JPH0777087B2 - 導電性複合材料 - Google Patents

導電性複合材料

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JPH0777087B2
JPH0777087B2 JP61279531A JP27953186A JPH0777087B2 JP H0777087 B2 JPH0777087 B2 JP H0777087B2 JP 61279531 A JP61279531 A JP 61279531A JP 27953186 A JP27953186 A JP 27953186A JP H0777087 B2 JPH0777087 B2 JP H0777087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導電性複合材料、および導電性複合材料を使
用した物品に関する。
［従来の技術］ 既知の導電性複合材料には、シリコーンエラストマーで
充填した焼結金属繊維の「フェルト」シートが包含さ
れ、平形ガスケットに使用され、電気装置の接続した表
面間で環境的封止およびEMI遮蔽連続性を提供する。エ
ラストマー充填金属スクリーン、エラストマーで充填し
た織りまたは編み金属、および炭素または金属粒子もし
くは繊維で充填したエラストマーのシートも、そのよう
なガスケット用として既知である。
［発明の構成］ 本発明は、高い導電性および望ましい充填ポリマー特性
を組み合わせた利点を有する新規複合材料を提供する。
従って、本発明は、 （ａ） 連続気泡状空間を規定する少なくとも内側表面
に導電性材料を有するポリマー材料の連続気泡状構造
物、即ち、ポリマー材料の連続気泡状構造物であって、
連続気泡状構造物を構成する露出内側壁に導電性材料を
有する構造物および （ｂ） 連続気泡状空間の少なくとも一部分を実質的に
充填する実質的に固体の充填材料 を有して成る導電性複合材料を提供する。
本発明の複合材料は、導電性材料の実質的に連続した三
次元網目構造を提供することができ、ポリマー構造物の
気泡規定内側表面上の導電性材料は、薄くても十分であ
るため、複合材料内に存在する金属の量を最小にしなが
らも、良好な導電性を与える。このように導電性材料
は、最小量であるので、複合材料は、充填材料の特徴を
より多く有することを可能にする。好ましい形態では、
充填材料は、可撓性、即ち、弾性的であり、気泡状構造
物および導電性材料（通常、金属）は、複合材料の大き
な弾性的特徴故、十分に可撓性であることができる。気
泡状構造物を充填する充填材料は、複合材料が相当圧縮
または変形されても、導電性材料の一体性を保持するの
を助長する。
連続気泡状構造物は、連続気泡ポリマー材料の内側表面
に導電性材料を適用することにより提供するのが好まし
く、連続気泡ポリマー材料は、ポリマー繊維の焼結また
は結合のような従来の方法のいずれにより製造してもよ
いが、隣接する気泡間の膜を既知の方法により除去した
発泡ポリマーであるのが好ましい。別法では、既に導電
性材料で被覆したポリマー繊維を焼結して、導電性気泡
状構造物を提供することも可能である。
導電性材料は、得られる複合物の末端用途に所望の導電
性を提供できるものであれば、どのような種類でも、ま
た、どのような形態でもよく、更に、どのような方法で
適用してもよいが、気泡状構造物の内側表面を規定する
自由空間で、実質的に連続の被覆であるのが好ましい。
導電性材料は、好ましくは、金属であり、更に、好まし
くは、例えば酸エッチングのようなポリマーの適当な表
面処理の後、例えば無電解メッキおよび／または電気メ
ッキによりポリマー上にメッキするのが好ましい。
充填材料が、実質的に非導電性、例えば、ポリマーまた
はエラストマー材料である場合、絶縁充填ポリマーは、
気泡状構造物の内側表面上に存在するのが好ましい導電
性材料の実質的に連続の被覆の導電性を破壊し得ないと
いう利点を本発明は有する。これとは対照的に、個々の
繊維の織りまたは編み構造物は、充填ポリマーが繊維の
間に入り込み、内部繊維接触点における電気抵抗を増加
