JPH05151828A - 感圧導電材料 - Google Patents
感圧導電材料Info
- Publication number
- JPH05151828A JPH05151828A JP3316274A JP31627491A JPH05151828A JP H05151828 A JPH05151828 A JP H05151828A JP 3316274 A JP3316274 A JP 3316274A JP 31627491 A JP31627491 A JP 31627491A JP H05151828 A JPH05151828 A JP H05151828A
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- JP
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- pressure
- conductive material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜化に対応できる感圧導電材料の提供。
【構成】フィルム状導電材料の表面に有機分子膜を有す
る感圧導電材料。
る感圧導電材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は感圧導電材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】感圧導電材料はキーボードスイッチ、自
動ドアのスイッチ、各種圧力接点スイッチ、その他のセ
ンサーとして広範囲に利用されている。
動ドアのスイッチ、各種圧力接点スイッチ、その他のセ
ンサーとして広範囲に利用されている。
【０００３】導体または半導体材料（以下合わせて導電
性材料と称する）を感圧導電性のものとする工夫とし
て、フィルム状の導電性材料の表面に突起を設けたり
（実開昭６１−１１４７２７）、絶縁性線状スペーサー
を設ける（特開昭５８−６８１４７）方法がある。これ
らの使用態様を突起を設けた場合について説明すると、
導電性材料のフィルムの少なくとも片面に絶縁性の突起
を形成し、該フィルムの両側に電極を設けて非押圧時に
おいては突起状物が電極と導電性材料とを絶縁して導通
しないが、押圧時はその圧力の大きさに応じて電極と導
電材料との接触面積が増加し、電気抵抗が小さくなるよ
うに設計される。
性材料と称する）を感圧導電性のものとする工夫とし
て、フィルム状の導電性材料の表面に突起を設けたり
（実開昭６１−１１４７２７）、絶縁性線状スペーサー
を設ける（特開昭５８−６８１４７）方法がある。これ
らの使用態様を突起を設けた場合について説明すると、
導電性材料のフィルムの少なくとも片面に絶縁性の突起
を形成し、該フィルムの両側に電極を設けて非押圧時に
おいては突起状物が電極と導電性材料とを絶縁して導通
しないが、押圧時はその圧力の大きさに応じて電極と導
電材料との接触面積が増加し、電気抵抗が小さくなるよ
うに設計される。
【０００４】このようなフィルム状の導電性材料の表面
に突起を設けるかあるいはスペーサーを設けて感圧導電
性を付与する工夫は突起自身あるいはスペーサー自身が
０．１から３．０ｍｍの厚さを有している。一方、感圧
センサーの用途である電子機器、加重−電圧変換器等々
においては、感圧導電材料として薄膜タイプのものが要
求されているが、上記の感圧導電性を付与する工夫は薄
膜化に充分に対応できるものでは無い。
に突起を設けるかあるいはスペーサーを設けて感圧導電
性を付与する工夫は突起自身あるいはスペーサー自身が
０．１から３．０ｍｍの厚さを有している。一方、感圧
センサーの用途である電子機器、加重−電圧変換器等々
においては、感圧導電材料として薄膜タイプのものが要
求されているが、上記の感圧導電性を付与する工夫は薄
膜化に充分に対応できるものでは無い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かくして本発明は薄膜
化に対応できる感圧導電材料の提供を目的としている。
化に対応できる感圧導電材料の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によればフ
ィルム状の導電材料の表面に有機分子膜を有する、好ま
しくは該有機分子膜がブロジェット法により形成された
ものであるフィルム状感圧導電材料が提供される。
ィルム状の導電材料の表面に有機分子膜を有する、好ま
しくは該有機分子膜がブロジェット法により形成された
ものであるフィルム状感圧導電材料が提供される。
【０００７】フィルム状の導電材料の表面に有機分子膜
を形成することにより導電材料が感圧導電性を有するよ
うになる事実は予想外の発見であり、驚くべきことであ
った。
を形成することにより導電材料が感圧導電性を有するよ
