JPH0825232B2 - シームレス状半導電性ベルト - Google Patents

シームレス状半導電性ベルト

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JPH0825232B2
JPH0825232B2 JP4195810A JP19581092A JPH0825232B2 JP H0825232 B2 JPH0825232 B2 JP H0825232B2 JP 4195810 A JP4195810 A JP 4195810A JP 19581092 A JP19581092 A JP 19581092A JP H0825232 B2 JPH0825232 B2 JP H0825232B2
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章博 田中
達朗 北浦
浩一 中井
敏 脇中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、均一な電気抵抗値を有
するシームレス状半導電性ベルトに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、シームレス状半導電性ベルト
は、存在するがこれらは電気抵抗値がばらついたり、導
電性フィラーを混合することにより機械的特性が低下す
る等の問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シームレス状半導雷性
ベルトの製法において、シームレス状ベルトの押出成型
法では、慨して電気抵抗値がばらつき、寸法精度の良好
なものが得られにくいという欠点があり、遠心成型法で
は混合材粒子間の比重差により表面と内面との電気抵抗
値差が生じる傾向にあった。本発明者らは以上のような
問題点を解決すべく、電気抵抗値が1定範囲にあり小さ
く、かつ機械的強度に優れたシームレス状半導電性ベル
トを提供することを可能にした。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろはエチレン−4フッ化エチレン共重合体(ETFE)
及び/又はエチレン−3フッ化塩化エチレン(ECTF
E)を主成分として、導電性フィラーを混合して得られ
る材料をチューブ状に押出成膜し、次いで軸方向と直角
方向に所定長さに切断して得られるベルトであって、ベ
ルト各部の体積電気抵抗値が10〜1017Ωcm好
ましくは、10〜1014Ωcmの範囲にあると共に
前記各部における体積電気抵抗値の最大値が最小値の1
〜100倍にあることを特徴とするものである。
【0005】本発明におけるエチレン−4フッ化エチレ
ン共重合体(ETFE)及び/又はエチレン−3フッ化
塩化エチレン(ECTFE)は、特に制限ないが、例え
ばその種類としては押出グレードのものを用いればよ
い。その形状も特に制限なく、粒状ペレット、粉体状の
もの等を適宜に使用できる。シームレス状半導電性ベル
トは、エチレン−4フッ化エチレン共重合体及び/又は
エチレン−3フッ化塩化エチレン共重合体を主成分とす
るが、導電性や機械的物性を低下させない範囲であれ
ば、他の樹脂例えばアクリル系樹脂やボリメチルメタク
リレート等を添加したものでもよく、このことに特に制
限をうけるものでない。
【0006】エチレン−4フッ化エチレン共重合体及び
/又はエチレン−3フッ化塩化エチレン共重合体に導電
性を付与するために配合される導電性フィラーとして
は、導電性・半導電性の微粉末なら特に制限ないが、ケ
ッチェンブラック(コンダクティブファーネス系カーボ
ンブラック)、アセチレンブラック等のカーボンブラッ
ク、酸化第2スズ、酸化インジュウム、チタン酸カリウ
ム、チタン酸ブラック、チタン酸ウィスカー等の導電性
・半導電性の微粉末であればよい。かかる導電性フィラ
ーの混合量も特に制限なく電気抵抗値に応じて、適宜選
定すればよく、通常では樹脂の重量に対し5〜20重量
%配合すればよい。また、体積電気抵抗値を安定化させ
るために導電性カーボンと金属酸化物を組み合わせて使
用すればよい場合もあるが、このことも特に制限はな
い。
【0007】本発明は、エチレン−4フッ化エチレン共
重台体及び/又はエチレン−3フッ化塩化エチレン共重
合体及び導電性フィラー成分以外に、用途に応じて適当
な成分を配合すればよい。例えばワックス、シリコンオ
イル、ステアリン酸カルシュウム、低分子量のエチレン
−4フッ化エチレン共重合体、エチレン−3フッ化塩化
エチレン共重合体ならびにオリゴマー等の滑剤を配合で
きる。滑剤は通常使用原料の全重量に対し、10重量%
以下、好ましくは0.5%〜1.5重量%程度配合すれ
ばよいが、かかる配合量については、特に制限はない。
【0008】本発明にかかるシームレス状半導電性ベル
トはクリープ特性や耐久性を向上させるために、無機フ
ィラーや有機フィラーを混入すると好ましい場合が多い
が、特に制限なく、混入できるフィラーとして、タル
ク、チタン酸ウィスカー、マイカ等フィルムの表面精度
を考慮して粒径1〜2μのものを使用することが好まし
い。 有機フィラーとしては、特に制限はないが、液晶
ポリマー、アラミド繊維等が例示できる。フィラーの添
加量としては、特に制限なく、一般的に20重量%以下
好ましくは、5〜20重量%程度混入することが多い
が、必ずしもフィラーを添加する必要はなく、添加しな
くてよい。
【0009】本発明によるシームレス状半導電性ベルト
は、以下のようにして製造できるがあくまで、一例であ
って、斯かる製法に制限を受けるものではない。使用す
る押出機は特に制限はないが、例えばミキシングする2
軸押出機等を例示でき、フッ素系樹脂の成型に使用する
ため耐蝕性に優れたハステロイCやHアロイ型の押出機
を用いることが好ましい場合が多い。
【0010】まず、前記各原料をブレンドする。ブレン
ドする方法として特に制限なく、例えば、ミキシングブ
レンド法をあげることができる。ミキシングブレンド法
に特に制限ないが、導電性カーボンを分散させることを
考慮すると、例えば2軸スクリューを有する押出機が好
ましい。更に分散性を向上させる場合には、前記樹脂
(粉末がより好ましい)と金属酸化物や導電性カーボン
等の粉体を物理的機械的に混合し前記樹脂と導電性粉体
を複合化するハイブリタイゼーションシステム等の方法
でミキシングすることも例示ができるが、このことに特
に制限はない。こうしてミキシングブレンドされた原料
は、通常ベレット状に押出されるが、ブレンドされた原
料をそのまま用いると、成膜時に発泡する恐れがあるの
で必要ならば、水分率が0.05%以下に除湿乾燥する
ことが好ましい。次いで、ブレンドされ、必要ならベレ
ット化された原料をチューブ状フィルムに成膜する。本
発明に云うフィルムにはシート状の厚手のものも含まれ
る。
【0011】成膜方法は、特に制限ないが、環状ダイス
から押出成膜する方法が好ましい。環状ダイスから押出
成膜する際、一定径・一定膜厚の寸法精度を得るために
はインサイドもしくはアウトサイド冷却等のサイシング
法により、規制することが好ましい。こうしたサイジン
グ部の冷却温度は、特に重要であり、冷却水の温度・サ
イジング部の材質により、電気抵抗値が変化するので注
意を要する場合が多い。本発明における、サイジング筒
状体に循環する冷却水の温度は特に制限はないが、通常
では0〜90℃、好ましくは20〜60℃を例示でき
る。また、水圧、水量を一定にすることが望ましい場合
が多い。また、冷却水の温度の変動は電気抵抗値に変動
を与えるので、例えば±2〜3℃にコントロールするこ
とが好ましい場合が多い。
【0012】押出されたチューブ状フィルムは、特に制
限はないが折目がつかない状態で引き取ることが好まし
い。例えば、1対の軟質の無限軌道式コンベアーを用い
て折目が残らない程度に、軽く押さえつけながら引き取
ることが好ましい。
【0013】得られるフィルムの体積電気抵抗値は、主
としてブレンドする導電性フィラーの量によって決定さ
れるが、フィルム各部の体積電気抵抗値は成膜条件によ
って変動する。従って、体積電気抵抗値の抵抗変動の巾
を、一定範囲以内にするために、ブレンドされた原料の
流動性粘度や、押出機内での圧力その他の要因を所定の
範囲に定めることがより望ましい。
【0014】こうしたために押出機においては、スクリ
ューの形状、押出量・温度制御等を精度よく行うことが
望ましい。この際、押出機の圧力をコントロールするた
めにギヤーポンプを用いることもある。さらにこの体積
電気抵抗値の変動は、一般的に押出方向(チューブの軸
方向)に対し、直角方向(チューブの円周方向)に大き
くなる傾向がみられるので、特に制限ないが押出機の環
状ダイスにおける温度コントロールを細部に行うことが
好ましい。例えばダイス内の樹脂温度を±1℃にさらに
好ましくは、±0.5℃でコントロールすることが好ま
しい。
【0015】より高度な寸法精度が要求される場合に
は、例えば押出機に定寸ガイドで規制したり、延伸を行
う等により寸法精度を付与してもよい。延伸を行う場合
には、縦、横(チューブの軸方向及び円周方向)の延伸
倍率により、体積電気抵抗値の変動があるのであらかじ
め条件を一定に整えることが好ましい。延伸倍率は、例
えば縦、横1〜5%を例示でき、延伸温度は、60〜1
80℃好ましくは、120〜150℃を例示できる。延
伸倍率、温度は、適宜選定してよいが、低温低倍率の方
が抵抗のバラツキは小さいが、この限りでない。
【0016】導電性フィラーの凝集により、フィルム表
面の平滑性等の表面精度が低下する場合は、押出機にお
けるブレーカーブレートの近辺にフィルターを用いるこ
ともある。かかるフィルターは、メッシュが10〜20
μのバスケットタイプやメッシュ5〜20μのリーフタ
イプなどのフィルターを例示できるが、フィルターの種
類、メッシュは特に制限ない。
【0017】表面の離型性が求められる場合には、シリ
コンオイル、シリコン粉末、4フッ化エチレン系重合体
を配合することにより、表面精度の向上がはかられるこ
とがある。さらに必要なら、表面コートしたり、蒸着し
て使用することもさしつかえなく可能であるが、こうし
た場合、フッ素系樹脂を用いているため離型性があって
塗料の密着性が悪いので、表面をエッチング処理するこ
ともある。エッチング方法としては、ケミカルエッチン
グ、プラズマエッチング、コロナ処理等の方法が例示で
きる。
【0018】本発明の用途としては特に制限はないが、
複写機などの各種機能性ベルトとして有用で、一例とし
て転写ベルトやOPC(感光)ベルトとして使用したと
ころ好適であった。ここで、本発明において、ベルト各
部における体積電気抵抗値が10 〜10 17 Ωcmの
範囲にあり、かつ前記各部における体積電気抵抗値の最
大値が最小値の1〜100倍の範囲にある理由を述べ
る。 先ず、本発明のシームレス状半導電性ベルトが、前
記したように例えば複写機における転写ベルトとして用
いられる場合を基に、複写機の基本的原理を説明する
と、一般にトナーと呼称される固形のインクが感光体か
ら静電気の作用で、該転写ベルトに転写され(一次転
写)、こうして転写されたトナーは更に該転写ベルトか
ら紙に転写されて(二次転写)コピー画像が出来上るの
である。 本発明において、ベルト各部における体積電気
抵抗値を10 〜10 17 Ωcmの範囲としたのは、1
Ωcm未満とするとベルト上を電気が流れてしま
い、静電気がベルト上に生じにくく、好適な一次転写、
二次転写が行われないためであり、10 17 Ωcmを超
えるとベルトの絶縁性が強くなり過ぎ、このために静電
気が強くなり過ぎて、やはり好適な一次転写、二次転写
が行われないためである。 次に、ベルト各部における体
積電気抵抗値の最大値が最小値の1〜100倍の範囲と
したのは、100倍を超えると抵抗値のバラツキが大き
くなり過ぎて、好適な一次転写、二次転写が行われない
ためである。即ち、前記した一次転写では抵抗値のバラ
ツキガ大きくなり過ぎると、抵抗値の高い箇所では静電
気がたまり過ぎ易く、抵抗値の低い箇所では静電気が逃
げ易いので、静電気量のバラツキが生じ、このために転
写ベルト上に転写されたトナーにもバラツキが生じ、好
ましいコピー画像が得られなくなってしまうし、前記し
た二次転写では抵抗値のバラツキが大きくなり過ぎる
と、前記とは逆に抵抗値の高い箇所では静電気が強過ぎ
て転写ベルト上にくっつく傾向を示し、紙への再転写
が、抵抗値の低い箇所に比べて行われにくくなり、コピ
ー画像にバラツキが生じてしまうからである。従って、
本発明では体積電気抵抗値のバラツキをどうしても前記
範囲としなければな らない。 尚、本発明における体積電
気抵抗値の単位は、便宜上全てΩcmで表したが、実際
にはΩ・cmのことである。
【0019】以下、実施例に基ずいて本発明を説明す
る。
【0020】
【実施例】
【0021】実施例1 エチレン−4フッ化エチレン共重合体(ETFE)94
重量%とケッチェンプラック6重量%とを窒素ガス雰囲
