WO2015005204A1 - 導電性ペースト - Google Patents

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WO2015005204A1
WO2015005204A1 PCT/JP2014/067730 JP2014067730W WO2015005204A1 WO 2015005204 A1 WO2015005204 A1 WO 2015005204A1 JP 2014067730 W JP2014067730 W JP 2014067730W WO 2015005204 A1 WO2015005204 A1 WO 2015005204A1
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conductive
conductive paste
rubber
group
metal powder
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PCT/JP2014/067730
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Inventor
今橋　聰
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東洋紡株式会社
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    • C08K2201/016—Additives defined by their aspect ratio

Definitions

  • the present invention relates to a conductive paste for producing a conductive film suitable for stretchable electrodes and wiring.
  • Non-Patent Document 1 One is a method of constructing a wave-like structure to give stretchability even to a brittle material (see Non-Patent Document 1).
  • a metal thin film is formed on silicone rubber by vapor deposition, plating, photoresist treatment, or the like.
  • the metal thin film shows only a few percent of expansion / contraction, there are zigzag or continuous horseshoe-like shapes, corrugated metal thin films, or saddle-shaped metal thin films obtained by forming metal thin films on pre-stretched silicone rubber, etc. Shows elasticity.
  • the conductivity decreases by two orders of magnitude or more.
  • silicone rubber since silicone rubber has a low surface energy, it has a drawback that it is easily peeled when stretched because the adhesion between the wiring and the substrate is weak. Therefore, with this method, it is difficult to achieve both stable high conductivity and high extensibility. Moreover, there is a problem that the manufacturing cost is high.
  • the other is a composite material of conductive material and elastomer.
  • the advantage of this material is excellent printability and stretchability.
  • Commercially available silver pastes used for electrodes and wiring have a high elastic modulus binder resin with a high elastic modulus because of high filling and silver powder blended in a high elastic modulus binder resin. When it elongates, cracks are generated and the electrical conductivity is significantly reduced. Therefore, in order to give flexibility, study of rubber and elastomer as binders, silver flakes with high aspect ratio and high conductivity as conductive materials, carbon nanotubes, metal nanowires, etc. to reduce the filling degree of conductive materials Is being studied.
  • Patent Document 1 Reported is a combination of silver particles and silicone rubber (see Patent Document 1), a combination of silver particles and polyurethane (see Patent Document 2), a combination of carbon nanotubes, ionic liquid and vinylidene fluoride (see Patent Documents 3 and 4).
  • Patent Document 2 a combination of silver particles and silicone rubber
  • Patent Document 3 and 4 a combination of carbon nanotubes, ionic liquid and vinylidene fluoride
  • Patent Documents 3 and 4 has been.
  • a printable, highly conductive and stretchable composite material has been reported using a combination of micron-sized silver powder, carbon nanotubes surface-modified with self-assembled silver nanoparticles, and polyvinylidene fluoride (non-patented) Reference 2).
  • surface modification of carbon nanotubes with silver nanoparticles is not preferable because it is complicated to manufacture and causes cost increase.
  • the present invention has been made against the background of the problems of the prior art, and the object thereof is excellent in that it can be applied or printed, can be expanded and contracted, and can realize a highly conductive film. It is to provide a conductive paste.
  • the present invention comprises the following configurations (1) to (12).
  • the conductive filler (B) has a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m and a group selected from a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface.
  • the conductive material (B2) having an aspect ratio of 10 to 10,000, and the blending amounts of the resin (A), the metal powder (B1), and the conductive material (B2) in the solid content of the conductive paste are A conductive paste characterized by being 50 to 80% by volume, 19 to 49% by volume, and 1 to 10% by volume, respectively.
  • the conductive filler (B) is surface-treated with a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, and a rubber containing sulfide bonds and / or nitrile groups, and an aspect ratio
  • the conductive material (B2) having a ratio of 10 to 10,000, and the blending amounts of the resin (A), the metal powder (B1), and the conductive material (B2) in the solid content of the conductive paste are 50 to 50 respectively. 80% by volume, 19 to 49% by volume, and 1 to 10% by volume conductive paste.
  • the conductive filler (B) is a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, and a metal nanowire (B2) having an aspect ratio of 10 to 5000, and
  • the blending amounts of resin (A), metal powder (B1), and metal nanowire (B2) in the solid content of the conductive paste are 50 to 80% by volume, 19 to 49% by volume, and 1 to 10% by volume, respectively.
  • the rubber (A1) containing a sulfur atom is selected from polysulfide rubber, polyether rubber, polyacrylate rubber or silicone rubber containing a mercapto group, sulfide bond or disulfide bond (1)
  • the metal powder (B1) is a flaky metal powder, a spherical metal powder or an agglomerated metal powder.
  • the conductive paste according to (9), wherein the metal powder (B1) and the metal nanoparticles (B3) contain silver and / or copper as a main component.
  • (11) A conductive film or a conductive pattern obtained by using the conductive paste according to any one of (1) to (10).
  • the metal powder (B1) and the conductive material (metal nanowire) (B2) are uniformly dispersed in the stretchable resin (A), and the metal powder (B1) and the conductive material ( Metal nanowires (B2) have good affinity. Therefore, the conductive film formed by the conductive paste of the present invention is highly conductive to form an effective conductive network, and is also attributed to the high aspect ratio of the conductive material (metal nanowire) (B2). Since the conductive network does not break even when stretched, the high conductivity can be maintained even when stretched.
  • the first embodiment of the conductive paste of the present invention is a conductive paste in which the conductive filler (B) is uniformly dispersed in the resin (A), and the resin (A) contains a sulfur atom. (A1) and / or rubber (A2) containing a nitrile group, wherein the conductive filler (B) is a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, and a mercapto group, amino group, or nitrile It is a conductive material (B2) having a group selected from groups on the surface and having an aspect ratio of 10 to 10,000.
  • the second embodiment of the conductive paste of the present invention is a conductive paste in which the conductive filler (B) is uniformly dispersed in the resin (A), wherein the resin (A) contains a sulfur atom. (A1) and / or rubber (A2) containing a nitrile group, wherein the conductive filler (B) contains metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, and sulfide bonds and / or nitrile groups.
  • the conductive material (B2) is surface-treated with the contained rubber and has an aspect ratio of 10 to 10,000.
  • the third embodiment of the conductive paste of the present invention is a conductive paste in which the conductive filler (B) is uniformly dispersed in the resin (A), and the resin (A) contains a sulfur atom. (A1) and / or rubber (A2) containing a nitrile group, the conductive filler (B) is a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, and the aspect ratio is 10 to 5000 It is a metal nanowire (B2).
  • Resin (A) is a rubber (A1) containing a sulfur atom, a rubber (A2) containing a nitrile group, or a mixture of them (A1) and (A2).
  • Resin (A) has good affinity with conductive filler (B) (metal powder (B1) and conductive material (metal nanowire) (B2)) in order to achieve uniform dispersion of conductive filler (B).
  • Sex is required.
  • Sulfur corresponds to a soft base having a strong orbital interaction, has a good affinity with metals classified as soft acids, and shows a strong affinity.
  • Nitrile groups are also known to have high affinity with metals.
  • the conductive material (B2) itself has strong cohesive strength and is difficult to disperse due to its high aspect ratio, but dispersibility is improved by introducing a group selected from mercapto groups, amino groups, or nitrile groups on the surface. To do. Further, due to the strong affinity of the group selected from mercapto group, amino group, or nitrile group to the metal particles, the affinity with the metal powder (B1) is increased, and the conductive network is effective together with the metal powder (B1). Can be formed. Dispersibility of the conductive material (B2) itself is improved by treating the surface with a rubber containing a sulfide bond or a nitrile group.
  • the affinity with the metal powder (B1) increases, and an effective conductive network can be formed together with the metal powder (B1).
  • the metal nanowire (B2) itself has a strong cohesion and is difficult to disperse due to its high aspect ratio, but has a strong affinity with rubber (A1) containing sulfur atoms and rubber (A2) containing nitrile groups. Therefore, it is uniformly dispersed in the dispersion step, and the affinity with the metal powder (B1) is increased, so that an effective conductive network can be formed together with the metal powder (B1).
  • the conductive paste of the present invention has high conductivity, is stretchable, and can retain high conductivity even when stretched due to the high aspect ratio of the conductive material (metal nanowire) (B2).
  • the metal powder (B1) has an average particle diameter of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, and is selected from flaky metal powder, spherical metal powder or aggregated metal powder.
  • metal nanoparticles (B3) having an average particle size of 100 nm or less can be further included.
  • the component of the composition of this invention can be melt
  • the rubber (A1) containing sulfur atoms is not particularly limited as long as it is a rubber or elastomer containing sulfur.
  • the sulfur atom is contained in the form of a sulfide bond or disulfide bond of the main chain of the polymer, a mercapto group of a side chain or a terminal.
  • polysulfide rubber, polyether rubber, polyacrylate rubber or silicone rubber containing a mercapto group, a sulfide bond or a disulfide bond can be mentioned.
  • polysulfide rubber, polyether rubber, polyacrylate rubber or silicone rubber containing a mercapto group is preferable.
  • a particularly preferred example is liquid polysulfide rubber, which is commercially available from Toray Fine Chemical Co. under the trade name “Thicol LP”.
  • sulfur-containing compounds such as pentaerythritol tetrakis (S-mercaptobutyrate), trimethylolpropane tris (S-mercaptobutyrate), and mercapto group-containing silicone oil may be blended in the rubber.
  • the content of sulfur atoms in the rubber (A1) is preferably 10 to 30% by weight.
  • the rubber (A2) containing a nitrile group is not particularly limited as long as it is a rubber or elastomer containing a nitrile group, but acrylonitrile butadiene copolymer rubber is preferable.
  • Acrylonitrile butadiene copolymer rubber is a copolymer of butadiene and acrylonitrile.
  • the amount of bound acrylonitrile in the acrylonitrile butadiene copolymer rubber is preferably 18 to 50% by weight, particularly preferably 28 to 41% by weight.
  • the blending amount of the resin (A) in the conductive paste if the volume% in the solid content is small, the conductivity is increased, but the stretchability is deteriorated. On the other hand, when the volume% is large, the stretchability is improved, but the conductivity is lowered. Therefore, the blending amount of the resin (A) in the solid content of the conductive paste is 50 to 80% by volume, preferably 60 to 75% by volume.
  • the volume% in this solid content measures the mass of each solid content of each component contained in the paste, and calculates (the mass of each solid content / the specific gravity of each solid content) to calculate the solid content of each component. It can be determined by calculating the volume.
  • the conductive filler (B) is a metal powder (B1) and a conductive material (metal nanowire) (B2).
