(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー発泡体層であって、
第一の表面および反対側の第二の表面と；
前記ポリマー発泡体層の前記第一の表面および前記反対側の第二の表面の間にある複数のセルであって、前記第一の表面および前記反対側の第二の表面の間の前記ポリマー発泡体層の厚さが、前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるセルと；
前記ポリマー発泡体層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列された複数の磁性導電性粒子と
を含む層。
【請求項２】
前記粒子が、磁性と導電性の両者を備えた材料から形成されてなる請求項１に記載の層。
【請求項３】
前記磁性導電性粒子が、ニッケル、コバルト、鉄、またはこれらの金属の少なくともひとつを含む組み合わせである請求項１に記載の層。
【請求項４】
前記粒子が、ニッケル、またはニッケルと銀との組み合わせである請求項１に記載の層。
【請求項５】
前記粒子が、ニッケル被覆鉄粒子、銀被覆ニッケル粒子、またはこれらの粒子の少なくともひとつを含む組み合わせである請求項１に記載の層。
【請求項６】
前記ポリマー発泡体層が、前記磁性導電性粒子を含む発泡体用前駆体配合物を発泡させることにより得られ、前記磁性導電性粒子が、前記発泡前の発泡体用前駆体配合物の１〜３０体積％の割合で配合されている請求項１に記載の層。
【請求項７】
前記磁性導電性粒子の平均直径が、２０〜３００μｍである請求項１に記載の層。
【請求項８】
前記チェーンが、前記ポリマー発泡体層の前記第一の表面と前記第二の表面に対して本質的に垂直である請求項１に記載の層。
【請求項９】
前記チェーンが、前記ポリマー層の前記第一と第二の表面に垂直な軸に対して、相対的に５〜４５度の角度を有する請求項１に記載の層。
【請求項１０】
前記粒子が、前記ポリマー発泡体の表面から突出していない請求項１に記載の層。
【請求項１１】
前記ポリマー発泡体が、ポリウレタン発泡体、シリコーン発泡体、またはこれらの発泡体の少なくともひとつを含む組み合わせである請求項１に記載の層。
【請求項１２】
前記ポリマー発泡体層が、５０ｄＢ以上の電磁気シールド能を有する請求項１に記載の層。
【請求項１３】
前記ポリマー発泡体層が、圧力６８９キロパスカルにおいて１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する請求項１に記載の層。
【請求項１４】
前記ポリマー発泡体層が、ＡＳＴＭ１０５６に従って測定された２５％撓みにおいて、０．００７〜１０．５ｋｇ／ｃｍ2の圧縮力撓み値を有する請求項１に記載の層。
【請求項１５】
前記発泡体が、化学的および／または物理的にブローされた請求項１に記載の層。
【請求項１６】
前記第一の表面および前記反対側の第二の表面の間の前記ポリマー発泡体層の厚さが、前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．３倍である請求項１に記載の層。
【請求項１７】
各カラムが、２〜１２個の導電性粒子の独立したチェーンで構成されてなる請求項１に記載の層。
【請求項１８】
各カラムが、３〜８個の導電性粒子の独立したチェーンで構成されてなる請求項１に記載の層。
【請求項１９】
ポリマー発泡体層を作製する方法であって、
第一の表面および反対側の第二の表面を持つ層を形成するステップであって、前記層が、
ポリマー発泡体前駆体組成物と
複数の磁性導電性粒子を含有するフィラー組成物と
を含むステップと；
前記発泡体前駆体組成物を発泡させて、前記層中に複数のセルを形成するステップと；
前記層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；
前記発泡された層を硬化するステップであって、前記硬化された層の厚さが、前記硬化された層中の前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるステップと
を含む方法。
【請求項２０】
前記印加される磁束密度が、１００〜１５００ガウスである請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記磁場が、前記組成物の発泡の間印加される請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記磁場が、前記層を硬化する前に印加される請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記層を完全に硬化させる前に前記層を部分的に硬化させるステップであって、前記磁場が、前記層を部分的に硬化させた後に前記磁場が印加されるステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記層を形成するステップが、第一のキャリア支持体の上に前記層をキャストするステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記第一のキャリア支持体の反対側の前記層の上に、第二のキャリア支持体を配置するステップをさらに含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
シリコーン発泡体を作製する方法であって、
ハイドライド置換基を有するポリシロキサンポリマー、発泡剤、白金系触媒、および複数の磁性導電性粒子を含有する充填剤組成物を含有する混合物を押し出すステップと；
印加された磁場中で前記混合物をブローおよび硬化して、前記発泡体の第一の表面と反対側の第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡体の厚さが、前記硬化された層中の前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるステップと
を含む方法。
【請求項２７】
ポリマー発泡体を作製する方法であって、
ハイドライド置換基を有するポリシロキサンポリマー、発泡剤、白金系触媒、および複数の磁性導電性粒子を含有する組成物を、モールドまたは連続被覆ラインに輸送および／またはキャストするステップと；
前記組成物を発泡させて、第一の表面および反対側の第二の表面を有する発泡体を得るステップと；
前記発泡体を磁場にさらして、前記発泡体の前記第一の表面と前記第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡体の厚さが、前記硬化された層中の前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるステップと
を含む方法。
【請求項２８】
請求項１に記載の発泡体層を含む物品。
【請求項２９】
電磁気シールド用のガスケット、接地パッド（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｐａｄ）、または電池接点用導電性バネ素材（ｂａｔｔｅｒｙ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｐｒｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）の形状を有する請求項２８に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の参照〕
この出願は、２００７年２月６日に出願された米国出願番号６０／８８８３６０の内容をすべて援用し、その利益を主張する。
【０００２】
〔背景〕
本開示は、導電性ポリマー、その作製方法、およびそのポリマーを含む物品に関する。
【０００３】
導電性ポリマー発泡体は、電気接点デバイスとして、センサにおいて、電磁干渉（ＥＭＩ）／無線周波干渉（ＲＦＩ）シールドおよび／または静電気散逸を必要とする用途を含めた幅広い用途において使用される。ＥＭＩ／ＲＦＩシールドが可能な現在の材料としては、例えば、ベリリウム−銅フィンガーストック（ｆｉｎｇｅｒ  ｓｔｏｃｋ）、非導電性発泡体ガスケットのまわりに巻かれた金属箔または金属化繊維、および導電性材料で被覆された非導電性ガスケット、およびシリコーン樹脂の中に投入された金属含有充てんが挙げられる。静電気散逸に適している材料として、シリコーン、ポリウレタン、ポリオレフィンなど様々なポリマーへと取り込まれた導電性充てん剤が挙げられる。他の導電性発泡体としては、例えば、ポリウレタンやポリオレフィンも知られている。今日利用可能な方法と材料が有する１つの欠点は、高導電性を実現するために高いレベルの量の（１種または複数種の）導電性充てん剤の添加が、ポリマーの圧縮性および加工性に影響を及ぼすことである。加えて、このような高い充てん剤レベルを使用すると、ポリマーブレンドのコストが増大する。ユーザは多くの場合、コストと材料の品質との間で妥協を強いられる。
【０００４】
適切な導電性を維持しながらも添加する充てん剤の量を最小限に押さえるポリマー発泡体を提供することがさらに有利なはずである。特定の用途に望まれる発泡体の圧縮性、加工性および他の物理的性質が著しく悪影響を受けないことがさらに有利なはずである。
【０００５】
したがって、特に、特定の用途に望まれる１つまたは複数の物理的性質への著しい悪影響なく、導電性も圧縮性および加工性も共にそれにより発泡体に提供することができる組成物および方法の当技術分野における必要性が残っている。
【０００６】
〔簡単な概要〕
本明細書には、ポリマー発泡体層であって、第一の表面および反対側の第二の表面と；前記ポリマー発泡体層の前記第一の表面および前記反対側の第二の表面の間にある複数のセルであって、前記第一の表面および前記反対側の第二の表面の間の前記ポリマー発泡体層の厚さが、前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるセルと；前記ポリマー発泡体層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列された複数の磁性導電性粒子とを含む層が開示されている。
【０００７】
前記ポリマー発泡体層を含む物品も開示されている。
【０００８】
他の実施形態において、ポリマー発泡体層を作製する方法であって、第一の表面および反対側の第二の表面を持つ層を形成するステップであって、前記層が、ポリマー発泡体前駆体組成物と複数の磁性導電性粒子を含有するフィラー組成物とを含むステップと；前記発泡体前駆体組成物を発泡させて、前記層中に複数のセルを形成するステップと；前記層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；前記発泡された層を硬化するステップであって、前記硬化された層の厚さが、前記硬化された層中の前記複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるステップとを含む方法である。
【０００９】
さらに、発泡体、物品、およびそれらの作製方法が、以下の図面、詳細な記載および実施例に記載されている。
【００１０】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、導電性ポリマー発泡体の一例の概観図である。
【００１１】
図２は、本明細書に記載の製造された導電性ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００１２】
図３は、本明細書に記載の製造された導電性ポリマー発泡体のＳＥＭ写真である。
【００１３】
図４は、第二の（上部）キャリア支持体を使用せずに製造されたポリマー発泡体の上部表面のＳＥＭ写真である。
【００１４】
図５は、２つのキャリア支持体（上部および下部）を使用して製造された導電性ポリマー発泡体の上部表面と下部表面のＳＥＭ写真である。
【００１５】
図６は、厚さがセルの平均高さの１．５倍より大きい発泡体のＳＥＭ写真である。
【００１６】
〔詳細な説明〕
