JP6767370B2 - 導電性組成物、導電体およびフレキシブルプリント配線板 - Google Patents

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Description

本発明は導電性組成物、導電体およびフレキシブルプリント配線板に関する。
プリント配線板等に電極等のパターン状の導電体を形成する方法として、有機バインダーに金属粉末を混合したペースト材料が用いられている。このような導電体は一般的に高い硬度を有するが、従来より、フレキシブルプリント配線板においては、耐屈曲性を有する導電体が用いられている(例えば、特許文献1)。
一方、近年のウェアラブルデバイス分野の成長に伴い、導電体に伸縮性を付与することも求められている。特に、体との密着度が高いウェアラブルデバイスほど、高度な伸縮性が要求される。
特開2001−261778号公報
しかしながら、従来のフレキシブルプリント配線板に用いられる、耐屈曲性を有する導電体に、ウェアラブルデバイスのように強い伸縮を繰り返し加えると、抵抗値が上昇したり、断線してしまうため、電気抵抗の安定性に問題があることがわかった。
そこで本発明の目的は、伸縮性に優れ、かつ、電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができる導電性組成物、該導電性組成物から得られる導電体、および、該導電性組成物を用いて形成したパターン状の導電体を備えるフレキシブルプリント配線板を提供することにある。
本発明者は、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種と、銀粉とを配合することによって、著しく伸縮性が向上した導電体を得ることができることを先に見出した。さらに本発明者は上記を鑑み鋭意検討した結果、当該導電性組成物において、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種と、特定の銀粉とを組み合わせることによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の導電性組成物は、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種と、微小粒子が集合し集合粒子を形成している凝集銀粉とを含有し、前記連鎖状銀粉のタップ密度が2.0g/cm以下であることを特徴とするものである。
本発明の導電性組成物は、前記ブロック共重合体が、下記式(I)で表されるブロック共重合体であることが好ましい。
−Y−X (I)
(式(I)中、XおよびXは、各々独立して、ガラス転移点Tgが0℃以上のポリマー単位を表し、Yは、ガラス転移点Tgが0℃未満のポリマー単位を表す。)
本発明の導電性組成物は、前記ブロック共重合体が、ポリメチル(メタ)アクリレート/ポリn−ブチル(メタ)アクリレート/ポリメチル(メタ)アクリレートのトリブロック共重合体であることが好ましい。
本発明の導電性組成物は、前記ブロック共重合体の引っ張り破断伸び率が、300〜600%であることが好ましい。
本発明の導電性組成物は、前記連鎖状銀粉が、1μm以下の微小粒子が集合し集合粒子を形成している連鎖状銀粉であることが好ましい。
本発明の導電性組成物は、前記連鎖状銀粉の配合量が、導電組成物に含まれる全固形分量を基準として、70〜90質量%であることが好ましい。
本発明の導電体は、前記導電性組成物から得られたことを特徴とするものである。
本発明のフレキシブルプリント配線板は、前記導電性組成物を用いてエラストマーシート上に形成したパターン状の導電体を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、伸縮性に優れ、かつ、電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができる導電性組成物、該導電性組成物から得られる導電体、および、該導電性組成物を用いて形成したパターン状の導電体を備えるフレキシブルプリント配線板を提供することができる。
実施例の400%伸長時の抵抗値の測定における、実施例1−2および比較例1−4の導電性組成物の伸び率と抵抗値との関係を示すプロット図である。
本発明において、導電性組成物とは、そのままの状態で導電性を有する組成物、または加工することにより導電性が向上する組成物を意味する。特に、導電性組成物とは、熱処理を行うことで、導電体を形成することができる組成物を意味する。熱処理とは、例えば乾燥または熱硬化である。熱処理に先立ち、成形を行うこともできる。導電性組成物の一例は、導電回路を形成するための導電性組成物である。
本発明においては、官能基含有エラストマーと、前記特定の銀粉とを組み合わせることによって、伸縮性、電気抵抗の安定性に加えて、耐溶剤性に優れた導電体等を得ることができる。これによって、例えば、信頼性向上を目的として、電極等のパターン状の導電体上にオーバーコート層を形成し、導電体を被覆するが、オーバーコート剤による層形成の際、オーバーコート剤の中に含まれる溶剤の浸み込みに導電体が曝されたとしても、導電体の抵抗が上がってしまったり、断線してしまうという悪影響を低減することができる。
以下、本発明の導電性組成物が含有する成分について詳述する。
[ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種]
本発明の導電性組成物は、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種を含有する。本発明の導電性組成物は、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーを少なくともいずれか1種を含有していればよく、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーを両方含有してもよい。
[ブロック共重合体]
ブロック共重合体とは、性質の異なる2種類以上のポリマーが、共有結合で繋がり長い連鎖になった分子構造の共重合体を意味する。
ブロック共重合体は、少なくとも20〜30℃の範囲において固体であるものが好ましい。上記温度範囲において固体であることによりドライフィルム化したときや基板に塗布して仮乾燥したときのタック性に優れ、有利である。
ブロック共重合体は、ソフトセグメントおよびハードセグメントを含むことが好ましい。ソフトセグメントとは、より柔軟性を有する部分を意味する。一方、ハードセグメントとは、より剛性を有する部分を意味する。
ソフトセグメント、およびハードセグメントを含むブロック共重合体としては、下記式(Ia)で表されるブロック共重合体が挙げられる。
X−Y (Ia)
