JPS58209810A - 感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法 - Google Patents
感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法Info
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- JPS58209810A JPS58209810A JP9243382A JP9243382A JPS58209810A JP S58209810 A JPS58209810 A JP S58209810A JP 9243382 A JP9243382 A JP 9243382A JP 9243382 A JP9243382 A JP 9243382A JP S58209810 A JPS58209810 A JP S58209810A
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- elastomer sheet
- elastomer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高感度で高精度の感圧型導電性エラストマー
シートおよびその製造方法に関する。
シートおよびその製造方法に関する。
従来、感圧型導電性ニジストマーシートとしては、ニジ
ストマーシート中に導電性金属粉末および／又は金属繊
維の導電材料を混入したものが米国特許第２，９５１，
８１．７号明細書、米国特許第３．７５８，７３３号明
細書、および米国特許第３，８８３，２１３号明細書等
に開示されている。この種の感圧型導電性ニジストマー
ノートは、無加圧時には高抵抗性あるいは絶縁性を示し
、加圧時には内部に分散した導電材料を数１０Ｘ単位も
しくはそれ以下に近接又は連結することによって導電化
するものである。したがって、導電材料番混入させた状
態（すなわち無加圧時）では高抵抗性あるいは絶縁性を
示すことが必要であり、そのためには導電材料の混入は
体積分率で４０％未満であることが要求され、それ以上
の混入率では無゛加圧時でも導電するという欠点がある
。すなわち、加圧時における抵抗値を低下させたい場合
、一般に導電材料を高充填する方法がとられるが、従来
の方法では体積分率で４０％以上は不可能で、それ故に
加圧時の抵抗値の低下にも限界がある。
ストマーシート中に導電性金属粉末および／又は金属繊
維の導電材料を混入したものが米国特許第２，９５１，
８１．７号明細書、米国特許第３．７５８，７３３号明
細書、および米国特許第３，８８３，２１３号明細書等
に開示されている。この種の感圧型導電性ニジストマー
ノートは、無加圧時には高抵抗性あるいは絶縁性を示し
、加圧時には内部に分散した導電材料を数１０Ｘ単位も
しくはそれ以下に近接又は連結することによって導電化
するものである。したがって、導電材料番混入させた状
態（すなわち無加圧時）では高抵抗性あるいは絶縁性を
示すことが必要であり、そのためには導電材料の混入は
体積分率で４０％未満であることが要求され、それ以上
の混入率では無゛加圧時でも導電するという欠点がある
。すなわち、加圧時における抵抗値を低下させたい場合
、一般に導電材料を高充填する方法がとられるが、従来
の方法では体積分率で４０％以上は不可能で、それ故に
加圧時の抵抗値の低下にも限界がある。
また、４０％未満の混入率の場合でも導電材料を均一に
分散させ、しかもバラツキのない感圧型導電性エラスト
マーシートを得るのが困難であり、不均一分散では必ず
しも無加圧時に絶縁性を示すとは限らず、いわゆるリー
キフグ現象が生じることがある。さらに、導電が開始す
る場合の加圧力をコントロールするにも、従来のもので
は、導電桐材の混入率又はエラストマーの弾性率等の要
因が交絡しているため、その調整が困難であるという欠
点がある。
分散させ、しかもバラツキのない感圧型導電性エラスト
マーシートを得るのが困難であり、不均一分散では必ず
しも無加圧時に絶縁性を示すとは限らず、いわゆるリー
キフグ現象が生じることがある。さらに、導電が開始す
る場合の加圧力をコントロールするにも、従来のもので
は、導電桐材の混入率又はエラストマーの弾性率等の要
因が交絡しているため、その調整が困難であるという欠
点がある。
本発明は、このような事情にかんがみてなされたもので
、上記のような欠点を伴なうことのない感圧型導電性エ
ラストマーシートおよびその製造方法を’４ｆｔ＝ （
Ｉ（することを目的とする。
、上記のような欠点を伴なうことのない感圧型導電性エ
ラストマーシートおよびその製造方法を’４ｆｔ＝ （
