(57)【要約】【課題】体積抵抗率の環境依存性が少なく、帯電防止剤のブリードアウトが生じないため環境の汚染もなく、更に安定した体積抵抗率を有するフィルムを提供する。【解決手段】フィルムは、熱可塑性樹脂９８〜９０重量部に対して、微細炭素繊維、好ましくは平均繊維径が１０〜２００ナノメートル且つ平均繊維長が１００マイクロメートル以下、を２〜１０重量部を含有してなる樹脂組成物を用いる。微細炭素繊維は繊維の芯部に中空空間を有するものである。いわゆるカーボンナノチューブと通称されるものも含まれる。熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸エステル、ポリテトラフルオロエチレンまたはその共重合体から選ばれる一以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂９０〜９８重量部、微細炭素繊維２〜１０重量部を含有し、その体積抵抗率（ＪＩＳ―Ｋ６９１１、印加電圧５００Ｖ）が１０７〜１０１２Ωｃｍの樹脂組成物を用いたフィルム。
【請求項２】
微細炭素繊維の平均繊維径が１０〜２００ナノメートル且つ平均繊維長が１００マイクロメートル以下である請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸エステル、ポリテトラフルオロエチレンまたはそれらの共重合物から選ばれるいずれか一以上である請求項１または請求項２に記載のフィルム。
【請求項４】
共重合物が、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体である請求項３記載のフィルム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項のフィルムを用いた電子写真複写機用のフィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、微細炭素繊維を用いたフィルムに関し、当該フィルムは例えば電子写真複写機等の画像形成装置において、中間転写ベルト、最終転写ベルトに好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機用の画像形成装置において、フィルムが担持体の転写ベルトに使用されている。導電性を発現するためにカーボンブラックなどの導電性を有する充填材或いは導電性を有する金属繊維、酸化金属化合物を多量に添加したり、低分子量の帯電防止剤を添加される。下記公報においてはカーボンナノチューブが使われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０６７２０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、体積抵抗率の環境依存性が少なく、帯電防止剤のブリードアウトが生じないため環境の汚染もなく、更に安定した体積抵抗率を有するフィルムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
フィルムは、熱可塑性樹脂９８〜９０重量部に対して、微細炭素繊維、好ましくは平均繊維径が１０〜２００ナノメートル且つ平均繊維長が１００マイクロメートル以下、を２〜１０重量部を含有してなる樹脂組成物を用いる。
【０００６】
【発明実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸エステル、ポリテトラフルオロエチレンまたはその共重合体から選ばれる一以上である。それぞれの熱可塑性樹脂を単独で用いることができるし、二以上の熱可塑性樹脂を用いることもできる。ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸エステルは併用するに適している。ポリフッ化ビニリデンにポリメタクリル酸エステルを添加することにより、加工性を改良出来る。ポリカーボネートには、例えば２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとホスゲン、または炭酸エステルとの縮重合により得られる一般的なものを用いることができる。ポリエチレンとしては、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン等がある。ポリメタクリル酸エステルとしては例えばポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸プロピル、ポリメタクリル酸ノルマルブチルなどがある。
【０００７】
ポリエチレンやポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンの共重合物の使用も可能である。共重合物として具体的には、例えばフッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体が挙げられる。
【０００８】
微細炭素繊維は繊維の芯部に中空空間を有するものである。いわゆるカーボンナノチューブと通称されるものも含まれる。平均繊維径が１０〜２００ナノメートル且つ平均繊維長が１００マイクロメートル以下のものが好ましい。微細炭素繊維の充填比率は熱可塑性樹脂９８〜９０重量部に対して、２〜１０重量部が好ましく、更に好ましくは熱可塑性樹脂９８〜９２重量部に対して、２〜８重量部である。微細炭素繊維の添加比率が少ないと導電性が得にくい。添加比率を多くすると樹脂の粘度が向上し成形性が悪化したり、樹脂の物性特に衝撃強度が低下することがある。微細炭素繊維を使用することにより、安定的に１０７〜１０１２Ωｃｍの体積抵抗率に制御することができる。
【０００９】
樹脂の混練方法は特に限定されず、熱可塑性樹脂と微細炭素繊維をヘンシェルやタンブラー、マゼラーなどの一般的な攪拌機を用いて混合した後、二軸押出機や単軸押出機にて混練押出する方法、熱可塑性樹脂と中空微細炭素繊維をバンバリーミキサーにて溶融混練する方法などの方法を用いることが可能である。
【００１０】
