JP3084380B2

JP3084380B2 - 導電性シリコーンゲル材の使用方法と改質方法

Info

Publication number: JP3084380B2
Application number: JP03232567A
Authority: JP
Inventors: 敬久桜井
Original assignee: 株式会社ジェルテック
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JPH04359805A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、最近その挙動が明らか
にされつつある導電性フィラーを添加してなる導電性シ
リコーンゲル材の使用方法と導電性シリコーンゲル材の
改質方法に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】従来、天然ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ブチ
ルゴム等に導電性フィラーを含有させた導電性ゴムが、
電卓やパソコンのキーボード等の接点素子として、ま
た、その歪と電気抵抗値との連続変化の関係を利用し
て、電子楽器の鍵盤、ビデオカメラの可変速電動ズーム
スイッチ等の感圧導電素子として、広く使用されてい
る。このような中で、本出願人は、近年その緩衝性、防
振性が着目され、靴底、各種運動用具の緩衝パッド、Ｏ
Ａ機器のインシュレータ等に幅広く利用されつつあるシ
リコーンゲルに注目し、これに導電性フィラーを含有さ
せた導電性シリコーンゲル材を、特願昭６０−１８３７
４６号（特開昭６２−４４９０２号公報）として提案
し、今日までその導電性シリコーンゲル材の挙動解明に
あたってきた。その結果、添加する導電性フィラーの種
類によっては、従来の導電性ゴムに見られない挙動を示
すことが明らかになった。すなわち、添加する導電性フ
ィラーには、大きく、球状、リン片状、繊維、ウイスカ
ー状のものなどがあるが、このうち、球状やリン片状の
導電性フィラーを添加してなる導電性シリコーンゲル材
は、圧縮変位量を横軸に電気抵抗値を縦軸にとった導電
性曲線が右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示し、圧縮変位量
つまり押して歪ませると、電気抵抗値も増えるといった
ように、従来の導電性ゴム及び繊維、ウイスカー状の導
電性フィラーを添加したものとは違う挙動を示したので
ある。

【０００３】このため、従来の導電性ゴムにおける使用
方法をそのまま踏襲することはできず、このように特異
な挙動を示す導電性シリコーンゲル材なりの使用方法が
求められるようになった。また、導電性曲線が右上がり
のＪ字乃至Ｕ字状を示すということは、低抵抗値すなわ
ち導電性の高い領域が比較的狭いことにも通ずるので、
この特性を改善するための改質方法も求められている。
なお、本出願人は導電性フィラーに限らず機能性フィラ
ーを添加した複合型シリコーンゲル材の改質方法につ
き、特願平０２−１１６４８４号として提案しているの
で、そこに開示した改質方法を導電性シリコーンゲル材
に具体的に適用したものでもある。なお、圧縮変位量は
厳密には絶対的な量であり、歪量は全体長または全体厚
に対する相対的な量とするのが普通であるが、以下格別
に区別しない限り、圧縮変位量と歪量とを同義として用
いる。

【０００４】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような現状に
鑑みなされたものであって、圧縮変位量を横軸に電気抵
抗値を縦軸にとった導電性曲線が右上がりのＪ字乃至Ｕ
字状を示す導電性シリコーンゲル材特有の使用方法を提
供するとともに、さらに使い易い安定した導電特性が得
られるようにした導電シリコーンゲル材の改質方法を提
供しようとするものである。

【０００５】

【発明の構成】

【目的達成の手段】すなわち本出願に係る第一の発明た
る導電性シリコーンゲル材の使用方法は、圧縮変位量を
横軸に電気抵抗値を縦軸にとった導電性曲線が右上がり
のＪ字乃至Ｕ字状を示す導電性シリコーンゲル材を使用
するにあたり、比較的小変位で低抵抗値である変曲点付
近の曲線域において、当該小変位が発生するよう導電性
シリコーンゲル材に対してほぼ固定的な負荷荷重を与え
て、その高導電性と緩衝防振性とを利用するようにした
ことを特徴とする。

【０００６】また、本出願に係る第二の発明たる導電性
シリコーンゲル材の改質方法は、導電性フィラーの少な
くとも表面に、ヒドロシリル化触媒たる白金系触媒の失
活作用を有する物質を、予め、その物質の気相および／
または液相中にて吸着させる工程と、該物質を吸着させ
た導電性フィラーをシリコーンゲル原液に添加する工程
と、該導電性フィラーを添加したシリコーンゲル原液を
前記白金系触媒を用い付加反応せしめて硬化させる工程
とを有することを特徴とする。これら発明により前記目
的を達成しようとするものである。

