专利名称：：中间传输带及其制造方法
技术领域：
：本发明关于一种使用于激光打印机、传真机与复印机的中间传输带，以及制造该中间传输带的方法。
背景技术：
：一般而言，用于激光打印机、传真机或复印机的中间传输带必须具有优异的散热性、泼水性、泼油性、耐污染性、耐热性、模数、纸张释放性、抗静电性及耐久性等性质。于是，为了实现这种中间传输带，因而彻底深入的研究具有包括高度的热稳定性、以及优异的机械与电气特性等优点的聚亚酰胺化合物的使用。然而，此种化合物对于湿气极为敏感，且其电气绝缘性的可信赖度会随着时间而降低，并且由于聚亚酰胺化合物的玻璃转移温度高，因而难以加工，且聚亚酰胺化合物容易变成带有电性者。另外，中间传输带必须具有适于碳粉转印功能的体积电阻率。若是中间传输带具有低于或高于所需的体积电阻率，则其抗静电性、转印性、影像性、释放性以及耐污染性等性质都会退化，因此可能会发生如影像不良的严重缺陷。当中间传输带的内表面与外表面之间的表面电阻率比率差异很大时，就很难控制其预定区域的电阻率，此外，由于体积电阻率会随着测量部分而变，使得在形成影像的时候，中间传输带的运作会有问题。因此，现有技术中用于减少表面电阻率差异的制程，包括抗静电涂料或将中间传输带的内表面与外表面抛光，以调整其表面电阻率。然而，由于习用的制程十分繁杂因而有其缺点。更具体而言，额外的抗静电涂料会使得制造过程复杂化且增加制造成本，也容易造成抗静电涂料与带状物之间的层分离或是涂覆层的刮痕，对于所形成的影像的质量有不良的影响。用于激光打印机、传真机或复印机的中间传输带，用以进行碳粉转印的功能，因此必须制造为无接缝。因此，为达成制造一种无接缝中间传输带的目标，因而有一种使用分液器将聚酰胺酸溶液涂覆于模具的内表面或外表面的制造方法。然而，由于聚酰胺酸溶液难以均匀地被涂覆于模具的整个表面，且聚酰胺酸溶液须具有高黏度，使得此种方法遭遇困难。此外，当使用分液器将聚酰胺酸溶液涂覆于模具的外表面并对其施以外加的热时，溶剂并无法挥发，因而导致高的缺陷率。另外，为达成制造一种无接缝中间传输带的目标，因而有一种利用快速旋转以进行离心成型的洗涤缸方法。然而，此种方法仅能用于低黏度的聚酰胺酸溶液。此外，当洗涤缸的旋转轴倾斜时，就无法制造出具有预定厚度的中间传输带。同时，当洗涤缸的旋转轴垂直时，快速的旋转就会受到限制而造成些微的厚度差异。
发明内容因此，本发明提供一种中间传输带及其制造方法，该中间传输带由聚亚酰胺化合物所制造，且其内表面与外表面之间的表面电阻率差异小，故可展现出改良过的操作特性。此外，本发明提供一种无接缝且具有均匀厚度的中间传输带，及其制造方法。本发明的第一实施例提供一种含有聚亚酰胺的中间传输带，其并未经由额外的表面处理，且其外表面与内表面的表面电阻率的比率在10—2至102范围内。第一实施例的中间传输带可具有等于或小于7%的厚度变化、体积电阻率为105至1012Qcm、以及3.0至7.0GPa的模数(Modulus)。本发明的第二实施例提供一种制造含有聚亚酰胺1中间传输带的方法，包含使用滚筒将聚酰胺酸溶液涂覆于模具的外表面，以及使涂覆的聚酰胺酸溶液经由热处理以进行亚酰胺化反应。第二实施例中，滚筒的数目可为二个或多个。第二实施例中，以溶质的总量为基准，聚酰胺酸溶液可含有0.5至20重量百分比(Wt。/o)的导电填料。第二实施例中，进行亚酰胺化反应的热处理温度为60至450°C。如前所述，本发明可提供一种由聚亚酰胺化合物所制成的中间传输带及其制造方法，该中间传输带纵使没有利用额外的处理，如静电涂料，其内表面与外表面之间的表面电阻率差异减少，因此可实现改良后的操作特性。此外，本发明可提供一种中间传输带及其制造方法，该中间传输带无接缝，且由于本发明可将厚度变化縮减到最低的程度，因此该中间传输带具有均匀的厚度。图1为一立体示意图，显示本发明的中间传输带的制造过程。具体实施方式以下将详细叙述本发明。