Oa設備用的帶或輥、其制造方法、以及使用該帶或輥的oa設備的制作方法

專利名稱：Oa設備用的帶或輥、其制造方法、以及使用該帶或輥的oa設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及OA設備用的帶或輥，更具體地涉及OA設備用的帶或輥，其用作在適于電子照相的成像裝置如彩色復印機、彩色打印機和彩色多功能外圍設備(color multi-function peripheral)中使用的轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥、定影輥(fusion roller)等等。
此外，本發明也涉及制造本發明的OA設備用帶或輥的方法和涉及采用該OA設備用帶或輥的OA設備。
背景技術：
在包括適于電子照相的成像裝置的OA設備如復印機、打印機等等中，用轉印帶將形成于感光鼓上的調色劑像轉印至轉印材料(紙)上、以及用定影帶(其稱作環形帶)和定影輥通過加熱和加壓將調色劑像定影至轉印材料上的系統正成為標準。因此，在上述OA設備中，將單層或多層結構的帶或輥主要用于帶電、顯影、轉印、定影、送紙等等。
圖15是示意性地顯示中間轉印系統的圖，它代表在彩色成像設備如彩色復印機、彩色激光打印機等等中的轉印系統的實例。如圖15所示，借助于調色劑51和顯影輥52在感光鼓53上形成調色劑像。由于該系統適合于4-鼓串聯系統，分別設置對應于黑色調色劑(K)和三色調色劑(青色C，品紅色M，黃色Y)的顯影輥和感光鼓。借助于一次轉印輥(primary transfer roller)54、感光鼓53和成像設備用轉印帶55將形成于感光鼓53上的調色劑像轉印至成像裝置用的轉印帶55上。借助于二次轉印輥(secondary transfer roller)56、成像設備用轉印帶55和轉印材料(紙)57又將形成的彩色圖像轉印至轉印材料(紙)57上，并通過定影輥(未示出)定影。該基本原理在多重轉印系統中也相同。
在采用上述原理的轉印中，由于在調色劑轉印中使用靜電以及細粉調色劑不僅必要地可能附著在物體上而且可能靜電附著在帶電物體上的特性，用于OA設備中的帶或輥不僅簡單地需要具有優異的調色劑可分離性(調色劑脫離特性)而且需要具有適度的帶電性能。
另外，為了形成鮮明的彩色圖像，在轉印帶、定影輥等中除了強度以外還需要適度的彈性。這是因為不僅應當實現四色調色劑的充分熱熔，而且應當實現混色以及灰色(neutral tint)和色調的綺麗表現。
因此，已經提議通過使橡膠彈性體或泡沫與金屬或樹脂成型體成層(復合)來形成OA設備用的帶或輥。另外，為了各種目的如防止對應部件如感光鼓受污染、防止調色劑粘附、調色劑電荷控制、電阻調整以及調色劑脫離性(tonerdetachability)的改善，已經開發出大量的帶或輥，它們具有形成于橡膠狀彈性體或泡沫表面上的由在上述特性方面優異的樹脂所制成的表層(top layer)。
此外，市場上已經可購得具有多層(三層)結構的帶或輥(如環形轉印帶和環形轉印/定影帶)，其中繞著例如由聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、PVDF(聚偏二氟乙烯)等組成的單層樹脂帶或輥的外圓周形成彈性層，以及在其外圓周上進一步設置表層。
轉印帶的表層要求具有以下特性1)該表層的表面光滑而且接觸角大，以便使調色劑容易從表層轉印至轉印材料(紙)上(優異的調色劑脫離性)。尤其是，近來存在從以機械粉碎法制造的調色劑向化學制造的化學調色劑轉變的趨勢。由于化學調色劑粒度小而且具有球形，化學調色劑容易附著在帶材上，因此它應當具有足夠的調色劑脫離性。
2)由于同時強加上兩種應力，即諸如重復施加壓力和彎曲的物理和/或機械劣化的因素(以下稱作“應力”)以及歸因于使調色劑移動用的電荷的電應力，應當對這兩種應力具有長期耐受性。
按慣例，例如為改善1)中所述的調色劑脫離性，已采用如下方法在聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、環氧樹脂涂料和/或硅酮涂料中混合氟基樹脂如PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚)等的微粒，在聚氨酯原料中預先混合具有容易與當時反應的聚氨酯結合的特定官能團的氟樹脂，或者將低級氟化合物如碳氟橡膠或PVDF用于表層(參見日本專利未審公開No.2002-229345、日本專利No.3552868等)。
此外，除了上述特性以外，通常OA設備用的帶或輥還需要下列特性。具體地，所述帶或輥具有大的表面電阻率(圓周方向上的電阻率)和小于該表面電阻率的體積電阻率(厚度方向上的電阻率)；所述表面電阻率和體積電阻率不會隨著帶或輥表面上的位置和/或使用環境而波動，帶或輥圓周方向上的彈性拉伸模量高，感光鼓和調色劑不受化學污染(優異的非污染性)；以及所述帶或輥是耐燃的。
鑒于成像裝置用的單層轉印帶難以滿足眾多的上述特性這一事實，例如，日本專利未審公開No.2002-287531提出成像裝置用的多層結構轉印帶，其包括由低電阻值的熱塑性彈性體形成的底層和由高電阻值的熱塑性彈性體形成的表層，并且該底層和表層通過加熱和成型來形成。

發明內容
同時，按慣例已經將涂料如聚氨酯樹脂用于表層的基材(具有連續結構以使得它擔負其原始角色如保持整體的形狀、尺寸、強度等等的材料、基礎樹脂或基體樹脂)。盡管與該基材混合的PTFE和/或PFA顯示優異的調色劑脫離性，基材本身的調色劑脫離性差。因此，帶或輥的調色劑脫離性主要由特性方面差的材料決定，所得到的帶或輥的調色劑脫離性上的改善效果受到限制。
可供選擇地，在某種程度上通過混合低級氟樹脂如具有特定官能團的氟樹脂、碳氟橡膠或PVDF可以實現調色劑脫離性。然而，在基材中混合上述低級氟樹脂無法解決關于近來使用的化學調色劑在其脫離性上不利的問題。
此外，為了改善調色劑脫離性，已經嘗試提高氟化合物如PTFE和/或PFA的添加量。然而，與添加量的增加相反，帶或輥的抗彎曲性顯著降低，使用時在初期就傾向于在表層中出現損傷如裂紋，而且反過來又降低上述2)中提及的對物理和/或機械應力的耐受性和對電應力(electric stress)的耐受性。
為解決上述問題，完成了本發明。本發明的目的在于提供OA設備用的帶或輥，其能夠相對于包括化學調色劑在內的調色劑顯示出足夠的調色劑脫離性以及具有優異的耐物理和/或機械應力性和耐電應力性。
在根據本發明的OA設備用的帶或輥中，表層包括由PTFE、PFA或其混合物所形成以及具有連續結構的基材，PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％。
根據本發明的OA設備用的帶或輥，與常規例子相比，可獲得調色劑脫離性得到徹底改善以及對物理和/或機械應力及帶電引起的電應力的耐久性優異的OA設備用帶。
在本發明的OA設備用帶或輥中，優選地，形成所述基材的PTFE、PFA或其混合物的熔體流動速率至多為14g/10min(372℃，荷重5kg)。
在本發明中，優選地，基材由PTFE和PFA的混合物形成，以及PFA相對于PTFE和PFA的總重量為50wt％。
另外，優選基材由熔點至多為300℃的PFA或PFA與PTFE的混合物形成。
本發明的OA設備用的帶或輥優選用作轉印帶或轉印/定影帶(transfer/fusion belt)。
另外，如果將本發明的OA設備用的帶或輥用作成像裝置用的轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥和定影輥中的任一種，優選在形成基材的PTFE、PFA或其混合物中混入(RfSO2)2NLi，其中Rf代表全氟烷基。
這里，優選(RfSO2)2NLi是(CF3SO2)2NLi或(C2F5SO2)2NLi。
另外，優選在100重量份PTFE、PFA或其混合物中混入0.003-3.0重量份(RfSO2)2NLi。
另外，如果混入其中Rf代表全氟烷基的(RfSO2)2NLi，則優選所述表層具有1.00E+10至9.99E+14Ω/□的表面電阻率以及表層厚度為1-30μm。
如果將本發明的OA設備用的帶或輥用作成像裝置用轉印帶，則優選該成像裝置用轉印帶具有使底層(base layer)、由彈性體形成的中間層和表層以此順序層疊的結構，以及該底層的表面電阻率高于該中間層的。
這里，優選中間層由離子導電性的彈性體形成。
可供選擇地，如果將本發明的OA設備用的帶或輥用作成像裝置用轉印帶，則中間層優選由選自聚氨酯、NBR、EP、SR和聚酰胺中的一種彈性體或多種彈性體形成。
另外，可以在中間層與表層之間插入由含氟聚合物形成的粘合劑層，該粘合劑層可以由以下材料形成，該熔點等于或低于形成中間層的彈性體的熱分解點，而其熱分解點等于或高于形成表層基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點。
可供選擇地，如果將本發明的OA設備用的帶或輥用作成像裝置用的多層環形帶，則優選該成像裝置用多層環形帶具有使底層、由彈性體形成的中間層和表層以此順序層疊的結構，以及使表層在與中間層相鄰一側上的表面進行粘合性改善處理。
這里，優選該粘合性改善處理是向與中間層相鄰的表層表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子提供極性的處理。
該粘合性改善處理優選是等離子體處理。
另外，優選地，進行過粘合性改善處理的表層的表面通過熔接(heat sealing)與中間層粘合。
另外，如果將本發明OA設備用的帶或輥用作成像裝置用多層環形帶，其中該多層環形帶具有使底層、由彈性體形成的中間層和表層以此順序層疊的結構以及對表層在與中間層相鄰一側上的表面進行粘合性改善處理，則本發明也提供OA設備用的帶或輥的制造方法。所述本發明OA設備用的帶或輥的制造方法包括以下步驟制成具有形成于底層上的中間層的復合體；制成一個表面進行過粘合性改善處理的表層；以及使復合體的中間層粘合至進行過粘合性改善處理的表層表面上。
本發明還提供包含上述本發明OA設備用的帶或輥的OA設備。
