导电性材料和使用其的转换器制造技术

本发明专利技术的导电性材料具有玻璃化转变温度(Tg)为25℃以下的聚合物和包含金属纳米线的金属填料，具备在该聚合物中分散有多个该金属纳米线聚集而形成的线束部的结构。本发明专利技术的导电性材料具有多个金属纳米线集合而成的线束部。因此，拉伸性优异，且拉伸时电阻也不易增加。本发明专利技术的转换器具备弹性体制的电介质层、夹设该电介质层配置的多个电极和与多个该电极分别连接的布线，该电极和该布线的至少一者由该导电性材料形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及包含金属纳米线的柔软的导电性材料和将其作为布线等的材料使用 的转换器。
技术介绍
利用弹性体等高分子材料开发了柔软性高、小型且轻量的转换器。此种转换器例 如通过在电极之间安装弹性体制的电介质层而构成。使电极之间的施加电压变化时，电介 质层伸缩。因此，柔软的转换器中，对于电极、布线，为了能够追随电介质层的变形而也要求 伸缩性。作为能够伸缩的导电性材料，例如专利文献1、2中公开了在弹性体中分散有薄片 状、纤维状等金属填料的导电膜。另一方面，如专利文献3~5中所公开那样，作为显示器、触 摸面板等的透明电极，使用了包含金属纳米线的透明导电膜。金属纳米线的导电性高，因此 适合作为导电材。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2012-138260号公报 专利文献2:日本特开2010-153364号公报 专利文献3:日本特开2009-140788号公报 [000引专利文献4:国际公开第2009/107694号 专利文献5:日本特开2011-70968号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 对于伴随着转换器等的变形的电子部件中使用的电极、布线，在追随变形而能够 伸缩的基础上，还要求拉伸时电阻的变化小。如果W往的薄片状的金属填料与长径比小的 球状的金属填料相比，则填料彼此容易接触。因此，变形较小的情况下，即使进行拉伸也可 W确保所期望的导电性。然而，变形变大时，现状是由于拉伸而基于金属填料的导电通路被 切断、无法确保所期望的导电性。也考虑了增大金属填料的长径比、增多填料彼此的接触点 运样的手法，但现状中，减薄金属填料的厚度存在限度，难W通过进一步的薄片化而增大长 径比。 运一点，上述专利文献3~5中公开的金属纳米线具有较大的长径比。然而，金属纳 米线容易聚集。例如，银纳米线的制造中，作为银纳米线的生长方向控制剂，使用了聚乙締 化咯烧酬(PVP)等亲水性高分子。生长方向控制剂附着于银颗粒的表面而使银颗粒沿单方 向生长。因此，在制造的银纳米线的表面附着了聚乙締化咯烧酬。聚乙締化咯烧酬为亲水 性，因此，与疏水性的聚合物的相容性低。因此，将附着有聚乙締化咯烧酬的银纳米线配混 于聚合物时，银纳米线聚集而缠绕，形成大的聚集块。上述情况下，聚集块的导电区域被聚 合物的非导电区域切断，因此，无法在聚合物中形成充分的导电通路。由此，难W得到所期 望的导电性，进行拉伸时电阻会大幅增加。另外，拉伸时，在聚集块与聚合物的界面容易产 生裂纹，因此，材料容易被破坏。另一方面，从银纳米线中完全去除生长方向控制剂等，使银 纳米线W单独的状态分散在聚合物中时，银纳米线彼此的接触点会变少。因此，有在拉伸时 导致电阻增加的担屯、。 本专利技术是鉴于运样的实际情况而作出的，课题在于，提供包含金属纳米线的、拉伸 性优异、且拉伸时电阻也不易增加的导电性材料。另外，课题在于，通过将运样的导电性材 料用于电极、布线的材料，提供性能不易降低且耐久性优异的转换器。 用于解决问题的方案 (1)为了解决上述课题，本专利技术的导电性材料的特征在于，其具有玻璃化转变溫度 (Tg)为25°CW下的聚合物和包含金属纳米线的金属填料，具备在该聚合物中分散有多个该 金属纳米线聚集而形成的线束部的结构。 本专利技术的导电性材料中，金属纳米线不是一个一个单独分散而是多个金属纳米线 集合而成的线束部分散。因此，与单独分散的情况相比，金属纳米线彼此的接触点变多。因 此，即使较大地拉伸，基于金属纳米线的导电通路也难W被切断，可W确保导电性。另外，与 金属纳米线聚集而形成大的聚集块的情况不同，线束部的大小较小，且大量线束部在聚合 物中W比较邻近的方式存在。因此，可W在聚合物中确实地形成导电通路，即使较大地拉 伸，电阻也不易增加。另外，拉伸时不易产生裂纹，因此即使重复拉伸也不易破坏导电性材 料。 如此，本专利技术的导电性材料中，使金属纳米线适当地聚集并分散。由此，可W体现 出即使较大地拉伸电阻也不易增加运样W往没有的特性。另外，本专利技术的导电性材料中，Tg 为25°CW下的聚合物为母材。因此，本专利技术的导电性材料是柔软的。需要说明的是，本专利技术 的导电性材料也可W具有不形成线束而单独存在的金属纳米线。另外，也可W具有除了金 属纳米线W外的金属填料。 (2)本专利技术的转换器的特征在于，具备:弹性体制的电介质层、夹设该电介质层配 置的多个电极和与多个该电极分别连接的布线，该电极和该布线的至少一者由上述本专利技术 的导电性材料形成。 转换器中包括:进行机械能和电能的转化的驱动器、传感器、发电元件等、或进行 音能和电能的转化的扬声器、麦克风等。根据本专利技术的转换器，电极和布线的至少一者由上 述本专利技术的导电性材料形成。因此，电介质层变形时，电极、布线追随该变形而伸缩。因此， 根据本专利技术的转换器，电介质层的动作不易受电极、布线限制。另外，由本专利技术的导电性材 料形成的电极、布线具有高导电性，拉伸时电阻也不易增加。因此，本专利技术的转换器不易产 生由电极、布线而导致的性能降低。因此，本专利技术的转换器的耐久性优异。【附图说明】 图1为本专利技术的转换器的一个实施方式即静电容量型传感器的俯视图。 图2为图1的ΙΙ-Π 截面图。 图3为实施例1的导电膜的截面的SEM照片(倍率2万倍）。 图4为实施例2的导电膜的截面的SEM照片(倍率2万倍）。 图5为比较例1的导电膜的截面的SEM照片(倍率2万倍）。[002引图6为比较例2的导电膜的截面的SEM照片(倍率8千倍）。 附图标记说明 2:静电容量型传感器(转换器）、 20:电介质层、21a、2化：电极、 22a、22b:布线、 23a、23b:保护膜、 24:连接器。【具体实施方式】 W下，对本专利技术的导电性材料和转换器的实施方式进行说明。需要说明的是，本发 明的导电性材料和转换器不限定于W下方式，在不脱离本专利技术的要旨的范围内，可本 领域技术人员能够进行的变更、改良等的各种方式来实施。 <导电性材料> 本专利技术的导电性材料具有玻璃化转变溫度(Tg)为25°CW下的聚合物和包含金属 纳米线的金属填料，具备在该聚合物中分散有多个该金属纳米线聚集而形成的线束部的结 构。 作为本专利技术的导电性材料的聚合物，考虑柔软性，使用Tg为25°CW下的聚合物。Tg 变低时，结晶性降低，因此，聚合物的柔软性提高。因此，使用Tg为5°CW下的聚合物时是更 优选的。作为本说明书的Tg，采用依据JIS K712U1987)测定的中间点玻璃化转变溫度。 作为聚合物，可W单独使用一种或混合巧巾W上使用。例如可W举出：丙締酸类橡 胶、聚氨醋橡胶、娃橡胶、下基橡胶、下二締橡胶、环氧乙烧-环氧氯丙烷共聚物、腊橡胶、氨 化腊橡胶、氯下橡胶、天然橡胶、异戊二締橡胶、苯乙締-下二締橡胶、乙締-丙締二締共聚物 化PDM)、娃橡胶、聚醋树脂、聚醋聚氨醋树脂等。其中，丙締酸类橡胶的结晶性低、分子间力 弱，因此与其他橡胶相比，Tg低。因此，柔软且伸长率良好。另外，构成转换器时，与腊橡胶制 的电介质层的粘合性优异，离子性杂质少。由此，将本专利技术的导电性材料作为转换器的电 极、布线材料使用时，丙締酸类橡胶是优选的。另外，聚醋树脂、聚醋聚氨醋树脂中，Tg低时， 比断裂强度高来说，断裂伸长率大。因此，聚醋树脂、聚醋聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性材料，其特征在于，具有玻璃化转变温度(Tg)为25℃以下的聚合物和包含金属纳米线的金属填料，具备在该聚合物中分散有多个该金属纳米线聚集而形成的线束部的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口祐太朗，吉川均，鸟原英嗣，辻正治，高原淳，
申请(专利权)人：住友理工株式会社，国立大学法人九州大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP