers on the brush surface and prepare the brush surface after winding the pile fabric or the like spirally around the surface of the shaft as described above. It is preferred to do so. Since the brush of the present invention uses the conductive multileaf fiber of the present invention, the surface density of the brush is high due to the presence of the leaf portion and there is no spiral gap when the fiber is opened by such heat setting. A bulky brush with a volume feeling can be obtained.
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
下記の実施例、比較例における導電性多葉断面繊維の横断面形状は、前記の方法で測定した。
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
The cross-sectional shape of the conductive multileaf fiber in the following Examples and Comparative Examples was measured by the method described above.
導電性多葉断面繊維の電気抵抗値は、以下のようにして求めた。すなわち、マルチフィラメント繊維の1束(48フィラメントまたは96フィラメント)を15mm間隔の一対の電極に接触させ、両電極間に100Vの直流電圧を印加して流れる電流を計測した。これを1コーンにつき1000ポイント計測し、この計測した電流値から繊維の抵抗値を計算し、1000ポイントの抵抗値の平均値を求めた(対数値で平均化した)。そして、この抵抗値から、繊維の断面積と長さとにもとづき体積抵抗値を求め、それによって導電性多葉断面繊維の電気抵抗値を評価した。 The electrical resistance value of the conductive multileaf fiber was determined as follows. That is, a bundle of multifilament fibers (48 filaments or 96 filaments) was brought into contact with a pair of electrodes spaced 15 mm apart, and a flowing current was measured by applying a DC voltage of 100 V between both electrodes. This was measured at 1000 points per cone, the resistance value of the fiber was calculated from the measured current value, and the average value of the resistance values at 1000 points was obtained (averaged with a logarithmic value). And from this resistance value, the volume resistance value was calculated | required based on the cross-sectional area and length of the fiber, and the electrical resistance value of the electroconductive multileaf cross-section fiber was evaluated by it.
導電性多葉断面繊維の強度及び伸度は、JIS L−1013に従い、島津製作所製オートグラフDSS−500を用い、つかみ間隔25cm、引張速度30cm/分で測定した。 The strength and elongation of the conductive multilobal cross-sectional fibers were measured according to JIS L-1013 using Shimadzu Autograph DSS-500 at a grip interval of 25 cm and a tensile speed of 30 cm / min.
繊維の密度は、JIS L−1013の密度こうばい管法に従い測定した。
単繊維繊度(n)は、JIS L−1013に従いマルチフィラメントの繊度を算出し、それを単糸数で除することにより求めた。
The density of the fiber was measured according to the density stir tube method of JIS L-1013.
The single fiber fineness (n) was determined by calculating the fineness of the multifilament according to JIS L-1013 and dividing it by the number of single yarns.
帯電ブラシの画像評価は、次のように行った。すなわち、セイコーエプソン社製のレーザープリンター(品番LP3000C)の帯電部に帯電ブラシとして装着して、ハーフトーン画像をプリントし、画像品質、特に画像斑を目視にて10段階評価した。すなわち、最も優れているものを10とした。時間の経過にともなう帯電ブラシの劣化は、ブラシの汚れに起因するので、各ブラシによる差は表れにくい。したがって、ここでは初期画像の品質のみで評価した。なお、帯電ブラシは、被帯電体(感光体)の回転方向に対し、(i)カウンター方向に回転駆動した(周速は感光体の周速の2倍)場合と、(ii)ウイズ方向に回転駆動した(周速は感光体の周速の1.1倍)場合との評価を行った。 The image evaluation of the charging brush was performed as follows. That is, it was mounted as a charging brush on a charging portion of a laser printer (product number LP3000C) manufactured by Seiko Epson Corporation, a halftone image was printed, and image quality, particularly image spots, was visually evaluated in 10 stages. That is, 10 was the most excellent. The deterioration of the charging brush with the passage of time is caused by the dirt on the brush, so that the difference between the brushes does not easily appear. Therefore, here, the evaluation was made based only on the quality of the initial image. The charging brush is rotated in the counter direction (i) counterclockwise (peripheral speed is twice the peripheral speed of the photoconductor) with respect to the rotation direction of the charged body (photosensitive body), and (ii) in the width direction. Evaluation was made with the case of rotational driving (peripheral speed is 1.1 times the peripheral speed of the photoreceptor).
クリーニングブラシのクリーニング性の評価は、画像の評価によって行った。このとき、クリーニング方式は各種実用化されているので、ここでは二つの方式で評価した。
その1として、日立プリンティングソリューションズ社製のカラーレーザープリンター(品番BEAMSTAR−3000)の中間転写ドラムのクリーナ(ブラシにトナーと逆極性の電圧を印加して静電的にクリーニングするバイアスクリーナー)に、実施例及び比較例のブラシを装着して、5万枚のカラープリントを行い、一定枚数毎に中間転写ドラム上のクリーニング状態を目視にて10段階評価した(最も優れているものを10とした)。
The cleaning performance of the cleaning brush was evaluated by evaluating the image. At this time, since various cleaning methods have been put into practical use, the evaluation was performed by two methods here.
As one of these, we implemented it on the cleaner of the intermediate transfer drum of the color laser printer (part number BEAMSTAR-3000) manufactured by Hitachi Printing Solutions (a bias cleaner that electrostatically cleans the brush by applying a voltage of the opposite polarity to the toner). With the brushes of Examples and Comparative Examples attached, 50,000 color prints were made, and the cleaning state on the intermediate transfer drum was visually evaluated on a 10-stage basis for every fixed number of sheets (the most excellent one was set to 10). .
