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Title:
SEMIELECTROCONDUCTIVE POLYIMIDE RESIN BELT AND PROCESS FOR PRODUCING SEMIELECTROCONDUCTIVE POLYIMIDE RESIN BELT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069715
Kind Code:
A1
Abstract:
This invention provides a semielectroconductive polyimide resin belt, particularly an intermediate transfer belt formed of the semielectroconductive polyimide resin belt, which can simultaneously realize electric characteristics high enough, for example, to cause accurate transfer in a color image forming device and to stably produce high-quality transferred images for a long period of time, and excellent physical properties, for example, low susceptibility to a deterioration in planarity derived from a change in plasticity by a load applied in the widthwise direction of the belt, excellent durability, and stable use even when it is travelled for a long period of time. The semielectroconductive polyimide resin belt comprises a carbon black and a polyimide resin. The semielectroconductive polyimide resin belt is characterized in that the polyimide resin is produced by imidating terphenyl-3, 3', 4, 4'-tetracarboxylic acid dianhydride with an aromatic diamine and contains not less than 50% by mole of an aromatic diamine of which the number of aromatic rings based on the total amount of the aromatic diamine is three and/or four.

Inventors:
ICHINO, Akira (163 Morikawara-cho, Moriyama-sh, Shiga 64, 5240064, JP)
市野 晃 (〒64 滋賀県守山市森川原町163番地 グンゼ株式会社 研究開発センター内 Shiga, 5240064, JP)
NISHIURA, Naoki (1 Toritsuki, Murakuno-cho, Konan-sh, Aichi 22, 4838322, JP)
Application Number:
JP2008/071580
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
GUNZE LIMITED (1 Zeze, Aono-cho Ayabe-sh, Kyoto 11, 6238511, JP)
グンゼ株式会社 (〒11 京都府綾部市青野町膳所1番地 Kyoto, 6238511, JP)
ICHINO, Akira (163 Morikawara-cho, Moriyama-sh, Shiga 64, 5240064, JP)
市野 晃 (〒64 滋賀県守山市森川原町163番地 グンゼ株式会社 研究開発センター内 Shiga, 5240064, JP)
International Classes:
C08L79/08; B29C41/04; C08G73/10; C08K3/04; G03G15/16; B29K79/00; B29L29/00; C08L79/00; B29C41/04; C08G73/00; C08K3/00; G03G15/16
Attorney, Agent or Firm:
Saegusa & Partners et al. (Kitahama TNK Building, 1-7-1 Doshomachi, Chuo-kuOsaka-sh, Osaka 45, 5410045, JP)
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Claims:
 カーボンブラック及びポリイミド樹脂を含む半導電性ポリイミド樹脂ベルトであって、該ポリイミド樹脂が、ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとをイミド化して得られ、かつ、前記の芳香族ジアミン全量に対して芳香環数が3個及び/又は4個の芳香族ジアミンを50モル%以上含有することを特徴とする半導電性ポリイミド樹脂ベルト。
 前記芳香族ジアミン成分が、4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニルを芳香族ジアミン全量に対して50~90モル%含有することを特徴とする請求項1に記載の半導電性ポリイミド樹脂ベルト。
 前記芳香族ジアミン成分が、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル及びビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテルからなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香族ジアミンを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導電性ポリイミド樹脂ベルト。
 JIS K7113に準じて測定した応力-ひずみ曲線で記録される引張降伏強さ:σ
yが180MPa以上であり、引張破断強さ:σbとの関係が、
(引張破断強さ:σb)/(引張降伏強さ:σy)≧1.1
を満たす請求項1~3のいずれかに記載の半導電性ポリイミド樹脂ベルト。
 表面抵抗率が1×10 8 ~1×10 14 ω/□である請求項1~4のいずれかに記載の半導電性ポリイミド樹脂ベルトからなる電子写真機器の中間転写ベルト。
 ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを、有機極性溶媒中で反応して得られるポリイミド前駆体溶液に、カーボンブラックを分散させてカーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶液組成物を調製し、該カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶液組成物を回転成形法にて管状物に成形し、該成形体を加熱処理してイミド化する半導電性ポリイミド樹脂ベルトの製造方法であって、
(1)回転する円筒金型の内周面に、該カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶液組成物を塗布する工程、
(2)該円筒金型を回転させたまま80~150℃の温度で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工程、及び
(3)該皮膜を円筒金型の内周面に付着した状態のまま、300~350℃の温度で加熱してイミド化する工程、
を含むこと特徴とする製造方法。
Description:
半導電性ポリイミド樹脂ベルト び半導電性ポリイミド樹脂ベルトの製造方

 本発明は、カラー画像形成装置を備えた 子写真複合機、プリンタ、ファクシミリ、 れらの複合機、さらにはデジタル印刷機等 電子写真機器に用いられる半導電性ポリイ ド樹脂ベルトとその製造方法に関する。さ に詳しくは、カラー画像形成装置の中間転 ベルト等として使用した場合に、ベルトの 方向にかかる荷重によるクラックや割れが 生しにくく、耐久性に優れ、長期間走行さ ても安定した使用が可能である優れた機械 特性を備えている半導電性ポリイミド樹脂 ルトとその製造方法に関する。

 電子写真方式を応用した画像形成装置で 、先ず無機又は有機光導電性感光体からな 潜像担持体上に一様な電荷を形成し、画像 号を変調したレーザーや発光ダイオード光 で静電潜像を形成した後、帯電したトナー 前記静電潜像を現像して可視化したトナー とする。そして、前記トナー像を静電的に 間転写ベルト上へ一次転写し、さらに中間 写ベルト上のトナー像を記録紙に静電的に 次転写して、これを加熱や加圧により定着 せることによって、所要の再生画像を得る 間転写方式が知られている。

 近年、OA機器では高速化及び高画質化へ 対応だけでなくキーパーツの高耐久化が図 れ、中間転写ベルトにおいても長期間安定 て高品質の転写画像を得るために必要な材 設計が不可欠となってきている。カラー画 形成装置において正確な転写を実現するこ ができ、転写電圧による抵抗変化を防止し 長期間安定して高品質の転写画像を得るこ ができる等の優れた電気的特性とともに、 ルトの幅方向にかかる荷重による塑性変形 よる平面性の悪化がなく、屈曲耐久性に優 、長期間走行させても安定した使用が可能 ある等の優れた物理的特性を兼ね備えた中 転写ベルトに仕上げることが重要な技術と 置付けされている。

 中間転写ベルトに用いることができる半 電性ベルトとしては、機械特性や耐熱性に れたポリイミド樹脂フィルムに導電性フィ ーを配合したものが知られている。

 そのような導電性ベルトとして、例えば 高い機械強度を備えるポリイミド樹脂にア チレンブラック、ケッチェンブラック等の 電性カーボンブラックを添加した導電性ポ イミドシームレスベルトが知られている(例 えば、特許文献1参照)。

