JP2009283926A - 柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物および成形方法 - Google Patents

柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物および成形方法 Download PDF

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正昭 高嶋
Yoshinori Hayashi
芳紀 林
Yoshihiro Maeda
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Abstract

【課題】本発明の目的は、低硬度化に伴う可塑剤や軟化剤のブリードがなく、柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物及びその成形方法を提供することにある。
【解決手段】一つのゴム組成物では、柔軟性と電磁波シールド性とを兼備させることは困難であり、本発明は、内層材として超低硬度ゴム組成物を用い、外層材には電磁波シールド性を有するゴム組成物あるいは、塗膜とする成形物および成形方法によって解決を図る。
【選択図】なし

Description

本発明は、柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物及びその成形方法に関する。更に詳しくは、超低硬度ゴム組成物からなる内層と、電磁波シールド性を有する外層からなる成形物及びその成形方法に関するものである。
近年、電子機器等がデジタル化するとともに集積度が増して微少電流で作動するようになると、機器本体から発生する電磁波や他の電子機器などからの妨害電波によって信号が乱される電磁波障害(Electro Magnetic Interference : EMI)が多発している。このEMIは主としてスイッチング電源から発生するノイズにより生じている。このノイズは電子機器の回路に流れる導電ノイズと、空中を伝搬する輻射ノイズとに分けられ、導電ノイズが回路中にフィルター等を介することで除去できるのに対して、輻射ノイズは導電性材料でシールドの対象となる電子機器等を覆って電磁波を透過させないことで除去している。
電磁波シールド材料としては、従来からアルミニウム板等の金属板を使用する方法、ステンレス鋼繊維製金網等の金属繊維製金網を用いる方法、メッキ塗装などを筐体に施す方法、導電性の表面処理を施した材料で覆う方法などがあり、用途やコストにより使い分けられている。ゴム材料に導電性を持たせ、シールド効果を発現させる手法は、電磁波シールド効果(減衰効果)にはやや劣るが、その一方で低コスト、耐久性、軽量化に優れ、さらに取り付け部位にシール性を付加できる効果もあるため、筐体の接合部や電線被覆などに適用され始めている。
近年の軽量化・小型化の要求から、金属板では重く、またスペース効率の点で問題があるため、筐体が金属板から樹脂と金属繊維や金属メッキといった複合材料に変換が進んでいる。ここで、金属製筐体の場合、強度が大きいため、従来の電磁波シールド用ゴム材料でも充分なシール性能を維持できるが、樹脂製筐体の場合、従来の電磁波シールド用ゴム材料では、ゴムそのものの反力により樹脂の変形といった不具合が発生する問題があり、電磁波シールド用ゴム材料としては低硬度化が強く求められている。しかし、従来の電磁波シールド用ゴムは、多量の導電性付与剤の添加が必要となり、その結果、高硬度材料となるため、それを補うために軟化剤の添加、充填剤の減少といった対応を取らざるを得ず、こうした手法では電磁波シールド性の低下が大きいこと、軟化剤の高充填化に伴うブリード現象が生じ問題がある。(特許文献1、特許文献2、特許文献3)
その対応策として、補強性が弱い高導電性の炭素繊維と軟化剤の両者を多量に配合する手法が提案されているが、炭素繊維の多量配合は加工が難しく、また混練時間による導電性の変化が起きるため品質が保持し難いこと、また圧縮永久歪等のシール材料に求められる特性に劣ること、さらに高コストなどの問題がある。(特許文献4)
また、2種類以上のポリマーを混合して、一方のポリマー中に導電性付与剤を偏在させることで導電性付与剤量を減少させて低硬度とする方法もあるが、加工性に問題がある。(特許文献5)
また、柔軟性を考慮して、弾性を有する多孔質体の芯材と、この芯材を外部から被覆する弾性を有する導電性多孔質体の被覆材とする構造が提案されている。確かに柔軟性は確保されるが、強度的に問題が生じ好ましくない。芯材と被覆材といった構造をもたせた場合に、芯材層と被覆材層との基材が同一あるいは同種のものが用いられている場合には、可塑剤、軟化剤が移行して電磁波シールド性を阻害するという問題が生起しやすい。(特許文献6)
特開2000−332483号公報 特開平11−167825号公報 特開平10−298355号公報 特開2002−167474号公報 特開2002−309107号公報 特開2000−133980号公報
本発明の目的は、低硬度化に伴う可塑剤や軟化剤のブリードがなく、柔軟性に優れた電磁波シールド用ゴム成形物及びその成形方法を提供することにある。
以上の課題に鑑み、本発明においては、超低硬度ゴム組成物からなる内層と、電磁波シールド性を有する外層からなる成形物が、柔軟性に優れ且つ優れた電磁波シールド性を有することを見出して、本発明を完成するに至った。
より具体的には、本発明は次のような電磁波シールド用ゴム成形物及び成形方法を提供する。
(1)超低硬度ゴム組成物(a)からなる内層(A)と、電磁波シールド性を有する外層(B)からなる電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(2)内層(A)において、JIS K6253に規定されるタイプAデュロメータにより測定される硬さが、1〜20、好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜10である(1)に記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(3)超低硬度ゴム組成物(a)が、ゴム及びまたは熱可塑性エラストマー、可塑剤及びまたは軟化剤、増粘付与剤からなる(1)〜(2)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物及び成形方法。
(4)外層(B)が、電磁波シールドゴム組成物(b1)または電磁波シールド性塗膜(b2)からなる(1)〜(3)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(5)電磁波シールドゴム組成物(b1)が、電磁波シールド用充填剤(C)を添加してなる(1)〜(4)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(6)前記電磁波シールド用充填剤(C)が、炭素系、金属(合金含む)系、金属複合系、磁性材料の一つあるいは二つ以上の組み合わせからなる(1)〜(5)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(7)前記炭素系が、カーボンブラックからなる(1)〜(6)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(8)前記カーボンブラックが、ケッチェンブラック及びまたはアセチレンブラック及びまたはオイルファーネスブラックからなる(1)〜(7)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(9)電磁波シールド性塗膜(b2)が、銀、カーボン、ニッケル、銅の一種あるいは二種以上を含む導電性フィラーと、ゴム及びまたは樹脂のバインダーと溶剤を含む塗料が塗装されてなる(1)〜(4)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(10)超低硬度ゴム組成物(a)が、難燃剤を含む(1)〜(9)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(11)電磁波シールドゴム組成物(b1)あるいは電磁波シールド性塗膜(b2)が、難燃剤を含む(1)〜(10)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(12)(1)〜(11)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物の長軸に対して直角の短軸断面形状の一部または全体が、直線部及びまたは曲線部からなる電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(13)前記短軸断面形状が、凸多角形、円、楕円、長円である(1)〜(12)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(14)短軸断面形状のうち、中空を除いた(1)〜(13)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(15)内層(A)が、ソリッドゴム状である(1)〜(14)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(16)(1)〜(15)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物が、加硫成形物である電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(17)前記加硫成形物が、プレス加硫成形、射出加硫成形、缶加硫、押出し加硫成形、UHF加硫、電子線加硫、UV加硫のいずれかあるいは二つ以上の組み合わせによる成形方法によって成形した(1)〜(16)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(18)内層(A)の厚みが、外層(B)の厚みの5倍以上100倍以下である(1)〜(17)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
