(57)【要約】      （修正有）【課題】より高い熱伝導率、高い熱拡散率および高いヤング率を有するフューザ部材を提供する。【解決手段】フューザ部材は、複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを含む基材層を含む。また、フューザ部材は、基材層と、この基材層に配設された中間層と、この中間層に配設された剥離層とを含む。中間層は、シリコーンおよびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含み、剥離層は、フルオロポリマーを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを含む基材層
を含むフューザ部材。
【請求項２】
前記ナノフィブリル化セルロース粒子が：セルロースナノファイバ粒子、ミクロフィブリル化セルロース粒子、ナノ結晶性セルロース粒子および細菌性ナノセルロース粒子からなる群から選択される、請求項１に記載のフューザ部材。
【請求項３】
前記ナノフィブリル化セルロース粒子が、約５ナノメートル〜約５００ナノメートルの直径を有する、請求項１に記載のフューザ部材。
【請求項４】
前記ナノフィブリル化セルロース粒子が、約１００ナノメートル〜約１０，０００ナノメートルの長さを有する、請求項１に記載のフューザ部材。
【請求項５】
前記基材層に配設された中間層；および
前記中間層に配設された剥離層
をさらに含む、請求項１に記載のフューザ部材。
【請求項６】
前記中間層がシリコーンを含む、請求項５に記載のフューザ部材。
【請求項７】
前記剥離層がフルオロポリマーを含む、請求項５に記載のフューザ部材。
【請求項８】
複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを含む基材層；
シリコーンおよびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含む、前記基材層に配設された中間層；ならびに
前記中間層に配設された剥離層であって、前記剥離層がフルオロポリマーを含む、剥離層を含むフューザ部材。
【請求項９】
セルロースナノファイバ粒子、ミクロフィブリル化セルロース粒子、ナノ結晶性セルロース粒子および細菌性ナノセルロース粒子からなる群から選択される複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを有する基材層であって、前記ナノフィブリル化セルロース粒子が、約５ナノメートル〜約５００ナノメートルの直径および約１００ナノメートル〜約１０，０００ナノメートルの長さを有する基材層；
前記基材層に配設された中間層であって、前記中間層が、シリコーンおよびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含む、中間層；ならびに
前記中間層に配設された剥離層であって、前記剥離層がフルオロポリマーを含む剥離層
を含む、フューザ部材。
【請求項１０】
前記複数のナノフィブリル化セルロース粒子が前記基材層の約０．１重量％〜約４０重量％で含まれる、請求項９に記載のフューザ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、デジタル、イメージ・オン・イメージなどを含む電子写真画像形成装置に有用なフューザ部材を対象とする。加えて、本明細書に記載されるフューザ部材はまた、固体インクジェット印刷機においてトランスフィックス装置に使用できる。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーは、低い質量密度、化学安定性、および高い強度対質量比を含むエンジニアリングシステムに所望の多くの特性を有している。ポリマー性材料は、通常、室温付近での熱伝導率が低い；実際、非晶質ポリマーのフォームは、断熱に広く使用されている。伝熱が重要である状況において、ポリマー性材料は不利である。熱交換器および熱管理のための材料には、高い熱伝導率が要求される。金属（Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ）および特定のセラミック（ＡｌＮ、ダイアモンド、グラファイト）が、高い熱伝導率を必要とする用途に使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子写真印刷プロセスにおいて、トナー画像はフューザ部材を用いて支持体（例えば紙シート）に固定または定着できる。金属およびセラミックフィラーは、フューザ部材の伝導率を向上させるために、ポリマー性材料に組み込まれている。しかし、金属およびセラミックフィラーのポリマー性材料への組み込みは、ポリマー性材料のヤング率を低下し得る。より高い熱伝導率、高い熱拡散率および高いヤング率を有するフューザベルトを有することが所望される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態によれば、フューザ部材が提供される。フューザは、複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドの基材層を含む。
【０００５】
別の実施形態によれば、基材層と、この基材層に配設された中間層と、この中間層に配設された剥離層とを含むフューザ部材が提供される。基材層は、複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを含む。中間層は、シリコーンおよびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含む。剥離層は、フルオロポリマーを含む。
【０００６】
別の実施形態によれば、複数のナノフィブリル化セルロース粒子をその中に分散させたポリイミドを有する基材層を含むフューザ部材が提供される。ナノフィブリル化セルロース粒子は：セルロースナノファイバ粒子、ミクロフィブリル化セルロース粒子、ナノ結晶性セルロース粒子および細菌性ナノセルロース粒子からなる群から選択される。ナノフィブリル化セルロース粒子は、約５〜約５００ナノメートルの直径および約１００〜約１０，０００ナノメートルの長さを有する。フューザ部材は、基材層に配設された中間層を含み、この中間層は、シリコーンおよびフルオロエラストマーからなる群から選択される材料を含む。フューザ部材は、中間層に配設された剥離層を含む。剥離層はフルオロポリマーを含む。
【０００７】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本教示のいくつかの実施形態を例示し、説明と共に本教示の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本教示に従うベルト基材を有する例示的なフューザ部材を示す。
【図２】図２は、本教示に従う図１に示されるフューザ部材を用いる例示的な定着構成を示す。
【図３】図３は、本教示に従う図１に示されるフューザ部材を用いる例示的な定着構成を示す。
【図４】図４は、トランスフィックス装置を用いるフューザ構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図の一部の詳細は、単純化されており、厳密な構造正確性、詳細およびスケールを維持するためではなくむしろ、実施形態の理解を促すように描かれていることに留意すべきである。
【００１０】
ここで、本教示の実施形態を詳細に参照し、これらの例を添付の図面に例示する。可能な限り、同じ参照番号は、同じまたは同様の部品を指すために図面全体を通して使用される。
【００１１】
以下の説明において、その一部を形成する添付の図面を参照するが、そこでは本教示が実施され得る特定の例示的な実施形態を例示として示す。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施できるように十分詳細に記載されており、他の実施形態を利用してもよく、本教示の範囲から逸脱することなく変更が行われ得ることを理解すべきである。故に、以下の説明は単なる例示である。
【００１２】
１つ以上の実施、代替および／または変更に関する例示は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、例示される例に対して行われ得る。加えて、特定の特徴が、いくつかの実施のうち１つだけに関して開示されている場合があるが、こうした特徴は、いずれか所与または特定の機能について所望され、有利であり得る場合には、他の実施の１つ以上の他の特徴と組み合わせてもよい。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｗｉｔｈ）」またはこれらの変形が、詳細な説明および特許請求の範囲のいずれかで使用される範囲で、こうした用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様の様式で包括的であることが意図される。用語「少なくとも１つの」は、列挙された項目の１つ以上が選択できることを意味するために使用される。
【００１３】
広範囲の実施形態を示す数値範囲およびパラメータは近似であるにもかかわらず、特定の例に示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかし、いかなる数値も、それぞれの試験測定に見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を固有に含有する。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲は、その中に包括されるいずれかのおよびすべてのサブ範囲を包含することが理解されるべきである。例えば「１０未満」の範囲は、０の最小値から１０の最大値まで（端部を含む）のいずれかおよびすべてのサブ範囲を含むことができ、すなわち、０以上の最小値および１０以下の最大値を有するいずれかおよびすべてのサブ範囲、例えば１〜５を含むことができる。特定の場合、パラメータについて記述されるような数値は負の値をとり得る。この場合、「１０未満」として記述される範囲の値の例は、負の値、例えば−１、−２、−３、−１０、−２０、−３０などを想定できる。
【００１４】
フューザまたは固定部材は、基材を含むことができ、その上に１つ以上の機能的中間層が形成される。本明細書に記載される基材は、ベルトを含む。１つ以上の中間層は、緩衝層および剥離層を含む。こうしたフューザ部材は、高速、高品質電子写真印刷のためにオイルレス定着部材として使用でき、画像支持材料（例えば紙シート）上に定着トナー画像からの良好なトナー剥離を確実にして、維持し、さらに紙の剥離を補助する。
【００１５】
