JP2908024B2 - 感圧性複合材製品およびその使用方法 - Google Patents

感圧性複合材製品およびその使用方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は感圧性膜およびその使用方法に関し、この膜
は導電性粒子およびエネルギー発泡粒子の両方を網目状
のフィブリルに含むポリテトラフルオロエチレン（PTF
E）フィブリルマトリックスを含む。
発明の背景 発泡ポリテトラフルオロエチレン含有製品は断熱性を
提供することで知られる。米国特許第3,953,566号、第
3,962,153号、第4,096,227号および第4,187,390号は、
造形品を提供するように積層され、含漬されうる発泡し
た非晶の拘束されたPTFEを含む多孔質製品を教示してい
る。その発明の、より高度に発泡した材料は、例えば、
断熱材および造形品として有用であることが開示されて
いる。
PTFEフィブリル化マトリックスは知られる。背景とな
る技術は、特定の目的のために設計された種々の添加剤
および／または補助剤との水性PTFE分散液のブレンド用
の数種の配合物を教示する。例えば、米国特許第4,990,
544号は、フィブリル化されたPTFE樹脂およびその中に
分散した微細無機粉末を含むガスケットを教示してい
る。米国特許第985,296号は空間減少が望まれるところ
で薄膜を提供するように意図的に圧縮された充填剤材料
を含む発泡多孔質PTFEを教示している。
米国特許第4,971,736号、第4,906,376号および第4,81
0,381号はクロマトグラフシート状製品、および、PTFE
フィブリルマトリックスおよびマトリックス中で網目状
に絡んだ非膨潤性吸収性疎水性粒子を含む複合材クロマ
トグラフシート状製品の製造法を開示している。米国特
許第4,153,661号、第4,373,519号、第4,460,642号およ
び第4,565,663号を含むこれらの特許に引用された参考
文献は粒子を含む他のPTFEマトリックスに関する。
金属は、例えば、米国特許第4,153,661号におけるよ
うにフィブリル化PTFEに含まれることが知られる。米国
特許第4,923,737号はフィブリル中にトラップされた金
属または他の粒子を含むフィブリル化PTFEから製造され
た「金属布」の方法を開示している。
フィブリル化PTFEをポリアミドとの組み合わせで含む
組成物は米国特許第4,966,941号におけるように押出吹
込成形による製品を提供することが開示され、米国特許
第4,962,136号におけるようにモリブデンジスフフィド
および任意にエラストマーとの組み合わせで製品に増加
した耐久性を提供することが開示されている。
米国特許第4,945,125号はフィブリル化した、PTFEお
よびシリコーンエラストマーの半相互侵入ポリマーネッ
トワークの製造法を開示している。米国特許第4,914,15
6号は、ポリエステル、エポキシドポリマー、触媒カチ
オン源およびフィブリル化可能なPTFEを含む吹込成形可
能な組成物を記載している。米国特許第4,902,747号は
フィブリル化可能なPTFEを含む吹込成形可能なポリアリ
ーレート組成物を開示している。
ひる石発泡グラファイトはPTFE中に含まれた。米国特
許第4,265,952号および第4,199,628号は高温での腐蝕性
流体に対する向上した不透過性を有する、PTFEのような
耐腐蝕性樹脂とブレンドされたひる石発泡グラファイト
複合材に関する。
導電性粒子および変形性非導電性球状ドメインを分散
して有するポリマー結合剤系を含む導電性組成物は、例
えば、米国特許第4,098,945号に開示されている。
米国特許第4,483,889号は繊維マトリックス、発泡性
ポリマー微小球およびホルムアルデヒド型樹脂を含むフ
ォーム複合材料の製造法を教示している。
米国特許第4,624,798号は、複合材中でのバルク導電
性を得るために必要であるより僅かに低い装填パーセン
トでのシリコーン材料中での銀コート化ガラス泡の使用
を記載している。表面に外部圧力が加えられたとき、こ
の複合材は導電性になる。
本発明の要旨 端的には、本発明は、 ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）フィブリルマトリ
ックスが、網目状のフィブリルに、導電性粒子および非
導電性のエネルギー発泡した中空ポリマー粒子を捕捉し
て含む、感圧性複合材を提供する。
好ましくは、導電性粒子の不導性エネルギー発泡中空
ポリマー粒子に対する重量比は約999:1〜約3:1の範囲で
ある。フィブリルマトリックスに対する粒質物の総量は
好ましくは重量基準で約98:2〜約75:25である。
好ましい態様において、本発明の製品は２個の導電性
表面、例えば、金属プレートの間に置かれることがで
き、そして、例えば、DC電力供給源から電流が供給され
たときに、可逆電気回路として作用し、素子（スウィッ
チ）を製造することができる。電流は複合材の大きな体
抵抗により阻害される。しかし、複合材が圧縮されるよ
うに片方の導電性プレートに圧力が加わるとき、複合材
内部の抵抗は数オーダーの大きさで低下し、それにより
回路を通して電流の流れが可能になる。加えられた力が
除去されたとき、複合膜の体抵抗は増加して、電流は流
れなくなる。
別の態様において、圧力が、本発明の製品に製品表面
上の１カ所より多くの場所で加えられ、バルク状態での
製品の高い内部抵抗のために、互いに独立に作用する導
電路を本質的に直線または三次元、例えば、直線、円
筒、コーン、平衡六面体のいずれかで提供する。このよ
うに、製品は、多数の導電体対に同時に電気接触を提供
することができ、各対は一番目の態様のように操作し、
他方、各対の電気一体性または単一の導電体への多重接
触を維持する。
複合材は、練り粉状の稠度を有する塊を達成するため
に導電性粒子、非導電性エネルギー発泡性中空ポリマー
粒子およびPTFE分散液を混合すること、および、約0.01
0cm〜0.32cmの範囲の厚さを有するシート状製品を達成
するために必要な多数のパスで非導電性エネルギー発泡
性粒子の発泡温度より低い温度において連続的な狭いギ
ャップで設定されたローラー間を練り粉状の塊をカレン
ダーリングすることの工程を含む方法により製造され
る。その後、製品は非導電性エネルギー発泡性中空ポリ
マー微小球の発泡を起こすために適切な温度および充分
な時間で加熱される。
微孔質複合材シート状製品は、非常に柔軟であるが、
摩耗および外部物質の影響の侵入に対するある程度の保
護を提供するために強靱である。それは通常の取扱条件
下で物理的一体性を維持する。
好ましい態様な詳細な説明 好ましい態様において、本発明は感圧性パッドとして
用いられうる複合材またはシート状膜を提供する。本発
明の感圧性素子は不導性であり、即ち、その高い内部抵
抗のために複合材製品を通して電流が流れないであろ
う。外部圧力が指先の圧力等により膜の表面に加えられ
たとき、抵抗が低下し、電流を可能にする。力の除去は
膜にその絶縁性を回復させ、即ち、非導電性を形成さ
せ、そして電流は止まる。
第二の態様において、膜は多数の導電体対の間の電気
接触を作る手段として用いられることができ、ここで、
各対は、実質的に第一の態様の微小形である。本発明の
感圧性素子は高い内部抵抗を有する。製品は、例えば、
コンピュータチップから試験装置アセンブリーへの導線
に同時に電気接触を提供するために用いられることがで
き、ここで、チップからの導線は試験装置上での電気接
触を記録する。膜が導線を含む領域において選択的に圧
縮されるようにアセンブリーに圧力が加えられたとき、
試験装置との電気連続性は個々の導線と試験装置上の対
応する接触の間に作られる。
導電性粒子は、ブリカーサー複合膜（即ち、エネルギ
ー発泡性粒子の発泡前の複合膜）の主成分（好ましくは
50重量％を上回る）としてフィブリル化PTFEマトリック
ス中に存在する。非導電性のエネルギー発泡性中空ポリ
マー粒質物（発泡性粒質物または発泡性粒子とも呼
ぶ。）は少量成分として（好ましくは50重量％を下回
る。）フィブリル化PTFEマトリックス中に存在する。こ
のプリカーサー複合膜は、必ずしも導電性である必要は
