(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有し、前記ゴム材はシリコーンゴムから成り、前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤はイオン液体から成り前記被担持材に担持されており、前記導電体は直径０．１〜５００μmであって前記ゴム材に分散されており、前記被担持材は、長さが１０〜１５００μｍであって、その両端各１０％を除いた中心部分の繊維太さが均一でない熱可塑性樹脂であるポリエステル繊維の極細偏平短繊維から成ることを、特徴とする導電性ゴム。
【請求項２】
ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有し、前記ゴム材はシリコーンゴムから成り、前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤はイオン液体から成り前記被担持材に担持されており、前記導電体は直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmであって前記ゴム材に分散されており、前記被担持材はセルロースパウダーから成ることを、特徴とする導電性ゴム。
【請求項３】
前記ゴム材１００質量部に対し、前記被担持材を１〜２０質量部、前記導電剤を１〜２０質量部含むことを特徴とする請求項１または２記載の導電性ゴム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ゴムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコーンゴムに帯電防止剤を分散させて成る導電性ゴムが知られている。帯電防止剤としては、カーボンブラックや、導電性金属酸化物などが用いられている。しかし、帯電防止剤にカーボンブラックや導電性金属酸化物を使用した導電性ゴムは、カーボンブラック等により黒色などに着色し、帯電防止剤や充填剤の脱落により接触したものを汚染する問題があり、また、耐摩耗性が悪いという問題があった。
これらの問題を解決するため、導電性付与剤が付着したセルロースナノファイバーと、ポリエーテル変性シリコーンオイルとをシリコーンゴムマトリクス中に含有させた導電性ゴムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４４０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の導電性ゴムは、シリコーンオイルを大量に用いるため、物性が低下するという課題があった。また、製造に水分除去の工程を要するため、生産性が悪いという課題があった。さらに、セルロースナノファイバーはミラブルシリコーンゴムには分散しにくいため、ミラブルシリコーンゴムには適用が難しいという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、任意の色に着色可能で、耐摩耗性を保つ導電性ゴムであって、ゴム材の物性を維持し、生産性が良好で、ミラブルシリコーンゴムにも適用可能な導電性ゴムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る導電性ゴムは、ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有し、前記ゴム材はシリコーンゴムから成り、前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤はイオン液体から成り前記被担持材に担持されており、前記導電体は直径０．１〜５００μmであって前記ゴム材に分散されており、前記被担持材は、長さが１０〜１５００μｍであって、その両端各１０％を除いた中心部分の繊維太さが均一でない熱可塑性樹脂であるポリエステル繊維の極細偏平短繊維から成ることを、特徴とする。
他の本発明に係る導電性ゴムは、ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有し、前記ゴム材はシリコーンゴムから成り、前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤はイオン液体から成り前記被担持材に担持されており、前記導電体は直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmであって前記ゴム材に分散されており、前記被担持材はセルロースパウダーから成ることを、特徴とする。
【０００７】
前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤は前記被担持材に担持されている。
前記導電剤は、イオン液体から成る。