させるので、導電性が低下する点が問題である。
それ故、この点に関し、本発明は、 （ａ） 連続気泡状空間を規定する少なくとも内側表面
に導電性材料を有するポリマー材料の連続気泡状構造
物、および （ｂ） 導電性材料上にある実質的に固体の実質的に非
導電性の材料 を有して成る導電性複合材料を提供する。好ましくは、
非導電性材料は、実質的に連続気泡状空間を充填し、上
述のような特徴を有する複合材料を提供する。
気泡状構造物の気泡寸法は、複合材料の可撓性および導
電性に影響を与え、0.01〜10mm、好ましくは、0.2〜2mm
の範囲内の平均気泡径が好ましく、無気泡空間は、45〜
99体積％の非充填気泡状構造物から成るのが好ましい。
ポリマー充填材料は、気泡状構造物内のモノマーまたは
オリゴマーを、その場で重合することにより形成する
か、あるいは、流動性状態で構造物内に注入し、その
後、例えば溶融ポリマーの固化または流体キャリヤーに
溶解もしくは分散させたポリマーを乾燥することによ
り、または流動性ポリマーを架橋することにより形成し
てよい。
複合材料に使用する材料は、所望の末端用途特性に応じ
て選択してよい。導電性材料を担持する気泡状構造物を
形成するポリマーは、例えば、ポリマーエステル、ポリ
アミド、ポリウレタンまたはポリオレフィンのようない
ずれの適当な気泡ポリマーであってよい。
導電性材料は、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール
または導電性充填剤を充填して所定の導電性を有するよ
うにしたポリマーのような固有に導電性ポリマーであっ
てよいが、例えば、銅、銀、ニッケル、コバルトおよび
スズ／鉛合金のような金属であるのが好ましい。
充填材料は、所望の特性を提供するように選択してよ
く、また、ある目的のためには、ハンダのような金属組
成物または導電性ポリマーもしくはポリマー組成物であ
ってよい。しかしながら、実質的に非導電性のポリマー
が好ましく、エラストマーは、例えば、ケーブル貫通グ
ランドにおける環境的封止目的に有用である。適当なエ
ラストマーには、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴ
ム、ポリスルフィドおよびポリアミドが包含される。他
の使用し得る充填材料には、ホットメルト接着剤、ゲ
ル、熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂および他の熱硬化性組
成物、ならびに気泡状構造物内でその場で重合できる系
が包含される。
本発明の複合材料は、貫通グランド製造以外の分野でも
使用することができる。例えば、物品および包囲した装
置に電磁遮蔽を提供するために、寸法的回復性物品、例
えば、熱収縮性物品内に組み込むことができる。電気的
に遮蔽した熱収縮性物品は、イギリス国特許公告第2,11
3,022A号に記載されている。
導電性複合材料の外観は、図面を用いなくとも上述の説
明から容易に想像できる。繊維状または粒状導電性材料
の代わりに気泡状構造物を有するのが有利である導電性
複合材料のケーブル貫通グランドにおける用途は新規で
あり、それ故、添付の図面を参照して説明する。本発明
の要旨において、本発明は、非導電性材料が連続気泡状
空間を実質的に充填している特許請求の範囲第３項に記
載の複合材料を提供する。複合材料封止は、上述のよう
であるのが好ましいが、ある目的では、不完全充填およ
び／またはポリマー以外の充填材料が望ましいこともあ
る。
第１図では、船舶、工業プラント、ビル、発電所などで
使用されるグランドの１種を示す。
種々のケーブル10が、壁１のグランドフレーム11を貫通
し、装着を完成させるために、半円のチャンネルを有す
る対のゴムブロック12を各ケーブルの回りで固定し、フ
レームを充填する矩形マトリックスを形成する。盲ブロ
ック６は、使用しない空間をすべて充填している。次い
で、アッセンブリ全体を、フレーム11内でスライド可能
な圧縮アッセンブリ14、15、16、17に作用する圧縮ボル