種々の実施形態において、フューザ部材は、例えば基材を含むことができ、その上に１つ以上の機能性中間層が形成される。基材は、例えば図１に示されるように、特定の構成に依存して非伝導性または伝導性である好適な材料を用いて、種々の形状、例えばベルトまたはフィルムに形成できる。
【００１６】
図１において、定着またはトランスフィックス部材２００の例示的な実施形態は、ベルト基材２１０を含むことができ、その上に、１つ以上の機能的中間層、例えば２２０および外側表面層２３０が形成される。外側表面層２３０はまた、剥離層と称される。ベルト基材２１０は、さらに記載され、ポリイミドに分散させたナノフィブリル化セルロース粒子２１２で製造される。
【００１７】
中間層または機能層
機能的中間層２２０（緩衝層または中間層とも称される）に使用される材料の例としては、フルオロシリコーン、シリコーンゴム、例えば室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム、高温加硫（ＨＴＶ）シリコーンゴム、および低温加硫（ＬＴＶ）シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは既知であり、容易に市販されており、例えばＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５  ｂｌａｃｋ  ＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２  ＲＴＶ（両方ともＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製）；１０６  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒおよび９０  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ（両方ともＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ製）；ならびにＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲ  ＨＴＶおよびＳＥ４７０５Ｕ  ＨＴＶシリコーンゴム（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｏｒａｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ製）である。他の好適なシリコーン材料としては、シロキサン（例えばポリジメチルシロキサン）；フルオロシリコーン、例えばＳｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ５５２（Ｓａｍｐｓｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ，Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｖｉｒｇｉｎｉａから入手可能）；液体シリコーンゴム、例えばビニル架橋熱硬化性ゴムまたはシラノール室温架橋材料などが挙げられる。別の特定例は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８２である。市販のＬＳＲゴムとしては、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｑ３−６３９５、Ｑ３−６３９６、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９０ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９１  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９５  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９６  ＬＳＲ、およびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９８  ＬＳＲ（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製）が挙げられる。機能的層は弾性を与え、必要に応じて無機粒子、例えばＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３と混合できる。
【００１８】
機能的中間層２２０として使用するのに好適な材料の他の例としては、フルオロエラストマーが挙げられる。フルオロエラストマーは、１）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、およびテトラフルオロエチレンの２つのコポリマー；例えばＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として商業的に既知のもの、２）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、およびテトラフルオロエチレンのターポリマー、ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として商業的に既知のもの；および３）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、および硬化部位モノマーのテトラポリマー、ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として商業的に既知のものの分類からのものである。