阻燃無縫帶及其制造方法和包括該阻燃無縫帶的圖像形成裝置的制作方法

專利名稱：阻燃無縫帶及其制造方法和包括該阻燃無縫帶的圖像形成裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻燃無縫帶、阻燃無縫帶的制造方法以及包括該阻燃無縫帶的圖像形成裝置，具體地說，本發明是對用于以復印機、傳真機、打印機等電子照相方式或靜電印刷方式形成圖像的圖像形成裝置中的無縫帶的形成材料進行改良，在賦予無縫帶以阻燃性的同時，減小其電阻值的偏差， 從而得到穩定良好的圖像形成效果。
背景技術：
以往，在復印機、傳真機、打印機等用電子照相方式或靜電印刷方式形成圖像的圖像形成裝置中，導電性無縫帶被用作傳送帶、轉印帶、中間轉印帶、定影帶、顯影帶、感光鼓基體用帶等。
這種導電性無縫帶，需要具有適度穩定的電阻值。人們為了使這種皮帶具有導電性，采取了向聚合物中添加金屬氧化物粉末或碳黑的電子導電方法，或者是向聚合物中添加具有離子導電性的填料的離子導電方法。為了控制這種皮帶的電阻值，人們還提出了其他種種方案。
例如，在日本特許公開公報2002-304064號中，公開了下述無縫帶，該無縫帶是由樹脂組合物擠壓成形而制得的，該樹脂組合物是由至少一種熱塑性樹脂和與該樹脂非相溶的至少一種親水性樹脂混合得到，在擠出成形時的成形溫度下，該熱塑性樹脂的粘度高于該親水性樹脂的粘度。
近年來，對于上述的導電性無縫帶，考慮到其使用環境，要求還要具有阻燃性。通常，導電性無縫帶被用于上述的圖像形成裝置的機器或裝置中，這些裝置中有時置于高壓、高溫的環境下，所以對于放在這種環境中的皮帶必須要考慮其可燃性。因此，若皮帶具有易燃性而阻燃性不夠的話，就會受到使用環境上的限制。目前的無縫帶雖然具有優異的導電性、耐久性等性能，在通常的使用上無影響，但是其阻燃措施還不足，還有改進的余地。
上述由熱塑性樹脂等制得的導電性無縫帶，使其難燃化的措施一般是添加阻燃劑。以往，向上述無縫帶中添加的阻燃劑一般是鹵系阻燃劑，磷酸脂系的阻燃劑等。
專利文獻1日本特許公開2002-304064號公報但是，在添加鹵系阻燃劑的情況下，若無縫帶置于高溫下，會隨著使用條件產生二噁烯等有毒氣體；在添加磷酸脂系的阻燃劑情況下，若無縫帶在高溫下長時間使用，添加劑會漸漸滲到無縫帶表面，污染感光鼓等。
另外，在使這種無縫帶具有導電性時，在添加電子導電的代表性物質碳黑時，由于隨電子移動產生的電流的流動方式為各粒子的分散狀態所左右，所以，若粒子的分散狀態不均勻，則電阻值難于控制，無縫帶面內的電阻值偏差易變大。在有粒子二次凝集的情況下偏差會更大。另外，使用碳黑，無縫帶會發黑，由色調劑等原因造成的皮帶的臟污不易察覺。
若用添加金屬氧化物的電子導電，例如，使用導電性鋅白，此時，如果為了低電阻化而加大填料的量，就會導致帶的脆化。而且粒子的分散成為課題，電阻難于調整。特別是很難將電阻值調整到1.0×104Ω.cm-1.0×1012Ω.cm這樣的范圍。
另一方面，在用離子導電的情況下，倘若用低分子量表面活性劑性質的抗靜電劑，會因滲出造成OPC(有機光導電體)污染。另外，若吸濕性大則電阻會隨濕度的變化而變大。而且，高氯酸鈉(NaClO4)等和熱塑性彈性體的混練會難于處理，且一般來說價格昂貴。還有，一般來說以離子導電的無縫帶其體積電阻率大多對環境依賴性大，這種情況下就存在著復印電壓難于控制，圖像形成裝置的結構復雜一類問題。
這樣，人們希望在開發用于圖像形成裝置的無縫帶時，要優先考慮使其具有阻燃性。更具體的是，在使上述導電性無縫帶具有阻燃性時，用對環保有益的非鹵系，以便使用時實現根除環境污染。再有，對導電性無縫帶電阻值的調整以及減小帶面內的電阻值偏差也提出要求，特別是對減小電阻值的環境依賴性提出要求。

發明內容
本發明是鑒于上述問題而完成的。本發明的目的是提供一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置在不影響導電性等其它性能的同時，具有優良的阻燃性，并使無縫帶的電阻值易于調整，帶面內的電阻值偏差和電阻值對環境依賴性都得到減小，同時，本發明的圖像形成裝置具有良好的電氣性能，形成的圖象平滑勻一。
為解決上述問題，本發明提供一種具有以下特征的阻燃無縫帶，該阻燃無縫帶由熱塑性組合物制成，該熱塑性組合物以聚酯類熱塑性彈性體為主要成分，其中作為阻燃劑的三聚氰胺(三聚氰胺氰尿酸酯，melamine cyanurate)占總重量的比例為15％～40％，同時，相對于100重量份的全聚合物成分中，下述化學式1中所記載的含有陰離子的鹽的含量為0.01～3重量份，體積電阻率為1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm。
