JPH07178795A

JPH07178795A - 導電性シームレスベルト

Info

Publication number: JPH07178795A
Application number: JP5354791A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sago; 茂佐合; Junya Kanetake; 潤也金武; Akihiro Tanaka; 章博田中
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-18

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は電気抵抗値のバラツキが小さく、且
つ表面精度、寸法精度に優れ、しかも耐薬品性を有する
導電性シームレスベルトを提供するものである。【構成】本発明の導電性シームレスベルトは導電性フ
ィラーを含有するポリエステル系樹脂を主成分とする材
料を、環状ダイスを付けた押出機で溶融押出した後、延
伸したチューブ状フィルムを所定長さで切断して得られ
る導電性シームレスベルトであり、ベルト各部の電気抵
抗値の最大値が最小値の１〜１００倍の範囲にあり、且
つ表面精度、寸法精度が優れたものである。更に、必要
に応じて延伸及び／又は熱セットを行なうことにより本
発明の導電性シームレスベルトが得られる。該ベルト
は、例えば電子写真感光体基板に好適に使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真感光体
を支持する基板等に好適に用いられ、均一な電気抵抗値
を有する導電性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、例えば電子写真感光体を支持
する基板等には、アルミニューム製の金属ドラムやポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂からなる非導
電性フラット状フィルムにアルミニューム等を蒸着して
導電性を付与し、両端部を融着接合して得られる継ぎ目
を有する円筒形状のものが使用されていた。しかしなが
ら、前記のアルミニューム製の金属ドラムでは、通常、
円筒形状であり、これを楕円形状に変形させることが難
しく、フレキシブル性に問題があった。一方、前記ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂から成るベル
トでは、フレキシブル性には問題ないが、継ぎ目がある
ために、１サイクル（ベルト１回転）につき、少なくと
も１度は継ぎ目に当たり、その継ぎ目部分を跳ばす装置
等を必要とし、コストが高くなるとともに、例えば複写
機等に使用した場合、装置が複雑になる等の問題があ
り、複写サイクルの高速化を妨げる一要因となってい
た。

【０００３】また、従来より、ポリエステル系樹脂に導
電性フィラーを配合してなるベルトも存在するが、その
ベルトは、各部における表面電気抵抗値及び体積電気抵
抗値とも最大値が最小値の１〜１００倍の範囲を外れる
傾向にあり、又、導電性フィラーを含有することによる
機械的特性の低下等が問題であった。さらに、例えば電
子写真感光体を支持する基板等に用いられるベルトで
は、耐薬品性を向上させるために延伸（２〜３％程度が
好ましい）が必要であるが、通常、導電性フィラー含有
するフィルム等を延伸すると電気抵抗値が高くなる傾向
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、導電性シー
ムレスベルトの各部における表面電気抵抗値及び体積電
気抵抗値のバラツキが少なく、耐薬品性に優れた導電性
シームレスベルトを提供することにある。

【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、導電性フィラーを含有するポリエステル系樹脂を
主成分とする材料をチューブ状に押出し、必要に応じて
延伸及び／又は熱セットを施し、次いで軸方向と直角方
向に所定長さに切断して得られるベルトであり、得られ
たベルト各部の表面電気抵抗値が１０^６Ω／□以下、体
積電気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の範囲にあるととも
に、前記各部における表面電気抵抗値並びに体積電気抵
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】しかも本発明の導電性シームレスベルトは
機械的強度、ベルト外表面精度、ベルト円周方向の寸法
精度の値が導電性フィラーを配合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の値より大幅に低
下しない値を確保することも可能なものである。

【０００７】以下、課題を解決するための手段について
詳述することにする。本発明に係るポリエステル系樹脂
とは、特に制限はないが、二塩基酸と二価アルコールの
重縮合により得られる熱可塑性樹脂を例示できる。具体
的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ
ブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフ
タレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢ
Ｎ）等やそれ等の混合物を例示できる。就中、ポリエチ
レンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンナフタレー
ト（ＰＢＮ）が特に好ましいが制限はない。

【０００８】また、ポリエステル系樹脂のみでなく、ポ
リエステル系樹脂脂の特性を阻害しない範囲内であれ
ば、その他の熱可塑性樹脂等をブレンドして使用しても
よく、このことに特に制限を受けるものではない。

