JP2010254744A - ゴム組成物、これを含有してなる導電性ゴム層、その形成方法、該導電性ゴム層を備える電気二重層キャパシタ、ならびに該導電性ゴム層を備える導電性積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性及び薄膜成形性に優れ、導電性ゴム層の形成に好適なゴム組成物、該導電性ゴム層を備えた電気二重層キャパシタ、及び該導電性ゴム層を備えた導電性積層体を提供する。
【解決手段】ゴム組成物は、ゴム成分と、導電性アクリル繊維と、多層カーボンナノチューブとを含有する。ゴム成分はフッ素ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴムのうち少なくとも何れか一つを含み、導電性アクリル繊維は芯部分に導電性成分を含有する芯鞘型導電性アクリル繊維である。多層カーボンナノチューブの含有量はゴム成分１００質量部に対して８〜１２質量部であり、導電性アクリル繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部である。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物に関する。より詳しくは、導電性及び薄膜成形性に優れ、導電性ゴム層の形成に好適なゴム組成物、該導電性ゴム層を備えた電気二重層キャパシタ、及び該導電性ゴム層を備えた導電性積層体に関する。

現在使用されている電子機器の多くには、コンデンサが内蔵されている。
コンデンサのうち、電気二重層キャパシタと呼ばれるコンデンサは単位面積あたりの静電容量が大きいため、幅広い用途に利用されている。

電気二重層キャパシタは、正の分極性電極、これに接した集電体、負の分極性電極、これに接した集電体、及びセパレータを備える（以下、これらの構成要素が最小限組み合わされたものを単位セルと呼称する。）。

単位セル一つあたりの耐電圧及び蓄えられる電気の容量は小さいため、単位セルが単独で用いられることは少ない。通常用いられる電気二重層キャパシタは、単位セルが直列方向に積層された構造を有する。
しかし、単位セルを多く積層すると、単位セルの内部抵抗及び単位セル間の接触抵抗によって、電気二重層キャパシタ全体の内部抵抗が大きくなり、性能が低下するという問題がある。

特許文献１には、集電体としての導電性ゴムシートの外側表面に、金属層を一体に有する電気二重層コンデンサが開示されている。集電体表面に金属層を設けることで、端子と集電体との間の接触抵抗を小さくしている。

特許文献２には、積層された単位セル間に柔軟性を持つ導電性シートを介在させ、単位セル間の密着性を高めた電気二重層キャパシタが開示されている。単位セル間の密着性を高めることで、接触抵抗を小さくしている。
このような導電性シートの例として、特許文献２には、カーボンブラック、黒鉛、又は気相成長炭素繊維等の導電性充填剤を配合した導電性ゴムが開示されている。

特開２００１−１８５４５３号公報 特開２００１−２３０１６３号公報

特許文献１に記載の構成では、端子と集電体との間の接触抵抗を小さくすることはできても、単位セル間の接触抵抗を小さくすることはできない。

特許文献２に記載の構成では単位セル間の接触抵抗を小さくすることはできるものの、導電性ゴム自体の導電性は十分なものとは言えない。

導電性充填剤の配合量を増やすことで、導電性ゴムの導電性を高められることが知られている。しかし、カーボンブラックや黒鉛、炭素繊維等の導電性充填剤を大量に配合した導電性ゴムは、導電性充填剤が凝集する結果、表面がざらつきやすく、密着性が低下して接触抵抗が増大する。ざらつきを避けるには導電性充填剤の量を少なくせざるを得ないため、導電性充填剤の配合による導電性向上には限界がある。
電気二重層キャパシタの高性能化のため、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた導電性ゴムが望まれている。

ところで、携帯電話機、携帯端末装置、ビデオカメラ等の携行可能な電子機器に対する小型化の要求は依然強く、これらの電子機器に内蔵される電気二重層キャパシタについては高性能化と共に小型化も求められている。
電気二重層キャパシタの小型化のためには単位セルの各構成要素を薄膜化する必要があるが、先に述べた導電性充填剤の配合による導電性ゴムのざらつきは薄膜化するほど顕著になるため、導電性ゴムを、密着性を損なうことなく薄膜化することは非常に難しい。
以上のような理由により、薄膜の形成が可能で、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた導電性ゴムが強く望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた薄膜を形成可能なゴム組成物を提供することを目的とする。さらに、該ゴム組成物を含んでなる、薄膜化可能な導電性ゴム層、該導電性ゴム層を備えた電気二重層キャパシタ、及び該導電性ゴム層を備えた導電性積層体を提供することを目的とする。

本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分と、導電性アクリル繊維と、多層カーボンナノチューブと、を含有する。

前記導電性アクリル繊維は、芯部分に導電性成分を含有する芯鞘型導電性アクリル繊維であることが好ましい。

前記ゴム成分は、フッ素ゴム、ブチルゴム、又はニトリルゴムのうち、少なくとも何れか一つを含有することが好ましい。

前記ゴム組成物は、ゴム１００質量部に対し、導電性アクリル繊維を１〜１０質量部と、多層カーボンナノチューブを８〜１２質量部と、を含有することが好ましい。

前記ゴム組成物は、さらに、導電性充填剤を含有することが好ましい。

前記導電性充填剤は、カーボンブラック及び／又は黒鉛であることが好ましい。

本発明に係る導電性ゴム層は、前記本発明に係るゴム組成物を含有することを特徴とする。

本発明に係る電気二重層キャパシタは、前記本発明に係る導電性ゴム層を備えることを特徴とする。

本発明に係る導電性積層体は、樹脂層と、前記本発明に係る導電性ゴム層とを備えることを特徴とする。

本発明に係る導電性ゴム層の形成方法は、前記本発明に係るゴム組成物と、加硫剤と、を含有する分散液を、被形成面に塗布し、加熱加硫する、ことを特徴とする。

本発明によれば、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた薄膜を形成可能なゴム組成物を提供できる。
本発明によれば、薄膜化が可能で、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた導電性ゴム層を提供できる。この導電性ゴム層は、電気二重層キャパシタ、又は導電性積層体に適している。

本発明に係る電気二重層キャパシタの単位セルの構造を示す図である。 図１に示した単位セルが二つ積層された状態を示す図である。 本発明に係る導電性積層体の構成を表す模式図である。

以下、本発明に係るゴム組成物、これを含有してなる導電性ゴム層、その形成方法、該導電性ゴム層を備える電気二重層キャパシタ、ならびに該導電性ゴム層を備える導電性積層体の実施形態について説明する。

（ゴム組成物）
本発明に係るゴム組成物について説明する。
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分と、導電性アクリル繊維と、多層カーボンナノチューブとを含有する。

ゴム成分としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム又はこの水素添加物、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム又はこの水素添加物、フッ素ゴム、エピクロロヒドリンゴムが挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの中から二以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、加工しやすく、かつ、電気的特性及びガス遮断性に優れるフッ素ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴムのうち少なくとも何れか一つを含むことが好ましい。

次に、導電性アクリル繊維について説明する。
導電性アクリル繊維とは、導電性成分が繊維内部に練り込まれ、導電性が付与されたアクリル繊維をいう。
導電性アクリル繊維の中では、繊維の芯部分に導電性成分が練り込まれ、その周囲がアクリル樹脂で覆われた、いわゆる芯鞘構造のものが、ゴム組成物中への分散性が高いため好ましい。

導電性アクリル繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。
ゴム成分１００質量部に対する導電性アクリル繊維の配合量が１０質量部を超えると、得られるゴム組成物の粘度が高くなるほか、ゴム組成物中で導電性アクリル繊維が凝集し、薄膜化が難しくなるおそれがあるからである。一方、導電性アクリル繊維の配合量が１質量部未満では、導電性の向上が十分でないおそれがあるからである。

導電性アクリル繊維の繊維長は３ｍｍ以下が好ましく、０．１〜２ｍｍがより好ましく、０．１〜１ｍｍが特に好ましい。
繊維長が３ｍｍを超える導電性アクリル繊維は、分散性が低く、ゴム組成物中で凝集しやすいからである。また、繊維長が０．１ｍｍ未満の導電性アクリル繊維を用いると、導電パスが小さくなり、導電性の向上が十分でないおそれがあるからである。

次に、多層カーボンナノチューブについて説明する。
多層カーボンナノチューブとは、カーボンナノチューブのうち、炭素六員環ネットワークの円筒が複数多層化したものをいう。

