DE3424130A1

DE3424130A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrisch leitfaehigen kautschuks, einen elektrisch leitfaehigen kautschuk an sich und die anwendung des elektrisch leitfaehigen kautschuks

Info

Publication number: DE3424130A1
Application number: DE19843424130
Authority: DE
Inventors: Ernst-Adolf 2361 Kükels Humfeldt
Original assignee: HUMFELDT ERNST ADOLF
Current assignee: HUMFELDT ERNST ADOLF
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1986-01-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines elektrisch leitfähigen Kautschuks, einen elektrisch leitfähigen Kautschuk an sich und die Anwendung des elektrisch leitfähigen Kautschuks.
Elektrisch leitfähiger Kautschuk an sich, der bei Zug-oder/und Druckbelastungen seine elektrischen Werte ändert, ist an sich bekannt. Bei diesen Kautschukarten werden elektrisch leitfähige Metallpartikel in den Kautschuk eingelagert, die bei einer Verformung des Kautschuks so aneinander zur Anlage kommen, daß eine elektrische Leitfähigkeit gegeben ist. Derartige Kautschukarten haben jedoch den Nachteil, daß sie z. B.
bei einer Anwendung in der Schaltertechnik die Nachteile mechanischer Schalter hinsichtlich des Prellverhaltens ebenfalls aufweisen, so daß auch bei diesen Kautschukarten unter Umständen besondere elektronische Schaltungen erforderlich sind, um die Prellwirkung zu unterdrücken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen elektrisch leitfähigen Kautschuk so auszubilden, daß die elektronischen Nachteile bekannter elektrisch leitfähiger Kautschuke vermieden werden, wobei die Herstellung preiswerter als bei bekannten Herstellungsverfahren und der Anwendungsbereich größer sein soll.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß ein Gemisch von Methyl, Vinyl, Silicon-Gummi und feinster Pflanzenkohle zunächst vorvulkanisiert, dann mit einem Vernetzer vernetzt und danach nachvulkanisiert wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrisch leitfähige Kautschuk durch ein Gemisch aus Methyl, Vinyl, Silicon-Gummi und feinster Pflanzenkohle gekennzeichnet.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Kautschuk angewendet werden in der Schaltertechnik insbesondere prellfreien Schaltertechnik als Miniatur-, Subminiatur- und Sub- Subminiaturschalter, Taster ud. dgl. Gegenüber bisherigen Schaltern, die mit opto-elektronischen Elementen, mit Hall-Generatoren, Feld-Effekt-Transistoren od. dgl. ausgestaltet sind, sind Schalter mit Verwendung des erfindungsgemäßen Kautschuks wesentlich preiswerter und weniger lohnintensiv in der Herstellung und durch den Verzicht von metallischem Kontaktmaterial wie Gold und Silber absolut prellfrei.
In einem Ausführungsbeispiel wurde der erfindungsgemäße Kautschuk dadurch hergestellt, daß zunächst eine Muttermischung gebildet wurde, die dann zu einer Endmischung verfeinert wurde, worauf nach Beimischung eines Vernetzers die Nachvulkanisation erfolgte. Die Muttermischung setzte sich aus 52 Gewichtsprozent Silicon-Polymerisat, 26 Gewichtsprozent einer Polymer-Doppelverbindung, 22 Gewichtprozent feinster verrusteter Pflanzenkohle (bekannt als Ketjenblack) und 1% Weichmacher wir Propylen insbesondere Dioctylphtalat zusammen. Diese Mischungsbestandteile wurden in einem sehr schnellen Mixverfahren zur Muttermischung vermischt.
Danach wurden in einem zweiten Schritt 65% der Muttermischung, 35% einer Siliconverbindung, 2% eines Vernetzers wie Dicusyl-Peroxid und 2% eines Weichmachers wie Propylen insbesondere Dioctylphtalat vermischt und ebenfalls in einem superschnellen Mixverfahren vermischt. Für die in einer weiteren Stufe erfolgende Formgebung wurde der Endmischung 1,5% Vernetzer Dicumyl-Peroxid, bezogen auf die Entmischung beigemischt. Zur Herstellung von Platten erfolgte die Nachvulkanisation über einen Zeitraum von 10 Minuten bei 175°C. Zur Profilherstellung erstreckte sich die Nachvulkanisation über einen Zeitraum von 16 Stunden, bei einer Temperatur von 200°C. Zur Sicherstellung der Leitfähigkeit des Kautschuks in ausreichender Qualität war es erforderlich, dem flüssigen Silicon-Kautschuk feinste pulverisierte und dann verruste Pflanzenkohle beizugeben.
In der Fig. 1 ist ein Schalter 1 unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kautschuks schematisch dargestellt.
Eine Druckplatte 2 aus einem erfindungsgemäßen Kautschuk bestehend aus einem Gemisch aus Methyl, Vinyl, Silicon-Gummi und feinster Pflanzenkohle weist eine Druckfläche 4 auf. Durch Druckbelastung mittels einer Kraft F ändert sich der Widerstand der Druckplatte 2, deren Ausgang 5 mittels eines Verbindungsglieds 6 mit dem Eingang 7 eines z.B. als IC oder CMOS ausgebildeten Umschalters 3 verbunden ist. Bei Anderung des Widerstands der Druckplatte 2 kippt der Umschalter 3 um und erzeugt an seinem Ausgang 8 einen Schaltimpuls 9, der an eine zu schaltende Einrichtung weitergeleitet wird. Diese Einrichtung kann Bereiche der Digital-Elektronik, der Computertechnik, der Robotertechnik, Automobilindustrie, Fernsprechtechnik, Luftfahrt ud. dgl. umfassen.
Fig. 2 zeigt die Schaltung des Schalters 1 in einem Schaltbild. Ein Festwiderstand 10 ist mit dem elektrisch leitenden Kautschuk verbunden und steht über eine Verbindungsleitung 12 mit dem Umschalter 3 in Verbindung. Durch Wahl eines entsprechenden Festwiderstandes 10 können verschiedene Kippunkte erzielt werden.
Je nach Anwendungsfall kann der Kautschuk in jede beliebige Form gebracht werden. Er ist auch in jeder gewünschten Shore-Härte herzustellen.
In einem Versuch bei einer Anwendung des Kautschuks bei einem Mikroschalter hat sich gezeigt, daß Unterschiede in Temperatur und im Spannungsbereich, Klimaversuche in Anlehnung an DIN 40 0#0, mechanische und elektrische Einflüsse, Umwelteinflüsse und Salzsprühtests die Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigten und die prellfreie Schaltsicherheit erhalten blieb. Selbst Warmlagerung bei ca. + 3100C und Alterungsversuche führten zu keinen Funktionsbeeinträchtigungen. Dieser Kautschuk wies ein spezifisches Gewicht von 1,1 + 0,02, einen Volumenwiderstand von weniger als 10 cm sowie eine Shore-A- Härte von 50 t 5 auf. Dieses Verhalten des elektrisch leitfähigen Kautschuks, hat sich auch bei einer Luftfeuchtigkeit von 96% nicht verändert. Die Wiederholgenauigkeit des Schalters 1 erwies sich als konstant.
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Claims

