JPH0798876B2 - 導電性ゴム組成物の製造法 - Google Patents
導電性ゴム組成物の製造法Info
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- JPH0798876B2 JPH0798876B2 JP61124872A JP12487286A JPH0798876B2 JP H0798876 B2 JPH0798876 B2 JP H0798876B2 JP 61124872 A JP61124872 A JP 61124872A JP 12487286 A JP12487286 A JP 12487286A JP H0798876 B2 JPH0798876 B2 JP H0798876B2
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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、導電性ゴム組成物の製造法に関する。更に詳
しくは、ゴム本来の特徴的性質を損なわせることなく、
高導電性を付与し得るゴム組成物の製造法に関する。
しくは、ゴム本来の特徴的性質を損なわせることなく、
高導電性を付与し得るゴム組成物の製造法に関する。
〔従来の技術〕 高導電性ゴムを得るためには、ゴムに導電性粒子を充填
し、そこに電気の導通路を形成せしめる必要がある。こ
の導電性粒子としては、導電性カーボンブラック、カー
ボン繊維、金属粒子、金属繊維などが一般に用いられて
いる。しかしながら、これらの導電性粒子を用いて高導
電性ゴムを作ると、次のような欠点がみられる。
し、そこに電気の導通路を形成せしめる必要がある。こ
の導電性粒子としては、導電性カーボンブラック、カー
ボン繊維、金属粒子、金属繊維などが一般に用いられて
いる。しかしながら、これらの導電性粒子を用いて高導
電性ゴムを作ると、次のような欠点がみられる。
（１）ゴムの硬度が高くなりまた伸びも低くなるので、
ゴム状弾性が低くなる。
ゴム状弾性が低くなる。
（２）ゴムと導電性粒子との密着力（接着力）が低く、
従って両者の界面からクラックが発生しやすく、そのた
めゴムの破断強度が低くなったり、使用中の導電性の変
化みれるようになる。
従って両者の界面からクラックが発生しやすく、そのた
めゴムの破断強度が低くなったり、使用中の導電性の変
化みれるようになる。
（３）金属粉末充填ゴムでは、比重が著しく大きくな
り、比較的軽いというゴムの特徴が失われるようにな
る。
り、比較的軽いというゴムの特徴が失われるようにな
る。
本発明者らは、ゴム本来の特徴的な性質であるゴム状弾
性を実質的に損なわせることなく、高導電性を付与し得
るゴム組成物を求めて種々検討した結果、導電性粒子を
特定の割合で高分子物質に一旦配合し、得られた粒子状
導電性組成物をゴム配合物に特定割合で充填することに
より、かかる課題が効果的に解決されることを見出し
た。
性を実質的に損なわせることなく、高導電性を付与し得
るゴム組成物を求めて種々検討した結果、導電性粒子を
特定の割合で高分子物質に一旦配合し、得られた粒子状
導電性組成物をゴム配合物に特定割合で充填することに
より、かかる課題が効果的に解決されることを見出し
た。
従って、本発明は導電性ゴム組成物の製造法に係り、こ
の導電性ゴム組成物の製造は、いずれも百分率が体積分
率で、（１）ポリウレタン、（２）エポキシ樹脂または
（３）架橋性官能基を有するゴムの中から選ばれる少な
くとも一種の高分子物質33〜90％と導電性粒子67〜10％
との混合物を硬化または架橋させ、該硬化物または架橋
物を粉砕して得られた粒子状導電性組成物を、ゴム配合
物20〜90％に対し80〜10％の割合で混合、充填すること
により行われる。
の導電性ゴム組成物の製造は、いずれも百分率が体積分
率で、（１）ポリウレタン、（２）エポキシ樹脂または
（３）架橋性官能基を有するゴムの中から選ばれる少な
くとも一種の高分子物質33〜90％と導電性粒子67〜10％
との混合物を硬化または架橋させ、該硬化物または架橋
物を粉砕して得られた粒子状導電性組成物を、ゴム配合
物20〜90％に対し80〜10％の割合で混合、充填すること
により行われる。
上記（１）〜（３）の高分子物質は、これを導電性粒子
と混合した粒子状導電性組成物としてゴム配合物に分散
させ、成形したとき、粒子状組成物の変形や流動が生じ
ない。
と混合した粒子状導電性組成物としてゴム配合物に分散
させ、成形したとき、粒子状組成物の変形や流動が生じ
ない。
架橋性官能基を有するゴムとしては、カルボキシル基、
エポキシ基、反応性ハロゲン基、水酸基、アミド基、ジ
エン基などの架橋性官能基を有する単量体、例えばアク
リル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリレート、アリ
ルグリシジルエーテル、２−クロルエチルビニルエーテ
ル、モノクロル酢酸ビニル、ヒドロキシアルキルアクリ
レート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アクリル
アミド、メタクリルアミド、ジビニルベンゼン、ペンタ
ジエンなどの約0.1〜10モル％と少なくとも１種のビニ
ル単量体、例えばアルキルアクリレート、アルコキシア
ルキルアクリレート、塩化ビニリデン、アクリロニトリ
ル、スチレンなどの約99.9〜90モル％とのゴム状共重合
体が挙げられる。また、末端イソシアネート基を有する
ポリウレタンプレポリマーなども用いることができる。
エポキシ基、反応性ハロゲン基、水酸基、アミド基、ジ
エン基などの架橋性官能基を有する単量体、例えばアク
リル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリレート、アリ
ルグリシジルエーテル、２−クロルエチルビニルエーテ
ル、モノクロル酢酸ビニル、ヒドロキシアルキルアクリ
レート、ヒドロキシアルキルメタクリレート、アクリル
アミド、メタクリルアミド、ジビニルベンゼン、ペンタ
ジエンなどの約0.1〜10モル％と少なくとも１種のビニ
ル単量体、例えばアルキルアクリレート、アルコキシア
ルキルアクリレート、塩化ビニリデン、アクリロニトリ
ル、スチレンなどの約99.9〜90モル％とのゴム状共重合
体が挙げられる。また、末端イソシアネート基を有する
ポリウレタンプレポリマーなども用いることができる。
導電性粒子としては、ケッチェンブラック、アセチレン
ブラックなどの導電性カーボンブラック、ニッケル、
銀、金、アルミニウムなどの金属、黄銅繊維、アルミニ
ウム繊維などの金属繊維、炭素繊維などであって、一般
には粒径が約40〜150μｍである球状のものが用いられ
る。この範囲内の粒径のものが用いられるのは、これ以
上の粒径のものでは脱落、剥離が生じ易く、一方これよ
り小さい粒径のものを用いると、混練および分散に時間
がかかり、また加圧時に粒子同士の接触しなければなら
ない数が非常に多くなり好ましくない。また、球状粒子
が好んで用いられるのは、加圧時の流動し易さのためで
ある。
ブラックなどの導電性カーボンブラック、ニッケル、
銀、金、アルミニウムなどの金属、黄銅繊維、アルミニ
ウム繊維などの金属繊維、炭素繊維などであって、一般
には粒径が約40〜150μｍである球状のものが用いられ
る。この範囲内の粒径のものが用いられるのは、これ以
上の粒径のものでは脱落、剥離が生じ易く、一方これよ
り小さい粒径のものを用いると、混練および分散に時間
がかかり、また加圧時に粒子同士の接触しなければなら
ない数が非常に多くなり好ましくない。また、球状粒子
が好んで用いられるのは、加圧時の流動し易さのためで
ある。
高分子物質と導電性粒子とは、体積分率で前者が33〜90
％、また後者が67〜10％の割合で混合して用いられる。
用いられる導電性粒子の上限割合が67％とされるのは、
球形粒子の最密充填率が67％であることに基いており、
またその下限割合が10％とされるのは、マトリックス中
で粒子が連鎖を形成する最低の充填量を示している。
％、また後者が67〜10％の割合で混合して用いられる。
用いられる導電性粒子の上限割合が67％とされるのは、
球形粒子の最密充填率が67％であることに基いており、
またその下限割合が10％とされるのは、マトリックス中
で粒子が連鎖を形成する最低の充填量を示している。
高分子物質と導電性粒子との混合およびその硬化物また
は架橋物の粉砕は、ニーダー、ロールミルなどの混合手
段を用いて混合し、その際高分子物質の硬化剤、加硫剤
などを共存させておき、粉砕し易い状態、一般には粗砕
されたバルク状あるいは好ましくはシート状などの単純
な形状に成形あるいは発泡成形することにより固化させ
た状態となし、次いで常温下あるいはドライアイスなど
を用いて十分固化させた状態とした後、粉砕することに
より行われる。粉砕は、得られる粒子状導電性組成物の
粒径が約１〜150μｍになる迄行われる。これより大き
い粒径のものを用いると、ゴム配合物とのマトリックス
から脱落したり、剥離したりして保持され難くなり、一
方小さすぎる粒径のものは、導通するための粒子数が非
常に多くならなければならないことになるので好ましく
ない。
は架橋物の粉砕は、ニーダー、ロールミルなどの混合手
段を用いて混合し、その際高分子物質の硬化剤、加硫剤
などを共存させておき、粉砕し易い状態、一般には粗砕
されたバルク状あるいは好ましくはシート状などの単純
な形状に成形あるいは発泡成形することにより固化させ
た状態となし、次いで常温下あるいはドライアイスなど
を用いて十分固化させた状態とした後、粉砕することに
より行われる。粉砕は、得られる粒子状導電性組成物の