これらのフルオロエラストマーは、上記で列挙されたものと共にＶＩＴＯＮ  Ｅ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ  ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｅ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  ９１０（登録商標）、およびＶＩＴＯＮ  ＥＴＰ（登録商標）のような種々の指定の下で商業的に既知である。ＶＩＴＯＮ（登録商標）指定は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．の商標である。硬化部位モノマーは、４−ブロモペルフルオロブテン−１，１，１−ジヒドロ−４−ブロモペルフルオロブテン−１，３−ブロモペルフルオロプロペン−１，１，１−ジヒドロ−３−ブロモペルフルオロプロペン−１、またはいずれかの他の好適な既知の硬化部位モノマー、例えばＤｕＰｏｎｔから市販されているものであることができる。他の市販のフルオロポリマーとしては、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７７（登録商標）およびＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ  ７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）が挙げられ、これらは３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。追加の市販材料としては、ＡＦＬＡＳ（商標）ポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）、およびＦＬＵＯＲＥＬ  ＩＩ（登録商標）（ＬＩＩ９００）ポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレンフッ化ビニリデン）（両方とも３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）、ならびにＦＯＲ−６０ＫＩＲ（登録商標）、ＦＯＲ−ＬＨＦ（登録商標）、ＮＭ（登録商標）ＦＯＲ−ＴＨＦ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＦＳ（登録商標）、ＴＨ（登録商標）、ＮＨ（登録商標）、Ｐ７５７（登録商標）、ＴＮＳ（登録商標）、Ｔ４３９（登録商標）、ＰＬ９５８（登録商標）、ＢＲ９１５１（登録商標）およびＴＮ５０５（登録商標）（Ａｕｓｉｍｏｎｔから入手可能）として同定されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎが挙げられる。
【００１９】
フルオロエラストマーＶＩＴＯＮ  ＧＨおよびＶＩＴＯＮ  ＧＦは、相対的に低量のフッ化ビニリデンを有する。ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）およびＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）は、約３５重量％のフッ化ビニリデン、約３４重量％のヘキサフルオロプロピレン、約２９重量％のテトラフルオロエチレンと共に、約２重量％の硬化部位モノマーを有する。
【００２０】
機能的中間層２２０の厚さは、約３０ミクロン〜約１，０００ミクロン、または約１００ミクロン〜約８００ミクロン、または約１５０ミクロン〜約５００ミクロンである。
【００２１】
剥離層
剥離層２３０の例示的な実施形態は、フルオロポリマー粒子を含む。本明細書に記載される配合物に使用するのに好適なフルオロポリマー粒子としては、フッ素含有ポリマーが挙げられる。これらのポリマーとしては、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマー性繰り返しユニットを含むフルオロポリマーが挙げられる。フルオロポリマーは、線状または分岐状ポリマー、および架橋フルオロエラストマーを挙げることができる。フルオロポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）；テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のコポリマー；ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）およびフッ化ビニリデン（ＶＤＦまたはＶＦ２）のコポリマー；テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のターポリマー；ならびにテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＶＦ２）、およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のテトラポリマー、ならびにこれらの混合物が挙げられる。フルオロポリマー粒子は、化学および熱安定性を提供し、低い表面エネルギーを有する。フルオロポリマー粒子は、約２５５℃〜約３６０℃または約２８０℃〜約３３０℃の溶融温度を有する。これらの粒子は溶融されて剥離層を形成する。