(19)(1)〜(18)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法によって得られる電磁波シールド用ガスケット、パッキン。
(20)(1)〜(19)のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物を用いた液晶ディスプレイ、カーナビゲーション、携帯電話、無線機、ゲーム機、コンパクトカセット、CDプレイヤー、デジタルカメラ、テレビ、DVDプレイヤー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子レンジ、コネクターやケーブル等の長尺物、ハードディスクレコーダー、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ビデオカメラ、プリンター、プラズマディスプレイ、ミニディスク、ラジオ、ワープロ、工作機器、ロボット、医療機器、建材、電気自動車の電気二重層キャパシタの分極式電極、電池の電極材料、計測機器及びCATVの中継機器。
本発明によって得られた成形物は、電磁波シールド性に優れていることはもちろん、柔軟性に優れているために凹凸や比較的小さな曲率で湾曲するような部位に対しても十分追随性があり、完全に隙間を埋めることができ電磁波の侵入を防止することが可能となる。すなわち、金属と金属との間隙に使用される電磁波シールド用のシール材、ガスケット材として好適である。
具体的には、液晶ディスプレイ、カーナビゲーション、携帯電話、無線機、ゲーム機、コンパクトカセット、CDプレイヤー、デジタルカメラ、テレビ、DVDプレイヤー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子レンジ、コネクターやケーブル等の長尺物、ハードディスクレコーダー、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ビデオカメラ、プリンター、プラズマディスプレイ、ミニディスク、ラジオ、ワープロ、工作機器、ロボット、医療機器、建材、電気自動車の電気二重層キャパシタの分極式電極、電池の電極材料、計測機器やCATV等の中継機器などの電磁波シールドに好適である。
さらに最近は、これらの用途に対して、難燃性が求められている。本発明の成形物は、この要求に対しても十分対応可能であり、本発明の意義は極めて大きい。
以下、本発明を詳細に説明する。
まず本発明の電磁波シールド用成形物について、内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)は、ゴム及びまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)に、軟化剤及びまたは可塑剤、増粘付与剤、難燃剤を添加してなる。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成するゴムとしては、ジエン系ゴムとして、天然ゴム、IR、BR、SBR、XSBR、CR、XCR、NBR、XNBR、HNBRなどである。非ジエン系ゴムとしては、IIR、XIIR、EPM、EPDM、U、Q、CSM、CM、ACM、AEM、CO、ECO、FKM、FMQ、FVMQ、MQ、VMQ、AU、EU、NORなどを挙げることができる。好ましくは、EPM、EPDM、NBR、HNBR、XNBR、XCR、CR、IIR、XIIRである。特に好ましくは、EPM、EPDM、XIIR、NBRである。これらは、単独または二種以上を用いることができる。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成する樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)としては、たとえばポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状オレフィン共重合樹脂、ポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびイミド化ポリメチルメタクリレート樹脂などがあげられる。これらは単独で使用してもよく二種以上を組み合わせて使用してもよい。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成する軟化剤としては、鉱物油系軟化剤と植物油系軟化剤が挙げられ、例えば、鉱物油系軟化剤として、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどの各種オイルである。植物油系軟化剤としては、ひまし油、錦実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、パイン油、トール油などである。これらは単独あるいは二種以上を併用してもよい。軟化剤の添加量はゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対し、30重量部〜1000重量部である。さらに好ましくは50重量部〜500重量部である。この範囲を超えると、硬度が高くなり、また成形物の加工性が劣る。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成する可塑剤としては、アジピン酸ジ(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジイソノニルなどのアジピン酸ジアルキルエステル化合物;アゼライン酸ジ(2−エチルヘキシル)、アゼライン酸ジイソオクチル、アゼライン酸ジn−ヘキシルなどのアゼライン酸ジアルキルエステル化合物;セバシン酸ジn−ブチル、セバシン酸ジ(2−エチルヘキシル)などのセバシン酸ジアルキルエステル化合物;フタル酸ジブチル、フタル酸ジ(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジn−オクチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジシクロヘキシルなどのフタル酸ジアルキルエステル化合物;イソフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)、イソフタル酸ジイソオクチルなどのイソフタル酸ジアルキルエステル化合物;テトラヒドロフタル酸ジ(2−エチルヘキシル)、テトラヒドロフタル酸ジn−オクチル、テトラヒドロフタル酸ジイソデシルなどのテトラヒドロフタル酸ジアルキルエステル化合物;トリメリット酸トリ(2−エチルヘキシル)、トリメリット酸トリn−オクチル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリイソオクチル、トリメリット酸トリn−ヘキシル、トリメリット酸トリイソノニルなどのトリメリット酸トリアルキルエステル化合物;下記一般式(1)で表される化学構造(「COOH」はカルボキシル基を表す。)を有する二塩基酸とエ−テル結合含有アルコールとの二塩基酸エステル化合物などが挙げられる。これらの可塑剤は、単独あるいは二種以上を併用してもよい。可塑剤の添加量はゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対し、30重量部〜1000重量部である。さらに好ましくは50重量部〜500重量部である。この範囲を超えると、硬度が高くなり、また成形物の加工性が劣る。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成する増粘付与剤としては、例えばステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、ベヘニン酸アルミニウム、パルミチン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸アルミニウムの単独または二種以上の金属塩である。
金属塩としては、2−エチルヘキサン酸アルミニウムが好ましい。2−エチルヘキサン酸アルミニウムは、乾燥したものあるいは含水のままのどちらでもかまわないが、含水品は飛散が少なく扱いやすい。2−エチルヘキサン酸アルミニウムは、通常のアルミニウム石けんの製造方法つまり複分解反応を行なったもので良く(特公昭36−19125号公報、特公昭36−19379号公報、特公昭36−10476号公報、特公平7−25717号公報、フランス特許160524号等)乾燥しないままの状態が好ましいが、70℃以下で乾燥したものであれば良い。また、ジソープ、モノソープ、トリソープの組成比を変えるためにアルミニウムアルコキサイドからの製造方法と組み合わせても良い。
