JPH03195752A

JPH03195752A - ゴム組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03195752A
Application number: JP33794989A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Takahashi; 政晴高橋; Tsutomu Nakamura; 勉中村; Kazuo Numata; 沼田　一夫
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1991-08-27
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JP2510426B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導電領域（１０３〜１ｏ１ａΩ・口）で安
定した電気抵抗率を示すゴム製品を与えるゴム組成物及
びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、電気絶縁性を示すゴム状物質に導電性材料を配合
した導電性ゴムは種々知られており、例えば導電性材料
としてカーボンブラック等を配合し、電気抵抗を１０−
１〜１０２Ω・国の範囲にした導電性ゴムが広い分野で
応用されている。

一方、電気絶縁性ゴム状物質の一つであるシリコーンゴ
ムは、耐熱性、耐寒性、耐候性に優れ、電気絶縁性ゴム
として多く利用されているが、他のゴム状物質と同様に
導電性材料を添加することで、導電性シリコーンゴムと
しても実用化されている。

この場合、導電性シリコーンゴムに添加する導電性材料
としては、例えばカーボンブラックやグラファイト、銀
、ニッケル、銅等の各種金属粉、各種非導電性粉体や単
繊維表面を銀等の金属で処理したもの、炭素繊維、金属
繊維などを混合したものが、シリコーンゴムがもつ特異
な特性を損なうことなくその導電性材料の種類および充
填量によりシリコーンゴムの電気抵抗率を１０１０〜１
０−Ω・σ程度まで低下させ得ることから頻繁に使用さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、シリコーンゴムにケッチエンブラック、
アセチレンブラック等の導電性カーボンブラックを配合
した場合、１０３〜１０１０Ω・■という半導電領域で
は電気抵抗率のバラツキが極めて大きくなり、電気抵抗
率を安定化させることは困難であった。これは成形条件
によりカーボンの分散が著しく変化することが原因であ
ると考えられる。

ところが、最近ＯＡ種機器ゴム部材として、特に半導電
領域の材料の必要性が高まり、このため半導電領域での
電気抵抗率変動が少な（、安定した電気抵抗率を示すゴ
ム製品が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、半導電領域
での電気抵抗率の変動が極めて狭く、電気抵抗率が成形
条件に左右されずに安定しているゴム製品を与えるゴム
組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エチレン・
プロピレンゴム及び／又はエチレン・プロピレン・ジエ
ンゴムと導電性カーボンブラックとを含むポリオレフィ
ン系ゴム組成物と、下記平均組成式（１）％式％（１）（但し、Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基、ｎは非
置換の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴ
ム組成物とを混合することにより得られるゴム組成物が
電気抵抗率が１０３〜１０１０Ω・■の間できわめて安
定したゴム製品を与えることを知見した。

即ち、上記エチレン・プロピレンゴム及び／又はエチレ
ン・プロピレン・ジエンゴムと、導電性カーボンブラッ
クとを含むポリオレフィン系ゴム組成物と、上記平均組
成式（１）のオルガノポリシロキサンを含むシリコーン
ゴム組成物とを混合したゴム組成物は、半導電領域での
電気抵抗率が成形条件に左右されず、非常に安定で、従
来のシリコーンゴムに単に導電性カーボンブラックを添
加したものが４〜６桁ものバラツキがあるのに対しわず
か１衝程度のバラツキであると共に、成形加工性、加硫
特性、ゴム弾性が良好で低硬度である上、導電性カーボ
ンの脱落がないゴム製品を与えることを知見し、本発明
をなすに至ったものである。

従って、本発明は、エチレン・プロピレンゴム及び／又
はエチレン・プロピレン・ジエンゴムと導電性カーボン
ブラックとを含むポリオレフィン系ゴム組成物と、下記
平均組成式（１）％式％（１）（但し、Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基、ｎは非
置換の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴ
ム組成物とを混合することにより得られる、ゴム組成物
、並びに、エチレン・プロピレンゴム及び／又はエチレ
ン・プロピレン・ジエンゴムと導電性カーボンブラック
とを含むポリオレフィン系ゴム組成物と、上記平均組成
式（１）で示されるオルガノポリシロキサンを含むシリ
コーンゴム組成物とを混合することを特徴とするゴム組
成物の製造方法を提供する。

以下１本発明につき更に詳述する。

本発明で使用するエチレン・プロピレン原料ゴム（以下
、ＥＰＭと省略する）、エチレン・プロピレン・ジエン
原料ゴム（以下、ＥＰＤＭと省略する）としては特に制
限はなく、一般に市販されているＥＰＭ、ＥＰＤＭを使
用することができるが、特にエチレン含有率が４０〜７
０重量％、ムニー粘度が５〜１００のものが好適に用い
られる。なお、ＥＰＤＭを構成するジエンモノマーとし
てはエチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジェン、
１，４−へキサジエンなどが挙げられ、不飽和度として
はヨウ素価が１〜４０の範囲であるものが好ましい。

また、導電性カーボンブラックとしては、通常導電性ゴ
ム組成物に常用されているものが使用し得１例えばアセ
チレンブラック、コンダクティブファーネスブラック（
ＣＦ）、スーパーコンダクティブファーネスブラック（
ＳＣＦ）、エクストラコンダクティブファーネスブラッ
ク（ＸＣＦ）、コンダクティブチャンネルブラック（Ｃ
Ｃ）、１５００°Ｃ程度の高温で熱処理されたファーネ
スブラックやチャンネルブラック等を挙げることができ
る。

具体的には、アセチレンブラックとしては電化アセチレ
ンブラック（電気化学社製）、シャウニガンアセチレン
ブラック（シャウニガンケミカル社製）等が、コンダク
ティブファーネスブラックとじてはコンチネックスＣＦ
（コンチネンタルカーボン社ｆＪＢ）、パルカンＣ（キ
ャボット社製）等が、スーパーコンダクティブファーネ
スブラックとしてはコンチネックス５ＣＦ（コンチネン
タルカーボン社製）、パルカンＳＣ（キャボット社製）
等が、エクストラコンダクティブファーネスブラックと
してはＭＨ８−５００（Ｍカーボン社製）、パルカンＸ
Ｃ−７２（キャボット社製）等が、コンダクティブチャ
ンネルブラックとしてはコララックスＬ（デグッサ社製
）等が例示され、また、ファーネスブラックの一種であ
るケッチエンブラックＥＣ及びケッチエンブラックＥＣ
−６００ＪＤ（ケッチエンブラックインターナショナル
社製）を用いることもできる。

導電性カーボンブラックの添加量は、これらの１種を単
独で又は２種以上を併用し、ＥＰＭとＥＰＤＭとの合計
量１００部（重量部、以下同じ）に対して１〜５０部、
より好ましくは３〜２０部とすることが望ましい。添加
量が１部未満では所望の導電性を得ることができず、一
方５０部を超えるとゴム組成物が硬くなって成形加工性
が低下したり、硬化物の機械的強度が低下する場合があ
る。

一方、本発明で使用するオルガノポリシロキサンは、下
記平均組成式（１）％式％）ここで、Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基で、好ま
しくは炭素数１〜１０のものである。具体的には、メチ
ル基、エチル基、プロピル等のアルキル基、シクロペン
チル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニ
ル基、アリル基等のアルケニル基、シクロアルケニル基
、フェニル基。

トリル基等のアリール基、あるいはこれらの基の水素原
子が部分的に塩素原子、シアノ基などの有機基で置換さ
れたハロゲン化炭化水素基、シアノ化炭化水素基等が例
示される。また、ｎは非置換の正数である。

上記オルガノポリシロキサンとしては、特に該オルガノ
ポリシロキサンの主鎖がジメチルポリシロン単位からな
り、これにフェニル基、ビニル基を導入したものが好適
に用いられる。この場合、メチル基はＲ中３０〜１００
モル％、特に５０〜１００モル％、フェニル基はＲ中Ｏ
〜３０モル％、特に０〜１５モル％、ビニル基はＲ９０
〜１０モル％、特に０〜５モル％であることが好ましい
。

また、オルガノポリシロキサンとしては、粘度１０，０
００〜１０，０００，０００ｃｓ、特に１００．０００
〜１０，０００，０ＯＯｃｓ　（２５℃）のものが好適
に用いられる。