ト13により、ケーブルに垂直な平面で機械的に圧縮し、
それによりマトリックスにある隙間を閉じ、ケーブルジ
ャケットをつかんで封止する。
本発明のゴムブロックで、ケーブルの外側編組スクリー
ンをグランドフレームに電気的に接続するために、スク
リーンの上に外側ジャケットを有するケーブルは、外側
絶縁材を部分的に切除して、即ち、「中央剥ぎ取り」し
てスクリーンを露出させてよい。
低毒性／低引火性／ファイヤー・インテグリティ（fire
integrity）／導電性の要件を、本発明はすべて満足さ
せることができる。導電性は、既知のグランドでは、最
も大きな問題であり、標準的要求条件は、ケーブルブレ
ードとグランドフレームとの間の最大抵抗が0.3Ωであ
る。例えば、高価な銀のような充填剤を高充填量で使用
しない限り、導電性ゴムは、抵抗が非常に大き過ぎる。
従来の既知の方法は、ゴムブロックにバネ押し式金属コ
ンタクトを組み込むことであり、それは、複雑であり、
望ましくないと考えられる。
第２図は、本発明の複合材料を使用したゴムブロック用
の好ましい「サンドウィッチ」デザインを示す。この状
態では、導電性複合材料は、複合材料の気泡状構造物を
充填するポリマー、例えば、シリコーンゴムと同じであ
るのが好ましい普通のポリマー端部分23を有するブロッ
ク22の中央部分21を形成する。これおよび他の構造の場
合、気泡状構造物は、必ずしも完全に充填する必要はな
く、より大きい重量および硬質性という欠点を問題とし
ない場合、焼結金属繊維のような他の形態の導電性気泡
状構造物を使用することができる。
好ましいブロックの原料は、「骨格」、即ち非常に大き
く開いた気泡状構造物になるまで膨張させたような、非
常に大きく膨張させたポリエーテルフォームである。ニ
ッケルの被覆接着による無電解メッキは、気泡状構造物
を非常に導電性に変え、次いで、液体シリコーンゴムを
注入することによりシリコーンゴムを充填し、硬化させ
ることができる。その結果、レジリエンスの損失が最小
であり、また、金属含量が非常に小さいながらも非常に
効果的である有用な高導電性シリコーンゴムが得られ
る。
上述のような平坦シリコーンゴム端部分間におけるこの
材料の好ましい「サンドウィッチ」は、使用に際して
は、導電性部分が、露出させたケーブルブレードに接触
できるようにし、また、平坦端部分がケーブルジャケッ
トを封止し、更にケーブルジャケットを支持できるよう
にする。このような系は、既知のグランド系の実用上の
利点に加えてEMI遮蔽の利点を有する。
本発明の材料の用途は、非常に導電性であるので、「サ
ンドウィッチ」において薄い導電性部分を提供できるの
が有利であり、それにより好ましいグランドブロックを
製造できる。これは、最終的には、充分耐火性のゴムと
なる。あまり導電性でない系は、耐火性ゴムでないこと
を意味するか、またはより厚いブロックを意味すること
となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、グランドの１つの種類を示し、第２図は、ゴ
ムブロックの好ましい「サンドウィッチ」デザインを示
す。 １……壁、６……打ち抜きブロック、10……ケーブル、
11……グランドフレーム、12……ゴムブロック、13……
圧縮ボルト、14、15、16、17……圧縮アッセンブリ、21
……中央部分、22……ブロック、23……端部分。
フロントページの続き (72)発明者 レオ・ガルバッド・スベンセン イギリス国イングランド、ウイルトシャ ー、スウィンドン、ナイズ、メイフィール ド・クローズ ４番 (56)参考文献 特開 昭58−92540（ＪＰ，Ａ)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ） 連続気泡状空間を規定する少なく
    とも内側表面に導電性材料を有するポリマー材料の連続
    気泡状構造物、および （ｂ） 連続気泡状空間の少なくとも一部分を実質的に
    充填する実質的に固体の充填材料 を有して成る導電性複合材料。
