专利名称：阻燃无缝带及其制造方法和包括该阻燃无缝带的图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃无缝带、阻燃无缝带的制造方法以及包括该阻燃无缝带的图像形成装置，具体地说，本发明是对用于以复印机、传真机、打印机等电子照相方式或静电印刷方式形成图像的图像形成装置中的无缝带的形成材料进行改良，在赋予无缝带以阻燃性的同时，减小其电阻值的偏差， 从而得到稳定良好的图像形成效果。
背景技术：
以往，在复印机、传真机、打印机等用电子照相方式或静电印刷方式形成图像的图像形成装置中，导电性无缝带被用作传送带、转印带、中间转印带、定影带、显影带、感光鼓基体用带等。
这种导电性无缝带，需要具有适度稳定的电阻值。人们为了使这种皮带具有导电性，采取了向聚合物中添加金属氧化物粉末或碳黑的电子导电方法，或者是向聚合物中添加具有离子导电性的填料的离子导电方法。为了控制这种皮带的电阻值，人们还提出了其他种种方案。
例如，在日本特许公开公报2002-304064号中，公开了下述无缝带，该无缝带是由树脂组合物挤压成形而制得的，该树脂组合物是由至少一种热塑性树脂和与该树脂非相溶的至少一种亲水性树脂混合得到，在挤出成形时的成形温度下，该热塑性树脂的粘度高于该亲水性树脂的粘度。
近年来，对于上述的导电性无缝带，考虑到其使用环境，要求还要具有阻燃性。通常，导电性无缝带被用于上述的图像形成装置的机器或装置中，这些装置中有时置于高压、高温的环境下，所以对于放在这种环境中的皮带必须要考虑其可燃性。因此，若皮带具有易燃性而阻燃性不够的话，就会受到使用环境上的限制。目前的无缝带虽然具有优异的导电性、耐久性等性能，在通常的使用上无影响，但是其阻燃措施还不足，还有改进的余地。
上述由热塑性树脂等制得的导电性无缝带，使其难燃化的措施一般是添加阻燃剂。以往，向上述无缝带中添加的阻燃剂一般是卤系阻燃剂，磷酸脂系的阻燃剂等。
专利文献1日本特许公开2002-304064号公报但是，在添加卤系阻燃剂的情况下，若无缝带置于高温下，会随着使用条件产生二噁烯等有毒气体；在添加磷酸脂系的阻燃剂情况下，若无缝带在高温下长时间使用，添加剂会渐渐渗到无缝带表面，污染感光鼓等。
另外，在使这种无缝带具有导电性时，在添加电子导电的代表性物质碳黑时，由于随电子移动产生的电流的流动方式为各粒子的分散状态所左右，所以，若粒子的分散状态不均匀，则电阻值难于控制，无缝带面内的电阻值偏差易变大。在有粒子二次凝集的情况下偏差会更大。另外，使用碳黑，无缝带会发黑，由色调剂等原因造成的皮带的脏污不易察觉。
若用添加金属氧化物的电子导电，例如，使用导电性锌白，此时，如果为了低电阻化而加大填料的量，就会导致带的脆化。而且粒子的分散成为课题，电阻难于调整。特别是很难将电阻值调整到1.0×104Ω.cm-1.0×1012Ω.cm这样的范围。
另一方面，在用离子导电的情况下，倘若用低分子量表面活性剂性质的抗静电剂，会因渗出造成OPC(有机光导电体)污染。另外，若吸湿性大则电阻会随湿度的变化而变大。而且，高氯酸钠(NaClO4)等和热塑性弹性体的混练会难于处理，且一般来说价格昂贵。还有，一般来说以离子导电的无缝带其体积电阻率大多对环境依赖性大，这种情况下就存在着复印电压难于控制，图像形成装置的结构复杂一类问题。
这样，人们希望在开发用于图像形成装置的无缝带时，要优先考虑使其具有阻燃性。更具体的是，在使上述导电性无缝带具有阻燃性时，用对环保有益的非卤系，以便使用时实现根除环境污染。再有，对导电性无缝带电阻值的调整以及减小带面内的电阻值偏差也提出要求，特别是对减小电阻值的环境依赖性提出要求。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的。本发明的目的是提供一种图像形成装置，所述图像形成装置在不影响导电性等其它性能的同时，具有优良的阻燃性，并使无缝带的电阻值易于调整，带面内的电阻值偏差和电阻值对环境依赖性都得到减小，同时，本发明的图像形成装置具有良好的电气性能，形成的图象平滑匀一。
为解决上述问题，本发明提供一种具有以下特征的阻燃无缝带，该阻燃无缝带由热塑性组合物制成，该热塑性组合物以聚酯类热塑性弹性体为主要成分，其中作为阻燃剂的三聚氰胺(三聚氰胺氰尿酸酯，melamine cyanurate)占总重量的比例为15％～40％，同时，相对于100重量份的全聚合物成分中，下述化学式1中所记载的含有阴离子的盐的含量为0.01～3重量份，体积电阻率为1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm。
