KR20140041997A - 무단벨트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무단벨트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무단벨트의 제조공정 중 도전성 분체의 함량에 따른 전기적 특성의 민감성을 개선하여 균일한 저항률을 갖는 무단벨트를 제공한다.

Description

무단벨트 및 그 제조방법{Seamless Belt and Preparation Method Thereof}

본 발명은 무단벨트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복사기, 프린터 등의 정전 복사 방식의 화상형성장치에 사용되는 무단형의 반도전성 전사벨트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 벨트의 용도는 매우 다양하며 전자기기, 자동차, 컨베이어 등과 같이 회전축과 전동기를 이용하는 산업에 있어서 기어를 대체하는 주요 부품으로 사용되어 왔다. 특히, 전자기기에서는 복사지나 전사지 위에 형성된 토너상을 정착 및 전사시키는 용도로 복사기나 레이저빔프린터, 팩시밀리 등의 정착벨트, 중간전사벨트, 이송벨트 등으로 사용된다.

상기 용도에 있어서는, 금속이나 플라스틱 또는 고무제의 회전체로 사용되어 었지만, 고성능화에 따른 고속화로 인해 회전체의 변형가능성과 강도, 치수 안정성, 내열성 등의 기계적 물성 확보를 두께가 얇은 수지제, 특히 폴리이미드제의 벨트가 바람직하다. 이 경우, 출력 화상에 이음매에 기인하는 결함이 생기는 현상을 방지하게 위하여 이음매 없는 무단의 벨트가 적합하다.

한편, 폴리이미드 수지계의 무단 벨트를 제작하는 방법에는 성형 몰드의 내면 혹은 외면에 폴리이미드 전구체 용액을 도포하고, 회전시킴과 함께 건조시켜 원통형의 폴리이미드 필름을 제작한 후 이미드 화를 거친 후, 최종적으로 성형 몰드로부터 박리시켜 폴리이미드 무단벨트를 제작하는 방법이 통상적으로 사용된다.

이러한, 무단 벨트를 이용하는 전사 장치는 일반적으로 도전성 분체가 분산되고, 반도전성화된 폴리이미드 수지로 이루어지는 전사벨트를 복수의 롤에 장착, 회전시켜 토너를 감광체로부터 용지에 전사하는 것으로서, 이때의 도전성 분체 즉 도전성 필러로는 일반적으로 무기계인 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 그래파이트, 산화주석 등과 폴리 아닐린(Polyaniline)이나 폴리 피롤(Poly pirrole) 등의 도전성 고분자를 이용할 수 있다.

이때, 폴리이미드 수지계의 무단 벨트에 요구되는 반도전성 영역의 전기적 특성은 1차적으로 무기계 혹은 유기계 도전성 분체의 무단 벨트 내에 첨가한 함량을 가지고 결정되어지며, 도전성 분체의 전도성 채널을 형성하는 네트워크의 형성 정도에 따라 표면 저항률 등에 미소 변화가 발생한다.

특히, 화상 형성 장치의 기능을 갖는 중간 전사벨트는 반도전성 영역의 중간 저항값(10⁸ ~ 10¹² Ωcm)을 요구하는데, 이때의 반도전성 영역의 저항값은 도전성 필러의 함량에 따라 급격하게 도전성 채널을 형성하므로, 도전성 필러의 함량과 함께 도전성 분체의 네트워크 형성 정도에 따라 저항이 급격히 변하는 양상을 나타낸다. 이는 폴리이미드 수지계와 도전성 분체의 복합체 내에서 도전성 분체가 3차원적으로 전도성 경로(path)가 형성되는 과정에서 일정 충전량 이상에서 전도성 경로(path)를 급격하게 형성하는 문턱스며들기(Percolation Threshold)에 기인한다.

이러한 저항에 대한 충전량, 즉 함량에 대한 민감성은 저항값의 균일한 제어의 관점에서 용이한 카본블랙 등의 무기계 분체를 사용하는 경우에도 발생되어진다.

