DE3323582C2 - - Google Patents

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DE3323582C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Kautschuk, dem leitfähige Füllstoffe zugesetzt sind.
Ein derartiger druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk ist beispielsweise aus der DE-Z "Kautschuk und Gummi" 6. Jahrgang, Seiten 102 WT bzw. 164 WT bekannt. Dabei sind als leitfähige Füllstoffe beispielsweise Ruß oder feines Metallpulver zugesetzt. Bei der Abhandlung auf Seite 164 WT ist ein elektrisch leitender Gummi für Fahr­ zeugreifen beschrieben, der einen nicht-statischen Gummi bilden und dazu dienen soll, umgehend für eine Ableitung von etwaigen elektrostatischen Aufladungen zu sorgen.
In dieser Literaturstelle ist ausdrücklich darauf hinge­ wiesen, daß Quellungsmittel unerwünscht sind, weil sie die elektrische Leitfähigkeit eines daraus hergestellten Fahrzeugreifens in nachteiliger Weise beeinflussen.
Auf Seite 102 WT dieser Zeitschrift ist ein Kautschuk beschrieben, der für Dichtungszwecke vorgesehen ist. Dabei ist in dieser Literaturstelle ebenfalls angegeben, daß die Kautschuk-Mischung durch Quellung, welche bei­ spielsweise durch Öl hervorgerufen wird, eine Verschlech­ terung ihrer Qualität erleidet. Dies wird dort auf die Ursache zurückgeführt, daß einerseits das eindringende Quellungsmittel die Molekularkräfte lockert und anderer­ seits durch die Streckung der Doppelbindungen die Sauer­ stoffaufnahme erleichtert wird.
Die Anwesenheit einer flüssigen organischen Substanz in dem Kautschuk ist in den beiden vorgenannten Literatur­ stellen somit ausdrücklich nicht erwünscht, weil dadurch die dort angestrebten Eigenschaften beeinträchtigt werden. Weiterhin finden sich keinerlei Angaben zu der Problematik, gezielt einen Kautschuk mit homogener einstellbarer Verteilung der leitfähigen Bestandteile herzustellen, um dadurch die Leitfähigkeit im Betrieb einzustellen.
In der US-PS 39 68 316 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Erzielung von bestimmten Eigenschaften die Oberflächen eines nicht-gesättigten Gummis behandelt wird. Dort wird zwar bei bestimmten Gummisorten ein synthetisches Harz aufgebracht, jedoch geht es dabei nicht um die einstellbare homogene Verteilung der leitfähigen Bestand­ teile sowie die Einstellbarkeit der Leitfähigkeit des Kautschuks im Betrieb.
Die GB-PS 8 15 262 betrifft den Oberflächenschutz von vulkanisierten Gummiartikeln, wobei z. B. die Bildung von Oberflächenrissen verhindert werden soll, wenn Gummiartikel dieser Art vom Einfluß der Atmosphäre ausge­ setzt sind. Die einstellbare homogene Verteilung der leitfähigen Bestandteile in einem druckempfindlichen Kautschuk ist dort ebenfalls nicht angesprochen.
Es gibt verschiedene Arten von druckempfindlichen, leitfähigen Materialien, die hergestellt werden durch Vermischen von hochmolekularen elastischen Materialien, wie z. B. Kautschuk, Kunststoff oder thermoplastischen synthetischen Harzen mit einem leitfähigen Füllstoff, wie z. B. Ruß oder leitfähigem Metall.
Druckempfindliche Materialien sind auch als anisotrope Leiter bekannt. Sie lassen sich herstellen durch Dispergieren von Teilchen oder Pulvern eines leitfähigen ferromagnetischen Materials in und durch Vermischen mit derartigen hochmolekularen elastischen Materialien oder thermoplastischem synthetischem Harz, woraufhin ein derartiges Gemisch in fließendem Zustand magnetisiert wird und die metallischen Teilchen längs eines Magnet­ feldes angeordnet werden. Dadurch wird ein druckempfind­ liches, leitfähiges Material als sogenannter anisotroper Leiter gebildet, wobei die elektrische Leitfähigkeit in einer bestimmten Richtung gegeben ist.
