KR20180053305A - 화상 형성 장치용 전사 부재 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 엠보싱 가공지 등의 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수한 화상 형성 장치용 전사 부재를 제공하는 것이다. 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고, 상기 코트층의 두께가, 10 ㎛ 이하이고, 상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 전사 부재.
Description
본 발명은, 중간 전사 벨트 등의 화상 형성 장치용 전사 부재에 관한 것이다. 구체적으로는, 표면에 요철 형상을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수한 화상 형성 장치용 전사 부재에 관한 것이다.
복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치는, 먼저, 이미지 담지체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상하고, 현상된 토너 이미지를 직접, 혹은 중간 전사 벨트 등을 개재하여 기록 매체 상에 전사하고, 또한, 상기 기록 매체 상의 미정착 토너 이미지를, 정착 벨트나 롤러를 사용하여, 가열, 가압하여 화상을 상기 기록 매체에 정착시키는 것이다.
이와 같은 화상 형성 장치에 있어서는, 토너를 종이 등의 기록 매체에 전사하는 중간 전사 벨트나, 중간 전사 벨트로부터 기록 매체에 전사된 토너 이미지를 가열 정착시키는 정착 벨트 등의 여러 가지 전사 정착 부재가 사용되고 있다.
예를 들어, 전사 부재인 중간 전사 벨트는, 감광체 상의 토너를 벨트로 끌어당기고 (일차 전사), 또한 그 토너를 기록 매체로 옮기는 (이차 전사) 역할을 하고 있고, 정전기의 힘에 의해 토너의 이동을 실시하고 있다. 그 때문에, 중간 전사 벨트에는, 정밀한 도전성 제어가 요구되고 있고, 일반적으로, 벨트의 기재가 되는 수지에, 도전제를 혼합하여 도전성을 갖게 하는 등의 방법에 의해, 도전성 제어가 실시된다.
이와 같은 전사 부재에 있어서는, 화상 형성 장치에 의해 얻어지는 화상의 고화질화를 목적으로 하여, 내열성, 내구성, 또는 토너 이형성 등의 성능을 향상시키는 방법이 여러 가지 검토되고 있다. 그 방법의 하나로서, 전사 부재의 기체 상에 졸 겔법에 의해 무기·유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 형성하는 것이 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 기체와, 졸 겔법에 의해 상기 기체 상에 형성된 무기·유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 구비함으로써, 내열성, 내구성을 갖고, 토너의 이형성을 향상시킨 전자 사진 장치용 전사 정착 부재가 개시되어 있다.
또, 예를 들어, 특허문헌 2 에는, 기체와, 졸 겔법에 의해 상기 기체 상에 형성된 무기·유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 구비하고, 표면 조도 Rz ≤ 15 ㎛ 인 것을 특징으로 함으로써, 내열성, 내구성을 갖고, 화질 불량이 개선된 전자 사진 장치용 전사 정착 부재가 개시되어 있다.
또, 예를 들어, 특허문헌 3 에는, 기체 표면에 졸 겔법에 의해 플루오로알킬기를 갖는 무기 유기 하이브리드 이형층을 형성함으로써, 내열성, 내구성을 갖고, 토너의 이형성을 향상시킨 전자 사진 장치용 전사 정착 부재가 개시되어 있다.
그런데, 화상 형성 장치의 기록 매체로서 종이 등이 사용되고 있다. 특히 최근에는, 엠보싱 가공지와 같이 표면에 요철이 형성되고, 의장성을 높인 용지 등이 기록 매체로서 사용되고 있다. 그러나, 그러한 표면에 요철을 갖는 용지에 화상 형성한 경우, 종래의 전사 부재에서는, 기록 매체로의 추종성이 불충분하여, 이차 전사성이 떨어지고, 토너 이미지의 변형이나 위치 어긋남 등의 화질 불량이 발생하는 등의 문제가 있었다.
이와 같은 현 상황을 감안하여, 본 발명은, 엠보싱 가공지 등의 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수한 화상 형성 장치용 전사 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기의 과제를 감안하여 예의 연구를 거듭한 결과, 화상 형성 장치용 전사 부재에 대해, 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고, 상기 코트층의 두께와 상기 코트층 표면의 미소 경도를 특정 범위로 함으로써, 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성을 향상시킬 수 있는 것을 알아냈다. 또, 본 발명자들은, 상기 서술한 구성을 만족하는 전사 부재는, 내구성도 우수한 것을 알아냈다. 본 발명은, 이들의 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭함으로써 완성한 것이다.
즉, 본 발명은, 하기에 게재하는 양태의 발명을 제공한다.
항 1. 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고, 상기 코트층의 두께가 10 ㎛ 이하이고, 상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 2. 상기 무기 유기 하이브리드 재료는, 금속 또는 반금속의 알콕시드와, 유기 규소 화합물 또는 불소 치환 유기 규소 화합물의 반응에 의해 얻어지는 것인, 항 1 에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 3. 상기 코트층 표면의 연필 경도가 4H 이상인, 항 1 또는 2 에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 4. 상기 기재층을 구성하는 수지가, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 및 폴리아미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 항 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 5. 상기 기재층의 두께가, 30 ∼ 160 ㎛ 인, 항 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 6. 표면 저항률이, 1 × 109 ∼ 1 × 1014 Ω/□ 인, 항 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 7. 체적 저항률이, 1 × 108 ∼ 1 × 1014 Ω·㎝ 인, 항 1 ∼ 6 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재.
항 8. 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고, 상기 코트층의 두께가, 10 ㎛ 이하이고, 상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인, 적층체의 화상 형성 장치용 전사 부재로서 사용하기 위한 사용.
항 9. 항 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재의 제조 방법으로서, 하기의 공정 (1) 및 공정 (2) 를 포함하는, 제조 방법.
