專利名稱：導電性樹脂組合物、使用該組合物的感光鼓用基體及感光鼓的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導電性樹脂組合物、及使用其的感光鼓用基體及感光鼓。具體而言，本發(fā)明涉及一種容易成型加工、并且尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的導電性樹脂組合物、使用該組合物的感光鼓用基體、及使用該基體的感光鼓。
通常，在復印機、傳真機、打印機等電攝影裝置或靜電記錄裝置等的靜電記錄過程中采用的是如下的方法首先，使具有光導電性物質(zhì)(例如ZnO、CdS、Se、OPC(有機半導體)、非晶硅(a-Si)等)層的感光鼓的表面均勻帶電，通過從該感光鼓表面上消除接受來自光學系統(tǒng)的投射影像的受光部分的帶電以形成靜電潛像，然后對該靜電潛像供給調(diào)色劑，通過調(diào)色劑的靜電附著形成調(diào)色劑像，最后將調(diào)色劑像轉印至紙、OHP用紙、印刷紙等記錄介質(zhì)以形成圖像目前，作為此類靜電記錄過程中使用的感光鼓的基體，從重量比較輕且機械加工性優(yōu)良、并且具有良好的導電性方面考慮，一般使用將鋁合金加工為圓筒狀或圓柱狀的產(chǎn)品。但是，近年來對于改善生產(chǎn)率、可再生性的要求日益增高，作為該鋁合金制基體的替代物，開始采用如下制成的樹脂制基體，例如使用作為基礎樹脂(base resin)的聚酰胺類樹脂等熱塑性樹脂，在該樹脂中混合分散炭黑等導電劑得到導電性樹脂組合物，進行注塑成形制成樹脂制基體。該樹脂制基體具有下述優(yōu)點主體可與凸緣或齒輪等附件共同進行一體化成形、低振動·低噪音、電荷泄漏少、電位的衰減特性緩慢、可再生性高等。
此處，對于上述感光鼓，從其功能方面考慮，要求內(nèi)外徑精度、直線度、圓度等尺寸精度高，并且需要在較寬的溫度范圍或較寬的濕度范圍等任意使用條件下能夠保持其性能，但目前的現(xiàn)狀是，在高溫高濕的使用環(huán)境下尺寸精度尤其容易降低，因此難以獲得可以充分滿足需要的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
在此情況下，本發(fā)明人等的目的為提供一種可解決目前存在的諸多問題的導電性樹脂組合物、及使用該組合物的感光鼓用基體、及使用該基體的感光鼓，該導電性樹脂組合物不引起機械強度降低或加工性降低等問題，尤其是在高溫高濕的使用條件下也具有高尺寸穩(wěn)定性。
本發(fā)明人等對開發(fā)具有上述優(yōu)良功能并適用于感光鼓用基體及感光鼓的樹脂組合物進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)通過在基礎樹脂中使用聚酯類樹脂，可以實現(xiàn)該目的。本發(fā)明為基于上述發(fā)現(xiàn)而完成的。
即，本發(fā)明提供一種導電性樹脂組合物，是添加了導電劑的熱塑性導電性樹脂組合物，其特征為，基礎樹脂中含有聚酯類樹脂。
本發(fā)明還提供一種感光鼓用基體，是用于電攝影過程等靜電記錄過程的感光鼓用樹脂基體，其特征為，該基體由上述導電性樹脂組合物構成。
另外，本發(fā)明提供一種感光鼓，其特征為，在上述感光鼓用基體上具有感光層。
具體實施例方式
對于本發(fā)明的導電性樹脂組合物而言，基質(zhì)樹脂中必須含有聚酯類樹脂。當將此類導電性樹脂組合物使用于感光鼓的基體時，可將該基體制品的尺寸變化抑制在較低水平，可維持高尺寸精度。
本發(fā)明的感光鼓用基體可通過公知的方法、例如通過注塑成形法或擠壓成形法將導電性樹脂組合物成形為規(guī)定的圓筒狀或圓柱狀而制得，其中尤其優(yōu)選注塑成形法。
作為上述的聚酯類樹脂，優(yōu)選通過芳香族二羧酸和脂肪族胺類之間的反應獲得的樹脂，具體可舉出聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)等。其中優(yōu)選聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
另外，為實現(xiàn)改良沖擊強度或流動性、加工性等目的，除作為原料的聚酯類樹脂外，還可適當配合其他的樹脂或添加劑、潤滑劑等。
此處，作為其他的樹脂并無特別限定，但從提高成形性或降低成本方面考慮，優(yōu)選配合使用尼龍6或尼龍66等聚酰胺類樹脂。另外，作為低吸濕性的樹脂，也可配合例如聚丙烯、聚苯醚、聚苯硫醚等。
另外，作為添加劑可采用聚酯類彈性體(例如聚酯-聚醚共聚物)、聚烯烴類彈性體(例如乙烯-丙烯三元共聚物)等各種彈性體、硬脂酸鈉、褐煤酸鈉等金屬皂、硬脂酰胺、烴類雙酰胺等酰胺類潤滑劑等。上述的各種彈性體具有沖擊改良劑的效果，上述金屬皂、酰胺類潤滑劑等具有流動性·加工性改良劑的效果。
其他的樹脂或添加劑的配合量過多時，得到的導電性樹脂組合物的吸水性、耐試劑性、彎曲彈性率、沖擊強度等機械特性有降低的傾向，相對100重量份聚酯樹脂，其他樹脂優(yōu)選配合100重量份或100重量份以下，尤其優(yōu)選30重量份或30重量份以下的配合范圍，流動性·加工性改良劑優(yōu)選配合50重量份或50重量份以下，尤其優(yōu)選20重量份或20重量份以下的配合范圍。
作為本發(fā)明的導電性樹脂組合物中使用的導電劑，只要能夠均勻地分散在上述樹脂成分中即可，并無特別限制，例如，可以舉出炭黑、石墨、以及鋁、銅、鎳等金屬粉末、導電性玻璃粉末等，其中優(yōu)選炭黑。相對于樹脂成分100重量份，該導電劑的配合量優(yōu)選為5～40重量份，進一步優(yōu)選為20～35重量份的范圍內(nèi)。導電劑過多時沖擊強度等機械特性有降低的傾向，過少時難以充分發(fā)揮期望的導電性。
另外，本發(fā)明的導電性樹脂組合物中，根據(jù)期望，可含有各種纖維或晶須等填充材料。作為該填充材料可舉出例如炭纖維、導電性晶須、導電性玻璃纖維等導電性填充材料、玻璃纖維等非導電性填充材料等。
特別是從著重于提高彈性率或強度的觀點出發(fā)，可以使用纖維狀的硅酸鈣、鈦酸鉀、碳化硅、氮化硅、氧化鎂、鈦酸鉀、氫氧化鋁等常用的晶須纖維。其中優(yōu)選硅酸鈣的纖維狀填充物，特別是晶須。此處，作為纖維狀填充物的硅酸鈣可以采用例如“硅灰石”(Wollastonite)。該硅灰石為作為天然礦物的硅灰石經(jīng)粉碎·純化得到的產(chǎn)物，是平均粒徑為6～25μm的細微的纖維狀白色粉末。
另外，采用上述無機填充材料時，也可通過配合例如氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等硅烷類偶合劑或鈦酸酯類偶合劑，或者以此類偶合劑材料預先對無機填充材料進行表面處理，以提高填充材料與樹脂間的親和性。
上述填充材料的配合量并無特別限制，可根據(jù)填充材料的種類、纖維的長度及直徑等進行適當選擇，相對于樹脂成分100重量份，優(yōu)選為10～50重量份，進一步優(yōu)選在25～45重量份的范圍內(nèi)。填充材料過多時沖擊強度等機械特性有降低的傾向，過少時彎曲強度·彎曲彈性率等機械特性有降低的傾向。
作為其他的添加劑可舉出聚四氟乙烯(PTFE)、硅樹脂、二硫化鉬(MoS2)、各種金屬皂等。
