KR20090014141A

KR20090014141A - 화상 형성 장치용 벨트

Info

Publication number: KR20090014141A
Application number: KR1020087022762A
Authority: KR
Inventors: 타케히코 스기모토; 토시아키 카사자키; 토모히로 니시오; 신이치 이노우에
Original assignee: 니타 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-02-06
Also published as: TW200830064A; CN101501576B; EP2081087A1; KR100945179B1; JP2008076560A; US20090279925A1; WO2008035625A1; JP4485504B2; CN101501576A

Abstract

폴리이미드 수지로 이루어지는 기재 상에 적어도 탄성층이 형성된 화상 형성장치용 벨트로서, 상기 탄성층이 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지도록 구성했다. 이것에 의해, 고화질, 고속 인쇄를 실현하고, 내구성이 우수한 화상 형성 장치용 벨트로 된다. 상기 이미드 변성 엘라스토머는 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머인 것이 바람직하다. 상기 이미드 변성 엘라스토머의 50℃에 있어서의 저장 탄성률(E')이 1.0×10⁶∼6.0×10⁷㎩인 것이 바람직하다. 상기 탄성층 상에 이형성 수지층을 형성하는 것이 바람직하다.

화상 형성 장치용 벨트

Description

화상 형성 장치용 벨트{BELT FOR IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 복사기, 팩시밀리, 프린터 등의 화상 형성 장치에 사용되는 화상 형성 장치용 벨트에 관한 것이다.

상기 화상 형성 장치에 있어서, 예를 들면 전사부에서 사용되는 중간 전사 벨트, 정착부에서 사용되는 정착 벨트 등의 화상 형성 장치용 벨트에는, 일반적으로 고밀도 구동의 필요성으로부터 폴리이미드 수지로 이루어지는 벨트가 사용된다. 상기 벨트는 폴리이미드 수지 단층으로 이루어질 경우도 있지만, 최근, 내구성이나 토너의 전사성을 향상시키는데 있어서, 폴리이미드 수지를 기재로 하고, 그 기재 상에 탄성층을 형성한 2층 벨트나, 상기 탄성층 상에 이형성 수지층을 더 형성한 3층 벨트가 많이 사용된다.

예를 들면 특허문헌 1에는, 2층 이상의 탄성을 갖는 복층으로 구성된 중간 전사 벨트가 기재되어 있고, 기재(基材)에 폴리이미드 수지, 탄성층에 고무 재질, 이형층(이형성 수지층)에 불소수지 등을 사용하고 있다. 특허문헌 2에는, 내열성 수지층(기재) 상에 실리콘 고무층(탄성층) 및 이형성 수지층을 이 순서로 형성한 정착부용 필름(정착 벨트)이 기재되어 있고, 기재에 열경화성 폴리이미드 수지, 이형성 수지층에 불소수지 등을 사용하고 있다.

그런데, 상기 탄성층에는 내열성, 적당한 탄성률, 기재와의 접착성 등이라고 하는 특성이 요구된다.

그러나, 상기 탄성층이 고무 재료나 우레탄 등으로 이루어지는 경우에는 내열성과 접착성이, 불소수지나 실리콘 고무 등으로 이루어질 경우에는 접착성에 각각 문제가 있다.

한편, 특허문헌 3에는, 탄성층, 심체층(기재)이 폴리우레탄 또는 폴리우레아로 이루어지는 전자사진장치용 반도전성 벨트가 기재되어 있고, 상기 탄성층의 탄성률로서 1.0∼60Mpa로 기재되어 있다. 일반적으로, 화상 형성 장치용 벨트의 탄성층에 요구되는 탄성률로서는, 이 문헌에 기재되어 있는 정도의 탄성률이 적절하다고 생각된다.

그러나, 특허문헌 3에 기재되어 있는 벨트는, 기재에 폴리이미드 수지가 아니라, 폴리우레탄 등을 사용하므로 고밀도 구동을 시킬 수는 없다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2003-131492호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허공개 평11-15303호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허공개 2001-109276호 공보

본 발명의 과제는, 탄성층에 내열성과 적절한 탄성률을 갖고, 또한 기재와의 접착성이 우수한 재료를 사용함으로써 고화질, 고속 인쇄를 실현하고, 내구성이 우수한 화상 형성 장치용 벨트를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서는 내열성이 우수함과 아울러 탄성률을 간단하게 조정할 수 있고, 또한 기재의 폴리이미드 수지와의 친화성이 뛰어난 탄성층을 기재 상에 형성하면 좋다고 생각하고, 예의 검토를 거듭한 결과, 상기 탄성층에 특정한 엘라스토머를 사용한다고 하는 새로운 해결 수단을 찾아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 화상 형성 장치용 벨트는 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재 상에 적어도 탄성층이 형성된 것이며, 상기 탄성층이 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재 상에, 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 탄성층을 형성한다. 상기 이미드 변성 엘라스토머는 분자쇄 중의 이미드 분률을 변화시킴으로써 탄성률의 조정이 가능하므로, 탄성층의 탄성률을 원하는 값으로 조정할 수 있다. 즉, 탄성층의 탄성률을 간단하게 적절한 값으로 조정할 수 있으므로, 이 탄성층을 기재 상에 형성한 화상 형성 장치용 벨트는 고화질, 고속 인쇄를 나타낼 수 있다.

또한, 탄성층이 이미드 성분을 갖는 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지면, 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재와의 친화성이 높아지므로, 양자가 박리하는 것에 의한 내구성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재 상에 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 탄성층을 형성한 화상 형성 장치용 벨트는, 예를 들면 정착 벨트 등에 요구되는 내열성을 구비한 것으로 된다. 따라서, 특히, 온도 사이클이 심하고, 기재와 탄성층의 박리가 현저하게 발생하는 정착 벨트에 본 발명에 따른 벨트를 사용하면, 본 발명의 유용성이 증가한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 화상 형성 장치용 벨트를 나타내는 확대 개략 단면도이다.

도 2는 합성예 1에서 얻은 PIUE(1)의 IR 스펙트럼이다.

도 3은 합성예 2에서 얻은 PIUE(2)의 IR 스펙트럼이다.

<화상 형성 장치용 벨트>

이하, 본 발명의 화상 형성 장치용 벨트의 일실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 화상 형성 장치용 벨트를 나타내는 확대 개략 단면도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 화상 형성 장치용 벨트(1)는 기재(2)와, 이 기재(2) 상에 형성된 탄성층(3)과, 이 탄성층(3) 상에 형성된 이형성 수지층(4)으로 구성되어 있다.

기재(2)는 폴리이미드 수지로 이루어진다. 상기 폴리이미드 수지는 특별하게 한정되는 것은 아니고, 일반적으로, 산무수물과 디아민 화합물로부터 합성된 폴리아미드산을 열 및 촉매 등에 의해 이미드화함으로써 얻어진다.