따라서 폴리이미드 수지계의 반도전성 무단벨트를 제조함에 있어, 1차적으로는 충전량, 즉 폴리이미드 수지계에 분산된 도전성 분체의 함량에 따라 전기적 특성이 민감하게 변화하는 문제를 야기하며, 이와 더불어 동일한 충전량일지라도 도전성 분체가 어떠한 네트워크를 형성하여 도전성 경로(path)를 형성하는가에 따라 표면저항 및 체적저항 등의 전기적 특성에 차이를 나타나게 된다.

특히 상기의 현상은 폴리이미드 수지계의 무단 벨트를 제작하는 단계 중, 열적 처리가 수반되어지는 단계에서 두드러지게 나타난다. 폴리이미드 수지계의 무단 벨트를 제작하는 단계 중, 성형 몰드의 내면 혹은 외면에 폴리이미드 전구체 용액을 균일하게 도포한 이후에는 열적 건조를 통해 도전성 분체가 분산되어 있는 폴리이미드 수지의 전구체가 유동성이 없는 자기 지지성을 갖는 벨트 형상을 가질 때까지 일정 수준의 용매를 제거하여야 한다. 이때 상기의 열적 건조 단계에서 아직 유동성을 가진 폴리이미드 전구체 피막 단계에서는 수십nm ~ 수㎛로 분산된 도전성 분체가 브라운 운동 등을 통해 재응집이 발생하고 건조 분위기 및 온도 프로파일에 따라 유체 내에서의 2차적인 거동을 달리하게 된다.

따라서, 도전성 분체의 도전성 경로(path)를 형성시킴에 있어 불균일성을 발생시킬 가능성이 더욱 높다. 또한 이를 통해 발생된 도전성 네트워크의 형성의 불균일성은 상기 함량에 따른 전기적 특성의 민감성을 더욱 더 높여주는 작용을 하게 된다. 전기적 특성의 민감성은 폴리이미드 수지계의 무단 벨트의 각각의 제품 내의 위치별 또는 제품간의 저항 편차를 발생시켜 제품 불량의 가능성을 높일 수 있다는 점에서, 표면저항률 및 체적저항률 등의 전기적 특성을 도전성 분체 즉 도전성 필러의 함량 변화에 급격하게 변하지 않으면서, 열적 처리 단계에서도 균일하게 도전성 경로(path)를 제어할 수 있는 방안이 요구되어 진다.

본 발명의 주된 목적은 반도전성 무단벨트의 제조과정에서 발생하는 표면 저항률 등과 같은 전기적 특성의 불균일성을 개선시킨 무단벨트의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 무단벨트를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 (a) 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지를 성형 몰드 내주면에 도포하여 폴리아믹산 수지 피막을 형성하는 단계; (b) 상기 폴리아믹산 수지 피막이 형성된 성형 몰드를 고속회전시켜 폴리아믹산 수지 피막을 안정화시키는 단계; 및 (c) 상기 안정화된 폴리아믹산 수지 피막을 열처리하여 이미드화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일 구현예는 표면저항률 등과 같은 전기적 특성의 불균일성을 개선시키기 위해, 상기 (b) 단계의 고속회전은 5G 내지 40G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용하게 하는 속도로 30초 내지 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예는 표면저항률 등과 같은 전기적 특성의 불균일성을 개선시키기 위해, 상기 (b) 단계의 고속회전은 9G 내지 16G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용하게 하는 속도로 1 내지 5분 동안 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예는 표면저항률 등과 같은 전기적 특성의 불균일성을 개선시키기 위해, 상기 도전성 필러는 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 그래파이트, 풀러렌 및 산화주석으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예는 표면저항률 등과 같은 전기적 특성의 불균일성을 개선시키기 위해, 상기 도전성 필러는 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 30 중량부를 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 구현예는 상기 제조방법으로 제조되고, 표면저항률 편차의 상용대수치가 0.3Ω/sq 이하인 것을 특징으로 하는 무단벨트를 제공한다.

