JP2019012631A - 導電性配線シートおよび配線シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
長期信頼性が必要とされる用途では、耐腐食性が要求され、そのような用途では、これらの金属を用いた配線は使用できないため、導電性炭素系フィラーが用いられるが、金属と比較すると導電性が劣るため、用途は限定的であり、また、炭素系フィラーは、金属と比較して比重が軽く、高い導電性を発現するために組成物内の炭素系フィラーの充填量が多くなると、スクリーン印刷等による印刷塗工が困難になるという問題がある。
特許文献1には、金属製導電フィラーをカルボキシル基含有ポリウレタン樹脂に分散し、膜厚20μm未満で印刷した例があるが、これらは、金属製の導電フィラーを使用しているため、導電性フィラーの腐食により導電性が低下すると考えられ、屋外の使用に長期間耐えるものではない。
特許文献2には平均粒子径1〜100μmの黒鉛粉をポリオレフィン系の熱可塑性樹脂に分散し導電性の成型体を得ている例があるが、これはシート上基材上にパターニングするには成形体をカットし接着する等の所作が必要であり、印刷できるものではなく、配線板や配線シートにするには生産性に著しく劣る。
特許文献3には導電性フィラーが熱硬化性樹脂に分散され、半硬化状態にした導電性シートが提案されているが、これも印刷等の配線のパターニングには不向きであり、生産性が著しく劣る。
平均粒子径20μm以下の膨張化黒鉛を分散した樹脂組成物としては特許文献4,5に熱可塑性樹脂に膨張化黒鉛を分散した電磁波シールド材料としての提案があるが、これらもパターニングに適するものではない。
導電性配線に炭素系の導電性材料を用いることが出来れば、炭素材料自体に劣化の懸念がなく、導電性が低下しないことから、数十年単位での長期の使用に耐え得る導電性配線の提供が可能となる。
前記導電性配線が少なくともバインダー樹脂(A)と導電性の炭素材料(B)とを含み、
前記導電性配線100質量%中に含まれる前記の導電性の炭素材料(B)の量が50〜90質量%であり、
前記導電性配線の厚みが30〜200μmであり、
前記導電性配線の体積固有抵抗値が1×10−3〜2×10−2Ω・cmである、
配線シートに関する。
シート状基材と、該シート状基材上に配置された導電性配線とを有する配線シートの製造方法であって、
前記導電性配線が少なくともバインダー樹脂(B)と導電性の炭素材料(C)とを含み、
前記導電性配線100質量%中に含まれる前記の導電性の炭素材料(C)の量が40〜90質量%であり、
前記導電性配線の厚みが30〜200μmであり、
前記導電性配線の体積固有抵抗値が2×10−2〜1×10−3Ω・cmであり、
前記導電配線の形成工程が、少なくともパターニング工程、および熱プレス工程を有する、配線シートの製造方法に関する。
スクリーン版やメタルマスク等による印刷、あるいはコンマコーター、ダイコーター等によるスリット塗工により導電性組成物をパターニングして配線シートにすることで、腐食性の高い環境下でも数十年単位での使用に耐え、給電、信号の伝達等の役割を安定して果たすことが出来る。
導電性組成物は、少なくともバインダー樹脂(A)と、導電性の炭素材料(B)とを含有する。
<バインダー樹脂(A)>
バインダー樹脂は、ポリウレタン系、ポリアミド系、アクリロニトリル系、アクリル系、ブタジエン系、ポリビニルブチラール系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリスチレン系、EVA系、ポリフッ化ビニリデン系及びシリコン系樹脂等からなる群から選ばれる1 種以上を含むことができる。ただし、これらの樹脂に限定されるわけではない。バインダー樹脂は1種単独で用いても良いし、2 種以上併用しても良い。特にバインダー樹脂が、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、およびスチレン系エラストマーから選ばれる少なくとも1種類の樹脂を含むことが好ましい。
バインダー樹脂は、バインダー樹脂が基材に適用された後に、硬化(架橋)反応を受ける、硬化性樹脂とすることもできる。
つまり、バインダー樹脂は、自己硬化性のものを選択したり後述する硬化剤と組み合わせたりして、導電性組成物を基材上に印刷したり塗工したりした後、硬化(架橋)させることができる。
導電性組成物を基材上に印刷したり塗工したりした後、熱プレスする際、樹脂分が軟化し、印刷・塗工時の導電膜の平面的なパターン形状をほぼ維持しつつ、厚み方向に流動すると、空隙を減らし導電性付与剤(C)同士の接触を増やせるので、得られる導電膜の体積抵抗値の低下が期待できる。従って、バインダー樹脂としては、熱プレスの際、適度に軟化・流動するものが好ましい。
ポリウレタン樹脂(A1)の合成方法としては特に限定はされないが例えば、ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とを反応させたり、ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とカルボキシル基を有するジオール化合物(c)とを反応させてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)を得たり、前記ウレタンプレポリマー(d)にポリアミノ化合物(e)をさらに反応させたり、あるいは前記3つの場合において、必要に応じて反応停止剤を反応させて得られるものなどが挙げられる。
ポリエステルポリオール類としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチレンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ダイマージオール等の飽和および不飽和の低分子ジオール類、ならびにn−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル類のアルキルグリシジルエーテル類、バーサティック酸グリシジルエステル等のモノカルボン酸グリシジルエステル類と、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のジカルボン酸類、またはこれらの無水物類を、脱水縮合して得られるポリエステルポリオール類や、環状エステル化合物を開環重合して得られるポリエステルポリオール類が挙げられる。
上記ポリオール化合物は、単独で用いても、2種類以上併用してもよい。更に、ポリウレタン樹脂の性能が失われない範囲内で、上記ポリオール化合物の一部を低分子ジオール類、例えば前記ポリオール化合物の製造に用いられる各種低分子ジオールに替えることもできる。
脂環族ジイソシアネートとしては、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
ポリオール化合物(a)とジイソシアネート(b)とカルボキシル基を有するジオール化合物(c)とを反応させ、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(d)を得る際の条件は、イソシアネート基を過剰にする他にとくに限定はないが、イソシアネート基/水酸基の当量比が1.05/1〜3/1の範囲内であることが好ましい。更に好ましくは1.2/1〜2/1である。また、反応は通常常温〜150℃の間で行なわれ、更に製造時間、副反応の制御の面から好ましくは60〜120℃の間で行なわれる。
ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、5000〜200000の範囲が好ましい。分子量が5000に満たない場合には、これをバインダーとして含有する導電性組成物において良好な樹脂粘度が得られず、塗工性が悪化する。200000を越える場合には、樹脂溶液自体の粘度が高く、取扱い性が低下するので好ましくない。
エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンベンゼン、ジイソブチルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサンノン等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、およびこれらモノエーテル類の酢酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、およびこれらモノエーテル類の酢酸エステル等が挙げられる。
脂肪族系溶剤としては、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族系溶剤としては、トルエン、キシレン等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、シクロヘキサノール等が挙げられる。
カーボネート系溶剤としては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
−n−ブチルカーボネート等が挙げられる。
本発明に用いられるポリエステル樹脂(A2)は、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分を共重合成分とするポリエステルであることが好ましく、ジカルボン酸成分とグリコール成分を共重合成分とすることがより好ましい。
ポリエステル樹脂(A2)を構成するジカルボン酸成分としては、特に限定されないが、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸または脂環族ジカルボン酸が挙げられ、特に芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸を併用することが好ましい。
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、特に限定されないが、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,5−ナフタル酸、2,6−ナフタル酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、2,2’−ジフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。特にこのうちのテレフタル酸、イソフタル酸を用いることが、耐湿熱性の観点から好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、特に限定されないが、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、オクタデカンジオン酸等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。特にこのうちのアジピン酸、セバシン酸を用いることが、入手性の観点から好ましい。
分岐の付与方法としては、特に限定されないが、3官能以上の無水多価カルボン酸をポリエステル樹脂(A2)の共重合成分として、他の多価カルボン酸や多価アルコールとともに脱水エステル化工程を経て重合する方法がある。酸価の付与方法としては、特に限定されないが、ポリエステル樹脂(A)を重合した後、続いて系内に3官能以上の無水多価カルボン物を投入し酸価を付与する方法が挙げられる。無水多価カルボン酸の共重合量は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、5モル%以下であることが好ましく、2モル%以下であることがより好ましく、1モル%以下であることがさらに好ましい。多すぎると薄膜等の力学物性が低下することがあり、また重合中にゲル化を起こす可能性がある。
本発明に用いるポリエステル樹脂(A2)を構成する多価アルコール成分としては、特に限定されないが、脂肪族グリコール、芳香族グリコールまたは脂環族グリコールが挙げられ、特に脂肪族グリコールを使用することが好ましい。
脂肪族グリコールの具体例としては、特に限定されないが、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。特にこのうちのエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールを用いることが好ましい。
脂環族グリコールとしては、特に限定されないが、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添キシリレングリコール等が挙げられる。芳香族グリコールとしては、特に限定されないが、キシリレングリコール等が挙げられる。
バインダー樹脂としては、体積抵抗値と基材への密着性の観点からポリアミド樹脂(A3)が好ましい。体積抵抗値は、熱プレス中の樹脂分が流動しやすいため良好な結果となる。
本発明に用いられるポリアミド樹脂とは、基本的に二塩基酸とジアミンの重縮合、アミノカルボン酸の重縮合、或いはラクタムの開環重合などの各種反応で得られるアミド結合を有する高分子の総称であり、各種の変性ポリアミドをはじめ、一部水素添加された反応物で製造されたもの、他のモノマーが一部共重合された製造物、或いは各種添加剤などの他の物質が混合されたものなどを含む広い概念である。
当該ダイマー酸の市販品としては、ハリダイマー200、300(ハリマ化成社製)、バーサダイム228、216、エンポール1018、1019、1061、1062(コグニス社製)などが挙げられる。さらに、水素添加されたダイマー酸も使用でき、水添ダイマー酸の市販品としてはプリポール1009(クローダジャパン株式会社製)、エンポール1008(コグニス社製)などが挙げられる。
上記ダイマー酸以外に、適当な柔軟性を有するポリアミド樹脂にするため、二塩基酸として各種のジカルボン酸を用いることができる。ジカルボン酸としては、具体的には、シュウ酸、マロン酸、(無水)コハク酸、(無水)マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ビメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸などが用いられる。
フェノール性水酸基を有する二塩基酸としては、
2−ヒドロキシイソフタル酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、5−ヒドロキシイソフタル酸等のヒドロキシイソフタル酸、
2,5−ジヒドロキシイソフタル酸、2,4−ジヒドロキシイソフタル酸、4,6−ジヒドロキシイソフタル酸等のジヒドロキシイソフタル酸、
2−ヒドロキシテレフタル酸、2,3−ジヒドロキシテレフタル酸、2,6−ジヒドロキシテレフタル酸等のジヒドロキシテレフタル酸、
4−ヒドロキシフタル酸、3−ヒドロキシフタル酸等のヒドロキシフタル酸、
3,4−ジヒドロキシフタル酸、3,5−ジヒドロキシフタル酸、4,5−ジヒドロキシフタル酸、3,6−ジヒドロキシフタル酸等のジヒドロキシフタル酸などが挙げられる。
更にこれらの酸無水物や例えば多塩基酸メチルエステルのようなエステル誘導体なども挙げられる。
なかでも、共重合性、入手の容易さなどの点から、5−ヒドロキシイソフタル酸が好ましい。
上記ダイマー酸変性ポリアミド樹脂を製造する際の反応物としてのポリアミン類は、例えば、脂肪族、脂環式、芳香族などの各種ジアミン、トリアミン、ポリアミンなどである。
上記ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、トリエチレンジアミン、テトラエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、p−又はm−キシレンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、2,2−ビス−(4−シクロヘキシルアミン)、ポリグリコールジアミン、イソホロンジアミン、1,2−、1,3−又は1,4−シクロヘキサンジアミン、1,4−ビス−(2’−アミノエチル)ベンゼン、N−エチルアミノピペラジン、ピペラジンなどが挙げられる。
また、トリアミンにはジエチレントリアミンなどが挙げられ、ポリアミンにはトリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどが挙げられる。さらに、二量体化された脂肪族のニトリル基を変換して水素還元して得られたダイマージアミンも使用することができる。
ジアミンにはアルカノールアミンを併用してもよい。アルカノールアミンにはエタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ブタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−(2−アミノエトキシ)エタノール等が挙げられる。
