JP5370357B2 - Conductive paste for sheet heating element, printed circuit using the same, sheet heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は導電性ペーストに関するものであり、さらに詳しくは導電性ペーストをフィルムまたは基板上に塗布または印刷、硬化することにより回路を形成したり、面状発熱体を作成したりすることに関わるものである。さらに詳しくは、PTC(Positive Temperature Coefficient)特性を有する面状発熱体に関わるものである。 The present invention relates to a conductive paste, and more particularly to forming a circuit or forming a planar heating element by applying, printing, or curing a conductive paste on a film or substrate. It is. More specifically, the present invention relates to a planar heating element having PTC (Positive Temperature Coefficient) characteristics.
面状発熱体は、床暖房、自動車や浴室のミラーの曇り止め、ペットや観葉植物などの保温などに使用されている。この内、自己温度コントロール機能、すなわちPTC特性のある面状発熱体は、PTC特性のない発熱体と比較して、連続的な温度コントロールができ、サーミスターなどが不要であるため部品点数が減らせるなどの特長があり、上記の用途に広く使用されている。通常、このような面状発熱体は、樹脂および導電性物質から構成されており、面状発熱体の温度上昇に伴い樹脂が体積膨張を起こし、導電性物質同士の導通を遮断することによりPTC特性が発現するといわれている。 Planar heating elements are used for floor heating, anti-fogging of mirrors in automobiles and bathrooms, and warming pets and foliage plants. Of these, a planar heating element with a self-temperature control function, that is, a PTC characteristic, allows continuous temperature control compared to a heating element without a PTC characteristic, and does not require a thermistor, thereby reducing the number of parts. And is widely used in the above applications. Usually, such a planar heating element is composed of a resin and a conductive material, and as the temperature of the planar heating element rises, the resin undergoes volume expansion, and the conduction between the conductive substances is blocked. It is said that the characteristics are expressed.
従来、このようなPTC特性を有する面状発熱体は、オレフィン系の樹脂にカーボンブラック、グラファイト、金属粉等からなる導電性物質を混練したもの、樹脂および導電性物質を溶剤に分散または溶解させてなるものを塗布・乾燥したもの等が提案されている(例えば特許文献1)。また、このような面状発熱体の製法としては、前者は押し出し成形またはプレス成形による方法、後者はスクリーン印刷等の手段で基材に塗布する方法が用いられてきたが、面状発熱体の形状を自由に設計できるという観点から後者の方法が良く用いられ、スクリーン印刷を可能とするためにペーストタイプが広く使用されている。 Conventionally, a planar heating element having such PTC characteristics is obtained by kneading a conductive material made of carbon black, graphite, metal powder, or the like into an olefin resin, and dispersing or dissolving the resin and the conductive material in a solvent. The thing etc. which apply | coated and dried what is formed are proposed (for example, patent document 1). In addition, as a method for producing such a planar heating element, the former has been a method by extrusion molding or press molding, and the latter has been a method of applying to a substrate by means such as screen printing. The latter method is often used from the viewpoint that the shape can be freely designed, and the paste type is widely used to enable screen printing.
ペーストタイプでは、ベースポリマーとしてエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等の高分子樹脂を用いるものが提案されている(例えば特許文献2)。これは、ベースポリマー内のエチレン部分がPTC特性を示し、酢酸ビニル部分の溶剤溶解性を示す特性が、面状発熱体用導電性ペースト材料として適しているとされている。この場合、溶剤可溶性とPTC特性を両立させるためにはEVAの酢酸ビニル含有量を調整する必要があるが、溶解性向上のために酢酸ビニルの共重合比を増大すると、PTC特性が低下する。逆に、酢酸ビニルの共重合比を減少すると、PTC特性は良好になるが、溶剤溶解性が悪化するという問題がある。 In the paste type, a polymer using a polymer resin such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) as a base polymer has been proposed (for example, Patent Document 2). This is because the ethylene part in the base polymer exhibits PTC characteristics and the vinyl acetate part exhibits solvent solubility, which is suitable as a conductive paste material for a planar heating element. In this case, in order to achieve both solvent solubility and PTC characteristics, it is necessary to adjust the vinyl acetate content of EVA. However, if the copolymerization ratio of vinyl acetate is increased to improve the solubility, the PTC characteristics are lowered. On the contrary, when the copolymerization ratio of vinyl acetate is decreased, the PTC characteristics are improved, but the solvent solubility is deteriorated.
また、ガラス転移温度が50℃以下の樹脂を用いることによりPTC特性を向上させた導電性ペーストが提案されている(例えば特許文献3)。しかし、この場合、繰り返し電圧を印加すると、PTC特性が低下する傾向にあった。これは、面状発熱体の使用温度となる40℃〜70℃付近に長時間、ベース樹脂が曝されると、樹脂中に微小な流動部が発生し、導電性微粒子の分散構造が変化することが一因と考えられる。 Moreover, the electrically conductive paste which improved the PTC characteristic by using resin with a glass transition temperature of 50 degrees C or less is proposed (for example, patent document 3). However, in this case, when a voltage is repeatedly applied, the PTC characteristics tend to deteriorate. This is because, when the base resin is exposed for a long time in the vicinity of 40 ° C. to 70 ° C., which is the use temperature of the planar heating element, a minute fluidized portion is generated in the resin, and the dispersion structure of the conductive fine particles changes. This is considered to be a cause.
また、結晶性樹脂を組み合わせた導電性ペーストが提案されている(例えば特許文献4)。この場合、溶融前後での体積変化の大きい結晶性樹脂を配合することで、PTC特性を向上させることができるが、このような結晶性樹脂をベースポリマーとしてインク状又はペースト状のPTC組成物を製造するときの最大の難題は、ベースポリマーの溶剤可溶性とPTC特性との両立である。即ち、インク状又はペースト状の組成物とするためにはベースポリマーを適当な溶剤に溶解することが不可欠であるが、ポリマーの結晶化度が高いとPTC特性は優れるが溶剤には溶解し難くなり、逆にポリマーの結晶化度が低いと溶剤には溶解しやすいがPTC特性は劣るというように、溶剤可溶性とPTC特性との両者は相反する性能である。このため、このような結晶性樹脂を組み合わせた導電性ペーストは、溶剤可溶性とPTC特性のいずれにおいても必ずしも充分満足し得るものとはいえない。また使用可能な溶剤も極めて限定されるため、汎用性の面でも問題がある。 Moreover, the electrically conductive paste which combined crystalline resin is proposed (for example, patent document 4). In this case, the PTC characteristics can be improved by blending a crystalline resin having a large volume change before and after melting. However, an ink-like or paste-like PTC composition is prepared using such a crystalline resin as a base polymer. The biggest challenge in manufacturing is the compatibility between the solvent solubility of the base polymer and the PTC characteristics. That is, in order to obtain an ink-like or paste-like composition, it is indispensable to dissolve the base polymer in an appropriate solvent. However, if the degree of crystallinity of the polymer is high, the PTC characteristics are excellent, but it is difficult to dissolve in the solvent. On the contrary, if the degree of crystallinity of the polymer is low, the solvent is easily dissolved in the solvent but the PTC characteristics are inferior. For this reason, it cannot be said that the conductive paste combined with such a crystalline resin is sufficiently satisfactory in both solvent solubility and PTC characteristics. Moreover, since the solvent which can be used is also very limited, there exists a problem also in terms of versatility.
さらには、結晶性樹脂を用いた場合、融点を越えてピーク温度に達した後、急激に抵抗値が下がる場合がある。これは、融点以上に昇温されて結晶性ポリマーが溶融すると、その中に分散された導電性充填剤が再度互いに接触しあい導通することが原因と考えられる。このような性質を有するPTC組成物は、何らかの要因でピーク温度以上に昇温された場合、自己温度制御機能を失い大電流が流れることになる結果、益々温度が上昇し、ついには焼損にまでつながることもあり得る。 Furthermore, when a crystalline resin is used, the resistance value may drop rapidly after reaching the peak temperature beyond the melting point. It is considered that this is because when the temperature is raised above the melting point and the crystalline polymer is melted, the conductive fillers dispersed therein come into contact with each other again and become conductive. When the PTC composition having such properties is heated to a peak temperature or higher for some reason, the self-temperature control function is lost and a large current flows. As a result, the temperature rises and eventually burns down. It can be connected.
上記のような、ピーク温度に達した後に再び急激に抵抗値が下がる性質を改善するため、従来の結晶性オレフィン樹脂系PTC組成物では、シート状にプレス成形した後、電子線、又はγ線などの放射線を照射して樹脂を架橋することが行われている。しかし、このような放射線などの照射は装置が高価であるのに加えて、条件によっては樹脂に活性ラジカルを残し、耐熱性、耐久性を著しく劣化させることもあり、綿密な製造条件管理を必要とし、コスト的な問題も有していた。 In order to improve the property that the resistance value suddenly decreases again after reaching the peak temperature as described above, in the conventional crystalline olefin resin-based PTC composition, after being pressed into a sheet shape, an electron beam or a γ ray The resin is crosslinked by irradiating with radiation. However, in addition to the expensive equipment used for such irradiation, depending on the conditions, it may leave active radicals in the resin, which may significantly deteriorate the heat resistance and durability. And had a cost problem.
本発明の課題は、これら従来の導電性樹脂組成物、導電性ペーストが抱えている問題点を改良するものである。すなわち、樹脂として結晶融点を有するポリマーを用いながらも、溶剤溶解性が良好であり、また繰り返し昇温を実施しても比抵抗およびPTC特性が良好で、さらには融点以上に昇温されても急激な抵抗値の低下の無い面状発熱体用導電性ペーストを提供することである。 An object of the present invention is to improve the problems of these conventional conductive resin compositions and conductive pastes. That is, while using a polymer having a crystalline melting point as the resin, the solvent solubility is good, and even if repeated heating is performed, the specific resistance and PTC characteristics are good, and even if the temperature is raised above the melting point, It is an object of the present invention to provide a conductive paste for a planar heating element that does not cause a rapid decrease in resistance value.
以上のような問題を解決するために、鋭意検討した結果、バインダーとして結晶融点を有するポリウレタン樹脂を用いることにより、驚くべきことに高温領域でのPTC特性および導電性が大幅に改良しうることを見出し本発明に到達した。すなわち本発明は、溶剤可溶性を保った上で、PTC特性が極めて良好かつ、繰り返し昇降温を行っても比抵抗が元の値に戻るリターン特性が良好であり、さらには融点以上に昇温されても急激な抵抗値の低下の無い面状発熱体用導電性ペーストを提供することができる。 As a result of diligent studies to solve the above problems, it was surprisingly possible to significantly improve the PTC characteristics and conductivity in a high temperature region by using a polyurethane resin having a crystalline melting point as a binder. The present invention has been reached. That is, the present invention has very good PTC characteristics while maintaining solvent solubility, good return characteristics in which the specific resistance returns to its original value even when repeatedly raised and lowered, and the temperature is raised above the melting point. However, it is possible to provide a conductive paste for a planar heating element that does not have a sudden decrease in resistance value.
