JPS6392669A - 導電性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフィルムコネクタ、フレキシブル回路基板等の
フレキシブル性を有する材料に導体等を形成する導電性
塗料として使用する導電性樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 例えばフィルムコネクタ、フレキシブルプリント回路基
板等のフレキシブル性を有する材料（以下、フレキシブ
ル材料とする。）に導体等を形成するために用いる導電
性塗料は、フレキシブル材料自体が使用時に折り曲げ自
在であることを機能とすることから、フレキシブル材料
に塗布して導体を形成した場合に、フレキシブル材料の
折り曲げに追従して折り曲がるとともにフレキシブル材
料の機能を損なわない程度のフレキシブル性を有するこ
とが必要である。

ところで、このようフレキシブル材料に用いる導電性塗
料は、導電性フィラー、バインダー、添加剤等から構成
され、前記導電性フィラーとしては従来、金粉、銀粉、
銅粉等の金属粉或いはカーボンブラック等の非金属粉、
更にこれらの複合物等が知られ、また、これらの導電性
フィラーのノベインダーとしては従来、フェノール樹脂
１．ｔＩ状飽和ポリエステル樹脂、可溶性塩化ビニル樹
脂等が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが上記した金粉、銀粉を用いた導電性樹脂組成物
は優れた導電性を有するが高価格であり、特に銀粉を用
いた場合にはマイグレーションが発生しやすく、形成さ
れた導体間でショートが起こることがある。また、銅粉
を用いた場合には銅の酸化や腐食により信頼性に欠け、
更にカーボンブラックを用いた場合には安価であるが電
気抵抗が高いという問題がある。そこで低価格でマイグ
レーションも生じること無くしかも電気抵抗もカーボン
系フィラーを用いた場合よりも低いニッケル粉を上記組
成物の導電性フィラーとして用いることが考えられる。

しかし、従来から知られている銀粉、カーボンブラック
等のバインダーをニッケル粉のバインダーとして用いる
と形成された導体はフレキシブル性が悪く、特にフレキ
シブル材料上に導体を形成するためには用いることがで
きない。

そこで、折り曲げ性及びフレキシブル性が優れ、更に電
気特性に優れ、マイグレーションが生じなく、信頼性が
高くかつ低コストな導電性樹脂組成物が要求されている
。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、導電性フィーラ
ーを含有させた導電性樹脂組成物の高分子ポリマーとし
て、イソシアネート類化合物及びこの化合物の架橋剤か
らなるポリウレタン系エラストマー又はこのポリウレタ
ン系エラストマーに可溶性の線状飽和ポリエステル、水
酸基又はカルボキシル基を有するビニル樹脂、熱可塑性
ポリウレタン、アクリル樹脂の一種、又は二種以上を組
合せてなるものを用いた。

高分子ポリマーを製造するために用いるイソシアネート
類化合物は例えば、ジイソシアネート類化合物、ポリイ
ソシアネート類化合物、ブロック型ポリイソシアネート
類化合物、イソシアネートのプレポリマー等、及びこれ
ら化合物を二種以上組合せてなるものである。

これらの上記ポリイソシアネート類化合物を更に具体的
に説明すると例えば、ポリイソシアネートとしてはり、
Ｌ７５、Ｎ７５（何れも住友バイエルウレタン（株）製
、商品名）等、ブロック型ポリイソシアネートとしては
Ｂ　ＬＩｌｏｏ　（住友バイエルウレタン（株）製、商
品名）、コロネート２５０７．２５１３．２５１５（日
本ポリウレタン工業（株）製、商品名）等、イソシアネ
ートのプレポリマーとしてはデスモカップ１１（住友バ
イエルウレタン（株）製、商品名）、コロネート４０７
６．４０８０．４１９０．４３６８．４３７０（何れも
日本ポリウレタン工業（株）製、商品名）等が挙げられ
る。

