JP6183256B2 - ゴム組成物及びゴム成形体 - Google Patents
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Description
(i)ゴム組成物の構成
ゴム組成物は、ゴム母材と、固体粒子と、固体粒子と化学結合しているカーボンナノファイバーとを含んでいる。ゴム組成物は、その他に加硫促進剤、硫黄等を含んでいてもよい。
ゴム組成物の製造方法は(1)カーボンナノファイバーが化学結合している固体粒子を作製する工程、(2)カーボンナノファイバーが化学結合している固体粒子とゴム母材とを混合する工程からなる。
ゴム組成物は、ゴム成形体の原料として用いることができる。ゴム成形体は、ゴム組成物を所定形状に成形し、所定温度で所定時間、加硫することで作製できる。
ゴム組成物は、ゴム母材と、固体粒子と、固体粒子と化学結合しているカーボンナノファイバーとを含むように構成したので、パーコレートしたカーボンナノファイバーのネットワークが形成されやすく、また固体粒子とカーボンナノファイバーの間の熱抵抗が低い。よって、ゴム組成物は、熱伝導度が高いゴム成形体を作製できる。
(i)ゴム組成物の構成
第2実施形態のゴム組成物は、上記第1実施形態に対し、固体粒子が異なる。第1実施形態と同様の構成は説明を省略する。
第2実施形態のゴム組成物の製造方法は、上記第1実施形態に対し、カーボンナノファイバーが化学結合している固体粒子を作製する工程が異なる。第1実施形態と同様の構成は説明を省略する。
第2実施形態のゴム組成物は、第1実施形態と同様に、ゴム母材と、固体粒子と、固体粒子と化学結合しているカーボンナノファイバーとを含むように構成したので、第1実施形態と同様の効果を奏する。
(i)ゴム成形体の作製
実施例1〜8のシート状のゴム成形体を射出成型により作製した。Co(NO3)2・6H2Oを2wt%、Fe(NO3)3・9H2Oを2wt%含む10mLのメタノールに、固体粒子としてHNO3とH2SO4とを1:3の割合で混合した液によって12時間室温で酸処理した球状化黒鉛(日本黒鉛社製、平均粒径Dv50=20μm)を10g投入し、超音波分散させた。その後に、室温で24時間、球状化黒鉛を分散させたメタノールを乾燥させて、触媒粒子としてCo及びFeを担持した球状化黒鉛を得た。
実施例1〜8までのゴム成形体の熱伝導度を、ホットディスク法熱物性測定装置(京都電子社製、製品名:TPS1500)を用いて測定した。垂直方向と平行方向との2方向の熱伝導度を測定した。本実施例では、ゴム成形体の射出方向と垂直な方向の内、シート状のゴム成形体の表面に垂直な方向の熱伝導度を測定し、垂直方向の熱伝導度とした。
比較のために、比較例1〜3として、カーボンナノファイバーが接着剤によって接着された固体粒子を作製し、熱伝導度を測定した。球状化黒鉛とカーボンナノファイバー(Cheap Tubes社製、繊維径50nm)とを重量比が20:1の割合で、CMCを0.1wt%の濃度で含んだアルコールと水の混合液(アルコールと水の混合割合1:99)に投入し、自転・公転ミキサーで2分間混合した。その後、混合液を80℃で12時間乾燥し、乾燥後に得られた固体粒子の塊をミルによって粉砕処理した。カーボンナノファイバーを接着した球状化黒鉛を用いて、実施例1と同様の方法により、比較例1のゴム成形体を作製した。
実施例7、8のゴム成形体の熱伝導度、カーボンナノファイバーの平均層数、及びゴム組成物のムーニー粘度の測定結果を表2に示す。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
Claims (7)
- ゴム母材と、40〜60wt%の固体粒子と、2〜4wt%のカーボンナノファイバーとを含み、
前記カーボンナノファイバーは、前記固体粒子に化学結合している触媒粒子と化学結合することで、前記触媒粒子を介して前記固体粒子と化学結合しているカーボンナノファイバーを含むことを特徴とするゴム組成物。 - 前記固体粒子と直接化学結合しているカーボンナノファイバーを含むことを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記固体粒子が、炭素材料から形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記固体粒子の平均アスペクト比が1〜5であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記カーボンナノファイバーの平均層数が20層以上49層以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記固体粒子は、銅スラグ、鉄鋼スラグ、フェロニッケルスラグ、再生骨材、焼却灰溶融スラグ、フライアッシュから選ばれる1種以上で形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて作製されていることを特徴とするゴム成形体。
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