JPS61292810A - 伝導性の熱分解された誘電体及びそれからつくられた物品 - Google Patents

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】 発明の背景 本発明は、選択的に熱分解された電気伝導性熱可塑性ウ
ェブ材料（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ　　ｐｙｒｏｌｙｚ
ｅｄｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　　　ｃｏｎｄｕｃｔ
ｉｖｅｒ　　　ｔｈｅｒ論ｏｐｌａｓｔｉｃｗｅｂ　　
ｍａｔｅｒｉａｌｓ）に関する。好ましい形態において
は、本発明のウェブ材料を含む複合体は、高温安定性と
、該複合体の表面にわたって及び該複合体の厚さを通っ
ての増加した電気伝導度を示す。

好ましい複合体は、サーマルプリンタ及び複写機の像転
写ベルト（ｉ＋ｏａｇｅ　　ｔｒａｎｓｆｅｒ　　ｂｅ
ｌｔ）如き物を包含する種々の用途に使用される。

先行技術 複写装置及び像記録装置に使用するための、種種の構造
の可撓性電気伝導性シート材料が以前に開示された。米
国特許第４，２４８，９５２号及び第４，２４８，５２
１号は、構造の中心層が電気伝導性材料から作られてい
るこの゛ようなシート材料を開示している。米国特許第
４，０１５，０２７号及び第３，９９３，８２５号は、
ベルトが金属中心層を有している静電複写装置に使用す
るためのトナー転写ベルトを開示している。

誘電性材料（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　　ｍａｔｅｒｉａ
ｌ）のプレートの穴が、該穴の壁が放電によって炭素化
されている（ｃａｒｂｏｎｉｚｅｄ）かいないかにより
情報を与えると言われている、レコード記憶媒体（ｒｅ
ｃｏｒｄｓｔｏｒａｇｅ　　ｍｅｄｉｕｍ）が開示され
た。米国特許第３゜６４１．３１８号は、所定の情報パ
ターンにおいて穴を有するこのようなプレートを開示し
ている。

穴のすべてが炭素化された壁を有する訳ではないけれど
も、放電によって穴が形成されうるという開示がある。

米国特許第４，２８６，２５０号には、レーザーによっ
て炭化されたポリイミドからっ（られた電気的抵抗体が
開示されている。

米国特許第４，２７８，８７１号、＠４，０２５゜７５
２号、＠３，４２４，８９５号、第３，３８５゜９５１
号、第２，６７８，３７３号及Ｖ第３，７６０．１５３
号には、誘電性シート材料に穴をあけるため又は誘電性
シート材料を接着するための放電が教示されている。

発明の要約 本発明に従えば、この物品を貫通して位置付けられた多
数の電気伝導性通路を有し、最も多（はフィルムの形態
にある熱分解可能な誘電性熱可塑性有形物品（ｐｙｒｏ
ｌｙｚａｂｌｅ　　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　　ｔｈｅｒ
ｍｏ−ｐｌａｓｔｉｃ　　５ｈａｐｅｄ　　ａｒｔｉｃ
ｌｅ）であって、該通路は炭素の壁を有するチャンネル
を含んで成りそしてこの物品を通る電気伝導度がそれに
より非常に増加している物品を提供する０本発明の他の
態様においては、熱分解可能な誘電性熱可塑性プラスチ
ックは、この熱可塑性プラスチックの伝導度より大きい
伝導度を有し、全体にわたって均一に分布゛した、微細
に分割された粒状添加剤を含む。

１０−”ａ＋ｈｏ／ｃｍより小さい体積伝導度（ｖｏｌ
ｕｍｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有する熱分解性
マトリックスを使用する本発明の物品は、１０−’ｗｈ
ｏ／ｅ論り大きい見掛けの体積伝導度（ａｐｐａｒｅｎ
ｔ　ｖｏｌｕｍｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を示す
。

本発明の物品は、例えば、熱分解性ベースフィルム層と
、フルオロポリマーの如き他の材料のコーティングを含
むように層にすることができる。

すべての層は、伝導性添加剤を含むように作ることがで
きるが、このようなことは必らずしも必要ではな（、そ
して事実、添加剤はいかなる層においても必ずしも有る
とは限らない。

本発明の有形物品は、増加した表面電気伝導度（ｓｕｒ
ｆａｃｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖ
’１ｔｙ）を与えるための炭素のコーティングを含むこ
とができ、そして炭素のコーティングは、一般に、１ｏ
−２乃至１０−１７ｗｈｏ／スケヤ（ｅｃｈｏ／５ｑｕ
ａｒｅ）の制御された表面伝導度を与えるための誘電体
希釈剤を含むことができる。

複写機及びサーマルインパクトプリンタの像転写に使用
される如きエンドレスベルトは、上述の電気伝導性フィ
ルム物品のループをベルトの厚さ内の１つ又はそれより
多くの該フィルムの層によって形成することにより作る
ことがで終る。このようなエンドレスベルトは、一般に
、電気伝導性フィルムの少なくとも１つの層と、熱可塑
性誘電性保護材料の頂部層を具備する。

本発明の有形物品は、部分断面図でシート１として第１
図に示されている。シート１は、熱分解性熱可塑性マ）
　ＩＪワックス層と、伝導性表面層４と、保護誘電性コ
ーティング層５□好ましくはフルオロポリマ□を含む、
保護コーティング／１５は、主として、伝導性表面層４
の保護として及びヒートシーリング能力と低摩擦係数を
有する露出した不活性層を与えるために存在している。

