Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

‘“ќ–”√Ћ≈–ќƒЌџ≈ „ј—“»÷џ, —ѕќ—ќЅ »’ ѕќЋ”„≈Ќ»я, ¬ќƒќ- » ћј—Ћќќ““јЋ »¬јёў»≈ —–≈ƒ—“¬ј, ј√≈Ќ“џ Ќ≈ Ћ≈… ќ—“», “¬≈–ƒџ≈ —ћј« », ј√≈Ќ“џ ƒЋя ѕ–»ƒјЌ»я ЁЋ≈ “–»„≈— ќ… ѕ–ќ¬ќƒ»ћќ—“», ƒќЅј¬ »   “ќЌ≈–”,  ќћѕќ«»“Ќџ≈ ћј“≈–»јЋџ, ‘» —»–”ёў»≈ ¬јЋ» » » —ѕќ—ќЅ »’ »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я, “ќЌ ќ»«ћ≈Ћ№„≈ЌЌџ≈  ќћѕќ«»“Ќџ≈ „ј—“»÷џ, √ј«ќƒ»‘‘”«»ќЌЌџ≈ ЁЋ≈ “–ќƒџ, “ќѕЋ»¬Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“, ¬ќ«ƒ”ЎЌџ≈ Ѕј“ј–≈» » ў≈Ћќ„Ќџ≈ ј  ”ћ”Ћя“ќ–Ќџ≈ Ѕј“ј–≈» - ѕатент –‘ 2125968
√лавна€ страница  |  ќписание сайта  |   онтакты
‘“ќ–”√Ћ≈–ќƒЌџ≈ „ј—“»÷џ, —ѕќ—ќЅ »’ ѕќЋ”„≈Ќ»я, ¬ќƒќ- » ћј—Ћќќ““јЋ »¬јёў»≈ —–≈ƒ—“¬ј, ј√≈Ќ“џ Ќ≈ Ћ≈… ќ—“», “¬≈–ƒџ≈ —ћј« », ј√≈Ќ“џ ƒЋя ѕ–»ƒјЌ»я ЁЋ≈ “–»„≈— ќ… ѕ–ќ¬ќƒ»ћќ—“», ƒќЅј¬ »   “ќЌ≈–”,  ќћѕќ«»“Ќџ≈ ћј“≈–»јЋџ, ‘» —»–”ёў»≈ ¬јЋ» » » —ѕќ—ќЅ »’ »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я, “ќЌ ќ»«ћ≈Ћ№„≈ЌЌџ≈  ќћѕќ«»“Ќџ≈ „ј—“»÷џ, √ј«ќƒ»‘‘”«»ќЌЌџ≈ ЁЋ≈ “–ќƒџ, “ќѕЋ»¬Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“, ¬ќ«ƒ”ЎЌџ≈ Ѕј“ј–≈» » ў≈Ћќ„Ќџ≈ ј  ”ћ”Ћя“ќ–Ќџ≈ Ѕј“ј–≈»
‘“ќ–”√Ћ≈–ќƒЌџ≈ „ј—“»÷џ, —ѕќ—ќЅ »’ ѕќЋ”„≈Ќ»я, ¬ќƒќ- » ћј—Ћќќ““јЋ »¬јёў»≈ —–≈ƒ—“¬ј, ј√≈Ќ“џ Ќ≈ Ћ≈… ќ—“», “¬≈–ƒџ≈ —ћј« », ј√≈Ќ“џ ƒЋя ѕ–»ƒјЌ»я ЁЋ≈ “–»„≈— ќ… ѕ–ќ¬ќƒ»ћќ—“», ƒќЅј¬ »   “ќЌ≈–”,  ќћѕќ«»“Ќџ≈ ћј“≈–»јЋџ, ‘» —»–”ёў»≈ ¬јЋ» » » —ѕќ—ќЅ »’ »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я, “ќЌ ќ»«ћ≈Ћ№„≈ЌЌџ≈  ќћѕќ«»“Ќџ≈ „ј—“»÷џ, √ј«ќƒ»‘‘”«»ќЌЌџ≈ ЁЋ≈ “–ќƒџ, “ќѕЋ»¬Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“, ¬ќ«ƒ”ЎЌџ≈ Ѕј“ј–≈» » ў≈Ћќ„Ќџ≈ ј  ”ћ”Ћя“ќ–Ќџ≈ Ѕј“ј–≈»

‘“ќ–”√Ћ≈–ќƒЌџ≈ „ј—“»÷џ, —ѕќ—ќЅ »’ ѕќЋ”„≈Ќ»я, ¬ќƒќ- » ћј—Ћќќ““јЋ »¬јёў»≈ —–≈ƒ—“¬ј, ј√≈Ќ“џ Ќ≈ Ћ≈… ќ—“», “¬≈–ƒџ≈ —ћј« », ј√≈Ќ“џ ƒЋя ѕ–»ƒјЌ»я ЁЋ≈ “–»„≈— ќ… ѕ–ќ¬ќƒ»ћќ—“», ƒќЅј¬ »   “ќЌ≈–”,  ќћѕќ«»“Ќџ≈ ћј“≈–»јЋџ, ‘» —»–”ёў»≈ ¬јЋ» » » —ѕќ—ќЅ »’ »«√ќ“ќ¬Ћ≈Ќ»я, “ќЌ ќ»«ћ≈Ћ№„≈ЌЌџ≈  ќћѕќ«»“Ќџ≈ „ј—“»÷џ, √ј«ќƒ»‘‘”«»ќЌЌџ≈ ЁЋ≈ “–ќƒџ, “ќѕЋ»¬Ќџ… ЁЋ≈ћ≈Ќ“, ¬ќ«ƒ”ЎЌџ≈ Ѕј“ј–≈» » ў≈Ћќ„Ќџ≈ ј  ”ћ”Ћя“ќ–Ќџ≈ Ѕј“ј–≈»

ѕатент –оссийской ‘едерации
—уть изобретени€: »зобретение предназначено дл€ отраслей, в которых могут быть использованы фторуглеродные частицы. —реднечисленный размер 0,01 - 50 мкм. –аспределение частиц с этим размером ±20 % от среднечисленного размера до по крайней мере 50% всего количества частиц. »стинный удельный вес 1,7 - 2,5. ќтношение F/— частицы в целом 0,001 - 0,5, на поверхности - 0,1 - 2,0. —тепень сферичности 0,8 - 1,0. ‘торуглеродные частицы получают нагреванием углеродных частиц с указанными параметрами до 350 - 600oC и пропусканием газообразного фтора. јгенты неклейкости, твердые смазки, водо- и маслоотталкивающие средства, агенты дл€ придани€ электрической проводимости, добавки к тонеру включают эти фторуглеродные частицы.  омпозитные материалы включают матрицу - смолы, каучуки, металлы, керамику, микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродную сажу, пек, деготь, масла, органические растворители, воду или водные растворы и диспергированные в матрице фторуглеродные частицы. “онкоизмельченные композитные частицы содержат €дро из твердых вышеуказанных материалов и покрытие - фторуглеродные частицы. ‘иксирующие валики получают электроосаждением тонкоизмельченных композитных частиц и термообработкой. √азодиффузионные электроды содержат поверхностный слой из фторуглеродных частиц или композиционных материалов. “опливные элементы и воздушные батареи включают эти газодиффузионные электроды. јноды щелочных аккумул€торных батарей изготовлены с использованием фторуглеродных частиц или композитных материалов. “ехнический результат - получение новых фторуглеродных частиц, в которых количество поглощаемого дорогого газообразного фтора уменьшено. 16 с. и 9 з.п.ф-лы, 1 ил., 12 табл.
ѕоиск по сайту

1. — помощью поисковых систем

   — помощью Google:    

2. Ёкспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. ѕо номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Ќомер патента: 2125968
 ласс(ы) патента: C01B31/00, C10M103/02, G03G15/20, G03G9/10, C04B41/85, C08K3/16, C23C24/00, H01M4/58, H01M4/86, H01M4/96, C25B11/12
Ќомер за€вки: 94035765/25
ƒата подачи за€вки: 28.10.1993
ƒата публикации: 10.02.1999
«а€витель(и): ƒайкин »ндастриз, Ћтд. (JP)
јвтор(ы): ћасаюки ямана (JP); “акахиро  итахара (JP); “омохиро »согаи (JP)
ѕатентообладатель(и): ƒайкин »ндастриз, Ћтд. (JP)
ќписание изобретени€: Ќасто€щее изобретение относитс€ к новым фторуглеродным частицам и способу их получени€ и применени€ в качестве водоотталкивающих и маслоотталкивающих агентов, агентов не повышающих клейкость, твердых смазок, агентов дл€ придани€ электрической проводимости, композитных материалов различных форм, добавок к тонерам и добавок дл€ нанесени€ покрыти€ на подложку дл€ про€влени€ электростатического изображени€, фиксирующих валиков, топливных элементов на основе фосфорной кислоты воздушно-цинковых батарей и никель/металгидридных батарей.
»звестный уровень техники
‘торуглероды могут быть получены фторированием различных порошковых углеродных материалов и формируютс€ в виде твердых порошков. “ак как фторуглероды имеют чрезвычайно низкую поверхностную энергию и могут про€вл€ть превосходные характеристики в сложных услови€х независимо от атмосферы, фторуглероды были оценены как превосходные промышленные материалы в разнообразных технических област€х, например, агенты дл€ водо- и маслоотталкивани€, соединени€ дл€ антиадгезионных смазок, агенты не повышающие клейкость и твердые смазки.
 огда используют эти превосходные свойства фторуглеродов, вместо того, чтобы примен€ть фторуглеродный порошок сам по себе в форме порошка, фторуглероды обычно примен€ют, например, путем добавлени€ и диспергировани€ фторуглеродных частиц в материалы, такие как смолы и каучуки, путем диспергировани€ в масле, смазки, органические растворители или водные растворы или путем получени€ тонкодисперсных композитов с другими порошками.
ќднако, когда используют вышеуказанные разнообразные превосходные свойства фторуглерода путем составлени€ композиции из его порошка с другими материалами, то по€вл€етс€ проблема, св€занна€ с тем, что фторуглерод труден дл€ однородного и устойчивого диспергировани€ в другие материалы и желаемые свойства не могут быть получены в достаточной степени.
ѕричина заключаетс€ в том, что как обычно промышленно используемые фторуглеродные частицы €вл€ютс€ высокофторированными по всей внутренней части, при получении частиц, которые полностью наход€тс€ в форме фторуглерода, 1/удельный вес повышаетс€ от 2,5 до 3,0, и 2/ в процессе стадии фторировани€ частицы разрушаютс€ вследствие напр€жени€, возникшего во всей частице, что делает очень широким распределение частиц по размеру и делает форму частиц неправильной из-за того, что, хот€ параметр /001/ плоскости микрокристалла графита составл€ет 0,34 нм, параметр плоскости фторуглерода расшир€етс€ от 0,6 до 0,9 нм вследствие фторировани€. ѕоэтому полностью фторированный фторуглерод €вл€етс€ плохим в отношении диспергируемости и текучести порошка.
≈сли могут быть получены фторуглеродные частицы, имеющие низкий удельный вес и узкое распределение частиц по размеру, то такие фторуглеродные частицы обладают преимуществом с точки зрени€ того, что их отличие по удельному весу от диспергирующей среды приводит к небольшому повышению диспергируемости. Ќапример, в качестве фторуглеродных частиц, которые могут иметь низкий удельный вес, €понский патент JP-A-142968/1975 раскрывает фторуглеродные частицы, имеющие содержание фтора от 35 до 55 вес.% /соответствующие атомному отношению атома фтора к атому углерода/, обозначенному далее как "F/C" /от 0,34 до 0,77/.
ќднако фторуглеродные частицы, имеющие такое высокое отношение F/C, в пределах указанной выше области наход€тс€ в таком состо€нии, что параметр /001/ плоскости кристалла €вл€етс€ максимальным и, таким образом, как упом€нуто выше, частицы имеют тенденцию к разрушению. ѕоэтому при диспергировании в другие материалы остаетс€ проблема, св€занна€ с диспергируемостью, и поэтому не могут быть про€влены превосходные свойства смазывани€.
 роме того, известно, что модифицированные углеродные материалы дл€ композитных материалов получают обработкой углеродной поверхности газообразным фтором при температуре от 80 до 50oC /JP-B-38686/1992/. ќднако на поверхности материала не по€вл€етс€ какого-либо фторуглерода, а по€вл€етс€ только слаба€ полу-ионна€ C-F св€зь, котора€ вносит вклад в гидрофильные свойства. “аким образом, обработанный фторуглерод не обнаруживает водоотталкивающего свойства, которое свойственно фторуглероду, а скорее становитс€ более гидрофильным, чем исходный углеродный материал /Proceedings of 16th Fluorine Chemistry Canferenee, p. 16 (Sep. 20, 1991), 17th Proceedings of Fluorine Chemistry Conference, p. 21-22 (Sep. 21, 1992)/.
—уществует графитовый материал дл€ атомных реакторов, который содержит фторуглерод частично или полностью на его поверхностной области или в порах поверхностного сло€ /J-B-31283/1981/. Ётот патент направлен на формование графита и технически отличаетс€ от фторида углерода, который используют в виде добавок к другим материалам.
— этих точек зрени€ насто€щее изобретение €вл€етс€ более совершенным и одной из целей изобретени€ €вл€ютс€ фторуглеродные частицы, имеющие поверхностную диспергируемость и текучесть порошка и, кроме того, контролируемую проводимость и способность к зар€дке /charging propertu/, которые не свойственны обычным фторуглеродным частицам, а также водоотталкивающее свойство, маслоотталкивающее свойство, неадгезивное и несмачивающее свойство и коррозионную устойчивость, которые свойственны обычным фторуглеродным частицам, указанные фторуглеродные частицы €вл€ютс€ фторуглеродными частицами с низким удельным весом, в которых F/C в целом поддерживаетс€ на низком уровне, но F/C на поверхности частицы €вл€етс€ высокой.
÷елью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ способ получени€ новых фторуглеродных частиц, в которых количество поглощаемого дорогого газообразного фтора может быть уменьшено.
÷елью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ придание новому фторуглероду, в применени€х, водо- и маслоотталкивающих свойств, свойства выступать в качестве агента не повышающего клейкость, в качестве твердой смазки и в качестве агента дл€ придани€ электрической проводимости.
ƒругой целью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ обеспечение композитного материал, который совмещают с другими различными материалами различными способами.
