JP2011052152A

JP2011052152A - 導電ゴム組成物

Info

Publication number: JP2011052152A
Application number: JP2009203763A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoyama; 貴青山; Iwao Watanabe; 巌渡辺
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-17
Also published as: US8221653B2; US20110049436A1

Abstract

【課題】電子線照射架橋を行う導電ゴムにおいて、未架橋の状態でも成形体同士が密着することがなく、加工性に優れた導電ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ベースゴムに導電性付与剤としてカーボンを添加してなり、電子線照射架橋により架橋を行う導電ゴム組成物において、ベースゴムに、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂（ＥＥＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＡ）、エチレン・アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）のいずれかからなる未架橋時密着防止剤を５〜４０質量部さらに添加したものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、コードスイッチ等の導電部材に用いられる導電ゴム組成物に関するものである。

電磁波シールドや帯電防止、感圧スイッチの電極などに用いる導電ゴム組成物として、一般に、ベースゴムにカーボン等の導電性付与剤を添加するタイプのものが使用されている。このような導電ゴムとしては、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）に導電性付与剤としてカーボンを添加したもの（例えば、特許文献１参照）や、シリコーンゴムにカーボンを添加したもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

また、導電ゴム組成物を架橋する方法としては、硫黄架橋、過酸化物架橋、電子線照射架橋などがある。この中で、硫黄架橋、過酸化物架橋は、熱をトリガーとして架橋させるため、シートなどを押出成形等する際は、架橋が進まない温度で押出等を行う必要がある。

これに対して、電子線照射架橋は、電子線を成形体に照射して架橋させるため、高温で押出等の成形をしても押出機等の装置内で架橋が起こり形状不良になるようなことがなく、高温成形が可能という特徴がある。

特に、導電ゴム組成物の体積抵抗を低くしたい場合、カーボン等の導電性付与剤を大量に添加する必要があるため、導電ゴム組成物が高粘度となり加工性が非常に悪くなる。そこで、高温で低粘度化して成形可能な電子線照射架橋は、低体積抵抗の導電ゴム組成物を架橋する方法として有効となる。

特開平７−１２６４３９号公報特開平１０−３００５９号公報

ところで、架橋方法として電子線照射架橋を用いる場合、金型成形や押出成形等で成形した後に、別工程で電子線照射架橋を行う場合が多い。これは、電子線照射装置が非常に高価であり、成形工程の中に組み込むことが難しいためである。

このため、金型成形や押出成形等で成形した未架橋のシート等の成形体を、次工程の電子線照射架橋に移動するとき、取り扱い上の観点から、成形体同士を重ね合わせたり、ボビンに何重にも巻きつけることがある。しかし、このとき、導電ゴムが未架橋であるため、成形体同士が密着して張り付いてしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、電子線照射架橋を行う導電ゴム組成物において、未架橋の状態でも成形体同士が密着することがなく、加工性に優れた導電ゴム組成物を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、ベースゴムに導電性付与剤としてカーボンを添加してなり、電子線照射架橋により架橋を行う導電ゴム組成物において、前記ベースゴムに、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂（ＥＥＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＡ）、エチレン・アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）のいずれかからなる未架橋時密着防止剤を５〜４０質量部さらに添加した導電ゴム組成物である。

前記未架橋時密着防止剤のエチレン含量が７０％以上であるとよい。

前記未架橋時密着防止剤のメルトフローレートが５以上であるとよい。

本発明によれば、電子線照射架橋を行う導電ゴム組成物において、成形体同士が張り付く不具合がなく、加工性に優れる導電ゴム組成物を提供できる。

本発明において、導電ゴム組成物同士の密着性を評価するためサンプルを作製する方法を説明する図である。本発明において、図１で作製したサンプルを用いて導電ゴム組成物同士の密着性を評価する方法を説明する図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。

本実施の形態に係る導電ゴム組成物は、ベースゴムに導電性付与剤としてカーボンを添加してなり、電子線照射架橋により架橋を行う導電ゴム組成物において、ベースゴムに、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂（ＥＥＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＡ）、エチレン・アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）のいずれかからなる未架橋時密着防止剤を５〜４０質量部さらに添加したものである。