伝導性表面／ｌｉ！４は、マトリックス層２に隣接して
おり、そしてマトリックス１−の−側又は両側に位置す
ることができる。表面層４はマトリックス層２の両側に
隣接して位置付けられることが一般に好ましい。層５の
使用は、随意であり、層５のフルオロポリマーの使用は
随意であるが、好ましいものであり、そしてフルオロポ
リマ一層は、使用される場合には、伝導性表面層４に隣
接して位置付けられる。

本発明は第２図に有形物品６の拡大断面図として示され
ている１層２の１つの表面から他の表面まで熱可塑性材
料を貫通して延びているカーボンチャンネル７を有する
、熱分解可能な誘電性熱可塑性マトリックス層２が詳細
に示されている。カーボンチャンネル７は、熱可塑性層
２の熱分解により生じ、そしてカーボン壁を伴って中空
であることができ、又は実質的にカーボンで充填されて
゛いることができる。カーボンチャンネル７は、マトリ
ックス層２の誘電性熱可塑性材料を通る電気伝導度の通
路（ｐａｔｈｓ　　ｏｆ　　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　　
ｃｏｎｄｕｃｉｉｖｉｔｙ）を与える。伝導性表面層４
は、マトリックス層２の１つの表面でのカーボンチャン
ネル７間の電気的接続を与える。前述のとおり、層５は
、ヒートシール可能な低摩擦コーティングの形態にあっ
て表面層４を保護する。

第２図に示された如く、マトリックス層２は、分散した
粒状の伝導性粒子３を含むことができる。

伝導性粒子３は、物品６を製造するのに有用な添加剤と
してマトリックス層２中に存在している。

電気伝導性高温熱可塑性ベルト８は、フルオロポリマー
オーバーレイヤ＋（ｏｖｅｒｌａｙｅｒ）９により覆わ
れたシート１のマルチプルラップ（＠ｕ　Ｉ　ｔ　ｉ　
ｐ　Ｉ　ｅ　　ｗ　ｒ　ａ　ｐ　）として、第３図に部
分切り欠き図で示されている。ベルト８におけるラッピ
ング（ｗｒａｐｐｉｎｇ）Ｃ層）の敗は随意であり、そ
してベルトの最終用途に依存している。電気的連続性を
確実にするためには、少なくとも１つの層が必要であり
、追加の強度又は種々の電気的応答のために追加の層を
使用することができる。

本発明の熱可塑性誘電性物品の伝導性熱分解製品は、熱
分解性熱可塑性ポリイミド誘電性材料の厚さを横切るア
ークを発生することにより作られる。十分な電流の条件
下に、材料のボデーを完全に貫通して放電の付近の熱可
塑性プラスチックの炭化（ｃｈａｒｒｉｎｇ）を引き起
こす６本発明の有形物品は、プレート、又はシート又は
フィルムの如き平坦な形態にあるが、必ずしもそのよう
な形態の物ばか９ではない、不規則形状及び不規則な厚
さを有する物品も又本発明により包含される１本明細書
の説明の目的には、有形物品はしばしばシート又はフィ
ルムのウェブを指すであろう。

本明細瞥において使用した“熱分解可能な誘電性熱可塑
性材料”とは、一般に誘電性であると考えられる熱可塑
性材料であって、この材料の融点以下の温度で炭化する
熱可塑性材料を意味する。

このような材料の例は、ポリイミド類及びポリバラボン
酸ｊｌ（ｐｏｌｙｐａｒａｂｏｎｉｃａｃｉｄｓ）であ
る、ポリマーの性質により、ポリイミド類が本発明の実
施にとって非常に好ましい。ポリエステル、ポリオレフ
ィン及びポリアミドのような材料はその材料の融点以下
の温度で炭状物（ｃｈａｒ）を形成せず、それ数本発明
の実施に使用することはできないことが見出された。

本発明に使用された熱分解可能な熱可塑性マトリックス
材料は、約１０−’　１７ｍｈｏ／Ｃｍより小さい、好
ましくは、約１０−’　”＋＊ｈｏ／ａｍより小さい体
積電気伝導度（ｖｏｌｕｍｅ　　ｅｌｅｃｔｒｉ’ｅａ
ｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を示すべきである。

本発明の熱分解可能な誘電性材料の製造は、熱可塑性マ
トリックスシート、中の微細に分割された伝導性添加剤
材料の実質的に均一な分布を利用することによって容易
にすることができる。添加剤は、マトリックスシートを
通る絶縁破壊の強さくｃｌｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　　ｂｒ
−ｅａｋｄｏｗｎｓｔｒｅｎｇｔｈ）を減少させるのに
使用される。

より多くの添加剤が使用されるにつれて、絶縁破壊の強
さは減少し、そして隣接した炭状物の部位にアークを発
生することなく炭化アークを相互に近接させることを可
能とする。使用されるべき添加剤の量は、主として、隣
接したカーボンチャンネルの所望の中心間距離に依存し
ている。添加剤を有するシートの絶縁破壊の強さは、多
数の７７クターに依存しており、中でも、添加剤自体の
絶縁耐力及び伝導度、添加剤の濃度、添加剤の粒径、シ
ートのポリマー材料中の添加剤の分布の中庸性及び妥当
性、及び、シート自体の製造方法、に依存する。“絶縁
耐力”とは、誘電性材料の厚さを通して放電を起こさせ
るのに必要な電圧を指し、そして、通常は誘電性材料の
単位厚さ当たりのボルトとして表される。

