导电性毛束和导电刷的制作方法_2

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翔性取决于毛束的电荷(q)。
[0034] 本发明的导电性毛束通过赋予上述纤维电沉积处理剂而成。若以导电性毛束的灰 分量为指标,则电沉积处理剂的赋予量优选为1~7%质量。所谓灰分量通过JIS制定的化 学纤维原料试验法的灰分法(JIS L 1015(1999))计算得出。
[0035] 所谓电沉积处理剂是为进行静电植绒,用于赋予电荷的处理剂,具体而言是为使 短纤维在电场内具有良好的飞翔效果,而发挥电学作用的处理剂。构成导电性毛束的电沉 积处理剂例如可列举出单宁酸,或氯化钠、氯化钡、氯化镁、硫酸镁、硝酸钠、碳酸锆等无机 盐类,阴离子活性剂、非离子活性剂等表面活性剂,或胶态二氧化硅等硅化合物,氧化铝溶 胶,聚吡咯等。
[0036] 本发明的导电性毛束的电沉积处理无特殊限定,例如将切割成短纤维状的纤维浸 渍于用粘合剂稀释的电沉积处理剂的水溶液进行电沉积处理。另外,从水溶液的粘度和电 沉积的效率出发,优选将电沉积处理剂的水溶液制成30~100g/L。
[0037] 电沉积处理剂优选含有硅化合物,其中优选胶态二氧化硅。胶态二氧化硅由于向 水中的分散性特别优异,所以对短纤维的均一电沉积处理容易。另外,由于胶态二氧化硅与 聚酰胺的羟基特异性结合,所以因摩擦造成的脱落少。
[0038] 另外,电沉积处理剂也可以为仅含硅化合物的水溶液,此外更优选赋予胶态二氧 化硅和氧化铝溶胶的混合水溶液。这是由于胶态二氧化硅与氧化铝的混合性好,在施加高 电压时,易获得高的电荷,且可制得毛束的分离性优异的导电性毛束的缘故。另外,当使用 含有比电阻不足IO 6Dcm的导电性微粒的化学纤维时,即使施加高电压,通电后也得不到电 荷,飞翔性降低,但通过赋予胶态二氧化硅和氧化铝溶胶的混合水溶液,毛束表面的电阻值 达到IO 6~IO8 Ω cm,飞翔性提高。从抑制粘度升高得到均一的分散出发,混合胶态二氧化硅 和氧化铝溶胶的方法优选在分别将胶态二氧化硅和氧化铝溶胶制成水溶液的状态下混合。 另外,从可得到均一的分散,且使毛束表面的电阻值达到目标电阻值出发,混合的比例优选 胶态二氧化硅与氧化铝溶胶为6 : 1~3 : 1。
[0039] 实施电沉积处理的导电性毛束在使用旋转式脱水机脱水后,于100~130°C干燥 30~60分钟,然后进行筛选,将纤维长度整理为一定长度。
[0040] 所谓本发明的导电刷为对上述导电性毛束进行静电植绒加工所制备的导电刷,用 于除静电或赋予电荷、除去废物等的用途。
[0041] 本发明的导电刷通过对上述导电性毛束进行静电植绒加工而制备,因此导电刷周 长上的电阻值均一,作为电子照相记录方式的干式复印机用刷发挥特别良好的性能。所谓 电子照相记录方式的干式复印机用刷为替代非接触电晕放电而使感光体接触带电的带电 刷,或除去残存于感光体上的电荷和色粉的清洁刷,为促进色粉向感光体的吸附而在色粉 盒(卜^ 力一卜卩7 9 toner cartridge)内赋予色粉电荷的色粉供给刷,为将供给感光 体的色粉转印到印刷用纸而赋予印刷用纸相反电荷的复印刷。不论哪个都以如下方式制做 刷:在作为圆柱形金属棒的芯材上涂布粘结材料,施加 IOkV~50kV的电压,通过静电植绒 植入导电性毛束,进行干燥、除毛。作为金属棒的芯材只要具有导电性,就无特殊限定,但优 选使用不锈钢。粘结剂无特殊限定,例如以丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、合成橡胶和 天然橡胶等为主要成分,优选使用丙烯酸树脂。另外,粘结剂优选含有导电性碳等具有导电 性的物质而具有导电性的粘结剂。 实施例
[0042] 以下通过实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是,测定方法采用以下方法。
[0043] A.纤维的直径
[0044] 随机抽取10根导电性毛束,用SEM放大到800倍,测定纤维的直径,算出平均值。
[0045] B.纤维长度
[0046] 随机抽取50根导电性毛束,用放大投影仪放大到50倍,测定纤维的直径,算出平 均值。
[0047] C.纤维长度的偏差率
[0048] 随机抽取50根导电性毛束,用放大投影仪放大到50倍,测定纤维的直径,根据下 列(1)式计算得出。
[0049] CV = S/RX 100(1)
[0050] CV:偏差率(%)
[0051] S :导电性毛束的纤维长度的标准差(mm)
[0052] R :导电性毛束的纤维长度的平均值(mm)。
[0053] D.飞翔性
