JP2010153821A - Conductive film, transducer having the same, and flexible wiring board - Google Patents

Conductive film, transducer having the same, and flexible wiring board Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive film that is expandable and contractible and whose electrical resistance is hard to increase during expansion, a flexible transducer, and a flexible wiring board. <P>SOLUTION: The conductive film 100 is constituted by a conductive layer 101 having an elastomer and a conductive material that is filled in the elastomer, and a protection layer 102 made of the elastomer that is disposed so as to cover the conductive layer 101. At least either of an electrode or wiring of a transducer is formed by the conductive film. At least part of the wiring of a flexible wiring board is formed by the conductive film. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、伸縮可能な電極、配線等に好適な導電膜、およびそれを備えたトランスデューサ、フレキシブル配線板に関する。   The present invention relates to an electrode that can be expanded and contracted, a conductive film suitable for wiring and the like, a transducer including the conductive film, and a flexible wiring board.

例えば、部材の変形や部材に作用する荷重の大きさ等を検出する手段として、導電性の樹脂やエラストマーを利用した柔軟なセンサの開発が進められている。また、誘電体エラストマー等の高分子材料を利用したアクチュエータは、柔軟性が高く、軽量で小型化し易いため、人工筋肉、医療用器具、流体制御等の様々な分野での利用が検討されている。例えば、誘電体エラストマーからなる誘電膜を、一対の電極で狭持して、アクチュエータを構成することができる(例えば、特許文献1、2参照)。   For example, as a means for detecting the deformation of a member, the magnitude of a load acting on the member, etc., development of a flexible sensor using a conductive resin or an elastomer has been advanced. In addition, actuators using polymer materials such as dielectric elastomers are highly flexible, lightweight, and easy to miniaturize, so their use in various fields such as artificial muscles, medical instruments, and fluid control is being studied. . For example, an actuator can be configured by sandwiching a dielectric film made of a dielectric elastomer between a pair of electrodes (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

これらの柔軟なセンサ、アクチュエータでは、電極や配線が、エラストマー等からなる基材や誘電膜等の変形に、追従可能であることが要求される。すなわち、例えばアクチュエータでは、印加電圧の大小により誘電膜が伸縮する。このため、誘電膜の表裏に配置されている電極は、誘電膜の動きを妨げないように、誘電膜の伸縮に応じて伸縮可能であることが望ましい。このような理由から、現在、電極や配線には、エラストマー等のバインダーに、導電性カーボンや金属粉末を配合した導電材料が使用されている。   These flexible sensors and actuators are required to be able to follow the deformation of a base material made of an elastomer or the like, a dielectric film, and the like of electrodes and wiring. That is, for example, in an actuator, the dielectric film expands and contracts depending on the applied voltage. For this reason, it is desirable that the electrodes arranged on the front and back of the dielectric film can be expanded and contracted according to the expansion and contraction of the dielectric film so as not to hinder the movement of the dielectric film. For these reasons, a conductive material in which conductive carbon or metal powder is mixed with a binder such as an elastomer is currently used for electrodes and wiring.

特開2008−070327号公報JP 2008-070327 A 特表2003−506858号公報Special table 2003-506858 特開平9−289361号公報JP-A-9-289361 特開2008−124425号公報JP 2008-124425 A

導電性カーボンの比抵抗は、0.1〜1Ωcm程度と比較的大きい。このため、エラストマー等のバインダーに導電性カーボンを配合した導電材料を使用すると、電極等の電気抵抗が大きくなってしまうという問題があった。電極等の電気抵抗が大きいと、内部抵抗による発熱で、素子が劣化しやすくなる。また、高周波領域におけるリアクタンス成分の発生により、アクチュエータの応答性が低下するおそれがある。また、検出信号に対して内部抵抗が高すぎると、センサの分解能が低下するおそれがある。   The specific resistance of conductive carbon is relatively large, about 0.1 to 1 Ωcm. For this reason, when a conductive material in which conductive carbon is blended in a binder such as an elastomer is used, there is a problem that the electrical resistance of the electrode or the like increases. If the electrical resistance of the electrode or the like is large, the element is likely to deteriorate due to heat generated by the internal resistance. In addition, the responsiveness of the actuator may be reduced due to the generation of reactance components in the high frequency region. Also, if the internal resistance is too high for the detection signal, the resolution of the sensor may be reduced.

この点、銀等の金属粉末の比抵抗は、0.001Ωcm以下と小さい。しかし、一般に、金属粉末は、導電性カーボンと比較して粒子径が大きい。また、凝集しにくいため、導通経路が形成されにくい。したがって、所望の導電性を得るためには、バインダーに金属粉末を高充填する必要がある。バインダーに金属粉末を高充填した導電材料は、弾性率が高く柔軟性に乏しい。このため、例えば、アクチュエータの電極に使用した場合には、誘電膜の伸縮に追従できず、誘電膜の動きを阻害しやすい。また、柔軟なセンサ、アクチュエータ等の電極や配線には、伸縮可能であることに加えて、伸張された際に、電気抵抗の変化が小さいことも求められる。しかし、バインダーに金属粉末を高充填した導電材料によると、伸張が大きい場合に、バインダーと金属粉末との界面に応力が集中し、クラックが発生してしまう。これにより、電極等の電気抵抗が著しく増加する。また、一旦クラックが発生すると、その周辺にさらに応力が集中しやすくなる。よって、伸張により電極等が破断するおそれがある。なお、バインダーと金属粉末との界面における応力集中を低減させる方法としては、金属粉末に表面処理を施して、バインダーとの密着性を向上させる方法が考えられる。しかし、表面処理により金属粉末同士の接触抵抗が大きくなり、結果として、電気抵抗の増加を招く。   In this respect, the specific resistance of the metal powder such as silver is as small as 0.001 Ωcm or less. However, generally, the metal powder has a larger particle size than the conductive carbon. Moreover, since it is hard to aggregate, a conduction path | route is hard to be formed. Therefore, in order to obtain desired conductivity, it is necessary to highly fill the binder with metal powder. A conductive material in which a metal powder is highly filled in a binder has high elastic modulus and poor flexibility. For this reason, for example, when used for an electrode of an actuator, it cannot follow the expansion and contraction of the dielectric film, and the movement of the dielectric film is likely to be hindered. Further, in addition to being able to expand and contract, electrodes and wirings such as flexible sensors and actuators are required to have a small change in electrical resistance when expanded. However, according to the conductive material in which the binder is highly filled with the metal powder, when the elongation is large, stress concentrates on the interface between the binder and the metal powder, and cracks are generated. As a result, the electrical resistance of the electrodes and the like increases significantly. Further, once a crack is generated, stress is more likely to be concentrated around the crack. Therefore, there is a possibility that the electrode or the like may be broken by the extension. In addition, as a method of reducing the stress concentration at the interface between the binder and the metal powder, a method of improving the adhesion with the binder by subjecting the metal powder to a surface treatment can be considered. However, the surface treatment increases the contact resistance between the metal powders, resulting in an increase in electrical resistance.

一方、各種の配線板では、配線を保護膜で被覆することにより、マイグレーションを抑制して、隣り合う配線間の絶縁性を確保している。例えば、上記特許文献3によると、配線をカーボンで被覆している。また、上記特許文献4によると、配線を熱硬化性樹脂ペーストで被覆している。しかし、カーボンおよび熱硬化性樹脂のいずれの保護膜も、硬くて柔軟性に乏しい。したがって、伸縮可能な電極、配線には不適である。例えば、アクチュエータの電極を、熱硬化性樹脂製の保護膜で被覆した場合には、電極が誘電膜の伸縮に追従できず、誘電膜の動きを阻害するおそれがある。   On the other hand, in various wiring boards, by covering the wiring with a protective film, migration is suppressed and insulation between adjacent wirings is ensured. For example, according to Patent Document 3, the wiring is covered with carbon. According to Patent Document 4, the wiring is covered with a thermosetting resin paste. However, both protective films of carbon and thermosetting resins are hard and poor in flexibility. Therefore, it is unsuitable for an expandable electrode and wiring. For example, if the electrode of the actuator is covered with a protective film made of a thermosetting resin, the electrode cannot follow the expansion and contraction of the dielectric film, which may hinder the movement of the dielectric film.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、伸縮可能であり、伸張時にも電気抵抗が増加しにくい導電膜を提供することを課題とする。また、そのような導電膜を用いることにより、柔軟なトランスデューサおよびフレキシブル配線板を提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the electrically conductive film which can be expanded-contracted and an electrical resistance does not increase easily at the time of expansion | extension. Another object of the present invention is to provide a flexible transducer and a flexible wiring board by using such a conductive film.

(1)上記課題を解決するため、本発明の導電膜は、エラストマーと、該エラストマー中に充填されている導電材と、を有する導電層と、該導電層を被覆するように配置されているエラストマー製の保護層と、を備えてなることを特徴とする。   (1) In order to solve the above-described problems, the conductive film of the present invention is disposed so as to cover the conductive layer having an elastomer and a conductive material filled in the elastomer, and the conductive layer. And a protective layer made of an elastomer.

本発明の導電膜を構成する導電層および保護層は、いずれもエラストマーを母材とする。したがって、本発明の導電膜は、柔軟であり、伸縮可能である。よって、基材や誘電膜等の変形に対する追従性に優れる。また、保護層は、導電層を被覆するように配置されている。保護層は導電層を保護し、補強する役割を果たす。すなわち、本発明の導電膜を伸張した場合、生じる応力は、保護層と導電層とに分散される。このため、導電層単独のものと比較して、伸張時におけるエラストマーと導電材との界面への応力集中を、低減させることができる。これにより、導電層の表面におけるクラックの発生が抑制される。したがって、本発明の導電膜は、伸張されても、電気抵抗が増加しにくい。また、破断するおそれも少ない。   Both the conductive layer and the protective layer constituting the conductive film of the present invention have an elastomer as a base material. Therefore, the conductive film of the present invention is flexible and can be expanded and contracted. Therefore, the followability with respect to deformation of the base material, the dielectric film, etc. is excellent. Moreover, the protective layer is arrange | positioned so that a conductive layer may be coat | covered. The protective layer serves to protect and reinforce the conductive layer. That is, when the conductive film of the present invention is stretched, the generated stress is dispersed in the protective layer and the conductive layer. For this reason, stress concentration at the interface between the elastomer and the conductive material at the time of stretching can be reduced as compared with that of the conductive layer alone. Thereby, generation | occurrence | production of the crack in the surface of a conductive layer is suppressed. Therefore, even if the electrically conductive film of this invention is extended | stretched, an electrical resistance does not increase easily. In addition, there is little risk of breakage.

