JP2002501949A - ポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
にこのような組成物を有利な物理的形態で含むものに関する。
ッチの作動と関連する不利益を避けるかまたは制限するために、電流を制御する
またはスイッチングするデバイスのために提案された。
98/00206号、続いてシリアル番号WO98/ 33193号の下で公表さ
れた出願は、このような組成物と、それに基づくスイッチを開示する。その出願
は、初めてポリマーと伝導性の充填剤を含む粒体の組成物を開示する。本出願は
、その形におけるポリマー組成物に、およびそれらの更なる発展に関する。
マーと、少くとも1つの導電性の充填剤とを含み、粒体(granule )の形である
ことによって特徴づけられる。その粒体は、典型的には1mmまで、特に0. 0
4〜0. 2mmサイズの範囲である。従って、そのより小さい粒体は、粉体とし
て挙動する。規則正しい球形でないならば、これらの範囲は、その粒体のより大
きい径を測定することに基づく。ユーザーの要求に適合させるために、その粒体
が例えば、近似のポアソンサイズ分布にあるか、または非対称の(skewed)分布
または狭い分布(例えば、最も大きい粒体が、最も小さいものの2倍を越えない
)になるように篩いにかけるか、または小さい粒体が、より大きい粒体の間のス
ペースを満たすように分級することができる。
は、好ましくは少くとも3:1、特に5〜15:1の範囲にある。ポリマーに対
する伝導性媒体の比の小さい変化は、ポリマーのタイプおよびグレードの比表面
張力と、異なる伝導性の酸化物と他の存在する固体の種々の表面エネルギーの差
を説明するために必要とされるであろう。この比の変化は、その粒体のピエゾ電
荷の性質、全体的な抵抗の範囲、回復ヒステリシス、および圧力感度に対して影
響を与える。粒体の範囲内の種々の関係が認識される:例えば、 a.:導体粒子が充分にカバーされ、単なる重力の下で非伝導性であるが、ス
トレス印加の下で伝導性である; b.導体粒子は、粒体の範囲内で相互接触の関係にあるが、粒体の外側に突き
出さない; c.導体粒子は粒体の範囲内で相互接触関係にないが、外側に突き出して粒体
間(inter-granular)接触を与える; d.導体粒子は、相互に粒体間および粒体内(intra-granular)で接触関係に
ある。
および酸化物または本質的に伝導性または半導体の有機または無機ポリマーであ
ることができる。従って、それは、金属元素またはそれらの導電性の合金または
それら自体または一緒の還元(reduced )酸化物の粉体形態から適当に選ばれる
。より詳しくは、チタン、タンタル、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、ハフ
ニウム、アルミニウム、シリコン、スズ、クロム、モリブデン、タングステン、
鉛、マンガン、ベリリウム、鉄、コバルト、ニッケル、白金、パラジウム、オス
ミウム、イリジウム、レニウム、テクネチウム、ロジウム、ルテニウム、金、銀
、カドミウム、銅、亜鉛、ゲルマニウム、砒素、アンチモン、ビスマス、硼素、
スカンジウム、およびランタニドとアクチニド系列の金属の1つ以上、および、
適当であるならば、少なくとも1つの導電性剤である。伝導性の充填剤は、非酸
化状態における基本要素であることができ;または、粉体、粒(grain )、ファ
イバーまたは他の成形形態のキャリヤー・コア上の層であってもよい。その酸化
物は、酸素化合物(oxycompound )の焼結された粉体を含む混合物であってもよ
い。その合金は、例えばチタンジボライドであってもよい。
ーでコートされているとき、その伝導性材料の樹枝状の(dendritic )、フィラ
メント状(filamentous )の、およびスパイク状の形態は、特に鋭敏な伝導性の
粒体を製造できることが示された。一般に、導体粒子は、より鋭敏な粒体を与え
る、より小さく、よりスパイク状(spikier )の粗表面(rough-surfaced)の粉
体である。好ましくは、粒子は、これらの特徴のうちの少くとも1つを有する金
属を含む: (i)スパイク状および/又は樹枝状の表面テクスチュア; (ii)スパイク状のビーズの三次元の鎖状のネットワークであって、その鎖が
断面で平均2.5〜3.5μm(ミクロン)、可能ならば(possibly)15〜2
0μm(ミクロン)を越える長さを有するフィラメント状(filamentary )の構
造。
はそれらを実質的に保存するために制御される。
た金属ニッケルを含む。他の例は、樹枝状の銅を含む。
制限は、そのポリマーまたは前駆体が、導体粒子の取込みを可能とするように充
分に可動性の形で利用可能であるべきことである。極端な場合には、それは、ホ
ルムアルデヒド縮合物、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂または三次元のオレフィ
ン樹脂等の充分にまたは部分的に硬化された樹脂であってもよい。線状の熱可塑
性樹脂等の可撓性を有するポリマーは、より一般的に応用できる。ポリマー成分
はエラストマーであることが、非常に好ましい。エラストマーがその粒体を含む
ある複合材の中で好ましいため、それらは更に後述される。
によって、その粒体を作製する方法を提供する。液体状のポリマーは、例えば、
粒体形成ステップの間またはそれ以降に、重合または架橋に供されるべき前駆体
主体であってもよい。液体状とは、導体粒子との混合を受けるために充分に流動
性であることを意味する。そのポリマーは、非常に粘性であってもよい。液体は
、混合に対する助剤としてそのポリマーの粘性を修正するために存在できる。そ
れは、例えば、そのポリマーと、または導体粉体とプレ混合することによって加
えることができる。その液体は、もちろんその導体とポリマーに対して化学的に
不活性であるべきである。好ましくは、それは揮発性、すなわち、混合の間およ
び後の除去を助長するために120℃より低い大気圧沸点を有する。石油蒸留物
等の炭化水素は、非常に適切である。混合の前か混合の間に、疎水化(hydropho
bising)剤を加えてもよい。これは、その混合物、例えば導体粒子、下記に記述
されるもの等の固体添加剤、特にフュームドシリカ等の、および、おそらく新し
くさらされたポリマーおよび新しく形成された粒体の成分の表面から、吸着され
た水を置換することによって作用すると思われる。その剤は、ミキサー表面で摩
擦を制限する滑剤としても作用する。それが非常に薄い、単分子層すら形成する
ことによって作用することができるため、用いられる量は、その混合物の例えば
10〜1000ppm質量/質量(重量/重量)等の非常に少量である。その剤
の例は、金属上の化学吸着を有利にする基を有する液体炭化水素、およびフルオ
ロカーボンである。
る付加的な力を避け、コーティング・プロセスを達成するのに充分な力だけを混
合物の成分に印加する制御された混合で、伝導性の粒子をポリマーの層でコーテ
ィングすることによって、粒体が作製される。充填剤、バインダー、混合エネル
