DE112020002761T5 - Conductive composition, conductive foil, contact element and method of making a conductive composition - Google Patents
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Abstract
Es werden eine leitfähige Zusammensetzung, eine leitfähige Folie, ein Kontaktelement und ein Verfahren zur Herstellung der leitfähigen Zusammensetzung bereitgestellt, mit denen ein geringerer elektrischer Widerstand als mit denjenigen des Standes der Technik erreicht wird. Eine leitfähige Zusammensetzung enthält ein Elastomer, mehrschichtiges Graphen und einen leitfähigen Füllstoff. Das mehrschichtige Graphen weist einen Außen- bzw. Hauptdurchmesser von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger und eine Dicke von 5 nm oder mehr und 30 nm oder weniger auf. Außerdem wird aus der leitfähigen Zusammensetzung eine leitfähige Folie gebildet, die einen Kontaktabschnitt eines Kontaktelements bilden kann. Darüber hinaus umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung einen Schritt des Mischens einer flüssigen Zusammensetzung, die einen leitfähigen Füllstoff und ein Lösungsmittel enthält, und einen Schritt der Zugabe und des Mischens eines Elastomers und von mehrschichtigem Graphen in die flüssige Zusammensetzung. A conductive composition, a conductive foil, a contact member and a method of making the conductive composition are provided which achieve lower electrical resistance than those of the prior art. A conductive composition includes an elastomer, multilayer graphene, and a conductive filler. The multilayer graphene has an outer or major diameter of 5 μm or more and 100 μm or less and a thickness of 5 nm or more and 30 nm or less. In addition, a conductive foil, which can form a contact portion of a contact element, is formed from the conductive composition. Furthermore, a method for producing a conductive composition includes a step of mixing a liquid composition containing a conductive filler and a solvent, and a step of adding and mixing an elastomer and multilayer graphene into the liquid composition.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine leitfähige Zusammensetzung, eine leitfähige Folie, ein Kontaktelement und ein Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung, die für einen Gummikontaktschalter und dergleichen verwendet werden kann.The present invention relates to a conductive composition, a conductive sheet, a contactor and a method for producing a conductive composition which can be used for a rubber contact switch and the like.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Im relevanten Stand der Technik wird ein Gummikontaktschalter, der ein Kontaktelement mit leitfähigen Kontaktabschnitten darstellt, über Elektroden angeordnet, die auf einer Verdrahtung eines Schaltungsträgers vorgesehen sind, und die leitfähigen Kontaktabschnitte sind zwischen den Elektroden verbunden, um die Durchführung von Eingabeoperationen, wie zum Beispiel Ein/Aus-Operationen, zu ermöglichen. Beispiele für verwendete Kontaktelemente und Gummikontaktschalter sind solche, bei denen eine leitfähige Folie aus einer leitfähigen Tinte gebildet wurde.In the related art, a rubber contact switch, which is a contact element having conductive contact portions, is placed over electrodes provided on a wiring of a circuit board, and the conductive contact portions are connected between the electrodes to perform input operations such as on /off operations. Examples of contactors and rubber contact switches used are those in which a conductive sheet is formed of a conductive ink.
Die
Die
PTL 1 und PTL 2 offenbaren die Verwendung einer leitfähigen Tinte, aber nicht die Beschaffenheit der leitfähigen Tinte.the
PTL 1 and PTL 2 disclose the use of a conductive ink but not the nature of the conductive ink.
Zitierlistecitation list
Patentliteraturpatent literature
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PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr.
61-245417 61-245417 -
PTL 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr.
2000-113759 2000-113759
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the Invention
Technisches ProblemTechnical problem
Die leitfähige Folie, die durch Auftragen einer leitfähigen Tinte (leitfähige Zusammensetzung) hergestellt wird, sollte einen geringen elektrischen Widerstand aufweisen. Insbesondere ist es wünschenswert, dass Gummikontaktschalter zur Verwendung in Geräten, die in Fahrzeugen montiert werden, einen geringen Widerstand aufweisen, da die Kontaktelemente zur Verbindung zwischen Elektroden aufgrund des hohen Stroms, der durch die Verdrahtung eines Schaltungsträgers fließt, einer hohen elektrischen Belastung ausgesetzt sind.The conductive sheet made by applying a conductive ink (conductive composition) should have low electrical resistance. In particular, it is desirable that rubber contact switches for use in vehicle-mounted devices have low resistance because the contact members for connection between electrodes are subjected to a large electric stress due to the large current flowing through the wiring of a circuit board.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist die vorliegende Erfindung die folgenden Merkmale auf.In order to achieve the object described above, the present invention has the following features.
Insbesondere enthält eine leitfähige Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Elastomer, ein mehrschichtiges Graphen und einen leitfähigen Füllstoff. Das mehrschichtige Graphen weist einen durchschnittlichen Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger und eine durchschnittliche Dicke von 5 nm oder mehr und 100 nm oder weniger auf.In particular, a conductive composition according to the present invention contains an elastomer, a multilayer graphene and a conductive filler. The multilayer graphene has an average major diameter or outer diameter of 5 μm or more and 100 μm or less and an average thickness of 5 nm or more and 100 nm or less.
Eine leitfähige Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, weist einen niedrigen elektrischen Widerstand und insbesondere einen niedrigen spezifischen Widerstand im Vergleich zu dem, was aus dem Stand der Technik bekannt ist, auf.A conductive foil made with the conductive composition according to the present invention has a low electrical resistance and in particular a low resistivity compared to what is known from the prior art.
In der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Elastomer ein thermisch aushärtendes flüssiges Silikonelastomer sein.In the conductive composition according to the present invention, the elastomer may be a thermosetting liquid silicone elastomer.
In dem Fall, in dem ein thermisch aushärtendes flüssiges Silikonelastomer als Elastomer verwendet wird, weist eine leitfähige Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, verglichen mit Fällen, in denen ein anderes Elastomer verwendet wird, eine verbesserte Festigkeit und Haftbeständigkeit auf, wenn sie als Kontaktelement dient.In the case where a thermosetting liquid silicone elastomer is used as the elastomer, a conductive sheet made with the conductive composition according to the present invention has improved strength and adhesion durability compared to cases where another elastomer is used on when it serves as a contact element.
In der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black bzw. leitfähiger Ruß sein.In the conductive composition according to the present invention, the conductive filler may be conductive carbon black.
In dem Fall, in dem leitfähiges Carbon Black als leitfähiger Füllstoff verwendet wird, ergibt sich eine synergetische Wirkung durch die Kombination des mehrschichtigen Graphens und des leitfähigen Carbon Black; dementsprechend weist in Fällen, in denen eine leitfähige Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, die leitfähige Folie einen geringeren elektrischen Widerstand und insbesondere einen geringeren spezifischen Widerstand auf als diejenigen des relevanten Standes der Technik.In the case where conductive carbon black is used as the conductive filler, there is a synergistic effect by the combination of the multilayer graphene and the conductive carbon black; accordingly, in cases where a conductive foil made with the conductive composition according to the present invention, the conductive foil has a lower electrical resistance and in particular a lower resistivity than those of the relevant prior art.
In der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann das mehrschichtige Graphen eine spezifische BET-Oberfläche von 20 m2/g oder mehr und 35 m2/g oder weniger aufweisen.In the conductive composition according to the present invention, the multilayer graphene may have a BET specific surface area of 20 m 2 /g or more and 35 m 2 /g or less.
In dem Fall, in dem das mehrschichtige Graphen eine spezifische BET-Oberfläche von 15 m2/g oder mehr und 40 m2/g oder weniger aufweist, weist eine leitfähige Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, einen signifikant reduzierten elektrischen Widerstand und insbesondere einen signifikant reduzierten spezifischen Widerstand, verglichen mit denen des relevanten Standes der Technik auf.In the case where the multilayer graphene has a BET specific surface area of 15 m 2 /g or more and 40 m 2 /g or less, a conductive sheet prepared with the conductive composition according to the present invention has a significantly reduced electrical resistance and in particular significantly reduced resistivity compared to those of the relevant prior art.
Eine leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung (d.h. der leitfähigen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4) gebildet.A conductive foil according to the present invention is formed from the conductive composition according to the present invention (i.e. the conductive composition according to any one of claims 1 to 4).
Da die leitfähige Folie aus der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, weist die leitfähige Folie einen geringeren elektrischen Widerstand und insbesondere einen geringeren spezifischen Widerstand auf als diejenigen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.Since the conductive foil is formed from the conductive composition according to the present invention, the conductive foil has a lower electrical resistance and particularly a lower resistivity than those known in the prior art.
In einem Querschnitt der leitfähigen Folie gemäß der vorliegenden Erfindung kann entlang einer vertikalen Richtung derselben ein Mittelwert der Abstände zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens 0,01 µm oder mehr und 10 µm oder weniger betragen.In a cross section of the conductive sheet according to the present invention, an average value of the distances between adjacent particles of the multilayer graphene can be 0.01 μm or more and 10 μm or less along a vertical direction thereof.
