JP7170484B2 - Conductive composition, conductor and laminated structure using the same - Google Patents

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本発明は、導電性組成物、および導電性組成物を固化させた導電体、該導電体の層を有する積層構造体、並びに該導電体または積層構造体を備えた電子部品に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive composition, a conductor obtained by solidifying the conductive composition, a laminate structure having a layer of the conductor, and an electronic component provided with the conductor or laminate structure.

配線回路等のパターン状の導電体を形成する材料として、従来、有機バインダーに金属粉末を混合したペースト状の導電性組成物が知られている。このような導電性組成物によれば、確かにパターン状に塗布した後に固化させることにより所望の導電体を形成することができる。 As a material for forming a patterned conductor such as a wiring circuit, a pasty conductive composition obtained by mixing metal powder with an organic binder is conventionally known. According to such a conductive composition, it is possible to form a desired conductor by applying it in a pattern and then solidifying it.

しかしながら、一般的な導電性組成物では、得られる導電体の硬度が高いために、フレキシブルプリント配線板用途において、導電体の十分な屈曲性が得られず、耐屈曲性に優れた導電体形成に好適な導電性組成物の開発が求められている。特に、近年の成長が著しいウェアラブルデバイス分野においては、耐屈曲性に加えて導電体に伸縮性を付与することが求められている。 However, with a general conductive composition, the hardness of the obtained conductor is high, so in the use of flexible printed wiring boards, sufficient flexibility of the conductor cannot be obtained, and a conductor with excellent bending resistance can be formed. There is a demand for development of a conductive composition suitable for In particular, in the field of wearable devices, which has grown remarkably in recent years, it is required to impart stretchability to conductors in addition to bending resistance.

このような要求に対して、従来、金属粉末を含有させる有機バインダーとしてエラストマーを用い、導電体に屈曲性だけでなく伸縮性を持たせた導電性組成物が提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、特許文献1において提案されているような導電性組成物を用いた場合であっても、伸縮を繰り返したり、導電体をある程度伸ばすと抵抗値が急激に増大したり、場合によっては断線してしまうことがあり、伸縮時の導電性が未だ十分とはいえなかった。 In response to such demands, conventionally, a conductive composition has been proposed in which an elastomer is used as an organic binder containing a metal powder to give the conductor not only flexibility but also stretchability (see Patent Document 1). ). However, even when a conductive composition such as that proposed in Patent Document 1 is used, repeated expansion and contraction, or when the conductor is stretched to some extent, the resistance value increases sharply, and in some cases disconnection occurs. The electrical conductivity during expansion and contraction was still insufficient.

一方、心電測定等に使用される生体電極のように、直接生体に接触させて使用されるデバイスに好適な導電性組成物の開発が求められている。 On the other hand, there is a demand for the development of conductive compositions suitable for devices that are used in direct contact with a living body, such as bioelectrodes used for electrocardiographic measurement.

国際公開第2015/005204号パンフレットInternational Publication No. 2015/005204 pamphlet

したがって、本発明の目的は、伸縮の繰り返しや伸張を大きくした場合であっても、電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができる、生体電極のようなデバイス用途に適した導電性組成物を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive material suitable for device applications such as bioelectrodes, which can obtain a conductor with excellent stability in electrical resistance even when stretching is repeated or when stretching is increased. The object is to provide a composition.

また、本発明の他の目的は、このような導電性組成物を固化させた導電体、該導電体の層を有する積層構造体、並びに該導電体または積層構造体を備えた電子部品、とりわけ生体電極のようなデバイスを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a conductor obtained by solidifying such a conductive composition, a laminated structure having a layer of the conductor, and an electronic component comprising the conductor or laminated structure, especially An object of the present invention is to provide a device such as a bioelectrode.

さて、本発明者らは、エラストマーに配合する導電性金属粉として、表面処理が施された特定の平均一次粒子径を有する銀粉を用い、組成物中で特定の凝集状態とすることにより、伸縮を繰り返した場合や、例えば400%以上に大きく伸張した場合であっても、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を実現できるとの知見を得たため、先に、伸縮の繰り返しや伸張を大きくした場合であっても、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について提案した(国際出願番号:PCT/JP2018/022909)。 Now, the present inventors used silver powder having a specific average primary particle size that has been subjected to surface treatment as the conductive metal powder to be blended in the elastomer, and by making it in a specific aggregation state in the composition, it is possible to expand and contract. or, for example, even when greatly stretched to 400% or more, it is possible to realize a conductive composition that can obtain a conductor with excellent stability in electrical resistance. In addition, we proposed a conductive composition that can obtain a conductor with excellent electrical resistance stability even when stretching is repeated or stretched greatly (International Application No.: PCT / JP2018 / 022909).

本発明者らは、さらに、上記したような直接生体に接触させて使用されるデバイスに好適な導電性組成物について鋭意研究したところ、上記の構成を有する銀粉を用いれば、生体用に適した塩化銀粒子と組合せてエラストマーに配合しても、その導電性組成物からなる導電体は、伸縮を繰り返した場合や、例えば400%以上に大きく伸張した場合であっても、電気抵抗の安定性に優れた生体電極等のデバイス用途として実現できるとの知見を得た。本発明は係る知見に基づくものである。 The present inventors further conducted extensive research on conductive compositions suitable for devices used in direct contact with a living body as described above. Even when combined with silver chloride particles and blended with an elastomer, a conductor made of the conductive composition has stable electrical resistance even when it is repeatedly stretched or stretched greatly, for example, by 400% or more. We have found that it can be realized as a device application such as a bioelectrode that is excellent in The present invention is based on such findings.

すなわち、本発明の導電性組成物は、エラストマーと銀粉と塩化銀粒子とを含む導電性組成物であって、
前記銀粉が表面処理されたものであり、
前記銀粉は、その平均一次粒子径が1.0μm以下で、かつみかけ空隙率が50~95%であり、
導電性組成物中において、前記銀粉および前記塩化銀粒子の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径(D95粒子径)が、3.0~25.0μmであることを特徴とするものである。
That is, the conductive composition of the present invention is a conductive composition containing an elastomer, silver powder and silver chloride particles,
The silver powder is surface-treated,
The silver powder has an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95%,
In the conductive composition, the cumulative 95% particle size (D95 particle size) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder and the silver chloride particles is 3.0 to 25.0 μm. be.

本発明の実施態様においては、前記銀粉および前記塩化銀粒子の合計量が、導電性組成物全体に対して固形分量で60~95質量%含まれることが好ましい。 In an embodiment of the present invention, the total amount of the silver powder and the silver chloride particles is preferably 60 to 95% by mass based on the total solid content of the conductive composition.

また、本発明の別の実施態様による導電体は、前記塩化銀粒子が、前記銀粉および前記塩化銀粒子の合計量に対して70質量%まで含まれていてもよい。 Further, in the conductor according to another embodiment of the present invention, the silver chloride particles may be contained up to 70% by mass with respect to the total amount of the silver powder and the silver chloride particles.

また、本発明の別の実施態様による導電体は、前記塩化銀粒子はその平均一次粒子径が0.1~10μmであることが好ましい。 In the conductor according to another embodiment of the present invention, the average primary particle size of the silver chloride particles is preferably 0.1 to 10 μm.

また、本発明の別の実施態様による導電体は、上記導電性組成物を固化させたものである。 A conductor according to another embodiment of the present invention is obtained by solidifying the conductive composition.

また、本発明の別の実施態様による積層構造体は、基材上に上記導電体の層を有するものである。 A laminated structure according to another embodiment of the present invention has the conductor layer on a substrate.

また、本発明の別の実施態様による電子部品は、上記導電体の層または上記積層構造体を備えたものである。 Further, an electronic component according to another embodiment of the present invention includes the conductor layer or the laminated structure.

また、本発明の実施態様においては、上記電子部品が生体電極として使用されるものであることが好ましい。 Moreover, in the embodiment of the present invention, it is preferable that the electronic component is used as a bioelectrode.

本発明の導電性組成物によれば、銀粉と塩化銀粒子とをエラストマーに配合した組成物において、該銀粉として、表面処理が施された特定の平均一次粒子径を有する銀粉を、組成物中で特定の凝集状態とすることにより、伸縮を繰り返した場合や、例えば400%以上に大きく伸張した場合であっても、電気抵抗の安定性に優れた導電体、とりわけ生体電極に好適な導電体を得ることができる。 According to the conductive composition of the present invention, in a composition in which silver powder and silver chloride particles are blended with an elastomer, silver powder having a specific average primary particle size subjected to surface treatment is added as the silver powder in the composition. A conductor with excellent stability in electrical resistance even when it is repeatedly stretched or stretched to a large extent, for example, 400% or more, by making it into a specific aggregation state, especially a conductor suitable for a bioelectrode. can be obtained.

