JPH02298529A - 感圧導電性ゴム材 - Google Patents
感圧導電性ゴム材Info
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- JPH02298529A JPH02298529A JP11855489A JP11855489A JPH02298529A JP H02298529 A JPH02298529 A JP H02298529A JP 11855489 A JP11855489 A JP 11855489A JP 11855489 A JP11855489 A JP 11855489A JP H02298529 A JPH02298529 A JP H02298529A
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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。
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、感圧導電性ゴム材に係り、さらに詳しくは酸
性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法炭素
繊維の黒鉛化物（以下、ＶＣＣＦ−ＡＣと略称する）を
ゴムに配合してなるゴム制であって、非加圧時から加圧
時の電気抵抗値を大きく低下させ、且つ耐クリープ性を
有し、長期間にわたって使用できる感圧導電性ゴム材に
関する。
性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法炭素
繊維の黒鉛化物（以下、ＶＣＣＦ−ＡＣと略称する）を
ゴムに配合してなるゴム制であって、非加圧時から加圧
時の電気抵抗値を大きく低下させ、且つ耐クリープ性を
有し、長期間にわたって使用できる感圧導電性ゴム材に
関する。
従来、ゴム弾性体に導電性の優れた金属粒子、カーボン
ブラック等を配合し加圧時の変化により抵抗値を変化さ
せる感圧導電性ゴム、また導電性磁性粒子を絶縁性高分
子弾性体に分散させた後、架橋する前か架橋中に一定方
向に磁界を加えながら成形して、金属粒子を磁界に沿っ
て一定方向に配列させる感圧導電性ゴム（例えば特開昭
５８−１５２０３３号公報等）が知られている。また、
導電性の感度を向上させるためにゴムシートの表面に細
胞構造の空隙部を形成し、金属粉末等の導電材料を高充
填に配合したゴムシートが、例えば特開昭５８−２０９
８１０号公報に開示されている。また、ゴムシートの厚
み方向に金属繊維を充填したものが例えば特開昭５８−
２２０３０７号公報に開示され、更に無機質ウィスカー
、カーボンブランク、金属粒子等をゴムに配合する感圧
導電ゴム材が特開昭６１−２４９３０４号公報に提案さ
れている。
ブラック等を配合し加圧時の変化により抵抗値を変化さ
せる感圧導電性ゴム、また導電性磁性粒子を絶縁性高分
子弾性体に分散させた後、架橋する前か架橋中に一定方
向に磁界を加えながら成形して、金属粒子を磁界に沿っ
て一定方向に配列させる感圧導電性ゴム（例えば特開昭
５８−１５２０３３号公報等）が知られている。また、
導電性の感度を向上させるためにゴムシートの表面に細
胞構造の空隙部を形成し、金属粉末等の導電材料を高充
填に配合したゴムシートが、例えば特開昭５８−２０９
８１０号公報に開示されている。また、ゴムシートの厚
み方向に金属繊維を充填したものが例えば特開昭５８−
２２０３０７号公報に開示され、更に無機質ウィスカー
、カーボンブランク、金属粒子等をゴムに配合する感圧
導電ゴム材が特開昭６１−２４９３０４号公報に提案さ
れている。
感圧導電性ゴム材としては、金属の粉末や銀メッキした
銅粉などを導電粒子として用いたものもあるが、このよ
うな感圧導電性ゴム材は金属の酸化や、ゴムの劣化が生
じ易く問題があった。そこで各種添加剤を加えることに
よって酸化防止、劣化防止が図られているが、機械的性
質、耐久性等にまだ問題があった。
銅粉などを導電粒子として用いたものもあるが、このよ
うな感圧導電性ゴム材は金属の酸化や、ゴムの劣化が生
じ易く問題があった。そこで各種添加剤を加えることに
よって酸化防止、劣化防止が図られているが、機械的性
質、耐久性等にまだ問題があった。
また、炭素系のカーボンブランク、黒鉛粉、マイクロカ
ーボンなどを導電粒子とした感圧導電性ゴム組成物にあ
っては、導電性粒子がゴム補強性に欠けもろいため耐久
性が悪いという欠点があった。このように感圧導電性ゴ
ム材は、くり返し使用による電気伝導性の安定性、およ
び耐久性に問題があるため、従来からその改良が図られ
てきた。
ーボンなどを導電粒子とした感圧導電性ゴム組成物にあ
っては、導電性粒子がゴム補強性に欠けもろいため耐久
性が悪いという欠点があった。このように感圧導電性ゴ
