JP6930643B2 - Sheet-like member for image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、耐ローラー癖性及び耐クラック性に優れた、高耐久性のエンドレスベルト(無端ベルト)や用紙分離爪等の半導電性画像形成装置用シート状部材と、その押出成形方法に関する。 The present invention relates to a sheet-like member for a semi-conductive image forming apparatus such as a highly durable endless belt (endless belt) and a paper separating claw, which are excellent in roller habit resistance and crack resistance, and an extrusion molding method thereof.
従来、OA機器等などの画像形成装置として、感光体、トナーを用いた電子写真方式やインクを用いた画像形成装置が考案され上市されている。これらの装置には、感光体ベルト、中間転写ベルト、紙搬送転写ベルト、転写分離ベルト、帯電チューブ、現像スリーブ、定着用ベルト等の、導電性、半導電性、又は絶縁性の各種電気抵抗に制御した、継ぎ目あり(シームありベルト)又は継ぎ目なし(シームレスベルト)のエンドレスベルトが用いられている。 Conventionally, as an image forming apparatus for OA equipment and the like, an electrophotographic method using a photoconductor and toner and an image forming apparatus using ink have been devised and put on the market. These devices are used for various conductive, semi-conductive, or insulating electrical resistances such as photoconductor belts, intermediate transfer belts, paper transfer transfer belts, transfer separation belts, charging tubes, developing sleeves, and fixing belts. Controlled, seamless (seamed belts) or seamless (seamless belts) endless belts are used.
例えば、電子写真方式に用いられる中間転写装置は、中間転写体上にトナー像を一旦形成し、次に紙等へトナーを転写させるように構成されている。この中間転写体の表層におけるトナーへの帯電、除電のためにシームレスベルトよりなるエンドレスベルトが用いられている。このエンドレスベルトは、マシーンの機種毎に異なった表面電気抵抗や厚み方向電気抵抗(以下「体積電気抵抗」という)に設定され、導電、半導電、又は絶縁性に調整されている。 For example, an intermediate transfer device used in an electrophotographic system is configured to once form a toner image on an intermediate transfer body and then transfer the toner to paper or the like. An endless belt made of a seamless belt is used for charging and eliminating static electricity on the toner on the surface layer of the intermediate transfer body. This endless belt is set to different surface electrical resistance and thickness direction electrical resistance (hereinafter referred to as "volume electrical resistance") for each model of machine, and is adjusted to be conductive, semi-conductive, or insulating.
また、紙搬送転写装置は、紙を一旦搬送転写体上に保持した上で感光体からのトナーを搬送転写体上に保持した紙上へ転写させ、更に除電により紙を搬送転写体より離すように構成されている。この搬送転写体表層においては紙への帯電、除電のためにシーム有り、無しのエンドレスベルトが用いられている。このエンドレスベルトは、上記中間転写ベルトと同様にマシーン機種毎に異なった表面電気抵抗や体積電気抵抗に設定されている。 In addition, the paper transfer transfer device temporarily holds the paper on the transfer transfer body, transfers the toner from the photoconductor onto the paper held on the transfer transfer body, and further separates the paper from the transfer transfer body by static elimination. It is configured. On the surface layer of the transfer transfer body, an endless belt with and without a seam is used for charging and eliminating static electricity on the paper. Like the intermediate transfer belt, this endless belt is set to have different surface electrical resistance and volume electrical resistance for each machine model.
また、感光体、転写、定着機構においては、用紙の定着ローラー、転写ベルト、感光体ドラム等への紙の巻き込みを防止するために、用紙が巻きつかないように分離するための用紙分離爪と称される半導電性のフィルム状部材が用いられている。 Further, in the photoconductor, transfer, and fixing mechanism, in order to prevent the paper from being caught in the paper fixing roller, transfer belt, photoconductor drum, etc., a paper separation claw for separating the paper so as not to wind the paper is provided. A semi-conductive film-like member called is used.
ところで、電子写真式複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる導電性エンドレスベルトの場合には、機能上2本以上のロールにより高張力で高電圧にて長時間駆動されるため、十分な機械的耐久性が要求される。 By the way, in the case of a conductive endless belt used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, it is sufficient because it is functionally driven by two or more rolls with high tension and high voltage for a long time. Mechanical durability is required.
特に、中間転写装置等に使用される中間転写ベルトの場合は、ベルト上でトナーによる画像を形成して紙へ転写するため、駆動中にベルトが弛んだり、伸びたり、蛇行したりすると、画像ズレの原因となるため、高寸法精度(ベルト幅方向の周長差が少ないことと厚みが均一であること)、高弾性率(ベルト周方向の引張弾性率が高いこと)、高耐屈曲性(割れにくいこと)といった機械特性に優れたものが望まれている。 In particular, in the case of an intermediate transfer belt used in an intermediate transfer device or the like, an image of toner is formed on the belt and transferred to paper. Therefore, if the belt loosens, stretches, or meanders during driving, the image High dimensional accuracy (small difference in circumference in the belt width direction and uniform thickness), high elastic modulus (high tensile modulus in the belt circumference direction), and high flexural resistance because it causes deviation. Those with excellent mechanical properties such as (hard to break) are desired.
また、近年カラーレーザプリンタやカラーLEDプリンタ等の電子写真式画像形成装置は、低価格なインクジェット方式の画像形成装置との競争が一層激しくなっている。そのため、電子写真式画像形成装置は、高速での印刷技術でインクジェット方式との差異化を狙い、感光体を4つ並べたタンデム型の紙搬送転写、中間転写方式により高速で印刷する画像形成装置が商品化されてきた。このため、画像形成装置用エンドレスベルトには、より一層の耐久性の向上と耐摩耗性の向上といった耐久性にも優れたものが必要となっている。 Further, in recent years, electrophotographic image forming devices such as color laser printers and color LED printers have become more competitive with low-priced inkjet image forming devices. Therefore, the electrophotographic image forming apparatus is an image forming apparatus that prints at high speed by a tandem type paper transfer transfer in which four photoconductors are arranged and an intermediate transfer method, aiming at differentiation from the inkjet method by high-speed printing technology. Has been commercialized. Therefore, an endless belt for an image forming apparatus is required to have excellent durability such as further improvement in durability and wear resistance.
さらに、高画質化への要求も高まってきており、特に、広範囲な温度湿度環境において、高画質な画像が得られること、カラープリンタ用の特殊な紙だけではなく、上質紙、再生紙、裏紙、OHPフィルムといった様々な用紙においても高画質を得ることが必要となっている。 Furthermore, the demand for higher image quality is increasing, and in particular, high-quality images can be obtained in a wide range of temperature and humidity environments, and not only special paper for color printers, but also high-quality paper, recycled paper, and backing paper. It is necessary to obtain high image quality even on various types of paper such as paper and OHP film.
また、最近では益々小型化しているカラープリンタ、複写機は、転写ベルトと定着熱源との配置位置が近く、このため、転写ベルトはローラーに張架された状態で定着熱源の高熱にさらされやすいため、転写ベルト表面にローラーの跡が残り、画像へ悪影響を起こしやすいことから、エンドレスベルト素材の耐熱性を向上させる必要がある。 In addition, color printers and copiers, which have become smaller and smaller these days, have the transfer belt and the fixing heat source located close to each other. Therefore, the transfer belt is easily exposed to the high heat of the fixing heat source while being stretched on a roller. Therefore, it is necessary to improve the heat resistance of the endless belt material because the traces of the rollers remain on the surface of the transfer belt and easily cause an adverse effect on the image.
さらに、画像形成装置に用いられるエンドレスベルトの中でも特に、中間転写装置等に使用される転写ベルトの場合は、高画質画像に対するエンドレスベルトへの要求は高く、感光体上のトナーを静電気力にて直接転写ベルト上に転写(一次転写)し、転写ベルト上でカラー画像を合成した後トナーを紙へ静電力で転写(二次転写)させるため、転写ベルトの表面方向の表面電気抵抗や厚み方向の体積電気抵抗特性といった電気抵抗特性が重要であると共に、表面物理特性、表面化学特性、耐摩耗性の何れにおいても性能向上への要求が益々高くなってきている。 Further, among the endless belts used in the image forming apparatus, especially in the case of the transfer belt used in the intermediate transfer apparatus and the like, the demand for the endless belt for a high-quality image is high, and the toner on the photoconductor is subjected to electrostatic force. Transfer directly onto the transfer belt (primary transfer), synthesize a color image on the transfer belt, and then transfer the toner to paper by electrostatic force (secondary transfer), so the surface electrical resistance in the surface direction and the thickness direction of the transfer belt In addition to the importance of electrical resistance characteristics such as volume electrical resistance characteristics, there is an increasing demand for performance improvement in all of surface physical characteristics, surface chemical characteristics, and abrasion resistance.
一方、用紙分離爪についても、カラープリンタ用の特殊な用紙だけでなく、上質紙、凹凸の大きいラフ紙などに対する耐摺擦性、耐摩耗性がますます重要となっている。 On the other hand, with regard to the paper separation claws, not only special paper for color printers but also high-quality paper and rough paper with large irregularities are becoming more and more important in terms of abrasion resistance and abrasion resistance.
画像形成装置用エンドレスベルト、用紙分離爪等のシート状部材の耐摩耗性の要求に対して、これらの部材の構成材料としてポリーテーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂を用いる提案が種々なされている。 In response to the demand for abrasion resistance of sheet-like members such as endless belts for image forming devices and paper separation claws, various proposals have been made to use polyetheretherketone (PEEK) resin as a constituent material of these members.
例えば、特許文献1には、導電性フィラーを含有するPEEK樹脂を主成分とする材料をチューブ状に押出してなる、体積電気抵抗値が108〜1017Ωcmの範囲のシームレス状半導電性ベルトが開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a seamless semi-conductive belt having a volumetric electrical resistance value in the range of 10 8 to 10 17 Ω cm, which is formed by extruding a material containing PEEK resin containing a conductive filler as a main component into a tube shape. Is disclosed.
特許文献2には、PEEK樹脂を押出成形してなる単層の中間転写ベルトであって、外周面における樹脂の結晶化度が内周面よりも高く、外側よりも内側の硬度を低くしたベルトが開示され、具体的には外周面の結晶化度が18%以上、内周面の結晶化度が12%以下で、外周面の硬度が0.25GPa以上、内周面の硬度が0.20GPa以下である中間転写ベルトが開示されている。 Patent Document 2 describes a single-layer intermediate transfer belt made by extruding PEEK resin, in which the crystallinity of the resin on the outer peripheral surface is higher than that on the inner peripheral surface and the hardness on the inner side is lower than that on the outer side. Specifically, the crystallinity of the outer peripheral surface is 18% or more, the crystallinity of the inner peripheral surface is 12% or less, the hardness of the outer peripheral surface is 0.25 GPa or more, and the hardness of the inner peripheral surface is 0. An intermediate transfer belt of 20 GPa or less is disclosed.
特許文献3には、熱可塑性樹脂に対し19〜30質量%のアセチレンブラックを含み、体積抵抗率が1×109〜1×1012Ωcmの範囲のシームレス状半導電性ベルトが開示され、熱可塑性樹脂がPEEK樹脂であることが記載されている。
特許文献4には、PEEK100重量部と導電性フィラー5〜25重量部とを含有し、厚みの平均値が30〜250μmの範囲内で、JIS P−8115に規定されているMIT形試験機による耐折れ強さ試験法にて測定した往復折り曲げ回数が5000回以上である半導電性フィルムが開示されている。 Patent Document 4 contains 100 parts by weight of PEEK and 5 to 25 parts by weight of a conductive filler, and has an average thickness of 30 to 250 μm according to a MIT type tester specified in JIS P-8115. A semi-conductive film having a reciprocating bending count of 5000 times or more measured by a bending strength test method is disclosed.
特許文献1の半導性ベルトは、PEEK樹脂に導電性フィラーを配合して(実施例ではアセチレンブラックを14重量%配合)、単に環状ダイスから押出成形したものであり、サイジング部の冷却温度を0〜90℃、好ましくは20〜60℃に設定しているため、製膜中にPEEK樹脂の結晶化が起こりにくい。このため、得られたベルトを、60℃の高温下にローラーに張架した状態で放置した場合、ローラーによる癖跡が発生しやすく、このため、画像異常を引き起こしやすい問題があった。 The semi-conducting belt of Patent Document 1 is obtained by blending a conductive filler with PEEK resin (14% by weight of acetylene black is blended in the example) and simply extruding from an annular die to control the cooling temperature of the sizing portion. Since the temperature is set to 0 to 90 ° C., preferably 20 to 60 ° C., crystallization of the PEEK resin is unlikely to occur during film formation. Therefore, when the obtained belt is left in a state of being stretched on a roller at a high temperature of 60 ° C., habit marks due to the roller are likely to occur, and therefore, there is a problem that an image abnormality is likely to occur.
