-
Die
vorliegende Erfindung ist auf Klebstoffe gerichtet, die zur Verbindung
von Komponenten geeignet sind, die in elektrostatografischen, einschließlich digitalen,
Vorrichtungen nützlich
sind. In spezifischen Ausführungsformen
ist die vorliegende Erfindung auf Klebstoffe gerichtet, die für Komponenten wie
nahtlose Bänder
nützlich
sind, und genauer gesagt auf endlose, flexible, genähte Bänder, mit
denen ein Bild auf die Naht des Bildes mit wenig oder ohne Druckfehler übertragen
werden kann, die durch die Naht verursacht werden. In Ausführungsformen
betrifft die vorliegende Erfindung Klebstoffe, die zum Verbinden
von Bild-gebenden vernähten
Bändern
als xerografische Komponenten nützlich
sind, bei denen der Klebstoff zwischen zueinander passenden Elementen
einer Naht gebildet wird, und wobei der Klebstoff ein Harz umfasst,
in dem vorzugsweise ein elektrisch leitendes Füllmaterial dispergiert oder
enthalten ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das Harz aus Polyvinylbutyralharzen, phenolischen Harzen, Epoxyharzen
und Mischungen davon ausgewählt.
Vorzugsweise ist das Füllmaterial ein
elektrisch leitendes oder halbleitendes Kohlenstofffüllmaterial
wie Kohlenstoffruß,
Graphit, fluorierter Kohlenstoff oder Mischungen davon. Die vorliegende
Erfindung betrifft zudem in Ausführungsformen
einen Klebstoff, der eine verbesserte Stärke bereit stellt, weil der
Klebstoff vernetzt ist. Vorzugsweise stellt der Klebstoff eine Naht
bereit, die stark genug ist, um mechanische Flexibilisierung zu überstehen, während sie
unter Spannung steht, während
das Band über
Rollen mit verschiedenen Durchmessern wandert. Die vorliegende Erfindung
stellt in Ausführungsformen
auch einen Klebstoff zur Verfügung,
der, wenn er zwischen verbindenden Bauteilen eines Bandes platziert
wird, eine Naht bereit stellt, in der der Höhenunterschied zwischen der
Naht und dem Rest des Bandes im Wesentlichen gleich Null ist. Ein Band
mit dem Klebstoff ermöglicht
in Ausführungsformen
das Übertragen
eines Bildes auf der Naht, was mit bekannten nahtverbundenen Bändern nicht
möglich
ist. Die Bildübertragung
wird teilweise ermöglicht, weil
der vorliegende Klebstoff eine Naht bereit stellt, die die gewünschte Leitfähigkeit
und Freisetzungseigenschaften besitzt, die für eine solche Übertragung notwendig
sind. Die Bildübertragung
wird zudem möglich
gemacht, weil der Klebstoff eine Naht bereit stellt, die im Wesentlichen
oder vollständig
frei von Blasen, Zwischenräumen
oder anderen Einschlüssen
ist, die eine hoch qualitative Bildübertragung in der Nahtregion
beeinflussen können.
-
US
A 5,942,301 offenbart ein Band mit Naht, umfassend (a) ein Bandmaterial,
das aus einem Polyimid besteht und zwei Enden aufweist, wobei jedes Ende
eine Vielzahl ineinander greifender Elemente aufweist, wobei die
zwei Enden miteinander verbunden werden, um eine Naht mit den verbindenden
Elementen an den zwei Enden in einem ineinander greifenden Verhältnis zu
bilden, wobei die ineinander greifenden komplementären Elemente
einen Zwischenraum zwischen den ineinander greifenden komplementären Elementen
definieren, und (b) einen Klebstoff, der in dem Zwischenraum zwischen den
ineinander greifenden komplementären
Elementen vorhanden ist, wobei der Klebstoff aus der Gruppe ausgewählt ist,
die eine spezielle Polyvinylbutyralzusammensetzung, eine Polyurethanzusammensetzung
und eine gemischte Zusammensetzung, umfassend ein Acrylnitril und
Butadiencopolymer und ein Phenolformaldehydpolymer umfasst.
-
US
A 6,201,945 betrifft ein Polyimidmaterial, das wenigstens ein elektrisch
leitendes mit Metalloxid geimpftes Füllmaterial, das darin dispergiert
ist, umfasst. Das verbindende Polyimidmaterial kann in ein nahtloses
Band unter Verwendung eines verzahnten Nahtmusters mit einem Klebstoff
geformt werden.
-
JP
A 71 233067 offenbart eine selbstklebende Klebstoffisolierschicht,
die hauptsächlich
lineare Polymerverbindungen umfasst und zudem 0,1 bis 10 Gewichtsprozent
eines fluorierten Kohlenstoffpulvers.
-
EP
A 0 905 570 offenbart ein Band mit Naht mit zwei Enden, die durch
Verwendung eines Klebstoffes miteinander verbunden werden können. Geeignete
thermoplastische Heißschmelzklebstoffe
umfassen Polyamide, Urethane und Polyester und geeignete thermisch
härtende
Materialien umfassen Epoxide, Polyimide, Cyanoacrylate und Urethane. Der
Klebstoff kann zusätzlich
leitende Materialien wie metallisierte Dispersionen aus Silber,
Indiumzinnoxid, CuI und SnO oder Ladungstransferkomplexformulierungen
wie TCNQ oder Chinolin enthalten. Der Klebstoff kann auch leitende
Füllmaterialien
wie Kohlenstoffruss, Silber, NiO und ionisch leitende Komplexe enthalten.
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen einen nahtverbindenden Klebstoff,
der ein Harz, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylbutyral,
phenolischen Harzen, Epoxyharzen und Mischungen davon besteht, und
einen Kohlenstofffüllstoff
umfasst, wobei der Kohlenstofffüllstoff
ein fluorierter Kohlenstofffüllstoff
ist.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
werden in den Unteransprüchen
ausgeführt.
-
1 ist
ein Bild einer elektrostatografischen Vorrichtung.
-
2 ist
eine Vergrößerung eines Übertragungssystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
3 ist
eine vergrößerte Ansicht
einer Ausführungsform
einer Bandkonfiguration und einer Naht gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
4 ist
eine Vergrößerung einer
verzahnt geschnittenen Naht mit Kopf- und Halsbauteilen gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
5 ist
eine Vergrößerung einer
verzahnt geschnittenen Naht mit als Pilz geformten, verzahnten Bauteilen
gemäß einer
anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
-
6 ist
eine Vergrößerung einer
verzahnt geschnittenen Naht mit Schwalbenschwanzbauteilen gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
7 ist
eine Vergrößerung einer
verzahnt geschnittenen Naht mit Ausschnitt- und Zahnbauteilen gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
8 ist
eine Vergrößerung einer
verzahnt geschnittenen Naht mit aufnehmenden und projizierenden
Bauteilen von unterschiedlicher Tiefe gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
9 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bandes gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Spalt zwischen den verzahnt
geschnittenen Bauteilen, wobei der Spalt einen Klebstoff enthält.
