JPS625458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は導電性ゴム組成物に関し、特には電
卓、デジタルウオツチ等の表示装置に使用される
インターコネクターあるいはキーボード装置にお
ける可動接点等の機構部品として好適な組成物を
提供しようとするものである。 従来、小電流用途、例えば液晶表示装置におけ
るインターコネクターあるいはキーボード装置等
の可動接点としては、オルガノポリシロキサン
100重量部にカーボンブラツク５〜25重量部を配
合してなる比較的高抵抗の導電性シリコーンゴム
組成物を成形して得られるものが、最も信頼性が
高いという理由から汎用されている。 しかしながら、一般に酸化ほう素を含有するガ
ラス板を使用してなる液晶表示装置に上記したよ
うな組成からなる可動接点を長期間圧接挾持して
おくと、比較的湿度の高い雰囲気中においては、
それらが接着ないし固着し、何らかの理由で交換
が必要になつた場合でもそれらを交換することが
困難あるいは全く不可能になり、また6kHz〜20M
Hz程度の高周波で電圧を印加し、これを高湿度雰
囲気で使用した場合にはカーボンブラツク粒子が
滲出して移動したりしてリークを起す原因となつ
て表示装置が本来有する機能が損われるようにな
り、この傾向は配合するカーボンブラツクの量が
多くなる程顕著になるし、カーボンブラツクの添
加量を増加すると生ゴムの粘着性が幾何級数的に
増大し、無理に配合すると脆性に富むものとなつ
て使用が不可能になる。さらに可動接点において
はプリント基板エツジ部分との摩擦により該可動
接点を構成する導電性ゴム材料、特に導電性付与
材料であるカーボンブラツクがゴムマトリツクス
中からポロポロ落ちてこれが研摩粉のような形で
電極間に次第に堆積するのでこのカーボンブラツ
クの混合量には上限があり、比較的高抵抗の導電
性ゴムしか実用化されていない。また圧縮放置試
験においては、一般的に導電性シリコーンゴム接
点は固定接点部に対して吸盤の如き挙動を示し、
印加圧を除いた後で容易に離れ難い現象を呈する
ので、このような現象を防止する目的で接点の表
面を梨地等の凹凸加工することも試みられている
が、このように加工された接点は信号波形等を乱
す原因になるという欠点を有する。なお、インタ
ーコネクターやキーボード装置における可動接点
は通常金型で成形されるけれども、成形後成形品
を金型から取り出す際にこのものは金型と吸着し
やすく、取り出し時にひきちぎれ易いという取り
扱い難さがあるために、導電性シリコーンゴム接
点は小電流、小容量の用途にしか使用できないと
いう用途制限があつた。 本発明は上記したような従来の欠点を除去した
新規な組成物に関するものであつて、これは (イ) 天然または有機合成ゴムの生ゴム成分
100重量部、 (ロ) 平均粒径または平均繊維長が10〜50nmであ
るカーボンブラツク 50〜150重量部、 (ハ) 25℃における粘度が1000センチストークス以
上であり、分子中あるいは分子鎖末端にけい素
原子に直結したビニル基、アリル基、水酸基か
ら選択される基または水素原子を少なくとも２
個有するオルガノポリシロキサン
10〜50重量部、 (ニ) 有機過酸化物 0.1〜10重量部 からなることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは電卓、デジタ
ルウオツチ等をはじめとする種々の分野に使用さ
れるインターコネクターあるいはキーボード装置
等を構成する導電性ゴム材料、特に高導電性材料
について従来のそれらが有する問題点等を解決す
る目的で鋭意研究を重ねた結果、これには上記し
たような４成分（(イ)〜(ニ)成分）からなる組成物が
きわめて有効であることを確認して本発明を完成
させた。 すなわち、本発明の組成物からキーボードある
いはインターコネクターなどの部材を作製し、こ
のものを例えば電卓あるいはデジタルウオツチに
応用した場合、該部材はすぐれた耐久性および耐
摩耗性を有し、また比較的湿度の高い雰囲気中で
使用してもそれがガラス等に接着ないしは固着せ
ず、さらに前記部材を構成するカーボンブラツク
の滲出も全くなく、また金型から容易に剥離する
ので成形品の寸法精度を高めることができ、した
がつて長期間の使用においても安定した諸物性を
有するという顕著な作用効果が与えられる。 以下、本発明の組成物について詳細に説明す
る。 まず、本発明で使用する(イ)成分は天然または有
機合成ゴム（好ましくは主鎖が主に炭素―炭素結
合からなるもの）であつて、これには例えばスチ
レン―ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アルフ
インゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル―
ブタジエンゴム、プロピレン―ブタジエンゴム、
クロロプレンゴムあるいはアクリロニトリル―イ
ソプレンゴムなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、
エチレン―プロピレンゴムあるいはエチレン―プ
ロピレンターポリマーなどのオレフイン系ゴム、
ふつ化アクリレートゴムあるいはふつ化ビニリデ
ンゴムなどのふつ素ゴム、塩素化ポリエチレンあ
るいはポリウレタンなどをあげることができる。 なお、この(イ)成分はその使用にあたつては必ず
しも１種類に限定されるものではなく、２種もし
くはそれ以上の混合物として使用してもよい。 また、本発明に使用される(ロ)成分であるカーボ
ンブラツクは平均粒径または平均繊維長が10〜
500nmのものとされるが、このものは本発明の組
成物から得られるゴム成形品に導電性を付与する
ために使用するものであり、これは生ゴム成分と
の親和性がよいので成形後カーボンブラツクがポ
ロポロと剥離して落ちることがない。このカーボ
ンブラツクとしては従来から知られている種々の
ものをあげることができ、具体的にアセチレンブ
ラツク、フアーネスブラツク、カーボンホイスカ
ー、カーボン繊維あるいはグラフアイト粉末など
が例示され、これらは１種或は２種以上として使
用されるが、これは一般市販のカーボンブラツク
または短カーボンフアイバーを篩分けして使用し
てもよい。また、このカーボンブラツクは上記し
たように平均粒径または平均繊維長が10〜500nm
の範囲のものとされるが、これは10nm以下のも
のとするとその粒径または繊維長が小さすぎて生
ゴム成分との混練時に空気中にふわふわと漂い易
くて混練りの環境を汚すばかりでなく、生ゴムと
２次分子結合的に結合するために混練物が極めて
固くなつて取扱い難いものとなり、500nm以上に
なるとカーボンブラツク同士が二次凝集を起し易
く、また混練りに長時間を要するようになるばか
りでなく、得られた成形品が押圧繰返し、もしく
は外部からの振動のくり返し印加によつて使用さ
れる関係上、カーボンブラツクが次第にポロポロ
と剥がれ落ちるようになるからである。 なお、この(ロ)成分の使用量は、本発明の組成物
から得られる成形品に導電性を付与することがで
きる量とされるが、上記(イ)成分100重量部に対し
て50重量部以下では高導電度が望めないし、150
重量部以上では生ゴムとの混合に長時間を要し、
でき上つた成形品が脆いものとなるので50〜150
重量部の範囲とすることが必要とされる。 つぎに、本発明における(ハ)成分としてのオルガ
ノポリシロキサンは、可塑剤としての作用効果を
得る目的で使用するものであるが、このものは粘
度が1000cS以下のものを使用した場合には、こ
れを含む本発明の組成物を混練して成形品を得る
際に混練に長時間を要するようになるので、25℃
における粘度が1000cS以上、好ましくは10000cS
以上のものとすることが必要とされる。また、オ
ルガノポリシロキサンは上記した(ロ)成分としての
カーボンブラツクを(イ)成分としての生ゴム中に効
率よく分散させ、かつ混練時の混合物を可塑化さ
せて練り易くするために用いるものであることか
ら、25℃における粘度が1000cS以上であると共
に、その分子中あるいは分子鎖末端にけい素原子
に直結したビニル基、アリル基、水酸基あるいは
水素原子を少くとも２個有するものとすることが
必要とされるが、これらの内でもアリル基および
水素原子を有するものにはこれが共加硫剤として
の作用も併せ有しているので、他の共加硫剤の添
加を必要としないという利点が与えられる。 この(ハ)成分を使用することにより、従来この種
の組成物に使用されている高級脂肪酸あるいは高
級アルコールもしくはこれらの金属塩、金属アル
コラート、高級脂肪酸のスルフオン酸エステルあ
るいは金属塩、その他石けん、ワツクスなどの内
部もしくは外部離型剤を使用する必要がなく、ま
た金型汚染もなく、さらには洗浄などの作業が省
略でき、成形品が金型から容易に剥離するので金
型キヤビテイの設計上の自由度が高まり、結果に
おいて得られる成形品の寸法精度が向上されるほ
か、成形品が薄肉部を有するものであつても金型
からの取り出し時にこの薄肉部がひきちぎられる
ことがないという利点が与えられる。 なお、この(ハ)成分の使用量は、上記(イ)成分100
重量部に対して10重量部以下ではその添加効果が
小さくてカーボンブラツクの分散性改良効果、生
ゴム成分の可塑化効果が得られ難く、50重量部以
上とすると未架橋混合組成物の放置保存時に(ハ)成
