JP7016618B2

JP7016618B2 - 導電性ペースト、および該導電性ペーストを用いた導電材料ならびに導電部材

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Publication number: JP7016618B2
Application number: JP2017069491A
Authority: JP
Inventors: 汰玖哉吉岡; 岳志宮村
Original assignee: DKS CO. LTD.
Current assignee: DKS CO. LTD.
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2022-02-07
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: WO2018179570A1; JP2018174019A

Description

本発明は、導電性ペースト、および該導電性ペーストを用いた導電材料ならびに導電部材に関する。

この数年、有機半導体などの柔らかな電子デバイス技術やプラスチック基板を用いた連続的なロール・トゥー・ロールプロセスに注目が集まっており、その結果、伸縮性・フレキシビリティが金属配線に求められるようになってきた。伸縮可能なフレキシブル配線は、ウェアラブルコンピュータ、フレキシブルデバイスなどの電子デバイス分野のみならず、伸縮性が必要な人工筋肉や人工皮膚などメディカル材料分野においても重要な材料である。

このようなフレキシブル配線として、（Ａ）水性ポリウレタン分散液と導電粒子の導電性ペーストを乾燥させて形成されている配線、および（Ｂ）可撓性基板を有してなる導電部材が特許文献１に開示されている。しかし、上記導電部材であっても、伸張時の導電性については十分ではない。

特開２０１２－５４１９２号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、伸張したときにすぐれた導電性を有する導電部材を供することのできる、導電ペースト、および該ペーストを用いた導電材料ならびに導電部材を提供することにある。

本発明は以下の［１］ないし［５］を提供するものである。
［１］ポリウレタン水分散体および導電粒子を含有する導電性ペーストであって、上記ポリウレタン水分散体が、ポリイソシアネート、ポリオール、親水性基を有するポリオール、および鎖伸張剤を反応させて得られるポリウレタンを水に分散させたものであり、上記ポリイソシアネートが４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを含有し、上記ポリオールが分子量１０００のポリカーボネートジオールを除くポリカーボネートポリオールを含有することを特徴とする導電性ペースト。
［２］上記ポリカーボネートポリオールの含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し２５質量部以上１００質量部以下であることを特徴とする［１］に記載の導電性ペースト。
［３］上記ポリオールが数平均分子量が４００以下のポリオールを含有することを特徴とする、［１］または［２］に記載の導電性ペースト。
［４］［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の導電性ペーストを含有することを特徴とする導電材料。
［５］［４］に記載の導電材料と基板を備えることを特徴とする導電部材。

本発明は、伸張したときにすぐれた導電性を有する導電部材を供することのできる、導電ペースト、および該ペーストを用いた導電材料ならびに導電部材を提供することが出来る。

本発明の導電性ペーストは、ポリウレタン水分散体を含有するものである。
上記ポリウレタン水分散体は、ポリイソシアネート、ポリオール、親水性基を有するポリオール、および鎖伸張剤を反応させて得られるポリウレタン樹脂を水に分散させたものである。

上記ポリイソシアネートは特に限定されること無く当該技術分野で一般的に使用されるポリイソシアネートを使用することができる。具体的には、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートを挙げることができる。

脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２－メチルペンタン－１，５－ジイソシアネート、３－メチルペンタン－１，５－ジイソシアネート等を挙げることができる。

脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、１，３－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン等を挙げることができる。

芳香族ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’－ジベンジルジイソシアネート、１，５－ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、１，３－フェニレンジイソシアネート、１，４－フェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。

芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α，α，α，α－テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。
また、これらの有機ポリイソシアネートの２量体、３量体やビュレット化イソシアネート等の変性体を挙げることができる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることもできる。

上記ポリイソシアネートの内、強度および伸度に優れた導電性材料を得られる点で、脂肪族系および／または脂環族系ポリイソシアネートが好ましく、特に、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが好ましい。

本発明において、上記ポリオールはポリカーボネートポリオールを含有するものである。

上記ポリカーボネートポリオールとしては、特に限定されること無く当該技術分野で一般的に使用されるポリカーボネートポリオールを使用することができる。具体的には、１
，６－ヘキサンジオールのカーボネートポリオール、１，４－ブタンジオール及び１，６
－ヘキサンジオールのカーボネートポリオール、１，５－ペンタンジオール及び１，６－
ヘキサンジオールのカーボネート、３－メチル－１，５－ペンタンジオール及び１，６－
ヘキサンジオールのカーボネートポリオール、１，９－ノナンジオール及び２－メチル－
１，８－オクタンジオールのカーボネート、１，４－シクロヘキサンジメタノール及び１
，６－ヘキサンジオールのカーボネート、１，４－シクロヘキサンジメタノールのカーボ
ネートが挙げられ、これらは旭化成ケミカルズ（株）製のＰＣＤＬＴ－６００１、Ｔ－
６００２、Ｔ－５６５１、Ｔ－５６５２、Ｔ－５６５０Ｊ、Ｔ－４６７１、Ｔ－４６７２
、やクラレ（株）製のクラレポリオールＣ－５９０、Ｃ－１０５０、Ｃ－１０５０Ｒ，Ｃ
－１０９０，Ｃ－２０５０、Ｃ－２０５０Ｒ，Ｃ－２０７０、Ｃ－２０７０Ｒ、Ｃ－２０
９０、Ｃ－２０９０Ｒ、Ｃ－３０９０、Ｃ－３０９０Ｒ、Ｃ－４０９０、Ｃ－４０９０Ｒ
、Ｃ－５０９０、Ｃ－５０９０Ｒ、Ｃ－１０６５Ｎ、Ｃ－２０６５Ｎ、Ｃ－１０１５Ｎ、
Ｃ－２０１５Ｎや宇部興産（株）製のＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬＵＨ－５０、ＵＨ－１００
、ＵＨ－２００、ＵＨ－３００、ＵＭ－９０（３／１）、ＵＭ－９０（１／１）、ＵＭ－
９０（１／３）、ＵＣ－１００などが挙げられる。上記ポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、強度および伸度に優れた導電性材料が得られる点で、５００以上３,０００以下であることが好ましい。

本発明における、上記ポリカーボネートポリオール以外のポリオールとしては、具体的には公知のポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリアセタール、ポリオレフィン、フッ素系、植物油系等を使用することができる。より具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、３-メチル-１,５-ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールF、ビスフェノールS、水素添加ビスフェノールＡ、ジブロモビスフェノールＡ、１,４-シクロヘキサンジメタノール、ジヒドロキシエチルテレフタレート、ハイドロキノンジヒドロキシエチルエーテル、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール、それらのオキシアルキレン誘導体又はそれらの多価アルコール及びオキシアルキレン誘導体と多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、若しくは多価カルボン酸エステルからのエステル化合物、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオ－ル、ポリチオエーテルポリオ－ル、ポリアセタールポリオ－ル、ポリテトラメチレングリコ－ル、ポリブタジエンポリオ－ル、ヒマシ油ポリオ－ル、大豆油ポリオール、フッ素ポリオール、シリコンポリオール等のポリオ－ル化合物やその変性体が挙げられる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどが挙げられる。これら２個以上の活性水素基を有する基を有する化合物は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの内、反発弾性に優れた導電性材料が得られる点から、ポリテトラメチレングリコ－ルを含有することが好ましい。

本発明において、上記ポリカーボネートポリオールの含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し、２５質量部以上１００質量部以下であることが好ましく、５０質量部以上１００質量部以下がより好ましい。上記ポリカーボネートポリオールの含有量が上記範囲内である場合、導電材料の導電性が良好となり、また引張変形時の抵抗変化が小さくなるという点で好ましい。

本発明において、上記ポリオールに数平均分子量が４００以下のポリオールを含有することが導電材料の強度が向上する為、好ましい。

上記数平均分子量が４００以下のポリオールとしては、前述のポリオールの内、以下に記載のポリオールである。すなわち、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、３－メチルペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，８－オクタンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、ビスフェノールＡ、水添ビスフェノールＡ、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、又はトリメチロールプロパンなどが挙げられる。

