JP2008162594A - 導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体および導電性シリコーンゴムコンパウンドの保管方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物の経時的な可塑度の低下、物性の変化を抑制する。
【解決手段】導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容してなる導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体、および、導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容して保管する導電性シリコーンゴムコンパウンドの保管方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性カーボンブラックを含む導電性シリコーンゴムコンパウンドの包装体および保管方法に関する。

電気絶縁性を示すゴム状物質に導電性材料を配合した導電性ゴムは種々知られており、ゴム状物質としての特性と導電性とを利用して各種分野で応用されている。一方、電気絶縁性ゴム状物質の一つであるシリコーンゴムは、耐熱性、耐寒性、耐候性などに優れ、電気絶縁性ゴムとして幅広く利用されているが、他のゴム状物質と同様に導電性材料を添加することで、導電性シリコーンゴムとしても実用化されている。

導電性シリコーンゴムに添加する導電性材料としては、導電性カーボンブラック、導電性金属酸化物、金属粉などが挙げられるが、なかでも、導電性カーボンブラックが、入手が容易で、目的に応じて電気抵抗を任意に調節できることから多用されている。

しかしながら、導電性材料として導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物は、導電性カーボンブラック粒子のシリコーンゴムに対する親和性や分散性などに起因して、体積抵抗率が変化しやすい、高い導電性を得るためにカーボンブラックの配合量を増大させると可塑度が高くなり成形性が低下するなどの問題があった。そこで、かかる問題に対処して、例えば、フェニル基含有有機ケイ素化合物を配合したり、特殊な加硫系を適用するなど、様々な方法が提案され、それぞれ一定の効果を得ている（例えば、特許文献１、２参照。）。

このような中、最近、導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物を、長期間（数ヶ月程度）貯蔵保管しておくと（通常、ポリエチレンなどの袋に入れて保管されている）、予期に反して、可塑度が低下し、成形が困難になったり、あるいは、成形ができても、初期の硬度や体積抵抗率が得られない場合があることが判明し、問題となっている。

すなわち、これまで、導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物は、時間の経過とともに可塑度乃至粘度が上昇すると考えられていたが、導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物を、長期間、特に高温多湿の環境下に保管しておくと、可塑度が低下し、成形が困難になる場合があることが判ってきた。このため、このような長期保存に伴う経時的な可塑度の低下に対する対策が求められてきている。
特公平３−４７６６３号公報 特開平５−２５３９３号公報

本発明は、このような従来技術の課題に対処してなされたもので、導電性カーボンブラックを配合したシリコーンゴム組成物の経時的な可塑度の低下、物性の変化を抑制し、長期に亘って良好な成形性、物性を保持することを可能とする導電性シリコーンゴムコンパウンドの包装体および保管方法を提供することを目的とする。

本発明者は、前記した従来技術の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、長期保存による可塑度の経時的な低下や物性の経時的な変化は、意外なことに雰囲気中の水分に原因があり（この経時変化は雰囲気の湿度が高ければ高いほど大きくなる傾向が観察された。このような事実は、これまでに報告されていない。この経時変化は、雰囲気中の水分がシリコーンゴムコンパウンド中の導電性カーボンブラックの表面に吸着し、導電性カーボンブラックの分散状態などを変化させるからと考えられる。最も意外な点は、アセチレンブラックのような吸湿性が極めて低いことが一般的に知られている導電性カーボンブラックの場合で、雰囲気中の水分の影響を大きく受けて、可塑度の低下や物性の変化が観察されたことである。）、導電性カーボンブラックを配合した導電性シリコーンゴムコンパウンドを気密容器に収容して保管することにより、経時的な可塑度の低下、物性の変化を抑制することができ、その結果、長期にわたって良好な成形性、物性を保持することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の一態様に係る導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体は、導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容してなることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る導電性シリコーンゴムコンパウンドの保管方法は、導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容して保管することを特徴とする。