ないが、好ましくは導電性である。熱にさらされたとき
に、非導電性の発泡性粒質物は発泡を起こす。本発明の
複合膜（即ち、エネルギー発泡性粒質物の発泡後の複合
膜）の抵抗率は約105オーム−センチメートルより高
く、好ましくは約106オーム−センチメートルより高
く、最も好ましくは107オーム−センチメートルより高
い。
フィブリル化PTFEマトリックスが、網目状のフィブリ
ルに捕捉して含む導電性粒子は複合材の主成分であり、
あらゆる導電性粒子、例えば、炭素、金属粉末、金属ビ
ーズ、金属繊維または金属フレークであることができ、
または、それは金属コート化ガラス泡、金属コート化ガ
ラスビーズまたは金属コート化マイカフレークであるこ
とができる。好ましい金属コーティングは銀、ニッケ
ル、銅、金およびタングステンを含む。炭素コート化粒
子も有用である。このようなコーティングは連続であっ
ても、または不連続であってもよい。連続コーティング
が存在するときは、０より大きく、10μｍ以上までであ
りうる。更に、２種以上の導電性粒質物の組み合わせは
用いられうる。
導電性粒子のサイズは約0.1μｍ〜約600μｍ、好まし
くは0.5μｍ〜200μｍ、最も好ましくは１μｍ〜100μ
ｍであることができる。導電性粒質物の粉末の抵抗率は
約10オーム−センチメートルより低く、好ましくは１オ
ーム−センチメートルより低く、最も好ましくは10-1オ
ーム−センチメートルより低いべきである。金属粉末が
用いられるときには、粉末抵抗率は約10-6オーム−セン
チメートルまで低くてよい。
本発明に有用な導電性粒質物の例は銅粉末、10μｍ
（Alfa Products,Ward Hill, MA）；銀コート化ニッケ
ルフレーク、−200メッシュ（Alfa Products）；銀コー
ト化ガラス泡、中実ガラスビーズおよびマイカフレーク
（Potter Industries, Inc.,Parsippany,NJ）；および
炭素粉末（Aldrich Chemical Co., Milwaukee,WI）を
含む。
本発明の複合膜の総重量に対する導電性粒質物の重量
は約98％〜約25％、好ましくは96％〜40％、より好まし
くは95％〜50％である。
非導電性のエネルギー発泡性粒質物はプリカーサー複
合膜のフィブリル化PTFEネットワーク中で少量成分とし
て存在し、通常、ポリマー泡である。
本発明のプリカーサー複合材に有用な発泡性粒質物は
熱を加えられたときに泡沸性を示す。この発泡性粒質物
は、水性もしくは有機液体中で膨潤性であっても、また
は非膨潤性であってもよく、好ましくは、プリカーサー
複合膜の製造に用いられる水もしくは有機液体に実質的
に不溶性である。更に、発泡性粒質物は均質でなく、即
ち、それは、ポリマービーズでなく、流体、好ましくは
液体を含む中心コアーを有するポリマーシェルを含む。
更なる特徴は、発泡性粒質物の全寸法が特定の温度での
加熱時に増加することである。この発泡または泡沸は溶
剤膨潤による発泡とは異なり、固体状態（即ち、溶剤な
しに）起こりうる。更に、発泡性粒質物は好ましくは不
導性であり、即ち、エネルギー発泡性粒質物の粉末抵抗
率は104オーム−センチメートルより高く、好ましくは1
05オーム−センチメートルより高く、最も好ましくは10
6オーム−センチメートルより高いべきである。
プリカーサー複合膜に有用な発泡性中空ポリマー粒質
物は、ポリマーシェルおよび少なくとも１種の他の材料
の液体または気体のいずれかであり、好ましくは室温で
液体のコアーを含む材料を含み、ここで、ポリマーシェ
ルは実質的に不溶性である。液体コアーは、発泡度が発
泡温度でのコアー材料の体積変化に直接的に関係するか
ら有利である。ガスのコアー材料では、期待される体積
膨張は一般的な気体の法則から概算されうる。しかし、
液体コアー材料を含む発泡性粒質物は、特に相変化が起
こる、即ち、発泡温度で、またはその付近で揮発する場
合に、かなり大きな体積変化を提供する機会を与える。
気体コアー材料は空気および非反応性気体を含み、液体
コアー材料は有機液体を含む。
プリカーサー複合材に有用な好ましい発泡性ポリマー
粒子（微小球、マイクロバルーン、微小泡とも呼ぶ。）
は、ビニルクロリドとビニリデンクロリド、ビニルクロ
リドとアクリロニトリルのコポリマー、ビニリデンクロ
リドとアクリロニトリルのコポリマー、メタクリロニト
リルとアクリロニトリルのコポリマー、およびスチレン
とアクリロニトリルのコポリマーのようなコポリマーを
含むシェルを有することができる。更に、約20重量％ま
でスチレンを含むメチルメタクリレートコポリマー、お
よび約50重量％までエチルメタクリレートを含むメチル
メタクリレートコポリマー、並びに70重量％までオルト
クロロスチレンを含むメチルメタクリレートコポリマー
が挙げられる。未発泡微小球は、流体、好ましくは揮発
性液体、即ち、ここで記載されたタイプは微小球に従来
から用いられた発泡剤を含む。微小球は、乾燥粒子、湿
潤ケークまたは例えば、イソプロパノールのようなアル
コール中の懸濁液として、異なった方法で加えられう
る。
未発泡粒質物は、望ましくは、約0.1μｍ〜約600μ
ｍ、好ましくは0.5μｍ〜200μｍ、最も好ましくは１μ
ｍ〜100μｍのサイズである。発泡粒質物は約0.12μｍ
〜1000μｍ、好ましくは１μｍ〜600μｍの範囲のサイ
ズを有することができる。発泡後、発泡性粒質物の体積
は少なくとも1.5倍、好ましくは少なくとも５倍、最も
好ましくは少なくとも10倍に増加し、約100倍にまでも
高くなりうる。
例として、Expancel（商標）ポリマー微小球（Novel
Industries,Sundsvall,Sweden）は未発泡の形で約10μ
ｍ直径から発泡後で約40μｍ直径に発泡する。対応する
体積増加は Vf／Vi＝（rf／ri）3＝43、 即ち、64倍であり、ここで、Vfおよびrfは、それぞれ、
発泡後の発泡性粒質物の最終の体積および半径であり、
Viおよびri、は、それぞれ、未発泡粒質物の対応する初
期値である。
Novel Industriesは異なる音頭で発泡する一連の発泡
性泡を提供する。本発明のプリカーサー複合材に有用な
市販の発泡性中空ポリマー微小球の例はポリ（ビニリデ
ンクロリド−コ−アクリロニトリル）から製造されたも
の、例えば、Expancel（商標）820、Expancel（商標）6
42、Expancel（商標）551、Expancel（商標）461および
Expancel（商標）051ポリマー微小球を含む。同様の構
造を有し、そして、例えば、ポリ（メタクリロニトリル
−コ−アクリロニトリル）のシェルを含む他の市販の材
料は、Micropearl（商標）Ｆ−80K（Matsumoto Yushi−
Seiyaku Co., Ltd.,Japan）およびExpancel（商標）091
ポリマー微小球として入手可能であり、本発明の発泡性
粒質物として有用である。
種々の発砲剤は発砲性微小球のポリマーシェル封入さ
れうる。それらはエタン、エチレン、プロパン、プロペ
ン、ブタン、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタ
ン、アセチレン、ヘキサン、ヘプタンを含む脂肪族炭化
水素または１種以上のこのような脂肪族炭化水素混合物
のような揮発性流体形成剤であることができ、それは少
なくとも26の数平均分子量を有し、そして、特定の使用
された発砲剤で飽和したときにポリマーシェルの樹脂材
料の軟化点と同一であるか、またはそれより低い範囲の
大気圧での沸点を有する。
他の適切な流体形成剤はフルオロトリクロロメタン、
ペルフルオロブタン、ペルフルオロペンタン、ペルフル
オロヘキサン、ペルフルオロヘプタン、ジクロロジフル
オロメタン、クロロトリフルオロメタン、トリクロロト
リフルオロエタン、ヘプタフルオロクロロシクロブタン
およびヘキサフルオロジクロロシクロブタンのようなハ
ロカーボン、およびテトラメチルシラン、トリメチルエ
チルシラン、トリメチルイソオプロピルシランおよびト
リメチル−ｎ−プロピルシランのようなテトラアルキル
シランであり、それら全ては市販されている。発泡剤の
更なる議論は、一般に米国特許第４、640、933号および