本発明の導電性組成物は、エラストマーと銀粉と塩化銀粒子とを含むものであり、エラストマーに特定の銀粉と塩化銀粒子とを配合することにより、屈曲した場合に限らず伸縮した場合や大きく伸張した場合であっても電気抵抗の安定性に優れる導電体を得ることができる。その結果、本発明の導電性組成物は、このような特性を利用して、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生体電極として好適に用いることができる。以下、本発明の導電性組成物が含有する各成分について詳述する。 The conductive composition of the present invention contains an elastomer, silver powder, and silver chloride particles. It is possible to obtain a conductor having excellent electrical resistance stability even when stretched. As a result, the conductive composition of the present invention can be suitably used as a bioelectrode for wearable devices such as extracorporeal devices, body surface devices, electronic skin devices, and intracorporeal devices, utilizing such properties. Each component contained in the conductive composition of the present invention will be described in detail below.

<銀粉>
本発明の導電性組成物を構成する銀粉は、表面処理されたものであり、その平均一次粒子径が1.0μm以下、好ましくは0.1~1.0μmであり、みかけ空隙率が50~95%、好ましくは60~95%のものを使用する。このような銀粉を用いて、組成物中での銀粉の二次粒子の粒度分布が後記するような範囲となるような凝集状態とすることにより、伸縮の繰り返しや伸張を大きくした場合であっても、電気抵抗の安定性を維持することができる。なお、本発明において、銀粉の平均一次粒子径とは、粉体状態にある銀粉を走査型電子顕微鏡にて10,000倍の倍率で観察し、ランダムに10個の一次粒子を抽出し、その粒子径を測定した際のそれらの粒子径の平均値を意味する。また、銀粉のみかけ空隙率は、銀粉の一次粒子が連結して適度な空隙が存在する凝集構造(二次粒子)の状態を表す指標となるものであり、以下のようにして測定することができる。
すなわち、
銀の密度をρ(g/cm)とし、
質量M(g)の銀粉に、1kg重の荷重をかけたときの銀粉体積をV(cm)とした場合に、みかけ密度ρ(g/cm)は、
ρ=M/V
と定義され、みかけ密度から、下記式によりみかけ空隙率(P)を算出することができる。
P=(1-ρ/ρ)×100
なお、銀の密度ρは10.49g/cmであり、1kg重荷重時の銀粉体積Vは、荷重を付加してから1時間経過した後の銀粉体積とする。
<Silver powder>
The silver powder constituting the conductive composition of the present invention is surface-treated, has an average primary particle size of 1.0 μm or less, preferably 0.1 to 1.0 μm, and an apparent porosity of 50 to 1.0 μm. 95%, preferably 60-95% is used. By using such a silver powder, the secondary particles of the silver powder in the composition are aggregated so that the particle size distribution is within the range described later, so that repeated expansion and contraction and expansion are increased. can also maintain the stability of the electrical resistance. In the present invention, the average primary particle size of silver powder is defined by observing silver powder in powder form with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000 times, randomly extracting 10 primary particles, It means the average value of those particle sizes when the particle sizes are measured. In addition, the apparent porosity of the silver powder is an index representing the state of the aggregation structure (secondary particles) in which the primary particles of the silver powder are connected to form appropriate voids, and can be measured as follows. can.
i.e.
Let the density of silver be ρ 0 (g/cm 3 ),
When the silver powder having a mass of M (g) is subjected to a load of 1 kg weight and the volume of the silver powder is V (cm 3 ), the apparent density ρ (g/cm 3 ) is
ρ = M/V
From the apparent density, the apparent porosity (P) can be calculated by the following formula.
P = (1−ρ/ρ0)×100
The density ρ 0 of silver is 10.49 g/cm 3 , and the silver powder volume V under a heavy load of 1 kg is the silver powder volume one hour after the load is applied.

上記したみかけ空隙率Pは、本発明において、エラストマーと混合する前の銀粉の一次粒子どうしの凝集状態を表す指標となる。銀粉に対して一定荷重をかけると充填された銀粉の圧縮が進む。このとき、銀粉が凝集状態ではなく一次粒子どうしが分離している状態の場合は、圧縮後のみかけ空隙率は小さくなる。一方、銀粉が凝集状態を形成している場合は、凝集内部の空隙のため、みかけ空隙率は大きくなる。これにより、銀粉の一次粒子どうしの凝集状態をみかけ空隙率として評価することができる。 In the present invention, the apparent porosity P described above is an index representing the state of aggregation of primary particles of the silver powder before mixing with the elastomer. When a constant load is applied to the silver powder, compression of the filled silver powder proceeds. At this time, when the silver powder is not aggregated but the primary particles are separated from each other, the apparent porosity after compression becomes small. On the other hand, when the silver powder forms an aggregated state, the apparent porosity increases due to voids inside the aggregation. Thereby, the aggregation state of the primary particles of the silver powder can be evaluated as the apparent porosity.

また、本発明において、銀粉の一次粒子の形状は、略球状であることが好ましく、略球状の一次粒子が三次元かつランダムに連結した二次粒子の形態で導電性組成物中に存在することで、上記したように、導電性組成物の固化物が大きく伸張した際にも一次粒子どうしの接点を減少することなく銀粉が導電性組成物の固化物中のエラストマーの伸張変形に追随できる。 In the present invention, the shape of the primary particles of the silver powder is preferably substantially spherical, and the substantially spherical primary particles are present in the conductive composition in the form of secondary particles that are three-dimensionally and randomly connected. So, as described above, even when the solidified material of the conductive composition is greatly stretched, the silver powder can follow the extension deformation of the elastomer in the solidified material of the conductive composition without reducing the contact points between the primary particles.

なお、銀粉の一次粒子の形状は、略球状であるものに限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない範囲で略球状以外の形状の銀粉が含まれていてもよいことは言うまでもない。 It goes without saying that the shape of the primary particles of the silver powder is not limited to being substantially spherical, and silver powder having a shape other than substantially spherical may be included as long as the effects of the present invention are not impaired. .

平均一次粒子径およびみかけ空隙率が上記範囲にあるような銀粉は、市販されているものを使用することができ、また、市販されている銀粉を、分級機等を用いて特定の平均一次粒子径およびみかけ空隙率を有する銀粉に分級することで得てもよい。 Commercially available silver powder having an average primary particle size and an apparent porosity within the above ranges can be used. It may be obtained by classifying silver powder having a diameter and an apparent porosity.

本発明において使用する銀粉(すなわち、導電性組成物として調製される前の銀粉)は、その平均二次粒子径が5.0~40.0μmであることが好ましく、より好ましくは10.0超~40.0μmであり、さらに好ましくは15.0超~40.0μmである。平均二次粒子径が上記範囲にあることで、銀粉を組成物中に分散させた際に、後記するような特定範囲の粒子径に調整し易くなる。なお、導電性組成物として調製される前の銀粉の平均二次粒子径とは、粉体状態にある銀粉をレーザー回折散乱式粒度分布測定法によって測定した粒子径の平均値(D50)を意味する。 The silver powder used in the present invention (that is, silver powder before being prepared as a conductive composition) preferably has an average secondary particle size of 5.0 to 40.0 μm, more preferably more than 10.0. ~40.0 µm, more preferably greater than 15.0 ~ 40.0 µm. When the average secondary particle size is within the above range, when the silver powder is dispersed in the composition, it becomes easier to adjust the particle size to a specific range as described below. The average secondary particle size of the silver powder before being prepared as a conductive composition means the average value (D50) of the particle sizes of the silver powder in a powder state measured by a laser diffraction scattering particle size distribution measurement method. do.

また、本発明において使用する銀粉(導電性組成物として調製される前の銀粉)は、JIS K 6217-4(2017)に準拠して測定されたDBP吸油量が30~200ml/100gであることが好ましい。銀粉のDBP吸油量とは、JIS K 6217-4に準拠して、100gの銀粉に吸収されるフタル酸ジブチルの量を測定した値を意味し、本発明においては、銀粉の一次粒子の連結度合いや凝集の程度を示す指標としている。DBP吸油量が上記範囲にある銀粉を使用することで、銀粉を組成物中に分散させた際に、後記するような特定範囲の粒子径に調整し易くなる。 In addition, the silver powder (silver powder before being prepared as a conductive composition) used in the present invention has a DBP oil absorption of 30 to 200 ml/100 g measured according to JIS K 6217-4 (2017). is preferred. The DBP oil absorption of silver powder means a value obtained by measuring the amount of dibutyl phthalate absorbed by 100 g of silver powder in accordance with JIS K 6217-4. and the degree of aggregation. By using a silver powder having a DBP oil absorption in the above range, when the silver powder is dispersed in the composition, it becomes easier to adjust the particle size to a specific range as described later.