Ｉ（することを目的とする。
このため本発明の感圧型導電性エラストマーシートは、
内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が分散した
エラストマーシートからなり、その表層部に細胞構造の
空隙部が形成されていることを特徴とする。１だ、その
製造方法は、内部に導電性金属粉末および／又は金属繊
維が分散したエラストマーシートをエツチング処理して
前記エラストマーシートの表面に露出した導電性金属粉
末および／又は金属繊維を除去し、該シートの表層部に
細胞構造の空隙部を形成することを特徴とする。
内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が分散した
エラストマーシートからなり、その表層部に細胞構造の
空隙部が形成されていることを特徴とする。１だ、その
製造方法は、内部に導電性金属粉末および／又は金属繊
維が分散したエラストマーシートをエツチング処理して
前記エラストマーシートの表面に露出した導電性金属粉
末および／又は金属繊維を除去し、該シートの表層部に
細胞構造の空隙部を形成することを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は、内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維
が分散したエラストマーシートと示したもので、エラス
トマーシート１は、エラストマー２内に導電性金属粉末
および／又は金属繊維３を分散させてシート状に形成し
たものである。このエラストマーシート１は、前述した
従来の感圧型導電性エラストマーシートと同様なもので
ある。エラストマー２としては、天然ゴム、ポリブタジ
ェン、スチレンブタジェンゴム、アクリロニトリルブタ
ジェンゴムなど各種合成ゴム類のゴム状弾性体、ポリ塩
化ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド
などの熱可塑性高分子物質、ポリウレタンなどの熱可塑
性高分子物質、ポリウレタンなどの熱硬化性高分子物質
を挙げることができる。かかる高分子弾性材料は、単独
で使用しても良く、又は必要に応じて架橋剤、硬化剤、
並びにこれらの助剤、更には可塑剤などを適宜配合して
使用しても良い。導電性金属粉末としてはＮｉ粉、Ｆｅ
粉、Ｃｕ粉、Ｚｎ粉、Ｓｎ粉などが挙げられる。また、
導電性金属繊維は、例えばＮｉ、 ｃｕ 、黄銅。
が分散したエラストマーシートと示したもので、エラス
トマーシート１は、エラストマー２内に導電性金属粉末
および／又は金属繊維３を分散させてシート状に形成し
たものである。このエラストマーシート１は、前述した
従来の感圧型導電性エラストマーシートと同様なもので
ある。エラストマー２としては、天然ゴム、ポリブタジ
ェン、スチレンブタジェンゴム、アクリロニトリルブタ
ジェンゴムなど各種合成ゴム類のゴム状弾性体、ポリ塩
化ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド
などの熱可塑性高分子物質、ポリウレタンなどの熱可塑
性高分子物質、ポリウレタンなどの熱硬化性高分子物質
を挙げることができる。かかる高分子弾性材料は、単独
で使用しても良く、又は必要に応じて架橋剤、硬化剤、
並びにこれらの助剤、更には可塑剤などを適宜配合して
使用しても良い。導電性金属粉末としてはＮｉ粉、Ｆｅ
粉、Ｃｕ粉、Ｚｎ粉、Ｓｎ粉などが挙げられる。また、
導電性金属繊維は、例えばＮｉ、 ｃｕ 、黄銅。
鋼Ｉ Ｚｎ ｌ Ｓｎ 、 ＡＩ！等の短繊維である。
本発明の感圧型導電性エラストマーシートは、上記の第
１図に示されるエラストマーシート１の両面又は片面を
エツチング処理してその表面に露出した導電性金属粉末
および／又は金属繊維を除去し、第２図に示されるよう
に表層部に細胞構造の空隙部４を形成したものである。
１図に示されるエラストマーシート１の両面又は片面を
エツチング処理してその表面に露出した導電性金属粉末
および／又は金属繊維を除去し、第２図に示されるよう
に表層部に細胞構造の空隙部４を形成したものである。
エツチング処理は常法によって行なえばよく、具体的に
は酸、アルカリ、酸化剤、還元剤等を溶解させだ液（通
常、水溶液が好ましく用いられる）にエラストマーシー
ト１を所要時間、常温もしくは適宜加温しながら浸漬す
ることにより行なわれる。このエツチング処理により形
成される表層空隙部の厚さは０．０５ｘｍ〜０．２ ｍ
ｍがよい。
は酸、アルカリ、酸化剤、還元剤等を溶解させだ液（通
常、水溶液が好ましく用いられる）にエラストマーシー
ト１を所要時間、常温もしくは適宜加温しながら浸漬す