粒径が約１〜150μｍになる迄行われる。これより大き
い粒径のものを用いると、ゴム配合物とのマトリックス
から脱落したり、剥離したりして保持され難くなり、一
方小さすぎる粒径のものは、導通するための粒子数が非
常に多くならなければならないことになるので好ましく
ない。
得られた粒子状導電性組成物は、ゴム配合物に充填され
てマトリックスを形成させる。ゴム配合物としては、任
意のゴムにそれの加硫剤その他の配合剤を配合したもの
を用いることができる。両者の場合は、ロールミル、ニ
ーダーなどを用いて行われるが、その混合割合は体積分
率でゴム配合物約20〜90％に対し粒子状導電性組成物が
約80〜10％である。
てマトリックスを形成させる。ゴム配合物としては、任
意のゴムにそれの加硫剤その他の配合剤を配合したもの
を用いることができる。両者の場合は、ロールミル、ニ
ーダーなどを用いて行われるが、その混合割合は体積分
率でゴム配合物約20〜90％に対し粒子状導電性組成物が
約80〜10％である。
本発明の目的は、変形することにより導電性が大幅に変
化しえるゴムを得ることにあり、そのために絶縁体たる
ゴムのマトリックスに導電体として導電性の粒子を分散
させている。このような導電性ゴム組成物がシート状な
どに成形され、加圧などによって変形したときに導電性
が変化するようになるためには、導電性粒子同士が変形
前には互いに離れており、変形することによって互いに
接触するような粒子間距離でなければならない。即ち、
導電性粒子の充填割合が多すぎると変形前から導通が生
じ、一方少なすぎるといくら変形しても粒子同士が接触
せず、導電性が変化しないことになる。かかる観点か
ら、ゴム配合物と粒子状導電性組成物との混合割合が上
記のように規定される。
化しえるゴムを得ることにあり、そのために絶縁体たる
ゴムのマトリックスに導電体として導電性の粒子を分散
させている。このような導電性ゴム組成物がシート状な
どに成形され、加圧などによって変形したときに導電性
が変化するようになるためには、導電性粒子同士が変形
前には互いに離れており、変形することによって互いに
接触するような粒子間距離でなければならない。即ち、
導電性粒子の充填割合が多すぎると変形前から導通が生
じ、一方少なすぎるといくら変形しても粒子同士が接触
せず、導電性が変化しないことになる。かかる観点か
ら、ゴム配合物と粒子状導電性組成物との混合割合が上
記のように規定される。
なお、用いられる高分子物質および／またはゴムは、軽
量化あるいは粒子の硬度を下げることにより外力に対し
て変形し易くするため、換言すれば導電性粒子の接触面
積を増加させて導電性を良くするために、多孔質体とし
て用いることもできる。
量化あるいは粒子の硬度を下げることにより外力に対し
て変形し易くするため、換言すれば導電性粒子の接触面
積を増加させて導電性を良くするために、多孔質体とし
て用いることもできる。
〔作用〕および〔発明の効果〕 本発明に係る導電性ゴム組成物は、ゴム硬度が高くなく
しかも高導電性のゴム組成物を与え、その成形品に一定
の電圧をかけて変形させることにより、流れる電流値を
変えることができる。即ち、これを電気回路に組み込
み、回路に一定の電圧をかけておけば、ゴム成形品を変
形させるだけで回路を作動させることができる。従っ
て、スイッチ、センサー、コネクターなどの成形品用途
に有効に使用することができる。
しかも高導電性のゴム組成物を与え、その成形品に一定
の電圧をかけて変形させることにより、流れる電流値を
変えることができる。即ち、これを電気回路に組み込
み、回路に一定の電圧をかけておけば、ゴム成形品を変
形させるだけで回路を作動させることができる。従っ
て、スイッチ、センサー、コネクターなどの成形品用途
に有効に使用することができる。
次に、実施例について本発明を説明する。
A:エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製品エポン828）4
00cm3およびケッチェンブラック（比重1.90）120cm3を
１のニーダーで混合した後、エポキシ樹脂用硬化剤
（旭電化製品アデカハードナEH531）200cm3を加え、均
一に混合した。これらの混合物をニーダーから取り出
し、100℃で１時間硬化させた後、更に180℃で３時間熱
処理した。得られた導電性組成物の硬化物の体積固有抵
抗は、３Ω・cmであった。
00cm3およびケッチェンブラック（比重1.90）120cm3を
１のニーダーで混合した後、エポキシ樹脂用硬化剤
（旭電化製品アデカハードナEH531）200cm3を加え、均
一に混合した。これらの混合物をニーダーから取り出
し、100℃で１時間硬化させた後、更に180℃で３時間熱
処理した。得られた導電性組成物の硬化物の体積固有抵
抗は、３Ω・cmであった。
B:ニトリルゴム（グッドリッチ社製品ハイカー1042）10
