JPH06279592A - 半導体性の静電気散逸性ポリマー複合材料およびその製造法 - Google Patents
半導体性の静電気散逸性ポリマー複合材料およびその製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体性の静電気散逸性ポリマー複合材料を
提供する。 【構成】 本発明の半導体性の静電気散逸性ポリマー複
合材料は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）５〜３５容積％の少なくとも一種の高アスペクト比
の充填剤であって、その充填剤上に１０Å〜１０００Å
の高導電性金属の無機の薄膜層およびその上に更なる絶
縁性の金属酸化物の層を有し、前記の層が平均で２Å〜
２００Åのコーティングの厚さを有するような充填剤、
を含む。この複合材料は１ｘ１０4 〜１ｘ１０11オーム
／スクエアーの体積抵抗率を有する。
提供する。 【構成】 本発明の半導体性の静電気散逸性ポリマー複
合材料は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）５〜３５容積％の少なくとも一種の高アスペクト比
の充填剤であって、その充填剤上に１０Å〜１０００Å
の高導電性金属の無機の薄膜層およびその上に更なる絶
縁性の金属酸化物の層を有し、前記の層が平均で２Å〜
２００Åのコーティングの厚さを有するような充填剤、
を含む。この複合材料は１ｘ１０4 〜１ｘ１０11オーム
／スクエアーの体積抵抗率を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制御された導電性を有
する静電気散逸性ポリマー複合材料に関する。より詳細
には、本発明は、得られる複合材料を半導体性にするよ
うな絶縁性のポリマーを基礎とする樹脂および電気的に
活性な充填剤からなる静電気散逸性ポリマーに関する。
する静電気散逸性ポリマー複合材料に関する。より詳細
には、本発明は、得られる複合材料を半導体性にするよ
うな絶縁性のポリマーを基礎とする樹脂および電気的に
活性な充填剤からなる静電気散逸性ポリマーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気的に活性なプラスティック複
合材料は、高い導電性の充填剤、例えば、粒子、繊維ま
たはフレークを絶縁性のポリマーを基礎とする樹脂中に
用いる。一般に用いられる電気的に活性な充填剤は、炭
素粉末、炭素繊維、金属粉末、繊維およびフレーク並び
に金属処理された粒子、繊維およびフレークを含む。こ
れらは多くの特許、例えば、米国特許第4,634,865 号お
よび4,288,352 号に開示されている。
合材料は、高い導電性の充填剤、例えば、粒子、繊維ま
たはフレークを絶縁性のポリマーを基礎とする樹脂中に
用いる。一般に用いられる電気的に活性な充填剤は、炭
素粉末、炭素繊維、金属粉末、繊維およびフレーク並び
に金属処理された粒子、繊維およびフレークを含む。こ
れらは多くの特許、例えば、米国特許第4,634,865 号お
よび4,288,352 号に開示されている。
【０００３】充填剤は、得られる複合物が電気伝導性に
なるために個々の粒子または繊維が電気的接触をするよ
うに、適切な体積濃度、即ち「充填量」で用いられなけ
ればならない。導電性の程度は粒子または繊維により作
られる導電路の数に依存する。低いレベルの充填剤は、
導電路がほとんどないので効果的でない。それゆえ、導
電率を増加するために、充填剤の量を増やさなければな
らない。このような技術は、導電性領域（体積抵抗率が
１０1 〜１０4 オーム−センチメートル(Ohm-cm)であ
る) の複合材料に有効に働く。というのは、この領域は
高導電性の充填剤の領域に当たり、非常に多くの導電路
が存在するので充填剤の量が少々変わっても複合材料の
導電率には殆ど影響を及ぼさない。しかしながら、これ
らの高導電性の充填剤を半導体領域（体積抵抗率が１０
4 〜１０11Ohm-cmである）の複合材料を得るために用い
ると問題が生ずる。高導電率の充填剤にとって、この領
域は、典型的には、充填剤の量が少し変化すると複合材
料の導電率が大きく変化するような領域である。このこ
とは、導電率を制御するのを非常に困難にする。この導
電性の充填剤および絶縁性樹脂の敏感なバランスは、加
工種類、例えば、ポリマー／繊維配向性、密度、剪断速
度および冷却速度によりさらに複雑になる。
なるために個々の粒子または繊維が電気的接触をするよ
うに、適切な体積濃度、即ち「充填量」で用いられなけ
ればならない。導電性の程度は粒子または繊維により作
られる導電路の数に依存する。低いレベルの充填剤は、
導電路がほとんどないので効果的でない。それゆえ、導
電率を増加するために、充填剤の量を増やさなければな
らない。このような技術は、導電性領域（体積抵抗率が
１０1 〜１０4 オーム−センチメートル(Ohm-cm)であ
る) の複合材料に有効に働く。というのは、この領域は
高導電性の充填剤の領域に当たり、非常に多くの導電路
が存在するので充填剤の量が少々変わっても複合材料の
導電率には殆ど影響を及ぼさない。しかしながら、これ
らの高導電性の充填剤を半導体領域（体積抵抗率が１０
4 〜１０11Ohm-cmである）の複合材料を得るために用い
ると問題が生ずる。高導電率の充填剤にとって、この領
域は、典型的には、充填剤の量が少し変化すると複合材
料の導電率が大きく変化するような領域である。このこ
とは、導電率を制御するのを非常に困難にする。この導
電性の充填剤および絶縁性樹脂の敏感なバランスは、加
工種類、例えば、ポリマー／繊維配向性、密度、剪断速
度および冷却速度によりさらに複雑になる。
【０００４】高導電性充填剤を用いる複合材料は、ま
た、典型的に他の有害な特徴に悩まされる。
た、典型的に他の有害な特徴に悩まされる。
【０００５】比較的高いアスペクト比を有する導電性充
填剤、即ち繊維またはフレークを用いる複合材料では、
導電性充填剤の絶縁性ポリマーに対する比は、連結の数
を制御するために比較的に低くしなければならない。こ
のことは「接地（Ground) 」、即ち静電荷を散逸するた
めの導電路を与える可能性を大きく減ずることになる。
填剤、即ち繊維またはフレークを用いる複合材料では、
導電性充填剤の絶縁性ポリマーに対する比は、連結の数
を制御するために比較的に低くしなければならない。こ
のことは「接地（Ground) 」、即ち静電荷を散逸するた
めの導電路を与える可能性を大きく減ずることになる。
【０００６】米国特許第3,563,916 号および第3,836,48
2 号に記載されるように導電性の粉末による充填剤、例
えば炭素粉末を用いる複合材料では、複合材料は「抜け
落ち(Sloughing) 」を示し、粉末充填剤は擦れ落ち、ポ
リマーマトリックスから出てしまう。
2 号に記載されるように導電性の粉末による充填剤、例
えば炭素粉末を用いる複合材料では、複合材料は「抜け
落ち(Sloughing) 」を示し、粉末充填剤は擦れ落ち、ポ
リマーマトリックスから出てしまう。
【０００７】米国特許第3,576,378 号に記載されるよう
に、導電性充填剤としての金属、即ち金属粉末、繊維お
よびフレークを用いる複合材料では、金属粒子はポリマ
ーマトリックスに比較して非常に高密度で、この結果金
属粒子はマトリックスから分離し、非均一性の複合材料
になる傾向がある。
に、導電性充填剤としての金属、即ち金属粉末、繊維お