本発明者等は、意外にも、ポリマー発泡体において導電性粒子を発泡体内でカラムへと磁気的に整列させることでポリマー発泡体に導電性を付与することが可能であることを発見した。このような磁気整列は、固体ポリマーにおいては実証されているが、この技法を使用してセル状ポリマー（ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ）に電気電導性を提供することもできることは予期せぬことである。発泡体中のセルの平均直径が発泡体層の厚さの平均に近づいたとき、即ち、発泡体層の厚さが発泡体中のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であるときに、導電性の改善が達成されることがわかった。さらなる予期せぬ特徴では、ポリマー発泡体の物理的性質に実質的には悪影響を及ぼすことなく、このような導電性を実現することができる。したがって、一実施形態においては、導電性を有し、またそれらポリマー発泡体の圧縮性、可とう性、耐圧縮永久ひずみ性、セル均一性等のうちの１つまたは複数も実質的に保持するポリマー発泡体が製造される。これらの材料は、ＥＭＩおよび／またはＲＦＩから守ることができる物品の形成における使用に特に適している。
【００１７】
これらの導電性粒子は、同じ材料であっても異なる材料であってもよい導電性材料および磁性材料を共に含む。例示的な導電性材料としては、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム、コバルト、鉄等、ならびに上記金属のうち少なくとも１つを含む酸化物または合金などの導電性金属が挙げられる。適切な磁性材料としては、強磁性材料および常磁性材料が挙げられる。例示的な磁性材料として、鉄、ニッケルおよびコバルトならびにランタニド系希土類元素等と、上記磁性材料のうちの少なくとも１つの酸化物、セラミックスおよび合金が挙げられる。一実施形態において、磁性導電性材料は、非酸化性材料でもある。
【００１８】
粒子は、全体を（１種または複数種の）磁性導電性材料から形成することも、あるいは（１種または複数種の）磁性導電性材料を、非磁性材料、非導電性材料または非磁性非導電性材料と共に、コアまたは被覆として使用することもできる。例えば、導電性材料を使用して、鉄粒子などの磁性材料を含むコアを被覆することも、または磁性で導電性の材料を使用して、ガラスマイクロバルーンを含めたガラスなどの非磁性非導電性材料を被覆として使用することもできる。銀およびニッケル被覆が特に有用である。具体的な磁性導電性粒子として、銀粒子、銀被覆ニッケル粒子、銀被覆鉄粒子、ニッケル粒子、およびニッケル被覆三水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3、「ＡＴＨ」）、ニッケル被覆ガラス粒子などニッケル被覆粒子が挙げられる。
【００１９】
蒸着、無電解めっきなどの被覆技法によって、コア粒子上に導電性材料または磁性導電性材料を堆積させることができる。一実施形態においては、無電解めっきプロセスを使用して、三水酸化アルミニウム上にニッケルを堆積させることができる。別の実施形態においては、ニッケルカルボニルの蒸着を使用してニッケル被覆を得ることができる。複合体を形成するために使用する場合、ポリマーの所望の性質に著しく悪影響を及ぼすことなく粒子が複合体に所望のレベルの導電性を与えるように、磁性導電性粒子上に十分な量の導電性材料を被覆する。粒子をすべて被覆する必要はなく、被覆が各粒子を完全に覆う必要はない。したがって、少なくとも実質的に被覆されている粒子を使用することができる。例えば、所与の粒子群において、粒子の全表面積の少なくとも約６０％を被覆し、特別には粒子の全表面積の少なくとも約７０％、より特別には少なくとも約８０％、さらにより特別には少なくとも約９０％を被覆する。被覆厚さは大きく異なることがある。一実施形態においては、被覆の厚さが約０．００４〜約０．２ミル（約０．１〜約５マイクロメートル）、特別には約０．０２〜約０．１ミル（約０．５２６〜約３マイクロメートル）である。
【００２０】
これらの粒子は、様々な不規則な形状または規則的な形状、例えば球状、フレーク状、板状または棒状を有することができる。異なる形状が組み合わさった粒子を使用することができる。球状または棒状が好ましい。粒径は特に限定されず、例えば、約０．２５０〜約５００マイクロメートルの平均最大直径を有することができる。特別には、粒子の平均最大直径は約１〜約２５０マイクロメートル、より特別には約５〜約２００マイクロメートルでよい。この平均径は、単一の充てん剤を用いて、または様々な平均粒径を有する充てん剤の混合物を用いて実現することができる。したがって、フィラーの粒子サイズ分布は、バイモーダルでも、トリモーダルでも、それ以上でもよい。一実施形態においては、粒子が球状で、約２０〜約３００マイクロメートル、特別には約５０〜約２００マイクロメートル、より特別には約７５〜約１００マイクロメートルの範囲の平均直径を有する。別の実施形態においては、粒子が球状で、バイモーダルの粒子サイズ分布を持ち、例えば、１つのモードが約２０〜約１５０マイクロメートルの範囲の平均直径を有し、２番目のモードが約１５０〜約３００マイクロメートルの範囲の平均直径を有する。
【００２１】
所望の導電性を実現するために、他の導電性充てん剤を加えて使用することができ、カーボンブラック；ＰＡＮ繊維などの炭素繊維；金属被覆ガラス繊維、金属被覆炭素繊維、金属被覆有機繊維、金属被覆セラミック球、金属被覆ガラスビーズなどの金属被覆繊維または球；微粒子状またはフィブリル状のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど本質的に導電性のポリマー；酸化スズや酸化インジウムスズなどの導電性金属酸化物；および上記導電性充てん剤の少なくとも１種を含む組み合わせを使用することもできる。磁性導電性充てん剤対導電性充てん剤の相対比率は、使用する充てん剤の種類および発泡体の所望の特性によってかなり大きく異なることがある。一般に、充てん剤組成物は、それぞれ充てん剤組成物の総重量に基づき、５０〜１００重量パーセント（ｗｔ％）の磁性導電性材料と、０〜５０ｗｔ％の導電性充てん剤とを、より特別には７５〜９９ｗｔ％の磁性導電性充てん剤と、１〜２５ｗｔ％の導電性充てん剤とを含むことができる。
【００２２】
導電性ポリマー発泡体の作製において使用する充てん剤組成物の相対量は、ポリマーの種類、粒子の種類、使用目的、所望の導電率、発泡体セル構造、加工特性および類似の因子によって異なることになる。一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体の総充てん剤含有量が、それぞれ導電性ポリマー発泡体の総重量に基づき、約１０〜約９０ｗｔ％、特別には約２０〜約８０ｗｔ％、さらにより特別には約３０〜約７０ｗｔ％である。あるいは、充てん剤量は、発泡前の導電性ポリマー発泡体用前駆体配合物の体積パーセント（ｖｏｌ％）として記載することもできる。一実施形態においては、この発泡体が、発泡前のポリマー発泡体前駆体配合物の約１〜約３０ｖｏｌ％、特別には約２〜約２０ｖｏ％、より特別には約３〜約１５ｖｏｌ％の充てん剤粒子を含む。
【００２３】
本明細書中で使用する「発泡体」は、セル状構造を有し、また約５〜約１５０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）（８０〜２４０２キログラム／立方メートル（ｋｃｍ））、特別には約１２５ｐｃｆ（２００２ｋｃｍ）以下、より特別には約１００ｐｃｆ（１６０１ｋｃｍ）以下、さらにより特別には約１０〜約６０ｐｃｆ（１６０〜９６１ｋｃｍ）の密度を有する材料である。このような発泡体の空洞率は、それぞれ発泡体の総体積に基づき、約２０〜約９９％、特別には約３０以上、より特別には約５０％以上でもよい。
【００２４】
発泡体で使用するためのポリマーは、幅広い熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂のブレンドまたは熱硬化性樹脂から選択することができる。使用することができる熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリアセタール、ポリアクリル酸、スチレンアクリロニトリル、ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１、ナイロン１２などの、これらに限定されないポリアミド類；ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等、または上記熱可塑性樹脂のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００２５】
ポリマー発泡体において使用することができる熱可塑性樹脂のブレンドの例として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン／ナイロン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン／ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル／ナイロン、ポリスルホン／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／熱可塑性ウレタン、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、熱可塑性エラストマーアロイ、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート、スチレン−無水マレイン酸／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリエーテルエーテルケトン／ポリエーテルスルホン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアセタール、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等、または上記ブレンドの少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００２６】
ポリマー発泡体において使用することができる熱硬化性樹脂の例として、ポリウレタン類、エポキシ類、フェノール類、ポリエステル類、ポリイミド類、シリコーン類等、または上記熱硬化性樹脂のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。熱硬化性樹脂のブレンド、ならびに熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂のブレンドを使用することができる。
【００２７】
発泡体の作製における使用について公知である他の添加剤、例えば、織布（ｗｏｖｅｎ  ｗｅｂ）、シリカ、ガラス粒子、ガラスマイクロバルーンなどの補強充てん剤、温度管理を行うために使用する充てん剤、難燃性充てん剤または添加剤など他の充てん剤が、発泡体組成物中に存在することができる。適切な難燃剤として、例えば、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ホウ素、カルシウム、ニッケル、コバルト、スズ、モリブデン、銅、鉄、チタンまたはこれらの組み合わせを含む金属水酸化物、例えば、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄等；酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンなどの金属酸化物；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウムなどの金属ホウ酸塩；炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの金属炭酸塩；シアヌル酸メラミン、リン酸メラミン等、カーボンブラック、発泡性黒鉛フレーク（例えば、ＧＲＡＦＧＵＡＲＤの商品名でＧｒａｆＴｅｃｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｌｔｄ．から入手可能な発泡性黒鉛フレーク）等、ナノクレー、ならびに臭素化化合物が挙げられる。例示的な難燃性材料は、水酸化マグネシウム、ナノクレーおよび臭素化化合物である。一実施形態においては、ポリマー発泡体の難燃剤が、難燃剤についての一部のＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（ＵＬ）基準を満たす。例えば、ポリマー発泡体は、ＵＬ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ９４の下でＶ−０の格付けを有する。
【００２８】
存在することができるさらに他の添加剤として、色素、顔料（例えば、二酸化チタンおよび酸化鉄）、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線（ＵＶ）安定剤、導電性充てん剤、ポリマーの硬化用の触媒、架橋剤等、ならびに上記添加剤の少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００２９】
導電性発泡体を製造するための一般的なプロセスにおいては、発泡体を形成するために使用するポリマー組成物を、磁性導電性充てん剤組成物（および他の任意選択の添加物）と混ぜ合わせ、第一の面と、後に磁場にさらされる反対側の第二の面とを有する層を形成するために使用する。ポリマーに応じて、キャスト前に、キャスト中に、キャスト後と磁場への暴露前に、またはキャスト後と磁場への暴露中に発泡を行うことができる。この層を、層の第一の表面から反対側の第二の表面まで延在する互いに孤立したカラムの中の磁性導電性粒子を実質的に整列させるために有効な強度および時間磁場にさらす。発泡体は、磁場への暴露中未硬化のままにしておくことができ、発泡体を磁場への暴露前に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に完全に硬化させることも、または磁場への暴露に続いて完全に硬化させることもできる。一実施形態においては、磁場への暴露前に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露中に完全に硬化させる。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露後に完全に硬化させる。
【００３０】
粒子整列に適している磁場強度は、発泡体の粘度、発泡体の厚さおよび密度、ならびに粒子の性質を含めた様々な要因に依存する。一実施形態においては、より高い場の強度がより薄い発泡体には有利である。一実施形態においては、磁場強度は、約５０〜約２０００ガウス、特別には約１００〜約１５００ガウス、より特別には約１２５〜約１２００ガウスの磁束密度を有する。
【００３１】
一実施形態においては、層の第一および第二の表面に対して垂直である磁場を印加した結果として、発泡体のｘおよびｙ軸に対して垂直である、すなわちｚ軸に沿って整列したカラムへと磁性導電性粒子が組織化されるように、磁場を層と位置合わせする。図１は、導電性ポリマー発泡体１０断面の概略図を示す。導電性ポリマー発泡体１０は、第一の表面１２ａおよび第二の表面１２ｂを有し、磁性導電性粒子１４を含むポリマー発泡体１２を備える。磁性導電性粒子１４は、導電性ポリマー発泡体１０のｚ軸に沿って、すなわち、第一の表面および第二の表面１２ａおよび１２ｂに対して垂直に、磁場とそろっているカラム１６に組織化されている。磁性導電性粒子１４は、異なる形状のカラム１６に組織化されていることができるが、異なった形状のカラム１６は実質的には磁場とそろっている。ｚ軸に沿った発泡体の厚さは、セル１８の平均高さの１．０〜１．５倍である。
【００３２】
別の実施形態においては、ポリマー発泡体のｘ−ｙ平面に対して直角であるｚ方向の所望の導電率に対して傾斜の角度をなす磁場を印加した結果として、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムへと、磁性導電性粒子を組織化する。一実施形態においては、傾斜の角度（θ）は、ｚ軸のいずれの側に対しても約１°〜約４５°、特別には約５°〜約３０°、より特別にはｚ軸のいずれの側に対しても約１０°〜約２０°である。理論に束縛されないが、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムを含む発泡体は、より圧縮性がよく、カラムは、圧縮力の方向により容易にたわむことができるため、損傷を受けるまたは破壊される可能性がより低い。
【００３３】
一実施形態においては、ポリマー発泡体の表面は実質的に平坦である。平滑面により、ガスケット用途における封止が改善される。特定の一実施形態においては、発泡体の各表面には、整列した充てん剤粒子の存在から生じる突起またはくぼみ（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）が実質的にはない。より具体的には、発泡体のｘおよびｙ表面には、充てん剤粒子の整列から生じ、ｘおよびｙ表面を変化させる突起またはくぼみが実質的にはない。
【００３４】
有利なことに、発泡体または発泡可能な組成物キャリア支持体上へのキャストによって層を形成することができる。したがって、第一のキャリア支持体が提供され、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層が、第一の表面が支持体と接触するように、支持体上に配置される。さらに、層の第二の表面上に第二の（上部）キャリア支持体を配置することが有利である。第二のキャリア支持体の配置前もしくは配置後に、層の発泡および／または磁場の印加を行うことができる。一実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置前に層を発泡させる。別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層を発泡させる。さらに別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層に磁場を印加する。上部キャリアを使用することによって、発泡体の品質が向上する。
【００３５】
実際には、複数のキャリアを供給ロールからたぐり出し、硬化した発泡体から分離したら最終的には引取ロールに巻き取ることができる。上部および下部キャリア用の材料の選択は、支持性および可とう性の所望の度合い、硬化した発泡体から剥離性の所望の度合い、コスト、その他考慮事項などの要因に依存することになる。紙、銅やアルミニウムなどの金属の薄板、またはポリエチレンテレフタレート、シリコーン、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ、ポリイミドなどのポリマーフィルムを使用することができる。この材料を、剥離塗料で被覆することができる。
【００３６】
一実施形態においては、キャリアは、硬化した発泡体の表面に転写する予定の材料、例えば、キャリアから剥離可能であるポリウレタンフィルム、キャリアから剥離可能である圧感接着剤、またはキャリアから剥離可能である導電性接着剤で、キャリアの片方または両方を被覆することができる。繊維ウェブまたは他の充てん剤材料をキャリアの表面上に配置することができ、それにより最終的には硬化した発泡体に組み込まれる。別の実施形態においては、キャリアの一方または両方に対して発泡体が硬化する。したがって、一方または両方のキャリアは、発泡体から分離され引取ロールに巻き取られる代わりに、最終製品の一部を形成することができる。例えば、銅箔などの導電層上へ発泡体のキャストを行うことができる。特定の一実施形態においては、銅箔は、導電性粒子を含むエラストマー層をさらに備える。このエラストマー層上へ発泡体のキャストを行って、導電層と発泡体とを備えそれらの間にエラストマー／粒子層が配置されている物品を提供する。あるいは、コンベヤベルトを下部キャリアとして使用することもできる。
【００３７】
キャリアは、平滑面またはテクスチャ加工した、例えば、つや消し面を有することができる。特定の一実施形態においては、（１つまたは複数の）キャリアは平滑面を有する。平滑面を有するキャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、平滑キャリアなしで作製した導電性発泡体層よりも実質的に平滑な表面を有することとなる。特別には、共に平滑面を有する上部キャリアおよび下部キャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、より平滑な表面を有することができ、より低い密度を有することができ、表面よりも上側には粒子の突起がなく、より優れた封止を有し、最大の導電性のために粒子カラムの乱雑さ（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ）が最小化されるようにセル単層に近い厚さを有する。
【００３８】
図面に言及すると、図２および３は、ほぼセル１つの厚さを有する発泡体層のＳＥＭ写真である。この発泡体層は、平滑な表面を有するキャリア支持体を用いて製造される。観察されているように、粒子は層の表面から突出していない。したがって、一実施形態においては、硬化されたポリマー発泡体層の厚さは、発泡体中のセルの平均高さの１．０〜１．５倍である。別の実施形態では、硬化されたポリマー発泡体層の厚さは、発泡体中のセルの平均高さの１．０〜１．３倍である。さらに別の実施形態では、硬化されたポリマー発泡体層の厚さは、発泡体中のセルの平均高さの１．０〜１．２倍である。上部キャリアを使用することによって発泡体には非常によい品質が付与されるが、上部キャリアを使用しない場合においても、本明細書に記載された導電性発泡体が得られることを理解することができる。
【００３９】
図４は、単一の支持体の上にキャストされて調製され、上部キャリアを使用しないで形成された発泡体の上部表面のＳＥＭ写真である。したがって、発泡体の表面は、平滑ではない。図５は、平滑な上部および下部キャリア支持体を用いて調製された発泡体の上部および下部表面のＳＥＭ写真である。平滑なキャリア支持体の上に配置された表面は、図４に示された発泡体の上部表面よりも実質的により平滑である。
【００４０】
当技術分野で公知のように、発泡前に、または発泡に付随して混合される前駆体組成物からポリマー発泡体を作製する。機械的起泡またはブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）、あるいは機械的起泡およびブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）の組み合わせによって、発泡を行うことができる。理論に束縛されないが、化学的および／または物理的発泡剤を使用する場合、チェーンの整列後に生じるセル形成がチェーンを分裂させ、導電率が低くなることがあると考えられている。本明細書で説明しているように発泡体層の厚さを限定すると、このような分裂を最小限に抑えられると思われる。機械的起泡のみによって発泡体を製造する場合、あるいは粒子の整列前に化学的および／または物理的ブローが実質的に完了している場合、発泡体の厚さをセル高さの１〜１．５倍に制限しなくても、十分な導電性を実現することが可能である。理論に束縛されないが、キャスト後のさらなる発泡がないと、安定したカラムの形成が可能となると考えられる。したがって、一実施形態においては、ポリマー発泡体層を作製する方法は、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップであって、その層は、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；その発泡前駆体組成物を発泡させて、層内に複数のセルを形成するステップと；層の第一の表面と反対側の第二の表面との間の互いに孤立したチェーンの中の磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；発泡層を硬化させるステップとを含み、この場合、その硬化された層の厚さは、その硬化された層中の複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍であることには限定されない。この実施形態においては、磁場の印加前に発泡体を完全に、または実質的に完全に起泡および／またはブローさせる。本明細書で使用する「実質的に完全に」とは、任意のさらなる発泡体の発展がカラム形成を実質的には阻止しないことを意味する。