これらのイソシアネート類化合物と架橋反応する上記架
橋剤は例えば、ジオール、トリオール、ポリオール等の
水酸基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、カル
ボキシル基を有する化合物、メルカプト基を有する化合
物である。これらの架橋剤を更に具体的に説明すると例
えば、ジオールとしてはジェタノールアミン、１，５ペ
ンタジオール、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール；トリオールとしてはト
リエタノールアミン、グリセリン、トリオキソイソブタ
ン、１，２，３．ブタントリオール、１，２，３．ペン
タントリオール、２−メチル１，２，３．プロパントリ
オール、２−メチル２，３，４．−ブタントリオール。

２−エチル−１，２，３−ブタントリオール、２，３．
４−ペンタントリオール、２，３．４−ヘキサントリオ
ール。

４−プロピル−３，４，５−へブタントリオール、２，
４−ジメチル−２，３，４−ペンタントリオール、ペン
タメチルグリセリン、ペンタグリセリン、　１，２．４
−ブタントリオールプロパン等；　ポリオールとしては
デスモフィン５５０　ｕ　、６５０，６７０−１１４０
．１２００．１３００．１７７００（何れも日本ポリウ
レタン工業（株）製、商品名）等；　その他エリトリン
ト、ペンタエリトリット、１，２，３．４−ペンタテト
ロール、２，３，４．５−ヘキサンテトロール、１，２
，３．５−ペンタンテトロール、１゜３．４．５−ヘキ
サンテトロール等の四価のアルコール。

アトニット、アラビット、キシリット等の五価のアルコ
ール、及びソルビット、マンニット、イジツト等の六価
のアルコール等が挙げられる。　更にアミノ基を有する
化合物としては例えば、ｍ　−キシレンジアミン、ｍ−
フェニレンジアミン、ベンジジン、トリレンジアミン、
ｏ、Ｑ′−ジクロロベンジジン、ジアミノジフェニルメ
タン、４゜４′−メチレンビス（２−クロロアニリン）
または０゜Ｏ′−ジメチルベンジジン等が挙げられる。

また、ポリウレタン系エラストマーを得る場合には、硬
化触媒を用いてもよい、この硬化触媒としては、アミン
、デスモピラッドＰＰ　（住人バイエルウレタン（株）
製、商品名）等のアミン変性体等が挙げられる。

本発明にかかる高分子ポリマーは上記のポリウレタン系
エラストマーに可溶性の線状飽和ポリエステル、水酸基
又はカルボキシル基を含有ビニル樹脂、熱可塑性ポリウ
レタン、熱可塑性アクリル樹脂の一種、又は二種以上を
組合せてなるものであってもよく、この場合、スクリー
ン印刷性、印刷塗膜のダレ性及び形成された導体の折り
曲げ性を改良することができる。

このポリウレタン系エラストマーに組合わせて用いる樹
脂を更に具体的に説明すると例えば、可溶性線状飽和ポ
リエステルとしてバイロン　２００．５００（何れも東
洋紡績社製、商品名）、水酸基又はカルボキシル基含有
ビニル樹脂として塩化ビニルと酢酸との共重合体その他
、４００Ｘ１１０Ａ、４００Ｘ１５０ＭＬ　（何れも日
本ゼオン（株）製、商品名）、ＶＡＧＨ，ＶＹＨＨ（Ｕ
ｎ　ｉ　ｏ　ｎＣａｒｂｉｄｅ　　Ｃｏｒｏｐｏｒａｔ
ｉｏｎ社製、商品名）、熱可塑性ポリウレタン樹脂とし
てバンデックス　５２０１．５２０５（何れも大日本イ
ンキ化学工業（株）製、商品名、熱可塑性アクリル樹脂
としてアクリロイド　１３４４．１３４８Ｎ（何れもＲ
ｏｈｍ　　Ｈａａｓ社製、商品名）等が挙げられる。

」−２の高分子ポリマー成分を溶かす溶剤としては炭化
水素系、アルコール系、ケトン系、エステル系、エーテ
ル系等の各種溶剤の中から溶解性の良いものを適宜選択
して用いることができる。

