JPS6262841A - 感圧導電性ゴムシ−ト - 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ゴムシートに係り、詳しくはゴムに
特定の無機質充填材であるウィスカーを混入したゴム組
成物からなる厚さ約２００μｍ以下の薄膜であり、押圧
力を受けたとき抵抗値が著しく変化する感圧導電性ゴム
シートに関する。

（従来技術） 従来、ゴム弾性体に導電性の優れたカーボンブラック、
金属粒子などを混合充頃したゴムシートが加圧変形を受
けることにより電気抵抗値が大幅に低下することは、例
えば特開昭５５−５８０４号公報、特開昭５５−１４７
５４９１号公報、そして特開昭５６−５８４０号公報な
どにおいて既に開示されている。

また、このほか導電性ゴムシートの感度を向上させるた
めにシートの表層面に細胞構造の空隙部を形成し、金属
粉末等の導電材料を高充填に配合したゴムシートが、例
えば特開昭５８−２０９８１０号公報に開示されている
。そして、更にゴムシートの厚み方向に金属繊維を充填
したもの（例えば特開昭５８−２２０３０７号公報）等
も種々提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の導電性ゴ１ムシートが感圧導電性を
有する機構として、まず該シートが押圧力によって歪を
受けると、この際シート体中に分散配合されている導電
性粒子同志の接触度合が増加して電極間の抵抗値を減少
させる形態を有するものであり、また他方導電性ゴムシ
ートが電極板に挟持され両電極板から押圧を受けると、
電極板と導電性ゴムシートとの接触面積が次第に増大し
、その結果接触抵抗が減少する形態を有している。

しかし、前者の機構としてはマトリックスの温度変化な
どにより導電性粒子同志の接触確率が変化しやすいうえ
に、シート体の圧縮変形によって導電性粒子とマトリッ
クスが分離して安定した抵抗値が得られない欠点がある
と君われている。

また、後者の機構では長期にわたって繰り返し使用する
と、大きな歪を受けるとゴムマトリ、７クスの表面が疲
労して硬化し、また耐クリープ特性に欠け、その結果電
極板がゴムマトリックスの表面に位置する導電材料と抵
触し始めるため初期における非加圧時の電気抵抗値が減
少し、加圧時の電気抵抗値の変化を大きくすることがで
きなくなり、結局長期間にわたって良好な感度を維持す
ることができない欠点があると言われている。

本発明は導電性粒子同志の接触度合の変化により電極間
の抵抗値を変化させる感圧導電性ゴムシートを改良する
ものであり、カーボンブランクあるいは金属粒子などの
導電性に優れた充填材を使用せず、これに比べて導電性
に劣る無機質充填材であるウィスカーを使用することに
よりゴムマトリックスとの機械的結合を良好にし、且つ
シートの厚みを薄くすることによって押圧による電気抵
抗値を大きく低下させる新規な感圧導電性ゴムシートを
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とするところは、電気絶縁性を有す
るゴムにウィスカーからなる無機質充填材を分散配合し
たシート状複合体において、上記複合体の厚みを約２０
０μｍ以下にした感圧導電性ゴムシートにある。

本発明において電気絶縁性を有するマトリックスのゴム
としては、例えば天然ゴム、ポリブタジェンゴム、ポリ
イソプレンゴム、スチレン−ブタジェン共重合ゴム、ニ
トリルゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジェン共重合体ゴム、エチレン−プロピ
レン共重合体ゴム、シリコンゴム、そして熱可塑性エラ
ストマー等があるが、そのうちこれらのゴムを２種類使
用することも可能である。そして、上記ゴムは機械的強
度及び耐熱性を向上させるために硫黄、硫黄化合物又は
過酸化物で架橋できるゴムを用い、又架橋して使用され
る。

更に、無機質充填材であるウィスカーとしては、α−炭
化珪素（α−５ｉｃ　）　、β−炭化珪素（β−３ｉｃ
　）　、窒化珪素（Ｓｔ３　Ｎ　４　）　、α−アルミ
ナ（Ａ１２０３）、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、
黒鉛、Ｆｅｓ　ＣｕＸＮｉ等であり、直径０．０５〜３
／Ｊ　ｍ　。

長さ５〜５００ＩＩｍ程度の形状からなる針状単結晶体
である。上記無機充填材をゴムに添加するにあたっては
、前もってシランカップリング剤やチタンカップリング
剤等で処理したり、ゴムと混合時にシランカップリング
剤やチタンカップリング剤を添加することも可能である
。これにより、ゴムへの分散性がより良好となる。

上記ウィスカーの添加量は、ゴム　１００重量部に対し
て２〜４００重量部、好ましくは５〜２００重量部であ
り、もしウィスカーの添加量が２重量部未満であれば感
圧導電性の効果が小さくなり、一方４００重量部を超え
るとゴム中への混入分散が困難となり、また得られたゴ
ムシートは導電体になり本発明の目的を達成しなくなる
。

特に、本発明において使用するウィスカーは、針状結晶
体であるため、形態のもつ特異性からシート状複合体表
面へ突出しており、一方シート内部ではウィスカーは均
一に分散している。このため、シート状複合体が両電極
板によって加圧されると、シート表面から突出している
ウィスカーと内部に分散しているウィスカーとが接触す
るチャンスが大きくなり感圧導電性を発揮するものと考
えられる。

しかし、本発明のシート状複合体が厚さ２００μｍを超
えると押圧しても絶縁状態となり、何ら感圧導電性を示
さなくなるため、上記シート状複合体の厚さを２００μ
ｍ以下、好ましくは２０〜１６０μｍ程度に保つ必要が
ある。

