JPS6142814A - 感圧導電性エラストマ−成形体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は感圧導電性エラストマー成形体に関し、更に詳
しくは１ψ圧力を印加したとき、この押圧力の方向にお
ける抵抗値が変化し、しかもこの抵抗値変化が極めて安
定している感圧導電性エラストマー成形体に関する。

（従来の技術） 従来、感圧導電性ゴム成形体に関しては多くの提案がな
され、また近年に至ってこの感圧導電性ゴム成形体は、
各種接点部品や感圧抵抗素子として広く使用されるに至
っている。この各種従来公知の感圧導電性ゴムは、ゴム
状弾性体の中に各種金属粒子、カーポンプフック粉末な
どの導電性付加剤を所定量添加配合してなるものである
が、この導電性ゴムの抵抗値変化には２つの方法が考え
られている。即ち、特公昭３６−１８８７９号公ｑｙｉ
　＋ｆ開示された、電極間に導電性ゴム成形体を挟持し
て両電極体間に押圧力を印加するとき、接触面積が増大
することにより抵抗値変化があられれる方法、特公昭５
０−３１９４５号公報に開示された、導電性ゴム成形体
に押圧力を印加して成形体に圧縮歪みを生じさせ、この
際成形体中に分散配合された導電性ｔセｆ子同士の接触
のチャンス、を増大させＮ極間抵抗値を減少させる方法
である。しかし前者の方法に」、る導電性ゴムにおいて
は、圧力印加時に電極体と導電性ゴム成形体との闇に作
ｍする摩擦力が、押ｒ、１；力のｎ！返し印加に（ｒな
って変化してしまうため、押圧力印加回数が増えるに従
って、電極間抵抗値の再現性が失われてしまうという欠
点がある。

一方後者の方法による導電性ゴムにおいては、マトリッ
クスの温度状態による変化などにより、導電性粒子同士
の接触のチャンスが変化しやすいうえに、成形体の圧縮
変化に伴って導電性粒子とマトリックスが分離しやすく
、従って安定した抵抗値変化が得がたいという欠点があ
った。

一方、前記した従来公知の感圧導電性ゴム成形体はいず
れもこれを対向電極間にはさんで押圧力を印加するとさ
、その電極間抵抗値は一般に無限大の領域から低抵抗領
域へと変化するが、この押圧力に対する抵抗値変化に関
し実用的な押圧力の範囲での変化率の差が大さく、従っ
てこれら従来公知の感圧導電性ゴム成形体は０Ｎ−ＯＦ
Ｆ信号を得るための接、く材料として利用できても、押
圧力の変化を確実に抵抗値変化として取り出すことが出
来る感圧可変抵抗体としては副成利用できるものではな
かった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は再現性の良好な抵抗値変化を安定して取
り出すことのできる感圧導電性エラストマー成形体を提
供することにある。

また本発明の目的は感圧可変抵抗体として好適な感圧導
電性エラストマー成形体を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は硬化後にゴム状弾性を呈するエラストマー組成
物に対し、導電性チタン酸アルカリ金属を均一に′分散
配合して得られた組成物を成形してなることを特徴とす
る感圧導電性エラストマー成形体に係る。

本発明の感圧導電性エラストマー成形体によれば、押圧
力の繰返し印加にもかかわらず再現性の良好な抵抗値変
化を取り出すことができ、従来の感圧導電性ゴム成形体
に比較して押圧力の印加に伴なう抵抗値を正確に取り出
すことができ、従って押圧力の変化を正確な抵抗値変化
として反映することができる感圧可変抵抗体として好適
な感圧導電性エラストマー成形体である。

