CN102449046B - 树脂组合物、含有其的层合膜和使用层合膜作为部件的成像装置 - Google Patents

树脂组合物、含有其的层合膜和使用层合膜作为部件的成像装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于通过将多孔膜的孔径、孔径的分布和孔隙率设定在预定范围内来控制多孔膜的功能，从而提供具有高绝热性、机械性能和电性能的多孔材料(树脂组合物)。根据本发明的树脂组合物包含工程塑料，具有多孔结构，其中全部孔的80％以上由独立孔组成，平均孔径为0.01μm-0.9μm，并且全部孔的80％以上具有平均孔径±30％以内的孔径。

Description

树脂组合物、含有其的层合膜和使用层合膜作为部件的成像装置
技术领域
本发明涉及用于绝热材料、轻质结构材料、吸收材料、吸音材料和催化剂载体的有机聚合物多孔体，具有低介电常数的电子部件用基材和具有绝热性、吸音性和轻质性的宇宙航空用和运输车辆用材料。本发明还涉及用于成像装置例如复印机、打印机和传真机的功能部件和使用该功能部件的图像定影装置。
背景技术
通过各种聚合物原料和多孔化(porosification)技术的组合来制备有机聚合物多孔体，并且根据孔径、孔隙率和表面性质而显示其特征的功能。例如，发泡体例如发泡聚苯乙烯和发泡聚氨酯作为轻质结构材料、绝热材料和减震材料在广泛的领域例如住宅、汽车和家用电器中使用。具有更微细的从纳米至微米的孔径的多孔膜也用作分离膜、渗透膜、二次电池的分隔膜和血液透析膜。使用该技术的领域正一年一年地增加。
最近，特别是对于所谓的工程塑料(以下，工程塑料)，即对超过200℃的温度具有耐热性的聚合物材料，也在开发多孔膜。利用性质例如高机械性能和耐化学性，在具有大的化学和物理负荷的环境例如航空宇宙工业和运输车辆的那些下也使用工程塑料的实例在增加。使用工程塑料树脂的多孔膜，通过使孔隙率高到某种程度以提高绝热性从而能够使用。因此，在研究各种用途例如高耐久性的耐热过滤器、电子部件基材用低-k膜和宇宙航空火箭用绝热材料的开发。
在印刷领域例如电子照相和打印机中，也存在许多在高温和高压下暴露于大量溶剂的环境，例如，成像装置中的调色剂的转印或定影部位和染料的排出部位。为了使形成这些部位的材料(例如，中间转印带、有机感光体、辊和墨头)高功能化以实现新的印刷系统，必要的条件是使用能够耐受上述环境的材料。即使在现状下，聚酰亚胺也通常用于电子照相装置中的中间转印带。
在如上所述使材料高功能化时，树脂的多孔化是非常有效的方法。另一方面，由于上述原因，将多孔化的材料应用于印刷领域以开发节能、高速和高图像质量的新印刷方法时，工程塑料多孔膜的使用是非常有效的。现状下，如专利文献中所示进行了研究。
目前，将各种方法例如电子照相法、静电记录法、喷墨法和热记录法用作成像装置的印刷方法。这些方法中，由于装置的操作容易，能够在短时间内印刷大量的记录图像，并且记录物具有小的经时劣化和高保存性的优点，因此电子照相法是主要在办公室中广泛普及的方法。
电子照相成像装置包括，例如，使感光体带电的带电装置、用激光束照射带电的感光体表面以形成静电潜像的曝光装置、由感光体的表面上的静电潜像形成调色剂像的显影装置、将感光体的表面上的调色剂像转印到记录介质上的转印装置、将转印到记录介质上的调色剂像定影于记录介质的定影装置和调色剂像的转印后将残留在感光体的表面上的调色剂除去的清洁装置。
将调色剂像定影在记录介质上的主要方法的实例包括如下方法，其中设置加热定影辊和与该加热定影辊平行且压接的加压辊，并且使附着有调色剂像的记录介质在该加压辊和加热定影辊之间通过，由此用加热定影辊的热使调色剂软化，并且通过在该加压辊和该加热定影辊之间施加压力，将调色剂像定影在记录介质上。
在这样的加热定影装置中，例如，使用在由铝制成的中空圆筒体组成的芯棒的外周表面上设置用于防止调色剂粘着的由氟树脂制成的脱模层的加热定影辊。将卤素灯或感应电磁加热法的热源设置在该加热定影辊的芯棒的中空部中，并且通过辐射热或感应加热来从其内部对该加热定影辊加热。
对于电子照相图像定影装置，已知包括具有加热源的加热辊、与该加热辊压接并且与该加热辊旋转的带和在该带中配置的定影辊的带压料法(beltnipmethod)。此外，通过压力垫将带与加热辊压接的方法(以下称为“热辊定影法”)也已知。
热辊定影法适合高速印刷和大量印刷，原因在于能够将整个加热辊保持在预定的温度。但是，热辊定影法具有问题，例如加热辊达到预定温度的升温时间较长，并且电力消耗较大。特别地，大约80％的来自加热辊的传热消散于记录介质或系统外。因此，在高速印刷中产生电力消耗显著增加的问题。
因此，已提出了在带材料中设置多孔层的方法。日本专利申请公开No.2006-133704已提出了通过在用作中间转印体和定影体的带材料中设置多孔层，从而抑制感光体的表面温度的上升。此外，日本专利申请公开No.2008-52201已提出了具有多孔层的带材料作为具有高弹性和高耐热性的带材料。作为用于制备具有细孔的多孔层的方法，提出了日本专利申请公开No.2003-138057中记载的多孔聚酰亚胺和日本专利申请公开No.2009-073124中记载的具有独立孔的多孔工程塑料材料。
发明内容
但是，由于膜中的孔隙，因此多孔膜通常具有差的机械强度。因此，尽管多孔膜的优异的功能例如高绝热性、低介电常数和高吸附性，该膜具有差的机械耐性和抗冲击性，并且在能够应用该膜的部件中和该膜的用途中存在限制。例如，日本专利申请公开No.2003-138057中记载的方法中，多孔膜由连续孔组成，非常难以改善该膜的机械强度。此外，日本专利申请公开No.2009-073124中记载的方法中，在相转换前在加湿下保持多孔层来进行改善多孔层的连通性的处理。因此，难以制备平均孔径在亚微米(小于1μm)范围的多孔膜。作为实施方案中公开的多孔膜，只公开了具有1.0-4.0μm的较大的平均孔径的多孔膜。此外，进行上述处理时，不能抑制独立孔的孔径的波动。即，其中公开的膜在膜性能，特别是压缩后的热导率上具有问题，并且不能说该膜具有适合应用于日本专利申请公开No.2006-133704中记载的带材料的膜结构。
此外，采用日本专利申请公开No.2006-133704中记载的多孔化法制备的多孔膜具有大孔隙和连续孔，原因在于没有控制孔形态。因此，机械强度差并且对于变形或压缩无耐受性，在印刷过程中引起材料的劣化。因此，难以将该多孔膜用作大量印刷或高速印刷用的带材料。
日本专利申请公开No.2008-52201中，由于采用发泡法制备多孔膜，因此孔径的均一控制困难，该多孔膜具有非常大的孔径和连续孔。因此，该膜的机械强度差并且不能抑制连续印刷过程中材料的劣化，导致弹性模量的逐渐降低和热导率的增加。因此，难以将该多孔膜用作节省电力定影用带材料。
因此，本发明的目的在于解决上述问题。即，本发明的目的在于通过将多孔膜的孔径、孔径的分布和孔隙率设定在预定范围内来控制多孔膜的功能，从而提供具有高绝热性、机械性能和电性能的多孔材料(树脂组合物(resincomposition))。本发明的其他目的在于通过将该多孔材料用作电子照相用带部件，抑制从调色剂的热扩散，从而提供节省电力和/或高速印刷用图像定影装置。
根据本发明的树脂组合物包含工程塑料，其具有多孔结构，其中全部孔的80％以上由独立孔组成，平均孔径为0.01μm-0.9μm，并且全部孔的80％以上具有平均孔径±30％以内的孔径。此外，根据本发明的图像定影装置中，将在该树脂组合物的至少一个表面上具有脱模层或基材的根据本发明的层合膜用于电子照相用转印部件、定影部件或转印和定影用部件。
根据本发明，由工程塑料组成的树脂组合物的多孔结构中，通过将独立孔的孔径和其分布设定在本发明的范围内来控制树脂组合物的功能，并且能够提供具有高绝热性和机械性能的复合多孔材料。由于多孔结构中全部孔的80％以上由独立孔组成，因此特别能够提供具有高机械性能的材料。此外，通过使用根据本发明的多孔材料(树脂组合物)作为电子照相用功能部件，能够提供具有高绝热性、机械性能和调色剂的转印所需的电性能的材料。结果，能够提供节省电力和能够高速印刷和大量印刷的图像定影装置。
附图说明
图1是表示根据本发明的层合膜的层合状态的实例的构成示意图。
图2是表示包括根据本发明的电子照相用定影部件的定影装置的实例的构成示意图。
图3是表示包括根据本发明的电子照相用定影部件的定影装置的实例的构成示意图。
图4是实施例1中的树脂组合物的截面图。
图5是实施例7中的树脂组合物的截面图。
图6是本发明的范围外的比较例6中的树脂组合物的截面图。
图7是本发明的范围外的比较例8中的树脂组合物的截面图。
图8是本发明的范围外的比较例9中的树脂组合物的截面图。
图9是实施例21中的具有炭黑的树脂组合物的截面图。
图10是实施例25中的层合膜的截面图。
图11是实施例32中的树脂组合物的截面图。
图12是本发明的范围外的比较例25中的树脂组合物的截面图。
图13是根据本发明的树脂组合物的孔径与压缩后的热导率之间的相关图。
图14是根据本发明的树脂组合物的孔径分布与压缩后的热导率之间的相关图。
具体实施方式
为了详细地对本发明进行说明，以下使用附图示出用于实施本发明的实施方案。各个公开的实施方案是作为本发明的树脂组合物、含有该树脂组合物的层合膜和使用该层合膜作为部件的成像装置的实际使用的实例，但本发明并不限于这些。
(本发明的实施方案)
图1示意地表示本实施方案中包括树脂组合物、在其上形成的脱模层和弹性层和基材的层合膜的截面。
