JPH04145145A

JPH04145145A - ゴムをベース材料としたイオン伝導体

Info

Publication number: JPH04145145A
Application number: JP2267203A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kuramochi; 浩倉持
Original assignee: Polytec Design KK
Current assignee: Polytec Design KK
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-05-19

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、電池や低周波治療器の電極に応用することの
できるイオン伝導体に関する。

（従　　来　　の　　技　　術　　）イオン伝導性のある物は一般に剛体であり、塑性や弾性
が十分にあるイオン伝導体は、これまで無かった。・塑性や弾性を必要とする物は、プラスチックやゴムをベ
ース材料として作ることができる。これらを用いてイオ
ン伝導体を作成する試みとして、有極性の有機溶媒に無
機塩等の電解質を溶解し、この溶液とプラスチックまた
はゴムを混ぜて成型したものがある。しかしプラスチッ
クやゴムは成型時に少なくとも１４０°Ｃ以−Ｌの熱か
加わるため、この際にブラスチンク、ゴム、各種添加剤
専と無機塩との間に複雑な反応や分解が生しる１、その
結果、成型物のイオン伝導性が無くなったり、変色や変
性を生したりしてしまう。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は高いイオン伝導性を有し、柔軟性とゴム弾性の
ある成型物を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）所望する性質のゴムを用い、架橋してゴム成型物を作る
。後述するように、有極性有機溶媒をゴム成型物に含浸
せしめるので、ベースゴムは極性が比較的高く、また三
次元架橋できるものが良い。

その例として、架橋ポリウレタンエラストマー、アクリ
ルニトリルブタンエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、
フロロシリコーンゴム、等が挙げられる。これらをブレ
ンドして用いても良く、またこれらを主たるベースゴム
として他のゴム（例えばブタンエンゴム等）を少量添加
して用いることもできる。

これに架橋剤や充填剤を添加して混練する。架橋剤や充
填剤には、後述する無機塩と反応するようなもの（例え
ば硫黄等）は用いない。これを架橋し成型する。後述す
るように成型物は溶液を含浸し膨潤するので、使用目的
によっては小さめに成型する必要もある。

成型物を浸漬する溶液を作成する。溶液は有機溶媒に無
機塩を溶解したもので、次にこれを詳述する。

有機溶媒は電解質を溶解せしめるので、有極性で、比誘
電率が３００以上のものか良い。また揮発性が低い方が
良く、沸点が１３０°Ｃ以上のものか適している。この
ような有機溶媒な例として、プロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、ホルムアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。

溶解させる無機塩は、上述の溶媒に溶解し電解質となる
ものが良く、金属塩、特にアルカリ金属塩とアルカリ土
類金属塩が好ましい。このような金属塩の例として、四
フッ化リチウム、過塩素酸リチウム、チオシアン酸カリ
ウム等を挙げることかできる。

有機溶媒および無機塩は、各々Ｌ述のものの中から１、
もしくは２以りを選択して混ぜて用いることもできる。

選択した無機塩を、有機溶媒に溶解する。無機塩は溶媒
に対し、５〜１２０％、好まシ、＜は１０〜１００％と
なるように溶解させる。

この溶液にゴム成型物を浸漬する。溶液温度５〜５０’
Ｃで、５〜４８時間浸漬した後、ゴム成型物を溶液から
取り出す。

（作　　　用　　　）金属塩、特にアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩は、
誘電率の高い有極性有機溶媒にかなり溶解する。例えば
、チオシアン酸カリウムはジメチルホルムアミドに５０
〜６０％程度は容易に溶解する。溶解した無機塩は有機
溶媒中でイオン解離するため、溶液はイオン伝導性とな
る。

この溶液にゴム成型物を浸漬すると、ベースゴムの極性
が高いため、溶液がゴム成型物に浸透する。溶液には無
機塩が溶解しているので、ゴム成型物に有機溶媒と颯機
塩が一緒に浸透する。このため、溶媒中でイオン解離し
ていた無機塩も、そのままゴムに浸透し、ゴム成型物内
の溶媒中をｒ１由にイオンが動き回れる状態となる。こ
のようにしてゴム成型物にイオン伝導性を付与すること
ができる。

溶媒を含浸することによってゴム成型物は膨潤するが、
架橋しているのでゴム成型物が溶媒に溶解することは無
い。溶媒は１３０°Ｃ以上の高沸点を有するので、ゴム
成型物中に浸透した溶媒は、常温で使用する限りでは、
はとんど揮発するようなことは無い。また、有機溶媒と
ゴムの極性が近いので、いったんゴム成型物に浸透した
溶液が滲出することも無く、ゴム成型物中のイオンは安
定に保持される。