구체적으로는, 상기 산무수물로서는 예를 들면 무수 피로멜리트산, 옥시디 프탈산 2무수물, 비페닐-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물, 벤조페논-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물, 디페닐술폰-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물, 4,4'-(2,2'-헥사플루오로이소프로필리딘)디프탈산 2무수물, 시클로부탄- 1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물 등의 방향족 테트라카르복실산 2무수물 등을 들 수 있다.

상기 디아민 화합물로서는, 예를 들면 1,4-디아미노벤젠, 1,3-디아미노벤젠, 2,4-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐, 3,7-디아미노-디메틸디벤조티오펜-5,5'-디옥시드, 4,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-비스(4-아미노페닐)술피드, 4,4'-디아미노벤즈아닐리드, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠 등의 방향족 디아민 등을 들 수 있다. 이러한 폴리이미드 수지로서는, 예를 들면 일본 특허 제2560727호 공보에 기재되어 있다.

폴리이미드 수지는, 그 구조 상 고강도, 고내열, 저완화 특성 등이라고 하는 특성을 갖고 있고, 이것은 정밀 회전이 필요로 되는 용도에 사용되는 벨트 재료에 적합하다. 따라서, 폴리이미드 수지를 기재(2)에 사용하면, 상기 폴리이미드 수지가 저신장 또한 고강도의 장력 유지체로서 기능하고, 벨트(1)의 정밀 구동이 가능하게 된다. 상기 폴리이미드 수지는 열경화성인 것이 바람직하다.

벨트(1)를 중간 전사 벨트로서 사용할 경우에는, 반도전성을 부여하는데 있어서 폴리이미드 수지에 도전제를 분산시킬 필요가 있다. 이것은, 중간 전사 벨트는 그 표면에 정전기를 사용해서 토너를 담지하지만, 이 때, 도전율이 낮으면 토너를 담지시키는데에 충분한 대전이 행하여지지 않고, 도전율이 높으면 토너가 비산해 버리기 때문이다. 이 때문에 중간 전사 벨트에서는 벨트의 표면 저항값을 일반 적으로, 10⁹∼10¹¹Ω/㎠의 범위로 컨트롤할 필요가 있다.

상기 도전제로서는, 도전성 또는 반도전성의 미분말을 사용할 수 있고, 구체예로서는, 카본블랙, 그래파이트 등의 도전성 탄소계 물질, 알루미늄, 동합금 등의 금속 또는 합금, 또한 산화주석, 산화아연, 산화안티몬, 산화인듐, 티탄산 칼륨, 산화안티몬-산화주석 복합 산화물(ATO),산화인듐-산화주석 복합 산화물(ITO) 등의 도전성 금속 산화물 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.

도전재의 함유량으로서는, 도전제의 종류나 벨트의 표면 저항값에 따라 임의로 선정하면 되고, 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 카본블랙의 경우에는 통상, 폴리이미드 수지 100중량%에 대하여 15∼20중량% 정도의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.

기재(2)의 두께는 50∼200㎛, 바람직하게는 100∼150㎛인 것이 좋다. 이것에 의해, 따라 벨트(1)의 강성이 높아져서 벨트(1)의 회전시에 발생하는 스러스트 방향의 하중에 대해서도 강해진다.

상기 폴리이미드 수지는 기계 특성이 우수하다. 이 때문에, 예를 들면 벨트(1)를 중간 전사 벨트로서 사용할 경우에는, 바이어스 롤로 중간 전사 벨트를 상 담지체에 압박했을 때의 압박력에 의한 벨트의 변형이 작다. 그리고, 이러한 상태에서 전계를 작용시켜서 토너 상을 정전적으로 중간 전사 벨트에 전사하면, 1차 전사부에 있어서 바이어스 롤에 의한 압력의 하중이 집중된다. 그 결과, 토너 상이 응집해서 전하 밀도가 높아지기 때문에 토너층 내부에서 방전이 발생해서 토너의 극성을 변화시킬 경우가 있다. 이러한 요인에 의해, 라인 화상이 중간 누락하는 할로우 캐릭터(hollow character)의 화질 결함이 발생한다. 이 화질 결함을 방지하는 대책으로서, 기재(2) 상에 탄성층(3)이 형성된다. 즉, 기재(2) 상에 탄성층(3)을 형성하면 벨트(1)의 표면이 유연해진다.

또한 벨트(1)를 정착 벨트로서 사용할 경우에도, 이하의 이유로부터 기재(2) 상에 탄성층(3)을 형성할 필요가 있다. 즉, 벨트는 정착부 중에서 롤러와 함께 인쇄체(예를 들면 종이)에 열과 압력을 가해서 토너를 정착하기 위해서 사용된다. 이 때, 벨트 표면의 강성이 지나치게 높으면 토너 입자가 눌려 으깨져서 화질의 해상도가 저하되어 버린다. 이 대책으로서 기재(2) 상에 탄성층(3)이 형성된다.

그리고, 탄성층(3)은 용도나 장치에 따라 그 탄성률을 임의로 조정할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 이 탄성층(3)이 이미드 변성 엘라스토머로 이루어진다. 상기 이미드 변성 엘라스토머는 상기 엘라스토머 중의 이미드 성분의 함유율을 조정함으로써 탄성률을 간단하게 조정할 수 있다. 따라서, 상기 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 탄성층(3)은 그 탄성률을 원하는 값으로 조정할 수 있다.

상기 탄성률은, 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 통상 1.0×10⁶∼6.0×10⁷㎩의 범위가 되도록 조정된다. 또한, 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 탄성층(3)은 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재(2)와의 친화성이 뛰어나므로, 양자가 박리하는 것에 의한 내구성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 폴리이미드 수지로 이 루어지는 기재(2) 상에 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 탄성층(3)을 형성한 벨트(1)는, 예를 들면 정착 벨트 등에 요구되는 내열성을 구비한 것으로 된다. 또한, 상기 탄성률은 후술하는 바와 같이, 동적 점탄성 측정장치를 이용하여 측정해서 얻어지는 50℃에서의 저장 탄성률(E')의 값이다.

여기에서, 상기 이미드 변성 엘라스토머란, 이미드 성분을 갖는 엘라스토머를 의미한다. 구체적으로는, 상기 엘라스토머 중의 엘라스토머 성분으로서는, 예를 들면 폴리우레탄, 불포화 올레핀계 올리고머, 아크릴계 올리고머, 불소 고무계 올리고머, 실리콘계 올리고머 등을 들 수 있다. 상기 이미드 성분으로서는, 예를 들면 지환식 모노머, 복소환식 모노머, 페닐에테르계 모노머, 알킬 측쇄 모노머 등을 들 수 있다.

