(57)【要約】【課題】  用途に応じて要求される機械的強度を満たしつつ、熱伝導性及び電磁波遮蔽性にも優れるゴム成形体を提供する。【解決手段】  ベースゴム材料及び短繊維を含有するゴム組成物からなるゴム成形体であって、前記短繊維は、気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）であり、前記ゴム成形体の主要面に対し平行な一方向又は主要面に対し垂直な一方向に配向しており、配向率が８０％以上であるゴム成形体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースゴム材料及び短繊維を含有するゴム組成物からなるゴム成形体であって、
前記短繊維は、気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）であり、前記ゴム成形体の主要面に平行な一方向に配向しており、一軸配向率が８０％以上である
ことを特徴とするゴム成形体。
【請求項２】
ベースゴム材料及び短繊維を含有するゴム組成物からなるゴム成形体であって、
前記短繊維は、気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）であり、前記ゴム成形体の主要面に垂直な一方向に配向しており、一軸配向率が８０％以上である
ことを特徴とするゴム成形体。
【請求項３】
気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）の含有率が３〜１０体積％であり、繊維の配向方向の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のゴム成形体。
【請求項４】
気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）の含有率が２５〜３５体積％であり、範囲の配向方向の電磁波シールド性が１０００ＭＨｚで５０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のゴム成形体。
【請求項５】
ベースゴム材料は、エチレン−αオレフィン−ジエン共重合体であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のゴム成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱シートや電磁波シールドシート等に好適に用いられるゴム成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンス等の薄型表示装置や各種電子製品、デジタル家電製品においては、発熱により寿命が短くなったり、電磁波により、誤動作をおこしたり、他の機器に雑音を発生させたり、作動を狂わせたりするという問題があり、これらの問題に対しては種々の対策が講じられている。例えば、プラズマディスプレイの表示パネル部においては、パネルで発生する熱をディスプレイの外に放熱するためには、放熱性充填材を含有するシリコーンゴム等の放熱シートを設置して、パネルを保持すると同時に発生した熱を放熱性枠体に伝えることが有効であることが特許文献１に開示されている。また、特許文献２には、電子機器に発生する電磁波を遮蔽するために、ゴムにフェライトを含有させた電磁波シールドシートが有効であることが開示されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載されている放熱シートは、多量の充填材を添加しないと所望の熱伝導性が得られない一方、充填材の含有量を多くするとシートの物性が変化し、特に粘着性が増大することによりパネル保持性が劣るようになるという問題が生じる。また、特許文献２に記載の電磁波シールドは、ゴムの混練り加工時に導電繊維の破断や折れを生じやすいため、電磁波遮蔽性が不充分であり、更なる電磁波遮蔽性に優れた部材が切望されている。
【０００４】
一方、ゴム等のエラストマーに繊維を混入させて補強することは以前より行われており、特に特許文献３には、混入繊維として気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）を体積比で１０〜４０％配合したゴム組成物は、圧縮に対する弾性率が向上し、熱伝導性、導電性に優れ、伝動ベルトの圧縮ゴムに適することが開示されている。しかし、伝動ベルト以外の用途については全く記載されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１０９６０号公報
【特許文献２】特開平６−００８１６号公報
