JPH0577252A

JPH0577252A - シームレスベルト

Info

Publication number: JPH0577252A
Application number: JP31556091A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Oshima; 哲弘大嶋; Kenichi Omoto; 賢一尾本
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1991-09-21
Filing date: 1991-09-21
Publication date: 1993-03-30
Anticipated expiration: 2015-12-11
Also published as: JP3116143B2

Abstract

(57)【要約】【目的】有機高分子材料と導電性微粉末とを含有する
シームレスベルトを提供する。【構成】本発明はポリイミド系樹脂や有機高分子材料
と導電性微粉末とを含有し、且つ遠心成形によって得ら
れれるシームレスベルトである。こうすることによっ
て、各部における電気抵抗値のバラツキが少なく、機械
的物性等各種物性にも優れ、例えば電子写真複写機等の
機能性ベルトとして、広範な用途が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概ね均一な体積もしくは
表面電気抵抗値（以下電気抵抗値という）を有するシー
ムレスベルトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より導電性のシームレス状のベルト
は各種存在するが、これらはその電気抵抗値がバラツイ
ていたりまた、機械的特性等の不十分なものが多々散見
された。その原因は導電性微粉末と各種有機高分子材料
との混合が不十分でバラツイたりする他に、こうした導
電性微粉末の添加により機械的特性が低下するためであ
った。

【０００３】また従来よりこのようなシームレスベルト
は押出成形法、遠心成型法等により作成されるが、押出
成形法では慨して厚み、電気抵抗値のバラツキ、機械的
特性等が悪化する傾向にあり、遠心成型法では混合材料
間の比重差による表面と内表面との電気抵抗値に差が生
じる傾向にあるため、上記のような問題点が生じてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは以上のよ
うな問題点を解決するべく種々検討を繰り返し、少なく
とも各部における電気抵抗値のバラツキが少なくかつ機
械的物性等各種物性に優れたシームレスベルトの提供を
可能にした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、ポリイミド系樹脂と導電性微粉末とを含有するシ
ームレスベルトにおいて、少なくともベルト各部におけ
る体積電気抵抗値が１〜１０^１３Ω・ｃｍの範囲にあ
り、かつ体積電気抵抗値の最大値が最小値の１〜１０倍
の範囲にある点にあり、更にその特徴とするところは有
機高分子材料と導電性微粉末とを含有し、かつ遠心成型
法により得られるシームレスベルトにおいて、当該ベル
ト表面及び内表面の各部における表面電気抵抗値が１〜
１０^１３Ω／□の範囲にあり、かつ表面電気抵抗値の最
大値が最小値の１〜１００倍の範囲にある点にある。

【０００６】そして、こうすることにより引張強度、熱
収縮率及び耐屈曲数の値が、導電性微粉末を含有しない
同一材料から構成された同一形状のシームレスベルトに
比して、好ましくは５０％以上、より好ましくは７５％
以上の値を確保することも可能となる。勿論この値は特
に制限を受けるものでない。

【０００７】次に課題を解決するための手段を詳述する
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系樹脂
等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエーテルイミド等の熱硬化性ポリイミド系樹脂及び不
飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂をあげる
ことができるし、熱硬化性樹脂の前駆体も熱硬化性樹脂
の範囲である。導電性微粉末としては導電性、半導電性
等の微粉末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、チタン酸カリウム等の導電性、半
導電性のものを例示できる。その使用量は所定の電気抵
抗値を得るだけ用いればよく、特に制限はないが通常で
は１〜３０重量％程度を例示できる。

【０００８】就中、アセチレンブラックが比重１．８２
程度で有機高分子材料（その前駆体を含む。以下同じ）
との相容性に優れ、好適に用いられ、ケッチュンブラッ
クも比重が１．９５程度で好んで用いられる傾向にあ
る。要するに有機高分子材料の比重に近似した比重を有
する導電性微粉末を用いることが、電気抵抗値のバラツ
キを少なくする上にも望ましい。例えば有機高分子材料
の比重の７５〜１２５％程度の範囲の比重を有する導電
性微粉末を用いることが好ましいが、かかる値は限定さ
れるべきものでない。