본 실시형태에서는 상기에서 예시한 이들 이미드 변성 엘라스토머 중, 폴리우레탄을 엘라스토머 성분으로 하는 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머(이하, 「폴리이미드우레탄 엘라스토머」나 「PIUE」라고도 한다.)가 유연성이나 기재(2)와의 접착성 등이 우수한 점에서 바람직하고, 특히, 하기 일반식(I)로 나타내어지는 PIUE(이하, 「PIUE(I)」이라고도 한다.)가 바람직하다.

[식 중, R₁은 방향족환 또는 지방족환을 함유하는 2가의 유기기를 나타낸다. R₂는 중량평균 분자량 100∼10,000의 2가의 유기기를 나타낸다. R₃는 방향족환, 지방족환 또는 지방족쇄를 함유하는 2가의 유기기를 나타낸다. R₄는 4개 이상의 탄소를 함유하는 4가의 유기기를 나타낸다. n은 1∼100의 정수를 나타낸다. m은 2∼100의 정수를 나타낸다.]

PIUE(I)은 폴리우레탄을 엘라스토머 성분으로서 함유함과 아울러, 주쇄에 연속한 2개의 이미드 유닛을, 그 분포를 제어하면서 원하는 비율(이미드 분률)로 도입할 수 있으므로 탄성률을 간단하게 조정할 수 있고, 또한 유연성이나 기재(2)와의 접착성 등이 우수하다는 효과가 있다. 이러한 PIUE(I)은 문헌 미기재의 신규 화합물이다.

구체적으로는, 상기 일반식(I)에 있어서 상기 R₁은 방향족환 또는 지방족환을 함유하는 2가의 유기기를 나타내는 것이며, 상기 유기기로서는, 예를 들면 후술하는 반응 행정식(A)에 따라서 폴리올(b)과 함께 우레탄 프리폴리머(c)를 형성할 수 있는 디이소시아네이트(a)에 있어서 이소시아나토기(-NCO)를 제외한 잔기 등을 들 수 있다.

상기 R₂는 중량평균 분자량 100∼10,000, 바람직하게는 300∼5,000의 2가의 유기기를 나타내는 것이며, 상기 유기기로서는, 예를 들면 반응 행정식(A)에 따라서 디이소시아네이트(a)와 우레탄 프리폴리머(c)를 형성할 수 있는 폴리올(b)에 있어서 2개의 수산기(-OH)를 제외한 잔기 등을 들 수 있다.

상기 R₃는 방향족환, 지방족환 또는 지방족쇄를 함유하는 2가의 유기기를 나타내는 것이며, 상기 유기기로서는, 예를 들면 후술하는 반응 행정식(B)에 따라서 우레탄 프리폴리머(c)를 우레아 결합에 의해 쇄연장할 수 있는 탄소수 6∼27의 방향족 디아민 화합물, 탄소수 6∼24의 지방족 디아민 화합물 및 탄소수 6∼24의 지환식 디아민 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 디아민 화합물(d)에 있어서 아미노기(-NH₂)를 제외한 잔기 등을 들 수 있다. 상기 지방족쇄는 탄소수 1의 것도 포함한다.

상기 R₄는 4개 이상의 탄소를 함유하는 4가의 유기기를 나타내는 것이며, 상기 유기기로서는, 예를 들면 후술하는 반응 행정식(C)에 따라서 우레아 결합부에 이미드 유닛을 도입할 수 있는 탄소수 6∼18의 방향족 테트라카르복실산 2무수물 및 탄소수 4∼6의 지환식 테트라카르복실산 2무수물로부터 선택되는 적어도 1종의 테트라카르복실산 2무수물(f) 잔기 등을 들 수 있다.

n은 1∼100, 바람직하게는 2∼50의 정수를 나타낸다. m은 2∼100, 바람직하게는 2∼50의 정수를 나타낸다.

상기 일반식(I)로 나타내어지는 PIUE의 구체예로서는, 하기 식(1)로 나타내어지는 PIUE 등을 들 수 있다.

[식 중, n은 1∼100의 정수를 나타낸다. m은 2∼100의 정수를 나타낸다. x는 10∼100의 정수를 나타낸다.]

상기 일반식(I)로 나타내어지는 PIUE는 디이소시아네이트와 폴리올로부터 얻은 분자 양 말단에 이소시아나토기를 갖는 우레탄 프리폴리머를 디아민 화합물로 우레아 결합에 의해 쇄연장하고, 테트라카르복실산 2무수물로 우레아 결합부에 이미드 유닛을 도입한 블록 공중합체인 것이 바람직하다. 이러한 PIUE는, 예를 들면 이하에 나타내는 바와 같은 반응 공정식 (A)∼(C)를 거쳐서 제조할 수 있다.

[반응 행정식(A)]

[식 중, R₁, R₂, n은, 상기와 같다.]

(우레탄 프리폴리머(c)의 합성)

상기 반응 행정식(A)에 나타내는 바와 같이, 우선 디이소시아네이트(a)와 폴리올(b)로부터 분자 양 말단에 이소시아나토기를 갖는 우레탄 프리폴리머(c)를 얻 는다. PIUE(I)은 이 우레탄 프리폴리머(c)를 엘라스토머 성분으로 하므로, 고무 상 영역(실온 부근)의 탄성률이 낮아져 보다 탄력 있게 할 수 있음과 아울러, 이 우레탄 프리폴리머(c)의 분자량을 제어함으로써 주쇄에 연속한 2개의 이미드 유닛을, 그 분포를 제어하면서 원하는 비율로 도입하는 것이 가능해진다.

구체적으로는, 상기 디이소시아네이트(a)로서는, 예를 들면 2,4-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 2,6-톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 폴리메릭 MDI(Cr. MDI), 디아니시딘디이소시아네이트(DADL), 디페닐에테르디이소시아네이트(PEDI), 피톨릴렌디이소시아네이트(TODI), 나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 리신디이소시아네이트메틸에스테르(LDI), 메타크실릴렌디이소시아네이트(MXDI), 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트(TMDI), 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트(TMDI), 다이머산 디이소시아네이트(DDI), 이소프로필리덴비스(4-시클로헥실이소시아네이트)(IPCI), 시클로헥실메탄디이소시아네이트(수소 첨가 MDI), 메틸시클로헥산디이소시아네이트(수소첨가 TDI), TDI 2량체(TT) 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋고, 감압 증류한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리올(b)로서는, 예를 들면 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리옥시테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리머 폴리올 등의 폴리에테르 폴리올 ; 아디페이트계 폴리올(축합 폴리에스테르 폴리올), 폴리카프로락톤계 폴리올 등의 폴리에스테르 폴리올 ; 폴리카보네이트 폴리올 ; 폴리부타디엔 폴리올 ; 아크릴 폴리올 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다.

폴리올(b)은 70∼90℃, 1∼5mmHg, 10시간∼30시간 정도의 조건에서 감압 건조한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리올(b)의 중량평균 분자량은 100∼10,000, 바람직하게는 300∼5,000인 것이 바람직하다. 상기 중량평균 분자량은 폴리올(b)을 겔 투과 크로마토그래피(GPC)로 측정하고, 얻어진 측정치를 폴리스티렌 환산한 값이다.