  • the metal powder (B1) is used for imparting conductivity in the conductive film or conductive pattern to be formed.
  • noble metal powders such as silver powder, gold powder, platinum powder and palladium powder, and base metal powders such as copper powder, nickel powder, aluminum powder and brass powder are preferable.
  • a plating powder obtained by plating different kinds of particles made of an inorganic material such as a base metal or silica with a noble metal such as silver, a base metal powder obtained by alloying with a noble metal such as silver, or the like can be given.
  • These metal powders may be used alone or in combination.
  • those containing silver powder and / or copper powder as the main component (50% by weight or more) are particularly preferable from the viewpoint of easily obtaining a coating film exhibiting high conductivity and price.
  • Examples of preferable shapes of the metal powder (B1) include known flaky shapes (flaky shapes), spherical shapes, dendritic shapes (dendritic shapes), aggregated shapes (shapes in which spherical primary particles are aggregated three-dimensionally), and the like. Can be mentioned. Of these, flaky, spherical, and aggregated metal powders are preferred.
  • the average particle diameter of the metal powder (B1) is 0.5 to 10 ⁇ m from the viewpoint of imparting fine pattern properties.
  • metal powder having an average diameter larger than 10 ⁇ m is used, the shape of the formed pattern is poor, and the resolution of the patterned fine line may be reduced.
  • the average diameter is smaller than 0.5 ⁇ m, when blended in a large amount, the cohesive force of the metal powder may increase and printability may be deteriorated, and it is expensive, which is not preferable in terms of cost.
  • the blending amount of the metal powder (B1) in the conductive paste is determined in consideration of conductivity and stretchability.
  • the volume% in the solid content is large, the electrical conductivity increases, but the amount of rubber decreases and the stretchability deteriorates.
  • the volume% is small, the stretchability is improved, but it is difficult to form a conductive network and the conductivity is lowered. Accordingly, the blending amount of the metal powder (B1) in the solid content of the conductive paste is 19 to 49% by volume, preferably 25 to 40% by volume.
  • the conductive material (B2) has a group selected from a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface and has an aspect ratio of 10 to 10,000.
  • carbon nanotubes are preferable.
  • a carbon nanotube having a group selected from a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface is produced by a surface treatment of the carbon nanotube.
  • the carbon nanotube to be treated is not particularly limited as long as the aspect ratio in the above range is satisfied.
  • Carbon nanotubes have a structure in which a two-dimensional graphene sheet is wound into a cylindrical shape, and are classified into a multilayer type, a single-layer type, and a horn type depending on the number of layers and the shape of the tip. Also, depending on how the graphene sheet is wound, it can be divided into three types: an armchair structure, a zigzag structure, and a chiral structure. In the present invention, any of a multilayer type, a single layer type, and a horn type can be used, and any layer structure may be used.
  • the diameter of the carbon nanotube is preferably 0.5 to 200 nm.
  • the aspect ratio is preferably 20 to 10,000, particularly preferably 50 to 1,000.
  • a treatment method for introducing a functional group such as a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface of a carbon nanotube is conventionally known.
  • a method of introducing by covalent bond after reaction, a method of utilizing hydrophobic interaction / hydrogen bond, a method of utilizing ⁇ -stacking, and a method of utilizing electrostatic interaction have been reported.
  • Any method can introduce a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface of the carbon nanotube.
  • the aromatic compound selectively adheres to the surface of the carbon nanotube by generating ⁇ -stacking with the graphite structure in the carbon nanotube.
  • an aromatic compound containing a mercapto group, amino group, or nitrile group a mercapto group, amino group, or nitrile group can be introduced on the surface of the carbon nanotube.
  • the aromatic compound containing a mercapto group include benzyl mercaptan, benzenethiol, triphenylmethanethiol, aminothiophenol, 2-phenylethanethiol, 2-mercapto-N- (2-naphthyl) acetamide and the like.
  • Aromatic compounds containing an amino group include benzylamine, N- (1-naphthylmethyl) amine, 1- (1-naphthyl) ethylamine and the like.
  • aromatic compound containing a nitrile group include phenylacetonitrile and 1-naphthylacetonitrile.
  • the conductive material (B2) having a group selected from a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on its surface, particularly a carbon nanotube, has a high affinity with metal particles and also contains a rubber (A1) and / or a sulfur atom. Since the resin (A), which is a rubber (A2) containing a nitrile group, also has a good affinity, it is uniformly dispersed to form an effective conductive network together with the metal powder (B1). In addition, even when stretched, the conductive network can be prevented from being broken, so that a decrease in conductivity can be prevented.
  • the conductive material (B2) having a group selected from a mercapto group, an amino group, or a nitrile group on the surface and having an aspect ratio of 10 to 10,000 is generally expensive and difficult to disperse if it is added too much. . Therefore, the blending amount of the conductive material (B2) in the solid content of the conductive paste is 1 to 10% by volume, preferably 1.5 to 6% by volume.
  • a treatment method for introducing a functional group onto the surface of a carbon nanotube is conventionally known as described above. Therefore, if an aromatic compound containing a functional group is used, the functional group can be introduced on the surface of the carbon nanotube. By reacting the functional group introduced to the surface of the carbon nanotube with the rubber containing the reactive group, the rubber can be adhered to the surface of the carbon nanotube.
  • reaction examples include a combination of glycidyl group and carboxyl group, a combination of glycidyl group and amino group, a combination of isocyanato group and hydroxy group, a combination of isocyanato group and amino group, and the like.
  • a method of reacting a carbon nanotube having a glycidyl group-containing aromatic compound attached to the surface with a terminal amino group acrylonitrile butadiene oligomer, a carbon nanotube having a glycidyl group-containing aromatic compound attached to the surface, and a terminal carboxyl A method of reacting a group acrylonitrile butadiene oligomer, a carbon nanotube having a glycidyl group-containing aromatic compound attached to the surface, a method of reacting a terminal mercapto group polysulfide oligomer, and a carbon nanotube having a carboxyl group-containing aromatic compound attached to the surface , A method of reacting a terminal glycidyl group acrylonitrile butadiene oligomer, a carbon nanotube having an amino group-containing aromatic compound attached to the surface, and a terminal glycidyl group acrylonitrile butadiene A method of reacting a down oligomer
  • Examples of the glycidyl group-containing aromatic compound include phenyl glycidyl ether, o-cresyl glycidyl ether, 1- (glycidyloxy) naphthalene, o-phenylphenyl glycidyl ether, and the like.
  • Examples of the carboxyl group-containing aromatic compound include 1-naphthylacetic acid, 2-naphthylacetic acid, 2-naphthyloxyacetic acid and the like.
  • Examples of the amino group-containing aromatic compound include N- (1-naphthylmethyl) amine and 1- (1-naphthyl) ethylamine.
  • Hypro TM ATBN polymer manufactured by Emerald Performance Materials, Inc.
  • Hypro TM CTBN polymer manufactured by Emerald Performance Materials, Inc.
  • Hypro TM ETBN polymer manufactured by Emerald Performance Materials
  • terminal mercapto group polysulfide oligomer As the terminal mercapto group polysulfide oligomer, “thiocol LP” (manufactured by Toray Fine Chemical Co., Ltd.) can be used.
  • the conductive material (B2) having a surface treatment with a rubber containing a sulfide bond and / or a nitrile group and having an aspect ratio of 10 to 10,000 is generally expensive and difficult to disperse if it is added too much. Therefore, the blending amount of the conductive material (B2) in the solid content of the conductive paste is preferably 1 to 10% by volume, particularly preferably 1.5 to 6% by volume.
  • metal nanowire (B2) examples include iron, cobalt, nickel, copper, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, cadmium, osmium, iridium, platinum, and gold. From the viewpoint of conductivity, copper, Silver, platinum, and gold are preferable, and silver and copper are particularly preferable.
  • the shape of the metal nanowire (B2) is not particularly limited as long as the aspect ratio is 10 or more. However, if the aspect ratio is too large, handling becomes difficult, so the aspect ratio is 5000 or less, and preferably 1500 or less.
  • the diameter of the metal nanowire (B2) is preferably 1 nm to 1 ⁇ m, and more preferably 10 nm to 500 nm.
  • the length is preferably 5 ⁇ m to 1 mm, more preferably 10 ⁇ m to 500 ⁇ m. If the length is too short, the stretchability related to conductivity is inferior, and if it is too long, handling becomes difficult and dispersion may become difficult.
  • the metal nanowire (B2) can be produced by a known synthesis method, for example, a method in which silver nitrate is reduced in a solvent, such as a polyol reduction method in which heat is reduced in ethylene glycol or reduction in citric acid. It can be manufactured by a method or the like.
  • the metal nanowire (B2) forms a conductive network together with the metal powder (B1), and has a function of preventing the conductive network from being broken even when stretched due to its high aspect ratio. However, since it is generally expensive and dispersion becomes difficult if too much is added, the amount is preferably as small as possible.
  • the solid content is 1 to 10% by volume, preferably 1.5 to 6% by volume.
  • metal nanoparticles (B3) can be further blended as a conductive filler for the purpose of improving conductivity and improving printability. Since the metal nanoparticles (B3) have a function of imparting conductivity between the conductive networks, an improvement in conductivity can be expected. Moreover, it can mix
  • the average particle diameter of the metal nanoparticles (B3) is preferably 2 to 100 nm. Specific examples include silver, bismuth, platinum, gold, nickel, tin, copper, and zinc. From the viewpoint of conductivity, copper, silver, platinum, and gold are preferable, and silver and / or copper is the main component (50 (% By weight or more) is particularly preferable.
  • the metal nanoparticles (B3) are also generally expensive, they are preferably as small as possible.
  • the blending amount of the metal nanoparticles (B3) in the solid content of the conductive paste is preferably 0.5 to 5% by volume.
  • inorganic substance can be added to the conductive paste of the present invention as long as the conductivity and stretchability are not impaired.
  • inorganic substances include silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, diamond carbon lactam, and other carbides; boron nitride Various nitrides such as titanium nitride and zirconium nitride, various borides such as zirconium boride; various oxidations such as titanium oxide (titania), calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, silica and colloidal silica Products: various titanate compounds such as calcium titanate, magnesium titanate, strontium titanate; sulfides such as molybdenum disulfide; various fluorides such as magnesium fluoride
  • a thixotropic agent an antifoaming agent, a flame retardant, a tackifier, a hydrolysis inhibitor, a leveling agent, a plasticizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a flame retardant, a pigment, and a dye can be blended.