カーボンの高い伝導度と、本発明の伝導性チャンネルを
作るのに最終的に使用される熱分解プロセスの伝導性要
素であるということにより、カーボンは本発明に使用す
るための非常に好ましい添加剤である。カーボンブラッ
ク及１グラフアイトは、カーボンの好ましい形態である
。カーボンを除いては、一般に、添加剤の伝導度が高け
れば高いほど効果的であり、そして本発明の実施にとっ
てより好ましい、というのが実状である。一般に、熱分
解可能な熱可塑性マトリックスシート材料より大きい伝
導度を有する添加剤は、本発明の実施を助長するであろ
う、何故ならば、このような添加剤は、シートの絶縁耐
力の強さを減少させ、それによりシートをより容易に炭
化させるからである。適格な粒状金属粒子には、銀、金
Ｓアルミニウム、銅等が包含される。一般に、適格な添
加剤材料は、ポリイミドと使用するために１０−’ｗｈ
ｏ／ｃｒａより大きい体積伝導度を示す大きである。大
抵の形態のカーボンは、約２８５　ｍｈｏｓ／Ｃｍの体
積伝導度を示す。

添加剤材料は、使用される場合には、ポリマーシート材
料を基準として約１５乃至２０重量％の濃度で使用され
る。もちろん、シートの絶縁耐力は、シート材料より大
きい体積伝導度を示すいかなる量の添加剤の存在によっ
ても減少するであろう、しかしながら、添加剤が、ポリ
マーシート材料を基準として約５重量％の濃度でシート
中に存在するまでは、絶縁耐力の認めうる減少は認識さ
れないことが確かめられた。添加剤の高い方の濃度は、
本発明の実施に対する上限を表すものではなくて、それ
より上の濃度ではポリマーシートの物理的特性が変わり
得る濃度を表す、しかしながら、添加剤がシートを通る
連続的伝導性通路を形成するほどに高い伝導性添加剤の
濃度は、本発明の実施に従う電圧の印加によってシート
が炭化され得ない程にシートを伝導性ならしめることは
理解されるべきである。ポリイミドにおいでは、降伏強
度は、約２５重量％より大きい濃度の粒状カーボンによ
って通常望ましいレベル以下に減少することが見出され
た。約２５重量％より大きいカーボンの濃度は破壊（ｂ
ｒｅａｋｄｏｗｎ）よりはむしろ電気的伝導性をもたら
すことも考えられる。本発明の限界としてではなくて実
施のがイドラインとして使用するために、約５乃至２０
重量％のカーボン濃度はポリイミドシートとの使用に好
ましいものであり、そして、約１５乃至２０重量％は最
も好ましくそして通常使用される。

本発明の伝導性構造は、平滑にされることを必要とする
ので、添加剤材料は所要の平滑さを与える寸法であるべ
きである。約０．５マイク、ロメートルより小さい最大
直径の添加剤粒子は約０．１２−０．１９マイクロメー
トルの平滑さを有する表面をもたらすことが見出された
。添加剤粒子径は、所定の添加剤濃度について、小さい
粒径は減少した絶縁耐力をもたらしそして大きい粒子は
増加した絶縁耐力をもたらす程度に、添加剤を含有する
シートの４８ＭＮ力に対して効果を及ぼすが、この効果
は大きいものではないことが見出された。

約０．２乃至０．８マイクロメートルの添加剤平均粒径
は、添加剤が推奨される濃度で使用される場合には、所
望の絶縁耐力をもたらすことが見出されたが、より広い
範囲の粒径も使用することができる。

添加剤材料は、幾つかの公知の方法のいずれかによって
ポリマーシート材料にブレンドすることが出来る。例え
ば、シート形態に押し出される熱分解可能な熱可塑性ポ
リマー材料の場合には、添加剤は押し出しの前に熔融ポ
リマー中に分散させることもできる。もちろん、添加剤
は′熱可塑性プラスチックを重合するための液体系内に
分散させることもでき、それにより重合体が最初に生成
されるとき存在する。溶媒系からキャスチングすること
によりシートに形成される重合体材料の場合には、添加
剤は、溶媒系、ポリマー成分又は溶媒成分又はその両方
に、シート形成の前に分散させることができる。このよ
うな場合には、シート形成プロセス全体にわたって添加
剤の実質的に均一な分布を保持するように注意を払わな
ければならない。液体系からのシートの形成又はキャス
チング後のポリマーの重合又は凝固（ｃｏｎｇｅａ　１
ａｔｉｏｎ）の場合には、添加剤は、液体シート形成系
に分散させることができ、それにより、得られるシート
内に均一に分散した形態で担持される１重合又は凝固に
よるシート形成前に液体シート形成性系に添加剤を分散
させる例として、米国特許第３，２８７，３１１号に開
示された如き、ポリイミドシート内に添加剤を含ませる
方法を挙げることができる。その特許の開示は、両手段
とも現在周知されている、化学的手段及び熱的手段によ
るポリイミド形成を包含することに注目することができ
る。同じ量の添加剤について、熱的手段により形成され
たポリイミドは、化学的手段により形成されたポリイミ
ドより高い伝導度をしばしば示すことが見出された。

本発明の物品は、単一層の熱分解可能な熱可塑性材料か
ら作ることができ、または成る理由で必要または所望な
らば、少なくとも２つの層に２種またはそれより多くの
熱分解可能な熱可塑性材料を含むことができる。例えば
、低摩擦係数の表面または他の表面に接着することがで
きる表面を有する物品を得ることが必ｌ！または所望さ
れる場合には、下にある熱可塑性プラスチックをフルオ
ロポリマーまたは他のポリマーコーティング材料で被覆
するのが有用であることが見出された。

