專利名稱：圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由圖像形成裝置中使用的輥?zhàn)雍推ЫM成的導(dǎo)電性部件及其制造方法，特別是涉及適合作為復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)、傳真機(jī)等辦公機(jī)器的圖像形成裝置用的由導(dǎo)電輥和導(dǎo)電皮帶組成的導(dǎo)電性部件使用，通過對(duì)形成該導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電層的導(dǎo)電聚合物組合物電阻的環(huán)境依賴性·時(shí)間依賴性等的改良，可獲得穩(wěn)定且良好的圖像。
背景技術(shù)：
作為向圖像形成裝置用的導(dǎo)電輥和導(dǎo)電性皮帶等的導(dǎo)電性部件賦于導(dǎo)電性的方法，有以下兩種方法即、采用在聚合物中配比有金屬氧化物的粉未和炭黑等的導(dǎo)電性填料的導(dǎo)電聚合物組合物的方法、以及采用聚氨酯、丁腈橡膠(NBR)、氯醇橡膠等的離子導(dǎo)電聚合物組合物的方法。
通過添加金屬氧化物的粉未和炭黑等的導(dǎo)電性填料而得到的電子導(dǎo)電聚合物組合物時(shí)，在有特別要求的半導(dǎo)體領(lǐng)域中，由于稍有些添加量的變化就會(huì)引起電阻值的急劇變化，因此非常難以對(duì)其控制。這樣，因在聚合物組合物中難以將導(dǎo)電性填料均勻分散，故存在著輥?zhàn)拥闹芟蚝烷L(zhǎng)度方向、皮帶平面內(nèi)的電阻值發(fā)生偏差的問題。
即，由于是通過導(dǎo)電性填料的各粒子分散狀態(tài)下來左右隨電子移動(dòng)的電流的流動(dòng)方向，因此，一旦粒子的分散狀態(tài)不均勻，則難以進(jìn)行電阻值的控制，容易加大輥?zhàn)雍推У闹破菲矫鎯?nèi)的電阻值的偏差。在粒子的二次附聚的場(chǎng)合會(huì)進(jìn)一步加大偏差。又，若使用炭黑，則皮帶變黑，難以目視觀察到因墨粉等引起的皮帶臟污。
又，若采用金屬氧化物的電子導(dǎo)電，則例如在使用導(dǎo)電性鋅白時(shí)，一旦因低電阻化而使充填量增多，則會(huì)導(dǎo)致皮帶的脆化。并且，粒子的分散成為了課題，難以進(jìn)行電阻調(diào)整。特別是難以對(duì)104Ω·cm～1012Ω·cm那樣的電阻值進(jìn)行調(diào)整。
上述問題不僅是各輥?zhàn)雍推П旧淼牟考栴}，而且還會(huì)產(chǎn)生得到的部件間的電阻值的偏差也非常大的問題。并且，得到的導(dǎo)電輥和導(dǎo)電性皮帶的電阻值依存于外加電壓，不能顯示一定的電阻值。特別是使用作為導(dǎo)電性填料的炭黑時(shí)，明顯出現(xiàn)這種傾向。這種現(xiàn)象在帶電·顯象·復(fù)制·定影這一畫像成形過程中，難以進(jìn)行機(jī)械的控制，有時(shí)會(huì)使成本上升。又，使用炭黑時(shí)，還存在著不能自由著色的問題。
從以上的角度出發(fā)，在當(dāng)前要求高畫質(zhì)且省能的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等的圖像形成裝置中，傾向于使用離子導(dǎo)電輥或離子導(dǎo)電性皮帶，迄今已出現(xiàn)了各種提案。
例如在日本專利特開平10-169641號(hào)公報(bào)中，有一種從使用環(huán)境考慮、在基材即高分子材料中添加季銨鹽、且對(duì)連續(xù)通電時(shí)的電阻值作出規(guī)定的半導(dǎo)電高分子彈性部件的提案。
然而，在上述特開平10-169641號(hào)公報(bào)中，通過配比了具有特定的陰離子的季銨鹽，目的在離子導(dǎo)電輥和離子導(dǎo)電性皮帶中降低連續(xù)通電時(shí)的電阻值上升，但存在著電阻值的環(huán)境依存性(溫度依存性+濕度依存性)不能充分降低的問題，并且，在配比的鹽的種類和存在狀況或者配比內(nèi)容方面，有時(shí)會(huì)污染感光鼓。
這樣，對(duì)于導(dǎo)電性部件，不僅要考慮降低連續(xù)通電時(shí)的電阻值上升，而且要考慮電阻的環(huán)境依存性以及對(duì)配比的鹽等向感光鼓轉(zhuǎn)移的污染問題。
作為離子導(dǎo)電性的導(dǎo)電劑，具有包含聚環(huán)氧乙烷等的聚醚結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性低聚物和導(dǎo)電性可塑劑(均是Mn＜10000＝，但因這些在聚合物組合物中不是固定的，故存在著會(huì)引起滲出和起霜的現(xiàn)象，特別是在使用復(fù)印機(jī)和打印機(jī)用的導(dǎo)電輥和導(dǎo)電性皮帶等時(shí)，這些物質(zhì)的轉(zhuǎn)移會(huì)污染感光鼓、弄臟圖像或者最糟糕時(shí)會(huì)使感光鼓變質(zhì)而破壞感光鼓。
又，在使用高氯酸鋰等的金屬鹽和各種季銨鹽等的離子導(dǎo)電性添加鹽的系統(tǒng)中，雖然也要依存于配比量以及與基材聚合物的相容性，但鹽被離解的離子在連續(xù)通電時(shí)向電極移動(dòng)，一旦時(shí)間過長(zhǎng)，電阻值就會(huì)急劇上升。又，添加鹽等析出于導(dǎo)電性部件的表面，有時(shí)會(huì)因物質(zhì)的原因而污染感光鼓。特別是為了分散添加鹽，若使用由低分子量的聚醚化合物和低分子量極性熱塑性樹脂組成的介質(zhì)，則鹽容易在聚合物中移動(dòng)，可提高導(dǎo)電性，但連續(xù)通電時(shí)容易析出于表面。并且，使用的這些低分子量介質(zhì)也向表面轉(zhuǎn)移，長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)會(huì)引起轉(zhuǎn)移污染和墨粉粘結(jié)在一起，有時(shí)出現(xiàn)失去實(shí)用性的問題。在實(shí)際的圖像形成裝置中，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用時(shí)大多會(huì)出現(xiàn)這種問題。
又，對(duì)于離子導(dǎo)電性的皮帶，在日本專利特開2002-304064號(hào)公報(bào)中，有一種提案是通過擠出成形方法獲得由至少一種熱塑性樹脂以及與該熱塑性樹脂非相溶的至少一種親和性樹指配比而成的樹脂組合物，擠出成形時(shí)的成形溫度下的該熱塑性樹脂的粘度比該親和性樹指的粘度高的環(huán)形皮帶(無縫的皮帶)。
然而，在上述特開2002-304064號(hào)公報(bào)等傳統(tǒng)的公報(bào)所記載的、采用一般性離子導(dǎo)電方法的皮帶中，存在的問題是會(huì)出現(xiàn)體積電阻率的環(huán)境依存性大以及連續(xù)通電時(shí)的電阻率上升大的現(xiàn)象。在此場(chǎng)合，難以對(duì)復(fù)制電壓進(jìn)行控制，圖像形成裝置的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，需要更大的電源以及消費(fèi)電力多，存在著成本上升等的問題。
又，即使是離子導(dǎo)電的場(chǎng)合，若使用低分子量的表面活性劑性質(zhì)的抗靜電劑等，則因滲出而有可能污染感光鼓。又，一旦吸濕性加大，則因濕度變化而引起電阻的變化。并且，高氯酸鈉(NaClO4)等在與熱塑性彈性體混煉時(shí)難以處理，且一般來說多數(shù)價(jià)格昂貴。
近年來，對(duì)于導(dǎo)電性皮帶，考慮到該使用上的環(huán)境，也要求具有阻燃性。在圖像形成裝置中，導(dǎo)電性皮帶有時(shí)是放置在高電壓、高溫環(huán)境下，若皮帶屬于可燃性質(zhì)，容易燃燒或者阻燃性不夠，則有可能會(huì)因裝置內(nèi)的不同條件而限制使用狀態(tài)。目前提供的皮帶雖然導(dǎo)電性、耐久性等的性能優(yōu)良，不影響正常的使用，但阻燃措施仍然不夠，還有改良的余地。
在使由熱塑性樹脂等組成的導(dǎo)電性皮帶阻燃化時(shí)，通常是添加阻燃劑。以往，作為阻燃劑，是添加鹵系的阻燃劑、磷酸酯系的阻燃劑等。
然而，在添加上述鹵系的阻燃劑的場(chǎng)合，使用后的廢棄時(shí)，若將皮帶暴露于高溫下，一般認(rèn)為會(huì)發(fā)生二噁烯等的有毒氣體。又，在添加上述磷酸酯系的阻燃劑的場(chǎng)合，若在高溫下長(zhǎng)期使用皮帶，則隨著時(shí)間的經(jīng)過，這種阻燃劑從皮帶內(nèi)部滲出至皮帶表面，使感光鼓等受到污染。
由此，對(duì)于圖像形成裝置中使用的輸送皮帶、復(fù)制皮帶、中間復(fù)制皮帶、定影皮帶、顯像皮帶、感光鼓基體用的皮帶，要求首先考慮的是賦于阻燃性。特別是在對(duì)導(dǎo)電性皮帶賦于阻燃性時(shí)，最好是使用非鹵素減小對(duì)環(huán)境的影響，使用時(shí)實(shí)現(xiàn)無污染。
日本專利特開平10-169641號(hào)公報(bào)[特許文獻(xiàn)2]日本專利特開2002-304064號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，其本發(fā)明的課題在于，作為圖像形成裝置用的輥?zhàn)雍推?，可得到在維持充分低的電阻值的同時(shí)減小電阻的環(huán)境依存性(溫度依存性+濕度依存性)、且減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，同時(shí)提供電氣特性良好、能長(zhǎng)期得到減少電力消費(fèi)、良好且均一質(zhì)量的圖像的圖像形成裝置。
并且，對(duì)于導(dǎo)電性皮帶，其課題在于，提供在不影響導(dǎo)電性等其它性能的情況下具有優(yōu)良的阻燃性的同時(shí)、減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升且皮帶面內(nèi)的電阻值的偏差和環(huán)境依存性也小的阻燃的皮帶。
為了解決上述課題，本發(fā)明的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，包括具有由含有離子導(dǎo)電性添加鹽的導(dǎo)電聚合物組合物形成的導(dǎo)電層的導(dǎo)電輥及其導(dǎo)電性皮帶，其特征在于，所述導(dǎo)電層由連續(xù)相和一相或兩相以上的非連續(xù)相組成，該連續(xù)相和非連續(xù)相呈海—島構(gòu)造，所述非連續(xù)相的至少一相是偏在(不均云地分布)有可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相，構(gòu)成該第1非連續(xù)相的聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物相比，與所述可離解成陽離子和陰離子中的鹽的親和性要高，又，由外加電壓100V條件下測(cè)定的JISK6911中記載的體積電阻率為104～1012[Ω·cm]的所述聚合物組合物所形成。
本發(fā)明是據(jù)于以下的情況而作出的發(fā)明即、通過本發(fā)明人深入研究的結(jié)果，著眼于可實(shí)現(xiàn)低電阻的鹽的配置及其鹽與聚合物的親和性，對(duì)構(gòu)成導(dǎo)電性部件的聚合物材料和配比的離子導(dǎo)電性添加鹽進(jìn)行了反復(fù)研討和實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)了由離子維持良好的電氣特性、同時(shí)可防止鹽向組合物外轉(zhuǎn)移的相結(jié)構(gòu)。
具體地講，聚合物是具有由連續(xù)相和一相以上的非連續(xù)相組成的相結(jié)構(gòu)，在非連續(xù)相中，偏在有可離解成陽離子和陰離子鹽，并構(gòu)成高電導(dǎo)率條件下電阻降低能力大的偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的非連續(xù)相，這種聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物相比，與所述可離解成陽離子和陰離子的鹽的親和性要高。這樣，可提高非連續(xù)相中的鹽的自由度，維持低的電阻，同時(shí)因可抑止附加電場(chǎng)時(shí)的鹽向相外的流出，故可防止鹽向組合物外的轉(zhuǎn)移和連續(xù)通電時(shí)的電阻上升等，并且，因在非連續(xù)相中存在有鹽，故不容易受溫度和濕度等的影響，又由于采用離子導(dǎo)電，因此，電阻的偏差和電壓依存性也小。
以往，為了盡量降低組合物全體的電阻值，對(duì)連續(xù)相中分配鹽作了嘗試，但本發(fā)明通過著眼于鹽與聚合物的親和性和鹽的配置，采用了上述的結(jié)構(gòu)，不僅能充分維持低的電阻值，而且減小了電阻的環(huán)境依存性(溫度依存性+濕度依存性)，又能減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。
特別是在本發(fā)明中，由于使用了離子的離解度高、能發(fā)揮高電導(dǎo)率的鹽，并且，即使在持續(xù)有電場(chǎng)，所述鹽也不容易向系統(tǒng)外轉(zhuǎn)移，因此，不會(huì)發(fā)生鹽析出于表面，電阻值不會(huì)大幅度上升，能以導(dǎo)電性優(yōu)良的鹽的少量配比而得到優(yōu)良的導(dǎo)電性。由此，也可極力降低對(duì)壓縮永久形變和硬度等其它物性的影響，非常適合復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等的圖像形成裝置用的導(dǎo)電輥和導(dǎo)電性皮帶等的導(dǎo)電性部件使用。
連續(xù)相、非連續(xù)相等的聚合物組合物的相結(jié)構(gòu)，例如、可采用原子力顯微鏡(AFM)式的掃描探頭顯微鏡(SPM)的相位模式等進(jìn)行觀察。
作為所述非連續(xù)相，設(shè)有所述第1非連續(xù)相和第2非連續(xù)相，第2非連續(xù)相基本上未添加有所述鹽。又，連續(xù)相中也可基本上不添加所述鹽。
在此場(chǎng)合，在這些條件的基礎(chǔ)上，所述各相的聚合物與鹽的親和性最好是第1非連續(xù)相＞連續(xù)相＞第2非連續(xù)相，各相的電阻值(體積電阻率)最好是第1非連續(xù)相＜連續(xù)相＜第2非連續(xù)相。
各相的聚合物與鹽的親和性，可以從未含有鹽狀態(tài)下的各相的聚合物的體積電阻率(后述的ρV1、ρV2、ρV3)和含有鹽狀態(tài)下的各相的聚合物的體積電阻率中作出評(píng)價(jià)?？梢哉f，該電阻率越低，則聚合物與鹽的親和性越高。
采用上述結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性不大會(huì)受到損傷，可抑止偏在有可離解的鹽的第1非連續(xù)相的比例。結(jié)果是即使減少可離解的鹽的配比量，作為組合物全體也可維持低的體積電阻率。
最好是用所述第1非連續(xù)相以圍住第2非連續(xù)相的形態(tài)而存在。又，既可以將第1非連續(xù)相、第2非連續(xù)相和連續(xù)相各自用2種以上的聚合物形成，也可以各自再細(xì)分成若干個(gè)相，只要能滿足本發(fā)明的宗旨即可。
構(gòu)成偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相的聚合物的體積電阻率作為ρV1，將構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物的體積電阻率作為ρV2，則最好成為0.2≤log10ρV2-log10ρV1≤5。
其原因是一旦上述值小于0.2，可離解的鹽容易轉(zhuǎn)移到連續(xù)相。而當(dāng)上述值大于5時(shí)，作為全體不容易實(shí)現(xiàn)低電阻且難以得到均一的組合物，若是輥?zhàn)?，則會(huì)加大四周不勻稱。另外，在構(gòu)成一個(gè)相的聚合物為兩種以上聚合物的混合物的場(chǎng)合，形成了該混合后的聚合物的體積電阻率。又，這里的體積電阻率就是不含有鹽的單純聚合物的體積電阻率。另外，1og10ρV2-1og10ρV1以0.5以上～4以下為宜，最好是1以上～3以下。
構(gòu)成所述非連續(xù)相的聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的重量比最好是(構(gòu)成所述非連續(xù)相的聚合物∶構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物)＝(5∶95)～(75∶25)。
若構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物的配比比率小于上述范圍，則因非連續(xù)相的體積分率太低，故不能使組合物全體的體積電阻率或由該組合物成形的輥?zhàn)雍推У碾娮柚党浞窒陆?。另一方面，若?gòu)成連續(xù)相的聚合物的配比比率小于上述范圍，則即使采用動(dòng)態(tài)的橋連等的方法，也不能得到作為連續(xù)相而存在。
所述重量比更好的是以(10∶90)～(60∶40)為宜，最好是(20∶80)～(45∶55)。
又，在本發(fā)明中，在可離解的鹽的配比量保持固定的狀態(tài)下，即使改變連續(xù)相與非連續(xù)相的比率，也可以某種程度控制電阻值。若采用動(dòng)態(tài)的橋連，則可將分率較高的成分帶至非連續(xù)相，可提高構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物的比率。
所述連續(xù)相、第1非連續(xù)相、第2非連續(xù)相的體積分率最好是連續(xù)相＞第2連續(xù)相＞第1非連續(xù)相。
相對(duì)于全聚合物成分100重量部，所述可離解成陽離子和陰離子的鹽最好是以0.01重量部以上～20重量部以下的比例配比。
其原因是若小于0.01重量部，由不能得到充分的降低電阻的效果，而當(dāng)大于20重量部時(shí)，與成本升高相比較，則難以提高由配比量增加所帶來的降低電阻的效果的緣故。另外，以0.2重量部以上～10重量部以下為宜，最好是0.4重量部以上～6重量部以下。
所述可離解成陽離子和陰離子的鹽最好是在碳酸異丙烯酯(PC)/碳酸二甲酯(DME)系混合溶劑(體積分率1/2)中、以25℃、0.1mol/升的鹽濃度測(cè)定的電導(dǎo)率在2.3mS/cm以上。該電導(dǎo)率是離解了的離子濃度與其遷移率之比。若小于該范圍，難以得到低的電阻值，最好是3.5mS/cm以上。另外，雖然這種鹽的電導(dǎo)率越大越好，但實(shí)際存在的鹽的電導(dǎo)率上限為4.5mS/cm左右。
作為這一范圍的鹽，具有CF3SO3Li{:2.3mS/cm}、C4F9SO3Li{:2.3mS/cm}、(CF3SO2)2NLi{:4.0mS/cm}、(C2F5SO2)2NLi{:3.8mS/cm}、(C4FgSO2)(CF3SO2)NLi{:3.5mS/cm}、(FSO2C6F4)(CF3SO2)NLi{:3.0mS/cm}、(C8F17SO2)(CF3SO2)NLi{:3.2mS/cm}、(CF3CH2OSO2)2NLi{:3.0mS/cm}、(CF3CF2CH2OSO2)2NLi{:3.0mS/cm}、(HCF2CF2CH2OSO2)2NLi{:2.9mS/cm}、((CF3)2CHOSO2)2NLi{:3.1mS/cm}、(CF3SO2)3CLi{:3.6mS/cm}、(CF3CH2OSO2)3CLi{:2.9mS/cm}、LiPF6{:4.4mS/cm}等。另外，{:}內(nèi)是上述電導(dǎo)率的值。
在使用上述這些電導(dǎo)率高的鹽時(shí)，雖以的確添加少量就可得到非常低的電阻值為宜，但另一方面，若使用這樣的鹽，則可以說能特別發(fā)揮出本發(fā)明的明顯的效果。這是因?yàn)檫@種高電導(dǎo)率的鹽容易在系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)，不采用本發(fā)明時(shí)，與電導(dǎo)率低的鹽相比，連續(xù)使用時(shí)的電阻上升容易明顯加大的緣故。
作為所述可離解成陽離子和陰離子的鹽，最好是具有包含氟基(F-)和磺?；?-SO2-)的陰離子的鹽。例如，適合使用具有雙(氟烷基磺酰)亞氨基離子、三(氟烷基磺酰)甲基化物離子、氟化烷基磺酸離子等陰離子的鋰鹽、鉀鹽、季銨鹽、咪唑鎓鹽。這樣的鹽因氟基、磺酰基等的官能基具有吸電子性，故可使陰離子更加穩(wěn)定化，離子顯示出更高的離解度。由此，通過少量添加，可得到非常低的電阻值。
上述季銨鹽、咪唑鎓鹽通過改換為取代的烷基等的官能基，還可變更介電常數(shù)、靜電電容等，例如可減小靜電電容等。
又，如上所述，作為具有氟基和磺?；年庪x子，最好是從以下的離子即、雙(氟烷基磺酰)亞氨基離子、三(氟烷基磺酰)甲基化物離子、氟化烷基磺酸離子，特別是從由雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基離子、三(三氟甲烷磺酰)甲基化物離子、三氟甲烷磺酸離子組成的群內(nèi)至少選擇一種。
由此，可使體積電阻率等的環(huán)境依存性良好，從離解度非常大以及與構(gòu)成EO-PO-AGE共聚物和氯醇橡膠等的非連續(xù)相的聚合物的相容性高的觀點(diǎn)來看，也是合適的。又，在上述的鹽中，只要是使用了由雙(氟烷基磺酰)亞氨基離子、三(氟烷基磺酰)甲基化物離子組成的鹽，就可將體積電阻率等的環(huán)境依存性減至非常小。
包含具有所述氟基和磺?；年庪x子的鹽的陽離子最好是堿金屬、2A族、過渡金屬、兩性金屬中的任一種陽離子。特別是從減小電離能和容易形成穩(wěn)定的陽離子的觀點(diǎn)出發(fā)，最好是堿金屬。除了金屬的陽離子之外，也可以是其它由下列化學(xué)式(式2、式3)顯示的具有陽離子的鹽。式中的R1～R6各為碳原子數(shù)1～20的烷基或其衍生物，既可是R1～R4以及R5和R6相同，也可是各自不同。其中，特別是從由斥電子性強(qiáng)的三個(gè)甲基能使氮原子中的正電荷穩(wěn)定化以及由其它烷基或其衍生物能提高與聚合物的相容性的觀點(diǎn)出發(fā)，最好是使用以R1～R4內(nèi)的三個(gè)為甲基、另一個(gè)為碳原子數(shù)4～20、尤以碳原子數(shù)6～20為好的烷基或其衍生物組成的、由三甲基類的季銨陽離子組成的鹽。又，化學(xué)式3的形式的陽離子中，從同樣具有斥電子性的方面以及氮原子中的正電荷容易穩(wěn)定的觀點(diǎn)出發(fā)，R5或R6最好是甲基或乙基。這樣，通過使氮原子中的正電荷穩(wěn)定化，可提高作為陽離子的穩(wěn)定度，更加提高離解度，由此可制成導(dǎo)電性賦于性能優(yōu)良的鹽。
化學(xué)式2
化學(xué)式3
因上述的理由，包含具有所述氟基和磺?；年庪x子的鹽最好是，選自由雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基的堿金屬鹽、三(三氟甲烷磺酰)甲基化堿金屬鹽、三氟甲烷磺酸的堿金屬鹽組成的群內(nèi)的至少一種的鹽。
由于陰離子由雙(氟烷基磺酰)亞氨基離子、三(氟烷基磺酰)甲基化物離子組成的鹽、特別是雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰即使在非常高的溫度下也穩(wěn)定，因此，與以往使用的高氯酸鋰和高氯酸季銨鹽等不同，不需要防爆規(guī)格方面等的處理。從這點(diǎn)出發(fā)，也能減小制造成本，確保安全性，非常優(yōu)良。
可離解成陽離子和陰離子的鹽最好是不通過由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物和低分子量極性化合物組成的媒介物進(jìn)行配比。若使用這種媒介物，則在長(zhǎng)期使用的場(chǎng)合，電阻值大幅度上升，通電特性變差，媒介物與離子容易一起析出而引起感光鼓污染。另外，作為分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物的具體例，可列舉出低分子量(通常分子量從數(shù)百至數(shù)千)的聚乙二醇和聚丙二醇、聚醚多元醇等。又，作為低分子量極性化合物，同樣可列舉出分子量為1萬以下的低分子量聚醚多元醇、己二酸酯、鄰苯二甲酸脂等。
不通過上述的媒介物進(jìn)行可離解的鹽的配比方法可采用公知的方法。例如，可采用如下方法即、在由亨舍爾混合機(jī)、轉(zhuǎn)鼓等進(jìn)行干混合之后，由單軸或雙軸擠出機(jī)、班伯里密煉機(jī)、捏和機(jī)等，對(duì)含有可離解的鹽和聚合物的混合物進(jìn)行熔化混合等。除此之外，在熱塑性樹脂和熱塑性彈性體的聚合物中，在以高溫配比可離解的鹽的場(chǎng)合，以防止聚合物的劣化等為目的，根據(jù)需要也可在氮?dú)獾鹊姆腔钚詺怏w環(huán)境下進(jìn)行配比(混合)。
為了能賦于適度的彈性等，所述導(dǎo)電聚合物組合物最好是硫化橡膠組合物或熱塑性彈性體組合物。此外，作為聚合物也可使用樹脂。
構(gòu)成偏在有所述可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相的聚合物，由于采用醚鍵和氰基，可極大地使由這種鹽產(chǎn)生的陽離子穩(wěn)定化，因此，根據(jù)可提高鹽與聚合物的親和性的理由，最好是將聚乙二醇系共聚物、具有氰基的聚合物、環(huán)氧氯丙烷系聚合物的至少1種作為主成分。這樣，通過提高鹽與構(gòu)成第1非連續(xù)相的聚合物的親和性，可有效地降低組合物全體的電阻值，同時(shí)可防止鹽向系統(tǒng)外的析出和連續(xù)使用時(shí)的電阻值上升。
具體地講，作為構(gòu)成所述第1非連續(xù)相的聚合物，最好使用環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物(EO-PO-AGE共聚物)或/及氯醇橡膠。作為氯醇橡膠，可列舉出環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷共聚物、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物、環(huán)氧氯丙烷-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物、環(huán)氧氯丙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物等。
此外，聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物、聚醚-酯-酰胺共聚物也是與本發(fā)明使用的鹽的親和性大，可適合于構(gòu)成第1非連續(xù)相的聚合物使用。
具體地講，例如，第1非連續(xù)相含有聚醚系聚合物，連續(xù)相含有低腈NBR，第2非連續(xù)相含有EPDM，低腈NBR配比有90～50重量％，聚醚系聚合物配比有0.5～25重量％，EPDM配比有10～40重量％，所述鹽配比有0.1～2重量％。
使用所述EO-PO-AGE共聚物時(shí)，可一邊維持組合物的物性(壓縮永久形變、硬度)一邊要減小體積電阻率來設(shè)定共聚比。在共聚物中，環(huán)氧乙烷比率以55摩爾％以上～95摩爾％以下為宜。最好是65摩爾％以上～92摩爾％以下。離子導(dǎo)電性的發(fā)揮是根據(jù)聚合物中的氧鎓離子和金屬陽離子等(添加的鹽中的鋰離子等的陽離子等)被環(huán)氧乙烷單元和環(huán)氧丙烷單元穩(wěn)定化、通過該部分的分子鏈的鏈段運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞來決定。通常，上述的穩(wěn)定化性能是環(huán)氧乙烷單元比環(huán)氧丙烷單元高。由此，環(huán)氧乙烷單元的比率高的一方可使多數(shù)的離子穩(wěn)定化?？蛇M(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低電阻化。另一方面，當(dāng)環(huán)氧乙烷單元的比率超出95摩爾％時(shí)，會(huì)使環(huán)氧乙烷單元結(jié)晶化，難以進(jìn)行離子的輸送，使電阻上升。
使用所述EO-PO-AGE共聚物時(shí)，烯丙基縮水甘油醚的共聚比以1摩爾％以上～10摩爾％以下為宜。若不足1摩爾％，則容易發(fā)生滲出和感光鼓污染，而一旦超出10摩爾％，則硫化后的橋連點(diǎn)數(shù)增多，難以實(shí)現(xiàn)低電阻，又，容易使拉伸強(qiáng)度和疲勞特性、耐彎曲性惡化。EO-PO-AGE共聚物的數(shù)平均分子量以10000以上為宜，最好是50000以上。這是為了防止?jié)B出起霜和感光鼓污染的緣故。
構(gòu)成上述連續(xù)相的聚合物最好是作為低腈NBR或/及中高低腈NBR、或者聚酯系熱塑性彈性體。這樣，不僅可全體性地極力降低電阻值，而且可防止可離解的鹽向組合物外的轉(zhuǎn)移和連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。作為連續(xù)相的材料，最好是采用如下特性的低腈NBR即、能某種程度減小電阻值，且因Tg低而使室溫附近的粘彈性的溫度依存性減小，由此可減小體積電阻率的環(huán)境依存性。又，作為這些聚合物的Tg，以-40℃以下為宜，最好是-50℃以下。這種Tg越低越好，但在實(shí)際存在或?qū)嵱没木酆衔镏?，若在考慮成本的同時(shí)作一探索，則以大致-120℃以上或-100℃、或者-80℃以上為好。
在不偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的所述第2非連續(xù)相，最好是以低極性橡膠為主成分。具體地講，低極性橡膠最好是從三元乙丙橡膠(EPDM)、乙丙橡膠(EPM)、丁基橡膠(IIR)、丁苯橡膠(SBR)中選擇的1種以上的橡膠。由此，可向組合物賦于耐臭氧性。例如，即使用于圖像形成裝置中使用的導(dǎo)電性部件時(shí)，對(duì)于裝置內(nèi)產(chǎn)生的臭氧，也能確保耐臭氧性。
并且，為了減小系統(tǒng)全體的室溫附近的粘彈性的溫度依存性以及減小電阻值的環(huán)境依存性，不僅與用于連續(xù)相的聚合物相比、并且與用于第2非連續(xù)相的聚合物相比，最好是使用Tg低的材料。這在用于第1非連續(xù)相的聚合物方面也是一樣。另外，作為這些聚合物的Tg，以-40℃以下為宜，最好是-50℃以下。對(duì)于第1非連續(xù)相或第2非連續(xù)相中使用的聚合物的Tg的下限，也與構(gòu)成連續(xù)相的聚合物場(chǎng)合相同，雖然越低越好，但實(shí)際上作成了大致-120℃以上或-100℃、或者-80℃以上。
又，采用陰離子吸附劑等，使從添加的鹽中產(chǎn)生的離子的一部分單離子化，以求提高導(dǎo)電性的穩(wěn)定和少量添加時(shí)的導(dǎo)電性。作為陰離子吸附劑，以Mg和Al為主成分的合成水滑石、Mg-Al系、Sb系、Ca系等的無機(jī)離子交換劑和具有把陰離子固定在鏈中的離子位置的共聚物等公知的化合物。具體地講，可列舉出合成水滑石(協(xié)和化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名キョ-ワ-ド2000、キョ-ワ-ド1000)、陰離子交換性離子交換樹指(日本錬水(株)制、商品名ダイアノンDCA11)等。
在將含有氯等的鹵素的聚合物作用聚合物時(shí)，為了防止因聚合物的脫氯化氫反應(yīng)引起的劣化和混煉機(jī)的生銹，最好是配比有水滑石等的受酸劑。作為配比量，使用合成水滑石時(shí)，相對(duì)于含有鹵素的聚合物100重量部，以1重量部以上～15重量部以下為宜，最好是3重量部以上～12重量部以下。
特別是作為添加的硫化劑，為了實(shí)現(xiàn)低電阻，以硫黃為好。又，除了硫黃、有機(jī)含硫化合物之外，也可使用過氧化物等，也可將這些并用。特別是在將EPDM、EPM等用于形成所述第2非連續(xù)相的低極性橡膠時(shí)，利用過氧化物可有效地對(duì)由這些橡膠組成的相進(jìn)行硫化。
作為有機(jī)含硫化合物，例如可列舉出二硫化四乙基秋蘭姆、N，N-二硫代雙嗎啉等。作為過氧化物，可列舉出過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰等。其中，在硫化的同時(shí)進(jìn)行發(fā)泡的場(chǎng)合，從硫化速度和發(fā)泡速度的平衡性良好的觀點(diǎn)出發(fā)，最好是使用硫黃。相對(duì)于聚合物100重量部，硫化劑的添加量以0.5重量部以上～5重量部以下為宜，最好是1重量部以上～3重量部以下。
又，也可配比硫化促進(jìn)劑，可使用消石灰、氧化鎂(MgO)、一氧化鉛(PbO)等的無機(jī)促進(jìn)劑以及以下所述的有機(jī)促進(jìn)劑。
作為有機(jī)促進(jìn)劑，可通過將2-巰基苯井噻唑、二硫化二苯并噻唑基等的噻唑系、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺等的亞磺酰胺系、一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋蘭姆、四硫化雙亞戊基秋蘭姆等的秋蘭姆系、硫脲系等適當(dāng)組合后使用。
相對(duì)于聚合物成分100重量部，硫化促進(jìn)劑以1重量部以上～5重量部以下為宜，最好是2重量部以上～4重量部以下。
又，也可配比硫化促進(jìn)助劑，例如可列舉出鋅白等的金屬氧化物、硬脂酸、油酸、棉籽脂酸等的脂肪酸、其它以往已知的硫化促進(jìn)助劑。
為了賦于柔軟性，相對(duì)于聚合物成分100重量部，化學(xué)發(fā)泡劑以3重量部以上～12重量部以下的比例為宜。此外，也可配比油等的軟化劑、防老劑等。
為了以提高機(jī)械性強(qiáng)度為目的，在不損害電氣特性及其物性的范圍內(nèi)，根據(jù)需要可配比填充劑。作為填充劑，例如可列舉出硅石、炭黑、粘土、滑石、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁等的粉體。相對(duì)于聚合物成分100重量部，填充劑以5重量部以上～60重量部以下為宜。
另外，本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物最好是不使用含有氯或溴的鹽，而是采用非氯系、非溴系。
具體地講，作為聚合物，在使用不含有氯·溴的材料的同時(shí)，不使用含有高氯酸鋰、高氯酸鈉或高氯酸季銨鹽等的含氯·溴的鹽，作為組合物全體，通過制成了非氯、非溴系的組合物，就不用擔(dān)心導(dǎo)電輥的軸等的金屬表面被腐蝕、生銹或污染。并且，使用后的焚燒處理等也非常容易進(jìn)行，可制成環(huán)境性優(yōu)良的組合物。
在JIS K 6262中記載的硫化橡膠和熱塑性彈性體橡膠的永久形變?cè)囼?yàn)法中，形成本發(fā)明的導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電層的導(dǎo)電聚合物組合物最好是在測(cè)定溫度70℃、測(cè)定時(shí)間22～24小時(shí)、壓縮率25％條件下測(cè)定的壓縮永久形變的大小應(yīng)在30％以下。這是因?yàn)橐坏┐笥?0％，則在所述組合物成形、作為輥?zhàn)雍推У鹊膶?dǎo)電性部件使用時(shí)，有時(shí)會(huì)因尺寸變化過大而不適合實(shí)用的緣故。最好是25％以下，雖然越小越好，但從現(xiàn)狀的配比技術(shù)和測(cè)定精度考慮，實(shí)際是可實(shí)現(xiàn)約1％以上的值。
又，形成本發(fā)明的導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電層的導(dǎo)電聚合物組合物，在由外加電壓100V條件下測(cè)定的JIS K 6911中記載的體積電阻率104.0～1012.0[Ω·cm]的范圍內(nèi)，以106.0～1010[Ω·cm]為宜，最好是107.5～109.5[Ω·cm]。這是因?yàn)楫?dāng)體積電阻率大于1012.0[Ω·cm]時(shí)，若是作為導(dǎo)電性部件等則不能得到良好的導(dǎo)電性，不適合于實(shí)用。又是因?yàn)樵谑乖摻M合物成形制成輥?zhàn)雍推r(shí)，容易使復(fù)制和帶電、墨粉供給等效率降低的緣故。另一方面，若體積電阻率小于104.0[Ω·cm]，則是因?yàn)殡y以保持電荷等、丟去作為圖像形成裝置的部件功能的緣故。
具有所述導(dǎo)電層的導(dǎo)電性部件作成輥?zhàn)有螤罨颦h(huán)形皮帶形狀，可作為圖像形成裝置中使用的導(dǎo)電輥或?qū)щ娦云А?br> 由該導(dǎo)電輥和導(dǎo)電性皮帶構(gòu)成的導(dǎo)電性部件是將可離解成陽離子和陰離子的鹽與構(gòu)成偏在有可離解成該陽離子和陰離子的鹽的非連續(xù)相的聚合物混煉或均一混合，然后在該混煉物或該混合物中，再加上構(gòu)成連續(xù)相的聚合物和構(gòu)成其它非連續(xù)相的聚合物等，再次混煉而制作成導(dǎo)電聚合物組合物，通過對(duì)所述導(dǎo)電聚合物組合物加熱成形，制造成具有導(dǎo)電層的導(dǎo)電性部件。
這樣，通過將可離解成陽離子和陰離子的鹽偏在于所需要的聚合物中，并且，將作為偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的聚合物作為非連續(xù)相的導(dǎo)電聚合物組合物，通過擠出成形等形成輥?zhàn)訝睢⑵畹鹊乃枰男螤?，即可容易制造具有良好?dǎo)電性的導(dǎo)電層的導(dǎo)電性部件。
制作導(dǎo)電輥時(shí)，最好是在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)連續(xù)附加96小時(shí)的1000V恒定電壓時(shí)的電阻值R[Ω]進(jìn)行測(cè)定，電阻值的上升量Δlog10R＝log10R(t＝96hr.)-log10R(t＝0hr.)的值為0.5以下。這是因?yàn)楫?dāng)如上規(guī)定的輥?zhàn)与娮柚档纳仙康闹笜?biāo)值大于0.5時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)連續(xù)使用導(dǎo)電輥等時(shí)的電阻上升大、必需要有更大電源或防礙實(shí)用性的緣故。這種上升量的指標(biāo)值越小越好，但從測(cè)定精度和當(dāng)前的配比技術(shù)的水準(zhǔn)考慮。則大致規(guī)定為0.01以上、或0.05以上、或0.08以上。