分が分離し易くなつて次工程の作業寸前に再練り
が必要となり、架橋成形体における機械的物性が
低下するほか、導電性シリコーンゴムのみの場合
の欠点が生じてくるので、これは10〜50重量部の
範囲とすることが必要とされる。 また、本発明に使用される(ニ)成分である有機過
酸化物は架橋触媒として使用するものであつて、
これにはジ―tert―ブチルパーオキサイド、tert
―ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイド、２，５―ジメチル―２，５―ジ（tert
―ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５―ジメチ
ル―２，５―ジ（tert―ブチルパーオキシ）ヘキ
シン―３、１，３―ビス（tert―ブチルイソプロ
ピルパーオキシ）ベンゼン、１，１―ビス（tert
―ブチルパーオキシ）―３，３，５―トリメチル
シクロヘキサン、Ｎ―ブチル―４，４―ビス
（tert―ブチルパーオキシ）ピバレート、tert―ブ
チルパーオキシベンゾエート、tert―ブチルパー
オキシイソプロピルカーボネート、tert―ブチル
パーオキシベンゾエート、メチルトリ（tert―ブ
チルパーオキシ）シラン、ビニルトリ（tert―ブ
チルパーオキシ）シランあるいはアリルトリ
（tert―ブチルパーオキシ）シランなどが例示さ
れる。 なお、上記したような有機過酸化物の内でもシ
ラン化合物は金型表面などに対してカツプリング
作用も有するのでふつ素樹脂板あるいはふつ素樹
脂で加工処理を施した板状体にとくに有用であ
る。 この(ニ)成分は上記(イ)成分100重量部に対して0.1
〜10重量部の範囲で使用することが必要とされ
る。 本発明の組成物は一般に上記した(イ)〜(ニ)成分お
よびその他添加剤を従来シリコーンゴム組成物な
どの調製に用いられている混練機（例えば２本ロ
ール、３本ロール）を使用して単に均一に混練す
ることにより得られるが、(イ)成分としてブタジエ
ンゴムまたはアクリロニトリル―ブタジエンゴム
を使用した場合には、このものが他のゴム成分に
比較して結晶性が高く、とくに(ハ)成分との可塑度
差が大きいためミキシングロールで混練するにあ
たつては(1)まず(イ)成分をミキシングロールに巻き
つかせたのち、これに(ロ)、(ニ)成分およびその他の
添加剤を添加し、ついで(ハ)成分をロールおよび前
記(イ)成分に直接付着しないように混練し、(ハ)成分
の作用によつて(イ)成分またはロールに濡れがみら
れたときに直ちにその部分に上記で付着しなかつ
た(ロ)、(ニ)成分およびその他添加剤を添加する、(2)
あらかじめ(ハ)成分に(ロ)および(ニ)成分を均一に混合
し、これをロールに巻きついている(イ)成分にその
他の添加剤とともに配合する、(3)ミキシングロー
ルに巻きついた(イ)成分に(ロ)および(ニ)成分―(ハ)成
分
―(ロ)および(ニ)成分―(ハ)成分の順序でそれらを少量
ずつ添加する、などの方法を採用することが有利
である。 本発明に係る組成物には必要に応じて種々の添
加剤、加硫剤、加硫促進剤、安定剤、耐熱性向上
剤、老化防止剤あるいは補強性付与剤などを配合
することは何ら差支えなく、これには酸化鉛、酸
化亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、グ
アニジンあるいはグアニジン塩化合物、アルデヒ
ド―アニリン化合物、トリアリルシアヌレートア
ルキルフエノール化合物、メチロール基含有量が
７〜10モル％のホルムアルデヒド樹脂、メラミン
―ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン―ホルムア
ルデヒド縮合物などの他、湿式、乾式のシリカフ
イラー、けいそう土、石英、ヒユームドシリカ等
の充填剤が例示される。 なお、本発明においてはいおうあるいはいおう
化合物の使用は極力避けるべきである。 つぎに本発明の実施例におよび比較例をあげる
が、例中の「部」はすべて「重量部」を示したも
のである。 実施例 １ まず、下記のようにして組成物１〜５を調製し
た。 組成物１（本発明品）； ハイカー1041（日本ゼオン(株)製、ニトリル系合
成ゴム）100部、KF 99（信越化学工業(株)製、メ
チルハイドロジエンポリシロキサン、25℃におけ
る粘度2000cS）30部、平均粒径42nmのアセチレ
ンブラツク68部、酸化亜鉛10部、酸化マグネシウ
ム２部、トリメチロールプロパントリメチルアク
リレート３部および１，１―ジ―tert‐ブチルパ
ーオキシ―３，３，５―トリメチルシクロヘキサ
ン１部をミキシングロールを用いて均一に混練し
たのち、温度150℃、圧力30Kg/cm²の条件で10分間
