JPH0557815A - シームレス状導電性ベルトとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性フィラーを含む有機高分子材料をチュ
ーブ状に押出成膜し円周方向に延伸され表面精度，寸法
精度が優れたシームレス状導電性フイルムを軸方向と直
角方向に所定長さに切断されたシームレス状導電性ベル
トとその製造法を提供する。 【構成】 本発明はシームレス状導電性ベルト、例えば
導電性フィラーを含む有機高分子材料を、スクリューと
押出機ヘッドとの間にフイルターを配した環状押出機で
溶融押出し、次いで冷却水が循環するサイジング筒状体
を通して成膜したチューブ状導電性フイルムを円周方向
に延伸した後、軸方向と直角方向に所定長さに切断する
ことにより製造されるものである。こうすることによっ
て表面精度，寸法精度が優れ体積電気抵抗値が１０^６Ω
ｃｍ以下の範囲の導電性ベルトを製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面精度の優れたシーム
レス状導電性ベルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ機器等に用いられる機能性ベルト、
例えば複写機に用いる感光ベルト、転写ベルト等は最近
では各種有機高分子材料からなるものが現われ、押出成
型法等によりシームレス状に作製されている。しかし乍
ら、これらのベルトに良好なる導電性、例えば体積電気
抵抗値１０^６Ω・ｃｍ以下の値を付与しようとした場
合、通常の押出成型法ではフィラーの添加量が増加する
と共に表面精度や寸法精度が不十分に成り易く、このた
め遠心成型法等により表面精度、寸法精度等を高めてい
る現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】しかし乍ら遠心成型
法よりも押出成型法の方が生産工率が良好であり、この
ため本発明者らは押出成型法により導電性シームレス状
のベルトを作成すべく種々検討し遂に本発明に到達し
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは導電性フィラーを配合してなる有機高分子材
料をチューブ状に押出成膜し、軸方向と直角の方向に所
定長さに切断して得られたベルトであって、当該ベルト
の体積電気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の範囲にある点
にあり、更にその特徴とするところはシームレス状導電
性ベルトを製造するに際し、導電性フィラーを含む有機
高分子材料を、スクリューとヘッドとの間に１０〜４０
μｍメッシュのフィルターを装着してなる環状押出機に
供給して溶融押出し、次いで０〜９０℃の冷却水が循環
するサイジング筒状体を通すことにより成膜してなるチ
ューブ状フィルムを少なくとも円周方向に２〜１０％延
伸した後、軸方向と直角の方向に所定長さに切断した点
にある。

【０００５】次に課題を解決するための手段を更に詳述
することにする。本発明における有機高分子材料とは特
に制限はないが、例えばポリエーテルサルフォン、ポリ
カーボーネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリサルフォ
ン、ポリパラバン酸、フッ素系樹脂、熱可塑性ポリイミ
ド等の熱可塑性樹脂、その他の押出成膜可能な各樹脂等
を例示できる。

【０００６】導電性フィラーとしては導電性、半導電性
等ならば特に制限はないが、ケッチェンブラック（コン
タクティブファーネス系カーボンブラック）、アセチレ
ンブラック等のカーボンブラック、酸化第２錫、酸化イ
ンジウム等の導電性、半導電性の微粉末を例示でき、特
に制限はない。かかる導電性フィラーの配合量は特に制
限されず、体積電気抵抗値に応じ適宜選択すればよい
が、通常では使用原料の全重量に対し１０〜４５重量％
程度配合すればよい。

【０００７】本発明では、有機高分子材料及び導電性フ
ィラーの他に必要に応じて適当な成分を配合してもよ
い。例えば、有機高分子材料と導電性フィラーをブレン
ドをし易くするために、例えば、ワックス、シリコンオ
イル、ポリカーボーネート系オリゴマー等の滑剤を適宜
量配合できる。滑剤は、通常は使用原料の全重量に対
し、例えば０．５〜１．５重量％程度配合されるが、滑
剤を用いなくてもよいことは勿論である。