另一方面，制作導(dǎo)電性皮帶時(shí)，同樣最好是在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)厚度為0.25mm的樣品進(jìn)行連續(xù)5小時(shí)附加1000V恒定電壓時(shí)的體積電阻率ρV[Ω·cm]測(cè)定，體積電阻率的上升量Δlog10ρV＝log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)的值為0.5以下。若大于0.5，則會(huì)產(chǎn)生與導(dǎo)電輥相同的問題。另外，對(duì)于這一上升量的下限，與導(dǎo)電輥的場(chǎng)合一樣越小越好，但從測(cè)定精度和當(dāng)前的配比技術(shù)的水準(zhǔn)考慮。則大致規(guī)定為0.01以上、或0.1以上、或0.3以上。
又，對(duì)10℃相對(duì)濕度15％、32.5℃相對(duì)濕度90％條件下的輥?zhàn)与娮柚礡[Ω]或?qū)щ娦云У捏w積電阻率ρV[Ω]進(jìn)行測(cè)定，輥?zhàn)与娮柚?、或者皮帶的體積電阻率的環(huán)境依存性Δlogv10R＝log10R(10℃相對(duì)濕度15％)-log10R(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值、或者Δlog10ρV＝log10ρV(10℃相對(duì)濕度15％)-log10ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值應(yīng)為1.7以下。
這是因?yàn)橐坏┧鲚佔(zhàn)与娮柚祷蚱w積電阻率的環(huán)境依存性的指標(biāo)值大于1.7，則由導(dǎo)電性部件的使用環(huán)境變化引起的電阻值的變化大，故需要有更大的電源，使圖像形成裝置的電耗和制品成本上升的緣故。
特別是在導(dǎo)電輥的場(chǎng)合，所述電阻值的環(huán)境依存性的指標(biāo)值以1.4以下為宜，以1.3以下為更好，最好是1.2以下。這種指標(biāo)值越小越好，但從測(cè)定精度和當(dāng)前的技術(shù)水準(zhǔn)考慮。則大致規(guī)定為0.1以上、或0.5以上、或0.8以上。
又，導(dǎo)電性皮帶的場(chǎng)合，所述電阻值的環(huán)境依存性的指標(biāo)值以1.6以下為宜，越小越好，但從測(cè)定精度和當(dāng)前的配比技術(shù)的水準(zhǔn)考慮。則大致規(guī)定為0.1以上、或0.5以上、或0.8以上。本發(fā)明的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，實(shí)現(xiàn)了由以往的離子導(dǎo)電性橡膠組合物或不是熱塑性的反應(yīng)硬化型的離子導(dǎo)電性聚氨酯組合物等組成的部件中不能實(shí)現(xiàn)的皮帶的環(huán)境依存性的降低。
又，所述導(dǎo)電性部件特別是制作導(dǎo)電輥的場(chǎng)合，最好是將發(fā)泡倍率(體積％)規(guī)定為100％以上～500％以下，采用由JIS K 6253中記載的E型硬度計(jì)測(cè)定的硬度為60度以下的發(fā)泡層。由此可提高柔軟性，在用于復(fù)制輥等時(shí)，擠壓復(fù)制部件時(shí)的墨粉圖像不容易發(fā)生撓動(dòng)，可得到良好的圖像，這樣，即使在制成了導(dǎo)電性部件中的導(dǎo)電層的表面積變大的發(fā)泡層的場(chǎng)合，若采用本發(fā)明，則可防止轉(zhuǎn)移污染，可抑止通電時(shí)的電阻上升，非常優(yōu)良。另外，從后述的實(shí)施例·比較例中也可以看出，作為發(fā)泡層場(chǎng)合的連續(xù)通電時(shí)的電阻上升在與實(shí)心的場(chǎng)合相比，一般是要大得多，但即使在這種場(chǎng)合，由本發(fā)明供給的導(dǎo)電性(發(fā)泡)部件可減小這種電阻的上升，非常優(yōu)良。另外，發(fā)泡倍率以150％以上～300％以下為宜，最好是200％以上～270％以下。又，硬度(E硬度計(jì)硬度)以20度以上～40度以下為宜，最好是25度以上～35度以下。
導(dǎo)電輥可以制成具有圓筒狀的導(dǎo)電層和圓柱狀的芯軸的結(jié)構(gòu)，芯軸的周圍可以是只有一層導(dǎo)電層，但在導(dǎo)電層之外，為了輥?zhàn)拥碾娮枵{(diào)整和表面保護(hù)等，也可以制成兩層、三層等多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求的性能可適當(dāng)設(shè)定各層的種類、層疊順序、層疊厚度等。芯軸可采用鋁、鋁合金、不銹鋼、鐵等的金屬制、陶瓷制等。又，在導(dǎo)電輥的表面實(shí)施紫外線照射和各種涂層，也可防止紙粉的沾附和墨粉的粘結(jié)。
所述導(dǎo)電輥可使用于圖像形成裝置內(nèi)，具體地講，可作為同樣使感光鼓滾筒帶電用的帶電輥、使墨粉附著于感光鼓用的顯像輥、將墨粉圖像從感光鼓等轉(zhuǎn)移至中間復(fù)制皮帶等用的復(fù)制輥、輸送墨粉用的墨粉供給輥、從內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)復(fù)制皮帶用的驅(qū)動(dòng)輥。卷導(dǎo)電輥通過常用法來制作，可采用以往公知的各種方法例如、用單軸擠出機(jī)將所述導(dǎo)電聚合物組合物(混煉物)預(yù)先成形為管狀，在將該預(yù)成形品實(shí)施160℃、15～70分鐘硫化之后，將芯軸插入·粘接，在拋光表面后切割成所要尺寸制成輥?zhàn)拥?。硫化時(shí)間可以通過硫化試驗(yàn)用的電阻率計(jì)(例如硫化程度測(cè)定儀)，求出最佳硫化時(shí)間來決定。又，根據(jù)需要，硫化溫度也可設(shè)定在上述溫度的上下。為了減小感光鼓污染和壓縮永久形變，應(yīng)將條件盡可能設(shè)定為可得到充分加硫量和程度。另外，對(duì)于輥?zhàn)拥牧蚧椒?，即使在水蒸氣加壓下的硫化罐進(jìn)行硫化也無妨，對(duì)于可能的配比，也可采用連續(xù)硫化的方法。又，根據(jù)需要也可進(jìn)行二次硫化。導(dǎo)電輥以外加電壓1000V條件下的輥?zhàn)与娮柚禐?03.5～1011.0[Ω·cm]為宜，以104.0～109.0[Ω·cm]為更好，最好是104.5～108.5[Ω·cm]。
導(dǎo)電性皮帶可以是只有一層導(dǎo)電層，但在導(dǎo)電層之外，為了電阻調(diào)整和表面保護(hù)等，也可以在內(nèi)周面或外周面設(shè)置層，制成兩層、三層等多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求的性能可適當(dāng)設(shè)定各層的種類、層疊順序、層疊厚度等。又，在導(dǎo)電性皮帶的表面實(shí)施紫外線照射和各種涂層，也可防止紙粉的沾附和墨粉的粘結(jié)。
所述導(dǎo)電性皮帶可使用于圖像形成裝置內(nèi)，具體地講，可采用復(fù)制皮帶、中間復(fù)制皮帶、定影皮帶、感光鼓基體用皮帶等。
在制作復(fù)制皮帶或中間復(fù)制皮帶的場(chǎng)合，為了便于將復(fù)制時(shí)殘留的墨粉清理出、使墨粉的著脫性變化以及控制表面能，最好是根據(jù)不同目的設(shè)置涂覆層，該涂覆層可采用公知的方法來進(jìn)行涂覆即、將聚氨酯、丙烯酸、膠乳等作為主聚合物，使氟系樹脂分散的那種公知的材料，采用靜電涂裝、噴涂、浸漬、刷涂等公知的方法進(jìn)行涂覆。涂覆層的厚度最好是1μm～20μm。由此，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)皮帶的高功能性。
所述導(dǎo)電性皮帶可采用以往公知的各種方法來制作即、用樹脂用的擠出成形機(jī)將所述導(dǎo)電聚合物組合物(混煉物)，在200℃～270℃、更好的是200℃～250℃、最好的是220℃～240℃條件下擠出成形為皮帶狀，然后，通過空氣冷卻制作成皮帶本體。
擠出成形的皮帶的壁厚以50μm～500μm為宜。通過在擠出成形時(shí)對(duì)口型唇口間隙的調(diào)整、或者對(duì)熱塑性彈性體吐出量和皮帶的拉出速度的調(diào)整使其可變化。
之所以規(guī)定為上述范圍，是因?yàn)槿舯∮?0μm則容易拉伸，例如、作為中間復(fù)制皮帶使用，在彩色圖像形成裝置中重疊多色墨粉進(jìn)行作象時(shí)容易發(fā)生偏移的緣故，而一旦厚于500μm，則皮帶的彎曲剛性增高，難以將皮帶懸架在驅(qū)動(dòng)軸上。又，皮帶外面的表面粗糙度Rz以2.0μm以下為宜，最好是1.8μm以下。由此，可使復(fù)制效率、輸送性以及墨粉清除性良好。
作為所述導(dǎo)電性皮帶，最好是采用阻燃皮帶。
在制作阻燃皮帶時(shí)，導(dǎo)電聚合物組合物是使用以下的熱塑性組合物成形即、相對(duì)于全聚合物成分100重量部％，聚酯系熱塑性彈性體應(yīng)為95重量部～50重量部，相對(duì)于聚合物組合物的全重量100重量％，阻燃劑即黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)含有15重量％～40重量％的比例，同時(shí)，相對(duì)于全聚合物成分100重量部％，具有下述化學(xué)式1中記載的所述陰離子的鹽應(yīng)含有0.01重量部～3重量部的比例，相對(duì)于所述聚酯熱塑性彈性體100重量部，具有聚醚嵌段的共聚物應(yīng)含有5～50重量部的比例，體積電阻率應(yīng)為106～1012[Ω·cm]。
化學(xué)式1
(式中，X1、X2含有C、F-、-SO2-、碳原子數(shù)為1～8的官能基)采用上述結(jié)構(gòu)的皮帶，由于包含具有聚醚嵌段的共聚物，因此，聚醚結(jié)構(gòu)能使組合物中的鹽的離子穩(wěn)定化。即，具有聚醚嵌段的共聚物有選擇地吸取能顯現(xiàn)離子導(dǎo)電性的上述化學(xué)式1中記載的具有陰離子的鹽，以海島構(gòu)造的形式分散在聚酯系熱塑性彈性體中。又，即使含有作為阻燃劑的黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)，也不會(huì)對(duì)皮帶的體積電阻率及其環(huán)境依存性等造成影響，因皮帶的電阻不變化，故在保持原有導(dǎo)電性的狀態(tài)下向皮帶賦于阻燃性。
這樣，在保持原有導(dǎo)電性的狀態(tài)下，因可抑止施加電場(chǎng)時(shí)的鹽向聚合物外的流出，故可防止鹽向聚合物外的轉(zhuǎn)移和連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，不僅可有效減小電阻，而且可抑止因連續(xù)通電引起的體積電阻率的上升。
這樣，所述阻燃皮帶因具有優(yōu)良的阻燃性，故在圖像形成裝置中，即使在高電壓、高溫條件下，也可在不受使用狀態(tài)限制的情況下使用，可實(shí)現(xiàn)高畫質(zhì)。又，不僅容易調(diào)整皮帶的電阻，而且可減小皮帶面內(nèi)的電阻值偏差，還可減小電阻值的環(huán)境依存性·連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。
例如，作為中間復(fù)制皮帶使用時(shí)，不會(huì)發(fā)生復(fù)制偏移和復(fù)制不良，可長(zhǎng)期得到良好的復(fù)制性能。又，也可用于輸送皮帶、顯像皮帶、定影皮帶、皮帶狀感光鼓的基體皮帶等，各自都能得到比以往更加良好的性能。
上述化學(xué)式1中記載的具有陰離子的鹽，通過化學(xué)式1的X1、X2的官能團(tuán)中的氟基、磺?；奈娮有裕鳛殛庪x子而被穩(wěn)定化，顯示出比離子高的離解度。由此，以少量的添加即可得到非常低的電阻值。又，該鹽相對(duì)于電極等的化學(xué)性·電氣化學(xué)性的穩(wěn)定性高，安全性也好。在可使用的溫度的廣區(qū)域中可容易調(diào)整電阻，減小皮帶面內(nèi)的電阻值的偏差，特別是因容易進(jìn)入聚醚鏈段，故環(huán)境依存性小，可制成不易引起感光鼓污染的皮帶。并且容易處理，常溫下是粉體，容易混煉，即使擠出成形也能使表面平滑。特別是可使聚醚聚酯系的聚合物等擠出成形時(shí)的擠出表面平滑。
在上述化學(xué)公式1中記載的陰離子中，式中的X1、X2各自含有C、F-、-SO2-的全部。碳原子數(shù)只要是1～8的官能團(tuán)即可，從安全性、成本、處理性的觀點(diǎn)出發(fā)，最好是化學(xué)式3中的X1-為Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2-為Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-(n1、n2是1以上的整數(shù)、m1、m2是0以上的整數(shù))。
與上述化學(xué)式1中記載的陰離子成對(duì)而構(gòu)成鹽的陽離子是含有鋰的堿金屬、2A族、過渡金屬、兩性金屬中的任一種陽離子。其中以堿金屬為好，因離子化能小，且容易形成穩(wěn)定的陽離子。特別是構(gòu)成陽離子的金屬最好是電導(dǎo)率高的鋰。此外，除金屬的陽離子以外，也可以是具有上述化學(xué)式2、化學(xué)式3所表示的陽離子的鹽。
在具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽中，雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰((CF3SO2)2NLi)的融點(diǎn)228℃，處于混煉以及皮帶加工溫度(200℃～270℃、最好是200℃～240℃)的范圍內(nèi)，更加容易被聚醚鏈段吸收進(jìn)去，故尤其好。此外，也可使用前述的鹽，也可多種并用。
具有所述聚醚嵌段的共聚物相對(duì)于聚酯系熱塑性彈性體100重量部，含有5重量部～50重量部的比例，最好是10重量部～50重量部的比例。
規(guī)定為上述范圍是因?yàn)槿粜∮?重量部，則難以在抑止連續(xù)通電時(shí)的體積電阻率上升的狀態(tài)下充分實(shí)現(xiàn)低體積電阻率，而當(dāng)大于50重量部時(shí)，則會(huì)損害作為皮帶主成分的聚酯系熱塑性彈性體所持有的適度的彈性和優(yōu)良耐久性的這—特性，進(jìn)而容易使成形化惡化的緣故。
又，具有聚醚嵌段的共聚物的重量以具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽的重量1.6倍～3333倍為宜，最好是10倍～3000倍。由此可維持良好的擠出表面，可得到良好的電氣特性。規(guī)定為上述范圍是因?yàn)槿粜∮谏鲜龇秶?，則具有聚醚嵌段的共聚物形成的離子穩(wěn)定性以及向具有聚醚嵌段的共聚物中的鹽的分散性不充分，難以控制連續(xù)通電時(shí)的電阻值上升，而當(dāng)大于上述范圍時(shí)，則鹽的濃度降低，難以使皮帶的電阻值充分下降的緣故。
具有所述聚醚嵌段的共聚物，由于采用聚醚以外的其它結(jié)構(gòu)可確保與基材聚合物的某種程序的相容性，因此可得到良好的物理性能和加工性。
特別是由于并用了具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽，因此可容易地調(diào)整電阻值，消除了皮帶電阻值的面內(nèi)的不均勻，并可減小環(huán)境依存性，同時(shí)可保持良好的擠出表面，可有效地減小電阻值。
具有所述聚醚嵌段的共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg以-40℃以下為宜，最好是-50℃以下，越低越好。這是因?yàn)門g若高于-40℃，則容易加大體積電阻率的環(huán)境依存性的緣故。
這樣，在使某種程度Tg處于低的區(qū)域時(shí)，皮帶使用溫度區(qū)域中的彈性模量變化的溫度依存性小，由此可減小體積電阻率的環(huán)境依存性。又，一般來講，從批量化和便于處理等的條件考慮，具有本發(fā)明的聚醚嵌段的共聚物的Tg應(yīng)約為-80℃以上。
另外，聚酯系熱塑性彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg也最好是-40℃以下。
具有聚醚嵌段的共聚物最好是由從聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物、聚醚-酯-酰胺共聚物組成的群中選擇一種以上。這就可提高與具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽的親和性，可調(diào)整至良好的電阻值，同時(shí)可保持作為基材的聚酯系熱塑性彈性體的良好物理性能。此外，也可使用聚醚嵌段聚烯烴樹脂等的樹脂型抗靜電劑。又，在所述共聚物中，也可配比高氯酸鈉等的鹽。
特別是以聚氧乙烯嵌段聚酰胺共聚物為宜，其中最好是聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物。具體地講，可使用聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍11共聚物、聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍12共聚物、聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍6共聚物等。另外，也可以并用多種聚合物。
又，在聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物中，也可使用將聚酰胺均聚物混合后的材料，尤其是將與聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物中的酰胺同一結(jié)構(gòu)的聚酰胺均聚物混合后的材料。使成形時(shí)高溫下熔化的混合物冷卻，在形成相結(jié)構(gòu)時(shí)，先讓聚酰胺均聚物凝固成纖維狀，再利用此時(shí)的聚環(huán)氧乙烷嵌段聚酰胺共聚物與聚酰胺均聚物的相容性進(jìn)行有效的配置，可有效地減小體積電阻率。
即，最好是使用聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍12共聚物與尼龍12的混合物、聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍6共聚物與尼龍6的混合物等，可有效地減小體積電阻率。
如上所述，相對(duì)于阻燃皮帶，黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的含有量規(guī)定為15重量％～40重量％。規(guī)定為上述范圍是因?yàn)槿粜∮?5重量％，則會(huì)出現(xiàn)不能向皮帶賦于充分阻燃性、而當(dāng)大于40重量％時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)使成形的皮帶變脆的問題的緣故。另外，黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的含有量最好是20重量％～35重量％。
因所述黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的分解溫度為300℃以上，故在該溫度區(qū)域之內(nèi)以粉未狀而存在。這樣，若是在圖像形成裝置等的大致使用環(huán)境的溫度下，則不會(huì)從皮帶表面發(fā)生滲出和起霜，也不會(huì)污染感光鼓。