上記数平均分子量が４００以下のポリオールの含有量は、上記ポリウレタン樹脂１００質量部に対し１質量部以上５質量部以下が好ましい。５質量部超の場合、ウレタンプレポリマーの溶解性が著しく低下して合成が困難となるおそれがある。

上記親水性基を有するポリオールの親水性基としては、アニオン性親水基、カチオン性親水基、ノニオン性親水基が挙げられ、具体的にはアニオン性親水基としては、カルボキシル基及びその塩、スルホン酸基及びその塩が、カチオン性親水基としては、第三級アンモニウム塩、第四級アンモニウム塩が、ノニオン性親水基としては、エチレンオキシドの繰り返し単位からなる基、エチレンオキシドの繰り返し単位とその他のアルキレンオキシドの繰り返し単位からなる基等が挙げられる。

上記カルボキシル基を有するポリオールとしては、例えば、２，２－ジメチロールプロピオン酸、２，２－ジメチロール酪酸、２，２－ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、２，６－ジオキシ安息香酸、３，４－ジアミノ安息香酸等のカルボン酸含有化合物及びこれらの誘導体並びにそれらの塩に加え、これらを使用して得られるポリエステルポリオールが挙げられる。更に、アラニン、アミノ酪酸、アミノカプロン酸、グリシン、グルタミン酸、アスパラギン酸、ヒスチジン等のアミノ酸類、コハク酸、アジピン酸、無水マレイン酸、フタル酸、無水トリメリット酸等のカルボン酸類も挙げられる。

上記スルホン酸基およびその塩を有するポリオールとしては、例えば、２－オキシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホ安息香酸、スルホコハク酸、５－スルホイソフタル酸、スルファニル酸、１，３－フェニレンジアミン－４，６－ジスルホン酸、２，４－ジアミノトルエン－５－スルホン酸等のスルホン酸含有化合物及びこれらの誘導体、並びにこれらを共重合して得られるポリエステルポリオール、ポリアミドポリオール、ポリアミドポリエステルポリオール等が挙げられる。これらのカルボキシル基又はスルホン酸基は、中和して塩にすることにより、最終的に得られるポリウレタンを水分散性にすることができる。この場合の中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発性塩基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類、アンモニア等の揮発性塩基等が挙げられる。中和は、ウレタン化反応前、反応中、又は反応後の何れにおいても行うことができる。

上記第３級アンモニウム塩を有するポリオールは、メチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミンが挙げられる。これらをギ酸、酢酸などの有機カルボン酸、塩酸、硫酸などの無機酸で中和して塩にすることによりポリウレタンを水分散性にすることができる。中和は、ウレタン化反応前、反応中、又は反応後の何れにおいても行うことができる。これらの内、乳化の容易性の観点からメチルジエタノールアミンを有機カルボン酸で中和したものが好ましい。

上記第４級アンモニウム塩を有するポリオールは、前述のメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミンを塩化メチル、臭化メチルなどのハロゲン化アルキル、ジメチル硫酸などのジアルキル硫酸により４級化した化合物である。これらの内、乳化の容易性の観点から、メチルジエタノールアミンをジメチル硫酸で４級化した化合物である。

上記ノニオン性親水基を有するポリオールは、特に制限されないが、エチレンオキシドの繰り返し単位を少なくとも３０重量％以上含有し、数平均分子量３００以上２０，０００以下の化合物が好ましく、例えば、ポリオキシエチレングリコール又はポリオキシエチレン－ポリオキシプロピレン共重合体グリコール、ポリオキシエチレン－ポリオキシブチレン共重合体グリコール、ポリオキシエチレン－ポリオキシアルキレン共重合体グリコール又はそのモノアルキルエーテル等のノニオン性基含有化合物又はこれらを共重合して得られるポリエステルポリエーテルポリオールが挙げられる。

本発明において、上記親水性基を有するポリオールはポリウレタン水分散体の保存安定性の点から、上記カルボキシル基を有するポリオールが好ましく、２，２－ジメチロールプロピオン酸が特に好ましい。

