JP7206026B2 - 導電体 - Google Patents
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少なくともカーボンナノチューブと複数の金属含有体を含んだ導電体であって、
前記カーボンナノチューブは、前記金属含有体の周囲を覆った結着層であり、
前記複数の金属含有体それぞれは、前記結着層によって互いに結着されたものであって、非金属の母材の表面を金属で被覆した金属被覆体であることを特徴とする。
前記金属含有体が、金属含有粒子であり、隣り合う該金属含有粒子が、平均すると、該金属含有粒子の直径以下の距離に配置されていることがより好ましい。
前記母材が、アクリル系樹脂からなるものであることがより好ましい。
前記金属が、少なくとも銀と銅のいずれか一方を含んだものである態様も好ましい。
前記金属被覆体100質量部に対する前記カーボンナノチューブの質量比が0.1以上20以下である構成も好ましい。
前記金属含有体が、非金属の母材粒子表面を金属で被覆した金属被覆粒子であり、
前記金属被覆粒子の真密度が2.0g/cm3以上4.5g/cm3以下且つ該金属被覆粒子の平均粒子径が2μm以上20μm以下である構成も好ましい。
前記カーボンナノチューブの平均直径が20nm以下であることも好ましい。
少なくとも、非金属の母材表面を金属で被覆した金属被覆体を2質量%以上80質量%以下、およびカーボンナノチューブを0.002質量%以上10質量%以下含有した導電塗料であって、
前記金属被覆体は、少なくとも銀と銅のいずれか一方を含んだものであり、
前記カーボンナノチューブは、平均直径20nm以下のものであり、
前記金属被覆体100質量部に対する前記カーボンナノチューブの質量比が0.1以上20以下であることを特徴とする。
少なくとも、非金属の母材粒子表面を金属で被覆した金属被覆粒子を2質量%以上80質量%以下、およびカーボンナノチューブを0.002質量%以上10質量%以下含有した導電塗料であって、
前記金属被覆粒子は、真密度が2.0g/cm3以上4.5g/cm3以下且つ平均粒子径が2μm以上20μm以下であることを特徴とする。
本発明の第1又は第2の導電塗料を糸状基材またはシート状基材に含浸又は塗布した後、乾燥することによって導電体を得ることを特徴とする。
前記金属含有体が、平均粒子径5nm以上100nm以下の無垢金属粒子であり、
前記無垢金属粒子100質量部に対する前記カーボンナノチューブの質量比が20以上300以下であってもよい。
少なくとも平均粒子径5nm以上100nm以下の無垢金属粒子を10質量%以上80質量%以下含有する第1導電塗料を糸状基材またはシート状基材に含浸または塗布した後、乾燥する第1工程と、
前記第1工程を実施することで得られた糸状導電体またはシート状導電体に、少なくともカーボンナノチューブを1質量%以上9.5質量%以下含有する第2導電塗料を含浸または塗布した後、乾燥する第2工程とを有し、
前記第2工程は、乾燥後に、前記無垢金属粒子100質量部に対して前記カーボンナノチューブの質量比が20以上300以下となるように前記第2導電塗料を含浸または塗布する工程であることを特徴とする。
カーボンナノチューブ(商品名NC7000、Nanocyl社製、平均直径9.5nm、長さ1.5μm)を100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で50部用意した。次に、溶媒として850部の蒸留水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1~2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブを添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US-600fcat)で分散処理を行い、カーボンナノチューブ分散液1を得た。
カーボンナノチューブ(商品名CNTs20型、SUSN社製、平均直径20nm、長さ5~12μm)を200部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で100部用意した。次に、溶媒として700部の蒸留水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1~2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブを添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US-600fcat)で分散処理を行い、カーボンナノチューブ分散液2を得た。
平均直径21nm、長さ5~12μmのカーボンナノチューブを100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で50部用意した。次に、溶媒として850部の蒸留水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1~2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブを添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US-600fcat)で分散処理を行い、カーボンナノチューブ分散液3を得た。
カーボンナノチューブ(商品名TUBALL、OCSiAl社製、平均直径1.6nm、長さ5μm)を2部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で4部用意した。次に、溶媒として994部の蒸留水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1~2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブを添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US-600fcat)で分散処理を行い、カーボンナノチューブ分散液4を得た。カーボンナノチューブ分散液1~3に用いたカーボンナノチューブは多層カーボンナノチューブであったが、このカーボンナノチューブ分散液4に用いたカーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブである。ここで用いた単層カーボンナノチューブは、平均直径が1nm、長さが1μm前後である。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度4.1g/cm3、平均粒子径2μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液2を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.0g/cm3、平均粒子径20μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液3を得た。
カーボンナノチューブ分散液2を50部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水100部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液4を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を10部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水140部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液5を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を50部と蒸留水17部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液6を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銅コートアクリル粒子、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液7を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアルミニウム粒子、真密度4.5g/cm3、平均粒子径6μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液8を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を60部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部、バインダー樹脂溶液(エバファノールHA-107C、日華化学(株)製、バインダー濃度40%)を15部、蒸留水25部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液9を得た。
