JPS62283140A

JPS62283140A - 導電性ゴム組成物の製造法

Info

Publication number: JPS62283140A
Application number: JP12487286A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamada; 直樹山田; Yasuyori Sasaki; 康順佐々木
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-09
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH0798876B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、導電性ゴム組成物に関する。更に詳しくは、
ゴム本来の特徴的性質を損なわせることなく、高導電性
を付与し得るゴム組成物に関する。

〔従来の技術〕

高導電性ゴムを得るためには、ゴムに導電性粒子を充填
し、そこに電気の導通路を形成せしめる必要がある。こ
の導電性粒子としては、導電性カーボンブラック、カー
ボン繊維、金属粒子、全屈繊維などが一般に用いられて
いる。しかしながら。

これらの導電性粒子を用いて高導電性ゴムを作ると、次
のような欠点がみられる。

（１）ゴムの硬度が高くなりまた伸びも低くなるので、
ゴム状弾性が低くなる。

（２）ゴムと導電性粒子との密着力（接着力）が低く、
従って両者の界面からクラックが発生しやすく、そのた
めゴムの破断強度が低くなったり、使用中の導電性の変
化がみれるようになる。

（３）金属粉末充填ゴムでは、比重が著しく大きくなり
、比較的軽いというゴムの特徴が失われるようになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、ゴム本来の特徴的な性質であるゴム状弾
性を実質的に損なわせることなく、高導電性を付与し得
るゴム組成物を求めて種々検討した結果、導電性粒子を
特定の割合で高分子物質に一旦配合し、得られた粒子状
導電性組成物をゴム配合物に特定割合で充填することに
より、かかる課題が効果的に解決されることを見出した
。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は導電性ゴム組成物に係り、この導電性ゴム組
成物は、いずれも百分率が体積分率で、溶融温度１６０
℃以上または架橋性官能基を有する高分子物質３３〜９
０％および導電性粒子６７〜１０％の混合物を粉砕して
得られた粒子状導電性組成物を、ゴム配合物約２０〜９
０％に対し約８０〜１０％の割合で充填してなる。

高分子物質として、溶融温度が１６０℃以上のものある
いは架橋性官能基を有するものが用いられるのは、これ
を導電性粒子と混合した粒子状導電性組成物としてゴム
配合物に分散させ、成形したとき、粒子状組成物の変形
や流動が生じないようにするためである。

溶融温度が１６０℃以上の高分子物質としては、例えば
脂肪族または芳香族のポリアミドまたはポリエステル、
ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ
樹脂硬化物、ポリフッ化ビニリデンなどが用いられる。

また、架橋性官能基を有する高分子物質としては、カル
ボキシル基、エポキシ基、反応性ハロゲン基、水酸基、
アミド基、ジエン基などの架橋性官能基を有する単量体
１例えばアクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリ
レート、アクリルグリシジルエーテル、２−クロルエチ
ルビニルエーテル、モノクロル酢酸ビニル、ヒドロキシ
アルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレ
ート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジビニルベ
ンゼン、ペンタジェンなどの約０．１〜１０モル％と少
なくとも１種のビニル単量体、例えばアルキルアクリレ
ート、アルコキシアルキルアクリレート、塩化ビニリデ
ン、アクリロニトリル、スチレンなどの約９９．９〜９
０モル％との共重合体が挙げられる。また、末端インシ
アネート基を有するポリウレタンプレポリマーなども用
いることができる。

導電性粒子としては、ケッチェンブラック、アセチレン
ブラックなどの導電性カーボンブラック。

ニッケル、銀、金、アルミニウムなどの金属、黄銅繊維
、アルミニウム繊維などの金属繊維、炭素繊維などであ
って、一般には粒径が約４０〜１５０μｍである球状の
ものが用いられる。この範囲内の粒径のものが用いられ
るのは、これ以上の粒径のものでは脱落、剥離が生じ易
く、一方これより小さい粒径のものを用いると、混線お
よび分散に時間がかかり、また加圧時に粒子同士の接触
しなければならない数が非常に多くなり好ましくない。

また、球状粒子が好んで用いられるのは、加圧時の流動
し易さのためである。

これらの高分子物質と導電性粒子とは１体積分上限割合
が６７％とされるのは１球形粒子の最密充填率が６７％
であることに基いており、またその下限割合が１０％と
されるのは、マトリックス中で粒子が連鎖を形成する最
低の充填量を示している。

高分子物質と導電性粒子との混合および粉砕は、ニーダ
−、ロールミルなどの混合手段を用いて混合し、その際
高分子物質の硬化剤、加硫剤などを共存させておき、粉
砕し易い状態、一般には粗砕されたバルク状あるいは好
ましくはシート状などの単純な形状に成形あるいは発泡
成形することにより固化させた状態となし１次いで常温
下あるいはトライアイスなどを用いて十分固化させた状
態とした後、粉砕することにより行われる。粉砕は、得
られる粒子状導電性組成物の粒径が約１〜１５０μｍに
なる追打われる。これより大きい粒径のものを用いると
、ゴム配合物とのマトリックスから脱落したり、剥離し
たりして保持され難くなり、一方小さすぎる粒径のもの
は、導通するための粒子数が非常に多くならなければな
らないことになるので好ましくない。

得られた粒子状導電性組成物は、ゴム配合物に充填され
てマトリックスを形成させる。ゴム配合物としては、任
意のゴムにそれの加硫剤その他の配合剤を配合したもの
を用いることができる。両者の混合は、ロールミル、ニ
ーダ−などを用いて行われるが、その混合割合は体積分
率でゴム配合物約２０〜９０％に対し粒子状導電性組成
物が約８０〜１０％である。

本発明の目的は、変形することにより導電性が大幅に変
化しえるゴムを得ることにあり、そのために絶縁体たる
ゴムのマトリックスに導電体として導電性の粒子を分散
させている。このような導電性ゴム組成物がシート状な
どに成形され、加圧などによって変形したときに導電性
が変化するようになるためには、導電性粒子同士が変形
前には互いに離れており、変形することによって互いに
接触するような粒子間距離でなければならない。

即ち、導電性粒子の充填割合が多すぎると変形前から導
通が生し、−カナなすぎるといくら変形しても粒子同士
が接触せず、導電性が変化しないことになる。かかる観
点から、ゴム配合物と粒子状導電性組成物との混合割合
が上記のように規定される。

なお、用いられる高分子物質および／またはゴムは、軽
量化あるいは粒子の硬度を下げることにより外力に対し
て変形し易くするため、換言すれば導電性粒子の接触面
積を増加させて導電性を良くするために、多孔質体とし
て用いることもできる。

〔作用〕および〔発明の効果〕本発明に係る導電性ゴム組成物は、ゴム硬度が高くなく
しかも高導電性のゴム組成物を与え、その成形品に一定
の電圧をかけて変形させることにより、流れる電流値を
変えることができる。即ち、これを電気回路に組み込み
１回路に一定の電圧をかけておけば、ゴム成形品を変形
させるだけで回路を作動させることができる。従って、
スイッチ。

センサー、コネクターなどの成形品用途に有効に使用す
ることができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

〔導電性粒子組成物の調製〕

Ａ：エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製品エポン８２
８）　４００ａ１１およびケッチェンブラック（比重１
．９０）　１２０ｃ＋７をＩＱのニーダ−で混合した後
、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｍ電化製品アデカハードナＥ
Ｈ５３１）　２００ｃｉを加え、均一に混合した。これ
らの混合物をニーダ−から取り出し、１００℃で１時間
硬化させた後、更にｌ　８０　’Ｃで３時間熱処理した
。得られた導電性組成物の硬化物の体積固有抵抗は、３
Ω・σであった。

Ｂ：ニトリルゴム（グツドリッチ社製品ハイカー１０４
２）　１００部（重量、以下間し）、亜鉛華５部、ステ
アリン酸１部、ＤＯＰｌＳ部、イオウ０．５部、加硫促
進剤ＴＴ　（テトラメチルチウラムジスルフィド）２部
および同ＣＺ（ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアゾ
ールサルフェンアミド）１部の配合組成を有するニトリ
ルゴム配合物６００ｄとケッチェンブラック１４０ｃｍ
とをロールミルで混合し、これを１７０℃で１０分間シ
ート状に加硫成形した後、更に１６０°Ｃで２時間熱処
理した。得られた導電性組成物の加硫シートの体積固有
抵抗は、１８Ω・印であった。

Ｃ：上記Ｂの配合組成に更にＳＲＦカーボンブラック１
５部を配合したニトリルゴム配合物６００ＣＩ＋！およ
びニッケル粉末（粒径３μｍ）３００ｏ＋ｔをロールミ
ルで混合し、これを上記Ｂと同様にしてシート状に加硫
成形した。得られた導電性組成物の加硫シートの体積固
有抵抗は、２Ω・■であった。

Ｄ：ポリエステル系ポリオール（デュポン社製品アジプ
レンし−１００）　１００部、シリコーン（ダウ・コー
ニング社製品ＤＣ−２００）　、　４．４−メチレンビ
ス（２−クロルアニリン）１２部および水０．１部より
なるポリウレタン配合物６００ｃｉとケッチェンブラッ
ク１６０ｃ！ｌｉとをニーダ−で混合し、これを１００
°Ｃで３時間加熱硬化させた。得られた導電性組成物の
硬化物の体積固有抵抗は、９６Ω・国であった。

Ｅ：ポリフェニレンスルフィト４００ａＩ！およびケッ
チェンブラック１２０ｃｉをＩＱのニーダ−で混練した
後、これを空気中に放冷し、固化させた。得られた導電
性組成物の固化物の体°積固有抵抗は、６Ω・国であっ
た。

Ｆ：ニトリルゴム（ハイカー１０４２）　１００部およ
びジクミルペルオキシド２部の配合組成を有するニトリ
ルゴム配合物６００ｄとケッチェンブラック１４０ｄと
をロール−ミルで混合し、これを１８０℃、８分間の条
件下でシート状に加硫成形した。得られた導電性組成物
の加硫シートの体積固有抵抗は、１６Ω・国であった。

上記導電性組成物を、ＡおよびＥについては常温で、ま
たＢ−ＤおよびＦについてはドライアイスで十分冷却し
、ドライアイスと混合した状態で、それぞれ粉砕した。

粉砕して得られた粒子状導電性組成物ａ”ｆ（導電性組
成物Ａ−Ｆに対応）について、粒径範囲、平均粒径およ
び体積固有抵抗をそれぞれ測定し、その結果を次の表１
に示した。

（以下余白）表１鋤目坦毀す貝灼究はｈ亘船醪ｌ魁牝し１ａ　　　１０〜
１００　　　６５　　　　　２０ｂ　　　２０〜ｔｏｏ
　　　　９２　　　　　４６ｃ　　　８０〜１５０　　
　１３０　　　　　２ｄ　　　３０〜９０　　　７３　
　　　　９６６２０〜８０６０６ｆ　　　８０〜１４０　　　１１０　　　　　１６実施
例１上記Ｃで用いられたニトリルゴム配合物５００ｃｊおよ
び粒子状導電性組成物ａ　２６０ａＪをロールミルで混
合、充填し、これを１７０’Ｃで１ａ分間加硫成形した
後、１６０℃で２時間熱処理して、１００　Ｘ　２００
　Ｘ　２ｍの寸法の導電性ゴムシートを得た。

実施例２〜３実施例１において、粒子状導電性組成物としてｂまたは
ｅがいずれも２７Ｑｃｄ用いられた。

比較例上記Ｃの配合組成に更にケッチェンブラック３５部を配
合したニトリルゴム配合物をロールミルで混合、充填し
、これを実施例１と同様にして、シート状に加硫成形し
た。

実施例４〜８エチレン・プロピレン系ゴム（日本合成ゴム製品ＪＳＲ
ＥＰ２２）１００部、ＦＥＦカーボンブラック３０部、
酸化亜鉛５部、プロセスオイル１０部およびジクミルペ
ルオキシド４部の配合組成を有するエチレン・プロピレ
ン系ゴム配合物５００（！Ｉ？と粒子状導電性組成物ａ
、ｂ、ｃ、ｄまたはｆをいずれも２７０ｄ用い、実施例
１と同様にして、シート状に加硫成形した。なお、粒子
状導電性組成物ｆが用いられた実施例８では、導電性ゴ
ム粒子とマトリックスゴムとが共架橋されている。

以上の各実施例および比較例で得られた加硫シートにつ
いて、物性値、体積固有抵抗および加圧時の抵抗変化を
それぞれ測定した。得られた結果は１次の表２に示され
る。

Ｒｏ：加圧前の抵抗（Ω）Ｒ：加圧後の抵抗（Ω）表２一実施例一比較一実旅例一一註ｌ−上１１１土５６７８〔射口硬　　　度（ポイント）　　７３　６２　７５　８０　
６９　５ｇ　　７５　４１　６０引張強さくｋｇｆ／ａ
Ｊ）　　１２０１１５　３５１１０　３５　４５　３２
　２３　６５伸　　　び（Ｘ）　　　　　２５４　２２
０　２６５　１３０　２４０　３５５　２８５　２１０
　３４０〔体積固有抵抗り（ｘｌＯ”Ω・ｃｍ）　　２２０　７８　９．３　６．
１　１３０　６３　４．５　６４０　４２珈旺時の抵抗
変化〕

Claims

【特許請求の範囲】１、いずれも百分率が体積分率で、溶融温度１６０℃以
上または架橋性官能基を有する高分子物質３３〜９０％
および導電性粒子６７〜１０％の混合物を粉砕して得ら
れた粒子状導電性組成物を、ゴム配合物約２０〜９０％
に対し約８０〜１０％の割合で充填してなる導電性ゴム
組成物。２、導電性粒子がケッチェンブラックである特許請求の
範囲第１項記載の導電性ゴム組成物。３、粒子状導電性組成物が約１〜１５０μｍの粒径を有
している特許請求の範囲第１項記載の導電性ゴム組成物
。４、混合物を成形品として成形した後粉砕する特許請求
の範囲第１項記載の導電性ゴム組成物。