2−エチルヘキサン酸アルミニウムの形状は、粉末、粒状、ペレット、シート状、ブロック状、塊状、ペースト状等があるがこれらに限定されるものではない。2−エチルヘキサン酸アルミニウムは、単独でもさしつかえないが、本発明を逸脱しないかぎり、これに適量の従来公知のアルミニウム石けん類例えばステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、カプリン酸アルミニウム等を配合したものであっても良い。また2−エチルヘキサン酸アルミニウムを製造する時に各種の脂肪酸を添加して反応して製造したものであっても良い。
金属塩の含有量は、軟化剤及びまたは可塑剤100重量部に対して0.1重量部〜100重量部である。0.1重量部未満では、増粘することが困難であり、また、100重量部を超えると、引張特性が劣り好ましくない。
また増粘速度を促進するために増粘促進剤を添加することができる。増粘促進剤としては、炭素数が8〜24である飽和および/または不飽和脂肪酸であることが好ましい。例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ベヘニン酸、ウンデジレン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などがあげられる。このうち、ステアリン酸はゴム配合に通常、加工助剤として用いられるものである。ただし、室温では固体状であるため、増粘促進にはオレイン酸がより好ましい。
増粘促進剤の添加量は、軟化剤及びまたは可塑剤100重量部に対して、0.1重量部〜100重量部である。0.1重量部未満では増粘促進効果が乏しく、また100重量部を超えると、スリップするため、混練工程で充分な練りが困難になる傾向がある。
超低硬度ゴム組成物(a)を構成する難燃剤としては、ハロゲン系、リン系、無機系、シリコーン化合物、ヒンダードアミン化合物、窒素化合物、有機金属化合物である。このうち好ましくは、リン系、無機系、シリコーン化合物、ヒンダードアミン化合物、窒素化合物、有機金属化合物である。リン系としては、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合型リン酸エステル、Intumescent系、赤燐、赤燐+膨張性黒鉛、リン酸エステルアミドである。無機系としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水和金属化合物系、アンチモン化合物、ホウ酸亜鉛、ZrO、ゼオライトなどの無機酸化物である。上記以外にも、硫酸アンモニウム、第一リン酸アンモニウム(NH42PO4)、第二リン酸アンモニウム((NH4)2HPO4)、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸ナトリウム及びホウ酸などを挙げることができる。これらの難燃剤は、単独又は二種以上組み合わせて使用することができる。さらにゴムとの相溶性を向上させるために界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤には陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤の4種類があり、いずれを用いてもよい。
これらの難燃剤の添加量としては、ゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対して、1重量部〜100重量部である。好ましくは1重量部〜100重量部である。5重量部未満では、難燃性が不足し、100重量部を超えると難燃性の効果とコストのバランスから好ましくない。
超低硬度ゴム組成物(a)には、さらに、通常のゴムで使用されている各種の添加剤を配合することができる。このような添加剤としては、充填剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、老化防止剤、酸化防止剤、加工助剤、活性剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、滑剤、奪水剤、ワックス、活性剤、光安定剤、カップリング剤、内部離型剤、スコーチ防止剤、発泡剤、発泡助剤、抗菌剤、素練り促進剤、蓄熱剤、電子導電付与剤、イオン導電付与剤、熱伝導付与剤、放熱剤、蓄光剤、着色剤等を添加することもできる。
充填剤としては、例えばカーボンブラック、重質炭酸カルシウム、胡粉、軽微性炭酸カルシウム、極微細活性化炭酸カルシウム、特殊炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、カオリンクレー、焼成クレー、パイロフライトクレー、シラン処理クレー、天然ケイ酸、合成無水ケイ酸、合成含水ケイ酸、合成ケイ酸カルシウム、合成ケイ酸マグネシウム、合成ケイ酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、フェライト、カオリン、セリサイト、タルク、微粉タルク、ウォラスナイト、ゼオライト、ゾーノトナイト、マイカ、アスベスト、PMF(Processed Mineral Fiber: 加工鉱物繊維)、セピオライト、チタン酸カリウム、エレスタダイト、石膏繊維、ガラスバルン、シリカバルン、ハイドロタルサイト、フライアシュバルン、シラスバルン、カーボン系バルン、フェノール樹脂、尿素樹脂、スチレン系樹脂、サラン樹脂等の有機系バルン、アルミナ、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、二硫化モリブデン、グラファイト、ガラス繊維(チョップドストランド、ロービング、ミルドガラス繊維、ガラスフレーク)、カットファイバー、ロックファイバー、ミクロファイバー、炭酸繊維、芳香族ポリアミド繊維、チタン酸カリウム繊維、再生ゴム、ゴム粉末、エボナイト粉末、セラック、木粉等が挙げられる。これらの充填剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
架橋剤としては、用いられるゴムの種類により、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、キノイド加硫剤、樹脂加硫剤、金属酸化物加硫剤、含硫黄有機化合物、アミン加硫剤、トリアジン系加硫剤、ポリオール加硫剤、金属石けん加硫剤、マレイミド系加硫剤、ヒドロシリル化反応用架橋剤等を適宜選択して使用される。
硫黄系加硫剤としては、例えば粉末硫黄、硫黄華、高分散性硫黄、不溶性硫黄、沈降硫黄、表面処理硫黄、コロイド硫黄、塩化硫黄、一塩化硫黄、二塩化硫黄等が挙げられる。これらの硫黄系加硫剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。また、加硫・架橋剤として硫黄系加硫剤を使用する場合には、加硫促進剤を併用することもできる。
加硫促進剤としては、例えばヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド・アンモニア等のアルデヒドアンモニア類;n−ブチルアルデヒドーアニリン縮合品、ブチルアルデヒドーモノブチルアミン縮合品、ヘプトアルデヒドーアニリン反応品、トリクロトニリデン・テトラミン等のアルデヒドアミン類;ジフェニルグアニジン、ジーoートリルグアニジン、オルト・トリル・ビグアニド、ジカテコール・ホウ酸のジオルト・トリル・グアニジン塩等のグアニジン塩類;2−メルカプトイミダゾリン等のイミダゾリン類;2−メルカプトベンゾチアゾール、2−メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニルチオ)ベンゾチアゾール、2−(N,N−ジエチルチオ・カルバモイルチオ)ベンゾチアゾール、2−(4’−モルホリノ・ジチオ)ベンゾチアゾール、4−モルホニル−2−ベンゾチアジル・ジスルフィド等のチアゾール類;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド等のスフェンアミド類;チオカルバニド、エチレン・チオ尿素(2−メルカプトイミダゾリン)、ジエチル・チオ尿素、ジブチル・チオ尿素、混合アルキルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジラウリルチオ尿素等のチオ尿素類;ジメチル・ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチル・ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジ−n−ブチル・カルバミン酸ナトリウム、ジメチル・ジチオカルバミン酸鉛、ジアミル・ジチオカルバミン酸鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジーn−ブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジル・ジチオカルバミン酸亜鉛、N−ペンタメチレン・ジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチル・ジチオカルバミン酸セレン、ジエチル・ジチオカルバミン酸セレン、ジエチル・ジチオカルバミン酸テルル、ジエチル・ジチオカルバミン酸カドミウム、ジメチル・ジチオカルバミン酸銅、ジメチル・ジチオカルバミン酸鉄、ジメチル・ジチオカルバミン酸ビスマス、ジメチル・ジチオカルバミン酸ピペリジン、メチルペンタメチレン・ジチオカルバミン酸ピペコリン、活性化ジチオカルバメート等のジチオカルバミン酸塩類;テトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、活性テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、テトラブチルチウラム・ジスルフィド、N,N’−ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラム・ジスルフィド、ジペンタメチレンチウラム・ジスルフィド、ジペンタメチレンチウラム・テトラスルフィド、混合アルキル・チウラム・ジスルフィド等のチウラム類;イソプロピル・キサントゲン酸ナトリウム、イソプロピル・キサントゲン酸亜鉛、ブチル・キサントゲン酸亜鉛等のザンテート類;4,4’−ジチオジモルホリン、アミノジアルキルジチオホスフェート、亜鉛−o,o−n−ブチル・ホスホロジチオエート、3−メルカプトイミダゾリン−チオン−2、チオグリコール酸エステル等が挙げられる。これらの加硫促進剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