【０００７】

【発明の作用】右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示す導電性
曲線上の比較的小変位の変曲点付近の曲線域においての
導電性シリコーンゲル材の電気抵抗値は最も低くて導電
性が高く、かつこの歪量を与えるための負荷荷重もそれ
程大なるものではないため、その導電性と、支持体とし
てのシリコーンゲル本来の緩衝、防振性の両者が機能す
る。

【０００８】白金系触媒の失活作用を有する物質を吸着
している導電性フィラー表面においては、触媒作用が抑
止され、シリコーンゲル原液が完全に硬化せず、未硬化
の状態となって、導電性フィラーは、シリコーンゲルの
硬化した連続相に拘束されず、ある程度の自由度を保
つ、この結果、導電性フィラー同士の接離が明確とな
る。

【０００９】

【実施例】以下具体例について説明するが、先ず最初に
本発明に適用される物質について説明する。まずシリコ
ーンゲルは、ジメチルシロキサン成分単位からなるもの
で、次式［１］で使用されるシリコーンゲルの原液たる
ジオルガノポリシロキサン（以下Ａ成分という）：ＲＲ^１ _２ＳｉＯ−（Ｒ^２ _２ＳｉＯ）_ｎＳｉＲ^１ _２Ｒ…［１］［ただし、Ｒはアルケニル基であり、Ｒ^１は脂肪族不飽
和結合を有しない一価の炭化水素基であり、Ｒ^２は一価
の脂肪族炭化水素基（Ｒ^２のうち少なくとも５０モル％
はメチル基であり、アルケニル基を有する場合にはその
含有率は１０モル％以下である）であり、ｎはこの成分
の２５℃における粘度が１００〜１００,０００ｃＳｔ
になるような数である］と、２５℃における粘度が５０
００ｃＳｔ以下であり、１分子中に少なくとも２個のＳ
ｉ原子に直接結合した水素原子を有するシリコーンゲル
の原液たるオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ
成分）とからなり、且つこのＢ成分中のＳｉ原子に直接
結合している水素原子の合計量に対するＡ成分中に含ま
れるアルケニル基の合計量の比（モル比）が０.１〜２.
０になるように調整された混合物を硬化させることによ
り得られる付加反応型シリコーンポリマーである。

【００１０】このシリコーンゲルについてさらに詳しく
説明すると、上記Ａ成分は直鎖状の分子構造を有し、分
子の両末端にあるアルケニル基ＲがＢ成分中のＳｉ原子
に直接結合した水素原子と付加して架橋構造を形成する
ことができる化合物である。この分子末端に存在するア
ルケニル基は、低級アルケニル基であることが好まし
く、反応性を考慮するとビニル基が特に好ましい。また
分子末端に存在するＲ^１は、脂肪族不飽和結合を有しな
い一価の炭化水素基であり、このような基の具体例とし
てはメチル基、プロピル基及びヘキシル基等のようなア
ルキル基、フェニル基並びにフロロアルキル基を挙げる
ことができる。上記［１］式においてＲ^２は一価の脂肪
族炭化水素であり、このような基の具体的な例として
は、メチル基、プロピル基及びヘキシル基等のようなア
ルキル基並びにビニル基のような低級アルケニル基を挙
げることができる。ただし、Ｒ^２のうち少なくとも５０
モル％はメチル基であり、Ｒ^２がアルケニル基である場
合には、アルケニル基は１０モル％以下の量であること
が好ましい。アルケニル基の量が１０モル％を超えると
架橋密度が高くなり過ぎて高粘度になりやすい。またｎ
は、このＡ成分の２５℃における粘度が通常は１００〜
１００,０００ｃＳｔ、好ましくは２００〜２０,０００
ｃＳｔの範囲内になるように設定される。

【００１１】上記のＢ成分は、Ａ成分の架橋剤でありＳ
ｉ原子に直接結合した水素原子がＡ成分中のアルケニル
基と付加してＡ成分を硬化させる。Ｂ成分は上記のよう
な作用を有していればよく、Ｂ成分としては直鎖状、分
岐した鎖状、環状、あるいは網目状などの種々の分子構
造のものが使用できる。また、Ｂ成分中のＳｉ原子には
水素原子の他、有機基が結合しており、この有機基は通
常はメチル基のような低級アルキル基である。さらに、
Ｂ成分の２５℃における粘度は通常は５０００ｃＳｔ以
下、好ましくは５００ｃＳｔ以下である。このようなＢ
成分の例として、分子両末端がトリオルガノシロキシ基
で封鎖されたオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
ジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキ
サンとの共重合体、テトラオルガノテトラハイドロジェ
ンシクロテトラシロキサン、ＨＲ^１ _２ＳｉＯ 1/2単位と
ＳｉＯ 4/2単位とからなる共重合体シロキサン、及びＨ
Ｒ^１ _２ＳｉＯ 1/2単位とＲ^１ _３ＳｉＯ 1/2単位とＳｉＯ
4/2単位とからなる共重合体ポリシロキサンを挙げるこ
とができる。ただし上記式においてＲ^１は前記と同じ意
味である。そして上記のＢ成分中のＳｉに直接結合して
いる水素原子の合計モル量に対するＡ成分中のアルケニ
ル基の合計モル量との比率が通常は０.１〜２.０、好ま
しくは０.１〜１.０の範囲内になるようにＡ成分とＢ成
分とを混合して硬化させることにより製造される。

【００１２】この場合の硬化反応は、通常は触媒を用い
て行なわれる。ここで使用される触媒としては、白金系
触媒が好適であり、この例としては微粉砕元素状白金、
塩化白金酸、酸化白金、白金とオレフィンとの錯塩、白
金アルコラート及び塩化白金酸とビニルシロキ酸との錯
塩を挙げることができる。このような錯塩はＡ成分とＢ
成分との合計重量に対して通常は０.１ｐｐｍ（白金換
算量、以下同様）以上、好ましくは０.５ｐｐｍ以上の
量で使用される。このような触媒の量の上限については
特に制限はないが、例えば触媒が液状である場合、ある
いは溶液として使用することができる場合には２００ｐ
ｐｍ以下の量で十分である。

【００１３】そして上記のようなＡ成分、Ｂ成分及び触
媒を混合し、室温に放置するか、あるいは加熱すること
により硬化して本発明で使用されるシリコーンゲルが生
成する。加熱して硬化させる場合、加熱温度は通常５０
〜１６０℃である。このようにして得られたシリコーン
ゲルは、ＪＩＳ（Ｋ−２２０７−１９８０５０ｇ荷
重）で測定した針入度が通常５〜２５０を有する。この
ようなシリコーンゲルの硬度は、上記Ａ成分とＢ成分と
により形成された架橋構造によって変動する。また他の
方法として両末端がメチル基であるシリコーンオイル
を、得られるシリコーンゲルに対して５〜７５重量％の
範囲内の量であらかじめ添加することにより調整するこ
とができる。シリコーンゲルは上記のようにして調整す
ることもできるし、また市販されているものを使用する
こともできる。本発明で使用することができる市販品の
例としては、ＣＦ５０２７、ＴＯＵＧＨ−２、ＴＯＵＧ
Ｈ−３、ＴＯＵＧＨ−４、ＴＯＵＧＨ−５、ＴＯＵＧＨ
−６、ＴＯＵＧＨ−７（トーレ・ダウコーニングシリコ
ーン社製）やＸ３２−９０２／ｃａｔ１３００、ＫＥ１
３０８／ｃａｔ１３００−Ｌ４（信越化学工業株式会社
製）、Ｆ２５０−１２１（日本ユニカ株式会社製）等を
挙げることができる。

【００１４】なお、上記のＡ成分、Ｂ成分及び触媒の他
に、顔料、硬化遅延剤、難燃剤、充填剤等をシリコーン
ゲルの特性を損なわない範囲内で配合することもでき、
また、場合によっては、防振、緩衝性等の機能を高める
為に、微小中空球体のフィラーを混入してなるシリコー
ンゲルを用いてもよく、このような材料に日本フィライ
ト株式会社製造のフィライト（登録商標）や同社販売の
エクスパンセル（登録商標）、マツモトマイクロスフェ
アー（松本油脂製薬株式会社製造販売）等が例示でき
る。

