JP5636302B2 - Conductive member for pressure sensor, pressure sensor using the same - Google Patents

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Description

本発明は、部材に作用する圧力の大きさ、分布状態を測定する感圧センサ用導電部材に関する。また、この導電部材を用いた感圧センサに関する。   The present invention relates to a pressure-sensitive sensor conductive member that measures the magnitude and distribution of pressure acting on a member. The present invention also relates to a pressure sensor using this conductive member.

従来、部材に作用する圧力の大きさ、分布状態を測定する手段として、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックスを用いた方式や、歪みゲージを用いる方式が使用されている。しかしながら、圧電セラミックスを用いた方式は、一般に剛性の高い材料で形成されているため、形状の自由度に制限があり、また、歪みゲージを用いる方式も同様に、形状設計の自由度が低いという問題を有している。   Conventionally, a method using piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate or a method using a strain gauge has been used as means for measuring the magnitude and distribution of pressure acting on a member. However, since the method using piezoelectric ceramics is generally formed of a highly rigid material, the degree of freedom in shape is limited, and the method using a strain gauge is similarly low in shape design freedom. Have a problem.

これらの問題に対して、ゴム、エラストマー、樹脂材料などの高分子材料を基材とし導電性粒子を分散させた導電性部材を用いることで、形状の自由度が高い感圧センサが得られることが知られている。   In response to these problems, a pressure-sensitive sensor having a high degree of freedom in shape can be obtained by using a conductive member in which conductive materials are dispersed using a polymer material such as rubber, elastomer, or resin material as a base material. It has been known.

なお上記導電性部材を用いた圧力検知メカニズムとしては、以下の二つが挙げられる。   In addition, the following two are mentioned as a pressure detection mechanism using the said electroconductive member.

一つは、無加圧時は高い電気抵抗値を示すが、圧力の増加に伴う圧縮変形により、基材中の導電性粒子同士の粒子間距離が狭まり、導電性粒子による導電パスが形成するために抵抗値が減少することを利用したものであり、抵抗値変化型である。なお、この抵抗変化は基材中における導電性粒子の分散状態が大きく影響する為、繰り返しの圧縮変形による電気抵抗値変化の再現性が課題となっている。特に、押圧を繰り返すうちに、疲労により導電性部材が永久変形を起こし、導電性の粒子同士が接触したまま導通状態となり圧力を検出し難くなる問題を有している。   One shows a high electrical resistance value when no pressure is applied, but due to compression deformation accompanying an increase in pressure, the distance between the conductive particles in the substrate is narrowed, and a conductive path is formed by the conductive particles. For this reason, the resistance value is reduced, and the resistance value is changed. In addition, since the dispersion state of the conductive particles in the base material greatly affects this resistance change, the reproducibility of the electrical resistance value change due to repeated compression deformation is a problem. In particular, during repeated pressing, the conductive member undergoes permanent deformation due to fatigue, and there is a problem that it becomes difficult to detect pressure because the conductive particles are in contact with each other and are in contact with each other.

これに対し、もう一つは、導電性部材と検出電極の接触状態による導通変化を利用したものである。例えば、上記導電性部材を用いて導電性塗膜を形成し、導電性塗膜同士、あるいは、導電性塗膜と櫛型電極等の検出電極を対向配置させたものがある。この種の感圧センサの場合、圧力の増加に伴い、導電性塗膜同士の接触面積、あるいは導電性塗膜と櫛型電極間の接触面積が変化することで導通状態が変化する。従って、圧力の変化を電気抵抗値変化として検出することが可能であり、接触面積変化型といえる。   On the other hand, the other uses the change in conduction caused by the contact state between the conductive member and the detection electrode. For example, there is one in which a conductive coating film is formed using the conductive member, and the conductive coating films, or the conductive coating film and a detection electrode such as a comb electrode are arranged to face each other. In the case of this type of pressure sensor, as the pressure increases, the contact area between the conductive coating films or the contact area between the conductive coating film and the comb electrode changes, thereby changing the conduction state. Therefore, it is possible to detect a change in pressure as a change in electrical resistance value, which can be said to be a contact area change type.

特許文献1には、導電性カーボンブラックが配合された感圧導電性インクで形成されている導電性塗膜相互の接触面積により、印加側・レシーブ側電極間の抵抗が変化する形式の感圧センサが報告されている。この感圧センサでは、感圧導電性インクが、バインダーとしてのシリコーンエラストマー成分100重量部に対して、二酸化ケイ素30〜70重量部を添加することにより、樹脂としての強度を高めると共に導電性カーボンブラックの分散効果を高めている。この感圧センサの場合、上記抵抗値変化型の感圧センサと異なり、導電性粒子の粒子間距離の変化を利用しておらず、導電性の粒子同士が接触したまま導通状態となり圧力を検出し難くなる問題を生じない。   Patent Document 1 discloses a pressure-sensitive type in which the resistance between the application-side and receive-side electrodes varies depending on the contact area between the conductive coating films formed of pressure-sensitive conductive ink containing conductive carbon black. Sensors have been reported. In this pressure-sensitive sensor, the pressure-sensitive conductive ink increases the strength as a resin and adds conductive carbon black by adding 30 to 70 parts by weight of silicon dioxide to 100 parts by weight of the silicone elastomer component as a binder. Increases the dispersion effect. In the case of this pressure sensor, unlike the resistance value change type pressure sensor, the change in the interparticle distance between the conductive particles is not used, and the pressure is detected while the conductive particles are in contact with each other. It does not cause problems that become difficult to do.

また、その他、ゴム、エラストマー、樹脂材料などを基材とした感圧センサとして、基材の誘電率を利用した静電容量変化型が知られている。例えば、特許文献2には、一対の電極層と、前記一対の電極層の間に介在され前記一対の電極層の各々を離間状態とするゴム弾性体からなる誘電体層と、を備えてなる感圧センサが報告されている。この感圧センサでは、前記誘電体層が10℃ないし30℃での1ないし30Hzにおけるtanδが0.03以下であると共に10℃ないし30℃におけるJIS−K−6301に準拠したAスケールでのゴム硬度が、20ないし80度であることを特徴とする。この感圧センサの場合、圧力によってゴム弾性体からなる誘電体層が弾性変形され、静電容量が変化することを利用したものである。よって、上記抵抗値変化型の感圧センサと異なり、導電性粒子の粒子間距離の変化を利用しておらず、上記導電性粒子の接触状態に起因した圧力を検出し難くなる問題を生じない。   In addition, as a pressure-sensitive sensor using a rubber, an elastomer, a resin material, or the like as a base material, a capacitance change type using a dielectric constant of the base material is known. For example, Patent Document 2 includes a pair of electrode layers, and a dielectric layer made of a rubber elastic body that is interposed between the pair of electrode layers and separates each of the pair of electrode layers. Pressure sensitive sensors have been reported. In this pressure-sensitive sensor, the dielectric layer has a tan δ at 1 to 30 Hz at 10 ° C. to 30 ° C. of 0.03 or less and rubber at A scale in accordance with JIS-K-6301 at 10 ° C. to 30 ° C. The hardness is 20 to 80 degrees. This pressure sensor utilizes the fact that the dielectric layer made of a rubber elastic body is elastically deformed by pressure to change the capacitance. Therefore, unlike the resistance value change type pressure-sensitive sensor, the change in the interparticle distance of the conductive particles is not used, and there is no problem that it is difficult to detect the pressure due to the contact state of the conductive particles. .