从机械性能的观点出发，本实施方案中的树脂组合物的多孔结构包括其间隙被曲面的树脂壁分隔的独立孔。孔彼此独立，并且在孔之间均具有由树脂制成的壁。因此，不仅由于树脂的弹性模量而且由于孔中的气压的效果，预期整个树脂组合物显示高于连续孔的弹性模量。独立孔的形成能够使成像过程中产生的杂质向多孔层中的侵入减少，并且能够抑制材料劣化和物性变化的显现。此外，根据本实施方案的多孔结构中，独立孔占全部孔的80％以上。其中，“独立孔”意指孔和邻接的孔之间存在的树脂壁不具有开口的孔。
本实施方案中树脂组合物的孔径在0.01μm-0.9μm的范围内适当选择。绝热性的观点出发，孔径优选不大于空气的平均自由行程。在不大于平均自由行程(空气的情况下为65nm)的孔径下，使孔中包括的空气的热导率减小，并且该孔能够视为真空。因此，作为树脂组合物整体，热导率减小，并且能够期待绝热性的改善。但是，在小于0.01μm的孔径下，构成类似于无孔膜，因此使通过树脂壁的孔中的热传导产生的传播增加。因此，作为树脂组合物整体，热导率增加，使得难以将该树脂组合物用作绝热材料。此外，可如后所述通过溶液的粘度来控制孔径。但是，在要实现不大于0.01μm的孔径的情况下，溶液的粘度非常高，导致难以在制膜中处理。
根据本发明的树脂组合物的多孔结构也具有不包括孔径不小于10μm的大孔隙的结构。这是因为大孔隙增加时，由于外部的物理变化例如压缩和拉伸，材料容易劣化。优选地，如后所述，由于与导电控制剂的关系，没有包括大孔隙。此外，本发明中，树脂组合物的平均孔径在0.1μm-0.9μm的范围内。对本实施方案中孔径的测定方法并无特别限制。能够使用常规的测定方法，并且能够使用压汞法和SEM观察后的图像分析。
此外，本发明中，全部孔的80％以上包括上述范围内的平均孔径±30％内的孔径。
由于全部孔的80％以上包括平均孔径的±30％内的孔径，因此使孔径保持均匀，能够分散外部应力，并且不易因应力集中而产生膜的劣化或裂纹。此外，将材料例如填料分散在膜中的情况下，获得均匀的分散状态并且容易显示所需的性质。
树脂组合物内的孔隙率为10％-90％，并且特别优选30％-70％。在过低的孔隙率下，抑制热导率的降低以致不能显示绝热性。在过高的孔隙率下，得到具有差的机械强度的膜，使得难以将该膜用作电子照相用带部件。本实施方案中的孔隙率的测定方法并无特别限制。例如，能够用密度测定法计算孔隙率。
通过适当地确定孔径和孔隙率，能够使多孔层的热导率减小。例如，聚酰亚胺材料的情况下，无孔膜的热导率大约为0.2-0.3[W/mK]。另一方面，通过设置具有占据全部孔的80％以上的独立孔的本发明的孔，能够使热导率减小到大约0.03-0.1[W/mK]。
用于本发明的工程塑料是具有110℃以上的耐热温度的功能性树脂。其中，耐热温度是指树脂能够连续地使用而不变形或劣化的温度，例如，是指玻璃化转变温度。
包括用于本发明的工程塑料的树脂组合物包括如下的树脂组合物，其选自由聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯和聚醚醚酮或它们的组合组成的组。这些树脂组合物是具有高耐热性、机械性能和耐溶剂性的材料。
本发明人研究了使用这些材料作为电子照相用成像装置的转印部件或定影带部件的情况下的最佳构成。结果发现，本发明的范围内的多孔结构能够抑制多孔结构暴露的热和化学环境中材料的劣化和物性变化，并且即使为了改善绝热性而将孔隙率设定得高，也能够实现具有高机械强度的膜。这些中，从多孔化方法的操作性、孔形状的控制、耐热性和机械强度的观点出发，可适合使用热固化性聚酰亚胺
以下对根据本发明的树脂组合物的制备方法详细说明。
根据本发明的树脂组合物的制备方法是用于制备具有全部孔的80％以上包括独立孔的多孔结构的树脂组合物的方法。该方法还包括将粘度为10,000cP-1,000,000cP的工程塑料树脂溶液成型，并且用相分离法将该树脂溶液的溶剂除去以进行多孔化。
树脂组合物的制备优选使用相分离法进行。在基材上将作为原料的树脂的溶液(树脂溶液)例如聚酰胺酸成型。随后，将该基材浸入凝固溶剂以多孔化。可适当地选择成型的形状，并且优选将树脂溶液流延成型为膜的形状的方法。通过将该基材浸入凝固溶剂，膜的状态变化(相转变(phasetransition))。该方法被称为相分离法。在此，相转变意味着通过将溶液系浸入凝固溶剂(不良溶剂)，树脂作为固体沉积。
将聚酰胺酸用于树脂溶液时，该多孔化后通过进一步将该树脂酰亚胺化，能够得到多孔聚酰亚胺膜。
用上述方法制备多孔膜时，优选通过使用具有10,000cP-1,000,000cP、更优选30,000cP-500,000cP的粘度的树脂溶液，采用相分离法制备该多孔膜。具有低粘度的树脂不能抑制大孔隙的生长。相反地，具有高粘度的树脂不能用流延法流延到基材上。因此，膜制备困难。
通过将无机盐添加到树脂溶液中能够增加或控制溶液的粘度。
其中，作为无机盐，适合使用氯化锂、溴化锂、草酸锂等。添加无机盐能够改善树脂溶液的粘度，并且能够抑制相转变时产生的大孔隙的生长。
也可通过调节溶剂置换速率来得到没有大孔隙的树脂组合物。
作为方法，例如，可用溶剂置换速率调节膜覆盖流延膜以浸入凝固溶剂中。或者，不使用上述膜，通过将用于溶解树脂的溶剂添加到凝固溶剂中或者通过改变凝固溶剂的温度来进行相转变，由此能够改变溶剂置换速率以致能够显现与溶剂取代调节材料同样的效果。
其中，将具有一定的孔的片状聚合物材料用作溶剂置换调节膜。具体地，适合使用包括聚烯烃、纤维素和氟树脂的树脂组合物和无纺布。相转变时，通过用上述膜覆盖流延膜，能够调节树脂溶液的溶剂和凝固溶剂的置换速率以得到具有均匀孔径而无大孔隙的树脂组合物。
此外，通过改变树脂的凝固速率，能够控制多孔膜的孔径。具体地，通过使凝固速率更快，能够使孔径减小，并且通过使凝固速率较慢，能够增加孔径。因此，通过使用树脂的粘度或溶剂置换调节材料改变凝固速率，能够适当地控制孔径。
作为控制凝固速率的参数，例如，可使用具有孔的片材的Gurley值或凝固溶剂的温度。优选地，由Gurley值和树脂粘度的乘积表示的值能够用作控制多孔膜的孔结构的因子。凝固溶剂的实例包括水、醇(例如甲醇、乙醇、丙醇)、烃(例如己烷、环己烷、庚烷)、酮(例如丙酮、丁酮、2-丁酮)和酯(例如醋酸乙酯)。从操作简单和成本的观点出发，优选水。
其中，通过控制相转变时聚合物溶液的相分离状态，能够控制多孔膜的孔结构。具体地，通过适当地改变聚合物溶液的粘度、树脂的浓度和溶剂，能够将相分离状态控制为海-岛型或旋节线型。通过反映相分离状态，能够改变多孔膜的多孔结构。也在本发明中，能够控制相分离结构以制备其中独立孔占全部孔的80％以上的树脂组合物。
通过热酰亚胺化处理或者使用例如酸酐的化学酰亚胺化处理，能够将聚酰胺酸酰亚胺化。由于操作简单，因此热酰亚胺化适合使用。已知聚酰亚胺膜的机械强度取决于热处理条件而大幅地变化。本发明中的热处理中，可以以恒定速率升高温度，优选地逐步地使加热温度升高。具体地，可以例如10-60分钟80℃-120℃、10-60分钟120℃-200℃和10-60分钟200℃-350℃，使温度升高。
通过调节树脂溶液中的树脂的浓度，能够控制孔隙率。通过增加树脂的浓度和使溶液中的溶剂的浓度减小，能够适当地使孔隙率减小。另一方面，通过使树脂的浓度减小和使溶液中的溶剂的浓度增加，能够适当地增加孔隙率。
必要时可将导电控制剂添加到多孔层中以调节电阻。作为方法，可将预定量的导电控制剂添加到树脂溶液中并且使之分散。使用该树脂溶液，用相分离法对电阻进行调节。
可使用通常使用的分散机进行分散。具体地，可使用辊磨机、油漆摇动器、珠磨机等。
作为导电控制剂，能够使用本领域中通常使用的物质。能够使用例如，炭黑例如炉法炭黑、热裂炭黑、槽法炭黑、石墨、碳纳米管等。还能够使用金属氧化物例如氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化锌、铟锌系氧化物等，和金属例如金、银、铜、镍等。此外，可通过用上述材料覆盖各种无机物(例如钛酸系化合物例如钛酸钾、二氧化钛、单斜晶系二氧化钛等，硅酸钙例如硅灰石、硬硅钙石等，无定形二氧化硅等)的表面而形成导电材料。
也可使用离子性导电剂例如季铵盐、磷酸酯、磺酸盐、脂肪族多元醇和脂肪族醇硫酸盐。
这些中，优选炭黑和金属氧化物，特别优选炭黑。可单独使用一种导电控制剂，或者可将其两种以上组合使用。
也从控制电阻的观点出发，优选不具有大孔隙的多孔结构。导电控制剂彼此接近时显现电传导。但是，如果存在比导电控制剂的粒径大得多的孔，则将导电控制剂物理分离。这样的大的孔的存在引起显著不均匀的分散状态，导致导电性的不稳定控制。也优选均一的孔径。这样的均一的孔径导致导电控制剂的均匀分散，并且能够以良好的再现性进行导电性的控制。
适当地确定导电控制剂的量以致含有1-30重量％的上述导电控制剂，并且多孔层的体积电阻率为大约107-1010Ωcm。由此，能够高效地将调色剂从感光体鼓转印到带上。在1重量％以下的导电控制剂下，不能显现导电性。此外，30重量％以上的导电控制剂下，粘度的影响使得难以使用分散机实现均匀的分散。
此外，通常已知导电控制剂的添加显著地增加热导率。但是，本发明中，甚至在添加导电控制剂以控制电阻的树脂组合物中，孔隙率为至少30％以上时，也能将热导率抑制在0.10[W/mK]以下。在聚合物材料中通过导电控制剂的自由电子传热。另一方面，在每单位体积包括大量孔的多孔体中，能够将热导率的增加抑制在一定值以下的值。
本发明中，树脂组合物可具有如下结构，其中在树脂组合物的至少一个表面上，层合脱模层或基材，必要时进一步层合弹性层(参见图1)。例如，可将脱模层层合在树脂组合物的一个表面上使用。