有機過酸化物としては、例えば1,1−ジ第三ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ジ第三ブチルパーオキサイド、第三ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルパーオキシ)ヘキサン)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルパーオキシ)ヘキシン、1,3−ビス(第三ブチルパーオキシ−イソプロピル)ベンゼン、第三ブチルパーオキシ−イソプロピルカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルフォニルパーオキサイド、イソブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジアリルパーオキシジカーボネート、ジプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、ジ(メトキシイソプロピル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、第三ヘキシルパーオキシネオヘキサネート、ジ(3−メチル−3−メチロキシブチル)パーオキシジカーボネート、第三ブチルパーオキシネオデカネート、第三ヘキシルパーオキシネオデカネート、第三ブチルパーオキシネオヘキサネート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキシド、第三ヘキシルパーキシピバレート、第三ブチルパーヘキシピバレート、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クミルパーオキシオクテート、アセチルパーオキサイド、第三ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサネート)、ベンゾイルパーオキサイド、第三ブチルパーオキシイソイソブチレート、1,1−ビス(第三ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、第三ブチルパーオキシマレイックアシッド、第三ブチルパーオキシラウレート、第三ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサネート、シクロヘキサノンパーオキサイド、第三ブチルパーオキシアリルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,2−ビス(第三ブチルパーオキシ)オクタン、第三ブチルパーオキシアセテート、2,2−ビス(第三ブチルパーオキシ)ブタン、第三ブチルパーオキシベンゾエート、ブチル−4,4−ビス(第三ブチルパーオキシ)バレレート、ジ第三ブチルジパーオキシイソフタレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、α,α’−ビス(第三ブチルパーオキシ−mーイソプロピル)シクロヘキサン、ジイソプロピルベンゼン−ヒドロパーオキサイド、pーメンタンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、第三ブチルヒドロパーオキサイド等が挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
また、加硫・架橋剤として有機過酸化物を使用する場合には、共架橋剤を併用することもできる。共架橋剤としては、例えば硫黄、pーキノンジオキシム、p−ベンゾキノンジオキシム、p,p’ージベンゾイルキノンジオキシム、NーメチルーN’ー4ージニトロソアニリン、N,N−m−フェニレンビスマレイミド、ジペンタメチレンチウラムペンタスルフィド、ジニトロソベンゼン、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアジンチオール、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメトロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジアリルメラミン、ジビニルアジペート、ビニルブチラート、ビニルステアレート、液状ポリブタジエンゴム、液状ポリイソプレンゴム、液状スチレンーブタジエンゴム、液状アクリロニトリルーブタジエンゴム、(メタ)アクリル酸マグネシウム、(メタ)アクリル酸カルシウム、(メタ)アクリル酸アルミニウム、(メタ)アクリル酸亜鉛、(メタ)アクリル酸第一錫、(メタ)アクリル酸マグネシウム等が挙げられる。これらの共架橋剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
キノイド加硫剤としては、例えば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、テトラクロロ−p−ベンゾキノン、ポリ−p−ジニトロベンゼン等が挙げられる。これらのキノイド加硫剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。樹脂加硫剤としては、例えばアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、メラミンーホルムアルデヒド縮合物、トリアジン−ホルムアルデヒド縮合物、オクチルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノール・スルフィド樹脂、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等が挙げられる。これらの樹脂加硫剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。金属酸化物加硫剤としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、一酸化鉛等が挙げられる。これらの金属酸化物加硫剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
含硫黄有機加硫剤としては、例えばモルホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、N、N’−ジチオ−ビス(ヘキサヒドロ−2H−アゼピノン−2)、チウラムポリスルフィド、2ー(4’ーモルホリノ・ジチオ)ベンゾチアゾール等が挙げられる。これらの含硫黄有機加硫剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
ポリアミン系加硫剤としては、例えばヘキサメチレンジアミンカルバメ−ト、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレン・テトラミン、テトラエチレン・ペンタミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)カルバメ−ト、N,N’−ジシンナミリデン−1,6−ヘキサンジアミン、アンモニウムベンゾエ−ト等が挙げられる。これらのポリアミン系加硫剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。トリアジン系加硫剤としては、例えば2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。これらのトリアジン系加硫剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。
ポリオ−ル加硫剤としては、例えばビスフェノ−ルA、ビスフェノ−ルAF、ハイドロキノン、ペンタエリトリト−ル等が挙げられる。これらのポリオール系加硫剤は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。金属石けん加硫剤としては、例えばステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等が挙げられる。これらの金属石けん加硫剤は、単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。マレイミド系加硫剤としては、例えばN,N’−m−フェニレンジマレイミド等が挙げられる。