化學式1
(式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素為1～8的官能團)為三聚氰胺的本發明人進行深入研究后，發現以聚脂類熱塑性彈性體為主要成分的無縫帶，即使使其含有作為阻燃劑的三聚氰胺，也不會對帶的體積電阻率及其環境依賴性有影響，由于帶的電阻不發生變化，可在保持其導電性不變的基礎上賦予其阻燃性。還有，因分解溫度在300℃以上，所以它在300℃以內的范圍內是以粉末狀存在。所以，在圖像形成裝置等使用環境程度的溫度下，帶表面不會發生滲出或起霜，也就不會污染感光鼓。而且，三聚氰胺是氮系阻燃劑，在燃燒熱下發生熱分解，氮氣置換氧起到阻燃作用，也不用擔心由鹵素引起的有毒氣體等的發生，從而得到有利于環保的無縫帶。
通過研究還發現以聚脂類熱塑性彈性體為主要成分的無縫帶，在使其具有導電性時，若使用上述化學式1中所記載的含陰離子的鹽，則不僅電阻值易于調整，而且帶面內的電阻值偏差消失，對環境依賴性也減小。這樣，用上述以聚脂類熱塑性彈性體為主要成分的熱塑性組合物，使其按上述規定重量配合含有作為阻燃劑的氮系阻燃劑三聚氰胺，和作為導電劑的上述化學式1中所記載的含有陰離子的鹽，形成該無縫帶。
由此，作為本發明的阻燃無縫帶，因為具有優良的阻燃性，在圖像形成裝置中，即使是在高壓、高溫的條件也不受使用狀態的限制，并能達到高質量畫面的效果。又，皮帶的電阻易于調整，帶面內的電阻值偏差減小，電阻值的環境依賴性也可減小。例如，在用作中間轉印帶時，不會發生轉印錯位，轉印不良，能長期保持良好的轉印性能。另外，還可用作傳送帶，顯影帶，定影帶，帶狀感光體的基體帶等，都優于以前的性能三聚氰胺的含量占阻燃無縫帶總重量的15％～40％，最好是20％～35％。其含量在上述范圍的理由是，若少于15％，帶的阻燃性就會不足，而大于40％又會導致成形后的帶脆化的問題。
本發明的阻燃無縫帶，其體積電阻率為1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm，最好的是1.0×106Ωcm～1.0×1011Ωcm。由此，將所述阻燃無縫帶用作中間轉印帶，片材傳送帶等的導電性無縫帶，可以有廣泛的用途。體積電阻率之所以定在上述范圍，是因為若電阻值小于上述范圍，會有電流易于流動電荷難于保持等問題，這樣該帶就失去了作為圖像形成裝置的部件的功能；若大于上述范圍，則轉印，帶電，色調劑供給等程序需要高電壓，從而帶來效率低，失去實用性等問題。
要將電阻值調整到1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm范圍，化學式1所記載的含有陰離子的鹽相對于全聚合物成分100重量份的含有比例應在0.01～3重量份，最好的是0.05～2.7重量份。
添加化學式1中所記載的含有陰離子的鹽，只要通過微量添加就會產生減小電阻值的優良效果。但是，上述鹽的含量若小于上述范圍，電阻值的調整等會很困難；若大于上述范圍，降低電阻值的效果基本處于飽和狀態，電阻值的降低會更加困難，另外，帶使用時有電場，由于和OPC接觸等原因而引起鹽滲出，還有，在帶擠出成形時容易粘付在模具的模唇及定型用模具上，使皮帶難于成形。上述化學式1中所記載的含有陰離子鹽，最好是均勻地分散在熱塑性組合物中，從而均一地存在于帶中。
另外，由于熱塑性組合物的主要成分是聚酯類熱塑性彈性體，所以，無縫帶具有適度的彈性和柔軟性，同時還有適度的硬度。即使反復彎曲也不影響其優良的耐用性。由于聚脂類熱塑性彈性體除具有良好的耐沖擊性，耐熱性和成形性之外，其耐油性也好，因此，不容易因為色調劑粉的緣故而變質，感光鼓也不易污染。又因為還具有良好的著色性，通過和三聚氰胺作為底質顏料的作用相配合，可制得白色帶或其他顏色的帶。通過添加潤滑劑等會進一步提高其成形性。由此，我們就得到這樣一種阻燃無縫帶，它在厚度方向上具有適度的柔軟性，而在長度方向上又不易伸長，且具有優異的振動性能。聚脂類熱塑性彈性體含量為總聚合物成分重量的60％以上，以65％以上為最佳。
上述化學式1所記載的含有陰離子的鹽，通過化學式1中的X1，X2的官能團中的氟基，磺酰基所具有的吸電子性，使陰離子穩定，離子顯示更高的離解度。由此，少量的添加就能得到非常低的電阻值。該鹽相對于電極等的化學性，電化學性的穩定性高，安全性也好。由此制得的帶使用溫度范圍寬，電阻易于調整，帶面內的電阻偏差小，特別是易于進入聚醚鏈段，故環境依賴性小，不容易引起OPC污染。該鹽價格低廉，常溫下為粉狀，易混煉，擠出成形后表面平滑。特別是對聚醚聚脂類的聚合物等進行擠出成形時，表面平滑。
