JP2018104581A - Resin composition, cured product, conductive film, conductive pattern, and clothes - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材に電極を形成するために用いることのできる樹脂組成物に関する。また、本発明は、その樹脂組成物を含む導電性ペースト、及びその導電性ペーストの硬化物に関する。また、本発明は、その樹脂組成物を含む導電性膜又は導電性パターンに関する。さらに本発明は、その硬化物、導電性膜又は導電性パターンを含む衣服に関する。 The present invention relates to a resin composition that can be used to form an electrode on a base material that can be stretched and / or bent. The present invention also relates to a conductive paste containing the resin composition and a cured product of the conductive paste. Moreover, this invention relates to the electroconductive film or electroconductive pattern containing the resin composition. Furthermore, this invention relates to the garment containing the hardened | cured material, an electroconductive film, or an electroconductive pattern.
近年、伸縮及び屈曲が可能な基材に電極を形成するための導電性ペーストが開発されている。 In recent years, conductive pastes have been developed for forming electrodes on substrates that can be stretched and bent.
例えば、特許文献1には、(a)機能性成分、及び(b)5〜50重量%(有機媒体の合計重量に対する重量百分率)の熱可塑性ポリウレタン樹脂を有機溶媒に溶解した有機媒体を含むポリマー厚膜組成物が記載されている。また、特許文献1には、熱可塑性ポリウレタン樹脂の伸長率が200%以上であり、熱可塑性ポリウレタン樹脂が100%の伸長に達するときの引張応力が、1000psi以下(約6.895MPa以下)であることが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a polymer containing an organic medium in which (a) a functional component and (b) 5 to 50% by weight (percentage by weight relative to the total weight of the organic medium) of a thermoplastic polyurethane resin are dissolved in an organic solvent. A thick film composition is described. In Patent Document 1, the elongation rate of the thermoplastic polyurethane resin is 200% or more, and the tensile stress when the thermoplastic polyurethane resin reaches 100% elongation is 1000 psi or less (about 6.895 MPa or less). It is described.
特許文献2には、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が記載されている。また、特許文献2には、樹脂(A)が、スルホン化又は硫酸化したゴムに基づくポリアニオンをドーパントとして含む共役二重結合高分子の水分散体(A1)であり、導電性フィラー(B)が、平均粒子径0.5〜10μmの金属粉(B1)であること、及び導電性ペーストの固形分中の樹脂(A)及び導電性フィラー(B)の各配合量がそれぞれ50〜80体積%及び20〜50体積%であることが記載されている。 Patent Document 2 describes a conductive paste in which a conductive filler (B) is uniformly dispersed in a resin (A). In Patent Document 2, the resin (A) is an aqueous dispersion (A1) of a conjugated double bond polymer containing a polyanion based on a sulfonated or sulfated rubber as a dopant, and a conductive filler (B). Is a metal powder (B1) having an average particle size of 0.5 to 10 μm, and the blending amounts of the resin (A) and the conductive filler (B) in the solid content of the conductive paste are 50 to 80 volumes, respectively. % And 20 to 50% by volume.
特許文献3には、第1のエラストマーからなる伸縮性基材と、導電性フィラー及び第2のエラストマーを含む伸縮性配線とを備える伸縮性配線板において、前記伸縮性基材と伸縮性配線との間であって、かつ前記伸縮性配線の下のみに伸縮性密着層が形成されていることを特徴とする伸縮性配線板が記載されている。 Patent Document 3 discloses a stretchable wiring board comprising a stretchable base material made of a first elastomer and a stretchable wiring containing a conductive filler and a second elastomer, wherein the stretchable base material and the stretchable wiring are There is described a stretchable wiring board in which a stretchable adhesion layer is formed only between the stretchable wires and below the stretchable wiring.
近年、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することが試みられている。このような基材に形成された配線の場合、基材の伸縮及び/又は屈曲により配線が断線する恐れがある。 In recent years, attempts have been made to form electric circuit and / or electronic circuit wiring on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent. In the case of the wiring formed on such a base material, the wiring may be disconnected due to expansion and contraction and / or bending of the base material.
そこで、本発明は、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる樹脂組成物及びその硬化物を提供することを目的とする。また、本発明は、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線のための導電性膜又は導電性パターンを提供することを目的とする。また、本発明は、導電性膜又は導電性パターンを含む衣服を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a resin composition and a cured product thereof capable of forming an electric circuit and / or electronic circuit wiring with a low possibility of disconnection on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent. The purpose is to do. Further, the present invention provides a conductive film or a conductive pattern for wiring an electric circuit and / or an electronic circuit with a low possibility of disconnection on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent. Objective. Another object of the present invention is to provide a garment including a conductive film or a conductive pattern.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(構成1)
本発明の構成1は、(A)導電性粒子、(B)100%モジュラスが7MPa以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂、及び(C)溶剤を含み、(A)導電性粒子と(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対して(A)導電性粒子の比率が90重量%以上100重量%未満である樹脂組成物である。
(Configuration 1)
Configuration 1 of the present invention includes (A) conductive particles, (B) a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 7 MPa or more, and (C) a solvent, and includes (A) conductive particles and (B) thermoplastic polyurethane. It is a resin composition in which the ratio of (A) conductive particles is 90% by weight or more and less than 100% by weight with respect to the total resin.
本発明の構成1によれば、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる樹脂組成物を提供することができる。 According to Configuration 1 of the present invention, there is provided a resin composition capable of forming an electric circuit and / or an electronic circuit wiring having a low possibility of disconnection on the surface of a base material capable of expansion and contraction and / or bending. be able to.