In dem Fall, in dem ein Mittelwert der Abstände zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens 0,01 µm oder mehr und 10 µm oder weniger in einem Querschnitt der leitfähigen Folie entlang einer vertikalen Richtung derselben beträgt, sind die Partikel des mehrschichtigen Graphens nahe beieinander, und folglich wird eine leitfähige Eigenschaft zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens hergestellt. Infolgedessen weist die leitfähige Folie im Vergleich zu denjenigen des relevanten Standes der Technik einen niedrigen elektrischen Widerstand auf.In the case where an average of the distances between adjacent multilayer graphene particles is 0.01 µm or more and 10 µm or less in a cross section of the conductive sheet along a vertical direction thereof, the multilayer graphene particles are close to each other, and consequently, a conductive property is established between the particles of the multilayer graphene. As a result, the conductive foil has a low electrical resistance compared to those of the relevant prior art.
In einem Querschnitt der leitfähigen Folie gemäß der vorliegenden Erfindung kann das mehrschichtige Graphen entlang einer vertikalen Richtung derselben im Allgemeinen in Form von Schichten und verteilt angeordnet sein.In a cross section of the conductive sheet according to the present invention, the multilayer graphene may be generally layered and distributed along a vertical direction thereof.
In dem Fall, in dem das mehrschichtige Graphen im Allgemeinen in Form von Schichten und verteilt in einem Querschnitt der leitfähigen Folie entlang einer vertikalen Richtung davon angeordnet ist, weist die leitfähige Folie, verglichen mit Fällen, in denen das mehrschichtige Graphen nicht im Allgemeinen in Form von Schichten oder verteilt angeordnet ist, insbesondere in einer ebenen Richtung derselben eine verbesserte leitfähige Eigenschaft auf.In the case where the multilayer graphene is generally arranged in the form of layers and distributed in a cross section of the conductive sheet along a vertical direction thereof, the conductive sheet has, compared to cases where the multilayer graphene is not generally in the form of layers or distributed, especially in a planar direction thereof, has an improved conductive property.
In einem Querschnitt der leitfähigen Folie gemäß der vorliegenden Erfindung können Partikel des mehrschichtigen Graphens entlang einer vertikalen Richtung derselben in einer versetzten, abwechselnden Weise verteilt angeordnet sein.In a cross section of the conductive sheet according to the present invention, particles of the multilayer graphene may be distributed along a vertical direction thereof in a staggered, alternating manner.
In dem Fall, in dem Partikel des mehrschichtigen Graphens in einer versetzten, abwechselnden Weise in einem Querschnitt der leitfähigen Folie entlang einer vertikalen Richtung davon verteilt sind, weist die leitfähige Folie, verglichen mit Fällen, in denen Partikel des mehrschichtigen Graphens nicht in einer versetzten, abwechselnden Weise verteilt angeordnet sind, eine verbesserte leitfähige Eigenschaft insbesondere in einer Dickenrichtung derselben auf.In the case where multilayer graphene particles are distributed in a staggered, alternating manner in a cross section of the conductive sheet along a vertical direction thereof, the conductive sheet has, compared with cases where multilayer graphene particles are not in a staggered, distributed in an alternating manner exhibits an improved conductive property particularly in a thickness direction thereof.
Die leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ω·cm oder mehr und 2,0 Ω·cm oder weniger aufweisen.The conductive sheet according to the present invention may have a specific resistance of 0.1 Ω·cm or more and 2.0 Ω·cm or less.
In dem Fall, in dem der spezifische Widerstand der leitfähigen Folie innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, weist die leitfähige Folie einen geringeren elektrischen Widerstand als die aus dem Stand der Technik bekannten auf.In the case where the resistivity of the conductive foil is within the above range, the conductive foil has a lower electrical resistance than those known in the art.
Ein Kontaktelement gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung (d.h. die leitfähige Folie gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9) an einem Kontaktabschnitt.A contactor according to the present invention includes the conductive foil according to the present invention (i.e., the conductive foil according to any one of claims 5 to 9) at a contact portion.
Da das Kontaktelement die leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Kontaktabschnitt aufweist, weist ein leitfähiger Abschnitt des Kontaktelements einen geringeren elektrischen Widerstand und insbesondere einen geringeren spezifischen Widerstand als diejenigen des Standes der Technik auf.Since the contactor has the conductive foil according to the present invention at a contact portion, a conductive portion of the contactor has a lower electric resistance and particularly a lower resistivity than those of the prior art.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung weist einen Schritt des Mischens einer flüssigen Zusammensetzung, die einen leitfähigen Füllstoff und ein Lösungsmittel enthält, und einen Schritt des Hinzufügens und des Mischens eines Elastomers und von mehrschichtigem Graphen in die flüssige Zusammensetzung auf.A method according to the present invention for producing a conductive composition has a step of mixing a liquid composition containing a conductive filler and a solvent, and a step of adding and mixing an elastomer and multilayer graphene into the liquid composition.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung, das die oben genannten Schritte umfasst, kann das Mischen mit einer geeigneten Viskosität in jedem der Schritte durchgeführt werden. Folglich hat die endgültige leitfähige Zusammensetzung eine einheitliche Beschaffenheit.In the method for producing a conductive composition of the present invention comprising the above steps, the mixing can be carried out with an appropriate viscosity in each of the steps. Consequently, the final conductive composition is uniform in nature.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung kann, wenn der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist, der Gehalt an leitfähigem Carbon Black Ruß 10 Masseteile oder mehr und 80 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung ohne das leitfähige Carbon Black und das mehrschichtige Graphen betragen, und der Gehalt an mehrschichtigem Graphen kann 10 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung ohne das leitfähige Carbon Black und das mehrschichtige Graphen betragen.In the method for producing a conductive composition according to the present invention, when the conductive filler is conductive carbon black, the content of conductive carbon black can be 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition without the conductive carbon black and the multilayer graphene, and the multilayer graphene content may be 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition without the conductive carbon black and the multilayer graphene.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung kann in dem Fall, in dem der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist und der Gehalt an leitfähigem Carbon Black und der Gehalt an mehrschichtigem Graphen innerhalb der oben genannten Bereiche liegen, das leitfähige Carbon Black zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens verteilt werden, so dass eine aus der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie eine verbesserte leitfähige Eigenschaft aufweist.In the method for producing a conductive composition, in the case where the conductive filler is conductive carbon black and the content of conductive carbon black and the content of multilayer graphene are within the above ranges, the conductive carbon black between the particles of the multilayer graphene, so that a conductive sheet made of the conductive composition has an improved conductive property.
Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention
Mit einer leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein geringerer elektrischer Widerstand erreicht werden als mit aus dem Stand der Technik bekannten leitfähigen Zusammensetzungen. Darüber hinaus weist eine leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung einen geringeren elektrischen Widerstand als solche aus dem Stand der Technik auf. Darüber hinaus weist ein Kontaktelement gemäß der vorliegenden Erfindung einen Kontaktabschnitt auf, der einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist als diejenigen des Standes der Technik. Darüber hinaus kann ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung eine leitfähige Zusammensetzung bereitstellen, die eine geringe Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit aufweist.A lower electrical resistance can be achieved with a conductive composition according to the present invention than with conductive compositions known from the prior art. In addition, a conductive foil according to the present invention has a lower electrical resistance than those of the prior art. In addition, a contactor according to the present invention has a contact portion that is lower in electrical resistance than those of the prior art. In addition, a method for producing a conductive composition according to the present invention can provide a conductive composition which is low in conductivity and excellent in uniformity.