その2として、リコー社製のカラーレーザープリンター(品番Ipsio8000)の帯電ロールのクリーニングを目的として、実施例及び比較例のブラシを装着して、3万枚のカラープリントを行い、帯電ロールの汚れに伴う画質劣化状況を目視にて10段階評価した(最も優れているものを10とした)。 As part 2, for the purpose of cleaning the charging roll of the Ricoh color laser printer (Part No. Ipsio 8000), the brushes of the examples and comparative examples were attached to perform 30,000 color prints, and the charging roll was stained. The accompanying image quality degradation state was visually evaluated on a 10-point scale (the best one was 10).
トナー供給ブラシの画像評価は、次のように行った。すなわち、セイコーエプソン社製のカラーレーザープリンター(品番LP3000C)に搭載の非磁性一成分現像機のトナー供給ロール(スポンジロール)に代えて実施例及び比較例のブラシを装着して、3万枚のカラープリントを行い、画質劣化状況を目視にて10段階評価した(最も優れているものを10とした)。 The image evaluation of the toner supply brush was performed as follows. In other words, instead of the toner supply roll (sponge roll) of the non-magnetic one-component developing machine mounted on the color laser printer (product number LP3000C) manufactured by Seiko Epson, the brushes of the example and the comparative example were mounted, and 30,000 sheets Color printing was performed, and the image quality degradation state was visually evaluated on a 10-point scale (the best one was 10).
<帯電ブラシの実施例・比較例>
実施例1(6葉断面形状)
相対粘度2.50(96%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24.00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、図3(a)に示すような太めの六方の放射状を呈するスリット形状の紡糸孔を48個有した紡糸口金より吐出させて、30℃の冷却風により冷却しつつ、巻取速度600m/分で未延伸糸を巻取った。
<Examples and comparative examples of charging brush>
Example 1 (6-leaf cross-sectional shape)
A master chip (35% carbon black was added to a nylon 6 chip having a relative viscosity of 2.50 (measured with 96% sulfuric acid as a solvent at a concentration of 1 g / dl and a temperature of 25 ° C.) to a carbon black concentration of 24.00% by mass. Nylon 6 (relative viscosity 1.95) chips containing mass% are blended and then fed to an extruder type melt extruder, melted at a spinning temperature of 255 ° C., and a thick hexagon as shown in FIG. The undrawn yarn was wound at a winding speed of 600 m / min while being discharged from a spinneret having 48 slit-shaped spinning holes having a radial shape and cooled by cooling air at 30 ° C.
次いで、得られた未延伸糸を、150℃のホットプレートを介して、延伸倍率2.6倍で延伸し、続いて170℃のヒーターにて1.9秒間の弛緩熱処理を行い、単糸繊度が4.58デシテックスで、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する6葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図3(A)に示されるものであった。 Next, the obtained undrawn yarn was drawn at a draw ratio of 2.6 times through a hot plate at 150 ° C., and then subjected to relaxation heat treatment for 1.9 seconds with a heater at 170 ° C. to obtain a single yarn fineness. Of 4.58 dtex and 220 dtex / 48 filaments of conductive six-leaf cross-section fibers were obtained. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG.
得られた繊維を、パイル密度200000本/(2.54cm)2、パイル長5mm、生地幅15mmのパイルテープとして製織した後、直径6mmの金属シャフトに螺旋状に巻き付けて、帯電ブラシを作成した。その後、100℃の飽和蒸気で5分間、開繊のための熱処理を施した。 The obtained fibers were woven as a pile tape having a pile density of 200,000 pieces / (2.54 cm) 2 , a pile length of 5 mm, and a fabric width of 15 mm, and then spirally wound around a metal shaft having a diameter of 6 mm to prepare a charging brush. . Thereafter, heat treatment for opening was performed with saturated steam at 100 ° C. for 5 minutes.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。 Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
なお、表1に示すように、繊維の単繊維繊度nは4.58であり、その密度ρは1.250であるため、上述の(1)式の右辺の値は11.88となり、結局(1)式は
R≧11.88
という関係になるが、表1に示すようにRの値は12.86で、上式を満足するものであった。
As shown in Table 1, since the single fiber fineness n of the fiber is 4.58 and the density ρ is 1.250, the value on the right side of the above equation (1) is 11.88. Formula (1) is R ≧ 11.88
However, as shown in Table 1, the value of R was 12.86, which satisfied the above formula.
また、表1に示すように、R/rの値は1.3637と、(3)式を満足するものであり、M/Nの値は1.7366と、(4)式を満足するものであった。このため電気的特性に優れ、画像評価値の高いものであった。 In addition, as shown in Table 1, the value of R / r is 1.3637, which satisfies the formula (3), and the value of M / N is 1.7366, which satisfies the formula (4). Met. Therefore, the electrical characteristics were excellent and the image evaluation value was high.
実施例2〜3(6葉)
紡糸温度と冷却風温度とを表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例1と同様にして、導電性繊維を得た。また帯電ブラシを作成した。
Examples 2-3 (6 leaves)
Table 1 shows the spinning temperature and the cooling air temperature. And otherwise, it carried out similarly to Example 1, and obtained the conductive fiber. A charging brush was also created.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合も、実施例1と同様に、表1に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(3)式を満足するものであり、M/Nの値は(4)式を満足するものであった。このため電気的特性に優れ、画像評価値の高いものであった。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
Also in this case, as in Example 1, the value of R satisfies the expression (1) and the value of R / r satisfies the expression (3) as shown in Table 1, and M The value of / N satisfied the expression (4). Therefore, the electrical characteristics were excellent and the image evaluation value was high.
実施例4(3葉)
紡糸口金として、図1(a)に示すような太めの三方の放射状を呈するスリット形状のものを用い、紡糸温度及び冷却風温度を表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例1と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する3葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図1(A)に示されるものであった。
Example 4 (3 leaves)
As the spinneret, a slit-shaped one having three thick radial shapes as shown in FIG. 1A was used, and the spinning temperature and cooling air temperature were set as shown in Table 1. And otherwise, it carried out similarly to Example 1, and obtained the 3 leaf cross-section fiber which has the conductivity of 220 dtex / 48 filament. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG.