【０００９】本発明に使用される導電性フィラーとして
は、導電性、半導電性等の微粉末であれば、特に制限は
ないが、ケッチェンブラック（コンダクテイブファーネ
ス系カーボンブラック）、アセチレンブラック、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化銀、チタン酸カリウム等の導電
性、半導電性等の微粉末等を例示でき、これらの混合物
でもよく、特に制限はない。斯かる導電性フィラーの使
用量は、特に制限なく、目標とする電気抵抗値に応じて
適宜選択すればよい。この際、導電性シームレスベルト
の表面精度を向上させるには、導電性微粉末の粒径は１
５μ以下のものが好ましいが、特に制限はない。また導
電性フィラーの形状としては、特に制限はなく、粉末
状、粒状、棒状、楕円状等でもよい。更に、本発明では
ポリエステル系樹脂及び導電性フィラーの外に必要に応
じて、適当な添加剤、改質剤、顔料、充填剤、滑剤等を
適宜量添加してもよいが、特に制限はなく、添加しなく
てもよいのは勿論である。

【００１０】本発明の導電性シームレスベルトは以下の
ようにして製造できるが、これは、あくまで１実施態様
であって、特に、これのみに制限を受けるものではな
い。

【００１１】先ず、前記記載の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あげることができる。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、導電性カーボン等を均一に分散させることを
考慮すると、例えば、２軸スウリューを有する押出機等
が好ましい。更に分散性を向上させたい場合には、ポリ
エステル系樹脂粉末と金属酸化物や導電性カーボン等の
粉末を物理的、機械的に混合する、例えばハイブリゼー
ションシステムでミキシングする方法、あるいはポリエ
ステル系樹脂と金属酸化物や導電性カーボン等の粉末
を、例えば水、アルコール等の溶媒に浸漬し、例えば、
超音波などで均一に分散させた後、溶媒を除去する方法
等でミキシングすることもできるが、このことも特に制
限されない。

【００１２】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ト状等に形成された原料
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０．０５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、ポリエステル系樹脂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のやり方
により、得られるペレットの表面電気抵抗値及び体積電
気抵抗値が変動する場合があるので注意を要することも
ある。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の中で乾燥せしめると一層
好ましい場合が多い。また、ミキシング及びペレット化
は低温で行うほうが好ましい。

【００１３】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。この
際、本発明に云うフィルムには、シート状の厚手のもの
も包含されるのは勿論である。成膜方法は特に制限され
ないが、環状ダイスからのチューブ状押出成膜法が好ま
しい。環状ダイスからチューブ状に押出成膜する際、定
寸、定厚等の寸法精度、表面精度を得るためには、イン
サイドもしくはアウトサイドマンドレル等のサイジング
法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
ング部の材質等をポリエステル系樹脂の種類や電気抵抗
値、寸法精度、表面精度等に合わせて慎重に選ぶことが
望ましいが、このことは特に制限はない。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、サイジング筒状体に循環する冷却水の温度は、特
に制限はないが、通常では、０〜９０℃、好ましくは１
０〜６０℃が望ましい。特に、ポリブチレンナフタレー
ト（ＰＢＮ）を主成分とする材料の場合は、結晶化速度
が早いために結晶化コントロール用の熱フードを使用し
てもよいが、このことに特に制限はない。押出されたフ
ィルムは、折り目が付かない状熊で引き取るのが好まし
い。例えば、軟質の押さえ爪を有する一対のキャタピラ
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。引き取りには、このようにチュー
ブとの接触面積を多くして、折り目が付かないように引
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。

【００１４】得られるフィルムの表面電気抵抗値及び体
積電気抵抗値は、主として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、フィルム各部の表面電気抵
抗値及び体積電気抵抗値は成膜条件によっても相当に変
動する。したがって表面電気抵抗値及び体積電気抵抗値
を所定の値にコントロールするとともにフィルム各部の
表面電気抵抗値及び体積電気抵抗値の変動幅を一定値以
内にするためには、成膜条件に十分な注意を要する。例
えば押出成膜を行なう際には、ブレンドされた原料の流
動性、溶融粘度、結晶化速度、冷却温度、押出機内でか
かる圧力、温度その他の要因により変動する場合がある
ので、スクリューの形状、押出量、温度制御などを精度
よく行なうことが望ましい。この際、押出機内の圧力を
コントロールするためにはギヤーポンプを介してポリエ
ステル系樹脂を押出機に投入してもよい。斯かるギヤー
ポンプは溶融状の樹脂を定量的にダイスに導くものであ
ればよく、市販のものを使用できる。

【００１５】殊に、この電気抵抗値の変動は、一般的に
押出方向（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、特に制限
はないが、押出時に、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ことが好ましい。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よ
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、更には、±０．５℃程度の精度でコントロー
ルすることにより電気抵抗値の変動が少ないフィルムを
成膜できる。