【００４１】
発泡体の作製に使用するための具体的なポリマーとして、ポリウレタン発泡体およびシリコーン発泡体が挙げられる。ポリウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒とを含む前駆体組成物から形成される。発泡体を形成するプロセスでは、化学的または物理的発泡剤を使用することも、または発泡体を機械的に起泡することができる。例えば、発泡体を形成する１つの方法は、上述の組成の混合物全体に不活性ガスを混合物の機械的おさ打ち（ｂｅａｔｉｎｇ）によって実質的および均一に分散させて、構造的および化学的に実質的に安定しているが、周囲条件で加工可能である熱硬化性発泡体を形成するステップと；発泡体を硬化させて硬化発泡体を形成するステップとを含む。一実施形態においては、物理的発泡剤を発泡体に導入して、架橋プロセス中に発泡体密度をさらに減少させる。別の実施形態においては、機械的起泡を使用することなく物理的または化学的発泡剤のみを用いて、反応性組成物からポリマー発泡体を形成する。
【００４２】
適切な有機ポリイソシアネートとして、下記一般式を有するイソシアネートが挙げられる：
Ｑ（ＮＣＯ）i
式中、ｉは２以上の整数、Ｑはｉ価の有機ラジカルであり、ｉの平均値は２を超える。Ｑは、置換または無置換炭化水素基（すなわち、アルキレンまたはアリーレン基）であってよく、または式Ｑ1−Ｚ−Ｑ1の基（Ｑ1は、アルキレンまたはアリーレン基であり、Ｚは、−Ｏ−、−Ｏ−Ｑ1−Ｓ、−ＣＯ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｑ1−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ2−、アルキレンまたはアリーレン）を含んでもよい。このようなポリイソシアネート類の例として、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−ｐ−メタン、キシリルジイソシアネート、ジイソシアナートシクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートおよび粗トリレンジイソシアネートを含めたトリレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアナートフェニル）メタン、クロロフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートまたはＭＤＩとしても知られている）およびその付加物、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート、イソプロピルベンゼン−アルファ−４−ジイソシアネート、ならびにポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの高分子量イソシアネートが挙げられる。
【００４３】
Ｑは、ケースＱ（ＮＣＯ）iがプレポリマーとして知られている組成物であるｉ価のポリウレタンラジカルを表すこともできる。このようなプレポリマーは、上記ポリイソシアネートの化学量論的過剰量を活性水素含有成分、とりわけ以下に記載されているポリヒドロキシル含有材料またはポリオールと反応させることによって形成される。一実施形態においては、化学量論的過剰量の割合約３０パーセント〜約２００パーセントでポリイソシアネートを使用するが、この化学量論は、ポリオール中のヒドロキシル一等量当たりのイソシアネートの等量に基づいている。使用するポリイソシアネートの量は、調製するポリウレタンの性質に応じてわずかに異なることになる。
【００４４】
活性水素含有成分は、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールを含むことができる。適切なポリエステルポリオールは、ジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体（無水物、エステルおよびハロゲン化物など）とのポリオールの重縮合付加物、ポリオールの存在下ラクトンの開環重合によって得られるポリラクトンポリオール、ポリオールとのカーボネートジエステルの反応によって得られるポリカーボネートポリオール、ならびにひまし油ポリオールを含む。重縮合ポリエステルポリオールの生成に有用である適切なジカルボン酸およびジカルボン酸の誘導体は、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸などの脂肪族または脂環式ジカルボン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが含まれるがこれらに限定されない芳香族カルボン酸、ピロメリト酸など三塩基性、またはより高い官能性のポリカルボン酸、ならびに無水マレイン酸、無水フタル酸、テレフタル酸ジメチルなどが含まれるがこれらに限定されない無水物および第二アルキルエステルである。
【００４５】
追加の活性水素含有成分は、環状エステルポリマーである。適切な環状エステルモノマーには、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、ゼータ−エナントールラクトン、モノアルキル−バレロラクロン、例えば、モノメチル−、モノエチル−およびモノヘキシル−バレロラクロンが含まれるが、これらに限定されない。適切なポリエステルポリオールとして、カプロラクトンをベースとするポリエステルポリオール、芳香族ポリエステルポリオール、アジピン酸エチレングリコールをベースとするポリオール、および上記ポリエステルポリオールのうちいずれか１種を含む混合物が挙げられる。例示的なポリエステルポリオールは、ε−カプロラクトン、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、またはテレフタル酸のジメチルエステルから作製されるポリエステルポリオールである。
【００４６】
ポリエーテルポリオールは、水への、またはエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキシレングリコール、１，１０−デカンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、４−メチル−３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、３−メチレン−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、（２−ヒドロキシエトキシ）−１−プロパノール、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−１−ブタノール、５−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１−ペンタノール、１−（２−ヒドロキシメトキシ）−２−ヘキサノール、１−（２−ヒドロキシプロポキシ）−２−オクタノール、３−アリルオキシ−１，５−ペンタンジオール、２−アリルオキシメチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、［４，４−ペンチルオキシ）−メチル］−１，３−プロパンジオール、３−（ｏ−プロペニルフェノキシ）−１，２−プロパンジオール、２，２’−ジイソプロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）ジエタノール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、３−（２−ヒドロキシエトキシ）−１，２−プロパンジオール、３−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１，２−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２−（２−ヒドロキシエトキシ）−メチルペンタンジオール−１，５、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシエトキシ）メチル］−エタン、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシプロポキシ）メチル］−プロパン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース、ラクトース、アルファ−メチルグルコシド、アルファ−ヒドロキシアルキルグルコシド、ノボラッ樹脂、リン酸、ベンゼンホスホン酸、トリポリリン酸やテトラポリリン酸などのポリリン酸、三元縮合生成物などの多価有機化合物への、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、これらの混合物などのアルキレンオキシドの化学付加（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｄｄｉｔｉｏｎ）によって得られる。ポリオキシアルキレンポリオールを生成する際に使用するアルキレンオキシドは、通常、２〜４個の炭素原子を有する。例示的なアルキレンオキシドは、プロピレンオキシドおよびプロピレンオキシドのエチレンオキシドとの混合物である。上記ポリオール類を、活性水素成分それ自体として使用することができる。
【００４７】
適切なポリエーテルポリオール群は、下記式によって一般には表される：
Ｒ［（ＯＣnＨ2n）zＯＨ］a
式中、Ｒは水素または多価炭化水素ラジカルで、ａはＲの価数と等しい整数（すなわち、１または２〜６〜８）で、ｎはそれぞれ２から４を含めた整数（特別には３）で、ｚはそれぞれ２〜約２００、特別には１５〜約１００の値の整数である。一実施形態においては、ポリエーテルポリオールが、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール等のうちの１種または複数種の混合物、あるいは上記ポリエステルポリオールのうちの少なくとも１種を含む組み合わせを含む。
【００４８】
使用することができる他のタイプの活性水素含有材料は、ポリオール中のエチレン性不飽和モノマーを重合させることによって得られるポリマーポリオール組成物である。このような組成物を生成するための適切なモノマーとして、アクリロニトリル、塩化ビニル、スチレン、ブタジエン、塩化ビニリデンおよび他のエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約１ｗｔ％以上、特別には約５ｗｔ％以上、より特別には約１０ｗｔ％以上含む。ここで、重量パーセントはポリオールの総量に基づいている。一実施形態においては、ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約７０ｗｔ％以下、特別には約５０ｗｔ％以下、より特別には約４０ｗｔ％以下含む。このような組成物は、過酸化物、過硫酸塩、過炭酸塩、過ホウ酸塩、アゾ化合物などの遊離基重合触媒の存在下４０℃〜１５０℃の温度で、選択したポリオール中のモノマーを重合させることによって好都合に調製される。
【００４９】
活性水素含有成分は、ヒドロキシル基を末端とするポリヒドロカーボン、ヒドロキシル基を末端とするポリホルマール、脂肪酸トリグリセリド、ヒドロキシル基を末端とするポリエステル、ヒドロキシメチル基を末端とするペルフルオロメチレン、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルグリコール、ドロキシル基を末端とするポリアルキレンアリーレンエーテルグリコール、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルトリオールなどのポリヒドロキシル含有化合物を含むこともできる。
【００５０】
これらのポリオール類は、広い範囲にわたって変化するヒドロキシル価を有することができる。一般に、使用する場合には他の架橋添加剤を含めたポリオールのヒドロキシル価は、約２８〜約１０００以上、特別には約１００〜約８００の量で存在する。ヒドロキシル価は、他の架橋添加剤の有無にかかわらずポリオールまたはポリオールの混合物１グラムから調製される完全にアセチル化した誘導体の加水分解生成物の完全な中和に使用する水酸化カリウムのミリグラム数として定義される。ヒドロキシル価は、下記方程式によって定義することもできる：