【００２２】
フューザ部材２００について、外側表面層または剥離層２３０の厚さは、約１０ミクロン〜約１００ミクロン、または約２０ミクロン〜約８０ミクロン、または約４０ミクロン〜約６０ミクロンであることができる。
【００２３】
接着層
場合により、いずれかの既知の利用可能で好適な接着層（プライマー層とも称される）が、剥離層２３０と、機能的中間層２２０と、基材２１０との間に配置されてもよい。好適な接着剤の例としては、シラン、例えばアミノシラン（例えばＨＶ  Ｐｒｉｍｅｒ  １０（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製））、チタネート、ジルコネート、アルミネートなど、およびこれらの混合物が挙げられる。実施形態において、約０．００１％〜約１０％溶液での接着剤を基材に塗工できる。接着層は、基材または外側層に、約２ナノメートル〜約２，０００ナノメートル、または約２ナノメートル〜約５００ナノメートルの厚さにコーティングできる。接着剤は、スプレーコーティングまたは塗工を含むいずれかの好適な既知の技術によってコーティングできる。
【００２４】
図２および３は、本教示に従う定着プロセスのための例示的な定着構成を示す。図２および３にそれぞれ示される定着構成３００Ｂおよび４００Ｂは一般化された略図を表し、他の部材／層／基材構成を加えることができること、または既存の部材／層／基材構成を取り除きもしくは変更できることは、当業者に容易に明らかでなければならない。電子写真プリンタが本明細書では記載されるが、開示された装置および方法は、他の印刷技術にも適用できる。例としては、オフセット印刷およびインクジェットおよび固体トランスフィックス機が挙げられる。
【００２５】
図２は、本教示に従う図１に示されるフューザベルトを用いる定着構成３００Ｂを示す。構成３００Ｂは、図１のフューザベルトを含むことができ、これが画像支持材料３１５のために圧力適用機構３３５、例えば圧力ベルトと共にフューザニップを形成する。種々の実施形態において、圧力適用機構３３５は、画像支持材料３１５でのトナー粒子の定着プロセスのために、圧力および熱の両方を提供する加熱ランプ（図示せず）と組み合わせて使用できる。加えて、構成３００Ｂは、図２に示されるように、例えばクリーニングウェブ３６０と共に１つ以上の外部加熱ロール３５０を含むことができる。
【００２６】
図３は、本教示に従う図１に示されるフューザベルトを用いる定着構成４００Ｂを示す。構成４００Ｂはフューザベルト（すなわち図１の２００）を含み、これは媒体基材４１５のために、図３の圧力ベルトのような圧力適用機構４３５と共にフューザニップを形成する。種々の実施形態において、圧力適用機構４３５は、媒体基材４１５にトナー粒子の定着プロセスのための圧力および熱の両方を提供するために加熱ランプと組み合わせて使用できる。加えて、構成４００Ｂは、フューザベルト２００を移動させるために機械システム４４５を含むことができ、こうして媒体基材４１５にトナー粒子を定着させ、画像を形成する。機械システム４４５は、１つ以上のロール４４５ａ−ｃを含むことができ、これはまた、必要とされる場合に加熱ロールとして使用できる。
【００２７】
図４は、ベルト、シート、フィルムなどの形態であってもよいトランスフィックス部材７の実施形態の図を示す。トランスフィックス部材７は、上記で記載されるフューザベルトと同様に構成される。中間転写部材１に配置された現像された画像１２は、ローラー４および８を介してトランスフィックス部材７と接触して、転写される。ローラー４および／またはローラー８は、それらに関連した熱を有していてもよく、または有していなくてもよい。トランスフィックス部材７は、矢印１３の方向に進む。現像された画像は、コピー基材９がローラー１０と１１との間を進むときに、コピー基材９に転写され、定着される。ローラー１０および／または１１は、それらに関連して熱を有していてもよく、または有していなくてもよい。
【００２８】
基材層
本明細書に開示される基材層２１０は、ポリイミド全体に分散されたナノフィブリル化セルロース粒子２１２を有するポリイミドの組成物である。ナノフィブリル化セルロース粒子２１２のポリイミドへの組み込みにより、繊維を用いないフューザベルトよりも高い熱拡散率、高い熱伝導率および高いヤング率を提供する。図１に示されるナノフィブリル化セルロース粒子２１２は、正確な縮尺ではなく、例示のために示される。
【００２９】
ナノフィブリル化セルロース粒子としては、セルロースナノファイバ、ミクロフィブリル化セルロース、ナノ結晶性セルロース、細菌性ナノセルロースなどが挙げられる。
【００３０】
ミクロフィブリル化セルロースは、通常、パルプの高圧均質化によって製造される。パルプは、水酸化ナトリウム（クラフトパルプ）を用いる、亜硫酸ナトリウム（亜硫酸パルプ）を用いる化学処理によって木材から製造される。パルプは、ミクロフィブリル化セルロース粒子を製造するために、親水性ポリマーの添加、帯電基または酵素処理によって多くの場合補助されて層間剥離される。ナノ結晶性セルロースは、酸加水分解により天然セルロースから調製されたセルロースナノ結晶である。細菌性ナノセルロースは、低分子量糖の細菌性生合成から形成される。
【００３１】