化学式1
(式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素为1～8的官能团)为三聚氰胺的本发明人进行深入研究后，发现以聚脂类热塑性弹性体为主要成分的无缝带，即使使其含有作为阻燃剂的三聚氰胺，也不会对带的体积电阻率及其环境依赖性有影响，由于带的电阻不发生变化，可在保持其导电性不变的基础上赋予其阻燃性。还有，因分解温度在300℃以上，所以它在300℃以内的范围内是以粉末状存在。所以，在图像形成装置等使用环境程度的温度下，带表面不会发生渗出或起霜，也就不会污染感光鼓。而且，三聚氰胺是氮系阻燃剂，在燃烧热下发生热分解，氮气置换氧起到阻燃作用，也不用担心由卤素引起的有毒气体等的发生，从而得到有利于环保的无缝带。
通过研究还发现以聚脂类热塑性弹性体为主要成分的无缝带，在使其具有导电性时，若使用上述化学式1中所记载的含阴离子的盐，则不仅电阻值易于调整，而且带面内的电阻值偏差消失，对环境依赖性也减小。这样，用上述以聚脂类热塑性弹性体为主要成分的热塑性组合物，使其按上述规定重量配合含有作为阻燃剂的氮系阻燃剂三聚氰胺，和作为导电剂的上述化学式1中所记载的含有阴离子的盐，形成该无缝带。
由此，作为本发明的阻燃无缝带，因为具有优良的阻燃性，在图像形成装置中，即使是在高压、高温的条件也不受使用状态的限制，并能达到高质量画面的效果。又，皮带的电阻易于调整，带面内的电阻值偏差减小，电阻值的环境依赖性也可减小。例如，在用作中间转印带时，不会发生转印错位，转印不良，能长期保持良好的转印性能。另外，还可用作传送带，显影带，定影带，带状感光体的基体带等，都优于以前的性能三聚氰胺的含量占阻燃无缝带总重量的15％～40％，最好是20％～35％。其含量在上述范围的理由是，若少于15％，带的阻燃性就会不足，而大于40％又会导致成形后的带脆化的问题。
本发明的阻燃无缝带，其体积电阻率为1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm，最好的是1.0×106Ωcm～1.0×1011Ωcm。由此，将所述阻燃无缝带用作中间转印带，片材传送带等的导电性无缝带，可以有广泛的用途。体积电阻率之所以定在上述范围，是因为若电阻值小于上述范围，会有电流易于流动电荷难于保持等问题，这样该带就失去了作为图像形成装置的部件的功能；若大于上述范围，则转印，带电，色调剂供给等程序需要高电压，从而带来效率低，失去实用性等问题。
要将电阻值调整到1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm范围，化学式1所记载的含有阴离子的盐相对于全聚合物成分100重量份的含有比例应在0.01～3重量份，最好的是0.05～2.7重量份。
添加化学式1中所记载的含有阴离子的盐，只要通过微量添加就会产生减小电阻值的优良效果。但是，上述盐的含量若小于上述范围，电阻值的调整等会很困难；若大于上述范围，降低电阻值的效果基本处于饱和状态，电阻值的降低会更加困难，另外，带使用时有电场，由于和OPC接触等原因而引起盐渗出，还有，在带挤出成形时容易粘付在模具的模唇及定型用模具上，使皮带难于成形。上述化学式1中所记载的含有阴离子盐，最好是均匀地分散在热塑性组合物中，从而均一地存在于带中。
另外，由于热塑性组合物的主要成分是聚酯类热塑性弹性体，所以，无缝带具有适度的弹性和柔软性，同时还有适度的硬度。即使反复弯曲也不影响其优良的耐用性。由于聚脂类热塑性弹性体除具有良好的耐冲击性，耐热性和成形性之外，其耐油性也好，因此，不容易因为色调剂粉的缘故而变质，感光鼓也不易污染。又因为还具有良好的着色性，通过和三聚氰胺作为底质颜料的作用相配合，可制得白色带或其他颜色的带。通过添加润滑剂等会进一步提高其成形性。由此，我们就得到这样一种阻燃无缝带，它在厚度方向上具有适度的柔软性，而在长度方向上又不易伸长，且具有优异的振动性能。聚脂类热塑性弹性体含量为总聚合物成分重量的60％以上，以65％以上为最佳。
上述化学式1所记载的含有阴离子的盐，通过化学式1中的X1，X2的官能团中的氟基，磺酰基所具有的吸电子性，使阴离子稳定，离子显示更高的离解度。由此，少量的添加就能得到非常低的电阻值。该盐相对于电极等的化学性，电化学性的稳定性高，安全性也好。由此制得的带使用温度范围宽，电阻易于调整，带面内的电阻偏差小，特别是易于进入聚醚链段，故环境依赖性小，不容易引起OPC污染。该盐价格低廉，常温下为粉状，易混炼，挤出成形后表面平滑。特别是对聚醚聚脂类的聚合物等进行挤出成形时，表面平滑。
上述化学式1所记载的阴离子，式中的X1，X2可以为分别含有C，-F，-SO2-，碳原子数为1～8的官能团，但从安全性，成本，处理性能的角度出发，最好的是化学式1中的X1为Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2为Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-(n1，n2是1以及1以上的整数，m1，m2是0以及0以上的整数)。
与上述化学式1所记载的阴离子成对构成盐的阳离子，较好的是碱金属，2A族元素，过渡金属，两性金属中的任一阳离子，更好的是，构成阳离子的金属为导电率高的锂。特别好的是碱金属，因为其离子化能小易形成稳定的阳离子。其他，除金属阳离子以外，也可以是下面化学式2，化学式3所示的阳离子的盐。式中，R1～R6各为碳原子数为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。其中特别是从由斥电子性强的三个甲基能使氮原子上的正电荷稳定，其他的烷基或其衍生物能够提高与聚合物的相溶性的观点出发，最好是使用以R1～R4里有3个是烷基，另一个是碳原子数为7～20的烷基或它的衍生物组成的，由三甲基类的季铵盐阳离子组成的盐。又，在化学式2的形式的阳离子中，R5或R6具有斥电子，同样通过使氮原子中的正电荷稳定化，可提高阳离子的稳定度，离解度更高，由此可制得导电性能优良的盐。
化学式2
化学式3
在化学式1所述的含有阴离子的盐中，双(三氟甲磺酰)亚胺基锂((CF3SO2)2NL1)的熔点是228℃，在混炼及带的加工温度(200℃～240℃)范围内，更加容易被聚醚链段吸入，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，也可多种并用。
上述化学式1所记载的阴离子的盐最好是不通过由分子量1万以下的低分子量聚醚化合物和低分子量极性化合物组成的介质进行配合。若使用这种介质，则在长期使用的情况下，电阻值大幅度上升，介质与离子容易一起析出而引起感光鼓污染。不通过上述介质配合上述化学式1所记载的阴离子盐的方法，可采用公知的方法。例如，用亨舍尔混合机，转鼓等在进行干混合后，将化学式1所述的含有阴离子的盐和聚合物的掺和物，再用单轴或双轴挤出机，班伯里密炼机，捏合机等熔融混合等。除此之外，在将化学式1所述的含有阴离子的盐与聚脂类热塑性弹性体在高温下混合时，为防止聚合物的劣化，可根据需要在氮等惰性气体中混合。
以上述热塑性组合物为材料制成的无缝带，它在低温低湿环境(10℃，相对湿度15％)下的体积电阻率RLL和高温高湿环境(32.5℃，相对湿度90％)下的体积电阻率RHH最好满足Log10RLL-Log10RHH≤2.5的关系式。又，无缝带面内的体积电阻率的最大值的常用对数与最小值的常用对数的差最好在0.5以下。
本发明的阻燃无缝带外周面可至少有一层涂覆层。例如，本发明的无缝带在作为图像形成装置的中间转印带使用时，为了便于清除转印时残留的色调剂，改变色调剂的着脱性，控制表面能等，根据不同目的，可以采用以聚氨脂，丙烯酸，乳胶等作为主聚合物，使氟系树脂分散的那种公知的材料，采用静电涂覆，喷涂，浸渍，刷涂等公知的方法进行涂覆。涂覆层的厚度最好是1μm～20μm。由此，可进一步提高带的功能。
涂覆层等的被覆层可以是两层，三层等多层结构，层的设置可以在内周面或外周面，根据性能要求可适当设定各层的种类，层叠顺序，层叠厚度等。
挤出成形的皮带的壁厚以50μm至500μm为宜。通过在挤出成形时对模唇间隙的调整，或者对热塑性弹性体吐出量和带的拉出速度的调整，可变化带的厚度。
之所以将厚度规定为上述范围，是因为若皮带的厚度薄于50μm则容易拉伸，在彩色图像形成装置中重叠多色色调剂进行作象时容易发生偏移，若厚于500μm，则带的弯曲刚性增高，难以将带悬架于驱动轴上。又，带外面的表面粗糙度RZ以2.0μm以下为宜，最好是1.8μm以下。这样，复印效率，传送性以及色调剂清除性好。
另外，因为三聚氰胺具有作为底质颜料的作用，所以容易给带着色。因为含有三聚氰胺，可以得到白色带。若制成白色带，特别是在用作中间复印带时，容易观察到色调剂的附着状况，因此有利于对清理性能评价。在制成白色带时，最好不要配合黑色的添加剂，如碳黑等。
另外，可含有熔点在80℃以上的磷酸酯，磷的重量占总重量的比例为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进一步增强阻燃性，在具有良好强度的同时，可得到余燃时间短的无缝带。
聚脂类热塑性弹性体可根据所要求皮带的特性、选择具有适当硬度、弹性率、成形性等级别的材料，例如聚脂聚醚类，聚脂聚脂类等，也可多种混合。
由于阳离子以被捕捉的形式进入聚醚的醚键附近，因此，盐不容易渗出系统外，可显现良好的导电性。又，在聚醚聚脂类中，作为软链段的该分子链因在低湿低温状态与高温高湿状态之间弹性模量变化小，稳定性好，因此进一步减小了电阻值的环境依赖性。
聚脂类热塑性弹性体，较好的是使用由具有芳香环的聚脂组成的硬链段和由聚醚及/或聚脂组成的低熔点软链段组成的共聚物。还可使用以只由高熔点聚脂结构成分形成的高共聚物和只由低熔点聚脂结构成分构成成分一起组成的聚脂类热塑性弹性体，此时形成的高共聚物的熔点为150℃以上，低熔点聚脂结构成分测定时的熔点或软化点为80℃以下。
具有上述芳香环的高熔点聚脂结构成分，可使用对苯二酸，间苯二酸，连苯二羧酸，2，6-萘二羧酸等的芳香族二羧酸或其酯与碳原子数1～25的二元醇类及其酯形成性衍生物。另外，作为高熔点聚酯结构成分的酸性成分，最好的是苯二酸为全酸成分的70％摩尔以上。碳原子数1～25的二元醇类，可以是乙二醇，1，4-丁二醇及它们的酯形成性衍生物。根据需要也可使用其他的酸成分。但这些量以全酸成分的30％摩尔以下为宜，更好的是25％摩尔以下。
本发明中由聚醚组成的低熔点软链段，例如可以是聚二醇(环氧乙烷)，聚(四亚甲基醚)二醇等的聚亚烷基醚二醇。从高熔点化和成形性方面来看，最好是聚(四亚甲基醚)二醇，从低温特性考虑分子量最好为800～1500，重量比为聚脂类热塑性弹性体总重量的15％～75％为宜。
本发明中由聚脂组成的低熔点软链段最好是使用内酯类。内酯类又以己内酯为宜，其他还可使用庚内酯，辛内酯等，这些内酯类还可以2种或2种以上并用。芳香族聚酯与内酯类的共聚比，可根据用途选定，作为标准的重量比，芳香族聚酯/内酯类，为97/3～5/95，通常的范围为95/5～30/70。
在上述热塑性组合物中，除了聚脂类热塑性弹性体以外，根据需要还可使用公知的热塑性合成橡胶或热塑性树脂等的聚合物成分，它们可以单独使用也可以多种组合使用。
另外，为了提高机械强度，也可配合碳酸钙、硅石、黏土、滑石、硫酸钡、硅藻土等填充剂。在不会引起添加剂等从皮带表面游离，渗出，起霜和感光鼓污染等向接触物转移等一类问题的情况下，并且是在不会对阻燃性和导电性造成不良影响的范围内，也可配合硬脂酸，月桂酸等脂肪酸，棉籽油，妥尔油，沥青物质，石蜡等软化剂，由此可适度调整皮带的硬度和柔软性。还可配合咪唑类，氨类，酚类等防老剂。
本发明还提供了阻燃无缝带的制造方法，其特征在于，将上述化学式1中所述的含阴离子的盐按1％～20％的重量配合于聚脂类热塑性弹性体中得到导电性母胶，将导电性母胶，阻燃剂和以聚脂类热塑性弹性体为主成分的热塑性组合物在挤出机中熔融混炼，混炼后的材料由圆形口模挤出，再用定型模成形为带状。
化学式1
(式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素为1～8的官能团)本发明人经过深入研究发现，化学式1所记载的含有阴离子的盐与聚脂类热塑性弹性体等的聚合物预先混炼后得到的导电性母胶，分散性高，特别是，向聚合物中配合少量的上述盐，电阻值容易调整。将上述导电性母胶与阻燃剂，热塑性组合物一起混炼，挤出成形，可使盐均一分散，减小电阻值的偏差，从而可容易得到具有适度弹性和阻燃性的无缝带。
在导电性母胶中，化学式1所记载的具有阴离子的盐的配合重量若少于1重量％，就不易达到导电性母胶的效果；但若超过20重量％，又难于混炼。混炼可用班伯里密炼机，捏炼机等公知的方法，最好用双轴挤出机拉成条状。
所述阻燃剂和以所述聚脂类热塑性弹性体为主要成分的热塑性组合物预先混炼后作为母胶，投入所述挤出机中，同时最好将该材料从所述圆形口模沿垂直方向挤出。
将在挤出机中熔融的热塑性组合物沿圆形口模从模唇挤出，熔融状态的材料在置于模唇下面的定型模中接触冷却硬化，成形为带状。被定型后的连续圆筒状成形品再由置于下一流程的切割装置进行切割，得到所定宽度的皮带。挤出机的熔融温度以200℃～250℃为宜。具体叙述如下将导电性母胶，阻燃母胶和聚脂类热塑性弹性体进行干混，然后用双轴挤出机混炼得到皮带用材料。然后，将线料拉出作成粒料，干燥。将该粒料投入单轴挤出机的料斗中挤出成形。通过这样的挤出成形，即使是如Φ168mm，壁厚250μm，宽度400mm那样大直径薄壁的皮带也容易成形。