(構成2)
本発明の構成2は、(A)導電性粒子と(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対する(A)導電性粒子の比率が、90重量%以上95重量%以下である、構成1の樹脂組成物である。
(Configuration 2)
Configuration 2 of the present invention is a resin according to Configuration 1, wherein the ratio of (A) conductive particles to the total of (A) conductive particles and (B) thermoplastic polyurethane resin is 90% by weight or more and 95% by weight or less. It is a composition.
本発明の構成2の樹脂組成物を用いて形成した配線を伸長した場合、伸長よる配線の電気抵抗の増加を低減することができる。 When the wiring formed using the resin composition having the constitution 2 of the present invention is elongated, an increase in the electrical resistance of the wiring due to the elongation can be reduced.
(構成3)
本発明の構成3は、(A)導電性粒子が、Ag、Au、Cu、Ni及びTiから選択される少なくとも一つ含む、構成1又は2の樹脂組成物である。
(Configuration 3)
Configuration 3 of the present invention is the resin composition according to Configuration 1 or 2, wherein (A) the conductive particles include at least one selected from Ag, Au, Cu, Ni, and Ti.
本発明の構成3によれば、金属被覆層が所定の金属を含むことにより、低い電気抵抗の電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる。 According to the configuration 3 of the present invention, the metal coating layer contains a predetermined metal, whereby an electric circuit and / or electronic circuit wiring having a low electric resistance can be formed.
(構成4)
本発明の構成4は、(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂が、カプロラクトン系、エステル系、エーテル系及びカーボネート系から選択される少なくとも一つである、構成1から3のいずれかの樹脂組成物である。
(Configuration 4)
Configuration 4 of the present invention is the resin composition according to any one of Configurations 1 to 3, wherein (B) the thermoplastic polyurethane resin is at least one selected from caprolactone, ester, ether, and carbonate. .
本発明の構成4によれば、(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂として所定の種類のポリウレタンを用いた樹脂組成物を用いることにより、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することを確実にできる。 According to Configuration 4 of the present invention, by using a resin composition using a predetermined type of polyurethane as the thermoplastic polyurethane resin (B), the surface of the base material that can be expanded and contracted and / or bent can be disconnected. Therefore, it is possible to reliably form the wiring of the electric circuit and / or the electronic circuit with low performance.
(構成5)
本発明の構成5は、(C)溶剤が、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びベンジルアルコールから選択される少なくとも一つである、構成1から4のいずれかの樹脂組成物である。
(Configuration 5)
Configuration 5 of the present invention is the resin composition according to any one of Configurations 1 to 4, wherein (C) the solvent is at least one selected from cyclohexanone, dimethylformamide, dimethylacetamide, and benzyl alcohol.
本発明の構成5によれば、所定の溶媒を用いることにより、所定の熱可塑性ポリウレタン樹脂を確実に溶解することができる。その結果、配線形成のための樹脂組成物のスクリーン印刷等を容易にすることができる。 According to Configuration 5 of the present invention, a predetermined thermoplastic polyurethane resin can be reliably dissolved by using a predetermined solvent. As a result, screen printing or the like of the resin composition for wiring formation can be facilitated.
(構成6)
本発明の構成6は、構成1から5のいずれかの樹脂組成物を含む導電性ペーストである。
(Configuration 6)
Configuration 6 of the present invention is a conductive paste containing the resin composition of any of Configurations 1 to 5.
本発明の構成6の導電性ペーストを用いることにより、スクリーン印刷等の手段で、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる。 By using the conductive paste of the constitution 6 of the present invention, wiring of an electric circuit and / or an electronic circuit having a low possibility of disconnection on the surface of a base material that can be stretched and / or bent by means of screen printing or the like. Can be formed.
(構成7)
本発明の構成7は、構成6の導電性ペーストの硬化物である。本発明の導電性ペーストを、スクリーン印刷等の手段によって電気回路及び/又は電子回路の配線の形状に形成し、硬化することにより、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる。
(Configuration 7)
Configuration 7 of the present invention is a cured product of the conductive paste of Configuration 6. The conductive paste of the present invention is formed into a wiring shape of an electric circuit and / or electronic circuit by means of screen printing or the like, and cured to form a wire on the surface of the base material that can be expanded and contracted and / or bent. It is possible to form wiring of an electric circuit and / or an electronic circuit with a low possibility.
(構成8)
本発明の構成8は、構成1から5のいずれかの樹脂組成物を含む導電性膜又は導電性パターンである。
(Configuration 8)
Configuration 8 of the present invention is a conductive film or a conductive pattern including the resin composition according to any one of Configurations 1 to 5.
本発明の構成8の導電性膜又は導電性パターンを、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に形成して、電気回路及び/又は電子回路の配線とするならば、断線の可能性が低い配線を得ることができる。 If the conductive film or conductive pattern of Configuration 8 of the present invention is formed on the surface of a base material that can be expanded and / or bent to form wiring of an electric circuit and / or an electronic circuit, the possibility of disconnection A low wiring can be obtained.
(構成9)
本発明の構成9は、構成7の導電性ペースト硬化物、又は構成8の導電性膜若しくは導電性パターンを含む衣服である。
(Configuration 9)
Configuration 9 of the present invention is a garment including the cured conductive paste of Configuration 7, or the conductive film or conductive pattern of Configuration 8.