式(Ia)中、Xはガラス転移点Tg>30℃のポリマー単位(ハードセグメント)であり、Yはガラス転移点Tg<0℃のポリマー単位(ソフトセグメント)である。上記式(Ia)で表されるブロック共重合体を用いることにより、本発明の導電性組成物から得られた硬化物に強靭性が与えられる。なお、ガラス転移点Tgは示差走査熱量測定(DSC)により測定される。
また、ブロック共重合体は、下記式(I)で表されるブロック共重合体が挙げられる。
−Y−X (I)
式(I)中、XおよびXは、各々独立して、ガラス転移点Tgが0℃以上のポリマー単位を表す。Yは、ガラス転移点Tgが0℃未満のポリマー単位を表す。
好ましくは、XおよびXは、Tgが50℃以上のポリマー単位であり、Yは、Tgが−20℃以下であるポリマー単位である。ガラス転移点Tgは、例えば示差走査熱量測定(DSC)により測定できる。式中、XおよびXは相互に異なるポリマー単位であってもよいが、同一のポリマー単位であることが好ましい。
式(I)に示されるブロック共重合体において、ガラス転移点Tgがより小さいYがソフトセグメントとなり、ガラス転移点Tgがより大きいXがハードセグメントとなることが好ましい。
また、XとYの比率が、20:80〜50:50の範囲であることが好ましい。XとYとが上記範囲内にあると、伸長時に下地に追従し、断線が生じにくくなるため、好ましい。より好ましくは、25:75〜40:60である。なお、ブロック共重合体中にXおよびXを含む場合は、XおよびXの合計量をXとして、Yとの比率を計算する。
上述した式(Ia)および(I)の中でも引っ張り破断伸び率の観点より、式(I)の方が好ましい。
X、X、およびXの例としては、ポリメチル(メタ)アクリレート(PMMA)およびポリスチレン(PS)などが挙げられる。Yのとして例は、ポリn−ブチルアクリレート(PBA)およびポリブタジエン(PB)などが挙げられる。ブロック共重合体は、ポリメチル(メタ)アクリレート/ポリn−ブチル(メタ)アクリレート/ポリメチル(メタ)アクリレートのトリブロック共重合体であることが好ましい。尚、本願明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートを総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
ブロック共重合体は、市販品であってよい。市販品の例は、アルケマ社製のリビング重合を用いて製造されるアクリル系トリブロックコポリマーである。具体的には、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリメチルメタアクリレートに代表されるSBMタイプ、ポリメチルメタアクリレート−ポリブチルアクリレート−ポリメチルメタアクリレートに代表されるMAMタイプ、およびカルボン酸変性処理または親水基変性処理されたMAM NタイプまたはMAM Aタイプを使用することができる。SBMタイプの例は、E41、E40、E21およびE20である。MAMタイプの例は、M51、M52、M53およびM22である。MAM Nタイプの例は、52Nおよび22Nである。MAM Aタイプの例は、SM4032XM10である。市販品の別の例は、クラレ社製のクラリティである。このクラリティは、メタクリル酸メチルおよびアクリル酸ブチルから誘導されるブロック共重合体である。
上記のような(メタ)アクリレートポリマーブロックを含むブロック共重合体は、例えば、特表2007−516326号公報または特表2005−515281号公報に記載される方法により得ることができる。特に、下記式(1)〜(4)のいずれかで表されるアルコキシアミン化合物を開始剤としてY単位を重合した後に、X単位を重合することにより好適に得ることができる。
Figure 0006767370
Figure 0006767370
(式中、nは2を表し、Zは、2価の有機基を表し、好ましくは、1,2−エタンジオキシ、1,3−プロパンジオキシ、1,4−ブタンジオキシ、1,6−ヘキサンジオキシ、1,3,5−トリス(2−エトキシ)シアヌル酸、ポリアミノアミン、例えばポリエチレンアミン、1,3,5−トリス(2−エチルアミノ)シアヌル酸、ポリチオキシ、ホスホネートまたはポリホスホネートの中から選択されるものである。Arは2価のアリール基を表す。)
ブロック共重合体の重量平均分子量は、好ましくは20,000〜400,000であり、より好ましくは50,000〜300,000である。重量平均分子量が20,000以上であることで、目的とする強靭性および柔軟性の効果が得られ、導電性組成物をフィルム状に成形乾燥したときや基板に塗布して乾燥したときに優れたタック性が得られる。また、重量平均分子量が400,000以下であることで、導電性組成物が良好な粘度を有し、より高い印刷性および加工性を達成できる。また、重量平均分子量が50,000以上である場合には、外部からの衝撃に対する緩和性において優れた効果が得られる。
ブロック共重合体の、国際標準化機構の国際規格ISO 37の測定方法による引っ張り破断伸び率は、好ましくは100〜600%である。引っ張り破断伸び率が100〜600%だと、導電体の伸縮性および電気抵抗の安定性により優れる。より好ましくは300〜600%である。
引っ張り破断伸び率(%)=(破断点伸び(mm)−初期寸法mm)/(初期寸法mm)×100
ブロック共重合体は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[官能基含有エラストマー]
本発明の導電性組成物において、官能基含有エラストマーを配合することによって、得られる硬化塗膜の柔軟性や架橋性が向上し、さらに優れた耐溶剤性が付与される。このような官能基含有エラストマーとしては、骨格中に官能基を有するエラストマーであれば特に制限されずに用いることができる。官能基含有エラストマーとしては、官能基を有する、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマーおよびシリコーン系エラストマー等が挙げられる。官能基含有エラストマーの中には、官能基を含有するブロック共重合体も含まれる。ブロック共重合体については前述のとおりである。また、官能基として(メタ)アクリロイル基、酸無水物基、カルボキシル基、エポキシ基のいずれか少なくとも1種を含有するエラストマーを好適に用いることができる。これらの中でも、伸縮性の観点より、ウレタン系エラスマー、オレフィン系エラストマーが好ましく、また、耐溶剤性がより優れることから、(メタ)アクリロイル基を有するものがより好ましく、複数の(メタ)アクリロイル基を有するものが特に好ましい。
