KR102616622B1 - Conductive composition, conductor using the same, and laminated structure - Google Patents

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Abstract

[과제] 신축의 반복이나 신장을 크게 한 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있는 도전성 조성물을 제공한다.
[해결 수단] 엘라스토머와 은분을 포함하는 도전성 조성물로서, 상기 은분이 표면 처리된 것이며, 상기 은분은, 그의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛ 이하이며, 또한 겉보기 공극률이 50 내지 95%이며, 도전성 조성물 중에 있어서, 상기 은분의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경(D95 입자 직경)이 3.0 내지 25.0㎛인 것을 특징으로 한다.
[Problem] To provide a conductive composition that can produce a conductor with excellent stability of electrical resistance even when repeated stretching or stretching is increased.
[Solution] A conductive composition containing an elastomer and silver powder, wherein the silver powder is surface-treated, the silver powder has an average primary particle diameter of 1.0 μm or less, an apparent porosity of 50 to 95%, and is contained in the conductive composition. In the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder, the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) is 3.0 to 25.0 μm.

Description

도전성 조성물 및 그것을 사용한 도전체 그리고 적층 구조체Conductive composition, conductor using the same, and laminated structure

본 발명은, 도전성 조성물 및 도전성 조성물을 고화시킨 도전체, 해당 도전체의 층을 갖는 적층 구조체, 그리고 해당 도전체 또는 적층 구조체를 구비한 전자 부품에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive composition, a conductor obtained by solidifying the conductive composition, a laminated structure having a layer of the conductor, and an electronic component including the conductor or the laminated structure.

프린트 배선판 등의 전극 등의 패턴상의 도전체를 형성하는 재료로서, 유기 바인더에 금속 분말을 혼합한 페이스트상의 도전성 조성물이 사용되고 있다. 종래의 도전성 조성물에 의하면, 패턴상으로 도포한 후에 고화시킴으로써 원하는 도전체를 형성할 수 있지만, 얻어지는 도전체는 일반적으로 높은 경도를 갖는다. 그 때문에, 플렉시블 프린트 배선판에 있어서는, 고화된 도전체가 내굴곡성을 갖는 도전성 조성물이 요구되고 있다.As a material for forming a patterned conductor such as an electrode of a printed wiring board, a paste-like conductive composition obtained by mixing a metal powder with an organic binder is used. According to a conventional conductive composition, a desired conductor can be formed by applying it in a pattern and then solidifying it, but the obtained conductor generally has high hardness. Therefore, in flexible printed wiring boards, a conductive composition in which the solidified conductor has bending resistance is required.

한편, 근년의 웨어러블 디바이스 분야의 성장에 수반하여, 도전체에 신축성을 부여할 것도 요구되고 있다. 특히, 신체와의 밀착도가 높은 웨어러블 디바이스일수록, 고도의 신축성이 요구된다.Meanwhile, with the growth of the wearable device field in recent years, there is also a demand for imparting elasticity to conductors. In particular, wearable devices with a high degree of adhesion to the body require a high degree of elasticity.

이와 같은 요구에 대하여, 예를 들어 금속 분말을 함유시키는 유기 바인더로서 엘라스토머를 사용하여, 도전체에 굴곡성뿐만 아니라 신축성을 갖게 한 도전성 조성물이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조 등).In response to such requirements, a conductive composition has been proposed that gives the conductor not only flexibility but also elasticity by using, for example, an elastomer as an organic binder containing metal powder (see Patent Document 1, etc.).

국제 공개 제2015/005204호 팸플릿International Publication No. 2015/005204 Pamphlet

그러나, 상기와 같은 도전성 조성물을 사용한 도전체라도, 신축을 반복하거나, 도전체가 어느 정도 신장되면 저항값이 급격하게 증대되거나, 경우에 따라서는 단선되어버리는 경우가 있어, 신축의 반복이나 신장된 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있는 도전성 조성물이 요구되고 있다.However, even in a conductor using the above-mentioned conductive composition, if stretching is repeated or the conductor is stretched to a certain extent, the resistance value may increase rapidly, or in some cases, the wire may break. Also, there is a demand for a conductive composition that can produce a conductor with excellent stability in electrical resistance.

그래서, 본 발명의 목적은, 신축의 반복이나 신장을 크게 한 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있는 도전성 조성물을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a conductive composition that can obtain a conductor with excellent stability of electrical resistance even when repeated stretching or stretching is increased.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 이러한 도전성 조성물을 고화시킨 도전체, 해당 도전체의 층을 갖는 적층 구조체, 그리고 해당 도전체 또는 적층 구조체를 구비한 전자 부품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a conductor obtained by solidifying such a conductive composition, a laminated structure having a layer of the conductor, and an electronic component including the conductor or the laminated structure.

본 발명자들은, 엘라스토머에 배합하는 도전성 금속분으로서, 표면 처리가 실시된 특정한 평균 일차 입자 직경을 갖는 은분을, 조성물 중에서 특정한 응집 상태로 함으로써, 신축을 반복한 경우나, 예를 들어 400% 이상으로 크게 신장된 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있는 도전성 조성물을 실현할 수 있다는 지견을 얻었다. 본 발명은, 관련된 지견에 기초하는 것이다.The present inventors, as a conductive metal powder mixed in an elastomer, silver powder having a specific average primary particle diameter to which surface treatment has been applied is placed in a specific agglomerated state in the composition, so that when expansion and contraction are repeated, for example, the silver powder has a specific average primary particle diameter of 400% or more. It was discovered that a conductive composition capable of producing a conductor with excellent stability of electrical resistance even when stretched could be realized. The present invention is based on related knowledge.

즉, 본 발명의 도전성 조성물은, 엘라스토머와 은분을 포함하는 도전성 조성물로서,That is, the conductive composition of the present invention is a conductive composition containing an elastomer and silver powder,

상기 은분이 표면 처리된 것이며,The silver powder is surface treated,

상기 은분은, 그의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛ 이하이며, 또한 겉보기 공극률이 50 내지 95%이며,The silver powder has an average primary particle diameter of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95%,

도전성 조성물 중에 있어서, 상기 은분의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경(D95 입자 직경)이 3.0 내지 25.0㎛인 것을 특징으로 하는 것이다.The conductive composition is characterized in that the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder is 3.0 to 25.0 μm.

본 발명의 실시 양태에 있어서는, 상기 은분이, 도전성 조성물 전체에 대하여 고형분량으로 60 내지 95질량% 포함되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, it is preferable that the silver powder is contained in an amount of 60 to 95% by mass in terms of solid content with respect to the entire conductive composition.

또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 의한 도전체는, 상기 도전성 조성물을 고화시킨 것이다.Additionally, the conductor according to another embodiment of the present invention is obtained by solidifying the above-described conductive composition.

또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 의한 적층 구조체는, 기재 상에 상기 도전체의 층을 갖는 것이다.Additionally, a laminate structure according to another embodiment of the present invention has the above-mentioned conductor layer on a base material.

또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 의한 전자 부품은, 상기 도전체의 층 또는 상기 적층 구조체를 구비한 것이다.Additionally, an electronic component according to another embodiment of the present invention includes the conductor layer or the laminated structure.

본 발명의 도전성 조성물에 의하면, 엘라스토머에 배합하는 도전성 금속분으로서, 표면 처리가 실시된 특정한 평균 일차 입자 직경을 갖는 은분을, 조성물 중에서 특정한 응집 상태로 함으로써, 신축의 반복이나 신장을 크게 한 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있다.According to the conductive composition of the present invention, even when the conductive metal powder mixed in the elastomer and the surface-treated silver powder having a specific average primary particle diameter are placed in a specific agglomerated state in the composition, repetition of expansion and contraction and elongation are increased. A conductor with excellent stability of electrical resistance can be obtained.

본 발명의 도전성 조성물은, 엘라스토머와 은분을 포함하는 것이며, 엘라스토머에 특정한 은분을 배합함으로써, 굴곡된 경우에 한정되지 않고 신축된 경우나 크게 신장된 경우에도 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체 등을 얻을 수 있다. 그 결과, 본 발명의 도전성 조성물은, 이러한 특성을 이용하여, 체외 디바이스, 체표 디바이스, 전자 피부 디바이스, 체내 디바이스 등의 웨어러블 디바이스용 도전체의 형성에 적합하게 사용할 수 있다. 이하, 본 발명의 도전성 조성물이 함유하는 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.The conductive composition of the present invention contains an elastomer and silver powder, and by mixing a specific silver powder with the elastomer, a conductor with excellent stability of electrical resistance can be obtained not only when bent, but also when stretched or stretched significantly. You can. As a result, the conductive composition of the present invention can be suitably used to form a conductor for wearable devices such as in-vitro devices, body surface devices, electronic skin devices, and in-body devices by utilizing these characteristics. Hereinafter, each component contained in the conductive composition of the present invention will be described in detail.

<은분><Silver powder>

본 발명의 도전성 조성물을 구성하는 은분은, 표면 처리된 것이며, 그의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛이며, 겉보기 공극률이 50 내지 95%, 바람직하게는 60 내지 95%인 것을 사용한다. 이러한 은분을 사용하여, 조성물 중에서의 은분의 이차 입자의 입도 분포가 하기하는 범위가 되는 응집 상태로 함으로써, 신축의 반복이나 신장을 크게 한 경우에도, 전기 저항의 안정성을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 은분의 평균 일차 입자 직경이란, 분체 상태에 있는 은분을 주사형 전자 현미경에서 10,000배의 배율로 관찰하고, 랜덤하게 10개의 일차 입자를 추출하여, 그의 입자 직경을 측정하였을 때의 그들의 입자 직경의 평균값을 의미한다. 또한, 은분의 겉보기 공극률은, 은분의 일차 입자가 연결되어 적당한 공극이 존재하는 응집 구조(이차 입자)의 상태를 나타내는 지표가 되는 것이며, 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.The silver powder constituting the conductive composition of the present invention is surface-treated, has an average primary particle diameter of 1.0 μm or less, preferably 0.1 to 1.0 μm, and an apparent porosity of 50 to 95%, preferably 60 to 95%. Use the one that is By using such silver powder to create an agglomerated state in which the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder in the composition falls within the range described below, the stability of the electrical resistance can be maintained even when repeated stretching or stretching is increased. In addition, in the present invention, the average primary particle diameter of silver powder is obtained by observing silver powder in a powder state at a magnification of 10,000 times with a scanning electron microscope, randomly extracting 10 primary particles, and measuring their particle diameters. It means the average value of their particle diameters when In addition, the apparent porosity of silver powder is an index indicating the state of the aggregated structure (secondary particles) in which the primary particles of the silver powder are connected and appropriate voids exist, and can be measured as follows.