本発明の樹脂組成物である導電性ペーストを用いるならば、伸縮及び/又は屈曲が可能な衣服に、導電性ペースト硬化物、又は導電性膜若しくは導電性パターンとして配線を形成することができる。 If the conductive paste which is the resin composition of the present invention is used, a wiring can be formed as a cured conductive paste, a conductive film or a conductive pattern on a garment capable of stretching and / or bending.
本発明により、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる樹脂組成物及びその硬化物を提供することができる。また、本発明により、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線のための導電性膜又は導電性パターンを提供することができる。また、本発明により、導電性膜又は導電性パターンを含む衣服を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a resin composition and a cured product thereof capable of forming an electric circuit and / or an electronic circuit wiring having a low possibility of disconnection on the surface of a base material capable of expansion and contraction and / or bending. Can do. Further, according to the present invention, it is possible to provide a conductive film or a conductive pattern for wiring an electric circuit and / or an electronic circuit with a low possibility of disconnection on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent. it can. In addition, according to the present invention, a garment including a conductive film or a conductive pattern can be provided.
本発明は、(A)導電性粒子、(B)100%モジュラスが7MPa以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂、及び(C)溶剤を含む樹脂組成物である。本発明の樹脂組成物は、(A)導電性粒子と(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対して(A)導電性粒子の比率が90重量%以上100重量%未満である。 The present invention is a resin composition comprising (A) conductive particles, (B) a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 7 MPa or more, and (C) a solvent. In the resin composition of the present invention, the ratio of (A) conductive particles is 90% by weight or more and less than 100% by weight with respect to the total of (A) conductive particles and (B) thermoplastic polyurethane resin.
本発明の樹脂組成物を含む導電性ペーストを用いて電気回路及び/又は電子回路の配線(単に「配線」ともいう。)を形成した場合、伸縮性及び屈曲性に優れた断線の可能性が低い配線を形成することができる。そのため、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に配線を形成するために、本発明の樹脂組成物を好適に用いることができる。 When a wiring for an electric circuit and / or an electronic circuit (also simply referred to as “wiring”) is formed using the conductive paste containing the resin composition of the present invention, there is a possibility of disconnection having excellent stretchability and flexibility. Low wiring can be formed. Therefore, the resin composition of the present invention can be suitably used to form wiring on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent.
本明細書において、「伸縮及び/又は屈曲が可能な基材」とは、衣服等を構成するための布、樹脂製の平板などの屈曲及び/又は伸縮が可能な素材、及び紙などを挙げることができる。ただし、本発明の樹脂組成物を用いて配線を形成することのできる基材は、これらに限定されるものではなく、他の伸縮及び/又は屈曲が可能な素材を含む基材であることができる。なお、本発明の樹脂組成物を用いて、伸縮及び/又は屈曲が可能でない基材に配線を形成することもできる。 In this specification, “a base material that can be expanded and contracted and / or bent” refers to a material that can be bent and / or expanded and contracted, such as a cloth for forming clothes, a resin flat plate, and paper. be able to. However, the base material on which the wiring can be formed using the resin composition of the present invention is not limited to these, and may be a base material containing a material that can be stretched and / or bent. it can. In addition, wiring can also be formed in the base material which cannot be expanded-contracted and / or bent using the resin composition of this invention.
本発明の樹脂組成物は、(A)導電性粒子と(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対する(A)導電性粒子の比率(単に、「導電性粒子の比率」という場合がある。)が、90重量%以上100重量%未満である。本発明の樹脂組成物を用いて形成した配線の伸長よる配線の電気抵抗の増加を低減するために、導電性粒子の比率は、90重量%以上99重量%以下であることが好ましく、90重量%以上98重量%以下であることがより好ましく、90重量%以上95重量%以下であることがさらに好ましい。 The resin composition of the present invention has a ratio of (A) conductive particles to the total of (A) conductive particles and (B) thermoplastic polyurethane resin (sometimes simply referred to as “the ratio of conductive particles”). However, it is 90 weight% or more and less than 100 weight%. In order to reduce the increase in electrical resistance of the wiring due to the elongation of the wiring formed using the resin composition of the present invention, the ratio of the conductive particles is preferably 90% by weight or more and 99% by weight or less, preferably 90% by weight. % To 98% by weight, more preferably 90% to 95% by weight.
本発明の樹脂組成物は、(A)成分として導電性粒子を含む。 The resin composition of the present invention contains conductive particles as the component (A).
本発明の樹脂組成物に含まれる導電性粒子は、Ag、Au、Cu、Ni及びTiから選択される少なくとも一つ含むことが好ましい。導電性粒子が所定の金属を含むことにより、電気抵抗の低い配線を形成することができる。本発明の樹脂組成物に含まれる導電性粒子は、Ag、Au、Cu、Ni及びTiから選択される少なくとも一つ含からなることがより好ましい。特に銀(Ag)は電気伝導率が高い。そのため、導電性粒子としては、Ag粒子(すなわち、Agからなる金属粒子)を用いることが好ましい。なお、本明細書で「金属Aからなる金属粒子」とは、不可避的に含有される不純が含まれることを排除することを意味しない。金属粒子以外の成分についても同様である。 The conductive particles contained in the resin composition of the present invention preferably contain at least one selected from Ag, Au, Cu, Ni and Ti. When the conductive particles contain a predetermined metal, a wiring with low electrical resistance can be formed. More preferably, the conductive particles contained in the resin composition of the present invention comprise at least one selected from Ag, Au, Cu, Ni and Ti. In particular, silver (Ag) has high electrical conductivity. Therefore, it is preferable to use Ag particles (that is, metal particles made of Ag) as the conductive particles. In the present specification, the term “metal particles made of metal A” does not mean to exclude impurities inevitably contained. The same applies to components other than metal particles.