もちろん、下にある熱可塑性プラスチックは１種より多
くの熱分解可能な誘電性熱可塑性プラスチックの１つよ
り多くの層を含むこともできることが理解される。フル
オロポリマーはコーティング材料としで好ましいもので
あり、フルオロポリマーの例にはテトラブルオロエチレ
ン（ＴＨＦ）のポリマー及びテトラ７ルオロエチレンの
コポリマー、例えば、ＴＨＦとヘキサフルオロプロピレ
ン（ＨＦＰ）のコポリマー、ＴＨＦとパーフルオロプロ
ピルビニルエーテルのコポリマー等ｙｓ含される。　ポ
リマーコーティングはこのような適用を達成するための
周知の手段により下にある熱分解可能な熱可塑性プラス
チックに適用することが出来る。ポリマーは下にある熱
可塑性プラスチックのシートの上に押し出すことができ
る。ポリマーは溶媒溶液またはラテックス分散液として
適用することが出来、又はポリマーのフィルムを下にあ
る熱可塑性プラスチックに単に接合もしくはヒートシー
ルすることが出来る。下にある熱可塑性プラスチックシ
ートの一側及び両側並びに他の有形物品の全体及び一部
分のみを被覆することができる。コーティングの適用の
前の下にある熱分解可能な熱可塑性プラスチックについ
てそうであるが、コーティングは微細に分割された電気
伝導性添加剤材料の実質的に均一な分布を含むことがで
きる。しかしながら、このような添加−の使用は好まし
いが必ずしも必要ではなしそして、伝導性添加剤を伴い
もしくは伴わないフルオロポリマーの如きコーティング
材料の少な（とも１つの層と組み合わさった、伝導性添
加剤を伴いもしくは伴わない下にある熱分解可能な熱可
塑性プラスチックの少な（とも１つの層を含む、本発明
の熱分解可能な誘電性熱可塑性有形物品を製造すること
ができる。

熱分解可能な誘電性熱可塑性マ）　＋７ツクスの厚さを
通して燃焼した（ｂｕｒｎｅｄ）電気的伝導性カーボン
チャンネルは、その物品の厚さを通る電気伝導度を与え
るのに十分である０表面伝導性も必要とされる場合には
、好ましくはグラファイトの形態にあるカーボンを物品
の表面にバーニツシングする（ｂｕｒｎｉｓｈ）ことが
でき、それにより表面に沿って及び、カーボンチャンネ
ルの端部にカーボンがバーニツシングされた点における
、物品の厚さを通っての電気伝導度を与える。

バーニツシングされたカーボンと炭化したカーボンチャ
ンネルの組み合わせは物品を通っての及び物品の表面に
沿っての電気伝導度を有する本発明の熱分解された誘電
性熱可塑性物品を与える。

本発明の物品を評価する最も重要な品質は、電気伝導度
の種々の品質である１表面伝導度は評価されるべき表面
に沿った電気伝導度の目安であり、そして問題の表面に
等しい長さの２つの真っ直ぐなオーム計電極を、この電
極が四角形の対向する側部を形成するように配置するこ
とによって決定される。これらの電極間で測定された抵
抗は表面抵抗率（ｓｕｒｆａｃｅ　　ｒｅｓｉｓｔｉｖ
ｉｔｙ）でありそして適当な単位はスケヤ毎オーム（ｏ
ｈｍｓ　　ｐｅｒ　　５ｑｕａｒｅ）である０表面伝導
度は表面抵抗率の逆数である。

体積伝導度は評価されるべき材料を通っての電気伝導度
の目安であり、そして問題の材料の正反対側に等しい面
積の２つのオーム計電極を置くことにより決定される。

これらの電極間で測定された抵抗に電極の面積を掛けそ
して材料の厚さで割ったものは体積抵抗率でありそして
適当な単位はオーム−センチメートル（ｏｈｍ−ｅ■）
である０体積伝導度は体積抵抗率の逆数であり、その単
位はｍ）ｉｏ／Ｃ曽である。

本発明の物品の体積伝導度を決定する際には、炭化して
いないマトリックス材料及び伝導性カーボンチャンネル
の体積伝導度が含まれる。このような体積伝導度は熱分
解されたチャンネルのいくつかを覆うのに十分に大きい
面積を有するオーム計電極を使用して決定され一典型的
には３５−３５−４Ｏの電極が使用され□そして測定値
は伝導度の混合体又はブレンドを表すので、それは見掛
けの体積伝導度と呼ばれる。

本発明の物品の表面にグラファイトをバーニツシングす
ることによって商い表面伝導度が得られるけれども、こ
のようにして得られた表面伝導度はフルオロざリマーコ
ーテッドポリイミドに対して約０．０１乃至０．００２
モー／平方（ｗｈｏ／スケヤ）であると思われ、そして
バーニツシングの程度を変えることによっては問題にな
る程には変わらない、何等のコーティングを伴わずポリ
イミド上にバーニツシングされたグラ７フイトの表面伝
導度は約２乃至５Ｘ１０−’ｗｈｏ／スケヤであると思
われ、そしてバーニツシングの程度を変えることによっ
ては問題になる程には変わらない。

バーニツシングしたグラファイトの表面伝導度はパーニ
ツシングの前にグラファイトと微細に分割された誘電性
希釈剤と岨み合わせることにより約０．００２ｓ　ｈ　
ｏ　／スケヤから実質的にゼロまで制御することができ
ることが見出された。グラファイトと粒状誘電体の組み
合わせが物品の表面にパーニツシングされ、そして誘電
性希釈剤はグラファイトによる完全な表面被覆を妨げ、
かくして表面伝導度を減少させる。誘電性希釈剤材料の
割合を調節することにより表面伝導度は制御することが
出来る。一般に、表面伝導度の減少はグラフアイトパー
ニツシング組み合わせ中の誘電体の線形関数ではないが
、グラファイトとマイカの重量で等量のものは約０．０
０５ｍｈｏ／スケヤの表面伝導度をもたらしそして５重
量％のグラファイトと９５重量％のマイカを有する組み
合わせはフルオロポリマーコーテッドポリイミドに討し
て約０．０００５ｍ　ｈ　ｏ　／スケヤ方の表面伝導度
をもたらすことは言える。

