JP6332615B2 - ポリアミドイミド樹脂及びそれを用いたシームレスベルト - Google Patents
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Description
すなわち本発明は以下のとおりである。
本発明のポリアミドイミド樹脂は、一般式(1)で表される構成単位を該ポリアミドイミド樹脂中の全構成単位を100モル%としたときに10〜90モル%含有することを特徴とする。一般式(1)の構成単位を含有することにより、ポリアミドイミド樹脂本来の耐熱性や耐摩耗性を損なうことなく、柔軟で強靭な皮膜を形成し、吸水、吸湿性が低下して難燃性が向上する。更にはN−メチル−2−ピロリドンやN,N−ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶剤だけでなくγ−ブチロラクトンのような吸湿性の低い溶剤で重合することができるようになる。
本発明では酸成分の一部に、トリメリット酸無水物由来の構成単位と、一般式(2)で示される多価カルボン酸二無水物由来の構成単位とを含むことが好ましく、より好ましくは、ポリアミドイミド樹脂に共重合していることである。一般式(2)で示される多価カルボン酸二無水物由来の構成単位を適量範囲で導入することにより、ポリアミドイミド樹脂本来の耐熱性や耐摩耗性を損なうことなく、柔軟で強靭な皮膜を形成し、吸水、吸湿性が低下して難燃性が向上する。更にはN−メチル−2−ピロリドンやN,N−ジメチルアセトアミドのようなアミド系溶剤だけでなくγ−ブチロラクトンのような吸湿性の低い溶剤で重合することができるようになる。その理由は、一般式(2)で示される多価カルボン酸二無水物が屈曲性に優れた構造を有しているうえ比較的分子量が大きく、且つ酸無水物であることから分子中のアミド結合量が低下するためであると考えられる。
本発明のポリアミドイミド樹脂のジアミン成分としては、ジイソシアネートまたはジアミンが挙げられる。ジアミン成分を、ジイソシアネートとして例示するが、ジイソシアネートに対応するジアミンであってもよい。
一般に、ポリアミドイミド樹脂は酸クロリド法や直接法、ジイソシアネート法によって製造することができるが、ジイソシアネート法のほうが安価で工業的に優位である。
本発明のポリアミドイミド樹脂は、溶剤中で酸成分とイソシアネート成分を溶解、60℃〜200℃、好ましくは80℃〜150℃に加熱、攪拌することによって得られる。この時、酸成分とイソシアネート成分の比率(モル比)は100:91〜100:109の範囲であることが好ましい。この範囲から外れると、分子量が十分に上がらず機械的強度が不足したり、重合中にゲル化したりするおそれがある。
このようにして得られた本発明のポリアミドイミド樹脂の用途は特に制限されないが、最も有用な用途は電子写真複写機やレーザープリンターに用いられているトナーを転写したり、紙を搬送するシームレスベルトである。
実施例及び比較例で試験された導電性成形品は以下の方法で作製したものである。
実施例及び比較例で合成したポリアミドイミド樹脂溶液にラーベン780(コロンビアカーボン社製)を固形分比で25%配合して、3本ロールミルに2回通して分散させた。これらの分散液を直径150mmの円筒金型の内側に流して200回転/分で回転させながら100℃で30分、次いで220℃で5時間乾燥させた後、金型から脱着して厚みが約0.1mmのシームレスベルトを作製した。
尚、実施例に示される測定値は以下の方法で測定した値である。
ポリアミドイミド樹脂溶液をガラス容器に充填、密閉して25℃の雰囲気で24時間静置した時の溶解状態を目視で判定した。
○:透明状態を維持している
×:不透明〜固化
0.5gの乾燥したポリアミドイミド樹脂を100mlのN−メチル−2−ピロリドンに溶解し、ウベローデ型粘度管を用い、30℃の恒温漕に30分以上浸漬した後測定した値を下記式に従って計算した。
ηinh(dl/g)=ln(t/t0)
t:ポリアミドイミド溶液の通過秒数、t0:N−メチル−2−ピロリドンの通過秒数
導電性成形品を東洋ボールドウイン社製引張試験機を用いて引張速度20mm/分で測定した。
導電性成形品をJIS K7128−1(トラウザー引き裂き法)の条件に従って測定した。
導電性成形品約1gを精秤し(w0)、これを25℃の水中に24時間浸漬した後、再度精秤し(w1)次式により求めた。
吸水率(%)=[(w1−w0)/w1]×100
導電性成形品を4mm幅の短冊にして一方の端に3gの荷重をかけ、室温で測定雰囲気を40%RHと65%RHにして各々の寸法変化を測定した。
冷却管と窒素導入口のついた4ツ口フラスコにトリメリット酸無水物(TMA)0.8モル、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸二無水物(BISDA)0.2モル、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)0.99モル、ジアザビシクロウンデセン(DBU)0.005モルを固形分濃度が20%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とともに仕込み、90℃に昇温しながら3時間、さらに120℃に昇温しながら3時間攪拌して重合を行った。特性を表1に示す。
