JP4602654B2 - 薄膜層形成エラストマー成形体 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマーで形成した薄膜層形成用エラストマー組成物に関する。また本発明は、薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマー組成物の表面ないしは内部に金属薄膜やセラミックス薄膜を構造材料的に形成させることで、これらの薄膜の電磁波性能や導電性能あるいは熱伝導性能などの機能を、従前の配合技術で得た樹脂にこれらの薄膜を形成した場合では達成が困難であった水準にまで高めた薄膜層形成エラストマー成形体に関する。

本質的な柔軟性と加工形状自在性を有するエラストマーに、さまざまな機能を付加して活用を図る試みは広く行われている。例えば、（１）エラストマーにカーボンブラックや金属粉を配合し、導電性を備えたエラストマー成形体を電磁波遮蔽材として用いること、（２）セラミックス粉などの良熱伝導性粉体を配合し熱伝導性を与えて電子機器内の発熱素子に対する外部応力からの緩衝材と発熱素子の発熱の放熱材を兼ねた用途に供することなどは広く行われている。これらを仮に金属材料やセラミックス材料単独で行った場合、目的とする電磁波遮蔽性や熱伝導性（放熱性）は向上するものの製品設計の難易度が向上し、また重量増加や製品の容積増加を招き経済性の観点からも現実的な技術ではなかった。

このため本来有している密閉・防水・緩衝といったエラストマーの基本的機能に付加した形で、電磁波遮蔽性や熱伝導性などの高機能性を具備したエラストマー組成物への要求は高まりつつある。

しかしながら、エラストマー組成物はポリマーに目的とする機能を提供する材料を配合し、混練りという方法でコンパウンドを作製して加工するため、特定機能を提供する配合材料の添加量に上限が存在し、金属材料が提供する電磁波性能や熱伝導性能、あるいはセラミックス材料が提供する耐摩耗性能や熱伝導性能などの水準にまでエラストマー組成物の性能を到達することは不可能であった。

このため、金属繊維を中心部に配置したゴムシートや、金属箔を接着などの手段でラミネートしたゴム部品などの提案もされているが、これらの仕様はエラストマーの柔軟性を低下させ、応力を加えると塑性変形あるいは破損することも考えられ、さらには伸びが失われるために弾性の期待ができず、応用範囲の狭い部品にとどまっていた。

このような問題に鑑み、ゴム性材料の表面に物理蒸着法で金属有機質の材料若しくはモノマー或いは金属材料等の蒸着物質を蒸着することより、ゴム材料の改質を試みた技術が開示されている（例えば特許文献１及び２を参照）。特許文献１の要約には、エラストマー材料から成るワイパーゴムへの被覆法に関する技術であり、被覆をＣＶＤプロセス及び又はＰＶＤプロセスによって行い、蒸気状の被覆材料の生成及び活性化を熱的に、プラズマ及び又はレーザで支えて行って、良好な滑り性質を有する耐摩耗性の保護層をワイパーゴム表面上に形成することを提案するとの記載がある。また、特許文献２の要約には次の通りの記載がある。プラズマ処理により活性化された表面に、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングから選ばれる物理蒸着法で金属の被覆処理がなされる樹脂成形体に関する。ベース樹脂にゴム状弾性体を配合した樹脂組成物によって成形されている。樹脂成形体にはエネルギー吸収性の高いゴム状弾性体が含有されており、樹脂成形体の可撓性を高めて金属層の剥離に対するエネルギー吸収性を高めることができ、樹脂成形体の表面とその表面に設けられる金属層との間の線膨張率の差による応力などの金属層を剥離させるような外力が作用しても、その外力を緩和することができ、金属層の密着性を向上させることができる。

特表２００２−５０６４８７号公報 特開２００３−０７３２６３号公報

特許文献１又は２の技術の存在が示すように、これらの方法を用いてエラストマー組成物の表面に薄膜を形成することは、一定の能力を有する装置とそれを操作できる技術があれば困難性は低い。しかし、形成された薄膜が弱い外力で容易に剥がれ落ちるという本質的な問題がある。この剥離の問題により、薄膜層を形成したエラストマー成形体に関する技術が普及しにくい大きな原因となっていた。

また、真空条件下で薄膜形成が行われるため、真空状態にエラストマー組成物を曝気すると、揮散しやすい性質を持った配合材料がエラストマー組成物の表面に移行し、さらには真空中に揮散してしまう。その結果、真空度を低下させ、安定した物理蒸着加工が不可能であった。また、揮散しやすい性質を持った配合材料が揮発してしまったエラストマー組成物では当初の配合設計と異なった構成となり、設計どおりの性能が発現されないという問題を抱えていた。

本発明の目的は、薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマーで形成した薄膜層形成用エラストマー組成物を提供することであり、形成された薄膜が弱い外力で容易に剥がれ落ちることを防止する。

本発明の目的は、物理蒸着法という確立された技術を用いて、薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマー組成物に金属材料やセラミックス材料からなる薄膜層を形成させることで、エラストマー組成物の特長である柔軟性や弾性を失うことなく、金属材料やセラミックス材料並みの機能を発現させて応用範囲の広い高機能な可撓性複合材料を提供することにある。

さらに本発明の目的は、光劣化を生じやすいため揮散しやすい性質を持った配合材料、具体的には表面移行型老化防止剤（以下、老化防止剤という）を多量に含有させなければならなかったエラストマー組成物に薄膜層を形成させることである。本発明では、老化防止剤の含有量を極力減らし、且つ所定以上の比表面積を有する充填材を分散させることにより、形成された薄膜の付着力を向上させるとともに形成した薄膜で光を遮蔽させてエラストマー組成物の光劣化防止を図るものである。

本発明に係る薄膜層形成エラストマー成形体は、物理蒸着法により形成した金属材料若しくはセラミックス材料からなる薄膜層を表面に形成したエラストマー成形体であって、該エラストマー成形体は、ポリマー成分１００重量部に対して、窒素分子を用いて測定したＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ ^２ ／ｇ以上である充填材を１０重量部以上１００重量部以下含有し、かつ、ポリマー成分１００重量部に対して、老化防止剤を０．８重量部以下含有し、かつ、該老化防止剤は、ワックス類系の老化防止剤及び／又は移行性を有する老化防止剤であることを特徴とする。

本発明に係る薄膜層形成エラストマー成形体では、前記エラストマー成形体はジエン系エラストマーからなりかつ前記薄膜層が該エラストマー成形体への光を遮蔽していることが好ましい。

本発明に係る薄膜層形成エラストマー成形体では、前記エラストマー成形体が、前記充填材を含有しない他のエラストマーと複層構造をなしていてもよい。

本発明に係る薄膜層形成エラストマー成形体では、前記薄膜層が、前記エラストマー成形体と同じ又は異なるエラストマーで被覆されていてもよい。

さらに本発明の薄膜層形成エラストマー成形体は、薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマー組成物に金属材料やセラミックス材料からなる薄膜層を形成させたので、エラストマーの特長である柔軟性や弾性を失うことなく、金属材料やセラミックス材料並みの機能を発現させることができる。さらに形成された薄膜層が弱い外力で容易に剥がれ落ちることもない。

さらに本発明では、光劣化を生じやすいため揮散しやすい性質を持った配合材料、具体的には老化防止剤を多量に含有させなければならなかったエラストマーについても容易に薄膜層を形成させることができる。このとき、老化防止剤を混入させた場合と同等の耐光劣化性も有するものである。

以下、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。

まず、本実施形態に係る薄膜形成の阻害因子を持たないエラストマー組成物について説明する。本実施形態に係るエラストマー組成物は、金属材料若しくはセラミックス材料からなる薄膜層が物理蒸着法で形成されるエラストマー組成物であり、このエラストマー組成物は窒素分子を用いて測定したＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上である充填材を１０重量部以上含有することを特徴とする。ここでエラストマー組成物は被成膜体であり、成膜基板等をはじめとする物理蒸着法で成膜可能なエラストマー組成物を全て含む。

本発明に用いられるエラストマーとは通常ゴムと呼ばれ、架橋工程を経て製品化されるものと、熱可塑性プラスチックと呼ばれ架橋工程を経ずに製品化されるものの両方を指す。対象とするゴムの種類は特に問わないが、１９８４年制定の日本ゴム協会標準規格３６０６「原料ゴムの略号」に明示記載されているもの及び水素化ニトリルゴム（Ｈ‐ＮＢＲ）が利用の中心をなすポリマーである。１９８４年制定の日本ゴム協会標準規格３６０６「原料ゴムの略号」に明示記載されているものとして、アクリル酸エステルと加硫を可能とする少量の単量体とのゴム状共重合体（ＡＣＭ）、アクリル酸エステルとアクリロニトリルとのゴム状共重合体（ＡＮＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ），ポリ塩化三フッ化エチレン（ＣＦＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、エチレンと酢酸ビニルとのゴム状共重合体（ＥＡＭ），エチレン・プロピレンとジエンとのゴム状三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレンとプロピレンとのゴム状共重合体（ＥＰＭ）、四フッ化エチレンとプロピレンとのゴム状共重合体（ＦＥＰＭ）、フルオロ及びパーフルオロアルキル基又はパーフルオロアルコキシ基を側鎖にもつフッ素ゴム（ＦＫＭ）、ポリイソブチレン（ＩＭ），エチレン・プロピレン系熱可塑性ゴム（ＹＥＰＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ），エチレンオキシドとエピクロロヒドリンゴムとのゴム状共重合体（ＥＣＯ）、エピクロロヒドリンとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体（ＧＣＯ）、エチレンオキシド・エピクロロヒドリンとアリルグリンジルエーテルとのゴム状三元共重合体（ＧＥＣＯ）、プロピレンオキシドとアリルグリシジルエーテルとのゴム状共重合体（ＧＰＯ）、アクリレート・ブタジエンゴム（ＡＢＲ）、臭素化イソブチレン・イソプレンゴム（臭素化ブチルゴム）（ＢＩＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、塩素化イソブチレン・イソプレンゴム（塩素化ブチレンゴム）（ＣＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ブチルゴム）（ＩＩＲ）、イソプレンゴム（合成天然ゴム）（ＩＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレンゴム（ＮＢＩＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ニトリルゴム）（ＮＢＲ）、アクリロニトリル・クロロプレンゴム（ＮＣＲ）、アクリロニトリル・イソプレンゴム（ＮＩＲ）、ノルボルネンゴム（ＮＯＲ），天然ゴム（ＮＲ）、ビニルピリジン・ブタジエンゴム（ＰＢＲ）、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴム（ＰＳＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・クロロプレンゴム（ＳＣＲ）、スチレン・イソプレンゴム（ＳＩＲ）、カルボキシル化アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＸＮＢＲ）、カルボキシル化スチレン・ブタジエンゴム（ＸＳＢＲ）、スチレン・ブタジエン系熱可塑性ゴム（ＹＳＢＲ）、スチレン・イソプレン系熱可塑性ゴム（ＹＳＩＲ）、フルオロ・ビニル・メチル・シリコーンゴム（ＦＶＭＱ）、メチル・シリコーンゴム（ＭＱ）、フェニル・メチル・シリコーンゴム（ＰＭＱ）、フェニル・ビニル・メチル・シリコーンゴム（ＰＶＭＱ）、ビニル・メチル・シリコーンゴム（ＶＭＱ）、四フッ化エチレン・三フッ化ニトロソメタン・ニトロソパーフルオロ酪酸のゴム状三元重合体（ＡＦＭＵ）、ポリエステルウレタン（ＡＵ）、ポリエーテルウレタン（ＥＵ）、ポリエステルウレタン系熱可塑性ゴム（ＹＡＵ）、ポリエーテルウレタン系熱可塑性ゴム（ＹＥＵ）、ポリアルキレン・スルフィド（多硫化ゴム）（Ｔ）、を挙げることができる。さらに主鎖にＰをもつもの（Ｐ）、主鎖にＮをもつもの（Ｎ）を挙げることができる。熱可塑性プラスチックの種類は問わず、エントロピー弾性を発現させるソフトセグメントと常温では塑性変形を妨げる作用を有するハードセグメントを分子中に有しているものが本発明対象となりうる。また、ゴムと熱可塑性プラスチックを混合して成形体を形成してもよく、その組み合わせの種類と順序及びゴムの架橋の有無は問わない。

上記エラストマーに配合材料を適宜混合して成形体とするが、本実施形態においては窒素分子を用いて測定したＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上、好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上である充填材を１０重量部以上、好ましくは１５重量部以上含有させることを特徴とする。エラストマー単独では加工性や各種の物性の確保が難しいため、エラストマーには目的に沿ってさまざまな配合材料が混合される。