本発明の導電性組成物は、上記した銀粉および塩化銀粒子を用いてエラストマー中に分散させたものであり、導電性組成物中において銀粉および塩化銀粒子の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径(D95粒子径)が、3.0~25.0μmの範囲としたものである。本発明は、後述するような表面処理された特定の平均一次粒子径を有する銀粉であって、かつ特定の凝集状態(即ち、特定のみかけ空隙率)にあり、好ましくは特定のDBP吸油量を有する銀粉を、塩化銀粒子と併せてエラストマーに配合し分散させて組成物とした際に、組成物中での銀粉および塩化銀粒子の凝集状態を制御する(即ち、二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径を特定の範囲とする)ことにより、導電性組成物を固化させた硬化物の導電性を改善したものであり、伸縮の繰り返しや伸張を大きくした場合であっても、電気抵抗の安定性に優れた導電体とすることができる。 The conductive composition of the present invention is obtained by dispersing the silver powder and silver chloride particles described above in an elastomer, and the cumulative particle size distribution of the secondary particles of the silver powder and silver chloride particles in the conductive composition is 95%. % particle size (D95 particle size) is in the range of 3.0 to 25.0 μm. The present invention is a silver powder having a specific average primary particle size that has been surface-treated as described later, and is in a specific aggregation state (that is, a specific apparent porosity), and preferably has a specific DBP oil absorption. When the silver powder having silver chloride particles is blended and dispersed in an elastomer together with silver chloride particles to form a composition, the aggregation state of the silver powder and silver chloride particles in the composition is controlled (that is, in the particle size distribution of the secondary particles By setting the cumulative 95% particle size to a specific range), the conductivity of the cured product obtained by solidifying the conductive composition is improved. A conductor having excellent resistance stability can be obtained.

本発明の導電性組成物を構成する銀粉は、エラストマーと混合ないし混練した際にも、複数の一次粒子が三次元かつランダムに連結した一定の凝集状態を維持しながら、導電性組成物中に分散すると考えられる。即ち、特定のみかけ空隙率を有する銀粉をエラストマーに混合ないし混練すると、銀粉の一次粒子の凝集した二次粒子のうち、粒子径の大きい二次粒子は崩壊してある程度小さくなる。その際の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径が3.0~25.0μmとなるように調整することにより、銀粉の二次粒子にみかけ上の空隙が適度に残存し、その空隙にエラストマーが入り込むため、本発明特有の効果を発揮し得るものと考えられる。 The silver powder constituting the conductive composition of the present invention maintains a certain aggregation state in which a plurality of primary particles are three-dimensionally and randomly connected even when mixed or kneaded with an elastomer. It is considered to be dispersed. That is, when silver powder having a specific apparent porosity is mixed or kneaded with an elastomer, the secondary particles having a large particle size among the aggregated secondary particles of the primary particles of the silver powder collapse to some extent. By adjusting the cumulative 95% particle diameter in the particle size distribution of the secondary particles at that time to 3.0 to 25.0 μm, the apparent voids in the secondary particles of the silver powder are appropriately left, and the voids It is thought that the effect unique to the present invention can be exhibited because the elastomer enters into the .

この本発明特有の効果が奏される詳細なメカニズムは明らかではないが、以下のように考えられる。即ち、後述するような表面処理された平均一次粒子径が1.0μm以下である銀粉であって、かつみかけ空隙率が50~95%であり、好ましくはDBP吸油量が上記した範囲にある銀粉を、塩化銀粒子と併せてエラストマーに配合し分散させて組成物を調製する際に、適度に銀粉の凝集を崩壊させて、D95粒子径が3.0~25.0μmとなるように組成物を撹拌ないし混練することにより、銀粉の二次粒子は、みかけ上の空隙が適度に存在し、かかる空隙にエラストマーが十分に入り込むことから、導電性組成物の固化物が大きく伸張した際にも一次粒子どうしの接点が減少することなく、銀粉がエラストマーの伸張変形に追随できるものと考えられる。 Although the detailed mechanism by which the effect peculiar to the present invention is exhibited is not clear, it is considered as follows. That is, silver powder having an average primary particle diameter of 1.0 μm or less after surface treatment as described later, having an apparent porosity of 50 to 95%, and preferably having a DBP oil absorption in the above range. is mixed with silver chloride particles and dispersed in the elastomer to prepare the composition, the aggregation of the silver powder is appropriately broken down so that the D95 particle size is 3.0 to 25.0 μm. By stirring or kneading, the secondary particles of the silver powder have an appropriate amount of apparent voids, and the elastomer sufficiently enters these voids, so even when the solidified conductive composition is greatly stretched. It is believed that the silver powder can follow the extensional deformation of the elastomer without reducing contact points between primary particles.

導電性組成物中における銀粉および塩化銀粒子の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径(D95粒子径)は、銀粉および塩化銀粒子とエラストマーとを混合ないし混練して得られた導電性組成物をレーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。具体的には、測定溶媒として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用い、導電性組成物を3000質量%となるように測定溶媒(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で希釈し、スパチュラなどで銀粉の二次粒子が崩壊しないよう適度に撹拌した後速やかに、測定範囲0.020μm~1000.00μmで、粒子の屈折率を1.33、溶媒の屈折率を1.40として、粒度分布を測定し、当該粒度分布の累積95%の粒子径として算出された値をD95粒子径として定義する。 The cumulative 95% particle size (D95 particle size) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder and silver chloride particles in the conductive composition is the conductivity obtained by mixing or kneading the silver powder and silver chloride particles with the elastomer. The composition can be measured by laser diffraction scattering particle size distribution measurement. Specifically, using propylene glycol monomethyl ether acetate as a measurement solvent, the conductive composition is diluted with the measurement solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) so as to be 3000% by mass, and the secondary particles of silver powder are removed with a spatula or the like. Immediately after stirring moderately so as not to disintegrate, the particle size distribution is measured in a measurement range of 0.020 μm to 1000.00 μm with a particle refractive index of 1.33 and a solvent refractive index of 1.40. The value calculated as the cumulative 95% particle size is defined as the D95 particle size.

このように、本発明の導電性組成物によれば、D95粒子径が上記範囲になるように表面処理された銀粉が導電性組成物中に分散されているので、かかる導電性組成物からなる固化物が伸縮の繰り返しや大きく伸張した場合であっても、電気抵抗の安定性に優れた導電体を得ることができるものと考えられる。 As described above, according to the conductive composition of the present invention, the silver powder surface-treated so that the D95 particle size is in the above range is dispersed in the conductive composition. It is considered that even when the solidified material is repeatedly expanded and contracted or greatly expanded, a conductor having excellent stability in electrical resistance can be obtained.

通常の銀粉ではエラストマー中に分散させると、導電性組成物中の銀粉の凝集状態が崩壊しすぎるので、かかる導電性組成物の固化物が大きく伸張した際には、この伸張変形によって銀粉の一次粒子どうしの接点は減少してしまう。この点、上述したような本発明の特徴的構成によれば、導電性組成物中の銀粉の二次粒子には、みかけ上の空隙が適度に存在し、かかる空隙にエラストマーが十分に入り込むので、このような導電性組成物からなる固化物が大きく伸張した際にも一次粒子どうしの接点を減少することなく銀粉がエラストマーの伸張変形に追随できるものと考えられる。 When ordinary silver powder is dispersed in an elastomer, the aggregation state of the silver powder in the conductive composition collapses too much. Contact points between particles are reduced. In this respect, according to the characteristic configuration of the present invention as described above, the secondary particles of the silver powder in the conductive composition have an appropriate amount of apparent voids, and the elastomer sufficiently enters these voids. It is thought that the silver powder can follow the elongation deformation of the elastomer without reducing contact points between the primary particles even when the solidified product of such a conductive composition is greatly elongated.

本発明の導電性組成物中において、銀粉が上記のような形態で存在するためには、銀粉が表面処理によってエラストマーと親和性が高く、かつ銀粉の一次粒子が互いに連結し空隙が適度に存在する凝集構造(二次粒子)を有している必要がある。 In order for the silver powder to exist in the above-described form in the conductive composition of the present invention, the silver powder must have a high affinity with the elastomer by surface treatment, and the primary particles of the silver powder are connected to each other to form an appropriate amount of voids. It must have an aggregate structure (secondary particles) that

そのため、本発明においては、上述したDBP吸油量および銀粉とエラストマーとの親和性を調整するため、表面処理された銀粉を使用する。この銀粉の表面処理としては、分散液を含む溶液中に銀粉を投入して撹拌する湿式法や、銀粉を撹拌しながら分散液を含む溶液噴霧する乾式法などの方法が挙げられる。さらに、界面活性剤を併用して表面処理をしてもよい。 Therefore, in the present invention, a surface-treated silver powder is used in order to adjust the DBP oil absorption and the affinity between the silver powder and the elastomer. Examples of the surface treatment of the silver powder include a wet method in which silver powder is put into a solution containing a dispersion and stirred, and a dry method in which a solution containing a dispersion is sprayed while stirring the silver powder. Furthermore, a surfactant may be used in combination for surface treatment.