 また、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカル ン酸二無水物とp-フェニレンジアミンとを反 応させた高分子量のポリアミド酸溶液を原料 とし、これに導電フィラーを分散させた原料 溶液から得られる半導電性ポリイミド樹脂ベ ルトが知られている(例えば、特許文献2~4参 )。

 しかし、これらの半導電性ポリイミド樹 ベルトは、剛直なポリイミド樹脂を使用し いるため剛性は充分であるが、柔軟性がな ため、長期使用において、ベルト端部から れが生じやすいという問題があった。

 さらに、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカ ボン酸二無水物と屈曲性を有する4,4’-ジア ノジフェニルエーテルを反応させた高分子 のポリアミド酸溶液を原料とし、これにpH2~ 4のカーボンブラックを分散させた原料溶液 ら得られる半導電性ポリイミド樹脂ベルト( えば、特許文献5参照)、3,3’,4,4’-ビフェニ ルテトラカルボン酸二無水物とp-フェニレン アミンと4,4’-ジアミノジフェニルエーテル との共重合体からなるベルトの製造方法(例 ば、特許文献6参照)が知られている。

 特許文献5及び6のように、ジアミン化合 として、屈曲性を有する4,4’-ジアミノジフ ニルエーテルを用いた場合、剛直性が緩和 れるため柔軟性が付与され、ベルト端部の れは生じにくくなる。しかし、剛性が不充 であるため、長期使用において、ベルトの 方向にかかる荷重により塑性変形し、平面 が悪化するという問題があった。この平面 の悪化は、画像形成装置の中間転写ベルト して使用した際、白抜けや色ズレ等の問題 引き起こすことが知られている。

 また、テトラカルボン酸二無水物として 3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二 水物とピロメリット酸二無水物、芳香族ジ ミンとしてp-フェニレンジアミンとジアミノ ジフェニルスルホンとの共重合体からなるベ ルトの製造方法が知られている(例えば、特 文献7参照)。

 半導電性ポリイミド樹脂のシームレスベ トを精度よく製造する方法としては、従来 転成形法が検討されている。特許文献2~7で 、ポリイミド樹脂の前駆体溶液を円筒金型 内周面に塗布、遠心成形して被膜を形成し 後、被膜がそれ自体支持できるまで一部溶 の除去及び一部イミド転化を行った後、前 金型から剥離し、管状金型の外周に差し替 て溶媒の除去及びイミド転化反応の完結を う方法にて製造されている。3,3’,4,4’-ビ ェニルテトラカルボン酸二無水物を主成分 するポリアミド酸溶液を用いた場合、回転 形法の後、金型に貼り付いた状態でイミド 化を完結させようとすると、溶媒揮発やイ ド化反応での体積収縮力やイミド化反応で 強い面配向による収縮応力で円筒金型の内 から剥がれてしまうため、イミド転化の工 においては円筒金型から剥離し、管状金型 外周に差し替えて行われる。

 しかしながら、上記のように管状金型を用 てイミド転化する場合、剥離ベルトに残存 る溶媒が蒸発した蒸発分が抜けきらず、ベ トと管状金型の間に溜まることによってベ トの膨らみが発生する、イミド化反応時に じるベルトの収縮によってベルト平面性が 化し、そして波打ちが発生する等の問題が った。

特開平5-077252号公報

特開平7-156287号公報

特開平10-63115号公報

特開平10-83122号公報

特開2000-281902号公報

特開2003-266454号公報

特開2006-206778号公報

 本発明の目的は、カラー画像形成装置に いて正確な転写を実現することができ、長 間安定して高品質の転写画像を得ることが きる等の優れた電気的特性とともに、ベル の幅方向にかかる荷重による塑性変化によ 平面性の悪化が発生しにくく、耐久性に優 、長期間走行させても安定した使用が可能 ある等の優れた物理的特性を兼ね備えた半 電性ポリイミド樹脂ベルト、特には該半導 性ポリイミド樹脂ベルトからなる中間転写 ルトを提供することである。

 本発明者らは、上記の課題を解決するた に鋭意研究を行った結果、ターフェニル-3,3 ’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物と芳香族 アミンとをイミド化して得られ、芳香環数 3個及び/又は4個の芳香族ジアミンを、前記 芳香族ジアミン全量に対して50モル%以上含 することを特徴とするポリイミド樹脂にカ ボンブラックを充填した半導電性ポリイミ 樹脂ベルトが、上記の目的を達成できるこ を見出した。この知見に基づいてさらに発 させることにより本発明を完成するに至っ 。

 即ち、本発明は下記の半導電性ポリイミ 樹脂ベルト、およびその製造方法を提供す 。

 項1.カーボンブラック及びポリイミド樹脂 含む半導電性ポリイミド樹脂ベルトであっ 、該ポリイミド樹脂が、ターフェニル-3,3’, 4,4’-テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジ ミンとをイミド化して得られ、かつ、前記 芳香族ジアミン全量に対して芳香環数が3個 び/又は4個の芳香族ジアミンを50モル%以上 有することを特徴とする半導電性ポリイミ 樹脂ベルト。
項2.前記芳香族ジアミン成分が、4,4’-ジアミ ノ-パラ-ターフェニルを芳香族ジアミン全量 対して50~90モル%含有することを特徴とする 1に記載の半導電性ポリイミド樹脂ベルト。
項3.前記芳香族ジアミン成分が、4,4’-ジアミ ノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノ-パラ- ターフェニル、4,4’-ビス(4-アミノフェノキ )ビフェニル及びビス[4-(4-アミノフェノキシ) フェニル]エーテルからなる群から選ばれる なくとも1つの芳香族ジアミンを含むことを 徴とする項1又は2に記載の半導電性ポリイ ド樹脂ベルト。
項4.JIS K7113に準じて測定した応力-ひずみ曲 で記録される引張降伏強さ:σyが180MPa以上で り、引張破断強さ:σbとの関係が、
(引張破断強さ:σb)/(引張降伏強さ:σy)≧1.1
を満たす項1~3のいずれかに記載の半導電性ポ リイミド樹脂ベルト。
項5.表面抵抗率が1×10 8 ~1×10 14 ω/□である項1~4のいずれかに記載の半導電性 ポリイミド樹脂ベルトからなる電子写真機器 の中間転写ベルト。
項6.ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン 二無水物と芳香族ジアミンとを、有機極性 媒中で反応して得られるポリアミド酸溶液 、カーボンブラックを分散させてカーボン ラック分散ポリアミド酸溶液組成物を調製 、該カーボンブラック分散ポリアミド酸溶 組成物を回転成形法にて管状物に成形し、 成形体を加熱処理してイミド化する半導電 ポリイミド樹脂ベルトの製造方法であって
(1)回転する円筒金型の内周面に、該カーボン ブラック分散ポリアミド酸溶液組成物を塗布 する工程、
(2)該円筒金型を回転させたまま80~150℃の温度 で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工 程、及び
(3)該皮膜を円筒金型の内周面に付着した状態 のまま、300~350℃の温度で加熱してイミド化 る工程、
を含むこと特徴とする製造方法。

