JP2002069254A - 過酸化物架橋性ゴム組成物 - Google Patents

過酸化物架橋性ゴム組成物

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flat
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Hiromitsu Yamoto
博光 矢本
Yoshifumi Kojima
好文 小島
Kazuhisa Senda
和久 仙田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池、電解コンデンサまたは電気二重層コン
デンサ用封口板の成形材料などとして好適に用いられる
過酸化物架橋性ゴム組成物であって、ジビニルベンゼン
共重合ブチルゴムが本来有する好ましい性質、特に圧縮
永久歪特性によって示される弾力性をあまり損うことな
く、気体遮蔽性を改善せしめたものを提供する。 【解決手段】 ジビニルベンゼン共重合ブチルゴム100
重量部当り約20〜100重量部の偏平状充填剤を添加した
過酸化物架橋性ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過酸化物架橋性ゴ
ム組成物に関する。更に詳しくは、電池、電解コンデン
サまたは電気二重層コンデンサ用封口板の成形材料など
として有効に用いられる過酸化物架橋性ゴム組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】イソブチレンに約0.5〜2.5モル%程度の
ジエン、一般にはイソプレンを架橋性基として共重合さ
せた共重合体であるブチルゴムは、各種ゴム材料の中で
も高い気体遮蔽性を示し、また電気絶縁性にもすぐれて
いるため、このような性質が求められる各種の用途に用
いられており、例えば電池、電解コンデンサまたは電気
二重層コンデンサ素子を内蔵したケースの開口部に封着
される封口板の成形材料などとしての利用が図られてい
る。
【0003】昨今、自動車電装用途や照明用途などにお
いては、電池またはコンデンサの使用環境が高温化して
いるため、電池またはコンデンサ自体にも耐熱性が求め
られている。また、電池またはコンデンサの寿命を決め
るのは、電池またはコンデンサ内部の電解液がゴム封口
部からガス状で蒸発することによる特性の低下が主な要
因であるが、高温雰囲気下であればある程電解液の蒸発
量が多くなるため、電池またはコンデンサの耐熱化およ
び長寿命化を図る上からも、気体遮蔽性にすぐれた封口
板材料が必要とされる。
【0004】また、ブチルゴムは少量のジエン成分を有
するため、通常のイオウ加硫が可能であり、この他にp-
キノンジオキシム、p,p-ジベンゾイルキノンジオキシム
等を用いたキノイド加硫や臭素化アルキルフェノール-
ホルムアルデヒド樹脂等を用いた樹脂加硫も行われてい
る。しかしながら、イオウ加硫やキノイド加硫では圧縮
永久歪特性が悪く、またイオウ加硫では遊離のイオウ
が、樹脂加硫では遊離のハロゲンが生じ易く、電気絶縁
性を利用した電気部品として用いるには、耐腐食性の点
から不向きである。
【0005】そこで、ブチルゴム分子中に第3成分とし
てジビニルベンゼンを共重合させ、過酸化物架橋を可能
とし、また抽出成分の少ないブチルゴムとして、コンデ
ンサ用封口板の成形材料としての利用が図られている
(特開昭55-158621号公報、同62-276819号公報、特開平2
-181536号公報など)。
【0006】しかしながら、今後さらなる耐熱性を要す
る用途あるいは長寿命化が求められる用途に用いるため
には、ポリマーと加硫剤とを限定して用いるだけでは不
十分であり、さらに気体遮蔽性にすぐれた材料が望まれ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電
池、電解コンデンサまたは電気二重層コンデンサ用封口
板の成形材料などとして好適に用いられる過酸化物架橋
性ゴム組成物であって、ジビニルベンゼン共重合ブチル
ゴムが本来有する好ましい性質、特に圧縮永久歪特性に
よって示される弾力性をあまり損うことなく、気体遮蔽
性を改善せしめたものを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ジビニルベンゼン共重合ブチルゴム100重量部当り約20
〜100重量部の偏平状充填剤を添加した過酸化物架橋性
ゴム組成物によって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】ジビニルベンゼン共重合ブチルゴ
ムとしては、一般にジビニルベンゼンを数モル%程度共
重合させたものが用いられ、実際には市販品、例えばPo
lysar製品XL-10000等をそのまま使用することができ
る。このジビニルベンゼン共重合ブチルゴムは、気体遮
蔽性にすぐれ、極性の電解液に対する膨潤性や溶解性が
少なく、過酸化物架橋が可能である。
【0010】過酸化物架橋に用いられる有機過酸化物と
しては、例えばジ第3ブチルパーオキサイド、ジクミル
パーオキサイド、ジ第3ブチルクミルパーオキサイド、
