導電性ポリマー発泡体、その作製方法、ならびにその物品およびその使用
【課題】導電性ポリマー発泡体、その作製方法、ならびにその物品を提供する。
【解決手段】前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、特定の密度、および特定の体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【解決手段】前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、特定の密度、および特定の体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔背景〕
本開示は、導電性ポリマー発泡体およびその作製方法、ならびにこれらポリマー発泡体を含む物品に関する。
【０００２】
導電性ポリマー発泡体は、電気接点デバイスとして、センサにおいて、電磁干渉（ＥＭＩ）／無線周波干渉（ＲＦＩ）シールドおよび／または静電気散逸を必要とする用途を含めた幅広い用途において使用される。ＥＭＩ／ＲＦＩシールドが可能な例示的な材料として、非導電性発泡体ガスケットのまわりに巻かれた金属箔または金属化繊維、および導電性材料で被覆された非導電性ガスケットが挙げられる。静電気散逸に適している材料として、シリコーン、ポリウレタン、ポリオレフィンなど様々なポリマーへと取り込まれた導電性充てん剤が挙げられる。導電性充てん剤を使用することの１つの欠点は、高導電性を実現するのに十分な量の導電性充てん剤の添加が、ポリマーの圧縮性および加工性に影響を及ぼすことである。加えて、このような高い充てん剤レベルを使用すると、ポリマーブレンドのコストが増大する。ユーザは多くの場合、コストと材料の品質との間で妥協を強いられる。したがって、ＥＭＩ／ＲＦＩシールドにおける使用向けの高品質導電性発泡体を実現することは困難となっている。
【０００３】
適切な導電性を維持しながらも添加する充てん剤の量を最小限に押さえるポリマー発泡体を提供することが有利なはずである。特定の用途に望まれる発泡体の圧縮性、加工性および他の物理的性質が著しく悪影響を受けないことがさらに有利なはずである。
【０００４】
したがって、特に、特定の用途に望まれる１つまたは複数の物理的性質への著しい悪影響なく、導電性も圧縮性および加工性も共にそれにより発泡体に提供することができる組成物および方法の当技術分野における必要性が残っている。
【０００５】
〔簡単な概要〕
ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００６】
ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；前記ポリマー前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００７】
また、次のポリマー発泡複合体を作製する方法も記載されている。この方法は、前駆体組成物を機械的に発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記機械的に発泡させた前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップと；前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間印加するステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；前記ポリマー前駆体組成物を硬化させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態において、ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させるステップと；前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００９】
ポリウレタン発泡複合体を作製する具体的な方法は、ポリイソシアネート成分と、前記ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む前駆体組成物を機械的に発泡させてセルを形成するステップと；前記発泡体をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；前記層を磁場にさらして、前記第一の表面と前記第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁場を印加する前に実質的に完了しているステップと；前記層を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリウレタン発泡複合体を生成するステップであって、前記第一表面と前記第二の表面との間の距離が、前記セルの平均直径の１．５倍を超えているステップとを含む。
【００１０】
シリコーン発泡複合体を作製する他の具体的な方法は、水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；前記混合物を発泡させるステップと；印加磁場内で前記混合物を硬化させて、前記発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に前記発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップと；前記硬化発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記シリコーン発泡複合体を生成するステップとを含む。
【００１１】
上記方法によって作製したポリマー発泡複合体についても記載されている。
【００１２】
別の実施形態において、ポリマー発泡複合体は、第一の表面および反対側の第二の表面を有するポリマー発泡体と、前記発泡体の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと整列された前記導電性磁性粒子とを備えるポリマー発泡複合体であって；前記発泡体が、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度と、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率とを有する。
【００１３】
上述の方法によって作製したポリマー発泡複合体を備える物品についでも記載されている。
【００１４】
別の実施形態においては、ポリマー発泡体層を作製する方法は、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップであって、前記層は、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記発泡前駆体組成物を発泡させて、前記層中に複数のセルを形成するステップと；前記層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で複数の互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性高アスペクト比粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；前記発泡層を硬化させるステップとを含む。
【００１５】
本発明の上述した、また他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明から当業者に評価され、理解されるであろう。
【００１６】
〔図面の簡単な説明〕
ここで例示的な図面を参照するが、いくつかの図面において同様の要素には、同様に番号付けされている。
【００１７】
図１は、例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００１８】
図２は、高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００１９】
図３は、ポリマー発泡体の表面に対してある角度をなして整列している高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００２０】
図４は、本発明の方法に従って作製した例示的な導電性ポリウレタン発泡体の断面の顕微鏡写真である。
【００２１】
〔詳細な説明〕
本明細書には、ポリマー発泡体が開示されており、これらポリマー発泡体において、導電性高アスペクト比粒子を発泡体内でカラムへと磁気的に整列させることで、ポリマー発泡体に電気電導性を付与している。このような磁気整列は、固体ポリマーにおいては実証されているが、この技法を使用してセル状ポリマー（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）に電気電導性を提供することもできることは予期せぬことである。
【００２２】
一実施形態においては、発泡前駆体組成物を形成し、この発泡前駆体中の導電性磁性粒子を、発泡体の２つの表面の橋渡しをする相互に孤立したチェーンへと磁気的に整列させ、これら粒子の整列後の前駆体組成物のさらなる発泡を防止し、前駆体組成物を硬化または冷却して発泡体を形成することによって、優れた電気電導性を実現することができることがわかっている。
【００２３】
別の実施形態においては、発泡前駆体組成物を形成し、この発泡前駆体中の導電性磁性粒子を、発泡体の２つの表面の橋渡しをする相互に孤立したチェーンへと磁気的に整列させ、前駆体組成物を硬化または冷却して発泡体を形成し、発泡体表面の最上層を取り除いて導電性磁性粒子の互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させることによって、増強した電気電導性を実現することができることがわかっている。
【００２４】
粒子が高アスペクト比を有する場合、およびカラムの長さがポリマー発泡体層の厚さ以上で、したがって上面と底面とを電気的に橋渡しをするために最小限の粒子間接点しか必要としない場合には、導電性の向上を実現することもできる。さらなる予期せぬ特徴では、ポリマー発泡体の物理的性質に実質的には悪影響を及ぼすことなく、このような導電性を実現することができる。したがって、一実施形態においては、導電性を有し、またそれらポリマー発泡体の圧縮性、可とう性、耐圧縮永久ひずみ性、セル均一性等のうちの１つまたは複数も実質的に保持するポリマー発泡体が製造される。これらの材料は、ＥＭＩおよび／またはＲＦＩから守ることができる物品の形成における使用に特に適している。
【００２５】
これらの導電性粒子は、同じ材料であっても異なる材料であってもよい導電性材料および磁性材料を共に含む。例示的な導電性材料としては、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム、コバルト、鉄等、ならびに上記金属のうち少なくとも１つを含む酸化物または合金などの導電性金属が挙げられる。適切な磁性材料としては、強磁性材料および常磁性材料が挙げられる。例示的な磁性材料として、鉄、ニッケルおよびコバルトならびにランタニド系希土類元素等と、上記磁性材料のうちの少なくとも１つの酸化物、セラミックスおよび合金が挙げられる。一実施形態において、磁性導電性材料は、非酸化性材料でもある。
【００２６】
粒子は、全体を（１種または複数種の）磁性導電性材料から形成することも、あるいは（１種または複数種の）磁性導電性材料を、非磁性材料、非導電性材料または非磁性非導電性材料と共に、コアまたは被覆として使用することもできる。例えば、導電性材料を使用して、鉄粒子などの磁性材料を含むコアを被覆することも、または磁性で導電性の材料を使用して、ガラスマイクロバルーンを含めたガラスなどの非磁性非導電性材料を被覆として使用することもできる。銀およびニッケル被覆が特に有用である。具体的な磁性導電性粒子として、ステンレス鋼粒子、銀被覆ニッケル粒子、銀被覆鉄粒子、ニッケル粒子、およびニッケル被覆三水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3、「ＡＴＨ」）、ニッケル被覆ガラス粒子、ニッケル被覆ステンレス鋼粒子などニッケル被覆粒子が挙げられる。
【００２７】
蒸着、無電解めっきなどの被覆技法によって、コア粒子上に導電性材料または磁性導電性材料を堆積させることができる。一実施形態においては、無電解めっきプロセスを使用して、三水酸化アルミニウム上にニッケルを堆積させることができる。別の実施形態においては、ニッケルカルボニルの蒸着を使用してニッケル被覆を得ることができる。複合体を形成するために使用する場合、ポリマーの所望の性質に著しく悪影響を及ぼすことなく粒子が複合体に所望のレベルの導電性を与えるように、磁性導電性粒子上に十分な量の導電性材料を被覆する。粒子をすべて被覆する必要はなく、被覆が各粒子を完全に覆う必要はない。したがって、少なくとも実質的に被覆されている粒子を使用することができる。例えば、所与の粒子群において、粒子の全表面積の少なくとも約６０％を被覆し、特別には粒子の全表面積の少なくとも約７０％、より特別には少なくとも約８０％、さらにより特別には少なくとも約９０％を被覆する。被覆厚さは大きく異なることがある。一実施形態においては、被覆の厚さが約０．００４〜約０．２ミル（約０．１〜約５マイクロメートル）、特別には約０．０２〜約０．１ミル（約０．５２６〜約３マイクロメートル）である。
【００２８】
これらの粒子は、様々な不規則な形状または規則的な形状、例えば球状、フレーク状、板状または棒状を有することができる。異なる形状が組み合わさった粒子を使用することができる。一実施形態においては、１を超えるアスペクト比（長さ／幅）を有する粒子を使用する。特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体層が、アスペクト比（粒子の幅で割った粒子の長さ）が高い粒子を備える。本明細書中で使用する用語「高アスペクト比」は、一般に、約１．５〜約５００、特別には約２〜約１００の長さ対幅比を有する粒子を指す。高アスペクト比を有する粒子の例示的な形状として、棒状粒子、繊維、ウイスカ等が挙げられる。本開示において高アスペクト比「粒子」を使用することがあるが、用語「粒子」には、棒、ウイスカ、繊維等を含めた任意の高アスペクト比形状が含まれることを理解されたい。粒径は特に限定されず、例えば、約０．２５０〜約５００マイクロメートルの平均最大直径を有することができる。特別には、粒子の平均最大直径は約１〜約５００マイクロメートル、より特別には約１００〜約３００マイクロメートルでよい。この平均径は、単一の充てん剤を用いて、または様々な平均粒径を有する充てん剤の混合物を用いて実現することができる。一実施形態においては、粒子が球状で、約１８０〜約２５０マイクロメートルの平均直径を有する。粒子間接点の面積を増大させるために、発泡性粒子（例えば、ニッケル被覆ポリ塩化ビニリデン粒子）または変形可能な粒子（例えば、ニッケル被覆ソフトビーズ）を使用することも可能である。
【００２９】
別の実施形態においては、平均最長寸法が、粒子がその中に配置されているポリマー層の厚さの約０．５〜約１．４倍でよい。例示的な高アスペクト比粒子としては、Ｂｅｋｈａｅｒｔ（登録商標）から市販されている金属繊維が挙げられる。Ｂｅｋｈａｅｒｔ（登録商標）の金属繊維は金属のみを含み、３０４、３４７、３１６Ｌなど様々な合金において利用可能なステンレス鋼繊維である。これらステンレス鋼繊維は、ポリマー発泡体層を通る電気伝導の提供に有効な寸法を有する。繊維の平均長は、合金および繊維の直径に依存する。一実施形態においては、金属繊維、特別にはステンレス鋼繊維は、１００〜１０００マイクロメートル、特別には３００〜８００マイクロメートル、より特別には５１６マイクロメートルの平均長と、２０００マイクロメートル未満、特別には１，０００〜１５００マイクロメートル、さらにより特別には１３９５マイクロメートルの最大長とを有する。金属繊維、特別にはステンレス鋼繊維についてのアスペクト比は、約１５から約２５まで変動することがある。一実施形態においては、金属、特別にはステンレス鋼を、ポリマー発泡体層内に配置する前にニッケルで被覆する。
【００３０】
これらの粒子を表面処理して、それら粒子の表面特性を変えることができる。例えば、粒子を疎水性材料で被覆して、ポリマー前駆体組成物との相互作用を低減させることができる。例示的な被覆材料は、シラン（ポリウレタン複合体に有用となることがある）またはフルオロシリコーン（シリコーン複合体に有用となることがある）である。理論に束縛されることを望むわけではないが、シランまたはシリコーンを用いた粒子の処理により、前駆体形成の１つもしくは複数の成分またはポリマー自体による粒子の濡れが低減されると考えられている。粒子の濡れの制御により、粒子を覆う表皮の形成を制御することができる。
所望の導電性を実現するために、他の導電性充てん剤を加えて使用することができ、カーボンブラック；ＰＡＮ繊維などの炭素繊維；金属被覆ガラス繊維、金属被覆炭素繊維、金属被覆有機繊維、金属被覆セラミック球、金属被覆ガラスビーズなどの金属被覆繊維または球；微粒子状またはフィブリル状のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど本質的に導電性のポリマー；酸化スズや酸化インジウムスズなどの導電性金属酸化物；および上記導電性充てん剤の少なくとも１種を含む組み合わせを使用することもできる。磁性導電性充てん剤対導電性充てん剤の相対比率は、使用する充てん剤の種類および発泡体の所望の特性によってかなり大きく異なることがある。一般に、充てん剤組成物は、それぞれ充てん剤組成物の総重量に基づき、５０〜１００重量パーセント（ｗｔ％）の磁性導電性材料と、０〜５０ｗｔ％の導電性充てん剤とを、より特別には７５〜９９ｗｔ％の磁性導電性充てん剤と、１〜２５ｗｔ％の導電性充てん剤とを含むことができる。
【００３１】
導電性ポリマー発泡体の作製において使用する充てん剤組成物の相対量は、ポリマーの種類、粒子の種類、使用目的、所望の導電率、発泡体セル構造、加工特性および類似の因子によって異なることになる。一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体の総充てん剤含有量が、それぞれ導電性ポリマー発泡体の総重量に基づき、約１０〜約９０ｗｔ％、特別には約２０〜約８０ｗｔ％、さらにより特別には約３０〜約７０ｗｔ％である。あるいは、充てん剤量は、発泡前の導電性ポリマー発泡体用前駆体配合物の体積パーセント（ｖｏｌ％）として記載することもできる。一実施形態においては、この発泡体が、発泡前のポリマー発泡体前駆体配合物の約１〜約３０ｖｏｌ％、特別には約２〜約２０ｖｏ％、より特別には約３〜約１７ｖｏｌ％、さらにより特別には約５〜約１５ｖｏｌ％の充てん剤粒子を含む。
【００３２】
本明細書中で使用する「発泡体」は、セル状構造を有し、また約５〜約１５０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）（８０〜２４０２キログラム／立方メートル（ｋｃｍ））、特別には約１２５ｐｃｆ（２００２ｋｃｍ）以下、より特別には約１００ｐｃｆ（１６０１ｋｃｍ）以下、さらにより特別には約１０〜約６０ｐｃｆ（１６０〜９６１ｋｃｍ）の密度を有する材料である。このような発泡体の空洞率は、それぞれ発泡体の総体積に基づき、約２０〜約９９％、特別には約３０％〜約９５％、より特別には約５０％である。これらの発泡体は、オープンセルであってもクローズドセルであってもよい。別の実施形態においては、発泡体の空洞率は、それぞれ発泡体の総体積に基づき、約２０〜約９０％、特別には約３０以上、より特別には約５０％以上でもよい。
【００３３】
発泡体で使用するためのポリマーは、幅広い熱可塑性物質、熱可塑性物質のブレンドまたは熱硬化性物質から選択することができる。使用することができる例示的な熱可塑性物質として、ポリアセタール、ポリアクリル酸、スチレンアクリロニトリル、ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１、ナイロン１２などの、これらに限定されないポリアミド類；ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等、または上記熱可塑性物質のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３４】
ポリマー発泡体において使用することができる熱可塑性物質のブレンドの例として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン／ナイロン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン／ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル／ナイロン、ポリスルホン／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／熱可塑性ウレタン、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、熱可塑性エラストマーアロイ、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート、スチレン−無水マレイン酸／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリエーテルエーテルケトン／ポリエーテルスルホン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアセタール、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等、または上記ブレンドの少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３５】
ポリマー発泡体において使用することができる熱硬化性ポリマーの例として、ポリウレタン類、エポキシ類、フェノール類、ポリエステル類、ポリイミド類、シリコーン類等、または上記熱硬化性物質のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。熱硬化性物質のブレンド、ならびに熱硬化性物質と熱可塑性物質のブレンドを使用することができる。
【００３６】
発泡体の作製における使用について公知である他の添加剤、例えば、織布（ｗｏｖｅｎ ｗｅｂ）、シリカ、ガラス粒子、ガラスマイクロバルーンなどの補強充てん剤、温度管理を行うために使用する充てん剤、難燃性充てん剤または添加剤など他の充てん剤が、発泡体組成物中に存在することができる。例示的な難燃剤として、例えば、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ホウ素、カルシウム、ニッケル、コバルト、スズ、モリブデン、銅、鉄、チタンまたはこれらの組み合わせを含む金属水酸化物、例えば、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄等；酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンなどの金属酸化物；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウムなどの金属ホウ酸塩；炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの金属炭酸塩；シアヌル酸メラミン、リン酸メラミン等、カーボンブラック、発泡性黒鉛フレーク（例えば、ＧＲＡＦＧＵＡＲＤの商品名でＧｒａｆＴｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｌｔｄ．から入手可能な発泡性黒鉛フレーク）等、ナノクレー、ならびに臭素化化合物が挙げられる。例示的な難燃性材料は、水酸化マグネシウム、ナノクレーおよび臭素化化合物である。一実施形態においては、ポリマー発泡体の難燃剤が、難燃剤についての一部のＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（ＵＬ）基準を満たす。例えば、ポリマー発泡体は、ＵＬ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９４の下でＶ−０の格付けを有する。
【００３７】
存在することができるさらに他の添加剤として、色素、顔料（例えば、二酸化チタンおよび酸化鉄）、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線（ＵＶ）安定剤、導電性充てん剤、ポリマーの硬化用の触媒、架橋剤等、ならびに上記添加剤の少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３８】
ポリマー発泡複合体を製造するための一般的なプロセスにおいては、ポリマー発泡体前駆体を、磁性導電性粒子と、他の任意選択の添加剤とを含む充てん剤組成物と混ぜ合わせ、第一の面と、後に磁場にさらされる反対側の第二の面とを有する物品、例えば、層を形成するために使用する。この層を、層の第一の表面から反対側の第二の表面まで延在する互いに孤立したチェーンの中の磁性導電性粒子を実質的に整列させるために有効な強度を有する磁場に、有効な時間さらす。硬化（または熱可塑性ポリマーの場合には冷却）前のプロセスのいずれかまたはそれ以上の時点で、例えば、物品の形成前、物品の形成中または物品の形成後、磁場への暴露前、磁場への暴露中または磁場への暴露後、あるいはこれらの組み合わせ、例えば、物品形成前と磁場への暴露中に、または物品形成後と磁場への暴露中に、発泡を行うことができる。一部の諸実施形態においては、磁場への暴露前に発泡が実質的に完了している。他の諸実施形態においては、磁場への暴露中発泡が継続するが、発泡も磁場への暴露も同時に終了する。さらに他の諸実施形態においては、磁場への暴露後も発泡が生じ続ける。
【００３９】
前駆体組成物の発泡は、機械的発泡（機械的起泡としても知られている）、ブロー（ｂｌｏｗｉｎｇ）（化学的または物理的）、あるいは機械的発泡、化学的ブローおよび物理的ブローのうち少なくとも２つを含む組み合わせによって行われる。
【００４０】
特定の一実施形態においては、前駆体組成物の発泡を機械的発泡によって行う。この実施形態においては任意選択で、化学的ブローによって、物理的ブローによって、あるいは機械的発泡、化学的ブローおよび物理的ブローを含む組み合わせによって、前駆体組成物をさらに発泡させることができる。しかしながら、一部の諸実施形態においては、機械的発泡のみを使用することを理解されたい。機械的発泡として、泡立て、混合、攪拌等、または上記発泡方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを挙げることができる。機械的発泡としては、発泡体（ｆｏａｍ）または気泡体（ｆｒｏｔｈ）を形成するための前駆体組成物への気体の機械的混入が挙げられる。発泡には、セルを分割または破壊し、それによりセル寸法およびセル寸法分布が選択されることによってセル寸法およびセルの分布を修正するために、セルを含む前駆体組成物の攪拌も含めることができる。化学的または物理的発泡剤（例えば、クロロフルオロカーボン）を用いて前駆体組成物内に気体を与え、それによりセルが形成されることでブローが行われる。このブローは、発泡前または発泡後、あるいは発泡前後に行うことができる。
【００４１】
一実施形態においては、磁場への暴露前に部分的に硬化させたポリマー発泡前駆体組成物を実質的には完全に発泡させることによって、最適な導電率が実現されることがわかっている。この実施形態においては、導電性の磁性粒子の整列後には、追加の発泡は生じない、または実質的には生じない。理論に束縛されることを望むわけではないが、磁性導電性粒子の整列後の追加の発泡により、表面の粒子を覆い、表面における電気的接触からそれら粒子を効率的に絶縁する発泡体の層または発泡体の表面の表皮が生じると考えられている。したがって、一実施形態においては、磁場への暴露中に完全に発泡体を硬化する。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化し、磁性導電性粒子を実質的に整列させ、そして発泡体の表面の一方または両方におけるもう１種の粒子を少なくとも部分的にさらめの強度および時間で磁場へ暴露した後に、完全に硬化する。これらの技法のいずれを使用する場合でも、発泡体のセル寸法に対する物品の厚さを制限する必要はない。
【００４２】
別の実施形態においては、硬化または冷却（熱可塑性物質の場合）した発泡体の外表面を取り除いて互いに孤立したチェーンの端部にある粒子を露出させることによって、ポリマー複合発泡体の導電率を向上させることができることがわかっている。この実施形態には、幅広い発泡方法と硬化または冷却方法とが可能となる利点がある。というのは、導電性の磁性粒子の整列後にポリマー前駆体の追加の発泡を防止する必要がないからである。例示的なプロセスとして、バフ研磨（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）、研削等が挙げられる。バフ研磨および研削は、発泡体の表面を研磨により除去することを伴う。他の例示的な後処理として、化学的除去、炎燃焼、誘電溶け落ち（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｕｒｎ ｔｈｒｏｕｇｈ）、コロナ表面処理等が挙げられる。これらのプロセスはそれぞれ、化学薬品、炎、放電またはコロナを用いた発泡体の表面の分解を伴う。接着剤剥離によって処理を実現することもでき、非剥離性（ｎｏｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）キャリアに表皮を付着させ、その後非剥離性キャリアおよび表皮を除去することによって、発泡体の表皮を取り除く。処理が、上記後処理方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを含むこともできる。
【００４３】
さらに別の実施形態においては、ポリマー発泡複合体の導電性を高めるために、高い硬化（架橋）度を有する発泡体を配合する。高度に硬化させる発泡体は、硬化中に収縮する傾向があり、これにより導電性の磁性粒子の互いに孤立したチェーンの端部が露出する。
【００４４】
導電性発泡体を製造するための一般的なプロセスにおいては、発泡体を形成するために使用するポリマー組成物を、磁性導電性充てん剤組成物（および他の任意選択の添加物）と混ぜ合わせ、第一の面と、後に磁場にさらされる反対側の第二の面とを有する層を形成するために使用する。ポリマーに応じて、キャスト前に、キャスト中に、キャスト後と磁場への暴露前に、またはキャスト後と磁場への暴露中に発泡を行うことができる。この層を、層の第一の表面から反対側の第二の表面まで延在する互いに孤立したカラムの中の磁性導電性高アスペクト比粒子を実質的に整列させるために有効な強度および時間磁場にさらす。発泡体は、磁場への暴露中未硬化のままにしておくことができ、発泡体を磁場への暴露前に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に完全に硬化させることも、または磁場への暴露に続いて完全に硬化させることもできる。一実施形態においては、磁場への暴露前に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露中に完全に硬化させる。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露後に完全に硬化させる。
【００４５】
粒子整列に適している磁場強度は、発泡体の粘度、発泡体の厚さおよび密度、ならびに粒子の性質を含めた様々な要因に依存する。一実施形態においては、より高い場の強度がより薄い発泡体には有利である。一実施形態においては、磁場強度は、約５０〜約２０００ガウス、特別には約１００〜約１５００ガウス、より特別には約１２５〜約１２００ガウスの磁束密度を有する。
【００４６】
一実施形態においては、物品、例えば層の第一および第二の表面に対して垂直である磁場を印加した結果として、層のｘ−ｙ平面に対して垂直である互いに孤立したチェーンへと磁性導電性粒子が組織化されるように、磁場を層と位置合わせする。図１は、導電性ポリマー発泡複合体１０断面の概略図を示す。ポリマー発泡複合体１０は、セル２４をその中に有し、第一の表面１４および第二の表面１６を有し、磁性導電性粒子１８を含むポリマー発泡体１２を備える。磁性導電性粒子１８は、ポリマー発泡複合体１０の平面に対して垂直である、すなわち、第一の表面１４および／または第二の表面１６に対して垂直であるｚ軸に沿った磁場と実質的にそろっているチェーン２０に組織化されている。磁性導電性粒子１８は、不揃いな形状のチェーン２０に組織化することができるが、チェーン２０は実質的には磁場とそろっている。図１に示すように、チェーン２０の端部２２は、発泡体１２の表面１４、１６で露出している。このようにさらすと、ポリマー発泡複合体の導電性が高まる。一般に、チェーンの端部おける各粒子は、粒径の約１０％〜約７０％、特別には粒径の約２０〜約５０％が表面から突き出ている。本明細書に開示する方法は、外表面１４、１６の一方または両方を物理的に取り除く必要なく粒子チェーンの端部がさらされるように実施する。例えば、磁場の印加の前に発泡が完了している場合、チェーンの端部が表面１４、１６の一方または両方で部分的に露出されるように、磁場の強度を調節して粒子を整列させることができる。
【００４７】
あるいは、ポリマー発泡体のｘ−ｙ平面に対して直角であるｚ方向の所望の導電率に対して傾斜の角度をなす磁場を印加した結果として、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムへと、磁性導電性粒子を組織化する。一実施形態においては、傾斜の角度（θ）は、ｚ軸のいずれの側に対しても約１°〜約４５°、特別には約５°〜約３０°、より特別にはｚ軸のいずれの側に対しても約１０°〜約２０°である。理論に束縛されないが、ｚ軸に対して斜めに整列している互いに孤立したチェーンを含む発泡体は、より圧縮性がよく、カラムは、圧縮力の方向により容易にたわむことができるため、損傷を受けるまたは破壊される可能性がより低い。
【００４８】