フィルムを構成する樹脂組成物には、樹脂の流動特性、目的とするフィルムの物性、加工性を損なわない範囲でタルク、マイカ、シリカやアルミナ、チタン酸カリウムウィスカー、酸化カルシウム等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ等の無機充填材を添加することが出来る。また、滑剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、カップリング剤、難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、耐熱安定剤を配合することが可能である。
【００１１】
熱可塑性樹脂と微細炭素繊維の混練品からフィルムを製造する方法は特に限定されないが、単軸の押出機を使用し、Ｔダイよりフィルムを押出する方法、インフレーション法によりフィルムを得る方法など選択出来る。なお、熱可塑性樹脂に対して高濃度に微細炭素繊維を添加したペレットを予め作製しておき、これをフィルムとする時に微細炭素繊維の濃度が２〜１０重量部となる様に熱可塑性樹脂を追加しこれをフィルムの原料とすることも可能である。
【００１２】
得られたフィルムは、電子写真複写機等の画像形成装置において、中間転写ベルト、最終転写ベルトに使用出来る。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、体積抵抗率の測定は三菱化学社ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ  ＨＴ−４５０を使用し、印加電圧５００Ｖにて測定を行った。
【００１４】
（実施例１）
熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（帝人化成社製  商品名：パンライトＫ−１３００）９５重量部に対して、平均繊維径１５ナノメートル、平均繊維長２０マイクロメートルの微細炭素繊維５重量部を添加し、タンブラーにて均一混合の後、池貝機械社φ４５ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０９Ωｃｍであった。また同じ試験を繰り返し二回実施し体積抵抗率の再現性を確認した結果、再現良く１０９Ωｃｍの体積抵抗率を有するフィルムを得ることが出来た。
【００１５】
（実施例２）
熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＫＹＮＥＲ社製  商品名：ＫＹＮＥＲ７２１）９４重量部に対して、平均繊維長１５ナノメートル、平均繊維長２０マイクロメートルの微細炭素繊維を６重量部添加し、タンブラーにて均一混合の後、池貝機械社φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１５ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０８Ωｃｍであった。また同じ試験を繰り返し二回実施し体積抵抗率の再現性を確認した結果、再現良く１０８Ωｃｍの体積抵抗率を有するフィルムを得ることが出来た。
【００１６】
（実施例３）
熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＫＹＮＥＲ社製  商品名：ＫＹＮＥＲ７２１）とポリメタクリル酸メチル（三菱レイヨン社製  商品名：アクリペットＭＦ）をフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルを８：２の重量比率で混合した合計９４重量部に対して、平均繊維径１５ナノメートル、平均繊維長２０マイクロメートルの微細炭素繊維を６重量部添加し、タンブラーにて均一混合の後、池貝機械社φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１５ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０８Ωｃｍであった。また同じ試験を繰り返し二回実施し体積抵抗率の再現性を確認した結果、再現良く１０８Ωｃｍの体積抵抗率を有するフィルムを得ることが出来た。
【００１７】
（実施例４）
熱可塑性樹脂として低密度ポリエチレン（宇部興産社製  商品名：ＵＢＥポリエチレンＲ−５００）９６重量部に対して、実施例１と同様の微細炭素繊維を４重量部添加し、ヘンシェルにて均一混合の後、池貝機械社φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて溶融混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練しインフレーション法により０．１０ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０１１Ωｃｍであった。また同じ試験を繰り返し二回実施し体積抵抗率の再現性を確認した結果、再現良く１０１１Ωｃｍの体積抵抗率を有するフィルムを得ることが出来た。
【００１８】
（比較例１）
実施例１の比較として、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（帝人化成社製  商品名：パンライトＫ−１３００）に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製  商品名：トーカブラック＃４４００）を１２〜２０重量部まで１重量部毎に変えて添加し、ポリカーボネートとカーボンブラックの合計量が１００重量部となる様に混合した。その後、配合した組成物をタンブラーにて均一混合の後、池貝機械社φ４５ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このシートの体積抵抗率は１０４〜１０１２Ωｃｍ以上であり、ポリカーボネート８４重量部に対してカーボンブラックを１６重量部添加した組成物で１０８Ωｃｍの体積抵抗率を有していた。そこで、カーボンブラック添加量を１６重量部としこの試験を再度繰り返し実施し、体積抵抗率の再現性を確認したが、フィルムの体積抵抗率は１０１２Ωｃｍ以上となり、体積抵抗率を再現したフィルムを得ることが出来なかった。
【００１９】
