JPS59145257A - 非金属導電性粒子の製法および放電転写材 - Google Patents

非金属導電性粒子の製法および放電転写材

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JPS59145257A
JPS59145257A JP1768684A JP1768684A JPS59145257A JP S59145257 A JPS59145257 A JP S59145257A JP 1768684 A JP1768684 A JP 1768684A JP 1768684 A JP1768684 A JP 1768684A JP S59145257 A JPS59145257 A JP S59145257A
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resin
layer
support layer
particles
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デビツド・シー・マスターソン
ウオーレン・ジー・バン・ドーン
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
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Exxon Research and Engineering Co
Esso Research and Engineering Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は電気感応性複合転写材(compositee
lectros7ive transfer mate
rial)の支持体層に用いる適当な粒径分布の導電性
非金属粒子を製造する方法、および本明細書で開示され
る導電性非金属粒子を用いた再使用可能な電気感応性転
写フィルムに係る。
従来技術 近年、情報の迅速な伝送および(または)記録について
の多くの方式が提案されている。そうした方式の1つは
放電記録方式(electric discharge
recording system )である。
放電記録方式は電気的信号を数100ボルト数ワツトの
電圧の形で適用し、記録層表面の半導電性記録層を放電
破壊し、それによって記録層または記録層上に設けられ
た基材に像を形成することからなる方法である。この方
法は現像や定着のような処理操作を必要としない「直接
画像形成」方法であ夛、簡単な記録方法として広く利用
されている。例えば、この方法はファクシミリ、各種測
定装置、記録計、電子計算機の記録ディスプレー1電子
謄写紙(electroatenaile maste
r 5heet)の処理などに応用される。
放電記録では放電記録針(スタイラス)を電気感応性転
写記録材の記録表面に直接接触させる。
記録針を介して放電を行なって記録層を破壊し、記録表
面に像を形成する。
よ勺新しい進歩が中野他の米国特許第4163075号
に開示されておシ、それは電気感応性転写フィルムに係
る。このタイプのフィルムで記録スるために、それを紙
のような受像媒体である未処理シートの上に重ね、放電
針を転写フィルムの裏側を一定ノハターンで動かす。一
般に、転写フィルムの端または表面を接地する。150
〜200ボルトのオーダーの電圧を記録針に適用すると
、シートに電流が流れ、受像媒体(例えば紙)に転写さ
れる。
中野他の米国特許第4163075号に開示されたフィ
ルムは3層、即ち、フィルム支持体層と2つの転写層か
らなる。支持体層は導電性金属粉末含有樹脂層、例えば
、平均粒径2μmの電解銅粉末を塩化ビニル樹脂に分散
させたものからなる。
ダルトンは米国特許第3509088号でフィルムを成
す樹脂にカーボンブラック粒子を分散させたものからな
る電気感応性フィルムまたは塗膜を開示しているが、こ
れは化学的組成および機能の両方において本発明と相違
する。一般に、こうしたカーボンブラック粒子は十分な
寸法のものではなく、支持体層に異方性全提供するには
小さすぎる。
従来技術に開示された製品を使用した場合、多くの欠陥
があるように思われる。従って、他の市販製品と較べて
