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公開番号2025174184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080308
出願日2024-05-16
発明の名称パーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物及びそれを用いた品質管理方法
出願人内山工業株式会社,国立大学法人岡山大学
代理人弁理士法人せとうち国際特許事務所
主分類G01N 1/28 20060101AFI20251120BHJP(測定;試験)
要約【課題】ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察することのできる導電性ゴム組成物を提供する。
【解決手段】導電フィラーのパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物であって、ゴム(A)100質量部に対して、カーボンナノチューブ及びDBP吸油量が150mL/100g以上1000mL/100g以下のカーボンブラックからなる群から選択される少なくとも1種の導電フィラー(B)を1～20質量部含み、DBP吸油量が20mL/100g以上150mL/100g未満のカーボンブラック(C)の含有量が90質量部以下であり、白色系充填剤(D)の含有量が30質量部以下であり、かつ、加工助剤(E)の含有量が3質量部以下であることを特徴とするパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
導電フィラーのパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物であって、
ゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンナノチューブ及びＤＢＰ吸油量が１５０ｍＬ／１００ｇ以上１０００ｍＬ／１００ｇ以下のカーボンブラックからなる群から選択される少なくとも１種の導電フィラー（Ｂ）を１～２０質量部含み、ＤＢＰ吸油量が２０ｍＬ／１００ｇ以上１５０ｍＬ／１００ｇ未満のカーボンブラック（Ｃ）の含有量が９０質量部以下であり、白色系充填剤（Ｄ）の含有量が３０質量部以下であり、かつ、加工助剤（Ｅ）の含有量が３質量部以下であることを特徴とするパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
ゴム（Ａ）、導電フィラー（Ｂ）、カーボンブラック（Ｃ）、白色系充填剤（Ｄ）及び加工助剤（Ｅ）以外の他の成分の含有量が２０質量部以下である請求項１に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
【請求項３】
白色系充填剤（Ｄ）が、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、珪藻土、ウォラストナイト、硫酸バリウム及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種の無機充填剤又はセルロース粉、再生ゴム及び粉末ゴムからなる群から選択される少なくとも１種の有機充填剤である請求項１又は２に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
【請求項４】
加工助剤（Ｅ）が、エステルワックス、脂肪酸類、炭化水素類からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１又は２に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
【請求項５】
ゴム成形品の体積抵抗率が、１×１０
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Ω・ｃｍ以下である請求項１又は２に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物を用いて導電フィラー（Ｂ）のパーコレーション形成状態を可視化して観察することにより、ゴム成形品に配合する導電フィラー（Ｂ）の配合量を決定するゴム成形品の品質管理方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物を用いて導電フィラー（Ｂ）のパーコレーション形成状態を可視化して観察することにより、導電性能を有するゴム成形品の選別を行うゴム成形品の品質管理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物及びそれを用いた品質管理方法に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
導電フィラーを含有するゴム組成物が知られている。特許文献１には、ゴムと、カーボンナノチューブと、着色剤とを含み、前記ゴム１００重量部に対して、前記カーボンナノチューブの含有量が０．４５～４．５重量部である、導電性ゴム組成物が記載されている。これによれば、導電性および着色性を両立させた導電性ゴム組成物、前記組成物からなるゴム成形品を提供できるとされている。また、特許文献２には、ゴム成形品と芯金とを備える軸受用シール部材であって；前記ゴム成形品が、アクリル酸エステルを主成分とするゴム（Ａ）１００質量部、炭素材料（Ｂ）１～３０質量部、及びＤＢＰ吸油量が２０ｍｌ／１００ｇ以上１５０ｍｌ／１００ｇ未満のカーボンブラック（Ｃ）１０～１００質量部を含有するゴム組成物を加硫成形してなり、炭素材料（Ｂ）が、カーボンナノチューブ（Ｂ１）、又はＤＢＰ吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以上１０００ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラック（Ｂ２）、かつ前記ゴム成形品の体積抵抗値が１×１０
６
Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするシール部材が記載されている。得られるシール部材が優れた導電性を有しているので、このシール部材を用いた軸受は電磁ノイズを効果的に抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２４－３４６５０号公報
特開２０２０－１５２７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２のような導電性を有するゴム成形品において、ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察しようとしても、可視化が困難であるというのが当業者の技術常識であり、観察に適した画像を得る手段が求められていた。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察することのできる導電性ゴム組成物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】