즉,in other words,

은의 밀도를 ρ0(g/cm3)이라 하고,The density of silver is called ρ 0 (g/cm 3 ),

질량 M(g)의 은분에, 1kg 무게의 하중을 가하였을 때의 은분 체적을 V(cm3)라 한 경우에, 겉보기 밀도 ρ(g/cm3)는If the volume of silver powder when a load of 1 kg is applied to silver powder of mass M (g) is V (cm 3 ), the apparent density ρ (g/cm 3 ) is

ρ=M/Vρ=M/V

로 정의되고, 겉보기 밀도로부터, 하기 식에 의해 겉보기 공극률(P)을 산출 할 수 있다.It is defined as, and from the apparent density, the apparent porosity (P) can be calculated by the following equation.

P=(1-ρ/ρ0)×100P=(1-ρ/ρ 0 )×100

또한, 은의 밀도 ρ0은 10.49g/cm3이며, 1kg 무게 하중 시의 은분 체적 V는, 하중을 부가하고 나서 1시간 경과한 후의 은분 체적으로 한다.In addition, the density ρ 0 of silver is 10.49 g/cm 3 , and the volume of silver powder V under a 1 kg weight load is set as the volume of silver powder 1 hour after adding the load.

상기한 겉보기 공극률 P는, 본 발명에 있어서, 엘라스토머와 혼합하기 전의 은분의 일차 입자끼리의 응집 상태를 나타내는 지표가 된다. 은분에 대하여 일정 하중을 가하면 충전된 은분의 압축이 진행된다. 이 때, 은분이 응집 상태가 아니라 일차 입자끼리가 분리되어 있는 상태인 경우에는, 압축 후의 겉보기 공극률은 작아진다. 한편, 은분이 응집 상태를 형성하고 있는 경우에는, 응집 내부의 공극 때문에, 겉보기 공극률은 커진다. 이에 의해, 은분의 일차 입자끼리의 응집 상태를 겉보기 공극률로서 평가할 수 있다.In the present invention, the above-mentioned apparent porosity P serves as an index indicating the state of aggregation of the primary particles of silver powder before mixing with the elastomer. When a certain load is applied to the silver powder, the filled silver powder is compressed. At this time, if the silver powder is not in an agglomerated state but is in a state where the primary particles are separated from each other, the apparent porosity after compression becomes small. On the other hand, when the silver powder forms an agglomerated state, the apparent porosity increases due to the voids inside the agglomerates. Thereby, the aggregation state of the primary particles of silver powder can be evaluated as the apparent porosity.

또한, 본 발명에 있어서, 은분의 일차 입자의 형상은, 대략 구상인 것이 바람직하고, 대략 구상의 일차 입자가 삼차원이면서 랜덤하게 연결된 이차 입자의 형태로 도전성 조성물 중에 존재함으로써, 상기한 바와 같이, 도전성 조성물의 고화물이 크게 신장되었을 때에도 일차 입자끼리의 접점이 감소되지 않고 은분이 도전성 조성물의 고화물 중의 엘라스토머의 신장 변형에 추종할 수 있다.In addition, in the present invention, the shape of the primary particles of the silver powder is preferably substantially spherical, and the substantially spherical primary particles are present in the conductive composition in the form of three-dimensional and randomly connected secondary particles, thereby providing conductivity as described above. Even when the solidified product of the composition is greatly stretched, the contact points between primary particles are not reduced, and the silver powder can follow the stretching deformation of the elastomer in the solidified conductive composition.

또한, 은분의 일차 입자의 형상은, 대략 구상인 것에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 대략 구상 이외의 형상의 은분이 포함되어 있어도 되는 것은 말할 필요도 없다.In addition, the shape of the primary particles of the silver powder is not limited to being substantially spherical, and it goes without saying that silver powder having a shape other than approximately spherical may be included as long as the effect of the present invention is not impaired.

평균 일차 입자 직경 및 겉보기 공극률이 상기 범위에 있는 은분은, 시판되고 있는 것을 사용할 수 있고, 또한 시판되고 있는 은분을, 분급기 등을 사용하여 특정한 평균 일차 입자 직경 및 겉보기 공극률을 갖는 은분로 분급함으로써 얻어도 된다.The silver powder having an average primary particle diameter and apparent porosity in the above range can be used as a commercially available silver powder, and the commercially available silver powder can be classified into silver powder having a specific average primary particle diameter and apparent porosity using a classifier or the like. You can get it.

본 발명에 있어서 사용하는 은분(즉, 도전성 조성물로서 조제되기 전의 은분)은, 그의 평균 이차 입자 직경이 5.0 내지 40.0㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10.0 초과 내지 40.0㎛이며, 더욱 바람직하게는 15.0 초과 내지 40.0㎛이다. 평균 이차 입자 직경이 상기 범위에 있음으로써, 은분을 조성물 중에 분산시켰을 때, 하기하는 특정 범위의 입자 직경으로 조정하기 쉬워진다. 또한, 도전성 조성물로서 조제되기 전의 은분의 평균 이차 입자 직경이란, 분체 상태에 있는 은분을 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의해 측정한 입자 직경의 평균값(D50)을 의미한다.The silver powder used in the present invention (i.e., the silver powder before being prepared as a conductive composition) preferably has an average secondary particle diameter of 5.0 to 40.0 μm, more preferably greater than 10.0 to 40.0 μm, and even more preferably It is greater than 15.0 to 40.0 μm. When the average secondary particle diameter is within the above range, when the silver powder is dispersed in the composition, it becomes easy to adjust the particle diameter to a specific range described below. In addition, the average secondary particle diameter of silver powder before being prepared as a conductive composition means the average value (D50) of the particle diameter measured for silver powder in a powder state by a laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method.

또한, 본 발명에 있어서 사용하는 은분(도전성 조성물로서 조제되기 전의 은분)은, JIS K 6217-4(2017)에 준거하여 측정된 DBP 흡유량이 30 내지 200ml/100g인 것이 바람직하다. 은분의 DBP 흡유량이란, JIS K 6217-4에 준거하여, 100g의 은분에 흡수되는 프탈산디부틸의 양을 측정한 값을 의미하고, 본 발명에 있어서는, 은분의 일차 입자의 연결 정도나 응집의 정도를 나타내는 지표로 하고 있다. DBP 흡유량이 상기 범위에 있는 은분을 사용함으로써, 은분을 조성물 중에 분산시켰을 때, 하기하는 특정 범위의 입자 직경으로 조정하기 쉬워진다.In addition, the silver powder (silver powder before being prepared as a conductive composition) used in the present invention preferably has a DBP oil absorption of 30 to 200 ml/100 g as measured in accordance with JIS K 6217-4 (2017). The DBP oil absorption amount of silver powder refers to a value measured in accordance with JIS K 6217-4 of the amount of dibutyl phthalate absorbed by 100 g of silver powder, and in the present invention, the degree of connection or agglomeration of the primary particles of silver powder. It is used as an indicator of . By using silver powder whose DBP oil absorption amount is within the above range, when the silver powder is dispersed in the composition, it becomes easy to adjust the particle diameter to a specific range described below.

본 발명의 도전성 조성물은, 상기한 은분을 사용하여 엘라스토머 중에 분산시킨 것이며, 도전성 조성물 중에 있어서 은분의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경(D95 입자 직경)을, 3.0 내지 25.0㎛의 범위로 한 것이다. 본 발명은, 후술하는 바와 같은 표면 처리된 특정한 평균 일차 입자 직경을 갖는 은분이며, 또한 특정한 응집 상태(즉, 특정한 겉보기 공극률)에 있는, 바람직하게는 특정한 DBP 흡유량을 갖는 은분을 엘라스토머에 배합하여 조성물로 하였을 때, 조성물 중에서의 은분의 응집 상태를 제어하는(즉, 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경을 특정한 범위로 하는) 것에 의해, 도전성 조성물을 고화시킨 경화물의 도전성을 개선한 것이며, 신축의 반복이나 신장을 크게 한 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체로 할 수 있다.The conductive composition of the present invention is prepared by dispersing the above-described silver powder in an elastomer, and the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder in the conductive composition is 3.0 to 25.0 μm. It was done within a range. The present invention is a silver powder having a specific average primary particle diameter that has been surface treated as described later, and is also in a specific state of aggregation (i.e., a specific apparent porosity), preferably having a specific DBP oil absorption amount, and is blended into an elastomer to produce a composition. When , the conductivity of the cured product obtained by solidifying the conductive composition is improved by controlling the aggregation state of the silver powder in the composition (i.e., setting the cumulative 95% particle diameter in the particle size distribution of the secondary particles to a specific range). It can be used as a conductor with excellent stability in electrical resistance even when repeated stretching or stretching is increased.