 以下、本発明を詳細に説明する。

  1.半導電性ポリイミド樹脂ベルト
 本発明は、カーボンブラック及びポリイミ 樹脂を含む半導電性ポリイミド樹脂ベルト あって、該ポリイミド樹脂が、ターフェニ -3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物と芳 族ジアミンとをイミド化して得られ、かつ 前記の芳香族ジアミン全量に対して芳香環 が3個及び/又は4個の芳香族ジアミンを50モ %以上含有することを特徴とする半導電性ポ イミド樹脂ベルトに関する。

  1.1 ポリイミド樹脂
 本発明で用いるポリイミド樹脂としては、 ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二 水物と芳香族ジアミン全量に対して芳香環 が3個及び/又は4個の芳香族ジアミンを50モ %以上含有する芳香族ジアミンとをイミド化 て得られるポリイミド樹脂であれば特に限 されるものではない。

 ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン 二無水物とは、芳香族環を3個有するもので あり、下記のような構造を有するものである 。

 本発明で用いるカルボン酸二無水物成分 しては、ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカ ボン酸二無水物を用いるものであるが、本 明の効果を損なわない範囲で、ターフェニ -3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物以外 カルボン酸二無水物を含んでいてもよい。

 ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン 二無水物以外のカルボン酸二無水物として 、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ジ ェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4 -ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物 、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水 、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無 物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無 水物、4,4’-スルホニルジフタル酸二無水物 4,4’-オキシジフタル酸二無水物等の公知の 無水物等を挙げることができる。

 本発明で用いる芳香族ジアミン成分とし は、芳香族ジアミン全量に対して芳香環数 3個及び/又は4個の芳香族ジアミンを50モル% 上含有するものであればよく、特に限定さ るものではない。

 本発明においては、芳香族ジアミン全量 対して芳香環数が3個及び/又は4個の芳香族 アミンを50モル%以上含有するものであるが 60モル%以上含有することが好ましく、70モ %以上含有することがより好ましい。また、 限値は特に限定されないが、例えば、100モ %であることが好ましい。芳香環数が3個及 /又は4個の芳香族ジアミンを前記範囲で含有 することにより、得られた半導電性ポリイミ ド樹脂ベルトの剛性と強靭性のバランスが良 好であり、耐久性に優れ、長期間走行させた 場合でも、ベルトの平面度が悪化することが ないため好ましい。

 芳香環数が3個の芳香族ジアミンとしては 、

等を挙げることができる。

 芳香環数が4個の芳香族ジアミンとしては 、

等を挙げることができる。

 これらの芳香環数が3個の芳香族ジアミン 、芳香環数が4個の芳香族ジアミンの中から1 単独で又は2種以上を混合して用いることが できる。

 これらの中でも4,4’-ジアミノ-パラ-ター ェニルを含む芳香族ジアミンを用いること 好ましく、その場合の含有量としては、芳 族ジアミン全量に対して4,4’-ジアミノ-パ -ターフェニルを50~90モル%含有することが好 しく、60~80モル%含有することがより好まし 、70~80モル%含有することがさらに好ましい 4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニルを前記範 で含有することにより、得られた半導電性 リイミド樹脂ベルトの剛性と強靭性のバラ スが良好であり、耐久性に優れ、長期間走 させた場合でも、ベルトの平面度が悪化す ことがないため好ましい。

 また、本発明で用いる芳香族ジアミン成 としては、芳香環数が3個の芳香族ジアミン と芳香環数が4個の芳香族ジアミンの両方を むことが好ましく、その配合割合としては 3個の芳香族ジアミン:芳香環数が4個の芳香 ジアミン=30:70~80:20(モル比)となることが好ま しく、50:50~70:30(モル比)となることがより好 しい。前記範囲で含有することにより、得 れた半導電性ポリイミド樹脂ベルトの剛性 強靭性のバランスが良好であり、耐久性に れ、長期間走行させた場合でも、ベルトの 面度が悪化することがないため好ましい。

 また、芳香環数が3個の芳香族ジアミンと 芳香環数が4個の芳香族ジアミンの組合せと ては、4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニルと4, 4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、又 は、4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニルとビス [4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテルの 合せであることが好ましい。

 また、本発明において使用できる、前記 香環数が3個及び/又は4個の芳香族ジアミン 外の芳香族ジアミン成分としては、パラフ ニレンジアミン、メタフェニレンジアミン 4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’- アミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジ ェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニル サルファイド、ベンジジン、1,5-ナフタレン アミン、2,6-ナフタレンジアミン等を挙げる とができ、これらの中でも4,4’-ジアミノジ フェニルエーテルが好ましい。

 本発明で用いるポリイミド樹脂は、下記一 式(1)で示される、ターフェニル-3,3’,4,4’- トラカルボン酸二無水物に由来する構造単 を含む。

 また、本発明で用いるポリイミド樹脂は 下記一般式(2)~(6)で示される構造単位のいず れか1種以上を含むことが好ましい。

 前記一般式(2)~(6)で示される構造単位は、 4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニル、1,4-ビス(4 -アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-ア ミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(4-アミ フェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-ア ミノフェノキシ)フェニル]スルホンに由来す 単位構造である。

 本発明で用いるポリイミド樹脂としては 酸二無水物成分由来の構造単位(1)とジアミ 成分由来の構造単位(2)~(6)からなる下記繰り 返し単位を含むポリイミド樹脂が好ましい。

 ポリイミド樹脂の合成方法としては特に 定されるものではなく、通常用いられてい 方法を採用することができるが、前記カル ン酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分と 略等モル量とを、有機極性溶媒中で反応し ポリイミド前駆体溶液を製造し、その後加 処理によりイミド化する方法が好ましい。

 有機極性溶媒としては、特に限定される のではないが、非プロトン系有機極性溶媒 好ましく、例えば、N-メチル-2-ピロリドン( 下、「NMP」と言うこともある)、N,N-ジメチ ホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N ,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキ シド、ヘキサメチルホスホアミド、1,3-ジメ ル-2-イミダゾリジノン等を挙げることがで 、これらのうちの1種又は2種以上の混合溶媒 であってもよい。これらの中でも、沸点が200 ℃以上と高く、熱イミド化中に膜から揮発し にくく、残留溶媒の可塑化効果によりイミド 化が進行しやすくなる等の点から、NMPが特に 好ましい。

