JP2866308B2 - 導電性発泡ゴムおよびその製造法 - Google Patents

導電性発泡ゴムおよびその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、EPDMを主成分と
し、連続気泡を有し、低硬度であって、かつ導電性と圧
縮時の弾性回復性に優れた導電性発泡ゴムおよびその製
造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】EPDMを主成分とする発泡ゴムは、耐
オゾン性、耐候性等に優れているため、複写機やファク
シミリ等のOA機器や自動車部品等の各種の分野で広く
使用されている。このEPDMを主成分とする従来の発
泡ゴムは、分解性発泡剤を含むEPDMのコンパウンド
を金型の凹部一杯に充填し、これを上記分解性発泡剤の
分解温度以上の温度の加圧下で加熱して発泡反応および
加硫反応を終了させ、しかるのち圧力を解放して発泡さ
せる、いわゆる加圧発泡によって製造されていた。そし
て、導電性を与える場合は、上記のコンパウンドに導電
剤としてカーボンブラックを添加していた。
【0003】しかし、従来のEPDMからなる発泡ゴム
は、EPDM自身が有する高い電気抵抗のため導電効果
に乏しく、その発泡体に所望の導電性を与えるためには
多量のカーボンブラックを添加する必要が生じ、その場
合はコンパウンドの粘度が上昇して発泡倍率が低下し、
かつ硬度が増大して他の接触物との接触圧が高くなり、
該接触物を破壊することがあった。これを解決するため
に多量の可塑剤を添加すると、可塑剤のブリードアウト
が生じ、他の部品を汚染する結果になった。また、液状
ゴムなどを添加して硬度を下げたものも見られるが、い
ずれもアスカー硬度(タイプJA)が30度程度で高過
ぎ、また圧縮永久歪(JIS K6382)が20%以
上となり、紙送りローラに使用した場合は搬送性が、ま
たシール材に使用した場合はシール性がそれぞれ低下す
るという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これらの問題を解決す
るため、この発明の出願人は先に、EPDM100重量
部に対しカーボンブラックを10〜40重量部、炭酸カ
ルシウム、シリカおよびシリケートのいずれか1種もし
くは2種以上を合計20〜80重量部、分解性発泡剤、
加硫剤、加硫促進剤、可塑剤およびその他必要な配合剤
をそれぞれ適量配合して混練りし、得られたコンパウン
ドを金型に充填し、上記分解性発泡剤の分解温度よりも
低い温度の加圧下で一次加硫を行い、次いで上記分解性
発泡剤の分解温度よりも高い温度の常圧下で二次加硫を
行うと同時に発泡させて連続気泡と独立気泡が混在する
発泡ゴムとし、次いでこの発泡ゴムを圧縮して上記の独
立気泡を破壊する方法を特許出願した(特願平5−22
5184号明細書参照)。
【0005】この発明は、上記先願発明における炭酸カ
ルシウム、シリカおよびシリケートを必ずしも必要とせ
ず、しかもカーボンブラックを増量することなく、微細
で均一な大きさの連続気泡からなり、硬度が低く、導電
性が高く、かつ形状回復性に優れ、ブリードアウトの生
じない導電性発泡ゴムを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1発明の導電性発泡ゴ
ムは、ムーニー粘度(JIS K−6300)が100
℃で60以下のエチリデンノルボルネンタイプのEPD
M100重量部に対しDBP(ジブチルフタレート)吸
油量500〜200mL/100gの導電性カーボンブラ
ックを10〜40重量部および分解性発泡剤、加硫剤、
加硫促進剤、可塑剤その他必要な配合剤をそれぞれ適量
配合してなり、気泡形態が連続気泡であり、その気泡径
800μm以下、抵抗率1×106 Ω以下、アスカー硬
度(タイプF)80度以下、圧縮永久歪(JIS K−
6382)20%以下であることを特徴とする。
【0007】第2発明は、上記第1発明の導電性発泡ゴ
ムを製造する方法の発明に係り、ムーニー粘度(JIS
K−6300)が100℃で60以下のエチリデンノ
ルボルネンタイプのEPDM100重量部に対しDBP
(ビブチルフタレート)吸油量500〜200mL/10
0gの導電性カーボンブラックを10〜40重量部およ
び分解性発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤その他必