充填材においてはその比表面積の指標として窒素分子を用いたＢＥＴ法と呼ばれる測定方法が広く用いられている。これは単分子吸着理論を多分子層吸着現象にまで拡大した理論を提唱したＢｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒの三人の頭文字を取ったもので、この値が大きいほど充填材の比表面積は大きい。従来、エラストマー組成物に使用されている充填材は２０ｍ^２／ｇ未満の比表面積を有するものが多かったが、本実施形態では比表面積の大きな充填材を使用する。比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上の充填材として、カーボンブラックや気相法で製造されたシリカやチタニア、あるいは細孔を有する粘土類を例示できる。比表面積が２０ｍ^２／ｇ未満の充填材を用いると、薄膜の付着力が小さく、剥離の問題が生ずる。

本実施形態では、このような大きな比表面積を有する充填材の配合量が１０重量部以上必要である。１０重量部未満であると安定した薄膜形成が得られにくくなる。

なお、エラストマー成形体に配合しうる充填材には上限量が存在する。ＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上である充填材の上限は、１００重量部程度となることが多い。本発明において１０重量部以上との条件を満たせば、それ以上の配合量は配合上限量の範囲内で設計者に委ねることができる。

充填材は、エラストマー組成物中に均一分散されていることが好ましい。ただし、充填材が均一分散されたエラストマー組成物と充填材が配合されていないエラストマーとにより複層構造若しくは複合構造を有するエラストマー組成物としても良い。この組成物の場合、成膜面におけるエラストマーは充填材が均一分散されたエラストマー組成物とする。したがって、充填材の配合量は、充填材を分散させるエラストマー重量を基準として、１０重量部以上配合する。

また、本発明に用いる充填材には親水性官能基を有していることがより好ましい。充填材表面にはさまざまな官能基が存在している。例えばカーボンブラックにおいてはヒドロキシ基、カルボキシ基、ケトン基などが知られ、シリカにおいてはシラノール基、アルキル基などが知られている。官能基の種類と量の違いにより、充填材は、後述する配合された老化防止剤等のコンパウンド層にさまざまな作用や影響を及ぼし、結果として物性の向上や混練りにおける分散性能などが影響される。親水性官能基とは水素結合能力が発現されると考えられる一群の官能基であり、主なものはヒドロキシ基、カルボキシ基などである。親水性官能基の存在は、分子間作用としてはきわめて強い力である水素結合力を発揮するために、特に表面への移行性が顕著に見られる石油系軟化剤やポリマーの低分子量成分を効果的に捕捉し安定化させると考えられる。充填材表面のこれら官能基の定量は、真空熱分解法などにより測定把握することができる。

通常エラストマーには老化防止剤が配合され、特に光劣化しやすいジエン系エラストマーには、必須添加剤となる。本実施形態のエラストマー成形体は、老化防止剤が望ましくは配合されていない組成であり、配合されている場合でも１．０重量部以下であることが好ましい。光劣化しやすいジエン系エラストマーであっても１．０重量部以下であることが好ましい。老化防止剤とは、ジエン系エラストマーの配合には基本的に処方されることの多い、主に耐オゾン性能を提供するパラフィンなどを代表例とするワックス類と、移行性を有する一群の老化防止剤を指す。このようなものとしてワックス類には、ノルマルパラフィン系、イソパラフィン系、マイクロクリスタリンワックス系、高級脂肪酸系、及びそれらを主成分とする混合系の老化防止剤が該当し、移行性を有するものとして亜リン酸エステル系、チオビスフェノール系、キノリン系、p-フェニレンジアミン系老化防止剤などが該当する。

薄膜の確実な形成のためには、老化防止剤は配合されていないことがもっとも望ましく、配合される場合でも上限量が１．０重量部以下である必要を見出した。老化防止剤を配合すると、ゴムの表面にこれらが移行しその表面を覆うような状態が形成されるために、薄膜形成材料とポリマーが直接接触できない状態となり、薄膜の安定した密着が取れなくなるものと推察される。しかし、本実施形態では、ＢＥＴ比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上の充填材を最低でも１０重量部配合すると物理蒸着法による薄膜形成が可能となる。この理由は明確ではないが、当該の充填材は物理吸着力が期待でき、エラストマー表層の自由エネルギーが向上し、蒸着で発生した原子団（成膜物質）の捕捉に効果的な表面状態を形成することと、老化防止剤等の移動性の高い配合剤が成形体内部で充填材に拘束され易く、表面への移行がほとんど見られなくなり、これらの効果から安定的な成膜を可能とすると考える。

本発明のエラストマー組成物には、上述の条件を満たしていれば特段の配合制約は存在しない。公知の充填材、補強剤、顔料、老化防止剤、難燃剤、発泡剤、金属粉、セラミックス粉、黒鉛繊維や炭素繊維などを目的に沿って配合設計することができる。

次に上記のエラストマー組成物を使用して薄膜層を形成した薄膜層形成エラストマー成形体について説明する。本実施形態に係る薄膜層形成エラストマー成形体は、物理蒸着法により形成した金属材料若しくはセラミックス材料からなる薄膜層を表面又は内部の少なくともいずれか一方に形成したエラストマー成形体であって、エラストマーは窒素分子を用いて測定したＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上である充填材を１０重量部以上含有することを特徴とする。

薄膜層は、物理蒸着法により形成する。ここで物理蒸着法とは、物理的な作用つまり運動エネルギーや圧力あるいは温度などの因子を制御することにより、目的とする物質の表面に金属やセラミックスなどの薄膜を形成する方法である。物理蒸着法は産業界の基幹技術として幅広く用いられている。主な方法として真空蒸着法、スパッタリング法、イオプレーティング法があり、現在ではスパッタリングが主流を成している。薄膜形成装置の種類や操作条件は任意に選択できる。

形成する薄膜は、物理蒸着法であればどの方法でも任意に選択することができる。金属材料及びセラミックス材料の選択は、そのバルクが有する特性を考慮して選択する。金属材料としては、特に種類に制限がなく、合金であっても良い。所望の特性にしたがって適宜選択される。例えば、熱伝導特性を得る場合には銀、銅、金、アルミニウム又はタングステンが例示でき、電磁波遮蔽性能を得る場合には銀が例示でき、導電性能を得る場合には銀が選択される。一方、セラミックス材料としては特に制約はなく、所望の特性にしたがって適宜選択される。例えば、熱伝導特性を得る場合には窒化アルミニウムが選択される。また耐摩耗特性、すべり特性の観点から選択しても良い。例えば円柱形状のエラストマーの側面に銀等の金属材料や酸化ジルコニウム等のセラミックス材料からなる薄膜層を形成し、円柱の軸心で自転運動させて紙送りローラーを形成しても良い。

エラストマー組成物の表面全体に薄膜が形成されても、その一部分であっても良い。あるいは薄膜層が二層以上の複層構造となっていても良い。複層薄膜の場合、それぞれの層の物理蒸着方法が異なっていても良い。また、エラストマー組成物が曲面を成している場合、形成される薄膜は平面である必要はない。すなわち目的とする用途や必要な性能により、自在な薄膜形成を行うことができる。また、ある形状のエラストマー組成物の表面に薄膜を形成した後に、その薄膜層を同じあるいは異なるエラストマー組成物で被覆すること、或いは表面に形成された薄膜の表面の全面あるいは一部分に塗装を行なうこと、或いは酸−アルカリなどの化学的処理により改質を行なうことも本発明の範疇に含まれる。このように薄膜層は必ずしもエラストマー成形体の表面層を形成している必要はなく、目的とする機能を充足すれば成形体における配置に制約はない。

薄膜の厚さは単層に付き１ｎｍから５００μｍが好ましい。１ｎｍ以下であると均一な薄膜が望みにくくなり５００μｍを超えるとエラストマー成形体を曲げた場合、薄膜の脱離や割れが生じ易する場合がある。

光劣化を生じやすいため揮散しやすい性質を持った配合材料、具体的には老化防止剤を多量に含有させなければならなかったジエン系のエラストマーについては、老化防止剤の含有量を１．０重量部以下と極力減らし、且つ２０ｍ^２／ｇ以上の比表面積を有する充填材を分散させることにより、形成された薄膜の付着力を向上させる。このときエラストマー組成物の光劣化については、形成した薄膜で光を遮蔽させて光劣化防止を図る。

また、本発明者らは、エラストマー組成物に表面プラズマ処理を施した後、そのエラストマー組成物に薄膜を形成したエラストマー成形体がさらに付着力を向上させることも確認した。