【０００８】本発明の半導電性ベルトは、例えば以下の
ようにして製造できる。

【０００９】まず上記各原料をブレンドする。ブレンド
する方法としては特に制限はないが、例えば、ミキシン
グブレンド法を挙げることができる。ミキシングブレン
ドに使用するミキサーとしては特に制限はないが、導電
性カーボンを均一に分散させることを考慮すると、例え
ば二軸スクリューを有する押出機等が好ましい。こうし
てミキシングブレンドされた原料は、通常ペレット状に
押出される。ブレンドされた原料、例えば前記のように
ペレッ卜状に形成された原料は、未絶乾の状態では成膜
時に発泡する恐れがあるので、必要ならば水分率が０．
５重量％程度以下となるように除湿乾燥させてもよい。
また、ミキシング及びペレット化を、窒素ガス、炭酸ガ
ス等の反応性の乏しいガスや、ヘリウムガス等の不活性
ガスの置換雰囲気下で行なうと、有機高分子材料の分子
量変動が抑えられ、好ましい場合が多い。なおミキシン
グブレンドにより、得られるペレットの体積電気抵抗値
が変動する場合があるので注意を要する。こうして得ら
れた配合物は前記したと同様の反応性の乏しいガスや不
活性ガス中で乾燥せしめると一層望ましい場合が多い。

【００１０】次いで、ブレンドされ、必要ならばペレッ
ト化された原料をチューブ状フィルムに成膜する。本発
明にいうフィルムには、シート状等の厚手のものも包含
される。成膜方法は特に制限されないが、環状ダイスか
らの押出し成膜法が好ましい。環状ダイスから押出し成
膜する際、定径、定厚等の寸法精度を得るためには、イ
ンサイド若しくはアウトサイドマンドレル等のサイジン
グ部により規制するのが望ましい。こうしたサイジング
部の冷却温度は特に重要であり、冷却水の温度、サイジ
ング部の材質等を樹脂の種類や電気抵抗値、膜厚等に合
せて慎重に選ぶことが望ましい。このような選択によっ
てチューブの成膜性を向上させると同時にサイジング部
表面に付着する分解モノマーの付着量を低減できる等好
ましい場合が多い。本発明に係る製造方法においてはサ
イジング筒状体に循環する冷却水の温度は０〜９０℃、
好ましくは２０〜４５℃が望ましい。押出されたチュー
ブ状フィルムは、折り目がつかない状態で引き取るのが
好ましい。例えば、軟質の押え爪部を有するキャタピラ
ーコンベア一対を用いて、折り目が残らない程度に軽く
押え付けながら引き取るキャタピラー方式が好ましい方
法として例示できる。引き取りは、このようにチューブ
との接触面積を多くして、折り目がつかないように引き
取るいわゆる長時間隔保持方式が望ましい場合が多い。

【００１１】得られるフィルムの体積電気抵抗値は、主
にブレンドする導電性フィラーの量によって決定される
が、フィルム各部の体積電気抵抗値は成膜条件によって
も相当に変動する。従って、体積電気抵抗値を所定の値
にコントロールし、且つフィルム各部の体積電気抵抗値
の変動幅を一定値以内にするためには、成膜条件に充分
な注意を要する。例えば押出し成膜を行なう際には、ブ
レンドされた原料の流動性、粘度等や、押出し機内でか
かる圧力、その他の要因により変動する場合があるの
で、スクリュー形状、押出し量、温度制御等を精度良く
行なうことが望ましい。

【００１２】殊に、この体積電気抵抗値の変動は、一般
に押出し方向（チューブの軸方向）に対し直角方向（チ
ューブの円周方向）に大きくなる傾向を示すので、押出
し時、例えば環状ダイスにおける温度コントロールを細
部に行なうのが好ましい。例えば、ダイスの円周方向に
段階的にコントロールを行なうのが良い。より具体的に
は、例えば、ダイス内での樹脂温度を±１℃程度、さら
には±０．５℃程度の精度でコントロールすることによ
り、体積電気抵抗値の変動が少ないフィルムを成膜でき
る。

【００１３】本発明者の研究によれば、良好な電気的特
性を有する継目のない導電性フイルムを得るためには、
フイルムの体積電気抵抗値を１０^６Ω・ｃｍ以下、好ま
しくは１０Ω・ｃｍ以下にすると共に、フィルム各部に
おける体積電気抵抗値の最大値に対する最小値の比（最
小値／最大値）を０．０１以上の範囲、好ましくは前記
比率は０．１以上の範囲を例示できるが、この値は特に
制限はない。

【００１４】またフィルムの厚さの変動も体積電気抵抗
値に影響を与え、ひいては表面電気抵抗値の変動をもた
らす恐れがあるので、厚み精度のコントロールにも注意
を要する。本発明の導電性ベルトは、その外表面の表面
粗度が十点平均粗さで１．０μｍ以下が望ましいが、こ
の値は制限を受けるものでなく必要に応じて、上記以外
の値も採用され得る。

