JPH09174740A - 加熱用積層構造体 - Google Patents
加熱用積層構造体Info
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- JPH09174740A JPH09174740A JP7351384A JP35138495A JPH09174740A JP H09174740 A JPH09174740 A JP H09174740A JP 7351384 A JP7351384 A JP 7351384A JP 35138495 A JP35138495 A JP 35138495A JP H09174740 A JPH09174740 A JP H09174740A
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- Japan
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- liquid crystal
- thermotropic liquid
- acid
- crystal polymer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性に優れ、寸法精度がよく、破損し難
く、また消費電力が少なく、立上がり時間が短く、かつ
安価な加熱用積層構造体を提供する。 【解決手段】 サーモトロピック液晶ポリマーからなる
成形物層(a)および通電により表面温度を30〜35
0℃に加熱するための導電性粉体およびポリベンゾイミ
ダゾールからなる導電層(b)を含むことを特徴とする
加熱用積層構造体。
く、また消費電力が少なく、立上がり時間が短く、かつ
安価な加熱用積層構造体を提供する。 【解決手段】 サーモトロピック液晶ポリマーからなる
成形物層(a)および通電により表面温度を30〜35
0℃に加熱するための導電性粉体およびポリベンゾイミ
ダゾールからなる導電層(b)を含むことを特徴とする
加熱用積層構造体。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複写機等の加熱板や
加熱ロール等に使用される積層構造体に関し、さらに詳
しくは、サーモトロピック液晶ポリマーの成形物層およ
び導電性粉体を分散させたポリベンゾイミダゾールから
なる導電層を積層してなる加熱用積層構造体に関するも
のである。
加熱ロール等に使用される積層構造体に関し、さらに詳
しくは、サーモトロピック液晶ポリマーの成形物層およ
び導電性粉体を分散させたポリベンゾイミダゾールから
なる導電層を積層してなる加熱用積層構造体に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】複写機等の加熱板や加熱ロール等に用い
る加熱用積層構造体は、加熱体として高い耐熱性が要求
されるのみでなく、寸法精度や表面の平滑性が要求され
るため、従来はセラミックなどのように耐熱性が高く寸
法精度のよい基体の表面に金属の抵抗体を積層したもの
が用いられている。しかしながら、セラミックは焼結し
た後に切削により加工を行うため極めて高価であり、か
つ割れ易いために取扱いが困難であるという欠点を有し
ている。また熱伝導度が比較的高いために放熱し易く、
大きな電力が必要であるばかりでなく、電力投入から所
定の温度に到達するまでの時間(立上がり時間)が長い
という問題がある。
る加熱用積層構造体は、加熱体として高い耐熱性が要求
されるのみでなく、寸法精度や表面の平滑性が要求され
るため、従来はセラミックなどのように耐熱性が高く寸
法精度のよい基体の表面に金属の抵抗体を積層したもの
が用いられている。しかしながら、セラミックは焼結し
た後に切削により加工を行うため極めて高価であり、か
つ割れ易いために取扱いが困難であるという欠点を有し
ている。また熱伝導度が比較的高いために放熱し易く、
大きな電力が必要であるばかりでなく、電力投入から所
定の温度に到達するまでの時間(立上がり時間)が長い
という問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、加熱用積層
構造体の上記のような問題点を解決し、耐熱性に優れ、
寸法精度がよく、割れ難く、また消費電力が少なく、立
上がり時間が短く、かつ安価な加熱用積層構造体を提供
することを課題とする。
構造体の上記のような問題点を解決し、耐熱性に優れ、
寸法精度がよく、割れ難く、また消費電力が少なく、立
上がり時間が短く、かつ安価な加熱用積層構造体を提供
することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、サーモ
トロピック液晶ポリマーからなる成形物層(a)および
通電により表面温度を30〜350℃に加熱するための
導電性粉体およびポリベンゾイミダゾールからなる導電
層(b)を積層してなる加熱用積層構造体である。本発
明の第2は、サーモトロピック液晶ポリマーからなる成
形物層(a)、通電により下記の保護被膜層(c)の温
度を30〜350℃に加熱するための導電性粉体および
ポリベンゾイミダゾールからなる導電層(b)ならびに
保護被膜層(c)を、(a)、(b)、(c)の順に積
層してなる加熱用積層構造体である。本発明の第3は、
上記本発明の第1または第2において、サーモトロピッ
ク液晶ポリマーがサーモトロピック液晶ポリエステルで
あることを特徴とする加熱用積層構造体である。本発明
の第4は、上記第1から第3のいずれかの発明におい
て、積層構造体が円筒状または板状であることを特徴と
する加熱用積層構造体である。
トロピック液晶ポリマーからなる成形物層(a)および
通電により表面温度を30〜350℃に加熱するための
導電性粉体およびポリベンゾイミダゾールからなる導電
層(b)を積層してなる加熱用積層構造体である。本発
明の第2は、サーモトロピック液晶ポリマーからなる成
形物層(a)、通電により下記の保護被膜層(c)の温
度を30〜350℃に加熱するための導電性粉体および
ポリベンゾイミダゾールからなる導電層(b)ならびに
保護被膜層(c)を、(a)、(b)、(c)の順に積
層してなる加熱用積層構造体である。本発明の第3は、
上記本発明の第1または第2において、サーモトロピッ
ク液晶ポリマーがサーモトロピック液晶ポリエステルで
