(57)【要約】【課題】耐久性に優れ、しかも電気抵抗値のばらつきが少なく、特にレーザープリンター等の画像形成装置に好適に用いることができる導電性ブラシ用のポリエステル繊維を提供する。【解決手段】特定の化合物２種を含有させた相対湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである導電性を有するポリエステル繊維は、耐久性に優れ、しかも電気抵抗値のばらつきが少ない。したがって、これをパイル糸とする画像形成装置用導電性ブラシとして使用すると、高品質の画像が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族系ポリエステルからなる繊維であって、湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである導電性を有することを特徴とする導電性ポリエステル繊維。
【請求項２】
下記式（Ｉ）で表される重量平均分子量５０００〜１６０００であるポリオキシエチレン系ポリエーテルを繊維重量基準で２．０〜３．０％を含有し、
【化１】
2007321274.tif 000008
かつ下記式（II）で表される有機金属スルホン酸塩を繊維重量基準で４〜１０％含有する、
【化２】
2007321274.tif 000009
ことを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリエステル繊維。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の導電性ポリエステル繊維をパイル糸に使用したことを特徴とする導電性ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンター等の画像形成装置に用いるブラシ用に好適な導電性を有する新規なポリエステル繊維及びそれを用いた導電性ブラシに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方式の乾式複写機やファクシミリ、プリンターなどに用いられるブラシ用繊維としては、下記特許文献１〜４に掲載されているように、セルロース系繊維や導電性カーボンを含有したビニロン導電糸やナイロン導電糸あるいはポリエステル導電糸が用いられている。
【０００３】
しかしながら、セルロース系繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維は、力学的強度、特に耐久性が悪く、レーザープリンター等の画像形成装置の除電ブラシ、帯電ブラシあるいはクリーニングブラシといった導電性ブラシとして使用した場合、形成された画像の品質が低下するという問題がある。
【０００４】
一方、導電性カーボンを練り込んだポリエステル導電糸やナイロン導電糸においては、原糸製造段階でカーボン粒子を繊維内に均一に分散させるのが難しく、導電糸の電気抵抗値のばらつきが大きく、上記の画像形成装置用の導電性ブラシとして使用した場合、形成される画像に製品毎にばらつきが生じるといった問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４９１１７号公報
【特許文献２】特開２０００−３５５８２３号公報
【特許文献３】特開２０００−１６０４２７号公報
【特許文献４】特開２００３−６６６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主たる目的は、上記従来技術に鑑みなされたもので、耐久性に優れ、しかも電気抵抗値のばらつきが少なく、特にレーザープリンター等の画像形成装置に好適に用いることができる導電性ブラシ用の新規なポリエステル繊維を提供することにある。本発明の他の目的は、上記ポリエステル繊維を使用した導電性ブラシを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、特定の化合物を含有させた湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである導電性を有するポリエステル繊維を用いたとき、耐久性に優れ、しかも電気抵抗値のばらつきが少なく、これを画像形成装置の導電性ブラシとして用いたとき、高品質の画像が得られることを見出し本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、芳香族系ポリエステルからなるフィラメント糸であって、湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである導電性を有することを特徴とする新規な導電性ポリエステル繊維が提供される。また、本発明の好適な態様では、下記式（Ｉ）で表される重量平均分子量５０００〜１６０００であるポリオキシエチレン系ポリエーテルを繊維重量基準で２．０〜３．０％を含有し、
【化１】
2007321274.tif 000003
かつ下記式（II）で表される有機金属スルホン酸塩を繊維重量基準で４〜１０％含有する、
