導(dǎo)電性毛束和導(dǎo)電刷的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00980149056. 0、申請日為2009年12月1日、發(fā)明名稱為"導(dǎo) 電性毛束和導(dǎo)電刷"的中國專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及用于電子照相記錄方式的干式復(fù)印機或傳真機、打印機等的導(dǎo)電性毛 束和導(dǎo)電刷。具體而言，涉及用于通過靜電植絨加工制備的導(dǎo)電刷的導(dǎo)電性毛束和使用該 毛束的導(dǎo)電刷。
【背景技術(shù)】
[0003] 在電子照相復(fù)印機等中，對于靜電潛影形式中重要要素的帶電部和除去殘留于感 光體的殘留色粉或電荷的清除部、賦予色粉電荷的供給部多使用導(dǎo)電性輥。但是，隨著近年 來高畫質(zhì)化和彩色用途的增加，色粉粒子逐漸微粒化。若使用這種微?；纳?，則在由硅 酮或聚氨酯構(gòu)成的導(dǎo)電性輥中存在色粉混入輥表面的氣泡中，導(dǎo)致輥表面變硬，或因色粉 融化而形成的色粉鍍膜導(dǎo)致刷表面的電阻值升高的問題。因此，在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2 中提出在輥表面將導(dǎo)電性纖維靜電植絨而成的導(dǎo)電性刷。另外，在非專利文獻(xiàn)中提出用于 靜電植絨的纖維的加工方法。此時，若毛束的纖維長度達(dá)到〇. 5_以上，則在將纖維切割成 短纖維狀時，纖維束因刃具的壓力而破損，纖維的位置移動而被切割，所以易產(chǎn)生纖維的長 度偏差。特別是用于電子照相復(fù)印機的導(dǎo)電刷，為了對感光體和色粉供給均一的電荷，需要 極力抑制表面的凸凹，因此在使用纖維長度為〇. 5mm以上的毛束的刷的情況下，在制備工 序中進(jìn)行切割整理刷表面纖維的所謂剪毛工序。但是，通過剪毛切割刷表面纖維存在損耗 纖維以及在剪毛工序中生產(chǎn)效率變差的問題。
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利f獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-123821號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004-70006號公報
[0008] 非專利f獻(xiàn)
[0009] 非專利文獻(xiàn)1 :"靜電學(xué)會志" 1992年，第16卷，第5期，第389-395頁

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011] 本發(fā)明的目的在于：以提供即使不剪毛也可抑制刷表面的凸凹的導(dǎo)電性毛束為課 題。
[0012] 解決課題的手段
[0013] 上述本發(fā)明的目的通過具有以下（1)的構(gòu)成的本發(fā)明所涉及的導(dǎo)電性毛束達(dá)成。
[0014] (1)導(dǎo)電性毛束，其特征在于，所述導(dǎo)電性毛束為具有導(dǎo)電性的化學(xué)纖維，所述化 學(xué)纖維的直徑為10~100 μ m，纖維長度為0· 5~5mm，且纖維長度的偏差率（Uf 6 O吞率 variation)為 5% 以下。
[0015] (2)⑴的導(dǎo)電性毛束，其中，化學(xué)纖維中含有導(dǎo)電性微粒。
[0016] (3)⑵的導(dǎo)電性毛束，其中，所述導(dǎo)電性微粒為碳黑，在化學(xué)纖維中以5~40%質(zhì) 量含有。
[0017] (4)⑴~（3)中任一項的導(dǎo)電性毛束，其中，化學(xué)纖維為含有熱塑性樹脂的纖維。
[0018] (5) (4)的導(dǎo)電性毛束，其中，所述熱塑性樹脂為聚酰胺。
[0019] (6)導(dǎo)電刷，其是使用⑴~（5)中任一項的導(dǎo)電性毛束通過靜電植絨加工制備 的。
[0020] (7)⑴~（5)中任一項的導(dǎo)電性毛束的制備方法，其中，將具有導(dǎo)電性的化學(xué)纖 維集束成細(xì)度50~500萬分特而獲得的纖維束固定，使其不在纖維軸的垂直方向移動，將 切割獲得的短纖維進(jìn)行電沉積處理（電著処理electrode position treatment)來制得導(dǎo) 電性毛束。
[0021] 發(fā)明的效果
[0022] 如以下說明所述，根據(jù)本發(fā)明可制得纖維的長度偏差小的導(dǎo)電性毛束。
[0023] 實施發(fā)明的最佳方式
[0024] 以下對本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束進(jìn)行更詳細(xì)的說明。本發(fā)明中所謂的毛束是指用于 靜電植絨的部件，是對短纖維實施電沉積處理而獲得的纖維。本發(fā)明中所謂的化學(xué)纖維 是指所謂的再生纖維、半合成纖維、合成纖維。再生纖維包括人造絲或銅氨纖維（年工7° 7 cupra)，半合成纖維包括醋酸酯或三醋酸酯，合成纖維可列舉出丙烯酸、聚酰胺、聚酯、尼 龍、維尼綸等。在化學(xué)纖維中，特別是合成纖維因在制備纖維時容易變更直徑，導(dǎo)電性微粒 的分散容易，因此優(yōu)選，進(jìn)一步，聚酰胺或聚酯等所謂的熱塑性樹脂因制備容易而優(yōu)選。這 里所使用的聚酰胺是指所謂的烴基經(jīng)由酰胺鍵鍵合于主鏈而成的高分子體，主要含有聚己 酰胺或聚亞己基己二酰二胺的聚酰胺。這里所說的主要是指在聚己酰胺中構(gòu)成聚己酰胺的 ε -己內(nèi)酰胺單元、在聚亞己基己二酰二胺中構(gòu)成聚亞己基己二酰二胺的己二酸己二胺鹽 單元在80%摩爾以上，進(jìn)一步優(yōu)選90%摩爾以上。含有聚己酰胺、聚亞己基己二酰二胺的 聚酰胺特別優(yōu)選。
[0025] 本發(fā)明中所謂的導(dǎo)電性是指通電的性質(zhì)，使用比電阻作為導(dǎo)電性的指標(biāo)。這里 所使用的導(dǎo)電性毛束由于在制成導(dǎo)電刷時需要賦予或除去電荷，所以優(yōu)選比電阻為10°~ IO10 Ω cm〇
[0026] 構(gòu)成本發(fā)明的化學(xué)纖維需要具有導(dǎo)電性。若化學(xué)纖維無導(dǎo)電性，則作為刷使用時， 無法賦予感光體或色粉電荷。作為賦予化學(xué)纖維導(dǎo)電性的方法，包括使導(dǎo)電性微粒分散于 纖維中的方法或?qū)⒕圻量┑葘?dǎo)電性高分子涂布于纖維表面的方法，由于大型電子照相記錄 儀要求即使增加印刷張數(shù)，纖維表面的電阻值也難以發(fā)生變化，所以特別優(yōu)選使導(dǎo)電性微 粒分散于纖維中的方法。
[0027] 這里所使用的導(dǎo)電性微粒雖無特殊限定，包括碳黑或具有導(dǎo)電性的金屬化合物、 向無機化合物上鍍或涂布導(dǎo)電性金屬而成的材料等，特別是碳黑因粒徑小，在化學(xué)纖維中 的分散性良好而優(yōu)選。這里所使用的導(dǎo)電性碳黑若是例如乙炔黑、槽法碳黑、爐黑等具有導(dǎo) 電性的碳黑，則無特殊限制，但由于粉末粒子的尺寸小，比較均一的原因而優(yōu)選爐黑。若粒 子大，則紡絲時的過濾壓升高受到抑制或紡絲時產(chǎn)生斷絲，所以若考慮纖維強度的提高，則 優(yōu)選使用2 μm以下的粒子。
[0028] 當(dāng)在導(dǎo)電性微粒中使用導(dǎo)電性碳黑時，相對于導(dǎo)電性毛束，導(dǎo)電性碳黑的含量優(yōu) 選為5~40%質(zhì)量。若導(dǎo)電性碳黑含量不足5%質(zhì)量，則化學(xué)纖維的比電阻升高，在用作導(dǎo) 電刷時有無法賦予感光體或色粉電荷、無法形成圖像之虞。另外，若導(dǎo)電性碳黑的含量超過 40%質(zhì)量，則化學(xué)纖維的比電阻過低，所以在用作導(dǎo)電刷時有無法賦予感光體或色粉電荷、 無法形成圖像之虞。進(jìn)一步優(yōu)選為15~35%質(zhì)量。
[0029] 本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束需要纖維的直徑為10~100 μ m。若纖維的直徑不足10 μ m， 則在制成刷時，易倒毛，無法為感光體或色粉提供充足的接觸壓，無法賦予感光體或色粉電 荷，無法形成圖像。若纖維的直徑超過100 μ m，則由于植絨密度變粗糙，所以電荷密度變粗 糙，畫質(zhì)變粗糙。
[0030] 本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束需要纖維長度為0. 5~5mm。若纖維長度不足0. 5mm，則在作 為刷使用時，色粉混入刷表面導(dǎo)致刷表面變硬，或因色粉融化而形成的色粉鍍膜導(dǎo)致刷表 面的電阻值升高，印刷耐久性降低。若纖維長度超過5_，則在進(jìn)行靜電植絨時，毛束相互纏 繞，不能使毛束1根1根分散，導(dǎo)致無法植絨。
[0031] 本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束需要纖維長度的偏差率為5%以下。若纖維長度的偏差率超 過5%，則在制成刷時，刷表面出現(xiàn)凹凸，導(dǎo)致賦予感光體或色粉的電荷不均一，畫質(zhì)降低。 雖然纖維長度的偏差率優(yōu)選小的數(shù)值，但作為工業(yè)上可利用的數(shù)值，1%左右為下限。
[0032] 就本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束的制備方法而言，將纖維束（連續(xù)長絲的集束）狀纖維在 80~98°C的熱水中進(jìn)行30~60分鐘熱處理。這具有以下效果：除去賦予纖維的油劑，以 及在含有導(dǎo)電性微粒的化學(xué)纖維的情況下，不僅使纖維收縮，降低比電阻的偏差，而且在制 成導(dǎo)電性毛束和導(dǎo)電刷后降低電阻值經(jīng)時變化。經(jīng)熱水處理的纖維束的切割通過閘刀式剪 切機等的切割機進(jìn)行。雖然切割面由切割機結(jié)構(gòu)或刃具與纖維的關(guān)系決定，但優(yōu)選纖維與 刃具呈直角接觸，相對于纖維軸呈直角地切割。此時，若在通常的纖維束狀態(tài)下切割，則纖 維束因刃具的壓力而破損，纖維的位置移動而被切割，導(dǎo)致纖維長度發(fā)生偏差，因此，為了 不使纖維移動，可通過將纖維束卷到紙或膜等上，直接在卷曲的狀態(tài)下切割的方法，或?qū)⒗w 維束填充于樹脂制容器，連同容器一同切割等，在纖維束不破損的狀態(tài)下進(jìn)行切割，所以纖 維難以移動，可抑制纖維長度的偏差。需要說明的是，經(jīng)切割的紙或膜、樹脂制容器等可用 篩子除去。此外，就集束制成纖維束的纖維的量而言，若減少集束量，則切割時纖維的移動 減少，所以纖維長度的偏差降低，但操作增加，所以優(yōu)選使集束成纖維束的細(xì)度為50~500 萬分特那樣地來進(jìn)行集束。另外，從毛束的飛翔性（飛翔性jumping capability)觀點出 發(fā)，優(yōu)選作為導(dǎo)電性毛束的短纖維不存在扭曲或彎曲。當(dāng)在集束纖維束時使用紙的情況下， 由于紙難以破損，且需要可集束纖維束的柔軟性，所以優(yōu)選為信封等所使用的牛皮紙，進(jìn)一 步優(yōu)選抗張強度為0.3N以上。
[0033] 將粘著劑涂布于底材上，利用靜電將本發(fā)明的導(dǎo)電性毛束植絨。當(dāng)在高壓電場中 存在微小物體時，靜電植絨受電影響。這種電影響是指該微小物體帶電，從一側(cè)電極被吸引 到另一側(cè)電極。即，對金屬施加直流高壓時，其間產(chǎn)生電場（E)。該電場的大小與電壓（V) 及其距離⑷之間具有E = V/d的關(guān)系，該電場內(nèi)存在的小物體的電荷（q)受到由引力（F) =Eq所賦予的力而被牽拉。毛束指上述小物體。在靜電植絨中，正極被稱為高壓極，負(fù)極 被稱為接地極（接地極），電場的大小通過高壓發(fā)生器提供規(guī)定的電壓V。靜電植絨是將底 材平行置于電極極間?電極表面，在兩極間飛翔過程中毛束相對于底材呈直角地扎入涂布 有粘著劑的底材中。因此，飛