【００１５】次にこのシリコーンゲルに導電性を付与す
るために添加される導電性フィラーについて説明する。
導電性フィラーとしては、カーボンブラック、カーボン
ファイバー、グラファイト、金属粉末、金属酸化物、金
属フレーク、金属繊維等、そのものが導電物質の他、絶
縁性の有機、無機の微粒子にニッケル、コバルト、金、
銀等の導電物質をメッキ、コート等したものがある。こ
れらは一般に、球状、リン片状、繊維状等の任意形状を
呈しており、本発明では、これら導電性フィラーの内、
導電性シリコーンゲル材に仕上げたときに導電性曲線が
右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示すものを１種単独でまた
は複数種混合して適用できる。また、導電性フィラー
は、一般的には、シリコーンゲル中に均一に分配される
事が望ましく、極力沈澱を生じない様に配慮する必要が
ある。このためには、ガラス系や樹脂系の微小中空球体
に銀等の導電金属をコートしたものを用いるのが望まし
い。なお、例えばニッケル等の磁性体の微粒子を用いれ
ば、導電性を付与できるのは勿論、磁性も付与されるこ
とにより感磁性の導電性シリコーンゲル材を作ることが
可能となり、磁気シールドや磁気検知等の用途に使用で
きる。

【００１６】続いて、本発明に使用される触媒を失活さ
せる物質について説明する。この物質は、シリコーンゲ
ルの反応基よりも素早く上記白金系触媒と反応し、しか
も両者で強固な化学結合を形成するものであればよく、
有機、無機の何れをも問わないものであり、一般にＳ、
Ｐ、Ｎ、Ｓｎ、Ｃ＝Ｃの原子乃至分子を有する。具体的
には、硫黄系化合物としては、無機化合物として、硫酸
カリ、硫酸アンモン、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソー
ダ、亜硫酸ソーダ、ハイドロサルファイド、硫酸ヒドロ
キシアミンなどの硫酸塩、硫黄、二硫化炭素、スルホキ
シル酸ソーダ（ロンガリット）などが挙げられ、また、
有機化合物としては、チオグリコール酸、チオグリコー
ル酸ブチルなどのチオグリコール酸とチオグリコール酸
ブチルなどのチオグリコール酸とその誘導物、β-メル
カプトプロピオン酸などのメルカプタン化合物、チオ酢
酸、チオ尿素、スルホン酸塩、硫酸エステル塩などの界
面活性剤などが挙げられる。また、燐系化合物として
は、無機化合物として、燐酸、燐酸アンモニウム亜燐
酸、次亜燐酸、ピロ燐酸ソーダ、酸性メタ燐酸ソーダ、
トリポリ燐酸ソーダなどの燐酸及びその塩が挙げられ、
また、有機燐化合物として、トリメチルフォスフェー
ト、ジアルキルジチオ燐酸、亜燐酸エステルなどが挙げ
られる。さらにまた、錫化合物としては、各種塩化錫・
酸化錫類があり、その他ロダン塩類や硫酸第一錫などが
挙げられ、アミン化合物としては、イミノビスプロピル
アミン、トリエチルアミン、3-ジエチルアミノプロピル
アミン、テトラメチルエチレンジアミン、3-メトキシプ
ロピルアミンなどが挙げられる。

【００１７】また、導電性フィラーの少なくとも表面に
白金系触媒の失活作用を有する物質を吸着させる工程と
しては、前記硫黄、燐、錫系化合物やアミン等の有機も
しくは無機化合物を含む雰囲気下に、添加しようとする
導電性フィラーを放置するか、あるいは、該化合物を溶
解した水溶液もしくは溶媒の溶液中に浸漬し、その後加
熱乾燥等して水や溶媒を除去することで行われる。この
ような処理を行うことにより、導電性フィラーに吸着さ
れた白金系触媒の失活作用ある物質は、硬化工程中の導
電性フィラー界面において、シリコーンゲル原液中の白
金系触媒と選択的に反応して両者強固に結合し、シリコ
ーンゲルの相にまだ未架橋成分が存在していても、導電
性フィラー界面における反応は停止され、もって、基材
たるシリコーンゲルが硬化してゲルの硬化連続相を形成
しても、これに分散されて存在する導電性フィラーのご
く表面ではシリコーンゲル原液が硬化されない層が形成
される。この結果、得られた導電性シリコーンゲル材で
は、導電性フィラーはシリコーンゲルの硬化連続相に拘
束されず、ある程度の自由度を保ち、導電性フィラー同
士の接離が明確となる。