ることにより行なわれる。このエツチング処理により形
成される表層空隙部の厚さは０．０５ｘｍ〜０．２ ｍ
ｍがよい。
０．０５ｍｍ未満では導電材料の混入量が多いと常時導
通の状態となり、一方、０．２ｍｍを越えると導通させ
るために強い抑圧を加えなければならないので共に好ま
しくないからである。なお、エツチング処理のだめの薬
剤は、エラストマーに配合される導電材料により適宜選
択すればよいが、例えば下記のものである。
通の状態となり、一方、０．２ｍｍを越えると導通させ
るために強い抑圧を加えなければならないので共に好ま
しくないからである。なお、エツチング処理のだめの薬
剤は、エラストマーに配合される導電材料により適宜選
択すればよいが、例えば下記のものである。
本発明の感圧型導電性ニジストマーシートは、第２図に
示されるような構成となっているため、第３図に示され
るように矢示方向に加圧した場合にエラストマー２内に
分散した導電性金属粉末および／又は金属繊卸６が空隙
部４を容易に貫通してシート表面に露出し、導電が開始
する。
示されるような構成となっているため、第３図に示され
るように矢示方向に加圧した場合にエラストマー２内に
分散した導電性金属粉末および／又は金属繊卸６が空隙
部４を容易に貫通してシート表面に露出し、導電が開始
する。
このように加圧によって圧縮する空隙部４を設けたので
、本発明では導電性金属粉末および／又は金属繊維であ
る導電材料の混入量が体積分率で従来４０％未満であっ
たのに比し２０％〜７０チの広範囲となり、このため、
エツチング処理前においては無加圧時に導電性又は不導
電性のいずれであってもよい。なお、上記体積分率は、
本発明では、導電ゴムシートが通常得られる範囲である
２５〜５０チが好ましく、３０％以上であることが特に
好捷しい。３０チ以上の場合には低い抵抗値を有する感
度の良い感圧型導電性エラストマーシートを特に得るこ
とが可能となるからである。
、本発明では導電性金属粉末および／又は金属繊維であ
る導電材料の混入量が体積分率で従来４０％未満であっ
たのに比し２０％〜７０チの広範囲となり、このため、
エツチング処理前においては無加圧時に導電性又は不導
電性のいずれであってもよい。なお、上記体積分率は、
本発明では、導電ゴムシートが通常得られる範囲である
２５〜５０チが好ましく、３０％以上であることが特に
好捷しい。３０チ以上の場合には低い抵抗値を有する感
度の良い感圧型導電性エラストマーシートを特に得るこ
とが可能となるからである。
このようにして得られる本発明の感圧型導電性エラスト
マーシートは、」−下電極および櫛目電極のオンオフス
イッチ機構やギーボード等のオンオフタイプのスイッチ
用として応用でき、また、防爆スイッチ、マッドスイッ
チ、ロボットハンド、マイクロスイッチ、圧力センサー
等の用途に用いることができる。
マーシートは、」−下電極および櫛目電極のオンオフス
イッチ機構やギーボード等のオンオフタイプのスイッチ
用として応用でき、また、防爆スイッチ、マッドスイッ
チ、ロボットハンド、マイクロスイッチ、圧力センサー
等の用途に用いることができる。
以下に実施例を例示する。
実施例１〜２
下記第１表に示される配合内容でシートをつくり、エツ
チング処理しないもの（比較例１．２）とエツチング処
理したもの（実施例１．２）とについて試験した。その
結果を第１表に示す。
チング処理しないもの（比較例１．２）とエツチング処
理したもの（実施例１．２）とについて試験した。その
結果を第１表に示す。
なお、配合物の混合はオープンロールで行ない、加硫は
１６０°Ｃで１５分間行なった。エツチング処理はシー
トを６Ｎ−硝酸に２０″Ｃで１時間浸漬（ただし実施例
２においては２時間）後に１時間水洗することにより行
なった。シートの表層部に形成された空隙部の厚さは０
．１ｍｍであった。試験項目は下記の通りである。
１６０°Ｃで１５分間行なった。エツチング処理はシー
トを６Ｎ−硝酸に２０″Ｃで１時間浸漬（ただし実施例
２においては２時間）後に１時間水洗することにより行
なった。シートの表層部に形成された空隙部の厚さは０
．１ｍｍであった。試験項目は下記の通りである。
（１）無加圧時導電性：
１闘シート厚の試験片をＱ、 ５ ｍｍ間隔の櫛目電極
上にセットし、１ミリアンペアの定電流下で円形押面５
−の加圧棒で加圧カニ０７において導通するか否かで判
定。
上にセットし、１ミリアンペアの定電流下で円形押面５
−の加圧棒で加圧カニ０７において導通するか否かで判
定。
（２１３Ｋｇ１５−加工時抵抗：
上記（１）と同様な条件で加圧するに際し、３ Ｋ９／
５ ｍｙＡ加圧時の抵抗値（Ω）で示す。
５ ｍｙＡ加圧時の抵抗値（Ω）で示す。