【００５１】
【数１】
0005620110.tif 000002
【００５２】
式中、ＯＨはポリオールのヒドロキシル価、ｆは平均官能価（ａｖｅｒａｇｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）、すなわちポリオール１分子当たりの平均ヒドロキシル基数、Ｍ．Ｗ．はポリオールの平均分子量である。
【００５３】
使用する場合には、多くの適切な発泡剤または発泡剤混合物、特に水が適切である。水はイソシアネート成分と反応してＣＯ2ガスをもたらし、このＣＯ2ガスにより追加のブローが必要となる。発泡剤として水を使用する一実施形態においては、触媒を選択的に使用することによって硬化反応を制御する。一実施形態においては、分解してガスを遊離させる化合物（例えば、アゾ化合物）を使用することもできる。
【００５４】
とりわけ適切な発泡剤は、単独で使用することも、または互いとの混合物もしくは水やアゾ化合物など別のタイプの発泡剤との混合物として使用することもできる水素原子含有成分を含む物理的発泡剤である。これらの発泡剤は、炭化水素、エーテル、エステル、部分的にハロゲン化された炭化水素、エーテルおよびエステル等を含めた幅広い材料から選択することができる。適切な物理的発泡剤は、約−５０℃〜約１００℃、特別には約−５０℃〜約５０℃の沸点を有する。使用可能な水素含有発泡剤としては、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロ−エタン、モノクロロジフルオロメタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンなどのＨＣＦＣ（ハロクロロフルオロカーボン）；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２，４，４−テトラフルオロブタン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，３，３，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，４，４−ペンタフルオロブタン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタンなどのＨＦＣ（ハロフルオロカーボン）；メチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテル、ジフルオロメチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテルなどのＨＦＥ（ハロフルオロエーテル）；およびｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンなどの炭化水素がある。
【００５５】
使用する場合、水を含む発泡剤は一般に、ポリウレタン液相組成物を１重量パーセント（ｗｔ％）以上、とりわけ５ｗｔ％以上含む。一実施形態においては、発泡剤は、ポリウレタン液相組成物の３０ｗｒ％以下、とりわけ２０ｗｔ％以下の量で存在する。発泡剤が周囲温度またはそれを下回る沸点を有する場合、他の成分と混合されるまでその温度を圧力下で維持する。
【００５６】
イソシアネート成分の活性水素含有成分との反応を触媒するために使用する適切な触媒として、ビスマス、鉛、スズ、鉄、アンチモン、ウラン、カドミウム、コバルト、トリウム、アルミニウム、水銀、亜鉛、ニッケル、セリウム、モリブデン、バナジウム、銅、マンガンおよびジルコニウム、ならびにホスフィン類および第三級有機アミン類の有機および無機酸塩、ならびに有機金属誘導体が挙げられる。このような触媒の例は、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、第一スズオクトエート、鉛オクトエート、ナフテン酸コバルト、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１，３，５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、ｏ−およびｐ−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、１，４−ジアゾビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−ヒドロキシル−アルキル第四級アンモニウムカルボキシレートおよびテトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウム２−エチルヘキサノエート等、ならびに上記触媒のうちいずれか１つを含む組成物である。
【００５７】
一実施形態においては、触媒が金属アセチルアセトネートを含む。適切な金属アセチルアセトネートとして、アルミニウム、バリウム、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、イリジウム、鉄（ＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウムなどの金属に基づく金属アセチルアセトネートが挙げられる。例示的な触媒は、ビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）（ニッケルアセチルアセトネートまたはジアセチルアセトネートニッケルとしても知られている）、ならびにジアセトニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ジフェニルニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ビス（トリフェニルホスフィン）ジアセチルアセチルアセトナトニッケルなどのビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）の誘導体である。第二鉄アセチルアセトネート（ＦｅＡＡ）も、相対安定度を有し、触媒活性が優れ、毒性がないため適切な触媒である。一実施形態においては、金属アセチルアセトネートを、ジプロピレングリコールや反応に関与し最終生成物の一部となる他のヒドロキシル含有成分など適切な溶媒への事前溶解（ｐｒｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ）によって好都合に添加する。
【００５８】
ポリウレタン発泡体を製造する１つの方法において、発泡体を製造するための成分、すなわち、イソシアネート成分、活性水素含有成分、界面活性剤、触媒、任意選択の発泡剤、導電性の難燃性充てん剤および他の添加剤をまず互いに混ぜ合わせ、その後空気を用いて機械的起泡を施す。あるいは、機械的起泡プロセス中、液相に順次これらの成分を添加することもできる。発泡体の気相は、その安さおよび入手しやすさから、最も特別には空気である。しかしながら、必要に応じて、周囲条件で気体であり、また実質的には不活性または液相のいずれの成分とも反応しない他の気体を使用することができる。このような他の気体として、例えば、周囲温度で通常気体である水素、二酸化炭素およびフルオロカーボンが挙げられる。不活性気体は、ＨｏｂａｒｔミキサまたはＯａｋｅｓミキサにおいてなど、高せん断装置における液相の機械的おさ打ちによって液相に取り込む。気体は、Ｏａｋｅｓミキサの通常の作動においてと同様に圧力下で導入することも、またはＨｏｂａｒｔミキサにおいてと同様におさ打ちまたはむち打ち作用によって、覆っている（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）雰囲気から引き込むこともできる。機械的おさ打ち作業は、特別には７〜１４ｋｇ／ｃｍ2（１００〜２００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））を超えない圧力で行う。容易に入手可能な混合装置を使用することができ、特別な装置は一般に必要ない。液相へとおさ打ちされる不活性気体の量は、所望の密度の発泡体を製造するために、気体流量計量装置によって制御する。この機械的おさ打ちは、Ｏａｋｅｓミキサにおいては数秒間にわたって行い、Ｈｏｂａｒｔミキサにおいては約３〜約３０分間にわたって行うが、使用する混合装置において所望の発泡体密度を得るためには長時間かかる。機械的おさ打ち作業から現れる発泡体は実質的には化学的安定性を有し、構造的安定性を有するが、周囲温度、例えば約１０℃〜約４０℃で容易に加工可能である。
【００５９】
起泡後、ホースまたは他の導管を通して反応性混合物を制御した速度で移動させて、第一のキャリア上に堆積させる。便宜上、この第一のキャリアは「下部キャリア」と称することができ、一般に、硬化した発泡体を容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。本明細書では「表面保護層」または「上部キャリア」とも称される第二のキャリアを、発泡体の上に配置することができる。上部キャリアもまた、やはり硬化した発泡体から容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。上部キャリアは、発泡体とほぼ同時に塗布することができる。上部発泡体を適用する前に、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒｉｎｇ  ｂｌａｄｅ）または他の適切な広げ装置によって発泡体を所望の厚さの層に広げることができる。あるいは、上部キャリアの設置を使用して発泡体を広げ、発泡層を所望の厚さに調節することもできる。さらに別の実施形態においては、上部キャリアの設置後にコータを使用して、発泡体の高さを調節する。上部キャリアの塗布後、物理的または化学的発泡剤の影響下、起泡後の発泡体をブローさせる。一実施形態においては、キャリアは、発泡体の表面に実質的に平坦な表面を与える。一実施形態においては、組立体全体をその後磁石およびオーブン内に設置して、粒子を整列させると共にポリウレタン発泡体を硬化させる。
【００６０】
（１つまたは複数の）キャリアと（任意選択のブロー後の）発泡体層との組立体を、導電性粒子を整列させ発泡体を硬化させるために、加熱ゾーンおよび磁場へと送る。温度は、発泡体材料の組成に応じて、発泡体の硬化に効果的な範囲内で、例えば、約９０℃〜約２２０℃で維持される。発泡体の外面上に一体表皮を形成する目的のために、または発泡体に比較的重い層を添加する目的のために示差温度（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ）を確立することができる。
【００６１】
発泡体を加熱し硬化した後、冷却ゾーンに移す。冷却ゾーンにおいては、ファンなど任意の適切な冷却装置によって発泡体を冷却する。適切な場合には、キャリアを取り除き、ロールに巻き取ることができる。あるいは、発泡体にさらなる処理、例えば、キャリア層の一方または両方に対する積層（熱および圧力を用いる接着）を施すこともできる。
【００６２】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体を作製する方法は、ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む液状組成物を起泡させるステップと；起泡体をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；層を磁場にさらして、磁性導電性粒子を、第一の表面と第二の表面との間で本質的に連続的に層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列させるステップと；層を硬化させて、密度が約１〜約１２５ポンド／立方フィート、伸びが約２０％以上、圧縮永久ひずみが３０以下であるポリウレタン発泡体を生成させるステップとを含み、発泡体の厚さは、硬化した層内の複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍である。この方法は、さらに、層を完全に硬化させる前に層を部分的に硬化させることを含み、層を部分的に硬化させた後磁場を印加する。さらには、第一のキャリア支持体上で気泡体のキャストを行う。好ましくは、第一のキャリア支持体の反対側の気泡体の上に、第二のキャリア支持体を配置する。第二のキャリア支持体を配置した後、気泡体はさらにブローされてもよく、また気泡体をブローした後任意選択で磁場を印加する。