すなわち、本発明は、以下の導電性ペースト及びこれを用いた印刷回路、面状発熱体に関する。 That is, the present invention relates to the following conductive paste, a printed circuit using the same, and a planar heating element.
(1) 結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)と導電性粒子(II)を含む面状発熱体用導電性ペースト。
(2) ポリウレタン樹脂(I)の結晶融点が20〜100℃であることを特徴とする(1)に記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(3) ポリウレタン樹脂(I)が、少なくとも非晶性成分と結晶性成分を反応させたものであることを特徴とする(1)または(2)に記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(4) ポリウレタン樹脂(I)が、少なくとも非晶性ポリエステルポリオール、融点5〜120℃の結晶性ポリエステルポリオール、ポリイソシアネートを主たる成分として反応させたものであることを特徴とする(1)または(2)に記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(5) ポリウレタン樹脂(I)が、さらにウレア結合を含有している結晶性ポリウレタンウレアであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(6) 結晶性ポリウレタンウレアのウレア結合量が、10〜1000eq/tonの範囲であることを特徴とする(5)に記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(7) ポリウレタン樹脂(I)が、溶剤に可溶であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(8) ポリウレタン樹脂(I)を構成する結晶性ポリエステルポリオールの数平均分子量が、1200〜20000の範囲にあることを特徴とする(4)〜(7)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(9) ポリウレタン樹脂(I)を構成する結晶性ポリエステルポリオールが、非晶性ポリエステルポリオール100重量部に対して85〜300重量部共重合されていることを特徴とする(4)〜(8)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(10) ポリウレタン樹脂(I)を100重量部としたときに、さらに結晶性ポリエステルポリオールが50重量部以下含有されていることを特徴とする(4)〜(9)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(11) ポリウレタン樹脂(I)100重量部に対して、導電性粒子(II)が40〜400重量部の比率で含まれる(1)〜(10)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(12) 導電性粒子(II)が球状カーボンであり、その平均粒子径が0.1〜30μmであることを特徴とする(1)〜(11)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペースト。
(13) (1)〜(12)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペーストを用いた印刷回路。
(14) (1)〜(12)のいずれかに記載の面状発熱体用導電性ペーストを用いた面状発熱体。(1) A conductive paste for a planar heating element comprising a polyurethane resin (I) having a crystalline melting point and conductive particles (II).
(2) The conductive paste for a planar heating element according to (1), wherein the crystalline melting point of the polyurethane resin (I) is 20 to 100 ° C.
(3) The conductive paste for a planar heating element according to (1) or (2), wherein the polyurethane resin (I) is obtained by reacting at least an amorphous component and a crystalline component.
(4) The polyurethane resin (I) is obtained by reacting at least an amorphous polyester polyol, a crystalline polyester polyol having a melting point of 5 to 120 ° C., and a polyisocyanate as main components (1) or ( The conductive paste for planar heating elements as described in 2).
(5) The conductive paste for a planar heating element according to any one of (1) to (4), wherein the polyurethane resin (I) is a crystalline polyurethane urea further containing a urea bond. .
(6) The conductive paste for a planar heating element according to (5), wherein the amount of urea bonds in the crystalline polyurethane urea is in the range of 10 to 1000 eq / ton.
(7) The conductive paste for a planar heating element according to any one of (1) to (6), wherein the polyurethane resin (I) is soluble in a solvent.
(8) The planar heating element according to any one of (4) to (7), wherein the number average molecular weight of the crystalline polyester polyol constituting the polyurethane resin (I) is in the range of 1200 to 20000. Conductive paste.
(9) The crystalline polyester polyol constituting the polyurethane resin (I) is copolymerized in an amount of 85 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the amorphous polyester polyol (4) to (8) The conductive paste for planar heating elements according to any one of the above.
(10) The surface according to any one of (4) to (9), wherein the polyester resin further contains 50 parts by weight or less of crystalline polyester polyol when the polyurethane resin (I) is 100 parts by weight. Conductive paste for heating element.
(11) The sheet heating element according to any one of (1) to (10), wherein the conductive particles (II) are contained at a ratio of 40 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane resin (I). Conductive paste.
(12) The conductive particle (II) is a spherical carbon, and the average particle size thereof is 0.1 to 30 μm. The sheet heating element according to any one of (1) to (11), Conductive paste.
(13) A printed circuit using the conductive paste for a planar heating element according to any one of (1) to (12).
(14) A planar heating element using the conductive paste for planar heating element according to any one of (1) to (12).
本発明の導電性ペーストは良好な導電性、PTC特性、リターン特性、密着性、耐屈曲性などの基本物性を有し、面状発熱体用途に好適である。 The conductive paste of the present invention has basic physical properties such as good conductivity, PTC characteristics, return characteristics, adhesion, and bending resistance, and is suitable for planar heating element applications.
以下、本発明の導電性ペーストの実施の形態について詳しく説明する。本発明の導電性ペーストは、貯蔵安定性が良好で、かつ良好なPTC特性を提供するものである。PTC特性とは、回路抵抗が温度の上昇と共に増大する特性を意味し、本発明では、実施例で示したように、例えば80℃および30℃時の抵抗変化の倍率(シート抵抗(80℃)/シート抵抗(30℃))が3以上であれば、「PTC特性を有する」と定義する。PTC特性としては、上記倍率は5以上が好ましく、より好ましくは、10以上、さらに好ましくは100以上である。上限は特に限定されないが、一般的に50000以下である。一方、印刷方式で面状発熱体を作製する場合は乾燥膜厚が概ね20μm以下に限定されるため、押し出し成形方式の導電性樹脂組成物よりかなり低い比抵抗が要求される。本発明の導電性ペーストの比抵抗としては、600Ω・cm以下が好ましく、より好ましくは450Ω・cm以下、さらに好ましくは400Ω・cm以下である。下限は特に限定されないが、一般的に1×10―2Ω・cm以上である。Hereinafter, embodiments of the conductive paste of the present invention will be described in detail. The conductive paste of the present invention has good storage stability and provides good PTC characteristics. The PTC characteristic means a characteristic that the circuit resistance increases as the temperature rises. In the present invention, as shown in the examples, for example, the ratio of the resistance change at 80 ° C. and 30 ° C. (sheet resistance (80 ° C.)). If the sheet resistance (30 ° C.) is 3 or more, it is defined as “having PTC characteristics”. As the PTC characteristic, the magnification is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 100 or more. Although an upper limit is not specifically limited, Generally it is 50000 or less. On the other hand, when a sheet heating element is produced by a printing method, the dry film thickness is generally limited to 20 μm or less, and therefore a specific resistance much lower than that of an extrusion molding type conductive resin composition is required. The specific resistance of the conductive paste of the present invention is preferably 600 Ω · cm or less, more preferably 450 Ω · cm or less, and still more preferably 400 Ω · cm or less. The lower limit is not particularly limited, but is generally 1 × 10 −2 Ω · cm or more.
本発明で用いるポリウレタン樹脂(I)は、結晶融点を有していることが望ましい。本発明でいう「結晶融点を有する」とは、後述する方法で示差走査熱量分析計(DSC)測定を行ったときに融解熱のピークが存在することを示す。ポリウレタン樹脂に結晶融点があると、結晶融点近傍におけるポリマーの体積変化に伴い、PTC特性が飛躍的に向上する。融点の範囲は特には限定しないが、好ましくは10〜100℃、より好ましくは20〜80℃である。100℃以上であると溶剤への溶解性が著しく劣るため、直前に加熱溶融させる等の作業が必要となり、製造時の作業性が悪くなる傾向にある。一方融点が20℃より低いと、室温付近にて樹脂が膨張した状態であり、抵抗値が不安定となることがある。尚、本発明の導電性ペーストにおいて、結晶融点を有するポリウレタン以外の樹脂として、その他のウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂を併用してもよい。上記の樹脂を併用する際、その種類に制限はないが、基材への密着性および耐屈曲性および溶剤溶解性の観点から、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂が好ましい。上記併用樹脂は結晶融点を有していても、有していなくても良い。 The polyurethane resin (I) used in the present invention preferably has a crystalline melting point. The term “having a crystalline melting point” in the present invention indicates that a peak of heat of fusion exists when a differential scanning calorimetry (DSC) measurement is performed by a method described later. When the polyurethane resin has a crystalline melting point, the PTC characteristics are remarkably improved as the polymer volume changes in the vicinity of the crystalline melting point. Although the range of melting | fusing point is not specifically limited, Preferably it is 10-100 degreeC, More preferably, it is 20-80 degreeC. When the temperature is 100 ° C. or higher, the solubility in a solvent is remarkably inferior, so that an operation such as heating and melting is required immediately before the workability during production tends to deteriorate. On the other hand, if the melting point is lower than 20 ° C., the resin expands near room temperature, and the resistance value may become unstable. In the conductive paste of the present invention, as other resins than polyurethane having a crystalline melting point, other urethane resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, acrylic resins, styrene-acrylic resins, styrene-butadiene copolymers, Polystyrene, polyamide resin, polycarbonate resin, and ethylene-vinyl acetate copolymer resin may be used in combination. When the above resins are used in combination, the type is not limited, but polyester resins and polyurethane resins are preferable from the viewpoints of adhesion to a substrate, flex resistance, and solvent solubility. The above combination resin may or may not have a crystalline melting point.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)の数平均分子量は、耐屈曲性の面から3000以上が好ましく、より好ましくは8000以上である。数平均分子量が3000未満であると良好な耐屈曲性が得にくく、また、ペースト粘度が低下し、印刷性が低下することがある。上限は特に限定しないが、ペースト粘度、溶解性の観点より10万以下が好ましい。 The number average molecular weight of the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention is preferably 3000 or more, more preferably 8000 or more from the viewpoint of bending resistance. When the number average molecular weight is less than 3000, good flex resistance is difficult to obtain, and the paste viscosity is lowered and printability may be lowered. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 100,000 or less from the viewpoint of paste viscosity and solubility.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)は、少なくとも非晶性成分と結晶性成分と鎖延長成分を反応させたものであることが好ましい。ここでいう「非晶性成分」とはその成分のみで後述の方法で示差走査熱量分析計(DSC)を測定したときに、融解熱のピークが存在しないものであり、「結晶性成分」とは同様に測定したときに融解熱のピークが存在するものである。化合物の多様性、反応性から、非晶性成分としては非晶性ポリオール、結晶性成分としては結晶性ポリオール、鎖延長剤としてはポリイソシアネートが好ましい。 The polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention is preferably one obtained by reacting at least an amorphous component, a crystalline component, and a chain extension component. The term “amorphous component” as used herein means that only the component, and when a differential scanning calorimeter (DSC) is measured by the method described later, there is no peak of heat of fusion. Shows a peak of heat of fusion when measured in the same manner. In view of the variety and reactivity of the compounds, the amorphous component is preferably an amorphous polyol, the crystalline component is a crystalline polyol, and the chain extender is preferably a polyisocyanate.
上記非晶性ポリオールとしてはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられるが、分子設計の自由度からポリエステルポリオールが好ましい。非晶性ポリエステルポリオールは、ジカルボン酸とポリオールの縮合により得られる。使用されるジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、炭素数12〜28の二塩基酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、2−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールA、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールS、ダイマー酸、水素添加ダイマー酸、水素添加ナフタレンジカルボン酸、トリシクロデカンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸、乳酸などのヒドロキシカルボン酸が挙げられるが、強度や耐熱性、また耐湿性、耐熱衝撃性等の耐久性などの観点から、全酸成分のうち芳香族ジカルボン酸が40モル%以上共重合されていることが好ましい。より好ましくは50モル%以上である。また、発明の効果を損なわない範囲で、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの多価のカルボン酸、フマール酸などの不飽和ジカルボン酸、さらに、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩などのスルホン酸金属塩基含有ジカルボン酸を併用してもよい。 Examples of the amorphous polyol include polyether polyol and polyester polyol, and polyester polyol is preferable from the viewpoint of freedom of molecular design. Amorphous polyester polyol is obtained by condensation of dicarboxylic acid and polyol. Examples of the dicarboxylic acid used include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, azelaic acid and the like, C12-C28 dibasic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methylhexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride Acid, 2-methylhexahydrophthalic anhydride, dicarboxy hydrogenated bisphenol A, dicarboxy hydrogenated bisphenol S, dimer acid, hydrogenated dimer acid, hydrogenated naphthalene dicarboxylic acid, tricyclodecane dicarboxylic acid, and other alicyclic dicarboxylic acids Acid, hydroxy-benzo Examples include hydroxycarboxylic acids such as acid and lactic acid. From the viewpoint of strength, heat resistance, durability such as moisture resistance and thermal shock resistance, aromatic dicarboxylic acid is copolymerized in an amount of 40 mol% or more of all acid components. It is preferable that More preferably, it is 50 mol% or more. Further, within the range that does not impair the effects of the invention, polyvalent carboxylic acids such as trimellitic anhydride and pyromellitic anhydride, unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, and sulfonic acids such as sodium 5-sulfoisophthalic acid A metal base-containing dicarboxylic acid may be used in combination.
使用されるポリオールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、ダイマージオールなどが挙げられる。また、発明の効果を損なわない範囲でトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリグリセリンなどの多価ポリオールを併用してもよい。 Examples of polyols used include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,9-nonanediol 1,10-decanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedimethanol, dimer diol and the like. Moreover, you may use together polyhydric polyols, such as a trimethylol ethane, a trimethylol propane, glycerol, a pentaerythritol, a polyglycerol, in the range which does not impair the effect of invention.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)を構成する結晶性ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどが挙げられるが、分子設計の自由度からポリエステルポリオールが好ましい。結晶性ポリエステルポリオールは、ジカルボン酸とポリオールの縮合により得られる。使用されるジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、炭素数12〜28の二塩基酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、2−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールA、ジカルボキシ水素添加ビスフェノールS、ダイマー酸、水素添加ダイマー酸、水素添加ナフタレンジカルボン酸、トリシクロデカンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、ヒドロキシ安息香酸、乳酸などのヒドロキシカルボン酸が挙げられるが、強度や耐熱性、また耐湿性、耐熱衝撃性等の耐久性などの観点から、全酸成分のうち芳香族ジカルボン酸が40モル%以上共重合されていることが好ましい。より好ましくは50モル%以上である。さらに言えば芳香族ジカルボン酸はテレフタル酸であることが好ましい。また、発明の効果を損なわない範囲で、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの多価のカルボン酸、フマール酸などの不飽和ジカルボン酸、さらに、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩などのスルホン酸金属塩基含有ジカルボン酸を併用してもよい。 Examples of the crystalline polyol constituting the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention include polyether polyols and polyester polyols. Polyester polyols are preferred from the viewpoint of freedom of molecular design. Crystalline polyester polyol is obtained by condensation of dicarboxylic acid and polyol. Examples of the dicarboxylic acid used include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, azelaic acid and the like, C12-C28 dibasic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methylhexahydrophthalic anhydride, 3-methylhexahydrophthalic anhydride Acid, 2-methylhexahydrophthalic anhydride, dicarboxy hydrogenated bisphenol A, dicarboxy hydrogenated bisphenol S, dimer acid, hydrogenated dimer acid, hydrogenated naphthalene dicarboxylic acid, tricyclodecane dicarboxylic acid, and other alicyclic dicarboxylic acids Acid, hydroxy-benzo Examples include hydroxycarboxylic acids such as acid and lactic acid. From the viewpoint of strength, heat resistance, durability such as moisture resistance and thermal shock resistance, aromatic dicarboxylic acid is copolymerized in an amount of 40 mol% or more of all acid components. It is preferable that More preferably, it is 50 mol% or more. Furthermore, the aromatic dicarboxylic acid is preferably terephthalic acid. Further, within the range that does not impair the effects of the invention, polyvalent carboxylic acids such as trimellitic anhydride and pyromellitic anhydride, unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, and sulfonic acids such as sodium 5-sulfoisophthalic acid A metal base-containing dicarboxylic acid may be used in combination.
使用されるポリオールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、ダイマージオールなどが挙げられる。また、発明の効果を損なわない範囲でトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ポリグリセリンなどの多価ポリオールを併用してもよい。 Examples of polyols used include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,9-nonanediol 1,10-decanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedimethanol, dimer diol and the like. Moreover, you may use together polyhydric polyols, such as a trimethylol ethane, a trimethylol propane, glycerol, a pentaerythritol, a polyglycerol, in the range which does not impair the effect of invention.
また、汎用性、ハンドリング性を考慮すると例えば、結晶性ポリカプロラクトンジオールであるプラクセル230、プラクセル240、プラクセルCD220、プラクセルH1P(ダイセル化学社製)、結晶性共重合ポリエステルであるDYNACOLL7330、DYNACOLL7340、DYNACOLL7390(degussa社製)、結晶性共重合ポリエステルであるHT−310,HT−400,HS2H−350S,HS2H−500S,HS2H−1000S(豊国製油社製)などの市販品を使用しても良い。これらは単独で用いても良いし、融点を調整するために2種以上併用しても何ら問題はない。 In consideration of versatility and handling properties, for example, Plaxel 230, Plaxel 240, Plaxel CD220, Plaxel H1P (manufactured by Daicel Chemical), which are crystalline polycaprolactone diols, DYNACOLL7330, DYNACOLL7340, DYNACOLL7390 (which are crystalline copolyesters) commercial products such as HT-310, HT-400, HS2H-350S, HS2H-500S, HS2H-1000S (manufactured by Toyokuni Oil Co., Ltd.), which are crystalline copolyesters, may be used. These may be used alone or in combination of two or more in order to adjust the melting point, there is no problem.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂を構成する結晶性ジオールとしては、その融点が5〜120℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは20〜100℃の範囲である。融点が5℃未満であると、ポリウレタンとしての融点が低くなり、面状発熱体として用いた時に室温での抵抗値が不安定となることがある。一方、融点が120℃を超えると、ハンドリング性が悪いほか、ポリウレタンとしての融点が高くなり、溶剤へ溶解性が悪化するおそれがある。本発明においては上記の融点の範囲内にある二種以上の結晶性ジオールを併用して用いても良いし、上記の融点の範囲内にある結晶性ジオールと範囲外の結晶性ジオールを併用することもできる。 The crystalline diol constituting the polyurethane resin having a crystalline melting point used in the present invention preferably has a melting point in the range of 5 to 120 ° C, more preferably in the range of 20 to 100 ° C. When the melting point is less than 5 ° C., the melting point as polyurethane is lowered, and the resistance value at room temperature may become unstable when used as a planar heating element. On the other hand, when the melting point exceeds 120 ° C., the handling property is not good, the melting point as polyurethane is increased, and the solubility in a solvent may be deteriorated. In the present invention, two or more crystalline diols within the above melting point range may be used in combination, or a crystalline diol within the above melting point range and a crystalline diol outside the above range are used in combination. You can also.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂を構成する結晶性ジオールは、数平均分子量で1000〜20000の範囲であることが好ましく、より好ましくは4000〜10000の範囲である。数平均分子量が1000未満であると、結晶性を発現しない場合がある。一方、20000以上であると、共重合されずに残存する場合がある他、結晶性が高くなり、溶剤への溶解性が悪化するおそれがある。本発明においては上記の数平均分子量の範囲内にある二種以上の結晶性ジオールを併用して用いても良いし、上記の数平均分子量の範囲内にある結晶性ジオールと範囲外の結晶性ジオールを併用することもできる。 The crystalline diol constituting the polyurethane resin having a crystalline melting point used in the present invention is preferably in the range of 1000 to 20000 in terms of number average molecular weight, more preferably in the range of 4000 to 10,000. If the number average molecular weight is less than 1000, crystallinity may not be exhibited. On the other hand, when it is 20000 or more, it may remain without being copolymerized, and the crystallinity may be increased, and the solubility in a solvent may be deteriorated. In the present invention, two or more kinds of crystalline diols within the range of the number average molecular weight may be used in combination, or crystalline diols within the range of the number average molecular weight and crystallinity outside the range. A diol can also be used in combination.