ム材は、くり返し使用による電気伝導性の安定性、およ
び耐久性に問題があるため、従来からその改良が図られ
てきた。
例えば特開昭５４−８０３５０号公報で開示された感圧
導電性ゴム材にあっては、人造黒鉛粒子の丸み度をコン
トロールすることにより耐久性を向上させている。また
、特開昭５３−４３７４９号公報に開示された感圧導電
性ゴム材にあっては、金属製の導電粒子にジアルキルチ
タネート化合物等を添加することによりくり返し使用に
よる電気特性の変化を押えている。しかしながら、これ
らの感圧導電性ゴム材にあっても、実用上充分な耐１
微性を達成できていなくこれらの欠点を有
しない感圧導電性ゴム材が求められている。
導電性ゴム材にあっては、人造黒鉛粒子の丸み度をコン
トロールすることにより耐久性を向上させている。また
、特開昭５３−４３７４９号公報に開示された感圧導電
性ゴム材にあっては、金属製の導電粒子にジアルキルチ
タネート化合物等を添加することによりくり返し使用に
よる電気特性の変化を押えている。しかしながら、これ
らの感圧導電性ゴム材にあっても、実用上充分な耐１
微性を達成できていなくこれらの欠点を有
しない感圧導電性ゴム材が求められている。
本発明の目的は、優れた感圧導電性特性を有し、且つく
り返し使用による電気特性の変化の少ない耐久性に優れ
た感圧導電性ゴム材を提供することにある。
り返し使用による電気特性の変化の少ない耐久性に優れ
た感圧導電性ゴム材を提供することにある。
本発明者らは、上記した従来技術の欠点を解決するため
鋭意研究の結果、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶ
ＣＣＦ−ＡＧからなる組成物が感圧導電性ゴム材として
優れていることを見出し、本発明に到達した。
鋭意研究の結果、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶ
ＣＣＦ−ＡＧからなる組成物が感圧導電性ゴム材として
優れていることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、電気絶縁性を有する天然ゴムおよび
／または合成ゴム１００重量部に対して、ＶＧＣＦ−Ａ
Ｃを５〜７５重量部配合してなる感圧導電性ゴム材であ
る。
／または合成ゴム１００重量部に対して、ＶＧＣＦ−Ａ
Ｃを５〜７５重量部配合してなる感圧導電性ゴム材であ
る。
本発明において用いられるマトリックスは、天然ゴムお
よび／または合成ゴムである。合成ゴムとしては、例え
ばスチレン−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、イソプ
レンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、塩素化
ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、多硫化ゴム等があげられる。さらに熱可塑性
エラストマーも使用可能であり７、またこれらのゴムを
混合して使用することも可能である。
よび／または合成ゴムである。合成ゴムとしては、例え
ばスチレン−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、イソプ
レンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、塩素化
ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、多硫化ゴム等があげられる。さらに熱可塑性
エラストマーも使用可能であり７、またこれらのゴムを
混合して使用することも可能である。
上、記ゴムは機械的強度及び耐熱性を向上させるために
公知の硫黄、硫黄化合物又は過酸化物等で架橋されても
よく、また老化防止剤等が添加されていてもよい。
公知の硫黄、硫黄化合物又は過酸化物等で架橋されても
よく、また老化防止剤等が添加されていてもよい。
本発明において、気相成長法炭素繊維の黒鉛化物とは、
炭化水素などあ炭素源を触媒存在下に加熱し気相成長さ
せて作られる繊維状の炭素質物質すなわち気相成長法炭
素繊維に、黒鉛化熱処理をびこれを粉砕したり切断した
りした種々の形態め黒鉛質物質であり、本発明の気相成
長法炭素繊維の黒鉛化物は、その繊維を電子顕微鏡で観
察すると、芯の部分と、これを取巻く、−見して、年輪
状の炭素層からなる特異な形状を有しており、本発明の
気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は、この様な繊維状物及
びこれが粉砕、破砕、切断などの加工を受けたものであ
る。
炭化水素などあ炭素源を触媒存在下に加熱し気相成長さ
せて作られる繊維状の炭素質物質すなわち気相成長法炭
