JP4759852B2

JP4759852B2 - 電磁波シールド用ゴム組成物

Info

Publication number: JP4759852B2
Application number: JP2001166516A
Authority: JP
Inventors: 武馬豊田; 直樹山田; 和久仙田
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002359492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁波シールド用ゴム組成物に関する。更に詳しくは、カーボン系充填剤を配合した電磁波シールド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電磁波シールド用材料としては、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などがあり、用途やコストに応じて使い分けられている。
【０００３】
しかしながら、金属板は重く、またスペース効率の点で問題があり、シールド効果は高いものの、シールド形状に対する適合性や小型化、軽量化の用途には最適とはいえず、金属繊維製金網を用いる方法は、シールド形状への対応性は良好であるものの、耐久性、コストの点からみて十分ではない場合があり、一方メッキ、塗装に関しては、軽量化などには問題がないものの、リサイクル性やコストの点からは最適ではない。
【０００４】
ゴム材料に導電性を持たせ、シールド効果を発現させるという提案もあり、これにはコスト、耐久性、さらには取付部位のシール性を付加させる効果もみられるが、これは単にゴムに金属系充填剤を配合し、分散させるだけの構成であり、ゴム物性、特にシール性の指標となる圧縮永久歪の値やゴム硬度が大きく、またコスト的にも十分ではない面がみられる。さらに、ゴム材料にカーボン系充填剤を配合し、分散させた構成では、ゴム物性の低下は少ないものの、電磁波シールド性が十分ではない面がみられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、カーボン系充填剤を配合したゴム組成物であって、硬度が低くかつ電磁波シールド性にすぐれたものを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる本発明の目的は、可塑剤または油展オイル10〜30重量％、ケッチェンブラック3〜30重量％および人造黒鉛粉末10〜50重量％を含有してなり、人造黒鉛粉末として平均粒径が1〜30μmで、体積固有抵抗が圧密抵抗として10 ^-1 Ω・cm以下で、固定炭素を98％以上含有する高純度黒鉛粉末が用いられたゴム組成物であって、該ゴム組成物を加硫したとき、硬度(JIS A)が80以下で、1GHzにおける電磁波シールド特性（厚さ2mmのゴムシート）が30dB以上の加硫物を与える電磁波シールド用ゴム組成物によって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ゴムとしては、EPDM、NBR、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴムが用いられ、好ましくはEPDMまたはアクリルゴムが用いられる。これらのゴムには、ゴム組成物中3〜30重量％、好ましくは5〜20重量％のケッチェンブラックおよび平均粒径が1〜30μmの人造黒鉛粉末が10〜50重量％、好ましくは15〜40重量％含有して用いられる。
【０００８】
ケッチェンブラックは、高導電性カーボンブラックであり、これをこれ以下の割合で用いると良好な電磁波シールド特性が得られなくなる。また、人造黒鉛粉末は、これらの特定された平均粒径および体積固有抵抗(圧密抵抗)を有し、固定炭素を98％以上含有する高純度黒鉛粉末が用いられ、実際には市販品、例えば昭和電工製品UGF30等がそのまま用いられる。これ以下の固定炭素量では所望の体積固有抵抗が得られず、体積固有抵抗の点からその固定炭素量の範囲が選定されている。また、高純度黒鉛粉末としての人造黒鉛粉末がこれ以下の割合で用いられると、所望の電磁波シールド特性が得られなくなる。
【０００９】
また、ゴムの種類によって適宜可塑剤または油展オイルが添加される。例えば、EPDMに対しては、パラフィン系オイルあるいは混合オイルが、アクリルゴムに対しては可塑剤、例えばアジピン酸エーテルエステルの他、ポリエーテルエステル系オイルあるいは菜種油などが一種あるいは組み合わせて配合される。
【００１０】
これらの各成分を必須成分とするゴム組成物をシール材の成形材料として用いる場合には、その加硫物の硬度(JIS A)が80以下であることが好ましい。このような硬度への調整は、例えば可塑剤またはパラフィン系オイルを、EPDMの場合にはゴム100重量部当り約30重量部以上、好ましくは約30〜90重量部配合することにより、組成物中10重量％以上、好ましくは10〜30重量％を占めるようにさらに配合することによって行われる。可塑剤としては、この種のゴム技術分野で使用されている任意のものを使用することができる。アクリルゴムを用いる場合には、アジピン酸エーテルエステルが一般的な可塑剤として用いられる。この場合、可塑剤はゴム100重量部当り約10重量部以上、好ましくは15〜50重量部配合することにより、組成物中5重量％以上、好ましくは約10〜30重量％を占めるようにさらに配合される。また混合オイルも用いられ、これにはポリエーテルエステル系オイルや菜種油などがあり、それらは一種または混合オイルとして用いてもよい。
【００１１】
ゴム組成物の調製は、オープンロール、ニーダ、インターミックス、バンバリーミキサ等を用いて行われ、それの加硫成形は圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、押出成形、カレンダー成形等によって行われる。EPDMの場合、加硫剤としては、硫黄系、有機過酸化物系のものが用いられるが、耐圧縮永久歪特性(100℃、70時間)の観点からは、有機過酸化物が用いられることが好ましい。この場合の硫黄の使用割合は、ゴムに対して0.2〜2重量％、有機過酸化物としては、任意のものを用いることができ、その使用割合はゴムに対して約0.5〜5重量％である。また、アクリルゴムの場合には、加硫剤としては、一般に硫黄／金属石けん系、トリアジン系、ジチオカルバミン酸系、ジアミノフェニルエーテル系のものなどが用いられるが、配合剤による加硫阻害、耐圧縮永久歪特性(150℃、70時間)の観点からは、ジアミノジフェニルエーテル系のものが用いられることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る電磁波シールド用ゴム組成物は、Oリング、パッキン、オイルシール等のシール材の成形材料として好適に使用することができ、それは厚さ2mmのゴムシートに成形されたとき、1GHzにおける電磁波シールド特性が30dB以上の値を示している。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の電磁波シールド用ゴム組成物から加硫成形されたものは、例えばEPDMを用いた場合、特に有機過酸化物によって架橋されたものは電磁波シールド特性にすぐれているばかりではなく、金属等の導電性材料から形成された容器に収納される電子、電気装置等に水、油、ダスト等の侵入を防止させるシール材として必須の性質である耐圧縮永久歪特性にもすぐれている。また、このような特性は、耐熱耐油性の組成物としてのアクリル系ゴムについても得ることができる。
【００１４】
【実施例】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１５】

以上の各成分（重量％）はニーダおよびオープンロールによって混練され、混練物は170℃、10分間のプレス加硫および150℃、15時間のオーブン加硫(二次加硫)に付される。なお、硫黄、その他の配合剤については、ゴム100重量部当り亜鉛華5重量部、ステアリン酸1.5重量部、老化防止剤(大内新興化学製品ノクラックホワイト)2重量部、硫黄1.5重量部および加硫促進剤(大内新興化学製品ノクセラーEP-90)4重量部を配合したものが用いられた。
【００１６】
加硫物について、硬さ、電磁波シールド特性(アドバンテスト法;厚さ2mmのテストピースでの1GHz時のシールド特性)および圧縮永久歪(JIS K6262準拠;100℃、70時間)の測定が行われた。得られた測定結果は次の表１に示される。

表１
測定項目実１実２実３実４
硬さ (JIS A) 77 71 72 77
シールド特性(dB) 33 34 30 32
圧縮永久歪 (％) 32 35 37 40
【００１７】
上記各実施例では、シールド特性が30dB以上でかつ硬度が80゜以下の組成物を得ることができた。特に実施例2においてはシールド特性30dB以上を保ちながら硬度を71にまで下げることができた。
【００１８】
比較例１〜４
組成物成分比１比２比３比４
EPDM(EPT14030) 47 49 32 23
ケッチェンブラック(EC-600JD) 0 15 24 0
人造黒鉛微粉末(UFG30) 47 0 0 59
パラフィン系オイル(PW380) 0 29 39 14
硫黄、その他の配合剤 6 7 5 4
以上の各成分を、実施例１〜４と同様に混練および加硫を行い、硬さおよび電磁波シールド特性についての測定が行われた。なお、硫黄、その他の配合剤については、実施例1〜4と同じものが用いられた。得られた測定結果は次の表２に示される。