-
10 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Bandes gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
In
Ausführungsformen
wird der Klebstoff zur Verbindung eines Bandes wie eines intermediären Übertragungsbandes,
eines Blattes, einer Rolle oder eines Films verwendet, der in xerografischen
einschließlich
digitalen Vorrichtungen nützlich
ist. Jedoch kann der Klebstoff auch verwendet werden, um Bänder zu
verbinden, wie Bänder,
Rollen, Drelts und ähnliche
und Bänder,
die für
viele unterschiedliche Verfahren verwendet werden, und Komponenten
wie Fotorezeptoren, Verbindungsbauteile, Transfixbauteile, Bildübertragungsbauteile,
Bild-ladende Bauteile, Entwicklerbauteile, Bild-tragende Bauteile,
fördernde
Bauteile, reinigende Bauteile und andere Bauteile für elektrostatische
Kontaktdruckanwendungen, xerografische Anwendungen einschließlich digitaler
und ähnlicher.
Zudem kann der hierin beschriebene Klebstoff verwendet werden, um
Bänder
zu verbinden, die sowohl für
flüssige
wie auch Trockenpulver-xerografische Architekturen verwendet werden.
-
Bezugnehmend
auf 1 wird in einer typischen elektrostatografischen,
reproduzierenden Vorrichtung ein Lichtbild eines Originals, das
kopiert werden soll, in der Form eines elektrostatischen, latenten Bildes
auf ein fotoempfindliches Bauteil kopiert, und das latente Bild
wird anschließend
durch den Auftrag elektroskopischer, thermoplastischer Harzpartikel sichtbar
gemacht, die üblicher
Weise als Toner bezeichnet werden. Genauer gesagt, Fotorezeptor 10 wird
auf seiner Oberfläche
mittels einer Ladungsvorrichtung 12 aufgeladen, auf die
eine Spannung von der Stromzufuhr 11 aufgetragen wurde.
Der Fotorezeptor wird dann bildweise Licht aus einem optischen System
oder einer Bildeingangsvorrichtung 13 ausgesetzt, wie einem
Laser und einer Licht emittierenden Diode, um ein elektrostatisch
latentes Bild darauf zu bilden. Im Allgemeinen wird das elektrostatisch
latente Bild durch das Aufbringen einer Entwicklermischung aus der
Entwicklerstation 14 in Kontakt damit entwickelt. Die Entwicklung
kann durch Verwendung einer magnetischen Bürste, Pulverwolke oder einem anderen
bekannten Entwicklungsverfahren durchgeführt werden.
-
Nachdem
die Tonerpartikel auf der fotoleitenden Oberfläche in einer Bildkonfiguration
abgesetzt wurden, werden sie auf ein Kopierblatt 16 mittels
der Übertragungsmittel 15 übertragen,
die Drucktransfer oder elektrostatischen Transfer verwenden können. Vorzugsweise
kann das entwickelte Bild auf ein intermediäres Übertragungsbauteil übertragen
werden und anschließend
auf ein Kopierblatt übertragen
werden.
-
Nachdem
die Übertragung
des entwickelten Bildes vollständig
ist, wird das Kopierblatt 16 weiter zur Verbindungsstation 19 geführt, die
in 1 als Verbindungs- und Druckrollen gezeigt wird,
worin das entwickelte Bild mit dem Kopierblatt 16 durch
das Durchführen
des Kopierblattes 16 zwischen dem Verbindungsbauteil 20 und
dem Druckbauteil 21 verbunden wird, wodurch ein permanentes
Bild gebildet wird. Die Verbindung kann durch andere Verbindungsbauteile
wie ein Verbindungsband in Druckkontakt mit einer Druckrolle, Verbindungsrollen
im Kontakt mit einem Druckband oder ähnlichen Systemen durchgeführt werden.
Fotorezeptor 10 wird nach der Übertragung zur Reinigungsstation 17 geführt, worin jeglicher
Toner, der auf dem Fotorezeptor 10 übrig geblieben ist, davon durch
Verwendung eines Messers 22 (wie es in 1 gezeigt
wird), einer Bürste oder
anderer Reinigungsvorrichtungen gereinigt wird.
-
2 ist
eine schematische Ansicht eines Bildentwicklungssystems, das ein
intermediäres Übertragungsbauteil
enthält.
Der vorliegende Klebstoff kann verwendet werden, um solch ein intermediäres Übertragungsbauteil
zu verbinden. 2 zeigt eine Übertragngs-/Tfransfervorrichtung 15,
die ein Transferbauteil 2 umfasst, das zwischen einem Bild-gebenden
Bauteil 10 und einer Transferrolle 6 positioniert
ist. Das Bildgebende Bauteil 10 wird durch eine Fotorezeptortrommel
beispielhaft dargestellt. Jedoch können andere geeignete Bild-gebende
Bauteile andere elektrostatografische Bildgebende Rezeptoren wie
ionografische Bänder
und Trommeln, elektrofotografische Bänder und Ähnliches umfassen.
-
In
den Mehrfachbildsystemen der 2 wird jedes übertragene
Bild auf einer Bildgebenden Trommel durch die Bild-gebende Station 12 gebildet.
Jedes dieser Bilder wird dann an der Entwicklerstation 13 entwickelt
und auf das Übertragungsbauteil 2 übertragen.
Jedes der Bilder kann auf der Fotorezeptortrommel 10 gebildet
werden und dann entwickelt werden und dann auf das Übertragungsbauteil 2 übertragen
werden. In einem alternativen Verfahren wird jedes Bild auf der
Fotorezeptortrommel 10 gebildet, entwickelt und als Register
auf das Transferbauteil 2 übertragen. Das Mehrfachbildsystem kann
ein Farbkopiersystem sein. In diesem Farbkopiersystem wird jede
Farbe eines zu kopierenden Bildes auf der Fotorezeptortrommel abgebildet.
Jedes Farbbild wird entwickelt und auf das Übertragungsbauteil 2 übertragen.
Wie oben, kann jedes der gefärbten
Bilder auf der Trommel 10 gebildet werden und sequenziell
entwickelt und dann auf das Transferbauteil 2 übertragen
werden. In dem alternativen Verfahren kann jede Farbe eines Bildes
auf der Fotorezeptortrommel 10 gebildet werden, entwickelt
und als Register auf das Transferbauteil 2 übertragen werden.
-
Nachdem
die latente Bild-formende Station 12 das latente Bild auf
der Fotorezeptortrommel 10 gebildet hat, und das latente
Bild auf dem Fotorezeptor an der Entwicklerstation 13 entwickelt
wurde, werden geladene Tonerpartikel 4 von der Entwicklerstation 13 angezogen
und von der Fotorezeptortrommel 10 festgehalten, weil die
Fotorezeptortrommel 10 eine Ladung 5 besitzt,
die der der Tonerpartikel 4 entgegengesetzt ist. In 2 werden
die Tonerpartikel als negativ geladen gezeigt, und die Fotorezeptortrommel 10 wird
als positiv geladen gezeigt. Diese Ladungen können abhängig von der Natur des Toners
und der verwendeten Maschinerie umgekehrt werden.