このような表面処理に使用する分散剤としては、例えば、脂肪酸、有機金属、ゼラチン等の保護コロイドを用いることができるが、不純物混入のおそれや疎水基との吸着性の向上を考慮すると、脂肪酸またはその塩であることが好ましい。また、この分散剤としては、脂肪酸またはその塩を界面活性剤でエマルション化したものを用いてもよい。好ましい分散剤としては、炭素原子数6~24の脂肪酸であり、ステアリン酸、オレイン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、リノレン酸等をより好ましく使用することができる。これらの脂肪酸は、導電性組成物を用いた配線層や電極への悪影響が少ないと考えられる。上記した脂肪酸は、単独で使用してもよくまた複数を組み合わせて使用してもよい。 Protective colloids such as fatty acids, organic metals, and gelatin can be used as dispersing agents used for such surface treatment. or a salt thereof. As the dispersing agent, an emulsified fatty acid or a salt thereof with a surfactant may be used. Preferable dispersants are fatty acids having 6 to 24 carbon atoms, and stearic acid, oleic acid, myristic acid, palmitic acid, linoleic acid, lauric acid, linolenic acid and the like can be used more preferably. These fatty acids are considered to have little adverse effect on wiring layers and electrodes using the conductive composition. The above fatty acids may be used alone or in combination.

以上説明したような銀粉は後記するエラストマーおよび必要に応じて溶剤を配合、撹拌ないし混練することにより、銀粉および塩化銀粒子の二次粒子のD95粒子径が3.0~25.0μmの範囲になるように調整する。例えば、ディゾルバーやバタフライミキサー等の撹拌機やロールミルやビーズミル等の混練機を用いて撹拌ないし混練を行うことができるが、その際の撹拌機および/または混練機の回転速度、撹拌羽や混練装置の形状、撹拌ないし混練時間、撹拌ないし混練時の温度、ビーズ充填率やロール間隔など、種々の条件により調整することができる。 The silver powder described above is mixed with an elastomer described later and a solvent if necessary, and stirred or kneaded so that the D95 particle size of the secondary particles of the silver powder and silver chloride particles is in the range of 3.0 to 25.0 μm. Adjust so that For example, stirring or kneading can be performed using a stirrer such as a dissolver or butterfly mixer or a kneader such as a roll mill or bead mill. shape, stirring or kneading time, temperature during stirring or kneading, bead packing rate, roll interval, and other conditions.

<塩化銀粒子>
本発明による導電性組成物は、上記した銀粉に加えて塩化銀粒子を含む。銀粉と塩化銀粒子とを併用することにより、生体適合性に優れた電極材料とすることができる。
<Silver chloride particles>
The conductive composition according to the present invention contains silver chloride particles in addition to the silver powder described above. By using silver powder and silver chloride particles in combination, an electrode material having excellent biocompatibility can be obtained.

塩化銀粒子としては、特に制限なく使用することができるが、平均一次粒子径が0.1~10μmであり、かつみかけ空隙率が50~95%であるものを使用することが好ましい。なお、平均一次粒子径とは、粉体状態にある塩化銀粒子を走査型電子顕微鏡にて10,000倍の倍率で観察し、ランダムに10個の一次粒子を抽出し、その粒子径を測定した際のそれらの粒子径の平均値を意味する。 Silver chloride grains can be used without any particular limitation, but preferably have an average primary grain size of 0.1 to 10 μm and an apparent porosity of 50 to 95%. The average primary particle size is defined by observing silver chloride particles in a powder state with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000, randomly extracting 10 primary particles, and measuring the particle size. Means the average value of those particle sizes when

本発明における導電性組成中の銀粉および塩化銀粒子の配合量は、銀粉と塩化銀粒子の合計量が導電性組成物に含まれる全固形分量を基準として60~95質量%であることが好ましい。銀粉および塩化銀粒子の配合量が上記の範囲であると、より一層低い抵抗値の導電体を容易に得ることができる。また、導電性組成中の塩化銀粒子の配合量は、銀粉と塩化銀粒子の合計量を基準として70質量%以下であることが好ましく、より好ましい範囲は50質量%以下である。塩化銀粒子の配合量が上記した範囲で銀粉と併用されることにより、生体適合性の高い導電体としつつ、伸縮の繰り返しや伸長を大きくした場合の電気抵抗の安定性をより一層向上させることができる。なお、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、銀粉および塩化銀粒子以外のカーボン等の他の導電粉を併用してもよい。 The amount of silver powder and silver chloride particles in the conductive composition in the present invention is preferably such that the total amount of silver powder and silver chloride particles is 60 to 95% by mass based on the total solid content contained in the conductive composition. . When the amounts of the silver powder and the silver chloride particles are within the above range, a conductor with even lower resistance can be easily obtained. The amount of silver chloride particles in the conductive composition is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, based on the total amount of silver powder and silver chloride particles. By using silver chloride particles in combination with silver powder in the above-described range, the stability of electrical resistance is further improved when repeated expansion and contraction and elongation are increased, while making a conductor with high biocompatibility. can be done. The conductive composition of the present invention may contain other conductive powder such as carbon other than the silver powder and the silver chloride particles as long as the effects of the present invention are not impaired.

<エラストマー>
本発明による導電性組成物に含まれるエラストマーは、室温においてゴム弾性を有する材料であれば特に制限なく使用することができ、例えばゴム、熱可塑性エラストマー、官能基含有エラストマー、ブロック共重合体等を好適に使用することができる。
<Elastomer>
The elastomer contained in the conductive composition according to the present invention can be used without any particular limitation as long as it is a material having rubber elasticity at room temperature. Examples include rubbers, thermoplastic elastomers, functional group-containing elastomers and block copolymers. It can be used preferably.

ゴムとしては、ジエン系ゴム、非ジエン系ゴムの何れでもよく、公知慣用のものを単独または二種以上を混合して用いることができる。 As the rubber, either a diene rubber or a non-diene rubber may be used, and known and commonly used rubbers may be used singly or in combination of two or more.

また、熱可塑性エラストマーとしては、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、シリコーン系エラストマーなどが挙げられ、単独または二種以上を混合して用いることができる。 Examples of thermoplastic elastomers include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, acrylic-based elastomers, and silicone-based elastomers. be able to.

官能基含有エラストマーとしては、伸縮性の観点から、ウレタン系、オレフィン系が好ましく、耐溶剤性の観点から、(メタ)アクリロイル基や酸無水物基、カルボキシル基、エポキシ基などの官能基を有するものが好ましい。 As the functional group-containing elastomer, urethane-based and olefin-based elastomers are preferable from the viewpoint of elasticity, and functional groups such as (meth)acryloyl groups, acid anhydride groups, carboxyl groups, and epoxy groups are preferred from the viewpoint of solvent resistance. things are preferred.

ブロック共重合体としては、ハードセグメントとソフトセグメントとのブロック共重合体であれば用いることができ、単独または二種以上を混合して用いることができる。 As the block copolymer, any block copolymer of a hard segment and a soft segment can be used, and they can be used alone or in combination of two or more.

上述したエラストマーのなかでも、ブロック共重合体は、結晶性が低く分子間力が弱いため、他のゴムと比較してガラス転移点(以下、Tgと略す。)が低く、銀粉と混合した場合には柔軟で伸びがよく、好ましい。そのため、ブロック共重合体はウェアラブルデバイス用の導電体の形成に好適である。特に、Tgが150℃未満のハードセグメントと、Tgが0℃未満のソフトセグメントとのブロック共重合体がより好適である。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。 Among the above-mentioned elastomers, block copolymers have low crystallinity and weak intermolecular forces, so their glass transition point (hereinafter abbreviated as Tg) is lower than other rubbers, and when mixed with silver powder It is flexible and has good elongation, which is preferable. Therefore, block copolymers are suitable for forming conductors for wearable devices. In particular, a block copolymer of a hard segment with a Tg of less than 150°C and a soft segment with a Tg of less than 0°C is more preferred. The glass transition point Tg is measured by differential scanning calorimetry (DSC).

このようなブロック共重合体におけるハードセグメントとソフトセグメントとの比率は20:80~50:50の範囲であることが好ましい。この範囲内にあれば、導電性組成物を固化した導電体の伸長時に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。 The ratio of hard segments to soft segments in such block copolymers is preferably in the range of 20:80 to 50:50. Within this range, disconnection is less likely to occur during elongation of the conductor obtained by solidifying the conductive composition, which is preferable. More preferably, it is 25:75 to 40:60.

ここで、ブロック共重合体におけるハードセグメントとしては、メチル(メタ)アクリレート単位やスチレン単位などが挙げられる。また、ソフトセグメント単位としては、n-ブチルアクリレートやブタジエン単位などが挙げられる。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。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。なお、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。 Here, examples of the hard segment in the block copolymer include methyl (meth)acrylate units and styrene units. Examples of soft segment units include n-butyl acrylate and butadiene units. The block copolymer is preferably a polymethyl (meth)acrylate/poly n-butyl (meth)acrylate/polymethyl (meth)acrylate triblock copolymer. A block copolymer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. In the present specification, (meth)acrylate is a generic term for acrylate and methacrylate, and the same applies to other similar expressions.