別の実施形態においては、層の第一および第二の表面に対して垂直である磁場の印加の結果として、発泡体のｘおよびｙ軸に対して垂直である、すなわち、ｚ軸に沿って整列しているカラムへと磁性導電性高アスペクト比粒子が組織化されるように、磁場を層と位置合わせする。図２は、導電性ポリマー発泡体１０の断面の概略図を示す。導電性ポリマー発泡体１０は、セル２６（寸法通りに図示せず）をその中に有し、第一の表面１４および第二の表面１６を有し、磁性導電性高アスペクト比粒子１８を含むポリマーマトリックス１２を備える。磁性導電性粒子１８は、導電性ポリマー発泡体１０の平面に対して垂直である、すなわち、第一の表面１４および第二の表面１６に対して垂直であるｚ軸に沿った磁場と実質的にそろっているカラム２０に組織化されている。図２に示すように、カラム２０の第一の端部２２が、発泡体１２の表面１４で露出している。別の実施形態（図示せず）においては、カラムの第一の端部２２と反対側の第二の端部２４を、第二の反対側の表面１６で露出させることができる。このようにさらすと、ポリマー発泡体の導電性が高まる。一般に、カラムの端部おける各高アスペクト比粒子は、粒子長の約１０％〜約７０％、特別には粒子長の約２０〜約５０％が表面から突き出ている。しかしながら、さらに別の実施形態（図示せず）においては、カラム２０の端部２２および２４が露出していない。図２に示すように、高アスペクト比粒子の形状は円筒形棒状であるが、上述の任意の高アスペクト比粒子形状を使用して磁性導電性カラム２０を形成することができることが想定される。さらに、図２は、単一の単位高アスペクト比粒子１８から形成されているカラム２０を示している。別の実施形態においては、高アスペクト比粒子１８の複数種からカラム２０を形成することができる。同様に、図２は、第一の表面と第二の反対側の表面との間に非常に多数のセルを備える発泡体を示す。別の実施形態においては、単一セルが第一の表面と反対側の第二の表面の橋渡しをすることができる。
【００４９】
別の実施形態においては、ポリマー発泡体のｘ−ｙ平面に対して直角であるｚ方向の所望の導電率に対して傾斜の角度をなす磁場を印加した結果として、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムへと、磁性導電性高アスペクト比粒子を組織化する。図３は、別の導電性ポリマー発泡体３０の断面の概略図を示す。この発泡体においては、複数の高アスペクト比粒子３２がカラム３４に組織化されている。図３に示すように、複数の粒子を使用する場合、カラムは実質的には磁場とそろっているが、端から端まで厳密に直線である軸に沿ってカラムが整列していないことがある。図３において、ポリマー発泡体のｚ軸に対してある角度をなして、すなわち、第一の表面３６および／または第二の表面３８に対してある角度をなして磁場を印加した。これにより、カラム３４が発泡体１０内で同様の角度をなして実質的に整列する。一実施形態においては、傾斜の角度（θ）は、ｚ軸のいずれの側に対しても約１°〜約４５°、特別には約５°〜約３０°、より特別にはｚ軸のいずれの側に対しても約１０°〜約２０°である。理論に束縛されないが、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムを含む発泡体は、より圧縮性がよく、カラムは、圧縮力の方向により容易にたわむことができるため、損傷を受けるまたは破壊される可能性がより低い。
【００５０】
一実施形態においては、図３に示すように、ポリマー発泡体の表面は実質的に平坦である。平滑面により、ガスケット用途における封止が改善される。特定の一実施形態においては、発泡体の各表面には、整列した充てん剤粒子の存在から生じる突起またはくぼみ（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）が実質的にはない。より具体的には、発泡体のｘおよびｙ表面には、充てん剤粒子の整列から生じ、ｘおよびｙ表面を変化させる突起またはくぼみが実質的にはない。
【００５１】
発泡体は、磁場への暴露中未硬化のままにしておくことができ、発泡体を磁場への暴露前に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に完全に硬化させることも、または磁場への暴露に続いて完全に硬化させることもできる。一実施形態においては、磁場への暴露前に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露中に完全に硬化させる。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露後に完全に硬化させる。
【００５２】
発泡体内セルの直径は、使用するポリマー、発泡技法および発泡パラメータならびに同様の考慮事項に応じて異なることになる。機械的発泡の有利な特徴においては、化学的または物理的ブローによって通常提供されるよりも小さい平均直径を有するセルが製造される。例えば、５０マイクロメートルと小さい平均直径を有するセルを製造することができる。本明細書に開示する方法では、平均直径が６５〜１，０００マイクロメートル、特別には１０〜５００マイクロメートル、より特別には５０〜２５０マイクロメートルであるセルを有する発泡体が一般的には製造される。
【００５３】
特に有利な特徴においては、ポリマー発泡複合体の厚さ（第一および第二の表面間の距離）は、ポリマー発泡複合体の平均セル寸法ではなく、粒子自体の抵抗と粒子間接点の抵抗とによってより制限される。したがって、磁性導電性粒子が発泡体表面に十分近い、または発泡体表面で露出しているならば、優れた導電性を得るために発泡体の平均セル寸法に基づきポリマー複合体の厚さを調節する必要はない。例示的な一実施形態においては、ポリマー発泡複合体の厚さは、平均セル直径の１〜１０，０００倍、特別には平均セル直径の１．５〜１，５００倍、より特別には平均セル直径の２〜１００倍、さらにより特別には平均セル直径の３〜１０倍である。加えて、導電性の磁性粒子の平均粒径の２０％を超える、特別には粒径の２５％を超える、さらにより特別には平均粒径の３０％を超える平均セル寸法により、優れた結果が得られていることがわかっている。
【００５４】
本組成物および本方法は、ポリマー発泡体層の作製においてとりわけ有用である。特定の一実施形態においては、機械的に起泡させた前駆体組成物（ポリマー前駆体組成物、充てん剤組成物および任意の追加の添加剤を含む）のキャリア支持体上へのキャストによって層を形成して、キャリア支持体上に第一の表面と反対側の第二の表面とを有する発泡体層を得る。この層の第一の表面は支持体と接触している。任意選択で、キャスト層の第二の表面上に、または第二の表面に接触して第二の（上部）キャリア支持体を配置する。キャスト前もしくはキャスト後および／または第二のキャリア支持体の配置前もしくは配置後にブローによる層のさらなる発泡を行うことができる。一実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置前に、層を実質的に完全に発泡させる。別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層を発泡させる。さらに別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層に磁場を印加する。しかしながら、特定の一実施形態においては、単一のキャリアのみを使用する。
【００５５】
実際には、１つまたは複数のキャリアを供給ロールからたぐり出し、硬化した発泡体から分離したら最終的には引取ロールに巻き取ることができる。上部および下部キャリア用の材料の選択は、支持性および可とう性の所望の度合い、硬化した発泡体から剥離性の所望の度合い、コスト、その他考慮事項などの要因に依存することになる。紙、銅やアルミニウムなどの金属の薄板、またはポリエチレンテレフタレート、シリコーン、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ、ポリイミドなどのポリマーフィルムを使用することができる。この材料を、剥離塗料で被覆することができる。
【００５６】
一実施形態においては、（１つまたは複数の）キャリアが導電性で、例えば、銅箔などの導電層である。導電性キャリアとポリマー発泡複合体層との間には、導電性接着剤を使用することができる。導電性金属箔を使用すると特に、寸法安定性もｘ−ｙ導電性も共に提供することができる。したがって、一実施形態においては、物品が、発泡複合体層の第一の面上に導電性の、例えば金属の層を備える。任意選択で、物品の導電性をさらに高めるために、導電層の反対側の面を後処理して発泡体の外面を取り除くことができる。別の実施形態においては、物品が、その物品の第一の面および第二の面のそれぞれに導電性の、例えば金属の層を備える。ここで、第二の面は第一の面の反対側である。
【００５７】
特定の一実施形態においては、キャリアは磁性を有する、または導電性と磁性とを共に有する。例示的な導電性の磁性箔は、銅の中に１０ｗｔ％のニッケルを含むＯｌｉｎ ＣｕｐｒｏＮｉｃｋｅｌ ７０６や、銅の中に３０ｗｔ％のニッケルを含むＯｌｉｎ ＣｕｐｒｏＮｉｃｋｅｌ ７１５など、ニッケルおよび銅を含む箔である。磁性の上部および／または下部キャリアを使用すると、互いに孤立したチェーンにおける導電性の磁性粒子の端部のキャリアとの接触が促進され、それによりポリマー発泡体の導電性が高まる。したがって、発泡体の外面の後処理除去なしで、または粒子整列後に確実に発泡が生じない、もしくは実質的には生じないようにすることなく、高導電性ポリマー発泡複合体を実現することが可能である。
【００５８】
したがって、一実施形態においては、物品が、発泡複合体層の第一の面上に磁性導電性層を備える。第二の面を通って粒子が突き出るように、非常に強い磁場を使用して粒子を整列させることができ、それにより互いに孤立したチェーンの端部を完全または部分的に露出させる。チェーンの端部の露出の度合いは、磁場の強度を調節することによって、または磁場を印加した後に生じる発泡の度合いを制御することによって調節することができる。加えて、または代替的に、物品の導電性をさらに高めるために、導電性の磁性層の反対側の面を後処理して発泡体の外面を取り除く。別の実施形態においては、物品が、物品の第一の面および第二の面のそれぞれに導電性の磁性層を備える。ここで、第二の面は第一の面の反対側である。
【００５９】
別の実施形態においては、キャリア（導電性を有するまたは導電性と磁性とを有する層を含む）上に導電性の磁性粒子の層を配置して、ポリマー発泡複合体の導電性を高めることができる。例えば、溶媒／ポリマー混合物中の導電性の磁性粒子の層でキャリアを被覆することができ、その後溶媒を除去することができる。使用するポリマーの量は、粒子を少なくとも部分的に露出させたままにしながらキャリアに粒子を付着させるには十分である。その後これらの粒子は、カラム形成用の「シード（ｓｅｅｄ）」として働き、より精密なカラム配置を可能にする。粒子をシードとしてあるパターンとした場合、カラムはそのパターンに従って形をなす。
【００６０】
硬化した発泡体の表面に転写する予定の材料、例えば、キャリアから剥離可能であるポリウレタンフィルム、キャリアから剥離可能である圧感接着剤、またはキャリアから剥離可能である導電性接着剤で、キャリアの片方または両方を被覆することができる。繊維ウェブまたは他の充てん剤材料をキャリアの表面上に配置することができ、それにより最終的には硬化した発泡体に組み込まれる。別の実施形態においては、キャリアの一方または両方に対して発泡体が硬化する。したがって、一方または両方のキャリアは、発泡体から分離され引取ロールに巻き取られる代わりに、最終製品の一部を形成することができる。例えば、銅箔などの導電層上へ発泡体のキャストを行うことができる。特定の一実施形態においては、銅箔は、導電性の高アスペクト比粒子を含むエラストマー層をさらに備える。このエラストマー層上へ発泡体のキャストを行って、導電層と発泡体とを備えそれらの間にエラストマー／粒子層が配置されている物品を提供する。あるいは、コンベヤベルトを下部キャリアとして使用することもできる。
【００６１】
平滑面またはテクスチャ加工した、例えば、つや消し面を有するキャリアを用いて、発泡体層を作製することができる。特定の一実施形態においては、（１つまたは複数の）キャリアは平滑面を有する。平滑面を有するキャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、平滑キャリアなしで作製した導電性発泡体層よりも実質的に平滑な表面を有することとなる。特別には、共に平滑面を有する上部キャリアおよび下部キャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、より平滑な表面を有することができ、より低い密度を有することができ、表面よりも上側には粒子の突起がなく、またより優れた封止を有することができる。表面におけるカラム形成または粒子の位置を導くために、テクスチャ加工した表面が有用であることがある。一部の諸実施形態においては、テクスチャ加工した表面を使用すると、粒子チェーンの露出を改善することができる。
【００６２】
しかしながら、特定の一実施形態においては、単一のキャリアのみを使用する。上述のとおり、発泡体の表面からの導電性の磁性粒子の少なくとも部分的な露出により、より導電性の発泡体となることがわかっている。上部キャリアを使用すると、粒子を絶縁する表皮の形成を促進させることがわかっている。依然として優れた導電性を実現することはできるが、圧縮の増大を伴う場合のみである。したがって、上部キャリアを用いず単一の下部キャリアのみ用いて発泡体層を形成することが有利である。
【００６３】
上部キャリアを使用することが望ましい場合には、発泡体の外面を取り除いてポリマー複合体物品の表面で粒子をさらに好ましく露出させることによって、得られた層（または他の粒子）を硬化後に処理してポリマー発泡複合体の導電率を増大させることができる。例示的な除去プロセスとして、バフ研磨、研削等が挙げられる。バフ研磨および研削は、発泡体の表面を研磨により除去することを伴う。他の例示的な後処理として、化学的除去、炎燃焼、誘電溶け落ち、レーザーアブレーション、コロナ表面処理等が挙げられる。これらのプロセスはそれぞれ、化学薬品、炎、放電またはコロナを用いた発泡体の表面の分解を伴う。接着剤剥離によって除去を実現することもでき、非剥離性キャリアに表皮を付着させ、その後非剥離性キャリアおよび表皮を除去することによって、発泡体の表皮を取り除く。除去には、上記除去方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを含めることもできる。発泡体物品の１つ、２つまたはすべての表面を後処理することができる。
【００６４】
当技術分野で公知のように、機械的発泡の前に、したがって磁場の印加前に混合する前駆体組成物からポリマー発泡体を作製する。圧縮永久ひずみ抵抗、軟度、靭性および圧縮率を含めた優れた機械的性質をもたらすように、このような発泡体を作製することもできる。ポリウレタン発泡体の形成のための例示的な組成物については、例えば、米国特許第５７３３９４５号、米国特許第６５５９１９６号および米国特許第７３３８９８３号に記載されている。さらに、一部の諸実施形態においては、発泡前に、または発泡に付随して混合される前駆体組成物からポリマー発泡体を作製する。機械的起泡またはブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）、あるいは機械的起泡およびブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）の組み合わせによって、発泡を行うことができる。理論に束縛されないが、化学的および／または物理的発泡剤を使用する場合、チェーンの整列後に生じるセル形成がチェーンを分裂させ、導電率が低くなることがあると考えられている。本明細書で説明しているように発泡体層の厚さを限定すると、このような分裂を最小限に抑えられると思われる。機械的起泡のみによって発泡体を製造する場合、あるいは高アスペクト比粒子の整列前に化学的および／または物理的ブローが実質的に完了している場合、十分な導電性を実現することが可能である。理論に束縛されないが、キャスト後のさらなる発泡がないと、安定したカラムの形成が可能となると考えられる。したがって、一実施形態においては、ポリマー発泡体層を作製する方法は、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップであって、その層は、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；その発泡前駆体組成物を発泡させて、層内に複数のセルを形成するステップと；層の第一の表面と反対側の第二の表面との間の互いに孤立したカラムの中の磁性導電性高アスペクト比粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；発泡層を硬化させるステップとを含む。この実施形態においては、磁場の印加前に発泡体を完全に、または実質的に完全に起泡および／またはブローさせる。本明細書で使用する「実質的に完全に」とは、任意のさらなる発泡体の発展がカラム形成を実質的には阻止しないこと、またはカラムの高さよりも大きい発泡体厚さをもたらさないことを意味する。
【００６５】
発泡体の作製に使用するための具体的なポリマーとして、ポリウレタン発泡体およびシリコーン発泡体が挙げられる。ポリウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒とを含む前駆体組成物から形成される。発泡体を形成するプロセスでは、化学的または物理的発泡剤を使用することも、または発泡体を機械的に起泡することができる。例えば、発泡体を形成する１つの方法は、上述の組成の混合物全体に不活性ガスを混合物の機械的おさ打ち（ｂｅａｔｉｎｇ）によって実質的および均一に分散させて、構造的および化学的に実質的に安定しているが、周囲条件で加工可能である熱硬化性発泡体を形成するステップと；発泡体を硬化させて硬化発泡体を形成するステップとを含む。一実施形態においては、物理的発泡剤を発泡体に導入して発泡体密度をさらに減少させる。化学的または物理的発泡剤は、発泡前または発泡後に、好ましくは発泡前に導入することができる。好ましい一実施形態においては、磁場の印加後にさらなる発泡は生じない、または実質的には生じない。別の実施形態においては、機械的起泡を使用することなく物理的または化学的発泡剤のみを用いて、反応性組成物からポリマー発泡体を形成する。
【００６６】
適切な有機ポリイソシアネートとして、下記一般式を有するイソシアネートが挙げられる：
Ｑ（ＮＣＯ）i
式中、ｉは２以上の整数、Ｑはｉ価の有機ラジカルであり、ｉの平均値は２を超える。Ｑは、置換または無置換炭化水素基であってよく、芳香族官能基、または式Ｑ1−Ｚ−Ｑ1の基（Ｑ1は、Ｃ1-36アルキレンまたはＣ6-36アリーレン基であり、Ｚは、−Ｏ−、−Ｏ−Ｑ2−Ｏ、−ＣＯ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｑ2−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ2−、Ｃ1-24アルキレンまたはＣ6-24アリーレン）を含んでもよい。このようなポリイソシアネート類の例として、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−ｐ−メタン、キシリルジイソシアネート、ジイソシアナートシクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートおよび粗トリレンジイソシアネートを含めたトリレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアナートフェニル）メタン、クロロフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートまたはＭＤＩとしても知られている）およびその付加物、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート、イソプロピルベンゼン−アルファ−４−ジイソシアネート、ならびにポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの高分子量イソシアネートが挙げられる。
【００６７】
Ｑは、ケースＱ（ＮＣＯ）iがプレポリマーとして知られている組成物であるｉ価のポリウレタンラジカルを表すこともできる。このようなプレポリマーは、上記ポリイソシアネートの化学量論的過剰量を活性水素含有成分、とりわけ以下に記載されているポリヒドロキシル含有材料またはポリオールと反応させることによって形成される。一実施形態においては、化学量論的過剰量の割合約３０パーセント〜約２００パーセントでポリイソシアネートを使用するが、この化学量論は、ポリオール中のヒドロキシル一等量当たりのイソシアネートの等量に基づいている。使用するポリイソシアネートの量は、調製するポリウレタンの性質に応じてわずかに異なることになる。
【００６８】
活性水素含有成分は、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールを含むことができる。適切なポリエステルポリオールは、ジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体（無水物、エステルおよびハロゲン化物など）とのポリオールの重縮合付加物、ポリオールの存在下ラクトンの開環重合によって得られるポリラクトンポリオール、ポリオールとのカーボネートジエステルの反応によって得られるポリカーボネートポリオール、ならびにひまし油ポリオールを含む。重縮合ポリエステルポリオールの生成に有用である適切なジカルボン酸およびジカルボン酸の誘導体は、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸などの脂肪族または脂環式ジカルボン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが含まれるがこれらに限定されない芳香族カルボン酸、ピロメリト酸など三塩基性、またはより高い官能性のポリカルボン酸、ならびに無水マレイン酸、無水フタル酸、テレフタル酸ジメチルなどが含まれるがこれらに限定されない無水物および第二アルキルエステルである。
【００６９】
追加の活性水素含有成分は、環状エステルポリマーである。適切な環状エステルモノマーには、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、ゼータ−エナントールラクトン、モノアルキル−バレロラクロン、例えば、モノメチル−、モノエチル−およびモノヘキシル−バレロラクロンが含まれるが、これらに限定されない。適切なポリエステルポリオールとして、カプロラクトンをベースとするポリエステルポリオール、芳香族ポリエステルポリオール、アジピン酸エチレングリコールをベースとするポリオール、および上記ポリエステルポリオールのうちいずれか１種を含む混合物が挙げられる。例示的なポリエステルポリオールは、ε−カプロラクトン、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、またはテレフタル酸のジメチルエステルから作製されるポリエステルポリオールである。
【００７０】
ポリエーテルポリオールは、水への、またはエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキシレングリコール、１，１０−デカンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、４−メチル−３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、３−メチレン−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、（２−ヒドロキシエトキシ）−１−プロパノール、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−１−ブタノール、５−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１−ペンタノール、１−（２−ヒドロキシメトキシ）−２−ヘキサノール、１−（２−ヒドロキシプロポキシ）−２−オクタノール、３−アリルオキシ−１，５−ペンタンジオール、２−アリルオキシメチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、［４，４−ペンチルオキシ）−メチル］−１，３−プロパンジオール、３−（ｏ−プロペニルフェノキシ）−１，２−プロパンジオール、２，２’−ジイソプロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）ジエタノール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、３−（２−ヒドロキシエトキシ）−１，２−プロパンジオール、３−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１，２−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２−（２−ヒドロキシエトキシ）−メチルペンタンジオール−１，５、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシエトキシ）メチル］−エタン、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシプロポキシ）メチル］−プロパン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース、ラクトース、アルファ−メチルグルコシド、アルファ−ヒドロキシアルキルグルコシド、ノボラッ樹脂、リン酸、ベンゼンホスホン酸、トリポリリン酸やテトラポリリン酸などのポリリン酸、三元縮合生成物などの多価有機化合物への、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、これらの混合物などのアルキレンオキシドの化学付加（ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｄｄｉｔｉｏｎ）によって得られる。ポリオキシアルキレンポリオールを生成する際に使用するアルキレンオキシドは、通常、２〜４個の炭素原子を有する。例示的なアルキレンオキシドは、プロピレンオキシドおよびプロピレンオキシドのエチレンオキシドとの混合物である。上記ポリオール類を、活性水素成分それ自体として使用することができる。
【００７１】
適切なポリエーテルポリオール群は、下記式によって一般には表される：
Ｒ［（ＯＣnＨ2n）zＯＨ］a
式中、Ｒは水素または多価炭化水素ラジカルで、ａはＲの価数と等しい整数（すなわち、１または２〜６〜８）で、ｎはそれぞれ２から４を含めた整数（特別には３）で、ｚはそれぞれ２〜約２００、特別には１５〜約１００の値の整数である。一実施形態においては、ポリエーテルポリオールが、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール等のうちの１種または複数種の混合物、あるいは上記ポリエステルポリオールのうちの少なくとも１種を含む組み合わせを含む。
【００７２】
使用することができる他のタイプの活性水素含有材料は、ポリオール中のエチレン性不飽和モノマーを重合させることによって得られるポリマーポリオール組成物である。このような組成物を生成するための適切なモノマーとして、アクリロニトリル、塩化ビニル、スチレン、ブタジエン、塩化ビニリデンおよび他のエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約１ｗｔ％以上、特別には約５ｗｔ％以上、より特別には約１０ｗｔ％以上含む。ここで、重量パーセントはポリオールの総量に基づいている。一実施形態においては、ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約７０ｗｔ％以下、特別には約５０ｗｔ％以下、より特別には約４０ｗｔ％以下含む。このような組成物は、過酸化物、過硫酸塩、過炭酸塩、過ホウ酸塩、アゾ化合物などの遊離基重合触媒の存在下４０℃〜１５０℃の温度で、選択したポリオール中のモノマーを重合させることによって好都合に調製される。
【００７３】
活性水素含有成分は、ヒドロキシル基を末端とするポリヒドロカーボン、ヒドロキシル基を末端とするポリホルマール、脂肪酸トリグリセリド、ヒドロキシル基を末端とするポリエステル、ヒドロキシメチル基を末端とするペルフルオロメチレン、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルグリコール、ドロキシル基を末端とするポリアルキレンアリーレンエーテルグリコール、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルトリオールなどのポリヒドロキシル含有化合物を含むこともできる。
【００７４】
これらのポリオール類は、広い範囲にわたって変化するヒドロキシル価を有することができる。一般に、使用する場合には他の架橋添加剤を含めたポリオールのヒドロキシル価は、約２８〜約１０００以上、特別には約１００〜約８００の量で存在する。ヒドロキシル価は、他の架橋添加剤の有無にかかわらずポリオールまたはポリオールの混合物１グラムから調製される完全にアセチル化した誘導体の加水分解生成物の完全な中和に使用する水酸化カリウムのミリグラム数として定義される。ヒドロキシル価は、下記方程式によって定義することもできる：
【００７５】
【数１】
【００７６】
式中、ＯＨはポリオールのヒドロキシル価、ｆは平均官能価（ａｖｅｒａｇｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）、すなわちポリオール１分子当たりの平均ヒドロキシル基数、Ｍ．Ｗ．はポリオールの平均分子量である。
【００７７】
使用する場合には、多くの適切な発泡剤または発泡剤混合物、特に水が適切である。水はイソシアネート成分と反応してＣＯ2ガスをもたらし、このＣＯ2ガスにより追加のブローが必要となる。発泡剤として水を使用する一実施形態においては、触媒を選択的に使用することによって硬化反応を制御する。一実施形態においては、分解してガスを遊離させる化合物（例えば、アゾ化合物）を使用することもできる。
【００７８】
とりわけ適切な発泡剤は、単独で使用することも、または互いとの混合物もしくは水やアゾ化合物など別のタイプの発泡剤との混合物として使用することもできる水素原子含有成分を含む物理的発泡剤である。これらの発泡剤は、炭化水素、エーテル、エステル、部分的にハロゲン化された炭化水素、エーテルおよびエステル等を含めた幅広い材料から選択することができる。適切な物理的発泡剤は、約−５０℃〜約１００℃、特別には約−５０℃〜約５０℃の沸点を有する。使用可能な水素含有発泡剤としては、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロ−エタン、モノクロロジフルオロメタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンなどのＨＣＦＣ（ハロクロロフルオロカーボン）；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２，４，４−テトラフルオロブタン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，３，３，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，４，４−ペンタフルオロブタン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタンなどのＨＦＣ（ハロフルオロカーボン）；メチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテル、ジフルオロメチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテルなどのＨＦＥ（ハロフルオロエーテル）；およびｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンなどの炭化水素がある。
【００７９】
使用する場合、水を含む発泡剤は一般に、ポリウレタン液相組成物を１重量パーセント（ｗｔ％）以上、とりわけ５ｗｔ％以上含む。一実施形態においては、発泡剤は、ポリウレタン液相組成物の３０ｗｒ％以下、とりわけ２０ｗｔ％以下の量で存在する。発泡剤が周囲温度またはそれを下回る沸点を有する場合、他の成分と混合されるまでその温度を圧力下で維持する。
【００８０】
イソシアネート成分の活性水素含有成分との反応を触媒するために使用する適切な触媒として、ビスマス、鉛、スズ、鉄、アンチモン、ウラン、カドミウム、コバルト、トリウム、アルミニウム、水銀、亜鉛、ニッケル、セリウム、モリブデン、バナジウム、銅、マンガンおよびジルコニウム、ならびにホスフィン類および第三級有機アミン類の有機および無機酸塩、ならびに有機金属誘導体が挙げられる。このような触媒の例は、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、第一スズオクトエート、鉛オクトエート、ナフテン酸コバルト、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１，３，５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、ｏ−およびｐ−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、１，４−ジアゾビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−ヒドロキシル−アルキル第四級アンモニウムカルボキシレートおよびテトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウム２−エチルヘキサノエート等、ならびに上記触媒のうちいずれか１つを含む組成物である。
【００８１】
一実施形態においては、触媒が金属アセチルアセトネートを含む。適切な金属アセチルアセトネートとして、アルミニウム、バリウム、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、イリジウム、鉄（ＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウムなどの金属に基づく金属アセチルアセトネートが挙げられる。例示的な触媒は、ビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）（ニッケルアセチルアセトネートまたはジアセチルアセトネートニッケルとしても知られている）、ならびにジアセトニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ジフェニルニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ビス（トリフェニルホスフィン）ジアセチルアセチルアセトナトニッケルなどのビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）の誘導体である。第二鉄アセチルアセトネート（ＦｅＡＡ）も、相対安定度を有し、触媒活性が優れ、毒性がないため適切な触媒である。一実施形態においては、金属アセチルアセトネートを、ジプロピレングリコールや反応に関与し最終生成物の一部となる他のヒドロキシル含有成分など適切な溶媒への事前溶解（ｐｒｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ）によって好都合に添加する。