【００１８】続いて、導電性シリコーンゲル材の具体例
を説明し、その後これを改質する実施例を説明し、更に
その後これら導電性シリコーンゲル材の使用方法につい
て説明する。ここで具体例としては、基材としてシリコ
ーンゲルにトーレ・ダウコーニングシリコーン社製のＴ
ＯＵＧＨ−２を針入度１６０に調整して用い、そのＡ成
分、Ｂ成分混合の際、導電性フィラーを加え、均一に撹
拌した後、脱気処理をして、３ｍｍのスペーサーにより
隔てられたガラス板間に流し込み、７０℃で３分間、更
に１００℃で３時間加熱するのを標準手順として作成し
た。そして、このシート状のものから、φ２５のポンチ
を用いて円板状にカットし、各試料を得て、図１０に示
すごとく、銅板に銀メッキした極板Ｆ（６０×７０×１
ｍｍ）間に挟み込み、アイコーエンジニアリング社製加
圧試験システムＳ（圧縮試験器ＭＯＤＥＬ−１３１０Ｄ
Ｓ、コントローラー１０１１Ｃ、ロードセル３２００）
にて試料Ｘを加圧しながら、アドバンテスト社製ＴＲ６
８４７マルチメーターＭを用いてその間の電気抵抗値変
化を測定した。なお、加圧後電気抵抗値が平衡に達する
までの一定時間放置した後に読み取りを行ない、測定値
のバラツキ誤差をなくした。

【００１９】試料１として、昭和電工株式会社製の銀を
コーティングしてあるセラミック製微小中空球体で粒子
径９０μｍのメタライトＡｇＣＧを、基材たるシリコ
ーンゲルに対し３５重量％添加して作成した。試料１の
前記測定方法による、圧縮変位量を横軸に電気抵抗値を
縦軸にとった導電性曲線を図１に示す。

【００２０】試料２として、同粒子径３０μｍのメタラ
イトＡｇＳＦ４４を、基材たるシリコーンゲルに対し
４０重量％添加して作成した。試料２の同導電性曲線を
図２に示す。

【００２１】試料３として、住友化学株式会社製の人造
黒鉛粉で粒子径４０μｍのＰＯＧ−８０を、基材たるシ
リコーンゲルに対し３０重量％添加して作成した。試料
３の同導電性曲線を図３に示す。

【００２２】試料４として、大塚化学株式会社製の導電
性酸化チタンのウイスカーで繊維径０.２〜０.５μｍで
繊維長１０〜２０μｍのデントールＢＫ−２００を、基
材たるシリコーンゲルに対し３０重量％添加して作成し
た。試料４の同導電性曲線を図４に示す。

【００２３】そこで、これら各試料の導電性曲線を比較
してみると、試料１、試料２のような球状の導電性フィ
ラーを含む導電性シリコーンゲル材においては、圧縮変
位量の増加に対し電気抵抗値が一旦減少した後増加す
る、圧縮変位量を横軸に電気抵抗値を縦軸にとった導電
性曲線が右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示すことが分か
る。また、同様な傾向は、試料３のようなリン片状の導
電性フィラーを含む導電性シリコーンゲル材においても
見られ、球状やリン片状の導電性フィラーを含んで成る
導電性シリコーンゲル材の導電特性は従来の導電性ゴム
には見られない挙動を示すことが確認される。一方、試
料４のような繊維状の導電性フィラーを含む導電性シリ
コーンゲル材の導電特性は、圧縮変位量に対して電気抵
抗値が単調減少の傾向を示し、導電性フィラーによって
は従来の導電性ゴムと同じ挙動を示す導電性シリコーン
ゲル材もあることが確認される。

【００２４】また、試料１、試料２及び試料３のような
右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示している導電性シリコー
ンゲル材に注目し、その最も導電性の高い領域を観察す
ると、この高導電領域は導電性曲線における変曲点辺り
であって、比較的狭いことが分かる。しかし、導電性物
質においては当然のことであるが、高く安定した導電性
が望まれているものである。そこで、これを改善するた
めの改質方法の実施例について説明する。