また、酸素を骨格に有するポリエーテルジアミンを用いることができる。このポリエーテルは一般式H2N−R1−(RO)n−R2−NH2 (式中、nは2〜100であり、R1、R2は炭素原子数が1〜14個であるアルキル基または脂環式炭化水素基であり、Rは炭素原子数が1〜10個であるアルキル基または脂環式炭化水素基である。アルキル基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。)で表すことができる。このエーテルジアミンとしてはポリオキシプロピレンジアミン等が挙げられ、市販品としてはジェファーミン類(サンテクノケミカル社製)がある。また、ビス−(3−アミノプロピル)−ポリテトラヒドロフランも挙げることができる。
上記ポリアミン類とダイマー酸或いは各種ジカルボン酸とは常法により加熱縮合され、脱水を伴ったアミド化工程によりダイマー酸変性ポリアミド樹脂をはじめとする各種ポリアミド樹脂が製造される。一般に、反応温度は100〜300℃程度、反応時間は1〜8時間程度である。
アクリル樹脂(A4)は、アクリル系共重合体(f)であり、水酸基を有するアクリル系共重合体もしくは水酸基を有さないアクリル系共重合体より得る。
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートにε−カプロラクトン付加した化合物の具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン1モル付加物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン2モル付加物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン3モル付加物などの炭素数が1〜4のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートのε−カプロラクトン付加物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水酸基含有モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
アクリル系共重合体(f)に酸価を付与する方法としては、酸価を有するモノマーと他のモノマーとを共重合することにより得られる。酸価を有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−コハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−ヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−フタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルアシッドフォスフェートなどが上げられ、中でも(メタ)アクリル酸を用いることが好ましい。
さらにアクリ系重合体の中でもエチレン性不飽和二重結合を有する単量体を重合させて得られるビニル系共重合体の主鎖に、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリブタジエンから選ばれる少なくとも1種の構造を側鎖として導入した、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリブタジエンをグラフトしたアクリル系共重合体(f−b)を用いると更に好ましい。
側鎖の導入方法は、特に限定されることはないが、例えば、不飽和二塩基酸とエチレン性不飽和二重結合を有する他の単量体との共重合体を合成し、共重合体(f)のカルボン酸または無水カルボン酸部分と、カルボキシル基と反応可能な官能基と、イソシアネート基と反応可能な官能基とを有する、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリブタジエンから選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基と反応可能な官能基とを縮合反応させることにより導入することができる。
また、より高い強靱性、耐久性を必要とする用途に用いる場合には、より高い架橋密度を得る為に、ビニル系重合体主鎖に直接、イソシアネートと反応可能な官能基を導入することが望ましい。その場合、重合体は、不飽和二塩基酸(f1)、イソシアネートと反応可能な官能基とエチレン性不飽和二重結合を有する(f1)以外の単量体(f2)、及びエチレン性不飽和二重結合を有する(f1)および(f2)以外の単量体(f3)の共重合体(f)と、カルボキシル基と反応可能な官能基と、イソシアネート基と反応可能な官能基とを有する、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリブタジエンから選ばれる少なくとも1種(g)との縮合反応により得ることができる。
不飽和二塩基酸(f1)は、要求性能に応じて、1種、または2種以上を混合して用いることができる。また、共重合体(f)の原料となる単量体中の不飽和二塩基酸(f1)の割合は、好ましくは0.01〜30重量%、更に好ましくは0.05〜10重量%である。不飽和二塩基酸(f1)の割合が30重量%を越える場合には得られる重合体(A1)の安定性が低下し、0.01重量%未満の場合には塗膜の柔軟性が不充分となり基材への密着性が悪化する。
イソシアネートと反応可能な官能基とエチレン性不飽和二重結合を有する(f1)以外の単量体(f2)としては、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する(メタ)アクリル系単量体、ビニル単量体等を用いることができる。中でも、反応性の点で(メタ)アクリル系単量体が好適である。
イソシアネート基と反応可能な官能基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、N−メチロール基、N−アルコキシメチル基等が挙げられるが、反応性の点で水酸基が好適である。
アミノ基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のモノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノ(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
エポキシ基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
N−メチロール基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
N−アルコキシメチル基を有する(メタ)アクリル系単量体としては、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−プロポキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のN−モノアルコキシメチル基を有する(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(エトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(プロポキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド等のN,N−ジアルコキシメチル基を有する(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
イソシアネートと反応可能な官能基とエチレン性不飽和二重結合を有する(f1)以外の単量体(f2)は、要求性能に応じて、1種、または2種以上を混合して用いることができる。また、共重合体(f)の原料となる単量体中の単量体(f2)の割合は、好ましくは0.01〜50重量%、更に好ましくは0.1〜20重量%、特に好ましくは0.1〜10重量%である。
(メタ)アクリル系単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
芳香族ビニル単量体としては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン等が挙げられる。
オレフィン系炭化水素単量体としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソブチレン、イソプレン、1,4−ペンタジエン等が挙げられる。
ビニルエーテル単量体の例としては、ビニルメチルエーテルが挙げられる。
エチレン性不飽和二重結合を有する(f1)および(f2)以外の単量体は、要求性能に応じて、1種、または2種以上を混合して用いることができる。
合成時の単量体の仕込み濃度は、0〜80重量%が好ましい。
重合開始剤としては、過酸化物またはアゾ化合物、例えば、過酸化ベンゾイル、アゾイソブチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、ジt−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルベンゾエート、t−ブチルペルオクトエート、クメンヒドロキシペルオキシド等を使用することができ、重合温度は、50〜200℃、特に70〜140℃が好ましい。
化合物(g)のカルボキシル基と反応可能な官能基としては、水酸基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基等が挙げられるが、反応性の点で水酸基が好適である。また、化合物(g)のイソシアネート基と反応可能な官能基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、N−メチロール基、N−アルコキシメチル基等が挙げられるが、反応性の点で水酸基が好適である。化合物(g)のカルボキシル基と反応可能な官能基と、イソシアネート基と反応可能な官能基とは、同一の官能基でも構わないし、異なる官能基でも構わない。
ジカルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,5−ナフタル酸、p−オキシ安息香酸、p−(ヒドロキシ)安息香酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライ酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等のジカルボン酸等が挙げられる。
市販品の水酸基を2個以上有するポリエステル(ポリエステルポリオール)としては、例えば、株式会社クラレ製のクラレポリオールP−510、P−1010、P−1510、P−2010、P−3010、P−4010、P−5010、P−6010、P−2011、P−2013、P−520、P−1020、P−2020、P−1012、P−2012、P−530、P−1030、P−2030、PMHC−2050、PMHC−2050R、PMHC−2070、PMHC−2090、PMSA−1000、PMSA−2000、PMSA−3000、PMSA−4000、F−2010、F−3010、N−2010、PNOA−1010、PNOA−2014、O−2010、住友バイエルウレタン株式会社製のデスモフェン650MPA、651MPA/X、670、670BA、680X、680MPA、800、800MPA、850、1100、1140、1145、1150、1155、1200、1300X、1652、1700、1800、RD181、RD181X、C200、東洋紡績株式会社製のバイロン200、560、600、GK130、GK860、GK870、290、GK590、GK780、GK790等が挙げられる。
H−(O−R−OCO−)nR−OH
(R:アルキレン鎖、ジエチレングリコール等)
市販の水酸基を2個以上有するポリカーボネートとしては、例えば、株式会社クラレ製のクラレポリオールPNOC−1000、PNOC−2000、PMHC−2050、PMHC−2050R、PMHC−2070、PMHC−2070R、PMHC−2090R、C−2090等が挙げられる。
また、ポリブタジエンの例としては、α,ω−ポリブタジエングリコール、α、β−ポリブタジエングリコール、及び末端の水酸基をアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、N−メチロール基またはN−アルコキシメチル基に変性したブタジエン化合物が挙げられる。
市販の水酸基を2個以上有するポリブタジエンとしては、例えば、日本曹達株式会社製
のNISSO−PBG−1000、G−2000、G−3000、GI−1000、G
I−2000、GI−3000、GQ−1000、GQ−2000等が挙げられる。
市販のエポキシ基を2個以上有するポリブタジエンとしては、例えば、日本曹達株式会社製のNISSO−PBBF−1000、EPB−13、EPB−1054等が挙げられる。
反応触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンなどの3級アミンなどが用いられ、反応温度は、50〜300℃が好ましい。
共重合体(f)と化合物(g)との反応比率は、共重合体(f)のカルボン酸または無水カルボン酸1モルに対して、化合物(g)のカルボキシル基と反応可能な官能基が、0.01〜10モルとなるのが好ましく、0.1〜5モルとなるのが更に好ましく、0.5〜2モルとなるのが更に好ましい。化合物(g)の反応比率が10モルを越える場合には、樹脂組成物の塗工性が損なわれ、0.01モル未満の場合には、得られるシートの柔軟性が低下するため、基材との密着性が低下する。
また、共重合体(f)、化合物(g)は、それぞれ1種類ずつを用いる必要はなく、目的、必要物性に応じて、それぞれ複数種を用いても構わない。
また、重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは5,000〜500,000、更に好ましくは10,000〜100,000である。重合体(A1)の重量平均分子量が500,000を越える場合には、溶剤への溶解性が低下し、5,000未満の場合には、熱プレス後に十分な塗膜強度が得られなくなる。
フッ素樹脂(A5)は、1分子中に2個以上の水酸基を有するフッ素含有ポリオールポリイソシアネートである。 1分子中に2個以上の水酸基を有するフッ素含有ポリオールに限定はないが、高分子化合物であることが好ましく、例えば、フルオロオレフィンとビニルエーテルとの共重合体、フルオロオレフィンとビニルエステルとの共重合体、フルオロオレフィンと(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体等が挙げられ、溶剤に溶解可能なものが好ましい。
具体的には、旭硝子社のルミフロンLF100,同LF200、同LF400,同LF600、同800、ダイキン化学工業社のゼッフルGK500、同GK510,同GK550,同GK570、GK580、セントラル硝子社のセフラルコート703、同705やDIC社のフルオネートK−700、同K−702、同K−704.同K−705,同K−707、同WZQ−660などが使用できる。フッ素含有ポリオールは1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いても良い。
エポキシ樹脂(A6)としては、従来公知の各種ポリエポキシ化合物が使用でき、例えば、ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、フロログリシノールトリグリシジルエーテル、トリヒドロキシビフェニルトリグリシジルエーテル、テトラグリシジルベンゾフェノン、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールCジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロプロパンジグリシジルエーテル、1,3−ビス〔1−(2,3−エポキシプロパキシ)−1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔1−(2,3−エポキシプロパキシ)−1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロメチル〕ベンゼン、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)オクタフルオロビフェニル、フェノールノボラック型ビスエポキシ化合物等の芳香族系グリシジルエーテル化合物、アリサイクリックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキシアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の脂環式ポリエポキシ化合物、ジグリシジルフタレート、ジグリシジルテトラヒドロフタレート、ジグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジメチルグリシジルフタレート、ジメチルグリシジルヘキサヒドロフタレート、ジグリシジル−p−オキシベンゾエート、ジグリシジルシクロペンタン−1,3−ジカルボキシレート、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル化合物、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジグリシジルトリブロモアニリン等のグリシジルアミン化合物、ジグリシジルヒダントイン、グリシジルグリシドオキシアルキルヒダントイン、トリグリシジルイソシアヌレート等の複素環式エポキシ化合物等及びこれらのオリゴマー化合物を挙げることができる。