본 발명의 도전성 조성물을 구성하는 은분은, 엘라스토머와 혼합 내지 혼련하였을 때에도, 복수의 일차 입자가 삼차원이면서 랜덤하게 연결된 일정한 응집 상태를 유지하면서, 도전성 조성물 중에 분산된다고 생각된다. 즉, 특정한 겉보기 공극률을 갖는 은분을 엘라스토머에 혼합 내지 혼련하면, 은분의 일차 입자의 응집된 이차 입자 중, 입자 직경이 큰 이차 입자는 붕괴되어 있을수록 작아진다. 그 때의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경이 3.0 내지 25.0㎛가 되도록 조정함으로써, 은분의 이차 입자에 겉보기 상의 공극이 적절하게 잔존하고, 그 공극에 엘라스토머가 들어가기 때문에, 본 발명 특유의 효과를 발휘할 수 있는 것으로 생각된다.It is believed that the silver powder constituting the conductive composition of the present invention is dispersed in the conductive composition while maintaining a constant state of aggregation in which a plurality of primary particles are three-dimensionally and randomly connected even when mixed or kneaded with an elastomer. That is, when silver powder having a specific apparent porosity is mixed or kneaded with an elastomer, among the secondary particles that are aggregated from the primary particles of the silver powder, the secondary particles with larger particle diameters become smaller as they are collapsed. By adjusting the particle size distribution of the secondary particles at that time so that the cumulative 95% particle diameter is 3.0 to 25.0 ㎛, apparent voids appropriately remain in the secondary particles of silver powder, and the elastomer enters the voids, so the present invention It is thought that it can exert a unique effect.

이러한 본 발명 특유의 효과가 발휘되는 상세한 메커니즘은 명백하지는 않지만, 이하와 같이 생각된다. 즉, 후술하는 바와 같은 표면 처리된 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛ 이하인 은분이며, 또한 겉보기 공극률이 50 내지 95%이며, 바람직하게는 DBP 흡유량이 상기한 범위에 있는 은분을 엘라스토머에 배합하여 분산시켜 조성물을 조제할 때, 적절하게 은분의 응집을 붕괴시켜, D95 입자 직경이 3.0 내지 25.0㎛가 되도록 조성물을 교반 내지 혼련함으로써, 은분의 이차 입자는, 겉보기 상의 공극이 적절하게 존재하고, 이러한 공극에 엘라스토머가 충분히 들어가는 점에서, 도전성 조성물의 고화물이 크게 신장되었을 때에도 일차 입자끼리의 접점이 감소되지 않고, 은분이 엘라스토머의 신장 변형에 추종할 수 있는 것으로 생각된다.Although the detailed mechanism by which this effect unique to the present invention is achieved is not clear, it is believed to be as follows. That is, silver powder with a surface-treated average primary particle diameter of 1.0 μm or less as described later, an apparent porosity of 50 to 95%, and preferably a DBP oil absorption within the above-mentioned range is blended in an elastomer and dispersed to form a composition. When preparing, the agglomeration of the silver powder is appropriately disrupted, and the composition is stirred or kneaded so that the D95 particle diameter is 3.0 to 25.0 ㎛, so that the secondary particles of the silver powder have appropriate apparent voids, and the elastomer is added to these voids. It is thought that since there is enough , the contact points between primary particles are not reduced even when the solidified product of the conductive composition is greatly stretched, and the silver powder can follow the stretching deformation of the elastomer.

도전성 조성물 중에 있어서의 은분의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경(D95 입자 직경)은, 은분과 엘라스토머를 혼합 내지 혼련하여 얻어진 도전성 조성물을 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 측정 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 사용하여, 도전성 조성물을 3000질량%가 되도록 측정 용매(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트)로 희석하고, 스파튤러 등으로 은분의 이차 입자가 붕괴되지 않도록 적절하게 교반한 후 빠르게, 측정 범위 0.020㎛ 내지 1000.00㎛에서 입자의 굴절률을 1.33, 용매의 굴절률을 1.40으로 하여, 입도 분포를 측정하고, 당해 입도 분포의 누적 95%의 입자 직경으로서 산출된 값을 D95 입자 직경으로서 정의한다.The cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of silver powder in the conductive composition is measured by laser diffraction scattering particle size distribution measurement of the conductive composition obtained by mixing or kneading silver powder and elastomer. You can. Specifically, using propylene glycol monomethyl ether acetate as the measurement solvent, the conductive composition is diluted with the measurement solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) to 3000% by mass, and a spatula is used to prevent secondary particles of silver powder from collapsing. After stirring appropriately to prevent the particle from being stirred quickly, the particle size distribution is measured with the refractive index of the particles being 1.33 and the refractive index of the solvent being 1.40 in the measurement range of 0.020㎛ to 1000.00㎛, and the value calculated as the particle diameter of 95% of the cumulative particle size distribution. is defined as the D95 particle diameter.

이와 같이, 본 발명의 도전성 조성물에 의하면, D95 입자 직경이 상기 범위가 되도록 표면 처리된 은분이 도전성 조성물 중에 분산되어 있으므로, 이러한 도전성 조성물을 포함하는 고화물이 신축의 반복이나 크게 신장된 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있는 것으로 생각된다.In this way, according to the conductive composition of the present invention, the surface-treated silver powder so that the D95 particle diameter is within the above range is dispersed in the conductive composition, so even when the solidified product containing this conductive composition repeats stretching or is greatly stretched, It is believed that a conductor with excellent stability of electrical resistance can be obtained.

통상적인 은분에서는 엘라스토머 중에 분산시키면, 도전성 조성물 중의 은분의 응집 상태가 과도하게 붕괴되므로, 이러한 도전성 조성물의 고화물이 크게 신장되었을 때에는, 이 신장 변형에 의해 은분의 일차 입자끼리의 접점은 감소되어버린다. 이 점에서, 상술한 바와 같은 본 발명의 특징적인 구성에 의하면, 도전성 조성물 중의 은분의 이차 입자에는, 겉보기 상의 공극이 적절하게 존재하고, 이러한 공극에 엘라스토머가 충분히 들어가므로, 이러한 도전성 조성물을 포함하는 고화물이 크게 신장되었을 때에도 일차 입자끼리의 접점이 감소되지 않고 은분이 엘라스토머의 신장 변형에 추종할 수 있는 것으로 생각된다.When ordinary silver powder is dispersed in an elastomer, the agglomeration state of the silver powder in the conductive composition collapses excessively, so when the solidified product of this conductive composition is greatly stretched, the contact points between the primary particles of the silver powder are reduced due to this stretching deformation. . In this regard, according to the characteristic configuration of the present invention as described above, apparent voids are appropriately present in the silver powder secondary particles in the conductive composition, and the elastomer sufficiently enters these voids, so that the conductive composition containing such a conductive composition It is thought that even when the solidified material is greatly stretched, the contact points between primary particles are not reduced and the silver powder can follow the stretching deformation of the elastomer.

본 발명의 도전성 조성물 중에 있어서, 은분이 상기와 같은 형태로 존재하기 위해서는, 은분이 표면 처리에 의해 엘라스토머와 친화성이 높으며, 또한 은분의 일차 입자가 서로 연결되어 공극이 적절하게 존재하는 응집 구조(이차 입자)를 갖고 있을 필요가 있다.In the conductive composition of the present invention, in order for the silver powder to exist in the above-mentioned form, the silver powder has a high affinity for the elastomer through surface treatment, and also has an aggregate structure in which the primary particles of the silver powder are connected to each other and voids are appropriately present ( secondary particles).

그 때문에, 본 발명에 있어서는, 상술한 DBP 흡유량 및 은분과 엘라스토머의 친화성을 조정하기 위해서, 표면 처리된 은분을 사용한다. 이 은분의 표면 처리로서는, 분산액을 포함하는 용액 중에 은분을 투입하여 교반하는 습식법이나, 은분을 교반하면서 분산액을 포함하는 용액 분무하는 건식법 등의 방법을 들 수 있다. 또한, 계면 활성제를 병용하여 표면 처리를 해도 된다.Therefore, in the present invention, surface-treated silver powder is used in order to adjust the above-mentioned DBP oil absorption amount and affinity between the silver powder and the elastomer. Examples of the surface treatment of this silver powder include a wet method in which silver powder is poured into a solution containing a dispersion and stirred, and a dry method in which a solution containing a dispersion is sprayed while stirring the silver powder. Additionally, surface treatment may be carried out using a surfactant in combination.

이러한 표면 처리에 사용하는 분산제로서는, 예를 들어 지방산, 유기 금속, 젤라틴 등의 보호 콜로이드를 사용할 수 있지만, 불순물 혼입의 우려나 소수기와의 흡착성의 향상을 고려하면, 지방산 또는 그의 염인 것이 바람직하다. 또한, 이 분산제로서는, 지방산 또는 그의 염을 계면 활성제로 에멀션화한 것을 사용해도 된다. 바람직한 분산제로서는, 탄소 원자수 6 내지 24의 지방산이며, 스테아르산, 올레산, 미리스트산, 팔미트산, 리놀레산, 라우르산, 리놀렌산 등을 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 지방산은, 도전성 조성물을 사용한 배선층이나 전극에 대한 악영향이 적다고 생각된다. 상기 지방산은 단독으로 사용해도 되고 또한 복수를 조합하여 사용해도 된다.As a dispersant used in this surface treatment, protective colloids such as fatty acids, organic metals, and gelatin can be used, but considering the risk of contamination with impurities and the improvement of adsorption with hydrophobic groups, fatty acids or salts thereof are preferable. Additionally, as this dispersant, a fatty acid or a salt thereof emulsified with a surfactant may be used. Preferred dispersants are fatty acids having 6 to 24 carbon atoms, and stearic acid, oleic acid, myristic acid, palmitic acid, linoleic acid, lauric acid, linolenic acid, etc. can be more preferably used. These fatty acids are thought to have little adverse effect on wiring layers or electrodes using conductive compositions. The above fatty acids may be used individually or may be used in combination.