本発明の導電性ペーストには、結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)に加えて、上記結晶性ジオールをブレンドして用いることができる。その結晶性ジオールは、結晶融点を有するポリウレタン樹脂100重量%に対して50重量%以下、より好ましくは20重量%以下の範囲で含有されていてもよい。50重量%を超える量をブレンドすると、溶剤安定性が顕著に低下する他、面状発熱体として用いた場合に、その結晶性ジオールの融点を超える温度において顕著に抵抗値が低下する場合がある。これらの理由からPTC特性を向上させる意味で、ポリウレタン樹脂に対して50重量%以下の量の結晶性ジオールそのものを適度に配合することができる。 The conductive paste of the present invention can be used by blending the crystalline diol in addition to the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point. The crystalline diol may be contained in a range of 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less with respect to 100% by weight of the polyurethane resin having a crystalline melting point. When blended in an amount exceeding 50% by weight, the stability of the solvent is remarkably lowered, and when used as a planar heating element, the resistance value may be remarkably lowered at a temperature exceeding the melting point of the crystalline diol. . For these reasons, in order to improve the PTC characteristics, the crystalline diol itself in an amount of 50% by weight or less can be appropriately blended with the polyurethane resin.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)を構成する結晶性ポリエステルポリオールは、別の構成成分である非晶性ポリエステルポリオール100重量部に対して85〜300重量部であることが好ましい。より好ましくは非晶性ポリエステルポリオール100重量部に対して、120〜200重量部である。非晶性ポリエステルポリオール100重量部に対して、結晶性ポリエステルポリオールが85重量部未満であると、結晶性を発現しない場合がある。一方、非晶性ポリエステルジオール100重量部に対して、結晶性ジオールが300重量部より多いと、結晶性が強くなり、溶剤への溶解性が極めて悪化する場合がある。 The crystalline polyester polyol constituting the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention is preferably 85 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the amorphous polyester polyol which is another constituent component. More preferably, it is 120-200 weight part with respect to 100 weight part of amorphous polyester polyol. If the crystalline polyester polyol is less than 85 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the amorphous polyester polyol, the crystallinity may not be exhibited. On the other hand, when the amount of the crystalline diol is more than 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the amorphous polyester diol, the crystallinity becomes strong and the solubility in a solvent may be extremely deteriorated.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)を構成するポリイソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、2,6−ナフタレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート等が挙げられる。 Polyisocyanates constituting the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenylene diisocyanate, 2,6-naphthalene diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylene diisocyanate 4,4'-diisocyanate diphenyl ether, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate Toluene diisocyanate, and the like.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂にはウレア結合が導入されていることが望ましい。ウレア結合は例えばイソシアネート化合物とジアミン化合物を反応することによって形成される。ウレア結合を導入することによって分子間の水素結合形成部位が増大し、塗膜の強靭性が得られるほか、面状発熱体として用いた時に融点を越えてピーク温度に達した後、急激に抵抗値が下がることを抑制することができる。すなわち、高温時の抵抗値安定性が確保できる。これは、分子内に水素結合を有することで、融点以上に昇温された後も、分子間凝集力を維持することができるため、系内に分散された導電性充填剤が再度互いに接触しあい導通することが無くなるためと予想される。 It is desirable that a urea bond be introduced into the polyurethane resin having a crystalline melting point used in the present invention. A urea bond is formed, for example, by reacting an isocyanate compound and a diamine compound. Introducing urea bonds increases the number of hydrogen-bonding sites between molecules, resulting in toughness of the coating film, and when used as a planar heating element, when it reaches the peak temperature beyond the melting point, it rapidly resists. It can suppress that a value falls. That is, resistance value stability at high temperatures can be ensured. This is because the hydrogen bonds in the molecule can maintain intermolecular cohesion even after the temperature is raised above the melting point, so that the conductive fillers dispersed in the system come into contact with each other again. It is expected to be no longer conducting.
ウレア結合を導入する方法としては、ポリウレタン重合において、一括でポリイソシアネートとジアミンを反応させる方法、ポリウレタン重合の反応末期にジアミンならびにジアミンと同等量のポリイソシアネート基を添加して反応させる方法、また、ジオールに対してイソシアネート基を過剰に反応させてプレポリマーを作製した後、過剰のイソシアネート基に対して、当量のジアミンを導入する方法などが挙げられる。本発明で用いるポリウレタン樹脂の作製においてはいずれの方法を用いてもよい。 As a method for introducing a urea bond, in polyurethane polymerization, a method of reacting polyisocyanate and diamine in a lump, a method of adding a polyisocyanate group equivalent to diamine and diamine at the end of the reaction of polyurethane polymerization, Examples include a method in which an isocyanate group is excessively reacted with a diol to prepare a prepolymer, and then an equivalent amount of diamine is introduced with respect to the excess isocyanate group. Any method may be used for producing the polyurethane resin used in the present invention.
上記ウレア結合導入に用いるジアミンとしてはエチレンジアミン、メタキシレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−〔1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)〕アニリン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2’−〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2’−〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、2,2’−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)〕フェニルヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル等が挙げられ、これらを単独あるいは2種類以上混合して用いられる。 Diamines used for introducing the urea bond include ethylenediamine, metaxylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,6-hexamethylenediamine, 1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, and 1,10-decanediamine. 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, 2-methyl-1,5-pentanediamine, 3-methyl-1,5-pentanediamine, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexane Diamine, 2,4,4-trimethyl-1,6-hexanediamine, 2-methyl-1,8-octanediamine, 5-methyl-1,9-nonanediamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4 ' -Diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diamino Phenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4 ′-(p-phenylenediisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-[1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)] aniline, 1, 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2 ′-[4- (4-aminophenoxy) ) Phenyl] propane, 2,2 ′-[3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2 ′-[4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2′-bis [4- (4-Aminophenoxy)] phenylhexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, and the like. Used as a mixture.
本発明で用いる結晶融点を有するポリウレタン樹脂(I)中のウレア結合量は下記の範囲であることが好ましい。尚、本発明におけるウレア結合量とは樹脂1tonあたりのウレア基当量(eq/ton)のことをいい、ポリウレタン樹脂のモノマー組成比から算出する値である。好ましいウレア結合量としては、10〜1000(eq/ton)が好ましく、より好ましくは50〜500(eq/ton)の範囲である。10(eq/ton)未満であると、塗膜の強靭性に寄与しない他、PTC特性として、融点を超えて昇温された後に、分子間凝集力を維持することができなくなるため、導電性充填剤が再接触し、導通してしまう懸念がある。一方、1000(eq/ton)を超えると、ワニス安定性が顕著に悪くなる傾向にある。 The amount of urea bond in the polyurethane resin (I) having a crystalline melting point used in the present invention is preferably in the following range. The urea bond amount in the present invention means a urea group equivalent (eq / ton) per ton of resin, and is a value calculated from the monomer composition ratio of the polyurethane resin. As a preferable urea bond amount, 10-1000 (eq / ton) is preferable, More preferably, it is the range of 50-500 (eq / ton). If it is less than 10 (eq / ton), it does not contribute to the toughness of the coating film, and the PTC characteristics cannot maintain the intermolecular cohesive force after being heated above the melting point. There is a concern that the filler comes into contact again and becomes conductive. On the other hand, when it exceeds 1000 (eq / ton), the varnish stability tends to be remarkably deteriorated.
本発明で用いるポリウレタン樹脂(I)は、イソシアネート基と反応する官能基を1分子中に2個以上有する分子量5000未満の鎖延長成分を必要に応じて共重合してもよい。イソシアネート基と反応する官能基を1分子中に2個以上有する分子量1000未満の化合物としては、ヘキサンジオール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3−ヒドロキシプロパネート、2−ノルマルブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−1,5−ペンタンジオール、3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、3−オクチル−1,5−ペンタンジオール、3−フェニル−1,5−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−3−ナトリウムスルホ−2,5−ヘキサンジオール、モノエタノールアミン等が挙げられる。これらは単独もしくは併用で用いることができる。 The polyurethane resin (I) used in the present invention may be copolymerized, if necessary, with a chain extension component having a molecular weight of less than 5000 and having two or more functional groups that react with isocyanate groups in one molecule. Examples of the compound having a molecular weight of less than 1000 and having two or more functional groups that react with isocyanate groups include hexanediol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butylene glycol, 1, 3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3-hydroxypropanoate, 2-normalbutyl-2-ethyl-1,3- Propanediol, 3-ethyl-1,5-pentanediol, 3-propyl-1,5-pentanediol, 2,2-diethyl 1,3-propanediol, 3-octyl-1,5-pentanediol, 3-phenyl-1,5-pentanediol, 2,5-dimethyl-3-sodium sulfo-2,5-hexanediol, monoethanolamine Etc. These can be used alone or in combination.
本発明の導電性ペーストはF値が25〜80%であることが好ましい。好ましくは35〜70%、より好ましくは40〜65%である。F値とはペースト中に含まれる全固形分100質量部に対するフィラー質量部を示す数値であり、F値=(フィラー質量部/固形分質量部)×100で表される。ここで言う固形質量部とは溶剤以外のカーボン粒子、その他のフィラー、ポリエステル系樹脂を含む樹脂、その他の硬化剤や添加剤を全て含む。F値が25%未満であると比抵抗が高くなる傾向にある。また、密着性および又は鉛筆硬度が低下する傾向にある。80%を超えるとPTC特性が低下する傾向にある。 The conductive paste of the present invention preferably has an F value of 25 to 80%. Preferably it is 35 to 70%, more preferably 40 to 65%. The F value is a numerical value indicating the filler mass part with respect to 100 mass parts of the total solid content contained in the paste, and is represented by F value = (filler mass part / solid mass part) × 100. The solid mass part referred to here includes all carbon particles other than the solvent, other fillers, resins including polyester resins, and other curing agents and additives. When the F value is less than 25%, the specific resistance tends to increase. Moreover, it exists in the tendency for adhesiveness and / or pencil hardness to fall. If it exceeds 80%, the PTC characteristics tend to deteriorate.
本発明の導電性ペーストにおいて、導電性微粒子(II)は特に限定されないが、比抵抗とPTC特性の観点からカーボン粒子であることが好ましい。本発明で用いるカーボン粒子は球状であることが好ましく、比抵抗とPTC特性およびリターン特性の面よりその形状が真球状あることが特に好ましい。ここで言う真球状とは、後述する電子顕微鏡でカーボン粒子を拡大観察した時に、その断面がほぼ円形に近く、その短径と長径の比が80%以上あるものを示す。さらに好ましくは90%以上である。 In the conductive paste of the present invention, the conductive fine particles (II) are not particularly limited, but are preferably carbon particles from the viewpoint of specific resistance and PTC characteristics. The carbon particles used in the present invention are preferably spherical, and the shape is particularly preferably spherical in terms of specific resistance, PTC characteristics, and return characteristics. The term “spherical” as used herein means that when the carbon particles are enlarged and observed with an electron microscope, which will be described later, the cross section thereof is almost circular and the ratio of the minor axis to the major axis is 80% or more. More preferably, it is 90% or more.