未架橋時密着防止剤として用いるＥＥＡ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡは、半結晶性の樹脂であり、未架橋の状態でも樹脂同士が密着することがないので、未架橋時密着防止剤をベースゴムにさらに添加することで、未架橋の成形体同士が密着してしまうことを防ぐことが可能となる。

未架橋時密着防止剤として用いるＥＥＡ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＡＡの添加量を５〜４０質量部とするのは、未架橋時密着防止剤の添加量が５質量部未満であると、未架橋の成形体同士の密着を防ぐ効果がほとんどなくなり、４０質量部を超えると、圧縮永久歪が大きくなるなど、導電ゴム組成物としての特性が失われてしまうためである。

未架橋時密着防止剤として用いるＥＥＡ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＡＡのエチレン含量は、７０％以上であることが好ましい。これは、エチレン含量が大きいほど結晶性が大きくなり、密着を防ぐ効果が大きくなるためであり、エチレン含量が７０％未満であると結晶性が小さくなり、未架橋の成形体同士の密着を防ぐ効果が小さくなるためである。

また、未架橋時密着防止剤として用いるＥＥＡ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＡＡのメルトフローレートは５以上であることが好ましい。メルトフローレートは溶融時の流れ性の指標であり、値が大きいほど流れ性がよいことを示す。未架橋時密着防止剤のメルトフローレートが５未満であると、導電ゴム組成物の粘度（ムーニ粘度）が高くなってしまい、加工性が悪くなる。

ベースゴムの材質については、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）などが考えられるが、これに限定されるものではない。

本実施の形態に係る導電ゴム組成物を金型成形や押出成形等で成形し、得られた成形体に電子線照射架橋で架橋を行うと、架橋導電ゴムが得られる。

このように、本実施の形態に係る導電ゴム組成物では、電子線照射架橋により架橋を行う導電ゴム組成物において、ベースゴムに、ＥＥＡ、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＡＡのいずれかからなる未架橋時密着防止剤を５〜４０質量部さらに添加している。

未架橋時密着防止剤をさらに添加することで、未架橋の状態でも成形体同士が密着することがなくなり、未架橋の成形体同士が張り付く不具合を抑制できる。また、未架橋時密着防止剤の添加量を５〜４０質量部としているため、圧縮永久歪が大きくなるなど、導電ゴム組成物としての特性が失われることもない。

また、本実施の形態に係る導電ゴム組成物では、電子線照射架橋により架橋を行うため加工性に優れており、体積抵抗の低い導電ゴム組成物を得ることができる。

さらに、本実施の形態に係る導電ゴム組成物では、未架橋時密着防止剤のエチレン含量を７０％以上としているため、未架橋の成形体同士の密着をより抑制できる。

また、本実施の形態に係る導電ゴム組成物では、未架橋時密着防止剤のメルトフローレートを５以上としているため、導電ゴム組成物の粘度（ムーニ粘度）を低くでき、金型成形や押出成形等の成形時の加工性に優れている。

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。

表１に、未架橋時密着防止剤として用いるＥＶＡ（ＥＶＡ１〜３）、ＥＥＡ（ＥＥＡ１，２）のエチレン含量とメルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重）を示す。

表１の未架橋時密着防止剤を用い、表２に示す配合で実施例１〜８の導電ゴム組成物を作製した。また、表３に示す配合で比較例１〜４の導電ゴム組成物を作製した。

ベースゴムとして用いるＥＰゴム（ＥＰＤＭ）としては、三井化学（株）製ＥＰＴ４０２１を使用し、導電性付与剤として用いるカーボンとしては、ケッチェンブラック・インターナショナル製ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤを使用した。

実施例１〜８、比較例１〜４の導電ゴム組成物を用い、プレスにより温度１８０℃で厚さ１ｍｍのシート状成形体に成形した（未架橋の状態）。

導電ゴム組成物同士の密着性を評価するために、図１に示すように、幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍに切り出した２枚のシート状成形体１を、５ｍｍラップさせ（両シート状成形体１の接着面の面積は５ｍｍ×５ｍｍ）、ラップ面に１ｋｇのおもり２をのせて、６０℃で１時間放置したサンプル３を作製した。その後、図２に示すように、作製したサンプル３を用いて、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、張り付き強度を測定した。