上記鎖伸張剤は、１級または２級のポリアミンを含有するものである。上記ポリアミンは、上記ポリイソシアネート、上記ポリオール、および上記親水性基を有するポリオールとの反応生成物であるポリウレタンプレポリマー同士を、鎖伸長剤を介して反応させるものであり、ポリウレタンプレポリマー同士が鎖伸長剤を介して反応することにより、ウレア結合が形成されつつ上記ポリウレタンプレポリマー同士が重合され、これにより、ポリウレタンが生成される。すなわち、上記ポリアミンは、イソシアネート基と反応し得る第１級アミンまたは第２級アミンの少なくともいずれか１つである。

上記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、４,４’-ジアミノジフェニルメタン、ピペラジンやイソホロンジアミン等のジアミン、ジエチレントリアミンやジプロピレントリアミン等のトリアミン、トリエチレンテトラミン等のテトラミン等が挙げられる。また、ポリアミン成分は、これらを組み合わせて用いることもできる。

本発明のポリウレタン水分散体の製造方法は、特に限定されるものではないが、一般的
には、上記ポリオール、および上記親水性基を有するポリオール、鎖伸張剤に含まれる水酸基およびアミノ基の合計より、化学量論的に過剰のポリイソシアネートのイソシアネート基と水酸基およびアミノ基の合計量との当量比１：０．８５～１．１を溶剤なしに、または活性水素基を有しない有機溶媒中で反応させてイソシアネート末端のウレタンプレポリマーを合成した後、必要に応じてアニオン性親水基、カチオン性親水基の中和、又は４級化を行ってから、水中に分散乳化を行う。その後、残存するイソアネート基より少ない当量の鎖伸張剤（イソシアネート基と鎖伸張剤中のアミノ基との当量比１：０．５～０．９）を加えて乳化ミセル中のイソシアシネート基と鎖伸張剤を界面重合反応させてウレア結合を生成させる。これにより乳化ミセル内の高分子量化によりポリウレタン水分散体が得られる。その後、必要に応じて使用した溶剤を除去することにより、ポリウレタン水分散体を得ることができる。

上記活性水素基を有しない有機溶媒としては特に制限されないが具体的には、ジオキサ
ン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、Ｎ－メチル－２
－ピロリドン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙
げられる。反応で使用したこれら親水性有機溶剤は、最終的に除去するのが好ましい。

本発明におけるポリウレタン水分散体のポリウレタンの数平均分子量は、可能な限り大きくすることが好ましく、５０，０００以上が好ましい。分子量を大きくした方が、導電性材料の強度、伸度、および反発弾性が向上する点で好ましい。本発明の導電性ペーストは、導電粒子を含有する。

上記導電粒子は、導電粒子は、従来から導電性付与剤として用いられているどのようなものであってもよい。導電粒子の例は、ケッチェンブラックやバルカン等のファーネスブラック、アセチレンブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック等のカーボンブラック、アモルファスカーボン粉末、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末、膨張黒鉛粉末、ピッチマイクロビーズ、カーボンファイバ等の気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバ等のカーボン系微粒子等があげられる。また、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｉｎそれらの合金等の金属微粉末、ＺｎＯ，ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３、ＣｕＩ、ＴｉＯ２／ＳｎＯ２・Ｓｂドープ等の金属酸化物微粉末、Ａｌ等の金属フレーク、Ａｌ，Ｎｉ，ステンレス等の金属繊維、金属表面コーティングガラスビーズ、金属メッキカーボン等があげられる。これらは、単独で用いても２種以上をブレンドして用いてもよい。

上記導電粒子の形状は、球状、針状（楕円球状）、フレーク（鱗片）状、不定形状等、特に限定はされない。導電粒子の大きさは、平均粒径約０．１μｍ以上１０μｍ以下、好ましくは、０．５μｍ以上５μｍ以下である。導電粒子の形状が粒状のものである場合、平均粒子径が０．５μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。導電粒子の形状が細長いものである場合（カーボンファイバや金属フレークの場合）、その長軸が３μｍ以下、アスペクト比が１０以上２００以下の範囲内の微細な長尺粒子（例えば、ナノチューブおよびナノロッド）が好適である。フレークは、平均粒径１μｍ以上１０μｍ以下、厚さ１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましい。