複数の(メタ)アクリロイル基を有するウレタン系エラストマーの例としては、二官能では新中村化学工業社製のU−108A、UA−112P、UA−5201、UA−512、UA−412A、UA−4200、UA−4400、UA−340P、UA−2235PE、UA−160TM、UA−122P、UA−512、UA−W2、UA−7000、UA−7100;サートマー社製のCN962、CN963、CN964、CN965、CN980、CN981、CN982、CN983、CN996、CN9001、CN9002、CN9788、CN9893、CN978、CN9782、CN9783;東亞合成化学工業社製のM−1100、M−1200、M−1210、M−1310、M−1600;根上工業社製のUN−9000PEP、UN−9200A、UN−7600、UN−333、UN−1255、UN−6060PTM、UN−6060P、SH−500B;共栄社化学社製AH−600、AT−600;ダイセル・オルネクス社製のエベクリル280、エベクリル284、エベクリル402、エベクリル8402、エベクリル8411、エベクリル8807、エベクリル9270等を挙げることができる。
三官能の例としては、サートマー社製のCN929、CN944B85、CN989、CN9008;ダイセル・オルネクス社製のエベクリル264、エベクリル265、エベクリル1259、エベクリル8201、KRM8296、エベクリル294/25HD、エベクリル4820等が挙げられる。四官能以上では新中村化学工業社製のU−6HA、U−6H、U−15HA、UA−32P、U−324A、UA−7200;サートマー社製のCN968、CN9006、CN9010;根上工業社製のUN−3320HA、UN−3320HB、UN−3320HC、UN−3320HS、UN−904、UN−901T、UN−905、UN−952;ダイセル・オルネクス社製のエベクリル1290、エベクリル1290K、KRM8200、エベクリル5129、エベクリル8210、エベクリル8301、エベクリル8405等を挙げることができる。
他の官能基含有エラストマーの具体例としては、酸無水物基を含有するものとして、Ricon130MA8、Ricon130MA13、Ricon130MA20、Ricon131MA5、Ricon131MA10、Ricon131MA17、Ricon131MA20、Ricon184MA6、Ricon156MA17(以上、サートマー社製の商品名)などが挙げられる。また、(メタ)アクリロイル基を有するものとしてUS102(クラレ社製)、CN301、CN307(以上、サートマー社製の商品名)、BAC−45(大阪有機化学工業社製の商品名)などが挙げられる。更にカルボキシル基を有するものとして、両末端カルボキシル基変性ブタジエン−アクリロニトリル共重合体などを用いることができる。また、エポキシ基、カルボキシル基を有するものとして、種々の骨格を有するエポキシ樹脂の一部または全部のエポキシ基を両末端カルボン酸変性型ブタジエン−アクリロニトリル共重合体で変性したエラストマーなどを用いることができる。
官能基含有エラストマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ブロック共重合体および官能基含有エラストマーの配合量は、導電性組成物中に含まれる全固形分量を基準として、それぞれ5〜30質量%であることが好ましく、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーを併用する場合の配合量は、その合計が10〜30質量%であることが好ましい。また、例えば全固形分中の有機成分の全質量を基準として、それぞれ40〜100質量%であることが好ましく、ブロック共重合体および官能基含有エラストマーを併用する場合の配合量は、その合計が85〜100質量%であることが好ましい。配合量が上記範囲内にあると、形成された塗膜の伸縮性がより良好となる。
[連鎖状銀粉]
本発明においては、連鎖状銀粉として、微小粒子が集合し集合粒子を形成している連鎖状銀粉であって、タップ密度が2.0g/cm以下である連鎖状銀粉を用いる。ここで連鎖状銀粉とは、具体的には凝集銀粉や銀粒子が枝状に分岐したもの、すなわち樹枝状の銀粉等が挙げられる。また、前記連鎖状銀粉は、1μm以下の微小粒子が集合し集合粒子を形成している連鎖状銀粉であることが好ましい。タップ密度は、0.3〜1.5g/cmであることがより好ましく、0.3〜1.0g/cmがさらに好ましい。詳しいメカニズムは明らかではないが、タップ密度が2.0g/cm以下であると、銀粉の体積が大きくなるので、接触点が増えるため、より導通がしやすくなると考えられる。その結果、導電体に強い伸縮を加えたとしても、優れた抵抗値が得られる。なお、本発明においてタップ密度は、ISO3953に準じ、測定する際のタップ回数は1000回で測定したタップ密度である。
前記連鎖状銀粉の市販品としては、例えば、徳力化学研究所社製のシルベストE−20、K−03−1、福田金属箔工業社製のシルコートAgC−G、AgC−H、昭栄化学工業製Ag−008、Ag−030等が挙げられる。
BET法により測定した前記連鎖状銀粉の比表面積は、好ましくは1.0〜5.0m/gである。
前記連鎖状銀粉は、レーザー解析散乱式粒度分布測定法による平均粒径(D50)は、好ましくは3〜15μmである。
前記連鎖状銀粉は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。前記連鎖状銀粉の配合量は、導電性組成物に含まれる全固形分量を基準として、質量%の場合、70〜90質量%であることが好ましい。70質量%以上であると、低い抵抗値の導電体を容易に得ることができる。90質量%以下であると、伸縮時に断線がより生じにくくなる。より好ましくは72〜86質量%である。また、本発明の導電性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の導電性フィラーを含有してもよい。
(パーオキサイド)
本発明の導電性組成物は、特に官能基含有エラストマーを含む場合、重合開始剤としてパーオキサイドを配合することが好ましい。パーオキサイドを含有することにより、組成物の保存安定性に優れる。さらに官能基含有エラストマーが(メタ)アクリロイル基等のラジカル重合性の官能基を含有するエラストマーである場合、該エラストマーのラジカル反応が開始される。その結果、該エラストマーの硬化が低温にて短時間で行われ、耐溶剤性をより向上することができる。
前記パーオキサイドとしては液状および粉末のパーオキサイドが含まれ、具体例としては、以下の材料を挙げることができる。
メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、およびアセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、および1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、および2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p−メンタンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、およびt−ブチルヒドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド、ジイソブチルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジコハク酸パーオキサイド、ジ−(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、およびジ−(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート等のパーオキシエステル、および3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン。
このようなパーオキサイドのなかでも、液状のものを用いることが好ましい。液状のパーオキサイドを用いることにより、保存安定性にも優れた導電性組成物を得ることができる。ここで、液状のパーオキサイドとは、室温(25℃)、大気圧において液状のパーオキサイドをいう。
液状のパーオキサイドとしては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、およびアセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、および1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等のパーオキシケタール、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート、および2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p−メンタンヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、およびt−ブチルヒドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド、ジイソブチルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジ−(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、およびベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオデカノエート、t−ブチルパ−オキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート等のパーオキシエステル、および3,3’,4,4’−テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンを挙げることができる。
中でも、本発明において好ましいパーオキサイドとしては、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート等のパーオキシケタール、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)3−ヘキシン等のジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、および1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−3−メチルベンゾエート、およびt−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステルが挙げられる。また、上記の特に好ましいパーオキサイドのうち、パーオキシエステルを用いることにより優れた密着性が得られる。中でも、下記構造を有するアルキルパーオキシエステルを用いることにより、極めて優れた耐溶剤性が得られるため、好ましく、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートがより好ましい。
Figure 0006767370
(式中、RおよびR´はそれぞれ独立にアルキル基を表す。)
以上説明したようなパーオキサイドは、1分間半減期温度が80〜200℃、好ましくは85〜180℃のものを用いることが好ましい。1分間半減期温度を80℃以上とすることにより、室温での使用において十分な可使時間を確保することができる。また、1分間半減期温度を200℃以下とすることにより、十分な硬化性を確保することができる。
パーオキサイドは、単独でも使用されるが、複数種類を組み合わせて使用することもできる。
(有機溶剤)
さらに、本発明の導電性組成物は、組成物の調整のため、または基板に塗布するための粘度調整のため、有機溶剤を使用することができる。
このような有機溶剤としては、ケトン類、芳香族炭化水素類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルアセテート類、エステル類、アルコール類、脂肪族炭化水素、石油系溶剤などが挙げることができる。より具体的には、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールブチルエーテルアセテートなどのエステル類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などである。このような有機溶剤は、単独でまたは2種以上の混合物として用いられる。この中でも、塗布性の観点より、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートが好ましい。
(硫黄化合物)
本発明の導電性組成物は、若干量の硫黄成分を含有することによってさらに伸縮性の基材との密着性や柔軟性にも優れるため、硫黄化合物を配合することが好ましい。硫黄化合物としては、公知慣用の物質を用いることができ、例えば、チオジグリコール酸等が挙げられる。
本発明の導電性組成物は、熱硬化成分をさらに含んでよい。熱硬化成分の例は、硬化反応による分子量増加、架橋形成によりフィルム形成可能なポリエステル樹脂(ウレタン変性体、エポキシ変性体、アクリル変性体等)、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビニル系樹脂およびシリコーン樹脂である。