(2)また、本発明のトランスデューサは、上記本発明の導電膜を、電極および配線の少なくとも一方として備えていることを特徴とする。   (2) Moreover, the transducer of this invention is equipped with the electrically conductive film of the said invention as at least one of an electrode and wiring, It is characterized by the above-mentioned.

トランスデューサは、ある種類のエネルギーを他の種類のエネルギーに変換する装置である。トランスデューサには、例えば、電気エネルギーと機械エネルギーとの変換を行うアクチュエータ、センサ等が含まれる。本発明のトランスデューサによると、電極および配線の少なくとも一方(以下、適宜「電極等」と称す)が、上記本発明の導電膜からなる。よって、電極や配線が形成されている部材が変形した場合でも、電極等が変形に追従して伸縮する。このため、トランスデューサの動きが、電極等により妨げられにくい。また、伸張しても電極等の電気抵抗は増加しにくい。したがって、応答性が良好である。さらに、伸縮を繰り返した場合でも、電極等が破断するおそれは少ない。加えて、内部抵抗による発熱も少ないため、電極等は劣化しにくい。よって、本発明のトランスデューサは耐久性に優れる。   A transducer is a device that converts one type of energy into another type of energy. The transducer includes, for example, an actuator and a sensor that perform conversion between electric energy and mechanical energy. According to the transducer of the present invention, at least one of the electrode and the wiring (hereinafter referred to as “electrode etc.” as appropriate) is made of the conductive film of the present invention. Therefore, even when the member on which the electrode or the wiring is formed is deformed, the electrode or the like expands and contracts following the deformation. For this reason, the movement of the transducer is difficult to be hindered by the electrode or the like. Moreover, even if it extends | stretches, the electrical resistance of an electrode etc. does not increase easily. Therefore, the responsiveness is good. Furthermore, even when the expansion and contraction is repeated, there is little possibility that the electrode or the like breaks. In addition, since the heat generated by the internal resistance is small, the electrodes and the like are hardly deteriorated. Therefore, the transducer of the present invention is excellent in durability.

(3)また、本発明のフレキシブル配線板は、配線の少なくとも一部は、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の導電膜からなることを特徴とする。   (3) The flexible wiring board of the present invention is characterized in that at least a part of the wiring is made of the conductive film according to any one of claims 1 to 9.

本発明のフレキシブル配線板によると、基材の変形に追従して配線が伸縮する。配線が伸張しても、導電性の低下は少なく、伸縮を繰り返した場合でも、内部抵抗による発熱が少ない。よって、本発明のフレキシブル配線板は耐久性に優れる。   According to the flexible wiring board of the present invention, the wiring expands and contracts following the deformation of the base material. Even if the wiring is extended, there is little decrease in conductivity, and even when the expansion and contraction are repeated, heat generation due to internal resistance is small. Therefore, the flexible wiring board of the present invention is excellent in durability.

本発明の導電膜の一例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of an example of the electrically conductive film of this invention. 本発明の導電膜の他の一例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of another example of the electrically conductive film of this invention. 本発明のトランスデューサの一実施形態である静電容量型センサの上面図である。It is a top view of the capacitive type sensor which is one Embodiment of the transducer of this invention. 図3のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG. 本発明のトランスデューサの一実施形態であるアクチュエータの断面模式図であって、(a)はオフ状態、(b)はオン状態を各々示す。It is a cross-sectional schematic diagram of the actuator which is one Embodiment of the transducer of this invention, Comprising: (a) shows an OFF state, (b) shows an ON state, respectively. 本発明のトランスデューサの一実施形態である発電トランスデューサの断面模式図であって、(a)は伸張時、(b)は収縮時を各々示す。It is a cross-sectional schematic diagram of the electric power generation transducer which is one Embodiment of the transducer of this invention, Comprising: (a) shows at the time of expansion | extension, (b) shows the time of contraction, respectively. 本発明の一実施形態であるフレキシブル配線板の上面透過図である。It is an upper surface transmission figure of the flexible wiring board which is one Embodiment of this invention.

以下、本発明の導電膜、およびそれを備えたトランスデューサ、フレキシブル配線板の実施形態について順に説明する。   Hereinafter, embodiments of the conductive film, the transducer including the conductive film, and the flexible wiring board of the present invention will be described in order.

<導電膜>
本発明の導電膜は、導電層と保護層とを備えてなる。導電層は、エラストマーと、該エラストマー中に充填されている導電材と、を有する。本明細書において、「エラストマー」は、ゴムおよび熱可塑性エラストマーを含む。エラストマーの種類は、特に限定されるものではないが、常温下で柔軟であるという観点から、例えば、ガラス転移温度(Tg)が−20℃以下のものが好適である。このようなエラストマーとして、例えば、アクリルゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴム等が挙げられる。例えば、アクリルゴムとしては、炭素数4以上のアルキル基を有するアクリル酸エステルモノマー単位を50mol%以上含むものが望ましい。アルキル基が大きい(炭素数が多い)と、結晶性が低下するため、アクリルゴムの弾性率がより低くなる。
<Conductive film>
The conductive film of the present invention comprises a conductive layer and a protective layer. The conductive layer has an elastomer and a conductive material filled in the elastomer. In this specification, “elastomer” includes rubber and thermoplastic elastomer. The type of elastomer is not particularly limited, but from the viewpoint of being flexible at room temperature, for example, those having a glass transition temperature (Tg) of −20 ° C. or lower are suitable. Examples of such an elastomer include acrylic rubber, urethane rubber, hydrin rubber, and the like. For example, the acrylic rubber desirably contains 50 mol% or more of an acrylate monomer unit having an alkyl group having 4 or more carbon atoms. When the alkyl group is large (the number of carbon atoms is large), the crystallinity is lowered, so that the elastic modulus of the acrylic rubber becomes lower.

また、エラストマーは、可塑剤、加工助剤、架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、軟化剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。例えば、可塑剤を添加すると、エラストマーの加工性が向上すると共に、柔軟性をより向上させることができる。可塑剤としては、公知のフタル酸ジエステル等の有機酸誘導体、リン酸トリクレジル等のリン酸誘導体、アジピン酸ジエステル、塩素化パラフィン、ポリエーテルエステル等を使用すればよい。   Further, the elastomer may contain additives such as a plasticizer, a processing aid, a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid, an antiaging agent, a softening agent, and a colorant. For example, when a plasticizer is added, the processability of the elastomer is improved and the flexibility can be further improved. As the plasticizer, known organic acid derivatives such as phthalic acid diester, phosphoric acid derivatives such as tricresyl phosphate, adipic acid diester, chlorinated paraffin, polyether ester and the like may be used.

導電材は、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料や、銀、金、銅、ニッケル等の金属材料から適宜選択すればよい。例えば、比抵抗の小さい銀、金、銅から選ばれる一種以上の金属粉末を採用するとよい。また、銀粉末およびカーボンブラックを混合して使用してもよい。カーボンブラックは、エラストマーとの密着性が高い。また、凝集しやすいため、導通経路が形成されやすい。よって、銀粉末にカーボンブラックを混合すると、伸張時に銀粉末が離間した場合にも、カーボンブラックが銀粉末間の隙間に入り込み、導通経路が確保されやすい。よって、伸張時における電気抵抗の増加を抑制することができる。この場合、電気抵抗を小さくするという観点から、銀粉末の充填量を、導電材の全体を100体積%とした場合の30体積%以上とすることが望ましい。   The conductive material may be appropriately selected from carbon materials such as carbon black and carbon nanotubes, and metal materials such as silver, gold, copper, and nickel. For example, one or more metal powders selected from silver, gold, and copper having a small specific resistance may be employed. Further, a mixture of silver powder and carbon black may be used. Carbon black has high adhesion to the elastomer. Moreover, since it is easy to aggregate, a conduction | electrical_connection path | route is easy to be formed. Therefore, when carbon black is mixed with silver powder, even when the silver powder is separated during stretching, the carbon black enters the gap between the silver powder, and a conduction path is easily secured. Therefore, an increase in electrical resistance during expansion can be suppressed. In this case, from the viewpoint of reducing the electric resistance, it is desirable that the filling amount of the silver powder is 30% by volume or more when the entire conductive material is 100% by volume.

導電材の充填量は、所望の導電性が得られるように決定すればよい。例えば、エラストマーの100質量部に対して300質量部以上1500質量部以下とすることが望ましい。400質量部以上1000質量部以下とするとより好適である。   What is necessary is just to determine the filling amount of a electrically conductive material so that desired electroconductivity may be obtained. For example, it is desirable to set it as 300 to 1500 mass parts with respect to 100 mass parts of an elastomer. More preferably, it is 400 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.

保護層は、エラストマー製であり、導電層を被覆するように配置されている。保護層は、導電層の表面の全部を被覆していてもよいが、例えば、導電層の一面のみ被覆している態様等、導電層の表面の一部を被覆していてもよい。   The protective layer is made of an elastomer and is disposed so as to cover the conductive layer. The protective layer may cover the entire surface of the conductive layer, but may cover a part of the surface of the conductive layer, for example, an embodiment in which only one surface of the conductive layer is covered.

保護層を構成するエラストマーの種類は、特に限定されるものではない。上記導電層を構成するエラストマーと同じであっても、異なっていてもよい。例えば、柔軟なエラストマーとして、ポリウレタン、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエーテルエステルから選ばれる一種以上が好適である。また、上記同様、エラストマーは、可塑剤、加工助剤、架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、軟化剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。   The kind of elastomer which comprises a protective layer is not specifically limited. It may be the same as or different from the elastomer constituting the conductive layer. For example, as the flexible elastomer, one or more selected from polyurethane, acrylic, polyvinyl chloride, polyester, and polyether ester are preferable. Similarly to the above, the elastomer may contain additives such as a plasticizer, a processing aid, a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid, an anti-aging agent, a softening agent, and a colorant.