Figurenlistecharacter list
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1 ist ein REM-Bild eines Querschnitts einer leitfähigen Folie, aufgenommen in vertikaler Richtung; die leitfähige Folie ist ein Beispiel für die vorliegende Erfindung und das Bild wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommen.1 Fig. 14 is an SEM image of a cross section of a conductive foil taken in a vertical direction; the conductive foil is an example of the present invention and the image was taken with a scanning electron microscope (SEM). -
2 ist eine vergrößerte REM-Aufnahme des rechteckigen Teils von1 , der durch weiße Linien gekennzeichnet ist.2 is an enlarged SEM image of the rectangular portion of1 , which is marked by white lines. -
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung darstellt.3 Figure 12 is a flow chart depicting a method according to the present invention for preparing a conductive composition.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments
(Leitfähige Zusammensetzung)(Conductive Composition)
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben. Eine leitfähige Zusammensetzung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst ein Elastomer, mehrschichtiges Graphen und einen leitfähigen Füllstoff. Das mehrschichtige Graphen hat einen durchschnittlichen Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser bzw. eine durchschnittliche Größe von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger und eine durchschnittliche Dicke von 5 nm oder mehr und 100 nm oder weniger.The present invention will be described in detail with reference to working examples. A conductive composition according to the present invention comprises an elastomer, multilayer graphene and a conductive filler. The multilayer graphene has an average major diameter or outside diameter or an average size of 5 μm or more and 100 μm or less and an average thickness of 5 nm or more and 100 nm or less.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff „mehrschichtiges Graphen“ auf einen geschichteten Körper, der mindestens zwei Graphenschichten umfasst, und schließt daher einlagiges bzw. einschichtiges Graphen aus. Bei dem einlagigen Graphen handelt es sich um eine einzelne, von Graphit abgezogene Schicht, die eine mehrschichtige Struktur aufweist, wobei die einzelne Schicht eine Dicke hat, die der Dicke des Atoms entspricht. Das einlagige Graphen ist eine Struktur, in der sechsgliedrige Kohlenstoffatomringe zweidimensional miteinander verbunden sind. In dieser Beschreibung ist das mehrschichtige Graphen ein Stapel aus mehreren bis mehreren hundert Schichten von einschichtigem Graphen, und die Anzahl der Schichten des mehrschichtigen Graphen ist geringer als die eines Graphitpartikels. In dieser Beschreibung umfassen Beispiele für das mehrschichtige Graphen handelsübliches Graphen, das allgemein als „mehrschichtiges Graphen“ bezeichnet wird, und Arten von handelsüblichem Graphen, die allgemein als „dünnlagiges Graphen“, „weniglagiges Graphen“ oder „viellagiges Graphen“ bezeichnet werden.As used herein, the term “multilayer graphene” refers to a layered body comprising at least two layers of graphene and therefore excludes monolayer or monolayer graphene. Single-layer graphene is a single layer peeled from graphite, which has a multi-layer structure, where the single layer has a thickness equal to the thickness of the atom. Single-layer graphene is a structure in which six-membered carbon atom rings are connected two-dimensionally. In this specification, the multilayer graphene is a stack of several to several hundred layers of monolayer graphene, and the number of layers of the multilayer graphene is less than that of a graphite particle. In this specification, examples of the multilayer graphene include commercial graphene, commonly referred to as "multilayer graphene", and types of commercial graphene, commonly referred to as "thin layer graphene", "few layer graphene" or "multilayer graphene".
Die Bestandteile der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail beschrieben.The components of the conductive composition according to the present invention will now be described in detail.
<Elastomer> Beispiele für das in der leitfähigen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Elastomer umfassen vernetzte Kautschuke, wie zum Beispiel Silikonkautschuk, Naturkautschuk, Isoprenkautschuk, Butadienkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, 1,2-Polybutadien, Styrol-Butadien-Kautschuk, Chloroprenkautschuk, Nitrilkautschuk, Butylkautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, chlorsulfonierter Polyethylen-Kautschuk, Acrylkautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk, Fluorkautschuk und Urethankautschuk; und thermoplastische Elastomere, wie thermoplastische Styrol-Elastomere, thermoplastische Olefin-Elastomere, thermoplastische Elastomere auf Esterbasis, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis, thermoplastische Elastomere auf Amidbasis, thermoplastische Elastomere auf Vinylchloridbasis und fluorierte thermoplastische Elastomere. Unter diesen Materialien ist Silikonkautschuk bzw. Silikongummi vorzuziehen, da Silikongummi eine geringe verbleibende Druckverformung, eine gute Haftung, eine lange Lebensdauer, eine geringe Veränderung der Eigenschaften bei hohen oder niedrigen Temperaturen (Umweltbeständigkeit) und ähnliches aufweist, so dass es als Kontaktelement dienen kann. Darüber hinaus sind thermisch aushärtende flüssige Silikonelastomere im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit zur Herstellung der leitfähigen Zusammensetzung und einer leitfähigen Folie vorzuziehen.<Elastomer> Examples of the elastomer used in the conductive composition according to the present invention include crosslinked rubbers such as silicone rubber, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, 1,2-polybutadiene, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber , nitrile rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, fluororubber and urethane rubber; and thermoplastic elastomers such as styrene thermoplastic elastomers, olefin thermoplastic elastomers, ester-based thermoplastic elastomers, urethane-based thermoplastic elastomers, amide-based thermoplastic elastomers, vinyl chloride-based thermoplastic elastomers and fluorinated thermoplastic elastomers. Among these materials, silicone rubber is preferable because silicone rubber has small compression set, good adhesion, long life, little change in properties at high or low temperatures (environmental resistance) and the like, so that it can serve as a contact member. In addition, thermosetting liquid silicone elastomers are preferable in view of processability for producing the conductive composition and a conductive sheet.
Mehrschichtiges Graphen> Der durchschnittliche Außen- bzw. Hauptdurchmesser des mehrschichtigen Graphens von 5 µm oder mehr und 100 µm oder weniger wird unter dem Gesichtspunkt spezifiziert, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist. Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Hauptdurchmesser 10 µm oder mehr und 100 µm oder weniger, und noch bevorzugter 10 µm oder mehr und 30 µm oder weniger. Wenn der durchschnittliche Hauptdurchmesser des mehrschichtigen Graphens weniger als 5 µm beträgt, muss eine größere Menge des mehrschichtigen Graphens zugegeben werden, wodurch die Viskosität der leitfähigen Zusammensetzung zunimmt, was die Verarbeitbarkeit verringert. Wenn andererseits der durchschnittliche Hauptdurchmesser des mehrschichtigen Graphens größer als 100 µm ist, kann sich das mehrschichtige Graphen in einigen Fällen über die Dicke der leitfähigen Folie hinaus erstrecken und der Oberfläche der leitfähigen Folie ausgesetzt bzw. freigelegt sein. Darüber hinaus ist die durchschnittliche Dicke des mehrschichtigen Graphens von 5 nm oder mehr und 100 nm oder weniger unter dem Gesichtspunkt spezifiziert, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen geringen elektrischen Widerstand aufweist. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Dicke 10 nm oder mehr und 30 nm oder weniger. Wenn die durchschnittliche Dicke des mehrschichtigen Graphens weniger als 5 nm beträgt, ähnelt das mehrschichtige Graphen dem einlagigen Graphen, was zu einer geringeren Leitfähigkeit führt. Beträgt die durchschnittliche Dicke des mehrschichtigen Graphens hingegen mehr als 100 nm, hat das mehrschichtige Graphen ein niedriges Längenverhältnis, was zu einer geringeren Leitfähigkeit führt.Multilayer Graphene> The average outer or major diameter of the multilayer graphene of 5 µm or more and 100 µm or less is specified from the viewpoint that a conductive sheet made with the conductive composition has low electric resistance. Preferably, the average major diameter is 10 µm or more and 100 µm or less, and more preferably 10 µm or more and 30 µm or less. When the average major diameter of the multilayer graphene is less than 5 μm, a larger amount of the multilayer graphene must be added, thereby increasing the viscosity of the conductive composition, which reduces workability. On the other hand, when the average major diameter of the multilayer graphene is larger than 100 μm, the multilayer graphene may extend beyond the thickness of the conductive sheet and be exposed to the surface of the conductive sheet in some cases. In addition, the average thickness of the multilayer graphene is specified to be 5 nm or more and 100 nm or less from the viewpoint that a conductive sheet made with the conductive composition has low electric resistance. Preferably, the average thickness is 10 nm or more and 30 nm or less. If the average thickness of the multilayer graphene is less than 5nm, it is similar to multilayer Graphene compared to single-layer graphene, resulting in lower conductivity. On the other hand, when the average thickness of the multilayer graphene is more than 100 nm, the multilayer graphene has a low aspect ratio, resulting in lower conductivity.