シート形態の本発明の物品を製造するために、アークが
シートを突き通り、かくしてアークの区域に炭化された
シート材料のチャンネルを生成するまで、増加する電圧
を探針を横切って印加しながら、電気的探針の間に非伝
導性出発シートを置くことができる。シートにおいて相
互に近接して突き通ったこのようなアークは本発明の電
気伝導度をを示す誘電性材料のシートを生じる１本発明
の熱分解した（炭化した）伝導性材料のチャンネルをつ
くるのに必要な電圧は多くの７７クターに従って変わる
が、その条件は最小のシート変形を伴って炭状物形成を
引き起こすように調節されるべきである。アーク発生に
必要な電圧に影響する７アクターは、マトリックス誘電
体の厚さ、種類及び絶縁耐力と；もし添加剤を使用する
場合には、添加剤の種類、伝導度、濃度、絶縁耐力及び
添加剤の粒子の接近と；探針の寸法及び形状及び電圧を
発生させる方法を包含する。チャンネルの熱分解した材
料は一般に直径が約１０乃至３０マイクロメートルであ
り、この材料の回りの影響を受けたへりは５−５０マイ
クロメートルはど追加的に広がることがある。それ故、
チャンネルは物品表面で直径約２０−１３０マイクロメ
ートルでありうる。

前述のとおり、アーク発生システム（ｅｌｅｃｔｒｉｃ
ａｌａｒｃｉＢ　　ｓｙｓｔｅｍ）はチャンネルに熱分
解した壁を生成するのに十分な電流をアーク発生期間中
誘電体を通して給電するように設定されるべきである。

この電流の大きさはアークストライク（ａｒｃｓｔｒｉ
ｋｅ）期間中形成される電圧と、アーク発生システムの
放電速度により影響される。

約２５マイクロメートルの厚さで伝導性添加剤を含まな
いポリイミド誘電性シート材料については、アーキング
（ａｒｃｉｎｇ）電圧は約６５００乃至８０００ポル）
ＤＣであることが見出された。厚さの増加は必要な電圧
を増加させる。伝導性添加剤を使用する場合には、電圧
要求は減少する。例としては、添加剤を含まないポリイ
ミドシートは（２５マイクロメートル厚さ）は帯電した
プレートに対しで鋭い接地した探針（ｓ　ｂ　ａ　ｒ　
ｐｇｒｏｕｎｄｅｄ　　ｐｒｏｂｅ）を使用してアーク
を出すのに約７０００ボルトＤＣを必要とし、そして同
じ条件で、ポリイミドが９重量％のカーボンを含む場合
には１５００ポル）ＤＣしか必要とせず、そして１９重
畳量のカーボンが存在している場合には３８０ボルトし
か必要としないことが見出された。

もちろん、フィルムのアーキングは、例、えば、ｉｔし
たプレートに対してローリングする（ｒｏｌｌ）ことが
できる多数の探針を、探針間に誘電性材料を配置した状
態で含んでいる床を使用することにより、１つより多（
の探針を使用して行うことができる。

好ましい態様の説明 実施例１−この実施例においては、伝導性誘電性シート
は２種類の熱可塑性材料の３層のラミネートから調製し
た。

ラミネートは、伝導性添加剤を含まない約２５マイクロ
メートル厚さのポリイミドフィルムと、ポリイミドの各
側に、全体にわたって均一に分布した３重量％のカーボ
ンを含む約２．５マイクロメートル厚さのフルオロポリ
マーの層を具備する。

フルオロポリマ一層の表面伝導度は約１０−６醜り。

／スケヤであった。

本発明に使用されるポリイミドはアメリカ合衆国、プラ
ウエア州、ツイルミジトン市、イー・アイ・デュポン　
デ　ニモアスアンドカンパニーにより商品名カプトンＨ
（Ｋａｐｔｏｎ　　Ｈ）下に販売されている商業的製品
であった０本発明に使用されるフルオロポリマーはイー
・アイ・デュポン　　デ　ニモアスアンドクンパニーに
より商品名テフロンＦＥＰ（Ｔｅ　ｆ　ｌ　ｏ　ｎ　　
ＦＥＰ）下に水性分散液の形態で販売されている商業的
製品であった。

フルオロポリマー分散液及び微細に分割されたグラファ
イトを脱イオン水中に分散せしめ、固形分が９７重量％
のフルオロポリマー及ｖ３重量％のグラファイトであり
、この固形分１１重量％を含有するコーティング組成物
を生じた。使用したグラファイトは７チソン　コロイド
社（Ａｃ　ｈ　ｅｓ　ｏ　ｎ　　Ｃｏ　ｌ　ｌ　ｏ　ｉ
　ｄ　ｓ　　Ｃｏ　）により商品名アクアダフグ　グラ
ファイト　コーティング（Ａｑｕａｄａｇ　　Ｇｒａｐ
ｈｉｔｅ　　Ｃｏａｔｉｎｇ）下に販売されている商業
的製品であった。このコーティングは、コーティングが
乾燥されたとき、各側に約２．５マイクロメートルの平
滑な一様なコーティングが生じるようなドクターロール
コーティングプロセスによってポリイミドの両表面に適
用された。