【特許文献３】特開平２−３０２４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、要求される機械的強度を満たしつつ、熱伝導性及び電磁波遮蔽性にも優れるゴム成形体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ベースゴム材料及び短繊維を含有するゴム組成物からなるゴム成形体であって、上記短繊維は、気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ）であり、ゴム成形体の主要面に対し平行な一方向（Ｘ方向又はＹ方向という）又は主要面に対し垂直な一方向（Ｚ方向という）に配向しており、配向率（一軸配向率）が８０％以上のゴム成形体である。ここで、Ｘ、Ｙ又はＺの特定軸に沿って配向している状態を一軸配向と称する。また、本発明において主要面とは、例えば、ゴム成形体がシート状又は板状である場合は、表面又は裏面を意味し、ゴム成形体がローラー状である場合は、外周面を意味し、ゴム成形体が通常の成型物である場合は、露出している最大面積の面を意味する。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
上記気相成長ナノファイバー（ＶＧＣＦ、Ｖａｐｏｒ−Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒｓ）は、汎用の炭素繊維（平均直径５μｍ〜、長さ１００μｍ程度）の１０−２〜１０−１倍程度の微細な繊維状構造体であるため、汎用の炭素繊維よりも分散性に優れ、加工中の破損が生じにくく、かつ、同様の物性向上効果を得ることができるという利点を有する。
【０００９】
上記気相成長ナノファイバーは本発明のゴム成形体中で、その８０％以上がＸ、Ｙ、Ｚのいずれか一軸方向に配向していることが肝要である。一軸配向率が８０％未満になると、その配向方向での熱電導性、電磁波遮蔽性、電気抵抗等の特性の異方性が顕著でなくなるので上記範囲とされる。
【００１０】
本発明のゴム成形体は、上記一軸配向させる気相成長ナノファイバーの含有量を３〜１０体積％とし、この繊維の配向方向の熱伝導率を０．５Ｗ／ｍＫ以上にすることが、放熱材として用いるのに好ましい。比較的少量の繊維含有量で放熱性が確保でき、屈曲性や柔軟性を兼ね備えることができるので特に放熱シートとして好ましく用いることができる。
【００１１】
本発明のゴム成形体は、上記一軸配向させる気相成長ナノファイバーの含有量を２５〜３５体積％とし、この繊維の配向方向の電磁波シールド性を１０００ＭＨｚで５０ｄＢ以上にすることが、電磁波シールド材として用いるのに好ましい。一般に用いられているフェライトと同様、多量の繊維含有量になるが、フェライトに比較して数段優れた電磁波遮蔽性が確保できる。
【００１２】
本発明のゴム成形体において、ベースゴム材料としては、例えばエチレン−αオレフィン−ジェン共重合体（ＥＰＤＭ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、ニトリルブタジエン（ＮＢＲ）、シリコーンゴム等が挙げられる。対象とする電子写真装置、フラット型表示装置、半導体部品等における高温、オゾン発生環境への適応性に優れ、廃棄時の環境負荷が小さい点でＥＰＤＭが好ましい。
【００１３】
本発明に用いられる気相成長ナノファイバーは、外径が３０〜２００ｎｍでアスペクト比５０〜１５０程度のものが、入手可能であり、ベースゴム材料への分散性が良好で一軸配向しやすいので熱電導性、電気抵抗、電磁波遮蔽等の特性に異方性を付与できやすく好ましい。特に外径８０〜１５０ｎｍのものが入手しやすく性能も優れ好ましい。
【００１４】
上記ベースゴム材料には、例えば、加硫剤、加硫促進剤、補強剤、老化防止剤、軟化剤等のゴムに一般的に使用される添加剤を適宜添加してもよい。
【００１５】
本発明のゴム成形体の製造方法としては特に限定されないが、例えば、以下の方法により製造することができる。即ち、ベースゴム材料に、適宜添加剤を配合し、これをゴム配合用ロールにて混練して、得られた混練ゴムに気相成長ナノファイバーを添加し、混練して、配合ゴムとしてゴム組成物を得、得られた配合ゴムを押出機に供給し、拡張型ダイスを用いて、気相成長ナノファイバーの配向方向をコントロールした円筒体を押出し、切り開いて加硫し、ゴム成形体（シート状）を得る。
【００１６】
上記加硫の方法としては通常のゴム部材と同様に、例えば、上記ゴム配合用ロールにて混練する際、イオウ、過酸化物、金属酸化物等の加硫剤を添加、混練りし、加熱・加圧により行えばよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、気相成長ナノファイバーを特定の方向に配向させることにより、各用途に応じて要求される機械的強度を満たしつつ、熱伝導性及び電磁波遮蔽性に優れるゴム成形体を得ることができる。本発明のゴム成形体は放熱シートや電磁波シールドシート等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
（実施例１）
＜ゴム組成物の作製＞