カーボンナノチューブ分散液3を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液10を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(アルミニウムコートアクリル粒子、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液11を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、真密度1.9g/cm3、平均粒子径21μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液12を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を100部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、真密度4.6g/cm3、平均粒子径1μm)を100部と蒸留水50部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液13を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を9部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水141部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液14を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を158部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を75部と蒸留水17部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液15を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を0.5部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を5部と蒸留水245.5部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液16を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を0.25部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を2.5部と蒸留水247.25部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液17を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を50部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を200部添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液18を得た。
カーボンナノチューブ分散液2を125部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を125部添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液19を得た。
カーボンナノチューブ分散液1を47.5部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を202.5部添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液20を得た。
カーボンナノチューブ分散液2を137.5部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を112.5部添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液21を得た。
単層カーボンナノチューブを用いたカーボンナノチューブ分散液4を50部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を100部と蒸留水を100部添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液22を得た。
単層カーボンナノチューブを用いたカーボンナノチューブ分散液4を2.5部ビーカーに入れ撹拌し、そこに金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、三菱マテリアル電子化成(株)製、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を5部と蒸留水242.5部を添加し15分間撹拌して金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液23を得た。
糸状基材としてポリエステル系マルチフィラメント(150d-48f-1)を用意した。これを金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1に浸漬し、120℃で1分間乾燥させ、糸状導電体を得た。この実施例1~実施例17では、金属被覆粒子が用いられている。
シート状基材としてポリエステルフィルム(E5101、東洋紡(株)製、厚み75μm)を用意した。このポリエステルフィルムのコロナ処理面に金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1をバーコートし、120℃で2分間乾燥させ、シート状導電体を得た。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液2に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例3では、金属被覆粒子の真密度が高めであり、また、金属被覆粒子の粒子径が小さめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液2に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例4でも、金属被覆粒子の真密度が高めであり、また、金属被覆粒子の粒子径が小さめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液3に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例5では、金属被覆粒子の真密度が低めであり、また、金属被覆粒子の粒子径が大きめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液3に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例6でも、金属被覆粒子の真密度が低めであり、また、金属被覆粒子の粒子径が大きめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液4に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例7では、カーボンナノチューブの直径が大きめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液4に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例8でも、カーボンナノチューブの直径が大きめである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液5に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例9では、金属被覆粒子に対するCNT質量比が低めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液5に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例10でも、金属被覆粒子に対するCNT質量比が低めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液6に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例11では、金属被覆粒子に対するCNT質量比が高めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液6に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例12でも、金属被覆粒子に対するCNT質量比が高めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液7に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。