多層カーボンナノチューブは、直径の異なる複数の円筒が同心円状に多層化した構造のものが一般的であるが、例えば、グラフェンシートが渦巻き状に巻かれた多層カーボンナノチューブであってもよく、通常入手可能な多層カーボンナノチューブを使用できる。

多層カーボンナノチューブの配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、８〜１２質量部が好ましい。
ゴム成分１００質量部に対する多層カーボンナノチューブの配合量が１２質量部を超えると、得られるゴム組成物の粘度が高くなるほか、多層カーボンナノチューブが凝集し、薄膜化が難しくなるおそれがあるからである。一方、多層カーボンナノチューブの配合量が８質量部未満では、導電性の向上が十分でないおそれがあるからである。

本発明に係るゴム組成物は、導電性アクリル繊維と、多層カーボンナノチューブを含むことにより、導電性充填剤の配合量が少なくても高い導電性を示す。このゴム組成物を用いれば、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた薄膜を形成することができるため、このゴム組成物は、薄い導電性ゴム層を形成するのに特に適している。

本発明に係るゴム組成物は、さらに、導電性充填剤を含有していてもよい。
導電性充填剤としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛等の炭素系充填剤、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物が挙げられる。これらの中から二以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、カーボンブラック、炭素繊維、黒鉛が好ましく、特に、ゴム組成物中での分散性に優れるカーボンブラック、黒鉛が好ましい。

導電性充填剤の含有量はゴム成分１００質量部に対し、通常１５０質量部以下であり、１２０質量部以下が好ましい。
導電性充填剤を１５０質量部を超えて配合すると、得られる導電性ゴム層の表面にざらつきが生じやすくなるからである。

本発明に係るゴム組成物は、さらに、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤等を含有していてもよい。

充填剤としては、例えば、シリカ、ケイ藻土等のケイ酸、アルミナ、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ベリリウム等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、アルミネート水和物等の水酸化物、クレー、タルク、マイカ、アスベスト、ベントナイト、ゼビオライト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト等のケイ酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、硫酸塩硫酸カルシウム、亜硫酸塩硫酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩、二硫化モリブデン、チタン酸カリウム、炭化ケイ素、リンター、リネン、サイザル木粉、絹、皮革粉、コラーゲン繊維、ビスコース、アセテート等が挙げられる。

加硫剤としては、例えば、硫黄、二塩化硫黄、モルホリンジスルフィド等の硫黄系加硫剤、有機過酸化物、金属酸化物等の非硫黄系加硫剤等が挙げられる。

加硫促進剤としては、例えば、チウラム化合物、チアゾール化合物、スルフェンアミド化合物、スルフィド化合物、チオ尿素化合物等が挙げられる。

酸化防止剤としては、例えば、ジオクチル化ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系酸化防止剤、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン等のｐ−フェニレンジアミン系酸化防止剤等が挙げられる。

老化防止剤としては、例えば、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（６ＰＰＤ）、Ｎ，Ｎ′−ジナフチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＤＮＰＤ）、Ｎ−イソプロピル−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（ＩＰＰＤ）、スチレン化フェノール（ＳＰ）等が挙げられる。

加工助剤としては、例えば、フタル酸エステル、ジアリルフタレート、アジピン酸エステル、脂肪酸エステル、トリメリット酸エステル等の可塑剤、脂肪酸、トール油等の軟化剤、ロジン、テルペン系樹脂、アルキルフェノール・アルデヒド縮合体等の粘着性付与剤等が挙げられる。

本発明に係るゴム組成物を得るには、例えばロール式混練機を用いて、ゴム成分と、導電性アクリル繊維と、多層カーボンナノチューブとを、均一になるまで混練する。
続いて、必要に応じて、導電性充填剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加工助剤等を加え、さらに混練することにより、本発明に係るゴム組成物が得られる。

上記の説明ではゴム組成物をロール式混練機により混練する方法を示したが、混練装置及び混練方法は、特に限定されない。例えば、ニーダー、バンバリーミキサー、押出混練機等を用いて混練することができる。
あるいは、ゴム成分を先に有機溶媒等に溶解させ、溶液としてから、残りの成分と混合してもよい。