 ポリイミド前駆体溶液の25℃における粘 は、特に限定されるものではないが、例え 、3.0~50Pa・sであることが好ましく、5.0~20Pa・ sであることがより好ましい。

 前述のように、ターフェニル-3,3’,4,4’- トラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン 量に対して芳香環数が3個及び/又は4個の芳 族ジアミンを50モル%以上含有する芳香族ジ ミンとをイミド化して得られるポリイミド 脂を用いることにより、得られた半導電性 リイミド樹脂ベルトの剛性と強靭性のバラ スが良好であり、耐久性に優れ、長期間走 させた場合でも、ベルトの平面度が悪化す ことがないため好ましい。

 本発明においては、カーボンブラックを リイミド前駆体溶液に混合してカーボンブ ック分散ポリイミド前駆体溶液組成物(以下 、前駆体溶液組成物とする)を製造するが、 合方法としては、カーボンブラックがポリ ミド前駆体溶液中に均一に混合、分散され 方法であれば特に制限はなく、例えば、サ ドミル、ビーズミル、超音波ミル、3本ロー 等を用いた方法を挙げることができる。

 前駆体溶液組成物中のカーボンブラック 含有量は、前駆体溶液組成物中の全固形分 15~30重量%であることが好ましく、18~26重量% あることがより好ましい。

 ここで、前記前駆体溶液組成物中のカー ンブラックの含有量とは、該溶液から得ら る半導電性ポリイミド樹脂ベルト中のカー ンブラック含有量と同様である。

 したがって、本発明の半導電性ポリイミ 樹脂ベルト中には、ポリイミド樹脂を70~85 量%含むことが好ましく、74~82重量%含むこと より好ましい。

 なお、本発明の効果に悪影響を与えない 囲で、上記組成物中にイミダゾール系化合 (2-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダ ゾール、2-メチル-4-メチルイミダゾール、2- チル-4-エチルイミダゾール、2-フェニルイミ ダゾール)、界面活性剤(フッ素系界面活性剤 )等の添加剤を加えてもよい。

 上記方法によりカーボンブラックが均一 散された前駆体溶液組成物を製造すること できる。

 溶液中に分散しているカーボンブラック 平均粒径は、0.1~0.5μmであることが好ましく 、0.1~0.3μmであることがより好ましい。また 分散しているカーボンブラックの最大粒子 は1μm以下であることが好ましく、0.6μm以下 あることがより好ましい。最大粒子径の下 値は特に限定されるものではないが、0.2μm 上であることが好ましい。

  1.2 カーボンブラック
 本発明で使用するカーボンブラックとして 、特に限定されるものではないが、例えば カーボンブラック粒子表面にポリマーをグ フト化させたり、絶縁材を被覆したりする とで導電特性を制御したカーボンブラック; カーボンブラック粒子表面に酸化処理を施し たカーボンブラック等を挙げることができる 。これらの中でも、オイルファーネス法のカ ーボンブラックは、燃料を燃やした1400℃以 の高温ガス中で炭化水素を還元雰囲気で熱 解して製造されるため、粒子内部や表面の 素含有量や不純物が著しく少なく、結晶子 発達するため好ましい。また、カーボンブ ックの揮発分含有量を調整できる点から、 イルファーネス法で製造されたカーボンブ ックをさらに酸化処理することが好ましい

 以下に、オイルファーネス法で製造され カーボンブラックをさらに酸化処理したカ ボンブラックについて説明する。

 酸化処理で用いる酸化剤としては、硝酸 含む窒素酸化物、オゾン、次亜塩素酸類、 酸ガス等の酸化剤を挙げることができる。 れらの中でも、酸化処理後のカーボンブラ クに酸化剤の残存が少なく、未分解原料炭 水素(PAH)が分解される点から、オゾンを含 酸化剤が好ましく、オゾンが特に好ましい 未分解原料炭化水素(PAH)は可能な限り少ない 方が良く、具体的には10ppm以下であればよい

 前述したように、オイルファーネス法で 造されたカーボンブラックをさらに酸化処 することにより、カーボンブラックの揮発 含有量を調整することができる。カーボン ラックの揮発分含有量としては、2~5重量%で あることが好ましく、2.5~5重量%がより好まし い。

 酸化処理により揮発分2~5重量%に調整され たカーボンブラックの表面には、フェノール 性水酸基やカルボニル基、カルボキシル基等 の酸素官能基(特に、カルボキシル基)を含む め、ポリイミド前駆体溶液組成物中での該 ーボンブラックの流動性及び分散安定性が 上し、またポリイミド樹脂への親和性も向 する。

 また、オイルファーネス法で製造された じ比表面積及びジブチルフタレート(DBP)吸 量のカーボンブラックであれば、その揮発 量と粉体抵抗はほぼ比例関係にある。該カ ボンブラック表面の揮発分である酸素官能 は、π電子の流れを阻害する絶縁物として働 くため、酸化処理されていないオイルファー ネス法によるカーボンブラックよりも粉体抵 抗が大きくなる。従って、揮発分を上記の範 囲に設定することにより、カーボンブラック の粉体抵抗を3~30ω・cm程度の高い値で制御す ことができる。

 そのため、半導電性ポリイミド樹脂ベルト 表面抵抗率を所望の範囲(10 8 ~10 14 ω/□)に設定する場合に、ポリイミド樹脂中 該カーボンブラックを高充填(半導電性ポリ ミド樹脂ベルト(ポリイミド樹脂とカーボン ブラックの総重量)中、カーボンブラックが15 ~30重量%)することができる。これにより、カ ボンブラック同士の連鎖による導電性が付 され、外部環境や印加電圧に影響を受けに い安定した電気特性を有する半導電性ポリ ミド樹脂ベルトを得ることができる。換言 れば、本発明の半導電性ポリイミド樹脂ベ ト中にカーボンブラックが15~30重量%の高含 量に制御できることになる。

 なお、カーボンブラックの揮発分は、実 例に記載の方法により測定される。

 揮発分が2%未満のカーボンブラック(例え 、三菱化学(株)製 三菱カーボンブラック「 MA11」「MA100」、デクサ製「Printex 95」「Printex  L6」等)では、ポリイミド前駆体溶液に対す 親和性に問題があり、分散後にファンデル ールス力によって2次凝集体を形成しやすい 傾向がある。

 また、揮発分が5%を超えるカーボンブラ ク(例えば、デクサ製「Color Black FW200」「Spe cial Black 5」「Special Black 4」「Printex 150T」 )は、チャンネル法のカーボンブラックがほ とんどであり、水素や酸素以外に、硫黄や未 分解原料炭化水素(PAH)等の不純物が多く含ま 、この不純物がポリイミド樹脂等のバイン ー樹脂本来の機械的特性を低下させる傾向 ある。