また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合も同様に、表1に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(3)式を満足するものであり、M/Nの値は(4)式を満足するものであった。このため電気的特性に優れ、画像評価値の高いものであった。
A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
Similarly in this case, as shown in Table 1, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (3), and the value of M / N is (4) The expression was satisfied. Therefore, the electrical characteristics were excellent and the image evaluation value was high.
実施例5(4葉)
紡糸口金として、図2(a)に示す太めの四方の放射状を呈するスリット形状のものを用いた。そして、それ以外は実施例3と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する4葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図2(A)に示されるものであった。また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
Example 5 (4 leaves)
As the spinneret, a slit-shaped one having a thick radial shape shown in FIG. 2A was used. And otherwise, it carried out similarly to Example 3, and obtained the 4-leaf cross-section fiber which has the conductivity of 220 dtex / 48 filament. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG. A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合も同様に、表1に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(3)式を満足するものであり、M/Nの値は(4)式を満足するものであった。このため電気的特性に優れ、画像評価値の高いものであった。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
Similarly in this case, as shown in Table 1, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (3), and the value of M / N is (4) The expression was satisfied. Therefore, the electrical characteristics were excellent and the image evaluation value was high.
実施例6(6葉細繊度)
図3(a)に示すような太めの六方の放射状を呈するスリット形状の紡糸孔を96個有する紡糸口金を用い、カーボンブラックの添加量、紡糸温度、冷却風温度、延伸倍率、弛緩熱処理時間を表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例1と同様にして、単糸繊度が2.29デシテックスで、220デシテックス/96フィラメントの、導電性を有する6葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図3(A)に示されるものであった。また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
Example 6 (6-leaf fineness)
Using a spinneret having 96 slit-shaped spinning holes exhibiting thick hexagonal radii as shown in FIG. 3 (a), the amount of carbon black added, spinning temperature, cooling air temperature, draw ratio, relaxation heat treatment time As shown in Table 1. And otherwise, it carried out similarly to Example 1, and obtained the 6-leaf cross-section fiber which has the single yarn fineness of 2.29 dtex, and is 220 dtex / 96 filaments and has electroconductivity. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG. A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合は、表1に示すように、繊維の単繊維繊度nは2.29であり、その密度ρは1.250であるため、上述の(1)式の右辺の値は8.40となり、結局(1)式は
R≧8.40
という関係になるが、表1に示すようにRの値は9.09で、上式を満足するものであった。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as shown in Table 1, since the single fiber fineness n of the fiber is 2.29 and the density ρ is 1.250, the value on the right side of the above-described formula (1) is 8.40. After all, the formula (1) is R ≧ 8.40
However, as shown in Table 1, the value of R was 9.09, which satisfied the above formula.
また、R/rの値は(3)式を満足するものであり、M/Nの値は(4)式を満足するものであった。このため電気的特性に優れ、画像評価値の高いものであった。 Further, the value of R / r satisfies the expression (3), and the value of M / N satisfies the expression (4). Therefore, the electrical characteristics were excellent and the image evaluation value was high.
比較例1(丸断面)
紡糸口金としてスリット形状が丸形のものを用い、延伸倍率及び弛緩熱処理時間を表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例1と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、図5に示すような丸断面形状の導電性繊維を得た。また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
Comparative example 1 (round section)
A spinneret having a round slit shape was used, and the draw ratio and relaxation heat treatment time were as shown in Table 1. Otherwise, in the same manner as in Example 1, a 220 dtex / 48 filament conductive fiber having a round cross section as shown in FIG. 5 was obtained. A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合は、実施例1の場合と同様に(1)式は
R≧11.88
という関係になるが、表1に示すようにRの値は10.84で、上式を満足するものではなかった。このため、画像評価値の低いものであった。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in the case of Example 1, the formula (1) is R ≧ 11.88.
However, as shown in Table 1, the value of R was 10.84, which did not satisfy the above equation. For this reason, the image evaluation value was low.
比較例2(三角断面)
紡糸口金として、スリット形状が三角のものを用い、また紡糸温度及び冷却風温度を表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例1と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、図6に示すような三角断面形状の導電性繊維を得た。また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
Comparative example 2 (triangular section)
A spinneret having a triangular slit shape was used, and the spinning temperature and cooling air temperature were as shown in Table 1. And otherwise, it carried out similarly to Example 1, and obtained the conductive fiber of the triangular cross-sectional shape as shown in FIG. 6 of 220 dtex / 48 filament. A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合に、Rの値は14.21で(1)式を満足し、R/rの値は1.6333で(3)式を満足した。しかし、多葉断面を構成するために必要な凹部を有しないため、(4)式の関係が成り立たず、このため画像評価値の低いものであった。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, the value of R was 14.21, satisfying the expression (1), and the value of R / r was 1.6333, satisfying the expression (3). However, since there is no concave portion necessary for constructing the multileaf section, the relationship of the expression (4) does not hold, and therefore the image evaluation value is low.