うになる事実は予想外の発見であり、驚くべきことであ
った。
【０００８】有機分子膜の形成により感圧導電性の性質
を帯びる理由に関しては定かではないが、有機分子膜が
導電材料の表面を絶縁層として存在することにより非押
圧時においては電極と導電材料は導通しないが、押圧時
においては分子膜が圧力の大きさに応じて圧縮され電極
と導電材料とが導通し、再び解放されると圧縮された膜
が回復し非導通状態になるという圧力の変化に対応して
膜が可逆的に変化するためと推定している。
を帯びる理由に関しては定かではないが、有機分子膜が
導電材料の表面を絶縁層として存在することにより非押
圧時においては電極と導電材料は導通しないが、押圧時
においては分子膜が圧力の大きさに応じて圧縮され電極
と導電材料とが導通し、再び解放されると圧縮された膜
が回復し非導通状態になるという圧力の変化に対応して
膜が可逆的に変化するためと推定している。
【０００９】このような、有機分子膜の厚さは２０〜５
０Å程度のものであり、従来技術の突起状物あるいはス
ペーサーを設ける工夫と比較して感圧導電性を与えるた
めの手段のための空間が実質的に存在しないことと同じ
であり、感圧導電材料の薄膜化の方向のニーズに合致し
ている。
０Å程度のものであり、従来技術の突起状物あるいはス
ペーサーを設ける工夫と比較して感圧導電性を与えるた
めの手段のための空間が実質的に存在しないことと同じ
であり、感圧導電材料の薄膜化の方向のニーズに合致し
ている。
【００１０】更に、有機分子膜を形成するフィルム状導
電材料として感圧導電性のものを用いた場合、その感圧
導電性の感度が鋭くなるという驚くべき事実も発見し
た。
電材料として感圧導電性のものを用いた場合、その感圧
導電性の感度が鋭くなるという驚くべき事実も発見し
た。
【００１１】以下本発明の構成につき詳述するが、本発
明の目的及び利点がより明確になるであろう。
明の目的及び利点がより明確になるであろう。
【００１２】本発明の導電材料は特に限定されるもので
は無いが、通常体積固有抵抗値で１０-6〜１０8 Ω・ｃ
ｍ、好ましくは、１０-5〜１０2 Ω・ｃｍのものが推奨
される。
は無いが、通常体積固有抵抗値で１０-6〜１０8 Ω・ｃ
ｍ、好ましくは、１０-5〜１０2 Ω・ｃｍのものが推奨
される。
【００１３】具体的にはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルなどの
熱可塑性樹脂、あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、ケイ素樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹
脂、ニトロセルロース、エチルセルロース等の繊維素誘
導体、塩化ゴム、シリコーンゴム等のゴム誘導体、さら
には、上記の各樹脂の各種変性体などに、カーボンブラ
ック、グラファイト、銀、ニッケル、炭化チタンおよび
表面を導電性材料でコートしたマイカや繊維などの導電
性を有する充填剤を混合したものなどが挙げられる。
ン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルなどの
熱可塑性樹脂、あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、ケイ素樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹
脂、ニトロセルロース、エチルセルロース等の繊維素誘
導体、塩化ゴム、シリコーンゴム等のゴム誘導体、さら
には、上記の各樹脂の各種変性体などに、カーボンブラ
ック、グラファイト、銀、ニッケル、炭化チタンおよび
表面を導電性材料でコートしたマイカや繊維などの導電
性を有する充填剤を混合したものなどが挙げられる。
【００１４】また、導電性材料としてそれ自体が感圧導
電性を有するものであっても良い。そのような材料とし
て本願出願人が特開平２−１８６６０４号で提案した有
機高分子材料と導電性材料および前記導電性材料の１／
１００以下の電気伝導度を有する半導体材料および絶縁
材料からなる組成物を挙げることができる。
電性を有するものであっても良い。そのような材料とし
て本願出願人が特開平２−１８６６０４号で提案した有
機高分子材料と導電性材料および前記導電性材料の１／
１００以下の電気伝導度を有する半導体材料および絶縁
材料からなる組成物を挙げることができる。
【００１５】このような導電性材料はその素材に応じて
フィルム状に成形されるが、そのフィルムの厚さは感圧
導電性材料の用途に応じて適宜に設定され、通常１０〜
６０ミクロンの厚さである。
フィルム状に成形されるが、そのフィルムの厚さは感圧
導電性材料の用途に応じて適宜に設定され、通常１０〜
６０ミクロンの厚さである。
【００１６】本発明のフィルム状の導電性材料は、その
