JP2022042097A - 導電性接着剤、誘電エラストマートランスデューサーおよび誘電エラストマートランスデューサーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化後の導電性をより確実に維持する導電性接着剤を提供する。【解決手段】導電性フィラー１２と接着機能の主成分としてのシアノアクリレートを含んでいる基材１１を備え、硬化後のショア硬度Ｅが１０以上であり、且つショア硬度Ｄが４０以下である、導電性接着剤１。前記導電性フィラー１２が、動的光散乱法によって計測された粒度が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が１５μｍ以上７０μｍ以下である、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含む、前記導電性接着剤。【選択図】図２

Description

本発明は、導電性接着剤、誘電エラストマートランスデューサーおよび誘電エラストマートランスデューサーの製造方法に関する。

接着機能を果たしつつ、硬化後に導電性を発揮する導電性接着剤が種々に提案されている。特許文献１には、従来の導電性接着剤の一例が開示されている。同文献に開示された導電性接着剤は、接着機能の主成分としてシアノアクリレートを含み、導電性フィラーが混入されている。

特表２００７－５１６３１４号公報

接着機能の主成分としてシアノアクリレートを含む接着剤は、たとえば一般的に瞬間接着剤と称される接着剤を構成する。この接着剤は、比較的短時間で硬化が完了する一方で、硬化後の硬度が比較的高い。このため、導電性接着剤が硬化後に、接着された部材間に外力が加えられると、割れや剥離等が生じ、導通が損なわれることが懸念される。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、硬化後の導電性をより確実に維持しやすい導電性接着剤を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される導電性接着剤は、導電性フィラーを備えた導電性接着剤であって、接着機能の主成分としてのシアノアクリレートを備え、硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ１０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ４０以下であることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記導電性フィラーは、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が１５μｍ以上７０μｍ以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、１５μｍ以上である。

本発明の第２の側面によって提供される誘電エラストマートランスデューサーは、誘電エラストマー層と、前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーであって、前記誘電エラストマー層と前記一対の電極層とが、本発明の第１の側面によって提供される導電性接着剤によって接着されている。

本発明の第３の側面によって提供される誘電エラストマートランスデューサーの製造方法は、誘電エラストマー層と、前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーの製造方法であって、本発明の第１の側面によって提供される導電性接着剤を硬化させることにより、前記一対の電極層を形成することを特徴としている。

本発明の第４の側面によって提供される誘電エラストマートランスデューサーは、誘電エラストマー層と、前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーであって、前記電極層に導通し、且つ本発明の第１の側面によって提供される導電性接着剤によって形成された導電部材を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、本発明の第１の側面によって提供される導電性接着剤を、複数回塗り重ねることにより、前記一対の電極層を形成する。

本発明によれば、硬化後の導電性をより維持しやすい導電性接着剤を提供することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る導電性接着剤を用いた第１実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤の一例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤の製造方法の一例を示すフロー図である。 本発明に係る導電性接着剤の一例の粉砕炭素粒子の粒度の測定結果を示すグラフである。 本発明に係る導電性接着剤の一例の粉砕炭素粒子の粒度の測定結果を示すグラフである。 本発明に係る導電性接着剤を用いた第２実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤を用いた第３実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤を用いた第４実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤を用いた第５実施形態の構成を示す断面図である。 本発明に係る導電性接着剤を用いた第６実施形態の構成を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係る導電性接着剤を用いた第１実施形態の構成を示している。同図に示された構成は、電子部品２、フレキシブル配線基板３および導電性接着剤１を備える。

電子部品２は、たとえば種々の電子機器に内蔵される部品であり、特定の電気的な機能を果たす部品である。このような電子部品２としては、抵抗器、コイル、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の種々の電子部品が挙げられ、何ら限定されない。

フレキシブル配線基板３は、電子部品２が実装されるものであり、電子部品２を支持し、且つ電子部品２に通じる導通経路を構成している。フレキシブル配線基板３は、絶縁層３１および配線パターン３２を備える。絶縁層３１は、たとえばポリイミドやポリエステル等の絶縁材料からなるフィルム状の部材である。配線パターン３２は、絶縁層３１上に形成されており、たとえばＣｕやＣｕ合金等の金属からなる。