素繊維に、黒鉛化熱処理をびこれを粉砕したり切断した
りした種々の形態め黒鉛質物質であり、本発明の気相成
長法炭素繊維の黒鉛化物は、その繊維を電子顕微鏡で観
察すると、芯の部分と、これを取巻く、−見して、年輪
状の炭素層からなる特異な形状を有しており、本発明の
気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は、この様な繊維状物及
びこれが粉砕、破砕、切断などの加工を受けたものであ
る。
本発明において、気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は、直
径が０．０１〜５μｍ１好ましくは０．０１〜２μｍ、
更に好ましくは、０．０１〜１μｍ、最も□好ましくは
０．０１〜０．５μｍであり、繊維の長さは特に制限は
ない。一般には５０００μｍ以下であるが、更に短くて
も良く１０００μｍや１００μｍ、あるいは１．０μｍ
でも良く、又、これを更に短く破砕や切断あるいは粉砕
した繊維状物、あるいは、粒状や不定形状の物も使用で
きる。
径が０．０１〜５μｍ１好ましくは０．０１〜２μｍ、
更に好ましくは、０．０１〜１μｍ、最も□好ましくは
０．０１〜０．５μｍであり、繊維の長さは特に制限は
ない。一般には５０００μｍ以下であるが、更に短くて
も良く１０００μｍや１００μｍ、あるいは１．０μｍ
でも良く、又、これを更に短く破砕や切断あるいは粉砕
した繊維状物、あるいは、粒状や不定形状の物も使用で
きる。
本発明において気相成長法炭素ｍｓの黒鉛化物は、炭素
の純度が高く、一般に９８．５％以上、特に９９％以上
、最も好ましくは９９．・５％以上である。
の純度が高く、一般に９８．５％以上、特に９９％以上
、最も好ましくは９９．・５％以上である。
また、本発明において気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は
黒鉛性の高い物質であり、更に、その中でもｘ１回折に
よる構造解析において、その黒鉛の結晶構造における格
子定数ＣＯが６．８８以下の範＝６− 囲のものであり、好ましくは６．８６以下、特に好まし
くは６．８０〜６．７０の範囲、最も好ましくは６．７
８〜６．７２の範囲のものである。
黒鉛性の高い物質であり、更に、その中でもｘ１回折に
よる構造解析において、その黒鉛の結晶構造における格
子定数ＣＯが６．８８以下の範＝６− 囲のものであり、好ましくは６．８６以下、特に好まし
くは６．８０〜６．７０の範囲、最も好ましくは６．７
８〜６．７２の範囲のものである。
本発明において、気相成長法炭素繊維の黒鉛化物は気相
成長法炭素繊維を不活性ガス雰囲気下で高温度において
熱処理する事により得られるが、熱処理温度としては１
５００°Ｃ以上、好ましくは１７００°Ｃ以上、特に２
０００°Ｃ以上であり、最も好ましい範囲は２１００〜
３０００℃の範囲である。
成長法炭素繊維を不活性ガス雰囲気下で高温度において
熱処理する事により得られるが、熱処理温度としては１
５００°Ｃ以上、好ましくは１７００°Ｃ以上、特に２
０００°Ｃ以上であり、最も好ましい範囲は２１００〜
３０００℃の範囲である。
本発明においてＶＣＣＩ−ＡＧとは、気相成長法炭素繊
維の黒鉛化物に酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ付加
したものである。更に好ましくは、酸性官能基の付加量
は８〜４５０μｅｑ／ｇ、特に１５〜３５０μｅｑ／ｇ
の範囲である。
維の黒鉛化物に酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ付加
したものである。更に好ましくは、酸性官能基の付加量
は８〜４５０μｅｑ／ｇ、特に１５〜３５０μｅｑ／ｇ
の範囲である。
本発明のＶＣＣＦ−ＡＣの製造方法としては、気相成長
法炭素繊維黒鉛化物を酸素などの酸化性ガスや硝酸など
の酸化剤などで酸化する方法が最も一般的であり、酸化
する方法の代わりにその他プラズマ法、グラフト法等も
用いられ得る。
法炭素繊維黒鉛化物を酸素などの酸化性ガスや硝酸など
の酸化剤などで酸化する方法が最も一般的であり、酸化
する方法の代わりにその他プラズマ法、グラフト法等も
用いられ得る。
本発明における感圧導電性ゴム材は、上記のＶＣＣＦ−
ＡＣを含有するゴム材であり、該組成物中のＶＧＣＦ−
ＡＣの含有量は、マトリックス１００重量部に対して５
〜７５重量部であり、好ましくは１０〜６０重量部、よ
り好ましくは１０〜５０重量部であり、特に好ましくは
１５〜４５重量部である。
ＡＣを含有するゴム材であり、該組成物中のＶＧＣＦ−
ＡＣの含有量は、マトリックス１００重量部に対して５
〜７５重量部であり、好ましくは１０〜６０重量部、よ
り好ましくは１０〜５０重量部であり、特に好ましくは
１５〜４５重量部である。