あることを特徴とする加熱用積層構造体である。本発明
の第4は、上記第1から第3のいずれかの発明におい
て、積層構造体が円筒状または板状であることを特徴と
する加熱用積層構造体である。
【0005】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明でいうサーモトロピック液晶ポリマーとは、溶融時
に光学的異方性を示し、かつ熱可塑性を有するポリマー
である。このように溶融時に光学的異方性を示すポリマ
ーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列を
とる性質を示す。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏
光子を利用した通常の偏光検査法によって確認すること
ができる。上記液晶ポリマーとしては、例えば、液晶性
ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリエ
ステルイミド等、具体的には、(全)芳香族ポリエステ
ル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリエス
テルカーボネート、ポリアゾメチン等が挙げられる。サ
ーモトロピック液晶ポリマーは、一般的に細長く、偏平
な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って剛性が高い。
本発明において用いるサーモトロピック液晶ポリマーに
は、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポ
リマーのセグメントから構成されるポリマーも含まれ
る。また、複数のサーモトロピック液晶ポリマーを複合
したものも含まれる。
発明でいうサーモトロピック液晶ポリマーとは、溶融時
に光学的異方性を示し、かつ熱可塑性を有するポリマー
である。このように溶融時に光学的異方性を示すポリマ
ーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列を
とる性質を示す。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏
光子を利用した通常の偏光検査法によって確認すること
ができる。上記液晶ポリマーとしては、例えば、液晶性
ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポリエ
ステルイミド等、具体的には、(全)芳香族ポリエステ
ル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリエス
テルカーボネート、ポリアゾメチン等が挙げられる。サ
ーモトロピック液晶ポリマーは、一般的に細長く、偏平
な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って剛性が高い。
本発明において用いるサーモトロピック液晶ポリマーに
は、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポ
リマーのセグメントから構成されるポリマーも含まれ
る。また、複数のサーモトロピック液晶ポリマーを複合
したものも含まれる。
【0006】サーモトロピック液晶ポリマーを構成する
モノマーの代表例としては (1)芳香族ジカルボン酸系化合物(A)の少なくとも
一種、(2)芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物
(B)の少なくとも1種、(3)芳香族ジオール系化合
物(C)の少なくとも1種、(4)芳香族ジチオール
(D1)、芳香族チオフェノール(D2)および芳香族チ
オールカルボン酸化合物(D3)の少なくとも1種、
(5)芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミン
系化合物(E)の少なくとも1種等の芳香族化合物が挙
げられる。これらは単独で用いられる場合もあるが、多
くは(A)と(C);(A)と(D);(A)、(B)
と(C);(A)、(B)と(E);あるいは(A)、
(B)、(C)と(E)等のように組み合わせて構成さ
れる。
モノマーの代表例としては (1)芳香族ジカルボン酸系化合物(A)の少なくとも
一種、(2)芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物
(B)の少なくとも1種、(3)芳香族ジオール系化合
物(C)の少なくとも1種、(4)芳香族ジチオール
(D1)、芳香族チオフェノール(D2)および芳香族チ
オールカルボン酸化合物(D3)の少なくとも1種、
(5)芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミン
系化合物(E)の少なくとも1種等の芳香族化合物が挙
げられる。これらは単独で用いられる場合もあるが、多
くは(A)と(C);(A)と(D);(A)、(B)
と(C);(A)、(B)と(E);あるいは(A)、
(B)、(C)と(E)等のように組み合わせて構成さ
れる。
【0007】上記芳香族ジカルボン酸系化合物(A)と
しては、テレフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン
酸、4,4'−テルフェニルジカルボン酸、2,6−ナフ
タレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン
酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエー
テル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−
4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−4,4'−
ジカルボン酸、ジフェニルエタン−4,4'−ジカルボン
酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−3,3'−ジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタン−3,3'−ジカルボン
酸、ジフェニルエタン−3,3'−ジカルボン酸、1,6