In dieser Beschreibung ist der durchschnittliche Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser bzw. die durchschnittliche Größe des mehrschichtigen Graphens ein wie folgt ermittelter durchschnittlicher Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser bzw. durchschnittliche Größe. Insbesondere werden vier Querschnitte von einer leitfähigen Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellt wurde, erhalten, indem die leitfähige Folie entlang einer vertikalen Richtung aus vier verschiedenen Richtungen geschnitten wird. Anschließend werden die vier Querschnitte mit einem Rasterelektronenmikroskop (im Folgenden teilweise mit „REM“ abgekürzt) fotografiert, um vier REM-Bilder zu erhalten. Ein Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser bzw. eine durchschnittliche Größe von jedem der 100 Partikel des mehrschichtigen Graphens, die in jedem der vier REM-Bilder beobachtet werden, wird gemessen, die obersten 10 % der gemessenen Durchmesser bzw. Größen in Bezug auf die langen Durchmesser werden als maximale Durchmesser angenommen, und ein Mittelwert der maximalen Durchmesser des mehrschichtigen Graphens, der für die vier REM-Bilder bestimmt wird, wird als der durchschnittliche Hauptdurchmesser des mehrschichtigen Graphens bezeichnet. Ein „durchschnittlicher Hauptdurchmesser von Graphen in einem Querschnitt einer leitfähigen Folie“, der später im Abschnitt „Beispiele“ beschrieben wird, ist ebenfalls ein durchschnittlicher Hauptdurchmesser, der wie oben beschrieben bestimmt wird.In this specification, the average major diameter or outside diameter or the average size of the multilayer graphene is an average major diameter or outside diameter or the average size determined as follows. Specifically, four cross sections are obtained from a conductive foil made with the conductive composition by cutting the conductive foil along a vertical direction from four different directions. Then, the four cross sections are photographed with a scanning electron microscope (sometimes abbreviated to “SEM” hereinafter) to obtain four SEM images. A major diameter or an outer diameter or an average size of each of the 100 particles of the multilayer graphene observed in each of the four SEM images is measured, the top 10% of the measured diameters or sizes become in terms of the long diameters are assumed to be maximum diameters, and an average of the maximum diameters of the multilayer graph determined for the four SEM images is referred to as the average major diameter of the multilayer graph. An “average major diameter of graphene in a cross section of a conductive sheet” described later in the “Examples” section is also an average major diameter determined as described above.
Darüber hinaus ist in dieser Beschreibung die durchschnittliche Dicke des mehrschichtigen Graphens eine durchschnittliche Dicke, die wie folgt bestimmt wird. Insbesondere werden vier Querschnitte von einer leitfähigen Folie, die mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellt wurde, erhalten, indem die leitfähige Folie entlang einer vertikalen Richtung aus vier verschiedenen Richtungen geschnitten wird. Anschließend werden die vier Querschnitte mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) fotografiert, um vier REM-Bilder zu erhalten. Die Dicke jedes der 100 Partikel des mehrschichtigen Graphens, die in jedem der vier REM-Bilder zu sehen sind, wird gemessen, und der Mittelwert der Dicken aller 400 Partikel des mehrschichtigen Graphens wird als die durchschnittliche Dicke des mehrschichtigen Graphens bezeichnet. Die „durchschnittliche Dicke von Graphen in einem Querschnitt einer leitfähigen Folie“, die später im Abschnitt „Beispiele“ beschrieben wird, ist ebenfalls eine durchschnittliche Dicke, die wie oben beschrieben bestimmt wird.In addition, in this specification, the average thickness of the multilayer graphene is an average thickness determined as follows. Specifically, four cross sections are obtained from a conductive foil made with the conductive composition by cutting the conductive foil along a vertical direction from four different directions. Then, the four cross sections are photographed with a scanning electron microscope (SEM) to obtain four SEM images. The thickness of each of the 100 multilayer graphene particles seen in each of the four SEM images is measured, and the average of the thicknesses of all 400 multilayer graphene particles is referred to as the average multilayer graphene thickness. The "average thickness of graphene in a cross section of a conductive foil" described later in the "Examples" section is also an average thickness determined as described above.
Das mehrschichtige Graphen kann eine Ölabsorption von 2,5 cm3/g oder mehr und 4,5 cm3/g oder weniger aufweisen, was unter dem Gesichtspunkt, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen geringen elektrischen Widerstand und eine hohe Festigkeit aufweist, vorzuziehen ist. Noch bevorzugter ist eine Ölabsorption von 2,5 cm3/g oder mehr und 3,5 cm3/g oder weniger. Dabei ist die Ölabsorption eine gemäß JIS K 5101-13-1 :2004 (ISO 787-5:1980) gemessene Ölabsorption. Wenn die Ölabsorption übermäßig hoch ist, neigen ein Lösungsmittel oder eine Ölkomponente in der leitfähigen Zusammensetzung, eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht im Elastomer und/oder ähnliches dazu, adsorbiert zu werden, und als Ergebnis kann die leitfähige Zusammensetzung nicht in Form einer Tinte hergestellt werden. Dementsprechend ist eine übermäßig hohe Ölabsorption nicht wünschenswert. Darüber hinaus hat die resultierende leitfähige Folie eine geringere Festigkeit.The multilayer graphene can have an oil absorption of 2.5 cm 3 /g or more and 4.5 cm 3 /g or less, from the viewpoint that a conductive sheet made with the conductive composition has low electric resistance and high strength has is preferable. More preferred is an oil absorption of 2.5 cc /g or more and 3.5 cc /g or less. Here, the oil absorption is an oil absorption measured according to JIS K 5101-13-1:2004 (ISO 787-5:1980). When the oil absorption is excessively high, a solvent or an oil component in the conductive composition, a low-molecular weight component in elastomer and/or the like tend to be adsorbed, and as a result, the conductive composition cannot be produced in the form of an ink. Accordingly, an excessively high oil absorption is not desirable. In addition, the resulting conductive foil has lower strength.
Das mehrschichtige Graphen kann eine spezifische BET-Oberfläche von 15 m2/g oder mehr und 40 m2/g oder weniger aufweisen, was unter dem Gesichtspunkt, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, und auch unter dem Gesichtspunkt, dass die leitfähige Zusammensetzung eine vorbestimmte Viskosität aufweist, um die Verarbeitbarkeit zu gewährleisten, vorzuziehen ist. Vorzugsweise beträgt die spezifische BET-Oberfläche 20 m2/g oder mehr und 35 m2/g oder weniger. Dabei ist die spezifische BET-Oberfläche eine nach JIS Z 8830:2013 (ISO 9277:2010) gemessene spezifische BET-Oberfläche. Die Messung des adsorbierten Gases erfolgt mit einer Trägergasmethode und die Analyse der Adsorptionsdaten wird unter Verwendung eines Einpunktverfahrens durchgeführt. Wenn die spezifische BET-Oberfläche des Graphens zu hoch ist, neigen ein Lösungsmittel oder eine Ölkomponente und/oder eine Komponente mit niedrigem Molekulargewicht im Elastomer dazu, adsorbiert zu werden, und infolgedessen kann die leitfähige Zusammensetzung nicht in Form einer Tinte hergestellt werden. Dementsprechend sind übermäßig hohe spezifische BET-Oberflächen nicht wünschenswert. Darüber hinaus weist die resultierende leitfähige Folie eine geringere Festigkeit auf. Einlagiges Graphen hat tendenziell eine hohe spezifische Oberfläche und eine hohe Ölabsorption.The multilayer graphene can have a BET specific surface area of 15 m 2 /g or more and 40 m 2 /g or less, which is from the viewpoint that a conductive sheet made with the conductive composition has low electric resistance, and also from the point of view is preferable from the viewpoint that the conductive composition has a predetermined viscosity to ensure workability. Preferably, the BET specific surface area is 20 m 2 /g or more and 35 m 2 /g or less. Here, the BET specific surface area is a BET specific surface area measured according to JIS Z 8830:2013 (ISO 9277:2010). The measurement of the adsorbed gas is done with a carrier gas method and the analysis of the adsorption data is performed using a one-point method. When the BET specific surface area of graphene is too high, a solvent or an oil component and/or a low-molecular-weight component in the elastomer tends to be adsorbed, and as a result, the conductive composition cannot be prepared in the form of an ink. Accordingly, excessively high BET specific surface areas are undesirable. In addition, the resulting conductive foil has reduced strength. Single-layer graphene tends to have high specific surface area and high oil absorption.
<Leitfähiger Füllstoff> Der leitfähige Füllstoff ist unter dem Gesichtspunkt auszuwählen, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen geringen elektrischen Widerstand aufweist. Beispiele für den leitfähigen Füllstoff beinhalten Silber, Kupfer, Gold, silberbeschichtetes Kupfer, bimetallische Pulver, Graphitpartikel, Kohlenstoffnanoröhren, leitfähiges Carbon Black, andere Kohlenstoff-Allotrope, andere Metalle oder Metalloxide und deren leitfähige Pulver. Diese können einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Der leitfähige Füllstoff kann leitfähiges Carbon Black sein, was unter dem Gesichtspunkt, dass die leitfähige Folie aufgrund der Kombination des leitfähigen Füllstoffs und des mehrschichtigen Graphens einen geringeren elektrischen Widerstand aufweist, vorzuziehen ist. Beispiele für das leitfähige Carbon Black sind Acetylenruß, Ketjenruß, andere Ofenruße, Kanalruß und Wärmelampenruß. Es sollte beachtet werden, dass in dieser Beschreibung der leitfähige Füllstoff kein mehrschichtiges Graphen umfasst.<Conductive Filler> The conductive filler is selected from the viewpoint that a conductive sheet made with the conductive composition has low electrical resistance. Examples of the conductive filler include silver, copper, gold, silver-coated copper, bime metallic powders, graphite particles, carbon nanotubes, conductive carbon black, other carbon allotropes, other metals or metal oxides and their conductive powders. These can be used singly or in a combination of two or more. The conductive filler may be conductive carbon black, which is preferable from the viewpoint that the conductive sheet has lower electrical resistance due to the combination of the conductive filler and the multilayer graphene. Examples of the conductive carbon black are acetylene black, Ketjen black, other furnace blacks, channel black and heat lamp black. It should be noted that in this specification, the conductive filler does not include multilayer graphene.
Das leitfähige Carbon Black kann eine spezifische BET-Oberfläche von 10 m2/g oder mehr und 1300 m2/g oder weniger aufweisen, was unter dem Gesichtspunkt, dass eine mit der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, und auch unter dem Gesichtspunkt, dass die leitfähige Zusammensetzung eine vorbestimmte Viskosität aufweist, um die Verarbeitbarkeit zu gewährleisten, vorzuziehen ist. Vorzugsweise beträgt die spezifische BET-Oberfläche 30 m2/g oder mehr und 300 m2/g oder weniger. Dabei ist die spezifische BET-Oberfläche eine nach JIS Z 8830:2013 (ISO 9277:2010) gemessene spezifische BET-Oberfläche.The conductive carbon black may have a BET specific surface area of 10 m 2 /g or more and 1300 m 2 /g or less, which is from the viewpoint that a conductive foil prepared with the conductive composition has low electric resistance, and also is preferable from the viewpoint that the conductive composition has a predetermined viscosity to ensure workability. Preferably, the BET specific surface area is 30 m 2 /g or more and 300 m 2 /g or less. Here, the BET specific surface area is a BET specific surface area measured according to JIS Z 8830:2013 (ISO 9277:2010).
<Leitfähige Folie> Eine leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus der oben beschriebenen leitfähigen<Conductive Film> A conductive film according to the present invention is made from the conductive one described above
Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet.Composition formed according to the present invention.
Die leitfähige Folie 10, die ein Beispiel der vorliegenden Erfindung ist, umfasst ein Elastomer 30, mehrschichtiges Graphen 20a und 20b und einen leitfähigen Füllstoff 40. Dabei ist das mehrschichtige Graphen 20a ein mehrschichtiges Graphen, das sich in einer Richtung entlang einer Ebene der leitfähigen Folie 10 erstreckt. Das mehrschichtige Graphen 20b ist ein mehrschichtiges Graphen, das sich in einer Richtung der Dicke der leitfähigen Folie 10 erstreckt. Es ist zu beachten, dass das Elastomer 30, das mehrschichtige Graphen 20a und 20b und der leitfähige Füllstoff 40 dieselben sind, die oben im Abschnitt „leitfähige Zusammensetzung“ beschrieben wurden, und daher wird hier auf deren Beschreibung verzichtet. Außerdem sind in
In einem Querschnitt der leitfähigen Folie 10 entlang ihrer vertikalen Richtung beträgt ein Mittelwert der Abstände zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens vorzugsweise 0,01 µm oder mehr und 10 µm oder weniger und noch bevorzugter 0,05 µm oder mehr und 10 µm oder weniger. Die Abstände umfassen einen Abstand zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20a, einen Abstand zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20b und einen Abstand zwischen benachbarten Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20a und 20b (wie durch weiße doppelspitzige Pfeile in
Im Querschnitt sind, wenn der Mittelwert der Abstände zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20a, der Abstände zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20b und der Abstände zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens 20a und 20b (wie durch weiße doppelspitzige Pfeile in
Wie in
Wie in
Vorzugsweise weist die leitfähige Folie 10 einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ω·cm oder mehr und 2,0 Ω·cm oder weniger auf. Noch bevorzugter ist der spezifische Widerstand 0,3 Ω·cm oder größer und 1,8 Ω·cm oder kleiner, und noch bevorzugter 0,3 Ω·cm oder größer und 1,3 Ω·cm oder kleiner. Der spezifische Widerstand ist dabei ein nach JIS K 7194-1994 gemessener spezifischer Widerstand. Einzelheiten der Messung werden später im Abschnitt „Beispiele“ beschrieben.Preferably, the
Bei der leitfähigen Folie gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist, der Gehalt an leitfähigem Carbon Black 10 Masseteile oder mehr und 80 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung mit Ausnahme des leitfähigen Carbon Black und des mehrschichtigen Graphens betragen. Ein solcher Gehalt an leitfähigem Carbon Black ist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der leitfähigen Eigenschaft vorzuziehen. Noch bevorzugter beträgt der Gehalt 30 Masseteile oder mehr und 60 Masseteile oder weniger, und noch bevorzugter 40 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger. Des Weiteren kann in der leitfähigen Folie gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist, der Gehalt an mehrschichtigem Graphen 10 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung ohne das leitfähige Carbon Black und das mehrschichtige Graphen betragen. Ein solcher Gehalt an mehrschichtigem Graphen ist unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der leitfähigen Eigenschaft vorzuziehen. Vorzugsweise beträgt der Gehalt 15 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger, und noch bevorzugter 20 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger.In the conductive foil according to the present invention, when the conductive filler is conductive carbon black, the content of conductive carbon black can be 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition except for the conductive carbon black and the multilayer graphene be. Such a content of the conductive carbon black is preferable from the viewpoint of improving the conductive property. More preferably, the content is 30 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, and still more preferably 40 parts by mass or more and 50 parts by mass or less. Furthermore, in the conductive sheet according to the present invention, when the conductive filler is conductive carbon black, the multilayer graphene content can be 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition without the conductive carbon black and the multilayer graphene be. Such multilayer graphene content is preferable from the viewpoint of improving the conductive property. Preferably, the content is 15 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 20 parts by mass or more and 50 parts by mass or less.
[Kontaktelement] Ein Kontaktelement gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die oben beschriebene leitfähige Folie gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Kontaktabschnitt. Im relevanten Stand der Technik werden Gummikontaktschalter, die als Kontaktelemente mit einem leitfähigen Kontaktabschnitt ausgebildet sind, verwendet.
Ein solches Kontaktelement besteht aus einem Körper und einem Kontaktteil und ist aus einem Elastomer geformt. Wenn der Kontaktabschnitt eine leitfähige Folie auf seiner Oberfläche aufweist, kann der Kontaktabschnitt als leitfähiger Kontaktabschnitt dienen. Bei dem Elastomer kann es sich um ein Elastomer handeln, das dem in der leitfähigen Zusammensetzung verwendeten Elastomer ähnlich ist (zum Beispiel kann das Elastomer ein Silikonkautschuk sein).[Contact Member] A contact member according to the present invention includes the above-described conductive foil according to the present invention at a contact portion. In the relevant prior art, rubber contact switches formed as contact elements having a conductive contact portion are used.
Such a contact element consists of a body and a contact part and is formed from an elastomer. When the contact portion has a conductive foil on its surface, the contact portion can serve as a conductive contact portion. The elastomer can be an elastomer similar to the elastomer used in the conductive composition (e.g., the elastomer can be a silicone rubber).
[Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung] Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung umfasst einen Schritt (S100) des Mischens einer flüssigen Zusammensetzung, die einen leitfähigen Füllstoff, ein Lösungsmittel und ein Dispergiermittel enthält, und einen Schritt (S102) des Hinzufügens und des Mischens eines Elastomers und von mehrschichtigem Graphen in die flüssige Zusammensetzung, wie in
In dem Fall, in dem die leitfähige Zusammensetzung durch Ausführen der oben beschriebenen Schritte in der Reihenfolge hergestellt wird, werden der leitfähige Füllstoff und das mehrschichtige Graphen in getrennten Schritten hinzugefügt und gemischt, und folglich kann ein Anstieg der Viskosität in einem größeren Ausmaß verhindert werden als in Fällen, in denen der leitfähige Füllstoff und das mehrschichtige Graphen in demselben Schritt gemischt werden. Darüber hinaus werden der leitfähige Füllstoff und das Elastomer in getrennten Schritten zugegeben und gemischt, und folglich kann ein Anstieg der Viskosität auch in einem größeren Ausmaß verhindert werden als in Fällen, in denen der leitfähige Füllstoff und das Elastomer in demselben Schritt gemischt werden. Infolgedessen kann das Mischen in jedem der Schritte mit einer angemessenen Viskosität durchgeführt werden, so dass die endgültige leitfähige Zusammensetzung eine gleichmäßig verteilte Zusammensetzung aufweist. Es können ein oder mehrere andere Additive zugesetzt werden, wobei Beispiele davon Dispergiermittel umfassen. Zum Beispiel kann die leitfähige Zusammensetzung hergestellt werden, indem ein Schritt (S100) des Mischens einer flüssigen Zusammensetzung, die einen leitfähigen Füllstoff, ein Lösungsmittel und ein Dispergiermittel enthält, und der Schritt (S102) des Hinzufügens und Mischens eines Elastomers und von mehrschichtigem Graphen in die flüssige Zusammensetzung durchgeführt werden.In the case where the conductive composition is prepared by carrying out the above-described steps in order, the conductive filler and the multilayer graphene are added and mixed in separate steps, and consequently an increase in viscosity can be prevented to a greater extent than in cases where the conductive filler and the multilayer graphene are mixed in the same step. In addition, the conductive filler and the elastomer are added and mixed in separate steps, and consequently an increase in viscosity can also occur in can be prevented to a greater extent than in cases where the conductive filler and the elastomer are mixed in the same step. As a result, the mixing in each of the steps can be performed with an appropriate viscosity, so that the final conductive composition has an evenly distributed composition. One or more other additives may be added, examples of which include dispersants. For example, the conductive composition can be prepared by a step (S100) of mixing a liquid composition containing a conductive filler, a solvent and a dispersant, and the step (S102) of adding and mixing an elastomer and multilayer graphene in the liquid composition can be carried out.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung ist es, wenn der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist, zu bevorzugen, dass ein Gehalt des leitfähigen Carbon Black 10 Masseteile oder mehr und 80 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung ohne das leitfähige Carbon Black und das mehrschichtige Graphen beträgt, und ein Gehalt des mehrschichtigen Graphen 10 Masseteile oder mehr und 50 Masseteile oder weniger pro 100 Masseteile der leitfähigen Zusammensetzung ohne das leitfähige Carbon Black und das mehrschichtige Graphen beträgt.In the method for producing a conductive composition, when the conductive filler is conductive carbon black, it is preferable that a content of the conductive carbon black is 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition without the conductive carbon black and the multilayer graphene is, and a content of the multilayer graphene is 10 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composition without the conductive carbon black and the multilayer graphene.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer leitfähigen Zusammensetzung kann in dem Fall, in dem, wenn der leitfähige Füllstoff leitfähiges Carbon Black ist, ein Gehalt des leitfähigen Carbon Black und ein Gehalt des mehrschichtigen Graphens innerhalb der oben erwähnten Bereiche liegen, das leitfähige Carbon Black zwischen den Partikeln des mehrschichtigen Graphens dispergiert werden, und als ein Ergebnis hat eine aus der leitfähigen Zusammensetzung hergestellte leitfähige Folie eine verbesserte leitfähige Eigenschaft.In the method for producing a conductive composition, in the case where, when the conductive filler is conductive carbon black, a content of the conductive carbon black and a content of the multilayer graphene are within the above-mentioned ranges, the conductive carbon black can be between the Particles of the multilayer graphene are dispersed, and as a result, a conductive sheet made of the conductive composition has an improved conductive property.
Beispieleexamples
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Beispiele (Vergleichsbeispiele) näher beschrieben.The present invention will now be described in more detail with reference to examples (comparative examples).
<Herstellung der Proben><Preparation of Samples>
Probe 1: 50 Masseteile von #3030B (Handelsname), hergestellt von der Mitsubishi Chemical Corporation, das als leitfähiges Carbon Black verwendet wurde, 160 Masseteile eines naphthenischen Kohlenwasserstofflösungsmittels, das als Lösungsmittel verwendet wurde, und 8,2 Masseteile eines Dispergiermittels auf Fettsäureesterbasis, das als Dispergiermittel verwendet wurde, wurden zugegeben und 1 Minute lang in einem Vibrationsrührer gerührt. Anschließend wurde die entstandene Masse durch ein Sieb filtriert, um eine flüssige Zusammensetzung zu erhalten.Sample 1: 50 parts by mass of #3030B (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation used as a conductive carbon black, 160 parts by mass of a naphthenic hydrocarbon solvent used as the solvent, and 8.2 parts by mass of a fatty acid ester-based dispersant that was used as a dispersing agent was added and stirred for 1 minute in a vibrating stirrer. Then the resulting mass was filtered through a sieve to obtain a liquid composition.
20 Masseteile iGurafen-aS (Produkt) (Außen- bzw. Hauptdurchmesser: 3 bis 30 µm, Dicke: 10 nm, spezifische BET-Oberfläche: 27 m2/g und Ölabsorption: 2,5 bis 3,5 cc/g), hergestellt von Itec Co., Ltd, das als mehrschichtiges Graphen 1 verwendet wurde, und 100 Masseteile ELATOSIL® LR 6250 F (Handelsname), hergestellt von Wacker Chemie AG, bei dem es sich um einen als Elastomer verwendeten Silikonkautschuk handelt, wurden zu der flüssigen Zusammensetzung hinzugefügt, die dann 3 Minuten lang in dem Vibrationsrührer gerührt wurde. 130 Masseteile eines aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittels, das als Verdünnungslösungsmittel verwendet wurde, wurden auf 100 Masseteile des entstandenen halbfertigen Produkts zugegeben, und 10 Masseteile des Wacker® Crosslinker 525 (Handelsname), das als Vernetzer verwendet wurde, wurden auf 100 Masseteile ELATOSIL® LR 6250 F zugegeben. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 1 erhalten.20 parts by mass of iGurafen-aS (product) (outer or major diameter: 3 to 30 µm, thickness: 10 nm, BET specific surface area: 27 m 2 /g, and oil absorption: 2.5 to 3.5 cc/g), manufactured by Itec Co., Ltd, which was used as the multilayer graphene 1, and 100 parts by mass of ELATOSIL® LR 6250 F (trade name) manufactured by Wacker Chemie AG, which is a silicone rubber used as an elastomer, were added to the liquid Added composition which was then stirred for 3 minutes in the vibratory stirrer. 130 parts by mass of an aliphatic hydrocarbon solvent used as a diluting solvent was added to 100 parts by mass of the resulting semi-finished product, and 10 parts by mass of Wacker® Crosslinker 525 (trade name) used as a crosslinker were added to 100 parts by mass of ELATOSIL® LR 6250 F . In this way, a conductive composition 1 was obtained.
Als nächstes wurde die leitfähige Zusammensetzung 1 auf die Oberfläche eines PET-Substrats mit Hilfe eines Rakelbeschichtungsverfahrens aufgebracht und anschließend wurde das Substrat 1 Stunde lang auf 150 °C erhitzt, um die aufgebrachte Folie zu trocknen und eine Vernetzungsreaktion zu ermöglichen. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Folie 1 hergestellt, die eine Dicke von 30 µm aufwies.Next, the conductive composition 1 was applied onto the surface of a PET substrate by a bar coating method, and then the substrate was heated at 150°C for 1 hour to dry the applied film and allow a crosslinking reaction. In this way, a conductive foil 1 having a thickness of 30 µm was prepared.
Proben 2 bis 5: Das Mischen erfolgte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1, mit der Ausnahme, dass die Mengen des mehrschichtigen Graphens und des leitfähigen Carbon Black, die für die Probe 1 in der Probe 1 verwendet wurden, wie in Tabelle 1 gezeigt geändert wurden. Auf diese Weise wurden die leitfähigen Zusammensetzungen 2 bis 5 erhalten. Anschließend wurden die leitfähigen Folien 2 bis 5 in ähnlicher Weise wie diejenige des Beispiels 1 hergestellt.Samples 2 to 5: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1, except that the amounts of the multilayer graphene and the conductive carbon black used for Sample 1 in Sample 1 were as in Table 1 shown have been changed. In this way, Conductive Compositions 2 to 5 were obtained. Subsequently, in a manner similar to that of Example 1, conductive sheets 2 to 5 were produced.
Proben 6 bis 10: Das Mischen wurde in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass iGurafen-αS (Produkt), das für die Probe 1 verwendet wurde und als das mehrschichtige Graphen 1 diente, durch iGurafen-α (Produkt) ersetzt wurde (Hauptdurchmesser: 10 bis 100 µm, Dicke: 10 nm, spezifische BET-Oberfläche: 20 bis 27 m2/g, und Ölabsorption: 4,5 cc/g), hergestellt von Itec Co., Ltd, ersetzt, das als mehrschichtiges Graphen 2 diente, und dass die Mengen des mehrschichtigen Graphen und des leitfähigen Carbon Black wie in Tabelle 2 gezeigt geändert wurden. Auf diese Weise wurden die leitfähigen Zusammensetzungen 6 bis 10 erhalten. Anschließend wurden die leitfähigen Folien 6 bis 10 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Samples 6 to 10: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that iGurafen-αS (product) used for Sample 1 and serving as the multilayer graphene 1 was replaced by iGurafen- α (product) (major diameter: 10 to 100 µm, thickness: 10 nm, BET specific surface area: 20 to 27 m 2 /g, and oil absorption: 4.5 cc/g) manufactured by Itec Co., Ltd , which served as the multilayer graphene 2, and that the amounts of the multilayer graphene and the conductive carbon black were changed as shown in Table 2. In this way, Conductive Compositions 6 to 10 were obtained. Subsequently, the conductive sheets 6 to 10 were produced in a manner similar to that of the sample 1.