【００２５】この実施例では白金系触媒の失活作用を有
する物質として、ドデシルベンゼンスルフォン酸を用
い、これを導電性フィラーに吸着させている。また、導
電性フィラーには、銀コーティングのセラミック製微小
中空球体で粒子径３０μｍのメタライトＡｇＳＦ４４
を、基材たるシリコーンゲルＴＯＵＧＨ−２に対し４０
重量％用いた。そして、吸着工程は、１００ｐｐｍのド
デシルベンゼンスルフォン酸水溶液５００ｍｌをマグネ
チックスターラーで撹拌しながらこの導電性フィラーの
２０ｇを加え、１時間撹拌の後、ろ紙を用いて吸引ろ過
し、７０℃で３時間乾燥することとした。そして、前記
試料と同様に厚さ３ｍｍで直径２５ｍｍの試料５を得
て、前記同様に測定して作図した導電性曲線を、無処理
の導電性フィラーを添加して調製したものの導電性曲線
と合わせて図５に示す。

【００２６】また、他の実施例として、ドデシルベンゼ
ンスルフォン酸に代えてオクチルベンゼン酸を用い、そ
の他条件は全て試料５の作成要領と同じとして、試料６
を得た。試料６の同導電性曲線を図６に示す。

【００２７】さらに、オクタンスルフォン酸ソーダを用
い、その他条件は全て試料５の作成要領と同じとして、
試料７を得た。試料７の同導電性曲線を図７に示す。

【００２８】また、ジメチルスルフォキシドを用い、そ
の他条件は全て試料５の作成要領と同じとして、試料８
を得た。試料８の同導電性曲線を図８に示す。

【００２９】また、オレイン酸ソーダを用い、その他条
件は全て試料５の作成要領と同じとして、試料９を得
た。試料９の同導電性曲線を図９に示す。

【００３０】これらの導電性曲線から分かるように、無
処理の導電性フィラーを用いて調製した導電性シリコー
ンゲル材に比較して、改質処理して調整したものは、低
抵抗値の領域が広がっており、また、比較的大きい圧縮
変位量まで低抵抗値を示し、導電性シリコーンゲル材と
してはより使い易いものとなっている。なお、これら改
質処理して調整した導電性シリコーンゲル材を常温で引
き裂き、その破断面を走査型顕微鏡を用いて観察したと
ころ、無処理の導電性フィラーを用いて調整した導電性
シリコーンゲル材では導電性フィラー表面がシリコーン
ゲルで覆われるのに対して、改質処理した導電性フィラ
ーを用いて調整した導電性シリコーンゲル材では導電性
フィラーの形状が明瞭に現われ、導電性フィラーの自由
度が確保されたことが視覚的にも確認された。なお、こ
の改質方法に代えて導電性フィラーの濡れ性を向上させ
ても改善されるのではと思われ、各種カップリング剤で
試してみたが、分散性は向上するものの、シリコーンゲ
ルの機械的物性が低下し、満足できる導電性シリコーン
ゲル材は得られず、本改質方法の効果の程が一層確認さ
れた。さらに、本改質方法によれば、シリコーンゲルと
導電性フィラーとの混合方法、撹拌の強さ、時間などで
導電特性が大きくばらつくという問題も解決され、より
安定したものが得られるようになった。

【００３１】そこで、次にこれら導電性曲線が右上がり
のＪ字乃至Ｕ字状を示す導電性シリコーンゲル材を使用
する方法について説明する。先ず、圧縮変位量０から比
較的小変位で高抵抗値から低抵抗値へと変化する右下が
りの曲線域において、この間の電気抵抗値変化を感知す
るようにした使用例について説明する。図１１は、作業
ロボットの手指に使用されるクランパーを示すもので、
このクランパーＡは、その挟持片１、１が駆動部１２に
より開閉制御されて、卵、ケーキ、トマト等のきわめて
割れ崩れ易いものを取り扱えるようになっている。そし
て、挟持片１、１の内側には感圧指子２、２が貼設さ
れ、該感圧指子２、２は、柔軟で摩擦性の大きい外皮２
１を外郭とし、その外皮２１内において前記導電性曲線
を有する導電性シリコーンゲル材のシート状片３を表裏
の導電性金属箔２２、２２がサンドイッチする構造を有
する。また、この導電性金属箔２２からのリード線２３
は図示しない制御部へ延長され、把持時にシート状片３
に加わる圧力を電気信号として感知し、この信号によっ
て挟持片１、１の挟圧力や移動動作を制御するようにな
っている。この使用例では、圧縮変位量０の高抵抗値か
ら最も導電性が高くなる変化で、挟持片１、１のクラン
プ動作を停止するよう回路構成され、挟持片１、１は、
被把持物体を落下させない程度に把持する。ここで、基
体たるシリコーンゲルの針入度を例えば１００〜２００
程度に調製したものを用いれば、導電性シリコーンゲル
材のこの電気抵抗値変化が極めて顕著に出るのと、導電
性シリコーンゲル材自体が柔軟であることが相俟って、
割れ崩れやすいものを上手にクランプする。