【００８２】
ポリウレタン発泡体を製造する１つの方法において、発泡体を製造するための成分、すなわち、イソシアネート成分、活性水素含有成分、界面活性剤、触媒、任意選択の発泡剤、導電性の難燃性充てん剤および他の添加剤をまず互いに混ぜ合わせ、その後空気を用いて機械的起泡を施す。あるいは、機械的起泡プロセス中、液相に順次これらの成分を添加することもできる。発泡体の気相は、その安さおよび入手しやすさから、最も特別には空気である。しかしながら、必要に応じて、周囲条件で気体であり、また実質的には不活性または液相のいずれの成分とも反応しない他の気体を使用することができる。このような他の気体として、例えば、周囲温度で通常気体である水素、二酸化炭素およびフルオロカーボンが挙げられる。不活性気体は、ＨｏｂａｒｔミキサまたはＯａｋｅｓミキサにおいてなど、高せん断装置における液相の機械的おさ打ちによって液相に取り込む。気体は、Ｏａｋｅｓミキサの通常の作動においてと同様に圧力下で導入することも、またはＨｏｂａｒｔミキサにおいてと同様におさ打ちまたはむち打ち作用によって、覆っている（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）雰囲気から引き込むこともできる。機械的おさ打ち作業は、特別には７〜１４ｋｇ／ｃｍ2（１００〜２００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））を超えない圧力で行う。容易に入手可能な混合装置を使用することができ、特別な装置は一般に必要ない。液相へとおさ打ちされる不活性気体の量は、所望の密度の発泡体を製造するために、気体流量計量装置によって制御する。この機械的おさ打ちは、Ｏａｋｅｓミキサにおいては数秒間にわたって行い、Ｈｏｂａｒｔミキサにおいては約３〜約３０分間にわたって行うが、使用する混合装置において所望の発泡体密度を得るためには長時間かかる。機械的おさ打ち作業から現れる発泡体は実質的には化学的安定性を有し、構造的安定性を有するが、周囲温度、例えば約１０℃〜約４０℃で容易に加工可能である。
【００８３】
起泡後、ホースまたは他の導管を通して反応性混合物を制御した速度で移動させて、第一のキャリア上に堆積させる。便宜上、この第一のキャリアは「下部キャリア」と称することができ、一般に、硬化した発泡体を容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。本明細書では「表面保護層」または「上部キャリア」とも称される第二のキャリアを、発泡体の上に配置することができる。上部キャリアもまた、やはり硬化した発泡体から容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。上部キャリアは、発泡体とほぼ同時に塗布することができる。上部発泡体を適用する前に、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒｉｎｇ ｂｌａｄｅ）または他の適切な広げ装置によって発泡体を所望の厚さの層に広げることができる。あるいは、上部キャリアの設置を使用して発泡体を広げ、発泡層を所望の厚さに調節することもできる。さらに別の実施形態においては、上部キャリアの設置後にコータを使用して、発泡体の高さを調節する。上部キャリアの塗布後、物理的または化学的発泡剤の影響下、起泡後の発泡体をブローさせることができる。上述のように、特定の一実施形態においては、上部キャリアを使用しない。
【００８４】
一実施形態においては、キャリアは、発泡体の表面に実質的に平坦な表面を与える。一実施形態においては、組立体全体をその後磁石およびオーブン内に設置して、高アスペクト比粒子を整列させると共にポリウレタン発泡体を硬化させる。
【００８５】
（１つまたは複数の）キャリアと（任意選択のブロー後の）発泡体層との組立体を磁場へと送り、その後任意選択で、導電性の磁性粒子を整列させ、その後発泡体を硬化させるための加熱ゾーンへと送る。特定の一実施形態においては、導電性の磁性粒子の整列後に硬化を行う。硬化は、熱膨張を回避するために室温（例えば、２３℃）で行うことができる。あるいは、加熱ゾーンの温度は、発泡体材料の組成に応じて、発泡体の硬化に有効な範囲内で、例えば、約７０℃〜約２２０℃で維持される。発泡体の外面上に一体表皮を形成する目的のために、または発泡体に比較的重い層を添加する目的のために示差温度（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ）を確立することができるが、表皮形成を回避するために硬化温度を調節することが好ましい。
【００８６】
発泡体を加熱し硬化した後、冷却ゾーンに移す。冷却ゾーンにおいては、ファンなど任意の適切な冷却装置によって発泡体を冷却する。適切な場合には、（１つまたは複数の）キャリアを取り除き、ロールに巻き取ることができる。あるいは、発泡体にさらなる処理、例えば、上述のようなバフ研磨もしくは研削、またはキャリア層の一方または両方に対する積層（熱および圧力を用いる接着）を施すこともできる。
【００８７】
本作製方法において、他のタイプのポリマーを使用することもできる。好ましくは、このようなポリマーを、磁場によって導電性の磁性粒子を整列させる前に完全に、または実質的には完全に形成することができる。そのように形成することが不可能である、または実用可能でない場合には、このような発泡体を後処理して、発泡体の表面から任意の表皮または追加の発泡体材料取り除くことができる。したがって、ポリシロキサンポリマーと、導電性の磁性粒子とを含むシリコーンを使用することもできる。
【００８８】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体を作製する方法は、ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含む液状組成物を起泡させるステップと；起泡体をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；層を磁場にさらして、磁性導電性高アスペクト比粒子を、第一の表面と第二の表面との間で本質的に連続的に層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列させるステップと；層を硬化させて、密度が約１〜約１２５ポンド／立方フィート、伸びが約２０％以上、圧縮永久ひずみが３０以下であるポリウレタン発泡体を生成させるステップとを含み、発泡体の厚さは、硬化した層内の複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍である。この方法は、さらに、層を完全に硬化させる前に層を部分的に硬化させることを含み、層を部分的に硬化させた後磁場を印加する。さらには、第一のキャリア支持体上で気泡体のキャストを行う。
【００８９】
一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体が、被覆された難燃性粒子なしの同じポリウレタン発泡体の機械的性質と類似の機械的性質を有する。補助発泡剤を使用する場合、得られた発泡体は、約１ｐｃｆと低いかさ密度を有することができる。
【００９０】
ポリシロキサンポリマーと、導電性高アスペクト比粒子とを含むシリコーン発泡体を使用することもできる。
【００９１】
一実施形態においては、シリコーン発泡体は、水素ガスの単体分離という結果を伴うポリシロキサンポリマー前駆体組成物中の水と水素化物基との間の反応の結果として生成される。この反応は、一般に、貴金属、とりわけ白金触媒によって触媒される。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは２５℃で約１００〜１，０００，０００ポイズの粘度を有し、水素化物、メチル、エチル、プロピル、ビニル、フェニルおよびトリフルオロプロピルからなる群から選択されるチェーン置換基（ｃｈａｉｎ ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ）を有する。ポリシロキサンポリマーの末端基は、水素化物、ヒドロキシル、ビニル、ビニルジオルガノシロキシ、アルコキシ、アシルオキシ、アリル、オキシム、アミノキシ、イソプロペノキシ、エポキシ、メルカプト基、または他の公知の反応性末端基でよい。適切なシリコーン発泡体は、組み合わせの粘度が上で指定した値の範囲内にあるのであれば、それぞれ異なる分子量（例えば、二峰性または三峰性の分子量分布）を有する数種のポリシロキサンポリマーを用いることによって製造することもできる。所望の発泡体を製造するために、異なる官能基または反応性基を有する数種のポリシロキサンベースのポリマーを得ることも可能である。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは、水１モル当たり約０．２モルの水素化物（Ｓｉ−Ｈ）基を含む。
【００９２】
使用するポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、触媒、一般には白金または白金含有触媒を使用して、ブローおよび硬化反応を触媒することができる。不活性キャリア上に、シリカゲル、アルミナ、カーボンブラックなどの触媒を堆積させることができる。一実施形態においては、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、その六水和物、そのアルカリ金属塩および有機誘導体を有するそのヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸錯体から選択される、担持されていない触媒を使用する。例示的な触媒は、部分的または完全に塩素原子を取り除くためにアルカリ化剤で処理されるまたはされない、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸の１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンなどのビニルポリシロキサンとの反応生成物、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸のアルコール類、エーテル類およびアルデヒド類との反応生成物、ならびにホスフィン類、ホスフィンオキシド類およびエチレン、プロピレン、スチレンなどのオレフィン類との白金キレートおよび二塩化白金錯体である。ポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、白金をベースとする触媒の代わりにジブチルスズジラウレートなど他の触媒を使用することが望ましいこともある。
【００９３】
シリコーン発泡体の気孔率および密度を制御するために、様々な白金触媒抑制剤を使用してブローおよび硬化反応の速度を制御することもできる。このような抑制剤の例として、ポリメチルビニルシロキサン環式化合物およびアセチレンアルコールが挙げられる。これらの抑制剤は、発泡体を破壊するようにして発泡および硬化を妨げるべきではない。
【００９４】
物理的および／または化学的発泡剤を使用してシリコーン発泡体を製造することが多いが、機械的発泡を使用することも可能である。ポリウレタン向けの上記物理的および化学的発泡剤を使用することができる。他の例示的な化学的発泡剤として、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタンジオールおよびシラノールが挙げられる。一実施形態においては、ブロー方法の組み合わせを使用して、望ましい特性を有する発泡体を得る。例えば、クロロフルオロカーボンなどの物理的発泡剤を、二次発泡剤とし反応性混合物に添加することができ、ブローの主な形態は、水、アルコール類または他の化合物のヒドロキシル置換基とポリシロキサンの水素化物置換基との間の反応の結果として放出される水素である。
【００９５】
シリコーン発泡体の製造において、前駆体組成物の反応性成分は、２つのパッケージで貯蔵される。一方は白金触媒を含み、他方は水素化物基を含むポリシロキサンポリマーで、これにより時期尚早の反応が防止される。いずれかのパッケージに導電性粒子を含めることが可能である。別の製造方法においては、導電性粒子と、水と、必要に応じて物理的および／または化学的発泡剤と、他の望ましい添加剤と共に、ポリシロキサンポリマーを押出機に導入する。その後、白金触媒を計量し押出機に入れて、発泡および硬化反応を開始し、混合物を機械的に起泡させる。水などの化学的発泡剤と併せて液体二酸化炭素や超臨界二酸化炭素などの物理的発泡剤を使用すると、はるかに密度が低い発泡体を生じさせることができる。さらに別の方法においては、液状シリコーン成分を計量し、混合し、機械的に起泡させ、発泡体を鋳型や連続被覆ラインなどの装置に分配する。したがって、鋳型内または連続被覆ラインで発泡を行うことができる。
【００９６】
一実施形態においては、白金触媒と、水素化物基を含有するポリシロキサンポリマーと、導電性粒子と、任意選択の物理的および／または化学的発泡剤と、任意選択の白金触媒抑制剤と、他の所望の添加剤とを含む組立体全体を、磁場内に設置する。磁場への暴露前または暴露中に発泡を行うことができる。
【００９７】
架橋は、ゲル化としても知られている。発泡前または発泡後に架橋に行うことができる。磁場の印加によって粒子を整列させる前または後に架橋を行うこともできる。一実施形態においては、磁場の印加後に架橋を行う。一実施形態においては、前駆体組成物を起泡させ、任意選択でブローさせ、次いで磁場を印加し、その後プレポリマーを架橋して発泡体をゲル化する。
【００９８】
導電性シリコーン発泡体は、導電性粒子なしの同じシリコーン発泡体の機械的性質と同じまたは実質的に類似の機械的性質を有することができる。
【００９９】
あるいは、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンを含む液状シリコーン組成物と、組成物を硬化させるために有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒と、任意選択で約１００〜約１０００センチポイズ粘度を有する反応性または非反応性ポリシロキサン流体とを含む前駆体組成物の反応によって、軟質導電性シリコーン組成物を形成することができる。適切な反応性シリコーン組成物は、低デュロメータ硬度の１：１液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）または液状射出成形（ＬＩＭ）組成物である。これらの組成物のインヘレント粘度は低いため、低デュロメータ硬度のＬＳＲまたはＬＩＭを使用すると、より多くの充てん剤量の添加が容易となり、軟質発泡体が形成される。
【０１００】
反応性または非反応性ポリシロキサン流体により、より多くの量の充てん剤を硬化シリコーン組成物に取り込むことが可能となり、したがって、得られる体積および表面抵抗率値が下がる。一実施形態においては、ポリシロキサン流体は硬化シリコーン内にとどまり、抽出されることも取り除かれることもない。したがって、反応性シリコーン流体はポリマーマトリックスの一部となり、使用中ガス放出は少しで、表面への移動はほとんどまたはまったくない。一実施形態においては、非反応性シリコーン流体の沸点は、ポリマーマトリックスに分散させた場合硬化中または硬化後に蒸発せず、表面へと移動しないもしくはガス放出しないよう十分高い。
【０１０１】
一実施形態においては、ＬＳＲまたはＬＩＭ系を、約１：１の体積比における混合に適切な二液性配合物として提供する。配合物の「Ａ」部分は、２つまたはそれ以上のアルケニル基を有する１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。適切なアルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキシニルおよびヘプテニルによって例示されるが、ビニルが特に適切である。このアルケニル基は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。２つまたはそれ以上のアルケニル基を有するポリシロキサンにおける他のシリコン結合有機基は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【０１０２】
アルケニル含有ポリシロキサンは、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖または網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。このアルケニル含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルフェニルシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルビニルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ならびに前述のポリシロキサンのうち２種またはそれ以上の混合物によって例示される。Ｒは、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基を表す。ただし、１分子当たりＲ基の少なくとも２つが、アルケニルである。
【０１０３】
ＬＳＲまたはＬＩＭ系の「Ｂ」成分は、１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子含有し、１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。この水素は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。他のシリコン結合基は、非アルケニル置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される有機基である。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【０１０４】
水素含有ポリシロキサン成分は、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖、環状、網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。この水素含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチル水素ポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、およびジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチルフェニルシロキサンによって例示される。
【０１０５】
この水素含有ポリシロキサン成分は、組成物の硬化に十分な量で、具体的には、アルケニル含有ポリシロキサン中のアルケニル基１つ当たり約０．５〜約１０個のシリコン結合水素原子の量で添加する。
【０１０６】
シリコーン組成物は、硬化を促進させるために、一般に成分「Ａ」の一部として、白金などの触媒をさらに含む。ヒドロシリル化反応触媒として知られる白金および白金化合物、例えば、白金黒、アルミナ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ａｌｕｍｉｎａ）粉末、シリカ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｓｉｌｉｃａ）粉末、炭素担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｃａｒｂｏｎ）粉末、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸白金−オレフィン錯体のアルコール溶液、白金−アルケニルシロキサン錯体、およびメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコーンなどの熱可塑性樹脂中の上述のような白金添加−反応触媒の分散体の微粒子化によって提供される触媒を使用することができる。触媒の混合物を使用することもできる。本組成物の硬化に有効な触媒の量は、一般に、アルケニルと水素成分とを合わせた量に基づき、白金金属の０．１〜１，０００ｐｐｍ（重量で）ある。
【０１０７】
この組成物は、約１０００センチポイズ以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する１種または複数種のポリシロキサン流体を任意選択でさらに含む。ポリシロキサン流体は、約１００センチポイズ以上の粘度を有することもできる。ポリシロキサン流体は、組成物の粘度を減少させる目的で添加し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、抵抗および抵抗率の値がより小さい硬化組成物が生じる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、抵抗値の温度依存性を低減させること、および／または抵抗および抵抗率の値の時間変化を低減させることができる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、流体を取り除くための処理中の余分なステップの必要性、ならびに使用時の希釈剤の可能性のあるガス放出および移動がなくなる。ポリシロキサン流体は、組成物の硬化反応、すなわち付加反応を抑制すべきではないが、硬化反応に関与してもしなくてもよい。
【０１０８】
非反応性ポリシロキサン流体は、約５００°Ｆ（２６０℃）を超える沸点を有し、枝分かれしていても、または直鎖状であってもよい。非反応性ポリシロキサン流体は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基；フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基；ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基；３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示されるシリコン結合非アルケニル有機基を含む。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。したがって、非反応性ポリシロキサン流体は、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位、ＲＳｉＯ3/2単位、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位、あるいはＲ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むことができ、Ｒは、アルキル、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、アリール、フェニル、トリル、キシリル、アラルキル、ベンジル、フェネチル、ハロゲン化アルキル、３−クロロプロピル、３，３，３−トリフルオロプロピルからなる群から選択される置換および無置換の一価炭化水素基である。非反応性ポリシロキサンは流体で、かなり高い沸点（約２３０℃（５００°Ｆ）を超える）を有するため、より多くの充てん剤の取込みを可能にするが、移動もガス放出もしない。非反応性ポリシロキサン流体の例として、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＤＣ２００が挙げられる。
【０１０９】
反応性ポリシロキサン流体は、アルケニル含有ポリシロキサンと共に共硬化し、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するため、それら自体がアルケニル基またはシリコン結合水素原子を含有することができる。このような化合物は、アルケニル含有ポリシロキサンに関し上述の構造と同じ構造を有することができ、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するが、加えて、約１０００センチポイズ（ｃｐｓ）以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する。一実施形態において、反応性ポリシロキサン流体は、付加硬化反応の硬化温度を超える沸点を有する。
【０１１０】
ポリシロキサン流体成分は、より多くの導電性充てん剤の添加、取込みおよび濡れを可能にするために有効な量、ならびに／あるいは導電性粒子の取込みを容易にする、例えば、デタングリング（ｄｅｔａｎｇｌｉｎｇ）および／または分散を容易にするために有効な量で存在する。一実施形態においては、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の１００重量部当たり約５〜約５０重量部の量で、ポリシロキサン流体成分を組成物に添加する。ポリシロキサン流体成分の量は、特別には約５重量部以上、より特別には約７．５重量部以上、さらにより特別には約１０重量部以上の量である。また、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の約５０重量部以下、より特別には約２５重量部以下、より特別には約２０重量部以下のポリシロキサン流体成分が望ましい。
【０１１１】
シリコーン発泡体は、硬化性シリコーンゲル配合物を任意選択でさらに含むことができる。シリコーンゲルは、軽く架橋した流体または硬化不足の（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｒｅｄ）エラストマーである。それらシリコーンゲルは、非常に軟らかく粘着性である状態から、適度に軟らかく触るとわずかに粘り気がある状態までの範囲に及ぶという点で独特である。ゲル配合物を使用すると、組成物の粘度が低下し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および／または充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、それにより抵抗および抵抗率の値がより小さく軟らかさが増大した硬化組成物が生じる。適切なゲル配合物は、二液性の硬化性配合物であっても、または一液性の配合物であってもよい。二液性の硬化性ゲル配合物の成分は、ＬＳＲ系について上で説明した成分（すなわち、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンおよび１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン）と類似している。主な違いは、充てん剤が存在しないこと、およびアルケニル基に対するシリコン結合水素原子基（Ｓｉ−Ｈ）のモル比が通常１未満で、硬化ゲルのゆるみおよび軟らかさを有する「硬化不足の」ポリマーが生じるように変えることができることにある。具体的には、アルケニル基に対するシリコン結合水素原子の比が約１．０以下、特別には約０．７５以下、より特別には約０．６以下、最も特別には約０．１以下である。適切な二液性シリコーンゲル配合物の例は、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）５２７ゲルである。
【０１１２】
シリコーン発泡体は、下部キャリアのみを用いてキャストおよび加工を行うことも、あるいは上述のように下部キャリアも上部キャリアも用いてキャストおよび加工を行うこともできる。
【０１１３】
公知であるように、二液性シリコーン発泡体における発泡および硬化（ゲル化）ステップは重複する、または同時に行われることが多い。粒子整列が完了するあまりにも前に硬化が進行する場合、発泡複合体の導電性は低くなる。一方硬化が遅れると、粒子整列後も発泡が継続することがある。この場合、層除去技法を使用して、発泡複合体の導電率を向上させることができる。あるいは、発泡／硬化反応を制御して、発泡ステップと硬化ステップとをより良く分離することもできる。潜伏性触媒の使用、および／または触媒の組み合わせの使用により、硬化反応が遅れることがある。例えば、白金触媒など異なる触媒の組み合わせを使用して発泡を促進させることができ、第二の潜伏性触媒系を使用して発泡後の硬化を促進させることができる。一部の化学的調整剤の添加を利用して、発泡反応を変更することもできる。あるいは、一部のシリコーンゲル配合物または強化シリコーン配合物を機械的に起泡させることも、または物理的にブローさせることもでき（例えばメタノール、イソプロパノール、ベンジルアルコールなどの揮発性発泡剤を用いて）、その後硬化させることができる。これらの配合物では、繊維充てん剤（例えば、炭素繊維）を使用して発泡体粘度を増大させることが有利となることがあり、それにより前駆体シリコーン配合物に取り込むことができる空気の量が増大すると共に、キャスト後の発泡体が維持される。
【０１１４】
したがって、一実施形態においては、シリコーン発泡体を作製する方法は、水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物を発泡させるステップと；第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品、例えば層を形成するステップと；磁性導電性粒子を、発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列させるステップと；発泡体を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で体積抵抗率が約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍであるシリコーン発泡複合体を製造するステップとを含む。
【０１１５】
もちろん、上述のように下部キャリアおよび上部キャリアを使用し、その後処理してシリコーン層の一方または両方の表面の外層を取り除くことも可能である。
【０１１６】
磁気的に整列している導電性粒子を使用すると、より低い濃度の導電性充てん剤を用いて優れた導電性を有するポリマー発泡複合体の作製が可能となる。より低い濃度の使用により、物理的性質、特に圧縮永久ひずみおよび／または軟らかさが向上した発泡体が生じる。これらの特性により、ガスケット材料、電気接地パッド（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｐａｄ）、電池接点用導電性バネ素材（ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｓｐｒｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）など様々な物品として、特に電磁および／またはＲＦシールドあるいは静電気散逸性が望まれる場合にポリマー発泡体を使用することが可能となる。導電性と共に封止、衝撃吸収性および／またはクッション性が望まれる場合に、これらの材料を使用することができる。導電性充てん剤も熱伝導性を有する場合、または導電性でも熱伝導性でもある充てん剤が存在する場合には、発泡体層を使用して熱伝導性を提供することもできる。一実施形態においては、熱伝導性を有する層を提供するために、（導電性充てん剤の代わりに）熱伝導性充てん剤を使用することができる。
【０１１７】
導電性ポリマー発泡複合体は、導電層（例えば、銅箔）およびパターン化非導電性接着剤の有無にかかわらず使用することもできる。公知のように、非導電性接着剤が、導電性接着剤と比較してはるかに低コストであるため望ましい。上記物品構成により、より安価な接着剤の使用と共に発泡体層と導電層との間の電気的接続が可能となる。別の実施形態においては、硬化ポリマー発泡体の配合物を、ポリマー発泡体に接着性を提供するために公知の手段によって調節する。導電性発泡体接着剤を実現することができる。
【０１１８】
本明細書に記載されているとおりに調製したポリマー発泡体は、セル寸法分布が改善されると共に、導電性および／または圧縮性を含めた物理的特性が向上する。導電性および／または物理的特性が向上したポリマー発泡体により、シールド能の向上および封止性の向上がもたらされる。機械的発泡を用いて調製したポリマー発泡体は特に、セル寸法分布が改善されると共に、導電性および／または圧縮性を含めた物理的特性が向上する。加えて、機械的発泡により、より低コストでのポリマー発泡体の作製が可能となる。
【０１１９】
有利な特徴においては、導電性ポリマー発泡複合体（特に、ポリウレタンとシリコーンとの発泡複合体）は、導電性の磁性充てん剤なしの同じ発泡体の機械的特性と類似の機械的性質を有する。補助発泡剤を使用する場合、ポリマー発泡複合体は約１ポンド／立方フィート（ｐｃｆ、１６キログラム／立方メートル（ｋｃｍ））と低いかさ密度を有することができる。ポリマー発泡複合体の密度は、充てん剤組成物の比重の影響を受ける。しかしながら、一般に、ポリマー発泡複合体は、約１〜約１５０ｐｃｆ（１６〜２４０２ｋｃｍ）、特別には約５〜約１２５ｐｃｆ（８０〜２００２ｋｃｍ）、より特別には約１０〜約１００ｐｃｆ（１６０〜１６０１ｋｃｍ）、さらにより特別には約２０〜約８０ｐｃｆ（〜１２８１ｋｃｍ）密度を有する。
【０１２０】
磁気的に整列している導電性粒子を使用すると、６０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ、４２キログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2））の圧力で測定される約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する導電性ポリマー発泡複合体の製造が可能となる。この範囲内であれば、体積抵抗率は、約１０-3〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍであっても、より特別には約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０ｏｈｍ−ｃｍであっても、最も特別には１０-2〜約１ｏｈｍ−ｃｍであってもよい（これらは、それぞれ６０ｐｓｉ（４２ｋ／ｃｍ2）で測定される）。以下の例に示すように、体積抵抗率が約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの範囲内にあるポリマー発泡複合体を得るためには、特定の条件が必要となる（比較例参照）。しかしながら、本明細書に開示されている方法を用いてこのような抵抗率を得ることができる。本発明の発明者によって、体積抵抗率が６０ｐｓｉで約１００ｏｈｍ−ｃｍ未満の、すなわち、６０ｐｓｉで約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍの範囲内にあるポリマー発泡複合体を得ることはより困難であることがわかっており、またこのような値を得るには、発泡体の種類、発泡体をどのように処理するのか（例えば、機械的に発泡させる）、導電性の磁性充てん剤の種類（例えば、ニッケル被覆ステンレス鋼）、充てん剤粒子の形状（例えば、球状または棒状）および充てん剤粒子の量の調整が必要となることがわかっている。より低い圧力（例えば、４０ｐｓｉまたは２０ｐｓｉ）で１００ｏｈｍ−ｃｍ以下の体積抵抗率得ることは、特に困難である。それにもかかわらず。本明細書中の教示に従うことによって、２０ｐｓｉで体積抵抗率が約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍであるポリマー発泡複合体を得ることができる。