Proben 11 bis 13: Das Mischen wurde in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass iGurafen-αS (Produkt), das für die Probe 1 verwendet wurde und als das mehrschichtige Graphen 1 diente, durch N006-P (Produkt) (Hauptdurchmesser: 5 µm, Dicke: 10 bis 20 nm und spezifische BET-Oberfläche: 15 m2/g oder mehr), das von Angstron Materials Asia Limited hergestellt wurde und ein dünnschichtiges Graphen ist, ersetzt wurde und dass die Menge des dünnschichtigen Graphens wie in Tabelle 3 gezeigt geändert wurde. Auf diese Weise wurden die leitfähigen Zusammensetzungen 11 bis 13 erhalten. Anschließend wurden die leitfähigen Folien 11 bis 13 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Samples 11 to 13: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that iGurafen-αS (product) used for Sample 1 and serving as the multilayer graphene 1 was replaced by N006- P (product) (major diameter: 5 µm, thickness: 10 to 20 nm, and BET specific surface area: 15 m 2 /g or more) manufactured by Angtron Materials Asia Limited and is a thin-layer graphene and that the amount of the thin-layer graphene was changed as shown in Table 3. In this way, Conductive Compositions 11 to 13 were obtained. Subsequently, the conductive foils 11 to 13 were produced in a manner similar to that of the sample 1.
Proben 14 bis 16: Das Mischen wurde in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass iGurafen-αS (Produkt), das für die Probe 1 verwendet wurde und als mehrschichtiges Graphen 1 diente, durch N008-N (Produkt) (Hauptdurchmesser: 5 µm, Dicke: 50 bis 100 nm und spezifische BET-Oberfläche: 30 m2/g oder weniger), das von Angstron Materials Asia Limited hergestellt wurde und aus weniglagigem Graphen besteht, ersetzt wurde und dass die Menge des weniglagigen Graphen wie in Tabelle 4 gezeigt geändert wurde. Auf diese Weise wurden die leitfähigen Zusammensetzungen 14 bis 16 erhalten. Anschließend wurden die leitfähigen Folien 14 bis 16 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Samples 14 to 16: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1, except that iGurafen-αS (product) used for Sample 1 and serving as multilayer graphene 1 was replaced by N008-N (Product) (major diameter: 5 µm, thickness: 50 to 100 nm, and BET specific surface area: 30 m 2 /g or less) manufactured by Angtron Materials Asia Limited and made of low-layer graphene and that the quantity of the few-layer graph was changed as shown in Table 4. In this way, Conductive Compositions 14 to 16 were obtained. Subsequently, the conductive foils 14 to 16 were prepared in a manner similar to that of Sample 1.
Probe 17: Das Mischen wurde in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass iGurafen-αS (Produkt), das für die Probe 1 verwendet wurde und als mehrschichtiges Graphen 1 diente, durch N002-PDR (Produkt) (Hauptdurchmesser: 10 µm oder weniger, Dicke: 1 nm und spezifische BET-Oberfläche: 400 bis 500 m2/g), hergestellt von Angstron Materials Asia Limited, bei dem es sich um einlagiges Graphen handelt, ersetzt wurde und dass die Menge des dünnlagigen Graphen wie in Tabelle 5 gezeigt geändert wurde. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 17 erhalten.Sample 17: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1, except that iGurafen-αS (product) used for Sample 1 and serving as multilayer graphene 1 was replaced by N002-PDR (product ) (major diameter: 10 µm or less, thickness: 1 nm, and BET specific surface area: 400 to 500 m2/g) manufactured by Angstron Materials Asia Limited, which is single-layer graphene, and that the amount of sparse graphs as shown in Table 5. In this way, a conductive composition 17 was obtained.
Anschließend wurde eine leitfähige Folie 17 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Then, a conductive foil 17 was prepared in a manner similar to that of Sample 1.
Probe 18: Das Mischen erfolgte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1, mit der Ausnahme, dass, wie in Tabelle 5 gezeigt, das für die Probe 1 verwendete mehrschichtige Graphen nicht enthalten war, dass ein anderes Graphen ebenfalls nicht enthalten war und als leitfähige Füllstoffe 50 Masseteile von #3030B (Handelsname), hergestellt von der Mitsubishi Chemical Corporation, bei dem es sich um leitfähiges Carbon Black handelt und das für die Probe 1 verwendet wurde, und 20 Masseteile von XN-100 (Handelsname), hergestellt von Nippon Graphite Fiber Corporation, bei dem es sich um eine Karbonfaser handelt, hinzugefügt wurden. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 18 erhalten. Anschließend wurde eine leitfähige Folie 18 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Sample 18: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that, as shown in Table 5, the multilayer graphene used for Sample 1 was not included, another graphene was also not included, and as conductive fillers, 50 parts by mass of #3030B (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, which is conductive carbon black and used for Sample 1, and 20 parts by mass of XN-100 (trade name) manufactured by Nippon Graphite Fiber Corporation, which is a carbon fiber, have been added. In this way, a conductive composition 18 was obtained. Then, a conductive foil 18 was prepared in a manner similar to that of Sample 1.
Probe 19: Das Mischen erfolgte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1, mit der Ausnahme, dass 20 Masseteile XN-100 (Handelsname), hergestellt von Nippon Graphite Fiber Corporation, bei dem es sich um eine Karbonfaser handelt, als ein leitfähiger Füllstoff zusätzlich zu demjenigen, der für die Probe 1 verwendet wurde, hinzugefügt wurde. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 19 erhalten. Anschließend wurde eine leitfähige Folie 19 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Sample 19: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that 20 parts by mass of XN-100 (trade name) manufactured by Nippon Graphite Fiber Corporation, which is a carbon fiber, was used as a conductive Filler was added in addition to that used for Sample 1. In this way, a conductive composition 19 was obtained. Then, a conductive foil 19 was prepared in a manner similar to that of Sample 1.
Probe 20: Das Mischen erfolgte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1, mit der Ausnahme, dass, wie in Tabelle 5 gezeigt, das für die Probe 1 verwendete mehrschichtige Graphen nicht enthalten war, dass ein anderes Graphen ebenfalls nicht enthalten war und als leitfähige Füllstoffe 50 Masseteile von #3030B (Handelsname), hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation, bei dem es sich um ein leitfähiges Carbon Black handelt und das für die Probe 1 verwendet wurde, und 2,5 Masseteile von JENOTUBE 8A (Handelsname), bei dem es sich um ein Karbon-Nanoröhrchen handelt, das als leitfähiger Füllstoff dient und über die Korea Trade-Investment Promotion Agency erhältlich ist, hinzugefügt wurden. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 20 erhalten. Anschließend wurde eine leitfähige Folie 20 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Sample 20: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that, as shown in Table 5, the multilayer graphene used for Sample 1 was not included, another graphene was also not included, and as conductive fillers, 50 parts by mass of #3030B (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, which is a conductive carbon black and used for Sample 1, and 2.5 parts by mass of JENOTUBE 8A (trade name). which is a carbon nanotube that serves as a conductive filler and is available through the Korea Trade-Investment Promotion Agency. In this way a conductive composition 20 was obtained. Then, a conductive sheet 20 was prepared in a manner similar to that of Sample 1.
Probe 21: Das Mischen erfolgte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung von Probe 1, mit der Ausnahme, dass 2,5 Masseteile JENOTUBE 8A (Handelsname), bei dem es sich um ein Karbon-Nanoröhrchen handelt, das über die Korea Trade-Investment Promotion Agency erhältlich ist, als leitfähiger Füllstoff zusätzlich zu demjenigen, der für die Probe 1 verwendet wurde, hinzugefügt wurden. Auf diese Weise wurde eine leitfähige Zusammensetzung 21 erhalten. Anschließend wurde eine leitfähige Folie 21 auf ähnliche Weise wie diejenige der Probe 1 hergestellt.Sample 21: Mixing was performed in a manner similar to the preparation of Sample 1 except that 2.5 parts by mass of JENOTUBE 8A (trade name) which is a carbon nanotube sold through Korea Trade-Investment Promotion Agency when conductive filler was added in addition to that used for Sample 1. In this way, a conductive composition 21 was obtained. Then, a conductive foil 21 was prepared in a manner similar to that of Sample 1.
<Messmethoden, Tests und Auswertungen><Measurement methods, tests and evaluations>
Messung des spezifischen Widerstands: Der spezifische Widerstand der hergestellten leitfähigen Folien wurde gemessen. Die Messung des spezifischen Widerstands wurde gemäß JIS K 7194-1994 durchgeführt. Für die Messung wurde ein Loresta-GP (Handelsname), hergestellt von Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., verwendet. Die leitfähigen Folien (Proben) hatten eine Dicke von 20 bis 30 µm.Measurement of specific resistance: The specific resistance of the produced conductive foils was measured. The measurement of specific resistance was performed according to JIS K 7194-1994. For the measurement, a Loresta-GP (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. was used. The conductive foils (samples) had a thickness of 20 to 30 μm.