Wenn jedoch die druck-elektrischen Widerstandseigen­ schaften des druckempfindlichen, leitfähigen Materials dieser Art auf einen bestimmten Bereich eingestellt werden, so ergibt sich der Nachteil, daß das Mischungs­ verhältnis der Metallteilchen oder Kohlenstoffteilchen, ihre Teilchengröße oder Anordnung geändert werden müssen. Darüber hinaus wird normalerweise ein flüssiger Silikon- Kautschuk verwendet, um gewünschte Eigenschaften und Qualitäten zu ergeben. Da sich aber sein spezifisches Gewicht von dem der leitfähigen Metallteilchen oder Kohlenstoffteilchen unterscheidet, die mit dem flüssigen Silikon-Kautschuk vermischt werden, tritt ein Sedimentations- Phänomen der Teilchen beim Vernetzen des Kautschuks aufgrund eines Unterschiedes der spezifischen Gewichte auf, so daß keine gleichmäßige Dispergierung der Teilchen erzielt wird.
Ausgehend von einem Kautschuk der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Kautschuk anzugeben, der sich durch eine gleichmäßige bzw. homogen einstellbare Verteilung seiner leitfähigen Bestandteile auszeichnet und dessen Leitfähigkeit im Betrieb einstell­ bar ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kautschuk zusätzlich mit einer verträglichen, flüssigen, nicht-flüchtigen organischen Substanz imprägniert ist, die aus einem Polymeren mit hohem Molekulargewicht oder einem nicht­ flüchtigem Öl besteht und die ein Quellungsmittel für den Kautschuk zur gleichmäßigen Dispersion der Füllstoffe bildet.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die verträgliche, flüssige, nicht-flüchtige organische Substanz aus flüssigem Butadien-Kautschuk, Naphtenöl oder Dioctylphthalat besteht.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kautschuk als Platte oder Folie ausgebildet ist und daß die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen mit einer dünnen Metallmembran überzogen sind.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Metallmembran aus metallischem Nickel besteht.
Bei einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kautschuk zusätzlich mit einer verträglichen, flüchtigen, flüssigen organischen Substanz imprägniert ist, die ein Quellungs­ mittel für den Kautschuk zur gleichmäßigen Dispersion der Füllstoffe bildet, und daß der Kautschuk an seiner Oberfläche mit einer flexiblen Harzmembran überzogen ist, die mit der imprägnierten, flüchtigen, flüssigen organischen Substanz unverträglich bzw. nicht-mischbar ist.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß die flüchtige, flüssige organische Substanz ein Polymeres mit niedrigem Molekulargewicht ist, wobei es sich beispielsweise um ein flüchtiges Öl oder Toluol handeln kann.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Harzmembran aus Nylonharz oder Polyamidharz besteht.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Kautschuk als Platte oder Folie ausgebildet ist und daß die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen mit einer dünnen Metallmembran überzogen sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Metallmembran aus metallischem Nickel besteht.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kautschuks ist vorgesehen, daß der imprägnierte Kautschuk ein Butadien- Kautschuk oder ein Nitril-Kautschuk ist.
Der druckempfindliche, elektrisch leitfähige Kautschuk gemäß der Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung als variables Kontaktelement oder als variabler Über­ gangswiderstand in einem elektrischen Stromkreis, ins­ besondere für Schalter.