本発明によれば、導電性カーボンブラックを配合した導電性シリコーンゴムコンパウンドの経時的な可塑度の低下、物性の変化を抑制し、長期にわたって良好な成形性、物性を保持することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本発明において、導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドは、ポリオルガノシロキサンに、導電性カーボンブラックと、必要に応じて配合される各種添加剤（硬化剤を除く）とを添加し、混練したものをいう。

ポリオルガノシロキサンは、平均組成式
Ｒ_ａＳｉＯ_{（４−ａ）／２}
で示され、式中のＲは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基などのアルキル基；シクロヘキシル基などのシクロアルキル基；ビニル基、アリル基、ブタニエル基などのアルケニル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、または、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部をハロゲン原子、アミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、シアノ基などで置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基などから選ばれる同一または異種の非置換または置換の１価の炭化水素基で、ａは１．８〜２．１であり、その平均重合度は１０００以上、いわゆるミラブル型の範疇に入るものであることが好ましい。平均重合度は４０００以上であることがより好ましい。なお、このポリオルガノシロキサンは、分子構造が直鎖状であることが好ましいが、分子中に一部分岐鎖状のものを有していてもよい。

導電性カーボンブラックは、特に制限されるものではなく、例えば、アセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック、コンダクティブチャンネルブラックなど、この種の組成物に一般に使用されているものの中から任意に選択されてよい。アセチレンブラックとしては、デンカブラック（電気化学工業（株）製 商品名）、シャウニガンアセチレンブラック（シャウニガンケミカル社製 商品名）などが例示される。コンダクティブファーネスブラックとしては、コンチネックスＣＦ、コンチネックスＳＣＦ（以上、コンチネンタルカーボン社製 商品名）、バルカンＣ、バルカンＳＣ、バルカンＰ、バルカンＸＣ−７２（以上、キャボット社製 商品名）、旭ＨＳ−５００（旭カーボン（株）製 商品名）などが例示される。コンダクティブチャンネルブラックとしては、コウラックスＬ（デグッサ社製 商品名）などが例示される。また、ファーネスブラックの一種であるケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（以上、ケッチェンブラックインターナショナル社製 商品名）を使用することもできる。これらのなかでも、アセチレンブラック、ケッチェンブラックが、本発明による効果が特に顕著に得られることから好ましい。

この導電性カーボンブラックの配合量は、通常、ベースポリマーのポリオルガノシロキサン１００質量部に対して３〜１５０質量部の範囲である。

必要に応じて配合される添加剤としては、充填剤、顔料、耐熱性向上剤、難燃剤などが例示される。充填剤の具体例としては、例えば、シリカヒドロゲル（含水ケイ酸）、シリカエアロゲル（無水ケイ酸）、煙霧質シリカなどの補強性シリカ、粉砕石英紛、クレイ、炭酸カルシウム、ケイソウ土、ニ酸化チタンなどが挙げられる。また、耐熱性向上剤の具体例としては、酸化鉄、酸化セリウム、水酸化セリウム、オクチル酸鉄などが挙げられる。その他、イソパラフィンなどの飽和脂肪族炭化水素、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド類などの離型剤、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルなどの発泡剤なども配合することができる。

また、導電性カーボンブラックの分散性などを高める目的で配合されるフェニル基含有有機ケイ素化合物や、界面活性剤、加工助剤なども使用可能である。

次に、上記のような導電性シリコーンゴムコンパウンドを収容する気密容器は、導電性シリコーンゴムコンパウンドを気密に収容することができるものであれば、その材質や構造などは特に限定されるものではない。具体的には、例えば、密封可能な、金属もしくは樹脂からなるシート・フィルム、それらを基材とする複合シート・フィルムなどからなる袋状容器、金属、樹脂、ガラスなどからなる半硬質乃至硬質容器などが挙げられる。

