(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返し使用に対して優れた耐久性を有すると共に、電子写真方式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に用いた場合に、ブラシ端部における導電性繊維先端部の繊維密度を実質的に高めることが可能で、斑の少ない導電性複合繊維を提供すること。【解決手段】導電性微粒子を含有する熱可塑性重合体からなる芯成分が、熱可塑性重合体からなる非導電性の鞘成分によって被覆された導電性複合繊維であって、該複合繊維の断面形状が、断面における最長長さ(長軸)／断面における最少長さ(短軸)の比が１／１を越え５／１以下の範囲にあり、且つ芯成分が２〜８の鋭利な突起を有する断面形状を有していると共に、鞘成分外周部と芯成分外周部とにより形成される非導電性成分の最小厚さＶｉが０．５〜２０μｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性微粒子を含有する熱可塑性重合体からなる芯成分が、熱可塑性重合体からなる非導電性の鞘成分によって被覆された導電性複合繊維であって、該複合繊維の断面形状が、断面における最長長さ(長軸)／断面における最少長さ(短軸)の比が１／１を越え５／１以下の範囲にあり、且つ芯成分が２〜８の鋭利な突起を有する断面形状を有していると共に、鞘成分外周部と芯成分外周部とにより形成される非導電性成分の最小厚さＶｉが０．５〜２０μｍであることを特徴とする放電加工処理された導電性複合繊維。
【請求項２】
繊維表面における比抵抗率が、繊維断面における比抵抗率の１〜１０４倍である請求項１記載の導電性複合繊維。
【請求項３】
請求項１又は２記載の導電性複合繊維を含むことを特徴とする電子写真式画像形成装置の導電性ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰り返し使用に対して優れた耐久性を有すると共に、電子写真方式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に用いた場合に、ブラシ端部における導電性繊維先端部の繊維密度を実質的に高めることが可能で、斑の少ない導電性複合繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性樹脂は、繊維製品として多くの用途に使用されているが、制電性に乏しいため帯電しやすいという欠点があり、そのため導電性繊維に関する多くの研究がなされてきた。
【０００３】
その一つの方法として、繊維表面に導電性物質をコーティングする方法があり、このようにして得られた導電性繊維は初期の導電性能は良好であるが、着用時の耐摩耗性、さらには耐洗濯性、耐薬品性が不充分であるため、防塵衣等に使用した場合に発塵源となってしまうという問題があった。
【０００４】
また、導電性物質の粉末を熱可塑性樹脂中に分散させて芯成分とし、繊維形成性の熱可塑性樹脂を鞘成分として被覆して芯鞘型複合繊維とした後、高電圧で放電加工する方法（例えば、特開昭６３−２１９６２４号公報など）がある。該複合繊維においては、芯成分が鞘成分で覆われていない場合には、使用中に導電性物質が脱落して、機能が低下するなどのトラブル発生の原因となっている。
【０００５】
一方、芯成分が鞘成分で覆われていても、以下のような問題、即ち、繊維両端の芯部間の導電性は良好であるが、鞘成分は電気的には絶縁体となっており、繊維表面の電気抵抗値が極めて高く、導電性が不良であるという問題があった。
【０００６】
さらに、画像形成装置において、例えば帯電ドラムや除電気ドラムヘの通電媒体としては上記導電性繊維を含む導電ブラシが用いられ、この場合、ブラシの先端部がより均一な接触を行うようにすることが極めて重要となるが、これを実現する方法は未だ見出されていない。また、感光体上の残留トナーを除去するために設けられるクリーニングブラシ等にこれらの導電性繊維を使用した場合にも、感光体へのブラシの接触が均一ではないために残留トナーが残り、性能が悪化するという問題があった。