  • the organic solvent used in the conductive paste of the present invention preferably has a boiling point of 100 ° C. or higher and lower than 300 ° C., more preferably 150 ° C. or higher and lower than 290 ° C. If the boiling point of the organic solvent is too low, the solvent volatilizes during the paste manufacturing process or use of the paste, and there is a concern that the component ratio of the conductive paste is likely to change. On the other hand, if the boiling point of the organic solvent is too high, when a low-temperature drying step is required (for example, 150 ° C. or less), a large amount of the solvent may remain in the coating film, causing a decrease in the reliability of the coating film. There are concerns.
  • high-boiling solvents examples include cyclohexanone, toluene, isophorone, ⁇ -butyrolactone, benzyl alcohol, Exsorb Chemical's Solvesso 100, 150, 200, propylene glycol monomethyl ether acetate, terpionol, butyl glycol acetate, diamylbenzene ( Boiling point: 260-280 ° C), triamylbenzene (boiling point: 300-320 ° C), n-dodecanol (boiling point: 255-259 ° C), diethylene glycol (boiling point: 245 ° C), ethylene glycol monoethyl ether acetate (boiling point: 145 ° C), diethylene glycol monoethyl ether acetate (boiling point 217 ° C), diethylene glycol monobutyl ether acetate (boiling point: 247 ° C), diethylene glycol di
  • AF Solvent No. 4 (boiling point: 240 to 265 ° C.), No. 5 (boiling point: 275 to 306 ° C.), No. 6 (boiling point: 296 to 317 ° C.) manufactured by Nippon Oil Corporation No. 7, (boiling point: 259-282 ° C.), and No. 0 solvent H (boiling point: 245-265 ° C.), etc., and two or more of them may be included if necessary.
  • Such an organic solvent is appropriately contained so that the conductive paste has a viscosity suitable for printing or the like.
  • the content of the organic solvent in the conductive paste is determined by the conductive filler dispersion method, the viscosity of the conductive paste suitable for the conductive film forming method, the drying method, and the like.
  • the electrically conductive paste of this invention can disperse
  • a metal powder, a dispersion of a conductive material (metal nanowire) having a high aspect ratio, and a resin solution can be mixed and then uniformly dispersed by an ultrasonic method, a mixer method, a three-roll mill method, a ball mill method, or the like. These means can be used in combination.
  • a conductive film or a conductive pattern can be formed by applying or printing the conductive paste of the present invention on a substrate to form a coating film, and then volatilizing and drying the organic solvent contained in the coating film. it can.
  • the substrate to which the conductive paste is applied is not particularly limited, but a flexible or stretchable substrate is preferable depending on the application in order to make use of the stretchability of the conductive film.
  • flexible substrates include paper, cloth, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyethylene, polyimide, and the like.
  • stretchable base material include polyurethane, polydimethylsiloxane (PDMS), nitrile rubber, butadiene rubber, SBS elastomer, SEBS elastomer, and the like. These base materials can be creased and are preferably stretchable in the surface direction. In this respect, a base material made of rubber or elastomer is preferable.
  • a cloth as a base material is a preferred embodiment, and a woven fabric (fabric) can be used as a base material.
  • a knitted fabric (knit) as a base material is more preferable in terms of imparting stretchability.
  • the step of applying the conductive paste on the substrate is not particularly limited, and can be performed by, for example, a coating method, a printing method, a transfer method, or the like.
  • the printing method include screen printing method, planographic offset printing method, ink jet method, flexographic printing method, gravure printing method, gravure offset printing method, stamping method, dispensing method, squeegee printing and the like.
  • the step of heating the substrate coated with the conductive paste can be performed in the air, in a vacuum atmosphere, in an inert gas atmosphere, in a reducing gas atmosphere, or the like.
  • the heating temperature is in the range of 20 to 200 ° C., and is selected in consideration of the required conductivity and the heat resistance of the substrate.
  • the organic solvent is volatilized, the curing reaction proceeds under heating in some cases, and the conductivity, adhesion, and surface hardness of the conductive film after drying become good.
  • the stretch rate required for the stretchable conductive film varies depending on the application used, and is not particularly limited. For applications such as wiring, antennas, and electrodes in the fields of assumed healthcare, displays, solar cells, PFID, etc., a growth rate of about 5% to 80% is desired.
  • the specific resistance at 80% elongation is 10 times the specific resistance at the natural state (at 0% elongation). The following is desired, preferably 5 times or less, more preferably 2 times or less. It is also important to change the conductivity when the operation of extending the conductive film by a predetermined ratio and then returning it to the state of zero stress is repeated.
  • the specific resistance after repeating 10% elongation 1000 times is preferably 10 times or less, and particularly preferably 5 times or less, as compared to the specific resistance in the natural state (at 0% elongation).
  • CNT-C carbon nanotube having a nitrile group on the surface
  • 1-naphthylacetonitrile was used instead of 2-mercapto-N- (2-naphthyl) acetamide.
  • Examples 1A to 10A, Comparative Examples 1A to 6A The resin is dissolved in diethylene glycol monomethyl ether acetate, and silver particles (and silver nanoparticles if necessary) and untreated carbon nanotubes (untreated CNT) or surface-treated carbon nanotubes (CNT-A to C) are dissolved in this solution.
  • the uniformly dispersed liquid was blended so that each component was a volume% in the solid content shown in Tables 1 and 2, and kneaded by a three-roll mill to obtain a conductive paste.
  • a conductive paste was formed on a glass plate by a drop cast method and dried at 150 ° C. for 30 minutes to produce a sheet-like conductive film having a thickness of 100 ⁇ m.
  • the conductive film was evaluated for specific resistance at an elongation rate of 0%, 20%, 50%, and 80% by a method described later. Moreover, the specific resistance change rate of the electroconductive film after repeating 10% elongation 1000 times was evaluated. Tables 1 and 2 show the compositions of the conductive pastes of Examples 1A to 10A and Comparative Examples 1A to 6A and the evaluation results thereof.
  • Example 11A The conductive paste prepared in Example 1A was formed on a 2WAY knit fabric by a drop cast method, dried at 120 ° C. for 30 minutes, and a sheet-shaped conductive film having a thickness of 100 ⁇ m was laminated on the fabric. A conductive laminate was prepared. When this conductive laminate was visually evaluated, a uniform conductive film free from defects such as cracks was formed, and no peeling from the substrate was observed.
  • the evaluation methods of the conductive films of Examples 1A to 10A and Comparative Examples 1A to 6A are as follows. [Evaluation of resistivity] The sheet resistance and film thickness of the conductive film test piece in the natural state (elongation rate 0%) were measured, and the specific resistance was calculated. Thickness gauge SMD-565L (manufactured by TECLOCK) was used for the film thickness, and sheet resistance was measured for four test pieces using Loresta-GP MCP-T610 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech), and the average value was used. . Then, in the same manner as in the natural state (elongation rate 0%), the specific resistance at the elongation rate of 20%, 50%, and 80% was measured.
  • L 0 represents the distance between the marked lines of the test piece
  • ⁇ L 0 represents the increment of the marked line Korean distance of the test piece.
  • Specific resistance change rate (R 1000 ⁇ R 0 ) / R 0 ⁇ 100 (%)
  • R 1000 represents the specific resistance after 10% repeated elongation (1000 times)
  • R 0 represents the specific resistance in the natural state.
  • the conductive pastes of Examples 1A to 10A can maintain not only good conductivity in the natural state but also high conductivity even when stretched, and after repeated stretching However, the decrease in conductivity is small.
  • the conductive pastes of Comparative Examples 1A to 6A have higher specific resistance than those of Examples 1A to 10A or cause breakage due to elongation, and the conductivity decreases due to repeated expansion and contraction.
  • this carbon nanotube was added to a tetrahydrofuran solution of Hypro TM 1300 ⁇ 16ATBN (acrylonitrile content 18% by weight, amine equivalent 900, manufactured by Emerald Performance Materials), which is a terminal amino group acrylonitrile butadiene oligomer, and subjected to ultrasonic treatment.
  • the dispersion treatment was performed for 30 minutes using a machine. After heating to 60 ° C. and sonicating for 1 hour, filtering using a PTFE membrane, washing with tetrahydrofuran several times, drying and carbon nanotubes having acrylonitrile butadiene oligomer on the surface (CNT-A) was made.
  • Hypro TM 1300 ⁇ 16 ATBN which is a terminal amino group acrylonitrile butadiene oligomer
  • Hypro TM 1300 ⁇ 8 CTBN which is a terminal carboxyl group acrylonitrile butadiene oligomer (acrylonitrile content: 18 wt%, acid value: 29, molecular weight: 3550, Emerald Performance Materials, Inc.
  • a carbon nanotube (CNT-B) having an acrylonitrile butadiene oligomer on the surface was prepared in the same manner as in CNT-A except that the product was used.
  • Examples 1B to 10B, Comparative Examples 1B to 6B The resin is dissolved in diethylene glycol monomethyl ether acetate, and silver particles (and silver nanoparticles if necessary) and untreated carbon nanotubes (untreated CNT) or surface-treated carbon nanotubes (CNT-A to C) are dissolved in this solution.
  • the uniformly dispersed liquid was blended so that each component was a volume% in the solid content shown in Tables 3 and 4, and kneaded by a three-roll mill to obtain a conductive paste.
  • a conductive paste was formed on a glass plate by a drop cast method and dried at 150 ° C. for 30 minutes to produce a sheet-like conductive film having a thickness of 100 ⁇ m.
  • the conductive film was evaluated for specific resistance at an elongation rate of 0%, 20%, 50%, and 80% by a method described later. Moreover, the specific resistance change rate of the electroconductive film after repeating 10% elongation 1000 times was evaluated. Tables 3 and 4 show the compositions and evaluation results of the conductive pastes of Examples 1B to 10B and Comparative Examples 1B to 6B.
  • Example 11B The conductive paste prepared in Example 1B was formed on a Teflon (registered trademark) sheet by a drop cast method, bonded to a 2WAY knit fabric, dried at 120 ° C. for 30 minutes, and then a Teflon (registered trademark) sheet. Then, a conductive laminate was prepared by laminating a sheet-like conductive film having a thickness of 100 ⁇ m on the fabric. When this conductive laminate was visually evaluated, a uniform conductive film free from defects such as cracks was formed, and no peeling from the substrate was observed.
  • Teflon registered trademark
  • the evaluation methods of the conductive films of Examples 1B to 10B and Comparative Examples 1B to 6B are as follows. [Evaluation of resistivity] The sheet resistance and film thickness of the conductive film test piece in the natural state (elongation rate 0%) were measured, and the specific resistance was calculated. Thickness gauge SMD-565L (manufactured by TECLOCK) was used for the film thickness, and sheet resistance was measured for four test pieces using Loresta-GP MCP-T610 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech), and the average value was used. . Then, in the same manner as in the natural state (elongation rate 0%), the specific resistance at the elongation rate of 20%, 50%, and 80% was measured.