バインダーに用いることのできるスチレン系エラストマー(A7)は、主鎖の構成単位としてスチレン単位を含み、当該スチレン単位の含有量が10重量%以上、90重量%以下であり、重量平均分子量が10,000以上、200,000以下の範囲であればよい。
スチレン単位の含有量は、50重量%より多いことがより好ましい。また、エラストマーの重量平均分子量のより好ましい範囲は20,000以上であり、また、より好ましい範囲は150,000以下である。
本発明の導電配線に用いる導電性組成物にはバインダーの硬化剤もしくは基材への密着性を改善する目的でイソシアネート系硬化剤、エポキシ系硬化剤、金属キレート系硬化剤、オキセタン基含有化合物、アジリジン基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、ベンゾオキサジン化合物、β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物、硫黄含有化合物などを含有することが出来るが、特に限定されるものではない。その他に耐候性、耐熱性等の耐久性を付与する目的で紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、加水分解防止剤、等を含んでいても差し支えない。
イソシアネート系硬化剤(g)は、一分子中に2個以上のイソシアネート基を有することが重要であり、例えば、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート等が挙げられる。中でも、成型加飾シートの黄変を防止する点から、脂肪族イソシアネート系硬化剤を用いることが好ましい。イソシアネート系硬化剤(g)は、1種類でもよく、2種類以上の硬化剤を併用してもよい。また、本発明の加飾シートの物性に影響を与えない範囲で、他の水酸基と反応する硬化剤を用いてもよい。
本発明における導電性の炭素材料(B)としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することが出来る。導電性の面から、グラファイトの使用が好ましい。
本発明で用いられる膨張化黒鉛とは、上述したように、鱗片状黒鉛を化学処理した膨張黒鉛(膨張性黒鉛ともいう;ExpandableGraphite)を、熱処理して膨張化させた後、微細化したものである。なお、微細化前に圧延しグラファイトシート化したものを粉砕して得られた膨張化黒鉛粉末も含む。
膨張化黒鉛としては、従来公知の膨張化黒鉛から適宜選択され得る。市販の膨張化黒鉛を用いてもよい。市販の膨張化黒鉛としては、例えば、伊藤黒鉛工業社製のEC1500、EC1000、EC500、EC300、EC100、EC50が挙げられる(いずれも商品名)。
膨張化黒鉛の形状に関しては、特に限定されるものではない。例えばさらに薄片状に処理された薄片状の膨張化黒鉛などが挙げられる。
膨張化黒鉛は、他の黒鉛と比べて少量の含有量で高い導電性を発現することが可能となっている。例えば、一般的な鱗状黒鉛よりも少量で高い導電性を発現する傾向にある。
膨張化黒鉛の平均粒径は、10μm〜200μが好ましく、25〜150μmがより好ましい。10μm以上であれば、十分な導電性が得られ、200μm以下であれば、導電性組成物の基材への密着性および塗工性が良好となるため、好ましい。
また、D10(μm)とD90(μm)の粒径の差分が、60μm以上であることが好ましい。
測定は、以下の条件で行うものとする。
測定機器:マイクロトラックMT3300EX2(マイクロトラック・ベル株式会社)
測定サンプル調整方法:黒鉛0.63g、トルエン11.87gをマヨネーズ瓶(M-70)に添加した後、遊星攪拌(株式会社シンキー製:あわとり錬太郎、攪拌時間:3分)を行い分散液を作製し、測定を実施する。
本発明の導電性付与剤としては、さらにカーボンブラックを併用することが好ましい。膨張化黒鉛とカーボンブラックを併用することで、カーボンブラックが膨張化黒鉛の導電パスをつなぐ役割を果たし、熱プレス工程を経なくても高い導電性を発現する傾向にある。
カーボンブラックは、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネストブラック等従来公知の導電性カーボンの使用が可能である。
1500m2/g以下のものを使用することが望ましい。比表面積が20m2/g以上のカーボンブラックを用いると、十分な導電性を得ることができ、1500m2/g以下であれば、カーボンブラックは、市販材料での入手が容易である。
導電性炭素繊維としては石油由来の原料から焼成して得られるものが良いが、植物由来の原料からも焼成して得られるものも用いることが出来る。また、カーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層でナノメートル領域の直径を有するチューブを形成する単層カーボンナノチューブと、グラフェンシートが多層である多層カーボンナノチューブがある。そのため、多層カーボンナノチューブの直径は、典型的な単層カーボンナノチューブの0.7−2.0nmに対して、30nmと大きい値を示す。
有機溶剤は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の芳香族類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類などの内から導電性組成物の組成に応じ適当なものが使用できる。また、溶剤は2種以上用いてもよい。
尚、スクリーン印刷などのインキ組成物に一定以上の粘性が要求される印刷塗工方式を採用する場合、有機溶剤の25℃の時の粘度は、30mPa・s〜75000mPa・sが好ましい。30mPa・s以上であると、高導電発現のため、樹脂含有量が少なくても、塗工に適した粘性および導電性付与剤の良好な分散性が得られ、塗工性が良好となり、75000mPa・s以下であると、導電性付与剤(B1)の分散性が良好となる。例えば、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1、3−ブチレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノールが挙げられる。ここで示すところの高粘度溶剤は、二種以上用いて良いし、メチルエチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコールのような25℃の時の粘度が30mPa・s未満の低粘度溶剤と併用して使用することも可能である。
アントンパール・ジャパン社製のレオメーター(MCR302)を用いて測定した。測定方法としては、測定サンプルを設置後以下の条件で測定し、せん断開始から60秒後の数値を読み取ることとする。
測定治具:コーンプレートCP25−2(この治具で測定できない場合は、コーンプレートCP50−1を使用する)
回転数:1000(1/sec)
プレート温度:25℃
本発明の導電性組成物には、必要に応じて、本発明による効果を妨げない範囲で、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、ラジカル補足剤、充填剤、チクソトロピー付与剤、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、熱伝導性改良剤、可塑剤、ダレ防止剤、防汚剤、防腐剤、殺菌剤、消泡剤、レベリング剤、ブロッキング防止剤、硬化剤、増粘剤、顔料分散剤、シランカップリング剤等の各種の添加剤を添加してもよい。
