JP7321863B2 - 異方性感圧導電膜 - Google Patents
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Description
本発明は、異方性感圧導電膜に関する。
各種センサ、スイッチ、キーボード、タッチパネルには、一定以上の加圧力により導電性を得る感圧導電材料が使用されている。例えば、パソコンのキーボードや、ノートパソコン、タブレット、スマートフォンなどの携帯型情報処理装置のタッチパネルなどの接点には感圧導電膜が配され、一定以上の加圧力により、感圧導電膜が加圧部分で導通し、文字等が入力される仕組みになっている。
また、感圧導電材料は電動ドアの感圧センサとしても実用化されている。例えば、内部に導電体同士を互いに非接触に配したケーブル状のセンサを電動ドアに取り付ける。人や物が接触してケーブルが押し潰されると導電体同士が接触して導通し、この電気信号により電動ドアの作動を停止するなどして危険を回避することができる。
また、感圧導電材料は電動ドアの感圧センサとしても実用化されている。例えば、内部に導電体同士を互いに非接触に配したケーブル状のセンサを電動ドアに取り付ける。人や物が接触してケーブルが押し潰されると導電体同士が接触して導通し、この電気信号により電動ドアの作動を停止するなどして危険を回避することができる。
異方性感圧導電膜は、一般的には金属粒子などの導電性粒子を基材（バインダー）中に分散させた接着フィルムである。膜厚方向の加圧によって加圧部分を膜厚方向に導通させることができ、面方向は、常時、電気的絶縁状態にある。異方性感圧導電膜は、各種感圧センサ、スイッチ、キーボード、タッチパネルなどに広く用いられている（例えば特許文献１）。
スイッチ、キーボード、タッチパネルなどに用いる異方性感圧導電膜には、非加圧状態では絶縁性を確保でき、かつ、少しの加圧力で、加圧部分だけを、加圧方向（膜厚方向）に確実に導通させることができる高感度で繊細な感圧性能（高感度の通電応答性）が求められる。また、繰り返し使用しても、初期の感圧性能を十分に発現できる特性（耐久性）も求められる。感圧センサに用いる異方性感圧導電膜についても、高感度化、高耐久性の要求がある。
本発明は、非加圧状態では絶縁性であり、厚み方向への加圧力に対して優れた通電応答性を示し、加圧状態から解放した際には初期の絶縁性を回復することができる異方性感圧導電膜を提供することを課題とする。
本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
〔１〕
導電性粒子を保持する第一エラストマー層と、第一エラストマー層の片面に配され、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層とからなり、
前記導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層で、互いに非接触に配され、隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離は１０μｍ以上であり、かつ第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分から突出しており、
第一エラストマー層は、１００％モジュラスが０．１ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であり、
第二エラストマー層は厚さが０．１μｍ以上であり、引張強さが０．０５ＭＰａ以上８．０ＭＰａ以下である、異方性感圧導電膜。
〔２〕
前記導電性粒子の平均粒子径が、第一エラストマー層のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層の厚さの合計以上である、〔１〕に記載の異方性感圧導電膜。
〔３〕
第一エラストマー層に存在する、エラストマー部分と前記導電性粒子との量比が、体積比で、エラストマー部分：導電性粒子＝１：１～１１：１である、〔１〕又は〔２〕に記載の異方性感圧導電膜。
〔４〕
第一エラストマー層が電気絶縁性エラストマー粒子を含有する、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜。
〔５〕
第二エラストマー層を導電性基材の表面に接触させて用いる、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜。
〔６〕
下記工程（ａ１）～（ｄ１）を含む、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ１）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－２）；
（ｂ１）第二エラストマー層表面に、第一エラストマーと導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－１）、又は、第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－２）；
（ｃ１）前記塗膜に平板をかぶせて前記導電性粒子を単層に並べる工程；
（ｄ１）前記工程（ｂ１－１）では前記塗膜を乾燥し、前記工程（ｂ１－２）では紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程。
〔７〕
下記（ａ２）～（ｃ２）を含む、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ２）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－２）；
（ｂ２）第二エラストマー層表面に導電性粒子を単層に配する工程；
（ｃ２）前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、第一エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－１）、又は、前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－２）。
〔１〕
導電性粒子を保持する第一エラストマー層と、第一エラストマー層の片面に配され、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層とからなり、
前記導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層で、互いに非接触に配され、隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離は１０μｍ以上であり、かつ第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分から突出しており、
第一エラストマー層は、１００％モジュラスが０．１ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であり、
第二エラストマー層は厚さが０．１μｍ以上であり、引張強さが０．０５ＭＰａ以上８．０ＭＰａ以下である、異方性感圧導電膜。
〔２〕
前記導電性粒子の平均粒子径が、第一エラストマー層のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層の厚さの合計以上である、〔１〕に記載の異方性感圧導電膜。
〔３〕
第一エラストマー層に存在する、エラストマー部分と前記導電性粒子との量比が、体積比で、エラストマー部分：導電性粒子＝１：１～１１：１である、〔１〕又は〔２〕に記載の異方性感圧導電膜。
〔４〕
第一エラストマー層が電気絶縁性エラストマー粒子を含有する、〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜。
〔５〕
第二エラストマー層を導電性基材の表面に接触させて用いる、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜。
〔６〕
下記工程（ａ１）～（ｄ１）を含む、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ１）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－２）；
（ｂ１）第二エラストマー層表面に、第一エラストマーと導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－１）、又は、第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－２）；
（ｃ１）前記塗膜に平板をかぶせて前記導電性粒子を単層に並べる工程；
（ｄ１）前記工程（ｂ１－１）では前記塗膜を乾燥し、前記工程（ｂ１－２）では紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程。
〔７〕
下記（ａ２）～（ｃ２）を含む、〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ２）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－２）；
（ｂ２）第二エラストマー層表面に導電性粒子を単層に配する工程；
（ｃ２）前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、第一エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－１）、又は、前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－２）。
本発明において、「～」を用いて表される数値範囲は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の異方性感圧導電膜は、非加圧状態では絶縁性であり、厚み方向への加圧力に対して優れた通電応答性を示し、加圧状態を解除した際には初期の絶縁性を回復することができる。
［異方性感圧導電膜］
本発明の異方性感圧導電膜（以下、単に「本発明の感圧導電膜」とも称す。）は、外部から一定以上の加圧力が印加されていないときには電気的絶縁状態にあり、外部から一定以上の加圧力が膜厚方向に印加された場合に当該加圧部分を膜厚方向に導通させることができ、面方向は常時、電気的絶縁状態にある。すなわち、加圧通電応答が異方性を有する導電膜である。
本発明の感圧導電膜は、導電性粒子を保持する第一エラストマー層と、第一エラストマー層の片面に配され、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層とからなる。前記導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層（一層）で、かつ互いに非接触に配されている。また、前記導電性粒子は、第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分よりも突出している。