原料の配合順も、先に述べた順番に限定されない。ゴムを素練りした後、各原料を逐次添加しながら混練してもよいし、すべての原料を一度に添加してから、混練してもよい。

（導電性ゴム層）
次に、本発明に係る導電性ゴム層について説明する。本発明に係る導電性ゴム層は、本発明に係るゴム組成物を含有してなる。

本発明に係る導電性ゴム層を得るには、例えば、本発明に係るゴム組成物を有機溶媒に溶解・分散し、分散液を調製する。
この分散液を、導電性ゴム層を形成しようとする面（以下、被形成面と呼称する。）に塗布する。分散液から有機溶媒を除去することで、本発明に係る導電性ゴム層を得ることができる。

本発明に係る導電性ゴム層は、本発明に係るゴム組成物を含有してなるため、薄膜化が可能であり、かつ導電性充填剤の配合量が少なくても高い導電性を示す。このため、本発明に係る導電性ゴム層は薄膜化しても高い導電性を有し、かつ表面が平滑で密着性に優れている。
このため、この導電性ゴム層は、積層して用いられる用途に特に適している。例えば、積層型電気二重層キャパシタの単位セルや、帯電防止フィルム、帯電防止マット、帯電防止床等に適している。

ここではゴム組成物の分散液を調製し、被形成面に塗布する方法を例示したが、導電性ゴム層を得る方法はこれに限定されない。
例えば、カレンダーロール等を用いてゴム組成物を圧延し、成形してもよい。あるいはプレス機を用いてゴム組成物を加圧し、成形してもよい。

（電気二重層キャパシタ）
次に、本発明に係る電気二重層キャパシタについて、図１を参照しながら説明する。本発明に係る電気二重層キャパシタは、本発明に係る導電性ゴム層を備えることを特徴とする。

単位セル１００は、セパレータ３００を介して、正極側の分極性電極２００ａと負極側の分極性電極２００ｂとが対向して配置され、その外側には正極側の集電体４００ａ、負極側の集電体４００ｂがそれぞれ配置されている。集電体４００ａ、４００ｂは、それぞれ本発明に係る導電性ゴム層からなり、その間は、ガスケット５００で絶縁されている。

集電体４００ａ、４００ｂは本発明に係る導電性ゴム層からなるため、表面が平滑で密着性に優れる。このため電極６００や分極性電極２００ａ、２００ｂとの接触抵抗が小さく、単位セル１００の内部抵抗を小さくすることができる。
さらに、集電体４００ａ、４００ｂは、本発明に係る導電性ゴム層からなるため、薄膜化が容易である。集電体４００ａ、４００ｂを薄膜化することで、単位セル１００の小型化が可能になる。

次に、単位セル１００が二つ積層された場合について図２を参照しながら説明する。
図２に示すように、二つの単位セル１００は電極６００を介し、負極側の集電体４００ｂが対向するように積層されている。

集電体４００ｂは本発明に係る導電性ゴム層からなり、その表面は平滑で密着性に優れているため、二つの単位セル１００間の接触抵抗を小さくすることができる。この結果、内部抵抗の小さい積層型電気二重層キャパシタが得られる。
また、本発明に係る導電性ゴム層は薄膜成形性にも優れるため、集電体４００ｂの薄膜化が容易であり、積層型電気二重層キャパシタの小型化が可能になる。

なお、ここでは発明の理解を容易にするために、単位セル１００が二つのみ積層されたものを示したが、積層される単位セル１００の数は三以上であってもよい。

あるいは、面積の大きい単位セルを渦巻き状に丸めて円筒形の電気二重層キャパシタを作製することもできる。この場合、セパレータ３００は、分極性電極２００ａと２００ｂとの間のみならず、単位セル間にも備えられる。

（導電性積層体）
次に、本発明に係る導電性積層体について、図３を参照しながら説明する。
本発明に係る導電性積層体は、樹脂層７００と、本発明に係る導電性ゴム層８００とを備える。

本発明に係る導電性積層体を得るには、樹脂層７００の表面に、本発明に係るゴム組成物を有機溶媒に溶解・分散させた、分散液を塗布する。塗布された分散液から有機溶媒を除去することで、導電性ゴム層８００が形成され、本発明に係る導電性積層体が得られる。