并且，黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)是氮系的阻燃劑，利用燃燒熱進(jìn)行熱分解，由氮系的氣體置換氧，起著阻礙燃燒的作用，故不用擔(dān)心由鹵素引起的有毒氣體等的發(fā)生，可得到對(duì)環(huán)境影響小的皮帶。
所述阻燃皮帶以聚酯系熱塑性彈性體為主成分。由此，可對(duì)作為皮帶的適度彈性和柔軟性以及適度的硬度雙方都起作用。并且，即使反復(fù)彎曲，也可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的耐久性。又，聚酯熱塑性彈性體的耐沖擊性、耐熱性、成形性也良好，且耐油性也良好，因此，不易因墨粉等而變質(zhì)，也不容易發(fā)生感光鼓污染。并且，因著色性也良好，故通過與作為黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的體質(zhì)顏料的作用相配比，可得到白色的皮帶和其它著色的皮帶。若制成白色的皮帶，則特別是在用作中間復(fù)制皮帶時(shí)，可用目視簡(jiǎn)單地看到墨粉的附著狀況，因此有利于對(duì)清理性能的評(píng)價(jià)。在制成白色皮帶時(shí)，最好不要配比黑色的添加劑，例如配比炭黑等。
通過添加潤滑劑，可進(jìn)一步提高成形性。由此，可得到厚度方向具有適度柔軟性但長(zhǎng)度方向不容易伸長(zhǎng)、且振動(dòng)性也優(yōu)良的阻燃無縫皮帶。聚酯系熱塑性彈性體以全聚合物成分的60重量％以上為宜，最好是65重量％以上。
聚酯系熱塑性彈性體可使用與要求的皮帶特性相對(duì)應(yīng)的、具有適當(dāng)硬度、彈性率、成形性等級(jí)別的材料，例如可列舉出聚酯聚醚系、聚酯聚酯系等，也可多種混合。
由于陽離子以被捕捉的形式進(jìn)入聚醚的醚鍵附近和聚酯的酯鍵附近，因此，鹽不容易滲出于系統(tǒng)外，可顯現(xiàn)良好的導(dǎo)電性。又，在聚醚聚酯系中，作為軟鏈段的該分子鏈因在低溫低濕狀態(tài)與高溫高濕狀態(tài)之間彈性模量變化小，穩(wěn)定性好，因此進(jìn)一步減小了電阻值的環(huán)境依存性。
作為聚酯系熱塑性彈性體，可使用由具有芳香環(huán)的聚酯組成的硬鏈段和由聚醚及/或聚酯組成的低融點(diǎn)軟鏈段組成的共聚物。又，也可使用以只由高融點(diǎn)聚酯結(jié)構(gòu)成分形成高共聚物體時(shí)的融點(diǎn)為150℃以上、只由低融點(diǎn)聚酯結(jié)構(gòu)成分測(cè)定時(shí)的融點(diǎn)至軟化點(diǎn)為80℃以下的結(jié)構(gòu)成分組成的聚酯系熱塑性彈性體。
作為具有上述芳香環(huán)的高融點(diǎn)聚酯結(jié)構(gòu)成分，可使用對(duì)苯二酸、間苯二酸、連苯二羧酸、2，6-萘二羧酸等的芳香族二羧酸或其酯與碳原子數(shù)1～25的二醇類及其酯形成性衍生物。另外，作為高融點(diǎn)聚酯結(jié)構(gòu)成分的酸性成分，最好是對(duì)對(duì)苯二酸全酸成分的70摩爾％以上。作為碳原子數(shù)1～25的二醇類，可列舉出乙二醇、1、4-丁二醇及它們的酯形成性衍生物。根據(jù)需要也可使用其它的酸成分。但這些量以全酸成分的30摩爾％以下為宜，最好是25摩爾％以下。
作為由本發(fā)明的聚醚組成的低融點(diǎn)軟鏈段，例如可列舉出聚(環(huán)氧乙烷)二醇、聚(四亞甲基醚)二醇等的聚亞烷基醚二醇。從高融點(diǎn)化和成形性方面來看，最好是聚(四亞甲基醚)二醇，從低溫特性看最好是分子量800～1500，聚酯系熱塑性彈性體的全重量最好是15％～75％。
作為由本發(fā)明的聚酯組成的低融點(diǎn)軟鏈段，最好是使用內(nèi)酯類。又，作為內(nèi)酯類，最好是己內(nèi)酯，但除此之外，也可使用庚內(nèi)酯、辛內(nèi)酯等，也可將這些內(nèi)酯類并用2種以上。芳香族聚酯與內(nèi)酯類的共聚比，可根據(jù)用途通過選定兩者的共聚比而獲得，作為標(biāo)準(zhǔn)性的比率，芳香族聚酯/內(nèi)酯類以重量比，應(yīng)處于97/3～5/95，通常是處于95/5～30/70的范圍。
在上述熱塑性組合物中，除了聚酯系熱塑性彈性體以外，根據(jù)需要可采用公知的熱塑性彈性體和熱塑性樹脂等的聚合物成分單獨(dú)或多種組合的形式。
另外，也可含有融點(diǎn)80℃以上的磷酸酯，磷的重量比例為相對(duì)于全重量的0.1重量％以上～0.4重量％以下。通過將黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)與所述磷酸酯并用，可在黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)不增量至所需以備上的情況下進(jìn)一步提高阻燃性，在具有良好強(qiáng)度的同時(shí)，可得到殘焰時(shí)間短的無縫皮帶。
又，為了提高機(jī)械性強(qiáng)度，也可配比碳酸鈣、硅石、粘土、滑石、硫酸鋇、硅藻土等的填充劑。并且，在不引起添加劑等從皮帶表面游離、滲出、起霜和感光鼓污染性等向接觸物轉(zhuǎn)移等的范圍內(nèi)、且在不對(duì)阻燃性和導(dǎo)電性造成不良影響的范圍內(nèi)，也可配比硬脂酸、月桂酸等的脂肪酸、棉籽油、妥爾油、瀝青物質(zhì)、石蠟等的軟化劑。由此可適度調(diào)整皮帶的硬度和柔軟性。并且，也可配比咪唑類、氨類、酚類等的防老劑。
所述阻燃皮帶的體積電阻率如上所述。處于106.0Ω·cm～1012.0Ω·cm的范圍，但最好是106.0Ω·cm～1011.0Ω·cm。由此可作為中間復(fù)制、紙頁輸送皮帶等的導(dǎo)電性無縫皮帶，使用范圍極廣。規(guī)定為上述范圍是因?yàn)槿綦娮柚敌∮?06.0Ω·cm，則容易使電流流動(dòng)，難以保持電荷等，會(huì)失去作為圖像形成裝置的部件功能，而當(dāng)大于1012.0Ω·cm時(shí)，因在復(fù)制和帶電、墨粉供給等的程序中必需要有高電壓或效率降低而出現(xiàn)不適合實(shí)用化問題的緣故。
在106.0Ω·cm～1012.0Ω·cm范圍中調(diào)整體積電阻率時(shí)，具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽相對(duì)于全聚合物成分100重量部，以含有0.01重量部～3重量部的比例為宜，最好是0.05重量部～2.7重量部的比例。
其原因是在使用具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽時(shí)，通過微量添加可使降低皮帶電阻的效果出色，但若小于上述范圍，則難以調(diào)整電阻值等，而即使鹽含有量比上述范圍多，電阻值的降低效果也基本處于飽和狀態(tài)，更加難以降低電阻值、皮帶使用時(shí)附加了電場(chǎng)或與感光鼓接觸等原因而引起鹽滲出的緣故。又，皮帶擠出成形時(shí)，容易粘在金屬模的口型唇口以及定型用模具上，難以成形的緣故。
所述阻燃皮帶在將測(cè)定環(huán)境23℃、相對(duì)濕度55％、試料厚度250μm、外加電壓1000V條件下施加電壓時(shí)的電壓剛施加后的體積電阻率作為ρV(t＝0hr.)、將連續(xù)施加5小時(shí)電壓后的體積電阻率作為ρV(t＝5hr.)，此時(shí)應(yīng)滿足下列關(guān)系log10ρV＝(t＝5hr.)-ρV(t＝0hr.)≤0.5。
若滿足上述關(guān)系，則即使外加了連續(xù)性電壓，體積電阻率也不會(huì)上升，可制成電氣特性非常優(yōu)良的阻燃皮帶。ρV(t＝5hr.)與ρV(t＝0hr.)也可以相同，(log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.))的值比0.5越小越好，但從測(cè)定精度和目前的技術(shù)水平方面考慮，(log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.))值的下限規(guī)定為約0.01以上、或0.1以上、或0.3以上。
所述阻燃皮帶是以具有聚醚嵌段的共聚物作為主成分，通過擠出機(jī)將具有化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽配比有1重量％～20重量％的導(dǎo)電性母膠、阻燃劑和以聚酯系熱塑性彈性體為主成成的熱塑性組合物熔化混煉后的物質(zhì)作為材料，將該材料從園形口模中擠出，沿著定型用模具而形成了皮帶的形狀。
具有化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽通過預(yù)先混入具有聚醚嵌段的共聚物中，形成導(dǎo)電性母膠，使鹽存在于具有聚醚嵌段的共聚物中，因此，即使在連續(xù)通電時(shí)也可抑止鹽的移動(dòng)，可減小電阻上升，同時(shí)溫度和濕度不容易受環(huán)境的影響，還可減小電阻值的不平衡和電壓依存性。又，當(dāng)所述鹽向組合物中的配比量是少量時(shí)，容易調(diào)整電阻值。
將所述導(dǎo)電性母膠與阻燃劑、所述熱塑性組合物混煉，通過擠出成形，所述鹽與具有聚醚嵌段的共聚物一起均勻分散，可減小電阻值的偏差。而且可容易得到具有適度彈性和阻燃性的無縫皮帶。
在導(dǎo)電性母膠中，一旦具有化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽的配比量小于1重量％，則難以得到制成導(dǎo)電性母膠的效果，而當(dāng)多于20重量％時(shí)，則難以將所述鹽混入?；鞜捒刹捎冒嗖锩軣挋C(jī)、捏和機(jī)等公知的方法，但最好是由雙軸擠出機(jī)將線料抽出來進(jìn)行。又，在導(dǎo)電性母膠中，具有聚醚嵌段的共聚物最好是全聚合物成分的50重量％以上，也可是100重量％。此外，在導(dǎo)電性母膠中，也可配比具有多種聚醚嵌段的共聚物、聚酯系熱塑性彈性體等的聚合物。
最好是將所述阻燃劑和以所述聚酯系熱塑性彈性體為主成分的熱塑性樹脂組合物作為預(yù)先混煉后的阻燃母膠，投入所述擠出機(jī)中，同時(shí)將所述材料從所述園形口模朝垂直的方向擠出。
將由擠出機(jī)熔化的熱塑性組合物導(dǎo)向園形口模，通過口型唇口擠出，在保持熔化狀態(tài)下在設(shè)于下流的定型用模具中進(jìn)行接觸冷卻硬化，形成皮帶的形狀。被定型后的連續(xù)圓筒狀成形品再由設(shè)于下流的切割裝置進(jìn)行切割，可得到所定寬度的皮帶。擠出機(jī)的熔化溫度以200℃～270℃為宜，以200℃～250℃為更好，最好是220℃～240℃。具體地講，對(duì)導(dǎo)電性母膠、阻燃母膠和聚酯系熱塑性彈性體進(jìn)行干混料，由雙軸擠出機(jī)進(jìn)行混煉，作成皮帶用材料。然后，將線料拉出做成粒料，干燥。將該粒料投入單軸擠出機(jī)的料斗中進(jìn)行擠出成形。這樣，通過擠出成形，例如，即使是φ168mm、壁厚250μm、幅度400mm那樣大直徑薄壁的皮帶也容易成形。
從模具凸緣出來的熔化物通過向垂直方向擠出，不會(huì)受重力和影響，還可減小殘留應(yīng)變，在保持原有的圓筒狀態(tài)下被導(dǎo)向定型用模具，可提高尺寸精度。特別是以擠出方向?yàn)榇怪钡姆较驗(yàn)楹谩?br> 黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)等的阻燃劑，通過在聚酯系熱塑性彈性體的熱塑性樹脂組合物中預(yù)先混煉，制成阻燃母膠，可提高阻燃劑的分散性，可消除皮帶成形時(shí)有可能發(fā)生的因阻燃劑凝集而產(chǎn)生的問題。在不使用阻燃母膠的方法時(shí)，若能提高混煉效果，也可防止該問題的發(fā)生，但因母膠方式簡(jiǎn)便，故是一種好方法。在阻燃的母膠中，阻燃劑以配比30重量％～70重量％為宜，最好是40重量％～60重量％。
從上述說明中可以看出，在本發(fā)明的導(dǎo)電性部件中，該導(dǎo)電層具有由連續(xù)相、第1非連續(xù)相和第2非連續(xù)相組成的相結(jié)構(gòu)，在非連續(xù)相中偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽，并且，構(gòu)成偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的非連續(xù)相的聚合物，與構(gòu)成連續(xù)相的聚合物相比，可提高與可離解成陽離子和陰離子的鹽的親和性。由此，可提高非連續(xù)相是中的鹽的自由度，維持低的電阻值，同時(shí)可抑止附加電場(chǎng)時(shí)的鹽向系統(tǒng)外的流出，從而可防止鹽向組合物外的轉(zhuǎn)移以及連續(xù)電動(dòng)時(shí)的電阻上升等，并且，因非連續(xù)相中偏在有可解離的鹽，故不容易受溫度和濕度的環(huán)境影響，又由于采用離子導(dǎo)電方式，因此電阻值的偏差和電壓依存性也小。
又，即使持續(xù)加有電場(chǎng)，也可抑止鹽的轉(zhuǎn)移而滲出表面以及電阻值的上升，由此可使用導(dǎo)電性優(yōu)良的鹽，即使少量配比導(dǎo)電性優(yōu)良的鹽，也可得到優(yōu)良的導(dǎo)電性。這樣，不僅可減小電阻值在平面內(nèi)的偏差和環(huán)境依存性，而且也可減小持續(xù)通電時(shí)的電阻上升。并且，不會(huì)產(chǎn)生滲水、起霜和感光鼓污染·轉(zhuǎn)移污染等的問題，又可極力減小對(duì)壓縮永久形變和硬度等其它物理性能的影響。
由此，由于具有由本發(fā)明的輥?zhàn)踊蚱ЫM成的導(dǎo)電性部件的復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等的圖像形成裝置，盡管主要是由離子導(dǎo)電來實(shí)現(xiàn)低電阻化，但也可減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，且減小電阻值的環(huán)境依存性，還可減小輥?zhàn)雍推щ娮柚翟谄矫鎯?nèi)的偏差，因此，不僅可得到均一的圖像，而且不需要為了適應(yīng)電阻值變化而加大電源，可減小作為圖像形成裝置全體的電耗。又，可進(jìn)一步減小改變外加電壓進(jìn)行控制的范圍，可使裝置的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)易化。并且，可使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，減輕開發(fā)時(shí)的環(huán)境試驗(yàn)，故可抑止開發(fā)所需的時(shí)間和成本。又，可減少用于周圍部件的負(fù)擔(dān)，并且可得到長(zhǎng)期穩(wěn)定的圖像。
又，在阻燃皮帶中，由于是以聚酯系熱塑性彈性體為主成分，按照上述各規(guī)定重量，含有阻燃劑即黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)、以及具有所述陰離子的鹽、具有聚醚嵌段的共聚物而成形的，因此，不會(huì)對(duì)皮帶的體積電阻率造成影響，可向皮帶賦于優(yōu)良的阻燃性。并且，可得到擠出平面平滑、無感光鼓污染、且由適度的彈性形成的驅(qū)動(dòng)性、耐久性優(yōu)良的皮帶。特別是因減小了連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，在作為圖像形成裝置的中間復(fù)制皮帶等使用時(shí)，可進(jìn)一步減小改變復(fù)制電壓而進(jìn)行控制的范圍，可得到良好的圖像，且可使圖像形成裝置的機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)易化。
又，由于黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)是氮系的阻燃劑，因此不用擔(dān)心由鹵素引起的的有毒氣體等的發(fā)生，可得到對(duì)環(huán)境影響小的皮帶。并且，因黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)也可起著體質(zhì)顏料的作用，故可自由地進(jìn)行皮帶著色。特別是通過調(diào)整添加劑，可得到白色的皮帶，故適合作為中間復(fù)制皮帶使用。


圖1為具有由本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)電性聚合物形成的導(dǎo)電層的導(dǎo)電輥的概略圖。
圖2為表示形成上述導(dǎo)電層的導(dǎo)電聚合物組合物結(jié)構(gòu)模式圖。
圖3為表示圖2的導(dǎo)電性聚合物的相結(jié)構(gòu)(形態(tài)學(xué))的圖。
圖4為輥?zhàn)与娮柚档容佔(zhàn)拥碾姎馓匦缘臏y(cè)定裝置的概略圖。
圖5為表示形成比較例3的導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電性聚合物的相結(jié)構(gòu)(形態(tài)學(xué))的圖。
圖6為表示實(shí)施例1與比較例2的輥?zhàn)舆B續(xù)通電時(shí)的電阻的變化。
圖7為使用本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)電聚合物組合物形成的導(dǎo)電性皮帶的概略圖。
圖8為表示第2實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)電聚合物組合物結(jié)構(gòu)的模式圖。
圖9為具有本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的阻燃皮帶的彩色圖像形成裝置的模式正面圖。
圖10為阻燃皮帶的制造裝置的概略圖。
圖11為表示實(shí)施例18、19、比較例17中使用的材料的連續(xù)通電時(shí)的體積電阻率隨時(shí)間的變化。
具體實(shí)施例方式
下面說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
圖1表示由本發(fā)明的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件組成的第1實(shí)施形態(tài)的導(dǎo)電輥10。該導(dǎo)電輥10包含具有導(dǎo)電性的圓柱狀的金屬制芯軸12，在芯軸12表面?zhèn)染哂兴鰧?dǎo)電層11，將芯軸12壓入安裝在圓筒狀的導(dǎo)電層11的中空部。
圖2表示形成上述導(dǎo)電層11的離子導(dǎo)電聚合物組合物構(gòu)造的模式圖。所述離子導(dǎo)電性聚合物由連續(xù)相1、第1非連續(xù)相2、第2非連續(xù)相3組成，三個(gè)相呈海-島構(gòu)造。第1非連續(xù)相2和第2非連續(xù)相3大致均勻地存在于連續(xù)相1薄中，并且，以第1非連續(xù)相2圍住第2非連續(xù)相3的形態(tài)而存在。另外，第2非連續(xù)相未必一定存在。
圖3表示使用原子力顯微鏡(AFM)式的掃描探頭顯微鏡(SPM)、以相位模式觀察所述導(dǎo)電聚合物組合物時(shí)的形態(tài)學(xué)(1邊10μm)。圖3中，連續(xù)相1呈現(xiàn)最淡的顏色，第1非連續(xù)相2呈現(xiàn)最濃的顏色，第2非連續(xù)相3呈現(xiàn)中等程度顏色濃度。圖中，顏色濃的部分彈性模量高，顏色薄的部分彈性模量低。