【０００９】こうした有機高分子材料中に導電性微粉末
を混合させた原材料は、例えば溶媒等を加えて分散させ
てなる液状原材料の形で用いるのが好ましく、こうした
液状原材料を用いて、例えば遠心成型等を行なうことに
より本発明は達せられる。この際、有機高分子材料に導
電性微粉末を溶媒を加えて分散させる方法は適宜でよい
が、例えばボールミル、サンドミル、超音波分散等によ
る方法をあげることができる。

【００１０】前述した溶媒としては有機高分子材料を溶
解するものならば何でもよく特に制限はないが、通常は
Ｎ−Ｎジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホシキド、Ｎ−メチル−２ピロリドン、ジ
エチレングリコールジメチルエーテル、ピリジン、ジメ
チルスルホン等の有機極性溶媒の他に、ジクロロメタ
ン、トリクロロメタン、ジオキサン、トルエン等の各種
有機溶剤を例示できる。

【００１１】さらに、有機高分子材料中に導電性微粉末
を分散させてなる原材料を用い、例えば、遠心成型を行
なっても本発明は達せられる。この際，有機高分子材料
と導電性微粉末を直接分散させる方法は適宜でよいが、
物理的、機械的に有機高分子材料と導電性微粉末とを混
合する、例えばメカノフュージョン、ハイブリダイゼー
ション等の方法を単独で、もしくは例えば，ボールミ
ル、サンドミル、超音波分散等の方法と併せて使用する
こともできる（この際、必要ならば適宜の溶媒を混合し
てもよい）。こうして混合された原材料を円筒状シリン
ダー内に塗布し易くするために前記同様の溶媒に溶解せ
しめて用いてもよくて、若干湿り気を与え飛散を防止し
てもよく、そこのところは使用し易いようにすればよ
い。

【００１２】より効果的な混合方法としては例えばアク
アマイザー（細川ミクロン社製）にて混合撹拌を行なう
方法を例示でき、上記アクアマイザーとはバッチ型の湿
式媒体撹拌粉砕機でタンク内に原料（有機高分子材料と
導電材微粉末を含む液状原材料）を直径数ミリ程度のボ
ールと共に充填し、撹拌ローターで強制的に撹拌、粉砕
を行なう方法で、原料スラリーはボール相互の衝突によ
る衝撃力、前断力、摩砕力によって、例えば、原料と導
電材微粉末が微粉化され均一分散される。

【００１３】この際、混合された液状原材料（原料スラ
リー）の粘度は電気抵抗値のバラツキがより少ないベル
トを得るために重要であり、その値としては、５０〜４
０００ｃｐ、好ましくは１００〜５００ｃｐの粘度を例
示でき、こうするためにアクアマイザーのボール径を１
〜１０ｍｍ、好ましくは２〜７ｍｍ程度にするとよい。
勿論、前記粘度やボール径の値は特に制限を受けるもの
でなく、適宜の値を用いてよいことはことは当然であ
る。

【００１４】有機高分子材料と導電性微粉末とを混合す
るに際し、必要に応じ相容化剤を添加することはいっこ
うに差しつかえない。その添加量も特に制限はないが、
通常では０．１〜５重量％程度を例示できる。また相容
化剤としても特に制限はないが、チタネート系カップリ
ング剤、ノニオン系界面活性剤等を例示できる。

【００１５】以上に記した如く、本発明に係るシームレ
スベルトは、有機高分子材料と導電性微粉末とを混合し
てなる原材料のみから作成されていても、その原材料中
に必要ならば適宜の第三成分が添加されていてもよく、
このような態様も本発明に包含されることは勿論であ
る。

【００１６】本発明は好ましくは遠心成型法により作成
されたものであるが、勿論その他、押出成形法等適宜の
方法で作成してもいっこうに差しつかえない。

【００１７】遠心成型法とは周知の如く、前記原材料を
筒状シリンダーの内面に塗布し、筒状シリンダーを回転
させてその遠心力により筒状の樹脂シート、即ちシーム
レスベルトを得んとするもので、この際、シリンダーの
回転回数は適宜でよく、特に制限はないが、好ましくは
５００〜１５００ｒｐｍ、更に好ましくは８００〜１０
００ｒｐｍを例示できる。以下にその具体例を記載す
る。

