(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジカルボン酸成分は芳香族ジカルボン酸であり、ジオール成分は炭素数が１〜６のジオール及び化学式（１）で示されるカルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールであり、平均分子量は２００００以上１０００００以下であるポリエステル樹脂を用いて成形されることを特徴とする難燃性シームレスベルト。
【化１】
0003895592.tif 000006
［化学式１中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ２は−ＯＨ、又は−Ｏ−Ｒ３−ＯＨ（Ｒ３は炭素数１〜４のアルキレン基）を示す。］
【請求項２】
上記芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸であり、上記炭素数が１〜６のジオールがエチレングリコールである請求項１に記載の難燃性シームレスベルト。
【請求項３】
上記ポリエステル樹脂のＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−６７６０の２３０℃、２．１６ｋｇ荷重下におけるメルトフローレイト）が１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分以下であり、ＪＩＳ  Ｋ−７１２７における引張強度が２０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である請求項１または請求項２に記載の難燃性シームレスベルト。
【請求項４】
上記ポリエステル樹脂を用いて押出成形により成形されてなる請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の難燃性シームレスベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性シームレスベルトに関し、詳しくは、画像形成装置等に用いられ、難燃性を有する上に、生産性や耐久性に優れる難燃性シームレスベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式または静電印刷方式にて画像形成を行う画像形成装置内で、シート材搬送ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、定着ベルト、現像ベルト、感光体基体用ベルト等には、シームレスベルトが用いられている。
【０００３】
上記のようなシームレスベルトは、上述したような画像形成装置等の機器や装置内で使用されるのが一般的であり、このような装置内では、ベルトが高電圧、高温環境下に置かれる場合がある。従って、ベルトが可燃性であり燃えやすく、難燃性が不十分であると、装置内の環境条件によってはその使用状態が制限される恐れがある。このため、シームレスベルトにおいて、その使用上の環境を考慮し、難燃性を有することが要求されている。
【０００４】
従来、上記のようなシームレスベルトを難燃化するには、難燃剤の添加が一般的に行われており、例えば、ハロゲン系の難燃剤、リン酸エステル系の難燃剤、メラミンシアヌレート等の添加剤等が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ハロゲン系の難燃剤を添加した場合には、ベルトが高温下にさらされると、使用条件によってはダイオキシン等の有毒ガスが発生することも考えられる。また、上記リン酸エステル系の難燃剤を添加した場合には、ベルトが高温下で長期間使用されると、時間の経過とともにベルト内部から、添加剤等がベルト表面にしみ出したりして感光体等を汚染することがある。さらに、メラミンシアヌレートを添加した場合には、分散不良を起こしやすく、成形品表面に凹凸を生じたり、中間転写ベルトとした場合トナー清掃性が悪くなることもある。さらには、上記のように難燃剤を添加する場合には、難燃剤を添加した配合材を混練りする必要が生じるため、生産性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、強度や耐久性等の物性値を維持しながら難燃性を有すると共に、生産性に優れた難燃性シームレスベルトを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ジカルボン酸成分は芳香族ジカルボン酸であり、ジオール成分は炭素数が１〜６のジオール及び化学式（１）で示されるカルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールであり、平均分子量は２００００以上１０００００以下であるポリエステル樹脂を用いて成形されることを特徴とする難燃性シームレスベルトを提供している。
【化１】
0003895592.tif 000002
［化学式１中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ２は−ＯＨ、又は−Ｏ−Ｒ３−ＯＨ（Ｒ３は炭素数１〜４のアルキレン基）を示す。］
【０００８】
このように、上記ポリエステル樹脂は、分子鎖中にカルド構造を有するフルオレン誘導体からなる構造を備えているため、ポリマー自体が難燃性を有しており、難燃剤を添加することなくシームレスベルトに難燃性を付与することができる。また、上記ポリエステル樹脂を用いることにより適度な弾性を有する上に繰り返し曲げられても優れた強度と耐久性を有し、かつ成形性にも優れているので、難燃性シームレスベルトを押出成形等により容易に得ることができる。さらに、難燃剤を混入する必要がないので、良好な透明性を保持したシームレスベルトを得ることができる上に、作業工程が簡略化され容易にシームレスベルトを作製することができ、生産性も向上することができる。
【０００９】
カルド構造を有するフルオレン誘導体とは、下記の化学式１にて示すことができ、多数のベンゼン環を有している。
【００１０】
【化１】
0003895592.tif 000003
【００１１】