安価に製造できかつよシ優れた画像品質を示す電気感応
性転写媒体を求める需要が存在する。
発明の概要 本発明の1つの目的は上記のような欠陥のない電気感応
性転写フィルムを提供するξとである。
本発明のもう1つの目的は電気感応性転写媒体の支持体
層に異方性全提供するのに十分な寸法のカーボンブラッ
ク粒子の製造にある。
本発明の更に別の目的は一単かつ能率的な仕方でかつ安
価に製造可能な電気感応性転与材(またはフィルム)を
提供することである。この目的のために、電気感応性転
写材(フィルム)の支持体層に配合し得る導電性カーボ
ンブラック粒子の簡単かつ能率的な製造方法を提供する
ことも本発明の目的である。
本発明に依れば、電気感応性放電転写フィルムの支持体
層に有用な導電性非金属粒子は、先ず、カーボンブラッ
ク粒子(一般Kl翔未満の粒径)を樹脂結合剤およびそ
の樹脂結合剤を溶解可能な溶剤に分散して分散混合体を
形成することによって、製造する。その後、分散混合体
をスプレー乾燥して1〜20μmのオーダーのカー?ン
ブラック含有粒子を製造する。
本発明のもう1つの側面は、(、)樹脂に分散された導
電性粒子を有する電気的異方性の支持体層と、(b)放
電破壊されて記録紙に転写可能な樹脂層からなる少なく
とも1層の熱的又は電熱的転写層で、そのうちの1層が
支持体層上に積層されたもの、を含んでなる放電転写材
(フィルム)に係る。改良は本明細書に開示したタイプ
の導電性非金属粒子の使用に関係する。
本発明のカーボンブラック粒子の製造では、すべでの市
販カーボンブラック粒子を本発明の方法に依って処理し
得る。これによって、一般に1μmより小さい粒径を示
すカーボンブラック粒子を有効に凝集して、放電転写材
の支持体層に電気的異方性を付与する目的にとって十分
な寸法にすることか可能である。好ましいカーデンブラ
、りは商品名Vulcan XC−72として市販され
るもののようにカーボンブラック着色剤を含む。
本発明に用いるカーがンブラック充満粒子(carbo
n black filled particles 
)の適当な結合用樹脂は、接着剤、ペイント、塗材、あ
るいは成形プラスチック製品のために製造され、工業的
に使用されている数多くのよく知られた樹脂をすべて含
む。カーボンブラック充満粒子用結合剤とI     
 して適当であるために、結合用樹脂は、米国特許第4
163075号に開示されているような放電転写材(フ
ィルム)の支持体層を形成するために後で用いる樹脂ま
たは溶剤によって侵されたシ溶解されたシしてはならな
い。こうした樹脂は結合作用と電気的絶縁特性(一般に
体積抵抗率1010Ωcrn)を有する熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂のすべてであることができる。好まし
い結合剤はスチレン/ブタジェン共重合であp1グツド
イヤー社(Goodyear Tire and Ru
bber Co、  )から商品名Po1iolite
 5Eとして市販されている。
カーボンブラックと混和しかつ樹脂結合剤の溶剤として
機能し得るすべての溶剤は本発明の実施に使用し得る。
塩化メチレンか特に好ましい溶剤である。本発明に使用
できるその他の溶剤にはトルエン、キシレン、あるいは
その他普通の芳香族または塩素化溶剤が含まれる。
分散混合体に存在する結合剤対カーボンブラックの重量
比は一般的に2=1〜1:2であり、結合剤とカーがン
ブラックが等重量存在することが好ましい。スプレー乾
燥前にカーボンブラックおよび溶剤に分散された樹脂の
量は分散されるべき混合体の全重量の一般に約2〜4重
量%である。
一般に、混合体中の結合剤とカーボンプラ、りの濃度が
高いほど、それをスプレー乾燥するとより大きい粒子が
生成する。逆に溶液が希薄であるほど、本発明によって
より小さい粒子が生成する。
カーボンブラック、溶剤および樹脂の分散混合体は、こ
れら3種の成分と公知の機能のために用いる任意配合成
分全部、例えば、可塑剤、表面活性剤、等の混合体を慣
用の機械的分散処理に供することによって作成する。成
分の分散はスゼグバリ磨砕機(Szegvari At
tritor )、カラレスミキサーのような高剪断攪