ギー、時間、剪断速度、温度および圧力間の関係は、結果として生ずる粒体の粒
径分布および電気・機械的な性質を決定する。導体粒子が粒体形成のために一つ
の核として作用することは、ありそうに思われる。このような混合は、好ましく
は、導体粒子が構造的にインタクトであるように、剪断の低レベルにある。好ま
しくは、ディッシュ−グラニュレーター、ブランジャー、同軸のシリンダー・ミ
キサー(回転アブレーション)が、使用可能である。粒体形成ステップにおいて
、全剪断がバルク組成物の製造におけるものと同じオーダーであってもよいが、
より短い時間より大きい強さで適用できるように思われる。
への破壊が非粘着性の状態にとって充分なポリマーの架橋と同期されるように、
ポリマー処方が選ばれ、および混合の条件が制御される。これは、特にRTVシ
リコーンを用いる際に便利である。そのプロセスは、所望により、その粒体の前
駆体が製造されるように制御され、そのポリマーがエラストマー性を発揮するよ
うに更に架橋に供されてもよい。HTVシリコーンの使用は、このような前駆体
を作製する際に、より広い範囲を与える。非常に適切なシリコーンは、架橋の際
に高い収縮、例えば10〜20%に供されるものである。これにより、混合の開
始において不便な高い比なしで、粒体における比較的高い導体−ポリマー体積比
が可能となる。
大する。高いシリコーン含有量が必要であるならば、シリコーンは、より低いシ
リコーン含有量の以前に作製された粒体に適用されてもよい。回転アブレーショ
ンにおいて、その臼(mortar)に対する杵(pestle)のクリアランス設定と、そ
の杵に適用された圧力は、要求された条件を達成するために機械的に調節される
。この圧力は、粒にされた状態を達成するのに要する時間に影響を及ぼし、その
コーティング厚さ、その粒体の最終的なサイズと、個々の粒体の間の凝集の量に
とって重要である。あまりに高い圧力は、破壊的な剪断力を与える。
必要に応じて、それらは異なるサイズの凝集を分離するために篩いにかけること
ができる。異なるサイズの粒体は異なる感度を示し;粒体複合材の最終的な感度
を変えるために、粒体サイズは、分離され、異なる比で再混合することができる
。粒体形成凝集/コーティング・プロセスに先立ち、最終的な粒体形における必
要な伝導性および他の電気的および機械的性質を得るために、異なる伝導性材料
、伝導性、半伝導性または非伝導性の粉体を組合せることが可能であることも判
明した。
動きを制限するが、それを活性化するために電気的または機械的圧力の入力を可
能とするようなデバイス内に、それらを包含させることによって使用可能である
。それらは、固体の、セミフレキシブルまたはフレキシブル複合材構造を形成す
るために、他のバルクまたは発泡ポリマーと混合され、またはその上へコートさ
れてもよい。構造の1つのタイプのために、その粒体は、シート、ペレットまた
はファイバー形態へ押し出されまたはプレスされるか、または型内へキャストす
ることができる。成形プロセスの間、それらはミリングされまたは極低温的(cr
yogenically )に粉体化することができる。しかしながら、未硬化の状態のポリ
マー組成物を混合および成形するための間に印加されたエネルギーは、その複合
材の物理的および電気的な性能に影響を及ぼす可能性がある。
は、ファイバーまたはシート、例えばポリマーファイバーフィルム、プレートま
たは布であることができ、および一方または両方の面上に粒体を担持してもよい
。例えば出願中の出願の例7において記述されるように、ポリマー・シートはす
でに導体粒子を含むか、または導体粒子を担持してもよい。そのシートは、その
粒体のための接着剤を含むか、または担持してもよい。
たように)が未架橋キャリヤー・ポリマーの表面または複数の表面上に押し込ま
れ(press into)、それが架橋された際にキャリヤー・ポリマーに永久に結合さ
せてもよい。これにより、キャリヤー・ポリマー上に、圧力感受性のまたはEM
スクリーニング層が得られる。
そのマトリックスは、非導電性であってもよいが、出願中の出願においてまたは
先行して公表された文書において記述されたもの等のように、例えば導体粒子を
その中に分散させたポリマーから成っていてもよい。このタイプのいくつかの変
形が可能で、例えば: (i)個別に伝導性のまたは非伝導性のまたは混合の粒体; (ii)粒体ポリマーからの架橋の程度において異なるマトリックス材料; (iii)マトリックス材料は、粒体の間のスペースに入れても、または正に
収納(containment )バッグであってもよい。
ポリマー組成物はバルク形態であってもよく、または好ましくは以下のように粒
体に導入される:
性は、統合された導電性のメンバー、例えば、金属フィルムまたはシート(特に
、連続的な金属化された(metallised)布、典型的にはポリエステルベースのも
の)等の層の形で与えられる。その布は、エラストマー性の変形のために硬いフ
ァイバーアンビルを与えることによって、伝導性ポリマー組成物の触覚の感度(
マス負荷に対する抵抗降下の増大)を増大させて、その複合材の範囲内で低抵抗
ゾーンの間の電子ブリッジを与える。伝導性ポリマー組成物は、伝導性のメンバ
ーに接着し、またはその上に形成することができる。
デバイスであってもよいが、より複雑な電気的回路が層、例えば金属化された布
構造に組み込まれてもよい。金属コートされた織物(fabric)は、典型的には、
織られたポリエステル布に蒸気堆積、スパッターリングまたは類似した手段によ
って金属を適用することによって作製される。
回路は、プレ金属化された布をマスキングし、エッチングすることによって、ま
たは好ましくは金属化の点でターゲット布をマスキングすることによって作製す
ることができる。
あり、このプロセスによって、伝導性の回路レイアウトを製造することができる
。
チまたは他の動作力に極めて鋭敏とすることができる。それらは、デジタルおよ
びアナログのスイッチングおよび制御のために用いることができ、PTCロード
制御または熱発生能力を組み込み、相当な電流を通す能力を有していてもよい。
含み、電気および/又はそれを活性化するための機械的変形の入力のための手段
を含む。従って、そのシートまたはマトリックスは、粒体アセンブリを電気的に
接続するオーム性の1以上の導体を含む。
体または伝導性の材料と組合せて、他の伝導性および電磁気シールド材料の伝導
性成分としても使用可能である。
増大に伴って圧力感度が増大する。粒体は、それら自体のおよび粒体コートされ
た表面上で、範囲0.01〜6N/cm2 の範囲内の印加力で1012オームを越
える電気抵抗における減少を示すことができる。
ブリがセットアップされる際に存在している疎水化剤を有することが好ましい。
合材は、出願中の出願におけるような、バルク圧力感受性のポリマー組成物で得
ることができるものよりも、抵抗変化のより大きい繰返し性、感度および線形性
を示す傾向がある。バルク組成物のように、動作力が除去されると、粒体は静止
した抵抗状態へ戻る。
