JP7743169B2 - Resin particles for conductive fine particles - Google Patents
Resin particles for conductive fine particlesInfo
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Description
本発明は、導電性微粒子用の樹脂粒子に関する。 The present invention relates to resin particles for use as conductive microparticles.
従来、電子機器の組み立てにおいて、対向する多数の電極や配線間の電気的接続を行うために、異方性導電材料による接続方式が採用されている。異方性導電材料は、導電性微粒子をバインダー樹脂等に混合した材料であり、例えば異方性導電ペースト(ACP)、異方性導電フィルム(ACF)、異方性導電インク、異方性導電シート等がある。 Conventionally, when assembling electronic devices, a connection method using anisotropic conductive materials has been adopted to establish electrical connections between numerous opposing electrodes and wiring. Anisotropic conductive materials are materials in which conductive particles are mixed with a binder resin or the like, and examples include anisotropic conductive paste (ACP), anisotropic conductive film (ACF), anisotropic conductive ink, and anisotropic conductive sheet.
異方導電接続に用いられる導電性微粒子としては、圧縮変形性に優れるという理由から、一般に樹脂粒子を芯材(基材)とし該芯材の表面にニッケルなどの導電性金属層が形成されたものが使用される。 Conductive microparticles used in anisotropic conductive connections generally have a core (substrate) of resin particles, with a conductive metal layer such as nickel formed on the surface of the core, due to their excellent compressive deformation properties.
特に近年、電子部品の小型化、高密度実装化に伴い、被接続媒体である電極、電極を保持する基板やフィルムも薄膜化される傾向にあり、実装時に過度な圧力を印加すると基板等の損傷を招くことがあった。そのため、低圧実装化に対応可能な異方性導電材料が求められており、過度な圧力を印加しなくても容易に変形させることができる導電性微粒子を得るために様々な試みがなされている。 In recent years, in particular, as electronic components have become smaller and more densely mounted, there has been a trend toward thinner electrodes, which are the connected media, and the substrates and films that hold the electrodes. Applying excessive pressure during mounting can result in damage to the substrate, etc. Therefore, there is a demand for anisotropic conductive materials that can be used for low-pressure mounting, and various attempts have been made to obtain conductive particles that can be easily deformed without the application of excessive pressure.
例えば特許文献1では、樹脂粒子の直径が10%変位したときの圧縮弾性率を100~3000N/mm2とし、樹脂粒子の圧縮後回復率を、圧縮率が直径の10~60%となる範囲で測定した時、該圧縮後回復率が0.0%となる圧縮率が存在するようにすることで、低圧で加圧接続した際にも低抵抗を実現できる導電性微粒子が得られることが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that when the compressive modulus of elasticity of the resin particles is set to 100 to 3000 N/ mm2 when the diameter of the resin particles is displaced by 10%, and the recovery rate after compression of the resin particles is measured in a range of 10 to 60% of the diameter, there exists a compression rate at which the recovery rate after compression is 0.0%, thereby obtaining conductive particles that can achieve low resistance even when pressurized and connected at low pressure.
特許文献2では、基材粒子である樹脂粒子をコアシェル粒子とし、コアの構成単位となる非架橋性ビニル単量体Aのガラス転移温度(Tgcore)を40℃未満とし、シェルの構成単位となる非架橋性ビニル単量体Bのガラス転移温度(Tgshell)をガラス転移温度(Tgcore)よりも高くし、且つ、シェルの架橋度をコアの架橋度と同じかもしくは高く制御することにより、軟質性に優れながら、機械的特性における粒子間のばらつきが低減された導電性微粒子が得られることが開示されている。 Patent Document 2 discloses that conductive microparticles having excellent softness and reduced inter-particle variation in mechanical properties can be obtained by using resin particles, which are base particles, as core-shell particles, setting the glass transition temperature (Tg core ) of the non-crosslinkable vinyl monomer A, which is a constituent unit of the core, to less than 40°C, setting the glass transition temperature (Tg shell ) of the non-crosslinkable vinyl monomer B, which is a constituent unit of the shell, to be higher than the glass transition temperature (Tg core ), and controlling the degree of crosslinking of the shell to be the same as or higher than the degree of crosslinking of the core.
特許文献3では、重合体微粒子の粒子直径の10%が変位したときの圧縮弾性率(10%K値)を10~250kgf/mm2、圧縮変形回復率を30%以上、破壊歪みを30%以上に制御することにより、基板及びその配線を傷つけない柔軟性を有する導電性微粒子が得られることが開示されている。 Patent document 3 discloses that by controlling the compressive modulus (10% K value) when the polymer microparticles are displaced by 10% of their particle diameter to 10 to 250 kgf/ mm2 , the compressive deformation recovery rate to 30% or more, and the breaking strain to 30% or more, conductive microparticles with flexibility that will not damage substrates and their wiring can be obtained.
特許文献4では、微粒子のシェル部分のTgがコア部分近傍からシェル部分最外層に向かって連続的又は不連続的に変化し、コア部分近傍におけるTgが0℃以下であり、シェル部分最外層近傍のTgが0℃以上であり、10%圧縮変形におけるK値が1.47×109N/m2以下となるように制御すること等により、柔軟でありながら、凝集や合着しにくい導電性微粒子が得られることが開示されている。 Patent Document 4 discloses that conductive fine particles that are flexible yet resistant to aggregation and coalescence can be obtained by controlling the Tg of the shell portion of the fine particles so that it changes continuously or discontinuously from near the core portion toward the outermost layer of the shell portion, so that the Tg near the core portion is 0°C or less and the Tg near the outermost layer of the shell portion is 0° C or more , and the K value at 10% compressive deformation is 1.47 x 109 N/m2 or less.
しかしながら特許文献1、2のように軟質化した樹脂粒子は、加圧接続時の圧力がある程度、低くても低抵抗を確保することはできるものの、加圧接続時の圧力が例えば2.5MPa以下の低圧であると初期の接続抵抗を十分に低く抑えられない場合があった。また特許文献3、4では接続抵抗について何ら検討されていない。 However, while softened resin particles such as those described in Patent Documents 1 and 2 can ensure low resistance even when the pressure during pressure connection is relatively low, there are cases where the initial connection resistance cannot be kept sufficiently low when the pressure during pressure connection is low, for example, 2.5 MPa or less. Furthermore, Patent Documents 3 and 4 do not consider connection resistance at all.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧で加圧接続した際にも低抵抗を実現できる導電性微粒子用の樹脂粒子を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide resin particles for conductive microparticles that can achieve low resistance even when connected under pressure at low pressure.
本発明者らは上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、樹脂粒子をコアと、コアを被覆するシェルとを備えるコアシェル粒子とし、圧縮変形回復率が25%以下、直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)が1500N/mm2以下、粒子径の変動係数(CV)が10%以下となるように樹脂粒子を制御すれば、分散性に優れ凝集が抑制され、更に低圧でも容易に変形して被接続媒体に対して大きな接触面積の確保が可能になるので、低圧で加圧接続した際にも低抵抗を実現できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research conducted by the present inventors to solve the above problems, they found that if the resin particles are core-shell particles having a core and a shell covering the core, and the resin particles are controlled so that the compressive deformation recovery rate is 25% or less, the compressive modulus (10% K value) when the diameter is displaced by 10 % is 1500 N/mm2 or less, and the coefficient of variation (CV) of the particle diameter is 10% or less, the resin particles have excellent dispersibility and suppressed aggregation, and furthermore, they can easily deform even at low pressure, ensuring a large contact area with the connected medium, thereby realizing low resistance even when pressure-connected at low pressure, and thus completed the present invention.
すなわち、本発明に係る樹脂粒子は、導電性微粒子用の樹脂粒子であって、上記樹脂粒子は、コアと、上記コアを被覆するシェルとを備えるコアシェル粒子であり、上記樹脂粒子の圧縮変形回復率が25%以下であり、上記樹脂粒子の直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)が1500N/mm2以下であり、上記樹脂粒子の粒子径の変動係数(CV)が10%以下であることを特徴とする。 That is, the resin particles according to the present invention are resin particles for use as conductive microparticles, and are core-shell particles having a core and a shell covering the core, characterized in that the compressive deformation recovery rate of the resin particles is 25% or less, the compressive elastic modulus (10% K value) when the diameter of the resin particles is displaced by 10% is 1500 N/mm2 or less , and the coefficient of variation (CV) of the particle diameter of the resin particles is 10% or less.
本発明の樹脂粒子において、上記コアは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超であるケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレート、及びホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートをモノマー単位として含む共重合体であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, the core is preferably a copolymer containing, as monomer units, a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) above 0°C and a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower.
本発明の樹脂粒子において、上記コアを形成するモノマー総量100質量%中、上記ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートの含有率は、15質量%以上50質量%以下であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, the content of the silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or less is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less, based on 100% by mass of the total amount of monomers forming the core.
本発明の樹脂粒子において、上記コアを形成するモノマー総量100質量%中、上記ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートの含有率は、35質量%以上70質量%以下であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, the content of the silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) above 0°C is preferably 35% by mass or more and 70% by mass or less, based on 100% by mass of the total amount of monomers forming the core.
本発明の樹脂粒子において、FOX式に基づいて算出される上記コアのガラス転移温度(Tgcore)が0℃以下であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, it is preferable that the glass transition temperature (Tgcore) of the core calculated based on the FOX equation is 0°C or lower.
本発明の樹脂粒子において、上記コアは、下記式で示される架橋度が30%以下であることが好ましい。
架橋度(%)=(架橋性モノマーの含有質量/全モノマーの含有質量)×100
In the resin particles of the present invention, the core preferably has a degree of crosslinking represented by the following formula of 30% or less.
Degree of crosslinking (%) = (mass of crosslinkable monomer/mass of total monomer) x 100
本発明の樹脂粒子において、上記シェルの平均厚みが0.05μm以上1μm以下であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, it is preferable that the average thickness of the shell be 0.05 μm or more and 1 μm or less.
本発明の樹脂粒子において、上記シェルの平均厚みの上記樹脂粒子の個数平均粒子径に対する比は0.01以上0.05以下であることが好ましい。 In the resin particles of the present invention, the ratio of the average shell thickness to the number-average particle diameter of the resin particles is preferably 0.01 or more and 0.05 or less.
本発明の樹脂粒子において、下記測定方法により算出される分散率が90%以上であることが好ましい。
(分散率の測定方法)
(1)樹脂粒子2.5gと、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の1%水溶液100gとを200mLビーカーに入れ15分間超音波分散させて、目開きが個数平均粒子径の1.6倍μmのふるいに通す。
(2)ふるいごと120℃で2時間乾燥させる。
(3)ふるいと、ふるい上に残存した重合体粒子の合計重量(g)を測定し、ふるいの重量(g)を差し引いて、ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を求める。
(4)ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を下記式に当てはめて、分散率(%)を求める。
分散率(%)=100-((ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)/2.5(g))×100)
In the resin particles of the present invention, the dispersion ratio calculated by the following measurement method is preferably 90% or more.
(Method for measuring dispersion ratio)
(1) 2.5 g of resin particles and 100 g of a 1% aqueous solution of polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt, which is an emulsifier, are placed in a 200 mL beaker and ultrasonically dispersed for 15 minutes, and then passed through a sieve with openings 1.6 μm times the number average particle diameter.
(2) Dry the sieve at 120°C for 2 hours.
(3) The total weight (g) of the sieve and the polymer particles remaining on the sieve is measured, and the weight (g) of the sieve is subtracted to determine the weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve.
(4) The weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve is applied to the following formula to calculate the dispersion rate (%).
Dispersion rate (%)=100−((weight of polymer particles remaining on the sieve (g)/2.5 (g))×100)
本発明によれば、樹脂粒子をコアと、コアを被覆するシェルとを備えるコアシェル粒子とし、圧縮変形回復率が25%以下、直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)が1500N/mm2以下、粒子径の変動係数(CV)が10%以下となるように樹脂粒子が制御されているので、この樹脂粒子を導電性微粒子の基材として用いることにより、低圧で加圧接続した際にも低抵抗を実現することが可能となる。 According to the present invention, the resin particles are core-shell particles having a core and a shell covering the core, and the resin particles are controlled so that the compressive deformation recovery rate is 25% or less, the compressive modulus (10% K value) when the diameter is displaced by 10% is 1500 N/mm2 or less , and the coefficient of variation (CV) of the particle diameter is 10% or less.Therefore, by using these resin particles as a base material for conductive microparticles, it is possible to achieve low resistance even when the particles are connected under pressure at low pressure.
1.樹脂粒子(基材)
本発明の導電性微粒子用の樹脂粒子は、コアと、コアを被覆するシェルとを備える。
1. Resin particles (base material)
The resin particles for conductive fine particles of the present invention have a core and a shell that covers the core.
樹脂粒子は、圧縮変形回復率(以下単に「回復率」と称することもある)が25%以下である。ここで圧縮変形回復率とは、樹脂粒子を最大荷重(49mN)まで圧縮したときの最大変位量L1(μm)と、上記最大荷重から最小荷重(0.49mN)まで荷重を減らしていったときの回復変位量L2(μm)を、下記式に当てはめて求められるものであり、その詳細な測定法は実施例において説明する。
回復率(%)=(L2/L1)×100
The resin particles have a compressive deformation recovery rate (hereinafter sometimes simply referred to as "recovery rate") of 25% or less. Here, the compressive deformation recovery rate is determined by applying the maximum displacement L1 (μm) when the resin particles are compressed to the maximum load (49 mN) and the recovered displacement L2 (μm) when the load is reduced from the maximum load to the minimum load (0.49 mN) to the following formula, and the detailed measurement method will be described in the Examples.
Recovery rate (%) = (L2/L1) x 100
回復率を25%以下とすることにより、樹脂粒子の柔軟性が向上して、例えば2.5MPa以下の低圧でも樹脂粒子が変形し易くなり、被接続媒体に対する接触面積を大きくすることができるので、低圧で加圧接続した際にも抵抗を低減することができる。樹脂粒子の回復率は23%以下であることが好ましく、より好ましくは21%以下、さらに好ましくは18%以下である。一方、回復率が低すぎると、例えば樹脂粒子を基材とする導電性微粒子を異方性導電材料に用いた場合に、接続状態での反発力が小さすぎて初期抵抗値が上昇する場合がある。そのため樹脂粒子の回復率は、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上である。 By setting the recovery rate to 25% or less, the flexibility of the resin particles is improved, making them more susceptible to deformation even at low pressures of, for example, 2.5 MPa or less. This increases the contact area with the connected medium, thereby reducing resistance even when pressure-connected at low pressures. The recovery rate of the resin particles is preferably 23% or less, more preferably 21% or less, and even more preferably 18% or less. On the other hand, if the recovery rate is too low, for example, when conductive microparticles based on resin particles are used as an anisotropic conductive material, the repulsive force in the connected state may be too small, resulting in an increase in the initial resistance value. Therefore, the recovery rate of the resin particles is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, and even more preferably 3% or more.
樹脂粒子は、直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)が1500N/mm2以下である。樹脂粒子の10%K値を1500N/mm2以下とすることにより、樹脂粒子の軟質性が向上して、低圧でも樹脂粒子が変形し易くなって、被接続媒体に対する接触面積を大きくすることができるので、低圧で加圧接続した際にも抵抗を低減することができる。 The resin particles have a compressive modulus of elasticity (10% K value) of 1500 N/mm 2 or less when the diameter is displaced by 10%. By making the 10% K value of the resin particles 1500 N/mm 2 or less, the softness of the resin particles is improved, making the resin particles more likely to deform even at low pressure, and increasing the contact area with the connected medium, thereby reducing resistance even when pressure-connected at low pressure.