本発明の感圧導電性ゴム材は、ＶＧＣＦ−ＡＧの特徴に
より充分なゴム補強効果と感圧導電性が達成される。す
なわち、上記ゴムマトリックスにＶＣＣＦ−ＡＧを配合
した場合、ＶＧＣＩ−ＡＣが針状繊維体であるため非常
に剛直な性質と導電性を有しており、その一部がゴムマ
トリックスの表面の種々の方向、角度をもって露出して
いるので、非加圧時から加圧時へ移るときＶＣＣＦ−Ａ
Ｇが点接触から面接触へ徐々に移行して抵抗値を低下さ
せる。また、ＶＣＣＦ−ＡＣの配合量を変えることＱこ
より目的に応じた抵抗値を有する感圧導電性ゴム材を得
ることが可能である。
より充分なゴム補強効果と感圧導電性が達成される。す
なわち、上記ゴムマトリックスにＶＣＣＦ−ＡＧを配合
した場合、ＶＧＣＩ−ＡＣが針状繊維体であるため非常
に剛直な性質と導電性を有しており、その一部がゴムマ
トリックスの表面の種々の方向、角度をもって露出して
いるので、非加圧時から加圧時へ移るときＶＣＣＦ−Ａ
Ｇが点接触から面接触へ徐々に移行して抵抗値を低下さ
せる。また、ＶＣＣＦ−ＡＣの配合量を変えることＱこ
より目的に応じた抵抗値を有する感圧導電性ゴム材を得
ることが可能である。
つぎに、天然ゴムおよび／または合成ゴムとＶＣＣＦ−
ＡＣとを配合する方法としては特に制限はなく、例えば
ヘンシエルミギサー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、
レゾイエミキサー、ロール等の公知の手段、方法によっ
て配合され加圧することができる。これらの方法で得ら
れた感圧導電性ゴム材は、加圧をくり返し行なっても抵
抗値の変動の少ない特性を有し、更に、この組成物はＶ
ＧＣＦ−ＡＧの添加量によって抵抗値を変化させられる
特性も有している。
ＡＣとを配合する方法としては特に制限はなく、例えば
ヘンシエルミギサー、ニーダ−、バンバリーミキサ−、
レゾイエミキサー、ロール等の公知の手段、方法によっ
て配合され加圧することができる。これらの方法で得ら
れた感圧導電性ゴム材は、加圧をくり返し行なっても抵
抗値の変動の少ない特性を有し、更に、この組成物はＶ
ＧＣＦ−ＡＧの添加量によって抵抗値を変化させられる
特性も有している。
これらの特性について以下実施例および比較例により詳
細に説明する。
細に説明する。
実施例１〜３および比較例１〜３
直径が０．０５〜０．１μｍの気相成長法炭素繊維（ト
リスアセチルアセ１−ナート鉄とヘンゼンを１４００℃
の加熱空間に導入し浮遊状態で合成した）を、２４００
°Ｃアルゴン気流下で熱処理を行ない、炭素含有量９９
％、格子定数６．７５の黒鉛化物を得た。この黒鉛化物
を酸素０．７％含有Ｎ２ガスで酸化し、酸性官能基の量
が１３６μｅｑ／ｇの気相成長法炭素繊維の黒鉛化物を
得た。これを若干破砕し、分散操作がしやすい、且つ電
子顕微鏡で観察したときの繊維長が実質的に５．０μｍ
以上の酸性官能基をもつＶＧＣＦ−ＡＣを得た。
リスアセチルアセ１−ナート鉄とヘンゼンを１４００℃
の加熱空間に導入し浮遊状態で合成した）を、２４００
°Ｃアルゴン気流下で熱処理を行ない、炭素含有量９９
％、格子定数６．７５の黒鉛化物を得た。この黒鉛化物
を酸素０．７％含有Ｎ２ガスで酸化し、酸性官能基の量
が１３６μｅｑ／ｇの気相成長法炭素繊維の黒鉛化物を
得た。これを若干破砕し、分散操作がしやすい、且つ電
子顕微鏡で観察したときの繊維長が実質的に５．０μｍ
以上の酸性官能基をもつＶＧＣＦ−ＡＣを得た。
第−表に示す配合に基づき、ゴム配合物をバンバリーミ
キサ−で混練後、ロールを用いて厚み２ｍｍのシートを
作成し、常法により成形硬化したシートを２ｃｍＸ２ｃ
ｍの寸法にサンプルを切り取り、両面に電極を取りつけ
、非加圧時及び加圧時の体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）を
測定した。その結果は第二表に示されるとおり良好な感
圧導電特性を有し、ＶＣＣＦ−ＡＧの添加量をえらぶこ
とで目的に応じて使用出来る。
キサ−で混練後、ロールを用いて厚み２ｍｍのシートを
作成し、常法により成形硬化したシートを２ｃｍＸ２ｃ
ｍの寸法にサンプルを切り取り、両面に電極を取りつけ
、非加圧時及び加圧時の体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）を
測定した。その結果は第二表に示されるとおり良好な感
圧導電特性を有し、ＶＣＣＦ−ＡＧの添加量をえらぶこ
とで目的に応じて使用出来る。
次にこのシートを以下の方法で試験してその耐久性の評
価を行った。
価を行った。
まずシートを上下から電極ではさみ５００ ｇ／ｃｍ２
の力でくり返し加圧し一定回数ごとに加圧力と抵抗の関
係を調べこれをグラフに描いた。しばらくは同じ形を描
くが回数を増加していくとグラフは形が変化していき、
