DE2729959C3 - Verfahren zur Herstellung eines druckabhängigen elektrischen Widerstandes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines druckabhängigen elektrischen Widerstandes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung --, eines druckabhängigen elektrischen Widerstandes der im Oberbegriff des Patentanspruchs näher bezeichneten Gattung.
Druckabhängige Widerstände aus einem elektrisch leitfähigen Metallpulver und isolierendem Elastomer jo werden durch Mischen des Pulvers mit dem Elastomer und anschließendes Vernetzen erhalten. Nach der DE-OS 24 09 009 bzw. den JP-OS 1 58 899/75 und 1 16 996/75 werden dabei die leitfähigen Metallteilchen gleichmäßig im Elastomer verteilt; für druckabhängige Widerstände muß jedoch ein hoher Anteil an leitfähigen Metallteilchen zugesetzt werden; dies führt zu einer Beeinträchtigung der physikalischen Elastomereigenschaften und der Haltbarkeit des druckabhängigen Widerstandes gegenüber wiederholten Druckspielen sowie einer erhöhten elektrischen Hysterese.
Aus der DE-OS 25 43 455 ist ein elastisch verformbares Material mit druckabhängigem elektrischem Widerstand bekannt, bei dem Metallteilchen gleichmäßig in einem nichtätzenden thixotropen Polymer eingebettet sind. Die DE-OS 21 16 935 beschreibt eine Stromsteuereinrichtung aus einem isolierenden elastomeren Materialkörper mit öffnungen, in denen sich isolierendes elastomeres Material mit darin gleichmäßig verteilten elektrisch leitenden Teilchen befinden; dieser Körper wird aufgrund seiner druckempfindlichen Leiterteile unter Druckeinwirkung leitend. Die FR-PS 15 38 385 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schalters, wobei durch Konzentrierung eines von einem Magnetstab ausgehenden Magnetfeldes auf den Bereich einer Epoxyharzklebstoff-FIäche eine Bündelung ferromagnetischer Teilchen zwecks Erzeugung einer leitenden Klebsto'fschicht erreicht wird.
Es ist bekannt, daß der spezifische Widerstand von elektrischen Widerständen aus Epoxyharz mit einem to kleineren Anteil von Carbonylnickelteilchen oder elektrolytischen Nickelteilchen unter Einfluß eines Magnetfeldes abnimmt (GuIe: Study and Application of Conductive Polymers: Yokogawa Shoho Publishing Co., 1970, S. 114 - 119). Zur Herstellung eines druckabhängi- b5 gen Widerstandes ist vorgeschlagen worden, das Isoliermaterial zu vernetzen, wenn es einem einheitlichen Magnetfeld ausgesetzt ist (JP-OS 51 593/74). Das Anlegen eines einheitlichen Magnetfeldes führt jedoch zu einem druckabhängigen Widerstand mit begrenz'er Charakteristik und Anwendbarkeit, bedingt durch die gleichmäßige Verteilung ausgerichteter Magnetteilchen im Elastomer. Außerdem werden wegen dieser Ailverteilung großer Mengen Magnetteilchen benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das unter Einsatz möglichst kleiner Mengen an elektrisch leitfähigen ferromagnetischen Teilchen auf billigem Wege einen hochempfindlichen Widerstand liefert, in dem die Vorteile von in einem Elastomeren eingebetteten elektrisch leitenden Teilchen dennoch voll genutzt sind und das spezifische Gewicht herabgesetzt ist
Diese Aufgabe wird durch die gemeinsame Anwendung der im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.
Es hat sich gezeigt, daß elektrisch leitende magnetische Teilchen bei Anwendung von Druck unter Abnahme des Widerstandes R nicht immer Kontakt untereinander haben müssen. Die nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten druckabhängigen Widerstandsplatten zeigen eine Widerstandsänderung bei Druckanwendung nicht nur in der Dickenrichtung, sondern auch senkrecht dazu. Erfindungsgemäß werden durch uneinheitliche Verteilung der ferromagnetischen Teilchen druckabhängige Widerstände mit unterschiedlicher Charakteristik hergestellt. Sie bestehen aus stark druckabhängigen Widerstandsbereichen und aus Isolatorbereichen, die nur eine geringe Druckabhängigkeit zeigen.