本発明の導電性組成物は、その他の成分を含んでいてよい。例えば、熱可塑性樹脂、カップリング剤、光重合開始剤および分散剤等の添加剤を含んでいてよい。
本発明の導電性組成物は、例えば、溶剤に溶解したブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種と銀粉とを混練することで製造することができる。混練方法としては、例えば、ロールミルといった撹拌混合装置を使用する方法が存在する。
本発明の導電性組成物によれば、導電性高分子であるPEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))等の共役二重結合高分子を配合せずとも、伸縮性および電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができる。
本発明の導電性組成物によれば、伸縮性および電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができるだけでなく、低温での熱処理によって導電性の硬化物の形成が可能であり、また、熱に弱い基材に対して密着性の高い導電体を得ることができる。また、上記のような連鎖状銀粉を用いることによって、印刷性も向上した。
本発明の導電性組成物は、体外デバイス、体表デバイス、電子皮膚デバイス、体内デバイス等のウェアラブルデバイス用の導電体の形成に好適に用いることができる。また、本発明の導電性組成物は、フレキシブルプリント基板の電極にも好適に用いることができる。さらに、本発明の導電性組成物は、例えば液晶パネルの部材に含まれる、偏光板などのフィルム基材といった熱に弱く、熱で伸び縮みするような基材上に形成する導電体の形成にも適している。アクチュエーター電極等の導電体の形成にも適している。また、従来は伸縮性や電気抵抗の安定性が足りずに実現が困難であったデザインの導電体の形成にも適している。
本発明の導電体は、上記の導電性組成物から得られることを特徴とする。導電体は、導電性組成物を熱処理して得られるものであってよい。熱処理の例は、乾燥または熱硬化である。熱処理に先立ち、成形を行ってもよい。例えば、導電体は、基材上に上記の導電性組成物を塗布し、熱処理して成るものである。
導電体は、使用される用途に応じた種々の形状であってよい。導電体の例は、導体回路および配線である。
導体回路を製造する場合、上記の導電性組成物を基材上に印刷または塗布して塗膜パターンを形成するパターン形成工程と、塗膜パターンを熱処理する熱処理工程とを含む。また、熱処理工程に代えて、また熱処理工程に加えて、光硬化工程を含んでもよい。塗膜パターンの形成には、マスキング法またはレジストを用いる方法等を使用できる。
パターン形成工程としては、印刷方法およびディスペンス方法が挙げられる。印刷方法としては、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等が挙げられ、微細な回路を形成する場合、スクリーン印刷が好ましい。また、大面積の塗布方法としては、グラビア印刷およびオフセット印刷が適している。ディスペンス方法とは、導電性組成物の塗布量をコントロールしてニードルから押し出しパターンを形成する方法であり、アース配線等の部分的なパターン形成や凹凸のある部分へのパターン形成に適している。
熱処理工程としては、用いる基材に応じて、例えば80〜150℃または150〜200℃の温度で処理することができる。熱処理工程における温度は、好ましくは70〜120℃であり、より好ましくは80〜100℃である。熱処理工程における時間は、好ましくは15〜90分であり、より好ましくは30〜75分である。
基材の例は、予め回路形成されたプリント配線板およびフレキシブルプリント配線板である。また、基材の材質としては、紙−フェノール樹脂、紙−エポキシ樹脂、ガラス布−エポキシ樹脂、ガラス−ポリイミド、ガラス布/不織布−エポキシ樹脂、ガラス布/紙−エポキシ樹脂、合成繊維−エポキシ樹脂、フッ素樹脂・ポリエチレン・ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンオキシド・シアネートエステル等の複合材を用いた全てのグレード(FR−4等)の銅張積層板、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドなどのプラスチックからなるシートまたはフィルム、ウレタン、シリコンゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴムなどの架橋ゴムからなるシートまたはフィルム、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、スチレン系ブロックコポリマー系などの熱可塑性エラストマーからなるシートまたはフィルムなどが挙げられる。
また、本発明の導電体は伸縮性の基材にも好適に用いることができる。伸縮性の基材としては、 架橋されていないエラストマーまたは繊維、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、および、これらの2種以上の複合体のいずれか少なくとも1種の、架橋剤により架橋されたエラストマー、または繊維を好適に用いることができる。前記架橋されていないエラストマーとしては、熱可塑性ポリウレタンエラストマーが挙げられる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、以下において特に断りのない限り、「部」、「%」は質量基準であるものとする。
[実施例1−1〜1−11、比較例1−1〜1−4]
(導電性組成物の作製)
ブロック共重合体としてクラレ社製LA2330、LA2250、(いずれもX−Y−Xブロック共重合体)をそれぞれ、溶剤であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した固形分50質量%の樹脂溶液を作成した。この樹脂溶液に各種銀粉を配合し、攪拌機にて予備撹拌混合した後、3本ロールミルにて混練することで、実施例1−1〜1−9、および比較例1−2〜1−4の各導電性組成物を得た。比較例1−1のバイロン290も上記と同様に30質量%の樹脂溶液を作製し樹脂組成物を得た。
官能基含有エラストマーとしダイセル・オルネクス社製EBECRYL8402、モノマーとして東亜合成株式会社社M5700、上記LA2330の樹脂溶液、連鎖状銀粉を配合し攪拌機にて予備撹拌混合した後、3本ロールミルにて混練し、最後にパーオクタOを添加撹拌し実施例1−10〜1−11の導電性組成物を得た。
(ブロック共重合体のX:Y組成比の測定)
前記ブロック共重合体について、H NMRを測定し共重合体の組成比を算出した。XとYの比率は、LA2330はX:Y=25:75、LA2250はX:Y=34:66であった。