よびフレークを用いる複合材料では、金属粒子はポリマ
ーマトリックスに比較して非常に高密度で、この結果金
属粒子はマトリックスから分離し、非均一性の複合材料
になる傾向がある。
【０００８】従来の金属処理された粒子、即ち微小球、
微小泡、繊維およびフレークを用いる複合材料では、金
属コートは、典型的には、比較的にコーティングが分厚
く、高価である溶液加工技術または「メッキ(Plating)
」に限られる。溶液加工技術は、一般に半導体性でな
く導電性の複合材料を作りだす高導電性の材料に限られ
る。さらに、メッキの技術は、金属のこぶ状メッキを親
粒子から引き剥がし、分離する際に、金属の接着性の問
題が生ずる。
微小泡、繊維およびフレークを用いる複合材料では、金
属コートは、典型的には、比較的にコーティングが分厚
く、高価である溶液加工技術または「メッキ(Plating)
」に限られる。溶液加工技術は、一般に半導体性でな
く導電性の複合材料を作りだす高導電性の材料に限られ
る。さらに、メッキの技術は、金属のこぶ状メッキを親
粒子から引き剥がし、分離する際に、金属の接着性の問
題が生ずる。
【０００９】繊維またはフレークのような高いアスペク
ト比の充填剤で、その上に高導電性金属の薄い層を有
し、更にその上に絶縁性酸化物の層を有するような充填
剤は、絶縁性樹脂に対してより低い充填量で半導体性複
合材料を与えることがここに発見された。
ト比の充填剤で、その上に高導電性金属の薄い層を有
し、更にその上に絶縁性酸化物の層を有するような充填
剤は、絶縁性樹脂に対してより低い充填量で半導体性複
合材料を与えることがここに発見された。
【００１０】この薄い絶縁性酸化物のコーティングは、
導電率をうまく制御できるような半導体性の複合材料が
得られる程度に高導電性金属の電気伝導度を改質するこ
とは特に驚くべきことである。
導電率をうまく制御できるような半導体性の複合材料が
得られる程度に高導電性金属の電気伝導度を改質するこ
とは特に驚くべきことである。
【００１１】粒子状物体上への無機の金属の薄膜コーテ
ィングは種々の目的で知られている。米国特許第4,618,
525 号および第4,612,242 号は、ガラスの微小泡を種々
の金属酸化物でコーティングすることを開示している。
感圧性接着テープへの顔料の充填剤として、このような
泡の使用が開示されている。電気特性は開示されておら
ず、また、静電気散逸性ポリマーに充填剤としてこのよ
うな泡を使用することも開示されていない。
ィングは種々の目的で知られている。米国特許第4,618,
525 号および第4,612,242 号は、ガラスの微小泡を種々
の金属酸化物でコーティングすることを開示している。
感圧性接着テープへの顔料の充填剤として、このような
泡の使用が開示されている。電気特性は開示されておら
ず、また、静電気散逸性ポリマーに充填剤としてこのよ
うな泡を使用することも開示されていない。
【００１２】制御された半導体性のプラスティック複合
材料を達成するために一般的に用いられる技術は、粒状
形態の半導体性の材料、例えば、金属酸化物（例えば、
酸化銅）をプラスティックに混入することからなる。こ
の粒子は分散させることが難しく、また、重くて高価な
半導体性のプラスティック複合材料になるべきプラステ
ィックよりはるかに高密度である。
材料を達成するために一般的に用いられる技術は、粒状
形態の半導体性の材料、例えば、金属酸化物（例えば、
酸化銅）をプラスティックに混入することからなる。こ
の粒子は分散させることが難しく、また、重くて高価な
半導体性のプラスティック複合材料になるべきプラステ
ィックよりはるかに高密度である。
【００１３】帯電防止プラスティックのための他の導電
率を制御したコート化粒子は、米国特許第4,373,013,号
および4,431,764 号に記載されている。これらはアンチ
モン錫オキシド(antimony tin oxide)によりコート化さ
れた二酸化チタン粒子である。また、これらの粒子は分
散させることが難しく、また、重くて比較的高価な半導
体性のプラスティック複合材料になるべきプラスティッ
クよりはるかに高密度である。さらに、有用であると開
示された粒子は０．０７μ〜０．１４μの平均の粒子サ
イズを有する。
率を制御したコート化粒子は、米国特許第4,373,013,号
および4,431,764 号に記載されている。これらはアンチ
モン錫オキシド(antimony tin oxide)によりコート化さ
れた二酸化チタン粒子である。また、これらの粒子は分
散させることが難しく、また、重くて比較的高価な半導
体性のプラスティック複合材料になるべきプラスティッ
クよりはるかに高密度である。さらに、有用であると開
示された粒子は０．０７μ〜０．１４μの平均の粒子サ
イズを有する。
【００１４】米国特許第4,271,045 号は、一種以上の第
III 〜VIII周期の元素によりコート化またはドーピング
された炭素含有化合物の熱分解から得られた微小な半導
体材料の粒子の混合物を含む電気伝導性の層を開示して
いる。
III 〜VIII周期の元素によりコート化またはドーピング
された炭素含有化合物の熱分解から得られた微小な半導
体材料の粒子の混合物を含む電気伝導性の層を開示して
いる。
【００１５】米国特許第4,175,152 号は、抵抗率約０．
００１〜約１０10オーム−センチメートルを有する半導
体性のパイロポリマーの無機の耐火性酸化物材料を含有
する高分子材料を開示している。
００１〜約１０10オーム−センチメートルを有する半導
体性のパイロポリマーの無機の耐火性酸化物材料を含有
する高分子材料を開示している。
【００１６】米国特許第4,579,882 号は、粒子が厚い金
属コーティングでコートされ、結合剤中に置かれている
場合、複合材料の導電率は非常に高いということを教示
している。
属コーティングでコートされ、結合剤中に置かれている
場合、複合材料の導電率は非常に高いということを教示
している。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題および解決するための手
段】本発明は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）約５〜約３５容積％の少なくとも一種の高アスペク
ト比の充填剤であって、その充填剤上に約１０Å〜約１
００Åの高導電性金属およびその上に絶縁性の金属酸化
物の更なる層を有する無機の薄膜層を有し、前記層の平
均のコートの厚さが約２Å〜約２００Åである充填剤を
含み、この複合材料が体積抵抗率、約１ｘ１０4 〜約１
ｘ１０11オーム−センチメートルを有する半導体性の静
電気散逸性ポリマー複合材料を提供する。
段】本発明は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）約５〜約３５容積％の少なくとも一種の高アスペク
ト比の充填剤であって、その充填剤上に約１０Å〜約１
００Åの高導電性金属およびその上に絶縁性の金属酸化
物の更なる層を有する無機の薄膜層を有し、前記層の平
均のコートの厚さが約２Å〜約２００Åである充填剤を
含み、この複合材料が体積抵抗率、約１ｘ１０4 〜約１
ｘ１０11オーム−センチメートルを有する半導体性の静
電気散逸性ポリマー複合材料を提供する。
【００１８】好ましい半導体性の静電気散逸性のポリマ
ー複合材料は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）約５〜約３５容積％の高アスペクト比のガラスの充
