JP2000169641A

JP2000169641A - ゴム組成物

Info

Publication number: JP2000169641A
Application number: JP35057698A
Authority: JP
Inventors: Kaname Fujimaki; 要藤巻; Nobutoshi Kobayashi; 伸敏小林; Hidekatsu Gotou; 秀且後藤
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-20
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP4042237B2

Abstract

(57)【要約】【課題】カーボンブラックを多量に配合しても、粘度
の上昇が抑制され、加工性良く電磁波シールド材や導電
ゴム部品を製造することができるゴム組成物を提供する
こと。【解決手段】（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重
合ゴム１００重量部、（ｂ）比表面積１０〜５０ｍ²／
ｇ、ＤＢＰ吸油量１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのカー
ボンブラック５０〜１７５重量部、および（ｃ）炭素繊
維１〜５０重量部を含有するゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エチレン−オレフ
ィン系共重合ゴム、特定のカーボンブラック、および炭
素繊維を主成分とし、電磁波シールド材や導電ゴム部品
の製造に好適に用いられるゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からポリマーに導電性付与材を含有
させ、導電材、電磁波シールド材を製造する方法は知ら
れている。導電性付与材として、金属粉、金属繊維、カ
ーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、導電処理さ
れた様々な粉体等が挙げられる。なかでも、加工性、経
済性、経時安定性の高さなどからカーボンブラックが多
用されている。このような導電性を付与させるカーボン
ブラックとしてアセチレンブラック、ケッチェンブラッ
クが主に用いられている。しかしながら、これらのカー
ボンブラックを配合した系では高い導電性を得ようと多
量に配合すると粘度が高くなり、加工性が著しく低下す
る問題がある。また、より高い導電性を得ようとしても
カーボンブラックの配合量に物理的上限があり、得られ
る体積抵抗率に限界がある等の問題がある。また、金属
フレーク、金属ファイバー等の金属類を多量に添加する
と、加工段階でこれらが粉化したり、細切れが発生した
りする他、成形加工機のスクリュー、バレルが消耗する
などの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、カー
ボンブラックを多量に配合しても、粘度の上昇が抑制さ
れ、加工性良く電磁波シールド材や導電ゴム部品を製造
することができるゴム組成物を提供することにある。

【０００４】本発明によれば下記ゴム組成物が提供され
て、本発明の上記目的が達成される。（１）（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴム１
００重量部、（ｂ）比表面積２５〜５０ｍ²／ｇ、ＤＢ
Ｐ吸油量１００〜１５０ｍｌ／１００ｇの導電性カーボ
ンブラック５０〜１７５重量部、および（ｃ）炭素繊維
１〜５０重量部を含有することを特徴とするゴム組成
物。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴムとして
は、エチレンとα−オレフィン、好ましくは炭素数３〜
２０のα−オレフィンとの共重合ゴム、およびこれらと
非共役ジエンとの共重合ゴムが挙げられる。上記α−オ
レフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキ
セン、１−オクテン、１−デセンなどを挙げることがで
きる。また、非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジ
エン、メチレンノルボーネン、メチルテトラヒドロイン
デン、５−エチリデンノルボーネン、１，４−ヘキサジ
エン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル
−１，６−オクタジエンなどを挙げることができる。
（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴムの中で
も、エチレン−プロピレン共重合ゴム、エチレン−１−
ブテン共重合ゴム、エチレン−１−オクテン共重合ゴ
ム、エチレン−プロピレン−５−エチリデンノルボルネ
ン共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタ
ジエン共重合ゴム、エチレン−１−ブテン−５−エチリ
デンノルボルネン共重合ゴム、エチレン−１−ブテン−
ジシクロペンタジエン共重合ゴムなど好ましい。特に、
エチレン−プロピレン共重合ゴム、エチレン−１−ブタ
ジエン共重合ゴムが好ましい。

【０００６】（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合
ゴムは、エチレン含有量が１０〜９０重量％、特には２
０〜７０重量％、ヨウ素価が０〜４０、特には０〜３０
のものが好ましい。また、ムーニー粘度（ＭＬ1+4,100
℃）が５〜４００、特には５〜２００のものが好まし
い。（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴムは、
１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用すること
ができる。

【０００７】（ｂ）成分であるカーボンブラックは、Ｂ
ＥＴ法により窒素吸着量から算出された比表面積が１０
〜５０ｍ²／ｇ、好ましくは２５〜４０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ
（ジブチルフタレート）吸油量が１００〜１５０ｍｌ／
１００ｇ、好ましくは１２０〜１４５ｍｌ／１００ｇの
導電性カーボンブラックである。また、カーボンブラッ
クの平均粒径は、好ましくは４０〜６５μｍ、より好ま
しくは４０〜６０μｍである。このような導電性カーボ
ンブラックを用いることにより、加工性に優れたゴム組
成物を得ることができる。上記物性を充足する導電性カ
ーボンブラックは市販されており、例えば三菱化学
（株）製のダイヤブラック＃３０３０Ｂなどを使用する
ことができる。

【０００８】（ｃ）成分である炭素繊維は、特に制限さ
れないが、ＰＡＮ法やピッチ法で製造されたものが好ま
しく使用される。また、炭素繊維の断面の形状は特に制
限はなく、円相当径で１〜１０μｍ、特には４〜８μｍ
のものが好ましい。また、炭素繊維の長さは、０．１〜
２０ｍｍ、特には０．５〜１０ｍｍが好ましい。本発明
のゴム組成物に上記（ｂ）カーボンブラック成分と上記
（ｃ）炭素繊維成分とを併用することにより、（ｃ）カ
ーボンブラックを多量に配合しても、混練の際、組成物
の粘度上昇が低く抑えられて、加工性に優れた組成物が
得られるという顕著な効果が発現する。

【０００９】上記（ｂ）カーボンブラック成分は、
（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴム１００重
量部当たり、５０〜１７５重量部、好ましくは７５〜１
７５重量部配合される。また、上記（ｃ）炭素繊維成分
は、（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴム１０
０重量部当たり、１〜５０重量部、好ましくは５〜５０
重量部配合される。（ｂ）成分および（ｃ）成分の配合
量が上記範囲であることにより、本発明のゴム組成物か
ら高導電性の加硫物が成形性良好に製造することができ
る。

【００１０】本発明のゴム組成物には、（ａ）エチレン
−α−オレフィン系共重合ゴム以外のゴム成分、例えば
スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレン
ゴム、ポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴムなどのゴム成分を、本発明
の目的の達成を損なわない範囲で、配合することができ
る。また、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオ
レフィン樹脂なども同様に配合することができる。しか
しながら、本発明のゴム組成物に含有される全ポリマー
成分の５０％以上、特には６０％以上を（ａ）エチレン
−α−オレフィン系共重合ゴムが占めることが好まし
い。また、（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合ゴ
ムとその他のゴムや熱可塑性エラストマーなどのポリマ
ーとの混合物であっても、予めポリマー製造段階で、共
重合や重合溶液の混合などのブレンドにより得られ、か
つエチレン−α−オレフィン系共重合ゴムがポリマー全
体の５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上を占め
ているものであれば、本発明の（ａ）エチレン−α−オ
レフィン系共重合ゴムを含有するポリマーとして好まし
く配合することができる。

【００１１】本発明のゴム組成物には、（ｂ）カーボン
ブラックと（ｃ）炭素繊維と共に、その他の充填剤、例
えばシリカ、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ムなどの充填剤を必要に応じて配合することができる。
この場合、その配合量は、本発明のゴム成分の合計量１
００重量部に対して、０〜重量部であることが好ま
しい。

【００１２】加硫は、（ａ）エチレン−α−オレフィン
系共重合ゴムがジエン成分を含まない場合は、有機過酸
化物が用いられ、（ａ）エチレン−α−オレフィン系共
重合ゴムがジエン成分を含む場合は、有機加硫促進剤と
硫黄を用いて行われる。これらの加硫のための加硫剤な
どの配合量は、得ようとする特性や加硫作業条件により
異なるが、有機過酸化物の場合、（ａ）エチレン−α−
オレフィン系共重合ゴム１００重量部当たり、０．１〜
１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部であり、有機
加硫促進剤の場合、総量で０．１〜１５重量部、好まし
くは０．１〜１０重量部であり、硫黄の場合、０．１〜
１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部である。な
お、架橋剤、加硫剤類を用いず放射線で架橋させても差
支えなく、また、チウラム系促進剤やジモルフォリンな
どを主剤とする加硫方法や無硫黄加硫方法を用いてもよ
い。また、その他のゴムとブレンド使用される場合は、
適宜これら架橋剤,加硫剤などの種類、配合量を調整し
て加硫することができる。

【００１３】本発明のゴム組成物は、（ａ）、（ｂ）お
よび（ｃ）成分、その他必要に応じて配合される添加剤
などをバンバリーミキサーなどの混練機を使用して７０
〜１８０℃の温度で混練し、得られた混合物を冷却後、
さらに過酸化物などの架橋剤、硫黄などの加硫剤および
加硫促進剤などをバンバリーミキサーやミキシングロー
ルを用いて配合して調製され、所定の形状に成形後、１
４０〜１８０℃の温度で加硫して、任意形状の加硫ゴ
ム、即ちゴム製品が製造される。また、本発明のゴム組
成物は、射出成形した後、金型内で加熱、加硫してゴム
製品とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例
に限定されるものではない。尚、以下の文中における
「部」は全て「重量部」を示すものとする。実施例およ
び比較例中の各種評価は、次のようにして行った。（１）ムーニー粘度（ＭＬ1+4,100℃）ＪＩＳＫ６３００に準じ、Ｌローター、予熱１分、ロ
ーター作動時間４分、温度１００℃で測定した。（２）カーボンブラックの平均粒子径透過型電子顕微鏡を用いて測定した。（３）カーボンブラックの窒素吸着比表面積ＡＳＴＭＤ３０３７に準じて測定した。（４）カーボンブラックのＤＢＰ吸油量ＪＩＳＫ６２２１に準じて測定した。

【００１５】（５）加工性（ｉ）バンバリーミキサーのトルクの上昇を監視し、下
記の如くに評価した。 ○：混練中、トルクの上昇が認められない。 ×：混練中、トルクの上昇が認められる。（ii）ロールからシート状にした未加硫のサンプルの外
観を評価した。〇：表面が滑らかである。 ×：表面が荒れている。（６）物性試験（引張試験）ＪＩＳＫ６３０１に従い測定した。

【００１６】（７）電磁波シールド性電界波１００ＭＨｚの電磁波シールド性を測定した。テ
スターは（株）アドバンテスト製「ＥＭＣ測定器Ｒ３３
６１Ｄ」を用いた。（８）体積抵抗（電気抵抗）定電流印加法による電圧値測定からの抵抗値を計算する
方法で行った。テスターとしては（株）アドバンテスト
製「デジタルマルチメーターＲ６８７１Ｅ」を用いた。

【００１７】実施例および比較例の配合配合処方に用い
た各成分は、以下の通りである。（ａ）成分（ａ−１）：エチレン−プロピレン−５−エチリデン−
２−ノルボルネン共重合ゴム（ＪＳＲ（株）製、商品
名：ＪＳＲＥＰ２１、エチレン含量６０．４重量％、
ムーニー粘度３８、ヨウ素価１９）（ｂ）成分下記表１に示すカーボンブラックを用いた。カーボンブ
ラック（ｂ−１）は、三菱化学（株）製（商品名：ダイ
ヤブラック＃３０３０Ｂ）、カーボンブラック（ｂ−
２）は、東海カーボン（株）製（商品名：トーカブラッ
ク＃５５００）、カーボンブラック（ｂ−３）はケッチ
ェン・ブラック・インターナショナル（株）製（商品
名：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ）を用いた。こ
れらのカーボンブラックの特性値を下記表１にまとめて
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】（ｃ）成分（ｃ−１）：東邦レーヨン（株）製炭素繊維、商品
名：ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６−ＳＲＳ

【００２０】また、各実施例および比較例において、上
記（ａ）、（ｂ）および（ｃ）成分以外の成分として、
下記成分を下記量配合した。配合量は、上記（ａ−１）
成分の配合量を１００重量部としての値（重量部）であ
る。パラフィン系オイル（注１）８０亜鉛華５ステアリン酸１加硫促進剤ＴＳ（注２）１．５加硫促進剤Ｍ（注３）０．５粉末硫黄１．５（注１）富士興産（株）製フッコールプロセスＰ−４
００（注２）テトラメチルチウラムモノスルフィド（注３）メルカプトベンゾチアゾール

【００２１】（実施例１〜４）下記表２に示した処方に
従って（ａ）成分を８０℃の１．６Ｌバンバリーミキサ
ーで１分間素練りを行った後、（ｂ）成分、（ｃ）成
分、上記パラフィン系オイル、亜鉛華およびステアリン
酸を配合し２分間混練りを行った。取り出したコンパウ
ンドを１０インチ二本ロールでシート状にした。ムーニ
ー粘度の測定は、このシート状コンパウンドを室温で丸
１日放置した後、行った。１日放置前の上記シート状コ
ンパウンドに６インチ二本ロールで加硫促進剤および粉
末硫黄を配合し、切り返しなどの均一分散操作を充分に
行った後、シート状にした。次に、このシート状コンパ
ウンドから縦、横各々１５０ｍｍのシートを切り出し、
２ｍｍ厚の金型で１６０℃、３０分の条件でプレス加硫
し、取り出した後、すぐ水冷した。冷却したゴムシート
の水分を取り、標準状態に２４時間放置した後、引張試
験、電磁波シールド性、体積抵抗の試験を行った。ま
た、上記加硫促進剤および粉末硫黄が配合されたコンパ
ウンドについて、射出成形、加硫を行い、得られた加硫
物の外観を観察した。その結果を表２に示した。表２に
示された結果から、実施例で調製されたゴム組成物は、
粘度が低く、加工性に優れ、その加硫シートの電気抵抗
が低く、電磁波シールド性に優れたものであることが明
らかである。

【００２２】（比較例１〜３）表３に示した処方で、実
施例と同様にして評価を行った。結果を表３に示した。
表３に示された結果から、本発明で特定された比表面積
の条件を充足しないカーボンブラック、即ち比表面積の
大きいカーボンブラック（ｂ−２）、（ｂ−３）を用
い、炭素繊維を用いない場合、調製されたゴム組成物
は、粘度が高く、加工性に劣ることが明らかである。

【００２３】（比較例４〜６）表３に示した処方で、実
施例と同様にして評価を行った。表３に示された比較例
４、５の結果から、本発明で特定された比表面積の条件
を充足するカーボンブラック（ｂ−１）を用いても、炭
素繊維を配合しない場合、調製されたゴム組成物は粘度
が低く、加工性に優れているが、体積抵抗が大きく、電
磁波シールド性に劣ることが明らかである。比較例６
は、本発明で特定された比表面積の条件を充足しない比
表面積の大きいカーボンブラック（ｂ−２）を配合し、
炭素繊維を配合した例であるが、調製されたゴム組成物
の体積抵抗、電磁シールド性が良好であるが、粘度が高
く、加工性に劣ることが明らかである。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【発明の効果】本発明のゴム組成物は、カーボンブラッ
クを多量に配合しても、粘度の上昇が抑制され、加工性
良く、導電性および電磁波シールド性に優れた加硫物が
得られる。従って、本発明のゴム組成物は、電子部品、
自動車部品、建材などの用途において、電磁波シールド
材、導電ゴム部材を製造するのに好適に使用される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エチレン−α−オレフィン系共重合
ゴム１００重量部、（ｂ）比表面積１０〜５０ｍ²／
ｇ、ＤＢＰ吸油量１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのカー
ボンブラック５０〜１７５重量部、および（ｃ）炭素繊
維１〜５０重量部を含有することを特徴とするゴム組成
物。