本發(fā)明的導電性樹脂組合物在溫度50℃、相對濕度90％的環(huán)境下放置24小時后的吸水率，按照ASTM D-570測定的結果優(yōu)選為不足1.0％，進一步優(yōu)選為0.5％或0.5％以下，尤其優(yōu)選在0.2％或0.2％以下。
另外，作為本發(fā)明的感光鼓用基體的形狀，從可通過旋轉而容易地在記錄介質(zhì)上形成圖像方面考慮，優(yōu)選圓筒狀或圓柱狀等。作為該基體的成形方法，并無特別限制，如上所述可舉出注塑成形法、擠壓成形法等，其中尤其優(yōu)選注塑成形法。成形溫度或射出壓力等成形條件，可根據(jù)構成基體的樹脂成分的種類等進行適當?shù)倪x擇。
本發(fā)明的感光鼓用樹脂制基體的外周表面的物性并無特別限制，其表面粗糙度以中心線平均粗糙度Ra表示時優(yōu)選為0.8μm或0.8μm以下，尤其優(yōu)選0.2μm或0.2μm以下；以最大高度Rmax表示時優(yōu)選為1.6μm或1.6μm以下，尤其優(yōu)選0.8μm或0.8μm以下；以10點平均粗糙度Rz表示時優(yōu)選為1.6μm或1.6μm以下，尤其優(yōu)選0.8μm或0.8μm以下。上述Ra、Rmax、Rz變大時，樹脂制基體表面的凹凸將顯現(xiàn)于感光鼓的感光層上，可能成為引起圖像不良的原因。
本發(fā)明的感光鼓為裝備于高速圖像形成裝置上的產(chǎn)品，在上述本發(fā)明的感光鼓用樹脂制基體上具有感光層、并根據(jù)需要具有其它層，例如底膠層或保護層等。作為上述感光層，優(yōu)選至少具有電荷發(fā)生層及電荷傳遞層的層。此處，電荷發(fā)生層可由例如電荷發(fā)生化合物及粘合樹脂構成。作為上述電荷發(fā)生化合物并無特別限定，可在目前用于感光體的電荷發(fā)生層的公知化合物中進行適當?shù)倪x擇，可舉出各種無機類導電性化合物、有機類導電性化合物等。其中優(yōu)選電荷發(fā)生能力高的化合物等。另外，作為粘合樹脂并無特別限制，可在目前用于感光體的電荷發(fā)生層等的公知樹脂中進行適當?shù)倪x擇。該電荷發(fā)生層可利用公知的涂布、蒸鍍等方法而形成。
另一方面，電荷傳遞層優(yōu)選具有不均勻電荷傳遞層及均勻電荷傳遞層的層，作為上述不均勻電荷傳遞層并無特別限定，優(yōu)選粒子分散型不均勻電荷傳遞層、或相分離型不均勻電荷傳遞層等。該不均勻電荷傳遞層可通過將高分子材料等在上述不均勻電荷傳遞層中含有的材料分散在溶劑中，并利用公知的涂布等方法而形成。
作為上述均勻電荷傳遞層并無特別限制，優(yōu)選含有電荷傳遞能力高、成膜性優(yōu)良的高分子化合物。該均勻電荷傳遞層可通過將上述高分子材料等在上述均勻電荷傳遞層中含有的材料分散在溶劑中，并利用公知的涂布等方法而形成。
下面，通過實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
另外，樹脂組合物的吸水率和感光鼓用基體的外形變化率可根據(jù)以下所述的方法求得。
<吸水率>
將樣品在溫度50℃、相對濕度90％的環(huán)境下放置24小時，根據(jù)ASTM D-570測定此時的吸水率。
<鼓基體的外徑變化>
測定以下述方法制造的各鼓基體的端部的外徑(A)，同時再次測定將其于50℃、相對濕度90％的環(huán)境下放置24小時后的外徑(B)，將放置前后的外徑的變化量[(B)-(A)]除以(A)得到的值以％表示。
實施例1～3、比較例1～3使用聚酯類樹脂(實施例)或聚酰胺類樹脂(比較例)作為基礎樹脂，按照表1的配比組合，使用雙螺桿擠出機，分別配制導電性樹脂組合物，通過上述方法測定吸水率(％)。結果在表1中給出。
另外，使用各導電性樹脂組合物，利用注塑成形法將其成形為外徑30mm、長260mm、圓周壁厚度1.7mm的鼓基體，通過上述方法測定在高溫高濕下(50℃、相對濕度90％)的鼓基體的外徑變化率(％)。結果在表1中給出。
表1

注PA66尼龍66[宇部興產(chǎn)(株)制，商標“UBE尼龍”]PBT聚對苯二甲酸丁二醇酯[WinTech Polymer(株)制，商標“TEIJIN PBT”]PET聚對苯二甲酸乙二醇酯[三菱RAYON(株)制，商標“DIANITE”]PEN聚萘二甲酸乙二醇酯[帝人(株)制，商標“PEN樹脂”]炭黑爐黑[旭CARBON(株)，商標“旭AX-015”]硅灰石[川鐵礦業(yè)(株)制，商標“Wollastonite”]從表1的結果可知，使用聚酯類樹脂的實施例1～3與使用聚酰胺類樹脂的比較例1～3相比，導電性樹脂組合物的吸水率顯著降低，另外，作為感光鼓用基體的外徑變化率為比較例的1/10或1/10以下，比較優(yōu)良，并且各實施例在高溫高濕條件下的尺寸精度都非常優(yōu)良。
產(chǎn)業(yè)實用性通過本發(fā)明，可獲得一種尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良的導電性樹脂組合物，因此，可以確實地獲得一種感光鼓用基體，該感光鼓基體不會發(fā)生機械強度、加工性、尺寸精度等降低，并可容易實現(xiàn)輕型化，同時，尤其是即使在高溫高濕的使用條件下也仍然能維持優(yōu)良的尺寸精度。另外，通過將該基體用于感光鼓，可以抑制圖像不良的發(fā)生。
權利要求
1.一種導電性樹脂組合物，是添加了導電劑的熱塑性導電性樹脂組合物，其特征為，基礎樹脂中含有聚酯類樹脂。
2.如權利要求1所述的導電性樹脂組合物，其中，作為所述導電性樹脂組合物在溫度50℃、相對濕度90％的環(huán)境下放置24小時的吸水率，基于ASTM D-570的測定值不足1.0％。
3.如權利要求1或2所述的導電性樹脂組合物，其中，聚酯類樹脂為聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
4.如權利要求1～3中的任一項所述的導電性樹脂組合物，其中，該組合物還含有填充材料。
5.如權利要求4所述的導電性樹脂組合物，其中，填充材料的配合量相對于100重量份樹脂成分為10～50重量份。
6.如權利要求4或5所述的導電性樹脂組合物，其中，填充材料為纖維狀的硅酸鈣。
7.一種感光鼓用基體，是靜電記錄過程中使用的感光鼓用樹脂制基體，其特征為，所述基體由權利要求1～6中任一項所述的導電性樹脂組合物構成。
8.一種感光鼓，其特征為，在權利要求7所述的感光鼓用基體上具有感光層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導電性樹脂組合物，是添加了導電劑的熱塑性導電性樹脂組合物，其特征為，基礎樹脂中含有聚酯類樹脂。該導電性樹脂組合物在溫度50℃、相對濕度90％的環(huán)境下放置24小時的吸水率，基于ASTM D－570的測定值優(yōu)選為不足1.0％。根據(jù)本發(fā)明可以提供一種導電性樹脂組合物，該樹脂組合物不會發(fā)生機械強度、加工性等降低，并易于實現(xiàn)輕型化，同時，尤其是在高溫高濕的使用條件下也仍然具有較高的尺寸穩(wěn)定性。該組合物適用于感光鼓用基體或感光鼓。
文檔編號H01B1/24GK1720292SQ0283011
公開日2006年1月11日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權日2002年12月26日
發(fā)明者飯塚宗紀, 鈴木隆弘, 町田邦郎 申請人:株式會社普利司通