−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ま
たはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロ
モテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフ
タル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、
エトキシテレフタル酸などで代表される上記芳香族カル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。
しては、テレフタル酸、4,4'−ジフェニルジカルボン
酸、4,4'−テルフェニルジカルボン酸、2,6−ナフ
タレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン
酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエー
テル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−
4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−4,4'−
ジカルボン酸、ジフェニルエタン−4,4'−ジカルボン
酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−3,3'−ジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタン−3,3'−ジカルボン
酸、ジフェニルエタン−3,3'−ジカルボン酸、1,6
−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、ま
たはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロ
モテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフ
タル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、
エトキシテレフタル酸などで代表される上記芳香族カル
ボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が
挙げられる。
【0008】芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物
(B)としては、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロ
キシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、6−
ヒドロキシ−1−ナフトエ酸などの芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸、または3−メチル−4−ヒドロキシ安息香
酸、3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸、2,6
−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸、3−メトキシ−
4−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ−4−ヒ
ドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−5−メチル−2−
ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−5−メトキシ−2−ナフ
トエ酸、2−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、3−ク
ロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジクロロ−4
−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジクロロ−4−ヒドロ
キシ安息香酸、2,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ安息
香酸、3−ブロモ−4−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒド
ロキシ−5−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ
−7−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−5,
7−ジクロロ−2−ナフトエ酸などの芳香族ヒドロキシ
カルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換
体が挙げられる。
(B)としては、4−ヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロ
キシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、6−
ヒドロキシ−1−ナフトエ酸などの芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸、または3−メチル−4−ヒドロキシ安息香
酸、3,5−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸、2,6
−ジメチル−4−ヒドロキシ安息香酸、3−メトキシ−
4−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジメトキシ−4−ヒ
ドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−5−メチル−2−
ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−5−メトキシ−2−ナフ
トエ酸、2−クロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、3−ク
ロロ−4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジクロロ−4
−ヒドロキシ安息香酸、3,5−ジクロロ−4−ヒドロ
キシ安息香酸、2,5−ジクロロ−4−ヒドロキシ安息
香酸、3−ブロモ−4−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒド
ロキシ−5−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ
−7−クロロ−2−ナフトエ酸、6−ヒドロキシ−5,
7−ジクロロ−2−ナフトエ酸などの芳香族ヒドロキシ
カルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換
体が挙げられる。
【0009】芳香族ジオール系化合物(C)として、
4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジヒドロキ
シビフェニル、4,4'−ジヒドロキシテルフェニル、ハ
イドロキノン、レゾルシン、2,6−ナフタレンジオー
ル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス
(4−ヒドロキシフェノキシ)エタン、3,3'−ジヒドロ
キシジフェニルエーテル、1,6'−ナフタレンジオー
ル、2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン等の芳香族ジオー
ル、またはクロロハイドロキノン、メチルハイドロキノ
ン、tert−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキ
ノン、メトキシハイドロキノン、フェノキシハイドロキ
ノン、4−クロロレゾルシン、4−メチルレゾルシン等
の芳香族ジオールのアルキル、アルコキシまたはハロゲ
ン置換体が挙げられる。
4,4'−ジヒドロキシビフェニル、3,3'−ジヒドロキ
シビフェニル、4,4'−ジヒドロキシテルフェニル、ハ
イドロキノン、レゾルシン、2,6−ナフタレンジオー
ル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス
(4−ヒドロキシフェノキシ)エタン、3,3'−ジヒドロ
キシジフェニルエーテル、1,6'−ナフタレンジオー
ル、2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、
ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン等の芳香族ジオー
ル、またはクロロハイドロキノン、メチルハイドロキノ
ン、tert−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキ
ノン、メトキシハイドロキノン、フェノキシハイドロキ
ノン、4−クロロレゾルシン、4−メチルレゾルシン等
の芳香族ジオールのアルキル、アルコキシまたはハロゲ
ン置換体が挙げられる。
【0010】芳香族ジチオール(D1)としては、ベン
ゼン−1,4−ジチオール、ベンゼン−1,3−ジチオー
ル、2,6−ナフタレン−ジチオール、2,7−ナフタレ
ン−ジチオール等が挙げられる。芳香族チオフェノール
(D2)としては、4−メルトカプトフェノール、3−
メルトカプトフェノール、6−メルカプトフェノール等
が挙げられる。芳香族チオールカルボン酸(D3)とし
ては、4−メルカプト安息香酸、3−メルカプト安息香
酸、6−メルカプト−2−ナフトエ酸、7−メルカプト
−2−ナフトエ酸などが挙げられる。
ゼン−1,4−ジチオール、ベンゼン−1,3−ジチオー
ル、2,6−ナフタレン−ジチオール、2,7−ナフタレ
ン−ジチオール等が挙げられる。芳香族チオフェノール
(D2)としては、4−メルトカプトフェノール、3−
メルトカプトフェノール、6−メルカプトフェノール等
が挙げられる。芳香族チオールカルボン酸(D3)とし
ては、4−メルカプト安息香酸、3−メルカプト安息香
酸、6−メルカプト−2−ナフトエ酸、7−メルカプト
−2−ナフトエ酸などが挙げられる。
【0011】芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジ
アミン系化合物(E)としては、4−アミノフェノー
ル、N−メチル−4−アミノフェノール、1,4−フェ
ニレンジアミン、N−メチル−1,4−フェニレンジア
ミン、N,N'−ジメチル−1,4−フェニレンジアミ
ン、3−アミノフェノール、3−メチル−4−アミノフ
ェノール、2−クロロ−4−アミノフェノール、4−ア
ミノ−1−ナフトール、4−アミノ−4'−ヒドロキシ
ビフェニル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニル
エーテル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルメ
タン、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルスルフ
ィド、4,4'−ジアミノフェニルスルフィド(チオジア
ニリン)、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、2,
5−ジアミノトルエン、4,4'−エチレンジアニリン、
4,4'−ジアミノジフェノキシエタン、4,4'−ジアミ
ノジフェニルメタン(メチレンジアニリン)、4,4'−
ジアミノジフェニルエーテル(オキシジアニリン)等が
挙げられる。
アミン系化合物(E)としては、4−アミノフェノー
ル、N−メチル−4−アミノフェノール、1,4−フェ
ニレンジアミン、N−メチル−1,4−フェニレンジア
ミン、N,N'−ジメチル−1,4−フェニレンジアミ
ン、3−アミノフェノール、3−メチル−4−アミノフ
ェノール、2−クロロ−4−アミノフェノール、4−ア
ミノ−1−ナフトール、4−アミノ−4'−ヒドロキシ
ビフェニル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニル
エーテル、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルメ
タン、4−アミノ−4'−ヒドロキシジフェニルスルフ
