JP2008225181A - Semiconductive polyimide belt - Google Patents
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Abstract
【課題】触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で、ジアミン成分のモル比を所定範囲にすることにより、可とう性及び剛性のバランスを改善し、連続使用においてもベルト表面の形状的な劣化現象が起こり難く耐久性に優れ、画像の低下が起こり難い半導電性ポリイミドベルトを提供する。
【解決手段】導電性フィラーを含有する半導電性ポリイミドベルトであって、前記ベルトが3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合して得られる共重合体を含み、成分Aと成分Bのモル比が(A/B)=7/3〜3/7である半導電性ポリイミドベルト。
【選択図】なしIn the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent, by adjusting the molar ratio of the diamine component to a predetermined range, the balance between flexibility and rigidity is improved, and the shape of the belt surface can be improved even in continuous use. Disclosed is a semiconductive polyimide belt that hardly deteriorates and is excellent in durability and in which image deterioration is unlikely to occur.
A semiconductive polyimide belt containing a conductive filler, the belt being 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine (component A) and 4 , 4′-diaminodiphenyl ether (component B) is polymerized in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent, and the molar ratio of component A to component B is (A / B) = 7 A semiconductive polyimide belt that is / 3 to 3/7.
[Selection figure] None
Description
本発明は、半導電性ポリイミドベルトに関するものであり、例えば、電子写真記録装置等に搭載された中間転写ベルトや転写搬送ベルト等として有用である。 The present invention relates to a semiconductive polyimide belt, and is useful as, for example, an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt mounted on an electrophotographic recording apparatus or the like.
複写機やレーザープリンタ、ビデオプリンタ、ファクシミリ及びそれらの複合機といった電子写真方式で像を形成記録する装置等では、装置寿命の向上などを目的に感光体ドラム等の像担持体にトナー等の記録剤などを介し形成した像を記録シート上に直接定着させる方式を回避して、像担持体上の像を中間転写ベルトに一旦転写してそれを記録シート上に定着させる方式が検討されている。 In devices such as copying machines, laser printers, video printers, facsimiles and their combined machines that form and record images using electrophotographic methods, recording toner etc. on an image carrier such as a photosensitive drum for the purpose of improving the life of the device. A method has been studied in which an image formed on an image carrier is temporarily transferred to an intermediate transfer belt and fixed on a recording sheet by avoiding a method of directly fixing an image formed via an agent on the recording sheet. .
ここで、中間転写ベルトが連続駆動による張力等の負荷により変形を起こすと転写画像の変形に繋がることより、これらのベルトは高強度、高弾性の材質が好ましく、これらに優れたポリイミドからなる半導電性ベルトが一般的に使用されてきた。 Here, if the intermediate transfer belt is deformed by a load such as tension due to continuous driving, the transfer image is deformed. Therefore, these belts are preferably made of a material having high strength and high elasticity. Conductive belts have been commonly used.
また、カラー画像複写の普及により、高品質なカラー画像を得るには、さらにこうした変形に対する耐性が要求されるようになり、その方法として、例えば、表面粗さをトナーの体積平均粒子径との関係で所定の範囲に抑え、逆転写現象を低減し転写ムラ等を抑制する技術が提案されている(例えば特許文献1)。 In addition, with the widespread use of color image copying, in order to obtain a high-quality color image, resistance to such deformation has been further required. For example, the surface roughness can be set as the volume average particle diameter of the toner. In relation to this, a technique has been proposed in which the amount is limited to a predetermined range, the reverse transfer phenomenon is reduced, and uneven transfer is suppressed (for example, Patent Document 1).
また、ポリイミドからなる半導電性ベルトのベルト表面の硬さを所定の範囲に規定し、ベルト表面の表面粗さを所定範囲に押さえることが提案されている(特許文献2)。ここで、前記ポリイミドがテトラカルボン酸成分及びジアミン成分を、触媒及び脱水剤の存在下で重合して得られる共重合体を含んでいる。 In addition, it has been proposed that the hardness of the belt surface of a semiconductive belt made of polyimide is regulated within a predetermined range, and the surface roughness of the belt surface is suppressed within a predetermined range (Patent Document 2). Here, the polyimide contains a copolymer obtained by polymerizing a tetracarboxylic acid component and a diamine component in the presence of a catalyst and a dehydrating agent.
電子写真方式で像を形成する装置に関し、その形成画像は、より解像度が高く鮮明なものが要求されている。これらを達成するに際しては、一連の転写及びクリーニング工程において、従来の技術と比べて多くの点において、より優れた特性を要求される。 With respect to an apparatus for forming an image by an electrophotographic method, the formed image is required to have a higher resolution and a clearer image. In order to achieve these, in a series of transfer and cleaning processes, superior characteristics are required in many respects as compared with conventional techniques.
具体的に特性に影響を与えるものとしては、(1)感光体、記録紙、クリーニングブレード等、ベルト外周面に接触する部材との摩擦による表面の摩耗が挙げられる。 Examples of specific effects on characteristics include (1) surface wear due to friction with members that contact the outer peripheral surface of the belt, such as photoreceptors, recording paper, and cleaning blades.
また、(2)硬質の異物成分がベルト上に脱落した場合や、いわゆる2成分現像法(感光体へのトナーの供給を行うに際しキャリアと呼ばれる磁性粉を使用する方法)において、トナーカートリッジからこのキャリアがベルト上に脱落した場合に、これらの磁性粉や異物による1次、2次転写部における転写ロール間での圧迫、あるいはクリーニングブレード部でこれらがブレードとベルトとの間に噛み込むことによりベルト表面での破壊といった連続使用における表面の形状的な劣化現象が形成画像に与える影響などが挙げられ、もはや、従来のボリイミドフイルムからなる半導電性ベルトや特許文献1に示す内容の半導電性ベルトでは、こうした影響への対応は実用上困難といえる。 In addition, when (2) a hard foreign component has fallen on the belt, or in a so-called two-component development method (a method using magnetic powder called a carrier when supplying toner to the photosensitive member), this is removed from the toner cartridge. When the carrier falls on the belt, the magnetic powder and foreign matter cause pressure between the transfer rolls in the primary and secondary transfer portions, or they are caught between the blade and the belt in the cleaning blade portion. The effect of the surface shape deterioration phenomenon such as destruction on the surface of the belt on the formed image can be mentioned, and the semiconducting belt made of a conventional polyimido film or the semiconducting content described in Patent Document 1 is no longer available. It can be said that it is practically difficult to deal with such effects with a sex belt.
また、特許文献2における半導電性ベルトは、脱水剤を使用することにより、脱水反応が急速に進み、反応を制御することができず、ポリアミド酸がゲル化してしまうため、安定生産できない原因となる。 In addition, the semiconductive belt in Patent Document 2 uses a dehydrating agent, so that the dehydration reaction proceeds rapidly, the reaction cannot be controlled, and the polyamic acid gels. Become.
