導電塗料を作って計ってみる（その2）

昨日の、導電塗料の続き。やってみた結果とか、
色々考えてみたりしたことをまとめておく。


＜実験結果の整理＞


（１）抵抗値

昨日のグラフをもう一度。



こんな具合に、距離に比例する成分と、そうじゃ
ない固定部分があるように見えちゃう。
比例成分相当の部分は、だいたい1cmあたり800Ω
位にみえる。

この固定部分は、テスターのプローブの当てかたに
よってコロコロ変わるので、当てかたに注意が必要。

薄く塗った部分に、プローブの先端が刺さる感じに
突き立てて計ったのがこのグラフ。比較的、大きい
抵抗値になったところの計測値。

これがもし、少しだけ塗装の厚い部分にプローブを
あてちゃうと、プローブと接する面積が大きくなっ
ちゃうし、もしくは、プローブを強く押し込んだり
すると、紙に深く食い込んで、やっぱり面積が大きく
なっちゃって、抵抗値がぐっと減る。

できるだけ同じような条件といううことで、点接点
になるように心がけてみた。


固定成分は、2接点で10kΩほどあるようにみえるの
で、片側辺り5kΩほどとみればいいのかな？

これを、もっと厚く塗ってあるところにプローブを
当てて計ってみると、片側1.5kΩくらいまでさくっと
落ちたり、さらに面積広く取ると、1k以下まで落ち
たりする。

ってことは、接点の抵抗をどれだけ小さく抑えられる
かが、実用の上での課題なのかな。
ちなみに、手元のリモコンを分解して、同じように
導電塗料のところをテスターで計ってみたら、
やっぱりけっこうな接点抵抗と、長さに比例する
抵抗の両方があるみたいだった。

で、面積大きくするための方法を2つほど考えてみた
ので、それは後ほど考察で。


（２）耐久性

耐久性といっても、いわゆるロングライフレポート
みたいな事をやるわけじゃなく、表面の硬さとか、
水に溶けないかとか、その手の強度的な話。

なんといっても、アクリル絵の具の特徴は、水溶性
なのに、乾くと強力で柔軟で、水にも溶けないって
いうところ。


まず、紙をぐにゅぐにゅ曲げてみたりしてみた。
厚めに塗ったほうも、パキパキ割れちゃう感じは
無く、紙の曲げに追従しているみたい。強い。

ティッシュペーパー丸めて、表面をごしごし。
薄く黒いものがティッシュに付くけど、ボロボロ
零れ落ちるようなものは無い。強い。

ティッシュを塗らして擦ってみた。やっぱり、薄く
黒いものが付くけど、溶けて落ちるようなものは
無い。強い。

長時間ごしごししたり、雨量センサーみたいに雨に
ずっとぬらし続けるような用途はわからないけど、
あまり神経質にならずに使えそうな感じ。



＜いろいろ考察＞


（１）混合比

今回は、体積比で大体1対1くらいで混ぜてみたん
だけど、当然、グラファイトが多ければ、その分
「距離あたりの抵抗値」は下がるはず。接点抵抗
も下がるかなぁ？

でも、グラファイトは小麦粉じゃないので、水で
グニュグニュ練っても、これ自体には粘々成分は無い。
なので、多く混ぜれば当然、塗料としての強さは
低くなっていくはず。
重量比だと、絵の具はグラファイトの大体8～9倍
くらい。グラファイトをあと2倍くらいまでは増やし
ても大丈夫なんじゃないかなぁ？と思って、今後
追試験をしてみたいところ。
紙を曲げたり、こすったりしたときに、ボロボロと
くずれたりしない限界くらいを探りたい。


（２）接点の抵抗

紙に薄く塗ったところは、だいたい安定して点の接点
になってるんだけど、すこしでも厚いところは、
塗料がプローブで圧されて変形して、小さく面接点に
なっている。結構、やわらかさ（柔軟さ）を持っている
塗料なんだなぁ、という印象。ゴムシートみたいな硬さ
なんだけど、圧して変形すると元に戻らない、みたいな。

爪楊枝で、グリグリしながら塗ったので、正直いって
あまりキレイに塗れてないんだけど、ちゃんと絵筆を
買ってきて塗ったら、もうちょっとましに塗れるん
だろうなと思う。

いずれにしても、アクリル絵の具自体はドロッとして
いるので、塗ったあと自然にまっ平らに自動的になって
くれたりしない。塗ったときにでこぼこしてると、
だいたいそのままの形で乾く。

どうやってまっ平らにするかが一つの課題。


（３）接点の大きさ

上記（２）と絡むけど、塗料を平面で塗れないと、
金属みたいなのをグリッと押し当てても、点に近い
接点になりそう。

なので、あらかじめ、ある程度広い接点を作って
おいて、そこに金属で（点で）接触しても小さい
抵抗に済ます方法として、2つ考えた。

一つは、IC買うと付いてくる導電スポンジ。あれを
使って面接地できないかな？と。で、導電スポンジ
をテスターに当てて計ってみると…そもそもこの
塗料よりも抵抗値がでかい。2桁近くでかい。MΩ級
の抵抗値と表示される。

まぁ、静電気を逃す程度の導電性があればいいわけ
だから、これで十分なんだろうな。
というわけで、導電スポンジの案は没。


もう一つ。アルミ箔が使えないかなぁ？と。まだ
実験して無いんだけど。
パンチとかでアルミ箔を小さい丸型に切り抜いて、
これの片面に導電塗料を塗って貼る。すると、
塗料とは面接点になる。アルミ部分は点接点でも
大丈夫だろうと。
紙とかなら、反対側から水気が抜けて乾くと思う
ので、それならいけるんじゃないかな？と。
今後の課題。



いずれにしても、接点の触れ方がちょっと変わるだけ
でも抵抗値がコロコロ変わって計りにくい。同一条件
で計測するのが難しいので、あまり厳密な値は取れない
気がするなぁ。
まぁ、どのくらいの桁数の抵抗値なのか、ってあたりは
大体わかった感じ。



＜今後の課題てきなもの＞

・混合比
・接点抵抗の低減化
・アルミ箔などの利用

といったあたりかなぁ。


P.S.
グラファイトの配合を変えてみたところ、かなりいい
感じになりました。
詳しくは↓。

http://brown.ap.teacup.com/nekosan0/3528.html




それにしても、このAutoPageのブログサービス。
丸1日近いメンテするとかって、サービス停止した
かと思ったら、それでも全然終わらず、結局さらに
半日くらい伸びるとか。
以前もそんなグダグダメンテがあったから、今回
もきっとそんな感じだろうとか思ったら、やっぱり
そうだった。

しかも、大型のメンテするたびに、ちょっとずつ
機能がバージョンダウンしていくんだよな。また
機能が削れた。

あれだな。もう、他のブログサービスに引越しする
のを考えようか。そろそろ。
前にも考えたけど、もうねぇ…と。

画像データは、ここは最大2GBほど使えるうち、まだ
7%ちょっとしか使ってないし、今後もそんなに多く
使わないと思うので、あまり優先事項じゃないん
だよな。
それより、記事をジャンル分けとか整理しやすいと
いいんだけどな。
そもそも、これまでみたいな、グダグダな書きなぐり
じゃなくて、実験記事とかプログラミングみたいな
（PIC、AVRのサイトのほうに載せない技術的な話）
だけのものと、グダグダ書きなぐり日記とは、ブログ
自体を別にしたほうがいいんだろうな。

まぁ、ちょっと手が空いたら改めて考えよう。