반응은 상기에서 예시한 디이소시아네이트(a)와 폴리올(b)을 소정의 비율로 혼합한 후, 아르곤 가스 등의 불활성 가스 분위기 하, 실온에서 1시간∼5시간 정도 반응시키면 된다. 디이소시아네이트(a)와 폴리올(b)의 혼합비(몰)는 디이소시아네이트(a):폴리올(b)=1.1:1.0∼2.0:1.0의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 얻어진 우레탄 프리폴리머(c)의 중량평균 분자량을 하기에서 설명하는 소정의 값으로 할 수 있다.

즉, 얻어지는 우레탄 프리폴리머(c)의 중량평균 분자량은 300∼50,000, 바람직하게는 500∼45,000인 것이 좋다. 이 범위 내에서 우레탄 프리폴리머(c)의 중량평균 분자량을 제어하고, 이미드 유닛을 원하는 비율로 도입하면, 유연성이나 기재(2)와의 접착성 등이 우수한 PIUE(I)을 얻을 수 있다.

또한, 우레탄 프리폴리머(c)의 중량평균 분자량이 상기 범위 내에 있어서 작을수록 하드한 PIUE(I)을 얻을 수 있다. 이에 대하여 상기 분자량이 300보다 작으면 PIUE(I)이 지나치게 하드하게 되어 유연성이 저하될 우려가 있다. 또한, 50,000보다 크면 PIUE(I)이 지나치게 소프트해져서 강도나 내열성이 저하될 우려가 있으 므로 바람직하지 못하다. 상기 중량평균 분자량은 우레탄 프리폴리머(c)를 GPC로 측정하고, 얻어진 측정값을 폴리스티렌 환산한 값이다.

[반응 행정식(B)]

[식 중, R₁∼R₃, n, m은 상기와 같다.]

(폴리우레탄-우레아 화합물(e)의 합성)

상기에서 얻어진 우레탄 프리폴리머(c)를 이용하여, 반응 행정식(B)에 따라서 이미드 전구체인 폴리우레탄-우레아 화합물(e)을 합성한다. 즉, 우레탄 프리폴리머(c)를 디아민 화합물(d)로 우레아 결합에 의해 쇄연장해서 폴리우레탄-우레아 화합물(e)을 얻는다.

구체적으로는, 상기 디아민 화합물(d)로서는, 예를 들면 1,4-디아미노벤젠(별명:p-페닐렌디아민, 약칭:PPD), 1,3-디아미노벤젠(별명:m-페닐렌디아민, 약칭:MPD), 2,4-디아미노톨루엔(별명:2,4-톨루엔디아민, 약칭:2,4-TDA), 4,4'-디아미노디페닐메탄(별명:4,4'-메틸렌디아닐린, 약칭:MDA), 4,4'-디아미노디페닐에테르(별명:4,4'-옥시디아닐린, 약칭:ODA, DPE), 3,4'-디아미노디페닐에테르(별명:3,4'- 옥시디아닐린, 약칭:3,4'-DPE), 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐(별명:톨리딘, 약칭:TB), 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐(별명 : m-톨리딘, 약칭:m-TB), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(약칭:TFMB), 3,7-디아미노-디메틸디벤조티오펜-5,5-디옥시드(별명:o-톨리딘술폰, 약칭:TSN), 4,4'-디아미노벤조페논, 3,3'-디아미노벤조페논, 4,4'-비스(4-아미노페닐)술피드(별명:4,4'-티오디아닐린, 약칭:ASD), 4,4'-디아미노디페닐술폰(별명:4,4'-술포닐디아닐린, 약칭:ASN), 4,4'-디아미노벤즈아닐리드(약칭:DABA), 1,n-비스(4-아미노페녹시)알칸(n=3,4,5, 약칭:DAnMG), 1,3-비스(4-아미노페녹시)-2,2-디메틸프로판(약칭:DANPG), 1,2-비스[2-(4-아미노페녹시)에톡시]에탄(약칭:DA3EG), 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌(약칭:FDA), 5(6)-아미노-1-(4-아미노메틸)-1,3,3-트리메틸인단, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠(약칭:TPE-Q), 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠(별명:레조르신옥시디아닐린, 약칭:TPE-R), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠(약칭:APB), 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐(약칭:BAPB), 4,4'-비스(3-아미노페녹시)비페닐, 2,2-비스(4-아미노페녹시페닐)프로판(약칭:BAPP), 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰(약칭:BAPS), 비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]술폰(약칭:BAPS-M), 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판(약칭:HFBAPP), 3,3'-디카르복시-4,4'-디아미노디페닐메탄(약칭:MBAA, 4,6-디히드록시-1,3-페닐렌디아민(별명:4,6-디아미노레조르신), 3,3'-디히드록시-4,4'-디아미노비페닐(별명:3,3'-디히드록시벤지딘, 약칭:HAB), 3,3',4,4'-테트라아미노비페닐(별명:3,3'-디아미노벤지딘, 약칭:TAB) 등의 탄소수 6∼27의 방향족 디아민 화합물 ; 1,6-헥사메틸렌디아민(HMDA), 1,8-옥타메틸렌디아 민(OMDA), 1,9-노나메틸렌디아민, 1,12-도데카메틸렌디아민(DMDA), 1-아미노-3-아미노메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥산(별명:이소포론디아민), 4,4'-디시클로헥실메탄디아민, 시클로헥산디아민 등의 탄소수 6∼24의 지방족 또는 지환식 디아민 화합물 ; 1,3-비스(3-아미노프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 등의 실리콘계 디아민 화합물 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.

특히, 1,6-헥사메틸렌디아민(HMDA)을 사용하면, 강도가 우수한 PIUE(I)을 얻을 수 있다. 또한 상기에서 예시한 디아민 화합물(d)의 선택에 의해서도 PIUE(I)의 탄성률을 조정할 수 있다.

반응은, 우레탄 프리폴리머(c)와, 상기에서 예시한 디아민 화합물(d)을 같은 몰, 바람직하게는 NCO/NH₂비가 1.0 정도의 비율로 혼합한 후, 아르곤 가스 등의 불활성 가스 분위기 하, 실온∼100℃, 바람직하게는 50∼100℃에서 2시간∼30시간 정도로 용액 중합반응 또는 괴상 중합반응시키면 된다.

상기 용액 중합반응에 사용할 수 있는 용매로서는, 예를 들면 N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-헥실-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리돈 등을 들 수 있고, 특히, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N-헥실-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리돈이 바람직하다. 이들의 용매는 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋고, 정법에 따라 탈수 처리한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

[반응 행정식(C)]

[식 중, R₁∼R₄, n, m은 상기와 같다.]

(PIUE(I) 의 합성)

상기에서 얻어진 폴리우레탄-우레아 화합물(e)을 이용하여 반응 행정식(C)에 따라서 PIUE(I)을 합성한다. 즉, 테트라카르복실산 2무수물(f)로 우레아 결합부에 이미드 유닛을 도입해서 블록 공중합체인 PIUE(I)을 얻는다.

구체적으로는, 상기 테트라카르복실산 2무수물(f)로서는, 예를 들면 무수 피로멜리트산(PMDA), 옥시디프탈산 2무수물(ODPA), 비페닐-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물(BPDA), 벤조페논-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물(BTDA), 디페닐술폰-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 4,4'-(2,2-헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 2무수물(6FDA), m(p)-터페닐-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물 등의 탄소수 6∼18의 방향족 테트라카르복실산 2무수물 ; 시클로부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물, 1-카르복시메틸-2,3,5-시클로펜탄트리카르복실산-2,6:3,5- 2무수물 등의 탄소수 4∼6의 지환식 테트라카르복실산 2무수물 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.

반응은 폴리우레탄-우레아 화합물(e)과 테트라카르복실산 2무수물(f)의 이미드화 반응이다. 상기 이미드화 반응은, 용매 하, 무용매 하 어느 것이라도 좋다. 용매 하에서 이미드화 반응을 행할 경우에는, 우선 폴리우레탄-우레아 화합물(e)과, 상기에서 예시한 테트라카르복실산 2무수물(f)을 소정의 비율로 용매에 첨가하고, 아르곤 가스 등의 불활성 가스 분위기 하, 100∼300℃, 바람직하게는 135∼200℃, 보다 바람직하게는 150∼170℃에 있어서, 1시간∼10시간 정도 반응시켜서 하기 식(g)로 나타내어지는 폴리우레탄 아미드산(PUA)을 함유하는 용액(PUA 용액)을 얻는다.

[식 중, R₁∼R₄, n, m은 상기와 같다.]

여기에서, 폴리우레탄-우레아 화합물(e)과 테트라카르복실산 2무수물(f)의 혼합은 폴리우레탄-우레아 화합물(e)의 합성에서 사용한 디아민 화합물(d)과 테트라카르복실산 2무수물(f)의 혼합비(몰)가, 디아민 화합물(d):테트라카르복실산 2무수물(f)=1:2∼1:2.02의 범위가 되는 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 확실하게 우레아 결합부에 이미드 유닛을 도입할 수 있다.

사용할 수 있는 용매로서는, 상기 반응 행정식(B)의 용액 중합반응에 사용할 수 있는 용매에서 예시한 것과 같은 용매를 예시할 수 있다. 또한, 반응 행정식(B)에 있어서 용액 중합반응에서 폴리우레탄-우레아 화합물(e)을 얻었을 경우에는, 상기 용매 중에서 이미드화 반응을 행하면 좋다.

이어서, 상기에서 얻은 PUA 용액을 예를 들면 원통 금형에 주입하고, 100∼300℃, 바람직하게는 135∼200℃, 보다 바람직하게는 150∼170℃에 있어서 100∼2,000rpm, 30분∼2시간 정도로 원통 금형을 회전시키면서, 원심 성형에 의해 PUA를 필름상으로 성막한다.

이어서, 필름상의 PUA를 가열 처리(탈수축합 반응)함으로써 필름상의 PIUE(I)을 얻을 수 있다. 가열 처리는 PUA가 열분해되지 않는 조건인 것이 바람직하고, 예를 들면 감압 조건 하에서 150∼450℃, 바람직하게는 150∼250℃, 1시간∼5시간 정도인 것이 좋다.

한편, 무용매 하에서 이미드화 반응을 행할 경우에는, 통상의 교반조형 반응기 외에, 배기계를 갖는 가열 수단을 구비한 압출기 속에서도 행할 수 있으므로, 얻어지는 PIUE(I)을 압출하여 그대로 필름상으로 성형할 수 있다.

상기한 바와 같이 해서 얻어지는 PIUE(I)은, 유리전이온도(Tg)가 통상 -30∼-60℃임과 아울러 높은 탄성을 갖고, 또한 고무상 탄성 영역의 온도범위가 넓은 것이 된다. 이 이유로서 이하의 이유가 추찰된다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이, PIUE(I)은 주쇄에 연속한 2개의 이미드 유닛을, 그 분포를 제어하면서 원하는 비율(이미드 분률)로 도입할 수 있으므로, 이 이미드 유닛으로 이루어지는 하드 세그 먼트의 응집이 균일하고 또한 강고한 것으로 된다. 이 때문에, PIUE(I)은 보다 균일하고 또한 강고한 미크로 상분리 구조를 형성하고, 유리전이온도가 낮아짐으로써 고무상 탄성영역의 온도범위가 넓어진다.

PIUE(I)의 중량평균 분자량은 10,000∼1000,000, 바람직하게는 50,000∼800,000, 보다 바람직하게는 50,000∼500,000인 것이 좋다. 상기 중량평균 분자량은 상기 PUA 용액을 GPC로 측정하고, 얻어진 측정값을 폴리스티렌 환산한 값으로부터 도출한 값이다. 또한, PIUE(I)이 아니라 PUA 용액을 GPC로 측정하는 것은, PIUE(I)이 GPC의 측정 용매에 불용이기 때문이다.

또한, PIUE(I)의 이미드 분률(이미드 성분 함유율), 즉 이미드 변성 엘라스토머 중의 이미드 성분의 비율을 조정하면 탄성률을 간단하게 조정할 수 있다. 이미드 분률은 탄성률 등에 따라 임의로 선정하면 되고, 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 통상 25중량% 이하, 바람직하게는 15중량% 이하인 것이 좋고, 하한치로서는 통상 5중량% 이상이 타당하다. 상기 이미드 분률은 원료, 즉 디이소시아네이트(a), 폴리올(b), 디아민 화합물(d) 및 테트라카르복실산 2무수물(f)의 투입량으로부터 산출되는 값이며, 보다 구체적으로는, 하기 식(α)로부터 산출되는 값이다.

이미드 분률(%)=[(W _a' +W _c +W _d )/W _total ]×100 …(α)

W_total : W_a+W_b+W_c+W_d

W_a: 디이소시아네이트 투입량(몰)×디이소시아네이트 식량

W_b: 폴리올 투입량(몰)×폴리올 식량

W_C: 디아민 화합물 투입량(몰)×디아민 화합물 식량

W_d: 테트라카르복실산 2무수물 투입량(몰)×테트라카르복실산 2무수물

식량

W_a': [디이소시아네이트 투입량(몰)-폴리올 투입량(몰)]×디이소시아네

이트 식량

탄성층(3)의 두께는 50∼1,000㎛, 바람직하게는 100∼200㎛인 것이 좋다. 이에 따라, 예를 들면 토너의 전사 효과 등이 뛰어난 것으로 된다. 이에 대하여, 탄성층(3)의 두께가 50㎛보다 얇으면 탄성층(3)에 요구되는 유연성이 저하하고, 1,000㎛보다 크면 벨트의 총두께가 증가하여 굴곡성 등에 악영향을 끼치므로 바람직하지 못하다.