拌機、[分散機 (Dispersator ) J、ならびに標準ビー
ルミルあるいは当業者に良く知られたその他すべての分
散技法で、達成することが可能である。
成分はカーボンブラック粒子が結合用樹脂と溶剤中にほ
ぼ完全に分散するのに十分な時間をかけ1混合および磨
砕する。分散装置としてスゼグバリ磨砕機を用いfc場
合、一般的には、成分金0.5〜3時間混合し、好まし
くは1〜2時間混合する。
カーボンブラック粒子が混合体中に適切に分散して混合
体がカーがンブラックの凝集体全実質的にまったく含ま
なくならたら、分散混合体をスプレー乾燥工程に供して
本発明の所望粒子を作成する。スプレー乾燥処理は慣用
のスプレー乾燥装置を用いて実施することができる。第
1図はその典型例でおる。図中、101は空気加熱器、
102はフィルタ、103は乾燥室、104は噴霧器、
105は袋フイルター回収器、106はロータリーパル
プ、107は吹送器、Aは供給口、Bはスグレー、Cは
乾燥製品出口、Dは空気出口である。
スプレー乾燥機に対する分散混合体の供給速度全調整し
て所望の平均粒径を達成する。
スプレー乾燥機で製造した乾燥製品は、米国特許第41
53075号に開示されたタイプの放電転写フィルムの
ような放電転写材の支持体層に使用し得る。本発明に依
る導電性カービン粒子を利用する好ましいフィルム構造
を第2図に示す。このフィルムは、電気的異方性のカー
ボンブラック含有支持体層2と、少なくとも1つの転写
層貼付層4および6からなる。
支持体層2は樹脂マトリックス中の本発明のカーボンブ
ラック充満粒子から々ることか好ましい。
一般的に、樹脂マトリックス中に本発明によって製造し
たカーボンブラック粒子を十分な量で配合して、ダルト
ンの米国特許第2664044号に従って測定して、支
持体層の横方向抵抗率が少なくとも107Ω/口、好ま
しくは108Ω/口でお知層に垂直に測定した体積抵抗
率が好ましくは10102nより大きくないようにする
。一般的に、カーボンブランク粒子は支持体層の全重量
を基準にして20〜60容積チ存在する。
支持体層2の作成に用い得る適当な樹脂の例としては、
ポリオレフィン(ポリエチレンや73?リプロピレンな
ど)、ぼり塩化ビニル、ポリビニルアセタール、酢酸セ
ルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、Iリアクリ
ル酸メチノペポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニ
トリル、熱可塑性ぼりエステル、ポリビニルアルコール
、そしてグラチンのような熱可塑性樹脂;ならびに、熱
硬化性ポリエステル、エポキシ樹脂、そしてメラミン樹
脂のような熱硬化性樹脂がある。熱可塑性樹脂が好まし
く、ポリエチレン、ポリビニルアセタール、酢酸セルロ
ース、および熱可塑性ポリエステルが特に好ましい。
この技術分野において慣用的であるように、成形性、保
存安定性、可塑性、粘着性、潤滑性、等等を改良するた
めに必要であれば可塑剤、充填剤、潤滑剤、安定剤、酸
化防止剤あるいは離壓剤を樹脂に添加してもよい。
可塑剤としてはフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル
、フタル酸シカグリル、アジビン酸ジオクチル、アジピ
ン酸ジイソブチル、トリエチレングリコールジ(2−エ
チルブチ2−ト)、七ノ々シン酸ジブチル、アゼライン
酸ジオクチル、そしてリン酸トリエチルヘキシルがおシ
、これらは樹脂用可塑剤として一般的に使用されている
。可塑剤の量は例えば樹脂の種類や可塑剤の種類に応じ
て広範囲で変化する。一般的に、その量は樹脂100重
量部当り最大50重量部である。可塑剤の最適螢は支持
体層マトリックス樹脂100重量部当シ25重量部よシ
一般に多くない。
充填剤の例としては酸化カルシウム、酸化マグネシウム
、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム
、酸化亜鉛、酸化チタン、硫酸バリウム、リトポン、塩
基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ、そし
てカオリンがある。
これらは単独でも2種類以上の混合体としても用いるこ
