JPS63174214A

JPS63174214A - 導電性磁性ゴムシ−ト

Info

Publication number: JPS63174214A
Application number: JP575987A
Authority: JP
Inventors: 直樹山田; 康順佐々木
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1988-07-18
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746534B2

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、導電性磁性ゴムシートに関する。更に詳しく
は、導電性磁性体粒子を含有するゴムシートに関する。

〔従来の技術〕

導電性磁性体粒子を含有するゴムシート（異方導電性ゴ
ムシート）が、従来がら知られている。

例えば、特開昭５４−１４６８７３号公報には、それぞ
れ粒径分布の異なる２’ｉ類の導電性磁性体粒子を含有
する絶縁性高分子弾性体のシートを架橋前または架橋中
に、表面に凹凸のある磁極板により磁束線が平行な（ｉ
！場を作用させ、シート内に導電性磁性体粒子を不均一
に分布させた加圧導電性ゴムが記載されている。また、
特開昭５８−１５２０３３号公報には、導電性磁性体粒
子と絶縁性高分子弾性体を主成分とし、アルキルチタネ
ート架橋剤を含む未硬化複合体に磁場処理を施して架橋
して得られる異方導電性ゴムシートが記載されている。

しかしながら、これらの方法には次のような欠点がみら
れる。

（１）導電性磁性体粒子として、鉄、コバルト、ニッケ
ルなどの金属、合金またはこれらの金または銀メツキ物
が用いられているため、導電性磁性ゴムの比重が約３程
度と大きくなる。

（２）金属は多くの場合、ゴムの加硫反応を妨げる傾向
があり、特にイオウ加硫では加硫剤のイオウが金属と反
応し、硫化物を形成するのに消費され、ゴムが加硫しな
くなる。また、導電性も悪くなり、一定の品質ものが得
られ難くなる。

（３）マトリックスゴムと導電性磁性体粒子との接着性
が悪く、引張強度も小さくなり、例えばニッケル粒子充
填シリコーンゴムの引張強度は１５〜１７ｋｇｆ／ａＪ
程度である。

（４）特にシリコーンゴムのような低粘度のゴムにニッ
ケル粒子を分散させる場合などでは、未加硫状態で貯蔵
放置しておくと、粒子の沈降が生じ。

分散状態が均一とはならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、従来技術にみられるこうした欠点のない
導電性磁性ゴムシート（異方導電性ゴムシート）を求め
て種々検討の結果、磁場を適用しながらシート状に加硫
成形する導電性磁性体ゴム組成物を形成させるに際し、
導電性粒子および磁性体粒子の両者を高分子物質に一旦
配合し、得られた粒子状導電性磁性体組成物をゴム配合
物に充填することにより、かかる課題が効果的に解決さ
れることを見い出した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は導電性磁性ゴムシートに係り、この導
電性磁性ゴムシートは、いずれも百分率が体積百分率で
、溶融温度１６０℃以上または架橋性官能基を有する高
分子物質８５〜６２％、導電性粒子５〜３０％および磁
性体粒子５〜３０％の混合物を粉砕して得られた粒子状
導電性磁性体組成物を、ゴム配合物約６０〜８５％に対
し約４０〜１５％の割合で充填した導電性磁性体ゴム組
成物に、磁場を適用しながら加硫成形してなる。

高分子物質として、溶融温度が１６０℃以上のものある
いは架橋性官能基を有するものが用いられるのは、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
や流動が生じないようにするためである。

溶融温度が１６０℃以上の高分子物質としては、例えば
脂肪族または芳香族のポリアミドまたはポリエステル、
ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ尿素、エポキシ
樹脂硬化物、ポリフッ化ビニリデンなどが用いられる。

また、架橋性官能基を有する高分子物質としては、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、アク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、ペンタジェンなどの約００１〜１０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９９．９〜９
０モル％との共重合体が挙げられる。また、末端インシ
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、グラファイト
、ニッケル、銅、亜鉛、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Ｒ繊維、炭素繊維など
であって、一般には粒径が約５μｍ以下である球状のも
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
粒径のものでは導電性にバラツキを生じ。

磁場配向時に異方導電性にバラツキを生ずるようになる
からである。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。

また、磁性体粒子としては、各種フェライト類、ｙ−Ｆ
ｅ、０３、ＣｒＯ２、更には鉄、コバルト、ニッケルな
どの金属、ＭｎＡｌ、ＦｅＣｒＣｏなどの合金などであ
って、一般には粒径が約５μｍ以下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
の粒径のものでは磁性のバラツキを生じ、磁場配向時に
異方導電性にバラツキを生ずるからである。