樹脂粒子の個数平均粒子径が10.0μm以上である場合、樹脂粒子の10%K値は600N/mm2以下であることが好ましい。これにより樹脂粒子を2.5MPa以下の低圧力で変形させ易くすることができる。より好ましくは450N/mm2以下、さらに好ましくは350N/mm2以下である。一方、樹脂粒子の10%K値が低すぎると、粒子が軟らかくなりすぎてメッキ加工時等に球形を維持し難くなる。そのため個数平均粒子径が10.0μm以上である樹脂粒子の10%K値は、好ましくは10N/mm2以上、より好ましくは50N/mm2以上、さらに好ましくは100N/mm2以上である。 When the number-average particle diameter of the resin particles is 10.0 μm or more, the 10% K value of the resin particles is preferably 600 N/ mm2 or less. This makes it possible to easily deform the resin particles at a low pressure of 2.5 MPa or less. It is more preferably 450 N/mm2 or less , and even more preferably 350 N/ mm2 or less. On the other hand, if the 10% K value of the resin particles is too low, the particles become too soft and it becomes difficult to maintain their spherical shape during plating processing, etc. Therefore, the 10% K value of resin particles having a number-average particle diameter of 10.0 μm or more is preferably 10 N/mm2 or more , more preferably 50 N/ mm2 or more, and even more preferably 100 N/ mm2 or more.
樹脂粒子の個数平均粒子径が10.0μm未満である場合、樹脂粒子の10%K値は1350N/mm2以下であることが好ましい。これにより樹脂粒子を1MPa以下の低圧力で変形させ易くすることができる。より好ましくは1250N/mm2以下、さらに好ましくは1000N/mm2以下である。一方、樹脂粒子の10%K値が低すぎると、粒子が軟らかくなりすぎてメッキ加工時等に球形を維持し難くなる。そのため個数平均粒子径が10.0μm未満である樹脂粒子の10%K値は、好ましくは20N/mm2以上、より好ましくは150N/mm2以上、さらに好ましくは300N/mm2以上、特に好ましくは500N/mm2以上である。 When the number-average particle diameter of the resin particles is less than 10.0 μm, the 10% K value of the resin particles is preferably 1350 N/ mm2 or less. This makes it possible to easily deform the resin particles at a low pressure of 1 MPa or less. It is more preferably 1250 N/ mm2 or less, and even more preferably 1000 N/mm2 or less . On the other hand, if the 10% K value of the resin particles is too low, the particles become too soft and it becomes difficult to maintain their spherical shape during plating processing, etc. Therefore, the 10% K value of resin particles having a number-average particle diameter of less than 10.0 μm is preferably 20 N/ mm2 or more, more preferably 150 N/mm2 or more , even more preferably 300 N/ mm2 or more, and particularly preferably 500 N/ mm2 or more.
樹脂粒子の10%K値は、公知の微小圧縮試験機を用いた圧縮試験にて測定することができ、例えば、公知の微小圧縮試験機(例えば、島津製作所製「MCT-W500」など)を用い、室温で粒子の中心方向へ荷重負荷速度0.445mN/秒で荷重をかける圧縮試験において、粒子の直径が10%変位するまで粒子を変形させたときの圧縮荷重と圧縮変位を測定し、下記式に基づき求めることができる。 The 10% K value of resin particles can be measured by a compression test using a known micro-compression tester. For example, a known micro-compression tester (such as the Shimadzu MCT-W500) is used to apply a load toward the center of the particle at room temperature at a loading rate of 0.445 mN/sec. The compression load and compression displacement are measured when the particle is deformed until the particle diameter is displaced by 10%, and the 10% K value can be calculated using the following formula.
樹脂粒子の個数平均粒子径は、好ましくは2μm以上、50μm以下である。樹脂粒子の個数平均粒子径が上記範囲内であれば、例えばタッチパネル用、LED用などに用いる半導体実装における電極や配線の電気接続に対して好適に使用することができる。タッチパネル用としては、例えばタッチパネル引き出し回路とフレキシブルプリント配線板(FPC)との接続が例示される。樹脂粒子の個数平均粒子径は、より好ましくは4μm以上、さらに好ましくは6μm以上であり、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。 The number-average particle diameter of the resin particles is preferably 2 μm or more and 50 μm or less. Resin particles with a number-average particle diameter within this range can be suitably used for electrical connections of electrodes and wiring in semiconductor packaging, such as for touch panels and LEDs. An example of a touch panel application is the connection between a touch panel lead-out circuit and a flexible printed circuit board (FPC). The number-average particle diameter of the resin particles is more preferably 4 μm or more, even more preferably 6 μm or more, and more preferably 35 μm or less, even more preferably 25 μm or less.
樹脂粒子の粒子径の個数基準の変動係数(CV値)は10%以下である。これにより樹脂粒子を導電性微粒子としたときに、機械的特性のバラツキが抑制され、接続信頼性を向上することができる。好ましくは8.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは4.0%以下、さらにより好ましくは3.0%以下である。樹脂粒子の粒子径の個数基準の変動係数(CV値)の下限は特に限定されないが、例えば0.5%以上であることが好ましく、1%以上であることがより好ましく、1.5%以上であることがさらに好ましい。 The number-based coefficient of variation (CV value) of the particle diameter of the resin particles is 10% or less. This suppresses variations in mechanical properties when the resin particles are used as conductive microparticles, improving connection reliability. It is preferably 8.0% or less, more preferably 5.0% or less, even more preferably 4.0% or less, and even more preferably 3.0% or less. There is no particular lower limit to the number-based coefficient of variation (CV value) of the particle diameter of the resin particles, but it is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and even more preferably 1.5% or more.
なお、本発明でいう樹脂粒子の個数平均粒子径や粒子径の変動係数は、コールターカウンター法により測定して得られる値であり、測定方法については実施例において詳述する。 The number-average particle size and coefficient of variation of particle size of the resin particles referred to in the present invention are values obtained by measurement using the Coulter Counter method, and the measurement method is described in detail in the Examples.
樹脂粒子は、分散率が90%以上であることが好ましい。分散率が90%以上であることにより、凝集が抑制された導電性微粒子が得られ、低抵抗を実現し易くすることができる。樹脂粒子の分散率は、より好ましくは93%以上、さらに好ましくは95%以上、さらにより好ましくは97%以上、最も好ましくは100%である。分散率の測定方法は以下の通りである。
(分散率の測定方法)
(1)樹脂粒子2.5gと、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の1%水溶液100gとを200mLビーカーに入れ15分間超音波分散させて、目開きが個数平均粒子径の1.6倍μmのふるいに通す。
(2)ふるいごと120℃で2時間乾燥させる。
(3)ふるいと、ふるい上に残存した重合体粒子の合計重量(g)を測定し、ふるいの重量(g)を差し引いて、ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を求める。
(4)ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を下記式に当てはめて、分散率(%)を求める。
分散率(%)=100-((ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)/2.5(g))×100)
The resin particles preferably have a dispersion rate of 90% or more. A dispersion rate of 90% or more allows conductive fine particles with suppressed aggregation to be obtained, making it easier to achieve low resistance. The dispersion rate of the resin particles is more preferably 93% or more, even more preferably 95% or more, even more preferably 97% or more, and most preferably 100%. The dispersion rate is measured as follows.
(Method for measuring dispersion ratio)
(1) 2.5 g of resin particles and 100 g of a 1% aqueous solution of polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt, which is an emulsifier, are placed in a 200 mL beaker and ultrasonically dispersed for 15 minutes, and then passed through a sieve with openings 1.6 μm times the number average particle diameter.
(2) Dry the sieve at 120°C for 2 hours.
(3) The total weight (g) of the sieve and the polymer particles remaining on the sieve is measured, and the weight (g) of the sieve is subtracted to determine the weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve.
(4) The weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve is applied to the following formula to calculate the dispersion rate (%).
Dispersion rate (%)=100−((weight of polymer particles remaining on the sieve (g)/2.5 (g))×100)
樹脂粒子の分散率を測定するに当り、個数平均粒子径の1.6倍μmの目開きを有するふるいが無い場合には、下記基準に基づいて、ふるいの種類、及び目開きを決定すればよい。なお下記電成ふるいについては、特開2001-252588号公報を参照することができる。
・個数平均粒子径6μm未満:目開き8μmの電成ふるい
・個数平均粒子径6μm以上9μm未満:目開き12μmの電成ふるい
・個数平均粒子径9μm以上13μm未満:目開き16μmの電成ふるい
・個数平均粒子径13μm以上17μm未満:目開き25μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径17μm以上24μm未満:目開き32μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径24μm以上40μm未満:目開き45μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径40μm以上70μm未満:目開き75μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径70μm以上140μm未満:目開き150μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径140μm以上200μm未満:目開き250μmのステンレスふるい
When measuring the dispersion rate of resin particles, if a sieve with a mesh size 1.6 times the number average particle size is not available, the type and mesh size of the sieve may be determined based on the following criteria. For the electroformed sieve described below, reference may be made to JP-A-2001-252588.
Number average particle diameter less than 6 μm: electroformed sieve with 8 μm openings Number average particle diameter 6 μm or more and less than 9 μm: electroformed sieve with 12 μm openings Number average particle diameter 9 μm or more and less than 13 μm: electroformed sieve with 16 μm openings Number average particle diameter 13 μm or more and less than 17 μm: stainless steel sieve with 25 μm openings Number average particle diameter 17 μm or more and less than 24 μm: stainless steel sieve with 32 μm openings Stainless steel sieve - Number average particle diameter 24 μm or more and less than 40 μm: 45 μm mesh stainless steel sieve - Number average particle diameter 40 μm or more and less than 70 μm: 75 μm mesh stainless steel sieve - Number average particle diameter 70 μm or more and less than 140 μm: 150 μm mesh stainless steel sieve - Number average particle diameter 140 μm or more and less than 200 μm: 250 μm mesh stainless steel sieve
樹脂粒子の架橋度は50%以下であることが好ましく、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下であって、5%以上が好ましく、より好ましくは10%以上であり、さらに好ましくは20%以上である。樹脂粒子の架橋度が上記の範囲であると、軟質性と柔軟性が発揮され易くなる。
樹脂粒子における架橋度は下記式により評価できる。なお下記式中の架橋性モノマーには、後記するビニル系架橋性モノマーやシラン系架橋性モノマーが含まれる。
架橋度(%)=(架橋性モノマーの含有質量/全モノマーの含有質量)×100
The degree of crosslinking of the resin particles is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, and even more preferably 30% or less, and is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and even more preferably 20% or more. When the degree of crosslinking of the resin particles is in the above range, softness and flexibility are easily exhibited.
The degree of crosslinking in the resin particles can be evaluated by the following formula: In the formula, the crosslinkable monomer includes vinyl-based crosslinkable monomers and silane-based crosslinkable monomers, which will be described later.
Degree of crosslinking (%) = (mass of crosslinkable monomer/mass of total monomer) x 100
樹脂粒子(基材)の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、回転楕円体状、金平糖状、薄板状、針状、まゆ状等のいずれでもよいが、球状が好ましく、真球状が特に好ましい。 The shape of the resin particles (substrate) is not particularly limited and may be, for example, spherical, spheroidal, confetti-like, thin plate-like, needle-like, or cocoon-like, but spherical is preferred, and true spheres are particularly preferred.
1-1.コア
本発明においてコアは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超であるケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレート(以下単に「高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート」と称することもある)、及びホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレート(以下単に「低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート」と称することもある)をモノマー単位として含む共重合体であることが好ましい。このような2種類のモノマーを構成モノマーとして含むコアは軟質性、及び柔軟性に優れる。
1-1. Core In the present invention, the core is preferably a copolymer containing, as monomer units, a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) above 0°C (hereinafter sometimes simply referred to as a "high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate") and a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower (hereinafter sometimes simply referred to as a "low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate"). A core containing these two types of monomers as constituent monomers has excellent softness and flexibility.
ホモポリマーガラス転移温度(Tg)は、例えばPOLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION、塗装と塗料(塗料出版社、10(No.358)、1982)に記載されている数値を順に採用することができる。これらに記載されていないものについては、実施例に示すような示差走査熱量分析(DSC)により求められる。 The homopolymer glass transition temperature (Tg) can be determined, for example, from the values listed in POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION, Coatings and Paints (Paint Publishing, vol. 10 (No. 358), 1982). For those not listed here, they can be determined by differential scanning calorimetry (DSC) as shown in the examples.
以下、まずコアを構成するモノマー(コアを形成するための原料となるモノマーの意味である)として用いることができるモノマー全般について説明し、その後、それらのうちから選択される高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートについて詳述する。 Below, we will first explain the general monomers that can be used as the core-constituting monomers (meaning the monomers that serve as raw materials for forming the core), and then provide a detailed description of high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates and low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates selected from among these.
1-1-1.コアのモノマー
コアを構成するモノマーとしては、いわゆるビニル系モノマーのみを用いてもよいし、ビニル系モノマーとともに、いわゆるシラン系モノマーを併用してもよい。ビニル系モノマーを用いれば、ビニル基が重合して有機系骨格が形成され、かかる有機系骨格は加圧接続時に優れた弾性変形を発揮しうる。一方、シラン系モノマーを用いれば、シラン系モノマーの加水分解縮合反応によりシロキサン結合を生じてポリシロキサン骨格が形成され、かかるポリシロキサン骨格は加圧接続時に被接続体に対して高い接触圧を発現させうる。ビニル系モノマーは、ビニル系架橋性モノマーとビニル系非架橋性モノマーとに分けられ、シラン系モノマーはシラン系架橋性モノマーとシラン系非架橋性モノマーとに分けられる。
1-1-1. Core Monomers The monomers constituting the core may be so-called vinyl monomers alone, or so-called silane monomers may be used in combination with vinyl monomers. When vinyl monomers are used, vinyl groups are polymerized to form an organic skeleton, which can exhibit excellent elastic deformation during pressure connection. On the other hand, when silane monomers are used, siloxane bonds are generated by the hydrolysis and condensation reaction of the silane monomers to form a polysiloxane skeleton, which can exhibit high contact pressure against the connected body during pressure connection. Vinyl monomers are divided into vinyl crosslinkable monomers and vinyl non-crosslinkable monomers, and silane monomers are divided into silane crosslinkable monomers and silane non-crosslinkable monomers.
ビニル系架橋性モノマーとは、分子内に少なくともビニル基を含む2以上の架橋性基を有するものであり、具体的には、1分子中に2個以上のビニル基を有するモノマー(モノマー(1))、または、1分子中に1個のビニル基とビニル基以外の官能基(カルボキシ基、ヒドロキシ基等のプロトン性水素含有基、アルコキシ基等の末端官能基等)を有するモノマー(モノマー(2))が挙げられる。ただし、モノマー(2)の場合、ビニル系架橋性モノマーとして架橋構造を形成させるには、当該モノマー(2)が有するカルボキシ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基等の反応(結合)相手となる基が他のモノマーに存在することが必要となる。 A vinyl-based crosslinkable monomer is one that has two or more crosslinkable groups, including at least a vinyl group, in its molecule. Specific examples include a monomer (monomer (1)) that has two or more vinyl groups in one molecule, or a monomer (monomer (2)) that has one vinyl group and one functional group other than the vinyl group (a protic hydrogen-containing group such as a carboxy group or a hydroxy group, or a terminal functional group such as an alkoxy group) in one molecule. However, in the case of monomer (2), to form a crosslinked structure as a vinyl-based crosslinkable monomer, the reactive (bonding) partner group, such as a carboxy group, hydroxy group, or alkoxy group, of monomer (2) must be present in another monomer.
なお、本発明において「ビニル基」とは、炭素-炭素二重結合のみならず、(メタ)アクリロイル基、アリル基、イソプロペニル基、ビニルフェニル基、イソプロペニルフェニル基のような重合性炭素-炭素二重結合を有する置換基も含むものとする。また、本明細書において「(メタ)アクリロイル基」、「(メタ)アクリレート」、「(メタ)アクリル」は、「アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基」、「アクリレート及び/又はメタクリレート」、「アクリル及び/又はメタクリル」を各々示すものとする。 In the present invention, the term "vinyl group" refers not only to a carbon-carbon double bond, but also to substituents having a polymerizable carbon-carbon double bond, such as a (meth)acryloyl group, allyl group, isopropenyl group, vinylphenyl group, and isopropenylphenyl group. Furthermore, in this specification, "(meth)acryloyl group," "(meth)acrylate," and "(meth)acrylic" refer to "acryloyl group and/or methacryloyl group," "acrylate and/or methacrylate," and "acrylic and/or methacrylic," respectively.