本発明において用いられるカーボン粒子の平均粒子径は、30μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以下、最も好ましくは7μm以下である。下限は、0.1μm以上が好ましく、より好ましくは1μm以上である。平均粒子径が30μmを超えるとスクリーン印刷をする場合はスクリーンに目詰まりをおこしたり、該球状カーボン粒子の沈降によるペーストの貯蔵安定性が低下したりする可能性がある。平均粒子径が0.1μm未満では、導電性が低下したり、吸油量が大きくなってペーストの粘度が高くなり、該球状カーボン粒子を充分充填できなくなる可能性がある。また、密着性が低下したり、印刷性が悪化するおそれがある。球状カーボン粒子としては、MC0520、MC1020(日本カーボン(株)製)、GCP10(ユニチカ(株)製)等、市販されているものを使用できる。 The average particle size of the carbon particles used in the present invention is preferably 30 μm or less, more preferably 10 μm or less, and most preferably 7 μm or less. The lower limit is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more. When the average particle diameter exceeds 30 μm, when screen printing is performed, the screen may be clogged, or the storage stability of the paste may be reduced due to sedimentation of the spherical carbon particles. If the average particle size is less than 0.1 μm, the conductivity may decrease, or the oil absorption may increase and the viscosity of the paste may increase, making it impossible to sufficiently fill the spherical carbon particles. Moreover, there exists a possibility that adhesiveness may fall or printability may deteriorate. As the spherical carbon particles, commercially available ones such as MC0520, MC1020 (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.), GCP10 (manufactured by Unitika Ltd.) can be used.
導電性粒子(II)はポリウレタン樹脂(I)100重量部に対して、40〜400重量部の比率で含まれることが好ましく、特にカーボン粒子の場合では、導電性を発揮するために、結晶融点を有するポリウレタン系樹脂(I)100質量部に対し、40〜200質量部含まれることが好ましく、分散性より60〜180質量部含まれることがより好ましく、塗膜硬度および密着性より80〜170質量部含まれることが最も好ましい。40質量部より少ない場合、所望の導電性が得られにくく、リターン特性が悪化する傾向にある。200質量部より多い場合はPTC特性が低下する傾向、または分散が困難となる可能性がある。 The conductive particles (II) are preferably contained at a ratio of 40 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane resin (I). In particular, in the case of carbon particles, the crystalline melting point 40 to 200 parts by mass are preferably included with respect to 100 parts by mass of the polyurethane-based resin (I) having a viscosity of 60 to 180 parts by mass, more preferably 80 to 170 parts from the coating film hardness and adhesion. Most preferably, parts by weight are included. When the amount is less than 40 parts by mass, desired conductivity is difficult to obtain, and the return characteristics tend to deteriorate. When the amount is more than 200 parts by mass, there is a tendency that the PTC characteristic tends to be lowered or dispersion becomes difficult.
本発明の導電ペーストにはカーボン粒子以外の導電性微粒子をさらに使用しても良い。すなわち特性を低下しない範囲で公知のフレーク状銀粉、球状銀粉、3次元高次構造の銀粉、樹枝状銀粉、グラファイト粉、カーボン粉、ニッケル粉、銅粉、金粉、パラジウム粉、アルミ粉、インジウム粉などを併用しても良いが、該球状カーボン粒子を少なくとも全導電性微粒子量の20質量%以上、より好ましくは30質量%以上含むことが好ましい。上限は、コスト面より60質量%以下が好ましく、より好ましくは40質量%以下である。この内、特に好ましいその他の導電性微粒子としては、グラファイト粉、導電性カーボンブラックが挙げられる。これらのカーボン系フィラーと球状カーボン粒子を併用することにより、自由に比抵抗とPTC特性をコントロールできる。この他、ペースト粘性を調整する目的などでシリカ粉、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、タルク、硫酸バリウムなどの非導電性フィラーを少量配合しても良い。 In the conductive paste of the present invention, conductive fine particles other than carbon particles may be further used. In other words, the known flaky silver powder, spherical silver powder, three-dimensional higher order silver powder, dendritic silver powder, graphite powder, carbon powder, nickel powder, copper powder, gold powder, palladium powder, aluminum powder, indium powder as long as the characteristics are not deteriorated However, it is preferable that the spherical carbon particles are contained at least 20% by mass, more preferably 30% by mass or more of the total amount of conductive fine particles. The upper limit is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less from the viewpoint of cost. Among these, particularly preferable other conductive fine particles include graphite powder and conductive carbon black. By using these carbon fillers and spherical carbon particles in combination, the specific resistance and the PTC characteristics can be freely controlled. In addition, a small amount of non-conductive filler such as silica powder, fumed silica, colloidal silica, talc, and barium sulfate may be blended for the purpose of adjusting paste viscosity.
本発明の導電性ペーストにはこれら以外に公知の無機物を添加してもよく、例えば、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。また、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、染料を用いることができる。さらには樹脂分解抑制剤としてカルボジイミド、エポキシなどを適宜使用することもできる。これらは単独もしくは併用で用いることができる。 In addition to these, known inorganic substances may be added to the conductive paste of the present invention, for example, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, Various carbides such as chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, diamond carbon lactam, various nitrides such as boron nitride, titanium nitride, zirconium nitride, various borides such as zirconium boride, titanium oxide (titania), calcium oxide, oxidation Various oxides such as magnesium, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, silica, colloidal silica, various titanate compounds such as calcium titanate, magnesium titanate, strontium titanate, sulfides such as molybdenum disulfide, magnesium fluoride , Fluorocarbon Various metal soaps such as aluminum fluoride, aluminum stearate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, talc, bentonite, talc, calcium carbonate, bentonite, kaolin, glass fiber, mica, etc. can be used. . Moreover, an antifoamer, 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 used. Furthermore, carbodiimide, epoxy and the like can be used as appropriate as a resin degradation inhibitor. These can be used alone or in combination.
本発明の導電性ペーストは有機樹脂と反応し得る硬化剤を配合しても良い。硬化剤を配合することにより、PTC特性は低下するものの、融点以上の高温時における塗膜物性の向上を期待できる。これらの樹脂に反応し得る硬化剤は、種類は限定しないが接着性、耐屈曲性、硬化性などからイソシアネート化合物が特に好ましい。さらに、これらのイソシアネート化合物はブロック化して使用することが貯蔵安定性から好ましい。イソシアネート化合物以外の硬化剤としては、メチル化メラミン、ブチル化メラミン、ベンゾグアナミン、尿素樹脂などのアミノ樹脂、酸無水物、イミダゾール類、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの公知の化合物が挙げられる。 The conductive paste of the present invention may contain a curing agent that can react with an organic resin. By blending the curing agent, although the PTC characteristics are lowered, it is expected to improve the physical properties of the coating film at a high temperature above the melting point. The curing agent capable of reacting with these resins is not particularly limited, but an isocyanate compound is particularly preferable from the viewpoint of adhesion, flex resistance, curability, and the like. Further, these isocyanate compounds are preferably used after being blocked from the viewpoint of storage stability. Examples of curing agents other than isocyanate compounds include known compounds such as amino resins such as methylated melamine, butylated melamine, benzoguanamine, and urea resin, acid anhydrides, imidazoles, epoxy resins, and phenol resins.
イソシアネート化合物としては、芳香族、脂肪族のジイソシアネート、3価以上のポリイソシアネートがあり、低分子化合物、高分子化合物のいずれでもよい。例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、ダイマ−酸ジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネートあるいはこれらのイソシアネート化合物の3量体、及びこれらのイソシアネート化合物の過剰量と例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の低分子活性水素化合物または各種ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリアミド類の高分子活性水素化合物などと反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物が挙げられる。 Examples of the isocyanate compound include aromatic and aliphatic diisocyanates and trivalent or higher polyisocyanates, which may be either low molecular compounds or high molecular compounds. For example, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, isophorone diisocyanate or trimers of these isocyanate compounds, And excessive amounts of these isocyanate compounds and low molecular active hydrogen compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin, sorbitol, ethylenediamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, or various polyester polyols, polyethers Polymer active water of polyols and polyamides Compounds such as reacted include terminal isocyanate group-containing compounds obtained.
イソシアネート基のブロック化剤としては、例えばフェノール、チオフェノール、メチルチオフェノール、エチルチオフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、ニトロフェノール、クロロフェノールなどのフェノール類、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類,エチレンクロルヒドリン、1,3−ジクロロ−2−プロパノールなどのハロゲン置換アルコール類、t−ブタノール、t−ペンタノールなどの第三級アルコール類、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピロラクタムなどのラクタム類が挙げられ、その他にも芳香族アミン類、イミド類、アセチルアセトン、アセト酢酸エステル、マロン酸エチルエステルなどの活性メチレン化合物、メルカプタン類、イミン類、イミダゾール類、尿素類、ジアリール化合物類、重亜硫酸ソーダ等も挙げられる。このうち、硬化性よりオキシム類、イミダゾール類、アミン類がとくに好ましい。 Examples of the isocyanate group blocking agent include phenols such as phenol, thiophenol, methylthiophenol, ethylthiophenol, cresol, xylenol, resorcinol, nitrophenol, and chlorophenol, oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime, Alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; halogen-substituted alcohols such as ethylene chlorohydrin and 1,3-dichloro-2-propanol; tertiary alcohols such as t-butanol and t-pentanol; -Lactams such as caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam, β-propylolactam and the like, and other aromatic amines, imides, acetylacetates Emissions, acetoacetic ester, active methylene compounds such as malonic acid ethyl ester, mercaptans, imines, imidazoles, ureas, diaryl compounds, sodium bisulfite, etc. can be mentioned. Of these, oximes, imidazoles, and amines are particularly preferable from the viewpoint of curability.
これらの架橋剤には、その種類に応じて選択された公知の触媒あるいは促進剤を併用することもできる。 These crosslinking agents may be used in combination with known catalysts or accelerators selected according to the type.
本発明の導電性ペーストに用いるに溶剤はその種類に制限はなく例えば、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ソルベッソ200、テトラリン等の芳香族炭化水素系、デカリン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル等のエステル系、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール系、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系、(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モノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系、セロソルブアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類の各種溶剤を使用することができ、溶解性、蒸発速度等を考慮して1種、または2種以上選択され使用される。 There are no limitations on the type of solvent used in the conductive paste of the present invention. For example, toluene, xylene, tetramethylbenzene, Solvesso 100, Solvesso 150, Solvesso 200, tetralin and other aromatic hydrocarbons, decalin, hexane, heptane Aliphatic hydrocarbons such as octane and decane, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate and butyl acetate, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol and 2-ethylhexanol, acetone, methyl ethyl ketone and methyl Ketones such as isobutyl ketone, cyclohexanone, (di) ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dioxane, diethyl ether, tetrahydride Various solvents such as ethers such as furan, cellosolves such as cellosolve acetate, ethyl cellosolve and butyl cellosolve, and carbitols such as carbitol and butyl carbitol can be used. Species or two or more are selected and used.