比較例3(6葉芯鞘の複合)
カーボンブラックが配合されていない相対粘度2.50のナイロン6(A)のチップと、カーボンブラックを35質量%含有する相対粘度1.95のナイロン6(B)のチップとを用い、それぞれをエクストルーダー型溶融押出機に供給し、6葉の芯鞘構造の単糸を紡糸することができる複合紡糸装置を用いて紡糸を行うことで、図7に示すように、導電性を有しないナイロン6(A)が芯部に配されるとともに導電性を有するナイロン6(B)が鞘部に配された6葉の芯鞘構造の複合単繊維を得た。この複合単繊維は、芯鞘全体でカーボンブラックを24.50質量%含有するものであった。このとき、延伸倍率及び弛緩熱処理時間は表1に示す通りとし、それ以外は実施例1と同様にした。これにより、220デシテックス/48フィラメントの、6葉断面形状の導電性複合繊維を得た。また実施例1と同様にして帯電ブラシを作成した。
Comparative Example 3 (composite of 6-leaf core sheath)
Using a nylon 6 (A) tip with a relative viscosity of 2.50 not containing carbon black and a tip of nylon 6 (B) with a relative viscosity of 1.95 containing 35% by mass of carbon black, Nylon 6 having no electrical conductivity as shown in FIG. 7 by spinning using a compound spinning device which can be fed to a rudder type melt extruder and spun a single yarn having a 6-leaf core-sheath structure. A composite single fiber having a 6-leaf core-sheath structure in which (A) is disposed in the core and nylon 6 (B) having conductivity is disposed in the sheath was obtained. This composite single fiber contained 24.50% by mass of carbon black in the entire core sheath. At this time, the draw ratio and the relaxation heat treatment time were as shown in Table 1, and the others were the same as in Example 1. As a result, a conductive composite fiber having a six-leaf cross-section of 220 dtex / 48 filaments was obtained. A charging brush was prepared in the same manner as in Example 1.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表1に示す。
この場合は、Rの値は(1)式を満足し、R/rの値は(3)式を満足し、またM/Nの値は(4)式を満足していた。しかし、得られたハーフトーン画像は斑の大きいものであった。この理由は、導電糸の表面は導電性を有するナイロン6(B)で覆われているが、複合糸であるため導電性部分と非導電性部分とが混在していて、繊維の先端面(繊維の長手方向に対して垂直に切断した横断面)は、両者からの放電による帯電が混在し、帯電斑(表面電位の斑)が大きくなったためと推察される。
Table 1 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, the value of R satisfied the expression (1), the value of R / r satisfied the expression (3), and the value of M / N satisfied the expression (4). However, the obtained halftone image had large spots. The reason for this is that although the surface of the conductive yarn is covered with conductive nylon 6 (B), the conductive yarn and the non-conductive portion are mixed because it is a composite yarn, and the fiber end surface ( The cross section cut perpendicularly to the longitudinal direction of the fiber) is presumed to be due to a mixture of charges due to the discharge from both, and an increase in charged spots (surface potential spots).
帯電ブラシに関する実施例1〜6及び比較例1〜3についての上記の結果から明らかなように、全分散導電糸の場合は、比較例1の丸断面などよりも3葉、4葉、6葉断面の方が画像品質に優れたものであった。また、3葉よりも4葉、4葉よりも6葉断面の方が画像品質に優れたものであった。さらには、実施例6の単糸繊度の小さい6葉断面糸によるものが、もっとも画像品質が高かった。 As is clear from the above results for Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 relating to the charging brush, in the case of the fully dispersed conductive yarn, 3 leaves, 4 leaves, 6 leaves rather than the round cross section of Comparative Example 1 and the like. The cross section was superior in image quality. In addition, the image quality of the four-leaf cross section was superior to that of the three leaves than the four leaves and the four leaves. Further, the image quality of the six-leaf section yarn having a small single yarn fineness of Example 6 was the highest.
比較例3のように、6葉断面糸であっても、導電性を有しない成分を含んだ複合導電糸では、十分な画像品質を得ることができなかった。 As in Comparative Example 3, even with a 6-leaf cross-sectional yarn, sufficient image quality could not be obtained with a composite conductive yarn containing a non-conductive component.
<クリーニングブラシの実施例・比較例−1>
次にバイアスクリーナとして用いられるクリーニングブラシの実施例、比較例について説明する。
<Examples of Cleaning Brush / Comparative Example-1>
Next, examples and comparative examples of the cleaning brush used as the bias cleaner will be described.
実施例7(6葉)
相対粘度2.50(96%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22.0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250℃で溶融し、図3(b)に示すような細めの六方の放射状を呈するスリット形状の紡糸孔を48個有した紡糸口金より吐出させて、25℃の冷却風により冷却しつつ、巻取速度600m/分で未延伸糸を巻取った。
Example 7 (6 leaves)
A master chip (35% carbon black is added to a nylon 6 chip having a relative viscosity of 2.50 (measured at a concentration of 1 g / dl and a temperature of 25 ° C. using 96% sulfuric acid as a solvent) so that the carbon black concentration is 22.0% by mass. Nylon 6 (relative viscosity 1.95) chips containing% by mass are blended and then fed to an extruder-type melt extruder, melted at a spinning temperature of 250 ° C., and a narrow hexagon as shown in FIG. The undrawn yarn was wound at a winding speed of 600 m / min while being discharged from a spinneret having 48 slit-shaped spinning holes having a radial shape and cooled by cooling air at 25 ° C.
次いで、得られた未延伸糸を、150℃のホットプレートを介して、延伸倍率2.6倍で延伸し、続いて165℃のヒーターにて1.9秒間の弛緩熱処理を行い、単糸繊度が4.58デシテックスで、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する6葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図3(B)に示されるものであった。 Next, the obtained undrawn yarn was drawn at a draw ratio of 2.6 times through a hot plate at 150 ° C., and then subjected to relaxation heat treatment for 1.9 seconds with a heater at 165 ° C. to obtain a single yarn fineness. Of 4.58 dtex and 220 dtex / 48 filaments of conductive six-leaf cross-section fibers were obtained. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG.
得られた繊維を、パイル密度150000本/(2.54cm)2、パイル長5mm、生地幅15mmのパイルテープとして製織した後、直径6mmの金属シャフトに螺旋状に巻き付けて、帯電ブラシを作成した。その後、100℃の飽和蒸気で5分間、開繊のための熱処理を施した。 The obtained fibers were woven as a pile tape having a pile density of 150,000 pieces / (2.54 cm) 2 , a pile length of 5 mm, and a fabric width of 15 mm, and then spirally wound around a metal shaft having a diameter of 6 mm to prepare a charging brush. . Thereafter, heat treatment for opening was performed with saturated steam at 100 ° C. for 5 minutes.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。 Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
なお、表2に示すように、繊維の単繊維繊度nは4.58であり、その密度ρは1.240であるため、上述の(1)式の右辺の値は11.93となり、結局(1)式は
R≧11.93
という関係になるが、表2に示すようにRの値は14.55で、上式を満足するものであった。
As shown in Table 2, since the single fiber fineness n of the fiber is 4.58 and the density ρ is 1.240, the value on the right side of the above equation (1) is 11.93. Formula (1) is R ≧ 11.93.
However, as shown in Table 2, the value of R was 14.55, which satisfied the above formula.
また、表1に示すように、R/rの値は2.3355と、(5)式を満足するものであり、M/Nの値は1.2144と、(6)式を満足するものであった。
さらに、上記の単繊維繊度nが4.58であることと、密度ρが1.240であることとによれば、上述の(7)式の右辺の値は88.5となり、結局(7)式は
S≧88.5
という関係になるが、表2に示すようにSの値は128.71で、(7)式を満足するものであった。
Moreover, as shown in Table 1, the value of R / r is 2.3355, which satisfies the formula (5), and the value of M / N is 1.2144, which satisfies the formula (6). Met.
Furthermore, according to the single fiber fineness n being 4.58 and the density ρ being 1.240, the value on the right side of the above equation (7) is 88.5, and eventually (7 ) Where S ≧ 88.5
However, as shown in Table 2, the value of S was 128.71, which satisfied Expression (7).
以上により、実施例7のブラシは、クリーニング評価値の高いものであった。 As described above, the brush of Example 7 had a high cleaning evaluation value.
実施例8〜9(6葉)
実施例8においては、紡糸温度を表2に示すようにした。実施例9においては、紡糸温度と冷却風温度とを表1に示すようにした。そして、それ以外は実施例7と同様にして、導電性繊維を得た。またクリーニングブラシを作成した。
Examples 8-9 (6 leaves)
In Example 8, the spinning temperature was set as shown in Table 2. In Example 9, the spinning temperature and cooling air temperature were as shown in Table 1. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the conductive fiber. A cleaning brush was also created.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合も、実施例7と同様に、表2に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニング評価値の高いものであった。
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in Example 7, as shown in Table 2, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M The value of / N satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). For this reason, the cleaning evaluation value was high.
実施例10(3葉)
紡糸口金として、図1(b)に示すような細めの三方の放射状を呈するスリット形状のものを用い、冷却風温度を表7に示すようにした。そして、それ以外は実施例7と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する3葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図1(B)に示されるものであった。
Example 10 (3 leaves)
As the spinneret, a slit-shaped one having three narrow radial shapes as shown in FIG. 1B was used, and the cooling air temperature was set as shown in Table 7. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the 3 leaf cross-section fiber which has the conductivity of 220 dtex / 48 filament. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG.
また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合も同様に、表2に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニング評価値の高いものであった。
A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
Similarly in this case, as shown in Table 2, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and the value of M / N is The expression (6) is satisfied, and the value of S satisfies the expression (7). For this reason, the cleaning evaluation value was high.
実施例11(4葉)
紡糸口金として、図2(b)に示す細めの四方の放射状を呈するスリット形状のものを用いた。そして、それ以外は実施例10と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、導電性を有する4葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図2(B)に示されるものであった。また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
Example 11 (4 leaves)
As the spinneret, a slit-shaped one having a narrow four-sided radial shape shown in FIG. 2B was used. And otherwise, it carried out similarly to Example 10, and obtained the 4-leaf cross-section fiber which has the conductivity of 220 dtex / 48 filament. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG. A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合も同様に、表2に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニング評価値の高いものであった。
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
Similarly in this case, as shown in Table 2, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and the value of M / N is The expression (6) is satisfied, and the value of S satisfies the expression (7). For this reason, the cleaning evaluation value was high.
実施例12(6葉細繊度)
図3(b)に示すような細めの六方の放射状を呈するスリット形状の紡糸孔を96個有する紡糸口金を用い、紡糸温度、冷却風温度、延伸倍率、弛緩熱処理時間を表2に示すようにした。そして、それ以外は実施例7と同様にして、単糸繊度が2.29デシテックスで、220デシテックス/96フィラメントの、導電性を有する6葉断面繊維を得た。繊維断面形状は、図3(B)に示されるものであった。また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
Example 12 (6-leaf fineness)
As shown in Table 2, a spinneret having 96 slit-shaped spinning holes exhibiting a narrow hexagonal radial shape as shown in FIG. 3B is used, and the spinning temperature, cooling air temperature, draw ratio, and relaxation heat treatment time are as shown in Table 2. did. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the 6 leaf cross-section fiber which has the single yarn fineness of 2.29 dtex, and is 220 dtex / 96 filaments which has electroconductivity. The fiber cross-sectional shape was as shown in FIG. A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合は、表2に示すように、繊維の単繊維繊度nは2.29であり、その密度ρは1.240であるため、上述の(1)式の右辺の値は8.44となり、結局(1)式は
R≧8.44
という関係になるが、表1に示すようにRの値は10.29で、上式を満足するものであった。
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as shown in Table 2, since the single fiber fineness n of the fiber is 2.29 and the density ρ is 1.240, the value on the right side of the above equation (1) is 8.44. After all, the formula (1) is R ≧ 8.44
However, as shown in Table 1, the value of R was 10.29, which satisfied the above formula.
また、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであった。
上記の条件を用いると上述の(7)式の右辺の値は62.6となるが、表2に示すようにSの値は91.07で、(7)式を満足するものであった。
Further, the value of R / r satisfies the formula (5), and the value of M / N satisfies the formula (6).
When the above conditions were used, the value on the right side of the above formula (7) was 62.6, but as shown in Table 2, the value of S was 91.07, which satisfied the formula (7). .
以上により、実施例12のブラシは、クリーニング評価値の高いものであった。 As described above, the brush of Example 12 had a high cleaning evaluation value.
比較例4(丸断面)
紡糸口金としてスリット形状が丸形のものを用い、冷却風温度、延伸倍率、弛緩熱処理時間を表2に示すようにした。そして、それ以外は実施例7と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、図5に示すような丸断面形状の導電性繊維を得た。また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
Comparative example 4 (round section)
A spinneret having a round slit shape was used, and the cooling air temperature, the draw ratio, and the relaxation heat treatment time were as shown in Table 2. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the conductive fiber of the round cross-section shape as shown in FIG. 5 of 220 dtex / 48 filament. A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合は、実施例7の場合と同様に(1)式は
R≧11.88
という関係になり、(7)式は
S≧88.5
という関係になるが、表2に示すようにRの値は10.84、Sの値は68.11で、上式を満足するものではなかつた。
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in the case of Example 7, the formula (1) is R ≧ 11.88.
(7), S ≧ 88.5
However, as shown in Table 2, the value of R was 10.84 and the value of S was 68.11, which did not satisfy the above equation.
このため、クリーニング評価値の低いものであった。 For this reason, the cleaning evaluation value was low.
比較例5(三角断面)
紡糸口金として、スリット形状が三角のものを用い、また紡糸温度及び冷却風温度を表2に示すようにした。そして、それ以外は実施例7と同様にして、220デシテックス/48フィラメントの、図6に示すような三角断面形状の導電性繊維を得た。また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
Comparative Example 5 (triangular section)
A spinneret having a triangular slit shape was used, and the spinning temperature and cooling air temperature were as shown in Table 2. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the conductive fiber of the triangular cross-section shape as shown in FIG. 6 of 220 dtex / 48 filament. A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合に、Rの値は(1)式を満足したものの、R/rの値は(5)式を満足するものではなく、またSの値も(7)式を満足するものではなかった。このため、クリーニング評価値の低いものであった。
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, although the value of R satisfied the expression (1), the value of R / r did not satisfy the expression (5), and the value of S did not satisfy the expression (7). . For this reason, the cleaning evaluation value was low.
比較例6(6葉芯鞘の複合)
カーボンブラックが配合されていない相対粘度2.50のナイロン6(A)のチップと、カーボンブラックを35質量%含有する相対粘度1.95のナイロン6(B)のチップとを用い、それぞれをエクストルーダー型溶融押出機に供給し、6葉の芯鞘構造の単糸を紡糸することができる複合紡糸装置を用いて紡糸を行うことで、図7に示すように、導電性を有しないナイロン6(A)が芯部に配されるとともに導電性を有するナイロン6(B)が鞘部に配された6葉の芯鞘構造の複合単繊維を得た。この複合単繊維は、芯鞘全体でカーボンブラックを22.00質量%含有するものであった。このとき、冷却風温度、延伸倍率、弛緩熱処理時間は表2に示す通りとし、それ以外は実施例7と同様にした。これにより、220デシテックス/48フィラメントの、6葉断面形状の導電性複合繊維を得た。
Comparative Example 6 (composite of 6-leaf core sheath)
Using a nylon 6 (A) tip with a relative viscosity of 2.50 not containing carbon black and a tip of nylon 6 (B) with a relative viscosity of 1.95 containing 35% by mass of carbon black, Nylon 6 having no electrical conductivity as shown in FIG. 7 by spinning using a compound spinning device which can be fed to a rudder type melt extruder and spun a single yarn having a 6-leaf core-sheath structure. A composite single fiber having a 6-leaf core-sheath structure in which (A) is disposed in the core and nylon 6 (B) having conductivity is disposed in the sheath was obtained. This composite single fiber contained 22.00% by mass of carbon black in the entire core sheath. At this time, the cooling air temperature, the draw ratio, and the relaxation heat treatment time were as shown in Table 2, and the others were the same as in Example 7. As a result, a conductive composite fiber having a six-leaf cross-section of 220 dtex / 48 filaments was obtained.
また実施例7と同様にしてクリーニングブラシを作成した。
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表2に示す。
この場合は、Rの値は(1)式を満足し、R/rの値は(5)式を満足し、M/Nの値は(6)式を満足し、Sの値は(7)式を満足していた。しかし、印刷枚数が増加するにつれて、クリーニング性が劣化した。その原因を見つけるために、繊維の断面を観察したところ、芯鞘構造の芯と鞘の中心にずれが生じているものが認められた。このように中心にずれが生じると、導電性部分の各葉部の抵抗値が異なってしまうことになり、抵抗値が低い部分は、トナーを取り込んでもブラシに印加した電圧によりトナーを逆極性に帯電し中間転写ドラム上に吐き出してしまうことになった。そのため結果としてクリーニング性能が低いものとなった。
A cleaning brush was prepared in the same manner as in Example 7.
Table 2 shows the properties of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), the value of M / N satisfies the expression (6), and the value of S is (7 ) Was satisfied. However, the cleaning properties deteriorated as the number of printed sheets increased. In order to find the cause, the cross section of the fiber was observed, and it was found that the core of the core-sheath structure was shifted from the center of the sheath. If the center shifts in this way, the resistance value of each leaf portion of the conductive portion will be different, and the portion with a low resistance value will have the opposite polarity due to the voltage applied to the brush even if the toner is taken in. It was charged and discharged onto the intermediate transfer drum. As a result, the cleaning performance was low.