Erfindungsgemäß können die ferromagnetischen Teilchen nur in Teilen der Platte konzentriert verteilt werden, nämlich dort, wo eine hohe Empfindlichkeit verlangt wird. Die Widerstandsplatte kann dadurch in bezug auf die Richtung des Stromflusses bei Druckanwendung selektiv gestaltet werden. Die Herstellung ist billig, obwohl dennoch die Vorteile der elastomeren Eigenschaften des mit den Teilchen gemischten Elastomers voll genutzt werden, da nur eine kleinere Menge an Teilchen verwendet werden muß, verglichen mit einem parallelen Magnetfeld. Diese kleinere Menge erlaubt eine Herabsetzung des spezifischen Gewichts des Widerstandes, erlaubt eine Erhöhung der Beständigkeit des druckabhängigen Widerstandes gegenüber wiederholter Druckanwendung und eine Verringerung der Materialkosten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Widerstandsplatten mit großen Flächen finden Anwendung für verschiedene Einrichtungen zur Umwandlung druckelektrischer Signale. Durch Verkürzen des Abstandes zwischen den Teilen mit hoher Druckabhängigkeit und den Isolatorteilen mit geringer Druckabhängigkeit können auf der gleichen Fläche mehr Betätigungspunkte eingebaut werden, worin ein besonders großer Vorteil der Erfindung begründet ist. Der erfindungsgemäße druckabhängige Widerstand findet außerdem Anwendung in der Mikroelektronik. Gegenüber dem Löten oder einer mechanischen Einpassung der Elemente bei elektronischen Geräten mit sehr hoher Integration, wie LSI und Flüssigkristallelementen, bietet die Widerstandsplatte der Erfindung sichtliche Vorteile. Beim Löten muß vorübergehend erhitzt werden, wobei die Funktion geschädigt oder Kenndaten ungünstig beeinträchtigt werden können, abgesehen von der hohen erforderlichen Fingerfertigkeit bei den geringen Abständen von nur wenigen Millimetern. Beim mecha-
nischen Einpassen können folgenschwere Vibrationen auftreten.
Die erfindungsgemäß hergestellte Widerstandsplatte, die stromführende Kreise nur in der Dickenrichtung aufweist, kann mehrere Kontaktpunkte in einer einstückigen Konstruktion verbinden, so daß bei Druckanwendung der Kontaktwiderstand verringert wird. Eine derartige Widerstandsplatte dient zum Verbinden von Miniaturteilen in der Mikroelektronik, z. B. bei LSI, Lumineszenzdioden, IC- und Flüssigkristallelementen. Diese Art der Verbindung ist bei Kameras mit elektronischem Auge, Uhren mit elektrischer Digitalanzeige, Tischrechnern und Tastenfeldern von Computern sehr vorteilhaft
Die elektrisch leitfähigen ferromagnetischen Teilchen sind gewöhnlich aus Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen, wobei Eisen und Nickel oder eine Legierung derselben wegen der geringen Kosten besonders vorteilhaft sind. Innerhalb des im Anspruch angegebenen Teüchengrößebereichs sind in bezug auf die Härte und den Widerstandswert Teilchengrößen im Bereich von 0,1 bis 100 μπι besonders zweckmäßig.
Wenn die Menge der ferromagnetischen Teilchen kleiner als 3 Vol.-% — bezogen auf das Gesamtvolumen der Mischung — ist, wird ein Isolator bzw. ein Erzeugnis erhalten, dessen Kurzschlußstrom zu niedrig ist. Bei einer Menge über 40 VoL-% wird der Widerstand zu hart und nicht genügend deformierbar, so daß auch ohne Druckanwendung Strom fließt.
Zu den einsetzbaren isolierenden Elastomeren gehören Polybutadien, Naturgummi, Polyisopren, SBR, NBR, EPDM, EPM, Urethangummi, Polyestergummi, Chloroprengummi, Epichlorhydringummi und Silikongummi. Wegen der Witterungsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und guten elektrischen Eigenschaften ist Silikongummi besonders zweckmäßig. Wenn die Viskosität kleiner als 103 Pa ■ s ist, werden die Magnetteilchen zu stark verteilt. Bei Viskositäten über 106 Pa · s wird viel Zeit für die Ausrichtung der magnetischen Teilchen in den Magnetfeldern benötigt.
Das Elastomer kann bis zu 30 Vol.-% Füllstoffe, wie kolloidale Kieselsäure, Kieselsäureaerogel, Kaolin, Glimmer, Talkum, Tafelspat, Kreide, Calciumcarbonat, Eisenoxid oder Aluminiumoxid, enthalten. Wenn die Metallteilchen mit dem Gummi in flüssiger Form gemischt werden, wirken die Füllstoffe einer Umordnung der Metallteilchen entgegen.