特許第3882172号公報Japanese Patent No. 3882172 特許第3593184号公報Japanese Patent No. 3593184

引用文献1に開示される感圧センサは、次の点が問題となる。感圧導電インク層を形成する基材の種類によっては、繰り返しの圧縮開放により基材の撓み方にばらつきを生じる、あるいは永久変形する場合がある。その結果、圧縮開放時の検出電極と感圧導電インク層間の接触面積変化の再現性に欠け、検出信号として得られる電気抵抗値の再現性が、良好でない場合がある。   The pressure sensor disclosed in the cited document 1 has the following problems. Depending on the type of the substrate on which the pressure-sensitive conductive ink layer is formed, there are cases where the method of bending the substrate varies or is permanently deformed by repeated compression and release. As a result, the reproducibility of the change in the contact area between the detection electrode and the pressure-sensitive conductive ink layer at the time of compression release may be lacking, and the reproducibility of the electrical resistance value obtained as a detection signal may not be good.

また、引用文献2に開示される感圧センサは、次の点が問題となる。   Further, the pressure sensor disclosed in the cited document 2 has the following problems.

(1)静電容量型センサにおいて圧縮変形に対するヒステリシスが小さいゴム弾性体を誘電体層として使用した場合、センサ検出時にチャタリング現象(オンオフを短時間に繰り返す現象)が発生し、検出信号の再現性が良好でない場合がある。場合によっては、センサとしての制御自体が困難となることがある。   (1) When a rubber elastic body having a small hysteresis against compressive deformation is used as a dielectric layer in a capacitive sensor, a chattering phenomenon (a phenomenon in which ON / OFF is repeated in a short time) occurs during sensor detection, and the reproducibility of the detection signal May not be good. In some cases, the control itself as a sensor may be difficult.

(2)誘電体層であるゴム弾性体に用いるポリマーの主鎖構造によっては、誘電率が低すぎて繰り返しの圧縮変形に対する静電容量の変化量が十分ではなく、センサとして実用的でない場合がある。   (2) Depending on the main chain structure of the polymer used for the rubber elastic body, which is a dielectric layer, the dielectric constant is too low, and the amount of change in capacitance due to repeated compression deformation is not sufficient, which may not be practical as a sensor. is there.

(3)誘電体層であるゴム弾性体に用いるポリマーの主鎖構造によっては、残留する低分子量の揮発性成分がコネクタなどの電気接点部のスパーク等で絶縁物となり接点障害の原因となる場合がある。   (3) Depending on the main chain structure of the polymer used for the rubber elastic body that is the dielectric layer, the remaining low-molecular-weight volatile components may become an insulating material due to sparks in electrical contact parts such as connectors, causing contact failure. There is.

このように繰り返しの圧縮変形に対する検出信号の再現性が良好であり、また、接触対象物に対し汚染がない感圧センサ用部材の要請がある。   As described above, there is a demand for a member for a pressure-sensitive sensor that has good reproducibility of a detection signal for repeated compression deformation and that does not contaminate a contact object.

従って本発明の課題は、繰り返しの圧縮変形に対する検出信号である電気抵抗値変化に対して優れた再現性を有し、接触対象物に対し汚染がない感圧センサ用導電部材を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive member for a pressure-sensitive sensor that has excellent reproducibility with respect to a change in electric resistance value, which is a detection signal for repeated compressive deformation, and is free from contamination of a contact object. is there.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、繰り返しの圧縮変形に伴うヒステリシスロスが小さく、圧縮変形による検出信号である電気抵抗値変化に対して優れた再現性を有し、接触対象物に対し汚染がない感圧センサ用導電部材を見出した。これは弾性体を基材とし該弾性体表面に導電性塗膜が形成された感圧センサ用導電部材において、特定のポリマーをゴム主成分とし、また、全ゴム成分の割合を一定量以上としたゴム組成部を基材として用いることにより得られるものである。すなわち、本発明の感圧センサ用導電部材は、基材としての弾性体と、該弾性体表面に形成された導電性塗膜とを有し、該導電性塗膜と検出電極の接触状態による電気抵抗値変化により圧力を検出する感圧センサ用導電部材であって、該弾性体は、ゴム成分を70体積%以上含有するゴム組成物からなり、該ゴム組成物がゴム成分の総量を100質量部とした場合に、ポリブタジエンゴムを60質量部以上、ポリブタジエンゴムを除くジエン系ゴムを40質量部以下の範囲で含有することを特徴とする。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has a small hysteresis loss due to repeated compression deformation, and has excellent reproducibility with respect to electrical resistance value change which is a detection signal due to compression deformation, The present inventors have found a pressure-sensitive sensor conductive member that is free from contamination of a contact object. This is a pressure sensitive sensor conductive member having an elastic body as a base material and a conductive coating film formed on the surface of the elastic body. The specific polymer is a main component of rubber, and the ratio of all rubber components is a certain amount or more. It is obtained by using the rubber composition part as a base material. That is, the pressure-sensitive sensor conductive member of the present invention, an elastic member as a substrate, possess the formed elastic surface conductive coating film, due to contact of the conductive coating film and the detecting electrode A conductive member for a pressure-sensitive sensor that detects pressure by a change in electrical resistance value , wherein the elastic body is made of a rubber composition containing 70% by volume or more of a rubber component, and the rubber composition has a total amount of rubber component of 100. In the case of mass parts, 60 parts by mass or more of polybutadiene rubber and 40 parts by mass or less of diene rubber excluding polybutadiene rubber are included.

本発明の感圧センサ用導電部材は導電性塗膜を形成する基材としてポリブタジエンゴムを主成分とするゴム成分の割合を一定量以上としたゴム組成物を用いることにより、繰り返しの圧縮変形に対する検出信号である電気抵抗値変化に対し優れた再現性を実現した。   The conductive member for a pressure sensitive sensor of the present invention uses a rubber composition in which a ratio of a rubber component mainly composed of polybutadiene rubber is a predetermined amount or more as a base material for forming a conductive coating film, thereby preventing repeated compression deformation. Excellent reproducibility was realized with respect to the change in electrical resistance, which is the detection signal.

また、本発明の感圧センサ用導電部材は、基材としてポリブタジエンゴム及びポリブタジエンゴムを除くジエン系ゴムをゴム成分としたゴム組成物からなり、例えば、シリコーンゴムの場合に生じる低分子量シロキサン成分による電極汚染を生じない。また外層に導電性塗膜を形成したものであり、基材中に残留する加硫剤残渣による接触部材汚染を生じない。   Further, the conductive member for a pressure sensitive sensor of the present invention is composed of a rubber composition containing a polybutadiene rubber and a diene rubber excluding polybutadiene rubber as a base material, for example, a low molecular weight siloxane component generated in the case of silicone rubber. Does not cause electrode contamination. In addition, a conductive coating film is formed on the outer layer, and contact member contamination due to a vulcanizing agent residue remaining in the base material does not occur.

繰り返し圧縮における圧力と電気抵抗値を計測を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a measurement of the pressure and electrical resistance value in repeated compression. 実施例1における繰り返し圧縮時の圧力と抵抗LogRの関係を示すグラフ図である。3 is a graph showing the relationship between pressure and resistance LogR during repeated compression in Example 1. FIG. 実施例2における繰り返し圧縮時の圧力と抵抗LogRの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the pressure at the time of repeated compression in Example 2, and resistance LogR. 比較例1における繰り返し圧縮時の圧力と抵抗LogRの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the pressure at the time of repeated compression in Comparative Example 1, and resistance LogR. 比較例2における繰り返し圧縮時の圧力と抵抗LogRの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the pressure at the time of repeated compression in Comparative Example 2, and resistance LogR.