第4,694,027号に見られ、これらの特許を引用文献とし
てここに取り入れる。
発泡性粒質物の製造は、通常、懸濁重合により達成さ
れる。用いられうる特定の技術の一般的な説明および発
泡性粒質物として有用な種々の組成物の詳細な説明は米
国特許第3,615,972号に見つけられる。本発明に発泡性
粒質物として有用な組成物の更なる説明は米国特許第4,
483,889号に提供されている。両方の特許をここに引用
文献として取り入れる。
発泡性粒質物の形は好ましくは球形であるが、球形に
制限されることなく、即ち、それは不規則であってよ
い。他の形は米国特許第3,615,972号に記載のような壺
状のように容易に想像されうる。プリカーサー複合膜中
の発泡性粒質物の形状および配向は発泡段階の異方性を
決定する。本質的に球形粒子を用いるときに、加熱は、
等方性の発砲をもたらし、即ち、発砲は三次元方向全て
において均一であり、それにより膜の全体の形は変化せ
ず、その形だけが変化する。発砲前の加工の間、または
膜の一部分の固着のような膜に課せられる他の物理的制
約は、本質的に球形の発泡性粒質物を用いたときに完全
な等方性をもたらさないかもしれない。
本発明のPTFEプリカーサー複合材シートの製造に用い
るPTFE水性分散液はPTFE粒子の乳白色水性懸濁液であ
る。通常、PTFE水性分散液は約20重量％〜約70重量％の
固体を含み、ここで、このような固体の主要部分は約0.
05μｍ〜約5.0μｍの範囲の粒子サイズを有するPTFE粒
子である。本発明に有用なPTFE水性分散液はたの成分、
例えば、PTFE粒子の連続した懸濁液を促進する界面活性
剤材料および安定剤を含みうる。
このようなPTFE水性分散液はE.I.Du Pont de Nemours
（Wilmington, DE）から現在市販であり、例えば、Tefr
on（商標）30、Tefron（商標）30BまたはTefron（商
標）42である。Tefron（商標）30およびTefron（商標）
30Bは殆どの部分が0.05μｍ〜5.0μｍのPTFE粒質物であ
る固体約59〜約61重量％、および非イオン性潤滑剤、通
常にはオクチルフェノールポリオキシエチレンまたはノ
ニルフェノールポリオキシエチレン約5.5〜約6.5重量％
（PTFE樹脂の重量基準）を含む。Tefron（商標）42は約
32〜約35重量％の固体を含み、潤滑剤を含まない。低い
含有量の界面活性剤を有するFluon（商標）PTFEはICI,E
xton,PAから入手可能である。
本発明のプリカーサー複合材製品は米国特許第5,071,
610号、第4,971,736号、第4,971,736号、第4,906,378
号、第4,810,381号および第4,153,661号のいずれかに記
載された方法により提供されることができ、それらをこ
こに引用により取り入れる。全ての場合において、加工
は発泡性粒質物の発砲温度より低い温度で起こる。この
加工温度は好ましくは室温である。
プリカーサー複合膜の厚さは約0.01cm〜約0.32cm、好
ましくは0.012cm〜0.25cmの範囲でありうる。膜が薄す
ぎるとき、構造一体性は殆ど有せず、他方、所定の範囲
外の厚さを有する膜は形成するのが困難であろう。より
薄い膜は米国特許第4,985,286号に記載のように圧縮化
により製造されうる。より薄い膜が望ましいならば、フ
ィブリル化PTFEネットワークの生成の間に加えられる圧
力下で起こりうる可能な破断を避けるために、金属コー
ト化ガラス泡または他のかなり脆い支持体を用いること
を避けることが有利である。
プリカーサー複合膜加熱時に、膜の厚さは発泡性粒質
物の発砲により増加する。観測される発砲の量は、膜中
に存在する発泡性粒質物の重量％、発泡性粒質物のタイ
プ、発泡性粒質物のポリマーシェルの分子量およびプリ
カーサー複合膜を支持しているフィブリル化マトリック
スの靱性を含む幾つかの要因に依存する。少量の寸法増
加、即ち、0.5〜10％の範囲は導電性から絶縁性状態に
膜の電気特性を変化させるために充分である。本発明の
膜の典型的な厚さは約0.010cm〜約1.5cm、好ましくは0.
