静电放电装置以及制造该装置的方法

专利名称：静电放电装置以及制造该装置的方法
技术领域：
本发明涉及导电的和耗散的静电放电(ESD)装置，其又称为抗静电装置，并涉及利用可固化不导电基体中的低成本颗粒导电路径制造所述装置的方法。
背景技术：
两个异质材料的物体相互摩擦时，电子就会通过摩擦起电方法从一种材料转移另一种材料。物体成为静电充电，其中一种材料聚积正电荷，另一种材料聚积负电荷。通过ESD 装置可实现安全释放静电电荷或者防止或最大程度减少其发生的过程，例如在制造或作业环境中。这些装置有减少人体或设备上的静电电荷的作用，例如可防止操作易燃液体和气体时的起火与爆炸，或防止对诸如电子元器件或装置的静电敏感物体的破坏。在此使用的术语静电放电(ESD)装置包括导电的和耗散的装置、薄膜和粘合剂。 关于ESD有许多标准。ESD协会(www. esda. org)发布了覆盖电子环境中的ESD的35种标准。CENELEC发布了欧洲静电标准EN 100015-静电敏感装置的保护(Protection of Electrostatic Sensitive Devices)。ESD装置有许多应用领域，例如-ESD包装装置，包括薄膜、袋子、和运输或贮藏时用于容纳装置的刚性结构，装置例如图形卡或硬盘驱动器。这类薄膜还可以用于电池或电容器的生产，形成电池或电容器内部的导电阻隔层。-ESD服饰装置，例如服装和鞋子，可用于许多工作场所。-ESD试剂或化合物，用于材料或其表面的处理，以减少或消除静电累积。-ESD垫和地板，从用于键盘和鼠标的小垫子到大垫子或整个地板。-ESD工作站和工作面，提供接地的导电路径，用于与表面接触的材料上的静电电位的受控耗散。-ESD零部件，如垫片。术语导电的和耗散的可以宽泛地定义为-导电的电阻为1Κ[Ω] 1Μ[Ω]的材料-耗散的电阻为1Μ[Ω] 1Τ[Ω]的材料静电放电协会(Electrostatic Discharge Association)的文献ESD ADVl. 0-009 提供了适用于本语境的以下定义-导电材料，电阻率表面电阻率低于1χ10Ε5欧姆/平方或体积电阻率低于 1χ10Ε4欧姆-厘米的材料。-导电材料，电阻表面电阻低于1χ10Ε4欧姆或体积电阻低于1χ10Ε4欧姆的材料。-导电地板材料对地电阻低于1.0xl0E6欧姆的地板材料。-耗散地板材料对地电阻为1.0xl0E6 1. 0xl0E9欧姆的地板材料。-耗散材料表面电阻大于或等于1χ10Ε4欧姆但低于IxIOE11欧姆、或体积电阻大于或等于1χ10Ε4欧姆但低于IxlOEl 1欧姆的材料。本发明涉及导电的和耗散的ESD装置，对于这些装置我们使用ESD装置这一常用术语。术语“抗静电”也是“静电放电”的一个常见同义词，例如在ESD装置的同义词“抗静电装置”中所使用的；即，我们使用术语ESD装置，其含义等同于抗静电装置。在如抗静电薄膜以及袋子、鞋子、垫子和地板一类的导电和耗散装置的生产中，聚合物很适合用在外表面。其它在生产过程中可类似地改变粘度的材料也适合。材料可以制造成可层压的薄膜或片材，或者制造成可以喷雾在装置上或将装置浸在其中的液体涂料， 然后通过材料的自发反应固化，或利用例如热或紫外光加速固化。含有导电聚合物的材料可以基于聚合物基体和嵌在该基体中的导电颗粒(填料) 的混合物，或基于内在导电的聚合物。本发明感兴趣的导电的或耗散的聚合材料基于不导电的聚合物基体和嵌在该基体中的导电颗粒(填料)的混合物；内在导电的聚合物也已为人们所知，并可与不导电的聚合物形成合金，以形成导电的或耗散的材料。加入填料会改变聚合物基体的一些本体性质。这些改变经常是不合要求的，例如， 材料强度与透明度下降以及颜色变化。减少填料含量对于将这些影响减至最低很重要。在本发明中，聚合物基体可以是粘合剂与导电颗粒；金属、金属氧化物、金属胶体颗粒、或碳颗粒如碳纳米管(CNT)。所述材料还可以是方向性导电的。通常可通过将填料与聚合物树脂混合来生产导电或耗散聚合物薄膜，为了得到导电的混合物，填料的量必须超过渗滤(percolation)阈值。混合体系使用寿命有限，使用之前必须再次混合。