以下に本発明の内容について更に詳述すると、本発明に
おける硬化後にゴム弾性を呈するエラストマー組成物と
は、公知の天然ゴム、あるいはブチルゴム、インプレン
ゴム、アクリルゴム、ニトリル−ブタノエンゴム、塩素
化ポリエチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリ
コーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、熱可塑性エラ
ストマー等の１種もしくは２種以上からなるもので、種
々の添加剤等を含むものであり、上記のうちでも耐熱性
、電電的特性、耐薬品性に優れたシリコーンゴム及びシ
リコーンゴムに上記エラストマーの１種以上を混合した
ものが好ましく、シリコーンゴムは付加反応により硬化
するものや、縮合反応により硬化するもののいずれでも
良い。

−・力木発明における還元チタン酸アルカリ金属とは １）一般式Ｍ　２Ｏ−ａＴ　ｉｏ　ｘ　・ｂＨ２０（式
中ＭはＬｉ＋Ｎａ、になどのアルカリ金属、Ｏｖａ≦８
、Ｏ≦ｂ≦４．０＜ｘ＜２、ａｔ　ｂ、　ｘは実数）で
表わされ、一般に還元チタン酸アルカリ金属又はブロン
ズチタン酸アルカリ金属と呼ばれる導電性チタン酸アル
カリ金属（１） ２）一般式Ｍｈｏ−ｎＴｉＯｙ−ｂＨ２０（式中Ｍ、ａ
、ｂは前記と同じ、ｏ＜ｙ≦２）で表わされる、チタン
酸アルカリ金属表面に異種金属化合物を固着あるいは固
溶させた導電性チタン酸アルカリ金ＩＩＧ（ｎ　’）３
）導電性チタン酸アルカリ−に属（ＩＩ）を更に還元処
理した導電性チタン酸アルカリ金属（ＩＩＩ）等であｌ
）これら各種の導電性チタン酸アルカリ金属の１種又は
２種以上の混合物である。

尚、本発明の導電性チタン酸□アルカリ金属は一般式Ｍ
２０　’ａＴｉｏ２”ｂＨ２０（式中Ｍ、ａ、ｂは前記
と同じ）で表わされるチタン酸アルカリ金属（ＩＶ）と
は区別されるものである。

一般にチタン酸アルカリ金属（■）は、＃＆維状の単結
晶として得られ、耐熱性、補強性の充填剤として優れた
ものであるが、電気絶縁体であり、チタン酸アルカリ金
属（Ｗ）のみでは、導電性を示す組成物は得られない。

本発明における導電性チタン酸アルカリ金属に関し、本
発明者は、既にチタン酸アルカリ金属（ｒＶ）からの導
電性チタン酸アルカリ金属（Ｉ）の製造法、チタン酸ア
ルカリ金ｆｉ（ＩＶ）又は導電性チタン酸アルカリ金１
１４ＣＩ　）からの導電性チタン酸アルカリ金属（ＩＩ
）の製造法、更には導電性チタン酸アルカリ金属（ＩＩ
）からの導電性チタン酸アルカリ金属（ＩＩＩ）の製造
法などの技術を開発し、特許出願中である。しかしなが
ら本発明の導電性チタン酸アルカリ金属は、これら特許
に記載されたものに限定されるものではない。

本発明に使用する導電性チタン酸アルカリ金属は補強性
、耐熱性に優れた導電材料であり、導電性チタン酸アル
カリ金属（１）の製造法を例示する。

導電性チタン酸アルカリ金Ｍ（１）は、チタン酸アルカ
リ金属（ＩＶ）を還元雰囲気、例えばＨ２、ＣＯ等の還
元〃ス雰囲気、又は炭素物質等の還元剤の存在下での非
酸化性雰囲気で５００℃以上で熱処理する方法、又はチ
タン酸アルカリ金属（ＩＹ）の製造時、還元雰囲気、又
は還元剤の存在下で非酸化性雰囲気下に保つことでも直
接製造することが出来る。尚、一般式ＭｚＯ−ａＴｉｏ
ｘ・ｂＨｔｏ（Ｍ。