ƒругой целью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ обеспечение добавки к тонерам, котора€ дает превосходный эффект, потому что количество тонеров, прилипающих к поверхности носител€ дл€ про€влени€ электростатического изображени€, может быть снижено и, таким образом, осветл€ющее свойство тонеров, остающихс€ на поверхности фоторецептора, может быть улучшено.
ƒальнейшей целью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ обеспечение добавки дл€ нанесени€ покрыти€ на подложку дл€ того, чтобы получить носитель дл€ про€влени€ электростатического изображени€, которое обладает превосходной износостойкостью и свойством тонер-спент (toner - spent) и не дает нарушени€ в зар€де тонера.
÷елью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ обеспечение фиксирующего валика дл€ про€влени€ электростатического изображени€, который не вызывает ни теплового отслоени€, ни электростатического отслоени€.
÷елью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ также обеспечение газообразного диффузионного электрода дл€ топливного элемента на основе фосфорной кислоты или воздушной батареи, котора€ имеет небольшое внутреннее сопротивление и продолжительное врем€ жизни.
÷елью насто€щего изобретени€ €вл€етс€ обеспечение щелочных батарей использующих водородпоглощающий сплав, который обладает преимуществом в отношении быстрой зар€дки и имеет продолжительный цикл зар€дки - разр€дки.
–аскрытие изобретени€
Ќасто€щее изобретение относитс€ к фторуглеродным частицам, в которых среднечисленный размер частиц составл€ет 0,01-50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр таково, что распределение частиц по размеру находитс€ в пределах от среднечисленного размера частиц ±20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, истинный удельный вес составл€ет 1,7-2,5, F/C дл€ частиц в целом составл€ет 0,001-, 05, предпочтительно 0,001-0,3, наиболее предпочтительно 0,001-0,2 и F/C на поверхности частиц всегда больше чем F/— в целом и составл€ет 0,1-2,0, предпочтительно 0,3-2,0.
Ќасто€щее изобретение также относитс€ к способу получени€ фторуглеродных частиц, который включает предварительное нагревание при 350-600oC углеродного порошка, в котором среднечисленный размер частиц составл€ет 0,01-50 мкм и содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение частиц по размеру находитс€ в пределах от среднечисленного размера частиц ±20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, введение газообразного фтора и затем взаимодействие углеродных частиц с газообразным фтором при температуре в указанном выше пределе.
Ќасто€щее изобретение относитс€ также к использованию указанных выше фторуглеродных частиц, например, дл€ водо- и маслоотталкивани€, дл€ получени€ агентов, не повышающих клейкость, в качестве твердой смазки, в качестве агента дл€ придани€ электрической проводимости, в качестве добавки дл€ нанесени€ покрыти€ на подложку дл€ про€влени€ электростатического изображени€, в качестве композитного материала, объединенного с другими материалами и тонкодисперсных композитных частиц, покрытых другими материалами, и к использованию вышеуказанного материала дл€ фиксирующих валиков, газового диффузионного электрода, топливного элемента на основе фосфорной кислоты, воздушной батареи и щелочной батареи.
Ќасто€щее изобретение относитс€ к добавке дл€ тонеров дл€ про€влени€ электростатического изображени€ включающий фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частиц составл€ет 0,01-50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц находитс€ в пределах от среднечисленного размера частиц ±20% до по крайней мере 50% количество всех частиц, истинный удельный вес составл€ет 1,7-2,5, величина F/C в целом, составл€ет 0,001-0,3 и F/C на поверхности всегда выше, чем величина F/C в целом и составл€ет 0,1-2,0.
Ќа чертеже дано схематическое изображение одного из вариантов конструкции топливного элемента на основе фосфорной кислоты согласно насто€щего изобретени€.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ представл€ют частицы, имеющие так называемую структуру €дро - оболочка и включает части €дра, в основном состо€щего из углерода, и часть оболочки, котора€ €вл€етс€ очень тонкой и содержит большое количество фторуглерода, величина F/C части оболочки всегда выше, чем у €дра.
ѕричина, по которой фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ трудно разрушаютс€, несмотр€ на то, что величина F/C части оболочки €вл€етс€ большой, заключаетс€ в том, как полагают, что фторуглерод присутствует в относительно большом количестве в поверхностной части, ограничива€ напр€жение только вблизи поверхностной области и, как объ€сн€лось ранее в литературе, напр€жение не проникает во внутреннюю часть и, таким образом, нарушение не будет происходить в области всей частицы.
‘торуглерод, полученный согласно насто€щего изобретени€, не имеет четкого пика в области, близкой к угловой дифракции, соответствующей /001/ плоскости, полученной на рентгеновском дифрактометре, и даже если пик наблюдаетс€, то такой пик €вл€етс€ широким. ѕредполагают, что в зависимости от типа исходного углерода, так как фторуглерод существует в виде тонкого сло€ на поверхности частиц, резкий пик может не наблюдатьс€.
‘торуглерод в насто€щем изобретении обычно получают взаимодействием различных углеродных материалов с фтором, и он в основном включает неорганический полимерный фторуглерод, в котором атомы углерода св€заны ковалентно, химически.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют среднечисленный размер частиц 0,01-50 мкм. ≈сли среднечисленный размер становитс€ меньше, имеет место сильна€ тенденци€ к вторичной аггломерации и, таким образом, при использовании он становитс€ трудным дл€ однородного диспергировани€ в материалах. ≈сли становитс€ больше, диспергируемость становитс€ хуже. ѕредпочтительна€ область составл€ет 0,01-20 мкм, более предпочтительна€ 0,1-10 мкм.
¬ насто€щем изобретении распределение размера частиц и среднечисленный размер частиц определ€ют следующим образом.
»змер€ют размеры 100 статистически выбранных частиц на фотографии, полученной на электронном микроскопе. »сход€ из числа частиц с определенным размером, получают распределение размера частиц. «атем рассчитывают среднечисленный размер частиц из распределени€ размера частиц.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют распределение размера частиц, в котором содержание частиц, имеющих такой диаметр, такова, что распределение размера частиц находитс€ в пределах от среднечисленного размера частиц ±20% до по крайней мере 50% всех частиц. ≈сли распределение размера частиц становитс€ шире, величина F/C в целом и F/C на поверхности станов€тс€ неоднородными, т.е. частицы, имеющие слишком большие или слишком малые величины F/C, присутствуют в смешанном виде дополнительно к частицам, имеющим желаемую величину F/C. ѕредпочтительное распределение размера частиц €вл€етс€ таким, что частицы имеют такой диаметр, при котором распределение размера частиц находитс€ в пределах от среднечисленного размера частиц ± 20% до, по крайней мере 60% от всего количества, более предпочтительно, по крайней мере, 70% от всего количества частиц.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют истинный удельный вес 1,7-2,5. —амый нижний предел истинного удельного веса зависит от истинного удельного веса исходного углерода. ≈сли истинный удельный вес больше 2,5, фторуглерод не может поддерживать свою сферическую форму и €вл€етс€ плохо диспергируемым. ѕредпочтительный истинный удельный вес составл€ет 1,7-2,3, более предпочтительно 1,7-2,0.
»стинный удельный вес фторуглеродных частиц измен€ют с помощью обычного способа, в котором, например, используют этанол, описанный в Hideaki Chihara "Butsuvikagakau jikkendo" 3rd ed. Tokyo Kagaku Dojin /1988/, и частицы взвешивают в пикнометре.
¬еличина F/C частицы в целом остаетс€ между 0,001 и 0,5. ≈сли величина F/C меньше, желаемое исполнение не может быть получено, потому что недостаточно количество фторуглерода. ≈сли больше, частица начинает разрушатьс€ и, таким образом, не поддерживает своей сферической формы, что €вл€етс€ результатом плохой диспергируемости. ѕредпочтительна€ величина F/C составл€ет 0,001-0,3, более предпочтительно 0,001-0,2.
¬ насто€щем изобретении величину F/C частицы в целом измер€ют следующим образом.
‘торуглеродные частицы сжигают вместе с агентом, улучшающим сгорание Na2O2 и полиэтиленовой пленкой в скл€нке, наполненной кислородом, и полученный фтористый водород HF абсорбируют в воду.  оличество полученного HF измер€ют ионометром с селективным фторидным электродом /Io Analyzer 901 of Orion Corp/. »з измеренной величины относительно всей оставшейс€ части фторуглеродной частицы в виде углерода рассчитывают отношение F/C числа атомов фтора к числу атомов углерода. ѕолученна€ величина представл€ет F/C частицы в целом.
¬еличину F/C фторуглеродной частицы на поверхности определ€ют следующим образом.
F1S спектр /680-700 эв/ и C1S спектр /280-300 эв/ фторуглеродной частицы измер€ют с помощью рентгеновского фотоэлектронного спектрометра /ES CA-750 Shimadzu Ca, Ltd. /. »з отношени€ площадей в спектральном атласе, соответствующем каждому спектру, рассчитывают отношение F/C числа атомов фтора к числу атомов углерода на поверхности фторуглеродной частицы.
¬еличина F/C на поверхности составл€ет 0,1-2,0, предпочтительно 0,3-2,0, более предпочтительно 0,5-1,5.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ €вл€ютс€ превосходными по диспергируемости и текучести порошка. Ёти свойства далее улучшаютс€, если форма частиц приближаетс€ к сферической. ќбычно используют степень сферичности, котора€ указывает, какую приблизительно сферичность имеет частица. ‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют степень сферичности 0,5-1,0, предпочтительно 0,8-1,0.
—тепень сферичности фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€ определ€ют с помощью отношени€ /периферической длины круга, который имеет такую же площадь, как площадь проектированного изображени€ частицы/ /длине профил€ проектированного изображени€ частицы/, и описано в Kiichira Kubo et al. "Funtai Rivon to Oyo" 2-е изд., стр. 50. Marnzen /1979/. ¬ способе, приведенном в качестве примера, эта степень сферичности может быть измерена путем использовани€ анализатора изображени€ /TV IP-4100 II of Nippon Avioniсs Co Ltd/. ≈сли частица €вл€етс€ совершенно сферической, степень сферичности составл€ет 1,0. ≈сли частица раст€гиваетс€ или становитс€ неправильной, степень сферичности становитс€ малой.
ѕолучение фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€ можно проводить предварительным нагреванием от 350o до 600oC углеродных частиц, в которых среднечисленный размер частиц составл€ет 0,01-50 мкм и содержание частиц, имеющих такой диаметр таково, что распределение размера частицы находитс€ в пределах от среднечисленного размера частицы ±20% до по крайней мере 50% количества всех частиц, введением газообразного фтора и взаимодействием углеродных частиц с фтором при температуре в указанной выше области в течение данного времени дл€ фторировани€ углеродных частиц.
¬ насто€щем изобретении причина, по которой углеродные частицы предварительно нагревают до температуры реакции, заключаетс€ в том, что фторируют поверхность углеродной частицы в течение короткого времени при посто€нной температуре. ≈сли предварительное нагревание не провод€т, углеродные частицы постепенно фторируютс€ при низкой температуре, котора€ не может обеспечить фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€.
¬ способе насто€щего изобретени€ углеродные частицы, имеющие данные свойства, фторируют при температуре от около 350o до около 600oC в течение данного времени в присутствии фтора. ≈сли температура реакции ниже чем около 350oC, поверхность углеродных частиц не может в достаточной степени провзаимодействовать с фтором, если выше чем около 600oC, то по€вл€етс€ тенденци€ к тому, что имеет место предпочтительно реакци€ термического разложени€, а не образовани€ фторуглеродных частиц. ¬рем€ реакции измен€етс€ с изменением температуры реакции. ≈сли врем€ реакции короче, то трудно провести фторирование поверхности углеродных частиц достаточно и однородно. ≈сли длиннее, фторирование происходит также внутри углеродной частицы, поэтому частицы разрушаютс€, превраща€сь в аморфную форму. ѕредпочтительна€ температура реакции измен€етс€ в зависимости от типа и размера углеродной частицы и составл€ет 400-550oC, более предпочтительно 400-500oC. ¬рем€ реакции обычно составл€ет от 1 минуты до 6 часов, предпочтительно от 5 минут до 3 часов, более предпочтительно от 10 минут до 2 часов.
—огласно способу насто€щего изобретени€, так как реакцию провод€т в течение относительно короткого времени при данных услови€х реакции, полученные фторуглеродные частицы имеют низкую величину F/C в €дре частицы и высокую величину F/C на поверхности /оболочка частицы/ углеродной частицы.
√азообразный фтор обычно ввод€т после разбавлени€ азотом, аргоном, гелием, воздухом или им подобными соединени€ми до 2-100 объемных %, предпочтительно 2-50 объемных %, более предпочтительно 5-20 объемных %. ¬ разбавленный газ, если необходимо, добавл€ют кислород, тетрафторуглерод, фтористый водород и им подобные. ѕосле реакции газообразный фтор постепенно вытесн€етс€ инертным газом и затем фторуглеродные частицы охлаждают.
»сходные углеродные частицы, использованные в способе насто€щего изобретени€, имеют степень сферичности, равную желаемой степени сферичности фторуглеродных частиц. —тепень сферичности углеродных частиц составл€ет обычно 0,5-1,0, предпочтительно, 0,8-1,0.
ѕримерами фторуглеродных частиц дл€ фторировани€ в способе насто€щего изобретени€ €вл€ютс€, например, мезоуглеродные микрошарики /MC/ /углерод термически обработанный при 2800oC, полученный из OSAKA GaS Ca., Ltd; среднечисленный размер частицы: 6-20 мкм; содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частицы находитс€ в пределах среднечисленного размера частицы ± 20%: 50%; степень сферичности: 0,7-0,8; истинный удельный вес 2,1-2,2; тонко диспергированный термический углерод /FT/, получаемый из Asahi Carbon Co., Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,09 мкм; распределение размера частиц /частиц, наход€щихс€ в пределах среднечисленного размера частиц ±20% /: 70%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; средние термические частицы, получаемые из Columbia Corbon Co., Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,35 мкм; распределение размера частицы /частиц, наход€щихс€ в пределах среднечисленного размера частицы ±20%/ : 60%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; ацетиленова€ сажа Denka Black, получаема€ из Denki Kagaku Kogyo Co. , Ltd: среднечисленный размер частицы: 0,04 мкм; распределение размера частицы /частиц, наход€щихс€ в пределах среднечисленного размера частицы ±20%/ : 70%; степень сферичности: 0,9-1,0; истинный удельный вес: 1,8-1,9; сажа печи и им подобные.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ €вл€ютс€ превосходными по свойству текучести порошка. ѕоэтому они имеют хорошие перерабатывающие свойства не только, когда используютс€ сами по себе, но также, когда используютс€ при добавлении к смолам, каучукам, пленкам, краскам, маслам, водным растворам, смазкам, другим различным неорганическим материалам и другим различным металлическим материалам и, как упом€нуто выше, обладают также хорошей диспергируемостью.