用于本发明的中间传输带的聚亚酰胺树脂，藉由将二酐、二胺以及导电填料溶解于溶剂中，而调制出一聚酰胺酸溶液，之后使用一滚筒将该聚酰胺酸溶液涂覆于模具的外表面，接着经热处理产生亚酰胺化反应而获得。当测量被模造但未经由后续如抗静电涂料的表面处理之中间传输带的外表面电阻率以及内表面电阻率时，其表面电阻率的比率在10—2至102范围内较佳。表面电阻率比率系可由下列方程式1所计算方程式l表面电阻率比率=|外表面电阻率/内表面电阻率|当表面电阻率比率超过102时，带状物的一预定区域之电阻率就很难被控制，且体积电阻率会改变，因此在实现一影像时，该中间传输带会难以运作。另一方面，当表面电阻率比率低于10.2时，该带状物的外表面会有被施加电压的低电阻率，以及如碳粉之显影填料，无法非常好地熔融于该带状物上。不只该等用来组成中间传输带的聚亚酰胺单体，该影响导电性甚巨的导电填料也均匀地分散在满足前述范围之表面电阻率比率的中间传输带中。因此，当涂覆于打印机或复印机时，该中间传输带能够实现良好的显影效能。为了有益于调制能够提供具有前述表面电阻率比率的中间传输带的聚亚酰胺树脂，该二胺并没有特别的限制，只要能被典型地用于调制聚亚酰胺树脂者即可，其范例包括4,4，-二氨基二苯醚(4,4，-Oxydianiline,ODA)、对-苯二胺(para-phenylenediamine,pPDA)、l司一苯二月安(meta-phenylenediamine,mPDA)、对-亚甲基二胺(para-methylenediamine,pMDA)以及间-亚甲基二胺(meta-methylenediamine,mMDA)。该二酐并没有特别的限制，只要能被典型地用于调制聚亚酰胺树脂者即可，其范例包括1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(l,2,4,5-benzenetetracarboxylicdianhydride,pyromelliticaciddianhydride，PMDA)、3,3,4,4—二苯甲酮四羧酸二酐(3,3,4,4-Benzophenonetetracarboxylicdianhydride,BTDA)、3,3，4，4—双苯四酸酐(3,3,4,4-Biphenyltetracarboxylicdianhydride,BPDA)以及4,4-氧双邻苯二甲酸酐(4，4-oxydiphthalicdianhydride)。当调制聚亚酰胺树脂时，二胺与二酐可以等莫耳量使用。溶剂可从高极性非质子溶剂中选出，如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)以及N-甲基咯垸酮(NMP)。此外，在调制聚酰胺酸时，将用于控制中间传输带的体积电阻率的导电填料加入。该导电填料为选自科琴黑(ketjenblack)、乙炔黑(acetyleneblack)、炉黑(fUranceblack)、或导电或半导电粉末中的一种材料或是二种或多种材料的混合物，包含的金属如铝或镍、金属氧化物如二氧化锡、或是钛酸钾、或是诸如聚苯胺(polyaniline)或聚乙炔(polyacetylene)的导电高分子。为达到所需的导电性，以溶质的总量为基准，该导电填料的使用量可为0.5至35重量百分比(wt。/。)。同样地，以溶质的总量为基准，可额外含有0.1至5重量百分比的金属填料。将导电填料分散的方法并没有特别限制，最好可使用超音波均质机以达到有效分散。本发明中所使用的分散稳定剂为聚合物分散剂，其范例包括聚-N-乙烯基甲酰胺(poly-N-vinylformamide)、聚-N-乙烯基乙酰胺(poly-N-vinylacetamide)、聚-N-乙烯基吡咯烷酮(poly-N-vinylpyrrolidone)以及聚-N-乙烯基己内酰胺(poly-N-vinylcaprolactam)。