結合附圖，由以下本發明的詳細描述，本發明前述和其他的目的、特征、方面與優點會變得更明顯。


圖1是示意性顯示代表本發明優選實例的成像裝置用轉印帶1的截面圖。
圖2是示意性顯示代表本發明優選實例的成像裝置用轉印帶1’的截面圖。
圖3是示意性顯示以下狀態的透視圖，其中在外筒11的內表面上形成由表層2和粘合劑層5組成的第一復合體。
圖4是示意性顯示以下狀態的透視圖，其中在圓筒狀模具12的外表面上形成由底層3和中間層4組成的第二復合體。
圖5是示意性顯示將芯13插入由底層3和中間層4所組成的第二復合體中的狀態的透視圖。
圖6是示意性顯示以下狀態的透視圖，其中將其內插入有芯13的第二復合體插入在外筒11的內表面上形成的第一復合體中，所述第二復合體由底層3和中間層4所組成，所述第一復合體由表層2和粘合劑層5所組成。
圖7是示意性顯示使用由彈性體制成的芯13以及在表層2和中間層4之間進行熔接的實例的截面圖。
圖8是示意性顯示使用由彈性體制成的芯13以及在表層2和中間層4之間進行熔接的另一實例的截面圖。
圖9示意性顯示可以適宜地用于制造本發明OA設備用帶或輥的水袋21。
圖10示意性顯示在圖9所示的實例中使用水袋21以及在粘合劑層5和中間層4之間進行熔接的狀態。
圖11是顯示用于試驗例1中的測試耐久性用裝置的概念圖，通過對轉印帶施加物理和/或機械應力以及帶電應力(charging stress)來進行。
圖12是顯示離子導電劑的共混量與表面電阻率之間關系的圖。
圖13是顯示離子導電劑的共混量與抗拉強度之間關系的圖。
圖14是顯示離子導電劑的共混量與伸長率之間關系的圖。
圖15示意性顯示使用成像裝置用轉印帶的圖像轉印系統。
具體實施例方式
本發明涉及OA設備用的帶或輥，該“OA設備用的帶或輥”的應用不受限制只要是使用調色劑以及要求調色劑脫離性的帶或輥即可。另外，不論是復印機、打印機、多功能外圍設備等，本發明中的“OA設備”指的是也適于不用彩色的單色(原則上是黑色)的成像裝置。本發明中的“成像裝置”不限于適合電子照相的裝置，而是包括通過形成調色劑像并將其轉印到轉印材料上來實現在轉印材料上形成圖像的功能的所有裝置。
本發明OA設備用的帶或輥具體地包括轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥、轉印輥、定影輥等等。其中，特別地，“轉印帶”指的是在成像裝置中實現將形成于感光鼓等之上的調色劑像轉印至轉印材料如紙上的功能的帶。
另外，本發明OA設備用的帶包括“成像裝置用多層環形帶”。這里，“成像裝置用多層環形帶”指的是實現將形成于感光鼓等之上的調色劑像轉印并定影至轉印材料如紙上的功能的環形帶。此外，特別地，“環形帶”不僅包括以固定在多個輥之間的方式使用的如轉印帶、定影帶、轉印/定影帶等等以及還用于輸送轉印紙的環形帶，而且包括以固定至一根輥如轉印輥、帶電輥、顯影輥等等的外圓周表面上的方式使用的環形帶，只要它用于成像裝置中即可。此外，還包括由非常薄的環形膜提供的帶，只要它是環形帶類型即可。
在本發明的OA設備用的帶或輥中，表層包括由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚)或其混合物所形成以及具有連續結構的基材，PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％。在本發明中，“ 基材”指的是稱作基礎聚合物的材料，即指的是擔負作為表層的原始角色的材料，如保持整體形狀及其尺寸以及顯示調色劑脫離性。
根據本發明OA設備用的帶或輥，表層包括由PTFE、PFA或其混合物形成的基材(作為形成材料包含)，以及PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％，以便可以實現優異的調色劑脫離性。從更好的調色劑脫離性的觀點，優選PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少90％。
本發明中表層的基材優選由PTFE和PFA的混合物形成。通過一起使用PTFE和PFA，可以得到進一步的耐久性同時保持優異的調色劑脫離性。即，可以實現對于化學調色劑也具有優異調色劑脫離性以及具有對物理和/或機械應力及電應力具有足夠耐久性的OA設備用的帶或輥。這里，由于表層的基材具有PTFE和PFA的連續結構，能夠在整個表層上顯示優異的調色劑脫離性和彎曲性能。
同時，除了PTFE、PFA或其混合物以外，本發明中的表層的基材可以包含四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物等等，只要不會損害本發明的效果即可。
在本發明的OA設備用的帶或輥中，形成基材的PTFE、PFA或其混合物的熔體流動指數(MFR)優選不大于14g/10min(372℃，荷重5kg)，更優選1g/10min-7g/10min。這里，MFR表示熔體粘度的指數以及MFR未必與分子量成比例。然而，一般而言，當MFR的值較小時，分子量變得較大而且制品的耐久性提高。如果MFR太小(具體地，小于1g/10min)，則在制造中煅燒(熔化)時流平(leveling)變得不充分以及較難得到良好拉伸的連續膜。
注意的是，MFR表示例如按照ASTM D1238在372℃荷重條件下測得的值。
如上所述，PTFE和PFA的混合物優選用于本發明中的表層基材。這里，共混比例沒有特別限制，然而從進一步提高彎曲性能的觀點，PFA與PTFE和PFA總重量的比例優選設定為50wt％或更大。如果將PFA與PTFE和PFA總重量的比例優選設定為50wt％或更大，則認為由于將全氟烷基加入到PFA中，分子可能相互纏繞而結晶率變得更小，由此提高彎曲性能。
在彎曲性能方面PTFE本身比PFA差。因此，將PFA的比例更優選設定為80％或更大以及特別優選90-98％。如果將PFA比例設定為90-98％，認為在向PFA添加少量PTFE的情況下，PTFE細粉末在成膜(冷卻)期間成為結晶產生的核，以及可以防止結晶生長至過大的尺寸從而提高耐久性。
另外，在本發明的OA設備用的帶或輥中，用于基材中的PFA優選具有300℃或更低的熔點。將具有300℃或更低的熔點的PFA稱作“形態改進的PFA”。與一般的PFA相比，該形態改進的PFA具有較短的全氟烷基但是全氟烷基數目更多。與熔點約305℃的一般PFA對比，上述形態改進的PFA具有285-295℃的較低熔點，以及與一般PFA相比，分子的纏繞更有可能以及結晶率(結晶部分與非晶部分的比例)也小。因此，通過使用形態改進的PFA，可以實現比一般PFA更好的耐久性。
注意的是，適當時可以使用市售的形態改進的PFA，其具體例子包括TeflonPFA 920HP Plus、Teflon PFA 940HP Plus、Teflon PFA 945HP Plus、Teflon PFA950HP Plus等等，它們出自Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co.，Ltd。
從最大實現上述效果的觀點，本發明OA設備用的帶優選用作轉印帶或轉印/定影帶。
這里，由于以下原因，要求OA設備用的帶或輥的表層具有適度的導電性。由于在轉印和定影的過程中與轉印材料等的摩擦，轉印帶和定影輥帶有電荷。如果轉印帶、定影輥等的表層的導電性太低，一部分調色劑被吸引至帶電荷的PTFE、PFA或其混合物上，這會不利影響成像。另一方面，如果表層的導電性太高，產生轉印電荷的泄漏，吸引調色劑的力變弱，這會產生不利影響如靜電偏移。
如果表層由氟樹脂形成，氟與碳之間的鍵合強而且沒有極性基團或官能團。因此，獲得高的調色劑脫離性，以及得到非常高的絕緣性，即至少1.0E+15Ω/□的表面電阻率和至少1.0E+15Ω·cm的體積電阻率。如上所述，一般在如同本發明中那樣基材由PTFE、PFA或其混合物形成的表層中混合(添加)適宜量的導電劑(導電物質)，由此得到具有適度導電性的表層。通過混合上述導電劑，具體地，可以得到表面電阻率優選為9.99E+14Ω/□或更小、更優選1.00E+14Ω/□或更小、以及特別優選9.99E+12Ω/□的表層。另外，通過混合導電劑，表層可以具有優選1.00E+8Ω/□或更大、更優選1.00E+10Ω/□或更大、以及特別優選1.00E+11Ω/□或更大的表面電阻率。
這里，整個本發明OA設備用的帶或輥的體積電阻值作為底層和中間層的體積電阻值之和計算。因此，通過使體積電阻值之一比另一個小得多以便降低另一體積電阻值對整個成像裝置用多層環形帶的體積電阻值的影響，只通過控制一個體積電阻值就能控制整個OA設備用的帶或輥的體積電阻值。例如，通過在底層中適量混合導電劑如炭黑，可以控制整個OA設備用的帶或輥的體積電阻值。盡管隨著使用方式波動，整個本發明OA設備用的帶或輥的優選體積電阻值通常是1.00E+8至1.00E+14Ω·cm。
在本發明的OA設備用的帶或輥中，將表層的表面電阻率設定為9.99E+14Ω/□或更小，以使得表層較少受電應力的影響以及由此提高耐久性。當表面電阻率降低時，耐久性得到提高。另一方面，如果表面電阻率太低，伴隨調色劑移動的電流在橫向上漏出，這會不利影響圖像。因此，優選將表面電阻率設定成1.00E+8Ω/□或更大以及更優選1.00E+10Ω/□或更大。
導電劑沒有特別限制，然而，導電劑的例子包括金屬氧化物如氧化錫、氧化鋅和氧化鈦，電子導電性填料如碳和無機填料，離子導電劑如離子導電性有機磷鹽(例如參見日本專利未審公開No.8-220907)和季銨鹽(例如參見日本專利未審公開No.2003-15432)等。其中，從電阻控制的角度，優選金屬氧化物。導電劑的含量也沒有特別限制。然而如果導電劑的含量太高，則產生滲出或者調色劑脫離性降低。另一方面，如果導電劑的含量太低，則無法得到預期的電阻。因此，含量優選是0.003-3。
這里，例如，如果在PTFE、PFA或其混合物中混入碳如乙炔黑作為導電劑，則在許多情況下，難以在PTFE、PFA或其混合物中將碳均勻分散以及難以穩定導電性。具體地，如果在PTFE、PFA或其混合物的分散體中混入碳，具有導電性的碳顆粒附著到具有極性基團但是沒有導電性的PTFE、PFA或其混合物上。由于其中已經添加有碳顆粒的PTFE、PFA或其混合物的導電機理通過電子躍遷實現，通過混合即使極少量的碳使電阻突然降低。因此，為了實現均勻分散以獲得適度的導電性，需要密切關注和尖端技術。另外，在這種情況下，只能得到黑色制品。另外，在周圍溫度或濕度變化的情況下電導率的穩定性良好，然而在轉印或定影時電壓變化的情況下電導率的穩定性可能不佳。
此外，將要描述采用導電性無機填料如SnO2/Sb基填料、In2O3/Sn基填料和ZnO/Al基填料的情況。在電阻隨分散程度波動以及制品可以得到著色的方面，導電性無機填料與碳相同。同時，由于用于得到適度電阻值的添加量大，容易控制電阻值。如果添加量過大，則可能會不利影響表層基材的伸長率或強度。具體地，如果在PTFE、PFA或其混合物的分散體中混入導電性無機填料，則它并非捏合到PTFE、PFA或其混合物的顆粒中而僅僅附著在其顆粒周圍，這可能阻止PTFE、PFA或其混合物煅燒時通過熔化而一體化。
另外，離子導電劑能夠調整聚合物自身的任意電導率，以致電導率變化較小以及在電壓波動的情況下電導率的穩定性好。同時，在離子導電性物質的末端存在極性基團如羥基(OH)。因此，如果添加量增加，可能降低調色劑脫離性或接觸角。如果對聚合物的適應性差，會存在滲出以及電阻值增加，或者可能玷污接觸的物質。
為了防止滲出，例如應當進行通過將離子導電劑引入樹脂的軟段部分中的穩定化處理。從而，僅在具有軟段(非晶)的樹脂如聚氨酯和聚酯、具有離子或極性基團的橡膠等中使用離子導電劑(例如參見日本專利未審公開No.2003-20411)。另一方面，由于PTFE和PFA沒有軟段或極性基團，具有極性的離子導電劑的就此混入本身是困難的。為了解決該問題，可以混入充當表面活性劑(或皂)或者充當軟段的混合促進劑，然而即使一旦混合也還存在滲出。另外，根據共混量，可能會顯著降低表層的調色劑脫離性。
另外，由于用作有效離子導電劑的離子導電性有機磷鹽在其降低電阻的效果方面差，要混合大約10％，這可能不利影響表層的調色劑脫離性。此外，所含的磷在OA設備制造商中被指定為禁用物質，在這一方面其應用也是困難的。
除了上述以外，在OA設備用的帶或輥中，表層應當具有一定的機械強度和伸長率，從這一觀點，混入的導電劑的種類和用量受到限制。
特別是，與輥不同，由于所述帶重復經歷巨大的曲折和彎曲，重要的是混入的導電劑不會損害表層的機械強度。
另外，在本發明的OA設備用的帶或輥中，優選將(RfSO2)2NLi(Rf表示全氟烷基)作為上述導電劑混入形成表層基材的PTFE、PFA或其混合物中。從而，可以用穩定的方式，與混合上述導電劑的情況相比更容易地和更低成本地，在沒有不利影響調色劑脫離性等的情況下，得到包括具有適度導電性的表層的OA設備用的帶或輥。
這里，本發明的OA設備用的帶或輥優選用作轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥、轉印輥和定影輥中的任一種。如果本發明的OA設備用的帶或輥用作轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥、轉印輥和定影輥中的任一種，則可以最大地顯示出通過(RfSO2)2NLi所得到的效果，其中使具有由PTFE、PFA或其混合物形成的基材的表層具有適度的導電性同時保持調色劑脫離性、抗拉強度和伸長率。
用于本發明的表層基材中的PTFE和/或PFA基本上是如此構成的分子，其中各自與兩個氟原子結合的碳原子排列成行。因此，雖然有極性，但是具有其中兩個氟原子與一個碳原子結合的相似結構(Rf)的(RfSO2)2NLi以分散方式毫不費力地混入PTFE、PFA或其混合物中。這就像具有極性基團(羥基)的醇混入沒有極性的石油中一樣，因為其他分子結構相同。
另外，與RfSO3Li不同，例如(RfSO2)2NLi在陰離子中心具有N(氮原子)以及在其兩側結合有磺酰基(SO2)。因此，(RfSO2)2NLi具有五個共振結構以及產生負電的離域作用。此外，全氟烷基(Rf)結合在N兩側結合的兩個磺酰基各自的外側上。因此，由于位于N兩側的三個或更多的氟原子的強吸電子性，朝著位于陰離子中心的N的更外側(朝著位于氟結合的兩端的兩個Rf)強烈地牽引負電荷。從而，不僅(RfSO2)2N-作為陰離子以穩定形式存在，而且鋰的離解更容易。另外，離解的鋰離子容易由于PTFE、PFA或其混合物的分子振動而遷移。從而，如果外加電壓，則鋰離子遷移以及顯示出表層的適度導電性。
另外，由于(RfSO2)2NLi比RfSO3Li更好地適應于PFA和/或PTFE，滲出得到抑制。
這里，采用鋰離子作為陽離子，因此鋰離子的原子量小，它在由PTFE、PFA或其混合物形成的基質中容易在基材之間遷移，因此通過少量添加可確保優異和穩定的導電性而且不會對表層的調色劑脫離性有不利影響。
在轉印帶等的通電耐久性測試(也簡稱作耐久性測試)中，機械和物理負荷如彎曲相當大地影響性能。如上所述，優選通過混合(RfSO2)2NLi而具有離子導電性的表層在通電狀態下的耐久性與添加電子導電性填料的情況相比得到顯著提高，因為(RfSO2)2NLi以分子程度分散在表層中。
(RfSO2)2NLi的具體例子包括(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、(C3F7SO2)2NLi、(C5F8SO2)2NLi等，其中，優選(CF3SO2)2NLi或(C2F5SO2)2NLi。這是因為(CF3SO2)2NLi和(C2F5SO2)2NLi具有(RfSO2)2NLi的小分子量，僅通過少量混入就可得到指定的電導率，因此可以抑制在使用其他導電劑時會存在的對表層的不合意影響以及可以降低成本。
在本發明的OA設備用的帶或輥中，(RfSO2)2NLi的共混量沒有特別限制，然而優選在100重量份用于表層基材的PTFE、PFA或其混合物中混合0.003-3.0重量份的(RfSO2)2NLi。通過混合用量在上述范圍內的(RfSO2)2NLi，Li+作為陽離子結合而全氟烷基作為陰離子結合至兩端的(RfSO2)2NLi的共混量是適宜的。因此，不僅表層具有適度的導電性，而且確保優異的調色劑脫離性以及抗拉強度和伸長率的降低也小。
如果100重量份PTFE、PFA或其混合物中(RfSO2)2NLi的共混量小于0.003重量份，導電性不足。另一方面，如果它超過3.0重量份，則調色劑脫離性和抗拉強度可能不足。另外，盡管取決于OA設備的類型和設計，但是從確保適度導電性的觀點，更優選在100重量份PTFE、PFA或其混合物中混合0.1-1.0重量份的(RfSO2)2NLi，以及從確保調色劑脫離性的觀點，特別優選在其中混入0.3-0.5重量份(RfSO2)2NLi。
在本發明的OA設備用的帶或輥，通過在用于表層基材的PTFE、PFA或其混合物中混合(RfSO2)2NLi，可以得到在上述范圍中優選表面電阻率為1.00E+10至9.99E+14Ω/□(更適宜地為1.00E+11至9.99E+12Ω/□)的表層。從而，可以得到能夠顯示優異的成像能力而沒有調色劑的靜電附著或轉印電荷泄漏的OA設備用的帶或輥。
本發明的OA設備用的帶或輥中表層的厚度沒有特別限制，然而，優選1-30μm以及更優選1-15μm。通過形成厚度在上述范圍內的表層，可以得到具有優異成像能力的OA設備用的帶或輥。這里，考慮到磨損造成的厚度減小，表層優選具有1μm或更大的厚度。另外，如果表層厚度大于30μm，可能會損害后面將要描述的中間層的柔軟性(彈性)。
這里，圖1是示意性顯示代表本發明優選實例的成像裝置用轉印帶1的截面圖。如上所述，本發明的OA設備用的帶或輥的特征在于其表層。如果所述帶或輥用于OA設備中，通常它作為通過層疊其他層而得到的層疊(多層)結構提供。圖1示意性顯示作為包括表層2、底層3和插入其間的中間層4的三層結構提供時示例性的OA設備用帶1。
在具有圖1所示結構的本發明OA設備用的帶或輥中，通常形成底層3和中間層4以使得所述帶或輥借助于底層3在圓周方向上具有高的彈性拉伸模量以及借助于中間層4在厚度方向上具有所需的彈性。另外，通過選擇形成底層3和中間層4的材料可以控制帶或輥的穩定的體積電阻率。
在圖1所示例子的成像裝置用轉印帶1中，形成底層3的材料沒有特別限制，然而，它優選由PI(聚酰亞胺)、PAI(聚酰胺酰亞胺)或PVDF(聚偏二氟乙烯)形成。底層3合意地具有不小于1GPa的彈性模量。這里，通過采用上述PI、PAI或PVDF作為形成底層3的材料，底層3不僅具有上述彈性模量，而且可以實現在其他特性如圓周方向上的彈性拉伸模量、耐磨損性、抗拉強度、彎曲度等等方面優異。
注意的是，通過加入導電劑如炭黑(乙炔黑)，底層3優選是碳導電的。用碳導電的底層3，可以得到具有適當的體積電阻值和高彈性模量的底層3，從成像的觀點它是優選的。
另外，底層3的厚度沒有特別限制，然而，從提供高的圓周方向上的彈性拉伸模量的觀點，厚度優選是30-100μm和更優選40-80μm。
在圖1所示例子的成像裝置用轉印帶1中，形成中間層4的材料沒有特別限制，然而，它優選由選自聚氨酯、NBR(丁腈橡膠)、EP(乙烯橡膠)、SR(硅橡膠)和聚酰胺中的一種彈性體或多種彈性體形成。通過由上述材料形成中間層4，可以得到在厚度方向上具有適度的柔軟性(彈性)的中間層4，從成像的觀點它是優選的。這些材料中，特別優選聚氨酯。
另外，中間層4的厚度沒有特別限制，然而，從提供厚度方向上適度的柔軟性(彈性)的觀點，厚度優選是50-300μm和更優選100-250μm。
在具有上述結構的OA設備用的帶或輥中，除非各層的電特性是適宜的，否則制品不可能令人滿意。即，在電子照相法中，由于通過利用靜電和放電形成圖像，因此要求每一層適當的表面電阻值、各層體積電阻值的穩定可控性等等。
特別地，在將OA設備用的帶或輥用作成像裝置用轉印帶的情況下，如果底層3的表面電阻值小于中間層4的，在轉印輥和感光鼓之間施加電壓時電流不會從轉印輥流至感光鼓，但是電流從與轉印輥接觸的轉印帶的底層在轉印帶的圓周方向上擴散，產生失真的圖像。