如圖3所示，體積分率是連續(xù)相1＞第2非連續(xù)相3＞第1非連續(xù)相2。
如上述圖2和圖3的海-島構(gòu)造所示，在規(guī)定各相的聚合物種類及其數(shù)量的同時(shí)，對(duì)添加鹽的數(shù)量及其添加方法作出了規(guī)定。
在所述離子導(dǎo)電聚合物組合物中，相對(duì)于全聚合物100重量部，添加0.01～20重量部的可離解成陽離子和陰離子的鹽，所述鹽優(yōu)先分配地偏在于所述第1非連續(xù)相2中，在第2非連續(xù)相3和連續(xù)相中基本上不添加鹽。
與構(gòu)成連續(xù)相1的聚合物相比，所述第1非連續(xù)相2的聚合物與可離解的鹽的親和性高，并且，與構(gòu)成未添加有可離解的鹽的第2非連續(xù)相3的聚合物相比，構(gòu)成連續(xù)相1的聚合物與可離解的鹽的親和性高。即，鹽與所述各相的聚合物的親和性是第1連續(xù)相2＞連續(xù)相1＞第2非連續(xù)相3。
具體地講，如后述的實(shí)施例2所示，例如作為構(gòu)成第1非連續(xù)相2的聚合物，EO-PO-AGE共聚物(EO∶PO∶AGE＝90∶4∶6(摩爾比))使用10重量部，作為構(gòu)成連續(xù)相1的聚合物，低腈NBR使用63重量部，作為基本不添加可離解的鹽的第2非連續(xù)相3的聚合物，低極性的抗臭氧橡膠即EPDM使用27重量部。即，與可離解的的鹽的親和性是EO-PO-AGE共聚物＞低腈NBR＞EPDM。
若將第1非連續(xù)相2的EO-PO-AGE共聚物的體積電阻率作為ρV1、將連續(xù)相1的低腈NBR的體積電阻率作為ρV2、將第2非連續(xù)相3的EPDM的體積電阻率作為ρV3，則log10ρV1為7.9，log10ρV2為10.2，log10ρV3為14.8，(log10ρV2-log10ρV1)的值為2.3。
構(gòu)成所述第1、第2非連續(xù)相2、3的聚合物與構(gòu)成連續(xù)相1的聚合物的重量比為37∶63。
作為添加于所述導(dǎo)電性聚合物的可離解成陽離子和陰離子的鹽，具有氟基和磺?；年庪x子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰使用1.1重量部。該鹽在PC/DME系混合溶劑(體積分率1/2)中、以25℃且0.1mol/升的鹽濃度測(cè)定的電導(dǎo)率應(yīng)為4.0mS/cm。又，在不通過有由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物和低分子量極性化合物組成的介質(zhì)的狀態(tài)下進(jìn)行配比。
在本實(shí)施例中，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，使用了雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰，但也可使用其它雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀、己基三甲基銨-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺、1-乙基-3-甲基咪唑鎓-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺、三(三氟甲烷磺酰)甲基化鋰等。
所述導(dǎo)電聚合物組合物是由作為填充劑的炭黑9重量部、氧化鋅5重量部、硬脂酸1重量部、作為硫化劑的粉末硫黃1.5重量部、2種硫化促進(jìn)劑分別以1.5重量部、0.5重量部配比的硫化橡膠組合物組成。
具有圖1中記載的由所述導(dǎo)電聚合物組合物形成的導(dǎo)電層11的導(dǎo)電輥由以下方法制造。
首先，使用混煉機(jī)在60℃條件下將可離解的鹽與EO-PO-AGE共聚物混煉3分鐘，在由此得到的混煉物中，配比低腈NBR、EPDM、其它各種配比劑，再次在60℃中，由敞開式滾筒、密閉式混煉機(jī)進(jìn)行4分鐘混煉，作成導(dǎo)電聚合物組合物。
另外，也可不使用混煉機(jī)進(jìn)行可離解的鹽與EO-PO-AGE共聚物的混合，而是使用了亨舍爾高速混合機(jī)和轉(zhuǎn)鼓等的混合機(jī)進(jìn)行均一混合。
將該導(dǎo)電聚合物組合物投入φ60mm的單軸擠出機(jī)中，在60℃條件下擠出成中空管狀預(yù)成形，將該生橡膠管切斷成所定尺寸而得到預(yù)成形體。將該預(yù)成形體投入加壓蒸汽硫化罐中，在發(fā)泡時(shí)，使化學(xué)發(fā)泡劑氣化而進(jìn)行發(fā)泡，同時(shí)在以橡膠成分橋連的溫度(160℃、15～70分鐘)下進(jìn)行硫化而得到硫化橡膠組合物管。
硫化條件由硫化程度測(cè)定儀等進(jìn)行測(cè)定，以95％扭矩上升時(shí)間t95[分鐘]左右為目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
為了減小感光鼓污染和壓縮永久形變，應(yīng)按照盡量獲得充分的硫化量的要求來設(shè)定條件。
準(zhǔn)備好芯軸12，在將熱融粘合劑涂在其外周面上之后，將芯軸插入先前得到的硫化橡管中，加熱粘接后進(jìn)行表面拋光，將導(dǎo)電層11加工成目標(biāo)尺寸。導(dǎo)電輥10的導(dǎo)電層11的尺寸是內(nèi)徑6mm、外徑14mm、長(zhǎng)度218mm。
所述導(dǎo)電層11在JIS K 6262中記載的硫化橡膠及熱塑性橡膠的永久形變?cè)囼?yàn)法中，通過測(cè)定溫度70℃、測(cè)定時(shí)間24小時(shí)測(cè)定的壓縮永久形變的值是17％，在由外加電壓100V條件下測(cè)定的JIS K 6911中記載的體積電阻率是109.0[Ω·cm]。
又，導(dǎo)電輥10是將外加電壓1000V下的電阻值規(guī)定為107.7Ω，在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)96小時(shí)連續(xù)附加1000V恒定電壓場(chǎng)合的電阻值R[Ω]進(jìn)行測(cè)定，將電阻值的上升量Δlog10R＝log10R(t＝96hr.)-log10R(t＝0hr.)的值規(guī)定為0.10。又，對(duì)10℃相對(duì)濕度15％、32.5℃相對(duì)濕度90％的條件下的電阻值R[Ω]進(jìn)行測(cè)定，將電阻值的環(huán)境依存性Δlog10R＝log10R(10℃相對(duì)濕度15％)-log10R(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值規(guī)定為0.9。
由上述方法制造的導(dǎo)電輥10的導(dǎo)電層11具有所述連續(xù)相1、第1非連續(xù)相2、第2非連續(xù)相3，以第1非連續(xù)相2圍住第2非連續(xù)相3的形態(tài)而存在。這樣，在控制形態(tài)的同時(shí)，在以少量而使電阻值下降的高性能的鹽偏在于以EO-PO-AGE共聚物為主成分的第1非連續(xù)相2中，從而可防止外加電場(chǎng)時(shí)引起的鹽向制品外的轉(zhuǎn)移以及連續(xù)通電時(shí)的電阻上升等，同時(shí)可得到實(shí)用所需的低電阻值。
由此，在可維持低電阻的同時(shí)，可減小由電阻的環(huán)境引起的變化和由連續(xù)使用引起的變化，并且，可減小由輥?zhàn)拥牟课辉斐傻碾娮璧钠睿煞€(wěn)定地形成良好的圖像，可得到環(huán)境下優(yōu)良的導(dǎo)電輥。這樣，可適用于顯像輥、帶電輥、復(fù)制輥等。特別是可作為要求高畫質(zhì)的彩色復(fù)印機(jī)或彩色打印機(jī)用的這些導(dǎo)電輥。
另外，也可制成具有配比發(fā)泡劑、發(fā)泡倍率為100％以上～500％以下、由JIS K 6253中記載的E型硬度計(jì)測(cè)定的硬度為60度以下的發(fā)泡層的發(fā)泡輥。
在導(dǎo)電層11中，設(shè)有基本未分配有鹽的第2非連續(xù)相3，由偏在有鹽的第1非連續(xù)相2將該第2非連續(xù)相3圍住的形態(tài)而存在，故導(dǎo)電性不大會(huì)損失，可抑止偏在有鹽的第1非連續(xù)相1的體積分率。由此，即使減少鹽及積極地分配鹽的第1非連續(xù)相1的聚合物的添加量，作為全體也可得到低的體積電阻率和輥?zhàn)又破返碗娮柚?。并且，由于包含具有作為所述可離解成陽離子和陰離子的鹽使用的氟基和磺酰基的陰離子的鹽等價(jià)格高，因此通過減少該鹽的添加量，可抑止成本上升。
制作上述導(dǎo)電輥的實(shí)施例、比較例進(jìn)行了物理性能測(cè)定。
在實(shí)施例1～11、比較例1～10中，采用與上述實(shí)施例相同的方法對(duì)表1～表4中記載的各配比材料進(jìn)行混煉、擠出、硫化、成形加工、拋光，制成導(dǎo)電輥。作成了Hewlett-Packard公司制Laser Jet 4050型激光打印機(jī)搭載的復(fù)制輥用的導(dǎo)電輥。
與其并行，將從混煉機(jī)取出的帶狀物的橡膠由輥頭擠出機(jī)擠出形成片狀，在160℃下將其放在硫化罐中硫化至最佳時(shí)間之后，切割成厚度約2mm的薄片，得到體積電阻率(體積固定電阻值)評(píng)價(jià)用的硫化橡膠切片。使用該輥?zhàn)雍拖鹉z切片進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果及其作為后述橡膠的各種評(píng)價(jià)詳見表1～表4。
又，使用テイ-·エイ·インスツルメント·ジヤンパン(株)的示差掃描量熱計(jì)DSC2910，以10℃/min一邊從-100℃升溫至100℃一邊進(jìn)行測(cè)定。由此求出的各實(shí)施例·比較例中使用的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg[℃]一并在表中列出。
表1

表2

表3

表4

作為構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物，實(shí)施例1～4、實(shí)施例6使用EO-PO-AGE共聚物，實(shí)施例5使用氯醇橡膠，在該材料中偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰或鹽2的三(三氟甲烷磺酰)甲基化鋰。作為連續(xù)相使用了低腈NBR，實(shí)施例1～4使用了作為其它非連續(xù)相的EPDM。除實(shí)施例2之外，制成了發(fā)泡輥。另外，在鹽2的PC/DME系混合溶劑(體積分率1/2)中，以25℃且0.1mol/升的鹽濃度測(cè)定的電導(dǎo)率是3.6mS/cn。
將氯醇橡膠50phr分與NBR、碳酸鈣、水滑石、鋅白、硬脂酸混入，用預(yù)熱至120℃的密閉式混煉機(jī)進(jìn)行混煉。一邊進(jìn)行混煉一邊加入預(yù)先制作好的氯醇橡膠(10phr分)的硫脲橋連劑(硫化劑2)母膠混合體以及硫脲橋連劑用的硫化促進(jìn)劑(硫化促進(jìn)劑3)進(jìn)行動(dòng)態(tài)式橋連。一邊觀察混煉扭矩一邊進(jìn)行橋連，一旦在扭矩峰值附近結(jié)束混煉，接著將其冷卻至50℃，用混煉機(jī)將硫黃、硫化促進(jìn)劑1、硫化促進(jìn)劑2混入，得到動(dòng)態(tài)的橋連組合物。將其與實(shí)施例1～6一樣，擠出成管狀預(yù)成形，將切斷該管體的部件在160℃下進(jìn)行10～70分鐘硫化，得到導(dǎo)電層。
(實(shí)施例8～11)在實(shí)施例8～11中，作為構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物，使用EO-PO-AGE共聚物，在該材料中分別偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即鹽3～鹽6。鹽3是雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀，鹽4是己基三甲基銨-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺，鹽5是1-乙基-3-甲基咪唑鎓-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺(略稱為EMI-TFSI)，鹽6是1-乙基-3-甲基咪唑鎓-四氟硼酸鹽(略稱為EMI-BF4)。
其它方面與實(shí)施例2一樣，并制成了實(shí)心的輥?zhàn)印?br> 鹽4是陽離子由化學(xué)式2表示的三甲基類(R1～R4內(nèi)有三個(gè)甲基)的季銨鹽，鹽是由化學(xué)式2表示的咪唑鎓鹽，R5或R6的一方是甲基而另一方是乙基。
(比較例1～6)比較例1是未使用可離解成陽離子和陰離子的鹽。比較例2、3是由低腈NBR組成的連續(xù)相和由EPDM組成的非連續(xù)相組成的雙相結(jié)構(gòu)，在連續(xù)相中偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰(鹽1)。比較例4、5是由一種聚合物組成的只有一相的結(jié)構(gòu)，在該一相中配比有可離解成陽離子和陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰(鹽1)。比較例6與實(shí)施例1～4、6一樣，作為構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物，使用了EO-PO-AGE共聚物，在其中偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰(鹽1)，但在連續(xù)相中使用了體積電阻率高且與鹽的親和性小的EPDM。比較例1、2制成了發(fā)泡輥?zhàn)印?br> (比較例7～10)比較例7～10是由低腈NBR組成的連續(xù)相和由EPDM組成的非連續(xù)相組成的雙相結(jié)構(gòu)，在連續(xù)相中分別偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀、鹽4的己基三甲基銨-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺、鹽5的EMI-TFSI、鹽6的EMI-BF4。
上述鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰使用的是日本專利特公平1-38781號(hào)、特開平9-173856號(hào)、特許3117369號(hào)、特開平11-209338號(hào)、特開2000-86617號(hào)、特開2001-139540號(hào)、特開2001-288193號(hào)等由以往公知的方法合成的材料。在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中，具體是使用了3M Fluorad HQ-115(住友スリ-エム株式會(huì)社制)。
鹽2的三(三氟甲烷磺酰)甲基化鋰使用的是美國專利特許第5554664號(hào)、日本專利特開2000-219692號(hào)、特開2000-226392號(hào)等由以往公知的方法合成的材料。具體是由以下的方法合成。將甲基鋰/醚溶液注入燒瓶中，冷卻至-55℃，一邊激烈攪拌一邊滴下三氟甲烷磺酰氯。然后慢慢升溫，在沸騰回流中使其長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)。再放至室溫，然后一邊冷卻一邊添加鹽酸。接著，將結(jié)晶析出的氯化鋰和氫氧化鋰過濾得到的濾液用醚抽提后，用飽和食鹽水再進(jìn)行洗凈。在添加無水硫酸鎂進(jìn)行干燥之后，由孔徑0.2μm膜濾器進(jìn)行減壓過濾，在減壓下從濾液中將溶劑除去，然后添加甲苯進(jìn)行共沸脫水，對(duì)由此得到的結(jié)晶進(jìn)行干燥。
鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀與上述鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰一樣，使用的是由上述公報(bào)記載的由以往公知的方法合成的材料。具體是使用了森田化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的、作為鋰電池和電容器用氟化合物的一種進(jìn)行銷售的材料。下面記載的是可獲得鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰和鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀方法的一例。首先，在4個(gè)燒瓶中添加乙腈、氟化鉀、三氟甲烷磺?；０?CF3SO2NH2)，將反應(yīng)器浸漬在40℃的熱水中，一邊充分?jǐn)嚢枰贿厡?dǎo)入三氟甲烷磺酰氟化物(CF3SO2F)，將反應(yīng)液過濾，在減壓下將濾液濃縮，得到鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀。將該雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀注入裝有濃硫酸的燒瓶中，加熱熔化后將通過減壓下蒸餾而得到的雙(三氟甲烷磺酰)亞胺酸(HN(SO2CF3)2)溶解于純水中，與碳酸鋰反應(yīng)進(jìn)行過濾，通過將濾液濃縮而得到鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰。該方法作為鹽1的低成本且高效率的制造方法，在日本專利特開2001-288193號(hào)中已公開。通過該方法制造，因鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀可在鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰造工序中可作為中間物質(zhì)而生成，故具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。
鹽4的己基三甲基銨-雙(三甲烷磺酰)酰亞胺用了光榮化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制的材料。
鹽5的1-乙基-3-甲基咪唑鎓-雙(三氟甲烷磺酰)酰亞胺(MI-TFSI)使用的是ステラケミフア株式會(huì)社制的材料，鹽6的1-乙基-3-甲基咪唑鎓-四氟硼酸鹽I-BF4)也是使用ステラケミフア株式會(huì)社制的材料。
EO-PO-AGE共聚物、氯醇橡膠使用了與可離解的鹽預(yù)先混煉的材料。在炭黑和EPDM的并用系中，使用的是將炭黑預(yù)先與EPDM混煉而形成母膠化的材料。在實(shí)施例6中，使用了將碳黑預(yù)先在NBR中混煉而形成母膠化的材料。硫化促進(jìn)劑1是二硫化二苯并噻唑基，硫化促進(jìn)劑2是一硫化四甲基秋蘭姆，發(fā)泡劑1是4，4’-氧代雙(苯磺酰肼)。
構(gòu)成偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的非連續(xù)相的聚合物的體積電阻率ρV1、構(gòu)成連續(xù)相的聚合物的體積電阻率ρV2、構(gòu)成偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的非連續(xù)相的聚合物的體積電阻率ρV3的測(cè)定是在不添加鹽的狀態(tài)下進(jìn)行的。