導電性粒子の粒子形状及び粒子寸法(粒径又は粒子径ともいう)は、特に限定されない。粒子形状としては、例えば、球状及びリン片状等のものを用いることができる。導電性粒子の粒子寸法は、全粒子の積算値50%の粒子寸法(D50)により規定することができる。本明細書では、D50のことを平均粒子径ともいう。なお、平均粒子径(D50)は、マイクロトラック法(レーザー回折散乱法)にて粒度分布測定を行い、粒度分布測定の結果から求めることができる。 The particle shape and particle size (also referred to as particle size or particle size) of the conductive particles are not particularly limited. As the particle shape, for example, a spherical shape or a flake shape can be used. The particle size of the conductive particles can be defined by a particle size (D50) of an integrated value of 50% of all particles. In the present specification, D50 is also referred to as an average particle size. In addition, an average particle diameter (D50) can be calculated | required from the result of a particle size distribution measurement by measuring a particle size distribution by the microtrack method (laser diffraction scattering method).
導電性粒子の平均粒子径(D50)は、伸縮及び/又は屈曲に対する耐性及び作業性の点等から、0.5〜30μmであることが好ましく、1〜20μmであることがより好ましく、5〜15μmであることがさらに好ましく、5〜10μmであることが特に好ましい。平均粒子径(D50)が上記範囲より大きい場合には、スクリーン印刷の際に目詰まり等の問題が生じる。また、平均粒子径が上記範囲より小さい場合には、焼成の際に粒子の焼結が過剰になり、伸縮及び/又は屈曲に対する耐性を有する配線の形成を充分に行うことができない。 The average particle diameter (D50) of the conductive particles is preferably 0.5 to 30 μm, more preferably 1 to 20 μm, from the viewpoints of resistance to expansion and contraction and / or bending and workability. More preferably, it is 15 micrometers, and it is especially preferable that it is 5-10 micrometers. When the average particle diameter (D50) is larger than the above range, problems such as clogging occur during screen printing. When the average particle size is smaller than the above range, the particles are excessively sintered during firing, and it is impossible to sufficiently form a wiring having resistance to expansion and contraction and / or bending.
また、導電性粒子の大きさを、BET値(BET比表面積)として表すことができる。導電性粒子のBET値は、好ましくは0.1〜5m2/g、より好ましくは0.2〜2m2/g、さらに好ましくは0.5〜1.5m2/gである。 Moreover, the magnitude | size of electroconductive particle can be represented as a BET value (BET specific surface area). The BET value of the conductive particles is preferably 0.1 to 5 m 2 / g, more preferably 0.2 to 2 m 2 / g, and still more preferably 0.5 to 1.5 m 2 / g.
本発明の樹脂組成物は、(B)成分として、100%モジュラスが7MPa以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂を含む。 The resin composition of the present invention contains a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 7 MPa or more as the component (B).
本明細書において、「100%モジュラス」とは、樹脂組成物を用いて所定の形状のパターンを形成した場合、パターンの伸びが100%のとき(すなわち、パターンの長さが2倍になったとき)の配線の引張応力を意味する。したがって、「100%モジュラス」とは、特許文献1(国際公開第2016/073465号)に記載されている100%の伸長に達するときの引張応力と同義である。 In this specification, “100% modulus” means that when a pattern having a predetermined shape is formed using a resin composition, the pattern elongation is 100% (that is, the pattern length is doubled). Means the tensile stress of the wiring. Therefore, "100% modulus" is synonymous with the tensile stress when reaching 100% elongation described in Patent Document 1 (International Publication No. 2016/073465).
本発明者らは、100%モジュラスが7MPa以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂を用い、熱可塑性ポリウレタン樹脂と、導電性粒子との比率を所定の範囲とすることにより、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に配線を形成することのできる樹脂組成物を得ることができることを見出し、本発明に至った。 The present inventors use a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 7 MPa or more, and a group capable of stretching and / or bending by setting the ratio of the thermoplastic polyurethane resin and the conductive particles within a predetermined range. The present inventors have found that a resin composition capable of forming wiring on the surface of a material can be obtained, and have reached the present invention.
本発明の樹脂組成物は、(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂が、カプロラクトン系、エステル系、エーテル系及びカーボネート系から選択される少なくとも一つであることが好ましい。熱可塑性ポリウレタン樹脂として所定の種類のポリウレタンを用いた樹脂組成物を用いることにより、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い配線を形成することができる。 In the resin composition of the present invention, it is preferable that the thermoplastic polyurethane resin (B) is at least one selected from caprolactone, ester, ether and carbonate. By using a resin composition using a predetermined type of polyurethane as the thermoplastic polyurethane resin, a wiring having a low possibility of disconnection can be formed on the surface of a base material that can be expanded and contracted and / or bent.
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び/又は光硬化性樹脂など、他の樹脂を含むことができる。ただし、好適な配線を得るためには、樹脂組成物に含まれる樹脂は、上述の熱可塑性ポリウレタン樹脂からなる樹脂であることが好ましい。 The resin composition of the present invention can contain other resins such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and / or a photocurable resin, as long as the effects of the present invention are not hindered. However, in order to obtain a suitable wiring, the resin contained in the resin composition is preferably a resin made of the above-described thermoplastic polyurethane resin.
本発明の樹脂組成物は、(C)成分として溶剤を含む。 The resin composition of the present invention contains a solvent as the component (C).