モノマー(1)の例として、例えば、アリル(メタ)アクリレート等のアリル(メタ)アクリレート類;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタコンタヘクタエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート類;
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート類;
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート類;
ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のヘキサ(メタ)アクリレート類;
ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族炭化水素系架橋剤(好ましくはジビニルベンゼン等のスチレン系多官能モノマー);
N,N-ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルサルファイド、ジビニルスルホン酸等のヘテロ原子含有架橋剤;
等が挙げられる。モノマー(1)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the monomer (1) include allyl (meth)acrylates such as allyl (meth)acrylate;
Alkanediol di(meth)acrylates such as ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,10-decanediol di(meth)acrylate, and 1,3-butanediol di(meth)acrylate; di(meth)acrylates such as polyalkylene glycol di(meth)acrylates such as diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, decaethylene glycol di(meth)acrylate, pentadecaethylene glycol di(meth)acrylate, pentacontahexaethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, and polytetramethylene glycol di(meth)acrylate;
tri(meth)acrylates such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate;
tetra(meth)acrylates such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate;
hexa(meth)acrylates such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate;
Aromatic hydrocarbon-based crosslinking agents such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof (preferably styrene-based polyfunctional monomers such as divinylbenzene);
heteroatom-containing crosslinking agents such as N,N-divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, and divinyl sulfonic acid;
The monomer (1) may be used alone or in combination of two or more kinds.
モノマー(2)の例としては、例えば、(メタ)アクリル酸、カルボキシメチル(メタ)アクリレート、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシプロピル(メタ)アクリレート、カルボキシブチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート等のカルボキシ基を有するモノマー;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート類、p-ヒドロキシスチレン等のヒドロキシ基含有スチレン類等のヒドロキシ基を有するモノマー;
アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノブチル(メタ)アクリレート、アミノペンチル(メタ)アクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート類、メチルアミノメチル(メタ)アクリレート、エチルアミノメチル(メタ)アクリレート、メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、エチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類等のアミノ基を有するモノマー;
2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有(メタ)アクリレート類、p-メトキシスチレン等のアルコキシスチレン類等のアルコキシ基を有するモノマー;
等が挙げられる。モノマー(2)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the monomer (2) include monomers having a carboxy group, such as (meth)acrylic acid, carboxymethyl (meth)acrylate, carboxyethyl (meth)acrylate, carboxypropyl (meth)acrylate, carboxybutyl (meth)acrylate, and carboxypentyl (meth)acrylate;
Monomers having a hydroxy group, such as hydroxy group-containing (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, and hydroxy group-containing styrenes such as p-hydroxystyrene;
Monomers having an amino group, such as aminoalkyl (meth)acrylates such as aminomethyl (meth)acrylate, aminoethyl (meth)acrylate, aminopropyl (meth)acrylate, aminobutyl (meth)acrylate, and aminopentyl (meth)acrylate; alkylaminoalkyl (meth)acrylates such as methylaminomethyl (meth)acrylate, ethylaminomethyl (meth)acrylate, methylaminoethyl (meth)acrylate, ethylaminoethyl (meth)acrylate, methylaminopropyl (meth)acrylate, and ethylaminopropyl (meth)acrylate; and dialkylaminoalkyl (meth)acrylates such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminopropyl (meth)acrylate, and diethylaminopropyl (meth)acrylate;
Monomers having an alkoxy group, such as alkoxy group-containing (meth)acrylates such as 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxybutyl (meth)acrylate, and 2-butoxyethyl (meth)acrylate, and alkoxystyrenes such as p-methoxystyrene;
The monomer (2) may be used alone or in combination of two or more kinds.
ビニル系非架橋性モノマーとしては、1分子中に1個のビニル基を有するモノマー(モノマー(3))か、若しくはモノマー(2)が有するビニル基以外の官能基と反応する基を有する他のモノマーがモノマー成分に存在しない場合のモノマー(2)が挙げられる。 Examples of vinyl-based non-crosslinkable monomers include a monomer (monomer (3)) having one vinyl group per molecule, or monomer (2) in which the monomer components do not contain other monomers having groups that react with functional groups other than the vinyl group possessed by monomer (2).
モノマー(3)の例としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロウンデシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート等のアラルキル(メタ)アクリレート類;
スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-t-ブチルスチレン等のアルキルスチレン類;
エチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類;
ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノトリルエーテル(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールモノアリールエーテル(メタ)アクリレート類;
o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン等のハロゲン基含有スチレン類等のスチレン系単官能モノマー;
等が挙げられる。モノマー(3)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the monomer (3) include alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate;
cycloalkyl(meth)acrylates such as cyclopropyl(meth)acrylate, cyclopentyl(meth)acrylate, cyclohexyl(meth)acrylate, cyclooctyl(meth)acrylate, cycloundecyl(meth)acrylate, cyclododecyl(meth)acrylate, isobornyl(meth)acrylate, and 4-t-butylcyclohexyl(meth)acrylate;
aralkyl (meth)acrylates such as phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, tolyl (meth)acrylate, and phenethyl (meth)acrylate;
Alkylstyrenes such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, and pt-butylstyrene;
alkylene glycol monoalkyl ether (meth)acrylates such as ethylene glycol monobutyl ether (meth)acrylate, diethylene glycol monobutyl ether (meth)acrylate, diethylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate, diethylene glycol monoethyl ether (meth)acrylate, and triethylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate;
alkylene glycol monoaryl ether (meth)acrylates such as diethylene glycol monophenyl ether (meth)acrylate, ethylene glycol monophenyl ether (meth)acrylate, and ethylene glycol monotolyl ether (meth)acrylate;
styrene-based monofunctional monomers such as halogen group-containing styrenes such as o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, and p-chlorostyrene;
The monomer (3) may be used alone or in combination of two or more kinds.
シラン系架橋性モノマーは、分子内に2以上の架橋性基(アルコキシ基、ビニル基等)を有するものであり、有機重合体骨格(例えば、ビニル系重合体骨格)と有機重合体骨格との架橋構造(第1の形態)を形成するもの;ポリシロキサン骨格とポリシロキサン骨格との架橋構造(第2の形態)を形成するもの;有機重合体骨格とポリシロキサン骨格との架橋構造(第3の形態)を形成するもの;に分けられる。これらのなかでは、第3の形態の架橋構造を形成し得るシラン系架橋性モノマーが好ましい。 Silane-based crosslinking monomers have two or more crosslinkable groups (alkoxy groups, vinyl groups, etc.) within the molecule and can be divided into those that form a crosslinked structure (first type) between organic polymer skeletons (e.g., vinyl polymer skeletons) and organic polymer skeletons; those that form a crosslinked structure (second type) between polysiloxane skeletons; and those that form a crosslinked structure (third type) between organic polymer skeletons and polysiloxane skeletons. Of these, silane-based crosslinking monomers that can form the third type of crosslinked structure are preferred.
第1の形態を形成し得るシラン系架橋性モノマーとしては、例えば、ジメチルジビニルシラン、メチルトリビニルシラン、テトラビニルシラン等が挙げられる。これらのシラン系架橋性モノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of silane-based crosslinkable monomers that can form the first form include dimethyldivinylsilane, methyltrivinylsilane, and tetravinylsilane. These silane-based crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
第2の形態を形成し得るシラン系架橋性モノマーとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の4官能性シラン系モノマー;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等の3官能性シラン系モノマー等が挙げられる。これらのシラン系架橋性モノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of silane-based crosslinkable monomers that can form the second form include tetrafunctional silane-based monomers such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane; and trifunctional silane-based monomers such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and hexyltriethoxysilane. These silane-based crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
第3の形態を形成し得るシラン系架橋性モノマーとしては、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリロイル基を有するもの;
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン等のビニル基を有するもの;
3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するもの;
3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するもの;
が挙げられる。シラン系架橋性モノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of silane-based crosslinkable monomers that can form the third form include those having a (meth)acryloyl group, such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, and 3-methacryloxyethoxypropyltrimethoxysilane;
those having a vinyl group, such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and p-styryltrimethoxysilane;
those having an epoxy group, such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane;
those having an amino group, such as 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane;
The silane-based crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
シラン系非架橋性モノマーとして、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジアルキルシラン等の2官能性シラン系モノマー;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のトリアルキルシラン等の1官能性シラン系モノマー等が挙げられる。これらのシラン系非架橋性モノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of silane-based non-crosslinkable monomers include bifunctional silane-based monomers such as dialkylsilanes, such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane; and monofunctional silane-based monomers, such as trialkylsilanes, such as trimethylmethoxysilane and trimethylethoxysilane. These silane-based non-crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
1-1-2.高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート
高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超であり、ケイ素を含有せず、一分子中に(メタ)アクリロイル基を一つ含有するモノマーである。コアが高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートをモノマー単位として含むことにより、樹脂粒子の回復率を低減することができ、柔軟性を向上することができる。高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、15℃以上であることがさらに好ましく、300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、150℃以下であることがさらに好ましい。
1-1-2. High Tg Silicon-Free Monofunctional (Meth)acrylates High Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates are monomers that have a homopolymer glass transition temperature (Tg) above 0°C, contain no silicon, and contain one (meth)acryloyl group per molecule. By including a high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate as a monomer unit in the core, the recovery rate of the resin particles can be reduced, and flexibility can be improved. The high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate preferably has a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 5°C or higher, more preferably 10°C or higher, and even more preferably 15°C or higher, and preferably 300°C or lower, more preferably 200°C or lower, and even more preferably 150°C or lower.
コアを形成するモノマー総量100質量%中、高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、35質量%以上、70質量%以下であることが好ましい。高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率が35質量%以上であることにより、樹脂粒子の回復率を低減し、柔軟性を向上し易くすることができる。そのため高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは45質量%以上である。一方、高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率が高過ぎると、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率が低くなって、軟質性が向上し難くなる。そのため高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下である。 Of the total amount of monomers forming the core (100% by mass), the content of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate is preferably 35% by mass or more and 70% by mass or less. A content of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate of 35% by mass or more reduces the recovery rate of resin particles, making it easier to improve flexibility. Therefore, the content of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 45% by mass or more. On the other hand, if the content of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate is too high, the content of low-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate will be low, making it difficult to improve softness. Therefore, the content of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate is preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or less.
高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートとして、上記モノマー(2)、および上記モノマー(3)のうちホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超の(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates include the above-mentioned monomer (2) and (meth)acrylates of the above-mentioned monomer (3) whose homopolymer glass transition temperature (Tg) is above 0°C.
モノマー(2)として、カルボキシ基を有するモノマー、及びヒドロキシ基を有するモノマーよりなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーが好ましい。カルボキシ基を有するモノマーとして、(メタ)アクリル酸が好ましい。ヒドロキシ基を有するモノマーとして、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、ヒドロキシアルキルメタクリレートがより好ましく、アルキル基の炭素数が1~4であるヒドロキシアルキルメタクリレートがさらに好ましく、アルキル基の炭素数が2~3であるヒドロキシアルキルメタクリレートがさらにより好ましい。 Monomer (2) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of monomers having a carboxy group and monomers having a hydroxy group. As the monomer having a carboxy group, (meth)acrylic acid is preferred. As the monomer having a hydroxy group, hydroxyalkyl (meth)acrylate is preferred, hydroxyalkyl methacrylate is more preferred, hydroxyalkyl methacrylate in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms is even more preferred, and hydroxyalkyl methacrylate in which the alkyl group has 2 to 3 carbon atoms is even more preferred.
モノマー(3)として、アルキル(メタ)アクリレート類、シクロアルキル(メタ)アクリレート類、及びアラルキル(メタ)アクリレート類よりなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーが好ましく、アルキル(メタ)アクリレート類、及びシクロアルキル(メタ)アクリレート類よりなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーがより好ましく、アルキル(メタ)アクリレート類がさらに好ましい。 Monomer (3) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of alkyl (meth)acrylates, cycloalkyl (meth)acrylates, and aralkyl (meth)acrylates, more preferably at least one monomer selected from the group consisting of alkyl (meth)acrylates and cycloalkyl (meth)acrylates, and even more preferably alkyl (meth)acrylates.
アルキル(メタ)アクリレート類として、メチルアクリル酸、及びアルキル基の炭素数が1~5であるアルキルメタクリル酸よりなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーが好ましく、アルキル基の炭素数が3~4のアルキルメタクリル酸がより好ましく、アルキル基の炭素数が4のアルキルメタクリル酸がさらにより好ましい。 As the alkyl (meth)acrylate, at least one monomer selected from the group consisting of methyl acrylic acid and alkyl methacrylic acid having an alkyl group with 1 to 5 carbon atoms is preferred, alkyl methacrylic acid having an alkyl group with 3 to 4 carbon atoms is more preferred, and alkyl methacrylic acid having an alkyl group with 4 carbon atoms is even more preferred.
シクロアルキル(メタ)アクリレート類として、シクロアルキル基の炭素数が5~30であるシクロアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、シクロアルキル基の炭素数が5~10であるシクロアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、シクロアルキル基の炭素数が5~7であるシクロアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、シクロアルキル基の炭素数が6であるシクロアルキル(メタ)アクリレートがさらにより好ましい。 Cycloalkyl(meth)acrylates are preferably those in which the cycloalkyl group has 5 to 30 carbon atoms, more preferably those in which the cycloalkyl group has 5 to 10 carbon atoms, even more preferably those in which the cycloalkyl group has 5 to 7 carbon atoms, and even more preferably those in which the cycloalkyl group has 6 carbon atoms.
アラルキル(メタ)アクリレート類として、炭素数が7~12のアラルキル基を含むアラルキル(メタ)アクリレートが好ましく、炭素数が7~8のアラルキル基を含むアラルキル(メタ)アクリレートがより好ましく、炭素数が7のアラルキル基を含むアラルキル(メタ)アクリレートがさらにより好ましい。 As aralkyl (meth)acrylates, aralkyl (meth)acrylates containing an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms are preferred, aralkyl (meth)acrylates containing an aralkyl group having 7 to 8 carbon atoms are more preferred, and aralkyl (meth)acrylates containing an aralkyl group having 7 carbon atoms are even more preferred.
1-1-3.低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート
低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下であり、ケイ素を含有せず、一分子中に(メタ)アクリロイル基を一つ含有するモノマーである。コアが低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートをモノマー単位として含むことにより、樹脂粒子の10%K値を低減することができ、軟質性を向上することができる。低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が-2℃以下であることが好ましく、-5℃以下であることがより好ましく、-20℃以下であることがさらに好ましく、-150℃以上であることが好ましく、-120℃以上であることがより好ましく、-100℃以上であることがさらに好ましい。
1-1-3. Low Tg Silicon-Free Monofunctional (Meth)acrylates Low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates are monomers that have a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower, contain no silicon, and contain one (meth)acryloyl group per molecule. By including a low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate as a monomer unit in the core, the 10% K value of the resin particles can be reduced, improving softness. The low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate preferably has a homopolymer glass transition temperature (Tg) of -2°C or lower, more preferably -5°C or lower, and even more preferably -20°C or lower, and preferably -150°C or higher, more preferably -120°C or higher, and even more preferably -100°C or higher.
コアを形成するモノマー総量100質量%中、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、15質量%以上、50質量%以下であることが好ましい。低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率が15質量%以上であることにより、樹脂粒子の10%K値を低減し、軟質性を向上することができる。そのため低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは25質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上である。一方、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率が高過ぎると、高Tgケイ素非含有単官能アクリレートの含有率が低くなって、回復率を低減し難くなる。そのため低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。 Of the total amount of monomers forming the core (100% by mass), the content of low Tg non-silicon-containing monofunctional (meth)acrylate is preferably 15% by mass or more and 50% by mass or less. A low Tg non-silicon-containing monofunctional (meth)acrylate content of 15% by mass or more reduces the 10% K value of the resin particles and improves softness. Therefore, the content of low Tg non-silicon-containing monofunctional (meth)acrylate is preferably 15% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and even more preferably 30% by mass or more. On the other hand, if the content of low Tg non-silicon-containing monofunctional (meth)acrylate is too high, the content of high Tg non-silicon-containing monofunctional acrylate will be low, making it difficult to reduce the recovery rate. Therefore, the content of low Tg non-silicon-containing monofunctional (meth)acrylate is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.