クリーニングブラシに関する実施例7〜10及び比較例4〜6についての上記の結果から明らかなように、実施例12の6葉断面の細繊度の繊維を用いたブラシが、クリーニング安定性が最も良好であった。3葉断面糸や4葉断面糸は6葉断面糸に比べて若干性能が劣るものであったが、比較例4〜6のものよりは格段に性能が優れていた。 As is clear from the above results for Examples 7 to 10 and Comparative Examples 4 to 6 regarding the cleaning brush, the brush using the fine fiber of the six-leaf cross section of Example 12 has the best cleaning stability. there were. The three-leaf cross-section yarn and the four-leaf cross-section yarn were slightly inferior to the six-leaf cross-section yarn, but the performance was remarkably superior to those of Comparative Examples 4-6.
<クリーニングブラシの実施例・比較例−2、トナー供給ブラシの実施例・比較例>
次に帯電ロールのクリーニングに用いられるクリーニングブラシの実施例、比較例と、トナー供給ブラシの実施例、比較例とを説明する。
<Examples and Comparative Examples of Cleaning Brush-2, Examples and Comparative Examples of Toner Supply Brush>
Next, examples and comparative examples of the cleaning brush used for cleaning the charging roll, and examples and comparative examples of the toner supply brush will be described.
実施例13(6葉)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。また冷却風温度を表3に示すように設定した。そして、それ以外は実施例7と同様にして、導電性繊維を得た。
Example 13 (6 leaves)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. The cooling air temperature was set as shown in Table 3. And otherwise, it carried out similarly to Example 7, and obtained the conductive fiber.
得られた繊維を、パイル密度200000本/(2.54cm)2、パイル長5mm、生地幅15mmのパイルテープとして製織した後、直径6mmの金属シャフトに螺旋状に巻き付けて、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとをそれぞれ作成した。その後、100℃の飽和蒸気で5分間、開繊のための熱処理を施した。 The obtained fibers were woven as a pile tape having a pile density of 200,000 pieces / (2.54 cm) 2 , a pile length of 5 mm, and a fabric width of 15 mm, and then spirally wound around a metal shaft having a diameter of 6 mm to supply a cleaning brush and toner. Each brush was created. Thereafter, heat treatment for opening was performed with saturated steam at 100 ° C. for 5 minutes.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。 Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
実施例7に比べてカーボンブラックの濃度が変化したために、(1)式と(7)式の右辺の値がそれぞれ実施例1などの場合と同様になり、実施例7の場合に比べて若干変化した。すなわち、(1)式及び(7)式は
R≧11.88
S≧88.2
となった。しかし、実施例7と同様に、表3に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニングブラシのクリーニング評価値やトナー供給ブラシの画像評価値の高いものであった。
Since the concentration of carbon black has changed compared to Example 7, the values on the right side of Equations (1) and (7) are the same as in Example 1 and are slightly different from those in Example 7. changed. That is, the formulas (1) and (7) are R ≧ 11.88
S ≧ 88.2
It became. However, as in Example 7, as shown in Table 3, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M / N The value of satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). Therefore, the cleaning evaluation value of the cleaning brush and the image evaluation value of the toner supply brush are high.
実施例14(6葉)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。また紡糸温度を表3に示すように設定した。そして、それ以外は実施例8と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Example 14 (6 leaves)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. The spinning temperature was set as shown in Table 3. And otherwise, it carried out similarly to Example 8, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合も、実施例8と同様に、表3に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニングブラシのクリーニング評価値やトナー供給ブラシの画像評価値の高いものであった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in Example 8, as shown in Table 3, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M The value of / N satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). Therefore, the cleaning evaluation value of the cleaning brush and the image evaluation value of the toner supply brush are high.
実施例15(6葉)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。また冷却風温度を表3に示すように設定した。そして、それ以外は実施例9と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Example 15 (6 leaves)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. The cooling air temperature was set as shown in Table 3. And otherwise, it carried out similarly to Example 9, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合も、実施例9と同様に、表3に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニングブラシのクリーニング評価値やトナー供給ブラシの画像評価値の高いものであった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in Example 9, as shown in Table 3, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M The value of / N satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). Therefore, the cleaning evaluation value of the cleaning brush and the image evaluation value of the toner supply brush are high.
実施例16(3葉)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。そして、それ以外は実施例10と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Example 16 (three leaves)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. And otherwise, it carried out similarly to Example 10, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合も、実施例10と同様に、表3に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニングブラシのクリーニング評価値やトナー供給ブラシの画像評価値の高いものであった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
Also in this case, as in Example 10, as shown in Table 3, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M The value of / N satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). Therefore, the cleaning evaluation value of the cleaning brush and the image evaluation value of the toner supply brush are high.
実施例17(4葉)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。そして、それ以外は実施例11と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Example 17 (4 leaves)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. And otherwise, it carried out similarly to Example 11, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合も、実施例11と同様に、表3に示すようにRの値は(1)式を満足するものであり、R/rの値は(5)式を満足するものであり、M/Nの値は(6)式を満足するものであり、Sの値は(7)式を満足するものであった。このためクリーニングブラシのクリーニング評価値やトナー供給ブラシの画像評価値の高いものであった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
Also in this case, as in Example 11, as shown in Table 3, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), and M The value of / N satisfies the formula (6), and the value of S satisfies the formula (7). Therefore, the cleaning evaluation value of the cleaning brush and the image evaluation value of the toner supply brush are high.
比較例7(丸形断面)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。そして、それ以外は比較例4と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Comparative Example 7 (round cross section)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. And otherwise, it carried out similarly to the comparative example 4, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合は、実施例13の場合と同様に(1)式は
R≧11.88
という関係になり、(7)式は
S≧88.2
という関係になるが、表3に示すようにRの値は10.84、Sの値は68.11で、上式を満足するものではなかった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, as in the case of Example 13, the formula (1) is R ≧ 11.88.
(7) is expressed as S ≧ 88.2.
However, as shown in Table 3, the value of R was 10.84 and the value of S was 68.11, which did not satisfy the above equation.