ラミネートを７０００ボルト、ＤＣに帯電したプレート
の上で引っ張り、そして約０．７ミリメードルの先端直
径を有する接地した探針を１２゜７ミリメードル毎にラ
ミネートに取り付けて、ウェブを通る熱分解された電気
伝導性通路の格子細工（ｇｒｉｄｗｏｒｋ）を有する熱
可塑性材料の誘電性ウェブを生じた。この実施例で形成
された伝導路は直径が０．１３　ミリメートルより小さ
くそしてウェブを通る５乃至１０オームの電気的抵抗を
示すカーボンのチャンネルであった。カーボンのチャン
ネルなしのウェブを通る体積電気伝導度は約１Ｏ−１７
ＩＩｌｈｏ／ｃＩＩｌであり、そして熱分解後のラミネ
ートの見掛けの体積電気伝導度は１．１３Ｘ　１０−’
ｗｈｏ／ａｍであった。

プレートに印加される電圧については、確実に熱分解を
生じる最低の電流で操作するように注意を払うべきであ
る。余りにも少なすぎる電流は、十分なカーボンチャン
ネルの生成を可能としないが、余りにも多すぎる電流は
材料の過熱及１変形を引き起こすであろう、この実施例
の場合には、確実で有効なアーキングは、約６０００ボ
ルト、ＤＣ以下では達成できず、約８０００ボルト、０
０以上ではウェブが変形した。変形は、まずウェブを電
気的接地と接触させ、アーキングが起こるまで帯電した
プレート上の電圧を上昇させ、次いで電圧を減少させて
ウェブを新しい位置に進めることにより減少させること
ができる。

実施例２ この実施例においては、伝導性誘電性シートは、アルミ
ニウム粉末を充填されたポリイミド材料から作られた。

４．４′−オキシジアニリン２０ｇ及びジメチル７セタ
ミド１８０ｇから成る攪拌した溶液にピロメリット酸二
無水物２１．５ｇを滴下により加えることによってポリ
アミド酸をつくった。得られる系は約２０重量％のポリ
アミド酸でありそしてこのポリアミド酸は１，６ｄＡ／
ｇｍのインヘレント粘度を示した。

この実施例の目的に対して、上記の１＃整したドープを
、アルミニウム粉末（平均直径１−２マイクロメートル
）２０ｇ及びジメチルアセタミド６０ミリリツトルのス
ラリーと一緒にした。

熱的に転化されたポリイミド材料を生成するために、ア
ルミニウム充填ポリアミド酸ドープの一部をガラスプレ
ート上に広げそして約１００−１１０℃で約２０分間加
熱した。プレート及びその上のフィルムを冷却し、フィ
ルムをプレートから剥がし、そしてフィルムを約３００
℃で約３０分間寸法拘束下に加熱した。得られるフィル
ムは、約３８マイクロメートルの厚さを有しており、そ
して２．３　Ｘ　１０−’ｗｈｏ／スケヤの表面伝導度
を示した。

化学的に転化されたポリイミド材料を生成するために、
アルミニウム充填ポリ７ミドドーブの一部をガラスプレ
ート上に広げそしてガラスプレートを等容量の無水酢酸
及びβ−ピコリンの溶液中に３−５分間浸漬した。フィ
ルムをプレートから剥がしそして約３００℃で約３０分
間寸法拘束下に加熱してこの材料を完全に硬化させた。

得られるフィルムは約４８マイクロメートルの厚さを有
しており、そして１．４１　Ｘ　１０−１７ｍｈｏ／ス
ケヤの表面伝導度を示した。

上記熱的に軟化された材料は、２Ｘ１０−１０ｗｈｏ／
ａｍの体積電気伝導度を有することが見出され、そして
本発明の実施に従って印加された電圧によっては熱分解
することはできなかった。約１０−＋ｔｗｈｏ／ａｍよ
り大きい体積電気伝導度を有する出発材料は本発明の実
施に使用するのには余りにも伝導性であり過ぎることが
決定された。化学的に転化された材料は、熱分解前に１
０″″”　ｗｈｏ／ａｍの体積電気伝導度、約２１ボル
ト／マイクロメートルの絶縁破壊電圧を有することが見
出された。熱分解ノ後、この材料は、１５−３０オーム
のシートの熱分解した部分を通っての抵抗、１．５’−
２ミリメートルの最近接カーボンチャンネル間距離およ
び６，１５Ｘ１０″″’ｗｈｏ／ｃ−の見掛けの体積電
気伝導度を有することが見出された。

実施例３ この実施例においては、伝導性誘電性シートはカーボン
を充填されたポリイミド材料から作られた。

実施例２のポリアミド酸ドープを微細に分割されたカー
ボン９．８ｇと一緒にしそしてポリイミドウェブを化学
的転化について実施例２に記載された方法に従ってそれ
からつくった。使用したカーボンは約０．５マイクロメ
ートルの粒径を有するグラファイトであった。

この実施例３のカーボン充填ポリイミドを使用して実施
例１に記載の如くしてラミネートシートを作り、そして
ラミネートを約４０００ボルト、ＤＣに帯電したプレー
トの上に位置付けた。０゜７９ミリメートルの半径の接
触縁を有する接地した電極ディスクを、約８ｃ−７秒の
速度で帯電したプレーを上のウェブを横断してローリン
グさせた。

ウェブは、ディスクパス（ｄｉｓｃ　　ｐａｓｓｅｓ）
間の１゜５ミリメートル間隔が得られるように各接地ち
したローラパス（ｒｏｌｌｅｒ　　ｐａｓｓ）の各々の
端部においてプレートを横切ってインデックスを付けら
れた。

この配列はアークを発生しそして電極ディスク移動路（
ｐａｔｈ　　ｏｆ　　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　　ｃｌｉｓ
ｃ　　ｔｒａｖｅｌ）において約２−２．５ミリメート
ル毎のカーボンチャンネルを生じた。この実施例３で生
じたカーボンチャンネルは９．３Ｘ１０″″５ｍｈｏ／
ｃｍの見掛は体積伝導度を示した。