ターゲット材料や物理蒸着操作で得ることが困難である薄膜種に関しては、それに近い成膜を行った後に成膜面に対して人為的改質操作を施しても良い。

以下、本発明の実施例について説明する。薄膜の密着度の確認はＪＩＳ Ｋ５６００−５（１９９９）「塗料一般試験方法 第５部 第６節 付着性(クロスカット法)」により行った。また、配合材料の量を示す「部」はポリマー１００に対する重量部を意味する。

（実施例１）
「真空蒸着法でクロムの５００±１００ｎｍ薄膜を形成し、熱伝導性シートとして活用するシリコーンゴムシートの製造」
末端がトリメチルシリル基であり、メチルビニルシロキサン単位を０．１５モル％含有する重合度がおよそ６，０００であるシリコーンゴムに、比表面積が３２ｍ^２／ｇであるカーボンブラック「３０３０Ｂ」(商品名:三菱化学株式会社製)を１５部配合し、ニーダーにてコンパウンドを作成した。これをロールにてアルキル系有機過酸化物架橋を０．８部加えた後、シート加工し、１６０℃，１５分間のプレス成型にて厚さ１．２ｍｍのシートを製造する。その後、２００℃４時間の２次架橋を恒温槽で行った。真空蒸着器の成膜チャンバー内に、蒸発源としてタンタル製ボート上に粉末クロムを載せたものを用い、蒸発源と対向した上方に作製したゴムシートをセットした。成膜チャンバーを、油拡散ポンプを用いて１０^−２Ｐａ以下の圧力になるまで真空引きした。その後、タンタルボートに電流を流して粉末クロムを蒸発させ、上方にあるゴムシート表面にクロム薄膜を形成した。クロム薄膜の膜厚は、ゴムシート近傍に設置してある水晶振動子を用いた膜厚モニターにて測定した。

（比較例１）
カーボンブラックに比表面積が９ｍ^２／ｇである「サーマックスＮ−９９０」(商品名:カナダ Ｃａｎｃａｒｂ ｌｉｍｉｔｅｄ社製)のグレードを用いた他は実施例１と同様な成形体とした。

（比較例２）
比表面積が３２ｍ^２／ｇである実施例１のカーボンブラックを９部用いた他は実施例１と同様な成形体とした。

（密着性試験結果）
実施例１の剥離個数は０／１００個であり密着性が優れていた。一方、比較例１は７７／１００個であり比較例２は３６／１００個であった。

（実施例２）
「スパッタリング法で下層が酸化チタンの２０±５ｎｍ薄膜で、上層が薄膜銀の２００±４０ｎｍ薄膜を複層形成し、電波吸収体として使用可能なＥＰＤＭシートの製造」
「ＥＰＤＭ４０４５」(商品名:三井石油化学工業株式会社製)に亜鉛華５部、ステアリン酸１部、ニッケル系ソフトフェライト２０部、比表面積が１８６ｍ^２／ｇの湿式法シリカ粉「トクシールＵＲ」(商品名:株式会社トクヤマ製)を１２部及び老化防止剤としてパラフィン系材料「サンタイトＺ」(商品名:精工化学株式会社製)を０．８部配合しコンパウンドを作製後、ロールにて加硫促進剤と硫黄を混練した。押出成形で厚さ２．４ｍｍ幅７６ｍｍの平板を成形し、４００℃に設定した熱空気層にて滞留時間３分間にて架橋させた。成膜に用いたスパッタリング装置は複数のスパッタカソードを備え、真空を失わずに複数の材料の積層膜構造を得ることができる。スパッタリング装置の成膜チャンバー内のスパッタカソードに、下層薄膜となるチタンと上層薄膜となる銀のターゲットをセットし、カソードと対向した上方に作製したゴムシートをセットした。ターボ分子ポンプを用いて、成膜チャンバーを１０^−３Ｐａ以下になるまで真空引きした。その後、成膜チャンバー内にＡｒガスを０．５Ｐａ投入し、チタン及び銀のスパッタカソードに順次電力を投入してスパッタリングを行い、ゴムシートへの成膜を行った。なお、予備実験によりチタン、銀の成膜レートはそれぞれ６ｎｍ／ｍｉｎ，５０ｎｍ／ｍｉｎというデータが得られたため、成膜時間はチタン３分２０秒で２０ｎｍの膜厚に、銀４分で２００ｎｍの膜厚とした。

（比較例３）
比表面積が０．０２ｍ^２／ｇの粉砕シリカ粉「クリスタライトＶＸ−Ｓ」(商品名:株式会社 龍森製)を４５部配合した他は、実施例２と同様な成形体を得た。