Werden bestimmte äußere Belastungen auf den druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Kautschuk gemäß der Erfindung ausgeübt, so werden die jeweiligen Abstände zwischen benachbarten Teilchen proportional zu dem Belastungsgrad, nämlich aufgrund der Druckdeformation verkürzt, so daß die elektrische Leitfähigkeit kontinuierlich wiederge­ wonnen werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen druckempfindlichen, elektrisch leitfähigen Kautschuk wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß seine Eigenschaften hinsichtlich der Druckempfindlichkeit und der Leitfähigkeit konstant stabilisiert sind. Dadurch, daß der Kautschuk mit den entsprechenden verträglichen organischen Substanzen imprägniert ist, können die jeweiligen Abstände zwischen den benachbarten leitfähigen Teilchen des Kautschuk- Materials vergrößert werden, so daß sich die Druckempfind­ lichkeit und die Leitfähigkeit wahlfrei einstellen lassen, und zwar durch die Steuerung des Imprägniergrades, der auf der Eintauchzeit unter Auswahl der speziellen Arten von organischen Substanzen basiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs- Kurve, bezogen auf einen Quellungsgrad im Beispiel 1 eines erfindungsgemäßen druckempfindlichen und leitfähigen Kautschuks;
Fig. 2 zeigt Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs- Kurven, bezogen auf die Folien- bzw. Plattendicke des im Beispiel 1 erhaltenen druckempfindlichen und leit­ fähigen Kautschuks;
Fig. 3 zeigt Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs- Kurven, basierend auf verschiedenen endgültigen Ober­ flächenprofilen bzw. Anschluß-Oberflächenprofilen einer Druckelektrode unter Anwendung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs- Kurven der erfindungsgemäßen Beispiele 1, 2, 3, 4, bzw. 5;
Fig. 5 zeigt eine Belastungs-, Ausgangs- bzw. End­ spannungs-Kurve einer dünnen metallischen Membran, die auf einer Oberfläche des erfindungsgemäßen druckem­ pfindlichen und leitfähigen Kautschuks abgelagert ist;
Fig. 6 zeigt eine Meßschaltung zur Messung der Be­ ziehung zwischen der Belastung und der Ausgangs- bzw. Endspannung des erfindungsgemäßen druckempfindlichen und leitfähigen Kautschuks.
Im folgenden werden bevorzugte Beispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren be­ schrieben.
Beispiel 1
0,5 Gewichtsteile Stearinsäure, 7 Gewichtsteile Dicumyl­ peroxid (DCP - 40), 30 Gewichtsteile Acetylenruß und 15 Gewichtsteile Ketjenruß (Ketjen black) werden zu 100 Gewichtsteilen Butadien-Kautschuk gefügt und damit vermischt. Das so gebildete Kautschuk-Material wurde 15 Minuten bei einer Temperatur von 170°C erwärmt und vernetzt, wodurch man eine leitfähige Kautschuk-Folie bzw. eine leitfähige Kautschuk-Platte von 0,65 mm, 0,95 mm, 1,45 mm bzw. 3 mm Dicke erhielt. Um die Än­ derung des Widerstandswertes der Kautschuk-Platte mit einer Dicke von 0,95 mm durch den Unterschied des Quel­ lungsgrads zu messen, wurde ein Butadien-Kautschuk in ein nicht-flüchtiges verträgliches Naphthenöl während 0 bis 48 Stunden bei Raumtemperatur in einen Butadien- Kautschuk getaucht, wodurch 5 Arten der druckempfind­ lichen und leitfähigen Kautschuk-Platte mit einem Volumenänderungsverhältnis Δ V von 0%, 12%, 33%, 46% bzw. 68% erhalten wurden. Jede dieser Kautschuk- Platten wurde auf eine Elektrode aufgesetzt und es wurde eine Spannung von 10 V durch Kontakt einer glatten Preßelektrode von 0,5 mm Durchmesser angelegt. Die Änderung der Ausgangs- bzw. Endspannung, bezogen auf die Belastung, ist in der Fig. 1 dargestellt. War so das Volumenänderungsverhältnis der Kautschuk-Platte mehr als 33%, so wurde kein Strom durch Kontakt der Druckelektrode einfach an einer Oberfläche der Kau­ tschuk-Platte geliefert und die Isolation blieb auf­ recht erhalten.
Eine Schaltung zur Messung der Beziehung zwischen der Belastung und der Ausgangs- bzw. Endspannung ist in der Fig. 6 dargestellt, worin die Bezifferung 1 eine Probe einer Kautschuk-Platte bzw. Kautschuk-Folie, die Bezifferung 2 eine Elektrode, die Bezifferung 3 eine Druckelektrode und das Symbol V die Ausgangs- bzw. End­ spannung darstellen.
In der Fig. 2 werden Belastungs-, Ausgangs- bzw. End­ spannungs-Kurven, bezogen auf die Folien- bzw. Platten­ dicke, dargestellt. Wie in der Fig. 2 dargestellt, wird, wenn die Dicke der Kautschuk-Platte zunimmt, die ver­ ringerte Neigung der Ausgangs- bzw. Endspannung gering.