以上の各成分は、いずれも百分率が体積百分率で、高分
子物質が８５〜６２％の割合で、また複合粒子を形成す
る導電性粒子および磁性体粒子はいずれも５〜３０％で
かつ両者の合計量が１５〜３８％となる割合でそれぞれ
用いられる。高分子物質の役割は、各粒子のバインダー
としての作用、複合粒子とマトリックスゴムとの親和性
付与作用および軽量化作用にあり、かかる作用からみて
その使用割合がこれより少ないとこれらの作用が十分に
発揮されず、一方これより多く用いられると導電性およ
び磁性が損なわれるようになる。

高分子物質と導電性および磁性体粒子との混合および粉
砕は、ニーダ−、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磁性体組成物の粒径が
約３０〜１５０μｍになる追打われる。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磁性体組成物は、ゴム配合物に充
填されてマトリックスを形成させる。その混合割合は、
体積百分率でゴム配合物約６０〜８５％に対し粒子状導
電性磁性体組成物が約４０〜１５％である。この混合割
合は、ゴムシートとしたときに、複合粒子同志の接触に
より導通路が形成されるような割合として選択される。

ただし、複合粒子がこれ以上の割合で用いられると、常
時導通するようになり、目的とする異方性や加圧導電性
が失われてしまうので、上記範囲が選択される。

ここで用いられるゴム配合物としては、天然ゴムやポリ
ブタジェン、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲ
，ＳＢＲ，ＥＰＤＭ、シリコーンゴムなどの各種合成ゴ
ムに、加硫剤および加硫促進剤、充填剤、補強剤、可塑
剤などの必要に応じて配合される配合剤を配合したもの
が用いられる。

粒子状導電性磁性体組成物とゴム配合物との混合は、ロ
ールミル、ニーダ−などを用いて行なわれるが、その際
粒子界面でゴムと反応し、結合力が高められるように、
反応性基を有する化合物、例えばエポキシ樹脂を高分子
物質として用いた粒子とＥＰＤＭ、ＮＢＲなどの二重結
合を有するゴムとの組合せの場合にはアリルグリシジル
エーテルなどを添加して用いることが好ましい。

このようにして調製される導電性磁性体ゴム組成物は、
用いられたゴムの加硫条件に応じてシート状に加硫成形
されるが、加硫成形の際には磁場が適用される。磁場の
適用は、平面状乃至は導電性および磁性体粒子の粒径と
同程度またはそれよりも大きい凹凸パターンを付した磁
極板を用い、一般に磁場強度約２０００〜２００００ガ
ウスの平行磁場で行なわれ、加硫成形シートに磁場配向
を付与する。

〔作用〕および〔発明の効果〕本発明に係る導電性磁性ゴムシートは、感圧特性があり
、且つ異方導電性のゴムシートとして得られるが、この
ゴムシートは更に次のような点での特徴を有している。

（１）比重が小さい。例えば、カーボンブラックｌＯ％
およびフェライト１５％を含有する粒子状エポキシ樹脂
組成物の比重は１．８３であり、ニッケルの比重８．９
より著しく小さく、この粒子状エポキシ樹脂組成物３５
％とＥＰＤＭ配合物６５％とからなる導電性磁性体ＥＰ
ＤＭ組成物の比重は１．１５で、ニッケルを３５％用い
た導電性磁性体ＥＰＤＭ組成物の比重３．６５よりも著
しく小さい。

（２）導電性および磁性体粒子とゴムとの接着性が良好
である。例えば、粒子状フェノール樹脂組成物とニトリ
ルゴムとから得られるゴムシートの破断強度はニッケル
粒子を用いたものよりも大きく、また破断面を顕微鏡で
ｖＡ察すると、粒子表面にちぎれたゴム片が付着してい
る。

（３）加硫速度を低下させない。例えば上記（１）の粒
子状エポキシ樹脂組成物を汎用の加硫剤であるイオウを
用いたＮＢＲまたはＥＰＤＨの配合物と混合して加硫成
形した場合、加硫速度には殆ど変化がみられず、一方ニ
ッケル粒子を用いた場合には著しい加硫速度の低下がみ
られる。

（４）引張強度をあまり低下させない。例えば、上記（
１）の粒子状エポキシ樹脂組成物３５％とＥＰＤＭ配合
物６５％とから加硫成形されたゴムシートの引張強度は
７２ｋｇｆ／ｃＪで、ＥＰＤＭ単体ゴムシートのそれの
８５ｋｇｆ／ｄより１５部程度低下させるだけであるが
、ニッケル粒子を用いたものは３０ｋｇｆ／ｃｄの引張
強度しか示さない。

（５）得られたゴムシートは、磁場配向させることによ
り、ゴムシートの体積固有抵抗および感圧特性のバラツ
キが小さくなる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