【００１８】即ち、まず筒状シリンダー内面２に必要な
らばフッ素系、シリコン系等の離型剤を塗布した後、例
えば溶媒に溶かした原材料を塗布装置１１より供給し、
随時シリンダー１の内面に塗布する。この時シリンダー
１をゆっくり回転させることにより均一な塗布状態とな
り易い。次いで、シリンダー１を高速回転すると共に加
熱器８により、所定温度に加熱し、溶媒を除去すると共
に樹脂をヒートセットせしめ、円筒状成形物、即ち筒状
体を得る。次いで冷却せしめ、筒状シリンダー１から筒
状体を取りだすことにより本発明に係るシームレスベル
トが作成されるのである。この際、塗布装置１１は１２
から液状原材料を供給し、スリット１５より原材料をシ
リンダー内面に塗布すべく、塗布装置１１は図３の如く
シリンダー内に挿入でき、かつシリンダー内で内面に接
近できるような構造となっている。以上は遠心成形装置
の一例であり、本発明は上記装置に制限を受けるもので
ないことは勿論である。

【００１９】例えば図４、図５に示すような装置によっ
ても作成可能である。この装置では筒状シリンダー１は
駆動回転ロール対１６、１６上に配置されており、押え
ロール群１７により安定回転できるようになっている。
８は加熱器であり、１８は遠赤外線ヒーター等の補助ヒ
ーターである。筒状シリンダー１は回転ロール１６、１
６上に乗っている構成で左右にぶれないように図示は略
するが適宜の構成を有している。筒状シリンダー１の内
面に原材料原液を塗布するには、例えば図２、図３の如
き方法によればよいが、スクレーバー等で塗布してもよ
く、塗布方法については特に制限はない。

【００２０】こうして作成されたシームレスベルトは請
求項１のものについてはベルト各部における体積電気抵
抗値が１〜１０^１２Ω・ｃｍ、好ましくは１０^３〜１０
^１０Ω・ｃｍであり、かつ体積電気抵抗値の最大値が最
小値の１〜１０倍の範囲にあることが重要である。更に
請求項２のものについては、ベルト表面及び内表面の各
部における表面電気抵抗値が１〜１０^１３Ω／□以下、
好ましくは１０^３〜１０^１０Ω／□程度であり、表面電
気抵抗値の最大値が最小値の１〜１００倍の範囲にある
ことが重要である。この際、体積もしくは表面電気抵抗
値が上記範囲を越えると好ましいシームレスベルトが得
られない。更に表面粗さは２．０μ以下、好ましくは、
１．０μが望ましく、２．０μを越えると好ましい機能
性ベルトが得られないこともあるが、かかる値は特に制
限を受けるものでない。

【００２１】こうした電気抵抗値を得るためには有機高
分子材料中に導電性微粉末を分散させた原材料の作り
方、遠心成型における円筒シリンダーの表面状態、シリ
ンダー回転速度、その他の要素が密接にからんでいる場
合が多い。

【００２２】本発明に係るシームレスベルトの用途とし
ては特に制限はないが、好ましくは複写機等の感光性ベ
ルト（電子写真感光体）の基材、転写ベルト、定着ベル
トやＯＡ機器等各種プリンターの記録体ベルトの基材
等、いわゆる機能性ベルトとして特に広範な利用が期待
されている。

【００２３】このような機能性ベルトとして用いられる
際に、本発明のものは表面から電荷をかけて内表面にア
ースを取ることが可能で装置そのもののコンパクト化を
可能とするし、また内表面から電荷をかけることも可能
で多機能性をいかんなく発揮するものである。

【００２４】以上は本発明の好ましい実施態様を系統的
に述べたままで、本発明はかかる記載に拘束されないこ
とは勿論である。

【００２５】

【実施例】次に本発明の実施例を述べることにする。実施例１ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸６００ｇ
にＮ−Ｎジメチルアセトアミド（以下「ＤＭＡＣ」と言
う）６００ｇを加え、ポリアミック酸溶液の粘度を１５
０ｃｐに調整し、この溶液にアセチレンブラック７．２
ｇを加え、アクアマイザー（細川ミクロン社製）を用い
て混合撹拌し原料スラリーを得た。この時の混合条件は
アルミナボール直径５ｍｍのものを全量４Ｋｇになる数
だけ使用し、回転速度２００ｒｐｍ、処理時間３０分、
スラリーの粘度は約２００ｃｐであった。