高分子ポリマーに含有する導電性フィラーは例えば、ニ
ッケル粉、パラジウム粉、ニッケル粉及びバラソウ１１
粉の混合物、又はこれら各々の導電性フィラーと他の各
種導電性フィラーとの混合物である。

ニッケル粉は粒径０．２μＩ１１〜１μｍのものが良く
、粒径０．４μ厘〜０．５μｍのニッケル粉混入した導
電性樹脂組成物のペーストを例えばフィルムコネクタの
導体として用いた場合にはフレキシブル性が良く、フィ
ルムコネクタを強く折り曲げても容易に導体が断線する
ことがなく優れた導電性を示すために更に好ましい。一
方粒径が０．２μｍ以下であるとニッケル粉の酸素吸着
量が大きくなり、粉体内体の導電性が悪くなる。また、
粒径が１μｍ以上であると例えば、フィル１１コネクタ
の導体として用いた場合には、フィルムコネクタを何度
も折り曲げて使用することがあるために導体が断線する
ことがある。

更に上記ニッケル粉に０．１〜１０％の金メッキ。

パラジウムメッキ等を施しても良く、この場合更に安定
した導電性が得られる。

パラジウム粉は粒径　１μ論以下のものが好ましく、更
に粒径０．２μ閣以下のパラジウム粉を含有する電性樹
脂組成物を用いてフレキシブル材料上に形成した導体の
フレキシブル性はより一層向上し、フレキシブル材料を
強く折り曲げてもそのフレキシブル材料上にり形成され
た導体が断線することなく優れた導電性を示す。一方１
粒径　１μｍ以」―のパラジウム粉を用いると形成され
た導体のフレキシブル性が悪くなる。

更に導電性フィラーとして粒径　１μｍ以下のパラジウ
ム粉を上記ニッケル粉に混合したものを用いても良い。

このようにニッケル粉にパラソウ１１粉を混合すると、
ニッケル粉のみを用いる場合よりも形成される導体の折
り曲げ性及びフレキシブル性が向上し断線され難くなる
とともに、導電性が向上し、電気抵抗が更に小さくなる
。

尚、パラジウム粉とニッケル粉との混合物を用いる場合
において１例えばその混合物の中、粒径１μｍ以下のパ
ラジウム粉の配合割合がニッケル粉の配合割合に比べて
大きいときには、粒径０゜２μｍ以下又は粒径１μｍ以
上のニッケル粉を、そして粒径０．２μｆｆ１〜１μｍ
以下のニッケル粉の配合割合がパラジウム粉の配合割合
に比べて大きいときには粒径が１μｍよりも大きいパラ
ジウム粉を、各々本発明の効果が得られる範囲において
を混入してもよい。

上記の粒径　１μ−以下のパラジウム粉とニッケル粉と
の混合物を含有する導電性樹脂組成物を用いてフレキシ
ブル材料上に形成した導体の導電性と折り曲げ性を共に
向上させるには、ニッケル粉とパラジウム粉の重量比が
例えば、ニッケル粉１重量部に対してパラジウム粉が１
〜５０重量部の範囲であると好ましいが、この重量比は
特に限定されるものではなく、その導電性樹脂組成物に
要求する特性及び経済性等に鑑みて適宜調整することが
できる。従って、パラジウム粉の重量比が大きいほど優
れた導電性、折り曲げ性等を示し、例えばニッケル粉、
パラジウム粉或いはニッケル粉とパラジウム粉との混合
物１００重量部に対しカーボン粉０．１〜１０重量部を
加えると生産コストを下げることができるし、金粉を加
えると形成される導体の抵抗を下げることができる。

高分子ポリマーに対する上記導電性フィラーの配合割合
は高分子ポリマー１００重量部に対し１００〜９５０重
量部である。この場合、導電性フィラーの配合割合が１
００重斌部以下であると導電性が低下し、９５０重量部
以上になると形成される導体が脆くなり、フレキシブル
性が低下する。