要な配合剤をそれぞれ適量配合して混練りし、得られた
コンパウンドを金型の凹部にその容積よりも多く充填
し、上記分解性発泡剤の分解温度よりも低い温度の加圧
下で発泡倍率1.1倍以下となるように一次加硫を行
い、次いで上記分解性発泡剤の分解温度よりも高い温度
の常圧下で二次加硫を行うと同時に発泡させ連続気泡と
独立気泡が混在する発泡ゴムとし、次いでこの発泡ゴム
を圧縮して上記の独立気泡を破壊することを特徴とす
る。
【0008】この発明に使用する分解性発泡剤は、従来
から使用されているものであり、アゾジカルボンアミ
ド、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン、オキシビ
スベンゾチアゾール等が例示される。また、加硫剤、加
硫促進剤および可塑剤は、従来使用しているものをその
まま使用することができるが、可塑剤は、ブリードアウ
トなどの汚染の問題上、パラフィン系可塑剤の使用が好
ましい。
【0009】一次加硫の際は、上記の配合で混練りして
得られたコンパウンドを金型の凹部に該凹部の容積より
も若干多く、好ましくは約105%以下充填し、加硫温
度を上記分解発泡剤の分解温度よりも低く設定すること
により、加硫速度を調節し、加圧下で急激な発泡を抑制
して加硫速度と発泡剤の分解速度とのバランスをとり易
くする。上記の加硫温度は上記発泡剤の分解温度よりも
低い温度であり、100〜140℃、特に110〜13
0℃が好ましく、加硫時間はこの加硫温度(100〜1
40℃)で加硫して解放したときの発泡倍率が1.1倍
以下になる程度である。発泡倍率が1.1倍を超えた場
合は、二次加硫後の発泡体の気泡がほとんど独立気泡と
なり、かつ気泡径およびそのばらつきが大きくなり、圧
縮永久歪みが過大になる。
【0010】一方、二次加硫は、加硫および発泡を完結
させるためのものであり、上記の一次加硫で得られた半
加硫品を常圧下に置き、上記分解発泡剤の分解温度以上
の温度で加熱し、常圧下で発泡させる。この二次加硫温
度は、140〜180℃が好ましい。また、その反応時
間は5〜60分が好ましい。なお、上記の分解温度(一
次加硫時を含む)は、発泡剤をEPDMに他の配合剤と
共に配合した状態での実際の分解温度であり、発泡助剤
の添加等により分解温度が低下しているときは、この低
下した分解温度をいう。
【0011】この第2発明では、上記の二次加硫によっ
て得られた独立気泡および連続気泡の混在する半連泡の
発泡ゴムを圧縮し、これによって上記の独立気泡を破壊
して連続気泡に変形するが、上記の圧縮手段としては、
一定の間隙で対向して回転する一対のローラ間に上記の
発泡ゴムを通す方法が好ましい。
【0012】
【作用】第2発明によれば、一次加硫の際、ムーニー粘
度(JIS K−6300)が100℃で60以下のエ
チリデンノルボルネンタイプのEPDMを主体とし、分
解性発泡剤を含むコンパウンドを金型に金型容量よりも
若干多く充填し、加硫温度を分解性発泡剤の分解温度よ
りも低い温度に設定するので、この一次加硫では、発泡
が抑制されて加硫のみが進行する。そして、この加硫が
半ば進行した状態で上記の分解温度よりも高い温度で、
かつ大気圧下で二次加硫を行うので、連続気泡と独立気
泡が混在する発泡ゴムが得られ、この発泡ゴムを圧縮し
て上記の独立気泡を破壊することにより、気泡径が80
0μm以下の微細な連続気泡を均一に備えた第1発明の
導電性発泡ゴムが得られる。
【0013】第1発明の導電性発泡ゴムは、上記のEP
DMの発泡体であるため、従来と同様に耐候性および耐
オゾン性等に優れている。そして、DBP吸油量500
〜200mL/100gの導電性カーボンブラックが配合
され、かつ気泡径が800μm以下の微細な連続気泡を
均一に備えているため、カーボンブラックの配合量が比
較的少ないにもかかわらず、抵抗率が1×106 Ωcm以
下であって導電性に優れている。また、カーボンブラッ
クの配合量が比較的少ないため、加硫前の粘度が低くな
って発泡が容易になり、気泡が均一に形成される。しか
も、気泡形態が連続気泡であるため、可塑剤の配合量を
少なくしても、アスカー硬度(タイプF)が80度以下
に低下すると共に、圧縮永久歪みが20%以下になる。
【0014】ただし、導電性カーボンブラックの配合量
がEPDM100重量部に対し10重量部未満の場合
は、抵抗率が過大になり、反対に40重量部を超える
と、硬度が過大になる。また、一次加硫の際の金型充填
量が少な過ぎて金型の凹部容量の100%未満の場合は