表面に有機分子膜を有する。有機分子膜は有機分子の単
分子膜であっても良いし、単分子膜が複数積層した累積
膜であっても良い。
表面に有機分子膜を有する。有機分子膜は有機分子の単
分子膜であっても良いし、単分子膜が複数積層した累積
膜であっても良い。
【００１７】有機分子膜を構成する有機分子としては、
ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタ
デカン酸、ステアリン酸で例示されるＣ10〜Ｃ20の長鎖
脂肪酸およびそのエステル類、ピレニルデカン酸、ブチ
ルピレニルヘキサン酸などの縮合多環芳香族を含む脂肪
酸及びそのエステル類、その他シアニン染料、アゾベン
ゼン誘導体、フタロシアニン誘導体などを挙げることが
できる。
ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタ
デカン酸、ステアリン酸で例示されるＣ10〜Ｃ20の長鎖
脂肪酸およびそのエステル類、ピレニルデカン酸、ブチ
ルピレニルヘキサン酸などの縮合多環芳香族を含む脂肪
酸及びそのエステル類、その他シアニン染料、アゾベン
ゼン誘導体、フタロシアニン誘導体などを挙げることが
できる。
【００１８】このような有機分子を適宜選択することに
より又、有機分子の積層数を変化することにより本発明
の感圧導電性材料の感圧特性を適宜に変化させることが
可能である。一般的には、有機分子の炭素数が増加する
につれて一層当たりの分子鎖長が長くなるため、荷重を
印加しない際の絶縁性が向上する。又、積層数が増加す
るにつれて感圧導電性が向上する。しかし、積層数が多
すぎると、分子鎖を形成することが困難である上、単な
る絶縁体層となってしまい、感圧導電性を失ってしま
う。従って、有機分子の炭素数ならびにその有機分子鎖
の積層数は、要求される感圧導電性に応じて適宜選択さ
れる。
より又、有機分子の積層数を変化することにより本発明
の感圧導電性材料の感圧特性を適宜に変化させることが
可能である。一般的には、有機分子の炭素数が増加する
につれて一層当たりの分子鎖長が長くなるため、荷重を
印加しない際の絶縁性が向上する。又、積層数が増加す
るにつれて感圧導電性が向上する。しかし、積層数が多
すぎると、分子鎖を形成することが困難である上、単な
る絶縁体層となってしまい、感圧導電性を失ってしま
う。従って、有機分子の炭素数ならびにその有機分子鎖
の積層数は、要求される感圧導電性に応じて適宜選択さ
れる。
【００１９】導電性材料のフィルムに有機分子膜を形成
するには、それ自体公知の所謂ブロジェット法により行
なうことができる。即ち、上記の有機化合物の単分子膜
を水面上に展開し、一定の表面圧を加えて最密状態の凝
縮膜を作り、導電性材料フィルムを膜面に対して上下す
ることによって凝縮膜を移しとり該フィルムに分子膜を
形成することができる。
するには、それ自体公知の所謂ブロジェット法により行
なうことができる。即ち、上記の有機化合物の単分子膜
を水面上に展開し、一定の表面圧を加えて最密状態の凝
縮膜を作り、導電性材料フィルムを膜面に対して上下す
ることによって凝縮膜を移しとり該フィルムに分子膜を
形成することができる。
【００２０】このようにして得られる有機分子膜がその
表面に形成されたフィルム状の導電材料は感圧導電性を
示す。又、フィルム状の導電材料がそれ自体感圧導電性
の場合、感圧特性がより鋭くなる。
表面に形成されたフィルム状の導電材料は感圧導電性を
示す。又、フィルム状の導電材料がそれ自体感圧導電性
の場合、感圧特性がより鋭くなる。
【００２１】本発明の感圧導電材料は従来の用途、例え
ばキーボードスイッチ、自動ドアのスイッチ、各種圧力
接点スイッチのセンサなどに用いられる他、特に薄膜化
が要請されているタッチパネル等の入出力装置などに好
んで用いられる。
ばキーボードスイッチ、自動ドアのスイッチ、各種圧力
接点スイッチのセンサなどに用いられる他、特に薄膜化
が要請されているタッチパネル等の入出力装置などに好
んで用いられる。
【００２２】
【実施例】以下実施例を以って、具体的に本発明を説明
する。
する。
【００２３】（実施例１）日本アチソン社製導電性ペー
ストエレクトロダク４２３ＳＳ（４０Ω／□ ２５μ
ｍ）をポリエステルフィルム上、バーコーターを用いて
印刷し、加熱乾燥後、膜厚４０μｍの導電性層を当該フ
ィルム上に形成した。このフィルムにラングミュアー・
ブロジェット法で、ステアリン酸の分子膜を２層及び４
層を形成した。このようにして作製した本発明の感圧材
を平らな櫛目電極上に載置し、直径１０ｍｍの平坦な先
端部を有する棒で加圧および除圧を繰り返し、特性を観
察した。得られた感圧材の加圧力と電気抵抗との関係
は、加圧が始まると直ちにかつ滑らかに電気抵抗が低下
して導通状態となり、加圧が解除されると直ちにかつ滑
らかに抵抗値にもどる優れた特性を有するものであっ
た。また、本発明の感圧材において、抵抗値の対数を縦