特許文献2の中間転写ベルトでは、外周面の結晶化度を高めるため、外部加熱装置で加熱しており、外周面の硬度が高く、耐傷付性は改良されるが、表面結晶化の進行で剛性が高くなり、耐クラック性が低下する問題があった。 In the intermediate transfer belt of Patent Document 2, in order to increase the crystallinity of the outer peripheral surface, the outer peripheral surface is heated by an external heating device, the hardness of the outer peripheral surface is high, and the scratch resistance is improved, but the surface crystallization progresses. There is a problem that the rigidity is increased and the crack resistance is lowered.
特許文献3では、PEEK樹脂に19〜30質量%のアセチレンブラックを配合しており、アセチレンブラックの配合量が多すぎるために耐クラック性が悪い問題があった。
In
特許文献4の半導性フィルムでは、耐クラック性を高めるために、環状ダイから押出した溶融状態のフィルムを好ましくは80〜90℃(実施例では85℃)に急冷して製膜することで結晶化を低減させている。このため、前掲の特許文献1と同様に、環状ダイスから得られたベルトを、60℃の高温下にローラーに張架した状態で放置した場合、ローラーによる癖跡が発生しやすく、このため、画像異常を引き起こしやすい問題がある。さらには、リップクリアランスを小さくすることにより、溶融状態のフィルムの変形を小さくして厚みや体積抵抗率のムラを小さくするとあり、実施例では、0.5mmの小さなクリアランスでせん断をかけながら押出しているため、高速で押出す際に、メルトフラクチャーといわれる外観荒れが発生しやすい問題もあった。 In the semi-conducting film of Patent Document 4, in order to improve crack resistance, the melted film extruded from the annular die is preferably rapidly cooled to 80 to 90 ° C. (85 ° C. in the examples) to form a film. Crystallization is reduced. Therefore, as in Patent Document 1 described above, when the belt obtained from the annular die is left stretched on the roller at a high temperature of 60 ° C., habit marks due to the roller are likely to occur. There is a problem that tends to cause image abnormalities. Furthermore, by reducing the lip clearance, it is said that the deformation of the film in the molten state is reduced and the unevenness of the thickness and volume resistivity is reduced. In the embodiment, the film is extruded while being sheared with a small clearance of 0.5 mm. Therefore, when extruding at a high speed, there is also a problem that an appearance roughness called a melt fracture is likely to occur.
上述のように、従来、画像形成装置用のエンドレスベルトや用紙分離爪等のシート状部材としてPEEK樹脂を用いたものが提案されているものの、いずれも耐クラック性(耐折れ性)と耐熱性(耐ローラー癖性)を共に満足できるものはなかった。
これは、PEEK樹脂にカーブンブラック等の導電性フィラーを配合した従来のエンドレスベルトでは、機械的耐久性を重視するあまり溶融押出成形時に急冷して製膜するため、結晶化不十分でローラー癖跡がつきやすいことによる。
即ち、従来技術では、剛性が高く耐熱性に優れた結晶化ピーク温度の高いPEEK樹脂を用い、これを溶融押出成形して製膜する際に急冷することで耐クラック性を改良しようとしているが、このような従来法では耐クラック性を十分に高めることはできず、耐ローラー癖性と耐クラック性とに共に優れたエンドレスベルトとすることはできなかった。
As described above, although PEEK resin has been conventionally proposed as a sheet-like member such as an endless belt for an image forming apparatus and a paper separating claw, both have crack resistance (breaking resistance) and heat resistance. None of them were satisfied with (roller resistance).
This is because conventional endless belts, which are made of PEEK resin mixed with a conductive filler such as carbon black, are not sufficiently crystallized and have a roller habit because they are rapidly cooled during melt extrusion molding because mechanical durability is emphasized. Because it is easy to make marks.
That is, in the prior art, a PEEK resin having high rigidity and excellent heat resistance and a high crystallization peak temperature is used, and the crack resistance is improved by quenching when the film is formed by melt extrusion molding. With such a conventional method, the crack resistance cannot be sufficiently increased, and the endless belt having excellent roller habit resistance and crack resistance cannot be obtained.
具体的に、前掲の特許文献1〜4のうち、PEEK樹脂の製品名の記載のある特許文献2〜4に記載されたPEEK樹脂をそれぞれ400℃でプレス成形して得られたシート状部材について、本発明で規定されるDSC測定で測定して求めた降温結晶化ピーク温度Tcは以下の通りであり、いずれも300.0℃以上の高い降温結晶化ピーク温度Tcを有し、従来において降温結晶化ピーク温度Tcが低いものを用いるという技術思想は存在しない。
ビクトレックス社製PEEK「450G」:Tc=300.5℃
ビクトレックス社製PEEK「381G」:Tc=301.1℃
ビクトレックス社製PEEK「151G」:Tc=304.7℃
ビクトレックス社製PEEK「90G」:Tc=307.2℃
Specifically, among the above-mentioned Patent Documents 1 to 4, the sheet-like member obtained by press-molding the PEEK resin described in Patent Documents 2 to 4 having the product name of PEEK resin at 400 ° C. The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c obtained by measuring by the DSC measurement specified in the present invention is as follows, and all have a high temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of 300.0 ° C. or higher. There is no technical idea of using a material having a low temperature-decreasing crystallization peak temperature T c.
PEEK "450G" manufactured by Victrex: T c = 300.5 ° C
PEEK "381G" manufactured by Victrex: T c = 301.1 ° C
PEEK "151G" manufactured by Victrex: T c = 304.7 ° C
Victrex PEEK "90G": T c = 307.2 ° C
このように、従来のPEEK系ベルトにおいては、耐クラック性と耐ローラー癖性を両立させることが難しく、更には、耐摩耗性、半導電性等の画像形成装置に要求される特性を十分に満足した上で、生産性にも優れる画像形成装置用エンドレスベルトは提供されていないのが実状である。 As described above, in the conventional PEEK belt, it is difficult to achieve both crack resistance and roller habit resistance, and further, the characteristics required for the image forming apparatus such as wear resistance and semiconductivity are fully satisfied. In addition, the actual situation is that endless belts for image forming devices, which are also excellent in productivity, have not been provided.
本発明は上記課題を解決したものであり、その目的は、耐ローラー癖性に優れると共に耐クラック性に優れ、所望の半導電性を有する高耐久性の画像形成装置用シート状部材を提供することにある。 The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly durable sheet-like member for an image forming apparatus, which has excellent roller habit resistance, crack resistance, and desired semiconductivity. It is in.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討する過程において、PEEK樹脂の冷却時の結晶化ピーク温度に着目し、高分子量成分が多い材料を高結晶化させた方が、高分子量成分が少ない材料を低結晶化させた材料よりも、耐クラック性と耐ローラー癖性を両立できるのではないかと推定した。
即ち、結晶化ピーク温度が低ければ、耐熱性が低下するが、溶融時から冷却する際の分子運動性を妨げるため結晶化しにくくなり高分子量成分が多い材料と推定できるため、耐クラック性には有利に働くのではないかと考えた。
一方、結晶化ピーク温度が高ければ、PEEK樹脂の低分子量成分が結晶核となり結晶化度が大きくなる傾向にあり、耐熱性は高いが、ミクロな領域での剛性も高くなり耐クラック性が低下するのではないかと考えた。
このような考えを基に、結晶化ピーク温度の高い材料、つまり剛性が高く耐熱性のあるPEEK樹脂を使用し、製膜過程で急冷して耐クラック性を改良する従来法とは逆に、結晶化ピーク温度の低い材料、つまり耐クラック性に優れたPEEK樹脂を選択し、製膜過程で除冷し、後結晶化をさせることにより耐ローラー癖性を改良した方が、耐クラック性と耐ローラー癖性を有利に両立させることができることを突き止め、本発明に至った。
In the process of diligently studying to solve the above problems, the present inventors pay attention to the crystallization peak temperature at the time of cooling the PEEK resin, and it is better to highly crystallize the material having a large high molecular weight component. It was presumed that crack resistance and roller habit resistance could be achieved at the same time as compared to a material in which a material having a small amount of components was low-crystallized.
That is, if the crystallization peak temperature is low, the heat resistance is lowered, but it is difficult to crystallize because it hinders the molecular motion during cooling from the time of melting, and it can be presumed that the material has a large amount of high molecular weight components. I thought it might work in my favor.
On the other hand, if the crystallization peak temperature is high, the low molecular weight component of PEEK resin tends to become crystal nuclei and the crystallinity tends to increase, and the heat resistance is high, but the rigidity in the micro region is also high and the crack resistance is lowered. I thought I might do it.
Based on this idea, contrary to the conventional method of using a material with a high crystallization peak temperature, that is, PEEK resin having high rigidity and heat resistance, and quenching in the film forming process to improve crack resistance, It is better to select a material with a low crystallization peak temperature, that is, PEEK resin with excellent crack resistance, cool it in the film forming process, and then crystallize it to improve the roller habit resistance. We have found that the roller habit can be compatible with each other advantageously, and have reached the present invention.
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とするものである。 The present invention has been achieved based on such findings, and the gist of the present invention is as follows.
[1] 画像形成装置に用いられるシート状部材であって、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と19重量%未満の導電性フィラーとを含み、以下の示差走査熱量測定で測定される降温結晶化ピーク温度Tcが299.0℃未満であることを特徴とする画像形成装置用シート状部材。
<示差走査熱量の測定>
シート状部材を昇温速度10℃/minで400℃まで昇温させ、その後、10℃/minで23℃まで冷却させる過程での降温結晶化ピーク温度Tcを測定する。
[1] A sheet-like member used in an image forming apparatus, which contains a polyetheretherketone resin and a conductive filler of less than 19% by weight, and has a temperature-decreasing crystallization peak temperature T measured by the following differential scanning calorimetry. A sheet-like member for an image forming apparatus, wherein c is less than 299.0 ° C.
<Measurement of differential scanning calorimetry>
The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c in the process of raising the temperature of the sheet-shaped member to 400 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min and then cooling it to 23 ° C. at 10 ° C./min is measured.
[2] [1]において、以下の耐折回数の測定で測定される、R=0.38mmでの耐折回数が5000回以上、2万回未満で、R=2mmでの耐折回数が50万回以上であることを特徴とする画像形成装置用シート状部材。
<耐折回数の測定>
JIS P−8115(2001年)に準拠し、シート状部材から幅15mm、長さ100mmの大きさの試験片を切断し、この試験片に対して、MIT試験機にて折り曲げ速度175回/分、回転角度135°左右、引張荷重1.0kgfの条件にて、先端部の曲率半径R=0.38mmと2mmの折り曲げ治具を用い、それぞれの破壊に至る折り曲げ回数を測定する。3点の測定値の平均値を耐折回数とする。
[2] In [1], the number of folds at R = 0.38 mm is 5000 or more and less than 20,000, and the number of folds at R = 2 mm is measured by the following measurement of the number of folds. A sheet-like member for an image forming apparatus, characterized in that it is 500,000 times or more.
<Measurement of folding resistance>
In accordance with JIS P-8115 (2001), a test piece having a width of 15 mm and a length of 100 mm is cut from a sheet-shaped member, and the test piece is bent at a bending speed of 175 times / minute by a MIT tester. Using a bending jig with a radius of curvature R = 0.38 mm and 2 mm at the tip of the tip under the conditions of a rotation angle of 135 ° to the left and right and a tensile load of 1.0 kgf, the number of bends leading to each breakage is measured. The average value of the measured values at three points is defined as the number of folding resistances.
[3] [1]又は[2]において、以下のローラー癖復元率の測定で求められるローラー癖復元率が70%以上であることを特徴とする画像形成装置用シート状部材。
<ローラー癖復元率の測定>
温度23℃、湿度50%の条件で24時間以上状態調整したシート状部材を15mm幅、44mm長さに切り取り、この試験片を、直径14mmのローラーに、試験片長さ方向がローラーの周方向となるように固定し、温度60℃、湿度95%の恒温恒湿層に2時間放置後、温度23℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、試験片をローラーから開放し、温度23℃、湿度50%で2時間放置した際に、ローラーにより断面略C字形に癖付けされた試験片の開口部の幅Lから、以下の式でローラー癖復元率(%)を算出する。
ローラー癖復元率(%)={開口幅L(mm)/試験片長44(mm)}×100
[3] The sheet-like member for an image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the roller habit restoration rate determined by the following measurement of the roller habit restoration rate is 70% or more.