Fig. 1(1) zeigt perspektivisch einen Teil einer erfindungsgemäß hergestellten druckabhängigen Widerstandsplatte, während in den Fig. 1(11), 1(111), l(IV) und l(V) in Aufsicht bzw. Querschnitt verschiedene elektromagnetische Spannfutter mit entsprechender Anordnung der Polschuhe zur Herstellung der Widerstandsplatte nach F i g. 1(1) dargestellt sind. In den Fig. l(VI) und l(VII) sind zwei unterschiedliche Anordnungen der elektromagnetischen Felder zur Widerstandsplatte 6 zu sehen.
F i g. 2(1) zeigt perspektivisch einen Teil einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäß hergestellten Widerstandsplatte, Fig. 2(11) eine hierzu verwendete Anordnung der Magnete und die Fig.2(111) und 2(IV) unterschiedliche Anordnungen der Magnete zur Widerstandsplatte.
Die F i g. 3(1), 3(11) und 4(1), 4(11) zeigen Schnitte durch Widerstandsplatten, die mit den beiden in Fig.5(1) und 5(11) perspektivisch dargestellten Polschuhen erhalten werden. Die Widerstandsplatte wird dabei den von den Polschuhen ausgehenden einheitlichen Magnetfeldern ausgesetzt, wie es F i g. 6 zeigt.
Fig.7(1) und 8(1) sind perspektivische Teüansichten
weiterer Ausführungsformen der erfindungsgemäß hergestellten Platte, während die Fig. 7(11), Fig. 7(111) und 8(11) die entsprechenden Anordnungen der Magnete zur Widerstandsplatte zeigen.
Im Diagramm der Fig. 9 ist der spezifische Widerstand ρ in logarithmischem Maßstab gegen den Druck /»aufgetragen. Fig. 10 zeigt im Diagramm die
ίο Beziehung zwischen dem Druck P und dem Widerstand R eines druckabhängigen Widerstands.
Die Widerstandsplatte nach F i g. 11 enthält sechs verschiedene Anordnungsmuster der Teilchen der druckabhängigen Widerstandsplatte.
Bei Druckeinwirkung kann ein Strom durch die Widerstandsplatte entweder in Dickenrichtung oder parallel zur großen Fläche der Platte fließen.
In den F i g. 1(1), 2(1), 3(1), 3(11), 4(1) und 4(11) fließt der Strom in Dickenrichtung. Die durch die ferromagnetisehen Teilchen gebildeten Wege sind mit 1 und die Teile der Platte mit geringer Druckabhängigkeit (Isolatorteile) mit 2 bezeichnet. Das Spannfutter in Fig. 1(11) bis l(V) enthält Magnetstäbe 3 und einen Magnetbehälter 4 aus nichtmagnetischem Material wie Messing. In den Fig. 1(11) und l(III) besteht der Kern 5 aus magnetischem Material, z. B. aus Eisen. Wenn zwei derartige elektromagnetische Futter an den beiden großen Seitenflächen der Platte 6 mit unterschiedlich zur Platte gerichteten Polen angeordnet werden, verlaufen die
jo magnetischen Feldlinien zwischen den sich gegenüberliegenden Polen N und 5 und die ferromagnetischen Teilchen werden entlang der Feldlinien konzentriert.
Die Anordnung der Magnete nach F i g. l(VI) bewirkt eine andere Konzentrierung der Teilchen als die nach
)ί F i g. l(VII) angeordneten Magnete.
Die Widerstandsplatte nach F i g. 2(1) wird mit einem elektromagnetischen Spannfutter hergestellt, das mehrere Polschuhe in quadratischer Anordnung aufweist. Wenn zwei dieser Futter an den großen Seitenflächen
4(i der Platte, wie in den Fig.2(111) und 2(IV) gezeigt, angeordnet sind, werden die ferromagnetischen Teilchen zwischen den sich gegenüberliegenden Magneten konzentriert. Die Verteilung in Fig. 2(111) entspricht einer anderen Konzentrierung als in F i g. 2(IV).
4") In den F i g. 5(1) und 5(11) bezeichnet 7 einen Polschuh, 8 mehrere parallele Kanten und 9 mehrere regelmäßig verteilte Vorsprünge bzw. Sockel.
Die Polschuhe sollten aus einem Material bestehen, vorzugsweise Eisen, das unter dem Einfluß von
jo Magnetfeldern keinen Restmagnetismus erzeugt. Sie werden auf einfache Weise durch Fräsen der Werkstükke hergestellt, um die Vorsprünge in den gewünschten Anordnungen zu schaffen.