ベースゴム材料としてＥＰＤＭ（ＪＳＲ社製、ＥＰ２１）を用い、これに表１に示す組成の配合剤を配合し、ゴム配合用ロールにて混練して、得られた混練ゴムに表３に示す含有率になるように断面径（外径）１５０ｎｍでアスペクト比６５の気相成長ナノファイバーを添加し、混練して、配合ゴムとした。
【００２０】
【表１】
2005290018.tif 000002
【００２１】
＜一軸配向シートの作製＞
上記配合ゴムを押出機に供給し、リング型ダイスを用いて、気相成長ナノファイバーが円筒の押出方向（Ｘ方向）に主に配向した円筒体を成形し、切り開いて加硫し、シート厚み２ｍｍで、気相成長ナノファイバーが主としてＸ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２２】
＜配向率の測定＞
得られたゴムシートを正方形にカットし、Ｘ方向（シート押出方向）のカット断面を電子顕微鏡により観察し、画像処理によりＸ方向の配向率Ｍｘを求めた。
【００２３】
（実施例２）
気相成長ナノファイバーとして、断面径８０ｎｍで、アスペクト比１２０のものを、含有率が５体積％になるように添加したこと以外は実施例１と同様にして、気相成長ナノファイバーが主としてＸ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２４】
（実施例３）
配合ゴムを押出機に供給し、拡張型ダイスを用いて、気相成長ナノファイバーを円筒の厚み方向（Ｚ方向）に配向させた以外は実施例２と同様にして、気相成長ナノファイバーが主としてＺ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２５】
（実施例４）
気相成長ナノファイバーの配合量を１０体積％に増加したこと以外は実施例１と同様にして、気相成長ナノファイバーが主としてＸ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２６】
（実施例５）
気相成長ナノファイバーの配合量を３０体積％に増加したこと以外は実施例１と同様にして、気相成長ナノファイバーが主としてＸ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２７】
（実施例６）
気相成長ナノファイバーの配合量を３０体積％に増加したこと以外は実施例２と同様にして、気相成長ナノファイバーが主としてＸ方向に配向したゴムシートを得た。
【００２８】
（実施例７）
拡張型ダイスを用いて、気相成長ナノファイバーの配向を主として厚み方向（Ｚ方向）にした以外は実施例６と同様にして、ゴムシートを得た。
【００２９】
（実施例８）
ベースゴム材料としてＣＲ（昭和ネオプレン社製、ネオプレンＧＲＴ）を用い、表２の組成に示す配合を混練したこと以外は実施例１と同様にして、気相成長ナノファイバーが押出方向に配向したゴムシートを得た。
【００３０】
【表２】
2005290018.tif 000003
【００３１】
（比較例１）
気相成長ナノファイバーに変えて平均粒径１０μｍの窒化硼素を含有率が５体積％になるように配合したこと以外は実施例１と同様にして、ゴムシートを得た。
【００３２】
（比較例２）
気相成長ナノファイバーに変えて平均粒径１．７μｍのフェライトを配合量が３０体積％になるように配合したこと以外は実施例１と同様にして、ゴムシートを得た。
【００３３】
（比較例３）
フェライトに替えて、平均粒径１５μｍの黒鉛を用いたこと以外は比較例２と同様にして、ゴムシートを得た。
【００３４】
（評価）
各実施例及び比較例で得られたゴムシートに対して以下の評価を行った。結果を表３に示した。
＜熱伝導率＞
熱伝導度測定機（カトーテック社製サーモラボII）を用いて、以下のとおり定常熱伝導測定法により各ゴムシートの厚み方向の熱伝導度を測定した。即ち、ウオータボックス中に水を流し、ボックス上に５×５ｃｍの試料を置き、試料上にＢＴボックスの熱盤面を当て、定常に達した後、ＢＴボックスの熱流損失（Ｗ）をメータで読取り、次式により熱伝導度を求めた。
Ｋ＝W／（Ａ・ΔＴ／Ｄ）（Ｗ／ｍＫ）
Ｄ：試料厚み
ΔＴ：試料表裏温度差
Ａ：ＢＴボックス熱盤面積
【００３５】
＜電磁波シールド性＞
ＫＥＣ法によりアドバンテスト社製ＴＲ１７３０２を用いて１０００ＭＨｚにおける電磁波シールド性（ｄＢ）を測定した。
【００３６】
＜硬度、引張強度、切断時伸び＞
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（硬さ試験方法）及びＪＩＳ  Ｋ  ６２５１（引張試験方法）に準拠して測定した。
【００３７】
【表３】
2005290018.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、上述の構成よりなるので、各用途に応じて要求される機械的強度を満たしつつ、熱伝導性及び電磁波遮蔽性にも優れ、放熱シートや電磁波シールドシート等に好適に用いることができるゴム成形体を提供することができる。