 また、オイルファーネス法のカーボンブラ クを揮発分が5%を超えるように酸化処理し 場合、粉体抵抗が大幅に高くなるため(絶縁 カーボンブラックになるため)、中間転写ベ ルトとして必要な表面抵抗率10 8 ~10 14 ω/□を実現できない傾向がある。

 本発明で使用するカーボンブラックの窒素 着比表面積(JIS K6217)は、80~150m 2 /gであることが好ましく、90~130m 2 /gであることがより好ましい。

 一般にカーボンブラックを各種の方法で 化すると、比表面積が大きくなるほど酸素 能基は多く付与される。しかし、カーボン ラックの粉体抵抗やこれを各種材料に配合 た際の物性は、酸素官能基の絶対量でなく 位表面に付与している酸素官能基の数と相 している。

 窒素吸着比表面積が80m 2 /g未満であると、ポリイミド前駆体溶液との 和性が得られず粉体抵抗も充分に高い値に らない傾向がある。また、150m 2 /gを超えると、高比表面積のカーボンブラッ 、即ち一次粒子が小さいか又は同一粒子径 おいても細孔を形成したカーボンブラック なり、酸素官能基を付与しても結果的にカ ボンブラックの粉体抵抗が高くならないた 、カーボンブラック含有量が高い(例えば、 15重量%以上の高濃度で充填した)半導電性ポ イミド樹脂ベルトが得られない傾向がある つまり、カーボンブラック充填量が低い半 電性ポリイミド樹脂ベルトしか得られない 向がある。

 本発明で使用するカーボンブラックのpH 、2~5であることが好ましく、2~4であること より好ましく、2~3であることがさらに好ま い。

 また、本発明で使用するカーボンブラッ のジブチルフタレート(DBP)吸収量は、40~100ml /100gであることが好ましく、50~90ml/100gである とがより好ましい。DBP吸収量が100ml/100gを超 えると、酸化処理を施してもカーボンブラッ クの粉体抵抗が高くならないため、カーボン ブラックを15重量%以上の高濃度で充填した半 導電性ポリイミド樹脂ベルトが得られない傾 向がある。DBP吸収量が40ml/100g未満であると、 粉体抵抗が高くなりすぎるため、該固形分中 のカーボンブラック濃度は30重量%を超えて充 填しないと半導電性ポリイミド樹脂ベルトが 得られなくなる。

 本発明の半導電性共重合ポリイミドベルト 表面抵抗率は、1×10 8 ~1×10 14 ω/□であることが好ましく、1×10 9 ~1×10 14 ω/□であることがより好ましく、1×10 10 ~1×10 13 ω/□であることがより好ましい。表面抵抗率 がこの範囲にあることで、中間転写ベルトに 電荷が蓄積することがなく、転写時に発生す るトナー飛散の抑制と中間転写ベルトの自己 除電機能を両立させることができるため好ま しい。

 本発明の半導電性ポリイミド樹脂ベルト 特に、半導電性ポリイミド樹脂ベルトから る電子写真機器の中間転写ベルトの材料設 において、引張降伏強さ:σyと引張破断強さ :σbとは、ベルトとしての材料設計の重要な 度因子であり、少なくとも引張降伏強さ:σy 180MPaであることが好ましく、195MPaであるこ がより好ましい。引張降伏強さ:σyがこの範 囲にあることで、ベルトの厚みを80μm以下に くしてもベルトの幅方向にかかる荷重によ 塑性変形を起こさないため好ましい。塑性 形(伸びによる寸法変化)を起こすとベルト 体の平面度が悪化し、このことが画像ムラ 起こすため好ましくない。

 また、引張破断強さ:σbは、引張降伏強さ :σyより大きいことも必要で、ベルト回転の 寿命(タフネス)に寄与する。したがって、σb /σy≧1.1であること好ましく、σb/σy≧1.15であ ることがより好ましい。σb/σyが1.1未満では 塑性変形する前にベルトが破壊する傾向が る。

 ここで、引張破断強さ:σbと引張降伏強さ :σyは、JIS K7113に準じて測定した応力-ひずみ 曲線で記録される引張破断強さと引張降伏強 さである。

 本発明の半導電性ポリイミド樹脂ベルト ベルト幅方向の平面度が2mm以下であること 好ましく、1.5mm以下であることがより好ま い。平面度がこの範囲にあることでベルト 動を行う駆動ロールと中間転写ベルトとの 着性が保たれ、高精度の画像あわせが可能 なるため好ましい。ここで、平面度とは実 例に記載の方法により測定される値をいう

 また、本発明の半導電性ポリイミド樹脂 ルトの製造方法は、特に限定されるもので ないが、下記方法により製造することが好 しい。

  2.導電性ポリイミド樹脂ベルトの 造方法
 本発明は、ターフェニル-3,3’,4,4’-テトラ ルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを、 機極性溶媒中で反応して得られるポリイミ 前駆体溶液(ポリアミド酸溶液とも言う)に カーボンブラックを分散させてカーボンブ ック分散ポリイミド前駆体溶液組成物(カー ンブラック分散ポリアミド酸溶液組成物と 言う)を調製し、該カーボンブラック分散ポ リイミド前駆体溶液組成物を回転成形法にて 管状物に成形し、該成形体を加熱処理してイ ミド化する半導電性ポリイミド樹脂ベルトの 製造方法であって、
(1)回転する円筒金型の内周面に、該カーボン ブラック分散ポリイミド前駆体溶液組成物を 塗布する工程、
(2)該円筒金型を回転させたまま80~150℃の温度 で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工 程、及び
(3)該皮膜を円筒金型の内周面に付着した状態 のまま、300~350℃の温度で加熱してイミド化 る工程、
を含むこと特徴とする製造方法に関する。

 以下、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物(以下、前駆体溶液組成物と する)を使った半導電性ポリイミド樹脂ベル の製造方法について説明する。

 なお、前記製造方法で用いる前駆体溶液 成物としては、本明細書に記載されている ずれの前駆体溶液組成物も好適に用いるこ ができる。

 前駆体溶液組成物は、回転する円筒金型 内周面に、該前駆体溶液組成物を均一な厚 で塗布する。円筒金型の回転速度としては に限定されるものではないが、重力加速度 0.5~10倍の遠心加速度で低速回転することが ましい。重力加速度の0.5~10倍の遠心加速度 いう低速回転で、前駆体溶液組成物が供給 れることで回転方向に受けるせん断力が小 く、分子鎖の配向やカーボンブラック等の ィラーのストラクチャー配向を抑制できる