（比較例２）
実施例１の比較として、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（帝人化成社製  商品名：パンライトＫ−１３００）８８重量部に対して、平均繊維径７マイクロメートル平均繊維長６ミリメートルの炭素繊維（東邦テナックス社製  商品名：ＨＴＡ−Ｃ６）１２重量部を添加した。その後、配合した組成物をタンブラーにより均一混合の後、池貝機械社φ４５ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚のフィルムを作成した。このフィルムは１０５Ωｃｍの体積抵抗率を有していた。一方、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（帝人化成社製  商品名：パンライトＫ−１３００）８９重量部に対して、平均繊維径７マイクロメートル平均繊維長６ミリメートルの炭素繊維（東邦テナックス社製  商品名：ＨＴＡ−Ｃ６）１１重量部を添加した。その後、配合した組成物をタンブラーにより均一混合の後、池貝機械社φ４５ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを切断してコンパウンドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚のフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０１２Ωｃｍ以上であり、目的とする１０７〜１０１２Ωｃｍの体積抵抗率を有するフィルムを得ることが出来なかった。
【００２０】
（比較例３）
実施例２の比較として、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＫＹＮＥＲ社製  商品名：ＫＹＮＥＲ７２１）に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製  商品名：トーカブラック＃４４００）を１０〜１８重量部まで１重量部毎に変えて添加し、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックの合計量が１００重量部となる様に混合した。その後、配合した組成物をタンブラーにて均一混合の後、池貝機械社製φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０２〜１０１２Ωｃｍ以上であり、ポリフッ化ビニリデン８７重量部に対してカーボンブラックを１３重量部添加した組成物で１０９Ωｃｍの体積抵抗率を有していた。そこで、カーボンブラック添加量を１３重量部とし、この試験を再度繰り返し実施し体積抵抗率の再現性を確認したが、フィルムの体積抵抗率は１０６Ωｃｍとなり、体積抵抗率を再現したフィルムを得ることが出来なかった。
【００２１】
（比較例４）
実施例３の比較として、熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＫＹＮＥＲ社製  商品名：ＫＹＮＥＲ７２１）とポリメタクリル酸メチル（三菱レイヨン社製  商品名：アクリペットＭＦ）を８：２の比率で混合した樹脂に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製  商品名：トーカブラック＃４４００）を１０〜１８重量部まで１重量部毎に変えて添加し、ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルとカーボンブラックの合計量が１００重量部となる様に混合した。その後、配合した組成物をタンブラーにて均一混合の後、池貝機械社製φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０２〜１０１２Ωｃｍ以上であり、ポリフッ化ビニリデンとポリメタクリル酸メチルの合計８７重量部に対してカーボンブラックを１３重量部添加した組成物で１０９Ωｃｍの体積抵抗率を有していた。そこで、カーボンブラック添加量を１３重量部とし、この試験を再度繰り返し実施し抵抗値の再現性を確認したが、フィルムの体積抵抗率は１０６Ωｃｍとなり、体積抵抗率を再現したフィルムを得ることが出来なかった。
【００２２】
（比較例５）
実施例４の比較として、熱可塑性樹脂として低密度ポリエチレン（宇部興産社製商品名：ＵＢＥポリエチレンＲ−５００）に対して、カーボンブラック（東海カーボン社製  商品名：トーカブラック＃４４００）を１０〜１８重量部まで１重量部毎に変えて添加し、低密度ポリエチレンとカーボンブラックの合計量が１００重量部となる様に混合した。その後、配合した組成物をタンブラーにて均一混合の後、池貝機械社製φ３０ｍｍ同方向回転型二軸押出機を用いて混練し、ペレタイザーによりストランドを作成した。このコンパウンドを単軸押出機にて再び溶融混練し、Ｔダイにより０．１ｍｍ厚みのフィルムを作成した。このフィルムの体積抵抗率は１０３〜１０１２Ωｃｍ以上であり、低密度ポリエチレン８５重量部に対してカーボンブラックを１５重量部添加した組成物で１０９Ωｃｍの体積抵抗率を有していた。そこで、カーボンブラック添加量を１５重量部とし、この試験を再度繰り返し実施し体積抵抗率の再現性を確認したが、フィルムの体積抵抗率は１０５Ωｃｍとなり、体積抵抗率を再現したフィルムを得ることが出来なかった。
【００２３】
試験結果を表１および表２に示す。表中の略号の意味はそれぞれ以下のとおりである。
ＰＣ  ポリカーボネート
ＰＶＤＦ  ポリフッ化ビニリデン
ＰＭＭＡ  ポリメタクリル酸エステル
ＬＤＰＥ  低密度ポリエチレン
ＣＢ  カーボンブラック
【００２４】
【表１】
2004339316.tif 000002
【００２５】
【表２】
2004339316.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、熱可塑性樹脂９０〜９８重量部に対して、微細炭素繊維２〜１０重量部を添加することにより、安定した体積抵抗率を有するフィルムが得られ、電子写真複写機の中間転写ベルトや最終転写ベルトに用いることが出来る。