コアを形成するモノマー総量100質量%中における、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率の高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの含有率に対する比は、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上であり、好ましくは1.2以下、より好ましくは0.9以下である。これにより、柔軟性と軟質性を両立させ易くすることができる。 The ratio of the content of low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate to the content of high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate, based on 100% by mass of the total amount of monomers forming the core, is preferably 0.2 or more, more preferably 0.4 or more, and preferably 1.2 or less, more preferably 0.9 or less. This makes it easier to achieve both flexibility and softness.
低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートとして、上記モノマー(2)、および上記モノマー(3)のうちホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下の(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of low-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylates include (meth)acrylates of the above-mentioned monomer (2) and monomer (3) having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower.
モノマー(2)として、ヒドロキシ基を有するモノマーが好ましい。ヒドロキシ基を有するモノマーとして、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、ヒドロキシアルキルアクリレートがより好ましく、アルキル基の炭素数が1~4であるヒドロキシアルキルアクリレートがさらに好ましく、アルキル基の炭素数が2~3であるヒドロキシアルキルアクリレートがさらにより好ましい。 Monomer (2) is preferably a monomer having a hydroxy group. As a monomer having a hydroxy group, hydroxyalkyl (meth)acrylate is preferred, hydroxyalkyl acrylate is more preferred, hydroxyalkyl acrylate in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms is even more preferred, and hydroxyalkyl acrylate in which the alkyl group has 2 to 3 carbon atoms is even more preferred.
モノマー(3)として、アルキル(メタ)アクリレート類、アルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類、及びアルキレングリコールモノアリールエーテル(メタ)アクリレート類よりなる群から選択される少なくとも1種類のモノマーが好ましく、アルキル(メタ)アクリレート類がより好ましい。 Monomer (3) is preferably at least one monomer selected from the group consisting of alkyl (meth)acrylates, alkylene glycol monoalkyl ether (meth)acrylates, and alkylene glycol monoaryl ether (meth)acrylates, and more preferably alkyl (meth)acrylates.
アルキル(メタ)アクリレート類として、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレートが挙げられる。アルキルアクリレートとして、アルキル基の炭素数が2~10であるアルキルアクリレートが好ましく、アルキル基の炭素数が2~6であるアルキルアクリレートがより好ましい。アルキルメタクリレートとして、アルキル基の炭素数が8~30であるアルキルメタクリレートが好ましく、アルキル基の炭素数が10~20であるアルキルメタクリレートがより好ましい。 Examples of alkyl (meth)acrylates include alkyl acrylate and alkyl methacrylate. As alkyl acrylates, alkyl acrylates in which the alkyl group has 2 to 10 carbon atoms are preferred, and alkyl acrylates in which the alkyl group has 2 to 6 carbon atoms are more preferred. As alkyl methacrylates, alkyl methacrylates in which the alkyl group has 8 to 30 carbon atoms are preferred, and alkyl methacrylates in which the alkyl group has 10 to 20 carbon atoms are more preferred.
アルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレート類として、アルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が1~5でありアルキル基の炭素数が1~5であるアルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレートが好ましく、アルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が1~3でありアルキル基の炭素数が1~4であるアルキレングリコールモノアルキルエーテル(メタ)アクリレートがより好ましい。 As alkylene glycol monoalkyl ether (meth)acrylates, alkylene glycol monoalkyl ether (meth)acrylates in which the number of repeating units (n) of the alkylene glycol structure is 1 to 5 and the alkyl group has 1 to 5 carbon atoms are preferred, and alkylene glycol monoalkyl ether (meth)acrylates in which the number of repeating units (n) of the alkylene glycol structure is 1 to 3 and the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms are more preferred.
アルキレングリコールモノアリールエーテル(メタ)アクリレート類として、アルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が1~5であるアルキレングリコールモノアリールエーテル(メタ)アクリレートが好ましく、アルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が1~2であるアルキレングリコールモノアリールエーテル(メタ)アクリレートがより好ましい。 As alkylene glycol monoaryl ether (meth)acrylates, alkylene glycol monoaryl ether (meth)acrylates in which the number of repeating units (n) of the alkylene glycol structure is 1 to 5 are preferred, and alkylene glycol monoaryl ether (meth)acrylates in which the number of repeating units (n) of the alkylene glycol structure is 1 to 2 are more preferred.
以上のようなコアを構成するモノマー成分の組み合わせとして、高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート、及び低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートの組み合わせが好ましく、シラン系架橋性モノマー、高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート、低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート、及びモノマー(1)のジ(メタ)アクリレートの組み合わせがより好ましい。 As a combination of monomer components constituting the core as described above, a combination of a high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate and a low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate is preferred, and a combination of a silane-based crosslinkable monomer, a high Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate, a low Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate, and a di(meth)acrylate of monomer (1) is more preferred.
1-1-4.コアの物性
FOX式に基づいて算出されるコアのガラス転移温度(Tgcore)が0℃以下であることが好ましい。コアのガラス転移温度(Tgcore)が0℃以下であることにより、樹脂粒子の10%K値を低減し易くすることができる。コアのガラス転移温度(Tgcore)は、より好ましくは-3℃以下、さらに好ましくは-5℃以下、さらにより好ましくは-10℃以下である。コアのガラス転移温度(Tgcore)の下限は特に限定されないが、好ましくは-50℃以上であり、より好ましくは-30℃以上であり、さらに好ましくは-20℃以上である。
1-1-4. Physical Properties of the Core The glass transition temperature (Tgcore) of the core calculated based on the FOX equation is preferably 0°C or lower. Having a core glass transition temperature (Tgcore) of 0°C or lower makes it easier to reduce the 10% K value of the resin particles. The core glass transition temperature (Tgcore) is more preferably -3°C or lower, even more preferably -5°C or lower, and even more preferably -10°C or lower. There is no particular restriction on the lower limit of the core glass transition temperature (Tgcore), but it is preferably -50°C or higher, more preferably -30°C or higher, and even more preferably -20°C or higher.
FOX式とは、共重合体を構成する個々のモノマーについて、そのモノマーのホモポリマーのガラス転移温度Tgに基づいて、共重合体のガラス転移温度Tgを算出するための式であり、その詳細は、ブレティン・オブ・ジ・アメリカン・フィジカル・ソサエティ・シリーズ2(Bullin of the American Physical Society, Series 2)、第1巻、第3号、第123頁(1956年)に記載されている。具体的には、FOX式で計算されたガラス転移温度Tgcoreとは、次式 The FOX formula is a formula for calculating the glass transition temperature (Tg) of a copolymer based on the glass transition temperatures (Tg) of the homopolymers of each monomer that makes up the copolymer. Details of the formula are described in Bulletin of the American Physical Society, Series 2, Vol. 1, No. 3, p. 123 (1956). Specifically, the glass transition temperature (Tg) calculated using the FOX formula is calculated using the following formula:
[式中、
Tgcoreは非架橋性モノマーをモノマー単位とする共重合体のガラス転移温度(単位は絶対温度)、Wiは非架橋性モノマーiの質量分率、Tgiは非架橋性モノマーiから形成されるホモポリマーのガラス転移温度(単位は絶対温度)を表す]
で計算されるガラス転移温度Tgcore(単位は絶対温度)を絶対温度(K)から摂氏温度(℃)に換算して求めた値を意味する。
[In the formula,
Tgcore represents the glass transition temperature (unit: absolute temperature) of a copolymer having a non-crosslinkable monomer as a monomer unit, Wi represents the mass fraction of non-crosslinkable monomer i, and Tgi represents the glass transition temperature (unit: absolute temperature) of a homopolymer formed from non-crosslinkable monomer i.
The glass transition temperature Tgcore (unit: absolute temperature) calculated by the above formula is converted from absolute temperature (K) to Celsius temperature (°C).
FOX式で計算するための様々なモノマーのホモポリマーのガラス転移温度(Tg)は、例えば、POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION、塗装と塗料(塗料出版社、10(No.358)、1982)に記載されている数値を順に採用することができる。これらに記載されていないものについては、実施例に示す示差走査熱量分析(DSC)により求めることができる。 The glass transition temperatures (Tg) of homopolymers of various monomers used for calculations using the FOX formula can be, for example, those listed in POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION, Coatings and Paints (Paint Publishing, vol. 10 (No. 358), 1982). For those not listed here, they can be determined by differential scanning calorimetry (DSC), as shown in the examples.
本発明のコアにおいて、架橋度は30%以下であることが好ましく、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは15%以下であって、5%以上が好ましく、より好ましくは7%以上であり、さらに好ましくは10%以上である。コアの架橋度が上記の範囲であると、適度な軟質性と柔軟性が発揮され易くなる。
コアにおける架橋度は下記式により評価できる。なお下記式中の架橋性モノマーには、上記ビニル系架橋性モノマーや上記シラン系架橋性モノマーが含まれる。
架橋度(%)=(架橋性モノマーの含有質量/全モノマーの含有質量)×100
In the core of the present invention, the degree of crosslinking is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 15% or less, and is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, and even more preferably 10% or more. When the degree of crosslinking of the core is within the above range, it is easy to exhibit appropriate softness and flexibility.
The degree of crosslinking in the core can be evaluated by the following formula: In the formula, the crosslinkable monomer includes the above-mentioned vinyl-based crosslinkable monomer and the above-mentioned silane-based crosslinkable monomer.
Degree of crosslinking (%) = (mass of crosslinkable monomer/mass of total monomer) x 100
コアの個数平均粒子径は、好ましくは2μm以上、50μm以下である。コアの個数平均粒子径が上記範囲内であれば、例えばタッチパネル用、LED用などに用いる半導体実装における電極や配線の電気接続に対して好適に使用することができる。タッチパネル用としては、例えばタッチパネル引き出し回路とフレキシブルプリント配線板(FPC)との接続が例示される。コアの個数平均粒子径は、より好ましくは4μm以上、さらに好ましくは6μm以上であり、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは35μm以下である。 The number-average particle diameter of the core is preferably 2 μm or more and 50 μm or less. Cores with a number-average particle diameter within this range can be suitably used for electrical connections of electrodes and wiring in semiconductor packaging, for example, for touch panels and LEDs. An example of a touch panel application is the connection between a touch panel lead-out circuit and a flexible printed circuit board (FPC). The number-average particle diameter of the core is more preferably 4 μm or more, even more preferably 6 μm or more, and more preferably 40 μm or less, even more preferably 35 μm or less.
コアの粒子径の変動係数(CV値)は、10%以下であることが好ましく、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、さらにより好ましくは4.0%以下である。コアの粒子径の変動係数を小さくすることによって、導電性微粒子にしたときの機械的特性のばらつきを抑制できる。コアの粒子径の変動係数は、下限は特に限定されないが、例えば0.5%以上が好ましく、より好ましくは1%以上であり、さらに好ましくは1.5%以上である。 The coefficient of variation (CV value) of the core particle diameter is preferably 10% or less, more preferably 8.0% or less, even more preferably 5.0% or less, and even more preferably 4.0% or less. By reducing the coefficient of variation of the core particle diameter, it is possible to suppress variation in the mechanical properties when the conductive microparticles are formed. There is no particular lower limit for the coefficient of variation of the core particle diameter, but it is preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and even more preferably 1.5% or more.
1-2.シェル
シェルを構成するモノマー成分としては、上述したビニル系モノマー、またはシラン系モノマーを用いてもよいし、これらを併用してもよい。シェルを構成するモノマー成分として、上記ビニル系モノマーが好ましく、ビニル系モノマーとして上記モノマー(1)が好ましく、モノマー(1)としてジ(メタ)アクリレート類が好ましい。これらのモノマーを、シェルを構成するモノマー成分とすることにより樹脂粒子の耐膨潤性が向上し、更に分散性を向上させることができる。ジ(メタ)アクリレート類として、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとして、アルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が2~8のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。これによりコアの柔軟性が発揮され易くなる。より好ましくはアルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が3~5のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートであり、さらに好ましくはアルキレングリコール構造の繰り返し単位の数(n)が3のポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートである。
1-2. Shell The monomer component constituting the shell may be the vinyl monomer or silane monomer described above, or a combination of these may be used. The vinyl monomer described above is preferred as the monomer component constituting the shell, with the vinyl monomer described above being preferred as the vinyl monomer, and di(meth)acrylates being preferred as the monomer (1). Using these monomers as the monomer component constituting the shell improves the swelling resistance of the resin particles and further improves dispersibility. Polyalkylene glycol di(meth)acrylates are preferred as the di(meth)acrylates. Polyalkylene glycol di(meth)acrylates having a number (n) of repeating units of the alkylene glycol structure of 2 to 8 are preferred as the polyalkylene glycol di(meth)acrylates. This facilitates the development of flexibility in the core. Polyalkylene glycol di(meth)acrylates having a number (n) of repeating units of the alkylene glycol structure of 3 to 5 are more preferred, and polyalkylene glycol di(meth)acrylates having a number (n) of repeating units of the alkylene glycol structure of 3 are even more preferred.
モノマー(1)の含有率は、シェルを形成するモノマー成分100質量%に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上がさらより好ましく、97質量%以上が特に好ましく、100質量%が最も好ましい。 The content of monomer (1) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 97% by mass or more, and most preferably 100% by mass, based on 100% by mass of the monomer components forming the shell.
シェルの架橋度が高い程、樹脂粒子の耐膨潤性が向上し、分散性が向上する。そのため、シェルの架橋度は70%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらにより好ましくは95%以上、最も好ましくは100%である。
シェルにおける架橋度は下記式により評価できる。なお下記式中の架橋性モノマーには、上記ビニル系架橋性モノマー、上記シラン系架橋性モノマーが含まれる。
架橋度(%)=(架橋性モノマーの含有質量/全モノマーの含有質量)×100
The higher the degree of crosslinking of the shell, the more improved the swelling resistance and dispersibility of the resin particles, and therefore the degree of crosslinking of the shell is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, even more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and most preferably 100%.
The degree of crosslinking in the shell can be evaluated by the following formula: In the formula, the crosslinkable monomer includes the above vinyl-based crosslinkable monomer and the above silane-based crosslinkable monomer.
Degree of crosslinking (%) = (mass of crosslinkable monomer/mass of total monomer) x 100
シェルの平均厚みは、0.05μm以上、1μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1μm以上、0.8μm以下であり、さらに好ましくは0.2μm以上、0.7μm以下である。これによりシェルの耐膨潤性等の機能を発揮させ易くすることができる。なお、本発明でいうシェルの平均厚みは、コールターカウンター法を用いて、下記式により算出することができる。
シェルの平均厚み(μm)=(樹脂粒子の個数平均粒子径A(μm)-シェル被覆を行う前のコアの個数平均粒子径B(μm))/2
The average thickness of the shell is preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 0.8 μm or less, and even more preferably 0.2 μm or more and 0.7 μm or less. This makes it easier for the shell to exhibit its functions such as swelling resistance. The average thickness of the shell referred to in the present invention can be calculated using the Coulter counter method according to the following formula.
Average shell thickness (μm)=(number average particle size A (μm) of resin particles−number average particle size B (μm) of cores before shell coating)/2
シェルの平均厚み(μm)の樹脂粒子の個数平均粒子径(μm)に対する比は0.01以上、0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.02以上、0.04以下である。これによりコアの柔軟性、軟質性を発揮させつつ、シェルの耐膨潤性等の機能を発揮させ易くすることができる。 The ratio of the average shell thickness (μm) to the number-average particle diameter (μm) of the resin particles is preferably 0.01 or more and 0.05 or less, and more preferably 0.02 or more and 0.04 or less. This allows the core to exhibit its flexibility and softness while making it easier for the shell to exhibit its functions such as swelling resistance.
2.導電性微粒子
本発明には、上記樹脂粒子(基材)表面に少なくとも一層の導電性金属層が形成されている導電性微粒子も含まれる。以下、導電性微粒子について詳述する。
2. Conductive Fine Particles The present invention also includes conductive fine particles in which at least one conductive metal layer is formed on the surface of the resin particles (base material). The conductive fine particles will be described in detail below.