本発明の樹脂組成物に含まれる溶剤は、所定の熱可塑性ポリウレタン樹脂を溶解することのできる溶剤であれば特に限定されない。本発明の樹脂組成物では、溶剤が、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びベンジルアルコールから選択される少なくとも一つであることが好ましく、ジメチルアセトアミドであることがより好ましい。所定の溶媒を用いることにより、所定の熱可塑性ポリウレタン樹脂を確実に溶解することができる。その結果、配線形成のための樹脂組成物のスクリーン印刷等を容易にすることができる。 The solvent contained in the resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving a predetermined thermoplastic polyurethane resin. In the resin composition of the present invention, the solvent is preferably at least one selected from cyclohexanone, dimethylformamide, dimethylacetamide, and benzyl alcohol, and more preferably dimethylacetamide. By using the predetermined solvent, the predetermined thermoplastic polyurethane resin can be surely dissolved. As a result, screen printing or the like of the resin composition for wiring formation can be facilitated.
溶剤の添加量は、熱可塑性ポリウレタン樹脂100重量部に対し、100〜1000重量部であり、好ましくは200〜600重量部である。通常、熱可塑性ポリウレタン樹脂の重量の4倍程度の重量の溶剤を用いることにより、熱可塑性ポリウレタン樹脂を適切に溶解することができる。 The addition amount of the solvent is 100 to 1000 parts by weight, preferably 200 to 600 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic polyurethane resin. Usually, the thermoplastic polyurethane resin can be appropriately dissolved by using a solvent having a weight about 4 times the weight of the thermoplastic polyurethane resin.
なお、溶剤は、樹脂組成物の粘度の調整のために、樹脂組成物に対して、適宜、追加して添加することができる。 In addition, a solvent can be suitably added and added with respect to a resin composition for adjustment of the viscosity of a resin composition.
本発明は、上述の樹脂組成物を含む導電性ペーストである。 The present invention is a conductive paste containing the above resin composition.
本発明の導電性ペーストは、上述の樹脂組成物のみからなる導電性ペーストであることができる。しかしながら、本発明の効果を妨げない範囲で、又は本発明の効果を向上するために、本発明の導電性ペーストは、上述の樹脂組成物以外の成分を含むことができる。例えば、本発明の導電性ペーストは、さらに、無機顔料、有機顔料、シランカップリング剤、レベリング剤、チキソトロピック剤及び消泡剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことができる。 The electrically conductive paste of this invention can be an electrically conductive paste which consists only of the above-mentioned resin composition. However, the conductive paste of the present invention can contain components other than the above-described resin composition so long as the effects of the present invention are not hindered or to improve the effects of the present invention. For example, the conductive paste of the present invention can further contain at least one selected from the group consisting of inorganic pigments, organic pigments, silane coupling agents, leveling agents, thixotropic agents, and antifoaming agents.
本発明の導電性ペーストは、上述の樹脂組成物に含まれる成分と、場合によりその他の成分とを、流星型撹拌機、ディソルバー、ビーズミル、ライカイ機、三本ロールミル、回転式混合機、又は二軸ミキサー等の混合機に投入し、混合して製造することができる。このようにしてスクリーン印刷、浸漬、他の所望の塗膜又は配線形成方法に適する導電性ペーストに調製することができる。 The conductive paste of the present invention comprises a component contained in the above resin composition, and optionally other components, a meteor stirrer, a dissolver, a bead mill, a laika machine, a three-roll mill, a rotary mixer, or It can be manufactured by mixing in a mixer such as a twin screw mixer. Thus, it can prepare in the conductive paste suitable for screen printing, immersion, other desired coating films, or wiring formation methods.
本発明の導電性ペーストの粘度は、スクリーン印刷等の所定の塗膜又は配線形成方法に適切に用いることのできる粘度に調整することができる。粘度の調整は、溶剤の量を適切に制御することにより行うことができる。 The viscosity of the conductive paste of the present invention can be adjusted to a viscosity that can be appropriately used for a predetermined coating film or wiring forming method such as screen printing. The adjustment of the viscosity can be performed by appropriately controlling the amount of the solvent.
本発明の導電性ペーストの粘度は、100〜250Pa・sec(1rpmで測定)、25〜60Pa・sec(10rpmで測定)、及び/又は5〜40Pa・sec(100rpmで測定)であることが好ましく、120〜200Pa・sec(1rpmで測定)、30〜50Pa・sec(10rpmで測定)、及び/又は7〜30Pa・sec(100rpmで測定)であることがより好ましい。なお、粘度の「(1rpmで測定)」とは、回転数1rpmで測定を行ったことを示す。 The viscosity of the conductive paste of the present invention is preferably 100 to 250 Pa · sec (measured at 1 rpm), 25 to 60 Pa · sec (measured at 10 rpm), and / or 5 to 40 Pa · sec (measured at 100 rpm). 120-200 Pa · sec (measured at 1 rpm), 30-50 Pa · sec (measured at 10 rpm), and / or 7-30 Pa · sec (measured at 100 rpm). The viscosity “(measured at 1 rpm)” indicates that the measurement was performed at a rotational speed of 1 rpm.