そこで、上記実情に鑑み、本発明は、可とう性及び剛性のバランスを改善し連続使用においてもベルト表面の形状的な劣化現象が起こり難く耐久性に優れ、画像の低下が起こり難い半導電性ポリイミドベルトを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention improves the balance between flexibility and rigidity, and is excellent in durability and less in the shape of the belt surface even in continuous use. An object is to provide a polyimide belt.
本発明者らは、前記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す半導電性ポリイミドベルト及びその製造方法により、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following semiconductive polyimide belt and a method for producing the same, and have completed the present invention. .
本発明は、導電性フィラーを含有する半導電性ポリイミドベルトであって、前記ベルトが3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合して得られる共重合体を含み、成分Aと成分Bのモル比が(A/B)=7/3〜3/7である半導電性ポリイミドベルト、に関する。 The present invention relates to a semiconductive polyimide belt containing a conductive filler, the belt being 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine (component A) and 4 , 4′-diaminodiphenyl ether (component B) is polymerized in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent, and the molar ratio of component A to component B is (A / B) = 7 This relates to a semiconductive polyimide belt that is 3/3 to 3/7.
前記ベルトは、触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下、ジアミン成分のモル比を所定範囲にすることにより、可とう性及び剛性のバランスを改善し連続使用においてもベルト表面の形状的な劣化現象が起こり難く耐久性に優れ、画像の低下が起こり難い半導電性ポリイミドベルトとなる。 In the belt, in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent, the molar ratio of the diamine component is set within a predetermined range, thereby improving the balance between flexibility and rigidity and deteriorating the shape of the belt surface even during continuous use. This is a semiconductive polyimide belt in which the phenomenon hardly occurs, the durability is excellent, and the image is hardly deteriorated.
本発明は、導電性フィラーが溶媒に分散した分散液中で、テトラカルボン酸成分及びジアミン成分を溶解・重合して共重合体を得る半導電性ポリイミドベルトの製造方法において、
前記共重合体を調製するにあたり、テトラカルボン酸成分として3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分としてp−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を前記成分Aと成分Bのモル比を(A/B)=7/3〜3/7で触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合させることを特徴とする半導電性ポリイミドベルトの製造方法、に関する。
The present invention provides a method for producing a semiconductive polyimide belt in which a tetracarboxylic acid component and a diamine component are dissolved and polymerized to obtain a copolymer in a dispersion in which a conductive filler is dispersed in a solvent.
In preparing the copolymer, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic acid component, p-phenylenediamine (component A) and 4,4′-diamino as the diamine component Diphenyl ether (component B) is polymerized in a molar ratio of component A and component B (A / B) = 7/3 to 3/7 in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent. The present invention relates to a method for manufacturing a conductive polyimide belt.
前記製造方法を用いることにより、可とう性及び剛性のバランスを改善し連続使用においてもベルト表面の形状的な劣化現象が起こり難く耐久性に優れ、画像の低下が起こり難い半導電性ポリイミドベルトを得ることができる。 By using the above manufacturing method, a semiconductive polyimide belt that improves the balance between flexibility and rigidity, is less likely to cause deterioration in the shape of the belt surface even during continuous use, has excellent durability, and is unlikely to cause image degradation. Obtainable.
前記ベルトの外周面のφ10mmの鋼球を用いた表面動摩擦係数が0.2〜0.5であり、JIS B0601(1994)による前記ベルト外周面の表面粗さRzが0.2〜1.0μmである半導電性ポリイミドベルト、に関する。前記ベルトは、耐久性に優れ、画像の低下が起こり難くい半導電性ポリイミドベルトである。 The surface dynamic friction coefficient using a steel ball of φ10 mm on the outer peripheral surface of the belt is 0.2 to 0.5, and the surface roughness Rz of the belt outer peripheral surface according to JIS B0601 (1994) is 0.2 to 1.0 μm. To a semiconductive polyimide belt. The belt is a semiconductive polyimide belt that is excellent in durability and hardly causes a reduction in image.
前記導電性フィラーとしてカーボンブラックを含有し、表面抵抗率が1.0×109〜1.0×1013Ω/□の範囲にある半導電性ポリイミドベルト、に関する。前記ベルトは、トナーのチリ発生が抑えられ、画像低下の起こり難い半導電性ポリイミドベルトである。 The present invention relates to a semiconductive polyimide belt containing carbon black as the conductive filler and having a surface resistivity in the range of 1.0 × 10 9 to 1.0 × 10 13 Ω / □. The belt is a semiconductive polyimide belt in which dust generation of toner is suppressed and image deterioration hardly occurs.
本発明は、導電性フィラーを含有する半導電性ポリイミドベルトであって、前記ベルトが3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合して得られる共重合体を含み、成分Aと成分Bのモル比が(A/B)=7/3〜3/7である半導電性ポリイミドベルトである。 The present invention relates to a semiconductive polyimide belt containing a conductive filler, the belt being 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine (component A) and 4 , 4′-diaminodiphenyl ether (component B) is polymerized in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent, and the molar ratio of component A to component B is (A / B) = 7 This is a semiconductive polyimide belt that is 3/3 to 3/7.
本発明に用いる導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラックやアセチレンブラックの如きカーボンブラック、アルミニウムやニッケルの如き金属、酸化錫の如き酸化金属化合物やチタン酸カリウム等の導電性ないし半導電性の粉末、あるいはポリアニリンやポリアセチレンの如き導電ポリマーなどの適宜なものの1種または2種以上を用いることができ、その種類について特に限定はない。 Examples of the conductive filler used in the present invention include carbon black such as ketjen black and acetylene black, metals such as aluminum and nickel, metal oxide compounds such as tin oxide, and conductive or semiconductive such as potassium titanate. One kind or two or more kinds of suitable materials such as powders or conductive polymers such as polyaniline and polyacetylene can be used, and the kind is not particularly limited.
なお、半導電性ポリイミドベルトの強度、耐屈曲性等の機械的強度を維持する観点から、導電性フィラーの添加量は少ないことが好ましい。従って、少ない添加量で導電特性を発現することができるカーボンブラックの使用がより好ましい態様である。 In addition, it is preferable that the addition amount of a conductive filler is small from a viewpoint of maintaining mechanical strength, such as the intensity | strength of a semiconductive polyimide belt, and bending resistance. Therefore, the use of carbon black that can exhibit conductive properties with a small addition amount is a more preferable embodiment.