-
Eine
vorgladene Transferrolle 6, die gegenüber der Fotorezeptortrommel 10 positioniert
ist, hat eine höhere
Spannung als die Oberfläche
der Fotorezeptortrommel 10. Wie in 2 gezeigt
wird, lädt
die vorgeladene Transferrolle 6 die Rückseite des Transferbauteils 2 mit
einer positiven Ladung. In einer alternativen Ausführungsform
kann eine Koronaentladung oder ein anderer ladender Mechanismus
verwendet werden, um die Rückseite 7 des Übertragungsbauteils 2 aufzuladen.
-
Die
negativ geladenen Tonerpartikel 4 werden von der Vorderseite 8 des Übertragungsbauteils 2 durch
die positive Ladung 9 auf der Rückseite 7 des Transferbauteils 2 angezogen.
-
3 zeigt
ein Beispiel einer Ausführungsform
eines Bandes. Band 30 wird mit einer Naht 31 gezeigt.
Die Naht 31 wird als ein Beispiel einer Ausführungsform
einer verzahnt geschnittenen Naht gezeigt. Das Band wird durch Verwendung
der Rollen 32 in Position gehalten und umgedreht. Es wird
betont, dass das mechanische ineinander greifende Verhältnis der
Naht 31 in einer zweidimensionalen Ebene vorhanden ist,
wenn das Band 30 auf einer flachen Oberfläche ist,
egal ob es horizontal oder vertikal ist. Während die Naht in 3 als
rechtwinklig zu den zwei parallelen Seiten des Bandes dargestellt wird,
sollte verstanden werden, dass sie in Bezug auf die parallelen Seiten
geneigt oder verschoben sein kann. Dieses ermöglicht, dass jeglicher Hintergrund, der
in dem System generiert wird, einheitlicher verteilt wird, und dass
die Kräfte,
die auf jedes komplementäre
Element oder Knoten platziert werden, verringert werden.
-
Der
Klebstoff der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um eine
Naht mit einem dünnen
und glatten Profil von verbesserter Stärke, verbesserter Flexibilität und verlängerter
mechanischer Halbwertszeit bereit zu stellen. Die Bandenden können durch
das geometrische Verhältnis
zwischen den Enden des Bandmaterials zusammengehalten werden, die
durch ein verzahnt geschnittenes Muster zusammengehalten werden.
Die verzahnt geschnittene Naht kann jegliche der vielen unterschiedlichen Konfigurationen
aufweisen, ist aber eine, in der die zwei Enden der Naht miteinander
in der Art eines Puzzles Wechselwirken. Genauer gesagt, die gegenseitig
komplementären
Elemente umfassen eine erste Projektion (Ausstülpung) und eine zweite Einkerbung,
die derart geometrisch orientiert ist, dass die zweite Einkerbung
auf dem ersten Ende die erste Projektion auf dem zweiten Ende aufnimmt
und wobei die erste Projektion an dem ersten Ende durch die zweite
Einkerbung dem zweiten Ende aufgenommen wird. Die Naht hat eine
Schnittfuge, einen Zwischenraum oder einen Spalt zwischen den komplementär ineinander
greifenden Elementen an den zwei verbindenden Enden des Bandes und
der Spalt kann mit einem Klebstoff gemäß der vorliegenden Erfindung gefüllt werden.
Die gegenüberliegenden
Oberflächen des
verzahnt geschnittenen Musters werden miteinander verbunden, um
es dem genähten,
flexiblen Band zu ermöglichen,
im Wesentlichen als ein Endlosband zu fungieren. Die Naht einschließlich der
verzahnt geschnittenen Bauteile kann durch einen widerstandsfähigen, als
Heißschmelze
verarbeitbaren, thermisch härtenden
Klebstoff zusammengehalten werden, der mit dem Rest des Bandes kompatibel
ist. Das Band stellt in Ausführungsformen
eine verbesserte Nahtqualität
und Glätte
mit im Wesentlichen keinem Dickenunterschied zwischen der Naht und den
benachbarten Teilen des Bands zur Verfügung.
-
Ein
Beispiel einer Ausführungsform
einer verzahnt geschnittenen Naht, die den Klebstoff enthalten kann,
hat zwei Enden, wobei die Enden jeweils verzahnt geschnittene Bauteile
oder gegenseitig komplementäre
Elemente umfassen, wie es in 4 gezeigt
wird. Das verzahnt geschnittene Muster kann im Wesentlichen jegliche
Form annehmen, einschließlich
der von Knoten wie identische Hals- 34 oder Kopf- 33 oder
Knotenmuster mit Projektionen 36 und Einkerbungen 35,
die miteinander verzahnen, wenn sie wie in 4 zusammengebracht
werden. Das verzahnt geschnittene Muster kann auch ein eher pilzgeformtes
Muster mit ersten Projektionen 38 und 39 und zweiten
aufnehmenden Einkerbungen 40 und 37 sein, wie
es in 5 dargestellt wird, sowie ein Schwalbenschwanzmuster,
wie es in 5 dargestellt wird, mit ersten
Projektionen 41 und aufnehmenden Einkerbungen 42.
Das verzahnt geschnittene Muster, das in 7 dargestellt
wird, hat eine Vielzahl erster Finger 43 mit verzahnenden
Zähnen 44 und
einer Vielzahl zweiter Finger 45 mit Einkerbungen 46,
um mit den Zähnen 44 zu
verzahnen, wenn sie zusammengesetzt werden. Die verzahnenden Elemente
haben alle kurvig geformte komplementäre Elemente zur Verringerung
der Belastungskonzentration zwischen den verzahnenden Elementen
und um es diesen zu erlauben, sich zu trennen, wenn sie um kurvige
Bauteile wie die Rollen 32 der 3 umlaufen.
Es wurde herausgefunden, dass die Belastungskonzentration mit kurvigen
komplementären Elementen
geringer als mit quadratischen Ecken ist, wo anstatt einer einheitlichen
Verteilung der Belastung diese konzentriert wird, was zum möglichen
Versagen führen
kann.
-
Ein
anderes Beispiel einer verzahnt geschnittenen Naht wird in 8 gezeigt,
in der komplementär
zueinander passende Elemente oder verzahnt geschnittene Bauteile
ein erstes Bauteil 50 und ein zweites Bauteil 51 umfassen,
wobei das erste Bauteil 50 einen ersten aufnehmenden Bereich 52 und
eine erste Projektion 54 umfasst, und das zweite Bauteil 51 ein
zweites aufnehmendes Teil 55 und eine zweite Projektion 56 umfasst.
Das erste aufnehmende Teil 52 des ersten Bauteils 50 nimmt
die zweite Projektion 56 des zweiten Bauteils 51 auf,
und das zweite aufnehmende Bauteil 55 des zweiten Bauteils 51 nimmt
die erste Projektion 54 des ersten Bauteils 50 auf.