本発明の導電性ペーストのチクソトロピー指数は、1〜25(1rpm/100rpm)であることが好ましく、2〜23(1rpm/100rpm)であることがより好ましい。チクソトロピー指数の「(1rpm/100rpm)」とは、1rpmで測定した粘度の測定値を、100rpmで測定した粘度の測定値で除した値(100rpmでの粘度に対する1rpmでの粘度の比)であることを示す。本明細書において、粘度は、ブルックフィールド粘度計:B型(ブルックフィールド社製)を用いて、25℃で測定した値で示される。 The thixotropy index of the conductive paste of the present invention is preferably 1 to 25 (1 rpm / 100 rpm), and more preferably 2 to 23 (1 rpm / 100 rpm). The thixotropy index “(1 rpm / 100 rpm)” is a value obtained by dividing a measured value of viscosity measured at 1 rpm by a measured value of viscosity measured at 100 rpm (ratio of viscosity at 1 rpm to viscosity at 100 rpm). It shows that. In this specification, a viscosity is shown by the value measured at 25 degreeC using the Brookfield viscometer: B type (made by Brookfield).
本発明の導電性ペーストを用いることにより、スクリーン印刷等の手段で、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる。 By using the conductive paste of the present invention, an electric circuit and / or electronic circuit wiring having a low possibility of disconnection is formed on the surface of the base material that can be stretched and / or bent by means of screen printing or the like. be able to.
本発明は、上述の導電性ペーストの硬化物である。 The present invention is a cured product of the above-described conductive paste.
本発明の導電性ペーストを、スクリーン印刷等の手段によって電気回路及び/又は電子回路の配線の形状に形成し、硬化することにより、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができる。導電性ペーストを硬化するための温度及び時間は、樹脂組成物に含まれる熱可塑性ポリウレタン樹脂の種類により、適切に選択することができる。導電性ペーストを硬化するための温度及び時間は、基材の耐熱性を考慮して、適宜、調整して決定することができる。例えば、導電性ペーストを硬化するための温度及び時間は、60℃〜180℃で5分から60分とすることができ、好ましくは80〜140℃で5分から60分、より好ましくは110〜130℃で20〜40分とすることができる。 The conductive paste of the present invention is formed into a wiring shape of an electric circuit and / or electronic circuit by means of screen printing or the like, and cured to form a wire on the surface of the base material that can be expanded and contracted and / or bent. It is possible to form wiring of an electric circuit and / or an electronic circuit with a low possibility. The temperature and time for curing the conductive paste can be appropriately selected depending on the type of thermoplastic polyurethane resin contained in the resin composition. The temperature and time for curing the conductive paste can be determined by appropriately adjusting in consideration of the heat resistance of the substrate. For example, the temperature and time for curing the conductive paste can be 60 to 180 ° C. for 5 to 60 minutes, preferably 80 to 140 ° C. for 5 to 60 minutes, more preferably 110 to 130 ° C. 20 to 40 minutes.
本発明は、上述の樹脂組成物を含む導電性膜又は導電性パターンである。 The present invention is a conductive film or a conductive pattern containing the resin composition described above.
上述の樹脂組成物を含む導電性ペーストを、所定の導電性膜又は導電性パターンになるように、所定の基材の表面にスクリーン印刷等の方法により印刷し、上述のように硬化させることにより、導電性膜又は導電性パターンを形成することができる。 By printing the conductive paste containing the above-mentioned resin composition on the surface of a predetermined base material by a method such as screen printing so as to be a predetermined conductive film or conductive pattern, and curing as described above A conductive film or a conductive pattern can be formed.
本発明の導電性膜又は導電性パターンを、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に形成して、電気回路及び/又は電子回路の配線とする場合、断線の可能性が低い配線を得ることができる。 When the conductive film or conductive pattern of the present invention is formed on the surface of a base material that can be stretched and / or bent and used as a wiring of an electric circuit and / or an electronic circuit, a wiring with a low possibility of disconnection is used. Can be obtained.
本発明は、上述の本発明の導電性ペースト硬化物、又は上述の本発明の導電性膜若しくは導電性パターンを含む衣服である。 The present invention is a garment including the above-described cured conductive paste of the present invention, or the above-described conductive film or conductive pattern of the present invention.
本発明の樹脂組成物である導電性ペーストを用いるならば、伸縮及び/又は屈曲が可能な衣服に、導電性ペースト硬化物、又は導電性膜若しくは導電性パターンとして配線を形成することができる。 If the conductive paste which is the resin composition of the present invention is used, a wiring can be formed as a cured conductive paste, a conductive film or a conductive pattern on a garment capable of stretching and / or bending.
以下、実施例により、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。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
<導電性ペーストの材料及び調製割合>
表1及び表2に、実施例及び比較例の導電性ペーストの組成を示す。なお、実施例及び比較例の導電性ペーストは、銀粒子(導電性粒子)、熱可塑性ポリウレタン樹脂及び溶剤からなる樹脂組成物である。
<Material and preparation ratio of conductive paste>
Tables 1 and 2 show the compositions of the conductive pastes of Examples and Comparative Examples. In addition, the electrically conductive paste of an Example and a comparative example is a resin composition which consists of silver particle (electroconductive particle), a thermoplastic polyurethane resin, and a solvent.
表3に、実施例及び比較例に用いた銀粒子の比表面積、タップ(TAP)密度及び平均粒子径(D50)を示す。タップ密度とは、粉体試料を入れた容器を機械的にタップした後に得られるかさ密度である。実施例及び比較例に用いた銀粒子は、下記の通りである。
銀粒子A:AA−40719(メタロー社製)。粒子形状は、鱗片状である。
銀粒子B:SF135(テクニック社製)。粒子形状は、鱗片状である。
Table 3 shows the specific surface area, tap (TAP) density, and average particle diameter (D50) of the silver particles used in Examples and Comparative Examples. The tap density is a bulk density obtained after mechanically tapping a container containing a powder sample. Silver particles used in Examples and Comparative Examples are as follows.