填剤であって、その充填剤上に約１０Å〜約１００Åの
ステンレススチールおよびアルミニウムからなる群より
選ばれる高導電性金属の無機の薄膜層、およびその上に
絶縁性の金属酸化物の更なる層を有し、前記層の平均の
コートの厚さが約２Å〜約２００Åである充填剤を含
み、この複合材料は体積抵抗率、約１ｘ１０4 〜約１ｘ
１０11オーム−センチメートルを有する。
ー複合材料は、 ａ）絶縁性ポリマー樹脂、および ｂ）約５〜約３５容積％の高アスペクト比のガラスの充
填剤であって、その充填剤上に約１０Å〜約１００Åの
ステンレススチールおよびアルミニウムからなる群より
選ばれる高導電性金属の無機の薄膜層、およびその上に
絶縁性の金属酸化物の更なる層を有し、前記層の平均の
コートの厚さが約２Å〜約２００Åである充填剤を含
み、この複合材料は体積抵抗率、約１ｘ１０4 〜約１ｘ
１０11オーム−センチメートルを有する。
【００１９】ここで用いられる言葉として、次の言葉は
下記の意味を有する。 １．「薄膜」コーティングとは少なくとも約１Å〜約１
０００Åのコーティングを意味する。 ２．「高アスペクト比」とは１より大きいアスペクト比
という意味である。 ３．「低い充填量」とは約３５％より小さい容積％であ
る。
下記の意味を有する。 １．「薄膜」コーティングとは少なくとも約１Å〜約１
０００Åのコーティングを意味する。 ２．「高アスペクト比」とは１より大きいアスペクト比
という意味である。 ３．「低い充填量」とは約３５％より小さい容積％であ
る。
【００２０】本発明は、高アスペクト比の金属コートさ
れた充填剤材料および絶縁性の原樹脂からなる半導体性
のプラスティック複合材料であり、１０4 〜１０11オー
ム／センチメートルの範囲に体積抵抗率が制御されうる
電気特性となる。さらに、この複合材料は、いかなる電
荷も散逸する優れた接地能力を示し、軽量であり得る。
れた充填剤材料および絶縁性の原樹脂からなる半導体性
のプラスティック複合材料であり、１０4 〜１０11オー
ム／センチメートルの範囲に体積抵抗率が制御されうる
電気特性となる。さらに、この複合材料は、いかなる電
荷も散逸する優れた接地能力を示し、軽量であり得る。
【００２１】本発明の複合材料で有用な絶縁性ポリマー
樹脂は、ただし、限定するわけではないが、熱硬化性樹
脂、例えば、エポキシ、ウレタン並びに熱可塑性樹脂、
例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ポリエーテル、例えば、ポリエーテルスルホン、お
よびポリオレフィン、例えば、低、中および高密度ポリ
エチレン、ランダムまたはブロックのいずれかの配置の
エチレン−プロピレンコポリマー、ポリプロピレン−マ
レイン酸無水物、ポリスチレン、スチレン−アクリロニ
トリルコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルア
セテート、エチレンアクリル酸コポリマー、ビニルクロ
リド−ポリプロピレンコポリマー、ポリイソブチレン、
ポリブタジエン、化学的に、熱的にまたはＥ−ビームで
架橋された架橋ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミ
ド、ポリアリールスルホンおよびポリポリプロピレンオ
キシド改質ポリエーテルスルホンを含む。
樹脂は、ただし、限定するわけではないが、熱硬化性樹
脂、例えば、エポキシ、ウレタン並びに熱可塑性樹脂、
例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ポリエーテル、例えば、ポリエーテルスルホン、お
よびポリオレフィン、例えば、低、中および高密度ポリ
エチレン、ランダムまたはブロックのいずれかの配置の
エチレン−プロピレンコポリマー、ポリプロピレン−マ
レイン酸無水物、ポリスチレン、スチレン−アクリロニ
トリルコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルア
セテート、エチレンアクリル酸コポリマー、ビニルクロ
リド−ポリプロピレンコポリマー、ポリイソブチレン、
ポリブタジエン、化学的に、熱的にまたはＥ−ビームで
架橋された架橋ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミ
ド、ポリアリールスルホンおよびポリポリプロピレンオ
キシド改質ポリエーテルスルホンを含む。
【００２２】本発明の製品における高アスペクト比の粒
状充填剤は、繊維、フレーク、ロッド、チューブ等を含
む。これらの充填剤は固体または中空であってもよく、
ガラス、カーボン、マイカ、クレー、ポリマー等により
形成されてもよい。これらの充填剤の使用は、制御され
た導電率を維持する一方、最終製品中でより少量の容積
％が使用されうる。このことは球状の充填剤、例えば、
微小泡が効果的な電気および帯電防止特性を与えるため
に実質的により高い容積充填する必要があるのと対照的
である。さらに、高アスペクト比の充填剤は、ポリマー
マトリックスを強固にし、導電性ネットワークを与える
一方、向上した物理的な特性を与える。
状充填剤は、繊維、フレーク、ロッド、チューブ等を含
む。これらの充填剤は固体または中空であってもよく、
ガラス、カーボン、マイカ、クレー、ポリマー等により
形成されてもよい。これらの充填剤の使用は、制御され
た導電率を維持する一方、最終製品中でより少量の容積
％が使用されうる。このことは球状の充填剤、例えば、
微小泡が効果的な電気および帯電防止特性を与えるため
に実質的により高い容積充填する必要があるのと対照的
である。さらに、高アスペクト比の充填剤は、ポリマー
マトリックスを強固にし、導電性ネットワークを与える
一方、向上した物理的な特性を与える。
【００２３】高アスペクト比の充填剤はその上にコート
された高導電性金属の薄膜の層、例えば、１０Å〜約１
０００Åを有し、その上に絶縁性金属酸化膜のごく薄い
更なる層、即ち、平均のコーティングの厚さが約２Å〜
約２００Åの層を有する。金属酸化物の層は極端に薄い
ので、必ずしも均一にコートされないかもしれない。実
際、層が一番薄いところで不連続性が生じうる。この層
は金属の高導電性を減じ、充填剤の容積充填量を適切に
選ぶと、発明の製品の半導体性を与える。この層は導電
性金属層のコーティングの際、またはこれに続いて酸素
を導入することにより形成されてもよいし、または別々
にそれにコーティングされてもよい。
された高導電性金属の薄膜の層、例えば、１０Å〜約１
０００Åを有し、その上に絶縁性金属酸化膜のごく薄い
更なる層、即ち、平均のコーティングの厚さが約２Å〜
約２００Åの層を有する。金属酸化物の層は極端に薄い
ので、必ずしも均一にコートされないかもしれない。実
際、層が一番薄いところで不連続性が生じうる。この層
は金属の高導電性を減じ、充填剤の容積充填量を適切に
選ぶと、発明の製品の半導体性を与える。この層は導電
性金属層のコーティングの際、またはこれに続いて酸素
を導入することにより形成されてもよいし、または別々
にそれにコーティングされてもよい。
【００２４】驚くべきことに、この層の組み合わせは非
常に少量の充填剤を用いて優れた半導体性特性を与え
る。好ましい製品はステンレススチールまたはアルミニ
ウムをコーティングした充填剤を含む。
常に少量の充填剤を用いて優れた半導体性特性を与え
る。好ましい製品はステンレススチールまたはアルミニ
ウムをコーティングした充填剤を含む。
