JPS588563B2 - カンアツテイコウタイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は印加圧力により弾性変形すると共に電気抵抗ま
たは導電率が変化する感圧抵抗体の改良に関する。

従来斯種の感圧抵抗体としてＡｕ，Ｐｔ，ＰｄまたはＡ
ｇ等の貴金属微粒子、或いはＡＩ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属
微粒子をゴム材、例えば生ゴムに加硫材と共に所定の割
合で配合し、加硫，重合せしめたものが知られており、
力，圧力等を電気抵抗に変換する変換素子、例えばスイ
ッチや圧力計の素子として利用されている。

しかして、上記の混合使用される金属粒子の大きさは粒
径０，５〜５０μ程度、通常数μ前後またはそれ以下の
微細粒子が、分級，篩分け等により揃えられて使用され
ており、また上記粒子としては機械的粉砕手段等によっ
て製造されたものが使用されているが、経年変化が大き
く、また上記金属粒子がＡｇ等の貴金属である場合には
Ｎｉ等に比較して更にそれは大きく、混合されたゴム等
に経時または経年的に作用してその特性を悪化等変化さ
せて寿命を損うだけでなく、その金属粒子自体も酸化等
変化し易く、抵抗値が経時に高くなる等の欠点があった
。

また混合される金属の形状には粒状，片状，または条片
状等種々のものがあったが、通常大きさの揃ったものが
混合されるため、金属粒子の集合としては一種の最疎充
填状態のものであり、このため混合割合が大きい割には
電気抵抗が大きいと言う欠点があった。

また、感圧特性または電気的特性の経年的な変化を防止
するために貴金属の粒子や貴金属を被覆したＣｕ等の粒
子を使用することもあったが、貴金属は既述の如くゴム
材に対する経年変化の作用が大きく、また感圧抵抗体が
高価になると言う問題があった。

本発明は叙上の如き欠点を改善するために提案されたも
ので、経年変化が少なく、安価で、かつ感圧特性または
導電特性の優れた感圧抵抗体を得ることを目的とする。

感圧特性、または圧力−電気抵抗変化特性付与のために
金属粒子が混合される絶縁性弾性体としては、従来斯種
の感圧抵抗体に用いられている天然ゴムや、ＳＢＲ，Ｎ
ＢＲ，ＣＲ，ＩＩＲ，ＰＩＰＢ等の各種合成ゴム、或い
はナイロン、塩化ビニール、ポリエチレン、テフロン、
尿素等の各種可撓性合成樹脂が適且使用目的に応じて使
用されるが、金属粒子を構成する金属としては、Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｆｅ等の比較的耐酸化性の強い金属が、後記の如
き製造方法で、かつ所望の粒子形状を有するように製造
使用されるものである。

即ち、上記Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ等の金属粒子は、粉砕等の
機械的手段ではなく、電気化学的な還元生成手段、また
は化学的な主として還元生成手段によって製造されるも
のであり、製造使用される粒子の大きさは、１〜２００
μ程度の範囲で、好ましくは数μ〜１５０μ程度のもの
で、１μ程度以下の微細粒子は使用せず、また使用に当
っては少くとも２種類以上の粒子径のものを混合し、即
ち金属粒子の混合体としては好ましくは最密充填状態と
なる粒子径のものを組合せ混合して使用するものである
。

また、上記使用粒子としては、その粒子径の例えば約５
０％程度、またはそれ以上の表面層部分が全面にわたり
樹技状、花弁状、または多肉樹葉状の結晶が好ましくは
密に立設した状態の多数凸部または凸起を立体的に有す
る粒子を上記製造手段により生成せしめて使用するもの
であり、上記製造手段により上記の如き構造を有するよ
うに生成された上記Ｎｉ，Ｃｒ，またはＦｅ等の粒子は
、粉砕等により生成された同一寸法の粒子に比較すれば
、その経時的若しくは経年的変化は著しく小さいもので
ある。