尚１本発明で用いる導電性フィラーは上記のものに限定
されるものではなく、導電性樹脂組成物の電気的特性、
経済性、その他要求される特性の改善を目的として例え
ば、金、白金、ロジウム、銀、銅等の金属粉等、酸化イ
ンジウム、酸化スズ等の金属酸化物の導電粉、カーボン
粉、グラファイト粉等、その他絶縁性フィラーに金属メ
ッキを施した導電粉等の一種又は二種以上、更にまた。

これらの導電性フィラーを上記のニッケル粉、パラジウ
ム粉、ニッケル粉とパラジウム粉との混合物に混入した
ものを用いることができる。

尚１本発明の導電性樹脂組成物中には、導電性フィラー
を高分子ポリマー中に分散させる分散剤、酸化防止剤、
消泡剤、レベリング剤、シリカ等の充填剤、滑剤、顔料
等の添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で必要に応
じて適宜混入してもよい。

本発明の導電性樹脂組成物を製造する方法は特に限定さ
れないが例えば、溶剤を含有する高分子ポリマー中に導
電性フィラーを混入し、３本ロール、ポットミル、ライ
カイ機等で十分に混練してとして広範囲に用いることが
できるが、高密度な端子リードを有する電気部品等のハ
ンダ付けによる電気的接続の困難な部品を接続するため
のコネクタの形成に用いることができ、特に液晶表示パ
ネルと駆動回路基板等のフィルムコネクタのようなフレ
キシブル性が要求される材料への導体形成、フレキシブ
ルプリント回路の形成に適している。

従来複数の回路基板相互の対向する電極間を電気的に接
続する方法としては、同形の対向する電極間にエラステ
ィックコネクタを介在させた後に加圧して接続する方法
があるが、加圧及び位置合わせに手間を要し、歪により
位置ずれを起こすことがある。また、他の方法として、
絶縁フィルム上に導電性インクを交互にストライプ状に
印刷形成する方法があるが印刷行程数が多く、ファイン
ピッチに限界がある。

しかしこのような従来の方法に比べて本発明の導電性樹
脂組成物を用いて１例えばフィルムコネクタ、フレキシ
ブルプリント回路を極めて容易に形成することができる
。

即ち１本発明の導電性樹脂組成物を用いて例えば、フィ
ルムコネクタを形成する場合には、フレキシブル絶縁フ
ィルム上に導電性樹脂組成物をスクリーン印刷して導体
を形成し、更にその後フィルムの導体を形成した面上に
ラミネート等により異方導電性接着剤層を形成するだけ
でよいために作業行程数が少なくて済み、このフィルム
コネクタは例えば、液晶表示パネルと駆動回路基板の各
々の対応する電極間をフィルムコネクタ上の導体で連結
するように介在させて使用する。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

尚、実施例及び比較例中に「部」とあるのは「重量部」
を意味する。

実施例１〜６ 第１表に示す配合割合で高分子ポリマー、ニッケル粉（
三井金属鉱業（株）製）、溶剤を調合した後。

３本ロールで混練して実施例１〜６の導電性樹脂組成物
のペーストを得た。これらのペーストを各々厚さ３８μ
のポリエステルフィルム上に　２００メツシユのスクリ
ーンを用いてスクリーン印刷した後１２０℃の熱風炉に
９０分投入して導体を形成し、この導体の折り曲げ前の
電気抵抗値及び２回折り曲げ後の導体の電気抵抗値を測
定した。各々の測定結果を第１表に示す。

尚、形成した導体の巾は０．３２５１１１１１であり、
導体間の間隔も０．３２５ｍｍの０．６５ｍｍ＋ピッチ
で、導体の総本数は８０本である。また、導体の長さは
１１０ｍｍであるが、抵抗測定は１００ｍｍに付いて行
うものとし、総本数８０本中、任意の１０本を測定し、
これの平均値をもって表す。