本発明において「第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層」という場合、後述のように、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が、実質的にすべて、第二エラストマー層に接していることを意味する。また、本発明において「導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層で」配されるとは、後述のように、導電性粒子が、第一エラストマー層の平面方向に、実質的に単層で配されることを意味する。
本発明に用いる感圧導電膜の好ましい実施形態について説明する。
本発明の異方性感圧導電膜（以下、単に「本発明の感圧導電膜」とも称す。）は、外部から一定以上の加圧力が印加されていないときには電気的絶縁状態にあり、外部から一定以上の加圧力が膜厚方向に印加された場合に当該加圧部分を膜厚方向に導通させることができ、面方向は常時、電気的絶縁状態にある。すなわち、加圧通電応答が異方性を有する導電膜である。
本発明の感圧導電膜は、導電性粒子を保持する第一エラストマー層と、第一エラストマー層の片面に配され、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層とからなる。前記導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層（一層）で、かつ互いに非接触に配されている。また、前記導電性粒子は、第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分よりも突出している。
本発明において「第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層」という場合、後述のように、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が、実質的にすべて、第二エラストマー層に接していることを意味する。また、本発明において「導電性粒子は、第一エラストマー層の平面方向に単層で」配されるとは、後述のように、導電性粒子が、第一エラストマー層の平面方向に、実質的に単層で配されることを意味する。
本発明に用いる感圧導電膜の好ましい実施形態について説明する。
本発明に用いる感圧導電膜の形態を、図１に示した模式的断面図を用いて説明する。なお、各図面は、本発明の理解を容易にするための説明図であり、各部材のサイズないし相対的な大小関係等は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された外形、形状に限定されるものでもない。
図１は、導電性基材表面に適用（接着）された状態の感圧導電膜を示す。図１に示した感圧導電膜１００は、導電性粒子２を保持する第一エラストマー層１（第一エラストマーと導電性粒子２とを合わせて第一エラストマー層１と称す）と、第一エラストマー層１の下面に配され、実質的に全ての導電性粒子２が接する第二エラストマー層３とを有する。第二エラストマー層３は、導電性粒子２と、本発明の感圧導電膜１００が適用される導電性基材４との間の絶縁層として機能する。
導電性粒子２の粒子径は、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい。すなわち、導電性粒子２は、第一エラストマー層１のエラストマー部分（第二エラストマー層側とは反対側の面）から突出している。
本発明において、「第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出する」とは、導電性粒子２が接触端子（電極の端子など）と直接接触できる状態にあることを意味する。すなわち、導電性粒子２の粒子径と第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みが同一である場合を含む。
また、第二エラストマー層に「実質的に全ての導電性粒子が接する」とは、導電性粒子の７０％以上（個数基準、好ましくは８０％以上）が第二エラストマー層に接していることを意味する。すなわち、本発明において「第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層」という場合、第一エラストマー層に保持された導電性粒子のうち３０％以下（好ましくは２０％以下）の導電性粒子は第二エラストマー層に接していない状態にあってもよい。
製造面を考慮すると、第一エラストマー層１に保持された導電性粒子２は、第二エラストマー層３の側に突出していないことが好ましい。
また、導電性粒子２の粒子径は、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計以上であることが好ましい。こうすることで、後述するように、一定以上に加圧して導電性粒子２を導電性基材４と接触させた状態において、この導電性粒子２と接触端子との接触も確実に担保でき、圧力変化に伴う抵抗の変動をより抑えることができる。
図１は、導電性基材表面に適用（接着）された状態の感圧導電膜を示す。図１に示した感圧導電膜１００は、導電性粒子２を保持する第一エラストマー層１（第一エラストマーと導電性粒子２とを合わせて第一エラストマー層１と称す）と、第一エラストマー層１の下面に配され、実質的に全ての導電性粒子２が接する第二エラストマー層３とを有する。第二エラストマー層３は、導電性粒子２と、本発明の感圧導電膜１００が適用される導電性基材４との間の絶縁層として機能する。
導電性粒子２の粒子径は、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい。すなわち、導電性粒子２は、第一エラストマー層１のエラストマー部分（第二エラストマー層側とは反対側の面）から突出している。
本発明において、「第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出する」とは、導電性粒子２が接触端子（電極の端子など）と直接接触できる状態にあることを意味する。すなわち、導電性粒子２の粒子径と第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みが同一である場合を含む。
また、第二エラストマー層に「実質的に全ての導電性粒子が接する」とは、導電性粒子の７０％以上（個数基準、好ましくは８０％以上）が第二エラストマー層に接していることを意味する。すなわち、本発明において「第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層」という場合、第一エラストマー層に保持された導電性粒子のうち３０％以下（好ましくは２０％以下）の導電性粒子は第二エラストマー層に接していない状態にあってもよい。
製造面を考慮すると、第一エラストマー層１に保持された導電性粒子２は、第二エラストマー層３の側に突出していないことが好ましい。
また、導電性粒子２の粒子径は、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計以上であることが好ましい。こうすることで、後述するように、一定以上に加圧して導電性粒子２を導電性基材４と接触させた状態において、この導電性粒子２と接触端子との接触も確実に担保でき、圧力変化に伴う抵抗の変動をより抑えることができる。
上記の「導電性粒子２の粒子径」が「第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい」とは、第一エラストマー層１を構成するすべての導電性粒子２の粒子径が「第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい」ことが好ましい。しかし、本発明はかかる形態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、第一エラストマー層を構成する導電性粒子２として、その粒子径が第一エラストマー層のエラストマー部分の厚みより小さい導電性粒子が含まれていてもよい。かかる形態の好ましい例として、導電性粒子２の平均粒子径が、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい形態が挙げられる。
同様に、上記の「導電性粒子２が第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出している」とは、第一エラストマー層１を構成するすべての導電性粒子２が「第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出している」状態が好ましい。しかし、本発明はかかる形態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、第一エラストマー層１を構成する導電性粒子２として、その一部に、第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出していない導電性粒子が含まれていてもよい。かかる形態の好ましい例としては、上記と同様に、導電性粒子２の平均粒子径が、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚みと同じかそれよりも大きい形態が挙げられる。
また、上記の「導電性粒子２の粒子径」が「第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計以上」とは、第一エラストマー層１を構成するすべての導電性粒子２が「第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計以上」であることが好ましい。しかし、本発明はかかる形態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、第一エラストマー層１を構成する導電性粒子２として、その粒子径が第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計よりも小さい導電性粒子が含まれていてもよい。かかる形態の好ましい例として、導電性粒子２の平均粒子径が、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層３の厚さの合計以上である形態が挙げられる。
本発明の感圧導電膜１００において、導電性粒子２は、第一エラストマー層の平面方向に、実質的に単層で、かつ互いに非接触に配されている。したがって、感圧導電膜１００は、その厚さ方向には加圧により導通させやすく、他方、面方向には導通し難い構造（感圧通電の異方性を発現する構造）となっている。
「導電性粒子が第一エラストマー層の平面方向に実質的に単層で配される」とは、第一エラストマー層に存在する導電性粒子のすべてが第一エラストマー層の厚さ方向に互いに重なり合わずに存在している形態に加え、第一エラストマー層を構成する導電性粒子の一部が、本発明の効果を損なわない範囲で、第一エラストマー層の厚さ方向に重なり合って存在している状態を含む意味である。かかる形態としては、第一エラストマー層を構成する導電性粒子の７０％以上（個数基準、好ましくは８０％以上）が、第一エラストマー層の厚さ方向に重なり合わずに単層で存在していることが好ましい。