とができる。
充填剤の量は臨界的ではなく、樹脂の種類、充填剤の種
類等に応じて広範囲に変化する。一般的に、充填剤の量
は支持体層マトリックス樹脂100容檀部当り100容
積部よシ多くない。
支持体層2を溶液流延法で作成する場合、溶剤は樹脂結
合カーボンブラック粒子に関して不活性である限シどの
溶剤を用いてもよい。
普通、流延支持体層2の厚さは少なくとも3μmである
。厚さの上限は厳格ではカいが、前述の理由から100
μmに定めるのが有利である。5〜60μmの厚さが好
ましく、10〜40μmの厚さがさらに好ましい。
前に述べたように、支持体層はもう1つの基材、例えば
、紙に熱的にかまたは電熱的に転写をなし得る少なくと
も1つの層と組み合わせて使用する。
本発明の好ましい態様に依れば、2層の転写層4および
6(詳しくは後述する)を使用する。
カーボンブラック含有支持体層上に積層された半導電性
樹脂層4は放電によって破壊される。半導電性樹脂層4
は横方向のシート抵抗10〜1016、Q/口、好マシ
くハ107〜1015Q/[:l、更ニ好マシくは10
9〜1013Ω/口、表面から裏面への体積抵抗率10
3〜10140m1好ましくは104〜1013、更に
好ましくは10〜100mを有する。
半導電性樹脂層4は樹脂マトリックス中に導電性付与剤
を分散することによって形成することができる。
半導電性樹脂層40基材を成す樹脂マトリックスはカー
ボンブラック含有樹脂からなる非記録支持体層について
前に述べたものから選ぶことができる。熱可塑性樹脂が
特に適当であシ、ポリエチレン、酢酸セルロース、およ
び?リビニルアセタールが有利に使用される。必要であ
れば、この樹脂は可塑剤や充填剤のような前に述べたタ
イプの添加剤を前記の量で含んでもよい。
半導電性樹脂層4に含める充填剤が導電性付与剤と異な
る導電率を有し、一般に導電性付与剤よυも低い導電率
を有する場合、放電による半導電性樹脂層4の破壊はよ
ジシャープに起こり、よシ明瞭かつよシ高コントラスト
の記録像を得ることができる。この種の適当な充填剤は
酸化マグネシウム、酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸ストロンチウム、酸化チタン、硫酸
バリウム、リトポン、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、シリカ、カオリン粘土、酸化亜鉛のような微
細無機粉末物質である。これらは単独でも2種類以上の
混合体としても使用できる。
これらのうち、酸化チタンと炭酸カルシウムが特に適当
である。充填剤の平均粒径は一般に高々10μm″′c
あり、好ましくは5μm以下、更に好ましくは2〜0.
1μmである。充填剤の量は樹脂等の種類に応じて広範
囲に変化する。充填剤の適当な量は樹脂100重量部当
シ一般に10〜200重量部である。
樹脂に半導電性を付与するために分散すべき導電性付与
剤は、導電性を有しかつ樹脂層について前に述べたシー
ト抵抗および体積抵抗を有するすべての材料であること
ができる。一般的に、適当な導電性付与剤は50kg/
cr112の圧力下で測定して1060mより大きくな
い体積抵抗を有する。こうした導電性付与剤の例には、
本発明によ多処理される必要はないカーボンブラック、
ならびに金、銀、ニッケル、モリブデン、銅、アルミニ
ウム、鉄のような金属、および導電性酸化亜鉛(アルミ
ニウム、ガリウム、rルマニウム、インジウム、錫、ア
ンチモンまたは鉄のような異種金属を酸化亜鉛基準で0
.03〜2.0重量%、好ましくは0.05〜1.0重
量%ドープした酸化亜鉛);ヨウ化銅、酸化錫、メタ錫
酸のような導電性金属含有化合物;そしてゼオライトが
ある。これらのうち、カーがンブラック、銀、ニッケル
、ヨウ化銅、導電性酸化亜鉛が好ましく、カーボンブラ
ックと導電性酸化亜鉛が更に好ましい。着色剤としても
作用するカーボンブラックが最も好ましい。
導電性付与剤は、普通、樹脂中に微粉末の形で分散する
。導電性付与剤の平均粒径は高々10μm1好丑しくは
5μm以下、特に好ましくは0.005〜2μmである
。金属粉末を導電性付与剤として用いる場合、微小球状
、樹枝状、または微塊状であることが好ましい。金属粉