  • L 0 represents the distance between the marked lines of the test piece
  • ⁇ L 0 represents the increment of the marked line Korean distance of the test piece.
  • Specific resistance change rate (R 1000 ⁇ R 0 ) / R 0 ⁇ 100 (%)
  • R 1000 represents the specific resistance after 10% repeated elongation (1000 times)
  • R 0 represents the specific resistance in the natural state.
  • the conductive pastes of Examples 1B to 10B can maintain not only good conductivity in the natural state but also high conductivity even when stretched, and after repeated stretching However, the decrease in conductivity is small.
  • the conductive pastes of Comparative Examples 1B to 6B have a higher specific resistance than those of Examples 1B to 10B or cause breakage due to elongation, and the conductivity decreases due to repeated expansion and contraction.
  • Examples 1C to 10C, Comparative Examples 1C to 6C A resin is dissolved in diethylene glycol monoethyl ether acetate, and silver particles (and silver nanoparticles if necessary) and an isopropanol solution in which silver nanowires are uniformly dispersed in this solution. It mix
  • the conductive film was evaluated for specific resistance at an elongation rate of 0%, 20%, 50%, and 80% by a method described later. Moreover, the specific resistance change rate of the electroconductive film after repeating 10% elongation 1000 times was evaluated. Tables 5 and 6 show the compositions of the conductive pastes of Examples 1C to 10C and Comparative Examples 1C to 6C and the evaluation results thereof.
  • Example 11C The conductive paste prepared in Example 1C was formed on a Teflon (registered trademark) sheet by a drop cast method, bonded to a circular knitted fabric, dried at 120 ° C. for 30 minutes, and then a Teflon (registered trademark) sheet. Then, a conductive laminate was prepared by laminating a sheet-like conductive film having a thickness of 100 ⁇ m on the fabric. When this conductive laminate was visually evaluated, a uniform conductive film free from defects such as cracks was formed, and no peeling from the substrate was observed.
  • Teflon registered trademark
  • the evaluation methods of the conductive films of Examples 1C to 10C and Comparative Examples 1C to 6C are as follows. [Evaluation of resistivity] The sheet resistance and film thickness of the conductive film test piece in the natural state (elongation rate 0%) were measured, and the specific resistance was calculated. Thickness gauge SMD-565L (manufactured by TECLOCK) was used for the film thickness, and sheet resistance was measured for four test pieces using Loresta-GP MCP-T610 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech), and the average value was used. . Then, in the same manner as in the natural state (elongation rate 0%), the specific resistance at the elongation rate of 20%, 50%, and 80% was measured.
  • L0 represents the distance between the marked lines of the test piece
  • ⁇ L0 represents the increment of the marked line Korean distance of the test piece.
  • Specific resistance change rate (R 1000 ⁇ R 0 ) / R 0 ⁇ 100 (%)
  • R 1000 represents the specific resistance after 10% repeated elongation (1000 times)
  • R 0 represents the specific resistance in the natural state.
  • the conductive pastes of Examples 1C to 10C can maintain not only good conductivity in the natural state but also high conductivity even when stretched, and after repeated stretching However, the decrease in conductivity is small.
  • the conductive pastes of Comparative Examples 1C to 6C have a higher specific resistance than those of Examples 1C to 10C or cause breakage due to elongation, and the conductivity decreases due to repeated expansion and contraction.
  • the conductive paste of the present invention has high conductivity and stretchability, it can be folded using rubber or an elastomer material, a stretchable LED array, a stretchable solar cell, a stretchable antenna, a stretchable battery, an actuator. It can be suitably used for electrodes and wiring of health care devices, medical sensors, wearable computers and the like.

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Abstract

　塗布または印刷可能であり、さらに伸縮可能で、しかも高導電率の導電性膜を実現することができる優れた導電性ペーストを提供する。　樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）である。導電性フィラー（Ｂ）は、前述の基を表面に有する代わりにスルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理されてもよい。また、導電性フィラー（Ｂ）は金属ナノワイヤであってもよい。

Description

導電性ペースト
　本発明は、伸縮可能な電極や配線に好適な導電性膜を作製するための導電性ペーストに関する。
　高性能エレクトロニクスのほとんどは、基本的に剛直で平面の形態で、シリコンやガリウム砒素などの単結晶無機材料を使用している。一方、フレキシブルな基板を用いた場合、配線の耐屈曲性が要求される。さらに、アクチュエーター電極や皮膚センサーなどの用途では、高い伸縮性を示す導電材料が望まれる。例えば、伸縮性の導電材料の膜を用いることによって、柔軟で曲線状である人体に密着して適合できるデバイスを開発することが可能となる。これらのデバイスの用途は、電気生理学的信号の測定から、先進治療のデリバリや、人と機械のインターフェースにまで及ぶ。伸縮性の導電材料の開発における解決方法の一つは、有機導電材料の使用であるが、これまでの材料はフレキシブルであるが、伸縮可能とは言えず、曲線状の表面を覆うことができない。そのために、性能や、複雑な集積回路への集積化に対する信頼性に欠ける。他の材料、例えば金属ナノワイヤやカーボンナノチューブなどの膜はある程度有望であるが、信頼性に欠け、かつ高価であるために開発は難しい。
　伸縮可能なフレキシブル配線を開発するアプローチとして、主として２つの方法が報告されている。
　１つは、波状構造を構築して、脆い材料でも伸縮性を持たせる方法である（非特許文献１参照）。この方法では、蒸着やメッキ、フォトレジスト処理などを行ってシリコーンゴム上に金属薄膜を作製する。金属薄膜は数％の伸縮しか示さないが、形状をジグザグ状または連続馬蹄状、波状の金属薄膜、または予め伸長したシリコーンゴム上に金属薄膜を形成することにより得られる皺状の金属薄膜などが伸縮性を示す。しかし、いずれも数１０％伸長させると導電率が２桁以上低下する。また、シリコーンゴムは表面エネルギーが低いために、配線と基板との密着性が弱いので、伸長時に剥離し易いという欠点がある。従って、この方法では、安定した高い導電率と高い伸長性を両立するのが困難である。しかも、製造コストが高いという問題もある。
　もう一つは、導電材料とエラストマーの複合材料である。この材料の有利な点は、優れた印刷性と伸縮性である。電極や配線に使われている市販の銀ペーストは、高弾性率のバインダー樹脂に銀粉末が高充填配合されており、柔軟性に乏しく高弾性率である。伸長すると、クラックが発生し、著しく導電率が低下してしまう。そこで柔軟性を付与するために、バインダーとしてのゴムやエラストマーの検討、導電材料の充填度を下げるために、導電材料としてのアスペクト比が大きくて導電率の高い銀フレーク、カーボンナノチューブ、金属ナノワイヤなどの検討がなされている。銀粒子とシリコ－ンゴムの組合せ（特許文献１参照）、銀粒子とポリウレタンの組合せ（特許文献２参照）、カーボンナノチューブとイオン液体とフッ化ビニリデンの組合せ（特許文献３、４参照）などが報告されている。しかし、これらの組合せでも高導電率と高伸縮性の両立は難しいのが現状である。一方、ミクロンサイズの銀粉と、自己組織化した銀ナノ粒子で表面修飾したカーボンナノチューブおよびポリフッ化ビニリデンの組合せにより、印刷可能で高導電性でかつ伸縮可能な複合材料が報告されている（非特許文献２参照）。しかし、カーボンナノチューブの銀ナノ粒子による表面修飾は、製造が煩雑で、コストアップの要因となり好ましくない。
特開２００７－１７３２２６号公報 特開２０１２－５４１９２号公報 ＷＯ２００９／１０２０７７号公報 特開２０１１－２１６５６２号公報