【００１５】より高度な寸法精度が要求される場合に
は、例えば、押出し成膜後、定寸ガイドで規制したり、
延伸を行なう等により寸法精度の向上に適した方法を採
用しても良い。延伸を行なう場合には、縦、横（チュー
ブの軸方向及び円周方向）の延伸倍率の程度により、導
電性カーボンの相互の接触状態の分布が変り、体積電気
抵抗値が変動するので、予め条件を正確に設定しておく
ことが望ましい。延伸倍率は、例えば縦、横各々１０％
程度以下を例示できる。また延伸温度は、９０〜１８０
℃程度を例示できる。

【００１６】導電性フィラーの凝集により、フィルム表
面の平滑性等の表面精度が低下する場合には、有機高分
子材料が溶触状態の時に用いる押出機中のフィルターに
注意を要することもある。かかるフィルターは通常押出
機中のスクリューとヘッドとの間に設けており、好まし
くは１０〜４０μｍメッシュのものを例示できるが、こ
の値は特に制限はない。また、必要に応じ、適当な平滑
性材料、例えば、シリコンオイル、４フッ化エチレン系
重合体等を配合することにより、表面張力が改善され、
表面精度の向上に役立つこともある。平滑性材料の配合
量は特に制限されないが、通常は使用原料の全重量にた
いして０．１〜３．０重量％程度とすれば良い。

【００１７】以上のような条件で製造することにより、
表面電気抵抗値、体積電気抵抗値等のバラツキを少なく
コントロールすることができ、かつ、良好な表面精度、
すなわち表面の平滑性を維持でき、加えて径、厚さ等の
寸法精度に優れたチューブ状フィルムの製造が可能とな
る。勿論電気抵抗値、表面精度、寸法精度等にこだわら
ない場合は、どのようにチューブ状にフィルム化しても
自由であるが、複写機器等における映像機能性ベルト、
メモリー機能、静電コントロール機能、搬送等に用いる
場合は、上記各性能を供えることが望ましい場合が多
い。

【００１８】このようにして得られるチューブ状フィル
ムを、軸方向（機械方向、押出し方向）に対し直角方向
（円周方向）に、所定の長さで順次輪切り状に切断する
ことにより、本発明の継目のない導電性ベルトを得るこ
とができる。ベルトの幅は、切断長さを変えるだけで任
意に調整でき、便利である。

【００１９】つぎに本発明ベルトを、例えば複写機用の
感光ベルト基体として用いる場合の具体例を、図面を参
照しつつ説明する。

【００２０】感光ベルトとしては、本発明で得られた導
電性ベルトを感光ベルト基体１とし、この上に電荷輸送
層３及び電荷発生層４を作製し、更に基体１と電荷輸送
層３との間に電荷の注入を防ぐためのブロッキング層２
を、また電荷発生層４表面を保護するための表面保護層
５を有する構成からなる積層型感光ベルトを例示でき
る。

【００２１】通常の感光ベルト基体には、ポリエステル
系フイルム表面にアルミニウムを蒸着したものが用いら
れるが、この場合の欠点としてアルミニウム蒸着のため
の工数がかかること、さらにはアース用ブラシの接地が
ベルト表面のみに限られるため（ベルト裏面は絶縁）複
写機の設計上不利であることがあげられる。

【００２２】しかしながら本発明における導電性ベルト
を感光ベルト基体とすることによりアルミニウム蒸着と
いったフイルムの二次加工なしに、直接感光ベルト基体
として利用することができ、更にあらゆる部分からアー
ス用ブラシを接地させることができる。

【００２３】本発明はこのように感光ベルトの導電性基
体として用いると最も好ましいが、その他あらゆる方面
に広範な用途が期待され、特に制限を受けるものでな
い。

【００２４】以下本発明を実施例で説明する。

【００２５】

【実施例】

【００２６】実施例１ 高溶融粘土を有するナイロン１２系原料に、ケッチェン
ブラック１６重量％、シリコンオイル０．５重量％添加
し、窒素ガス雰囲気中で２軸スクリューを有する押出機
を用いてミキシングブレンドを行ない、ペレット状の原
料を作製した。このペレット状原料を窒素ガスを循環し
ながら１００〜１２０℃で除湿乾燥し、水分率０．５重
量％以下にした。ついで、ペレット状原料をスクリュー
口とヘッドとの間に度目２０μｍの環状フイルターを装
着し、環状ダイス（スパイラルマンドレル方式）を取り
付けた押出機に供給し、シリンダー温度２１０〜２６０
℃で溶融押出をおこないチューブ状溶融体を押出た後、
約３５℃の冷却水が循環するサイジング筒状体に接触さ
せて冷却し、厚み１００μｍのチューブ状フイルムを成
膜した。チューブ状フイルムはキャタピラー式コンベア
一対を用いて折目が残らない程度軽く押えながら引取
り、引取り折目の無いシームレス状筒状体フイルムを得
た。ついで延伸温度１２５℃、延伸倍率２．５％で円周
方向に延伸した。上記延伸されたシームレス筒状体フイ
ルムは軸方向（押出方向）に対して直角方向（横方向）
に３００ｍｍの長さに切断し、継ぎ目の無い導電性ベル
トを製造した。このベルトは表面精度が優れ、体積電気
抵抗値１０^４Ω・ｃｍ、表面粗度が十点平均粗さ０．６
２μｍあった。この際、体積電気抵抗値の最大値は６．
５×１０^４Ω・ｃｍ、最小値は４．２×１０^４Ω・ｃｍ
で最大値に対する最小値の比は０．６５であった。