軸に、加圧力の対数を横軸にしてその関係をグラフにし
た際の直線の傾きを“勾配”といい（図１参照）、通常
の感圧材においては、この勾配の絶対値が大きいほど良
好な感圧性を有するものとなる。
ストエレクトロダク４２３ＳＳ（４０Ω／□ ２５μ
ｍ）をポリエステルフィルム上、バーコーターを用いて
印刷し、加熱乾燥後、膜厚４０μｍの導電性層を当該フ
ィルム上に形成した。このフィルムにラングミュアー・
ブロジェット法で、ステアリン酸の分子膜を２層及び４
層を形成した。このようにして作製した本発明の感圧材
を平らな櫛目電極上に載置し、直径１０ｍｍの平坦な先
端部を有する棒で加圧および除圧を繰り返し、特性を観
察した。得られた感圧材の加圧力と電気抵抗との関係
は、加圧が始まると直ちにかつ滑らかに電気抵抗が低下
して導通状態となり、加圧が解除されると直ちにかつ滑
らかに抵抗値にもどる優れた特性を有するものであっ
た。また、本発明の感圧材において、抵抗値の対数を縦
軸に、加圧力の対数を横軸にしてその関係をグラフにし
た際の直線の傾きを“勾配”といい（図１参照）、通常
の感圧材においては、この勾配の絶対値が大きいほど良
好な感圧性を有するものとなる。
【００２４】（実施例２）特開平２−１８６６０４号の
実施例１に記載の感圧材を厚さ１２５μｍのポリエステ
ルフィルム上に、バーコーターを用いて印刷し、加熱乾
燥後、膜厚４０μｍの感圧導電層を当該フィルム上に形
成した。このフィルムにラングミュアー・ブロジェット
法で、ステアリン酸の分子膜を２層および４層形成し
た。このようにして作製した本発明の感圧材を平らな櫛
目電極上に載置し、直径１０ｍｍの平坦な先端部を有す
る棒で加圧および除圧を繰り返し、特性を観察した。得
られた感圧材の加圧力と電気抵抗との関係は、加圧が始
まると直ちにかつ滑らかに電気抵抗が低下して導通状態
となり、加圧が解除されると直ちにかつ滑らかに元の抵
抗値にもどる優れた特性を有するものであった。
実施例１に記載の感圧材を厚さ１２５μｍのポリエステ
ルフィルム上に、バーコーターを用いて印刷し、加熱乾
燥後、膜厚４０μｍの感圧導電層を当該フィルム上に形
成した。このフィルムにラングミュアー・ブロジェット
法で、ステアリン酸の分子膜を２層および４層形成し
た。このようにして作製した本発明の感圧材を平らな櫛
目電極上に載置し、直径１０ｍｍの平坦な先端部を有す
る棒で加圧および除圧を繰り返し、特性を観察した。得
られた感圧材の加圧力と電気抵抗との関係は、加圧が始
まると直ちにかつ滑らかに電気抵抗が低下して導通状態
となり、加圧が解除されると直ちにかつ滑らかに元の抵
抗値にもどる優れた特性を有するものであった。
【００２５】（実施例３）（株）アサヒ化学研究所製の
抵抗性材料ＰＴＦペーストＴＵ−１Ｋ−５（１ＫΩ／□
２５μｍ）を厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム
上に、バーコーターを用いて印刷し、加熱乾燥後、膜厚
４０μｍの電気抵抗性層を当該フィルム上に形成した。
このフィルムにラングミュアー・ブロジェット法で、ス
テアリン酸の分子膜を２層および４層形成した。このよ
うにして作製した本発明の感圧材を平らな櫛目電極上に
載置し、直径１０ｍｍの平坦な先端部を有する棒で加圧
および除圧を繰り返し、特性を観察した。得られた感圧
材の加圧力と電気抵抗との関係は、加圧が始まると直ち
にかつ滑らかに電気抵抗が低下して導通状態となり、加
圧が解除されると直ちにかつ滑らかに元の抵抗値にもど
る優れた特性を有するものであった。
抵抗性材料ＰＴＦペーストＴＵ−１Ｋ−５（１ＫΩ／□
２５μｍ）を厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム
上に、バーコーターを用いて印刷し、加熱乾燥後、膜厚
４０μｍの電気抵抗性層を当該フィルム上に形成した。
このフィルムにラングミュアー・ブロジェット法で、ス
テアリン酸の分子膜を２層および４層形成した。このよ
うにして作製した本発明の感圧材を平らな櫛目電極上に
載置し、直径１０ｍｍの平坦な先端部を有する棒で加圧
および除圧を繰り返し、特性を観察した。得られた感圧
材の加圧力と電気抵抗との関係は、加圧が始まると直ち
にかつ滑らかに電気抵抗が低下して導通状態となり、加
圧が解除されると直ちにかつ滑らかに元の抵抗値にもど
る優れた特性を有するものであった。
【００２６】（比較例１〜３）実施例１、実施例２、実
施例３で用いた導電材、感圧材、電気抵抗材にラングミ
ュアー・ブロジェット法でのステアリン酸分子膜を形成
せずに、実施例記載と同様の方法にて、感圧特性を観察
した。以上の実施例および比較例の導電材料の感圧性を
表１に示した。
施例３で用いた導電材、感圧材、電気抵抗材にラングミ
ュアー・ブロジェット法でのステアリン酸分子膜を形成
せずに、実施例記載と同様の方法にて、感圧特性を観察