<Measurement of roller habit restoration rate>
A sheet-like member whose condition was adjusted for 24 hours or more under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% was cut into a 15 mm width and a 44 mm length, and this test piece was cut into a roller having a diameter of 14 mm, and the test piece length direction was the circumferential direction of the roller. After leaving it in a constant temperature and humidity layer with a temperature of 60 ° C and a humidity of 95% for 2 hours and then leaving it in an environment with a temperature of 23 ° C and a humidity of 50% for 24 hours, the test piece was released from the roller and the temperature was changed. When left at 23 ° C. and 50% humidity for 2 hours, the roller habit restoration rate (%) is calculated from the width L of the opening of the test piece that has been habituated into a substantially C-shaped cross section by a roller by the following formula.
Roller habit restoration rate (%) = {opening width L (mm) / test piece length 44 (mm)} x 100
[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、エンドレスベルト又は用紙分離爪であることを特徴とする画像形成装置用シート状部材。 [4] In any one of [1] to [3], a sheet-like member for an image forming apparatus, which is an endless belt or a paper separating claw.
[5] ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性フィラーとを含む樹脂組成物を、環状ダイを介してチューブ状に溶融押出し、該チューブ状の押出物の内面を冷却マンドレルに接触させて冷却固化する内部冷却マンドレル方式で画像形成装置用シート状部材を連続溶融押出成形する方法において、該環状ダイの溶融樹脂出口部と該冷却マンドレルとの間において、該押出物のフロストラインを形成させることを特徴とする画像形成装置用シート状部材の押出成形方法。 [5] A resin composition containing a polyetheretherketone resin and a conductive filler is melt-extruded into a tube shape via an annular die, and the inner surface of the tube-shaped extruded product is brought into contact with a cooling mandrel to be cooled and solidified. A method for continuously melt-extruding a sheet-shaped member for an image forming apparatus by a cooling mandrel method is characterized in that a frost line of the extruded product is formed between a molten resin outlet portion of the annular die and the cooling mandrel. A method for extruding a sheet-like member for an image forming apparatus.
本発明によれば、耐ローラー癖性に優れると共に耐クラック性に優れ、所望の半導電性を有する高耐久性の画像形成装置用シート状部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly durable sheet-like member for an image forming apparatus having excellent roller habit resistance, crack resistance, and desired semiconductivity.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、本発明において、「主成分」とは複数の成分を配合してなる材料において、当該配合材料中で最も多く含まれている成分をさす。また、「シート状部材」は「フィルム状部材」を包含する広義の意味で用いられる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below.
In the present invention, the "main component" refers to a material containing a plurality of components, which is the most contained in the compounded material. Further, "sheet-like member" is used in a broad sense including "film-like member".
[画像形成装置用シート状部材]
本発明の画像形成装置用シート状部材は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と19重量%未満の導電性フィラーとを含み、以下の示差走査熱量(DSC)測定で測定される降温結晶化ピーク温度Tc(以下、単に「降温結晶化ピーク温度Tc」と称す場合がある。)が299.0℃未満であることを特徴とする。
<示差走査熱量の測定>
シート状部材を昇温速度10℃/minで400℃まで昇温させ、その後、10℃/minで23℃まで冷却させる過程での降温結晶化ピーク温度Tcを測定する。
[Sheet-like member for image forming apparatus]
The sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention contains a polyetheretherketone resin and a conductive filler of less than 19% by weight, and has a temperature-decreasing crystallization peak temperature T c measured by the following differential scanning calorimetry (DSC) measurement. (Hereinafter, it may be simply referred to as "lower temperature crystallization peak temperature T c ".) It is characterized in that it is less than 299.0 ° C.
<Measurement of differential scanning calorimetry>
The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c in the process of raising the temperature of the sheet-shaped member to 400 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min and then cooling it to 23 ° C. at 10 ° C./min is measured.
この降温結晶化ピーク温度Tcが低ければ、耐熱性は低くなるが、高分子量成分が多く、耐クラック性には有利に働くと考えられる。
降温結晶化ピーク温度Tcが高い方が、低分子量成分が結晶核となり結晶化度が大きくなる傾向にあるとも考えられ、耐熱性は高く、ミクロな領域での剛性も高くなり、耐クラック性が低下する。
本発明において、降温結晶化ピーク温度Tcの高い材料、つまり剛性が高く耐熱性のあるPEEK樹脂を使用し製膜条件で急冷することで耐クラック性を改良する従来法とは逆に、降温結晶化ピーク温度Tcの低いPEEK樹脂、つまり耐クラック性に優れたPEEK樹脂を選択し、製膜条件で除冷化して後結晶化をさせることにより耐ローラー癖性を改良することで、耐クラック性と耐ローラー癖性を両立させる。
If the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c is low, the heat resistance is low, but there are many high molecular weight components, which is considered to be advantageous for crack resistance.
It is also considered that the higher the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c , the higher the crystallinity tends to be due to the low molecular weight components becoming crystal nuclei, the higher the heat resistance, the higher the rigidity in the micro region, and the higher the crack resistance. Decreases.
In the present invention, contrary to the conventional method of improving crack resistance by using a material having a high temperature-decreasing crystallization peak temperature Tc , that is, PEEK resin having high rigidity and heat resistance and quenching under film-forming conditions, the temperature is lowered. A PEEK resin with a low crystallization peak temperature Tc , that is, a PEEK resin with excellent crack resistance, is selected, cooled under film-forming conditions and then crystallized to improve the roller habit resistance, thereby improving the crack resistance. Achieves both property and roller resistance.
<降温結晶化ピーク温度Tc>
本発明の画像形成装置用シート状部材は、降温結晶化ピーク温度Tcが299.0℃未満であることを特徴とする。
<Low temperature crystallization peak temperature T c >
The sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention is characterized in that the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c is less than 299.0 ° C.
降温結晶化ピーク温度Tcが低いということは、結晶化速度が低く分子量が大きい樹脂になり得るものであり、耐クラック性をその高分子量で補い、除冷による製膜方法を採用することにより耐ローラー癖性を改善することができ、耐クラック性と耐ローラー癖性を両立させることが可能となる。 The low temperature-decreasing crystallization peak temperature T c means that the resin can have a low crystallization rate and a large molecular weight. By supplementing the crack resistance with the high molecular weight and adopting a film-forming method by cooling. The roller habit resistance can be improved, and both crack resistance and roller habit resistance can be achieved at the same time.
本発明の画像形成装置用シート状部材の好ましい降温結晶化ピーク温度Tcは、297.5℃以下であり、297.0℃以下が特に好ましい。ただし、降温結晶化ピーク温度Tcが過度に低いものは耐熱性(耐ローラー癖性)の点において好ましくなく、また、PEEK樹脂の降温結晶化ピーク温度Tcは通常292.0℃以上であることから、本発明の画像形成装置用シート状部材の降温結晶化ピーク温度Tcは292.0℃以上であることが好ましく、292.5℃以上であることがより好ましく、特に293.0℃以上であることが好ましい。 The preferred temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention is 297.5 ° C. or lower, particularly preferably 297.0 ° C. or lower. However, a material having an excessively low temperature-decreasing crystallization peak temperature T c is not preferable in terms of heat resistance (roller resistance), and the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of PEEK resin is usually 292.0 ° C. or higher. Therefore, the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention is preferably 292.0 ° C. or higher, more preferably 292.5 ° C. or higher, and particularly 293.0 ° C. or higher. Is preferable.
<PEEK樹脂>
本発明で用いるPEEK樹脂は、上記の降温結晶化ピーク温度Tcを実現する上で、それ自体の降温結晶化ピーク温度Tcが300.0℃未満であり、特に298.0℃以下、とりわけ297.5℃以下で292.0℃以上であることが好ましい。
本発明の画像形成装置用シート状部材の降温結晶化ピーク温度Tcを実現するための、本発明で用いるPEEK樹脂の降温結晶化ピーク温度Tcが、本発明の画像形成装置用シート状部材の降温結晶化ピーク温度Tcと必ずしも一致しない理由は以下の通りである。
即ち、シート状部材は、カーボンブラック等の導電性フィラーが配合され、また加熱混練、溶融押出等の工程を経て製膜される。このとき、カーボンブラック等の導電性フィラー自体が結晶化への核剤として作用すること(結晶化しやすくなる)、加熱混練、溶融押出によりPEEK樹脂が架橋(分子量が大きくなる)又は劣化(分子量が小さくなる)することなどから、得られるシート状部材の降温結晶化ピーク温度Tcは、配合成分、製膜方法、製造条件等により変化し、必ずしも原料として用いたPEEK樹脂の降温結晶化ピーク温度Tcと同じとはならない。
<PEEK resin>
In order to realize the above-mentioned temperature-decreasing crystallization peak temperature T c , the PEEK resin used in the present invention itself has a temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of less than 30.0 ° C., particularly 298.0 ° C. or less, particularly. It is preferably 297.5 ° C. or lower and 292.0 ° C. or higher.
The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of the PEEK resin used in the present invention for realizing the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention is the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention. The reason why it does not always match the temperature-decreasing crystallization peak temperature T c is as follows.
That is, the sheet-like member is blended with a conductive filler such as carbon black, and is formed into a film through steps such as heat kneading and melt extrusion. At this time, the conductive filler itself such as carbon black acts as a nucleating agent for crystallization (easy to crystallize), and the PEEK resin is crosslinked (increased in molecular weight) or deteriorated (molecular weight becomes large) by heat kneading and melt extrusion. The temperature-decreasing crystallization peak temperature Tc of the obtained sheet-like member varies depending on the compounding components, the film-forming method, the manufacturing conditions, etc., and is not necessarily the temperature-decreasing crystallization peak temperature of the PEEK resin used as the raw material. Not the same as T c.
本発明の画像形成装置用シート状部材は、PEEK樹脂を用いることによる耐摩耗性、耐クラック性、耐ローラー癖性の効果を有効に発揮させるために、PEEK樹脂を主成分として70重量%以上、特に80重量%以上含むことが好ましい。 The sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention contains 70% by weight or more of PEEK resin as a main component in order to effectively exert the effects of wear resistance, crack resistance, and roller habit resistance by using PEEK resin. In particular, it is preferably contained in an amount of 80% by weight or more.
<熱可塑性樹脂>
本発明の画像形成装置用シート状部材において、本発明の目的を損なわない範囲で、主成分のPEEK樹脂に対し、アロイ材として耐熱性を有する熱可塑性樹脂を配合してもよい。
<Thermoplastic resin>
In the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention, a thermoplastic resin having heat resistance as an alloy material may be blended with the PEEK resin as the main component as long as the object of the present invention is not impaired.
熱可塑性樹脂としては、熱可塑性結晶性樹脂であっても熱可塑性非晶性樹脂であってもよく、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリアセタール(POM)、ポリアリレート(Par)、ポリカーボネート(PC)、ポリアルキレンテレフタレート(PAT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンナフタレート(PBN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフェニレンオキシド(PPE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリオキシベンジレン(POB)、液晶性ポリエステル、ポリスルフォン(PSF)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリフェニルスルフォン(PPSU)、ポリビスアミドトリアゾール、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルイミド(PEI)、アクリル、ポリフッ素化ビニリデン(PVDF)、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体等が挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合物として用いてもよい。 The thermoplastic resin may be a thermoplastic crystalline resin or a thermoplastic amorphous resin, and may be polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polyacetal (POM), or polyarylate. (Par), Polycarbonate (PC), Polyalkylene terephthalate (PAT), Polyethylene terephthalate (PET), Polybutylene terephthalate (PBT), Polyethylene naphthalate (PEN), Polybutylene naphthalate (PBN), Polytrimethylene terephthalate (PTT) ), Polymethylmethacrylate (PMMA), Polyphenylene oxide (PPE), Polyethersulfone (PES), Polymethylpentene (PMP), Polyoxybenzylene (POB), Liquid polyester, Polysulfone (PSF), Polyphenylene sulfide (PPS), Polyphenyl sulfone (PPSU), Polybisamide triazole, Polyaminobismaleimide, Polyetherimide (PEI), Acrylic, Polyfluorinated vinylidene (PVDF), Ethylenetetrafluoroethylene copolymer (ETFE), Hexafluoropropylene , Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, acrylate alkyl ester copolymer, polyester ester copolymer, polyether ester copolymer, polyethylene amide copolymer, polyurethane copolymer and the like, and these are one kind. May be used alone, or two or more kinds may be used as a mixture.