이상 설명한 바와 같은 은분은 하기하는 엘라스토머 및 필요에 따라서 용제를 배합, 교반 내지 혼련함으로써, 은분의 이차 입자의 D95 입자 직경이 3.0 내지 25.0㎛의 범위가 되도록 조정한다. 예를 들어, 디졸버나 버터플라이 믹서 등의 교반기나 롤 밀이나 비즈 밀 등의 혼련기를 사용하여 교반 내지 혼련을 행할 수 있지만, 그 때의 교반기 및/또는 혼련기의 회전 속도, 교반 날개나 혼련 장치의 형상, 교반 내지 혼련 시간, 교반 내지 혼련 시의 온도, 비즈 충전율이나 롤 간격 등 다양한 조건에 의해 조정할 수 있다.The silver powder as described above is adjusted to have a D95 particle diameter of the secondary particles of the silver powder in the range of 3.0 to 25.0 μm by mixing, stirring or kneading the elastomer described below and, if necessary, a solvent. For example, stirring or kneading can be performed using a stirrer such as a dissolver or butterfly mixer, or a kneader such as a roll mill or bead mill, but the rotation speed of the stirrer and/or kneader at that time, the stirring blade, or the kneading device It can be adjusted according to various conditions such as shape, stirring or kneading time, temperature during stirring or kneading, bead filling rate, or roll spacing.

이 도전성 조성물 중에 있어서의 은분의 배합량은, 도전성 조성물에 포함되는 전체 고형분량을 기준으로 하여, 60 내지 95질량%인 것이 바람직하다. 60질량% 이상이면, 낮은 저항값의 도전체를 용이하게 얻을 수 있다. 95질량% 이하이면, 신축 시에 단선이 보다 발생하기 어려워진다.The compounding amount of silver powder in this conductive composition is preferably 60 to 95% by mass based on the total solid content contained in the conductive composition. If it is 60% by mass or more, a conductor with a low resistance value can be easily obtained. If it is 95% by mass or less, it becomes more difficult for disconnection to occur during expansion and contraction.

또한, 본 발명의 도전성 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 은분 이외의 카본 등의 다른 도전분을 병용해도 된다.Additionally, the conductive composition of the present invention may be used in combination with other electrically conductive components other than silver powder, such as carbon, as long as the effects of the present invention are not impaired.

<엘라스토머><Elastomer>

본 발명에 의한 도전성 조성물에 포함되는 엘라스토머는, 실온에 있어서 고무 탄성을 갖는 재료라면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들어 고무, 열가소성 엘라스토머, 관능기 함유 엘라스토머, 블록 공중합체 등을 적합하게 사용할 수 있다.The elastomer contained in the conductive composition according to the present invention can be used without particular limitation as long as it is a material that has rubber elasticity at room temperature. For example, rubber, thermoplastic elastomer, functional group-containing elastomer, block copolymer, etc. can be suitably used. .

고무로서는, 디엔계 고무, 비디엔계 고무 중 어느 것이어도 되고, 공지 관용의 것을 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The rubber may be any of diene-based rubber and non-diene-based rubber, and known and commonly used rubbers can be used alone or in a mixture of two or more types.

또한, 열가소성 엘라스토머로서는, 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머 등을 들 수 있고, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, thermoplastic elastomers include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, acrylic-based elastomers, silicone-based elastomers, etc., and can be used alone or in a mixture of two or more types.

관능기 함유 엘라스토머로서는, 신축성의 관점에서 우레탄계, 올레핀계가 바람직하고, 내용제성의 관점에서 (메타)아크릴로일기나 산무수물기, 카르복실기, 에폭시기 등의 관능기를 갖는 것이 바람직하다.As the functional group-containing elastomer, urethane-based or olefin-based elastomers are preferable from the viewpoint of elasticity, and those having functional groups such as (meth)acryloyl group, acid anhydride group, carboxyl group, and epoxy group are preferable from the viewpoint of solvent resistance.

블록 공중합체로서는, 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 블록 공중합체이면 사용할 수 있고, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.As a block copolymer, any block copolymer of a hard segment and a soft segment can be used, and can be used alone or in a mixture of two or more types.

상술한 엘라스토머 중에서도 블록 공중합체는, 결정성이 낮으며 분자간력이 약하기 때문에, 다른 고무와 비교하여 유리 전이점(이하, Tg라 약칭함)이 낮고, 은분과 혼합한 경우에는 유연하여 신장이 양호하므로, 바람직하다. 그 때문에, 블록 공중합체는 웨어러블 디바이스용 도전체의 형성에 적합하다. 특히 Tg가 150℃ 미만인 하드 세그먼트와, Tg가 0℃ 미만인 소프트 세그먼트의 블록 공중합체가 보다 적합하다. 또한, 유리 전이점 Tg는 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의해 측정된다.Among the above-mentioned elastomers, block copolymers have low crystallinity and weak intermolecular forces, so their glass transition point (hereinafter abbreviated as Tg) is low compared to other rubbers, and when mixed with silver powder, they are flexible and have good elongation. Therefore, it is desirable. Therefore, block copolymers are suitable for forming conductors for wearable devices. In particular, a block copolymer of a hard segment with a Tg of less than 150°C and a soft segment with a Tg of less than 0°C is more suitable. Additionally, the glass transition point Tg is measured by differential scanning calorimetry (DSC).

이러한 블록 공중합체에 있어서의 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 비율은 20:80 내지 50:50의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있으면, 도전성 조성물을 고화한 도전체의 신장 시에 단선이 발생하기 어려워지기 때문에 바람직하다. 보다 바람직하게는 25:75 내지 40:60이다.The ratio of hard segments to soft segments in such block copolymers is preferably in the range of 20:80 to 50:50. If it is within this range, it is preferable because disconnection becomes less likely to occur when the conductor obtained by solidifying the conductive composition is stretched. More preferably, it is 25:75 to 40:60.

여기서, 블록 공중합체에 있어서의 하드 세그먼트로서는, 메틸(메타)아크릴레이트 단위나 스티렌 단위 등을 들 수 있다. 또한, 소프트 세그먼트 단위로서는, n-부틸아크릴레이트나 부타디엔 단위 등을 들 수 있다. 블록 공중합체는, 폴리메틸(메타)아크릴레이트/폴리n-부틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트의 트리블록 공중합체인 것이 바람직하다. 블록 공중합체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 본원 명세서에 있어서 (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 총칭하는 용어이며, 다른 유사한 표현에 대해서도 동일하다.Here, examples of hard segments in the block copolymer include methyl (meth)acrylate units and styrene units. Additionally, examples of soft segment units include n-butylacrylate and butadiene units. The block copolymer is preferably a triblock copolymer of polymethyl (meth)acrylate/poly n-butyl (meth)acrylate/polymethyl (meth)acrylate. Block copolymers may be used individually or in combination of two or more types. In addition, in the present specification, (meth)acrylate is a general term for acrylate and methacrylate, and the same applies to other similar expressions.

블록 공중합체는 시판품이면 된다. 시판품의 예는, 아르끄마사제의 리빙 중합을 사용하여 제조되는 아크릴계 트리블록 공중합체이다. 구체적으로는, 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리메틸메타크릴레이트로 대표되는 SBM 타입, 폴리메틸메타크릴레이트-폴리부틸아크릴레이트-폴리메틸메타크릴레이트로 대표되는 MAM 타입, 및 카르복실산 변성 처리 또는 친수기 변성 처리된 MAM N 타입 또는 MAM A 타입을 사용할 수 있다. SBM 타입의 예는 E41, E40, E21 및 E20이다. MAM 타입의 예는 M51, M52, M53 및 M22이다. MAM N 타입의 예는 52N 및 22N이다. MAM A 타입의 예는 SM4032XM10이다. 시판품의 다른 예는 쿠라레사제의 쿠라리티이다. 이 쿠라리티는 메타크릴산메틸 및 아크릴산부틸로부터 유도되는 블록 공중합체이다.The block copolymer may be a commercially available product. An example of a commercial product is an acrylic triblock copolymer manufactured using living polymerization by Arcma. Specifically, the SBM type represented by polystyrene-polybutadiene-polymethyl methacrylate, the MAM type represented by polymethyl methacrylate-polybutylacrylate-polymethyl methacrylate, and carboxylic acid modification treatment or hydrophilic group. Modified MAM N type or MAM A type can be used. Examples of SBM types are E41, E40, E21 and E20. Examples of MAM types are M51, M52, M53, and M22. Examples of MAM N types are 52N and 22N. An example of MAM type A is SM4032XM10. Another example of a commercial product is Kurarity manufactured by Kuraray. This currarity is a block copolymer derived from methyl methacrylate and butyl acrylate.

상기와 같은 (메타)아크릴레이트 폴리머 블록을 포함하는 블록 공중합체는, 예를 들어 일본 특허 공표 제2007-516326호 공보 또는 일본 특허 공표 제2005-515281호 공보에 기재되는 방법에 의해 얻을 수 있다.A block copolymer containing the above (meth)acrylate polymer block can be obtained, for example, by the method described in Japanese Patent Publication No. 2007-516326 or Japanese Patent Publication No. 2005-515281.

블록 공중합체의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 20,000 내지 400,000이며, 보다 바람직하게는 50,000 내지 300,000이다. 중량 평균 분자량이 20,000 이상임으로써, 목적으로 하는 강인성 및 유연성의 효과가 얻어지고, 도전성 조성물을 필름상으로 성형 건조시켰을 때나 기판에 도포하여 건조시켰을 때에 우수한 점착성이 얻어진다. 또한, 중량 평균 분자량이 400,000 이하임으로써, 도전성 조성물이 양호한 점도를 가지고, 더 높은 인쇄성 및 가공성을 달성할 수 있다. 또한, 중량 평균 분자량이 50,000 이상인 경우에는, 외부로부터의 충격에 대한 완화성에 있어서 우수한 효과가 얻어진다.The weight average molecular weight of the block copolymer is preferably 20,000 to 400,000, more preferably 50,000 to 300,000. When the weight average molecular weight is 20,000 or more, the desired effects of toughness and flexibility are obtained, and excellent adhesion is obtained when the conductive composition is molded into a film and dried or applied to a substrate and dried. Additionally, when the weight average molecular weight is 400,000 or less, the conductive composition has good viscosity and can achieve higher printability and processability. Additionally, when the weight average molecular weight is 50,000 or more, excellent effects are obtained in terms of mitigation against external shocks.