他のカーボン濃度を有するポリイミドは有用でありそし
て使用することができる。上記実施例の如くしでつくっ
た１９重畳量のカーボンを有しそして上記条件下に１０
　””　’ｗｈｏ／ａｍの体積伝導度を示すサンプルは
最も近接した間隔のカーボンチャンネルの発生を可能と
することが見出された。チャンネルは穴の間で０．３３
ミリメートルの間隔がありそしてこのサンプルは２×１
０″″４＠ｈｏ／ｃＩ１１の見掛けの体積伝導度を示し
た。

実施例４ 実施例３からの熱分解した誘電性材料の表面伝導度は、
約１０−’ｗｈｏ／スケヤであることが決定された。こ
の材料の表面伝導度を増加させるためミニ、高度に伝導
性のグラファイト粉末をフルオロポリマーコーティング
の表面にパーニツシングした。パー二ツシングはシート
の上にグラファイト粉末を施しそして粉末を回転運動に
てゴムブロックでこすることにより行なった。

このようにしてパーニツシングされた表面の表面伝導度
は、０．００２乃至ｏ、ｏ　ｏ　ｓ騰ｈｏ／スケヤであ
ることが決定された。その表面伝導度は、相対的に一定
であり、そして物品の表面にバーニッシングされたグラ
７フイトの量を変えることによって伝導度を変えようと
しても変えることはできないことが見出された。

実施例５ 表面伝導度を制御された方法で減少させたことを除いて
、再び実施例４の熱分解した伝導性誘電体をつくった 表面伝導度は、物品の表面に混合物をバーニツシングす
る前に所望の割合でグラ７フイトをマイカと併用するこ
とにより制御した。グラ７フイトを希釈するこの手段に
よって、１０−１ンｗｈｏ／スケヤ（この実施例のポリ
イミドの値）から０．００２乃至０．００５ｍｈｏ／ス
ケヤ（純粋なグラファイトでバーニツシングされた表面
の値）までの範囲の表面伝導度を得ることができる。こ
の実施例においては、グラファイト１重量部及び約１−
３マイクロメートルの粒径を有するマイカ３９重量部を
緊密に相互に混合し、混合物を実施例４の方法により熱
分解した誘電体の表面にパーニツシングした。このよう
にしてパーニツシングされた表面の表面伝導度は１乃至
２　Ｘ　１０−１７ｍｈｏ／スケヤであることが決定さ
れた。

実施例６ 摩擦電気複写装置又はノンインパクトプリンタの像転写
媒体として使用するためのエンドレスベルトをつくった
。近接した間隔のカーボンチャンネルと、ウェブを通る
１−２Ｘ１０″″コ論ｈｏ／ａ輪の見掛けの体積伝導度
と１−２　Ｘ　１０−’ｗｈｏ／スケヤの表面伝導度を
有する、実施例１の熱分解した伝導性誘電性ウェブは、
静電用途のためのエンドレスベルトの構成に理想的に適
していた。

高い熱膨張率の円形内部モールドシェル（黄銅−１８Ｘ
　１０−”ｃｖｓ／Ｂ／Ｃ）をベルトの形成後の離型材
料として作用するポリイミドフィルムの２枚の層で包ん
だ。ポリイミドフィルムは実施例１において記載したカ
プトンＨであった。ポリイミド離型層で包まれると、ち
ょうど３／１の実施例５の伝導性誘電性ウェブ及び１つ
のフルオロポリマーのオーバーレイヤーラップ（ｏｖｅ
ｒｌａｙｅｒｗｒａｐ）をその上に置き、続いて２層の
ポリイミドフィルム離型材料を置いた。フルオロポリマ
ーハ、テトラ７ルオロエチレンとパーフルオロプロピル
ビニルエーテルのコポリマーから作られた１２．７マイ
クロメードル厚さのフィルムであった。フルオロポリマ
ーは、商品名テア０ンＣＬＰ（Ｔｅｆ　Ｉｏｎ　　ＣＬ
Ｐ）下にイー・アイ−デュポン　デ　ニモアスアンドカ
ンパニーによって販売されているものと同じであった。

離型剤は、モールドから少なくとも５センチメートル延
びているカフがベルトをつかんでそれをモールドから除
去するために使用され−ることを可能とする寸法に切断
された。所望ならば、グラファイトの如き離型剤をベル
トを成型する前にモールド表面に施すことができる。

上述のように、ベルトが構成されると、黄銅内部モール
ドの熱膨張率より低い熱膨張率の円形外部モールド（ス
テンレス−１０，８Ｘ１０−’ａｍ／ａｍ／Ｃ）を組み
立て体の上に置いた。内部モールド及び外部モールドは
モールディングサイクルがモールド部品の異なる膨張率
によって高い圧縮力を生じるように０．１７５ミリメー
トルだけ異なる半径を有するように作られた。モールド
組み豆で体全体を約１０分間約３００℃に加熱し、次い
で周囲の条件で冷却せしめた。

ベルトをモールドからそのカフによって引っ張り、離型
剤シートを除去し、そしてベル）Ｍをトリミングした。

ベルトは、１　、５−２　、　ＯＸ　１０−’ｗｈｏ／
スケヤの内側表面伝導度、３Ｍの伝導性誘電性ウェブを
通る６　、　５　Ｘ　１０　”−１７ｍｈｏ／　ｃ＋ａ
の見掛けの体積伝導度及び７−ブ長さメートル当たりベ
ルトの１つの縁から他方の縁まで±ｏ、ｏ　ｓ　ｓ　＝
リメートルの直角度（ｓｑｕａｒｅｎｅｓｓ）を示した
。