【００２５】半導体性プラスティック複合材料の導電率
は充填剤材料の固有の導電率および絶縁性のポリマーを
基礎とする樹脂中の充填剤の濃度の両方によって制御さ
れうる。
は充填剤材料の固有の導電率および絶縁性のポリマーを
基礎とする樹脂中の充填剤の濃度の両方によって制御さ
れうる。
【００２６】静電気散逸性ポリマー複合材料の設計にお
いて、用途に所望の物理的、機械的、熱的要求を満たす
ように母材樹脂および充填剤システムを選ぶことができ
る。特定の半導体性コーティングおよび厚さは複合材料
の所望の電気的な特性を直接的に得るように選択されう
る。このことは、機械的な、物理的な特性を設計する能
力を与え、従来の電気的な複合材料の場合に電気的特性
を与えるために用いられるタイプの充填剤により決めら
れる粒状の形態の充填剤ではなく、粒状の形態の充填剤
（例えば、繊維またはフレーク）を選択することにより
加工性を与える。
いて、用途に所望の物理的、機械的、熱的要求を満たす
ように母材樹脂および充填剤システムを選ぶことができ
る。特定の半導体性コーティングおよび厚さは複合材料
の所望の電気的な特性を直接的に得るように選択されう
る。このことは、機械的な、物理的な特性を設計する能
力を与え、従来の電気的な複合材料の場合に電気的特性
を与えるために用いられるタイプの充填剤により決めら
れる粒状の形態の充填剤ではなく、粒状の形態の充填剤
（例えば、繊維またはフレーク）を選択することにより
加工性を与える。
【００２７】コート化された粒状の充填剤は、典型的に
は、物理的蒸着、例えば、スパッタリングまたはベーパ
ーコーティングにより作られる。無電極メッキ、ケミカ
ルベーパーデポジションおよび他の従来のコーティング
技術も、好ましくはないが有用である。
は、物理的蒸着、例えば、スパッタリングまたはベーパ
ーコーティングにより作られる。無電極メッキ、ケミカ
ルベーパーデポジションおよび他の従来のコーティング
技術も、好ましくはないが有用である。
【００２８】コート化された粒状の充填剤はその上に表
面処理、例えば、易流動性の薬剤による処理をされても
よい。この種の表面処理の代表例はオルガノシラン、例
えば、ジメチルオキシプロピルトリメトキシシラン等で
ある。オルガノシランは、Union Carbide,Danbury,Ctか
らシランカップリング剤として入手可能である。
面処理、例えば、易流動性の薬剤による処理をされても
よい。この種の表面処理の代表例はオルガノシラン、例
えば、ジメチルオキシプロピルトリメトキシシラン等で
ある。オルガノシランは、Union Carbide,Danbury,Ctか
らシランカップリング剤として入手可能である。
【００２９】試験方法 コート化粒子の導電率の測定 粉末の体積抵抗率を次の手順にしたがって行った。テス
トセルは、円形の横断面積１．０ｃｍ2 を有する円筒形
のキャビティを含むDalrin（商標）ブロックからなっ
た。キャビティの底は真鍮の電極により覆われていた。
もう一つの電極はキャビティに固定した１．０ｃｍ2 の
横断面積の真鍮の円筒であった。試験される粉末を、キ
ャビティの中に置き、真鍮の円筒を挿入した。粉末上で
総圧力が１２４キロパスカル（１８ｐｓｉ）になるよう
に、真鍮の円筒の上に重りを置いた。電極をデジタルマ
ルチメーターに接続し、抵抗率を測定した。粉末のベッ
ドは１．０ｃｍの高さにある場合、観測される抵抗率は
粉末の抵抗率と同等になる。
トセルは、円形の横断面積１．０ｃｍ2 を有する円筒形
のキャビティを含むDalrin（商標）ブロックからなっ
た。キャビティの底は真鍮の電極により覆われていた。
もう一つの電極はキャビティに固定した１．０ｃｍ2 の
横断面積の真鍮の円筒であった。試験される粉末を、キ
ャビティの中に置き、真鍮の円筒を挿入した。粉末上で
総圧力が１２４キロパスカル（１８ｐｓｉ）になるよう
に、真鍮の円筒の上に重りを置いた。電極をデジタルマ
ルチメーターに接続し、抵抗率を測定した。粉末のベッ
ドは１．０ｃｍの高さにある場合、観測される抵抗率は
粉末の抵抗率と同等になる。
【００３０】粒子のコーティングの厚さの測定 各々のタイプの粒子の表面積をＢＥＴ表面積法を用いて
決定した。各々のタイプの粒子上の金属の重量％を、適
切に硝酸、塩酸または硫酸との組み合わせで薄めたフッ
化水素酸にコートされた粒子の溶解される量によって決
定した。得られた溶液をアルゴン誘導電磁結合プラズマ
原子発光分析(inductively coupled argon plasma atom
ic emmision spectroscopy) によって粒子上の金属の重
量％を測定した。粒子上の導電性コーティング厚さは下
記の関係を用いて評価した。
決定した。各々のタイプの粒子上の金属の重量％を、適
切に硝酸、塩酸または硫酸との組み合わせで薄めたフッ
化水素酸にコートされた粒子の溶解される量によって決
定した。得られた溶液をアルゴン誘導電磁結合プラズマ
原子発光分析(inductively coupled argon plasma atom
ic emmision spectroscopy) によって粒子上の金属の重
量％を測定した。粒子上の導電性コーティング厚さは下
記の関係を用いて評価した。
【００３１】
【数１】
【００３２】導電率試験のための充填されたプラスティ
ックの製造 コート化粒子を次の方法を用いて配合した。"Rheomix"
model 600 ミキシングヘッドを取り付けたHaake-Buckle
r により作られたHaake "Rheocord System 40"を１８０
℃に加工温度に設定した。ポリスチレンペレットを加え
た。これらはDow Chemical,Midland Michigan から入手
したStyron（商標）498 ポリスチレンであった。これら
を溶融させ、２０ＲＰＭで３分間混合した。それからコ
ート化粒子を加えた。十分な材料を容器（約４８ｃ
ｍ3 ）の８０％まで加えた。混合を７分間行った。それ
から複合材料をチャンバーから取り出した。
ックの製造 コート化粒子を次の方法を用いて配合した。"Rheomix"
model 600 ミキシングヘッドを取り付けたHaake-Buckle
r により作られたHaake "Rheocord System 40"を１８０
℃に加工温度に設定した。ポリスチレンペレットを加え
た。これらはDow Chemical,Midland Michigan から入手
したStyron（商標）498 ポリスチレンであった。これら
を溶融させ、２０ＲＰＭで３分間混合した。それからコ
ート化粒子を加えた。十分な材料を容器（約４８ｃ
ｍ3 ）の８０％まで加えた。混合を７分間行った。それ
から複合材料をチャンバーから取り出した。
【００３３】この複合材料を剥離ライナーによりライニ
ングされた平面アルミニウムプレート２枚の間に置い
た。１ミリメートルの厚さのスペーサーをプレートの間
に置いた。これを加熱された定盤を取り付けたカーバー
プレス(Carver Press)中に置いた。温度は複合材料が溶
融するように設定した。圧力を徐々に加え、１ｍｍの厚
さのシートを得た。これを冷却させ、その後、プレート
間から取り出した。それからこれの体積抵抗率を試験し
た。
ングされた平面アルミニウムプレート２枚の間に置い
た。１ミリメートルの厚さのスペーサーをプレートの間
に置いた。これを加熱された定盤を取り付けたカーバー
プレス(Carver Press)中に置いた。温度は複合材料が溶
融するように設定した。圧力を徐々に加え、１ｍｍの厚