例如，在實(shí)施例1或?qū)嵤├?中，對(duì)ZSN8030為100重量部、シ-スト3為9重量部、銀嶺R為5重量部、硬脂酸4931為1重量部、粉末硫黃為1.5重量部、ノクセラ-DM為1.5重量部、ノクセラ-TS為0.5重量部配比的組合物的體積電阻率進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定時(shí)的外加電壓是100V，測(cè)定環(huán)境是23℃，相對(duì)濕度是55％。
(體積電阻率的測(cè)定)對(duì)于上述制作的測(cè)定用片材，使用アドバンテストコポレション社制的超高電阻微電流計(jì)R-8340A，在23℃、相對(duì)濕度55％的恒溫恒濕條件下進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定方法是按照J(rèn)IS K 6911中記載的體積電阻率(體積固定電阻值)的測(cè)定方法，又，測(cè)定時(shí)的外加電壓是100V。表中表示了常用對(duì)數(shù)值。對(duì)于本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的后述的導(dǎo)電性皮帶的實(shí)施例12～17、比較例11～16，原封不動(dòng)地使用了得到的導(dǎo)電性皮帶，在皮帶周向的4點(diǎn)×長(zhǎng)度方向5點(diǎn)共計(jì)20點(diǎn)上進(jìn)行了與上述相同的測(cè)定，表中記載了log10ρV[Ω·cm]的平均值。
(輥?zhàn)与娮柚?如圖4所示，在溫度23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，將通過芯軸42的導(dǎo)電層41對(duì)接狀地搭載在φ30的鋁滾筒43上，將與電源44的+側(cè)連接的內(nèi)部電阻r(100Ω～10kΩ)導(dǎo)線的前端與鋁滾筒43的一端面連接，同時(shí)將與電源44的一側(cè)連接的導(dǎo)線的前端與芯軸42的一端面連接進(jìn)行通電。向芯軸42的兩端部各自施加500g的負(fù)荷F，在芯軸42與鋁滾筒43之間一邊施加1000V電壓一邊使鋁滾筒43回轉(zhuǎn)，從而間接性使導(dǎo)電輥40回轉(zhuǎn)。此時(shí)，在周向上進(jìn)行36次電阻測(cè)定，求出其平均值。調(diào)節(jié)內(nèi)部電阻值使其與輥?zhàn)与娮柚档募?jí)別相符，盡力加大測(cè)定值的有效數(shù)字。在該圖4的裝置中，若將外加電壓作為E，則輥?zhàn)与娮柚礡成為了r×E/V-r，但本次-r被視為微小，成為了R＝r×E/V，從向內(nèi)部電阻r施加的檢測(cè)電壓V中算出輥?zhàn)与娮柚怠１碇斜硎玖嗽撦佔(zhàn)与娮柚档钠骄档某Ｓ脤?duì)數(shù)值。
(輥?zhàn)与娮柚档沫h(huán)境依存性的測(cè)定)將圖4所示的裝置放置在各測(cè)定環(huán)境中，在外加電壓1000V以及10℃相對(duì)濕度15％(LL條件)或者32.5℃相對(duì)濕度90％(HH條件)的條件下，測(cè)定輥?zhàn)拥碾娮柚礡(Ω)，按照Δlog10R＝log10R(10℃相對(duì)濕度15％)-log10R(32.5℃相對(duì)濕度90％)的公式算出環(huán)境依存性。另外，表中表示了該常用對(duì)數(shù)值。該值最好不要超過1.7。
(輥?zhàn)与娮柚档闹芟虿痪鶆?使用圖4所示的裝置，在溫度23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，向芯軸42的兩端分別施加500g的負(fù)荷F，通過使鋁滾筒以轉(zhuǎn)速30rpm進(jìn)行回轉(zhuǎn)，在導(dǎo)電輥回轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在附加1000V外加電壓時(shí)，求出1周內(nèi)的周向不均勻((周向的電阻值的最大值/周向的電阻值的最小值)的比率)。周向不均勻以1.0～1.3為宜，以1.0～1.2為更好，最好是1.0～1.15。
(連續(xù)通電時(shí)的電阻上升)下面是有關(guān)[實(shí)施例1～11]、[比較例1～10]。
在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，在與輥?zhàn)与娮柚礫Ω]測(cè)定時(shí)同樣的狀態(tài)下，向輥?zhàn)舆B續(xù)施加96小時(shí)的1000V的恒定電壓。此時(shí)，與上述一樣對(duì)剛施加電壓后的輥?zhàn)与娮柚礡(t＝0hr.)和施加96小時(shí)后的輥?zhàn)与娮柚礡(t＝96hr.)的值進(jìn)行測(cè)定，使用這些值，對(duì)連續(xù)通電時(shí)的電阻上升量Δlog10R(t＝96hr.)[Ω]＝log10R(t＝96hr.)-log10R(t＝0hr.)計(jì)算。表1～表4中示有數(shù)值。另外，鋁滾筒的轉(zhuǎn)速為30rpm，直徑30mmφ，故回轉(zhuǎn)時(shí)的線速度是94mm/分鐘。
(壓縮永久形變)使用了將上述得到的導(dǎo)電輥以10mm寬度進(jìn)行端面平行切割后的試驗(yàn)片，按照J(rèn)IS K6262中記載的硫化橡膠及其熱塑性橡膠的永久形變?cè)囼?yàn)法，以測(cè)定溫度70℃、測(cè)定時(shí)間22～24小時(shí)、壓縮率25％的條件進(jìn)行了測(cè)定。當(dāng)該永久形變?cè)囼?yàn)法的值超過30％時(shí)，制成輥?zhàn)訒r(shí)的尺寸變化過大，不能實(shí)用化的可能性很大。
(感光鼓污染試驗(yàn))
在實(shí)施例1～實(shí)施例11、比較例1～比較例10中，以下列的方法進(jìn)行了試驗(yàn)。
將實(shí)施例·比較例的硫化橡膠切片推至放置于Hewlett-Packard公司制的LaserJst4050型激光打印機(jī)的卡盤(卡盤型C4127X)的感光鼓上，在此狀態(tài)下，在32.5℃、相對(duì)濕度90％的條件下進(jìn)行2周時(shí)間保管。然后從感光鼓上將硫化橡膠切片除去，使用該感光鼓由上述打印機(jī)進(jìn)行半色調(diào)打印，按照下列基準(zhǔn)檢查在印刷物上是否有臟污。
○用目視看不到印刷物的污染Δ輕度的污染(通過五張紙以內(nèi)的打印、用目視無法明顯看清的使用上無問題的污染)×重度的污染(打印五張紙以上就可用目視看出印刷物的異常污染)另外，對(duì)于后述本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)中的有關(guān)導(dǎo)電性皮帶的實(shí)施例12～17、比較例11～16。使用了得到的導(dǎo)電性皮帶的切片和富士Xerox株式會(huì)社的激光束打印機(jī)DocuPrint180以及放置在該卡盤(商品號(hào)碼CT350035)上的感光鼓，與上述一樣進(jìn)行了評(píng)價(jià)，但保管條件是45℃，相對(duì)濕度是80％。
(硬度的測(cè)定)對(duì)于導(dǎo)電輥，使用JIS K 6253中記載的E型硬度計(jì)，在附加500g負(fù)荷的條件下測(cè)定了硬度(硬度計(jì)E硬度)。對(duì)于實(shí)心輥，施加了負(fù)荷1000g。
如表1、2所示，由于實(shí)施例1～11的導(dǎo)電輥是在所需要的一相第1非連續(xù)相中偏在有可離解的鹽，因此，電氣特性都優(yōu)良，同時(shí)未發(fā)生有轉(zhuǎn)移污染等問題。特別是電阻的環(huán)境依存性小，并且連續(xù)通電時(shí)的電阻上升也小。又，作為發(fā)泡輥，也是通電時(shí)的電阻上升小，故屬于良好。
特別是如實(shí)施例8所示，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，當(dāng)使用雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀的場(chǎng)合，因可得到比雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰少的工序，故可降低成本，并且，由于鉀陽離子比鋰陽離子稍重，因此可大幅度減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。
如實(shí)施例9所示，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，當(dāng)使用季銨鹽的場(chǎng)合，因不僅加重了陽離子，而且能充分得到導(dǎo)電性，因此與上述一樣，可減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。
如實(shí)施例10所示，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，當(dāng)使用EMI-TFSI的場(chǎng)合，可減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，同時(shí)也可減小電阻值的環(huán)境依存性，非常優(yōu)良。
如實(shí)施例11所示，即使使用EMI-BF4的場(chǎng)合，也能得到較好的結(jié)果。
另一方面，如表3、4所示，比較例1因未配比有可離解的鹽，故作為上述記載的復(fù)制皮帶使用，體積固定電阻值和輥?zhàn)与娮柚瞪愿?。又，與實(shí)施例1～11作一比較，作為導(dǎo)電輥，電阻值的環(huán)境依存性也稍大。
比較例2、3、7～10因在連續(xù)相中偏在有可離解的鹽，故連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，故不合適。
比較例4、5因在一相的系統(tǒng)中使用了可離解的鹽，故連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，故不合適。
比較例6因在連續(xù)相中使用了基本絕緣的EPDM，故提高了體積固定電阻值和輥?zhàn)与娮柚怠Ｓ?，因與EPDMEO-PO-AGE共聚物的相容性差，故周向不均勻也非常大。
又，上述的圖3是在原子力顯微鏡(AFM)式的掃描型探頭顯微鏡(SPM)中、以相位模式觀察實(shí)施例2的形態(tài)。又，圖5表示比較例3的形態(tài)(1邊10μm)。比較例3由一個(gè)連續(xù)相和一個(gè)非連續(xù)相構(gòu)成，在連續(xù)相中偏在有可離解的鹽。
圖6表示實(shí)施例1和比較例2的連續(xù)通電時(shí)的電阻變化。橫軸是通電時(shí)間，縱軸是輥?zhàn)与娮柚?。在?shí)施例1和比較例2中，初始狀態(tài)的輥?zhàn)与娮柚荡笾孪嗟?，但如圖6所示，通過連續(xù)通電，比較例2明顯地使電阻上升，反之，實(shí)施例1只是略微上升。
圖7和圖8表示第2實(shí)施形態(tài)，將使用本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物組合物形成的導(dǎo)電性皮帶13用作了復(fù)制皮帶。
所述導(dǎo)電性皮帶13由2個(gè)皮帶輪14形成張架狀態(tài)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)電性皮帶13上側(cè)的直線狀部分15上，搭載著紙等的片材16進(jìn)行輸送，又，將感光鼓上作成的墨粉圖像復(fù)制在片材16上。
所述導(dǎo)電性皮帶13不限定于以下的形態(tài)，但只能由環(huán)形皮帶狀的一層導(dǎo)電聚合物組合物組成的導(dǎo)電層21所組成。該導(dǎo)電層21如圖8所示，由一相的連續(xù)相1’、一相的第1非連續(xù)相2’組成，連續(xù)相1’和第1非連續(xù)相2’呈海島構(gòu)造。
只有在第1非連續(xù)相2’中，偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽，與構(gòu)成連續(xù)相1’相比，構(gòu)成該第1非連續(xù)相2’的聚合物與可離解的鹽的親和性高。
具體地講，作為構(gòu)成偏在有可離解的鹽的第1非連續(xù)相2’，使用由聚氧乙烯嵌段尼龍12共聚物組成的樹脂型抗靜電劑30重量部，作為構(gòu)成連續(xù)相1’的聚合物，使用由聚醚組成的軟鏈段和由聚酯組成的硬鏈段構(gòu)成的聚酯系熱塑性彈性體100重量部。
若將構(gòu)成第1非連續(xù)相的樹脂型抗靜電劑的體積電阻率作為ρV1，將構(gòu)成連續(xù)相的聚酯系熱塑性彈性體的體積電阻率作為ρV2，則log10ρV1為9，log10ρV2為13.4，(log10ρV2-log10ρV1)的值為4.4。構(gòu)成第1非連續(xù)相2’的聚合物與構(gòu)成連續(xù)相1’的聚合物的重量比為23∶77。
作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，使用了包含具有氟基和磺酸基的陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰1.5重量部。該鹽是在PC/DME系混合溶劑(體積分率1/2)中，以25℃、0.1mol/升的鹽濃度測(cè)定的電導(dǎo)率是4.0mS/cm，在不通過由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物和低分子量極性化合物組成的媒介進(jìn)行配比。
導(dǎo)電性皮帶13由以下方法進(jìn)行制造。
使用轉(zhuǎn)鼓對(duì)可離解的鹽和樹指型抗靜電劑進(jìn)行干混。將該干混物快速地送入雙軸擠出機(jī)中，在170℃～210℃條件下混煉2分鐘之后進(jìn)行冷卻而形成粒料。在由此得到的混煉物的粒料中，與上述一樣把聚酯系熱塑性彈性體的粒料干混進(jìn)去，再使用雙軸擠出機(jī)在210℃～270℃條件下混煉2分鐘，冷卻后制作成導(dǎo)電聚合物組合物的粒料。通過擠出成形機(jī)將該導(dǎo)電聚合物組合物的粒料成形成皮帶狀。
導(dǎo)電性皮帶13是在外加電壓100V條件下測(cè)定的JIS K 6911中記載的體積電阻率為109.6[Ω·cm]。
又，導(dǎo)電性皮帶13是在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)厚度0.25mm的樣品進(jìn)行5小時(shí)連續(xù)附加1000V恒定電壓場(chǎng)合的體積電阻率ρV[Ω·cm]進(jìn)行測(cè)定，體積電阻率的上升量Δlog10ρV＝log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)的值規(guī)定為0.36。又，對(duì)10℃相對(duì)濕度15％、32.5℃相對(duì)濕度90％的條件下的體積電阻率ρV[Ω·cm]進(jìn)行測(cè)定，體積電阻率的上升量Δlog10ρV＝log10ρV(10℃相對(duì)濕度15％)-log10ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值規(guī)定為1.4。
所述導(dǎo)電性皮帶13是在第1非連續(xù)相2’中，具有偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的導(dǎo)電層21。并且作為該添加的鹽，使用可用少量降低電阻值的鹽，又，由于適當(dāng)選擇了各相中使用的聚合物，因此可防止附加電場(chǎng)時(shí)引起的鹽向系統(tǒng)外的轉(zhuǎn)移和連續(xù)通電時(shí)的電阻上升等，同時(shí)可得到實(shí)用所需的低電阻值。又可使厚度方向具有適度柔軟性但長(zhǎng)度方向不容易伸長(zhǎng)。如后述的實(shí)施例12～17所示，在作為非氯·非溴系的組合物時(shí)，環(huán)境性也良好，成為了實(shí)用性非常優(yōu)良的導(dǎo)電性無縫皮帶。
上述第2施形態(tài)的皮帶用作了復(fù)制皮帶，除此之外，也可適用于圖像形成裝置等中使用的中間復(fù)制皮帶、定影皮帶、顯象皮帶、輸送皮帶等。特別是若制成白色的皮帶，則因可簡(jiǎn)單地用目視看到墨粉的附著，故適用于清理性能的評(píng)價(jià)，適合作為中間復(fù)制皮帶使用。
制作上述導(dǎo)電性皮帶的實(shí)施例12～17、比較例11～16進(jìn)行物性測(cè)定。
采用上述的方法，使用轉(zhuǎn)鼓、雙軸擠出機(jī)將表5～表7中記載的各配比材料進(jìn)行配比，混煉后由樹脂用的擠出成形機(jī)擠出，制成內(nèi)徑168mm、平均厚度0.25mm、寬度350mm的復(fù)制皮帶用的導(dǎo)電性皮帶。表5～表7表示評(píng)價(jià)結(jié)果及其作為所述皮帶的各種評(píng)價(jià)。又，與上述表1～表4中的值一樣測(cè)定求出的各聚合物的Tg[℃]，也一并在表中作出表示。
表5

表6

表7

作為構(gòu)成非連續(xù)相的聚合物，使用了由本發(fā)明用的那種與可離解成陽離子和陰離子的鹽的親和性非常高的聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍12共聚物和聚醚-酯-酰胺共聚物組成的樹脂型抗靜電劑，在其中偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽即鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰等。作為連續(xù)相，使用了由聚醚組成軟鏈段和由聚酯組成的硬鏈段的共聚物。制作成雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰等的鹽的濃度都是5wt％那樣的與上述樹脂型抗靜電劑的母膠混合體，使用了這一母膠混合體。另外，比較例12的數(shù)據(jù)中的ρV2值和組合物的體積固定電阻值顯示出相當(dāng)?shù)偷闹担纱丝梢钥闯?，這些實(shí)施例中使用的熱塑性彈性體(ペルプレン)具有與本發(fā)明中使用的鹽相當(dāng)大的親和性。
(比較例11～16)比較例11是將鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰溶解在己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯中的20wt％后的材料，與聚酯熱塑性彈性體(聚醚-聚醚嵌段共聚物ペルプレンP90BD)配比。此時(shí)，使用在該己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯中溶解有20wt％鹽1的己二酸酯系離子導(dǎo)電賦于劑2.5重量部，由此制成鹽1的量為0.5重量部。
比較例12是將鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰，在不使用由低分子量的聚醚化合物和低分子量極性化合物組合的介質(zhì)的狀態(tài)下直接分散于聚酯熱塑性彈性體1相中來使用。