本発明に係る導電性ゴムは、前記ゴム材１００質量部に対し、前記被担持材を１〜２０質量部、前記導電剤を１〜２０質量部含むことが好ましい。
【０００８】
本発明に関する導電性ゴムの製造方法は、導電剤を担持させた、直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmの被担持材を、ミラブル型または液状のシリコーンゴムに分散させる分散工程と、前記分散工程後、前記シリコーンゴムを硬化させる硬化工程とを、有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る導電性ゴムでは、直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmの被担持材に、導電剤を担持させることにより、導電剤の分散が容易となる。また、導電剤および被担持材の色を選択することにより、任意の色に着色することができる。前記被担持材がゴム材に分散されていることにより、耐摩耗性を保つことができる。
【００１０】
また、ゴム材と導電体との配合量を適宜選択することにより、ゴム材の物性を維持することができる。本発明に係る導電性ゴムでは、製造に水分除去の工程を要せず、生産性が良好である。また、液状シリコーンゴムのほか、ミラブルシリコーンゴムもゴム材に用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、任意の色に着色可能で、耐摩耗性を保つ導電性ゴムであって、ゴム材の物性を維持し、生産性が良好で、ミラブルシリコーンゴムにも適用可能な導電性ゴムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態の導電性ゴムは、ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有し、前記導電体は直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmであって前記ゴム材に分散されていることを、特徴とする。
有機繊維由来の導電体の範疇には、導電繊維および繊維から加工される導電体が含まれる。
ゴム材１００質量部に対し、導電体を２〜４０質量部含むことが好ましい。導電体の配合量が２質量部未満の場合、十分な導電性を得ることができない。導電体の配合量が４０質量部を超える場合、ゴム材の加工性が悪くなる。
【００１３】
前記導電体は導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有し、前記導電剤は前記被担持材に担持されていることが好ましい。
導電体は、直径０．１μｍ未満、長さ０．２μｍ未満または長さ１５００μmを超える場合、ゴム材に分散性しにくく、直径５００μmを越える場合にはゴム材からの脱落が発生しやすい傾向があるため、直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmの範囲のものが用いられる。
本発明に係る導電性ゴムで、ゴム材はシリコーンゴムから成ることが好ましいが、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム、その他のゴムから成ってもよく、熱可塑性ポリウレタン樹脂などのゴム弾性を有する合成樹脂から成ってもよい。ゴム材の形状は、円筒状、平板状、ブロック状、その他いかなる形状であってもよい。ゴム材は、白色、透明、半透明のものが好ましいが、着色されたものであってもよい。
ゴム材の硬度は、いかなる硬度であってもよいが、一例として、５０乃至８０Ｈｓ  ＪＩＳ  Ａの硬度が挙げられる。
【００１４】
前記導電剤は、前記導電剤は、イオン導電剤が好ましい。イオン導電剤としては、リチウム塩、第四級アンモニウム塩、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、非イオン系、両性系、錯化合物系など）、イオン液体等が挙げられる。リチウム塩としては、例えば、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチドリチウム等のリチウム塩を可塑剤やモノマー、オリゴマー等の有機溶剤に溶解させたものが挙げられる。イオン液体はカチオンとアニオンの塩からなり、カチオンとしては、例えば、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、イミダゾリウム、イミダゾリニウム、ピリジニウム、ピラゾリウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム等が挙げられ、アニオンとしては、例えば、AlCl4−、AlF4−NO2−、NO3−、F−、Cl−、Br−、I−、BF4−、PF6−、AsF6−、SbF6−、NbF6−、TaF6− 、F（HF）2 . 