【００３２】次に、比較的小変位の変曲点付近の曲線域
において、当該小変位が発生するよう導電性シリコーン
ゲル材に対してほぼ固定的な負荷荷重を与えて、その導
電性と緩衝防振性とを利用するようにした実施例につい
て説明する。図１２は、理解し易いように原始的な電気
回路に応用したもので、短波ラジオ等におけるプーリー
式減速ダイヤルによる同調回路の要部である。同図にお
いて４がバリコン、４２がバリコン軸４１に固着された
減速プーリー、５はつまみ軸、５１はつまみ軸５の後端
に固着されたフライホイール、５２は減速プーリー４２
とつまみ軸５との間に巻回されたベルトである。そし
て、６が前記導電性曲線を有する導電性シリコーンゲル
材たる導電性シートであって、その一面は金属製シャー
シＢに直接貼着され、他面にバリコン４を直接搭載して
いる。また、７１はネジ、７２はコイルバネ、７３はワ
ッシャーであって、ネジ７１のシャーシＢへのねじ入れ
により、前記導電性シート６に適度の歪を与えながら、
バリコン４をシャーシＢの所定位置に固定している。こ
こで、導電性シート６に対する適度の歪とは、電気抵抗
値が最も低い、正に前記導電性曲線における変曲点辺り
の歪量であり、このため、バリコン４の重量やコイルバ
ネ７２の強さ、ネジ７１の螺入度合等を加味して導電性
シート６の厚さや面積が決定されている。このため、バ
リコン４の一方の極板をそのままシャーシＢにアースす
るとともに導電性シリコーンゲル材にてバリコン４全体
を緩衝防振的に支持したと同様な状態となっており、シ
ャーシＢに衝撃、振動が発生したとしても、この衝撃、
振動はバリコン４には伝わらず、電気的ノイズを生ずる
こともない。このような使い方は、この同調回路の他、
発振回路等、いわゆる電波、特に高周波の出入力部分に
おいて効果的に施用できる。

【００３３】続いて、比較的小変位の変曲点付近から比
較的大変位で高抵抗値へと変化する右上がりの曲線域に
おいて、当該小変位が発生するよう導電性シリコーンゲ
ル材に対して負荷荷重を与えておき、さらなる負荷荷重
による電気抵抗値変化を感知するようにした使用例につ
いて説明する。図１３に示すものは、いわゆるパンチン
グ測定器で、この例では、ベースとしての床部８１と、
柱部８２、天井部８３が一連となった本体、パンチング
ボールＰ、感圧測定部９、表示部８５、及び図示しない
演算部等から構成されている。パンチングボールＰは天
井部８３先端においてチェーン８４にて吊り下げられて
おり、この回動軌跡にあたる天井部８３後方には、感圧
測定部９が設けられている。この感圧測定部９は、天井
部８３に明けられた窓部に受圧板９１をはめ込み、これ
に上方より前記導電性曲線を有する導電性シリコーンゲ
ル材たる導電性シート９２、及び押圧板９３が重ね合わ
され、また、押圧板９３はその上方のボルト９４、９４
により下方への押圧力が調整され、さらに、受圧板９１
及び押圧板９３の内側には導電性金属箔９５が貼設され
て成り、導電性金属箔９５からのリード線は演算部へ延
設され、その演算結果が柱部８２正面の表示部８５に電
光掲示される。そこで、パンチングボールＰを強打する
と、該パンチングボールＰはチェーン８４に拘束されて
円を描きながら、感圧測定部９の受圧板９１と衝突し、
さらに上方の導電性シート９２を歪ませる。この導電性
シート９２は既に上方からのボルト９４により所定の初
期負荷が与えられ前記低い電気抵抗値を示すようになっ
ており、これがさらなる負荷によって歪まされることに
より、高い電気抵抗値を示すよう変化し、その電気抵抗
値がパンチング力に換算されて表示される。