導電性接着剤１は、電子部品２をフレキシブル配線基板３に実装するためのものであり、電子部品２の電極をフレキシブル配線基板３の配線パターン３２に導通接合している。図２は、導電性接着剤１を模式的に示している。導電性接着剤１は、基材１１および導電性フィラー１２からなる。基材１１は、接着機能の主成分としてのシアノアクリレートを含んでいる。導電性接着剤１の硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ１０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ４０以下であり、好ましくは、硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ３０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ３０以下である。

上記のショア硬度を実現するシアノアクリレートとしては、アルコキシアルキル２－シアノアクリレートが好適に用いられる。アルコキシアルキル２－シアノアクリレートの具体例としては、メトキシエチル２－シアノアクリレート、エトキシエチル２－シアノアクリレート、プロポキシエチル２－シアノアクリレート、イソプロポキシエチル２－シアノアクリレート、ブトキシエチル２－シアノアクリレート等が挙げられる。

また、上記のショア硬度を実現するシアノアクレートとしては、上記アルコキシアルキル２－シアノアクリレートを主成分としつつ、アルキル２－シアノアクレートを併せて配合してもよい。アルキル２－シアノアクリレートの具体例としては、メチル２－シアノアクリレート、エチル２－シアノアクリレート、イソプロピル２－シアノアクリレート、ブチル２－シアノアクリレート、イソブチル２－シアノアクリレート等が挙げられる。

本発明に係る導電性接着剤におけるシアノアクリレートの含有量は、瞬間接着性および柔軟性の観点から４０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。ただし、これらのシアノアクリレートの含有量はあくまでも目安であり、本発明における含有量はこの限りではない。

また、上記ショア硬度を満足する目的で柔軟化剤を用いることができる。柔軟化剤の具体例としては、リン酸トリブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル等のリン酸エステル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル等のフタル酸エステル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ２－エチルヘキシル等のセバシン酸エステル、トリメチロール由来のポリアクリレート、ペンタエリスリトール由来のポリアクリレート、ジペンタエリスリトール由来のポリアクリレート等のアクリル酸エステルが挙げられる。

本発明に係る導電性接着剤における柔軟化剤の含有量は、瞬間接着性および柔軟性の観点から１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上５０質量％以下であることがより好まく、２０質量％以上４５質量％以下であることがさらに好ましい。ただし、これらの柔軟化剤の含有量はあくまでも目安であり、本発明における含有量はこの限りではない。また、導電性接着剤１は、硬化促進剤を含む構成であってもよい。

導電性フィラー１２は、基材１１に含有されることにより、導電性接着剤１の導電性を担保するためのものである。導電性フィラー１２は何ら限定されず、炭素材料、導電性高分子化合物及び金属材料等の導電性材料のうちのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいる。炭素材料は、例えば、黒鉛、フラーレン、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）及びグラフェン等である。この炭素材料には、例えば、金属ドープ処理、金属内包処理及び金属鍍金処理等の処理のうちのいずれか１種類または２種類以上が施されていてもよい。あるいは、好ましい炭素材料として、カーボンナノチューブを粉砕することによって得られた、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子が挙げられる。導電性高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリベンゾチアゾールなどである。金属材料は、例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）等であり、合金でもよい。

以降の説明においては、導電性フィラー１２として、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子が用いられた場合を例に説明する。また、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子の好ましい例としては、動的光散乱法によって計測された粒度が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が１５μｍ以上７０μｍ以下であるものが挙げられる。また、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子のより好ましい例としては、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、１５μｍ以上であるものが挙げられる。