表２
測定項目比１比２比３比４
硬さ (JIS A) 88 65 84 85
シールド特性(dB) 35 20 30 28
【００１９】
パラフィン系オイルを添加しなかった場合（比較例1）には、シールド特性は35dBであるものの硬度が88と高くなってしまった。他方、ケッチェンブラックのみ（比較例2および3）では、シールド特性を30dB以上にすると硬度が84と高くなってしまった。また、ケッチェンブラックを添加しないと(比較例4)、硬さおよびシールド特性のいずれも満足させない。
【００２０】
実施例５〜８
さらに、圧縮永久歪特性を30％以下にするために、
組成物成分実５実６実７実８
EPDM(EPT14030) 41 40 37 33
ケッチェンブラック(EC-600JD) 14 12 11 6
人造黒鉛粉末(UFG30) 16 20 26 38
パラフィン系オイル(PW380) 24 24 22 19
パーオキサイド、その他の配合剤 5 4 4 4
以上の各成分を、実施例１〜４と同様に混練し、パーオキサイド系に変更して加硫を行い、硬さ、電磁波シールド特性および圧縮永久歪についての測定が行われた。なお、パーオキサイド、その他の配合剤については、ゴム100重量部当り亜鉛華5重量部、ステアリン酸1.5重量部、老化防止剤(ノクラックホワイト)2重量部および有機過酸化物(三建化工製品サンペロックスTY13)3重量部を配合したものが用いられた。得られた測定結果は次の表３に示される。

表３
測定項目実５実６実７実８
硬さ (JIS A) 79 73 78 78
シールド特性(dB) 30 30 35 30
圧縮永久歪(％) 18 21 20 23
【００２１】

以上の各成分を、実施例１〜４と同様に混練を行い、混練物は200℃、10分間のプレス加硫および175℃、15時間のオーブン加硫(二次加硫)に付される。なお、加硫剤、その他の配合剤については、ゴム100重量部当りステアリン酸2重量部、ワックス(大内新興化学製品サンノック)3重量部、加工助剤(SCHILL＆SEILACHER製品ストラクトールWS280)3重量部、老化防止剤(大内新興化学製品ノクラックCD)2重量部、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(日本メクトロン製品ケミノックスCLP5000)1重量部、加硫促進剤(大内新興化学製品ノクセラーDT)およびアジピン酸エーテルエステル系オイル(RS107)20重量部を配合したものが用いられた。
【００２２】
加硫物について、硬さ、電磁波シールド特性および圧縮永久歪(JIS K-6262準拠；150℃、70時間)についての測定が行われた。得られた測定結果は次の表５に示される。

表５
測定項目実９比５比６比７比８
硬さ (JIS A) 73 75 78 90 85
シールド特性(dB) 32 25 27 32 32
圧縮永久歪(％) 28 32 38 37 40
【００２３】
耐熱耐油性仕様のアクリル系シールドゴムの場合にあっても、ケッチェンブラックおよび高純度黒鉛粉末( 人造黒鉛粉末 )を所定量配合することにより、30dB以上のシールド特性、80以下の硬度および低い値の圧縮永久歪を示した。これに対して、ケッチェンブラックまたは高純度黒鉛粉末( 人造黒鉛粉末 )のいずれか一方を用いなかった場合には、30dB以上のシールド特性でかつ80以下の硬度を得ることはできなかった（比較例5〜8）。

Claims

可塑剤または油展オイル10〜30重量％、ケッチェンブラック3〜30重量％および人造黒鉛粉末10〜50重量％を含有してなり、人造黒鉛粉末として平均粒径が1〜30μmで、体積固有抵抗が圧密抵抗として10 ^-1 Ω・cm以下で、固定炭素を98％以上含有する高純度黒鉛粉末が用いられたゴム組成物であって、該ゴム組成物を加硫したとき、硬度(JIS A)が80以下で、1GHzにおける電磁波シールド特性（厚さ2mmのゴムシート）が30dB以上の加硫物を与える電磁波シールド用ゴム組成物。
ゴムとしてEPDMが用いられた場合、油展オイルがパラフィン系オイルである請求項１記載の電磁波シールド用ゴム組成物。
架橋剤として有機過酸化物がさらに配合され、圧縮永久歪(JIS K6262準拠;100℃、70時間)が30％以下の値を示す加硫物を与える請求項１または２記載の電磁波シールド用ゴム組成物。
ゴムとしてアクリルゴムが用いられた場合、可塑剤としてアジピン酸エーテルエステルオイルが用いられた請求項１記載の電磁波シールド用ゴム組成物。
シール材の成形材料として用いられる請求項１乃至４のいづれかに記載の電磁波シールド用ゴム組成物。