  2. 【請求項２】充填材料が、実質的に非導電性である特許
    請求の範囲第１項記載の複合材料。
  3. 【請求項３】（ａ） 連続気泡状空間を規定する少なく
    とも内側表面に導電性材料を有するポリマー材料の連続
    気泡状構造物、および （ｂ） 導電性材料上にある実質的に固体の実質的に非
    導電性の材料 を有して成る導電性複合材料。
  4. 【請求項４】非導電性材料が、実質的に連続気泡状空間
    を充填する特許請求の範囲第３項記載の複合材料。
  5. 【請求項５】気泡状構造物の平均気泡直径が、0.01〜10
    mm、好ましくは0.2〜2mmである特許請求の範囲第１〜４
    項のいずれかに記載の複合材料。
  6. 【請求項６】連続気泡状空間が、45〜99％の非充填気泡
    状構造物から成る特許請求の範囲第１〜５項のいずれか
    に記載の複合材料。
  7. 【請求項７】導電性材料が、気泡状構造物の内側表面上
    の実質的に連続の被覆である特許請求の範囲第１〜６項
    のいずれかに記載の複合材料。
  8. 【請求項８】導電性被覆が、金属被覆である特許請求の
    範囲第７項記載の複合材料。
  9. 【請求項９】金属被覆が、ポリマー材料にメッキされて
    いる特許請求の範囲第８項記載の複合材料。
  10. 【請求項１０】連続気泡状空間内の材料が、ポリマー材
    料を含んで成る特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに
    記載の複合材料。
  11. 【請求項１１】連続気泡状空間内のポリマー材料が、モ
    ノマーまたはオリゴマーをその場で重合させることによ
    り形成される特許請求の範囲第10項記載の複合材料。
  12. 【請求項１２】連続気泡状空間内の材料を、溶融状態で
    導入し、その後に固化させる特許請求の範囲第１〜10項
    のいずれかに記載の複合材料。
  13. 【請求項１３】連続気泡状空間内の材料が、エラストマ
    ーを含んで成る特許請求の範囲第１〜12項のいずれかに
    記載の複合材料。
  14. 【請求項１４】１本またはそれ以上のシールドケーブル
    に使用するケーブル貫通グランドであって、グランドが （ａ） 導電性材料の連続気泡状構造物を含んで成る導
    電性複合材料の封止であって、該材料の連続気泡状空間
    は、該導電性材料以外の実質的に固体の材料を含んでい
    るような封止、および （ｂ） 使用時にケーブルが中を通って伸びる導電性ハ
    ウジングであって、封止は、ケーブルがハウジングを通
    過する場合はハウジングとケーブルとの空間を封止する
    ために、また、外装およびハウジングと導電性材料の封
    止との接触によりケーブル外装をハウジングに電気的に
    接続するために、ハウジング内に実質的に配置できるよ
    うになっているハウジング を有して成るようなケーブル貫通グランド。
  15. 【請求項１５】封止が、 （ａ） 連続気泡状空間を規定する少なくとも内側表面
    に導電性材料を有するポリマー材料の連続気泡状構造
    物、および （ｂ） 連続気泡状空間の少なくとも一部分を実質的に
    充填する実質的に固体の充填材料 を有して成る導電性複合材料を有して成る特許請求の範
    囲第14項記載のグランド。
  16. 【請求項１６】（ａ） 連続気泡状空間を規定する少な
    くとも内側表面に導電性材料を有するポリマー材料の連
    続気泡状構造物、および （ｂ） 連続気泡状空間の少なくとも一部分を実質的に
    充填する実質的に固体の充填材料 を有して成る導電性複合材料を有して成る、電磁シール
    ドを与えた寸法回復性物品。
JP61279531A 1985-11-22 1986-11-22 導電性複合材料 Expired - Lifetime JPH0777087B2 (ja)

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