また、第１表中の折り曲げ後の導体抵抗（ＫΩ）は、形
成された導体のフレキシブル性を表すものであり、折り
曲げ回数は導体の中心線から導体面を内側にしてフィル
ムを折り曲げ、ガラス板に挟み込み１０ｋｇの荷重を加
えた後、フィルムを取り出して延ばした状態を１回とす
る。

第１表に示すようにこの測定結果から、本発明にかかる
導電性樹脂組成物は折り曲げ性に優れ、ニッケル粉の粒
径が０．４μｌｌ〜０．７μｍの範囲で特に折り曲げ性
が良くなることを確認した。

ル１１牲ニー６ 比較例１〜６として第２表に示すように、本発明で用い
るニッケル粉の粒径より大きい粒径又は小さい粒径のニ
ッケル粉を使用した以外は実施例１と同様にしてペース
トを得た後、ポリエステルフィルム上に導体を形成し、
この導体の折り曲げ前の電気抵抗値及び２回折り曲げ後
の電気抵抗値を８１１定した。各々の測定結果を第２表
に示す。

第２表に示した測定結果から、本発明にかかる粒径範囲
以外のニッケル粉を含有する導電性ペーストを用いて導
体を形成した場合には、フィルムの折り曲げにより導体
が断線してしまい、フレキシブル性が非常に劣り、導電
性も得られないことを確認した。

ス】１」ユニつ一点 ニッケル粉に代えて第３表に示す粒径の各パラジウム粉
を用いた以外は実施例１〜６と同様にしてペーストを得
た後、ポリエステルフィルム上に導体を形成し、この導
体の折り曲げ前の電気抵抗値及び折り曲げ後の電気抵抗
値を測定した。各々の測定結果を第３表に示す。

第３表に示す測定結果から、粒径１μ醸以下のパラジウ
ム粉を使用した導電性樹脂組成物は折り曲げ性に優れて
いることを確認した。

」例７〜９ 比較例７〜９として第３表に示すように、本発明で用い
るパラジウム粉の粒径より大きい粒径のパラジウム粉を
使用した以外は実施例１と同様にしてペーストを得た後
、ポリエステルフィルム上に導体を形成し、この導体の
折り曲げ前の電気抵抗値及び２回折り曲げ後の電気抵抗
値を測定した。

各々の測定結果を第３表に示す。

第３表に示した測定結果から、本発明にがかる粒径範囲
以外のパラジウム粉を含有する導電性ペーストを用いて
導体を形成した場合には、フレキシブル性が非常に劣り
、二回折り曲げ後の導体抵抗が非常に大きくなることを
確認した。

比較例１０〜２１ 第４表に示す配合割合で高分子ポリマー（本発明にかか
る高分子ポリマー以外のポリマー）に溶剤を加え、更に
粒径０．４μｍのニッケル粉を各々加えて調合した後、
３本ロールで混練して比較例１０〜１５の導電性ペース
トを得た。

また上記ニッケル粉に代えて粒径０．４μＩのパラジウ
ム粉を用いて比較例１０〜１５と同様に比較例１６〜２
１の導電性ペーストを得た。この比較例１０〜１５の導
電性ペーストを用いて各々実施例１と同様にしてポリエ
ステルフィルム上に導体を形成し、形成された導体の折
り曲げ前の電気抵抗値及び２回折り曲げ後の電気抵抗値
を測定した。

各々の測定結果を第５表に示す。

第５表に示すように本発明にかかる高分子ポリマー以外
のポリマーを用いた場合には折り曲げにより導体が断線
してしまい、フレキシブル性が非常に悪いことを確認し
た。

碧ＪＬ艮 −１３〜１７ 第６表に示す組成及び配合割合で高分子ポリマーに粒径
０．４μ霞のニッケル粉、粒径０．４μｍのパラジウム
粉、これらのニッケル粉とパラジウム粉との混合粉を調
合し、実施例１と同様に実施例１３〜１７の導電性ペー
ストを得た後、各々の導電性ペーストを用いて実施例１
と同様の方法でポリエステルフィルム上に導体を形成し
、この導体の折り曲げ前の電気抵抗値、２回折り曲げ後
の電気抵抗値及び５回折り曲げ後の電気抵抗値を測定し
た。