因此，在將本發明OA設備用的帶或輥用作成像裝置用轉印帶并且具有如圖1所示例子中那樣通過將底層3、中間層4和表層2以此順序層疊而得到的結構的情況下，優選中間層4由彈性體形成而且底層3的表面電阻率大于中間層4的。根據上述成像裝置用轉印帶，在轉印輥和感光鼓之間施加電壓時，電流從轉印輥流動至感光鼓，而沒有流入與轉印輥接觸的本發明轉印帶的底層3中。因此，不會產生失真的圖像以及可以顯示優異的成像能力。另外，由于該成像裝置用轉印帶具有多層結構，它在各種機械特性方面優異。此外，由于在底層3和表層2之間提供由彈性體形成的中間層4，可得到厚度方向上的足夠柔軟性。
從而可以得到具有彈性、不會使調色劑坍塌、能夠移動(carriage)以及適合于更高圖像質量的成像裝置用轉印帶。
在本發明的成像裝置用轉印帶中，中間層4優選由離子導電性彈性體形成。通過由離子導電性彈性體形成中間層4，將體積電阻率控制在穩定的值。注意的是，彈性體的離子導電性例如可以通過將離子導電性物質如亞氨基鋰(imidolithium)或三氟甲磺酸鹽分散在彈性體中以提供導電性而實現。
另外，在本發明的成像裝置用轉印帶中，底層3的表面電阻值優選是中間層4的至少200倍以及更優選至少250倍。從而，底層3的表面電阻值充分大于中間層4。因此，在轉印輥和感光鼓之間施加電壓時，可確保從轉印輥至感光鼓的電流，而且能可靠地阻止流向與轉印輥接觸的本發明轉印帶的電流。即，不會產生圖像失真等等。
具體地，優選底層3具有1.00E+11至1.00E+13Ω/□的表面電阻率，而中間層4具有1.00E+8至1.00E+11Ω/□的表面電阻值。通過適當地選擇底層3和中間層4的表面電阻值，底層3可以具有充分大于中間層4的表面電阻值，以使得不會產生上述不合意的電流并且可以顯示優異的成像能力。
如果底層3具有約80μm的厚度，底層3優選具有約1.00E+9Ωcm的體積電阻值。另外，如果中間層4具有約200μm的厚度，中間層4優選具有1.00E+6至1.00E+8Ωcm的體積電阻值，以及特別優選具有約1.00E+7Ωcm的體積電阻值。
這里，圖2是示意性顯示代表本發明另一優選實例的成像裝置用轉印帶1’的截面圖。除了在上述表層2、底層3和中間層4以外還包括粘合劑層5并且具有通過將底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2以此順序層疊所得到的結構之外，圖2所示例子中的轉印帶1’與圖1所示例子中的轉印帶1相同。具有相同結構的部位以同一參照符號給出并且不再提供其描述。
本發明的OA設備用的帶或輥可以選擇性地進行構造以致在中間層4和表層2之間插入粘合劑層5，如圖2所示的例子中那樣。這里，形成粘合劑層5的含氟聚合物優選具有不高于形成中間層4的彈性體熱分解點的熔點，以及具有不低于形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點的熱分解點。
在本發明的OA設備用的帶或輥中，如上所述，表層基材由PTFE、PFA或其混合物形成。由于PTFE和PFA中氟原子與形成聚合物骨架的碳原子之間的化學鍵弱，與其他物質的粘合性極差。因此，通過如圖2所示的例子中那樣在表層2和中間層4之間插入由上述材料形成的粘合劑層5，可以通過熔接可靠地實現表層2和中間層4之間的粘合，從而得到粘合性優異的OA設備用的帶或輥。
換句話說，形成粘合劑層5的含氟聚合物的熔點不高于形成中間層的彈性體的熱分解點。因此，通過將粘合劑層5與中間層4彼此相對擠壓同時將它們加熱至不低于形成粘合劑層5的含氟聚合物和形成中間層4的彈性體的熔點而不高于它們的熱分解點的溫度，可以使粘合劑層5和中間層4彼此牢固地熔接。
另外，粘合劑層5由熱分解點不低于形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點的含氟聚合物形成。因此，通過將它們加熱至不低于形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點而不高于形成粘合劑層5的含氟聚合物的熱分解點的溫度，可以使粘合劑層5和表層2彼此粘結。
對于形成粘合劑層5不需要過度的時間和努力，污染表層的物質如底漆沒有混入，也不可能存在污染物通過薄的表層滲出。
用于形成粘合劑層5的含氟聚合物優選是在溶劑中可溶的材料。通過使用在溶劑中可溶的含氟聚合物，可以將含氟聚合物以溶解在溶劑中的狀態用噴霧法或浸漬法施加至表層上，從而有利地便于制造。
優選的用于形成粘合劑層5的含氟聚合物的例子包括偏二氟乙烯均聚物(聚偏二氟乙烯)以及含有偏二氟乙烯的兩種或多種單體(如偏二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、四氟丙烯和六氟丙烯)的共聚物。特別地，在含有偏二氟乙烯的單體的聚合物中，特別優選聚偏二氟乙烯(PVDF)。這是因為聚偏二氟乙烯具有高接觸角和相對低的熔點，而且在許多情況下，熔接和退火可以在不會使由聚氨酯(分解溫度約170℃)等所形成的中間層劣化的溫度(約140-160℃)下進行，這可導致改善的調色劑脫離性。
另外，適合用于形成粘合劑層5的含氟聚合物的例子還包括四氟乙烯-六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)。由于THV也含有四氟乙烯組分，除了具有上述特性以外，在以下方面THV也是有利的它可能與形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物粘合，存在具有110℃的低熔點的等級產品，它的分解點高，在400℃(不低于PTFE的熔點)，對聚氨酯等的粘合性能優異，它是柔軟的，等等。此外，由于THV具有高柔軟性，通過由THV形成粘合劑層5，不會損害中間層4的柔軟性(彈性)。另外，在含氟聚合物中THV具有相對較低的熔點。因此，通過在不會使用于形成中間層的聚氨酯(分解溫度約170℃)等劣化的溫度(約140-160℃)下，在插入粘合劑層5的情況下將表層2和中間層4彼此相對擠壓，可以進行這些層的熔接和退火。此外，與上述聚偏二氟乙烯(PVDF)相比，THV具有更高的接觸角，更加不會存在滲出，因此它在非污染性方面也是優異的。
在如圖2所示的例子中那樣將粘合劑層5插入至中間層4和表層2之間的情況下，粘合劑層5的厚度沒有特別限制。然而，如果粘合劑層太薄，無法得到足夠的粘性。另一方面，如果粘合劑層5太厚，可能使硬度提高。因此，粘合劑層5的厚度優選是1-20μm和更優選3-10μm。
在將本發明OA設備用的帶或輥用作成像裝置用多層環形帶并且具有如圖1所示例子中那樣通過將底層3、中間層4和表層2以此順序層疊而得到的結構的情況下，優選地，中間層4由彈性體形成，而且使表層2在與中間層4相鄰一側上的表面進行粘合性改善處理。如上所述，本發明的表層2的基材由PTFE、PFA或其混合物形成。這里，PTFE、PFA或其混合物在對其他樹脂的粘合性方面極差。因此，對基材由PTFE、PFA或其混合物形成的表層2的粘合表面(內表面)進行粘合性改善處理，以便可以得到表層2與中間層4之間的高粘合性。
在這種情況下，僅僅對表層2在與中間層4粘合一側上的表面進行該粘合性改善處理。因此，與調色劑等接觸的表層2的外表面(表面)不受影響以及對成像能力沒有不利影響。
在這種情況下，為了獲得中間層4和表層2之間令人滿意的粘合，可以在其之間插入由粘合劑形成的層。
所述粘合性改善處理的例子包括向鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子提供極性。鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子中的一部分具有極性(即親水性基團)而不是氟，以致可以得到表層2與中間層4之間確實而可靠的粘合。
作為上述提供極性的方法，例如，用氬、氦、二氧化碳等稀釋具有極性的物質(其將在后面進行描述)，所述物質將要被提供至鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子，以及在上述稀釋氣體氛圍中照射表層的內表面，例如用能量大的激發物(excimer)紫外線或等離子體照射。從而，鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子受到激發或者一些原子得到釋放，由此引起PTFE、PFA或其混合物與極性物質的反應。
如果將聚氨酯用作形成中間層4的彈性體，提供極性的處理優選是附加羥基、羰基、羧基和氨基中的任一種的處理。通過附加極性基團(親水性基團)代替氟或氫，特別是附加良好適合于聚氨酯的羥基、羰基、羧基和氨基中的任一種，從而向鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子中的一部分提供極性，可以得到具有中間層4和表層2之間優異粘合性的成像裝置用多層環形帶。
可供選擇地，所述粘合性改善處理可以是在鄰接中間層4的表層2表面上形成凹凸(irregularities)的處理。通過又在鄰接中間層4的表層2表面上形成凹凸，增加與中間層4的粘合面積和造成纏結，因此改善表層2和中間層4之間的粘合性。
作為形成凹凸的處理，通過處理鄰接中間層4的表層2表面而機械地形成大量的微小凹凸，例如用等離子體、噴砂(blasting)或自由基(高反應性物質如原子態的氯或液態金屬鈉，以及脫除氟的物質如烷基化鋰)處理。
所述粘合性改善處理可以是在鄰接中間層4的表層2表面上形成凹凸的處理以及其后進一步如上所述提供極性。通過進行上述的粘合性改善處理，可以實現粘合性的進一步改善。
等離子體處理代表著優選的粘合性改善處理。通過使鄰接中間層4的表層2表面進行等離子體處理，可以得到表層2與中間層4之間確實而可靠的粘合。這里，“等離子體處理”不限于在具有極性的氣體氛圍中通過等離子體照射來引起反應的處理，只要包括用于改善粘合性的等離子體照射處理即可，以及還包括通過等離子體照射在鄰接中間層4的表層2表面上機械地形成凹凸的處理。
