(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比表面積（ｍ2／ｇ）の値の平方根を一次粒子径（ｎｍ）の値で割った値が０．３以上、０．５３１以下のカーボンブラックを３〜３０重量％含有するフッ素樹脂組成物からなり、体積固有抵抗が１０5 〜１０14Ω・ｃｍの範囲で、１００Ｖ１０秒印加後の体積固有抵抗ρＶ0に対する１００Ｖ１時間印加後の体積固有抵抗ρＶ1の比ρＶ1／ρＶ0が１以上４／３以下であることを特徴とするフッ素系シームレス機能ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真式複写機やプリンタ等の中間転写用あるいは搬送用等に使用されるシームレス機能ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ機器は普通、躯体部、データ処理ユニット、及び印刷ユニットから構成されており、印刷ユニットは駆動系、光学系、感光系、転写系、搬送系および定着系等から構成されている。これらの中では各種のシームレス機能ベルトが使用されている。すなわち、感光系の感光体基体用の導電性シームレスベルト、静電潜像を書かせる前に感光体に電荷を帯電させる帯電用の導電性ないし絶縁性シームレスベルト、トナー画像を転写した後に感光体の残留電位を除電する導電性のシームレスベルト、感光体上のトナー画像を紙に転写する時に用いる中間転写用の半導電性シームレスベルトおよび静電気で紙を吸着して搬送するための半導電性ないし絶縁性シームレスベルト等である。
【０００３】
上記のシームレス機能ベルトとしてはゴム製、ポリエステル製、フッ素樹脂製のものが知られている。要求性能としては、使用条件に合った抵抗範囲のものであることは勿論であるが、それ以外に、トナーの固着に対する耐久性、繰り返しの折り曲げに対する耐久性、寸法精度および難燃性等が必要とされる。ゴム製のものはトナーの固着に対する耐久性、寸法精度および難燃性の点で劣っており、ポリエステル製のものはトナーの固着に対する耐久性および難燃性の点で劣っている。一方、フッ素樹脂製のものはトナーの固着に対する耐久性、繰り返しの折り曲げに対する耐久性、寸法精度および難燃性すべての面で優れている。
【０００４】
シームレス機能ベルトの抵抗範囲を使用条件の範囲内に制御するための導電性フィラーとしては分散性がよく、広い範囲で抵抗制御が可能であるためにカーボンブラックが一般的に用いられている。しかしながら、フッ素樹脂とカーボンブラックを主成分とするシームレス機能ベルトは、抵抗範囲が半導電性の場合には、高電圧を加えて使用すると電気抵抗が低下するという現象が起き、電気的な耐久性の不足が指摘されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電子写真式複写機やプリンタ等で使用されるシームレス機能ベルトを提供することを目的とするものである。特に、本発明は導電性フィラーとしてカーボンブラックを用いる半導電性のフッ素樹脂組成物からなるシームレス機能ベルトを提供することを目的とするものである。更に、本発明は、使用時の電気抵抗の低下が改良された優れたフッ素樹脂組成物からなる半導電性のシームレス機能ベルトを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、電子写真式複写機やプリンタ等で用いられる、導電性フィラーとしてカーボンブラックを含有するフッ素樹脂組成物からなる半導電性のシームレス機能ベルトの電気抵抗の低下を改良するために種々検討し、特定の範囲の性能を有するカーボンブラックを用いることにより、その課題が解決されることを見いだし、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は比表面積（ｍ2／ｇ）の値の平方根を一次粒子径（ｎｍ）の値で割った値が０．３以上０．５３１以下のカーボンブラックを３〜３０重量％含有するフッ素樹脂組成物からなり、体積固有抵抗が１０5 〜１０14Ω・ｃｍの範囲で、１００Ｖ１０秒印加後の体積固有抵抗ρＶ0に対する１００Ｖ１時間印加後の体積固有抵抗ρＶ1の比ρＶ1／ρＶ0が１以上４／３以下であることを特徴とするフッ素系シームレス機能ベルトを要旨とするものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明で用いるフッ素樹脂としては各種フッ素樹脂が用いられるが、具体的にはテトラフルオロエチレンーエチレン共重合体（以下ＥＴＦＥと略記する。）