（実　　施　　例　　）柔軟でゴム弾性のあるイオン伝導体として、次のような
シート状の小片を作成した。

例Ａ）ベースゴムにミラブルタイプのボリウレタンエラ
ストマー（住人バイエルウレタン　ウレｌ＜ン６４０〕
を選択（７、ジクミルパーオキサイド２部を添加して、
１７０’Ｃで３　（ｍ　ｘ　３　ｃ　ｍの小片を架橋、
成型した。有機溶媒にプロピレンカーボネート、無機塩
に過塩素酸リチウムを選択し、過塩素酸リチウムが４０
重量％となるように溶解した。この溶液に成型した小片
を浸漬し、室温で一昼夜、放置した。

例Ｂ）ベースゴムにアクリルニトリルブタンエンゴムを
選択し、ジクミルパーオキサイド３部を添加して、３　
ｃ　ｍ　ｘ　３　ｃ　ｍの小片を架橋、成型した。

有機溶媒にジメチルホルムアミド、無機塩にチオシアン
酸カリウムを選択し、チオシアン酸カリウムを５０％溶
解させた。この溶液に成型した小片を浸漬し、室温で一
昼夜、放置した。

例Ａ、例Ｂの小片を用い、体積固有抵抗と経時安定性の
試験を行った。これを次に述べる。

［体積固有抵抗］両小片を用い、体積固有抵抗を測定した。その結果を表
１に掲げた。対照として用いた溶液浸漬前の小片が大き
い抵抗値を示したのに対し、浸漬処理したゴム小片は例
Ａ１例Ｂともに電気伝導性を示すようになっている。

〔経時安定性試験］両小片を４０°Ｃの恒温器に３力月放置し、外観を観察
した後、体積固有抵抗を測定した。

その結果、例Ａ、例Ｂの両小片に、溶媒の滲出、無機塩
の析出、試料の変形、変色等の外観士の変化は認められ
なかった。また、体積固有抵抗の変化もほとんと見られ
なかった。このように、常温付近で使用される限りにお
いては、有機溶媒と無機塩は非常に安定な状暫でゴム成
型物中に保持されており、本発明のゴム成型物は、経時
安定性の高いイオン伝導体と言える。

表１　体積固有抵抗（Ω−ｃ　ｍ　）ｊ　　浸漬前　　浸漬後　４０°Ｃ３力ｒ者例Ａ　　ｌ
　　２．９Ｘ１０”　　３．６Ｘ１０２４．ｌＸ１０”
を例Ｂ　　′１．８Ｘ　１０１５５．ＩＸ　１０２９．７
Ｘ　１０”（効　　　果　　　）ゴム成型物に、有機溶媒とともにイオン解離した無機塩
か変性せずに浸透するので、イオン伝導性の無いゴムか
、溶液浸透後には良好なイオン伝導体に変わる。

−ｆムをヘース素材としているので、通常のゴム成型物
同様、配合設定および金型設計により、成型物の物性や
形状を所望のものにすることができる。どのような成型
物にも本発明の浸漬処理を施すことができるので、広範
囲の物性や形状のイオン伝導体を作成することができる
。例えば、薄いフィルム状の柔軟なイオン伝導体を作成
することもでき、これは肌にフィント感のある低周波治
療器用電極への応用も考えられる。

柔軟でゴム弾性を有したイオン伝導体はこれまで無かっ
たが、本発明により簡単な方法で、イオン伝導性のある
ゴム弾性体を提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】１）有極性の有機溶媒に無機塩を溶解せしめ、この溶液
に架橋したゴムを浸漬し、ゴム１００容量部に対し、該溶液を５〜３００容量部含
浸せしめること、を特徴とするイオン伝導体。２）該無機塩が、有機溶媒に溶解する電解質であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載イオン伝導体。３）該無機塩が金属塩である特許請求の範囲第２項記載
のイオン伝導体。４）該金属塩がアルカリ金属塩、もしくはアルカリ土類
金属塩である特許請求の範囲第３項記載のイオン伝導体
。５）該架橋ゴムが、架橋ポリウレタンエラストマー、ア
クリルニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴ
ム、フロロシリコーンゴムのいずれか１、もしくは２以
上をブレンドしたゴムを主たるベースゴムとしているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイオン伝導
体。６）該有機溶媒の比誘電率が３０．０以上、沸点が１３
０℃以上である特許請求の範囲第１項記載のイオン伝導
体。