また、エラストマーにカーボンブラックを配合して、保護層に所定の導電性を付与すると、マイグレーションの抑制に効果的である。例えば、隣接する配線間には、電位差が生じやすい。そこに、水分が介在すると、高電位側の配線(アノード)から金属成分が溶出して金属イオンを生成する。生成した金属イオンは、低電位側の配線(カソード)に向かって移動する。このような金属イオンの移動(マイグレーション)が発生すると、カソード側の配線に金属が析出して、配線間の絶縁性を維持することが難しくなる。本発明の導電膜を配線とした使用した場合、保護層にカーボンブラックを含有させて導電性を付与すると、導電層と保護層との間の電圧勾配がゆるやかになる。よって、金属イオンの移動を抑制することができる。   Moreover, if carbon black is blended in the elastomer and predetermined conductivity is imparted to the protective layer, it is effective in suppressing migration. For example, a potential difference is likely to occur between adjacent wirings. When moisture intervenes there, the metal component elutes from the wiring (anode) on the high potential side to generate metal ions. The generated metal ions move toward the wiring (cathode) on the low potential side. When such migration (migration) of metal ions occurs, metal is deposited on the wiring on the cathode side, and it becomes difficult to maintain insulation between the wirings. When the conductive film of the present invention is used as a wiring, if the protective layer contains carbon black and imparts conductivity, the voltage gradient between the conductive layer and the protective layer becomes gentle. Therefore, the movement of metal ions can be suppressed.

伸張による導電層の応力を緩和するため、保護層は、導電層よりも硬く、伸張されにくいことが望ましい。導電層、保護層の硬さは、各々の層を構成する材料の弾性率や、層の厚さに依存する。したがって、例えば、導電層の弾性率をE、断面積をSとし、保護層の弾性率をE、断面積をSとした場合に、次式(I)を満たすことが望ましい。
/E<1 ・・・(I)
ここで、導電層、保護層の「断面積」とは、各層を伸縮方向に対して垂直に切断した時の断面の面積を意味する。以下、各層の「断面積」について、本発明の導電膜の断面模式図を用いて、具体的に説明する。
In order to relieve stress of the conductive layer due to stretching, it is desirable that the protective layer is harder than the conductive layer and difficult to stretch. The hardness of the conductive layer and the protective layer depends on the elastic modulus of the material constituting each layer and the thickness of the layer. Thus, for example, the elastic modulus of the conductive layer E e, the cross-sectional area as S e, E the modulus of the protective layer c, and the cross-sectional area in the case of the S c, it is desirable to satisfy the following formula (I).
E e Se / E c Sc <1 (I)
Here, the “cross-sectional area” of the conductive layer and the protective layer means a cross-sectional area when each layer is cut perpendicularly to the stretching direction. Hereinafter, the “cross-sectional area” of each layer will be specifically described with reference to schematic cross-sectional views of the conductive film of the present invention.

図1に、本発明の導電膜の一例の断面模式図を示す。なお、図1は、導電層、保護層の断面積を説明するための模式図であり、導電層に対する保護層の配置や、各々の層の厚さ等について、本発明の導電膜を何ら限定するものではない。   In FIG. 1, the cross-sectional schematic diagram of an example of the electrically conductive film of this invention is shown. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the cross-sectional areas of the conductive layer and the protective layer, and the conductive film of the present invention is not limited at all in terms of the arrangement of the protective layer relative to the conductive layer, the thickness of each layer, and the like. Not what you want.

図1に示すように、導電膜100は、導電層101と保護層102とを備えている。導電膜100は、紙面手前−奥側方向に延びる帯状を呈している。導電層101の上面、下面、左右側面は、全て保護層102により被覆されている。導電膜100は、紙面手前−奥側方向に伸縮する。よって、導電層101の断面積は、導電膜100の伸縮方向に対して垂直方向の断面積Sで示される。また、保護層102の断面積は、導電膜100の伸縮方向に対して垂直方向の断面積Sで示される。 As shown in FIG. 1, the conductive film 100 includes a conductive layer 101 and a protective layer 102. The conductive film 100 has a strip shape extending in the front-back direction. The upper surface, the lower surface, and the left and right side surfaces of the conductive layer 101 are all covered with the protective layer 102. The conductive film 100 expands and contracts in the front-back side direction. Therefore, the cross-sectional area of the conductive layer 101 is indicated by a vertical cross-sectional area S e relative expansion and contraction direction of the conductive film 100. Further, the cross-sectional area of the protective layer 102 is indicated by a vertical cross-sectional area S c with respect to expansion and contraction direction of the conductive film 100.

本発明の導電膜は、用途に応じて、基材や誘電膜等の表面に形成することができる。基材としては、例えばポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等からなる屈曲性を有する樹脂フィルムや、エラストマーシート等が挙げられる。本発明の導電膜を、引張り、曲げ等の弾性変形可能な弾性部材の表面に形成した場合には、柔軟性が高く、伸張時にも電気抵抗が増加しにくいという効果を、より発揮させることができる。ここで、弾性部材には、アクチュエータ等における誘電膜が含まれる。薄膜状の弾性部材は、例えば、弾性部材を形成するための塗料を、離型性を有する基材上に塗工した後、所望の形状に切り取って剥離することにより、製造することができる。   The conductive film of the present invention can be formed on the surface of a substrate, a dielectric film or the like depending on the application. Examples of the base material include a flexible resin film made of polyimide, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and an elastomer sheet. When the conductive film of the present invention is formed on the surface of an elastic member that can be elastically deformed by pulling, bending, etc., it is possible to exhibit the effect that the flexibility is high and the electrical resistance hardly increases even when stretched. it can. Here, the elastic member includes a dielectric film in an actuator or the like. The thin-film elastic member can be manufactured, for example, by coating a paint for forming the elastic member on a substrate having releasability, and then cutting it into a desired shape and peeling it off.

本発明の導電膜を弾性部材の表面に形成した場合、導電層の一面は弾性部材と接触し、導電層の他面は保護層により被覆されている態様が望ましい。本態様によると、導電層の一面と接触している弾性部材が、保護層と同じような役割を果たす。この場合、導電層の弾性率をE、断面積をS、保護層の弾性率をE、断面積をS、弾性部材の弾性率をE、導電膜の形成部分における弾性部材の断面積をSとした場合に、次式(II)を満たすことが望ましい。さらには、次式(III)を満たすことが望ましい。
/(E+E)<1.2 ・・・(II)
/(E+E)<1 ・・・(III)
ここで、導電層、保護層、弾性部材の「断面積」とは、上記同様、各々を伸縮方向に対して垂直に切断した時の断面の面積を意味する。以下、各々の「断面積」について、本態様の導電膜の断面模式図を用いて、具体的に説明する。
When the conductive film of the present invention is formed on the surface of the elastic member, it is desirable that one surface of the conductive layer is in contact with the elastic member and the other surface of the conductive layer is covered with a protective layer. According to this aspect, the elastic member in contact with one surface of the conductive layer plays the same role as the protective layer. In this case, the elastic modulus of the conductive layer is E e , the cross-sectional area is S e , the elastic modulus of the protective layer is E c , the cross-sectional area is S c , the elastic modulus of the elastic member is E s , and the elastic member in the conductive film formation portion cross-sectional area of the when the S s, it is desirable to satisfy the following formula (II). Furthermore, it is desirable to satisfy the following formula (III).
E e S e / (E c S c + E s S s) <1.2 ··· (II)
E e S e / (E c S c + E s S s) <1 ··· (III)
Here, the “cross-sectional area” of the conductive layer, the protective layer, and the elastic member means the area of a cross section when each is cut perpendicularly to the expansion / contraction direction, as described above. Hereinafter, each “cross-sectional area” will be specifically described with reference to a schematic cross-sectional view of the conductive film of this embodiment.

図2に、本態様の導電膜の一例の断面模式図を示す。なお、図2は、導電層、保護層、弾性部材の断面積を説明するための模式図であり、導電層に対する保護層の配置や、導電層、保護層、弾性部材の厚さ等について、本発明の導電膜を何ら限定するものではない。   In FIG. 2, the cross-sectional schematic diagram of an example of the electrically conductive film of this aspect is shown. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the cross-sectional areas of the conductive layer, the protective layer, and the elastic member. Regarding the arrangement of the protective layer with respect to the conductive layer, the thickness of the conductive layer, the protective layer, the elastic member, etc. The conductive film of the present invention is not limited at all.

図2に示すように、導電膜100は、弾性部材103の上面に形成されている。導電膜100は、紙面手前−奥側方向に延びる帯状を呈している。導電膜100は、導電層101と保護層102とを備えている。導電層101の上面、左右側面は、保護層102により被覆されている。導電層101の下面および保護層102の下面は、弾性部材103と接触している。導電膜100は、紙面手前−奥側方向に伸縮する。よって、導電層101の断面積は、導電膜100の伸縮方向に対して垂直方向の断面積Sで示される。また、保護層102の断面積は、導電膜100の伸縮方向に対して垂直方向の断面積S(下方に開口したC字状)で示される。また、弾性部材103の断面積は、導電膜100の伸縮方向に対して垂直方向の断面積のうち、導電膜100の形成部分に対応する部分Sで示される(図2中、一点鎖線のハッチングで示す)。すなわち、弾性部材103の断面積Sは、弾性部材103における導電膜100との接触界面と、厚さ(導電膜100および弾性部材103の積層方向長さ)と、で囲まれた領域となる。 As shown in FIG. 2, the conductive film 100 is formed on the upper surface of the elastic member 103. The conductive film 100 has a strip shape extending in the front-back direction. The conductive film 100 includes a conductive layer 101 and a protective layer 102. The upper surface and the left and right side surfaces of the conductive layer 101 are covered with a protective layer 102. The lower surface of the conductive layer 101 and the lower surface of the protective layer 102 are in contact with the elastic member 103. The conductive film 100 expands and contracts in the front-back side direction. Therefore, the cross-sectional area of the conductive layer 101 is indicated by a vertical cross-sectional area S e relative expansion and contraction direction of the conductive film 100. Further, the cross-sectional area of the protective layer 102 is indicated by a cross-sectional area S c (C-shape opened downward) in a direction perpendicular to the expansion / contraction direction of the conductive film 100. Further, the cross-sectional area of the elastic member 103, among the cross-sectional area in the direction perpendicular to the stretching direction of the conductive film 100, as shown in partial S s corresponding to the formation portion of the conductive film 100 (in FIG. 2, the dashed line (Indicated by hatching). That is, the cross-sectional area S s of the elastic member 103 is a region surrounded by the contact interface between the elastic member 103 and the conductive film 100 and the thickness (the length in the stacking direction of the conductive film 100 and the elastic member 103). .