由于从模唇出来的熔融物是沿垂直方向挤出，所以不受重力影响，残存应变也降低，保持圆筒状态进入定型用模具，能够提高尺寸的精确度。挤出方向以垂直向下为最好。
三聚氰胺等阻燃剂，混入聚脂类热塑性弹性体等的聚合物中预先混炼制得阻燃性母胶，由此可提高阻燃剂的分散性，消除皮带成形时有可能发生的因阻燃剂凝集产生泡的问题。采取不使用阻燃性母胶的方法，若能提高混炼效果，也可防止该问题发生，但母胶方法比较方便简单，得到青睐。在阻燃性母胶中，阻燃剂的重量比为30％～70％，更好的是40％～60％。
配合后材料的混合可用历来的单轴挤出机，双轴挤出机，密闭式捏炼机，开放式炼胶机，捏炼机等方法进行，但用双轴挤出机混合效果最佳。另外，本发明的阻燃无缝带除上述挤出成形制造方法外，还可用注压成形方式。
本发明还提供了一种图像形成装置，其特征是具有本发明的阻燃无缝带。如前所述，根据本发明的阻燃无缝带，在可实现减低电阻值偏差的同时，也大大降低了环境依赖性。因此，装有此带的复印机，传真机，打印机等的图像形成装置，不仅可得到均匀的图像，还因为电阻值的环境依赖性减小的缘故，而不必为了应付电阻值变化而加大电源，装置整体的耗电量减少。另外，由于控制系统更加简化，减轻开发时的环境试验，所以又可节省开发时间，降低成本。
图1是阻燃无缝带用于彩色图像形成装置的模式图。
图2是阻燃无缝带的制造装置的示意图。
图中，12为挤出机，13为十字模头，15为内定型模，33为中间转印带。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方式。
图1是本发明的实施例1所述的阻燃无缝带用作中间转印带33时的平面示意图。包括本发明的阻燃无缝带的图像形成装置，如图1所示，是用于彩色打印机的图像形成装置，其中本发明的阻燃无缝带用作中间转印带。具有本发明的图像形成装置的彩色打印机，具有复印辊30a、30b、带电辊31、感光鼓32、中间转印带33、定影辊34、四色的色调剂35(35a，35b，35c，35d)、镜36。
在由该彩色图像形成装置形成图像时，首先，感光鼓32沿图中箭头所示的方向旋转，带电辊31使感光鼓32带电后，激光37通过镜36使感光鼓32的非图像部分曝光去除静电，与扫描部相当的部分呈带电状态。接着，向感光鼓32供给色调剂35a，使带电扫描部上附着上色调剂35a而形成第一种色彩的图像。因为一次转印辊30a使中间转印带33带电，这样，就将该色调剂图像转印到中间转印带33上。以相同方式，在感光鼓上形成的色调剂35b～35d的各色图像被转印到中间转印带33上，中间转印带33上初步形成了由四色的色调剂35(35a～35d)形成的全彩色图像。二次转印辊35b使被转印体38带电，由此该全彩色图像被转印到被转印体(通常是纸)38上，然后使其通过加热到所设温度的定影辊34，则该全彩色图像就被定影到被转印体38的表面上。另外，在进行双面印刷时，已经通过定影辊34的被转印体38在打印机内反转，重复上述图像形成过程，再次在背面形成图像。
用作中间转印带33的本发明的阻燃无缝带，主要成分为聚脂类热塑性弹性体，三聚氰胺占总重量的比例为25％，上述化学式1所记载的含阴离子的盐即双(三氟甲磺酰)亚胺基锂相对于全聚合物成分100重量份的含量为0.5重量份，体积电阻率为1.0×108.7Ωcm的热塑性组合物用双轴挤出机混炼后，经过挤出成形而制得。在低温低湿环境(10℃，相对湿度15％)下的体积电阻率RLL和高温高湿环境(32。5℃，相对湿度90％)下的体积电阻率RHH的关系式为Log10RLL-Log10RHH＝2.0。又，双(三氟甲磺酰)亚胺基锂配合时不加由分子量1万以下的低分子量聚醚化合物或低分子量极性化合物组成的介质。
中间转印带33具有优良的阻燃性，感光鼓也无污染，厚度方向具有适度的柔软性而长度方向又不易伸长，是一种有益环境且实用性非常优良的无缝带。又，在对体积电阻率无影响的情况下使皮带有阻燃性，减小了电阻值的面内偏差和环境依赖性，挤出平面光滑。所以，本发明的阻燃无缝带使用于复印机，传真机，打印机等的图像形成装置内时，即使被置于高压，高温环境下，也不受使用环境限制，可得到均匀的图像。
下面，详细说明本发明的阻燃无缝带的制造方法。
