JP3599933B2 - 導電性ゴム組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は導電性ゴム組成物、さらに詳細には従来に比較して導電性が改良された導電性ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】
種々のゴムマトリックスにカーボンブラック粒子を添加した導電性ゴムは知られており、現在その用途によって種々の特性を有する導電性ゴムが開発されている。
【０００３】
たとえば良好な導電性を有し、かつ耐薬品性の良好な導電性ゴムを製造せんとする場合には、二重結合の少ないゴムマトリックスに対し、導電性粒子であるカーボンブラックを多量に添加して製造している。しかしながら、ゴムは一般的にカーボンブラックなどの充填剤を増加すると、前記充填剤に対応する特性、例えば導電性は向上する傾向があるが、前記充填量に比較して弾性などのゴム特性が低下する欠点がある。したがって、ゴム材料として使用できなくなるおそれがあるため、その充填量は制限されたもにならざる得ない。
【０００４】
上述の欠点を除去するために、ブチルゴムにイソプレンゴムなどを混合したゴムマトリックスにカーボンブラックを添加する導電性ゴムも知られている（特開昭６３−２１０１５３号）。このような方法によれば上述のブチルゴムにイソプレンゴムを配合することにより、カーボンブラックの充填量を増加させることが可能になり、ゴムの特性を低下せしめることなく、導電性を向上させることが可能である。
【０００５】
しかしながら、カーボンブラックの充填量を増加せしめることなく、かつ上述のゴムマトリックスの種類にかかわらず、導電性を向上せしめることが可能であれば、種々の特性の導電性ゴムが製造可能になり、より一層好ましいことは明らかである。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、異なる構造（ストラクチャー）のカーボンブラックを組み合わせて充填することによって、従来に比較して導電性が改良された導電性ゴムを提供することを目的とする。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による導電性ゴム組成物は、ゴムマトリックスに対し、吸油量２００〜４００ｍｌ／１００ｇ、比表面積６００〜９００ｍ^２／ｇの第一のカーボンブラックと、吸油量３６０〜５００ｍｌ／１００ｇ、比表面積１０００〜１５００ｍ^２／ｇの第二のカーボンブラックを混在させて添加し、さらにグラファイトをゴムマトリックス１００重量部に対し１０〜６０重量部を添加したことを特徴とする。
【０００８】
本発明者は導電性ゴムを種々検討した結果、上述のように異なる構造のカーボンブラックを混在せしめることにより、充填量を増加せしめることなく、導電性を向上できることを見いだした。
【０００９】
本発明によれば、上述のように異なる構造のカーボンブラックを混在して添加する。第一のカーボンブラックは上述のように吸油量２００〜４００ｍｌ／１００ｇ）比表面積６００〜９００ｍ^２／ｇである。上述の吸油量はカーボンブラックのストラクチャーの様子を示し、比表面積はカーボンブラックの表面や多孔度の様子を示すものであり、これら全体としてカーボンブラックの構造を示す指数となる。上述の範囲を越えた構造のカーボンブラックであると、第二のカーボンブラックと組み合わせたときの導電性向上の効果が顕著でなくなる。
【００１０】
第二のカーボンブラックは吸油量３６０〜５００ｍｌ／１００ｇ、比表面積１０００〜１５００ｍ^２／ｇであるが、同様に上述の範囲を越えた構造のカーボンブラックであると、第一のカーボンブラックと組み合わせたときの導電性向上の効果が顕著でなくなる。
【００１１】
上述のように第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックを組み合わせたときに、なぜ導電性が著しく向上するのか必ずしも明かでないはないが、ゴムマトリックスに高密度にカーボンブラックを充填することができるため、カーボンブラックの粒子同士がより近づくことと、接触する点が多くなると考えられる。その結果、導電性に関わる電子が移動しやすくなるためであるからと推測される。
【００１２】
上述のような第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックの混合比は、好ましくは１５：１〜１：８である。混合比が上述の範囲を外れると、混合効果が小さく、著しい導電性の向上が見られないからである。
【００１３】
本発明においては上述のような第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックの混合物をゴムマトリックス１００重量部に対し１０〜７０重量部添加する。１０重量部未満であると十分な導電性が得られないおそれがあり、一方７０重量部を超えると、弾性などのゴムの特性が低下するおそれがあるからである。
【００１４】
上述の導電性ゴム組成物には上記のようなカーボンブラックの他に、グラファイトを添加する。グラファイトは、特に加工性を向上せしめるために添加される。このグラファイトの添加量は、ゴムマトリックス１００重量部に対し１０〜６０重量部である。１０重量部未満であると、加工性の改良効果が小さく、一方６０重量部を超えると、ゴム特性を低下させるおそれがあるからである。
【００１５】
さらに本発明による導電性ゴム組成物には、従来、この種の組成物に添加されている種々の充填剤、可塑剤などを添加可能であることは明らかである。
【００１６】
上述のようなゴムマトリックスとしては、本発明において基本的に限定されるものではない。たとえばハロゲン化ブチルゴムなどのブチル系ゴム、エチレンプロピレン系ゴム、シリコーンゴム等を使用することができる。
【００１７】
【実施例１】
下記のように、第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックの混合比を変化させて、導電性ゴム組成物を製造し、さらに加硫してゴム試験片を製造し、体積固有抵抗を測定した。以下の実施例および比較例において前記第一のカーボンブラックとしては、吸油量３００ｍｌ／１００ｇ、比表面積７５０ｍ^２／ｇ、第二のカーボンブラックとしては吸油量４３０ｍｌ／１００ｇ、比表面積１２５０ｍ^２／ｇのものを使用した。
【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】
上述のような組成１から組成３について、体積固有抵抗を測定した結果を表１に示す。
【００２２】
また下記の従来の組成の導電性ゴム組成物より試験片（比較例：組成４、組成５）を製造し、体積固有抵抗を測定した。表１にあわせて示す。
【００２３】
【比較例１】