본 발명의 바람직한 다른 구현예는 인쇄과정 등과 같은 반복적인 회전 응력에 의한 벨트에 균열이 발생하거나 또는 찌그러지는 현상을 방지하기 위하여, 상기 무단벨트는 두께가 30 ~ 300㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 무단벨트의 제조공정 중 도전성 분체의 함량에 따른 전기적 특성의 민감성을 개선하여 균일한 저항률을 갖는 무단벨트를 제공할 수 있다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 (a) 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지를 성형 몰드 내주면에 도포하여 폴리아믹산 수지 피막을 형성하는 단계; (b) 상기 폴리아믹산 수지 피막이 형성된 성형 몰드를 고속회전시켜 폴리아믹산 수지 피막을 안정화시키는 단계; 및 (c) 상기 안정화된 폴리아믹산 수지 피막을 열처리하여 이미드화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 무단벨트를 제조하기 위해서는 먼저, 용매 존재하에서 디안하이드라이드와 디아민을 중합시켜 폴리아믹산 수지를 제조한다. 이때, 상기 폴리아믹산 수지의 제조는 통상의 일반적인 방법에 의하여 제조될 수 있다.

상기 디안하이드라이드 및 디아민 또한, 폴리이미드 수지 제조시 사용하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 디안하이드라이드로는 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이안하이드라이드(PMDA), 3,3′, 4,4′-비페닐테트라카르복실릭 다이안하이드라이드(BPDA), 4,4′-옥시디프탈릭 안하이드라이드(ODPA), 4,4′-헥사플로로아이소프로필리덴디프탈릭 안하이드라이드 등을 사용할 수 있으며, 상기 디아민으로는 1,4-페닐렌디아민(1,4-PDA), 1,3-페닐렌디아민(1,3-PDA), 4,4′-메틸렌디아닐린(MDA), 4,4′-옥시디아닐린(ODA), 4,4′-옥시페닐렌디아민(OPDA) 등을 사용할 수 있다. 통상 디아민과 디안하이드라이드는 동몰량으로 사용될 수 있다.

본 발명의 폴리이미드 수지의 무단 벨트 분자량 조절은 디안하이드라이드 성분이나 디아민 성분의 종류, 중합 조건 등에 따라 조절할 수 있지만, 디안하이드라이드 성분과 디아민 성분의 몰비의 조정에 의하여 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 디안하이드라이드:디아민의 몰비는 100:100 ~ 90 또는 100 ~ 90:100 몰비의 범위에서 조정하는 것이 바람직하다. 단, 상기 몰 비율의 범위를 벗어나는 경우, 폴리이미드 수지의 분자량이 저하되고, 형성한 벨트의 기계적 강도가 낮아지며, 반도전성 폴리아믹산 수지 내에 분산되어 있는 탄소나노튜브의 재응집이 야기되어, 제조된 벨트의 표면저항률의 불균일도가 커지는 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명의 폴리이미드 수지를 중합할 때 사용되는 용매는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 아세트아마이드, N,N-디메틸 포름아마이드, N,N-디에틸 아세트아마이드, N,N-디에틸 포름아마이드, N-메틸 카프로락탐 등의 아마이드계 극성 용매를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이와 같이 제조된 폴리아믹산 수지는 도전성 필러를 분산시켜 반도전성 폴리아믹산 수지를 수득한 다음, 상기 반도전성 폴리아믹산 수지를 성형 몰드 내주면에 도포하여 폴리아믹산 수지 피막을 형성시킨다.