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。 Block copolymers may be commercially available. A commercial example is an acrylic triblock copolymer made using living polymerization from Arkema. Specifically, SBM type represented by polystyrene-polybutadiene-polymethyl methacrylate, MAM type represented by polymethyl methacrylate-polybutyl acrylate-polymethyl methacrylate, and carboxylic acid modification treatment or hydrophilic group modification treatment MAM N-type or MAM A-type can be used. Examples of SBM types are E41, E40, E21 and E20. Examples of MAM types are M51, M52, M53 and M22. Examples of MAM N types are 52N and 22N. An example of a MAM A type is SM4032XM10. Another example of a commercial product is Clarity from Kuraray. This Clarity is a block copolymer derived from methyl methacrylate and butyl acrylate.

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。 A block copolymer containing a (meth)acrylate polymer block as described above can be obtained, for example, by the method described in JP-T-2007-516326 or JP-T-2005-515281.

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。 The weight average molecular weight of the block copolymer is preferably 20,000 to 400,000, more preferably 50,000 to 300,000. When the weight average molecular weight is 20,000 or more, the desired effect of toughness and flexibility is obtained, and the conductive composition is excellent when formed into a film and dried, or when applied to a substrate and dried. Excellent tackiness is obtained. Further, when the weight average molecular weight is 400,000 or less, the conductive composition has good viscosity, and higher printability and workability can be achieved. Moreover, when the weight average molecular weight is 50,000 or more, an excellent effect can be obtained in terms of relaxation against external impact.

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
The block copolymer preferably has a tensile elongation at break of 100 to 600% according to the international standard ISO 37 measurement method of the International Organization for Standardization. When the tensile elongation at break is 100 to 600%, the stretchability of the conductor and the stability of electric resistance are excellent. More preferably 300 to 600%.
Tensile elongation at break (%) = (elongation at break (mm) - initial dimension mm) / (initial dimension mm) x 100

上記したエラストマーのうちゴムや官能基含有エラストマーには、通常、硫黄系加硫剤や非硫黄系加硫剤などが用いられる。本発明のような銀粉とエラストマーを含む導電性組成物では、エラストマー中の加硫剤に含まれる硫黄により、配線中の銀粉が酸化や硫化によって腐食する恐れがあり、かかる観点からは、本発明においては硫黄系加硫剤を含まないことが好ましい。 Among the elastomers described above, sulfur vulcanizing agents and non-sulfur vulcanizing agents are usually used for rubbers and functional group-containing elastomers. In a conductive composition containing silver powder and an elastomer as in the present invention, the sulfur contained in the vulcanizing agent in the elastomer may corrode the silver powder in the wiring due to oxidation or sulfurization. preferably does not contain a sulfur-based vulcanizing agent.

本発明の導電性組成物は、導電性に悪影響を及ぼさない範囲内で(本発明特有の効果を損なわない範囲内で)若干量の硫黄化合物を配合してもよい。 The conductive composition of the present invention may contain a slight amount of sulfur compound within a range that does not adversely affect conductivity (within a range that does not impair the effects specific to the present invention).

また、エラストマーには、軟化剤、可塑剤等の公知の添加剤が含まれていてもよい。軟化剤としては、鉱物油系軟化剤と植物油系軟化剤が挙げられ、例えば、鉱物油系軟化剤として、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどの各種オイルである。植物油系軟化剤としては、ひまし油、錦実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、パイン油、トール油等が挙げられ、これら軟化剤はは、単独あるいは二種以上を併用してもよい。軟化剤の添加量により、所望のゴム弾性や伸張性を調整することができる。 The elastomer may also contain known additives such as softeners and plasticizers. Examples of softening agents include mineral oil-based softening agents and vegetable oil-based softening agents. Examples of mineral oil-based softening agents include various oils such as paraffin-based process oils, naphthenic process oils, and aromatic process oils. Vegetable oil softeners include castor oil, broccoli oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, pine oil, tall oil, etc. These softeners may be used alone or You may use 2 or more types together. Desired rubber elasticity and extensibility can be adjusted by the amount of the softening agent added.

以上説明したようなエラストマーは、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5~40質量%の割合で配合することが好ましく、14~28質量%であることがより好ましい。特に、上記したようなブロック共重合体を含有する場合には、他のエラストマーを含めた全エラストマーに対して、これらブロック共重合体の配合量が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。
なお、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、エラストマー以外の熱可塑性樹脂等の他の有機バインダーを併用してもよい。
The elastomers described above are preferably blended in a proportion of 5 to 40% by mass, more preferably 14 to 28% by mass, based on the total solid content contained in the conductive composition. In particular, when the above-described block copolymers are contained, the blending amount of these block copolymers is preferably 85 to 100% by mass based on the total elastomer including other elastomers. When the blending amount is within the above range, the stretchability of the formed coating film becomes better.
In addition, the conductive composition of the present invention may be used in combination with other organic binders such as thermoplastic resins other than the elastomer within a range that does not impair the effects of the present invention.

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。 An organic solvent can be used in the conductive composition of the present invention to adjust the composition or to adjust the viscosity for application to a substrate.

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。 Examples of such organic solvents include ketones, aromatic hydrocarbons, glycol ethers, glycol ether acetates, esters, alcohols, aliphatic hydrocarbons, and petroleum solvents. More specifically, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and tetramethylbenzene; cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl Ethers, glycol ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, butyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate , propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol butyl ether acetate; alcohols such as ethanol, propanol, ethylene glycol, propylene glycol; aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha , petroleum-based solvents such as solvent naphtha. Such organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more. Among these, diethylene glycol monoethyl ether acetate is preferable from the viewpoint of coatability.

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。 The electrically conductive composition of the present invention may further contain a thermosetting component. Examples of thermosetting components include polyester resins (urethane-modified, epoxy-modified, acrylic-modified, etc.), epoxy resins, urethane resins, phenolic resins, melamine resins, vinyl based resins and silicone resins.

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、その他の成分を含んでいてもよい。例えば、カップリング剤、光重合開始剤等の添加剤を含んでいてよい。 The conductive composition of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, additives such as coupling agents and photopolymerization initiators may be included.

本発明の導電性組成物は、例えば、溶剤に溶解したエラストマーと上記した銀粉および塩化銀粒子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挙げられる。具体的には、エラストマーを有機溶剤に溶解した固形分50質量%の樹脂溶液を調製し、この樹脂溶液に銀粉および塩化銀粒子を配合し、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、導電性組成物を得ることができる。使用するエラストマーの種類や有機溶剤の配合割合によって、液状の導電性組成物としたり、ペースト状(半固形状)の導電性組成物とすることができる。 The conductive composition of the present invention can be produced, for example, by kneading an elastomer dissolved in a solvent with the silver powder and silver chloride particles described above. Examples of the kneading method include a method using a stirring and mixing device such as a roll mill. Specifically, a resin solution having a solid content of 50% by mass is prepared by dissolving an elastomer in an organic solvent, silver powder and silver chloride particles are blended in the resin solution, pre-stirred and mixed with a stirrer, and then placed in a three-roll mill. A conductive composition can be obtained by kneading with the Depending on the type of elastomer to be used and the blending ratio of the organic solvent, a liquid conductive composition or a pasty (semi-solid) conductive composition can be obtained.

また、本発明の導電性組成物の製造方法は上記した方法に限られず、溶剤に溶解したエラストマーに、銀粉および塩化銀粒子を別々に添加し混練した2種の組成物を調製しておき、両者を混合して導電性組成物を製造してもよいし、また、先に溶剤に溶解したエラストマーと銀粉とを混練して組成物を調製しておき、その組成物に塩化銀粒子を添加して混練したり、あるいは先に溶剤に溶解したエラストマーと塩化銀粒子とを混練して組成物を調製しておき、その組成物に銀粉を添加して混練して導電性組成物を製造してもよい。なお、いずれの製造方法を採用しても、導電性組成物中において、銀粉の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径(D95粒子径)が3.0~25.0μmの範囲内となるように混練を行う必要がある。 In addition, the method for producing the conductive composition of the present invention is not limited to the above-described method. Two compositions are prepared by separately adding silver powder and silver chloride particles to an elastomer dissolved in a solvent and kneading them, The two may be mixed to produce a conductive composition, or the elastomer previously dissolved in a solvent and silver powder are kneaded to prepare a composition, and silver chloride particles are added to the composition. Alternatively, the elastomer dissolved in a solvent and silver chloride particles are kneaded to prepare a composition, and silver powder is added to the composition and kneaded to produce a conductive composition. may Regardless of which manufacturing method is employed, the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder is within the range of 3.0 to 25.0 μm. It is necessary to knead so that

本発明の導電性組成物は、所望の物性に影響を与えない範囲において、抗炎症剤、抗酸化剤、血行促進剤、抗菌剤、温感剤、創傷治癒促進剤、刺激緩和剤、鎮痛剤、細胞賦活剤等、生体電極として使用する際に配合される公知の添加剤が含まれていてもよい。 The electrically conductive composition of the present invention contains anti-inflammatory agents, antioxidants, blood circulation promoting agents, antibacterial agents, warming agents, wound healing promoting agents, irritation reducing agents, and analgesics as long as the desired physical properties are not affected. , a cell activator, and other known additives that are blended when used as a bioelectrode may be included.