常见的问题是即使薄膜或层制造成均勻的厚度，也会有不均勻的导电性， 因为填料不会均勻分布。该问题在聚合物物理中已为人们所熟知，起因于填料与聚合物基体的互不相容性，这就意味着只可以有少量的填料与基体混合才能得到稳定的混合物。较高的量会随着时间产生宏观相分离。因此，该问题在实质上是基本问题。此外，针对较高填料量所施用的混合方法必须十分有力，才可以使填料颗粒破碎。US似69881和US 5348784教导了地毯产品的生产，其中导电纤维混合到粘合剂基底中。US 4724187教导用于导电的层压地板的类似内容。US 2005/0206(^8Α1教导了由负载导电材料的树脂基材料所形成的导电地板， 其包括占导电树脂总重量20 50重量％的微米尺寸的导电粉末、导电纤维或组合。WO 2010018094A2教导了没有基底的导电表面的类似发明。US 4101689教导了导电地板的覆盖材料，包括一层基本上不导电的热塑性合成树月旨，所述层含多个穿透其中的孔，并且由导电材料充填所述孔。US 4944998教导了具有静电耗散电特性的表面覆盖乙烯基地板砖产品及其生产方法。US 7060241B2公开了使用能产生导电性和透明度的单壁CNT的导电薄膜。通过将薄膜暴露于剪切步骤，可以使CNT取向。为了不增加导电填料的量就能够提高信号传输能力或耗散放电，导电薄膜可以制造成各向异性。各向异性薄膜还可以设计成使它们在某些方向具有绝缘性能。在EP 1809716中，描述了一种制造基于CNT的方向性导电粘合剂的方法。可以制造具有绝缘基底和起电接触点作用的平行排列的碳纳米管(CNT)的胶带，其方法包括在向胶带加入粘合剂部分之前，在用于胶带的材料上生长碳CNT，或在胶带上布置CNT。在US 5429701中，描述了两个层的离散的单个软磁金属导体之间如何通过导电粘合剂联结导体实现相互的电连接。所述粘合剂含有软磁金属颗粒，通过施加磁场，颗粒可以在导体之间的区域聚集。众所周知，通过电场可以对偶极的刚性不对称颗粒或分子进行定向；这尤其可应用于低分子量的液晶。在这些情况下，具有永久偶极矩的材料在正常条件下是流体，这一事实使得有可能进行电场定位。与CNT —样，不熔的导电碳颗粒知道其定向结构可通过化学蒸气沉积或旋转形成。US 68379 中给出了 CNT定向生长的方法。CNT在引导其生长方向的电场中生长， 因此生长过程完成时产生了定向排列的CNT。文献WO 2006052142中已经说明了 CNC与各种材料的混合。在其说明书中，CNC与基体形成了各向同性的混合物。在文献WO 2008009779中，使用电场在纳米颗粒涂层中引起烧结。碳纳米锥(CNC)的电场定向排列在Svasand等的Colloids & Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2007 308，67 和 2009 339 211 中已经说明。这些文章中显示， 施加最低50V/mm的场时，分散在硅油中的纳米锥材料可以形成微米尺寸的纳米锥“纤维”。 为了在合理的时间内形成纤维，使用了 400V/mm的场。在 Schwarz 等的 Polymer 2002，43，3079 〃 Alternating electric field induced agglomeration of carbon black filled resins"中，报告了在浸入树脂的铜电极之间施加400V/cm的场时，低于零场渗滤阈值的炭黑填充树脂如何可以形成导电的网络。US 20090038832描述了由分散在可固化聚合物基体中的碳纳米管形成具有所要求电阻的电路径的方法。将电极布置成与分散体接触，并向碳纳米管施加电能，直到达到所要求的电阻。燃烧掉可能是碳纳米管混合物一部分的金属纳米管，在沉积后施加电流，可以实现纯的半导电连接。固化聚合物基体，以固定装置。现有技术的缺点是碳纳米管非常昂贵，并且难以以工业规模生产。纳米管的分散体难以保存，并且在将分散体涂覆到基底之前要求有特殊的制造步骤，如均化或声处理。如 US 4101689A所说明的在聚合物基体中穿孔，并用导电材料填充的方法也很复杂。因此，存在对成本效益更好的制造方法的需求，该方法能够赋予装置、薄膜和粘合剂均勻的导电性以及改善的机械和光学性能。附图清单