また、加工性の指標であるムーニ粘度（ＪＩＳＫ６３９５、Ｍ₁₊₄（１８０℃））を測定した。

さらに、成形した厚さ１ｍｍのシート状成形体１に電子線照射架橋（照射量１８Ｍｒａｄ）を行い、架橋導電ゴムシートを得た。この後、この架橋導電ゴムシートを用いて圧縮永久歪試験（ＪＩＳＫ６２６２、１５０℃、２５％圧縮、２２ｈ放置）と体積抵抗測定（ＪＩＳＫ７１９４、四端子四探針法）を行った。

これらの結果をまとめて表２，３に示す。

ここで、目標とする導電ゴム組成物の特性として、実用上密着の起こらない張り付き強度１５Ｎ以下、圧縮永久歪５０以下を基準として評価した。

表２に示すように、実施例１〜８の導電ゴム組成物では、ＥＶＡ、ＥＥＡからなる未架橋時密着防止剤の配合量が５〜４０質量部であり、張り付き強度も１５Ｎ以下と良好で、圧縮永久歪も５０以下と良好である。

実施例４〜６の導電ゴム組成物では、配合量は３０質量部と同じであるが、エチレン含量６６％のＥＥＡ２を使用した実施例６は、張り付き強度が１２Ｎであるのに対して、エチレン含量８３％のＥＥＡ１を使用した実施例４では張り付き強度が８Ｎ、エチレン含量７２％のＥＶＡ２を使用した実施例５では張り付き強度が９Ｎと、張り付き強度が１０Ｎ以下となっており、非常に効果があることが分かる。よって、未架橋時密着防止剤のエチレン含量は７０％以上であることが好ましい。

さらに、実施例１〜３の導電ゴム組成物では、配合量は２０質量部と同じであるが、メルトフローレートが３．５のＥＶＡ３を使用した実施例３はムーニ粘度が１２３であるのに対して、メルトフローレートが１５のＥＶＡ１を使用した実施例１、メルトフローレートが６のＥＶＡ２を使用した実施例２では、ムーニ粘度が１１５以下と加工性が非常によくなっていることが分かる。よって、未架橋時密着防止剤のメルトフローレートは５以上であることが好ましい。

これに対して、表３に示すように、ＥＶＡ１、ＥＶＡ３の配合量が２質量部、２．５質量部と少ない比較例１，２では、未架橋の状態での成形体同士の張り付き強度が２２Ｎ以上と大きくなり、実用上問題ないレベルである目標値の１５Ｎを超えてしまう。

また、ＥＥＡ１、ＥＥＡ２の配合量が５０質量部、６０質量部と多い比較例３，４では、圧縮永久歪が５０以上と悪化してしまい、実用上問題がある。

以上の結果から、未架橋時密着防止剤の配合量を５〜４０質量部とすることで、未架橋の成形体同士の密着を抑制でき、圧縮永久歪も小さく保つことができる。また、未架橋時密着防止剤のエチレン含量を７０％以上とすることで、未架橋の成形体同士の密着をより抑制でき、未架橋時密着防止剤のメルトフローレートを５以上とすることで、低いムーニ粘度を実現でき、加工性を向上することが可能となる。

１シート状成形体
２おもり
３サンプル

Claims

ベースゴムに導電性付与剤としてカーボンを添加してなり、電子線照射架橋により架橋を行う導電ゴム組成物において、
前記ベースゴムに、エチレン・アクリル酸エチル共重合樹脂（ＥＥＡ）、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合樹脂（ＥＭＡ）、エチレン・アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）のいずれかからなる未架橋時密着防止剤を５〜４０質量部さらに添加したことを特徴とする導電ゴム組成物。
前記未架橋時密着防止剤のエチレン含量が７０％以上である請求項１記載の導電ゴム組成物。
前記未架橋時密着防止剤のメルトフローレートが５以上である請求項１または２記載の導電ゴム組成物。