Der Abstand λ zwischen den Vorsprüngen am
ϊ5 Polschuh sollte größer sein als die Dicke der Widerstandsplatte. Ist er kleiner als die Plattendicke, werden die Grenzen zwischen Leiterweg und Isolatorteil unscharf und die Platten zeigen manchmal unzureichende Ergebnisse heim Widersiandsspan-
fao nungstest. Die Zwischenräume zwischen den Vorsprüngen sind gewöhnlich mit nichtmagnetischen Stoffen ausgefüllt, um eine fluchtende und glatte Oberfläche zu ergeben. Es kann aber auch ein ungefüllter Polschuh mit einer glatten Form aus nichtmagnetischem Material
br> zwischen Schuh und Widerstandsplatte verwendet werden.
Zur Herstellung des druckabhängigen Widerstandes unter Verwendung von Polschuhen nach F i g. 6 wird die
Widerstandsplatte 6 zwischen zwei Schuhe 7, z. B. nach Fig. 5(1) oder 5(11), gesetzt. An den Außenseiten der Polschuhe werden zwei Elektromagnete 10 angebracht, um die Platte 6 durch die Pol-Schuhe hindurch parallelen Magnetfeldern auszusetzen. Die Polschuhe 7 können sich innerhalb eines Körpers zusammen mit dem Elektromagneten 10 befinden. Vorzugsweise sind sie jedoch abnehmbar befestigt, wodurch die Polschuhe in geeigneter Weise in die geforderte Anordnung gebracht werden können. Dann wird eine druckabhängige Widerstandsplatte nach Fig. 3(1), 3(11) oder nach F i g. 4(1), 4(11) gebildet, je nachdem, ob die Polschuhe in der Zuordnung nach Fig. 5(1) oder nach Fig. 5(11) benutzt werden.
In den Widerstandsplatten nach Fig. 7(1) und 8(1) fließt der Strom parallel zur Dickcnrichtung der Platte. J bezeichnet die druckabhängigen Widerstandsteile, 2 die Isolatorteile.
Zur Herstellung der Widerstandsplatte nach F i g. 7(1) wird nur ein elektromagnetisches Futter nach F i g. 1(11),
1 (111) oder l(IV), l(V) mit einer großen Seite der Platte in Berührung gebracht. Wie in Fig. 7(11) oder 7(111) gezeigt, werden auf beiden Seiten jeder Wandung des Messingmagnetbehälters 4 dann N- und auch S-PoIe gebildet, wodurch eine konzentrierte Verteilung der ferromagnetischen Teilchen entlang der Feldlinien erreicht wird.
Bei Herstellung des Widerstandes nach F i g. 8(1) wird das Futter in der Anordnung der F i g. 2(11) auf einer der großen Seiten der Widerstandsplatte gebildet, wobei sich die Teilchen entlang der zwischen dem N- und S-PoI gebildeten Feldlinien konzentrieren.
Beispiel 1
14 Vol.-% Nickelpulver einer Teilchengröße von 1 bis 3 μπι, erhalten durch thermische Zersetzung von Nickelcarbonyl, und 64 Vol.-% Silikongummi wurden mit einem Vernetzungskatalysator auf einem Kneter 5 min gemischt und die Mischung wurde zu einer Platte von 1 mm Dicke ausgeformt. 20 min nach dem Mischen wurde die Platte magnetischen Feldern ausgesetzt Die Viskosität des Gemisches der Platte war an diesem Punkt ΙΟ4·9 Pa ■ s. Die Platte wurde über das elektromagnetische Spannfutter nach Fig. l(IV),(V) an beiden großen Seitenflächen Magnetfeldern bis zu 0,1 T ausgesetzt, wobei der Abstand der Mitten zwischen S- und N-PoI 10 mm betrug und jeder Pol 10 mm breit war.
3 min später wurden die Magnete abgenommen, die Platte wurde einen ganzen Tag stehengelassen und dann bei 120° C während 2 h wärmebehandelt.
Zum Vergleich wurde eine Platte von 1 mm Dicke wie oben hergestellt jedoch nicht den Magnetfeldern ausgesetzt einen ganzen Tag stehengelassen und dann
2 h bei 1200C behandelt Diese Platte war nichtleitend. In den nachfolgenden Tests wurde der Nickelanteil auf bis zu 22% erhöht wodurch schließlich auch ein druckabhängiger Widerstand erhalten wurde.