图1所示为导电颗粒组件在定向排列前好后的光学显微图。图2所示为分散在粘合剂中的0. 2体积％的CNC颗粒的DC导电率与定向排列时间的关系曲线图。实线是示意曲线(guide to eye)。图3所示为在电极(a)和材料(b)之间含电触点(A-B)和不含电触点(C-D)的定
向薄膜。图4所示为UV固化方法的示意图。图fe-c以平面内几何结构描绘了定向并固化的导电纳米锥粘合剂。
5
图6所示为任意定向排列几何结构和任意电极形状的定向材料。图7举例说明了 “枝状的”结构，使导电部件与基体之间的接触面积最大化。

发明内容
本发明提供形成各向异性的导电薄膜或耗散薄膜的方法，所述薄膜包括混合了导电颗粒的不导电基体。本发明既可用于装置、薄膜或粘合剂中避免静电电荷积累，也可用于人或物体被静电充电时可安全放电的装置。导电颗粒是不熔性颗粒，如碳颗粒或金属颗粒。导电颗粒表现出低的分子或颗粒各向异性，球形炭黑或碟状碳颗粒就是这种情况。因此，导电颗粒的主要部分有低的纵横比；纵横比范围为1-4，或1-5，1-10，1-20或1-100是典型的。导电颗粒可以是不同碳颗粒的混合物。也可以使用其它的导电颗粒。可以使用金属，如银，或金属氧化物颗粒。基体可以是任何类型的聚合物体系，其可以含有一种或几种组分。尤其可以是热固性聚合物体系，也就是说基体原来是流体，但是可以通过交联固化。所述聚合物可以是粘合剂。它也可以是热塑性聚合物体系，也就是说聚合物在较低的温度时是固态或粘稠的， 但通过增加温度可以可逆地熔融或塑化。它还可以是溶致的(lyotropic)聚合物体系，也就是说基体可以通过溶剂塑化，并可以通过蒸发掉该溶剂固化。此时其可以含有高比例的低价填料，可用于生产大体积的ESD装置，如地板砖。它还可以是这些体系的任何组合。例如，热固性聚合物体系可以含有用来将其塑化的溶剂，但是稳定化处理可以主要基于交联， 仅在其次才基于溶剂蒸发。本发明的一个要素(element)是导电路径(conductive path)可以在低电场强度时由如炭黑和碟状碳颗粒的低分子各向异性颗粒形成。这可简化生产设备，并且使得能生产更大的表面及更厚的薄膜。炭黑和碟状碳颗粒比碳纳米管(CNT)便宜得多，并可通过工业方法大批量生产。本发明的另一个要素是导电颗粒的量可以低于渗滤阈值。这有若干优势，因为仅含少量导电颗粒，混合物更少倾向于宏观相分离，从而更易于保存。如果可以降低颗粒的量，各向异性导电薄膜的机械强度也可以提高。对于UV固化的薄膜，屏蔽(shielding)颗粒的量较低时，固化方法更有效。类似地，如果可以降低颗粒的量，则薄膜的透明度可以提高。导电颗粒的量较低也是节约成本的要素。可以在电极之间产生电场，电极既可布置成与层的一个或两个面直接接触，或在附加的绝缘层外面，其中绝缘层布置成与第一层接触；或也可不与层直接接触。电场的方向可以通过电极排列预先确定，从而可以控制定向导电颗粒形成的电连接的方向。通过改变诸如颗粒混合和场的因素，可以在生产中控制ESD程度。电场可以为约 0. 01 ;35kV/cm，约 0. 05 20kV/cm，或约 0. 05 5kV/cm 或 0. 1 lkV，尤其是约 0. 1 lkV/cm。也就是说对于典型的IOym Imm的定向排列距离，施加的电压可以为0. 1 IOOV0电场为交流(AC)电场，但是也可以是直流(DC)电场。典型的场是频率为IOHz IOOkHz的AC场，典型地为IOHz IOkHz。< IOHz的非常低的频率或DC场会导致不对称链的形成和累积。实施所述方法要求的低电压在生产线上易于处理，并且处理高电压时不要求有必须的特殊安排。因此，本发明基于以下发现使用电场可以在流体状聚合物基体中定向排列导电颗粒，在流体状聚合物基体中形成导电路径。所述路径能够增强材料的宏观导电率。尤其是，形成导电路径可以使材料在含有较少量的导电颗粒时也可变为导电的，否则就要求含无规分布颗粒的材料来产生电接触。因此可以减少聚合物基体中导电颗粒的量，并且可以比渗滤阈值低多达10倍，或者甚至更低。此外，本方法可产生各向异性的材料和定向的导电率，也即导电率沿定向排列方向比与其垂直方向更高。如果导电路径变得有缺陷或者在第一步骤中没有适当定向，还可以修复定向导电颗粒路径，在基体的稳定步骤还没有执行或者如果稳定步骤是可逆的情况下，可以再次进行定向排列步骤。这有以下优点，即对于连接路径(connection)制备中的现有薄膜，不要求重新开始所述方法。可以在定向排列后除去大部分或所有的基体，产生清晰的定向排列的导电颗粒分子线。例如可以通过过热(例如热解)或通过化学处理(例如选择性溶剂)实现脱除。各向异性导电薄膜的制造不要求形成薄膜的树脂与电极接触。制造方法可以以连续方式或分步方式进行。各向异性薄膜可以贴装到基底上，或者可以是自支撑薄膜。本发明的导电薄膜可以有导电路径，因此可以用作电流集电器，并可与导电或不导电的其它薄膜连接。由于电子流可以是单向或双向的，因此本发明可以在电池或电容器中用作阳极或阴极。薄膜可以通过热层压方法层压到其它材料上，热封到其它不导电聚合物，或使用导电粘接剂进行层压。另一用途是在任何类型的电解质溶液中作为阻隔层阻挡电解质转移，或作为任何电池金属化电极导体的替代物。在本发明的一个实施方案中，在制成各向异性导电薄膜后从薄膜完全或部分除去树脂，并且实现含自支撑导电路径的基底。在另一个实施方案中，聚合物用作粘合剂或用于层压方法中。
具体实施例方式以下参考实施例和附图对本发明进行说明。应当理解，本发明决不限于这些实施例和附图。本发明的方法是制造至少具有一个各向异性导电层的ESD装置，所述导电层包括基体和导电颗粒的混合物。步骤为a.在ESD装置的第一表面上涂敷混合物的层，所述混合物具有能使导电颗粒在层内重新排列的第一粘度；b.在两个定向排列电极之间在所述层之上施加电场，以使数个(a number of)导电颗粒与电场定向排列，因此产生导电路径；c.将层的粘度改变成第二粘度，所述第二粘度比第一粘度更高，以便使层在机械上稳定，并保护(preserve)导电路径。应当注意，第一表面可以用作定向排列电极，由此不必使用另外的电极。该电极还可以是远离的，因此可与混合物绝缘。
该方法可以在ESD用装置生产线中实施；该生产线可以包括以下步骤i.使聚合物树脂与根据本发明的CB混合，形成基体ii.使基体形成薄膜，或将物体浸在基体中，或将其喷上或倾倒上基体a.对于薄膜，层的厚度为0. 1 5mm，优选小于3mm。b.对于薄垫子，层的厚度可直至3cm，优选厚度小于2cm。c.对于厚垫子，层的厚度可直至50cm，优选厚度小于5cm。iii.施加根据本发明的电场iv.使用例如紫外光或热，使基体固化v.任选减少基体，由此使导电路径暴露vi.任选重复步骤ii ν该方法还可以在待连接或层压的导电层或线的生产线中实施。所述生产线可以包括以下步骤i.使环氧与根据本发明的CB混合，形成基体ii.使基体形成薄膜或膏体，并且可在层或部件或线之间需要导电性时将其用作胶合剂iii.施加根据本发明的电场iv.使用例如紫外光或热，使基体固化实施例1本实施例涉及导电颗粒和聚合物基体混合物的制备，所述聚合物基体为热固化聚合物粘合剂。它还显示导电率为颗粒装填量的函数，并且，导电率随着颗粒装填量增加而逐步增加的原因可以解释为，随着颗粒比例(fraction)增加形成接触点时，在颗粒之间形成了导电路径。进一步，本实施例涉及当颗粒装填量比观察到的渗滤阈值低，例如低10倍时，所述混合物的制备，所述渗滤阈值为各向同性的非定向混合物不具导电性的极限；并且涉及该混合物使用电场的定向排列，这样定向颗粒形成导电路径，产生导电材料，例如低于非定向材料的渗滤阈值，所述导电材料的导电率是方向性的。更进一步，本实施例所示为改变所得到材料的粘度，例如通过固化，这样可保持在定向排列步骤中得到的定向排列和方向性导电率。所使用的导电颗粒为Alfa Aesar的CB、η-Tec AS (挪威)的CNC材料和 Sigma-Aldrich 的氧化铁(!^0-! )。所使用的聚合物基体为通过低粘度环氧树脂的阿拉代胶Araldite AY 105-1 (Huntsman Advanced Materials GmbH)与 Ren HY 5160(Vantico AG)组合形成的双组分低粘度粘合剂。将导电颗粒在粘合剂中通过搅拌30分钟混合。由于混合物的粘度高，有效混合只能在至多20体积％下实现。这些材料的估算渗滤阈值为 2体积％。混合物高于该阈值时导电，低于该阈值时绝缘。导电性是由于导电颗粒所致，而聚合物是绝缘体。为了说明定向排列的好处，采用相同材料，并与上述类似进行制备，但使用低10
倍的颗粒装填量。
图1使用光学显微图说明分散在实施例粘合剂中0. 2体积％的CNC颗粒组合的混合、在电场定向排列和固化之前(图IA)和之后(图IB)的情况。图例所示为实施定向排列(平面外)的几何结构(图1C)。该定向排列几何结构用来覆盖从ΙΟμπι到几厘米的导电路径距离，优选到几毫米。对于平面外的定向排列，2mm χ 3cm宽的材料层被注入到两个导电层(a)之间。使用AC源对混合物进行定向，得到定向路径(b)。在本实施例中，使用IkHz AC场 W. 6-4kV/cm(rms值)]的定向排列方法，对于> Imm的电极间距定向10分钟，对于< Imm 的电极间距定向< 10分钟。图2所示为分散在粘合剂中的0. 2体积％的CNC颗粒的DC导电率与定向排列时间的关系曲线图。实线是示意曲线。然后立即在100°c下进行固化6分钟。固化后材料保持定向排列，并且保持定向排列得到的导电率水平。实施例2本实施例涉及定向排列条件的多种选择，并且说明了本发明如何不但可以与连接到定向材料的电极一起使用，而且可以与和材料在电气上分离的电极一起使用。该方法在其它方面与实施例1中类似，除了材料不是直接连接到定向排列电极， 而是电极通过绝缘层，例如0. 127mm的Kapton 箔，在电气上与材料断开。定向排列的产生与实施例1中完全一样。该方法可以在定向排列之后除去电极，因此可得到自支撑定向薄膜，即使在基体为粘合剂的情况下。电极不接触材料时也能发生定向排列，因此定向排列可以远距离进行。 当材料与电极在定向排列过程中连续或分步地彼此相对运动时，可以产生连续的定向排列处理。图3所示为在电极(a)和材料(b)之间含电触点(A-B)和不含电触点(C-D)的定向薄膜，举例说明了定向排列设置的三种可能选项。在情况(A)下，定向薄膜在电极之间形成永久连接。在情况(B)下，电极和材料仅松散连接在一起，可在定向排列后移动分开。在情况(C)下，材料与电极之间有绝缘层(c)，甚至在材料为粘合剂的情况下它们也很容易在定向排列后移动分开。在此情况下，得到的材料是由定向层(b)和两个绝缘层(C)组成的复层。在情况⑶下，定向排列远距离进行，电极和薄膜的相互位置可以在定向排列过程中另外移动。实施例3本实施例涉及定向排列方法的适用性，定向排列用于特殊的紫外线固化应用。本实施例强调低的颗粒比例能使材料对于固化用紫外光更透明的优点。该方法在其它方面与实施例1或2中类似，除了热固化的聚合物基体用紫外线可固化的Dymax Ultra Light-Weld 3094粘合剂代替，并用波长300 500nm的紫外光完成固化步骤。图4举例说明了平面外几何结构中0. 2体积％的CNC分散体的定向排列。根据实施例1的指导(图4a)形成混合物，但使用RK印刷漆涂布机将其涂布到定向排列电极上，所述涂布机使用移动的鸟型涂布机将粘合层平整到预先确定的厚度(该想法在图4b中示意性地图示)。根据实施例2中概括的方法对混合物进行定向，但上电极通过利用诸如 Kapton (图4c)的绝缘层不与材料接触；这使得能在定向排列后除去电极，因此即使在基体为粘合剂的情况下也能得到自支撑的定向薄膜。在定向排列后，除去定向排列上电极，并通过紫外线或蓝光固化定向的混合物(图4d)。可以任选除去下电极(图如)，形成完全自支撑的薄膜。图4还给出了紫外线固化的示意图。导电颗粒随可UV固化的聚合物基体(a)分散。使用涂布机(b)在基底上散布该混合物，形成预先确定的层(也起到定向排列电极的作用)。使用下电极和不与材料(c)接触的另一个上电极，通过电场对材料进行定向。除去上电极，使用光源(UV/vis)固化定向混合物，产生半自支撑的定向薄膜(d)。如果需要，可以进一步除去下电极，得到完全自支撑的定向薄膜(e)。实施例4本实施例涉及定向排列几何结构的多种选择，并且举例说明了本发明如何不但可用于实施例1所示的几何结构，而且可用于(i)薄的膜和(ii)平面内的几何结构。本实施例强调了所述方法的通用原则。材料是相同的，方法类似于实施例1，但使用平面内定向排列几何结构，而不是平面外定向排列几何结构。对于平面内定向排列，通过旋涂或通过塑料抹刀在金属指杆格栅的Icm χ Icm的面积上涂布 10 μ m厚的层，其中指的厚度和宽度分别为50 200nm和2 10 μ m。指之间的间隔为10 100 μ m。图5举例说明了平面内几何结构中的定向并固化的导电CNC粘合剂。图fe所示为0.2体积％的定向材料的光学显微图。示意图(图5b)举例说明了定向排列的设置。在该几何结构中定向排列典型地在数秒或数十秒的时间内发生。在另一个型式中，定向排列电极为电绝缘的。定向排列在不含绝缘层时准确实现。实施例5本实施例涉及定向排列几何结构的多种选择，并且举例说明了本发明如何不但可用于含形状明确的扁平电极的平面外和平面内几何结构，而且可用于任意几何结构和电极形状的情况。本实施例强调了所述方法的通用性。本实施例也举例说明了定向排列不要求有平行于将产生的定向路径的表面或界面。材料在其它方面相同，并且方法类似于实施例1、2、3或4中，但使用任意的几何结构和任意的电极形状，而不是平面外或平面内的定向排列几何结构和扁平的电极。图6所示为使用任意几何结构和任意电极形状时的定向材料的光学显微图。实施例6本实施例进一步涉及本发明的多用性，在制备接触面积非常大的树枝型分子表面的电极时使用电场定向排列。方法在其它方面与实施例1、2、2、4或5中类似，除了定向排列在链从电极到达电极之前进行封端。图7所示为这样得到的含枝状表面的电极。这可应用于电池或电容器用薄膜的制造。实施例7本实施例涉及实施例1、2、3、4、5或6所说明的方法的材料选择。适用于所述用于地板的定向排列方法的包括聚氯乙烯树脂的聚合材料可以是均聚物或共聚物，其组成包括氯乙烯和其它的结构单元，如醋酸乙烯。为了保护聚合材料在加工过程中以及作为地板材料在使用过程中的降解，乙烯基化合物可以进行耐热和紫外线辐照影响的稳定处理，使用例如钡、钙和锌的脂肪酸盐(soap)；有机锡化合物；环氧化的大豆油和树脂酸酯或有机亚磷酸酯。聚合材料可以含有增塑剂，以提供柔韧性并方便加工。一种合适的增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。其它合适的注塑剂可以包括邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)、烷基芳基磷酸酯、脂族和芳族醇的其它邻苯二甲酸酯、氯化烃类、和各种其它的高沸点酯。经稳定处理并增塑的乙烯基配制物与可变量的无机填料混合，以合理的成本提供质量、颜色和厚度。填料可以是碳酸钙、滑石、粘土和长石粉。白颜料可以为二氧化钛，着色颜料优选为无机的。可以使用其它的添加剂，避免在火灾中火焰传播和产生烟。这些化合物包括三水氧化铝、三氧化锑、磷酸盐或氯化烃类增塑剂、氧化锌、和硼化合物。含化学膨胀泡沫的缓冲地板可以与偶氮二甲酰胺发泡剂掺混。还可以使用各种其它的加工助剂和润滑剂。填料的量可以低于1重量％或高达80重量％，而乙烯基树脂、其它树脂、增塑剂和稳定剂可以低于或总计20%。实施例8方法在其它方面与实施例1、2、3、4、5或6中类似，除了定向材料用于生产与地板材料层压的上层。实施例9方法在其它方面与实施例1、2、2、4、5或6中类似，除了定向材料用作家具或工作站的一部分。实施例10方法在其它方面与实施例1、2、2、4、5或6中类似，除了定向材料用作底垫(shoe) 或衬垫一部分。实施例11方法在其它方面与实施例1、2、2、4、5或6中类似，除了定向材料用作包装材料的一部分。实施例12方法在其它方面与实施例1、2、2、4、5或6中类似，除了定向材料用作电池或电容器的一部分。实施例13方法在其它方面与实施例1、2、2、4、5或6中类似，除了定向材料制成板材，其厚度可直至5cm，优选小于1cm，并且宽度小于10m。然后可以保存所述片材，并将其用于可用于车辆、计算机和打印机的大型部件的生产，例如，通过切割或热成型。
权利要求
1.制造形成至少一个各向异性的导电层或耗散层的ESD装置的方法，所述层包括不导电基体和导电颗粒的混合物，其特征在于，a.在ESD装置的第一表面上施加混合物的层，所述混合物具有能够使导电颗粒在层内重新排列的第一粘度；b.在所述层上的两个定向排列电极之间施加电场，以使数个导电颗粒与电场定向排列，由此产生导电路径；c.将层的粘度改变成第二粘度，所述第二粘度高于第一粘度，以使所述层在机械上稳定，并保护导电路径。
2.权利要求1的方法，其特征在于，基体包括一种或多种聚合物。
3.权利要求2的方法，其特征在于，基体是粘合剂。
4.权利要求1、2或3的方法，其特征在于，至少一个定向排列电极与所述层直接接触。
5.权利要求1、2或3的方法，其特征在于，定向排列电极与所述层绝缘。
6.前述权利要求之一的方法，其特征在于，电场为约0.05 20kV/cm，或约0. 05 5kV/cm，或 0. 1 lkV，尤其是约 0. 1 lkV/cm。
7.前述权利要求之一的方法，其特征在于，电场为AC场。
8.权利要求1、2、3、4、5、6或7的方法，其特征在于，在第一表面和第二表面之间施加电场。
9.权利要求4、6、7或8的方法，其特征在于，在导电路径通过所述层到达并连接定向排列电极之前，中断定向排列步骤。
10.权利要求1和前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤C之后将基体从所述层完全或部分除去。
11.前述权利要求之一的方法，其特征在于，导电颗粒在层中的浓度低于渗滤阈值。
12.ESD装置，其包括权利要求1 11之一的导电层。
13.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置包括导电片材或耗散片材或地板砖。
14.权利要求12或13的ESD装置，其特征在于，导电颗粒包括炭黑、碳纳米盘、碳纳米锥、金属、金属氧化物、和含胶体金属的颗粒的一种或多种。
15.权利要求12或13的ESD装置，其特征在于，基体是热塑性树脂，所述树脂包括聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烃和氯乙烯共聚物和烯烃共聚物的一种或多种。
16.权利要求12或13的ESD装置，其特征在于，导电层或耗散层的厚度为0.1 5mm， 优选小于3mm。
17.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置是包装ESD敏感的电子产品的导电薄膜。
18.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置是ESD衬垫。
19.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置是片材，其厚度至多50cm，优选小于5cm，并且宽度小于10m。
20.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置是片材，其厚度至多3cm，优选小于 2cm，并且宽度小于10m。
21.权利要求12的ESD装置，其特征在于，所述装置为用于电池或电容器的薄膜。
全文摘要
本发明通过施用混合物的层来实现，该混合物包含在第一表面之上的聚合物和导电颗粒，混合物具有能够使导电颗粒在层内重新排列的第一粘度。将电场施加到所述层上，以使数个导电颗粒与电场定向排列，随后将层的粘度改变成第二粘度，所述第二粘度高于第一粘度，以使所述层在机械上稳定。这将导致具有提升的各向异性导电性的稳定的层，其可用于制造ESD装置。
文档编号B81B1/00GK102483970SQ201080033253
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者A·梅兰, E·斯瓦桑德, G·赫尔格森, M·克纳皮拉, M·布坎南 申请人:孔达利恩股份有限公司