ヒドロシリル化反応用架橋剤としては、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンである。該オルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されないが、例えば、直鎖状、分岐状、環状、または三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。ケイ素原子に結合している有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくは、メチル基である。
このようなオルガノポリシロキサンとしては、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、およびこれらのオルガノポリシロキサンの二種以上の混合物が例示される。
ヒドロシリル化反応を促進させるためのヒドロシリル化反応用触媒としては、白金系触媒、ロジウム系触媒、イリジウム系触媒、パラジウム系触媒、ルテニウム系触媒が例示され、好ましくは、白金系触媒である。具体的には、白金微粉末、白金黒、塩化白金酸、四塩化白金 、アルコール変性塩化白金酸、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のカルボニル錯体、これらの白金系触媒を含むメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂等の熱可塑性有機樹脂粉末等の白金系触媒である
発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジアミノベンゼン、アゾシクロヘキシルニトリル等のアゾ系加熱発泡剤、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジメチルN,N’−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ系加熱発泡剤、ベンゼンスルフォニルヒドラジド、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルフォニルヒドラジド)、トルエンスルフォニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルフォニルヒドラジド等のスルフォニルヒドラジド系加熱発泡剤等の有機系加熱発泡剤、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド等の無機系加熱発泡剤が使用できる。加熱発泡剤の使用量は、目的とする発泡体の物性に応じて適宜調整すればよい。また、必要に応じて、発泡剤と併用して発泡助剤を使用してもよい。発泡助剤としては、サリチル酸、フタル酸、ステアリン酸、しゅう酸、尿酸またはその誘導体などがあげられる。
安定剤(老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤など)としては、つぎの化合物があげられるが、これらに限定されるものではない。
老化防止剤としては、フェニルα−ナフチルアミン(PAN)、オクチルヂフェニルアミン、N,N‘−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(DPPD)、N,N’−ジ−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン(DNPD)、N−(1,3−ジメチル−ブチル)−N‘−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン(IPPN)、N,N‘−ジアリル−p−フェニレンジアミン、フェノチアジン誘導体、ジアリル−p−フェニレンジアミン混合物、アルキル化フェニレンジアミン、4,4’−α、α−ジメチルベンジルジフェニルアミン、p,p−トルエンスルフォニルアミノジフェニルアミン、N−フェニル−N‘−(3−メタクリロイロキシ−2−ヒドロプロピル)−p−フェニレンジアミン、ジアリルフェニレンジアミン混合物、ジアリル−p−フェニレンジアミン混合物、N−(1−メチルヘプチル)−N−フェニル−p−フェニレンジアミン、ジフェニルアミン誘導体などのアミン系老化防止剤、2−メルカプトベンゾイミダゾール(MBI)などのイミダゾール系老化防止剤、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールなどのフェノール系老化防止剤、ニッケルジエチル−ジチオカーバメイトなどのリン酸塩系老化防止剤、トリフェニルホスファイトなどの2次老化防止剤などがあげられる。これらの老化防止剤は単独あるいは二種以上を併用してもよい。
また、光安定剤や紫外線吸収剤としては、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、エチル−2−シアノ−3,3‘−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル−2−ジアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−5−クロルベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、モノグリコールサリチレート、オキザリック酸アミド、2,2‘,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどがあげられる。これら安定剤は単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
加工助剤としては、ポリエチレンワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸塩、高級脂肪族アミン、高級脂肪酸アミド、高級アルコール、リン酸エステルなどを挙げることができる
超低硬度ゴム(a)からなる内層(A)について、JIS K6253に規定されるタイプAデュロメータにより測定される硬さが、1〜20である。好ましくは3〜15である。さらに好ましくは3〜10である。1未満では、機械的強度が不足し好ましくない。一方、20を超えると成形物の柔軟性が乏しくなり、凹凸や比較的小さな曲率で湾曲するような部位に対しての追随性が不十分となり、隙間を埋めることができなくなり電磁波シールド性に支障を来たし好ましくない。
次に、電磁波シールド性を有する外層(B)は、電磁波シールドゴム組成物(b1)あるいは電磁波シールド性塗膜(b2)からなる場合のいずれかである。
外層(B)を構成する電磁波シールドゴム組成物(b1)は、ゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)に電磁波シールド用充填剤(C)、難燃剤を含有してなる。
電磁波シールドゴム組成物(b1)を構成するゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)は、超低硬度ゴム組成物(a)に用いられるゴム及びまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)に記述したものであればよいが、外層(B)の電磁波シールド性を維持するためには、内層(A)中の軟化剤あるいは可塑剤が外層(B)へ滲み出るのを抑える機能を有するゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)が好ましい。つまり、内層(A)中のゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)のSP値(溶解度パラメータ)と外層(B)中のゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)のSP値との差が、0.5以上離れたものが好ましい。0.5未満では、内層(A)中の可塑剤または軟化剤が外層(B)に移行して、電磁波シールド性に悪影響を及ぼし好ましくない。
電磁波シールドゴム組成物(b1)を構成する電磁波シールド用充填剤(C)としては、炭素系、金属系(合金含む)、金属複合系、磁性材料である。炭素系は、炭素繊維、炭素複合繊維、カーボンブラック、黒鉛などである。金属系は、金属繊維、金属粉末、金属フレーク。金属複合系は、金属表面処理繊維であり、例えば金属めっき繊維、金属コーティング繊維、金属被覆繊維、金属蒸着繊維である。磁性材料は、軟磁性粉、各種フェライト、(ニッケルマンガン系など)、酸化亜鉛ウィスカーである。これらの中で、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、金属被覆炭素繊維が好ましい。