In der Fig. 3 werden Belastungs-, Ausgangs- bzw. End­ spannungs-Kurven für verschiedene Oberflächenanschluß­ profile einer erfindungsgemäß zu verwendenden Druck­ elektrode dargestellt, worin die druckempfindliche und leitfähige Kautschuk-Platte ein Volumenänderungsver­ hältnis von 33% und eine Dicke von 0,95 mm aufwies. Wie in der Fig. 3 gezeigt, wird, je größer der Durch­ messer der Druckelektrode ist, die Neigung der Be­ lastungs/Ausgangsspannungs-Kurve geringer. Wird da­ rüber hinaus eine Druckelektrode verwendet, deren An­ schlußoberfläche sphärisch ist, so wird die Neigung der Ausgangs- bzw. Endspannung glatt gewellt.
In der Fig. 4 werden Belastungs-, Ausgangs- bzw. End­ spannungs-Kurven der Beispiele 1, 2, 3, 4 und 5 ge­ zeigt, wobei die Eintauchzeit einer Kautschuk-Probe­ platte mit einer Dicke von 3 mm 20 Stunden und ihr Volumenänderungsverhältnis 32% betrug. Diese Kautschuk- Probeplatte wurde mittels einer Druckelektrode, deren Anschlußoberfläche sphärisch war und einen Durchmesser von 4 mm aufwies, gepreßt.
Beispiel 2
0,5 Gewichtsteile Stearinsäure, 7 Gewichtsteile Dicumyl­ peroxid (DCP - 40), 30 Gewichtsteile Acetylenruß, 10 Gewichsteile Ketjenruß (Ketjen black) und 10 Gewichts­ teile Nickelcarbonyl wurden zu 100 Gewichtsteilen Butadien-Kautschuk gefügt und damit vermischt. Das so gebildete Kautschuk-Material wurde 15 Minuten bei 170°C erwärmt und vernetzt, unter Bildung einer leitfähigen Kautschuk-Platte mit einer Dicke von 3 mm. Diese wurde dann in ein nicht-flüchtiges Naphthenöl während 20 Stunden bei Raumtemperatur eingetaucht, wodurch eine druckempfindliche und leitfähige Kautschuk-Platte mit einem Volumenänderungsverhältnis von 30% hergestellt wurde. In gleicher Weise wie im Beispiel 1, wurde diese Platte durch die gleiche Druckelektrode, deren Anschluß­ oberfläche sphärisch war und einen Durchmesser von 4 mm aufwies, gepreßt. In der Fig. 4 ist die Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs-Kurve für das Beispiel 2 an­ gegeben.
Beispiel 3
0,5 Gewichtsteile Stearinsäure, 7 Gewichtsteile Dicumyl­ peroxid (DCP - 40), 30 Gewichtsteile Acetylenruß und 15 Gewichtsteile Ketjenruß (Ketjen black) wurden zu 100 Gewichtsteilen Nitril-Kautschuk gefügt und damit vermischt. Das so erhaltene Kautschuk-Material wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 erwärmt und vernetzt, wodurch man eine leitfähige Kautschuk- Platte mit einer Dicke von 3 mm erhielt. Diese wurde dann in einem Weichmacher, Diactylphthalat bzw Diacetyl­ phthalat während 20 Stunden bei Raumtemperatur getaucht, wodurch eine druckempfindliche und leitfähige Kautschuk- Platte mit einem Volumenänderungsverhältnis von 30% er­ zeugt wurde. In gleicher Weise wie in den Beispielen 1 und 2, wurde diese Platte mittels der gleichen Druck­ elektrode mit sphärischer Anschlußoberfläche von 4 mm Durchmesser gepreßt. In der Fig. 4 ist die Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs-Kurve für das Beispiel 3 angegeben.