中でハイブリダイゼーションシステムによりブレンドし
た。得られたブレンド物は、引き続き窒素ガス中で2軸
スクリューを有する押出機に投入され、ベレット状原料
に造粒された。このペレット状原料はL/D=24の6
5mm押出機に投入され、ギヤーポンプを介し、環状ダ
イスに導かれて、チューブ状に溶融押出された。次い
で、外径60mmФのサイジングスリーブで内側から冷
却され引き取られて、厚み160μのフィルムに成膜せ
しめた。この際、環状ダイス内の温度を300±0.5
℃にコントロールした。更に、押出機のスクリュー先端
とダイスとの間には20メッシュのバスケット状ステン
レスフィルターを装看した。こうして得られたチューブ
状フィルムを、140℃温度下で縦方向及び円周方向に
各々3%延伸した。次いで延伸フィルムを350mm間
隔の長さに切断してベルトを得た。このベルトは内径1
65mm、厚み150μの寸法精度も優れたものであっ
た。 このベルトの体積電気抵抗値は、100v電圧印
加時に1×1010〜1×1011Ωcmの範囲であ
り、電圧依存性は認められず、ベルト各部における体積
電気抵抗値の最大値は、最小値の10倍であった。この
フィルムの物性値を表1に示す。
【0022】実施例2 ボリエチレン−4フッ化エチレン共重合体(ETFE)
84重量%及びケッチニンブラック6重量%、さらに微
粒タルク(粒径2〜3μ)10重量%をハイブリダイセ
ーションシステムにてブレンドして、実施例1と同様に
してシームレスベルトを得た。こうして得たフィルム
は、100V電圧印加時の体積電気抵抗値が1×10
10〜1×1011Ωcmの範囲であり、電圧依存性も
認められず、ベルト各部における体積抵抗値の最大値は
最小値の10倍であった。得られたフィルムの物性を表
1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明に係るシームレス状半導電性ベル
トは電気的特性、機械的特性、耐熱性にも優れているた
め、今後各分野への適用が期待できる。例えば、複写機
などの機能性ベルトとして使用でき、寸法変形なども発
生せず、その効果は顕著である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 29:00 C08L 27:12 (72)発明者 脇中 敏 愛知県江南市村久野町取附1番地 グンゼ 株式会社エ ンプラ事業センタ−内 審査官 三浦 均

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン−4フッ化エチレン共重合体及
    び/またはエチレン−3フッ化塩化エチレン共重合体よ
    りなる材料をチューブ状に押出し、次いで軸方向と直角
    方向に所定長さに切断して得られるベルトであり、ベル
    ト各部の体積電気抵抗値が10〜1017Ωcmの範
    囲にあるとともに、前記各部における体積電気抵抗値の
    最大値が最小値の1〜100倍の範囲にあることを特徴
    とするシームレス状半導電性ベルト。
JP4195810A 1992-06-12 1992-06-12 シームレス状半導電性ベルト Expired - Fee Related JPH0825232B2 (ja)

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EP0976523B1 (en) 1998-07-28 2004-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing endless belt
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US7201967B2 (en) 2003-11-28 2007-04-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic endless belt, process for producing electrophotographic endless belt, and electrophotographic apparatus

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