本発明の導電性ペーストは、前述したように例えば80℃および30℃時の抵抗変化の倍率(シート抵抗(80℃)/シート抵抗(30℃))で3倍以上であればPTC特性を有すると定義するが、さらにもう一つ性能として重要な指標がある。それは「リターン特性」と呼ばれるもので、このリターン特性とは、80℃に昇温した後に室温(25℃)まで冷却した時の抵抗値と、昇温前の室温(25℃)の抵抗値との差(=変化率)を意味する。リターン特性が良好となるためには、昇温前の室温の抵抗値と昇温後、冷却した後の室温での抵抗値の差(変化率)が±1〜100%以内であることが好ましい。これはすなわち昇降温を繰り返したとしても安定したPTC特性を発揮する指標となる。 As described above, the conductive paste of the present invention has PTC characteristics as long as it is at least 3 times the ratio of change in resistance at 80 ° C. and 30 ° C. (sheet resistance (80 ° C.) / Sheet resistance (30 ° C.)). Then, there is another important index for performance. It is called “return characteristics”. The return characteristics are the resistance value when the temperature is raised to 80 ° C. and then cooled to room temperature (25 ° C.), and the resistance value at room temperature (25 ° C.) before the temperature rise. Difference (= rate of change). In order to improve the return characteristics, it is preferable that the difference (rate of change) between the resistance value at room temperature before the temperature rise and the resistance value at room temperature after the temperature rise and after cooling is within ± 1 to 100%. . That is, even if the temperature rise and fall is repeated, it becomes an index that exhibits stable PTC characteristics.
上記PTC特性、リターン特性に加え、高温時の抵抗値の安定性も重要となる。高温時の抵抗値の安定性とは80℃に昇温後、さらにそれ以上の温度に昇温した時に顕著な抵抗値の低下が無いことを意味する。高温時の抵抗値の安定性が良好であるということは、120℃まで昇温させた後の抵抗値が80℃の抵抗値と同等かそれ以上、または減少したとしても80℃の抵抗値よりも20%未満の減少に留まることを意味する。高温域で顕著な抵抗値の減少があるということは、高温にて導通するということになり安全上好ましくない。 In addition to the PTC characteristics and return characteristics, the stability of the resistance value at high temperatures is also important. The stability of the resistance value at a high temperature means that there is no significant decrease in the resistance value when the temperature is raised to 80 ° C. and further raised to a higher temperature. The stability of the resistance value at high temperature is good because the resistance value after heating up to 120 ° C. is equal to or higher than the resistance value at 80 ° C. Also means a reduction of less than 20%. A significant decrease in resistance value in a high temperature range is not preferable from a safety standpoint because it conducts at a high temperature.
本発明の導電性ペーストはスクリーン印刷、ロータリースクリーン印刷、グラビア印刷、転写印刷、ロールコート、コンマコート、フローコート、スプレー塗装等公知の方法で、PETフィルム(シート)を始めとするプラスチックフィルムに印刷して回路や面状発熱体に使用できる。 The conductive paste of the present invention is printed on a plastic film such as a PET film (sheet) by a known method such as screen printing, rotary screen printing, gravure printing, transfer printing, roll coating, comma coating, flow coating or spray coating. It can be used for circuits and sheet heating elements.
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、単に部とあるものは質量部を示す。また、各測定項目は以下の方法に従った。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely using an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples, the term “part” simply means “part by mass”. Each measurement item followed the following method.
1.数平均分子量
テトラヒドロフランを溶離液としたウォーターズ社製ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)150cを用いて、カラム温度30℃、流量1ml/分にてGPC測定を行なった結果から計算して、ポリスチレン換算の測定値を得た。ただしカラムは昭和電工(株)shodex KF−802、804、806を用いた。1. Number average molecular weight Calculated from the results of GPC measurement at a column temperature of 30 ° C. and a flow rate of 1 ml / min using a water permeation gel permeation chromatography (GPC) 150c using tetrahydrofuran as an eluent, and measured in terms of polystyrene. Got the value. However, Showa Denko Co., Ltd. shodex KF-802, 804, 806 was used for the column.
2.ガラス転移温度(Tg)および融点(Tm)
サンプル5mgをアルミニウム製サンプルパンに入れて密封し、セイコーインスツルメンツ(株)製示差走査熱量分析計(DSC)DSC−220を用いて、200℃まで、昇温速度20℃/分にて測定し、融解熱の最大ピーク温度を結晶融点として求めた。ガラス転移温度は、ガラス転移温度以下のベースラインの延長線と遷移部における最大傾斜を示す接線との交点の温度で求めた。2. Glass transition temperature (Tg) and melting point (Tm)
5 mg of the sample was put in an aluminum sample pan and sealed, and measured using a differential scanning calorimeter (DSC) DSC-220 manufactured by Seiko Instruments Inc. up to 200 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min. The maximum peak temperature of heat of fusion was determined as the crystalline melting point. The glass transition temperature was determined by the temperature at the intersection of the base line extension below the glass transition temperature and the tangent that indicates the maximum slope at the transition.
3.酸価
試料0.2gを精秤し20mlのクロロホルムに溶解した。ついで、0.01Nの水酸化カリウム(エタノール溶液)で滴定して求めた。指示薬には、フェノールフタレイン溶液を用いた。3. Acid value 0.2 g of a sample was precisely weighed and dissolved in 20 ml of chloroform. Subsequently, it titrated with 0.01N potassium hydroxide (ethanol solution). A phenolphthalein solution was used as an indicator.
4.密着性
厚み100μmのアニール処理をしたPETフィルムに導電性ペーストをスクリーン印刷し、25×200mmのパターンを印刷し、150℃で30分乾燥、硬化したものをテストピースとした。乾燥膜厚は20〜30μmになるように調整した。このテストピースを用いてJIS K5600 5−6に準じて評価した。粘着テープは、セロハンテープCT−12(ニチバン(株)製)を用いた。4). Adhesion A conductive paste was screen printed on a PET film that had been annealed to a thickness of 100 μm, a 25 × 200 mm pattern was printed, dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes, and used as a test piece. The dry film thickness was adjusted to 20 to 30 μm. Evaluation was performed according to JIS K5600 5-6 using this test piece. Cellophane tape CT-12 (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was used as the adhesive tape.
5.比抵抗
4.で作製したテストピースを用いてシート抵抗と膜厚を測定し、比抵抗を算出した。尚、シート抵抗は4端子式のデジタルマルチメーターを用いて測定した。5. Specific resistance The sheet resistance and film thickness were measured using the test piece produced in step 1, and the specific resistance was calculated. The sheet resistance was measured using a 4-terminal digital multimeter.
6.鉛筆硬度
4.で作製したテストピースを用いてJIS S6006に規定された高級鉛筆を用い、JIS K5400に従って表面硬度を評価した。6). Pencil hardness The surface hardness was evaluated in accordance with JIS K5400 using the high-quality pencil specified in JIS S6006 using the test piece prepared in (1).
7.PTC特性
4.で作製したテストピースを用いてシート抵抗を30℃と80℃で測定し、次式で計算した抵抗変化の倍率で評価した。数字が大きいほど、良好なPTC特性である。
抵抗変化の倍率(倍)=シート抵抗(80℃)/シート抵抗(30℃)7). 3. PTC characteristics The sheet resistance was measured at 30 ° C. and 80 ° C. using the test piece prepared in (1), and evaluated by the resistance change magnification calculated by the following equation. The larger the number, the better the PTC characteristics.
Magnification of resistance change (times) = sheet resistance (80 ° C) / sheet resistance (30 ° C)
8.リターン特性
7.に記載の方法で、PTC特性を5回繰り返し測定(30℃から80℃まで5回昇降温の繰り返し)した後、室温(25℃)に冷却してシート抵抗を測定し、初期のシート抵抗との差異で評価した。
○:初期の抵抗値の差(変化率)が±100%以内
△:初期の抵抗値に対する変化率が±101〜500%
×:初期の抵抗値に対する変化率が±500%以上8). Return characteristics The PTC characteristics were repeatedly measured 5 times (repeated temperature increase and decrease from 30 ° C. to 80 ° C. 5 times) and then cooled to room temperature (25 ° C.) to measure the sheet resistance. Evaluated by difference.
○: Difference in initial resistance value (rate of change) within ± 100% △: Rate of change with respect to initial resistance value of ± 101 to 500%
×: The rate of change with respect to the initial resistance value is ± 500% or more
9.高温時の抵抗値安定性
6.に記載の方法で、80℃まで昇温させた後、さらに120℃まで昇温させた後の80℃における抵抗値との比較から判断した。
◎:120℃での抵抗値が80℃の抵抗値よりも高い
○:120℃での抵抗値が80℃の抵抗値と同じか20%未満の減少
△:120℃の抵抗値が80℃の抵抗値と比較して20%以上、40%未満の減少
×:120℃の抵抗値が80℃の抵抗値と比較して40%以上の減少9. 5. Resistance value stability at high temperature In this method, the temperature was raised to 80 ° C. and then further compared to the resistance value at 80 ° C. after the temperature was raised to 120 ° C.
A: The resistance value at 120 ° C. is higher than the resistance value at 80 ° C. ○: The resistance value at 120 ° C. is equal to or less than 20% of the resistance value at 80 ° C. Δ: The resistance value at 120 ° C. is 80 ° C. Reduced by 20% or more and less than 40% compared to the resistance value ×: Resistance value at 120 ° C decreased by 40% or more compared with the resistance value at 80 ° C
10.貯蔵安定性
導電性ペーストを5℃で1ヶ月貯蔵した後、25℃で粘度を測定し、粘度変化で評価した。
○:初期の粘度とほぼ同じ値(初期の粘度の1.5倍未満)
△:初期の粘度の1.5〜2倍の増粘
×:著しく増粘(初期の粘度の2倍を越える)10. Storage stability After the conductive paste was stored at 5 ° C. for 1 month, the viscosity was measured at 25 ° C. and evaluated by the change in viscosity.
○: almost the same value as the initial viscosity (less than 1.5 times the initial viscosity)
Δ: Thickening 1.5 to 2 times the initial viscosity ×: Remarkably thickening (over 2 times the initial viscosity)
樹脂の製造例
ポリエステルポリオール(A)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸ジメチル100部、イソフタル酸ジメチル38部、エチレングリコール93部、ネオペンチルグリコール73部、テトラブチルチタネート0.065部を仕込み、180℃で3時間エステル交換を実施した。次いで、セバシン酸61部を仕込み、さらにエステル化反応を行なった。次に、1mmHg以下まで徐々に減圧し、240℃、1.5時間重合した。得られた共重合ポリエステルの組成は、テレフタル酸/イソフタル酸/セバシン酸/エチレングリコール/ネオペンチルグリコール=50/20/30/57/43(モル比)、数平均分子量2100、酸価8eq/ton、Tg10℃であり、結晶融点はなかった。結果を表1に示す。Production Example of Resin Synthesis of Polyester Polyol (A) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 100 parts of dimethyl terephthalate, 38 parts of dimethyl isophthalate, 93 parts of ethylene glycol, 73 parts of neopentyl glycol, tetrabutyl titanate 0 0.065 part was charged and transesterification was performed at 180 ° C. for 3 hours. Next, 61 parts of sebacic acid was charged, and an esterification reaction was further performed. Next, the pressure was gradually reduced to 1 mmHg or less, and polymerization was carried out at 240 ° C. for 1.5 hours. The composition of the obtained copolyester was terephthalic acid / isophthalic acid / sebacic acid / ethylene glycol / neopentyl glycol = 50/20/30/57/43 (molar ratio), number average molecular weight 2100, acid value 8 eq / ton. Tg was 10 ° C. and there was no crystalline melting point. The results are shown in Table 1.