【００６３】
一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体が、被覆された難燃性粒子なしの同じポリウレタン発泡体の機械的性質と類似の機械的性質を有する。補助発泡剤を使用する場合、得られた発泡体は、約１ｐｃｆと低いかさ密度を有することができる。
【００６４】
ポリシロキサンポリマーと、導電性粒子とを含むシリコーン発泡体を使用することもできる。
【００６５】
一実施形態においては、シリコーン発泡体は、水素ガスの単体分離という結果を伴うポリシロキサンポリマー前駆体組成物中の水と水素化物基との間の反応の結果として生成される。この反応は、一般に、貴金属、とりわけ白金触媒によって触媒される。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは２５℃で約１００〜１，０００，０００ポイズの粘度を有し、水素化物、メチル、エチル、プロピル、ビニル、フェニルおよびトリフルオロプロピルからなる群から選択されるチェーン置換基（ｃｈａｉｎ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ）を有する。ポリシロキサンポリマーの末端基は、水素化物、ヒドロキシル、ビニル、ビニルジオルガノシロキシ、アルコキシ、アシルオキシ、アリル、オキシム、アミノキシ、イソプロペノキシ、エポキシ、メルカプト基、または他の公知の反応性末端基でよい。適切なシリコーン発泡体は、組み合わせの粘度が上で指定した値の範囲内にあるのであれば、それぞれ異なる分子量（例えば、二峰性または三峰性の分子量分布）を有する数種のポリシロキサンポリマーを用いることによって製造することもできる。所望の発泡体を製造するために、異なる官能基または反応性基を有する数種のポリシロキサンベースのポリマーを得ることも可能である。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは、水１モル当たり約０．２モルの水素化物（Ｓｉ−Ｈ）基を含む。
【００６６】
使用するポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、触媒、一般には白金または白金含有触媒を使用して、ブローおよび硬化反応を触媒することができる。不活性キャリア上に、シリカゲル、アルミナ、カーボンブラックなどの触媒を堆積させることができる。一実施形態においては、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、その六水和物、そのアルカリ金属塩および有機誘導体を有するそのヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸錯体から選択される、担持されていない触媒を使用する。例示的な触媒は、部分的または完全に塩素原子を取り除くためにアルカリ化剤で処理されるまたはされない、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸の１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンなどのビニルポリシロキサンとの反応生成物、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸のアルコール類、エーテル類およびアルデヒド類との反応生成物、ならびにホスフィン類、ホスフィンオキシド類およびエチレン、プロピレン、スチレンなどのオレフィン類との白金キレートおよび二塩化白金錯体である。ポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、白金をベースとする触媒の代わりにジブチルスズジラウレートなど他の触媒を使用することが望ましいこともある。
【００６７】
シリコーン発泡体の気孔率および密度を制御するために、様々な白金触媒抑制剤を使用してブローおよび硬化反応の速度を制御することもできる。このような抑制剤の例として、ポリメチルビニルシロキサン環式化合物およびアセチレンアルコールが挙げられる。これらの抑制剤は、発泡体を破壊するようにして発泡および硬化を妨げるべきではない。
【００６８】
物理的または化学的発泡剤は、ポリウレタン向けの上記物理的および化学的発泡剤を含むシリコーン発泡体を製造するために使用することができる。他の化学的発泡剤の具体例としては、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタンジオールおよびシラノールが挙げられる。一実施形態においては、ブロー方法の組み合わせを使用して、望ましい特性を有する発泡体を得る。例えば、クロロフルオロカーボンなどの物理的発泡剤を、二次発泡剤とし反応性混合物に添加することができ、ブローの主な形態は、水とポリシロキサンの水素化物置換基との間の反応の結果として放出される水素である。
【００６９】
シリコーン発泡体の製造において、前駆体組成物の反応性成分は、２つのパッケージで貯蔵される。一方は白金触媒を含み、他方は水素化物基を含むポリシロキサンポリマーで、これにより時期尚早の反応が防止される。いずれかのパッケージに導電性粒子を含めることが可能である。別の製造方法においては、導電性粒子と、水と、必要に応じて物理的発泡剤と、他の望ましい添加剤と共に、ポリシロキサンポリマーを押出機に導入する。その後、白金触媒を計量し押出機に入れて、発泡および硬化反応を開始する。水などの化学的発泡剤と併せて液体二酸化炭素や超臨界二酸化炭素などの物理的発泡剤を使用すると、はるかに密度が低い発泡体を生じさせることができる。さらに別の方法においては、液状シリコーン成分を計量し、混合し、鋳型や連続被覆ラインなどの装置に分配する。その後、鋳型内または連続被覆ラインで発泡を行う。
【００７０】
一実施形態においては、白金触媒と、水素化物基を含有するポリシロキサンポリマーと、導電性粒子と、物理的および／または化学的発泡剤と、任意選択の白金触媒抑制剤と、他の所望の添加剤とを含む組立体全体を、磁場内に設置する。磁場への暴露前または暴露中に発泡を行うことができる。
【００７１】
導電性シリコーン発泡体は、導電性粒子なしの同じシリコーン発泡体の機械的性質と同じまたは実質的に類似の機械的性質を有することができる。
【００７２】
あるいは、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンを含む液状シリコーン組成物と、組成物を硬化させるために有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒と、任意選択で約１００〜約１０００センチポイズ粘度を有する反応性または非反応性ポリシロキサン流体とを含む前駆体組成物の反応によって、軟質導電性シリコーン組成物を形成することができる。適切な反応性シリコーン組成物は、低デュロメータ硬度の１：１液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）または液状射出成形（ＬＩＭ）組成物である。これらの組成物のインヘレント粘度は低いため、低デュロメータ硬度のＬＳＲまたはＬＩＭを使用すると、より多くの充てん剤量の添加が容易となり、軟質発泡体が形成される。
【００７３】
反応性または非反応性ポリシロキサン流体により、より多くの量の充てん剤を硬化シリコーン組成物に取り込むことが可能となり、したがって、得られる体積および表面抵抗率値が下がる。一実施形態においては、ポリシロキサン流体は硬化シリコーン内にとどまり、抽出されることも取り除かれることもない。したがって、反応性シリコーン流体はポリマーマトリックスの一部となり、使用中ガス放出は少しで、表面への移動はほとんどまたはまったくない。一実施形態においては、非反応性シリコーン流体の沸点は、ポリマーマトリックスに分散させた場合硬化中または硬化後に蒸発せず、表面へと移動しないもしくはガス放出しないよう十分高い。
【００７４】
一実施形態においては、ＬＳＲまたはＬＩＭ系を、約１：１の体積比における混合に適切な二液性配合物として提供する。配合物の「Ａ」部分は、２つまたはそれ以上のアルケニル基を有する１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。適切なアルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキシニルおよびヘプテニルによって例示されるが、ビニルが特に適切である。このアルケニル基は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。２つまたはそれ以上のアルケニル基を有するポリシロキサンにおける他のシリコン結合有機基は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【００７５】
アルケニル含有ポリシロキサンは、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖または網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。このアルケニル含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルフェニルシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルビニルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ならびに前述のポリシロキサンのうち２種またはそれ以上の混合物によって例示される。Ｒは、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基を表す。ただし、１分子当たりＲ基の少なくとも２つが、アルケニルである。
【００７６】
ＬＳＲまたはＬＩＭ系の「Ｂ」成分は、１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子含有し、１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。この水素は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。他のシリコン結合基は、非アルケニル置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される有機基である。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【００７７】
水素含有ポリシロキサン成分は、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖、環状、網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。この水素含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチル水素ポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、およびジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチルフェニルシロキサンによって例示される。
【００７８】
この水素含有ポリシロキサン成分は、組成物の硬化に十分な量で、具体的には、アルケニル含有ポリシロキサン中のアルケニル基１つ当たり約０．５〜約１０個のシリコン結合水素原子の量で添加する。
【００７９】