作为脱模层101，适合使用氟树脂。对氟树脂的种类并无特别限制。氟树脂的实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)和四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)。由氟树脂或者主要含有氟树脂的树脂制成的脱模层101能够防止熔融的调色剂附着于定影带以致能够获得高质量定影图像。
脱模层101(例如，氟树脂层)具有1μm-10μm、特别优选地3μm-7μm的厚度。含有树脂组合物103的层合膜100的厚度过小使得机械强度差以致该材料容易因裂纹或刮擦而劣化。此外，层合膜100的厚度过大增加表面层的热容量以致容易发生从调色剂的热扩散。因此，不可能高效地只加热调色剂。
必要时也可将导电控制剂添加到脱模层101中。作为导电控制剂，可添加与添加到树脂组合物103中的那些相同的导电控制剂。此外，与树脂组合物103的情形同样地，确定导电控制剂的含量以致体积电阻率可在107-1011Ωcm的范围内。
树脂组合物103的表面中，可将基材105层合在不具有脱模层101的表面上。基材105可通过在相分离法中将树脂溶液流延到基材105上并且使该树脂溶液多孔化而层合。
此时，为了改善基材105与树脂组合物103的粘合性，优选将与多孔化的树脂相同的树脂或者具有与多孔化树脂具有亲和性的化学结构的材料用于基材105。此外，可将基材105的表面物理地或化学地粗糙化以通过锚定效果改善粘合性。
此外，必要时可将弹性层104层合在树脂组合物103和基材105之间。作为弹性层104，可适合使用耐热性硅橡胶、氟橡胶或者主要含有这些的混合物。
本发明的树脂组合物中，可根据功能适当地选择其用途和形状。以聚酰亚胺的树脂组合物为例，由于聚酰亚胺的树脂组合物具有高耐热性、低介电常数、耐化学性和高机械强度，因此聚酰亚胺的树脂组合物能够用作燃料电池的电解质膜或电子材料的支持基材，也能够用于耐热过滤器或汽车用轻质部件。在树脂组合物作为绝热部件用于电子照相用定影部件的情况下，该树脂组合物特别优选具有带状形状。将该树脂组合物形成在圆筒或圆柱状基体上，并且能够原样地用作定影辊。
特别地，由于本发明的树脂组合物具有小孔径的独立孔102，因此本发明的树脂组合物能够用作能够抑制与多孔化相伴的机械强度的降低的绝热部件。含有本发明的树脂组合物的层合膜对于大量印刷时施加于材料的物理变形和暴露于化学物质也具有耐受性。因此，含有本发明的树脂组合物的层合膜能够用作进行大量印刷和/或高速印刷的图像定影装置(系统)中的电子照相用转印部件、定影部件、转印和定影用部件。
例如，含有本发明的树脂组合物的层合膜能够用于具有如图2中所示的同时转印和定影系统的图像定影装置或者能够用于具有如图3中所示的定影系统的图像定影装置。图2和图3中所示的定影系统是用外部加热源从脱模层侧加热调色剂的定影系统。由于调色剂的下部具有绝热层，因此能够抑制热能从调色剂向系统外扩散以致能够抑制搬运过程中调色剂温度的降低。在该系统中可只加热调色剂。因此，能够抑制以往发生的向纸等的热扩散并且能够用小的电力能量将调色剂定影。
此外，本发明中，由于使用电阻受控的树脂组合物103，因此也能够进行从感光体鼓206的调色剂转印。在同时转印和定影系统中，能够用一个带材料进行转印和定影，导致节省空间和降低成本。
以下示出包括本发明中的电子照相用转印和定影部件的定影装置的实例，但定影装置并不限于此。
图2中所示的装置具有本发明中的带部件，并且包括外部加热源205、感光体鼓206、加压辊207、驱动辊208和带电辊209。从感光体鼓206转印调色剂202，本发明中的定影带201压接加压辊207以形成压料部。在保持调色剂的温度的同时，由外部加热源205加热的调色剂202变为熔融(熔融调色剂203)。然后，熔融调色剂203移动到压料部，定影于记录介质210上，成为定影调色剂204。
图3中所示的装置具有其中使用了根据本发明的树脂组合物303、基材301、弹性层302和脱模层304的定影辊300，并且包括外部加热源306、加压辊307和定影带305。与图2中所示的系统同样地，通过外边加热源306熔融的调色剂308，在保持调色剂308的温度的同时在熔融状态下移动到压料部，并且定影于记录介质309上。
此外，本发明中的多孔膜，在电子照相领域中，不仅能够用于带材料而且能够用于全部树脂部件例如有机感光体和框体。
此外，除了电子照相领域外，本发明中的多孔膜也能够作为具有高机械强度的低介电常数材料用于电子部件和电线的被覆材料或者作为轻质材料或绝热材料用于运输车辆或航空宇宙工业用的结构部件和建筑材料。本发明中的多孔膜能够潜在地应用于其中使用耐热性树脂的全部加工部件。
实施例
以下使用实施例对本发明详细说明，但本发明并不限于这些。
通过测定切割为3cm见方的多孔膜的厚度和重量，根据下式计算孔隙率。S表示多孔膜的面积，d表示其厚度，w表示多孔膜的重量，和D表示聚酰亚胺的密度。
孔隙率(％)＝(D/w)-(S-d)-100
基于通过使用扫描电子显微镜(SEM)观察多孔聚酰亚胺树脂层的截面而得到的图像，通过使用图像处理系统(LUZEXAP，NirecoCorporation)计算孔径分布(小孔径的大小和个数分布)和独立孔的比例。
通过使用热扩散率计(FTC-1，Ulvac-Riko，Inc.)测定热扩散率并且将用热扩散率另外确定的密度和比热积分来计算热导率。
关于聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺树脂，耐压缩性由在压力7kgf/cm2、压缩温度170℃和压缩时间4小时的条件下使用高精度热压机(TesterSangyoCo.，Ltd.)压缩聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺树脂的压缩前后的厚度变化率而计算。此外，关于聚碳酸酯树脂，耐压缩性由在压力7kgf/cm2、处理温度70℃和压缩时间4小时的条件下使用高精度热压机(TesterSangyoCo.，Ltd.)压缩聚碳酸酯树脂的压缩前后的厚度变化率而计算。
使用表面粗糙度测定装置(SURF-CORDERSE3500，KosakaLaboratoryLtd.)评价平均表面粗糙度(Rz)。
使用粘度计(锥板式流变仪MCR-300，AntonPaarGmbH)评价粘度。
使用超高电阻测定用样品箱(TR42，AdvantestCorporation)评价表面电阻。
用LCR计(HP4284A，Yokogawa-Hewlett-PackardLtd.)评价介电常数。
(实施例1)
准备作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)溶液(U-varnish-A，UbeIndustries，Ltd.，树脂浓度20重量％)。将氯化锂添加到聚酰胺酸溶液中以使氯化锂的浓度为15重量％，并且将其溶解。此时的树脂粘度为120,000cP。准备具有120μm的厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将上述溶液流延到基材上。随后，在室温下将该流延膜浸入蒸馏水中5分钟。将基材从水中取出，并且用蒸馏水对得到的膜进行冲洗。
将附着水擦去，并且将该膜放入干燥炉中。在80℃下将该膜干燥1小时。随后，以10℃/分钟的加热速率将温度升高到150℃。在150℃下将该膜加热30分钟后，以10℃/分钟的加热速率将温度升高到250℃。在250℃下将该膜加热10分钟后，以10℃/分钟的加热速率将温度升高到350℃。然后，在350℃下将该膜加热10分钟以制备聚酰亚胺树脂组合物。
考察得到的膜的孔形态。其平均孔径为0.015μm。考察个数分布。结果全部孔的81％包括在0.011-0.019μm的孔径中。此外，测定孔隙率。孔隙率为65％，并且得到的多孔膜的厚度为180μm。用SEM观察该膜的横截面。然后，该横截面如4(7,000倍)中所示，并且全部孔的90％是独立孔。
考察干燥时该多孔膜的性能。在80℃下干燥1小时时的平均孔径为0.020μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.014-0.026μm的孔径中。此外，测定孔隙率。结果孔隙率为69％，并且得到的多孔膜的厚度为190μm。此外，考察在250℃下将膜加热10分钟时该膜的物性。结果平均孔径为0.019μm。考察个数分布。结果全部孔的83％包括在0.0133-0.0247μm的孔径中。此外，测定孔隙率。结果孔隙率为68％，并且得到的多孔膜的厚度为188μm。
(实施例2)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为108,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法进行实施例2。
独立孔的平均孔径为0.055μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.040-0.070μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为150μm。
(实施例3)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为96,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法进行实施例3。