自由基處理也代表著另一優選的粘合性改善處理。通過使鄰接中間層4的表層2表面同樣進行自由基處理，可以得到表層2與中間層4之間確實而可靠的粘合。這里，“自由基處理”不限于通過將鄰接中間層4的表層2表面暴露于自由基下來機械地形成凹凸的處理，只要包括用于改善粘合性的暴露于自由基下的處理即可，以及還包括使自由基化學結合至鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物等等。
如果鄰接中間層4的表層2表面進行上述粘合性改善處理，則在上面提及的厚度中，表層2的厚度更優選是1-15μm。通過將表層2的厚度設定為1-15μm，不僅可以同時獲得足夠的耐磨損性和柔軟性，而且鄰接中間層4的表層2表面上的粘合性改善處理的影響不會延伸到與轉印材料(紙)接觸的表層2表面。在進行所述粘合性改善處理中，如果表層2的厚度太小，要仔細地進行粘合性改善處理。另外，從防止調色劑粘附的觀點，表層2的厚度進一步優選是3-8μm和特別優選4-6μm。
此外，在進行上述粘合性改善處理中，進行過粘合性改善處理的表層2的表面優選用熔接與中間層4粘合。通過用熔接將表層2粘合至中間層4上，不需要粘合劑，可以簡化制造步驟，另外，也不會有因使用粘合劑造成的對成像裝置用多層環形帶的成像能力的不利影響。
在將本發明OA設備用的帶或輥用作成像裝置用多層環形帶并且具有如圖2所示例子中那樣通過將底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2以此順序層疊而得到的結構的情況下，可以使鄰接中間層4的粘合劑層5表面進行上述粘合性改善處理。同樣在這種情況下，如上所述，優選地，中間層4由彈性體形成，粘合劑層5由含氟聚合物形成，該含氟聚合物的熔點不高于形成中間層4的彈性體熱分解點，以及其熱分解點不低于形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點。
本發明也提供使用本發明OA設備用的帶或輥的OA設備。由于本發明的OA設備采用如上所述的本發明OA設備用的帶或輥，本發明的OA設備具有優異的成像能力。
以下將要描述本發明OA設備用的帶或輥的制造方法，所述帶或輥具有圖1所示的通過相繼層疊底層3、中間層4和表層2而得到的結構，或具有圖2所示的通過相繼層疊底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2而得到的結構。盡管本發明OA設備用的帶或輥可以適宜地用下述方法制造，但是不限于用該方法制成的那些。
在形成本發明OA設備用的帶或輥的表層2時，首先，通過將形成基材的PTFE、PFA或其混合物的細微顆粒和導電劑分散在水中而制成分散體。這里，可以將上述的金屬氧化物、(RfSO2)2NLi(Rf代表全氟烷基)等用作導電劑。另外，可以加入上述四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物等，只要不會損害本發明的效果即可。這里，在形成表層2的狀態下，以PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％的比例混合PTFE、PFA或其混合物和導電劑。
制備分散體時，優選借助于球磨機、分散機、均質器等改善分散性。通過改善分散體的分散性，可防止電負荷的集中或物理和/或機械應力的集中以及可以進一步提高表層的耐久性。其中，優選將均質器用于改善分散性。
其后，如圖3所示，用浸漬法將制成的分散體涂敷至例如內表面進行過鏡面加工的外筒(outer cylinder)11的內表面上，接著煅燒。例如，將煅燒溫度設定成320-420℃(特別是380℃)。例如，可以將不銹鋼(SUS)(熱膨脹系數1.76×10-5/℃)制的圓筒狀部件或由鋼(熱膨脹系數1.76×10-7/℃)制的剛性體形成的圓筒狀部件用作外筒11。從而，可以形成具有由PTFE、PFA或其混合物形成的基材以及具有連續結構的表層2。
圖3顯示在表層2的內圓周表面上進一步層疊粘合劑層5的例子。形成粘合劑層5時，例如，將THV聚合物(熔點120℃)熔在乙酸丁酯中，用浸漬法在表層2上形成其膜，接著干燥。在如此形成粘合劑層5之后，優選通過在形成表層2基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點與THV的熔點之間的溫度(例如350℃)下加熱而使粘合劑層5進行處理，從而使粘合劑層5與表層2緊密接觸。如上形成的由表層2和粘合劑層5所構成的復合體可以在本文中稱作“第一復合體”。
底層3和中間層4例如可以用下列方法制造。首先，當旋轉如圖4所示的圓筒狀模具12時，例如，將聚酰亞胺清漆涂敷在模具的外面。此后，加熱模具12以酰亞胺化，由此形成覆蓋模具12外圓周的底層3。
此后，例如，將增稠劑加入到諸如含水聚氨酯(熔點120℃，熱分解點180℃)以達到約10Pa·s的粘度，再進行脫氣，然后用浸漬法將所得的物質涂敷在底層3上。涂敷后，所得物質在室溫下干燥，由此形成中間層4。如上形成的由底層3和中間層4組成的復合體可以在本文中稱作“第二復合體”。
這里，通過適當調節添加到底層3和中間層4的導電劑(如炭黑)的添加量，可以制造如上所述的底層3的表面電阻值大于中間層4的成像裝置用轉印帶。這里，例如進行調整以使得底層3具有1.00E+9Ω·cm的體積電阻值和1.00E+12Ω/□的表面電阻率，而中間層4具有1.00E+8Ω·cm的體積電阻值和1.00E+8Ω/□的表面電阻率(本文中這些電阻值是在100V下測定的值)。
另外，在制造如上所述的底層3的表面電阻值大于中間層4的成像裝置用轉印帶時，底層3和中間層4可以用以下方法制成。首先，對圓筒12的表面進行碳-導電處理，形成體積電阻率已得到調整(如調整至1.00E+9Ω·cm)的聚酰亞胺的膜，接著煅燒(將煅燒溫度設定成例如380℃)，由此形成底層3。此后，將已經進行離子導電處理以實現離子導電和體積電阻率已得到調整(如調整至1.00E+7Ω·cm)的含水聚氨酯用浸漬法涂敷至底層3上，接著干燥，由此形成中間層4。注意的是，離子導電處理例如可以通過在含水聚氨酯中分散離子導電劑來進行。
此后，通過進行如上所述形成的表層2或第一復合體對第二復合體的熔接來制造OA設備用的帶或輥。具體地，如果在外筒11內只形成表層2和將表層2熔接到第二復合體上，則可以得到如圖1所示的例子中那樣底層3、中間層4和表層2相繼層疊的結構。另一方面，如果在外筒11中形成第一復合體(參見圖3)以及將第一復合體熔接到第二復合體上，則可以得到如圖2所示的例子中那樣底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2相繼層疊的結構。
如果使上述鄰接中間層4的表層2表面(在圖1結構的情況下)或鄰接中間層4的粘合劑層5表面(在圖2結構的情況下)進行粘合性改善處理，可以使上述熔接之前的表層2或第一復合體中的粘合劑層5進行粘合性改善處理。
這里，在制造具有圖1所示結構的多層環形帶時，本發明包括具有以下步驟的制造方法制造在底層3上形成由彈性體所構成的中間層4的復合體(第二復合體)，對鄰接中間層4的表層2表面進行粘合性改善處理，以及將所述復合體(第二復合體)的中間層4粘合至上述進行過粘合性改善處理的表層2表面上。
另外，在制造具有圖2所示結構的多層環形帶時，本發明也包括具有以下步驟的制造方法制造在底層3上形成由彈性體所構成的中間層4的復合體(第二復合體)，在表層2的一個表面上由上述特定的含氟聚合物形成粘合劑層5(即，制造上述第一復合體)，對與鄰接表層2的一側相反的粘合劑層的5表面(即鄰接中間層4的表面)進行粘合性改善處理，以及將所述復合體(第二復合體)粘合至上述進行過粘合性改善處理的粘合劑層5表面上。
在制造本發明的多層環形帶的方法中，粘合性改善處理如上所述優選是向鄰接中間層4的表層2或粘合劑層5的表面上的分子提供極性的處理。這里，提供極性基團和極性的優選方法如上所述。
另外，在制造本發明的多層環形帶的方法中，對表層2進行粘合性改善處理時，可以涂布從鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子中除去氟原子的試劑，接著洗滌。在本發明中，鄰接中間層4的表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物由主要以許多“-CF2-”結合的鏈狀分子構成。這里，所述試劑(如萘基鈉絡合物)從鏈上化學地除去氟原子，由此造成碳原子的缺電子狀態。此后，當這種狀態下的碳原子暴露于空氣或清洗液體時，缺電子狀態通過氧、水、蒸汽等等得以消除，以及形成粘合性官能團，即極性基團如羥基、羧基和羰基，由此明顯改善粘合性。
具體地，例如，將從如上所述形成于外筒11中的表層2內圓周表面(即鄰接中間層4那側的表面)上的PTFE、PFA或其混合物中除去氟原子的試劑(如萘基鈉絡合物“Tetraetch”，產品名稱，Technos Corporation制造)薄薄地涂布在內圓周表面上，接著在3-7秒后用乙醇洗滌。
可供選擇地，在制造本發明的多層環形帶的方法中，上述粘合性改善處理可以是在鄰接中間層4的表層2或粘合劑層5的表面上形成凹凸的處理。可供選擇地，在制造本發明的多層環形帶的方法中，在鄰接中間層4的表層2或粘合劑層5的表面上進行的粘合性改善處理可以是如上所述的等離子體處理或自由基處理。
具體地，例如，將如上所述制成的第一復合體的粘合劑層5內圓周表面暴露于電暈放電下以形成凹凸。
此外，在另一具體實例中，進行噴砂，其中用壓縮空氣將細微的二氧化硅顆粒吹到如上制成的第一復合體的粘合劑層5內圓周表面上，由此使該內圓周表面粗糙化以及密集地形成小的凹凸。
在制造本發明OA設備用的帶或輥時，在表層2或粘合劑層5(優選如上所述進行過粘合性改善處理)與中間層4之間的粘合一般用以下三種方法進行。
作為第一種方法，采用由熱膨脹系數大于外筒11的材料所形成的芯13的方法是可用的，其中如上所述在外筒11的內圓周表面上形成有表層2或第一復合體(表層2和粘合劑層5)。例如，如圖4所示，將第二復合體(底層3和中間層4)層疊在圓筒狀模具12的外圓周上。將第二復合體從模具12上取下，而且如圖5所示以圓筒狀形成的第二復合體與芯13的外圓周相配。由熱膨脹系數大于外筒11的材料形成的芯用作芯13。作為外筒11和芯13的材料的示例性組合，有SUS制成的外筒11和PA6(例如，主要由尼龍6構成的尼龍如MC尼龍，熱膨脹系數8.0×107/℃)制成的芯13。
此后，如圖6所示，將芯13插入到外筒11中，其中由底層3和中間層4構成的第二復合體與芯13相配，而外筒11的內表面上形成有表層2或第一復合體(在圖6所示例子中的第一復合體)。在表層2或粘合劑層5與中間層4之間進行熔接的狀態下進行加熱。熔接中設定的加熱溫度在表層2與中間層4之間粘合的情況下例如可以是150℃，以及在粘合劑層5與中間層4之間粘合的情況下例如可以是150℃。注意的是，在熔接時優選將整個外筒和芯放在真空氛圍中。
因而用熱膨脹系數大于外筒11的芯13進行熔接，以及在樹脂不會變質的范圍內在如上所述將芯13插在外筒11中時進行外筒加熱與芯的加熱或者進行整個外筒和芯的加熱。通過利用芯13和外筒11之間熱膨脹的差異，可以在擠壓粘合表面的時候進行熔接。
如上所述，由于外筒11的內圓周表面是鏡面磨光的，如果在其內圓周表面上形成表層2或第一復合體，則表層2是鏡面磨光的。另外，在如上所述的第二復合體熔接之后與外筒11的內圓周表面的分離也變得容易。
此后，冷卻芯13和外筒11，以便取下三層(底層3、中間層4和表層2)或四層(底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2)的層疊結構，由此得到具有圖1或2所示結構的本發明OA設備用的帶或輥。
在用于制造具有圖1所示結構的多層環形帶的本發明OA設備用的帶或輥的制造方法中，其中對鄰接中間層4的表層2表面進行粘合性改善處理，將復合體的中間層4粘合到進行過粘合性改善處理的一側上的表層2表面上的步驟如上所述地優選包括下列步驟(a1)-(a4)(a1)形成和固定步驟，其中以粘合表面一側朝內在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定表層2；(a2)附著步驟(attachment step)，其中以中間層4朝外將復合體(第二復合體)附著至芯13的外圓周上，芯13由熱膨脹系數大于外筒11的材料制成；(a3)插入步驟，其中將其上附著復合體(第二復合體)的芯13插入到內表面上固定有表層2的外筒11中；和(a4)粘合步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下同時加熱外筒11和芯13使表層2和復合體(第二復合體)的中間層4互相粘合。
作為第二種方法，采用由彈性體形成的芯13的方法是可用的。例如，可以將硅橡膠制成的芯用作芯13。如上所述從模具12上取下的第二復合體與彈性體制成的芯13的外圓周相配，此后將芯13進一步插入內圓周表面上形成有表層2或第一復合體的外筒11中。在這種狀態下，例如，如圖7所示例子中那樣，設置用于保持真空的環狀蓋子15，在芯13的上下兩端分別放上塊體16，并用真空泵(未示出)使內部空間成真空。此后，進行加熱并在塊體16介入下用保持真空環狀蓋子15擠壓芯13(圖7中擠壓力用P表示)。
使用彈性體制成的芯13以及從而在擠壓芯13兩端時進行熔接，并且在樹脂不會變質的范圍內在如上所述將芯13插在外筒11中時進行外筒加熱與芯的加熱或者進行整個外筒和芯的加熱。從而使芯13主體部分的直徑更大以及在擠壓粘合表面同時可以進行熔接。
例如，可以將上述MC尼龍制成的塊體用作圖7所示例子中所用的塊體16。可供選擇地，代替上述塊體，例如，如圖8的例子所示，可以使用相同長度的外筒11和芯13以及可以將尺寸足以覆蓋外筒11開口的用作維持真空的蓋子15’，以便用蓋子15’自身擠壓芯13的兩端。
此后，如上述第一種方法的情況那樣，冷卻芯13和外筒11，取下三層(底層3、中間層4和表層2)或四層(底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2)的層疊結構，由此得到具有圖1或2所示結構的本發明OA設備用的帶或輥(圖7和8中的例子都顯示形成三層層疊結構的情況)。
在用于制造具有圖1所示結構的多層環形帶的本發明OA設備用的帶或輥的制造方法中，其中使鄰接中間層4的表層2表面進行粘合性改善處理，將復合體的中間層4粘合到進行過粘合性改善處理的一側上的表層2表面上的步驟如上所述地優選包括下列步驟(b1)-(b5)(b1)形成和固定步驟，其中以粘合表面一側朝內在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定表層2；(b2)附著步驟，其中以中間層4朝外將復合體(第二復合體)附著至彈性體制成的芯13的外圓周上；(b3)插入步驟，其中將其上附著復合體(第二復合體)的芯13插入到內表面上固定有表層2的外筒11中；(b4)擠壓步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下擠壓芯13的兩端使芯13主體部分的直徑更大，從而使復合體(第二復合體)的中間層4對表層2擠壓；和(b5)粘合步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下同時加熱外筒11和芯13，使表層2和復合體(第二復合體)的中間層4互相粘合。
作為第三種方法，可用的是采用具有封閉的兩端的中空圓筒形水袋的方法，水袋半徑可以通過調整填充在內部的流體的壓力來增加或減少。圖9示意性顯示可以適宜地用于本發明OA設備用帶或輥的制造中的水袋21。在圖9所示例子中的水袋21的材料沒有特別限制。然而，從柔軟性在直至約200-250℃的高溫下沒有損失以及與樹脂的脫離性令人滿意的觀點，其主體部分22優選由彈性體如硅橡膠形成。圖9所示例子中的水袋21的直徑可以更大或更小，從實線所示的狀態到用虛線22’所示的狀態。端板23與水袋21主體部分22的上下兩端分別相連，泵24與其一部分連接。實際上，各部分的結構相當復雜。具體地，存在著用于連接水袋21的主體部分22與端板23之間的復雜密封結構。然而沒有顯示這樣的結構，因為它與本發明的要旨關系不大。
在中間層4朝外的情況下，第二復合體附著在上述水袋21的外圓周上，以及將這種狀態下的水袋21插入到形成于外筒11內圓周表面上的表層2或第一復合體(表層2和粘合劑層5)中。圖10顯示將附著在水袋21外圓周上的第二復合體插入形成于外筒11內圓周表面上的第一復合體中以使得中間層4與粘合劑層5相鄰的實例。這種狀態下的水袋21容納在真空室25中，真空室25上部具有自由開啟/關閉的蓋子26，同時泵24與水袋21連接。真空泵27與真空室25連接，以致可以使真空室25內的空間達到真空狀態。另外，如圖10所示，加熱用的電熱器28附著在真空室25的內圓周表面上。
當水袋21容納在真空室25中時，借助于泵24使水袋21主體部分22中的流體壓力增加，以使主體部分22膨脹。為了維持自支持性，主體部分22可以具有例如10mm的厚度。這里，上述厚度對主體部分22的膨脹沒有不利影響。另外，優選形成主體部分22以在其中心部分具有較小的厚度，以便氣體令人滿意地從粘合表面的中心在側向上(向上和向下)逃逸。
通過外筒11和由于內部壓力而膨脹的水袋21的主體部分22，附著在水袋21外圓周上的第二復合體與表層2或形成于外筒11內圓周表面上的第一復合體互相擠壓。在這種情況下，如果使用不銹鋼制的外筒11，可以防止因上述擠壓引起的外筒11的變形。例如，另一方面，將水袋21的主體部分22制造成由彈性體如硅橡膠形成的膜。因此，如果將水袋21中的流體壓力例如提高至100個大氣壓，樹脂層作為整體均勻地壓在外筒11的內圓周表面上，不管兩端的端板23是否存在。
這里，通過真空泵27排空真空室25中的空氣，因此，真空室25處于真空中。另外，通過在水袋21的主體部分22如上所述膨脹的狀態下用電熱器28加熱真空室25(例如，加熱至120-150℃)，可以均勻而可靠地實現中間層4與表層2或粘合劑層5之間的粘合。
此后，在真空室25中恢復大氣壓力以及使真空室25冷卻至室溫，從而降低水袋21中的流體壓力。然后，取出在內圓周表面上附著三層(底層3、中間層4和表層2)或四層(底層3、中間層4、粘合劑層5和表層2)層疊結構的外筒11。此后，通過從外筒11上取下該三層或四層的層疊結構，可以得到上述圖1或2所示的OA設備用的帶或輥。
在用于制造具有圖1所示結構的多層環形帶的本發明OA設備用的帶或輥的制造方法中，其中對鄰接中間層4的表層2表面進行粘合性改善處理，將復合體的中間層4粘合到進行過粘合性改善處理的一側上的表層2表面上的步驟如上所述地優選包括下列步驟(c1)-(c6)(c1)形成和固定步驟，其中以粘合表面一側朝內在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定表層2；(c2)附著步驟，其中以中間層4朝外將復合體(第二復合體)附著至兩端封閉的中空圓筒形水袋21的外圓周上，水袋半徑可以通過調整填充在內部的流體的壓力來增加或減少；(c3)插入步驟，其中將其上附著復合體(第二復合體)的水袋21插入到內表面上固定有表層2的外筒11中；(c4)真空步驟，其中完成插入步驟之后，在包括剛性體制成的外筒11內圓周和水袋21的外圓周的周圍空間中產生真空；(c5)擠壓步驟，其中在完成插入步驟之后，通過提高填充水袋21的流體的壓力使水袋21的直徑更大，從而使附著在水袋21外圓周上的復合體(第二復合體)的中間層4的外圓周表面對著固定在剛性體制成的外筒11內表面上的表層2擠壓；和(c6)粘合步驟，其中在完成真空步驟和擠壓步驟之后，通過加熱使表層2和復合體(第二復合體)的中間層4互相粘合。
盡管沒有詳細描述，除了上述以外，例如可以通過利用爆發力(explosiveforce)實現中間層4與表層2或粘合劑層5之間的粘合。
可供選擇地，在本發明OA設備用的帶或輥的制造中，通過使用如上所述的熔接法(即，用熱膨脹系數大的芯的方法，用彈性體制成的芯的方法和采用水袋的方法)可以自然實現中間層4和底層3之間的粘合。