Ｊｏｎｇ－Ｈｙｕｎ　Ａｈｎ　ａｎｄ　Ｊｕｎｇ　Ｈｏ　Ｊｅ，"Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ：ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓ"Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４５（２０１２）１０３００１ Ｋｙｏｕｎｇ－Ｙｏｎｇ　Ｃｈｕｎ，Ｙｏｕｎｇｓｅｏｋ　Ｏｈ，Ｊｏｎｇｈｙｕｎ　Ｒｈｏ，Ｊｏｎｇ－Ｈｙｕｎ　Ａｈｎ，Ｙｏｕｎｇ－Ｊｉｎ　Ｋｉｍ，Ｈｙｏｕｎｇ　Ｒｙｅｏｌ　Ｃｈｏｉ　ａｎｄ　Ｓｅｕｎｇｈｙｕｎ　Ｂａｉｋ，"Ｈｉｇｈｌｙ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ，ｐｒｉｎｔａｂｌｅ　ａｎｄ　ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｉｌｍｓ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｎａｎｏｔｕｂｅｓ　ａｎｄ　ｓｉｌｖｅｒ"Ｎａｔｕｒｅ　Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５，８５３（２０１０）
　本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものであり、その目的は、塗布または印刷可能であり、さらに伸縮可能で、しかも高導電率の導電性膜を実現することができる優れた導電性ペーストを提供することにある。
　本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果、以下の手段により上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
　すなわち、本発明は以下の（１）～（１２）の構成からなる。
（１）樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び導電材料（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
（２）樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびスルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理され、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び導電材料（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
（３）樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびアスペクト比が１０～５０００である金属ナノワイヤ（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び金属ナノワイヤ（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
（４）硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）が、メルカプト基、スルフィド結合またはジスルフィド結合を含有する、ポリサルファイドゴム、ポリエーテルゴム、ポリアクリレートゴムまたはシリコーンゴムから選ばれることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の導電性ペースト。
（５）ニトリル基を含有するゴム（Ａ２）がアクリロニトリルブタジエン共重合体ゴムであることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の導電性ペースト。
（６）金属粉（Ｂ１）が、フレーク状金属粉、球状金属粉または凝集状金属粉であることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の導電性ペースト。
（７）導電材料（Ｂ２）が、メルカプト基、アミノ基またはニトリル基を含有する芳香族化合物で表面処理されたカーボンナノチューブであることを特徴とする（１）に記載の導電性ペースト。
（８）導電材料（Ｂ２）が、スルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理されたカーボンナノチューブであることを特徴とする（２）に記載の導電性ペースト。
（９）導電性フィラーとして平均粒径２～１００ｎｍの金属ナノ粒子（Ｂ３）をさらに含むことを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の導電性ペースト。
（１０）金属粉（Ｂ１）および金属ナノ粒子（Ｂ３）が、主成分として銀および／または銅を含むことを特徴とする（９）に記載の導電性ペースト。
（１１）（１）～（１０）のいずれかに記載の導電性ペーストを用いて得られることを特徴とする導電性膜または導電性パターン。
（１２）布基材上に（１１）に記載の導電性膜または導電性パターンを形成してなることを特徴とする導電性積層体。
　本発明の導電性ペーストによれば、金属粉（Ｂ１）と導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２）が伸縮性の樹脂（Ａ）中に均一に分散し、かつ金属粉（Ｂ１）と導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２）が良好な親和性を有する。従って、本発明の導電性ペーストによって形成された導電性膜は、有効な導電性のネットワークを形成するために高導電性であり、また導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２）の高いアスペクト比に起因して、伸長時にも導電性ネットワークが破断しないために、伸長時でもその高導電性を保持できる。
　以下、本発明の実施形態の導電性ペーストについて説明する。
　本発明の導電性ペーストの第一実施形態は、樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であることを特徴とする。
　本発明の導電性ペーストの第二実施形態は、樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびスルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理され、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であることを特徴とする。
　本発明の導電性ペーストの第三実施形態は、樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびアスペクト比が１０～５０００である金属ナノワイヤ（Ｂ２）であることを特徴とする。
　樹脂（Ａ）は、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）またはそれら（Ａ１）と（Ａ２）の混合物である。樹脂（Ａ）は、導電性フィラー（Ｂ）の均一な分散を実現するために、導電性フィラー（Ｂ）（金属粉（Ｂ１）および導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２））との良好な親和性が求められる。硫黄は、軌道相互作用が強い柔らかい塩基に相当し、柔らかい酸に分類される金属類との相性が良く、強い親和性を示す。また、ニトリル基も金属との高い親和性が知られている。導電材料（Ｂ２）自体は、凝集力が強く、高アスペクト比であるために分散し難いが、表面にメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を導入することにより、分散性が向上する。また、メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基の金属粒子への強い親和性のために、金属粉（Ｂ１）とも親和性が増して、金属粉（Ｂ１）とともに有効な導電性ネットワークを形成できる。導電材料（Ｂ２）自体は、表面をスルフィド結合やニトリル基を含有するゴムで処理することにより、分散性が向上する。また、硫黄およびニトリル基の金属への強い親和性のために、金属粉（Ｂ１）とも親和性が増して、金属粉（Ｂ１）とともに有効な導電性ネットワークを形成できる。金属ナノワイヤ（Ｂ２）自体は、凝集力が強く、高アスペクト比であるために分散し難いが、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）やニトリル基を含有するゴム（Ａ２）との強い親和性のために、分散工程で均一に分散して、金属粉（Ｂ１）とも親和性が増して、金属粉（Ｂ１）とともに有効な導電性ネットワークを形成できる。その結果、本発明の導電性ペーストは、高導電率であり、伸縮性があり、導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２）の高アスペクト比に起因して、伸長時にも高導電率を保持できる。金属粉（Ｂ１）は、平均粒径０．５μｍ～１０μｍであり、フレーク状金属粉、球状金属粉または凝集状金属粉から選ばれる。それに加えて、さらに平均粒径が１００ｎｍ以下の金属ナノ粒子（Ｂ３）を含むことができる。また、本発明の組成物の成分は溶剤に溶解または分散することができるので、塗布や印刷などのプロセスを用いて導電性膜や導電性パターンを形成できる。
　硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）は、硫黄を含有するゴムやエラストマーであれば特に限定されない。硫黄原子は、ポリマーの主鎖のスルフィド結合やジスルフィド結合、側鎖や末端のメルカプト基などの形で含有される。具体的には、メルカプト基、スルフィド結合またはジスルフィド結合を含有する、ポリサルファイドゴム、ポリエーテルゴム、ポリアクリレートゴムまたはシリコーンゴムが挙げられる。特に、メルカプト基を含有する、ポリサルファイドゴム、ポリエーテルゴム、ポリアクリレートゴムまたはシリコーンゴムが好ましい。特に好ましい例として、液状多硫化ゴムが挙げられ、これは東レ・ファインケミカル社から「チオコールＬＰ」の商品名で市販されている。また、ゴム中に、ペンタエリスリトールテトラキス（Ｓ－メルカプトブチレート）、トリメチロールプロパントリス（Ｓ－メルカプトブチレート）、メルカプト基含有シリコーンオイルなどの硫黄含有化合物を配合しても良い。ゴム（Ａ１）中の硫黄原子の含有量は１０～３０重量％が好ましい。
　ニトリル基を含有するゴム（Ａ２）は、ニトリル基を含有するゴムやエラストマーであれば特に限定されないが、アクリロニトリルブタジエン共重合体ゴムが好ましい。アクリロニトリルブタジエン共重合体ゴムはブタジエンとアクリロニトリルの共重合体であり、結合アクリロニトリル量が多いと金属との親和性が増加するが、伸縮性に寄与するゴム弾性は逆に減少する。従って、アクリロニトリルブタジエン共重合体ゴム中の結合アクリロニトリル量は１８～５０重量％が好ましく、２８～４１重量％が特に好ましい。
　導電性ペースト中の樹脂（Ａ）の配合量において、固形分中の体積％が小さいと、導電率は高くなるが、伸縮性が悪くなる。一方、体積％が大きいと、伸縮性は良くなるが、導電率は低下する。従って、導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）の配合量は５０～８０体積％であり、６０～７５体積％が好ましい。なお、該固形分中の体積％は、ペーストに含まれる各成分の各固形分の質量を計測し、（各固形分の質量÷各固形分の比重）を計算して各成分の固形分の体積を算出することによって求めることができる。
　なお、本発明の導電性ペーストには、伸縮可能な導電性膜としての性能や塗布性や印刷性を損なわない範囲で他の樹脂が配合されていても良い。
　導電性フィラー（Ｂ）は金属粉（Ｂ１）及び導電材料（金属ナノワイヤ）（Ｂ２）である。金属粉（Ｂ１）は、形成される導電性膜や導電性パターンにおいて導電性を付与するために用いられる。
　金属粉（Ｂ１）としては、銀粉、金粉、白金粉、パラジウム粉等の貴金属粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、真鍮粉等の卑金属粉が好ましい。また、卑金属やシリカ等の無機物からなる異種粒子を銀等の貴金属でめっきしためっき粉、銀等の貴金属で合金化した卑金属粉等が挙げられる。これらの金属粉は、単独で用いてもよく、また、併用してもよい。これらの中で、銀粉および／または銅粉を主成分（５０重量％以上）とするものが、高い導電性を示す塗膜を得やすい点および価格の点で特に好ましい。
　金属粉（Ｂ１）の好ましい形状の例としては、公知のフレーク状（リン片状）、球状、樹枝状（デンドライト状）、凝集状（球状の１次粒子が３次元状に凝集した形状）などを挙げることができる。これらの中で、フレーク状、球状、凝集状の金属粉が好ましい。
　金属粉（Ｂ１）の粒子径は、微細パターン性を付与するという観点から、平均径が０．５～１０μｍである。平均径が１０μｍより大きい金属粉を用いた場合には、形成されたパターンの形状が悪く、パターン化した細線の解像力が低下する可能性がある。平均径が０．５μｍより小さくなると、大量配合すると、金属粉の凝集力が増加して印刷性が悪くなる場合があり、また高価であるためにコスト的に好ましくない。
　導電性ペースト中の金属粉（Ｂ１）の配合量は、導電率と伸縮性を考慮して決定される。固形分中の体積％が大きいと、導電率は高くなるが、ゴムの量が少なくなって伸縮性が悪くなる。体積％が小さいと、伸縮性は良くなるが、導電性ネットワークが形成し難くなって導電率は低下する。従って、導電性ペーストの固形分中の金属粉（Ｂ１）の配合量は１９～４９体積％であり、２５～４０体積％が好ましい。