独立孔的平均孔径为0.10μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.070-0.13μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的80％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为125μm。
(实施例4)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为78,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.20μm。考察个数分布。结果全部孔的83％包括在0.17-0.26μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例5)
除了用溶剂置换调节材料(U-Pore，Gurley值为210秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖在基材上流延的流延膜，进行相转变以外，采用与实施例1中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为118,000cP。
独立孔的平均孔径为0.20μm。考察个数分布。结果全部孔的94％包括在0.17-0.26μm的孔径中。此外，孔隙率为63％，并且全部孔的94％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为160μm。
(实施例6)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为69,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法进行实施例6。
独立孔的平均孔径为0.40μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.28-0.52μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的82％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(实施例7)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸溶液的树脂粘度为105,000cP并且用溶剂置换调节材料(U-Pore，Gurley值为300秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖在基材上流延的流延膜，进行相转变以外，采用与实施例5中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.40μm。考察个数分布。结果全部孔的93％包括在0.28-0.52μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的95％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为150μm。用SEM观察该膜的横截面。结果横截面如图5(5,000倍)中所示。
(实施例8)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为59,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法进行实施例8。
独立孔的平均孔径为0.60μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.42-0.78μm的孔径中。此外，孔隙率为63％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(实施例9)
除了调节氯化锂的量以致聚酰胺酸的树脂粘度为39,000cP以外，采用与实施例1中相同的方法进行实施例9。
独立孔的平均孔径为0.80μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.56-1.0μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(实施例10)
除了用溶剂置换调节材料(PoreflonMembrane，Gurley值：330秒/100cc，SumitomoElectricFinePolymer，Inc.)覆盖流延膜，进行相转变以外，采用与实施例7中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.40μm。考察个数分布。结果全部孔的91％包括在0.28-0.52μm的孔径中。此外，孔隙率为60％，并且全部孔的93％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例11)
除了将基材上流延的流延膜浸入水/甲醇＝1/1(体积％)的溶液中以外，采用与实施例9中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为41,000cP。
独立孔的平均孔径为0.85μm。考察个数分布。结果全部孔的88％包括在0.60-1.1μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的86％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(实施例12)
除了将基材上流延的流延膜浸入水/NMP＝1/1(体积％)的溶液中以外，采用与实施例9中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为40,000cP。
独立孔的平均孔径为0.88μm。考察个数分布。结果全部孔的86％包括在0.62-1.1μm的孔径中。此外，孔隙率为63％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例13)
除了凝固溶剂(水)的温度为70℃以外，采用与实施例9中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为42,000cP。
独立孔的平均孔径为0.90μm。考察个数分布。结果全部孔的87％包括在0.63-1.17μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为135μm。
(实施例14)
除了聚酰胺酸的树脂浓度为30重量％，并且调节氯化锂的量以致聚酰胺酸溶液的树脂粘度为110,000cP以外，采用与实施例7中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.45μm。考察个数分布。结果全部孔的86％包括在0.32-0.59μm的孔径中。此外，孔隙率为21％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例15)
除了聚酰胺酸的树脂浓度为25重量％，并且调节氯化锂的量以致聚酰胺酸溶液的树脂粘度为113,000cP以外，采用与实施例7中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.45μm。考察个数分布。结果全部孔的86％包括在0.32-0.59μm的孔径中。此外，孔隙率为32％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例16)
除了聚酰胺酸的树脂浓度为15重量％，并且调节氯化锂的量以致聚酰胺酸溶液的树脂粘度为108,000cP以外，采用与实施例7中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.48μm。考察个数分布。结果全部孔的86％包括在0.34-0.62μm的孔径中。此外，孔隙率为74％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例17)
除了聚酰胺酸的树脂浓度为10重量％，并且调节氯化锂的量以致聚酰胺酸溶液的树脂粘度为100,000cP以外，采用与实施例7中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.50μm。考察个数分布。结果全部孔的86％包括在0.35-0.65μm的孔径中。此外，孔隙率为85％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为130μm。
(实施例18)
制备聚酰胺酰亚胺的N-甲基-吡咯烷酮溶液(HL-1210，HitachiChemicalCo.，Ltd.)。将氯化锂添加到该溶液中以使氯化锂的浓度为10重量％，并且将其溶解。此时的树脂粘度为69,000cP。准备聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将上述溶液流延到基材上。随后，将该流延膜浸入蒸馏水中5分钟。将基材从水中取出，并且用蒸馏水对得到的膜进行冲洗。