本発明の導電膜は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、導電層、保護層を各々形成するための塗料を調製する。例えば、導電層用塗料は、エラストマー分のポリマーを、所定の添加剤と共に溶剤に溶解した溶液に、導電材を添加して、攪拌、混合すればよい。次に、調製した導電層用塗料を基材等に塗布し、加熱により乾燥させる。次に、形成された導電層の表面を被覆するように、保護層用塗料を塗布し、加熱により乾燥させる。この場合、塗料の加熱乾燥時に、エラストマー分の架橋反応を進行させてもよい。   The electrically conductive film of this invention can be manufactured as follows, for example. First, paints for forming the conductive layer and the protective layer are prepared. For example, the conductive layer coating material may be prepared by adding a conductive material to a solution obtained by dissolving a polymer for an elastomer in a solvent together with a predetermined additive, followed by stirring and mixing. Next, the prepared coating material for a conductive layer is applied to a substrate or the like and dried by heating. Next, a protective layer coating is applied so as to cover the surface of the formed conductive layer, and dried by heating. In this case, the crosslinking reaction for the elastomer may be allowed to proceed at the time of drying the paint.

ここで、塗料の塗布方法は、既に公知の種々の方法を採用することができる。例えば、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、リソグラフィー等の印刷法の他、ディップ法、スプレー法、バーコート法等が挙げられる。例えば、印刷法を採用すると、塗布する部分と塗布しない部分との塗り分けを、容易に行うことができる。また、大きな面積、細線、複雑な形状の印刷も容易である。印刷法の中でも、高粘度の導電塗料が使用でき、塗膜厚さの調整が容易であるという理由から、スクリーン印刷法が好適である。   Here, various known methods can be adopted as the coating method of the paint. For example, in addition to printing methods such as inkjet printing, flexographic printing, gravure printing, screen printing, pad printing, and lithography, dipping, spraying, bar coating, and the like can be given. For example, when a printing method is employed, it is possible to easily separate the applied part and the non-applied part. Also, printing of large areas, thin lines, and complicated shapes is easy. Among the printing methods, a screen printing method is preferable because a conductive paint having a high viscosity can be used and the coating thickness can be easily adjusted.

また、エラストマー分のポリマー(適宜添加剤を含む)と導電材とを、ニーダー、バンバリーミキサー等の加圧式混練機、二本ロール等により混練してなるエラストマー組成物を、金型成形や押出成形することにより、導電層を製造してもよい。この場合、製造した導電層の表面を、保護層により適宜被覆して、導電膜とすればよい。   In addition, an elastomer composition obtained by kneading a polymer for an elastomer (including appropriate additives) and a conductive material using a pressure kneader such as a kneader or a Banbury mixer, two rolls, etc., is molded or extruded. By doing so, you may manufacture a conductive layer. In this case, the surface of the manufactured conductive layer may be appropriately covered with a protective layer to form a conductive film.

本発明の導電膜は、トランスデューサの電極や配線、フレキシブル配線板の配線等に好適である。以下、まず、本発明の導電膜を備えたトランスデューサの例として、エラストマーセンサ、アクチュエータ、および発電トランスデューサの実施形態を説明し、次に、フレキシブル配線板の実施形態を説明する。なお、本発明のトランスデューサおよびフレキシブル配線板においても、上述した本発明の導電膜の好適な態様を採用することが望ましい。   The conductive film of the present invention is suitable for transducer electrodes and wiring, flexible wiring board wiring, and the like. Hereinafter, first, embodiments of an elastomer sensor, an actuator, and a power generation transducer will be described as examples of a transducer including the conductive film of the present invention, and then an embodiment of a flexible wiring board will be described. In the transducer and flexible wiring board of the present invention, it is desirable to employ the preferred embodiment of the conductive film of the present invention described above.

<エラストマーセンサ>
本発明の導電膜を電極および配線に使用したエラストマーセンサの一例として、静電容量型センサの実施形態を説明する。まず、本実施形態の静電容量型センサの構成について説明する。図3に、静電容量型センサの上面図を示す。図4に、図3のIV−IV断面図を示す。図3、図4に示すように、静電容量型センサ1は、誘電膜10と一対の電極11a、11bと配線12a、12bとを備えている。
<Elastomer sensor>
An embodiment of a capacitive sensor will be described as an example of an elastomer sensor using the conductive film of the present invention for electrodes and wiring. First, the configuration of the capacitive sensor of this embodiment will be described. FIG. 3 shows a top view of the capacitive sensor. FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the capacitive sensor 1 includes a dielectric film 10, a pair of electrodes 11a and 11b, and wirings 12a and 12b.

誘電膜10は、ウレタンゴム製であって、左右方向に延びる帯状を呈している。誘電膜10の厚さは、約300μmである。   The dielectric film 10 is made of urethane rubber and has a strip shape extending in the left-right direction. The thickness of the dielectric film 10 is about 300 μm.

電極11aは、長方形状を呈している。電極11aは、誘電膜10の上面に三つ形成されている。同様に、電極11bは、長方形状を呈している。電極11bは、誘電膜10を挟んで電極11aと対向するように、誘電膜10の下面に三つ形成されている。このように、誘電膜10を挟んで、電極11a、11bが三対配置されている。電極11a、11bは、本発明の導電膜からなる。   The electrode 11a has a rectangular shape. Three electrodes 11 a are formed on the upper surface of the dielectric film 10. Similarly, the electrode 11b has a rectangular shape. Three electrodes 11b are formed on the lower surface of the dielectric film 10 so as to face the electrode 11a with the dielectric film 10 interposed therebetween. Thus, three pairs of electrodes 11a and 11b are arranged with the dielectric film 10 in between. The electrodes 11a and 11b are made of the conductive film of the present invention.

すなわち、電極11aは、導電層110aと保護層111aとからなる。導電層110aの上面および左右側面は、保護層111aにより被覆されている。導電層110aの下面および保護層111aの下面は、誘電膜10と接触している。同様に、電極11bは、導電層110bと保護層111bとからなる。導電層110bの下面および左右側面は、保護層111bより被覆されている。導電層110bの上面および保護層111bの上面は、誘電膜10と接触している。   That is, the electrode 11a includes a conductive layer 110a and a protective layer 111a. The upper surface and the left and right side surfaces of the conductive layer 110a are covered with a protective layer 111a. The lower surface of the conductive layer 110 a and the lower surface of the protective layer 111 a are in contact with the dielectric film 10. Similarly, the electrode 11b includes a conductive layer 110b and a protective layer 111b. The lower surface and the left and right side surfaces of the conductive layer 110b are covered with a protective layer 111b. The upper surface of the conductive layer 110 b and the upper surface of the protective layer 111 b are in contact with the dielectric film 10.

配線12aは、誘電膜10の上面に形成された電極11aの一つ一つに、それぞれ接続されている。配線12aにより、電極11aとコネクタ14とが結線されている。配線12aは、誘電膜10の上面に形成されている。同様に、配線12bは、誘電膜10の下面に形成された電極11bの一つ一つに、それぞれ接続されている(図3中、点線で示す)。配線12bにより、電極11bとコネクタ(図略)とが結線されている。配線12bは、誘電膜10の下面に形成されている。配線12a、12bは、本発明の導電膜からなる。   The wiring 12a is connected to each of the electrodes 11a formed on the upper surface of the dielectric film 10. The electrode 11a and the connector 14 are connected by the wiring 12a. The wiring 12 a is formed on the upper surface of the dielectric film 10. Similarly, the wiring 12b is connected to each of the electrodes 11b formed on the lower surface of the dielectric film 10 (indicated by a dotted line in FIG. 3). The electrode 11b and the connector (not shown) are connected by the wiring 12b. The wiring 12 b is formed on the lower surface of the dielectric film 10. The wirings 12a and 12b are made of the conductive film of the present invention.

すなわち、配線12aは、導電層120aと保護層121aとからなる。導電層120aの上面および左右側面は、保護層121aにより被覆されている。導電層120aの下面および保護層121aの下面は、誘電膜10と接触している。なお、図示しないが、配線12bも、配線12aと同様の構成を有する。   That is, the wiring 12a includes the conductive layer 120a and the protective layer 121a. The upper surface and the left and right side surfaces of the conductive layer 120a are covered with a protective layer 121a. The lower surface of the conductive layer 120a and the lower surface of the protective layer 121a are in contact with the dielectric film 10. Although not shown, the wiring 12b has the same configuration as the wiring 12a.

次に、静電容量型センサ1の動きについて説明する。例えば、静電容量型センサ1が上方から押圧されると、誘電膜10および電極11aは一体となって、下方に湾曲する。圧縮により、誘電膜10の厚さは小さくなる。その結果、電極11a、11b間のキャパシタンスは大きくなる。このキャパシタンス変化により、圧縮による変形が検出される。   Next, the movement of the capacitive sensor 1 will be described. For example, when the capacitive sensor 1 is pressed from above, the dielectric film 10 and the electrode 11a are united and curved downward. The thickness of the dielectric film 10 is reduced by the compression. As a result, the capacitance between the electrodes 11a and 11b increases. By this capacitance change, deformation due to compression is detected.