상기 도전성 필러의 분산은 분말상태를 그대도 사용하는 것이 아니라, 무단벨트 내에 균일하게 존재하도록 무단벨트를 구성하는 폴리아믹산 수지에 혼합한 후에 분산시키거나, 또는 폴리아믹산 수지에 사용될 수 있는 분산용매에 별도로 분산시킨 다음, 폴리아믹산 수지와 혼합할 수 있다. 상기 분산용매는 도전성 필러를 분산시키면서 무단벨트에 사용할 수 있는 용매이면 제한 없이 사용 가능하고, 그 일예로, 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드(DMF), N-메틸피롤리돈(NMP) 등일 수 있다.

상기 도전성 필러는 기계적 물성 측면에서 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 그래파이트, 풀러렌 및 산화주석으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 도전성 필러는 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 30 중량부를 함유시킬 수 있다. 만일, 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 도전성 필러가 0.1 중량부 미만으로 첨가될 경우, 도전성 경로(path)를 형성하지 못해 반도전성 영역의 표면저항 특성을 발현할 수 없고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 도전성 필러와 폴리이미드계 수지의 계면특성으로 인해 본래의 폴리이미드계 수지가 가지고 있는 기계적 물성이 저하될 수 있다.

전술된 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지는 노즐, 디스펜서 등을 통해 회전되는 성형 몰드의 내주면에 균일하게 도포되어 피막을 형성한다. 이때, 도포방법은 노즐에 의한 나선형 또는 원형의 수지 도포법, 분무상의 수지 도포법, 디스펜서(Dispenser)를 이용하는 방법, 그라비아(Gravure) 코팅법, 다이 캐스팅(Die Casting)법, 리버스(Reverse) 코팅법, 디핑(Dipping)법, 콤마(Comma) 코팅법, 스프레이 코팅법 등이 적용될 수 있으나, 특별히 수단의 제한을 받지 않는다.

상기 성형 몰드 내주면에 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지를 도포할 때에는 몰드를 실질적인 무원심력 이하, 중력가속도(G) 이하의 원심력이 작용하는 각속도로 성형 몰드를 회전시켜도 무방하다. 상기 단계까지는 수지 피막이 유동성을 갖고 있어, 자기 지지성을 갖는 고형의 무단벨트의 형상을 유지할 수 없기 때문에 성형 몰드의 회전을 지속적으로 유지시켜 주는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 성형 몰드 내주면에 폴리아믹산 수지 피막이 형성되면, 중력가속도(G) 이상의 원심력을 통해 성형 몰드를 고속회전시켜 주는 것이 도포된 피막의 두께 균일도와 도전성 필러의 네트워크를 균일하게 안정화시키는데 유리한데, 상기 성형 몰드의 고속회전은 5G 내지 40G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용하도록 회전시킬 수 있고, 바람직하게는 9 ~ 16G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용되도록 회전하는 것이 반도전성 무단벨트의 체적 저항에 대한 원심력의 영향을 최소화하며 표면저항을 균일하게 제어할 수 있다는 측면에서 바람직하다. 즉, 상기 성형 몰드의 고속회전 속도는 상기 범위의 원심력이 수지 피막에 가해지도록 몰드의 크기를 고려하여 회전 각속도를 조절하여 적용할 수 있고, 폴리아믹산의 점도, 도전성 필러의 분산 입도와 분산 정도 등에 따라 상기 범위내에서 회전 각속도를 상이하게 제어할 수 있다. 특히, 성형 몰드 내주면에 도포된 유동성을 가진 수지 피막의 점도에 따라 몰드의 회전 속도와 시간을 제어하여야 하는데, 상기 범위 내의 원심력 하에서는 30초 ~ 10분 이내, 바람직하게는 원심력하에서의 레벨링(leveling) 효과에 의한 양단부의 두께 균일도 저하 및 코팅폭 변화 측면에서 1 ~ 5분의 회전 시간을 적용하는 것이 좋다.