は、エラストマー(特に下記の一般的性質を有するもの)であることが非常に適
切である: i)低い表面エネルギー、典型的には15〜50×10-3N/m(15〜50
ダイン/cm)、特に22〜30×10-3N/m(22〜30ダイン/cm)の
範囲; ii)その未硬化の液体より高い、硬化エラストマーに対する湿潤の表面エネ
ルギー; iii)極端な可撓性を与える回転の低い(ゼロに近い)エネルギー; iv)充填剤粒子およびその複合材を取り付けることができる電気接点への両
方に対する優れた圧力感受性の粘着性、すなわち、結合時間(1秒のフラクショ
ン)に匹敵する時間幅での、弾性的性質に対する粘性の高い比を有する; v)ポジティブな電荷キャリア(反対に、その表面上でネガティブ電荷を担持
しない)としての摩擦電気系列表上で高い; vi)化学的不活性、消火性、酸素と空気進入へのバリヤーとして効果的。
く)下記に基づく脱離基、架橋剤、および硬化系とともに、ポリジメチルシロキ
サン、ポリシラミン、および類似する(allied)シリコーン主鎖ポリマーに基づ
く;
以上のシリコーン、1または2成分以上のポリゲルマンおよびポリホスファジン
、および少くとも1つのシリコーン剤を含む群から選ばれた硬化エラストマーを
含む混合物であってもよい。このようなポリマー混合物において、シリコーン成
分は、他のポリマー成分を上回る。
る目的で、他の添加剤をシリコーンに含ませてもよい。このような添加剤は:ア
ルキルおよびヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレンオキシド)、ポリビニールアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、澱粉とその変性物、炭酸カルシウム、ヒュームド
シリカ、シリカゲル、および、シリコーン・アナログ、および少くとも1つのシ
リカアナログまたはシリコーン・アナログ変性剤を含む群からの少くとも1つの
性質変性剤を含むことができる。エラストマー技術において一般に用いられるよ
うに、フュームドシリカは変性剤の例である。本発明のために、最終的なポリマ
ー組成物の0.01〜20質量%(重量%)の比において、それは回復増強(re
covery-enhancing)充填剤として作用する、すなわち、任意の印加力が解除され
た後、その静止状態への組成物の復帰を速めるように、それはポリマー組成物の
レジリエンスを増大させる。シリコーン系の好ましい例は、高強度室温硬化フュ
ームドシリカ・ロード(RTV)シリコーン・ポリマーから作製される。他の例
は、割込み(interstitial)構造、有用な強度、圧力粘着性および寿命、典型的
には(しかし制限的ではなく)2,4−ジクロロ過酸化ジベンゾイルであること
ができる過酸化物または他の触媒の存在下での高温での架橋を与えるために、フ
ュ−ムドシリカが充填された高温硬化HTVシリコーンを用いる。このようなH
TV生成物は、シート、ロッド、発泡体、ファイバー、圧力成形、または他の形
にプロセッシングされるのに先立ち、未硬化の状態において長期間貯蔵すること
ができる。
マトリックス材料のために、このようなゴムは、ラテックスの形態において導入
することができる。
に応じてそれらの固有の電気抵抗を変える。作動抵抗は、約1012〜10-1オー
ムの範囲にあり、その複合材は、優れた電流通過能力を有し;典型的にはヒート
シンク上の複合材の2mmの厚さ試料が、3A/cm2 のACまたはDC電流を
制御することができる。高抵抗複合材の試料への圧力または力の最初の印加は、
静電荷を生成する;その圧力または力を増大させることは、その複合材の電気抵
抗を減少させる。その力または圧力が除去されるとき、その複合材はフレキシブ
ルであることができ、それら自体を再び現す(reassert)ことができる。これが
生じると、その電気抵抗は静止値の方へ増大し、および、顕著な静電荷が生ずる
。静電的な効果は、デジタルスイッチング表示を与えることができ、または電圧
源を与えることができる。電気抵抗変化は、印加圧力または力のアナログを与え
ることができる。代わりに、抵抗範囲は、デジタルスイッチングを与えるために
使用可能であるが、特に、その上限および下限では本質的でない。伝導に近い複
合材の鋭敏なバージョンは、静電荷、典型的には圧電気の火花発生器によって生
成される、0.5kVより大きいものを適用することにより、充分に伝導性の状
態に変えることができる。
性の粒子は、割込み粒子インフィリングでの密充填構造を与えるようなサイズ分
布である。バルク導体粉体内に存在するボイドは、混合の間エラストマーにイン
フィルされ、および、導体粒子は硬化の間の近い近接でセットされる。この構造
上の配置を達成するために、そのエラストマーは、粉体相に対して低い表面エネ
ルギーを有し、未硬化の液体表面エネルギーは硬化エラストマー表面エネルギー
より低い。このようなポリマー組成物は、シリコーン、ポリゲルマン、およびポ
リホスファジンを含む。ストレスがかかった状態において、その変形は、トラッ
プされた粒体間の粒子間隔が減少するように生ずる。金属粒子に対して、これは
電気伝導率の増大に対応し、他のタイプの粒子に対して、他の効果(強磁性、ピ
エゾ電気、イオン伝導、その他における変化)が生成できる。
状態への過渡期にわたって、バルク伝導度は、エラストマーのそれからトラップ
された導体粒子のそれまで変化する。変形のあるレベルで、粒子−粒子の開放回
路トラックの数は、バルク金属固有抵抗に向かう傾向の伝導度を生ずる。この効
果がバルク複合材の変形に最終的に関連するため、およびそのバルク材料が高度
にエラストマー性であり、従って低エネルギー吸収であるため、低い「金属的な
」伝導度は、その複合材の薄い部分で(横のディメンションで2mm未満)に対
して、または高い外部ストレスまたは歪みまたはトルクの印加で達成されるのみ
であってもよい。外部の力が除去されると、その材料が元の構造に戻り、それに
より、トラップされた粒子が弾性の絶縁ネットワークの範囲内で別々の状態に保
たれる。
。圧縮状態において、30アンペアまでの連続的なロードが、現在まで、2×2
cmの導体によって通された。このユニークな性質は、圧縮状態において伝導が
主に上述された金属ブリッジを通して起こるという事実によって説明することが
できる。そこで、伝導を説明する目的で、その材料は、静止状態において絶縁的
なカプセル化材料(encapsulant )が電気的性質を支配する不均質混合物の点か
ら、最も良好に記述される;および、導体ブリッジ(典型的には1〜1000マ
イクロオーム−cmの導体のそれへの傾向がある局所的な固有抵抗を有する)の
圧縮状態(典型的には1ミリオーム−cmを超えるバルク固有抵抗を有する)の
傾向がある。電子伝導は、そのカプセル化材料のマイナスの「電子」電荷(典型
的には、そのカプセル化材料は最適のポジティブな摩擦電気の電荷キャリアであ
る)を保持する能力が無いことによって更に限定される。固定された組成物のた
めに、架橋の統計的なチャンスは、複合材の厚さに直接関連する。従って、変形