블록 공중합체의, 국제 표준화 기구의 국제 규격 ISO 37의 측정 방법에 의한 인장 파단 신장률은, 바람직하게는 100 내지 600%이다. 인장 파단 신장률이 100 내지 600%이면, 도전체의 신축성 및 전기 저항의 안정성이 보다 우수하다. 보다 바람직하게는 300 내지 600%이다.The tensile elongation at break of the block copolymer according to the measurement method of ISO 37, an international standard of the International Organization for Standardization, is preferably 100 to 600%. When the tensile elongation at break is 100 to 600%, the elasticity of the conductor and the stability of electrical resistance are superior. More preferably, it is 300 to 600%.

인장 파단 신장률(%)=(파단점 신장(mm)-초기 치수mm)/(초기 치수mm)×100Tensile elongation at break (%) = (elongation at break (mm) - initial dimension mm) / (initial dimension mm) × 100

상기한 엘라스토머 중 고무나 관능기 함유 엘라스토머에는, 통상적으로 황계 가황제나 비황계 가황제 등이 사용된다. 본 발명과 같은 은분과 엘라스토머를 포함하는 도전성 조성물에서는, 엘라스토머 중의 가황제에 포함되는 황에 의해, 배선 중의 은분이 산화나 황화에 의해 부식될 우려가 있어, 이러한 관점에서는, 본 발명에 있어서는 황계 가황제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.Among the above-mentioned elastomers, a sulfur-based vulcanizing agent or a non-sulfur-based vulcanizing agent is usually used for rubber or a functional group-containing elastomer. In a conductive composition containing silver powder and an elastomer such as the present invention, there is a risk that the silver powder in the wiring may be corroded by oxidation or sulfurization due to the sulfur contained in the vulcanizing agent in the elastomer. From this point of view, in the present invention, sulfur-based vulcanization is used. It is desirable not to include any agents.

본 발명의 도전성 조성물은, 도전성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서(본 발명 특유의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서) 약간량의 황 화합물을 배합해도 된다.The conductive composition of the present invention may contain a small amount of a sulfur compound as long as it does not adversely affect conductivity (within the range that does not impair the effects unique to the present invention).

또한, 엘라스토머에는, 연화제, 가소제 등의 공지된 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 연화제로서는, 광물유계 연화제와 식물유계 연화제를 들 수 있고, 예를 들어 광물유계 연화제로서, 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일, 방향족계 프로세스 오일 등의 각종 오일이다. 식물유계 연화제로서는, 피마자유, 면실유, 아마인유, 채종유, 대두유, 팜유, 야자유, 낙화생유, 파인유, 톨유 등을 들 수 있고, 이들 연화제는 단독 또는 2종 이상을 병용해도 된다. 연화제의 첨가량에 의해, 원하는 고무 탄성이나 신장성을 조정할 수 있다.Additionally, the elastomer may contain known additives such as softeners and plasticizers. Examples of the softener include mineral oil-based softeners and vegetable oil-based softeners. For example, mineral oil-based softeners include various oils such as paraffin-based process oil, naphthenic-based process oil, and aromatic-based process oil. Examples of vegetable oil-based softeners include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, palm oil, peanut oil, pine oil, and tall oil. These softeners may be used alone or in combination of two or more types. The desired rubber elasticity and extensibility can be adjusted by adding the softener.

이상 설명한 바와 같은 엘라스토머는, 도전성 조성물 중에 포함되는 전체 고형분량을 기준으로 하여, 각각 5 내지 40질량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하고, 14 내지 28질량%인 것이 보다 바람직하다. 특히, 상기한 바와 같은 블록 공중합체를 함유하는 경우에는, 다른 엘라스토머를 포함한 전체 엘라스토머에 대하여 이들 블록 공중합체의 배합량이 85 내지 100질량%인 것이 바람직하다. 배합량이 상기 범위 내에 있으면, 형성된 도막의 신축성이 보다 양호해진다.The elastomers described above are preferably blended in a ratio of 5 to 40% by mass, and more preferably 14 to 28% by mass, based on the total solid content contained in the conductive composition. In particular, when containing block copolymers as described above, it is preferable that the blending amount of these block copolymers is 85 to 100% by mass relative to the total elastomer including other elastomers. If the compounding amount is within the above range, the elasticity of the formed coating film becomes better.

또한, 본 발명의 도전성 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 엘라스토머 이외의 열가소성 수지 등의 다른 유기 바인더를 병용해도 된다.Additionally, the conductive composition of the present invention may be used in combination with other organic binders such as thermoplastic resins other than elastomers, as long as the effects of the present invention are not impaired.

본 발명의 도전성 조성물은, 조성물의 조정을 위해, 또는 기판에 도포하기 위한 점도 조정을 위해, 유기 용제를 사용할 수 있다.The conductive composition of the present invention can use an organic solvent to adjust the composition or to adjust the viscosity for application to a substrate.

이러한 유기 용제로서는, 케톤류, 방향족 탄화수소류, 글리콜에테르류, 글리콜에테르아세테이트류, 에스테르류, 알코올류, 지방족 탄화수소, 석유계 용제 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜부틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류; 옥탄, 데칸 등의 지방족 탄화수소; 석유 에테르, 석유 나프타, 수소 첨가 석유 나프타, 솔벤트 나프타 등의 석유계 용제 등이다. 이러한 유기 용제는 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 이 중에서도 도포성의 관점에서, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트가 바람직하다.Examples of such organic solvents include ketones, aromatic hydrocarbons, glycol ethers, glycol ether acetates, esters, alcohols, aliphatic hydrocarbons, and petroleum solvents. More specifically, ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; Cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether. glycol ethers such as; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, and propylene glycol butyl ether acetate; Alcohols such as ethanol, propanol, ethylene glycol, and propylene glycol; Aliphatic hydrocarbons such as octane and decane; Petroleum-based solvents such as petroleum ether, petroleum naphtha, hydrogenated petroleum naphtha, and solvent naphtha. These organic solvents are used individually or in mixtures of two or more types. Among these, diethylene glycol monoethyl ether acetate is preferable from the viewpoint of applicability.

본 발명의 도전성 조성물은 열경화 성분을 더 포함해도 된다. 열경화 성분의 예는, 경화 반응에 의한 분자량 증가, 가교 형성에 의해 필름 형성 가능한 폴리에스테르 수지(우레탄 변성체, 에폭시 변성체, 아크릴 변성체 등), 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 비닐계 수지 및 실리콘 수지이다.The conductive composition of the present invention may further contain a thermosetting component. Examples of thermosetting components include polyester resins (urethane-modified, epoxy-modified, acrylic-modified, etc.), epoxy resins, urethane resins, phenol resins, and melamine resins that can increase molecular weight through curing reactions and form films through crosslinking. , vinyl resin and silicone resin.

본 발명의 도전성 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 기타 성분을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 커플링제, 광중합 개시제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.The conductive composition of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, it may contain additives such as a coupling agent and a photopolymerization initiator.

본 발명의 도전성 조성물은, 예를 들어 용제에 용해한 엘라스토머와 상기한 은분을 혼련함으로써 제조할 수 있다. 혼련 방법으로서는, 예를 들어 롤 밀과 같은 교반 혼합 장치를 사용하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 엘라스토머를 유기 용제에 용해한 고형분 50질량%의 수지 용액을 조제하고, 이 수지 용액에 은분을 배합하고, 교반기에서 예비 교반 혼합한 후, 3개 롤 밀에서 혼련함으로써, 도전성 조성물을 얻을 수 있다. 사용하는 엘라스토머의 종류나 유기 용제의 배합 비율에 의해, 액상의 도전성 조성물로 하거나 페이스트상(반고형상)의 도전성 조성물로 할 수 있다.The conductive composition of the present invention can be produced, for example, by kneading the elastomer dissolved in a solvent and the above-described silver powder. Examples of the kneading method include using a stirring mixing device such as a roll mill. Specifically, a resin solution with a solid content of 50% by mass in which an elastomer is dissolved in an organic solvent is prepared, silver powder is added to this resin solution, mixed with preliminary stirring in a stirrer, and then kneaded in a three-roll mill to obtain a conductive composition. You can. Depending on the type of elastomer used and the mixing ratio of the organic solvent, it can be a liquid conductive composition or a paste-like (semi-solid) conductive composition.

본 발명에 있어서, 상술한 바와 같은 도전성 조성물은, 예를 들어 기재 상에 패턴 도포하고, 열처리를 행함으로써, 도전체를 형성할 수 있다. 이 열처리로서는, 건조 처리나 열경화 처리 등을 들 수 있다.In the present invention, the conductive composition as described above can be formed into a conductor by, for example, applying the conductive composition in a pattern onto a substrate and subjecting it to heat treatment. Examples of this heat treatment include drying treatment and heat curing treatment.

이와 같이, 본 발명의 도전성 조성물에 의하면, 신축성 및 전기 저항의 안정성이 우수한 도전체를 얻을 수 있다. 또한, 상기와 같은 은분을 사용함으로써, 도포 적성도 향상된다.In this way, according to the conductive composition of the present invention, a conductor with excellent elasticity and stability of electrical resistance can be obtained. In addition, application suitability is also improved by using the above silver powder.