末を分散した樹脂シートは、平均粒径が半導電性層の厚
さの10〜50%である場合、電気的異方性になる傾向
がある。
樹脂に添加すべき導電性付与剤の量は導電性付与剤の伝
導度、等によって広範囲に変化する。この量は半導電性
樹脂層4の横方向シート抵抗および体積抵抗を前記の範
囲に調整するのに十分な量である。例えば、カーボンブ
ラックは樹脂100重量部当シ一般的に1〜100重量
部、好ましくは5〜50重量部、更に好ましくは10〜
40重量部の量で配合される。その他の導電性付与剤は
樹脂100重量部当り一般的に3〜500重量部、好ま
しくは5〜400重量部、更に好ましくは10〜300
重量部用いる。
半導電性樹脂層4の厚さは臨界的ではなく、最終製品の
用途、その他によって広範囲に変化する。
一般的に、その厚さは少なくとも2μm1好ましくは3
〜50μm1更に好ましくは5〜20μmである。
本発明に依シ、導電性層6が半導電性N4のもう1方の
表面に積層される。
導電性層6は、放電記録針直下の点における半導電性樹
脂層を流れる電流を収斂することによって、放電破壊を
高い確度で遂行するのに重要な役割を果す。導電性層6
は104Ω/口以下、好ましくは10Ω/口以下の横方
向シート抵抗を有する。
このような抵抗特性を有する導電性層6は、熱可塑性ま
たは熱硬化性樹脂とそれに分散させた導電性付与剤から
なる導電性樹脂層、真空蒸着金属層、あるいは金属箔層
である。
導電性樹脂層に使用可能な熱可塑性または熱硬化性樹脂
は、非記録層に関連して前に記載したものから選ぶこと
ができる。これらのうち、熱可塑性樹脂、特にポリエチ
レン、酢酸セルロースおよびポリビニルアセタールが有
利に使用される。樹脂に分散すべき導電性付与剤は半導
電性樹脂層に関連して前に記載したものから選ぶことが
できる。
カーボンブラックと金属粉末が特に適している。
カーボンブラックの方がコストの点で金属よりも好まし
い。
導電性付与剤は樹脂層が前記の電気抵抗特性を有するよ
うになる量を添加する。この量は導電性付与剤の種類に
(法イF作xs。
100重量部当シ、カーボンブラックは一般ニ少なくと
も10重量部、好ましくは20〜200重量部、更に好
ましくは30〜100重量部の量;他の導電性付与剤、
特に金属粉末は少なくとも50重量部、好ましくは10
0〜600重量部、更に好ましくは150〜400重量
部の量を使用する。
必要であれば、導電性層に可塑剤や充填剤のような前記
添加剤を前記の量含めてもよい。
導電性樹脂層の厚さは臨界的ではなく、最終製品の用途
、等に応じて広範囲に変化できる。一般に、それは少な
くとも3μm、好ましくは3〜50μm、更に好ましく
は5〜20μmである。
導電性層6は真空蒸着金属層であってもよい。
金属の特定例はアルミニウム、亜鉛、銅、銀、金である
。これらのうちアルミニウムが最も適当である。
真空蒸着金属層の厚さは厳しく制約されない。
一般に、それは少なくとも4μm1好ましくは10〜3
00μm1更に好ましくは20〜100μmである。そ
れは常套的な金属真空蒸着法によって半導電性樹脂層4
の一面に適用することができる。
導電性層6は薄い金属箔例えばアルミ箔であることもで
きる。それは半導電性層4の一面に結合剤あるいはめっ
きの手段などで適用することができる。
層4および6のうち少なくとも1層に着色物質を含めて
もよいことが理解されよう。有用な着色物質はカーボン
ブラック、無機および有機の顔料、そして染料である。
カーボンブラックは優れた導電率を有し、前に述べたよ
うに着色物質および導電性付与剤の両者として働く。こ
うして、半導電性樹脂層または導電性樹脂層が既に導電
性付与剤としてカーボンブラックを含む場合には更に着
色物質を添加する必要はない。
カーボンブラック以外の顔料の例には、ニッケルエロー
、チタンエロー、カドミウムエロー、シンクエロー、オ
ーカー、カドミウムレッド、ツルシアンブルー、群青、
亜鉛華、硫酸鉛、リトポン、酸化チタン、黒色酸化鉄、
クロムオレンジ、クロム朱、赤色酸化鉄、鉛丹、および
朱のような無機顔料、ならびに、アニリンブラック、ナ
フトールエロー81ハンザエロー10G、ベンジリデン
エロー、パーマネントエロー、パーマネントオレンジ、
ベンジリデンオレンジG1インダントレンブリリアント