本発明の導電性組成物は、上記、バインダー樹脂、炭素材料を必須成分とし、更に、必要に応じて、有機溶剤やその他の成分を配合後、均一に分散することで製造することができる。
分散方法は、バインダー樹脂を溶剤に溶解し、導電性フィラーを添加した後、遊星攪拌や三本ロール、二本ロール、スキャンデックス、ビーズミルによって行う。使用する溶剤はバインダー樹脂を溶かすものであれば特に制限されない。物性を低下させない範囲であれば上記以外の分散方法を用いても良い。ただし、硬化剤を使用する場合は、硬化剤の添加は、導電性組成物の分散後に行うものとする。硬化剤添加後は、遊星攪拌、ミックスローター、ディスパー等によって適宜混合する。混合方法は特に限定されない。
本発明の導電性配線シートとは、シート状基材上に導電性組成物から形成された導電層を有するものである。
導電性配線シートに使用するシート状基材の形状は特に限定されないが、絶縁性の樹脂フィルムが好ましく、各種用途にあったものを適宜選択することができる。
また、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。
本発明の導電層における厚みは、30〜200μmであり、より好ましくは50〜150μmである。
本発明の導電層の体積抵抗値は、2×10−2〜1×10−3Ω・cmである。体積抵抗値は、2×10−2Ω・cm以下であることで、電子機器等の配線として利用することが可能となる。
本発明の導電層中に占めるバインダー樹脂(A)の割合は、50質量%未満であり、好ましくは10〜50重量%、さらに好ましくは20〜35質量%である。バインダー樹脂(A)が少なすぎると、導電層の表面性状や密着性が保てない場合があり、一方、バインダー樹脂(A)が多すぎると、導電層の導電性などが低下する場合がある。
また、本発明の導電層中に占める導電性の炭素材料(B)の割合は、50〜90重量%であり、さらに好ましくは65〜80質量%である。導電性の炭素材料(B)が少なすぎると、導電層の導電性が不十分となる場合があり、一方、導電性の炭素材料(B)が多すぎると、導電層の密着性などが低下する場合がある。
本発明の配線シートは、フィルムをラミネートすることで、導電性配線を封止することもできる。
ラミネートに用いるフィルムとしては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。
ラミネートの方法としては、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等によるフィルムを2つの加熱ロールの片方または両方を室温〜250℃まで適宜加熱し、熱ロール間のニップに通して配線シートに貼り合せれば良い。
フィルムの片面を熱融着させ貼り付けても、フィルムの片面にアクリル系粘着剤やポリエステル系、アクリル系、エポキシ系のドライラミ用の接着剤を塗工した上で、配線シートの配線パターンの設けられた側にフィルムに配線パターンを挟むように重ね、熱ロール間のニップに通し、貼り合せても差し支えない。
あるいは平版の熱プレスの間に配線シートとフィルム乃至フィルムの片面に粘着剤または接着剤を設けたフィルムを配線シートの配線パターンの設けられた側をフィルムに挟むように重ねても差し支えない。
Mwの測定は東ソー株式会社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)「HPC−8020」を用いた。GPCは溶媒(THF;テトラヒドロフラン)に溶解した物質をその分子サイズの差によって分離定量する液体クロマトグラフィーである。本発明における測定は、カラムに「LF−604」(昭和電工株式会社製:迅速分析用GPCカラム:6mmID×150mmサイズ)を直列に2本接続して用い、流量0.6ml/min、カラム温度40℃の条件で行い、重量平均分子量(Mw)の決定はポリスチレン換算で行った。
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。酸価は次式により求めた(単位:mgKOH/g)。酸価(mgKOH/g)=(5.611×a×F)/S
ただし、
S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
水酸基価は、水酸基含有樹脂1g中に含まれる水酸基の量を、水酸基をアセチル化させたときに水酸基と結合した酢酸を中和するために必要な水酸化カリウムの量(mg)で表したものである。水酸基価は、JISK0070に準じて測定した。本発明において、水酸基価を算出する場合には、下記式に示す通り、酸価を考慮して計算する。
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解する。更にアセチル化剤(無水酢酸25gをピリジンで溶解し、容量100mlとした溶液)を正確に5ml加え、約1時間攪拌した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間持続する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定する。
水酸基価は次式により求めた(単位:mgKOH/g)。
水酸基価(mgKOH/g)=[{(b−a)×F×28.05}/S]+D
ただし、
S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
D:酸価(mgKOH/g)
溶剤を乾燥除去したバインダー樹脂で、メトラー・トレド(株)製「DSC−1」を使用し、−80〜150℃まで2℃/分で昇温して測定した。
<バインダー樹脂A−1の合成>
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器に、テレフタル酸とアジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールとから得られるポリエステルポリオール((株)クラレ製「クラレポリオールP−2011」、Mn=2011)455.5部、ジメチロールブタン酸16.5部、イソホロンジイソシアネート105.2部、トルエン140部を仕込み、窒素雰囲気下90℃3時間反応させ、これにトルエン360部を加えてイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン19.9部、ジ−n−ブチルアミン0.63部、2−プロパノール294.5部、トルエン335.5部を混合したものに、得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液969.5部を添加し、50℃で3時間続いて70℃2時間反応させ、トルエン126部、2−プロパノール54部で希釈し、Mw=61,000、酸価=10mgKOH/g、ウレタンプレポリマーの両末端に有する遊離のイソシアネート基に対してポリアミノ化合物および反応停止剤中のアミノ基の合計当量は0.98である、ポリウレタン樹脂A−1の溶液を得た。
東洋紡製ポリエステル樹脂「バイロン200」をMEKとトルエンの混合溶剤(混合比1:1)に固形分30%となるように溶かしてバインダー樹脂A−2の溶液を得た。
<バインダー樹脂A−3の調製>
東洋紡製ポリエステル樹脂「バイロン240」をMEKとトルエンの混合溶剤(混合比1:1)に固形分30%となるように溶かしてバインダー樹脂A−3の溶液を得た。
<バインダー樹脂A−4の調製>
三菱レーヨン製アクリル樹脂「ダイヤナール80」をMEKとトルエンの混合溶剤(混合比1:1)に固形分30%となるように溶かしてバインダー樹脂A−4の溶液を得た。
<バインダー樹脂A−5>
大成ファインケミカル製アクリルポリオール「6AN−5001」(固形分40%、水酸基価15mg(KOH)/g)を用いた。
<バインダー樹脂A−6>
旭硝子製フッ素含有ポリオール「LF200」(固形分60%、水酸基価31mg(KOH)/g)を用いた。
<バインダー樹脂A−7>
旭硝子製フッ素含有ポリオール「LF600X」(固形分50%、水酸基価27mg(KOH)/g)を用いた。
<バインダー樹脂A−8>
水系アクリルエマルジョン NEOCRYL A−655(楠本化成(株)、固形分45%)を用いた
<バインダー樹脂A−9>