また、「導電性粒子が平面方向に互いに非接触に配される」とは、導電性粒子同士が面方向に連なって接触し、感圧導電膜の面方向に横断する電気回路が形成された状態にないことを意味する。したがって、一部の導電性粒子が互いに接触していても、感圧導電膜の面方向に横断する電気回路が形成されていなければ、本発明では「導電性粒子が平面方向に互いに非接触に配された」形態である。
「導電性粒子が第一エラストマー層の平面方向に実質的に単層で配される」とは、第一エラストマー層に存在する導電性粒子のすべてが第一エラストマー層の厚さ方向に互いに重なり合わずに存在している形態に加え、第一エラストマー層を構成する導電性粒子の一部が、本発明の効果を損なわない範囲で、第一エラストマー層の厚さ方向に重なり合って存在している状態を含む意味である。かかる形態としては、第一エラストマー層を構成する導電性粒子の７０％以上（個数基準、好ましくは８０％以上）が、第一エラストマー層の厚さ方向に重なり合わずに単層で存在していることが好ましい。
また、「導電性粒子が平面方向に互いに非接触に配される」とは、導電性粒子同士が面方向に連なって接触し、感圧導電膜の面方向に横断する電気回路が形成された状態にないことを意味する。したがって、一部の導電性粒子が互いに接触していても、感圧導電膜の面方向に横断する電気回路が形成されていなければ、本発明では「導電性粒子が平面方向に互いに非接触に配された」形態である。
本発明の感圧導電膜１００は、接触端子等により、第一エラストマー層から第二エラストマー層の側に向けて膜厚方向に一定以上の力で加圧されると、第一エラストマー層１に保持された導電性粒子２が加圧部分において第二エラストマー層３を突き破り、導電性粒子２が導電性基材４と電気的に接続される。つまり、加圧部分において「接触端子－導電性粒子２－導電性基材４」の電気回路を形成する。この電気回路の導通にはエラストマー層が関与せず、また、外部からの加圧力に依存する複数の導電性粒子間の導通も不要であるため、低抵抗の導通状態をすばやく実現できる。
上記の加圧による導電機構について、図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３は、加圧による導通機構を説明するための説明図である。図２が非加圧状態（電気的絶縁状態）を示し、図３が接触端子５で加圧したときの導通状態を示す。
図２に示すように非加圧状態では、第二エラストマー層３の絶縁性により、本発明の感圧導電膜１００は電気的に絶縁状態にある。接触端子５により感圧導電膜１００が膜厚方向に加圧されると、第一エラストマー層１中の導電性粒子２が加圧部分において第二エラストマー層３を突き破り、導電性粒子２が導電性基材４と直接接触して、「接触端子－導電性粒子２－導電性基材４」の電気回路が形成される（図３）。電気的絶縁状態から導通状態とするための加圧力の閾値は、第二エラストマー層３の機械的強度（具体的には引張強さ）が支配的要素となる。したがって、第二エラストマー層３は、後述する特定の引張強さを有する。
図２及び図３は、加圧による導通機構を説明するための説明図である。図２が非加圧状態（電気的絶縁状態）を示し、図３が接触端子５で加圧したときの導通状態を示す。
図２に示すように非加圧状態では、第二エラストマー層３の絶縁性により、本発明の感圧導電膜１００は電気的に絶縁状態にある。接触端子５により感圧導電膜１００が膜厚方向に加圧されると、第一エラストマー層１中の導電性粒子２が加圧部分において第二エラストマー層３を突き破り、導電性粒子２が導電性基材４と直接接触して、「接触端子－導電性粒子２－導電性基材４」の電気回路が形成される（図３）。電気的絶縁状態から導通状態とするための加圧力の閾値は、第二エラストマー層３の機械的強度（具体的には引張強さ）が支配的要素となる。したがって、第二エラストマー層３は、後述する特定の引張強さを有する。
加圧力を開放して非加圧状態に戻すと、導電性粒子２を含む第一エラストマー層１の、後述する特定の弾性特性と、第二エラストマー層の弾性とが、相俟って作用し、導電性粒子２は図２の状態へと戻る。導電性粒子２の戻りと同時に第二エラストマー層１の破れも塞がれ、図２に示す絶縁状態を回復する。この回復性を、本発明では「自己修復性」と称す。自己修復性を示す本発明の感圧導電膜１００は、絶縁状態と通電状態とを繰り返す用途（具体的にはセンサ、スイッチ、キーボード又はタッチパネル）への適用に好適である。
本発明の感圧導電膜が加圧応答の異方性を発現するため、すなわち、面方向の導通をより確実に防ぐために、第一エラストマー層の平面方向に隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離は１０μｍ以上であることが好ましい。また、当該距離を１０μｍ以上とすることにより、加圧によりエラストマー層を変形させて導電性粒子を移動させるのに必要なせん断力を抑えることができる。すなわち、荷重に対する応答性をより高めることができる。当該距離は、通常は１００μｍ以下である。
第一エラストマー層に存在する、エラストマー部分と前記導電性粒子との量比は、目的の異方性感圧導電性能を発現できれば特に制限されない。通常は、体積比で、エラストマー部分：導電性粒子＝１：１～１１：１とすることが好ましく、２：１～６：１とすることがより好ましい。
第一エラストマー層に存在する、エラストマー部分と前記導電性粒子との量比は、目的の異方性感圧導電性能を発現できれば特に制限されない。通常は、体積比で、エラストマー部分：導電性粒子＝１：１～１１：１とすることが好ましく、２：１～６：１とすることがより好ましい。
続いて、本発明の感圧導電膜１００を構成する導電性粒子２、第一エラストマー層１、第二エラストマー層３についてより詳しく説明する。
＜導電性粒子２＞
導電性粒子２は一次粒子であることが好ましい。これは、導電性粒子２が外部端子により押し付けられ、第二エラストマー層３を破り、導電性基材４と直接接触した状態で、より低抵抗の安定した導通状態を達成できるためである。導電性粒子２は真球状であることが好ましい。真球状であることは、拡大観察等することで把握することができる。本発明において「真球状」とは、球体であることを意味し、球体が完全な球形である場合のみならず、一見して球形と把握できる略球形である場合も含む。
導電性粒子２が真球状である場合、次式で表される真球度が７０～１００であることが好ましい。
真球度＝１００×［１－（Ｓａ－Ｓｂ）／Ｓａ］
Ｓａ：導電性粒子の平面画像における導電性粒子の外接円の面積
Ｓｂ：導電性粒子の平面画像における導電性粒子の内接円の面積
真球度は、本発明に用いる導電性粒子２を無作為に５０個、顕微鏡観察し、これらの平面画像に基づき得られた外接円及び内接円の面積を上記式に当てはめ、５０個各々の真球度を算出し、これら５０の真球度の値の平均値として定義される。
導電性粒子２は一次粒子であることが好ましい。これは、導電性粒子２が外部端子により押し付けられ、第二エラストマー層３を破り、導電性基材４と直接接触した状態で、より低抵抗の安定した導通状態を達成できるためである。導電性粒子２は真球状であることが好ましい。真球状であることは、拡大観察等することで把握することができる。本発明において「真球状」とは、球体であることを意味し、球体が完全な球形である場合のみならず、一見して球形と把握できる略球形である場合も含む。
導電性粒子２が真球状である場合、次式で表される真球度が７０～１００であることが好ましい。
真球度＝１００×［１－（Ｓａ－Ｓｂ）／Ｓａ］
Ｓａ：導電性粒子の平面画像における導電性粒子の外接円の面積
Ｓｂ：導電性粒子の平面画像における導電性粒子の内接円の面積
真球度は、本発明に用いる導電性粒子２を無作為に５０個、顕微鏡観察し、これらの平面画像に基づき得られた外接円及び内接円の面積を上記式に当てはめ、５０個各々の真球度を算出し、これら５０の真球度の値の平均値として定義される。
導電性粒子２の材料は、導電性を確保できるものであれば特に限定されない。例えば、金属粒子、金属被覆粒子、導電性非金属粒子（黒鉛等）が挙げられる。
金属粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、プラチナなどが挙げられる。金属被覆粒子としては、銅－銀被覆粒子、ガラス－銀被覆粒子、シリカ－銀被覆粒子、ジビニルベンゼン共重合体－Ｎｉ／Ａｕ被覆粒子などを使用できる。コストおよび導電性能を考慮するとガラス－銀被覆粒子、シリカ－銀被覆粒子などが好ましい。
金属粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、プラチナなどが挙げられる。金属被覆粒子としては、銅－銀被覆粒子、ガラス－銀被覆粒子、シリカ－銀被覆粒子、ジビニルベンゼン共重合体－Ｎｉ／Ａｕ被覆粒子などを使用できる。コストおよび導電性能を考慮するとガラス－銀被覆粒子、シリカ－銀被覆粒子などが好ましい。
導電性粒子２の平均粒子径ｄは、第一エラストマー層１や第二エラストマー層３の厚さを考慮し、目的に応じて適宜に設定される。例えば、導電性粒子２の平均粒子径ｄを１０μｍ以上とすることができる。平均粒子径は体積基準メジアン径とする。メジアン径とは粒径分布を累積分布として表したときの累積５０％に相当する。第一エラストマー層１に用いる導電性粒子２は分子量分布がある程度単分散化されたものが好ましい。第一エラストマーに保持されたすべての導電性粒子２のうち、７０％（個数基準）以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくはすべての導電性粒子２が、平均粒子径±５μｍの範囲内の粒径であることが好ましい。
平均粒子径ｄが１０μｍ以上であることにより、導電性粒子２の取り扱い性が向上し、また、より確実に、平面方向に所望の単層に導電性粒子２を配することができる。導電性粒子２の平均粒子径ｄは２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がさらに好ましい。導電性粒子２の平均粒子径ｄの上限に特に制限はない。例えば、導電性粒子２の平均粒子径ｄを２００μｍ以下とすることができる。導電性粒子１１の平均粒子径ｄは１５０μｍ以下とすることもでき、１００μｍ以下とすることも好ましい。
平均粒子径ｄが１０μｍ以上であることにより、導電性粒子２の取り扱い性が向上し、また、より確実に、平面方向に所望の単層に導電性粒子２を配することができる。導電性粒子２の平均粒子径ｄは２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がさらに好ましい。導電性粒子２の平均粒子径ｄの上限に特に制限はない。例えば、導電性粒子２の平均粒子径ｄを２００μｍ以下とすることができる。導電性粒子１１の平均粒子径ｄは１５０μｍ以下とすることもでき、１００μｍ以下とすることも好ましい。
＜第一エラストマー層１＞