カーボンブラックとしては、チャンネルブラックまたはファーネスブラックが好ましい。ファーネスブラックについては、酸化処理を施すことにより溶媒への分散性が向上されるため、適宜酸化処理したものが好ましい。さらに、酸化処理したファーネスブラックは、処理によってその表面に酸素を含有した官能基(カルボキシル基、ケトン基、ラクトン基、水酸基等)が付与されるため、極性溶媒との親和性がよく、かつ電気的負荷等によりカーボンブラック表面が酸化劣化を受け難くなる。そのようなカーボンブラックを半導電性ベルトに使用すると、導電経路の形成が起き難くなって、抵抗低下を防ぐことができる。 As carbon black, channel black or furnace black is preferable. About furnace black, since the dispersibility to a solvent improves by performing an oxidation process, what was oxidized appropriately is preferable. Furthermore, the oxidized furnace black imparts oxygen-containing functional groups (carboxyl group, ketone group, lactone group, hydroxyl group, etc.) to the surface by the treatment, so that it has good affinity with polar solvents and is electrically The surface of carbon black is less susceptible to oxidative degradation due to mechanical load. When such carbon black is used for a semiconductive belt, formation of a conductive path is difficult to occur, and resistance reduction can be prevented.
本発明に用いられるチャンネルブラックとしては、デグサ社製カラーブラックFW200、カラーブラックFW2、カラーブラック2V、カラーブラックFW1、カラーブラックFW18、スペシャルブラック6、カラーブラックS170、カラーブラックS160、スペシャルブラック5、スペシャルブラック4、スペシャルブラック4A、プリンテックス150T、プリンテックスU、プリンテックスV、プリンテックス140U、プリンテックス140V等が挙げられ、酸化処理したファーネスブラックとしては、デグサ社製スペシャルブラック550、スペシャルブラック350、スペシャルブラック250、スペシャルブラック100、三菱化学社製MA100、MA100R、MA100S、MA11、MA230、MA220、MA7、MA8、MA77、キャボット社製MONARCH1000、MONARCH1400、MONARCH1300、MOGUL−L、REGAL400R等が挙げられる。 The channel black used in the present invention includes Degussa Color Black FW200, Color Black FW2, Color Black 2V, Color Black FW1, Color Black FW18, Special Black 6, Color Black S170, Color Black S160, Special Black 5, Special Black Black 4, Special Black 4A, Printex 150T, Printex U, Printex V, Printex 140U, Printex 140V, etc., and oxidation black furnace black include Degussa Special Black 550, Special Black 350, Special Black 250, Special Black 100, Mitsubishi Chemical Corporation MA100, MA100R, MA100S, MA11, MA230, MA220 MA7, MA8, MA77, manufactured by Cabot Corporation MONARCH1000, MONARCH1400, MONARCH1300, MOGUL-L, REGAL400R, and the like.
カーボンブラックの含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して5〜30重量%であり、好ましくは5〜25重量%、より好ましくは8〜15重量%である。5重量%未満であると電気抵抗の均一性が低下する傾向があり、30重量%を超えると、ポリイミド樹脂系組成物に由来する高い機械的強度が低下したり、表面形状が悪化する傾向がある。また、5重量%未満でも30重量%を超えても、所望の表面抵抗率が得られ難い。 The content of carbon black is 5 to 30% by weight, preferably 5 to 25% by weight, more preferably 8 to 15% by weight, based on the polyimide resin solid content in the polyimide resin composition. If the amount is less than 5% by weight, the uniformity of electrical resistance tends to decrease, and if it exceeds 30% by weight, the high mechanical strength derived from the polyimide resin composition tends to decrease or the surface shape tends to deteriorate. is there. Further, if it is less than 5% by weight or more than 30% by weight, it is difficult to obtain a desired surface resistivity.
導電性フィラーとしてカーボンブラックを使用する場合の分散方法としては、公知の分散方法を適用することができる。例えば、溶媒にカーボンブラックを添加した後、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル、超音波分散等を用いることが効果的であり、これらの方法を適宜選択して分散作業を行うことができる。上記方法により、カーボンブラックを均一に分散させることができ、電気抵抗値のバラツキの少ない半導電性ポリイミドベルトを得ることができる。 As a dispersion method when carbon black is used as the conductive filler, a known dispersion method can be applied. For example, after adding carbon black to the solvent, it is effective to use a ball mill, sand mill, basket mill, three roll mill, planetary mixer, bead mill, ultrasonic dispersion, etc. Work can be done. By the above method, carbon black can be uniformly dispersed, and a semiconductive polyimide belt with little variation in electric resistance value can be obtained.
本発明のカーボンブラック分散液の製造方法は、まず有機極性溶媒中にカーボンブラックを添加・分散させ、カーボンブラック分散液を調製する。なお、分散性向上のため、界面活性剤を使用してもよい。 In the method for producing a carbon black dispersion according to the present invention, carbon black is first added and dispersed in an organic polar solvent to prepare a carbon black dispersion. A surfactant may be used for improving dispersibility.
前記分散液の調製に用いる有機極性溶媒として、カーボンブラックの分散性を高めるものであれば、特に制限されないが、カーボンブラックの分散用と重合反応の溶媒用として兼用できるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等が用いられる。 The organic polar solvent used for the preparation of the dispersion is not particularly limited as long as it increases the dispersibility of carbon black, but N-methyl-2-pyrrolidone which can be used both as a dispersion for carbon black and as a solvent for polymerization reaction (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA) and the like are used.
本発明の半導電性ポリイミドベルトの製造方法は、導電性フィラーが溶媒に分散した分散液中で、テトラカルボン酸成分及びジアミン成分を溶解・重合して、共重合体を得るものであり、前記共重合体を調製するにあたっては、テトラカルボン酸成分として3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分としてp−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を前記成分Aと成分Bのモル比を(A/B)=7/3〜3/7で、触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合させるものである。 The method for producing a semiconductive polyimide belt of the present invention is a method of obtaining a copolymer by dissolving and polymerizing a tetracarboxylic acid component and a diamine component in a dispersion in which a conductive filler is dispersed in a solvent. In preparing the copolymer, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride was used as the tetracarboxylic acid component, p-phenylenediamine (component A) and 4,4′-diamino were used as the diamine component. Diphenyl ether (component B) is polymerized at a molar ratio of component A to component B of (A / B) = 7/3 to 3/7 in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent.
本発明において、前記成分Aと成分Bのモル比は、(A/B)=7/3〜3/7であり、好ましくは、(A/B)=6/4〜4/6ある。上記範囲内のモル比により、剛性及び可とう性に優れ、更には、連続使用における表面の形状的な劣化現象が起こり難く、耐久性等に優れた半導電性ポリイミドベルトを得ることができる。前記モル比が7/3を超えると、剛性が強く可とう性が劣り、3/7より小さくなると可とう性が高く、ベルトの破断やクリープ特性が悪化する。 In the present invention, the molar ratio of the component A to the component B is (A / B) = 7/3 to 3/7, and preferably (A / B) = 6/4 to 4/6. Due to the molar ratio within the above range, it is possible to obtain a semiconductive polyimide belt that is excellent in rigidity and flexibility, and that is unlikely to cause a surface shape deterioration phenomenon in continuous use, and that is excellent in durability and the like. When the molar ratio exceeds 7/3, the rigidity is strong and the flexibility is inferior. When the molar ratio is less than 3/7, the flexibility is high, and the belt breakage and creep characteristics are deteriorated.