Die Platte nach Beispiel 1 wurde in Teststücke (1), die bei der Herstellung in Kontakt mit den Magneten
standen, und Teststücke (2) unterteilt, die bei der Herstellung im Zwischenraum zwischen den Magneten lagen und keinen Kontakt mit diesen hatten, und zusammen mit einem Teststück des Vergleichsbeispiels (3) variierenden Drucken (bar) ausgesetzt, um die Beziehung zwischen dem Druck und dem spezifischen Widerstand ρ (Ω · cm) zu bestimmen (F i g. 9). Teststück (1) zeigte bei Anwendungeines Drucks (P*) von 0,69 bar eine Abnahme des spezifischen Widerstands von über 107Ω · cm auf 10Ώ ■ cm, während Teststück (2) den spezifischen Widerstand von 103Q-Cm erst bei Anwendung eines Drucks (P*) von 13,8 bar erreichte und Teststück (3) trotz der großen Menge an Nickelteilchen einen Druck P* von 10,8 bar benötigte. F i g. 9 zeigt, daß die Hysterese des Widerstandes des Teststücks (1) bedeutend kleiner ist als bei dem Vergleichsbeispiel.
Alle drei Teststücke wurden 100 000 Druckspielen unterzogen, wobei P* wiederum der zur Erreichung eines spezifischen Widerstandes von 103Ω · cm erforderliche Druck ist.
P* (bar)
zu Beginn
P* (bar) n.
100000 Spielen
Teststück 1
Teststück 2
Vergleichs-3» teststück 3
0,69
13,7
10,8
Beispiel 2
1,18
14,7
17,7
40 Vol.-°/o Eisenpulverteilchen, deren Hauptdurchmesser 100 μπι und kleinerer Durchmesser 10 μιτι betrug, 60 Vol.-% Polybutadienglykol (MG etwa 3500) und eine kleine Menge Toluylendiisocyanat wurden gemischt. Die Mischung wurde unter Stickstoffatmosphäre 4 h bei 70° C umgesetzt und zu einer 2 mm dicken Platte ausgeformt die danach entschäumt wurde. Nach 30minütigem Behandeln bei 120°C wie in Beispiel 1 wurde die Platte zwischen das magnetische Futter gespannt, in das der N-PoI und der S-PoI von bis zu 0,02 T eingebettet waren. Nach lOminütigem Stehen wurden die Magnetplatten abgenommen und die Widerstandsplatte unter Stickstoffatmosphäre 2 h bei 120° C behandelt
Als Vergleich wurde ein Teststück genau wie in Beispiel 2 hergestellt jedoch keinem Magnetfeld ausgesetzt Es war ein Isolator. Die Widerstandsplatte nach Beispiel 2 wurde in ein Teststück 1, das in Kontakt mit den Magneten stehend hergestellt worden war, und ein Teststück 2 geteilt das sich zwischen den Magneten befand und ohne Kontakt mit ihnen hergestellt worden war.
Die Drücke P* (bar) zur Herabsetzung des spezifischen Widerstandes auf 103 Ω - cm, in Dickenrichtung und parallel zu den großen Seitenflächen, wurden bestimmt:
Teststuck 1 Teststück 2 Vergleichsteststück
P* (bar) in 5,6 11,3 >49
Dickenrichtung
parallel zu den großen Seitenfl. 6,4 10,0 >49
Beispiel 3
20 Vol.-% Nickelteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μπι, 80 Vol.-% Silikongummi und eine bestimmte Menge eines Vernetzungskatalysators wurden auf einem Kneter 20 min lang gemischt. Die Mischung wurde zwischen 0,05 mm dicken Polyesterfilmen zu einer 0,5 mm dicken Platte geschichtet. Der Schichtstoff wurde zwischen ein Paar Polschuhe gemäß Fig. 1(1) gesetzt und 2 h bei 400C zwecks Vernetzung stehengelassen, während er den von den Elektromagneten nach Fig.6 erzeugten parallelen Magnetfeldern von 0,2 T ausgesetzt war.
Der erhaltene druckabhängige Widerstand in Form einer Scheibe hatte druckabhängige Widerstandsteile und Isolatortcilc, die beide voneinander getrennt waren. Die Beziehung zwischen Druck und Widerstand wird durch die Kurve in Fig. 10 dargestellt. Der Widerstand des Isolatorteils war höher als 109 Ω.
F i g. 11 zeigt ein Elastomermuster mit sechs verschiedenen Anordnungen, hergestellt durch eine Fräsmaschine, und entsprechende Anordnungen der Polschuhe. Die druckabhängigen Widerstandsteile sind als Striche oder Linien und die Isolatorfläche als Leerräume dazwischen dargestellt.