（３）ＩＫΩ時の加圧力（Ｓ’１５ｇｆｆ１）：同様に
ＩＫΩ時の５−当りの加圧力を７で表わす。
ＩＫΩ時の５−当りの加圧力を７で表わす。
（４） リーキング：
導電材料が均一に分散していない場合に、無加圧時に部
分的に導通する現象。
分的に導通する現象。
（５） チャツタ−リング：
所定圧時に導通するのみならず、加圧力を増大又は減少
させる過程でも複数導通する現象。
させる過程でも複数導通する現象。
加圧力を増加又は減少させて行く過程で抵抗値が大きく
変動するかしないが（導電したりしなかったり）で評価
。
変動するかしないが（導電したりしなかったり）で評価
。
第 １ 表
注１）、／ンエッシリコンゴム ＫＥ ６５０ ｕ注２
）： ジクミルパーオキザイド ２０％シリコンゴム
マスターバッチ注３） ： １５０メツシユスルーニ
ツケル粉末注４）：無加圧で導電性のだめの測定不可能
注５）：無加圧で導電性のための測定不可能注６）：無
加圧で導電性のための測定不可能第１表および第４図か
ら、本発明の実施例１と比較例１とを比較した場合、抵
抗値と加圧力曲線とけほぼ同等であるが、実施例１では
ＩＪ−キングおよびチャツタ−リングが大巾に改善され
ることが判る。なお、第４図は、ｌ ｍｍシート厚の試
験片を０．５ ｍｍ間隔の櫛目電極上にセットし、１ミ
リアンペアの定電流下で円形押面５−の加圧棒で加圧力
を０７から３．０００９まで変化させた場合、抵抗値（
Ω）がどのように変化するかをグラフで表わしだもので
ある。
）： ジクミルパーオキザイド ２０％シリコンゴム
マスターバッチ注３） ： １５０メツシユスルーニ
ツケル粉末注４）：無加圧で導電性のだめの測定不可能
注５）：無加圧で導電性のための測定不可能注６）：無
加圧で導電性のための測定不可能第１表および第４図か
ら、本発明の実施例１と比較例１とを比較した場合、抵
抗値と加圧力曲線とけほぼ同等であるが、実施例１では
ＩＪ−キングおよびチャツタ−リングが大巾に改善され
ることが判る。なお、第４図は、ｌ ｍｍシート厚の試
験片を０．５ ｍｍ間隔の櫛目電極上にセットし、１ミ
リアンペアの定電流下で円形押面５−の加圧棒で加圧力
を０７から３．０００９まで変化させた場合、抵抗値（
Ω）がどのように変化するかをグラフで表わしだもので
ある。
また、同様に、実施例２と比較例２のＮｉ粉の高配合量
系で比較した場合、第４図で明らかなように、比較例２
では感圧導電性を示さないが本発明の実施例２では抵抗
値の低い感圧導電性を示し、リーキングがなくなり、チ
ャツタ−リングも少ないシートが得られる。
系で比較した場合、第４図で明らかなように、比較例２
では感圧導電性を示さないが本発明の実施例２では抵抗
値の低い感圧導電性を示し、リーキングがなくなり、チ
ャツタ−リングも少ないシートが得られる。
以上説明したように、本発明の感圧型導電性エラストマ
ーシートは、エツチング処理によって確実にその表層部
に空隙部を形成できるから、導電材料を体積分率で３０
係以上混入する高配合系においてもリーキング、チャツ
タ−リングを大巾に改善することができる。したがって
、本発明によれば、感度と精度の良い感圧型導電性エラ
ストマーシートを得ることができる。また、本発明によ
れば、導電材料の配合量を任意に選択できるので（換言
すれば、抵抗値、加圧力を任意にコントロールできるの
で）、本発明のシートはオンオフ型スイッチとして好適
であり、その地圧力センサーとしても利用できる。
ーシートは、エツチング処理によって確実にその表層部
に空隙部を形成できるから、導電材料を体積分率で３０
係以上混入する高配合系においてもリーキング、チャツ
タ−リングを大巾に改善することができる。したがって
、本発明によれば、感度と精度の良い感圧型導電性エラ
ストマーシートを得ることができる。また、本発明によ
れば、導電材料の配合量を任意に選択できるので（換言
すれば、抵抗値、加圧力を任意にコントロールできるの
で）、本発明のシートはオンオフ型スイッチとして好適
であり、その地圧力センサーとしても利用できる。
第１図は内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が
分散したエラストマーシートの一例の部分断面図、第２
図はそのエラストマーシートをエツチング処理すること
により表層部に細胞構造の空隙部を形成した本発明の感
圧型導電性エラストマーシートの一例の部分断面図、第
３図は第２図のシートの加圧時の該シートの部分断面図
、第４図は加圧力（Ｋｇ／ ５ ｍｙｌ ）と抵抗値（
Ω）との関係をグラフで示した説明図である。 １・・・内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が