これらのうち、PAI、PI、PES、PPSU、PEI、PPSは、PEEK樹脂とのアロイ化に耐え得る耐熱性があり好ましく、その中でも、PES、PPSU、PEIが特に好ましい。 Of these, PAI, PI, PES, PPSU, PEI, and PPS are preferable because they have heat resistance that can withstand alloying with PEEK resin, and among them, PES, PPSU, and PEI are particularly preferable.
<導電性フィラー>
本発明で用いる導電性フィラーとしては、用途に要求される性能を満たすものであれば特に制限はなく、各種のものを用いることができ、具体的には、カーボンブラックやカーボンファイバー、グラファイトなどのカーボン系フィラー、金属系導電性フィラー、金属酸化物系導電性フィラーなどの導電性金属系フィラーを用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合物として用いてもよい。
<Conductive filler>
The conductive filler used in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the performance required for the application, and various types can be used. Specifically, carbon black, carbon fiber, graphite, and the like can be used. Conductive metal-based fillers such as carbon-based fillers, metal-based conductive fillers, and metal oxide-based conductive fillers can be used. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used as a mixture.
本発明における導電性フィラーの選択は、得られるシート状部材の機械特性、電気特性、寸法特性、化学特性を考慮する必要があり、この点から、導電性フィラーとしては、カーボンブラックの粉体品、もしくは粒状品を主成分としたものが好ましい。この場合、カーボンブラックを主成分とし、後述の帯電防止剤等の非導電性フィラー系のものを副成分として併用してもよいし、導電性金属系フィラーとの複合であってもかまわない。ただし、表面エネルギーが高いものであることが好ましいことから、導電性成分としてはカーボンブラックのみを用いることが好ましい。 In selecting the conductive filler in the present invention, it is necessary to consider the mechanical properties, electrical properties, dimensional properties, and chemical properties of the obtained sheet-like member, and from this point of view, the conductive filler is a carbon black powder product. Or, those containing a granular product as a main component are preferable. In this case, carbon black may be used as a main component, and a non-conductive filler-based material such as an antistatic agent described later may be used in combination as a sub-component, or a composite with a conductive metal-based filler may be used. However, since it is preferable that the surface energy is high, it is preferable to use only carbon black as the conductive component.
カーボンブラック等の導電性フィラーを配合すると、シート状部材に表面凹凸が形成されてしまうが、耐ブロッキング性の面で適度な凹凸があるほうが好ましい場合もある。 When a conductive filler such as carbon black is blended, surface irregularities are formed on the sheet-like member, but it may be preferable to have appropriate irregularities in terms of blocking resistance.
導電性フィラーの配合量は用いる導電性フィラーの種類によっても異なるが、本発明の画像形成装置用シート状部材中の含有量として19重量%以下の範囲で、所望の半導電性の程度に応じて適宜調整することが好ましい。導電性フィラーの含有量が19重量%を超えると、耐クラック性が低下するため好ましくない。導電性フィラーの含有量が少な過ぎると、導電性が発現されなかったり、導電性フィラーの分散状態が粗くなり電気抵抗率がばらつきやすくなり、また、接触抵抗が大きく環境に左右されるようになり、例えば、画像形成装置にエンドレスベルトとして搭載した場合、環境によっては画像異常を発生させる場合がある。このため、シート状部材中の導電性フィラーの含有量は10重量%以上、特に12〜18重量%とすることが好ましい。 The blending amount of the conductive filler varies depending on the type of the conductive filler used, but the content in the sheet-like member for the image forming apparatus of the present invention is in the range of 19% by weight or less, depending on the desired degree of semiconductivity. It is preferable to make appropriate adjustments. If the content of the conductive filler exceeds 19% by weight, the crack resistance is lowered, which is not preferable. If the content of the conductive filler is too small, the conductivity will not be exhibited, the dispersed state of the conductive filler will be rough, the electrical resistivity will be liable to vary, and the contact resistance will be greatly affected by the environment. For example, when mounted on an image forming apparatus as an endless belt, an image abnormality may occur depending on the environment. Therefore, the content of the conductive filler in the sheet-shaped member is preferably 10% by weight or more, particularly preferably 12 to 18% by weight.
導電性フィラーとして好適に用いられるカーボンブラックの種類としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどが好適に使用でき、この中でもカリウム、カルシウム、ナトリウムなどの灰分とよばれる不純物が少なく外観不良を発生しにくいアセチレンブラックが特に好適に使用でき、その平均一次粒子径は25〜45nm程度であることが好ましい。また、樹脂を被覆したカーボンブラックや、加熱処理したカーボンブラックや黒鉛化処理したカーボンブラック等の公知の後処理を施したカーボンブラックを、本発明の目的を損なわない範囲で使用することができる。 As the type of carbon black preferably used as a conductive filler, acetylene black, furnace black, channel black and the like can be preferably used, and among them, impurities called ash such as potassium, calcium and sodium are few and cause poor appearance. Acetylene black, which is difficult to use, can be particularly preferably used, and its average primary particle size is preferably about 25 to 45 nm. Further, carbon black coated with a resin, carbon black subjected to known post-treatment such as heat-treated carbon black or graphitized carbon black can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
更に、分散性を向上させる目的、ガス発生を抑制させる目的でシラン系、アルミネート系、チタネート系、及びジルコネート系等のカップリング剤で処理したカーボンブラックを用いてもよい。 Further, carbon black treated with a coupling agent such as a silane-based, an aluminate-based, a titanate-based, or a zirconate-based coupling agent may be used for the purpose of improving dispersibility and suppressing gas generation.
カーボンブラック系以外の導電性フィラーとしては、例えば、銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄などの粉末やアルミドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化スズ、リンドープ酸化スズ、スズドープ酸化インジウム等の所謂導電性金属酸化物フィラーの粒状、繊維状、フレーク状のものが好適に用いられる。 Examples of conductive fillers other than carbon black include powders such as silver, nickel, copper, zinc, aluminum, stainless steel, and iron, and so-called aluminum-doped zinc oxide, antimon-doped tin oxide, phosphorus-doped tin oxide, and tin-doped indium oxide. Granular, fibrous, and flaky conductive metal oxide fillers are preferably used.
これらのカーボンブラック以外の導電性フィラーの中でも、アルミドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化スズ、リンドープ酸化スズ、スズドープ酸化インジウムといった所謂導電性金属酸化物フィラーであって粒状のものが好ましく、平均粒子径として5μm以下のものが、形成されるシート状部材の表面平滑性が維持できるため好ましい。 Among these conductive fillers other than carbon black, so-called conductive metal oxide fillers such as aluminum-doped zinc oxide, antimon-doped tin oxide, phosphorus-doped tin oxide, and tin-doped indium oxide, which are granular, are preferable, and the average particle size is Those having a thickness of 5 μm or less are preferable because the surface smoothness of the sheet-like member to be formed can be maintained.
<付加的配合材;任意成分>
本発明の画像形成装置用シート状部材には、各種目的に応じて任意の配合成分を配合することができる。
<Additional compounding material; optional ingredient>
Any compounding component can be blended in the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention according to various purposes.
具体的には、酸化防止剤、熱安定剤、各種可塑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、着色剤、難燃剤、分散剤、ワックス等の各種添加剤を添加することができる。
また、導電性フィラー以外の導電性成分として、ポリエーテルエステルアミドといった高分子ポリマータイプの帯電防止剤や、イオン導電性物質、例えば四級アンモニウム塩等を併用してもよい。
Specifically, antioxidants, heat stabilizers, various plasticizers, light stabilizers, UV absorbers, neutralizers, lubricants, antifogging agents, anti-blocking agents, slip agents, cross-linking agents, cross-linking aids, coloring. Various additives such as agents, flame retardants, dispersants, and waxes can be added.
Further, as a conductive component other than the conductive filler, a polymer polymer type antistatic agent such as a polyether ester amide or an ionic conductive substance such as a quaternary ammonium salt may be used in combination.
更に、画像形成装置用シート状部材の構成材料には、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、第3,第4成分として前述の各種熱可塑性樹脂以外に、各種エラストマー、熱硬化性樹脂、導電性フィラー以外のフィラー等の配合材を配合することができる。 Further, as the constituent material of the sheet-like member for the image forming apparatus, various elastomers and thermosetting resins are used as the third and fourth components in addition to the above-mentioned various thermoplastic resins as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. , A compounding material such as a filler other than the conductive filler can be blended.
[画像形成装置用シート状部材の製造方法]
以下に本発明の画像形成装置用シート状部材の製造方法について説明する。
本発明のシート状部材の製造方法には特に制限はなく、常法に従って製造することも可能であるが、PEEK樹脂と導電性フィラーとを含む樹脂組成物を、環状ダイを介してチューブ状に溶融押出し、該チューブ状の押出物の内面を冷却マンドレルに接触させて冷却固化する内部冷却マンドレル方式で画像形成装置用シート状部材を連続溶融押出成形する押出成形工程で、環状ダイの溶融樹脂出口部と冷却マンドレルとの間において、押出物のフロストラインを形成させる本発明の画像形成装置用シート状部材の押出成形方法により製造することが、耐クラック性に優れた降温結晶化ピーク温度Tcの低いPEEK樹脂を用いた上で、徐冷による後結晶化で耐ローラー癖性を改良し、耐クラック性と耐ローラー癖性とをより確実に両立させる上で好ましい。
[Manufacturing method of sheet-shaped member for image forming apparatus]
The method for manufacturing the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention will be described below.
The method for producing the sheet-shaped member of the present invention is not particularly limited, and it can be produced according to a conventional method. However, a resin composition containing PEEK resin and a conductive filler is formed into a tube shape via an annular die. A molten resin outlet of an annular die in an extrusion molding process in which a sheet-like member for an image forming apparatus is continuously melt-extruded by an internal cooling mandrel method in which the inner surface of the tubular extruded product is brought into contact with a cooling mandrel to be cooled and solidified. The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c , which is excellent in crack resistance, can be produced by the extrusion molding method of the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention in which a frost line of an extruded product is formed between a portion and a cooling mandrel. It is preferable to use a low PEEK resin and improve the roller habit resistance by post-crystallization by slow cooling to more reliably achieve both crack resistance and roller habit resistance.
<成形材料の加熱混練>
成形に先立って、まず、PEEK樹脂、導電性フィラー等を加熱混練する。この加熱混練手段には特に制限はなく、公知の技術を用いることができる。例えば、PEEK樹脂、導電性フィラー、及び必要に応じて配合されるその他の添加成分を加熱混練して樹脂組成物とするのであれば、一軸押出機、二軸混練押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラストグラフ、ニーダーなどを用いることができる。特に、これらを二軸混練押出機により混合し、ペレット化した後に成形する手法が好ましく用いられる。
<Heat kneading of molding material>
Prior to molding, first, PEEK resin, conductive filler and the like are heat-kneaded. The heat kneading means is not particularly limited, and a known technique can be used. For example, if PEEK resin, a conductive filler, and other additive components to be blended as needed are heat-kneaded to obtain a resin composition, a uniaxial extruder, a twin-screw kneading extruder, a Banbury mixer, a roll, etc. Brabender, plastic, kneader, etc. can be used. In particular, a method in which these are mixed by a twin-screw kneading extruder, pelletized, and then molded is preferably used.
なお、製造されたペレットを溶融押出成形に供する場合、押出安定性を得るために、ペレット表面にステアリン酸カルシウム等の滑剤をドライブレンド等の方法により添着させることによりペレットの流動性を向上させることが望ましい。この場合、添着させる滑剤の量は、好ましくはペレット重量100重量部に対し、0.01以上0.5重量部であり、より好ましくは0.02以上0.3重量部である。 When the produced pellets are subjected to melt extrusion molding, the fluidity of the pellets can be improved by impregnating the pellet surface with a lubricant such as calcium stearate by a method such as dry blending in order to obtain extrusion stability. desirable. In this case, the amount of the lubricant to be attached is preferably 0.01 or more and 0.5 parts by weight, and more preferably 0.02 or more and 0.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pellet.
