JPH02298530A - 感圧導電性ゴム組成物 - Google Patents
感圧導電性ゴム組成物Info
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、感圧導電性ゴム組成物に係り、さらに詳しく
は酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法
炭素繊維（以下、ＶＧＣＦ−Ａと略称する）をゴムに配
合してなるゴム組成物であって、非加圧時から加圧時の
電気抵抗値を大きく低下させ、且つ耐クリープ性を有し
、長期間にわたって使用できる感圧導電性ゴム組成物に
関する。
は酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法
炭素繊維（以下、ＶＧＣＦ−Ａと略称する）をゴムに配
合してなるゴム組成物であって、非加圧時から加圧時の
電気抵抗値を大きく低下させ、且つ耐クリープ性を有し
、長期間にわたって使用できる感圧導電性ゴム組成物に
関する。
従来、ゴム弾性体に導電性の優れた金属粒子、カーボン
ブランク等を配合し加圧時の変化により抵抗値を変化さ
せる感圧導電性ゴム、また導電性磁性粒子を絶縁性高分
子弾性体に分散させた後、架橋する前か架橋中に一定方
向に磁界を加えながら成形して、金属粒子を磁界に沿っ
て一定方向に配列させる感圧導電性ゴム（例えば特開昭
５８−１５２０３３号公報等）が知られている。また、
導電性の感度を向上させるためにゴムシートの表面に細
胞構造の空隙部を形成し、金属粉末等の導電材料を高充
填に配合したゴムシートが、例えば特開昭５８−２０９
８１０号公報に開示されている。また、ゴムシートの厚
み方向に金属繊維を充填したものが例えば特開昭５８−
２２０３０７号公報Ｇこ開示され、更に無機質ウィスカ
ー、カーボンブランク、金属粒子等をゴムに配合する感
圧導電ゴム材が特開昭６１−２４９３０４号公報に提案
されている。
ブランク等を配合し加圧時の変化により抵抗値を変化さ
せる感圧導電性ゴム、また導電性磁性粒子を絶縁性高分
子弾性体に分散させた後、架橋する前か架橋中に一定方
向に磁界を加えながら成形して、金属粒子を磁界に沿っ
て一定方向に配列させる感圧導電性ゴム（例えば特開昭
５８−１５２０３３号公報等）が知られている。また、
導電性の感度を向上させるためにゴムシートの表面に細
胞構造の空隙部を形成し、金属粉末等の導電材料を高充
填に配合したゴムシートが、例えば特開昭５８−２０９
８１０号公報に開示されている。また、ゴムシートの厚
み方向に金属繊維を充填したものが例えば特開昭５８−
２２０３０７号公報Ｇこ開示され、更に無機質ウィスカ
ー、カーボンブランク、金属粒子等をゴムに配合する感
圧導電ゴム材が特開昭６１−２４９３０４号公報に提案
されている。
感圧導電性ゴム組成物としては、金属の粉末や銀メッキ
した銅粉などを導電粒子として用いたものもあるが、こ
のような感圧導電性ゴム組成物は金属の酸化や、ゴムの
劣化が生じ易く問題があっった。そこで各種添加剤を加
えることによって酸化防止、劣化防止が図られているが
、機械的性質、耐久性等にまだ問題があった。
した銅粉などを導電粒子として用いたものもあるが、こ
のような感圧導電性ゴム組成物は金属の酸化や、ゴムの
劣化が生じ易く問題があっった。そこで各種添加剤を加
えることによって酸化防止、劣化防止が図られているが
、機械的性質、耐久性等にまだ問題があった。
また、炭素系のカーボンブランク、黒鉛粉、マイクロカ
ーボンなどを導電粒子とした感圧導電性ゴム組成物にあ
っては、導電性粒子がゴム補強性に欠けもろいため耐久
性が悪いという欠点があった。このように感圧導電性ゴ
ム組成物は、くり返し使用による電気伝導性の安定性、
および耐久性に問題があるため、従来からその改良が図
られてきた。例えば特開昭５４−８０３５０号公報で開
示された感圧導電性ゴム組成物にあっては、人造黒鉛粒
子の丸み度をコントロールすることにより耐久性を向上
させている。また、特開昭５３−４３７４９号公報に開
示された感圧導電性ゴム組成物にあっては、金属製の導
電粒子にジアルキルチタネート化合物等を添加すること
によりくり返し使用による電気特性の変化を押えている
。しかしながら、これらの感圧導電性ゴム組成物にあっ
、１ ても、実用上充分な耐久性を達成
できていなくこれらの欠点を有しない感圧導電性ゴム組
成物が求められている。
ーボンなどを導電粒子とした感圧導電性ゴム組成物にあ
っては、導電性粒子がゴム補強性に欠けもろいため耐久
性が悪いという欠点があった。このように感圧導電性ゴ
ム組成物は、くり返し使用による電気伝導性の安定性、
および耐久性に問題があるため、従来からその改良が図
られてきた。例えば特開昭５４−８０３５０号公報で開
示された感圧導電性ゴム組成物にあっては、人造黒鉛粒