【化２】
2007321274.tif 000004
ことを特徴とする、湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである新規な導電性ポリエステル繊維が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、上記のごとき導電性ポリエステル繊維をパイル糸に使用したことを特徴とする導電性ブラシも提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリエステル繊維は、製糸性、耐久性に優れ、しかも、繊維間の電気抵抗値のばらつきが少なく、特にレーザープリンター等の画像形成装置に好適に用いるブラシの素材としてきわめて有用であり、この繊維をパイル糸とするパイル布帛からなるブラシは、均一な帯電、除電、クリーニング効果が優れ、レーザープリンター等の画像形成装置用のブラシとして好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明でいう芳香族系ポリエステルとは、芳香環を重合体の主たる繰り返し単位とする芳香族系ポリエステルである。好ましい芳香族系ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどをあげることができる。また、酸成分および／またはグリコール成分の一部に他の酸成分および／またはグリコール成分を使用し少量共重合したポリエステルであっても良い。本発明では、なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびそれらの共重合体が織編物用途に適した機械的性質を有しているので好ましく用いることができる。
【００１２】
これらの芳香族系ポリエステルは、固有粘度（Ｏ−クロロフェノール溶液中３５℃で測定）が０．５０〜０．６５のものが好ましい。
なお、該芳香族系ポリエステルには、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて少量の添加剤、例えば滑剤、顔料、染料、酸化防止剤、固相重合促進剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、抗菌剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、遮光剤、艶消剤等を含んでいても良い。
【００１３】
本発明のポリエステル繊維は相対湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１１Ω／ｃｍである導電性を有することが必要であり、温度２５℃、相対湿度４０％での糸断面抵抗値が１．０×１０８〜１．０×１０１０Ω／ｃｍであることが好ましい。一般的に、糸の導電性能は、導電性カーボンを用いた複合紡糸ポリエステル繊維を含めて周囲の湿度環境の影響を受け易い。このため、その糸自体の導電性能を評価するためにはある程度低湿度環境にて評価することが重要であり、本発明では相対湿度４０％に固定して糸断面抵抗の測定を行うこととした。この時の導電性能が糸断面抵抗値にして１．０×１０１１Ω／ｃｍを超えていると、いわゆる衣料用繊維の制電領域と大差なく、摩擦による帯電防止効果はあるものの、ＯＡ機器などで要求される除電の効果を得るためには不十分である。一方で１．０×１０８Ω／ｃｍ未満であると高電圧下の除電の際に火花を発生するなどのケースがあり、火災の危険がある。
【００１４】
本発明のポリエステル繊維は、下記式（Ｉ）で表されるポリオキシエチレン系ポリエーテルを繊維重量基準で２．０〜３．０％含有し、
【化３】
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かつ、下記式（II）で表される有機金属スルホン酸塩を繊維重量基準で４〜１０％含有することが好ましい。
【化４】
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【００１５】
上記のポリオキシエチレン系ポリエーテルは、上記式（Ｉ）から明らかなように、−ＣｊＨ２ｊ＋１および−Ｃｊ’Ｈ２ｊ’＋１で表される枝わかれ部分を持つ鎖（以下、おのおのＡ鎖ブロックおよびＡ’鎖ブロックと称する）と枝分かれの無い直鎖（以下、Ｂ鎖ブロックと称する）からなる非ランダム共重合ポリオキシエチレン系ポリエーテルである。なお、上記Ａ鎖ブロックおよびＡ’鎖ブロックのＪおよびＪ’は１３〜２８、好ましくは１４〜２０の範囲である。ＪおよびＪ’が１３未満の場合は、ポリエステル繊維からの剤の脱落が著しく、耐久性が劣りかつ性能のバラツキも大きなものとなる。ＪおよびＪ’が２８を超える場合は、ポリエステル中での剤の拡散が不十分で均一性の劣ったものとなる。また、上記式（Ｉ）中のｍ、ｍ’およびｐは、それぞれ正の整数であり、好ましくは１０〜１００である。
【００１６】