本発明者らは、基材表面に導電性塗膜が形成された感圧センサ用導電部材において、繰り返しの圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性に対する基材の影響、特に、基材ゴムの構造および反発弾性の影響に着想し、研究を行った。その結果、高反発弾性であるポリブタジエンゴムをゴム主成分としたゴム組成物を基材とし、表面に導電性塗膜を形成した導電部材が圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性を高めることが出来る知見を得、本発明を完成するに至った。   In the conductive member for a pressure-sensitive sensor in which a conductive coating film is formed on the surface of the substrate, the present inventors have determined the influence of the substrate on the reproducibility of the change in electrical resistance value with respect to repeated compression deformation, The research was inspired by the influence of structure and impact resilience. As a result, a conductive member having a rubber composition mainly composed of polybutadiene rubber, which has high impact resilience, and a conductive coating film formed on the surface can improve the reproducibility of the change in electrical resistance value against compression deformation. The present invention has been completed and the present invention has been completed.

本発明の感圧センサ用導電部材は、ゴム組成物からなる弾性体を基材とし、該弾性体表面に導電性塗膜が形成されたものである。ゴム組成物は、ゴム成分の総量を100質量部とした場合に、ポリブタジエンゴムを60質量部以上、ポリブタジエンゴムを除くジエン系ゴムを40質量部以下の範囲で含有し、ゴム組成物中にゴム成分を70体積%以上含有する。   The conductive member for a pressure sensitive sensor of the present invention has an elastic body made of a rubber composition as a base material, and a conductive coating film is formed on the elastic body surface. The rubber composition contains 60 parts by mass or more of polybutadiene rubber and 40 parts by mass or less of diene rubber excluding polybutadiene rubber when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. Contains 70% by volume or more of components.

本発明の感圧センサ用導電部材が、繰り返しの圧縮変形に対する電気抵抗値変化に優れた再現性を有する理由として、以下の理由が考えられる。一般に、ゴム組成物からなる弾性体を繰り返し圧縮変形させた場合、ポリマー−ポリマー間やポリマー−フィラー間、あるいはフィラー-フィラー間においてエネルギーロスが生じる。このエネルギーロスの大小が、ゴム組成物の繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスに影響する。したがって、上記エネルギーロスが小さいゴム組成物は繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスが良好であり、ゴム組成物表面に導電性塗膜を形成した導電部材の場合、繰り返しの圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性が良好なものとなる。   The following reasons can be considered as the reason why the conductive member for a pressure-sensitive sensor of the present invention has excellent reproducibility in electrical resistance value change due to repeated compression deformation. In general, when an elastic body made of a rubber composition is repeatedly compressed and deformed, energy loss occurs between a polymer and a polymer, between a polymer and a filler, or between a filler and a filler. The magnitude of this energy loss affects the hysteresis with respect to repeated compression deformation of the rubber composition. Therefore, the rubber composition with small energy loss has good hysteresis against repeated compression deformation, and in the case of a conductive member having a conductive coating film formed on the surface of the rubber composition, the electrical resistance value change due to repeated compression deformation is reproduced. The property is good.

なお、繰り返しの圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性としては、圧力100kPa以下の領域において、圧縮開放時の抵抗差が0.3桁以下、より好ましくは0.1桁以下であることが望ましい。この程度の抵抗差であれば、例えば、櫛形の電極に当接させ、部材に作用する加圧力の大きさ、分布状態を測定するセンサ等に好適に使用することが可能である。   As for the reproducibility of the change in the electric resistance value due to repeated compression deformation, it is desirable that the resistance difference at the time of releasing the compression is 0.3 digits or less, more preferably 0.1 digits or less, in the region where the pressure is 100 kPa or less. . Such a resistance difference can be suitably used, for example, for a sensor that abuts against a comb-shaped electrode and measures the magnitude and distribution of the applied pressure acting on the member.

本発明においては、分子間力が小さく、分子回転時の立体障害が少ないポリブタジエンゴムをゴム主成分とすることで、上記ポリマー起因のエネルギーロスを低減している。さらに、ゴム組成物中のゴム成分の配合割合を一定量以上とすることで、相対的にその他添加剤の配合割合を少なくし、添加剤の一つであるフィラー起因のエネルギーロスを低減し、繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスが良好なゴム組成物を実現している。   In the present invention, the polymer-derived energy loss is reduced by using polybutadiene rubber having a small intermolecular force and less steric hindrance during molecular rotation as a main rubber component. Furthermore, by setting the blending ratio of the rubber component in the rubber composition to a certain amount or more, the blending ratio of other additives is relatively reduced, and the energy loss caused by the filler which is one of the additives is reduced. A rubber composition having good hysteresis against repeated compression deformation is realized.

なお、ポリブタジエンゴムの配合量は、全ゴム成分を100質量部としたときに、60質量部以上である。上記配合量以上であれば、分子間力が小さく、分子回転時の立体障害が少ないポリブタジエンゴムの特性により、繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスが良好なものとなる。また、その他ゴム成分としては、ポリブタジエンゴムを除くジエン系ゴムを40質量部以下含有する。   In addition, the compounding quantity of polybutadiene rubber is 60 mass parts or more when all the rubber components are 100 mass parts. If it is more than the above blending amount, the hysteresis with respect to repeated compression deformation will be good due to the characteristics of the polybutadiene rubber having a small intermolecular force and little steric hindrance during molecular rotation. Moreover, as other rubber components, 40 mass parts or less of diene rubbers excluding polybutadiene rubber are contained.

ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどが挙げられる。   Examples of the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber, and chloroprene rubber.

なかでも、ポリブタジエンゴムが非極性のジエン系ゴムである為、親和性を考慮すると非極性ジエン系ゴムが好ましく、このようなゴムとして、イソプレンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。   Among these, since the polybutadiene rubber is a nonpolar diene rubber, a nonpolar diene rubber is preferable in consideration of affinity. Examples of such rubber include isoprene rubber, natural rubber, and styrene butadiene rubber.

なかでも、分子回転時の立体障害に対する分子構造の影響を考慮すると、イソプレン構造からなるイソプレンゴムまたは天然ゴムがより好ましい。イソプレンゴム及び天然ゴムの少なくとも一種を、ゴム成分の総量を100質量部とした場合に5質量部以上(5質量%以上)、40質量部以下(40質量%以下)の範囲で含有することでポリブタジエンゴムの特性を損なわず、混練加工性が良好となるほか、感圧センサ用導電部材の機械的強度を高めることが可能となる。イソプレンゴム及び天然ゴムの少なくとも一種を含有する場合、ポリブタジエンゴムは、ゴム成分の総量を100質量部とした場合に60質量部以上(60質量%以上)、95質量部以下(95質量%以下)の範囲とすることができる。なお、その他ゴム成分を含有せずにポリブタジエンゴムが100質量部(100質量%)であっても不都合は生じない。   Among these, in view of the influence of the molecular structure on the steric hindrance during molecular rotation, isoprene rubber or natural rubber having an isoprene structure is more preferable. By containing at least one of isoprene rubber and natural rubber in a range of 5 parts by mass (5% by mass or more) and 40 parts by mass (40% by mass or less) when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. The properties of the polybutadiene rubber are not impaired, kneading workability is improved, and the mechanical strength of the pressure-sensitive sensor conductive member can be increased. In the case of containing at least one of isoprene rubber and natural rubber, the polybutadiene rubber is 60 parts by mass (60% by mass or more), 95 parts by mass or less (95% by mass or less) when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. Range. Even if the polybutadiene rubber is 100 parts by mass (100% by mass) without containing other rubber components, no inconvenience occurs.