首先，制作导电性母胶。所述导电性母胶以聚脂类热塑性弹性体为主成分，上述化学式1所记载的阴离子的盐按10％重量比配合，得到导电性母胶。同时，聚脂类热塑性弹性体和三聚氰胺分别按相同量配合制得阻燃性母胶，将导电性母胶，阻燃性母胶和聚脂类热塑性弹性体的混合体在双轴挤出机中混炼后，得到皮带成形用的热塑性组合物材料。
导电性母胶的混炼温度以200℃～250℃，混炼时间1分～20分为宜；阻燃性母胶的混炼温度以200℃～250℃，混炼时间以1～20分钟为宜。
图2是皮带制造装置10的平面示意图。所述皮带制造装置包括投入材料的料斗11，将投入材料熔融挤出的挤出机12，挤出机12的中心轴与模具的中心轴垂直，构成圆形口模的十字模头13，挤出机12和十字模头13之间配置有调整挤出量的齿轮泵14，从内周面对挤出的环状物B进行整形的定型用模即内定型模15，将整形后的环状物B引向垂直方向的引出机16，以及将连续成形的环状物B切割成设定长度的自动切割机17。十字模头13由圆形口模的模唇13a将熔融物沿垂直向下挤出。
将所述皮带成形用材料由挤出机12的料斗11投入，在200℃～250℃下进行熔融，熔融物一边由齿轮泵14调整挤出量，一边被送入十字模头13。熔融物由十字模头13的圆形口模的模唇13a成环状沿垂直向下挤出，挤出速度为133mL/min。由模唇13a挤出的环状物B沿内定型模15在70℃～100℃下冷却整形为带状，再被引出机16沿垂直向下引出，再由自动切割机17按所定长度进行切割，即制得阻燃无缝带。
上面所述第一实施方式记述的是本发明的阻燃无缝带作为中间转印带使用时的情形，此外，本发明还可作为定影带、显影带、传送带等用于图像形成装置。特别是若制成白色带，色调剂附着时易于察觉，适于清洁性能的评定，特别适用于作为中间转印带使用。
在上述实施方式中，用所述的热塑性组合物成形的带为只有一层的结构，但是，其外周面侧可以至少有一层涂覆层。涂覆层等的包覆层也可是两层，三层等的多层结构，可涂覆在无缝带的外周面侧或/及内周面侧。
聚脂类热塑性弹性体可使用聚脂聚醚类或聚脂聚脂类等。又，只要具有上述化学式1中记载的阴离子，则不限定于上述的盐，也可变更阳离子的种类等。另外，除了上述挤出成形制造方法之外，也可采用喷射成形等方法，也可在不使用母胶的情况下成形。
以下，就本发明的阻燃无缝带的实施例、比较例作一详细说明。
(实施例1)上述化学式1所记载的含阴离子的盐即双(三氟甲磺酰)亚胺基锂，按10％的重量比与聚脂类热塑性弹性体(热塑性聚氨脂弹性体P90BD，东洋纺织制聚脂聚醚类)配合后进行干混，将其投入双轴挤出机的料斗中，在设定温度210℃下进行混炼，得到导电性母胶。此时的树脂温度实测值是230℃。
将三聚氰胺(MC640日产化学制)按50％的重量比与热塑性聚氨脂弹性体P90BD配合后进行干混，将其投入双轴挤出机的料斗中，在设定温度210℃下进行混炼，得到阻燃性母胶。此时的树脂温度实测值是230℃。
相对于聚氨脂弹性体P90BD100重量份，双(三氟甲磺酰)亚胺基锂的含量为0.5重量份，另外，三聚氰胺的含量占总重量的25％，将按上述配合的聚氨脂弹性体P90BD和导电性母胶和阻燃性母胶的各粒子进行干混后，其投入双轴挤出机的料斗中，在210℃温度下进行混炼，得到皮带成形用材料。此时的树脂温度实测值是230℃。
将制得的皮带成形用材料投入图2所示的制造装置的挤出机的料斗中，开动挤出机进行熔融，熔融物在模具温度235℃的条件下，由内径185mm，间隙0.5mm的圆形口模沿垂直方向挤出。然后，沿外径170mm的内定型模在80℃的温度下冷却，固化成形，以拉伸速度为1m/min垂直向下拉出，在由自动切割机切割成宽度为400mm，即可得到连续性的阻燃无缝带。皮带内径＝169.5mm，平均厚度＝250μm，宽度＝400mm。
实施例1所述皮带的性能表示如下。其各性能由下述方法测得。
体积电阻率10的8.7次方(Ω·cm)面内偏差0.4环境依赖度2.0表面粗糙度RZ＝1.6μm显现图像良好阻燃性○(体积固有电阻率(体积电阻率)的测定)使用アドバンテストコ-ポレ-シヨン公司制的超高电阻微电流表R-8340A，在23℃相对湿度55％的恒温恒湿条件下进行了测定。测定方法按照JISK6911中记载的体积电阻率(体积固有率)的测定方法，测定时外加电压定为500V。
(面内偏差)对各皮带面内的30个点进行体积电阻值的测定，30点中最大值的常用对数-最小值的常用对数＝面内偏差(测定环境23℃×55％，测定方法高架台，URS探头，10s，250V)。面内的偏差值最好在0.5以下。