　導電材料（Ｂ２）は、メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、かつアスペクト比が１０～１００００である。導電材料（Ｂ２）としては、カーボンナノチューブが好ましい。メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有するカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブの表面処理により製造される。処理すべきカーボンナノチューブは、上記範囲のアスペクト比を満たす限り特に限定されない。
　カーボンナノチューブは、２次元のグラフェンシートを筒状に巻いた構造を有し、層の数や先端部の形状によって、多層型、単層型、ホーン型に分けられる。また、グラフェンシートの巻き方によって、アームチェア型構造、ジグザグ型構造、カイラル型構造の３種に分けられる。本発明においては、多層型、単層型、ホーン型のいずれでも使用でき、どの層構造であっても良い。
　カーボンナノチューブの直径は０．５～２００ｎｍであることが好ましい。カーボンナノチューブを使用する場合は、アスペクト比は２０～１００００が好ましく、５０～１０００が特に好ましい。
　カーボンナノチューブの表面にメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基の官能基を導入する処理方法は従来から知られている。例えば、反応させて共有結合で導入する方法、疎水相互作用・水素結合を利用する方法、π―スタッキングを利用する方法、静電気相互作用を利用する方法が報告されている。いずれの方法によってもカーボンナノチューブ表面にメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基を導入できる。この中で、π―スタッキングを利用する方法では、芳香族化合物はカーボンナノチューブ中のグラファイト構造とπ―スタッキングを生じて、カーボンナノチューブ表面に選択的に付着する。従って、メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基を含有する芳香族化合物を用いれば、カーボンナノチューブの表面にメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基を導入できる。メルカプト基を含有する芳香族化合物として、ベンジルメルカプタン、ベンゼンチオール、トリフェニルメタンチオール、アミノチオフェノール、２－フェニルエタンチオール、２－メルカプトーＮ－（２－ナフチル）アセトアミドなどが挙げられる。アミノ基を含有する芳香族化合物として、ベンジルアミン、Ｎ－（１－ナフチルメチル）アミン、１－（１－ナフチル）エチルアミンなどが挙げられる。ニトリル基を含有する芳香族化合物として、フェニルアセトニトリル、１－ナフチルアセトニトリルなどが挙げられる。
　具体的には、メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を含有する芳香族化合物の溶液中で、カーボンナノチューブを超音波処理機などを用いて分散させると、分散したカーボンナノチューブ表面にメルカプト基、アミノ基、ニトリル基を含有する芳香族化合物が付着し、この分散液をろ過することにより、表面にメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基を有するカーボンナノチューブが得られる。
　メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有する導電材料（Ｂ２）、特にカーボンナノチューブは、金属粒子との親和性が高く、また硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）である樹脂（Ａ）とも親和性が良いために、均一に分散して、金属粉（Ｂ１）とともに有効な導電性ネットワークを形成する。しかも、伸長時においても、導電性ネットワークの破断を抑制できるために導電性低下を防ぐことができる。
　メルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、アスペクト比が１０～１００００の導電材料（Ｂ２）は、一般に高価であり、かつ多く配合しすぎると分散処理が困難になる。そのため、導電性ペーストの固形分中の導電材料（Ｂ２）の配合量は１～１０体積％であり、１．５～６体積％が好ましい。
　カーボンナノチューブの表面に官能基を導入する処理方法は前述のように従来から知られている。従って、官能基を含有する芳香族化合物を用いれば、カーボンナノチューブの表面に官能基を導入できる。カーボンナノチューブ表面に導入された官能基と反応性基を含有するゴムを反応させることにより、カーボンナノチューブ表面にゴムを付着させることができる。
　反応の種類としては、グリシジル基とカルボキシル基の組み合わせ、グリシジル基とアミノ基の組み合わせ、イソシアナト基とヒドロキシ基の組み合わせ、イソシアナト基とアミノ基の組み合わせなどが挙げられる。
　具体的には、グリシジル基含有芳香族化合物を表面に付着させたカーボンナノチューブと、末端アミノ基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーを反応させる方法、グリシジル基含有芳香族化合物を表面に付着させたカーボンナノチューブと、末端カルボキシル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーを反応させる方法、グリシジル基含有芳香族化合物を表面に付着させたカーボンナノチューブと、末端メルカプト基ポリスルフィドオリゴマーを反応させる方法、カルボキシル基含有芳香族化合物を表面に付着させたカーボンナノチューブと、末端グリシジル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーを反応させる方法、アミノ基含有芳香族化合物を表面に付着させたカーボンナノチューブと、末端グリシジル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーを反応させる方法などが挙げられる。
　グリシジル基含有芳香族化合物として、フェニルグリシジルエーテル、ｏ－クレジルグリシジルエーテル、１－（グリシジルオキシ）ナフタレン、ｏ－フェニルフェニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。カルボキシル基含有芳香族化合物として、１－ナフチル酢酸、２－ナフチル酢酸、２－ナフチロキシ酢酸などが挙げられる。アミノ基含有芳香族化合物として、Ｎ－（１－ナフチルメチル）アミン、１－（１－ナフチル）エチルアミンが挙げられる。
　末端アミノ基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーとして、ＨｙｐｒｏＴＭ　ＡＴＢＮポリマー（Ｅｍｅｒａｌｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）が、末端カルボキシル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーとして、ＨｙｐｒｏＴＭ　ＣＴＢＮポリマー（Ｅｍｅｒａｌｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）が、末端グリシジル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーとして、ＨｙｐｒｏＴＭ　ＥＴＢＮポリマー（Ｅｍｅｒａｌｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）が使用できる。
　末端メルカプト基ポリスルフィドオリゴマーとして、「チオコールＬＰ」（東レ・ファインケミカル社製）が使用できる。
　具体的には、官能基を含有する芳香族化合物の溶液中で、カーボンナノチューブを超音波処理機などを用いて分散させると、分散したカーボンナノチューブ表面に官能基を含有する芳香族化合物が付着し、この分散液をろ過することにより、表面に官能基を有するカーボンナノチューブが得られる。得られたカーボンナノチューブを末端反応性ゴムオリゴマーの溶液中に再度分散させ、分散液を加熱して反応させることにより、ゴムが表面に付着したカーボンナノチューブが得られる。
　スルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理され、アスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）は、一般に高価であり、かつ多く配合しすぎると分散処理が困難になる。そのため、導電性ペーストの固形分中の導電材料（Ｂ２）の配合量は１～１０体積％が好ましく、１．５～６体積％が特に好ましい。
　金属ナノワイヤ（Ｂ２）は、具体的には鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、オスミウム、イリジウム、白金、金が挙げられ、導電性の観点から、銅、銀、白金、金が好ましく、銀、銅が特に好ましい。
　金属ナノワイヤ（Ｂ２）の形状は、アスペクト比が１０以上であれば特に制限されないが、アスペクト比が大きすぎると取り扱いが困難となるので、アスペクト比は５０００以下であり、１５００以下が好ましい。
　金属ナノワイヤ（Ｂ２）の直径は、１ｎｍ～１μｍが好ましく、１０ｎｍ～５００ｎｍがより好ましい。長さは、５μｍ～１ｍｍが好ましく、１０μｍ～５００μｍがより好ましい。長さが短すぎると、導電性に関する伸縮性が劣り、長すぎると、取り扱いが困難となり分散が困難になる可能性がある。
　金属ナノワイヤ（Ｂ２）は、公知の合成法で製造されることができ、例えば、溶媒中で硝酸銀を還元する方法で、エチレングリコール中で加熱しながら還元するポリオール還元法やクエン酸中で還元する方法などによって製造されることができる。
　金属ナノワイヤ（Ｂ２）は、金属粉（Ｂ１）とともに導電性ネットワークを形成し、その高いアスペクト比のために伸長時においても、導電性ネットワークが破断するのを防ぐ働きがある。ただし、一般に高価であり、多く配合しすぎると分散が困難となるので配合量はできるだけ少ないことが好ましい。固形分中で１～１０体積％であり、１．５～６体積％が好ましい。
　本発明における導電性ペーストには、導電率の向上や印刷性の改良などの目的で、導電性フィラーとして金属ナノ粒子（Ｂ３）をさらに配合することができる。金属ナノ粒子（Ｂ３）は、導電性ネットワーク間での導電性付与の機能があるために導電率の向上が期待できる。また、印刷性改良のための導電性ペーストのレオロジー調節の目的にも配合することができる。金属ナノ粒子（Ｂ３）の平均粒径は２～１００ｎｍが好ましい。具体的には、銀、ビスマス、白金、金、ニッケル、スズ、銅、亜鉛が挙げられ、導電性の観点から、銅、銀、白金、金が好ましく、銀及び／又は銅を主成分（５０重量％以上）とするものが特に好ましい。
　金属ナノ粒子（Ｂ３）も一般に高価であるために、できるだけ少量であることが好ましい。導電性ペーストの固形分中の金属ナノ粒子（Ｂ３）の配合量は０．５～５体積％が好ましい。
　本発明の導電性ペーストには、導電性および伸縮性を損なわない範囲で無機物を添加することができる。無機物としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブテン、炭化カルシウム、ダイヤモンドカーボンラクタム等の各種炭化物；窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物；酸化チタン（チタニア）、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物；チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物；二硫化モリブデン等の硫化物；フッ化マグネシウム、フッ化炭素等の各種フッ化物；ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸；その他、滑石、ベントナイト、タルク、炭酸カルシウム、ベントナイト、カオリン、ガラス繊維、雲母等を用いることができる。これらの無機物を添加することによって、印刷性や耐熱性、さらには機械的特性や長期耐久性を向上させることが可能となる場合がある。
　また、チキソ性付与剤、消泡剤、難燃剤、粘着付与剤、加水分解防止剤、レベリング剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料、染料を配合することができる。
　本発明の導電性ペーストに使用する有機溶剤は、沸点が１００℃以上、３００℃未満であることが好ましく、より好ましくは沸点が１５０℃以上、２９０℃未満である。有機溶剤の沸点が低すぎると、ペースト製造工程やペースト使用に際に溶剤が揮発し、導電性ペーストを構成する成分比が変化しやすい懸念がある。一方で、有機溶剤の沸点が高すぎると、低温乾燥工程が求められる場合（例えば１５０℃以下）において、溶剤が塗膜中に多量に残存する可能性があり、塗膜の信頼性低下を引き起こす懸念がある。