ポリエステルポリオール(B)〜(D)の合成
ポリエステルポリオール(A)と同様に合成した。ポリエステルポリオール(B)〜(C)は結晶融点はなく、非晶性であったが、ポリエステルポリオール(D)〜(E)は結晶融点を有した。結果を表1に示す。Synthesis of polyester polyols (B) to (D) The polyester polyols (A) were synthesized in the same manner. Polyester polyols (B) to (C) had no crystalline melting point and were amorphous, while polyester polyols (D) to (E) had a crystalline melting point. The results are shown in Table 1.
結晶融点を有するポリウレタン樹脂の合成
ポリウレタン樹脂(a)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(A)1000部をエチルカルビトールアセテート630部、ブチルセロソルブアセテート210部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート250部を添加後、2時間反応を行った。その後、シクロヘキサノン2410部、プラクセル240(ダイセル化学社製、融点59℃、数平均分子量4000)2000部を加え80℃、2時間反応を行った後、触媒としてジブチルチンジラウレート:0.3部を添加し、80℃で4時間反応させた。ついで、シクロヘキサノン990部、ソルベッソ150:5510部で溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(a)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.1(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(a)の数平均分子量は38000、酸価8eq/ton、Tm(融点)は45℃であった。Synthesis of polyurethane resin having crystal melting point Synthesis of polyurethane resin (a) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 1000 parts of polyester polyol (A) of the synthesis example was added to 630 parts of ethyl carbitol acetate and 210 parts of butyl cellosolve acetate. Dissolved at 80 ° C. Subsequently, after adding 250 parts of diphenylmethane diisocyanate, the reaction was carried out for 2 hours. Thereafter, 2410 parts of cyclohexanone and 2000 parts of Plaxel 240 (manufactured by Daicel Chemical Industries, melting point 59 ° C., number average molecular weight 4000) were added and reacted at 80 ° C. for 2 hours, and then dibutyltin dilaurate: 0.3 part was added as a catalyst. And reacted at 80 ° C. for 4 hours. Subsequently, the solution was diluted with 990 parts of cyclohexanone and 150: 5510 parts of Solvesso to obtain a polyurethane resin (a). The resulting polyurethane resin solution had a solid content concentration of 25.1 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (a) was 38000, the acid value was 8 eq / ton, and Tm (melting point) was 45 ° C.
ポリウレタン樹脂(b)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部をエチルカルビトールアセテート630部、ブチルセロソルブアセテート210部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート250部を添加後、2時間反応を行った。その後、シクロヘキサノン2910部、HS2H−500S(豊国製油社製、融点70℃、数平均分子量5000)2500部を加え80℃、2時間反応を行った後、触媒としてジブチルチンジラウレート0.3部を添加し、80℃で4時間反応させた。ついで、シクロヘキサノン990部、ソルベッソ150:5510部で溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(b)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(b)の数平均分子量は40000、酸価10eq/ton、Tmは56℃であった。Synthesis of Polyurethane Resin (b) 1000 parts of the polyester polyol (B) of the synthesis example was dissolved in 630 parts of ethyl carbitol acetate and 210 parts of butyl cellosolve acetate at 80 ° C. in a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer. Subsequently, after adding 250 parts of diphenylmethane diisocyanate, the reaction was carried out for 2 hours. Thereafter, 2910 parts of cyclohexanone and 2500 parts of HS2H-500S (manufactured by Toyokuni Oil Co., Ltd., melting point 70 ° C., number average molecular weight 5000) were added and reacted at 80 ° C. for 2 hours, and then 0.3 parts of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst. And reacted at 80 ° C. for 4 hours. Next, the solution was diluted with 990 parts of cyclohexanone and 150: 5510 parts of Solvesso to obtain a polyurethane resin (b). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (b) was 40000, the acid value was 10 eq / ton, and Tm was 56 ° C.
ポリウレタン樹脂(c)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部、HS2H−500S(豊国製油社製、融点70℃、数平均分子量5000)500部をシクロヘキサノン1100部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート148部を添加後、2時間反応を行った。その後、触媒としてジブチルチンジラウレート0.3部を添加し、80℃で4時間反応させた。ついで、630部、ソルベッソ150:970部、エチルカルビトールアセテート1683部、ブチルセロソルブアセテート561部で溶液を希釈しで溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(c)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(c)の数平均分子量は41000、酸価11eq/ton、Tmは55℃であった。Synthesis of polyurethane resin (c) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 1000 parts of polyester polyol (B) of the synthesis example, HS2H-500S (manufactured by Toyokuni Oil Co., Ltd., melting point 70 ° C., number average molecular weight 5000) 500 parts Was dissolved in 1100 parts of cyclohexanone at 80 ° C. Subsequently, 148 parts of diphenylmethane diisocyanate was added and reacted for 2 hours. Thereafter, 0.3 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst and reacted at 80 ° C. for 4 hours. Subsequently, the solution was diluted with 630 parts, Solvesso 150: 970 parts, ethyl carbitol acetate 1683 parts, and butyl cellosolve acetate 561 parts to obtain a polyurethane resin (c). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (c) was 41000, the acid value was 11 eq / ton, and Tm was 55 ° C.
ポリウレタン樹脂(d)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部、ポリエステルポリオール(D)1000部をシクロヘキサノン1448部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート172部を添加後、2時間反応を行った。その後、触媒としてジブチルチンジラウレート0.3部を添加し、80℃で4時間反応させた。ついで、シクロヘキサノン833部、ソルベッソ150:4235部で溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(d)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(d)の数平均分子量は44000、酸価21eq/ton、Tmは72℃であった。Synthesis of Polyurethane Resin (d) 1000 parts of polyester polyol (B) and 1000 parts of polyester polyol (D) of Synthesis Example were dissolved in 1448 parts of cyclohexanone at 80 ° C. in a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer. Next, after adding 172 parts of diphenylmethane diisocyanate, the reaction was carried out for 2 hours. Thereafter, 0.3 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst and reacted at 80 ° C. for 4 hours. Subsequently, the solution was diluted with 833 parts of cyclohexanone and 150: 4235 parts of Solvesso to obtain a polyurethane resin (d). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (d) was 44000, the acid value was 21 eq / ton, and Tm was 72 ° C.
ポリウレタン樹脂(e)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部、ポリエステルポリオール(E)1000部をエチルカルビトールアセテート1085部、ブチルセロソルブアセテート363部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート172部を添加後、2時間反応を行った。その後、触媒としてジブチルチンジラウレート0.3部を添加し、80℃で4時間反応させた。ついで、シクロヘキサノン2281部、エチルカルビトールアセテート2090部、ブチルセロソルブアセテート697部で溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(e)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(e)の数平均分子量は45000、酸価19eq/ton、Tmは25℃であった。Synthesis of polyurethane resin (e) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 1000 parts of polyester polyol (B) and 1000 parts of polyester polyol (E) in the synthesis example were added to 1085 parts of ethyl carbitol acetate and 363 parts of butyl cellosolve acetate. Dissolved at 80 ° C. Next, after adding 172 parts of diphenylmethane diisocyanate, the reaction was carried out for 2 hours. Thereafter, 0.3 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst and reacted at 80 ° C. for 4 hours. Subsequently, the solution was diluted with 2281 parts of cyclohexanone, 2090 parts of ethyl carbitol acetate and 697 parts of butyl cellosolve acetate to obtain a polyurethane resin (e). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (e) was 45000, the acid value was 19 eq / ton, and Tm was 25 ° C.
ポリウレタン樹脂(f)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B):1000部をエチルカルビトールアセテート630部、ブチルセロソルブアセテート210部に80℃で溶解した。次いでジフェニルメタンジイソシアネート250部を添加後、2時間反応を行った。その後、シクロヘキサノン2010部、プラクセル240(ダイセル化学社製、融点59℃、数平均分子量4000)1600部を加え80℃、2時間反応を行った後、ジアミノジフェニルメタンを18部加え反応を継続した。2時間後、触媒としてジブチルチンジラウレート0.3部を添加し、さらに80℃で4時間反応させた。ついで、シクロヘキサノン990部、ソルベッソ150:5710部で溶液を希釈し、ポリウレタン樹脂(f)を得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.1(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(f)の数平均分子量は45000、酸価12eq/ton、Tmは46℃、ウレア結合量は70eq/tonであった。Synthesis of Polyurethane Resin (f) 1000 parts of Polyester Polyol (B) of Synthesis Example was dissolved in 630 parts of ethyl carbitol acetate and 210 parts of butyl cellosolve acetate at 80 ° C. in a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer. Subsequently, after adding 250 parts of diphenylmethane diisocyanate, the reaction was carried out for 2 hours. Thereafter, 2010 parts of cyclohexanone and 1600 parts of Plaxel 240 (manufactured by Daicel Chemical Industries, melting point 59 ° C., number average molecular weight 4000) were added and reacted at 80 ° C. for 2 hours, and then 18 parts of diaminodiphenylmethane was added and the reaction was continued. Two hours later, 0.3 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst, and the mixture was further reacted at 80 ° C. for 4 hours. Subsequently, the solution was diluted with 990 parts of cyclohexanone and 150: 5710 parts of Solvesso to obtain a polyurethane resin (f). The resulting polyurethane resin solution had a solid content concentration of 25.1 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (f) was 45000, the acid value was 12 eq / ton, the Tm was 46 ° C., and the urea bond amount was 70 eq / ton.