分散剂的使用系随着分用以调制聚酰胺酸溶液以获得聚亚酰胺树脂的反应，于0至60°C下进行0.5至12小时。使用滚筒将以此所调制之聚酰胺酸溶液，涂覆于模具的外表面，之后经由热处理以产生亚酰胺化反应，藉以获得含有聚亚酰胺的中间传输带。本发明使用二个或多个滚筒，来制备具有前述的表面电阻率比率的中间传输带。以下将配合图式更详细的叙述本发明。图l为一透视图，根据本发明显示中间传输带的制造过程。本发明使用第一滚筒l以及第二滚筒2，将聚酰胺酸溶液4涂覆于模具3的外表面上，且之后经由热处理以产生亚酰胺化反应，藉以制造中间传输带。第一滚筒1以及第二滚筒2定位于与模具3平行，且第一滚筒1、第二滚筒2与模具3在彼此互相接合的状态下转动。更具体而言，当第一滚筒l以顺时针方向转动时，第二滚筒2以逆时针方向转动，以及模具3以顺时针方向转动。此时，第一滚筒l与聚酰胺酸溶液4接触。因此，当第一滚筒l转动时，聚酰胺酸溶液4被涂覆于第一滚筒1上，并且涂覆的溶液4继续地被涂覆到以接触第一滚筒1的状态转动的第二滚筒2上。随后，溶液4被涂覆到以接触第二滚筒2之状态转动的模具3的外表面上。如此一来，聚酰胺酸溶液4即可经由多个滚筒1,2而被涂覆到模具3上，藉以调整被涂覆之聚酰胺酸溶液4的量与厚度。聚酰胺酸溶液4系被涂覆到使得经由热处理后而形成于模具3上的中间传输带的厚度为40至200pm的程度。厚度的变化量最好等于或小于7%。当厚度变化量大于7%时，聚酰胺酸溶液4会亚酰胺化，且膜的厚度变化会增加，因而降低中间传输带的显影性能。若第一滚筒l、第二滚筒2及模具3并未互相平行，聚酰胺酸溶液4会被集中地涂覆于接近第一滚筒1与第二滚筒2之间以及第二滚筒2与模具3之间的间隙中较宽的位置，造成相当不均匀的涂覆厚度，并且滚筒与模具也很难有效率地互相旋转。因此，将滚筒与模具定位为互相平行是十分重要的。在第一滚筒1、第二滚筒2与模具3的旋转速度与旋转时间没有调整的例子中，聚酰胺酸溶液4会被集中地涂覆于第一滚筒1与第二滚筒2之间，也因此可能不会被涂覆于模具3,并且厚度的变化也可能会增加。所以，必须注意旋转速度与旋转时间是能够被调整的。顾及此点，第一滚筒1、第二滚筒2与模具3的旋转速度系设为50至200rpm，且旋转时间设为1至4小时。模具3可由铝、不锈钢或铁氟龙所形成，且其尺寸并无特别限制，但长度可为200至300mm，以及内径可为100至150mm。涂覆于模具3的聚酰胺酸溶液4，经由阶段性的热处理，且之后自模具3脱离以制成含聚亚酰胺的中间传输带。该阶段性热处理可使用红外线加热器、电炉或是热风烘箱来进行，且包括在50至100°C下预烘烤(pre-baking)，以初步地自带状物的表面移除溶剂与湿气，之后在加热速度每分钟2至10°C的条件下，于350至400。C进行最后的后硬化，彻底地自带状物的表面及内部移除溶剂与湿气，以产生亚酰胺化，藉以完成坚固的薄膜。或者是，在进行预烘烤之后，视需要而定，带状物可自模具脱离、从内部向外翻、使其装配于一尺寸较小的模具上、以及进行后硬化。经由前述方法所制得之中间传输带的范例中，用来调整中间传输带厚度的模具3的旋转系被降至最低，以降低中间传输带的厚度变化，与减少中间传输带外表面与内表面之间的表面电阻率差异。在涂覆于模具3上的聚酰胺酸溶液4被模造，以及未进行如抗静电涂料之后续表面处理的状态下，其外表面电阻率比上内表面电阻率的表面电阻率比率，系在10_2至102范围内，并且厚度变化等于或小于7%，藉以实现一种展现卓越绝缘特性与显影性能的中间传输带。纵使本发明的较佳实施例已配合图式，达到说明本发明之目的，然而熟悉本领域的技术人员在不违反本发明的精神下所从事的种种修饰、添加与置换，均俱属本发明的申请专利范围。由此所获得的中间传输带，具有10S至l(^ficm的体积电阻率，被归类为中等内在电阻率数值，使得用于激光打印机、传真机或是复印机之中间传输带，具有改良之抗静电性以及可印刷性，且为半导电。