JPH02298531A - 感圧導電ゴム材 - Google Patents
感圧導電ゴム材Info
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- JPH02298531A JPH02298531A JP11855889A JP11855889A JPH02298531A JP H02298531 A JPH02298531 A JP H02298531A JP 11855889 A JP11855889 A JP 11855889A JP 11855889 A JP11855889 A JP 11855889A JP H02298531 A JPH02298531 A JP H02298531A
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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、感圧導電ゴム材に係り、さらに詳しくは気相
成長法炭素繊維の黒鉛化物(以下、VGCF−Gと略称
する)をゴムに配合してなるゴム材であって、非加圧時
から加圧時の電気抵抗値を太き(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ゴ
ム材に関する。
成長法炭素繊維の黒鉛化物(以下、VGCF−Gと略称
する)をゴムに配合してなるゴム材であって、非加圧時
から加圧時の電気抵抗値を太き(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ゴ
ム材に関する。
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5
8−152033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58−2098
10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−:
120307号公報に開示され、更に無機質ウィスカー
、カーボンブラック、金属粒子等をゴムに配合する感圧
導電ゴム材が特開昭62−249304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5
8−152033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58−2098
10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−:
120307号公報に開示され、更に無機質ウィスカー
、カーボンブラック、金属粒子等をゴムに配合する感圧
導電ゴム材が特開昭62−249304号公報に提案さ
れている。
感圧導電ゴム材としては、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
な感圧導電ゴム材は金属の酸化や、ゴムの劣化が生じ易
く問題があった。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。
粉などを導電粒子として用いたものもあるが、このよう
な感圧導電ゴム材は金属の酸化や、ゴムの劣化が生じ易
く問題があった。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ゴム組感物にあっ
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。
ーボンなどを導電粒子とした感圧導電ゴム組感物にあっ
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ゴム材は、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54−80
350号公報モ開示された感圧導電ゴム材にあっては、
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ゴム材にあっては、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、これらの感圧導電ゴム材にあって
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ゴム材が求められている。
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54−80
350号公報モ開示された感圧導電ゴム材にあっては、
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ゴム材にあっては、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、これらの感圧導電ゴム材にあって
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ゴム材が求められている。
j 〔発明が解決51′5aす6課題〕
本発明の目的は、優れた感圧導電特性を有し、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
感圧導電ゴム材を提供することにある。
本発明の目的は、優れた感圧導電特性を有し、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
感圧導電ゴム材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
CCF−Gからなる組成物が感圧導電ゴム材として優れ
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
CCF−Gからなる組成物が感圧導電ゴム材として優れ
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、天然ゴムおよび/または合成ゴム1
00重景部に対して、5〜75重量部のVGCF−Gを
配合してなる感圧導電ゴム材である。
00重景部に対して、5〜75重量部のVGCF−Gを
配合してなる感圧導電ゴム材である。
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、クロロプレンゴム、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、クロロプレンゴム、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。
本発明において、気相成長法炭素繊維の黒鉛化物とは、
炭化水素などの炭素源を触媒存在下に加熱し気相成長さ
せて作られる繊維状の炭素質物質すなわち気相成長法炭
素線□維に、黒鉛化熱処理を行って得られる黒鉛質の物
質であり、繊維状およびこれを粉砕したり切断したりし
た種々の形態の黒鉛質物質であり、本発明の気相成長法
炭素繊維の黒鉛化物は、その繊維を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を有しており、本発明の気相
成長法炭素繊維の黒鉛化物は、この様な繊維状物及びこ
れが粉砕、破砕、切断などの加工を受けたものである。
炭化水素などの炭素源を触媒存在下に加熱し気相成長さ
せて作られる繊維状の炭素質物質すなわち気相成長法炭
素線□維に、黒鉛化熱処理を行って得られる黒鉛質の物
質であり、繊維状およびこれを粉砕したり切断したりし
た種々の形態の黒鉛質物質であり、本発明の気相成長法
炭素繊維の黒鉛化物は、その繊維を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を有しており、本発明の気相
成長法炭素繊維の黒鉛化物は、この様な繊維状物及びこ
れが粉砕、破砕、切断などの加工を受けたものである。
本発明の気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は、直径が0.