(环境依赖性)将附加电压500V时的LL条件(温度10℃相对湿度15％)的体积电阻率(Ω·cm)的常用对数和HH条件(温度32.5℃相对湿度90％)的体积电阻率(Ω·cm)的常用对数值的差作为环境依赖性。环境依赖性的值最好在2.5以下。
(表面粗糙度)按照JISK0601测定了表面粗糙度RZ。测定条件为切断值0.25mmm，测定长度2.0mm，测定速度0.3m/s。
(显现图像)将各皮带作为彩色电子照相装置(精工-EPSON制，インタ-カラ-LP-8300C)的中间转印带进行安装，作图像显示测试，对转印性能作了评价。
(阻燃性)阻燃性试验VTM2UL94以塑料材料的燃烧性试验为标准。采用与薄膜样品对照的「薄片材料垂直燃烧试验VTM-0，VTM-1，VTM-2」的方法进行了试验。将达到VTM-2的标准的用「○」，未达到的用「×」表示。
(实施例2)用与实施例1相同的方法制取导电性母胶和阻燃性母胶。除了制作皮带用的材料中的双(三氟甲磺酰)亚胺基锂相对于热塑性聚氨脂弹性体P90BD100重量份按2.5重量份配合外，其他全部按照实施例1的方法对材料进行混炼后，成形为阻燃无缝带。皮带内径，平均厚度，宽度也和实施例1相同。
体积电阻率10的7.2次方(Ω·cm)面内偏差0.4环境依赖度2.4表面粗糙度RZ＝1.1μm显现图像良好阻燃性○(实施例3)按实施例1制得的皮带，在其外周面用静电涂敷装置进行静电涂敷得到涂覆层，该涂覆层的涂敷材料是将水溶性聚氨脂树脂(バイヒジユ-ルTPLS2186住化バイエル聚氨酯公司制)加水稀释，添加流平剂制得的涂料化材料。该涂覆层的厚度为5μm。
体积电阻率10的9.4次方(Ω·cm)面内偏差0.4环境依赖度1.6表面粗糙度RZ＝1.6μm图像显示良好(由于涂覆层的效果，图像显示试验时的色调剂转印效率得到提高，色调剂转印残余减少。另外，清洁带清除残留色调剂的效率也有所改善。)阻燃性○(比较例1)相对于热塑性聚氨脂弹性体P90BD100重量份，碳黑(乙炔碳黑)15重量份，三聚氰胺相对于总重量的比例是25％，将热塑性聚氨脂弹性体P90BD，碳黑以及实施例1中的阻燃性母胶进行干混，如同实施例1，得到阻燃无缝带。尺寸也和实施例1一样。
体积电阻率有的部分产生部分电阻，从电阻值不能测定领域~10的12次方(Ω·cm)附近，电阻值参差不一。
面内偏差如上所述电阻值非常分散，无法测定。
环境依赖度如上所述电阻值非常分散，无法测定。
表面粗糙度有的地方由于碳黑的凝集快产生坑包(凹凸)。
图像显示不能阻燃性○(比较例2)若热塑性聚氨脂弹性体P90BD和三聚氰胺按75/25的重量比与实施例1一样在双轴挤出机内混合，与实施例1相同，制得阻燃无缝带。
体积电阻率10的12.4次方(Ω·cm)面内偏差0.4环境依赖度1.4表面粗糙度RZ＝1.8μm图像显示电阻值过大，转印时需要高电压，不能实用。
阻燃性○(比较例3)双(三氟甲磺酰)亚胺基锂的含量相对于热塑性聚氨脂弹性体P90BD100重量份为4.0重量份，而其他全部与实施例1相同，制得皮带成形用材料。用挤出机以相同方法挤出成形，结果，从圆型口模出来的熔融物粘着在内定型模上，不能成形为带状。
综上所述，实施例1～3评定结果都为良好，可以确认是具有优良实用性的阻燃无缝带。而比较例1因为混入黑碳，电阻值的偏差大；比较例2因为体积电阻值偏大对图像形成装置不适用；比较例3由于盐的含量过多，不能挤出成形所以不合适。
上述说明表明，由于本发明的阻燃无缝带是以聚脂类热塑性弹性体为主要成分，三聚氰胺为阻燃剂，且上述化学式1中所记载的含阴离子的盐为导电剂将它们按上述规定重量配合后成形而得到的，所以，能够既不影响皮带的体积电阻率而又使其具有优良的阻燃性。同时，本发明的阻燃无缝带的电阻值的面内偏差和环境依赖性减小，挤出表面平滑，不污染感光鼓，并且，由于弹性适度而可得到传动性，耐久性优良的皮带。
本发明的阻燃无缝带由于阻燃性好，放在图像形成装置等的机器或装置内使用时，不受高压高温使用环境的限制，可适用于各种条件。又，在图像形成装置等程度的使用环境温度下，皮带表面不会发生渗出，起霜，可防止感光鼓污染。而且，由于三聚氰胺属氮系的阻燃剂，故不用担心因卤系产生有毒气体等问题，从而得到对环保有利的皮带。
另外，由于三聚氰胺还有底质颜料的作用，所以可给皮带随意着色。特别是，通过添加剂等的调整，制得白色皮带，最宜用作中间转印带。
本发明的阻燃无缝带在用作转印带或中间转印带时，不会发生转印错位或转印不良，能够长期保持良好的转印性能。另外，该发明还可用作片材传送带，显影带，定影带，带状感光体的基带等。