本発明に係る導電性ゴム層は薄膜化が可能であり、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れる。本発明に係る導電性積層体は本発明に係る導電性ゴム層を備えるため、導電性に優れ、全体を薄くすることができ、さらに樹脂層と導電性ゴム層とが良好に接着しており耐久性に優れる。この導電性積層体は、帯電防止フィルム、帯電防止マット、帯電防止床等に適している。

本発明に係る導電性積層体の樹脂層としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテル、ポリスルホン、フッ素樹脂、もしくはポリエステルのフィルム、又はこれらの板が挙げられる。
これらの中では、強度が高く、耐熱性に優れ、かつ電気的特性にも優れたポリイミドが好ましい。

導電性ゴム層は、樹脂層の片面だけに設けてもよいし、図３に示したように両面に設けてもよい。あるいは、樹脂層と導電性ゴム層を交互に積層し、４層以上の多層構造としてもよい。

また、ここでは樹脂層にゴム組成物の分散液を塗布し、有機溶媒を除去する方法を例示したが、導電性積層体を得る方法はこれに限定されない。
例えば、加硫剤を含むゴム組成物の分散液を調製し、この分散液を樹脂層に塗布後、加熱加硫させてもよい。
あるいは、加硫剤を含むゴム組成物をシート状に成形し、樹脂層と重ねた後、加熱及び加圧して成形してもよい。

（導電性ゴム層の形成方法）
次に、本発明に係る導電性ゴム層の形成方法について説明する。
本発明に係る導電性ゴム層の形成方法は、本発明に係るゴム組成物と、加硫剤とを含有する分散液を、被形成面に塗布し、加熱加硫する。

まず、少なくとも加硫剤を含有する本発明に係るゴム組成物を調製し、これを、例えば有機溶媒に溶解・分散させて、分散液を得る。分散液の粘度は、塗布方法及び形成しようとする薄膜の厚みに応じて任意に調整することができる。
この分散液を被形成面に塗布した後、有機溶媒を除去すると、被形成面に、加硫剤を含有するゴム組成物の膜が形成される。次に、この膜を加熱することで、ゴム組成物が加硫され、被形成面に導電性ゴム層が形成される。

本発明に係るゴム組成物は、導電性充填剤の配合量が少なくても高い導電性を示すため、導電性充填剤を大量に配合する必要がない。導電性充填剤の量が少なくて済むことにより、分散液中で導電性充填剤の凝集が起こりにくく、薄膜化が可能である。したがって、本発明に係る導電性ゴム層の形成方法によれば、薄く、導電性に優れ、かつ表面が平滑で密着性に優れた導電性ゴム層を形成することができる。

分散液の調製に用いられる溶媒は、通常有機溶媒が使用されるが、ゴム成分を溶解することができ、かつ、ゴム組成物中に含まれる充填剤等の不溶成分を均一に分散させられるものであればよく、特に限定されない。
有機溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロホルムが挙げられる。

加硫剤は、ゴム組成物中のゴム成分を加硫可能なものであれば、硫黄系加硫剤であっても、非硫黄系加硫剤であってもよく、限定されない。

加硫剤は、先にゴム組成物中に混練してもよいし、有機溶媒中にゴム組成物を溶解・分散させてから、分散液中に添加してもよい。
加硫剤を先にゴム組成物中に混練する方法によれば、使用する有機溶媒に対する加硫剤の溶解度に関わりなく、均一な分散液が得やすいため、好ましい。

ここでは加熱加硫前に有機溶媒を除去したが、溶媒の除去と、加熱加硫とを同時に行ってもよい。

加硫方法としては、プレス加硫、熱空気加硫等、公知の方法を用いることができる。
プレス加硫法は、膜の形状や厚みを制御しやすく、また、加硫時の酸素の影響を抑制できるため、好ましい。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限定されない。
（実施例１）
ゴム成分としてフッ素ゴム（デュポンエラストマー（株）製）１００質量部に、導電性アクリル繊維（コアブリッド（登録商標）Ｂ、三菱レーヨン（株）製）１質量部、多層カーボンナノチューブ（カーボンナノテクノロジー（株）製）１０質量部、カーボンブラック（デンカブラック（登録商標）、電気化学工業（株）製）７０質量部、黒鉛（ＳＰ−１０、日本黒鉛工業（株）製）３５質量部を加え、ロール式混練機を用いて混練した。
得られた混合物に、酸化亜鉛３質量部、過酸化物加硫剤２質量部、加硫促進剤（トリアリルイソシアヌレート）２質量部を加え、ロール式混練機で全体が均一になるまでさらに混練し、ゴム組成物を得た。
得られたゴム組成物にメチルエチルケトンを加えて溶解・分散させ、粘度２０Ｐａ・ｓ（２００Ｐ（ポアズ））の分散液を調製した。