上述化學式1所記載的陰離子，式中的X1，X2可以為分別含有C，-F，-SO2-，碳原子數為1～8的官能團，但從安全性，成本，處理性能的角度出發，最好的是化學式1中的X1為Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2為Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-(n1，n2是1以及1以上的整數，m1，m2是0以及0以上的整數)。
與上述化學式1所記載的陰離子成對構成鹽的陽離子，較好的是堿金屬，2A族元素，過渡金屬，兩性金屬中的任一陽離子，更好的是，構成陽離子的金屬為導電率高的鋰。特別好的是堿金屬，因為其離子化能小易形成穩定的陽離子。其他，除金屬陽離子以外，也可以是下面化學式2，化學式3所示的陽離子的鹽。式中，R1～R6各為碳原子數為1～20的烷基或其衍生物，R1～R4及R5和R6可相同，也可各自不同。其中特別是從由斥電子性強的三個甲基能使氮原子上的正電荷穩定，其他的烷基或其衍生物能夠提高與聚合物的相溶性的觀點出發，最好是使用以R1～R4里有3個是烷基，另一個是碳原子數為7～20的烷基或它的衍生物組成的，由三甲基類的季銨鹽陽離子組成的鹽。又，在化學式2的形式的陽離子中，R5或R6具有斥電子，同樣通過使氮原子中的正電荷穩定化，可提高陽離子的穩定度，離解度更高，由此可制得導電性能優良的鹽。
化學式2

化學式3
在化學式1所述的含有陰離子的鹽中，雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰((CF3SO2)2NL1)的熔點是228℃，在混煉及帶的加工溫度(200℃～240℃)范圍內，更加容易被聚醚鏈段吸入，尤其好。此外，也可使用(C2F5SO2)2NLi，(C4F9SO2)(CF3SO2)NLi，(FSO2C6F4)(CF3SO2)NLi，(C8F17SO2)(CF3SO2)NLi，(CF3CH2OSO2)2NLi，(CF3CF2CH2OSO2)2NLi，(HCF2CF2CH2OSO2)2NLi，((CF3)2CHOSO2)2NLi，等，也可多種并用。
上述化學式1所記載的陰離子的鹽最好是不通過由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物和低分子量極性化合物組成的介質進行配合。若使用這種介質，則在長期使用的情況下，電阻值大幅度上升，介質與離子容易一起析出而引起感光鼓污染。不通過上述介質配合上述化學式1所記載的陰離子鹽的方法，可采用公知的方法。例如，用亨舍爾混合機，轉鼓等在進行干混合后，將化學式1所述的含有陰離子的鹽和聚合物的摻和物，再用單軸或雙軸擠出機，班伯里密煉機，捏合機等熔融混合等。除此之外，在將化學式1所述的含有陰離子的鹽與聚脂類熱塑性彈性體在高溫下混合時，為防止聚合物的劣化，可根據需要在氮等惰性氣體中混合。
以上述熱塑性組合物為材料制成的無縫帶，它在低溫低濕環境(10℃，相對濕度15％)下的體積電阻率RLL和高溫高濕環境(32.5℃，相對濕度90％)下的體積電阻率RHH最好滿足Log10RLL-Log10RHH≤2.5的關系式。又，無縫帶面內的體積電阻率的最大值的常用對數與最小值的常用對數的差最好在0.5以下。
本發明的阻燃無縫帶外周面可至少有一層涂覆層。例如，本發明的無縫帶在作為圖像形成裝置的中間轉印帶使用時，為了便于清除轉印時殘留的色調劑，改變色調劑的著脫性，控制表面能等，根據不同目的，可以采用以聚氨脂，丙烯酸，乳膠等作為主聚合物，使氟系樹脂分散的那種公知的材料，采用靜電涂覆，噴涂，浸漬，刷涂等公知的方法進行涂覆。涂覆層的厚度最好是1μm～20μm。由此，可進一步提高帶的功能。
涂覆層等的被覆層可以是兩層，三層等多層結構，層的設置可以在內周面或外周面，根據性能要求可適當設定各層的種類，層疊順序，層疊厚度等。
擠出成形的皮帶的壁厚以50μm至500μm為宜。通過在擠出成形時對模唇間隙的調整，或者對熱塑性彈性體吐出量和帶的拉出速度的調整，可變化帶的厚度。
之所以將厚度規定為上述范圍，是因為若皮帶的厚度薄于50μm則容易拉伸，在彩色圖像形成裝置中重疊多色色調劑進行作象時容易發生偏移，若厚于500μm，則帶的彎曲剛性增高，難以將帶懸架于驅動軸上。又，帶外面的表面粗糙度RZ以2.0μm以下為宜，最好是1.8μm以下。這樣，復印效率，傳送性以及色調劑清除性好。
另外，因為三聚氰胺具有作為底質顏料的作用，所以容易給帶著色。因為含有三聚氰胺，可以得到白色帶。若制成白色帶，特別是在用作中間復印帶時，容易觀察到色調劑的附著狀況，因此有利于對清理性能評價。在制成白色帶時，最好不要配合黑色的添加劑，如碳黑等。
另外，可含有熔點在80℃以上的磷酸酯，磷的重量占總重量的比例為0.1％以上、0.4％以下。三聚氰胺和上述的磷酸酯并用，不必增加多余的三聚氰胺就能進一步增強阻燃性，在具有良好強度的同時，可得到余燃時間短的無縫帶。
聚脂類熱塑性彈性體可根據所要求皮帶的特性、選擇具有適當硬度、彈性率、成形性等級別的材料，例如聚脂聚醚類，聚脂聚脂類等，也可多種混合。
由于陽離子以被捕捉的形式進入聚醚的醚鍵附近，因此，鹽不容易滲出系統外，可顯現良好的導電性。又，在聚醚聚脂類中，作為軟鏈段的該分子鏈因在低濕低溫狀態與高溫高濕狀態之間彈性模量變化小，穩定性好，因此進一步減小了電阻值的環境依賴性。
聚脂類熱塑性彈性體，較好的是使用由具有芳香環的聚脂組成的硬鏈段和由聚醚及/或聚脂組成的低熔點軟鏈段組成的共聚物。還可使用以只由高熔點聚脂結構成分形成的高共聚物和只由低熔點聚脂結構成分構成成分一起組成的聚脂類熱塑性彈性體，此時形成的高共聚物的熔點為150℃以上，低熔點聚脂結構成分測定時的熔點或軟化點為80℃以下。
具有上述芳香環的高熔點聚脂結構成分，可使用對苯二酸，間苯二酸，連苯二羧酸，2，6-萘二羧酸等的芳香族二羧酸或其酯與碳原子數1～25的二元醇類及其酯形成性衍生物。另外，作為高熔點聚酯結構成分的酸性成分，最好的是苯二酸為全酸成分的70％摩爾以上。碳原子數1～25的二元醇類，可以是乙二醇，1，4-丁二醇及它們的酯形成性衍生物。根據需要也可使用其他的酸成分。但這些量以全酸成分的30％摩爾以下為宜，更好的是25％摩爾以下。
本發明中由聚醚組成的低熔點軟鏈段，例如可以是聚二醇(環氧乙烷)，聚(四亞甲基醚)二醇等的聚亞烷基醚二醇。從高熔點化和成形性方面來看，最好是聚(四亞甲基醚)二醇，從低溫特性考慮分子量最好為800～1500，重量比為聚脂類熱塑性彈性體總重量的15％～75％為宜。
本發明中由聚脂組成的低熔點軟鏈段最好是使用內酯類。內酯類又以己內酯為宜，其他還可使用庚內酯，辛內酯等，這些內酯類還可以2種或2種以上并用。芳香族聚酯與內酯類的共聚比，可根據用途選定，作為標準的重量比，芳香族聚酯/內酯類，為97/3～5/95，通常的范圍為95/5～30/70。
在上述熱塑性組合物中，除了聚脂類熱塑性彈性體以外，根據需要還可使用公知的熱塑性合成橡膠或熱塑性樹脂等的聚合物成分，它們可以單獨使用也可以多種組合使用。
另外，為了提高機械強度，也可配合碳酸鈣、硅石、黏土、滑石、硫酸鋇、硅藻土等填充劑。在不會引起添加劑等從皮帶表面游離，滲出，起霜和感光鼓污染等向接觸物轉移等一類問題的情況下，并且是在不會對阻燃性和導電性造成不良影響的范圍內，也可配合硬脂酸，月桂酸等脂肪酸，棉籽油，妥爾油，瀝青物質，石蠟等軟化劑，由此可適度調整皮帶的硬度和柔軟性。還可配合咪唑類，氨類，酚類等防老劑。
本發明還提供了阻燃無縫帶的制造方法，其特征在于，將上述化學式1中所述的含陰離子的鹽按1％～20％的重量配合于聚脂類熱塑性彈性體中得到導電性母膠，將導電性母膠，阻燃劑和以聚脂類熱塑性彈性體為主成分的熱塑性組合物在擠出機中熔融混煉，混煉后的材料由圓形口模擠出，再用定型模成形為帶狀。
化學式1

(式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素為1～8的官能團)本發明人經過深入研究發現，化學式1所記載的含有陰離子的鹽與聚脂類熱塑性彈性體等的聚合物預先混煉后得到的導電性母膠，分散性高，特別是，向聚合物中配合少量的上述鹽，電阻值容易調整。將上述導電性母膠與阻燃劑，熱塑性組合物一起混煉，擠出成形，可使鹽均一分散，減小電阻值的偏差，從而可容易得到具有適度彈性和阻燃性的無縫帶。
在導電性母膠中，化學式1所記載的具有陰離子的鹽的配合重量若少于1重量％，就不易達到導電性母膠的效果；但若超過20重量％，又難于混煉。混煉可用班伯里密煉機，捏煉機等公知的方法，最好用雙軸擠出機拉成條狀。
所述阻燃劑和以所述聚脂類熱塑性彈性體為主要成分的熱塑性組合物預先混煉后作為母膠，投入所述擠出機中，同時最好將該材料從所述圓形口模沿垂直方向擠出。
將在擠出機中熔融的熱塑性組合物沿圓形口模從模唇擠出，熔融狀態的材料在置于模唇下面的定型模中接觸冷卻硬化，成形為帶狀。被定型后的連續圓筒狀成形品再由置于下一流程的切割裝置進行切割，得到所定寬度的皮帶。擠出機的熔融溫度以200℃～250℃為宜。具體敘述如下將導電性母膠，阻燃母膠和聚脂類熱塑性彈性體進行干混，然后用雙軸擠出機混煉得到皮帶用材料。然后，將線料拉出作成粒料，干燥。將該粒料投入單軸擠出機的料斗中擠出成形。通過這樣的擠出成形，即使是如Φ168mm，壁厚250μm，寬度400mm那樣大直徑薄壁的皮帶也容易成形。