また、上記最密充填状態に混合された混合粒子は、使用
目的に等に応じゴム等の絶縁弾性体中に体積比で１０〜
８０％の割合で混合されるものであるが、最密充填状態
の混合体である所から高圧印加時の抵抗値は、従来の最
疎充填状態のものに比較して小さく、また粒子は表面に
樹枝状や柱状に成長した結晶を有していて重畳に対する
見掛けの体積が大きく、また圧力印加に応ずる成長結晶
間の接触が従来の粒子間接触に先だって生ずるから、従
来のものに比して減圧特性が高くなると共に混合量を少
なくすることができるものである。

しかして、上記電気化学的な還元生成手段とは所望金属
のイオンを含む水溶液の電解析出、または溶融塩の電解
析出等の公知の還元生成手段を使用するものであり、特
に液体金属の蔭極電解に於ける廻転電極法等が好ましい
ものであり、上記所望の表面形状をした金属粒子が生成
されるものである。

また、化学的方法としては、例えば所謂化学メッキ液、
または無電解メッキ液を加熱して含有金属イオンより金
属粒子をせしめる化学メッキ液の熱分解の如き熱分解方
法、金属酸化物の還元性雰囲気での加熱による還元生成
法、金属溶融塩や金属塩溶液の化学的還元による方法、
蒸発凝縮方法、その他冷凍化学方法等の公知の金萬粒子
製造手段が利用できるものである。

しかしながら、本発明に於で使用する金属粒子は、既述
の如く表面全体に多数の花弁状等凸起を有するものであ
るから、例えば溶融金属をノズル等より噴射する金属粒
子の製造方法や、機械的粉砕を行なう金属粒子の製造方
法は、少なくとも直接には採用されないものである。

次に本発明を一実施例により説明すると、ＮｉＳＯ４：
２００ｇ／ｌ，ＮｉＣｌ２：５ｇ／ｌ，Ｈ３ＢＯ３：
２５ｇ／ｌのｐＨ３の水溶液を液温２５℃で噴流させな
がら電流密度約４．５Ａ／ｃｍ２の比較的高電流密度で
電解し、表面に花弁状の結晶が成長した種々の大きさの
Ｎｉ粒子を製造した。

上記粒子を分級し、約３０μの粒子２０％、約２５μの
粒子５０％、約１０％の粒子１５％、約５μの粒子残部
の混合物を加硫材を添加したブチルゴム材に重量比で８
０％混合し、成形して加硫重合したものは、図面の圧力
（ｋｇ／ｃｍ２）−電気抵抗（Ωｃｍ）特性曲線図で示
す如く、圧力無印加の状態で３×１０５Ωｃｍの抵抗値
を有し、６ｋｇ／ｃｍ２、の圧力印加の状態で約１×１
０−３Ωｃｍとなった。

圧力を解放した時の抵抗は２×１０５Ωｃｍとなったが
徐々に元に復帰し１０秒後にはほとんど元の値になって
いた。

次に加圧力５ｋｇ／ｃｍ２で加圧開放を１秒１回の割合
で繰返し、通電面積１ｃｍ２当り１５ｍＡの通電のスイ
ッチング作用させたとき約１０回程度まで殆んど変化な
く使用できた。

即ち、従来の斯種感圧抵抗体に比較して抵抗が小さく、
その抵抗変化特性は繰返しに対して安定しており、経済
的にも殆んど変化がなかった。

本発明の感圧抵抗体は、最低抵抗値が低いだけでなく、
抵抗体の弾性変形の量に対する抵抗値の変化量が大きく
、従って感度が高く、確実で安定した圧力−抵抗変化特
性を有し、使用粒子の特性が安定しているだけでなく弾
性体としての経年変化も少なく、かつ大きな弾性変形付
与の必要も少いからファテイーグーライフが長くなり、
使用金属もＮｉ， Ｃｒ， Ｆｅ等でかつ１μ以下のよ
うな微細粒子とする必要がないから安価である等の幾多
の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】 図面は、本発明実施例感圧抵抗体の圧力−電気抵抗特性
を示す特性曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気化学的若しくは化学的な還元生成手段によって
   生成されて、表面に多数の突起を有し、経年変化の少な
   い粒径が１〜２００μ２のＮｉ ， ＦｅまたはＣｒの
   金属粒子若しくは片状体をゴム、合成樹脂から成る絶縁
   性弾性体中に体積比で１０〜８０％を最密充填状態に混
   合して成る感圧抵抗体。