上記の効果について理由は明らかではないが。上記所定範囲のモル比により、一連の転写及びクリーニング工程におけるベルト表面の磨耗や、ベルト表面上にキャリアや硬質異物が脱落し、1次及び2次転写部において、転写ロール間で加圧されることによる表面破壊や、クリーニングブレード部でのブレードとベルト間に異物が噛み込み加圧されることによる表面破壊、といった連続使用における表面の形状的な劣化現象が起こり難くなることによるものと考えられる。 The reason for the above effect is not clear. Due to the molar ratio within the predetermined range, the belt surface wears in a series of transfer and cleaning processes, and carriers and hard foreign matters fall on the belt surface, and the primary and secondary transfer portions are pressurized between the transfer rolls. This is thought to be due to the fact that surface degradation due to continuous use, such as surface destruction due to contact or surface destruction due to foreign matter being caught between the blade and belt in the cleaning blade, is less likely to occur. .
本発明に用いる前記テトラカルボン酸成分としては、3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を主として用いることができるが、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、以下に示すものを使用することができる。 As the tetracarboxylic acid component used in the present invention, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride can be mainly used, but as long as the effects of the present invention are not impaired, The following can be used.
例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ペリレンー3,4,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4ージカルボキシフェニル)エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。 For example, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6, 7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2′-bis (3 , 4-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-di Carboxyphenyl) ether dianhydride, ethylenetetracarboxylic dianhydride and the like.
また、本発明において、前記テトラカルボン酸成分と反応させるジアミン成分としては、p−フェニレンジアミン(PDA)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)を主として用いることができるが、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、以下に示すものを、それぞれ1種類以上を適宜選定し使用することができる。 In the present invention, p-phenylenediamine (PDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE) can be mainly used as the diamine component to be reacted with the tetracarboxylic acid component. As long as it is within the range that does not impair, one or more of the following may be appropriately selected and used.
例えば、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジクロロベンジジン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド−3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、1,5−ジアミノナフタレン、m−フェニレンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジアミン、べンジジン、3,3’−ジメチルべンジジン、3,3’−ジメトキシべンジジン、4,4’−ジアミノフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、2,4−ビス(β−アミノ−第三ブチル)トルエン、ビス(p−β−アミノ−第三ブチルフェニル)エ−テル、ビス(p−β−メチル−δ−アミノフェニル)べンゼン、ビス−p−(1,1−ジメチル−5−アミノ−ペンチル)べンゼン、1−イソプロピル−2,4−m−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、ジ(p−アミノシクロへキシル)メタン、へキサメチレンジアミン、へプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、3−メチルへプタメチレンジアミン、4,4−ジメチルへプタメチレンジアミン、2,11−ジアミノドデカン、1,2−ビス−3−アミノプロポキシエタン、2,2−ジメチルプロピレンジアミン、3−メトキシへキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルへキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルへプタメチレンジアミン、3−メチルへプタメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、2,11−ジアミノドデカン、2,17−ジアミノエイコサデカン、1,4−ジアミノシクロへキサン、1,10−ジアミノ−1,10−ジメチルデカン、1,12−ジアミノオクタデカン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、ピペラジン、H2N(CH2)3O(CH2)2OCH2NH2、H2N(CH2)3S(CH2)3NH2、H2N(CH2)3N(CH3)(CH2)3NH2等が挙げられる。 For example, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dichlorobenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide-3,3'-diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene , M-phenylenediamine, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenyldiamine, benzidine, 3,3′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminophenylsulfone 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenylpropane, 2,4-bis (β-amino-tert-butyl) toluene, bis (p-β-amino-tert-butylphenyl)- Ter, bis (p-β-methyl-δ-aminophenyl) benzene, bis-p- (1,1-dimethyl-5-amino-pentyl) benzene Zen, 1-isopropyl-2,4-m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, di (p-aminocyclohexyl) methane, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylene Diamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, diaminopropyltetramethylene, 3-methylheptamethylenediamine, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 1,2-bis-3-aminopropoxy Ethane, 2,2-dimethylpropylenediamine, 3-methoxyhexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, 2,5-dimethylheptamethylenediamine, 3-methylheptamethylenediamine, 5-methylnona Methylenediamine, 2,11-dia Minododecane, 2,17-diaminoeicosadecane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,10-diamino-1,10-dimethyldecane, 1,12-diaminooctadecane, 2,2-bis [4- (4 - aminophenoxy) phenyl] propane, piperazine, H 2 N (CH 2) 3 O (CH 2) 2 OCH 2 NH 2, H 2 N (CH 2) 3 S (CH 2) 3 NH 2, H 2 N ( CH 2 ) 3 N (CH 3 ) (CH 2 ) 3 NH 2 and the like.
前記テトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させる際に用いられる有機極性溶媒は、その官能基がテトラカルボン酸二無水物またはジアミンと反応しない双極子を有するものである。そして、系に対して不活性であり、かつ生成物であるポリアミド酸に対して溶媒として作用するものが好ましい。しかも、反応成分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して溶媒として作用するものが好ましい。 The organic polar solvent used when the tetracarboxylic acid component and the diamine component are reacted has a dipole whose functional group does not react with tetracarboxylic dianhydride or diamine. And what is inactive with respect to a system and acts as a solvent with respect to the polyamic acid which is a product is preferable. Moreover, those that act as a solvent for at least one of the reaction components, preferably both, are preferred.
このような有機極性溶媒としては、特にN,N−ジアルキルアミド類が有用であり、例えばこれの低分子量のものであるN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等が挙げられる。これらは蒸発、置換または拡散によりポリアミド酸及びポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、上記以外の有機極性溶媒として、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、へキサメチルホスホルトリアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、併せて用いても差し支えない。 As such an organic polar solvent, N, N-dialkylamides are particularly useful. For example, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), which have low molecular weight, are used. Etc. They can be easily removed from the polyamic acid and the polyamic acid molded article by evaporation, displacement or diffusion. Moreover, as organic polar solvents other than the above, N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, Examples include pyridine, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone and the like. These may be used alone or in combination.
さらに、上記有機極性溶媒にクレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロへキサン、へキサン、べンゼン、トルエン等を単独でもしくは併せて混合することもできる。ただし、生成するポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防ぐため、水の混入は避けることが好ましい。 Furthermore, phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like can be mixed singly or in combination with the organic polar solvent. However, in order to prevent lowering the molecular weight due to hydrolysis of the produced polyamic acid, it is preferable to avoid mixing water.