ａｌ　ｂｌには前出に同じ）で示されるチタン酸アルカ
リ金属において、Ｍがカリウム、即ち還元チタン酸カリ
ウムはＸの変化に伴ない色調が変化し、白紫色、紫色、
黒色、黒紫色、金色、銀白色に変化するが、本発明の導
電性チタン酸アルカリ金属（１）として適用できるもの
としては、Ｘ≦１．９９、好ましくはｘ＜１．９５の淡
紫色へ黒色を呈するもの以上に還元されたものが導電性
の観点から好ましい。本発明の導電性チタン酸アルカリ
金属はこれらの導電性チタン酸アルカリ金Ｍ（１）〜（
Ｉｆｆ）の１種又は２種以上の混合物及び補強性又は非
補強性の導電性チタン酸アルカリ金属の全てが含まれる
が、実用的観点から徽＃ｌｌＩＭ＆維状のものが好まし
く、通常、繊維径０．１〜１μ…、アスペクト比１０以
上のものが補強効果とともに表面平滑性を付与する点か
ら好ましい。又、これら導電性チタン酸アルカリ金属の
導電率の選択は使用目的により選択すべきであり、本発
明における導電性チタン酸アルカリ金属の導電率は体積
固有抵抗値で１０−２〜１０５ΩＣｍのものが好まＩ−
ｂ、一 本発明において、上記導電性チタン酸アルカリ金属のエ
ラストマー組成物に対する配合割合は、エラストマー組
成物１００重量部に対して３０〜２００重量部が好まし
い。

本発明においてエラストマー組成物に導電性チタン酸ア
ルカリを均一に分散するには、従来公知の混線方法がい
ずれも使用でき、押出し磯、ミキシングロール、ニーグ
ーなどを挙げることができる。混線に際してエラストマ
ー組成物がウィリアム可塑度メーターで５００以下、好
ましくは３００以下で、約１０’センチストークス以上
の可塑化状態のちとに導電性チタン酸アルカリ金属を添
加混合することが望ましく、これによればエラストマー
組成物に対してより均一な状態で導電性チタン酸アルカ
リ金属を分散配合することができる。なお、上記混線工
程において、この種の従来の導電性ゴムに使用されてい
るカーボンブラック粉末、グラファイト粉末などの導電
性付与剤を混入させることは差支えない。

次に本発明の感圧導電性エラストマー成形体は公知の成
形方法により得ることができる。得られた感圧導電性エ
ラストマー成形体については、これを対向電極間に挟ん
で押圧力を繰り返し印加するとき、再現性のよい抵抗値
変化ならびにこの種の公知の導電性ゴム成形体に比較し
て、押圧力印加にｆ１゛なう抵抗の変化率の差が小さく
、かつ広い押圧力印加範囲で抵抗値変化が得られる。そ
の理由としては、本発明の感圧導電性エラストマー成形
体における抵抗値変化のｔａｎが、この導電性エラスト
マー成形体を対向電極に挟んで押圧力を印加するとき成
形体と電極体の間の接触面積の増加とともに、導電性チ
タン酸アルカリ金属の粒子と粒子が接触して電極間抵抗
値が低下するが、この際、導電性チタン酸アルカリ金属
粒子の形状がウィスカー状であるためにマトリックスが
圧縮変形しにくく、導電性チタン酸アルカリ金属粒子が
マトリックスと分離し難く、そのため押圧力の増加、換
言すればマトリックスの圧縮変形に件なって、この種の
従来品のように電極間の抵抗値が、を激に低下すること
なく、また、押圧力の繰返し印加にもかかわらずマトリ
ックス中の導電性チタン酸アルカリ金属の状態が変化し
ないためと考えられる、上記した本発明の導電性エラス
トマー成形体は電流、電圧ｒＲ整波装置コンピューター
、カリキュレータ−１電子楽器、レジスター、電話、そ
の他マイクロコンピューター装置などの信号入力末端装
置、圧力センサー、トランジューサー、信号装置、各種
計測器、自！ｇＪ車の各種調整系統、信号系統等の端末
装置における感圧素子として極めて有用である。