Bez.: Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Kautschuks,einen elektrisch leitfähigen Kautschuk an sich und die Anwendung des elektrisch leitfähigen Kautschuks PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitfähigen Kautschuks mit bei Druckbelastung veränderbaren elektrischen Werten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Methyl, Vinyl, Silicon-Gummi und feinster Pflanzenkohle zunächst vorvulkanisiert, dann mit einem Vernetzer vernetzt und danach nachvulkanisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe ein Muttermischung durch Vermischung von Silicon-Polymerisat, einer Polymer-Doppelverbindung, feinster verruster Pflanzenkohle und einem Weichmacher wie Propylen in einem schnellen Mischverfahren hergestellt, dann in einer zweiten Stufe die Muttermischung zur Ausbildung der Endmischung mit einer Siliconverbindung, einem Vernetzer, und einem weiteren Mittel wie Saret 500 in einem schnellen Mischverfahren vermischt wird und dann in einer dritten Stufe die Formgebung durch Beimischung eines Vernetzers und Nachvulkanisation erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttermischung aus 52% Silicon-Polymerisat, 26% Polymer-Doppelverbindung, 22% feinster verruster Pflanzenkohle und 1% Weichmacher wie Propylen insbesondere Dioctylphtalat besteht.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endmischung aus 65% Muttermischung, 35% einer weiteren Siliconverbindung, 2% Dicumyl Peroxyd und 2% Weichmacher wie Propylen besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis II, dadurch gekennzeichnet daß als Vernetzer Dicumyl Peroxyd verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachvulkanisation ca. 1,5 Gewichtsprozent Vernetzer bezogen auf die Endmischung beigemischt werden und die Nachvulkanisation über einen Zeitraum von 10 Minuten bis 16 Stunden bei Temperaturen von 1750C bis 2000C erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Muttermischung statt eines Silicon-Polymerisats natürlicher nachbehandelter Kautschuk verwendet wird.
8. Elektrisch leitfähiger Kautschuk, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus Methyl, Vinyl, Silicon-Gummi und feinster Pflanzenkohle.
9. Anwendung des Kautschuks nach Anspruch 2 und des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formkörper aus dem elektrisch leitfähigen Kautschuk als Druck- oder Zugbelastungen aufnehmendes Schaltglied für einen Umschalter wie IC, CMOS od. dgl. verwendet wird.
10. Anwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk als Schaltglied für Umschalter verwendet wird, die zur Auslösung von Schaltvorgängen in elektronischen Regel- und Steueranlagen oder Recheneinrichtungen dienen.