另外，在具有圖1所示結構的多層環形帶的制造中，其中對鄰接中間層4的表層2表面進行粘合性改善處理，本發明的OA設備用帶或輥的制造方法也包括具有以下步驟的方法通過涂布從表層2表面上的PTFE、PFA或其混合物中除去氟原子的試劑接著洗滌而使表層2的表面進行粘合性改善處理，通過在進行過粘合性改善處理的表層2表面上形成中間層4而制成復合體(由表層2和中間層4構成的復合體稱作“第三復合體”)，以及將底層3粘合到所制成的復合體(第三復合體)的中間層4上。
這里，使底層3與制成的第三復合體的中間層4相互粘合的步驟優選包括下列步驟(d1)-(d4)，其類似于上述中間層4與表層2相互粘合中的步驟(a1)-(a4)(d1)形成和固定步驟，其中以中間層4朝內在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定復合體(第三復合體)；(d2)附著步驟，其中以底層3朝外，將復合體(第三復合體)附著到由熱膨脹系數大于外筒11的材料制成的芯13的外圓周上；(d3)插入步驟，其中將其上附著底層3的芯13插入到內表面上固定有復合體(第三復合體)的外筒11中；和(d4)粘合步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下同時加熱外筒11和芯13，使復合體(第三復合體)的中間層4和表層2互相粘合。
可供選擇地，使底層3與制成的第三復合體的中間層4相互粘合的步驟可以包括下列步驟(e1)-(e5)，其類似于上述中間層4與表層2相互粘合中的步驟(b1)-(b5)(e1)形成和固定步驟，其中以中間層4朝內在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定復合體(第三復合體)；(e2)附著步驟，其中以底層3朝外將復合體(第三復合體)附著至彈性體制成的芯13的外圓周上；(e3)插入步驟，其中將其上附著底層3的芯13插入到內表面上固定有復合體(第三復合體)的中間層4的外筒11中；(e4)擠壓步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下擠壓芯13的兩端使芯13主體部分的直徑更大，從而使底層3對著復合體(第三復合體)擠壓；和(e5)粘合步驟，其中通過在將芯13插入外筒11中的狀態下同時加熱外筒11和芯13使底層3和復合體(第三復合體)的中間層4互相粘合。
另外可供選擇地，使底層3與制成的第三復合體的中間層4相互粘合的步驟可以包括下列步驟(f1)-(f6)，其類似于上述中間層4與表層2相互粘合中的步驟(c1)-(c6)(f1)形成和固定步驟，其中在由剛性體制成的外筒11的內圓周上形成并固定復合體(第三復合體)，中間層4朝內；(f2)附著步驟，其中將底層3朝外地附著至兩端封閉的中空圓筒形水袋21的外圓周上，水袋半徑可以通過調整填充在內部的流體的壓力來增加或減少；(f3)插入步驟，其中將其上附著底層3的水袋21插入到內表面上固定有復合體(第三復合體)的外筒11中；(f4)真空步驟，其中完成插入步驟之后，在包括剛性體制成的外筒11內圓周和水袋21的外圓周的周圍空間中產生真空；(f5)擠壓步驟，其中在完成插入步驟之后，通過提高填充水袋21的流體的壓力使水袋21的直徑更大，從而使附著在水袋21外圓周上的底層3的外圓周表面對著固定在剛性體制成的外筒11內表面上的復合體(第三復合體)擠壓；和(f6)粘合步驟，其中在完成真空步驟和擠壓步驟之后，通過加熱使底層3和復合體(第三復合體)的中間層4互相粘合。
可以用下列方法制造本發明的OA設備用的帶或輥。
首先，如上所述，在圓筒狀模具12上形成底層3之后，進一步在底層3上形成中間層4。將如上所述用于形成表層2的分散體用諸如噴涂的方法涂布在如此形成的中間層4上，接著干燥和煅燒，從而形成表層2。因而，可以制成OA設備用的帶或輥，而不用如上所述使分別形成的中間層4與表層2或粘合劑層5粘合的方法。
當同樣采用該方法時，可以在中間層4上形成粘合劑層5并在粘合劑層5上形成表層2。然而，在這種情況下，如果將THV和PTFE分別用作粘合劑層5和表層2基材的材料，難以通過煅燒形成表層2，因為THV的熔點為120℃而PTFE的熔點為327℃。因此，在制造如此構成的OA設備用的帶或輥時，優選采用使如上所述分別形成的粘合劑層5和中間層4相互粘合的方法。
下面，將要參照試驗例更詳細地描述本發明，然而本發明不受其限制。
(試驗例1)用具有圖1所示結構的轉印帶的試樣進行下列試驗。用于本試驗例的轉印帶的試樣具有3層結構，由聚酰亞胺形成的底層3(厚度80μm)，由聚氨酯形成的中間層4(厚度250μm)以及由后面所述的表1-4中所示材料形成其基材的表層2(厚度7μm)。試樣的內徑為168Φ而寬度為368mm。除了表4中所示情況以外表層2具有1.00E+11Ω/□的表面電阻率。
將實際使用的Xerox型彩色打印機(Fuji Xerox Co.，Ltd.制造的彩色打印機Docuprint C620)用于測試中。圖11從概念上顯示該設備的實質部分。圖11所示的設備包括感光鼓31、一次轉印輥32、二次轉印輥33、Φ30輥34(外徑30mm)和Φ28輥35(外徑28mm)。上述轉印帶的試樣40裝在圖11所示的設備上并使該設備實際運轉以進行測試。
在圖11中，轉印帶試樣40沿著輥34和輥35的外圓周表面彎曲并在線性部分恢復成筆直狀態，由此受到物理和/或機械應力。另外，當在一次轉印輥32和二次轉印輥33之間施加數kV的電壓時，試樣40受到電應力。由此，轉印帶試樣40的表層隨著進紙數的增加而劣化。注意的是，在具有與圖11的例子相同機構的彩色打印機中，由于青色、品紅色、黃色和黑色的調色劑相繼形成在轉印帶上，在一次打印操作中試樣40四次受到應力。
以下，將要參照下表描述各種測試的結果。
表1 顯示調色劑脫離性的測試結果。
表1

表1中的耐久性由直至在表層上出現裂紋或皺褶為止的進紙數表示。在表1中，k表示1000(千)而m表示1,000,000(百萬)。假設對于在轉印帶中所需的耐久性而言紙張數至少是100,000(100k)和優選1,000,000(1m)。
另外，表1中的共混量表示對100份“基材”的比例(份)。
同時，調色劑脫離性的優劣與否基于剝落調色劑用的刮板是否能刮下化學調色劑來確定。另外，在調色劑脫離性的欄中A、B和C分別表示合格、不合格和完全不合格。
從表1可以看出，對于轉印帶的試樣1-1至1-4，為了改善根據常規技術的轉印帶的試樣1-1和1-3的調色劑脫離性，應當混入PTFE粉末，然而混入PTFE粉末的轉印帶1-2和1-4的耐久性(耐彎曲性)相當低。
同時，可以看出，表層2基材由PFA形成并具有連續結構的轉印帶試樣1-6在調色劑脫離性和耐久性上都優異。
另外，可以看出，表層2基材由PTFE形成并具有連續結構的轉印帶試樣1-5在耐久性上優于由丙烯酸系物質等制成的試樣以及在調色劑脫離性上優異。
同時，表2顯示耐久性與用于形成表層基材的PTFE和PFA的共混量之間的關系。
表2


從表2可以看出，PFA混合得越多，耐久性加速提高得越多。這可能是由于向PFA中加入全氟烷基時分子易于相互纏結以及結晶率變得更小。
另外，對于轉印帶試樣2-1和2-2，可以看出如果向PTFE中加入PFA，則可提高耐久性。特別是，對于轉印帶試樣2-5、2-6和2-7，可以看出通過向PTFE加入少量PFA可顯著地提高耐久性。這可以理解為意味著PTFE的細微粉末充當成膜(冷卻)期間結晶產生的核并且可以控制結晶以使它們不會生長得過大。
表3顯示將形態改進的產品用于表層2基材的情況以及用于形成基材的PTFE和PFA的MFR對耐久性的影響。
表3

如從表3中可以看出的，如果MFR相同，與表層2基材由通用型PFA形成的轉印帶試樣3-1相比，表層2基材由形態改進的產品形成的轉印帶試樣3-5在耐久性上更優。這可能因為形態改進的產品比通用型PFA有更多的全氟烷基和更小的結晶率。
另外，特別地對于轉印帶試樣3-2至3-5，可以看出MFR越小，耐久性越好。盡管未在圖3中示出，如果MFR小于2，煅燒(熔化)時沒有流動，因此難以形成均勻的膜。
表4 顯示表面電阻率對耐久性的影響。
表4

在表4中所示的轉印帶試樣4-1至4-5中，與表1-3中所示的轉印帶試樣不同，表面電阻率不固定在1.00E+11Ω/□而是變化的。圖4顯示隨著表面電阻率的這種變化耐久性如何變化。在表4中，FS-10P行中的數值表示在100重量份用作基材的950HP中混合的導電劑的重量份。
另外，表4中，表面電阻率中的“E+”如“E+15”表示10的次方。因此，“ E+15”指的是15次方(單位Ω/□)。
從表4中可以看出當表面電阻率降低時，耐久性提高以及帶較少受電應力的影響。另一方面，可以看出的是，如果表面電阻率不大于E+10，伴隨調色劑移動的電流在橫向上逃逸，這會不利影響圖像，因此，需要大于它的表面電阻率。
(試驗例2)為制備試樣1至4，通過在100重量份Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Co.，Ltd.制造的PFA分散體(通過使亞微米級的PFA細顆粒漂浮在水中得到的液體物質)的PFA等級950HP(固含量33.5wt％)中，分別混合0.185、0.370、0.741和1.481重量份Sanko Chemical Industry Co.，Ltd.制造的導電劑(亞氨基鋰，(CF3SO2)2NLi，產品名Sankonol AQ-50R，固含量50.0wt％)，由此得到的試樣用槳式攪拌裝置混合30分鐘，以便使離子導電劑充分均勻地溶解在PFA分散體中。
此后，用B型粘度計測量其中溶解有離子導電劑的PFA分散體的粘度。在調整粘度后，用浸漬法將PFA分散體涂布在內表面進行過鏡面加工的不銹鋼制圓筒的內表面上，接著在360℃下煅燒，從而得到厚度8-8.5μm的PFA膜。
另外，為制備試樣5，僅涂布不含離子導電劑的PFA分散體以制造厚8.5μm的PFA膜。
此外，為制備試樣6至8，用試樣1至5的情況下相同的方法制造厚8μm的PFA膜，其通過在100重量份PFA中，以1.00、5.00和10.00重量份CF3SO3Li的用量，將只具有單個全氟烷基磺酸基的CF3SO3Li(Sanko Chemical IndustryCo.，Ltd.制造的離子導電劑，三氟甲磺酸鹽，產品名Sankonol AQ-50T，固含量50wt％)混合在與試樣1至5相同的PFA分散體中而得到。