　このような高沸点溶剤としては、シクロヘキサノン、トルエン、イソホロン、γ－ブチロラクトン、ベンジルアルコール、エクソン化学製のソルベッソ１００，１５０，２００、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ターピオネール、ブチルグリコールアセテート、ジアミルベンゼン（沸点：２６０～２８０℃）、トリアミルベンゼン（沸点：３００～３２０℃）、ｎ－ドデカノール（沸点：２５５～２５９℃）、ジエチレングリコール（沸点：２４５℃）、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点：１４５℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点２１７℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（沸点：２４７℃）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（沸点：２５５℃）、ジエチレングリコールモノアセテート（沸点：２５０℃）、トリエチレングリコールジアセテート（沸点：３００℃）トリエチレングリコール（沸点：２７６℃）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４９℃）、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（沸点：２５６℃）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２７１℃）、テトラエチレングリコール（沸点：３２７℃）、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：３０４℃）、トリプロピレングリコール（沸点：２６７℃）、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４３℃）、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレート（沸点：２５３℃）などが挙げられる。また、石油系炭化水素類としては、新日本石油社製のＡＦソルベント４号（沸点：２４０～２６５℃）、５号（沸点：２７５～３０６℃）、６号（沸点：２９６～３１７℃）、７号（沸点：２５９～２８２℃）、および０号ソルベントＨ（沸点：２４５～２６５℃）なども挙げられ、必要に応じてそれらの２種以上が含まれてもよい。このような有機溶剤は、導電性ペーストが印刷などに適した粘度となるように適宜含有される。
　導電性ペースト中の有機溶剤の含有量は、導電性フィラーの分散方法や、導電性膜形成方法に適合する導電性ペーストの粘度や乾燥方法などによって決められる。本発明の導電性ペーストは、粉体を液体に分散させる従来公知の方法を用いることによって樹脂中に導電性フィラーを均一に分散することができる。例えば、金属粉、高アスペクト比の導電材料（金属ナノワイヤ）の分散液、樹脂溶液を混合した後、超音波法、ミキサー法、３本ロールミル法、ボールミル法などで均一に分散することができる。これらの手段は、複数を組み合わせて使用することも可能である。
　本発明の導電性ペーストを基材上に塗布または印刷して塗膜を形成し、次いで塗膜に含まれる有機溶剤を揮散させ乾燥させることにより、導電性膜または導電性パターンを形成することができる。
　導電性ペーストが塗布される基材は特に限定されないが、導電膜の伸縮性を生かすために、用途によって、可とう性または伸縮性のある基材が好ましい。可とう性基材の例として、紙、布、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリイミドなどが挙げられる。伸縮性の基材としては、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、ＳＢＳエラストマー、ＳＥＢＳエラストマーなどが挙げられる。これらの基材は、折り目を付けることが可能で、面方向に伸縮可能であることが好ましい。その点でゴムやエラストマーからなる基材が好ましい。また、布を基材とすることは好ましい態様であり、織物（布帛）を基材とすることもできるが、編物（ニット）を基材とすることが伸縮性を付与できる点でより好ましい。
　導電性ペーストを基材上に塗布する工程は、特に限定されないが、例えば、コーティング法、印刷法、転写法などによって行うことができる。印刷法としては、スクリーン印刷法、平版オフセット印刷法、インクジェット法、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、スタンピング法、ディスペンス法、スキージ印刷などが挙げられる。
　導電性ペーストを塗布された基材を加熱する工程は、大気下、真空雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、還元性ガス雰囲気下などで行うことができる。加熱温度は２０～２００℃の範囲で行い、要求される導電率や基材の耐熱性などを考慮して選択される。有機溶剤が揮散され、場合により加熱下で硬化反応が進行し、乾燥後の導電性膜の導電性や密着性、表面硬度が良好となる。
　伸縮可能な導電性膜に必要な伸長率は、使われる用途によって異なり、特に限定されるものではない。想定されるヘルスケア、ディスプレイ、太陽電池、ＰＦＩＤなどの分野での配線、アンテナ、電極などの用途では、５％から８０％程度の伸長率が望まれている。本発明の導電性ペーストを塗布または印刷して得られる伸縮可能な導電性膜において、例えば、８０％伸長時での比抵抗は、自然状態（０％伸長時）の比抵抗に比べて１０倍以下が望まれ、好ましくは５倍以下、さらに好ましくは２倍以下が望まれる。また、導電性膜を所定の割合だけ伸長させて、次に応力ゼロの状態に戻す操作を繰り返した場合の導電率の変化も重要である。例えば、１０％伸長を１０００回繰り返した後の比抵抗は、自然状態（０％伸長時）の比抵抗に比べて、１０倍以下が好ましく、５倍以下が特に好ましい。
　以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（表面にメルカプト基を有するカーボンナノチューブの作製）
　５０ｍｇの多層カーボンナノチューブ（ＳＷｅＮＴ　ＭＷ１００、ＳｏｕｔｈＷｅｓｔ　Ｎａｎｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、直径６～９ｎｍ、長さ５μｍ、アスペクト比５５６～８３３）を０．００６ｍｏｌ／ｌの２－メルカプトーＮ－（２－ナフチル）アセトアミドのエタノール溶液１００ｍｌに添加し、超音波処理を３０分間行った。ＰＴＦＥ膜を用いてろ過し、エタノールで数回洗浄した後、乾燥させて表面にメルカプト基を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ａ）を作製した。
（表面にアミノ基を有するカーボンナノチューブの作製）
　２－メルカプトーＮ－（２－ナフチル）アセトアミドの代わりに、Ｎ－（１－ナフチルメチル）アミンを用いる以外は、ＣＮＴ－Ａと同様の操作で表面にアミノ基を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ｂ）を作製した。
（表面にニトリル基を有するカーボンナノチューブの作製）
　２－メルカプトーＮ－（２－ナフチル）アセトアミドの代わりに、１－ナフチルアセトニトリルを用いる以外は、ＣＮＴ－Ａと同様の操作で表面にニトリル基を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ｃ）を作製した。
実施例１Ａ～１０Ａ、比較例１Ａ～６Ａ
　樹脂をジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて、この溶液に銀粒子（及び必要により銀ナノ粒子）と、無処理のカーボンナノチューブ（無処理ＣＮＴ）または表面処理したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ａ～Ｃ）を均一に分散した液を、各成分が表１，２に記載の固形分中の体積％となるように配合し、３本ロールミルにて混練して、導電性ペーストを得た。導電ペーストをガラス板の上にドロップキャスト法にて製膜し、１５０℃で３０分間乾燥して、厚み１００μｍのシート状の導電性膜を作製した。導電性膜は、後述する方法で伸長率０％、２０％、５０％、８０％時の比抵抗を評価した。また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の導電性膜の比抵抗変化率を評価した。実施例１Ａ～１０Ａ、比較例１Ａ～６Ａの導電性ペーストの組成とその評価結果を表１及び表２に示す。
実施例１１Ａ
　実施例１Ａで作成した導電性ペーストを２ＷＡＹニット生地の上にドロップキャスト法で製膜し、１２０℃で３０分間乾燥して、生地上に厚さ１００μｍのシート状の導電性膜を積層した導電性積層体を作成した。この導電性積層体を目視で評価したところ、クラック等の欠点のない均一な導電性膜が形成されており、基材からの剥がれも観察されなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１，２中の１）～１０）の詳細は以下の通りである。
１）銀粒子：凝集銀粉Ｇ－３５（平均粒径５．９μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
２）表面にメルカプト基を有するカーボンナノチューブ
３）表面にアミノ基を有するカーボンナノチューブ
４）表面にニトリル基を有するカーボンナノチューブ
５）無処理ＣＮＴ：ＳＷｅＮＴ　ＭＷ１００（多層カーボンナノチューブ、直径６～９ｎｍ、長さ５μｍ、アスペクト比５５６～８３３、ＳｏｕｔｈＷｅｓｔ　Ｎａｎｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）
６）銀ナノ粒子：銀ナノ粒子乾粉２（平均粒径６０ｎｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
７）ニトリル基含有ゴムＡ：Ｎｉｐｏｌ　１０４２（アクリロニトリル含量３３．３重量％、日本ゼオン社製）
８）ニトリル基含有ゴムＢ：Ｎｉｐｏｌ　１０４３（アクリロニトリル含量２９．０重量％、日本ゼオン社製）
９）硫黄含有ゴム：チオコールＬＰ－２３（硫黄含量２１．５％、東レファインケミカル社製）
１０）ポリエステル：バイロンＲＶ６３０（東洋紡社製）
　実施例１Ａ～１０Ａ及び比較例１Ａ～６Ａの導電性膜の評価方法は以下の通りである。
［比抵抗の評価］
　自然状態（伸長率０％）の導電性膜試験片のシート抵抗と膜厚を測定し、比抵抗を算出した。膜厚はシックネスゲージ　ＳＭＤ－５６５Ｌ（ＴＥＣＬＯＣＫ社製）を用い、シート抵抗はＬｏｒｅｓｔａ－ＧＰ　ＭＣＰ－Ｔ６１０（三菱化学アナリテック社製）を用いて試験片４枚について測定し、その平均値を用いた。
　そして自然状態（伸長率０％）と同様にして、伸長率２０％、５０％、８０％時の比抵抗を測定した。伸長率は以下の式により算出した。
　　伸長率（％）＝（ΔＬ０／Ｌ０）×１００
　ここで、Ｌ０は試験片の標線間距離、ΔＬ０は試験片の標線韓距離の増加分を示す。
　また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の比抵抗を測定し、比抵抗変化率を以下の式により算出した。
　　比抵抗変化率＝（Ｒ１０００―Ｒ０）／Ｒ０×１００（％）
　ここで、Ｒ１０００は１０％繰り返し伸長（１０００回）後の比抵抗、Ｒ０は自然状態の比抵抗を示す。
　表１および表２の結果から明らかなように、実施例１Ａ～１０Ａの導電性ペーストは、自然状態の良好な導電性だけでなく伸長時でも高い導電性を維持することができ、繰り返し伸縮後も導電性の低下が小さい。一方、比較例１Ａ～６Ａの導電性ペーストは、実施例１Ａ～１０Ａに比べて比抵抗が高いか、又は伸長により破断を招いており、繰り返し伸縮により導電性が低下する。
（表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブの作製）
　５０ｍｇの多層カーボンナノチューブ（ＳＷｅＮＴ　ＭＷ１００、ＳｏｕｔｈＷｅｓｔ　Ｎａｎｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、直径６～９ｎｍ、長さ５μｍ、アスペクト比５５６～８３３）を０．００６ｍｏｌ／ｌのｏ－フェニルフェニルグリシジルエーテルのエタノール溶液１００ｍｌに添加し、超音波処理を３０分間行った。ＰＴＦＥ膜を用いてろ過し、エタノールで数回洗浄した後、乾燥させて表面にグリシジル基を有するカーボンナノチューブを作製した。
　次に、このカーボンナノチューブを、末端アミノ基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーであるＨｙｐｒｏＴＭ　１３００×１６ＡＴＢＮ（アクリロニトリル含量１８重量％、アミン等量９００、Ｅｍｅｒａｌｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）のテトラヒドロフラン溶液中に添加し、超音波処理機により３０分間分散処理を行った。さらに６０℃に加熱し、１時間超音波処理を行った後、ＰＴＦＥ膜を用いてろ過し、テトラヒドロフランで数回洗浄した後、乾燥させて表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ａ）を作製した。
（表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブの作製）
　末端アミノ基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーであるＨｙｐｒｏＴＭ　１３００×１６　ＡＴＢＮの代わりに、末端カルボキシル基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーであるＨｙｐｒｏＴＭ　１３００×８　ＣＴＢＮ（アクリロニトリル含量１８重量％、酸価２９、分子量３５５０、Ｅｍｅｒａｌｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）を用いる以外は、ＣＮＴ－Ａと同様の操作で表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ｂ）を作製した。
（表面にポリスルフィドオリゴマーを有するカーボンナノチューブの作製）