また、該ポリオキシエチレン系エーテルは実質的な主成分である芳香族系ポリエステルと共重合等の２次的反応を起こさないことが必要である。このため重量平均分子量が５，０００以上、好ましくは６，０００以上であることが必要である。また重量平均分子量は１６，０００以下好ましくは１５，０００以下のものが好適である。あまりにも長鎖である剤を使用するとポリエステル繊維中での剤の分散性を悪化させ不均一なものとなるためである。
【００１７】
さらに、該ポリオキシエチレン系エーテルはポリエステル繊維中に繊維重量基準で２．０〜３．０％含有されていることが必要である。含有量が２．０％未満であるときには得られたポリエステル繊維の断面抵抗値は１．０×１０１０Ω／ｃｍ以上となり性能として不十分なものとなる。また３．０％を超える量含む場合には、擦過に対して耐久性の劣ったものとなり、あらゆる工程で白粉などの糸成分の削れが原因となるトラブルが発生し取り扱い性の悪いものとなる。
【００１８】
本発明のポリエステル繊維には、上述のポリオキシエチレン系ポリエーテルとともに、上記式（II）で表される有機金属スルホン酸塩が含有されている。該有機金属スルホン酸塩は、単一の化合物であっても、各種のアルキル基あるいはアルキルアリール基を有する有機スルホン酸金属塩の混合物であっても良い。かかる有機金属スルホン酸塩としては、具体的には、ステアリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウムおよび上記の混合物などを例示することができる。
【００１９】
また、該有機金属スルホン酸塩含有量は、繊維重量基準で４〜１０％、好ましくは、６〜８％である。有機金属スルホン酸塩の含有量が４％未満の場合、ポリエステル繊維の導電性能は不十分なものとなり、含有量が１０％を超える場合は性能は殆ど変わらないにもかかわらず、得られたポリエステル繊維の強度伸度が低下し、力学的性能の劣ったものとなる。
【００２０】
本発明に係る導電性ポリエステル繊維では、上述した２種の特定成分の組み合わせを含むことが必要であり、いずれか一方の未では本発明の目的とする導電性ポリエステル繊維が得難く、本発明の目的を達成することが困難である。
【００２１】
本発明に係る導電性ポリエステル繊維は、上述した２種の特定成分を配合したポリエステルを用いて公知の溶融紡糸方法によって製造することができる。その製糸方法は、原料ポリマーを溶融し、吐出孔から吐出し、冷却、給油の後、５００〜３，０００ｍ／分の紡糸速度で得た未延伸糸を１．５〜５倍程度に延伸して目的の導電性繊維からなるマルチフィラメントヤーンを得ることができる。
【００２２】
この導電性ポリエステル繊維（マルチフィラメントヤーン）の単糸繊度は１〜１０ｄｔｅｘが適当であり、全繊度は３０〜３００ｄｔｅｘが適当である。また、強度は２．０〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３０〜４０％の範囲が好ましい。
【００２３】
該繊維の断面形状は、通常の円形に限定されず、楕円形、扁平形、三角形、トライローバル形、中空などのいわゆる異形断面であってもよい。また、必要に繊維中に安定剤、着色剤などの添加剤を含んでも差し支えない。
【００２４】
本発明の導電性ポリエステル繊維を用いて導電性ブラシを製造するには、まず、該繊維をパイル糸としたパイル布帛を製造する。パイル布帛の製造方法としては、それ自体公知の方法を用いて製造することができる。例えば、パイル織物の場合、図１に示すモケット・ベルベットのような生地を公知の方法で製造することができる。この場合、導電性ポリエステル繊維は少なくともパイル糸のみに使用すればよい。一方、パイル編物の場合は、ダブルラッセル・トリコットのような生地を公知の方法により製造することができる。なお、パイル布帛を製造する際、２種以上の繊維を併用することもでき、例えば、導電性ブラシの性能が損なわれない範囲で、本発明の導電性ポリエステル繊維に通常のポリエステル繊維を加えてパイル布帛を製造してもよい。
【００２５】
図面は本発明の導電性ポリエステル繊維を用いた導電性ブラシの例を示すもので、図１は導電性ブラシを構成するパイル布帛の一例を示す斜視図、図２は導電性ブラシを構成するパイル布帛断面の一例を示す正面図と側面図、図３は本発明の導電性ブラシの一例を示す側面図である。図２中の１はパイル布帛のタテ糸、２はヨコ糸、３は基布であり、４は必要に応じて施されるコーティング層である。また、図３中の５はパイル糸、６はパイル布帛、７は支柱を示す。
【００２６】
本発明の導電性ブラシを製造するには、例えば図２ように、上記方法で製造されたパイル布帛の生地を、支柱に螺旋状に巻きつけてブラシ形状とする。その後、立毛処理、シャーリング処理を行い、画像形成装置用の導電性ブラシとすることができる。また、パイル布帛を平面に固定した導電性ブラシとしてもよい。
【００２７】
導電性ブラシにおける導電性ポリエステル繊維の断面電気抵抗値（温度２０℃、湿度４０〜７０％ＲＨ）は、１０２〜１０１１Ω／ｃｍがよい。好ましくは、温度２５℃、湿度４０％ＲＨで、１０８〜１０１０Ω／ｃｍがよい。画像形成装置の種類によりも異なるが、これより低くても高くても均一な帯電、除電、クリーニング効果が得難くなり好ましくない。
