JPH0610925B2 - 感圧導電性エラストマー成形体 - Google Patents

感圧導電性エラストマー成形体

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JPH0610925B2
JPH0610925B2 JP59162562A JP16256284A JPH0610925B2 JP H0610925 B2 JPH0610925 B2 JP H0610925B2 JP 59162562 A JP59162562 A JP 59162562A JP 16256284 A JP16256284 A JP 16256284A JP H0610925 B2 JPH0610925 B2 JP H0610925B2
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rubber
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紀八郎 西内
憲一 和田
正義 鈴江
幸哉 晴山
稔 竹中
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Otsuka Chemical Co Ltd
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【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
しくは押圧を力を印加したとき、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、また近年に至つ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
つている。この各種従来公知の感圧道電性ゴムは、ゴム
状弾性体の中に各種金属粒子、カーボンブラツク粉末な
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号公報に開示され
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
抵抗値変化があらわれる方法、特公昭50−31945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
された導電性粒子同士の接触のチヤンスを増大させ電極
間抵抗値を減少させる方法である。しかし前者の方法に
よる導電性ゴムにおいては、圧力印加時に電極体と導電
性ゴム成形体との間に作用する摩擦力が、押圧力の繰返
し印加に伴なつて変化してしまうため、押圧力印加回数
が増えるに従つて、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、マトリツクスの温度状態による変化など
により、導電性粒子同士の触媒のチヤンスが変化しやす
いうえに、成形体の圧縮変化に伴つて導電性粒子とマト
リツクスが分離しやすく、従つて安定した抵抗値変化が
得がたいという欠点があつた。
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
き、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きく、従
つてこれら従来公知の感圧導電性ゴム成形体はON−O
FF信号を得るための接点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到底利用できるものではな
かつた。
(本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、従つ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、イソプレン
ゴム、アクリルゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、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、フツ素ゴム、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、電気的特性、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。
一方本発明における導電性チタン酸アルカリ金属とは 1)一般式M2O・aTiOx・bH2O(式中MはLi,
Na,Kなどのアクリル金属、0<a≦8、0≦b≦
4、0<x<2、a,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(I) (2)一般式M2O・aTiOy・bH2O(式中M,a,b
は前記と同じ、0<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
せた導電性チタンアルカリ金属(II) 3)導電性チタン酸アルカリ金属(II)を更に還元処理した
導電性チタン酸アルカリ金属(III) 等であり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M2
O・aTiO2・bH2O(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(IV)は、繊維状の単結晶と
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(I
V)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(IV)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
リ金属(IV)又は導電性チタン酸アルカリ金属(I)から
の導電性チタン酸アルカリ金属(II)の製造法、茶話には
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(I)の製造法に例示する。
導電性チタン酸アルカリ金属(I)は、チタン酸アルカ
リ金属(IV)を還元雰囲気、例えばH2、CO等の還元ガ
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(IV)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M2O・aTiOx・bH2
(M,a,b,x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(I)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属(I)〜(III)
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
的観点から微細繊維状のものが好ましく、通常、繊維径
0.1〜1μm、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
のものが好ましい。
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、従来公知の混練方法がい
ずれも使用でき、押出し機、ミキシングロール、ニーダ
ーなどを挙げることができる。混練に際してエラストマ
ー組成物がウイリアム可塑度メーターで500以下、好ま
しくは300以下で、約107センチストークス以上の可塑化
状態のも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、上記混練工程におい
て、この種の従来の導電性ゴムに使用されているカーボ
ンブラツク粉末、グラフア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、押圧力印加に伴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機構が、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
形状がウイスカー状であるためにマトリツクスが圧縮変
形しにくく、導電性チタン酸アルカリ金属粒子がマトリ
ツクスと分離し難く、そのため押圧力の増加、換言すれ
ばマトリツクスの圧縮変形に伴なつて、この種の従来品
のように電極間の抵抗値が急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ツクス中
の導電性チタン酸アルカリ金属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
圧調整装置、コンピユーター、カリキユレーター、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
ジユーサー、信号装置、各種計測器、自動車の各種調整
系統、信号系統等の端末装置における熱圧素子として極
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)
製]100部、導電製ウイスカーチタン酸カリウム[テイ
スモBK−200、チタン酸カリウムに炭素を被覆したも
の、大塚化学(株)製]43部および加硫剤カヤブチル−
ST[化薬ヌーリー(株)製]6部からなる組成物をも
つて厚さ1mm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KE951U(100部)、導電性ウイ
スカーチタン酸カリウム(テイスモBK−200)25部、
カヤブチル−ST(6部)からなる組成物をもつて、厚
さ1mmのシート状成形品を得た。
実施例3 シリコンゴムコンパウンドKE951U(100部)、導電性
ウイスカーチタン酸カリウム[テイスモBK−100、還
元チタン酸カリウム、大塚化学(株)製]100部および
カヤブチル−ST(4部)よりなる組成物をもつて、厚
さ1mm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KE951U(100部)、導電性
ウイスカーチタン酸カリウム[テイスモBK−300、チ
タン酸カリウムに炭素を被覆したもの、大塚化学(株)
製]35部及びカヤブチル−ST(6部)からなる組成
物をもつて、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KE951U(100部)に対し表
面に亀甲縞模様を有する、200メツシユパスの球状電解
ニツケル粉末43部および加硫剤カヤブチル−ST(5
部)からなる組成物をもつて、厚さ1mm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KE951U(100部)に対し、
カーボンブラツク4部、触媒量のジクミルポーオキシド
3部からなる組成物をもつて、厚さ1mmとシート状成形
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
つきこれらを200℃の温度下に1時間加熱処理を行つた
後、それぞれの導電性について測定したところ第1表に
示す通りの結果が得られた。
(発明の効果) 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きるも
のであり、繰返しの押圧印加にあつても詳めて再現性の
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
の変化ろ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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴江 正義 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大 塚化学株式会社徳島工場内 (72)発明者 晴山 幸哉 徳島県徳島市川内町加賀須野463番地 大 塚化学株式会社徳島工場内 (72)発明者 竹中 稔 大阪府大阪市東区豊後町10番地 大塚化学 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−20722(JP,A) 特開 昭52−139989(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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ウイスカー
    を均一に分酸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。
JP59162562A 1984-07-31 1984-07-31 感圧導電性エラストマー成形体 Expired - Lifetime JPH0610925B2 (ja)

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JPS6142814A JPS6142814A (ja) 1986-03-01
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