ポリウレタン樹脂(g)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器中に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部、非晶性共重合ポリエステルジオールであるODX688(大日本インキ(株)製)1500部、鎖延長剤としての1,6−ヘキサンジオール50部、ネオペンチルグリコール150部、溶剤としてエチルカルビトールアセテート2750部、ブチルセロソルブアセテート920部を仕込み、80℃で溶解した。次いで、ジフェニルメタンジイイソシアネート(MDI)760部を添加し、1時間反応を継続した後、ジブチルチンジラウレート0.8部を仕込みさらに80℃で4時間反応させた。その後、エチルカルビトールアセテート5030部、ブチルセロソルブアセテート1670部を加えて希釈し、ポリウレタン樹脂(g)得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(g)数平均分子量は42000、酸価10eq/ton、Tg−12℃であった。Synthesis of polyurethane resin (g) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 1000 parts of polyester polyol (B) of synthesis example, ODX688 which is an amorphous copolymerized polyester diol (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) 1500 parts, 50 parts of 1,6-hexanediol as a chain extender, 150 parts of neopentyl glycol, 2750 parts of ethyl carbitol acetate and 920 parts of butyl cellosolve acetate as solvents were charged and dissolved at 80 ° C. Subsequently, 760 parts of diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added and the reaction was continued for 1 hour. Then, 0.8 part of dibutyltin dilaurate was added and further reacted at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, 5030 parts of ethyl carbitol acetate and 1670 parts of butyl cellosolve acetate were added and diluted to obtain a polyurethane resin (g). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (g) was 42000, the acid value was 10 eq / ton, and Tg-12 ° C.
ポリウレタン樹脂(h)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(A)1000部、プラクセル220(ダイセル化学社製、融点55℃、数平均分子量2000)を20部、エチルカルビトールアセテート570部、ブチルセロソルブアセテートを190部投入し、80℃で溶解した。次いで、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)120部を添加し、1時間反応を継続した後、ジブチルチンジラウレート0.2部を仕込みさらに80℃で4時間反応させた。その後、シクロヘキサノン1196部、エチルカルビトールアセテート1096部、ブチルセロソルブアセテートを365部を加えて希釈し、ポリウレタン樹脂(h)得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(h)の数平均分子量は40000、酸価10eq/ton、Tg25℃であった。Synthesis of polyurethane resin (h) 20 parts of polyester polyol (A) 1000 parts of synthesis example and Plaxel 220 (manufactured by Daicel Chemical Industries, melting point 55 ° C., number average molecular weight 2000) in a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer Then, 570 parts of ethyl carbitol acetate and 190 parts of butyl cellosolve acetate were added and dissolved at 80 ° C. Next, 120 parts of diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added and the reaction was continued for 1 hour. Then, 0.2 parts of dibutyltin dilaurate was added and the reaction was further carried out at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, 1196 parts of cyclohexanone, 1096 parts of ethyl carbitol acetate and 365 parts of butyl cellosolve acetate were added and diluted to obtain a polyurethane resin (h). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (h) was 40000, the acid value was 10 eq / ton, and Tg was 25 ° C.
ポリウレタン樹脂(i)の合成
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に合成例のポリエステルポリオール(B)1000部、プラクセル210(ダイセル化学社製、融点47℃、数平均分子量1000)を900部、エチルカルビトールアセテート1680部、ブチルセロソルブアセテートを560部投入し、80℃で溶解した。次いで、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)340部を添加し、1時間反応を継続した後、ジブチルチンジラウレート0.3部を仕込みさらに80℃で4時間反応させた。その後、シクロヘキサノン2350部、ソルベッソ150:2130部を加えて希釈し、ポリウレタン樹脂(i)得た。得られたポリウレタン樹脂溶液の固形分濃度は25.0(重量%)であった。ポリウレタン樹脂(i)の数平均分子量は36000、酸価12eq/ton、Tg−5℃であった。Synthesis of polyurethane resin (i) In a reaction vessel equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 1000 parts of polyester polyol (B) of the synthesis example and 900 parts of Plaxel 210 (manufactured by Daicel Chemical Industries, melting point 47 ° C., number average molecular weight 1000) Then, 1680 parts of ethyl carbitol acetate and 560 parts of butyl cellosolve acetate were added and dissolved at 80 ° C. Next, after adding 340 parts of diphenylmethane diisocyanate (MDI) and continuing the reaction for 1 hour, 0.3 part of dibutyltin dilaurate was added and further reacted at 80 ° C. for 4 hours. Thereafter, 2350 parts of cyclohexanone and 150: 2130 parts of Solvesso were added for dilution to obtain a polyurethane resin (i). The solid content concentration of the obtained polyurethane resin solution was 25.0 (% by weight). The number average molecular weight of the polyurethane resin (i) was 36000, the acid value was 12 eq / ton, and Tg-5 ° C.
上記ポリウレタン樹脂(a)〜(i)の物性をまとめたものを表2に示す。 Table 2 summarizes the physical properties of the polyurethane resins (a) to (i).
実施例1
導電性微粒子としてMC0520(日本カーボン(株)製)150部、樹脂として上記で合成したポリウレタン樹脂溶液(a)(溶剤組成(質量)比:エチルカルビトールアセテート/ブチルセロソルブアセテート/シクロヘキサノン/ソルベッソ150=6/2/35/57)400部(固形分25%)、レベリング剤としてのBYK−354(ビックケミー・ジャパン(株))6.0部を添加し、さらにソルベッソ150を加え、充分プレミックスした。次いで、チルド3本ロールで3回分散して、導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストは、やや黒色で良好な粘性であった。比抵抗は6.6Ω・cm、PTC特性は8.5倍と良好で、リターン特性、高温時の抵抗値安定性、貯蔵安定性といずれも良好であった。Example 1
150 parts of MC0520 (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) as conductive fine particles, polyurethane resin solution (a) synthesized above as a resin (solvent composition (mass) ratio: ethyl carbitol acetate / butyl cellosolve acetate / cyclohexanone / solvesso 150 = 6 / 2/35/57) 400 parts (solid content 25%), 6.0 parts BYK-354 (Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a leveling agent were added, and Solvesso 150 was further added, followed by sufficient premixing. Subsequently, it disperse | distributed 3 times with the chilled 3 rolls, and the electrically conductive paste was obtained. The obtained conductive paste was slightly black and had a good viscosity. The specific resistance was 6.6 Ω · cm, the PTC characteristic was 8.5 times as good, and the return characteristic, resistance value stability at high temperature, and storage stability were all good.
実施例2〜9
実施例1と同様に評価した。結果を表3に示す。いずれのペーストも良好なPTC特性、リターン特性、高温時での抵抗値安定性、貯蔵安定性を示したExamples 2-9
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. All pastes showed good PTC characteristics, return characteristics, resistance value stability at high temperature, and storage stability.
表3、表4における数字は以下の意味である。
1)有機樹脂:EVA、市販の酢酸ビニル含有量30モル%のエチレンビニルアセテートをそのまま使用した。
2)カーボンa:MC0520(球状カーボン(平均粒子径5μm、真球度95))(日本カーボン社製)
3)カーボンb:MC1020(球状カーボン(平均粒子径10μm、真球度93))(日本カーボン社製)
4)カーボンc:#4500(導電性カーボン(平均粒子径0.04μm))(東海カーボン社製)
5)添加剤a:LMS100(粒子径6μm)(富士タルク社製)
6)添加剤b:サイロホービック603(粒子径6.7μm)(富士シリシア社製)
7)添加剤c:ステアリン酸ナトリウム(日本油脂社製)
8)添加剤d:プラクセル240(ポリカプロラクトンジオール(数平均分子量4000))(ダイセル化学社製)
9)添加剤e:カルボジライトV−07(日清紡社製)
10)レベリング剤:BYK−354(ビックケミー・ジャパン社製)
11)ECA:エチルカルビトールアセテート
12)BCA:ブチルセロソルブアセテートThe numbers in Tables 3 and 4 have the following meanings.
1) Organic resin: EVA, commercially available ethylene vinyl acetate having a vinyl acetate content of 30 mol% was used as it was.
2) Carbon a: MC0520 (spherical carbon (average particle diameter 5 μm, sphericity 95)) (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.)
3) Carbon b: MC1020 (spherical carbon (average particle diameter 10 μm, sphericity 93)) (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.)
4) Carbon c: # 4500 (conductive carbon (average particle size 0.04 μm)) (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
5) Additive a: LMS100 (particle size 6 μm) (Fujitalc)
6) Additive b: Silo Hovic 603 (particle diameter 6.7 μm) (manufactured by Fuji Silysia)
7) Additive c: Sodium stearate (manufactured by NOF Corporation)
8) Additive d: Plaxel 240 (polycaprolactone diol (number average molecular weight 4000)) (manufactured by Daicel Chemical Industries)
9) Additive e: Carbodilite V-07 (Nisshinbo Co., Ltd.)
10) Leveling agent: BYK-354 (by Big Chemie Japan)
11) ECA: Ethyl carbitol acetate 12) BCA: Butyl cellosolve acetate
比較例1
導電性微粒子としてMC0520(日本カーボン(株)製)150部、樹脂として上記で合成したポリウレタン樹脂溶液(d)(溶剤組成(質量)比:エチルカルビトールアセテート/ブチルセロソルブアセテート=75/25)400部(固形分25%)、レベリング剤としてのBYK−354(ビックケミー・ジャパン(株))6.0部を添加し、さらにエチルカルビトールアセテート75部、ブチルセロソルブアセテート25部を加え、充分プレミックスした。次いで、チルド3本ロールで3回分散して、導電性ペーストを得た。得られた導電性ペーストは、やや黒色で良好な粘性であった。比抵抗は4.8Ω・cmであった。PTC特性は2.7倍と不良であった。Comparative Example 1
150 parts of MC0520 (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) as conductive fine particles, 400 parts of the polyurethane resin solution (d) synthesized above as a resin (solvent composition (mass) ratio: ethyl carbitol acetate / butyl cellosolve acetate = 75/25) (Solid content 25%), 6.0 parts of BYK-354 (Big Chemie Japan Co., Ltd.) as a leveling agent were added, 75 parts of ethyl carbitol acetate and 25 parts of butyl cellosolve acetate were added, and the mixture was sufficiently premixed. Subsequently, it disperse | distributed 3 times with the chilled 3 rolls, and the electrically conductive paste was obtained. The obtained conductive paste was slightly black and had a good viscosity. The specific resistance was 4.8 Ω · cm. The PTC characteristic was as bad as 2.7 times.
比較例2〜7
比較例1と同様に評価した。結果を表3に示す。PTC特性、リターン特性、貯蔵安定性等、実施例よりも優れた性能を満たすものはなかった。Comparative Examples 2-7
Evaluation was performed in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in Table 3. None of the PTC characteristics, return characteristics, storage stability, and the like satisfied the performance superior to the examples.
本発明の導電性ペーストは極めて良好なPTC特性を有し、さらには導電性、リターン特性、高温時の抵抗安定性などの良好な面状発熱体を提供する。
The conductive paste of the present invention has extremely good PTC characteristics, and further provides a planar heating element having good conductivity, return characteristics, resistance stability at high temperatures, and the like.
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