<成形方法>
本発明において、成形方法については特に限定されるものではなく、連続溶融押出成形法、射出成形法、ブロー成形法、或いはインフレーション成形法、遠心成形法、ゴム押出成形法等の公知の方法を採用して得ることができるが、特に好ましい方法は、連続溶融押出成形法である。特に、環状ダイよりチューブ状に押出した押出物(溶融チューブ)を、冷却又は冷却固化しつつ引き取る押出成形法が好ましく、とりわけチューブの内径を高精度で制御可能な下方押出方式の内部冷却マンドレル方式或いはバキュームサイジング方式が好ましい。特に、内部冷却マンドレル方式がシームレスベルトを容易に得ることができるため画像形成装置用ベルトの成形法としては最も好ましい。この場合、環状ダイとしては、その円周方向に複数の温度調節機構が設けられているものが好ましい。また、溶融チューブの冷却は、80〜150℃の範囲に温度調節した金型を、その内側又は外側に接触させて行うことが好ましく、このようにして、溶融チューブを円筒形状を保持したまま引き取ることが好ましい。
<Molding method>
In the present invention, the molding method is not particularly limited, and a known method such as a continuous melt extrusion molding method, an injection molding method, a blow molding method, or an inflation molding method, a centrifugal molding method, or a rubber extrusion molding method is adopted. However, a particularly preferable method is a continuous melt extrusion molding method. In particular, an extrusion molding method in which an extruded product (melted tube) extruded into a tube from an annular die is taken out while being cooled or cooled and solidified is preferable, and in particular, an internal cooling mandrel method of a downward extrusion method capable of controlling the inner diameter of the tube with high accuracy. Alternatively, a vacuum sizing method is preferable. In particular, the internal cooling mandrel method is the most preferable as a method for forming a belt for an image forming apparatus because a seamless belt can be easily obtained. In this case, it is preferable that the annular die is provided with a plurality of temperature control mechanisms in the circumferential direction thereof. Further, the cooling of the molten tube is preferably performed by bringing a mold whose temperature is adjusted in the range of 80 to 150 ° C. into contact with the inside or the outside thereof, and in this way, the molten tube is taken up while maintaining the cylindrical shape. Is preferable.
また、インフレーション成形法により一旦折り目有りのフィルムを作製した後、後加工にて折り目を見かけ状無くした状態でエンドレスベルト状のシート状部材としてもよく、帯状のシートを一旦加工した後、つないでシーム有りのシート状部材としてもよい。 Further, after a film having creases is once produced by an inflation molding method, it may be used as an endless belt-shaped sheet-like member with the creases disappeared by post-processing, and the strip-shaped sheet is processed once and then connected. It may be a sheet-like member with a seam.
成形方法として、押出成形法は、コストの点で有利ではあるが、一般に電気抵抗値の印加電圧依存性の良好なシート状部材を作製しにくい。しかしながら、用いるPEEK樹脂や導電性フィラーの種類の選定、或いは以下のような成形条件の設定により、電気抵抗値の印加電圧依存性を小さくすることができるため好ましい。 As a molding method, the extrusion molding method is advantageous in terms of cost, but it is generally difficult to produce a sheet-like member having a good dependence of the electric resistance value on the applied voltage. However, it is preferable because the dependence of the electric resistance value on the applied voltage can be reduced by selecting the type of PEEK resin or conductive filler to be used or setting the following molding conditions.
特に、(a)押出成形時の溶融チューブを冷却した後に連続的に引き取る際の引き取り速度を0.5m/min以上、2m/minの中速で引き取り、これにより、厚み方向の全域に導電性フィラーを高配向させるか、又は、(b)シート状部材の厚みをダイス金型のリップクリアランスに対し0.12以下となるようにして、導電性フィラーを分散させた成形材料を極端に低配向で押し出すか、又は(c)シート状部材を120μm以下の薄膜にすることにより表層と中央の配向差を少なくさせたシート状部材であれば、電気抵抗値の印加電圧依存性の小さいシート状部材を容易かつ安価に製造することができる。 In particular, (a) the take-up speed at which the molten tube during extrusion molding is continuously taken up after being cooled is taken at a medium speed of 0.5 m / min or more and 2 m / min, thereby conducting conductivity over the entire thickness direction. The filler is highly oriented, or (b) the thickness of the sheet-like member is set to 0.12 or less with respect to the lip clearance of the die mold, and the molding material in which the conductive filler is dispersed is extremely lowly oriented. If the sheet-like member is extruded with, or (c) the sheet-like member is made into a thin film of 120 μm or less to reduce the orientation difference between the surface layer and the center, the sheet-like member has a small dependence on the applied voltage of the electric resistance value. Can be easily and inexpensively manufactured.
<本発明の画像形成装置用シート状部材の押出成形方法>
以下に、本発明の画像形成装置用シート状部材の製造に好適に採用される本発明の画像形成装置用シート状部材の押出成形方法について、図1を参照して説明する。
<Extrusion molding method of sheet-shaped member for image forming apparatus of the present invention>
Hereinafter, the extrusion molding method of the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention, which is suitably adopted for manufacturing the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention, will be described with reference to FIG.
図1は本発明の画像形成装置用シート状部材の押出成形方法における溶融押出成形工程を示す模式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a melt extrusion molding step in the extrusion molding method for a sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention.
図1の方法では、押出機1に、好ましくは前述の滑剤を貼着したペレットを供給して溶融させ、溶融樹脂を環状ダイ2に供給して環状ダイ2の溶融樹脂押出部(ダイスリップ部)3からチューブ状に押出し、チューブ状の押出物(溶融チューブ)4の内面を、環状ダイ2の下方に、環状ダイ2と同軸状に設けられた円筒形の冷却マンドレル(冷却型)5の外周面に接触させて冷却固化させつつ、引取機6で引き取り、更に図示しないカッターで所望の幅に切断することで、シームレスベルト状のシート状部材を製造する。 In the method of FIG. 1, the pellets to which the above-mentioned lubricant is attached are preferably supplied to the extruder 1 to be melted, and the molten resin is supplied to the annular die 2 to extrude the molten resin (die slip portion) of the annular die 2. ) 3 is extruded into a tube shape, and the inner surface of the tubular extruded product (melted tube) 4 is provided below the annular die 2 in a coaxial manner with the annular die 2 of a cylindrical cooling mandrel (cooling type) 5. A seamless belt-shaped sheet-like member is manufactured by bringing it into contact with the outer peripheral surface and cooling and solidifying it, taking it up with a take-up machine 6, and further cutting it to a desired width with a cutter (not shown).
本発明においては、このような内部冷却マンドレル方式の連続押出成形において、押出物のフロストライン(図1において、破線Fで示す。)が、環状ダイ2のリップ部3と冷却マンドレル5との間に位置するように成形条件を制御する。
In the present invention, in such continuous extrusion molding of the internal cooling mandrel method, the frost line of the extruded product (indicated by the broken line F in FIG. 1) is between the
ここで、フロストラインFとは、一旦溶融した樹脂が、冷却過程で結晶化するラインである。例えば、溶融状態で透明な樹脂は、結晶化により半透明となることから、フロストラインより上方の溶融チューブは透明であり、フロストラインより下方のチューブは半透明となる。従って、フロストラインは、この透明、半透明の境界線として目視により観察することができる。導電性フィラーを混合した樹脂の場合は、高光沢から低光沢へ変化する境界線として目視により観察することができる。 Here, the frost line F is a line in which the resin once melted crystallizes in the cooling process. For example, a resin that is transparent in a molten state becomes translucent due to crystallization, so that the molten tube above the frost line is transparent and the tube below the frost line is translucent. Therefore, the frost line can be visually observed as this transparent / translucent boundary line. In the case of a resin mixed with a conductive filler, it can be visually observed as a boundary line changing from high gloss to low gloss.
溶融樹脂を冷却マンドレルで冷却固化させる場合、急冷状態になると結晶化が不十分となり耐ローラー癖性が悪くなるばかりか、耐摩耗性も低下する。従って、本発明では、冷却マンドレル5に溶融チューブ4が接する前に結晶化するように、冷却マンドレル5とダイスリップ部3との間において、フロストラインFが形成されるような条件で押出成形する。そうすることにより、押出物の内面と外面が均等に空冷、除冷され、耐ローラー癖性が向上するとともに、耐クラック性への影響も少なくなり好ましい。
When the molten resin is cooled and solidified by a cooling mandrel, crystallization becomes insufficient in a rapidly cooled state, and not only the roller habit resistance deteriorates, but also the wear resistance also deteriorates. Therefore, in the present invention, extrusion molding is performed under conditions such that a frost line F is formed between the cooling mandrel 5 and the
好ましいフロストラインFの位置は、ダイスリップ部3からの距離(図1中のL1)が5mm以上60mm以下であり、より好ましい距離は10mm以上40mm以下である。 The preferred position of the frost line F is such that the distance from the die slip portion 3 (L 1 in FIG. 1) is 5 mm or more and 60 mm or less, and the more preferable distance is 10 mm or more and 40 mm or less.
なお、冷却マンドレル5の位置は、フロストラインFの位置よりも押出方向の下流側であればよいが、フロストラインFの位置よりも離れすぎると、冷却マンドレル5の直径と、結晶化して冷却固化したチューブとの接触時にサイズの違いによる変形が大きくなり、押出物がシワになったり、冷却マンドレル5での冷却ができなくなり、真円性が保てなくなり好ましくない。このため、冷却マンドレル5とフロストラインFとの距離(図1中のL2)は、5mm以上100mm以下であることが好ましく、10mm以上60mm以下であることがより好ましい。 The position of the cooling mandrel 5 may be on the downstream side in the extrusion direction from the position of the frost line F, but if it is too far from the position of the frost line F, it crystallizes and solidifies with the diameter of the cooling mandrel 5. Deformation due to the difference in size becomes large at the time of contact with the tube, the extruded product becomes wrinkled, cooling by the cooling mandrel 5 becomes impossible, and roundness cannot be maintained, which is not preferable. Therefore, the distance between the cooling mandrel 5 and the frost line F (L 2 in FIG. 1) is preferably 5 mm or more and 100 mm or less, and more preferably 10 mm or more and 60 mm or less.
このように、フロストラインFをダイスリップ部3と冷却マンドレル5との間に形成するためには、冷却マンドレル5と環状ダイ2との間隔(図1におけるL1とL2との合計の距離)を、通常よりも長く、例えば20〜160mm程度とした上で、押出成形条件及び金型条件を例えば以下のように制御する方法が挙げられる。
(1) ダイス温度を、用いたPEEK樹脂の融点より極端に高くない範囲の、360〜410℃程度とし、押出物の引き取り速度を0.7〜2.0m/minとして、冷却マンドレル5に到る前に結晶化を促進する。
(2) ダイスリップ径と冷却マンドレル径の比を0.8以上1.2以下にする。
In this way, in order to form the frost line F between the
(1) The die temperature was set to about 360 to 410 ° C., which is not extremely higher than the melting point of the PEEK resin used, and the take-up speed of the extruded product was set to 0.7 to 2.0 m / min to reach the cooling mandrel 5. Promote crystallization before
(2) Set the ratio of the die slip diameter to the cooling mandrel diameter to 0.8 or more and 1.2 or less.
なお、上記の通り、フロストラインFをダイスリップ部3と冷却マンドレル5との間に形成した上で、冷却マンドレル5における急冷を更に制御して徐冷するために、冷却マンドレル5の外表面の温度は100〜150℃程度と、若干高めに設定することが好ましい。
As described above, after the frost line F is formed between the
<熱処理>
上述のようにして成形された画像形成装置用シート状部材は、成形後に熱処理を行ってもよく、これにより、より耐ローラー癖性が向上した画像形成装置用シート状部材とすることが可能となる。
<Heat treatment>
The sheet-shaped member for an image forming apparatus molded as described above may be heat-treated after molding, whereby the sheet-shaped member for an image forming apparatus having further improved roller habit resistance can be obtained. ..
この場合、熱処理条件は用いるPEEK樹脂にもよるが、通常50〜150℃、好ましくは60〜130℃の温度で15分〜5時間であり、好ましくは1時間〜3時間程度である。 In this case, the heat treatment conditions depend on the PEEK resin used, but are usually at a temperature of 50 to 150 ° C., preferably 60 to 130 ° C. for 15 minutes to 5 hours, preferably about 1 hour to 3 hours.
熱処理は、エンドレスベルト状のシート状部材を2本以上のローラーに張架させて駆動させながら熱をかけて行ってもよいし、円筒状の型にシート状部材を装着して行ってもよい。更には、円筒状のそのままの状態で熱処理を施してもよい。 The heat treatment may be performed by applying heat while driving an endless belt-shaped sheet-shaped member by stretching it on two or more rollers, or by mounting the sheet-shaped member on a cylindrical mold. .. Further, the heat treatment may be performed in the state of being cylindrical as it is.