만일, 전술된 범위의 원심력과 회전시간을 초과하여 수행할 경우, 몰드 내주면에 도포된 폴리아믹산 수지 피막이 성형 몰드의 양단부 방향으로 넓게 흘려 내려 피막의 중심부와 양단부의 편차가 크게 발생될 수 있다. 이와 같이 피막의 중심부와 양단부의 편차가 크게 발생될 경우, 두께 불균일에 의해 표면저항 및 체적저항 등에 있어 균일도가 저하되고, 폴리아믹산 수지의 도포량 대비 양단부를 제거해야 함으로써 제품 수율이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 상기 문제점을 해결하기 위해서는 회전 드럼 내면에 코팅폭 밖으로 조액의 밀림을 방지하기 위한 가이드부를 설치할 수 있으나, 이 경우에는 공정이 복잡해지고, 몰드의 제작 비용이 높아지기 때문에 바람직하지 못하다.

한편, 전술된 범위의 원심력과 회전시간 미만으로 수행할 경우에는 낮은 원심력으로 인해 수지 피막 내 국부적으로 도전성 분체가 균일한 도전성 경로를 형성하지 못하고, 분산 초기의 불균일성을 갖는 상태로 유지되어 저항 편차가 발생될 수 있다.

이와 같이 성형 몰드 내주면에 수지 피막을 형성한 후, 고속의 원심력을 가해주는 것은 도전성 필러의 일정 수준의 균일한 네트워크를 형성하는데 기여함과 동시에 폴리이미드 수지계의 무단벨트 내에 함유된 기포를 제거하는데 용이하다는 효과 또한 가질 수 있다. 즉, 수지 피막을 도포하기 전 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지에는 분산, 중합시의 교반 등에 의해 포함된 기포가 다수 존재하며, 몰드의 내주면에 수지 피막을 도포하기 전에 폴리아믹산 수지를 진공압하에서 기포를 탈기시키는 것이 필요하다. 수지 피막 내에 포함된 기포가 제거되지 않으면, 건조, 이미드화가 진행되는 동안 기포의 팽창으로 인해 수지 피막에 불량이 발생될 수 있고, 성형 몰드와 수지 피막 계면에 발생된 공간에 의해 수지 피막이 몰드의 내주면으로부터 탈형의 소지가 높다. 이때, 수지 피막에 고속의 원심력을 적용하는 것은 진공압하에서의 탈포가 충분치 않은 상황에서도 수지 피막에 대해 몰드 내주면 방향으로서 원심력을 가함으로써, 수지피막 내의 기포를 제거하는 탈포 효과를 수반하게 된다.

본 발명의 무단벨트를 제조하는데 사용할 수 있는 성형 몰드는 소재의 종류와 크기에 있어서 특별히 한정하는 것은 아니나, 원통 형상이 바람직하고, 그 재질은 금속제의 몰드 대신에 수지계, 유리계, 세라믹계 등의 다양한 소재가 사용가능 하나, 탄소강, 스테인레스, 알루미늄 등의 금속제의 몰드가 몰드의 유지, 보수 측면에서 더 바람직하다. 또한, 상기 성형 몰드는 최종 제품의 박리를 용이하게 하기 위해 표면에 수지피막 도포 전에 미리 실리콘이나 불소계의 이형제를 처리해 두는 것이 바람직하다.

전술된 바와 같이, 성형 몰드의 고속회전으로 안정화된 폴리아믹산 수지 피막은 몰드 내에서 유동적이지 않을 정도로 회전속을 감속시킨 다음, 히터, 전기로, 열풍오븐 등을 이용한 열처리로 이미드화시켜 폴리이미드 무단벨트를 제조할 수 있다.