本発明で使用される触媒としては、第3級アミンが好ましく、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリン、ルチアジンなどが挙げられるが、特にキノリン、イソキノリンが好ましい。 The catalyst used in the present invention is preferably a tertiary amine, and examples include triethylamine, triethylenediamine, pyridine, picoline, quinoline, isoquinoline, and ruthiazine, and quinoline and isoquinoline are particularly preferable.
触媒の添加量としては、ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸1モル当量に対して0.05〜2モル当量添加することが好ましく、より好ましくは0.1〜1モル当量である。0.05モル当量未満であると、触媒としての機能がえられず、2モル当量を超えて添加しても、効果がほとんど得られず、製造工程中の加熱処理において、過剰な触媒を蒸発させることが困難となり、この結果、電子写真記録装置などに前記ポリイミドベルトを搭載した後も、残存した触媒が徐々に蒸発して、半導電性ポリイミドベルトの表面抵抗率等の諸物性の変化やベルト寸法の変化をもたらすといった問題を生じさせる恐れがある。 The addition amount of the catalyst is preferably 0.05 to 2 molar equivalents, more preferably 0.1 to 1 molar equivalents relative to 1 molar equivalent of the polyamic acid in the polyamic acid solution. If it is less than 0.05 molar equivalent, the function as a catalyst cannot be obtained, and even if added in excess of 2 molar equivalents, almost no effect is obtained, and excess catalyst is evaporated during heat treatment during the production process. As a result, even after the polyimide belt is mounted on an electrophotographic recording apparatus or the like, the remaining catalyst gradually evaporates, and various physical properties such as the surface resistivity of the semiconductive polyimide belt change. There is a risk of causing problems such as changes in belt dimensions.
なお、本発明においては脱水剤の不存在下で半導電性ポリイミドベルトを得ている。これは、脱水剤を使用すると、脱水反応が急速に進み、反応を制御することができず、ポリアミド酸がゲル化してしまうため、安定した半導電性ベルトを生産できなくなるためである。 In the present invention, a semiconductive polyimide belt is obtained in the absence of a dehydrating agent. This is because when a dehydrating agent is used, the dehydration reaction proceeds rapidly, the reaction cannot be controlled, and the polyamic acid gels, making it impossible to produce a stable semiconductive belt.
前記ポリアミド酸溶液中のモノマー濃度(溶媒中におけるテトラカルボン酸成分とジアミン成分の濃度)は種々の条件に応じて設定されるが、5〜30重量%が好ましい。また、反応温度は80℃以下に設定することが好ましく、特に好ましくは5〜50℃である。反応時間は0.5〜3時間が好ましい。ポリアミド酸溶液のポリマー成分は、本発明の目的を達成できるならば、上記のテトラカルボン酸成分及びジアミン成分を共重合したものでもブレンドしたものでも構わない。 The monomer concentration in the polyamic acid solution (the concentration of the tetracarboxylic acid component and the diamine component in the solvent) is set according to various conditions, but is preferably 5 to 30% by weight. Moreover, it is preferable to set reaction temperature to 80 degrees C or less, Most preferably, it is 5-50 degreeC. The reaction time is preferably 0.5 to 3 hours. The polymer component of the polyamic acid solution may be a copolymer or a blend of the above tetracarboxylic acid component and diamine component as long as the object of the present invention can be achieved.
このように得られたポリアミド酸溶液を用いて、本発明の半導電性ポリイミドベルトは以下に示す方法により作製される。 Using the polyamic acid solution thus obtained, the semiconductive polyimide belt of the present invention is produced by the following method.
円筒金型内に上記カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を供給し、回転遠心成形法により金型内周面に遠心力により均一に展開する。このとき前記溶液の粘度は、B型粘度計で1〜1000Pa・s(25℃)が好ましい。これ以外の場合は、遠心成形の際、均一に展開することが困難であり、ポリイミドベルトの厚みバラツキの原因となる。製膜後、80〜180℃にて加熱を行い、溶媒を除去する。 The carbon black-dispersed polyamic acid solution is supplied into a cylindrical mold, and is uniformly spread by centrifugal force on the inner peripheral surface of the mold by a rotary centrifugal molding method. At this time, the viscosity of the solution is preferably 1 to 1000 Pa · s (25 ° C.) with a B-type viscometer. In other cases, it is difficult to uniformly develop during centrifugal molding, which causes variations in the thickness of the polyimide belt. After film formation, heating is performed at 80 to 180 ° C. to remove the solvent.
次いで、300〜400℃の高温で加熱することにより、閉環イミド化反応を進行させた後、金型から取り出す。この溶媒除去及びイミド化反応時の加熱は均等に行う必要がある。不均等であると、溶剤蒸発時において、カーボンブラックの凝集バラツキが発生し、ポリイミドベルトの抵抗値にバラツキが生じる。均等に加熱する方法としては、金型を回転させながら加熱する方法、熱風の循環を改善する方法や、低温で投入し、昇温速度を小さくする方法等がある。 Next, the ring-closing imidization reaction is advanced by heating at a high temperature of 300 to 400 ° C., and then taken out from the mold. It is necessary to perform the solvent removal and the heating during the imidization reaction evenly. If it is not uniform, agglomeration variation of the carbon black occurs during the evaporation of the solvent, and the resistance value of the polyimide belt varies. As a method of heating evenly, there are a method of heating while rotating a mold, a method of improving the circulation of hot air, a method of charging at a low temperature, and a method of reducing the rate of temperature rise.
ベルト外周面の表面粗さRzは、0.2〜1.0μmであることが好ましく、より好ましくは、0.2〜0.8μmである。このようにベルト外周面の表面粗さを規定すれば、まず一連の転写及びクリーニング工程において、感光体、記録紙、クリーニングブレード等といった部材と接触した場合にも、適度に表面が荒れていることより接触面積が小さくなり、摩耗現象が起こり難くなる。 The surface roughness Rz of the outer peripheral surface of the belt is preferably 0.2 to 1.0 μm, and more preferably 0.2 to 0.8 μm. If the surface roughness of the belt outer peripheral surface is defined in this way, the surface should be moderately rough even when it comes into contact with a member such as a photoconductor, recording paper, or cleaning blade in a series of transfer and cleaning processes. The contact area becomes smaller and the wear phenomenon is less likely to occur.
また、クリーニングブレード部での異物噛み込みが起こった場合にも、適度にベルト外周面が荒れていることよりプレードゴム及び噛み込んだ異物に対する応力がベルトの回転に伴い大きく変動し、脱落しやすくなる効果が得られ易くなる。 In addition, even when foreign matter is caught in the cleaning blade, the stress on the blade rubber and the caught foreign matter varies greatly with the rotation of the belt due to the moderately rough outer peripheral surface of the belt, and it tends to fall off. The effect is easily obtained.