上記導電粒子（例えば、金属微粉末）は粒子同士が密着するのを防ぐために高級脂肪酸や天然高分子化合物などの分散剤でコーティングされていてもよい。

上記導電粒子の量は、導電粒子とポリウレタン（固形分）の合計１００質量部に対して、７０質量部以上９９質量部以下、好ましくは７５質量部以上９７質量部以下、より好ましくは８０質量部以上９０質量部以下である。７５質量部未満の場合は導電性が低下するおそれがあり、９９質量部超の場合は伸縮性が損なわれるおそれがある。

上記導電粒子およびポリウレタン水分散液を含有する導電性ペーストは、本発明の効果を妨げない範囲で他の添加剤を含有しても良い。

上記他の添加剤としては、有機導電材、液状導電材、分散剤、着色剤などが挙げられる。

上記添加剤の含有量は、導電粒子とポリウレタン（固形分）の合計１００質量部に対して、例えば５０質量部以下、特に０．１質量部以上３０質量部以下であってよい。

本発明の導電部材は上記導電ペーストを乾燥する事により得られる導電材料と基板を備えるものである。

上記基板としては、折り曲げ可能であり、面方向に（一軸でまたは二軸で）、伸張可能であることが好ましい。具体的には、紙、布（例えば、綿布、ポリエステル布）、樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリイミド、エラストマー（例えば、伸縮性ポリウレタン）が挙げられ、特にエラストマーであることが好ましく、伸縮性ポリウレタン基板（一般に、エラストマー）であることが好ましい。

本発明の導電部材は、ポリウレタン水分散体と導電粒子を混合して導電性ペーストを得る工程と、導電性ペーストを基板に塗布し、乾燥させる工程を備える方法により製造することができる。

導電粒子とポリウレタン水分散体を含有する導電性ペーストを基板に塗布し、導電性ペーストの膜を乾燥させることによって、導電性ペーストから形成された導電性材料が形成される。

基板を伸張した状態で、導電性ペーストを塗布してもよい。

導電性ペーストを基板上に塗布する工程は、基板表面に本発明の導電性ペーストを塗布
することが可能であれば特に限定されない。例えば、印刷法、コーティング法等により行
ってもよい。前記印刷法としては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェッ
ト印刷法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、スタンピング、ディスペンス、スキ－ジ印
刷、シルクスクリ－ン印刷、噴霧、刷毛塗り等が挙げられる。塗布された導電性ペースト
の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上１０００μｍ以下である。

塗布された基板を加熱する工程は、不活性ガス（例えば、窒素ガス）雰囲気などの非酸
化性雰囲気下、大気下、真空雰囲気下、酸素もしくは混合ガス雰囲気下、気流中などの雰
囲気下等で行ってもよい。加熱温度は、２０℃以上１５０℃であってよく、加熱時間は０．１時間以上５０時間以下、例えば０．２時間以上５時間以下であってよい。

加熱して得られた導電性材料の厚さおよび幅は限定されない。導電性材料の厚さは、例えば、０．０１μｍ以上１０００μｍ以下、特に、０．０５μｍ以上４００μｍ以下であってよい。導電性材料の幅は、０．０１μｍ以上１０ｍｍ以下であってよい。