ィド、4,4'−ジアミノフェニルスルフィド(チオジア
ニリン)、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、2,
5−ジアミノトルエン、4,4'−エチレンジアニリン、
4,4'−ジアミノジフェノキシエタン、4,4'−ジアミ
ノジフェニルメタン(メチレンジアニリン)、4,4'−
ジアミノジフェニルエーテル(オキシジアニリン)等が
挙げられる。
【0012】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリ
マーは、上記モノマーから溶融アシドリシス法やスラリ
ー重合法等の多様なエステル形成法などにより製造する
ことができる。これらのモノマーから得られるサーモト
ロピック液晶ポリマーのうち、一般式〔I〕で表される
モノマー単位を含む(共)重合体である全芳香族ポリエ
ステルが好ましい。
マーは、上記モノマーから溶融アシドリシス法やスラリ
ー重合法等の多様なエステル形成法などにより製造する
ことができる。これらのモノマーから得られるサーモト
ロピック液晶ポリマーのうち、一般式〔I〕で表される
モノマー単位を含む(共)重合体である全芳香族ポリエ
ステルが好ましい。
【0013】
【化1】
【0014】本発明の好ましい全芳香族ポリエステル
は、4−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびジヒドロ
キシビフェニルの3種の化合物からそれぞれ誘導される
繰り返し単位を有する式〔II〕で表されるポリエステ
ル、または4−ヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシナ
フトエ酸の2種の化合物からそれぞれ誘導される繰り返
し単位を有する〔III〕で表されるポリエステルであ
る。
は、4−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびジヒドロ
キシビフェニルの3種の化合物からそれぞれ誘導される
繰り返し単位を有する式〔II〕で表されるポリエステ
ル、または4−ヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシナ
フトエ酸の2種の化合物からそれぞれ誘導される繰り返
し単位を有する〔III〕で表されるポリエステルであ
る。
【0015】
【化2】
【化3】
【0016】これらのサーモトロピック液晶ポリマーは
単独で用いてもよく、また他の液晶ポリマーや別の熱可
塑性樹脂と併用してもよい。サーモトロピック液晶ポリ
マーには、必要に応じて各種の添加物が配合される。特
に無機充填剤は、サーモトロピック液晶ポリマーの機械
的強度や耐熱性、寸法安定性等をさらに向上させる点で
有効であり、また成形物層(a)の熱伝導度を高めて加
熱用積層構造体の温度むらを低減させる点においても効
果がある。無機充填剤としては、ガラス繊維、タルク、
マイカ、炭酸カルシウム、クレー、硫酸カルシウム、水
酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、黒鉛、ガラスフレー
ク、ガラスビーズ、各種金属粉、各種金属繊維、各種ウ
ィスカー等が用いられ、サーモトロピック液晶ポリマー
中に5〜90重量%程度添加することができる。その他
の添加物としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、光安定剤、顔料、染料、可塑剤、滑剤、造核剤、帯
電防止剤、難燃剤等が挙げられる。
単独で用いてもよく、また他の液晶ポリマーや別の熱可
塑性樹脂と併用してもよい。サーモトロピック液晶ポリ
マーには、必要に応じて各種の添加物が配合される。特
に無機充填剤は、サーモトロピック液晶ポリマーの機械
的強度や耐熱性、寸法安定性等をさらに向上させる点で
有効であり、また成形物層(a)の熱伝導度を高めて加
熱用積層構造体の温度むらを低減させる点においても効
果がある。無機充填剤としては、ガラス繊維、タルク、
マイカ、炭酸カルシウム、クレー、硫酸カルシウム、水
酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、
酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、黒鉛、ガラスフレー
ク、ガラスビーズ、各種金属粉、各種金属繊維、各種ウ
ィスカー等が用いられ、サーモトロピック液晶ポリマー
中に5〜90重量%程度添加することができる。その他
の添加物としては、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、光安定剤、顔料、染料、可塑剤、滑剤、造核剤、帯
電防止剤、難燃剤等が挙げられる。
【0017】本発明の成形物層(a)を構成する成形構
造体は、例えば押出成形、射出成形、圧縮成形等の熱可
塑性樹脂に通常適用される方法により成形することがで
きる。これらの中でも生産性が高く、寸法精度がよい点
で射出成形が望ましい。また成形物層(a)を構成する
成形構造体の形状は特に限定されず、円筒状、円柱状、
角柱状、板状等種々のものが用いられるが、複写機に用
いる加熱体等としては円筒状や板状が好ましい。
造体は、例えば押出成形、射出成形、圧縮成形等の熱可
塑性樹脂に通常適用される方法により成形することがで
きる。これらの中でも生産性が高く、寸法精度がよい点
で射出成形が望ましい。また成形物層(a)を構成する
成形構造体の形状は特に限定されず、円筒状、円柱状、
角柱状、板状等種々のものが用いられるが、複写機に用
いる加熱体等としては円筒状や板状が好ましい。
【0018】本発明の導電層(b)は、導電性粉体を含
むポリベンゾイミダゾールの層からなり、その製法は特
に限定されない。例えば、導電性粉体を分散させたポリ
ベンゾイミダゾールの溶液を種々の方法で成型物層
(a)に塗布した後、200℃程度の温度で溶剤を乾燥
除去して固化させる等の方法を用いることができる。
むポリベンゾイミダゾールの層からなり、その製法は特
に限定されない。例えば、導電性粉体を分散させたポリ
ベンゾイミダゾールの溶液を種々の方法で成型物層
(a)に塗布した後、200℃程度の温度で溶剤を乾燥
除去して固化させる等の方法を用いることができる。