1,1-ジ(第3ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロ
ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)
ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(第3ブチルパーオキシ)
ヘキシン-3、1,3-ジ(第3ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオ
キシ)ヘキサン、第3ブチルパーオキシベンゾエート、第
3ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、n-ブチ
ル-4,4-ジ(第3ブチルパーオキシ)バレレート等が、ジビ
ニルベンゼン共重合ブチルゴム100重量部当り約0.5〜10
重量部、好ましくは約1〜3重量部の割合で用いられる。
架橋剤として用いられるこれらの有機過酸化物は、金属
への腐食性がみられない。
【0011】ジビニルベンゼン共重合ブチルゴムには、
それの100重量部当り約20〜100重量部、好ましくは約30
〜80重量部の偏平状充填剤が添加され、気体の透過経路
に立体障害を設けることが行われる。偏平状充填剤は、
その添加量を多くする程気体遮蔽性にすぐれる傾向にあ
るが、ゴムに多量の充填剤を添加すると、ゴム中のポリ
マー分率が小さくなり、ゴム本来の弾力性が失われ、特
に圧縮永久歪特性が悪化し、実際に電池またはコンデン
サ用封口板に使用する場合には、封口板とリード線端子
とのシール部での気密性の保持が難しくなる。このよう
な気体遮蔽性と加硫物のゴム物性との兼合いの点から、
このような添加割合の範囲が選択される。
【0012】偏平状充填剤としては、例えばタルク、雲
母粉(マイカ)、セリサイト、グラファイト(黒鉛)、クレ
ー、ガラスフレーク、金属箔等であって、偏平面の平均
粒径が10°〜102μmのオーダーのものが用いられる。
【0013】以上の各成分を必須成分とする過酸化物架
橋性ゴム組成物中には、補強剤、受酸剤、滑剤等が必要
に応じて適宜配合して用いられる。補強剤としては、硬
度の調整作用も含めて、カーボンブラックが用いられ
る。なお、可塑剤については、気体遮蔽性を低下させる
ので、無添加であることが好ましい。
【0014】組成物の調製は、ミキシングロール、バン
バリーミキサ、各種ニーダ等を使用することによって行
われ、調製された組成物は、一般に約100〜200℃で約0.
5〜120分間程度加熱しながら、加圧成形法、射出成形法
などによって加硫成形される。
【0015】
【発明の効果】本発明に係る過酸化物架橋性ゴム組成物
は、ジビニルベンゼン共重合ブチルゴムが本来有する好
ましい性質、特に圧縮永久歪特性によって示される弾力
性をあまり損うことなく、気体遮蔽性を改善せしめてお
り、電気絶縁性、耐電解液性にもすぐれているので、電
池またはコンデンサ用封口板の成形材料などとして好適
に使用することができる。
【0016】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【0017】 実施例1 ジビニルベンゼン共重合ブチルゴム 100 重量部 (Polysar製品XL-10000) FEFカーボンブラック 50 〃 酸化亜鉛(ZnO) 3 〃 ステアリン酸 1 〃 有機過酸化物(日本油脂製品パーヘキサ25B) 2 〃 偏平クレイ(HUBER製品Polyfil DLX;平均粒径約1.3μm) 50 〃 以上の各配合成分の内有機過酸化物を除く各成分をニー
ダ中に一括投入し、15分間混練して排出した後、オープ
ンロールで有機過酸化物を添加してゴム組成物を調製し
た。
【0018】このゴム組成物を、170℃、9.8MPa、10分
間の条件下で、厚さ2mmのシート状に加硫成形し、この
加硫ゴムシートについて、次の各項目の測定を行った。 硬さ:JIS K-6253に準拠 引張強さ、切断時伸び:JIS K-6251に準拠 圧縮永久歪:JIS K-6262に準拠(100℃、70時間) 電解液浸せき試験:JIS K-6258に準拠(110℃のγ-ブチ
ロラクトンに70時間浸せきした後の体積変化率) 気体透過試験:SUS製円筒容器(内径10mm、内容積1.16cm
3)の内部にコンデンサ用電解液として一定量のγ-ブチ
ロラクトンを入れ、円筒容器の上部開口部に加硫ゴムシ
ートを密着して装着させ、全体の重量を秤量する。これ
を、130℃の温風循環式オーブン中に70時間入れた後取
り出し、冷却後の重量を測定し、減量値を気体透過量と
した 耐熱性試験:加硫ゴムシートを150℃の温風循環式オー
ブン中に1000時間入れた後取り出し、クラック発生の有
無を目視で観察
【0019】実施例2 実施例1において、偏平クレイの代りに、同量の偏平タ
ルク(日本ミストロン製品Mistron Vapor;平均粒径6.1
μm)が用いられた。
【0020】実施例3 実施例1において、偏平クレイの代りに、同量の偏平マ
イカ(三信鉱工製品FSN;平均粒径3.6μm)が用いられ
た。
【0021】実施例4 実施例1において、偏平クレイの代りに、同量のグラフ
ァイト(日電カーボン製品Graphite C-1;平均粒径10.7
μm)が用いられた。
【0022】実施例5 実施例1において、偏平クレイ量が30重量部に変更され
た。
【0023】実施例6 実施例1において、偏平クレイ量が80重量部に変更され
た。
【0024】以上の各実施例における測定または評価結
果は、次の表1に示される。 表1 実施例 1 2 3 4 5 6 硬さ(デュロメータA) (ポイント) 71 70 72 70 69 73 引張強さ (MPa) 9.6 9.8 10.4 9.8 11.8 8.4 切断時伸び (%) 260 270 250 280 290 190 圧縮永久歪 (%) 13 12 13 14 10 18 電解液浸せき試験 体積変化率 (%) +4.0 +3.8 +3.8 +3.9 +4.2 +3.6 気体透過試験 重量減少値 (mg) 13.2 12.6 12.4 13.0 14.8 10.9 耐熱性 クラック発生の有無 なし なし なし なし なし なし
【0025】比較例1 実施例1において、偏平クレイが用いられなかった。
【0026】比較例2 実施例1において、偏平クレイが用いられず、FEFカーボ
ンブラック量が100重量部に変更された。
【0027】比較例3 実施例1において、偏平クレイ量が10重量部に変更され
た。
【0028】比較例4 実施例1において、偏平クレイ量が110重量部に変更され
た。
【0029】比較例5 実施例2において、偏平タルク量が10重量部に変更され
た。
【0030】比較例6 実施例2において、偏平タルク量が110重量部に変更され
た。
【0031】比較例7 実施例6において、偏平クレイの代りに、同量の非偏平
クレイ(Vanderbilt社製品DIXIE CLAY)が用いられた。
【0032】比較例8 実施例2において、偏平タルクの代りに、80重量部の非
偏平タルク(浅田製粉製品TALCH)が用いられた。
【0033】以上の各比較例における測定または評価結
果は、次の表2に示される。 表2 比較例 1 2 3 4 5 6 7 8 硬さ(デュロメータA) 65 86 68 76 69 77 74 73 (ポイント) 引張強さ (MPa) 9.0 13.7 9.2 8.2 9.3 8.0 8.6 8.9 切断時伸び (%) 290 190 280 170 280 160 200 210 圧縮永久歪 (%) 7 11 8 22 8 24 19 18 電解液浸せき試験 体積変化率 (%) +4.4 +3.9 +4.3 +3.3 +4.3 +3.2 +3.5 +3.6 気体透過試験 重量減少値 (mg) 20.6 18.2 20.3 9.2 20.0 8.9 17.2 17.6 耐熱性 クラック発生の有無 なし なし なし あり なし あり なし なし
【0034】表1〜2に示された結果から、次のようなこ
とがいえる。 (1)各実施例のものは、偏平状充填剤を添加しない場合
と比較して、引張強さ、圧縮永久歪などの弾性材料とし
ての特性があまり損われずに、気体遮蔽性が大幅に改善
される。 (2)比較例1〜2に示されるように、偏平状充填剤が用い
られない場合には、すぐれた気体遮蔽性が得られない。 (3)比較例3および5に示されるように、規定量以下の偏
平状充填剤が用いられた場合にも、すぐれた気体遮蔽性
が得られない。 (4)比較例4および6に示されるように、規定量以上の偏
平状充填剤が用いられた場合には、気体遮蔽性は改善さ
れるが、加熱劣化によりクラックが発生したり、圧縮永
久歪特性が悪化してゴム弾性が損われるようになり、実
用性に欠けるようになる。 (5)比較例7〜8に示されるように、非偏平状充填剤を用
いた場合には気体遮蔽性に劣り、実用性に欠ける。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙田 和久 神奈川県藤沢市辻堂新町4−3−1 エヌ オーケー株式会社内 Fターム(参考) 4J002 BB181 DA026 DA066 DJ036 DJ046 DJ056 DL006 FA016 FD016 GQ00 5H011 AA10 AA17 GG01 HH03 HH08 HH12 HH19 JJ02 KK02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジビニルベンゼン共重合ブチルゴム100
    重量部当り約20〜100重量部の偏平状充填剤を添加して
    なる過酸化物架橋性ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 電池、電解コンデンサまたは電気二重層
    コンデンサ用封口板の成形材料として用いられる請求項
    1記載の過酸化物架橋性ゴム組成物。
JP2000255517A 2000-08-25 2000-08-25 過酸化物架橋性ゴム組成物 Pending JP2002069254A (ja)

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