3−、p-CH3PhSO3−、CH3CO2− 、CF3CO2− 、CH3SO3− 、CF3SO3−、（CF3SO2）3C−、C3F7CO2−、C4F9SO3 −、（CF3SO2）2N−、（C2F5SO2）2N−、（FSO2）2N−、（CF3SO2）（CF3CO）N−、（CN）2N−等が挙げられる。導電剤は、電子導電剤を使用してもよく、例えば、ゴムの着色を阻害しない範囲であれば、導電性高分子（ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレンなど）、金属、半導体、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどから成ってもよい。
有機繊維由来の被担持材の範疇には、繊維および繊維から加工される物が含まれる。前記被担持材は、直径に対する長さのアスペクト比が１より大きく４００より小さい繊維材から成ることが好ましい。前記被担持材は、長さが１０〜１５００μｍであって、その両端各１０％を除いた中心部分の繊維太さが均一でない熱可塑性樹脂の極細偏平短繊維から成ってもよい。その被担持材は、天然繊維であっても化学繊維であってもよく、中空繊維や多孔質繊維であってもよい。化学繊維としては、例えば、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、セルロース繊維、炭素繊維などが挙げられるが、ポリエステル繊維から成ることが好ましい。そのような被担持材として、直径３．６μm、長さ  平均２０μmであって、直径に対する長さのアスペクト比が４〜５の市販のポリエステル繊維（「極短カット繊維Tepyrus  TA04PN  SD0.1PS」帝人フロンティア株式会社製）を使用することができる。
前記被担持材はセルロースパウダーから成ってもよい。
導電体は、導電繊維を細断したものから成ってもよい。導電繊維としては、例えば、導電性高分子を繊維化したものが挙げられる。
【００１５】
本発明に係る導電性ゴムは、前記ゴム材１００質量部に対し、前記被担持材を１〜２０質量部、前記導電剤を１〜２０質量部含むことが好ましい。被担持材または導電剤の配合量が１質量部未満の場合、十分な導電性を得ることができない。被担持材または導電剤の配合量が２０質量部を超える場合、ゴム材の加工性が悪くなる。
本発明に係る導電性ゴムは、充填剤、着色剤、可塑剤、引き裂き強度向上剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導率向上剤、離型剤、充填剤用分散剤、その他の添加剤を含んでいてもよい。
【００１６】
本発明に係る導電性ゴムの製造方法は、導電剤を担持させた、直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmの被担持材を、ミラブル型または液状のシリコーンゴムに分散させる分散工程と、前記分散工程後、前記シリコーンゴムを硬化させる硬化工程とを、有することを特徴とする。
【００１７】
分散工程では、ゴム材がミラブルシリコーンゴムの場合、例えば、オープンロールやニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を使用して分散させる方法を用いることができる。液状シリコーンゴムの場合、例えば、各種のミキサー、攪拌機、分散機を使用して分散させる方法を用いることができる。
導電剤を担持させた被担持材は、所定の大きさに加工した被担持材に導電剤を担持させたものであっても、繊維を所定の大きさに加工した被担持材に導電材を担持させたものであってもよい。
【００１８】
被担持材に導電剤を担持させる方法としては、公知の種々の方法を用いることができる。例えば、繊維製造工程中の紡績油剤、紡糸油剤に導電剤を配合する方法、繊維ポリマーに導電剤を混合して紡糸する方法、導電繊維を混紡、合糸する方法、繊維製造後あるいは繊維加工後に導電剤を物理吸着または化学吸着させる方法を用いることができる。特に高分子型の導電剤を用いる場合は、繊維上重合法や、接着法、部分侵入法などの方法を用いてもよい。また繊維への金属メッキ、繊維への炭素粒子混合樹脂コート、繊維への金属化合物半導体コートにより導電剤を担持させてもよい。この中でも、加工後の繊維に液状の導電剤を物理吸着させる方法は、両者を混合攪拌するだけの簡便な操作で処理できるため好ましい。
【００１９】
硬化工程の硬化方法は、加熱硬化（過酸化物硬化、付加反応硬化）、常温硬化（付加反応硬化、縮合反応硬化）、ＵＶ硬化などの一般的な方法を用いることができる。また、液状シリコーンゴムの場合、１液硬化型でも２液硬化型でもよい。