本明細書に記載されるナノフィブリル化セルロース粒子は、約５〜約５００ナノメートル、または実施形態において約１０〜約３００ナノメートル、または実施形態において約１５〜約２５０ナノメートルの直径を有する。本明細書に記載されるナノフィブリル化セルロース粒子は、約１００〜約１０，０００ナノメートル、または実施形態において約２００〜約２，０００ナノメートル、実施形態において約２５０〜約１，８００ナノメートルの長さを有する。ナノフィブリル化セルロース粒子は、基材層の約０．１重量％〜約４０重量％、または実施形態において基材層の約０．２重量％〜約３０重量％、基材層の０．５重量％〜約２５重量％である。
【００３２】
ナノフィブリル化セルロース粒子２１２は、Ｃｕｒｒａｎ（登録商標）繊維の商標名を有してＣｅｌｌｕＣｏｍｐから市販されている。
【００３３】
ナノフィブリル化セルロース粒子（Ｃｕｒｒａｎ（登録商標）繊維）は、所有者のプロセスを用いてＣｅｌｌｕＣｏｍｐによって製造される。それらは、食品加工処理産業によって生じる廃棄ストリームから製造される。一般的な原料はニンジンまたはテンサイであり、そうでなければ食品産業において廃棄される材料のみが使用されるので、乏しい土地を巡って食用作物と競い合わない。Ｃｕｒｒａｎ（登録商標）繊維は強力であり、堅く、軽いので、従来の炭素繊維技術に基づくものに匹敵する性能特徴を有する複合体を製造できる。
【００３４】
ナノフィブリル化セルロース粒子２１２は、高い引張強度を保持する。ナノフィブリル化セルロース粒子２１２は、衝撃エネルギー吸収に優れている。
【００３５】
ポリイミドは、対応するポリアミド酸、例えばピロメリト酸二無水物／４，４’−オキシジアニリンのポリアミド酸、ピロメリト酸二無水物／フェニレンジアミンのポリアミド酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリンのポリアミド酸、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／フェニレンジアミンのポリアミド酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリンのポリアミド酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリン／フェニレンジアミンのポリアミド酸などの１つ、ならびにこれらの混合物から誘導される。
【００３６】
ピロメリト酸二無水物／４，４−オキシジアニリンのポリアミド酸の市販例としては、ＰＹＲＥ−ＭＬ  ＲＣ５０１９（Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中約１５〜１６重量％）、ＲＣ５０５７（ＮＭＰ／芳香族炭化水素（＝８０／２０））中約１４．５〜１５．５重量％）、およびＲＣ５０８３（ＮＭＰ／ＤＭＡｃ（＝１５／８５）中約１８〜１９重量％）（すべてＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｕｍｍｉｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐ．，Ｐａｒｌｉｎ，ＮＪ製）；ならびにＤＵＲＩＭＩＤＥ（登録商標）１００（ＦＵＪＩＦＩＬＭ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｕ．Ｓ．Ａ．，Ｉｎｃ．から市販されている）が挙げられる。
【００３７】
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリンのポリアミド酸の市販例としては、Ｕ−ＶＡＲＮＩＳＨ  ＡおよびＳ（ＮＭＰ中約２０重量％）（両方ともＵＢＥ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ製）が挙げられる。
【００３８】
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／フェニレンジアミンのポリアミド酸の市販例としては、ＰＩ−２６１０（ＮＭＰ中約１０．５重量％）およびＰＩ−２６１１（ＮＭＰ中約１３．５重量％）（両方ともＨＤ  ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ，Ｐａｒｌｉｎ，ＮＪ製）が挙げられる。
【００３９】
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリンのポリアミド酸の市販例としては、ＲＰ４６、およびＲＰ５０（ＮＭＰ中約１８重量％）（両方ともＵｎｉｔｅｃｈ  Ｃｏｒｐ．，Ｈａｍｐｔｏｎ，ＶＡ製）。
【００４０】
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物／４，４’−オキシジアニリン／フェニレンジアミンのポリアミド酸の市販例としては、ＰＩ−２５２５（ＮＭＰ中約２５重量％）、ＰＩ−２５７４（ＮＭＰ中約２５重量％）、ＰＩ−２５５５（ＮＭＰ／芳香族炭化水素（＝８０／２０）中約１９重量％）、およびＰＩ−２５５６（ＮＭＰ／芳香族炭化水素／プロピレングリコールメチルエーテル（＝７０／１５／１５）中約１５重量％）（すべてＨＤ  ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ，Ｐａｒｌｉｎ，ＮＪ製）が挙げられる。
【００４１】
種々の量のポリアミド酸が基材のために選択でき、例えば約６０重量％〜約９９．９重量％、約７０重量％〜約９９．５重量％、または約７５重量％〜約９９．０重量％である。
【００４２】