이형성 수지층(4)은, 벨트(1)에 표면성이나 토너의 이형성 등을 부여하기 위한 것이다. 이형성 수지층(4)으로서는 이형성, 내열성 및 굴곡내성 등의 점에서, 불소수지 등이 바람직하고, 상기 불소수지로서는 예를 들면 테트라플루오르에틸렌 수지(PTFE), 테트라플루오르에틸렌/퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP) 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 혼합해서 사용해도 된다. 이러한 이형성 수지층(4)을 탄성층(3) 상에 형성하면, 실리콘 오일 등을 사용하지 않아도 토너의 이형성이 얻어짐과 아울러, 종이가루 고착 방지 효과 등을 얻어지고, 오일리스화를 도모할 수 있다.

이형성 수지층(4)은, 토너 및 종이가루의 이형성 등을 확보하고, 또한 탄성 층(3)의 유연성을 손상하지 않는 두께로 탄성층(3) 상에 형성하는 것이 바람직하다. 구체적인 이형성 수지층(4)의 두께로서는 5∼50㎛, 바람직하게는 10∼30㎛인 것이 좋다. 이에 대하여, 이형성 수지층(4)의 두께가 5㎛보다 얇으면 충분한 이형성이 얻어지지 않고 내구성도 떨어지며, 50㎛보다 크면 탄성층(3)의 유연성을 손상할 우려가 있다.

또한, 이형성 수지층(4)에, 상기에서 설명한 도전제를 분산시켜서 대전에 의한 오프셋 등을 방지하도록 하여도 좋다.

<제조 방법>

이어서, 상기에서 설명한 화상 형성 장치용 벨트(1)의 제조 방법의 일실시형태에 대하여 설명한다. 또, 벨트(1)는 심리스 벨트로서 중간 전사 벨트나 정착 벨트에 사용하면, 본 발명의 유용성이 증가하는 점에서 바람직하다. 따라서, 심리스한 벨트(1)의 제조 방법의 일실시형태에 대해서, 탄성층(3)을 구성하는 이미드 변성 엘라스토머에 PIUE(I)을 사용했을 경우에 대하여 설명한다.

심리스한 벨트(1)는, 예를 들면 원심 성형법에 의해 얻을 수 있다. 즉, 우선 폴리이미드 수지의 전구체인 폴리아미드산의 바니시(폴리이미드 바니시)와, 상기에서 설명한 PUA 용액을 조제한다. 폴리이미드 바니시는 특별하게 한정되는 것은 아니고, 폴리아미드산을 적당한 용제에 첨가해서 바니시화한 것 이외에, 시판하는 것 을 이용하여도 좋고, 구체예로서는 우베코우산(주)사 제의 상품명 「U바니시 A」등을 들 수 있다.

또한, 벨트를 중간 전사 벨트로서 사용할 경우에는, 상기 폴리이미드 바니시 에 도전성을 부여시키는 점에서 도전제를 배합할 필요가 있다. 구체적으로는, 도전재로서 예를 들면 카본블랙을 배합할 경우에는 카본블랙을 폴리이미드 수지 100중량부에 대하여 10∼30중량부, 바람직하게는 20중량부 정도 첨가한 후, 교반기로 30분∼2시간, 바람직하게는 1시간 정도 교반하고, 탈포처리를 행하여 원심 성형용의 바니시 용액을 조정한다. 상기 바니시 용액의 고형분량으로서는 10∼30중량%, 바람직하게는 15∼25중량%, 보다 바람직하게는 18중량% 정도인 것이 좋다. 또한, 상기 카본블랙으로서는, 예를 들면 토카이카본사 제의 상품명 「토우카 블랙 #5500F」등을 들 수 있다.

PUA 용액은 고형분량을 10∼30중량%, 바람직하게는 20중량% 정도로 조제하는 것이 바람직하다.

벨트 성형에서는, 우선, 상기 PUA 용액을 110∼130℃, 바람직하게는 120℃ 정도로 가열한 원심 성형기에 주입한다. 또한, 원심 성형기 드럼 내면에는 이형 처리를 실시하거나, 이형제를 도포하거나, 또는 수지로 이형성을 가진 층을 형성하거나 해 두는 것이, 이하와 같이 해서 얻어지는 적층 필름을 원심 성형기로부터 간단하게 분리할 수 있는 점에서 바람직하다.

이어서, 이 원심 성형기 드럼을, 400∼600rpm, 바람직하게는 500rpm 정도로 회전시키면서 PUA 용액을 투입하고, 상기 PUA 용액을 충분히 드럼 전체에 연신시킨다. 그 후에 회전수를 900∼1,100rpm, 바람직하게는 1,000rpm 정도로 올리고, 20 ∼40분간, 바람직하게는 30분간 정도로 열처리를 한 후, 50∼70℃, 바람직하게는 60℃ 정도로까지 냉각해서 드럼 내면에 PUA 필름을 형성한다.

이어서, 드럼을 400∼600rpm, 바람직하게는 500rpm 정도로 교반시키면서, 상기에서 조제한 폴리이미드 바니시를 상기 PUA 필름 내면에 주입한다. 그 후 회전수를 50∼200rpm, 바람직하게는 100rpm 정도로 회전시킴과 아울러, 110∼130℃, 바람직하게는 120℃ 정도로 가열하고, 30∼60분간, 바람직하게는 45분간 정도로 열처리를 행함으로써 적층 필름(기재(2), 탄성층(3))을 형성한다.

실온까지 냉각한 후, 드럼으로부터 적층 필름을 분리하고, 수축에 의한 변형을 막기 위해서 표면 이형 처리를 실시한 금형에 셋팅하고, 표면에 불소수지 등을 코팅해서 이형 수지층(4)을 형성한다. 그 후에 감압 조건하에서 300∼400℃, 바람직하게는 350℃ 정도에서 20∼40분간, 바람직하게는 30분간 정도로 열처리를 행한다. 이어서, 얻어진 필름을 적절한 크기로 슬릿함으로써 심리스한 벨트(1)를 얻는다.

또한, 상기에서 설명한 실시형태에서는 효율적으로 심리스한 벨트(1)를 얻는 점에서, 원심 성형에 의해 연속해서 기재(2), 탄성층(3)을 얻을 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 예를 들면 상기에서 설명한 원심 성형의 조건에서, 원통상의 심리스한 기재(2), 탄성층(3)을 각각 조제함과 아울러 압출성형법 등으로 원통상의 심리스한 이형성 수지층(4)을 조제한다. 그리고, 이들을 1액성 또는 2액성의 실리콘계 탄성 접착제, 우레탄계 탄성 접착제, 시트상 핫멜트형의 실리콘계 접착제, 실란 변성 폴리이미드계 접착제 등이나, 가열 가압 등으로 일체화함으로써 심리ds스한 벨트(1)를 얻어도 좋다.