そしである回数以上になると急に形が変化する。そのと
きの回数をシートの耐久性と判定した。
の力でくり返し加圧し一定回数ごとに加圧力と抵抗の関
係を調べこれをグラフに描いた。しばらくは同じ形を描
くが回数を増加していくとグラフは形が変化していき、
そしである回数以上になると急に形が変化する。そのと
きの回数をシートの耐久性と判定した。
その結果は第三表に示すとおり、ＶＧＣＦ−ＡＧによる
補強効果が見られ、本発明の感圧導電性ゴム材は感圧導
電特性及び耐久性において優れている。
補強効果が見られ、本発明の感圧導電性ゴム材は感圧導
電特性及び耐久性において優れている。
（以下余白）
、１
１ｌ−
−ｔ３− −−−第三表 （
耐久性） 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の感圧導電性ゴム材は、優
れた感圧導電特性を有し、しかもくり返し使用における
耐久性にも優れたものである。さらにＶＧＣＦ−ＡＧの
特徴でもあるゴム補強効果も有する。
耐久性） 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明の感圧導電性ゴム材は、優
れた感圧導電特性を有し、しかもくり返し使用における
耐久性にも優れたものである。さらにＶＧＣＦ−ＡＧの
特徴でもあるゴム補強効果も有する。
また本発明の感圧導電性ゴム材は、優れた導電性能を有
するので、金属粒子、金属繊維等との併用の必要もなく
、簡便に製造できる利点も有する。
するので、金属粒子、金属繊維等との併用の必要もなく
、簡便に製造できる利点も有する。
Claims (1)
- 天然ゴムおよび／または合成ゴム１００重量部に対して
、酸性官能基を３〜５００μｅｑ／ｇ有する気相成長法
炭素繊維の黒鉛化物を５〜７５重量部配合してなる感圧
導電性ゴム材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11855489A JPH02298529A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11855489A JPH02298529A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02298529A true JPH02298529A (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14739463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11855489A Pending JPH02298529A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 感圧導電性ゴム材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02298529A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0644233A1 (en) * | 1993-08-12 | 1995-03-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Graphite fiber reinforced tires & method of incorporating graphite fibers into an elastomer |
| JP2008143963A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nissin Kogyo Co Ltd | 炭素繊維複合材料 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP11855489A patent/JPH02298529A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0644233A1 (en) * | 1993-08-12 | 1995-03-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Graphite fiber reinforced tires & method of incorporating graphite fibers into an elastomer |
| JP2008143963A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nissin Kogyo Co Ltd | 炭素繊維複合材料 |
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