 前記の遠心加速度が重力加速度の0.5倍未 であると、供給された前駆体溶液組成物が 筒金型の内周面に密着せずに流れ落ちる(た れ)危険性がある。一方、重力加速度の10倍よ り大きくなると、供給時に受ける回転方向へ のせん断力による分子鎖の配向やカーボンブ ラック等のフィラーのストラクチャー配向だ けでなく、遠心力による前駆体溶液組成物の 流動が発生し、平面度に影響を与える傾向が ある。

 なお、本発明で使用する遠心加速度(G)は 下記式から導かれる。

 G(m/s 2 )=r・ω 2 =r・(2・π・n) 2

 ここで、rは円筒金型の半径(m)、ωは角速度( rad/s)、nは1秒間での回転数(60秒間の回転数がr .p.m.)を示す。比較する重力加速度(g)は、9.8 ( m/s 2 )である。

 前駆体溶液組成物の供給手段は、ノズル やスプレー法で吐出させながら回転する円 金型の回転軸方向に移動させることによっ 、円筒金型の内周面に前駆体溶液組成物を 一な厚みで塗布する。ここで、均一な厚み は、円筒金型の内周面に塗布平均厚みに対 て±5%の範囲で塗布することをいう。

 前駆体溶液組成物の供給手段としては、 駆体溶液組成物を霧化することで、供給時 流動を限りなく小さく、回転する円筒金型 内周面に瞬間的に密着できる点、前駆体溶 組成物の粘度にもあまり影響されず同一回 速度下で原料供給できる点、薄い厚みの塗 を容易に得ることができ、前駆体溶液組成 の不揮発分濃度を高く設定することが可能 ある点から、スプレー法が好ましい。

 塗布ヘッドの形状は、特に制約はなく、 形や矩形等、適時使用できる。また、その きさも特に制約はなく、吐出される前駆体 液組成物の粘度との組み合わせによって、 正な吐出圧力となるように設計することが 能である。

 スプレーヘッドと円筒金型の距離は任意 よく、5~200mm程度が好ましい。吐出圧力の方 式には特に制限はないが、圧縮空気や高粘度 液対応のモーノポンプ、ギヤポンプ等が用い られる。

 このように円筒金型の内周面に均一な厚 で前駆体溶液組成物を塗布した場合は、円 金型の高速回転、即ち、遠心力によって前 体溶液組成物を流動させ塗膜の膜厚を均一 させる必要はない。遠心力を利用した回転 形では、原料を供給後、遠心力により前駆 溶液組成物を円筒金型の内面に均一に流延 せる。そして遠心力によって生じる流動に ってカーボンブラックの粒子が流動方向に トラクチャーを成形したように並ぶ。その め、これによってポリイミド製中間転写ベ トの電気特性に悪影響を引き起こす場合が る。これに対し、高速回転させない本発明 方法によれば、この様な問題はほとんど生 ない。

 円筒金型の内周面には、ポリイミド樹脂 密着しないように、離型剤を塗布すること 好ましい。離型材の種類に制限はないが、 駆体溶液組成物の溶媒や加熱反応時に樹脂 ら発生する水の蒸気等に侵されないもので れば特に限定はない。

 液体樹脂の皮膜形成工程においては、重 加速度の0.5~10倍の遠心加速度で低速回転さ たまま、80~150℃(好ましくは、100~140℃)の温 で溶媒を揮発して固形分濃度を40重量%以上 することで円筒金型の内周面に自己支持性 有する皮膜を形成することで達成できる。

 ポリイミド樹脂皮膜形成工程においては ポリイミド樹脂の種類によって異なるが円 金型の内周面に付着した状態のまま、60~120 間で約250℃に上昇する。次に完全にポリイ ド転化する温度、例えば300~350℃で30~90分間 皮膜を加熱させることでポリイミド樹脂皮 を形成することができる。皮膜形成を円筒 型の内周面に付着した状態で行うことで、 ミド化反応や溶媒揮発で起こる収縮を抑え その応力でポリマー鎖を面内方向に均一配 させることが可能となる。

 以上のように、本発明で用いる前駆体溶 組成物は、高い固形分濃度を有するもので り、さらに、高含有量でカーボンブラック 含んでいるものである。さらに、これを用 て成形される半導電性ポリイミド樹脂ベル は高いカーボンブラック濃度を有しており しかも、ポリイミド樹脂の本来の機械的特 (強靭性等)が充分に保持されている。

 得られる半導電性ポリイミド樹脂ベルト 平均膜厚は、通常50~150μm程度、好ましくは6 0~125μm程度に調節される。

 このように製造した本発明の半導電性ポ イミド樹脂ベルトは、例えば、電子写真機 のカラー画像形成装置の中間転写ベルトと て使用した場合、ベルトの幅方向にかかる 重によるクラックや割れが発生しにくく、 久性に優れ、長期間走行させても安定した 用が可能である優れた機械的特性を発揮す ことができる。

 本発明の半導電性ポリイミド樹脂ベルト 、電子写真機器の中間転写ベルト、一本の ルトで転写と定着を兼ね備えた転写兼定着 ルトのベルト基材として有効である。転写 定着ベルトとして使用する場合には、表面 付着するトナーの剥離性向上のため、表面 非粘着性の樹脂皮膜を形成することが有効 ある。その非粘着性の樹脂皮膜の材料とし は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テ 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(PFA)、テトラフルオ エチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合 体(FEP)等のフッ素系樹脂等が好ましい。また 弾性シリコーン樹脂、フッ素ゴム樹脂、弾 フロロシリコーン樹脂、弾性ポリシロキサ 等を用いてもよい。

 本発明は、カラー画像形成装置において 確な転写を実現することができ、長期間安 して高品質の転写画像を得ることができる の優れた電気的特性とともに、ベルトの幅 向にかかる荷重による塑性変化による平面 の悪化が発生しにくく、耐久性に優れ、長 間走行させても安定した使用が可能である の優れた物理的特性を兼ね備えた半導電性 リイミド樹脂ベルトを提供することができ 。また、本発明の半導電性ポリイミド樹脂 ルトは、中間転写ベルト、一本のベルトで 写と定着を兼ね備えた転写兼定着ベルトと て有効である。

 以下、比較例と共に実施例を用いて本発 をより詳細に説明するが、本発明はこれら 施例に限定されるものではない。

  実施例1
(カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 組成物の作製)
 全カルボン酸二無水物成分に対してパラ-タ ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無 水物(TPDA)100モル%と、全芳香族ジアミン成分 対して4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニル70モ ル%、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(DADE)3 0モル%とを、カルボン酸二無水物成分と芳香 ジアミン成分との略等モル量でN-メチル-2- ロリドン中で重合してポリイミド前駆体の リアミド酸溶液を5kg用意した。この溶液は 度9.0Pa・s(25℃)、不揮発分濃度18重量%であっ 。