将附着水擦去，并且将该膜放入干燥炉中。在80℃下将该膜干燥1小时后，以10℃/分钟的加热速率将温度升高到150℃。在150℃下将该膜加热30分钟后，以10℃/分钟的加热速率将温度升高到250℃。在250℃下将该膜加热10分钟以制备聚酰胺-酰亚胺树脂组合物。
平均孔径为0.30μm。考察个数分布。结果全部孔的80％包括在0.21-0.39μm的孔径中。此外，孔隙率为67％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为120μm。
(比较例1)
准备聚酰胺酰亚胺的N-甲基-吡咯烷酮溶液(HL-1210，HitachiChemicalCo.，Ltd.)。树脂浓度为20重量％，并且树脂粘度为5,200cP。准备具有120μm的厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将上述溶液流延到基材上。流延后，立即将该流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持4分钟。随后，将该流延膜浸入水中并且进行相转变。将该膜从水中取出，并且用蒸馏水对得到的膜进行冲洗。
将附着水擦去，并且在室温下将该膜干燥以得到聚酰胺-酰亚胺树脂组合物。
平均孔径为1.0μm。考察个数分布。结果全部孔的68％包括在0.70-1.30μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为120μm。
(比较例2)
准备作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)溶液(U-varnish-A，UbeIndustries，Ltd.，树脂浓度20重量％)。此时的树脂粘度为7,200cP。准备具有120μm的厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将上述溶液流延到基材上。流延后，立即将该流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持3分钟。随后，将该流延膜浸入水中并且进行相转变。将该膜从水中取出，并且用蒸馏水对得到的膜进行冲洗。
将附着水擦去，并且在干燥炉中在100℃下将该膜干燥。随后，在260℃的干燥炉中将该膜干燥60分钟以得到聚酰亚胺树脂组合物。
平均孔径为2.5μm。考察个数分布。结果全部孔的69％包括在1.8-3.2μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为120μm。
(比较例3)
准备作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)溶液(U-varnish-A，UbeIndustries，Ltd.，树脂浓度20重量％)。准备具有120μm的厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将上述溶液流延到基材上。
流延后，立即将该流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持3分钟。随后，将该流延膜浸入水中并且进行相转变。将该膜从水中取出，并且用蒸馏水对得到的膜进行冲洗。用Gurley值：800秒/100cc的溶剂置换调节材料(U-pore，UbeIndustries，Ltd.)覆盖该流延膜，浸入水中，进行相转变。然后，采用与实施例1中相同的方法对该流延膜热酰亚胺化以制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为7,800cP。
独立孔的平均孔径为13μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在9.1-17μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(比较例4)
除了没有使用任何溶剂置换调节材料而将流延膜浸入水/NMP-1/1(体积％)的溶液中以外，采用与比较例3中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为7,500cP。
独立孔的平均孔径为3.0μm。考察个数分布。结果全部孔的87％包括在2.1-3.9μm的孔径中。此外，孔隙率为62％，并且全部孔的87％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(比较例5)
除了将流延膜浸入水/甲醇＝1/1(体积％)的溶液中以外，采用与比较例4中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为7,400cP。
独立孔的平均孔径为3.2μm。考察个数分布。结果全部孔的88％包括在2.2-4.1μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的86％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(比较例6)
除了没有使用任何溶剂置换调节材料进行相转变以外，采用与比较例3中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为7,200cP。
孔的平均孔径为5.2μm。考察个数分布。结果全部孔的64％包括在3.6-6.7μm的孔径中。此外，孔隙率为65％，并且全部孔的82％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。用SEM观察该膜的横截面。结果横截面如图6(600倍)中所示。
(比较例7)
除了凝固溶剂(水)的温度为70℃以外，采用与比较例6中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为7,100cP。
孔的平均孔径为6.0μm。考察个数分布。结果全部孔的81％包括在4.2-7.8μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的64％为独立孔。
(比较例8)
除了树脂浓度为15重量％以外，采用与比较例6中相同的方法制备聚酰亚胺树脂组合物。树脂粘度为6,200cP。
孔的平均孔径为5.5μm。考察个数分布。结果全部孔的64％包括在3.9-7.1μm的孔径中。此外，孔隙率为69％，并且全部孔的62％为独立孔。用SEM观察该膜的横截面。结果横截面如图7(1,000倍)中所示。
(比较例9)
准备了聚酰亚胺发泡片材(UPILEX-FOAMBP021，UbeIndustries，Ltd.)。厚度为500μm。孔隙率为60％。用SEM观察该聚酰亚胺发泡片材的横截面。结果，如图8(4,000倍)中所示，横截面具有如下结构，该结构具有海绵状连续孔。
使用由实施例1-18和比较例1-9得到的树脂组合物(3cm见方)，评价热导率、耐压缩性(压缩前后的厚度变化率)和压缩后的热导率。在压力7kgf/cm2、压缩温度170℃和压缩时间4小时的条件下使用压机对树脂组合物进行压缩。随后，评价耐压缩性。表1示出结果。
[表1]
实施例1-18和比较例1-9中，根据以下的标准评价热导率、耐压缩性和压缩后的热导率：
(独立孔：基于全部孔的独立孔的比例，++：不小于80％，+：不小于60％并且小于80％，和-：小于60％。)
(孔径分布：基于全部孔的具有平均孔径的±30％内的孔径的孔的比例。)
(热导率λ[W/mK]：+++：λ＜0.05，++：0.05≤λ＜0.075，+：0.075≤λ＜0.1，和-：λ≥0.1[W/mK]以上。)
(耐压缩性：+++＝小于1％，++＝不小于1％且小于5％，+＝不小于5％且小于10％，和-＝不小于10％。)
由表1可知，具有较小孔径的膜具有更优选的耐压缩性。还可知具有较小孔径的膜具有较高的机械强度，因此尽管膜的高孔隙率，也能够抑制压缩产生的热导率的降低。还可知低孔隙率导致高热导率，相反，高孔隙率导致差的机械强度。
另一方面，具有大空隙和连续孔的膜具有差的耐压缩性，因此显示显著的压缩产生的热导率的增加。
(实施例19)
将炭黑(DenkaBlack，DenkiKagakuKogyoK.K.)添加到聚酰胺酸的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)溶液(U-varnish-A，UbeIndustries，Ltd.，树脂浓度20重量％)以致炭黑的浓度为5、10、15、20、25和30重量％。然后，使用辊磨分散机(rollmilldispersionmachine)(BR-100V，IMEXCo.，Ltd.)将炭黑分散在该树脂溶液中。将氯化锂添加到各溶液中以致氯化锂的浓度为15重量％。将该分散溶液流延到具有120μm厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)上，并且将该流延膜浸入水中(含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为120,000cP)。采用与实施例1中相同的方法对该流延膜进行热酰亚胺化以得到含有炭黑的聚酰亚胺树脂组合物。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.060μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.042-0.078μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为66％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的膜的厚度为180μm。图9(10,000倍)表示由含有15重量％炭黑的树脂组合物制成的膜的横截面。
