(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有している、低抵抗ゴムシートを製造するにあたり、
（１）１００重量部のゴムポリマーに対して、１００〜３５０重量部の導電性フィラーを添加し、
（２）ゴムポリマーと導電性フィラーとを混練して、塊状物を形成し、この塊状物では、導電性フィラーがゴムポリマー中に分散しており、この塊状物がゴムポリマーより高い粘性を有しており、
（３）この塊状物を粉砕して、ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有する粒状物を形成し、及び
（４）この粒状物を成形する
工程を含むことを特徴とする、低抵抗ゴムシートの製造方法。
【請求項２】
ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有している低抵抗ゴムシートにおいて、
請求項１記載の方法により製造されていることを特徴とする、低抵抗ゴムシート。
【請求項３】
ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有している低抵抗ゴムシートにおいて、
このゴムシートが、１０％以下の厚さのバラツキを有しており、１００重量部のゴムポリマーと１００〜３５０重量部の導電性フィラーとを含有しており、０．００３〜０．０５Ω−ｃｍの体積固有抵抗を有していることを特徴とする、低抵抗ゴムシート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性の優れたゴムシートに関する。特に、本発明は、電池、コンデンサー、電磁波シールド面状発熱体等の電子部品に利用することができる低抵抗ゴムシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
低抵抗ゴムシートは、種々のゴムポリマーと導電性フィラーとを混練し、得られた比較的粘性の低い混合物を、ロール成形するか、又は押し出し成形することにより製造されている。しかし、かかる方法では、低抵抗ゴムシートを容易に得ることができにくく、このようにして製造したゴムシートは、良好な導電性を示さない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の方法には、ゴムポリマーの粘性が利用されている。したがって、多量の導電性フィラーを添加すると、ゴムポリマーの粘性は高められる。粘性が高まった混合物には、ゴム材質を成形するのに用いられる一般的な方法（ロール成形、押し出し成形、等）は適切でない。かかる比較的粘性の高い混合物は、一般的な成形方法により成形し、高性能の低抵抗ゴムシートを製造するには不向きだからである。このため、従来の方法では、混合物中のゴムポリマーの比率を一定以上に保つ必要があり、低抵抗ゴムシートの導電特性を改善するにも限界があった。
【０００４】
良導電性の低抵抗ゴムシート、特に０．５Ω−ｃｍ以下の体積固有抵抗を有するゴムシートを製造するには、多量の導電性フィラーを添加し、導電性フィラーの特性をより一層引き出すのが効果的である。
【０００５】
しかし、従来のような方法では、ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有する混合物は、導電性フィラーを増やした分だけ、ゴムポリマーの比率が低下し、粘性を失う。かかる混合物は、直接ロール成形又は押し出し成形しても、低抵抗ゴムシートを安定して製造することができない。
【０００６】
また、かかる方法では、導電性フィラーの添加量が制限されるため、得られる導電性には限界があり、０．５Ω−ｃｍ以下の低抵抗ゴムシートを安定して製造することはできない。
【０００７】
更に、かかる方法では、ゴムポリマーと導電性フィラーとを混練し、粘性の高い混合物をロール成形するか、又は押し出し成形するため、厚みの薄いゴムシートを精度よく製造することは困難である。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解消し、導電特性に優れた低抵抗ゴムシートを簡便な方法で得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有する低抵抗ゴムシートを製造するために、（１）１００重量部のゴムポリマーに対して、１００〜３５０重量部の導電性フィラーを添加し、（２）ゴムポリマーと導電性フィラーとを混練して、塊状物を形成し、この塊状物では、導電性フィラーがゴムポリマー中に分散しており、この塊状物はゴムポリマーより高い粘性を有しており、（３）この塊状物を粉砕して、ゴムポリマーと導電性フィラーとを含有する粒状物を形成し、及び（４）この粒状物を成形する、（１）〜（４）の各工程を含む低抵抗ゴムシートの製造方法である。
【００１０】
本発明者は、高性能な低抵抗ゴムシートを開発するために、鋭意研究した。その結果、ゴムポリマーと導電性フィラーとを混練した後、生成した塊状物を粉砕することが、以降のゴムシートの成形に極めて重要であることを突き止めた。本発明者は、粉砕により得られた粒状物をロール成形することによって、低抵抗でかつピンホールのない、厚みの均一なゴムシートを容易に作成できることを見出し、本発明を達成するに至ったものである。
【００１１】
高性能な低抵抗ゴムシートを製造するためには、多量の導電性フィラーを用いるのが効果的である。このため、本発明では、１００重量部のゴムポリマーに対し、１００〜３５０重量部の導電性フィラーを添加する。導電性フィラーが１００重量部未満では、導電特性が改善されないからである。また、導電性フィラーが３５０重量部を超えると、得られたゴムシートが脆弱になり、その形状を保持できなくなるからである。
【００１２】
かかる多量の導電性フィラーをゴムポリマーに添加して混練すると、ゴムポリマーの粘性が著しく高まり、塊状物が形成される。この塊状物は、直接ロール成形することができない。直接成形して得られたゴムシートは、通常、導電特性が均一でなく、なおかつ表面性が悪く、厚みが不均一になるからである。
【００１３】
本発明では、ゴムポリマーと比較的多量の導電性フィラーとを混練し、得られた塊状物を粉砕する。驚くべきことに、塊状物を粉砕することにより、ゴムシートの成形が容易となり、得られるゴムシートの導電特性が著しく向上する。塊状物を粉砕すると粒状物が得られるが、この粒状物を成形することにより、導電性フィラーとゴムポリマーとの均一性が向上し、電気的、化学的特性が均質化すると考えられる。
【００１４】
また、かかる粒状物は、流動性が安定しており、高品質の低抵抗ゴムシートを容易に成形することができる。かかる粒状物を成形すれば、表面性が良く、厚みが均一な低抵抗ゴムシートを安定して得ることができる。
【００１５】
このようにして製造した本発明の低抵抗ゴムシートは、１００重量部のゴムポリマーと１００〜３５０重量部の導電性フィラーとを含有する。このため、多量の導電性フィラーがゴムシートの導電性をより一層向上させる。また、このようにして製造したゴムシートは、均質な導電性を有し、シート厚みが均一で、ピンホールがない。かかる低抵抗ゴムシートは、良好な導電性に基づき、信頼性がより一層向上する。また、かかる低抵抗ゴムシートは、各種産業用のゴムシートとして、利用分野が拡がることが期待できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の方法では、導電性フィラーの比率を任意に選ぶことで、所定の導電性を有する低抵抗ゴムシートが得られる。特に、良導電性０．５Ω−ｃｍ以下の低抵抗ゴムシートを安定して得るためには、ゴムポリマー１００重量部に対し、導電性フィラーを１００〜３５０重量部添加する。
【００１７】
本発明で用いる導電性フィラーは、特に限定されるものではない。一般的に使用される黒鉛粉末、カーボンブラック、金属粉等を導電性フィラーとして用いることができる。しかし、より一層良好な導電性を持つ低抵抗ゴムシートを得るには、単独の黒鉛粉末、あるいは黒鉛粉末と少量のカーボンブラックとを導電性フィラーとして用いるのが好ましい。これらの導電性フィラーは、コスト、重量、ゴム特性、作業性等を考慮しても、十分に納得し得るものである。
【００１８】
カーボンブラックは、多量に使用すると、ゴムポリマーの硬度を極端に高め、シート成形の作業性を悪化させる。このため、カーボンブラックの添加量は、ゴムポリマー１００重量部に対し、１０〜５０重量部の範囲内で調節するのが好ましい。この範囲の添加量であれば、カーボンブラックが黒鉛粉末の補助導電性フィラーとして機能するのに十分だからである。
【００１９】
本発明では、ゴムポリマーと多量の導電性フィラーとを混練する。混練は、種々の装置を用いて行うことができる。例えば、オープンロール、ニーダー等の混練機である。
【００２０】