【０１２１】
一実施形態においては、ポリマー発泡体は、約５０デシベル（ｄＢ）以上、特別には約７０ｄＢ以上、さらにより特別には約８０ｄＢ以上の量で電磁シールドを提供する。電磁シールドを測定する１つの方法は、ＭＩＬ−Ｇ−８３５２８Ｂに記載されている。
【０１２２】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体の体積抵抗率は、約１ｏｈｍ−ｃｍ以下で、電磁シールドは約８０ｄＢ以上である。
【０１２３】
発泡体は、優れた圧縮性を有する。所与の圧力におけるパーセントひずみ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｓｔｒａｉｎ）を測定することによって、圧縮性を決定することができる。ポリマー発泡複合体のパーセントひずみは、１００ｐｓｉ（７ｋｇ／ｃｍ2）で１０％を超える、特別には２０％を超える、より特別には４０％を超える、さらにより好ましくは５０％を超える。
【０１２４】
別の実施形態においては、発泡体は少なくとも以下の特性：約０．００７〜約１０．５ｋｇ／ｃｍ2、特別には約０．００７〜約７ｋｇ／ｃｍ2の２５％圧縮力たわみ（ＣＦＤ）を有する。別の実施形態においては、ＣＦＤは、ＡＳＴＭ１０５６に従って測定され、約０．０７〜約２．８ｋｇ／ｃｍ2である。
【０１２５】
ポリマー発泡複合体は、約２０％以上、特別には約１００％を超える破断伸びを有することができる。
【０１２６】
ポリマー発泡複合体は、約２０％未満、特別には約１０％の圧縮永久ひずみ（５０％）を有することができる。
【０１２７】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡複合体、特にポリウレタン発泡複合体は、１００ｐｓｉ（７ｋｇ／ｃｍ2）で２０％を超えるパーセントひずみ、約２０％以上の破断伸び、約３０％以下の圧縮永久ひずみ（５０％）、および約１〜約１２５ｐｃｆ、特別には約１〜約６０ｐｃｆのかさ密度を有する。
【０１２８】
圧縮力たわみ（ＣＦＤ）に反映される弾性率を、１ロットまたは１行程当たり２つのスタックを用いて最低０．６センチメートル（０．２５０インチ）、通常約０．９センチメートル（０．３７５インチ）まで積層した５×５センチメートルの打ち抜きサンプルと、インストロン試験機の底部に取り付けた９０９０ｋｇ（２０，０００ポンド）のセルを用いてインストロン試験機で決定する。ＡＳＴＭ Ｄ１０５６に従って、サンプルを元の厚さの２５％まで圧縮するために必要となる力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で算出することによって、ＣＦＤを測定した。
【０１２９】
２０キログラム（５０ポンド）のロードセルを取り付けたインストロン試験機を用い、また厚さおよび密度に応じて４．５〜９．０キログラムの範囲を用いて引張強さおよび伸びを測定する。破断時のキログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2）で表される力の量をサンプルの厚さで割って２を乗じて引張強度を算出する。伸びをパーセント伸長（ｐｅｒｃｅｎｔ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）として報告する。
【０１３０】
繊維などの高アスペクト比粒子を発泡体内で磁性導電性カラムに整列させた場合、ブローされた発泡体において導電性の向上を実現することができる。一実施形態においては、各カラムが、他の粒子チェーンとは互いに孤立している磁性導電性高アスペクト比粒子の単一のチェーンからなる。各チェーンが１〜２０個、特別には１〜６個の磁性導電性高アスペクト比粒子からなる場合に、優れた導電性を実現することができる。これらのチェーンは厳密に直線状である必要はないが、電気経路を確立する粒子間で相互接触がある。高アスペクト比粒子の使用には、高アスペクト比を有していない球状または類似の形状の粒子の使用に対していくつかの利点がある。高アスペクト比粒子の寸法は、発泡体層の厚さに及ぶカラムを形成するために個々の粒子を少ししか必要としないことを意味する。したがって、高アスペクト比粒子を使用すると、導電性のカラムを形成するために必要となる粒子間接点の数が低減される。さらに、単一の高アスペクト比粒子が、その粒子が上述のように整列している発泡体の厚さに等しい、または発泡体の厚さをわずかに超える最長寸法を有することができる。このような場合、互いに孤立した導電性のカラムを形成するために粒子間接点を必要としない。さらに、発泡体層の厚さを超える長さを有する粒子を使用することによって、磁気整列が完了した後に余分な発泡が生じたとしても、依然として優れた導電性を実現することができる。この発泡体は、カラムの端部を深く覆うことで発泡体を通して導電性を提供することが困難となることなく、高アスペクト比粒子の高さを満たすよう成長することができる。一実施形態においては、粒子端部の一方または両方が、発泡体層の表面で露出したままである。別の実施形態においては、発泡体が、ちょうど高アスペクト比粒子の端部周辺まで成長するように広がる。
【０１３１】
発泡体に優れた機械的性質、特に発泡シートに対する優れた封止性を提供するために、発泡体中のセルの平均直径は約２０〜約５００マイクロメートル、好ましくは約２０〜約３００マイクロメートルである。したがって、発泡体の最適なセル直径は、発泡シートの所望の厚さと望まれる封止能との間のバランスということになる。
【０１３２】
例示的なものであって限定的ではない以下の実施例では、本明細書中で説明した電磁シールド性および／または静電気散逸性および／または導電性を有するポリマー発泡体の様々な諸実施形態の一部の組成物および作製方法を説明する。
【０１３３】
〔実施例〕
以下の試験を使用して導電率を決定した。公知のように、体積抵抗率および静電シールドについての個々の値は、その個々の試験方法および条件に依存することになる。例えば、試験中にサンプルにかかる圧力に伴って体積抵抗率および静電シールドが変化することがあることが知られている。以下のサンプルの体積抵抗率を測定するために有用な電気器具および試験装置は以下のとおりである。装置は、金板２．５ｃｍ×２．５ｃｍ（１インチ×１インチ）方形の電気接点を有する特注のプレスである。この装置には、オペレータがサンプルの表面に加わる力を制御し調節することを可能にするデジタルフォースゲージが装備されている。電源は、サンプル表面に０〜２アンペア供給することができる。サンプルを通しての電圧降下およびオームは、ＨＰ３４４２０Ａ Ｎａｎｏ Ｖｏｌｔ／Ｍｉｃｒｏ Ｏｈｍｍｅｔｅｒを用いて測定する。装置の電子部品を暖機してもよく、ＨＰ３４４２０Ａの場合、内部較正チェックを行う。試料を、試験環境の条件まで２４時間平衡に保ってもよい。適切な試験環境は、室温２３℃（７０°Ｆ）で相対湿度５０％（％ＲＨ）である。被検サンプルを、試験装置のプラテン間に設置し、表面に荷重を印加する。印加する荷重は被検サンプルの種類に依存し、軟質発泡体は小さい荷重を用いて試験するが、固形物は約６３，２７９〜約２１０，９３０キログラム／平方メートル（９０〜３００ポンド／平方インチ）の荷重範囲を用いて試験する。荷重を印加したら、サンプルに電流を流し、サンプル厚さを通しての電圧降下を測定する。適切な試験には、０．５、１．０、１．６および２．０アンペアの４つの異なるアンペア設定における測定が含まれる。導電性複合体については、４つのアンペア設定すべてについて結果として得られる計算した体積抵抗率が類似している。体積抵抗率についての計算は、以下のとおりである：
体積抵抗率（ｏｈｍ−ｃｍ）＝（Ｅ／Ｉ）＊（Ａ／Ｔ）
式中、Ｅ＝電圧降下（Ｖ）、Ｉ＝電流（アンペア）、Ａ＝面積（ｃｍ2）、Ｔ＝厚さ（ｃｍ）である。
【０１３４】
矩形サンプルを切断し、銀塗料で端部を被覆し、塗料を乾燥させ、電圧計を使用して抵抗測定を行うことによって、エラストマーサンプルについて体積抵抗率測定を同様に行う。
【０１３５】
（実施例１）
シリコーン発泡体中の導電性充てん剤としてのニッケルおよびニッケル被覆セラミック微小球の評価を行った。シリコーン（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ８１３７、およびＮｕｓｉｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＬＣ製のＮＵＳＩＬ ６０３３）と、充てん剤微小球と、シリコーン硬化抑制剤（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の１−オクチン−３−オール）とを、Ｆｌａｋｔｅｋスピードミキサ内で混ぜ合わせ、制御した厚さを有するＰＥＴフィルム上でキャストし、調節可能な磁場にさらされているオーブン内に設置した。一般に、化学的にブローさせ硬化させた発泡体の厚さは、７０〜８０ミル（１７７８〜２０３２マイクロメートル）であった。
【０１３６】
表１の結果は、１２００ガウスと強い磁場の下でさえ、硬化発泡体の厚い層において導電性が観測されなかったことを示している。
【０１３７】
【表１】
【０１３８】
（実施例２）
表２は、１００％ニッケル微小球を用いた追加の実験の結果を示す。１８〜４０ミル（４５７〜１０１６マイクロメートル）の厚さで配合物をキャストして、発泡体サンプルを調製した。
【０１３９】
【表２】
【０１４０】
表２に示す実験においては、充てん剤カラム形成を観察したが、発泡体は導電性ではなかった。実験１〜３は上部キャリアなしでキャストしたが、これにより質がより悪い発泡体が生じた。実験４〜１３の分析によって、硬化発泡体が厚さ４０〜１２０ミル（１０１６〜３０３８マイクロメートル）で、発泡体の厚さに及ぶ（ｚ方向）２つまたはそれ以上のセルを有していることがわかった。
【０１４１】
（実施例３）
以下に示したような上部キャリアを有する場合についても有していない場合についても共に、１００％Ｎｉ球または銀被覆ニッケル球を用いてより薄い発泡体を調製した。プレミックスを冷蔵庫の中で冷却した。結果を表３Ａに示す。
【０１４２】
【表３】
【０１４３】
図３Ａの結果からわかるとおり、ニッケルカラム形成をすべての実験において観察した。硬化発泡体の厚さは、発泡体中の単一のセルの厚さ（１０〜１５ミル（２５４〜３８１マイクロメートル））にほぼ等しかった。発泡体の厚さ（ｚ方向）にわたるセルの直径に近い厚さを有する発泡体が導電性であった。より薄い発泡体を組み合わせ、上部キャリアを使用すると、一貫して良質の導電性複合体が得られた。
【０１４４】
表３Ａの実験１ｂ、２ｂおよび４ｂについての抵抗率試験の結果を表３Ｂに示す。
【０１４５】
【表４】
【０１４６】
３つの実験すべてについて優れた導電性が観測された。実験１ｂおよび４ｂは、特に優れた体積抵抗率を示した。
【０１４７】
（実施例４〜５）
実施例４〜５においては、以下の試験を利用した。体積抵抗率を測定するために、使用した装置は、Ｓｔａｂｌｅ Ｍｉｃｏｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＭＳ）ＴＡ ＨＤ Ｐｌｕｓ Ｔｅｘｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｅｒであった。５０Ｋｇのロードセルを使用して、圧縮試験中の材料の抵抗を記録した。サンプル（直径１／２インチ）を試験環境の条件、ここでは室温２３℃（７０°Ｆ）で相対湿度５０％（％ＲＨ）まで２４時間平衡に保った。オーム計の設定（２または２０オーム）を選択し、設定に変化がある場合には、オーム計を較正した。フレームのたわみを較正し、１０ｇの力の予荷重に到達するまで０．５ｍｍ／秒の速度で予備試験を行った。試験速度は、目標の力９．００Ｋｇに到達するまで０．０１ｍｍ／秒であった。抵抗および圧縮荷重をひずみの増大として記録した。体積抵抗率は、抵抗測定およびサンプル寸法に基づき計算した。体積抵抗率についての計算は上述のとおりである。
【０１４８】
圧縮力たわみ（ＣＦＤ）に反映される弾性率を、１ロットまたは１行程当たり２つのスタックを用いて最低０．６センチメートル（０．２５０インチ）、通常約０．９センチメートル（０．３７５インチ）まで積層した５×５センチメートルの打ち抜きサンプルを用い、またインストロン試験機の底部に取り付けた９０９０ｋｇ（２０，０００ポンド）のセルを用いてインストロン試験機で決定した。ＡＳＴＭ Ｄ１０５６に従って、サンプルを元の厚さの２５％まで圧縮するために必要となる力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で算出することによって、ＣＦＤを測定した。
【０１４９】
２０キログラム（５０ポンド）のロードセルを取り付けたインストロン試験機を用い、また厚さおよび密度に応じて４．５〜９．０キログラムの範囲を用いて引張強さおよび伸びを測定する。破断時のキログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2）で表される力の量をサンプルの厚さで割って２を乗じて引張強度を算出する。伸びをパーセント伸長として報告する。
【０１５０】
（実施例４）
以下の手順によってポリウレタン複合発泡体を調製した。
【０１５１】
多量のマスター混合物を、イソシアネートおよび導電性の磁性粒子を除くすべての成分について秤量した。これらの成分を、高せん断混合素子を用いて低速で１分間混合した。空気同伴（ａｉｒ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）が生じないよう注意した。ｌａｂ−ｔｏｐエアミキサを用いて混合を行った。より少ないバッチをこのマスター混合物から取り出し、合計１００グラムに等しくなるよう所望の量の導電性の磁性粒子を混ぜ合わせた。これらは、２５０ｍＬのビーカーに入っていた。目標の密度に応じて、これらより少ないバッチを混合し、イソシアネート（約１５ｍＬ）を正確な量添加した。
【０１５２】
５０〜６０ｐｃｆの密度では、せん断混合素子を使用した。ポリオールブレンドおよび充てん剤を、イソシアネートの添加前およびイソシアネートの添加の１．５分後に１分間混合した。混合速度は低速であった。
【０１５３】
約４０ｐｃｆの密度では、「泡立て器（ｗｈｉｓｋ）」起泡混合素子を使用した。ポリオールブレンドを３分間混合し、その後イソシアネートを添加し、さらに１．５分間混合を継続した。混合速度は低速〜中速であった。
【０１５４】
４０ｐｃｆよりも低い密度では、やはり「泡立て器」混合素子を使用した。ポリオールブレンドを５分間混合し、その後イソシアネートを添加し、さらに１．５分間混合を継続した。混合速度は高速であった。
【０１５５】
正確なギャップを維持することができるロールオーバーロール（ｒｏｌｌ−ｏｖｅｒ−ｒｏｌｌ）ニップを有するハンドプルステーション（ｈａｎｄ ｐｕｌｌ ｓｔａｔｉｏｎ）で、キャストを行った。ギャップの設定は、キャリアの厚さおよび目標の密度に基づき設定した。一般に、０．０５２インチのギャップ設定にキャリアの厚さを加えて、４０ｐｃｆで０．０４０インチの最終的な厚さが得られる。キャスト前に、紙キャリアを１００℃のオーブン内で１５分以上の間乾燥させた。イソシアネートを添加し混合した直後、ニップを通してキャリアを引きながら前駆体ブレンドをキャリア上に注いだ。引く速度は低速で一貫していた。ポリオールブレンドを注ぎその後引いた場合には、得られたサンプルの頭に三日月形の断面が現れた。
【０１５６】
プラテンを３２０°Ｆの温度に設定した。磁石設定は圧力が３、アンペア数が６で、これにより約２５０ガウスが生じる。４、８および２４アンペアで試験を行った。６アンペアの設定により、上部キャリアが存在しない場合に発泡体の表面をちょうど突き抜けるほど十分に高いカラムを形成する導電性の磁性球を生じるように思われた。２４アンペアの設定により、ポリマー発泡体の厚さよりもはるかに高い高さ約３／８インチである粒子スタックが生成した。高さ最大１インチの粒子スタックが生成されている。
【０１５７】
バフ研磨を利用する場合、２×２インチのサンプル寸法で行う。１×２×０．２５０インチのマグネットを用いて、頑丈な平面サンディングブロック上にサンプルを設置した。連続水流と共にＢｅｕｌｅｒ Ｈａｎｄｉ−Ｍｅｔ ２ロールサンダを用いてサンプルをバフ研磨し、次の手順：３２０グリットのサンドペーパーで６〜８回のパス、次いで４００グリットのサンドペーパーで６〜８回のパス、その後６００グリットのサンドペーパーで８〜１０回のパス、を用いて、確実にサンドペーパー表面が完全に濡れるようにした。ペーパータオルを用いてサンプルを軽く押さえて水を切り、サンプルを試験用に切断し、その後７０℃で１５分間乾燥させた。
【０１５８】
表２示す直径範囲の、ニッケル被覆ステンレス鋼球を用いて、ポリウレタン複合発泡体を調製した。断りのない限り、上部キャリアなしで発泡複合体を形成した。他の処理条件および例４の実験の結果を表４ａおよび４ｂに示す。
【０１５９】
【表５】
【０１６０】
【表６】
【０１６１】
実験１、５、８、１２、１３、１４、１５、１６、１７の「ｂ」対「ａ」は、キャリアに隣接する側の表面、すなわち、層の底面をバフ研磨（研削）することによって実現される導電性の向上を示している。しかしながら、場合によっては、バフ研磨していないサンプルにより既に優れた導電性が実現される場合、プラス効果は小さい、言い換えれば、場合によってはバフ研磨なしで優れた性能が実現される。製品を製造するための特定の条件の制御が困難である場合には、バフ研磨または研削を使用してより一貫性のある導電性をもたらすことができる。
【０１６２】
実験１ｂと比較して実験１ｃは、底面に加えて上面をバフ研磨または研削することによって可能となる追加の小さな向上が示している。
【０１６３】
実験５ｂおよび８ｂと比較して実験５ｃおよび８ｃは、導電性ガスケットまたはシールドとしての商業的な使用に適している優れた導電性をもたらす導電性接着剤とサンプルを組み合わせた結果を示している。
【０１６４】
実験５ａ、８ａおよび１１ａとそれぞれ比較して実験５ｄ、８ｄおよび１１ｂは、銅箔上への直接のキャストにより、さらなるバフ研磨または他の処理なしで現状のまま優れた導電性がもたらされ、この直接のキャストは、特に導電性接着剤と組み合わせた場合、導電性ガスケットもしくはシールドとして、または接地もしくは接触パッドとしての使用に適していることを示している。
【０１６５】
実験１１ｃは、下部（キャリア）表面のコロナ処理を使用して、処理なしと比較して導電性を向上させることができることを示している。
【０１６６】
他の等価サンプルと比較して実験１ａ、２、３、６および１０は、この場合、より小さい粒径（１８０〜２１２ミクロン）はこれらの厚さおよび条件においてより大きい粒径（２１２〜２５０ミクロン）についての導電性ほど導電性が高くないことを示している。
【０１６７】
実験１４ａおよび１５ａと比較して実験１６ａおよび１７ａは、高いガウスレベルでは、２１２〜２５０ミクロンの粒径と比較してより大きな粒径（２５０〜３００ミクロン）により導電性が悪くなることを示している。このことは、所望の厚さおよび所望の条件範囲ごとに最適な粒径があること示唆している。
【０１６８】
実験１８および１９は、これらのサンプル条件については、上部キャリアの使用が最良の結果をもたらさないことを示している。しかしながら、これらの場合における上部キャリアの使用によりより圧縮性のサンプルの一部がもたらされ、このことは一部の用途に望ましい。これらのサンプルも非常に厚かったため、低密度の高圧縮性材料を生成するために上部キャリアを用いる条件を最適化することにより、優れた導電性の結果がもたらされることになると考えられているが、より小さい厚さでは、粒径およびより大きな厚さについての他のパラメータを最適化することにより優れた導電性の結果がもたらされることになると考えられている。
【０１６９】
実験７ａ対７ｂは、磁場への暴露前に発泡サンプルをエージングすると導電性が悪くなることを示している。このことは、比重が高い導電性および磁性粒子が磁石暴露前に底面に沈み、したがって不完全なスタックが生成されることがあることを示唆している。
【０１７０】
実験４、５ａ、７ａ、８ａ、９、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａおよび１５ａは、所与の粒径範囲について、使用量レベルが高くなるとより良い導電性がもたらされるが、ガウスレベル、発泡体密度および厚さはすべて最終的な導電性対圧縮性能に影響を及ぼすことがあり、所望の最終的な性質を変化させ制御するために利用することができることを示している。
【０１７１】
（実施例５）
実施例３で観察された直径範囲を有する、ニッケル被覆ステンレス鋼球を用いてポリウレタン複合発泡体を調製し、追加の発泡体一式を配合し、表５Ａに示すように試験した。充てん剤は、１００％Ｎｉ微小球、または銀被覆ニッケル球からなっていた。これらの実験すべてにおいて、ＰＥＴ上部キャリアを使用した。さらにこれらの実験すべてにおいて、プレミックスを冷蔵庫内で冷却した。
【０１７２】
表５Ａの実験４〜８の体積抵抗率および他の性質を表５Ｂにさらに示す。
【０１７３】
【表７】
【０１７４】
表５Ｂは、１００、２００および４００ｐｓｉ（それぞれ６８９、１３７９および２７５８キロパスカル）で発泡体が優れた導電率値を有することを示している。例えば、試験９について８体積パーセントの充てん剤（４４重量パーセント）を用いると、１００および４００ｐｓｉにおいてそれぞれ体積抵抗率１．３および０．０４ｏｈｍ−センチメートルである。これらの発泡体は、２５％における軟らかさ（１〜４ｐｓｉ（７００〜２，８００ｋｇ／ｍ2）のＣＦＤ）、１００℃における２〜３％の低いＣセット性、低密度（２０〜３５ｐｃｆ）など、他の良好な性質を有していた。
【０１７５】
【表８】
【０１７６】
（実施例６）
シリコーン発泡体を形成するために、シリコーン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ８１３７）と、表３に示したような充てん剤微小球と、シリコーン硬化抑制剤（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の１−オクチン−３−オール）とを、Ｆｌａｋｔｅｋスピードミキサ内で混ぜ合わせ、制御した厚さを有するＰＥＴフィルム上でキャストし、発泡体上に上部キャリアを設置した。この発泡体をオーブン内に設置し、調節可能な磁場へ暴露して発泡体を硬化させた。サンプルを機械的には発泡させなかった。加えて、発泡は磁場の印加後継続した。外層の除去は行わなかった。発泡体それぞれの検査は、発泡体の厚さが発泡体のセルの平均高さとほぼ同じであることを示していた。
【０１７７】
試験結果を表６に示す。
【０１７８】
【表９】
【０１７９】
表６からわかるとおり、表４ａおよび４ｂの実験において６０ｐｓｉで得られる体積抵抗率は、シリコーン複合体層の厚さが発泡体内のセルの最大直径までに限定される場合に６０ｐｓｉで得られる体積抵抗率と、多くの場合同程度である。加えて、表４ａおよび４ｂに示す組成物の一部は、より低い圧力、例えば２０ｐｓｉで優れた導電性を有する。したがって、本明細書中に記載されている方法を使用すると、より広範囲の性質、厚さ、より高圧における同程度の体積抵抗率、およびより低圧における改善された抵抗率を有するポリマー複合発泡体の作製が可能となる。
【０１８０】
（実施例７）
表７に示すようにより厚い発泡体（２５〜４０ミル）も調製した。使用した充てん剤は、１００％ニッケル球またはニッケル被覆鋼球で、全体に寸法がより大きかった（７５〜１５０マイクロメートル、１００〜１５０マイクロメートル、１５０〜１７７マイクロメートルまたは１７７〜２００マイクロメートル）。充てん剤の使用量は、８、１２および１４（その表内に１３％のレベルの例は見られない）体積パーセントであった。配合物を第一のＰＥＴ剥離層上に厚さ７ミルの厚さまでキャストし、その上にＰＥＴ上部キャリアを配置した。それら発泡体を指示した密度および継続時間の磁場にさらす一方、表７に示すように７０℃で発泡させ硬化させた。
【０１８１】
表７における結果は、優れた導電性が得られたことを示している。生成した発泡体は、優れた発泡体品質および導電性を有する。
【０１８２】
【表１０】
【０１８３】
本明細書中で使用する用語「第一」および「第二」などは、順序、量または重要性を示すもののではなく、ある要素を別の要素と区別するために使用する。用語「ａ」および「ａｎ」は量の限定を示すものではなく、参照する品目が少なくとも１つ存在することを示す。量に関連して使用する修飾語句「約」は、表示した値を含み、文脈によって決まる意味を有する（例えば、特定の量の測定に関連する誤差の程度を含む）。本明細書中に開示され、また同じ測定または量を対象とするすべての範囲が、表示した終点を含み、独立に組み合わせ可能である。すべての引用文献は、参照によりそれら全体が本明細書中に援用される。
【０１８４】
例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、また本発明の要素を等価物で置き換えることができることが当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に特定の状況または材料を適合させるために、多くの改良を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図２】高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図３】ポリマー発泡体の表面に対してある角度をなして整列している高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図４】本発明の方法に従って作製した例示的な導電性ポリウレタン発泡体の断面の顕微鏡写真である。
【技術分野】
【０００１】
〔背景〕
本開示は、導電性ポリマー発泡体およびその作製方法、ならびにこれらポリマー発泡体を含む物品に関する。
【０００２】
導電性ポリマー発泡体は、電気接点デバイスとして、センサにおいて、電磁干渉（ＥＭＩ）／無線周波干渉（ＲＦＩ）シールドおよび／または静電気散逸を必要とする用途を含めた幅広い用途において使用される。ＥＭＩ／ＲＦＩシールドが可能な例示的な材料として、非導電性発泡体ガスケットのまわりに巻かれた金属箔または金属化繊維、および導電性材料で被覆された非導電性ガスケットが挙げられる。静電気散逸に適している材料として、シリコーン、ポリウレタン、ポリオレフィンなど様々なポリマーへと取り込まれた導電性充てん剤が挙げられる。導電性充てん剤を使用することの１つの欠点は、高導電性を実現するのに十分な量の導電性充てん剤の添加が、ポリマーの圧縮性および加工性に影響を及ぼすことである。加えて、このような高い充てん剤レベルを使用すると、ポリマーブレンドのコストが増大する。ユーザは多くの場合、コストと材料の品質との間で妥協を強いられる。したがって、ＥＭＩ／ＲＦＩシールドにおける使用向けの高品質導電性発泡体を実現することは困難となっている。
【０００３】
適切な導電性を維持しながらも添加する充てん剤の量を最小限に押さえるポリマー発泡体を提供することが有利なはずである。特定の用途に望まれる発泡体の圧縮性、加工性および他の物理的性質が著しく悪影響を受けないことがさらに有利なはずである。
【０００４】
したがって、特に、特定の用途に望まれる１つまたは複数の物理的性質への著しい悪影響なく、導電性も圧縮性および加工性も共にそれにより発泡体に提供することができる組成物および方法の当技術分野における必要性が残っている。
【０００５】
〔簡単な概要〕
ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００６】
ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；前記ポリマー前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００７】
また、次のポリマー発泡複合体を作製する方法も記載されている。この方法は、前駆体組成物を機械的に発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記機械的に発泡させた前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップと；前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間印加するステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；前記ポリマー前駆体組成物を硬化させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００８】
別の実施形態において、ポリマー発泡複合体を作製する方法は、前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させるステップと；前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有するポリマー発泡複合体を得るステップとを含む。
【０００９】
ポリウレタン発泡複合体を作製する具体的な方法は、ポリイソシアネート成分と、前記ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む前駆体組成物を機械的に発泡させてセルを形成するステップと；前記発泡体をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；前記層を磁場にさらして、前記第一の表面と前記第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁場を印加する前に実質的に完了しているステップと；前記層を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリウレタン発泡複合体を生成するステップであって、前記第一表面と前記第二の表面との間の距離が、前記セルの平均直径の１．５倍を超えているステップとを含む。
【００１０】
シリコーン発泡複合体を作製する他の具体的な方法は、水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；前記混合物を発泡させるステップと；印加磁場内で前記混合物を硬化させて、前記発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に前記発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップと；前記硬化発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記シリコーン発泡複合体を生成するステップとを含む。
【００１１】
上記方法によって作製したポリマー発泡複合体についても記載されている。
【００１２】
別の実施形態において、ポリマー発泡複合体は、第一の表面および反対側の第二の表面を有するポリマー発泡体と、前記発泡体の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと整列された前記導電性磁性粒子とを備えるポリマー発泡複合体であって；前記発泡体が、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度と、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率とを有する。
【００１３】
上述の方法によって作製したポリマー発泡複合体を備える物品についでも記載されている。
【００１４】
別の実施形態においては、ポリマー発泡体層を作製する方法は、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップであって、前記層は、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；前記発泡前駆体組成物を発泡させて、前記層中に複数のセルを形成するステップと；前記層の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で複数の互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性高アスペクト比粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；前記発泡層を硬化させるステップとを含む。
【００１５】
本発明の上述した、また他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明から当業者に評価され、理解されるであろう。
【００１６】
〔図面の簡単な説明〕
ここで例示的な図面を参照するが、いくつかの図面において同様の要素には、同様に番号付けされている。
【００１７】
図１は、例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００１８】
図２は、高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００１９】
図３は、ポリマー発泡体の表面に対してある角度をなして整列している高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【００２０】
図４は、本発明の方法に従って作製した例示的な導電性ポリウレタン発泡体の断面の顕微鏡写真である。
【００２１】
〔詳細な説明〕
本明細書には、ポリマー発泡体が開示されており、これらポリマー発泡体において、導電性高アスペクト比粒子を発泡体内でカラムへと磁気的に整列させることで、ポリマー発泡体に電気電導性を付与している。このような磁気整列は、固体ポリマーにおいては実証されているが、この技法を使用してセル状ポリマー（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｐｏｌｙｍｅｒｓ）に電気電導性を提供することもできることは予期せぬことである。
【００２２】
一実施形態においては、発泡前駆体組成物を形成し、この発泡前駆体中の導電性磁性粒子を、発泡体の２つの表面の橋渡しをする相互に孤立したチェーンへと磁気的に整列させ、これら粒子の整列後の前駆体組成物のさらなる発泡を防止し、前駆体組成物を硬化または冷却して発泡体を形成することによって、優れた電気電導性を実現することができることがわかっている。
【００２３】