【0019】本発明に用いるポリベンゾイミダゾール系
樹脂は安定な複素環式ポリマーであり、その製造方法
は、例えば米国再発行特許26,065号、米国特許3,
313,783号、同3,509,108号、同3,51
8,234号、同3,555,389号、同3,433,7
72号、同3,408,336号、同3,578,644
号、同3,549,603、同3,708,439、同4,
154,919、同4,312,976、同4,377,5
46、同4,549,388号等に記載されている。好ま
しいポリベンゾイミダゾールは、次式〔IV〕で示される
ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−5,5'−ビベンゾ
イミダゾールである。
樹脂は安定な複素環式ポリマーであり、その製造方法
は、例えば米国再発行特許26,065号、米国特許3,
313,783号、同3,509,108号、同3,51
8,234号、同3,555,389号、同3,433,7
72号、同3,408,336号、同3,578,644
号、同3,549,603、同3,708,439、同4,
154,919、同4,312,976、同4,377,5
46、同4,549,388号等に記載されている。好ま
しいポリベンゾイミダゾールは、次式〔IV〕で示される
ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−5,5'−ビベンゾ
イミダゾールである。
【0020】
【化4】 本発明に用いるポリベンゾイミダゾールの分子量は、一
般に数平均分子量で2,000〜100,000、好まし
くは、2,000〜30,000である。
般に数平均分子量で2,000〜100,000、好まし
くは、2,000〜30,000である。
【0021】ポリベンゾイミダゾールの溶液は、ポリベ
ンゾイミダゾールを適宜の溶媒、例えばN,N−ジメチ
ルアセトアミド等に溶解して得られる。この溶液に、後
に述べる導電性粉体を混合して分散させ、適宜の手段に
より成形体に塗布した後、乾燥することにより、導電性
粉体およびポリベンゾイミダゾールからなる導電層
(b)が形成される。
ンゾイミダゾールを適宜の溶媒、例えばN,N−ジメチ
ルアセトアミド等に溶解して得られる。この溶液に、後
に述べる導電性粉体を混合して分散させ、適宜の手段に
より成形体に塗布した後、乾燥することにより、導電性
粉体およびポリベンゾイミダゾールからなる導電層
(b)が形成される。
【0022】サーモトロピック液晶ポリマーからなる成
形物層(a)の表面にポリベンゾイミダゾールの溶液を
塗布する方法としては、例えばポリベンゾイミダゾール
の溶液中へのディッピングあるいは静電塗装等の適宜の
塗布手段を採用することができる。成形物層(a)が板
状や角柱形状の場合には、具体的な塗布方法として、通
常のスクリーン印刷、ディップ塗工、スピンコート法、
ロールコート法、バーコート法、プリメタードコート法
のスロット、スライド、カーテンなどの各種方法を用い
ることができる。円筒状や円柱状の場合には、スクリー
ン印刷の一種である回転印刷機によって印刷塗布するな
どの方法を採用することができる。本発明の導電層
(b)は、成形物層(a)の全面に塗布積層してもよ
く、また通電加熱の程度などに応じて、適宜、縞状や格
子目状に部分的に塗布積層してもよい。
形物層(a)の表面にポリベンゾイミダゾールの溶液を
塗布する方法としては、例えばポリベンゾイミダゾール
の溶液中へのディッピングあるいは静電塗装等の適宜の
塗布手段を採用することができる。成形物層(a)が板
状や角柱形状の場合には、具体的な塗布方法として、通
常のスクリーン印刷、ディップ塗工、スピンコート法、
ロールコート法、バーコート法、プリメタードコート法
のスロット、スライド、カーテンなどの各種方法を用い
ることができる。円筒状や円柱状の場合には、スクリー
ン印刷の一種である回転印刷機によって印刷塗布するな
どの方法を採用することができる。本発明の導電層
(b)は、成形物層(a)の全面に塗布積層してもよ
く、また通電加熱の程度などに応じて、適宜、縞状や格
子目状に部分的に塗布積層してもよい。
【0023】導電層を塗布した後、170℃を超える温
度、好ましくは190℃以上、400℃以下で強制加熱
して乾燥することにより強固な樹脂皮膜が形成される。
加熱時間は、1〜20時間の範囲が適当である。ポリベ
ンゾイミダゾールの溶液に用いる溶媒は、前記N,N−
ジメチルアセトアミドのほか、N,N−ジメチルホルム
アミド、ジメチルスルホキシドおよびN−メチル−2−
ピロリドンをはじめとして、ポリベンゾイミダゾールの
乾式紡糸液の調製において一般に用いられる溶剤から選
択することができる。特に、N,N−ジメチルアセトア
ミドおよびN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。ポ
リベンゾイミダゾールの溶液を塗布した後、一旦上記温
度よりも低い温度、例えば100℃で溶剤を蒸発させた
後、上記条件下で加熱焼き付けを行うことが望ましい。
本発明の導電層(b)と成形物層(a)との層間強度を
向上させるためには、導電層(b)に接する成形物層
(a)の表面に、あらかじめ紫外線照射等の表面処理を
施すことが有効である。
度、好ましくは190℃以上、400℃以下で強制加熱
して乾燥することにより強固な樹脂皮膜が形成される。
加熱時間は、1〜20時間の範囲が適当である。ポリベ
ンゾイミダゾールの溶液に用いる溶媒は、前記N,N−
ジメチルアセトアミドのほか、N,N−ジメチルホルム
アミド、ジメチルスルホキシドおよびN−メチル−2−
ピロリドンをはじめとして、ポリベンゾイミダゾールの
乾式紡糸液の調製において一般に用いられる溶剤から選
択することができる。特に、N,N−ジメチルアセトア
ミドおよびN−メチル−2−ピロリドンが好ましい。ポ
リベンゾイミダゾールの溶液を塗布した後、一旦上記温
度よりも低い温度、例えば100℃で溶剤を蒸発させた
後、上記条件下で加熱焼き付けを行うことが望ましい。
本発明の導電層(b)と成形物層(a)との層間強度を
向上させるためには、導電層(b)に接する成形物層
(a)の表面に、あらかじめ紫外線照射等の表面処理を
施すことが有効である。
【0024】ポリベンゾイミダゾール中に分散させる導
電性粉体は、通電により発熱するため加熱時の温度に耐