第一エラストマー層１は、導電性粒子２を保持し、また自己修復性を実現するための層である。第一エラストマー層１としては、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの各種のエラストマーが使用できる。
第一エラストマー層１は、導電性粒子２を保持し、また自己修復性を実現するための層である。第一エラストマー層１としては、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの各種のエラストマーが使用できる。
第一エラストマー層１の物性値について説明すると、第一エラストマー層１のエラストマー部分の１００％モジュラスは、好ましくは０．１ＭＰａ以上であり、より好ましくは０．５ＭＰａ以上、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以上である。第一エラストマー層１のエラストマー部分の１００％モジュラスを０．１ＭＰａ以上とすることにより、自己修復性をより確実に発現させることができ、１００％モジュラスを高めることにより自己修復性をより高めることができる。第一エラストマー層１のエラストマー部分の１００％モジュラスは、通常は１０ＭＰａ以下であり、７ＭＰａ以下とするのが実際的であり、４ＭＰａ以下とすることも好ましい。１００％モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠する引張試験により得られるエラストマーの１００％伸長時（２倍伸長時）の応力値のことであり、引張荷重を試験片の試験前の断面積で除した値を指す。
導電性粒子２の、第一エラストマー層１のエラストマー部分表面からの突出部分の高さは、導電性粒子２の平均粒子径ｄの半分以下（１/２ｄ以下）であることが好ましく、導電性粒子２の平均粒子径ｄの半分よりも小さいこと（好ましくは４／９ｄ以下）がより好ましい。このような突出高さとすることにより、導電性粒子２を第一エラストマー層１内に、より確実に保持することができ、自己修復性をより高めることができる。また、導電性粒子２の、第一エラストマー層１のエラストマー部分表面からの突出部分の高さは、１／２０ｄ以上とすることが好ましく、１／１０ｄ以上とすることがより好ましい。こうすることで、外部端子との接触の際の高い応答性をより確実に担保することができる。
ところで、通常、導電性粒子２が第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出していると、導電性粒子２はエラストマーから経時的に脱落することが懸念される。しかし、本発明の感圧導電膜１００は、第一エラストマー層１が上記のような特定の弾性を有し、絶縁状態と導通状態とを繰り返しても導電性粒子２の脱落が生じにくい。特に、突出部分の高さを上記の範囲とすることにより、導電性粒子２の経時的脱落をより確実に防ぐことができる。その結果、厚み方向への加圧力に対して優れた応答性を示す異方性感圧導電膜を提供することが可能となる。
ところで、通常、導電性粒子２が第一エラストマー層１のエラストマー部分から突出していると、導電性粒子２はエラストマーから経時的に脱落することが懸念される。しかし、本発明の感圧導電膜１００は、第一エラストマー層１が上記のような特定の弾性を有し、絶縁状態と導通状態とを繰り返しても導電性粒子２の脱落が生じにくい。特に、突出部分の高さを上記の範囲とすることにより、導電性粒子２の経時的脱落をより確実に防ぐことができる。その結果、厚み方向への加圧力に対して優れた応答性を示す異方性感圧導電膜を提供することが可能となる。
第一エラストマー層は、所望の感圧異方性を示すために、エラストマー部分の体積抵抗率は好ましくは１×１０８Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは１×１０１０Ω・ｃｍ以上である。体積抵抗率は後述する実施例に記載の方法により決定される。
感圧導電膜１００が感圧異方性を示すための第一エラストマー層１の形成は、［第一エラストマーもしくはその前駆体］：［導電性粒子１１］を、体積比で、１：１～１１：１（好ましくは２：１～６：１）として、必要により溶媒中に混合して混合液（導電性粒子の分散液）を得て、この混合液を、導電性粒子２が単層になるように塗布し、乾燥ないし硬化させることにより行うことができる。かかる成膜により、導電性粒子２を互いに非接触に、第一エラストマー層１中に配することができる。第一エラストマーもしくはその前駆体と、導電性粒子２との体積比率が１：１未満の場合には、導電性粒子同士が、無負荷並びに荷重印加時に面方向に接触して異方性の感圧導電膜とならない。また、第一エラストマーもしくはその前駆体と、導電性粒子１１との体積比率が１１：１より大きい場合には、導電性粒子１１と外部端子の接点が少なくなり、良好な導電性が得られなくなる。また、所望の感圧導電性能を損なわない範囲で、例えば、球状のシリコーンエラストマーパウダーやシリコーンレジンパウダーなどの固体状の電気絶縁性エラストマー粒子（例えば、信越化学工業製ＫＭＰ－６０１）を上記混合物中に配合し、成膜することもできる。
第一エラストマー層のエラストマー部分の厚さは、導電性粒子２の粒径、自己修復性能等を考慮して適宜に設定することができる。例えば、５～１００μｍとすることができ、１０～１００μｍがより好ましく、２０～１００μｍがさらに好ましい。
＜第二エラストマー層３＞
第二エラストマー層３は、一定の加圧状態とされるまで、電気的絶縁性を担保するための層である。また第一エラストマー層１とともに複合的に作用して所望の自己修復性を実現する。第二エラストマー層３としては、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの各種のエラストマーが使用できる。
第二エラストマー層３は、一定の加圧状態とされるまで、電気的絶縁性を担保するための層である。また第一エラストマー層１とともに複合的に作用して所望の自己修復性を実現する。第二エラストマー層３としては、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの各種のエラストマーが使用できる。
第二エラストマー層３は、引張強さが好ましくは０．０５ＭＰａ以上である。第二エラストマー層３の引張強さを０．０５ＭＰａ以上とすることにより、加圧状態から開放したときに、導電性粒子２によって破られた第二エラストマー層３をより確実に回復させることができる。自己修復性の観点から、当該引張強さは０．１ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、第二エラストマー層３の引張強さは、好ましくは８．０ＭＰａ以下である。引張強さを８．０ＭＰａ以下とすることにより、加圧したときに、導電性粒子２によって第二エラストマー層３をより確実に突き破ることができる。
引張強さとは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した際に、試験片が切断するまで引っ張った時に記録される最大の引張力を、試験片の試験前の断面積で除した値である。
引張強さとは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した際に、試験片が切断するまで引っ張った時に記録される最大の引張力を、試験片の試験前の断面積で除した値である。
第二エラストマー層３には電気絶縁性が求められ、その体積抵抗率は好ましくは１×１０８Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは１×１０１０Ω・ｃｍ以上である。
第二エラストマー層３の厚さは、導電性粒子２の粒子径、絶縁性能等を考慮し適宜に設定することができるが、絶縁性をより確実に担保するため、本発明において第二エラストマー層３の厚さは０．１μｍ以上である。第二エラストマー層３の厚さは、例えば、０．１～１００μｍとすることができ、１０～５０μｍがより好ましい。
本発明の感圧導電膜１００において、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さと、第二エラストマー層３の厚さとの関係は、適宜に設定することができる。低抵抗によるすばやい感圧導電性と自己修復性の両立をより高いレベルで実現する観点からは、第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さが、第二エラストマー層３の厚さよりも厚いことが好ましい。
＜異方性感圧導電膜１００の製造＞
感圧導電膜１００は、スプレー塗布、コーター塗布、スクリーン印刷などの塗布法により形成することができる。
例えば、離型シートを基材として用いて、この剥離シート上に、第二エラストマーを溶媒中に溶解ないし分散してなる第二エラストマー含有液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層３を形成する。この第二エラストマー層３は、紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を必要により溶媒中に溶解してなる溶液を離型シート上に塗布し、必要により乾燥し、次いで紫外線又は加熱により硬化反応（付加反応、縮合反応等）させて形成することもできる。形成した第二エラストマー層３の厚さは０．１～１００μｍとすることが好ましく、１０～５０μｍとすることがより好ましい。なお、第二エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には溶媒は必要ではなく、それゆえ塗布後の乾燥は必要としない。
感圧導電膜１００は、スプレー塗布、コーター塗布、スクリーン印刷などの塗布法により形成することができる。
例えば、離型シートを基材として用いて、この剥離シート上に、第二エラストマーを溶媒中に溶解ないし分散してなる第二エラストマー含有液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層３を形成する。この第二エラストマー層３は、紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を必要により溶媒中に溶解してなる溶液を離型シート上に塗布し、必要により乾燥し、次いで紫外線又は加熱により硬化反応（付加反応、縮合反応等）させて形成することもできる。形成した第二エラストマー層３の厚さは０．１～１００μｍとすることが好ましく、１０～５０μｍとすることがより好ましい。なお、第二エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には溶媒は必要ではなく、それゆえ塗布後の乾燥は必要としない。
続いて、第二エラストマー層３上に第一エラストマー層１を形成する。例えば、第一エラストマーを溶媒中に溶解ないし分散してなる第一エラストマー含有液中に、導電性粒子を体積比で、第一エラストマー：導電性粒子＝１：１～１１：１（好ましくは２：１～６：１）となるように混合して得た混合液（導電性粒子の分散液）を、第二エラストマー層３上に塗布し、塗膜上に平板を重ね、塗膜の粘度に応じて必要により加圧（自重による加圧を含む）することにより、導電性粒子２を単層に並べることができる。次いで平板を外して乾燥することで、第二エラストマー層３上に第一エラストマー層１が形成された積層体を得ることができる。上記の平板としては、ガラス板、樹脂板、金属板等を、必要により表面処理を施して離型性を高めて用いることができる。フッ素系コーティングを施したガラス板を用いることが、離形性の観点で好ましい。