Beispiel 4
8 Vol.-% Nickelpulver aus Nickelcarbonyl, mit Teilchengrößen von 0,1 bis 1 μΐη, und 92 Vol.-% eines besonders präparierten Silikongummis, der dem obigen in Molekulargewicht und anderen Eigenschaften gleichwertig war, dessen Topfzeit jedoch etwa 1 h kürzer war, wurden in einem motorbetriebenen Mahlwerk 5 min gemischt. Die Mischung wurde zu einer 1 mm dicken Platte ausgeformt und 1 min bei einer Viskosität nahe 105b Pa ■ s Magnetfeldern bis zu 0,1 T ausgesetzt, die an der Unterseite der Platte über Magnetfutter anlagen. Das Magnetfutter war so angeordnet (Fig. 7/1II), daß der Abstand zwischen den Mitten der S- und N-PoIe 8 mm betrug und jeder Pol 5 mm breit war. Nach lminütigem Stehen wurden die Magnete entfernt. Nach 1 Tag Stehen wurde die Platte 2 h bei 12O0C behandelt.
Zum Vergleich wurde eine 1 mm dicke Platte wie in Beispiel 4, jedoch ohne Anwendung eines Magnetfelds hergestellt. Der Teil der Platte des Beispiels 4, der bei der Herstellung in Kontakt mit den Magneten stand (1), und der ohne Kontakt hergestellte Teil (2) sowie das Teststück des Vergleichsbeispiels (3) wurden auf die gedruckte Verdrahtung mit der gleichen Polyestergrundlage wie oben gebracht. Der Strom floß parallel zur großen Seitenfläche der Widerstandsplatte. Die Drücke (bar), die bei den Teststücken 1, 2 und 3 zur Erreichung eines Widerstandes von 10 Ω erforderlich waren, wurden bestimmt.
Teststück 1 Teststück 2 Teststück 3
über 49
Druck (bar) 2,2 12,5
Spannung (V) 6,8 6,5
Strom (A) 0,8 0,6
Die obigen Strom- und Spannungswerte wurden bestimmt, indem ein jeweils 1 mm dickes Teststück und ein fixierter Widerstand von 16,7 Ω in Serie geschaltet und Spannung und Strom geändert wurden. Die Werte entsprechen den Koordinaten, bei denen die Spannung in der jeweiligen Strom-Spannungskurve einen Scheitelwert erreichte.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung eines druckabhängigen elektrischen Widerstandes aus einem isolierenden Elastomer und darin dispergierten elektrisch leitfä higen ferromagnetischen Teilchen, die sich unter Einwirkung magnetischer Felder während oder vor der Vernetzung des Elastomers entlang der magnetischen Feldlinien konzentrieren, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem eine Viskosität von 103 bis 106Pa-S aufweisenden Gemisch des Elastomers mit 3 bis 40 Vol.-% der Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 200 μπι zunächst eine Widerstandsplatte (6) geformt und diese anschließend Magnetfeldern, die von an einer oder an beiden großen Seitenflächen der Widerstandsplatte anliegenden Polschuhen ausgehen, ausgesetzt wird.
    20
DE2729959A 1976-06-30 1977-06-30 Verfahren zur Herstellung eines druckabhängigen elektrischen Widerstandes Expired DE2729959C3 (de)

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JP7745476A JPS533695A (en) 1976-06-30 1976-06-30 Pressureesensing resistor and method of manufacture thereof
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DE2729959A1 DE2729959A1 (de) 1978-01-05
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Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1091947B (it) * 1977-11-07 1985-07-06 Olivetti C Ing E C Spa Materiale elastomerico conduttore sotto pressione
JPS5482699A (en) * 1977-12-15 1979-07-02 Shinetsu Polymer Co Pressure sensitive resistance element
FR2476375A1 (fr) * 1980-02-15 1981-08-21 Aimants Ugimag Sa Dispositif pour l'aimantation multipolaire d'un materiau en bandes
US4448837A (en) * 1982-07-19 1984-05-15 Oki Densen Kabushiki Kaisha Pressure-sensitive conductive elastic sheet
EP0099430B1 (de) * 1982-07-19 1986-10-15 Oki Densen Kabushiki Kaisha Elastische druckempfindliche leitende Platte und Verfahren zu deren Herstellung
US4518833A (en) * 1983-07-18 1985-05-21 Gates Data Products, Inc. Conductive elastomeric ink composition
US4634623A (en) * 1983-07-18 1987-01-06 The Gates Corporation Conductive elastomeric ink composition
US4546037A (en) * 1984-09-04 1985-10-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Flexible tape having stripes of electrically conductive particles for making multiple connections