への感度および電流を通す能力は、充填剤粒度分布によって制限された最も薄い
フィルムでの厚さ減少とともに増大する。後述する混合物のために、充填剤サイ
ズ分布は、典型的には厚さを10〜40μm(ミクロン)より大に制限する。
の材料)の取込みによって、粒体内および/又はその間で、その複合材は電子、
およびガス状酸素の存在下で酸素イオンの両方を通すようにすることができる。
バルク材料ストレスの制御(例えば、静的なまたは外部共鳴した「ストレスグリ
ッド」の、バルク組成物への取込みによる)によって、電子および酸素の伝導は
、バルク構造の異なる平面または異なる部分で起こすことができる。このような
性質は、燃料電池系の設計において特別な興味がある可能性がある。内部オーム
性の加熱が、その複合材の内部構造に影響を及ぼす可能性があることも見出され
た。そこで、例えば伝導性の充填剤としてニッケル、RTVシリコーン・カプセ
ル化材料とフュ−ムドシリカ骨格の変性剤を含む組成物において、その導体に対
するカプセル化材料の差膨張が、高電流の通過の際に、オームの加熱を与えるの
に充分な割合(典型的には、そのカプセル化材料は、その導体より14倍速く広
がる)において、差膨張が抵抗過渡期に対するそのストレス/歪みを変えること
が判明した。この効果は、低い差温度(典型的には100℃未満)で誘発するこ
とができる。この効果(複合相においてポジティブな抵抗の温度係数(PTC)
を誘発する)は、電流を制御する目的で便利に使用できる。PTCの開始は、ポ
リマー組成物上への増大するまたは減少する機械的圧力によって制御することが
できる。代わりに、その静止状態において低い電気抵抗(典型的には100オー
ム未満)を有する組成物のために、圧縮力が殆ど無いまたはゼロである組成物に
おける導通および絶縁状態の間のPTC効果によって、オーム性加熱はスイッチ
する。この効果は、過剰電流に応じて鋭く高い抵抗状態にスイッチする、および
、それらのエラストマー性のため、現在の電流れが設定値に戻るとき力の除去な
しで伝導性の状態に戻るスイッチまたはヒューズとして、これらのポリマー組成
物を使用可能とする。ポリマー組成物を必要温度でそのPTC点の近くに保つた
めに機械的圧力を適用することにより、熱レベルがセットできる自己制御的発熱
要素においても、このPTC効果は使用可能である。ポリマー組成物は、PTC
相内およびその外側におけるサイクリングによって、比較的安定した温度を維持
する。その組成物は、広い温度寛容性および良好な熱伝導度を有する。
プ287であった:ビーズは、平均で2.5〜3.5μm(ミクロン)の断面で
あり;鎖は、15〜20μm(ミクロン)を越える長さであってもよい。それは
、高い表面積を有するスパイク状ビーズの三次元鎖状のネットワークを有するフ
ィラメント状の粉体である。この構造に調和して、そのバルク密度は0.75〜
0.95g/cm2 である。
くとも75%質量/質量(%重量/重量)が、4.7〜53μm(ミクロン)の
範囲である。
て)(概数の(rounded )数字で)は、以下の通りである:2.4−3%、3.
4−5%、4.7−7%、6.7−10%、9.4−11%、13.5−12%
、19−15%、26.5−15%、37.5−11%、53−8%、75−4
%、および107−1%未満。
ル粉体は、以下の通りである: タイプ123:バルク密度1.6〜2.6g/cm2 ; 等軸(equiaxial )な形、スパイク状の不規則表面; 100μm(ミクロン)未満96%。 タイプ210:見掛けの密度0.5g/cm2 未満; 平均粒径0.5〜1.0μm(ミクロン)のフィラメント状粉体; タイプ255:バルク密度0.5〜0.65g/cm2 非常にスパイク状のビーズ断面2〜3μm(ミクロン)の三次元鎖状のネッ
トワークを有するフィラメント状の粉体; 鎖長20〜25μm(ミクロン); 100μm(ミクロン)未満91%。
Powder Productsの通商文献から引用される。
たは有機化学を含む他のバッテリー化学に基づく電気化学的電池のアノードまた
はカソード構成に関連して、有用に使用することができる。いずれか一方または
両方の電極は、交換可能であるか、または以下の利点を与えるためにポリマー組
成物でコートされていてもよい:
するために通常用いられた圧力によって操作可能な、それ自体の一体化(integr
al)圧力スイッチを組み込んでもよい。この手段によって、そのセルがストレス
の無い貯蔵状態にあった間、そのセルの自己放電または回路ショートを低減また
は除去できる;
を除去することによって、新しい応用を許容できる;
気化学的電池を組み立てることが可能である。
反応性の表面上に配置することによって、電池化学における直接の関与なく使用
可能である。ポリマー組成物のスイッチングは、指圧力、バッテリー区画からの
ばね圧力等の外部から印加された機械的圧力によって開始されてもよい。これは
、バッテリー・チェック回路を含む外部回路を制御するためのスイッチを形成し
てもよい。
、加速度、流れ、振動、および他の機械的に誘発された変化を測定するための、
機械的トランスデューサ。 電流トランスデューサ。 電場および磁場トランスデューサ 熱エネルギートランスデューサ。 磁気歪みデバイス。 磁気抵抗デバイス。 磁気共鳴デバイス。 体部分および器官の局所化された動きの検出および定量化。 音波の検出および生成。 リレー接触および接合。 マイクロ構成成分のための電気の導体およびインダクタ。 温度制御。 電気的および磁気的波のスクリーニング。 電流と電圧保護デバイス。 スイッチング。 パワー制御。
し体積に基づく、ニッケル:ポリマー体積比の7:1に対応する。]
CH RM100モーター化ミキサーの底に配置した。ニッケル粉体を、シリコ
ーンの塊のまわりに配置した。その臼の壁から約1mmのクリアランスで、杵を
手制御により下げた。この機械は、その混合物を回転アブレーションに供する。
約5分間で、シリコーンがニッケル粒子をコートし、そうする際にμm(ミクロ
ン)における以下のサイズ分布%質量/質量(%重量/重量)を有する粒体に分
解された:
であった。混合の間、そのシリコーンの架橋反応が、酢酸の臭気を生成した;こ
れは、所望により、更に継続することもできたが、粒体中のニッケル粒子への剪
断ダメージのリスクを避けるために、その粒体が形成された際、またはその直後
に混合を止めた。
る。
コーンのグレードの架橋における特性収縮は、印加圧力なしで粒体を導電性とし
た。その収縮は、架橋における揮発性成分の減量の所産であると思われる。AL
FAS1000は、12質量%(重量%)の揮発性物質を含む。ALFAS20
00は、4質量%(重量%)の揮発性物質を含む。
Cデバイスにおける特定の値である。
mmの穴を有するシリコーンゴム・スポンジのワッシャーから成るテスト・セル
内に、例1において製造した粒体の試料をロードすることによって、テストピー
ス導体を作製した。上方電極を形成するために、伝導性のプレートをそのワッシ
ャーの最上部の上に配置した。その電極を、定電流10ボルトの電源および20