本発明では、混練により塊状物を形成する。かかる塊状物は、粉砕して粒状物にした時、導電性フィラーとゴムポリマーとが均一に分散する必要がある。これらの成分が均一性を有していなければ、均一な厚さのゴムシートを成形することができないからである。粒状物に求められる各成分の均一性は、かかる塊状物についても要求される。塊状物について、特に高い均一性が得られる混練機はニーダー等である。
【００２１】
従来のように、比較的少量の導電性フィラーしか用いない場合、ゴムポリマーと混練した混合物は、比較的粘性の低い餅状を呈する。一方、比較的多量の導電性フィラーを用いると、この導電性フィラーがゴムポリマー中に分散して、ゴムポリマーの粘性を著しく高める。このため、本発明にかかる塊状物は小石大の塊となる。
【００２２】
本発明では、かかる塊状物を粉砕して、粒状物を形成する。この粒状物には、１００重量部のゴムポリマーと１００〜３５０重量部の導電性フィラーとが含有されている。粉砕には種々の装置を用いることができる。例えば、カッターミル、ハンマーミル、コロイドミル、ボールミル等の粉砕機である。これらの装置によれば、本発明にかかる粒状物を容易に製造することができる。
【００２３】
塊状物の粉砕条件は、塊状物の物性により、種々の組合せが考えられる。均質な導電性を有するゴムシートを成形するためには、得られる粒状物に所望の流動性が求められる。本発明の方法では、粉砕条件を適宜選択すれば、所望の流動性の粒状物を得ることができる。
【００２４】
本発明では、粒状物の粒径を制御することにより、厚みが０．５ｍｍ以下の薄いゴムシートを容易に成形することができる。また、本発明によれば、０．０５ｍｍの厚みの低抵抗ゴムシートの作成も可能で、得られる薄物は、表面性が良好で、厚みも均一である。このように、本発明にかかる粒状物の粒径は、作製するゴムシートの特性を考慮して、適宜選定することができる。比較的薄いゴムシートを得るには、粒径の小さな粒状物が好ましい。
【００２５】
ゴムシートの成形には、種々の装置を用いることができる。例えば、ロール成形機、押し出し成形機、プレス成形機等の成形機である。
【００２６】
これらの成形機は、任意に選定し、又は組み合わせることができるが、特に、ロール成形機又はプレス成形を用いるか、押し出し成形とプレス成形の組み合わせを用いるのが望ましい。これらの成形機を用いれば、厚みのバラツキが小さいゴムシートを得ることができるからである。
【００２７】
本発明の低抵抗ゴムシートは、厚さのバラツキが１０％以下であるのが好ましい。バラツキが１０％以下だと、他材料との密着性が良好に保てるからである。また、本発明の低抵抗ゴムシートは、体積固有抵抗が０．００３〜０．０５Ω−ｃｍの範囲内にあるのが好ましい。体積固有抵抗が０．００３未満の場合、導電性フィラーをより多く加える必要があり、その分ゴムポリマーが極端に少なくなり、シート性が損なわれるからである。また、体積固有抵抗が０．０５を超えると低抵抗シートにならないからである。かかる特性の低抵抗ゴムシートは、本発明の方法を最適化することにより、容易に製造することができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１
ゴムポリマーには、エチレンプロピレンゴムを用いた。導電性フィラーには、黒鉛粉末とカーボンブラックとを用いた。まず、表１に示す配合割合の各成分をニーダー中で混練し、塊状物を形成させた。この塊状物をカッターミルとハンマーミルで、２ｍｍ以下の大きさに粉砕した。得られた粒状物をロール温度６０℃、クリアランス０．１８ｍｍの条件でロール成形して、０．２ｍｍの厚みのゴムシートを作成した。
【００２９】
得られたゴムシートから試験片を作成し、体積固有抵抗、表面性、シート厚みについて測定した。結果を表３に示す。
【００３０】
実施例２
実施例１と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合を表１に示し、結果を表３に示す。
【００３１】
実施例３
導電性フィラーに黒鉛粉末だけを用いた。この黒鉛粉末の配合割合を増やし、実施例１と同様にゴムシートを作成した。得られたゴムシートから試験片を採取し、実施例１と同様に試験した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表１及び３に示す。
【００３２】
実施例４