2-1.導電性金属層
導電性金属層を構成する金属としては特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、白金、鉄、鉛、アルミニウム、クロム、パラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、錫、コバルト、インジウム及びニッケル-リン、ニッケル-ホウ素等の金属や金属化合物、及び、これらの合金等が挙げられる。これらの中でも、金、ニッケル、パラジウム、銀、銅、錫が導電性に優れた導電性微粒子となることから好ましい。また、安価な点で、ニッケル、ニッケル合金(Ni-Au、Ni-Pd、Ni-Pd-Au、Ni-Ag、Ni-P、Ni-B、Ni-Zn、Ni-Sn、Ni-W、Ni-Co、Ni-W、Ni-Ti);銅、銅合金(CuとFe、Co、Ni、Zn、Sn、In、Ga、Tl、Zr、W、Mo、Rh、Ru、Ir、Ag、Au、Bi、Al、Mn、Mg、P、Bからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素との合金、好ましくはAg、Ni、Sn、Znとの合金);銀、銀合金(AgとFe、Co、Ni、Zn、Sn、In、Ga、Tl、Zr、W、Mo、Rh、Ru、Ir、Au、Bi、Al、Mn、Mg、P、Bからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素との合金、好ましくはAg-Ni、Ag-Sn、Ag-Zn);錫、錫合金(たとえばSn-Ag、Sn-Cu、Sn-Cu-Ag、Sn-Zn、Sn-Sb、Sn-Bi-Ag、Sn-Bi-In、Sn-Au、Sn-Pb等)等が好ましい。中でもニッケル、ニッケル合金が好ましい。また、導電性金属層は、単層でもよいし複層であってもよく、複層の場合には、例えば、ニッケル-金、ニッケル-パラジウム、ニッケル-パラジウム-金、ニッケル-銀等の組合せが好ましく挙げられる。
2-1. Conductive Metal Layer The metal constituting the conductive metal layer is not particularly limited, but examples thereof include metals and metal compounds such as gold, silver, copper, platinum, iron, lead, aluminum, chromium, palladium, nickel, rhodium, ruthenium, antimony, bismuth, germanium, tin, cobalt, indium, nickel-phosphorus, nickel-boron, and the like, as well as alloys thereof. Among these, gold, nickel, palladium, silver, copper, and tin are preferred because they form conductive fine particles with excellent conductivity. In addition, in terms of cost, nickel and nickel alloys (Ni—Au, Ni—Pd, Ni—Pd—Au, Ni—Ag, Ni—P, Ni—B, Ni—Zn, Ni—Sn, Ni—W, Ni—Co, Ni—W, Ni—Ti); copper and copper alloys (alloys of Cu and at least one metal element selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Zn, Sn, In, Ga, Tl, Zr, W, Mo, Rh, Ru, Ir, Ag, Au, Bi, Al, Mn, Mg, P, and B, preferably Ag, Ni, Sn, Z, and alloys with Ag and at least one metal element selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Zn, Sn, In, Ga, Tl, Zr, W, Mo, Rh, Ru, Ir, Au, Bi, Al, Mn, Mg, P, and B, preferably Ag—Ni, Ag—Sn, and Ag—Zn); and tin and tin alloys (for example, Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Cu—Ag, Sn—Zn, Sn—Sb, Sn—Bi—Ag, Sn—Bi—In, Sn—Au, and Sn—Pb). Of these, nickel and nickel alloys are preferred. The conductive metal layer may be a single layer or a multilayer. In the case of a multilayer, preferred combinations include nickel-gold, nickel-palladium, nickel-palladium-gold, and nickel-silver.
導電性金属層の厚さは、0.010μm以上が好ましく、より好ましくは0.030μm以上、さらに好ましくは0.050μm以上であり、0.30μm以下が好ましく、より好ましくは0.25μm以下、さらに好ましくは0.20μm以下、一層好ましくは、0.15μm以下である。導電性金属層の厚さが上記範囲内であれば、導電性微粒子を異方性導電材料として用いる際に、安定した電気的接続が維持できる。導電性金属層の厚さは、例えば実施例で後述する方法で測定することができる。 The thickness of the conductive metal layer is preferably 0.010 μm or more, more preferably 0.030 μm or more, even more preferably 0.050 μm or more, and is preferably 0.30 μm or less, more preferably 0.25 μm or less, even more preferably 0.20 μm or less, and even more preferably 0.15 μm or less. If the thickness of the conductive metal layer is within the above range, stable electrical connection can be maintained when the conductive fine particles are used as an anisotropic conductive material. The thickness of the conductive metal layer can be measured, for example, by the method described below in the Examples.
なお、導電性金属層は、樹脂粒子表面の少なくとも一部を被覆していればよいが、導電性金属層の表面には、実質的な割れや、導電性金属層が形成されていない面が存在しないことが好ましい。ここで、「実質的な割れや、導電性金属層が形成されていない面」とは、走査型電子顕微鏡(倍率1000倍)を用いて任意の10000個の導電性微粒子の表面を観察したときに、導電性金属層の割れ、および、樹脂粒子表面の露出が、実質的に目視で観察されないことを意味する。 The conductive metal layer only needs to cover at least a portion of the resin particle surface, but it is preferable that the surface of the conductive metal layer is substantially free of cracks and surfaces on which the conductive metal layer is not formed. Here, "substantial cracks and surfaces on which the conductive metal layer is not formed" means that when the surfaces of any 10,000 conductive microparticles are observed using a scanning electron microscope (magnification 1000x), cracks in the conductive metal layer and exposed resin particle surfaces are substantially not visible to the naked eye.
2-2.導電性微粒子
本発明の導電性微粒子の個数平均粒子径は、1μm以上が好ましく、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは4μm以上であり、50μm以下が好ましく、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。個数平均粒子径がこの範囲内であれば、微細化、狭小化された電極や配線の電気接続に対して、好適に使用できる。
なお、導電性微粒子の個数平均粒子径としては、フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製「FPIA(登録商標)-3000」)を用いて求められる3000個の粒子の個数基準の平均粒子径を採用することが好ましい。
The number average particle diameter of the conductive fine particles of the present invention is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and even more preferably 4 μm or more, and is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and even more preferably 25 μm or less. If the number average particle diameter is within this range, the conductive fine particles can be suitably used for electrical connections of miniaturized and narrowed electrodes and wiring.
As the number-average particle diameter of the conductive fine particles, it is preferable to use the number-based average particle diameter of 3,000 particles determined using a flow particle image analyzer (Sysmex Corporation's "FPIA (registered trademark)-3000").
本発明の導電性微粒子は、表面の少なくとも一部に絶縁性樹脂層を有することもできる。即ち、導電性金属層の表面にさらに絶縁性樹脂層を設けた態様であってもよい。このように表面の導電性金属層にさらに絶縁性樹脂層が積層されていると、高密度回路の形成時や端子接続時などに生じやすい横導通を防ぐことができる。 The conductive fine particles of the present invention may also have an insulating resin layer on at least a portion of their surface. That is, an insulating resin layer may be further provided on the surface of a conductive metal layer. By laminating an insulating resin layer on the conductive metal layer on the surface in this way, lateral conduction, which is likely to occur when forming high-density circuits or connecting terminals, can be prevented.
絶縁性樹脂層としては、導電性微粒子の粒子間における絶縁性が確保でき、一定の圧力及び/又は加熱により容易にその絶縁性樹脂層が崩壊あるいは剥離するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンなどのポリオレフィン類;ポリメチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート重合体および共重合体;ポリスチレン;等の熱可塑性樹脂やその架橋物;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂(メラミン樹脂等)等の熱硬化性樹脂;ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂およびこれらの混合物;等が挙げられる。但し、基材粒子に比べて絶縁性樹脂層が硬過ぎる場合には、絶縁性樹脂層の破壊よりも先に基材粒子自体が破壊してしまうおそれがある。したがって、絶縁性樹脂層には、未架橋または比較的架橋度の低い樹脂を用いることが好ましい。 The insulating resin layer is not particularly limited as long as it ensures insulation between the conductive microparticles and can be easily broken down or peeled off by a certain amount of pressure and/or heat. Examples include thermoplastic resins and crosslinked products thereof, such as polyolefins such as polyethylene; (meth)acrylate polymers and copolymers such as polymethyl (meth)acrylate; polystyrene; thermosetting resins such as epoxy resins, phenolic resins, and amino resins (e.g., melamine resins); water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, and mixtures thereof. However, if the insulating resin layer is too hard compared to the base particles, there is a risk that the base particles themselves will break down before the insulating resin layer breaks down. Therefore, it is preferable to use an uncrosslinked or relatively low-crosslinked resin for the insulating resin layer.
絶縁性樹脂層は、単層であっても、複数の層からなるものであってもよい。例えば、単一又は複数の皮膜状の層が形成されていてもよいし、絶縁性を有する粒状、球状、塊状、鱗片状その他の形状の粒子を導電性金属層の表面に付着させた層であってもよいし、さらには、導電性金属層の表面を化学修飾することにより形成された層であってもよく、または、これらが組み合わされたものであってもよい。絶縁性樹脂層の厚さは0.01μm以上、1μm以下が好ましく、より好ましくは0.02μm以上、0.5μm以下、さらに好ましくは0.03μm以上、0.4μm以下である。絶縁性樹脂層の厚さが上記範囲内であれば、導電性粒子による導通特性を良好に維持しつつ、粒子間の電気絶縁性が良好となる。 The insulating resin layer may be a single layer or may consist of multiple layers. For example, it may be a single or multiple film-like layers, or a layer in which insulating particles in the form of granules, spheres, chunks, scales, or other shapes are attached to the surface of a conductive metal layer, or a layer formed by chemically modifying the surface of a conductive metal layer, or a combination of these. The thickness of the insulating resin layer is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less, more preferably 0.02 μm or more and 0.5 μm or less, and even more preferably 0.03 μm or more and 0.4 μm or less. If the thickness of the insulating resin layer is within the above range, the electrical insulation between particles is good while maintaining the conductivity of the conductive particles.
3.製造方法
まず樹脂粒子の製造方法について説明する。
樹脂粒子の製造方法としては、コアを形成し、次いで該コアを被覆する様にシェルを形成する。
3. Manufacturing Method First, a manufacturing method of the resin particles will be described.
The resin particles are produced by forming a core and then forming a shell so as to cover the core.
3-1.コアの製造方法
コアの製造方法としては、上述のコアのモノマーを重合するものであれば、特に制限はなく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、第1のシード重合法、ゾルゲルシード重合法等の従来公知の方法を採用できる。コアの粒子径の制御が容易であり粒度分布の小さいコアが得られやすいという点では、例えば、第1のシード重合法によりコアを合成する方法等が好ましく採用される。
3-1. Core Manufacturing Method The core manufacturing method is not particularly limited as long as it polymerizes the core monomers described above, and any conventionally known method can be used, such as emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, first seed polymerization, or sol-gel seed polymerization. For example, a method of synthesizing a core by the first seed polymerization method is preferably used, since it is easy to control the particle size of the core and to easily obtain a core with a narrow particle size distribution.
第1のシード重合法は、シード粒子調製工程、シード粒子にコア用モノマーを吸収させる吸収工程、シード粒子に吸収させたコア用モノマーを重合反応させる重合工程を経てコアを得る方法である。各工程における手法や条件等は、公知のシード重合法の手法を適宜採用すればよく特に制限されないが、例えば以下の手法等が好ましく採用される。 The first seed polymerization method is a method of obtaining cores through a seed particle preparation step, an absorption step in which core monomers are absorbed into the seed particles, and a polymerization step in which the core monomers absorbed into the seed particles are polymerized. The techniques and conditions for each step are not particularly limited and can be any known seed polymerization technique that can be appropriately adopted. However, the following techniques are preferably used, for example:
シード粒子調製工程において、有機材料のみから構成される樹脂粒子を合成する場合には、上記ビニル系モノマーを用いて、ソープフリー乳化重合、分散重合等の方法でシード粒子を調製すればよい。この場合、上記ビニル系モノマーとしてスチレン等のスチレン系単官能モノマーを用いることが好ましい。他方、有機材料とポリシロキサン骨格を有する材料から構成される粒子を合成する場合には、上記シラン系モノマーを用いて、水を含む溶媒(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、(シクロ)パラフィン類、芳香族炭化水素類等の有機溶剤と水との混合溶媒)中で加水分解して縮重合させる方法でシード粒子(ポリシロキサン粒子)を調製すればよい。この場合、シラン系モノマーとして、上記シラン系架橋性モノマーを用いて重合性ポリシロキサン粒子とすることが好ましい。加水分解し、縮重合させるにあたっては、触媒として、アンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の塩基性触媒を好ましく用いることができ、さらに必要に応じて、アニオン性、カチオン性、非イオン性の界面活性剤や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の高分子分散剤を併用することができる。 In the seed particle preparation process, when synthesizing resin particles composed solely of organic materials, seed particles can be prepared using the vinyl monomers described above by methods such as soap-free emulsion polymerization or dispersion polymerization. In this case, it is preferable to use a styrene-based monofunctional monomer such as styrene as the vinyl monomer. On the other hand, when synthesizing particles composed of organic materials and materials having a polysiloxane skeleton, seed particles (polysiloxane particles) can be prepared using the silane monomers described above by hydrolysis and condensation polymerization in a solvent containing water (e.g., a mixed solvent of water and an organic solvent such as alcohols, ketones, esters, (cyclo)paraffins, or aromatic hydrocarbons). In this case, it is preferable to use the silane-based crosslinkable monomers described above as the silane monomers to form polymerizable polysiloxane particles. For the hydrolysis and condensation polymerization, a basic catalyst such as ammonia, urea, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, or alkaline earth metal hydroxide can be preferably used as a catalyst, and if necessary, an anionic, cationic, or nonionic surfactant, or a polymer dispersant such as polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone can also be used in combination.
吸収工程においてシード粒子にコア用モノマーを吸収させる方法としては、特に制限はなく、例えば、予めシード粒子を溶媒中に分散させたシード粒子分散液にコア用モノマーを加えてもよいし、コア用モノマーを含む溶媒中にシード粒子を加えてもよいが、特に、前者の手法において、重合または加水分解、縮合により得られた反応液をそのままシード粒子分散液とすることが、工程の簡略化、生産性の観点から好ましい。コア用モノマーは、それ単独で添加してもよいし、溶媒に溶解させた溶液として添加してもよいが、シード粒子に効率よく吸収させるうえでは、乳化剤を用いて予め水又は水性媒体(例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類等の水溶性有機溶剤またはこれらと水との混合溶媒)に乳化、分散させて乳化液としておき添加することが好ましい。吸収させるコア用モノマーとして少なくとも上述した高Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレート、及び低Tgケイ素非含有単官能(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。 There are no particular limitations on the method for absorbing the core monomer into the seed particles in the absorption process. For example, the core monomer may be added to a seed particle dispersion in which seed particles are previously dispersed in a solvent, or the seed particles may be added to a solvent containing the core monomer. However, in the former method, using the reaction solution obtained by polymerization, hydrolysis, and condensation as the seed particle dispersion is particularly preferred from the standpoints of process simplification and productivity. The core monomer may be added alone or as a solution dissolved in a solvent. However, to ensure efficient absorption into the seed particles, it is preferable to emulsify and disperse the core monomer in water or an aqueous medium (e.g., a water-soluble organic solvent such as an alcohol, ketone, or ester, or a mixture of these with water) using an emulsifier before adding the emulsion. It is preferable to use at least the high-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate and the low-Tg silicon-free monofunctional (meth)acrylate described above as the core monomer to be absorbed.
コア用モノマーを乳化剤で乳化分散させる際には、乳化剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン-オキシプロピレンブロックポリマー等のノニオン性界面活性剤が、シード粒子がモノマーを吸収した後のシード粒子の分散状態を安定化させることもできる点で好ましく用いられる。また、乳化分散の際に用いる水又は水性媒体の量は、通常、モノマーの質量に対して0.3倍以上、10倍以下である。 When emulsifying and dispersing the core monomer with an emulsifier, preferred emulsifiers include anionic surfactants and nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxysorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, glycerin fatty acid esters, and oxyethylene-oxypropylene block polymers, as they can stabilize the dispersion state of the seed particles after they have absorbed the monomer. Furthermore, the amount of water or aqueous medium used during emulsification and dispersion is typically 0.3 to 10 times the mass of the monomer.