ѕрименени€, использующие водоотталкивающее свойство, представл€ют, например, добавки дл€ пленок, добавки дл€ смол, добавки дл€ красок и добавки дл€ каучуков и добавки дл€ дисперсий дл€ гальванических покрытий.  онкретными примерами €вл€ютс€, например, воздушный электрод дл€ воздушной батареи, газовый диффузионный электрод дл€ топливной €чейки на основе фосфорной кислоты, анод дл€ закрытого типа вторичной батареи, имеющий анод из сплава, поглощающего водород и им подобные.
ѕрименени€, использующие свойство неклейкости /разъединени€/, представл€ют, например добавку дл€ пленок, добавку дл€ смол, добавку дл€ красок и добавку дл€ каучуков и конкретными примерами €вл€ютс€, например, фиксирующий валик дл€ электростатической копирующей машины, головка дл€ формовани€ смолы и антиадгезионный агент дл€ пластика, каучука, головка дл€ отливки изделий, стекл€нные издели€ и спекшихс€ сплавов и им подобные.
ѕрименени€, использующие смазывающие свойства, представл€ют, например, и добавку дл€ смазывающих масел и смазок. ѕримерами смазывающих масел €вл€ютс€, например, минеральные масла, такие как нафтеновые углеводороды, парафиновые углеводороды и ароматические углеводороды; синтетические масла такие как полимеризованные олефиновые масла, диэфирные масла, полиалкиленгликолевые масла, галоидированные углеводородные масла, силиконовые масла и фосфатные масла; жидкие жиры. ѕримерами смазок €вл€ютс€ смазки, полученные добавлением металлического мыла, бентонита, силикагел€, фталлоцианина меди, аллилмочевины и фторсодержащей смолы к основному маслу, такому как упом€нутое выше минеральное масло или синтетическое масло.
 онкретные примеры представл€ют машинное масло дл€ автомобилей, смазку дл€ подшипника, графитовую смазку, смазку дл€ выт€жки металла и им подобные.
‘торуглеродные частицы обладают удивительным свойством, т.е. контролируемой электрической проводимостью. ”глеродные частицы, такие как углеродна€ сажа, €вл€ютс€ электрически провод€щими, но фторированный углерод становитс€ изол€тором. ’от€ проводимость остаетс€ в некоторой степени в неполностью фторированном углероде, так как углерод фторируетс€ в целом, остающа€с€ проводимость очень низка€ и недостаточна дл€ того, чтобы обеспечить дополнительное использование в качестве агента дл€ придани€ проводимости. ‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€, имеют, как упом€нуто выше, структуру €дро-оболочка и ту часть, котора€ представл€ет оболочку, €вл€етс€ очень тонким фторуглеродным слоем. ѕоэтому предполагаетс€, что проводимость углерода той части, котора€ €вл€етс€ €дром, не тер€етс€.
“аким образом, фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ могут быть далее применены дл€ использовани€ в электропроводимости. ¬ качестве примеров этого можно привести, например, провод€щую краску, антистатическую смолообразную композицию, антистатический контейнер дл€ полупроводниковой насадки, антистатическую и образивоустойчивую пластину, чист€щий элемент дл€ очистки поверхности фоточувствительного барабана электростатической копирующей машины, фиксирующий валик электростатической копирующей машины, тонер или носитель дл€ электростатической копирующей машины, переменный резистор, газодиффузионный электрод дл€ топливной €чейки на основе фосфорной кислоты, воздушный электрод дл€ воздушной батареи, агент дл€ обработки поверхности дл€ сплава, поглощающего водород в щелочной батареи, и им подобные.
’от€ фторуглеродные частицы могут быть применены сами по себе в различных применени€х, использующих их превосходные свойства, объединением с другими материалами можно обеспечить специфические функции фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€ с другими материалами.
ѕримеры композитных материалов, представл€ют, например, композитные материалы, в которые добавл€ют фторуглеродные частицы и диспергируют в твердые материалы, такие как смолы, каучуки, металлы, керамику и углероды, жидкие материалы, такие как масла, органические растворители, вода и различные водные растворы. ¬ качестве смол примен€ют смолы, которым могут быть приданы специфические функции фторуглерода. ѕримерами синтетических смол €вл€ютс€ фенольна€ смола, карбамидна€ смола, эпоксисмола, фторсодержаща€ смола, ацетальна€ смола, поликарбонат, полиамид, полиимид, полиэфир, полифениленсульфид, силиконова€ смола и им подобные. ѕримерами каучуков €вл€ютс€ стирол-бутадиеновый каучук, хлоропреновый каучук, неопреновый каучук, нитрильный каучук, этилен-пропилен-бутадиеновый каучук и им подобные. ѕримерами металлов €вл€ютс€ алюминий, титан, никель, свинец, олово, медь, цинк и им подобные. ћогут быть также применены сплавы, такие как дюралюминий, нержавеюща€ сталь и сплав, поглощающий водород. ѕримерами керамик €вл€ютс€ SiC, Si3N4, BN, AlN, PbSnF4, а также оксиды, такие как оксид алюмини€, циркони€, иттри€ и титана и им подобные. ѕримерами углеродов €вл€ютс€ микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродна€ сажа, пек, деготь и им подобные. ѕримерами масел €вл€ютс€ минеральные масла и синтетические масла, такие как полиэфирные масла, а также фторсодержащие масла, такие как перфторполиэфирные и CTF E олигомерное. ќднако масла, которые содержат аминовую добавку, не €вл€ютс€ предпочтительными. ѕримерами органических растворителей €вл€ютс€ спирты, такие как этанол, углеводороды, такие как бензол, галоидированные углеводороды /в молекуле может содержатьс€ атом водорода/, и им подобные. ѕримерами водных растворов €вл€ютс€ водные растворы, содержащие поверхностно-активное вещество, специфический раствор дл€ гальванического покрыти€ и им подобные.
 омпозит с твердым материалом может быть получен, например, диспергированием фторуглеродных частиц в виде твердого вещества в соответствующий органический растворитель или водный раствор и в процессе покрыти€ или после него высушиванием дисперсии дл€ удалени€ органического растворител€ или им подобного. ≈сли необходимо, может быть проведена последующа€ обработка, така€ как спекание. ћожет быть применен другой способ, по которому может быть получено твердое вещество сразу получением тонкодиспергированных частиц композита, как упом€нуто далее, порошкообразных кроющих частиц или непосредственно спрессованных частиц и, если необходимо, последующей обработкой подобной спеканию. —огласно этому способу твердое вещество может быть получено в виде тонкой пленки, такой как пленка, пориста€ мембрана или покрытие и спрессованное изделие.
 омпозит с жидким материалом может быть получен, например, диспергированием фторуглеродных частиц в жидкий материал с помощью ультразвуковой диспергирующей машины. ≈сли необходимо, могут быть введены добавки, такие как поверхностно-активное вещество. ∆идкий композит может быть в форме краски, разбрызгивающего раствора, плакирующего раствора, смазывающего масла, смазки и им подобных.
 роме того, можно получать тонкодиспергированные частицы композита покрытием твердых частиц фторуглеродными частицами насто€щего изобретени€. ѕримерами твердых частиц €вл€ютс€, например, частицы смолы, частицы каучука, частицы металла, частицы керамики, частицы углерода и им подобных. ѕрименимый размер частиц находитс€ в пределах 0,1 - 500 мкм и форма твердой частицы может быть несферической. ѕредпочтительный способ дл€ покрыти€ фторуглеродными частицами представл€ет, например, способ, в котором используют способ ударного смешени€ или смешени€ с помощью мешалки, который провод€т на машине с улучшенной ударной поверхностью или в смесителе с высокоскоростным перемешиванием /сухого типа/. „астицы тонкодисперсного композита €вл€ютс€ пригодными дл€ применений в качестве водо- и маслоотталкивател€, агента неклейкости, твердой смазки и агента дл€ придани€ электрической проводимости и им подобных и, более конкретно, порошкообразной краски дл€ электростатического покрыти€, порошка дл€ распылени€ пламени, порошка дл€ порошкообразной металлургии, добавки дл€ плакирующей дисперсии, добавки к тонерам дл€ про€влени€ электростатического изображени€, добавки к смолообразному покрытию носител€ дл€ про€влени€ электрического изображени€, электрода щелочных батарей из сплава, поглощающего водород, в котором используют сплав, поглощающий водород, смазки дл€ обработки металла волочением, добавки дл€ покрыти€ фиксирующих валиков и им подобных.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ €вл€ютс€ особенно полезными в качестве добавки дл€ тонера дл€ про€влени€ электростатического изображени€. ‘торуглеродные частицы предварительно добавл€ли к тонерам дл€ того, чтобы предотвратить адгезию тонеров к поверхности носител€ или поверхности фоточувствительного сло€. ќднако эффект предотвращени€ адгезии в известных ранее способах €вл€етс€ незначительным, потому что фторуглеродные частицы, полученные известными ранее способами, обладают плохой текучестью порошка из-за их неправильной формы и широкого распределени€ частиц и, таким образом, недостаточно диспергируют в тонерах. ‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ обладают превосходной диспергируемостью и текучестью порошка и €вл€ютс€ добавкой к тонеру, который не был известен ранее.
ј именно насто€щее изобретение также относитс€ к добавке к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€, включающей фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частицы представл€ет 0,01-10 мкм, предпочтительно 0,1-10 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц измер€етс€ в пределах от среднечисленного размера частицы ±20% до по крайней мере 50% всего количества частиц, истинный удельный вес равен 1,7-2,5, величина F/C частицы на поверхности всегда выше величины F/C в целом и равна 0,1-2,0.
‘торуглеродные частицы, использованные в добавке к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€, представл€ют те же самые фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€, за исключением тех частиц, среднечисленный размер которых составл€ет 0,01-10 мкм. ≈сли среднечисленный размер частицы фторуглеродных частиц больше 10 мкм, то про€вл€етс€ тенденци€ к тому, что характеристики тонера не могут быть достаточно показательными, так как размер частицы становитс€ близок к размеру частицы тонера.
“ак как добавка к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ насто€щего изобретени€ имеет однородную форму, узкое распределение размера частиц и малый истинный удельный вес, добавка обладает превосходной текучестью порошка и диспергируемостью и, таким образом, однородно диспергируетс€ в тонере. ¬ результате, так как поверхность добавки к тонеру €вл€етс€ фторированной, улучшаетс€ эффект предотвращени€ адгезии тонера к поверхности носител€ и удал€емости остающегос€ тонера с фоточувствительного барабана.
ƒобавку к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ насто€щего изобретени€ используют добавлением к тонеру с обычно смешиваемыми компонентами. ѕримеры обычных компонентов, которые €вл€ютс€ составл€ющими тонер, представл€ют, например, св€зующую смолу, окрашивающий агент и им подобные.
 оличество добавки к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ составл€ет 0,01-10 весовых частей на 100 весовых части тонера. ≈сли количество больше, характеристики тонера не могут быть показательными, а если меньше, эффекты добавки не могут быть получены. ѕредпочтительное количество составл€ет 0,1-3 весовых части.
ѕримерами св€зующих смол €вл€ютс€, например: гомо- или сополимеры стиролов, такие как стирол, хлоростирол и винилстирол; моноолефины, такие как этилен, пропилен, бутилен и изобутилен; виниловые эфиры такие как вилилацетат, винилпропионат, винилбутилат, винилпропианат и винилбензоат; эфиры α-метиленалифатических монокарбоновых кислот, такие как метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, додецилакрилат, октилакрилат, фенилакрилат, метилметакрилат, этилметакрилат и бутилметакрила; виниловые эфиры, такие как винилметиловый эфир, винилэтиловый эфир и винилбутиловый эфир; финилкетоны такие как винилметилкетон, винилгексилкетон и винилизопренилкетон; и им подобные, более конкретно, полистирол, стирол-алкилакрилатный сополимер, сополимер стирола с малеиновым ангидридом, полиэтилен, полипропилен и им подобные. ¬ качестве св€зующих смол могут быть также применены полиэфиры, полиуретаны, эпоксисмолы, силиконовые смолы, полиамиды, древесные смолы, парафины и им подобные. ѕримерами окрашивающих агентов €вл€ютс€, например, углеродна€ сажа, нитрозиновый краситель, анилиновый голубой, Karcoil голубой, хромовый желтый, ультрамариновый голубой, Dupont Oil Red хинолиновый желтый, хлоридный метиленовый голубой, фталоцианиновый голубой, оксалатный маракитовый зеленый, Camp черный, бенгальский розовый и им подобные. ƒобавка к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ насто€щего изобретени€ может быть использована также добавлением к магнитным тонерам, содержащим магнитные материалы. ƒобавка к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ может оказывать свое вли€ние как по отношению к отрицательно зар€женному тонеру, так и по отношению к положительно зар€женному тонеру.  роме того, добавка к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€ выступает в качестве агента, контролирующего зар€д.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ €вл€ютс€ особенно полезными в качестве добавки к смолообразному покрытию носител€ дл€ про€влени€ электростатического изображени€. ќбычно дл€ того чтобы улучшить абразивную устойчивость носител€ и отработанного тонера, фторуглеродные частицы добавл€ли к смолообразному покрытию дл€ про€влени€ электростатического изображени€. ќднако так как ранее известные фторуглеродные частицы имеют неправильную форму, текучесть порошка низка€ и адгези€ к носителю недостаточна€ и, таким образом, частицы обладают тенденцией к разрушению, обусловленному трением и им подобными €влени€ми.  роме того, так как распределение размера частиц €вл€етс€ широким, различие величины F/C значительное среди индивидуальных частиц и, как результат, зар€д тонера измен€етс€ в широком пределе. ƒалее, фтороуглеродные частицы, имеющие большой размер частицы, обладают тенденцией к отслаиванию от носител€. ќднако фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют однородный размер частиц, и превосходную текучесть порошка и, кроме того, узкое распределение размера частиц, что может обеспечить новую превосходную добавку дл€ покрыти€ носител€.
ј именно насто€щее изобретение относитс€ также к добавке к смолообразному покрытию носител€ дл€ про€влени€ электростатического изображени€, включающей фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частицы составл€ет 0,01-50 мкм, предпочтительно 0,1-50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц находитс€ в пределах от среднечисленного размера частицы ±20% до по крайней мере 50% всего количества частиц, истинный удельный вес равен 1,7-2,5, величина F/C частицы в целом равна 0,001-0,3 и F/C на поверхности частицы всегда больше, чем величина F/C в целом, и равна 0,1-2,0.
“ак как добавка к покрытию носител€ имеет форму, близкую к сферической, однородный размер частиц и узкое распределение частиц по размеру, добавка обладает хорошей адгезией к €дру носител€ и имеет меньшую веро€тность к отслаиванию при шлифовании. ƒобавка может быть получена при относительной низкой стоимости, потому что содержит небольшое количество фтора. ѕоэтому существует возможность дл€ улучшени€ абразивной устойчивости носител€ и отработки тонера с низкой стоимостью.
Ќоситель дл€ про€влени€ электростатического изображени€ включает €дро носител€, на которое осуществл€ют покрытие смолы. ѕокрытие содержит добавку к покрытию носител€ насто€щего изобретени€.
‘торуглеродные частицы добавки к покрытию носител€ насто€щего изобретени€ €вл€ютс€ такими же, как фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€.
ядро носител€ имеет размер частицы около 30-500 мкм. ќбычно общее количество смолы и фторуглеродной частицы равно 0,1-10 вес. част€м на 100 вес. частей €дра носител€.
¬ качестве способа дл€ покрыти€ €дра носител€ смолой, содержащей фторуглеродные частицы, существует мокрый способ и сухой способ. ¬ мокром способе используют раствор дл€ покрыти€. ¬ сухом способе частицы €дра носител€, фторуглеродные частицы и частицы смолы смешивают при перемешивании или подвергают смешиванию за счет удара.
“ак как фторуглеродные частицы обладают водоотталкивающим свойством, последний сухой способ €вл€етс€ предпочтительным. ѕримерами машин, используемых в сухом способе, €вл€ютс€ машины с улучшенной ударной поверхностью, такие как Hybridizer /получаемый из Nara Kikai Seisakusho/ u Mechana mill /получаемые из Okada Seiko/, миксеры с высокой скоростью перемешивани€, такие как Laboratory Matrix /получаемые из Nara Kikai Seisakusho/ вертикальный гранул€тор /получаемый из Fuji Sangyo/ и машина дл€ проведени€ покрыти€ со спиральным потоком /Spiral Flov Coater/ /получаема€ из Froint/.
—огласно фторуглеродным частицам насто€щего изобретени€ зар€дна€ характеристика частицы может в некоторой степени контролироватьс€ путем контролировани€ величины F/C на поверхности. Ќапример, когда величина F/C на поверхности больше, частицы обнаруживают сильный отрицательный зар€д, носитель дл€ про€влени€ электростатического изображени€ €вл€етс€ обычно отрицательно зар€жаемым носителем, который обеспечивает тонер положительным зар€дом. «ар€дна€ характеристика зависит также от зар€дной характеристики смолы и поэтому положительно зар€жаемый носитель может быть получен в зависимости от величины F/C на поверхности фторуглеродных частиц, содержащихс€ в смоле, и от содержани€ частиц. ѕримеры смолы представл€ют фторсодержащие смолы и силиконовые смолы дл€ отрицательно зар€жаемого носител€ и стирол-акрильную смолу - дл€ положительно зар€жаемого носител€.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют аналогичную определенную электрическую проводимость. »звестно, что тонеры, имеющие в некоторой степени проводимость, обладают обычно превосходной воспроизводимостью изображени€ или им подобных.
—одержание фторуглеродных частиц в смолообразном покрытии находитс€ в области 0,5-65 вес. %.  огда содержание фторуглеродных частиц ниже, полученное смолообразное покрытие €вл€етс€ плохим по абразивной устойчивости, и когда выше, диспергируемость фторуглеродных частиц хуже и фторуглеродные частицы обладают тенденцией к легкому отслаиванию от поверхности носител€. ѕредпочтительное содержание составл€ет 5-40 вес. %.
¬ качестве материала €дра носител€, использованного в насто€щем изобретении, могут быть использованы пески, стекла, металлы и им подобные. ѕредпочтительными материалами €вл€ютс€ вещества, которые обладают сильной намагничиваемостью в магнитном поле в направлении магнитного пол€, такие как феррит, магнетит, ферромагнитные металлы, такие как железо, кобальт, сплавы содержащие металлы и соединени€ металлов; сплавы, которые не обнаруживают такого ферромагнитного свойства, но обнаруживают ферромагнитное свойство, когда подвергаютс€ термообработке, соответственно, такие как марганец-медь-алюминий и марганец-медь-олово, двуокись хрома и им подобные.
ѕредпочтительные примеры смол представл€ют, например, фторсодержащие смолы, такие как поливинилиденфторид, политетрафторэтилен, полихлортрифторэтилен, политрифторэтилен, сополимер винилиденфторид-трифторэтилен, сополимер тетрафторэтилена-гексафторпропилена, сополимер тетрафтор-этилен-перфтор /винилового эфира/, сополимер тетрафторэтилен-этилена, сополимер финилиденфторида-тетрафторэтилена-хлортрифторэтилена, сополимер винилиденфторида-тетрафторэтилена-гексафторпропилена и сополимер винилиденфторида-хлортрифторэтилена, фторированные /мет/акриловые смолы, представленные формулой

стирольные смолы; стирол-алкил/мет/акриловые смолы; /мет/акриловые смолы; эпокси смолы; полиэтиленовые смолы; полипропиленовые смолы; полубутадиеновые смолы; полиуретановые смолы; полиэфирные смолы; полиамидные смолы; поликарбонатные смолы; силиконовые смолы; и им подобные.
Ќасто€щее изобретение далее относитс€ к фиксирующему валику фиксирующей машины с нагреваемым валиком дл€ электростатической копировальной машины, который покрывают композитным материалом в форме пленки или краски, к которому добавл€ют фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€.
¬ электростатической копирующей машине в насто€щее врем€ наиболее широко используемым способом фиксировани€ тонерного изображени€, полученного на бумаге, €вл€етс€ способ с нагретым валиком. Ётот способ провод€т пропусканием бумаги, на которой получают тонерное изображение через два тесносжатых ролика, один или оба из которых будучи нагреты изнутри, тем самым перенос€т тонерное изображение на бумагу.
Ётот фиксирующий способ обладает различными преимуществами, такими как высока€ скорость операции и высока€ теплова€ эффективность по сравнению с другими способами подобного типа. “аким образом, в почти современной электростатической копирующей машине примен€ют такой фиксирующий способ с этими валиками. ќбычно фиксирующий валик производ€т покрытием поверхности валика, выполненной из металла, такого как алюминий или нержавеюща€ сталь, неадгезивным веществом таким как фторсодержаща€ смола дл€ того, чтобы предотвратить отслоение.
¬ процессе фиксировани€ с использованием такого фиксирующего валика, когда изображение тонерного порошка, который €вл€етс€ положительно зар€женным, фиксируетс€ путем соприкосновени€ с валиком, покрытым фторсодержащей смолой, котора€ €вл€етс€ отрицательно зар€женной вследствие ее низкого абразивного зар€женного свойства, положительно зар€женный тонер электрически абсорбируетс€, вызыва€ электростатическое отслоение, и, таким образом, часть изображени€ не фиксируетс€.
ƒл€ того чтобы избежать это €вление, был предложен фиксирующий валик, который покрывают фторсодержащей смолой, в которой диспергируют электропровод€щие материалы /JP-A-55374/1980/. ќднако этот провод€щий материал /в основном углерод/ €вл€етс€ неудовлетворительным по свойству разъединени€. ѕоэтому, когда провод€щий материал по€вл€етс€ на поверхности фторсодержащей смолы покрывающей валик, тонер адгезирует к внешней части, вызыва€ гор€чее отслоение, которое приводит не только к по€влению п€тен фиксирующего изображени€, но и к сокращению срока пригодной эксплуатации фиксирующей машины, тем самым требу€ преждевременной замены фиксирующего валика.
ƒл€ того чтобы предотвратить эти €влени€ (электростатическое отслаивание и "гор€чее" отслаивание), предлагают фиксирующий валик, который подготавливают предварительной обработкой поверхности провод€щим материалом с веществом, имеющим низкую поверхностную энергию, диспергированием его во фторсодержащую смолу и затем покрытием поверхности валика фторсодержащей смолой /JP-A-17080/1989/.  огда используют агент дл€ обычной мокрой обработки поверхности, то хот€ временно и могут быть предотвращены оба €влени€ электростатического отслоени€ и гор€чего отслоени€, достаточный эффект предотвращени€ этих €влений не может быть получен в течение продолжительного времени при высокой температуре около 200oC.
Ѕыли предложены некоторые фиксирующие валики, поверхность которых покрывали фторсодержащей смолой, в который диспергировали фторуглеродные частицы. Ќапример, в JP-B-44224/1988 был предложен фиксирующий валик, покрытый фторсодержащей смолой, содержащей фторуглерод, в количестве 1-25 вес.%. ќднако так как фторуглерод €вл€етс€ электрическим изол€тором, хот€ предотвращение гор€чего отслоени€ и абразивоустойчивость могут быть улучшены, €вление электростатического отслоени€ не может быть предотвращено. ¬ патенте JP-A-224366/1983 раскрывают, что фторуглерод, в котором остаетс€ непрореагировавша€ часть, также может быть использован. ‘актически, однако, свойство раъединени€ /предотвращение гор€чего отслоени€/ и улучшение абразивоустойчивости €вл€ютс€ недостаточными, и валик с фторуглеродом, в котором остаетс€ непрореагировавша€ часть, решительно хуже.  роме того, в патенте отсутствует упоминание о предотвращении эффекта электростатического отслоени€ провод€щего материала.
¬ JP-B-59468/1990, с другой стороны, было предложено, что в качестве провод€щего материала добавл€ют углеродное волокно и что дл€ улучшени€ абразивоустойчивости добавл€ют фторуглерод. ќднако, согласно этому предложению, осложн€етс€ не только стади€ подготовки вследствие использовани€ двух добавок, но также по€вл€ютс€ трудности, св€занные с однородностью диспергировани€ и однородностью покрыти€.
‘актически, как представлено в этом описании патента, абразивна€ устойчивость улучшаетс€ в некоторой степени этим фторуглеродом, но электростатическое отслоение не предотвращаетс€.
‘иксирующий ролик насто€щего изобретени€ может эффективно предотвращать оба €влени€ отслоени€, т.е. электростатическое отслоение и гор€чее отслоение, и может поддерживать такой эффект в течение продолжительного времени и, кроме того, обладает превосходной абразивной устойчивостью и удельной тепловой теплопроводимостью.
‘торуглеродные частицы, использованные к насто€щем изобретении в качестве электропровод€щего материала и материала дл€ выделени€, имеют среднечисленный размер частицы 0,01-50 мкм. —одержание частиц, имеющих такой диаметр таково, что распределение размера частиц находитс€ в пределах от среднечисленного размера частицы +20% до по крайней мере 50% всего количества частиц. ≈сли отношение атома фтора к атому углерода представл€ют величиной F/C, то величина F/C в целом равна 0,001-0,5 и величина F/C на поверхности всегда больше величины F/C в целом и равна 0,5-2,0.
‘торуглеродна€ частица представл€ет частицу, имеющею структуру так называемую €дро-оболочка и содержит углеродную часть €дра, котора€ €вл€етс€ электрически провод€щей, и оболочку, содержащую большое количество фторуглерода, который обладает низкой электрической проводимостью, но имеет очень низкую поверхностную энергию, т.е. высокий эффект предотвращени€ гор€чего отслоени€, в которой величина F/C оболочки всегда выше этой величины €дра.
‘торуглеродна€ частица насто€щего изобретени€ имеет величину F/C в целом 0,001-0,5. ≈сли эта величина меньше, количество фторуглерода недостаточно дл€ получени€ эффекта предотвращени€ гор€чего отслоени€, и, если больше, электрическа€ проводимость слишком низка дл€ достижени€ эффекта предотвращени€ электростатического отслоени€. ѕредпочтительной величиной F/C €вл€етс€ 0,001-0,3.
 омпозитный материал дл€ фиксирующего валика насто€щего изобретени€ получают диспергированием фторуглеродных частиц в матрицу смолы или матрицу каучука и формированием пленки или краски.
ѕредпочтительные примеры матриц смол представл€ют, например, полиолефиновые смолы, такие как полиэтилен и полипропилен, и фторсодержащие смолы. ѕримеры фторсодержащих смол, использованных в насто€щем изобретении представл€ют политетрафторэтилен; сополимеры тетрафторэтилена с по крайней мере одним из других сополимеризующихс€ этиленовых ненасыщенных мономеров /например, олефины, такие как этилен и пропилен, галоидированные олефины, такие как гексафторпропилен, винилиденфторид, хлортрифторэтилен и винилфторид, перфторалкилвиниловые эфиры/; полифтортрихлорэтилен, поливинилиденфторид; и им подобные. ќсобенно предпочтительными фторсодержащими смолами €вл€ютс€ политетрафторэтилен, сополимеры тетрафторэтилена с, по крайней мере, одним из гексафторпропиленом, перфтор/метил/виниловым эфиром/, перфтор/этил/виниловым эфиром/ и перфтор/пропилвиниловым эфиром/ /содержащимс€ обычно в количестве не более чем 40 мольн.% по отношению к тетрафторэтилену/ и им подобные.
¬ качестве каучуков предпочтительными €вл€ютс€ силиконовые каучуки или фторсодержащие каучуки. ‘торсодержащие каучуки, использованные в насто€щем изобретении, €вл€ютс€ высокофторированными эластичными сополимерами и особенно предпочтительными фторсодержащими каучуками €вл€ютс€ эластичные сополимеры обычно 40-85 мольн. % винилиденфторида с по крайней мере одним из других сополимеризующихс€ фторсодержащих этиленовых ненасыщенных мономеров. ‘торсодержащий каучук, который содержит йод в полимере, €вл€етс€, например, фторсодержащим каучуком, который в основном содержит эластичный сополимер, как упом€нуто выше, 40-85 мольн.% винилиденфторида с по крайней мере одним из других сополимеризующихс€ фторсодержащих этиленовых ненасыщенных мономеров, указанный сополимер содержит 0,001-10 вес.%, предпочтительно 0,0,1-5 вес. % йода на концах полимерной цепи /JP-A-40543/1977/. “ипичные полимеры других этиленовых ненасыщенных мономеров, которые сополимеризовали с винилиденфторидом дл€ получени€ эластичных сополимеров, представл€ют гексафторпропилен, пентафторпропилен, трифторэтилен, трифторхлорэтилен, тетрафторэтилен, винилфторид, перфтор/метил виниловый эфир/, перфтор-этилвиниловый эфир/, перфтор/пропилвиниловый эфир/ и им подобные. ќсобенно предпочтительными фторсодержащими каучуками €вл€ютс€ эластичный сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом и эластичный сополимер винилиденфторида с тетрафторэтиленом и гексафторпропиленом.
 оличество фторуглеродных частиц, в случае пленки, составл€ет 0,1-50 вес.%, предпочтительно, 1-20 вес.% и, в случае краски, 0,1-50 вес.%, в сухом покрытии, предпочтительно 1-20 вес.%. ¬ качестве способа приготовлени€ фиксирующего валика примен€ют обычный способ.
 ак упом€нуто выше, так как фиксирующий валик насто€щего изобретени€ обеспечиваетс€ на его поверхности покрытием, содержащим фторуглеродные частицы, обладающие одновременно электрической проводимостью и низкой поверхностной энергией, возможно эффективное предотвращение одновременно электростатического отслоени€ и гор€чего отслоени€, и такое состо€ние может быть сохранено в течение продолжительного времени.  роме того, покрытие обладает поверхностной абразивной устойчивостью.  роме того, так как может быть введено большое количество фторуглеродных частиц во вторсодержащую смолу, удельна€ теплопроводность может быть улучшена, тем самым может быть увеличена толщина покрыти€. »з вышеупом€нутых синергетических эффектов, может быть обеспечен фиксирующий валик с эпохально продолжительным периодом эксплуатации.
Ќасто€щее изобретение, кроме того, относитс€ к газодиффузионному электроду, включающему электрод, на поверхности которого обеспечиваетс€ слой композитного материала, содержащего фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€, фторсодержащую смолу и катализатор.
√азодиффузионный электрод насто€щего изобретени€ €вл€етс€ полезным дл€ создани€ батарей в качестве электрода дл€ топливного элемента на основе щелочи, серной кислоты и фосфорной кислоты и в качестве электрода дл€ воздушной батареи, такой как воздушно/цинкова€ батаре€, и в промышленной электролитической области в качестве электрода, генерирующего водород при электролизе соли, электрода дл€ депол€ризации кислорода и электрода, генерирующего хлор, анода дл€ электролиза воды или электроплакировани€ и им подобным. √азодиффузионный электрод представл€ет электрод, который взаимодействует на поверхности раздела трех слоев газ/жидкость/твердое вещество, т.е. газовый слой и слой электролита, который св€зан с реакцией на электроде, и твердый слой, который играет роль в качестве электродного катализатора дл€ ускорени€ переноса электрона и реакции на электроде. “аким образом, дл€ того чтобы улучшить характеристики газодиффузионного электрода, необходимо увеличить поверхность раздела трех слоев путем контролировани€ газопроницаемости водоотталкивающей области и гидрофильной области, где может существовать электролит. ¬ предыдущих сообщени€х в качестве материала дл€ водоотталкивающей области использовали фторсодержащую смолу, такую как обычный политетрафторэтилен, и водоотталкивающую углеродную сажу, такую как обычна€ ацетиленова€ сажа. »спользованна€ ацетиленова€ сажа в водоотталкивающей области не обладала достаточными водоотталкивающими свойствами, сопротивлением окислению и сопротивлением коррозии к электролиту. “аким образом, при использовании в течение продолжительного времени электролит проникал в водоотталкивающую область, через которую должен проходить газ, и газ не мог быть использован в достаточной степени, когда электрический ток прекращалс€.
Ѕыла предприн€та попытка улучшени€ водоотталкивающего свойства, сопротивлени€ окислению и сопротивлени€ коррозии различными способами обработки поверхности ацетиленовой сажи. Ќапример, JP-A-207893/1987 предлагает дл€ улучшени€ водоотталкивающего свойства, сопротивлени€ окислению и сопротивлени€ коррозии подвергать ацетиленовую сажу тепловой обработке вместе с углеродным материалом в инертной атмосфере дл€ превращени€ в графит. Ётот способ, однако имеет проблемы, которые св€заны с тем, что требуетс€ температура выше 1000o до 2000oC и, что коррозионна€ устойчивость может быть снижена, потому что рост графитового кристалла ускор€ет образование соединени€ на поверхности раздела фаз с фосфорной кислотой в электролите. — точки зрени€ понимани€ этого попытались использовать фторуглерод в качестве водоотталкивающего вещества, которое обладает чрезвычайно превосходным водоотталкивающим свойством, сопротивлением окислению и сопротивлением коррозии /JP-A-118857/1992/. ‘торуглерод, использованный в этом способе, €вл€етс€ полностью фторированным и €вл€етс€ электрическим изол€тором. ѕоэтому, хот€ его использование сопровождаетс€ продолжительным периодом эксплуатации из-за его превосходного водоотталкивающего свойства, сопротивлени€ окислению и сопротивлени€ коррозии, существуют проблемы, св€занные с тем, что внутреннее сопротивление электрода становитс€ большим вследствие его электроизол€ционного свойства и, таким образом, характеристики батареи снижаютс€ и в них генерируетс€ тепло.
¬ JP-B-317788/1987 предложен электрический провод€щий, водоотталкивающий частично фторированный графит, имеющий низкое содержание фтора, который может про€вл€ть одновременно водоотталкивающее свойство и электрическую проводимость.
 ак описано в публикации, однако, когда величина x C Fx /x - соответствующий степени фторировани€ в целом насто€щего изобретени€/ ниже 0,2, электрическое сопротивление становитс€ ниже 1000 ом.см-1 и в то же самое врем€ контактный угол с водой, который выражает водоотталкивающее свойство, имеет в лучшем случае 120 градусов или ниже. Ёта величина контактного угла €вл€етс€ превосходной по сравнению с величиной дл€ политетрафторэтилена /около 110 градусов/, но она заметно хуже по сравнению с величиной, присущей фторуглероду /около 140 градусов/.  роме того, хот€ полученный фторуглерод, приготовленный известным способом, например, способом, описанным в упом€нутой выше публикации, имеет желательную степень фторировани€ в качестве средней всего продукта реакции /или продукта реакции в целом/, под микроскопом фторуглерод представл€ет только смесь. ј именно, маленька€ частица имеет относительно высокую степень фторировани€, а больша€ частица имеет относительно низкую степень фторировани€.  огда готов€т газодиффузионный электрод, использу€ такие фторуглеродные частицы, обладающие нерегул€рными степен€ми фторировани€, электролит проникал в ту часть, где водоотталкивающее свойство €вл€етс€ незначительным и, как результат, межфазна€ часть трех слоев, т.е. газ/жидкость/твердое вещество уменьшаетс€ и тогда характеристика электрода быстро снижаетс€.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ могут обеспечить эпохальное водоотталкивающее свойство, которое может решить вышеуказанные проблемы. ј именно, фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ характеризуютс€ тем, что, как упом€нуто выше, степень фторировани€ на поверхности высока€, даже если степень фторировани€ в целом не более чем 0,2, при этом может быть получено превосходное водоотталкивающее свойство, равное полностью фторированному фторуглероду. “аким образом, так как может быть получено достаточное водоотталкивающее свойство, когда степень фторировани€ в целом €вл€етс€ низкой, т.е. когда электрическое сопротивление €вл€етс€ более низким, внутреннее сопротивление газодиффузионного электрода может быть понижено.  роме того, так как первоначальное водоотталкивающее свойство €вл€етс€ высоким, требуетс€ продолжительное врем€ дл€ того, чтобы электролит проник даже если электрод разрушаетс€ с течением времени, что может обеспечить продолжительное врем€ жизни электрода.
 роме того, так как распределение размера частиц €вл€етс€ узким и степень фторировани€ однородной, по€вление п€тна, там где проникает электролит, возникает в электроде с трудом, и, таким образом, устойчивое межфазное состо€ние газ/жидкость/твердое вещество трех слоев может поддерживатьс€ в течение продолжительного времени. “аким образом, может быть получена батаре€, имеюща€ малый сверхпотенциал и продолжительное врем€ жизни.
√азодиффузионный электрод €вл€етс€ особенно полезным в качестве топливного электрода и кислородного электрода дл€ топливного элемента на основе фосфорной кислоты, что иллюстрируетс€ на чертеже, где 1 представл€ет собой матрицу, котора€ выступает в роли матрицы, сохран€ющей электролит, и изготовлена, например, из композитного материала фторсодержащей смолы и SiC; 2 представл€ет cобой трубу, через которую проходит подогрета€ среда и изготовленную из нержавеющей стали, котора€ предохран€етс€ от коррозии фторсодержащей смолой; 3 представл€ет собой собирающую пластину, из которой отводитс€ электрический ток; 4 и 5 представл€ют собой топливный и кислородный электрод соответственно, где газодиффузионный электрод изготавливают из фторуглеродных частиц, если примен€ют насто€щее изобретение.
Ѕолее конкретно, топливный элемент имеет двухслойную структуру, состо€щую из электродного каталитического сло€, который обеспечивает электродное реакционное поле путем образовани€ тройного межфазного сло€ и газодиффузионного сло€, в котором равномерно течет водород или топливный газ к электродному каталитическому слою.
Ёлектродный каталитический слой получают, использу€ композитный материал, который содержит по крайней мере фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€, фторсодержащую смолу в качестве св€зующего, углеродную сажу в качестве носител€ катализатора и платину в качестве катализатора. ѕри приготовлении композитного материала электродный катализатор, имеющий, кроме того, хорошие характеристики, может быть получен с помощью машины с улучшенной ударной поверхностью или с помощью высокоскоростного перемешиваемого смесител€ /сухого типа/.
√азодиффузионный слой получают, использу€ углеродную бумагу, которую подвергают обработке дл€ водоотталкивани€. ¬ качестве водоотталкивающей обработки наиболее предпочтительно используют обработку фтором, и до обработки фтором, если необходимо, соответствующа€ окислительна€ обработка или модификаци€ паром может быть выполнена.
√азодиффузионный электрод насто€щего изобретени€ €вл€етс€ полезным также в качестве воздушного электрода дл€ воздушной батареи. —реди воздушных батарей, одна из которых имеет цинковый анод, называют воздушно-цинковую батарею. Ёту батарею широко используют дл€ слухового протеза и легкого джипа, потому что она дешева€, имеет высокую энергетическую плотность и малое содержание вредных веществ. ¬оздушно-цинкова€ батаре€ включает цинковый анод, в качестве катода газодиффузионный электрод, который в качестве катодного активного материала использует кислород воздуха и в качестве электролита концентрированный водный раствор щелочи.  роме того, дл€ того чтобы изготовить батарею закрытого типа, используют водоотталкивающую мембрану дл€ предотвращени€ утечки электролита наружу и подают равномерно кислород воздуха в батарею. ѕрактически используют пористую мембрану политетрафторэтилена и изучают различные кислородпроницаемые мембраны. Ќекоторые из кислородпроницаемых мембран €вл€ютс€ хорошими по проницаемости кислорода, но плохими по водоотталкиванию. ƒл€ улучшени€ водоотталкивани€ полезно примен€ть кислородпроницаемые мембраны, к которым добавл€ют фторуглеродные частицы.
ќдна из проблем воздушно-цинковых батарей состоит в том, что ее характеристики €вл€ютс€ плохими при высокой нагрузке. ј именно, так как используют воздух, имеющий низкое содержание кислорода, то при получении большого тока дл€ газодиффузионного электрода требуетс€ превосходна€ газопроницаемость. √азодиффузионный электрод насто€щего изобретени€ имеет превосходную газопроницаемость и €вл€етс€ особенно полезным в качестве воздушного электрода в воздушно-цинковой батарее.
¬ качестве газодиффузионного электрода дл€ воздушно-цинковой батареи может быть использован такой же электрод, как и дл€ топливного элемента на основе фосфорной кислоты, и дл€ эффективного использовани€ кислорода воздуха при комнатной температуре, может быть изменен катализатор. Ќапример, газодиффузионный электрод, включающий композитный материал, получают из фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€, катализатора марганцовистых кислот и активного углерода и св€зующего, такого как ѕ“FЁ.
Ќасто€щее изобретение, кроме того, относитс€ к щелочной батарее, включающей в качестве анода водородпоглощающий сплав, поверхность которого обрабатывают фторуглеродными частицами.
ўелочна€ батаре€, имеюща€ в качестве анода водородпоглощающий сплав, имеет более высокую плотность энергии, чем ранее известные щелочные батареи никелькадмиевого типа и широко используетс€ в качестве источника potable видеомагнитофона или переносного компьютера. “ак как щелочна€ батаре€ с водородпоглащающим сплавом имеет высокую энергетическую плотность, Ёто делает возможным разр€дку в течение более продолжительного времени при одноразовой зар€дке, по сравнению с ранее известной батареей никелькадмиевого типа. ќднако по прежнему остаетс€ проблема, св€занна€ с тем, что быстрое свойство зар€жатьс€ и продолжительно цикла зар€дки-разр€дки не сравнимы с этими параметрами дл€ известных ранее батарей никель-кадмиевого типа.
–ассматрива€ эти проблемы, была проведена оптимизаци€ композиции водородпоглощающего сплава и попытки проведени€ различных типов обработки поверхности. Ќапример, JP-A-139255/1987 предлагает обработку поверхности дисперсией фторсодержащей смолы. ¬ соответствии с этой обработкой образуютс€ три межфазных сло€ газ/жидкость/твердое вещество, обеспечивающие поверхность электрода из водородпоглощающего сплава с водоотталкивающим свойством, при котором часть генерированного быстрой зар€дкой кислорода может быть уменьшена электрохимически.
ѕоэтому быстрые зар€дные характеристики могут быть улучшены и может быть замедленно увеличение внутреннего давлени€ батареи при сверхзар€дке. ќднако, когда дисперсию фторсодержащей смолы выдерживают в контакте с атомным водородом или кислородом в концентрированном щелочном электролите, водоотталкивающее свойство не может устойчиво поддерживатьс€ в течение продолжительного времени. “ак как фторсодержаща€ смола не €вл€етс€ электрически провод€щей, внутреннее сопротивление электрода становитс€ больше, что €вл€етс€ результатом снижени€ характеристик батареи. —огласно фторуглеродным частицам насто€щего изобретени€ все вышеуказанные проблемы могут быть решены сразу. ј именно, так как фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ обладают более высоким водоотталкивающим свойством, чем обычные фторсодержащие смолы, и превосходной химической стабильностью, такой же эффект как и у обычных фторсодержащих смол может быть получен при меньших количествах и эффект может поддерживатьс€ в течение продолжительного времени, кроме того, так как проводимость также €вл€етс€ превосходной, внутреннее сопротивление батареи не увеличиваетс€, тем самым может быть обеспечена батаре€, имеюща€ малый сверхпотенциал.
“ак как фторуглеродные частицы, использованные в насто€щем изобретении, имеют однородный размер частиц, нет необходимости измен€ть поэтапность фторировани€ и, таким образом, реакци€ может быть выполнена за короткое врем€ при относительно высокой температуре дл€ превращени€ во фторуглерод. ¬ результате центральна€ часть углеродной частицы €вл€етс€ менее фторированной и только поверхность углеродной частицы €вл€етс€ высокофторированной. “ак как центральна€ часть €вл€етс€ менее фторированной, как объ€снено выше, разрушени€ частицы не происходит. “аким образом, фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ поддерживают узкое распределение размера частиц и сферическую форму исходных углеродных частиц.  роме того, может быть уменьшено количество фтора дл€ фторировани€.
‘торуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют низкий истинный удельный вес и не вли€ют на присущие свойства, которыми обладали известные ранее фторуглеродные частицы, такие как водоотталкивающее свойство, маслоотталкивающее свойство, неадгезивное свойство и смазывающее свойство.
Ќасто€щее изобретение объ€сн€етс€ с помощью примеров, но не ограничиваетс€ этими примерами.
¬ примерах истинный удельный вес измер€ли пикнометрическим методом с этанолом. ƒругие параметры, т.е. среднечисленный размер частиц, распределение их по размеру и степень сферичности, измер€ли методами, описанными выше детально.
ƒиспергируемость измер€ли добавлением 1 мл неионного поверхностно-активного вещества /Triton X, получаемого из Rohm Haas Company/ к 100 мл дистиллированной воды и, кроме того, добавлением 10 г фторуглеродных частиц, перемешиванием в течение 10 минут со скоростью 13.000 об/мин гомогенизатором /Nippon Kabushiki Kausha/, вылива€ полученную дисперсию в трубку дл€ испытаний, позвол€€ оставатьс€ в течение 6 часов и затем наблюда€ невооруженным глазом. —осто€ние, при котором поддерживаетс€ диспергированное состо€ние, представл€етс€ 0 и состо€ние, при котором наблюдаетс€ четкое разделение на два сло€, т.е. недостаточный слой и осевший слой, представл€етс€ X.
ѕример 1
10 г мезоуглеродных микрогранул /MC/, подвергнутых термообработке при 2800oC /MCMB-6-28, получаемых из Osaka Gas Co. Ltd; среднечисленный размер частицы: 6 мкм; распределение размера частиц: частицы, имеющие размер от 4,8 мкм до 7,2 мкм, составили 70% всех частиц; степень сферичности: 0,8, истинный удельный вес: 2,1/, были распределены в виде тонкого сло€ на никелевой пластине и помещены в реактор /емкостью 1,5 л/. ѕосле замены воздуха азотом в реакторе, поддержива€ ток азота при скорости потока 1 л/минуту, поднимают температуру вплоть до температуры фторировани€ 400oC и поддерживают в течение 1 часа. «атем газообразный фтор разбавл€ют 10 объемными % азота, подава€ со скоростью потока 1 л/мин, и фторируют углеродные частицы в течение 0,5 часа. ѕосле окончани€ фторировани€ фторуглеродные частицы немедленно охлаждают до комнатной температуры, в то же врем€ поддержива€ ток азота при скорости потока 1 л/мин, и затем фторуглеродные частицы вынимают.
»змер€ют величину F/C частицы в целом и величину F/C на поверхности частицы, полученных фторуглеродных частиц и кажда€ величины была равна 0,01 и 0,57. —реднечисленный размер частицы был 6 мкм и распределение размера частиц было таково, что частицы от 6,8 мкм до 7,2 мкм составл€ли 70% всех частиц, и степень сферичности была 0,8. »стинный удельный вес был 2,1 и была хороша€ диспергируемость.
ѕримеры 2 - 6
»спользованием тех же самых углеродных частиц как в примере 1, проводили фторирование таким же образом, как в примере 1, в услови€х, показанных в таблице 1. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/c на поверхности, полученных фторуглеродных частиц, таким же образом, как и в случае примера 1, показаны в таблице 1, соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц и степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость показаны в таблице 1.
ѕример 7
100 г термического углерода с маркой среднетермического /MT/ /Sevacarb MT-Cl, получаемого из Columbian Carbon Xapan Ltd: среднечисленный размер частиц: 0,35 мкм, распределение размера частиц: 60% частиц, имеющих размер частицы от 0,28 до 0,42 мкм: степень сферичности: 1,0, истинный удельный вес: 1,8 /фторировали таким же образом, как в примере 1, в услови€х показанных в таблице 1/. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, проводимых таким же образом как в примере 1, показаны в таблице 1 соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц, степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость также показаны в таблице 1.
ѕример 8
ѕровод€т фторирование таким же образом, как в примере 7, за исключением того, что врем€ реакции было 1 час. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, проведенного таким же образом, как в примере 1, показаны в таблице 1, соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц, степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость также показаны в таблице 1.
—равнительный пример 1
»спользу€ те же углеродные частицы, как в примере 1, фторирование провод€т таким же образом, как в примере 1 в услови€х, показанных в таблице 1. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, проведенного таким же образом как в примере 1, показаны в таблице 1, соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц, степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость также показаны в таблице 1.
—равнительный пример 2
10 г тех же углеродных частиц, как в примере 7, однородно распредел€ют на никелевой пластине и помещают в реактор /monel/. ѕосле замещени€ воздуха газообразным азотом температуру поднимают от комнатной температуры до 400oC со скоростью 2,5 об/мин с применением газообразного фтора разбавленного азотом до 10 объемных %, поддерживают температуру около 30 часов и затем провод€т фторирование. ѕосле окончани€ фторировани€ фторуглеродные частицы извлекают таким же образом, как в примере 1. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, проведенного таким же образом, как в примере 1, показаны в таблице 1, соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц, степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость также показаны в таблице 1.
—равнительный пример 3
ѕровод€т фторирование таким же образом, как в сравнительном примере 2, за исключением того, что температуру поднимают со скоростью 2,5 град/минуту и врем€ удерживани€ составл€ет 4 часа. –езультаты измерени€ величины F/C в целом и величины F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, проведенного таким же образом, как в примере 1, показаны в таблице 1, соответственно. —реднечисленный размер частиц, распределение размера частиц, степень сферичности, истинный удельный вес и диспергируемость также приведены в таблице 1.
ѕоверхность фторуглеродных частиц сравнительного примера 1 была зерниста€ /pine - corn/
ѕоверхность фторуглеродных частиц сравнительного примера 2 была подобна воздушной кукурузе /poped corn/ и наблюдались также разломы.
–аспределение размера частиц: процент частиц, имеющих такой диаметр, при котором распределение размера частиц, находитс€ в области среднечисленного размера частиц ±20%.
ѕример 9
100 весовых частей полистирольной смолы /Vicorastic ƒ-135 /торгова€ марка, получаемой из Shell Standart Oil Co. Ltd./, 5 весовых частей Viales 155 /торговое название, получаемой из Columbia Ribbon 80 Manufacturing Co Ltd./ и 5 весовых частей Oilblack BW /зарегистрированное торговое название, получаемой из Orient Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha/ и 1 весовую часть фторуглеродных частиц, полученных в примере 7, перемешивают с помощью шаровой мельницы и замешивают, пульверизуют и затем раздел€ют дл€ получени€ тонера, имеющего средний размер частицы 9 мкм.   100 весовым част€м частиц тонера добавл€ют при перемешивании 1 весовую часть фторуглеродных частиц, полученных в примере 7 дл€ получени€ тонера насто€щего изобретени€.
2,5 весовых части тонера смешивают с 100 весовыми част€ми носител€, у которого поверхность сферического ферритного €дра покрыта фторированной метакрилатной смолой, представленной формулой

дл€ получени€ про€вл€ющего агента дл€ электростатического копировани€.
Ќепрерывные тесты копировани€ провод€т с 50000 листов бумаги, использу€ электростатическую копирующую машину, оборудованную органическим фотопровод€щим фоточувствительным слоем. ‘оточувствительный слой имеет отрицательно зар€женную двухслойную структуру состо€щую из антронового пигмента в качестве вещества, генерирующего электрон фоточувствительного сло€, и производного карбозола дл€ переноса электрона. ¬ результате изучают степень адгезии тонера к поверхности фоточувствительного сло€, тонер едва адгезирует к поверхности и после 50000 копий фотокопи€ не про€вл€етс€ и по€вл€ютс€ черные полосы и вс€кие последующие изображени€, обусловленные остающимс€ на фоточувствительном слое тонером.  роме того, после копировани€ 50000 листов, когда состо€ние адгезии тонера к поверхности носител€ изучают с помощью сканирующего электронного микроскопа, тонер едва адгезирует. ¬еличина зар€да, которую измер€ют согласно продувочному способу /blow-off method/ /снижают на около 2% от первоначальной величины зар€да.
ѕример 10
ѕро€вл€ющий агент дл€ электростатического копировани€ получают таким же способом как в примере 9, за исключением того, что используют фторуглеродные частицы, полученные в примере 8, и провод€т непрерывные тесты по копированию. ¬ результате в процессе копировани€ не возникает проблем, как в случае примера 9.
ѕример 11
ѕро€вл€ющий агент дл€ электростатического копировани€ получают таким же способом как в примере 9, за исключением того, что используют фторуглеродные частицы, полученные в сравнительном примере 2.  огда исследуют поверхность фоточувствительного сло€ после копировани€ 50000 страниц, наблюдают эффект адгезировани€ значительного количества тонера и на фотокопии наблюдаетс€ большое количество п€тен в виде черных полосатых стрипов.
 роме того, после копировани€ 5000 страниц, когда исследуют состо€ние адгезии тонера к поверхности носител€ с помощью электронного сканирующего микроскопа, то тонер адгезирует в большом количестве. ¬еличина зар€да, измеренна€ согласно продувочному способу, снижаетс€ на около 20% от первоначальной величины зар€да.
ѕример 12
30 весовых частей фторуглеродных частиц, полученных в примере 3, 70 весовых частей полимера /A/, представленного формулой

в виде смолы и 4,000 вес. частей сферического носител€ €дра феррита /F - 150, получаемого из Pow der Tec Co. Ltd, средний размер частицы 80 мкм/ смешивают и перемешивают при температуре 80oC с помощью высокоскоростного смесител€ дл€ получени€ носител€, у которого поверхность €дра обрабатывают путем покрыти€.
ѕример 13
Ќоситель готов€т таким же образом, как в примере 12, за исключением того, что используют 30 весовых частей фторуглеродных частиц, полученных в примере 5.
ѕример 14
Ќоситель готов€т таким же образом, как в примере 11, за исключением того, что в качестве кроющей смолы используют 70 весовых частей сополимера винилиденфторида-тетрафторэтилена /отношение компонентов при сополимеризации 80 : 20 мольн.%/, с первичным размером частицы 0,15 мкм и вторичным размером частицы 4 мкм.
ѕример 15
Ќоситель готов€т таким же образом, как в примере 12, за исключением того, что используют 30 весовых частей фторуглеродных частиц, полученных в примере 6, и в виде кроющей смолы используют сополимер метилметакрилата-стирола /отношение компонентов при сополимеризации 70 : 30 вес.%/ первичный средний размер частицы: 0,10 мкм, вторичный средний размер частицы: 3 мкм.
ѕример 16
1,5 весовых частей фторуглеродных частиц, полученных в примере 3 и 3,5 весовых части той же смолы /A/, как в примере 12, перемешивают со 100 весовыми част€ми метилэтилкетона.
“о же €дро носител€, как в примере 12, покрывают кроющим веществом с помощью аппарата с псевдоожиженным слоем дл€ получени€ носител€.
—равнительный пример 4
Ќоситель получают таким же способом, как в примере 12, за исключением того, что используют 30 весовых частей фторуглеродных частиц, полученных в сравнительном примере 1.
ѕример 17
100 весовых частей носител€, полученного в примере 12, смешивают с 2,5 весовыми част€ми тонера, имеющего средний размер частицы 8 мкм, который включает смесь 100 весовых частей полистирольной смолы /Vicorastic D-135, получаемой из Shell Standard Oil Co Lrd/, 5 весовых частей Viales 155 /получаемого из Columbia Ribbu 8i Manufacturing Co. Ltd/ и 5 весовых частей Oil Black BW /получаемой из Orient KagaKu Kogyo Kabushiki Kaisha/ дл€ получени€ про€вл€ющего агента дл€ электростатической копирующей машины.
ѕоследующие испытани€ провод€т с 50000 листов бумаги с использованием электростатической копирующей машины, котора€ оборудована органическим фотопровод€щим фоточувствительным слоем. ‘оточувствительный слой имеет отрицательно зар€женную двухслойную структуру, состо€щую из антронового пигмента в качестве электроосаждаемого генерирующего вещества фоточувствительного сло€ и производного карбозола в качестве электроосаждаемого вещества дл€ транспорта электронов. –езультаты показаны в таблице 2.
¬ таблице 2 "величина зар€да" представл€ет величину зар€да на 1 г тонера, измеренную согласно известному способу, с продувкой, и "количество покрытого вещества" представл€ет весовой процент кроющего вещества, полученный удалением тонера согласно способу с продувкой, растворением покрывающей смолы ацетоном /в этот момент фторуглеродные частицы также удал€ютс€ из €дра носител€/ и выпариванием ацетона.
ѕримеры 18, 19 и 20 и сравнительный пример 5
ѕро€вл€ющий агент готов€т таким же образом, как в примере 17, за исключением того, что используют носители, полученные в примерах 13, 14 и 15 и сравнительном примере 4 вместо носител€, полученного в примере 12 /соответственно, соответствует примерам 18, 19 и 20 и сравнительному примеру 5/ и провод€т непрерывное копирование.
–езультаты также показаны в таблице 2.
ѕример 21
100 весовых частей стирол-бутилметакрилатного /7 : 30/ сополимера, 10 весовых частей углеродной сажи /Regul 66R, получаемой из Cabot Co., Ltd/ и 3,5 весовых части низкомолекул€рного полипропилена /Viscol 66 R, получаемого из Sanyo Kasci Kogyo Co. Ltd/ смешивают с помощью шаровой мельницы и замешивают, пульверизуют и затем раздел€ют дл€ получени€ тонера, имеющего средний размер частицы 9 мкм.
2,5 весовых части полученного тонера и 100 весовых частей носител€, полученного в примере 15, смешивают дл€ получени€ про€вл€ющего агента дл€ электростатической копирующей машины.
«атем провод€т испытани€ на непрерывное копирование с 50000 листов, использу€ электростатическую копирующую машину, оборудованную фоточувствительным слоем, содержащим Se.
–езультаты также показаны в таблице 2.
ѕример 22
¬ качестве электрически провод€щего стержн€ используют алюминиевый валик /⊘ 50 мм/ и поверхность валки валика предварительно зачищают пескоструйной обработкой.
  порошку смолы PFA /средний размер частицы 35 мкм, сферическа€ частица/ при перемешивании добавл€ют фторуглеродные частицы, полученные в примере 7 в количестве 1 вес. % и перемешивают. ѕоверхность валика покрывают смешанным порошком с толщиной 40 мкм в соответствии с электростатическим порошкообразным способом покрыти€ и затем плав€т и спекают в течение 20 минут в электрической печи при 380oC.
¬алик устанавливают в фиксирующую часть копирующей машины и изображение отрицательно зар€женного тонера, который получают согласно электростатическому способу копировани€ /тонера, в основном содержащего стирол-акриловую смолу и имеющего средний размер частицы 14 мкм и величину зар€да -10 до 12 мк—/г/, фиксируют на поверхности валика при температуре 180oC. Ќаблюдаетс€ по€вление отслоени€. —лучай, когда не происходит никакого отслоени€, представл€ют /0/ и случай, когда имеет место даже небольшое отслоение, представл€ют /X/.
ƒл€ того чтобы оценить наличие электростатического отслоени€, оценивают также изображение положительно зар€женного тонера /тонер, в основном содержащего стирол-акриловую смолу и имеющего средний размер частицы 14 мкм и величину зар€да +10 до 12 мк—/√/.
 роме того, дл€ того чтобы оценить продолжительность и абразивное сопротивление провод€т испытание как дл€ фиксирующего валика, так и дл€ испытани€ проходов бумаги с 50000 листов размера A4. Ќаличие отслоени€ наблюдают через каждые 10000 листов бумаги и после прохождени€ 50000 листов абразивное сопротивление оценивают из уменьшени€ толщины смолы на поверхности валика. –езультаты вышеуказанных оценок показаны в таблице 3.
ѕримеры 23 - 26
ѕровод€т те же самые оценки как в примере 22, за исключением того, что добавленное количество фторуглеродных частиц измен€етс€ до 5, 10, 20 и 30 вес.%, которое соответствует примерам 23, 24, 25 и 26 соответственно.
–езультаты также показаны в таблице 3.
—равнительные примеры 6 - 10
‘иксирующий валик изготовл€ют таким же образом, как и в примерах 22 - 26, за исключением того, что фторуглеродные частицы замен€ют фторуглеродными частицами, полученными в сравнительном примере 1 в каждом случае. –езультаты показаны в таблице 4.
ясно, что при использовании обычного фторуглерода возникают те же проблемы, что и при использовании обычного фторуглерода дл€ положительно зар€женного тонера, т. е. имеет место электростатическое отслоение, потому что фторуглерод не обладает электрической проводимостью.
—равнительные примеры 11 - 15
‘иксирующий валик изготавливают таким же образом как в примерах 22 - 26, за исключением того, что используют нефторированный термический углерод /Sevacarb MTCl, получаемый из Columbian Carbon Co. Ltd/ как он есть вместо фторуглеродных частиц. –езультаты показаны в таблице 5.
ясно, что добавление углерода ингибирует неадгезивное свойство PFA и поэтому не оказывает никакого вли€ни€ по отношению к положительно зар€женному тонеру и отрицательно зар€женному тонеру.
»з вышеупом€нутых результатов, €сно, что использу€ фторуглерод насто€щего изобретени€ в каждом случае положительно зар€женного тонера и отрицательно зар€женного тонера, €вление предотвращени€ отслоени€ может быть поддержано в течение продолжительного времени.
ѕримеры 27 - 31
50 г типичной электрически провод€щей углеродной сажи, т.е. Ketjen Black /коммерческое название, получаемой из Ketjen Black International Co Ltd., средний размер частицы: 0,03 мкм/ фторируют таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что врем€ реакции выдерживают 1 час.
¬ результате измер€€ величину F/C в целом и величину F/C на поверхности полученных фторуглеродных частиц, таким же образом как в примере 1, получают величину F/C в целом равную 0,09 и величину F/C на поверхности равную 0,69.
ќценку фиксирующего валика, использующего полученные фторуглеродные частицы, проводили таким же образом, как в примерах 22 - 25. –езультаты показаны в таблице 6.
ѕолученные фторуглеродные частицы показывают более превосходную электрическую проводимость, чем фторуглерод примера 7, который представл€л фторированную термическую сажу, и поэтому €сно, что износоустойчивость к положительно зар€женному тонеру €вл€етс€ более превосходной.
—равнительные примеры 16 - 20
‘иксирующий валик готов€т таким же образом, как в примерах 27 - 31, за исключением того, что нефторированную Ketjen Black EC используют вместо фторуглеродных частиц и оценку провод€т таким же образом. –езультаты показаны в таблице 7.
’от€ электрическа€ проводимость образца лучше, чем у термической сажи, неадгезивное свойство уменьшаетс€ по сравнению с примерами 11 - 15.
ѕримеры 32 - 36
¬ примерах 27 - 31 смешивают только порошкообразный PFA и фторуглеродные частицы. ¬ примерах 32 - 36 порошкообразный PFA и фторуглеродные частицы обрабатывают в течение 10 минут с помощью гибридизатора /NHS-O типа, получаемого из Nara Kikai Seisakusho Kabushiki kaisha/ при условии периферийной скорости 80 м/сек дл€ получени€ композитного порошка и затем провод€т порошковое покрытие, использу€ композитный порошок.
–езультаты показаны в таблице 8.
–езультаты показывают более превосходные свойства по сравнению со свойством, полученным в примерах 7 - 31. ѕредполагают, что причина заключаетс€ в том, что перемешивание фторуглеродных частиц и PFA проводитс€ чрезвычайно эффективно даже по данным микроскопических наблюдений и поэтому электростатическое покрытие провод€т однородно.
ѕример 37
120 г ацетиленовой сажи /Denka Black, получаемой из Denki Kagaku Kogyo Kobuchiki Kaisha коммерческа€ марка/ фторируют таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что врем€ реакции составл€ло 2 часа дл€ получени€ фторуглеродных частиц, имеющих степень фторировани€ в целом 0,18, степень фторировани€ на поверхности 0,92 и средний размер частицы 0,042 мкм.
ѕолученные фторуглеродные частицы диспергируют и смешивают с 30 вес. част€ми политетрафторэтилена /polyflon Dispersion D-3, получаемого из Daikin Industries Ltd. , торгова€ марка/, 2000 вес.частей поверхностно-активного вещества Triton X-100, 10% водный раствор/ и 40 вес. част€ми ацетиленовой сажи, обработанной HNO3 с помощью ультразвукового гомогенизатора /частота 38 к√ц, вращение 1200 об/мин/. ƒобавл€ют 8,4 части весовых H2PtCl6 и перемешивают и смесь сушат лиофильным способом /температура -70oC до 80oC/. ѕолученный порошок нагревают при 300oC в течение 2 часов в атмосфере водорода и удал€ют поверхностно-активное вещество, затем в порошок добавл€ют 4 вес. части тонкоизмельченных платиновых частиц.
«атем полученный платинусодержащий порошок помещают в пресс, к нему добавл€ют 70 вес. частей вышеупом€нутых фторуглеродных частиц и 30 весовых частей политетрафторэтилена и подвергают гор€чему прессованию при 380oC и давлении 600 кг/см2 в течение 3 секунд без перемешивани€ дл€ получени€ реакционного сло€ газодиффузионного электрода площадью 100 см2 толщиной 0,5 мм. —войства газодиффузионного электрода показаны в таблице 9.
—равнительный пример 21
√азодиффузионный электрод готов€т таким же образом, как в примере 37, за исключением того, что используют необработанную ацетиленовую сажу вместо фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. —войства газодиффузионного электрода также показаны в таблице 9.
—равнительный пример 22
—месь 30 вес.частей винилхлоридной смолы /Denka Vinyl SS-119S, получаемой из Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, коммерческое название/, 100 вес. частей ацетиленовой сажи и 180 вес. частей воды гранулируют с помощью перемешивающей гранулирующей машины и сушат. √ранул€т подвергают обработке в печи в атмосфере азота при температуре, поддерживаемой при 1300oC, и рассеивают в течение 1 часа до получени€ 109 вес. частей углеродного порошка. √азодиффузионный электрод готов€т таким же образом, как в примере 37, за исключением того, что используют полученный углеродный порошок вместо фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. ≈го свойства также показаны в таблице 9.
—равнительный пример 23
√азодиффузионный электрод готов€т таким же образом, как в примере 37, за исключением того, что используют фторуглерод, описанный в сравнительном примере 2, вместо фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. ≈го свойства также показаны в таблице 9.
—равнительный пример 24
12 грамм графитового порошка /SG P-25, получаемого из Kabushiki Kaisha SEc, коммерческое название, средний размер частицы 25 мкм/ помещают в реактор под давлением /monel/. ѕосле снижени€ давлени€ не ниже чем до 10 ѕa ввод€т 8,0 г газообразного фтора и реактор герметизируют. ѕоднимают температуру от комнатной до 400oC со скоростью 5 град/мин и поддерживают при 400oC в течение 1 часа, позвол€ют охладитьс€. ѕосле замены воздуха в реакторе азотом продукт выгружают. —тепень фторировани€ продукта в целом составл€ла 0,19. √азодиффузионный электрод готов€т таким же образом, как в примере 37, за исключением того, что используют полученный фторуглерод вместо фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. ≈го свойства также показаны в таблице 9.
’от€ удельное электрическое сопротивление в сравнительном примере 21 €вл€етс€ достаточной величиной, газопроницаемость недостаточна, потому что тер€етс€ водоотталкивающее свойство.
¬ сравнительном примере 22 оба свойства /водоотталкивающее и удельное электрическое сопротивление/ улучшаютс€ потому, что кристаллы графита в частицах углеродной сажи вырастают больше, чем в частицах сравнительного примера 21. ќднако водоотталкивающее свойство €вл€етс€ недостаточным по сравнению с фторуглеродными частицами насто€щего изобретени€ и поэтому получают только небольшое улучшение газопроницаемости.  роме того, следует подчеркнуть проблему, св€занную с ростом графитовых кристаллов, сопротивлением окислению и коррозионной устойчивостью к электролитному раствору, котора€ становитс€ гораздо хуже.
¬ сравнительном примере 23 наблюдаетс€ сверхгазопроницаемость из-за превосходного водоотталкивающего свойства фторуглерода. ќднако фторуглерод €вл€етс€ электрическим изол€тором и поэтому удельное сопротивление становитс€ больше.
¬ сравнительном примере 24 такое превосходное водоотталкивающее свойство фторуглерод полностью не про€вл€ет и газопроницаемость хуже по сравнению с величиной, полученной в сравнительном примере 23. ”дельное электрическое сопротивление выше по сравнению с величиной, полученной в сравнительном примере 23, из-за электрической проводимости, но хуже по сравнению с величинами в сравнительных примерах 21 и 22.
¬ примере 37 газопроницаемость равна газопроницаемости в сравнительном примере 23 и удельное электрическое сопротивление равно удельному электрическому сопротивлению в сравнительном примере 21. »х характеристики поддерживаютс€ в течение продолжительного времени и можно утверждать, что газодиффузионный электрод обладает сверххарактеристиками по сравнению с этими величинами дл€ электрода в сравнительных примерах 21 и 24.
ѕример 38
”глеродную бумагу, обработанную дл€ придани€ водоотталкивающего свойства /получаема€ из Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki s Kaisha/ продавливают и адгезируют на газодиффузионный электрод примера 37 и полученный электрод используют в качестве топливного электрода и кислородного электрода дл€ получени€ фосфатного топливного элемента, имеющего конструкцию показанную на чертеже, где: 1 относитс€ к матрице 95% Sic и 5% PTFE с 55 вес. част€ми фосфорной кислоты дл€ погружени€; 2 относитс€ к трубе дл€ прохождени€ нагревающей среды; 3 относитс€ к сборной пластине; 4 относитс€ к топливному электроду газодиффузионного электрода насто€щего изобретени€ и 5 относитс€ к кислородному электроду. “олщина единицы €чейки 6 мм, в качестве топливного газа используют водород и затем измер€ют характеристику плотности тока - потенциала электрода, когда зар€жают при посто€нном токе при температуре 190oC. –езультаты показаны в таблице 10.
—равнительные примеры 25 - 28
“опливные элементы готов€т таким же образом, как в примере 38, за исключением того, что используют газодиффузионные электроды сравнительных примеров 21, 22, 23 и 24 вместо газодиффузионного электрода примера 37, и они были соответственно представлены как сравнительные примеры 25, 26, 27 и 28. –езультаты также показаны в таблице 10.
’арактеристика плотность тока - напр€жение €чейки топливного элемента зависит от обоих факторов удельного электрического сопротивлени€ и газопроницаемости газодиффузионного электрода. ј именно, если удельное электрическое сопротивление €вл€етс€ высоким, так как плотность тока увеличиваетс€, процент понижени€ напр€жени€ становитс€ больше согласно закону ќма.  огда газопроницаемость низка€, так как плотность тока увеличиваетс€, происходит дополнительное расходование газа за счет затухани€ электродной реакции, поэтому имеет место €вление, заключающеес€ в том, что если удельна€ плотность тока превышает определенный уровень, то напр€жение в €чейке неожиданно понижаетс€.
»з приведенного выше пон€тно, что напр€жение элемента при операции с высокой нагрузкой, а именно при напр€жении €чейки 400 мј/см2, в таблице 10 €вл€етс€ индикатором дл€ сравнени€ характеристики топливного элемента. “аблица 10 показывает, что топливный элемент, использующий фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€, показывает самое высокое напр€жение €чейки и имеет самые превосходные характеристики. ѕричина заключаетс€ в том, что фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ обладают высокой электрической проводимостью и высоким водоотталкивающим свойством и поэтому получают газодиффузионный электрод, имеющий малое удельное электрическое сопротивление и высокую газопроницаемость.  роме того, эти превосходные свойства могут сохран€тьс€ продолжительное врем€ без разрушени€ и поэтому разработка и стоимость дл€ поддержани€ таких электродобменников может быть чрезвычайно исключительной.
ѕример 39
√азодиффузионный электрод примера 37 прессуют и прикрепл€ют путем адгезии к никелевой головке, полученный электрод используют в качестве воздушного электрода. 4 N-водный раствор гидроокиси натри€ используют в качестве электролитного раствора и используют достаточно большую цинковую пластину в качестве анода, котора€ не расходуетс€ в процессе оценки. “аким образом получают воздушно-цинковую батарею.
ѕолученную батарею подвергают непрерывной разр€дке с нагрузкой 75 ќм в атмосфере 60% pH при температуре 20oC и измер€ют врем€ /врем€ жизни/ до конечного падени€ напр€жени€ ниже 0,9 ¬. –езультаты показаны в таблице 11.
—равнительные примеры 29 - 32
¬оздушно-цинковые батареи получают таким же образом в примере 39 за исключением того, что газодиффузионные электроды сравнительных примеров 21, 22, 23 и 24 используют вместо газодиффузионного электрода примера 37 и они соответственно представлены как сравнительные примеры 29, 30, 31 и 32. –езультаты так же показаны в таблице 11.
–оль газодиффузионного электрода в воздушно-цинковой батареи €вл€етс€ такой же, как в топливной €чейки, и поэтому характеристики воздушно-цинковой батареи соответствуют таковым характеристикам топливной €чейки на основе фосфорной кислоты в примере 38, и сравнительных примерах 29 - 32, в основном представл€€ степень пол€ризации большой нагрузке, потому что в качестве анода используют достаточно большую цинковую пластину.
 ак €сно из таблицы 11, воздушно-цинкова€ батаре€, в которой используют фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€, показывает сверхвысокое врем€ жизни. ћожно сказать, что фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ обладают высокой электрической проводимостью и высоким водоотталкивающим свойством и газодиффузионный электрод, обладающий превосходными свойствами, при большой нагрузке может быть получен.
ѕример 40
30 вес. частей тех же фторуглеродных частиц, которые используют в примере 37, диспергируют в 100 вес. част€х поверхностно-активного вещества /Toriton x-100, 10%-ный водный раствор/ с помощью ультразвукового гомогенизатора.
 аждый из металлов лантан /La/, никель/Ni/, кобальт /Co/ и марганец /Mn/, чистота которых была не ниже 99,5%, и Mischmetal /ћм/, который содержал редкоземельные элементы в количестве не менее 98%, взвешивают таким образом, чтобы композици€ сплава была La0,2Mm0,8·Ni3,6Co1,0Mn0,4 и однородность сплава получалась с помощью нагревани€ в высокочастотной печи. —плав в расплавленном состо€нии капают на пластину, котора€ вращаетс€ с высокой скоростью 20000 об/мин в атмосфере инертного газа до получени€ сферического порошкообразного сплава, поглощающего водород и имеющего средний размер частицы 60 мкм. «атем порошок иммерсируют в водный раствор гидроокиси кали€ /удельный вес: 1,30/ при 80oC в течение 6 часов, промывают и сушат.
  100 г порошка добавл€ют 25 г 2 вес.% водного раствора поливинилового спирта и замешивают до пасты. ¬спененный пористый никелевый стержень, имеющий пористость 95 - 96%, однородно наполн€ют пастой и сушат. «атем примен€ют давление 500 кг/см2 и приваривают никелевый контакт точечной сваркой. ѕолученную частицу иммерсируют в вышеупом€нутую дисперсию фторуглеродных частиц дл€ получени€ анода. ¬ качестве катода используют известный вспененный металл, обладающий избыточной электрической емкостью, который наполн€ют гидроокисью никел€. ¬ качестве раствора электролита используют водный раствор гидроокиси кали€, имеющий удельный вес 1,20, в котором раствор€ют гидроокись лити€ в количестве 30 г/л. ¬ качестве сепаратора используют сульфированное нетканое полипропиленовое волокно. јнод, катод и сепаратор закручивают в виде воронки и помещают в контейнер €чейки C размера. «аливают раствор электролита и контейнер запечатывают дл€ приготовлени€ никель/водородной аккумул€торной батареи 3000 мј.
јккумул€торную батарею зар€жают при посто€нной температуре 20oC с зар€жающим током 300 мј в течение 15 часов в первом цикле зар€дки с зар€жающим током 600 мј в течение 7,5 часов во 2-5 циклах зар€дки и с зар€жающим током 100 мј в течение 4,5 часов и после 6 цикла зар€дки. –азр€дку провод€т при 600 мј до окончательного падени€ напр€жени€ до 0,9 ¬ и определ€ют цикл времени жизни батареи.  роме того, открывают низ батареи, в него погружают сенсор давлени€ и измер€ют внутреннее давление батареи. –езультаты показаны в таблице 12.
—равнительный пример 23
Ќикель/водородную аккумул€торную батарею получают и испытывают таким же образом, как в примере 40, за исключением того, что используют политетрафторэтиленовую дисперсию /Polyflon Dispersion D-1, получаемую из Daikin Industries Ltd. , промышленное название/ вместо дисперсии фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. –езультаты также показаны в таблице 12
—равнительный пример 34
Ќикельводородную аккумул€торную батарею готов€т и испытывают таким же образом, как в примере 40, за исключением того, что фторуглеродные частицы сравнительного примера 2 используют вместо фторуглеродных частиц насто€щего изобретени€. –езультаты также приведены в таблице 12.
¬ сравнительном примере 33 пик внутреннего давлени€ при 10-м цикле зар€дки €вл€етс€ самым высоким, потому что водоотталкивающее свойство фторсодержащей смолы хуже по сравнению с фторуглеродом и степень разрушени€ при 100-м цикле зар€дки также удивительна€, потому что фторсодержаща€ смола хуже по своей стабильности.
¬ сравнительном примере 34 - так как межфазное состо€ние трех слоев может устойчиво существовать в течение продолжительного времени вследствие превосходного водоотталкивающего свойства и химической стабильности фторуглерода - увеличение внутреннего давлени€ €вл€етс€ ограниченным в течение продолжительного времени и, таким образом, цикл времени жизни становитс€ больше, чем в сравнительном примере 33.
¬ примере 40 хот€ при 10-м цикле зар€дки нет существенного отличи€ от сравнительного примера 34, где используют полностью фторированный фторуглерод - падение напр€жени€ при разр€дке было медленным из-за малого внутреннего сопротивлени€ батареи. ¬ результате цикл времени жизни становитс€ длиннее, что указывает на пригодность насто€щего изобретени€.
ѕромышленна€ применимость
“ак как фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ имеют низкую величину F/C в целом и высокую величину F/C на поверхности, низкий удельный вес и узкое распределение частиц по размеру, частицы обладают превосходной диспергируемостью и текучестью порошка, а также контролируемой проводимостью и характеристиками зар€дки. Ќапример, диспергируемость композитных материалов, таких как смолы, каучуки и смазки, €вл€етс€ превосходной.  роме того, так как поверхностна€ площадь €вл€етс€ высокофторированной по сравнению с внутренней частью, частицы имеют свойство, присущее обычному фторуглероду, такое как водоотталкивание, маслоотталкивание, неадгезивное свойство и смазывающее свойство.  роме того, так как фторуглеродные частицы насто€щего изобретени€ содержат меньшее количество фтора, частицы могут быть получены с более низкой стоимостью, чем ранее известные фторуглеродные частицы. ћогут быть получены также различные композитные материалы.
“ак как добавка к тонеру €вл€етс€ превосходной по текучести порошка и может быть хорошо диспергирована в тонере, возможно сэкономить количество тонера, который адгезируют на поверхность носител€ и дл€ улучшени€ очистки тонера, который остаетс€ на поверхности фоточувствительного сло€.
≈сли использовать добавку к покрытию дл€ носител€, абразивное сопротивление и отработка тонера €вл€ютс€ превосходными и изменение величины зар€да €вл€етс€ узким.  роме того, так как форма частицы €вл€етс€ сферической и однородной и распределение размера частиц €вл€етс€ узким, адгези€ к носителю €вл€етс€ хорошей и, таким образом, частицы не разрушаютс€ и не будут отслаиватьс€ от носител€ при износе.
ќтносительно фиксирующего валика, оба параметра - электростатическое отслоение и тепловое отслоение - не имеют места и эти эффекты могут поддерживатьс€ в течение продолжительного времени.
“ак как газодиффузионный электрод насто€щего изобретени€ обладает превосходной газопроницаемостью и имеет низкое внутреннее сопротивление, характеристики при высокой плотности тока €вл€ютс€ особенно превосходными.  роме того, электрод имеет продолжительное врем€ жизни из-за его превосходного сопротивлени€ окислению и коррозионной устойчивости.
“опливна€ €чейка на основе фосфорной кислоты насто€щего изобретени€ имеет меньшее снижение напр€жени€ €чейки при работе с высокой нагрузкой и имеет продолжительное врем€ жизни.
¬оздушна€ батаре€ насто€щего изобретени€ имеет превосходные характеристики при работе с высокой нагрузкой и меньше разрушаетс€ даже, когда используетс€ в течение продолжительного времени.
ўелочна€ аккумул€торна€ батаре€ насто€щего изобретени€ €вл€етс€ превосходной при быстрой зар€дке и имеет продолжительное врем€ жизни цикла зар€дка - разр€дка.
‘ормула изобретени€: 1. ‘торуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что среднечисленный размер частицы составл€ет 0,01 - 50 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц находитс€ в области среднечисленного размера частиц ± 20% до по крайней мере 50% всего количества частиц, истинный удельный вес равен 1,7 - 2,5, если представить атомное отношение фтора к углероду в виде величины F/C, то величина F/C частицы в целом равна 0,001 - 0,5, а величина F/C на поверхности частицы всегда больше величины F/C в целом и равна 0,1 - 2,0.
2. „астицы по п. 1, отличающиес€ тем, что величина F/C в целом равна 0,001 - 0,3 и величина F/C на поверхности равна 0,3 - 2,0.
3. „астицы по п. 1, отличающиес€ тем, что величина F/C в целом равна 0,001 - 0,2 и величина F/C на поверхности равна 0,3 - 2,0.
4. „астицы по пп.1, 2 или 3, отличающиес€ тем, что степень их сферичности равна 0,8 - 1,0.
5. —пособ получени€ фторуглеродных частиц по пп.1 - 4, заключающийс€ в том, что предварительно нагревают углеродные частицы, в которых среднечисленный размер частиц равен 0,01 - 50 мкм и содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение частиц находитс€ в области среднечисленного размера частиц ± 20% до по крайней мере 50% всех частиц, до 350 - 600oC, ввод€т газообразный фтор и фторуглеродные частицы взаимодействуют с газообразным фтором при температуре в указанной области.
6. ¬одо- и маслоотталкивающие средства, включающие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
7. јгенты неклейкости, включающие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
8. “вердые смазки, включающие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
9. јгенты дл€ придани€ электрической проводимости, включающие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
10. ƒобавки к тонеру дл€ про€влени€ электростатического изображени€, включающие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы, в которых среднечисленный размер частицы составл€ет 0,01 - 10 мкм, содержание частиц, имеющих такой диаметр, таково, что распределение размера частиц находитс€ в области среднечисленного размера частицы ± 20% до по крайней мере 50% всего количества частиц, истинный удельный вес равен 1,7 - 2,5, величина F/C частицы в целом равна 0,001 - 0,3 и величина F/C на поверхности частицы всегда больше, чем величина F/C в целом, и равна 0,1 - 2,0.
11. ƒобавки к тонеру по п.10, отличающиес€ тем, что среднечисленный размер частицы равен 0,1 - 10 мкм.
12. ƒобавки к тонеру по п.10 или 11, отличающиес€ тем, что величина F/C в целом равна 0,001 - 0,2 и величина F/C на поверхности равна 0,3 - 2,0.
13. ƒобавки к тонеру по пп.10, 11 или 12, отличающиес€ тем, что степень сферичности равна 0,8 - 1,0.
14. ƒобавки дл€ покрыти€ носител€ дл€ про€влени€ электростатического изображени€, содержащие фторуглеродные частицы, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
15. ƒобавки дл€ покрыти€ носител€ по п.14, отличающиес€ тем, что среднечисленный размер частицы равен 0,1 - 50 мкм.
16.  омпозитные материалы, включающие матрицу, в которой диспергированы частицы, отличающиес€ тем, что в качестве матрицы они содержат смолы, каучуки, металлы, керамику, микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродную сажу, пек, деготь, масла, органические растворители, воду или водные растворы, а в качестве частиц - фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
17.  омпозитные материалы по п.16, отличающиес€ тем, что фторуглеродные частицы диспергированы в твердых смолах, каучуках, металлах, керамике или микрочастицах мезоуглерода, игольчатом коксе, углеродной саже, пеке, дегте.
18.  омпозитные материалы по п.16, отличающиес€ тем, что фторуглеродные частицы диспергированы в жидких маслах, органических растворител€х, воде или водных растворах.
19.  омпозитные материалы по пп.16 - 18, отличающиес€ тем, что они наход€тс€ в форме пленки, краски, смазки, тонера, носител€ или плакирующего раствора.
20. ‘иксирующие валики, отличающиес€ тем, что они покрыты композитным материалом в форме, где фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4 диспергированы в смолах или каучуках, или в форме пленки или покрыти€, изготовленного из композитных материалов.
21. “онкоизмельченные композитные частицы, включающие €дро и покрытие из фторированного углерода, отличающиес€ тем, что в качестве €дра они содержат частицы смол, каучуков, металлов, керамики, микрочастицы мезоуглерода, игольчатый кокс, углеродную сажу, пек, деготь, а в качестве покрыти€ из фторированного углерода - фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4.
22. „астицы по п.21, получаемые ударным смешением или смешением с помощью машины, регулируемой ударной поверхностью или высокоскоростного смесител€ (сухой способ).
23. —пособ изготовлени€ фиксирующих валиков, заключающийс€ в электроосаждении тонкоизмельченных композитных частиц по п.21 или 22 и после этого термообработке дл€ получени€ покрыти€.
24. √азодиффузионные электроды, включающие фторуглерод, отличающиес€ тем, что они содержат фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4 или композитные материалы по пп.16, 17, 21 или 22 в виде сло€ на поверхности электрода.
25. “опливный элемент на основе фосфорной кислоты, включающий газодиффузионный электрод, отличающийс€ тем, что он содержит газодиффузионный электрод по п.24.
26. ¬оздушные батареи, включающие газодиффузионный электрод, отличающиес€ тем, что они содержат газодиффузионный электрод по п.24.
27. ўелочные аккумул€торные батареи, в которых анод изготовлен с использованием фторуглерода, отличающиес€ тем, что в качестве фторуглерода использованы фторуглеродные частицы по пп.1, 2, 3 или 4 или композитные материалы по пп.16, 17, 21 или 22.
ѕриоритет по пунктам:
06.11.92 - по пп.1 - 23;
21.01.93 - по пп.24 - 27.