ここで、ベルト外周面の表面粗さRzが0.2μm未満であれば、前述した効果が得られ難くなる。一方、ベルト表面の光沢性が高い状態になるが、この場合連続使用に伴い形成されたベルト表面のキズが形成画質に与える影響が小さい場合でも、表面の光沢性には差が生じ易く、結果として形成画像の濃度を一定に保つ際に行うベルト表面の光沢度測定に影響が生じさせ、印刷画像を一定に保てなく不具合につながるため好ましくない。 Here, if the surface roughness Rz of the belt outer peripheral surface is less than 0.2 μm, it is difficult to obtain the above-described effects. On the other hand, the glossiness of the belt surface is high, but in this case, even if the scratches on the belt surface formed with continuous use have little effect on the image quality, the difference in surface glossiness is likely to occur. As a result, the measurement of the glossiness of the belt surface, which is performed when the density of the formed image is kept constant, is affected, and the printed image cannot be kept constant.
一方、ベルト外周面の表面粗さRzが1.0μmを超えると、耐久性の向上という点では所定の範囲で得られるものと同等の効果を得ることができるものの、表面の荒れが大きすぎるため、特にベルトの凹部においてトナー残りが起こり易くなり、結果として、形成画像に影響が生じてくるため好ましくない。 On the other hand, if the surface roughness Rz of the belt outer peripheral surface exceeds 1.0 μm, the effect equivalent to that obtained in a predetermined range can be obtained in terms of improvement in durability, but the surface roughness is too large. In particular, toner residue is likely to occur particularly in the concave portion of the belt, and as a result, the formed image is affected.
ここで、ベルト表面を所望の表面粗さに加工する方法としては、製膜後のベルトをサンドペーパー等の研摩材を用いて研摩する方法、サンドブラスト等により荒らす方法等が挙げられるが、量産を考えた場合、特性を安定化させるという点から、原料溶液を塗布する円筒状金型内面を適当な粗さに加工し、この形状をベルト外周面に転写させることにより形成する方法が好ましい。 Here, examples of the method of processing the belt surface to a desired surface roughness include a method of polishing the belt after film formation using an abrasive such as sandpaper, a method of roughening by sandblasting, etc. In view of stabilizing the characteristics, a method of forming the inner surface of the cylindrical mold on which the raw material solution is applied to an appropriate roughness and transferring the shape to the outer peripheral surface of the belt is preferable.
また、ベルト表面の荒らし方について、前述のサンドペーパー等の研摩材を用いて研摩する方法、サンドブラスト等により荒らす方法等により、ベルト表面に対し、凹んだ形状に加工することでも、規定の表面硬さ及び表面粗さを満足していれば、課題を解決することが可能である。しかし、特に表面粗さを規定する理由の一つとしてキズ部でのトナー残りの防止があり、この点に関する信頼性を更に高くするためには、凸形状をベルト表面に形成する方が好ましい。 In addition, as to how to roughen the belt surface, the specified surface hardness can also be obtained by processing the belt surface into a concave shape by polishing using a polishing material such as sandpaper or by sandblasting. If the thickness and the surface roughness are satisfied, the problem can be solved. However, in particular, one of the reasons for defining the surface roughness is prevention of toner remaining at the flawed portion. In order to further increase the reliability in this regard, it is preferable to form a convex shape on the belt surface.
また、転写ロール、ブレードゴムによる擦れを考えた場合、凸形状が形成されているとこれらの接触部材に対し、凸形状部での点接触になりやすく、この部分での磨耗が進行しやすくなるため、結果としてベルト表面の光沢性等の表面形状差が起こり難くなり、より好ましい。このキズの形成方法(ベルト表面の荒らし方)に関しては、前述の如く、円筒状金型内面に凹状のスジを形成させることにより、ベルト外表面に対し、凸形状のスジを形成することが好ましい。さらに、ベルト表面の荒らし方に関し、ベルト表面にスジ状の凹凸を形成させる場合、連続使用によって形成されるスジキズはベルトの周方向に形成されやすい。従って、これらを目立たなくするために、予めベルトの周方向にスジ状の凹凸を形成させることが好ましい。 In addition, in consideration of rubbing due to the transfer roll and blade rubber, if a convex shape is formed, these contact members are likely to make point contact at the convex shape portion, and wear at this portion is likely to proceed. Therefore, as a result, the surface shape difference such as the glossiness of the belt surface hardly occurs, which is more preferable. Regarding the scratch formation method (how to roughen the belt surface), as described above, it is preferable to form convex streaks on the outer surface of the belt by forming concave streaks on the inner surface of the cylindrical mold. . Further, regarding the method of roughening the belt surface, when streak-like irregularities are formed on the belt surface, streaks formed by continuous use are easily formed in the circumferential direction of the belt. Therefore, in order to make these inconspicuous, it is preferable to previously form streak-like irregularities in the circumferential direction of the belt.
本発明の半導電性ポリイミドは、表面動摩擦係数が0.2〜0.5であることが好ましく、0.25〜0.45であることがより好ましい。表面動摩擦係数が0.2未満であると、スリップが発生する可能性がある。一方、0.5を超えるとクリーニングブレード等のトルクが大きくなる駆動不良の恐れがある。 The semiconductive polyimide of the present invention preferably has a surface dynamic friction coefficient of 0.2 to 0.5, and more preferably 0.25 to 0.45. If the surface dynamic friction coefficient is less than 0.2, slip may occur. On the other hand, if it exceeds 0.5, there is a risk of driving failure in which the torque of the cleaning blade or the like increases.
本発明の半導電性ポリイミドは、電子写真記録装置の中間転写ベルト等として用いられる場合、その表面抵抗率が1.0×109〜1.0×1013Ω/□であることが好ましく、1.0×1010〜1.0×1012Ω/□であることがより好ましい。表面抵抗率が1.0×109Ω/□未満であると、トナーのチリ(飛び散り)が発生し、画質が粗くなってしまう恐れがある。一方、1.0×1013Ω/□を超えると転写時の電荷がベルトに残り、画像ムラをおこす恐れがある。なお、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、表面抵抗率の範囲は限定されるものではない。 When the semiconductive polyimide of the present invention is used as an intermediate transfer belt or the like of an electrophotographic recording apparatus, the surface resistivity is preferably 1.0 × 10 9 to 1.0 × 10 13 Ω / □, More preferably, it is 1.0 × 10 10 to 1.0 × 10 12 Ω / □. If the surface resistivity is less than 1.0 × 10 9 Ω / □, toner dust (scattering) may occur and the image quality may become coarse. On the other hand, if it exceeds 1.0 × 10 13 Ω / □, the charge during transfer may remain on the belt and cause image unevenness. Note that the range of the surface resistivity is not limited as long as the effect of the present invention is not impaired.