加熱硬化の場合の硬化条件は、公知の条件を適用でき、６０℃〜４５０℃の温度で数秒〜１日程度硬化させるが、まず１００〜２００℃程度で数時間硬化させ、場合によって、さらにポストキュアを１２０℃〜２２０℃程度で数時間行うことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る導電性ゴムの用途としては、例えば、グラビアコーターロール、フレキソ印刷の版胴ロール、グラビア印刷の圧胴ロール、フレキシブル基板の製造用のロール、アプリケーターロール、オフセットロール、クリーンロール、その他各種工業用ゴムローラー、その他各種ゴム成形品等、いかなる用途に用いられてもよい。本発明に係る導電性ゴムは、導電性を有するため、引火性の溶剤等を扱うとき、静電気等による暴爆を防ぐことができる。
【実施例】
【００２１】
表１に示す配合により、実施例１〜６および比較例１〜６の導電性ゴムを製造した。なお、表中の配合量は質量部を示す。実施例１〜６および比較例１〜６では、ゴム材にミラブルシリコーンゴムを用いた。まず、所定の被担持材に所定の導電剤を混合し、攪拌することで導電剤を担持させた被担持材を得た。その後、シリコーンゴムと導電剤を担持させた被担持材とをオープンロールで混練りし、得られた組成物を、アクロン摩耗試験（JIS  K6264）の試料用金型にて１５０℃で１時間加熱処理して、導電性ゴムを製造した。
また、表２に示す配合により、実施例７〜９および比較例７〜１０の導電性ゴムを製造した。なお、表中の配合量は質量部を示す。実施例７〜９および比較例７〜１０では、ゴム材に液状シリコーンゴムを用いた。まず、所定の被担持材に所定の導電剤を混合し、攪拌することで導電剤を担持させた被担持材を得た。その後、液状シリコーンゴムと導電剤を担持させた被担持材とをミキサーで混合し、得られた組成物を、アクロン摩耗試験（JIS  K6264）の試料用金型にて１５０℃で１時間加熱処理して、導電性ゴムを製造した。
【００２２】
表１および表２に示す各材料には、以下の製品を使用した。
極短繊維A；ポリエステル繊維（商品名：Tepyrus  TA04PN  SD0.1PS  帝人フロンティア株式会社製）
極短繊維B；セルロースパウダー（粒度分布０．５５μｍ〜４２０μｍ、平均径３７μｍ）（商品名：KCフロックW-100GK  日本製紙株式会社製）
極短繊維C；セルロースパウダー（粒度分布０．４８μｍ〜２７５μｍ、平均径２６μｍ）（商品名：KCフロックW-400Y  日本製紙株式会社製）
リチウム塩溶液A；（リチウム塩-ポリエステル系可塑剤溶液）
リチウム塩溶液B；（リチウム塩-ポリオール系可塑剤溶液）
イオン液体A；（ピリジニウム塩系イオン液体）
イオン液体B；（イミダゾリウム塩系イオン液体）
希釈剤；（商品名：KE-1204シンナー  信越化学工業株式会社製）
導電性酸化亜鉛；（商品名：パゼットCK  ハクスイテック株式会社製）
【００２３】
表１および表２に、それぞれ製造された導電性ゴムの色、表面抵抗値、アクロン摩耗量を示す。
表面抵抗値は、デジタル絶縁抵抗計（横河計測株式会社製  商品名：MY40  1000V/2000MΩ）にて評価した。
アクロン摩耗量は、JIS K6264による（荷重2.75kgf , 傾斜15°,予備擦り1000回）評価で、ゴム材として使用するシリコーンゴム単体の摩耗量を基準値とし、基準値との差が0.3cc/1000回未満であれば「○」、0.3cc/1000回以上であれば「×」で示した。
【００２４】
【表１】
0006653854.tif 000002
【００２５】
【表２】
0006653854.tif 000003
【００２６】
表１および表２に示すとおり、表面抵抗値が、実施例１〜９では１０６〜１０9の範囲に収まっていたが、比較例１〜１０では比較例６を除き、１０9より大きかった。また、比較例６では、アクロン摩耗量が大きかった。
表１に示すとおり、ゴム材にミラブルシリコーンゴムを用いた場合、少ない添加量で導電性が得られるため、長さが１０〜１５００μｍであって、その両端各１０％を除いた中心部分の繊維太さが均一でない熱可塑性樹脂の極細偏平短繊維から成る極短繊維を被担持材に用いることが好ましい。
また、表２に示すとおり、ゴム材に液状シリコーンゴムを用いた場合、増粘が抑えられて製造しやすくなるため、セルロースパウダーを被担持材に用いることが好ましい。
【要約】
【課題】任意の色に着色可能で、耐摩耗性を保つ導電性ゴムであって、ゴム材の物性を維持し、生産性が良好で、ミラブルシリコーンゴムにも適用可能な導電性ゴムおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】ゴム材と有機繊維由来の導電体とを有する。導電体は、導電剤と有機繊維由来の被担持材とを有する。ゴム材はシリコーンゴムから成る。導電剤は、イオン導電性化合物溶液またはイオン液体から成る。導電剤は被担持材に担持される。被担持材は直径０．１〜５００μm、長さ０．２〜１５００μmであってゴム材に分散されている。
【選択図】なし