由于從模唇出來的熔融物是沿垂直方向擠出，所以不受重力影響，殘存應變也降低，保持圓筒狀態進入定型用模具，能夠提高尺寸的精確度。擠出方向以垂直向下為最好。
三聚氰胺等阻燃劑，混入聚脂類熱塑性彈性體等的聚合物中預先混煉制得阻燃性母膠，由此可提高阻燃劑的分散性，消除皮帶成形時有可能發生的因阻燃劑凝集產生泡的問題。采取不使用阻燃性母膠的方法，若能提高混煉效果，也可防止該問題發生，但母膠方法比較方便簡單，得到青睞。在阻燃性母膠中，阻燃劑的重量比為30％～70％，更好的是40％～60％。
配合后材料的混合可用歷來的單軸擠出機，雙軸擠出機，密閉式捏煉機，開放式煉膠機，捏煉機等方法進行，但用雙軸擠出機混合效果最佳。另外，本發明的阻燃無縫帶除上述擠出成形制造方法外，還可用注壓成形方式。
本發明還提供了一種圖像形成裝置，其特征是具有本發明的阻燃無縫帶。如前所述，根據本發明的阻燃無縫帶，在可實現減低電阻值偏差的同時，也大大降低了環境依賴性。因此，裝有此帶的復印機，傳真機，打印機等的圖像形成裝置，不僅可得到均勻的圖像，還因為電阻值的環境依賴性減小的緣故，而不必為了應付電阻值變化而加大電源，裝置整體的耗電量減少。另外，由于控制系統更加簡化，減輕開發時的環境試驗，所以又可節省開發時間，降低成本。


圖1是阻燃無縫帶用于彩色圖像形成裝置的模式圖。
圖2是阻燃無縫帶的制造裝置的示意圖。
圖中，12為擠出機，13為十字模頭，15為內定型模，33為中間轉印帶。
具體實施例方式
下面參照

本發明的實施方式。
圖1是本發明的實施例1所述的阻燃無縫帶用作中間轉印帶33時的平面示意圖。包括本發明的阻燃無縫帶的圖像形成裝置，如圖1所示，是用于彩色打印機的圖像形成裝置，其中本發明的阻燃無縫帶用作中間轉印帶。具有本發明的圖像形成裝置的彩色打印機，具有復印輥30a、30b、帶電輥31、感光鼓32、中間轉印帶33、定影輥34、四色的色調劑35(35a，35b，35c，35d)、鏡36。
在由該彩色圖像形成裝置形成圖像時，首先，感光鼓32沿圖中箭頭所示的方向旋轉，帶電輥31使感光鼓32帶電后，激光37通過鏡36使感光鼓32的非圖像部分曝光去除靜電，與掃描部相當的部分呈帶電狀態。接著，向感光鼓32供給色調劑35a，使帶電掃描部上附著上色調劑35a而形成第一種色彩的圖像。因為一次轉印輥30a使中間轉印帶33帶電，這樣，就將該色調劑圖像轉印到中間轉印帶33上。以相同方式，在感光鼓上形成的色調劑35b～35d的各色圖像被轉印到中間轉印帶33上，中間轉印帶33上初步形成了由四色的色調劑35(35a～35d)形成的全彩色圖像。二次轉印輥35b使被轉印體38帶電，由此該全彩色圖像被轉印到被轉印體(通常是紙)38上，然后使其通過加熱到所設溫度的定影輥34，則該全彩色圖像就被定影到被轉印體38的表面上。另外，在進行雙面印刷時，已經通過定影輥34的被轉印體38在打印機內反轉，重復上述圖像形成過程，再次在背面形成圖像。
用作中間轉印帶33的本發明的阻燃無縫帶，主要成分為聚脂類熱塑性彈性體，三聚氰胺占總重量的比例為25％，上述化學式1所記載的含陰離子的鹽即雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰相對于全聚合物成分100重量份的含量為0.5重量份，體積電阻率為1.0×108.7Ωcm的熱塑性組合物用雙軸擠出機混煉后，經過擠出成形而制得。在低溫低濕環境(10℃，相對濕度15％)下的體積電阻率RLL和高溫高濕環境(32。5℃，相對濕度90％)下的體積電阻率RHH的關系式為Log10RLL-Log10RHH＝2.0。又，雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰配合時不加由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物或低分子量極性化合物組成的介質。
中間轉印帶33具有優良的阻燃性，感光鼓也無污染，厚度方向具有適度的柔軟性而長度方向又不易伸長，是一種有益環境且實用性非常優良的無縫帶。又，在對體積電阻率無影響的情況下使皮帶有阻燃性，減小了電阻值的面內偏差和環境依賴性，擠出平面光滑。所以，本發明的阻燃無縫帶使用于復印機，傳真機，打印機等的圖像形成裝置內時，即使被置于高壓，高溫環境下，也不受使用環境限制，可得到均勻的圖像。
下面，詳細說明本發明的阻燃無縫帶的制造方法。
首先，制作導電性母膠。所述導電性母膠以聚脂類熱塑性彈性體為主成分，上述化學式1所記載的陰離子的鹽按10％重量比配合，得到導電性母膠。同時，聚脂類熱塑性彈性體和三聚氰胺分別按相同量配合制得阻燃性母膠，將導電性母膠，阻燃性母膠和聚脂類熱塑性彈性體的混合體在雙軸擠出機中混煉后，得到皮帶成形用的熱塑性組合物材料。