Um den Höhenunterschied
zwischen dem vernähten
Bereich und dem benachbarten, nicht vernähten Bereich des Bandes zu
verringern, können die
zweiten aufnehmenden Bereiche innerhalb deren einzelnen Bauteile
in einer wesentlichen Tiefe einem Bereich in dem Band an dem Bandende
geformt werden.
-
Der
Höhenunterschied
zwischen der Naht und dem Rest des Bandes (der nicht vernähte Teil des
Bandes) kann praktisch Null sein oder ungefähr –25 bis ungefähr +50 Mikrometer
betragen, vorzugsweise ungefähr –5 bis ungefähr +5 Mikrometer
und besonders bevorzugt ist ungefähr –1 bis ungefähr +1 Mikrometer.
In Ausführungsformen
kann jeglicher Unterschied zwischen der Naht und dem Rest des Bandes
stufenweise oder zulaufend sein, weil ein Schritt in Druckfehlern
resultieren kann.
-
Ein
widerstandsfähiger,
als Heißschmelze verarbeitbarer,
thermisch härtender
Klebstoff ist vorzugsweise zwischen der Naht vorhanden und in dem Spalt
zwischen den verzahnt geschnittenen Bauteilen in einer Dicke von
ungefähr
0,0001 bis ungefähr 50
Mikrometern platziert. Wie es in einer Ausführungsform einer verzahnt geschnittenen
Naht 31, gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt wird, ist der Klebstoff zwischen den verzahnt
geschnittenen Bauteilen und dem Nahtspalt 57 der 9 vorhanden.
-
Der
Klebstoff wird vorzugsweise so gewählt, dass er einen Widerstand
innerhalb des Bereiches aufweist, der für die elektrostatische Übertragung des
Toners gewünscht
ist. Vorzugsweise ist der Widerstand der Naht der gleiche oder ähnlich zu
dem des Bandes, um die gleichen elektrischen Eigenschaften für die Naht
und den Rest des Bandes bereit zu stellen. Ein Volumenwiderstand
für die
Tonerübertragungsleistung
beträgt
ungefähr
101 bis ungefähr 1013 Ohm-cm,
und in Ausführungsformen
ungefähr 108 bis ungefähr 1011 Ohm-cm.
Dieses kann der Volumenwiderstand für die Naht wie auch für den Rest des
Bandes sein. In Ausführungsformen
stellt der Klebstoff einen guten elektrischen Kontakt mit dem Bandmaterial
zur Verfügung.
Wenn das Band und die Naht des Bandes den gleichen oder im Wesentlichen den
gleichen elektrischen Widerstand aufweisen, ist die Tonerübertragung
an der Naht die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche, wie die Übertragung
auf dem Band. Solch eine Übertragung
an der Naht stellt eine unsichtbare oder im Wesentlichen unsichtbare Naht
bereit.
-
Die
elektrischen Eigenschaften können durch
das Variieren der Menge des Füllmaterials, durch
das Ändern
der Art des hinzugefügten
Füllmaterials
und/oder durch das Ändern
der Härtungsprozedur
maßgeschneidert
werden.
-
Ein
Klebstoff zur Verwendung in einer Bandnaht ist widerstandsfähiger, als
Heißschmelze
verarbeitbarer, thermisch härtender
Verbundstoff. Mit „widerstandsfähig" beziehen sich die
Anmelder auf einen Kleberverbundstoff mit einem elektrischen Widerstand,
der in den Bereich von ungefähr
106 bis ungefähr 1013 Ohm-cm
fällt.
Mit dem Begriff „als
Heißschmelze
verarbeitbar" beziehen
sich die Anmelder auf ein Harz, das unter Bedingungen aufgetragener Wärme und
Druck schmelzen und fließen
wird. Mit dem Begriff „thermisch
härtendes
Harz" beziehen sich
die Anmelder auf ein Harz, das nach ausreichendem Auftrag von Wärme eine
chemische Reaktion durchläuft,
z. B. eine Vernetzung, die in einer permanenten Änderung des Zustandes des Harz
in eine unlösliche,
verkettete und thermisch stabile Form resultiert. Mit dem Begriff „zweites
Füllmaterial,
das sich von dem ersten Füllmaterial
unterscheidet" beziehen sich
die Anmelder auf die Verwendung von zwei Füllmaterialien, die nicht genau
gleich sind und die sich voneinander in irgendeiner Weise unterscheiden. Zum
Beispiel wären
zwei Formen von fluoriertem Kohlenstoff (siehe zum Beispiel ACCUFLUOR® 2028,
und ACCUFLUOR® 2065)
Füllmaterialien,
die sich von einander unterscheiden, obwohl sie beide Arten von
fluoriertem Kohlenstoff sind.
-
Beispiele
von widerstandsfähigen,
als Heißschmelze
verarbeitbaren, thermisch härtenden
Klebstoffen umfassen Polyvinylbutyralverbundstoffe, die PVB-Harze
umfassen, phenolische Verbundstoffe, die phenolische Harze umfassen,
Epoxyverbundstoffe, die Epoxyharze umfassen und Mischungen davon.
Beispiele von Polyvinylbutyral (PVB)-Verbundstoffen umfassen Verbundstoffe
aus PVB-Harzen (Butvars® von Monsanto, PLYMASTER® 2130
Klebstoff von Norwood Coated Products und ähnliche), die in Kombination
mit einem oder mehreren der folgenden verwendet werden können; phenolische
Harze (zum Beispiel Santolinks® von Solutia® und ähnliche),
Aminoharze (zum Beispiel Resimines® von
Solutia® und ähnliche),
Harzderivate (zum Beispiel Staybelite®-Ester
von Hercules Inc. und ähnliche)
und andere Harze oder Modifikatoren. Beispiele von kommerziell verfügbaren phenolischen
Verbundstoffen wie Nitril-phenolische Komposite, die PLYMASTER® PM204-,
PM212-, PM216-, PM220- und HT4033- Klebstoffe von Norwood Coated
Products umfassen, Nitril-phenolische Harze, die von Scapa Tapes
verfügbar
sind, und Komposite, die Nitril-phenolische Acrylharze wie MODAR® 816,
824HT und ähnliche von
Ashland Chemicals umfassen. Beispiele von Epoxyverbundstoffen umfassen
solche, die von Scapa Tapes, 3M® und
anderen verfügbar
sind.
-
Wenigstens
eine Art eines geeigneten, feinpulvrigen, Leitfähigkeits-verstärkenden
Füllmaterials, das
einheitlich ohne Agglomerate in den oben genannten Harzen verteilt
ist, kann mit dem vorliegenden Klebstoff verwendet werden. Das Füllmaterialien)
kann ein Kohlenstofffülimaterial
sein, ein Metall- oder Metalloxidfüllmaterial, ein geimpftes Metalloxidfüllmaterial,
ein leitendes Polymerfüllmaterial
oder anderes leitendes Füllmaterial
oder Mischungen davon sein. Das Füllmaterialien) kann ein Kohlenstofffüllmaterial
sein wie Kohlenstoffruß,
Graphit oder ähnliches
und kann ein fluoriertes Kohlenstofffüllmaterial sein. Beispiele
von fluorierten Kohlenstoffen umfassen solche mit der Formel CFx, wobei x die Anzahl der Fluoratome darstellt
und diese im Allgemeinen ungefähr
1,5, vorzugsweise ungefähr
0,01 bis ungefähr
1,5 und besonders bevorzugt ungefähr 0,04 bis ungefähr 1,4 sind.