各々の測定結果を第７表に示す。

尚、第６表中、イソシアネートポリマーとして使用した
デスモカップは住人バイエルウレタン（株）製の商品名
であり、熱可塑性ポリウレタンとしてはＴ５２０１１（
大日本インキ化学工業（株）ｆＡ１商品名）、塩化ビニ
ル、酢酸ビニル共重合体としてＶ　Ａ　Ｇ　Ｈ（ＵＮＩ
ＯＮＮ　ＣＡＲＢＩＤＥ社製、商品名）を使用した。

第７表 この第７表に示す測定結果から本発明に係る導電性樹脂
組成物を用いて形成した導体は電気抵抗が小さく、フレ
キシブル性が優れ、特にニッケル粉のみを混入させたも
のよりニッケル粉にバラジイウム粉を混入させたもの、
更にニッケル粉にバラジイウム粉を混入させたものより
パラジウム粉のみを混入するものは電気抵抗が小さく、
フレキシブル性が優れていることを確認した。

次に上記実施例１３〜１７で形成したフィルムコネクタ
の導体上に異方導電性接着剤（（株）スリーボンド製）
をコーティングし、１５０℃の熱風炉に５分間投入し、
溶剤を揮散させた後、膜抵抗３０ΩのＩＴＯ基板に温度
１４５℃で１０秒間圧力３０　ｋ　ｇ／ＣＩで加圧して
フィルムコネクタの導体と電極とを連結し、導体の電気
抵抗を測定した。その結果を第８表に示す。

この測定結果から、第６表に示す配合からなる本発明の
導電性樹脂組成物は上記のようなフレキシブルなフィル
ムコネクタの導体として用いた場合にも電気抵抗が小さ
く、優れたフレキシブル性を示すことを確認した。

（発明の効果） 以上説明した如く本発明によれば、導電性フイーラーの
バインダーとして用いる高分子ポリマーとしてイソシア
ネート類比合物及びこの化合物の架橋剤からなるポリウ
レタン系エラストマー又はこのポリウレタン系エラスト
マーに可溶性線状飽和ポリエステル、水酸基又はカルボ
キシル基を含有するビニル樹脂、熱可塑性ポリウレタン
、アクリル樹脂の一種、又は二種以上を組合せたので。

得られた導電性樹脂組成物のフレキシブル性は非常に良
く、特にフィルムコネクタ、フレキシブル回路基板等の
フレキシブル材料に導体等を形成する導電性塗料として
使用した場合に、フレキシブル材料に良く追従しフレキ
シブル材料を強く折り曲げても形成された導体は断線し
ない。

このような高分子ポリマーを使用することに併せて、導
電性フィラーとして粒径０．２〜１μｍのニッケル粉、
粒径１μＩ以下のパラジウム粉、これらのニッケル粉及
びパラジウム粉の混合物、又はこれらの導電性フィラー
と他の各種導電性フィラーとのに混合物を用いた導電性
樹脂組成物は特に優れたフレキシブル性及び電気特性を
有し、マイグレーションを生じることなく、信頼性が高
くかつ経済性に優れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　高分子ポリマーに導電性フィーラーを含有させた
   導電性樹脂組成物において、前記高分子ポリマーはイソ
   シアネート類比合物及びこの化合物の架橋剤からなるポ
   リウレタン系エラストマー又はこのポリウレタン系エラ
   ストマーに可溶性の線状飽和ポリエステル、水酸基又は
   カルボキシル基を含有するビニル樹脂、熱可塑性ポリウ
   レタン、アクリル樹脂の一種、又は二種以上を組合せて
   てなること特徴とする導電性樹脂組成物。 ２、　導電性フィラーがニッケル粉、パラジウム粉、こ
   れらのニッケル粉及びパラジウム粉の混合物、又は前記
   導電性フィラーと他の各種導電性フィラーとの混合物で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の導
   電性樹脂組成物。