【０００６】
上記課題は、以下の［１］～［７］のいずれかを提供することによって解決される。
［１］導電フィラーのパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物であって、
ゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンナノチューブ及びＤＢＰ吸油量が１５０ｍＬ／１００ｇ以上１０００ｍＬ／１００ｇ以下のカーボンブラックからなる群から選択される少なくとも１種の導電フィラー（Ｂ）を１～２０質量部含み、ＤＢＰ吸油量が２０ｍＬ／１００ｇ以上１５０ｍＬ／１００ｇ未満のカーボンブラック（Ｃ）の含有量が９０質量部以下であり、白色系充填剤（Ｄ）の含有量が３０質量部以下であり、かつ、加工助剤（Ｅ）の含有量が３質量部以下であることを特徴とするパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物；
［２］ゴム（Ａ）、導電フィラー（Ｂ）、カーボンブラック（Ｃ）、白色系充填剤（Ｄ）及び加工助剤（Ｅ）以外の他の成分の含有量が２０質量部以下である［１］に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物；
［３］白色系充填剤（Ｄ）が、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、珪藻土、ウォラストナイト、硫酸バリウム及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種の無機充填剤又はセルロース粉、再生ゴム及び粉末ゴムからなる群から選択される少なくとも１種の有機充填剤である［１］又は［２］に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物；
［４］加工助剤（Ｅ）が、エステルワックス、脂肪酸類、炭化水素類からなる群から選択される少なくとも１種である［１］～［３］のいずれか１項に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物；
［５］ゴム成形品の体積抵抗率が、１×１０
６
Ω・ｃｍ以下である［１］～［４］のいずれか１項に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物；
［６］［１］～［５］のいずれか１項に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物を用いて導電フィラー（Ｂ）のパーコレーション形成状態を可視化して観察することにより、ゴム成形品に配合する導電フィラー（Ｂ）の配合量を決定するゴム成形品の品質管理方法；
［７］［１］～［５］のいずれか１項に記載のパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物を用いて導電フィラー（Ｂ）のパーコレーション形成状態を可視化して観察することにより、導電性能を有するゴム成形品の選別を行うゴム成形品の品質管理方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察することのできる導電性ゴム組成物を提供することができる。これにより、ゴム成形品に配合する導電フィラーの好適な配合量を決定することができるとともに、導電性能を有するゴム成形品の選別を行う品質管理方法を好適に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
実施例２のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
実施例３のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
実施例６のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
実施例７のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
実施例１０のゴムシートを用いて得られたＳＰＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、導電フィラーのパーコレーション形成観察用導電性ゴム組成物であって、ゴム（Ａ）１００質量部に対して、カーボンナノチューブ及びＤＢＰ吸油量が１５０ｍＬ／１００ｇ以上１０００ｍＬ／１００ｇ以下のカーボンブラックからなる群から選択される少なくとも１種の導電フィラー（Ｂ）を１～２０質量部含み、ＤＢＰ吸油量が２０ｍＬ／１００ｇ以上１５０ｍＬ／１００ｇ未満のカーボンブラック（Ｃ）の含有量が９０質量部以下であり、白色系充填剤（Ｄ）の含有量が３０質量部以下であり、かつ、加工助剤（Ｅ）の含有量が３質量部以下であることを特徴とするものである。
【００１０】
ゴムに導電性が付与されるのは、ゴムに対して導電フィラーが添加されて当該導電フィラーによるパーコレーションが形成されるためであると考えられているが、ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察することは困難な場合があった。後述する実施例から分かるように、ゴム（Ａ）１００質量部に対して、それぞれカーボンブラック（Ｃ）の含有量が１００質量部である比較例１、白色系充填剤（Ｄ）の含有量が５０質量部である比較例２、加工助剤（Ｅ）の含有量が５質量部である比較例３、白色系充填剤（Ｄ）の含有量が４０質量部である比較例４では、走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を用いて観察したところ、エラーが生じてＳＰＭ像が得られず導電フィラーのパーコレーション形成状態を観察できなかった。これに対し、ゴム中における導電フィラー、ＤＢＰ吸油量が一定範囲にあるカーボンブラック、白色系充填剤及び加工助剤の含有量を一定範囲にすることで、ゴム中の導電フィラーのパーコレーション形成状態を可視化して観察することが可能となった。これにより、ゴム成形品に配合する導電フィラーの好適な配合量を決定することができるとともに、導電性能を有するゴム成形品の選別を行う品質管理方法を好適に提供することができる。このことは本発明者の検討によって明らかになったことであり、本発明の構成を採用する意義が大きいことが分かる。
（【００１１】以降は省略されています）

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