[画像形成装置用シート状部材の物性及び特性]
本発明の画像形成装置用シート状部材の好適な物性及び特性を以下に挙げる。
[Physical characteristics and characteristics of sheet-shaped members for image forming equipment]
Suitable physical properties and characteristics of the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention are listed below.
<厚み>
本発明の画像形成装置用シート状部材の厚みは、用途によっても異なるが、弾性率(ここで、弾性率とは後述の「引張弾性率」である。)にも関係し、弾性率3000MPa程度とするために40μm以上、160μm以下が好ましく、50μm以上、150μm以下がより好ましい。厚みが厚すぎると厚み偏差が大きくなるため、例えばエンドレスベルトの場合、ベルトの周速が変わり、画像ズレが起こる可能性があり、また、表層と中央部(厚み方向の中央部分)の配向差が大きくなりすぎ、導電性フィラー等の分散の差が大きく、電気抵抗値の差が大きくなるため好ましくない。シート状部材の好ましい厚みは60〜140μmであり、とりわけ70〜125μmであることが、厚み偏差が少なく、また、チューブ状に押出成形する場合、良好な成形安定性が得られるため好ましい。
<Thickness>
The thickness of the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention varies depending on the application, but is also related to the elastic modulus (here, the elastic modulus is a "tensile elastic modulus" described later), and the elastic modulus is about 3000 MPa. 40 μm or more and 160 μm or less are preferable, and 50 μm or more and 150 μm or less are more preferable. If the thickness is too thick, the thickness deviation will be large. For example, in the case of an endless belt, the peripheral speed of the belt may change, causing image misalignment, and the orientation difference between the surface layer and the central part (central part in the thickness direction). Is too large, the difference in dispersion of the conductive filler and the like is large, and the difference in electrical resistance value is large, which is not preferable. The preferred thickness of the sheet-shaped member is 60 to 140 μm, particularly 70 to 125 μm, because the thickness deviation is small and good molding stability can be obtained in the case of extrusion molding into a tube shape.
<引張弾性率>
本発明の画像形成装置用シート状部材の引張弾性率は、1500MPa以上、4500MPa以下であることが好ましい。引張弾性率が低いと、例えばエンドレスベルトの場合、ローラー表面に付着したトナーの外添剤やごみ等によりベルトが傷になることがあるため好ましくない。また、例えば中間転写ベルトとして画像形成装置に用いる場合に、張力により少し伸びが発生してしまい、色ズレなどの不具合を発生することがある。逆に、引張弾性率が高すぎる場合は、エンドレスベルトを駆動する際にモータ負荷がかかるため、厚み設定を薄くする必要が生じ、一旦ローラーとベルト間にゴミが入り込んだり、感光体との摩擦による傷等が入るとクラックが入り易く、信頼性に問題があるため好ましくない。また、一次転写におけるトナーの転写効率を向上させるためには、ベルトが伸びない程度の引張弾性率が必要であり、かつエンドレスベルトが硬くならない程度の引張弾性率が必要である。シート状部材のより好ましい引張弾性率の範囲は2000MPa以上、3500MPa以下、特に2500MPa以上、3300MPa以下である。
<Tension modulus>
The tensile elastic modulus of the sheet-shaped member for an image forming apparatus of the present invention is preferably 1500 MPa or more and 4500 MPa or less. If the tensile elastic modulus is low, for example, in the case of an endless belt, the belt may be scratched by the toner external agent or dust adhering to the roller surface, which is not preferable. Further, for example, when the belt is used as an intermediate transfer belt in an image forming apparatus, the tension may cause a slight elongation, which may cause problems such as color shift. On the other hand, if the tensile modulus is too high, a motor load will be applied when driving the endless belt, so it will be necessary to reduce the thickness setting, and dust will once enter between the roller and the belt, or friction with the photoconductor will occur. It is not preferable because cracks are likely to occur if scratches are formed due to the above, and there is a problem in reliability. Further, in order to improve the transfer efficiency of the toner in the primary transfer, a tensile elastic modulus that does not stretch the belt and that the endless belt does not become stiff is required. A more preferable range of tensile elastic modulus of the sheet-shaped member is 2000 MPa or more and 3500 MPa or less, particularly 2500 MPa or more and 3300 MPa or less.
本発明のシート状部材の引張弾性率は、具体的には、後述の実施例の項に示される方法で測定される。 Specifically, the tensile elastic modulus of the sheet-shaped member of the present invention is measured by the method shown in the section of Examples described later.
<耐屈曲性(耐折回数)>
本発明の画像形成装置用シート状部材を例えば中間転写ベルトとして画像形成装置に用いる場合には、耐屈曲性が悪いとクラックが発生して画像が得られなくなるので耐屈曲性の良好なシート状部材が好ましい。
<Bending resistance (folding resistance)>
When the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention is used in an image forming apparatus as, for example, an intermediate transfer belt, if the bending resistance is poor, cracks occur and an image cannot be obtained, so that the sheet-like member having good bending resistance is obtained. Members are preferred.
耐屈曲性の程度は、JIS P−8115(2001年)の耐折回数の測定方法に従うことで定量的に評価でき、耐折回数の大きいエンドレスベルトほどクラックが入りにくく、耐屈曲性に優れていると判断することができる。
具体的な数値としては、治具先端のR=2mmの治具で折り曲げた場合に、破断回数が50万回以上であればエンドレスベルトとして優れた機能を発揮して使用することができるが、実用的には75万回以上が好ましく、100万回以上であれば更に好ましい。高弾性ベルトの場合、JIS規格通りの治具先端R=0.38mmでは、屈曲が強すぎて、正確な耐久性が読み取れないが、エンドレスベルトの耐屈曲性の目安としては、上記耐折回数として5000回以上、特に1万回以上、2万回未満であることが好ましい。
The degree of bending resistance can be quantitatively evaluated by following the measurement method of the number of folding times of JIS P-8115 (2001), and the endless belt with a larger number of folding times is less likely to crack and has excellent bending resistance. It can be judged that there is.
As a specific numerical value, when bent with a jig with R = 2 mm at the tip of the jig, if the number of breaks is 500,000 or more, it can be used as an endless belt by exerting an excellent function. Practically, 750,000 times or more is preferable, and 1 million times or more is more preferable. In the case of a highly elastic belt, if the jig tip R = 0.38 mm according to the JIS standard, the bending is too strong and accurate durability cannot be read. It is preferable that the number of times is 5,000 times or more, particularly 10,000 times or more and less than 20,000 times.
本発明のシート状部材の耐屈曲性(耐折回数)は具体的には、後述の実施例の項に示される方法で測定される。 Specifically, the bending resistance (folding resistance) of the sheet-shaped member of the present invention is measured by the method shown in the section of Examples described later.
<表面電気抵抗率・体積電気抵抗率>
印加電圧100V,10秒にて測定した表面電気抵抗率をSR(100V)、印加電圧1000V,10秒にて測定した表面電気抵抗率をSR(1000V)、印加電圧100V,10秒にて測定した体積電気抵抗率をVR(100V)と表記した場合、本発明の画像形成装置用シート状部材のSR(100V)は特に制限がないが、中間転写ベルトとしては、1×107〜1×1012Ω/□であることが好ましく、1×108〜1×1011Ω/□であることがより好ましい。また、基材層のSR(1000V)は1×107〜1×1012Ω/□であることが好ましく、1×108Ω〜1×1010Ω/□であることがより好ましい。また、SR(100V)/SR(1000V)の比は100以下であることが好ましく、10以下であることが、印加電圧の振れによる電気抵抗値変化が少なく、感光体から中間転写ベルトへのトナーの転写(一次転写)と中間転写ベルトから紙へのトナーの転写(二次転写)が安定して行われるため好ましい。
<Surface electrical resistivity / volume resistivity>
The surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds was measured at SR (100 V), and the surface resistivity measured at an applied voltage of 1000 V for 10 seconds was measured at SR (1000 V) and applied voltage of 100 V for 10 seconds. When the volume resistivity is expressed as VR (100V), the SR (100V) of the sheet-like member for the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, but the intermediate transfer belt is 1 × 10 7 to 1 × 10. It is preferably 12 Ω / □, and more preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 11 Ω / □. The SR (1000 V) of the base material layer is preferably 1 × 10 7 to 1 × 10 12 Ω / □, and more preferably 1 × 10 8 Ω to 1 × 10 10 Ω / □. Further, the ratio of SR (100V) / SR (1000V) is preferably 100 or less, and when it is 10 or less, the change in the electric resistance value due to the fluctuation of the applied voltage is small, and the toner from the photoconductor to the intermediate transfer belt is transferred. (Primary transfer) and transfer of toner from the intermediate transfer belt to paper (secondary transfer) are performed stably, which is preferable.
なお、本発明において、表面電気抵抗率や体積電気抵抗率は例えばダイヤインスツルメンツ(株)製商品名「ハイレスタUP」のURプローブ又はUR100プローブで計測することが好ましいが、表面電気抵抗率が1×1013Ω以上の場合は、(株)アドバンテスト社製デジタル超高抵抗微少電流計商品名「R8340A」に、JISの電極をつないで測定するなど公知の方法で測定してもよい。 In the present invention, the surface electrical resistivity and the volume resistivity are preferably measured by, for example, a UR probe or a UR100 probe manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. under the trade name "High Resta UP", but the surface electrical resistivity is 1 ×. In the case of 10 13 Ω or more, it may be measured by a known method such as connecting a JIS electrode to the digital ultra-high resistivity micro ammeter trade name "R8340A" manufactured by Advantest Co., Ltd.
[画像形成装置用シート状部材の用途]
本発明の画像形成装置用シート状部材としては、具体的には、画像形成装置用エンドレスベルト、或いは画像形成装置用用紙分離爪が挙げられる。
[Use of sheet-shaped members for image forming equipment]
Specific examples of the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention include an endless belt for an image forming apparatus and a paper separating claw for an image forming apparatus.
このうち画像形成装置用エンドレスベルトの用途に特に制限はないが、寸法精度、耐屈曲性、引張弾性率など要求物性の厳しいOA機器分野、特に機能部材に好適に用いることができる。このエンドレスベルトをシームレスベルト形状とした場合、割れ、伸びなど不具合が少ないので好適である。 Of these, the use of the endless belt for an image forming apparatus is not particularly limited, but it can be suitably used in the field of OA equipment, which has strict physical characteristics such as dimensional accuracy, bending resistance, and tensile elastic modulus, and particularly for functional members. When this endless belt has a seamless belt shape, it is suitable because there are few defects such as cracking and stretching.
本発明の画像形成装置用エンドレスベルトは、電子写真式複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ機等の画像形成装置の、特に中間転写ベルト、搬送転写ベルト、転写定着ベルト、定着ベルト、感光体ベルト、現像スリープ、とりわけ中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルトなどとして好適に用いることができる。 The endless belt for an image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine, and particularly an intermediate transfer belt, a transfer transfer belt, a transfer fixing belt, a fixing belt, and a photoconductor belt. It can be suitably used as a development sleep, particularly as an intermediate transfer belt, a transfer transfer belt, a photoconductor belt and the like.
本発明の画像形成装置用シート状部材よりなるエンドレスベルトはそのままベルトとして使用してもよいし、ドラム或いはロール等に巻き付けて使用してもよい。
また、クリーニング性を向上させる目的で、表面を研磨し平滑にしても良く、また、表面にコート材を塗布した積層エンドレスベルトとしてもよい。
また、端面補強等の目的のために、このエンドレスベルトの外側及び/又は内側に、必要に応じて側縁に沿って耐熱テープ等の補強テープを貼り合わせてもよい。
また、エンドレスベルトの蛇行防止目的で、エンドレスベルトの側縁に、ウレタンゴムやシリコンゴム等のゴム製のシート(蛇行防止ガイド)を接着剤にて張り合わせてもよい。
更には、上記補強テープと組み合わせて、補強テープをエンドレスベルトに貼り合わせた上で蛇行防止ガイドを貼り合わせた方がベルト耐クラック発生防止効果とベルト蛇行防止効果があるため好ましい。
The endless belt made of the sheet-like member for an image forming apparatus of the present invention may be used as it is as a belt, or may be used by being wound around a drum, a roll, or the like.
Further, for the purpose of improving the cleanability, the surface may be polished and smoothed, or a laminated endless belt in which a coating material is applied to the surface may be used.
Further, for the purpose of reinforcing the end face or the like, a reinforcing tape such as a heat-resistant tape may be attached to the outside and / or inside of the endless belt along the side edges, if necessary.
Further, for the purpose of preventing meandering of the endless belt, a rubber sheet (meandering prevention guide) such as urethane rubber or silicon rubber may be attached to the side edge of the endless belt with an adhesive.