吸収工程において、コア用モノマーがシード粒子に吸収されたかどうかの判断については、例えば、モノマーを加える前及び吸収段階終了後に、顕微鏡により粒子を観察し、モノマーの吸収により粒子径が大きくなっていることを確認することで容易に判断できる。なお、本発明における樹脂粒子を得るためには、下記式で示される吸収倍率は、特に限定されるものではないが、1.0倍以上、50倍以下であることが好ましく、より好ましくは2.0倍以上、30倍以下であり、さらに好ましくは3.0倍以上、20倍以下である。
吸収倍率=(吸収させるコア用モノマーの総質量)/(シード粒子の質量)
In the absorption step, whether the core monomer has been absorbed into the seed particles can be easily determined, for example, by observing the particles with a microscope before adding the monomer and after the absorption step is completed, and confirming that the particle size has increased due to the absorption of the monomer. In order to obtain the resin particles of the present invention, the absorption ratio represented by the following formula is not particularly limited, but is preferably 1.0 times or more and 50 times or less, more preferably 2.0 times or more and 30 times or less, and even more preferably 3.0 times or more and 20 times or less.
Absorption capacity = (total mass of core monomers to be absorbed) / (mass of seed particles)
重合工程において採用する重合方法は、特に限定されず、例えば、ラジカル重合開始剤(例えば、過酸化物系開始剤、アゾ系開始剤等)を用いる方法など公知の方法を用いることができる。ラジカル重合を行う際の反応温度は40℃以上が好ましく、より好ましくは50℃以上であり、100℃以下が好ましく、より好ましくは80℃以下である。反応温度が低すぎると、重合度が十分に上がらず複合粒子の機械的特性が不充分となる傾向があり、一方、反応温度が高すぎると、重合中に粒子間の凝集が起こりやすくなる傾向がある。なお、ラジカル重合を行う際の反応時間は、用いる重合開始剤の種類に応じて適宜変更すればよいが、通常、5分以上が好ましく、より好ましくは10分以上であり、600分以下が好ましく、より好ましくは300分以下である。反応時間が短すぎると、重合度が十分に上がらない場合があり、反応時間が長すぎると、粒子間で凝集が起こり易くなる傾向がある。このような重合工程において、シード粒子が重合性ポリシロキサン粒子である場合、吸収させたモノマーと重合性ポリシロキサン骨格が有するラジカル重合性基とが重合し、ポリシロキサン骨格とビニル重合体とが複合化する。 The polymerization method used in the polymerization step is not particularly limited, and known methods, such as those using radical polymerization initiators (e.g., peroxide initiators, azo initiators, etc.), can be used. The reaction temperature during radical polymerization is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and 100°C or lower, more preferably 80°C or lower. If the reaction temperature is too low, the degree of polymerization may not increase sufficiently, resulting in insufficient mechanical properties of the composite particles. On the other hand, if the reaction temperature is too high, inter-particle aggregation may occur during polymerization. The reaction time during radical polymerization can be adjusted depending on the type of polymerization initiator used, but is typically 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, and 600 minutes or shorter, more preferably 300 minutes or shorter. If the reaction time is too short, the degree of polymerization may not increase sufficiently. If the reaction time is too long, inter-particle aggregation may occur. In this polymerization process, if the seed particles are polymerizable polysiloxane particles, the absorbed monomer polymerizes with the radically polymerizable groups in the polymerizable polysiloxane skeleton, resulting in the polysiloxane skeleton and vinyl polymer forming a composite.
3-2.シェルの形成方法
コアに該コアを被覆する様にシェルを形成することにより、コアシェル粒子である樹脂粒子が得られる。
3-2. Method of Forming Shell By forming a shell on a core so as to cover the core, resin particles that are core-shell particles can be obtained.
シェルの形成方法としては、上述のモノマーを重合すればよく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、第2のシード重合法、ゾルゲルシード重合法等の従来公知の方法を採用できる。シェル膜厚の制御が容易であり膜厚が均一で粒度分布の小さい樹脂粒子が得られやすいという点では、例えば、第2のシード重合法によりシェルを形成する方法等が好ましく採用される。 The shell can be formed by polymerizing the above-mentioned monomers, using conventional methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, second seed polymerization, and sol-gel seed polymerization. For example, a method of forming the shell by second seed polymerization is preferred, as it allows for easy control of the shell thickness and makes it easier to obtain resin particles with a uniform thickness and a narrow particle size distribution.
第2のシード重合法は、コア表面にシェル用モノマーを被覆させる被覆工程、コア表面でシェル用モノマーを重合反応させる重合工程を経てコアシェル粒子を得る方法である。 The second seed polymerization method is a method of obtaining core-shell particles through a coating process in which the core surface is coated with a shell monomer, and a polymerization process in which the shell monomer is polymerized on the core surface.
被覆工程において、コア表面にシェル用モノマーを被覆させる方法としては、特に制限はなく、例えば、予めコアを溶媒中に分散させたコア分散液にシェル用モノマーを加えてもよいし、シェル用モノマーを含む溶媒中にコアを加えてもよいが、特に、前者の手法において、コアの重合により得られた反応液をそのままコア分散液とすることが、工程の簡略化、生産性の観点から好ましい。シェル用モノマーは、それ単独で添加してもよいし、溶媒に溶解させた溶液として添加してもよいが、コア表面に効率よくシェル用モノマーを被覆させるうえでは、乳化剤を用いて予め水又は水性媒体に乳化、分散させて乳化液としておき添加することが好ましい。水性媒体としては、上記第1のシード重合法で用いられる水性媒体と同様のものを用いることができ、シェル用モノマーを乳化剤で乳化分散させる際には、乳化剤として、上記第1のシード重合法で用いられる乳化剤と同様のものを用いることができる。 In the coating process, the method for coating the core surface with the shell monomer is not particularly limited. For example, the shell monomer may be added to a core dispersion in which the core is previously dispersed in a solvent, or the core may be added to a solvent containing the shell monomer. However, in the former method, using the reaction liquid obtained by core polymerization as the core dispersion is particularly preferred from the perspectives of process simplification and productivity. The shell monomer may be added alone or as a solution dissolved in a solvent. However, to efficiently coat the core surface with the shell monomer, it is preferable to emulsify and disperse the shell monomer in water or an aqueous medium using an emulsifier before adding the emulsion. The aqueous medium may be the same as the aqueous medium used in the first seed polymerization method described above. When the shell monomer is emulsified and dispersed with an emulsifier, the emulsifier may be the same as the emulsifier used in the first seed polymerization method described above.
被覆工程において、シェル用モノマーがコア表面に分散されたかどうかの判断については、反応液が乳濁液であり、沈澱等が発生しないことで容易に判断できる。なお、本発明における樹脂粒子を得るためには、下記式で示される被覆倍率は、特に限定されるものではないが、0.01倍以上、1.0倍以下であることが好ましく、より好ましくは0.03倍以上、0.8倍以下であり、さらに好ましくは0.05倍以上、0.32倍以下である。
被覆倍率=(被覆させるシェル用モノマーの総質量)/(コアの総質量)
In the coating step, whether the shell monomer has been dispersed on the core surface can be easily determined by checking that the reaction solution is an emulsion and that no precipitation occurs. In order to obtain the resin particles of the present invention, the coating ratio shown in the following formula is not particularly limited, but is preferably 0.01 times or more and 1.0 times or less, more preferably 0.03 times or more and 0.8 times or less, and even more preferably 0.05 times or more and 0.32 times or less.
Coverage ratio = (total mass of shell monomers to be covered) / (total mass of core)
合成後、樹脂粒子は、通常、乾燥され、場合によっては焼成に付される。乾燥温度は特に限定されないが、通常40℃~250℃の範囲である。 After synthesis, the resin particles are typically dried and, in some cases, calcined. The drying temperature is not particularly limited, but is typically in the range of 40°C to 250°C.
以上のようにして樹脂粒子は、個数平均粒子径や粒子径の変動係数等について上述した範囲を満足するよう調製される。 In this way, the resin particles are prepared so that the number average particle size, particle size coefficient of variation, etc., satisfy the above-mentioned ranges.
3-3.導電性金属層の形成方法
次に、以上の様にして得られた樹脂粒子(基材)に導電性金属層を形成し、必要に応じてさらに絶縁性樹脂層を形成することにより、導電性微粒子が得られる。
3-3. Method for forming a conductive metal layer Next, a conductive metal layer is formed on the resin particles (substrate) obtained as described above, and an insulating resin layer is further formed as needed, thereby obtaining conductive fine particles.
導電性金属層の形成方法および絶縁性樹脂層の形成方法は特に限定されないが、例えば導電性金属層は、基材表面に無電解メッキ法、電解メッキ法等によってメッキを施す方法;基材表面に真空蒸着、イオンプレーティング、イオンスパッタリング等の物理的蒸着方法により導電性金属層を形成する方法;等により形成できる。これらの中でも特に無電解メッキ法が、大掛かりな装置を必要とせず容易に導電性金属層を形成できる点で好ましい。 The methods for forming the conductive metal layer and the insulating resin layer are not particularly limited. For example, the conductive metal layer can be formed by plating the substrate surface using electroless plating, electrolytic plating, or the like; or by forming a conductive metal layer on the substrate surface using physical vapor deposition methods such as vacuum deposition, ion plating, and ion sputtering. Of these, electroless plating is particularly preferred because it does not require large-scale equipment and can easily form a conductive metal layer.
4.異方性導電材料
本発明には、上記導電性微粒子をバインダー樹脂に分散してなる異方性導電材料も含まれる。異方性導電材料の形態は特に限定されず、例えば、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電インクなど様々な形態が挙げられる。これらの異方性導電材料を相対向する基板同士や電極端子間に設けることにより、良好な電気的接続が可能になる。なお、本発明の導電性微粒子を用いた異方性導電材料には、液晶表示素子用導通材料(導通スペーサーおよびその組成物)も含まれる。異方性導電材料の好適な用途としてはタッチパネルの入力用、LED用などが挙げられ、特にタッチパネルの実装用に好適に用いられる。
4. Anisotropic Conductive Materials The present invention also includes an anisotropic conductive material obtained by dispersing the above-described conductive fine particles in a binder resin. The form of the anisotropic conductive material is not particularly limited, and various forms, such as anisotropic conductive films, anisotropic conductive pastes, anisotropic conductive adhesives, and anisotropic conductive inks, can be used. By providing these anisotropic conductive materials between opposing substrates or between electrode terminals, good electrical connection can be achieved. Anisotropic conductive materials using the conductive fine particles of the present invention also include conductive materials for liquid crystal display elements (conductive spacers and compositions thereof). Suitable applications of the anisotropic conductive material include touch panel input and LED applications, and they are particularly suitable for use in touch panel mounting.
バインダー樹脂としては、絶縁性の樹脂であれば特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、エチレン-酢酸ビニル樹脂、スチレン-ブタジエンブロック共重合体などの熱可塑性樹脂;グリシジル基を有するモノマーやオリゴマーおよびイソシアネートなどの硬化剤との反応により硬化する硬化性樹脂組成物;光や熱により硬化する硬化性樹脂組成物;等が挙げられる。 The binder resin is not particularly limited as long as it is an insulating resin, and examples include thermoplastic resins such as acrylic resin, ethylene-vinyl acetate resin, and styrene-butadiene block copolymer; curable resin compositions that cure upon reaction with a curing agent such as a monomer or oligomer having a glycidyl group and an isocyanate; and curable resin compositions that cure with light or heat.
なお、本発明の異方性導電材料は、バインダー樹脂中に本発明の導電性微粒子を分散させ、所望の形態とすることで得られるが、例えば、バインダー樹脂と導電性微粒子とを別々に使用し、接続しようとする基材間や電極端子間に導電性微粒子をバインダー樹脂とともに存在させることによって接続してもかまわない。 The anisotropic conductive material of the present invention can be obtained by dispersing the conductive fine particles of the present invention in a binder resin and forming them into the desired form. However, for example, the binder resin and the conductive fine particles can be used separately, and the conductive fine particles can be placed together with the binder resin between the substrates or electrode terminals to be connected to form the connection.
異方性導電材料において、導電性微粒子の含有率は、用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば、異方性導電材料の全量に対して1体積%以上が好ましく、より好ましくは2体積%以上、さらに好ましくは5体積%以上であり、50体積%以下が好ましく、より好ましくは30体積%以下、さらに好ましくは20体積%以下である。導電性微粒子の含有率が低すぎると、充分な電気的導通が得られ難い場合があり、一方、導電性微粒子の含有率が高すぎると、導電性微粒子同士が接触してしまい、異方性導電材料としての機能が発揮され難い場合がある。 The content of conductive fine particles in anisotropic conductive materials can be determined appropriately depending on the application, but is preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and even more preferably 5% by volume or more, relative to the total amount of anisotropic conductive material, and is preferably 50% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, and even more preferably 20% by volume or less. If the content of conductive fine particles is too low, it may be difficult to achieve sufficient electrical conductivity. On the other hand, if the content of conductive fine particles is too high, the conductive fine particles may come into contact with each other, making it difficult for the material to function as an anisotropic conductive material.
異方性導電材料におけるフィルム膜厚、ペーストや接着剤の塗工膜厚、印刷膜厚等については、使用する本発明の導電性微粒子の粒子径と、接続すべき電極の仕様とを考慮し、接続すべき電極間に導電性微粒子が狭持され、且つ接続すべき電極が形成された接合基板同士の空隙がバインダー樹脂層により充分に満たされるように、適宜設定することが好ましい。 The film thickness of the anisotropic conductive material, the coating thickness of the paste or adhesive, the printing thickness, etc. should preferably be appropriately set taking into consideration the particle diameter of the conductive microparticles of the present invention used and the specifications of the electrodes to be connected, so that the conductive microparticles are sandwiched between the electrodes to be connected and the gaps between the bonded substrates on which the electrodes to be connected are formed are sufficiently filled with the binder resin layer.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。 The present invention will be explained in more detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples, and modifications can be made within the scope of the spirit described above and below, and all such modifications are within the technical scope of the present invention. In the following, unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass."