 この溶液にオイルファーネス系カーボンブ ック(CB1、pH:4.1、窒素吸着比表面積:95m 2 /g、DBP吸収量:65ml/100g、揮発分含有量:2.1重量%) を0.25kgとN-メチル-2-ピロリドン1.8kgを加えて ボールミルにてカーボンブラックの均一分 を行い、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物A(以下、前駆体溶液組成物A する)を調製した。この溶液の固形分濃度は1 6.3重量%であり、この固形分重量のうち、カ ボンブラックの含有量は、21.7重量%であった 。また、溶液中でのカーボンブラックの平均 粒子径は0.28μm、最大粒径は0.51μmであった。

(カーボンブラック充填ポリイミドシームレ ベルトの作製)
 前記前駆体溶液組成物Aを、外径324mm、内径3 00mm、長さ500mmの円筒金型内周面にスプレー法 にて塗布し、重量加速度の4.0倍の遠心加速度 (約154r.p.m)で回転させながら、長さ500mmの円筒 金型内周面に長さ480mmの均一な展開膜を得た 塗布の厚さは、不揮発分濃度から算出し、 リイミド樹脂ベルトの厚さが75μmになるよ に決定した。その後も重量加速度の4.0倍の 心加速度(約154r.p.m)で回転させたまま、30分 かけて120℃に昇温し、その後120℃で100分間 持して溶媒を揮発させた。

 次に、この管状物を円筒金型の内周面に 着したまま高温加熱炉に投入し、150分間か て320℃に昇温し(昇温速度:約1.33℃/分)、320 で60分間高温加熱することでポリイミド転化 を完了した。その後、室温まで冷却し、金型 内面より剥離し、平均厚さ75μmのカーボンブ ック充填ポリイミドシームレスベルトを得 。

  実施例2
(カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 の作製)
 全カルボン酸二無水物成分に対してパラ-タ ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無 水物(p-TPDA)100モル%と、全芳香族ジアミン成分 に対してジアミン成分として4,4’-ジアミノ- ラ-ターフェニル50モル%と4,4’-ビス(4-アミ フェノキシ)ビフェニル50モル%とを、カルボ 酸二無水物成分と芳香族ジアミン成分との 等モル量でN-メチル-2-ピロリドン中で重合 てポリイミド前駆体のポリアミド酸溶液を5k g用意した。この溶液は粘度8.5Pa・s(25℃)、不 発分濃度19重量%であった。

 この溶液にオイルファーネス系カーボンブ ック(CB2、pH:2.5、窒素吸着比表面積:120m 2 /g、DBP吸収量:105ml/100g、揮発分含有量:3.9重量% )を0.21kgとN-メチル-2-ピロリドン1.8kgを加えて ボールミルにてカーボンブラックの均一分 を行い、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物B(以下、前駆体溶液組成物B する)を調製した。この溶液の固形分濃度は 16.5重量%であり、固形分重量のうち、カーボ ブラックの含有量は、18.1重量%であった。 た、溶液中でのカーボンブラックの平均粒 径は0.26μm、最大粒径は0.44μmであった。

(カーボンブラック充填ポリイミドシームレ ベルトの作製)
 上記前駆体溶液組成物Bを用いた以外は実施 例1と同様にして、カーボンブラック充填ポ イミドシームレスベルト(平均膜厚:75μm)を作 製した。

  実施例3
(カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 の作製)
 全カルボン酸二無水物成分に対してパラ-タ ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無 水物(p-TPDA)100モル%と、全芳香族ジアミン成分 に対して4,4’-ジアミノ-パラ-ターフェニル60 ル%と、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニ ]エーテル40モル%とを、カルボン酸二無水物 分と芳香族ジアミン成分との略等モル量でN -メチル-2-ピロリドン中で重合してポリイミ 前駆体のポリアミド酸溶液を5kg用意した。 の溶液は粘度7.0Pa・s(25℃)、不揮発分濃度18 量%であった。

 この溶液にオイルファーネス系カーボンブ ック(CB3、pH:2.3、窒素吸着比表面積:120m 2 /g、DBP吸収量:75ml/100g、揮発分含有量:3.3重量%) を0.28kgとN-メチル-2-ピロリドン1.8kgを加えて ボールミルにてカーボンブラックの均一分 を行い、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物C(以下、前駆体溶液組成物C する)を調製した。この溶液の固形分濃度は1 6.7重量%であり、固形分重量のうち、カーボ ブラックの含有量は、23.7重量%であった。ま た、溶液中でのカーボンブラックの平均粒子 径は0.25μm、最大粒径は0.44μmであった。

(カーボンブラック充填ポリイミドシームレ ベルトの作製)
 上記前駆体溶液組成物Cを用いた以外は実施 例1と同様にして、カーボンブラック充填ポ イミドシームレスベルト(平均膜厚:75μm)を作 製した。

  比較例1
(カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 の作製)
 全カルボン酸二無水物成分に対してパラ-タ ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無 水物(p-TPDA)100モル%と、全芳香族ジアミン成分 に対してパラフェニレンジアミン(PPD)100モル% とを、カルボン酸二無水物成分と芳香族ジア ミン成分との略等モル量でN-メチル-2-ピロリ ン中で重合してポリイミド前駆体のポリア ド酸溶液を5kg用意した。この溶液は粘度8.0P a・s(25℃)、不揮発分濃度20.0重量%であった。

 この溶液に実施例1で用いたオイルファーネ ス系カーボンブラック(CB1、pH:4.1、窒素吸着 表面積:95m 2 /g、DBP吸収量:65ml/100g、揮発分含有量:2.1重量%) を0.30kgとN-メチル-2-ピロリドン1.8kgを加えて ボールミルにてカーボンブラックの均一分 を行い、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物D(以下、前駆体溶液組成物D する)を調製した。この溶液の固形分濃度は1 8.3重量%であり、固形分重量のうち、カーボ ブラックの含有量は、23.0重量%であった。ま た、溶液中でのカーボンブラックの平均粒子 径は0.28μm、最大粒径は0.51μmであった。

(カーボンブラック充填ポリイミドシームレ ベルトの作製)
 上記前駆体溶液組成物Dを用いた以外は実施 例1と同様にして、カーボンブラック充填ポ イミドシームレスベルト(平均膜厚:75μm)を作 製した。

  比較例2
(カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 の作製)
 全カルボン酸二無水物成分に対してパラ-タ ーフェニル-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無 水物(p-TPDA)100モル%と、全芳香族ジアミン成分 に対して4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(D ADE)100モル%とを、カルボン酸二無水物成分と 香族ジアミン成分との略等モル量でN-メチ -2-ピロリドン中で重合してポリイミド前駆 のポリアミド酸溶液を5kg用意した。この溶 は粘度7.5Pa・s(25℃)、不揮発分濃度20.0重量% あった。

 この溶液に実施例2で用いたオイルファーネ ス系カーボンブラック(CB2、pH:2.5、窒素吸着 表面積:120m 2 /g、DBP吸収量:105ml/100g、揮発分含有量:3.9重量% )を0.24kgとN-メチル-2-ピロリドン1.8kgを加えて ボールミルにてカーボンブラックの均一分 を行い、カーボンブラック分散ポリイミド 駆体溶液組成物E(以下、前駆体溶液組成物E する)を調製した。この溶液の固形分濃度は 17.6重量%であり、固形分重量のうち、カーボ ブラックの含有量は、19.3重量%であった。 た、溶液中でのカーボンブラックの平均粒 径は0.26μm、最大粒径は0.44μmであった。

(カーボンブラック充填ポリイミドシームレ ベルトの作製)
 上記前駆体溶液組成物Eを用いた以外は実施 例1と同様にして、カーボンブラック充填ポ イミドシームレスベルト(平均膜厚:76μm)を作 製した。

 以上の実施例1~3、比較例1~2より得たポリ ミドシームレスベルトについて、下記の特 を評価した。その結果を、表1~3に示す。

 本明細書に記載される各物性値の測定は 以下のようにして行った。

<カーボンブラック分散ポリイミド前駆体 液組成物中の固形分濃度の測定>
 カーボンブラック分散ポリイミド前駆体溶 組成物中の固形分濃度は、次のように算出 れた値である。試料を金属カップ等の耐熱 容器で精秤し、この時の試料の重量をA(g)と する。試料を入れた耐熱性容器を電気オーブ ンに入れて、120℃×15分、180℃×15分、及び300 ×30分で順次昇温しながら加熱、乾燥し、得 られる固形分の重量(不揮発分重量)をB(g)とす る。同一試料について5個のサンプルのA及びB の値を測定し(n=5)、次式にあてはめて固形分 度を求めた。その5個のサンプルの平均値を 、固形分濃度とした。

  固形分濃度=B/A×100(%)

<窒素吸着表面積>
 窒素吸着表面積は、JIS K6217(低温窒素吸着 )に準拠して測定した。或いは、市販カーボ の特性データを参照した。

<DBP吸収量>
 DBP吸収量は、JIS K6217に準拠して測定した。 或いは、市販カーボンの特性データを参照し た。

<カーボンブラックの揮発分含有量>
 揮発分含有量は、JIS K6221に準拠して、該カ ーボンブラックを950℃で7分間加熱した時の 量を測定し、加熱前のカーボンブラック重 に対する減量をパーセント表示(重量%)した

<カーボンブラックのpH>
 pH値は、ASTM D1512に準拠した値とした。

<カーボンブラックの粒度>
 溶液中でのカーボンブラックの粒度は、HORI BA社製LA-920型レーザー回折・散乱式粒度分布 定装置を用いて測定した値である。

<半導電性ポリイミド樹脂ベルトの表面抵 率>
 表面抵抗率(SR)の測定は、得られた半導電性 ポリイミド樹脂ベルトを長さ400mmにカットし ものをサンプルとして、三菱化学(株)製の 抗測定器“ハイレスタIP・URプロ-ブ”を使っ て、幅方向に等ピッチで3カ所と縦(周)方向に 4カ所の合計12ヶ所について各々測定し、全体 の平均値で示した。表面抵抗率(SR)は電圧500V 加の下10秒経過後に測定した。

<力学特性の評価>
 得られたカーボンブラック充填ポリイミド ームレスベルトから、試験片(5mm×40mm)を切 出し、この試験片を用いて、JIS K7127の引張 件に基づいて、オートグラフ((株)島津製作 製、AGS-5kNG)により、引張速度50mm/分、測定 度23℃の条件で試験片の引張降伏強さ:σy(MPa) 、引張破断強さ:σb(MPa)及び引張伸度(%)を測定 した。なお、それぞれの特性値は、上記各カ ーボンブラック充填ポリイミドシームレスベ ルトからそれぞれ5つの試験片を切り出し、 試験片について測定した値の平均値として めた。

<平面度測定>
 得られた各カーボンブラック充填ポリイミ シームレスベルトを幅350mmにカットし、図1 示すような直径30mmの2本のローラー(3)に35N 張力で張架した状態で、キーエンス(株)製の レーザ変位計(製品番号:タイプKL080)(2)でベル の幅方向にベルト表面の変位量を読み取っ 。そして、図2に示すように、最大値から最 小値を差分した値を幅方向の平面度とした。 また、後述する高電圧印加テスト及び空転耐 久テストの評価を行った後のポリイミドシー ムレスベルトについても、前述の方法により 平面度測定を行った。

<高電圧印加テスト及び空転耐久テスト>
 10℃、25%RHの環境下、走行速度を280mm/sで、 3に示す通電システムにて評価した。実施例 よび比較例で得られたベルト(1)を、電圧印 ローラー(5)により4.0kV(通電電流約40μA)の印 電圧で、50時間運転した後の表面抵抗率の 動を測定した。その後、印加電圧なしで走 速度を280mm/sの速度で連続300時間の空転耐久 価を実施した。

 表3より、実施例1~3は、高い平面度が得ら れた。これは、ターフェニル-テトラカルボ 酸と芳香環数が3個および4個の芳香族ジアミ ンを主成分とすることで、ポリイミド樹脂の 繰り返し単位中のイミド基(環)の濃度を減ら ことができ、イミド化時の脱水量を減らし 積収縮力を低減できるため、と考えられる そして、空転耐久評価で連続300時間行って ベルトが破損せず、平面度の悪化が少なか た。比較例2は評価前の平面度は比較的小さ い値であったが、耐久評価後ではかなり悪化 した。これは、引張降伏強さが180MPaよりかな り小さく、ベルトの幅方向にかかる荷重によ る塑性変形(伸びによる寸法変化)を起こした 考えられる。

 また、実施例1~3のベルトは、高電圧印加 ストにおいても表面抵抗率の変化(低下)は かった。これは、樹脂中にカーボンブラッ を高充填化させること、即ち、樹脂中でカ ボンブラックが可能な限り連続した均一な 散状態であるためと考える。

 これらの結果は、本発明の半導電性ポリ ミド樹脂ベルトを、例えば中間転写ベルト して用いた場合、過大な電流を繰り返し流 ても表面抵抗率の変化がなく高品質の転写 像が得られ、しかも長期間の使用でも破損 ることがないことを意味する。

平面度測定方法の概略図を示す。 図1のAA断面図を示す。 高電圧印加テスト及び空転耐久テスト 用いる通電システムの模式図を示す。

符号の説明

1 無端管状フィルム
2 レーザー変位計
3 ローラー
4 レーザー変位計の走査方向
5 電圧印加ローラー
6 走行方向