【特許文献１】特開昭６３−２１９６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解決し、繰り返し使用に対して優れた耐久性を有すると共に、電子写真方式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に用いた場合に、ブラシ端部における導電性繊維先端部の繊維密度を実質的に高めることが可能で、斑の少ない導電性複合繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は上記目的を達成するため鋭意検討した結果、導電性物質の粉末を熱可塑性樹脂中に分散させて芯成分とし、繊維形成性の熱可塑性樹脂を鞘成分として被覆した芯鞘型複合繊維の断面形状を非円形として放電加工の効率を高めるとき、所望の導電性複合繊維が得られることを究明し、本発明に到達した。
【０００９】
かくして本発明によれば、導電性微粒子を含有する熱可塑性重合体からなる芯成分が、熱可塑性重合体からなる非導電性の鞘成分によって被覆された導電性複合繊維であって、該複合繊維の断面形状が、断面における最長長さ(長軸)／断面における最少長さ(短軸)の比が１／１を越え５／１以下の範囲にあり、且つ芯成分が２〜８の鋭利な突起を有する断面形状を有していると共に、鞘成分外周部と芯成分外周部とにより形成される非導電性成分の最小厚さＶｉが０．５〜２０μｍであることを特徴とする放電加工処理された導電性複合繊維が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、繰り返し使用に対して優れた耐久性を有すると共に、ブラシに用いられた場合、その端部における繊維密度を実質的に高めることが可能で、斑の少ない導電性複合繊維が得られるので、電子写真方式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の導電性繊維の芯成分は導電性物質を含有するものであるが、該導電性物質としては、導電性カーボンブラック、導電性金属化合物などの公知のものを使用することができる。導電性カーボンブラックの種類としては、例えばオイルファーネス系の“ケッチェンブラックEC"（日本EC社製）、“コンダクテックス975"、“コンダクテックスSC"（コロンビアン社製）やアセチレン系の“デンカブラック”（デンカ社製）等公知の導電性カーボンブラックの他、サーマルブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラックなどが使用できる。
【００１２】
他方導電性金属化合物としては、金属粒子または金属酸化物もしくは金属化合物の粒子、あるいは、これらの皮膜を有する粒子を用いることができる。金属粒子としては、銀、ニッケル、銅、鉄、アルミニウムあるいはこれらの合金があげられる。金属酸化物や金属酸化物皮膜を有する粒子としては、アンチモン酸化物を第２成分として混合焼成した酸化錫、アルミニウム酸化物を第２成分とした酸化亜鉛、前記酸化錫や酸化亜鉛等の導電性酸化物の皮膜を有する酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機粒子が使用できる。金属酸化物としては、ヨウ化銅、硫化銅、硫化亜鉛、硫化カドミニウムなどを用いることができる。中でも、白色性に優れた酸化第二錫や酸化亜鉛が好ましく例示される。なおここでいう酸化第二錫には、少量のアンチモン化合物を含む酸化第二錫、酸化チタン粒子の表面に酸化第二錫をコーティングした導電性金属複合体も含まれる。また、酸化亜鉛には、少量の酸化アルミニウム、酸化リチウム、酸化インジウムなどを含む酸化亜鉛も含まれる。これらの導電性物質は、通常微粉末としてマトリックスポリマーに分散して用いられる。
【００１３】
これら導電性物質の配合率は、粒子の種類、粒子径、導電性およびマトリックスポリマーの性質や結晶性などによって変わるが、通常は４０〜８０重量％が好ましい。該配合量が少なすぎる場合は導電性が低下しがちであり、多すぎる場合はポリマー中への均一分散が困難となり製糸性も低下する傾向がある。
【００１４】
芯成分を構成する熱可塑性重合体は任意に選択することができ、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエーテルなどのポリマーをあげることができるが、延伸段階での導電性の低下防止および鞘成分との密着性を考慮するとナイロン６、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンまたはその共重合物が好ましい。
【００１５】
鞘成分として用いられる熱可塑性重合体としてはポリエステル、ポリオレフィン、またはその共重合物が好ましくポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。また、芯鞘成分のポリマー中に有機スルホン酸、またはその金属塩、有機リン酸またはその金属塩などの界面活性剤を含むポリアルキレングリコール、ブロックポリエーテルエステル、ブロックポリエーテルアミドなどの有機制電性成分を５％以下分散させてもよい。
【００１６】
本発明の複合繊維は、その断面形状が、図１の（イ）に例示するように、断面における最長長さ(長軸)／断面における最少長さ(短軸)の比が１／１を越え５／１以下の範囲にある、異型断面であることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、本発明の複合繊維は、異型断面にすることによって、導電部を表層に近づけ、繊維の断面導電性および表面導電性を向上させると共に、繰り返し使用に対して優れた耐久性を有し、またブラシに用いられた場合、その端部における繊維密度を実質的に高めることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の導電性繊維の、繊維断面における芯成分の形状は特に限定する必要はないが、高電圧電極間で放電加工する際の効率および安定性の点から２〜８個の鋭利な突起を有する断面形状である必要がある。ここでいう鋭利な突起とは、例えば図１の（イ）〜（ニ）に例示するように、凸状ないしは突起状の凸部を有する断面形状をいう。
【００１９】
さらに、本発明においては、鋭利な突起により形成される芯成分外周部と鞘成分外周部とにより形成される非導電性成分の最小厚さＶｉが０．５〜２０μｍである必要がある。
【００２０】
非導電性成分の最小厚さＶｉが０．５μｍより小さい場合には、芯と鞘が剥離したり、鞘成分が芯成分を被覆していない部分が生じて導電性物質が脱落し、導電性能が低下したり汚染の原因となるなどの問題が生じる。一方、非導電性成分の最小厚さＶｉが２０μｍより大きい場合には、後述の放電処理の際の印加電圧を極端に大きくしなければならず、そのため鞘成分が損傷しやすくなり、また放電処理中に断糸するなどの問題が生じやすくなる。
【００２１】
上記複合繊維断面において、芯成分（Ａ）の占める面積は５〜３０％が好ましい。該面積が５％より小さいときは、制電性が劣る場合があり、一方、該面積が３０％を超える場合と繊維の力学的特性、耐発塵性、耐久性が低下する場合がある。
【００２２】
本発明においては、上記繊維形成性ポリマーで鞘成分が構成された複合繊維は、導電性物質を含有する芯成分がたとえ導電性を有していても、表面電気抵抗値が高く導電性不良となるので、依然として帯電しやすい性質を有する。
【００２３】
このため、本発明の導電性繊維は、後述するような放電処理が施されている必要がある。かくすることにより、繊維表面の電気抵抗値が１０１１Ω／ｃｍオーダー以下であり、
かつ、繊維断面間の内部電気抵抗値（Ω／ｃｍで測定）と表面電気抵抗値（Ω／ｃｍ）との比が１０３以下といった、優れた導電性能を有するものが得られる。
【００２４】
通常、繊維形成性ポリマーからなる繊維の表面抵抗値は、例えば１０１３Ω／ｃｍオーダーというように非常に高く、仮に断面間内部抵抗値が１０７Ω／ｃｍオーダーと低くても、表面の電気抵抗値と断面間の内部電気抵抗値との比はこの場合１０６程度と大であり、繊維の表面にはほとんど導電性の効果が発現しない。
【００２５】
それに対して本発明の導電性繊維は、繊維形成性ポリマーから構成されていても前記のようにその表面の電気抵抗値は１０１１Ω／ｃｍオーダー以下と低く、その導電性能は繊維の長さ方向に安定したものとなっている。
【００２６】
放電処理法としては、前記の構成からなる芯鞘型複合繊維を高電圧電極に接触させて高電圧を印加する通電法、放電形状の異なるコロナ放電、花火放電、グロー放電、アーク放電等の高電圧放電処理法により処理することができる。印加電圧としては、１ｋＶを越える高電圧であって、１００ｋＶまでの範囲のものが使用でき、好ましくは２〜５０ｋＶの範囲のものが好適に例示される。電極の極性はプラスでもマイナスでも（直流）、または交流であってもよい。電極間の距離は０〜１０ｃｍの範囲のものが使用でき、放電形態と処理速度、目標とする導電性により任意に決めることができる。また、導電性カーボンブラックを含有する芯成分を一方の極とし他方の極を別に設けて、該両極に高電圧を印加し、この高電圧電極下で放電処理することが最適に例示され、そのために本発明のように芯の形状は放電処理の施しやすい先細りの鋭利な突起部分を有することが必要となる。もっとも、別々に設けた二つの極に高電圧を印加して放電処理する方法であっても本発明の効果が損なわれるわけではない。