次に、本実施形態の静電容量型センサ1の作用効果について説明する。本実施形態の静電容量型センサ1によると、誘電膜10、電極11a、11b、配線12a、12bは、いずれもエラストマー材料からなる。このため、静電容量型センサ1の全体が柔軟であり、伸縮可能である。また、電極11a、11bは伸縮可能であるため、誘電膜10の変形に追従して変形することができる。さらに、電極11a、11bおよび配線12a、12bは、伸張されても電気抵抗の増加が小さい。このため、静電容量型センサ1の応答性は良好である。なお、本実施形態の静電容量型センサ1には、誘電膜10を狭んで対向する電極11a、11bが、三対形成されている。しかし、電極の数、大きさ、配置等は、用途に応じて、適宜決定すればよい。   Next, the function and effect of the capacitive sensor 1 of the present embodiment will be described. According to the capacitive sensor 1 of the present embodiment, the dielectric film 10, the electrodes 11a and 11b, and the wirings 12a and 12b are all made of an elastomer material. For this reason, the entire capacitive sensor 1 is flexible and can be expanded and contracted. Moreover, since the electrodes 11a and 11b can be expanded and contracted, they can be deformed following the deformation of the dielectric film 10. Furthermore, even if the electrodes 11a and 11b and the wirings 12a and 12b are expanded, the increase in electric resistance is small. For this reason, the responsiveness of the capacitive sensor 1 is good. In the capacitive sensor 1 of the present embodiment, three pairs of electrodes 11a and 11b facing each other with the dielectric film 10 narrowed are formed. However, the number, size, arrangement, etc. of the electrodes may be appropriately determined according to the application.

<アクチュエータ>
本発明の導電膜を電極に使用したアクチュエータの実施形態を説明する。図5に、本実施形態のアクチュエータの断面模式図を示す。(a)はオフ状態、(b)はオン状態を各々示す。図5に示すように、アクチュエータ2は、誘電膜20と電極21a、21bとを備えている。誘電膜20は、ウレタンゴム製である。電極21a、21bは、誘電膜20の表裏に、それぞれ配置されている。電極21a、21bは、配線を介して電源22に接続されている。オフ状態からオン状態に切り替える際は、一対の電極21a、21b間に電圧を印加する。電圧の印加により、誘電膜20の膜厚は薄くなる。その分だけ、誘電膜20は、図5(b)中白抜き矢印で示すように、電極21a、21b面に対して平行方向に伸張する。これにより、アクチュエータ2は、図5中横および上下方向の駆動力を出力する。
<Actuator>
An embodiment of an actuator using the conductive film of the present invention as an electrode will be described. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the actuator of this embodiment. (A) shows an OFF state, and (b) shows an ON state. As shown in FIG. 5, the actuator 2 includes a dielectric film 20 and electrodes 21a and 21b. The dielectric film 20 is made of urethane rubber. The electrodes 21a and 21b are arranged on the front and back of the dielectric film 20, respectively. The electrodes 21a and 21b are connected to the power source 22 through wiring. When switching from the off state to the on state, a voltage is applied between the pair of electrodes 21a and 21b. The thickness of the dielectric film 20 is reduced by applying a voltage. Accordingly, the dielectric film 20 extends in a direction parallel to the surfaces of the electrodes 21a and 21b as indicated by white arrows in FIG. Thereby, the actuator 2 outputs the driving force in the horizontal and vertical directions in FIG.

ここで、電極21a、21bは、本発明の導電膜からなる。電極21a、21bは伸縮可能であるため、誘電膜20の変形に追従して変形することができる。すなわち、誘電膜20の動きが電極21a、21bにより妨げられにくいため、より大きな変位量を得ることができる。さらに、電極21a、21bは、伸張されても電気抵抗の増加が小さい。また、内部抵抗による発熱が少ないため、電極21a、21bは、劣化しにくい。すなわち、アクチュエータ2は耐久性に優れる。なお、複数の誘電膜と電極とを交互に積層させた積層構造とすると、より大きな力を発生させることができる。これにより、アクチュエータの出力が大きくなり、駆動対象部材をより大きな力で駆動させることができる。   Here, the electrodes 21a and 21b are made of the conductive film of the present invention. Since the electrodes 21 a and 21 b can expand and contract, they can be deformed following the deformation of the dielectric film 20. That is, since the movement of the dielectric film 20 is not easily disturbed by the electrodes 21a and 21b, a larger amount of displacement can be obtained. Furthermore, even if the electrodes 21a and 21b are stretched, the increase in electrical resistance is small. Further, since the heat generated by the internal resistance is small, the electrodes 21a and 21b are not easily deteriorated. That is, the actuator 2 is excellent in durability. Note that a greater force can be generated when a laminated structure in which a plurality of dielectric films and electrodes are alternately laminated. As a result, the output of the actuator is increased, and the driven member can be driven with a greater force.

<発電トランスデューサ>
本発明の導電膜を電極に使用した発電トランスデューサの実施形態を説明する。図6に、本実施形態における発電トランスデューサの断面模式図を示す。(a)は伸張時、(b)は収縮時を各々示す。図6に示すように、発電トランスデューサ3は、誘電膜30と電極31a、31bとを備えている。誘電膜30は、ウレタンゴム製である。電極31a、31bは、誘電膜30の表裏に、それぞれ固定されている。電極31a、31bには、導線が接続されており、電極31bは、接地されている。
<Power generation transducer>
An embodiment of a power generation transducer using the conductive film of the present invention as an electrode will be described. In FIG. 6, the cross-sectional schematic diagram of the electric power generation transducer in this embodiment is shown. (A) shows the time of expansion, and (b) shows the time of contraction. As shown in FIG. 6, the power generation transducer 3 includes a dielectric film 30 and electrodes 31a and 31b. The dielectric film 30 is made of urethane rubber. The electrodes 31a and 31b are fixed to the front and back of the dielectric film 30, respectively. Conductive wires are connected to the electrodes 31a and 31b, and the electrode 31b is grounded.

図6(a)に示すように、発電トランスデューサ3を圧縮し、誘電膜30を電極31a、31b面に対して平行方向に伸張すると、誘電膜30の膜厚は薄くなり、電極31a、31b間に電荷が蓄えられる。その後、圧縮力を除去すると、図6(b)に示すように、誘電膜30の弾性復元力により誘電膜30は収縮し、膜厚が厚くなる。その際、電荷が放出され発電される。   As shown in FIG. 6A, when the power generation transducer 3 is compressed and the dielectric film 30 is expanded in a direction parallel to the surfaces of the electrodes 31a and 31b, the film thickness of the dielectric film 30 is reduced, and the distance between the electrodes 31a and 31b is reduced. The charge is stored in Thereafter, when the compressive force is removed, the dielectric film 30 contracts due to the elastic restoring force of the dielectric film 30 as shown in FIG. At that time, electric charges are released and electric power is generated.

ここで、電極31a、31bは、本発明の導電膜からなる。すなわち、電極31a、31bは伸縮可能である。このため、誘電膜30の動きが、電極31a、31bにより妨げられにくい。また、電極31a、31bにおいて、伸張時の導電性の低下は少なく、繰り返し変形した場合でも、内部抵抗による発熱が少ない。よって、トランスデューサ3は耐久性に優れる。   Here, the electrodes 31a and 31b are made of the conductive film of the present invention. That is, the electrodes 31a and 31b can be expanded and contracted. For this reason, the movement of the dielectric film 30 is not easily disturbed by the electrodes 31a and 31b. In addition, in the electrodes 31a and 31b, there is little decrease in conductivity when stretched, and even when repeatedly deformed, heat generation due to internal resistance is small. Therefore, the transducer 3 is excellent in durability.

<フレキシブル配線板>
本発明の導電膜を配線に使用したフレキシブル配線板の実施形態を説明する。図7に、本実施形態のフレキシブル配線板の上面透過図を示す。なお、図7中、裏側の配線については細線で示す。図7に示すように、フレキシブル配線板4は、基材40と、表側電極01X〜16Xと、表側電極01X〜16Xと、表側配線01x〜16xと、裏側配線01y〜16yと、表側配線用コネクタ41と、裏側配線用コネクタ42と、を備えている。
<Flexible wiring board>
An embodiment of a flexible wiring board using the conductive film of the present invention for wiring will be described. In FIG. 7, the upper surface transparent view of the flexible wiring board of this embodiment is shown. In FIG. 7, the wiring on the back side is indicated by a thin line. As shown in FIG. 7, the flexible wiring board 4 includes a base material 40, front side electrodes 01X to 16X, front side electrodes 01X to 16X, front side wirings 01x to 16x, back side wirings 01y to 16y, and front side wiring connectors. 41 and a backside wiring connector 42.

基材40は、ウレタンゴム製であって、シート状を呈している。表側電極01X〜16Xは、基材40の上面に、合計16本配置されている。表側電極01X〜16Xは、各々、帯状を呈している。表側電極01X〜16Xは、各々、X方向(左右方向)に延在している。表側電極01X〜16Xは、Y方向(前後方向)に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。表側電極01X〜16Xの左端には、各々、表側接続部01X1〜16X1が配置されている。同様に、裏側電極01Y〜16Yは、基材40の下面に、合計16本配置されている。裏側電極01Y〜16Yは、各々、帯状を呈している。裏側電極01Y〜16Yは、各々、Y方向に延在している。裏側電極01Y〜16Yは、X方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように、配置されている。裏側電極01Y〜16Yの前端には、各々、裏側接続部01Y1〜16Y1が配置されている。図7にハッチングで示すように、基材40を挟んで、表側電極01X〜16Xと裏側接続部01Y1〜16Y1とが交差する部分(重複する部分)により、荷重等を検出する検出部が形成されている。   The base material 40 is made of urethane rubber and has a sheet shape. A total of 16 front side electrodes 01 </ b> X to 16 </ b> X are arranged on the upper surface of the base material 40. The front side electrodes 01X to 16X each have a strip shape. The front side electrodes 01X to 16X each extend in the X direction (left-right direction). The front-side electrodes 01X to 16X are arranged in the Y direction (front-rear direction) so as to be substantially parallel to each other at a predetermined interval. Front side connection portions 01X1 to 16X1 are arranged at the left ends of the front side electrodes 01X to 16X, respectively. Similarly, a total of 16 back-side electrodes 01Y to 16Y are arranged on the lower surface of the base material 40. The back side electrodes 01Y to 16Y each have a strip shape. The back-side electrodes 01Y to 16Y each extend in the Y direction. The back-side electrodes 01Y to 16Y are arranged in the X direction so as to be substantially parallel to each other at a predetermined interval. Back side connection portions 01Y1 to 16Y1 are arranged at the front ends of the back side electrodes 01Y to 16Y, respectively. As shown by hatching in FIG. 7, a detection unit that detects a load or the like is formed by a portion (overlapping portion) where the front side electrodes 01X to 16X intersect with the back side connection portions 01Y1 to 16Y1 with the base material 40 interposed therebetween. ing.