本発明において、上述したような導電性組成物は、例えば基材上にパターン塗布し、熱処理を行うことで、導電体を形成することができる。この熱処理としては、乾燥処理や熱硬化処理などが挙げられる。 In the present invention, the conductive composition as described above can be formed into a conductor by, for example, pattern coating on a base material and heat treatment. The heat treatment includes drying treatment, heat curing treatment, and the like.

このように、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。また、上記のような銀粉および塩化銀粒子を用いることによって、塗布適性も向上する。 Thus, according to the conductive composition of the present invention, it is possible to obtain a conductor excellent in stretchability and stability of electrical resistance. Also, by using the silver powder and silver chloride particles as described above, the coatability is improved.

<導電体の層およびその用途>
上述した導電性組成物は、固化させて導電体とすることができる。例えば、導電性組成物からなる塗布膜を形成し、乾燥、固化させることにより導電体の層とすることができる。導電性組成物の固化は、導電性組成物を乾燥または熱処理することで行われる。熱処理の例は、熱風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、導電体の層は、基材上に上記の導電性組成物を所望の形状となるように塗布した後、固化させることにより導電体の層を得ることができる。導電体の層は、使用される用途に応じた種々の形状であってよい。例えば、導体回路および配線などに好適に適用できる。
<Conductor layer and its use>
The conductive composition described above can be solidified into a conductor. For example, a conductive layer can be formed by forming a coating film made of a conductive composition, drying and solidifying it. Solidification of the conductive composition is performed by drying or heat-treating the conductive composition. Examples of heat treatments are hot air drying or heat curing. Molding may be performed prior to the heat treatment. For example, the conductor layer can be obtained by applying the above-described conductive composition to a base material in a desired shape and then solidifying the composition. The layer of conductor may be of various shapes depending on the application in which it is used. For example, it can be suitably applied to conductor circuits and wiring.

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、パターニングされた塗膜を固化させる工程とを含む。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。 When manufacturing a conductive circuit, it includes a pattern forming step of printing or applying the conductive composition on a substrate to form a coating film pattern, and a step of solidifying the patterned coating film. A masking method, a method using a resist, or the like can be used to form the coating film pattern.

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。 Patterning processes include printing methods and dispensing methods. The printing method includes, for example, gravure printing, offset printing, screen printing, etc. Screen printing is preferable when forming a fine circuit. In addition, gravure printing and offset printing are suitable for large-area coating methods. The dispensing method is a method of forming a pattern extruded from a needle by controlling the coating amount of the conductive composition, and is suitable for partial pattern formation such as ground wiring and pattern formation on uneven portions.

導電性組成物を塗布する基材としては、電気絶縁性のものであれば特に制限なく使用することができ、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。これらの中でも、屈曲性がある材料だけでなく、伸縮性を有する材料(例えばゴムや熱可塑性エラストマー)を基材として用いることにより、後記するような用途に導電体を適用できるようになる。伸縮性を有する材料としては、上記したエラストマー成分と同様のものを使用することができる。 As the substrate to which the conductive composition is applied, any electrically insulating substrate can be used without particular limitation, such as paper-phenol resin, paper-epoxy resin, glass cloth-epoxy resin, glass-polyimide, glass. All grades (FR-4, etc.) using composite materials such as cloth/nonwoven fabric - epoxy resin, glass cloth/paper - epoxy resin, synthetic fiber - epoxy resin, fluororesin/polyethylene/polyphenylene ether, polyphenylene oxide/cyanate ester, etc. sheet or film made of plastic such as polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyimide, polyphenylene sulfide, polyamide, etc., urethane, silicon rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, etc. Sheets or films made of crosslinked rubber, and sheets or films made of thermoplastic elastomers such as polyester, polyurethane, polyolefin, and styrene block copolymers may be used. Among these, by using not only materials with flexibility but also materials with elasticity (for example, rubber and thermoplastic elastomers) as the base material, the conductor can be applied to the applications described later. As the elastic material, the same elastomer component as described above can be used.

本発明による導電体の層は、上記したように伸縮の繰り返しや伸ばした場合であっても、電気抵抗の安定性に優れているため、導体回路および配線以外にも、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、とりわけ生体電極に好適に用いることができる。また、導電体の層をフレキシブルプリント基板の電極に適用することもできる。さらに、本発明の導電性組成物は、アクチュエーター電極等の導電体の層を形成するのにも適している。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。例えば、以下のようなものが挙げられる。 The conductor layer according to the present invention has excellent electrical resistance stability even when it is repeatedly stretched or stretched as described above. , electronic skin devices, formation of conductors for wearable devices such as intracorporeal devices, especially bioelectrodes. Also, a conductive layer can be applied to the electrodes of the flexible printed circuit board. Furthermore, the conductive composition of the present invention is also suitable for forming layers of conductors such as actuator electrodes. It is also suitable for forming conductors with designs that have been difficult to achieve in the past due to lack of stretchability and stability of electrical resistance. For example:

<ウェアラブル生体センサー>
人間を含めた動植物から発生する活動電位/生体情報を取得/伝達する為に身に着けるウェアラブル生体センサー用配線材料として、本発明の導電体を適用することができる。センサーの装着箇所は、人間を含めた動植物の表層組織に密着ないしは近接する場所であることが必須となるが、表層組織は伸び縮みが発生する。従来の硬質基板やフレキシブル基板では、伸び縮みする装着箇所への追従性が無く、センサーの装着箇所も限定的となり、結果として得られる生体情報も限られていた。本発明の導電体によれば、人間を含めた動植物の表層組織にもセンサー用配線材料を適用できるため、伸び縮みが発生する箇所にも装着可能なウェアラブル生体センサーとすることができる。
<Wearable biosensor>
The conductor of the present invention can be applied as a wiring material for wearable biosensors to acquire/transmit action potentials/biological information generated from animals and plants including humans. It is essential that the sensor is attached to a place that is in close contact with or close to the surface tissue of animals and plants, including humans, and the surface tissue expands and contracts. Conventional rigid and flexible substrates do not have the ability to follow the mounting position that expands and contracts, and the mounting position of the sensor is limited, and as a result, the biological information obtained is limited. According to the conductor of the present invention, since the sensor wiring material can be applied to the surface tissue of animals and plants including humans, it can be used as a wearable biosensor that can be attached to a location where expansion and contraction occurs.

ウェアラブル生体センサーに使う配線は、スクリーン印刷或いはディスペンス工法によって配線形成が可能であることから、信号配線の微細化も可能となり、センサーデバイスの小型化に寄与すると考えられる。 Wiring used in wearable biosensors can be formed by screen printing or a dispensing method, so signal wiring can be miniaturized, and it is thought that this will contribute to the miniaturization of sensor devices.

<スマートテキスタイル用配線材料>
近年、布帛生地をセンサーとして用いるいわゆる「スマートテキスタイル」という分野広がりを見せつつある。本発明の導電体を用いて伸縮性があり熱圧着等が可能な基材上に配線形成を行なった配線板ないしセンサーは、伸縮時での電気抵抗の安定性に優れているため、伸縮性を持つ布帛生地の表面に貼りつけることで、エレクトロニクス・デバイスの機能を持った布帛生地、すなわちスマートテキスタイルの開発が可能となる。スマートテキスタイルとしては、感圧センサーやタッチセンサー、アンテナ配線等の機能を布帛生地に付与することができる。
<Wiring materials for smart textiles>
In recent years, the field of so-called "smart textiles" using fabrics as sensors has been expanding. Wiring boards or sensors in which wiring is formed on a stretchable base material that can be thermocompressed using the conductor of the present invention have excellent electrical resistance stability during stretching. By attaching it to the surface of the fabric with the function of electronic devices, it is possible to develop smart textiles. As smart textiles, functions such as pressure sensors, touch sensors, and antenna wiring can be imparted to fabrics.

<3D造形成形品用配線>
従来のFIM(フィルム・インサート・モールド成型)工法による電子機器の筐体等向けのプラスチック成型品では、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムをベース基材とし、意匠印刷の後、熱プレス加工したものが採用されている。本発明の導電体を伸縮性の基材上に設けた積層構造体からなる導体配線は伸長時の断線が無く、抵抗値変化が抑制されている特性を持つため、プラスチック成型品の意匠印刷時に導体配線を形成し、その後の熱プレス(部分的に伸びが発生)による成型加工を行なうことで3D形状の配線を内蔵したエレクトロニクス・デバイスを実現することができる。
<Wiring for 3D molded products>
In the conventional FIM (Film-Insert-Molding) method, plastic molded products for electronic equipment housings, etc. use a plastic film such as polycarbonate as the base material, and after the design is printed, the product is heat-pressed. ing. Conductor wiring consisting of a laminated structure in which the conductor of the present invention is provided on an elastic base material does not break when stretched, and has the property of suppressing changes in resistance value. An electronic device with a built-in 3D-shaped wiring can be realized by forming a conductor wiring and then performing molding by hot pressing (partially elongating).