Silver particles A: AA-40719 (manufactured by Metallow). The particle shape is scaly.
Silver particle B: SF135 (manufactured by Technique). The particle shape is scaly.
表4に、実施例及び比較例に用いた熱可塑性ポリウレタン樹脂の100%モジュラスを示す。実施例及び比較例に用いた熱可塑性ポリウレタン樹脂は、下記の通りである。
ポリウレタン樹脂A: 熱可塑性ウレタンエラストマー、P-4090(大日精化工業株式会社製、カプロラクトン系ウレタン樹脂)
ポリウレタン樹脂B:熱可塑性ウレタンエラストマー、P-2294(大日精化工業株式会社製、エーテル系ウレタン樹脂)
ポリウレタン樹脂C:DESMOCOLL 406(Covestro社製、エステル系ウレタン樹脂)
Table 4 shows the 100% modulus of the thermoplastic polyurethane resin used in Examples and Comparative Examples. The thermoplastic polyurethane resins used in Examples and Comparative Examples are as follows.
Polyurethane resin A: Thermoplastic urethane elastomer, P-4090 (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., caprolactone-based urethane resin)
Polyurethane resin B: Thermoplastic urethane elastomer, P-2294 (Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd., ether urethane resin)
Polyurethane resin C: DESMOCOLL 406 (Covestro, ester urethane resin)
実施例及び比較例に用いたポリウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂の重量の4倍の溶剤に溶解させたポリウレタン樹脂溶液として用いた。したがって、例えば、実施例1の場合には、20重量部の溶剤(N,N−ジメチルアセトアミド)に対して5重量部のポリウレタン樹脂Aを溶解したポリウレタン樹脂溶液を用いた。実施例1では、ポリウレタン樹脂溶液を銀粒子と混合する際に、粘度の調整のために、さらに6.5重量部の溶剤を追加した。そのため、実施例1の導電性ペースト(樹脂組成物)に含まれる溶剤の重量割合は、26.5重量部になった。 The polyurethane resin used in Examples and Comparative Examples was used as a polyurethane resin solution dissolved in a solvent 4 times the weight of the polyurethane resin. Therefore, for example, in the case of Example 1, a polyurethane resin solution in which 5 parts by weight of polyurethane resin A was dissolved in 20 parts by weight of solvent (N, N-dimethylacetamide) was used. In Example 1, when the polyurethane resin solution was mixed with the silver particles, an additional 6.5 parts by weight of a solvent was added to adjust the viscosity. Therefore, the weight ratio of the solvent contained in the conductive paste (resin composition) of Example 1 was 26.5 parts by weight.
実施例及び比較例に用いた溶剤は、N,N−ジメチルアセトアミド(和光純薬株式会社製)である。 The solvent used in Examples and Comparative Examples is N, N-dimethylacetamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
次に、上述の所定の調製割合の材料を、プラネタリーミキサーで混合し、さらに三本ロールミルで分散し、ペースト化することによって導電性ペーストを調製した。 Next, the conductive paste was prepared by mixing the materials of the above-mentioned predetermined preparation ratio with a planetary mixer, further dispersing with a three-roll mill, and forming a paste.
<粘度の測定方法>
実施例及び比較例の導電性ペーストの粘度は、ブルックフィールド社製(B型)粘度計を用いて25℃の温度で測定した。粘度の測定は、実施例及び比較例のそれぞれの樹脂組成物に対して、1rpm、10rpm及び100rpmの回転速度で行った。チクソトロピー指数は、1rpmでの粘度の測定値を、100rpmでの粘度の測定値で除した値とした。
<Measurement method of viscosity>
The viscosity of the conductive pastes of Examples and Comparative Examples was measured at a temperature of 25 ° C. using a Brookfield viscometer (B type). The measurement of the viscosity was performed at the rotational speeds of 1 rpm, 10 rpm, and 100 rpm for the resin compositions of the examples and comparative examples. The thixotropy index was a value obtained by dividing the measured value of viscosity at 1 rpm by the measured value of viscosity at 100 rpm.
<電気抵抗値及び比抵抗の測定方法>
アルミナ基板上に、実施例及び比較例の導電性ペースト(樹脂組成物)を、スクリーン印刷機で、幅:1mm、長さ:71mmの配線パターンを印刷し、定温乾燥機で、120℃で30分間、加熱硬化させた。得られた配線パターンの硬化物(単に「配線パターン」という。)の膜厚は、(株)東京精密製表面粗さ形状測定機(型番:サーフコム1500SD−2)を用いて測定した。配線パターンを伸長させない状態の電気抵抗値を、「初期抵抗値」とした。また、配線パターンの電気抵抗値は、(株)TFFケースレーインスツルメンツ製デジタルマルチメーター(型番:2001)を用いて測定した。電気抵抗値及び配線パターンの寸法から、比抵抗を算出した。表1及び表2に、実施例及び比較例の初期抵抗値及び比抵抗を示す。
<Measurement method of electrical resistance value and specific resistance>
On the alumina substrate, the conductive pastes (resin compositions) of Examples and Comparative Examples were printed on a wiring pattern having a width of 1 mm and a length of 71 mm with a screen printer, and 30 at 120 ° C. with a constant temperature dryer. Heat cured for minutes. The film thickness of the obtained cured wiring pattern (simply referred to as “wiring pattern”) was measured using a surface roughness profile measuring machine (model number: Surfcom 1500SD-2) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. The electrical resistance value in a state where the wiring pattern was not elongated was defined as “initial resistance value”. The electrical resistance value of the wiring pattern was measured using a digital multimeter (model number: 2001) manufactured by TFF Keithley Instruments. The specific resistance was calculated from the electrical resistance value and the size of the wiring pattern. Tables 1 and 2 show initial resistance values and specific resistances of Examples and Comparative Examples.