上記第一エラストマー含有液は、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体を必要により溶媒中に溶解してなる溶液とすることもできる。この場合、第二エラストマー層３上に形成した塗膜上に平板を重ねて、平板で加圧して導電性粒子を単層に並べ、必要により平板を外してから乾燥し、次いで紫外線又は加熱により硬化反応させることにより、第一エラストマー層１を形成することができる。
なお、第一エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には溶媒は必要ではなく、それゆえ塗膜の乾燥は必要としない。この場合、第二エラストマー層上に形成した塗布膜上に平板を重ねて、平板で加圧して導電性粒子を単層に並べ、その状態で紫外線又は熱により硬化反応させた後、平板を外して、第二エラストマー層上に第一エラストマー層を得ることもできる。
また、第二エラストマー層３上に導電性粒子２を並べて配し、この導電性粒子２を配した第二エラストマー層３上に、第一エラストマー含有液を塗布し、乾燥ないし硬化させて第一エラストマー層を形成することもできる。
なお、第一エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には、ガラス板のような硬質の平板の代わりに、ガラス板に比べ軟質のエラストマー板を用いることが好ましい。紫外線硬化型又は加熱硬化型エラストマーを第一エラストマー前駆体として使用した場合には、軟質のエラストマー板で加圧した状態で、紫外線または加熱する事により、導電性粒子２が突出した構造の第一エラストマ―層を容易に形成することができる。
形成した第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さは５～１００μｍとすることが好ましく、１０～１００μｍとすることがより好ましく、２０～１００μｍとすることがさらに好ましい。
上記第一エラストマー含有液は、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体を必要により溶媒中に溶解してなる溶液とすることもできる。この場合、第二エラストマー層３上に形成した塗膜上に平板を重ねて、平板で加圧して導電性粒子を単層に並べ、必要により平板を外してから乾燥し、次いで紫外線又は加熱により硬化反応させることにより、第一エラストマー層１を形成することができる。
なお、第一エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には溶媒は必要ではなく、それゆえ塗膜の乾燥は必要としない。この場合、第二エラストマー層上に形成した塗布膜上に平板を重ねて、平板で加圧して導電性粒子を単層に並べ、その状態で紫外線又は熱により硬化反応させた後、平板を外して、第二エラストマー層上に第一エラストマー層を得ることもできる。
また、第二エラストマー層３上に導電性粒子２を並べて配し、この導電性粒子２を配した第二エラストマー層３上に、第一エラストマー含有液を塗布し、乾燥ないし硬化させて第一エラストマー層を形成することもできる。
なお、第一エラストマー前駆体そのものが低粘度の液状である場合には、ガラス板のような硬質の平板の代わりに、ガラス板に比べ軟質のエラストマー板を用いることが好ましい。紫外線硬化型又は加熱硬化型エラストマーを第一エラストマー前駆体として使用した場合には、軟質のエラストマー板で加圧した状態で、紫外線または加熱する事により、導電性粒子２が突出した構造の第一エラストマ―層を容易に形成することができる。
形成した第一エラストマー層１のエラストマー部分の厚さは５～１００μｍとすることが好ましく、１０～１００μｍとすることがより好ましく、２０～１００μｍとすることがさらに好ましい。
こうして得られた感圧導電膜１００は、例えば、これを適用する導電性基材４に装着する形状に切り出し、離型シートから剥がして、第二エラストマー層３と導線性基材４とが接するように導線性基材４上に張り付け、使用することができる。
本発明の感圧導電膜１００を適用する導電性基材４が複雑な形状の電極である場合などは、導電性基材４の表面に直接、感圧導電膜１００を形成することもできる。この場合、感圧導電膜１００を形成する上記の基材として、「離型シート」に代えて電極等の「導電性基材４」を用いればよい。
すなわち、本発明の感圧導電膜は、下記工程（ａ１）～（ｄ１）を含む方法により得ることができる。
（ａ１）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－２）；
（ｂ１）第二エラストマー層表面に、第一エラストマーと導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－１）、又は、第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－２）；
（ｃ１）前記塗膜に平板をかぶせて前記導電性粒子を単層に並べる工程；
（ｄ１）前記工程（ｂ１－１）では前記塗膜を乾燥し、前記工程（ｂ１－２）では紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程。
（ａ１）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－２）；
（ｂ１）第二エラストマー層表面に、第一エラストマーと導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－１）、又は、第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－２）；
（ｃ１）前記塗膜に平板をかぶせて前記導電性粒子を単層に並べる工程；
（ｄ１）前記工程（ｂ１－１）では前記塗膜を乾燥し、前記工程（ｂ１－２）では紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程。
上記（ｂ１－２）において、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液が低粘度の場合、（ｃ１）において、塗膜に平板をかぶせれば、積極的に加圧しなくても導電性粒子を単層に並べることができる。
また、上記（ｄ１）における「紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程」は、塗膜が溶媒を含む場合には塗膜を乾燥してから行うことができ、このような形態も上記（ｄ１）に含まれる。なお、塗膜の乾燥は、かぶせた平板を外して行うことができる。
また、上記（ｄ１）における「紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程」は、塗膜が溶媒を含む場合には塗膜を乾燥してから行うことができ、このような形態も上記（ｄ１）に含まれる。なお、塗膜の乾燥は、かぶせた平板を外して行うことができる。
また、本発明の感圧導電膜は、下記工程（ａ２）～（ｃ２）を含む方法により形成することができる。
（ａ２）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－２）；
（ｂ２）第二エラストマー層表面に導電性粒子を単層に配する工程；
（ｃ２）前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、第一エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－１）、又は、前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－２）。
上記（ｃ２）における紫外線照射又は熱による塗膜の硬化反応は、必要により塗膜を乾燥してから行うことができる。
（ａ２）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－２）；
（ｂ２）第二エラストマー層表面に導電性粒子を単層に配する工程；
（ｃ２）前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、第一エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－１）、又は、前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－２）。
上記（ｃ２）における紫外線照射又は熱による塗膜の硬化反応は、必要により塗膜を乾燥してから行うことができる。
層形成時間の短縮の観点から、第一及び第二のエラストマー層の形成には、紫外線硬化型又は熱硬化型のエラストマー前駆体を用いることが好ましい。
本発明に用いる感圧導電膜は、本発明の規定を満たす限り、上記の形態に限定されるものではない。本発明の規定を満たす限りにおいて、上記で説明した形態の種々の変形例を本発明の感圧導電膜として適用することができる。
本発明の感圧導電膜は、各種感圧センサ、コネクタ用の接点などに使用できる。現在、パソコンのキーボードや家電製品のスイッチパネルなどに使用されているＭＢＳＷ（メンブレンスイッチ）は、プラスチック製フィルムを基材とし、導電性インクをスクリーン印刷機にて印刷して導電回路や接点を形成し、２枚の電極シートを上下対向に配置してスペーサーを介した構造になっている。シートやスペーサーなどの構成要素の厚さにより小型・省スペース化には限界がある。本発明の感圧導電膜を用いれば、薄いキーボードやスイッチパネルを作ることが可能となる。その他にも、自動ドア（エレベータ、車両、住宅ドアなど）や無人車両（バンパー）の衝突検知に用いられるタッチセンサ、津波検知や重量の管理に用いられる重量センサなどにも使用できる。
本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。
［分析方法］
＜層厚＞
感圧導電膜の断面をもとに、非接触式レーザー顕微鏡で測定した。
＜層厚＞
感圧導電膜の断面をもとに、非接触式レーザー顕微鏡で測定した。
＜導電性粒子の平均粒子径＞
マイクロトラック・ベル株式会社製マイクロトラックＳｙｎｃにて測定した。
マイクロトラック・ベル株式会社製マイクロトラックＳｙｎｃにて測定した。
＜隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離＞
隣接する互いに非接触の導電性粒子間の最短距離を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察画像に基づき決定した。
隣接する互いに非接触の導電性粒子間の最短距離を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察画像に基づき決定した。
＜引張強さ、１００％モジュラス＞
ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した。試験片形状は、ＪＩＳ５号ダンベルを採用した。
ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した。試験片形状は、ＪＩＳ５号ダンベルを採用した。
＜体積抵抗率＞
ＪＩＳ Ｋ ６２７１に準拠して、二重リング法にて測定した。
ＪＩＳ Ｋ ６２７１に準拠して、二重リング法にて測定した。
［実施例１］
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、紫外線（ＵＶ）硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４４１０、信越化学工業社製）を塗布し、形成した塗膜をＵＶ照射し、６０℃で２時間加熱硬化して、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
続いて、ＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５１０、信越化学工業社製）に対して、平均粒子径７０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が６５～７５μｍの範囲内にある）の導電性粒子（銀をガラスビーズ表面にコーティングしたガラス－銀被覆粒子。以下同様。）を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝２：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。フッ素系コーティングを施したガラス板を塗膜上に重ね、ガラス板で加圧（１０ｇｆ～５００ｇｆの間の調整値）して導電性粒子を単層に並べた。その後、ＵＶ照射し、６０℃で２時間加熱することにより塗膜を硬化させ、ガラス板を取り除き、エラストマー部分の厚さが４０μｍの第一エラストマー層を形成した。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。なお、ＵＶ光源としてＵＶ－ＬＥＤ（３６５ｎｍ）を使用した。この条件で作製した第二エラストマー層の引張強さは３．０ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは１．０ＭＰａであった。
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、紫外線（ＵＶ）硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４４１０、信越化学工業社製）を塗布し、形成した塗膜をＵＶ照射し、６０℃で２時間加熱硬化して、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
続いて、ＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５１０、信越化学工業社製）に対して、平均粒子径７０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が６５～７５μｍの範囲内にある）の導電性粒子（銀をガラスビーズ表面にコーティングしたガラス－銀被覆粒子。以下同様。）を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝２：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。フッ素系コーティングを施したガラス板を塗膜上に重ね、ガラス板で加圧（１０ｇｆ～５００ｇｆの間の調整値）して導電性粒子を単層に並べた。その後、ＵＶ照射し、６０℃で２時間加熱することにより塗膜を硬化させ、ガラス板を取り除き、エラストマー部分の厚さが４０μｍの第一エラストマー層を形成した。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。なお、ＵＶ光源としてＵＶ－ＬＥＤ（３６５ｎｍ）を使用した。この条件で作製した第二エラストマー層の引張強さは３．０ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは１．０ＭＰａであった。
［実施例２］
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５５１、信越化学工業社製）に変更し、また第一エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４４１０、信越化学工業社製）に変更した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０５ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは０．１ＭＰａであった。それら以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５５１、信越化学工業社製）に変更し、また第一エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４４１０、信越化学工業社製）に変更した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０５ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは０．１ＭＰａであった。それら以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例３］
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５５１、信越化学工業社製）に変更した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０５ＭＰａであった。それ以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５５１、信越化学工業社製）に変更した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０５ＭＰａであった。それ以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例４］ 実施例１において、第二エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ-４５１０、信越化学工業社製）に変更し、第一エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４４１０、信越化学工業社製）に変更し、導電性粒子を平均粒子径１０μｍ（すべての導電性粒子の粒径がＣＶ値４％の範囲内にある）の導電性粒子に変更し、上記前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝１１：１になるように混合した。作製した第二エラストマー層の引張強さは８．０ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは０．１ＭＰａであった。また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例５］ 導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ５０μｍの第二エラストマー層を形成した。
続いて、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０６０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）に対して、平均粒子径１５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が１４５～１５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝２．５：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。熱板を内蔵した柔軟なフッ素エラストマー板を塗膜上に重ね、フッ素エラストマー板の加圧で導電性粒子を単層に並べた。フッ素エラストマー板を加温し、６０℃で３０分間加熱して硬化させ、フッ素エラストマー板を取り除き、エラストマー部分の厚さが９０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．１ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは２．１ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。なお、エラストマー層の硬化速度は白金触媒を用いて調整した。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ５０μｍの第二エラストマー層を形成した。
続いて、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０６０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）に対して、平均粒子径１５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が１４５～１５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝２．５：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。熱板を内蔵した柔軟なフッ素エラストマー板を塗膜上に重ね、フッ素エラストマー板の加圧で導電性粒子を単層に並べた。フッ素エラストマー板を加温し、６０℃で３０分間加熱して硬化させ、フッ素エラストマー板を取り除き、エラストマー部分の厚さが９０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．１ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは２．１ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。なお、エラストマー層の硬化速度は白金触媒を用いて調整した。
［実施例６］
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ１０μｍの第二エラストマー層を形成した。
熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０６０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）に対して、平均粒子径３０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が２５～３５μｍの範囲内にある）の導電性粒子とゴム粒子（信越化学社製：ＫＭＰ－６０１、平均粒子径１２μｍ）を、体積比で、前駆体：導電性粒子：ゴム粒子＝５：１：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら、テフロンシート上に吐出して塗膜を形成した。さらに、上からタンポを押し付けて、塗膜中の粒子を１層に並べるとともにタンポ上に塗膜を載せた。第二エラストマー層上に上記タンポを押し付けて塗膜を第二エラストマー層上に転写し、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、第二エラストマー層上にエラストマー部分の厚さが２０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．１ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは２．１ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ１０μｍの第二エラストマー層を形成した。
熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０６０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）に対して、平均粒子径３０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が２５～３５μｍの範囲内にある）の導電性粒子とゴム粒子（信越化学社製：ＫＭＰ－６０１、平均粒子径１２μｍ）を、体積比で、前駆体：導電性粒子：ゴム粒子＝５：１：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら、テフロンシート上に吐出して塗膜を形成した。さらに、上からタンポを押し付けて、塗膜中の粒子を１層に並べるとともにタンポ上に塗膜を載せた。第二エラストマー層上に上記タンポを押し付けて塗膜を第二エラストマー層上に転写し、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、第二エラストマー層上にエラストマー部分の厚さが２０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．１ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは２．１ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例７］
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、アクリルエラストマー（商品名：クラリティＬＡ３３２０ 、 クラレ社製）をトルエンで溶解させた溶液を塗布し、塗膜を乾燥させて、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
さらに、アクリルエラストマー（商品名：クラリティＬＡ２２５０、クラレ社製）をトルエンに溶解させた溶液に対して、平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝１：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。フッ素系コーティングを施したガラス板を塗膜上に重ね、ガラス板で加圧（１０ｇｆ～５００ｇｆの間の調整値）して導電性粒子を単層に並べた。その後、ガラス板を取り除き、塗膜を乾燥させ、エラストマー部分の厚さが３０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは３．２ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは３．５ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、アクリルエラストマー（商品名：クラリティＬＡ３３２０ 、 クラレ社製）をトルエンで溶解させた溶液を塗布し、塗膜を乾燥させて、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
さらに、アクリルエラストマー（商品名：クラリティＬＡ２２５０、クラレ社製）をトルエンに溶解させた溶液に対して、平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、体積比で、前駆体：導電性粒子＝１：１になるように混合した。この混合物をディスペンサーで真空脱泡しながら第二エラストマー層上に吐出して塗膜を形成した。フッ素系コーティングを施したガラス板を塗膜上に重ね、ガラス板で加圧（１０ｇｆ～５００ｇｆの間の調整値）して導電性粒子を単層に並べた。その後、ガラス板を取り除き、塗膜を乾燥させ、エラストマー部分の厚さが３０μｍの第一エラストマー層を形成した。作製した第二エラストマー層の引張強さは３．２ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは３．５ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例８］
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料を熱硬化型ウレタンエラストマー前駆体（商品名：ニッポラン９６３、東ソー社製に対して、商品名：エムシー１１５、東ソー社製を混合）に変更し、第一エラストマー層の形成材料を熱硬化型ウレタンエラストマー前駆体（商品名：ＰＡＮＤＥＸ ＣＰＵ－Ｐ１３０Ｔ、ＤＩＣ社製に対して、１，４－ブタンジオールとトリメチロールプロパンの混合物（７／３）を混合）に変更し、導電性粒子を平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子に変更し、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝６：１になるようにした。作製した第二エラストマー層の引張強さは６．０ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは４．０ＭＰａであった。また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例１において、第二エラストマー層の形成材料を熱硬化型ウレタンエラストマー前駆体（商品名：ニッポラン９６３、東ソー社製に対して、商品名：エムシー１１５、東ソー社製を混合）に変更し、第一エラストマー層の形成材料を熱硬化型ウレタンエラストマー前駆体（商品名：ＰＡＮＤＥＸ ＣＰＵ－Ｐ１３０Ｔ、ＤＩＣ社製に対して、１，４－ブタンジオールとトリメチロールプロパンの混合物（７／３）を混合）に変更し、導電性粒子を平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子に変更し、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝６：１になるようにした。作製した第二エラストマー層の引張強さは６．０ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは４．０ＭＰａであった。また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［実施例９］
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、粒子サイズの穴が一定間隔で空いている金型（フォトリソグラフィを用いた金属モールドを用いた。粒子同士の最短距離は５０μｍ）に並べ、第二エラストマー層を重ねて、導電性粒子を第二エラストマー上に転写して導電性粒子を単層に並べた。
さらに、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０７０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に塗布し、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、エラストマー部分の厚さが５０μｍの第一エラストマー層を形成した。第一エラストマー層前駆体と導電性粒子は体積比で、前駆体：導電性粒子＝１．５：１になるようにした。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０７ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは３．７ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
導電性基材（アルミ板）上に感圧導電膜を形成して、図１に示す導電性基材付の感圧導電膜を得た。以下に具体的に説明する。
上記導電性基材の表面に、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７００５、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を塗布し、形成した塗膜を、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、厚さ２０μｍの第二エラストマー層を形成した。
平均粒子径５０μｍ（すべての導電性粒子の粒径が４５～５５μｍの範囲内にある）の導電性粒子を、粒子サイズの穴が一定間隔で空いている金型（フォトリソグラフィを用いた金属モールドを用いた。粒子同士の最短距離は５０μｍ）に並べ、第二エラストマー層を重ねて、導電性粒子を第二エラストマー上に転写して導電性粒子を単層に並べた。
さらに、熱硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＬＳＲ７０７０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）を導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に塗布し、セラミックヒーターを用いて６０℃で３０分間加熱して硬化させ、エラストマー部分の厚さが５０μｍの第一エラストマー層を形成した。第一エラストマー層前駆体と導電性粒子は体積比で、前駆体：導電性粒子＝１．５：１になるようにした。作製した第二エラストマー層の引張強さは０．０７ＭＰａ、第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは３．７ＭＰａであった。こうして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［比較例１］