子の丸み度をコントロールすることにより耐久性を向上
させている。また、特開昭５３−４３７４９号公報に開
示された感圧導電性ゴム組成物にあっては、金属製の導
電粒子にジアルキルチタネート化合物等を添加すること
によりくり返し使用による電気特性の変化を押えている
。しかしながら、これらの感圧導電性ゴム組成物にあっ
、１ ても、実用上充分な耐久性を達成
できていなくこれらの欠点を有しない感圧導電性ゴム組
成物が求められている。
〔発明が解決しようとする課題〕 ″本発
明の目的は、優れた感圧導電性特性を有し、且つくり返
し使用による電気特性の変化の少ない耐久性に優れた感
圧導電性ゴム組成物を提供することにある。
明の目的は、優れた感圧導電性特性を有し、且つくり返
し使用による電気特性の変化の少ない耐久性に優れた感
圧導電性ゴム組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記した従来技術の欠点を解決するため
鋭意研究の結果、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶ
ＧＣＦ−Ａからなる組成物が感圧導電性ゴム組成物とし
て優れていることを見出し、本発明に到達した。
鋭意研究の結果、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶ
ＧＣＦ−Ａからなる組成物が感圧導電性ゴム組成物とし
て優れていることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、電気絶縁性を有する天然ゴムおよび
／または合成ゴム１００重量部に対して、ＶＧＣＦ−Ａ
を５〜７５重量部配合してなる感圧導電性ゴム組成物で
ある。
／または合成ゴム１００重量部に対して、ＶＧＣＦ−Ａ
を５〜７５重量部配合してなる感圧導電性ゴム組成物で
ある。
本発明において用いられるマトリックスは、天然ゴムお
よび／または合成ゴムである。合成ゴムとしては、例え
ばスチレン−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、イソプ
レンゴム、ニトリルゴム、クロロブレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、塩素化
ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、多硫化ゴム等があげられる。さらに熱可塑性
エラストマーも使用可能であり、またこれらのゴムを混
合して使用することも可能である。
よび／または合成ゴムである。合成ゴムとしては、例え
ばスチレン−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、イソプ
レンゴム、ニトリルゴム、クロロブレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、塩素化
ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、多硫化ゴム等があげられる。さらに熱可塑性
エラストマーも使用可能であり、またこれらのゴムを混
合して使用することも可能である。
上記ゴムは機械的強度及び耐熱性を向上させるために公
知の硫黄、硫黄化合物又は過酸化物等で架橋されてもよ
く、また老化防止剤等が添加されていてもよい。
知の硫黄、硫黄化合物又は過酸化物等で架橋されてもよ
く、また老化防止剤等が添加されていてもよい。
本発明のＶＧＣＦ−Ａは、電子顕微鏡で観察すると、芯
の部分と、これを取巻く、−見して、年輪状の炭素層か
らなる特異な形状の繊維及びこれが粉砕、破砕、切断な
どの加工を受けたものである。
の部分と、これを取巻く、−見して、年輪状の炭素層か
らなる特異な形状の繊維及びこれが粉砕、破砕、切断な
どの加工を受けたものである。
本発明においてＶ Ｇ ＣＦ −Ａ’は、直径が０．０
１〜５μｍ、好ましくは０゜０１〜２μｍ、更に好まし
くは０．０１〜１μｍ、最も好ましくは０．０１〜０．
５μｍであり、繊維の長さは特に制限はない。
１〜５μｍ、好ましくは０゜０１〜２μｍ、更に好まし
くは０．０１〜１μｍ、最も好ましくは０．０１〜０．
５μｍであり、繊維の長さは特に制限はない。
一般には、５０００μｍ以下であるが、更に短くても良
く、１０００μｍや１００μｍ、あるいは１．０μｍで
も良く、又、これを更に短く破砕や切断あるいは粉砕し
た繊維状物、あるいは、粒状や不定形状の物も使用でき
る。本発明のＶＧＣＦ−Ａは、炭素の純度が高く、一般
に９７．５％以上、特に９８％以上、最も好ましくは９
８．５％以上である。
く、１０００μｍや１００μｍ、あるいは１．０μｍで
も良く、又、これを更に短く破砕や切断あるいは粉砕し
た繊維状物、あるいは、粒状や不定形状の物も使用でき