また、本発明は、中間転写ベルトや転写搬送ベルトなどに限定されず、電子写真記録装置において、トナー等の記録剤を加熱により定着させる際に使用される定着ベルト等のベルトやフィルムについても使用することができる。 In addition, the present invention is not limited to an intermediate transfer belt, a transfer conveyance belt, and the like, and is also used for a belt and a film such as a fixing belt used when fixing a recording agent such as toner by heating in an electrophotographic recording apparatus. can do.
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
<実施例1>
<カーボンブラック分散液の製造方法>
2542gのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に、乾燥した184gのカーボンブラック(デグサ社製スペシャルブラック4、ポリイミド固形分100重量部に対して23重量部)を添加した。次に、この溶液をボールミルにて室温にて6時間混合を行い、7.2重量%のカーボンブラック分散液を得た。
<Example 1>
<Method for producing carbon black dispersion>
In 2542 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 184 g of dried carbon black (Degussa Special Black 4, 23 parts by weight based on 100 parts by weight of polyimide solids) was added. Next, this solution was mixed in a ball mill at room temperature for 6 hours to obtain a 7.2% by weight carbon black dispersion.
<カーボンブラック分散ポリアミド溶液の製造方法>
上記分散液2726gに触媒である50.2gイソキノリン(0.2モル当量)を添加し、次いで、NMP1820gを添加した。
<Method for producing carbon black-dispersed polyamide solution>
50.2 g isoquinoline (0.2 molar equivalent) as a catalyst was added to 2726 g of the dispersion, and then 1820 g of NMP was added.
更に、酸二無水物成分として572gの3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と、ジアミン成分として105.1gのp−フェニレンジアミン(PDA)(成分A)と194.6gの4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)(成分B)(モル比(A/B)=5/5)を窒素雰囲気中で室温にて投入し、溶解した。 Further, 572 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) as the acid dianhydride component and 105.1 g of p-phenylenediamine (PDA) (component A) as the diamine component And 194.6 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE) (component B) (molar ratio (A / B) = 5/5) were charged at room temperature in a nitrogen atmosphere and dissolved.
続いて、重合反応により増粘後、室温で3時間撹拌し、110Pa・s(B型粘度計、25℃)のカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を得た。 Subsequently, after thickening by polymerization reaction, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours to obtain a carbon black-dispersed polyamic acid solution of 110 Pa · s (B-type viscometer, 25 ° C.).
<半導電性ポリイミドベルトの製造方法>
前記溶液を内径300mm、長さ500mmのドラム金型内周面(ステンレス製、表面粗さRz=0.3μm)に、ディスペンサにて最終の厚さが400μmとなるよう塗布した。
<Method for producing semiconductive polyimide belt>
The solution was applied to a drum mold inner peripheral surface (stainless steel, surface roughness Rz = 0.3 μm) having an inner diameter of 300 mm and a length of 500 mm with a dispenser so that the final thickness was 400 μm.
ついで、コーンにより固定された軸を介して、コーンによる加圧を金型両端から行うことにより、金型を固定し、2000rpmで15分間回転させて、均一な展開層(塗膜面)を得た。 Next, the mold is fixed by rotating from both ends of the mold through the shaft fixed by the cone, and rotated at 2000 rpm for 15 minutes to obtain a uniform developed layer (coating surface). It was.
熱風を均等に循環させた100℃の乾燥炉内にて250rpmでドラム金型を回転させながら、10分間加熱した後、220℃で10分間、加熱最高温度としては300℃で30分間加熱することにより、溶剤及び触媒を除去し、イミド化を進行させた。 Heat for 10 minutes while rotating the drum mold at 250 rpm in a drying oven at 100 ° C with evenly circulating hot air, then heat at 220 ° C for 10 minutes and the maximum heating temperature at 300 ° C for 30 minutes. By removing the solvent and the catalyst, imidization was advanced.
金型ごと室温まで冷却した後、金型内面より剥離し、75μmの半導電性ポリイミドベルトを得た。 The whole mold was cooled to room temperature, and then peeled off from the inner surface of the mold to obtain a 75 μm semiconductive polyimide belt.
<比較例1>
触媒を添加しない以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative Example 1>
A belt was obtained according to Example 1 except that no catalyst was added.
<比較例2>
ジアミン成分の配合量として、PDAを168g、DDEを77.8g(A/B=8/2)とすること以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative example 2>
A belt was obtained according to Example 1 except that the amount of the diamine component was 168 g of PDA and 77.8 g of DDE (A / B = 8/2).
<比較例3>
ジアミン成分の配合量として、PDAを42g、DDEを313.3g(A/B=2/8)とすること以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative Example 3>
A belt was obtained in accordance with Example 1 except that the amount of the diamine component was 42 g PDA and 313.3 g DDE (A / B = 2/8).
<比較例4>
金型内周面の表面粗さRzが0.1μmの表面に仕上げた金型を用いた以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative Example 4>
A belt was obtained in accordance with Example 1 except that a mold finished with a surface having a surface roughness Rz of 0.1 μm on the inner peripheral surface of the mold was used.
<比較例5>
金型内周面の表面粗さRzが1.2μmの表面に仕上げた金型を用いた以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative Example 5>
A belt was obtained in accordance with Example 1 except that a mold finished with a surface having a surface roughness Rz of 1.2 μm on the inner peripheral surface of the mold was used.
<比較例6>
上記分散液2726gに触媒であるイソキノリンを50.2g及び脱水剤である無水酢酸を396.9g添加し、次いで、NMP1820gを添加した以外は、実施例1に従いベルトを得た。
<Comparative Example 6>
A belt was obtained according to Example 1, except that 50.2 g of isoquinoline as a catalyst and 396.9 g of acetic anhydride as a dehydrating agent were added to 2726 g of the dispersion, and then 1820 g of NMP was added.
<評価試験>
実施例及び比較例で得た半導電性ベルトについて下記の特性(評価項目)を調べた。
<Evaluation test>
The following characteristics (evaluation items) were examined for the semiconductive belts obtained in Examples and Comparative Examples.
<表面粗さRz(十点表面粗さ)>
JIS B 0601(1994)に準じ、ベルト外周面の任意の十点よりサンプルを採取し、その幅方向に関して、表面粗さ計(サーフテストSJ−301、ミツトヨ社製)にてカットオフ0.25mm、測定長さ1.25mm、駆動速度0.25mm/sec、触針荷重70mgにて測定を行った。
<Surface roughness Rz (ten-point surface roughness)>
In accordance with JIS B 0601 (1994), a sample was taken from an arbitrary 10 points on the outer peripheral surface of the belt, and with respect to the width direction, a cut-off of 0.25 mm with a surface roughness meter (Surf Test SJ-301, manufactured by Mitutoyo Corporation). The measurement length was 1.25 mm, the driving speed was 0.25 mm / sec, and the stylus load was 70 mg.