상기 열처리는 단계적으로 이루어지는데, 우선 프리베이킹(pre-baking)을 80 ~ 150℃에서 10 ~ 120분간 실시하여 수지 피막 중에 잔존하고 있는 용매 및 수분을 일차적으로 제거한다. 용매의 제거를 수행할 때에는 특별히 몰드의 회전속에 제한을 두지 않으나, 설비의 운용이나 비용적인 측면에서 수지의 유동적 흐름이 발생하지 않을 정도면 충분하다. 열적 건조를 통해 용매의 증발이 발생함에 따라 수지의 흐름성이 사라지고 자기 지지성을 갖는 고형상의 필름을 형성시킬 때까지 건조를 지속한 후, 고온 처리가 가능한 가열로로 이송시킨 다음, 최종적으로, 250 ~ 400℃까지 최종적으로 후경화(post-curing)시킴으로써 표면에 존재하는 용매 및 수분을 완전히 제거하여 이미드화를 진행 및 완료시킴과 동시에 고상화된 무단벨트를 제조한다.

이때, 상기 건조 및 이미드화 온도는 최종 온도까지 단시간에 승온시키는 것보다는 단계적으로 최종 설정 온도까지 상승시키는 것이 피막의 급격한 수축에 의한 몰드의 내주면 상으로부터의 탈형이나, 오렌지필, 크랙 등의 불량의 발생을 억제할 수 있다는 점에서 바람직하다.

전술된 바와 같이, 이미드화 완료 후에는 성형 몰드를 냉각시킨 다음, 수지 피막을 성형 몰드로부터 박리시켜 최종적으로 폴리이미드 무단벨트를 제조할 수 있다.

상기 무단벨트의 폭과 두께는 사용하는 용도가 다양하므로 특별히 한정되지 않는다. 다만, 복사기, 프린터, 복합기, 팩스 등과 같은 인쇄장치에 사용되는 무단벨트는 두께가 30 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 만일, 벨트의 열전도성을 개선시킬 목적으로 무단벨트의 두께를 30㎛ 미만으로, 너무 얇게 한다면 벨트의 강성이 대폭적으로 감소하는 현상이 발생하므로, 인쇄과정 중 반복적인 회전 응력에 의하여 벨트에 균열이 발생하거나 또는 찌그러지는 현상이 일어날 수 있고, 무단벨트의 두께가 300㎛를 초과하는 경우에는 벨트의 취성이 높아져 반복적인 회전 응력에 의해 깨지기 쉽다는 문제점이 발생될 수 있다.

상기 제조된 벨트는 제품의 폭에 맞게 양끝단을 재단하고, 이로부터 대전방지성, 제전성 및 인쇄성 등이 향상된 반도전성 형태의 레이저 프린터, 팩시밀리 및 복사기 등의 전자기기에 사용할 수 있는 무단벨트를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 무든벨트는 균일한 토너 전사를 통하여 출력물 화상의 품질 향상을 제공하기 위하여 표면저항률 편차의 상용대수치가 0.3Ω/sq 이하로, 균일한 표면저항을 가짐으로써, 특히 화상형성장치용 무단형의 반도전성 전사벨트로 유용하게 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

< 제조예 1>

기계적 교반기, 환류 냉각기 및 질소유입구가 장착된 2L 용량의 4구 플라스크에 N,N-디메틸 포름아마이드 1480g과 카본블랙인 케첸블랙 10.0g(KETJENBLACK EC 600 JD, Ketjenblack社, 일본)을 혼합하고, 질소를 유입시킨 다음, 200W 40kHz의 초음파로 30분간 분산하였다. 상기의 플라스크에 4,4′-옥시디아닐린(Wakayama社, 일본) 16.0g과 p-페닐렌디아민(p-PDA, 듀폰社) 40.3g을 용해하고, 4,4′-비페닐테트라카르복실릭 다이안하이드라이드(s-BPDA, 우베社, 일본) 117.6g과 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실릭 다이안하이드라이드(DAICEL社, 일본) 87.5g을 투입하고, 55℃로 승온시킨 후 3시간 동안 반응시켜 반도전성 폴리아믹산 수지를 제조하였다. 제조된 반도전성 폴리아믹산 수지는 균일한 상태의 검정색 용액이며, 점도가 200poise였다.

< 제조예 2>

기계적 교반기, 환류 냉각기 및 질소유입구가 장착된 2L 용량의 4구 플라스크에 N,N-디메틸 포름아마이드 1488g과 탄소나노튜브 1.30g(Nanocyl社, 제품명 NC7000인 다중벽 탄소나노튜브) 및 분산제로 Triton X-100 1.30g을 혼합하고, 질소를 유입시킨 다음, 200W 40kHz의 초음파로 30분간 분산하였다. 상기 혼합물을 Sorvall Instruments社 RC5C 원심분리기에서 12000rpm으로 5분간 원심분리 후에 가라앉는 고형분을 제거하여 상층부에 남은 탄소나노튜브 분산액을 얻었다. 여기에 온도를 조절할 수 있는 항온조를 설치하고, 반응 온도를 35℃로 설정한 후, 4,4′-옥시디아닐린(Wakayama社, 일본) 68.7g과 1,4-페닐렌디아민(1,4-PDA, 듀폰社) 24.7g을 용해하고, 4,4′-비페닐테트라카르복실릭 다이안하이드라이드(BPDA, 우베社, 일본) 166.6g을 투입한 다음, 반응조의 온도를 55℃로 승온시키고, 3시간 숙성하여 반도전성 폴리믹산 수지를 제조하였다. 제조된 반도전성 폴리아믹산 수지는 균일한 상태의 검정색 용액이며, 점도가 200poise였다.

< 실시예 1>

크롬 도금된 SUS 304 재질의 직경 300mm, 두께 5mm, 폭 500mm인 이음매 없는 성형 몰드의 내면 전체에 이형제((주)카피아, 한국)를 스프레이 코팅하였다. 상기 몰드를 회전 성형기 위에서 2.6 Rad/s의 속도로 실질적인 무원심력하에 회전시키고, 상기 제조된 반도전성 폴리아믹산 수지 용액을 디스펜서 코터를 통해 400mm의 폭으로 균일하게 도포하였다. 이후 상기 성형 몰드를 중력가속도(G) 기준 9.2G의 원심가속력을 얻도록 회전 각속도를 설정한 다음, 회전속을 올리고 5분간 회전을 유지시켰다. 이후 회전속을 2.6 Rad/s로 감속하고 회전을 유지하며 열풍건조기에 투입하고 승온속도 10℃/min로 140℃까지 승온한 다음, 정치하여 총 40분 동안 가열하였다. 이후 서냉시킨 몰드를 고온 소성로로 이송시킨 다음, 승온속도 10℃/min로 승온하고, 200℃, 250℃에서 각각 30분간 정치하고 최종적으로 350℃까지 승온 후 정치하여 총 140분 동안 이미드화를 진행하고 용매와 수분을 완전히 제거하였다.

< 실시예 2>

상기 실시예 1과 동일한 조건하에서 몰드의 내주면에 수지 피막을 도포하고, 수지 피막이 도포된 몰드를 중력가속도(G) 기준 16G가 되도록 회전 각속도를 설정하고 1분간 회전을 유지했다. 이후 회전속을 2.6 Rad/s로 감속하고 실시예 1과 동일한 조건하에서 건조, 이미드화를 진행하여 용매와 수분을 완전히 제거하였다.

< 비교예 1>

상기 실시예 1과 동일한 조건하에서 몰드의 내주면에 수지 피막을 도포하고, 수지 피막이 도포된 몰드를 중력가속도(G) 기준 4G가 되도록 회전 각속도를 설정하고 5분간 회전을 유지했다. 이후 회전속을 2.6 Rad/s로 감속하고 실시예 1과 동일한 조건하에서 건조, 이미드화를 진행하여 용매와 수분을 완전히 제거하였다.