<도전체의 층 및 그의 용도><Conductive layer and its use>

상술한 도전성 조성물은 고화시켜 도전체로 할 수 있다. 예를 들어, 도전성 조성물을 포함하는 도포막을 형성하고, 건조, 고화시킴으로써 도전체의 층으로 할 수 있다. 도전성 조성물의 고화는, 도전성 조성물을 건조 또는 열처리함으로써 행해진다. 열처리의 예는 열풍 건조 또는 열경화이다. 열처리에 앞서, 성형을 행해도 된다. 예를 들어, 도전체의 층은, 기재 상에 상기 도전성 조성물을 원하는 형상이 되도록 도포한 후, 고화시킴으로써 도전체의 층을 얻을 수 있다. 도전체의 층은, 사용되는 용도에 따른 다양한 형상이면 된다. 예를 들어, 도체 회로 및 배선 등에 적절하게 적용할 수 있다.The above-described conductive composition can be solidified to become a conductor. For example, a conductive layer can be formed by forming a coating film containing a conductive composition, drying it, and solidifying it. Solidification of the conductive composition is performed by drying or heat treating the conductive composition. Examples of heat treatment are hot air drying or heat curing. Molding may be performed prior to heat treatment. For example, the conductor layer can be obtained by applying the above-mentioned conductive composition to a base material into a desired shape and then solidifying it. The conductor layer may have various shapes depending on the intended use. For example, it can be appropriately applied to conductor circuits and wiring.

도체 회로를 제조하는 경우, 상기 도전성 조성물을 기재 상에 인쇄 또는 도포하여 도막 패턴을 형성하는 패턴 형성 공정과, 패터닝된 도막을 고화시키는 공정을 포함한다. 도막 패턴의 형성에는, 마스킹법 또는 레지스트를 사용하는 방법 등을 사용할 수 있다.When manufacturing a conductor circuit, it includes a pattern forming process of printing or applying the conductive composition on a substrate to form a coating film pattern, and a process of solidifying the patterned coating film. For forming the coating film pattern, a masking method or a method using a resist can be used.

패턴 형성 공정으로서는, 인쇄 방법 및 디스펜스 방법을 들 수 있다. 인쇄 방법으로서는, 예를 들어 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄 등을 들 수 있고, 미세한 회로를 형성하는 경우, 스크린 인쇄가 바람직하다. 또한, 대면적의 도포 방법으로서는, 그라비아 인쇄 및 오프셋 인쇄가 적합하다. 디스펜스 방법이란, 도전성 조성물의 도포량을 컨트롤하고 니들로부터 압출하여 패턴을 형성하는 방법이며, 접지 배선 등의 부분적인 패턴 형성이나 요철이 있는 부분에의 패턴 형성에 적합하다.Examples of the pattern formation process include a printing method and a dispensing method. Printing methods include, for example, gravure printing, offset printing, screen printing, etc., and when forming a fine circuit, screen printing is preferable. Additionally, as a coating method for large areas, gravure printing and offset printing are suitable. The dispensing method is a method of controlling the application amount of a conductive composition and extruding it from a needle to form a pattern, and is suitable for forming partial patterns such as ground wiring or forming patterns on uneven areas.

도전성 조성물을 도포하는 기재로서는, 전기 절연성의 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 종이-페놀 수지, 종이-에폭시 수지, 유리천-에폭시 수지, 유리-폴리이미드, 유리천/부직포-에폭시 수지, 유리천/종이-에폭시 수지, 합성 섬유-에폭시 수지, 불소 수지·폴리에틸렌·폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌옥사이드·시아네이트에스테르 등의 복합재를 사용한 모든 그레이드(FR-4 등)의 동장 적층판, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리아미드 등의 플라스틱을 포함하는 시트 또는 필름, 우레탄, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 부타디엔 고무 등의 가교 고무를 포함하는 시트 또는 필름, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 스티렌계 블록 공중합체계 등의 열가소성 엘라스토머를 포함하는 시트 또는 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 굴곡성이 있는 재료뿐만 아니라, 신축성을 갖는 재료(예를 들어 고무나 열가소성 엘라스토머)를 기재로서 사용함으로써, 하기하는 용도에 도전체를 적용할 수 있게 된다. 신축성을 갖는 재료로서는, 상기한 엘라스토머 성분과 동일한 것을 사용할 수 있다.The substrate on which the conductive composition is applied can be used without particular limitation as long as it is electrically insulating, and includes paper-phenolic resin, paper-epoxy resin, glass cloth-epoxy resin, glass-polyimide, glass cloth/nonwoven fabric-epoxy resin, and glass cloth. /Copper-clad laminates of all grades (FR-4, etc.) using composite materials such as paper-epoxy resin, synthetic fiber-epoxy resin, fluorine resin, polyethylene, polyphenylene ether, polyphenylene oxide, cyanate ester, polyethylene terephthalate Sheets or films containing plastics such as (PET), polyester such as polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyimide, polyphenylene sulfide, and polyamide, urethane, silicone rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, etc. Sheets or films containing crosslinked rubber, sheets or films containing thermoplastic elastomers such as polyester-based, polyurethane-based, polyolefin-based, or styrene-based block copolymer-based, etc. can be given. Among these, by using not only a flexible material but also an elastic material (for example, rubber or thermoplastic elastomer) as a base material, the conductor can be applied to the applications described below. As a material having elasticity, the same material as the elastomer component described above can be used.

본 발명에 의한 도전체의 층은, 상기한 바와 같이 신축의 반복이나 신장된 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수하기 때문에, 도체 회로 및 배선 이외에도, 체외 디바이스, 체표 디바이스, 전자 피부 디바이스, 체내 디바이스 등의 웨어러블 디바이스용 도전체의 형성에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 도전체의 층을 플렉시블 프린트 기판의 전극에 적용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 도전성 조성물은, 액추에이터 전극 등의 도전체의 층을 형성하는 것에도 적합하다. 또한, 종래는 신축성이나 전기 저항의 안정성이 충분하지 않아 실현이 곤란하였던 디자인의 도전체 형성에도 적합하다. 예를 들어, 이하와 같은 것을 들 수 있다.Since the conductor layer according to the present invention has excellent stability of electrical resistance even when stretched or stretched repeatedly as described above, it can be used in in vitro devices, body surface devices, electronic skin devices, and in-body devices in addition to conductor circuits and wiring. It can be suitably used in the formation of conductors for wearable devices, etc. Additionally, a layer of conductor can also be applied to the electrode of the flexible printed board. Additionally, the conductive composition of the present invention is also suitable for forming a conductive layer such as an actuator electrode. In addition, it is suitable for forming conductors in designs that were difficult to realize in the past due to insufficient elasticity or stability of electrical resistance. For example, the following can be mentioned.

<웨어러블 생체 센서><Wearable biometric sensor>

인간을 포함한 동식물로부터 발생하는 활동 전위/생체 정보를 취득/전달하기 위해 신체에 착용하는 웨어러블 생체 센서용 배선 재료로서, 본 발명의 도전체를 적용할 수 있다. 센서의 장착 개소는, 인간을 포함한 동식물의 표층 조직에 밀착 내지 근접하는 장소인 것이 필수가 되지만, 표층 조직은 신축이 발생한다. 종래의 경질 기판이나 플렉시블 기판에서는, 신축하는 장착 개소에 대한 추종성이 없고, 센서의 장착 개소도 한정적으로 되어, 결과적으로 얻어지는 생체 정보도 한정되어 있었다. 본 발명의 도전체에 의하면, 인간을 포함한 동식물의 표층 조직에도 센서용 배선 재료를 적용할 수 있기 때문에, 신축이 발생하는 개소에도 장착 가능한 웨어러블 생체 센서로 할 수 있다.The conductor of the present invention can be applied as a wiring material for a wearable biometric sensor worn on the body to acquire/transmit action potentials/biological information generated from animals and plants, including humans. It is essential that the sensor is installed in a location that is in close contact with or close to the surface tissue of animals and plants, including humans, but the surface tissue is subject to expansion and contraction. In conventional hard and flexible substrates, there is no followability to mounting locations that expand and contract, the attachment locations for sensors are limited, and the biometric information obtained as a result is also limited. According to the conductor of the present invention, the sensor wiring material can be applied to the surface tissues of animals and plants, including humans, and thus a wearable biometric sensor that can be installed even in locations where expansion and contraction occurs.

웨어러블 생체 센서에 사용하는 배선은, 스크린 인쇄 또는 디스펜스 공법에 의해 배선 형성이 가능한 점에서, 신호 배선의 미세화도 가능해지고, 센서 디바이스의 소형화에 기여한다고 생각된다.Since the wiring used in wearable biometric sensors can be formed using screen printing or dispensing methods, it is believed that this makes it possible to miniaturize signal wiring and contributes to the miniaturization of sensor devices.

<스마트 텍스타일용 배선 재료><Wiring materials for smart textiles>

근년, 포백 생지(生地)를 센서로서 사용하는, 소위 「스마트 텍스타일」이라는 분야 확대를 보이고 있다. 본 발명의 도전체를 사용하여 신축성이 있으며 열압착 등이 가능한 기재 상에 배선 형성을 행한 배선판 내지 센서는, 신축 시에서의 전기 저항의 안정성이 우수하기 때문에, 신축성을 갖는 포백 생지의 표면에 첩부함으로써, 일렉트로닉스·디바이스의 기능을 갖는 포백 생지, 즉 스마트 텍스타일의 개발이 가능해진다. 스마트 텍스타일로서는, 감압 센서나 터치 센서, 안테나 배선 등의 기능을 포백 생지에 부여할 수 있다.In recent years, the field of so-called “smart textiles,” which uses raw fabric as a sensor, has been expanding. A wiring board or sensor using the conductor of the present invention to form wiring on a flexible, heat-compressed, etc. substrate has excellent stability of electrical resistance when stretched, so it can be attached to the surface of a flexible fabric. By doing so, it becomes possible to develop a fabric that has the function of electronics and devices, that is, smart textile. As a smart textile, functions such as pressure sensors, touch sensors, and antenna wiring can be added to the fabric.