상기한 바와 같이 해서 얻은 심리스한 벨트(1)를 중간 전사 벨트로서 사용할 경우에는, 벨트(1)의 총두께를 100∼150㎛로 하는 것이 바람직하고, 정착 벨트로서 사용할 경우에는 벨트(1)의 총두께를 200∼300㎛로 하는 것이 바람직하다.

한편, 벨트(1)의 총두께가 상기한 이들의 두께보다 얇으면 중간 전사 벨트나 정착 벨트로서 필요한 기계 특성을 만족시키는 것이 곤란하다. 또한, 이들의 두께보다 크면 롤 굴곡부에서의 변형에 의해 벨트 표면의 응력이 집중하여, 이형성 수지층(4)에 크랙이 발생하는 등의 문제가 생길 경우가 있다.

이하, 합성예 및 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 합성예 및 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

이하의 2종류의 PIUE(1),(2)를 합성했다.

<합성예 1>

PIUE(1)을 하기 식에 기초하여 합성했다.

[식 중, n은 1∼100의 정수를 나타낸다. m은 2∼100의 정수를 나타낸다. x는 5∼100의 정수를 나타낸다.]

(우레탄 프리폴리머(j)의 합성)

우선, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)(h)[니혼폴리우레탄 고교(주)사제]를 감압 증류했다. 또한, 폴리옥시테트라메틸렌글리콜(PTMG)(i)[호도가야 카가쿠(주)사 제의 상품명 「PTMG1000」, 중량평균 분자량:1,000]를 80℃, 2∼3mmHg, 24시간의 조건으로 감압 건조했다.

이어서, 상기 MDI(h) 23.8g과, PTMG(i) 76.2g을 교반기 및 가스 도입관을 구 비한 500ml의 4구 세퍼러블 플라스크에 각각 첨가하고, 아르곤 분위기 하, 80℃에서 2시간 교반하여, 분자 양 말단에 이소시아나토기를 갖는 우레탄 프리폴리머(j)를 얻었다. 이 우레탄 프리폴리머(j)를 GPC로 측정한 결과, 폴리스티렌 환산한 값으로 중량평균 분자량은 4.6×10⁴이었다.

(폴리우레탄-우레아 화합물(l)의 합성)

상기에서 얻은 우레탄 프리폴리머(j) 10g을 탈수 처리한 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 60ml에 용해시킨 것과, 4,4'-디아미노디페닐메탄(MDA)(k) 0.378g을 탈수 처리한 NMP 20ml에 용해시킨 것을, 교반기 및 가스 도입관을 구비한 500ml의 4구 세퍼러블 플라스크에 각각 첨가하고, 아르곤 분위기 하, 실온(23℃)에서 24시간 교반하여 폴리우레탄-우레아 화합물(l)의 용액을 얻었다.

(PIUE(1)의 합성)

상기에서 얻은 폴리우레탄-우레아 화합물(l)의 용액 중에, 무수 피로멜리트산(PMDA)(m) 0.831g을 첨가하고, 아르곤 가스 분위기 하, 150℃에서 2시간 교반하여 폴리우레탄 아미드산(PUA) 용액을 얻었다. 이어서, 상기 PUA 용액을 원심 성형기에 흘려 넣고, 150℃에서 1,000rpm, 1시간 원심 성형해서 PUA 시트를 얻었다. 이 PUA 시트를 감압 데시케이터 내에서 200℃, 2시간 가열 처리(탈수축합 반응)하고, 두께 100㎛의 시트상의 PIUE(1)을 얻었다(이미드 분률:15중량%). 또한, 상기 이미드 분률은 상기 식(α)로부터 산출해서 얻은 값이다.

얻어진 PIUE(1)에 대해서, KBr법으로 IR 스펙트럼을 측정했다. 그 결과를 도 2에 나타낸다.

도 2로부터 명확한 바와 같이, 1780㎝^-1, 1720㎝^-1 및 1380㎝^-1에 이미드환으로부터 유래되는 흡수가 관찰되었다.

<합성예 2>

MDI(h) 23.8g을 27.3g으로 하고, PTMG(i) 76.2g을 72.7g으로 한 이외는, 상기 합성예 1과 마찬가지로 해서 중량평균 분자량이 2.5×10⁴의 우레탄 프리폴리머(j)를 얻었다. 이어서, MDA(k) 0.378g을 0.721g으로 한 이외는, 상기 합성예 1과 마찬가지로 하여 폴리우레탄-우레아 화합물(l)의 용액을 얻었다.

이 폴리우레탄-우레아 화합물(l)의 용액 중에 첨가하는 PMDA(m) 0.831g을 1.586g으로 한 이외는, 상기 합성예 1과 마찬가지로 하여 두께 100㎛의 시트상의 PIUE(2)를 얻었다(이미드 분률:25중량%). 얻어진 PIUE(2)에 대해서 상기 합성예 1과 마찬가지로 하여 IR 스펙트럼을 측정했다. 그 결과를 도 3에 나타낸다.

도 3으로부터 명확한 바와 같이, 1780㎝^-1, 1720㎝^-1 및 1380㎝^-1에 이미드환으로부터 유래되는 흡수가 관찰되었다.

상기에서 얻은 PIUE(1), (2)에 대해서 탄성률을 측정했다. 그 측정 방법을 이하에 나타냄과 아울러, 결과를 표 1에 나타낸다.

(탄성률의 측정 방법)

세이코 인스트루먼츠사(Seiko Instruments Inc.)제 동적 점탄성 측정장치 「DMS 6100」을 이용하여, 10Hz, 5℃/분, -100∼400℃의 온도상승 과정에서 50℃에서 의 저장 탄성률(E')을 측정했다.

표 1로부터 명확한 바와 같이, 이미드 분률을 조정하면 탄성률을 조정할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 이 결과로부터 탄성층의 탄성률을 간단하게 적절한 값으로 조정할 수 있는 것을 알 수 있다.

실시예 1

상기 합성예 1, 2에서 얻은 PIUE(1), (2) 중, PIUE(1)(이미드 분률 15중량%·탄성률 2.4×10⁷㎩)을 사용해서 화상 형성 장치용 벨트를 제작하고, 기재와 탄성층의 박리강도를 측정했다.

<화상 형성 장치용 벨트의 제작>

우선, 상기 합성예 1에서 얻은 PIUE 용액(즉 합성예 1에 있어서 탈수축합 반응시키기 전의 PUA 용액)을 원심 성형기를 이용하여 120℃에서 30분 처리해서 두께 100㎛의 PIUE 필름을 얻었다. 이어서, 이 PIUE 필름 내면에 우베코우산(주)사 제의 상품명 「U바니시 A」를 주입하고, 120℃에서 45분간 열처리해서 적층 필름을 얻었다.