比較例13～16與比較例12相同，分別在不使用由低分子量的聚醚化合物和低分子量極性化合物組合的介質(zhì)的狀態(tài)下，將上述的鹽3～6直接分散于聚酯熱塑性彈性體1相中來使用。
樹脂型抗靜電劑1以聚環(huán)氧乙烷嵌段尼龍12共聚物為主成分。樹脂型抗靜電劑2以聚醚-酯-酰胺共聚物為主成分。
(體積固定電阻值環(huán)境依存性)在導(dǎo)電性皮帶的實(shí)施例·比較例中，在10℃相對(duì)濕度15％(LL環(huán)境)和32.5℃相對(duì)濕度90％(HH環(huán)境)下，也與上述一樣，對(duì)附加100V時(shí)的導(dǎo)電性皮帶的體積電阻率進(jìn)行了測(cè)定。
再按照體積電阻率的環(huán)境依存性Δlog10ρV(LL-HH)[Ω·cm]＝log10ρV(10℃、15％rh.)-log10ρV(32、5℃、90％rh.)的公式計(jì)算環(huán)境依存性的數(shù)值，表5～表7中記載有該值。該值最好不要超出1.7。
體積固定電阻值、感光鼓污染試驗(yàn)，按照上述導(dǎo)電輥的測(cè)定方法中已說明的方法進(jìn)行測(cè)定。
(連續(xù)通電時(shí)的電阻上升)下面是有關(guān)[實(shí)施例12～17]、[比較例11～16]。
在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，在與體積固定電阻值測(cè)定時(shí)同樣的狀態(tài)下，在厚度0.25mm的導(dǎo)電性皮帶內(nèi)的某一點(diǎn)上，使用アドバンテストコポレ-ション社制的數(shù)字超高電阻微電流計(jì)R-8240A，連續(xù)施加5小時(shí)的1000V的恒定電壓。此時(shí)，與上述一樣對(duì)剛施加電壓后的皮帶的體積固定電阻值ρV(t＝0hr.)和施加5小時(shí)后的皮帶的體積固定電阻值ρV(t＝5hr.)的值進(jìn)行測(cè)定，使用這些值，對(duì)連續(xù)通電時(shí)的電阻上升量Δlog10ρV(t＝5-0hr.)[Ω]＝log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)計(jì)算。表5～表7中表示有數(shù)值。
(平面內(nèi)的不均勻)導(dǎo)電性皮帶的平面內(nèi)不均勻的測(cè)定是在上述已說明的導(dǎo)電性皮帶的體積電阻率(體積固定電阻值)的測(cè)定中，對(duì)于在由1根皮帶內(nèi)得到的20點(diǎn)的體積固定電阻值，進(jìn)行最小值除以該最大值的計(jì)算，表5～表7中記載有該值。由此可以看出，實(shí)施例·比較例中所有的皮帶都基本上無平面內(nèi)不均勻，非常均一。而在碳導(dǎo)電的皮帶中，當(dāng)該值是2～10左右的大的值時(shí)，也可得到100程度。
如表5所示，實(shí)施例12·13因在所要的一相的第1非連續(xù)相中偏在有可離解的鹽，故都是在電氣特性優(yōu)良的同時(shí)又不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移污染的問題。特別是減小了電阻值的環(huán)境依存性，而且可減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。
如表6所示，實(shí)施例14是作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，使用了鹽3的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鉀，取代了鹽1的雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰，除此之外與實(shí)施例12相同。因鹽3是一種陽離子比鋰離子重的鉀離子，故可進(jìn)一步減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。又如上所述，鹽3比鹽1成本低，但由于以同一配比量可得到基本相同的電阻值，故可降低成本，而且還可進(jìn)一步減小體積固定電阻值的環(huán)境依存性。
在實(shí)施例15中，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，除了使用鹽4來取代鹽1之外，與實(shí)施例12相同。與比較例14相比，可以看出在環(huán)境依存性、連續(xù)通電時(shí)的電阻上升、感光鼓污染等方面具有優(yōu)良的特性。
在實(shí)施例16中，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，除了使用鹽5來取代鹽1之外，與實(shí)施例12相同。與實(shí)施例14一樣，因陽離子重，且能得到充分的導(dǎo)電性，故可減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升。并且，可進(jìn)一步減小體積固定電阻值的環(huán)境依存性。
在實(shí)施例17中，作為可離解成陽離子和陰離子的鹽，除了使用鹽6來取代鹽1之外，與實(shí)施例12相同。與其它實(shí)施例相比，可以看出雖然環(huán)境依存性等稍差，但若與比較例16相比，則在通電上升這一點(diǎn)上非常優(yōu)良。
另一方面，比較例11由于是在一相的系統(tǒng)中使用了可離解的鹽，又使用了由低分子量極性化合物組成的介質(zhì)將這種鹽分散，因此使連續(xù)時(shí)的電阻上升非常大，也產(chǎn)生了感光鼓污染，故不適合。
比較例12是連續(xù)通電時(shí)的電阻上升大，環(huán)境依存性也稍大。
對(duì)于比較例13～16，因與比較例12相同是1相的系列，故加大了連續(xù)通電時(shí)的溫度上升。又在比較例14中，也產(chǎn)生感光鼓污染，故不合適。
圖9是具有由本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的阻燃無縫的皮帶組成的中間復(fù)制皮帶33的彩色打印機(jī)用的圖像形成裝置。彩色用打印機(jī)具有復(fù)制輥30a、30b、帶電輥31、感光鼓32、中間復(fù)制皮帶33、定影輥34、四色的墨粉35(35a、35b、35c、35d)、鏡子36。
在由該彩色用圖像形成裝置形成圖像時(shí)，首先使感光鼓32朝圖中的箭頭方向回轉(zhuǎn)，在由帶電輥31使感光鼓32帶電之后，激光37通過鏡子36使感光鼓32的非圖像部嚗光而去除靜電，與掃描部相當(dāng)?shù)牟糠殖蔀榱藥щ姞顟B(tài)。其次，向感光鼓32供給墨粉35a，使帶電掃描部上附著上墨粉35a而形成第一種色彩的圖像。這種墨粉圖像通過向一次復(fù)制輥30a賦于電場(chǎng)，復(fù)制在中間復(fù)制皮帶33上。同樣，感光鼓32上形成的墨粉35b～35d的各色圖像復(fù)制在中間復(fù)制皮帶33上，一次在中間復(fù)制皮帶33上形成由4色的墨粉35(35a～35d)組成的全彩色圖像。則該全彩圖像通過向二次復(fù)制輥30b賦于電場(chǎng)而被復(fù)制在被復(fù)制體(通常是紙)38上，通過加熱至所定溫度的定影輥34，使被復(fù)制體38的表面定影。另外，雙面印刷時(shí)，通過定影輥34的被復(fù)制體38在打印機(jī)內(nèi)部反轉(zhuǎn)，重復(fù)上述圖像形成工序，再次在背面形成圖像。
本發(fā)明的由阻燃無縫皮帶組成的中間復(fù)制皮帶33是以聚酯熱塑性彈性體為主成分，相對(duì)于全重量，含有黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)25重量％的比例，相對(duì)于全聚合物成分100重量部，將具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰含有1.2重量部，相對(duì)于聚酯熱塑性彈性體100重量部，將具有聚醚嵌段的共聚物即聚環(huán)氧乙烷聚醚嵌段尼龍12共聚物(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-57℃)含有30重量部的比例，使用雙軸擠出機(jī)將體積電阻率為109.6Ω·cm的熱塑性組合物混煉之后，通過擠出成形而形成。
若將測(cè)定環(huán)境23℃、相對(duì)濕度55％、試料厚度250μm、外加電壓1000V條件下施加電壓時(shí)的電壓剛施加后的體積電阻率作為ρV(t＝0hr.)、將連續(xù)施加5小時(shí)電壓后的體積電阻率作為ρV(t＝5hr.)，則log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)＝0.36。
又，低溫低濕(10℃、相對(duì)濕度15％)條件下的體積電阻率ρV(10℃相對(duì)濕度15％)與高溫高濕(32.5℃、相對(duì)濕度90％)條件下的體積電阻率ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)的關(guān)系是log10ρV(10℃相對(duì)濕度15％)-log10ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)＝1.6。
在本實(shí)施形態(tài)中，具有聚醚嵌段的共聚物的重量是上述化學(xué)式1中記載的具有陰離子的鹽的重量的19.2倍。另外，雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰在不通過由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物和低分子量極性化合物組成的媒介狀態(tài)下進(jìn)行配比。
本發(fā)明的中間復(fù)制皮帶33具有優(yōu)良的阻燃性，也無感光鼓污染，而且，厚度方向具有柔軟性但長(zhǎng)度方向不易伸長(zhǎng)，是一種對(duì)環(huán)境影響小且實(shí)用性非常優(yōu)良的無縫皮帶。又，在對(duì)體積電阻率無影響的情況下向皮帶賦于阻燃性，減小了電阻值的平面內(nèi)偏差和環(huán)境依存性，同時(shí)減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升，又能使擠出平面平滑。這樣，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)等的圖像形成裝置內(nèi)，即使將本發(fā)明的阻燃無縫皮帶放置在高電壓、高溫環(huán)境下，也可在不受使用狀態(tài)限制的狀態(tài)下使用，可得到均一的圖像。
下面詳細(xì)說明例如可作為中間復(fù)制皮帶使用的阻燃無縫皮帶的制造方法。
首先，將具有聚醚嵌段的共聚物作為主成分，制作配比有5重量％的具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽導(dǎo)電母膠混合體，同時(shí)制作分別配比有相同量的聚酯系熱塑性彈性體和黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的阻燃母膠混合體。由雙軸擠出機(jī)對(duì)阻燃母膠混合體和聚酯系熱塑性彈性體進(jìn)行所要量的混煉，得到按規(guī)定量配比有各材料的皮帶成形用的由熱塑性組合物組成的材料。
導(dǎo)電母膠混合體的混煉溫度以200℃～270℃為宜，最好是200℃～250℃。混煉時(shí)間以1分鐘～20分鐘為宜，阻燃母膠混合體的混煉溫度同樣是以200℃～270℃為宜，最好是200℃～250℃。混煉時(shí)間以1分鐘～20分鐘為宜。
圖10表示皮帶制造裝置50。皮帶制造裝置50包括投入材料的料斗51；將投入的材料熔化擠出的擠出機(jī)52；擠出機(jī)52的中心軸與模具的中心軸呈直角、構(gòu)成園形口模的十字模頭53；配置于擠出機(jī)52與十字模頭53間、調(diào)整擠出量的齒輪泵54；從內(nèi)周面?zhèn)葘?duì)擠出的環(huán)狀物B進(jìn)行整形的定型用模型即內(nèi)定型模55；將整形后的環(huán)狀物B引向垂直方向的引出機(jī)56；以及將連續(xù)成形的環(huán)狀物B切割成所定長(zhǎng)度的自動(dòng)切割機(jī)57。十字模頭53由園形口模的口型唇口53a將熔化物朝垂直向下進(jìn)行擠出。
將所述皮帶成形用材料從擠出機(jī)52的料斗51投入，以200℃～270℃、最好是200℃～250℃進(jìn)行熔化，將熔化物一邊用齒輪泵54進(jìn)行擠出量的調(diào)整，一邊送入十字模頭53中。以擠出速度133mL/min、從十字摸頭53的園形口模的口型唇口53a將熔化物向垂直的下方擠出。從模具凸緣53a擠出的環(huán)狀物B沿著內(nèi)定型模55以70℃～100℃冷卻，整形為皮帶狀，通過引出機(jī)56向垂直的下方引出，由自動(dòng)切割機(jī)57切割成所定長(zhǎng)度，制造出阻燃無縫皮帶。
上述第3實(shí)施形態(tài)的阻燃皮帶用作了中間復(fù)制皮帶，除此之外，也可適用于圖像形成裝置等中使用的定影皮帶、顯象皮帶、輸送皮帶等。特別是若制成白色的皮帶，則因可簡(jiǎn)單地用目視看到墨粉的附著，故適用于清理性能的評(píng)價(jià)，可適合作為中間復(fù)制皮帶使用。
上述第3實(shí)施形態(tài)是使用所述熱塑性組合物成形的只有一層的構(gòu)造，但也可是至少在外周面?zhèn)染哂幸粚油扛矊?。涂覆層等的包覆層也可是兩層、三層等的多層?gòu)造，可作為無縫皮帶的外周面?zhèn)然?及內(nèi)周面?zhèn)取?br> 聚酯系熱塑性彈性體可使用聚酯聚醚系或聚酯聚酯系等。又，只要具有上述化學(xué)式1中記載的陰離子，則不限定于上述的鹽，也可變更陽離子的種類等。具有聚醚嵌段的共聚物也可適當(dāng)變更。另外，除了上述擠出成形訴制造方法之外，也可采用噴射成形等方法成形，也可在不使用母膠混合體的情況下成形。
下面對(duì)第3實(shí)施形態(tài)3的阻燃皮帶的實(shí)施例、比較例進(jìn)行詳細(xì)說明。
(實(shí)施例18)將具有上述化學(xué)公式中記載的陰離子的鹽即雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰，以5重量％的比例與具有聚醚嵌段的共聚物(IrgastatP6、チバスペシヤルテイケミカルズ制聚環(huán)氧乙烷聚醚嵌段尼龍12共聚物(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-57℃))進(jìn)行干混，將其投入雙軸擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定在210℃中進(jìn)行混煉，得到導(dǎo)電性母膠混合體。此時(shí)的樹脂溫度實(shí)測(cè)值是230℃。
將黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)(M℃640東產(chǎn)化學(xué)制)以50重量％的比例與聚酯系熱塑性彈性體(ペルプレン90BD、東洋紡織制聚酯聚醚系(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-57℃))進(jìn)行干混，將其投入雙軸擠出機(jī)的料斗中，設(shè)定在210℃中進(jìn)行混煉，得到導(dǎo)電性母膠混合體。此時(shí)的樹脂溫度實(shí)測(cè)值是230℃。
將聚酯系熱塑性彈性體、導(dǎo)電性母膠混合體、阻燃母膠混合體各自的粒料，按照以下的比例即、相對(duì)于具有聚醚嵌段的共聚物和聚酯熱塑性彈性體的合計(jì)的全聚合物成分100重量部，雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰的含有量比例為1.2重量部；相對(duì)于聚酯系熱塑性彈性體100重量部，聚醚嵌段的共聚物的含有量比例為30重量部，又，黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)的含有量的比例為全重量的25重量％的比例進(jìn)行干混。將其投入雙軸擠出機(jī)的料斗中，以210℃進(jìn)行混煉，得到皮帶形成用的材料。此時(shí)的樹脂溫度實(shí)測(cè)值是230℃。
將制作成的皮帶形成用的材料，投入上述圖10所示的制造裝置的擠出機(jī)的料斗中，使擠出機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而熔化，在模具溫度235℃條件下，由內(nèi)徑185mm、間隙0.5mm的園型口模將熔化物朝垂直方向擠出，然后沿著外徑170mm的內(nèi)定型模，以80℃冷卻固化成形，以拉伸速率1m/min朝垂直向下方向拉出，由自動(dòng)切割機(jī)切割成寬度400mm，連續(xù)得到阻燃無縫皮帶。成為了皮帶內(nèi)徑＝169.5mm，平均厚度＝250μm，寬度＝400mm。
下列表示實(shí)施例18的皮帶的性能。各性能通過后述的方法進(jìn)行測(cè)定。
體積電阻率10的9.6次方(Ω·cm)連續(xù)通電時(shí)的電阻上升0.36平面內(nèi)偏差0.3環(huán)境依存性1.6表面粗糙度Rz＝1.1μm顯現(xiàn)圖像良好阻燃○(體積電阻率的測(cè)定及其連續(xù)通電時(shí)的電阻上升)使用アドバンテストコポレ-ション社制的數(shù)字式超高電阻微電流計(jì)R-8240A，在23℃相對(duì)濕度55％的恒溫恒濕條件下進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定方法按照J(rèn)IS K 6911中記載的體積電阻率的測(cè)定方法，又，將測(cè)定時(shí)的外加電壓規(guī)定為500V。
對(duì)于連續(xù)通電時(shí)的恒溫恒濕上升，將測(cè)定環(huán)境23℃、相對(duì)濕度55％、試料厚度250μm、外加電壓1000V條件下施加電壓時(shí)的電壓剛施加后的體積電阻率作為ρV(t＝0hr.)、將連續(xù)施加5小時(shí)電壓后的體積電阻率作為ρV(t＝5hr.)，對(duì)log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)的值作了評(píng)價(jià)。該值最好是在0.5以下。
又，對(duì)于實(shí)施例18、下列的實(shí)施例19、比較例17，圖11表示連續(xù)通電時(shí)的體積電阻率隨時(shí)間的變化。
(平面內(nèi)偏差)測(cè)定了各皮帶平面內(nèi)的30點(diǎn)的體積電阻率(Ω·cm)，30點(diǎn)的最大值的常用對(duì)數(shù)值-最小值的常用對(duì)數(shù)值＝平面內(nèi)偏差(測(cè)定環(huán)境23℃×55％、測(cè)定方法高架臺(tái)，URS探頭，10s、250V)。該平面內(nèi)的偏差值最好是在0.5以下。
(環(huán)境依存性)
將附加500V電壓時(shí)的LL條件(溫度10℃、相對(duì)濕度55％)的體積電阻率(Ω·cm)的常用對(duì)數(shù)值和HH條件(溫度32.5℃、相對(duì)濕度90％)的體積電阻率(Ω·cm)的常用對(duì)數(shù)值之差作為環(huán)境依存性。該環(huán)境依存性的值以2.5以下為宜，最好是1.7以下。