（比較例４）
「サンタイトＺ」(商品名:精工化学株式会社製)を１．２部配合した他は、実施例２と同様な成形体を得た。

（比較例５）
比表面積が１８６ｍ^２／ｇの湿式法シリカ粉「トクシールＵＲ」(商品名:株式会社トクヤマ 製)を８部及び老化防止剤としてパラフィン系材料を配合しない他は、実施例２と同様な成形体を得た。

（密着性試験結果）
実施例２の剥離個数は０／１００個であり密着性が優れていた。一方、比較例３は２９／１００個、比較例４は７１／１００個、比較例５は３３／１００個であった。

比較例５は老化防止剤が配合されていないが、高い比表面積を有する充填材の配合量が１０重量部未満であるため、密着性が実施例２ほど良くなかった。高い比表面積を有する充填材の配合量が薄膜の密着性に大きな影響を与えた。

（実施例３）
「イオンプレーティング法で２０±２μｍの窒化チタン薄膜を形成し、工作用保護カバーシートとして利用可能なスチレン系ＴＰＥシートの製造」
熱可塑性エラストマーとしてスチレン系ＴＰＥ「セプトン４０５５」(商品名:株式会社クラレ製)を用い、比表面積が２６ｍ^２／ｇである炭酸カルシウム「ＭＳＫ−Ｃ」(商品名: 丸尾カルシウム株式会社製)を１３部用い加圧ニーダーにてコンパウンドを得た。Ｔダイ成形法で幅７６０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのシートを成形した。それを装置の大きさに合わせてカットし、イオンプレーティングで窒化チタンをターゲットに用い２０μｍの薄膜を形成し、耐カッターナイフ性（耐傷性）を表面に持つ工作用のカバーシートを作成した。イオンプレーティング装置の成膜チャンバー内に、蒸発源としてはカーボン製ハースライナーに粒状金属チタンを入れたものを用い、蒸発源と対向した上方に作製したゴムシートをセットした。成膜チャンバーを、油拡散ポンプを用いて１０^−２Ｐａ以下の圧力になるまで真空引きした。その後、成膜チャンバー内に２Ｐａの窒素ガスを投入し、組成物側に負の電圧を印加した上で、チタンを電子線にて蒸発させ、イオンプレーティングにて上方にあるゴムシート表面に窒化チタン薄膜を形成した。窒化チタン薄膜の膜厚は、ゴムシート近傍に設置してある水晶振動子を用いた膜厚モニターにて測定した。

（比較例６）
比表面積が１８ｍ^２／ｇである炭酸カルシウム「ＭＳＫ−Ｇ」(商品名:丸尾カルシウム株式会社製)を１３部用いた他は、実施例３と同様な成形体を得た。

（比較例７）
比表面積が２６ｍ^２／ｇである実施例３の炭酸カルシウムを８．８部用いた他は、実施例３と同様な成形体を得た。

（密着性試験結果）
実施例３の剥離個数は０／１００個であり密着性が優れていた。一方、比較例６は４１／１００個、比較例７は２６／１００個であった。

Claims (4)

1. 物理蒸着法により形成した金属材料若しくはセラミックス材料からなる薄膜層を表面に形成したエラストマー成形体であって、
   該エラストマー成形体は、ポリマー成分１００重量部に対して、窒素分子を用いて測定したＢＥＴ法による比表面積が２０ｍ^２／ｇ以上である充填材を１０重量部以上１００重量部以下含有し、かつ、ポリマー成分１００重量部に対して、老化防止剤を０．８重量部以下含有し、かつ、該老化防止剤は、ワックス類系の老化防止剤及び／又は移行性を有する老化防止剤であることを特徴とする薄膜層形成エラストマー成形体。
2. 前記エラストマー成形体はジエン系エラストマーからなりかつ前記薄膜層が該エラストマー成形体への光を遮蔽していることを特徴とする請求項１記載の薄膜層形成エラストマー成形体。
3. 前記エラストマー成形体が、前記充填材を含有しない他のエラストマーと複層構造をなしていることを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜層形成エラストマー成形体。
4. 前記薄膜層が、前記エラストマー成形体と同じ又は異なるエラストマーで被覆されていることを特徴とする請求項１記載の薄膜層形成エラストマー成形体。