上記化学式１中、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ２は−ＯＨ、又は−Ｏ−Ｒ３−ＯＨ（Ｒ３は炭素数１〜４のアルキレン基）を示す。具体的には、カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールとしては、式中Ｒ１をＨとし、Ｒ２をＯＣ２Ｈ４ＯＨとしているビスフェノキシエタノールフルオレンが好適に用いられ、その他Ｒ１をＣＨ３とし、Ｒ２をＯＨとしているビスクレゾールフルオレン、Ｒ１をＨとし、Ｒ２をＯＨとしているビスフェノールフルオレン等が挙げられる。
【００１２】
上記ポリエステル樹脂の重量平均分子量が２００００より小さいとポリエステル樹脂の機械的強度が低くなり、１０００００より大きいとポリエステル樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ成形しにくくなる。なお、上記平均分子量は３５０００以上５５０００以下が好ましい。
【００１３】
上記芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸であり、上記炭素数が１〜６のジオールがエチレングリコールであることが好ましい。このように、ポリエステル樹脂の基本構造をＰＥＴ樹脂とすることにより、ベルトとしての適度な弾性及び柔軟性と、適度な硬度とを両立することができる。
【００１４】
上記カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールは、全ジオール成分中、１０モル％以上９０モル％以下であるのが好ましい。これにより、ベルトの他の性能に影響を及ぼすことなく難燃性を付与することができる。
【００１５】
上記ポリエステル樹脂のＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ−６７６０の２３０℃、２．１６ｋｇ荷重下におけるメルトフローレイト）が１ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分以下であることが好ましい。これにより、押出成形にて容易に仕上がり良好なベルトを得ることができる。
【００１６】
また、ＪＩＳ  Ｋ−７１２７における引張強度が２０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であることが好ましく、適度な耐久性を得ることができる。
【００１７】
上記ポリエステル樹脂を用いて押出成形により成形されてなることが好ましい。押出成形によりチューブ状に成形すると、連続生産が可能であり、遠心成形等の他の成形方法により製造する場合に比べて、安価に成形することができ、生産性を向上することができる。
【００１８】
上記芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸以外にイソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、複数種を混合することも可能である。また、炭素数が１〜６のジオールとしては、エチレングリコール以外に、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール等が挙げられ、複数種を混合することも可能である。
【００１９】
また、本発明の難燃性シームレスベルトに他機能を付加するために難燃性を損なわない範囲で、上記ポリエステル樹脂に各種添加剤等を配合することもできる。具体的には、導電性を付与するために、カーボンブラック、金属酸化物、シリカ等の導電性充填剤や、帯電防止剤、電荷制御剤等のイオン導電剤を配合することができる。なお、上記導電性充填剤とは別に、機械的強度を向上させるために、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、タルク、硫酸バリウム、ケイ藻土などの充填剤を配合しても良い。
【００２０】
さらに、ベルト表面からの添加剤等の遊離、ブリード、ブルーミングや感光体汚染性などの接触物への移行などを起こさない範囲で、かつ難燃性に悪影響を及ぼさない範囲で、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの軟化剤を配合しても良い。また、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸系化合物、ジオクチルアジペートなどのアジピン酸系化合物、ジブチルセバケート等のセバチン酸系化合物、安息香酸系化合物などの可塑剤を配合しても良い。これによりベルトの硬度や柔軟性を適度に調整することができる。
【００２１】
さらには、２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノール等のフェノール類などの老化防止剤を配合しても良い。
【００２２】
本発明の難燃性シームレスベルトは、押出成形以外に、射出成形、プレス成形、ブロー成形、粉体を用いた回転成形など従来公知の方法により成形することができ、画像形成装置等に用いられる中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト、現像ベルト、搬送ベルト等として用いることができる。また、上記のような各種添加剤を配合する場合には、１軸押出機、２軸押出機、密閉式混練り機、オープンロール、ニーダー等を用いた従来の方法により混練りを行うこともできる。
【００２３】
本発明の難燃性シームレスベルトは単層で用いても良いし、より良好な表面特性等を付与し多機能を持たせるために、本発明の難燃性シームレスベルトをベース層として、難燃性を損なわないように、適当な材質により表面層及び裏面層を積層しても良い。上記表面層及び裏面層は、１〜１０μm程度の薄膜であることが好ましく、ウレタン樹脂やフッ素樹脂のような樹脂を用いることができ、導電性ベルトとした場合、表面抵抗値の安定化、付着したトナーのクリーニング性の向上などに寄与することができる。上記表面層及び裏面層の塗装方法としては、ディッピングや静電塗装など従来から行われている種々の方法により行うことができる。なお、本発明のベルトはドラムやローラ等に巻きつけたり被覆したりして使用しても良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の難燃性シームレスベルト１を示し、全体形状は無端状の円環形状である。このシームレスベルト１は可撓性に富んでおり、２つの軸間に張設され搬送ベルトとして用いられるものである。
【００２５】