(表面粗糙度)按照J(rèn)IS K 0601測(cè)定了表面粗糙度Rz。測(cè)定條件規(guī)定為切斷值0.25mm、測(cè)定長(zhǎng)度2.0mm、測(cè)定速度0.3mm/s。
(顯現(xiàn)圖像)將各皮帶作為彩色電子照相裝置(精工-EPSON制、インタ-カラ-LP-8300C)的中間復(fù)制皮帶進(jìn)行安裝，進(jìn)行顯現(xiàn)圖像測(cè)試，對(duì)復(fù)制性能作了評(píng)價(jià)。
(阻燃)阻燃試驗(yàn)VTM2UL94以塑料材料的燃燒性試驗(yàn)為準(zhǔn)。采用與薄膜樣品對(duì)照的「薄片材料垂直燃燒試驗(yàn)VTM-0、VTM-1、VTM-2」的方法進(jìn)行了試驗(yàn)。將達(dá)到水平的作為「○」，將達(dá)不到水平的作為「×」。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的測(cè)定是使用テイ-·エイ·インスツルメント·ジヤンパン(株)的差示掃描熱量計(jì)DSC2910，以10℃/min一邊從-100℃升溫至100℃一邊進(jìn)行測(cè)定。
(實(shí)施例19)將具有聚醚嵌段的共聚物變更為聚醚-酯-酰胺共聚物(ペレスタツトNC6321三洋化成工業(yè)(株)制、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-43℃)。其它與實(shí)施例18一樣。
體積電阻率10的9.4次方(Ω·cm)連續(xù)通電時(shí)的電阻上升0.32平面內(nèi)偏差0.4環(huán)境依存性2.1表面粗糙度Rz＝1.6μm顯現(xiàn)圖像良好阻燃○(比較例17)按照將雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰在聚酯系熱塑性彈性體(ペレプレン90BD)中占有10重量％比例的要求，使用了干混料后的導(dǎo)電性母膠混合體，未包含有具有聚醚嵌段的共聚物。
相對(duì)于全聚合物成分100重量部，將雙(三氟甲烷磺酰)亞氨基鋰的含有量規(guī)定為0.5重量部。其它與實(shí)施例18一樣。
體積電阻率10的8.7次方(Ω·cm)連續(xù)通電時(shí)的電阻上升1.14平面內(nèi)偏差0.4環(huán)境依存性2.0表面粗糙度Rz＝1.6μm顯現(xiàn)圖像良好阻燃○如圖11所示，實(shí)施例18、19中，可以確認(rèn)即使在5小時(shí)連續(xù)施加電壓的場(chǎng)合，基本上看不到體積電阻率的上升，電氣特性非常穩(wěn)定，而在比較例中17，隨著通電時(shí)間的經(jīng)過，體積電阻率上升，特別是在通電初始階段的電阻上升大，在用于圖像形成裝置等時(shí)，必須實(shí)施更為細(xì)致的電阻值的控制，使用比較例17的阻燃皮帶時(shí)，結(jié)果是可以想象成本上升。
綜上所述，可以確認(rèn)，實(shí)施例18、19的評(píng)價(jià)結(jié)果都是良好，是一種實(shí)用性優(yōu)良的阻燃無縫皮帶，而比較例17則是由于包含具有聚醚嵌段的共聚物的雙相構(gòu)造，島相中未偏在有鹽，因此環(huán)境時(shí)的電阻上升非常大。
符號(hào)的說明1、1’ 連續(xù)相2、2’ 第1非連續(xù)相3 第2非連續(xù)相10 導(dǎo)電輥11、21 導(dǎo)電層12 芯軸13 導(dǎo)電性皮帶33 中間復(fù)制皮帶50 皮帶制造裝置51 料斗
52 擠出機(jī)53 十字模頭54 齒輪泵55 內(nèi)定型模
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，包括具有由含有離子導(dǎo)電性添加鹽的導(dǎo)電聚合物組合物形成的導(dǎo)電層的導(dǎo)電輥及其導(dǎo)電皮帶，其特征在于，所述導(dǎo)電層由連續(xù)相和一相或兩相以上的非連續(xù)相組成，該連續(xù)相和非連續(xù)相呈海—島構(gòu)造，所述非連續(xù)相的至少一相是偏在有可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相，構(gòu)成該第1非連續(xù)相的聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物相比，與所述可離解成陽離子和陰離子的鹽的親和性要高，又，由外加電壓100V條件下測(cè)定的JIS K 6911中記載的體積電阻率為104～1012[Ω·cm]的所述聚合物組合物所形成。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，若將構(gòu)成所述不均勻地分布有可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相的聚合物的體積電阻率作為ρV1，將構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物的體積電阻率作為ρV2，則成為0.2≤log10ρV2-log10ρV1≤5。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，構(gòu)成所述非連續(xù)相的聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的重量比是(構(gòu)成所述非連續(xù)相的聚合物∶構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物)＝(5∶95)～(75∶25)。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述非連續(xù)相由所述第1非連續(xù)相和第2非連續(xù)相組成，該第1非連續(xù)相中不均勻地分布有所述可離解成陽離子和陰離子的鹽，但在第2非連續(xù)相和連續(xù)相中基本上未分配有鹽，并且，所述各相的聚合物與鹽的親和性是第1非連續(xù)相＞連續(xù)相＞第2非連續(xù)相，各相的電阻值(體積電阻率)是第1非連續(xù)相＜連續(xù)相＜第2非連續(xù)相。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述可離解成陽離子和陰離子的鹽在碳酸異丙烯酯/碳酸二甲酯系混合溶劑(體積分率1/2)中、以25℃、0.1mol/升的鹽濃度測(cè)定的電導(dǎo)率應(yīng)在2.3mS/cm以上。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述可離解成陽離子和陰離子的鹽是具有包含氟基、磺?；年庪x子的鹽。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述可離解成陽離子和陰離子的鹽是鋰鹽、鉀鹽、季銨鹽、咪唑鎓鹽。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物組合物是硫化橡膠組合物或熱塑性彈性體組合物。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述各相中使用的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為-40℃以下。
10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述連續(xù)相含有低腈NBR，第1非連續(xù)相含有聚醚系聚合物，第2非連續(xù)相含有EPDM，在所述第1非連續(xù)相的聚醚系聚合物中不均勻地分布有所述鹽。
11.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述連續(xù)相含有低腈NBR，第1非連續(xù)相含有聚醚系聚合物，第2非連續(xù)相含有EPDM，所述連續(xù)相、第1非連續(xù)相、第2非連續(xù)相的體積分率是連續(xù)相＞第2連續(xù)相＞第1非連續(xù)相。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述低腈NBR配比為90～50重量％，三元乙丙橡膠配比為10～40重量％，聚醚系聚合物配比為0.5～25重量％，所述鹽配比為0.1～2重量％。
13.如權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，作為所述聚醚系聚合物，至少含有環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚共聚物。
14.如權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，在JIS K 6262中記載的硫化橡膠和熱塑性彈性體橡膠的永久形變?cè)囼?yàn)法中，所述導(dǎo)電聚合物組合物在測(cè)定溫度70℃、測(cè)定時(shí)間22～24小時(shí)、壓縮率25％條件下測(cè)定的壓縮永久形變的大小應(yīng)在30％以下。
15.如權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，導(dǎo)電性部件由具有所述導(dǎo)電層的輥?zhàn)踊蚱ЫM成。
16.如權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，由如下條件的導(dǎo)電輥組成即、在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)連續(xù)外加96小時(shí)的1000V恒定電壓時(shí)的電阻值R[Ω]進(jìn)行測(cè)定，導(dǎo)電輥電阻值的上升量Δlog10R＝log10R(t＝96hr.)-log10R(t＝0hr.)的值應(yīng)為0.5以下。
17.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，由如下條件的導(dǎo)電輥組成即、對(duì)10℃相對(duì)濕度15％、32.5℃相對(duì)濕度90％條件下的電阻值R[Ω]進(jìn)行測(cè)定，導(dǎo)電輥電阻值的環(huán)境依存性Δlog10R＝log10R(10℃相對(duì)濕度15％)-log10R(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值應(yīng)為1.7以下。
18.如權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述導(dǎo)電層由如下的作為發(fā)泡層的導(dǎo)電輥或/及導(dǎo)電性皮帶組成即、所述發(fā)泡層的發(fā)泡倍率在100％以上～500％以下、JIS K 6253中記載的E型硬度計(jì)測(cè)定的硬度為60度以下。
19.如權(quán)利要求1至15，權(quán)利要求18任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，由如下的導(dǎo)電性皮帶組成即、在23℃、相對(duì)濕度55％的環(huán)境下，對(duì)厚度為0.25mm的樣品進(jìn)行連續(xù)5小時(shí)外加1000V恒定電壓時(shí)的體積電阻率ρV[Ω·cm]測(cè)定，體積電阻率的上升量Δlog10ρV＝log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)的值應(yīng)為0.5以下。
20.如權(quán)利要求1至15、18、19任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，由如下條件的導(dǎo)電性皮帶組成即、對(duì)10℃相對(duì)濕度15％、32.5℃相對(duì)濕度90％條件下的體積電阻率ρV[Ω]進(jìn)行測(cè)定，體積電阻率的環(huán)境依存性Δlog10ρV＝log10ρV(10℃相對(duì)濕度15％)-log10ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)的值應(yīng)為1.7以下。
21.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，所述導(dǎo)電性部件由如下的阻燃無縫皮帶組成即、所述聚合物組合物相對(duì)于全聚合物成分100重量部％，聚酯系熱可塑彈性體應(yīng)為95重量部～50重量部，相對(duì)于聚合物組合物的全重量100重量％，阻燃劑即黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ-ト)應(yīng)含有15重量％～40重量％的比例，同時(shí)，相對(duì)于全聚合物成分100重量部％，具有下述化學(xué)式1中記載的所述陰離子的鹽應(yīng)含有0.01重量部～3重量部的比例，相對(duì)于所述聚酯熱可塑彈性體100重量部，具有聚醚嵌段的共聚物應(yīng)含有5～50重量部的比例，體積電阻率應(yīng)為1.0×106Ω·cm以上～1.0×1012Ω·cm以下，化學(xué)式1
式中，X1、X2含有C、F-、-SO2-、碳原子數(shù)為1～8的官能基。
22.如權(quán)利要求21所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，由如下的皮帶組成即、將測(cè)定環(huán)境23℃、相對(duì)濕度55％、試料厚度250μm、外加電壓1000V條件下施加電壓時(shí)的電壓剛施加后的體積電阻率作為ρV(t＝0hr.)、將連續(xù)施加5小時(shí)電壓后的體積電阻率作為ρV(t＝5hr.)，此時(shí)應(yīng)滿足下列關(guān)系log10ρV(t＝5hr.)-log10ρV(t＝0hr.)≤0.5。
23.如權(quán)利要求15或權(quán)利要求18或權(quán)利要求21任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，具有所述聚醚嵌段的共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg應(yīng)為-40℃以下，皮帶材料中的具有所述聚醚嵌段的共聚物的重量是上述化學(xué)式1中記載的具有陰離子的鹽的重量的1.6倍～3333倍。
24.如權(quán)利要求21至23任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，上述化學(xué)式1中的X1-是Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2-是Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-(n1、n2是1以上的整數(shù)、m1、m2是0以上的整數(shù))，同時(shí)，與上述化學(xué)式1中記載的陰離子成對(duì)而構(gòu)成鹽的陽離子是包含鋰的堿金屬、2A族、過渡金屬、兩性金屬中的任一種陽離子。
25.如權(quán)利要求20至23任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，低溫低濕(10℃、相對(duì)濕度15％)條件下的體積電阻率ρV(10℃、相對(duì)濕度15％)和高溫高濕(32.5℃、相對(duì)濕度90％)條件下的體積電阻率ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)應(yīng)滿足log10ρV(10℃相對(duì)濕度15％)-log10ρV(32.5℃相對(duì)濕度90％)≤2.5的關(guān)系。
26.如權(quán)利要求21至25任一項(xiàng)所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，其特征在于，在外周面?zhèn)戎辽倬哂幸粚油扛矊印?br> 27.一種圖像形成裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1至26任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性部件。
28.一種圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件的制造方法，其特征在于，在將可離解成陽離子和陰離子的鹽與構(gòu)成令該可離解成陽離子和陰離子的鹽不均勻地分布的非連續(xù)相的聚合物混煉或均一混合之后，在該混煉物或該混合物中，再加上構(gòu)成連續(xù)相的聚合物和構(gòu)成其它非連續(xù)相的聚合物等，再次混煉而制作成導(dǎo)電聚合物組合物，通過對(duì)所述導(dǎo)電聚合物組合物加熱成形，制造成具有導(dǎo)電層的導(dǎo)電性部件。
29.一種圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件的制造方法，它是在權(quán)利要求21至26所述的的制造方法中，其特征在于，采用擠出機(jī)，對(duì)含有聚醚嵌段的共聚物且配比有下述化學(xué)式1中記載的陰離子的鹽1重量％～20重量％的導(dǎo)電性母膠混合物、阻燃劑、聚酯系熱可塑彈性體含有50重量％以上～100重量％以下比例的熱可塑樹脂組合物進(jìn)行熔融混煉，將其該物質(zhì)作為材料，從園型口模中將其擠出，沿著定型用模具成形為無縫皮帶的形狀，化學(xué)式1
式中，X1、X2含有C、F-、-SO2-、碳原子數(shù)為1～8的官能基。
30.如權(quán)利要求28或29所述的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件的制造方法，其特征在于，所述阻燃劑和含有所述聚酯系熱可塑彈性體的熱可塑樹脂組合物作為預(yù)先混煉后的阻燃母膠體混合體，投入所述擠出機(jī)中，同時(shí)將所述材料從所述園型口模朝垂直的方向擠出。
全文摘要
圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件的導(dǎo)電層由含有離子導(dǎo)電性添加鹽的導(dǎo)電聚合物組合物組成，該導(dǎo)電聚合物組合物由連續(xù)相和一相或兩相以上的非連續(xù)相組成，該連續(xù)相和非連續(xù)相呈海－島構(gòu)造，所述非連續(xù)相的至少一相是不均勻地分布有可離解成陽離子和陰離子的鹽的第1非連續(xù)相，構(gòu)成該第1非連續(xù)相的聚合物與構(gòu)成所述連續(xù)相的聚合物相比，與所述可離解成陽離子和陰離子的鹽的親和性要高，以抑止鹽向相外移動(dòng)。又，因含有黑素氰脲酸酯(メラニンシアヌレ－ト)，故具有阻燃性。由此，可提供在維持充分低的電阻值的同時(shí)減小電阻的環(huán)境依存性、減小連續(xù)通電時(shí)的電阻上升的圖像形成裝置用的導(dǎo)電性部件，同時(shí)可提供不會(huì)影響其它性能的優(yōu)良的陽燃皮帶。
文檔編號(hào)B29C47/28GK1512084SQ200310119989
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者服部高幸, 上坂憲市, 市, 和, 越智淳, 田中雅和, 美, 寺川克美, 紀(jì)擁軍 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社