チャージ不足で、ゴム中に空洞が生じたり、発泡不良と
なったりし、反対に多過ぎて105%を超えると、充填
不能となる。また、一次加硫の温度が低過ぎたり、時間
が短か過ぎたりした場合は、加硫が不足して一次加硫の
目的が達成されず、反対に上記一次加硫の温度が高過ぎ
たり、時間が長過ぎたりした場合は、加硫が進み過ぎて
二次加硫の際の発泡が困難になる。また、二次加硫の際
の温度が低過ぎたり、時間が短か過ぎたりした場合は、
発泡および加硫の反応が終了していないため、発泡が起
きず、反対に上記二次加硫の温度が高過ぎた場合は、加
硫および発泡の反応が急激に起き、発泡のバランスと加
硫のバランスが崩れて発泡異常が生じる。
【0015】
【実施例】ムーニー粘度(JIS K−6300)が1
00℃で27のエチリデンノルボルネンタイプのEPD
M100重量部に対してDBP吸油量370mL/100
gの導電性カーボンブラックの配合量を種々に変えてバ
ンバリーミキサーで混練りし、実施例1〜6および比較
例1〜4のコンパウンドを得た。ただし、他の配合薬品
の配合量(重量部)は、ステアリン酸3部、亜鉛華5
部、可塑剤40部(ただし、比較例3のみ100部)、
分解性発泡剤15部、発泡助剤2部、加硫促進剤3部、
硫黄2部に統一した。なお、分解発泡剤には分解温度2
20℃のADCA(アゾジカルボンアミド)系発泡剤を
尿素系発泡助剤と共に使用し、分解温度を約145℃ま
で下げて使用した。
【0016】得られたコンパウンドを一次加硫用金型の
凹部(幅250mm、長さ250mm、深さ5mm)にその容
積の105%充填し、110〜150℃で15分間の一
次加硫を行い、得られた半加硫品を二次加硫用金型の凹
部(幅500mm、長さ500mm、深さ15mm)に入れ、
常圧下、160〜180℃で15分間の二次加硫を行
い、加硫および発泡を完結させた。得られた発泡ゴムを
2本の平行なローラ間(間隙1mm)に通して独立気泡を
破壊し、ほぼ全部の気泡を連続気泡に形成した。こうし
て得られた導電性発泡ゴムの性能を導電性カーボンブラ
ックの配合量(重量部)、一次加硫温度および二次加硫
温度と共に下記の表1、2に示す。
【0017】 表 1 実施例番号 1 2 3 4 5 カーボンブラック(部) 15 25 35 25 25 一次加硫温度(℃) 120 120 120 130 110 二次加硫温度(℃) 160 160 160 160 160 電気抵抗率(Ωcm) 5×105 5×103 5×102 8×103 5×103 硬度(度) 45 50 65 60 40 ブリード 無 無 無 無 無 発泡度 優 優 優 優 優 気泡形態 連続 連続 連続 連続 連続 圧縮永久歪(%) 15 9 15 10 8 気泡径(mm) 0.5 0.4 0.5 0.3 0.7
【0018】 表 2 比較例番号 1 2 3 4 カーボンブラック(部) 5 45 45 20 一次加硫温度(℃) 120 120 120 150 二次加硫温度(℃) 160 160 160 180 電気抵抗率(Ωcm) 5×108 5×103 8×104 5×103 硬度(度) 65 95 80 80 ブリード 無 無 有 無 発泡度 良 可 可 可 気泡形態 連続 独立 独立 独立 圧縮永久歪(%) 25 78 85 68 気泡径(mm) 0.8 0.5 0.4 0.7
【0019】上記の表1、2において、硬度はアスカー
硬度(タイプF)である。ブリードの有無は、70℃の
ギアーオーブンに入れて360時間放置した後、肉眼で
確認した。また、発泡度は、体積比で8倍以上を優、6
倍以上を良、3倍以上を可とし、ほとんど発泡していな
いものを不可とした。また、気泡形態は、吸水率がほぼ
100%のものを連続気泡、20%以下を独立気泡と判
定した。また、圧縮永久歪み(JIS K−6382)
は、50%圧縮にて70℃のギアーオーブンに入れ、2
2時間放置した後、開放して30分後の回復性により測
定した。
【0020】上記の表1および表2から明らかなよう
に、導電性カーボンブラックを適量配合し、一次加硫条
件において発泡度を調節した実施例は、気泡形態が微細
な連続気泡であり、電気抵抗および硬度が低く、ブリー
ドアウトがなく、発泡度および圧縮永久歪みが優れてい
る。特に実施例2、4、5の比較から理解されるよう
に、一次加硫温度を除く他の条件が総て同じであって
も、一次加硫温度、換言すれば加硫度によって気泡径に
差が生じ、一次加硫温度が最も高い実施例4は、気泡径