別の実施形態においては、発泡前駆体組成物を形成し、この発泡前駆体中の導電性磁性粒子を、発泡体の２つの表面の橋渡しをする相互に孤立したチェーンへと磁気的に整列させ、前駆体組成物を硬化または冷却して発泡体を形成し、発泡体表面の最上層を取り除いて導電性磁性粒子の互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させることによって、増強した電気電導性を実現することができることがわかっている。
【００２４】
粒子が高アスペクト比を有する場合、およびカラムの長さがポリマー発泡体層の厚さ以上で、したがって上面と底面とを電気的に橋渡しをするために最小限の粒子間接点しか必要としない場合には、導電性の向上を実現することもできる。さらなる予期せぬ特徴では、ポリマー発泡体の物理的性質に実質的には悪影響を及ぼすことなく、このような導電性を実現することができる。したがって、一実施形態においては、導電性を有し、またそれらポリマー発泡体の圧縮性、可とう性、耐圧縮永久ひずみ性、セル均一性等のうちの１つまたは複数も実質的に保持するポリマー発泡体が製造される。これらの材料は、ＥＭＩおよび／またはＲＦＩから守ることができる物品の形成における使用に特に適している。
【００２５】
これらの導電性粒子は、同じ材料であっても異なる材料であってもよい導電性材料および磁性材料を共に含む。例示的な導電性材料としては、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム、クロム、コバルト、鉄等、ならびに上記金属のうち少なくとも１つを含む酸化物または合金などの導電性金属が挙げられる。適切な磁性材料としては、強磁性材料および常磁性材料が挙げられる。例示的な磁性材料として、鉄、ニッケルおよびコバルトならびにランタニド系希土類元素等と、上記磁性材料のうちの少なくとも１つの酸化物、セラミックスおよび合金が挙げられる。一実施形態において、磁性導電性材料は、非酸化性材料でもある。
【００２６】
粒子は、全体を（１種または複数種の）磁性導電性材料から形成することも、あるいは（１種または複数種の）磁性導電性材料を、非磁性材料、非導電性材料または非磁性非導電性材料と共に、コアまたは被覆として使用することもできる。例えば、導電性材料を使用して、鉄粒子などの磁性材料を含むコアを被覆することも、または磁性で導電性の材料を使用して、ガラスマイクロバルーンを含めたガラスなどの非磁性非導電性材料を被覆として使用することもできる。銀およびニッケル被覆が特に有用である。具体的な磁性導電性粒子として、ステンレス鋼粒子、銀被覆ニッケル粒子、銀被覆鉄粒子、ニッケル粒子、およびニッケル被覆三水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3、「ＡＴＨ」）、ニッケル被覆ガラス粒子、ニッケル被覆ステンレス鋼粒子などニッケル被覆粒子が挙げられる。
【００２７】
蒸着、無電解めっきなどの被覆技法によって、コア粒子上に導電性材料または磁性導電性材料を堆積させることができる。一実施形態においては、無電解めっきプロセスを使用して、三水酸化アルミニウム上にニッケルを堆積させることができる。別の実施形態においては、ニッケルカルボニルの蒸着を使用してニッケル被覆を得ることができる。複合体を形成するために使用する場合、ポリマーの所望の性質に著しく悪影響を及ぼすことなく粒子が複合体に所望のレベルの導電性を与えるように、磁性導電性粒子上に十分な量の導電性材料を被覆する。粒子をすべて被覆する必要はなく、被覆が各粒子を完全に覆う必要はない。したがって、少なくとも実質的に被覆されている粒子を使用することができる。例えば、所与の粒子群において、粒子の全表面積の少なくとも約６０％を被覆し、特別には粒子の全表面積の少なくとも約７０％、より特別には少なくとも約８０％、さらにより特別には少なくとも約９０％を被覆する。被覆厚さは大きく異なることがある。一実施形態においては、被覆の厚さが約０．００４〜約０．２ミル（約０．１〜約５マイクロメートル）、特別には約０．０２〜約０．１ミル（約０．５２６〜約３マイクロメートル）である。
【００２８】
これらの粒子は、様々な不規則な形状または規則的な形状、例えば球状、フレーク状、板状または棒状を有することができる。異なる形状が組み合わさった粒子を使用することができる。一実施形態においては、１を超えるアスペクト比（長さ／幅）を有する粒子を使用する。特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体層が、アスペクト比（粒子の幅で割った粒子の長さ）が高い粒子を備える。本明細書中で使用する用語「高アスペクト比」は、一般に、約１．５〜約５００、特別には約２〜約１００の長さ対幅比を有する粒子を指す。高アスペクト比を有する粒子の例示的な形状として、棒状粒子、繊維、ウイスカ等が挙げられる。本開示において高アスペクト比「粒子」を使用することがあるが、用語「粒子」には、棒、ウイスカ、繊維等を含めた任意の高アスペクト比形状が含まれることを理解されたい。粒径は特に限定されず、例えば、約０．２５０〜約５００マイクロメートルの平均最大直径を有することができる。特別には、粒子の平均最大直径は約１〜約５００マイクロメートル、より特別には約１００〜約３００マイクロメートルでよい。この平均径は、単一の充てん剤を用いて、または様々な平均粒径を有する充てん剤の混合物を用いて実現することができる。一実施形態においては、粒子が球状で、約１８０〜約２５０マイクロメートルの平均直径を有する。粒子間接点の面積を増大させるために、発泡性粒子（例えば、ニッケル被覆ポリ塩化ビニリデン粒子）または変形可能な粒子（例えば、ニッケル被覆ソフトビーズ）を使用することも可能である。
【００２９】
別の実施形態においては、平均最長寸法が、粒子がその中に配置されているポリマー層の厚さの約０．５〜約１．４倍でよい。例示的な高アスペクト比粒子としては、Ｂｅｋｈａｅｒｔ（登録商標）から市販されている金属繊維が挙げられる。Ｂｅｋｈａｅｒｔ（登録商標）の金属繊維は金属のみを含み、３０４、３４７、３１６Ｌなど様々な合金において利用可能なステンレス鋼繊維である。これらステンレス鋼繊維は、ポリマー発泡体層を通る電気伝導の提供に有効な寸法を有する。繊維の平均長は、合金および繊維の直径に依存する。一実施形態においては、金属繊維、特別にはステンレス鋼繊維は、１００〜１０００マイクロメートル、特別には３００〜８００マイクロメートル、より特別には５１６マイクロメートルの平均長と、２０００マイクロメートル未満、特別には１，０００〜１５００マイクロメートル、さらにより特別には１３９５マイクロメートルの最大長とを有する。金属繊維、特別にはステンレス鋼繊維についてのアスペクト比は、約１５から約２５まで変動することがある。一実施形態においては、金属、特別にはステンレス鋼を、ポリマー発泡体層内に配置する前にニッケルで被覆する。
【００３０】
これらの粒子を表面処理して、それら粒子の表面特性を変えることができる。例えば、粒子を疎水性材料で被覆して、ポリマー前駆体組成物との相互作用を低減させることができる。例示的な被覆材料は、シラン（ポリウレタン複合体に有用となることがある）またはフルオロシリコーン（シリコーン複合体に有用となることがある）である。理論に束縛されることを望むわけではないが、シランまたはシリコーンを用いた粒子の処理により、前駆体形成の１つもしくは複数の成分またはポリマー自体による粒子の濡れが低減されると考えられている。粒子の濡れの制御により、粒子を覆う表皮の形成を制御することができる。
所望の導電性を実現するために、他の導電性充てん剤を加えて使用することができ、カーボンブラック；ＰＡＮ繊維などの炭素繊維；金属被覆ガラス繊維、金属被覆炭素繊維、金属被覆有機繊維、金属被覆セラミック球、金属被覆ガラスビーズなどの金属被覆繊維または球；微粒子状またはフィブリル状のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど本質的に導電性のポリマー；酸化スズや酸化インジウムスズなどの導電性金属酸化物；および上記導電性充てん剤の少なくとも１種を含む組み合わせを使用することもできる。磁性導電性充てん剤対導電性充てん剤の相対比率は、使用する充てん剤の種類および発泡体の所望の特性によってかなり大きく異なることがある。一般に、充てん剤組成物は、それぞれ充てん剤組成物の総重量に基づき、５０〜１００重量パーセント（ｗｔ％）の磁性導電性材料と、０〜５０ｗｔ％の導電性充てん剤とを、より特別には７５〜９９ｗｔ％の磁性導電性充てん剤と、１〜２５ｗｔ％の導電性充てん剤とを含むことができる。
【００３１】
導電性ポリマー発泡体の作製において使用する充てん剤組成物の相対量は、ポリマーの種類、粒子の種類、使用目的、所望の導電率、発泡体セル構造、加工特性および類似の因子によって異なることになる。一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体の総充てん剤含有量が、それぞれ導電性ポリマー発泡体の総重量に基づき、約１０〜約９０ｗｔ％、特別には約２０〜約８０ｗｔ％、さらにより特別には約３０〜約７０ｗｔ％である。あるいは、充てん剤量は、発泡前の導電性ポリマー発泡体用前駆体配合物の体積パーセント（ｖｏｌ％）として記載することもできる。一実施形態においては、この発泡体が、発泡前のポリマー発泡体前駆体配合物の約１〜約３０ｖｏｌ％、特別には約２〜約２０ｖｏ％、より特別には約３〜約１７ｖｏｌ％、さらにより特別には約５〜約１５ｖｏｌ％の充てん剤粒子を含む。
【００３２】
本明細書中で使用する「発泡体」は、セル状構造を有し、また約５〜約１５０ポンド／立方フィート（ｐｃｆ）（８０〜２４０２キログラム／立方メートル（ｋｃｍ））、特別には約１２５ｐｃｆ（２００２ｋｃｍ）以下、より特別には約１００ｐｃｆ（１６０１ｋｃｍ）以下、さらにより特別には約１０〜約６０ｐｃｆ（１６０〜９６１ｋｃｍ）の密度を有する材料である。このような発泡体の空洞率は、それぞれ発泡体の総体積に基づき、約２０〜約９９％、特別には約３０％〜約９５％、より特別には約５０％である。これらの発泡体は、オープンセルであってもクローズドセルであってもよい。別の実施形態においては、発泡体の空洞率は、それぞれ発泡体の総体積に基づき、約２０〜約９０％、特別には約３０以上、より特別には約５０％以上でもよい。
【００３３】
発泡体で使用するためのポリマーは、幅広い熱可塑性物質、熱可塑性物質のブレンドまたは熱硬化性物質から選択することができる。使用することができる例示的な熱可塑性物質として、ポリアセタール、ポリアクリル酸、スチレンアクリロニトリル、ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１、ナイロン１２などの、これらに限定されないポリアミド類；ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリウレタン、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、フッ化ポリビニル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等、または上記熱可塑性物質のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３４】
ポリマー発泡体において使用することができる熱可塑性物質のブレンドの例として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン／ナイロン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン／ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル／ナイロン、ポリスルホン／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／熱可塑性ウレタン、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、熱可塑性エラストマーアロイ、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート、スチレン−無水マレイン酸／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリエーテルエーテルケトン／ポリエーテルスルホン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアセタール、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）等、または上記ブレンドの少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３５】
ポリマー発泡体において使用することができる熱硬化性ポリマーの例として、ポリウレタン類、エポキシ類、フェノール類、ポリエステル類、ポリイミド類、シリコーン類等、または上記熱硬化性物質のうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。熱硬化性物質のブレンド、ならびに熱硬化性物質と熱可塑性物質のブレンドを使用することができる。
【００３６】
発泡体の作製における使用について公知である他の添加剤、例えば、織布（ｗｏｖｅｎ ｗｅｂ）、シリカ、ガラス粒子、ガラスマイクロバルーンなどの補強充てん剤、温度管理を行うために使用する充てん剤、難燃性充てん剤または添加剤など他の充てん剤が、発泡体組成物中に存在することができる。例示的な難燃剤として、例えば、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ホウ素、カルシウム、ニッケル、コバルト、スズ、モリブデン、銅、鉄、チタンまたはこれらの組み合わせを含む金属水酸化物、例えば、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄等；酸化アンチモン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンなどの金属酸化物；ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウムなどの金属ホウ酸塩；炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの金属炭酸塩；シアヌル酸メラミン、リン酸メラミン等、カーボンブラック、発泡性黒鉛フレーク（例えば、ＧＲＡＦＧＵＡＲＤの商品名でＧｒａｆＴｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｌｔｄ．から入手可能な発泡性黒鉛フレーク）等、ナノクレー、ならびに臭素化化合物が挙げられる。例示的な難燃性材料は、水酸化マグネシウム、ナノクレーおよび臭素化化合物である。一実施形態においては、ポリマー発泡体の難燃剤が、難燃剤についての一部のＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（ＵＬ）基準を満たす。例えば、ポリマー発泡体は、ＵＬ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９４の下でＶ−０の格付けを有する。
【００３７】
存在することができるさらに他の添加剤として、色素、顔料（例えば、二酸化チタンおよび酸化鉄）、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線（ＵＶ）安定剤、導電性充てん剤、ポリマーの硬化用の触媒、架橋剤等、ならびに上記添加剤の少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。
【００３８】
ポリマー発泡複合体を製造するための一般的なプロセスにおいては、ポリマー発泡体前駆体を、磁性導電性粒子と、他の任意選択の添加剤とを含む充てん剤組成物と混ぜ合わせ、第一の面と、後に磁場にさらされる反対側の第二の面とを有する物品、例えば、層を形成するために使用する。この層を、層の第一の表面から反対側の第二の表面まで延在する互いに孤立したチェーンの中の磁性導電性粒子を実質的に整列させるために有効な強度を有する磁場に、有効な時間さらす。硬化（または熱可塑性ポリマーの場合には冷却）前のプロセスのいずれかまたはそれ以上の時点で、例えば、物品の形成前、物品の形成中または物品の形成後、磁場への暴露前、磁場への暴露中または磁場への暴露後、あるいはこれらの組み合わせ、例えば、物品形成前と磁場への暴露中に、または物品形成後と磁場への暴露中に、発泡を行うことができる。一部の諸実施形態においては、磁場への暴露前に発泡が実質的に完了している。他の諸実施形態においては、磁場への暴露中発泡が継続するが、発泡も磁場への暴露も同時に終了する。さらに他の諸実施形態においては、磁場への暴露後も発泡が生じ続ける。
【００３９】
前駆体組成物の発泡は、機械的発泡（機械的起泡としても知られている）、ブロー（ｂｌｏｗｉｎｇ）（化学的または物理的）、あるいは機械的発泡、化学的ブローおよび物理的ブローのうち少なくとも２つを含む組み合わせによって行われる。
【００４０】
特定の一実施形態においては、前駆体組成物の発泡を機械的発泡によって行う。この実施形態においては任意選択で、化学的ブローによって、物理的ブローによって、あるいは機械的発泡、化学的ブローおよび物理的ブローを含む組み合わせによって、前駆体組成物をさらに発泡させることができる。しかしながら、一部の諸実施形態においては、機械的発泡のみを使用することを理解されたい。機械的発泡として、泡立て、混合、攪拌等、または上記発泡方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを挙げることができる。機械的発泡としては、発泡体（ｆｏａｍ）または気泡体（ｆｒｏｔｈ）を形成するための前駆体組成物への気体の機械的混入が挙げられる。発泡には、セルを分割または破壊し、それによりセル寸法およびセル寸法分布が選択されることによってセル寸法およびセルの分布を修正するために、セルを含む前駆体組成物の攪拌も含めることができる。化学的または物理的発泡剤（例えば、クロロフルオロカーボン）を用いて前駆体組成物内に気体を与え、それによりセルが形成されることでブローが行われる。このブローは、発泡前または発泡後、あるいは発泡前後に行うことができる。
【００４１】
一実施形態においては、磁場への暴露前に部分的に硬化させたポリマー発泡前駆体組成物を実質的には完全に発泡させることによって、最適な導電率が実現されることがわかっている。この実施形態においては、導電性の磁性粒子の整列後には、追加の発泡は生じない、または実質的には生じない。理論に束縛されることを望むわけではないが、磁性導電性粒子の整列後の追加の発泡により、表面の粒子を覆い、表面における電気的接触からそれら粒子を効率的に絶縁する発泡体の層または発泡体の表面の表皮が生じると考えられている。したがって、一実施形態においては、磁場への暴露中に完全に発泡体を硬化する。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化し、磁性導電性粒子を実質的に整列させ、そして発泡体の表面の一方または両方におけるもう１種の粒子を少なくとも部分的にさらめの強度および時間で磁場へ暴露した後に、完全に硬化する。これらの技法のいずれを使用する場合でも、発泡体のセル寸法に対する物品の厚さを制限する必要はない。
【００４２】
別の実施形態においては、硬化または冷却（熱可塑性物質の場合）した発泡体の外表面を取り除いて互いに孤立したチェーンの端部にある粒子を露出させることによって、ポリマー複合発泡体の導電率を向上させることができることがわかっている。この実施形態には、幅広い発泡方法と硬化または冷却方法とが可能となる利点がある。というのは、導電性の磁性粒子の整列後にポリマー前駆体の追加の発泡を防止する必要がないからである。例示的なプロセスとして、バフ研磨（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）、研削等が挙げられる。バフ研磨および研削は、発泡体の表面を研磨により除去することを伴う。他の例示的な後処理として、化学的除去、炎燃焼、誘電溶け落ち（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂｕｒｎ ｔｈｒｏｕｇｈ）、コロナ表面処理等が挙げられる。これらのプロセスはそれぞれ、化学薬品、炎、放電またはコロナを用いた発泡体の表面の分解を伴う。接着剤剥離によって処理を実現することもでき、非剥離性（ｎｏｎ−ｒｅｌｅａｓｉｎｇ）キャリアに表皮を付着させ、その後非剥離性キャリアおよび表皮を除去することによって、発泡体の表皮を取り除く。処理が、上記後処理方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを含むこともできる。
【００４３】
さらに別の実施形態においては、ポリマー発泡複合体の導電性を高めるために、高い硬化（架橋）度を有する発泡体を配合する。高度に硬化させる発泡体は、硬化中に収縮する傾向があり、これにより導電性の磁性粒子の互いに孤立したチェーンの端部が露出する。
【００４４】
導電性発泡体を製造するための一般的なプロセスにおいては、発泡体を形成するために使用するポリマー組成物を、磁性導電性充てん剤組成物（および他の任意選択の添加物）と混ぜ合わせ、第一の面と、後に磁場にさらされる反対側の第二の面とを有する層を形成するために使用する。ポリマーに応じて、キャスト前に、キャスト中に、キャスト後と磁場への暴露前に、またはキャスト後と磁場への暴露中に発泡を行うことができる。この層を、層の第一の表面から反対側の第二の表面まで延在する互いに孤立したカラムの中の磁性導電性高アスペクト比粒子を実質的に整列させるために有効な強度および時間磁場にさらす。発泡体は、磁場への暴露中未硬化のままにしておくことができ、発泡体を磁場への暴露前に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に完全に硬化させることも、または磁場への暴露に続いて完全に硬化させることもできる。一実施形態においては、磁場への暴露前に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露中に完全に硬化させる。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露後に完全に硬化させる。
【００４５】
粒子整列に適している磁場強度は、発泡体の粘度、発泡体の厚さおよび密度、ならびに粒子の性質を含めた様々な要因に依存する。一実施形態においては、より高い場の強度がより薄い発泡体には有利である。一実施形態においては、磁場強度は、約５０〜約２０００ガウス、特別には約１００〜約１５００ガウス、より特別には約１２５〜約１２００ガウスの磁束密度を有する。
【００４６】
一実施形態においては、物品、例えば層の第一および第二の表面に対して垂直である磁場を印加した結果として、層のｘ−ｙ平面に対して垂直である互いに孤立したチェーンへと磁性導電性粒子が組織化されるように、磁場を層と位置合わせする。図１は、導電性ポリマー発泡複合体１０断面の概略図を示す。ポリマー発泡複合体１０は、セル２４をその中に有し、第一の表面１４および第二の表面１６を有し、磁性導電性粒子１８を含むポリマー発泡体１２を備える。磁性導電性粒子１８は、ポリマー発泡複合体１０の平面に対して垂直である、すなわち、第一の表面１４および／または第二の表面１６に対して垂直であるｚ軸に沿った磁場と実質的にそろっているチェーン２０に組織化されている。磁性導電性粒子１８は、不揃いな形状のチェーン２０に組織化することができるが、チェーン２０は実質的には磁場とそろっている。図１に示すように、チェーン２０の端部２２は、発泡体１２の表面１４、１６で露出している。このようにさらすと、ポリマー発泡複合体の導電性が高まる。一般に、チェーンの端部おける各粒子は、粒径の約１０％〜約７０％、特別には粒径の約２０〜約５０％が表面から突き出ている。本明細書に開示する方法は、外表面１４、１６の一方または両方を物理的に取り除く必要なく粒子チェーンの端部がさらされるように実施する。例えば、磁場の印加の前に発泡が完了している場合、チェーンの端部が表面１４、１６の一方または両方で部分的に露出されるように、磁場の強度を調節して粒子を整列させることができる。
【００４７】
あるいは、ポリマー発泡体のｘ−ｙ平面に対して直角であるｚ方向の所望の導電率に対して傾斜の角度をなす磁場を印加した結果として、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムへと、磁性導電性粒子を組織化する。一実施形態においては、傾斜の角度（θ）は、ｚ軸のいずれの側に対しても約１°〜約４５°、特別には約５°〜約３０°、より特別にはｚ軸のいずれの側に対しても約１０°〜約２０°である。理論に束縛されないが、ｚ軸に対して斜めに整列している互いに孤立したチェーンを含む発泡体は、より圧縮性がよく、カラムは、圧縮力の方向により容易にたわむことができるため、損傷を受けるまたは破壊される可能性がより低い。
【００４８】
別の実施形態においては、層の第一および第二の表面に対して垂直である磁場の印加の結果として、発泡体のｘおよびｙ軸に対して垂直である、すなわち、ｚ軸に沿って整列しているカラムへと磁性導電性高アスペクト比粒子が組織化されるように、磁場を層と位置合わせする。図２は、導電性ポリマー発泡体１０の断面の概略図を示す。導電性ポリマー発泡体１０は、セル２６（寸法通りに図示せず）をその中に有し、第一の表面１４および第二の表面１６を有し、磁性導電性高アスペクト比粒子１８を含むポリマーマトリックス１２を備える。磁性導電性粒子１８は、導電性ポリマー発泡体１０の平面に対して垂直である、すなわち、第一の表面１４および第二の表面１６に対して垂直であるｚ軸に沿った磁場と実質的にそろっているカラム２０に組織化されている。図２に示すように、カラム２０の第一の端部２２が、発泡体１２の表面１４で露出している。別の実施形態（図示せず）においては、カラムの第一の端部２２と反対側の第二の端部２４を、第二の反対側の表面１６で露出させることができる。このようにさらすと、ポリマー発泡体の導電性が高まる。一般に、カラムの端部おける各高アスペクト比粒子は、粒子長の約１０％〜約７０％、特別には粒子長の約２０〜約５０％が表面から突き出ている。しかしながら、さらに別の実施形態（図示せず）においては、カラム２０の端部２２および２４が露出していない。図２に示すように、高アスペクト比粒子の形状は円筒形棒状であるが、上述の任意の高アスペクト比粒子形状を使用して磁性導電性カラム２０を形成することができることが想定される。さらに、図２は、単一の単位高アスペクト比粒子１８から形成されているカラム２０を示している。別の実施形態においては、高アスペクト比粒子１８の複数種からカラム２０を形成することができる。同様に、図２は、第一の表面と第二の反対側の表面との間に非常に多数のセルを備える発泡体を示す。別の実施形態においては、単一セルが第一の表面と反対側の第二の表面の橋渡しをすることができる。
【００４９】
別の実施形態においては、ポリマー発泡体のｘ−ｙ平面に対して直角であるｚ方向の所望の導電率に対して傾斜の角度をなす磁場を印加した結果として、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムへと、磁性導電性高アスペクト比粒子を組織化する。図３は、別の導電性ポリマー発泡体３０の断面の概略図を示す。この発泡体においては、複数の高アスペクト比粒子３２がカラム３４に組織化されている。図３に示すように、複数の粒子を使用する場合、カラムは実質的には磁場とそろっているが、端から端まで厳密に直線である軸に沿ってカラムが整列していないことがある。図３において、ポリマー発泡体のｚ軸に対してある角度をなして、すなわち、第一の表面３６および／または第二の表面３８に対してある角度をなして磁場を印加した。これにより、カラム３４が発泡体１０内で同様の角度をなして実質的に整列する。一実施形態においては、傾斜の角度（θ）は、ｚ軸のいずれの側に対しても約１°〜約４５°、特別には約５°〜約３０°、より特別にはｚ軸のいずれの側に対しても約１０°〜約２０°である。理論に束縛されないが、ｚ軸に対して斜めに整列しているカラムを含む発泡体は、より圧縮性がよく、カラムは、圧縮力の方向により容易にたわむことができるため、損傷を受けるまたは破壊される可能性がより低い。
【００５０】
一実施形態においては、図３に示すように、ポリマー発泡体の表面は実質的に平坦である。平滑面により、ガスケット用途における封止が改善される。特定の一実施形態においては、発泡体の各表面には、整列した充てん剤粒子の存在から生じる突起またはくぼみ（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）が実質的にはない。より具体的には、発泡体のｘおよびｙ表面には、充てん剤粒子の整列から生じ、ｘおよびｙ表面を変化させる突起またはくぼみが実質的にはない。
【００５１】
発泡体は、磁場への暴露中未硬化のままにしておくことができ、発泡体を磁場への暴露前に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に部分的に硬化させることも、磁場への暴露中に完全に硬化させることも、または磁場への暴露に続いて完全に硬化させることもできる。一実施形態においては、磁場への暴露前に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露中に完全に硬化させる。別の実施形態においては、磁場への暴露前または暴露中に発泡体を部分的に硬化させ、磁場への暴露後に完全に硬化させる。
【００５２】
発泡体内セルの直径は、使用するポリマー、発泡技法および発泡パラメータならびに同様の考慮事項に応じて異なることになる。機械的発泡の有利な特徴においては、化学的または物理的ブローによって通常提供されるよりも小さい平均直径を有するセルが製造される。例えば、５０マイクロメートルと小さい平均直径を有するセルを製造することができる。本明細書に開示する方法では、平均直径が６５〜１，０００マイクロメートル、特別には１０〜５００マイクロメートル、より特別には５０〜２５０マイクロメートルであるセルを有する発泡体が一般的には製造される。
【００５３】
特に有利な特徴においては、ポリマー発泡複合体の厚さ（第一および第二の表面間の距離）は、ポリマー発泡複合体の平均セル寸法ではなく、粒子自体の抵抗と粒子間接点の抵抗とによってより制限される。したがって、磁性導電性粒子が発泡体表面に十分近い、または発泡体表面で露出しているならば、優れた導電性を得るために発泡体の平均セル寸法に基づきポリマー複合体の厚さを調節する必要はない。例示的な一実施形態においては、ポリマー発泡複合体の厚さは、平均セル直径の１〜１０，０００倍、特別には平均セル直径の１．５〜１，５００倍、より特別には平均セル直径の２〜１００倍、さらにより特別には平均セル直径の３〜１０倍である。加えて、導電性の磁性粒子の平均粒径の２０％を超える、特別には粒径の２５％を超える、さらにより特別には平均粒径の３０％を超える平均セル寸法により、優れた結果が得られていることがわかっている。
【００５４】
本組成物および本方法は、ポリマー発泡体層の作製においてとりわけ有用である。特定の一実施形態においては、機械的に起泡させた前駆体組成物（ポリマー前駆体組成物、充てん剤組成物および任意の追加の添加剤を含む）のキャリア支持体上へのキャストによって層を形成して、キャリア支持体上に第一の表面と反対側の第二の表面とを有する発泡体層を得る。この層の第一の表面は支持体と接触している。任意選択で、キャスト層の第二の表面上に、または第二の表面に接触して第二の（上部）キャリア支持体を配置する。キャスト前もしくはキャスト後および／または第二のキャリア支持体の配置前もしくは配置後にブローによる層のさらなる発泡を行うことができる。一実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置前に、層を実質的に完全に発泡させる。別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層を発泡させる。さらに別の実施形態においては、第二のキャリア支持体の配置後に層に磁場を印加する。しかしながら、特定の一実施形態においては、単一のキャリアのみを使用する。
【００５５】
実際には、１つまたは複数のキャリアを供給ロールからたぐり出し、硬化した発泡体から分離したら最終的には引取ロールに巻き取ることができる。上部および下部キャリア用の材料の選択は、支持性および可とう性の所望の度合い、硬化した発泡体から剥離性の所望の度合い、コスト、その他考慮事項などの要因に依存することになる。紙、銅やアルミニウムなどの金属の薄板、またはポリエチレンテレフタレート、シリコーン、ポリカーボネート、ＰＴＦＥ、ポリイミドなどのポリマーフィルムを使用することができる。この材料を、剥離塗料で被覆することができる。
【００５６】
一実施形態においては、（１つまたは複数の）キャリアが導電性で、例えば、銅箔などの導電層である。導電性キャリアとポリマー発泡複合体層との間には、導電性接着剤を使用することができる。導電性金属箔を使用すると特に、寸法安定性もｘ−ｙ導電性も共に提供することができる。したがって、一実施形態においては、物品が、発泡複合体層の第一の面上に導電性の、例えば金属の層を備える。任意選択で、物品の導電性をさらに高めるために、導電層の反対側の面を後処理して発泡体の外面を取り除くことができる。別の実施形態においては、物品が、その物品の第一の面および第二の面のそれぞれに導電性の、例えば金属の層を備える。ここで、第二の面は第一の面の反対側である。
【００５７】
特定の一実施形態においては、キャリアは磁性を有する、または導電性と磁性とを共に有する。例示的な導電性の磁性箔は、銅の中に１０ｗｔ％のニッケルを含むＯｌｉｎ ＣｕｐｒｏＮｉｃｋｅｌ ７０６や、銅の中に３０ｗｔ％のニッケルを含むＯｌｉｎ ＣｕｐｒｏＮｉｃｋｅｌ ７１５など、ニッケルおよび銅を含む箔である。磁性の上部および／または下部キャリアを使用すると、互いに孤立したチェーンにおける導電性の磁性粒子の端部のキャリアとの接触が促進され、それによりポリマー発泡体の導電性が高まる。したがって、発泡体の外面の後処理除去なしで、または粒子整列後に確実に発泡が生じない、もしくは実質的には生じないようにすることなく、高導電性ポリマー発泡複合体を実現することが可能である。
【００５８】
したがって、一実施形態においては、物品が、発泡複合体層の第一の面上に磁性導電性層を備える。第二の面を通って粒子が突き出るように、非常に強い磁場を使用して粒子を整列させることができ、それにより互いに孤立したチェーンの端部を完全または部分的に露出させる。チェーンの端部の露出の度合いは、磁場の強度を調節することによって、または磁場を印加した後に生じる発泡の度合いを制御することによって調節することができる。加えて、または代替的に、物品の導電性をさらに高めるために、導電性の磁性層の反対側の面を後処理して発泡体の外面を取り除く。別の実施形態においては、物品が、物品の第一の面および第二の面のそれぞれに導電性の磁性層を備える。ここで、第二の面は第一の面の反対側である。