<3D 조형 성형품용 배선><Wiring for 3D molded products>

종래의 FIM(필름·인서트·몰드 성형) 공법에 의한 전자 기기의 하우징 등에 적합한 플라스틱 성형품에서는, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 필름을 베이스 기재로 하고, 의장 인쇄 후, 열프레스 가공한 것이 채용되고 있다. 본 발명의 도전체를 신축성의 기재 상에 마련한 적층 구조체를 포함하는 도체 배선은 신장 시의 단선이 없고, 저항값 변화가 억제되어 있는 특성을 갖기 때문에, 플라스틱 성형품의 의장 인쇄 시에 도체 배선을 형성하고, 그 후의 열프레스(부분적으로 신장이 발생)에 의한 성형 가공을 행함으로써 3D 형상의 배선을 내장한 일렉트로닉스·디바이스를 실현할 수 있다.Plastic molded products suitable for housings of electronic devices, etc. using the conventional FIM (Film Insert Mold Molding) method use a plastic film such as polycarbonate as a base material, design printing, and then heat press processing. Since the conductor wiring comprising a laminated structure in which the conductor of the present invention is provided on a flexible substrate has the characteristics of no disconnection during stretching and suppressed change in resistance value, the conductor wiring can be formed during design printing of plastic molded products. Then, by performing subsequent molding processing using heat press (partial elongation occurs), electronic devices with built-in 3D-shaped wiring can be realized.

또한, 상기한 바와 같은 엘라스토머 등과 같은 신축성 기재를 사용하여 열프레스 가공을 행함으로써, 유연한 하우징 내에 유연한 배선을 구비한 신축 변형 가능한 일렉트로닉스·디바이스를 실현할 수 있다. 감압 센서나 터치 센서 또는 안테나 배선용 등으로서 적합하게 이용할 수 있다.Additionally, by performing heat press processing using a stretchable substrate such as an elastomer as described above, it is possible to realize an electronic device that can be stretched and deformed and has flexible wiring in a flexible housing. It can be suitably used as a pressure sensor, touch sensor, or antenna wiring.

<신축 변형 가능한 배선 시트 내지 배선 기판><Stretchable and deformable wiring sheets or wiring boards>

본 발명의 도전체층을 신축성 기재 상에 마련한 적층 구조체를 포함하는 도체 배선은, 신축 변형 가능한 배선판 시트로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 도체 배선을 성형 가공품 등의 입체적 형상을 갖는 대상물의 표면에, 배선의 단선을 발생시키지 않고, 신장 내지 변형시키면서 대상물에 첩부하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명의 도전체층을 신축성 기재 상에 마련한 적층 구조체는, 감압 센서나 터치 센서 또는 안테나 배선용으로서 적합하게 이용할 수 있다.A conductor wiring comprising a laminated structure in which the conductor layer of the present invention is provided on a stretchable substrate can be used as a stretchable and deformable wiring board sheet. For example, it becomes possible to attach such a conductor wiring to the surface of an object having a three-dimensional shape, such as a molded product, while stretching or deforming it without causing disconnection of the wiring. Therefore, the laminated structure in which the conductor layer of the present invention is provided on a stretchable substrate can be suitably used for pressure-sensitive sensors, touch sensors, or antenna wiring.

<플렉시블 배선 시트 내지 배선 기판><Flexible wiring sheet or wiring board>

종래의 도전성 페이스트를 사용한 플렉시블 배선 시트 내지 배선 기판에서는, 단부 접음이라는 극단적인 절곡을 행하였을 때, 배선의 단선이 발생한다는 사상이 발생한다. 이 점에서 본 발명의 도전체를 사용한 경우, 신장 특성을 갖게 한 도전 재료이므로, 지금까지의 도전 페이스트로는 대응하지 못했던 영역의 절곡성에도 대응할 수 있어, 단부 접음 시에도, 배선의 단선은 발생하지 않는 플렉시블 배선 시트 내지 배선 기판을 실현할 수 있다.In a flexible wiring sheet or wiring board using a conventional conductive paste, when extreme bending such as end folding is performed, a disconnection of the wiring occurs. In this regard, when the conductor of the present invention is used, since it is a conductive material with elongation characteristics, it can cope with bending in areas that could not be coped with conventional conductive pastes, and even when the ends are folded, disconnection of the wiring does not occur. It is possible to realize a flexible wiring sheet or wiring board that does not require any wiring.

실시예Example

다음으로 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Next, the present invention will be described in more detail through examples, but the present invention is not limited to these examples.

<은분의 준비><Preparation of silver powder>

도전성 조성물을 조제하기 위한 은분로서, 이하에 3종의 은분을 준비하였다.As silver powder for preparing a conductive composition, three types of silver powder were prepared below.

은분 A: 평균 일차 입자 직경 0.3㎛, 겉보기 공극률이 92%인 은분이며, 리놀렌산으로 표면 처리가 실시된 것.Silver powder A: Silver powder with an average primary particle diameter of 0.3 μm and an apparent porosity of 92%, surface treated with linolenic acid.

은분 B: 평균 일차 입자 직경 0.5㎛, 겉보기 공극률이 63%인 은분이며, 리놀렌산으로 표면 처리가 실시된 것.Silver powder B: Silver powder with an average primary particle diameter of 0.5 μm and an apparent porosity of 63%, surface treated with linolenic acid.

은분 C: 평균 일차 입자 직경 1.3㎛, 겉보기 공극률이 44%인 은분이며, 리놀렌산으로 표면 처리가 실시된 것.Silver powder C: Silver powder with an average primary particle diameter of 1.3 μm and an apparent porosity of 44%, surface treated with linolenic acid.

또한, 은분의 평균 일차 입자 직경은, 주사형 전자 현미경(니혼 덴시 가부시키가이샤제, JSM-6360L)을 사용하여 10,000배로 은분을 관찰하고, 랜덤하게 추출한 10개의 은분 입자의 입자 직경을 측정하여, 그의 평균값으로 하였다.In addition, the average primary particle diameter of the silver powder was determined by observing the silver powder at 10,000 times magnification using a scanning electron microscope (JSM-6360L, manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd.) and measuring the particle diameter of 10 randomly extracted silver powder particles. It was taken as its average value.

또한, 각 은분의 겉보기 공극률 P는 이하와 같이 하여 산출하였다. 즉, 은분을 원통상 용기에 충전하고, 용기를 수회 진동시켜 은분의 상면이 일정한 높이가 될 때까지 은분을 보충하고, 용기에 충전된 은분의 양을 M(g)이라 하고, 용기 내경에 맞춘 외경을 갖는 원기둥을 사용하여 은분의 상면에 1kg 무게의 하중을 가하고, 1시간 방치한 후의 은분 체적(원통상 용기의 바닥 면적과, 용기 바닥으로부터 은분의 상면까지의 높이의 곱)을 V(cm3)라 하여, ρ=M/V로 정의되는 겉보기 밀도 ρ(g/cm3)를 산출하고, 은의 진밀도 ρ0(10.49g/cm3)을 사용하여, 하기 식:In addition, the apparent porosity P of each silver powder was calculated as follows. That is, silver powder is filled into a cylindrical container, the container is vibrated several times and silver powder is replenished until the upper surface of the silver powder reaches a certain height, the amount of silver powder filled in the container is referred to as M(g), and the silver powder is adjusted to the inner diameter of the container. A 1 kg load is applied to the upper surface of the silver powder using a cylinder with an outer diameter, and the volume of the silver powder (product of the bottom area of the cylindrical container and the height from the bottom of the container to the upper surface of the silver powder) after being left for 1 hour is V (cm). 3 ), calculate the apparent density ρ (g/cm 3 ) defined as ρ = M/V, and use the true density of silver ρ 0 (10.49 g/cm 3 ), using the following equation:

P=(1-ρ/ρ0)×100P=(1-ρ/ρ 0 )×100

으로 표시되는 은분의 겉보기 공극률 P(%)를 산출하였다.The apparent porosity P (%) of the silver powder, expressed as , was calculated.

<도전성 조성물의 조제><Preparation of conductive composition>

도전성 조성물을 조제하기 위한 엘라스토머로서, 이하의 2종을 준비하였다.As elastomers for preparing a conductive composition, the following two types were prepared.

·엘라스토머 A(쿠라레 가부시키가이샤제, LA2330)・Elastomer A (manufactured by Kuraray Co., Ltd., LA2330)

·엘라스토머 B(쿠라레 가부시키가이샤제, LA2250)· Elastomer B (manufactured by Kuraray Co., Ltd., LA2250)

·폴리에스테르 C(도요보 가부시키가이샤제, 바이런 290)・Polyester C (Toyobo Co., Ltd., Byron 290)

상기한 엘라스토머 A 및 B에 대하여는, 엘라스토머를 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트에 용해시켜, 고형분 50질량%가 되도록 수지 용액을 조제하였다. 또한, 폴리에스테르 C에 대하여는, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트에 용해시켜, 고형분 30질량%가 되도록 수지 용액을 조제하였다.For the above-described elastomers A and B, the elastomers were dissolved in diethylene glycol monoethyl ether acetate to prepare a resin solution with a solid content of 50% by mass. Additionally, polyester C was dissolved in diethylene glycol monoethyl ether acetate to prepare a resin solution with a solid content of 30% by mass.

상기한 은분과 엘라스토머 또는 폴리에스테르의 수지 용액을, 하기 표 1에 나타낸 조성을 따라서 배합하고, 교반기에서 예비 교반 혼합한 후, 3개 롤 밀(EXAKT사제, EXAKT50)을 사용하여, 3개 롤 밀의 혼련 횟수, 회전 속도, 롤 간격 등의 조건을 바꾸어 혼련함으로써, 실시 형태에 따른 도전성 조성물을 얻었다. 또한, 표 1 중, 엘라스토머 또는 폴리에스테르와 은분의 배합량의 수치는 질량부를 나타낸다.The resin solution of the silver powder and elastomer or polyester was mixed according to the composition shown in Table 1 below, mixed with preliminary stirring in a stirrer, and then kneaded using a three-roll mill (EXAKT50, manufactured by EXAKT). By kneading while changing conditions such as number of times, rotational speed, and roll spacing, a conductive composition according to the embodiment was obtained. In addition, in Table 1, the numerical value of the compounding amount of elastomer or polyester and silver powder represents parts by mass.