【００３４】

【発明の効果】以上本発明によれば、導電性曲線が右上
がりのＪ字乃至Ｕ字状と云う特異な挙動を示す導電性シ
リコーンゲル材の活用方法が提供され、シリコーンゲル
自体が本来有する緩衝性、防振性、さらには易変形性、
混練や高温加熱を必要としない易成形性等が導電性シリ
コーンゲル材としても生かされるようになり、その用途
が拡大される。また、低抵抗値すなわち導電性の高い領
域が拡大される他、原液の混合方法、撹拌の強さ、時間
などによる導電特性のバラツキも減少され、より使い易
い導電性シリコーンゲル材が得られるようになり、益々
の用途展開が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】メタライトＡｇＣＧを３５重量％添加して作
成した導電性シリコーンゲル材の圧縮変位量を横軸に電
気抵抗値を縦軸にとった導電性曲線である。

【図２】メタライトＡｇＳＦ４４を４０重量％添加し
て作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線であ
る。

【図３】人造黒鉛粉ＰＯＧ−８０を３０重量％添加して
作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線であ
る。

【図４】デントールＢＫ−２００を３０重量％添加して
作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線であ
る。

【図５】ドデシルベンゼンスルフォン酸を用いて吸着処
理したメタライトＡｇＳＦ１２を４０重量％添加して
作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線であ
る。

【図６】オクチルベンゼン酸を用いて吸着処理して同作
成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線である。

【図７】オクタンスルフォン酸ソーダを用いて吸着処理
して同作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線
である。

【図８】ジメチルスルフォキシドを用いて吸着処理して
同作成した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線であ
る。

【図９】オレイン酸ソーダを用いて吸着処理して同作成
した導電性シリコーンゲル材の同導電性曲線である。

【図１０】導電性曲線を得るための電気抵抗値測定状態
を示す概略図である。

【図１１】圧縮変位量０から比較的小変位の右下がりの
曲線域の電気抵抗値変化を感知するようにした使用例で
あって、作業ロボットの手指に使用されるクランパーの
一部拡大断面を含む平面図である。

【図１２】変曲点付近の曲線域に相当するほぼ固定的な
負荷荷重を与え、その導電性と緩衝防振性とを利用する
ようにした実施例であって、短波ラジオ等におけるプー
リー式減速ダイヤルによる同調回路の要部の斜視図であ
る。

【図１３】変曲点付近から比較的大変位の右上がりの曲
線域において、変曲点付近に相当する負荷荷重を事前に
与えておき、さらなる負荷荷重による電気抵抗値変化を
感知するようにした使用例であって、パンチング測定器
の一部断面を含む側面図である。

【符号の説明】

ＡクランパーＢシャーシＰパンチングボールＦ極板Ｓ加圧試験システムＭマルチメーターＸ試料１挟持片１２駆動部２感圧指子２１外皮２２導電性金属箔２３リード線３導電性シリコーンゲル材のシート状片４バリコン４１バリコン軸４２減速プーリー５つまみ軸５１フライホイール５２ベルト６導電性シリコーンゲル材たる導電性シート７１ネジ７２コイルバネ７３ワッシャー８１床部８２柱部８３天井部８４チェーン８５表示部９感圧測定部９１受圧板９２導電性シート９３押圧板９４ボルト９５導電性金属箔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０５Ｋ 9/00 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｘ // Ｃ０８Ｇ 77/04 Ｃ０８Ｇ 77/04 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 1/24 C08K 9/00 C08L 83/05 C08L 83/07 H01C 10/10 H05K 9/00 C08G 77/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮変位量を横軸に電気抵抗値を縦軸に
とった導電性曲線が右上がりのＪ字乃至Ｕ字状を示す導
電性シリコーンゲル材を使用するにあたり、比較的小変
位で低抵抗値である変曲点付近の曲線域において、当該
小変位が発生するよう導電性シリコーンゲル材に対して
ほぼ固定的な負荷荷重を与えて、その高導電性と緩衝防
振性とを利用するようにしたことを特徴とする導電性シ
リコーンゲル材の使用方法。
【請求項２】導電性フィラーの少なくとも表面に、ヒ
ドロシリル化触媒たる白金系触媒の失活作用を有する物
質を、予め、その物質の気相および／または液相中にて
吸着させる工程と、該物質を吸着させた導電性フィラー
をシリコーンゲル原液に添加する工程と、該導電性フィ
ラーを添加したシリコーンゲル原液を前記白金系触媒を
用い付加反応せしめて硬化させる工程とを有することを
特徴とする導電性シリコーンゲル材の改質方法。