分散したエラストマーシート、２・・・エラス］・マー
、３・・・導電性金属粉末および／又は金属繊維、４・
・・空隙部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
分散したエラストマーシートの一例の部分断面図、第２
図はそのエラストマーシートをエツチング処理すること
により表層部に細胞構造の空隙部を形成した本発明の感
圧型導電性エラストマーシートの一例の部分断面図、第
３図は第２図のシートの加圧時の該シートの部分断面図
、第４図は加圧力（Ｋｇ／ ５ ｍｙｌ ）と抵抗値（
Ω）との関係をグラフで示した説明図である。 １・・・内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が
分散したエラストマーシート、２・・・エラス］・マー
、３・・・導電性金属粉末および／又は金属繊維、４・
・・空隙部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が分
散したエラストマーシートからなり、その表層部に細胞
構造の空隙部が形成されていることを特徴とする感圧型
導電性エラストマーシート。 ２ 内部に導電性金属粉末および／又は金属繊維が分散
したエラストマーシートをエツチング処理して前記エラ
ストマーシートの表面に露出した導電性金属粉末および
／又は金属繊維を除去し、該シートの表層部に細胞構造
の空隙部を形成することを特徴とする感圧型導電性エラ
ストマー７−トの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243382A JPS58209810A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243382A JPS58209810A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58209810A true JPS58209810A (ja) | 1983-12-06 |
Family
ID=14054296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9243382A Pending JPS58209810A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58209810A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070327A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Tokai Rubber Ind Ltd | 変形センサ |
| JP2009075038A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Hitachi Metals Ltd | 感圧材料 |
| JP2016519291A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-30 | ブリガム・ヤング・ユニバーシティＢｒｉｇｈａｍ Ｙｏｕｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 歪みゲージとして使用される複合材料 |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP9243382A patent/JPS58209810A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008070327A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Tokai Rubber Ind Ltd | 変形センサ |
| JP2009075038A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Hitachi Metals Ltd | 感圧材料 |
| JP2016519291A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-06-30 | ブリガム・ヤング・ユニバーシティＢｒｉｇｈａｍ Ｙｏｕｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | 歪みゲージとして使用される複合材料 |
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