Beispiel 4
0,5 Gewichtsteile Stearinsäure, 7 Gewichtsteile Dicumyl­ peroxid (DCP - 40), 30 Gewichtsteile Actylenruß und 15 Gewichtsteile Ketjenruß (Ketjen black) wurden zu 100 Gewichtsteilen Butadien-Kautschuk gefügt und damit gemischt. Das so erhaltene Kautschuk-Material wurde 15 Minuten bei 170°C erwärmt und vernetzt, wodurch man eine leitfähige Kautschuk-Platte mit einer Dicke von 3 mm erhielt. Sie wurde anschließend in einen nicht­ flüchtigen flüssigen Butadien-Kautschuk während 70 Stunden bei Raumtemperatur eingetaucht, wodurch eine druckempfindliche und leitfähige Kautschuk-Platte er­ halten wurde. In gleicher Weise wie im Beispiel 1, wurde diese Platte mittels der gleichen Druckelektrode mit sphärischer Anschlußoberfläche von 4 mm Durchmesser gepreßt. In der Fig. 4 ist die Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs-Kurve des Beispiels 4 dargestellt.
Beispiel 5
0,5 Gewichtsteile Stearinsäure, 7 Gewichtsteile Dicumyl­ peroxid (DCP - 40), 30 Gewichtsteile Acetylenruß und 15 Gewichtsteile Ketjenruß (Ketjen black) wurden zu 100 Gewichtsteilen Butadien-Kautschuk gefügt und damit vermischt. Das so gebildete Kautschuk-Material wurde 15 Minuten bei 170°C erwärmt und vernetzt, wodurch eine leitfähige Kautschuk-Platte erzielt wurde. Anschließend wurde sie in ein flüchtiges Öl, Toluol, während 10 Minuten bei Raumtemperatur getaucht, unter Bildung einer druckempfindlichen und leitfähigen Kautschuk-Platten. Zwei Elektroden von 1 mm ⌀ wurden an die obere bzw. untere Oberfläche der Kautschuk-Platte befestigt, und die Gesamtoberfläche davon wurde dünn mit einem Nylon­ harz von 10 µm Dicke beschichtet. Man erhielt eine Kau­ tschuk-Platte in der die Verflüchtigung des Toluols verhindert war. In gleicher Weise wie im Beispiel 1, wurde diese Platte durch Belasten der 2 an der oberen und unteren Oberfläche befestigten Elektroden gepreßt. In der Fig. 4 ist die Belastungs-, Ausgangs- bzw. End­ spannungs-Kurve des Beispiels 5 dargestellt.
Die vorstehend beschriebene druckempfindliche und leit­ fähige mit Toluol imprägnierte Kautschuk-Platte, mit dem Volumenänderungsverhältnis von 35%, wurde mittels einer normalen chemischen Plattierungs- bzw. Überzugs­ bildungsmethode durch Änderung der Lage der Elektrode behandelt, wodurch metallisches Nickel an der oberen und der unteren Oberfläche der Kautschuk-Platte abge­ schieden wurde. Anschließend wurde sie in mehrere Stücke mit jeweils einem Durchmesser von 10 mm ge­ schnitten, und die gesamte Oberfläche jedes Stücks wurde mit einem Nylonharz in einer Dicke von 10 µm über­ zogen. Dann wurde jedes Stück mittels einer geglätteten Druckelektrode von 10 mm Durchmesser gepreßt. Die Fig. 5 zeigt die Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspan­ nungs-Kurve der so erhaltenen Kautschuk-Probeplatte.
Gemäß einem weiteren Beispiel wurde metallisches Nickel über den oberen und unteren Oberflächen der druckemp­ findlichen und leitfähigen Kautschuk-Platte mit einer Dicke von 3 mm und einem Volumenänderungsverhältnis von 33% abgeschieden, und die Platte wurde zu mehreren Stücken zerschnitten, die jeweils einen Durchmesser von 10 mm aufwiesen, und jedes Stück wurde mit der gleichen geglätteten Druckelektrode gepreßt. Die Belastungs-, Ausgangs- bzw. Endspannungs-Kurve die erhalten wurde, war nahezu identisch mit der der Fig. 5.
Wird die Oberfläche der Kautschuk-Folie bzw. der Kau­ tschuk-Platte mit dem metallischen Nickel überzogen, so ist der Kontaktwiderstand zwischen der Oberfläche und der Preßelektrode geringer und der Widerstand des druckempfindlichen und leitfähigen Kautschuks selbst wird nicht beeinflußt.