< 비교예 2>

상기 실시예 1과 동일한 조건하에서 몰드의 내주면에 수지 피막을 도포하고, 수지 피막이 도포된 몰드를 중력가속도(G) 기준 45G가 되도록 회전 각속도를 설정하고 1분간 회전을 유지했다. 이후 회전속을 2.6 Rad/s로 감속하고 실시예 1과 동일한 조건하에서 건조, 이미드화를 진행하여 용매와 수분을 완전히 제거하였다.

상기 실시예 및 비교예로 제조된 무단벨트를 하기의 방법으로, 표면 저항률과 두께 편차를 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(1) 표면 저항률 편차의 상용대수치 측정

상기 실시예 및 비교예로 제조된 무단벨트 중 임의로 10개를 선택한다. 선택된 각 무단벨트를 폭 방향으로 잘라 2차원의 필름 형태로 편 다음, 무단벨트의 내/외면에서 각각 임의의 5개 점을 선택하였다. 선택된 10개의 점에서, Mitsubishi Chemical社의 Hiresta UP 고저항율계에 UR-100 Probe를 장착하고 500V의 인가전압 하에서 10초간 측정하였다. 측정된 10개의 값의 최대값과 최소값에 상용대수를 취하여 그 차를 구하였다.

(2) 두께 균일도 및 코팅폭 변화 측정

상기 실시예 및 비교예로 제조된 무단벨트 중 임의로 10개를 선택한다. 각각의 무단벨트에서 폭방향으로 잘라 2차원의 필름형태로 만든 후, 폭 방향으로 임의로 5개의 절단면을 취한 후, 절단면의 길이를 측정하였다. 또한 각각의 절단면에서 폭방향으로 1cm의 간격을 두고 지점을 취한 후 각 지점에서의 두께를 마이크로미터(Anritsu社)를 이용하여 측정하고 폭 방향의 중심점을 기준으로 5cm 폭에서의 두께 평균과 양단부로부터 5cm 안쪽 면의 두께 평균을 내어 비교하였다.

구분	표면 저항률 편차의 상용대수치(log Ω/sq)		두께 측정값 평균(㎛)		코팅폭(mm)
	10개 벨트 간	1개 벨트내	중심부(5cm)	양단부(5cm)
실시예 1	0.3	0.2	65.1	57.5	410
실시예 2	0.3	0.1	65.3	59.8	408
비교예 1	1.4	0.6	65.1	59.2	405
비교예 2	0.4	0.4	64.9	48.8	474

상기 표 1의 결과로부터, 본 발명의 일 구현예에 의한 고속의 원심력, 즉 중력가속도(G) 기준으로 5 ~ 40G로 원심력의 가해지도록 회전 시켜줌으로써, 양단부로 수지의 퍼짐 현상이 없이 두께 균일도를 저하시키지 않는 범위 내에서 각각의 벨트 간과 단일 벨트 내에서의 위치별 표면저항률이 균일한 반도전성 무단벨트를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (7)

1. (a) 도전성 필러가 함유된 폴리아믹산 수지를 성형 몰드 내주면에 도포하여 폴리아믹산 수지 피막을 형성하는 단계;
   (b) 상기 폴리아믹산 수지 피막이 형성된 성형 몰드를 고속회전시켜 폴리아믹산 수지 피막을 안정화시키는 단계; 및
   (c) 상기 안정화된 폴리아믹산 수지 피막을 열처리하여 이미드화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 고속회전은 5G 내지 40G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용하게 하는 속도로 30초 내지 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 고속회전은 9G 내지 16G의 원심력이 폴리아믹산 수지 피막에 작용하게 하는 속도로 1 내지 5분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 도전성 필러는 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노화이버, 그래핀, 그래파이트, 풀러렌 및 산화주석으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 필러는 폴리아믹산 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 30 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 무단벨트의 제조방법.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되고, 표면저항률 편차의 상용대수치가 0.3Ω/sq 이하인 것을 특징으로 하는 무단벨트.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 무단벨트는 두께가 30 ~ 300㎛인 것을 특징으로 하는 무단벨트.