また、上記ポリブタジエンをゴム主成分とするゴム組成物は、ゴム成分の割合が70体積%以上である。ゴム組成物は、通常、ゴム成分の他に、各種配合剤を含有する。例えば、導電性付与剤、加硫剤、加硫促進剤、充填剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤などの従来からゴムの配合剤として使用されているものが挙げられる。   In the rubber composition containing polybutadiene as a main rubber component, the ratio of the rubber component is 70% by volume or more. The rubber composition usually contains various compounding agents in addition to the rubber component. Examples thereof include those conventionally used as rubber compounding agents such as conductivity imparting agents, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, fillers, anti-aging agents, softening agents, plasticizers and the like.

本発明の感圧センサ用導電部材の加硫系としては、従来公知の硫黄加硫、有機過酸化物加硫いずれも使用可能である。なお硫黄を用いた加硫系の場合、架橋形態としてポリスルフィド結合が含まれるのに対し、有機過酸化物加硫はポリマー鎖中の炭素原子同士の結合となる。その為、ゴム分子鎖同士がより密な圧縮永久歪に優れた加硫物となり、繰り返し圧縮変形に対して良好なものとなる為、有機過酸化物加硫が好ましい。なお用いる有機過酸化物としては、特に制約はなく、従来公知のジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、パーケタール等が使用可能である。なかでも、ジアルキルパーオキサイドがより好ましく、ジクミルパーオキサイドが好適である。ジクミルパーオキサイドの配合量としてはゴム成分の総量を100質量部とした場合に0.3質量部以上、3質量部以下とすることで、繰り返しの圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性が良好な感圧センサ用導電部材が得られる。より好ましくは1質量部以上、2質量部以下である。   Any conventionally known sulfur vulcanization or organic peroxide vulcanization can be used as the vulcanization system for the pressure sensitive sensor conductive member of the present invention. In the case of a vulcanization system using sulfur, a polysulfide bond is included as a crosslinked form, whereas organic peroxide vulcanization is a bond between carbon atoms in a polymer chain. For this reason, rubber peroxide chains become dense vulcanizates with excellent compression set and good resistance to repeated compression deformation, and therefore organic peroxide vulcanization is preferred. In addition, there is no restriction | limiting in particular as an organic peroxide to be used, A conventionally well-known diacyl peroxide, peroxyester, dialkyl peroxide, a perketal, etc. can be used. Among these, dialkyl peroxide is more preferable, and dicumyl peroxide is preferable. The blending amount of dicumyl peroxide is 0.3 parts by mass or more and 3 parts by mass or less when the total amount of the rubber component is 100 parts by mass, so that the reproducibility of the change in electric resistance value due to repeated compression deformation can be achieved. A good conductive member for a pressure sensitive sensor can be obtained. More preferably, it is 1 part by mass or more and 2 parts by mass or less.

導電性付与剤としては、従来公知のものであれば特に限定なく用いることができるが、例えば、以下のものを挙げることができる。銅粉、銀粉などの金属粒子や、金属粒子を無機物で表面処理した表面処理品、あるいは酸化亜鉛等を異種元素でドープすることによりN型半導体化した酸化亜鉛粉末やカーボンブラック、球状黒鉛、有機樹脂の炭化物など。   As the conductivity-imparting agent, any conventionally known one can be used without particular limitation, and examples thereof include the following. Metal particles such as copper powder and silver powder, surface-treated products in which metal particles are surface-treated with inorganic substances, or zinc oxide powder or carbon black, spherical graphite, organic, which are made N-type semiconductors by doping zinc oxide or the like with a different element Resin carbides.

なお、ゴム成分との親和性を考慮するとカーボンブラック、球状黒鉛、有機樹脂の炭化物などの炭素系粒子が好ましい。また、老化防止剤としては2−メルカプトベンゾイミダゾール やポリメライズド2,2,4−トリメチル1,2−ビヒドロキノリンなどが好適である。また、有機過酸化物加硫の場合、酸化亜鉛を配合することで耐熱老化性の向上が期待できる。可塑剤、軟化剤としては、不飽和結合の少ない、たとえばパラフィン系のオイルが好適である。   In view of the affinity with the rubber component, carbon-based particles such as carbon black, spherical graphite, and organic resin carbide are preferable. As the anti-aging agent, 2-mercaptobenzimidazole, polymerized 2,2,4-trimethyl 1,2-bihydroquinoline and the like are preferable. In the case of organic peroxide vulcanization, improvement in heat aging resistance can be expected by adding zinc oxide. As the plasticizer and softener, for example, a paraffinic oil having a small unsaturated bond is suitable.

なお、本発明においては、上記配合剤を必要に応じて適宜配合することが可能であるが、その他配合剤による上記エネルギーロスへの影響を考慮するとゴム組成物中ゴム成分の割合を70体積%以上とする必要がある。ゴム組成物中ゴム成分の割合が70体積%以上であれば、繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスが良好なゴム組成物を得る事が可能となる。なお、ゴム組成物中ゴム成分の割合は100体積%であることが、圧縮変形に対するヒステリシスへの理想状態といえ、例えば、原料ゴムに有機過酸化物のみを配合し加硫した場合に最も理想状態に近いものが得られる。   In the present invention, the above compounding agent can be appropriately blended as necessary, but considering the effect of the other compounding agents on the energy loss, the ratio of the rubber component in the rubber composition is 70% by volume. It is necessary to do it above. When the ratio of the rubber component in the rubber composition is 70% by volume or more, it is possible to obtain a rubber composition having good hysteresis against repeated compression deformation. The ratio of the rubber component in the rubber composition is 100% by volume, which is an ideal state for hysteresis against compression deformation. For example, it is most ideal when the raw rubber is compounded with only an organic peroxide and vulcanized. A thing close to the state is obtained.

本発明に用いるポリブタジエンゴムとしては、シス1,4−ブタジエン結合を90質量%以上含有する、より好ましくは95質量%以上含有するハイシスタイプのポリブタジエンゴムが好ましい。シス1,4−ブタジエンゴム結合は分子鎖の直線性の指標となるものであり、90質量%以上であれば、ポリブタジエンゴムの分子鎖の直線性が良好である。それゆえ、分子回転時の立体障害が小さく、繰り返しの圧縮変形に対するヒステリシスが良好なゴム組成物が得られる。   The polybutadiene rubber used in the present invention is preferably a high cis type polybutadiene rubber containing 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more of cis 1,4-butadiene bonds. The cis 1,4-butadiene rubber bond serves as an index of the linearity of the molecular chain, and when it is 90% by mass or more, the linearity of the molecular chain of the polybutadiene rubber is good. Therefore, a rubber composition having small steric hindrance during molecular rotation and good hysteresis against repeated compression deformation can be obtained.

また、ポリブタジエンゴムは、100℃におけるムーニー粘度(ML)に対する、25℃における5質量%トルエン溶液粘度(Tcp)の比(Tcp/ML)が2〜5であることが好ましい。   The polybutadiene rubber preferably has a ratio (Tcp / ML) of 5 mass% toluene solution viscosity (Tcp) at 25 ° C. to Mooney viscosity (ML) at 100 ° C. of 2 to 5.

Tcpは濃厚溶液中での分子の絡み合いの程度を示すものであり、同程度の分子量分布のポリブタジエンにあっては、分子量が同一であれば(すなわち、ML1+4が同一であれば)分岐度の指標(Tcpが大きい程、分岐度は小さい)となるものである。なお、トルエン溶液粘度(Tcp)の測定方法としては、ポリマーをトルエンに5質量%の濃度で溶解した後、標準液として粘度計校正用標準液(JIS Z8809)を用い、キヤノンフェンスケ粘度計NO.400を使用して測定する。ムーニー粘度の測定方法としては、JIS K6300記載の方法により行う。   Tcp indicates the degree of entanglement of molecules in a concentrated solution. In the case of polybutadiene having the same molecular weight distribution, if the molecular weight is the same (that is, if ML1 + 4 is the same), the index of branching degree. (The greater the Tcp, the smaller the branching degree). As a method for measuring the toluene solution viscosity (Tcp), after dissolving the polymer in toluene at a concentration of 5% by mass, a standard solution for calibrating viscometer (JIS Z8809) is used as a standard solution, and Canon Fenceke viscometer NO . Measure using 400. The Mooney viscosity is measured by the method described in JIS K6300.

また、Tcp/MLはMLの異なるポリブタジエンの分岐度を比較する場合に指標(Tcp/MLが大きい程、分岐度は小さい)として用いられる。トルエン溶液粘度(Tcp)とムーニー粘度(ML)との比(Tcp/ML)が上記範囲にある場合、分子鎖の分岐度は小さく分子回転時の立体障害が少ない為、反発弾性に優れたゴム組成物が得られる。なお、Tcp/ML比が上記範囲より大きいと、素ゴムのコールドフロー性が大きくなり、上記範囲より小さいと反発弾性が低くなる。   Further, Tcp / ML is used as an index (when Tcp / ML is larger, the degree of branching is smaller) when comparing the degree of branching of polybutadienes having different MLs. When the ratio (Tcp / ML) of the toluene solution viscosity (Tcp) to the Mooney viscosity (ML) is in the above range, the degree of branching of the molecular chain is small, and the steric hindrance at the time of molecular rotation is small. A composition is obtained. In addition, when Tcp / ML ratio is larger than the said range, the cold flow property of a natural rubber will become large, and when it is smaller than the said range, impact resilience will become low.

また、ポリブタジエンゴムの25℃における5質量%トルエン溶液粘度(Tcp)は50〜150cpの範囲であることが好ましい。また、ポリブタジエンゴムの100℃におけるムーニー粘度(ML)は30〜100の範囲であることが好ましい。これらの数値範囲では混練加工性が良好かつ反発弾性に優れたゴム組成物が得られる。   Moreover, it is preferable that the 5 mass% toluene solution viscosity (Tcp) in 25 degreeC of polybutadiene rubber is the range of 50-150 cp. Moreover, it is preferable that the Mooney viscosity (ML) in 100 degreeC of polybutadiene rubber is the range of 30-100. Within these numerical ranges, a rubber composition having good kneadability and excellent resilience can be obtained.

なお、本発明の感圧センサ用導電部材の基材硬度としては、特に限定されないが、JIS K6253における加硫ゴムの硬さを求めるための試験方法において、Aタイプでの硬度が30度から80度、より好ましくは40度から70度である。上記範囲内であれば、繰り返し圧縮変形に対し、ヒステリシスの良好なゴム組成物が得られる。   The substrate hardness of the pressure-sensitive sensor conductive member of the present invention is not particularly limited. In the test method for determining the hardness of vulcanized rubber according to JIS K6253, the hardness of the A type is from 30 degrees to 80 degrees. Degrees, more preferably 40 degrees to 70 degrees. If it is in the said range, a rubber composition with favorable hysteresis will be obtained with respect to repeated compression deformation.

上記感圧センサ用導電部材の基材となるゴム組成物の未加硫物は、上記ゴム成分と必要に応じて、他のポリマー、導電性付与剤、充填剤等のその他配合剤を加えて、混合することによって調製することができる。混合は、例えば、バンバリーミキサーやインターミックスや加圧式ニーダー等の密閉型混練機や、オープンロールのような開放型の混練機を用いて行うことができる。混合条件としては、例えば、30〜150℃、3分〜30分等、その他配合剤が基材ゴム中に一様に分散させることができる条件を選択すればよい。   The unvulcanized rubber composition used as the base material for the pressure-sensitive sensor conductive member is added with other compounding agents such as the above-mentioned rubber component and other polymers, conductivity-imparting agents, and fillers, if necessary. , Can be prepared by mixing. Mixing can be performed using, for example, a closed kneader such as a Banbury mixer, an intermix or a pressure kneader, or an open kneader such as an open roll. As a mixing condition, for example, a condition that allows other compounding agents to be uniformly dispersed in the base rubber, such as 30 to 150 ° C. and 3 to 30 minutes, may be selected.

ゴム組成物を成形、加硫する方法としては、特に限定されるものではなく、成形方法としては、押出成形、射出成形、プレス成形等を挙げることができる。射出成形は、上記未加硫物に射出圧を加えて金型に押し込み、金型を充填して金型の形に成形する方法である。押出成形は、上記未加硫物をスクリューで混練し、先端の押出金型(ダイ)を通過させ連続成形する方法である。また、上記方法の他にオープンロールなどで平板状に成形してもよい。   The method for molding and vulcanizing the rubber composition is not particularly limited, and examples of the molding method include extrusion molding, injection molding, and press molding. Injection molding is a method in which an injection pressure is applied to the unvulcanized product and the resulting product is pushed into a mold, filled in the mold, and molded into a mold shape. Extrusion molding is a method in which the unvulcanized product is kneaded with a screw and passed through an extrusion die (die) at the tip for continuous molding. Moreover, you may shape | mold in flat form with an open roll etc. other than the said method.

成形後の未加硫ゴム混合物の加硫方法としては、加熱、冷却等の温度制御により加硫を行う方法であれば、特に条件は問わない。   The vulcanization method for the unvulcanized rubber mixture after molding is not particularly limited as long as the vulcanization is performed by temperature control such as heating and cooling.

過酸化物加硫方式のコンパウンドは熱空気加硫あるいは空気の介在する直接蒸気加硫では、空気中の酸素が生成したポリマーのフリーラジカルに結合する為におきる分子切断により、加硫物の表面著しく粘着性を示す為、空気の介在しない方法が適している。例えば、型内加硫やパージにより脱空気した加硫缶、熱溶融塩槽(LCM)等を使用することができる。具体的には、例えば、金型内に充填した状態で加圧下150〜180℃で、5〜50分加熱して行うことができる。   Peroxide vulcanization compounds are hot air vulcanization or direct steam vulcanization involving air, and the surface of the vulcanizate is formed by molecular cutting that occurs in order to bond oxygen in the air to the free radicals of the polymer produced. A method that does not involve air is suitable because it exhibits extremely high tackiness. For example, a vulcanizing can degassed by in-mold vulcanization or purging, a hot molten salt tank (LCM), or the like can be used. Specifically, for example, it can be carried out by heating at 150 to 180 ° C. under pressure for 5 to 50 minutes while being filled in a mold.

また、加硫剤等の未反応残渣を除去する場合、上記加硫後の感圧導電性材料を熱風炉等で2次加硫する方法が挙げられ、必要に応じて実施すればよい。例えば、2次加硫の条件としては、120〜200℃の熱風炉にて15〜100分加熱して行うことができる。   Moreover, when removing unreacted residues, such as a vulcanizing agent, the method of carrying out the secondary vulcanization | cure of the pressure-sensitive conductive material after the said vulcanization | cure with a hot air oven etc. is mentioned, What is necessary is just to implement. For example, as the conditions for secondary vulcanization, heating can be performed in a hot air oven at 120 to 200 ° C. for 15 to 100 minutes.