オレンジG K X/f−マネントレッド4R。
ブリリアントファストスカーレット、)臂−マネントレ
ッドF2R,レークレッドC1キンカシアレッドY (
Dup)(C,1,46500,)、ij−マネントビ
ンクE(FH)[−L”−rゼ7タRV6803()L
AR):)、そしてフタロシアンブルーのような、フタ
ロシアニン、キナクリドンおよびベンジリデン列の有機
顔料がある。
本発明の放電転写記録媒体は、記録紙8、例えば、セル
ロース紙、合成紙状シートあるいはグラスチックシート
の上に転写記録媒体を重ねて導電層6が記録シート8と
接触するように使用し、普通の方法に従って放電記録針
でカーボンブラック粒子含有樹脂支持体層2の頂面側か
ら放電記録を行なうと、半導電性樹脂層4と導電性層6
が放電によって同時に破壊され、その破壊片10が記録
シート8に転写され、そしてそこに定着されるので、こ
れによって転写記録が遂行される。
本発明の放電記録複合材は複数個使用できる。
本発明のカーボンブラック粒子を配合した放電記録複合
材はファクシミリ装置、電子計算機の末端記録機、自動
測定装置の自動記録装置、そして各種のプリンタ、等々
に慣用のように用いることが可能である。
本発明において、用語「表面抵抗」(二横方向シート抵
抗)および「体積抵抗」はダルトンの米国特許第266
4044号に記載された方法に従って測定した。
本発明の詳細な説明では支持体層と2つの転写層からな
る転写フィルムを開示した。しかし、本発明には、同様
に、少なくとも1層が別の基材、例えば紙のシートに熱
的にまたは電熱的に転写可能である限り、唯一層あるい
は2以上の層を有する前記のような支持体層を使用する
ことも含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はスプレー乾燥機の概要図、第2図は本発明の転
写フィルムの拡大断面図である。 2・・・カーデンブラック粒子含有支持体層、4・・・
半導電性層、6・・・導電性層、8・・・記録紙、10
1・・・空気加熱器、103・・・乾燥室、104・・
・噴霧器、”05−=llI”4°         
  財余白FIG、1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 IJa)結合用重合体および該結合用重合体を溶解可能
    な溶剤にカーボンブラック粒子を分散させて分散混合体
    を形成し、そして (b)該分散混合体をスプレー乾燥して1〜20μmの
    オーダーの粒径を有するカーがンブラック含有粒子を形
    成する、 工程を含むことを特徴とする導電性非金属粒子の製造方
    法。 2、前記結合用重合体対前記カーボンブラ、ツクの重量
    比が2:1〜1:2である特許請求の範囲第1項記載の
    方法0 3、前記比が1:1である特許請求の範囲第2項記載の
    方法。 4、前記結合用重合体と前記カーボンブラックの合計量
    が全分散混合体の2〜4重量%である特許請求の範囲第
    2項記載の方法。 5、前記結合用重合体がスチレン−ブタジェン共重合体
    、そして前記溶剤が塩化メチレンである特許請求の範囲
    第4項記載の方法。 6、(a)樹脂中に1〜20μmのオーダーの粒径を有
    するカーボンブラック含有粒子を分散した電気的異方性
    支持体層、および (b)放電破壊されて記録シートに転写することが可能
    な樹脂層からなる少なくとも1層の熱的または電熱的転
    写層、該転写層のうちの1層が前記支持体層に積層され
    ている、 を有して成る放電転写材。 7、前記カーボンブラック含有粒子が前記支持体層を電
    気的異方性にするのに十分な量存在する特許請求の範囲
    第6項記載の放電転写材。 8、前記支持体層が前記カーボンブラック含有粒子を2
    0〜60容積チ含む特許請求の範囲第7項記載の放電転
    写材。
JP1768684A 1983-02-04 1984-02-04 非金属導電性粒子の製法および放電転写材 Pending JPS59145257A (ja)

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