、ポリビニリデンフルオライド（以下ＰＶＤＦと略記する。）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下ＰＦＡと略記する。）、ポリクロロトリフルオロエチレン（以下ＰＣＴＦＥと略記する。）又はクロロフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下ＥＣＴＦＥと略記する。）等が挙げられる。これらを単独でも二種以上併用してもよい。トナーの固着に対する耐久性が高いという点からＥＴＦＥ、ＰＦＡが好ましく、比較的低温で成形ができるという点からはＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥおよびＥＣＴＦＥが好ましい。従って、双方の観点からＥＴＦＥが特に好ましい。
【０００９】
本発明で用いるカーボンブラックとしては、比表面積が大きく、一次粒子径が小さいほど体積固有抵抗の低下が小さい傾向があり、比表面積（ｍ2／ｇ）の値の平方根を一次粒子径（ｎｍ）の値で割った値が０．３以上であれば体積固有抵抗の低下は少なく、０．４以上であれば体積固有抵抗の低下は殆ど無い。
【００１０】
本発明において、カーボンブラックの比表面積（ｍ2／ｇ）の値の平方根を一次粒子径（ｎｍ）の値で割った値は０．５３１以下である。
【００１１】
なお、本発明の体積固有抵抗の変化は、実施例１の様に１００Ｖ１０秒印加後と１００Ｖ１時間印加後の抵抗変化から求め、本発明では、１００Ｖ１０秒印加後の体積固有抵抗ρＶ0に対して１００Ｖ１時間印加後の体積固有抵抗ρＶ1の低下が無く、ρＶ1／ρＶ0が４／３以下である。
【００１２】
カーボンブラックの種類としては、上記の範囲の特性を満たすものであれば特に制限はなく、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、およびサーマルブラック等を使うことができる。これらのカーボンブラックは、一種類の使用も、また二種類以上の併用も可能である。フッ素樹脂組成物には、フッ素樹脂とカーボンブラックの他に本発明の特性を損なわない範囲で、他のフィラーや添加剤等を加えることができる。
【００１３】
導電性フィラーとしてカーボンブラックを含有するフッ素樹脂組成物からなる半導電性のシームレス機能ベルトにおいて、電気抵抗の低下が観測されるのは体積固有抵抗が１０5 〜１０14Ω・ｃｍの範囲であり、電気抵抗の低下の度合いが大きいのは１０6
〜１０13Ω・ｃｍの範囲である。本発明により得られる半導電性のシームレス機能ベルトは、電気抵抗が制御され、抵抗安定性に優れており、電子写真式複写機やプリンタ等の帯電用、中間転写用あるいは搬送用等のシームレス機能ベルトとしての使用に有利に供される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に沿って具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、各測定方法は次の通りである。
（融点）フッ素樹脂の融点は示差熱走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて測定した。
（比表面積）カーボンブラックの比表面積はカタログ値を用いた。
（一次粒子径）カーボンブラックの一次粒子径はカタログ値を用いた。
（形状因子）カーボンブラックの比表面積の値の平方根を一次粒子径で割った値。
（体積固有抵抗）三菱化学（株）製ハイレスタ、ロレスタを用いて測定した。
（トナーの固着に対する耐久性）純水の接触角を測定した。
（繰り返しの折り曲げに対する耐久性）東洋精機（株）製ＭＩＴ耐折疲労試験機を用いて破断するまでの折り曲げ回数を測定した。
（寸法精度）ベルトを切り開いて周長を測定した。
（難燃性）ＵＬ−９４に基づいて評価した。
【００１５】
（原料）
純水接触角が比較的大きく、融点が比較的低いという点から次のＥＴＦＥ等を用いた。
（ＥＴＦＥ）旭硝子（株）製アフロンＣＯＰ
Ｃ８８Ａ。融点＝２６０℃、純水接触角＝９８°。