（実施例２、３）
表１に示すように、導電性アクリル繊維の配合量をそれぞれ５質量部、１０質量部とした他は、実施例１と同様にして分散液を調製した。

（比較例１）
表１に示すように、導電性アクリル繊維を配合しなかった他は、実施例１と同様にして分散液を調製した。

（比較例２）
表１に示すように、導電性アクリル繊維の配合量を１０質量部とし、かつ、多層カーボンナノチューブを配合しなかった他は、実施例１と同様にして分散液を調製した。

（比較例３）
表１に示すように、導電性アクリル繊維１質量部に代えて炭素繊維１０質量部を配合した他は、実施例１と同様にして分散液を調製した。

（比較例４）
表１に示すように、導電性アクリル繊維の配合量を１０質量部とし、かつ、多層カーボンナノチューブ１０質量部に代えて単層カーボンナノチューブ１０質量部を配合した他は、実施例３と同様にして分散液を調製した。

実施例１〜３、比較例１〜４で調製した分散液を、それぞれポリイミドフィルムの表面に、塗膜の厚さが５０μｍとなるように塗布した。均一に塗布できたものを薄膜成形性○、それ以外を薄膜成形性×と判定した。
均一に塗布できたものについては、予備乾燥を行ってメチルエチルケトンを除去した後、１７０℃で１０分間加圧することによって塗膜を加硫させた。続いて、２００℃で４時間加圧することによって塗膜を二次加硫させ、試験片を作製した。

作製した各試験片は、ピンホール試験機を用いて塗膜部分にピンホールが無いことを確認し、さらに塗膜表面が平滑であることを目視にて確認した後、薄膜部分の体積固有抵抗を測定した。
結果を表１に示す。

比較例３は、分散液中で炭素繊維が凝集し、ポリイミドフィルム上に分散液を均一に塗布することができなかった。これに対し、同質量部の導電性アクリル繊維を配合した実施例３では、均一な塗膜が得られた。導電性繊維として導電性アクリル繊維を含有するゴム組成物は、導電性繊維として同質量部の炭素繊維を含有するゴム組成物よりも薄膜成形性に優れていることが分かる。
本発明に係るゴム組成物によれば、導電性に優れ、薄くかつ表面が平滑な導電性ゴム層が得られることが確認された。

実施例１〜３と比較例１、２とを比較すると、ゴム成分に導電性アクリル繊維と多層カーボンナノチューブとを含有するゴム組成物は、導電性アクリル繊維又は多層カーボンナノチューブのいずれか一方のみを含有するゴム組成物と比較して、体積固有抵抗が小さいことが分かる。本発明に係るゴム組成物は、導電性に優れることが確認された。
特に、実施例２、３は実施例１と比べても体積固有抵抗が小さく、導電性に優れることが分かる。導電性アクリル繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上が好ましいことが確認された。

実施例３と比較例４とを比較すると、カーボンナノチューブとして多層カーボンナノチューブを含有するゴム組成物は、カーボンナノチューブとして同質量部の単層カーボンナノチューブを含有するゴム組成物よりも、体積固有抵抗が小さいことが分かる。本発明に係るゴム組成物に用いられるカーボンナノチューブとしては、多層カーボンナノチューブが適していることが確認された。