図３は、導電性接着剤１の製造方法の一例を示している。本実施形態の製造方法は、粉砕炭素粒子生成工程と、導電性接着剤生成工程と、を備える。粉砕炭素粒子生成工程は、カーボンナノチューブを粉砕することにより、カーボンナノチューブに由来した粉砕炭素粒子を生成する工程である。導電性接着剤生成工程は、基材１１および粉砕炭素粒子を含む導電性フィラー１２からなる導電性接着剤１を形成する工程である。電磁波吸収材生成工程は、たとえば、粉砕炭素粒子生成工程によって得られた粉砕炭素粒子を用いた導電性フィラー１２と基材１１となるペースト状や液状の絶縁体材料とを用いて、シート形成処理や塗布処理等の従来公知の手法によって行う。

＜実施例＞
以下に、粉砕炭素粒子生成工程の実施例について述べる。なお、本発明の粉砕炭素粒子生成工程は、何ら限定されず、後述する条件を満たす粉砕炭素粒子を生成可能な様々な手法を採用できる。

（前処理）
まず、単層カーボンナノチューブの含有量が０．３５ｗｔ％となるように溶媒に混ぜ分散させる。この際の溶媒は、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）を用いた。この溶液を、高圧ホモジナイザーを用いて分散し、ＳＷＣＮＴ分散液（第１分散液）を得た。次に、このＳＷＣＮＴ分散液を液温２０～４０℃で放置し、溶媒を除去した。その後、ガラス攪拌棒等を用いて、粉末状となるまで撹拌した。

（粉砕処理）
粉末状としたＳＷＣＮＴを遊星型ボールミルによって、粉砕した。粉砕したＳＷＣＮＴの粉末に溶媒を加え、再度、高圧ホモジナイザーを用いて分散した。この際の溶媒は、ＣｙＨ（シクロヘキサン）を用いた。また、ＳＷＣＮＴ含有量は、０．０７～０．１５ｗｔ％であった。再分散されたＳＷＣＮＴ分散液（第２分散液）をガラス容器等に移し、超音波振動を加えた。その後、２４時間放置し、ＳＷＣＮＴが溶媒と分離しないことを確認した。分離が認められる場合、再度、超音波振動を加えた。

（抽出処理）
ＳＷＣＮＴと溶媒との分離が認められないことを確認した後に、さらに超音波振動を加えた。その後、３０分程度放置し、ＳＷＣＮＴ分散液の液面近くの上部をスポイト等によって吸い上げ、別容器に抽出した。

＜比較例＞
比較例１は、溶媒としてＣｙＨを用い、未粉砕状態のＳＷＣＮＴを分散させたＳＷＣＮＴ分散液を用意した。比較例２，３として、一般的なカーボンブラックを用意した。カーボンブラック製造メーカーによって公表された粒子径は、１５ｎｍ～５５ｎｍであった。比較例２は、実施例と同じくＣｙＨを溶媒としたカーボンブラック分散液を用意した。比較例３は、ＭＥＫを溶媒としたカーボンブラック分散液を用意した。

（粒度測定前の予備希釈）
（１－１）ガラス容器に実施例および比較例１～３の分散液をそれぞれ２ｍｌ採取し、これにＩＰＡ（イソプロピルアルコール：関東化学 鹿１級）を加え予備希釈液を得た。
（１－２）前記容器の予備希釈液をマグネットスターラ等で撹拌した後に、超音波処理を行った。超音波条件は、周波数：３９ｋＨｚ、出力１００Ｗ、照射時間３分であった。
（１－３）超音波処理後、１０分以内に以下の粒度測定を行った。

＜動的光散乱法＞
（２－１）動的光散乱法による測定装置に、マルバーン社製：ゼータサイザーナノシリーズを用いた。当該装置は、粒子径標準粒子（LTX3060A，LTX3200A）にて、たとえば測定誤差が２％以下となる程度に予め適切に校正されていた。
（２－２）前記予備希釈液１ｍｌを、１２ｍｍ角ガラスセル(PCS1115)に入れ、前記装置にセットした。当該ガラスセルにはキャップを付けた。
（２－３）粒子情報は、屈折率＝２．０、虚数部０．８５０に設定した。
（２－４）溶媒情報は、2-Propanol、屈折率=１．３７５０、粘度＝２．０３８に設定した。
（２－５）測定温度は、２５℃に設定した。
（２－６）測定温度到達から測定までの時間は，６０秒に設定した。
（２－７）セル設定は、「glass cuvette」にて設定した。
（２－８）測定時のディテクタ角度は、１７３°とした。
（２－９）１回の測定に充てる時間は、「Automatic」とした。
（２－１０）繰り返し回数は、３回とした。
（２－１１）「Measurement Position」は、「Seek for measurement position」に設定し、自動とした。
（２－１２）粒度分布のスムージングに関するモデルは、「General Purpose」とした。
（２－１３）Z-Averageを採用し、測定３回の平均を、測定値とした。

＜レーザー散乱法＞
（３－１）レーザー散乱法による測定装置に、マルバーン社製：マスターサイザー３０００を用いた。
（３－２）粒子情報は、屈折率＝２．０、虚数部０．８５０に設定した。
（３－３）溶媒情報は、エタノール、屈折率＝１．３６００に設定した。
（３－４）測定に使用する溶媒は、エタノール（関東化学 鹿１級）を用いた。
（３－５）前記エタノールを分散ユニットに規定量充填し、前記装置内を１２０秒循環させた。

図４は、動的光散乱法およびレーザー散乱法による粒度測定の結果を示している。図４に示すように、動的光拡散法によって測定された粒度Ｄ１は、実施例が、０．５μｍ以上１．５μｍ以下の範囲に分布した。比較例１は、１．３μｍ～５．４μｍの範囲に分布した。比較例２，３は、０．１μｍ～１．５μｍの範囲に分布した。一方、レーザー散乱法によって測定された粒度Ｄ２は、実施例が１５μｍ以上であり、さらに５０μｍ以下であった。比較例１は、３５μｍ以上であった。比較例２，３は、１５μｍ以下であった。

図５は、動的光散乱法およびレーザー散乱法による粒度測定の結果を以下の手法で整理したグラフである。横軸は、粒度Ｄ２と粒度Ｄ１との差（Ｄ２－Ｄ１）である。差（Ｄ２－Ｄ１）は、実施例が１５μｍ以上であった。比較例１は３２μｍ以上であった。比較例２、３は０．１μｍ～１５μｍの範囲に分布した。縦軸は、粒度Ｄ２と粒度Ｄ１との比（Ｄ２／Ｄ１）である。比（Ｄ２／Ｄ１）は、実施例が１５以上であった。比較例１は７～６３の範囲に分布した。比較例２，３は、０．３～４８の範囲に分布した。

実施例と比較例１、比較例２および比較例３とを比較すると、図４について、動的光散乱法によって計測された粒度Ｄ１が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度Ｄ２が１５μｍ以上であって、さらに５０μｍ以下であるという条件を満たすものは、実施例であり、比較例１～３はいずれもこの条件（以下、条件１）を満たしていない。また、図５から理解されるように、動的光散乱法によって計測された粒度Ｄ１とレーザー散乱法によって計測された粒度Ｄ２との差（Ｄ２－Ｄ１）が、１５μｍ以上である条件（以下、条件２）、およびレーザー散乱法によって計測された粒度Ｄ２と動的光散乱法によって計測された粒度Ｄ１との比（Ｄ２／Ｄ１）が、１５以上である条件（以下、条件３）のいずれかと、条件１とを、ともに満たすものは、実施例のみであった。

次に、導電性接着剤１の作用について説明する。

本実施形態の導電性接着剤１は、シアノアクリレートを接着機能の主成分として含む。このため、導電性接着剤１は、常温において比較的短時間で硬化可能である。また、導電性接着剤１の硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ１０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ４０以下である。この硬化後の硬度は、一般的ないわゆる瞬間接着剤の硬化後の硬度と比べて顕著に軟らかい。このため、導電性接着剤１によって接着された、たとえば電子部品２とフレキシブル配線基板３の配線パターン３２との間に外力が加えられても、硬化後の導電性接着剤１がより柔軟に変形することが可能であり、割れや剥離等が生じることを抑制することが可能である。したがって、本実施形態によれば、硬化後の導電性をより確実に維持することができる。また、導電性接着剤１の硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ３０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ３０以下であることは、導通の維持に好ましい。

導電性接着剤１の導電性フィラー１２は、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含む。この粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が１５μｍ以上７０μｍ以下である。また、この粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、１５μｍ以上である。当該粉砕炭素粒子は、カーボンナノチューブが本来有する細長い筒状をなす形態をある程度維持しつつ、小粒化が達成されている。このような粉砕炭素粒子からなる導電性フィラー１２は、硬化後の導電性接着剤１が変形した場合に、導電性接着剤１の伸縮性を維持しつつ、導電性をより確実に確保することが可能である。

図６～図１０は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図６は、導電性接着剤１を用いた第２実施形態の構成を示す断面図である。本実施形態においては、電子部品２とフレキシブル配線基板３の配線パターン３２とは、はんだ４によって導通接合されている。そして、図示された状態は、図中右側のはんだ４において、形成時の不良や使用時の外力等によって、はんだ４に割れや剥離が生じた状態である。このような破損箇所に導電性接着剤１を充填し、導電性接着剤１が硬化したものが図示された構成である。

本実施形態においても、硬化後の導電性接着剤１が柔軟性を維持しつつ導通性を確保可能であることにより、はんだ４の割れや剥離等を適切に修復することができる。また、この修復以降に割れや剥離等が生じることを抑制することができる。

図７は、本発明に係る導電性接着剤を用いた第３実施形態に係る誘電エラストマートランスデューサーを示している。本実施形態の誘電エラストマートランスデューサー５は、誘電エラストマー層５１、一対の電極層５２および硬化後の導電性接着剤１を備えている。誘電エラストマートランスデューサー５の用途は特に限定されず、たとえば駆動用途、発電用途、センサ用途等の様々な分野で活用される。

誘電エラストマー層５１は、エラストマー（ゴム状弾性を有する高分子化合物）のうちのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいる。エラストマーの種類は、特に限定されないが、例えば、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー等である。

熱硬化性エラストマーの種類は、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム系エラストマー、ウレタンゴム系エラストマー及びフッ素ゴム系エラストマー等である。

熱可塑性エラストマーとしては、芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーとの共重合体が挙げられる。具体的には、例えば芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーとの共重合体としては、スチレン－ブタジエンブロック共重合体、スチレン－イソプレンブロックポリマー等のジブロック型ブロックポリマー；スチレン－ブタジエン－スチレンブロックポリマー、スチレン－イソプレン－スチレンブロックポリマー（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－イソプレンブロックポリマー、スチレン－イソブチレン－スチレンブロックポリマー（ＳＩＢＳ）等のトリブロック型ブロックポリマー；スチレン－ブタジエン－スチレン－ブタジエンブロックポリマー、スチレン－イソプレン－スチレン－イソプレンブロックポリマー、スチレン－ブタジエン－イソプレン－スチレンブロックポリマー、スチレン－ブタジエン－スチレン－イソプレンブロックポリマー、スチレン－イソブチレン－ブタジエン－スチレンなどのようなマルチブロック型スチレン含有ブロックポリマーおよびこれらの水素添加物または部分水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、ＳＩＳなどのブロックポリマーがより好ましく用いられる。

但し、誘電エラストマー層５１は、上記したエラストマーと共に、他の材料のうちのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいてもよい。この他の材料は、例えば、各種の添加剤等である。

誘電エラストマー層５１の形状は特に限定されず、５の構成要素として形成される前の外力等が加えられていない状態において平面視円環形状であるものや、筒状に巻回されたもの等が適宜挙げられる。

一対の電極層５２は、誘電エラストマー層５１を挟んでいる。電極層５２は、導電性を有するとともに、誘電エラストマー層５１の弾性変形に追従しうる弾性変形が可能な材質によって形成される。このような材質としては、弾性変形可能な主材に導電性を付与するフィラーが混入された材質が挙げられる。前記フィラーとしては、カーボンブラックやカーボンナノチューブ、およびこれらに由来する粉砕炭素粒子が挙げられる。

導電性接着剤１は、誘電エラストマー層５１と一対の電極層５２との間に介在しており、これらを接着している。導電性接着剤１は、上述した実施形態の導電性接着剤１と同様の構成である。

本実施形態の誘電エラストマートランスデューサー５によれば、誘電エラストマー層５１と一対の電極層５２とが、導電性接着剤１によって接着されている。導電性接着剤１は、上述したとおり、硬化後において、適度な柔軟性と良好な導電性を有する。したがって、一対の電極層５２が誘電エラストマー層５１の変形に追従して変形することを確保するとともに、導電性接着剤１自体が電極層５２の一部として機能することが期待される。また、導電性接着剤１を用いて電極層５２を接着する際には、導電性接着剤１を常温で硬化させることで完了する。このため、誘電エラストマー層５１を過度な高温に曝す必要がなく、誘電エラストマー層５１の劣化を防止するのに好ましい。

図８は、本発明に係る導電性接着剤を用いた第４実施形態に係る誘電エラストマートランスデューサーを示している。本実施形態の誘電エラストマートランスデューサー５は、誘電エラストマー層５１および一対の電極層５２を有する。本実施形態においては、電極層５２は、上述の導電性接着剤１を硬化させることによって形成されている。

本実施形態によれば、電極層５２は、硬化後の柔軟性と導通性を両立可能な導電性接着剤１によって形成されている。これにより、電極層５２を誘電エラストマー層５１に追従して変形させつつ、電極層５２の導電性を維持することができる。また、導電性接着剤１を用いて電極層５２を形成する際には、導電性接着剤１を常温で硬化させることで完了する。このため、誘電エラストマー層５１を過度な高温に曝す必要がなく、誘電エラストマー層５１の劣化を防止するのに好ましい。

図９は、本発明に係る導電性接着剤を用いた第５実施形態に係る誘電エラストマートランスデューサーを示している。本実施形態の誘電エラストマートランスデューサー５は、誘電エラストマー層５１の片側に複数の電極層５２が積層されている。複数の電極層５２の各々は、導電性接着剤１を硬化させることによって形成されている。複数の電極層５２の形成においては、たとえば、誘電エラストマー層５１の片面に１回目の導電性接着剤１の塗布を行う。この導電性接着剤１を硬化させたのちに、導電性接着剤１が硬化した電極層５２上に２回目の導電性接着剤１の塗布を行う。この導電性接着剤１を硬化させたのちに、２回目の導電性接着剤１が硬化した電極層５２上に３回目の導電性接着剤１の塗布を行う。この導電性接着剤１を硬化させることにより、互いに積層された３層の電極層５２が得られる。

複数の電極層５２は、互いの大きさが同じであってもよいし、異なっていてもよい。図示された例においては、誘電エラストマー層５１に近い電極層５２から遠い電極層５２に向かうほど、徐々に小さくなる構成である。

本実施形態によっても、電極層５２を誘電エラストマー層５１に追従して変形させつつ、電極層５２の導電性を維持することができる。また、互いに積層された複数の電極層５２は、単層のみの電極層５２と比べて、たとえば、各部分の厚さを任意に調節することが容易である。これは、誘電エラストマートランスデューサー５の用途や全体構成、あるいは、想定される誘電エラストマー層５１の変形に応じて、電極層５２の厚さ分布を適切に設定可能であるという利点がある。

図１０は、本発明に係る導電性接着剤を用いた第６実施形態に係る誘電エラストマートランスデューサーを示している。本実施形態の誘電エラストマートランスデューサー５は、誘電エラストマー層５１および電極層５２と、導電部材６、支持部材７および配線部８とを備えている。