이어서, 이 적층 필름을 드럼으로부터 분리하고, 금형에 끼워서 350℃에서 30분 열처리를 행하고, 한 면이 폴리이미드, 다른 면이 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머의 구조, 즉 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재와, 이 기재 상에 형성된 PIUE(1)로 이루어지는 탄성층으로 구성된 두께 200㎛의 심리스한 화상 형성 장치용 벨트를 얻었다.

상기에서 얻은 화상 형성 장치용 벨트에 대해서 박리강도의 측정을 행하였다. 그 측정 방법을 이하에 나타냄과 아울러, 결과를 표 2에 나타낸다.

<박리강도의 측정>

상기에서 얻은 화상 형성 장치용 벨트를 10㎜폭의 직사각형상으로 펀칭하고, 시마즈 세이사쿠쇼 제의 인장시험기 「AG-2000G」를 사용하여 기재와 탄성층의 박리강도를 측정했다. 또한, 인장 속도는 50mm/분으로 했다.

[비교예 1]

우선, 우베코우산(주)사 제의 상품명 「U바니시 A」를, 원심 성형기를 이용하여 120℃에서 45분간 열처리함으로써 두께 100㎛의 필름을 얻었다. 이어서, 이 필름 내면에 신에츠 실리콘사 제의 2액 경화형 실리콘 고무 「KE1300」을 주입하고, 120℃에서 3시간 열처리해서 적층 필름을 제작했다. 그 후에 이 필름을 드럼으로부터 분리하고, 금형에 끼워서 350℃에서 30분 열처리를 행하고, 한 면이 폴리이미드, 다른 면이 실리콘 고무의 구조, 즉 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재와, 이 기재상에 형성된 실리콘 고무로 이루어지는 탄성층으로 구성된 두께 200㎛의 심리스한 화상 형성 장치용 벨트를 얻었다.

상기에서 얻은 화상 형성 장치용 벨트에 대해서, 상기 실시예 1과 마찬가지로 해서 박리강도의 측정을 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

[비교예 2]

우선, 우베코우산(주)사 제의 상품명 「U바니시 A」를, 원심 성형기를 이용하여 120℃에서 45분간 열처리함으로써 두께 100㎛의 필름을 얻었다. 이어서, 이 필름 내면에 도레이·다우코닝사 제의 1액 경화형 실리콘 고무 「SE5060」을 주입하고, 60℃에서 3시간 열처리해서 적층 필름을 제작했다. 그 후에 이 적층 필름을 드럼으로부터 분리하고, 금형에 끼워서 350℃에서 30분 처리를 행하고, 한 면이 폴리이미드, 다른 면이 실리콘 고무의 구조, 즉 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재와, 이 기재 상에 형성된 실리콘 고무로 이루어지는 탄성층으로 구성된 두께 200㎛의 심리스한 화상 형성 장치용 벨트를 얻었다.

상기에서 얻은 화상 형성 장치용 벨트에 대해서, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여 박리강도의 측정을 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터 명확한 바와 같이, 기재가 폴리이미드 수지로 이루어지고, 탄성층이 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머로 이루어지는 실시예 1의 화상 형성 장치용 벨트는, 기재와 탄성층의 박리강도가 기재가 폴리이미드 수지로 이루어지고, 탄성층이 실리콘 고무로 이루어지는 비교예 1, 2의 화상 형성 장치용 벨트보다 높은 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 탄성층이 이미드 성분을 갖는 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지면 폴리이미드 수지로 이루어지는 기재와의 친화성이 높아지므로, 양자가 박리하는 것에 의한 내구성의 저하를 억제할 수 있다고 할 수가 있다.

Claims

폴리이미드 수지로 이루어지는 기재 상에 적어도 탄성층이 형성된 화상 형성 장치용 벨트로서: 상기 탄성층이 이미드 변성 엘라스토머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 1 항에 있어서, 상기 이미드 변성 엘라스토머는 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 2 항에 있어서, 상기 이미드 변성 폴리우레탄 엘라스토머는 하기 일반식(I):

[식 중, R₁은 방향족환 또는 지방족환을 함유하는 2가의 유기기를 나타낸다. R₂는 중량평균 분자량 100∼10,000의 2가의 유기기를 나타낸다. R₃는 방향족환, 지방족환 또는 지방족쇄를 함유하는 2가의 유기기를 나타낸다. R₄는 4개 이상의 탄소를 함유하는 4가의 유기기를 나타낸다. n은 1∼100의 정수를 나타낸다. m은 2∼100 의 정수를 나타낸다.]로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 3 항에 있어서, 상기 일반식(I) 중에 있어서 상기 R₁은 폴리올과 함께 우레탄 프리폴리머를 형성할 수 있는 디이소시아네이트에 있어서 이소시아나토기(-NCO)를 제외한 잔기이며, 상기 R₂는 디이소시아네이트와 함께 우레탄 프리폴리머를 형성할 수 있는 폴리올에 있어서 2개의 수산기(-OH)를 제외한 잔기인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 3 항에 있어서, 상기 일반식(I) 중에 있어서 상기 R₃는 우레탄 프리폴리머를 우레아 결합에 의해 쇄연장할 수 있는 탄소수 6∼27의 방향족 디아민 화합물, 탄소수 6∼24의 지방족 디아민 화합물 및 탄소수 6∼24의 지환식 디아민 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 디아민 화합물에 있어서 아미노기(-NH₂)를 제외한 잔기인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 3 항에 있어서, 상기 일반식(I) 중에 있어서 상기 R₄는 우레아 결합부에 이미드 유닛을 도입할 수 있는 무수 피로멜리트산(PMDA), 옥시디프탈산 2무수물(ODPA), 비페닐-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물(BPDA), 벤조페논-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물(BTDA), 디페닐술폰-3,4,3',4'-테트라카르복실 산 2무수물(DSDA), 4,4'-(2,2-헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 2무수물(6FDA), m(p)-터페닐-3,4,3',4'-테트라카르복실산 2무수물의 탄소수 6∼18의 방향족 테트라카르복실산 2무수물, 및 시클로부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물, 1-카르복시메틸-2,3,5-시클로펜탄트리카르복실산-2,6:3,5- 2무수물의 탄소수 4∼6의 지환식 테트라카르복실산 2무수물로부터 선택되는 1종 이상의 테트라카르복실산 2무수물의 잔기인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 1 항에 있어서, 상기 이미드 변성 엘라스토머의 50℃에 있어서의 저장 탄성률(E')이 1.0×10⁶∼6.0×10⁷㎩인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성층 상에 이형성 수지층을 형성한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 전사 벨트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 정착 벨트인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.