え得ることが必要であり、またポリベンゾイミダゾール
に対して不活性なものが好ましい。例えば、銀粉等の金
属粉やカーボン粉等の導電性を有する粉体が用いられ
る。粉体の粒径は特に限定されず、例えば0.001〜
100μmの範囲から選択することができる。またその
形状は、不定形、球状、円柱状、星型等いずれも使用す
ることができる。導電性粉体の配合割合もまた特に限定
はなく、例えば、導電層の組成物全体に対して1〜95
重量%の範囲で配合することができる。さらに導電層の
膜厚も特に限定されず、例えば、0.01〜100μm
の範囲から選択することができる。
電性粉体は、通電により発熱するため加熱時の温度に耐
え得ることが必要であり、またポリベンゾイミダゾール
に対して不活性なものが好ましい。例えば、銀粉等の金
属粉やカーボン粉等の導電性を有する粉体が用いられ
る。粉体の粒径は特に限定されず、例えば0.001〜
100μmの範囲から選択することができる。またその
形状は、不定形、球状、円柱状、星型等いずれも使用す
ることができる。導電性粉体の配合割合もまた特に限定
はなく、例えば、導電層の組成物全体に対して1〜95
重量%の範囲で配合することができる。さらに導電層の
膜厚も特に限定されず、例えば、0.01〜100μm
の範囲から選択することができる。
【0025】導電層(b)には適宜の接続端子を設け、
これに通電することにより導電層を発熱させる。発熱の
ための比抵抗は、膜厚、ポリベンゾイミダゾールと導電
性の粉体との混合比率、導電性粉体の粒径や形状などを
変えることにより所定の値に制御する。通常、導電層の
比抵抗の値を約5×10ー5〜5×10-3Ω・cm の範囲に
制御すれば、通電により表面温度を30〜350℃の範
囲に加熱することができる。表面温度が30℃未満では
加熱体としての機能を発揮せず、350℃を越えると用
いた液晶ポリマーの種類によっては成形物層(a)が熱
変形し使用に耐えない。このような温度範囲において所
望の温度に調節するには、導電層(b)の電気抵抗値の
ほか断面積や長さ、および印加する電圧等も変えて制御
を行う。通常は、サーミスタ等の温度検出素子を、加熱
積層構造体の表面に接触させ、あるいは成形物層(a)
に埋没させて設置し、加熱用積層構造体の表面温度を測
定しながら印加電圧により温度制御する。
これに通電することにより導電層を発熱させる。発熱の
ための比抵抗は、膜厚、ポリベンゾイミダゾールと導電
性の粉体との混合比率、導電性粉体の粒径や形状などを
変えることにより所定の値に制御する。通常、導電層の
比抵抗の値を約5×10ー5〜5×10-3Ω・cm の範囲に
制御すれば、通電により表面温度を30〜350℃の範
囲に加熱することができる。表面温度が30℃未満では
加熱体としての機能を発揮せず、350℃を越えると用
いた液晶ポリマーの種類によっては成形物層(a)が熱
変形し使用に耐えない。このような温度範囲において所
望の温度に調節するには、導電層(b)の電気抵抗値の
ほか断面積や長さ、および印加する電圧等も変えて制御
を行う。通常は、サーミスタ等の温度検出素子を、加熱
積層構造体の表面に接触させ、あるいは成形物層(a)
に埋没させて設置し、加熱用積層構造体の表面温度を測
定しながら印加電圧により温度制御する。
【0026】本発明においては、表面を導電層(b)自
体で構成することができるが、導電層にさらに保護のた
めの保護被膜層(c)を設けることもできる。この保護
被膜層は、表面を保護するほかに、表面に平滑性等を付
与する効果も挙げることができる。保護皮膜層として
は、例えば、常法によりシリコーンコーティングやテフ
ロンコーティング等を行って形成した塗膜を用いること
ができる。また、ポリイミド樹脂や変性エポキシ樹脂の
塗膜を用いてもよい。さらに、前述の塗布方法などによ
りポリベンゾイミダゾールの塗膜を形成することもでき
る。保護被膜層(c)の膜厚も適宜に選択することがで
き、特に限定されない。例えば、0.01〜100μm
の範囲から選択することができる。
体で構成することができるが、導電層にさらに保護のた
めの保護被膜層(c)を設けることもできる。この保護
被膜層は、表面を保護するほかに、表面に平滑性等を付
与する効果も挙げることができる。保護皮膜層として
は、例えば、常法によりシリコーンコーティングやテフ
ロンコーティング等を行って形成した塗膜を用いること
ができる。また、ポリイミド樹脂や変性エポキシ樹脂の
塗膜を用いてもよい。さらに、前述の塗布方法などによ
りポリベンゾイミダゾールの塗膜を形成することもでき
る。保護被膜層(c)の膜厚も適宜に選択することがで
き、特に限定されない。例えば、0.01〜100μm
の範囲から選択することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】次に実施例により本発明を詳述す
る。
る。
【実施例】<実施例1>サーモトロピック液晶ポリマー
として、フタル酸/イソフタル酸/4−ヒドロキシ安息
香酸/4,4−ジヒドロキシビフェニルからそれぞれ誘
導される繰返単位を有するサーモトロピツク液晶コポリ
エステルを用いた。それぞれのモル比は、0.75/0.
25/3/1である。このポリマーについて、ホットス
テージを装着した偏光顕微鏡を用いて光学的異方性を観
察したところ、340℃以上の溶融状態で光学的異方性
を示した。上記の液晶ポリマーにガラス繊維を30重量
%配合して、常法に従い射出成形により、外径10m
m、肉厚1mm、長さ300mmの円筒を成形した。こ
の円筒の表面に、ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−
5,5'−ビベンゾイミダゾールの10%ジメチルアセト
アミド溶液に銀粉を分散したものを、回転印刷機を用い
てスクリーン印刷法により10μmの厚みに塗布した。
これを200℃に加熱したエアーオーブン中で10時
間、回転させながら乾燥し、溶剤を除去して硬化させ
た。抵抗値を円筒の両端で測定したところ約20Ω(比
抵抗として2.1×10ー4Ω・cm)であった。また硬化膜
の膜厚は約1μmであった。
として、フタル酸/イソフタル酸/4−ヒドロキシ安息
香酸/4,4−ジヒドロキシビフェニルからそれぞれ誘
導される繰返単位を有するサーモトロピツク液晶コポリ
エステルを用いた。それぞれのモル比は、0.75/0.