[0054] 使用 Erich Schenk 制的 Flock Motion Tester SPG (上行式(7 V 7 Vr V 卜'、方 式up-method):飞翔距离15cm),在施加20KV电压时测定5g导电性毛束全部飞翔的时间, 飞翔的时间越快,飞翔性越好,根据以下标准进行评价。
[0055] 0):10 ~不足 20 秒
[0056] 〇:20~不足30秒
[0057] Λ : 30~不足40秒
[0058] X :40 秒以上。
[0059] Ε.纤维的比电阻
[0060] 使用超绝缘电阻计(川口电气制TERAOHMMETER R-503),在试样长度IOcm的聚酰 胺纤维间施加100 (V)的电压,测定温度为20°C、湿度为30% RH条件下的电阻值(Ω/crn), 根据下式(1)计算得出。
[0061] RS = RXD/(10XLXSG) X10_5(2)
[0062] RS :比电阻(Ω cm)
[0063] R:电阻值(Ω)
[0064] D :每10000m的丝质量
[0065] L :试样长度(cm)
[0066] SG :丝密度(g/cm3)。
[0067] F.印刷初期图像
[0068] 复印电子照相学会发行的测试表,比较印制10张后的印刷状态(模糊、斑纹),根 据以下标准由10人进行评价。
[0069] 10分:无差异(无模糊或斑纹)
[0070] 5分:稍稍可见差异(虽然不显著,但有模糊、斑纹。)
[0071] 1分:可见差异(明确观察到模糊、斑纹。)
[0072] 根据10人评分合计的分数按照以下标准对其进行分类。
[0073] 0):75 分以上
[0074] 〇:50分以上、不足75分
[0075] Λ :25分以上、不足50分
[0076] X :不足 25 分。
[0077] Η.印刷耐久性
[0078] 复印电子照相学会发行的测试表,比较印制20000张后的印刷状态(模糊、斑纹), 根据以下标准由10人进行评价。
[0079] 10分:无差异(无模糊或斑纹)
[0080] 5分:稍稍可见差异(虽然不显著,但有模糊、斑纹。)
[0081] 1分:可见差异(明确观察到模糊、斑纹。)
[0082] 根据10人评分合计的分数按照以下标准对其进行分类。
[0083] 0):75 分以上
[0084] 〇:50分以上、不足75分
[0085] Λ :25分以上、不足50分
[0086] X :不足 25 分。
[0087] 实施例1
[0088] 在1%质量的树脂的98%浓硫酸溶液中,向使用奥斯特瓦尔德粘度计于25°C测 定的相对粘度为2. 73的尼龙6中捏合平均粒径为0. 035 μ m的导电性炉黑,使其添加量达 到25%质量,制备导电性尼龙6粒料。将制得的粒料于280°C的熔融温度下熔融,从孔径 为0. 3_的圆孔嘴排出,使之冷却,然后将纺丝油剂用水稀释进行给油,使纱线附着量达到 0. 7%,在800m/分钟的卷绕速度下卷取未拉伸丝。接着,在温度为25°C、绝对湿度为16. 6g/ m3的环境下将未拉伸丝老化48小时,然后在拉伸机的供给棍速度为300m/分钟、热板温度 为170°C、拉伸辊速度为500m/分钟下进行拉伸,接着使用下行捻线机,施加15t/m的捻回 (3卩),制得170分特、20长丝(filament)的导电性尼龙6长纤维。制得的尼龙6长纤维 的比电阻为IO 6 Ω cm。
[0089] 将制得的导电性尼龙6长纤维用1周3m的绞丝络筒机进行1万次缠绕,待制成约 170万分特的纤维束形态后,在98°C的热水中进行30分钟热处理,用抗张强度为0. 5N的牛 皮纸缠绕纤维束,用闸刀式剪切机切割成纤维长度为I. 5mm的短纤维状,制得的导电性尼 龙6短纤维。
[0090] 作为电沉积处理剂,在将50g/L的胶态二氧化硅(日产化学工业株式会社制 Sn〇wteX-0(只乂一亍7夕只-0))水溶液与50g/L的氧化铝溶胶(日产化学工业株式会社 制Alumina Sol-100( S于、/;1/-100))水溶液按混合比6 : 1的比例混合而成的40°C 水溶液中浸渍30分钟,对制得的导电性尼龙6短纤维进行电沉积加工。接着,于120°C干 燥5分钟,然后用40目的金属网进行筛选,制得纤维直径为30μπι的导电性毛束。制得的 导电性毛束的纤维长度偏差为2. 5%。另外,飞翔性为15秒,属于◎。
[0091] 接着,在圆柱形不锈钢制金属棒芯材上涂布含有导电性碳的丙烯酸树脂粘结剂, 施加2万V的电压,通过下行法(卜y y 7卜'' down method)进行静电植绒,通过干燥、 除毛、剪毛工序制成刷。制得的导电刷的电阻值为ιο8Ω。将制得的刷编入电子照相记录方 式的干式复印机用色粉供给刷,进行复印,复印2万张测试表的结果:初期图像为◎,印刷 耐久性为?。
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