1.物性測定方法
各種物性の測定は以下の方法で行った。
1. Physical property measurement methods Various physical properties were measured by the following methods.
<シード粒子、コア、および樹脂粒子の個数平均粒子径・変動係数(CV値)>
コア、樹脂粒子の場合には、コア又は樹脂粒子0.1部に、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬株式会社製「ハイテノール(登録商標)N-08」)の1%水溶液20部を加え、超音波で10分間分散させた分散液を測定試料とした。シード粒子の場合には、加水分解、縮合反応で得られた分散液をポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬株式会社製「ハイテノール(登録商標)N-08」)の1%水溶液により希釈したものを測定試料とした。それぞれの測定試料について、粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製「コールターマルチサイザーIII型」)により30000個の粒子の粒子径(μm)を測定し、個数平均粒子径を求めた。またコア、樹脂粒子については、個数平均粒子径とともに個数基準での粒子径の標準偏差をも求め、下記式に従って粒子径の変動係数(CV値)を算出した。
粒子の変動係数(%)=100×(粒子径の標準偏差/個数平均粒子径)
<Number average particle diameter and coefficient of variation (CV value) of seed particles, cores, and resin particles>
In the case of cores and resin particles, 20 parts of a 1% aqueous solution of an emulsifier, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt ("Hitenol (registered trademark) N-08" manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), was added to 0.1 parts of the cores or resin particles, and the resulting dispersion was ultrasonically dispersed for 10 minutes to prepare a measurement sample. In the case of seed particles, the dispersion obtained by the hydrolysis and condensation reaction was diluted with a 1% aqueous solution of polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt ("Hitenol (registered trademark) N-08" manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) to prepare a measurement sample. For each measurement sample, the particle diameters (μm) of 30,000 particles were measured using a particle size distribution analyzer ("Coulter Multisizer III" manufactured by Beckman Coulter, Inc.) to determine the number-average particle diameter. For the cores and resin particles, the standard deviation of the particle diameters on a number basis was also determined along with the number-average particle diameter, and the coefficient of variation (CV value) of the particle diameter was calculated according to the following formula:
Coefficient of variation of particles (%) = 100 × (standard deviation of particle diameter / number average particle diameter)
<導電性金属層の膜厚>
フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製「FPIA(登録商標)-3000」)を用いて、樹脂粒子3000個の個数平均粒子径X(μm)および導電性微粒子3000個の個数平均粒子径Y(μm)を測定した。なお、測定は粒子0.25部に、乳化剤であるポリオキシエチレンオレイルエーテル(花王株式会社製「エマルゲン(登録商標)430」)の1.4%水溶液17.5部を加え、超音波で10分間分散させた後に行なった。次に、下記式に従って導電性金属層の膜厚を算出した。
導電性金属層膜厚(μm)=(Y-X)/2
<Film Thickness of Conductive Metal Layer>
Using a flow particle image analyzer (Sysmex Corporation's "FPIA (registered trademark)-3000"), the number average particle diameter X (μm) of 3,000 resin particles and the number average particle diameter Y (μm) of 3,000 conductive fine particles were measured. The measurements were performed after adding 17.5 parts of a 1.4% aqueous solution of an emulsifier, polyoxyethylene oleyl ether (Kao Corporation's "Emulgen (registered trademark) 430"), to 0.25 parts of the particles and dispersing the mixture ultrasonically for 10 minutes. The film thickness of the conductive metal layer was then calculated according to the following formula:
Conductive metal layer thickness (μm) = (Y-X)/2
<樹脂粒子の10%K値>
微小圧縮試験機(島津製作所社製「MCT-W500」)を用いて、室温(25℃)において、試料台(材質:SKS材平板)上に散布した粒子1個について、直径50μmの円形平板圧子(材質:ダイヤモンド)を用いて、「軟質表面検出」モードで、粒子の中心方向へ一定の負荷速度(0.445mN/秒)で荷重をかけた。圧縮変位が粒子径の10%になったときの荷重値(10%圧縮荷重値)(mN)とそのときの変位量(μm)を測定した。なお、測定は各試料について、異なる10個の粒子に対して行い、平均した値を測定値とした。得られた圧縮荷重値(mN)を圧縮荷重(N)に換算し、得られた変位量(μm)を圧縮変位(mm)に換算し、樹脂粒子の個数平均粒子径(μm)から粒子の半径(mm)を算出し、これらを用いて下記式に基づき算出した。上記測定は、25℃の恒温雰囲気下で行った。
<10% K value of resin particles>
Using a microcompression tester (Shimadzu Corporation, "MCT-W500"), at room temperature (25°C), a load was applied to a single particle scattered on a sample stage (material: SKS flat plate) using a 50 μm diameter circular flat indenter (material: diamond) in "soft surface detection" mode toward the center of the particle at a constant loading rate (0.445 mN/sec). The load value (mN) when the compressive displacement reached 10% of the particle diameter (10% compressive load value) and the displacement (μm) at that time were measured. Measurements were performed on 10 different particles for each sample, and the average value was used as the measured value. The obtained compressive load value (mN) was converted to compressive load (N), and the obtained displacement (μm) was converted to compressive displacement (mm). The particle radius (mm) was calculated from the number-average particle diameter (μm) of the resin particles, and these values were used to calculate the particle radius according to the following formula. The above measurements were performed in a constant temperature atmosphere of 25°C.
<樹脂粒子の回復率>
微小圧縮試験機(島津製作所社製「MCT-W500」)を用いて、室温(25℃)において、試料台(材質:SKS材平板)上に散布した粒子1個について、直径50μmの円形平板圧子(材質:ダイヤモンド)を用い、「軟質表面検出」モードで、粒子の中心方向へ一定の負荷速度(2.23mN/秒)で最大荷重(49mN)まで圧縮し、そのときの変位量(μm)を測定し、これを最大変位量L1とした。次いで、一定の除負荷速度(2.23mN/秒)で最小荷重(0.49mN)まで荷重を減らしていったときの最大荷重から最小荷重までの間の変位量(μm)を測定し、これを回復変位量L2とした。回復率は、最大変位量L1および回復変位量L2から下記式に基づき算出した。なお、測定は各試料について、異なる10個の粒子に対して行い、平均した値を測定値とした。
回復率(%)=(L2/L1)×100
上記測定は、25℃の恒温雰囲気下で行った。
<Recovery rate of resin particles>
Using a microcompression tester (Shimadzu Corporation "MCT-W500"), at room temperature (25°C), a single particle scattered on a sample stage (material: SKS plate) was compressed toward the center of the particle at a constant loading rate (2.23 mN/sec) to a maximum load (49 mN) using a 50 μm diameter circular flat indenter (material: diamond) in "soft surface detection" mode. The displacement (μm) at this time was measured and designated as the maximum displacement L1. Next, the load was reduced to a minimum load (0.49 mN) at a constant unloading rate (2.23 mN/sec). The displacement (μm) from the maximum load to the minimum load was measured and designated as the recovery displacement L2. The recovery rate was calculated from the maximum displacement L1 and the recovery displacement L2 according to the following formula. Note that measurements were performed on 10 different particles for each sample, and the average value was designated as the measured value.
Recovery rate (%) = (L2/L1) x 100
The above measurements were carried out in a constant temperature atmosphere of 25°C.
<粉体(樹脂粒子)の乳化水への分散性の評価>
重合体粒子2.5gと、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬株式会社製「ハイテノール(登録商標)N-08」)の1%水溶液100gを、200mLビーカーに入れ15分間超音波分散した後、目開きが樹脂粒子の個数平均粒子径(μm)の1.6倍のふるいに通した。ふるいごと120℃で2時間乾燥後、ふるいと、ふるい上に残存した重合体粒子の合計重量(g)を測定し、ふるいの重量(g)を差し引くことで、ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を求め、下記式により乳化水への分散率(%)を求めた。
分散率(%)=100-((ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)/2.5(g))×100)
<Evaluation of dispersibility of powder (resin particles) in emulsified water>
2.5 g of polymer particles and 100 g of a 1% aqueous solution of an emulsifier, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt ("Hitenol (registered trademark) N-08" manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), were placed in a 200 mL beaker and ultrasonically dispersed for 15 minutes, and then passed through a sieve with a mesh size 1.6 times the number average particle size (μm) of the resin particles. After drying the sieve and the polymer particles at 120°C for 2 hours, the total weight (g) of the sieve and the polymer particles remaining on the sieve was measured, and the weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve was calculated by subtracting the weight (g) of the sieve, and the dispersion rate (%) in emulsified water was calculated using the following formula.
Dispersion rate (%)=100−((weight of polymer particles remaining on the sieve (g)/2.5 (g))×100)
なお樹脂粒子の個数平均粒子径(μm)の1.6倍の目開きを有するふるいとして、個数平均粒子径が19.9~20.8μm(1.6倍μm値=31.8~33.2μm)である樹脂粒子No.1、2、5~15、17では、下記基準に基づいて、アズワン株式会社製の開口径が32μmのステンレスふるいを使用した。また個数平均粒子径が9.7~10.7μm(1.6倍μm値=15.5~17.1μm)である樹脂粒子No.3、16では、下記基準に基づいて、アズワン株式会社製の開口径が16μmの電成ふるいを使用した。また個数平均粒子径が4.8μm(1.6倍μm値=7.7μm)の樹脂粒子No.4では、下記基準に基づいて、アズワン株式会社製の開口径が8μmの電成ふるいを使用した。
・個数平均粒子径6μm未満:目開き8μmの電成ふるい
・個数平均粒子径6μm以上9μm未満:目開き12μmの電成ふるい
・個数平均粒子径9μm以上13μm未満:目開き16μmの電成ふるい
・個数平均粒子径13μm以上17μm未満:目開き25μmのステンレスふるい
・個数平均粒子径17μm以上24μm未満:目開き32μmのステンレスふるい
As a sieve having a mesh size 1.6 times the number-average particle diameter (μm) of the resin particles, a stainless steel sieve with an opening size of 32 μm manufactured by AS ONE Corporation was used for resin particles Nos. 1, 2, 5 to 15, and 17, which have a number-average particle diameter of 19.9 to 20.8 μm (1.6-fold μm value = 31.8 to 33.2 μm), based on the following criteria. For resin particles Nos. 3 and 16, which have a number-average particle diameter of 9.7 to 10.7 μm (1.6-fold μm value = 15.5 to 17.1 μm), an electroformed sieve with an opening size of 16 μm manufactured by AS ONE Corporation was used based on the following criteria. For resin particles No. 4, which have a number-average particle diameter of 4.8 μm (1.6-fold μm value = 7.7 μm), an electroformed sieve with an opening size of 8 μm manufactured by AS ONE Corporation was used based on the following criteria.
Number average particle diameter less than 6 μm: electroformed sieve with 8 μm openings Number average particle diameter 6 μm or more and less than 9 μm: electroformed sieve with 12 μm openings Number average particle diameter 9 μm or more and less than 13 μm: electroformed sieve with 16 μm openings Number average particle diameter 13 μm or more and less than 17 μm: stainless steel sieve with 25 μm openings Number average particle diameter 17 μm or more and less than 24 μm: stainless steel sieve with 32 μm openings
<ホモポリマーガラス転移温度(Tg)>
ホモポリマーガラス転移温度(Tg)がPOLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION、及び塗装と塗料(塗料出版社、10(No.358)、1982)に記載されていないモノマー(イソオクチルアクリレート(IOA))については、下記の通り、示差走査熱量分析(DSC)を行った。
<Homopolymer glass transition temperature (Tg)>
For a monomer (isooctyl acrylate (IOA)) whose homopolymer glass transition temperature (Tg) is not listed in the Polymer Handbook Fourth Edition and Coatings and Paints (Paint Publishing Co., 10 (No. 358), 1982), differential scanning calorimetry (DSC) was performed as follows.
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、ポリビニルアルコール(クラレ社製「ポバールPVA-205」)の10%水溶液200部を仕込み25℃に保持した。300rmpで攪拌下、滴下口から、モノマーとしてイソオクチルアクリレート27部と、と2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V-65」)0.7部とを溶解した溶液を添加し、2時間保持することにより懸濁液を作製した。この懸濁液を、撹拌継続下、窒素雰囲気下で65℃まで昇温し、65℃にて2時間保持することにより、ラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、40℃で12時間真空乾燥させることで、イソオクチルアクリレートのホモポリマー粒子を得た。次いで、示差走査熱量測定装置(BRUKER社製 DSC3100)を用いて、窒素雰囲気下、得られたホモポリマー粒子を-100℃~150℃の範囲で20℃/分の昇温速度で昇温して得られたDSC曲線のピークの中点をホモポリマーガラス転移温度(Tg)とした。 A four-neck flask equipped with a condenser, thermometer, and dropping nozzle was charged with 200 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Poval PVA-205, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and maintained at 25°C. While stirring at 300 rpm, a solution containing 27 parts of isooctyl acrylate and 0.7 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (V-65, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added through the dropping nozzle and held for 2 hours to produce a suspension. With continued stirring, this suspension was heated to 65°C under a nitrogen atmosphere and held at 65°C for 2 hours to carry out radical polymerization. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation and vacuum dried at 40°C for 12 hours to obtain isooctyl acrylate homopolymer particles. Next, using a differential scanning calorimeter (BRUKER DSC3100), the resulting homopolymer particles were heated in a nitrogen atmosphere in the range of -100°C to 150°C at a heating rate of 20°C/min, and the midpoint of the peak of the resulting DSC curve was taken as the homopolymer glass transition temperature (Tg).
2-1.コア粒子の作製
製造例1
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水384部と、25%アンモニア水1.2部、メタノール236部を入れ、攪拌下、滴下口から3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM503」)100部を添加して、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を行って、メタクリロイル基を有するポリシロキサン粒子(重合性ポリシロキサン粒子)の乳濁液を調製した。反応開始から2時間後、得られたポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、粒子径を測定したところ、個数平均粒子径は7.3μmであった。
2-1. Preparation of core particles Production Example 1
A four-neck flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dropping port was charged with 384 parts of ion-exchanged water, 1.2 parts of 25% aqueous ammonia, and 236 parts of methanol, and while stirring, 100 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., "KBM503") was added through the dropping port to carry out a hydrolysis and condensation reaction of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, thereby preparing an emulsion of polysiloxane particles (polymerizable polysiloxane particles) having methacryloyl groups. Two hours after the start of the reaction, the resulting emulsion of polysiloxane particles was sampled, and the particle diameter was measured. The number average particle diameter was found to be 7.3 μm.
次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF-08」)の20%水溶液25部をイオン交換水1000部で溶解した溶液に、n-ブチルメタクリレート405部、n-ブチルアクリレート405部、トリエチレングリコールジメタクリレート90部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート100部、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V-65」)25部を溶解した溶液を加え、乳化分散させてコア用モノマーの乳化液を調製した。 Next, a solution of 405 parts of n-butyl methacrylate, 405 parts of n-butyl acrylate, 90 parts of triethylene glycol dimethacrylate, 100 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate, and 25 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., V-65) was added to a solution of 25 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ester ammonium salt (Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., "Hitenol (registered trademark) NF-08") as an emulsifier in 1,000 parts of ion-exchanged water, and the resulting mixture was emulsified and dispersed to prepare an emulsion of the core monomer.
また、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF-08」)の20%水溶液3.8部をイオン交換水150部で溶解した溶液に、トリエチレングリコールジメタクリレート150部を加え、乳化分散させてシェル用モノマーの乳化液を調製した。 Furthermore, 150 parts of triethylene glycol dimethacrylate was added to a solution prepared by dissolving 3.8 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ester ammonium salt (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., "Hitenol (registered trademark) NF-08") as an emulsifier in 150 parts of ion-exchanged water, and emulsified and dispersed to prepare an emulsion of the shell monomer.
得られたコア用モノマーの乳化液を、重合性ポリシロキサン粒子の乳濁液中に添加して、さらに攪拌を行った。乳化液の添加から1時間後、混合液をサンプリングして顕微鏡で観察を行ったところ、重合性ポリシロキサン粒子がモノマーを吸収して肥大化していることが確認された。 The resulting emulsion of core monomer was added to the emulsion of polymerizable polysiloxane particles, followed by further stirring. One hour after adding the emulsion, a sample of the mixture was taken and observed under a microscope, confirming that the polymerizable polysiloxane particles had absorbed the monomer and become enlarged.
次いで、ポリビニルアルコール(クラレ社製「ポバールPVA-205」)の10%水溶液1250部、イオン交換水1005部を加え、撹拌継続下、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させることにより、コア用モノマーのラジカル重合を行った。 Next, 1,250 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol ("Poval PVA-205" manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and 1,005 parts of ion-exchanged water were added, and the reaction solution was heated to 65°C under a nitrogen atmosphere with continued stirring, thereby carrying out radical polymerization of the core monomer.
コア用モノマーの重合が始まり、フラスコ内温がピーク温度に達し、極大値を示した直後に、上記シェル用モノマーの乳化液を添加した。添加後65℃にて2時間保持することによりシェル用モノマーのラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させて樹脂粒子No.1を得た。 Polymerization of the core monomer began, and the temperature inside the flask reached its peak temperature. Immediately after the maximum value was reached, the emulsion of the shell monomer was added. After the addition, the mixture was maintained at 65°C for two hours, allowing radical polymerization of the shell monomer to occur. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the resulting cake was washed with ion-exchanged water and methanol, then vacuum-dried at 40°C for 12 hours to obtain Resin Particle No. 1.
(製造例2~12、14~17)
イオン交換水、メタノール、アンモニア水の量を適宜変更して表1に示す通りの個数基準の平均粒子径のポリシロキサン粒子を作製したこと、及びコア用モノマー、シェル用モノマーの種類と使用量を表1に示す通りに変更したこと以外は製造例1と同様にして、樹脂粒子No.2~12、14~17を得た。なお樹脂粒子No.9、14~17についてはシェルを形成しなかった。
(Production Examples 2 to 12, 14 to 17)
Resin particles Nos. 2 to 12 and 14 to 17 were obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the amounts of ion-exchanged water, methanol, and aqueous ammonia were appropriately changed to prepare polysiloxane particles having number-based average particle sizes as shown in Table 1, and that the types and amounts of core monomers and shell monomers used were changed as shown in Table 1. Note that no shells were formed for resin particles Nos. 9 and 14 to 17.