（ＰＶＤＦ）三菱化学（株）製カイナー７６０。融点＝１７０℃、純水接触角＝９０°。
（ＰＦＡ）旭硝子（株）製アフロンＰＦＡ
Ｐ−６６−Ｐ。融点＝３０６℃、純水接触角＝１１５°。
（ＰＣＴＦＥ）ダイキン工業（株）製ネオフロンＣＴＦＥ
Ｍ−３００Ｐ。融点＝２１１℃、純水接触角＝８４°。
（ＰＢＴ）鐘紡（株）製ＰＢＴ−１２８。融点＝２２５℃、純水接触角＝７４°。
【００１６】
カーボンブラックは次のものを用いた。
（ＣＢ１）キャブラック社製カーボンブラックＸＣ−７２。一次粒子径＝３０ｎｍ、比表面積＝２５４ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．５３１。
（ＣＢ２）三菱化学（株）製カーボンブラック
ＥＣカーボン。一次粒子径＝３０ｎｍ、比表面積＝８００ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．９４３。
（ＣＢ３）電気化学（株）製カーボンブラック
デンカブラック。一次粒子径＝４０ｎｍ、比表面積＝６１ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．１９５。
（ＣＢ４）東海カーボン（株）製カーボンブラック
トーカブラック＃３８５５。一次粒子径＝２５ｎｍ、比表面積＝８５ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．３６９。
（ＣＢ５）東海カーボン（株）製カーボンブラック
トーカブラック＃３８４５。一次粒子径＝４０ｎｍ、比表面積＝６０ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．１９４。
（ＣＢ６）東海カーボン（株）製カーボンブラック
トーカブラック＃３８００。一次粒子径＝７０ｎｍ、比表面積＝３０ｍ2 ／ｇ、形状因子＝０．０７８。
【００１７】
樹脂組成物は各樹脂とカーボンブラックを二軸混練機を用いて混練して、組成物とした。
（組成物１）ＥＴＦＥにＣＢ１を１４ｗｔ％加えた。
（組成物２）ＥＴＦＥにＣＢ２を６ｗｔ％加えた。
（組成物３）ＥＴＦＥにＣＢ３を１５ｗｔ％加えた。
（組成物４）ＥＴＦＥにＣＢ４を１４ｗｔ％加えた。
（組成物５）ＥＴＦＥにＣＢ５を１６ｗｔ％加えた。
（組成物６）ＥＴＦＥにＣＢ６を２２ｗｔ％加えた。
（組成物７）ＰＶＤＦにＣＢ１を１３ｗｔ％加えた。
（組成物８）ＰＦＡにＣＢ５を１５ｗｔ％加えた。
（組成物９）ＰＣＴＦＥにＣＢ１を１５ｗｔ％加えた。
（組成物１０）ＰＢＴにＣＢ５を１６ｗｔ％加えた。
【００１８】
実施例１
組成物１を環状ダイを有する押出機から押し出して定尺カットすることにより、周長３５０ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、厚さ１５０μｍのシームレスベルトを得た。１００Ｖ１０秒印加後の体積固有抵抗（ρＶ0 ）は３．０×１０9 Ω・ｃｍ（以下３Ｅ０９Ω・ｃｍと略記する。）、１００Ｖ１時間印加後の体積固有抵抗（ρＶ1 ）は４Ｅ０９Ω・ｃｍであった。純水接触角は９８°であり、折り曲げ耐久回数は８００００回であった。周長は３５０±０．１０ｍｍであり、難燃性はＶＴＭ０相当であった。
【００１９】
実施例２，３
組成物４および９を用いて実施例１と同様にして表１の結果を得た。
【００２０】
比較例１〜６
組成物３、５、６、８、１０および２を用いて、実施例１と同様にして表２の結果を得た。
【００２１】
比較例７
ウレタンゴムとカーボンブラックよりなるゴム組成物を用いて、実施例１と同様にして得たゴム製シームレスベルトのρＶ0 は３Ｅ０９Ω・ｃｍ、ρＶ1
は４Ｅ０９Ω・ｃｍであった。純水接触角は６０°であり、折り曲げ耐久回数は４００００回であった。周長は３５０±１．５ｍｍであり、難燃性は無かった。
【００２２】
【表１】
0003970002.tif 000002
【００２３】
【表２】
0003970002.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、抵抗安定性、トナーの固着に対する耐久性、繰り返しの折り曲げに対する耐久性、寸法精度および難燃性に優れた電子写真式複写機やプリンタ等に好適に使用されるシームレス機能ベルトを提供することができる。