なお、オルガノポリシロキサンの本発明ゴム組成物中の
含有量は５〜９５重量％、特に２０〜８０重量％とする
ことが好ましい。

本発明のゴム組成物は、上記ＥＰＭ及び／又はＥＰＤＭ
、導電性カーボンブラック、上記（１）式のオルガノポ
リシロキサンを含有するものであるが、この場合ＥＰＭ
及び／又はＥＰＤＭと導電性カーボンブラックとを含む
ポリオレフィン系ゴム組成物を調製し、一方（１）式の
オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム組成物を
調製し、これらポリオレフィン系ゴム組成物とシリコー
ンゴム組成物とを混合することにより、本発明のゴム組
成物を製造するもので、これによりＥＰＭ及び／又はＥ
ＰＤＭと導電性カーボンブラックとを含むポリオレフィ
ン系ゴム組成物と、シリコーンゴム組成物とは０．ＩＩ
ＪＲｌから１００−の海鳥構造を形成する。この場合、
導電性カーボンブラックはＥＰＭ及び／又はＥＰＤＭと
強く相互作用し、シリコーンゴム組成物の相に移行する
ことがないため、ＥＰＭ及び／又はＥＰＤＭに導電性カ
ーボンが均一分散したポリオレフィン／導電性カーボン
の相がシリコーンゴム組成物損とマクロ的に分散、接触
することとなり（ここで、マクロ分散とは０．１μｓ〜
１００−程度の大きさを意味する。）体積低効率の安定
したゴム組成物を得ることができる。これに対し、導電
性カーボンブラックを予めシリコーンゴム組成物に配合
しておき、このシリコーンゴム組成物に導電性カーボン
ブラックを含まないポリオレフィン系ゴム組成物を混合
した場合、或いは上記３成分を同時に混合した場合など
は、導電性カーボンブラックは上記したようにはマクロ
分散せず、従来と同様な不安定なミクロ分散（ここで、
ミクロ分散とは、配合する導電性カーボンブラック自体
の大きさ程度を意味する）となるため、得られるゴム組
成物の体積低効率は不安定となる。

ここで、上記ポリオレフィン系ゴム組成物は、ＥＰＭ及
び／又はＥＰＤＭと導電性カーボンブラックとを混合す
ることにより得られるが、混合方法としては均一に混合
できればよく、例えばバンバリーミキサ−１加圧ニーダ
−１２本ｏ−／ｌ／、３本ロールなどの通常のゴム配合
用機器を用いて混練する方法を好適に採用することがで
きる。

なお、ポリオレフィン系ゴム組成物には、必要に応じ、
粘度を調整するためのプロセスオイル、耐熱性を向上さ
せるための老化防止剤、紫外線吸収剤、カーボンファン
クショナルシラン、難燃剤、クレー等の増量剤などを配
合することができる。

一方、シリコーンゴム組成物は、式（１）のオルガノポ
リシロキサンのみからなる構成としてもよいが、必要に
よりシリコーンゴム組成物に通常配合される成分５例え
ば湿式シリカ、乾式シリカ、石英粉、末端水酸基低粘度
シリコーンオイル、カーボンファンクショナルシランな
どを配合することもできる。これら成分を混合してシリ
コーンゴム組成物を製造する場合の混合方法としては、
上述した混練方法と同様の方法を採用することができる
。

なお、シリコーンゴム組成物としては、一般に市販され
ているものを好適に用いることができ、具体的には商品
名ＫＥ９３１ｕ、ＫＥ９５１ｕ。

ＫＥ５２０、ＫＥ５５５ｕ　（以上、信越化学工業■製
）などを挙げることができる。

上記ポリオレフィン系ゴム組成物とシリコーンゴム組成
物とは１重量比で５：９５〜９５：５、特に２０：８０
〜８０：２０の割合で混合することが、所望の電気抵抗
率を達成する点で好ましい。

また、ポリオレフィン系ゴム組成物とシリコーンゴム組
成物を混合する方法としても、バンバリーミキサ−１加
圧ニーダ−１２本ロール、３本ロールなどの通常のゴム
配合機器を用いて混練りする方法を採用することができ
る。なおこの場合、混練りを良好にするため、必要によ
り石英粉、湿式あるいは乾式シリカ、通常合成ゴムに使
用されるプロセスオイル、カーボンファンクショナルシ
ラン、変性シリコーンオイルを添加してもよい。

本発明のゴム組成物は、通常の方法で加硫、硬化させる
ことができる。この場合、硬化剤としては、導電性シリ
コーンゴムの加硫に使用されるラジカル反応、付加反応
、縮合反応等を利用して加硫、硬化させるものであれば
、その硬化機構に制限はなく、従来公知の種々の硬化剤
を用いることができる。例えば、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキサン等のアルキル過酸化物、ジクミル
パーオキサイド等のアルアルキル過酸化物等の有機過酸
化物が挙げられるほか、付加反応硬化剤として、−分子
中に少なくともけい素原子に結合した水素原子を２個以
上含有するオルガノハイドロジエンポリシロキサンと白
金系触媒が、また、縮合硬化剤として、多官能のアルコ
キシシラン又はシロキサンと有機金属酸塩等が使用でき
る。なお、硬化剤の添加量は、通常の導電性シリコーン
ゴムと同様でよい。

また、本発明に係るゴム組成物は、加圧成形、押出成形
、射出成形、カレンダー成形等の通常の方法によって成
形加工して製品とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導電領域での電気抵抗率が成形条件
によって左右されず、極めてバラツキが少なく安定して
いると共に、成形加工性、加硫特性、ゴム弾性が良好で
ある上、導電性カーボンブラックの脱落がないゴム製品
を与えるものであり、従って本発明のゴム組成物を硬化
させて得られるゴム製品は、例えばＯＡ機器のゴム部材
等の事務機器分野、あるいは電気工業分野、自動車部品
等の輸送機分野など、広範囲な分野に応用し得るもので
ある。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない
。なお、以下の例において部はいずれも重量部である。

〔実施例１〜３、比較例１〕下記成分を加圧ニーダ−を用いて混練りし、ポリオレフ
ィン系組成物ＩＡを製造した。

−性一虜ＥＰＤＭ＊１）　　　　　　　　　　　１００部ケッチ
エンブラックＥＣ＊２）　　　　　　　７ｎ工業用流動
パラフインＰＷ３８０　＊３）　　　２　Ｑ　ｎ老化防
止剤＊４）　　　　　　　　　　　　　　１ｔｔ＊１）
商品名ニスプレン５６７（住人化学工業■製）＊２）ケ
ッチエンブラックインターナショナル社製＊３）商品名
（出光興産層）＊４）商品名ツクラックＭＢ　（入内新興化学＠製）一
方、下記成分を加圧ニーダ−を用いて混練りし、シリコ
ーンゴム組成物ＩＢを得た。

班−戒・（ＣＨ３）２Ｓｉ○単位９９．８５モル％と（ＣＨ２
＝ＣＨ）（ＣＨ，）ＳｉＯ単位０．１５モル％とからな
る重合度が８０００のジメチルビニルポリシロキサン生
ゴム　　　　１００重量部・シリカ微粉末〔比表面積２
００ｍ／ｇ（商品名工ロジル２００．日本アエロジル社
ｆＲ）〕１１５重量部末端が水酸基で封鎖されて平均重合度が２０のジメチ
ルシロキサンオイル　　　　　５重量部次に、上記組成
物ＩＡに組成物ＩＢを第１表に示す割合でロールを用い
て配合し、これにジクミルパーオキサイドを第１表に示
す割合で添加してコンパウンドを調製した。次いで、こ
れを１７０’Ｃ，１００ｋｇＥ／ａ（）条件で１０分間
加熱・加圧し、−穀物性を測定するための厚さ２１ＩＩ
ｎのシート及び体積抵抗率を測定するための厚さ１１ｍ
のシートをそれぞれ成形した。

また、比較のため、上記シリコーンゴム組成物ｌＢ１０
０部に上記ケッチエンブラック３．５部を添加したもの
について、同様に体積抵抗率を測定した。

なお、体積抵抗率は１＋ｎ＋ｎシ一ト１０枚について測
定し、その最大値と最小値の範囲を第１表に示した。こ
の体積抵抗率の測定は三菱油化課製ＭＯＤＥＬ　ＨＴ−
２１０によった。

〔実施例４〜６〕下記成分を二本ロールを用いて混練りし、ポリオレフィ
ン系組成物２Ａを製造した。

凰−或ＥＰＤＭ＊１）　　　　　　　　　　　１００部ケッチ
エンブラックＥＣネ２）　　　　　　１０　／１工業用
流動パラフィンＰＷ３８０＊３）　　　３０１１＊１）
商品名ＰＸ−ｏｏ’７　（三井石油化学工業＠製）＊２
）ケッチエンブラックインターナショナル社製＊３）商
品名（出光興産製）一方、（ＣＨ，）２ＳｉＯ単位９９．５モル％と（ＣＨ
，）（ＣＨ，＝ＣＨ）Ｓｉｏ単位０．５モル％とからな
る平均重合度が８０００のジメチルビニルポリシロキサ
ン生ゴム（シリコーンゴム組成物２Ｂ’）を得た。