Bei der vorstehenden chemischen Plattierungsmethode wird eine chemische Ätzung durch Schwefelsäure und Chromsäure durchgeführt. Anschließend werden ein Sensibilisierungsverfahren unter Verwendung von Zinn-II- chlorid und ein Aktivierungsverfahren unter Verwendung von Palladiumchlorid durchgeführt, wodurch metallisches Nickel in einem chemischen Plattierungsbad abgeschieden wird. Als Überzugsmethode, bei der eine derartige Kautschuk-Platte oder -Folie mit einer metallischen Membran überzogen wird, kann nicht nur die chemische Plattierungsverfahrensweise angewendet werden, sondern auch ein Metallisieren im Vakuum, Zerstäuben, ionisches Plattieren bzw. Galvanisieren und andere Metallisierungs­ methoden.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die vor­ stehenden Beispiele beschränkt ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Erfindung dadurch charakterisiert, daß eine verträgliche flüssige orga­ nische Substanz in einen bzw. mit einem leitfähigen Kautschuk imprägniert wird, wodurch der elektrische Widerstand des Kautschuk-Materials verstärkt wird. Wird ein druckempfindlicher und leitfähiger Kautschuk zwischen zwei gegenüberliegende Elektroden eingebracht, so ist sein Widerstand gegen die Leitfähigkeit nicht hoch, wenn die Elektroden sich mit ihm in leichtem Kontakt befinden, selbst wenn eine Spannung von einigen Volt an die Elektrode angelegt wird; wird jedoch ein gewisser Druck auf die Elektrode ausgeübt, so wird der Leitfähigkeitswiderstand proportional zum Druckausmaß verringert, wodurch seine Leitfähigkeit wiedergewonnen werden kann.
Dementsprechend kann das erfindungsgemäße druckempfind­ liche und leitfähige Material für Druckfühler, Schall­ kontrollschalter bzw. Schallsteuerungsschalter und andere Schalter verwendet werden.
Darüber hinaus ist es, wenn eine Oberfläche des druck­ empfindlichen und leitfähigen Kautschuk mit einer dünnen Metallmembran überzogen wird, möglich, zwei gegenüberliegende Elektroden zu entfernen, zwischen denen der vorstehende Kautschuk liegt.

Claims (11)

1. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk, dem leitfähige Füllstoffe zugesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk zusätzlich mit einer verträglichen, flüssigen, nicht-flüchtigen organischen Substanz imprägniert ist, die aus einem Polymeren mit hohem Molekulargewicht oder einem nicht-flüchtigen Öl besteht und die ein Quellungsmittel für den Kautschuk zur gleichmäßigen Dispersion der Füllstoffe bildet.
2. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß die verträgliche, flüssige, nicht-flüchtige organische Substanz aus flüssigem Butadien-Kautschuk, Naphtenöl oder Dioctylphthalat besteht.
3. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk als Platte oder Folie ausgebildet ist und daß die beiden einander gegenüberliegenden Ober­ flächen mit einer dünnen Metallmembran überzogen sind.
4. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran aus metallischem Nickel besteht.
5. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk, dem leitfähige Füllstoffe zugesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk zusätzlich mit einer verträglichen, flüchtigen, flüssigen organischen Substanz imprägniert ist, die ein Quellungsmittel für den Kautschuk zur gleichmäßigen Dispersion der Füllstoffe bildet, und daß der Kautschuk an seiner Oberfläche mit einer flexiblen Harzmembran überzogen ist, die mit der imprägnierten flüchtigen, flüssigen organischen Substanz unverträglich bzw. nicht-mischbar ist.
6. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flüchtige, flüssige organische Substanz ein Polymeres mit niedrigem Molekulargewicht, ein flüchtiges Öl oder Toluol ist.
7. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmembran aus Nylonharz oder Polyamidharz besteht.
8. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk als Platte oder Folie ausgebildet ist, und daß die beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen mit einer dünnen Metallmembran überzogen sind.
9. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembran aus metallischem Nickel besteht.
10. Druckempfindlicher, elektrisch leitfähiger Kautschuk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte Kautschuk ein Butadien-Kautschuk oder ein Nitril-Kautschuk ist.
11. Verwendung des druckempfindichen, leitfähigen Kautschuks nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als variables Kontaktelement oder variabler Übergangs­ widerstand in einem elektrischen Stromkreis, insbesondere für Schalter.