【００２４】

【００２５】
表１
試験片 体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）
組成１ ０．２
組成２ ０．２
組成３ ０．３
組成４ ０．６
組成５ ０．６
【００２６】
実施例１の基本的な組成に対し、第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラック以外のカーボンブラックを混合させて同様に体積固有抵抗を測定した（比較例２：組成６、組成７、組成８、組成９）。比較例２の結果を表２に示す。
【００２７】
【比較例２】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】
表２
試験片 体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）
組成６ １．０×１０^１
組成７ １．９×１０^１
組成８ １．５×１０^１
組成９ ０．５×１０^１
【００３２】
上述のように混合するカーボンブラックの組み合わせは、第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックが好ましく、効果的に体積固有抵抗を改良することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による導電性ゴム組成物によれば、異なる構造のカーボンブラックを組み合わせることによって、ゴム物性を低下せしめることなく体積固有抵抗を約１／２に向上させることができるという利点がある。

Claims (4)

1. ゴムマトリックスに対し、吸油量２００〜４００ｍｌ／１００ｇ、比表面積６００〜９００ｍ^２／ｇの第一のカーボンブラックと、吸油量３６０〜５００ｍｌ／１００ｇ、比表面積１０００〜１５００ｍ^２／ｇの第二のカーボンブラックを混在させて添加し、さらにグラファイトをゴムマトリックス１００重量部に対し１０〜６０重量部を添加したことを特徴とする導電性ゴム組成物。
2. 前記第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックの混合比は１５：１〜１：８であることを特徴とする請求項１記載の導電性ゴム組成物。
3. 前記第一のカーボンブラックと第二のカーボンブラックの添加量は総量で、ゴムマトリックス１００重量部に対し、１０〜７０重量部であることを特徴とする請求項１または２記載の導電性ゴム組成物。
4. 前記ゴムマトリックスはブチル系ゴムであることを特徴とする請求項１から３記載のいずれかの導電性ゴム組成物。