Mオームの高インピーダンス緩衝増幅器を介してPicoscope ADC 100シグ
ナル・プロセッサーおよび記録装置に接続した。力の測定された量をテストセル
に印加するのを可能とするように、荷重テスト装置(すなわち最大l00Nの力
レゾルバーを取り付けたLloyd Instruments LRX)のプラテン上にそれを配置
した。ゆっくり増大させる圧力を、そのセルに印加し、その抵抗を記録し、シグ
ナル・プロセッサーによってグラフ的に表した。実験作業は、電流の2つのレベ
ルで行った:
セルにおける粒体の抵抗が減少し、セルを横切る電位差の変化(PD)電圧を生
じたことを示す。
電流をテスト・セルを通して流した。そのセルを横切る電位差(PD)から計算
される抵抗は、l00Kオームであった。電圧および印加圧力を一定に保持する
と、電流は100マイクロアンペアに増大した。測定されたPDは、今や、その
セルの抵抗が50Kのオームに低下したことを示した。
その間に石油は蒸発で除かれ、充分な(しかしながら、不完全な)そのシリコー
ンの架橋が生じた。その粒体を120℃で20分間加熱することによって充分に
架橋し、次いで例3および4において記述されたようにテストした。
RTM)のエーロゾルでスプレーした差違を用いて、例1を繰り返した。粒体を
、例3および4におけるようにテストした。それらがWD40なしで製造された
ものより、実質的により鋭敏であることが判明した。
、更に混合して形にゲルを形成した。そのゲルを2個にスプリットし、ステンシ
ルを通して:
デシルベンゼンスルホネートを用いても得られた。
示すグラフである。
示すグラフである。
にこのような組成物を有利な物理的形態で含むものに関する。
ッチの作動と関連する不利益を避けるかまたは制限するために、電流を制御する
またはスイッチングするデバイスのために提案された。
98/00206号、続いてシリアル番号WO98/ 33193号の下で公表さ
れた出願は、このような組成物と、それに基づくスイッチを開示する。その出願
は、初めてポリマーと伝導性の充填剤を含む粒体の組成物を開示する。本出願は
、その形におけるポリマー組成物に、およびそれらの更なる発展に関する。 米国特許第5589222号に対応するDE−A−4315382号は、親水
性の無機粉体と、0.03〜15%質量/質量(%重量/重量)の疎水性ポリオ
ルガノシロキサンとを含む疎水性で流動可能な粒体、およびグラニュレーター内
の粉体をポリオルガノシロキサンの水性エマルションと混合し、生じた生成物を
高温で乾燥することにより、それらを製造する方法を開示している。列挙された
粉体は、金属および合金である。しかしながら、その粒体は、エナメリングにお
いて使用される。それらが電気回路の部分を形成する可能性があること、更には
、それらが静止時には電気的に絶縁性であるが、機械的ストレスまたは静電場に
晒された際には伝導性となることの開示はない。
際には伝導性を与え、静止の際には電気的に絶縁性を与える導電体複合材(comp
osite )であって、その個々の粒体(granule )が、少くとも1つの実質的に非
伝導性のポリマーと、少くとも1つの導電性の充填剤とを含み、静止の際には電
気的に絶縁性であるが、機械的ストレスまたは静電荷に晒された際には伝導性で
ある導電体複合材が提供される。 その粒体は、典型的には1mmまで、特に0. 04〜0. 2mmサイズの範囲
である。従って、そのより小さい粒体は、粉体として挙動する。規則正しい球形
でないならば、これらの範囲は、その粒体のより大きい径を測定することに基づ
く。ユーザーの要求に適合させるために、その粒体が例えば、近似のポアソンサ
イズ分布にあるか、または非対称の(skewed)分布または狭い分布(例えば、最
も大きい粒体が、最も小さいものの2倍を越えない)になるように篩いにかける
か、または小さい粒体が、より大きい粒体の間のスペースを満たすように分級す
ることができる。
は、好ましくは少くとも3:1である。ポリマーに対する伝導性媒体の比の小さ
い変化は、ポリマーのタイプおよびグレードの比表面張力と、異なる伝導性の酸
化物と他の存在する固体の種々の表面エネルギーの差を説明するために必要とさ
れるであろう。この比の変化は、その粒体のピエゾ電荷の性質、全体的な抵抗の
範囲、回復ヒステリシス、および圧力感度に対して影響を与える。
および酸化物または本質的に伝導性または半導体の有機または無機ポリマーであ
ることができる。従って、それは、金属元素またはそれらの導電性の合金または
それら自体または一緒の還元(reduced )酸化物の粉体形態から適当に選ばれる
。より詳しくは、チタン、タンタル、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、ハフ
ニウム、アルミニウム、シリコン、スズ、クロム、モリブデン、タングステン、
鉛、マンガン、ベリリウム、鉄、コバルト、ニッケル、白金、パラジウム、オス
ミウム、イリジウム、レニウム、テクネチウム、ロジウム、ルテニウム、金、銀
、カドミウム、銅、亜鉛、ゲルマニウム、砒素、アンチモン、ビスマス、硼素、
スカンジウム、およびランタニドとアクチニド系列の金属の1つ以上、および、
適当であるならば、少なくとも1つの導電性剤である。伝導性の充填剤は、非酸
化状態における基本要素であることができ;または、粉体、粒(grain )、ファ
イバーまたは他の成形形態のキャリヤー・コア上の層であってもよい。その酸化
物は、酸素化合物(oxycompound )の焼結された粉体を含む混合物であってもよ
い。その合金は、例えばチタンジボライドであってもよい。
ーでコートされているとき、その伝導性材料の樹枝状の(dendritic )、フィラ
メント状(filamentous )の、およびスパイク状の形態は、特に鋭敏な粒体を製
造できることが示された。一般に、導体粒子は、より鋭敏な粒体を与える、より
小さく、よりスパイク状(spikier )の粗表面の粉体である。好ましくは、粒子
は、これらの特徴のうちの少くとも1つを有する金属を含む: (i)スパイク状および/又は樹枝状の表面テクスチュア; (ii)スパイク状のビーズの三次元の鎖状のネットワークであって、その鎖が
断面で平均2.5〜3.5μm(ミクロン)、たぶん15〜20μm(ミクロン
)を越える長さを有するフィラメント状(filamentary )の構造。
はそれらを実質的に保存するために制御される。
た金属ニッケルを含む。他の例は、樹枝状の銅を含む。
制限は、そのポリマーまたは前駆体が、導体粒子の取込みを可能とするように充
分に可動性の形で利用可能であるべきことである。極端な場合には、それは、ホ
ルムアルデヒド縮合物、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂または三次元のオレフィ
ン樹脂等の充分にまたは部分的に硬化された樹脂であってもよい。線状の熱可塑
性樹脂等の可撓性を有するポリマーは、より一般的に応用できる。ポリマー成分
はエラストマーであることが、非常に好ましい。エラストマーがその粒体を含む