水系ウレタンエマルジョン NeoRez R966(楠本化成(株))固形分33%を用いた。
<バインダー樹脂A−10の調製>
ヘンケル白水製ポリアミド樹脂「マクロメルト6202」をトルエンとイソプロピルアルコール(混合比1:1)に溶解しバインダー樹脂A−10の溶液を得た。
<バインダー樹脂A−11の調製>
ヘンケル白水製ポリアミド樹脂「マクロメルト6238」をトルエンとイソプロピルアルコール(混合比1:1)に溶解しバインダー樹脂A−11の溶液を得た。
<バインダー樹脂A−12の調製>
旭化成製SEBS水添スチレン系エラストマー樹脂「タフテックM1913」をトルエン)に溶解しバインダー樹脂A−12の溶液を得た。
導電配線を封止するための封止材として、ラミネートフィルムを作成した。
封止材用粘着剤aを以下の方法で合成し、調整した。
<粘着剤aの合成>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下装置、窒素導入管を備えた反応容器(以下、単に「反応容器」と記載する。)にn−ブチルアクリレート70部、メチルアクリレート20部、2−エチルへキシルアクリレート4部、アクリル酸6部、酢酸エチル72部、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.13部を仕込み、この反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、攪拌しながら窒素雰囲気下中で、この反応溶液を還流温度で8時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで希釈し、不揮発分濃度約30%、重量平均分子量Mw105万のアクリル系共重合体a1の溶液を得た。
反応容器にトルエン100部を仕込み、滴下装置にをメタアクリル酸n−ブチル95部、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート5部を仕込み、反応容器内の空気を窒素ガスで置換した後、攪拌しながら窒素雰囲気下中で、1時間で滴下した後に、この反応溶液を還流温度で8時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで希釈し、不揮発分濃度約30%、重量平均分子量Mw5万のアクリル系共重合体a2の溶液を得た。
アクリル共重合体溶液a1を75重量部とアクリル共重合体溶液a2を25重量部、エポキシ架橋剤としてN,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン0.021部を添加して均一に撹拌し、粘着剤aを得た。
剥離シリコーン処理をしたPETフィルムセパレーター50μm(SP-PET01−50BU:三井化学東セロ製)に塗工量が30g/m2(ドライ)になるよう塗工し、90℃で1分乾燥させ、基材としてカネカ製アクリル樹脂フィルム「サンデュレンSD001」をロールラミネートにより貼り付け、室温で1週間エージングし封止材C−1を得た。
サンデュレンSD001をポリフッ化ビニリデンフィルム「DXフィルム14S2250」に変更した以外、C−1と同様な方法により乾燥した粘着剤にDXフィルム14S2250(デンカ(株)製)を貼り付け封止材C−2を得た。
更に、サンデュレンSD001をエチレンテトラフルオロエチレン「アフレックス100NS」に変更した以外、C−1と同様な方法により乾燥した粘着剤にアフレックス100NS(旭硝子(株)製)を貼り付け、封止材C−3を得た。
(実施例1)
バンイダー樹脂(A−1)を固形分換算で20部、導電性の炭素材料としてB−1:LEP(日本黒鉛工業)を80部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMAC)を400部、をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行い、導電性組成物(1)を得た。
そして、この導電性組成物(1)を、シート状基材となる厚さ125μmの耐湿性ポリエチレンテレフタレートフィルムX10S(東レフィルム加工製)上にドクターブレードを用いて塗布した後、130℃で30分加熱乾燥した。さらに、PETフィルムセパレーター50μm(SP-PET01−50BU:三井化学東セロ製)を配線パターン状に載せ、大成ラミネーター製油圧式ロールラミネーターNP−500S(油圧2MPa、速度0.5m/min、プレス温度150℃)でロールプレスし、導電層の厚みは、35〜40μmとなる配線シート(1)を作製した。
更に、封止材C−1をセパレーターから剥がし、配線シートの配線パターン面に封止材をロールで貼り付けて配線シートとした。
得られた配線シートは以下の方法にて評価した。評価結果を表1に示す。
なお、下記の評価の中で、導電層の体積抵抗値の評価については、封止材を貼り付ける前の配線シートにて評価を行った。
導電層の体積抵抗値は、ロレスタGP(三菱化学アナリテック社製)を用いて4端子法で測定(JIS−K7194)して判定した。評価結果を表1に示す。
◎:「体積抵抗値が1.0×10−3Ω・cm以上、5×10−3Ω・cm以下(極めて良好)」
○:「体積抵抗値が5×10−3Ω・cmを超えて、1×10−2Ω・cm以下(良好)」
△:「体積抵抗値が1×10−2Ω・cmを超えて、2×10−2Ω・cm以下(使用可能)」
×:「体積抵抗値が2×10−1Ω・cmを超えて(不良)」
(導電層の密着性)
上記で作製した導電層に、ナイフを用いて導電層表面から基材に達する深さまでの切込みを2mm間隔で縦横それぞれ6本の碁盤目の切込みを入れた。この切り込みに粘着テープを貼り付けて直ちに引き剥がし、導電層の脱落の程度を目視判定で判定した。評価結果を表1に示し、評価基準を下記に示す。
○ :「剥離なし(実用上問題のないレベル)」
○△:「わずかに剥離(問題はあるが使用可能レベル)」
△ :「半分程度剥離」
× :「ほとんどの部分で剥離」
導電層の耐酸性は900mlのマヨネーズ瓶内に0.1%塩酸水溶液を作成し、その中に配線シート(1)を5×10cmの短冊状に切ったものを浸漬して、80℃のオーブンに入れて1000時間経過後にその外観を観察した。
○ :「外観変化なし(実用上問題のないレベル)」
○△ :「わずかに剥離・発泡等の変化有り(問題はあるが使用可能レベル)」
△ :「半分程度外観変化有り」
× :「ほとんどの部分で剥離」
導電層の耐アルカリ性は900mlのマヨネーズ瓶内に水酸化カルシウムの1%飽和水溶液を作成し、その中に配線シート(1)を5×10cmの短冊状に切ったものを浸漬して、80℃のオーブンに入れて1000時間経過後にその外観を観察した。
○ :「外観変化なし(実用上問題のないレベル)」
○△ :「わずかに剥離・発泡等の変化有り(問題はあるが使用可能レベル)」
△ :「半分程度外観変化有り」
× :「ほとんどの部分で剥離」
導電層の耐候性は岩崎電気製超促進耐候性試験機アイUVテスターSUV―W161 (メタルハライドランプ式)により行った。試験条件は以下の通りである。
12時間サイクルで照射時間10時間、休止時間2時間、シャワー時間10秒、シャワー間隔時間1分、照射温度63℃、照射湿度70%、休止温度70℃、休止湿度70%、紫外線照度 100mW/cm2
◎:1000〜1500時間で外観変化有り
○:500〜1000時間で外観変化有り
△:300〜500時間で外観変化有り
×:300時間以下で外観変化有り
表1に示す組成比、で、導電性組成物(1)と同様の方法により、導電性組成物(2)〜(16)、(19)〜(22)、(25)及び(26)〜(30)を得た。また、表1のとおり封止剤を変更し、また表1の厚みとなるよう導電性組成物の塗布量やプレス条件を変更した以外は配線シート(1)と同様の方法により、それぞれ実施例および比較例のおよび配線シート(2)〜(16)、(19)〜(22)、(25)及び(27)〜(33)を得た。
(実施例17、18、26)
実施例17、18、26は水系の樹脂を使ったため、実施例1のPGMACの代わりに水を400部用い、他は同様の方法で導電性組成物(17)〜(18)を得た。
また、表1のとおり封止剤を変更し、また表1の厚みとなるよう導電性組成物の塗布量やプレス条件を変更した以外は配線シート(1)と同様の方法により、それぞれ実施例の配線シート(17)、(18)、(26)を得た。
(実施例23)