(製造例13)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、ポリビニルアルコール(クラレ社製「ポバールPVA-205」)の10%水溶液200部を仕込み25℃に保持した。300rmpで攪拌下、滴下口から、コア用モノマーとしてイソオクチルアクリレート27部と、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート3.0部と2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V-65」)0.7部とを溶解した溶液を添加し、2時間保持することにより懸濁液を作製した。この懸濁液を、撹拌継続下、窒素雰囲気下で65℃まで昇温させることにより、コア用モノマーのラジカル重合を行った。
(Production Example 13)
A four-neck flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dropping nozzle was charged with 200 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol ("Poval PVA-205" manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and maintained at 25°C. While stirring at 300 rpm, a solution containing 27 parts of isooctyl acrylate as a core monomer, 3.0 parts of 1,6-hexanediol diacrylate, and 0.7 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) ("V-65" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added through the dropping nozzle, and the mixture was maintained for 2 hours to prepare a suspension. With continued stirring, the suspension was heated to 65°C under a nitrogen atmosphere to carry out radical polymerization of the core monomer.
次いで、別のフラスコに、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製「ハイテノール(登録商標)NF-08」)の20%水溶液0.1部を、イオン交換水3.0部に溶解した溶液に、シェル用モノマーとしてジビニルベンゼン3.0部を加え、乳化分散させてシェル用モノマーの乳化液を調製した。 Next, in a separate flask, 0.1 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ester ammonium salt ("Hitenol (registered trademark) NF-08" manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) serving as an emulsifier was dissolved in 3.0 parts of ion-exchanged water, to which 3.0 parts of divinylbenzene was added as a shell monomer, and the mixture was emulsified and dispersed to prepare an emulsion of the shell monomer.
コア用モノマーの重合が始まり、フラスコ内温がピーク温度に達し、極大値を示した直後に、上記シェル用モノマーの乳化液を添加した。添加後65℃にて2時間保持することによりシェル用モノマーのラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、40℃で12時間真空乾燥させ、分級することにより樹脂粒子No.13を得た。得られた樹脂粒子No.1~17の各物性は表2に示す通りであった。 Polymerization of the core monomer began, and the temperature inside the flask reached its peak temperature. Immediately after the maximum value was reached, the emulsion of the shell monomer was added. After the addition, the mixture was maintained at 65°C for two hours to allow radical polymerization of the shell monomer. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, vacuum dried at 40°C for 12 hours, and classified to obtain resin particles No. 13. The physical properties of the resulting resin particles Nos. 1 to 17 were as shown in Table 2.
なお表1中、モノマーを略号で示したが、各略号に対応する化合物名は以下の通りである。非架橋性モノマーについては、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)を付記する。
nBA: n-ブチルアクリレート(Tg:219K)
2EHA: 2-エチルヘキシルアクリレート(Tg:223K)
IOA: イソオクチルアクリレート(Tg:212K)
nBMA: n-ブチルメタクリレート(Tg:293K)
HEMA: 2-ヒドロキシエチルメタクリレート(Tg:328K)
St: スチレン(Tg:380K)
CHA: シクロヘキシルアクリレート(Tg:292K)
MMA: メチルメタクリレート(Tg:378K)
KBM503:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
16HXA: 1,6-ヘキサンジオールジアクリレート
16HX: 1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート
3EG: トリエチレングリコールジメタクリレート
DVB: ジビニルベンゼン
In Table 1, the monomers are shown by abbreviations, and the compound names corresponding to each abbreviation are as follows: For non-crosslinkable monomers, the homopolymer glass transition temperature (Tg) is also shown.
nBA: n-butyl acrylate (Tg: 219K)
2EHA: 2-ethylhexyl acrylate (Tg: 223K)
IOA: Isooctyl acrylate (Tg: 212K)
nBMA: n-butyl methacrylate (Tg: 293K)
HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate (Tg: 328K)
St: styrene (Tg: 380K)
CHA: cyclohexyl acrylate (Tg: 292K)
MMA: methyl methacrylate (Tg: 378K)
KBM503: 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane 16HXA: 1,6-hexanediol diacrylate 16HX: 1,6-hexanediol dimethacrylate 3EG: Triethylene glycol dimethacrylate DVB: Divinylbenzene
2-2.導電性微粒子の作製(導電性金属層の形成)
実施例1
製造例1で合成した樹脂粒子No.1に、水酸化ナトリウムによるエッチング処理を施した後、二塩化スズ溶液に接触させることによりセンシタイジングし、次いで二塩化パラジウム溶液に浸漬させることによりアクチベーティングする方法(センシタイジング-アクチベーション法)によって、パラジウム核を形成させた。次に、パラジウム核を形成させた樹脂粒子2部をイオン交換水400部に添加し、超音波分散処理を行った後、得られた樹脂粒子懸濁液を70℃の温浴で加温した。このように懸濁液を加温した状態で、別途70℃に加温した無電解めっき液(日本カニゼン(株)製「シューマーS680」)600部を加えることにより、無電解ニッケルめっき反応を生じさせた。水素ガスの発生が終了したことを確認した後、固液分離を行い、イオン交換水、メタノールの順で洗浄し、100℃で2時間真空乾燥して、ニッケルめっきを施した粒子を得た。次いで、得られたニッケルめっき粒子を、シアン化金カリウムを含有する置換金めっき液に加え、ニッケル層表面にさらに金めっきを施すことにより、導電性微粒子No.1を得た。得られた導電性微粒子における導電性金属層の膜厚は表3に示すとおりであった。
2-2. Preparation of conductive fine particles (formation of conductive metal layer)
Example 1
Resin particles No. 1 synthesized in Production Example 1 were subjected to an etching treatment with sodium hydroxide, followed by sensitization by contact with a tin dichloride solution, and then activation by immersion in a palladium dichloride solution (sensitization-activation method) to form palladium nuclei. Next, 2 parts of the resin particles with palladium nuclei formed were added to 400 parts of ion-exchanged water, and ultrasonic dispersion was performed. The resulting resin particle suspension was then heated in a warm bath at 70°C. While the suspension was heated in this manner, 600 parts of an electroless plating solution ("Shumer S680" manufactured by Nippon Kangen Co., Ltd.) separately heated to 70°C was added to induce an electroless nickel plating reaction. After confirming that hydrogen gas generation had ceased, solid-liquid separation was performed, followed by washing with ion-exchanged water and then methanol, and vacuum drying at 100°C for 2 hours to obtain nickel-plated particles. The obtained nickel-plated particles were then added to a displacement gold plating solution containing gold potassium cyanide, and the surface of the nickel layer was further plated with gold to obtain conductive fine particles No. 1. The film thickness of the conductive metal layer in the obtained conductive fine particles was as shown in Table 3.
実施例2~8、比較例1~9
基材として、製造例2~17で合成した樹脂粒子No.2~17を用いたこと以外は、実施例1と同様にして導電性微粒子No.2~17を作製した。得られた導電性微粒子における導電性金属層の膜厚は表3に示すとおりであった。
Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 9
Conductive fine particles Nos. 2 to 17 were produced in the same manner as in Example 1, except that resin particles Nos. 2 to 17 synthesized in Production Examples 2 to 17 were used as the base material. The film thicknesses of the conductive metal layers in the obtained conductive fine particles were as shown in Table 3.
得られた導電性微粒子No.1~17を用い、下記の方法で異方性導電フィルムを作製し、その性能を下記の方法で評価した。
すなわち、導電性微粒子No.1~17のそれぞれについて、導電性微粒子1部に、バインダー樹脂としてのエポキシ樹脂(三菱化学製「JER828」)100部と、硬化剤(三新化学社製「サンエイド(登録商標)SI-150」)2部と、トルエン100部とを加え、さらにφ1mmのジルコニアビーズ50部を加えて、ステンレス鋼製の2枚攪拌羽根を用いて300rpmで10分間攪拌して分散させた。そして、得られたペースト状組成物をバーコーターにて剥離処理を施したPETフィルム上に塗布し乾燥させることにより異方性導電フィルムを得た。
Using the obtained conductive particles Nos. 1 to 17, anisotropic conductive films were produced by the following method, and the performance thereof was evaluated by the following method.
That is, for each of conductive microparticles No. 1 to 17, 100 parts of an epoxy resin ("JER828" manufactured by Mitsubishi Chemical) as a binder resin, 2 parts of a curing agent ("SAN-AID (registered trademark) SI-150" manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd.), and 100 parts of toluene were added to 1 part of the conductive microparticles, and 50 parts of zirconia beads with a diameter of 1 mm were further added. The mixture was dispersed by stirring at 300 rpm for 10 minutes using two stainless steel stirring blades. The resulting paste-like composition was then applied to a release-treated PET film using a bar coater and dried to obtain an anisotropic conductive film.
得られた異方性導電フィルムについて、個数平均粒子径10.0μm以上の樹脂粒子を含むものと、個数平均粒子径10.0μm未満の樹脂粒子を含むものに分けて、それぞれ下記の条件で初期抵抗値を測定した。 The resulting anisotropic conductive films were divided into those containing resin particles with a number average particle diameter of 10.0 μm or more and those containing resin particles with a number average particle diameter of less than 10.0 μm, and the initial resistance value of each was measured under the following conditions.
(個数平均粒子径10.0μm以上)
異方性導電フィルムを、抵抗測定用の線を有した全面アルミ蒸着ガラス基板と100μmピッチに銅パターンを形成したポリイミドフィルム基板との間に挟みこみ、2.5MPa、150℃の圧着条件で熱圧着した。その後、電極間の初期抵抗値を測定し、初期抵抗値が5Ω以下の場合を接続抵抗が「○」、5Ωを超える場合を接続抵抗が「×」、と評価した。
(Number average particle diameter 10.0 μm or more)
The anisotropic conductive film was sandwiched between an aluminum-deposited glass substrate having lines for resistance measurement and a polyimide film substrate having a copper pattern formed at a pitch of 100 μm, and thermocompression bonded under compression conditions of 2.5 MPa and 150° C. Thereafter, the initial resistance between the electrodes was measured, and the connection resistance was evaluated as "good" when the initial resistance was 5 Ω or less, and as "poor" when the initial resistance was more than 5 Ω.
(個数平均粒子径10.0μm未満)
異方性導電フィルムを、抵抗測定用の線を有した全面アルミ蒸着ガラス基板と30μmピッチに銅パターンを形成したポリイミドフィルム基板との間に挟みこみ、1MPa、150℃の圧着条件で熱圧着した。その後、電極間の初期抵抗値を測定し、初期抵抗値が5Ω以下の場合を接続抵抗が「○」、5Ωを超える場合を接続抵抗が「×」、と評価した。評価結果を表3に示す。
(Number average particle diameter less than 10.0 μm)
The anisotropic conductive film was sandwiched between a glass substrate with aluminum vapor deposition on the entire surface, which had lines for resistance measurement, and a polyimide film substrate with a copper pattern formed at a 30 μm pitch, and thermocompression bonded under conditions of 1 MPa and 150°C. The initial resistance between the electrodes was then measured, and connection resistance was evaluated as "good" when the initial resistance was 5 Ω or less, and as "poor" when it exceeded 5 Ω. The evaluation results are shown in Table 3.
表3より明らかな様に、本願発明の要件を満たす樹脂粒子を用いた実施例1~8では、いずれも初期抵抗が低く、接続信頼性に優れていた。 As is clear from Table 3, Examples 1 to 8, which used resin particles that met the requirements of the present invention, all had low initial resistance and excellent connection reliability.
一方、本願発明の要件を満たさない樹脂粒子を用いた比較例1~9では、いずれも初期抵抗が高く、接続信頼性に劣っていた。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 9, which used resin particles that did not meet the requirements of the present invention, the initial resistance was high and the connection reliability was poor.
本発明の樹脂粒子は、例えば、異方性導電ペースト、異方性導電フィルム、異方性導電接着剤、異方性導電インク等の異方性導電材料に好適に用いられる。 The resin particles of the present invention are suitable for use in anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive pastes, anisotropic conductive films, anisotropic conductive adhesives, and anisotropic conductive inks.
Claims (6)
前記樹脂粒子は、コアと、前記コアを被覆するシェルとを備え、樹脂粒子の個数平均粒子径に対するシェルの平均厚みの比が0.01以上0.05以下であるコアシェル粒子であり、
前記コアは、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートと、ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃超であるケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートと、シラン系モノマーをモノマー単位として含む共重合体であり、
前記コアを形成するモノマー総量100質量%中、前記ホモポリマーガラス転移温度(Tg)が0℃以下のケイ素を含まない単官能(メタ)アクリレートの含有率は、15質量%以上50質量%以下であり、
前記シェルは、1分子中に2個以上のビニル基を有するモノマー(1)をモノマー単位として含み、前記モノマー(1)の含有率が、シェルを形成するモノマー成分100質量%に対して、50質量%以上であり、
前記樹脂粒子の圧縮変形回復率が25%以下であり、
前記樹脂粒子の直径が10%変位したときの圧縮弾性率(10%K値)が1500N/mm2以下であり、
前記樹脂粒子の粒子径の個数基準の変動係数(CV)が10%以下であることを特徴とする導電性微粒子用の樹脂粒子。 Resin particles for conductive fine particles,
the resin particles are core-shell particles having a core and a shell covering the core, and the ratio of the average thickness of the shell to the number-average particle diameter of the resin particles is 0.01 or more and 0.05 or less;
the core is a copolymer containing, as monomer units, a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower, a silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of more than 0°C, and a silane-based monomer;
the content of the silicon-free monofunctional (meth)acrylate having a homopolymer glass transition temperature (Tg) of 0°C or lower is 15% by mass or more and 50% by mass or less, based on 100% by mass of the total amount of monomers forming the core;
the shell contains, as a monomer unit, a monomer (1) having two or more vinyl groups in one molecule , and the content of the monomer (1) is 50% by mass or more relative to 100% by mass of the monomer components forming the shell;
the resin particles have a compressive deformation recovery rate of 25% or less,
The compressive elastic modulus (10% K value) when the diameter of the resin particles is displaced by 10% is 1500 N/ mm2 or less,
Resin particles for conductive fine particles, characterized in that the number-based coefficient of variation (CV) of the particle diameter of said resin particles is 10% or less.
架橋度(%)=(架橋性モノマーの含有質量/全モノマーの含有質量)×100 4. The resin particle for conductive fine particles according to claim 1, wherein the core has a degree of crosslinking represented by the following formula of 30% or less.
Degree of crosslinking (%) = (mass of crosslinkable monomer/mass of total monomer) x 100
(分散率の測定方法)
(1)樹脂粒子2.5gと、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の1%水溶液100gとを200mLビーカーに入れ15分間超音波分散させて、目開きが個数平均粒子径の1.6倍μmのふるいに通す。
(2)ふるいごと120℃で2時間乾燥させる。
(3)ふるいと、ふるい上に残存した重合体粒子の合計重量(g)を測定し、ふるいの重量(g)を差し引いて、ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を求める。
(4)ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)を下記式に当てはめて、分散率(%)を求める。
分散率(%)=100-((ふるい上に残存した重合体粒子の重量(g)/2.5(g))×100) 6. The resin particles for conductive fine particles according to claim 1, which have a dispersion rate of 90% or more as calculated by the following measurement method.
(Method for measuring dispersion ratio)
(1) 2.5 g of resin particles and 100 g of a 1% aqueous solution of polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt, which is an emulsifier, are placed in a 200 mL beaker and ultrasonically dispersed for 15 minutes, and then passed through a sieve with openings 1.6 μm times the number average particle diameter.
(2) Dry the sieve at 120°C for 2 hours.
(3) The total weight (g) of the sieve and the polymer particles remaining on the sieve is measured, and the weight (g) of the sieve is subtracted to determine the weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve.
(4) The weight (g) of the polymer particles remaining on the sieve is applied to the following formula to calculate the dispersion rate (%).
Dispersion rate (%)=100−((weight of polymer particles remaining on the sieve (g)/2.5 (g))×100)
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