Further, it is preferable to attach the reinforcing tape to the endless belt in combination with the reinforcing tape and then attach the meandering prevention guide because the belt crack resistance prevention effect and the belt meandering prevention effect are obtained.
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
[使用材料]
エンドレスベルトの成形材料としては下記のものを用いた。
[Material used]
The following materials were used as the molding material for the endless belt.
<ポリエーテルエーテルケトン樹脂>
ダイセルエボニック社製 PEEK「3300G」(本発明用)
降温結晶化ピーク温度Tc=294.3℃
ダイセルエボニック社製 PEEK「2000G」(本発明用)
降温結晶化ピーク温度Tc=298.3℃
ビクトレックス社製 PEEK「650G」(本発明用)
降温結晶化ピーク温度Tc=294.8℃
ビクトレックス社製 PEEK「381G」(比較例用)
降温結晶化ピーク温度Tc=301.1℃
ビクトレックス社製 PEEK「450G」(比較例用)
降温結晶化ピーク温度Tc=300.5℃
尚、降温結晶化ピーク温度Tcは、購入した原料を400℃でプレス成形して得られたシート状片について、本発明で規定される方法でDSC測定して求めたものである。
<Polyetheretherketone resin>
PEEK "3300G" manufactured by Daicel Evonik (for the present invention)
Lowering temperature Crystallization peak temperature T c = 294.3 ° C
PEEK "2000G" manufactured by Daicel Evonik (for the present invention)
Lowering temperature Crystallization peak temperature T c = 298.3 ° C
PEEK "650G" manufactured by Victrex (for the present invention)
Lowering temperature Crystallization peak temperature T c = 294.8 ° C
PEEK "381G" manufactured by Victrex (for comparative example)
Lowering temperature Crystallization peak temperature T c = 301.1 ° C
PEEK "450G" manufactured by Victrex (for comparative example)
Lowering temperature Crystallization peak temperature T c = 300.5 ° C
The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c was obtained by DSC measurement of a sheet-like piece obtained by press-molding the purchased raw material at 400 ° C. by the method specified in the present invention.
<カーボンブラック>
電気化学(株)製 アセチレンブラック「デンカブラック」
DBP吸油量:180ml/100g
比表面積:65m2/g
揮発分:0%
平均一次粒子径:39nm
pH:9
<Carbon black>
Acetylene Black "Denka Black" manufactured by Electrochemical Co., Ltd.
DBP oil absorption: 180ml / 100g
Specific surface area: 65m 2 / g
Volatile content: 0%
Average primary particle size: 39 nm
pH: 9
[評価方法]
得られたエンドレスベルトの評価方法は以下の通りである。
[Evaluation method]
The evaluation method of the obtained endless belt is as follows.
<DSC(示差走査熱量)測定>
セイコー電子工業(株)製 商品名「SSC−5200」を使用し、試料を昇温速度10℃/minで400℃まで昇温させ、その後、10℃/minで23℃まで冷却させる過程での降温結晶化ピーク温度Tcを測定した。
<DSC (Differential Scanning Calorimetry) Measurement>
Using the product name "SSC-5200" manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., the temperature of the sample was raised to 400 ° C at a temperature rise rate of 10 ° C / min, and then cooled to 23 ° C at 10 ° C / min. The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c was measured.
<表面電気抵抗率・体積電気抵抗率>
ダイヤインスツルメンツ(株)製 商品名「ハイレスタ(URプローブ)」を使用し印加電圧100V,1000V 各10秒の条件にて表面電気抵抗率を測定した。印加電圧100Vのときの表面電気抵抗率を「SR(100V)」、印加電圧1000Vのときの表面電気抵抗率を「SR(1000V)」と記載する。
体積電気抵抗率は、エンドレスベルトの外表面に対して印加電圧100Vで測定した値を採用した。この体積電気抵抗率を「VR(100V)」と記載する。
<Surface electrical resistivity / volume resistivity>
The surface electrical resistivity was measured under the conditions of applied voltages of 100V and 1000V for 10 seconds each using the product name "HIRESTA (UR probe)" manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. The surface electrical resistivity when the applied voltage is 100 V is described as "SR (100 V)", and the surface electrical resistivity when the applied voltage is 1000 V is described as "SR (1000 V)".
For the volume resistivity, a value measured at an applied voltage of 100 V with respect to the outer surface of the endless belt was adopted. This volume resistivity is described as "VR (100V)".
<ローラー癖復元率>
エンドレスベルトを例えば中間転写ベルトとして画像形成装置に用いる場合には、プリンタ内でローラーに張架された状態で60℃以上程度の高温下にさらされた際に、エンドレスベルトにローラーの跡(ローラー癖)が付くと、画像に影響を及ぼすため好ましくない。エンドレスベルトの耐ローラー癖性は以下の方法で評価した。
温度23℃、湿度50%の条件で24時間以上状態調整したエンドレスベルトを15mm幅、44mm長さに切り取り、この試験片を、直径14mmのローラーに、試験片長さ方向がローラーの周方向となるようにセロハンテープ等で固定し、温度60℃湿度95%の恒温恒湿層に2時間放置後、温度23℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、試験片をローラーから開放し、温度23℃湿度50%で2時間放置した際の試験片の開口幅L(ローラーにより断面略C字形に癖付けされた試験片の開口部の幅)から以下の式で求めた値を、ローラー癖復元率(%)とする。この値は70%以上であることが、耐ローラー癖性に優れ好ましい。
ローラー癖復元率(%)={開口幅L(mm)/試験片長44(mm)}×100
<Roller habit restoration rate>
When an endless belt is used as an intermediate transfer belt in an image forming apparatus, for example, when the endless belt is stretched on a roller in a printer and exposed to a high temperature of about 60 ° C. or higher, the endless belt has a roller mark (roller). It is not preferable to have a habit because it affects the image. The roller habit resistance of the endless belt was evaluated by the following method.
An endless belt whose condition has been adjusted for 24 hours or more under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% is cut into a width of 15 mm and a length of 44 mm, and this test piece is used as a roller having a diameter of 14 mm, and the length direction of the test piece is the circumferential direction of the roller. After fixing with cellophane tape or the like and leaving it in a constant temperature and humidity layer at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 95% for 2 hours, and then leaving it in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 24 hours, the test piece is released from the roller. , The value obtained by the following formula from the opening width L of the test piece (the width of the opening of the test piece habituated to have a substantially C-shaped cross section by a roller) when left at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 2 hours. Roller habit restoration rate (%). This value is preferably 70% or more because of its excellent roller habit resistance.
Roller habit restoration rate (%) = {opening width L (mm) / test piece length 44 (mm)} x 100
<引張弾性率>
ISO R1184−1970に準拠し、エンドレスベルトから、幅15mm、長さ150mmの大きさの試験片を切り取り、この試験片に対して引張速度1mm/min、つかみ具間距離100mmとして測定した。
<Tension modulus>
According to ISO R1184-1970, a test piece having a width of 15 mm and a length of 150 mm was cut out from the endless belt, and the test piece was measured at a tensile speed of 1 mm / min and a distance between grippers of 100 mm.
<耐屈曲性(耐折回数)>
JIS P−8115(2001年)に準拠し、エンドレスベルトから、幅15mm、長さ100mmの大きさの試験片を切断し、この試験片に対して、MIT試験機にて折り曲げ速度175回/分、回転角度135°左右、引張荷重1.0kgfの条件にて、先端部の曲率半径R=0.38mmと2mmの折り曲げ治具を用い、それぞれの破壊に至る折り曲げ回数を測定した。数値は3点の平均値を用いた。
<Bending resistance (folding resistance)>
In accordance with JIS P-8115 (2001), a test piece having a width of 15 mm and a length of 100 mm is cut from an endless belt, and the test piece is bent at a bending speed of 175 times / minute by a MIT tester. The number of bends leading to each failure was measured using a bending jig having a radius of curvature R = 0.38 mm and 2 mm at the tip under the conditions of a rotation angle of 135 ° to the left and right and a tensile load of 1.0 kgf. As the numerical value, the average value of 3 points was used.
[実施例及び比較例]
<実施例1>
ダイセルエボニック社製PEEK「3300G」85.5重量部に、アセチレンブラックを14.5重量部を配合し、二軸混練押出機(池貝(株)製「PCM45」)を用いてペレット化した。混練条件は、シリンダー温度380℃を基本とした。
[Examples and Comparative Examples]
<Example 1>
14.5 parts by weight of acetylene black was mixed with 85.5 parts by weight of PEEK "3300G" manufactured by Daicel Ebonic, and pelletized using a twin-screw kneading extruder ("PCM45" manufactured by Ikegai Corp.). The kneading conditions were based on a cylinder temperature of 380 ° C.
次に上記で得られた成形材料のペレット100重量部にステアリン酸カルシウム0.05重量部をドライブレンドで表面に添着させ、その後150℃で乾燥し、直径φ230mmの6条スパイラル型環状ダイ付き40mmφの押出機により、環状ダイ下方にチューブ状に溶融押出し、押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した外径231mmの冷却マンドレルの外表面(温度120℃)に接しめて除冷し冷却固化させつつ、次に、溶融チューブの中に設置されている円筒形の中子と外側に設置されている引取機により、シームレスベルト状の膜状物を円筒形を保持した状態で引き取りつつ、長さ300mmに輪切りにした。シリンダー、ダイス温度はいずれも380℃を基本条件とし、ダイス金型条件は、ダイス金型リップクリアランスは2.0mm、引き取り速度は1.0m/minとした。膜状物の平均厚みが80μmとなるよう、押出量と押出温度、冷却温度を調整しつつ、内径230mmのエンドレスベルトを得た。 Next, 0.05 parts by weight of calcium stearate was adhered to the surface of 100 parts by weight of the pellets of the molding material obtained above with a dry blend, and then dried at 150 ° C. A tubular die is melt-extruded below the annular die by an extruder, and the extruded melt tube is brought into contact with the outer surface (temperature 120 ° C.) of a cooling mandrel having an outer diameter of 231 mm mounted on the same axis as the annular die via a support rod. Next, the cylindrical core installed in the melting tube and the take-up machine installed on the outside held the cylindrical shape of the seamless belt-shaped film while cooling and solidifying it. While taking it in the state, it was sliced into round slices with a length of 300 mm. The basic conditions for both the cylinder and the die temperature were 380 ° C., and the die mold conditions were a die mold lip clearance of 2.0 mm and a take-up speed of 1.0 m / min. An endless belt having an inner diameter of 230 mm was obtained while adjusting the extrusion amount, the extrusion temperature, and the cooling temperature so that the average thickness of the film-like material was 80 μm.
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインはダイスリップ部から10mm(L1=10mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。 The distance between the die slip part and the cooling mandrel was 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), the frost line was 10 mm (L 1 = 10 mm) from the die slip part, and it was between the die slip part and the cooling mandrel. ..
得られたエンドレスベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは295.6℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は85%、耐折回数はR=0.38で10780回、R=2mmでは100万回でも破断せず、耐クラック性、耐ローラー癖性ともに良好であった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained endless belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 295.6 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 85%, the number of times of folding was 10780 at R = 0.38, and it did not break even at 1 million times at R = 2 mm, and both crack resistance and roller habit resistance were good.
<実施例2>
溶融押出成形時の引き取り速度を1.5m/minとした以外は実施例1と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインはダイスリップ部から15mm(L1=15mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Example 2>
An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the take-up speed during melt extrusion was set to 1.5 m / min.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel was 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), the frost line was located 15 mm (L 1 = 15 mm) from the die slip part, and it was between the die slip part and the cooling mandrel. ..
得られた積層ベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは294.3℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は80%、耐折回数はR=0.38で11100回、R=2mmでは100万回でも破断せず、耐クラック性、耐ローラー癖性ともに良好であった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained laminated belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 294.3 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 80%, the number of times of folding was 11100 times at R = 0.38, and it did not break even at 1 million times at R = 2 mm, and both crack resistance and roller habit resistance were good.
<実施例3>
溶融押出成形時の引き取り速度を1.8m/minとした以外は実施例1と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインとなる結晶化温度は、ダイスリップ部から20mm(L1=20mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Example 3>
An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the take-up speed during melt extrusion was set to 1.8 m / min.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel is 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), and the crystallization temperature of the frost line is 20 mm (L 1 = 20 mm) from the die slip part. It was between the cooling mandrel.