これら組成物２Ａと組成物２Ｂを第２表に示す割合で混
合し、これにジクミルパーオキサイドと比表面積が２３
０ｒｎ”／ｇの沈降性シリカ〔ニブシルＬＰ（商品名９
日本シリ力曲製）〕を第２表に示す割合で添加してコン
パウンドを作製した。次いで、実施例１と同様に１ｎ１
１と２ｍｍ厚のシートを成形し、−穀物性と体積抵抗率
を測定した。

結果を第２表に併記する。

〔実施例７〜９、比較例２〕下記成分を加圧ニーダ−を用いて混練りし、ポリオレフ
ィン系組成物３Ａを製造した。

虱−戒ＥＰＤＭ＊１）　　　　　　　　　　　１００部電化ア
セチレンブラック＊２）　　　　　　　ｌ　５　ｕプロ
セスオイルサンパー２２８０　＊３）　　２０１１＊ｌ
）商品名ＰＸ−００７（三井石油化学工業曲製）＊２）
商品名（電気化学工業社製）＊３）商品名（日本サンオイル社製）一方、下記成分をニーダ−を用いて混練りし、１７０℃
で２時間熱処理してシリコーンゴム組成物３Ｂを作製し
た。

柾−双ジメチルビニルポリシロキサン車１）　　　１００部シ
リカ微粉末１２）　　　　　　　　　　　　２５／１ジ
メチルシロキサンオイル＊３）　　　　　　　５ｎ＊１
）（ＣＨ３）２ＳｉＯ単位９９．８５モル％と（ＣＨａ
　）　（ＣＨ２＝ＣＨ）　Ｓ　ｉＯ単位０．１５モル％
とからなり、平均重合度８０００のもの＊２）商品名工ロジル２００（比表面積２００Ｍ／　ｇ
　ｔ　日本アエロジル社Ｉり＊３）末端が水酸基で平均
重合度が２０のものこれら組成物３Ａ、組成物３Ｂ、及び石英粉（クリスタ
ライトＶＸＳ　（商品名、＠龍森社製）〕と〕２，５−
ジメチルー２，５−ビスｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサ
ンとを第３表に示す割合で混合してコンパウンドを作製
し、実施例１と同様にＩｍと２ｒｒｎ厚のシートを成形
し、−膜物性と体積抵抗率を測定した。

比較のため、上記組成物３Ｂ１００部に上記と同じアセ
チレンブラック７．５部とクリスタライトｖＸＳを配合
したものについても同様の測定を行なった。

結果を第３表に併記する。

第１〜３表の結果より、本発明のゴム組成物から得られ
た加硫ゴムは、シリコーンゴムに単に導電性カーボンブ
ラックを添加した従来の材料に比較して安定した半導電
領域の電気抵抗率を示し、そのバラツキは従来の材料が
４〜６桁もあるのに対し、１衝程度であることが認めら
れる。

Claims

【特許請求の範囲】１、エチレン・プロピレンゴム及び／又はエチレン・プ
ロピレン・ジエンゴムと導電性カーボンブラックとを含
むポリオレフィン系ゴム組成物と、下記平均組成式（１
）Ｒ＿ｎＳｉＯ＿（＿４＿−＿ｎ＿）＿／＿２・・・・・
（１）（但し、Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基、
ｎは１．９５〜２．０５の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴ
ム組成物とを混合することにより得られるゴム組成物。２、エチレン・プロピレンゴム及び／又はエチレン・プ
ロピレン・ジエンゴムと導電性カーボンブラックとを含
むポリオレフィン系ゴム組成物と、下記平均組成式（１
）Ｒ＿ｎＳｉＯ＿（＿４＿−＿ｎ＿）＿／＿２・・・・・
（１）（但し、Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基、
ｎは１．９５〜２．０５の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサンとを含むシリコーン
ゴム組成物とを混合することを特徴とするゴム組成物の
製造方法。