実施例１において、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝３．５：１になるように混合し、また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例１において、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝３．５：１になるように混合し、また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［比較例２］
実施例１において、第一エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５３０、信越化学工業社製）に変更し、上記前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝３．５：１になるようにした。作製した第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは０．０７ＭＰａであった。また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例１において、第一エラストマー層の形成材料をＵＶ硬化型シリコーンエラストマー前駆体（商品名：ＫＥＲ－４５３０、信越化学工業社製）に変更し、上記前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝３．５：１になるようにした。作製した第一エラストマー層のエラストマー部分の１００％モジュラスは０．０７ＭＰａであった。また各層の膜厚を下表に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
［比較例３］
実施例７において、第一エラストマー層の形成に、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝１：２になるように混合したものを用いたこと以外は、実施例７と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
実施例７において、第一エラストマー層の形成に、前駆体と導電性粒子を体積比で、前駆体：導電性粒子＝１：２になるように混合したものを用いたこと以外は、実施例７と同様にして導電性基材付の異方性感圧導電膜を得た。
上記各実施例及び比較例で用いた導電性粒子は、いずれも真球度が７０以上であった。
［試験例１］ 加圧通電特性
接触端子先端形状がφ５ｍｍの円柱状コンタクトプローブを用いて、上記で調製した導電性基材付の異方性感圧導電膜の、異方性感圧導電膜表面へ垂直（膜厚方向）に荷重を加えたとき、測定電圧０．２Ｖ、印加電流（直流）１ｍＡで抵抗を測定した。測定器としては、アドバンテスト社製ＴＲ２１１４を使用した。端子面に対する荷重は０．１ｇｆ、２００ｇｆ、６００ｇｆと段階的に上げた。抵抗が２００Ω以上の場合を絶縁状態と判断し、「Ｏ．Ｒ．」として示した。
結果を下表に示す。
接触端子先端形状がφ５ｍｍの円柱状コンタクトプローブを用いて、上記で調製した導電性基材付の異方性感圧導電膜の、異方性感圧導電膜表面へ垂直（膜厚方向）に荷重を加えたとき、測定電圧０．２Ｖ、印加電流（直流）１ｍＡで抵抗を測定した。測定器としては、アドバンテスト社製ＴＲ２１１４を使用した。端子面に対する荷重は０．１ｇｆ、２００ｇｆ、６００ｇｆと段階的に上げた。抵抗が２００Ω以上の場合を絶縁状態と判断し、「Ｏ．Ｒ．」として示した。
結果を下表に示す。
［試験例２］ 自己修復性
上記の加圧通電特性の評価における荷重が０．１ｇｆのときの接触端子先端の位置を初期位置とし、荷重が２００ｇｆ、６００ｇｆのときの接触端子先端の位置をそれぞれ最大荷重位置とし、初期位置と最大荷重位置に接触端子先端を繰り返し往復させたときの内部抵抗を測定した。最大荷重位置から初期位置に戻したときに、内部抵抗が通電状態（抵抗５Ω以下）から絶縁状態（抵抗２００Ω以上（Ｏ.Ｒ.））に回復できた回数を、下記評価基準に当てはめ、自己修復性を評価した。
結果を下表に示す。
上記の加圧通電特性の評価における荷重が０．１ｇｆのときの接触端子先端の位置を初期位置とし、荷重が２００ｇｆ、６００ｇｆのときの接触端子先端の位置をそれぞれ最大荷重位置とし、初期位置と最大荷重位置に接触端子先端を繰り返し往復させたときの内部抵抗を測定した。最大荷重位置から初期位置に戻したときに、内部抵抗が通電状態（抵抗５Ω以下）から絶縁状態（抵抗２００Ω以上（Ｏ.Ｒ.））に回復できた回数を、下記評価基準に当てはめ、自己修復性を評価した。
結果を下表に示す。
＜自己修復性評価基準＞
５点：１００回以上
４点：７６～９９回
３点：５１～７５回
２点：２６～５０回
１点：１１～２５回
０点：０～１０回
結果を下表に示す。
５点：１００回以上
４点：７６～９９回
３点：５１～７５回
２点：２６～５０回
１点：１１～２５回
０点：０～１０回
結果を下表に示す。
表１に示されるように、導電性粒子が第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分よりも突出していない場合、加圧力に対する感度が低く、通電のためには大荷重を要する結果となった（比較例１）。
また、導電性粒子が第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分よりも突出していない場合でも、第一エラストマー層の１００％モジュラスを小さくすることにより低荷重による通電が可能になる。しかしこの場合、自己修復性を十分に発現することができない（比較例２）。
また、隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離が短すぎると、荷重に対する応答性に劣る結果となった。これは、膜厚方向に導電性粒子を移動させるために、第一エラストマー層にかかるせん断力が大きくなることが一因と考えられる。
これに対し、本発明の規定を満たす異方性感圧導電膜はいずれも、０．１ｇｆでは絶縁状態を維持でき、２００ｇｆの荷重ですばやく低抵抗の通電状態を実現でき、また自己修復性にも優れていた（実施例１～９）。
また、導電性粒子が第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分よりも突出していない場合でも、第一エラストマー層の１００％モジュラスを小さくすることにより低荷重による通電が可能になる。しかしこの場合、自己修復性を十分に発現することができない（比較例２）。
また、隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離が短すぎると、荷重に対する応答性に劣る結果となった。これは、膜厚方向に導電性粒子を移動させるために、第一エラストマー層にかかるせん断力が大きくなることが一因と考えられる。
これに対し、本発明の規定を満たす異方性感圧導電膜はいずれも、０．１ｇｆでは絶縁状態を維持でき、２００ｇｆの荷重ですばやく低抵抗の通電状態を実現でき、また自己修復性にも優れていた（実施例１～９）。
１００ 異方性感圧導電膜
１ 第一エラストマー層
２ 導電性粒子
３ 第二エラストマー層
４ 導電性基材
５ 接触端子
１ 第一エラストマー層
２ 導電性粒子
３ 第二エラストマー層
４ 導電性基材
５ 接触端子
Claims (7)
- 導電性粒子を保持する第一エラストマー層と、第一エラストマー層の片面に配され、第一エラストマー層に保持された導電性粒子が接する第二エラストマー層とからなり、
前記導電性粒子は、平均粒子径が１０μｍ以上２００μｍ以下であり、第一エラストマー層の平面方向に単層で、互いに非接触に配され、隣接する互いに非接触の導電性粒子間の距離は１０μｍ以上であり、かつ第二エラストマー層とは反対側に向けて、第一エラストマー層のエラストマー部分から突出しており、
第一エラストマー層は、エラストマー部分の厚さが５μｍ以上１９０μｍ以下であり、１００％モジュラスが０．１ＭＰａ以上４．０ＭＰａ以下であり、
第二エラストマー層は、厚さが０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、引張強さが０．０５ＭＰａ以上８．０ＭＰａ以下であり、
第一エラストマー層のエラストマー部分の厚さが、第二エラストマー層の厚さよりも厚い、異方性感圧導電膜。 - 前記導電性粒子の平均粒子径が、第一エラストマー層のエラストマー部分の厚さと第二エラストマー層の厚さの合計以上である、請求項１に記載の異方性感圧導電膜。
- 第一エラストマー層に存在する、エラストマー部分と前記導電性粒子との量比が、体積比で、エラストマー部分：導電性粒子＝１：１～１１：１である、請求項１又は２に記載の異方性感圧導電膜。
- 第一エラストマー層が電気絶縁性エラストマー粒子を含有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の異方性感圧導電膜。
- 第二エラストマー層を導電性基材の表面に接触させて用いる、請求項１～４のいずれか１項に記載の異方性感圧導電膜。
- 下記工程（ａ１）～（ｄ１）を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ１）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ１－２）；
（ｂ１）第二エラストマー層表面に、第一エラストマーと導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－１）、又は、第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体と導電性粒子とを含む液を塗布して塗膜を形成する工程（ｂ１－２）；
（ｃ１）前記塗膜に平板をかぶせて前記導電性粒子を単層に並べる工程；
（ｄ１）前記工程（ｂ１－１）では前記塗膜を乾燥し、前記工程（ｂ１－２）では紫外線照射又は熱により前記塗膜を硬化反応させて、第一エラストマー層を形成する工程。 - 下記（ａ２）～（ｃ２）を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の異方性感圧導電膜の製造方法：
（ａ２）基材表面に第二エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－１）、又は、基材表面に紫外線硬化型又は熱硬化型の第二エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第二エラストマー層を形成する工程（ａ２－２）；
（ｂ２）第二エラストマー層表面に導電性粒子を単層に配する工程；
（ｃ２）前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、第一エラストマーを含む液を塗布し、乾燥して第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－１）、又は、前記の導電性粒子を単層に配した第二エラストマー層表面に、紫外線硬化型又は熱硬化型の第一エラストマー前駆体を含む液を塗布し、紫外線照射又は熱により硬化反応させて第一エラストマー層を形成する工程（ｃ２－２）。
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