加熱加圧成形して厚さ２mmの板状体を作成し、つ
いでこの板状体をオーブンを使用して150℃で２
分間加熱処理し導電性ゴムを得たが、このものは
混練作業が極めて簡単にでき、また金型からの取
り出しも極めて容易であつた。 組成物２（本発明品）； ニプロールBR 1220（日本ゼオン(株)製、ブタジ
エンゴム）100部、メチルビニルポリシロキサン
（ビニル基含有量１モル％、25℃における粘度
500000cS）30部、平均粒径が50nmのガス・フア
ーネスブラツク68部、酸化亜鉛３部および１，１
―ビス（tert―ブチルパーオキシ）―３，３，５
―トリメチルシクロヘキサン1.2部を上記組成物
１の調製と同様に処理し導電性ゴムを得たが、こ
のものは組成物１と同様に混練も金型からの取り
出しも極めて容易であつた。 組成物３（対照品）； メチルビニルシロキサン単位とジメチルシロキ
サン単位からなり、分子鎖末端がトリメチルシリ
ル基で封鎖されたポリシロキサン（ビニル基含有
量0.3モル％、25℃における粘度3000000cS）100
部、平均粒径42nmのアセチレンブラツク60部お
よび２，５―ジメチル―２，５―ジ（tert―ブチ
ルパーオキシ）ヘキサン２部をミキシングロール
を用いて均一に混練したのち、温度170℃、圧力
10Kg/cm²の条件で10分間加熱加圧成形し厚さ２mm
の板状体を作成し、ついでこの板状体をオーブン
を使用して200で４時間加熱処理し導電性シリコ
ーンゴムを得た。しかし、このものは組成物１、
２にくらべて混練作業が極めて難しく、熟練した
作業者でも組成物１、２の場合にくらべて２倍の
作業時間を要し、このものはまた金型からの取り
出しの際に隅部がちぎれて残り易いので注意して
取り出す必要がある。 組成物４（対照品）； ニプロールBR 1200 100部、平均粒子径40nm
のアセチレンブラツク60部、酸化亜鉛３部、エチ
レングリコールジメタアクリレート１部、トリメ
チロールプロパンメチルアクリレート1.0部およ
びステアリン酸1.0部を上記組成物１の調製と同
様に処理し導電性ゴムを得たが、このものも組成
物３と同様に混練りが難しく、取り出しにも注意
が必要であつた。 組成物５（対照品）； ニプロールBR 1220 100部、平均粒子径40nm
のアセチレンブラツク68部、プロセスオイルＲ
100（共同石油(株)製）30部、酸化亜鉛３部、１，
１―ビス（tert―ブチルパーオキシ）―３，３，
５―トリメチルシロキサン1.2部およびトリメチ
ロールプロパントリメチルアクリレート1.0部を
上記組成物１の調製と同様に処理し導電性ゴムを
得たが、このものは組成物３と同様に混練りが難
しく、取り出しにも注意が必要であつた。 つぎに、上記で得た各導電性ゴムについて、硬
さ（JIS）、可撓性、可塑剤のブリード、比抵抗お
よび液晶表示用ガラス板またはプリント基板への
吸盤様の吸着性をしらべたところ、つぎの表に示
したとおりの結果が得られた。

【表】 また、上記組成物２〜５を第１図に示すような
形状に成形し、該成形体の上部から３回／秒の割
合で荷重をかけ（矢印方向）、薄肉箇所（側面上
部）が破断するまでの回数を調べその結果を下記
に示した。

【表】 実施例 ２ ニプロールBR 1220 100部、別紙グラフに示す
ような量のメチルビニルポリシロキサン（ビニル
基含有量0.0006モル／100ｇ、10％キシレン溶液
の25℃における粘度91.3cS、揮発分150℃／３時
間で2.0％）、平均粒径が100nmのランプブラツク
が50％になる割合でジクミルパーオキサイド２〜
５部を均一に混合したのち、上記実施例１の組成
物１の場合と同様にして導電性ゴムを得た。 このものについて硬さ（JIS）、伸び率、破断強
度および比抵抗を調べその結果を別紙第２図に示
した。

【図面の簡単な説明】

第１図は破断強さを調べるために成形した押釦
スイツチ部材の断面図、第２図はオルガノポリシ
ロキサンの使用量を種々変化させた場合の諸特性
の変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 天然または有機合成ゴムの生ゴム成分
   100重量部、 (ロ) 平均粒径または平均繊維長が10〜500nmであ
   るカーボンブラツク 50〜150重量部、 (ハ) 25℃における粘度が1000センチストークス以
   上であり、分子中あるいは分子鎖末端にけい素
   原子に直結したビニル基、アリル基、水酸基か
   ら選択される基または水素原子を少なくとも２
   個有するオルガノポリシロキサン 10〜50重量部 および (ニ) 有機過酸化物 0.1〜10重量部 からなることを特徴とする導電性ゴム組成物。