〔粒子状導電性磁性体組成物の調製〕

Ａ：エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ製品エポン８２
８）　４００ａ（、フェライト微粒子１２０ｄおよびケ
ッチェンブラック（比重１．９０）　１４０ｄをＩＱの
ニーダ−で５分間混合した後、エポキシ樹脂用硬化剤（
旭電化製品アデカハードナＥＨ５３１）　２００ｃｉを
加え、更に３分間均一に混合した。これらの混合物をニ
ーダ−から取り出し、１００℃で１時間硬化させた後、
更に１６０℃で１時間熱処理した。得られた導電性磁性
体組成物の硬化物（比重１．７１）の体積固有抵抗は、
４Ω・印であった。

Ｂ：ニトリルゴム（グツドリッチ社製品ハイカー１０４
２）　１００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−シクロへキシル−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６００　ｄ、フェライト微粉末１３０ｃｄ
およびケッチェンブラック１４０ａＩ？をロールミルで
混合し、これを１７０℃で２０分間シート状に加硫成形
した後、更に１６０°Ｃで２時間熱処理した。

得られた導電性磁性体組成物の加硫シート（比重１．８
２）の体積固有抵抗は、７Ω・■であった。上記導電性
磁性体組成物を、Ａについては常温で、またＢ１３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ａ”ｂ（導電性組
成物Ａ−Ｂに対応）について１粒径範囲、平均粒径およ
び体積固有抵抗（見掛け）をそれぞれ測定し、その結果
を次の表１に示した。

表１組戊物檀４虹り劉可王吻幻■ｊ煎体即昼舶勾肌且四吐ａ
　　　１０〜９０　　　６２　　　　　２３ｂ’２０〜
１００　　　８５　　　　　３７実施例１前記Ｂの配合組成に更にＳＲＦカーボンブラック１５部
を配合したニトリルゴム配合物６６体積部に、粒子状導
電性磁性体組成物ａ３４体積部を加え、ロールミルで混
合した。

この混合物の加硫成形を、１００００ガウスの平行磁場
をかけた状態で、１５０℃で２０分間行ない、更に１６
０℃のオーブン中で１時間熱処理して、１００×２００
　Ｘ　１ｍｍ寸法の導電性磁性ゴムシートを得た。

実施例２実施例１において、ニトリルゴム配合物の代りに、ＥＰ
ＤＭ　（日本合成ゴム製品ＥＰ２２）　１００部、カー
ボンブラック（中部カーボン製品ＨＴＣＩＩＩＳ）　２
８部、酸化亜鉛５部、プロセスオイル（出光興産製品Ｐ
％ｌ−１５０）１０部およびジクミルパーオキシド４部
よりなるＥＰＤＸ配合物が用いられた。

実施例３実施例１において、粒子状導電性磁性体組成物ａの代り
に同すが用いられた。

実施例４実施例２において、粒子状導電性磁性体組成物ａのかわ
りに同すが用いられた。

以上の各実施例で得られた加硫シートについて、物性値
および電気抵抗（面積１ｄ、厚さ１ｍｍのシートの非加
圧時または加圧時）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。

（以下余白）表２〔物性値〕硬　　　　度（ＪＩＳ　　八）　　　　　７２　　６０
　　６９　　５８引張強さくｋｇｆ／ｃＸ＆）　　１０
５　７２１１３　７６伸　　　　　び（％）　　　　　
　　３０５　２６０　３２６　２８６〔電気抵抗（Ω）
〕

Claims

【特許請求の範囲】１、いずれも百分率が体積百分率で、溶融温度１６０℃
以上または架橋性官能基を有する高分子物質８５〜６２
％、導電性粒子５〜３０％および磁性体粒子５〜３０％
の混合物を粉砕して得られた粒子状導電性磁性体組成物
を、ゴム配合物約６０〜８５％に対し約４０〜１５％の
割合で充填した導電性磁性体ゴム組成物に、磁場を適用
しながら加硫成形した導電性磁性ゴムシート。２、導電性粒子と磁性体粒子とが合計１５〜３８％の体
積百分率で用いられる特許請求の範囲第１項記載の導電
性磁性ゴムシート。３、導電性粒子がケッチェンブラックである特許請求の
範囲第１項記載の導電性磁性ゴムシート。４、磁性体粒子がフェライトである特許請求の範囲第１
項記載の導電性磁性ゴムシート。５、導電性粒子および磁性体粒子がいずれも約５μｍ以
下の粒径を有する特許請求の範囲第１項記載の導電性磁
性ゴムシート。６、粒子状導電性磁性体組成物が約３０〜１５０μｍの
粒径を有している特許請求の範囲第１項記載の導電性磁
性ゴムシート。