【００５９】
別の実施形態においては、キャリア（導電性を有するまたは導電性と磁性とを有する層を含む）上に導電性の磁性粒子の層を配置して、ポリマー発泡複合体の導電性を高めることができる。例えば、溶媒／ポリマー混合物中の導電性の磁性粒子の層でキャリアを被覆することができ、その後溶媒を除去することができる。使用するポリマーの量は、粒子を少なくとも部分的に露出させたままにしながらキャリアに粒子を付着させるには十分である。その後これらの粒子は、カラム形成用の「シード（ｓｅｅｄ）」として働き、より精密なカラム配置を可能にする。粒子をシードとしてあるパターンとした場合、カラムはそのパターンに従って形をなす。
【００６０】
硬化した発泡体の表面に転写する予定の材料、例えば、キャリアから剥離可能であるポリウレタンフィルム、キャリアから剥離可能である圧感接着剤、またはキャリアから剥離可能である導電性接着剤で、キャリアの片方または両方を被覆することができる。繊維ウェブまたは他の充てん剤材料をキャリアの表面上に配置することができ、それにより最終的には硬化した発泡体に組み込まれる。別の実施形態においては、キャリアの一方または両方に対して発泡体が硬化する。したがって、一方または両方のキャリアは、発泡体から分離され引取ロールに巻き取られる代わりに、最終製品の一部を形成することができる。例えば、銅箔などの導電層上へ発泡体のキャストを行うことができる。特定の一実施形態においては、銅箔は、導電性の高アスペクト比粒子を含むエラストマー層をさらに備える。このエラストマー層上へ発泡体のキャストを行って、導電層と発泡体とを備えそれらの間にエラストマー／粒子層が配置されている物品を提供する。あるいは、コンベヤベルトを下部キャリアとして使用することもできる。
【００６１】
平滑面またはテクスチャ加工した、例えば、つや消し面を有するキャリアを用いて、発泡体層を作製することができる。特定の一実施形態においては、（１つまたは複数の）キャリアは平滑面を有する。平滑面を有するキャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、平滑キャリアなしで作製した導電性発泡体層よりも実質的に平滑な表面を有することとなる。特別には、共に平滑面を有する上部キャリアおよび下部キャリアを用いて作製した導電性発泡体層は、より平滑な表面を有することができ、より低い密度を有することができ、表面よりも上側には粒子の突起がなく、またより優れた封止を有することができる。表面におけるカラム形成または粒子の位置を導くために、テクスチャ加工した表面が有用であることがある。一部の諸実施形態においては、テクスチャ加工した表面を使用すると、粒子チェーンの露出を改善することができる。
【００６２】
しかしながら、特定の一実施形態においては、単一のキャリアのみを使用する。上述のとおり、発泡体の表面からの導電性の磁性粒子の少なくとも部分的な露出により、より導電性の発泡体となることがわかっている。上部キャリアを使用すると、粒子を絶縁する表皮の形成を促進させることがわかっている。依然として優れた導電性を実現することはできるが、圧縮の増大を伴う場合のみである。したがって、上部キャリアを用いず単一の下部キャリアのみ用いて発泡体層を形成することが有利である。
【００６３】
上部キャリアを使用することが望ましい場合には、発泡体の外面を取り除いてポリマー複合体物品の表面で粒子をさらに好ましく露出させることによって、得られた層（または他の粒子）を硬化後に処理してポリマー発泡複合体の導電率を増大させることができる。例示的な除去プロセスとして、バフ研磨、研削等が挙げられる。バフ研磨および研削は、発泡体の表面を研磨により除去することを伴う。他の例示的な後処理として、化学的除去、炎燃焼、誘電溶け落ち、レーザーアブレーション、コロナ表面処理等が挙げられる。これらのプロセスはそれぞれ、化学薬品、炎、放電またはコロナを用いた発泡体の表面の分解を伴う。接着剤剥離によって除去を実現することもでき、非剥離性キャリアに表皮を付着させ、その後非剥離性キャリアおよび表皮を除去することによって、発泡体の表皮を取り除く。除去には、上記除去方法のうち少なくとも１つを含む組み合わせを含めることもできる。発泡体物品の１つ、２つまたはすべての表面を後処理することができる。
【００６４】
当技術分野で公知のように、機械的発泡の前に、したがって磁場の印加前に混合する前駆体組成物からポリマー発泡体を作製する。圧縮永久ひずみ抵抗、軟度、靭性および圧縮率を含めた優れた機械的性質をもたらすように、このような発泡体を作製することもできる。ポリウレタン発泡体の形成のための例示的な組成物については、例えば、米国特許第５７３３９４５号、米国特許第６５５９１９６号および米国特許第７３３８９８３号に記載されている。さらに、一部の諸実施形態においては、発泡前に、または発泡に付随して混合される前駆体組成物からポリマー発泡体を作製する。機械的起泡またはブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）、あるいは機械的起泡およびブロー（化学的もしくは物理的発泡剤、または両方）の組み合わせによって、発泡を行うことができる。理論に束縛されないが、化学的および／または物理的発泡剤を使用する場合、チェーンの整列後に生じるセル形成がチェーンを分裂させ、導電率が低くなることがあると考えられている。本明細書で説明しているように発泡体層の厚さを限定すると、このような分裂を最小限に抑えられると思われる。機械的起泡のみによって発泡体を製造する場合、あるいは高アスペクト比粒子の整列前に化学的および／または物理的ブローが実質的に完了している場合、十分な導電性を実現することが可能である。理論に束縛されないが、キャスト後のさらなる発泡がないと、安定したカラムの形成が可能となると考えられる。したがって、一実施形態においては、ポリマー発泡体層を作製する方法は、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップであって、その層は、ポリマー発泡前駆体組成物と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含むステップと；その発泡前駆体組成物を発泡させて、層内に複数のセルを形成するステップと；層の第一の表面と反対側の第二の表面との間の互いに孤立したカラムの中の磁性導電性高アスペクト比粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間層に印加するステップと；発泡層を硬化させるステップとを含む。この実施形態においては、磁場の印加前に発泡体を完全に、または実質的に完全に起泡および／またはブローさせる。本明細書で使用する「実質的に完全に」とは、任意のさらなる発泡体の発展がカラム形成を実質的には阻止しないこと、またはカラムの高さよりも大きい発泡体厚さをもたらさないことを意味する。
【００６５】
発泡体の作製に使用するための具体的なポリマーとして、ポリウレタン発泡体およびシリコーン発泡体が挙げられる。ポリウレタン発泡体は、有機ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒とを含む前駆体組成物から形成される。発泡体を形成するプロセスでは、化学的または物理的発泡剤を使用することも、または発泡体を機械的に起泡することができる。例えば、発泡体を形成する１つの方法は、上述の組成の混合物全体に不活性ガスを混合物の機械的おさ打ち（ｂｅａｔｉｎｇ）によって実質的および均一に分散させて、構造的および化学的に実質的に安定しているが、周囲条件で加工可能である熱硬化性発泡体を形成するステップと；発泡体を硬化させて硬化発泡体を形成するステップとを含む。一実施形態においては、物理的発泡剤を発泡体に導入して発泡体密度をさらに減少させる。化学的または物理的発泡剤は、発泡前または発泡後に、好ましくは発泡前に導入することができる。好ましい一実施形態においては、磁場の印加後にさらなる発泡は生じない、または実質的には生じない。別の実施形態においては、機械的起泡を使用することなく物理的または化学的発泡剤のみを用いて、反応性組成物からポリマー発泡体を形成する。
【００６６】
適切な有機ポリイソシアネートとして、下記一般式を有するイソシアネートが挙げられる：
Ｑ（ＮＣＯ）i
式中、ｉは２以上の整数、Ｑはｉ価の有機ラジカルであり、ｉの平均値は２を超える。Ｑは、置換または無置換炭化水素基であってよく、芳香族官能基、または式Ｑ1−Ｚ−Ｑ1の基（Ｑ1は、Ｃ1-36アルキレンまたはＣ6-36アリーレン基であり、Ｚは、−Ｏ−、−Ｏ−Ｑ2−Ｏ、−ＣＯ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｑ2−Ｓ−、−ＳＯ−、−ＳＯ2−、Ｃ1-24アルキレンまたはＣ6-24アリーレン）を含んでもよい。このようなポリイソシアネート類の例として、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−ｐ−メタン、キシリルジイソシアネート、ジイソシアナートシクロヘキサン、フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートおよび粗トリレンジイソシアネートを含めたトリレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアナートフェニル）メタン、クロロフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートまたはＭＤＩとしても知られている）およびその付加物、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４’’−トリイソシアネート、イソプロピルベンゼン−アルファ−４−ジイソシアネート、ならびにポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどの高分子量イソシアネートが挙げられる。
【００６７】
Ｑは、ケースＱ（ＮＣＯ）iがプレポリマーとして知られている組成物であるｉ価のポリウレタンラジカルを表すこともできる。このようなプレポリマーは、上記ポリイソシアネートの化学量論的過剰量を活性水素含有成分、とりわけ以下に記載されているポリヒドロキシル含有材料またはポリオールと反応させることによって形成される。一実施形態においては、化学量論的過剰量の割合約３０パーセント〜約２００パーセントでポリイソシアネートを使用するが、この化学量論は、ポリオール中のヒドロキシル一等量当たりのイソシアネートの等量に基づいている。使用するポリイソシアネートの量は、調製するポリウレタンの性質に応じてわずかに異なることになる。
【００６８】
活性水素含有成分は、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールを含むことができる。適切なポリエステルポリオールは、ジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体（無水物、エステルおよびハロゲン化物など）とのポリオールの重縮合付加物、ポリオールの存在下ラクトンの開環重合によって得られるポリラクトンポリオール、ポリオールとのカーボネートジエステルの反応によって得られるポリカーボネートポリオール、ならびにひまし油ポリオールを含む。重縮合ポリエステルポリオールの生成に有用である適切なジカルボン酸およびジカルボン酸の誘導体は、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸などの脂肪族または脂環式ジカルボン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが含まれるがこれらに限定されない芳香族カルボン酸、ピロメリト酸など三塩基性、またはより高い官能性のポリカルボン酸、ならびに無水マレイン酸、無水フタル酸、テレフタル酸ジメチルなどが含まれるがこれらに限定されない無水物および第二アルキルエステルである。
【００６９】
追加の活性水素含有成分は、環状エステルポリマーである。適切な環状エステルモノマーには、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、ゼータ−エナントールラクトン、モノアルキル−バレロラクロン、例えば、モノメチル−、モノエチル−およびモノヘキシル−バレロラクロンが含まれるが、これらに限定されない。適切なポリエステルポリオールとして、カプロラクトンをベースとするポリエステルポリオール、芳香族ポリエステルポリオール、アジピン酸エチレングリコールをベースとするポリオール、および上記ポリエステルポリオールのうちいずれか１種を含む混合物が挙げられる。例示的なポリエステルポリオールは、ε−カプロラクトン、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、またはテレフタル酸のジメチルエステルから作製されるポリエステルポリオールである。
【００７０】
ポリエーテルポリオールは、水への、またはエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，２−ブチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキシレングリコール、１，１０−デカンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、４−メチル−３−シクロヘキセン−１，１−ジメタノール、３−メチレン−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、（２−ヒドロキシエトキシ）−１−プロパノール、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−１−ブタノール、５−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１−ペンタノール、１−（２−ヒドロキシメトキシ）−２−ヘキサノール、１−（２−ヒドロキシプロポキシ）−２−オクタノール、３−アリルオキシ−１，５−ペンタンジオール、２−アリルオキシメチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、［４，４−ペンチルオキシ）−メチル］−１，３−プロパンジオール、３−（ｏ−プロペニルフェノキシ）−１，２−プロパンジオール、２，２’−ジイソプロピリデンビス（ｐ−フェニレンオキシ）ジエタノール、グリセロール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパン、３−（２−ヒドロキシエトキシ）−１，２−プロパンジオール、３−（２−ヒドロキシプロポキシ）−１，２−プロパンジオール、２，４−ジメチル−２−（２−ヒドロキシエトキシ）−メチルペンタンジオール−１，５、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシエトキシ）メチル］−エタン、１，１，１−トリス［２−ヒドロキシプロポキシ）メチル］−プロパン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロース、ラクトース、アルファ−メチルグルコシド、アルファ−ヒドロキシアルキルグルコシド、ノボラッ樹脂、リン酸、ベンゼンホスホン酸、トリポリリン酸やテトラポリリン酸などのポリリン酸、三元縮合生成物などの多価有機化合物への、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、これらの混合物などのアルキレンオキシドの化学付加（ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｄｄｉｔｉｏｎ）によって得られる。ポリオキシアルキレンポリオールを生成する際に使用するアルキレンオキシドは、通常、２〜４個の炭素原子を有する。例示的なアルキレンオキシドは、プロピレンオキシドおよびプロピレンオキシドのエチレンオキシドとの混合物である。上記ポリオール類を、活性水素成分それ自体として使用することができる。
【００７１】
適切なポリエーテルポリオール群は、下記式によって一般には表される：
Ｒ［（ＯＣnＨ2n）zＯＨ］a
式中、Ｒは水素または多価炭化水素ラジカルで、ａはＲの価数と等しい整数（すなわち、１または２〜６〜８）で、ｎはそれぞれ２から４を含めた整数（特別には３）で、ｚはそれぞれ２〜約２００、特別には１５〜約１００の値の整数である。一実施形態においては、ポリエーテルポリオールが、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール等のうちの１種または複数種の混合物、あるいは上記ポリエステルポリオールのうちの少なくとも１種を含む組み合わせを含む。
【００７２】
使用することができる他のタイプの活性水素含有材料は、ポリオール中のエチレン性不飽和モノマーを重合させることによって得られるポリマーポリオール組成物である。このような組成物を生成するための適切なモノマーとして、アクリロニトリル、塩化ビニル、スチレン、ブタジエン、塩化ビニリデンおよび他のエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約１ｗｔ％以上、特別には約５ｗｔ％以上、より特別には約１０ｗｔ％以上含む。ここで、重量パーセントはポリオールの総量に基づいている。一実施形態においては、ポリマーポリオール組成物は、ポリオール中に重合モノマーを約７０ｗｔ％以下、特別には約５０ｗｔ％以下、より特別には約４０ｗｔ％以下含む。このような組成物は、過酸化物、過硫酸塩、過炭酸塩、過ホウ酸塩、アゾ化合物などの遊離基重合触媒の存在下４０℃〜１５０℃の温度で、選択したポリオール中のモノマーを重合させることによって好都合に調製される。
【００７３】
活性水素含有成分は、ヒドロキシル基を末端とするポリヒドロカーボン、ヒドロキシル基を末端とするポリホルマール、脂肪酸トリグリセリド、ヒドロキシル基を末端とするポリエステル、ヒドロキシメチル基を末端とするペルフルオロメチレン、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルグリコール、ドロキシル基を末端とするポリアルキレンアリーレンエーテルグリコール、ヒドロキシル基を末端とするポリアルキレンエーテルトリオールなどのポリヒドロキシル含有化合物を含むこともできる。
【００７４】
これらのポリオール類は、広い範囲にわたって変化するヒドロキシル価を有することができる。一般に、使用する場合には他の架橋添加剤を含めたポリオールのヒドロキシル価は、約２８〜約１０００以上、特別には約１００〜約８００の量で存在する。ヒドロキシル価は、他の架橋添加剤の有無にかかわらずポリオールまたはポリオールの混合物１グラムから調製される完全にアセチル化した誘導体の加水分解生成物の完全な中和に使用する水酸化カリウムのミリグラム数として定義される。ヒドロキシル価は、下記方程式によって定義することもできる：
【００７５】
【数１】
【００７６】
式中、ＯＨはポリオールのヒドロキシル価、ｆは平均官能価（ａｖｅｒａｇｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）、すなわちポリオール１分子当たりの平均ヒドロキシル基数、Ｍ．Ｗ．はポリオールの平均分子量である。
【００７７】
使用する場合には、多くの適切な発泡剤または発泡剤混合物、特に水が適切である。水はイソシアネート成分と反応してＣＯ2ガスをもたらし、このＣＯ2ガスにより追加のブローが必要となる。発泡剤として水を使用する一実施形態においては、触媒を選択的に使用することによって硬化反応を制御する。一実施形態においては、分解してガスを遊離させる化合物（例えば、アゾ化合物）を使用することもできる。
【００７８】
とりわけ適切な発泡剤は、単独で使用することも、または互いとの混合物もしくは水やアゾ化合物など別のタイプの発泡剤との混合物として使用することもできる水素原子含有成分を含む物理的発泡剤である。これらの発泡剤は、炭化水素、エーテル、エステル、部分的にハロゲン化された炭化水素、エーテルおよびエステル等を含めた幅広い材料から選択することができる。適切な物理的発泡剤は、約−５０℃〜約１００℃、特別には約−５０℃〜約５０℃の沸点を有する。使用可能な水素含有発泡剤としては、１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロ−エタン、モノクロロジフルオロメタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタンなどのＨＣＦＣ（ハロクロロフルオロカーボン）；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２，４，４−テトラフルオロブタン、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，３，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン、１，１，１，３，３，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，３，３−ペンタフルオロブタン、１，１，１，４，４，４−ヘキサフルオロブタン、１，１，１，４，４−ペンタフルオロブタン、１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタンなどのＨＦＣ（ハロフルオロカーボン）；メチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテル、ジフルオロメチル−１，１，１−トリフルオロエチルエーテルなどのＨＦＥ（ハロフルオロエーテル）；およびｎ−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンなどの炭化水素がある。
【００７９】
使用する場合、水を含む発泡剤は一般に、ポリウレタン液相組成物を１重量パーセント（ｗｔ％）以上、とりわけ５ｗｔ％以上含む。一実施形態においては、発泡剤は、ポリウレタン液相組成物の３０ｗｒ％以下、とりわけ２０ｗｔ％以下の量で存在する。発泡剤が周囲温度またはそれを下回る沸点を有する場合、他の成分と混合されるまでその温度を圧力下で維持する。
【００８０】
イソシアネート成分の活性水素含有成分との反応を触媒するために使用する適切な触媒として、ビスマス、鉛、スズ、鉄、アンチモン、ウラン、カドミウム、コバルト、トリウム、アルミニウム、水銀、亜鉛、ニッケル、セリウム、モリブデン、バナジウム、銅、マンガンおよびジルコニウム、ならびにホスフィン類および第三級有機アミン類の有機および無機酸塩、ならびに有機金属誘導体が挙げられる。このような触媒の例は、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、第一スズオクトエート、鉛オクトエート、ナフテン酸コバルト、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、１，３，５−トリス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、ｏ−およびｐ−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、１，４−ジアゾビシクロ［２．２．２］オクタン、Ｎ−ヒドロキシル−アルキル第四級アンモニウムカルボキシレートおよびテトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウム２−エチルヘキサノエート等、ならびに上記触媒のうちいずれか１つを含む組成物である。
【００８１】
一実施形態においては、触媒が金属アセチルアセトネートを含む。適切な金属アセチルアセトネートとして、アルミニウム、バリウム、カドミウム、カルシウム、セリウム（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、コバルト（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、イリジウム、鉄（ＩＩ）、ランタン、鉛（ＩＩ）、マンガン（ＩＩ）、マンガン（ＩＩＩ）、ネオジム、ニッケル（ＩＩ）、パラジウム（ＩＩ）、カリウム、サマリウム、ナトリウム、テルビウム、チタン、バナジウム、イットリウム、亜鉛、ジルコニウムなどの金属に基づく金属アセチルアセトネートが挙げられる。例示的な触媒は、ビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）（ニッケルアセチルアセトネートまたはジアセチルアセトネートニッケルとしても知られている）、ならびにジアセトニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ジフェニルニトリルジアセチルアセトナトニッケル、ビス（トリフェニルホスフィン）ジアセチルアセチルアセトナトニッケルなどのビス（２，４−ペンタンジオネート）ニッケル（ＩＩ）の誘導体である。第二鉄アセチルアセトネート（ＦｅＡＡ）も、相対安定度を有し、触媒活性が優れ、毒性がないため適切な触媒である。一実施形態においては、金属アセチルアセトネートを、ジプロピレングリコールや反応に関与し最終生成物の一部となる他のヒドロキシル含有成分など適切な溶媒への事前溶解（ｐｒｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ）によって好都合に添加する。
【００８２】
ポリウレタン発泡体を製造する１つの方法において、発泡体を製造するための成分、すなわち、イソシアネート成分、活性水素含有成分、界面活性剤、触媒、任意選択の発泡剤、導電性の難燃性充てん剤および他の添加剤をまず互いに混ぜ合わせ、その後空気を用いて機械的起泡を施す。あるいは、機械的起泡プロセス中、液相に順次これらの成分を添加することもできる。発泡体の気相は、その安さおよび入手しやすさから、最も特別には空気である。しかしながら、必要に応じて、周囲条件で気体であり、また実質的には不活性または液相のいずれの成分とも反応しない他の気体を使用することができる。このような他の気体として、例えば、周囲温度で通常気体である水素、二酸化炭素およびフルオロカーボンが挙げられる。不活性気体は、ＨｏｂａｒｔミキサまたはＯａｋｅｓミキサにおいてなど、高せん断装置における液相の機械的おさ打ちによって液相に取り込む。気体は、Ｏａｋｅｓミキサの通常の作動においてと同様に圧力下で導入することも、またはＨｏｂａｒｔミキサにおいてと同様におさ打ちまたはむち打ち作用によって、覆っている（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）雰囲気から引き込むこともできる。機械的おさ打ち作業は、特別には７〜１４ｋｇ／ｃｍ2（１００〜２００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ））を超えない圧力で行う。容易に入手可能な混合装置を使用することができ、特別な装置は一般に必要ない。液相へとおさ打ちされる不活性気体の量は、所望の密度の発泡体を製造するために、気体流量計量装置によって制御する。この機械的おさ打ちは、Ｏａｋｅｓミキサにおいては数秒間にわたって行い、Ｈｏｂａｒｔミキサにおいては約３〜約３０分間にわたって行うが、使用する混合装置において所望の発泡体密度を得るためには長時間かかる。機械的おさ打ち作業から現れる発泡体は実質的には化学的安定性を有し、構造的安定性を有するが、周囲温度、例えば約１０℃〜約４０℃で容易に加工可能である。
【００８３】
起泡後、ホースまたは他の導管を通して反応性混合物を制御した速度で移動させて、第一のキャリア上に堆積させる。便宜上、この第一のキャリアは「下部キャリア」と称することができ、一般に、硬化した発泡体を容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。本明細書では「表面保護層」または「上部キャリア」とも称される第二のキャリアを、発泡体の上に配置することができる。上部キャリアもまた、やはり硬化した発泡体から容易に剥離することができる、または容易には剥離することができない可動支持体である。上部キャリアは、発泡体とほぼ同時に塗布することができる。上部発泡体を適用する前に、ドクターブレード（ｄｏｃｔｏｒｉｎｇ ｂｌａｄｅ）または他の適切な広げ装置によって発泡体を所望の厚さの層に広げることができる。あるいは、上部キャリアの設置を使用して発泡体を広げ、発泡層を所望の厚さに調節することもできる。さらに別の実施形態においては、上部キャリアの設置後にコータを使用して、発泡体の高さを調節する。上部キャリアの塗布後、物理的または化学的発泡剤の影響下、起泡後の発泡体をブローさせることができる。上述のように、特定の一実施形態においては、上部キャリアを使用しない。
【００８４】
一実施形態においては、キャリアは、発泡体の表面に実質的に平坦な表面を与える。一実施形態においては、組立体全体をその後磁石およびオーブン内に設置して、高アスペクト比粒子を整列させると共にポリウレタン発泡体を硬化させる。
【００８５】
（１つまたは複数の）キャリアと（任意選択のブロー後の）発泡体層との組立体を磁場へと送り、その後任意選択で、導電性の磁性粒子を整列させ、その後発泡体を硬化させるための加熱ゾーンへと送る。特定の一実施形態においては、導電性の磁性粒子の整列後に硬化を行う。硬化は、熱膨張を回避するために室温（例えば、２３℃）で行うことができる。あるいは、加熱ゾーンの温度は、発泡体材料の組成に応じて、発泡体の硬化に有効な範囲内で、例えば、約７０℃〜約２２０℃で維持される。発泡体の外面上に一体表皮を形成する目的のために、または発泡体に比較的重い層を添加する目的のために示差温度（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ）を確立することができるが、表皮形成を回避するために硬化温度を調節することが好ましい。
【００８６】
発泡体を加熱し硬化した後、冷却ゾーンに移す。冷却ゾーンにおいては、ファンなど任意の適切な冷却装置によって発泡体を冷却する。適切な場合には、（１つまたは複数の）キャリアを取り除き、ロールに巻き取ることができる。あるいは、発泡体にさらなる処理、例えば、上述のようなバフ研磨もしくは研削、またはキャリア層の一方または両方に対する積層（熱および圧力を用いる接着）を施すこともできる。
【００８７】
本作製方法において、他のタイプのポリマーを使用することもできる。好ましくは、このようなポリマーを、磁場によって導電性の磁性粒子を整列させる前に完全に、または実質的には完全に形成することができる。そのように形成することが不可能である、または実用可能でない場合には、このような発泡体を後処理して、発泡体の表面から任意の表皮または追加の発泡体材料取り除くことができる。したがって、ポリシロキサンポリマーと、導電性の磁性粒子とを含むシリコーンを使用することもできる。
【００８８】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体を作製する方法は、ポリイソシアネート成分と、ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性高アスペクト比粒子を含む充てん剤組成物とを含む液状組成物を起泡させるステップと；起泡体をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；層を磁場にさらして、磁性導電性高アスペクト比粒子を、第一の表面と第二の表面との間で本質的に連続的に層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列させるステップと；層を硬化させて、密度が約１〜約１２５ポンド／立方フィート、伸びが約２０％以上、圧縮永久ひずみが３０以下であるポリウレタン発泡体を生成させるステップとを含み、発泡体の厚さは、硬化した層内の複数のセルの平均高さの１．０〜１．５倍である。この方法は、さらに、層を完全に硬化させる前に層を部分的に硬化させることを含み、層を部分的に硬化させた後磁場を印加する。さらには、第一のキャリア支持体上で気泡体のキャストを行う。
【００８９】
一実施形態においては、導電性ポリマー発泡体が、被覆された難燃性粒子なしの同じポリウレタン発泡体の機械的性質と類似の機械的性質を有する。補助発泡剤を使用する場合、得られた発泡体は、約１ｐｃｆと低いかさ密度を有することができる。
【００９０】
ポリシロキサンポリマーと、導電性高アスペクト比粒子とを含むシリコーン発泡体を使用することもできる。
【００９１】
一実施形態においては、シリコーン発泡体は、水素ガスの単体分離という結果を伴うポリシロキサンポリマー前駆体組成物中の水と水素化物基との間の反応の結果として生成される。この反応は、一般に、貴金属、とりわけ白金触媒によって触媒される。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは２５℃で約１００〜１，０００，０００ポイズの粘度を有し、水素化物、メチル、エチル、プロピル、ビニル、フェニルおよびトリフルオロプロピルからなる群から選択されるチェーン置換基（ｃｈａｉｎ ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ）を有する。ポリシロキサンポリマーの末端基は、水素化物、ヒドロキシル、ビニル、ビニルジオルガノシロキシ、アルコキシ、アシルオキシ、アリル、オキシム、アミノキシ、イソプロペノキシ、エポキシ、メルカプト基、または他の公知の反応性末端基でよい。適切なシリコーン発泡体は、組み合わせの粘度が上で指定した値の範囲内にあるのであれば、それぞれ異なる分子量（例えば、二峰性または三峰性の分子量分布）を有する数種のポリシロキサンポリマーを用いることによって製造することもできる。所望の発泡体を製造するために、異なる官能基または反応性基を有する数種のポリシロキサンベースのポリマーを得ることも可能である。一実施形態においては、ポリシロキサンポリマーは、水１モル当たり約０．２モルの水素化物（Ｓｉ−Ｈ）基を含む。
【００９２】
使用するポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、触媒、一般には白金または白金含有触媒を使用して、ブローおよび硬化反応を触媒することができる。不活性キャリア上に、シリカゲル、アルミナ、カーボンブラックなどの触媒を堆積させることができる。一実施形態においては、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、その六水和物、そのアルカリ金属塩および有機誘導体を有するそのヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸錯体から選択される、担持されていない触媒を使用する。例示的な触媒は、部分的または完全に塩素原子を取り除くためにアルカリ化剤で処理されるまたはされない、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸の１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンなどのビニルポリシロキサンとの反応生成物、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸のアルコール類、エーテル類およびアルデヒド類との反応生成物、ならびにホスフィン類、ホスフィンオキシド類およびエチレン、プロピレン、スチレンなどのオレフィン類との白金キレートおよび二塩化白金錯体である。ポリシロキサンポリマーの化学的性質に応じて、白金をベースとする触媒の代わりにジブチルスズジラウレートなど他の触媒を使用することが望ましいこともある。