01〜5μm、好ましくは0.01〜2μm。
01〜5μm、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、
O1〜0.5μm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(,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。
O1〜0.5μm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(,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。
本発明の気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は、炭素の純度
が高く、一般に98.5%以上、特に99%以上、最も
好ましくは99.5%以上である。
が高く、一般に98.5%以上、特に99%以上、最も
好ましくは99.5%以上である。
また、本発明の気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は黒鉛性
の高い物質であり、更に、その中でもX線解析による構
造解析において、その黒鉛の結晶構造において格子定数
Coが6.88以下の範囲のものであり、好ましくは6
.86以下、特に好ましくは6.80〜6.70の範囲
、最も好ましくは6.78〜6.72の範囲のものであ
る。
の高い物質であり、更に、その中でもX線解析による構
造解析において、その黒鉛の結晶構造において格子定数
Coが6.88以下の範囲のものであり、好ましくは6
.86以下、特に好ましくは6.80〜6.70の範囲
、最も好ましくは6.78〜6.72の範囲のものであ
る。
−6=
本発明の気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は気相成長法炭
素繊維を不活性ガス気流下で高温度において熱処理する
事により得られるが、熱処理温度としては1500°C
以上、好ましくは1700℃以上、特に2000℃以上
であり、最も好ましい範囲は2100〜3000℃の範
囲である。
素繊維を不活性ガス気流下で高温度において熱処理する
事により得られるが、熱処理温度としては1500°C
以上、好ましくは1700℃以上、特に2000℃以上
であり、最も好ましい範囲は2100〜3000℃の範
囲である。
本発明における感圧導電ゴム材は、上記のVGCF−G
を含有するゴム材であり、該組成物中の■GCF−Gの
含有量は、マトリックス100重量部に対して5〜75
重量部であり、好ましくは10〜60重量部、より好ま
しくは10〜50重量部であり、特に好ましくは15〜
45重量部である。
を含有するゴム材であり、該組成物中の■GCF−Gの
含有量は、マトリックス100重量部に対して5〜75
重量部であり、好ましくは10〜60重量部、より好ま
しくは10〜50重量部であり、特に好ましくは15〜
45重量部である。
さらに効果を最大に発揮させるため、VC−CF−Gが
極めて微細な状態、かつ、繊維の形状で用いられる場合
に、その効果が著しく、好ましい。
極めて微細な状態、かつ、繊維の形状で用いられる場合
に、その効果が著しく、好ましい。
この際、繊維の径が細いばかりでなく、繊維長さ/繊維
の径の比が、5以上、好ましくは10以上、特に20以
上、最も好ましくは80以上ある。
の径の比が、5以上、好ましくは10以上、特に20以
上、最も好ましくは80以上ある。
本発明の感圧導電ゴム材は、VCCF−G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、」二足ゴムマドす。
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、」二足ゴムマドす。
クスにVGCF−Gを配合した場合、V C,CF −
Gは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■GCF−G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−G
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
る感圧導電ゴム材を得ることが可能である。
Gは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■GCF−G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−G
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
る感圧導電ゴム材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VCCF−
Gとを配合する方法としては特に制限はなく、例えばヘ
ンシエルミキザー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、レ
ディエミギサー、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
た感圧導電ゴム材は、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VCC
I’−G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。
Gとを配合する方法としては特に制限はなく、例えばヘ
ンシエルミキザー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、レ
ディエミギサー、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
た感圧導電ゴム材は、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VCC
I’−G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を1400°Cの
加熱空間に導入し浮遊状態で合成した)を2400°C
アルゴン気流下で熱処理を行い炭素含有量99%、格子
定数6.74の黒鉛化物を得、これを若干破砕し、分散
操作がし易く、かつ、電子顕微鏡で観察し、繊維長が実
質的に5.0μm以上のVGCF−Gを得た。
リスアセチルアセトナト鉄とベンゼンを1400°Cの
加熱空間に導入し浮遊状態で合成した)を2400°C
アルゴン気流下で熱処理を行い炭素含有量99%、格子
定数6.74の黒鉛化物を得、これを若干破砕し、分散
操作がし易く、かつ、電子顕微鏡で観察し、繊維長が実
質的に5.0μm以上のVGCF−G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2■のシートを作
成し、常法により成形硬化したシートを2cmX2cm
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、VCCF−G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2■のシートを作
成し、常法により成形硬化したシートを2cmX2cm
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、VCCF−G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500 g/cm”
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。
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。
その結果は第三表に示すとおり、VCCF−Gによる補
強効果が見られ、本発明の感圧導電ゴム材は感圧導電特
性及び耐久性において優れている。
強効果が見られ、本発明の感圧導電ゴム材は感圧導電特
性及び耐久性において優れている。
(以下余白)
第三表 (耐久性)
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明の感圧導電ゴム材は、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。さらにVGCF−Gの特徴
でもあるゴム補強効果も有する。
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−Gの特徴
でもあるゴム補強効果も有する。
また本発明の感圧導電ゴム材は、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。
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
、5〜75重量部の気相成長法炭素繊維の黒鉛化物を配
合してなる感圧導電ゴム材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11855889A JPH02298531A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電ゴム材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11855889A JPH02298531A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電ゴム材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02298531A true JPH02298531A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14739564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11855889A Pending JPH02298531A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電ゴム材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02298531A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06260017A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Otsuka Chem Co Ltd | 導電性熱可塑性樹脂組成物 |
AU675721B2 (en) * | 1993-08-12 | 1997-02-13 | Goodyear Tire And Rubber Company, The | Graphite fiber reinforced tires and method of incorporating graphite fibers into an elastomer |
JP2007220481A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Nagaoka Univ Of Technology | 感圧導電性エラストマー |
JP2008143963A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nissin Kogyo Co Ltd | 炭素繊維複合材料 |
WO2010004633A1 (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | 日信工業株式会社 | カーボンナノファイバーの製造方法及びカーボンナノファイバー並びにカーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法及び炭素繊維複合材料 |
US7655356B2 (en) * | 2005-03-23 | 2010-02-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
KR101227308B1 (ko) * | 2004-03-30 | 2013-01-28 | 산요덴키가부시키가이샤 | 비수 전해질 이차전지 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP11855889A patent/JPH02298531A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06260017A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Otsuka Chem Co Ltd | 導電性熱可塑性樹脂組成物 |
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JP4630964B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2011-02-09 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 感圧導電性エラストマー |
JP2008143963A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nissin Kogyo Co Ltd | 炭素繊維複合材料 |
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US8513348B2 (en) | 2008-07-10 | 2013-08-20 | Nissin Kogyo Co., Ltd. | Carbon nanofibers, method of producing carbon nanofibers, carbon fiber composite material using carbon nanofibers, and method of producing the carbon fiber composite material |
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