次に、配線パターンを長手方向に30%伸長させた後の電気抵抗値を測定し、伸長後の電気抵抗値から初期抵抗値を差し引くことにより、電気抵抗値の差(ΔΩ)を算出した。表1及び表2に、実施例及び比較例の電気抵抗値の差(ΔΩ)を示す。なお、配線パターンを伸長させるために、ウレタンシートの表面に配線パターンを印刷した。ウレタンシートを伸長させることにより、配線パターンを所定の長さに伸長させ、伸長させた後の電気抵抗値を測定した。 Next, the electrical resistance value after extending the wiring pattern by 30% in the longitudinal direction was measured, and the difference in electrical resistance value (ΔΩ) was calculated by subtracting the initial resistance value from the expanded electrical resistance value. Tables 1 and 2 show the difference in electrical resistance (ΔΩ) between the examples and the comparative examples. In order to extend the wiring pattern, the wiring pattern was printed on the surface of the urethane sheet. By extending the urethane sheet, the wiring pattern was extended to a predetermined length, and the electrical resistance value after the extension was measured.
<実施例及び比較例の測定結果>
比較例1及び2の導電性ペーストは、導電性粒子と熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対して導電性粒子の比率が90重量%以下だった。比較例1及び2の電気抵抗値の差(ΔΩ)は、それぞれ296Ω及び445Ωであり、パターンの伸長に伴い電気抵抗値が大きく上昇した。また、比較例2の導電性ペーストは、比抵抗が41μΩ・cmと高い値だった。
<Measurement results of Examples and Comparative Examples>
In the conductive pastes of Comparative Examples 1 and 2, the ratio of the conductive particles to the total of the conductive particles and the thermoplastic polyurethane resin was 90% by weight or less. The difference (ΔΩ) in electrical resistance value between Comparative Examples 1 and 2 was 296Ω and 445Ω, respectively, and the electrical resistance value increased greatly with the extension of the pattern. Moreover, the conductive paste of Comparative Example 2 had a high specific resistance of 41 μΩ · cm.
比較例3及び4の導電性ペーストは、熱可塑性ポリウレタン樹脂の100%モジュラスが7MPa未満(3MPa)だった。比較例3及び4の比抵抗は、それぞれ63μΩ・cm及び40μΩ・cmと高い値だった。また、電気抵抗値の差(ΔΩ)は、それぞれ128Ω及び144Ωであり、配線パターンの伸長に伴い電気抵抗値が比較的大きく上昇した。 In the conductive pastes of Comparative Examples 3 and 4, the 100% modulus of the thermoplastic polyurethane resin was less than 7 MPa (3 MPa). The specific resistances of Comparative Examples 3 and 4 were as high as 63 μΩ · cm and 40 μΩ · cm, respectively. Further, the difference in electrical resistance value (ΔΩ) was 128Ω and 144Ω, respectively, and the electrical resistance value increased relatively greatly with the expansion of the wiring pattern.
これに対して、本発明の実施例1〜5の比抵抗は、31μΩ・cm以下という低い値であり、比較例2〜4の比抵抗より低かった。また、本発明の実施例1〜5の電気抵抗値の差(ΔΩ)は、120Ω以下であり、比較例1〜4と比べて電気抵抗値の上昇は小さかった。 In contrast, the specific resistances of Examples 1 to 5 of the present invention were as low as 31 μΩ · cm or less, and were lower than the specific resistances of Comparative Examples 2 to 4. Moreover, the difference ((DELTA) (omega | ohm)) of the electrical resistance value of Examples 1-5 of this invention is 120 (ohm) or less, and the raise of the electrical resistance value was small compared with Comparative Examples 1-4.
以上のことから、本発明の実施例1〜5の導電性ペーストを用いた場合には、比抵抗が低い配線パターンを得ることができ、配線パターンが伸長した場合にも、電気抵抗値の増加を低く抑えることができることが明らかになった。したがって、本発明の樹脂組成物を用いるならば、伸縮及び/又は屈曲が可能な基材の表面に、電気抵抗が低く、断線の可能性が低い電気回路及び/又は電子回路の配線を形成することができるといえる。 From the above, when the conductive paste of Examples 1 to 5 of the present invention is used, a wiring pattern with a low specific resistance can be obtained, and even when the wiring pattern is elongated, the electrical resistance value is increased. It has become clear that can be kept low. Therefore, if the resin composition of the present invention is used, an electric circuit and / or electronic circuit wiring having a low electrical resistance and a low possibility of disconnection is formed on the surface of the base material that can be stretched and / or bent. It can be said that it is possible.
Claims (9)
(B)100%モジュラスが7MPa以上の熱可塑性ポリウレタン樹脂、及び
(C)溶剤を含み、
(A)導電性粒子と(B)熱可塑性ポリウレタン樹脂との合計に対して(A)導電性粒子の比率が90重量%以上100重量%未満である樹脂組成物。 (A) conductive particles,
(B) a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 7 MPa or more, and (C) a solvent,
(A) The resin composition whose ratio of (A) electroconductive particle is 90 to less than 100 weight% with respect to the sum total of (A) electroconductive particle and (B) thermoplastic polyurethane resin.
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