（実　施　例） つぎに、本発明の実施例を挙げるが以下の実施例は本発
明を限定するものではない、尚、単に「部」とあるのは
、ことわりのない限り「重量部」を意味する。

実施例１ シリコンコンパウンドＫＥ９５１Ｕ［信越化学工業（株
）１１１００部、導電性チタン酸カリウム［テイスモＢ
Ｋ−ＺＯＯ１大塚化学（株）Ｉ！！１４３部および加硫
剤カヤブチル−６Ｔ［化薬ヌーリー（株）＊］６部から
なる組成物をもって厚！Ｉｎｖのシート状成形品を得た
。

実施例２ シリコンコンパウンドＫ　Ｅ９５１Ｕ　（１００部）、
導電性チタン酸カリウム（テイスモＢ　Ｋ　−２００）
　２５部、カヤブチル−６Ｔ（６部）からなる組成物を
もって、ｒｆ−？８１ｍｌ１１のシート状成形品ヲ４８
　タ＠実施例３ シリコンゴムフンバウンドＫＥ９５１Ｕ（１００ｆｆ５
）、導電性チタン酸カリウム［テイスモＢ　Ｋ−１００
，大塚化学（株）製］１００部およびカヤブチル−８Ｔ
（４部）よりなる組成物をもって、厚さ１！！１１１１
のシート状成形品を得た。

実施例４ シリコンゴムコンパウンドＫ　Ｅ　９５１　Ｕ　（１０
０ｆｆｌＳ　）。

導電性チタン酸カリウム［テイスモＢＫ−３００、大塚
化学（株）製］３５部及びカヤブチル−８Ｔ（６部）か
らなる組成物をもって、厚さ１ｍｍのシート状成形品を
得た。

比較例１ シリコンゴムコンパウンドＫ　Ｅ　９５１　Ｕ　（１０
０ｆｆ５　）に対し表面に亀甲縞俣様を有する、２００
メツシユパスの球状電解ニッケル粉末４３部および加硫
剤カヤブチル−８Ｔ（５部）からなる組成物をもって、
厚さ１＋＋ａのシート状成形品を得た。

比較例２ シリコンゴムコンパウンドＫ　Ｅ　９５１　Ｕ　（１０
０ｆｆＷ　）に対し、カーボンブラック４部、触媒量の
ツクミルパーオキシド３部からなる組成物をもって、厚
さ１＋ｎ＋ｓのシート状成形品を得た。

試験例１ 以上のようにして得られた実施例及び比較例のシートに
つ外、これらを２００℃の温度下に１時間加熱処理を行
った後、それぞれの導電性についで測定したところ第１
表に示す通りの結果が得られた。

第１表 、（発明の効果） 鄭 本発明の感圧導電性エラストマー成形体は押圧力の印加
に伴なう抵抗値変化を安定して取り出すことのでさるも
のであり、繰返しの押圧力印加にあっても極めて再現性
の高い抵抗値変化を示す成形体である。

また本発明の感圧導電性エラストマー成形体は、押圧力
の変化を正確な抵抗値変化として取り出すことができ、
感圧可変抵抗体として有用である。

（以　上） 特許出願人　　大塚化学株式会社 代　理　人　　弁理士　１）村　　巌 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 感圧導電性エラストマー成形体 ３、艙正をする者 事件との関係　　特許出願人 大塚化学株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和５９年１１月７日（発送日昭和５９年１１月２７日
）６、補正の対象 願書及び明細書 ７、？Ｉ８正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）硬化後にゴム状弾性を呈するエラストマー組成物
   に対し、導電性チタン酸アルカリ金属を均一に分散配合
   して得られた組成物を成形してなることを特徴とする感
   圧導電性エラストマー成形体。