Durchschnittlicher Hauptdurchmesser bzw. Außendurchmesser bzw. durchschnittliche Größe von Graphen im Querschnitt der leitfähigen Folie: Von jeder der leitfähigen Folien wurden vier Querschnitte erhalten, indem die leitfähige Folie entlang einer vertikalen Richtung aus vier verschiedenen Richtungen geschnitten wurde. Anschließend wurden die vier Querschnitte mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) fotografiert, um vier REM-Bilder zu erhalten. Ein Hauptdurchmesser von jedem der 100 Graphenpartikel, die in jedem der vier REM-Bilder beobachtet wurden, wurde gemessen, die obersten 10 % der gemessenen Durchmesser in Form von langen Durchmessern wurden als maximale Durchmesser angenommen, und ein Mittelwert der maximalen Durchmesser des Graphen, der für die vier REM-Bilder bestimmt wurde, wurde als der durchschnittliche Hauptdurchmesser des Graphen in einem Querschnitt der leitfähigen Folie bezeichnet. Hierin ist der Begriff „Graphen“ ein allgemeiner Begriff, der sich auf mehrschichtiges bzw. mehrlagiges Graphen, dünnlagiges Graphen, weniglagiges Graphen und einlagiges Graphen bezieht.Average Major Diameter and Outside Diameter and Average Size of Graphene in Cross Section of Conductive Sheet: Four cross sections were obtained from each of the conductive sheets by cutting the conductive sheet along a vertical direction from four different directions. Then, the four cross sections were photographed with a scanning electron microscope (SEM) to obtain four SEM images. A major diameter of each of 100 graphene particles observed in each of the four SEM images was measured, the top 10% of the measured diameters in terms of long diameters were taken as the maximum diameters, and an average of the maximum diameters of the graph that determined for the four SEM images was referred to as the mean mean diameter of the graphene in a cross section of the conductive foil. As used herein, the term “graphene” is a generic term that refers to multi-layer graphene, thin-layer graphene, few-layer graphene, and single-layer graphene.
Durchschnittliche Dicke von Graphen im Querschnitt der leitfähigen Folie: Von jeder der leitfähigen Folien wurden vier Querschnitte erhalten, indem die leitfähige Folie entlang einer vertikalen Richtung aus vier verschiedenen Richtungen geschnitten wurde. Anschließend wurden die vier Querschnitte mit einem REM fotografiert, um vier REM-Bilder zu erhalten. Die Dicke von jeweils 100 Graphenpartikeln, die in jedem der vier REM-Bilder beobachtet wurden, wurde gemessen, und der Mittelwert der Dicken aller 400 Graphenpartikel wurde als die durchschnittliche Dicke des Graphens in einem Querschnitt der leitfähigen Folie bezeichnet. Wie oben beschrieben, ist der Begriff „Graphen“ ein allgemeiner Begriff, der sich auf mehrschichtiges bzw. mehrlagiges Graphen, dünnlagiges Graphen, weniglagiges Graphen und einlagiges Graphen bezieht.Average Thickness of Graphene in Cross Section of Conductive Sheet: Four cross sections were obtained from each of the conductive sheets by cutting the conductive sheet along a vertical direction from four different directions. Then, the four cross sections were photographed with an SEM to obtain four SEM images. The thickness of each 100 graphene particles observed in each of the four SEM images was measured, and the average of the thicknesses of all 400 graphene particles was referred to as the average thickness of graphene in a cross section of the conductive sheet. As described above, the term "graphene" is a generic term that refers to multi-layer graphene, thin-layer graphene, few-layer graphene, and single-layer graphene.
Durchschnittliche Abstände zwischen Graphenpartikeln in der leitfähigen Folie: In jeder der leitfähigen Folien ist ein Mittelwert der Abstände zwischen Graphenpartikeln ein Mittelwert der Abstände zwischen benachbarten Partikeln, der für 100 Graphenpartikel bestimmt wurde, die in einem REM-Bild eines vertikalen Querschnitts der leitfähigen Folie in einer Richtung aufgenommen wurden. Wie oben beschrieben, ist der Begriff „Graphen“ ein allgemeiner Begriff, der sich auf mehrschichtiges Graphen, dünnlagiges Graphen, weniglagiges Graphen und einlagiges Graphen bezieht.Average distances between graphene particles in the conductive sheet: In each of the conductive sheets, an average of the distances between graphene particles is an average of the distances between adjacent particles determined for 100 graphene particles obtained in an SEM image of a vertical cross section of the conductive sheet in a direction were recorded. As described above, the term "graphene" is a generic term that refers to multi-layer graphene, thin-layer graphene, few-layer graphene, and single-layer graphene.
[Tabelle 1]
[Tabelle 2]
[Tabelle 3]
[Tabelle 4]
[Tabelle 5]
<Auswertung der Testergebnisse><Evaluation of test results>
Die Ergebnisse der Proben 1 bis 16 zeigen, dass, wenn die Menge an mehrschichtigem Graphen groß war, der spezifische Widerstand der leitfähigen Folie niedrig war. Die Ergebnisse der Proben 1 bis 10 zeigen, dass, wenn die Menge des leitfähigen Carbon Black groß war, der spezifische Widerstand der leitfähigen Folie ebenfalls niedrig war.The results of Samples 1 to 16 show that when the amount of multilayer graphene was large, the resistivity of the conductive sheet was low. The results of Samples 1 to 10 show that when the amount of the conductive carbon black was large, the resistivity of the conductive sheet was also low.
Die Ergebnisse der Proben 1 bis 17 zeigen, dass bei den leitfähigen Folien, in denen dünnschichtiges Graphen, wenigschichtiges Graphen oder das mehrschichtige Graphen 1 oder 2 anstelle von einschichtigem Graphen enthalten war, ein Effekt eines verringerten spezifischen Widerstands beobachtet wurde. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Proben 1 bis 14, dass der spezifische Widerstand der leitfähigen Folie in dem Fall am höchsten war, in dem einlagiges Graphen enthalten war, gefolgt, in abnehmender Reihenfolge, von dünnlagigem Graphen, weniglagigem Graphen, mehrschichtigem Graphen 2 und mehrschichtigem Graphen 1.The results of Samples 1 to 17 show that in the conductive sheets in which thin-layer graphene, few-layer graphene, or multilayer graphene 1 or 2 was contained instead of single-layer graphene, an effect of reduced resistivity was observed. In addition, the results of Samples 1 to 14 show that the resistivity of the conductive sheet was highest in the case containing single-layer graphene, followed, in descending order, by thin-layer graphene, few-layer graphene, multi-layer graphene 2 and multi-layer Graphs 1.
Die Ergebnisse der Proben 1, 18 und 20 zeigen, dass die leitfähigen Schichten ohne Graphen einen hohen spezifischen Widerstand aufweisen. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse der Proben 18 und 19 sowie der Proben 20 und 21, dass in den Fällen, in denen mehrschichtiges Graphen enthalten war, die leitfähigen Folien einen deutlich verringerten spezifischen Widerstand aufwiesen, und zwar sowohl in dem Fall, in dem eine Karbonfaser als weiterer leitfähiger Füllstoff zusätzlich zu dem leitfähigen Carbon Black enthalten war, als auch in dem Fall, in dem ein Karbon-Nanoröhrchen als weiterer leitfähiger Füllstoff zusätzlich zu dem leitfähigen Carbon Black enthalten war.The results of samples 1, 18 and 20 show that the conductive layers without graphene have high resistivity. In addition, the results of Samples 18 and 19 and Samples 20 and 21 show that in the cases where multilayer graphene was contained, the conductive foils exhibited a significantly reduced resistivity, both in the case where a carbon fiber was contained as another conductive filler in addition to the conductive carbon black, as well as in the case where a carbon nanotube was contained as another conductive filler in addition to the conductive carbon black.
Die Ergebnisse der Proben 1 bis 16 zeigen, dass, der durchschnittliche Abstand zwischen den Graphenpartikeln in der leitfähigen Schicht abnimmt, der spezifische Widerstand der leitfähigen Schicht im Allgemeinen abnahm.The results of Samples 1 to 16 show that as the average distance between the graphene particles in the conductive layer decreases, the resistivity of the conductive layer generally decreases.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Leitfähige Folieconductive foil
- 20a, 20b20a, 20b
- Mehrschichtiges GraphenLayered Graphene
- 3030
- Elastomerelastomer
- 4040
- Leitfähiger FüllstoffConductive filler
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- JP 2000113759 [0004]JP2000113759 [0004]
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