又，按照本发明的阻燃无缝带的制造方法，上述化学式1所记载的阴离子的盐，能够均匀地分散到皮带中，可简单地制造出所述的高性能的本发明的阻燃无缝带。
使用本发明的阻燃无缝带的复印机，传真机，打印机等的图像形成装置，即使主要是以离子导电达到低电阻化，由于皮带的电阻值的环境依赖性和皮带面内的偏差小，所以，图像形成装置不仅能得到均匀的图像，而且，因为能对应功率小的电源，作为图像形成装置整体的耗电量也可得到抑制。另，由于控制系统变得简化，又可减轻开发时的环境试验，则开发所需的时间和成本也得到抑制。再有，由于在减小周围部件的负担的同时，可长期得到稳定的图像。更由于本发明的皮带为阻燃性带，所以进一步提高了图像形成装置的安全性。
权利要求
1.一种阻燃无缝带，其特征在于，该阻燃无缝带由热塑性组合物制成，该热塑性组合物以聚酯类热塑性弹性体为主要成分，其中作为阻燃剂的三聚氰胺占总重量的比例为15％～40％，同时，相对于100重量份的全聚合物成分中，含有下述化学式1中所记载的具有阴离子的盐的含量为0.01～3重量份，体积电阻率为1.0×106Ωcm～1.0×1012Ωcm，化学式1
式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素为1～8的官能团。
2.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，X1为Cn1Hm1F(2n1-m1+1)-SO2-，X2为Cn2Hm2F(2n2-m2+1)-SO2-，n1，n2是1以及1以上的整数，m1，m2是0以及0以上的整数。
3.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，和上述化学式1中所记载的阴离子成对构成盐的阳离子为碱金属，2A族元素，过渡金属，两性金属中的任一阳离子。
4.如权利要求3所述的阻燃无缝带，其特征在于，构成上述阳离子的金属为锂。
5.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，上述化学式1所记述的阴离子的盐为双(三氟甲磺酰)亚胺基锂。
6.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，上述化学式1所记述的阴离子的盐配料时，不加由分子量1万以下的低分子量聚醚化合物或低分子量极性化合物构成的介质。
7.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，在10℃，相对湿度15％的低温低湿环境下的体积电阻率RLL和32.5℃，相对湿度90％的高温高湿环境下的体积电阻率RHH满足Log10RLL-Log10RHH≤2.5的关系式。
8.如权利要求1所述的阻燃无缝带，其特征在于，在皮带的外表面至少要有一层涂覆层。
9.一种阻燃无缝带的制造方法，其特征在于，在聚酯类热塑性弹性体中按1％～20％重量比混入下述化学式1中所记载的具有阴离子的盐，制得导电性母胶，该母胶再和阻燃剂以及以聚酯类热塑性弹性体为主要成分的热塑性组合物一起在挤出机中熔融捏炼，将所得的材料从圆型口模中挤出后，沿着定型用模具成形为带状，化学式1
式中，X1，X2是含有C，-F，-SO2-，碳元素为1～8的官能团。
10.如权利要求9所述的阻燃无缝带的制造方法，其特征在于，将上述阻燃剂和上述以聚酯类热塑性弹性体为主要成分的热可塑组合物预先混炼后，作为阻燃性母胶投入上述挤出机内的同时，将上述材料从上述圆型口模沿垂直方向挤出。
11.一种图像形成装置，其特征在于，所述图像形成装置具有权利要求1所述的阻燃无缝带。
全文摘要
本发明提供了一种阻燃无缝带，在不影响该带的导电性等其他性能的同时，又使其具有优良的阻燃性，而且，皮带的电阻易于调整，皮带面内的电阻值的偏差小，电阻值的环境依赖性也减小。本无缝带由热塑性组合物成形得到，主要成分为聚脂类热塑性弹性体，而三聚氰胺的含量为总重量的15％～40％，相对于全聚合物成分的100重量份，化学式1所记载的含阴离子的盐所含比例为0.01～3重量份，体积电阻率为1.0×10
文档编号G03G15/20GK1521573SQ20041000168
公开日2004年8月18日 申请日期2004年1月8日 优先权日2003年1月8日
发明者田中雅和, 服部高幸, 幸 申请人:住友橡胶工业株式会社