【００２７】
また、このような放電処理は糸の状態でも、織編物等の布帛、不織布の状態でも行うことができる。さらに糸の場合、延伸糸に施しても未延伸糸に施しても良い。かかる放電処理によって、表面電気抵抗値を１０１１Ω／ｃｍオーダー以下とすることができるばかりでなく、表面電気抵抗値と断面間電気抵抗値との比を１０３以下とすることができ、好ましくは、この比を１０２以下、特に厳しい条件で使用する場合は１０以下とすることもできる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を挙げて本発明の構成および効果をさらに詳細に説明する。なお、実施例における物性は下記の方法で測定したものである。
【００２９】
（イ）断面間内部電気抵抗値
繊維軸方向の長さが２．０ｃｍとなるよう両端を横断面方向にカットした繊維の該両断面にＡｇドウタイト（銀粒子含有の導電性樹脂塗料、藤倉工業製）を付着させた試料を電気絶縁性ポリエチレンテレフタレートフイルム上で、温湿度２０℃×３０％ＲＨの条件のもとに１ｋＶの直流電圧を該Ａｇドウタイト付着面を使って印加して両断面間に流れる電流値を求め、オームの法則により電気抵抗値Ω／ｃｍを算出する。
【００３０】
（ロ）表面電気抵抗値
繊維軸方向の長さ約２．０ｃｍにカットされた繊維の両端付近の表面（繊維側面）に前記のＡｇドウタイトを付着させたものを試料として、該試料を電気絶縁性ポリエチレンテレフタレートフイルム上で、温湿度２０℃×３０％ＲＨの条件のもとに１ｋＶの直流電圧を該Ａｇドウタイト間に印加してＡｇドウタイト間に流れる電流値を求め、かつ、Ａｇドウタイト間の距離を測定して、オームの法則により電気抵抗値Ω／ｃｍを算出する。
【００３１】
（ハ）洗濯耐久性試験
経糸として８４ｄｔｅｘ／３６フィラメントのポリエチレンテレフタレート延伸糸、緯糸として１１０ｄｔｅｘ／４８フィラメントのポリエチレンテレフタレート仮撚加工糸を使用し、３／２の逆ツイル組織に５ｍｍ間隔で導電性複合繊維を配した織物を得た。
次いで、該織物を６０℃で３６分間洗濯した後、３０分間のすすぎを行い、タンブラーを用いて６０℃で３０分間乾燥し、これを１回の洗濯とした。
【００３２】
［実施例１］
導電性カーボンブラック３０重量部、ポリエチレンテレフタレート７０重量部からなる導電性樹脂組成物を芯成分とし、数平均分子量が１０００のポリエチレングリコールを７重量％共重合したポリエチレンテレフタレートを鞘成分として用いて、図１の（イ）に示す、長軸／短軸の比が２．２である断面形状を有する芯鞘型複合繊維を溶融紡糸により紡出した後、３．１倍に延伸して２８ｄｔｅｘ／５フィラメントのマルチフィラメント糸条を得た。
次いで、該繊維を高電圧電極に接触させて５０ｋＶの高電圧を印加し、糸速度３００ｍ／分にて高電圧放電処理を行なった。
【００３３】
得られた導電性複合繊維の表面電気抵抗値は８．３×１０６Ω／ｃｍ、断面間内部電気抵抗値は７．２×１０６Ω／ｃｍと良好であった。また、該導電性複合繊維を１５０回の洗濯耐久性試験に供したところ、導電性複合繊維の割れは発生せず、表面電気抵抗値は８．９×１０６Ω／ｃｍ、断面間内部電気抵抗値は７．６×１０６Ω／ｃｍと劣化も無く十分満足できるものであった。
【００３４】
［比較例１］
実施例１において、長軸／短軸の比を１とした以外は実施例１と同様に実施した。
得られた導電性複合繊維の表面電気抵抗値は７．６×１０６Ω／ｃｍ、断面間内部電気抵抗値は６．８×１０６Ω／ｃｍと良好であったが、該導電性複合繊維を１５０回の洗濯耐久性試験に供したところ、導電性複合繊維の割れが一部に発生し、断面間内部電気抵抗値が１０７Ω／ｃｍオーダーに低下する部分が存在した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、繰り返し使用に対して優れた耐久性を有すると共に、ブラシに用いられた場合、その端部における繊維密度を実質的に高めることが可能で、斑の少ない導電性複合繊維が得られるので、電子写真方式の複写機、プリンターなどの画像形成装置に好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の導電性複合繊維の、繊維断面形状の例を説明するための断面図。
【符号の説明】
【００３７】
Ｖｉ  非導電性成分の最小厚さ
【図１】
2006193835.tif 000003