【００２６】かかる原液３６ｇを取り、図４、図５に示
す遠心成形装置を用いてシームレス状のポリアミック酸
フイルムを得た。この際の条件は温度を徐々に上昇せし
め１２０℃×３０分でシリンダー回転数は１０００ｒｐ
ｍであった。こうして得られたポリアミック酸フイルム
を最終温度４００℃×１０分熱風乾燥機中に入れてイミ
ド化反応を完結させ径１００ｍｍ、巾３００ｍｍ、厚さ
５０μの導電性シームレスベルトを得た。

【００２７】実施例２実施例１と同様に調整したポリアミック酸溶液にケッチ
ェンブラックＥＣ１３．５ｇを加え、実施例１と同じ装
置、同じ条件で混合撹拌を行ない粘度約３００ｃｐの原
材料原液を得た。この原液２２ｇを取り実施例１と同じ
条件で遠心成形、熱処理を行ない径７２ｍｍ、巾３００
ｍｍ、厚さ４０μの導電性シームレスベルトを得た。

【００２８】実施例３ポリエーテルサルホン樹脂６０ｇをＤＭＡＣ４００ｇに
溶解し、この溶液（粘度１５０ｃｐ）にアセチレンブラ
ック６ｇ及びチタネート系カップリング剤０．３ｇを加
え、実施例１と同じ装置、同じ条件で混合撹拌を行ない
原液４６．６ｇを取り遠心成型を２００℃×３０分（徐
々に上昇する）、シリンダー回転数１０００ｒｐｍの条
件で行ない径１００ｍｍ、巾３００ｍｍ、厚さ５０μの
導電性シームレスベルトを得た。

【００２９】比較例アセチレンブラックを添加しない以外は全て実施例１と
同じ方法で、実施例１と同寸法のシームレスベルトを得
た。

【００３０】以上の結果を表１に記す。ここで引張強度
はＪＩＳ−Ｋ７１１３に準拠、破断伸度はＪＩＳ−Ｋ７
１１３に準拠、耐屈曲回数はＪＩＳ−Ｐ８１１５（ＭＩ
Ｔ耐揉疲労試験機）に準拠して測定した。この結果から
も本発明のものは格別の効果がうかがえる。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上の通りであり、本発明によ
るシームレスベルトは、電気抵抗値のバラツキが少ない
上に機械的特性が優れた好適なものであり、複写機の機
能性ベルトを始め各種の用途に幅広い需要が期待できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】遠心成型装置要部の１例を示す正面の断面図で
ある。

【図２】その原液塗布装置の１例を示す断面図である。

【図３】遠心成型装置の１例を示す斜視図である。

【図４】遠心成型装置要部の他の例を示す側面の断面図
である。

【図５】その正面の断面図である。

【符号の説明】

１筒状シリンダー８加熱器１１塗布装置

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミド系樹脂と導電性微粉末とを含
有するシームレスベルトであって、ベルトの各部におけ
る体積電気抵抗値が１〜１０^１３Ω・ｃｍの範囲にあ
り、かつ体積電気抵抗値の最大値が最小値の１〜１０倍
の範囲にあることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項２】有機高分子材料と導電性微粉末とを含有
し、かつ遠心成型法により得られるシームレスベルトで
あって、当該ベルトの表面及び内表面の各部における表
面電気抵抗値が１〜１０^１３Ω／□の範囲にあり、かつ
表面電気抵抗値の最大値が最小値の１〜１００倍の範囲
にあることを特徴とするシームレスベルト。
【請求項３】引張強度、熱収縮率及び耐屈曲回数の値
が、導電性微粉末を含有しない同一材料から構成された
同一形状のシームレスベルトに比して、５０％以上の値
を確保してなる請求項１もしくは２に記載のシームレス
ベルト。