本发明的传输带具有3.0至7.0GPa的模数，最佳为3.2至5.0GPa。当模数低时，在该中间传输带延展使用的时候就可能会产生机械变形。另一方面，当模数较高时，则中间传输带刚硬且难以塑型。藉由下列实施例可更加了解本发明，然而该等实施例仅用以叙述本发明而非用以限制本发明。<范例1>当氮气被导入配有一机械搅拌器、一回流冷凝器及一氮气入口的四颈烧瓶时，将3.36克的科琴黑加入1007克的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，并使用超音波均质机将其均匀分散，之后将118克的3,3,4,4-双苯四酸酐(BPDA;)与80克的4，4'-氧化二苯胺(ODA)加入，并使用超音波均质机均匀分散。该分散溶液于室温下反应，以调制含有导电填料之聚酰胺酸溶液。该溶液之黏度在23。C下为1950poise。之后将该聚酰胺酸溶液涂覆于图1所示的圆柱状模具的外表面，在80°C下预烘烤(pre-baking)，以初步地自该带状物的表面移除溶剂与湿气，最后以每分钟5。C的加热速率，在350。C下后硬化(post-curing)，以彻底地自该带状物的表面及内部移除溶剂与湿气，藉以制成无接缝且包含导电填料的含有聚亚酰胺的中间传输带。以此所制成的该带状物的厚度为65pm。<范例2〉与范例l相同的条件下制备聚酰胺酸溶液、涂覆于模具、之后预烘烤，在所得的带状物自该模具分离后，从内部向外翻、使其装配于内径比范例1所使用的模具小4%的模具、接着后硬化，藉以制成含有聚亚酰胺的中间传输带。以此所制成的该带状物的厚度为63pm。<比较范例1〉当氮气被导入配有一机械搅拌器、一回流冷凝器及一氮气入口之四颈烧瓶时，将3.36克的科琴黑加入1007克的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，并使用超音波均质机将其均匀分散，之后将118克的3,3,4,4-双苯四酸酐(BPDA)与80克的4,4'-氧化二苯胺(ODA)加入，并使用超音波均质机均匀分散。该分散溶液于室温下反应，以调制含有导电填料的聚酰胺酸溶液。该溶液的黏度在24。C下为1840poise。之后将该聚酰胺酸溶液涂覆于内径为120mm且长度为250mm的圆筒的内表面，在1200rpm的转速下旋转20分钟，在与范例1相同的条件下处理以移除溶剂，接着后硬化，藉以制成含有聚亚酰胺的中间传输带。以此所制成的该带状物的厚度为71pm。9<比较范例2>与比较范例1相同的条件下调制聚酰胺酸溶液，将装填至含有外圆筒与内圆筒的双层结构的圆柱状铁氟龙模具，在80°C下预烘烤，以初步地自该带状物的表面移除溶剂与湿气，接着将该内圆筒与该外圆筒分离。之后，最终的后硬化以每分钟5。C的加热速率，在350。C下进行，藉以制成含有聚亚酰胺的中间传输带。以此所制成之该带状物的厚度为68pm。由范例与比较范例所制得的中间传输带的特性系以下列方法予以评估。结果显示于下列表l。(1)表面电阻率比率持续施加电压于样品，并使用电阻计(在三菱化学可买到的HIRESTAUP)进行测量。施加于样品的电压为100伏特。表面电阻率主要是在将样品置于由高绝缘性的氟化聚合物所组成之基板上的状态下予以量测，且样品的内表面电阻率与外表面电阻率是以10秒的间隔分开量测。依此，皆使用环形探针。用以测量表面电阻率的样品的尺寸为20X20平方公分，且在相对应的表面上进行10次量测，并予以平均。所得数值带入下列方程式1以计算表面电阻率比率。方程式l表面电阻率比率=|外表面电阻率/内表面电阻率|(2)体积电阻率持续施加电压于样品，并使用电阻计(三菱化学的HIRESTAUP)进行测量。依此，施加于样品的电压为IOO伏特。体积电阻率是在样品置于金属基板的状态下，使用环形探针以10秒的间隔予以测量。用以测量体积电阻率的样品的尺寸为20X20平方公分，且进行10次量测并予以平均。