る。本発明のＶＧＣＦ−Ａは、炭素の純度が高く、一般
に９７．５％以上、特に９８％以上、最も好ましくは９
８．５％以上である。
また、ＶＧＣＦ−Ａは、易黒鉛化性の炭素物質が好まし
く、更にその中でもＸ線解析において、その黒鉛の結晶
構造において、格子定数Ｃｏの７．１〜６．８８の範囲
のものが特に好ましく、最も好ましくは７．０〜６．８
８の範囲のものである。
く、更にその中でもＸ線解析において、その黒鉛の結晶
構造において、格子定数Ｃｏの７．１〜６．８８の範囲
のものが特に好ましく、最も好ましくは７．０〜６．８
８の範囲のものである。
本発明における感圧導電性ゴム組成物は、上記のＶＣＣ
Ｆ−Ａを含有するゴム組成物であり、該組成物中のＶＧ
ＣＦ−Ａの含有量は、マトリックス１００重量部に対し
て５〜７５重量であり、好ましくは１０〜６０重量部、
特に好ましくは１５〜４５重量部である。
Ｆ−Ａを含有するゴム組成物であり、該組成物中のＶＧ
ＣＦ−Ａの含有量は、マトリックス１００重量部に対し
て５〜７５重量であり、好ましくは１０〜６０重量部、
特に好ましくは１５〜４５重量部である。
本発明でゆう、酸性官能基を有するＶＧＣＦ−＝６一
Ａの製造方法としては、ＶＣＣＦを酸素などの酸化性ガ
スや硝酸などの酸化剤で酸化する方法が最も一般であり
、酸化する方法の代わりにその他、プラズマ法、グラフ
ト法等も用いられる。
スや硝酸などの酸化剤で酸化する方法が最も一般であり
、酸化する方法の代わりにその他、プラズマ法、グラフ
ト法等も用いられる。
本発明の感圧導電性ゴム組成物は、ＶＣＣＦ−Ａの特徴
により充分なゴム補強効果と感圧導電性が達成されるこ
とにある。すなわち、上記ゴムマトリックスにＶ Ｇ
ＣＦ−Ａを配合した場合、ＶＧＣＦ−Ａが針状繊維体で
あるため非常に剛直な性質と導電性を有しており、その
一部がゴムマトリックスの表面で種々の方向、角度をも
って露出しているので、非加圧時から加圧時へ移るとき
ＶＣＣＦ−Ａが点接触から面接触へ徐々に移行して抵抗
値を低下させる。また、ＶＣＣＦ−Ａの配合量を変える
ことにより目的に応じた抵抗値を有する感圧導電性ゴム
組成物を得ることが可能である。
により充分なゴム補強効果と感圧導電性が達成されるこ
とにある。すなわち、上記ゴムマトリックスにＶ Ｇ
ＣＦ−Ａを配合した場合、ＶＧＣＦ−Ａが針状繊維体で
あるため非常に剛直な性質と導電性を有しており、その
一部がゴムマトリックスの表面で種々の方向、角度をも
って露出しているので、非加圧時から加圧時へ移るとき
ＶＣＣＦ−Ａが点接触から面接触へ徐々に移行して抵抗
値を低下させる。また、ＶＣＣＦ−Ａの配合量を変える
ことにより目的に応じた抵抗値を有する感圧導電性ゴム
組成物を得ることが可能である。
つぎに、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶＧＣＦ−
Ａとを配合する方法としては特に制限はなく、例えばヘ
ンシェルミキサー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、レ
ゾイエミキサー、ロール等の公知の手段、方法によって
配合され加圧することができる。これらの方法で得られ
た感圧導電性ゴム組成物は、加圧をくり返し行なっても
抵抗値の変動の少ない特性を有し、更に、この組成物は
ＶＣＣＦ−Ａの添加量によって抵抗値を変化させられる
特性も有している。
Ａとを配合する方法としては特に制限はなく、例えばヘ
ンシェルミキサー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、レ
ゾイエミキサー、ロール等の公知の手段、方法によって
配合され加圧することができる。これらの方法で得られ
た感圧導電性ゴム組成物は、加圧をくり返し行なっても
抵抗値の変動の少ない特性を有し、更に、この組成物は
ＶＣＣＦ−Ａの添加量によって抵抗値を変化させられる
特性も有している。
これらの特性について以下実施例および比較例により詳
細に説明する。
細に説明する。
実施例１〜３および比較例１〜３
直径が０．０５〜０．１μｍの気相成長法炭素繊維（ト
リスアセチルアセトナト鉄とベンゼン１４００℃の加熱
空間に導入し浮遊状態で合成した炭素含有量９９％以上
、格子定数７．０２）を酸素０．７％含有Ｎ２ガスで酸
化し酸性官能基の量が１２０μｓｑ／ｇの気相成長法炭
素繊維を、若干破砕し、分散操作がしやすく、かつ、電
子顕微鏡観察で、繊維長が実質的に５μｍ以上の繊維を
得た。
リスアセチルアセトナト鉄とベンゼン１４００℃の加熱
空間に導入し浮遊状態で合成した炭素含有量９９％以上
、格子定数７．０２）を酸素０．７％含有Ｎ２ガスで酸
化し酸性官能基の量が１２０μｓｑ／ｇの気相成長法炭
素繊維を、若干破砕し、分散操作がしやすく、かつ、電
子顕微鏡観察で、繊維長が実質的に５μｍ以上の繊維を
得た。