が最小になり、抵抗率、硬度および圧縮永久歪みがそれ
ぞれ最大になる。したがって、用途に応じて一次加硫温
度を調節することにより、気泡径を変え、用途に応じた
特性を与えることができる。
【0021】他方、導電性カーボンブラックが少ない比
較例1は電気抵抗が高く、また導電性カーボンブラック
が過剰な比較例2は、気泡か独立気泡で、硬度が過大で
あり、圧縮永久歪みが劣っている。また、上記比較例2
の可塑剤を多くした比較例3は、硬度と発泡度に若干の
改善がみられるものの、ブリードアウトが発生した。ま
た、比較例4は、配合が実施例2と同じであるが、一次
加硫温度が分解発泡剤の発泡温度145℃よりも高いた
め、気泡が独立気泡となり、圧縮永久歪みおよび発泡度
も低下した。
【0022】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の
発明は、ムーニー粘度(JIS K−6300)が10
0℃で60以下のエチリデンノルボルネンタイプのEP
DMを主成分とする導電性発泡ゴムであるから、耐候
性、耐オゾン性に優れている。そして、DBP吸油量5
00〜200mL/100gの導電性カーボンブラックが
使用され、気泡径が800μm以下であるため、導電性
カーボンブラックの比較的少ない配合で高い導電性が得
られ、しかも硬度が低く、かつ圧縮永久歪が小さいの
で、自動車部品、OA機器などの高機能部品用として好
適である。
【0023】また、請求項2に記載した発明は、上記の
配合ゴムを使用し、これを混練りし、得られたコンパウ
ンドを金型の凹部にその容積よりも多く充填し、上記分
解性発泡剤の分解温度よりも低い温度の加圧下で発泡倍
率が1.1倍以下となるように一次加硫を行い、次いで
上記分解性発泡剤の分解温度よりも高い温度の常圧下で
二次加硫を行うと同時に発泡させ連続気泡と独立気泡が
混在する発泡ゴムとし、次いでこの発泡ゴムを圧縮して
上記の独立気泡を破壊する方法であるから、一次加硫時
の加硫温度および加硫時間を調節することにより、上記
請求項1記載の導電性発泡ゴムが容易に得られる。
【0024】また、請求項3に記載した発明は、上記の
請求項2に記載した発明において、一次加硫温度を10
0〜140℃に、二次加硫温度を140〜180℃に設
定する方法であるから、上記の導電性発泡ゴムが更に一
層容易に得られる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ムーニー粘度(JIS K−6300)
    が100℃で60以下のエチリデンノルボルネンタイプ
    のEPDM100重量部に対しDBP(ジブチルフタレ
    ート)吸油量500〜200mL/100gの導電性カー
    ボンブラックを10〜40重量部および分解性発泡剤、
    加硫剤、加硫促進剤、可塑剤その他必要な配合剤をそれ
    ぞれ適量配合してなり、気泡形態が連続気泡であり、そ
    の気泡径800μm以下、抵抗率1×106 Ω以下、ア
    スカー硬度(タイプF)80度以下、圧縮永久歪(JI
    S K−6382)20%以下であることを特徴とする
    導電性発泡ゴム。
  2. 【請求項2】 ムーニー粘度(JIS K−6300)
    が100℃で60以下のエチリデンノルボルネンタイプ
    のEPDM100重量部に対しDBP(ジブチルフタレ
    ート)吸油量500〜200mL/100gの導電性カー
    ボンブラックを10〜40重量部および分解性発泡剤、
    加硫剤、加硫促進剤、可塑剤その他必要な配合剤をそれ
    ぞれ適量配合して混練りし、得られたコンパウンドを金
    型の凹部にその容積よりも多く充填し、上記分解性発泡
    剤の分解温度よりも低い温度の加圧下で発泡倍率1.1
    倍以下となるように一次加硫を行い、次いで上記分解性
    発泡剤の分解温度よりも高い温度の常圧下で二次加硫を
    行うと同時に発泡させ連続気泡と独立気泡が混在する発
    泡ゴムとし、次いでこの発泡ゴムを圧縮して上記の独立
    気泡を破壊することを特徴とする導電性発泡ゴムの製造
    法。
  3. 【請求項3】 一次加硫温度が100〜140℃に、二
    次加硫温度が140〜180℃に設定される請求項2記
    載の導電性発泡ゴムの製造法。
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