為制備試樣9，除了填料分散以外用試樣1至5的情況下相同的方法制成厚8μm的PFA膜，其通過在100重量份PFA中混合5重量份針狀導電氧化錫(Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.制造的FS-10P，粒度長軸1μm×短軸0.01μm)以及涂布在與試樣1至5相同的PFA分散體中分散著針狀導電氧化錫的分散體而得到。在填料的情況下，由于用槳式攪拌裝置分散不充分，使用高性能的均質器。
這里，為了以下原因使用針狀填料。具體地，例如，為了使表面電阻率降低至1.00E+12Ω/□，具有球形的填料如Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.制造的FS-100P(粒度0.01μm)應當混合至少10重量份，膜的強度和伸長率明顯降低。
在上述條件下，對每一PFA膜測量垂直(長度、圓周)方向上的伸長率、垂直方向上的抗拉強度、耐久性和在每一測試電壓下的表面電阻率。考慮到查看和容易了解，除了耐久性以外，試樣1至5以及試樣6至9和2的測試結果分別示于表5和6中。另外，試樣2、5和9的耐久性結果示于表7中。
表5

表6


表7

這里，耐久性由直至在表層上出現裂紋或皺褶為止的進紙數表示。具體地，由于所述帶在卷繞于多個輥上時旋轉，帶沿著輥的外圓周表面而致彎曲并在線性部分恢復成筆直狀態，由此反復受到物理和/或機械應力。特別地，在彩色打印機中，由于青色、品紅色、黃色和黑色的調色劑相繼形成在轉印帶上，在一次打印操作中該帶四次受到應力。因此，表層隨著進紙數的增加而劣化。這里，假設在轉印帶中所需的進紙數至少是100,000和優選至少1,000,000。這里，為了檢驗不管離子導電劑的混入，是否得到足夠的耐久性，進行檢驗耐久性的測試。
至于用于測試中的轉印帶除表層以外的尺寸，該轉印帶內徑為168mm而寬度為368mm，底層厚度80μm，中間層厚度250μm。將實際使用的Xerox型彩色打印機(Fuji Xerox Co.，Ltd.制造的彩色打印機Docuprint C620)用于測試中，其略圖如圖11中所示。在表7的耐久性中，k表示1000(千)而m表示1,000,000(百萬)。
另外，圖12、13和14顯示試樣1至4中離子導電劑的共混量變化時表面電阻率、抗拉強度和斷裂伸長率的變化。
在試樣6-8中，為了達到1.00E+10至9.99E+14Ω/□的電導率，離子導電劑應當混合直至5重量份，如同從表5所示的試樣1-4的比較或者與表6右端所示試樣2的比較可以容易地看出的那樣。即，為了獲得相同的電導率，應當混入約10倍于(CF3SO2)2Nli的CF3SO3Li。這可能因為CF3SO3Li只具有單個全氟烷基磺酸基以及因此氟原子吸電子的能力變弱而且Li離子的解離變難。
如果混入5重量份離子導電劑，伸長率小于試樣1至4的一半，抗拉強度也降低至其約70％。另外，調色劑脫離性也降低。
其中混入針狀導電氧化錫的試樣9的PFA膜的表面電阻率不是特別成問題，然而，可以看出與沒有混入任何導電劑的PFA膜相比，伸長率小于一半而強度降低至約2/3。另外，調色劑脫離性也降低。
如從表7中可以看出的，試樣2的耐久性比試樣9好得多。原因認為如下。在混入填料的試樣9中，填料散布在表層的樹脂中。因此，不僅有機械和/或物理應力而且有電應力以集中的方式施加在該部分上，以及在氟樹脂膜中造成缺陷。另一方面，在混入離子導電劑的試樣2中，由于導電劑以分子水平分散，上述現象不會發生。
現在考慮試樣1至4。從表5可以看出，不管離子導電劑的共混比例，隨著施加的電壓從10V提高到50V、100V、250V和500V，表面電阻率傾向于降低(導電率傾向于提高)，也有一些例外。然而，所有試樣的表面電阻率是在4.76E+11Ω/□至2.86E+13Ω/□的范圍內，即得到適度的值。
圖12顯示在100V電壓下PFA膜的表面電阻率如何隨離子導電劑的共混量變化。從圖12可以看出，盡管當混入0.370重量份離子導電劑時表面電阻率在某種程度上降低，但是在混合0.185重量份至1.481重量份的情況下表面電阻率基本上不變，即在7.20E+11Ω/□至4.74E+12Ω/□的范圍內，雖然該結果以對數圖顯示。因此，表面電阻率不會隨著離子導電劑共混份數的輕微波動而明顯變化，因此使共混處理變得容易。
圖13顯示PFA膜的抗拉強度如何隨離子導電劑共混量的增加而變化。在圖13中，盡管混入至多0.370重量份離子導電劑時，PFA膜的抗拉強度略有下降，但是更多地混入離子導電劑時，沒有觀察到明顯的降低，至少是直至混合1.481重量份為止。因此，抗拉強度不會隨著離子導電劑共混量的輕微波動而明顯降低，因此使混合處理變得容易。
圖14顯示PFA膜的斷裂伸長率如何隨離子導電劑共混量的增加而變化。在圖14中，盡管混入至多0.370重量份離子導電劑時，PFA膜的伸長率略有下降，但是更多地混入離子導電劑時，沒有觀察到明顯的降低，至少是直至混合1.481重量份為止。因此，伸長率不會隨著離子導電劑共混量的輕微波動而明顯降低，因此使混合處理變得容易。
注意到試樣1至4無一觀察到離子導電劑的滲出。
盡管已經詳細描述和舉例說明了本發明，可以清楚了解的是這些僅是為了舉例說明和例證而不能認為是作為限制，本發明的精神和范圍僅由所附的權利要求限定。
權利要求
1.OA設備用的帶或輥，其中表層包括由PTFE、PFA或其混合物形成且具有連續結構的基材；和所述PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％。
2.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其中形成所述基材的PTFE、PFA或其混合物的熔體流動速率是至多14g/10min(372℃，荷重5kg)。
3.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其中所述基材由PTFE和PFA的混合物形成，以及PFA占PTFE和PFA總重量的50wt％。
4.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其中所述基材由熔點至多為300℃的PFA或PFA和PTFE的混合物形成。
5.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其用作轉印帶或轉印/定影帶。
6.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其用作成像裝置的轉印帶、轉印/定影帶、顯影輥、帶電輥和定影輥中的任一種，其中在形成所述基材的PTFE、PFA或其混合物中混入(RfSO2)2NLi，其中Rf表示全氟烷基。
7.權利要求6的OA設備用的帶或輥，其中所述(RfSO2)2NLi是(CF3SO2)2NLi或(C2F5SO2)2NLi。
8.權利要求6的OA設備用的帶或輥，其中在100重量份PTFE、PFA或其混合物中混入0.003-3.0重量份(RfSO2)2NLi。
9.權利要求6的OA設備用的帶或輥，其中所述表層具有1.00E+10至9.99E+14Ω/□的表面電阻率。
10.權利要求6的OA設備用的帶或輥，其中所述表層具有1-30μm的厚度。
11.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其用作成像裝置用轉印帶，其中所述成像裝置用轉印帶具有底層、由彈性體形成的中間層、和所述表層以此順序層疊的結構，和所述底層的表面電阻率高于所述中間層的表面電阻率。
12.權利要求11的OA設備用的帶或輥，其中所述中間層由離子導電性彈性體形成。
13.權利要求11的OA設備用的帶或輥，其中所述中間層由選自聚氨酯、NBR、EP、SR和聚酰胺中的一種彈性體或多種彈性體形成。
14.權利要求11的OA設備用的帶或輥，其中在所述中間層和所述表層之間插入由含氟聚合物形成的粘合劑層，和所述粘合劑層由如下材料形成，該材料的熔點等于或低于形成所述中間層的彈性體的熱分解點，以及其熱分解點等于或高于形成所述表層基材的PTFE、PFA或其混合物的熔點。
15.權利要求1的OA設備用的帶或輥，其用作成像裝置用的多層環形帶，其中所述成像裝置用的多層環形帶具有底層、由彈性體形成的中間層、和所述表層以此順序層疊的結構，和所述表層在鄰接所述中間層一側上的表面進行過粘合性改善處理。
16.權利要求15的OA設備用的帶或輥，其中所述粘合性改善處理是用于向鄰接所述中間層的表層表面上的PTFE、PFA或其混合物的分子提供極性的處理。
17.權利要求15的OA設備用的帶或輥，其中所述粘合性改善處理是等離子體處理。
18.權利要求15的OA設備用的帶或輥，其中進行過粘合性改善處理的所述表層的表面通過熔接與所述中間層粘合。
19.權利要求15的OA設備用的帶或輥的制造方法，其包括以下步驟制造中間層形成在底層上的復合體；制造一個表面進行過粘合性改善處理的表層；和使所述復合體的中間層與進行過粘合性改善處理的所述頂層的表面粘合。
20.包含權利要求1的OA設備用的帶或輥的OA設備。
全文摘要
本發明提供OA設備用的帶或輥，其中表層包括由PTFE、PFA或其混合物所形成以及具有連續結構的基材，PTFE、PFA或其混合物占不包括導電劑在內的基材重量的至少70％。該OA設備用的帶或輥對于包括化學調色劑在內的調色劑可以得到足夠的調色劑脫離性，以及具有優異的耐物理和/或機械應力性和耐電應力性。還提供OA設備用的帶或輥的制造方法以及采用所述帶或輥的OA設備。
文檔編號G03G15/20GK101017354SQ20071000805
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月9日 優先權日2006年2月9日
發明者池田一秋, 小宮山昌彥, 岡崎博志 申請人:住友電工超效能高分子股份有限公司