ある複合材の中で好ましいため、それらは更に後述される。
によって、その粒体を作製する方法を提供する。液体状のポリマーは、例えば、
粒体形成ステップの間またはそれ以降に、重合または架橋に供されるべき前駆体
主体であってもよい。液体状とは、導体粒子との混合を受けるために充分に流動
性であることを意味する。そのポリマーは、非常に粘性であってもよい。液体は
、混合に対する助剤としてそのポリマーの粘性を修正するために存在できる。そ
れは、例えば、そのポリマーと、または導体粉体とプレ混合することによって加
えることができる。その液体は、もちろんその導体とポリマーに対して化学的に
不活性であるべきである。好ましくは、それは揮発性、すなわち、混合の間およ
び後の除去を助長するために120℃より低い大気圧沸点を有する。石油蒸留物
等の炭化水素は、非常に適切である。混合の前か混合の間に、疎水化(hydropho
bising)剤を加えてもよい。これは、その混合物、例えば導体粒子、下記に記述
されるもの等の固体添加剤、特にフュームドシリカ等の、および、おそらく新し
くさらされたポリマーおよび新しく形成された粒体の成分の表面から、吸着され
た水を置換することによって作用すると思われる。その剤は、ミキサー表面で摩
擦を制限する滑剤としても作用する。それが非常に薄い、単分子層すら形成する
ことによって作用することができるため、用いられる量は、その混合物の例えば
10〜1000ppm質量/質量(重量/重量)等の非常に少量である。その剤
の例は、金属上の化学吸着を有利にする基を有する液体炭化水素、およびフルオ
ロカーボンである。
れている付加的な力を避け、コーティング・プロセスを達成するのに充分な力だ
けを混合物の成分に印加する制御された混合で、伝導性の粒子をポリマーの層で
コーティングすることによって、粒体が作製される。充填剤、バインダー、混合
エネルギー、時間、剪断速度、温度および圧力間の関係は、結果として生ずる粒
体の粒径分布および電気・機械的な性質を決定する。導体粒子が粒体形成のため
に一つの核として作用することは、ありそうに思われる。このような混合は、好
ましくは、導体粒子が構造的にインタクトであるように、剪断の低レベルにある
。好ましくは、ディッシュ−グラニュレーター、ブランジャー、同軸のシリンダ
ー・ミキサー(回転アブレーション)が、使用可能である。粒体形成ステップに
おいて、全剪断がバルク組成物の製造におけるものと同じオーダーであってもよ
いが、より短い時間より大きい強さで適用できるように思われる。
への破壊が非粘着性の状態にとって充分なポリマーの架橋と同期されるように、
ポリマー処方が選ばれ、および混合の条件が制御される。これは、特にRTVシ
リコーンを用いる際に便利である。そのプロセスは、所望により、その粒体の前
駆体が製造されるように制御され、そのポリマーがエラストマー性を発揮するよ
うに更に架橋に供されてもよい。HTVシリコーンの使用は、このような前駆体
を作製する際に、より広い範囲を与える。非常に適切なシリコーンは、架橋の際
に高い収縮、例えば10〜20%に供されるものである。これにより、混合の開
始において不便な高い比なしで、粒体における比較的高い導体−ポリマー体積比
が可能となる。
は、ファイバーまたはシート、例えばポリマーファイバーフィルム、プレートま
たは布であることができ、および一方または両方の面上に粒体を担持してもよい
。例えば出願中の出願の例7において記述されるように、ポリマー・シートはす
でに導体粒子を含むか、または導体粒子を担持してもよい。そのシートは、その
粒体のための接着剤を含むか、または担持してもよい。
たように)が未架橋キャリヤー・ポリマーの表面または複数の表面上に押し込ま
れ(press into)、それが架橋された際にキャリヤー・ポリマーに永久に結合さ
せてもよい。これにより、キャリヤー・ポリマー上に、圧力感受性のまたはEM
スクリーニング層が得られる。
そのマトリックスは、非導電性であってもよいが、出願中の出願においてまたは
先行して公表された文書において記述されたもの等のように、例えば導体粒子を
その中に分散させたポリマーから成っていてもよい。このタイプのいくつかの変
形が可能で、例えば: (i)個別に伝導性のまたは非伝導性のまたは混合の加えられた粒体; (ii)粒体ポリマーからの架橋の程度において異なるマトリックス材料; (iii)マトリックス材料は、粒体の間のスペースに入れても、または正に
収納(containment )バッグであってもよい。
ポリマー組成物はバルク形態であってもよく、または好ましくは以下のように粒
体に導入される:
性は、統合された導電性のメンバー、例えば、金属フィルムまたはシート(特に
、連続的な金属化された(metallised)布、典型的にはポリエステルベースのも
の)等の層の形で与えられる。その布は、エラストマー性の変形のために硬いフ
ァイバーアンビルを与えることによって、伝導性ポリマー組成物の触覚の感度(
マス負荷に対する抵抗降下の増大)を増大させて、その複合材の範囲内で低抵抗
ゾーンの間の電子ブリッジを与える。伝導性ポリマー組成物は、伝導性のメンバ
ーに接着し、またはその上に形成することができる。
あってもよいが、より複雑な電気的回路が層、例えば金属化された布構造に組み
込まれてもよい。金属コートされた織物(fabric)は、典型的には、織られたポ
リエステル布に蒸気堆積、スパッターリングまたは類似した手段によって金属を
適用することによって作製される。
回路は、プレ金属化された布をマスキングし、エッチングすることによって、ま
たは好ましくは金属化の点でターゲット布をマスキングすることによって作製す
ることができる。
あり、このプロセスによって、伝導性の回路レイアウトを製造することができる
。
チまたは他の動作力に極めて鋭敏とすることができる。それらは、デジタルおよ
びアナログのスイッチングおよび制御のために用いることができ、PTCロード
制御または熱発生能力を組み込み、相当な電流を通す能力を有していてもよい。
含み、電気および/又はそれを活性化するための機械的変形の入力のための手段
を含む。従って、そのシートまたはマトリックスは、粒体アセンブリを電気的に
接続するオーム性の1以上の導体を含む。
体または伝導性の材料と組合せて、他の伝導性および電磁気シールド材料の伝導
性成分としても使用可能である。
増大に伴って圧力感度が増大する。粒体は、それら自体のおよび粒体コートされ
た表面上で、範囲0.01〜6N/cm2 の範囲内の印加力で1012オームを越
える電気抵抗における減少を示すことができる。
ブリがセットアップされる際に存在している疎水化剤を有することが好ましい。
る目的で、他の添加剤をシリコーンに含ませてもよい。このような添加剤は:ア
ルキルおよびヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレングリコール、ポリ(エチレンオキシド)、ポリビニールアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、澱粉とその変性物、炭酸カルシウム、ヒュームド
シリカ、シリカゲル、および、シリコーン・アナログ、および少くとも1つのシ
リカアナログまたはシリコーン・アナログ変性剤を含む群からの少くとも1つの
性質変性剤を含むことができる。エラストマー技術において一般に用いられるよ
うに、フュームドシリカは変性剤の例である。本発明のために、最終的なポリマ
ー組成物の0.01〜20質量%(重量%)の比において、それは回復増強(re
covery-enhancing)充填剤として作用する、すなわち、任意の印加力が解除され
た後、その静止状態への組成物の復帰を速めるように、それはポリマー組成物の
レジリエンスを増大させる。シリコーン系の好ましい例は、高強度室温硬化フュ
ームドシリカ・ロード(RTV)シリコーン・ポリマーから作製される。他の例
は、割込み(interstitial)構造、有用な強度、圧力粘着性および寿命、典型的
には(しかし制限的ではなく)2,4−ジクロロ過酸化ジベンゾイルであること
ができる過酸化物または他の触媒の存在下での高温での架橋を与えるために、フ
ュ−ムドシリカが充填された高温硬化HTVシリコーンを用いる。このようなH
TV生成物は、シート、ロッド、発泡体、ファイバー、圧力成形、または他の形
にプロセッシングされるのに先立ち、未硬化の状態において長期間貯蔵すること
ができる。
マトリックス材料のために、このようなゴムは、ラテックスの形態において導入
することができる。
に応じてそれらの固有の電気抵抗を変える。作動抵抗は、約1012〜10-1オー
ムの範囲にあり、その複合材は、優れた電流通過能力を有し;典型的にはヒート
シンク上の複合材の2mmの厚さ試料が、3A/cm2のACまたはDC電流を 制御することができる。高抵抗複合材の試料への圧力または力の最初の印加は、
静電荷を生成する;その圧力または力を増大させることは、その複合材の電気抵
抗を減少させる。その力または圧力が除去されるとき、その複合材はフレキシブ
ルであることができ、それら自体を再び現す(reassert)ことができる。これが
生じると、その電気抵抗は静止値の方へ増大し、および、顕著な静電荷が生ずる
。静電的な効果は、デジタルスイッチング表示を与えることができ、または電圧
源を与えることができる。電気抵抗変化は、印加圧力または力のアナログを与え
ることができる。代わりに、抵抗範囲は、デジタルスイッチングを与えるために
使用可能であるが、特に、その上限および下限では本質的でない。伝導に近い複
合材の鋭敏なバージョンは、静電荷、典型的には圧電気の火花発生器によって生
成される、0.5kVより大きいものを適用することにより、充分に伝導性の状
態に変えることができる。
の中で、伝導性の粒子は、割込み粒子インフィリングでの密充填構造を与えるよ
うなサイズ分布である。バルク導体粉体内に存在するボイドは、混合の間エラス
トマーにインフィルされ、および、導体粒子は硬化の間の近い近接でセットされ
る。この構造上の配置を達成するために、そのエラストマーは、粉体相に対して
低い表面エネルギーを有し、未硬化の液体表面エネルギーは硬化エラストマー表
面エネルギーより低い。このようなポリマー組成物は、シリコーン、ポリゲルマ
ン、およびポリホスファジンを含む。ストレスがかかった状態において、その変
形は、トラップされた粒体間の粒子間隔が減少するように生ずる。金属粒子に対
して、これは電気伝導率の増大に対応し、他のタイプの粒子に対して、他の効果
(強磁性、ピエゾ電気、イオン伝導、その他における変化)が生成できる。
の材料)の取込みによって、粒体内および/又はその間で、その複合材は電子、
およびガス状酸素の存在下で酸素イオンの両方を通すようにすることができる。
バルク材料ストレスの制御(例えば、静的なまたは外部共鳴した「ストレスグリ
ッド」の、バルク組成物への取込みによる)によって、電子および酸素の伝導は
、バルク構造の異なる平面または異なる部分で起こすことができる。このような
性質は、燃料電池系の設計において特別な興味がある可能性がある。内部オーム
性の加熱が、その複合材の内部構造に影響を及ぼす可能性があることも見出され
た。そこで、例えば伝導性の充填剤としてニッケル、RTVシリコーン・カプセ
ル化材料とフュ−ムドシリカ骨格の変性剤を含む組成物において、その導体に対
するカプセル化材料の差膨張が、高電流の通過の際に、オームの加熱を与えるの
に充分な割合(典型的には、そのカプセル化材料は、その導体より14倍速く広
がる)において、差膨張が抵抗過渡期に対するそのストレス/歪みを変えること
が判明した。この効果は、低い差温度(典型的には100℃未満)で誘発するこ
とができる。この効果(複合相においてポジティブな抵抗の温度係数(PTC)
を誘発する)は、電流を制御する目的で便利に使用できる。PTCの開始は、ポ
リマー組成物上への増大するまたは減少する機械的圧力によって制御することが
できる。代わりに、その静止状態において低い電気抵抗(典型的には100オー
ム未満)を有する複合材のために、圧縮力が殆ど無いまたはゼロである組成物に
おける導通および絶縁状態の間のPTC効果によって、オーム性加熱はスイッチ
する。この効果は、過剰電流に応じて鋭く高い抵抗状態にスイッチする、および
、それらのエラストマー性のため、現在の電流れが設定値に戻るとき力の除去な
しで伝導性の状態に戻るスイッチまたはヒューズとして、これらのポリマー組成
物を使用可能とする。ポリマー組成物を必要温度でそのPTC点の近くに保つた
めに機械的圧力を適用することにより、熱レベルがセットできる自己制御的発熱
要素においても、このPTC効果は使用可能である。ポリマー組成物は、PTC
相内およびその外側におけるサイクリングによって、比較的安定した温度を維持
する。その組成物は、広い温度寛容性および良好な熱伝導度を有する。
プ287であった:ビーズは、平均で2.5〜3.5μm(ミクロン)の断面で
あり;鎖は、15〜20μm(ミクロン)を越える長さであってもよい。それは
、高い表面積を有するスパイク状ビーズの三次元鎖状のネットワークを有するフ
ィラメント状の粉体である。この構造に調和して、そのバルク密度は0.75〜
0.95g/cm2である。
し体積に基づく、ニッケル:ポリマー体積比の70:1に対応する。]
CH RM100モーター化ミキサーの底に配置した。ニッケル粉体を、シリコ
ーンの塊のまわりに配置した。その臼の壁から約1mmのクリアランスで、杵を
手制御により下げた。この機械は、その混合物を回転アブレーションに供する。
約5分間で、シリコーンがニッケル粒子をコートし、そうする際にμm(ミクロ
ン)における以下のサイズ分布%質量/質量(%重量/重量)を有する粒体に分
解された:
であった。混合の間、そのシリコーンの架橋反応が、酢酸の臭気を生成した;こ
れは、所望により、更に継続することもできたが、粒体中のニッケル粒子への剪
断ダメージのリスクを避けるために、その粒体が形成された際、またはその直後
に混合を止めた。
る。
コーンのグレードの架橋における特性収縮は、印加圧力なしで粒体を導電性とし