得られた積層ベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは293.6℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は78%、耐折回数はR=0.38で13000回、R=2mmで100万回でも破断せず、耐クラック性、耐ローラー癖性ともに良好であった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained laminated belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 293.6 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 78%, the number of times of folding was 13000 times at R = 0.38, and it did not break even at 1 million times at R = 2 mm, and both crack resistance and roller habit resistance were good.
<実施例4>
ダイセルエボニック社製PEEK「3300G」70重量部、ダイセルエボニック社製PEEK「2000G」17重量部に、アセチレンブラックを13重量部を配合し、溶融押出成形時の引き取り速度を1.7m/minとし、厚みを80μmとなるよう押し出し量を調整した以外は実施例2と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインとなる結晶化温度は、ダイスリップ部から18mm(L1=18mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Example 4>
70 parts by weight of PEEK "3300G" manufactured by Daicel Ebonic, 17 parts by weight of PEEK "2000G" manufactured by Daicel Ebonic, and 13 parts by weight of acetylene black are blended to set the take-up speed at the time of melt extrusion to 1.7 m / min. An endless belt was obtained in the same manner as in Example 2 except that the extrusion amount was adjusted so that the thickness was 80 μm.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel is 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), and the crystallization temperature of the frost line is 18 mm (L 1 = 18 mm) from the die slip part. It was between the cooling mandrel.
得られた積層ベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは295.6℃であり、厚み80μm、SR(100V)は4.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は78%、耐折回数はR=0.38で17500回、R=2mmで100万回でも破断せず、耐クラック性、耐ローラー癖性ともに良好であった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained laminated belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 295.6 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 4.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 78%, the number of times of folding was 17,500 at R = 0.38, and it did not break even at 1 million times at R = 2 mm, and both crack resistance and roller habit resistance were good.
<実施例5>
ビクトレックス社製PEEK「650G」84重量部に、アセチレンブラックを16重量部を配合し、溶融押出成形時の引き取り速度を1.0m/minとし、厚みを80μmとなるよう押し出し量を調整した以外は実施例2と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインとなる結晶化温度は、ダイスリップ部から10mm(L1=10mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Example 5>
Except that 16 parts by weight of acetylene black was mixed with 84 parts by weight of PEEK "650G" manufactured by Victrex, the take-up speed at the time of melt extrusion was set to 1.0 m / min, and the extrusion amount was adjusted so that the thickness was 80 μm. Obtained an endless belt in the same manner as in Example 2.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel is 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), and the crystallization temperature of the frost line is 10 mm (L 1 = 10 mm) from the die slip part. It was between the cooling mandrel.
得られた積層ベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは292.8℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は80%、耐折回数はR=0.38で16000回、R=2mmで70万回で破断したが使用可能なレベルであり、耐ローラー癖性は良好だった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained laminated belt.
As shown in Table 1, lowering crystallization peak temperature Tc of the endless belt obtained are 292.8 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 80%, the number of times of folding was 16000 times at R = 0.38, and it broke at 700,000 times at R = 2 mm, but it was a usable level, and the roller habit resistance was good.
<比較例1>
ビクトレックス社製PEEK「381G」84.5重量部に、アセチレンブラックを15.5重量部配合し、二軸混練押出機(池貝(株)製「PCM45」)を用いてペレット化した。混練条件は、シリンダー温度380℃を基本とした。
<Comparative example 1>
15.5 parts by weight of acetylene black was added to 84.5 parts by weight of PEEK "381G" manufactured by Victrex, and pelletized using a twin-screw kneading extruder ("PCM45" manufactured by Ikegai Corp.). The kneading conditions were based on a cylinder temperature of 380 ° C.
次に上記で得られた成形材料のペレット100重量部にステアリン酸カルシウム0.05重量部をドライブレンドで表面に添着させ、その後150℃で乾燥し、直径φ230mmの6条スパイラル型環状ダイ付き40mmφの押出機により、環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押出し、押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した外径231mmの冷却マンドレルの外表面(温度90℃)に接しめて除冷し冷却固化させつつ、次に、溶融チューブの中に設置されている円筒形の中子と外側に設置されている引取機により、シームレスベルト状の膜状物を円筒形を保持した状態で引き取りつつ、長さ300mmに輪切りにした。シリンダー、ダイス温度はいずれも380℃を基本条件とし、ダイス金型条件は、ダイス金型リップクリアランスは2.0mm、引き取り速度は1.5m/minとした。膜状物の平均厚みが80μmとなるよう、押出量と押出温度、冷却温度を調整しつつ、内径230mmのエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインはダイスリップ部から15mm(L1=15mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
Next, 0.05 parts by weight of calcium stearate was adhered to the surface of 100 parts by weight of the pellets of the molding material obtained above with a dry blend, and then dried at 150 ° C. The molten tube is extruded below the annular die in a molten tube state by an extruder, and the extruded molten tube is brought into contact with the outer surface (temperature 90 ° C.) of a cooling mandrel having an outer diameter of 231 mm mounted on the same axis as the annular die via a support rod. Next, the cylindrical core installed in the melting tube and the take-up machine installed on the outside held the cylindrical shape of the seamless belt-shaped film while cooling and solidifying it. While taking it in the state, it was sliced into round slices with a length of 300 mm. The basic conditions for both the cylinder and the die were 380 ° C., and the die conditions were a die mold lip clearance of 2.0 mm and a take-up speed of 1.5 m / min. An endless belt having an inner diameter of 230 mm was obtained while adjusting the extrusion amount, the extrusion temperature, and the cooling temperature so that the average thickness of the film-like material was 80 μm.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel was 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), the frost line was located 15 mm (L 1 = 15 mm) from the die slip part, and it was between the die slip part and the cooling mandrel. ..
得られたエンドレスベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは303.8℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は54%、耐折回数は、R=0.38で3000回、R=2mmで75万回の半導電性エンドレスベルトであったため、耐クラック性、耐ローラー癖とも目標に到達しなかった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained endless belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 303.8 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. Since the semi-conductive endless belt had a roller habit restoration rate of 54%, a folding resistance of 3000 times at R = 0.38, and 750,000 times at R = 2 mm, both crack resistance and roller habit resistance reached the target. I didn't.
<比較例2>
溶融押出成形時の冷却マンドレルの外表面の温度を120℃にした以外は比較例1と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインはダイスリップ部から15mm(L1=15mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Comparative example 2>
An endless belt was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the temperature of the outer surface of the cooling mandrel during melt extrusion was set to 120 ° C.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel was 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), the frost line was located 15 mm (L 1 = 15 mm) from the die slip part, and it was between the die slip part and the cooling mandrel. ..
得られたエンドレスベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは303.8℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は82%であったが、耐折回数はR=0.38で1000回、R=2mmで50万回の半導電性エンドレスベルトであったため、耐クラック性は目標に到達しなかった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained endless belt.
As shown in Table 1, cooling crystallization peak temperature T c of the endless belt obtained are 303.8 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 82%, but the crack resistance reached the target because the semi-conductive endless belt had a folding resistance of 1000 times at R = 0.38 and 500,000 times at R = 2 mm. There wasn't.
<比較例3>
ビクトレックス社製PEEK「450G」84重量部に、アセチレンブラックを16重量部配合し、溶融押出成形時の冷却マンドレルの外表面の温度を120℃にした以外は比較例1と同様にエンドレスベルトを得た。
ダイスリップ部と冷却マンドレルとの距離は55mm(L1+L2=55mm)で、フロストラインはダイスリップ部から15mm(L1=15mm)の位置にあり、ダイスリップ部と冷却マンドレルとの間にあった。
<Comparative example 3>
The endless belt is the same as in Comparative Example 1 except that 16 parts by weight of acetylene black is blended with 84 parts by weight of PEEK "450G" manufactured by Victrex and the temperature of the outer surface of the cooling mandrel during melt extrusion is 120 ° C. Obtained.
The distance between the die slip part and the cooling mandrel was 55 mm (L 1 + L 2 = 55 mm), the frost line was located 15 mm (L 1 = 15 mm) from the die slip part, and it was between the die slip part and the cooling mandrel. ..
得られたエンドレスベルトの評価結果を表1に示す。
表1に示されるように、得られたエンドレスベルトの降温結晶化ピーク温度Tcは300.3℃であり、厚み80μm、SR(100V)は3.0×109Ωであった。ローラー癖復元率は80%であったが、耐折回数はR=0.38で4000回、R=2mmで70万回の半導電性エンドレスベルトであったため、耐クラック性は目標に到達しなかった。
Table 1 shows the evaluation results of the obtained endless belt.
As shown in Table 1, lowering crystallization peak temperature Tc of the endless belt obtained are 300.3 ° C., thickness 80 [mu] m, SR (100 V) was 3.0 × 10 9 Ω. The roller habit restoration rate was 80%, but the crack resistance reached the target because the semi-conductive endless belt had a folding resistance of 4000 times at R = 0.38 and 700,000 times at R = 2 mm. There wasn't.
1 押出機
2 環状ダイ
3 ダイスリップ部
4 溶融チューブ
5 冷却マンドレル
6 引取機
F フロストライン
1 Extruder 2 Circular die 3 Die slip part 4 Melting tube 5 Cooling mandrel 6 Pick-up machine F Frost line
Claims (5)
<示差走査熱量の測定>
シート状部材を昇温速度10℃/minで400℃まで昇温させ、その後、10℃/minで23℃まで冷却させる過程での降温結晶化ピーク温度Tcを測定する。 A sheet-like member used in an image forming apparatus, which contains a polyetheretherketone resin and a conductive filler of less than 19% by weight, and has a temperature-decreasing crystallization peak temperature T c of 299 measured by the following differential scanning calorimetry. A sheet-like member for an image forming apparatus, characterized in that the temperature is lower than 0.0 ° C.
<Measurement of differential scanning calorimetry>
The temperature-decreasing crystallization peak temperature T c in the process of raising the temperature of the sheet-shaped member to 400 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min and then cooling it to 23 ° C. at 10 ° C./min is measured.
<耐折回数の測定>
JIS P−8115(2001年)に準拠し、シート状部材から幅15mm、長さ100mmの大きさの試験片を切断し、この試験片に対して、MIT試験機にて折り曲げ速度175回/分、回転角度135°左右、引張荷重1.0kgfの条件にて、先端部の曲率半径R=0.38mmと2mmの折り曲げ治具を用い、それぞれの破壊に至る折り曲げ回数を測定する。3点の測定値の平均値を耐折回数とする。 In claim 1, the number of folds at R = 0.38 mm is 5,000 or more and less than 20,000, and the number of folds at R = 2 mm is 500,000, which is measured by the following measurement of the number of folds. A sheet-like member for an image forming apparatus, which is characterized by the above.
<Measurement of folding resistance>
In accordance with JIS P-8115 (2001), a test piece having a width of 15 mm and a length of 100 mm is cut from a sheet-shaped member, and the test piece is bent at a bending speed of 175 times / minute by a MIT tester. Using a bending jig with a radius of curvature R = 0.38 mm and 2 mm at the tip of the tip under the conditions of a rotation angle of 135 ° to the left and right and a tensile load of 1.0 kgf, the number of bends leading to each breakage is measured. The average value of the measured values at three points is defined as the number of folding resistances.
<ローラー癖復元率の測定>
温度23℃、湿度50%の条件で24時間以上状態調整したシート状部材を15mm幅、44mm長さに切り取ったものを試験片とし、この試験片を、直径14mmのローラーに、試験片長さ方向がローラーの周方向となるように固定し、温度60℃、湿度95%の恒温恒湿層に2時間放置後、温度23℃、湿度50%の環境下に24時間放置した後、試験片をローラーから開放し、温度23℃、湿度50%で2時間放置した際に、ローラーにより断面略C字形に癖付けされた試験片の開口部の幅Lから、以下の式でローラー癖復元率(%)を算出する。
ローラー癖復元率(%)={開口幅L(mm)/試験片長44(mm)}×100 The sheet-like member for an image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the roller habit restoration rate determined by the following measurement of the roller habit restoration rate is 70% or more.
<Measurement of roller habit restoration rate>
A sheet-like member whose condition has been adjusted for 24 hours or more under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% is cut into a 15 mm width and a 44 mm length to form a test piece, and this test piece is placed on a roller having a diameter of 14 mm in the test piece length direction. Is fixed so that When the test piece was released from the roller and left at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 2 hours, the roller habit restoration rate was calculated from the width L of the opening of the test piece, which was habituated by the roller to have a substantially C-shaped cross section. %) Is calculated.
Roller habit restoration rate (%) = {opening width L (mm) / test piece length 44 (mm)} x 100
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