(实施例20)
除了调节氯化锂的量以致调节树脂粘度(含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为94,000cP)以外，采用与实施例19中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.25μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.18-0.32μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为65％，并且全部孔的82％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(实施例21)
除了用溶剂置换调节材料(U-Pore，Gurley值：210秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖流延膜，进行相转变以外，采用与实施例19中相同的方法制备树脂组合物。含有15重量％炭黑的聚酰胺酸树脂溶液的粘度为123,000cP。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.28μm。考察个数分布。结果全部孔的92％包括在0.20-0.36μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为65-69％，并且全部孔的93％为独立孔。得到的膜的厚度均为180μm。
(实施例22)
除了调节氯化锂的量以致调节树脂粘度(含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为60,000cP)以外，采用与实施例19中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.53μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.37-0.69μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为65％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(实施例23)
除了用溶剂置换调节材料(U-Pore，Gurley值：410秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖流延膜，进行相转变以外，采用与实施例22中相同的方法制备树脂组合物。含有15重量％炭黑的聚酰胺酸树脂溶液的粘度为108,000cP。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.72μm。考察个数分布。结果全部孔的92％包括在0.50-0.93μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为64％，并且全部孔的90％为独立孔。得到的膜的厚度为170μm。
(实施例24)
除了调节氯化锂的量以致调节树脂粘度(含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为39,000cP)以外，采用与实施例19中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为0.90μm。考察个数分布。结果全部孔的84％包括在0.63-1.17μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为65％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例10)
将炭黑(DenkaBlack，DenkiKagakuKogyoK.K.)添加到聚酰胺酰亚胺的N-甲基-吡咯烷酮溶液(HL-1210，HitachiChemicalCo.，Ltd.，20重量％，4,800cP)以致炭黑的浓度为5、10、15、20、25和30重量％。然后，使用辊磨分散机(BR-100V，IMEXCo.，Ltd.)将炭黑分散在该树脂溶液中。
将该分散溶液流延到具有120μm厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)上。将该流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持4分钟。随后，将该流延膜浸入水中并且进行相转变。将该膜从水中取出，并且在室温下进行空气干燥以得到聚酰胺酰亚胺的树脂组合物。含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为6,900cP。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为1.0μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.70-1.3μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为63％，并且全部孔的67％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例11)
将炭黑(DenkaBlack，DenkiKagakuKogyoK.K.)添加到作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸的N-甲基-吡咯烷酮(NMP)溶液(U-varnish-A，UbeIndustries，Ltd.，树脂浓度20重量％)以致炭黑的浓度为5、10、15、20、25和30重量％。然后，使用辊磨分散机(BR-100V，IMEXCo.，Ltd.)将炭黑分散在该树脂溶液中。
将该分散溶液流延到具有120μm厚度的聚酰亚胺材料(Kapton，DuPont-TorayCo.，Ltd.)上。将该流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持3分钟，随后浸入水中。将该流延膜从水中取出，并且在100℃下干燥。随后，在260℃干燥炉中将该膜干燥60分钟以得到含有炭黑的树脂组合物。含有15重量％炭黑的树脂溶液的粘度为8,200cP。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为3.2μm。考察个数分布。结果全部孔的69％包括在2.2-4.2μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为63％，并且全部孔的83％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例12)
除了用溶剂置换调节材料(U-pore，Gurley值：800秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖比较例11中的炭黑的分散液(含有15重量％炭黑时树脂溶液的粘度为8,200cP)制成的流延膜，进行相转变以外，采用与实施例19中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。
含有15重量％炭黑的树脂组合物的平均孔径为15μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在11-19μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为61％，并且全部孔的82％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例13)
除了没有使用任何溶剂置换调节材料覆盖流延膜而对该流延膜进行了相转变以外，采用与比较例12中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。含有15重量％炭黑时树脂溶液的粘度为9,000cP。
得到的膜的平均孔径为6.8μm。考察个数分布。结果全部孔的64％包括在0.65-1.2μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为62％，并且全部孔的63％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例14)
除了凝固溶剂(水)的温度为70℃以外，采用与比较例13中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。含有15重量％炭黑时树脂溶液的粘度为8,500cP。
得到的膜的平均孔径为7.4μm。考察个数分布。结果全部孔的81％包括在5.2-9.6μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为64％，并且全部孔的63％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例15)
除了树脂浓度为16重量％以外，采用与比较例13中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。含有15重量％炭黑时树脂溶液的粘度为5,700cP。
得到的膜的平均孔径为7.9μm。考察个数分布。结果全部孔的61％包括在5.5-10μm的孔径中。测定孔隙率。结果孔隙率为69％，并且全部孔的83％为独立孔。得到的膜的厚度为150μm。
(比较例16)
除了炭黑浓度为35重量％以外，采用与比较例13中相同的方法尝试了含有炭黑的树脂组合物的制备。但是，不能将炭黑分散以致不能形成膜。
(比较例17)
除了炭黑浓度为0.5重量％以外，采用与比较例13中相同的方法得到了含有炭黑的树脂组合物。但是，没有使得到的膜的电阻减小。
使用实施例19-24和比较例10-17考察多孔膜的电性能。表2示出结果。
使用根据实施例19-24和比较例10-17的树脂组合物中含有15重量％炭黑的膜评价热导率、耐压缩性和绝缘破坏。
[表2]
实施例19-24和比较例10-17中，根据下述标准，评价热导率、耐压缩性(压缩前后的厚度变化率)、电阻的控制(电阻和炭黑(CB)量的图(percolationcurve)中，对应于106Ωcm和1014Ωcm的CB量为分母并且电阻(106Ωcm和1014Ωcm)的常用对数为分子时的斜率)和绝缘破坏(将300V的电压施加于膜1分钟)。
(独立孔：基于全部孔的独立孔的比例，++：不小于80％，+：不小于60％并且小于80％，和-：小于60％。)
(孔径分布：基于全部孔的具有平均孔径的±30％内的孔径的孔的比例。)
(热导率λ[W/mK]：+++：λ＜0.05，++：0.05≤λ＜0.075，+：0.075≤λ＜0.1，和-：λ≥0.1[W/mK]以上。)
(耐压缩性：+++＝小于1％，++＝不小于1％且小于5％，+＝不小于5％且小于10％，和-＝不小于10％。)
(电阻的控制：++：小于1.5，+：不小于1.5且小于2.0，和-：不小于2.0。)
(绝缘破坏：++＝未破坏，-＝破坏。)
由表2可知，在孔径大或者孔径分布宽的情况下，即，在孔的均一性差的情况下，炭黑不均匀地分散。这引起迅速的电阻变化，导致难以根据炭黑的量控制电阻。此外，炭黑不均匀地存在的部分，发生了绝缘破坏。另一方面，实施例19-24的具有独立孔的膜，除了良好的热导率和良好的电阻的控制，由于膜含有炭黑，因此显示出耐压缩性的改善。
(实施例25)
将PFA层合在实施例5中得到的树脂组合物上。通过用喷射注入装置将PFA分散体(510CL，DuPont-MitsuiFluorochemicalsCompany，Ltd.)施涂到树脂组合物上，并且在350℃下将产物加热10分钟来进行层合。测定PFA的厚度。结果其厚度为5μm。表面粗糙度Rz为0.5μm。用SEM观察其横截面。结果横截面如图10(1,000倍)中所示。
(实施例26)
采用与实施例25中相同的方法将PFA层合在实施例8中得到的树脂组合物上。通过用喷射注入装置将PFA分散体施涂到树脂组合物上，并且在350℃下将产物加热10分钟来进行层合。测定PFA的厚度。结果其厚度为6μm。表面粗糙度Rz为0.6μm。
(比较例18)
采用与实施例25中相同的方法将PFA层合在比较例2中得到的树脂组合物上。测定PFA的厚度。结果其厚度为6μm。测定表面粗糙度Rz。结果表面粗糙度Rz为0.9μm。
使用根据实施例25和26以及比较例18的树脂组合物进行定影试验。首先，使用imagepressC1(Canon，Inc.)将调色剂转印到树脂组合物上。在定影试验中，将具有转印的调色剂的膜固定在铝平台上，并且用800W的卤素灯加热100毫秒。随后，以360mm/秒的速率移动该平台，并且研究100毫秒后的对于介质的定影。其构成使得将介质固定于周围缠绕有弹性橡胶的铝辊以与铝平台形成压料部。在压料部的压力10kgf/cm2和加压时间10毫秒下进行定影。表3示出结果。
[表3]
热导率 覆盖率
实施例25 +++ ++
实施例26 ++ +
比较例18 + -
实施例25-26以及比较例18中，根据下述标准对热导率和覆盖率进行了评价。
(热导率λ[W/mK]：+++：λ＜0.05，++：0.05≤λ＜0.075，+：0.075≤λ＜0.1，和-：λ≥0.1[W/mK]以上。)
(覆盖率：作为将定影物呈十字地弯曲并且用卷绕有silbondsheet的黄铜刮擦印刷物时介质上的调色剂残余率评价；++＝试验后调色剂残余率不小于75％，+＝调色剂残余率不小于50％且小于75％，和-＝调色剂残余率小于50％。)
实施例25中，层合膜的热导率低，并且搬运过程中调色剂温度的降低得以抑制。因此，可知直至将调色剂定影在介质上，调色剂保持熔融以致将调色剂牢固地定影在介质上。另一方面，比较例18中，由于层合膜的高热导率，搬运过程中使调色剂温度降低。因此，在压料时调色剂凝固，并且产生不良的定影。
(实施例27)
作为定影带用基材，将形成为周长500mm的环形带状且厚度125μm的导电性聚酰亚胺片材固定于内径30mm且长度500mm的圆筒状滚筒。采用浸渍涂布将聚酰胺酸的NMP(树脂浓度20重量％)溶液均匀地施涂到聚酰亚胺片材的外周表面上，该NMP溶液含有15重量％的氯化锂和15重量％的炭黑(DenkaBlack，DenkiKagakuKogyoK.K.)并且根据氯化锂的量调节了粘度(120,000cP)。接下来，用溶剂置换调节材料(U-pore，Gurley值：210秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖该涂布膜，并且将该圆筒状滚筒浸入水中20分钟。
接下来，将施涂的溶剂置换调节材料剥离。将附着水擦掉，并且将该膜放入干燥炉中。在80℃下将该膜干燥1小时后，以10℃/分钟的升温速率将温度升高到150℃。在150℃下将该膜加热30分钟后，以10℃/分钟的升温速率将温度升高到250℃。在250℃下将该膜加热10分钟后，以10℃/分钟的升温速率将温度升高到350℃。在350℃下将该膜加热10分钟以制备聚酰亚胺树脂组合物。
平均孔径为0.20μm。考察个数分布。结果全部孔的90％包括在0.14-0.26μm的孔径中。孔隙率为65％，并且全部孔的90％为独立孔。此外，厚度为150μm。
使用喷枪将PFA分散体施涂到这样得到的多孔聚酰亚胺的环形片材上。将PFA分散体施涂到其树脂组合物表面上。通过在350℃下加热10分钟而得到了由PFA制成的层合膜。PFA的厚度为5μm。表面粗糙度(Rz)为0.9μm。
(实施例28)
除了调节氯化锂的量以使树脂粘度为65,000cP并且在没有用任何溶剂置换调节材料覆盖该膜的情况下对该膜进行相转变以外，采用与实施例27中相同的方法制备环形定影带。多孔层的平均孔径为0.80μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在0.56-1.0μm的孔径中。孔隙率为65％，并且全部孔的87％为独立孔。此外，厚度为140μm。以与实施例27中相同的方式进行将PFA施涂到树脂组合物上。PFA的厚度为7μm。表面粗糙度(Rz)为0.8μm。
(比较例19)
除了没有添加氯化锂并且在没有用任何溶剂置换调节材料覆盖该膜的情况下将该膜浸入水中以外，采用与实施例27中相同的方法制备环形定影带。多孔层的平均孔径为4.8μm。考察个数分布。结果全部孔的62％包括在3.4-6.2μm的孔径中。孔隙率为65％，并且全部孔的65％为独立孔。以与实施例27中相同的方式进行将PFA施涂到树脂组合物上。PFA的厚度为7μm。表面粗糙度(Rz)为0.8μm。
(比较例20)
将比较例9中所示并且以15重量％的浓度含有炭黑的聚酰亚胺发泡片材粘贴到实施例27中所述的导电性聚酰亚胺片材上。根据实施例27中所述的方法在其上层合PFA。PFA的厚度为7μm。表面粗糙度(Rz)为0.7μm。
随后，将实施例27和28以及比较例19和20中得到的定影带均组装到图2中所示的定影装置中。接下来，使用其上搭载了该定影装置的成像装置，以500mm/s的处理速度将调色剂图像从感光鼓转印到定影带上，随后使用加热辐射源在180℃下使调色剂熔融。该熔融调色剂到达定影压料部的时间为40ms(定影压料部宽度为15mm)下使100K张纸(K表示1,000)通过时，对下述项目进行评价。表4示出评价结果。
1)定影图像
2)调色剂在定影带上的固着
通过评级来评价“定影图像”和“调色剂在定影带上的固着”。等级为1至5，并且表示等级越大越好。此外，OK水平为等级3以上。
[表4]
通过的纸张数 定影图像 调色剂的固着
实施例27 100K-OK 4 5
实施例28 100K-OK 3 4
比较例19 30K-NG 2 4
比较例20 100K-NG 从开始就没有定影 1
由4可知，在含有具有小热导率和高耐压缩性的多孔膜的带部件中，在连续印刷中也进行了良好的定影，并且没有使调色剂固着于带。
(实施例29)
作为定影辊用基材，在φ50cm的铝辊上形成400-μm硅橡胶(TSE3033，MomentivePerformanceMaterials，Inc.)。接下来，使用底漆，将实施例27中所述的其上层合了薄膜PFA的多孔聚酰亚胺粘贴到该硅橡胶上以制备含有多孔层的定影辊。
(实施例30)
除了使用了实施例28中所述的其上层合了薄膜PFA的多孔聚酰亚胺以外，采用与实施例29中相同的方法制备含有多孔层的定影辊。
(比较例21)
除了使用了比较例19中所述的其上层合了薄膜PFA的多孔聚酰亚胺以外，采用与实施例29中相同的方法制备含有多孔层的定影辊。
将实施例29和30以及比较例21中得到的定影辊均组装到图3中所示的定影装置中。接下来，使用其上搭载了该定影装置的成像装置，采用使用加热器的外部加热源在180℃下并且以400mm/秒的处理速度使调色剂熔融。该熔融调色剂到达定影压料部的时间为60ms(定影压料部宽度为12mm)下使120K张纸通过时，对下述项目进行评价。表5示出评价结果。
1)定影图像
2)调色剂在定影带上的固着
通过评级来评价“定影图像”和“调色剂在定影带上的固着”。等级为1至5，并且表示等级越大越好。此外，OK水平为等级3以上。
[表5]
通过的纸张数 定影图像 调色剂的固着
实施例29 120K-OK 4 5
实施例30 120K-OK 3 4
比较例21 30K-NG 2 2
由表5可知，在含有具有小热导率和高耐压缩性的多孔膜的辊部件中，在连续打印中也进行良好的定影，并且没有将调色剂定影于辊。
(实施例31)
将聚碳酸酯(Z400，MitsubishiGasChemicalCompany，Inc.)溶解于聚酰胺酸的N-甲基吡咯烷酮(NMP)中以制备20重量％的溶液。将氯化锂添加到该溶液中以致氯化锂的浓度为15重量％，并且将其溶解。该溶液的粘度为105,000cP。准备聚酯材料(Teijin，Ltd.)作为基材，并且使用涂布机将该聚碳酸酯溶液流延到其上。随后，将该流延膜浸入蒸馏水中5分钟。将基材从水中取出，并且用蒸馏水冲洗得到的膜。
将附着水擦去，并且将该膜放入干燥炉以在80℃下干燥1小时。考察得到的膜的孔形态。结果，独立孔的平均孔径为0.015μm。关于个数分布，全部孔的82％包括在0.011-0.020μm的孔径中。此外，孔隙率为65％，并且得到的膜的厚度为70μm。用SEM观察该膜的横截面。结果，横截面如图11(5,000倍)中所示，并且全部孔的82％为独立孔。
(实施例32)
除了将流延膜浸入水中时，用溶剂置换调节材料(U-pore，Gurley值：210秒/100cc，UbeIndustries，Ltd.)覆盖该流延膜并且进行了相转变以外，采用与实施例31中相同的方法得到了聚碳酸酯树脂组合物。树脂溶液的粘度为108,000cP。
独立孔的平均孔径为0.20μm。关于个数分布，全部孔的92％包括在0.14-0.26μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的91％为独立孔。用SEM观察该膜的横截面。结果，横截面如图11(5,000倍)中所示。
(实施例33)
除了调节氯化锂的量以致溶液的树脂粘度为72,000cP以外，采用与实施例31中相同的方法得到了聚碳酸酯树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.50μm。关于个数分布，全部孔的82％包括在0.21-0.39μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的80％为独立孔。
(实施例34)
除了调节氯化锂的量以致溶液的树脂粘度为39,000cP以外，采用与实施例31中相同的方法得到了聚碳酸酯树脂组合物。
独立孔的平均孔径为0.84μm。关于个数分布，全部孔的82％包括在0.59-1.1μm的孔径中。此外，孔隙率为61％，并且全部孔的80％为独立孔。
(比较例22)
除了没有添加氯化锂而将树脂流延，并且将流延膜在具有约100％的湿度和50℃的温度的容器中保持2.5分钟以外，采用与实施例31中相同的方法得到了聚碳酸酯树脂组合物。树脂溶液的粘度为7,600cP。
独立孔的平均孔径为2.8μm。考察个数分布。结果全部孔的65％包括在2.0-3.6μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(比较例23)
除了没有添加氯化锂，并且用溶剂置换调节材料(Gurley值：800秒/100c，UbeIndustries，Ltd.)覆盖流延膜，进行相转变以外，采用与实施例31中相同的方法制备了聚碳酸酯树脂组合物。溶液的粘度为7,600cP。
独立孔的平均孔径为13μm。考察个数分布。结果全部孔的82％包括在9.1-17μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的81％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。
(比较例24)
除了没有用任何溶剂置换调节材料覆盖流延膜而对流延膜进行了相转变以外，采用与比较例23中相同的方法制备了聚碳酸酯树脂组合物。树脂粘度为9,000cP。
孔的平均孔径为5.0μm。考察个数分布。结果全部孔的62％包括在3.5-6.5μm的孔径中。此外，孔隙率为65％，并且全部孔的84％为独立孔。得到的多孔膜的厚度为140μm。用SEM观察该膜的横截面。结果，横截面如图12(5,000倍)中所示。
(比较例25)
除了凝固溶剂(水)的温度为70℃以外，采用与比较例24中相同的方法制备聚碳酸酯树脂组合物。树脂粘度为8,500cP。
孔的平均孔径为6.0μm。考察个数分布。结果全部孔的81％包括在4.2-7.8μm的孔径中。此外，孔隙率为64％，并且全部孔的64％为独立孔。
(比较例26)
除了树脂浓度为18重量％以外，采用与比较例24中相同的方法制备聚碳酸酯树脂组合物。树脂粘度为7,200cP。
孔的平均孔径为5.3μm。考察个数分布。结果全部孔的64％包括在3.7-6.9μm的孔径中。此外，孔隙率为69％，并且全部孔的62％为独立孔。
实施例31-34以及比较例22-26中，根据下述的标准对热导率、耐压缩性(压缩前后的厚度变化率)和介电常数进行了评价。表6示出评价结果。
[表6]
(热导率λ[W/mK]：+++：λ＜0.05，++：0.05≤λ＜0.075，+：0.075≤λ＜0.1，和-：λ≥0.1[W/mK]以上。)
(耐压缩性：+++＝小于1％，++＝不小于1％并且小于5％，+＝不小于5％并且小于10％，和-＝不小于10％。)
(介电常数[×106Hz]：++：小于2.5，和-：不小于2.5。)
由表6可知，实施例31-34中所示的多孔膜是机械性能的劣化小并且介电常数低的膜。
(膜性能的评价)
评价平均孔径与孔径分布之间膜性能的关系。
将压缩后的热导率用作膜性能参数。图13表示本发明的范围内的多孔膜的孔径与压缩后的热导率之间的相关关系(各相关关系中孔径分布均为80％)。其中，孔径分布意味着基于全部孔的具有平均孔径±30％内的孔径值的孔数的比例。由图13可知，在孔径的亚微米区域中压缩后的热导率具有最小值，并且在1.0μm以上的孔径下热导率的值突然增加。
此外，图14表示多孔膜的孔径分布和压缩后的热导率(各相关关系中孔径均为0.80μm)。其中，图14中的孔径分布意味着基于全部孔的具有平均孔径±30％内的孔径值的孔数的比例。由图14可知，全部孔的80％以上具有平均孔径±30％内的孔径时，压缩后的热导率的增加得到抑制。
由上述结果可知，通过将孔的平均孔径和孔径分布设定在本发明的范围内(平均孔径为0.01μm-0.9μm，并且全部孔的80％以上具有平均孔径±30％内的孔径)，能够得到具有低热导率和高耐压缩性的多孔膜，并且该多孔膜能够适合用作本发明中的带材料。
本申请要求2009年5月28日提交的日本专利申请No.2009-129726的优先权，并且引用其内容作为本申请的一部分。

Claims (12)

1.树脂组合物，其包含工程塑料，具有多孔结构，其中全部孔的80％以上由邻接的孔之间存在的树脂壁不具有开口的独立孔组成，平均孔径为0.01μm-0.9μm，并且全部孔的80％以上具有平均孔径±30％以内的孔径，该具有多孔结构的树脂组合物具有0.03～0.1W/mK的热导率。
2.根据权利要求1的树脂组合物，其中该树脂组合物包含选自聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚砜和聚醚砜中的至少一种。
3.根据权利要求1的树脂组合物，其中基于该树脂组合物，含有1重量％-30重量％的导电控制剂。
4.根据权利要求1的树脂组合物，其中通过使用具有10,000cP-1,000,000cP的粘度的树脂溶液，采用相分离法制备该树脂组合物。
5.用于图像定影装置的转印或定影用部件，其具有根据权利要求1的树脂组合物。
6.图像定影装置，其中将在根据权利要求1的树脂组合物的至少一个表面上具有脱模层或基材的层合膜用作电子照相用转印部件、定影部件或转印和定影用部件。
7.树脂组合物的制备方法，该树脂组合物具有多孔结构，其中全部孔的80％以上由独立孔组成，该方法包括：
将粘度为10,000cP-1,000,000cP的工程塑料树脂溶液成型；和
通过相分离法将使用溶剂取代调节材料的该树脂溶液的溶剂除去以进行多孔化。
8.根据权利要求1的树脂组合物，其中该树脂组合物内的孔隙率为10％～90％。
9.根据权利要求1的树脂组合物，其中该树脂组合物内的孔隙率为30％～70％。
10.根据权利要求1的树脂组合物，其形成在带材料的表面上。
11.根据权利要求5的部件，其中该树脂组合物包含聚酰亚胺。
12.根据权利要求5的部件，其中该树脂组合物包含聚碳酸酯。
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