シリコーン組成物は、硬化を促進させるために、一般に成分「Ａ」の一部として、白金などの触媒をさらに含む。ヒドロシリル化反応触媒として知られる白金および白金化合物、例えば、白金黒、アルミナ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ａｌｕｍｉｎａ）粉末、シリカ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｓｉｌｉｃａ）粉末、炭素担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｃａｒｂｏｎ）粉末、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸白金−オレフィン錯体のアルコール溶液、白金−アルケニルシロキサン錯体、およびメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコーンなどの熱可塑性樹脂中の上述のような白金添加−反応触媒の分散体の微粒子化によって提供される触媒を使用することができる。触媒の混合物を使用することもできる。本組成物の硬化に有効な触媒の量は、一般に、アルケニルと水素成分とを合わせた量に基づき、白金金属の０．１〜１，０００ｐｐｍ（重量で）ある。
【００８０】
この組成物は、約１０００センチポイズ以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する１種または複数種のポリシロキサン流体を任意選択でさらに含む。ポリシロキサン流体は、約１００センチポイズ以上の粘度を有することもできる。ポリシロキサン流体は、組成物の粘度を減少させる目的で添加し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、抵抗および抵抗率の値がより小さい硬化組成物が生じる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、抵抗値の温度依存性を低減させること、および／または抵抗および抵抗率の値の時間変化を低減させることができる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、流体を取り除くための処理中の余分なステップの必要性、ならびに使用時の希釈剤の可能性のあるガス放出および移動がなくなる。ポリシロキサン流体は、組成物の硬化反応、すなわち付加反応を抑制すべきではないが、硬化反応に関与してもしなくてもよい。
【００８１】
非反応性ポリシロキサン流体は、約５００°Ｆ（２６０℃）を超える沸点を有し、枝分かれしていても、または直鎖状であってもよい。非反応性ポリシロキサン流体は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基；フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基；ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基；３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示されるシリコン結合非アルケニル有機基を含む。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。したがって、非反応性ポリシロキサン流体は、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位、ＲＳｉＯ3/2単位、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位、あるいはＲ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むことができ、Ｒは、アルキル、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、アリール、フェニル、トリル、キシリル、アラルキル、ベンジル、フェネチル、ハロゲン化アルキル、３−クロロプロピル、３，３，３−トリフルオロプロピルからなる群から選択される置換および無置換の一価炭化水素基である。非反応性ポリシロキサンは流体で、かなり高い沸点（約２３０℃（５００°Ｆ）を超える）を有するため、より多くの充てん剤の取込みを可能にするが、移動もガス放出もしない。非反応性ポリシロキサン流体の例として、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＤＣ２００が挙げられる。
【００８２】
反応性ポリシロキサン流体は、アルケニル含有ポリシロキサンと共に共硬化し、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するため、それら自体がアルケニル基またはシリコン結合水素原子を含有することができる。このような化合物は、アルケニル含有ポリシロキサンに関し上述の構造と同じ構造を有することができ、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するが、加えて、約１０００センチポイズ（ｃｐｓ）以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する。一実施形態において、反応性ポリシロキサン流体は、付加硬化反応の硬化温度を超える沸点を有する。
【００８３】
ポリシロキサン流体成分は、より多くの導電性充てん剤の添加、取込みおよび濡れを可能にするために有効な量、ならびに／あるいは導電性粒子の取込みを容易にする、例えば、デタングリング（ｄｅｔａｎｇｌｉｎｇ）および／または分散を容易にするために有効な量で存在する。一実施形態においては、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の１００重量部当たり約５〜約５０重量部の量で、ポリシロキサン流体成分を組成物に添加する。ポリシロキサン流体成分の量は、特別には約５重量部以上、より特別には約７．５重量部以上、さらにより特別には約１０重量部以上の量である。また、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の約５０重量部以下、より特別には約２５重量部以下、より特別には約２０重量部以下のポリシロキサン流体成分が望ましい。
【００８４】
シリコーン発泡体は、硬化性シリコーンゲル配合物を任意選択でさらに含むことができる。シリコーンゲルは、軽く架橋した流体または硬化不足の（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｒｅｄ）エラストマーである。それらシリコーンゲルは、非常に軟らかく粘着性である状態から、適度に軟らかく触るとわずかに粘り気がある状態までの範囲に及ぶという点で独特である。ゲル配合物を使用すると、組成物の粘度が低下し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および／または充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、それにより抵抗および抵抗率の値がより小さく軟らかさが増大した硬化組成物が生じる。適切なゲル配合物は、二液性の硬化性配合物であっても、または一液性の配合物であってもよい。二液性の硬化性ゲル配合物の成分は、ＬＳＲ系について上で説明した成分（すなわち、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンおよび１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン）と類似している。主な違いは、充てん剤が存在しないこと、およびアルケニル基に対するシリコン結合水素原子基（Ｓｉ−Ｈ）のモル比が通常１未満で、硬化ゲルのゆるみおよび軟らかさを有する「硬化不足の」ポリマーが生じるように変えることができることにある。具体的には、アルケニル基に対するシリコン結合水素原子の比が約１．０以下、特別には約０．７５以下、より特別には約０．６以下、最も特別には約０．１以下である。適切な二液性シリコーンゲル配合物の例は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）５２７ゲルである。
【００８５】
シリコーン発泡体は、下部キャリアのみを用いてキャストおよび加工を行うことも、あるいは上述のように下部キャリアも上部キャリアも用いてキャストおよび加工を行うこともできる。
【００８６】
磁気的に整列している導電性粒子は、より低い濃度の導電性充てん剤を用いて優れた導電性を有するポリマー発泡体の作製が可能とする。より低い濃度の使用により、物理的性質、特に圧縮永久ひずみおよび／または軟らかさが向上した発泡体が生じる。これらの特性により、ガスケット材料、電気接地パッド（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｐａｄ）、電池接点用導電性バネ素材（ｂａｔｔｅｒｙ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｐｒｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）など様々な物品として、特に電磁および／またはＲＦシールドあるいは静電気散逸性が望まれる場合にポリマー発泡体を使用することが可能となる。導電性と共に封止、衝撃吸収性および／またはクッション性が望まれる場合に、これらの材料を使用することができる。導電性充てん剤も熱伝導性を有する場合、または導電性でも熱伝導性でもある充てん剤が存在する場合には、発泡体層を使用して熱伝導性を提供することもできる。一実施形態においては、熱伝導性を有する層を提供するために、（導電性充てん剤の代わりに）熱伝導性充てん剤を使用することができる。
【００８７】
導電性発泡体は、導電層（例えば、銅箔）およびパターン化非導電性接着剤の有無にかかわらず使用することもできる。公知のように、非導電性接着剤が、導電性接着剤と比較してはるかに低コストであるため望ましい。上記物品構成により、より安価な接着剤の使用と共に発泡体層と導電層との間の電気的接続が可能となる。別の実施形態においては、硬化ポリマー発泡体の配合物を、ポリマー発泡体に接着性を提供するために公知の手段によって調節する。導電性発泡体接着剤を実現することができる。
【００８８】
磁気的に整列している導電性粒子を使用すると、１００ｐｓｉの圧力において約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する導電性ポリマー発泡体の製造が可能となる。この範囲内であれば、体積抵抗率は、約１０2以下であっても、より特別には約１０以下であっても、最も特別には約１以下であってもよい。
【００８９】
一実施形態においては、ポリマー発泡体は、約５０デシベル（ｄＢ）以上、特別には約７０ｄＢ以上、さらにより特別には約８０ｄＢ以上の量で電磁シールドを提供する。電磁シールドを測定する１つの方法は、ＭＩＬ−Ｇ−８３５２８Ｂに記載されている。
【００９０】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体の体積抵抗率は約１以下で、電磁シールドは約８０ｄＢ以上である。
【００９１】
別の実施形態においては、発泡体は少なくとも以下の特性：約０．００７〜約１０．５ｋｇ／ｃｍ2（約０．１〜約１５０ｐｓｉ）の２５％圧縮力たわみ（ＣＦＤ）；約２０％以上の破断伸び；約３０％以下の圧縮永久ひずみ（５０％）；および約１〜約１２５ｐｃｆのかさ密度を有する。
【００９２】
圧縮力たわみ（ＣＦＤ）に反映される弾性率を、１ロットまたは１行程当たり２つのスタックを用いて最低０．６センチメートル（０．２５０インチ）、通常約０．９センチメートル（０．３７５インチ）まで積層した５×５センチメートルの打ち抜きサンプルと、インストロン試験機の底部に取り付けた９０９０ｋｇ（２０，０００ポンド）のセルを用いてインストロン試験機で決定する。ＡＳＴＭ  Ｄ１０５６に従って、サンプルを元の厚さの２５％まで圧縮するために必要となる力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で算出することによって、ＣＦＤを測定した。
【００９３】