(銀粉のタップ密度の測定)
下記表に記載の銀粉について、ISO3953に準じてタップ密度を測定した。測定する際のタップ回数は1000回で測定した。
(比抵抗の測定)
各導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、実施例1−1〜1−9および比較例1−1〜1−4の各導電性組成物を塗布したものは80℃で30分間、実施例1−10、1−11の各導電性組成物を塗布したものは100℃で30分間、それぞれ熱処理して導電体を得た。基材としては、PETフィルムを使用した。得られた導電体の両端の抵抗値を4端子法で測定し、さらに線幅、線長および厚さを測定し、比抵抗(体積抵抗率)を求めた。
(20%伸縮試験での最大抵抗値)
実施例1−1〜1−6および比較例1−1〜1−4の導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、80℃で30分間熱処理して、線幅1mm、厚さ20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、ウレタンフィルム(武田産業社製TG88−I、厚さ70μm)を使用した。2.5%伸ばした状態(撓みが無い状態)から20%の伸縮を250秒かけて100往復繰り返しながら、導電体の抵抗値を測定した。その間の最大の抵抗値を表1、4に示す。
(50%伸縮試験での断線の有無)
実施例1−1〜1−6および比較例1−1〜1−4の導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、80℃で30分間熱処理して、線幅1mm、厚さ20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、ウレタンフィルム(武田産業社製TG88−I、厚さ70μm)を使用した。0%の非伸長状態から50%の伸縮を700秒かけて100往復繰り返し、断線の有無を評価した。結果を表1、4に示す。
(50%伸長試験での断線の有無)
各導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し実施例1−1〜1−9および比較例1−1〜1−4の各導電性組成物を塗布したものは80℃で30分間、実施例1−10、1−11の各導電性組成物を塗布したものは100℃で30分間それぞれ熱処理して、線幅1mm、厚さ約20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、ウレタンフィルム(大倉工業社製ES85、厚さ100μm)を使用した。5mm/秒の速度で10%伸ばした後、60秒保持して抵抗値を測定した。これを50%伸長させるまで繰返し50%伸長時の断線の有無を評価した。結果を表1〜4に示す。断線の判断は1MΩ以上とした。
(400%伸長時の抵抗値)
実施例1−2および比較例1−4の導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、80℃で30分間熱処理して、線幅1mm、厚さ20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、ウレタンフィルム(武田産業社製TG88−I、厚さ70μm)を使用した。5mm/秒の速度で25%を伸ばした後、15秒保持して抵抗値を測定した。これを400%伸長させるまで繰り返した。結果を表1、4に示す。また、実施例1−2および比較例1−4の導電性組成物の伸び率と抵抗値との関係を示すグラフを図1に示す。
Figure 0006767370
*1:上記で調整したクラレ社製LA2330(引っ張り破断伸び率490%)の樹脂溶液。表中の配合量はブロック共重合体(固形分)の配合量を示す。
*2:上記で調整したクラレ社製LA2250(引っ張り破断伸び率380%)の樹脂溶液。表中の配合量はブロック共重合体(固形分)の配合量を示す。
*3:東洋紡社製バイロン290の樹脂溶液。表中の配合量はポリエステル(固形分)の配合量を示す。
*4:福田金属箔工業社製シルコートAgC−G(タップ密度1.3g/cm、平均粒径4.2μm)
*5:徳力化学研究所社製シルベストE−20(タップ密度0.7g/cm3、平均粒径10μm)
*6:福田金属箔工業社製シルコートAgC−A(タップ密度3.3g/cm、平均粒径3.5μm)
*7:福田金属箔工業社製Ag−XF301(タップ密度1.1g/cm、平均粒径5.2μm)
*8:メタロー社製C0083P(タップ密度2.7g/cm、平均粒径1.4μm)
*9:「−」は未評価を表す。
Figure 0006767370
Figure 0006767370
*10:ダイセル・オルネクス株式会社製ウレタンアクリレートEBECRYL8402。
*11:東亜合成株式会社製アクリレートモノマーM5700(2−ヒドロキシ−3−フェノキシアクリレート)
*12:日油社製パーオクタO(有機過酸化物、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート)
*13:BASFジャパン社製 イルガキュア907(2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン
*14:関東化学社製2,2’−チオジグリコール酸
*15: 信越化学工業社製シランカップリング剤KBM−403(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)
Figure 0006767370
上記表1〜3に示す結果から、実施例の導電性組成物から得られた導電体は、伸縮性、電気抵抗の安定性に優れることがわかる。一方、ポリエステルを使用する比較例1−1から得られた導電体は、伸縮性に劣ることがわかる。また、フレーク状や球状の銀粉を使用する比較例1−2〜1−4から得られた導電体は、伸縮性、電気抵抗の安定性に劣ることがわかる。
[実施例2−1〜2−3、比較例2−1]
(導電性組成物の作製)
官能基含有エラストマーとしてそれぞれクラレ社製UC−102、サートマー社製CN965、ダイセル・オルネクス社製EBECRYL8411、有機溶剤としてジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、連鎖状銀粉を配合し攪拌機にて予備撹拌混合した後、3本ロールミルにて混練し、最後にパーオクタOを添加撹拌し実施例2−1〜2−3の導電性組成物を得た。
熱可塑性樹脂として東洋紡社製バイロン290を有機溶剤であるジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した固形分28.6質量%の樹脂溶液を作成した。この樹脂溶液に連鎖状銀粉を配合し、攪拌機にて予備撹拌混合した後、3本ロールミルにて混練し、最後にパーオクタOを添加撹拌し比較例2−1の導電性組成物を得た。