Andere fluorierte Kohlenstoffe sind Poly(dicarbonmonofluorid), das üblicher
Weise in Kurzschreibweise als (C2F)n geschrieben wird. Fluorierte Kohlenstoffe
umfassen solche, die in dem U.S. Patent 4,524,119 an Luly et al.
beschrieben werden, dessen Gegenstand hiermit durch Referenzieren
in seiner Gesamtheit aufgenommen wird, und solche mit dem Markennamen
ACCUFLUOR®.
ACCUFLUOR® wird
durch Advance Research Chemicals, Inc., Catoosa Oklahoma, hergestellt.
Beispiele umfassen ACCUFLUOR® 2028, ACCUFLUOR® 2065,
ACCU-FLUOR® 1000
und ACCUFLUOR® 2010.
ACCUFLUOR® 2028
und ACCUFLUOR® 2010 haben
jeweils 28 und 11 Gewichtsprozent Fluor basierend auf dem Gewicht
des fluorierten Kohlenstoffs. ACCUFLUOR® 1000
und ACCUFLUOR® 2065 haben
jeweils 62 und 65 Gewichtsprozent Fluor basierend auf dem Gewicht
des fluorierten Kohlenstoffs. Auch ACCUFLUOR® 1000
umfasst Kohlenstoffruß,
wohingegen ACCUFLUOR® 2065, 2028 und 2010 alle
leitenden Kohlenstoffruß umfassen.
Diese fluorierten Kohlenstoffe haben die Formel CFx und werden
durch die Reaktion C + F2 = CFx hergestellt.
-
In
Ausführungsformen
werden mehr als eine Art Füllmaterial
wie ein Kohlenstoffschwarz-Füllmaterial
und ein fluoriertes Kohlenstofffüllmaterial
in dem Harz verwendet.
-
Das
Füllmaterialien)
kann in dem Klebstoff in einer Gesamtmenge von ungefähr 1 bis
ungefähr
40 oder ungefähr
4 bis ungefähr
10 Gewichtsprozent der Gesamtfeststoffe vorhanden sein. Die gesamten Feststoffe,
wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf die Menge an
Füllmaterial,
möglicher Kompatibilitäts-vermittelnder
Verbindungen, anderer möglicher
Hilfsstoffe, Harz und andere Feststoffe, die in dem Klebstoff vorhanden
sind.
-
Der
Klebstoff in Lösung
kann auf eine Naht und zwischen ineinander greifende Nahtbauteile durch
jegliche Mittel einschließlich
flüssiger
Mittel, wie die Verwendung eines in Baumwolle getauchten Applikators,
einer Flüssigkeitsdispensiervorrichtung, eine
Klebepistole und ähnliches
oder durch Trockenverfahren wie durch die Verwendung eines trockenen Bandes
aufgetragen werden. Eine Menge an Klebstoff, die ausreicht, um die
Naht aufzufüllen,
wenn sie trocken ist, wird zwischen den ineinander greifenden Nahtbauteilen
hinzugefügt.
-
Im
Allgemeinen involviert das Verfahren zum Vernähen unter Verwendung des Klebstoffes
hierin das Vermischen des Harz mit dem Füller in einem geeigneten Lösungsmittel
wie einer Mischung aus Ethanol und Methylethylketon, gefolgt durch
das Trocknen der Flüssigphasenverbindung
in eine festphasigen, dünnschichtigen
Klebstofffilm. Die Verwendung eines Kompatibilität-vermittelnden Hilfsmittels ist
bevorzugt, um die gewünschten
elektrischen Eigenschaften bei minimaler Beladung des leitenden Füllmaterials
sicher zu erzielen.
-
Genauer
gesagt, das Verfahren umfasst das Vermischen entweder in der Schmelzphase
unterhalb der kritischen Temperatur, bei der eine Vernetzung zustande
kommt, oder in einer geeigneten Lösung, mit einem leitenden Füllmaterial
oder einem anderen geeigneten leitfähigkeitsverstärkenden
Füllmaterial.
Diesem folgt die Herstellung des Flüssigphasenverbundstoffes in
einen festphasigen, dünnschichtigen
Klebstofffilm mittels einer Messerbeschichtung, einer Sprühbeschichtung
oder dem Extrudieren der flüssigen
Phase auf eine freisetzende Stützschicht.
Vorzugsweise wird eine trocknende Prozedur mit niedriger Temperatur
verwendet (zum Beispiel ungefähr
30 bis ungefähr
50°C), um
Lösungsmittel
zu entfernen und den Klebstoff in der flüssigen Phase zu trocknen. Ein
nachhärtender Schritt
kann Teil des Nahtverfahrens sein, nachdem der Klebstoff geschmolzen
wurde und in die Naht geflossen ist.
-
Der
Klebstofffilmverbundstoff mit oder ohne einer entfernbaren, freisetzenden
Stützschicht
wird dann nur auf die als Verzahnung ineinander greifende Nahtregion
des Bandes oder des Filmbauteils aufgetragen. Die Naht wird dann
zwischen erwärmten parallelen
Platten gepresst, zum Beispiel durch die Kiefer eines Vertrod-Nahtschweißgerätes. Die
Naht kann dann durch verschiedene Verfahren gehärtet werden. Härtungsverfahren,
die zum Härten
der Naht nützlich
sind, umfassen thermisches Härten
und Infrarothärten.
Beispiele des Wärmehärtens umfassen die
Verwendung von moderater bis hoher Hitze, sobald der Klebstoff in
dem Nahtspalt platziert ist. Dieses Erwärmen induziert auch die Vernetzungs-/Verfestigungsreaktion
und erhöht
die Nahtverarbeitungs- und Bandfabrikationsgeschwindigkeit. Beispiele
einer Temperatur umfassen ungefähr
40 bis ungefähr
250°C oder
ungefähr
100 bis ungefähr 150°C für eine Zeit
von ungefähr
30 Sekunden bis ungefähr
24 Stunden oder ungefähr
5 Minuten bis ungefähr
2 Stunden oder ungefähr
5 Minuten bis ungefähr
15 Minuten. Der Dnuck während
des Hitzehärtens
beträgt
ungefähr
0,5 PSI bis ungefähr
100 PSI oder ungefähr
2 PSI bis ungefähr
60 PSI. Der erhöhte Druck
ermöglicht
das Verschweißen
bei niedrigeren Temperaturen und umgekehrt. Wärme kann zum Beispiel durch
ein Schmelzgerät,
eine Heizpistole, einen Ofen oder andere geeignete Mittel aufgetragen
werden.