本発明の感圧センサ用導電部材は、上記ゴム組成物からなる基材表面に導電性塗膜を形成したものである。導電性塗膜の役割は、本発明の感圧センサ用導電部材に対する外力の作用を電気抵抗値として検出する素子として機能するほか、基材中に残存する未分解残渣等による接触部材に対する汚染を防止するものである。   The conductive member for a pressure-sensitive sensor of the present invention is obtained by forming a conductive coating film on the surface of a base material made of the rubber composition. The role of the conductive coating film functions as an element that detects the action of external force on the conductive member for the pressure sensitive sensor of the present invention as an electric resistance value, and also contaminates the contact member due to undecomposed residue remaining in the base material. It is to prevent.

導電性塗膜の基材樹脂としては、以下のものを挙げることができる。フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合体(SEBC)及びオレフィン−エチレン・ブチレン・オレフィン共重合体(CEBC)等。これらの樹脂は1種または2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、基材樹脂は架橋系のものでもよく、このための硬化剤としては、例えば、イソシアネート化合物、アミン化合物を適宜配合することができる。   Examples of the base resin for the conductive coating film include the following. Fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, silicone resin, butyral resin, styrene-ethylene / butylene-olefin copolymer (SEBC) and olefin-ethylene / butylene / olefin copolymer (CEBC). These resins may be used alone or in combination of two or more. Further, the base resin may be a cross-linked resin, and as a curing agent for this purpose, for example, an isocyanate compound and an amine compound can be appropriately blended.

また、所望の電気抵抗値を得るために、導電性カーボン、グラファイト、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉及び金属酸化物である導電性酸化錫や導電性酸化チタン等の導電剤を含有する。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Moreover, in order to obtain a desired electrical resistance value, conductive carbon, graphite, copper, aluminum, nickel, iron powder, and conductive agents such as conductive tin oxide and conductive titanium oxide which are metal oxides are contained. These may be used alone or in combination of two or more.

導電性塗膜の基材樹脂100重量部に対する導電粒子の配合割合は、所望する電気抵抗値にあわせて適宜調整すればよく、2〜200重量部、好ましくは5〜100重量部の範囲とされる。   The blending ratio of the conductive particles with respect to 100 parts by weight of the base resin of the conductive coating film may be appropriately adjusted according to the desired electric resistance value, and is in the range of 2 to 200 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight. The

また、上記基材樹脂、導電粒子のほかに、その他成分を配合することも可能であり、例えば、有機弾性フィラー、無機酸化物フィラーなどが挙げられる。有機弾性フィラーとしては、シリコーン系、ウレタン系などのエラストマーやアクリル系、スチレン系、ポリアミド系など樹脂からなる球状粒子が挙げられる。無機酸化物フィラーとしては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、などが挙げられる。   In addition to the base resin and conductive particles, other components can be blended, and examples thereof include organic elastic fillers and inorganic oxide fillers. Examples of the organic elastic filler include spherical particles made of an elastomer such as silicone or urethane, or a resin such as acrylic, styrene, or polyamide. Examples of the inorganic oxide filler include silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, and magnesium oxide.

上記導電性塗膜は、1層以上を有し、全体として、10〜50μmの厚さを有することが好ましく、より好ましくは10〜30μmである。導電性塗膜の厚さが50μm以下であれば、柔軟性を損なうことがなく、感圧センサ用導電部材として好適に使用することが可能となる。また、厚さが10μm以上であれば、基材ゴム起因の汚染を抑制することができる。   The conductive coating film has one or more layers, and preferably has a thickness of 10 to 50 μm as a whole, more preferably 10 to 30 μm. When the thickness of the conductive coating film is 50 μm or less, the flexibility is not impaired, and it can be suitably used as a conductive member for a pressure sensitive sensor. Moreover, if thickness is 10 micrometers or more, the contamination resulting from base rubber can be suppressed.

導電性塗膜を作製する方法としては、上記導電性塗膜を構成する材料及び、有機溶剤からなる塗工液を調製し、この塗工液を基材ゴム表面に塗布した後、溶剤を除去することにより行なうことができる。塗工液の調製はサンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した分散装置を用いて分散調製する。なお、溶剤としては、導電性塗膜に必要な材料を溶解または分散することができる溶剤であればよい。例えば、以下のものが挙げられる。メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類や、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類や、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類や、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類や、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類や、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類や、クロロホルム、塩化エチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロロエチレンなどの脂肪族ハロゲン化炭化水素やベンゼン、トルエン、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族化合物など。   As a method for producing a conductive coating film, a coating liquid composed of the above-mentioned conductive coating film and an organic solvent is prepared, and after the coating liquid is applied to the base rubber surface, the solvent is removed. This can be done. The coating liquid is prepared by dispersing using a dispersing device using beads such as a sand mill, paint shaker, dyno mill, pearl mill and the like. The solvent may be any solvent that can dissolve or disperse a material necessary for the conductive coating film. For example, the following are mentioned. Alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran , Ethers such as dioxane and ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, aliphatic halogenated hydrocarbons such as chloroform, ethylene chloride, dichloroethylene, carbon tetrachloride and trichloroethylene, benzene and toluene , Aromatic compounds such as xylene, ligroin, chlorobenzene and dichlorobenzene.

上記塗工液を基材ゴム表面に塗布する方法としては、従来公知の浸漬塗工、スプレー塗工、ロールコート等を挙げることができ、塗工液の利用効率を考慮すると、浸漬塗工が特に好ましい。   Examples of the method for applying the coating liquid to the base rubber surface include conventionally known dip coating, spray coating, roll coating, and the like. Particularly preferred.

さらに熱風循環乾燥機や赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去して基材ゴム表面に導電性塗膜を形成する。   Further, the solvent is removed using a hot air circulating dryer or an infrared drying furnace to form a conductive coating film on the surface of the base rubber.

なお、導電性塗膜は基材となる弾性体の少なくとも一面に形成すればよく、本発明の導電部材を感圧センサとして用いる場合は、少なくとも一対の電極層が形成された基板上に、電極層に導電性塗膜が対向するよう導電部材を配置すればよい。基板と、該基板上に設けられた少なくとも一対の電極層と、該電極層に対向して設けられた導電体層とを有する感圧センサにおいて、本発明の感圧センサ用導電部材を導電体層として用いるものである。この感圧センサでは電極層および導電体層の少なくとも一方に対する加圧変化を電気抵抗値変化として検出することができる。   The conductive coating film may be formed on at least one surface of the elastic body serving as a base material. When the conductive member of the present invention is used as a pressure-sensitive sensor, an electrode is formed on a substrate on which at least a pair of electrode layers are formed. What is necessary is just to arrange | position a conductive member so that a conductive coating film may oppose a layer. A pressure-sensitive sensor having a substrate, at least a pair of electrode layers provided on the substrate, and a conductor layer provided to face the electrode layer, the conductive member for a pressure-sensitive sensor of the present invention being a conductor. It is used as a layer. In this pressure-sensitive sensor, a change in pressure applied to at least one of the electrode layer and the conductor layer can be detected as a change in electric resistance value.

本発明の感圧センサ用導電部材を具体的に説明する。   The conductive member for a pressure sensor of the present invention will be specifically described.

以下に、実施例、比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

各実施例および比較例で使用した基材の原料は以下の表1に示す通りである。   The raw materials of the base materials used in each example and comparative example are as shown in Table 1 below.

Figure 0005636302
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加硫剤以外の原材料について、表3および4に示す割合で3L加圧型ニーダー(D3−10:株式会社モリヤマ製)を用い混練した。   The raw materials other than the vulcanizing agent were kneaded at a ratio shown in Tables 3 and 4 using a 3 L pressure kneader (D3-10: manufactured by Moriyama Corporation).