0部（重量、以下同じ）、亜鉛華５部、ステアリン酸１
部、DOP15部、イオウ0.5部、加硫促進剤TT（テトラメチ
ルチウラムジスルフィド）２部および同CZ（ｎ−シクロ
ヘキシル−２−ベンゾチアゾールサルフェンアミド）１
部の配合組成を有するニトリルゴム配合物600cm3とケッ
チェンブラック140cm3とをロールミルで混合し、これを
170℃で10分間シート状に加硫成形した後、更に160℃で
２時間熱処理した。得られた導電性組成物の加硫シート
の体積固有抵抗は、18Ω・cmであった。
0部（重量、以下同じ）、亜鉛華５部、ステアリン酸１
部、DOP15部、イオウ0.5部、加硫促進剤TT（テトラメチ
ルチウラムジスルフィド）２部および同CZ（ｎ−シクロ
ヘキシル−２−ベンゾチアゾールサルフェンアミド）１
部の配合組成を有するニトリルゴム配合物600cm3とケッ
チェンブラック140cm3とをロールミルで混合し、これを
170℃で10分間シート状に加硫成形した後、更に160℃で
２時間熱処理した。得られた導電性組成物の加硫シート
の体積固有抵抗は、18Ω・cmであった。
C:上記Ｂの配合組成に更にCRFカーボンブラック15部を
配合したニトリルゴム配合物600cm3およびニッケル粉末
（粒径３μｍ）300cm3をロールミルで混合し、これを上
記Ｂと同様にしてシート状に加硫成形した。得られた導
電性組成物の加硫シートの体積固有抵抗は、２Ω・cmで
あった。
配合したニトリルゴム配合物600cm3およびニッケル粉末
（粒径３μｍ）300cm3をロールミルで混合し、これを上
記Ｂと同様にしてシート状に加硫成形した。得られた導
電性組成物の加硫シートの体積固有抵抗は、２Ω・cmで
あった。
D:ポリエステル系ポリオール（デュポン社製品アジプレ
ンＬ−100）100部、シリコーン（ダウ・コーニング社製
品DC−200）２部、4,4−メチレンビス（２−クロルアニ
リン）12部および水0.1部よりなるポリウレタン配合物6
00cm3とケッチェンブラック160cm3とをニーダーで混合
し、これを100℃で３時間加熱硬化させた。得られた導
電性組成物の硬化物の体積固有抵抗は、96Ω・cmであっ
た。
ンＬ−100）100部、シリコーン（ダウ・コーニング社製
品DC−200）２部、4,4−メチレンビス（２−クロルアニ
リン）12部および水0.1部よりなるポリウレタン配合物6
00cm3とケッチェンブラック160cm3とをニーダーで混合
し、これを100℃で３時間加熱硬化させた。得られた導
電性組成物の硬化物の体積固有抵抗は、96Ω・cmであっ
た。
E:ニトリルゴム（ハイカー1042）100部およびジクミル
ペルオキシド２部の配合組成を有するニトリルゴム配合
物600cm3とケッチェンブラック140cm3とをロールーミル
で混合し、これを180℃、８分間の条件下でシート状に
加硫成形した。得られた導電性組成物の加硫シートの体
積固有抵抗は、16Ω・cmであった。
ペルオキシド２部の配合組成を有するニトリルゴム配合
物600cm3とケッチェンブラック140cm3とをロールーミル
で混合し、これを180℃、８分間の条件下でシート状に
加硫成形した。得られた導電性組成物の加硫シートの体
積固有抵抗は、16Ω・cmであった。
上記導電性組成物を、Ａについては常温で、またＢ〜Ｄ
およびＥについてはドライアイスで十分冷却し、ドライ
アイスと混合した状態で、それぞれ粉砕した。粉砕して
得られた粒子状導電性組成物をａ〜ｅ（導電性組成物Ａ
〜Ｅに対応）について、粒径範囲、平均粒径および体積
固有抵抗をそれぞれ測定し、その結果を次の表１に示し
た。
およびＥについてはドライアイスで十分冷却し、ドライ
アイスと混合した状態で、それぞれ粉砕した。粉砕して
得られた粒子状導電性組成物をａ〜ｅ（導電性組成物Ａ
〜Ｅに対応）について、粒径範囲、平均粒径および体積
固有抵抗をそれぞれ測定し、その結果を次の表１に示し
た。
実施例１ 上記Ｃで用いられたニトリルゴム配合物500cm3および粒
子状導電性組成物a260cm3をロールミルで混合、充填
し、これを170℃で10分間加硫成形した後、160℃で２時
間熱処理して、100×200×2mmの寸法の導電性ゴムシー
トを得た。
子状導電性組成物a260cm3をロールミルで混合、充填
し、これを170℃で10分間加硫成形した後、160℃で２時
間熱処理して、100×200×2mmの寸法の導電性ゴムシー
トを得た。
実施例２ 実施例１において、粒子状導電性組成物としてｂが270c
m3用いられた。
m3用いられた。
比較例 上記Ｃの配合組成に更にケッチェンブラック35部を配合
したニトリルゴム配合物をロールミルで混合、充填し、
これを実施例１と同様にして、シート状に加硫成形し
た。
したニトリルゴム配合物をロールミルで混合、充填し、
これを実施例１と同様にして、シート状に加硫成形し
た。
実施例３〜７ エチレン・プロピレン系ゴム（日本合成ゴム製品JSR EP
22）100部、FEFカーボンブラック30部、酸化亜鉛５部、
プロセスオイル10部およびジクミルペルオキシド４部の
配合組成を有するエチレン・プロピレン系ゴム配合物50
0cm3と粒子状導電性組成物ａ、ｂ、ｃ、ｄまたはｅをい
ずれも270cm3用い、実施例１と同様にして、シート状に
加硫成形した。なお、粒子状導電性組成物ｅが用いられ
た実施例７では、導電性ゴム粒子とマトリックスゴムと
が共架橋されている。
22）100部、FEFカーボンブラック30部、酸化亜鉛５部、
プロセスオイル10部およびジクミルペルオキシド４部の
配合組成を有するエチレン・プロピレン系ゴム配合物50
0cm3と粒子状導電性組成物ａ、ｂ、ｃ、ｄまたはｅをい
ずれも270cm3用い、実施例１と同様にして、シート状に
加硫成形した。なお、粒子状導電性組成物ｅが用いられ
た実施例７では、導電性ゴム粒子とマトリックスゴムと
が共架橋されている。
以上の各実施例および比較例で得られた加硫シートにつ
いて、物性値、体積固有抵抗および加圧時の抵抗変化を
それぞれ測定した。得られた結果は、次の表２に示され
る。
いて、物性値、体積固有抵抗および加圧時の抵抗変化を
それぞれ測定した。得られた結果は、次の表２に示され
る。
R0:加圧前の抵抗（Ω） R :加圧後の抵抗（Ω）
Claims (1)
- 【請求項１】いずれも百分率が体積分率で、（１）ポリ
ウレタン、（２）エポキシ樹脂または（３）架橋性官能
基を有するゴムの中から選ばれる少なくとも一種の高分
子物質33〜90％と導電性粒子67〜10％との混合物を硬化
または架橋させ、該硬化物または架橋物を粉砕して得ら
れた粒子状導電性組成物を、ゴム配合物20〜90％に対し
80〜10％の割合で混合、充填することを特徴とする導電
性ゴム組成物の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124872A JPH0798876B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 導電性ゴム組成物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124872A JPH0798876B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 導電性ゴム組成物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283140A JPS62283140A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH0798876B2 true JPH0798876B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=14896186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61124872A Expired - Lifetime JPH0798876B2 (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 導電性ゴム組成物の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798876B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5607996A (en) * | 1994-10-05 | 1997-03-04 | Ford Motor Company | Electrorheological elastomers useful as variable stiffness articles |
| JP3449726B2 (ja) * | 1995-07-11 | 2003-09-22 | 日本ゼオン株式会社 | 導電性ゴム組成物及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154502A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-09 | ライオン株式会社 | 感圧導電性ゴム組成物 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP61124872A patent/JPH0798876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62283140A (ja) | 1987-12-09 |
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