【００１６】本発明の良好な電気的特性を有する継ぎ目
のないポリエステル系樹脂からなる導電性シームレスベ
ルトを得るためには表面電気抵抗植が１０^６Ω／□以
下、好ましくは１０^２〜１０Ω／□、体積電気抵抗値が
１０^６Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０〜１０^３Ω・ｃｍ
の範囲にするとともに、ベルト各部における電気抵抗値
の最大値が最小値の１〜１００倍、好ましくは１〜１０
倍の範囲にすることが必要である。またベルトの厚さも
電気抵抗値に影響を与えるので、厚みの精度コントロー
ルにも注意を要する。

【００１７】本発明のポリエステル系樹脂を中成分とし
てなる導電性シームレスベルトの円周方向の寸法精度に
ついては、特に制限はないが、該寸法精度が円周方向１
００ｍｍ当たり±０．５ｍｍ以下、好ましくは±０．１
ｍｍ以下の範囲内にあることが望ましい。こうした範囲
内におさめるための一方法としては、例えば延伸を行な
うことによって達成される場合が多いが、特に制限はな
い。延伸を行う場合には、縦、横（チューブ状フィルム
の軸方向及び円周方向）の延伸倍率程度により導電性カ
ーボンブラック等の相互の接触状態の分布が変わり易
く、電気抵抗値が変動するので、予め条件を正確に設定
しておくとこが望ましい。電気抵抗値が変動せず、円周
方向の寸法精度が１００ｍｍ当たり±０．１ｍｍの範囲
内にする延伸条件としては、延伸倍率が縦横各々１〜５
％、延伸温度は１２０〜２５０℃を例示できるが、これ
らの値は特に制限はない。

【００１８】本発明の導電性シームレスベルトの表面精
度は、特に制限はないが、通常では表面粗度が十点平均
で３．０μ以下、好ましくは１．０μ以下の範囲内を例
示できる。こうした範囲内にする方法の１例としては、
例えばポリエステル系樹脂が溶融状態時に発生するオリ
ゴマーや導電性フィラーの凝集を除去することを例示で
きる。その方法としては、押出機中のスクリュー先端と
ダイスとの間に、特に制限はないが、５〜２０μメッシ
ュのステンレス製バスケットタイプ、或はリーフタイプ
のフィルターを設けることを例示できる。この際、フィ
ルターの材質、種類、メッシュの数、フィルターの枚
数、重ね方等には制限はない。更に必要なら、表面コー
ティングや蒸着等を施すことによって表面精度を向上さ
せる方法でもよい。コーティング剤としてはナイロン系
コーティング剤が好ましいが、これ以外にもエポキシ
系、シリコン系、フッ素系等のコーティング剤でもよ
く、特に制限はない。また、斯かるコーティング剤に導
電性カーボンブラック等の導電性微粉末を分散させても
差し支えないが、このことも制限はない。

【００１９】本発明の導電性シームレスベルトが、例え
ば電子写真の感光体を支持する基盤として使用される場
合には、感光体物質の一般的な溶媒成分であるアルコー
ル系、芳香族系、ケトン系、塩素系等の溶媒に耐え得
る、より高度な耐薬品性が要求されている。

【００２０】本発明の導電性シームレスベルトに、より
高度な耐薬品性を付与する一方法としては、本発明の導
電性シームレスベルトを延伸（２〜３％が望ましい）
し、引き続き熱セット（アニーリング）を施すことによ
って、前記導電性シームレスベルトの結晶化を促進させ
る方法を例示できる。熱セットを施す条件としては、特
に制限はないが、押出し又は延伸終了後のそままの状態
で１７０〜２６０℃で３０〜１２０分間熱処理すること
を例示できる。この際、結晶化度は変動し易いので、予
め条件を一定に保つことが好ましい。

【００２１】本発明の用途としては、特に制限はない
が、例えば、複写機やＯＡ機器等の機能性ベルトとして
有用であり、特に、電子写真の感光体を支持する基板と
して好適なものである。