また、上記したようなエラストマー等のような伸縮性の基材を用いて熱プレス加工を行なうことで、柔らかい筐体内に柔らかい配線を備えた伸縮変形可能なエレクトロニクス・デバイスを実現することができる。感圧センサーやタッチセンサー、またはアンテナ配線用等として好適に利用することができる。 In addition, by performing hot press processing using a stretchable base material such as an elastomer as described above, it is possible to realize an electronic device that can be stretched and deformed and has soft wiring in a soft housing. It can be suitably used as a pressure-sensitive sensor, a touch sensor, antenna wiring, or the like.

<伸縮変形可能な配線シートないし配線基板>
本発明の導電体の層を伸縮性の基材上に設けた積層構造体からなる導体配線は、伸縮変形可能な配線板シートとして利用することができる。例えば、このような導体配線を成型加工品などの立体的形状を持つ対象物の表面へ、配線の断線を発生させること無く、伸張ないし変形させながら対象物に貼りつけることが可能となる。したがって、本発明の導電体の層を伸縮性の基材上に設けた積層構造体は、感圧センサーやタッチセンサー、またはアンテナ配線用として好適に利用することができる。
<Wiring sheet or wiring board that can be stretched and deformed>
A conductor wiring composed of a laminate structure in which a conductor layer of the present invention is provided on an elastic base material can be used as an elastically deformable wiring board sheet. For example, such conductor wiring can be attached to the surface of an object having a three-dimensional shape such as a molded product while being stretched or deformed without breaking the wiring. Therefore, the laminate structure in which the conductor layer of the present invention is provided on a stretchable base material can be suitably used as a pressure-sensitive sensor, a touch sensor, or antenna wiring.

<フレキシブル配線シートないし配線基板>
従来の導電性ペーストを使ったフレキシブル配線シートないし配線基板では、爪折りという極端な折り曲げを行なった際、配線の断線が発生するという事象が発生する。この点本発明の導電体を使用した場合、伸び特性を持たせた導電材料であることから、これまでの導電ペーストでは対応仕切れなかった領域の折り曲げ性にも対応することができ、爪折り時でも、配線の断線は発生しないフレキシブル配線シートないし配線基板を実現することができる。
<Flexible wiring sheet or wiring board>
In a conventional flexible wiring sheet or wiring board using a conductive paste, when extreme bending such as nail folding is performed, a phenomenon occurs in which wiring disconnection occurs. In this regard, when the conductor of the present invention is used, since it is a conductive material with elongation properties, it can handle the bending property of the area that could not be handled by the conventional conductive paste. However, it is possible to realize a flexible wiring sheet or wiring board in which disconnection of wiring does not occur.

次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<銀粉および塩化銀粒子の準備>
導電性組成物を調製するための銀粉として、以下の3種の銀粉を準備した。
銀粉A:平均一次粒子径0.3μm、みかけ空隙率が92%の銀粉であって、リノレン酸で表面処理が施されたもの。
銀粉B:平均一次粒子径0.5μm、みかけ空隙率が63%の銀粉であって、リノレン酸で表面処理が施されたもの。
銀粉C:平均一次粒子径1.3μm、みかけ空隙率が44%の銀粉であって、リノレン酸で表面処理が施されたもの。
塩化銀粒子A:平均一次粒子径3.8μm、みかけ空隙率が57%の塩化銀粒子。
<Preparation of silver powder and silver chloride particles>
The following three types of silver powder were prepared as silver powder for preparing the conductive composition.
Silver powder A: Silver powder having an average primary particle size of 0.3 µm and an apparent porosity of 92%, which was surface-treated with linolenic acid.
Silver powder B: Silver powder having an average primary particle size of 0.5 µm and an apparent porosity of 63%, which was surface-treated with linolenic acid.
Silver powder C: Silver powder having an average primary particle size of 1.3 μm and an apparent porosity of 44%, which was surface-treated with linolenic acid.
Silver chloride grain A: silver chloride grain having an average primary particle diameter of 3.8 μm and an apparent porosity of 57%.

なお、銀粉および塩化銀粒子の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM-6360L)を用いて10,000倍にて銀粉を観察し、ランダムに抽出した10個の銀粉粒子の粒子径を測定し、その平均値とした。
また、各銀粉および塩化銀粒子のみかけ空隙率Pは以下のようにして算出した。すなわち、銀粉または塩化銀粒子を円筒状の容器に充填し、容器を数回振動させて銀粉または塩化銀粒子の上面が一定の高さになるまで銀粉または塩化銀粒子を補充し、容器に充填された銀粉または塩化銀粒子の量をM(g)とし、容器内径にあわせた外径を有する円柱を用いて銀粉または塩化銀粒子の上面に1kg重の荷重をかけ、1時間放置した後の銀粉または塩化銀粒子の体積(円筒状容器の底面積と、容器底から銀粉または塩化銀粒子の上面までの高さの積)をV(cm)として、ρ=M/Vで定義されるみかけ密度ρ(g/cm)を算出し、銀の真密度ρ(10.49g/cm)または塩化銀の真密度ρ(5.56g/cm)を用いて、下記式:
P=(1-ρ/ρ)×100
で表される銀粉または塩化銀粒子のみかけ空隙率P(%)を算出した。
The average primary particle size of the silver powder and silver chloride particles was obtained by observing the silver powder at a magnification of 10,000 using a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-6360L). The particle size of the silver powder particles was measured and the average value was taken.
In addition, the apparent porosity P of each silver powder and silver chloride particles was calculated as follows. That is, silver powder or silver chloride particles are filled in a cylindrical container, the container is vibrated several times, and silver powder or silver chloride particles are replenished until the upper surface of the silver powder or silver chloride particles reaches a certain height, and the container is filled. The amount of silver powder or silver chloride particles applied is M (g), and a cylinder having an outer diameter matching the inner diameter of the container is used to apply a load of 1 kg weight to the upper surface of the silver powder or silver chloride particles, and after standing for 1 hour. The volume of the silver powder or silver chloride particles (the product of the bottom area of the cylindrical container and the height from the bottom of the container to the top surface of the silver powder or silver chloride particles) is defined as V (cm 3 ), and is defined as ρ = M/V. Apparent density ρ (g/cm 3 ) was calculated, and using the true density ρ 0 of silver (10.49 g/cm 3 ) or the true density ρ 0 of silver chloride (5.56 g/cm 3 ), the following formula:
P = (1−ρ/ρ0)×100
The apparent porosity P (%) of the silver powder or silver chloride grains represented by was calculated.

<導電性組成物の調製>
導電性組成物を調製するためのエラストマーとして、以下の2種を準備した。
・エラストマーA(クラレ株式会社製、LA2330)
・エラストマーB(クラレ株式会社製、LA2250)
・ポリエステルC(東洋紡株式会社製、バイロン290)
上記したエラストマーAおよびBについては、エラストマーを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させて、固形分50質量%となるように樹脂溶液を調製した。また、ポリエステルCについては、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させて、固形分30質量%となるように樹脂溶液を調製した。
<Preparation of conductive composition>
The following two types were prepared as elastomers for preparing the conductive composition.
・Elastomer A (LA2330 manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
・Elastomer B (LA2250, manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
・Polyester C (Bylon 290 manufactured by Toyobo Co., Ltd.)
For the elastomers A and B described above, the elastomers were dissolved in diethylene glycol monoethyl ether acetate to prepare a resin solution having a solid content of 50% by mass. Polyester C was dissolved in diethylene glycol monoethyl ether acetate to prepare a resin solution having a solid content of 30% by mass.

上記した銀粉および塩化銀粒子とエラストマーまたはポリエステルの樹脂溶液とを、下記表1に示した組成に従って配合し、攪拌機にて予備撹拌混合した後、3本ロールミル(EXAKT社製、EXAKT50)を用いて、3本ロールミルの混練回数、回転速度、ロール間隔等の条件を変えて混練することで、実施形態に係る導電性組成物を得た。なお、表1中、エラストマーまたはポリエステル、銀粉および塩化銀粒子の配合量の数値は質量部を表す。 The silver powder and silver chloride particles described above and the elastomer or polyester resin solution were blended according to the composition shown in Table 1 below, preliminarily stirred and mixed with a stirrer, and then milled using a three-roll mill (manufactured by EXAKT, EXAKT50). A conductive composition according to the embodiment was obtained by kneading while changing the conditions such as the number of times of kneading in a three-roll mill, the rotation speed, and the interval between rolls. In Table 1, the amounts of elastomer or polyester, silver powder and silver chloride particles are expressed in parts by weight.