【００２７】実施例２ 実施例１で使用したナイロン１２系樹脂を、予め平均粒
子径１００μｍになるように粉砕し、これに白色金属材
料である酸化亜鉛３７ｗｔ％を加え、リボンブレンダー
で混合した。この混合粉体をデシケーター中にて常温で
充分に乾燥した後、振動ボールミル中に投入し充分に撹
拌を行なった。こうして得たナイロン１２系樹脂と酸化
亜鉛との混合粉体を実施例１と同様にしてシームレスベ
ルトを製造した。このベルトは体積電気抵抗値１０^５Ω
・ｃｍ、表面粗度が十点平均粗さ０．８４μｍであり、
ベルト全体が白色であった。

【００２８】実施例３ 実施例１で得た導電性ベルトにディップ方式を用いてブ
ロッキング層、電荷輸送層、電荷発生層、表面保護層の
順に塗布を行ない、複写機用有機感光ベルトを作製し、
その特性値を表１に示す。尚、表１における測定方法は
次の通りである。 感度……ゼログラフィー法に準ずる。 帯電電位……ゼログラフィー法に準ずる。 耐刷性……得られた感光ベルトを複写機に実装し連続し
て複写を行なう場合に実画像が劣化するまでの枚数。 この結果から明らかな様に本発明のシームレス状導電性
ベルトから作製された複写機用有機感光ベルトの感度、
帯電電位、耐刷性等が良好であった。

【００２９】

【表１】

【００３０】一方、従来のアルミニューム蒸着ポリエス
テルフイルムを用いて、同様にして得られる複写機用感
光ベルトはシームレスでなく継目があり、アース用ブラ
シの接地がベルト表面のみに限られるため複写機の設計
上不利ある上に、アルミニューム蒸着といった二次加工
を必要とし、工数がかかり製作上不利であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、導電性フィラーを配合してな
る有機高分子材料を押出成型によって製造されるシーム
レス状導電性フイルムを軸方向と直角方向に所定長さに
切断したシームレス状導電性ベルトであり、その体積電
気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の範囲であって、ＯＡ機
器に用いる機能性ベルト、例えば複写機の感光ベルト、
転写ベルト等に好適なものである。更に、今後あらゆる
方面に広範な用途が期待される。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシームレス状導電性ベ
ルトを用いて成る感光ベルトの断面図。

【符号の説明】

１ 基体 ２ ブロッキング層 ３ 電荷輸送層 ４ 電荷発生層 ５ 表面保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｇ 1/00 Ｂ 7366−3Ｊ // Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 23:22 4Ｆ (72)発明者 佐合 茂 滋賀県守山市森川原町163番地 グンゼ株 式会社滋賀研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性フィラーを配合してなる有機高分
   子材料をチューブ状に押出成膜し、軸方向と直角の方向
   に所定長さに切断して得られるベルトであって、その体
   積電気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の範囲にあることを
   特徴とするシームレス状導電性ベルト。
2. 【請求項２】 導電性ベルト外表面の表面粗度が十点平
   均粗さで１．０μｍ以下である請求項１に記載のシーム
   レス状導電性ベルト。
3. 【請求項３】 導電性フィラーを含む有機高分子材料
   を、スクリューとヘッドとの間に１０〜４０μｍメッシ
   ュのフィルターを装着してなる環状押出機に供給して溶
   融押出し、次いで０〜９０℃の冷却水が循環するサイジ
   ング筒状体を通すことにより成膜してなるチューブ状フ
   ィルムを少なくとも円周方向に２〜１０％延伸した後、
   軸方向と直角の方向に所定長さに切断したことを特徴と
   するシームレス状導電性ベルトの製造法。
4. 【請求項４】 体積電気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下で
   ある請求項３に記載のシームレス状導電性ベルトの製造
   法。