-
Es
kann eine zweite Nachhärtung
durchgeführt
werden, um die niedermolekulargewichtigen Oligomere in ein hochmolekulargewichtiges
polymeres Netzwerk zu vernetzen. Vorzugsweise kommt das zweite Nachhärten bei
einer höheren
Temperatur zustande als das erste Härten. Die Temperatur des zweiten
Härtens
beträgt
ungefähr
120 bis ungefähr 200°C für einen
Zeitraum von ungefähr
30 Sekunden bis ungefähr
24 Stunden und mehr bevorzugt 20 Minuten bis ungefähr 1 Stunde
und bei einem Druck von ungefähr
0,5 PSI bis ungefähr
100 PSI und insbesondere bevorzugt ungefähr 2 PSI bis ungefähr 10 PSI.
-
Durch
das Auftragen des Klebstoffes auf die Naht und das Bilden der virtuellen
Naht, wie es gezeigt wird, resultiert eine Kostenersparnis von wenigstens
dem Fünffachen
der Kosten eines nahtlosen Bandes.
-
Der
Klebstoff kann mit einer Reihe von Materialien verwendet werden.
Beispiele von Substratmaterialien umfassen halbleitende Polyimide
wie Polyanilinpolyimid, mit Kohlenstoff gefüllte Polyimide, mit Kohlenstoff
gefülltes
Polycarbonat, mit Kohlenstoff gefüllte Polyester und ähnliche.
Beispiele von kommerziell verfügbaren Polyimidsubstraten
umfassen KAPTON® und
UPLIEX®,
beide von DuPont, und ULTEM von GE. Ein Beispiel eines kommerziell
verfügbaren
Polyesters umfasst Mylar® von DuPont und ähnliche.
-
Der
Klebstoff kann auch mit gefüllten
Materialien gut zusammenarbeiten. Daher kann ein Substrat, das die
Klebstoffnaht aufweist, ein Füllmaterial umfassen.
Vorzugsweise ist das Füllmaterial,
das in dem Substrat vorhanden ist, in einer Menge von ungefähr 1 bis
ungefähr
60 und vorzugsweise ungefähr 3
bis ungefähr
40 Gewichtsprozent der gesamten Feststoffe vorhanden. Beispiele
von geeigneten Füllmaterialien
zur Verwendung in dem Substrat umfassen Kohlenstofffüllmaterialien,
Metalloxidfüllmaterialien,
geimpfte Metalloxidfüllmaterialien,
andere Metallfüllmaterialien,
Polymerfüllmaterialien,
andere leitende Füllmaterialien
und ähnliche.
Spezielle Beispiele von Füllmaterialien
umfassen Kohlenstofffüllmaterialien
wie Kohlenstoffschwarz, fluoriertes Kohlenstoffschwarz, Graphit,
niedrig leitenden Kohlenstoff und ähnliche und Mischungen davon;
Metalloxide wie Indiumzinnoxid, Zinkoxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid,
Kupferoxid, Bleioxid und ähnliche
und Mischungen davon; dotierte Metalloxide wie Antimon-dotiertes
Zinnoxid, Antimon-dotiertes Titandioxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, ähnlich dotierte Metalloxide
und Mischungen davon; und Polymerpartikel wie Polytetrafluorethylen,
Polypyrrol, Polyanilin, dotiertes Polyanilin, Polythiophen und ähnliche, und
Mischungen davon. Beispiele von spezifiellen Füllmaterialien umfassen Kohlenstoffschwarz,
Antimondotiertes Zinnoxid, dotiertes Polyanilin und Mischungen davon.
-
Der
Klebstoff kann nach der Nahtbildung überbeschichtet werden. Viele
Materialien zur Überschichtung
sind zur Verwendung mit dem Klebstoff geeignet und umfassen Fluorpolymere,
Silikone, Vinylbutyralverbundstoffe und ähnliche Decklacke.
-
Der
Klebstoff kann auch mit gefüllten
Decklacken verwendet werden. Beispiele von geeigneten Füllmaterialien
umfassen die Füllmaterialien,
die oben aufgelistet werden, und umfassen Kohlenstofffüllmaterialien,
Metalloxidfüllmaterialien,
dotierte Metalloxidfüllmaterialien,
andere leitende Füllmaterialien
und ähnliche.
-
Ein
Beispiel eines bevorzugten Bandes, das in Kombination mit dem Klebstoff
verwendet wird, wird in 10 gezeigt.
Das Band 30 umfasst ein Substrat 60 mit in bevorzugten
Ausführungsformen leitenden
Füllmaterialien 61 darin.
Das Band enthält die
Naht 31 mit einem Klebstoff 63, der zwischen den Nahtbauteilen 64 und 65 positioniert
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind leitende Füllmaterialien 62 in
dem Klebstoff dispergiert oder enthalten. In einer optionalen Ausführungsform
der Erfindung wird ein Decklack 66 in dem Substrat 60 zur
Verfügung
gestellt. Der Decklack kann leitende Füllmaterialien 67 enthalten.
Die leitenden Füllmaterialien 61, die
optional auf dem Substrat dispergiert oder enthalten sind, die Füllmaterialien 67,
die optional in dem optionalen Decklack dispergiert oder enthalten
sind, und die Füllmaterialien 62,
die optional in dem Klebstoff enthalten oder dispergiert sind, können gleich oder
verschieden sein.
-
Der
hierin genannte Klebstoff stellt einen exzellenten Nahtklebstoff
für Bänder zur
Verfügung. Unter
Verwendung einer zweistufigen härtenden
Prozedur kann in Ausführungsformen
eine vollständig gefüllte, von
Zwischenräumen
freie, hoch qualitative Nahtgrenzfläche hergestellt werden, die
eine Leistung mit einem Bild auf der Naht ermöglicht. Der Klebstoff hat in
Ausführungsformen
die gleichen oder ähnlichen
mechanischen und Oberflächen-freisetzenden
Eigenschaften wie das Substrat. Zudem ergibt der Klebstoff in Ausführungsformen
eine gute Bindungsstärke
für die
Substratnahtbauteile. Der Widerstand des Klebstoffes kann in dem
gleichen Bereich wie das Substrat durch das Ändern der Beladungsmenge des
leitenden Füllmaterials,
durch das Vermischen unterschiedlicher Verhältnisse der leitenden Füllmaterialien
oder durch das Variieren der Härtungsbedingungen
eingestellt werden.
-
Beispiel 1
-
Herstellung
eines intermediären Übertragungsbandes
-
Es
wurde ein Polyimidfilmsubstrat von DuPont erworben. Das Bandsubstrat
umfasste Polyanilin und mit Kohlenstoff gefülltes Polyimid. Die Widerstandsfähigkeit
wurde getestet und wurde als ungefähr 109 bis
ungefähr
1010 Ohm-cm herausgefunden. Die Bandenden,
die miteinander verbunden werden sollten, wurden einer „chemischen Ätz"-Behandlung ausgesetzt, um die Haftung
verbessern zu helfen. Die verzahnt geschnittenen Enden wurden in
1 N wässrige
NaOH-Lösung
für ungefähr 10 Minuten
getaucht, gefolgt durch 10 Minuten in 1 N wässrige HCl-Lösung. Die
Enden wurden mit destilliertem Wasser gespült und trocknen gelassen.