得られた導電性組成物中に含まれる銀粉および塩化銀粒子の二次粒子D95粒子径を測定した。D95粒子径は以下のようにして行った。先ず、導電性組成物を3000質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈して溶液を調製した。当該溶液を、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル社製、TM3000)を用いて、粒子の屈折率を1.33、溶媒の屈折率を1.40として、0.020μm~1000.00μmの測定範囲で、粒度分布の測定を行い、当該粒度分布から、累積95%の粒子径を求め、D95粒子径とした。 The secondary particle D95 particle size of the silver powder and silver chloride particles contained in the obtained conductive composition was measured. The D95 particle size was determined as follows. First, the conductive composition was diluted with 3000% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare a solution. The solution is measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (TM3000, manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.) with a particle refractive index of 1.33 and a solvent refractive index of 1.40. The particle size distribution was measured in the measurement range of 0.00 μm, and the cumulative 95% particle size was determined from the particle size distribution, and was defined as the D95 particle size.

<導電性組成物の評価>
(1)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、80℃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1に示す。
<Evaluation of conductive composition>
(1) Measurement of specific resistance Each conductive composition was applied to a substrate by screen printing and heat-treated at 80°C for 30 minutes to obtain a conductor. A PET film was used as the base material. The resistance value at both ends of the obtained conductor was measured by the four-probe method, and the line width, line length and thickness were measured to obtain the specific resistance (volume resistivity). Table 1 shows the results.

(2)30%伸縮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、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(武田産業株式会社製、TG88-I、厚さ70μm)を使用した。2.5%の伸縮状態(撓みが無い状態)から30%の伸縮を250秒かけて100往復繰り返し、断線の有無を評価した。
(2) Presence or absence of disconnection in 30% stretch test Each conductive composition is applied to a substrate by screen printing and heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes to obtain a line width of 1 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 40 mm. A body was formed on the substrate. A urethane film (TG88-I, manufactured by Takeda Sangyo Co., Ltd., thickness 70 μm) was used as the base material. 100 reciprocations were repeated from a 2.5% stretched state (no bending state) to a 30% stretched state over 250 seconds, and the presence or absence of disconnection was evaluated.

(3)50%伸縮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、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(武田産業株式会社製、TG88-I、厚さ70μm)を使用した。0%の非伸縮状態から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。
(3) Presence or absence of disconnection in a 50% stretch test Each conductive composition is applied to a substrate by screen printing and heat-treated at 80 ° C. for 30 minutes to obtain a conductive wire with a line width of 1 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 40 mm. A body was formed on the substrate. A urethane film (TG88-I, manufactured by Takeda Sangyo Co., Ltd., thickness 70 μm) was used as the base material. 100 reciprocations were repeated over 700 seconds from a 0% non-stretchable state to a 50% stretch state, and the presence or absence of disconnection was evaluated.

伸張時の導電性の評価として、50%伸縮試験において断線がなかったものを◎、30%伸縮試験において断線がなかったものを○、30%伸縮試験において断線したものを×とした。評価結果は下記表1に示されるとおりであった。 As the evaluation of the conductivity during stretching, ⊚ indicates that there was no disconnection in the 50% stretch test, ◯ indicates that there was no disconnection in the 30% stretch test, and x indicates that there was disconnection in the 30% stretch test. The evaluation results were as shown in Table 1 below.

Figure 0007170484000001
Figure 0007170484000001

表1に示す結果から明らかなように、平均一次粒径が1.0μm以下、みかけ空隙率が50~95%である銀粉と塩化銀粒子とエラストマーとを用いて、銀粉および塩化銀粒子のD95粒子径が3.0~25μmとなるように撹拌ないし混練した導電性組成物(実施例1~9)は、伸縮の繰り返しや伸ばした場合であっても、電気抵抗の安定性に優れ、断線のない導電体を得ることができることが分かる。 As is clear from the results shown in Table 1, the D95 of silver powder and silver chloride particles using silver powder, silver chloride particles, and an elastomer having an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95% The electrically conductive compositions (Examples 1 to 9), which were stirred or kneaded so that the particle size was 3.0 to 25 μm, were excellent in electrical resistance stability even when stretched or stretched repeatedly, and disconnection did not occur. It can be seen that a conductor free of

一方、平均一次粒径が1.0μm以下、みかけ空隙率が50~95%である銀粉と塩化銀粒子とエラストマーとを用いた場合であっても、銀粉および塩化銀粒子のD95粒子径が3.0~25μmの範囲にない導電性組成物(比較例1)は、初期の導電性は良好であるものの、伸縮の繰り返しや伸ばした場合に、導電性が急激に低下してしまうことが分かる。
また、平均一次粒径が1.0μm以下、みかけ空隙率が50~95%の範囲にない銀粉を用いた場合(比較例2、比較例3および比較例5)は、初期の導電性も不十分であり、伸縮の繰り返しや伸ばした場合も導電性が急激に低下してしまうことが分かる。
さらに、エラストマーに代えてポリエステルを使用した導電性組成物(比較例4)は、平均一次粒径が1.0μm以下、みかけ空隙率が50~95%である銀粉と塩化銀粒子とエラストマーとを用い、銀粉および塩化銀粒子のD95粒子径が3.0~25μmの範囲となるように混練しても、初期の導電性は良好であるものの、伸縮の繰り返しや伸ばした場合に、導電性が急激に低下してしまうことが分かる。
On the other hand, even when silver powder, silver chloride particles, and an elastomer having an average primary particle diameter of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95% are used, the D95 particle diameter of the silver powder and silver chloride particles is 3. It can be seen that the conductive composition (Comparative Example 1), which is not in the range of 0 to 25 μm, has good electrical conductivity in the initial stage, but the electrical conductivity drops sharply when it is repeatedly stretched or stretched. .
In addition, when using silver powder with an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity outside the range of 50 to 95% (Comparative Examples 2, 3 and 5), the initial conductivity was also poor. It can be seen that the electrical conductivity is abruptly lowered even when the material is repeatedly stretched or stretched.
Furthermore, a conductive composition using polyester instead of elastomer (Comparative Example 4) comprises silver powder having an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95%, silver chloride particles, and an elastomer. Even if it is kneaded so that the D95 particle size of the silver powder and silver chloride particles is in the range of 3.0 to 25 μm, the initial conductivity is good, but when it is repeatedly stretched and stretched, the conductivity decreases. It can be seen that it drops rapidly.

Claims (8)

エラストマーと銀粉と塩化銀粒子とを含む導電性組成物であって、
前記銀粉が、脂肪酸又はその塩、有機金属、ゼラチンのうち少なくともいずれか1種により表面処理されたものであり、
前記銀粉は、その平均一次粒子径が1.0μm以下で、かつみかけ空隙率が50~95%であり、
導電性組成物中において、前記銀粉および塩化銀粒子の二次粒子の粒度分布における累積95%粒子径(D95粒子径)が、3.0~25.0μmであることを特徴とする、導電性組成物。
A conductive composition comprising an elastomer, silver powder and silver chloride particles,
The silver powder is surface-treated with at least one of fatty acids or salts thereof, organic metals, and gelatin ,
The silver powder has an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95%,
In the conductive composition, the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder and silver chloride particles is 3.0 to 25.0 μm. Composition.
前記銀粉および前記塩化銀粒子の合計量が、導電性組成物全体に対して固形分量で60~95質量%含まれる、請求項1に記載の導電性組成物。 2. The conductive composition according to claim 1, wherein the total amount of said silver powder and said silver chloride particles is 60 to 95% by mass based on the total solid content of said conductive composition. 前記塩化銀粒子が、前記銀粉および前記塩化銀粒子の合計量に対して70質量%まで含まれてなる、請求項1または2に記載の導電性組成物。 3. The conductive composition according to claim 1, wherein said silver chloride particles are contained up to 70% by mass with respect to the total amount of said silver powder and said silver chloride particles. 前記塩化銀粒子はその平均一次粒子径が0.1~10μmである、請求項1~3のいずれか一項に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 3, wherein said silver chloride particles have an average primary particle size of 0.1 to 10 µm. 請求項1~3のいずれか一項に記載の導電性組成物を固化させてなることを特徴とする、導電体。 A conductor characterized by being obtained by solidifying the conductive composition according to any one of claims 1 to 3. 基材上に、請求項5に記載の導電体の層を設けてなることを特徴とする、積層構造体。 A laminate structure comprising a base material and a layer of the conductor according to claim 5 provided on the base material. 請求項5に記載の導電体の層または請求項6に記載の積層構造体を備えてなることを特徴とする、電子部品。 An electronic component comprising the conductor layer according to claim 5 or the laminate structure according to claim 6. 生体電極として使用される、請求項7に記載の電子部品。 The electronic component according to claim 7, which is used as a bioelectrode.
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