EP0207450B1 (de) * 1985-07-03 1990-09-12 Mitsuboshi Belting Ltd. Druckempfindlicher leitfähiger Gummiwerkstoff
US4758815A (en) * 1986-07-10 1988-07-19 Tapeswitch Corporation Of America Tap element and methods, for heating, pressure measurement and circuit fabrication
US4737112A (en) * 1986-09-05 1988-04-12 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Anisotropically conductive composite medium
US4778635A (en) * 1987-09-18 1988-10-18 American Telephone And Telegraph Company Method and apparatus for fabricating anisotropically conductive material
IT1211401B (it) * 1987-10-13 1989-10-18 Leda Logarithmic Elect Devices Realizzato con una vasta gamma di resistore elettrico atto ad essere valori di resistenza specifica e relativo procedimento di fabbricazione
JPH01206575A (ja) * 1988-02-15 1989-08-18 Shin Etsu Polymer Co Ltd 接着性熱融着形コネクタ
US5115063A (en) * 1989-01-30 1992-05-19 Gencorp Inc. High magnetic strength magnets containing a flexible acrylate-2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid salt binder
US4911855A (en) * 1989-01-30 1990-03-27 Gencorp Inc. High magnetic strength magnets containing a flexible acrylate-amps binder
JP3087294B2 (ja) * 1989-09-29 2000-09-11 ジェイエスアール株式会社 異方導電性シートの製造方法
EP0505030A3 (en) * 1991-03-16 1993-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Fixing apparatus
TW226406B (de) * 1991-04-12 1994-07-11 Minnesota Mining & Mfg
US5180900A (en) * 1991-04-15 1993-01-19 Tapeswitch Corporation Of America Electrical resistance element with heat-sensitive disconnect capability
US5225966A (en) * 1991-07-24 1993-07-06 At&T Bell Laboratories Conductive adhesive film techniques
US5221417A (en) * 1992-02-20 1993-06-22 At&T Bell Laboratories Conductive adhesive film techniques
US5384681A (en) * 1993-03-01 1995-01-24 Toto Ltd. Electrostatic chuck
US5443876A (en) * 1993-12-30 1995-08-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrically conductive structured sheets
US5614881A (en) * 1995-08-11 1997-03-25 General Electric Company Current limiting device
US6103359A (en) * 1996-05-22 2000-08-15 Jsr Corporation Process and apparatus for manufacturing an anisotropic conductor sheet and a magnetic mold piece for the same
US5929744A (en) * 1997-02-18 1999-07-27 General Electric Company Current limiting device with at least one flexible electrode
US6535103B1 (en) 1997-03-04 2003-03-18 General Electric Company Current limiting arrangement and method
US5977861A (en) * 1997-03-05 1999-11-02 General Electric Company Current limiting device with grooved electrode structure
US6191681B1 (en) 1997-07-21 2001-02-20 General Electric Company Current limiting device with electrically conductive composite and method of manufacturing the electrically conductive composite
US6373372B1 (en) 1997-11-24 2002-04-16 General Electric Company Current limiting device with conductive composite material and method of manufacturing the conductive composite material and the current limiting device
US6128168A (en) * 1998-01-14 2000-10-03 General Electric Company Circuit breaker with improved arc interruption function
US6133820A (en) * 1998-08-12 2000-10-17 General Electric Company Current limiting device having a web structure
US6144540A (en) * 1999-03-09 2000-11-07 General Electric Company Current suppressing circuit breaker unit for inductive motor protection
US6157286A (en) * 1999-04-05 2000-12-05 General Electric Company High voltage current limiting device
EP1188170B1 (de) * 1999-06-22 2004-05-26 Peratech Ltd. Strukturen mit veränderlichem Leitwert
US6323751B1 (en) 1999-11-19 2001-11-27 General Electric Company Current limiter device with an electrically conductive composite material and method of manufacturing
GB0113905D0 (en) 2001-06-07 2001-08-01 Peratech Ltd Analytical device
ATE483260T1 (de) * 2001-06-14 2010-10-15 Paricon Technologies Corp Steckerkomponente mit vorbelasteten anisotropen leitfähigen elastomermaterialien