(銀粉のタップ密度の測定)
下記表5に記載の銀粉について、上記と同様にISO3953に準じてタップ密度を測定した。測定する際のタップ回数は1000回で測定した。
(比抵抗の測定)
各導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、130℃で30分間熱処理して導電体を得た。基材としては、PETフィルムを使用した。得られた導電体の両端の抵抗値を4端子法で測定し、さらに線幅、線長および厚さを測定し、比抵抗(体積抵抗率)を求めた。結果を表5に示す。
(伸縮性・電気抵抗の安定性)
各導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、130℃で30分間熱処理して、線幅1mm、厚さ20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、ウレタンフィルム(武田産業社製TG88−I、厚さ70μm)を使用した。20%の伸縮したときの導電性を確認し、以下の基準で評価した。結果を表5に示す。
○:20%伸長時に断線しない
△:20%伸長時は断線状態、戻すと断線していない
×:20%伸長で断線状態、戻しても断線している
(耐溶剤性)
各導電性組成物を、基材にスクリーン印刷で塗布し、130℃で30分間熱処理して、線幅1mm、厚さ20μm、長さ40mmの導電体を基材上に形成した。基材としては、PETフィルムを使用した。得られた導電体をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを染み込ませた綿棒で10回ラビングした時の導電体の状態を観察し、以下の基準で評価した。結果を表5に示す。
○:変化なし
△:一部溶解
×:全て溶解
Figure 0006767370
*16:クラレ社製クラプレンUC−102(液状ポリイソプレンゴム(メタクリレート化))
*17:サートマー社製CN965(ポリエステル系ウレタンアクリレート)
*18:ダイセル・オルネクス社製エベクリル8411(脂肪族ウレタンアクリレート)
*19:東洋紡社製バイロン290(非晶性ポリエステル樹脂)の樹脂溶液(固形分28.6質量%)
*20:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート
上記表5に示す結果から、実施例の導電性組成物から得られた導電体は、伸縮性、電気抵抗の安定性に優れ、かつ、耐溶剤性に優れることがわかる。一方、熱可塑性樹脂を含む比較例2−1の導電性組成物は、耐溶剤性に劣ることがわかる。
[実施例3−1〜3−9]
実施例1−1〜1−9の導電性組成物の組成に、さらにチオジグリコール酸(関東化学社製2,2’−チオジグリコール酸)を0.15質量部およびシランカップリング剤(信越化学工業社製シランカップリング剤KBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)を0.2質量部配合して、それぞれ実施例3−1〜3−9の導電性組成物を得た。実施例1−10、1−11および実施例3−1〜3−9の導電性組成物から得られた導電体は、伸縮性、電気抵抗の安定性に優れるだけでなく、また、伸縮基材との密着性および柔軟性にも優れていた。

Claims (8)

  1. ブロック共重合体および官能基含有エラストマーのうちから選ばれる少なくともいずれか1種と、微小粒子が集合し集合粒子を形成している連鎖状銀粉とを含有する導電性組成物であって
    前記ブロック共重合体は、(メタ)アクリレートポリマーブロックを含むブロック共重合体であり、
    前記官能基含有エラストマーの官能基は、(メタ)アクリロイル基、酸無水物基、カルボキシル基、エポキシ基のいずれか少なくとも1種であり、
    前記連鎖状銀粉の配合量は、導電性組成物に含まれる全固形分量を基準として、70〜90質量%であり、
    前記連鎖状銀粉のタップ密度が2.0g/cm以下であることを特徴とする導電性組成物。
  2. 前記ブロック共重合体が、下記式(I)で表されるブロック共重合体であることを特徴とする請求項1記載の導電性組成物。
    −Y−X (I)
    (式(I)中、XおよびXは、各々独立して、ガラス転移点Tgが0℃以上のポリマー単位を表し、Yは、ガラス転移点Tgが0℃未満のポリマー単位を表す。)
  3. 前記ブロック共重合体が、ポリメチル(メタ)アクリレート/ポリn−ブチル(メタ)アクリレート/ポリメチル(メタ)アクリレートのトリブロック共重合体であることを特徴とする請求項1記載の導電性組成物。
  4. 前記ブロック共重合体の引っ張り破断伸び率が、300〜600%であることを特徴とする請求項1記載の導電性組成物。
  5. 前記連鎖状銀粉が、1μm以下の微小粒子が集合し集合粒子を形成している連鎖状銀粉であることを特徴とする請求項1記載の導電性組成物。
  6. 請求項1〜のいずれか一項記載の導電性組成物から得られたことを特徴とする導電体。
  7. 請求項1〜5のいずれか一項記載の導電性組成物を用いて伸縮性の基材上に形成してなる導電体。
  8. 請求項1〜5のいずれか一項記載の導電性組成物を用いて伸縮性の基材上に形成したパターン状の導電体を備えることを特徴とするフレキシブルプリント配線板、ウェアラブルデバイス、液晶パネル部材、またはアクチュエーター電極。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235734A1 (ja) * 2017-06-19 2018-12-27 太陽インキ製造株式会社 導電性組成物およびそれを用いた導電体並びに積層構造体
KR20200043969A (ko) * 2017-08-24 2020-04-28 도요보 가부시키가이샤 도전성 페이스트, 입체 인쇄 회로, 터치 센서 및 이들의 제법
JP6673322B2 (ja) * 2017-12-20 2020-03-25 住友ベークライト株式会社 導電性ペーストおよび伸縮性配線基板
WO2019189750A1 (ja) 2018-03-30 2019-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 導電性組成物及びそれを用いた導電性構造体
US11267981B2 (en) * 2018-04-03 2022-03-08 Massachusetts Institute Of Technology 3-D printed devices formed with conductive inks and method of making