-
Beispiel 2
-
Herstellung eines Polyvinylbutyral-
und fluorierten Kohlenstoffklebstoffes
-
Eine
Stammlösung
aus Polyvinylbutyral (PVB)-Klebstoff wurde durch das Auflösen von
62 Gramm Polyvinylbutyral (Norwood PLYMASTER® 2130)
Klebstofffilm in einer Mischung aus 200 g Ethylalkohol und 100 g
1-Butylalkohol in einer 500 ml Glasflasche hergestellt. Die Mischung
wurde in einer Rollenmühle über Nacht
mischen gelassen. In eine 4 Unzen Glasflasche wurden 15 g MEK, 0,128
g ACCUFLUOR® 2028
und 0,0425 g ACCUFLUOR® 2010 (fluorierte Kohlenstoffe
von Advance Research Chemicals, Inc., Catoosa, Oklahoma) hinzugegeben.
Die Kohlenstoffe wurden dann in dem Lösungsmittel durch das Vermischen
und Platzieren der Flasche in ein Ultraschallbad für ungefähr 10 bis
15 Minuten dispergiert. Zu der Flasche wurden dann 0,17 g DIAK 3® (DuPont)
hinzugegeben und gut vermischt. Ungefähr 25 g der PVB-Stammlösung wurden
hinzugefügt
und die Dispersion wurde auf einer Rollenmühle für ungefähr 1 Stunde vermischt.
-
Die
resultierende Dispersion wurde auf ein Blatt eines freisetzenden
Films geschichtet. Alternativ dazu kann ein Stück einer Glasplatte verwendet werden.
Es wurde ein Beschichtungsstab mit geeigneter Größe verwendet. Die Beschichtung
wurde in einem Trockenofen, der bei ungefähr 40°C eingestellt war, trocknen
gelassen. Sobald der Film trocken war, wurde er von dem freisetzenden
Papier abgezogen und war zur Verwendung als ein Nahtklebstoff geeignet.
-
In
diesem Stadium zeigte der Film keinerlei gesteuerte Leitfähigkeit.
Tatsächlich
wurde eine Leitfähigkeit
nur dann erreicht, wenn der Film einem zweiten thermischen Nachhärtungsschritt
ausgesetzt wurde. Von einem 0,001 Inch dicken Probenklebstofffilm,
der auf ein Edelstahlsubstrat beschichtet war und bei ungefähr 150°C für ungefähr 30 Minuten nachgehärtet worden
war, wurde beobachtet, dass er einen Widerstand von ungefähr 2 × 109 Ohm-cm aufwies. Diese Formulierung wurde
wiederholt und die elektrischen Ergebnisse wurden als reproduzierbar herausgefunden.
Es wurde auch herausgefunden, dass Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen
die elektrischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials nicht beeinträchtigen.
Der Widerstand wurde durch das Anpassen der Menge und/oder der Art
des fluorierten Kohlenstoffes, der Härtungsmittels und der Nachhärtungsparameter
angepasst.
-
Beispiel 3
-
Herstellung von Polyvinylbutyral-
und fluorierten Kohlenstoffklebstoff
-
Eine
Lösung
aus Polyvinylbutyral (PVB)-Klebstoff wurde durch das Auflösen von
31 Gramm Polyvinylbutyral- (Norwood PLYMASTER® 2130)
Klebstofffilm in einer Mischung aus 100 g Ethylalkohol, 50 g 1-Butylalkohol,
10 g Methylalkohol und 1 g Fluortensid (FC-430 von 3M) in einer
500 ml Glasflasche hergestellt. Die Mischung wurde auf einer Rollenmühle über Nacht
mischen gelassen. In eine 8 Unzen Flasche wurden 85 g Methylethylketon und
2,47 g fluorierter Kohlenstoff (ACCUFLUOR® 2028
von Advance Research Chemicals, Inc., Catoosa, Oklahoma) hinzugegeben.
Der fluorierte Kohlenstoff wurde in dem Lösungsmittel durch starkes Vermischen
und dann das Platzieren der Flasche in ein Ultraschallbad für ungefähr 10 bis
15 Minuten dispergiert. Ungefähr
1,24 g DIAK 3 von DuPont wurde zu der Kohlenstoffdispersion hinzugegeben.
Diese Dispersion wurde dann auf eine Rollmühle für ungefähr 15 Minuten platziert. Diese
Kohlenstoffdispersion wurde zu einer Flasche der PVB-Stammlösung transferiert
und die resultierende Mischung wurde auf einer Rollmühle für ungefähr 1 Stunde
vermischt. Die resultierende Dispersion wurde auf ein Blatt eines freisetzenden
Films beschichtet. Alternativ dazu kann ein Stück einer Glasplatte verwendet
werden. Es wurde ein Beschichtungsstab mit geeigneter Größe verwendet.
Die Beschichtung wurde in einem Trockenofen, der bei ungefähr 40°C eingestellt
war, trocknen gelassen. Sobald der Film trocken war, wurde er von
dem Freisetzungspapier abgezogen und war als ein Nahtklebemittel
geeignet.
-
In
diesem Stadium zeigte der Film keinerlei gesteuerte Leitfähigkeit.
Wie bei dem Klebstoff, der in Beispiel 2 hergestellt wurde, wurde
eine Leitfähigkeit nur
dann erreicht, wenn der Film einem thermischen Nachhärtungsschritt
ausgesetzt wurde. Von einem 0,001 Inch dicken Probenfilm, der auf
ein Edelstahlsubstrat beschichtet worden war und bei ungefähr 150°C für ungefähr 30 Minuten
nachgehärtet
worden war, wurde beobachtet, dass er einen Widerstand von ungefähr 2 × 109 Ohm-cm aufwies. Diese Formulierung wurde
wiederholt und von den elektrischen Ergebnissen wurde herausgefunden,
dass sie reproduzierbar sind. Es wurde auch herausgefunden, dass Temperatur-
und Feuchtigkeitsänderungen
die elektrischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials nicht beeinträchtigen.
Der Widerstand wurde durch das Anpassen der Menge und/oder der Art
des fluorierten Kohlenstoffs, der Härtungsmittels und der Kompatibilitäts-vermittelten
Mittel und der Nachhärtungsparameter
angepasst.
-
Beispiel 4
-
Herstellung von Epoxy-
und fluorierten Kohlenstoffklebstoff
-
Eine
Probenlösung
aus Liquid Epoxy – Klebstofflösung (LS-7909)
wurde von Scapa Tapes erworben. In eine 4 Unzen Glasflasche wurden
15 g MEK, 0,3 g ACCUFLUOR® 2028 und 0,4 g ACCUFLUOR® 2010
hinzugegeben (fluorierte Kohlenstoffe von Advance Research Chemicals,
Inc., Catoosa, Oklahoma). Der Kohlenstoff wurde dann in dem Lösungsmittel
durch das Vermischen und das Platzieren der Flasche in ein Ultraschallbad
für ungefähr 10 bis
15 Minuten dispergiert. Zu der Flasche wurden 0,2 g DIAK 3® (DuPont)
und 0,1 g 2-Ethyl-4-ethyfimidazol hinzugegeben und gut vermischt.