まずローター回転数30rpmで、原料ゴムのみを1分間素練りし、次いで酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、カーボンブラックを投入して10分間混練りした。ニーダー容量に対する材料の充填量は65vol%で行った。得られたゴム組成物を室温(25℃)で1時間冷ました後、更に、オープンロール機(12inchテスト用ロール機:関西ロール(株)製)を用い、加硫剤を混練した。フロントロール15rpm、バックロール18rpmで、適宜切返しながら15分間混練した後、ロール間隙0.6mmにて薄通した後、15mm×15mmに裁断することにより基材となるゴム組成物の未加硫物を得た。次に、上記未加硫物を予め170℃に加熱した15mm×15mm×0.5mmの金型内に充填し、170℃、100kgfにて15分間プレス加硫を行い、感圧センサ用導電部材の基材となる弾性体を得た。   First, only the raw rubber was masticated for 1 minute at a rotor rotational speed of 30 rpm, and then zinc oxide, zinc stearate and carbon black were added and kneaded for 10 minutes. The filling amount of the material with respect to the kneader capacity was 65 vol%. After the obtained rubber composition was cooled at room temperature (25 ° C.) for 1 hour, a vulcanizing agent was further kneaded using an open roll machine (12-inch test roll machine: manufactured by Kansai Roll Co., Ltd.). After kneading for 15 minutes at a front roll of 15 rpm and a back roll of 18 rpm as appropriate, after passing through a roll gap of 0.6 mm, it is cut into 15 mm × 15 mm, and then unvulcanized rubber composition that becomes a base material Got. Next, the unvulcanized product is filled in a 15 mm × 15 mm × 0.5 mm mold preheated to 170 ° C., press vulcanized at 170 ° C. and 100 kgf for 15 minutes, and a pressure sensitive sensor conductive member An elastic body serving as a base material was obtained.

続いて、導電性塗料を調製するために以下の表2に示す各成分およびその組成に従って配合し、固形分30.0質量%の溶液とした。   Subsequently, in order to prepare a conductive paint, each component shown in Table 2 below and its composition were blended to obtain a solution having a solid content of 30.0% by mass.

Figure 0005636302
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この樹脂溶液200質量部に対して、直径0.8mmのガラスビーズを200質量部加えて、450mlのマヨネーズビンに入れ、ペイントシェイカーを使用して6時間分散した。最後に200メッシュの網で溶液をろ過して、樹脂塗料を作成した。   To 200 parts by mass of this resin solution, 200 parts by mass of glass beads having a diameter of 0.8 mm were added, placed in a 450 ml mayonnaise bottle, and dispersed for 6 hours using a paint shaker. Finally, the solution was filtered through a 200 mesh screen to prepare a resin paint.

前記導電性塗料をディッピング法により、引き上げ速度10mm/secで前記弾性体の表面に塗工し、30分間風乾後、オーブンを用い、160℃で1時間加熱することによって硬化させ、膜厚15μmの導電性塗膜を形成した感圧センサ用導電部材を得た。   The conductive paint is applied to the surface of the elastic body by a dipping method at a pulling rate of 10 mm / sec, air-dried for 30 minutes, and then cured by heating at 160 ° C. for 1 hour using an oven. A conductive member for a pressure-sensitive sensor having a conductive coating film was obtained.

[繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性]
得られた感圧センサ用導電部材の角形シートを、23℃/60%RH(N/N)環境に24時間以上放置した後、繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性を評価した。
[Reproducibility of electrical resistance change due to repeated compression deformation]
The obtained rectangular sheet of the pressure-sensitive sensor conductive member was left in a 23 ° C./60% RH (N / N) environment for 24 hours or more, and then the reproducibility of the change in electric resistance value with respect to repeated compression deformation was evaluated.

図1に示すように、上記評価用試験片を櫛型電極1(電極幅1mm、電極間隔0.5mm)上に配置し、角形シート上面全体に圧力が加わるようにした。この状態で櫛型電極に直流電圧5V6を印加し、荷重測定器7にて感圧導電性材料2の厚さ方向に0〜100kPaの範囲で繰り返し圧縮を1000回繰り返し、櫛型電極に直列接続した1kΩの抵抗体5にかかる電圧を電圧測定器4により測定した。電圧の測定値の平均値Vave(V)から、感圧導電性材料の抵抗値(R)を求めた。   As shown in FIG. 1, the test piece for evaluation was placed on the comb-shaped electrode 1 (electrode width 1 mm, electrode interval 0.5 mm), and pressure was applied to the entire top surface of the square sheet. In this state, DC voltage 5V6 is applied to the comb-shaped electrode, and the load measuring device 7 repeatedly compresses the pressure-sensitive conductive material 2 in the thickness direction in the range of 0 to 100 kPa 1000 times and is connected in series to the comb-shaped electrode. The voltage applied to the 1 kΩ resistor 5 was measured by the voltage measuring device 4. The resistance value (R) of the pressure-sensitive conductive material was determined from the average value Vave (V) of the measured voltage values.

再現性の評価は、繰り返し圧縮1回目の加圧時10kPa、20kPa、40kPaにおける抵抗値(R)を対数変化した値を各々LogRA1、LogRA3、LogRA5とする。 In the evaluation of reproducibility, logR A1 , LogR A3 , and LogR A5 are values obtained by logarithmically changing resistance values (R) at 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa at the first pressurization of repeated compression, respectively.

また、繰り返し圧縮1000回目の減圧時10kPa、20kPa、40kPaにおける抵抗値(R)を対数変換した値を各々LogRB1、LogRB3、LogRB5とする。 Further, LogR B1 , LogR B3 , and LogR B5 are values obtained by logarithmically converting resistance values (R) at 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa at the time of decompression for the 1000th repetitive compression.

上記LogRとLogRから差の絶対値を求め、繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性の指標とした。
◎:|Δ(LogR-LogR)|≦0.1 再現性最良
○:0.1<|Δ(LogR-LogR)|≦0.3 再現性良好
×:0.3<|Δ(LogR-LogR)| 再現性低
また上記評価基準において、圧力10kPa、20kPa、40kPaでの再現性評価での総合判定は下記基準にて行った。
◎:圧力10kPa、20kPa、40kPaでの再現性評価で◎2つ、○1つ以上(×含まない)
○:圧力10kPa、20kPa、40kPaでの再現性評価で◎1つ、○2つ以下(×含まない)
×:圧力10kPa、20kPa、40kPaでの再現性評価でいずれかに×を含む
The absolute value of the difference was obtained from the above LogR A and LogR B, and used as an index of reproducibility of the change in electric resistance value with respect to repeated compression deformation.
A : | Δ (LogR A -LogR B ) | ≦ 0.1 Best reproducibility ○: 0.1 <| Δ (LogR A -LogR B ) | ≦ 0.3 Good reproducibility ×: 0.3 <| Δ (LogR A -LogR B ) | Low reproducibility Further, in the above evaluation criteria, comprehensive judgment in reproducibility evaluation at pressures of 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa was performed according to the following criteria.
◎: Reproducibility evaluation at pressures of 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa ◎ Two, ○ One or more (x not included)
○: Reproducibility evaluation at pressures of 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa: ◎ 1, ○: 2 or less (x not included)
X: In any of the reproducibility evaluations at pressures of 10 kPa, 20 kPa, and 40 kPa, x is included.