カーボンブラックとしては、導電性カーボンブラックであり、 ケッチェンブラック、アセチレンブラック、オイルファーネスブラックなどが挙げられ、特にBET法により窒素吸着量から算出された比表面積(試験法;ASTMD3037‐93)が、200m/g以上、好ましくは200〜1500m/g、より好ましくは800〜1300m/gであり、DBP吸油量(試験法;ASTMD2414‐96)が150cm/100g以上、好ましくは200〜600cm3/100g、より好ましくは350〜500cm/100g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、例えばライオン・アクゾ社製のケッチェンブラックなどを使用することができる。カーボンブラックの添加量は、ゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対し、5重量部〜200重量部である。さらに好ましくは10重量部〜100重量部である。この範囲を超えると所望の性能が得られない。
黒鉛としては、見掛け密度が0.6g/cm以下であるのが好ましい。黒鉛の見掛け密度が0.6g/cmを超える場合は、電磁波シールド 性が低下するおそれがある。黒鉛の見掛け密度の下限は、特に限定されるものではない。なお、黒鉛の見掛け密度はJIS M8511に記載の方法にて測定したものである。
また、黒鉛は結晶化度の高いものを使用するのが高い電磁波シールド 性を得るうえで好ましい。黒鉛の純度を表す固定炭素分は特に限定されるものではないが、固定炭素分97%以上であるのが好ましい。黒鉛の添加量は、ゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対し、5重量部〜200重量部である。さらに好ましくは10重量部〜100重量部である。この範囲を超えると所望の性能が得られない。
炭素繊維としては、PAN系またはピッチ系の炭素繊維 であり、例えば長繊維タイプや短繊維タイプのチョプドストランド、ミルドファイバーなどから選択して用いることができるが、成形時などの繊維折損を抑えるため高強度・高伸度タイプのものを用いることが望ましい。強度が低いものは脆く、コンパウンド、成形時の繊維折損で繊維長が極めて短くなってしまい、結果として補強効果、電磁波シールド 性、また難燃化処方を施した場合、液滴の落下(ドリップ)により難燃化効果などの特性を得にくくなる。特にこれらの特性を得ることのできるPAN系炭素繊維 がより望ましい。本発明に使用する炭素繊維は樹脂との接着性を向上するために表面処理を行ってもよく、その場合、通常使用されるエポキシ系、ポリアミド系、ポリエステル系等のサイジング剤を用いることもできる。
炭素繊維長分布は、繊維長0.15〜5mmの範囲に制御されているのものが好ましく、かかる繊維長を有する炭素繊維 が添加した炭素繊維 全量に対して60重量%以上存在することが好ましく、より好ましくは0.15〜3mm、さらに好ましくは0.15〜2mmの範囲に繊維長が制御されていることであり、かかる繊維長を有する炭素繊維の含有量としては70重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることがより好ましい。上記の特定の範囲に繊維長分布が制御されることにより、流動性、剛性、成形品の電磁波シールド 性が優れるからである。炭素繊維の添加量は、ゴム又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対し、5重量部〜200重量部である。さらに好ましくは10重量部〜100重量部である。この範囲を超えると、所望の性能が得られない。
金属被覆炭素繊維としては、炭素繊維の表面に金属含有量が炭素繊維の質量に対して1〜100質量%、好ましくは20〜50質量%の金属酸化物で被覆したもので、例えば、炭素繊維を金属酸化物の前駆体溶液である金属アルコキシド、金属塩化物、金属硫化物、金属硝酸塩、金属酢酸塩等の水溶性アルコキシドまたは塩類の水や有機溶媒若しくはこれらの混合物溶液に浸漬させ、炭素繊維表面に金属イオンあるいは化合物を供給、吸着させながら、加熱酸化反応により炭素繊維表面にフェライト化合物等の金属酸化物被膜を生成させることによって製造される。その他にメッキ法(電解、無電解)、CVD法、PVD法、イオンプレーティング法、蒸着法などにより金属を被覆する方法であってもよい。この金属被覆炭素繊維の原料となる炭素繊維としては、市販されている一般的なフェノール樹脂、レーヨン、ポリアクリロニトリル等の高分子繊維、石油系ピッチ、炭素系ピッチ、液晶系ピッチ等のピッチ系繊維等を原料とする炭素繊維の何れも使用でき、特に限定されるものではない。しかし、製造の容易さおよび得られる品質の安定性等の観点から、主としてポリアクリロニトリル系繊維が好ましい。
炭素繊維に被覆する金属の量は、炭素繊維100重量部に対して1〜100重量部の範囲内となるよう用いることが好ましい。金属量が1重量部未満となると導電性が低下する傾向にあり、100重量部を超えると比重が増大する傾向にある。また、被覆された金属層の厚さは0.05〜2.0μm、好ましくは0.1〜1.0μmである。
炭素繊維に被覆される金属酸化物は、Ni、Fe、Cr、Mn、Cu、Zn、Co、Al、Si、Ti、Zr、Ga、Sn、V等の少なくとも一種類以上の金属を含む酸化物であり、これらの金属酸化物の中でも、磁性酸化物であるNiフェライト等のフェライト化合物を被覆した炭素繊維は、特に電磁波吸収機能を発揮するので好ましい。尚、炭素繊維の金属被覆は、金属酸化物で被覆することに限定されるものではなく、メッキ法、蒸着法などによって、金属膜で被覆することでもよい。
また、金属被覆炭素繊維は、取扱い性を良くするために、公知の強化繊維に採用されている集束剤処理を行って炭素繊維フィラメントを集束して形成したストランドを2〜24mm程度の長さにカットされたチョップドファイバーであるのが好ましい。また、フィラメントの径としては、3〜10μm程度であるのが好ましい。
集束剤としては、一般に市販されている無機、または有機集束剤の何れも使用できる。炭素繊維用集束剤としてエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂等の単独、または二種以上の組合せを使用することができる。特に、エポキシ樹脂とウレタン樹脂の単独あるいは二種以上を組合せた集束剤が好ましく、これらにより集束したストランドは開繊性が良く、加工時に拡がり性が良い。
本発明における金属被覆炭素繊維の配合量は、機械物性、成型性および成型体表面の外観の面から、ゴム及び又は樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)100重量部に対して、5〜50重量部であることが好ましい。この炭素繊維が少なすぎると十分な電磁波のシールド特性および機械物性が得られず、多すぎると成形性(流動性)が悪くなるばかりか、成形体の表面外観も悪化するため好ましくない。
電磁波シールドゴム組成物(b1)を構成する難燃剤としては、内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)に用いられる難燃剤として記述したものであればよい。
さらに、電磁波シールドゴム組成物(b1)にはその性能を阻害しない範囲内で、超低硬度ゴム組成物(a)で記述した通常のゴムで使用されている各種の添加剤を配合することができる。
外層(B)を構成する電磁波シールド性塗膜(b2)としては、銀、カーボン、ニッケル、銅の単独あるいは二種以上を含む導電性フィラーと、バインダーと、難燃剤と溶剤を含む塗料が塗装された塗膜である。この塗膜を構成するための塗料は、通常公知の導電塗料を示し、導電剤、バインダー、及び溶剤からなる。
導電剤としては、例えば銀粉末、金粉末 、アルミニウム粉末、銅粉末等の金属粉末や、これら金属を表面に有するコート粉、メッキ粉、複合粉等、あるいは、導電性カーボンブラック、グラファイト等の非金属粉を好適に使用することができ、これらは単独又は二種以上混合して使用することができる。
また、導電性粉末 の形状については特に限定するものではないが、導電性粉末 の粒径は、10μm以下とすることが望ましい。導電性粉末の粒径が10μmを超えると、組成物の性状がペースト状にならず、塗布性能が低下して好ましくない。
バインダーとしては、樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)あるいはゴムである。
樹脂の具体例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ABS樹脂 、AES樹脂 、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリアリルアミン、ポリフェニレンオキシド、石油樹脂 、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリジメチルシリコーン、ポリジフェニルシリコーン等の熱可塑性樹脂 及びそれらの誘導体、ならびにそれらを含む共重合体や、エポキシ樹脂 、フェノール樹脂 、フタル酸樹脂 、ポリイミド、ポリウレタン、フラン樹脂 、キシレン−ホルムアルデヒド樹脂 、メラミン樹脂 、ウレア樹脂 、ポリエステル樹脂 、不飽和ポリエステル樹脂 等の熱硬化性樹脂 及びそれらの誘導体が例示される。
バインダーとしてのゴムの具体例としては、内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)に用いられるゴムに記述したものであればよい。
バインダーとしてのゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)のSP値は、内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)中のゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)のSP値との差が0.5以上離れたものが好ましい。0.5未満では超低硬度ゴム組成物(a)中の可塑剤または軟化剤が外層(B)に移行して、電磁波シールド性に悪影響を及ぼし好ましくない。
電磁波シールド性塗膜(b2)を構成する難燃剤としては、内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)に用いられる難燃剤として記述したものであればよい。
溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル等のエステル類、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル(メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(エチルセロソルブ)、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、アセト酢酸エステル等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等のうち、単独または二種以上を用いることができる。
さらに、電磁波シールド性塗膜(b2)にはその性能を阻害しない範囲内で、超低硬度ゴム組成物(a)で記述した通常のゴムで使用されている各種の添加剤を配合することができる。
電磁波シールドゴム組成物(b2)は、その混合方法にも何ら制限はなく、任意の公知の手法を用いることができる。具体的にはロール、ニーダー、ミキサー、ミル等の機械式混合法や、有機溶媒を用いる湿式混合法等が挙げられる。また、導電塗料の塗装方法も特に制限は無く、導電性塗料に使われているバインダーや溶剤の種類によって、浸漬、吹付け、刷毛、スクリーン印刷、マイクロディスペンサーなど多くの方法から選択することが可能である。
電磁波シールド性塗膜(b2)の膜厚は、1〜100μmであり、好ましくは3〜50μmである。膜厚が薄すぎると十分な導電性が得られず、結果的に電磁波シールド性が不十分になり、膜厚が大きすぎると作業性が煩雑になり塗装コストが高価になる等の問題が発生する。
本発明の電磁波シールド用成形物は、復元性が必要とされるため、加硫成形物が好ましい。特にその形態は、スポンジゴム状よりもソリッドゴム状が圧縮永久歪に優れる点で好ましい。
本発明の内層(A)の厚みは、外層(B)の厚みの5倍以上、100倍以下である。5倍未満では、硬さが上昇し好ましくない。100倍を超えると、電磁波シールド性が劣り好ましくない。
本発明の成形物の断面形状については特に制限はない。すなわち、成形物の長軸に対して直角の断面形状の一部または全体が、直線部およびまたは曲線部によって囲まれてなる。
具体的な形状としては、多角形、凸多角形、角丸多角形、星多角形、円、楕円、長円、雲状などが挙げられる。このうち、好ましくは、凸多角形、楕円、円、長円である。さらには中空を除いた形状が特に好ましい。このような形状を有すると、凹凸や比較的小さな曲率で湾曲するような部位に対しても十分追随性があり、完全に隙間を埋めることができ電磁波の侵入を防止することが可能となる。中空の場合、柔軟性は優れるが、強度の不足や圧縮永久歪が大きくなり好ましくない。
次に本発明の電磁波シールド用ゴム成形物の成形方法について述べる。
先ず、本発明の内層(A)を構成する超低硬度ゴム組成物(a)は、以下に示す二つの方法のいずれかによって得ることができる。
(1)二段練り方法つまり、適当な容器に軟化剤及び又は可塑剤を計量し、次いで、増粘付与剤、増粘促進剤を計量して前記容器内に入れて混合する。この場合常温又は加熱しながら撹拌してもよい。このようにして得られた増粘物と、ゴム及びまたは熱可塑性エラストマー、難燃剤を混練機に投入して混練りする。この場合混練加工性をあげるために少量の充填剤を添加してもよい。
(2)一段練り方法、つまり、ゴムまたは樹脂、軟化剤及びまたは可塑剤、増粘付与剤、増粘促進剤、難燃剤を混練機に順次投入して混練中の発熱を利用して増粘させることにより混練りする方法。
上記のいずれの方法においても、混練時に加硫剤、加硫促進剤その他の添加剤を添加してもよい。また、混練物を取り出して後、ロール等で添加してもよい。上記混練機としては、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロール等である。
本発明の外層(B)が電磁波シールドゴム組成物(b1)からなる場合、この電磁波シールドゴム組成物(b1)は以下の方法で得ることができる。
「電磁波シールドゴム組成物(b1)の製造方法」
ゴムまたは樹脂(熱可塑性エラストマーを含む)、電磁波シールド用充填剤(C)、難燃剤を上記混練機に投入し混練する方法。
この場合も、混練時に加硫剤、加硫促進剤その他の添加剤を添加してもよい。また、混練物を取り出して後、ロール等で添加してもよい。
上記方法によって得られた内層(A)を構成する超低硬度用ゴム組成物(a)と、外層(B)を構成する電磁波シールドゴム組成物(b1)は、次のいずれかの方法によって成形することができる。
(一)内層(A)用超低硬度ゴム組成物(a)と外層(B)用電磁波シールドゴム組成物(b1)とを押出機により同時に押出すことによりゴム積層体を形成する。ついで得られたゴム積層体を加硫機を用いて加硫し成形物を得る方法。
(二)内層(A)用超低硬度ゴム組成物(a)を押出機により押出した後に加硫機で加硫し、その上に、電磁波シールドゴム組成物(b1)を外層としてゴム積層体を形成し、加硫機を用いて加硫し成形物を得る方法。
加硫成形には、ゴム積層体をHAV単独あるいはUHF−HAVラインによって連続的に加硫する方法や、EV単独あるいはEV−HAVラインによって連続的に加硫する方法。また、積層体を加硫缶にいれて加硫する方法などが挙げられる。
本発明の外層(B)が、電磁波シールド塗膜(b2)からなる場合、
「電磁波シールド性塗膜(b2)の製造方法」
バインダー、導電性フィラー、難燃剤を溶剤に溶かして導電性塗料とする。
次に、「電磁波シールドゴム組成物(b1)の製造方法」中の(二)の内層(A)の加硫物の表面に、前記導電性塗料を塗装する。導電性塗料の塗装方法としては、一般的にスプレーガンなどを用いた吹付け塗り、エアレススプレー、エア静電塗装、刷毛、浸漬などの様々な方法から選択することができる。このようにして形成した塗膜は、次いで大気中にて乾燥またはオーブン等で乾燥・熱処理することによって溶剤を除去して電磁波シールド性塗膜を得る方法が挙げられる。
上記方法によって得られた成形物は、電磁波シールド性に優れていることはもちろん、柔軟性に優れているために凹凸や比較的小さな曲率で湾曲するような部位に対しても十分追随性があり、完全に隙間を埋めることができ電磁波の侵入を防止することが可能となる。本発明の成形物はこのように筐体間の隙間を完全に充填できる電磁波シールド用途のガスケット、シール材に特に好適である。
(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、これらの実施例に何ら限定されるものではない
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。
(引張試験)
JIS K6251に従い測定した。
(硬さ試験)
JIS K6253に従い測定した。
(圧縮永久歪試験)
JIS K6262に従い評価した。
(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R3361D」を用いた。
(難燃性)
UL94規格に従って評価した。
(可塑剤・軟化剤のブリード)
加硫シートの表面を目視観察で評価した。
本発明の内層(A)の超低硬度ゴム組成物(a)として、表1の超低硬度ゴム組成物1を用いた。この配合内容で、ニーダー混練り及びロール作業を行った。いずれも良好な作業性であった。このものについて、2.5mmでシート出しの後、160mm×160mm×2.5mmに成形したものを170℃、15分プレス加硫し、引張試験(JIS K6251)用加硫シートを作製した。このシートからJIS3号ダンベル試験片を打ち抜き引張試験、硬さ試験(JIS K6253)を行った。その結果を表1に示した。JIS K6253デュロメータ硬さタイプAが、6と極めて低い値を示した。
外層(B)の電磁波シールドゴム組成物(b1)として、表2の電磁波シールドゴム組成物Iを用いた。この配合内容で、ニーダー混練、ロール作業を行った。何れも良好な加工性であった。
このようにして得られた超低硬度ゴム組成物(a)、電磁波シールドゴム組成物(b1)について、前者を内層(A)後者を外層(B)となるように押出機を用いて成形した。次にこの押出した電磁波シールド用成形物を缶加硫装置(170℃)に入れて30分加硫成形した。
得られた電磁波シールド用の加硫成形物について、成形物の内層(a)の厚さは5mm、外層(b)の厚さは1mmであった。次に、結果を表3に示した。硬さは、30と低い値を示した。
また、電磁波シールド性については、30dBとなり良好な電磁波シールド性を示した。
さらに、難燃性についてもUL94 V0を満たした。