015cm〜0.5cmの範囲でありうる。
理論に固執したくはないが、出願人は、この観測は従
来のパーコレーション理論を基礎とする機構と一致し、
ここで、それに関連した膜が導電性粒子の臨界体積分率
を有することを注記する。導電性粒子の体積分率がこの
値より低いときには、膜は高い抵抗を有する。膜表面へ
の特定の領域への圧力の印加は膜体積を局所的に減少さ
せる。この圧縮された体積中の導電性粒子は本質的に一
定であるので、導電性粒子の体積分率は増加する。外部
圧力なしでは導電性粒子の体積分率が臨界体積分率より
低く、圧力下では臨界体積分率より大きいときに、膜は
絶縁性状態から導電性状態に変化する。
熱発砲工程に必要な温度は微小球シェルを含むポリマ
ーのタイプおよび用いられる特定の発砲剤に依存する。
典型的な温度範囲は約40℃〜約220℃であり、好ましく
は60℃〜200℃であり、最も好ましくは80℃〜190℃であ
る。
任意に、他の成分または補助剤は、最終の複合材に色
または強度のような特定の更なる機能を付与するために
複合膜に加えられうる。存在するならば、補助剤は複合
材の総重量基準で約0.01〜約50重量％、好ましくは0.1
〜40％、最も好ましくは0.5〜25％の量で含まれうる。
発泡性粒質物とともに、更なる成分は水性もしくは有機
液体中で膨潤性であっても、または非膨潤性であっても
よく、好ましくは水もしくは有機液体中で実質的に不溶
性である。
任意の補助剤は、約0.1μｍ〜約600μｍ、好ましくは
0.5μｍ〜200μｍ、最も好ましくは１μｍ〜100μｍの
サイズ範囲でありうる。このサイズ範囲は得られる膜の
靱性および均質性のような最良の物理特性を得るために
望ましい。
プリカーサー複合膜のフィブリル化ネットワークは、
導電性粒子および発泡性粒子を保持するために強固であ
ることが重要であり、それにより最終の複合材は取扱わ
れるべき充分な構造一体性を有する。本発明において、
導電性粒質物および発泡性粒質物は最終複合材から容易
に移動しない、即ち、膜が取扱われるときに膜から除去
されない。PTFEフィブリル化ネットワークの更なる利点
はPTFEフィブリルが発泡性粒質物の発砲時に流動し、ま
たは伸びることができ、それにより膜の構造一体性を維
持することである。更に、PTFEの発泡性粒質物への弱い
結合は、発砲工程の間に所定の微小球表面からフィブリ
ルを「スライド」させることもできる。即ち、フィブリ
ルの微小球ポリマーシェルへの低い接着性がある。最終
複合材中のフィブリル化ポリマーの有用な範囲は複合材
の総重量基準で約２〜約25重量％、好ましくは３〜23重
量％、最も好ましくは５〜20重量％でありうる。
本発明の製品は電気デバイス用オン／オフスウィッチ
として、電子構成部品用の相互結合として、例えば、電
話ダイアルシステムへの入力提供手段として、接触感受
性理論システムとして、減圧器として、または感圧性パ
ッドとして有用である。
本発明の目的および利点は更に次の実施例により例示
されるが、これらの実施例に引用される特定の材料およ
びその量並びに他の条件および詳細は本発明を過渡に制
限するものと解釈されるべきでない。
実施例 実施例１ 本実施例は、導電性粒子および非導電性のエネルギー
発泡性粒子を網目状のフィブリルに含むPTFEポリマーネ
ットワークの製造を記載する。この製品は感圧性パッド
としての用途を有する。
24gのConduct−ｏ−Fil（商標）S3000−Ｓ 銀コート
化ガラスビーズ（Potter Industries, Inc., Parsippan
y,NJ）を1.0gのExpancel 551DU中空ポリマー微小球（No
bel Industries）と混合した。これに、イソプロパノー
ルの水中での50体積％溶液10gをTeflon（商標）30B水性
分散液（62％固体）（E.I.Du Pont de Nemours,Inc.）
に加えることにより製造されたPTFE分散液を加えて、86
％のビーズ、3.6％の発泡性粒質物および10.4％のPTFE
を提供した。練り粉状の稠度になるまでこの成分をスパ