導電性母膠的混煉溫度以200℃～250℃，混煉時間1分～20分為宜；阻燃性母膠的混煉溫度以200℃～250℃，混煉時間以1～20分鐘為宜。
圖2是皮帶制造裝置10的平面示意圖。所述皮帶制造裝置包括投入材料的料斗11，將投入材料熔融擠出的擠出機12，擠出機12的中心軸與模具的中心軸垂直，構成圓形口模的十字模頭13，擠出機12和十字模頭13之間配置有調整擠出量的齒輪泵14，從內周面對擠出的環狀物B進行整形的定型用模即內定型模15，將整形后的環狀物B引向垂直方向的引出機16，以及將連續成形的環狀物B切割成設定長度的自動切割機17。十字模頭13由圓形口模的模唇13a將熔融物沿垂直向下擠出。
將所述皮帶成形用材料由擠出機12的料斗11投入，在200℃～250℃下進行熔融，熔融物一邊由齒輪泵14調整擠出量，一邊被送入十字模頭13。熔融物由十字模頭13的圓形口模的模唇13a成環狀沿垂直向下擠出，擠出速度為133mL/min。由模唇13a擠出的環狀物B沿內定型模15在70℃～100℃下冷卻整形為帶狀，再被引出機16沿垂直向下引出，再由自動切割機17按所定長度進行切割，即制得阻燃無縫帶。
上面所述第一實施方式記述的是本發明的阻燃無縫帶作為中間轉印帶使用時的情形，此外，本發明還可作為定影帶、顯影帶、傳送帶等用于圖像形成裝置。特別是若制成白色帶，色調劑附著時易于察覺，適于清潔性能的評定，特別適用于作為中間轉印帶使用。
在上述實施方式中，用所述的熱塑性組合物成形的帶為只有一層的結構，但是，其外周面側可以至少有一層涂覆層。涂覆層等的包覆層也可是兩層，三層等的多層結構，可涂覆在無縫帶的外周面側或/及內周面側。
聚脂類熱塑性彈性體可使用聚脂聚醚類或聚脂聚脂類等。又，只要具有上述化學式1中記載的陰離子，則不限定于上述的鹽，也可變更陽離子的種類等。另外，除了上述擠出成形制造方法之外，也可采用噴射成形等方法，也可在不使用母膠的情況下成形。
以下，就本發明的阻燃無縫帶的實施例、比較例作一詳細說明。
(實施例1)上述化學式1所記載的含陰離子的鹽即雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰，按10％的重量比與聚脂類熱塑性彈性體(熱塑性聚氨脂彈性體P90BD，東洋紡織制聚脂聚醚類)配合后進行干混，將其投入雙軸擠出機的料斗中，在設定溫度210℃下進行混煉，得到導電性母膠。此時的樹脂溫度實測值是230℃。
將三聚氰胺(MC640日產化學制)按50％的重量比與熱塑性聚氨脂彈性體P90BD配合后進行干混，將其投入雙軸擠出機的料斗中，在設定溫度210℃下進行混煉，得到阻燃性母膠。此時的樹脂溫度實測值是230℃。
相對于聚氨脂彈性體P90BD100重量份，雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰的含量為0.5重量份，另外，三聚氰胺的含量占總重量的25％，將按上述配合的聚氨脂彈性體P90BD和導電性母膠和阻燃性母膠的各粒子進行干混后，其投入雙軸擠出機的料斗中，在210℃溫度下進行混煉，得到皮帶成形用材料。此時的樹脂溫度實測值是230℃。
將制得的皮帶成形用材料投入圖2所示的制造裝置的擠出機的料斗中，開動擠出機進行熔融，熔融物在模具溫度235℃的條件下，由內徑185mm，間隙0.5mm的圓形口模沿垂直方向擠出。然后，沿外徑170mm的內定型模在80℃的溫度下冷卻，固化成形，以拉伸速度為1m/min垂直向下拉出，在由自動切割機切割成寬度為400mm，即可得到連續性的阻燃無縫帶。皮帶內徑＝169.5mm，平均厚度＝250μm，寬度＝400mm。
實施例1所述皮帶的性能表示如下。其各性能由下述方法測得。
體積電阻率10的8.7次方(Ω·cm)面內偏差0.4環境依賴度2.0表面粗糙度RZ＝1.6μm顯現圖像良好阻燃性○(體積固有電阻率(體積電阻率)的測定)使用アドバンテストコ-ポレ-シヨン公司制的超高電阻微電流表R-8340A，在23℃相對濕度55％的恒溫恒濕條件下進行了測定。測定方法按照JISK6911中記載的體積電阻率(體積固有率)的測定方法，測定時外加電壓定為500V。
(面內偏差)對各皮帶面內的30個點進行體積電阻值的測定，30點中最大值的常用對數-最小值的常用對數＝面內偏差(測定環境23℃×55％，測定方法高架臺，URS探頭，10s，250V)。面內的偏差值最好在0.5以下。
(環境依賴性)將附加電壓500V時的LL條件(溫度10℃相對濕度15％)的體積電阻率(Ω·cm)的常用對數和HH條件(溫度32.5℃相對濕度90％)的體積電阻率(Ω·cm)的常用對數值的差作為環境依賴性。環境依賴性的值最好在2.5以下。
(表面粗糙度)按照JISK0601測定了表面粗糙度RZ。測定條件為切斷值0.25mmm，測定長度2.0mm，測定速度0.3m/s。
(顯現圖像)將各皮帶作為彩色電子照相裝置(精工-EPSON制，インタ-カラ-LP-8300C)的中間轉印帶進行安裝，作圖像顯示測試，對轉印性能作了評價。
(阻燃性)阻燃性試驗VTM2UL94以塑料材料的燃燒性試驗為標準。采用與薄膜樣品對照的「薄片材料垂直燃燒試驗VTM-0，VTM-1，VTM-2」的方法進行了試驗。將達到VTM-2的標準的用「○」，未達到的用「×」表示。
(實施例2)用與實施例1相同的方法制取導電性母膠和阻燃性母膠。除了制作皮帶用的材料中的雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰相對于熱塑性聚氨脂彈性體P90BD100重量份按2.5重量份配合外，其他全部按照實施例1的方法對材料進行混煉后，成形為阻燃無縫帶。皮帶內徑，平均厚度，寬度也和實施例1相同。
體積電阻率10的7.2次方(Ω·cm)面內偏差0.4環境依賴度2.4表面粗糙度RZ＝1.1μm顯現圖像良好阻燃性○(實施例3)按實施例1制得的皮帶，在其外周面用靜電涂敷裝置進行靜電涂敷得到涂覆層，該涂覆層的涂敷材料是將水溶性聚氨脂樹脂(バイヒジユ-ルTPLS2186住化バイエル聚氨酯公司制)加水稀釋，添加流平劑制得的涂料化材料。該涂覆層的厚度為5μm。
體積電阻率10的9.4次方(Ω·cm)面內偏差0.4環境依賴度1.6表面粗糙度RZ＝1.6μm圖像顯示良好(由于涂覆層的效果，圖像顯示試驗時的色調劑轉印效率得到提高，色調劑轉印殘余減少。另外，清潔帶清除殘留色調劑的效率也有所改善。)阻燃性○(比較例1)相對于熱塑性聚氨脂彈性體P90BD100重量份，碳黑(乙炔碳黑)15重量份，三聚氰胺相對于總重量的比例是25％，將熱塑性聚氨脂彈性體P90BD，碳黑以及實施例1中的阻燃性母膠進行干混，如同實施例1，得到阻燃無縫帶。尺寸也和實施例1一樣。
體積電阻率有的部分產生部分電阻，從電阻值不能測定領域~10的12次方(Ω·cm)附近，電阻值參差不一。
面內偏差如上所述電阻值非常分散，無法測定。
環境依賴度如上所述電阻值非常分散，無法測定。
表面粗糙度有的地方由于碳黑的凝集快產生坑包(凹凸)。
圖像顯示不能阻燃性○(比較例2)若熱塑性聚氨脂彈性體P90BD和三聚氰胺按75/25的重量比與實施例1一樣在雙軸擠出機內混合，與實施例1相同，制得阻燃無縫帶。
體積電阻率10的12.4次方(Ω·cm)面內偏差0.4環境依賴度1.4表面粗糙度RZ＝1.8μm圖像顯示電阻值過大，轉印時需要高電壓，不能實用。
阻燃性○(比較例3)雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰的含量相對于熱塑性聚氨脂彈性體P90BD100重量份為4.0重量份，而其他全部與實施例1相同，制得皮帶成形用材料。用擠出機以相同方法擠出成形，結果，從圓型口模出來的熔融物粘著在內定型模上，不能成形為帶狀。
綜上所述，實施例1～3評定結果都為良好，可以確認是具有優良實用性的阻燃無縫帶。而比較例1因為混入黑碳，電阻值的偏差大；比較例2因為體積電阻值偏大對圖像形成裝置不適用；比較例3由于鹽的含量過多，不能擠出成形所以不合適。
上述說明表明，由于本發明的阻燃無縫帶是以聚脂類熱塑性彈性體為主要成分，三聚氰胺為阻燃劑，且上述化學式1中所記載的含陰離子的鹽為導電劑將它們按上述規定重量配合后成形而得到的，所以，能夠既不影響皮帶的體積電阻率而又使其具有優良的阻燃性。同時，本發明的阻燃無縫帶的電阻值的面內偏差和環境依賴性減小，擠出表面平滑，不污染感光鼓，并且，由于彈性適度而可得到傳動性，耐久性優良的皮帶。
本發明的阻燃無縫帶由于阻燃性好，放在圖像形成裝置等的機器或裝置內使用時，不受高壓高溫使用環境的限制，可適用于各種條件。又，在圖像形成裝置等程度的使用環境溫度下，皮帶表面不會發生滲出，起霜，可防止感光鼓污染。而且，由于三聚氰胺屬氮系的阻燃劑，故不用擔心因鹵系產生有毒氣體等問題，從而得到對環保有利的皮帶。
另外，由于三聚氰胺還有底質顏料的作用，所以可給皮帶隨意著色。特別是，通過添加劑等的調整，制得白色皮帶，最宜用作中間轉印帶。
本發明的阻燃無縫帶在用作轉印帶或中間轉印帶時，不會發生轉印錯位或轉印不良，能夠長期保持良好的轉印性能。另外，該發明還可用作片材傳送帶，顯影帶，定影帶，帶狀感光體的基帶等。