表側配線01x〜16xは、基材40の上面に、合計16本配置されている。表側配線01x〜16xは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ41は、基材40の左後隅に配置されている。表側配線01x〜16xは、各々、表側接続部01X1〜16X1と、表側配線用コネクタ41と、を接続している。また、基材40の上面、表側電極01X〜16X、表側配線01x〜16xは、上方から、表側カバーフィルム(図略)により覆われている。   A total of 16 front side wirings 01x to 16x are arranged on the upper surface of the substrate 40. The front side wirings 01x to 16x each have a linear shape. The front wiring connector 41 is disposed at the left rear corner of the base member 40. The front side wirings 01x to 16x connect the front side connection portions 01X1 to 16X1 and the front side wiring connector 41, respectively. Moreover, the upper surface of the base material 40, the front side electrodes 01X to 16X, and the front side wirings 01x to 16x are covered with a front side cover film (not shown) from above.

裏側配線01y〜16yは、基材40の下面に、合計16本配置されている。裏側配線01y〜16yは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ42は、基材40の左前隅に配置されている。裏側配線01y〜16yは、各々、裏側接続部01Y1〜16Y1と、裏側配線用コネクタ42と、を接続している。また、基材40の下面、裏側電極01Y〜16Y、裏側配線01y〜16yは、下方から、裏側カバーフィルム(図略)により覆われている。   A total of 16 back-side wirings 01y to 16y are arranged on the lower surface of the substrate 40. The back side wirings 01y to 16y each have a linear shape. The backside wiring connector 42 is disposed at the left front corner of the base material 40. The back side wirings 01y to 16y connect the back side connection portions 01Y1 to 16Y1 and the back side wiring connector 42, respectively. Moreover, the lower surface of the base material 40, the back side electrodes 01Y to 16Y, and the back side wirings 01y to 16y are covered with a back side cover film (not shown) from below.

表側配線用コネクタ41、裏側配線用コネクタ42には、各々、演算部(図略)が電気的に接続されている。演算部には、表側配線01x〜16xおよび裏側配線01y〜16yから、検出部におけるインピーダンスが入力される。これに基づいて、面圧分布が測定される。   Each of the front side wiring connector 41 and the back side wiring connector 42 is electrically connected to a calculation unit (not shown). The impedance in the detection unit is input from the front side wirings 01x to 16x and the back side wirings 01y to 16y to the arithmetic unit. Based on this, the surface pressure distribution is measured.

ここで、表側配線01x〜16xおよび裏側配線01y〜16yは、各々、本発明の導電膜からなる。すなわち、表側配線01x〜16xおよび裏側配線01y〜16yは、各々、伸縮可能である。このため、基材40の変形に追従して変形することができる。また、表側配線01x〜16xおよび裏側配線01y〜16yにおいて、伸張時の導電性の低下は少なく、繰り返し変形した場合でも、内部抵抗による発熱が少ない。よって、フレキシブル配線板4は耐久性に優れる。   Here, the front-side wirings 01x to 16x and the back-side wirings 01y to 16y are each made of the conductive film of the present invention. That is, the front side wirings 01x to 16x and the back side wirings 01y to 16y can be expanded and contracted, respectively. For this reason, it can be deformed following the deformation of the substrate 40. Further, in the front-side wirings 01x to 16x and the back-side wirings 01y to 16y, there is little decrease in conductivity during expansion, and even when repeatedly deformed, heat generation due to internal resistance is small. Therefore, the flexible wiring board 4 is excellent in durability.

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

<導電膜の製造>
[実施例1]
まず、基材の表面に導電層を形成した。基材には、厚さ0.1mmのウレタンゴムシート(弾性部材)を使用した。アクリルゴムポリマー(日本ゼオン(株)製「ニポール(登録商標)AR42W」)100質量部と、加工助剤のステアリン酸(花王社製「ルナック(登録商標)S30」)1質量部と、加硫促進剤のジメチルジチオカルバミン酸亜鉛(大内新興化学社製「ノクセラー(登録商標)PZ」)2.5質量部、およびジメチルジチオカルバミン酸第二鉄(大内新興化学社製「ノクセラーTTFE」)0.5質量部と、をロール練り機にて混合し、エラストマー組成物を調製した。続いて、調製したエラストマー組成物を、溶剤のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート312質量部に溶解させ、エラストマー溶液を調製した。このエラストマー溶液に、導電材の銀粉末A(銀被覆ガラスビーズ、ポッターズ・バロティーニ(株)製「ES6000−S7」)を720質量部添加し、三本ロールにて混練りして導電層用塗料を得た。この導電層用塗料を、基材の表面にバーコート法により塗布した。その後、塗膜が形成された基材を、約150℃の乾燥炉内に約30分間静置した。そして、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させて、導電層を形成した。導電層は、幅10mm、長さ25mm、厚さ30〜50μmとなるよう形成した(以下の実施例、比較例についても同じ)。
<Manufacture of conductive film>
[Example 1]
First, a conductive layer was formed on the surface of the substrate. A urethane rubber sheet (elastic member) having a thickness of 0.1 mm was used as the substrate. 100 parts by mass of an acrylic rubber polymer (“Nipol (registered trademark) AR42W” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), 1 part by mass of a processing aid stearic acid (“Lunac (registered trademark) S30” manufactured by Kao), and vulcanization 2.5 parts by mass of an accelerator zinc dimethyldithiocarbamate (“Noxeller (registered trademark) PZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) and ferric dimethyldithiocarbamate (“Noxeller TTFE” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 5 parts by mass was mixed with a roll kneader to prepare an elastomer composition. Subsequently, the prepared elastomer composition was dissolved in 312 parts by mass of a solvent, ethylene glycol monobutyl ether acetate, to prepare an elastomer solution. To this elastomer solution, 720 parts by mass of silver powder A (silver coated glass beads, “ES6000-S7” manufactured by Potters Ballotini Co., Ltd.), which is a conductive material, is added and kneaded with three rolls for a conductive layer. A paint was obtained. This conductive layer coating was applied to the surface of the substrate by a bar coating method. Thereafter, the substrate on which the coating film was formed was allowed to stand in a drying furnace at about 150 ° C. for about 30 minutes. And while drying the coating film, the crosslinking reaction was advanced and the conductive layer was formed. The conductive layer was formed to have a width of 10 mm, a length of 25 mm, and a thickness of 30 to 50 μm (the same applies to the following examples and comparative examples).

次に、導電層の上面および左右側面を被覆するように、保護層を形成した。導電層を形成したのと同じエラストマー溶液を、保護層用塗料とした。この保護層用塗料を、導電層を覆うようにバーコート法により塗布した。その後、塗膜が形成された基材を、約150℃の乾燥炉内に約30分間静置した。そして、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させて、保護層を形成した。このようにして得られた導電膜を、実施例1とした。   Next, a protective layer was formed so as to cover the upper surface and the left and right side surfaces of the conductive layer. The same elastomer solution that formed the conductive layer was used as the protective layer coating. This protective layer coating was applied by a bar coating method so as to cover the conductive layer. Thereafter, the substrate on which the coating film was formed was allowed to stand in a drying furnace at about 150 ° C. for about 30 minutes. And while drying the coating film, the crosslinking reaction was advanced and the protective layer was formed. The conductive film thus obtained was named Example 1.

後出の表1に、導電層、保護層、および基材の弾性率、断面積を示す。また、上記式(II)、(III)の左辺[E/(E+E)]の値も併せて示す。各々の弾性率は、JIS K7127(1999)に準じた引張試験により算出した。試験片の形状は、試験片タイプ2とした(以下の実施例、比較例についても同じ)。 Table 1 below shows the elastic modulus and cross-sectional area of the conductive layer, protective layer, and substrate. Further, above-mentioned formula (II), are also shown the values of the left side [E e S e / (E c S c + E s S s)] of (III). Each elastic modulus was calculated by a tensile test according to JIS K7127 (1999). The shape of the test piece was set to test piece type 2 (the same applies to the following examples and comparative examples).

[実施例2]
導電層における導電材の種類と、保護層のエラストマーの種類以外は、上記実施例1と同様にして、導電膜を製造した。すなわち、導電材として、銀粉末B(DOWAエレクトロニクス(株)製、商品「FA−D−4」)、および銀粉末C(同社製、商品「AG2−1C」)を使用した。また、保護層には、ウレタンゴムを使用した。すなわち、ウレタンゴムポリマー(日本ポリウレタン工業(株)製「ニッポラン(登録商標)5230」)100質量部を、溶剤のブチルカルビトール150質量部に溶解させて、保護層用塗料を調製した。この保護層用塗料を、導電層を覆うようにバーコート法により塗布した。その後、塗膜が形成された基材を、約150℃の乾燥炉内に約30分間静置した。そして、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させて、保護層を形成した。得られた導電膜を、実施例2とした。
[Example 2]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except for the type of conductive material in the conductive layer and the type of elastomer in the protective layer. Specifically, silver powder B (manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd., product “FA-D-4”) and silver powder C (manufactured by the company, product “AG2-1C”) were used as the conductive material. Moreover, urethane rubber was used for the protective layer. That is, 100 parts by mass of a urethane rubber polymer (“Nipporan (registered trademark) 5230” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was dissolved in 150 parts by mass of butyl carbitol as a solvent to prepare a coating material for a protective layer. This protective layer coating was applied by a bar coating method so as to cover the conductive layer. Thereafter, the substrate on which the coating film was formed was allowed to stand in a drying furnace at about 150 ° C. for about 30 minutes. And while drying the coating film, the crosslinking reaction was advanced and the protective layer was formed. The obtained conductive film was named Example 2.

[実施例3]
導電層および保護層のエラストマーの種類以外は、上記実施例1と同様にして、導電膜を製造した。すなわち、導電層および保護層に、ウレタンゴムを使用した。まず、実施例2の保護層に使用したのと同じウレタンゴムポリマー100質量部に、銀粉末A720質量部を添加した。続いて、溶剤のブチルカルビトール150質量部を添加、攪拌して導電層用塗料を得た。この導電層用塗料を、基材の表面にバーコート法により塗布した。その後、塗膜が形成された基材を、約150℃の乾燥炉内に約30分間静置した。そして、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させて、導電層を形成した。次に、導電層と同じウレタンゴムポリマーを使用して、実施例2と同様にして保護層を形成した。得られた導電膜を、実施例3とした。
[Example 3]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except for the type of elastomer for the conductive layer and the protective layer. That is, urethane rubber was used for the conductive layer and the protective layer. First, 720 parts by mass of silver powder A were added to 100 parts by mass of the same urethane rubber polymer used in the protective layer of Example 2. Subsequently, 150 parts by mass of a solvent butyl carbitol was added and stirred to obtain a conductive layer coating material. This conductive layer coating was applied to the surface of the substrate by a bar coating method. Thereafter, the substrate on which the coating film was formed was allowed to stand in a drying furnace at about 150 ° C. for about 30 minutes. And while drying the coating film, the crosslinking reaction was advanced and the conductive layer was formed. Next, a protective layer was formed in the same manner as in Example 2 using the same urethane rubber polymer as that of the conductive layer. The obtained conductive film was named Example 3.

[実施例4]
基材(弾性部材)を有しない点と、導電層における導電材の種類以外は、上記実施例2と同様にして、導電膜を製造した。まず、実施例1、2の導電層に使用したエラストマー溶液に、導電材のカーボンブラック(ライオン(株)製「ケッチェンブラック(登録商標)EC−600JD」)を20質量部添加し、三本ロールにて混練りして導電層用塗料を得た。この導電層用塗料を、離型処理を施したPET製の基材の表面に、バーコート法により塗布した。その後、塗膜が形成された基材を、約150℃の乾燥炉内に約30分間静置した。そして、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させて、導電層を形成した。次に、実施例2の保護層に使用した保護層用塗料を使用して、実施例2と同様に、保護層を形成した。このようにして得られた導電膜を、基材から剥離して、実施例4とした。
[Example 4]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 2 except that it did not have a base material (elastic member) and the type of conductive material in the conductive layer. First, 20 parts by mass of conductive material carbon black (“Ketjen Black (registered trademark) EC-600JD” manufactured by Lion Corporation) was added to the elastomer solution used in the conductive layers of Examples 1 and 2, and three A conductive layer coating was obtained by kneading with a roll. This conductive layer coating was applied to the surface of a PET substrate that had been subjected to a release treatment by a bar coating method. Thereafter, the substrate on which the coating film was formed was allowed to stand in a drying furnace at about 150 ° C. for about 30 minutes. And while drying the coating film, the crosslinking reaction was advanced and the conductive layer was formed. Next, a protective layer was formed in the same manner as in Example 2 using the protective layer coating material used in the protective layer of Example 2. The conductive film thus obtained was peeled from the base material to give Example 4.

[比較例1]
保護層を形成しない点以外は、上記実施例1と同様にして、導電膜を製造した。つまり、形成された導電膜は、導電層のみからなる。得られた導電膜を、比較例1とした。
[Comparative Example 1]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 1 except that the protective layer was not formed. That is, the formed conductive film consists only of a conductive layer. The obtained conductive film was referred to as Comparative Example 1.

[比較例2]
保護層のエラストマーの種類以外は、上記実施例2と同様にして、導電膜を製造した。すなわち、保護層には、実施例1の保護層と同じアクリルゴムを使用した。得られた導電膜を、比較例2とした。
[Comparative Example 2]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 2 except for the type of elastomer for the protective layer. That is, the same acrylic rubber as the protective layer of Example 1 was used for the protective layer. The obtained conductive film was referred to as Comparative Example 2.

[比較例3]
保護層を形成しない点以外は、上記実施例2と同様にして、導電膜を製造した。つまり、形成された導電膜は、導電層のみからなる。得られた導電膜を、比較例3とした。
[Comparative Example 3]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 2 except that the protective layer was not formed. That is, the formed conductive film consists only of a conductive layer. The obtained conductive film was referred to as Comparative Example 3.

[比較例4]
保護層を形成しない点以外は、上記実施例4と同様にして、導電膜を製造した。つまり、形成された導電膜は、導電層のみからなり、基材(弾性部材)を有しない。得られた導電膜を、比較例4とした。
[Comparative Example 4]
A conductive film was produced in the same manner as in Example 4 except that the protective layer was not formed. That is, the formed electrically conductive film consists only of an electrically conductive layer, and does not have a base material (elastic member). The obtained conductive film was referred to as Comparative Example 4.

<評価方法>
製造した導電膜について、伸張率を変化させた際の体積抵抗率、耐久性、およびマイグレーションを評価した。以下、各々の評価方法について説明する。
<Evaluation method>
About the manufactured electrically conductive film, the volume resistivity at the time of changing an expansion rate, durability, and migration were evaluated. Hereinafter, each evaluation method will be described.

[体積抵抗率]
導電膜の体積抵抗率を、JIS K6271(2008)に準じて測定した。初期(伸張前)の電極間距離は、10mmとした。体積抵抗率の測定は、伸張率を0%(伸張なし)〜500%まで変化させて行った。ここで、伸張率は、次式(IV)により算出した値である(以下の伸張率についても同様)。
伸張率(%)=(ΔL/L)×100・・・(IV)
[L:試験片の標線間距離、ΔL:試験片の標線間距離の伸張による増加分]
[耐久性]
製造した導電膜を、基材と共に試験片として耐久試験を行った。まず、試験片の両端を、一対のジグで挟持した。次に、ジグの一方を固定し、他方を50mm/分の速度で往復動させることにより、試験片を伸縮させた。試験片の最大伸張率を50%とし、ジグを100回往復させた。耐久試験の後、導電膜の体積抵抗率を上記同様にして測定した。そして、体積抵抗率が0.01Ωcm以下の場合を良(後出の表1中○印)、0.01Ωcmを超え10Ωcm以下の場合をやや不良(同表1中△印)、10Ωcmを超えた場合を不良(同表1中×印)とした。
[Volume resistivity]
The volume resistivity of the conductive film was measured according to JIS K6271 (2008). The initial inter-electrode distance (before stretching) was 10 mm. The volume resistivity was measured by changing the stretching ratio from 0% (no stretching) to 500%. Here, the expansion rate is a value calculated by the following formula (IV) (the same applies to the following expansion rates).
Elongation rate (%) = (ΔL 0 / L 0 ) × 100 (IV)
[L 0 : Distance between marked lines of test piece, ΔL 0 : Increase due to extension of distance between marked lines of test piece]
[durability]
The manufactured conductive film was used as a test piece together with the base material to conduct a durability test. First, both ends of the test piece were sandwiched between a pair of jigs. Next, the test piece was expanded and contracted by fixing one of the jigs and reciprocating the other at a speed of 50 mm / min. The maximum elongation of the test piece was 50%, and the jig was reciprocated 100 times. After the durability test, the volume resistivity of the conductive film was measured in the same manner as described above. When the volume resistivity is 0.01 Ωcm or less, good (circle mark in Table 1 below), and when it exceeds 0.01 Ωcm and slightly less than 10 Ωcm (symbol Δ in Table 1), it exceeds 10 Ωcm. The case was determined to be defective (x in Table 1).

[マイグレーション]
上記実施例および比較例の導電膜と同じ組成の導電膜について、マイグレーション試験を行った。まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材の表面に、幅約1mm、長さ約15mmの一対の導電膜を、間隔約0.5mmで隣接するよう形成した。次に、導電膜間に、イオン交換水30μlを滴下して、互いの導電膜に水滴が接触するようにした。このような状態で、導電膜間に、直流10Vの電圧を300秒間印加した。その後、両導電膜を顕微鏡で観察し、導電膜に銀の析出が認められなかった場合を良(後出の表1中○印)、銀の析出が認められた場合を不良(同表1中×印)とした。
[migration]
A migration test was performed on the conductive films having the same composition as the conductive films of the above Examples and Comparative Examples. First, a pair of conductive films having a width of about 1 mm and a length of about 15 mm were formed on the surface of a base material made of polyethylene terephthalate (PET) so as to be adjacent to each other with a spacing of about 0.5 mm. Next, 30 μl of ion-exchanged water was dropped between the conductive films so that the water drops were in contact with each other. In this state, a voltage of DC 10V was applied between the conductive films for 300 seconds. Thereafter, both conductive films were observed with a microscope, and the case where no silver deposition was observed on the conductive film was good (marked with a circle in Table 1 below), and the case where silver deposition was observed was poor (Table 1). Middle x).

<評価結果>
実施例および比較例の導電膜の評価結果を、各層の組成、弾性率、断面積等と共に、表1に示す。

Figure 2010153821
<Evaluation results>
The evaluation results of the conductive films of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 together with the composition, elastic modulus, cross-sectional area and the like of each layer.
Figure 2010153821

表1に示すように、実施例1〜4の導電膜については、伸張率が増加しても、つまり、大きく伸張させても、体積抵抗率の増加が小さかった。これに対して、保護層のない比較例1、3、4の導電膜については、伸張率の増加と共に、体積抵抗率が大きくなった。つまり、伸張により、導電性が低下した。また、比較例2の導電膜は、保護層を備えているが、上記式(II)、(III)の左辺[E/(E+E)]の値が1.26と大きい。このため、伸張率が200%以上になると、体積抵抗率が大きくなった。 As shown in Table 1, the conductive films of Examples 1 to 4 had a small increase in volume resistivity even when the expansion ratio increased, that is, greatly expanded. On the other hand, for the conductive films of Comparative Examples 1, 3, and 4 without a protective layer, the volume resistivity increased as the elongation rate increased. That is, the conductivity decreased due to stretching. Further, the conductive film of Comparative Example 2 has a protective layer, above-mentioned formula (II), the value of the left side [E e S e / (E c S c + E s S s)] of (III) 1 .26 and large. For this reason, when the elongation ratio was 200% or more, the volume resistivity increased.