本発明の目的のためには、これらの気密容器は、透湿度が１０ｇ／ｍ^２・２４時間以下であることが好ましく、０ｇ／ｍ^２・２４時間もしくはそれにできるだけ近い値である（つまり、湿気を全く透過しないか、もしくは、ほとんど透過しない）ことがより好ましい。ここで、気密容器の透湿度は、ＪＩＳ Ｚ ０２２２、ＪＩＳ Ｋ ７１２９およびＪＩＳ Ｚ ０２０８に準拠して測定することができる。

上記複合シート・フィルムの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの樹脂からなるシート・フィルムを多層に積層したもの、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどの樹脂からなるシート・フィルムにアルミなどの金属箔をラミネートしたものなどが挙げられる。これらのシート・フィルムには補強のために、不織布や紙などがさらに積層されていてもよい。なお、樹脂からなるシート・フィルムにアルミをラミネートしたアルミラミネートシートからなる袋状容器は、アルミラミネート袋として市販されており、本発明の気密容器として好ましく使用することができる。

また、本発明において、このような気密容器に導電性シリコーンゴムコンパウンドを収容する際には、導電性シリコーンゴムコンパウンドを収容後、容器内を減圧して真空にするか、あるいは、容器内に乾燥気体を充填することが好ましい。乾燥気体としては、乾燥空気のほか、窒素ガスなどの不活性ガスを使用することができる。これにより、導電性シリコーンゴムコンパウンドの水分との接触をほぼ完全に遮断することが可能となり、導電性シリコーンゴムコンパウンドの経時的な可塑度の低下、物性の変化をほぼ完全に防止することができる。

なお、このような観点からも前述したアルミラミネート袋は気密容器として好ましく使用される。すなわち、例えば、アルミラミネート袋に導電性シリコーンゴムコンパウンドを投入し、アルミラミネート袋の口部にノズルを挿入した後、口部をパッドで挟み込むなどしてアルミラミネート袋とノズルの隙間を閉塞する。その状態でノズルから吸引し、内部を真空にし、口部を熱融着シールなどにより密封する。あるいは、ノズルを介してアルミラミネート袋内に不活性ガスを充填し、その後、口部をシールして密封する。これにより、導電性シリコーンゴムコンパウンドの長期保存性に優れた包装体を得ることができる。

本発明においては、気密容器内の水分の低減および低湿度環境の長期維持を目的として、気密容器内に乾燥剤を収容するようにしてもよい。乾燥剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、五酸化二リン、酸化アルミニウム、酸化バリウム、シリカゲルなどが挙げられる。乾燥剤は、導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドの汚染を防止するため、透湿性のシート・フィルムからなる袋状容器などに充填して使用することが好ましい。

本発明の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体は、使用に際して気密容器を開放し、内部の導電性シリコーンゴムコンパウンドを取り出し、常法により加硫、硬化させることによって、導電性を有するシリコーンゴムを得ることができる。この場合、硬化剤としては、導電性シリコーンゴムの加硫に使用されるラジカル反応、付加反応、縮合反応などを利用して加硫、硬化させるものであれば、その硬化機構に制限はなく、従来公知の種々の硬化剤を用いることができる。例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられるほか、付加反応硬化剤として、一分子中に少なくともケイ素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系触媒が、また、縮合硬化剤として、多官能のアルコキシシランまたはシロキサンと有機金属酸塩などが使用できる。

本発明においては、保管中の導電性シリコーンゴムコンパウンドの可塑度の低下が抑制されるため、加圧成形、押出成形、射出成形、カレンダー成形などの通常の方法によって良好に成形加工することができ、所期の物性を備えた製品を安定して得ることができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。なお、以下の記載において、「部」は特に断らない限り「質量部」を意味するものとする。