얻어진 도전성 조성물 중에 포함되는 은분의 이차 입자 D95 입자 직경을 측정하였다. D95 입자 직경은 이하와 같이 행하였다. 우선, 도전성 조성물을 3000질량%의 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 희석하여 용액을 조제하였다. 당해 용액을, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(마이크로트랙·벨사제, TM3000)를 사용하여, 입자의 굴절률을 1.33, 용매의 굴절률을 1.40으로 하여, 0.020㎛ 내지 1000.00㎛의 측정 범위에서 입도 분포의 측정을 행하고, 당해 입도 분포로부터 누적 95%의 입자 직경을 구하여, D95 입자 직경으로 하였다.The secondary particle D95 particle diameter of the silver powder contained in the obtained conductive composition was measured. D95 particle diameter was determined as follows. First, the conductive composition was diluted with 3000% by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate to prepare a solution. The solution was measured for particle size distribution in the measurement range of 0.020 ㎛ to 1000.00 ㎛ using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (TM3000, manufactured by Microtrac Bell), with the refractive index of the particles being 1.33 and the refractive index of the solvent being 1.40. was measured, the cumulative 95% particle diameter was determined from the particle size distribution, and it was set as the D95 particle diameter.

<도전성 조성물의 평가><Evaluation of conductive composition>

(1) 비저항의 측정(1) Measurement of resistivity

각 도전성 조성물을, 기재에 스크린 인쇄로 도포하고, 80℃에서 30분간 열처리하여 도전체를 얻었다. 기재로서는, PET 필름을 사용하였다. 얻어진 도전체의 양단의 저항값을 4 단자법으로 측정하고, 추가로 선 폭, 선 길이 및 두께를 측정하고, 비저항(체적 저항률)을 구하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.Each conductive composition was applied to a substrate by screen printing and heat treated at 80°C for 30 minutes to obtain a conductor. As a substrate, PET film was used. The resistance values at both ends of the obtained conductor were measured using the four-terminal method, and the line width, line length, and thickness were additionally measured, and the specific resistance (volume resistivity) was determined. The results are shown in Table 1.

(2) 20% 신축 시험에서의 최대 저항값의 측정(2) Measurement of maximum resistance value in 20% stretching test

각 도전성 조성물을, 기재에 스크린 인쇄로 도포하고, 80℃에서 30분간 열처리하여, 선 폭 1mm, 두께 20㎛, 길이 40mm의 도전체를 기재 상에 형성하였다. 기재로서는, 우레탄 필름(다케다 산교 가부시키가이샤제, TG88-I, 두께 70㎛)을 사용하였다. 2.5%의 신축 상태(휨이 없는 상태)로부터 20%의 신축을 250초에 걸쳐 100 왕복 반복하면서, 도전체의 저항값을 측정하였다. 그 동안의 최대의 저항값을 표 1에 나타낸다.Each conductive composition was applied to the substrate by screen printing and heat treated at 80°C for 30 minutes to form a conductor with a line width of 1 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 40 mm. As a substrate, a urethane film (Takeda Sangyo Co., Ltd., TG88-I, thickness 70 μm) was used. The resistance value of the conductor was measured while repeating 100 back and forth cycles from a 2.5% stretch state (no bending state) to a 20% stretch state over 250 seconds. The maximum resistance values so far are shown in Table 1.

(3) 50% 신축 시험에서의 단선의 유무(3) Presence or absence of disconnection in 50% expansion test

각 도전성 조성물을, 기재에 스크린 인쇄로 도포하고, 80℃에서 30분간 열처리하여, 선 폭 1mm, 두께 20㎛, 길이 40mm의 도전체를 기재 상에 형성하였다. 기재로서는, 우레탄 필름(다케다 산교 가부시키가이샤제, TG88-I, 두께 70㎛)을 사용하였다. 0%의 비신축 상태로부터 50%의 신축을 700초에 걸쳐 100 왕복 반복하여, 단선의 유무를 평가하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.Each conductive composition was applied to the substrate by screen printing and heat treated at 80°C for 30 minutes to form a conductor with a line width of 1 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 40 mm. As a substrate, a urethane film (Takeda Sangyo Co., Ltd., TG88-I, thickness 70 μm) was used. From a 0% non-stretched state, 50% stretch was repeated 100 times over 700 seconds, and the presence or absence of disconnection was evaluated. The measurement results are shown in Table 1.

(4) 400% 신장 시의 저항값(4) Resistance value at 400% elongation

각 도전성 조성물을, 각각 기재에 스크린 인쇄로 도포하고, 80℃에서 30분간 열처리하여, 선 폭 1mm, 두께 20㎛, 길이 40mm의 도전체를 기재 상에 형성하였다. 기재로서는, 우레탄 필름(다케다 산교 가부시키가이샤제, TG88-I, 두께 70㎛)을 사용하였다. 5mm/초의 속도로 25% 신장한 후, 15초 유지하여 단선의 유무를 평가하였다. 이 조작을 반복하여, 도전체가 400% 신장될 때까지 행하였다. 평가 결과를 표 1에 나타낸다.Each conductive composition was applied to a substrate by screen printing and heat treated at 80°C for 30 minutes to form a conductor with a line width of 1 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 40 mm on the substrate. As a substrate, a urethane film (Takeda Sangyo Co., Ltd., TG88-I, thickness 70 μm) was used. After stretching 25% at a speed of 5 mm/sec, it was held for 15 seconds to evaluate the presence or absence of disconnection. This operation was repeated until the conductor was stretched by 400%. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 112019131968866-pct00001
Figure 112019131968866-pct00001

표 1에 나타내는 결과로부터 명백한 바와 같이, 평균 일차 입경이 1.0㎛ 이하, 겉보기 공극률이 50 내지 95%인 은분과 엘라스토머를 사용하여, D95 입자 직경이 3.0 내지 25㎛가 되도록 교반 내지 혼련한 도전성 조성물(실시예 1 내지 4)은, 신축의 반복이나 신장된 경우에도, 전기 저항의 안정성이 우수하고, 단선이 없는 도전체를 얻을 수 있음을 알 수 있다.As is clear from the results shown in Table 1, a conductive composition ( It can be seen from Examples 1 to 4) that a conductor with excellent stability of electrical resistance and no disconnection can be obtained even when repeated stretching or stretching is performed.

한편, 평균 일차 입경이 1.0㎛ 이하, 겉보기 공극률이 50 내지 95%인 은분과 엘라스토머를 사용한 경우에도, D95 입자 직경이 3.0 내지 25㎛의 범위가 아닌 도전성 조성물(비교예 2)은, 초기의 도전성은 양호하지만, 신축의 반복이나 신장된 경우에, 도전성이 급격하게 저하되어버리는 것을 알 수 있다. 또한, 평균 일차 입경이 1.0㎛ 이하, 겉보기 공극률이 50 내지 95%의 범위가 아닌 은분을 사용한 경우(비교예 1 및 비교예 3)는, 초기의 도전성도 불충분하고, 신축의 반복이나 신장된 경우에도 도전성이 급격하게 저하되어버리는 것을 알 수 있다.On the other hand, even when silver powder and elastomer with an average primary particle diameter of 1.0 μm or less and an apparent porosity of 50 to 95% were used, the conductive composition (Comparative Example 2) whose D95 particle diameter was not in the range of 3.0 to 25 μm had initial conductivity. is good, but it can be seen that when stretching or stretching is repeated, the conductivity rapidly decreases. In addition, when silver powder with an average primary particle size of 1.0 μm or less and an apparent porosity outside the range of 50 to 95% is used (Comparative Examples 1 and 3), the initial conductivity is insufficient, and repeated stretching or stretching occurs. It can be seen that the conductivity decreases rapidly.

Claims (5)

엘라스토머와 은분을 포함하는 도전성 조성물로서,
상기 은분이 표면 처리된 것이며,
상기 은분은, 그의 도전성 조성물로서 조제되기 전의 평균 일차 입자 직경이 1.0㎛ 이하이며, 또한 도전성 조성물로서 조제되기 전의 겉보기 공극률이 50 내지 95%이며,
상기 은분은 그의 도전성 조성물로서 조제되기 전의 평균 이차 입자 직경(D50)이 15.0 초과 내지 40.0㎛이며,
도전성 조성물 중에 있어서, 상기 은분의 이차 입자의 입도 분포에 있어서의 누적 95% 입자 직경(D95 입자 직경)이 3.0 내지 25.0㎛인 것을 특징으로 하는 도전성 조성물.
A conductive composition containing an elastomer and silver powder,
The silver powder is surface treated,
The silver powder has an average primary particle diameter of 1.0 μm or less before being prepared as a conductive composition, and an apparent porosity of 50 to 95% before being prepared as a conductive composition,
The silver powder has an average secondary particle diameter (D50) of more than 15.0 to 40.0 ㎛ before being prepared as the conductive composition,
A conductive composition characterized in that the cumulative 95% particle diameter (D95 particle diameter) in the particle size distribution of the secondary particles of the silver powder is 3.0 to 25.0 μm.
제1항에 있어서, 상기 은분이, 도전성 조성물 전체에 대하여 고형분량으로 60 내지 95질량% 포함되는 것을 특징으로 하는 도전성 조성물.The conductive composition according to claim 1, wherein the silver powder is contained in a solid amount of 60 to 95% by mass with respect to the entire conductive composition. 제1항 또는 제2항에 기재된 도전성 조성물을 고화시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전체.A conductor formed by solidifying the conductive composition according to claim 1 or 2. 기재 상에, 제3항에 기재된 도전체의 층을 마련하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층 구조체.A laminate structure comprising providing a layer of the conductor according to claim 3 on a base material. 제3항에 기재된 도전체의 층 또는 기재 상에 상기 도전체의 층을 마련하여 이루어지는 적층 구조체를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 부품.An electronic component comprising a laminate structure formed by providing the conductor layer according to claim 3 on the conductor layer or a substrate.
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