(3)模数中间传输带的模数是使用英斯特朗公司(Instron)的万能试验机(UniversalTestingMachine),型号Model1000，依据ASTMD882所量测。(4)厚度与厚度变化样品在100°C下干燥1小时，且其厚度系使用测微计(micrometer,安立公司(Anritus)的电子测微计(Electronicmicrometer))测量。样品厚度的测定是藉由进行50次的量测，且将所测得的数值去除最大值与最小值后予以平均所得。厚度变化依据一般厚度变化的公式来测定，且以％表示。(5)显影性能将范例与比较范例所制得的各中间传输带应用于转印单元，且之后连接于彩色激光打印机，接着重复转印相同的影像。显影纸影像的状态是以检査缺陷的数目来判定。1000个显影中，若缺陷的数目等于或少于10个，则标示为"非常好"；若缺陷的数目大于10个，但是等于或小于30个，则标示为"好"；若缺陷的数目大于30个，但是等于或小于50个，则标示为"尚可"；若缺陷的数目超过50个，但是等于或小于100个，则标示为"差"；若缺陷的数目超过100个，则标示为"非常差"。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由特性测量的结果明显发现，透过本发明的制造方法所制成的范例的中间传输带，其表面电阻率比率为4.23及2.17，所以其内表面与外表面的表面电阻率差异非常小，因此可证明填料均匀地分散其中。此外，由于厚度变化等于或小于7%，故本发明的中间传输带具有相对均匀的厚度，也因此展现出优良的显影性能。然而，比较范例的中间传输带的表面电阻率比率等于或大于102，因此其内表面与外表面的表面电阻率差异很大，且其厚度变化大于7%，使得显影性能衰减。权利要求1.一种含有聚亚酰胺的中间传输带，其特征在于，其并未经由额外的表面处理，且依据方程式1，其外表面与内表面的表面电阻率比率在10-2至102范围内，该方程式1表示如下方程式1表面电阻率比率＝|外表面电阻率/内表面电阻率|。2.如权利要求l所述的含有聚亚酰胺的中间传输带，其特征在于，其厚度变化等于或小于7%。3.如权利要求l所述的含有聚亚酰胺的中间传输带，其特征在于，其体积电阻率为105至1012Qcm。4.如权利要求l所述的含有聚亚酰胺的中间传输带，其特征在于，其模数为3.0至7.0GPa。5.—种含有聚亚酰胺之中间传输带的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤使用滚筒将一聚酰胺酸溶液涂覆于一模具的外表面；以及将该涂覆的聚酰胺酸溶液经热处理，用以产生亚酰胺化反应。6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，该滚筒的数目可为二个或多个。7.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，以溶质的总量为基准，该聚酰胺酸溶液含有0.5至35重量百分比的导电填料。8.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，用以产生亚酰胺化反应的该热处理于50至400°C下进行。全文摘要本发明揭露一种用于激光打印机、传真机或复印机的中间传输带，并提供一种制造该中间传输带的方法。本发明的中间传输带由聚亚酰胺化合物所制造，纵使没有利用额外的表面处理，如静电涂料，其内表面与外表面之间的表面电阻率差异减少，因此可改善操作特性。此外，本发明的中间传输带无接缝，且由于厚度的变化缩减到最低，因此本发明的中间传输带具有均匀的厚度。文档编号G03G15/14GK101595434SQ200780046628公开日2009年12月2日申请日期2007年12月14日优先权日2006年12月18日发明者姜忠锡,宋相旻,朴晓准申请人:可隆股份有限公司