チュラを用いて手で混合した。それから、この混合物の
室温（23℃）で、約0.3cmの初期ギャップに設定され
た、総数で10パスの２機のロールミルに通した。各連続
パスの前に90°回転させて製品を折り畳んだ。これによ
り、その後、更なる６パスの間、折り畳みなしにミルを
通して通過した強靱ウェブを提供した。各パスで若干ギ
ャップを減少させた。最終パス後の製品は0.03cmの厚さ
を有した。得られた薄いシートを、その後、炉中におい
て120℃で３分間加熱し、厚さが若干増加した。体抵抗
率は107オーム−センチメートルより大きかった。
実施例２ 本実施例は実施例１の製品の感圧性スイッチにおける
応用を記載する。
実施例１のシートから製造した0.56cm直径ディスクカ
ットをHewlett Packard Model 6247B 0−60 V DC出力電
源のアウトプットに連結された２個の0.32cm直径の円筒
形接触の間に置いた。回路設計はあらゆる電流はディス
クの厚さを通して通過しなければならないようになって
おり、即ち、ディスクは回路において素子であるように
位置した。２ボルトの固定電圧で、回路を通して電流が
流れなかった。それから、重り（1.5g）を接触の片方の
上に置き、力はディスクの表面にかかった。抵抗をディ
スクを通して測定し、それは１オーム未満に低下し、そ
して設定電流200ミリアンペアが回路を通して流れた。
重りを除去した後、抵抗は増加し、電流の流れは停止し
た。重りの代わりに指先で押す作用を用いてディスク内
で抵抗が低下し、回路に電流を流すことにより同一のフ
ローノーフロー応答は得られた。指先を上げると、電流
は止まった。
実施例３ 本実施例は異なる直径および異なるコート金属の両方
を有する導電性ガラスビーズを用いた本発明の複合材製
品の製造を記載する。
プリカーサー複合材シート状製品を実施例１の方法に
より製造した。ここで、S5000−S2銀コート化ガラスビ
ーズ（Potter Ind.）30.0gおよびExpancel 551DUポリマ
ー微小球（Nobel Ind.）3.0gをTeflon 30B（62％固体）
（E.I.Du Pont de Nemours,Inc.）5.35gと混合した。シ
ートは82.6％導電性粒子、8.3％エネルギー発泡性粒
子、および9.1％PTFEを含んだ。プリカーサー複合材シ
ートの厚さは0.20cmであった。本発明の製品を得るため
に120℃で２分間加熱した後、最終厚さは0.23cmであっ
た。厚さを通しての抵抗は10メガオームより大きかっ
た。
実施例４ 本実施例は本発明の複合材製品の製造およびその弾性
特性を記載する。
プリカーサー複合材シート状製品を実施例１の方法に
より製造した。ここで、S3000−Ｓ 銀コート化ガラス
ビーズ（Potter Industries）24.0gおよびExpancel 551
DUポリマー微小球（Nobel Ind.）1.0gをTeflon 30B（62
％固体）（E.I.Du Pont de Nemours）4.71gと混合し
た。シートは86.0％導電性粒子、3.6％エネルギー発泡
性粒子、および10.4％PTFEを重量基準で含んだ。プリカ
ーサー複合材シートの厚さは0.030cmであった。厚さを
通しての抵抗は約0.1オームであった。本発明の製品を
得るために120℃で２分間、試料を加熱した後、厚さは
0.051cmに増加し、抵抗は107オームより高くに増加し
た。1.5kg重でエネルギー発泡性製品に力を加えたと
き、抵抗は１オーム未満に低下した。重りを除去した
後、抵抗は107より高く増加した。このサイクルを数回
繰り返したころ、上端でのほんの僅かのヒステリシス損
失を有することは少量の永久歪みが起こったことを示唆
する。
実施例５ 本実施例は導電性粒子として炭素を含む本発明の複合
材製品の製造および電気特性を記載する。
本発明のシート状製品を実施例１の方法により製造し
た。ここで、M300炭素球（Spectracorp,Lawrence,MA）
8.5gおよびExpancel 551DUポリマー微小球（Potter In