加熱により、ポリウレタン水分散液が、水を含まないポリウレタンとなり、導電粒子を結合するバインダーとして働く伸縮性配線が形成される。

以下に実施例および比較例について本発明を具体的に説明するが、本発明はこれによって限定するものではない。

＜ポリウレタン水分散体の合成＞
［合成例１］
分子量２０００のポリカーボネートポリオール３６．８２部、分子量２０００のポリテトラメチレングリコール３６．８２部、１，４－ブタンジオール１．９３部、メチルエチルケトン３６.００部を加え十分撹拌溶解し、次いで４，４‘－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート (Ｈ１２ＭＤＩ) ２３．２３部を加え７５℃で１時間反応させた。その後、ジメチロールプロピオン酸 (ＤＭＰＡ) １．２０部とメチルエチルケトン１９．８３部を加えてさらに７５℃で反応させた後、メチルエチルケトン５．１０部を加えて希釈し、ＮＣＯ含量が１．７２％の末端イソシアネート基を有するプレポリマー溶液を得た。次いでこのプレポリマー溶液を４５℃まで冷却し、トリエチルアミン０．９７部、ノニオン性界面活性剤を６．００部、水１３６．４２部を加えてホモミキサーを用いて乳化した後、１，２－プロパンジアミン (１，２－ＰＤＡ) １．４７部を加えて鎖伸張反応を３０℃で３０分行った。この樹脂溶液を加熱減圧下、メチルエチルケトンを留去し、固形分４７％のポリウレタン水分散体１（ＰＵＤ－１）を得た。

［合成例２］～［合成例５］各原料の種類と仕込み量を下記表１に示すとおりに変更した以外は、合成例１と同様に製造を行いポリウレタン水分散体２ないし５（ＰＵＤ－２ないし５）を得た。

［実施例１］
（導電性ペースト）
フレーク状の銀ミクロ粒子 (商品名ＡｇＣ－Ａ、福田金属箔粉工業 (株) 製、比表面積１．２ｍ^２/ｇ、５０％平均粒子径３．５μｍ) と合成例１で合成したポリウレタン水分散体１を容器に測り取り、遊星型撹拌脱泡装置を用いて混合を行い、導電性ペースト１を得た。混合比率は、銀ミクロ粒子８０質量％、ポリウレタン水分散体２０質量％とした。

（導電性部材の作成）
上記で作製した導電性ペースト１を２０ｍｍ×５０ｍｍ×膜厚１ｍｍのアスカー硬度Ｃ：７０のウレタンから構成される基板上に、幅３ｍｍ、長さ２０ｍｍ、厚さ１５μｍの矩形状のパターンで塗布し、加熱炉内で１３０℃の温度で２０分加熱処理を行い、室温 (２５℃) で放冷し、導電材料１を作製した。加熱処理後のペースト膜厚は１５μｍであった。

［実施例２］、［実施例３］、［比較例１］、［比較例２］
ポリウレタン水分散体１を下記表２に示すとおり変更した以外は実施例１と同様に作成し、導電材料２ないし５を作成した。

＜導電性部材の評価＞
導電材料１ないし５について以下の評価を行った。評価結果を表２に示す。

［電気抵抗率の測定］
形成された導電材料の電気抵抗率は、四端子法、四探針法、ファンデルパウ法等の定電流法によりリード線やプローブの接触抵抗の影響を排除する形で電気抵抗率の測定を行った。

［伸張状態での電気抵抗率の測定］
上記で作製した導電材料１を長さ方向に伸張し、伸張率１０％に達したところで１０分間保持して電気抵抗率の測定を行った。その後、伸張率５０％まで１０％ごとに同様の操作を繰り返した。

表２より、ポリオールにポリカーボネートポリオールを含まないポリウレタン水分散体を使用した場合（比較例１）合には、実施例１ないし４に比べて伸長前の電気抵抗率が高く、さらに伸長時に顕著に導電性が低下した。

本発明の導電性部材は、軟質かつ伸縮性であり、種々の電子デバイス、例えば、センサ
ー（特に医療用センサーおよびロボット用センサー）、ディスプレー、人工筋肉やコンピ
ューターの部品として使用できる。

Claims

ポリウレタン水分散体および導電粒子を含有する導電性ペーストであって、上記ポリウレタン水分散体が、ポリイソシアネート、ポリオール、親水性基を有するポリオール、および鎖伸張剤を反応させて得られるポリウレタンを水に分散させたものであり、上記ポリイソシアネートが４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを含有し、上記ポリオールが、分子量１０００のポリカーボネートジオールを除くポリカーボネートポリオールを含有することを特徴とする導電性ペースト。
上記ポリカーボネートポリオールの含有量が、上記ポリオール１００質量部に対し２５質量部以上１００質量部以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ペースト。
上記ポリオールに数平均分子量が４００以下のポリオールを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の導電性ペースト。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導電性ペーストを含有することを特徴とする導電材料。
請求項４に記載の導電材料と基板を備えることを特徴とする導電部材。