実施例1と同様の容器にTMA0.6モル、BISDA0.4モル、MDI0.99モル、フッ化カリウム(KF)0.01モルを固形分濃度が20%となるようにNMPと共に仕込み、90℃に昇温しながら2時間、120℃に昇温しながら1時間、更に180℃に昇温しながら3時間攪拌して重合を行った。特性を表1に示す。
実施例2のポリアミドイミド樹脂の合成例のうちNMPをγ−ブチロラクトン(GBL)に変え、90℃に昇温しながら2時間、120℃に昇温しながら1時間、さらに150℃に昇温しながら2時間撹拌して重合を行った。特性を表1に示す。
実施例1と同じような容器にTMA0.2モル、BISDA0.8モル,MDIを1モル、KF0.01モルを固形分濃度が20%となるようにNMPと共に仕込み、90℃に昇温しながら2時間、120℃に昇温しながら1時間、更に180℃に昇温しながら3時間撹拌を続けて重合した。特性を表1に示す。
実施例1で作製したポリアミドイミド樹脂溶液100質量部に対し、カーボンブラック(ConductexSC Ultra;コロンビヤン・カーボン日本製)を樹脂固形分100重量部に対し400重量部加え、ボールミルで1時間(25℃)十分混合しカーボンブラックのマスターバッチを得た。これに分散に用いた樹脂と同じものを加え、ポリアミドイミド樹脂/カーボンブラック=95/5(固形分質量比)となるよう混合した。
このカーボンブラック含有ワニスを以下の手順でシームレスベルトにした。円筒状のシリンダーで内周面が鏡面仕上げされたものと円筒状シリンダーの幅に相対する長さのスリット状出口を持つ塗工機を用意した。シリンダーをゆっくり回転させながら、その内周面にカーボンブラック含有ワニスを供給した。ワニスの供給が終わってから、シリンダーの回転速度を上げ全体を均一にした後100℃〜120℃で30分乾燥させた後、加熱を停止し、常温に冷却し回転を止め、自己支持性のあるシームレスベルトを得た。このシームレスベルトを該シリンダーから剥離し、次いで該ベルト状物の内径より約3%小さい外径を有する棒体を該ベルト状物に挿入した後、別の加熱装置に入れて、徐々に温度を上げながら200℃で40分間、250℃で120分間加熱して導電剤を含有するシームレスベルトを得た。厚みはトータルで約100ミクロンであった。このシームレスベルトの特性を表2に示す。
ポリアミドイミド樹脂/カーボンブラック=75/25(固形分質量比)と変更した以外は、実施例5と同様にシームレスベルトを得た。このシームレスベルトの特性を表2に示す。
実施例1の重合に用いたのと同じような容器に、TMA0.05モル、BISDA0.95モル、MDI1.01モル、KF0.01モルを固形分濃度が20%となるようにγ−ブチロラクトンと共に仕込み、90℃に昇温しながら2時間、120℃に昇温しながら1時間、180℃に昇温しながら3時間撹拌を続けて重合した。このポリアミドイミド樹脂溶液は重合途中から濁りはじめ、溶解性が悪かったため導電性成形品は作製せず、特性も評価できなかった。
実施例1の重合に用いたのと同じような容器に、TMA1.0モル、MDI0.99モル、KF0.005モルを固形分濃度が20%となるように仕込み、90℃に昇温しながら2時間、120℃に昇温しながら3時間撹拌を続けて重合した。特性を表1に示す。
比較例2で得たポリアミドイミド樹脂溶液を用い、実施例5と同様の方法でシームレスベルトを得た。この評価結果を表2に示す。
Claims (5)
- 下記一般式(1)で表される構成単位を10〜90モル%含有するポリアミドイミド樹脂と、帯電防止剤とを含有する導電性樹脂組成物。
- ポリアミドイミド樹脂がトリメリット酸無水物由来の構成単位と、下記一般式(2)で表される多価カルボン酸二無水物由来の構成単位と、ジイソシアネート又はジアミン由来の構成単位とを含み、かつポリアミドイミド樹脂中の酸成分由来の構成単位の合計を100モル%としたときに、一般式(2)で示される多価カルボン酸二無水物由来の構成単位が10〜90モル%であることを特徴とする請求項1に記載の導電性樹脂組成物。
- ジイソシアネート又はジアミン由来の構成単位が、芳香族ジイソシアネート又は芳香族ジアミン由来の構成単位であることを特徴とする請求項2に記載の導電性樹脂組成物。
- 帯電防止剤がカーボンブラックであり、ポリアミドイミド樹脂とカーボンブラックの配合比(質量比〔カーボンブラック/ポリアミドイミド樹脂〕)が、5/95〜30/70であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の導電性樹脂組成物を含有するシームレスベルト。
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