又，按照本發明的阻燃無縫帶的制造方法，上述化學式1所記載的陰離子的鹽，能夠均勻地分散到皮帶中，可簡單地制造出所述的高性能的本發明的阻燃無縫帶。
使用本發明的阻燃無縫帶的復印機，傳真機，打印機等的圖像形成裝置，即使主要是以離子導電達到低電阻化，由于皮帶的電阻值的環境依賴性和皮帶面內的偏差小，所以，圖像形成裝置不僅能得到均勻的圖像，而且，因為能對應功率小的電源，作為圖像形成裝置整體的耗電量也可得到抑制。另，由于控制系統變得簡化，又可減輕開發時的環境試驗，則開發所需的時間和成本也得到抑制。再有，由于在減小周圍部件的負擔的同時，可長期得到穩定的圖像。更由于本發明的皮帶為阻燃性帶，所以進一步提高了圖像形成裝置的安全性。
權利要求
1.一種阻燃無縫帶，其特征在于，該阻燃無縫帶由熱塑性組合物制成，該熱塑性組合物以聚酯類熱塑性彈性體為主要成分，其中作為阻燃劑的三聚氰胺占總重量的比例為15％～40％，同時，相對于100重量份的全聚合物成分中，含有下述化學式1中所記載的具有陰離子的鹽的含量為0.01～3重量份，體積電阻率為1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm，化學式1
式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素為1～8的官能團。
2.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，X1為Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2為Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-，n1，n2是1以及1以上的整數，m1，m2是0以及0以上的整數。
3.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，和上述化學式1中所記載的陰離子成對構成鹽的陽離子為堿金屬，2A族元素，過渡金屬，兩性金屬中的任一陽離子。
4.如權利要求3所述的阻燃無縫帶，其特征在于，構成上述陽離子的金屬為鋰。
5.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，上述化學式1所記述的陰離子的鹽為雙(三氟甲磺酰)亞胺基鋰。
6.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，上述化學式1所記述的陰離子的鹽配料時，不加由分子量1萬以下的低分子量聚醚化合物或低分子量極性化合物構成的介質。
7.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，在10℃，相對濕度15％的低溫低濕環境下的體積電阻率RLL和32.5℃，相對濕度90％的高溫高濕環境下的體積電阻率RHH滿足Log10RLL-Log10RHH≤2.5的關系式。
8.如權利要求1所述的阻燃無縫帶，其特征在于，在皮帶的外表面至少要有一層涂覆層。
9.一種阻燃無縫帶的制造方法，其特征在于，在聚酯類熱塑性彈性體中按1％～20％重量比混入下述化學式1中所記載的具有陰離子的鹽，制得導電性母膠，該母膠再和阻燃劑以及以聚酯類熱塑性彈性體為主要成分的熱塑性組合物一起在擠出機中熔融捏煉，將所得的材料從圓型口模中擠出后，沿著定型用模具成形為帶狀，化學式1
式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素為1～8的官能團。
10.如權利要求9所述的阻燃無縫帶的制造方法，其特征在于，將上述阻燃劑和上述以聚酯類熱塑性彈性體為主要成分的熱可塑組合物預先混煉后，作為阻燃性母膠投入上述擠出機內的同時，將上述材料從上述圓型口模沿垂直方向擠出。
11.一種圖像形成裝置，其特征在于，所述圖像形成裝置具有權利要求1所述的阻燃無縫帶。
全文摘要
本發明提供了一種阻燃無縫帶，在不影響該帶的導電性等其他性能的同時，又使其具有優良的阻燃性，而且，皮帶的電阻易于調整，皮帶面內的電阻值的偏差小，電阻值的環境依賴性也減小。本無縫帶由熱塑性組合物成形得到，主要成分為聚脂類熱塑性彈性體，而三聚氰胺的含量為總重量的15％～40％，相對于全聚合物成分的100重量份，化學式1所記載的含陰離子的鹽所含比例為0.01～3重量份，體積電阻率為1.0×10
文檔編號G03G15/20GK1521573SQ20041000168
公開日2004年8月18日 申請日期2004年1月8日 優先權日2003年1月8日
發明者田中雅和, 服部高幸, 幸 申請人:住友橡膠工業株式會社