内層(A)として、表1の超低硬度ゴム組成物2を用い、外層(B)として表2の電磁波シールドゴム組成物IIを用い、実施例1と同様にしてニーダー混練、ロール作業及び加硫成形物を得た。いずれも良好な作業性であった。超低硬度ゴム組成物2のJIS K6253デュロメータ硬さタイプAは、7であった。また電磁波シールド用の加硫成形物の内層(a)の厚さは4mm、外層(b)の厚さは0.5mmであった。次に、結果を表3に示した。硬さは、40と低い値を示した。また、電磁波シールド性については、45dBとなり、良好な電磁波シールド性を示した。さらに、難燃性についてもUL94 V0を満たした。
内層(A)として表1の超低硬度ゴム組成物1を用い、外層(B)として表2の電磁波シールドゴム組成物IIIを用い、実施例1と同様にしてニーダー混練、ロール作業及び加硫成形物を得た。電磁波シールド用の加硫成形物の内層(a)の厚さは5mm、外層(b)の厚さは0.5mmであった。次に、結果を表3に示した。硬さは、45と低い値を示した。また、電磁波シールド性については、50dBとなり、良好な電磁波シールド性を示した。さらに、難燃性についてもUL94 V0を満たした。
内層(A)として表1の超低硬度ゴム組成物2を用い、加硫シートを作製した。
次に外層(B)として電磁波シールド塗膜(b2)を用いた。塗膜は、以下のようにして作製した
塗膜用の導電剤としては、ケッチェンブラックEC600JDの粉状品を用い、バインダーとしては、IIR268およびN250Sを用い、溶剤としては、トルエンを用いた。難燃剤として、第二リン酸アンモニウム(ラサ晃栄社製)、さらに界面活性剤としてジョイ(P&J社製)を用いた。トルエン3200mlに対して、IIR268を80重量部、N250Sを20重量部、ケッチェンブラックECP600JDを60重量部、亜鉛華#3を3重量部、サンセラーTE−Gを3重量部、硫黄を1.5重量部、第二リン酸アンモニウムを20重量部、水40重量部、ジョイを0.1重量部の割合で溶解させこの溶液を24時間放置した。次にこの溶液中に、上記加硫シートを浸漬して表面を十分に塗らした後、取り出して室温で1時間放置後、170℃のオーブン中に入れて1時間乾燥させた。
乾燥後オーブンから取り出して、このシートを評価した。電磁波シールド用の成形物の内層(a)の厚さは2mm、外層(b)の厚さは0.05mmであった。次に、結果を表3に示した。硬さは、35と低い値を示した。また、電磁波シールド性については、40dBとなり、良好な電磁波シールド性を示した。
さらに、難燃性についてもUL94 V0を満たした。
(比較例1)
内層(A)として表1の参考組成物1を用い、外層(B)無しで実施例1と同様にしてニーダー混練、ロール作業及び加硫成形物を得た。加硫成形物1の硬さは、55であった。電磁波シールド性については、15dBとなり電磁波シールド性が劣った。難燃性については、UL94 V0は未達成であった。硬さを抑えると、電磁波シールド性に問題がある。
(比較例2)
内層(A)として表1の参考組成物2を用い、外層(B)無しで実施例1と同様にしてニーダー混練、ロール作業及び加硫成形物を得た。加硫成形物1の硬さは、70であった。電磁波シールド性については、30dBであった。難燃性については、UL94 V0は未達成であった。硬さが高すぎるために柔軟性が不足し複雑な形状に対するシールド性に問題がある。
Figure 2009283926
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Claims (20)

  1. 超低硬度ゴム組成物(a)からなる内層(A)と、電磁波シールド性を有する外層(B)からなる電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  2. 前記内層(A)において、JIS K6253に規定されるタイプAデュロメータにより測定される硬さが、1〜20、好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜10である請求項1に記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  3. 超低硬度ゴム組成物(a)が、ゴム及びまたは熱可塑性エラストマー、可塑剤及びまたは軟化剤、増粘付与剤からなる請求項1〜請求項2のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物及びその成形方法。
  4. 外層(B)が、電磁波シールドゴム組成物(b1)または電磁波シールド性塗膜(b2)からなる請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  5. 電磁波シールドゴム組成物(b1)が、電磁波シールド用充填剤(C)を添加してなる請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  6. 前記電磁波シールド用充填剤(C)が、炭素系、金属(合金含む)系、金属複合系、磁性材料の一つあるいは二つ以上の組み合わせからなる請求項1〜請求項5のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  7. 前記炭素系が、カーボンブラックからなる請求項1〜請求項6のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  8. 前記カーボンブラックが、ケッチェンブラック及びまたはアセチレンブラック及びまたはオイルファーネスブラックからなる請求項1〜請求項7のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  9. 電磁波シールド性塗膜(b2)が、銀、カーボン、ニッケル、銅の一種あるいは二種以上を含む導電性フィラーと、ゴム及びまたは樹脂のバインダーと溶剤を含む塗料が塗装されてなる請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  10. 超低硬度ゴム組成物(a)が、難燃剤を含む請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  11. 電磁波シールドゴム組成物(b1)あるいは電磁波シールド性塗膜(b2)が、難燃剤を含む請求項1〜請求項10のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  12. 請求項1〜請求項11のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物の長軸に対して直角の短軸断面形状の一部または全体が、直線部及びまたは曲線部からなる電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  13. 前記短軸断面形状が、凸多角形、円、楕円、長円である請求項1〜請求項12のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  14. 短軸断面形状のうち、中空を除いた請求項1〜請求項13のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  15. 内層(A)が、ソリッドゴム状である請求項1〜請求項14のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  16. 請求項1〜請求項15のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物が、加硫成形物である電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  17. 前記加硫成形物が、プレス加硫成形、射出加硫成形、缶加硫、押出し加硫成形、UHF加硫、電子線加硫、UV加硫のいずれかあるいは二つ以上の組み合わせによる成形方法によって成形した請求項1〜請求項16のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  18. 内層(A)の厚みが、外層(B)の厚みの5倍以上100倍以下である請求項1〜請求項17のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法。
  19. 請求項1〜請求項18のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物およびその成形方法によって得られる電磁波シールド用ガスケット、パッキン。
  20. 請求項1〜請求項19のいずれかに記載の電磁波シールド用ゴム成形物を用いた液晶ディスプレイ、カーナビゲーション、携帯電話、無線機、ゲーム機、コンパクトカセット、CDプレイヤー、デジタルカメラ、テレビ、DVDプレイヤー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子レンジ、コネクターやケーブル等の長尺物、ハードディスクレコーダー、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、ビデオカメラ、プリンター、プラズマディスプレイ、ミニディスク、ラジオ、ワープロ、工作機器、ロボット、医療機器、建材、電気自動車の電気二重層キャパシタの分極式電極、電池の電極材料、計測機器及びCATVの中継機器。
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