25/3/1である。このポリマーについて、ホットス
テージを装着した偏光顕微鏡を用いて光学的異方性を観
察したところ、340℃以上の溶融状態で光学的異方性
を示した。上記の液晶ポリマーにガラス繊維を30重量
%配合して、常法に従い射出成形により、外径10m
m、肉厚1mm、長さ300mmの円筒を成形した。こ
の円筒の表面に、ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−
5,5'−ビベンゾイミダゾールの10%ジメチルアセト
アミド溶液に銀粉を分散したものを、回転印刷機を用い
てスクリーン印刷法により10μmの厚みに塗布した。
これを200℃に加熱したエアーオーブン中で10時
間、回転させながら乾燥し、溶剤を除去して硬化させ
た。抵抗値を円筒の両端で測定したところ約20Ω(比
抵抗として2.1×10ー4Ω・cm)であった。また硬化膜
の膜厚は約1μmであった。
【0028】さらに、両端の電極取り出し部をマスキン
グし、ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−5,5'−ビ
ベンゾイミダゾールの10%ジメチルアセトアミド溶液
を上記成型品に回転塗布した後、前記と同様にして20
0℃に加熱したエアーオーブン中で10時間、回転させ
ながら乾燥し、溶剤を除去して硬化させることにより上
記導電層の上に保護被膜層を形成した。形成した硬化膜
の膜厚は約1μmであった。
グし、ポリ−2,2'−(m−フェニレン)−5,5'−ビ
ベンゾイミダゾールの10%ジメチルアセトアミド溶液
を上記成型品に回転塗布した後、前記と同様にして20
0℃に加熱したエアーオーブン中で10時間、回転させ
ながら乾燥し、溶剤を除去して硬化させることにより上
記導電層の上に保護被膜層を形成した。形成した硬化膜
の膜厚は約1μmであった。
【0029】この積層円筒の両端部の電極に400Wの
電力を印加したところ、180℃に到達するのに要する
時間はわずか8秒にすぎなかった。また35Wの電力を
印加し、5分後の定常温度分布を測定したところ、中央
部の長さ220mmの間においては190℃〜200℃
の範囲内にあった。これは、例えばコピー機の加熱ロー
ルとして使用する場合に十分な性能である。
電力を印加したところ、180℃に到達するのに要する
時間はわずか8秒にすぎなかった。また35Wの電力を
印加し、5分後の定常温度分布を測定したところ、中央
部の長さ220mmの間においては190℃〜200℃
の範囲内にあった。これは、例えばコピー機の加熱ロー
ルとして使用する場合に十分な性能である。
【0030】<実施例2>液晶ポリマーとして実施例1
と同じサーモトロピツク液晶ポリエステル(ガラス繊維
30重量%配合)を用い、常法に従い射出成形により幅
10mm、肉厚1mm、長さ300mmの長尺型板状体
を成形した。この片側表面に、実施例1と同じ方法で導
電層および保護被膜層を形成して積層板を得た。導電層
および保護皮膜層の膜厚はそれぞれ約1μmであった。
この積層板について実施例1と同様に、両端部の電極に
400Wの電力を印加したところ、180℃に到達する
時間が7秒であった。
と同じサーモトロピツク液晶ポリエステル(ガラス繊維
30重量%配合)を用い、常法に従い射出成形により幅
10mm、肉厚1mm、長さ300mmの長尺型板状体
を成形した。この片側表面に、実施例1と同じ方法で導
電層および保護被膜層を形成して積層板を得た。導電層
および保護皮膜層の膜厚はそれぞれ約1μmであった。
この積層板について実施例1と同様に、両端部の電極に
400Wの電力を印加したところ、180℃に到達する
時間が7秒であった。
【0031】
【発明の効果】本発明の加熱用積層構造体は基体である
成形物層(a)がサーモトロピック液晶ポリマーにより
形成されているので、耐熱性、機械的強度、寸法安定性
等が優れておりかつ安価である。また熱伝導度が比較的
小さいので消費電力が少なく、立上がり時間も短い。ま
た、基体上に導電層(b)が積層されており、その電気
抵抗、膜厚、積層パターン等を調整することにより、温
度むらを小さく抑えながら容易に温度制御を行うことが
できる。従って、本発明の加熱用積層構造体は、コピー
機のトナー定着器用ロール、自動現像機の乾燥ロール等
の加熱用として好適に用いられる。
成形物層(a)がサーモトロピック液晶ポリマーにより
形成されているので、耐熱性、機械的強度、寸法安定性
等が優れておりかつ安価である。また熱伝導度が比較的
小さいので消費電力が少なく、立上がり時間も短い。ま
た、基体上に導電層(b)が積層されており、その電気
抵抗、膜厚、積層パターン等を調整することにより、温
度むらを小さく抑えながら容易に温度制御を行うことが
できる。従って、本発明の加熱用積層構造体は、コピー
機のトナー定着器用ロール、自動現像機の乾燥ロール等
の加熱用として好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項1】 サーモトロピック液晶ポリマーからなる
成形物層(a)および通電により表面温度を30〜35
0℃に加熱するための導電性粉体およびポリベンゾイミ
ダゾールからなる導電層(b)を積層してなる加熱用積
層構造体。 - 【請求項2】 サーモトロピック液晶ポリマーからなる
成形物層(a)、通電により下記の保護被膜層(c)の
温度を30〜350℃に加熱するための導電性粉体およ
びポリベンゾイミダゾールからなる導電層(b)ならび
に保護被膜層(c)を、(a)、(b)、(c)の順に
積層してなる加熱用積層構造体。 - 【請求項3】 前記サーモトロピック液晶ポリマーがサ
ーモトロピック液晶ポリエステルである請求項1または
2に記載の加熱用積層構造体。 - 【請求項4】 前記積層構造体が円筒状または板状であ
る請求項1から3のいずれかに記載の加熱用積層構造
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7351384A JPH09174740A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 加熱用積層構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7351384A JPH09174740A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 加熱用積層構造体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09174740A true JPH09174740A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18416931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7351384A Pending JPH09174740A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 加熱用積層構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09174740A (ja) |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7351384A patent/JPH09174740A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |