炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物以及使用其的半导电性聚酰亚胺树脂带的制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有高的固体成分浓度和高的炭黑浓度的炭黑分 散聚酰胺酸溶液组合物，其使用了安全性和环境适性优异的炭黑，分散 在聚酰胺酸溶液中的炭黑的流动性和分散稳定性优异。进而，使用该聚 酰胺酸溶液组合物，提供一种能够在彩色成像装置中得到高品质的转印 图像的聚酰亚胺制中间转印带。具体地说，本发明专利技术提供一种炭黑分散聚 酰胺酸溶液组合物，该组合物含有将联苯四羧酸二酐和芳香族二胺以大 致等摩尔量反应而得到的聚酰胺酸溶液以及通过油炉法制造的挥发成 分为2～6％的炭黑的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，该溶液组合物中的 固体成分浓度为23重量％以上，该固体成分中的该炭黑浓度为20～30 重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及成为半导电性聚酰亚胺带的原料的炭黑分散聚酰胺酸 溶液组合物以及使用该组合物的半导电性聚酰亚胺带的制造方法。通过 该制造方法得到的半导电性聚酰亚胺带可以用作具备彩色成像装置的 电子照相复印机、印刷机、传真机、它们的复合机、以及数字印刷机等 的中间转印带。
技术介绍
近年来，办公自动化机器向高速化和高画质化的迈进快速发展，为 了实现最佳的转印效率，在中间转印带方面，精密的半导电性控制是不 可欠缺的。其中，精密地控制中间转印带的电阻成为了重要的技术。作为中间转印带原料的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物通常是在四 羧酸二酐与二胺聚合而成的聚酰胺酸溶液中添加炭黑，并进行分散和混合而制成的。 一般，对于聚酰胺酸来说，从带的制膜性等方面考虑，使用重均分子量为30000以上的高分子量的溶液。因此，聚酰胺酸树脂在 有机极性溶剂中的溶解性有限，具有不能制成高浓度(例如，以溶液中 的固体成分浓度计，最多不过20重量％)的缺点。并且，如果在聚酰胺酸溶液中添加炭黑，则粘度的增加率高，即使 利用在珠磨机等分散机中进行的球间的冲击力也难以粉碎炭黑。添加炭 黑并将其均匀分散在聚酰胺酸溶液中时，必然伴随因用分散机进行的炭 黑的粉碎和分散开的炭黑因溶剂液所导致的润湿这样的界面现象。因 此，现状是采用通过与炭黑一同添加大量的有机极性溶剂，从而使炭黑 均匀分散的方法。其结果是，只能得到固体成分浓度通常为15~20重 量％左右的含有高浓度炭黑的聚酰胺酸溶液组合物。利用这样的低固体成分浓度聚酰胺酸溶液难以一次性形成膜厚较厚的带，需要大量的有机极性溶剂，并且需要用很多时间将其蒸发除去。 结果造成整个工序所需时间和成本的浪费，从效率性和经济性的观点出 发，也有改善的空间。专利文献l中例示了一种乙炔黑、科琴黑等粉体电阻较小的导电性 炭黑分散在聚酰亚胺树脂中而成的导电性聚酰亚胺无缝带。但是，该导电性炭黑对聚酰胺酸和溶剂的吸附和保持显著增加，所 以粘度增加、分散性劣化，于是产生分散稳定性差、加工性降低等问题。 并且，对于填充了该导电性炭黑的中间转印带，即使将体积电阻率的值 设定在规定的范围时，也存在形成的图像上产生斑的问题。认为这是由 于，在使该导电性炭黑分散在聚酰亚胺树脂中的情况下， 一次凝聚所致 的结构形成、二次凝聚所致的导电性的链对图像产生显著的影响。专利文献2中公开了一种半导电带，其是相对于100重量份粘结剂 树脂混合1~30重量份一种或者两种以上的挥发成分为2。/。以上且小于 30%的炭黑而成的半导电带。并且记载了，炭黑混合量超过30重量份 时，成型的半导电带脆，粘结剂树脂本来的机械特性(此处为强韧性)丧 失，所以炭黑混合量超过30重量份是不优选的。专利文献3中，公开了一种使用了导电性炭黑的半导电性聚酰亚胺 带，该导电性炭黑含有以挥发性酸成分为主的挥发成分10~25%。并且 记载了，炭黑的挥发成分小于10%时，炭黑的分散性差，其结果也不能 满足电阻值。另外，由于槽法炭黑是在空气中低温下制造的，所以表面含有很多 的羧基、酚羟基、醌基、内酯基等含氧官能团。因此，向聚酰胺酸溶液 中的分散性变好，这是已知的。但是，槽法炭黑的挥发成分中除氢和氧 以外还含有很多硫和未分解原料烃(PAH)等杂质。其中，未分解原料烃 (PAH)与氮氧化物反应生成硝基化合物，由于转变为致癌性强的多环芳 香族硝基化合物，所以从安全性和环境适性的观点出发，使用槽法炭黑 不是优选的。另一方面，油炉法炭黑是在燃烧燃料的1400。C以上的高温气体中以 还原气氛将烃热分解而制成的，所以颗粒内部或表面的含氧量和杂质非常少，微晶发达，因此是优选的。但是，具有向聚酰胺酸溶液中的分散 性差、储藏导致炭黑凝聚等缺点。专利文献4 7中报道了，以制造适于液体调色剂、油墨、涂料等用 途的炭黑为目的，对油炉法炭黑进行改性，在其表面赋予氧官能团的各 种氧化方法。专利文献l:日本特开平5-77252号公报 专利文献2:日本特开2000-309712号公报 专利文献3:日本特开2001-47451号公报 专利文献4:日本特开平11-181326号公报 专利文献5:日本特开2000-7937号〃i^艮 专利文献6:日本特开2000-290529号^>才艮 专利文献7:日本特开2001-40240号y〉才艮
技术实现思路
鉴于上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供一种使用了安全 性和环境适性优异的炭黑、分散在聚酰胺酸溶液中的炭黑的流动性和分 散稳定性优异、且具有高的固体成分浓度和高的炭黑浓度的炭黑分散聚 酰胺酸溶液组合物。进而，提供一种使用该聚酰胺酸溶液组合物，能够在彩色成像装置 中得到高品质转印图像的聚酰亚胺制中间转印带。为了在中间转印带中实现精密的半导电性控制，本专利技术人着眼于炭 黑在作为中间转印带基体的聚酰亚胺树脂中的分散性。例如，图l所示的树脂中的炭黑的导电模型中，认为有3种类型 部分连续的炭黑(A)、不连续的炭黑(B)以及连续的炭黑(C)。通过其右所 示的等价电路可知，聚酰亚胺带的导电性通过炭黑的链效果(R:电阻) 和隧道效果(C:电容)的组合来体现。图2是再现(A) (C)的状态的显微镜照片。(A)中，炭黑凝聚，产生微观水平的电阻不均，所以出现图像 缺陷。(B)中，利用均匀分散可以控制半导电性，但由于机械应力或电 应力而使电阻率变化。(C)中，表现出稳定的导电性，且导电性几乎取 决于炭黑的粉体电阻。因此，如图1所示，必须尽可能使炭黑连续且均匀地分散，而不是 使炭黑部分连续或不连续地分散在树脂中，因此，认为使炭黑在树脂中 高填充化是重要的，即，升高炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物的固体成分 中的炭黑浓度是重要的。于是，本专利技术人发现，对油炉法得到的炭黑进行氧化处理，制成挥 发成分在2 ~ 6%范围的具有高的粉体电阻的炭黑，分散有该炭黑的聚酰 胺酸溶液组合物能够以高浓度(固体成分中20~30重量％左右)均匀地 分散。进而发现，在将使用该聚酰胺酸溶液组合物经旋转成型得到的带 用于中间转印带时，表现出所期望的均质的半导电性(表面电阻率109~ 10n/口左右)，得到高品质的转印图像。基于这样的认识，进一步反复 研究，最终完成了本专利技术。即，本专利技术提供下述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物以及使用该聚 酰胺酸溶液组合物得到的半导电性聚酰亚胺树脂带。项l. 一种炭黑^:聚酰胺酸溶液组合物，含有使联苯四羧酸二酐和芳 香族二胺以大致等摩尔量反应而得到的聚酰胺酸溶液以及通过油炉法制 造的挥发成分为2~6%的炭黑，其中，该溶液组合物中的固体成分浓度为 23重量％以上，该固体成分中的该炭黑浓度为20~30重量％。项2.如项1所述的炭黑分軟聚酰胺酸溶液组合物，其中，上述炭黑的 pH为2~3、氮吸附比表面积为60~150m2/g、 DBP吸收量为40 ~ 120ml/100g，且未分解原料烃(PAH)的提取量为10ppm以下。项3.如项1或2所述的炭黑分軟聚酰胺酸溶液组合物，其中，上述炭 黑是用含有臭氧的氧化剂进行氧化处理而得的炭黑。项4.如项1所述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，其中，上述聚酰胺 酸溶液为聚酰胺酸的重均分子量为30000以下的聚酰胺醆溶液。项5.如项1所述的炭黑^t聚酰胺酸溶液组合物，其中，上述联苯四 羧酸二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，含有使联苯四羧酸二酐和芳香族二胺以大致等摩尔量反应而得到的聚酰胺酸溶液以及通过油炉法制造的挥发成分为２～６％的炭黑，该溶液组合物中的固体成分浓度为２３重量％以上，该固体成分中的该炭黑浓度为２０～３０重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.19 JP 252950/20061、一种炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，含有使联苯四羧酸二酐和芳香族二胺以大致等摩尔量反应而得到的聚酰胺酸溶液以及通过油炉法制造的挥发成分为2～6％的炭黑，该溶液组合物中的固体成分浓度为23重量％以上，该固体成分中的该炭黑浓度为20～30重量％。2、 如权利要求l所述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，其中，所 述炭黑的pH为2 4、氮吸附比表面积为60~150m2/g、 DBP吸收量为 40 ~ 120ml/100g，且未分解原料烃PAH的提取量为10ppm以下。3、 如权利要求1或2所述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，其中， 所述炭黑是用含有臭氧的氧化剂进行氧化处理而得的炭黑。4、 如权利要求l所述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，其中，所 述聚酰胺酸溶液是聚酰胺酸的重均分子量为30000以下的聚酰胺酸溶 液。5、 如权利要求l所述的炭黑分散聚酰胺酸溶液组合物，其中，所 述联苯四羧酸二酐含有10 ~ 80摩尔％左右的非对称性的2，3,3，，4，-联苯 四羧酸二酐，所述芳香族二胺为4,4，-二氨基二苯醚。6、 一种半导电性聚酰亚胺树脂带的制造方法，其中用旋转成...

【专利技术属性】
技术研发人员：西浦直树，鞍冈隆志，村上彻，
申请(专利权)人：郡是株式会社，宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP