JP2014201595A - 導電性塗料およびそれを用いた被着体 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来は、導電ポリマーを含む導電性塗料は被着体に対して濡れ性が悪く、また、当該導電塗料を粒子に対して均等に被覆することは困難であった。様々な被着体に対して濡れ性が良く、被着体が粒子の場合は特定の製造方法により導電塗料を粒子表面に均等な被覆をすることを可能にする導電性塗料の提供。
【解決手段】（Ａ）〜（Ｄ）成分を含む導電性塗料。（Ａ）成分：ポリエチレンジオキシチオフェン（Ｂ）成分：ポリスチレンスルフォン酸（Ｃ）成分：水（Ｄ）成分：脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤および／または（メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤更にエチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン及びジメチルスルホキシドから少なくとも選択される溶剤を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性ポリマーを含む導電性塗料およびそれを用いた被着体に関するものである。
従来、導電ポリマーを被覆した絶縁粒子を用いた組成物が知られていたが、特許文献１の様に、その製造方法はボールミルを用いると共に、溶剤を多量に使用していた。また、粒子を回収するために濾過を行うため、当初投入した導電ポリマーのほとんどが溶剤と共に濾過されて絶縁粒子の表面に導電ポリマーが残っているか明確ではなかった。また、乾燥する際に１次粒子同士が融着して大きな２次粒子ができあがることも有り、または乾燥時には絶縁粒子表面に被覆された導電ポリマーが、表面張力で一部の領域に偏ることも懸念される。その工程についても乾燥、濾過、洗浄等の組合せで多段階であり、煩雑であることが推測される。
絶縁粒子の表面に導電ポリマーを均一に被覆すると共に、強固に表面に密着されるために特許文献２の様な多段階の工程により製造されるものもある。当該発明は、母粒子に対して、母粒子より平均粒径が小さい子粒子をその表面に物理的に打ち込んで、その後に導電ポリマーを表面に被覆するものである。これは、アンカー効果により導電ポリマーが剥がれない様にしているものと推測される。しかしながら、製造工程が多段階になると共に、部材の組合せによっては導電ポリマーの被覆が一部の領域に偏ることは特許文献１と同様に懸念される。
近年の技術分野全体の動きとして、環境を考慮して溶剤系から水系に切り替わる動きが有る。水系においては、溶剤系よりも更に被着体に対するなじみが悪くなり、偏ることなく均等に被覆することが困難になっている。
特開平２−１２０３７３号公報 特開２００９−１７０３１９号公報
従来は、導電ポリマーを含む導電性塗料は被着体に対して濡れ性が悪く、また、当該導電塗料を粒子に対して均等に被覆することは困難であった。
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意検討した結果、導電性ポリマーを含む導電性塗料およびそれを用いた被着体に関する本発明を完成するに至った。
本発明の要旨を次に説明する。本発明の第一の実施態様は、（Ａ）〜（Ｄ）成分を含む導電性塗料である。
（Ａ）成分：ポリエチレンジオキシチオフェン
（Ｂ）成分：ポリスチレンスルフォン酸
（Ｃ）成分：水
（Ｄ）成分：脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤および／または（メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤
本発明の第二の実施態様は、（Ｅ）成分として、グリコール誘導体、ピロリドン誘導体およびスルホキシド誘導体から少なくとも１種類選択される溶剤を含む第一の実施態様に記載の導電性塗料である。
本発明の第三の実施態様は、エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドンおよびジメチルスルホキシドから少なくとも１種類選択される（Ｅ）成分を含む第一又は第二の実施態様のいずれかに記載の導電性塗料である。
本発明の第四の実施態様は、被着体として、（メタ）アクリル樹脂、ガラス、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ナイロン、ポリアセタール、液晶ポリマー、硬質塩化ビニール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂またはフェノール樹脂に用いられる請求項第一から第三の実施形態のいずれかに記載の導電性塗料である。
本発明の第五の実施態様は、第一から第四の実施態様のいずれかに記載の導電性塗料がコーティングされた被着体である。
本発明の第六の実施態様は、第五の実施態様の被着体が粒子形状である導電性粒子である。
本発明の第七の実施態様は、第六の実施態様に記載の粒子が（メタ）アクリル樹脂からなる導電性粒子である。
本発明の第八の実施態様は、転動流動層造粒コーティング装置によりコーティングされた第六又は第七の実施態様のいずれかに記載の導電性粒子である。
本発明の第九の実施態様は、第六から第八の実施態様のいずれかに記載の導電性粒子を含む導電性接着剤である。
本発明の第十の実施態様は、第六から第八の実施態様のいずれかに記載の導電性粒子を含む異方導電性接着剤である。
本発明は、導電ポリマーを含む導電性塗料であるが、様々な被着体に対して濡れ性が良く、被着体が粒子の場合は特定の製造方法により導電塗料を粒子表面に均等な被覆をすることを可能にする。
図１は微小圧縮試験機にて処理済み粒子の導通性測定を行った結果である。
本発明について詳細を次に説明する。本発明の導電性塗料に使用することができる（Ａ）成分としては、式１の様なポリ３，４−エチレンジオキシチオフェンである。また、その誘導体も含まれ、複数の種類の（Ａ）成分が混合されても良い。具体例としてはＨ．Ｃ．ＳＴＡＲＣＫ製のＣｌｅｖｉｏｓ ＭＶ２などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
（Ｒ１とＲ２はエチレン基、プロピレン基等又はこれらに有機基を含む基により環状に結ばれることもあり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立して水素又は有機基をする。ｎは整数である。）
（Ａ）成分の主骨格であるチオフェンを酸化重合するために、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩＩ）水和物、硫化鉄（ＩＩＩ）、過塩素酸銅や過塩素酸鉄、パラトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）を含む他の酸化剤なども触媒として使用される。特に、塩化鉄（ＩＩＩ）やパラトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）が収率がよいことが知られているが、これに限定されるものではない。
本発明の導電性塗料で使用することができる（Ｂ）成分としては、ポリスチレンスルフォン酸である。また、その誘導体や複数の（Ｂ）成分が混合されていても良い。スルフォン酸の部位がナトリウム、カリウム、鉄などの金属塩であっても、導電性発現において問題が無ければ使用することができる。
導電性を発現するためには、（Ａ）成分にｐ型ドーピングを行うことが知られている。ドーパントとして様々な種類の試薬が使われ、具体的にはヨウ素、臭素、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸及びスルフォン酸などの有機酸が用いられるが、本願発明においては（Ｂ）成分がドーパントとして用いられる。（Ａ）成分と（Ｂ）成分を組み合わせることで導電ポリマーに相当する。（Ａ）成分および（Ｂ）成分が混合されたものとして、Ｈ．Ｃ．ＳＴＡＲＣＫ製のＣｌｅｖｉｏｓシリーズとしてＰ、Ｆ、Ｓタイプ等が有り、ＡＧＦＡ製のＯｒｇａｃｏｎシリーズが知られている。
（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｂ）成分は１００〜７００質量部添加することが好ましく、７００質量部より多いと導電性が低下し、１００質量部より少なくても導電性は低下する恐れがある。
本発明の導電性塗料で使用することができる（Ｃ）成分としては、水である。好ましくは、精製水や蒸留水などイオン不純物を含まないものが好ましい。取扱いや有害性の鑑定から、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物が（Ｃ）成分に分散（ディスパージョン）されたものが好ましく、Ｈ．Ｃ．ＳＴＡＲＣＫ製のＣｌｅｖｉｏｓ Ｐ、ＰＨ等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物１００質量部が、（Ｃ）成分の０．１〜１０質量％含まれる事が好ましく、０．１質量％より少ないと塗膜の導電性が発現しにくくなり、１０質量％より多いと粘性が高くなりすぎて作業性が低下する。
本発明の導電性塗料で使用することができる（Ｄ）成分としては、脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤および／または（メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤である。脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤の具体例としては信越化学工業株式会社製のＫＢＭ−３０３などが、メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤としては信越化学工業株式会社製のＫＢＭ−５０２、ＫＢＭ−５０３、ＫＢＥ−５０２、ＫＢＥ−５０３、ＫＢＭ−５１０３などが知られているが、これらに限定されるものではない。また、異なる２種類以上の（Ｄ）成分を混合して使用しても良い。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物１００質量部に対して、（Ｄ）成分は１０〜１０００質量部添加することが好ましく、１０質量部より少ないと塗膜性が低下し、１０００質量部より多いと（Ｄ）成分が塗膜に残留する恐れがある。
本発明の導電性塗料で使用することができる（Ｅ）成分としては、グリコール誘導体、ピロリドン誘導体およびスルホキシド誘導体から少なくとも１種類選択される溶剤である。具体的にはエチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられ、価格の観点から安価なこれらの溶剤を添加することが好ましい。また、異なる２種類以上の（Ｅ）成分を混合して使用しても良い。また、明確な原因は解明されていないが、（Ｅ）成分を添加することで導通性が向上することが判明した。
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物１００質量部に対して、（Ｅ）成分は１０〜１０００質量部添加することが好ましく、１０質量部より少ないと導通性を向上が阻害され、１０００質量部より多いと乾燥が遅くなる恐れがある。
本発明の導電性塗料には、本発明の効果を損なわない範囲において、顔料、染料などの着色剤、金属粉、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム等の無機充填剤、難燃剤、有機充填剤、可塑剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤等の添加剤を適量配合しても良い。これらの添加により、導電性、柔軟性、接着強さ、作業性等に優れた塗膜が得られる。
上記の導電性塗料は様々な材質に均一な塗膜が形成することができる。特に、汎用的に使用されるアクリル樹脂やガラスなどには、良好な塗膜を形成することができる。被着体の形状としては、板状、粒子状など様々な被着体に塗膜を形成することができる。塗膜形成においては、熱風乾燥炉等により４０〜１５０℃で加熱により乾燥させて塗膜を形成することができる。１５０℃以上の高温で加熱を行うと、導電性ポリマーの導通性が低下する恐れがあると共に、（Ｃ）成分が突沸する恐れもある。
また、粒子状の被着体の場合、その表面に導電性塗料を付着させ、加熱乾燥すれば、導電性粒子が形成される。粒子表面に対する導電性塗料の付着方法によっては、２次凝集体が発生することがあり、２次凝集体が発生すると本来の１次粒子が有する粒度分布が変化するという問題が発生する。また、粒子表面にて導電性塗料が偏り、均一な塗膜ができない場合もある。均一な塗膜が形成された１次粒子を得るためには、処理装置の仕様や原液の滴下や噴霧などの投入方法により大きく依存する。本発明の導電性粒子を得るための仕様としては、転動流動コーティング装置を用いることが好ましい。さらに、原液の投入方法は噴霧であることが最も好ましい。
本発明の導電性粒子は硬化性樹脂に添加すれば導電性接着剤や異方導電性接着剤にすることができる。導電性粒子の添加量により、前記の２種類の接着剤を作り分けることができいる。つまり、導電性接着剤の場合は、導電性粒子の添加量が７０〜９９質量％であるのに対して、異方導電性接着剤においては、添加量が１〜１０質量％である。その硬化方法もことなり、導電性接着剤の場合は塗布後に硬化させれば導電性が発現する。一方、異方導電性接着剤の場合は、接着剤を２種類の電極で挟み込んだ状態で加圧した状態で硬化させる必要があり、それにより２種類の電極間は導電性を有する。また、硬化性樹脂の硬化形態としては熱硬化、光硬化、嫌気硬化、湿気硬化など様々な硬化形態のものを使用することができる。熱硬化としては、硬化性エポキシ樹脂、硬化性ウレタン樹脂、付加型シリコーン樹脂などを用いることができるがこれらに限定されるものではない。光硬化としては、硬化性アクリレート樹脂、硬化性メタクリレート樹脂、硬化性ビニルエーテル樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。嫌気硬化とは、被着体が金属の場合に被着体と接触することで樹脂が硬化する形態である。メタクリレート化合物とサッカリンの組成物が代表的であるが、これらに限定されるものではない。湿気硬化としては、縮合型シリコーン樹脂が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
従来、光硬化性樹脂に金属粒子を添加して異方導電性接着剤を作ろうとした場合、金属粒子の影響で光硬化性樹脂が着色されると共に不透明なものとなっていた。しかしながら、光硬化性樹脂に本発明の導電性粒子を添加した場合、無着色で透明性が良い異方導電性接着剤を作ることができる。一方、嫌気硬化性樹脂に金属粒子を添加して異方導電性接着剤を作ろうとした場合、金属粒子により樹脂が反応してゲル化していた。しかしながら、本発明の導電性粒子は金属ではないため、嫌気硬化性樹脂に添加してもゲル化することが無く、嫌気硬化性を有する異方導電性接着剤を作ることができる。
本発明の導電性接着剤または異方導電性接着剤には、本発明の効果を損なわない範囲において、顔料、染料などの着色剤、金属粉、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム等の無機充填剤、難燃剤、有機充填剤、可塑剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤等の添加剤を適量配合しても良い。これらの添加により、導電性、柔軟性、接着強さ、作業性等に優れた組成物が得られる。
前記の導電性接着剤および異方導電性接着剤は、電気電子分野における電気的接続材料として使用することができる。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。（以下、導電性塗料を単に塗料と呼ぶ。）
［実施例１〜７、比較例１〜４］
塗料を調製するために下記成分を準備した。
（Ａ）成分：ポリエチレンジオキシチオフェン、（Ｂ）成分：ポリスチレンスルフォン酸および（Ｃ）成分：水の混合物
・固形分１質量％のポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の水系エマルジョン
その他の導電ポリマーおよび（Ｃ）成分：水の混合物
・固形分５質量％のポリアニリン水溶液
（Ｄ）成分：脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤および／または（メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤
・２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−３０３ 信越化学工業株式会社製）
・３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３ 信越化学工業株式会社製）
（Ｄ）成分：（Ｄ）成分以外のシラン系カップリング剤
・３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３ 信越化学工業株式会社）
・Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＫＢＭ−６０３ 信越化学工業株式会社製）
・ビニルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−１００３ 信越化学工業株式会社製）
（Ｅ）成分：グリコール誘導体、ピロリドン誘導体およびスルホキシド誘導体から少なくとも１種類選択される溶剤
・エチレングリコール（試薬）
・Ｎ−メチルピロリドン（試薬）
・ジメチルスルホキシド（試薬）
（Ｅ’）成分：（Ｅ）成分以外の溶剤
・エタノール（試薬）
（Ａ）成分〜（Ｅ）成分（比較例の場合は、（Ｄ’）成分と（Ｅ’）成分を使用する。）を秤量して撹拌した。詳細な調製量は表１に従い、数値は全て質量部で表記する。
実施例１〜７、比較例１〜４に対して、塗膜性（アクリル）確認、塗膜性（ガラス）確認、表面抵抗値測定を行い、表２にまとめた。
［塗膜性確認］
バーコーターにより基板に塗料を塗布して、熱風乾燥炉により１００℃雰囲気で５分放置して、水分を揮発させて１００ｎｍの塗膜を得た。基板はアクリル板とガラス板に対して、それぞれ「塗膜性（アクリル）」と「塗膜性（ガラス）」を確認した。判断基準として、以下の３段階で目視により確認を行った。
○：塗膜が均等の厚さである
△：塗れているが組成物が部分的に偏っている
×：完全にはじいていて塗れない
［表面抵抗値測定］
ガラス板に対して上記の塗膜性確認と同じ方法にて塗膜を作製し、電極幅が１ｍｍ、電極間の距離が５ｍｍでテスター（二端子法）にて「表面抵抗値（単位：Ω）」を測定した。
基材に対するなじみが良くない場合、塗布後の状態でも組成物が偏ることもある。さらに、１００℃雰囲気に曝された時に一時的に塗料が低粘度化して塗料が寄ってしまうこともある。しかしながら、（Ｄ）成分を添加した実施例の塗料は均等な塗膜が形成されている。また、（Ｅ）成分の添加の有無で表面抵抗値の低下が見られる。
実施例２について、ガラスとアクリル以外の材質を被着体として塗膜性を確認した。試験方法及び判断基準は上記の塗膜性確認と同様の方法で行った。その結果を表３にまとめた。表３より、一部の材質には「×」が有るが、アクリルやガラス以外にも様々な材質に対して良好な塗膜が形成できる。
［実施例８、比較例５と６］
平均粒径１５μｍのポリメタクリル酸メチル粒子（ＳＳＸ−１１５ 積水化成品工業株式会社製）の表面に実施例２を被覆するために、下記の装置１〜３を用いて塗料を粒子表面に付着させると共に乾燥させる処理を行った。（以下、装置による処理を行った粒子を処理済み粒子と呼ぶ。）各装置の仕様をまとめると表４の通りである。また、処理済み粒子導通性測定を実施した。
装置１（転動流動コーティング装置）：
流動層造粒装置（気流による粉粒体流動、高効率乾燥作用）と攪拌造粒装置（機械的作用による粉粒体流動、転動、圧密作用）の特徴を合わせた粒や微粒子コーティング装置である。
装置２（ＵＶ型振動撹拌機）：
バッチ式縦型乾燥機で振動機構は、２台の振動モーターを本体側面に取付け、斜め上方の半楕円状の振動を発生させる。本体内部の被乾燥物は円周方向に旋回しながら半径方向に上下流動する。
装置３（ハイスピードバキュームドライヤー）：
缶体内部を減圧状態にし、缶体底面および側面からジャケット加熱する。被乾燥物が撹拌、転動することにより、均一に熱を与えて短時間での乾燥できる。
［処理済み粒子導通性測定］
表４の製造された粒子は、株式会社島津製作所製 微小圧縮試験機にて導通性の測定を行った。１つの粒子を３．８ｍＮ／ｓｅｃの負荷速度で圧縮しながら、粒径１５μｍの粒子を７０％に圧縮（１０μｍ）した際の測定値を抵抗値とした。実施例８の結果を表１に示す。Ｘ軸は変位（単位：μｍ）でありプローブが粒子に接触した変位が０μｍである。Ｙ軸はその時の抵抗値（単位：×１０６Ω）である。実施例８は０．０６×１０６Ωの導通性が発現したが、比較例５と６は絶縁であり抵抗値を測定することができなかった。
実施例８のみ導通性が発現したため、塗膜を形成する装置によって塗膜の状態に大きな影響を与えることが判る。特に、組成物の投入方法においては、滴下の場合は均一ではなく偏った塗膜が粒子表面に形成され、噴霧の方が均一が塗膜が形成されていると考えられる。本願発明の場合、転動／流動の方法は振動よりも撹拌の方が適していると考えられる。
［実施例９］
実施例８の導電性粒子を用いて異方導電性接着剤を調製するため、下記成分を準備した。下記成分すべてを秤量して３０分間撹拌した。詳細な調製量は表５に従い、数値は全て質量部で表記する。
・ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート（Ａ−４００ 新中村化学工業株式会社製）
・１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４ ＢＡＳＦ製）
・実施例８の導電性粒子
［導通性測定］
また、上記の実施例９の導通性を測定した。片面にＩＴＯを表面処理した１０ｍｍ×２５ｍｍのＩＴＯガラス板の導通面に、スペーサーとして厚さ１２μｍの短冊状ＰＥＴフィルムをＩＴＯガラス板の両端に配置する。実施例９をＰＥＴフィルムの間に０．５ｍｇ塗布し、もう一枚のＩＴＯガラスの導通面をずらして貼り合わせ面が５ｍｍ×５ｍｍになる様に貼り合わせる。貼り合わせたＩＴＯガラスをクリップにて固定した後、積算光量３０００ｍＪ／ｃｍ２で照射を行い、実施例９を硬化した。以上のように作製したテストピースのＩＴＯガラス間の抵抗値を測定し、ＩＴＯガラスと導電粒子の全抵抗値を測定したところ３００Ωであった。
本願発明は様々な材質に有機導電層を形成することができる導電性塗料である。導電性粒子の製造においては、特定の方式の装置を用いることで効率的に製造することが可能である。また、当該導電性粒子はメッキ粉に相当するものであるが、金属を使用しないため多段階名工程を用いず安価な導電性粒子を製造することができる。また、当該導電性粒子を用いた異方導電性接着剤においては、見た目は透明で透光性がある硬化物を形成することができる。

Claims (10)

  1. （Ａ）〜（Ｄ）成分を含む導電性塗料。
    （Ａ）成分：ポリエチレンジオキシチオフェン
    （Ｂ）成分：ポリスチレンスルフォン酸
    （Ｃ）成分：水
    （Ｄ）成分：脂環式エポキシ基を有するシランカップリング剤および／または（メタ）アクリル基を有するシラン系カップリング剤
  2. （Ｅ）成分として、グリコール誘導体、ピロリドン誘導体およびスルホキシド誘導体から少なくとも１種類選択される溶剤を含む請求項１に記載の導電性塗料。
  3. エチレングリコール、Ｎ−メチルピロリドンおよびジメチルスルホキシドから少なくとも１種類選択される（Ｅ）成分を含む請求項１または２のいずれかに記載の導電性塗料。
  4. 被着体として、（メタ）アクリル樹脂、ガラス、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ナイロン、ポリアセタール、液晶ポリマー、硬質塩化ビニール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂またはフェノール樹脂に用いられる請求項１〜３のいずれかに記載の導電性塗料。
  5. 請求項１〜４のいずれかに記載の導電性塗料がコーティングされた被着体。
  6. 請求項５の被着体が粒子形状である導電性粒子。
  7. 請求項６に記載の粒子が（メタ）アクリル樹脂からなる導電性粒子。
  8. 転動流動層造粒コーティング装置によりコーティングされた請求項６または７のいずれかに記載の導電性粒子。
  9. 請求項６〜８のいずれかに記載の導電性粒子を含む導電性接着剤。
  10. 請求項６〜８のいずれかに記載の導電性粒子を含む異方導電性接着剤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018016790A (ja) * 2016-07-19 2018-02-01 丸尾カルシウム株式会社 導電性表面処理粉体填料及び該填料を含有してなる樹脂組成物
JP7485279B2 (ja) 2020-04-10 2024-05-16 丸尾カルシウム株式会社 導電性表面処理粉体填料およびその製造方法、ならびに該填料を含有する導電性組成物

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018061374A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 積水化成品工業株式会社 導電性樹脂粒子及びその用途
TWI651345B (zh) * 2017-09-29 2019-02-21 國立中山大學 可撓式透明導電膜之製造方法及使用此方法所製造之可撓式透明導電膜、透明電極及有機發光二極體

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006318876A (ja) * 2004-06-29 2006-11-24 Dainippon Printing Co Ltd エレクトロルミネッセント素子の製造方法及びエレクトロルミネッセント素子
JP5630596B2 (ja) * 2008-01-17 2014-11-26 戸田工業株式会社 導電性粒子粉末
JP5178231B2 (ja) * 2008-02-20 2013-04-10 帝人デュポンフィルム株式会社 導電性フィルムおよびそれを用いたタッチパネル
JP5178265B2 (ja) * 2008-03-19 2013-04-10 帝人デュポンフィルム株式会社 導電性フィルムおよびそれを用いたタッチパネル
JP5554578B2 (ja) * 2010-01-26 2014-07-23 帝人デュポンフィルム株式会社 導電性フィルム
JP5740925B2 (ja) * 2010-11-15 2015-07-01 ナガセケムテックス株式会社 導電性コーティング組成物及び積層体
JP2012172024A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Nagase Chemtex Corp 導電性コーティング用組成物、導電性薄膜及び導電性フィルム
JP2012243460A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Teijin Dupont Films Japan Ltd 導電性フィルム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018016790A (ja) * 2016-07-19 2018-02-01 丸尾カルシウム株式会社 導電性表面処理粉体填料及び該填料を含有してなる樹脂組成物
JP7485279B2 (ja) 2020-04-10 2024-05-16 丸尾カルシウム株式会社 導電性表面処理粉体填料およびその製造方法、ならびに該填料を含有する導電性組成物

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