【００９３】
シリコーン発泡体の気孔率および密度を制御するために、様々な白金触媒抑制剤を使用してブローおよび硬化反応の速度を制御することもできる。このような抑制剤の例として、ポリメチルビニルシロキサン環式化合物およびアセチレンアルコールが挙げられる。これらの抑制剤は、発泡体を破壊するようにして発泡および硬化を妨げるべきではない。
【００９４】
物理的および／または化学的発泡剤を使用してシリコーン発泡体を製造することが多いが、機械的発泡を使用することも可能である。ポリウレタン向けの上記物理的および化学的発泡剤を使用することができる。他の例示的な化学的発泡剤として、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタンジオールおよびシラノールが挙げられる。一実施形態においては、ブロー方法の組み合わせを使用して、望ましい特性を有する発泡体を得る。例えば、クロロフルオロカーボンなどの物理的発泡剤を、二次発泡剤とし反応性混合物に添加することができ、ブローの主な形態は、水、アルコール類または他の化合物のヒドロキシル置換基とポリシロキサンの水素化物置換基との間の反応の結果として放出される水素である。
【００９５】
シリコーン発泡体の製造において、前駆体組成物の反応性成分は、２つのパッケージで貯蔵される。一方は白金触媒を含み、他方は水素化物基を含むポリシロキサンポリマーで、これにより時期尚早の反応が防止される。いずれかのパッケージに導電性粒子を含めることが可能である。別の製造方法においては、導電性粒子と、水と、必要に応じて物理的および／または化学的発泡剤と、他の望ましい添加剤と共に、ポリシロキサンポリマーを押出機に導入する。その後、白金触媒を計量し押出機に入れて、発泡および硬化反応を開始し、混合物を機械的に起泡させる。水などの化学的発泡剤と併せて液体二酸化炭素や超臨界二酸化炭素などの物理的発泡剤を使用すると、はるかに密度が低い発泡体を生じさせることができる。さらに別の方法においては、液状シリコーン成分を計量し、混合し、機械的に起泡させ、発泡体を鋳型や連続被覆ラインなどの装置に分配する。したがって、鋳型内または連続被覆ラインで発泡を行うことができる。
【００９６】
一実施形態においては、白金触媒と、水素化物基を含有するポリシロキサンポリマーと、導電性粒子と、任意選択の物理的および／または化学的発泡剤と、任意選択の白金触媒抑制剤と、他の所望の添加剤とを含む組立体全体を、磁場内に設置する。磁場への暴露前または暴露中に発泡を行うことができる。
【００９７】
架橋は、ゲル化としても知られている。発泡前または発泡後に架橋に行うことができる。磁場の印加によって粒子を整列させる前または後に架橋を行うこともできる。一実施形態においては、磁場の印加後に架橋を行う。一実施形態においては、前駆体組成物を起泡させ、任意選択でブローさせ、次いで磁場を印加し、その後プレポリマーを架橋して発泡体をゲル化する。
【００９８】
導電性シリコーン発泡体は、導電性粒子なしの同じシリコーン発泡体の機械的性質と同じまたは実質的に類似の機械的性質を有することができる。
【００９９】
あるいは、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンを含む液状シリコーン組成物と、組成物を硬化させるために有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒と、任意選択で約１００〜約１０００センチポイズ粘度を有する反応性または非反応性ポリシロキサン流体とを含む前駆体組成物の反応によって、軟質導電性シリコーン組成物を形成することができる。適切な反応性シリコーン組成物は、低デュロメータ硬度の１：１液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）または液状射出成形（ＬＩＭ）組成物である。これらの組成物のインヘレント粘度は低いため、低デュロメータ硬度のＬＳＲまたはＬＩＭを使用すると、より多くの充てん剤量の添加が容易となり、軟質発泡体が形成される。
【０１００】
反応性または非反応性ポリシロキサン流体により、より多くの量の充てん剤を硬化シリコーン組成物に取り込むことが可能となり、したがって、得られる体積および表面抵抗率値が下がる。一実施形態においては、ポリシロキサン流体は硬化シリコーン内にとどまり、抽出されることも取り除かれることもない。したがって、反応性シリコーン流体はポリマーマトリックスの一部となり、使用中ガス放出は少しで、表面への移動はほとんどまたはまったくない。一実施形態においては、非反応性シリコーン流体の沸点は、ポリマーマトリックスに分散させた場合硬化中または硬化後に蒸発せず、表面へと移動しないもしくはガス放出しないよう十分高い。
【０１０１】
一実施形態においては、ＬＳＲまたはＬＩＭ系を、約１：１の体積比における混合に適切な二液性配合物として提供する。配合物の「Ａ」部分は、２つまたはそれ以上のアルケニル基を有する１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。適切なアルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル、ペンテニル、ヘキシニルおよびヘプテニルによって例示されるが、ビニルが特に適切である。このアルケニル基は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。２つまたはそれ以上のアルケニル基を有するポリシロキサンにおける他のシリコン結合有機基は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【０１０２】
アルケニル含有ポリシロキサンは、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖または網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。このアルケニル含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルポリシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたメチルビニルフェニルシロキサン、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルビニルシロキサン−メチルビニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルビニルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重合体、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位を含むポリシロキサン、Ｒ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むポリシロキサン、ならびに前述のポリシロキサンのうち２種またはそれ以上の混合物によって例示される。Ｒは、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基を表す。ただし、１分子当たりＲ基の少なくとも２つが、アルケニルである。
【０１０３】
ＬＳＲまたはＬＩＭ系の「Ｂ」成分は、１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子含有し、１種または複数種のポリシロキサンを含み、その押出速度は約５００ｇ／分未満である。この水素は、分子鎖末端に、分子鎖のペンダント位に、またはその両方に結合することができる。他のシリコン結合基は、非アルケニル置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基、フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基、ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基、３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示される有機基である。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。
【０１０４】
水素含有ポリシロキサン成分は、直鎖、部分的に枝分かれしている直鎖、枝分かれ鎖、環状、網目分子構造を有することができるが、例示した分子構造を有するポリシロキサンからの２種またはそれ以上の選択の混合物であってもよい。この水素含有ポリシロキサンは、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたメチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、トリメチルシロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチル水素ポリシロキサン、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチル水素シロキサン共重合体、ジメチル水素シロキシで末端ブロックされたジメチルシロキサン−メチルフェニルシロキサン共重合体、およびジメチル水素シロキシで末端ブロックされたメチルフェニルシロキサンによって例示される。
【０１０５】
この水素含有ポリシロキサン成分は、組成物の硬化に十分な量で、具体的には、アルケニル含有ポリシロキサン中のアルケニル基１つ当たり約０．５〜約１０個のシリコン結合水素原子の量で添加する。
【０１０６】
シリコーン組成物は、硬化を促進させるために、一般に成分「Ａ」の一部として、白金などの触媒をさらに含む。ヒドロシリル化反応触媒として知られる白金および白金化合物、例えば、白金黒、アルミナ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ａｌｕｍｉｎａ）粉末、シリカ担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｓｉｌｉｃａ）粉末、炭素担持白金（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｏｎ−ｃａｒｂｏｎ）粉末、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸白金−オレフィン錯体のアルコール溶液、白金−アルケニルシロキサン錯体、およびメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコーンなどの熱可塑性樹脂中の上述のような白金添加−反応触媒の分散体の微粒子化によって提供される触媒を使用することができる。触媒の混合物を使用することもできる。本組成物の硬化に有効な触媒の量は、一般に、アルケニルと水素成分とを合わせた量に基づき、白金金属の０．１〜１，０００ｐｐｍ（重量で）ある。
【０１０７】
この組成物は、約１０００センチポイズ以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する１種または複数種のポリシロキサン流体を任意選択でさらに含む。ポリシロキサン流体は、約１００センチポイズ以上の粘度を有することもできる。ポリシロキサン流体は、組成物の粘度を減少させる目的で添加し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、抵抗および抵抗率の値がより小さい硬化組成物が生じる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、抵抗値の温度依存性を低減させること、および／または抵抗および抵抗率の値の時間変化を低減させることができる。ポリシロキサン流体成分を使用すると、流体を取り除くための処理中の余分なステップの必要性、ならびに使用時の希釈剤の可能性のあるガス放出および移動がなくなる。ポリシロキサン流体は、組成物の硬化反応、すなわち付加反応を抑制すべきではないが、硬化反応に関与してもしなくてもよい。
【０１０８】
非反応性ポリシロキサン流体は、約５００°Ｆ（２６０℃）を超える沸点を有し、枝分かれしていても、または直鎖状であってもよい。非反応性ポリシロキサン流体は、置換および無置換の一価炭化水素基、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシルなどのアルキル基；フェニル、トリル、キシリルなどのアリール基；ベンジルやフェネチルなどのアラルキル基；３−クロロプロピルや３，３，３−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基によって例示されるシリコン結合非アルケニル有機基を含む。例示的な置換基は、メチルおよびフェニル基である。したがって、非反応性ポリシロキサン流体は、Ｒ3ＳｉＯ1/2およびＳｉＯ4/2単位、ＲＳｉＯ3/2単位、Ｒ2ＳｉＯ2/2およびＲＳｉＯ3/2単位、あるいはＲ2ＳｉＯ2/2、ＲＳｉＯ3/2およびＳｉＯ4/2単位を含むことができ、Ｒは、アルキル、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、アリール、フェニル、トリル、キシリル、アラルキル、ベンジル、フェネチル、ハロゲン化アルキル、３−クロロプロピル、３，３，３−トリフルオロプロピルからなる群から選択される置換および無置換の一価炭化水素基である。非反応性ポリシロキサンは流体で、かなり高い沸点（約２３０℃（５００°Ｆ）を超える）を有するため、より多くの充てん剤の取込みを可能にするが、移動もガス放出もしない。非反応性ポリシロキサン流体の例として、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＤＣ２００が挙げられる。
【０１０９】
反応性ポリシロキサン流体は、アルケニル含有ポリシロキサンと共に共硬化し、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するため、それら自体がアルケニル基またはシリコン結合水素原子を含有することができる。このような化合物は、アルケニル含有ポリシロキサンに関し上述の構造と同じ構造を有することができ、ポリシロキサンは少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するが、加えて、約１０００センチポイズ（ｃｐｓ）以下、特別には約７５０センチポイズ以下、より特別には約６００センチポイズ以下、最も特別には約５００センチポイズ以下の粘度を有する。一実施形態において、反応性ポリシロキサン流体は、付加硬化反応の硬化温度を超える沸点を有する。
【０１１０】
ポリシロキサン流体成分は、より多くの導電性充てん剤の添加、取込みおよび濡れを可能にするために有効な量、ならびに／あるいは導電性粒子の取込みを容易にする、例えば、デタングリング（ｄｅｔａｎｇｌｉｎｇ）および／または分散を容易にするために有効な量で存在する。一実施形態においては、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の１００重量部当たり約５〜約５０重量部の量で、ポリシロキサン流体成分を組成物に添加する。ポリシロキサン流体成分の量は、特別には約５重量部以上、より特別には約７．５重量部以上、さらにより特別には約１０重量部以上の量である。また、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するポリシロキサンと、組成物の硬化に有効な量で少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するポリシロキサンと、触媒とを合わせた量の約５０重量部以下、より特別には約２５重量部以下、より特別には約２０重量部以下のポリシロキサン流体成分が望ましい。
【０１１１】
シリコーン発泡体は、硬化性シリコーンゲル配合物を任意選択でさらに含むことができる。シリコーンゲルは、軽く架橋した流体または硬化不足の（ｕｎｄｅｒ−ｃｕｒｅｄ）エラストマーである。それらシリコーンゲルは、非常に軟らかく粘着性である状態から、適度に軟らかく触るとわずかに粘り気がある状態までの範囲に及ぶという点で独特である。ゲル配合物を使用すると、組成物の粘度が低下し、それにより充てん剤の使用量の増大、充てん剤の濡れの改善、および／または充てん剤の分布の改善のうち少なくとも１つが可能となり、それにより抵抗および抵抗率の値がより小さく軟らかさが増大した硬化組成物が生じる。適切なゲル配合物は、二液性の硬化性配合物であっても、または一液性の配合物であってもよい。二液性の硬化性ゲル配合物の成分は、ＬＳＲ系について上で説明した成分（すなわち、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンおよび１分子当たり少なくとも２つのシリコン結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン）と類似している。主な違いは、充てん剤が存在しないこと、およびアルケニル基に対するシリコン結合水素原子基（Ｓｉ−Ｈ）のモル比が通常１未満で、硬化ゲルのゆるみおよび軟らかさを有する「硬化不足の」ポリマーが生じるように変えることができることにある。具体的には、アルケニル基に対するシリコン結合水素原子の比が約１．０以下、特別には約０．７５以下、より特別には約０．６以下、最も特別には約０．１以下である。適切な二液性シリコーンゲル配合物の例は、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているＳＹＬＧＡＲＤ（登録商標）５２７ゲルである。
【０１１２】
シリコーン発泡体は、下部キャリアのみを用いてキャストおよび加工を行うことも、あるいは上述のように下部キャリアも上部キャリアも用いてキャストおよび加工を行うこともできる。
【０１１３】
公知であるように、二液性シリコーン発泡体における発泡および硬化（ゲル化）ステップは重複する、または同時に行われることが多い。粒子整列が完了するあまりにも前に硬化が進行する場合、発泡複合体の導電性は低くなる。一方硬化が遅れると、粒子整列後も発泡が継続することがある。この場合、層除去技法を使用して、発泡複合体の導電率を向上させることができる。あるいは、発泡／硬化反応を制御して、発泡ステップと硬化ステップとをより良く分離することもできる。潜伏性触媒の使用、および／または触媒の組み合わせの使用により、硬化反応が遅れることがある。例えば、白金触媒など異なる触媒の組み合わせを使用して発泡を促進させることができ、第二の潜伏性触媒系を使用して発泡後の硬化を促進させることができる。一部の化学的調整剤の添加を利用して、発泡反応を変更することもできる。あるいは、一部のシリコーンゲル配合物または強化シリコーン配合物を機械的に起泡させることも、または物理的にブローさせることもでき（例えばメタノール、イソプロパノール、ベンジルアルコールなどの揮発性発泡剤を用いて）、その後硬化させることができる。これらの配合物では、繊維充てん剤（例えば、炭素繊維）を使用して発泡体粘度を増大させることが有利となることがあり、それにより前駆体シリコーン配合物に取り込むことができる空気の量が増大すると共に、キャスト後の発泡体が維持される。
【０１１４】
したがって、一実施形態においては、シリコーン発泡体を作製する方法は、水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物を発泡させるステップと；第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品、例えば層を形成するステップと；磁性導電性粒子を、発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと整列させるステップと；発泡体を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で体積抵抗率が約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍであるシリコーン発泡複合体を製造するステップとを含む。
【０１１５】
もちろん、上述のように下部キャリアおよび上部キャリアを使用し、その後処理してシリコーン層の一方または両方の表面の外層を取り除くことも可能である。
【０１１６】
磁気的に整列している導電性粒子を使用すると、より低い濃度の導電性充てん剤を用いて優れた導電性を有するポリマー発泡複合体の作製が可能となる。より低い濃度の使用により、物理的性質、特に圧縮永久ひずみおよび／または軟らかさが向上した発泡体が生じる。これらの特性により、ガスケット材料、電気接地パッド（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ ｐａｄ）、電池接点用導電性バネ素材（ｂａｔｔｅｒｙ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｓｐｒｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）など様々な物品として、特に電磁および／またはＲＦシールドあるいは静電気散逸性が望まれる場合にポリマー発泡体を使用することが可能となる。導電性と共に封止、衝撃吸収性および／またはクッション性が望まれる場合に、これらの材料を使用することができる。導電性充てん剤も熱伝導性を有する場合、または導電性でも熱伝導性でもある充てん剤が存在する場合には、発泡体層を使用して熱伝導性を提供することもできる。一実施形態においては、熱伝導性を有する層を提供するために、（導電性充てん剤の代わりに）熱伝導性充てん剤を使用することができる。
【０１１７】
導電性ポリマー発泡複合体は、導電層（例えば、銅箔）およびパターン化非導電性接着剤の有無にかかわらず使用することもできる。公知のように、非導電性接着剤が、導電性接着剤と比較してはるかに低コストであるため望ましい。上記物品構成により、より安価な接着剤の使用と共に発泡体層と導電層との間の電気的接続が可能となる。別の実施形態においては、硬化ポリマー発泡体の配合物を、ポリマー発泡体に接着性を提供するために公知の手段によって調節する。導電性発泡体接着剤を実現することができる。
【０１１８】
本明細書に記載されているとおりに調製したポリマー発泡体は、セル寸法分布が改善されると共に、導電性および／または圧縮性を含めた物理的特性が向上する。導電性および／または物理的特性が向上したポリマー発泡体により、シールド能の向上および封止性の向上がもたらされる。機械的発泡を用いて調製したポリマー発泡体は特に、セル寸法分布が改善されると共に、導電性および／または圧縮性を含めた物理的特性が向上する。加えて、機械的発泡により、より低コストでのポリマー発泡体の作製が可能となる。
【０１１９】
有利な特徴においては、導電性ポリマー発泡複合体（特に、ポリウレタンとシリコーンとの発泡複合体）は、導電性の磁性充てん剤なしの同じ発泡体の機械的特性と類似の機械的性質を有する。補助発泡剤を使用する場合、ポリマー発泡複合体は約１ポンド／立方フィート（ｐｃｆ、１６キログラム／立方メートル（ｋｃｍ））と低いかさ密度を有することができる。ポリマー発泡複合体の密度は、充てん剤組成物の比重の影響を受ける。しかしながら、一般に、ポリマー発泡複合体は、約１〜約１５０ｐｃｆ（１６〜２４０２ｋｃｍ）、特別には約５〜約１２５ｐｃｆ（８０〜２００２ｋｃｍ）、より特別には約１０〜約１００ｐｃｆ（１６０〜１６０１ｋｃｍ）、さらにより特別には約２０〜約８０ｐｃｆ（〜１２８１ｋｃｍ）密度を有する。
【０１２０】
磁気的に整列している導電性粒子を使用すると、６０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ、４２キログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2））の圧力で測定される約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する導電性ポリマー発泡複合体の製造が可能となる。この範囲内であれば、体積抵抗率は、約１０-3〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍであっても、より特別には約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０ｏｈｍ−ｃｍであっても、最も特別には１０-2〜約１ｏｈｍ−ｃｍであってもよい（これらは、それぞれ６０ｐｓｉ（４２ｋ／ｃｍ2）で測定される）。以下の例に示すように、体積抵抗率が約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの範囲内にあるポリマー発泡複合体を得るためには、特定の条件が必要となる（比較例参照）。しかしながら、本明細書に開示されている方法を用いてこのような抵抗率を得ることができる。本発明の発明者によって、体積抵抗率が６０ｐｓｉで約１００ｏｈｍ−ｃｍ未満の、すなわち、６０ｐｓｉで約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍの範囲内にあるポリマー発泡複合体を得ることはより困難であることがわかっており、またこのような値を得るには、発泡体の種類、発泡体をどのように処理するのか（例えば、機械的に発泡させる）、導電性の磁性充てん剤の種類（例えば、ニッケル被覆ステンレス鋼）、充てん剤粒子の形状（例えば、球状または棒状）および充てん剤粒子の量の調整が必要となることがわかっている。より低い圧力（例えば、４０ｐｓｉまたは２０ｐｓｉ）で１００ｏｈｍ−ｃｍ以下の体積抵抗率得ることは、特に困難である。それにもかかわらず。本明細書中の教示に従うことによって、２０ｐｓｉで体積抵抗率が約１０-2ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０2ｏｈｍ−ｃｍであるポリマー発泡複合体を得ることができる。
【０１２１】
一実施形態においては、ポリマー発泡体は、約５０デシベル（ｄＢ）以上、特別には約７０ｄＢ以上、さらにより特別には約８０ｄＢ以上の量で電磁シールドを提供する。電磁シールドを測定する１つの方法は、ＭＩＬ−Ｇ−８３５２８Ｂに記載されている。
【０１２２】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡体の体積抵抗率は、約１ｏｈｍ−ｃｍ以下で、電磁シールドは約８０ｄＢ以上である。
【０１２３】
発泡体は、優れた圧縮性を有する。所与の圧力におけるパーセントひずみ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｓｔｒａｉｎ）を測定することによって、圧縮性を決定することができる。ポリマー発泡複合体のパーセントひずみは、１００ｐｓｉ（７ｋｇ／ｃｍ2）で１０％を超える、特別には２０％を超える、より特別には４０％を超える、さらにより好ましくは５０％を超える。
【０１２４】
別の実施形態においては、発泡体は少なくとも以下の特性：約０．００７〜約１０．５ｋｇ／ｃｍ2、特別には約０．００７〜約７ｋｇ／ｃｍ2の２５％圧縮力たわみ（ＣＦＤ）を有する。別の実施形態においては、ＣＦＤは、ＡＳＴＭ１０５６に従って測定され、約０．０７〜約２．８ｋｇ／ｃｍ2である。
【０１２５】
ポリマー発泡複合体は、約２０％以上、特別には約１００％を超える破断伸びを有することができる。
【０１２６】
ポリマー発泡複合体は、約２０％未満、特別には約１０％の圧縮永久ひずみ（５０％）を有することができる。
【０１２７】
特定の一実施形態においては、ポリマー発泡複合体、特にポリウレタン発泡複合体は、１００ｐｓｉ（７ｋｇ／ｃｍ2）で２０％を超えるパーセントひずみ、約２０％以上の破断伸び、約３０％以下の圧縮永久ひずみ（５０％）、および約１〜約１２５ｐｃｆ、特別には約１〜約６０ｐｃｆのかさ密度を有する。
【０１２８】
圧縮力たわみ（ＣＦＤ）に反映される弾性率を、１ロットまたは１行程当たり２つのスタックを用いて最低０．６センチメートル（０．２５０インチ）、通常約０．９センチメートル（０．３７５インチ）まで積層した５×５センチメートルの打ち抜きサンプルと、インストロン試験機の底部に取り付けた９０９０ｋｇ（２０，０００ポンド）のセルを用いてインストロン試験機で決定する。ＡＳＴＭ Ｄ１０５６に従って、サンプルを元の厚さの２５％まで圧縮するために必要となる力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で算出することによって、ＣＦＤを測定した。
【０１２９】
２０キログラム（５０ポンド）のロードセルを取り付けたインストロン試験機を用い、また厚さおよび密度に応じて４．５〜９．０キログラムの範囲を用いて引張強さおよび伸びを測定する。破断時のキログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2）で表される力の量をサンプルの厚さで割って２を乗じて引張強度を算出する。伸びをパーセント伸長（ｐｅｒｃｅｎｔ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）として報告する。
【０１３０】
繊維などの高アスペクト比粒子を発泡体内で磁性導電性カラムに整列させた場合、ブローされた発泡体において導電性の向上を実現することができる。一実施形態においては、各カラムが、他の粒子チェーンとは互いに孤立している磁性導電性高アスペクト比粒子の単一のチェーンからなる。各チェーンが１〜２０個、特別には１〜６個の磁性導電性高アスペクト比粒子からなる場合に、優れた導電性を実現することができる。これらのチェーンは厳密に直線状である必要はないが、電気経路を確立する粒子間で相互接触がある。高アスペクト比粒子の使用には、高アスペクト比を有していない球状または類似の形状の粒子の使用に対していくつかの利点がある。高アスペクト比粒子の寸法は、発泡体層の厚さに及ぶカラムを形成するために個々の粒子を少ししか必要としないことを意味する。したがって、高アスペクト比粒子を使用すると、導電性のカラムを形成するために必要となる粒子間接点の数が低減される。さらに、単一の高アスペクト比粒子が、その粒子が上述のように整列している発泡体の厚さに等しい、または発泡体の厚さをわずかに超える最長寸法を有することができる。このような場合、互いに孤立した導電性のカラムを形成するために粒子間接点を必要としない。さらに、発泡体層の厚さを超える長さを有する粒子を使用することによって、磁気整列が完了した後に余分な発泡が生じたとしても、依然として優れた導電性を実現することができる。この発泡体は、カラムの端部を深く覆うことで発泡体を通して導電性を提供することが困難となることなく、高アスペクト比粒子の高さを満たすよう成長することができる。一実施形態においては、粒子端部の一方または両方が、発泡体層の表面で露出したままである。別の実施形態においては、発泡体が、ちょうど高アスペクト比粒子の端部周辺まで成長するように広がる。
【０１３１】
発泡体に優れた機械的性質、特に発泡シートに対する優れた封止性を提供するために、発泡体中のセルの平均直径は約２０〜約５００マイクロメートル、好ましくは約２０〜約３００マイクロメートルである。したがって、発泡体の最適なセル直径は、発泡シートの所望の厚さと望まれる封止能との間のバランスということになる。
【０１３２】
例示的なものであって限定的ではない以下の実施例では、本明細書中で説明した電磁シールド性および／または静電気散逸性および／または導電性を有するポリマー発泡体の様々な諸実施形態の一部の組成物および作製方法を説明する。
【０１３３】
〔実施例〕
以下の試験を使用して導電率を決定した。公知のように、体積抵抗率および静電シールドについての個々の値は、その個々の試験方法および条件に依存することになる。例えば、試験中にサンプルにかかる圧力に伴って体積抵抗率および静電シールドが変化することがあることが知られている。以下のサンプルの体積抵抗率を測定するために有用な電気器具および試験装置は以下のとおりである。装置は、金板２．５ｃｍ×２．５ｃｍ（１インチ×１インチ）方形の電気接点を有する特注のプレスである。この装置には、オペレータがサンプルの表面に加わる力を制御し調節することを可能にするデジタルフォースゲージが装備されている。電源は、サンプル表面に０〜２アンペア供給することができる。サンプルを通しての電圧降下およびオームは、ＨＰ３４４２０Ａ Ｎａｎｏ Ｖｏｌｔ／Ｍｉｃｒｏ Ｏｈｍｍｅｔｅｒを用いて測定する。装置の電子部品を暖機してもよく、ＨＰ３４４２０Ａの場合、内部較正チェックを行う。試料を、試験環境の条件まで２４時間平衡に保ってもよい。適切な試験環境は、室温２３℃（７０°Ｆ）で相対湿度５０％（％ＲＨ）である。被検サンプルを、試験装置のプラテン間に設置し、表面に荷重を印加する。印加する荷重は被検サンプルの種類に依存し、軟質発泡体は小さい荷重を用いて試験するが、固形物は約６３，２７９〜約２１０，９３０キログラム／平方メートル（９０〜３００ポンド／平方インチ）の荷重範囲を用いて試験する。荷重を印加したら、サンプルに電流を流し、サンプル厚さを通しての電圧降下を測定する。適切な試験には、０．５、１．０、１．６および２．０アンペアの４つの異なるアンペア設定における測定が含まれる。導電性複合体については、４つのアンペア設定すべてについて結果として得られる計算した体積抵抗率が類似している。体積抵抗率についての計算は、以下のとおりである：
体積抵抗率（ｏｈｍ−ｃｍ）＝（Ｅ／Ｉ）＊（Ａ／Ｔ）
式中、Ｅ＝電圧降下（Ｖ）、Ｉ＝電流（アンペア）、Ａ＝面積（ｃｍ2）、Ｔ＝厚さ（ｃｍ）である。
【０１３４】
矩形サンプルを切断し、銀塗料で端部を被覆し、塗料を乾燥させ、電圧計を使用して抵抗測定を行うことによって、エラストマーサンプルについて体積抵抗率測定を同様に行う。
【０１３５】
（実施例１）
シリコーン発泡体中の導電性充てん剤としてのニッケルおよびニッケル被覆セラミック微小球の評価を行った。シリコーン（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ８１３７、およびＮｕｓｉｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＬＣ製のＮＵＳＩＬ ６０３３）と、充てん剤微小球と、シリコーン硬化抑制剤（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の１−オクチン−３−オール）とを、Ｆｌａｋｔｅｋスピードミキサ内で混ぜ合わせ、制御した厚さを有するＰＥＴフィルム上でキャストし、調節可能な磁場にさらされているオーブン内に設置した。一般に、化学的にブローさせ硬化させた発泡体の厚さは、７０〜８０ミル（１７７８〜２０３２マイクロメートル）であった。