これまで銀で被覆した金属被覆粒子を用いていたが、この実施例13では、銅で被覆した金属被覆粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液7に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例14でも、銅で被覆した金属被覆粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液8に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。これまで金属被覆粒子の母材粒子としてアクリル母材粒子を用いていたが、この実施例15では、アルミニウム母材粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液8に代えた他は実施例2と同様にしてシート状導電体を得た。この実施例16でも、アルミニウム母材粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液9に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例17では、バインダー樹脂溶液が用いられている。
糸状基材としてポリエステル系マルチフィラメント(150d-48f-1)を用意した。これを、第1導電塗料の一実施例に相当する無垢金属粒子分散液(51質量%銀ナノ粒子水分散体、三菱製紙(株)製、平均粒子径20nm)に浸漬し、120℃で1分間乾燥させた。得られた無垢金属粒子担持糸状基材を、第2導電塗料の一実施例に相当するカーボンナノチューブ分散液1を蒸留水で2倍希釈した分散液に浸漬し、120℃で1分間乾燥させ、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを150部含有する糸状導電体を得た。この実施例18~実施例22では、無垢金属粒子が用いられている。
無垢金属粒子分散液中の銀ナノ粒子の平均粒子径が5nmである分散液を用いた他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを150部含有する糸状導電体を得た。この実施例19では、粒径が小さめの無垢金属粒子が用いられている。
無垢金属粒子分散液中の銀ナノ粒子の平均粒子径が100nmである分散液を用いた他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを150部含有する糸状導電体を得た。この実施例20では、粒径が大きめの無垢金属粒子が用いられている。
カーボンナノチューブ分散液1の希釈倍率を10倍とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを20部含有する糸状導電体を得た。この実施例21では、無垢金属粒子に対するCNT質量比が低めである。また、第2導電塗料に相当するカーボンナノチューブ分散液におけるカーボンナノチューブの濃度も低めである。
カーボンナノチューブ分散液1の希釈倍率を1.05倍とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを300部含有する糸状導電体を得た。この実施例22では、無垢金属粒子に対するCNT質量比が高めである。また、第2導電塗料に相当するカーボンナノチューブ分散液におけるカーボンナノチューブの濃度も高めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液10に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例23~実施例34でも、金属被覆粒子が用いられており、この実施例23では、直径が大きなカーボンナノチューブが用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液11に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例24では、アルミニウムで被覆した金属被覆粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液12に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例25では、真密度が低く、粒子径は大きな金属被覆粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液13に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例26では、真密度が高く、粒子径は小さな金属被覆粒子が用いられている。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液14に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例27では、金属被覆粒子に対するCNT質量比が低い。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液15に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例28では、金属被覆粒子に対するCNT質量比が高い。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液16に代え、浸漬・乾燥の操作を20回繰り返した他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例29では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中の金属被覆粒子の濃度が低めであり、カーボンナノチューブの濃度も低めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液17に代え、浸漬・乾燥の操作を40回繰り返した他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例30では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中の金属被覆粒子の濃度が低く、カーボンナノチューブの濃度も低い。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液18に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例31では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中の金属被覆粒子の濃度が高めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液19に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例32では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中のカーボンナノチューブの濃度が高めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液20に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例33では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中の金属被覆粒子の濃度が高い。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液21に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。この実施例34では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中のカーボンナノチューブの濃度が高い。