基材に耐湿性ポリエチレンテレフタレートX−10S(東レフィルム加工製)を用い、粘着剤aを塗工量が30g/m2(ドライ)になるよう塗工し、90℃で1分乾燥させ、白色塩ビフィルム(リケンテクノス製)DNFC1312−80WSをロールラミネートで貼り付け1週間室温でエージングしフィルムDNFC1312−80WS(以下DN)/X−10Sの積層体を得た。表1に示す組成比で、導電性組成物(1)と同様の方法により、導電性組成物(13)を得た。また、表1のとおり基材、封止剤を変更し、また表1の厚みとなるよう導電性組成物を塩ビフィルム側に設け、塗布量やプレス条件を変更した以外は配線シート(1)と同様の方法により、配線シート(23)を得た。
基材にエチレンテトラフルオロエチレン100NS(旭硝子製)に粘着剤aを塗工量が30g/m2(ドライ)になるよう塗工し、90℃で1分乾燥させ、白色塩ビフィルム(リケンテクノス製)DNFC1312−80WSをロールラミネートで貼り付け1週間室温でエージングしフィルムDN/ETFEの積層体を得た。表1に示す組成比で、導電性組成物(1)と同様の方法により、導電性組成物(14)を得た。また、表1のとおり基材、封止剤を変更し、また表1の厚みとなるよう導電性組成物を塩ビフィルム側に設け、塗布量やプレス条件を変更した以外は配線シート(1)と同様の方法により、配線シート(24)を得た。
<導電性付与剤(B)>
(膨張化黒鉛(B1))
・B−1:LEP(日本黒鉛工業):平均粒径137μm
・B−2:CMX−40(日本黒鉛工業):平均粒径60μm
・JER1001:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学 )
・ケミタイトPZ−33:アジリジン化合物(日本触媒)
・LA-1:ポリエステル樹脂改質剤(日清紡製)
・Stabaxol P:高分子カルボジイミド(平泉洋行)
・X10S(東レフィルム加工(株)製):耐湿性ポリエチレンテレフタレートフィルム
・DXフィルム14S2250(デンカ(株)製):ポリフッ化ビニリデン樹脂、厚み50μm透明
・#50−3030(東レフィルム加工(株)製):ポリフェニレンサルファイドフィルム50μm
・75N-MX11(東レフィルム加工(株)製):耐湿性ポリエチレンテレフタレートフィルム75μm
・100NS(旭硝子(株)製):エチレンテトラフルオロエチレン 100μm
・カプトン500H(東レ・デュポン(株)製):ポリイミドフィルム 125μm
Claims (7)
- シート状基材と、該シート状基材上に配置された導電性配線とを有する配線シートであって、
前記導電性配線が少なくともバインダー樹脂(A)と導電性の炭素材料(B)とを含み、
前記導電性配線100質量%中に含まれる前記の導電性の炭素材料(B)の量が40〜90質量%であり、
前記導電性配線の厚みが30〜200μmであり、
前記導電性配線の体積固有抵抗値が1×10−3〜2×10−2Ω・cmである、
配線シート。 - 導電性の炭素材料が、平均粒径10μm〜200μmの膨張化黒鉛(B1)を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線シート。
- バインダー樹脂が、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、およびスチレン系エラストマーから選ばれる少なくとも1種類の樹脂を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の配線シート。
- シート状基材が、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリ塩化ビニル、およびフッ素樹脂から選ばれる少なくとも1種類のシートを含むことを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の配線シート。
- さらに、導電性配線の上にフィルムがラミネートされ、導電性配線が封止されたことを特徴とする配線シートであって、
前記フィルムが、アクリル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、およびポリアミド樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の配線シート。 - シート状基材と、該シート状基材上に配置された導電性配線とを有する配線シートの製造方法であって、
前記導電性配線が少なくともバインダー樹脂(A)と導電性の炭素材料(B)とを含み、
前記導電性配線100質量%中に含まれる前記の導電性の炭素材料(B)の量が40〜90質量%であり、
前記導電性配線の厚みが30〜200μmであり、
前記導電性配線の体積固有抵抗値が2×10−2〜1×10−3Ω・cmであり、
前記導電配線の形成工程が、少なくともパターニング工程、および熱プレス工程を有する、配線シートの製造方法。 - さらに、フィルムをラミネートして導電配線を封止する工程を有する、請求項6記載の配線シートの製造方法。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239707A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-10-05 | ダイソー株式会社 | 導電性組成物 |
| JP2002114572A (ja) * | 2000-10-05 | 2002-04-16 | Mitsui Mining Co Ltd | 黒鉛コンパウンド、及びその製造方法 |
| JP2003015286A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Tdk Corp | 機能性層パターンが形成された基板及び機能性層パターンの形成方法 |
| WO2003078528A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Ntn Corporation | Conductive resin molding |
| JP2006272876A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Takiron Co Ltd | 導電体 |
| JP2013237783A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Nippon Zeon Co Ltd | 導電性フッ素ゴム組成物 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239707A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-10-05 | ダイソー株式会社 | 導電性組成物 |
| JP2002114572A (ja) * | 2000-10-05 | 2002-04-16 | Mitsui Mining Co Ltd | 黒鉛コンパウンド、及びその製造方法 |
| JP2003015286A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-15 | Tdk Corp | 機能性層パターンが形成された基板及び機能性層パターンの形成方法 |
| WO2003078528A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Ntn Corporation | Conductive resin molding |
| JP2006272876A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Takiron Co Ltd | 導電体 |
| JP2013237783A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Nippon Zeon Co Ltd | 導電性フッ素ゴム組成物 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021084418A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 日本ゼオン株式会社 | 複合シートの製造方法 |
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