また、実施例1〜4の導電膜は、耐久性に優れていた。すなわち、伸縮を繰り返しても、電気抵抗の増加が小さかった。さらに、マイグレーションも抑制されることが確認された。これに対して、保護層のない比較例1、3、4の導電膜の耐久性は低かった。また、比較例1、3の導電膜については、マイグレーションにより、銀の析出が認められた。   Moreover, the electrically conductive film of Examples 1-4 was excellent in durability. That is, even when the expansion and contraction was repeated, the increase in electrical resistance was small. Furthermore, it was confirmed that migration was also suppressed. On the other hand, the durability of the conductive films of Comparative Examples 1, 3, and 4 without the protective layer was low. Moreover, about the electrically conductive film of the comparative examples 1 and 3, precipitation of silver was recognized by migration.

以上より、本発明の導電膜は、柔軟で導電性が高く、伸張時にも電気抵抗が増加しにくいことが確認された。また、伸縮を繰り返しても電気抵抗の変化が小さく、耐久性に優れることが確認された。   From the above, it was confirmed that the conductive film of the present invention was flexible and highly conductive, and the electrical resistance hardly increased even when stretched. Moreover, it was confirmed that even when the expansion and contraction was repeated, the change in electric resistance was small and the durability was excellent.

柔軟なアクチュエータは、例えば、産業、医療、福祉ロボット用の人工筋肉、電子部品冷却用や医療用等の小型ポンプ、医療用器具等に用いられる。本発明の導電膜は、このような柔軟なアクチュエータの電極、配線等に好適である。また、静電容量型センサ等のエラストマーセンサの電極、配線等にも好適である。さらには、発電トランスデューサの他、発光、発熱、発色等を行う柔軟なトランスデューサの電極、配線等にも好適である。また、本発明の導電膜は、ウェアラブルデバイス等に使用されるフレキシブル配線板等にも有用である。   Flexible actuators are used in, for example, artificial muscles for industrial, medical, and welfare robots, small pumps for cooling electronic parts, medical use, and medical instruments. The conductive film of the present invention is suitable for such flexible actuator electrodes and wiring. It is also suitable for electrodes and wiring of elastomer sensors such as capacitance type sensors. Furthermore, in addition to the power generation transducer, it is also suitable for flexible transducer electrodes, wiring, and the like that emit light, generate heat, and color. Moreover, the electrically conductive film of this invention is useful also for the flexible wiring board etc. which are used for a wearable device etc.

1:静電容量型センサ(エラストマーセンサ) 10:誘電膜 11a、11b:電極
12a、12b:配線 14:コネクタ
110a、110b:導電層 111a、111b:保護層
120a:導電層 121a:保護層
2:アクチュエータ 20:誘電膜 21a、21b:電極 22:電源
3:発電トランスデューサ 30:誘電膜 31a、31b:電極
4:フレキシブル配線板
40:基材 41:表側配線用コネクタ 42:裏側配線用コネクタ
01X〜16X:表側電極 01X1〜16X1:表側接続部
01Y〜16Y:裏側電極 01Y1〜16Y1:裏側接続部
01x〜16x:表側配線 01y〜16y:裏側配線
100:導電膜 101:導電層 102:保護層 103:弾性部材
:導電層の断面積 S:保護層の断面積
:導電膜の形成部分における弾性部材の断面積
1: Capacitance type sensor (elastomer sensor) 10: Dielectric films 11a, 11b: Electrodes 12a, 12b: Wiring 14: Connectors 110a, 110b: Conductive layers 111a, 111b: Protective layers 120a: Conductive layers 121a: Protective layers 2: Actuator 20: Dielectric film 21a, 21b: Electrode 22: Power supply 3: Power generation transducer 30: Dielectric film 31a, 31b: Electrode 4: Flexible wiring board 40: Base material 41: Front side wiring connector 42: Back side wiring connector 01X-16X : Front side electrode 01X1 to 16X1: Front side connection part 01Y to 16Y: Back side electrode 01Y1 to 16Y1: Back side connection part 01x to 16x: Front side wiring 01y to 16y: Back side wiring 100: Conductive layer 101: Conductive layer 102: Protective layer 103: Elasticity Member S e : sectional area of conductive layer S c : sectional area of protective layer S s : conductive Cross-sectional area of elastic member at the formation part of the electromembrane

Claims (15)

エラストマーと、該エラストマー中に充填されている導電材と、を有する導電層と、
該導電層を被覆するように配置されているエラストマー製の保護層と、
を備えてなることを特徴とする導電膜。
A conductive layer having an elastomer and a conductive material filled in the elastomer;
An elastomeric protective layer arranged to cover the conductive layer;
A conductive film comprising:
前記導電層および前記保護層の各々の弾性率と断面積とが、次式(I)を満たす請求項1に記載の導電膜。
/E<1 ・・・(I)
[E:導電層の弾性率、S:導電層の断面積、E:保護層の弾性率、S:保護層の断面積]
The conductive film according to claim 1, wherein the elastic modulus and the cross-sectional area of each of the conductive layer and the protective layer satisfy the following formula (I).
E e Se / E c Sc <1 (I)
[E e : Elastic modulus of conductive layer, S e : Cross sectional area of conductive layer, E c : Elastic modulus of protective layer, S c : Cross sectional area of protective layer]
弾性部材の表面に形成されている請求項1に記載の導電膜。   The conductive film according to claim 1, wherein the conductive film is formed on a surface of the elastic member. 前記導電層の一面は、前記弾性部材と接触し、
該導電層の他面は、前記保護層により被覆されている請求項3に記載の導電膜。
One surface of the conductive layer is in contact with the elastic member,
The conductive film according to claim 3, wherein the other surface of the conductive layer is covered with the protective layer.
前記導電層、前記保護層、および前記弾性部材の各々の弾性率と断面積とが、次式(II)を満たす請求項3または請求項4に記載の導電膜。
/(E+E)<1.2 ・・・(II)
[E:導電層の弾性率、S:導電層の断面積、E:保護層の弾性率、S:保護層の断面積、E:弾性部材の弾性率、S:導電膜の形成部分における弾性部材の断面積]
5. The conductive film according to claim 3, wherein an elastic modulus and a cross-sectional area of each of the conductive layer, the protective layer, and the elastic member satisfy the following formula (II).
E e S e / (E c S c + E s S s) <1.2 ··· (II)
[E e : Elastic modulus of conductive layer, S e : Cross sectional area of conductive layer, E c : Elastic modulus of protective layer, S c : Cross sectional area of protective layer, E s : Elastic modulus of elastic member, S s : Conductive Cross-sectional area of elastic member at film forming portion]
前記導電層、前記保護層、および前記弾性部材の各々の弾性率と断面積とが、次式(III)を満たす請求項3または請求項4に記載の導電膜。
/(E+E)<1 ・・・(III)
[E:導電層の弾性率、S:導電層の断面積、E:保護層の弾性率、S:保護層の断面積、E:弾性部材の弾性率、S:導電膜の形成部分における弾性部材の断面積]
The electrically conductive film of Claim 3 or Claim 4 with which the elasticity modulus and sectional area of each of the said conductive layer, the said protective layer, and the said elastic member satisfy | fill following Formula (III).
E e S e / (E c S c + E s S s) <1 ··· (III)
[E e : Elastic modulus of conductive layer, S e : Cross sectional area of conductive layer, E c : Elastic modulus of protective layer, S c : Cross sectional area of protective layer, E s : Elastic modulus of elastic member, S s : Conductive Cross-sectional area of elastic member at film forming portion]
前記導電材は、銀、金、銅から選ばれる一種以上の金属粉末を含む請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の導電膜。   The conductive film according to claim 1, wherein the conductive material includes one or more metal powders selected from silver, gold, and copper. 前記導電材は、カーボンブラックを含む請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の導電膜。   The conductive film according to claim 1, wherein the conductive material includes carbon black. 前記導電材は、銀粉末およびカーボンブラックを含み、
該銀粉末の充填量は、該導電材の全体を100体積%とした場合の30体積%以上である請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の導電膜。
The conductive material includes silver powder and carbon black,
The conductive film according to any one of claims 1 to 8, wherein a filling amount of the silver powder is 30% by volume or more when the whole of the conductive material is 100% by volume.
前記保護層を構成する前記エラストマーは、ポリウレタン、アクリル、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリエーテルエステルから選ばれる一種以上である請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の導電膜。   The conductive film according to any one of claims 1 to 9, wherein the elastomer constituting the protective layer is at least one selected from polyurethane, acrylic, polyvinyl chloride, polyester, and polyetherester. 前記保護層を構成する前記エラストマーは、カーボンブラックを含む請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の導電膜。   The conductive film according to any one of claims 1 to 10, wherein the elastomer constituting the protective layer contains carbon black. 請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の導電膜を、電極および配線の少なくとも一方として備えていることを特徴とするトランスデューサ。   12. A transducer comprising the conductive film according to claim 1 as at least one of an electrode and a wiring. エラストマーからなる誘電膜と、該誘電膜を介して配置されている複数の電極と、複数の該電極と各々接続されている配線と、を備え、複数の該電極間への印加電圧に応じて該誘電膜が伸縮するアクチュエータである請求項12に記載のトランスデューサ。   A dielectric film made of an elastomer, a plurality of electrodes arranged via the dielectric film, and a wiring connected to each of the plurality of electrodes, according to a voltage applied between the plurality of electrodes The transducer according to claim 12, wherein the dielectric film is an actuator that expands and contracts. エラストマーからなる誘電膜と、該誘電膜を介して配置されている複数の電極と、複数の該電極と各々接続されている配線と、を備え、複数の該電極間の静電容量変化に基づいて変形を検出するエラストマーセンサである請求項12に記載のトランスデューサ。   A dielectric film made of an elastomer, a plurality of electrodes arranged through the dielectric film, and a wiring connected to each of the plurality of electrodes, and based on a change in capacitance between the plurality of electrodes The transducer according to claim 12, wherein the transducer is an elastomer sensor that detects deformation. 配線の少なくとも一部は、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の導電膜からなることを特徴とするフレキシブル配線板。   A flexible wiring board, wherein at least a part of the wiring is made of the conductive film according to any one of claims 1 to 11.
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