た。その収縮は、架橋における揮発性成分の減量の所産であると思われる。AL
FAS1000は、12質量%(重量%)の揮発性物質を含む(ALFAS20
00は、4質量%(重量%)の揮発性物質を含む)。
Cデバイスにおける特定の値である。
mmの穴を有するシリコーンゴム・スポンジのワッシャーから成るテスト・セル
内に、例1において製造した粒体の試料をロードすることによって、テストピー
ス導体を作製した。上方電極を形成するために、伝導性のプレートをそのワッシ
ャーの最上部の上に配置した。その電極を、定電流10ボルトの電源および20
Mオームの高インピーダンス緩衝増幅器を介してPicoscope ADC 100シグ
ナル・プロセッサーおよび記録装置に接続した。力の測定された量をテストセル
に印加するのを可能とするように、荷重テスト装置(すなわち最大l00Nの力
レゾルバーを取り付けたLloyd Instruments LRX)のプラテン上にそれを配置
した。ゆっくり増大させる圧力を、そのセルに印加し、その抵抗を記録し、シグ
ナル・プロセッサーによってグラフ的に表した。実験作業は、電流の2つのレベ
ルで行った:
電流をテスト・セルを通して流した。そのセルを横切る電位差(PD)から計算
される抵抗は、l00Kオームであった。電圧および印加圧力を一定に保持する
と、電流は100マイクロアンペアに増大した。測定されたPDは、今や、その
セルの抵抗が50Kのオームに低下したことを示した。
その間に石油は蒸発で除かれ、充分な(しかしながら、不完全な)そのシリコー
ンの架橋が生じた。その粒体を120℃で20分間加熱することによって充分に
架橋し、次いで例3および4において記述されたようにテストした。
ゾルでスプレーした差違を用いて、例1を繰り返した。粒体を、例3および4に
おけるようにテストした。それらがWD40なしで製造されたものより、実質的
により鋭敏であることが判明した。
、更に混合して形にゲルを形成した。そのゲルを2個にスプリットし、ステンシ
ルを通して:
デシルベンゼンスルホネートを用いても得られた。
Claims (34)
- 【請求項1】 少くとも1つの実質的に非伝導性のポリマーと、少くとも1
つの導電性の充填剤とを含み、粒体状であることを特徴とするポリマー組成物。 - 【請求項2】 前記粒体が1mmまで、特に0.04〜0.2mm(40〜
200μm(ミクロン))のサイズ範囲にある請求項1に従う組成物。 - 【請求項3】 導体とポリマーとの体積比が3:1〜15:1の範囲にある
請求項1または2に従う組成物。 - 【請求項4】 前記充填剤が、個々の粒体内で、ポリマーと混合する前のそ
の構造に比べて、構造的にインタクトである請求項1〜3のいずれか1つに従う
組成物。 - 【請求項5】 前記充填剤粒子が粗表面を有する請求項1〜4のいずれか1
つに従う組成物。 - 【請求項6】 前記充填剤が、粉体状金属元素および合金、前記元素および
合金の導電性の酸化物、およびそれらの混合物から選ばれる請求項1〜5のいず
れか1つに従う組成物。 - 【請求項7】 前記充填剤粒子が、 スパイク状および/又は樹枝状の表面テクスチュア; フィラメント状の構造;スパイク状ビーズの三次元鎖状ネットワークで、鎖が
平均2.5〜3.5μm(ミクロン)の断面、および可能ならば(possibly)1
5〜20μm(ミクロン)を越える長さ; の特徴のうちの少なくとも1つを有する金属を含む請求項1〜6のいずれか1つ
に従う組成物。 - 【請求項8】 前記充填剤が、カルボニル誘導体化された金属ニッケルを含
む請求項7に従う組成物。 - 【請求項9】 前記充填剤粒子が、100μm(ミクロン)未満の範囲、好
ましくは少くとも75%質量/質量(%重量/重量)が、4.7〜53.0μm
(ミクロン)の範囲にある請求項1〜8のいずれか1つに従う組成物。 - 【請求項10】 前記ポリマーがエラストマー、特にシリコーンゴムである
請求項1〜9のいずれか1つに従う組成物。 - 【請求項11】 前記エラストマーが回復増強性の充填剤を含む請求項1〜
10のいずれか1つに従う組成物。 - 【請求項12】 前記ポリマーが充填剤との混合の間に、収縮に供される請
求項1〜11のいずれか1つに従う組成物。 - 【請求項13】 前記ポリマーが(更に)架橋可能な請求項1〜12のいず
れか1つに従う組成物。 - 【請求項14】 上記に実質的に記載された粒体組成物。
- 【請求項15】 伝導性の充填剤粒子を、粒体形成条件において液体状のポ
リマーと混合することによって組成物を作成する方法。 - 【請求項16】 前記混合が液体の存在下である請求項15に従う方法。
- 【請求項17】 混合が疎水化剤の存在下である請求項15または16に従
う方法。 - 【請求項18】 それにより伝導性の充填剤粒子が実質的に構造的にインタ
クトのままである剪断の低レベルでの請求項15〜17のいずれか1つに従う方
法。 - 【請求項19】 同軸のシリンダー(回転アブレーション)において行われ
る請求項18に従う方法。 - 【請求項20】 粒体形成にはポリマーの架橋を伴い、混合物の破壊が非粘
着性の状態にとって充分なポリマーの架橋と同期されるように、ポリマー処方が
選ばれ、混合の条件が制御される請求項15〜19のいずれか1つに従う方法。 - 【請求項21】 上記に実質的に記述された粒体組成物を作製する方法。
- 【請求項22】 粒体組成物と、包含手段とを含み、それを活性化するため
の電気および/又は機械的変形の入力のための手段を有する複合材。 - 【請求項23】 前記包含手段が支持シート、例えば金属、特に連続的な金
属化された布を含む請求項22に従う複合材。 - 【請求項24】 前記包含手段が不伝導性のマトリックスを含む請求項22
に従う複合材。 - 【請求項25】 特定化(specification )において異なる粒体の混合物を
含む請求項22〜24のいずれか1つに従う複合材。 - 【請求項26】 前記包含手段がエラストマー性である請求項22〜25の
いずれか1つに従う複合材。 - 【請求項27】 前記エラストマーが炭化水素ゴムであり、好ましくはラテ
ックスとして導入される請求項26に従う複合材。 - 【請求項28】 粒体アセンブリを電気的に接続する1以上のオーム性導体
を含む請求項22〜27のいずれか1つに従う複合材。 - 【請求項29】 請求項22〜28のいずれか1つに従う複合材を含む電気
導体。 - 【請求項30】 オーム性および非オーム性の導電を与えることができる請
求項29に従う電気導体。 - 【請求項31】 前記伝導を機械的ストレスの間だけ与える請求項29また
は請求項30に従う電気導体。 - 【請求項32】 前記伝導を静電荷の印加の際にのみ与える請求項29〜3
1のいずれか1つに従う電気導体。 - 【請求項33】 請求項29〜32のいずれか1つに従う長さの電気導体を
含む電気スイッチ。 - 【請求項34】 請求項29〜32のいずれか1つに従うシート状複合材を
含む電磁シールド材料。
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