本発明の製品は明らかに電気的伝導性の、ポリマーシー
ト材料である。このような材料は、強靭性及び可撓性が
電気伝導度の要求と共に必要とされる、エレクトロニク
ス、通信、事務機等に容易に使用される。電気伝導性の
包装材料は出荷及び貯蔵の条件下に静電気の発生により
電子部品に損傷を与えるのを防止するのに必要である。

電気伝導性の熱分解した熱可塑性構造は、ラノオ信号遮
断及びフィルタリング（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇａｎｄ　　
ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　　ｒａｄｉｏ　　ｓｉｇｎａｔｓ
）、抵抗加熱、電気的カップリングデバイス、及びもち
ろん本明細書に待に開示された如き複写機及びノンイン
パクトサーマルプリンタのための像軟写ベルトのような
種々の用途が見出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の有形物品の部分断面図である。 第２図は本発明の有形物品の小部分の拡大断面図である
。 第３図はベルト構造におけね材料の層を表すために部分
切り欠軽図で示された本発明の有形物品からつくられた
エンドレスベルトである。 図において、１・・・シート、２・・・熱分解可能な熱
可塑性マ）　＋７７クス層、４・・・伝導性表面層、５
・・・誘電性保護コーティング層、６・・・有形物品、
７・・・カーボンチャンネル、８・・・ベルト、９・・
・フルオロポリマーオーバーレイヤー、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、誘電性の熱可塑性有形物品であって、 （１）１０＾−＾１＾２ｍｈｏ／ｃｍより小さい体積電
   気伝導度を有する熱分解可能な熱可塑性マトリックス材
   料と、 （ｂ）該熱可塑性マトリックス全体にわたり１つのマト
   リックス表面から他のマトリックス表面までのカーボン
   の壁を有するチャンネルの形態にある多数の電気的伝導
   路を含んで成り、該チャンネルは該フィルムの表面で直
   径が２０−１３０マイクロメートルであり、そして該物
   品を通る見掛けの体積電気伝導度が１０＾−＾５ｍｈｏ
   ／ｃｍより大きいことを特徴とする有形物品。 ２、熱可塑性マトリックスがポリイミドである特許請求
   の範囲第１項記載の有形物品。 ３、熱可塑性マトリックスは、全体にわたって均一に分
   布した、該熱可塑性マトリックスより大きい電気伝導度
   を有する電気伝導性の微細に分割された粒状添加剤５乃
   至２０重量％を含む特許請求の範囲第１項記載の有形物
   品。 ４、材料のフィルムの形態にある特許請求の範囲第１項
   記載の有形物品。 ５、該フィルムの少なくとも１つの表面はフルオロポリ
   マーコーティングを有し、更に、フルオロポリマーコー
   ティングは、フルオロポリマーコーティングがコーティ
   ングなしのフィルムより大きい電気伝導度を有するのに
   十分な量の電気伝導性の微細に分割された粒状添加剤を
   全体に均一に分布した状態で含有する特許請求の範囲第
   ４項記載のフィルム。 ６、該フィルムの少なくとも１つの表面はカーボンの電
   気伝導性コーティングを含む特許請求の範囲第４項記載
   のフィルム。 ７、フルオロポリマーコーティングの少なくとも１つの
   表面はカーボンの電気伝導性コーティングを含む特許請
   求の範囲第５項記載のフィルム。 ８、電気伝導性コーティングはグラファイト及びマイカ
   を含みそして１０＾−＾２乃至１０＾−＾１＾７ｍｈｏ
   ／スケヤの表面伝導度を示す特許請求の範囲第６項記載
   のフィルム。 ９、電気伝導性コーティングはグラファイト及びマイカ
   を含みそして１０＾−＾２乃至１０＾−＾１＾７ｍｈｏ
   ／スケヤの表面伝導度を示す特許請求の範囲第７項記載
   のフィルム。 １０、（Ａ）（ａ）１０＾−＾１＾２ｍｈｏ／ｃｍより
   小さい体積電気伝導度を有する熱分解可能な熱可塑性マ
   トリックス材料と （ｂ）該熱可塑性マトリックス全体にわたりランダムに
   位置した電気的伝導路 を含んで成る熱可塑性プラスチックのフニルムの少なく
   とも１つの層を有するベースループ、ここで該伝導路は
   １つのマトリックス表面から他のマトリックス表面まで
   のカーボンの壁を有するチャンネルより成り、該チャン
   ネルは物品の表面で直径が２０−１３０マイクロメート
   ルであり、そして該ベースループを通る見掛けの体積電
   気伝導度が１０＾−＾５ｍｈｏ／ｃｍより大きい；及び
   （Ｂ）１０＾−＾１＾２ｍｈｏ／ｃｍより小さい体積電
   気伝導度を有する誘電性熱可塑性プラスチックフィルム
   の外側スリーブ を具備することを特徴とするエンドレスベルト。 １１、ベースループのフィルムは、フルオロポリマーコ
   ーティングを有し、そして該フルオロポリマーコーティ
   ングは、フルオロポリマーコーティングがコーティング
   なしのフィルムより大きい電気伝導度を有するのに十分
   な量の電気伝導性の微細に分割された粒状添加剤を、全
   体にわたって均一に分布した状態で含有する特許請求の
   範囲第１０項記載のエンドレスベルト。 １２、フルオロカーボンコーティングの少なくとも１つ
   の表面はカーボンの電気伝導性コーティングを含む特許
   請求の範囲第１１項記載のエンドレスベルト。 １３、電気伝導性コーティングはグラファイト及びマイ
   カを含みそして１０＾−＾２乃至１０＾−＾１＾７ｍｈ
   ｏ／スケヤの表面伝導度を示す特許請求の範囲第１２項
   記載のフィルム。