実施例３と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合を表１に示し、結果を表３に示す。
【００３３】
実施例５
黒鉛粉末の配合割合を増やした以外、実施例３と同様にして、ゴムシートを作成し、実施例１と同様に試験した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表１及び３に示す。
【００３４】
実施例６
実施例５と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合を表１に示し、結果を表３に示す。
【００３５】
実施例７
ゴムポリマーとして１００重量部のブチルゴムを用い、実施例３と同様にして、０．２ｍｍの低抵抗ゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合を表２に示し、結果を表３に示す。
【００３６】
実施例８
ゴムポリマーとして１００重量部のニトリルゴムを用いて、実施例２と同様にして、０．２ｍｍの低抵抗ゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合を表２に示し、結果を表３に示す。
【００３７】
【表１】
0003662700.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003662700.tif 000003
【００３９】
【表３】
0003662700.tif 000004
【００４０】
比較例１
ゴムポリマーとして、エチレンプロピレンゴムを使用し、表４に示す配合割合で、従来のように、ロール中で混合し、得られた比較的低い粘性の混合物をロール成形して、厚み０．２ｍｍのゴムシートを作成した。得られたゴムシートの特性を、実施例１と同様に評価した。結果を表５に示す。
【００４１】
比較例２
比較例１と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表４及び５に示す。
【００４２】
比較例３
導電性フィラーに黒鉛粉末だけを用いた。この黒鉛粉末の配合割合を増やし、比較例１と同様にゴムシートを作成した。得られたゴムシートから試験片を採取し、比較例１と同様に試験した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表４及び５に示す。
【００４３】
比較例４
比較例３と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表４及び５に示す。
【００４４】
比較例５
黒鉛粉末の配合割合を増やした以外、比較例３と同様にして、ゴムシートを作成し、比較例１と同様に試験した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表４及び５に示す。
【００４５】
比較例６
比較例５と同様にして、０．１ｍｍの厚みのゴムシートを作成し、その特性を評価した。配合割合及び試験結果を、それぞれ表４及び５に示す。
【００４６】
【表４】
0003662700.tif 000005
【００４７】
【表５】
0003662700.tif 000006
【００４８】
表３からわかるように、実施例１〜８の低抵抗ゴムシートは、良好な導電性を示した。これらのゴムシートは、体積固有抵抗にバラツキが無く、表面性が良好で、シート厚みのバラツキも１０％以下であった。
【００４９】
表５に示したように、比較例１〜６では、いずれのゴムシートも体積固有抵抗が１Ω−ｃｍを超えており、導電性の優れたゴムシートは得られなかった。表面性は、厚みが０．２ｍｍのシートについては良好であったが、厚みが０．１ｍｍのシートについては良好でない部分が認められた。また、いずれのシートも、厚みのバラツキが大きかった。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の方法によれば、比較的多量の導電性フィラーをゴムポリマーに添加しても、通常のように低抵抗ゴムシートを作成することができる。
【００５１】
このようにして製造した本発明の低抵抗ゴムシートは、従来の方法で得られたゴムシートに比べ、導電性が優れており、かつ導電性が均一である。また、本発明の低抵抗ゴムシートは、シートの厚みが均一で、ピンホールがない。かかるゴムシートは、各種産業用のゴムシートとして高い信頼性を獲得し、広範囲な分野での利用が期待される。