上記感圧導電性ゴムシートは、電気絶縁性を有するゴム
にウィスカー以外の他の無機質光が剤、そして必要に応
じて通常ゴムに使用される軟化剤、老化防止剤、加硫助
剤、架橋剤等を添加し、これらの各成分を例えばバンバ
リーミキサ−、ニーダ−ロールなどを用いて混練された
ものをシート体とし、あるいはこのようにして混練され
たものを溶剤に溶かしてゴム糊として、これを基板の上
に塗布することにより薄膜を成形しこれを加硫すること
により製造することができる。

（実施例） 次に、本発明を具体的な実施例により更に詳細に説明す
る。

実施例　１〜６、比較例　１〜５ 第１表に示す配合にもとづき、ゴム配合物をバンバリー
ミキサ−で混練後、上記混練ゴムを溶剤にとかしてゴム
糊とし、これを平坦なアルミニウム板上に塗布して塗膜
を成形した後、オーブンに入れ加硫条件１５０℃Ｘ２０
分で加硫した。かくして得られた厚さ８０μｍの薄膜を
３０Ｘ　３３ｍｍに切断してテストピースとし、これを
無押圧時（但し、１２ｇ電極板がテストピースの上に置
かれている）又は押圧時における電気抵抗値を測定した
。その結果は第２表に示される。

尚、電気抵抗値の測定は、まずテストピースを約１００
ｇのテフロン仮に挟持するが、このときテストピースと
テフロン板の間に厚さ約０．３ｍｍの銅板を設置し、こ
の一対の銅板を電極板としてデジタルマルチメータによ
り抵抗値を求めた。加圧は上側に位置するテフロン仮に
錘を設置することにより行った。

この結果によると、同じ材質であってもパウダーよりウ
ィスカーを混入したゴムシートは優れた感圧導電性を示
している。

以　　　下　　　余　　　白 変形実施例 前記実施例１．３．４．５そして６示された配合を有す
る各ゴムシートの厚さを約２０μｍから４００μｍまで
変量させることにより、得られたゴムシートの無押圧時
又は押圧時における電気抵抗値を測定した。

その結果は第３表に示されるが、′これによるとゴムシ
ートの厚さが１７０μｍを超えると、感圧導電性の特性
が現れなくなる。

以　　　下　　余　　　白 （発明の効果） 以上のように本発明の感圧導電性ゴムシートは、ゴム中
に針状結晶体であるウィスカーが混入分散し、しかもそ
の厚みが２００μｍ以下であって、従来のようにカーボ
ンブラック等の導電材が混入されていないため、非加圧
時にはほぼ完全な絶縁状態を保持し、一方加圧時には敏
感に電気抵抗値を徐々に低下させる感圧導電性を発揮し
、また厚さが小さいため電極板上に導電性の薄膜を直接
形成しストロークの小さなスイッチ等を製造できる効果
を有している。

特許出願人　　三ソ星ベルト株式会社 手続補正Ｗ（自発） 昭和６１年　９月／（Ｐ日 １、事件の表示 ０ＵＴ６０年特許願第２０４０２０号 ２、発明の名称 感圧導電性ゴムシート ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市長田区浜添通４丁目１番２１号自発補正 ５、補正の対象 （１）明細書第２頁１９〜２０行目の「電極板に挟持さ
れ」を削除する。

（２）明細書第３頁第２行目の「接触抵抗」を「電気抵
抗値」に補正する。

（３）明Ｉｌｌ書第３頁１２〜１３行目の「初期におけ
る」を削除する。

（４）明細書第４頁１４〜２０行目の「例えば天然ゴム
、〜熱可塑性エラストマー等があるが、」を「例えば天
然ゴム、ポリブタジェンゴム、ポリイソプレンゴム、ス
チレン−ブタジェン共重合体ゴム、ニトリルゴム、ブチ
ルゴム、クロロブレンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
ェン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム
、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、フッＳゴム、
シリコンゴム、ウレタンエラストマー、そして熱可塑性
エラストマー等があるが、」に補正する。

（５）明細書第５頁６〜７行目の「α−炭化珪素（α−
８ｉＣ）、β−炭化珪素（β−３ｉｃ）Ｊを「α−炭化
珪素（α−３ｉＣ）、β−炭化珪素（β−３ｉＣ）Ｊに
補正する。

（６）明細書第５頁１１行目の「上記無機充填材」を「
上記無機質充填材」に補正する。

（７）明細書第５頁２０行目の「〜の効果が小さくなり
、」を「〜の効果が小さくなる。」に補正する。

（８）明細書筒６頁７行目の「均一」を「ランダム」に
補正する。

（９）明８ｉｌｌ書第６頁１９行目の「無機質充填剤」
を「無機質充填材」に補正する。

α＠　明細書第１０頁３〜４行目の「４００μｍまで変
量させることにより」をｒ１２７０μｍまで変量させ」
に補正する。

０１）明細書第１３頁７〜８行目の「一方加圧時には〜
を発揮し」を［一方加圧時には電気抵抗値が太き（低下
する感圧導電性を発揮し」に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気絶縁性を有するゴムにウィスカーからなる無機
   質充填材を分散配合したシート状複合体において、上記
   複合体の厚みを約２００μｍ以下にしたことを特徴とす
   る感圧導電性ゴムシート。 ２、上記ウィスカーは、ゴム１００重量部に対して２〜
   ４００重量部添加してなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の感圧導電性ゴムシート。