JP6521138B1 (ja) * 2018-04-19 2019-05-29 東洋インキScホールディングス株式会社 成形フィルム用導電性組成物、成形フィルム、成形体およびその製造方法
KR20210007966A (ko) * 2018-05-11 2021-01-20 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 도체 기판, 신축성 배선 기판, 및 배선 기판용 신축성 수지 필름
JP7392258B2 (ja) * 2018-09-28 2023-12-06 住友ベークライト株式会社 伸縮性配線基板およびウェアラブルデバイス
US20200115564A1 (en) * 2018-10-16 2020-04-16 Dupont Electronics, Inc. Stretchable conductive fluoroelastomer paste composition
JP7305102B2 (ja) * 2019-02-19 2023-07-10 太陽ホールディングス株式会社 導電性組成物およびそれを用いた導電体並びに積層構造体
EP3708619A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-16 Karlsruher Institut für Technologie Highly conductive, printable ink for highly stretchable soft electronics and highly conductive, ultra-stretchable conductors obtainable therefrom
WO2020227093A1 (en) 2019-05-06 2020-11-12 Massachusetts Institute Of Technology 3-d printed devices formed with magnetic inks and methods of making graded index structures
JP6814317B1 (ja) 2019-12-13 2021-01-13 東洋インキScホールディングス株式会社 ブロック共重合体、樹脂組成物、伸縮性導体、電子デバイスおよび粘着フィルム
CN114907794A (zh) * 2021-02-08 2022-08-16 翌骅实业股份有限公司 低银固含量导电胶及其制作方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000297303A (ja) * 1999-04-09 2000-10-24 Murata Mfg Co Ltd 導電性粉末の粉砕方法およびこれを用いた導電性塗料
JP4558882B2 (ja) 2000-03-15 2010-10-06 ハリマ化成株式会社 フレキシブル基板回路形成用導電性銀ペースト
JP2002197921A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Toppan Forms Co Ltd 電子線硬化型導電ペースト、それを用いた導電回路および電子線硬化型導電ペーストを用いて形成したアンテナ部を備えたicメディア
JP4612242B2 (ja) * 2001-07-27 2011-01-12 トッパン・フォームズ株式会社 導電性接着剤およびそれを用いたicチップの実装方法
US7022776B2 (en) * 2001-11-07 2006-04-04 General Electric Conductive polyphenylene ether-polyamide composition, method of manufacture thereof, and article derived therefrom
JP2004043704A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Three Bond Co Ltd 導電性マスキング材組成物
JP2005100884A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Shin Etsu Polymer Co Ltd 電気コネクタ
US7767757B2 (en) * 2005-01-20 2010-08-03 Arkema France Thermoset materials with improved impact resistance
JP4872220B2 (ja) * 2005-03-04 2012-02-08 住友金属鉱山株式会社 導電性接着剤
JP2009138141A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Hitachi Cable Ltd 導電性ゴムの製造方法及び導電性ゴム
JP5350673B2 (ja) * 2008-05-07 2013-11-27 タイガースポリマー株式会社 導電性ゴム組成物
JP5219140B2 (ja) * 2008-10-24 2013-06-26 東洋紡株式会社 めっき用低温硬化導電性ペースト、およびそれを使用した電気配線
FR2950351B1 (fr) * 2009-09-23 2011-11-18 Arkema France Composition comprenant un melange d'elastomere et de polymere supramoleculaire
JP5915541B2 (ja) * 2010-12-20 2016-05-11 セメダイン株式会社 導電性接着剤
JP5218878B1 (ja) * 2011-07-22 2013-06-26 Dic株式会社 導電性パターン及びその製造方法
JP2014026968A (ja) * 2012-06-20 2014-02-06 Cemedine Co Ltd 導電性ペースト
JP5859949B2 (ja) * 2012-09-27 2016-02-16 三ツ星ベルト株式会社 導電性組成物
JP6489441B2 (ja) * 2013-07-11 2019-03-27 セメダイン株式会社 導電性硬化物の製造方法及びパルス光硬化性組成物の硬化方法
CN105593309A (zh) * 2013-12-02 2016-05-18 住友理工株式会社 导电性材料和使用其的转换器
JP6211434B2 (ja) 2014-02-26 2017-10-11 株式会社イノアックコーポレーション ゴム架橋物とその製造方法

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