US6574114B1 (en) 2002-05-02 2003-06-03 3M Innovative Properties Company Low contact force, dual fraction particulate interconnect
CA2432820A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-19 Green-Kore Inc. Composition for production of non-toxic projectiles and method of manufacturing thereof
WO2005103734A1 (ja) 2004-04-27 2005-11-03 Jsr Corporation シート状プローブおよびその製造方法並びにその応用
JP4397774B2 (ja) * 2004-09-27 2010-01-13 日東電工株式会社 異方導電性シートの製造方法
JP4728338B2 (ja) 2004-10-11 2011-07-20 コンヴァテック テクノロジーズ インコーポレイテッド 電気的に作動する圧縮バンド
US7501921B2 (en) * 2005-05-13 2009-03-10 Magnetnotes, Ltd. Temperature controlled magnetic roller
PT1981459E (pt) * 2006-01-13 2011-12-21 Convatec Technologies Inc Dispositivo, sistema e método para tratamento por compressão de uma parte do corpo
US9027408B2 (en) * 2007-01-24 2015-05-12 Swelling Solutions, Inc. Elastomeric particle having an electrically conducting surface, a pressure sensor comprising said particles, a method for producing said sensor and a sensor system comprising said sensors
KR101402144B1 (ko) * 2007-03-30 2014-06-03 주식회사 아이에스시 이방 도전성 커넥터, 프로브 부재 및 웨이퍼 검사 장치
JP4566255B2 (ja) * 2008-08-21 2010-10-20 アルプス電気株式会社 磁性シートの製造方法、磁性シートおよび磁性シートの製造装置
EP2632809B1 (de) 2010-10-27 2015-11-18 Intercontinental Great Brands LLC Magnetisch verschliessbare verpackung für ein produkt
FR2972288B1 (fr) * 2011-03-04 2013-04-05 Stantum Procédé de fabrication d'un film transparent, notamment pour un capteur tactile matriciel transparent
DE102015105004B3 (de) * 2015-03-31 2016-09-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Textilmaterial mit eingearbeiteten Elastomersensoren
CN110343386B (zh) * 2019-05-13 2023-09-22 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 可拉伸的复合型力敏材料、其制备方法及可拉伸的压力传感器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2188091A (en) * 1934-07-11 1940-01-23 Jr Max Baermann Process for making permanent magnets and products thereof
US2660640A (en) * 1949-12-06 1953-11-24 Westinghouse Electric Corp Circuit interrupter
GB668057A (en) * 1950-07-04 1952-03-12 Philips Electrical Ind Ltd Improvements in or relating to permanent magnets
US3051988A (en) * 1957-02-09 1962-09-04 Baermann Max Material with permanent magnetic properties
CH363104A (de) * 1957-02-09 1962-07-15 Baermann Max Dauermagnetisches Verschluss-, Dichtungs- oder Haftelement und Verfahren zur Herstellung desselben
US3117065A (en) * 1959-09-02 1964-01-07 Magnetic Film And Tape Company Method and apparatus for making magnetic recording tape
US3141050A (en) * 1960-08-16 1964-07-14 Leyman Corp Mechanical orientation of magnetically anisotropic particles
US3121131A (en) * 1961-05-26 1964-02-11 Leyman Corp Method of improving the elasticity of rubber bonded magnets
DE1238072B (de) * 1964-02-14 1967-04-06 Agfa Ag Schichtfoermiger Magnetspeicher
US3488410A (en) * 1966-09-07 1970-01-06 Ace Electronics Associates Inc Process for molding resistors
FR1538385A (fr) * 1967-06-22 1968-09-06 Nii R I Latexnykh Izdely Procédé de réalisation d'un contact électrique
USRE28595E (en) 1970-05-04 1975-10-28 Current control apparatus and methods of manufacture
US3648002A (en) * 1970-05-04 1972-03-07 Essex International Inc Current control apparatus and methods of manufacture
US3903228A (en) * 1970-08-12 1975-09-02 Minnesota Mining & Mfg Flexible ferrite-particle magnets
US3775717A (en) * 1972-04-27 1973-11-27 P Braillon Permanent-magnet holder for ferromagnetic workpieces
US3875434A (en) * 1973-10-31 1975-04-01 Du Pont Pressure-sensitive sensor/logic assembly
DE2428282A1 (de) * 1974-06-12 1976-01-02 Nix Steingroeve Elektro Physik Vorrichtung und verfahren zur magnetisierung von dauermagneten
FR2286160A1 (fr) * 1974-09-30 1976-04-23 Eaton Manford Nouveau materiau resilient conducteur de l'electricite sous pression

Also Published As

Publication number Publication date
FR2357040A1 (fr) 1978-01-27
DE2729959A1 (de) 1978-01-05
US4292261A (en) 1981-09-29
DE2729959B2 (de) 1981-05-21
FR2357040B1 (de) 1981-08-28

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