　末端アミノ基アクリロニトリルブタジエンオリゴマーであるＨｙｐｒｏＴＭ　１３００×１６ＡＴＢＮの代わりに、メルカプト基末端ポリスルフィドオリゴマーであるチオコールＬＰ－３（メルカプト含有量６．８重量％、東レファインケミカル社製）を用いる以外は、ＣＮＴ－Ａと同様の操作で表面にポリスルフィドオリゴマーを有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ｃ）を作製した。
実施例１Ｂ～１０Ｂ、比較例１Ｂ～６Ｂ
　樹脂をジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させて、この溶液に銀粒子（及び必要により銀ナノ粒子）と、無処理のカーボンナノチューブ（無処理ＣＮＴ）または表面処理したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ－Ａ～Ｃ）を均一に分散した液を、各成分が表３，４に記載の固形分中の体積％となるように配合し、３本ロールミルにて混練して、導電性ペーストを得た。導電ペーストをガラス板の上にドロップキャスト法にて製膜し、１５０℃で３０分間乾燥して、厚み１００μｍのシート状の導電性膜を作製した。導電性膜は、後述する方法で伸長率０％、２０％、５０％、８０％時の比抵抗を評価した。また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の導電性膜の比抵抗変化率を評価した。実施例１Ｂ～１０Ｂ、比較例１Ｂ～６Ｂの導電性ペーストの組成とその評価結果を表３及び表４に示す。
実施例１１Ｂ
　実施例１Ｂで作成した導電性ペーストをテフロン（登録商標）シートの上にドロップキャスト法で製膜し、２ＷＡＹニット生地と貼り合わせて、１２０℃で３０分間乾燥した後、テフロン（登録商標）シートを剥がし、生地上に厚さ１００μｍのシート状の導電性膜を積層した導電性積層体を作成した。この導電性積層体を目視で評価したところ、クラック等の欠点のない均一な導電性膜が形成されており、基材からの剥がれも観察されなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表３，４中の１）～１０）の詳細は以下の通りである。
１）銀粒子Ａ：凝集銀粉Ｇ－３５（平均粒径５．９μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
２）表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブ
３）表面にアクリロニトリルブタジエンオリゴマーを有するカーボンナノチューブ
４）表面にポリスルフィドオリゴマーを有するカーボンナノチューブ
５）無処理ＣＮＴ：ＳＷｅＮＴ　ＭＷ１００（多層カーボンナノチューブ、直径６～９ｎｍ、長さ５μｍ、アスペクト比５５６～８３３、ＳｏｕｔｈＷｅｓｔ　Ｎａｎｏ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）
６）銀ナノ粒子：銀ナノ粒子乾粉２（平均粒径６０ｎｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
７）ニトリル基含有ゴムＡ：Ｎｉｐｏｌ　１０４２（アクリロニトリル含量３３．３重量％、日本ゼオン社製）
８）ニトリル基含有ゴムＢ：Ｎｉｐｏｌ　１０４３（アクリロニトリル含量２９．０重量％、日本ゼオン社製）
９）硫黄含有ゴム：チオコールＬＰ－２３（硫黄含量２１．５重量％、東レファインケミカル社製）
１０）ポリエステル：バイロンＲＶ６３０（東洋紡社製）
　実施例１Ｂ～１０Ｂ及び比較例１Ｂ～６Ｂの導電性膜の評価方法は以下の通りである。
［比抵抗の評価］
　自然状態（伸長率０％）の導電性膜試験片のシート抵抗と膜厚を測定し、比抵抗を算出した。膜厚はシックネスゲージ　ＳＭＤ－５６５Ｌ（ＴＥＣＬＯＣＫ社製）を用い、シート抵抗はＬｏｒｅｓｔａ－ＧＰ　ＭＣＰ－Ｔ６１０（三菱化学アナリテック社製）を用いて試験片４枚について測定し、その平均値を用いた。
　そして自然状態（伸長率０％）と同様にして、伸長率２０％、５０％、８０％時の比抵抗を測定した。伸長率は以下の式により算出した。
　　伸長率（％）＝（ΔＬ０／Ｌ０）×１００
　ここで、Ｌ０は試験片の標線間距離、ΔＬ０は試験片の標線韓距離の増加分を示す。
　また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の比抵抗を測定し、比抵抗変化率を以下の式により算出した。
　　比抵抗変化率＝（Ｒ１０００―Ｒ０）／Ｒ０×１００（％）
　ここで、Ｒ１０００は１０％繰り返し伸長（１０００回）後の比抵抗、Ｒ０は自然状態の比抵抗を示す。
　表３および表４の結果から明らかなように、実施例１Ｂ～１０Ｂの導電性ペーストは、自然状態の良好な導電性だけでなく伸長時でも高い導電性を維持することができ、繰り返し伸縮後も導電性の低下が小さい。一方、比較例１Ｂ～６Ｂの導電性ペーストは、実施例１Ｂ～１０Ｂに比べて比抵抗が高いか、又は伸長により破断を招いており、繰り返し伸縮により導電性が低下する。
実施例１Ｃ～１０Ｃ、比較例１Ｃ～６Ｃ
　樹脂をジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解させて、この溶液に銀粒子（及び必要により銀ナノ粒子）と、銀ナノワイヤを均一に分散したイソプロパノール溶液を、各成分が表５，６に記載の固形分中の体積％となるように配合し、３本ロールミルにて混練して、導電性ペーストを得た。導電性ペーストをガラス板の上にドロップキャスト法にて製膜し、１５０℃で３０分間乾燥して、厚み１００μｍのシート状の導電性膜を作製した。導電性膜は、後述する方法で伸長率０％、２０％、５０％、８０％時の比抵抗を評価した。また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の導電性膜の比抵抗変化率を評価した。実施例１Ｃ～１０Ｃ、比較例１Ｃ～６Ｃの導電性ペーストの組成とその評価結果を表５及び表６に示す。
実施例１１Ｃ
　実施例１Ｃで作成した導電性ペーストをテフロン（登録商標）シートの上にドロップキャスト法で製膜し、丸編生地と貼り合わせて、１２０℃で３０分間乾燥した後、テフロン（登録商標）シートを剥がし、生地上に厚さ１００μｍのシート状の導電性膜を積層した導電性積層体を作成した。この導電性積層体を目視で評価したところ、クラック等の欠点のない均一な導電性膜が形成されており、基材からの剥がれも観察されなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表５，６中の１）～９）の詳細は以下の通りである。
１）銀粒子Ａ：凝集銀粉Ｇ－３５（平均粒径５．９μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
２）銀粒子Ｂ：フレーク銀粉ＦＡ－Ｄ－７（平均粒径３μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
３）銀粒子Ｃ：球状銀粉ＡＧ５－７Ｆ（平均粒径３μｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
４）銀ナノワイヤ：ＮａｎｏＭｅｅｔ　ＮＭ－ＳＮＷ７０（直径７０ｎｍ、長さ２０～８０μｍ、アスペクト比２８６～１１４３、２．５重量％イソプロパノール分散液、Ｂｅｉｊｉｎｇ　ＮａｎｏＭｅｅｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）
５）銀ナノ粒子：銀ナノ粒子乾粉２（平均粒径６０ｎｍ、ＤＯＷＡエレクトロニクス社製）
６）ニトリル基含有ゴムＡ：Ｎｉｐｏｌ　１０４２（アクリロニトリル含量３３．３重量％、日本ゼオン社製）
７）ニトリル基含有ゴムＢ：Ｎｉｐｏｌ　１０４３（アクリロニトリル含量２９．０重量％、日本ゼオン社製）
８）硫黄含有ゴム：チオコールＬＰ－２３（硫黄含量２１．５重量％、東レファインケミカル社製）
９）ポリエステル：バイロンＲＶ６３０（東洋紡社製）
　実施例１Ｃ～１０Ｃ及び比較例１Ｃ～６Ｃの導電性膜の評価方法は以下の通りである。
［比抵抗の評価］
　自然状態（伸長率０％）の導電性膜試験片のシート抵抗と膜厚を測定し、比抵抗を算出した。膜厚はシックネスゲージ　ＳＭＤ－５６５Ｌ（ＴＥＣＬＯＣＫ社製）を用い、シート抵抗はＬｏｒｅｓｔａ－ＧＰ　ＭＣＰ－Ｔ６１０（三菱化学アナリテック社製）を用いて試験片４枚について測定し、その平均値を用いた。
　そして自然状態（伸長率０％）と同様にして、伸長率２０％、５０％、８０％時の比抵抗を測定した。伸長率は以下の式により算出した。
　　伸長率（％）＝（ΔＬ０／Ｌ０）×１００
　ここで、Ｌ０は試験片の標線間距離、ΔＬ０は試験片の標線韓距離の増加分を示す。
　また、１０％伸長を１０００回繰り返した後の比抵抗を測定し、比抵抗変化率を以下の式により算出した。
　　比抵抗変化率＝（Ｒ１０００―Ｒ０）／Ｒ０×１００（％）
　ここで、Ｒ１０００は１０％繰り返し伸長（１０００回）後の比抵抗、Ｒ０は自然状態の比抵抗を示す。
　表５および表６の結果から明らかなように、実施例１Ｃ～１０Ｃの導電性ペーストは、自然状態の良好な導電性だけでなく伸長時でも高い導電性を維持することができ、繰り返し伸縮後も導電性の低下が小さい。一方、比較例１Ｃ～６Ｃの導電性ペーストは、実施例１Ｃ～１０Ｃに比べて比抵抗が高いか、又は伸長により破断を招いていており、繰り返し伸縮により導電性が低下する。
　本発明の導電性ペーストは、高い導電率と伸縮性を有することから、ゴムやエラストマー材料を利用した折り曲げ可能なディスプレイ、伸縮性ＬＥＤアレイ、伸縮性太陽電池、伸縮性アンテナ、伸縮性バッテリ、アクチュエーター、ヘルスケアデバイスや医療用センサー、ウエアラブルコンピュータなどの電極や配線などに好適に利用することができる。

Claims (12)

  1. 　樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびメルカプト基、アミノ基、またはニトリル基から選ばれる基を表面に有し、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び導電材料（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
  2. 　樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびスルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理され、かつアスペクト比が１０～１００００である導電材料（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び導電材料（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
  3. 　樹脂（Ａ）中に導電性フィラー（Ｂ）が均一に分散された導電性ペーストであって、樹脂（Ａ）が、硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）および／またはニトリル基を含有するゴム（Ａ２）であり、導電性フィラー（Ｂ）が、平均粒径０．５～１０μｍの金属粉（Ｂ１）、およびアスペクト比が１０～５０００である金属ナノワイヤ（Ｂ２）であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂（Ａ）、金属粉（Ｂ１）、及び金属ナノワイヤ（Ｂ２）の各配合量がそれぞれ５０～８０体積％、１９～４９体積％、及び１～１０体積％であることを特徴とする導電性ペースト。
  4. 　硫黄原子を含有するゴム（Ａ１）が、メルカプト基、スルフィド結合またはジスルフィド結合を含有する、ポリサルファイドゴム、ポリエーテルゴム、ポリアクリレートゴムまたはシリコーンゴムから選ばれることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の導電性ペースト。
  5. 　ニトリル基を含有するゴム（Ａ２）がアクリロニトリルブタジエン共重合体ゴムであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の導電性ペースト。
  6. 　金属粉（Ｂ１）が、フレーク状金属粉、球状金属粉または凝集状金属粉であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の導電性ペースト。
  7. 　導電材料（Ｂ２）が、メルカプト基、アミノ基またはニトリル基を含有する芳香族化合物で表面処理されたカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１に記載の導電性ペースト。
  8. 　導電材料（Ｂ２）が、スルフィド結合および／またはニトリル基を含有するゴムで表面処理されたカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項２に記載の導電性ペースト。
  9. 　導電性フィラーとして平均粒径２～１００ｎｍの金属ナノ粒子（Ｂ３）をさらに含むことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の導電性ペースト。
  10. 　金属粉（Ｂ１）および金属ナノ粒子（Ｂ３）が、主成分として銀および／または銅を含むことを特徴とする請求項９に記載の導電性ペースト。
  11. 　請求項１～１０のいずれかに記載の導電性ペーストを用いて得られることを特徴とする導電性膜または導電性パターン。
  12. 　布基材上に請求項１１に記載の導電性膜または導電性パターンを形成してなることを特徴とする導電性積層体。
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