した。以上の実施例および比較例の導電材料の感圧性を
表１に示した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】本発明の感圧導電材料はフィルム状の導
電材料の表面に単に有機分子膜を設けて構成されている
ので、感圧導電材料の薄膜化が要請されている各種感圧
センサー、力−電圧変換装置、タッチパネル等の入出力
装置等に用いることが可能である。又、有機分子膜を形
成する前の感圧導電材料自体が感圧導電性を有している
場合、そのフィルム表面に有機分子膜を形成することに
より感圧導電性の感度が鋭くなり、各種用途に使用する
ことができる。
電材料の表面に単に有機分子膜を設けて構成されている
ので、感圧導電材料の薄膜化が要請されている各種感圧
センサー、力−電圧変換装置、タッチパネル等の入出力
装置等に用いることが可能である。又、有機分子膜を形
成する前の感圧導電材料自体が感圧導電性を有している
場合、そのフィルム表面に有機分子膜を形成することに
より感圧導電性の感度が鋭くなり、各種用途に使用する
ことができる。
【図１】 本発明の感圧材料の圧力と抵抗値の関係を示
すグラフである。
すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】フィルム状導電材料の表面に有機分子膜を
有する感圧導電材料。 - 【請求項２】有機分子膜がブロジェット法により形成さ
れた膜である請求項１に記載の感圧導電材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316274A JPH05151828A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 感圧導電材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316274A JPH05151828A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 感圧導電材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05151828A true JPH05151828A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18075281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316274A Withdrawn JPH05151828A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 感圧導電材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05151828A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6404584B2 (en) | 1997-10-01 | 2002-06-11 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for voice recorders |
| US6415707B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-07-09 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for coffee makers |
| US6469691B1 (en) | 1999-05-11 | 2002-10-22 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for hand-held web browsers |
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| KR100372624B1 (ko) * | 1995-04-18 | 2003-05-16 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 접촉감지장치및그제조방법 |
| JP2017016811A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 住友理工株式会社 | 感圧導電性エラストマー組成物および感圧導電性エラストマー架橋体 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3316274A patent/JPH05151828A/ja not_active Withdrawn
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