【０１３６】
表１の結果は、１２００ガウスと強い磁場の下でさえ、硬化発泡体の厚い層において導電性が観測されなかったことを示している。
【０１３７】
【表１】
【０１３８】
（実施例２）
表２は、１００％ニッケル微小球を用いた追加の実験の結果を示す。１８〜４０ミル（４５７〜１０１６マイクロメートル）の厚さで配合物をキャストして、発泡体サンプルを調製した。
【０１３９】
【表２】
【０１４０】
表２に示す実験においては、充てん剤カラム形成を観察したが、発泡体は導電性ではなかった。実験１〜３は上部キャリアなしでキャストしたが、これにより質がより悪い発泡体が生じた。実験４〜１３の分析によって、硬化発泡体が厚さ４０〜１２０ミル（１０１６〜３０３８マイクロメートル）で、発泡体の厚さに及ぶ（ｚ方向）２つまたはそれ以上のセルを有していることがわかった。
【０１４１】
（実施例３）
以下に示したような上部キャリアを有する場合についても有していない場合についても共に、１００％Ｎｉ球または銀被覆ニッケル球を用いてより薄い発泡体を調製した。プレミックスを冷蔵庫の中で冷却した。結果を表３Ａに示す。
【０１４２】
【表３】
【０１４３】
図３Ａの結果からわかるとおり、ニッケルカラム形成をすべての実験において観察した。硬化発泡体の厚さは、発泡体中の単一のセルの厚さ（１０〜１５ミル（２５４〜３８１マイクロメートル））にほぼ等しかった。発泡体の厚さ（ｚ方向）にわたるセルの直径に近い厚さを有する発泡体が導電性であった。より薄い発泡体を組み合わせ、上部キャリアを使用すると、一貫して良質の導電性複合体が得られた。
【０１４４】
表３Ａの実験１ｂ、２ｂおよび４ｂについての抵抗率試験の結果を表３Ｂに示す。
【０１４５】
【表４】
【０１４６】
３つの実験すべてについて優れた導電性が観測された。実験１ｂおよび４ｂは、特に優れた体積抵抗率を示した。
【０１４７】
（実施例４〜５）
実施例４〜５においては、以下の試験を利用した。体積抵抗率を測定するために、使用した装置は、Ｓｔａｂｌｅ Ｍｉｃｏｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＭＳ）ＴＡ ＨＤ Ｐｌｕｓ Ｔｅｘｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｅｒであった。５０Ｋｇのロードセルを使用して、圧縮試験中の材料の抵抗を記録した。サンプル（直径１／２インチ）を試験環境の条件、ここでは室温２３℃（７０°Ｆ）で相対湿度５０％（％ＲＨ）まで２４時間平衡に保った。オーム計の設定（２または２０オーム）を選択し、設定に変化がある場合には、オーム計を較正した。フレームのたわみを較正し、１０ｇの力の予荷重に到達するまで０．５ｍｍ／秒の速度で予備試験を行った。試験速度は、目標の力９．００Ｋｇに到達するまで０．０１ｍｍ／秒であった。抵抗および圧縮荷重をひずみの増大として記録した。体積抵抗率は、抵抗測定およびサンプル寸法に基づき計算した。体積抵抗率についての計算は上述のとおりである。
【０１４８】
圧縮力たわみ（ＣＦＤ）に反映される弾性率を、１ロットまたは１行程当たり２つのスタックを用いて最低０．６センチメートル（０．２５０インチ）、通常約０．９センチメートル（０．３７５インチ）まで積層した５×５センチメートルの打ち抜きサンプルを用い、またインストロン試験機の底部に取り付けた９０９０ｋｇ（２０，０００ポンド）のセルを用いてインストロン試験機で決定した。ＡＳＴＭ Ｄ１０５６に従って、サンプルを元の厚さの２５％まで圧縮するために必要となる力をポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で算出することによって、ＣＦＤを測定した。
【０１４９】
２０キログラム（５０ポンド）のロードセルを取り付けたインストロン試験機を用い、また厚さおよび密度に応じて４．５〜９．０キログラムの範囲を用いて引張強さおよび伸びを測定する。破断時のキログラム／平行センチメートル（ｋｇ／ｃｍ2）で表される力の量をサンプルの厚さで割って２を乗じて引張強度を算出する。伸びをパーセント伸長として報告する。
【０１５０】
（実施例４）
以下の手順によってポリウレタン複合発泡体を調製した。
【０１５１】
多量のマスター混合物を、イソシアネートおよび導電性の磁性粒子を除くすべての成分について秤量した。これらの成分を、高せん断混合素子を用いて低速で１分間混合した。空気同伴（ａｉｒ ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）が生じないよう注意した。ｌａｂ−ｔｏｐエアミキサを用いて混合を行った。より少ないバッチをこのマスター混合物から取り出し、合計１００グラムに等しくなるよう所望の量の導電性の磁性粒子を混ぜ合わせた。これらは、２５０ｍＬのビーカーに入っていた。目標の密度に応じて、これらより少ないバッチを混合し、イソシアネート（約１５ｍＬ）を正確な量添加した。
【０１５２】
５０〜６０ｐｃｆの密度では、せん断混合素子を使用した。ポリオールブレンドおよび充てん剤を、イソシアネートの添加前およびイソシアネートの添加の１．５分後に１分間混合した。混合速度は低速であった。
【０１５３】
約４０ｐｃｆの密度では、「泡立て器（ｗｈｉｓｋ）」起泡混合素子を使用した。ポリオールブレンドを３分間混合し、その後イソシアネートを添加し、さらに１．５分間混合を継続した。混合速度は低速〜中速であった。
【０１５４】
４０ｐｃｆよりも低い密度では、やはり「泡立て器」混合素子を使用した。ポリオールブレンドを５分間混合し、その後イソシアネートを添加し、さらに１．５分間混合を継続した。混合速度は高速であった。
【０１５５】
正確なギャップを維持することができるロールオーバーロール（ｒｏｌｌ−ｏｖｅｒ−ｒｏｌｌ）ニップを有するハンドプルステーション（ｈａｎｄ ｐｕｌｌ ｓｔａｔｉｏｎ）で、キャストを行った。ギャップの設定は、キャリアの厚さおよび目標の密度に基づき設定した。一般に、０．０５２インチのギャップ設定にキャリアの厚さを加えて、４０ｐｃｆで０．０４０インチの最終的な厚さが得られる。キャスト前に、紙キャリアを１００℃のオーブン内で１５分以上の間乾燥させた。イソシアネートを添加し混合した直後、ニップを通してキャリアを引きながら前駆体ブレンドをキャリア上に注いだ。引く速度は低速で一貫していた。ポリオールブレンドを注ぎその後引いた場合には、得られたサンプルの頭に三日月形の断面が現れた。
【０１５６】
プラテンを３２０°Ｆの温度に設定した。磁石設定は圧力が３、アンペア数が６で、これにより約２５０ガウスが生じる。４、８および２４アンペアで試験を行った。６アンペアの設定により、上部キャリアが存在しない場合に発泡体の表面をちょうど突き抜けるほど十分に高いカラムを形成する導電性の磁性球を生じるように思われた。２４アンペアの設定により、ポリマー発泡体の厚さよりもはるかに高い高さ約３／８インチである粒子スタックが生成した。高さ最大１インチの粒子スタックが生成されている。
【０１５７】
バフ研磨を利用する場合、２×２インチのサンプル寸法で行う。１×２×０．２５０インチのマグネットを用いて、頑丈な平面サンディングブロック上にサンプルを設置した。連続水流と共にＢｅｕｌｅｒ Ｈａｎｄｉ−Ｍｅｔ ２ロールサンダを用いてサンプルをバフ研磨し、次の手順：３２０グリットのサンドペーパーで６〜８回のパス、次いで４００グリットのサンドペーパーで６〜８回のパス、その後６００グリットのサンドペーパーで８〜１０回のパス、を用いて、確実にサンドペーパー表面が完全に濡れるようにした。ペーパータオルを用いてサンプルを軽く押さえて水を切り、サンプルを試験用に切断し、その後７０℃で１５分間乾燥させた。
【０１５８】
表２示す直径範囲の、ニッケル被覆ステンレス鋼球を用いて、ポリウレタン複合発泡体を調製した。断りのない限り、上部キャリアなしで発泡複合体を形成した。他の処理条件および例４の実験の結果を表４ａおよび４ｂに示す。
【０１５９】
【表５】
【０１６０】
【表６】
【０１６１】
実験１、５、８、１２、１３、１４、１５、１６、１７の「ｂ」対「ａ」は、キャリアに隣接する側の表面、すなわち、層の底面をバフ研磨（研削）することによって実現される導電性の向上を示している。しかしながら、場合によっては、バフ研磨していないサンプルにより既に優れた導電性が実現される場合、プラス効果は小さい、言い換えれば、場合によってはバフ研磨なしで優れた性能が実現される。製品を製造するための特定の条件の制御が困難である場合には、バフ研磨または研削を使用してより一貫性のある導電性をもたらすことができる。
【０１６２】
実験１ｂと比較して実験１ｃは、底面に加えて上面をバフ研磨または研削することによって可能となる追加の小さな向上が示している。
【０１６３】
実験５ｂおよび８ｂと比較して実験５ｃおよび８ｃは、導電性ガスケットまたはシールドとしての商業的な使用に適している優れた導電性をもたらす導電性接着剤とサンプルを組み合わせた結果を示している。
【０１６４】
実験５ａ、８ａおよび１１ａとそれぞれ比較して実験５ｄ、８ｄおよび１１ｂは、銅箔上への直接のキャストにより、さらなるバフ研磨または他の処理なしで現状のまま優れた導電性がもたらされ、この直接のキャストは、特に導電性接着剤と組み合わせた場合、導電性ガスケットもしくはシールドとして、または接地もしくは接触パッドとしての使用に適していることを示している。
【０１６５】
実験１１ｃは、下部（キャリア）表面のコロナ処理を使用して、処理なしと比較して導電性を向上させることができることを示している。
【０１６６】
他の等価サンプルと比較して実験１ａ、２、３、６および１０は、この場合、より小さい粒径（１８０〜２１２ミクロン）はこれらの厚さおよび条件においてより大きい粒径（２１２〜２５０ミクロン）についての導電性ほど導電性が高くないことを示している。
【０１６７】
実験１４ａおよび１５ａと比較して実験１６ａおよび１７ａは、高いガウスレベルでは、２１２〜２５０ミクロンの粒径と比較してより大きな粒径（２５０〜３００ミクロン）により導電性が悪くなることを示している。このことは、所望の厚さおよび所望の条件範囲ごとに最適な粒径があること示唆している。
【０１６８】
実験１８および１９は、これらのサンプル条件については、上部キャリアの使用が最良の結果をもたらさないことを示している。しかしながら、これらの場合における上部キャリアの使用によりより圧縮性のサンプルの一部がもたらされ、このことは一部の用途に望ましい。これらのサンプルも非常に厚かったため、低密度の高圧縮性材料を生成するために上部キャリアを用いる条件を最適化することにより、優れた導電性の結果がもたらされることになると考えられているが、より小さい厚さでは、粒径およびより大きな厚さについての他のパラメータを最適化することにより優れた導電性の結果がもたらされることになると考えられている。
【０１６９】
実験７ａ対７ｂは、磁場への暴露前に発泡サンプルをエージングすると導電性が悪くなることを示している。このことは、比重が高い導電性および磁性粒子が磁石暴露前に底面に沈み、したがって不完全なスタックが生成されることがあることを示唆している。
【０１７０】
実験４、５ａ、７ａ、８ａ、９、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａおよび１５ａは、所与の粒径範囲について、使用量レベルが高くなるとより良い導電性がもたらされるが、ガウスレベル、発泡体密度および厚さはすべて最終的な導電性対圧縮性能に影響を及ぼすことがあり、所望の最終的な性質を変化させ制御するために利用することができることを示している。
【０１７１】
（実施例５）
実施例３で観察された直径範囲を有する、ニッケル被覆ステンレス鋼球を用いてポリウレタン複合発泡体を調製し、追加の発泡体一式を配合し、表５Ａに示すように試験した。充てん剤は、１００％Ｎｉ微小球、または銀被覆ニッケル球からなっていた。これらの実験すべてにおいて、ＰＥＴ上部キャリアを使用した。さらにこれらの実験すべてにおいて、プレミックスを冷蔵庫内で冷却した。
【０１７２】
表５Ａの実験４〜８の体積抵抗率および他の性質を表５Ｂにさらに示す。
【０１７３】
【表７】
【０１７４】
表５Ｂは、１００、２００および４００ｐｓｉ（それぞれ６８９、１３７９および２７５８キロパスカル）で発泡体が優れた導電率値を有することを示している。例えば、試験９について８体積パーセントの充てん剤（４４重量パーセント）を用いると、１００および４００ｐｓｉにおいてそれぞれ体積抵抗率１．３および０．０４ｏｈｍ−センチメートルである。これらの発泡体は、２５％における軟らかさ（１〜４ｐｓｉ（７００〜２，８００ｋｇ／ｍ2）のＣＦＤ）、１００℃における２〜３％の低いＣセット性、低密度（２０〜３５ｐｃｆ）など、他の良好な性質を有していた。
【０１７５】
【表８】
【０１７６】
（実施例６）
シリコーン発泡体を形成するために、シリコーン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ８１３７）と、表３に示したような充てん剤微小球と、シリコーン硬化抑制剤（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の１−オクチン−３−オール）とを、Ｆｌａｋｔｅｋスピードミキサ内で混ぜ合わせ、制御した厚さを有するＰＥＴフィルム上でキャストし、発泡体上に上部キャリアを設置した。この発泡体をオーブン内に設置し、調節可能な磁場へ暴露して発泡体を硬化させた。サンプルを機械的には発泡させなかった。加えて、発泡は磁場の印加後継続した。外層の除去は行わなかった。発泡体それぞれの検査は、発泡体の厚さが発泡体のセルの平均高さとほぼ同じであることを示していた。
【０１７７】
試験結果を表６に示す。
【０１７８】
【表９】
【０１７９】
表６からわかるとおり、表４ａおよび４ｂの実験において６０ｐｓｉで得られる体積抵抗率は、シリコーン複合体層の厚さが発泡体内のセルの最大直径までに限定される場合に６０ｐｓｉで得られる体積抵抗率と、多くの場合同程度である。加えて、表４ａおよび４ｂに示す組成物の一部は、より低い圧力、例えば２０ｐｓｉで優れた導電性を有する。したがって、本明細書中に記載されている方法を使用すると、より広範囲の性質、厚さ、より高圧における同程度の体積抵抗率、およびより低圧における改善された抵抗率を有するポリマー複合発泡体の作製が可能となる。
【０１８０】
（実施例７）
表７に示すようにより厚い発泡体（２５〜４０ミル）も調製した。使用した充てん剤は、１００％ニッケル球またはニッケル被覆鋼球で、全体に寸法がより大きかった（７５〜１５０マイクロメートル、１００〜１５０マイクロメートル、１５０〜１７７マイクロメートルまたは１７７〜２００マイクロメートル）。充てん剤の使用量は、８、１２および１４（その表内に１３％のレベルの例は見られない）体積パーセントであった。配合物を第一のＰＥＴ剥離層上に厚さ７ミルの厚さまでキャストし、その上にＰＥＴ上部キャリアを配置した。それら発泡体を指示した密度および継続時間の磁場にさらす一方、表７に示すように７０℃で発泡させ硬化させた。
【０１８１】
表７における結果は、優れた導電性が得られたことを示している。生成した発泡体は、優れた発泡体品質および導電性を有する。
【０１８２】
【表１０】
【０１８３】
本明細書中で使用する用語「第一」および「第二」などは、順序、量または重要性を示すもののではなく、ある要素を別の要素と区別するために使用する。用語「ａ」および「ａｎ」は量の限定を示すものではなく、参照する品目が少なくとも１つ存在することを示す。量に関連して使用する修飾語句「約」は、表示した値を含み、文脈によって決まる意味を有する（例えば、特定の量の測定に関連する誤差の程度を含む）。本明細書中に開示され、また同じ測定または量を対象とするすべての範囲が、表示した終点を含み、独立に組み合わせ可能である。すべての引用文献は、参照によりそれら全体が本明細書中に援用される。
【０１８４】
例示的な実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができ、また本発明の要素を等価物で置き換えることができることが当業者には理解されよう。加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく本発明の教示に特定の状況または材料を適合させるために、多くの改良を加えることができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の形態として開示されている特定の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図２】高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図３】ポリマー発泡体の表面に対してある角度をなして整列している高アスペクト比の磁性導電性粒子の互いに孤立したカラムを有する例示的な導電性ポリマー発泡体の概略図である。
【図４】本発明の方法に従って作製した例示的な導電性ポリウレタン発泡体の断面の顕微鏡写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；
前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記発泡させるステップが、前記磁場を印加するステップの前に実質的に完了している請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発泡させるステップが、前記物品を形成するステップの前の機械的発泡によるものである請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記凝固させるステップが、前記互いに孤立したチェーンへと前記導電性金属粒子を整列させるステップの後である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記物品が層であり、物品を形成するステップが、第一のキャリア上で前記ポリマー発泡前駆体組成物をキャストするステップを含み、前記第一の表面が第一のキャリア上に接触して配置されている請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記凝固発泡体の前記第一の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記層の前記第二の表面上に第二のキャリアを配置するステップをさらに含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記凝固発泡体の前記第一および第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第一のキャリアが導電性である請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第一のキャリアが磁性を有する、または磁性と導電性とを有する請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１２のいずれかに記載の方法によって作製されるポリマー発泡複合体。
【請求項１３】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物を機械的に発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記機械的に発泡させた前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップと；
前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間印加するステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；
前記ポリマー前駆体組成物を硬化させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１４】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；
前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させるステップと；
前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１５】
ポリウレタン発泡複合体を作製する方法であって、
ポリイソシアネート成分と、前記ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む前駆体組成物を機械的に発泡させてセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；
前記層を磁場にさらして、前記第一の表面と前記第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁場を印加するステップの前に実質的に完了しているステップと；
前記層を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリウレタン発泡複合体を生成するステップであって、前記第一表面と前記第二の表面との間の距離が、前記セルの平均直径の１．５倍を超えているステップと
を含む方法。
【請求項１６】
シリコーン発泡体を作製する方法であって、
水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；
前記混合物を発泡させるステップと；
印加磁場内で前記混合物を硬化させて、前記発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に前記発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップと；
前記硬化発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記シリコーン発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記磁性導電性粒子が高アスペクト比粒子であり、前記互いに孤立したカラムが、前記第一の表面と前記反対側の第二の表面とに間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
第一の表面および反対側の第二の表面を有するポリマー発泡体と、
前記発泡体の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと整列された導電性磁性粒子と
を備えるポリマー発泡複合体であって；
前記発泡体が、
約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度と、
６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率と
を有するポリマー発泡複合体。
【請求項１９】
前記セルが、約６５〜約１０００マイクロメートルの平均直径を有する請求項１８に記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２０】
前記第一および第二の表面における前記互いに孤立したチェーンの端部が、少なくとも部分的に露出している請求項１８〜１９のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２１】
前記ポリマー発泡複合体が、その第一の表面上に接触して配置されている導電性層を有する請求項１８〜２０のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２２】
前記磁性導電性粒子が高アスペクト比粒子であり、前記互いに孤立したカラムが、前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする請求項１８〜２２のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２３】
前記高アスペクト比粒子が、約２〜約１００の長さ対幅比を有する請求項２２に記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２４】
前記互いに孤立したカラムのそれぞれが、１〜５個の磁性導電性高アスペクト比粒子の孤立したチェーンからなる請求項２２〜２３のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項１】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物から、第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；
前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記発泡させるステップが、前記磁場を印加するステップの前に実質的に完了している請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発泡させるステップが、前記物品を形成するステップの前の機械的発泡によるものである請求項１〜２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記凝固させるステップが、前記互いに孤立したチェーンへと前記導電性金属粒子を整列させるステップの後である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記物品が層であり、物品を形成するステップが、第一のキャリア上で前記ポリマー発泡前駆体組成物をキャストするステップを含み、前記第一の表面が第一のキャリア上に接触して配置されている請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記凝固発泡体の前記第一の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記層の前記第二の表面上に第二のキャリアを配置するステップをさらに含む請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記凝固発泡体の前記第一および第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除くステップをさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第一のキャリアが導電性である請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第一のキャリアが磁性を有する、または磁性と導電性とを有する請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１〜１２のいずれかに記載の方法によって作製されるポリマー発泡複合体。
【請求項１３】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物を機械的に発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記機械的に発泡させた前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップと；
前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるために有効な強度を有する磁場を、有効な時間印加するステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁性導電性粒子の完全な整列前に実質的に完了しているステップと；
前記ポリマー前駆体組成物を硬化させて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１４】
ポリマー発泡複合体を作製する方法であって、
前駆体組成物から第一の表面および反対側の第二の表面を有する物品を形成するステップであって、前記前駆体組成物が、
ポリマー発泡前駆体組成物と、
複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物と
を含むステップと；
前記前駆体組成物を発泡させて、前記前駆体組成物中に複数のセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物に磁場を印加するステップであって、前記磁場が、前記物品の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと前記導電性の磁性粒子を整列させるために有効な強度を有し、また有効な時間印加されるステップと；
前記ポリマー発泡前駆体組成物を凝固させるステップと；
前記凝固発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度を有し、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリマー発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１５】
ポリウレタン発泡複合体を作製する方法であって、
ポリイソシアネート成分と、前記ポリイソシアネート成分と反応する活性水素含有成分と、界面活性剤と、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む前駆体組成物を機械的に発泡させてセルを形成するステップと；
前記発泡前駆体組成物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；
前記層を磁場にさらして、前記第一の表面と前記第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップであって、前記発泡させるステップが、前記磁場を印加するステップの前に実質的に完了しているステップと；
前記層を硬化させて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記ポリウレタン発泡複合体を生成するステップであって、前記第一表面と前記第二の表面との間の距離が、前記セルの平均直径の１．５倍を超えているステップと
を含む方法。
【請求項１６】
シリコーン発泡体を作製する方法であって、
水素化物置換基を有するポリシロキサンポリマーと、触媒と、複数の磁性導電性粒子を含む充てん剤組成物とを含む混合物をキャストして、第一の表面および反対側の第二の表面を有する層を形成するステップと；
前記混合物を発泡させるステップと；
印加磁場内で前記混合物を硬化させて、前記発泡体の第一の表面と第二の反対側の表面との間で本質的に連続的に前記発泡体の橋渡しをする互いに孤立したチェーンへと前記磁性導電性粒子を整列させるステップと；
前記硬化発泡体の前記第一および／または第二の表面を、前記互いに孤立したチェーンの端部を少なくとも部分的に露出させるのに十分な量を取り除いて、６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率を有する前記シリコーン発泡複合体を得るステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記磁性導電性粒子が高アスペクト比粒子であり、前記互いに孤立したカラムが、前記第一の表面と前記反対側の第二の表面とに間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
第一の表面および反対側の第二の表面を有するポリマー発泡体と、
前記発泡体の前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で互いに孤立したチェーンへと整列された導電性磁性粒子と
を備えるポリマー発泡複合体であって；
前記発泡体が、
約１〜約１２５ポンド／立方フィートの密度と、
６０ポンド／平方インチの圧力で約１０-3ｏｈｍ−ｃｍ〜約１０3ｏｈｍ−ｃｍの体積抵抗率と
を有するポリマー発泡複合体。
【請求項１９】
前記セルが、約６５〜約１０００マイクロメートルの平均直径を有する請求項１８に記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２０】
前記第一および第二の表面における前記互いに孤立したチェーンの端部が、少なくとも部分的に露出している請求項１８〜１９のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２１】
前記ポリマー発泡複合体が、その第一の表面上に接触して配置されている導電性層を有する請求項１８〜２０のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２２】
前記磁性導電性粒子が高アスペクト比粒子であり、前記互いに孤立したカラムが、前記第一の表面と前記反対側の第二の表面との間で本質的に連続的に前記層の橋渡しをする請求項１８〜２２のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２３】
前記高アスペクト比粒子が、約２〜約１００の長さ対幅比を有する請求項２２に記載のポリマー発泡複合体。
【請求項２４】
前記互いに孤立したカラムのそれぞれが、１〜５個の磁性導電性高アスペクト比粒子の孤立したチェーンからなる請求項２２〜２３のいずれかに記載のポリマー発泡複合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−４３２５６（Ｐ２０１０−４３２５６Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１８１４３７（Ｐ２００９−１８１４３７）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（５０９０３７６０６）ワールド プラパティーズ、 インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＷＯＲＬＤ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１４３７（Ｐ２００９−１８１４３７）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（５０９０３７６０６）ワールド プラパティーズ、 インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】ＷＯＲＬＤ ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ， ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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