【００２８】
本発明の導電性ポリエステル繊維からなるパイル糸は、上記の条件を満たすので、
例えば、特にレーザープリンター等の画像形成装置に好適に用いることができる導電性ブラシとして十分な機能を発揮する。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明する。表１に示す指標の評価方法は以下の通りである。
【００３０】
（１）導電性繊維の電気抵抗値
電気抵抗測定器を用い、導電性繊維１０ｃｍ間に１，７００Ｖの電圧を掛け、温度２５℃、相対湿度４０％の条件下で５本の断面電気抵抗値（Ω／ｃｍ）を測定した。
【００３１】
（２）導電性ブラシの耐久性
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１７．３  Ｃ法（テーバー形法）の摩擦強さ試験で、荷重４．９０Ｎ、摩耗輪Ｎｏ．ＣＳ―１７、摩耗回数５００回とし、導電性ブラシの摩耗耐久性を測定した。評価方法は、ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１７．３「ｃ）外観変化の判定」を準用し、以下のように評価した。
Ａ：異常なし。
Ｂ：やや損傷或いはパイルが減少している。
Ｃ：たて又はよこ糸が切断している。或いは、パイルが大幅に減少している。
【００３２】
（３）画像品質
電子写真学会が発行するテストチャートを複写し、印刷回数1回での画質品質を官能評価（満足度）にて求め、次の基準で評価した。
良好：満足度７５以上
やや不良：満足度５０以上７５未満
不良：５０未満
【００３３】
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートに、重量平均分子量１５，０００のポリオキシエチレングリコール２．５重量％と平均炭素数１２〜１３のアルキルスルホン酸ナトリウム８．０重量％を混合したペレットを、溶融温度２９５℃とし、吐出孔から吐き出された混合ポリマーを３，０００ｍ／分引き取った後、予熱ローラー温度５０℃、引き取りローラー温度１５０℃、にて１．５倍に延伸して、２５０ｄｔｅｘ／４０フィラメントの導電性ポリエステル繊維（マルチフィラメントヤーン）を得た。得られた繊維の性能を表１に示す。
次に、この繊維をパイル糸に使用したパイル織物（ベルベット）を製造し、導電性ブラシを作製した。この際、パイル織物は、パイル密度を５，０００本／ｃｍ２、パイル長を５ｍｍに設計した。その結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例１］
ポリオキシエチレングリコールを０．５重量％、アルキルスルホン酸ナトリウムを２．５重量％とした以外は実施例１と同様の方法にて製糸し、加工して、ブラシとした。その結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例２］
ポリエチレンテレフタレートのマスターペレット９０．０重量％に、導電性カーボンを１７．０重量％含有したポリエチレンテレフタレートペレットを１０．０重量％混合し、溶融温度２９５℃とし、吐出孔から吐出された混合ポリマーを２５００ｍ／分の巻取り速度で巻き取った。この未延伸糸を供給ローラー温度８０℃、ヒーター温度２１０℃、引取りローラーの順に設置された延伸装置を用い、供給ローラーと引取りローラー間で１．８倍に延伸して２５０ｄｔｅｘ／４０フィラメントの導電性ポリエステル繊維を得た。この繊維を用い、実施例１と同様にしてパイル織物を製造し、導電性ブラシを作製した。その結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例３］
３３０ｄｔｅｘ／４８フィラメントのレーヨンフィラメントをパイル糸用い、実施例１と同様にしてパイル織物を製造し、導電性ブラシを作製した。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の導電性ブラシは、耐久性に優れ、かつ電気抵抗値のばらつきが少なく、特に画像形成装置に好適に用いることができ、その産業上の利用価値が極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の導電性ブラシを構成するパイル布帛の一例を示す斜視図。
【図２】本発明の導電性ブラシを構成するパイル布帛断面の一例を示す正面図と側面図。
【図３】本発明の導電性ブラシの作製例を示す側面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  タテ糸
２  ヨコ糸
３  基布
４  コーティング層
５  パイル糸
６  パイル布帛
７  支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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