d.）1.5gおよびTeflon 30B（60％固体）（E.I.Du Pont
de Nemours,Inc.）1.9gを合わせた。これらの値はそれ
ぞれ重量基準で76.3％、13.5％および10.2gであった。
最終シートの厚さは0.023cmであり、抵抗は数メガオー
ムであった。1.5kgの重りが表面に加えられ、抵抗は数
オームに低下した。重りの除去により抵抗は増加した。
実施例６ 本実施例は本発明の複合剤製品への非導電性補助剤の
添加を記載する。
実施例１の方法を用いてシート状製品を製造した。こ
のシート状製品はS5000−S2銀コート化ガラスビーズ（P
otter Ind.）24.0g、Davisil シリカ,4〜20μｍ（Aldr
ich Chemical,Milwaukee,WI）4.9g、Expancel 551DUポ
リマー微小球（Nobel Ind.）0.1gおよびTeflon 30B（62
％固体）（E.I.Du Pont de Nemours,Inc.）4.73gを含ん
だ。成分の重量％は、それぞれ、71.5、17.6、0.4およ
び10.5であった。膜の厚さは加熱前に0.27cmであり、約
120℃で３分間加熱後に、0.27cmに増加した。本発明の
複合材製品の抵抗は10メガオームより大きかった。表面
に加えられた1.5kgの外力を受けたとき、抵抗は数オー
ダーの大きさで減少した。低下は他の他の試料ほど大き
くはなかったが、これは不導性シリカの存在の結果とし
てのプリカーサー複合材のより大きな体抵抗のためと考
えられた。
本発明の種々の改良および変更は本発明の範囲および
有効成分を逸脱することなく当業者に明らかであり、本
発明の範囲はここに示した例示の態様に過度に制限され
るべきでない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルシモ，ウィリアム ブイ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133― 3427，セント ポール，ポスト オフィ ス ボックス 33427 （番地なし) (56)参考文献 特開 平４−71108（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−55533（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 5/16 H01B 1/20 - 1/24 B29D 31/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポリテトラフルオロエチレンフィブリルマ
    トリックスが、網目状のフィブリルに、導電性粒子およ
    び非導電性のエネルギー発泡した中空ポリマー粒子を捕
    捉して含む、感圧性複合材製品。
  2. 【請求項２】前記導電性粒子が、炭素粒子、金属粒子、
    または、炭素もしくは金属のうちの少なくともいずれか
    によりコートされた粒子である請求項１記載の複合材製
    品。
  3. 【請求項３】前記非導電性のエネルギー発泡した中空ポ
    リマー粒子がポリマーシェルおよび液体もしくは気体コ
    アーを有する請求項１または２に記載の複合材製品。
  4. 【請求項４】ａ）請求項１〜３のいずれか１項に記載の
    非導電性の複合材製品を提供すること、および、 ｂ）前記非導電性の複合材製品の少なくとも１部分の電
    気抵抗を低下させ、電流の流れを可能にするために、前
    記複合材製品が電圧を受けている間に前記複合材製品の
    １ヵ所以上の部分に外部圧力を加えること、および、 ｃ）任意に、電気抵抗を低下させ、そして電流を流れな
    くするために前記外部圧力を除去すること、 の工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の感圧
    複合材製品を使用する方法。
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