さのシートを得た。これを冷却させ、その後、プレート
間から取り出した。それからこれの体積抵抗率を試験し
た。
【００３４】他のポリマーも前記の手順に従ってコート
化粒子を配合した。当業者は必要に応じて混合時間等を
変化することができるであろう。
化粒子を配合した。当業者は必要に応じて混合時間等を
変化することができるであろう。
【００３５】複合材料シートの電気抵抗率の測定 粒子により充填された複合材料の体積抵抗率をASTM D25
7 と類似の方法によって測定した。厚さ１ｍｍの複合材
料の平面シートを二つのアルミホイル電極の間にはさん
だ。一つの電極の直径はシートより小さく、もう一つの
電極は約同サイズであった。体積抵抗率は幾何学的に独
立なので電極のサイズは重要ではない。非導電性フォー
ムシートを電極の上下の両方の上に置き、これは二つの
平面金属プレートの間に挟まれた。ホイル電極とプラス
ティックの間の接触を良好にするため中庸の圧力を印加
した。一般的なラジオ型の1644A Megohm bridge を二つ
の電極に接続した。電圧を６０秒印加した後に抵抗を測
定した。体積抵抗率は下記の式で計算される。
7 と類似の方法によって測定した。厚さ１ｍｍの複合材
料の平面シートを二つのアルミホイル電極の間にはさん
だ。一つの電極の直径はシートより小さく、もう一つの
電極は約同サイズであった。体積抵抗率は幾何学的に独
立なので電極のサイズは重要ではない。非導電性フォー
ムシートを電極の上下の両方の上に置き、これは二つの
平面金属プレートの間に挟まれた。ホイル電極とプラス
ティックの間の接触を良好にするため中庸の圧力を印加
した。一般的なラジオ型の1644A Megohm bridge を二つ
の電極に接続した。電圧を６０秒印加した後に抵抗を測
定した。体積抵抗率は下記の式で計算される。
【００３６】
【数２】
【００３７】アルミニウムホイル電極を上記の複合材料
から取り外した。表面抵抗率をPinion Corporationの"V
oyager Model SRM-110”表面抵抗率測定器で測定した。
から取り外した。表面抵抗率をPinion Corporationの"V
oyager Model SRM-110”表面抵抗率測定器で測定した。
【００３８】
【実施例】実施例１ 本実施例は、表面に形成させた薄い絶縁性の酸化物を有
するグラスファイバー上の薄いステンレススチールのコ
ーティングが導電性でなく、半導体性であることを示
す。
するグラスファイバー上の薄いステンレススチールのコ
ーティングが導電性でなく、半導体性であることを示
す。
【００３９】Fiberglas(商標)"Milled Fibers 731ED 1/
32インチ" としてグラスファイバーをOwens-Corning,To
ledo,Ohio から入手した。繊維は１５．８ミクロン直径
であった。それらはアスペクト比が１〜４０で分布して
おり、顕微鏡写真の分析により数平均で１２であった。
この繊維を次の方法により７３Åのステンレルスチール
によりコート化した。繊維（１３００グラム、２リット
ル）を真空チャンバーに置いた。このチャンバーを１．
３ｘ１０-5トール(Torr)の圧力に減圧し、３ミリトール
のアルゴンスパッタリングガスで逆充填した。繊維を混
転しながらステンレススチールをスパッタリング蒸着し
た。スパッタリングターゲットは、水冷された長方形の
３０４ステンレススチールからできたターゲットであ
り、１２．７ｃｍｘ２０．３ｃｍであった。陰極は直流
マグネトロンモードで、２．０キロワットの出力で操作
され、得られる陰極の電圧は５９２〜６４３ボルトであ
り、電流は３．１〜３．４アンペアであった。総コーテ
ィング時間は２４４分であった。得られた材料は０．６
１重量％のイオンであり、この数値は既にグラスファイ
バー上で２．０％イオンであると補正される。３０４ス
テンレススチールは７１％ ｗｔ／ｗｔイオンであり、
ステンレススチールの重量％は０．８６であった。バル
クの粉末の抵抗率は２７オーム−センチメートルであっ
た。
32インチ" としてグラスファイバーをOwens-Corning,To
ledo,Ohio から入手した。繊維は１５．８ミクロン直径
であった。それらはアスペクト比が１〜４０で分布して
おり、顕微鏡写真の分析により数平均で１２であった。
この繊維を次の方法により７３Åのステンレルスチール
によりコート化した。繊維（１３００グラム、２リット
ル）を真空チャンバーに置いた。このチャンバーを１．
３ｘ１０-5トール(Torr)の圧力に減圧し、３ミリトール
のアルゴンスパッタリングガスで逆充填した。繊維を混
転しながらステンレススチールをスパッタリング蒸着し
た。スパッタリングターゲットは、水冷された長方形の
３０４ステンレススチールからできたターゲットであ
り、１２．７ｃｍｘ２０．３ｃｍであった。陰極は直流
マグネトロンモードで、２．０キロワットの出力で操作
され、得られる陰極の電圧は５９２〜６４３ボルトであ
り、電流は３．１〜３．４アンペアであった。総コーテ
ィング時間は２４４分であった。得られた材料は０．６
１重量％のイオンであり、この数値は既にグラスファイ
バー上で２．０％イオンであると補正される。３０４ス
テンレススチールは７１％ ｗｔ／ｗｔイオンであり、
ステンレススチールの重量％は０．８６であった。バル
クの粉末の抵抗率は２７オーム−センチメートルであっ
た。
【００４０】コート化された繊維をAmoco から入手のMi
ndel（商標）S1000 の改質ポリスルホン樹脂に上記に記
載の方法を用いて、２３容積％の充填で配合した。この
複合材料をホットプレスし、１ミリメートルのシートと
し、それは５０ボルトの印加で体積抵抗率３．８ｘ１０
8 オーム−センチメートル、表面抵抗率１０8 〜１０ 9
オーム／スクエアーを有していた。
ndel（商標）S1000 の改質ポリスルホン樹脂に上記に記
載の方法を用いて、２３容積％の充填で配合した。この
複合材料をホットプレスし、１ミリメートルのシートと
し、それは５０ボルトの印加で体積抵抗率３．８ｘ１０
8 オーム−センチメートル、表面抵抗率１０8 〜１０ 9
オーム／スクエアーを有していた。
【００４１】実施例２ 本実施例は、ポリマーマトリックス中のコート化繊維の
体積充填量が増加するに伴い、電気的透過が開始するこ
とを示す。
体積充填量が増加するに伴い、電気的透過が開始するこ
とを示す。
【００４２】実施例１のステンレススチールによるコー
ト化グラスファイバーをMindel（商標）S1000 中に種々
の体積充填量で分散させた。これらは実施例１のように
複合材料のシートにプレスし、体積抵抗率を測定した。
結果を図１の曲線１に示す。約２０％の体積充填量より
上で、材料は好ましい静電気散逸領域に達する。このこ
とは、従来の炭素繊維のような充填剤に比べて、体積充
填量に比較的鈍感である。結果として、体積充填量は収
縮率を制御するように成形の間に調整され得、材料中に
より多くの導電路ができるので静電気散逸性が効率的で
ある。
ト化グラスファイバーをMindel（商標）S1000 中に種々
の体積充填量で分散させた。これらは実施例１のように
複合材料のシートにプレスし、体積抵抗率を測定した。
結果を図１の曲線１に示す。約２０％の体積充填量より
上で、材料は好ましい静電気散逸領域に達する。このこ
とは、従来の炭素繊維のような充填剤に比べて、体積充
填量に比較的鈍感である。結果として、体積充填量は収
縮率を制御するように成形の間に調整され得、材料中に
より多くの導電路ができるので静電気散逸性が効率的で
ある。
【００４３】実施例３ 本実施例は、薄い絶縁性酸化物が表面に形成される場
合、アルミニウムは複合材料に半導体性を与えるのに効
果的なコーティングでありうるということを示す。
合、アルミニウムは複合材料に半導体性を与えるのに効
果的なコーティングでありうるということを示す。
【００４４】Fiberglas(商標)"Milled Fibers 739DD 1/
16インチ" としてグラスファイバーをOwens/Corning,To
ledo,Ohio から入手した。それらはアスペクト比が１〜
４１で分布しており、数平均で６であった。これらを３
１３Åのアルミニウムによりコート化した。このことは
次の条件下で実施例１に記載した方法で行われた。６７
２グラムの繊維上にスパッタリングするためにアルミニ
ウムターゲットを用いた。スパッタリングガスは２．４
ミリトールの圧力でアルゴンであった。陰極は５．０キ
ロワットの出力で、得られる陰極の電圧は５２３〜５７
２ボルトであり、電流は８．７〜９．６アンペアであっ
た。総コーティング時間は２４４分であった。得られた
材料は、約０．２オーム−センチメートルのバルクの粉
末の抵抗率を有していた。アルミニウムの重量％は蒸着
条件を基礎に１．２５％と評価された。グラスファイバ
ーが１３〜１６％のアルミニウム酸化物を有しているた
めこのことが必要であった。このことにより、コーティ
ングに関するより少ない量の正確な決定は困難になる。
Styron（商標）498-27W として入手可能な高い耐衝撃性
ポリスチレンをDow Chemical,Midland Michigan から入
手した。コート化繊維をポリスチレンに２４容積％の充
填量で上記の方法を用いて配合した。この複合材料を１
ミリメートルの厚さのシートにプレスし、これは５０ボ
ルトの電圧の印加で抵抗率１．５ｘ１０ 6 オーム−セン
チメートルを有し、表面抵抗率１０5 オーム／スクエア
ーを有していた。
16インチ" としてグラスファイバーをOwens/Corning,To
ledo,Ohio から入手した。それらはアスペクト比が１〜
４１で分布しており、数平均で６であった。これらを３
１３Åのアルミニウムによりコート化した。このことは
次の条件下で実施例１に記載した方法で行われた。６７
２グラムの繊維上にスパッタリングするためにアルミニ
ウムターゲットを用いた。スパッタリングガスは２．４
ミリトールの圧力でアルゴンであった。陰極は５．０キ
ロワットの出力で、得られる陰極の電圧は５２３〜５７
２ボルトであり、電流は８．７〜９．６アンペアであっ
た。総コーティング時間は２４４分であった。得られた
材料は、約０．２オーム−センチメートルのバルクの粉
末の抵抗率を有していた。アルミニウムの重量％は蒸着
条件を基礎に１．２５％と評価された。グラスファイバ
ーが１３〜１６％のアルミニウム酸化物を有しているた
めこのことが必要であった。このことにより、コーティ
ングに関するより少ない量の正確な決定は困難になる。
Styron（商標）498-27W として入手可能な高い耐衝撃性
ポリスチレンをDow Chemical,Midland Michigan から入
手した。コート化繊維をポリスチレンに２４容積％の充
填量で上記の方法を用いて配合した。この複合材料を１
ミリメートルの厚さのシートにプレスし、これは５０ボ
ルトの電圧の印加で抵抗率１．５ｘ１０ 6 オーム−セン
チメートルを有し、表面抵抗率１０5 オーム／スクエア
ーを有していた。
【００４５】比較例Ｃ４ 本例は、絶縁性酸化物なしの金属コーティングは導電性
が高すぎて本発明の方法による複合材料に半導体性を与
えないということを示す。銀は効果的な絶縁物である酸
化物を形成しないので、銀のコート化粒子およびその複
合材料は導電性が高すぎる。
が高すぎて本発明の方法による複合材料に半導体性を与
えないということを示す。銀は効果的な絶縁物である酸
化物を形成しないので、銀のコート化粒子およびその複
合材料は導電性が高すぎる。
【００４６】Fiberglas(商標)"Milled Fibers 739DD 1/
16インチ" としてのグラスファイバーを４１７Åの銀に
よりコーティングした。このことを次の条件下で実施例
１に記載されたように行った。６７１グラムの繊維上に
スパッタリングするために銀のターゲットを用いた。陰
極は２．０キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は
６２７〜６４９ボルトであり、電流は３．０〜３．２ア
ンペアであった。総コーティング時間は２１０分であっ
た。得られた材料は、６．１６重量％の銀を有してお
り、約０．１オーム−センチメートルのバルクの粉末の
抵抗率を有していた。１ｍｍ厚さの試験スラブは２４％
ｖ／ｖのコート化繊維をDevcon 5 minuteエポキシ中に
含んで作られた。これは１００オーム−センチメートル
より低い体積抵抗率を与えた。これは望ましい静電気散
逸性の領域外であった。
16インチ" としてのグラスファイバーを４１７Åの銀に
よりコーティングした。このことを次の条件下で実施例
１に記載されたように行った。６７１グラムの繊維上に
スパッタリングするために銀のターゲットを用いた。陰
極は２．０キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は
６２７〜６４９ボルトであり、電流は３．０〜３．２ア
ンペアであった。総コーティング時間は２１０分であっ
た。得られた材料は、６．１６重量％の銀を有してお
り、約０．１オーム−センチメートルのバルクの粉末の
抵抗率を有していた。１ｍｍ厚さの試験スラブは２４％
ｖ／ｖのコート化繊維をDevcon 5 minuteエポキシ中に
含んで作られた。これは１００オーム−センチメートル
より低い体積抵抗率を与えた。これは望ましい静電気散
逸性の領域外であった。
【００４７】実施例５ 本実施例は、他の高アスペクト比の粒子が本発明の方法
でコート化される場合、効果的であることを示す。エポ
キシ中に分散するステンレススチールによるコート化マ
イカフレークは適切な半導体性を与える。
でコート化される場合、効果的であることを示す。エポ
キシ中に分散するステンレススチールによるコート化マ
イカフレークは適切な半導体性を与える。
【００４８】Suzorite mica 200HK として入手可能な金
雲母マイカフレークをMarietta Resources Internation
al Ltd.,Hunt Valley,Marylandから得た。これらのマイ
カフレークのアスペクト比は３０〜７０の範囲にあっ
た。これらのフレークを２９Åのステンレススチールに
よりコート化した。このことは次の条件下で実施例１の
ように行った。５４０グラムのマイカフレーク上にスパ
ッタリングするために３０４ステンレススチールのター
ゲットを用いた。陰極は７．０キロワットの出力で操作
され、得られる陰極の電圧は７１０〜８２０ボルトであ
り、電流は８．５〜９．９アンペアであった。総コーテ
ィング時間は２７３分であった。得られた材料は、６．
１重量％のステンレススチールを有していると評価さ
れ、約２０オーム−センチメートルのバルクの粉末の抵
抗率を有していた。ステンレススチールの重量％は、マ
イカは多量のイオンを酸化物濃度を有するため、蒸着条
件より評価された。このことによりコーティングに関す
る比較的少量のイオンの正確な測定は困難になる。
雲母マイカフレークをMarietta Resources Internation
al Ltd.,Hunt Valley,Marylandから得た。これらのマイ
カフレークのアスペクト比は３０〜７０の範囲にあっ
た。これらのフレークを２９Åのステンレススチールに
よりコート化した。このことは次の条件下で実施例１の
ように行った。５４０グラムのマイカフレーク上にスパ
ッタリングするために３０４ステンレススチールのター
ゲットを用いた。陰極は７．０キロワットの出力で操作
され、得られる陰極の電圧は７１０〜８２０ボルトであ
り、電流は８．５〜９．９アンペアであった。総コーテ
ィング時間は２７３分であった。得られた材料は、６．
１重量％のステンレススチールを有していると評価さ
れ、約２０オーム−センチメートルのバルクの粉末の抵
抗率を有していた。ステンレススチールの重量％は、マ
イカは多量のイオンを酸化物濃度を有するため、蒸着条
件より評価された。このことによりコーティングに関す
る比較的少量のイオンの正確な測定は困難になる。
【００４９】１ｍｍ厚さの試験スラブは１５％ｖ／ｖの
コート化マイカをDevcon（商標） 5minute エポキシ中
に含んで作られた。この複合材料は５０ボルトで１．４
ｘ１０9 オーム−センチメートルの体積抵抗率を与え
た。他の体積充填量で製造された試料は電気的透過性の
開始が約１５％ｖ／ｖであることを示す。
コート化マイカをDevcon（商標） 5minute エポキシ中
に含んで作られた。この複合材料は５０ボルトで１．４
ｘ１０9 オーム−センチメートルの体積抵抗率を与え
た。他の体積充填量で製造された試料は電気的透過性の
開始が約１５％ｖ／ｖであることを示す。
【００５０】実施例６ 本実施例は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）のような
高温樹脂は、本発明に従って、高アスペクト比のコート
化充填剤を充填した場合、帯電防止材料として用いられ
うることを示す。
高温樹脂は、本発明に従って、高アスペクト比のコート
化充填剤を充填した場合、帯電防止材料として用いられ
うることを示す。
【００５１】Fiberglas(商標)"Milled Fibers 739DD 1/
16インチ" としてのグラスファイバーを６８９Åのステ
ンレススチールによりコーティングした。このことを次
の条件下で実施例１に記載されたように行った。６７２
グラムの繊維上にスパッタリング蒸着するために３０４
ステンレススチールのターゲットを用いた。陰極は６．
０キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は８００〜
９８９ボルトであり、電流は６．６〜７．５アンペアで
あった。総コーティング時間は６６６分であった。得ら
れた材料は、繊維の中心部からの０．２０％を含めて
５．４２重量％のイオンを有しており、約１オーム−セ
ンチメートルのバルクの粉末の抵抗率を有していた。
16インチ" としてのグラスファイバーを６８９Åのステ
ンレススチールによりコーティングした。このことを次
の条件下で実施例１に記載されたように行った。６７２
グラムの繊維上にスパッタリング蒸着するために３０４
ステンレススチールのターゲットを用いた。陰極は６．
０キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は８００〜
９８９ボルトであり、電流は６．６〜７．５アンペアで
あった。総コーティング時間は６６６分であった。得ら
れた材料は、繊維の中心部からの０．２０％を含めて
５．４２重量％のイオンを有しており、約１オーム−セ
ンチメートルのバルクの粉末の抵抗率を有していた。
【００５２】Victrex （商標）3600 Gとして入手可能な
ＰＥＳをICI,Wilmington,Delwareから得た。コート化繊
維をＰＥＳ中に２０％ｖ／ｖの体積充填量で配合した。
これは５０ボルトの印加で３．８ｘ１０5 オーム−セン
チメートルの体積抵抗率を有しており、１０5 オーム／
スクエアーの表面抵抗率を有していた。
ＰＥＳをICI,Wilmington,Delwareから得た。コート化繊
維をＰＥＳ中に２０％ｖ／ｖの体積充填量で配合した。
これは５０ボルトの印加で３．８ｘ１０5 オーム−セン
チメートルの体積抵抗率を有しており、１０5 オーム／
スクエアーの表面抵抗率を有していた。
【００５３】実施例７ 本実施例は、高いアスペクト比の粒状物質上にコーティ
ングをした金属酸化物の使用を示し、ここで、金属酸化
物は導電性コーティングの金属と異なる金属を含む。絶
縁性のアルミニウム酸化物をグラスファイバー上の導電
性の銀コーティング上に蒸着した。
ングをした金属酸化物の使用を示し、ここで、金属酸化
物は導電性コーティングの金属と異なる金属を含む。絶
縁性のアルミニウム酸化物をグラスファイバー上の導電
性の銀コーティング上に蒸着した。
【００５４】比較例Ｃ４の銀のコート化グラスファイバ
ーを１１０Åのアルミニウム酸化物でコーティングし
た。このことは次の設定条件下で実施例３のように行っ
た。１００グラムの銀のコート化繊維上にスパッタリン
グするためにアルミニウムのターゲットを用いた。陰極
は２．００キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は
５１０〜５４７ボルトであり、電流は３．６〜３．９ア
ンペアであった。総コーティング時間は１２０分であっ
た。コーティング加工の間、粒子の近傍に約８．０標準
立方センチメートル／分の流量で酸素ガスをチャンバー
に加えた。得られた材料は、５０オーム−センチメート
ルのバルクの粉末の抵抗率を有していた。これは銀のコ
ート化グラスファイバーのバルクの粉末の抵抗率に比べ
て頂きたい。コーティング前のそれは０．１オーム−セ
ンチメートルより小さかった。アルミニウムの重量％は
蒸着条件を基礎に０．３％と評価された。
ーを１１０Åのアルミニウム酸化物でコーティングし
た。このことは次の設定条件下で実施例３のように行っ
た。１００グラムの銀のコート化繊維上にスパッタリン
グするためにアルミニウムのターゲットを用いた。陰極
は２．００キロワットの出力で、得られる陰極の電圧は
５１０〜５４７ボルトであり、電流は３．６〜３．９ア
ンペアであった。総コーティング時間は１２０分であっ
た。コーティング加工の間、粒子の近傍に約８．０標準
立方センチメートル／分の流量で酸素ガスをチャンバー
に加えた。得られた材料は、５０オーム−センチメート
ルのバルクの粉末の抵抗率を有していた。これは銀のコ
ート化グラスファイバーのバルクの粉末の抵抗率に比べ
て頂きたい。コーティング前のそれは０．１オーム−セ
ンチメートルより小さかった。アルミニウムの重量％は
蒸着条件を基礎に０．３％と評価された。
【００５５】１ｍｍ厚さの試験スラブは２４％ｖ／ｖの
コート化繊維をDevcon（商標） 5 minute エポキシ中に
含んで作られた。この複合材料は１．６ｘ１０5 オーム
−センチメートルの体積抵抗率を与えた。
コート化繊維をDevcon（商標） 5 minute エポキシ中に
含んで作られた。この複合材料は１．６ｘ１０5 オーム
−センチメートルの体積抵抗率を与えた。
【図１】粒子充填剤の種々の容積充填量に対する電気抵
抗率のグラフである。図中の曲線１はポリスルホン／ポ
リカーボネートの配合母材中にステンレススチールのコ
ーティングをしたグラスファイバーが分散したものグラ
フである。電気抵抗率は、幅広い範囲で静電気散逸領域
にあり、２０〜３５容積％の濃度をここに示す。コート
化された繊維の２０容積％の充填で電気の透過が始ま
る。図中の曲線２はポリスチレン中にステンレススチー
ルのコーティングをした微小球が分散したもののグラフ
である。見て分かるように電気の透過が始まりに達する
のに必要な微小球の充填は、より高く、４０容積％が必
要である。ポリマーの同一性は電気透過性が始まる充填
容積に実質的に影響を与えない。
抗率のグラフである。図中の曲線１はポリスルホン／ポ
リカーボネートの配合母材中にステンレススチールのコ
ーティングをしたグラスファイバーが分散したものグラ
フである。電気抵抗率は、幅広い範囲で静電気散逸領域
にあり、２０〜３５容積％の濃度をここに示す。コート
化された繊維の２０容積％の充填で電気の透過が始ま
る。図中の曲線２はポリスチレン中にステンレススチー
ルのコーティングをした微小球が分散したもののグラフ
である。見て分かるように電気の透過が始まりに達する
のに必要な微小球の充填は、より高く、４０容積％が必
要である。ポリマーの同一性は電気透過性が始まる充填
容積に実質的に影響を与えない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレイグ スタンレイ チャンバーレイン アメリカ合衆国，ミネソタ 55144−1000, セント ポール，スリーエム センター （番地なし)
Claims (3)
- 【請求項１】 ａ）エポキシ、ウレタン、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、
ポリオレフィン、エチレン−プロピレンコポリマー、ポ
リプロピレン−マレイン酸無水物、ポリスチレン、スチ
レン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル
−ブタジエン−スチレンエラストマー、ポリメチルメタ
クリレート、エチレンビニルアセテート、エチレンアク
リル酸コポリマー、ビニルクロリド−ポリプロピレンコ
ポリマー、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
ールスルホンおよびポリプロピレンオキシド改質ポリエ
ーテルスルホンからなる群より選ばれる絶縁性ポリマー
樹脂、並びに ｂ）５〜３５容積％の少なくとも一種の高アスペクト比
の充填剤であって、その上に１０Å〜１０００Åの高導
電性金属の無機の薄膜および更にその上に絶縁性金属酸
化物の層を有し、前記の層が平均で２Å〜２００Åのコ
ーティングの厚さを有し、前記の充填剤が中空のまたは
固体のグラスファイバー、ポリマー繊維、セラミック繊
維、マイカ、炭素およびグラファイト繊維、並びに粉砕
されたガラスの充填剤の群から選ばれ、前記の充填剤が
１〜１００の平均のアスペクト比を有し、複合材料の体
積抵抗率が１ｘ１０4 〜１ｘ１０11オーム−センチメー
トルとなるような充填剤、を含む半導体性の静電気散逸
性ポリマー複合材料。 - 【請求項２】 前記の高アスペクト比の充填剤がグラス
ファイバーを含み、その上に、ステンレススチールおよ
びアルミニウムからなる群より選ばれる高導電性金属の
１０Å〜１０００Åの無機の薄膜および更にその上に絶
縁性金属酸化物の層を有し、前記の層が平均で２Å〜２
００Åのコーティングの厚さを有し、複合材料の体積抵
抗率が１ｘ１０4 〜１ｘ１０11オーム−センチメートル
となるような請求項１記載の半導体性の静電気散逸性ポ
リマー複合材料。 - 【請求項３】 半導体性の電気的特性を有する高アスペ
クト比の充填剤を含む静電気散逸性ポリマー複合材料を
製造する方法であって、 ａ）高アスペクト比の無機の粒状充填剤を真空雰囲気中
に与えること、 ｂ）その上に高導電性金属をコーティングし、前記の層
を１０Å〜１０００Åとすること、 ｃ）前記の高導電性金属が絶縁性金属酸化物の層を形成
し、かつ前記層が２Å〜２００Åとなるのに十分な量お
よび十分な時間だけ酸素を前記の雰囲気中に導入するこ
と、および、 ｄ）無機の粒状の充填剤をエポキシ、ウレタン、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテ
ル、ポリオレフィン、エチレン−プロピレンコポリマ
ー、ポリプロピレン−マレイン酸無水物、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレンエラストマー、ポリメ
チルメタクリレート、エチレンビニルアセテート、エチ
レンアクリル酸コポリマー、ビニルクロリド−ポリプロ
ピレンコポリマー、ポリイソブチレン、ポリブタジエ
ン、およびポリプロピレンオキシド改質ポリエーテルス
ルホンからなる群より選ばれるポリマーマトリックスに
混入すること、の工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/972,598 US5409968A (en) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | Controlled conductivity antistatic articles |
| US972598 | 1992-11-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279592A true JPH06279592A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=25519868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5270386A Pending JPH06279592A (ja) | 1992-11-06 | 1993-10-28 | 半導体性の静電気散逸性ポリマー複合材料およびその製造法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5409968A (ja) |
| EP (1) | EP0596804A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06279592A (ja) |
| KR (1) | KR950013710A (ja) |
| MY (1) | MY108741A (ja) |
| PH (1) | PH30159A (ja) |
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| KR20170035181A (ko) * | 2015-09-22 | 2017-03-30 | 지멕주식회사 | Esd 방지 코팅 구조 및 esd 방지 코팅 구조의 제조 방법 |
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- 1993-10-28 JP JP5270386A patent/JPH06279592A/ja active Pending
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- 1993-11-05 KR KR1019930023459A patent/KR950013710A/ko not_active Application Discontinuation
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