(1) 기재층 형성용 조성물을 사용하여 벨트상(狀)의 기재층을 형성하는 공정,
(2) 상기 (1) 에서 형성된 벨트상의 기재층의 표면에 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액을 도포하여 코트층을 형성하는 공정
이하, 본 발명에 대해, 상세하게 설명한다.
본 발명에 의하면, 엠보싱 가공지 등의, 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수한 화상 형성 장치용 전사 부재를 제공할 수 있다.
도 1 은 실시예에 있어서의 코트층의 제작 방법을 나타내는 단면 개략도이다.
1. 화상 형성 장치용 전사 부재
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고, 상기 코트층의 두께가 10 ㎛ 이하이고, 상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 기재층과 코트층을 갖는다. 각 층에 대해, 이하에 상세히 서술한다.
(a) 기재층
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재에 있어서의 기재층은, 구동시에 가해지는 응력에 의한 벨트의 변형을 회피하기 위하여,
인장, 압축 등의 외력에 대한 내구성이 우수한 재료로 구성된다. 기재층은, 후술하는 수지를 포함하는 기재층 형성용 조성물에 의해 형성된다.
기재층을 구성하는 수지로는, 화상 형성 장치용 전사 부재 (예를 들어, 중간 전사 벨트) 의 기재층에 요구되는 물성을 충족할 수 있는 수지이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVdF), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리페닐렌술파이드 등을 들 수 있고, 이들의 수지로부터 1 종을 선택하여 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상의 수지를 포함하는 혼합물로서 사용해도 된다. 이들의 수지 중에서도, 바람직하게는 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 및 폴리아미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다.
기재층의 형성에 사용되는 폴리이미드는, 통상적으로, 모노머 성분으로서 테트라카르복실산 2 무수물과 디아민 또는 디이소시아네이트를, 공지된 방법에 의해 축중합하여 제조된다.
상기 테트라카르복실산 2 무수물의 종류에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 피로멜리트산, 나프탈렌-1,4,5,8-테트라카르복실산, 나프탈렌-2,3,6,7-테트라카르복실산, 2,3,5,6-비페닐테트라카르복실산, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르복실산, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산, 3,3',4,4'-디페닐에테르테트라카르복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산, 3,3',4,4'-디페닐술폰테트라카르복실산, 아조벤젠-3,3',4,4'-테트라카르복실산, 비스(2,3-디카르복시페닐)메탄, 비스(3,4-디카르복시페닐)메탄, β,β-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판, β,β-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 등의 산 2 무수물을 들 수 있다. 이들의 테트라카르복실산 2 무수물은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 또 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 디아민의 종류에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, 2,4-디아미노클로로벤젠, m-자일릴렌디아민, p-자일릴렌디아민, 1,4-디아미노나프탈렌, 1,5-디아미노나프탈렌, 2,6-디아미노나프탈렌, 2,4'-디아미노비페닐, 벤지딘, 3,3'-디메틸벤지딘, 3,3'-디메톡시벤지딘, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르 (ODA), 4,4'-디아미노디페닐술파이드, 3,3'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노아조벤젠, 4,4'-디아미노디페닐메탄, β,β-비스(4-아미노페닐)프로판 등을 들 수 있다. 이들의 디아민은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 또 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 디이소시아네이트로는, 상기한 디아민 성분에 있어서의 아미노기가 이소시아네이트기로 치환된 화합물 등을 들 수 있다.
또, 기재층의 형성에 사용되는 폴리아미드이미드는, 트리멜리트산과 디아민 또는 디이소시아네이트를, 공지된 방법에 의해 축중합하여 제조된다. 이 경우, 디아민 또는 디이소시아네이트는, 상기의 폴리이미드의 원료와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 축중합시에 사용되는 용매로는, 폴리이미드의 경우와 동일한 것을 들 수 있다.
또, 기재층의 형성에 사용되는 폴리아미드로는, 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아미드 6 (폴리(ε-카프로락탐)), 폴리아미드 66 (폴리헥사메틸렌아디파미드), 폴리아미드 610 (폴리헥사메틸렌세바카미드), 폴리아미드 11 (폴리(운데칸락탐)), 폴리아미드 12 (폴리(라우릴락탐)) 등, 및 이들의 공중합체, 예를 들어 폴리아미드 6-66 공중합체, 폴리아미드 6-610 공중합체 등의 지방족 폴리아미드를 들 수 있다. 이들의 폴리아미드를 1 종 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
그 중에서도, 흡수율이 작은 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다. 흡수율이 작은 폴리아미드를 사용함으로써, 환경에 의한 치수 변동을 억제할 수 있다. 또, 기재층에 도전성을 부여하는 경우, 전기 저항치의 환경 변동을 저감시킬 수 있다. 여기서 말하는 흡수율이란, 건조 오븐 내에서 100 ℃, 24 시간, 시료를 건조시킨 후에, 23 ℃, 50 ％ RH 환경하에 있어서 24 시간 방치한 후의 시료의 단위 중량당 증가한 중량을 말한다. 상기 흡수율은 1.0 wt％ 이하, 바람직하게는 0.8 wt％ 이하이다.
상기 흡수율이 작은 (1.0 wt％ 이하) 폴리아미드로는, 예를 들어, 폴리아미드 11 (흡수율 0.9 wt％), 폴리아미드 12 (흡수율 0.8 wt％) 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 폴리아미드 12 이다.
또, 기재층은, 도전제를 함유하는 것이어도 된다. 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재에 적절한 도전성을 구비하기 위하여, 기재층에는 도전제가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 도전제로는, 예를 들어, 카본 블랙, 그라파이트 등의 도전성 탄소계 물질 ; 알루미늄, 구리 합금 등의 금속 또는 합금 ; 산화주석, 산화아연, 산화안티몬, 산화인듐, 티탄산칼륨, 산화안티몬-산화주석 복합 산화물 (ATO), 산화인듐-산화주석 복합 산화물 (ITO) 등의 도전성 금속 산화물 등을 들 수 있다. 이들의 도전제는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 또 2 종 이상을 조합 사용해도 된다. 이들의 도전제 중에서도, 바람직하게는 도전성 탄소계 물질, 더욱 바람직하게는 카본 블랙을 들 수 있다.
기재층에 있어서의 도전제의 함유 비율에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 ∼ 30 질량％ 를 들 수 있다.
기재층의 두께는, 구동시에 벨트에 가해지는 응력이나 외력에 대한 내구성을 고려하여 적절히 설정될 수 있는데, 예를 들어 30 ∼ 160 ㎛, 바람직하게는 30 ∼ 120 ㎛, 보다 바람직하게는 50 ∼ 100 ㎛ 를 들 수 있다.
기재층은, 수지, 용매, 및 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 함유하는 기재층 형성용 조성물을 사용하여 원하는 벨트상으로 성형함으로써 형성할 수 있다.
예를 들어, 폴리이미드를 함유하는 기재층을 형성하는 경우이면, 테트라카르복실산 2 무수물과 디아민을 용매 중에서 반응시켜, 일단 폴리아믹산 용액으로 하고, 추가로 필요에 따라 첨가되는 첨가제를 폴리아믹산 용액 중에 분산시킨 기재층 형성용 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리아믹산 용액에 있어서 사용되는 용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP), N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 헥사메틸포스포아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 등의 비프로톤계 유기 극성 용매를 들 수 있다. 이들의 용매는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 또 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들의 용매 중에서도, 바람직하게는 NMP 를 들 수 있다.
상기 기재층 형성용 조성물에 있어서의 고형분 농도에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 ∼ 40 질량％ 를 들 수 있다. 여기서, 고형분 농도란, 기재층을 형성하는 성분의 총량의 농도이고, 기재층 형성용 조성물에 있어서 기재층의 형성시에 휘발하여 제거되는 성분 이외의 농도를 나타낸다.
상기 기재층 형성용 조성물의 조제 방법으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 수지, 용매, 및 필요에 따라 첨가되는 첨가제 (도전제 등) 등의 재료를 배합한 후 볼 밀 등을 사용하여 혼합하는 방법을 들 수 있다.
(b) 코트층
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재에 있어서의 코트층은, 직접 토너를 얹고, 토너를 기록 매체에 전사, 이형하기 위한 층이다. 이 때문에, 코트층은, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재에 있어서, 적어도 토너와 접하는 측의 기재층 표면에 형성된다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재에 있어서, 코트층은, 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지고, 두께가 10 ㎛ 이하이고, 상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상이다. 이와 같은 특정의 재료로 이루어지고, 특정 범위의 두께와 표면 미소 경도를 갖는 코트층을 구비하기 때문에, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수하다. 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재가 전사성이 우수한 이유로는, 본 발명에 있어서의 코트층은 경도가 높고, 또한 도전성을 갖는다. 그 때문에, 상기 코트층을 구비함으로써, 기재층의 국소적인 도전성과 경도가 균일화되고, 그 결과, 상기 전사 부재의 전사성이 향상된 것으로 추측된다. 또, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 내구성도 우수하다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 코트층 표면에 있어서, 미소 경도가 140 mN/㎟ 이상이다. 또한, 상기 미소 경도는, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정되는 값으로, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 의 조건 하에서 측정되는 값이다.
상기 미소 경도의 값으로는, 전사성 또는 내구성이 보다 우수한 점에서, 140 ∼ 600 mN/㎟ 가 보다 바람직하고, 300 ∼ 600 mN/㎟ 가 더욱 바람직하다.
기재층이 폴리이미드로 형성되어 있는 경우에는, 본 발명의 전사 부재의 이차 전사성을 향상시킬 수 있는 점에서, 상기 미소 경도는, 바람직하게는 300 mN/㎟ 이상이고, 보다 바람직하게는 300 ∼ 600 mN/㎟ 이다.
코트층의 두께는, 10 ㎛ 이하이다. 10 ㎛ 이하이면, 상기 서술한 범위의 미소 경도를 갖는 코트층으로 할 수 있다. 코트층의 두께는, 본 발명의 전사 부재의 내구성이 보다 우수한 점에서, 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 6.5 ㎛ 이다.
(무기 유기 하이브리드 재료)
코트층은, 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어진다. 본 발명의 전사 부재는 무기 유기 하이브리드 재료로 형성되는 코트층을 구비하기 때문에, 내구성도 우수하다. 또, 코트층이 형성되어도 기재층의 도전성에 대한 영향이 작기 때문에, 전사 부재로서 필요한 도전성을 적당히 유지할 수 있다. 상기 코트층은, 졸 겔법에 의해, 무기 유기 하이브리드 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 졸 겔법은, 졸액을 기재층의 표면에 도포한 후, 상기 졸액을 탈수 처리 (가열 처리) 하여 겔화시켜, 코트층으로 하는 것이다.
상기 코트층을 구성하는 무기 유기 하이브리드 재료는, 무기 성분으로서의 금속 또는 반금속의 알콕시드와, 유기 성분으로서의 유기 규소 화합물 또는 불소 치환 유기 규소 화합물 등의 반응에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 알콕시드를 형성하는 금속 또는 반금속의 종류로는, 알루미늄, 규소, 티탄, 바나듐, 망간, 철, 코발트, 아연, 게르마늄, 이트륨, 지르코늄, 니오브, 카드뮴, 탄탈 등의 알콕시드를 형성할 수 있는 금속 또는 반금속을 들 수 있다.
또, 알콕시드의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 메톡시드, 에톡시드, 프로폭시드, 부톡시드 등을 들 수 있고, 또한, 알콕시기의 일부를 β-디케톤, β-케토에스테르, 알칸올아민, 알킬알칸올아민 등으로 치환한 알콕시드 유도체여도 된다.
상기 유기 규소 화합물로는, 예를 들어, 디알킬디알콕시실란, 말단 실란올폴리디메틸실록산 등을 사용할 수 있다. 상기 디알킬디알콕시실란으로는, 예를 들어, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디프로폭시실란, 디메틸디부톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디에틸디프로폭시실란, 디에틸디부톡시실란, 디프로필디메톡시실란, 디프로필디에톡시실란, 디프로필디프로폭시실란, 디프로필디부톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐디프로폭시실란, 디페닐디부톡시실란 등을 들 수 있다. 상기 말단 실란올폴리디메틸실록산은 분자량이 400 ∼ 10000 인 것이 바람직하다.
또, 상기 불소 치환 유기 규소 화합물로는, 상기 유기 규소 화합물의 수소를 불소로 치환한 것을 예시할 수 있다. 그러한 화합물로는, 예를 들어, CF3CH2CH2-Si(OC2H5)3 등을 들 수 있다.
상기 코트층을 형성하려면, 먼저, 상기 금속 또는 반금속의 알콕시드의 가수 분해물과, 상기 유기 규소 화합물 또는 불소 치환 유기 규소 화합물의 유기 성분을 반응시켜, 졸액을 조제한다. 상기 유기 성분은, 가수 분해 전의 알콕시드에 대해 배합해도 되고, 가수 분해한 알콕시드에 대해 배합해도 된다.
이 때 사용하는 용매로는, 알콕시드 및 유기 성분을 균일하게 분산, 용해시킬 수 있는 용매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 메탄올, 에탄올 등의 각종 알코올 외, 아세톤, 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다. 또한, 상기 알콕시드의 가수 분해 반응을 촉진시키기 위해, 염산, 인산, 아세트산 등의 촉매를 적절히 사용해도 된다.
또한, 이 말단 실란올폴리디메틸실록산과 알콕시드를 반응시키면, 알콕시드의 알콕시기가 수산기로 치환되고, 그 수산기가 말단 실란올폴리디메틸실록산의 말단의 실란올기와 탈수·축합 반응을 일으켜, 엘라스토머가 형성된다.
이상과 같이 하여 얻어지는 졸액은, 교반 등에 의해 알콕시드를 충분히 가수 분해함과 함께, 일부 탈수 중합을 실시함으로써, 상기 기재층에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다.
얻어진 졸액을 상기 기재층의 표면에 도포하는 방법으로는, 공지된 방법을 이용할 수 있고, 예를 들어, 딥 코트, 스프레이 코트, 롤 코트, 플로 코트 등의 방법을 이용할 수 있다.
상기 기재층의 표면에 도포한 졸액은, 탈수 건조시켜 최종적으로 코트층으로 한다. 상기 탈수 건조는, 자연 건조에 의해 실시해도 되는데, 통상적으로는, 가열 처리에 의해 실시한다. 상기 가열 처리의 조건은, 소정 범위의 미소 경도를 갖는 코트층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 통상적으로 60 ∼ 450 ℃ × 20 초 ∼ 7 시간에서 설정할 수 있다. 도포 공정은, 1 회뿐만 아니라, 복수 회 실시해도 된다. 즉, 코트층은, 1 코트로 이루어지는 것이어도 되고, 복수 코트로 이루어지는 것이어도 된다.
코트층을 형성하기 위한 상기 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액으로서 시판품을 사용할 수 있다. 본 발명에 적용 가능한 무기 유기 하이브리드 재료의 시판품으로는, 예를 들어, 닛토보 메디칼사 제조의 제품명 HB11B, HB21BN, HB31BN, X11008 등을 들 수 있다.
그 밖의 층
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 상기 서술한 기재층 및 코트층 이외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 것을 한도로 하여, 다른 층이 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 기재층과 코트층 사이에, 탄성층을 갖고 있어도 되고, 이들의 층간의 밀착성을 향상시키기 위하여 접착성 수지를 포함하는 프라이머층을 필요에 따라 갖고 있어도 된다.
상기 탄성층으로는, 고무 탄성 수지로 형성되는 층을 들 수 있고, 바람직하게는 우레탄 고무, 실리콘 고무, 불소 고무 또는 우레탄 고무로 형성되는 층을 들 수 있다.
화상 형성 장치용 전사 부재
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 화상 형성 장치에 있어서 전사 부재로서 사용되는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 중간 전사 벨트인 것이 바람직하다.
중간 전사 벨트의 형상은, 이음매가 없는 (심리스) 형상인 것이 바람직하다. 또, 중간 전사 벨트의 총 두께는, 통상적으로 50 ∼ 150 ㎛ 이고, 바람직하게는 50 ∼ 90 ㎛ 이다.
본 발명의 전사 부재가 적용되는 화상 형성 장치의 종류에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 복사기, 프린터, 팩시밀리 등을 들 수 있다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 표면에 요철을 갖는 기록 매체에 대한 전사성이 우수하다. 상기 표면에 요철을 갖는 기록 매체로는, 예를 들어, 레자크지 등의 엠보싱 가공지 등을 들 수 있다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 연필 경도는, 4H 이상이 바람직하고, 전사성이 보다 우수한 점에서, 8H 이상이 보다 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서의 연필 경도는, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 코트층측 표면에 있어서 JIS K 5600-5-4 에 준거한 방법으로 측정하여 얻어지는 값이다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 표면 저항률과 기재층의 표면 저항의 차가, 1 × 10-0.8 ∼ 1 × 101.8 Ω/□ 인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 체적 저항률과 기재층의 체적 저항률의 차가, 1 × 10-0.8 ∼ 1 × 101.6 Ω·㎝ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 기재층 상에 코트층을 갖는 것인데, 그 표면 저항률 및 체적 저항률은, 기재층만인 경우의 표면 저항률 및 체적 저항률과의 차가 작은 것이 바람직하다. 상기 차가 작으면, 예를 들어, 기재층의 표면 저항률 또는 체적 저항률에 대한 코트층의 영향이 작고, 전사 부재 전체의 표면 저항률 또는 체적 저항률은, 기재층의 도전제의 첨가량으로 조정할 수 있어, 설계가 용이해지는 등의 이점이 있다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 표면 저항률이 1 × 109 ∼ 1 × 1014 Ω/□ 인 것이 바람직하다. 표면 저항률이 상기 서술한 범위이면, 잔존 토너의 이형성이나, 정전 클리닝 장치에 의해 잔존 토너를 제거하는 정전 클리닝 성능이 우수한 것이 되어, 보다 양호한 화질을 얻을 수 있다. 상기 표면 저항률은, 1 × 1010 ∼ 1 × 1014 Ω/□ 가 보다 바람직하고, 1 × 1010 ∼ 1 × 1013 Ω/□ 가 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 표면 저항률은, 후술하는 실시예에 있어서 기재되는 방법에 의해 측정되는 값이다.
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 체적 저항률이 1 × 108 ∼ 1 × 1014 Ω·㎝ 인 것이 바람직하다. 체적 저항률이 상기 서술한 범위이면, 잔존 토너의 이형성이나, 정전 클리닝 장치에 의해 잔존 토너를 제거하는 정전 클리닝 성능이 우수한 것이 되어, 보다 양호한 화질을 얻을 수 있다. 상기 체적 저항률은, 1 × 108 ∼ 1 × 1013 Ω·㎝ 가 보다 바람직하고, 1 × 108 ∼ 1 × 1012 Ω·㎝ 가 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서의 체적 저항률은, 후술하는 실시예에 있어서 기재되는 방법에 의해 측정되는 값이다.
화상 형성 장치용 전사 부재의 제조 방법
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 제조 방법에 대해서는, 상기 서술한 기재층과, 상기 기재층 상에 형성된 코트층을 갖는 전사 부재가 얻어지는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 화상 형성 장치용 전사 부재가 중간 전사 벨트 인 경우, 하기의 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다.
(1) 기재층 형성용 조성물을 사용하여 벨트상의 기재층을 형성하는 공정,
(2) 상기 (1) 에서 형성된 벨트상의 기재층의 표면에 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액을 도포하여 코트층을 형성하는 공정.
이하, 각 공정에 대해 설명한다. 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재의 제조 방법에 있어서 사용하는 원료나 그 함유량 등은 상기 서술한 바와 같다.
공정 (1) (벨트상의 기재층의 형성)
공정 (1) 에서는, 기재층 형성용 조성물을 사용하여 벨트상의 기재층을 형성한다. 기재층은, 상기 서술한 기재층 형성용 조성물을 성형하여 형성할 수 있다. 성형 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 사용하는 기재층 형성용 조성물에 따라, 공지된 방법을 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 기재층 형성용 조성물의 수지로서 폴리이미드를 사용하는 경우에는, 원심 성형을 실시하면 되고, 폴리아미드를 사용하는 경우에는, 압출 성형을 실시하면 된다. 이하에, 원심 성형과 압출 성형에 의한 기재층의 형성에 대해 설명한다.
기재층 형성용 조성물을 원심 성형하여 기재층을 형성하는 방법
공정 (1) 에서는, 기재층 형성용 조성물을 원심 성형하여 벨트상의 기재층을 형성한다. 원심 성형은, 원통상 금형 등을 사용하여 실시할 수 있다. 기재층 형성용 조성물의 사용량은, 얻어지는 기재층의 두께가 상기 서술하는 범위가 되도록 조정하면 된다.
원심 성형에 의해 심리스의 벨트상으로 수지를 성형하는 방법에 대해서는 공지되어 있고, 본 공정 (1) 은 공지된 원심 성형의 방법에 따라 실시할 수 있다. 이하에, 폴리이미드에 의해 벨트상으로 성형된 기재층을 형성하는 경우를 예로 들어, 본 공정 (1) 에 대해 설명한다.
기재층의 원심 성형은, 기재층 형성용 조성물을 투입한 원통상 금형을 회전시키면서 가열함으로써 실시할 수 있다. 가열은, 회전 드럼 (원통상 금형) 의 내면을 서서히 승온하여 100 ∼ 190 ℃ 정도, 바람직하게는 110 ∼ 130 ℃ 정도에 도달하게 한다 (제 1 가열 단계). 승온 속도는, 예를 들어, 1 ∼ 2 ℃/분 정도이면 된다. 상기의 온도에서 20 분 ∼ 2 시간 유지하고, 대략 절반 이상의 용제를 휘발시켜 자기 지지성이 있는 관상 벨트를 성형한다. 또, 제 1 가열 단계에 있어서의 회전 드럼의 회전 속도는 중력 가속도의 0.5 ∼ 10 배의 원심 가속도인 것이 바람직하다. 일반적으로, 중력 가속도 (g) 는, 9.8 (m/s2) 이다.
원심 가속도 (G) 는, 하기 식 (Ⅰ) 로부터 유도된다.
G (m/s2) ＝ r·ω2 ＝ r·(2·π·n)2 (Ⅰ)
여기서, r 은 원통 금속의 반경 (m), ω 는 각속도 (rad/s), n 은 1 초간에서의 회전수를 나타낸다. 상기 식 (Ⅰ) 로부터, 원통상 금형의 회전 조건을 적절히 설정할 수 있다.
다음으로, 제 2 단계 가열로서, 280 ∼ 400 ℃ 정도, 바람직하게는 300 ∼ 380 ℃ 정도에서 처리하여 이미드화를 완결시킨다. 이 경우에도, 제 1 단계 가열 온도로부터 단번에 이 온도에 도달하는 것이 아니라, 서서히 승온하여, 그 온도에 도달하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 단계 가열은, 관상 벨트를 회전 드럼의 내면에 부착시킨 채로 실시해도 되고, 또 제 1 가열 단계 종료 후에, 회전 드럼으로부터 관상 벨트를 박리하고, 취출하여 별도 이미드화를 위한 가열 수단에 제공하여, 280 ∼ 400 ℃ 가 되도록 가열해도 된다. 이 이미드화의 소용 (所用) 시간은, 통상적으로 20 분 ∼ 3 시간 정도를 들 수 있다.
이상과 같이 하여, 벨트상의 기재층을 형성할 수 있다.
기재층 형성용 조성물을 압출 성형하여 벨트상의 기재층을 형성하는 방법
공정 (1) 에서는, 기재층 형성용 조성물을 압출 성형하여 벨트상의 기재층을 형성한다. 압출 성형은, 압출기, 금형 (다이) 등을 사용하여 실시할 수 있다. 기재층 형성용 조성물의 사용량은, 얻어지는 기재층의 두께가 상기 서술하는 범위가 되도록 조정하면 된다.
압출 성형에 의해 벨트상으로 수지를 성형하는 방법에 대해서는, 공지되어 있고, 본 공정 (1) 은 공지된 압출 성형의 방법에 따라 실시할 수 있다. 이하에, 폴리아미드에 의해 벨트상으로 성형된 기재층을 형성하는 경우를 예로 들어, 본 공정 (1) 에 대해 설명한다.
먼저, 폴리아미드 및 필요에 따라 도전제를 혼합하고, 기재층 형성용 조성물을 조제한다. 혼합에는, 공지된 혼합 수단을 적용 가능하고, 예를 들어 2 축 압출기를 사용할 수 있다. 2 축 압출기를 사용하는 경우, 배럴 온도 약 160 ∼ 250 ℃ 에서 가열 혼련하여 충분히 분산 혼합하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 기재층 형성용 조성물에 대해, 압출 성형을 실시한다. 압출 성형에는, 공지된 압출 성형 수단을 적용 가능하고, 예를 들어 단축 압출기와 압출 성형용 서큘러 맨드릴 다이를 사용할 수 있다. 얻어지는 기재층의 두께는, 서큘러 맨드릴의 립폭 및 압출 성형 조건을 적절히 설정하여 조절할 수 있다. 토출 후의 튜브의 형상을 양호한 정밀도로 유지하기 위하여, 다이 출구에 에어링 등의 맨드릴을 사용해도 된다. 또, 2 축 압출기의 선단에 서큘러 맨드릴 다이를 설치함으로써, 한 번에 엔드레스 벨트를 성형할 수도 있다.
압출 성형에 의해, 기재층은 연속한 튜브로서 얻어지기 때문에, 중간 전사 벨트로서 사용하는 경우에는, 필요한 폭으로 횡단하여, 벨트로서 사용할 수 있도록 한다.
이상과 같이 하여, 벨트상의 기재층을 형성할 수 있다.
공정 (2) 코트층의 형성
상기 공정 (1) 에서 형성된 벨트상의 기재층의 표면에 코트층 형성용 조성물을 도포하여 코트층을 형성한다. 코트층 형성용 조성물로는, 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액 등을 들 수 있다. 상기 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액은, 무기 성분으로서의 금속 또는 반금속의 알콕시드와, 유기 성분으로서의 유기 규소 화합물 또는 불소 치환 유기 규소 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 무기 유기 하이브리드 재료에 대해서는, 상기 서술한 바와 같다.
코트층은, 상기 코트층 형성용 조성물을 사용한 졸 겔법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
벨트상의 기재층의 표면에 코트층 형성용 조성물을 도포하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 딥 코트, 스프레이 코트, 롤 코트, 플로 코트 등의 도포 방법을 들 수 있다. 코트층 형성용 조성물의 도포량은, 얻어지는 코트층의 두께가 상기 서술하는 범위가 되도록 적절히 조정하면 된다.
상기 기재층의 표면에 코트층 형성용 조성물을 도포한 후에, 가열 처리에 제공한다. 가열 처리 조건은, 코트층이 형성되는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 80 ∼ 100 ℃ 에서 1 ∼ 2 시간의 조건으로 가열 처리에 제공하면 된다. 상기 가열 처리에 의해, 용매가 휘발되고, 기재층 상에 코트층이 형성된다.
또, 추가로 다른 층을 형성하는 경우에는, 상기 다른 층을 형성하기 위한 조성물을 조제하고, 상기 다른 층을 형성하기 위한 조성물을 사용하여 공지된 방법에 의해 다른 층을 형성하면 된다.
이와 같이 하여, 기재층과 코트층을 구비한, 본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재가 제조된다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
＜실시예 1＞
중간 전사 벨트의 제조
이하의 순서로, 기재층, 코트층을 형성하고, 심리스의 중간 전사 벨트를 제조하였다.
(기재층 형성)
질소 유통 하, N-메틸-2-피롤리돈 488 g 에, 4,4'-디아미노디페닐에테르 (ODA) 47.6 g 을 첨가하고, 50 ℃ 로 보온, 교반하여 완전히 용해시켰다. 이 용액에, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 2 무수물 (BPDA) 70 g 을 서서히 첨가하여, 폴리아믹산 용액 605.6 g 을 얻었다. 이 폴리아믹산 용액의 수평균 분자량은 19,000, 점도는 43 포와즈, 고형분 농도는 18.1 질량％ 였다.
다음으로, 이 폴리아믹산 용액 450 g 에, 산성 카본 블랙 (pH 3.0) 21 g 과 N-메틸-2-피롤리돈 80 g 을 첨가하고, 볼 밀로 카본 블랙 (CB) 의 균일 분산을 실시하여, 기재층 형성용 조성물을 얻었다. 기재층 형성용 조성물 중의 고형분 농도는 18.5 질량％, 그 고형분 중의 카본 블랙 농도는 21.6 질량％ 였다. 이어서, 기재층 형성용 조성물 273 g 을 회전 드럼 내에 주입하고, 다음의 조건으로 제막하였다.
회전 드럼 : 내경 301.5 ㎜, 폭 540 ㎜ 의 내면 경면 마무리의 금속 드럼을 2 개의 회전 롤러 상에 재치 (載置) 하고, 그 롤러의 회전과 함께 회전하는 상태로 배치하였다.
가열 온도 : 그 드럼의 외측면에 원적외선 히터를 배치하고, 그 드럼의 내면 온도가 120 ℃ 로 제어되도록 하였다.
먼저, 회전 드럼을 회전시킨 상태에서 273 g 의 기재층 형성용 조성물을 드럼 내면에 균일하게 도포하고, 가열을 개시하였다. 가열은 1 ℃/분으로 120 ℃ 까지 승온하여, 그 온도에서 60 분간 그 회전을 유지하면서 가열하였다.
회전, 가열이 종료된 후, 냉각시키지 않고 그대로 회전 드럼을 이탈하여 열풍 체류식 오븐 중에 정치 (靜置) 시켜 이미드화를 위한 가열을 개시하였다. 이 가열도 서서히 승온하면서 320 ℃ 에 도달하였다. 그리고, 이 온도에서 30 분간 가열한 후 상온으로 냉각시키고, 그 드럼 내면에 형성된 기재층을 박리하여 취출하였다. 얻어진 벨트상의 기재층은 두께 79.5 ㎛, 외주 길이 944.2 ㎜, 표면 저항률 1 × 1010.0 Ω/□, 체적 저항률 1 × 1010.3 Ω·㎝ 였다.
(코트층의 적층)
무기 유기 하이브리드 재료인「HB11B」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 를 코트층 형성용 조성물로서 준비하였다. 이어서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기에서 얻어진 기재층 (3) 을 원통상의 금형 (4) 의 외주면 상에 설치하고, 코트층 형성용 조성물 (1) 이 모인 액조 (2) 를 상기 외주면 상에서 이동시킴으로써, 코트층 형성용 조성물 (1) 을 기재층 (3) 의 외표면에 도포하였다 (딥법). 그리고, 공기 분위기 하, 100 ℃ 에서 60 분간 소성하여, 두께 1.8 ㎛ 의 코트층이 형성된, 기재층과 코트층으로 이루어지는 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 2＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 1.1 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지의 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 3＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 2.2 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 4＞
기재층 형성용 조성물 중의 카본 블랙 농도를 22.7 질량％ 로 하고,「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 2.2 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 5＞
기재층 형성용 조성물 중의 카본 블랙 농도를 20.1 질량％ 로 하고,「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 2.1 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 6＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 6.1 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 7＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 8.1 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 8＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 고형분 24 질량％, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 9.2 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 9＞
(기재층 형성)
폴리아미드 수지 (PA12, 3020U, 우베 흥산사 제조) 100 질량부에 카본 블랙을 20 질량부 첨가한 것을, φ30 ㎜ 2 축 압출기, 헤드 온도 200 ℃ 에서 컴파운딩을 실시하여, 원료 펠릿을 제조하였다. 이 원료 펠릿을, φ50 ㎜ 압출기, 스크루 L/D 25, 다이스 구경 Φ200 ㎜, 다이 갭 0.135, 다이스 온도 210 ℃ 에서 압출 성형하여, 외경 φ180 ㎜, 막두께 120 ㎛, 표면 저항률 1 × 1010.4 Ω/□, 체적 저항률 1 × 1010.6 Ω·㎝ 의 심리스 벨트를 제막하였다.
(코트층의 적층)
기재층으로서 상기 서술한 압출 성형으로 얻어진 벨트를 사용하고, 실시예 1 과 마찬가지의 방법으로 두께 1.5 ㎛ 의 코트층을 기재층 상에 형성하여, 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 10＞
코트층의 두께를 3.1 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 9 와 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 11＞
「HB11B」대신에「HB31BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 7.2 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜실시예 12＞
「HB11B」대신에「X11008」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하고, 코트층의 막두께를 3.2 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 1＞
코트층을 기재층 상에 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 2＞
「HB11B」대신에「BC101B·BN」(제품명, 무기계, 비앙코 재팬사 제조) 을 사용하여 막두께가 1.1 ㎛ 인 코트층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 3＞
「HB11B」대신에「HB21BN」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 닛토보 메디칼사 제조) 을 사용하여 막두께가 0.5 ㎛ 인 코트층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 4＞
「HB11B」대신에「No.700」(제품명, 무기 유기 하이브리드, 이노가닉사 제조) 을 사용하여 막두께가 1.4 ㎛ 인 코트층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 5＞
「HB11B」대신에「TR-101」(제품명, 불소계, DIC사 제조) 을 사용하여 막두께가 5.3 ㎛ 인 코트층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 6＞
「HB11B」대신에「6FH-021」(제품명, 아크릴계, 다이킨 공업사 제조) 을 사용하여 막두께가 3.3 ㎛ 인 코트층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
＜비교예 7＞
코트층을 기재층 상에 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 9 와 마찬가지 방법에 의해 중간 전사 벨트를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 중간 전사 벨트에 대해, 하기 방법으로 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다. 실시예 및 비교예에서 사용한 무기 유기 하이브리드 재료는, 무기 성분 함유량이 많은 쪽부터 순서대로,「No.700」＞「HB11B」＞「HB21BN」＞「HB31BN」＞「X11008」이다.
[마텐스 경도 (미소 경도)]
다이나믹 초미소 경도계 (DUH-211S, 시마즈 제작소사 제조) 를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 인 경우의, 중간 전사 벨트의 코트층측 표면의 경도 (ISO14577-1 마텐스 경도) 를 이하의 조건으로 측정하였다. 이 때, 정확히 압입 깊이 0.05 ㎛ 의 마텐스 경도 데이터를 얻기 위하여, 0.05 ㎛ 압입 깊이의 전후 2 점 간의 플롯으로부터 최소 이승법에 의해, 직선의 기울기, 절편을 계산하여, 경도를 산출하였다. 각각의 압입 깊이의 경도에 대해서는, 동일 벨트 내에서 상이한 표면 부위를 5 개 지점 측정하고, 그 평균을 마텐스 경도로 하였다.