２０キログラム（５０ポンド）のロードセルを取り付けたインストロン試験機を用い、また厚さおよび密度に応じて４．５〜９．０キログラムの範囲を用いて引張強さおよび伸びを測定する。破断時のキログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2）で表される力の量をサンプルの厚さで割って２を乗じて引張強度を算出する。伸びをパーセント伸長（ｐｅｒｃｅｎｔ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）として報告する。
【００９４】
発泡体中のセルの平均直径が発泡体層の厚さに近いとき、即ち、１つのセルが発泡体の第一の表面および反対側の第二の表面の間の距離にまで広がったときに、ブローされた発泡体において導電性の改善が達成されることがわかった。理論に束縛されないが、Ｚ方向におけるセルの直径が発泡体の厚さに近いときに、独立した本質的に連通したカラムが容易に達成されるはずである。一実施形態においては、各カラムが、他の粒子チェーンとは互いに孤立している粒子の単一のチェーンからなる。各チェーンが２〜１２個、特別には３〜８個の導電性粒子からなる場合に、優れた導電性が実現される。これらのチェーンは厳密に直線状である必要はないが、電気経路を確立する粒子間で相互接触がある。
【００９５】
発泡体に優れた機械的性質、特に発泡シートに対する優れた封止性を提供するために、発泡体のセル直径は約２０〜約５００マイクロメートル、好ましくは約２０〜約３００マイクロメートルである。したがって、発泡体の最適なセル直径は、発泡シートの所望の厚さと望まれる封止能との間のバランスということになる。
【００９６】
例示的なものであって限定的ではない以下の実施例では、本明細書中で説明した電磁シールド性および／または静電気散逸性および／または導電性を有するポリマー発泡体の様々な諸実施形態の一部の組成物および作製方法を説明する。
【００９７】
〔実施例〕
以下の試験を使用して導電率を決定した。公知のように、体積抵抗率および静電シールドについての個々の値は、その個々の試験方法および条件に依存することになる。例えば、試験中にサンプルにかかる圧力に伴って体積抵抗率およびシールド効果が変化することがあることが知られている。以下のサンプルの体積抵抗率を測定するために有用な電気器具および試験装置は以下のとおりである。装置は、金板２．５ｃｍ×２．５ｃｍ（１インチ×１インチ）方形の電気接点を有する特注のプレスである。この装置には、オペレータがサンプルの表面に加わる力を制御し調節することを可能にするデジタルフォースゲージが装備されている。電源は、サンプル表面に０〜２アンペア供給することができる。サンプルを通しての電圧降下およびオームは、ＨＰ３４４２０Ａ  Ｎａｎｏ  Ｖｏｌｔ／Ｍｉｃｒｏ  Ｏｈｍｍｅｔｅｒを用いて測定する。装置の電子部品を暖機してもよく、ＨＰ３４４２０Ａの場合、内部較正チェックを行う。試料を、試験環境の条件まで２４時間平衡に保ってもよい。適切な試験環境は、室温２３℃（７０°Ｆ）で相対湿度５０％（％ＲＨ）である。被検サンプルを、試験装置のプラテン間に設置し、表面に荷重を印加する。印加する荷重は被検サンプルの種類に依存し、軟質発泡体は小さい荷重を用いて試験するが、固形物は約６３，２７９〜約２１０，９３０キログラム／平方メートル（９０〜３００ポンド／平方インチ）の荷重範囲を用いて試験する。荷重を印加したら、サンプルに電流を流し、サンプル厚さを通しての電圧降下を測定する。適切な試験には、０．５、１．０、１．６および２．０アンペアの４つの異なるアンペア設定における測定が含まれる。導電性複合体については、４つのアンペア設定すべてについて結果として得られる計算した体積抵抗率が類似している。体積抵抗率についての計算は、以下のとおりである：
体積抵抗率（ｏｈｍ−ｃｍ）＝（Ｅ／Ｉ）＊（Ａ／Ｔ）
式中、Ｅ＝電圧降下（Ｖ）、Ｉ＝電流（アンペア）、Ａ＝面積（ｃｍ2）、Ｔ＝厚さ（ｃｍ）である。
【００９８】
矩形サンプルを切断し、銀塗料で端部を被覆し、塗料を乾燥させ、電圧計を使用して抵抗測定を行うことによって、エラストマーサンプルについて体積抵抗率測定を同様に行う。
【００９９】
〔実施例１〕
シリコーン発泡体中の導電性充てん剤としてのニッケルおよびニッケル被覆セラミック微小球の評価を行った。シリコーン（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  ８１３７、およびＮｕｓｉｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＬＬＣ製のＮＵＳＩＬ  ６０３３）と、充てん剤微小球と、シリコーン硬化抑制剤（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．製の１−オクチン−３−オール）とを、Ｆｌａｋｔｅｋスピードミキサ内で混ぜ合わせ、制御した厚さを有するＰＥＴフィルム上でキャストし、調節可能な磁場にさらされているオーブン内に設置した。一般に、化学的にブローさせ硬化させた発泡体の厚さは、７０〜８０ミル（１７７８〜２０３２マイクロメートル）であった。
【０１００】
表１の結果は、１２００ガウスと強い磁場の下でさえ、硬化発泡体の厚い層において導電性が観測されなかったことを示している。
【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
〔実施例２〕
表２は、１００％ニッケル微小球を用いた追加の実験の結果を示す。１８〜４０ミル（４５７〜１０１６マイクロメートル）の厚さで配合物をキャストして、発泡体サンプルを調製した。
【０１０３】
【表２】
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【０１０４】
表２に示す実験においては、充てん剤カラム形成を観察したが、発泡体は導電性ではなかった。実験１〜３は上部キャリアなしでキャストしたが、これにより質がより悪い発泡体が生じた。実験４〜１３の分析によって、硬化発泡体が厚さ４０〜１２０ミル（１０１６〜３０３８マイクロメートル）で、発泡体の厚さに及ぶ（ｚ方向）２つまたはそれ以上のセルを有していることがわかった。図６は実施例３の実験番号１１の発泡体のＳＥＭである。図７は実施例３の実験番号１３の発泡体のＳＥＭである。これらのＳＥＭから明らかなように、ｚ軸方向のセルの境界面における個々のニッケルカラムの中に不連続性が観察された。
【０１０５】
〔実施例３〕
以下に示したような上部キャリアを有する場合についても有していない場合についても共に、１００％Ｎｉ球または銀被覆ニッケル球を用いてより薄い発泡体を調製した。プレミックスを冷蔵庫の中で冷却した。結果を表３Ａに示す。
【０１０６】
【表３】
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【０１０７】
図３Ａの結果からわかるとおり、ニッケルカラム形成をすべての実験において観察した。硬化発泡体の厚さは、発泡体中の単一のセルの厚さ（１０〜１５ミル（２５４〜３８１マイクロメートル））にほぼ等しかった。発泡体の厚さ（ｚ方向）にわたるセルの直径に近い厚さを有する発泡体が導電性であった。より薄い発泡体を組み合わせ、上部キャリアを使用すると、一貫して良質の導電性複合体が得られた。
【０１０８】
表３Ａの実験１ｂ、２ｂおよび４ｂについての抵抗率試験の結果を表３Ｂに示す。
【０１０９】
【表４】
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【０１１０】
３つの実験すべてについて優れた導電性が観測された。実験１ｂおよび４ｂは、特に優れた体積抵抗率を示した。
【０１１１】
〔実施例４〕
実施例３で得られた結果に基づいて、追加の発泡体セットを配合し、表４Ａに示す試験を実施した。充てん剤は、１００％Ｎｉ微小球、または銀被覆ニッケル球からなっていた。これらの実験すべてにおいて、ＰＥＴ上部キャリアを使用した。さらにこれらの実験すべてにおいて、プレミックスを冷蔵庫内で冷却した。
【０１１２】
図２は、表４Ａの実験番号１の発泡体のＳＥＭである。図３は、表４Ａの実験番号５の発泡体のＳＥＭである。ＳＥＭ写真から明らかなように、ｚ軸に沿う層の厚さは、セルの平均高さの１．０〜１．５倍の範囲内である。粒子のカラムが、図２および図３の両者において部分的に観察できる。
【０１１３】
表４Ａの実験４〜８の体積抵抗率および他の性質を表４Ｂにさらに示す。
【０１１４】
【表５】
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【０１１５】
表４Ｂは、１００、２００および４００ｐｓｉ（それぞれ６８９、１３７９および２７５８キロパスカル）で発泡体が優れた導電率値を有することを示している。例えば、試験９について８体積パーセントの充てん剤（４４重量パーセント）を用いると、１００および４００ｐｓｉにおいてそれぞれ体積抵抗率１．３および０．０４ｏｈｍ−センチメートルである。これらの発泡体は、２５％における軟らかさ（１〜４ｐｓｉ（７００〜２，８００ｋｇ／ｍ2）のＣＦＤ）、１００℃における２〜３％の低いＣセット性、低密度（２０〜３５ｐｃｆ）など、他の良好な性質を有していた。
【０１１６】
【表６】
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【０１１７】
〔実施例５〕
表５に示すようにより厚い発泡体（２５〜４０ミル）も調製した。使用した充てん剤は、１００％ニッケル球またはニッケル被覆鋼球で、全体に寸法がより大きかった（７５〜１５０マイクロメートル、１００〜１５０マイクロメートル、１５０〜１７７マイクロメートルまたは１７７〜２００マイクロメートル）。充てん剤の使用量は、８、１２および１４（その表内に１３％のレベルの例は見られない）体積パーセントであった。配合物を第一のＰＥＴ剥離層上に厚さ７ミルの厚さまでキャストし、その上にＰＥＴ上部キャリアを配置した。それら発泡体を指示した密度および継続時間の磁場にさらす一方、表５に示すように７０℃で発泡させ硬化させた。
【０１１８】
表５における結果は、優れた導電性が得られたことを示している。生成した発泡体は、優れた発泡体品質および導電性を有する。
【０１１９】
本明細書中で使用する用語「第一」および「第二」などは、順序、量または重要性を示すもののではなく、ある要素を別の要素と区別するために使用する。用語「ａ」および「ａｎ」は量の限定を示すものではなく、参照する品目が少なくとも１つ存在することを示す。量に関連して使用する修飾語句「約」は、表示した値を含み、文脈によって決まる意味を有する（例えば、特定の量の測定に関連する誤差の程度を含む）。本明細書中に開示されるすべての範囲が、表示した終点を含み、独立に組み合わせわせ可能である。すべての引用文献は、参照によりそれら全体が本明細書中に援用される。
【０１２０】
例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、また本発明の要素を等価物で置き換えることができることが当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に特定の状況または材料を適合させるために、多くの改良を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されるものではない。
【０１２１】
【表７】
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【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】導電性ポリマー発泡体の一例の概観図である。
【図２】本明細書に記載の製造された導電性ポリマー発泡体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３】本明細書に記載の製造された導電性ポリマー発泡体のＳＥＭ写真である。
【図４】第二の（上部）キャリア支持体を使用せずに製造されたポリマー発泡体の上部表面のＳＥＭ写真である。
【図５】２つのキャリア支持体（上部および下部）を使用して製造された導電性ポリマー発泡体の上部表面と下部表面のＳＥＭ写真である。
【図６】厚さがセルの平均高さの１．５倍より大きい発泡体のＳＥＭ写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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