難燃性シームレスベルト１は、ジカルボン酸成分が芳香族ジカルボン酸であるテレフタル酸とされ、ジオール成分が炭素数が２のジオールであるエチレングリコール及びカルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールとされたポリエステル樹脂を用いて押出成形により成形されている。
【００２６】
上記カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールは、下記の化学式２に示す構造のものを用いており、化学式２中、Ｒ１をＨとし、Ｒ２をＯＣ２Ｈ４ＯＨとした、ビスフェノキシエタノールフルオレンとしている。また、全ジオール成分中、上記カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールは５０モル％としている。
【００２７】
【化１】
0003895592.tif 000004
【００２８】
このポリエステル樹脂の重量平均分子量は４５０００であり、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ−６７６０の２３０℃、２．１６ｋｇ荷重下におけるメルトフローレイト）が４．４ｇ／１０分であり、ＪＩＳ  Ｋ−７１７２における引張強度が７０ＭＰａである。
【００２９】
上記難燃性シームレスベルト１は、分子鎖中にカルド構造を有するフルオレン誘導体からなる構造を備えた上記のようなポリエステル樹脂を用いて成形されているため、難燃性を有すると共に、環境に良い実用性に非常に優れたシームレスベルトである。また、上記ポリエステル樹脂のＭＦＲが比較的小さな値であるため、押出成形により容易に物性値が良好なベルトを得ることができる。従って、本発明の難燃性シームレスベルトは、画像形成装置等の機器や装置内において、ベルトが高電圧、高温環境下に置かれる場合でも、使用状態に制限を受けることなく使用することができる。
【００３０】
また、ポリエステル樹脂には、必要に応じて、導電性充填剤等の種々の添加剤を配合することができ、これら添加剤を配合した材料を混練り後、ベルト状に成形することもできる。
【００３１】
以下、本発明の難燃性シームレスベルトの実施例及び比較例について詳述する。
下記の表１に示すように配合材料を変更してシームレスベルトを作製した。
【００３２】
【表１】
0003895592.tif 000005
【００３３】
（実施例１）
上記第１実施形態と同様のポリエステル樹脂を用いて難燃性シームレスベルトを作製した。具体的には、カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたポリエステル樹脂として（ＯＫＰ１：大阪ガスケミカル（株）製）を用いた。即ち、基本構造はＰＥＴ樹脂であるが、カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたジオールであるビスフェノキシエタノールフルオレンを用いているため、ポリエステル樹脂の分子鎖中にカルド構造を有するフルオレン誘導体を備えている構造とした。
このポリエステル樹脂を円形のダイリップより連続的に押出し、サイジング型により円筒状に押出成形して適当な長さでカットすることにより、内径１６８ｍｍ、幅３１２ｍｍ、平均肉厚４５μｍのシームレスベルトを得た。
【００３４】
（比較例１）
ＰＥＴ樹脂のみを用い、実施例１と同様に押出成形によりシームレスベルトを作製した。
【００３５】
（比較例２）
ＰＥＴ樹脂にメラミンシアヌレート（ＭＣ−６４０：日産化学製）を２５重量％配合し、２軸押出機を用いで混練りした後、実施例１と同様に押出成形によりベルトを作製した。
【００３６】
上記実施例、比較例の難燃性シームレスベルトについて、後述する方法にて難燃性評価及びベルト表面評価を行った。評価結果を上記表１に示す。
【００３７】
（難燃性評価方法）
難燃性試験：VTM2
UL-94；プラスチック材料の燃焼性試験に準ずる。薄膜サンプルを対照とした「薄手材料垂直燃焼試験：VTM-0、VTM-1、VTM-2」の方法により試験を行った。VTM-2のレベルに達しているものを「○」、達していないものを「×」とした。
【００３８】
（ベルト表面評価）
成形後のベルトの表面状態を目視により観察し、表面に凹凸がなく平滑であるものを「○」、ツヤがなく細かな凹凸があるものを「×」とした。
【００３９】
表１に示すように、実施例１は、カルド構造を有するフルオレン誘導体を備えたポリエステル樹脂を用いているので、難燃性試験において、VTM-2のレベルに有り、十分な難燃性を有する上に、ベルトの表面状態も良好な仕上がりであり、実用に適した難燃性シームレスベルトであることが確認された。
【００４０】
一方、比較例１は、ＰＥＴ樹脂のみにより作製され、難燃剤も配合されていないため、難燃性が悪かった。比較例２は、難燃剤であるメラミンシアヌレートを配合しているため、難燃性評価には優れているものの、メラミンシアヌレートの凝集塊により細かなブツブツが表面に現れ、ベルトの表面状態が悪かった。また、比較例２は、難燃剤配合による追加工程が必要であるため、実施例１に比べて生産性に劣っていた。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、分子鎖中にカルド構造を有するフルオレン誘導体からなる構造を備えたポリエステル樹脂を用いてシームレスベルトを作製しているため、難燃剤を添加することなくシームレスベルトに難燃性を付与することができる。また、上記した特定のポリエステル樹脂を用いることにより適度な弾性と耐久性を実現しつつ、成形性にも優れているので押出成形等により容易に作製することができる。さらに、難燃剤を混入する必要がないので、良好な透明性を保持したシームレスベルトを得ることができる上に、作業工程が簡略化され、生産性も向上することができる。
【００４２】
従って、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式または静電印刷方式にて画像形成を行う画像形成装置内で用いられる、シート材搬送ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、定着ベルト、現像ベルト、感光体基体用ベルト等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の難燃性シームレスベルトの概略斜視図である。
【符号の説明】
１  シームレスベルト
【図１】
0003895592.tif 000007