【００２２】以下、実施例に基づいて本発明を説明す
る。

【００２３】

【実施例】

【００２４】実施例１ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）９１重量％とケッ
チェンブラック９重量％とを窒素ガス雰囲気中で、ハイ
ブリゼーションシステムを用いてブレンドした。得られ
たブレンド物を２軸スクリューを有する押出機の窒素ガ
スで置換されたホッパーに投入し、溶融して、ペレット
状原料に造粒した。このペレット状原料を口径７２ｍｍ
の環状ダイスを付けた押出機でチューブ状に溶融押出し
て、外径６０ｍｍのサイジングスリーブを内側から冷却
せしめ、冷却コントロールするために１６０〜１８０℃
に保った熱フード中を通して引き取り、厚さ１００μの
チューブ状フィルムを成膜した。この際、環状ダイス内
の温度を２６３±０．５℃に制御した。更に、押出機の
スクリュー先端とダイスとの間に１０μメッシュのバス
ケット状ステンレス製フィルターを装着した。こうして
得られたチューブ状フィルムを２００℃の温度下で縦方
向及び円周方向に各々３％延伸した。次いで、延伸した
チューブ状フィルムをそのままの状態で２００℃、５０
分熱セット（アニーリング）した。次いで、該導電性チ
ューブ状フィルムを軸方向と直角方向に３５０ｍｍ間隔
の長さに切断し導電性シームレスベルトを得た。この導
電性シームレスベルトの表面電気抵抗値、体積電気抵抗
値、表面粗度、円周方向の寸法安定性及び耐薬品性を表
１に示す。この際、耐薬品性については、該導電性シー
ムレスベルトをトルエン、ジクロロメタン、クロロベン
ゼン、１・４ジオキサン、テトラヒドロフランの各々に
４８時間浸漬した後の重量変化（膨張率）で示す。

【００２５】実施例２実施例１におけるケッチェンブラックをアセチレンブラ
ックに変えること以外は実施例１と同様にして導電性シ
ームレスベルトを得た。得られた導電性シームレスベル
トの表面電気抵抗値、体積電気抵抗値、表面粗度、円周
方向の寸法安定性及び耐薬品性を表１に示す。

【００２６】実施例３実施例１におけるポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）
系樹脂をポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に変える
こと以外は実施例１と同様にして導電性シームレスベル
トを得た。得られた導電性シームレスベルトの表面電気
抵抗値、体積電気抵抗値、表面粗度、円周方向の寸法安
定性及び耐薬品性を表１に示す。

【００２７】実施例４実施例３における延伸、熱セットを施さず、それ以外は
実施例３と同様にして導電性シームレスベルトを得た。
得られた導電性シームレスベルトの表面電気抵抗値、体
積電気抵抗値、表面粗度、円周方向の寸法安定性及び耐
薬品性を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかな様に、本発明の実施例
１、２、３は表面電気抵抗値が１０^６Ω／□以下、体積
電気抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の範囲にあるととも
に、各部における最大値が最小値の１０倍以下の範囲で
あり、かつベルト表面の表面粗度が十点平均粗さで１．
０μ以下、ベルト円周方向の寸法が１８８ｍｍに対して
±０．２５ｍｍ（１００ｍｍ当たり±０．０６ｍｍ）の
範囲にあり表面精度、寸法精度も優れたものである。更
に、耐薬品性については、アルコール系、芳香族系、ケ
ント系、塩素系の薬品に全く侵されないものであるが、
実施例４のものは、ジクロロメタン、１・４ジオキサ
ン、クロロベンゼン、テトラヒロロフランでの膨張率が
高く耐薬品性が劣る。

【００３０】

【発明の効果】ポリエステル系樹脂からなる本発明の導
電性シームレスベルトは電気抵抗値のバラツキが小さ
く、しかも表面精度、寸法精度が優れ、また耐薬品性が
良好で、寸法変形等も発生しにくい等の利点がある。
又、該導電性シームレスベルトは機能性ベルトとして、
今後多くの分野での使用が期待でき、例えば、電子写真
の感光体を支持する基板として好適に利用できるもので
ある。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 29:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性フィラーを含有するポリエステル
系樹脂を主成分とする材料をチューブ状に押出し、次い
で、軸方向と直角方向に所定長さに切断して得られるベ
ルトであり、ベルト各部の表面電気抵抗値が１０^６Ω／
□以下、体積電気抵抗値が１０^６Ω／ｃｍ以下の範囲に
あるとともに、前記各部における表面電気抵抗値並びに
体積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導電性シームレスベルト。
【請求項２】導電性フィラーを含有するポリエステル
系樹脂を主成分とする材料をチューブ状に押出し、しか
る後、延伸及び／又は熱セットする請求項１に記載の導
電性シームレスベルト。
【請求項３】ポリエステル系樹脂がポリブチレンナフ
タレート（ＰＢＮ）樹脂及び／又はポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）樹脂を主成分とする請求項１、２に記
載の導電性シームレスベルト。