ポリイミド基材層に含まれ得る、他のポリアミド酸またはポリアミド酸エステルの例は、二無水物およびジアミンの反応に由来する。好適な二無水物としては、芳香族二無水物および芳香族テトラカルボン酸二無水物、例えば９，９−ビス（トリフルオロメチル）キサンテン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパン二無水物、４，４’−ビス（３，４−ジカルボキシ−２，５，６−トリフルオロフェノキシ）オクタフルオロビフェニル二無水物、３，３’，４，４’−テトラカルボキシビフェニル二無水物、３，３’，４，４’−テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ジ−（４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル）エーテル二無水物、ジ−（４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル）スルフィド二無水物、ジ−（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ジ−（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、１，２，４，５−テトラカルボキシベンゼン二無水物、１，２，４−トリカルボキシベンゼン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリト酸二無水物、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリーレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４−４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）スルホン２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサクロロプロパン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、４，４’−（ｐ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、４，４’−（ｍ−フェニレンジオキシ）ジフタル酸二無水物、４，４’−ジフェニルスルフィドジオキシビス（４−フタル酸）二無水物、４，４’−ジフェニルスルホンジオキシビス（４−フタル酸）二無水物、メチレンビス（４−フェニレンオキシ−４−フタル酸）二無水物、エチリデンビス（４−フェニレンオキシ−４−フタル酸）二無水物、イソプロピリデンビス−（４−フェニレンオキシ−４−フタル酸）二無水物、ヘキサフルオロイソプロピリデンビス（４−フェニレンオキシ−４−フタル酸）二無水物などが挙げられる。ポリアミド酸の調製に使用するのに好適な例示的なジアミンとしては、４，４’−ビス−（ｍ−アミノフェノキシ）−ビフェニル、４，４’−ビス−（ｍ−アミノフェノキシ）−ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス−（ｍ−アミノフェノキシ）−ジフェニルスルホン、４，４’−ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）−ベンゾフェノン、４，４’−ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）−ジフェニルスルフィド、４，４’−ビス−（ｐ−アミノフェノキシ）−ジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−アゾベンゼン、４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノ−ｐ−ターフェニル、１，３−ビス−（γ−アミノプロピル）−テトラメチル−ジシロキサン、１，６−ジアミノヘキサン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、１，３−ジアミノベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、２，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，４−ジアミノベンゼン、４，４’−ジアミノ−２，２’，３，３’，５，５’，６，６’−オクタフルオロ−ビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’，３，３’，５，５’，６，６’−オクタフルオロジフェニルエーテル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）−フェニル］スルフィド、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ケトン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］−プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、１，１−ジ（ｐ−アミノフェニル）エタン、２，２−ジ（ｐ−アミノフェニル）プロパン、および２，２−ジ（ｐ−アミノフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパンなど、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