第−表に示す配合に基づき、ゴム配合物をバンバリーミ
キサ−で混練後、ロールを用いて厚み２ｍｎ＋のシート
を作成し、常法により成形硬化したシートを２ｃｍＸ２
ｃｍの寸法にサンプルを切り取り、両面に電極を取りつ
け、非加圧時及び加圧時の体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）
を測定した。その結果は第二表に示されるとおり良好な
感圧導電特性を有し、ＶＧＣＩ−Ａの添加量をえらふこ
とで目的に応じて使用出来る。
キサ−で混練後、ロールを用いて厚み２ｍｎ＋のシート
を作成し、常法により成形硬化したシートを２ｃｍＸ２
ｃｍの寸法にサンプルを切り取り、両面に電極を取りつ
け、非加圧時及び加圧時の体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）
を測定した。その結果は第二表に示されるとおり良好な
感圧導電特性を有し、ＶＧＣＩ−Ａの添加量をえらふこ
とで目的に応じて使用出来る。
次にこのシートを以下の方法で試験してその耐久性の評
価を行った。
価を行った。
まずシートを上下から電極ではさみ５００ｇ／ｃｍ２の
力でくり返し加圧し一定回数ごとに加圧力と抵抗の関係
を調べこれをグラフに描いた。しばらくは同じ形を描く
が回数を増加していくとグラフは形が変化していき、そ
しである回数以上になると急に形が変化する。そのとき
の回数をシートの耐久性と判定した。
力でくり返し加圧し一定回数ごとに加圧力と抵抗の関係
を調べこれをグラフに描いた。しばらくは同じ形を描く
が回数を増加していくとグラフは形が変化していき、そ
しである回数以上になると急に形が変化する。そのとき
の回数をシートの耐久性と判定した。
その結果は第三表に示すとおり、ＶＧＣＦ−Ａによる補
強効果が見られ、本発明の感圧導電性ゴム組成物は感圧
導電特性及び耐久性において優れている。
強効果が見られ、本発明の感圧導電性ゴム組成物は感圧
導電特性及び耐久性において優れている。
第三表 （耐久性）
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の感圧導電性ゴム組成物は
、優れた感圧導電特性を有し、しかもくり返し使用にお
ける耐久性にも優れたものである。
、優れた感圧導電特性を有し、しかもくり返し使用にお
ける耐久性にも優れたものである。
さらにＶＧＣＦ−Ａの特徴でもあるゴム補強効果も有す
る。
る。
また本発明の感圧導電性ゴム組成物は、優れた導電性能
を有するので、金属粒子、金属繊維等との併用の必要も
なく、簡便に製造できる利点も有する。
を有するので、金属粒子、金属繊維等との併用の必要も
なく、簡便に製造できる利点も有する。
Claims (1)
- 天然ゴムおよび／または合成ゴム１００重量部に対して
、酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法
炭素繊維を５〜７５重量部配合してなる感圧導電性ゴム
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11855589A JPH02298530A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11855589A JPH02298530A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298530A true JPH02298530A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14739488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11855589A Pending JPH02298530A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02298530A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8377547B2 (en) | 2004-07-16 | 2013-02-19 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Carbon fiber-metal composite material and method of producing the same |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP11855589A patent/JPH02298530A/ja active Pending
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