無垢金属粒子分散液中の銀ナノ粒子の平均粒子径が4nmである分散液を用いた他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを150部含有する糸状導電体を得た。この実施例35~実施例42でも、無垢金属粒子が用いられている。この実施例35では、粒径が小さい無垢金属粒子が用いられている。
無垢金属粒子分散液中の銀ナノ粒子の平均粒子径が101nmである分散液を用いた他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを150部含有する糸状導電体を得た。この実施例36では、粒径が大きい無垢金属粒子が用いられている。
カーボンナノチューブ分散液1の希釈倍率を11倍とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを19部含有する糸状導電体を得た。この実施例37では、無垢金属粒子に対するCNT質量比が低い。また、第2導電塗料に相当するカーボンナノチューブ分散液におけるカーボンナノチューブの濃度も低い。
カーボンナノチューブ分散液1を原液で用いた他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを301部含有する糸状導電体を得た。この実施例38では、無垢金属粒子に対するCNT質量比が高い。また、第2導電塗料に相当するカーボンナノチューブ分散液におけるカーボンナノチューブの濃度も高い。
無垢金属粒子分散液の溶媒を一部蒸発させて、無垢金属粒子濃度を80質量%とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを100部含有する糸状導電体を得た。この実施例39では、第1導電塗料に相当する無垢金属粒子を含有する導電塗料における無垢金属粒子の濃度が高めである。
無垢金属粒子分散液を蒸留水で5.1倍に希釈することによって、無垢金属粒子濃度を10質量%とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを200部含有する糸状導電体を得た。この実施例40では、第1導電塗料に相当する無垢金属粒子を含有する導電塗料における無垢金属粒子の濃度が低めである。
無垢金属粒子分散液の溶媒を一部蒸発させて、無垢金属粒子濃度を81質量%とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを95部含有する糸状導電体を得た。この実施例41では、第1導電塗料に相当する無垢金属粒子を含有する導電塗料における無垢金属粒子の濃度が高い。
無垢金属粒子分散液を蒸留水で5.7倍に希釈することによって、無垢金属粒子濃度を9質量%とした他は実施例18と同様にして、無垢金属粒子100部に対してカーボンナノチューブを205部含有する糸状導電体を得た。この実施例42では、第1導電塗料に相当する無垢金属粒子を含有する導電塗料における無垢金属粒子の濃度が低い。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液22に代えた他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。すなわち、この実施例43は、多層カーボンナノチューブを用いた実施例9を単層カーボンナノチューブに代えた実施例になり、実施例43では、カーボンナノチューブの平均直径が短く、金属被覆粒子に対するCNT質量比が低めである。
金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液1を金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液23に代え、浸漬・乾燥の操作を20回繰り返した他は実施例1と同様にして糸状導電体を得た。すなわち、この実施例44は、多層カーボンナノチューブを用いた実施例29を単層カーボンナノチューブに代えた実施例になり、実施例44でも、実施例43と同じく、カーボンナノチューブの平均直径が短く、金属被覆粒子に対するCNT質量比が低めである。また、実施例44では、金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液(導電塗料)中の金属被覆粒子の濃度が低めであり、カーボンナノチューブの濃度も低めである。
蒸留水60部に金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を40部添加し、15分間撹拌することによって金属被覆粒子分散液を得た。糸状基材としてポリエステル系マルチフィラメント(150d-48f-1)を用意し、これを金属被覆粒子分散液に浸漬し、120℃で1分間乾燥させ、糸状導電体を得た。すなわち、この比較例1では、カーボンナノチューブを一切含まない。
カーボンナノチューブ分散液1の溶媒を一部蒸発させることによって、分散液中のカーボンナノチューブ濃度を15質量%とした。このカーボンナノチューブ分散液98部に金属被覆粒子(銀コートアクリル粒子、真密度2.2g/cm3、平均粒子径10μm)を2部添加し、15分間撹拌することによって金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液22を得た。糸状基材としてポリエステル系マルチフィラメント(150d-48f-1)を用意し、これを金属被覆粒子/カーボンナノチューブ混合分散液22に浸漬し、120℃で1分間乾燥させ、糸状導電体を得た。
(1)糸状導電体の線抵抗値
20℃、30%RHの恒温湿環境下で、10cmの長さの各糸状導電体サンプル10本に対してそれぞれ1000Vの電圧を印加し、測定される各糸状導電体の抵抗値の平均値を求めることにより、各糸状導電体の線抵抗値(Ω/cm)を算出した。
(2)シート状導電体の体積抵抗率
株式会社三菱化学アナリテック製ロレスタAX MCP-T370 簡易型低抵抗率計を用いてJIS K 7194-1994に準拠してシート状導電体の表面抵抗率を測定した。測定は1試験片あたり9箇所測定しその算術平均値を取って当該試験片の表面抵抗率とした。得られた表面抵抗率の値にシート状導電体の導電部の厚み(cm)を乗じることによって、シート状導電体の体積抵抗率を算出した。
(3)屈曲後の抵抗上昇率
糸状導電体またはシート状導電体を曲率半径1cmに屈曲させた後、糸状導電体については線抵抗値、シート状導電体については体積抵抗率を測定・算出し、「100×屈曲後の値/屈曲前の値-100」を抵抗上昇率とした。この値が小さいほど柔軟性(耐屈曲性)に優れた導電体と言うことできる。
(4)糸状導電体における導電部の質量
糸状導電体1mの質量を電子天秤によって測定し、得られた値に10000を乗じることによって、糸状導電体10000mあたりの質量を算出した。この値から糸状基材10000mあたりの質量(167g/10000m)を減じた値を糸状導電体における導電部の質量とした。この値が小さいほど軽量な糸状導電体と言うことができる。
(5)シート状導電体における導電部の質量
0.2m角のシート状導電体の質量(基材込)を電子天秤によって測定し、得られた値に25を乗じることによって、シート状導電体1m2あたりの質量(基材込)を算出した。この値からシート状基材1m2あたりの質量(105g/m2)を減じた値をシート状導電体における導電部の質量とした。この値が小さいほど軽量なシート状導電体と言うことができる。
(6)相対抵抗率
導電体抵抗の値(X)と、導電部の質量の値(Y)を乗じることで相対抵抗率(X×Y)を求めた。この相対抵抗率は低いほど導電性が高いことになる。
1 金属被覆粒子
11 金属被覆層
2 結着層
21 カーボンナノチューブ
Claims (5)
- 少なくともカーボンナノチューブと複数の金属含有体を含んだ導電体であって、
前記カーボンナノチューブは、前記金属含有体の周囲を覆った結着層であり、
前記複数の金属含有体それぞれは、前記結着層によって互いに結着されたものであって、非金属の母材の表面を金属で被覆した金属被覆体であることを特徴とする導電体。 - 前記母材が、アクリル系樹脂からなるものであることを特徴とする請求項1記載の導電体。
- 前記金属が、少なくとも銀と銅のいずれか一方を含んだものであることを特徴とする請求項1又は2記載の導電体。
- 前記金属含有体が、非金属の母材粒子の表面を金属で被覆した金属被覆粒子であり、
前記金属被覆粒子の真密度が2.0g/cm 3 以上4.5g/cm 3 以下且つ該金属被覆粒子の平均粒子径が2μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1記載の導電体。 - 前記カーボンナノチューブの平均直径が20nm以下であることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載の導電体。
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