【００４３】
二無水物およびジアミンは、例えば二無水物とジアミンとの約２０：８０〜約８０：２０の重量比において、より詳細には約５０：５０重量比において選択される。上記の芳香族二無水物、例えば芳香族テトラカルボン酸二無水物およびジアミン、例えば芳香族ジアミンが、単独でまたは混合物としてそれぞれ使用される。
【００４４】
ナノフィブリル化セルロース粒子／ポリイミド基材は、場合によりコーティングを向上または円滑にするためのポリシロキサンコポリマーを含有できる。ポリシロキサンコポリマーの濃度は、基材の総重量に基づいて約０．０１重量％〜約１．０重量％である。任意のポリシロキサンコポリマーとしては、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン（ＢＹＫ（登録商標）３１０（キシレン中約２５重量％）および３７０（キシレン／アルキルベンゼン／シクロヘキサノン／モノフェニルグリコール（＝７５／１１／７／７）中約２５重量％）の商標名でＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている）；ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（ＢＹＫ（登録商標）３３０（メトキシプロピルアセテート中約５１重量％）および３４４（キシレン／イソブタノール（＝８０／２０）中約５２．３重量％）、ＢＹＫ（登録商標）−ＳＩＬＣＬＥＡＮ  ３７１０および３７２０（メトキシプロパノール中約２５重量％）の商標名でＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている）；ポリアクリレート変性ポリジメチルシロキサン（ＢＹＫ（登録商標）−ＳＩＬＣＬＥＡＮ３７００（メトキシプロピルアセテート中約２５重量％）の商標名でＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている）；またはポリエステルポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン（ＢＹＫ（登録商標）３７５（ジ−プロピレングリコールモノメチルエーテル中約２５重量％）の商標名を有するＢＹＫ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されている）が挙げられる。
【００４５】
添加剤および追加の伝導性または非伝導性フィラーは、上述の基材層、中間層または剥離層に存在してもよい。種々の実施形態において、例えば無機粒子を含む他のフィラー材料または添加剤が使用できる。本明細書で使用されるフィラーとしては、カーボンブラック、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、グラファイト、グラフェン、銅フレーク、ナノダイアモンド、カーボンナノチューブ、金属酸化物、ドープ金属酸化物、金属フレーク、およびこれらの混合物が挙げられる。種々の実施形態において、開示された複合材料を形成するために当業者に既知の他の添加剤も含まれることができる。
【００４６】
ナノフィブリル化セルロース粒子／ポリイミド組成物は、基材上にフローコーティングされ、硬化される。ナノフィブリル化セルロース粒子／ポリイミド組成物の硬化は、約２００℃〜約３７０℃、または約３００℃〜約３４０℃の温度で、約３０分〜約１５０分間、または約６０分〜約１２０分間行われる。硬化は、最終段階において組成物が張力下で段階的に行うことができる。
【実施例】
【００４７】
実験的に、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物／ｐ−ベンゼンジアニリンのポリアミド酸（Ｋａｎｅｋａ製ＢＰＤＡ樹脂，ＮＭＰ中約１６．６重量％）を、９５／５の重量比でのナノフィブリル化セルロース粒子（Ｃｕｒｒａｎ（登録商標）ＴＨＩＸＣＶ５０００）および追加のＮＭＰ溶媒と高剪断ミキサを用いて混合した。１７０℃で３０分間および３２０℃で１２０分間のコーティングおよび後続硬化の後、ナノフィブリル化セルロース粒子／ポリイミド複合ベルトが、フューザベルト用途のために得られた。得られたポリイミド複合ベルトが試験され、ＬＦＡ  ４４７  Ｎａｎｏｆｌａｓｈ機器を用いることによってコントロールポリイミドベルトよりも顕著に高い熱拡散率および熱伝導率を保持していた。より高い熱拡散率および熱伝導率を表１に示す。
【表１】
2016110101.tif 000002
【００４８】
熱伝導率の他、開示されたフューザベルトの他の特性も試験したが、それらのデータを表２に示す。
【表２】
2016110101.tif 000003
【００４９】
開示されたポリイミド／ナノフィブリル化セルロース粒子フューザは、コントロールポリイミドフューザと比較した場合に、より高いヤング率およびオンセット分解温度を示した。
【００５０】
要約すれば、より高い熱拡散率、熱伝導率および弾性率のためにナノフィブリル化セルロース粒子が組み込まれるポリイミドフューザベルトが本明細書において開示される。
【図１】
2016110101.tif 000004
【図２】
2016110101.tif 000005
【図３】
2016110101.tif 000006
【図４】
2016110101.tif 000007