<表面動摩擦係数>
得られたベルトの任意の8点よりサンプリングし、各々ベルトの周方向について、往復動摩擦試験機(AFT−15B、オリエンテック社製)にて、φ10mmの鋼球を用い、試験荷重200g、試験速度150mm/minの条件下での動摩擦係数を測定し、平均値を求めた。
<Coefficient of surface dynamic friction>
Sampling was performed from 8 points of the obtained belt, and in each of the circumferential directions of the belt, a reciprocating friction tester (AFT-15B, manufactured by Orientec Co., Ltd.) was used. The dynamic friction coefficient under the condition of 150 mm / min was measured, and the average value was obtained.
<表面抵抗率>
ハイレスタUP MCP−HT450(三菱油化社製、プローブ:UR)にて印加電圧100V、10秒値の測定条件による25℃、60%RHでの表面抵抗率を調べた。
<Surface resistivity>
The surface resistivity at 25 ° C. and 60% RH was measured with Hiresta UP MCP-HT450 (manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd., probe: UR) under the measurement conditions of an applied voltage of 100 V and a value of 10 seconds.
<画像・ベルト駆動性>
得られたベルトを、タンデム式中間転写ベルトとして複写機に組み込み、普通紙による画像形成(印刷)テストを行った。また評価は、10万枚のテスト中で画像及びベルト駆動性の良好なものを○、若干の画像欠損(印刷不良)または駆動性不具合のあるものを△、画像欠陥が目視で認識できるものあるいは駆動不具合のあるものを×とした。
<Image and belt drive>
The obtained belt was incorporated in a copying machine as a tandem intermediate transfer belt, and an image formation (printing) test using plain paper was performed. In addition, the evaluation is that the image having good image and belt drivability in the test of 100,000 sheets, ◯ having some image defect (printing defect) or drivability, and the image defect being visually recognizable or Those with drive failure were marked with x.
<クリーニング性・耐クラック性>
上記画像形成テストを通じて、良好なクリーニング性を示したものは○、トナー残存が認められたものは△、クリーニングブレードのめくれが発生したものは×とした。また、テスト中にベルトに割れが発生したものも×とした。
<Cleaning and crack resistance>
Throughout the image formation test, “Good” indicates good cleaning properties, “No” indicates toner remaining, and “No” indicates that the cleaning blade is turned up. Moreover, the thing which the crack generate | occur | produced in the belt during the test was set as x.
表1の結果から、実施例1においては、全ての評価項目について、良好な結果が得られることが確認できた。 From the results of Table 1, it was confirmed that good results were obtained for all the evaluation items in Example 1.
一方、比較例では、画像・ベルト駆動性及びクリーニング性において、実施例より劣り、10万枚の印刷テストを行った後の画像は、細かい大きさの印刷不良が確認された。これに関して、印刷テスト終了後、ベルト表面の形態を調べたところ、連続した凹状のスジやキズ、異物やキャリアが存在し、局所的に加圧させたことが原因と考えられる細かい凹状のキズが多数形成されており、この部分にトナー成分が多数残留していることが確認できた。 On the other hand, in the comparative example, the image / belt drivability and the cleaning property were inferior to those of the example, and it was confirmed that the image after the printing test of 100,000 sheets had a fine print defect. In this regard, when the form of the belt surface was examined after the end of the printing test, there were continuous concave streaks and scratches, foreign objects and carriers, and there were fine concave scratches thought to be caused by local pressurization. A large number of toner components were formed, and it was confirmed that many toner components remained in this portion.
つまり、一連の転写工程に行うクリーニングブレードでのベルト表面のクリーニングによっても、凹状のキズ部に残ったトナーが除去されず、停滞し、その結果、次の印刷時の画像に影響与える原因となっていた。 In other words, the cleaning of the belt surface with the cleaning blade performed in a series of transfer processes does not remove the toner remaining in the concave flaws, but stagnates, resulting in an influence on the image at the next printing. It was.
触媒を添加しなかった比較例1では、画像・ベルト駆動性が悪い結果となった。 In Comparative Example 1 in which no catalyst was added, the image / belt drivability was poor.
比較例2及び3では、成分A及びBのモル比が所定の範囲外であるため、表面摩擦係数、画像・ベルト駆動性及びクリーニング性において悪い結果となった。その理由として、比較例2については、剛性が高く、ベルトの割れ等が発生するためと考えられる。また、比較例3については、可とう性が大きく、耐久性が得られず、被転写体やトナー像の搬送を精度よく行うことができなかったためと考えられる。 In Comparative Examples 2 and 3, since the molar ratio of the components A and B was outside the predetermined range, the surface friction coefficient, the image / belt drive performance, and the cleaning performance were poor. The reason for this is considered that Comparative Example 2 has high rigidity and causes cracking of the belt. Further, in Comparative Example 3, it is considered that the flexibility was large, the durability was not obtained, and the transfer target and the toner image could not be accurately conveyed.
比較例4では、ベルト表面の粗さが小さいため、ベルト表面とブレードとの摩擦抵抗が大きくなり、耐久性の点で劣ることが確認された。 In Comparative Example 4, since the roughness of the belt surface was small, the frictional resistance between the belt surface and the blade was increased, and it was confirmed that the durability was inferior.
比較例5については、ベルト表面の粗さが大きいため、初期の印刷テストの段階でトナーの残留により、画像の低下(不良)が確認された。 In Comparative Example 5, since the belt surface was large in roughness, image deterioration (defect) was confirmed due to toner remaining at the initial printing test stage.
比較例6については、脱水剤により、反応が急速に進み、ポリアミド酸のゲル化が進行し、塗布が困難となり、ベルト表面が粗く、画像の低下(不良)が確認された。
In Comparative Example 6, the reaction rapidly progressed due to the dehydrating agent, the gelation of the polyamic acid progressed, the coating became difficult, the belt surface was rough, and the deterioration (defective) of the image was confirmed.
Claims (4)
前記共重合体を調製するにあたり、テトラカルボン酸成分として3,3’ ,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分としてp−フェニレンジアミン(成分A)及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(成分B)を前記成分Aと成分Bのモル比を(A/B)=7/3〜3/7で触媒の存在下かつ脱水剤の不存在下で重合させることを特徴とする半導電性ポリイミドベルトの製造方法。 In the method for producing a semiconductive polyimide belt in which a tetracarboxylic acid component and a diamine component are dissolved and polymerized to obtain a copolymer in a dispersion in which a conductive filler is dispersed in a solvent.
In preparing the copolymer, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic acid component, p-phenylenediamine (component A) and 4,4′-diamino as the diamine component Diphenyl ether (component B) is polymerized in a molar ratio of component A and component B (A / B) = 7/3 to 3/7 in the presence of a catalyst and in the absence of a dehydrating agent. A method for producing a conductive polyimide belt.
4. The semiconductive polyimide belt according to claim 1, comprising carbon black as the conductive filler and having a surface resistivity in the range of 1.0 × 10 9 to 1.0 × 10 13 Ω / □.
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