시험기 : 시마즈 다이나믹 초미소 경도계 DUH-211S
시험 모드 : 압입 깊이 설정 부하 - 제하 시험
최소 시험력 : 0.02 mN
부하 속도 : 1.4632 mN/초
부하 유지 시간 : 2 초
제하 유지 시간 : 0 초
설정 압입 깊이 : 0.05 ㎛
시험력 레인지 : 19.6133 mN
압자의 종류 : Triangular115 (능간 (稜間) 각 115°다이아몬드 삼각뿔 압자, 베르코비치형)
[표면 저항률, 체적 저항률의 측정]
얻어진 중간 전사 벨트의 표면 저항률 및 체적 저항률을 이하의 조건으로 측정하였다. 표 1 중의 값은,「1 × 10n (Ω/□, 또는 Ω·㎝)」의 n 을 나타낸다. 표 중「over」라는 것은, n ＞ 14 인 경우를 나타낸다.
장치 : 하이레스터 IP·HR 프로브 (미츠비시 화학사 제조)
인가 전압 : 표면 저항 100 V, 체적 저항 10 V
측정점 : 중간 전사 벨트의 코트층측 표면의, 벨트 폭 방향 3 점, 둘레 방향 4 점의 합계 12 점, 전압 인가 후 10 초 후의 값을 측정하고, 평균치를 산출하였다.
[이차 전사성]
각 중간 전사 벨트의 이차 전사성을 평가하기 위하여, 보통지 및 엠보싱 가공지 (후지 제록스 오피스 서플라이사 제조의「레자크 66」, 표면 요철차 80 ㎛, 151 g/㎡) 를 사용하여 이하의 시험을 실시하였다. 각 중간 전사 벨트에 대해, C (시안) 색의 베타 화상을 인쇄하고, 인쇄 전후의 전사 벨트 상의 토너 중량을 측정하였다. 이어서, 하기 식으로부터 이차 전사 효율을 구하고, 하기 판정 기준에 따라 이차 전사성을 평가하였다.
[수학식 1]
전사 효율 (％) ＝ 100×[[(전사 전 토너 중량) － (전사 후 토너 중량)]/(전사 전 토너 중량)]
＜이차 전사성의 판정 기준＞
◎ : 이차 전사 효율 99 ％ 이상
○ : 이차 전사 효율 95 ％ 이상 99 ％ 미만
△ : 이차 전사 효율 90 ％ 이상 95 ％ 미만
× : 이차 전사 효율 90 ％ 미만
[내구성]
복사기에 중간 전사 벨트를 세팅하고, 5, 15, 30 만 장 상응의 구동 시험을 실시하고, 시험 후의 벨트 표면을 관찰하였다. 벨트 표면에 크랙이 발생한 시점에서 내구 시험을 종료로 하였다. 크랙 발생 시점을 하기의 기준으로 판정하고, 내구성을 평가하였다.
○ : 30 만 장 상당
△ : 15 만 장 상당
× : 5 만 장 상당
[연필 경도]
JIS-K 5600-5-4 에 준거한 방법으로, 중간 전사 벨트의 코트층측 표면의 연필 경도를 측정하였다.
표 1 로부터, 실시예의 중간 전사 벨트는, 레자크지에 대한 이차 전사성이 우수한 것을 알 수 있었다. 또, 실시예의 중간 전사 벨트는, 내구성도 우수한 것을 알 수 있었다. 또한, 기재층과 코트층의 표면 저항률 및 체적 저항률의 차가 작은 것을 알 수 있었다.
산업상 이용가능성
본 발명의 화상 형성 장치용 전사 부재는, 디지털 인쇄기, 복사기, 레이저 빔 프린터 등의 전자 사진 방식을 사용한 화상 형성 장치의 전사 부재에 적용할 수 있다.
1 : 코트층 형성용 조성물
2 : 액조
3 : 기재층
4 : 금형
2 : 액조
3 : 기재층
4 : 금형
Claims (9)
- 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고,
상기 코트층의 두께가, 10 ㎛ 이하이고
상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기 유기 하이브리드 재료는, 금속 또는 반금속의 알콕시드와, 유기 규소 화합물 또는 불소 치환 유기 규소 화합물의 반응에 의해 얻어지는 것인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 코트층 표면의 연필 경도가 4H 이상인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재층을 구성하는 수지가, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 및 폴리아미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재층의 두께가, 30 ∼ 160 ㎛ 인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
표면 저항률이, 1 × 109 ∼ 1 × 1014 Ω/□ 인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
체적 저항률이, 1 × 108 ∼ 1 × 1014 Ω·㎝ 인, 화상 형성 장치용 전사 부재. - 기재층과, 상기 기재층의 표면 상에 형성된 무기 유기 하이브리드 재료로 이루어지는 코트층을 갖고,
상기 코트층의 두께가, 10 ㎛ 이하이고,
상기 코트층 표면의 미소 경도가, 베르코비치 압자를 사용하여, 압입 깊이 0.05 ㎛ 에서, ISO14577-1 에 준거한 방법으로 측정한 경우에, 140 mN/㎟ 이상인, 적층체의 화상 형성 장치용 전사 부재로서 사용하기 위한 사용. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 화상 형성 장치용 전사 부재의 제조 방법으로서, 하기의 공정 (1) 및 공정 (2) 를 포함하는, 제조 방법.
(1) 기재층 형성용 조성물을 사용하여 벨트상의 기재층을 형성하는 공정,
(2) 상기 (1) 에서 형성된 벨트상의 기재층의 표면에 무기 유기 하이브리드 재료의 졸액을 도포하여 코트층을 형성하는 공정
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