DE19833323582 1982-07-09 1983-06-30 Druckempfindlicher und leitfaehiger kautschuk Granted DE3323582A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57118639A JPS6033138B2 (ja) 1982-07-09 1982-07-09 感圧導電性ゴム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3323582A1 DE3323582A1 (de) 1984-01-12
DE3323582C2 true DE3323582C2 (de) 1988-04-21

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833323582 Granted DE3323582A1 (de) 1982-07-09 1983-06-30 Druckempfindlicher und leitfaehiger kautschuk

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4533604A (de)
JP (1) JPS6033138B2 (de)
DE (1) DE3323582A1 (de)
GB (1) GB2123844B (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8502204D0 (en) * 1985-01-29 1985-02-27 Strahclyde University Of Electro-conductive elastomeric materials
GB8502202D0 (en) * 1985-01-29 1985-02-27 Univ Strathclyde Electro-conductive elastomeric materials
JPH0210058A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Matsushita Seiko Co Ltd 冷凍回路
JPH0791464B2 (ja) * 1989-10-31 1995-10-04 信越化学工業株式会社 導電性シリコーンゴム組成物およびその硬化物
US5336442A (en) * 1990-02-21 1994-08-09 Kabushiki Kaisha Fine Rubber Kenkyuusho Extension type conductive rubber and process for making and method for using same
SE509270C2 (sv) * 1997-04-14 1998-12-21 Asea Brown Boveri Variabelt elektriskt motstånd samt förfarande för att öka respektive ändra resistansen hos ett elektriskt motstånd
US6652968B1 (en) 2001-03-22 2003-11-25 Dorothy H. J. Miller Pressure activated electrically conductive material
JP2003016864A (ja) * 2001-06-27 2003-01-17 Mitsumi Electric Co Ltd センサー電極

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB815263A (en) * 1956-10-12 1959-06-24 Ici Ltd Process for the protection of rubber articles
GB934539A (en) * 1960-08-31 1963-08-21 Dunlop Rubber Co Improvements in and relating to rubber compositions
US3779979A (en) * 1971-12-21 1973-12-18 Nippon Oil Co Ltd Process for the preparation of novel high chlorinated butyl rubber and vulcanizable compositions containing the same
US3849333A (en) * 1972-09-26 1974-11-19 Union Carbide Corp Semi-conducting polymer system comprising a copolymer of ethylene-ethylarcralate or vinyl acetate,ethylene-propylene-termonomer and carbon black
US3968316A (en) * 1973-10-01 1976-07-06 Nippon Zeon Co., Ltd. Process for the surface treatment of unsaturated rubber
GB1416006A (en) * 1974-02-11 1975-12-03 Gruzinsk Nii Energetiki Foamed polymer semiconductor composition and a method of producing thereof
US4010959A (en) * 1974-05-20 1977-03-08 Smith Iii Jay Sound reproducing unit
US4025476A (en) * 1975-10-03 1977-05-24 Prismo Universal Corporation Traffic paint method and composition
US4116894A (en) * 1976-07-01 1978-09-26 Xerox Corporation Compositions and method for enhancing electrical life of copolymers
NL7610673A (nl) * 1976-09-25 1978-03-29 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van een elektrisch geleidend thermoplastisch elastomeer.
JPS5367856A (en) * 1976-11-29 1978-06-16 Shinetsu Polymer Co Pressure sensitive resistance element
GB1602372A (en) * 1977-05-18 1981-11-11 Hotfoil Ltd Electrically conductive rubber composition
US4147668A (en) * 1977-06-30 1979-04-03 Polaroid Corporation Conductive compositions and coating compositions for making the same
EP0001307A1 (de) * 1977-09-19 1979-04-04 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Halbleitende Zusammensetzung und damit umgebener elektrischer Draht oder Kabel
US4317265A (en) * 1978-09-18 1982-03-02 American Roller Company Electrically conductive elastomers
US4246217A (en) * 1978-10-30 1981-01-20 Acushnet Company Conductive rubber antennas having improved physical and electrical properties

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DE3323582A1 (de) 1984-01-12
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GB8315379D0 (en) 1983-07-06
GB2123844B (en) 1986-02-12
US4533604A (en) 1985-08-06
GB2123844A (en) 1984-02-08

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