実施例１〜３
ポリオルガノシロキサンとして両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、平均重合度が７０００で、メチルビニルシロキサン単位を０．２５モル％含有する直鎖状メチルビニルポリシロキサン、導電性カーボンブラックとして比表面積６９ｍ^２／ｇのアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製；アセチレンブラックＡと表記）、比表面積３９ｍ^２／ｇのアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製；アセチレンブラックＢと表記）および比表面積１２７０ｍ^２／ｇのケッチェンブラック（ライオン株式会社製；ケッチェンブラックと表記）、並びに、充填剤として粉砕石英粉（平均粒径１．２μｍ）を用い、表１に示す配合割合で導電性シリコーンゴムコンパウンドを調製した。

すなわち、各成分をニーダに仕込み、室温で１時間混練してコンパウンドをまとめた後、１５０℃で１時間熱処理して導電性シリコーンゴムコンパウンドを得た。

次いで、得られた各導電性シリコーンゴムコンパウンドをアルミラミネート袋（透湿度０．０３ｇ／ｍ^２・２４時間：ＪＩＳ Ｚ ０２２２に準じて測定）に入れ、減圧密封して、導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体とした後、温度４０℃、湿度８０％ＲＨの環境下に放置した。

１２０日後、各導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体から導電性シリコーンゴムコンパウンドを取り出し、２３℃における可塑度を測定した。また、各導電性シリコーンゴムコンパウンド１００部に、白金触媒ＴＣ−２５Ａ（ＧＥ東芝シリコーン（株）製 商品名）２部および硬化剤ＴＣ−２５Ｃ（ＧＥ東芝シリコーン（株）製 商品名）２部を添加し、二本ロールで十分に混練した後、この混練物を金型に入れ、１７０℃で１０分間プレスした後、２００℃で４時間の後硬化を行い、それぞれ６ｍｍおよび２ｍｍ厚のシリコーンゴムシートを作製し、硬さおよび体積抵抗率を測定した。これらの測定結果を、保管前、すなわち、調製直後の導電性シリコーンゴムコンパウンドおよびそれを用いて作製したシリコーンゴムシートについて同様に測定した可塑度、硬さおよび体積抵抗率の測定結果とともに表１に併せ示す。

なお、導電性シリコーンゴムコンパウンドの可塑度、並びに、シリコーンゴムシートの硬さおよび体積抵抗率の測定方法は、次の通りである。
＜可塑度＞
二本ロール（８インチ、ロール間隔３ｍｍ）で１００回巻き通しを行った後、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準拠して測定し、規定の荷重をかけて5分後の値を可塑度とした。
＜硬さ＞
ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準拠して測定した。
＜体積抵抗率＞
アドバンテスト社製のマルチメータにより測定した。

なお、表１には、本発明との比較として、実施例１〜３と同様に調製した導電性シリコーンゴムコンパウンドを、ポリエチレン製の袋に入れ、口部を密封することなくそのまま保管した例について、同様の評価試験を行った結果を併せ示した（比較例１〜３）。

表１から明らかなように、実施例の方法で保管された導電性シリコーンゴムコンパウンドはいずれも、可塑度、硬さおよび体積抵抗率がともに１２０日後も初期値とほとんど変化が認められなかった。これに対し、比較例では、可塑度、硬さおよび体積抵抗率がいずれも１２０日の保管によって変化しており、特に、可塑度および体積抵抗率の大幅な低下が認められた。

Claims (7)

1. 導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容してなることを特徴とする導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
2. 気密容器の透湿度が１０ｇ／ｍ^２・２４時間以下であることを特徴とする請求項１記載の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
3. 気密容器が、金属層と樹脂層とを含む積層フィルムからなることを特徴とする請求項１または２記載の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
4. 前記気密容器内を減圧状態とするか、または、前記気密容器内に乾燥気体を封入してなることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれか１項記載の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
5. 導電性カーボンブラックが、アセチレンブラックまたはケッチェンブラックを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
6. 導電性シリコーンゴムコンパウンドが、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の導電性シリコーンゴムコンパウンド包装体。
7. 導電性カーボンブラックを含有する導電性シリコーンゴムコンパウンドを、気密容器に収容して保管することを特徴とする導電性シリコーンゴムコンパウンドの保管方法。