（実施例４、５）
表２に示すように、多層カーボンナノチューブの配合量をそれぞれ８質量部、１２質量部とした他は、実施例３と同様にしてゴム組成物の分散液を調製した。

（比較例５、６）
表２に示すように、多層カーボンナノチューブの配合量をそれぞれ５質量部、１５質量部とした他は、実施例３と同様にしてゴム組成物の分散液を調製した。

（比較例７）
表２に示すように、導電性アクリル繊維の配合量を１５質量部に変えた他は、実施例３と同様にしてゴム組成物の分散液を調製した。

実施例４、５、比較例５〜７で調製したそれぞれポリイミドフィルムの表面に、塗膜の厚さが５０μｍとなるように塗布した。均一に塗布できたものを薄膜成形性○、それ以外を薄膜成形性×と判定した。
均一に塗布できたものについては、予備乾燥を行ってメチルエチルケトンを除去した後、１７０℃で１０分間加圧することによって塗膜を加硫させた。続いて、２００℃で４時間加圧することによって塗膜を二次加硫させ、試験片を作製した。

作製した各試験片は、ピンホール試験機を用いて塗膜部分にピンホールが無いことを確認し、さらに塗膜表面が平滑であることを目視にて確認した後、薄膜部分の体積固有抵抗を測定した。
結果を表２に示す。

表１に示した実施例３、及び表２に示した実施例４、５と比較して、比較例５は体積固有抵抗が大きく、導電性が劣ることが分かる。
比較例６では、導電性充填剤の凝集は見られなかったものの、分散液が糊状になって平滑な塗膜を得ることができなかった。多層ＣＮＴをゴム成分１００質量部に対して１５質量部配合すると、薄膜成形性が低下することが分かる。
多層ＣＮＴの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して８〜１２質量部が好ましいことが確認された。

比較例７では、導電性充填剤の凝集は見られなかったものの、分散液が糊状になって平滑な塗膜を得ることができなかった。導電性アクリル繊維をゴム成分１００質量部に対して１５質量部配合すると、薄膜成形性が低下することが分かる。
この結果と、表１に示した実施例１〜３との結果より、導電性アクリル繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部が好ましく、５〜１０質量部が特に好ましいことが確認された。

実施例１〜５及び比較例１〜７ではゴム成分としてフッ素ゴムを用いたが、フッ素ゴムに代えてブチルゴム、ニトリルゴムを用いた場合についても同様に評価を行った。いずれもフッ素ゴムの場合と同様の傾向を示し、薄膜成形性に優れ、かつ導電性に優れたゴム組成物が得られることが確認された。

以上、実施例を示して説明した通り、本発明に係るゴム組成物は、導電性に優れ、かつ薄膜成形性にも優れることが明らかとなった。このゴム組成物は、導電性ゴム層の形成、該導電性ゴム層を備えた電気二重層キャパシタ及び導電性積層体の製造に適している。

１００ 電気二重層キャパシタの単位セル
２００ａ 正極側の分極性電極
２００ｂ 負極側の分極性電極
３００ セパレータ
４００ａ 正極側の集電体
４００ｂ 負極側の集電体
５００ ガスケット
６００ 電極
７００ 樹脂層
８００ 導電性ゴム層

Claims (10)

1. ゴム成分と、
   導電性アクリル繊維と、
   多層カーボンナノチューブと、
   を含有する、ゴム組成物。
2. 前記導電性アクリル繊維は、
   芯部分に導電性成分を含有する芯鞘型導電性アクリル繊維である、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記ゴム成分は、フッ素ゴム、ブチルゴム、又はニトリルゴムのうち少なくともいずれか一つを含む、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
4. 前記ゴム成分１００質量部に対し、
   前記導電性アクリル繊維１〜１０質量部と、
   前記多層カーボンナノチューブ８〜１２質量部と、
   を含有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のゴム組成物。
5. さらに、導電性充填剤を含有する、
   ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のゴム組成物。
6. 前記導電性充填剤は、カーボンブラック及び／又は黒鉛である、
   ことを特徴とする、請求項５に記載のゴム組成物。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のゴム組成物を含有してなる、
   導電性ゴム層。
8. 請求項７に記載の導電性ゴム層を備える、
   ことを特徴とする、電気二重層キャパシタ。
9. 樹脂層と、
   請求項７に記載の導電性ゴム層と、
   を備えることを特徴とする、導電性積層体。
10. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のゴム組成物と、
    加硫剤と、
    を含有する分散液を、
    被形成面に塗布し、加熱加硫する、
    ことを特徴とする、導電性ゴム層の形成方法。

Images