Ungefähr
10,9 g der Epoxyharzklebstofflösung
(LS-7909) wurden hinzugegeben und die Mischung wurde auf eine Rollmühle für ungefähr 1 Stunde
platziert.
-
Die
resultierende Dispersion wurde auf ein Blatt eines freisetzenden
Films beschichtet. Ein Beschichtungsstab mit geeigneter Größe wurde
verwendet. Die Beschichtung wurde in einem Trockenofen, der bei
ungefähr
40°C eingestellt
war, für
ungefähr
3 Stunden trocknen gelassen. Sobald der Film trocken war, wurde
er auf dem Freisetzungspapier gelassen und war zur Verwendung als
ein Nahtklebstoff fertig.
-
In
diesem Stadium zeigte der Film keinerlei gesteuerte Leitfähigkeit.
Tatsächlich
wurde eine Leitfähigkeit
nur erhalten, wenn der Film einer zweiten thermischen Nachhärtung ausgesetzt
wurde. Von einem 0,001 Inch dicken Probenklebstofffilm, der auf ein
Edelstahlsubstrat beschichtet worden war und bei ungefähr 150°C für ungefähr 15 Minuten
nachgehärtet
worden war, wurde beobachtet, dass er einen Widerstand von ungefähr 8 × 109 Ohm-cm aufwies. Diese Formulierung wurde
wiederholt und von den elektrischen Ergebnissen wurden herausgefunden,
dass sie reproduzierbar sind. Es wurde auch herausgefunden, dass
Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen keinen
Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials
hatten. Der Widerstand wurde durch das Anpassen der Menge und/oder
der Art des fluorierten Kohlenstoffs, des Härtungsmittels und der Nachhärtungsparameter
angepasst.
-
Beispiel 5
-
Herstellung
eines Nitril-phenolischen und fluorinierten Kohlenstoffklebstoff
-
Eine
Probenlösung
aus flüssiger
Nitril-phenolischer Klebstofflösung
(LS-7872) wurde von Scapa Tapes erhalten. In eine 4 Unzen Glasflasche
wurden 15 g MEK, 0,15 g ACCUFLUOR® 2028
und 0,05 g ACCUFLUOR® 2010 hinzugegeben (fluorierte
Kohlenstoffe von Advance Research Chemicals, Inc., Catoosa, Oklahoma).
Die Kohlenstoffe wurden dann in dem Lösungsmittel durch das Vermischen
und das Platzieren der Flasche in ein Ultraschallbad für ungefähr 10 bis
15 Minuten dispergiert. Zu der Flasche wurden dann 0,2 g DIAK 3® (DuPont)
hinzugegeben und gut vermischt. Ungefähr 10,9 g der Nitril-phenolischen
Lösung
wurden hinzugegeben und die Dispersion wurde auf einer Rollmühle für ungefähr 1 Stunde
vermischt.
-
Die
resultierende Dispersion wurde auf ein Blatt eines freisetzenden
Films geschichtet. Es wurde ein Beschichtungsstab von geeigneter
Größe verwendet.
Die Beschichtung wurde in einem Trockenofen, der bei ungefähr 40°C eingestellt
war, trocknen gelassen. Sobald der Film trocken war, wurde er auf dem
Freisetzungspapier gelassen und war als ein Nahtklebstoff fertig
zur Verwendung.
-
In
diesem Stadium zeigte der Film keinerlei gesteuerte Leitfähigkeit.
Tatsächlich
wurde eine Leitfähigkeit
nur dann erreicht, wenn der Film einem zweiten thermischen Nachhärtungsschritt
ausgesetzt wurde. Von einem 0,001 Inch dicken Probenklebstofffilm,
der auf ein Edelstahlsubstrat beschichtet worden war und bei ungefähr 200°C für ungefähr 15 Minuten
nachgehärtet
worden war, wurde beobachtet, dass er einen Widerstand von ungefähr 8 × 109 Ohm-cm aufwies. Diese Formulierung wurde
wiederholt und von den elektrischen Ergebnissen wurden herausgefunden,
dass sie reproduzierbar sind. Es wurde auch herausgefunden, dass
Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen
keinen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften des Klebstoffmaterials haben.
Der Widerstand wurde durch das Anpassen der Menge und/oder der Art
des fluorierten Kohlenstoffs, der Härtungsmittel und der Nachhärtungsparameter
angepasst.
-
Beispiel 6
-
Herstellung
eines verzahnt geschnittenen nahtverbundenen Bandes mit Bild auf
der Naht
-
Die
zwei verzahnt geschnittenen Enden des Polyimidfilms, der in Beispiel
1 hergestellt wurde, wurden zusammengebracht und an der unteren Öffnung eines
modifizierten Technoseal Vertrod Thermal Impulse Wärmeversiegelungsgerätes (Mod. 20EP/P-1/4-WC-CAN-DIG-I)
mit der Unterstützung von
Vakuumhaltetischen, die auf beiden Seiten eines Schweißgerätes aufgesetzt
waren, eingepasst. Ein freistehender Film der Klebstoffe (vorzugsweise
ungefähr
15–125
Mikron dick), der gemäß den Beispielen
II oder III gebildet wurde, wurde ausgewählt. Ein dünner Streifen (ungefähr 3/16
Inch breit) eines Materials wurde auf eine Länge und Breite zugeschnitten,
die ausreichend war, um die verzahnt geschnittene Nahtfläche des
Bandsubstrates zu bedecken. Der Streifen des Bandes wurde über die
Oberseite der Nahtfläche,
die die Naht bedeckt, gelegt. Das Schweißgerät wurde „programmiert", um bei einer anfänglichen
Temperatur von ungefähr
235°F für 3 Minuten
zu schweißen,
dann stufenweise auf ungefähr
320°C für zusätzliche
30 Minuten eingestellt. Das 2-Schritt-Schweißen wurde als ein kontinuierliches
Verfahren in dem Schweißgerät durchgeführt. Dieses
bewirkte, dass der Klebstofffilm schmolz und in die Nahtfläche floss
und diese vollständig
ausfüllte, gefolgt
durch das Vernetzen des Klebstoffes und die Aktivierung der Leitfähigkeit.
Alternativ dazu kann das Band in eine Klammerfixierung gestellt
werden und die Nahtfläche
kann zwischen den parallelen, glatten Oberflächen zur Immobilisierung der
Nahtfläche
während
des thermischen Nachhärtungsschrittes
bei 150°C
für 30
Minuten in einem Ofen gepresst werden.
-
Das
vernähte
Band wurde aus der Fixierung entfernt und die Naht wurde einer Politur
(Schmirgeln) und Polierschritten ausgesetzt, um überflüssigen Klebstoff zu entfernen,
um die Topographie der Nahtfläche
mit dem Rest des Bandes in Einklang zu bringen. Dieses Verfahren
wurde unter Verwendung der Klebstoffe, die in den Beispielen 4 und
5 gebildet wurden, wiederholt.