Figure 0005636302
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実施例1、2及び比較例1、2の繰り返し圧縮開放における圧力と抵抗LogRの関係を図2〜6に示した。実施例1、2、3及び比較例1、2、3、4の結果より、ゴム組成物のゴム成分は、ポリブタジエンゴムを本発明の範囲内含有することが適していることがわかる。すなわち、本発明の範囲外である比較例1やゴム成分としてポリブタジエンゴムを用いていない比較例2、3、4は、繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性が劣る。   The relationship between the pressure and resistance LogR in the repeated compression release of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in FIGS. From the results of Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1, 2, 3, 4, it can be seen that the rubber component of the rubber composition is suitable to contain polybutadiene rubber within the scope of the present invention. That is, Comparative Example 1, which is outside the scope of the present invention, and Comparative Examples 2, 3, and 4 in which no polybutadiene rubber is used as the rubber component, are inferior in reproducibility of change in electrical resistance value due to repeated compression deformation.

また、実施例4、比較例5より、ゴム成分としてポリブタジエンゴムを本発明範囲内含有し、かつゴム組成物におけるゴム成分の割合が本発明範囲内であることが適していることがわかる。すなわち、ゴム成分の割合が本発明の範囲外である比較例5は、繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値変化の再現性が劣る。   Further, Example 4 and Comparative Example 5 show that it is suitable that polybutadiene rubber is contained as a rubber component within the scope of the present invention, and the ratio of the rubber component in the rubber composition is within the scope of the present invention. That is, Comparative Example 5 in which the ratio of the rubber component is outside the range of the present invention is inferior in reproducibility of the change in electric resistance value with respect to repeated compression deformation.

実施例1、6、7より、本発明のポリブタジエンゴムとしては、トルエン溶液粘度(Tcp)とムーニー粘度(ML)の比が本発明範囲内のポリブタジエンゴムがより好ましいことがわかる。すなわち、ムーニー粘度(ML)に対するトルエン溶液粘度(Tcp)の比が2より小さい実施例5、6は、10kPa、20kPaにおける電気抵抗値変化の差が大きくなる傾向にある。   Examples 1, 6, and 7 show that the polybutadiene rubber of the present invention is more preferably a polybutadiene rubber having a ratio of toluene solution viscosity (Tcp) to Mooney viscosity (ML) within the range of the present invention. That is, in Examples 5 and 6 in which the ratio of the toluene solution viscosity (Tcp) to the Mooney viscosity (ML) is smaller than 2, the difference in the electric resistance value change at 10 kPa and 20 kPa tends to increase.

さらに、実施例2、5、8、9より、ポリブタジエンゴムをその他ゴムとブレンドして用いる場合、イソプレンゴム、天然ゴムがより好ましいことがわかる。すなわち、ポリブタジエンゴムのブレンドゴムとして、スチレンブタジエンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴムを用いた実施例2、9と比較し、イソプレンゴム、天然ゴムを用いた実施例5、8が電気抵抗値変化の差がより小さく、良好である。   Further, Examples 2, 5, 8, and 9 show that isoprene rubber and natural rubber are more preferable when polybutadiene rubber is used by blending with other rubber. That is, as compared with Examples 2 and 9 using styrene butadiene rubber or acrylonitrile butadiene rubber as a blend rubber of polybutadiene rubber, Examples 5 and 8 using isoprene rubber and natural rubber are more different in electric resistance value change. Small and good.

本発明の感圧センサ用導電部材は、例えば所望の形状に成形し櫛形の電極に当接させ、部材に作用する加圧力の大きさ、分布状態を測定するセンサとして好適に使用することができる。   The conductive member for a pressure-sensitive sensor of the present invention can be suitably used as a sensor for measuring the magnitude and distribution state of a pressure applied to a member by forming the conductive member into a desired shape and bringing it into contact with a comb-shaped electrode, for example. .

1 片面電極(櫛型)
2 感圧導電性材料
3 絶縁性シート
4 電圧測定器
5 1kΩ抵抗体
6 直流電圧5V
7 荷重測定器
1 Single-sided electrode (comb type)
2 Pressure-sensitive conductive material 3 Insulating sheet 4 Voltage measuring instrument 5 1 kΩ resistor 6 DC voltage 5V
7 Load measuring device

Claims (6)

基材としての弾性体と、該弾性体表面に形成された導電性塗膜とを有し、該導電性塗膜と検出電極の接触状態による電気抵抗値変化により圧力を検出する感圧センサ用導電部材であって、
該弾性体は、ゴム成分を70体積%以上含有するゴム組成物からなり、
該ゴム組成物がゴム成分の総量を100質量部とした場合に、ポリブタジエンゴムを60質量部以上、ポリブタジエンゴムを除くジエン系ゴムを40質量部以下の範囲で含有する
ことを特徴とする感圧センサ用導電部材。
An elastic member as a substrate, possess the formed elastic surface conductive coating film, for pressure-sensitive sensor for detecting the pressure by the electric resistance change due to contact of the conductive coating film and the detecting electrode A conductive member,
The elastic body is composed of a rubber composition containing 70% by volume or more of a rubber component,
The rubber composition contains 60 parts by mass or more of polybutadiene rubber and 40 parts by mass or less of diene rubber excluding polybutadiene rubber when the total amount of rubber components is 100 parts by mass. Conductive member for sensor.
該ポリブタジエンゴムがシス1,4−ブタジエン結合を90質量%以上含有する請求項1に記載の感圧センサ用導電部材。   The conductive member for a pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the polybutadiene rubber contains 90% by mass or more of cis 1,4-butadiene bonds. 該ポリブタジエンゴムにおいて、25℃における5質量%トルエン溶液粘度(Tcp)が50〜150cpであり、100℃におけるムーニー粘度(ML)が30〜100である請求項1または2に記載の感圧センサ用導電部材。   The pressure-sensitive sensor according to claim 1 or 2, wherein the polybutadiene rubber has a 5 mass% toluene solution viscosity (Tcp) at 25 ° C of 50 to 150 cp and a Mooney viscosity (ML) at 100 ° C of 30 to 100. Conductive member. 該ポリブタジエンゴムにおいて、100℃におけるムーニー粘度(ML)に対する25℃における5質量%トルエン溶液粘度(Tcp)の比(Tcp/ML)が2〜5である請求項1〜3のいずれかに記載の感圧センサ用導電部材。   4. The ratio (Tcp / ML) of 5 mass% toluene solution viscosity (Tcp) at 25 ° C. to Mooney viscosity (ML) at 100 ° C. is 2 to 5 in the polybutadiene rubber. Conductive member for pressure sensitive sensor. 該ゴム組成物がゴム成分の総量を100質量部とした場合に、ポリブタジエンゴムを60質量部以上、95質量部以下の範囲で含有し、イソプレンゴムおよび天然ゴムの少なくとも一種を5質量部以上、40質量部以下の範囲で含有する請求項1〜4のいずれかに記載の感圧センサ用導電部材。   When the rubber composition has a total amount of rubber components of 100 parts by mass, it contains polybutadiene rubber in a range of 60 parts by mass or more and 95 parts by mass or less, and at least one kind of isoprene rubber and natural rubber is 5 parts by mass or more. The conductive member for pressure-sensitive sensors according to any one of claims 1 to 4, which is contained in a range of 40 parts by mass or less. 基板と、該基板上に設けられた少なくとも一対の電極層と、該電極層に対向して設けられた導電体層とを有し、該電極層および該導電体層の少なくとも一方に対する加圧変化を、電気抵抗値変化として検出する感圧センサにおいて、該導電体層が請求項1〜5のいずれかに記載の感圧センサ用導電部材であることを特徴とする感圧センサ。
A pressure change with respect to at least one of the electrode layer and the conductor layer, comprising: a substrate; at least a pair of electrode layers provided on the substrate; and a conductor layer provided to face the electrode layer In the pressure sensor which detects this as an electrical resistance value change, this conductor layer is the conductive member for pressure sensors in any one of Claims 1-5, The pressure sensor characterized by the above-mentioned.
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