このため、クリーニング評価値、画像評価値の低いものであった。 For this reason, the cleaning evaluation value and the image evaluation value were low.
比較例8(三角断面)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。そして、それ以外は比較例5と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Comparative Example 8 (triangular cross section)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. And otherwise, it carried out similarly to the comparative example 5, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合に、Rの値は(1)式を満足したものの、R/rの値は(5)式を満足するものではなく、またSの値も(7)式を満足するものではなかった。このため、クリーニング評価値、画像評価値の低いものであった。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, although the value of R satisfied the expression (1), the value of R / r did not satisfy the expression (5), and the value of S did not satisfy the expression (7). . For this reason, the cleaning evaluation value and the image evaluation value were low.
比較例9(6葉芯鞘の複合)
表3に示すように、カーボンブラック濃度が24.00質量%になるように調整した。そして、それ以外は比較例6と同様にして、導電性繊維を得た。また、実施例13と同様にして、クリーニングブラシとトナー供給ブラシとを作成した。
Comparative Example 9 (composite of 6-leaf core sheath)
As shown in Table 3, the carbon black concentration was adjusted to 24.00% by mass. And otherwise, it carried out similarly to the comparative example 6, and obtained the conductive fiber. In the same manner as in Example 13, a cleaning brush and a toner supply brush were prepared.
得られた導電性繊維及びブラシの特性を表3に示す。
この場合は、Rの値は(1)式を満足し、R/rの値は(5)式を満足し、M/Nの値は(6)式を満足し、Sの値は(7)式を満足していた。しかし、クリーニングブラシ及びトナー供給ブラシとして、印刷枚数が増すにつれて、実施例13〜17と比較して印刷画像に劣化が認められた。これは、芯鞘構造の芯と鞘の中心にずれが生じているものが存在することによる各葉部の抵抗値斑が原因であると推察される。また、これらのブラシとしては、ブラシを構成する繊維の先端部の寄与も大きく、繊維が複合構造であるために導電性部分と非導電性部分とが混在していることも原因していると推察される。
Table 3 shows the characteristics of the obtained conductive fibers and brushes.
In this case, the value of R satisfies the expression (1), the value of R / r satisfies the expression (5), the value of M / N satisfies the expression (6), and the value of S is (7 ) Was satisfied. However, as the cleaning brush and the toner supply brush, as the number of printed sheets increased, the printed image deteriorated as compared with Examples 13-17. This is presumed to be caused by unevenness in the resistance value of each leaf portion due to the presence of a shift between the core of the core-sheath structure and the center of the sheath. Also, as these brushes, the contribution of the tips of the fibers that make up the brushes is also large, and because the fibers have a composite structure, it is also caused by the mixture of conductive parts and non-conductive parts Inferred.
クリーニングブラシ及びトナー供給ブラシに関する実施例13〜17及び比較例7〜9についての上記の結果から明らかなように、比較例のものよりも実施例のものの方がクリーニング性能、画像品質とも良好であった。また、3葉断面糸や4葉断面糸よりも6葉断面糸の方が若干性能が上であった。 As is clear from the above results for Examples 13 to 17 and Comparative Examples 7 to 9 regarding the cleaning brush and the toner supply brush, the cleaning performance and image quality of the example were better than those of the comparative example. It was. Further, the performance of the 6-leaf cross-section yarn was slightly higher than that of the 3-leaf cross-section yarn and 4-leaf cross-section yarn.
Claims (13)
1.2r≦R≦2.0r・・・(2)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径である。
1.2N≦M≦2.0N・・・(3)
ただし、M:葉部における底辺の長さ、N:葉部の高さ(H)の1/2の位置(H/2)において底辺と平行にひいた辺の長さである。 A multifilament made of a thermoplastic resin containing conductive fine particles, and the single fiber constituting the multifilament is a fiber made of only a thermoplastic resin containing conductive fine particles, and is in the longitudinal direction of the fiber. That the cross-sectional shape cut vertically is a multi-leaf cross-sectional shape of three or more leaves, and the multi-leaf cross-sectional shape of the single fiber constituting the multifilament satisfies the following formulas (1), (2), and (3) Characteristic conductive multileaf fiber.
1.2r ≦ R ≦ 2.0r (2)
Here, r is the radius of the inscribed circle, and R is the radius of the circumscribed circle.
1.2N ≦ M ≦ 2.0N (3)
However, M is the length of the base in the leaf portion, and N is the length of the side that is parallel to the base at a position (H / 2) that is 1/2 of the height (H) of the leaf portion.
2.0r≦R≦3.5r・・・(5) 2.0r ≦ R ≦ 3.5r (5)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径である。Here, r is the radius of the inscribed circle, and R is the radius of the circumscribed circle.
0.5N≦M≦1.5N・・・(6) 0.5N ≦ M ≦ 1.5N (6)
ただし、M:葉部における底辺の長さ、N:葉部の高さ(H)の1/2の位置(H/2)において底辺と平行にひいた辺の長さである。However, M is the length of the base in the leaf portion, and N is the length of the side that is parallel to the base at a position (H / 2) that is 1/2 of the height (H) of the leaf portion.
2.0r≦R≦3.5r・・・(5) 2.0r ≦ R ≦ 3.5r (5)
ただし、r:内接円の半径、R:外接円の半径である。Here, r is the radius of the inscribed circle, and R is the radius of the circumscribed circle.
0.5N≦M≦1.5N・・・(6) 0.5N ≦ M ≦ 1.5N (6)
ただし、M:葉部における底辺の長さ、N:葉部の高さ(H)の1/2の位置(H/2)において底辺と平行にひいた辺の長さである。However, M is the length of the base in the leaf portion, and N is the length of the side that is parallel to the base at a position (H / 2) that is 1/2 of the height (H) of the leaf portion.
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