支持部材７は、誘電エラストマー層５１を支持するものであり、その具体的構成は何ら限定されない。図示された例においては、支持部材７は、誘電エラストマー層５１の周縁部分を挟んで支持するものであり、たとえば樹脂材料等の絶縁性の部材によって構成されている。

配線部８は、一対の電極層５２に電圧を印加したり電荷の移動のための導通経路を構成するものである。配線部８の具体的構成は何ら限定されず、ケーブル、金属板部材、金属めっき層等によって適宜構成される。図示された例においては、配線部８は、金属めっき層によって構成されている。

導電部材６は、電極層５２と配線部８とを導通させている。導電部材６は、上述した導電性接着剤１を硬化させることによって形成されている。図示された例においては、導電部材６は、電極層５２、誘電エラストマー層５１、支持部材７および配線部８のそれぞれを覆っており、これらに跨るように形成されている。

本実施形態によれば、誘電エラストマー層５１に変形が生じても、電極層５２と配線部８とを導電部材６によって適切に導通させることができる。特に、顕著な変形を示す誘電エラストマー層５１と変形がほとんど生じない支持部材７との境界においては、導電部材６に顕著な変形が求められる。導電性接着剤１によって形成された導電部材６は、このような要請を満たすことが期待できる。また、導電性接着剤１を用いて導電部材６を形成する場合、常温で導電性接着剤１を硬化させる。本実施形態と異なり、はんだ等を用いて導電部材６を形成する場合、誘電エラストマー層５１が顕著な高温に曝されてしまい、誘電エラストマー層５１の劣化が避けられない。導電性接着剤１を用いることにより、誘電エラストマー層５１の劣化を回避することができる。

本発明に係る導電性接着剤、誘電エラストマートランスデューサーおよび誘電エラストマートランスデューサーの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る導電性接着剤、誘電エラストマートランスデューサーおよび誘電エラストマートランスデューサーの製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１ ：導電性接着剤
２ ：電子部品
３ ：フレキシブル配線基板
４ ：はんだ
５ ：誘電エラストマートランスデューサー
６ ：導電部材
７ ：支持部材
８ ：配線部
１１ ：基材
１２ ：導電性フィラー
３１ ：絶縁層
３２ ：配線パターン
５１ ：誘電エラストマー層
５２ ：電極層

Claims (8)

1. 導電性フィラーを備えた導電性接着剤であって、
   接着機能の主成分としてのシアノアクリレートを備え、
   硬化後のショア硬度Ｅが、Ｅ１０以上であり、且つショア硬度Ｄが、Ｄ４０以下であることを特徴とする、導電性接着剤。
2. 前記導電性フィラーは、カーボンナノチューブ由来の粉砕炭素粒子を含む、請求項１に記載の導電性接着剤。
3. 前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度が０．５μｍ以上１．５μｍ以下であり、且つレーザー散乱法によって計測された粒度が１５μｍ以上７０μｍ以下である、請求項２に記載の導電性接着剤。
4. 前記粉砕炭素粒子は、動的光散乱法によって計測された粒度とレーザー散乱法によって計測された粒度との差が、１５μｍ以上である、請求項３に記載の導電性接着剤。
5. 誘電エラストマー層と、
   前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーであって、
   前記誘電エラストマー層と前記一対の電極層とが、請求項１ないし４のいずれかに記載の導電性接着剤によって接着されていることを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサー。
6. 誘電エラストマー層と、
   前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーの製造方法であって、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の導電性接着剤を硬化させることにより、前記一対の電極層を形成することを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の導電性接着剤を、複数回塗り重ねることにより、前記一対の電極層を形成する、請求項６に記載の誘電エラストマートランスデューサーの製造方法。
8. 誘電エラストマー層と、
   前記誘電エラストマー層を挟む一対の電極層と、を備える誘電エラストマートランスデューサーであって、
   前記電極層に導通し、且つ請求項１ないし４のいずれかに記載の導電性接着剤によって形成された導電部材を備えることを特徴とする、誘電エラストマートランスデューサー。

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