导电性粒子、其制造方法、含有其的导电性树脂组合物及导电性涂布物的制作方法_2

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例如在涂布于基 材上而构成涂布物的情况下,有时损害涂布物的表面的平滑性。需要说明的是,本发明中所 谓平均粒径,是指基于通过激光衍射法等公知的粒度分布测定法所测得的粒度分布,算出 其体积平均值而求出的体积平均粒径。
[0049] 另外,在上述导电性粒子中,被覆芯粒子的金属被膜的量在导电性粒子中优选为1 质量%以上且80质量%以下,更优选为10质量%以上且60质量%以下。在导电性粒子中, 被覆芯粒子的金属被膜的量在导电性粒子中小于1质量%时,由于金属被膜变得过薄而无 法充分提高导电性粒子的导电性,故不优选,金属被膜的量在上述导电性粒子中超过80质 量%时,因金属被膜所产生的金属量变得过多而使成本变高,因而不优选。需要说明的是, 被覆芯粒子的表面的金属被膜在导电性粒子中的质量%(金属被膜在导电性粒子中所占 的量)可基于能够测定金属质量的公知方法、例如原子吸光光度法来测定。
[0050] 另外,从设计性的观点出发,上述导电性粒子优选具有至少30以上的I;值,更优 选具有40以上的L*值,进一步优选具有60以上的L值。所谓L*值,是指CIE1976LW色 空间(CIELAB)的CIE1976亮度,数值越大,表示色调越明亮,JISZ8729所示的I;值与此对 应。需要说明的是,测色用光源使用JISZ8720中规定的辅助光源C。
[0051] 需要说明的是,本发明的导电性粒子也可含有不可避免的杂质,另外,只要可发挥 出本发明的效果,则也可含有其他任意成分。
[0052]〈芯粒子〉
[0053] 芯粒子是形成本发明的导电性粒子的芯的粒子,其含有A1。具体而言,芯粒子可 仅由Al构成,也可为铝合金。作为铝合金,可举出包含作为主金属的Al及选自硅(Si)、镁 (Mg)、过渡金属中的至少1种以上的合金等。特别是从工业上生产的容易性、获取的容易性 的观点出发,优选芯粒子仅由Al构成。
[0054] 上述芯粒子的形状并无特别限制,可举出球形状、椭圆形状、扁平形状(片状)、萌 芦形状、多面体形状等各种形状。特别是从因比表面积小而容易镀敷的观点出发,优选为球 形状。另外,球形状的芯粒子还具有由于通过不活泼气体喷雾法或氮气喷雾法容易制造而 容易获取的优点。
[0055] 另外,上述芯粒子的平均粒径优选为0.Iym以上且50ym以下。在平均粒径小于 0.Iym时,其制造困难,随着粒子变得容易凝聚,其操作性下降,故不实用。另外,对于平均 粒径超过50ym的情况而言,在配合至树脂中时有产生不均匀分散、掩蔽力下降等问题的 可能,从这方面考虑而不优选。
[0056] 作为这样的芯粒子,例如可使用通过公知的雾化法、破碎法、旋转圆盘法、旋转电 极法、空蚀法、旋喷熔炼法等而获得的粉末。另外,也可使用通过物理加工使通过这些方法 而获得的粉末变形为扁平状的粒子。特别是从制造成本、均匀性的观点出发,优选使用通过 雾化法获得的粉末作为芯粒子。
[0057] 需要说明的是,本发明的芯粒子也可含有不可避免的杂质,另外,只要可发挥出本 发明的效果,则构成芯粒子的Al或Al合金的纯度(%)并无特别限制,从导电性的观点出 发,优选为92. 5%以上。
[0058]〈金属被膜〉
[0059] 金属被膜被覆上述芯粒子的表面的80%以上(优选为85%以上),具有比芯粒子 高的导电性。优选该金属被膜含有选自由Au、Ag、Cu、Ni、Pt、Pd、Sn、Zn、Co、Cr及它们的合 金构成的组中的至少I种以上。从操作性、试样制备的容易性的观点出发,优选金属被膜包 含1种金属。特别是从导电性及成本的观点出发,优选包含Ag的金属被膜。
[0060] 另外,上述金属被膜的膜厚优选为IOnm以上且350nm以下。另外,在芯粒子的形状 为球状的情况下,上述金属被膜的膜厚优选为30nm以上且IOOnm以下,进一步优选为50nm 以上且IOOnm以下,在芯粒子的形状为片状的情况下,上述金属被膜的膜厚优选为IOnm以 上且IOOnm以下。在金属被膜的膜厚小于IOnm的情况下,导电性粒子无法具有充分高的导 电性,若金属被膜的膜厚超过350nm,则在粒子变得容易凝聚的方面考虑而不优选。在金属 被月旲的I旲厚为50nm以上的情况下,可进一步提尚被覆率。
[0061] 需要说明的是,金属被膜的膜厚例如可通过如下方式求出:利用扫描型电子显微 镜观察任意的20个导电性粒子的剖面,对各粒子测定金属被膜的5个位置的厚度,求出其 算术平均值,将此算术平均值作为平均厚度。
[0062] 需要说明的是,本发明的金属被膜也可含有不可避免的杂质。另外,只要可发挥出 本发明的效果,则构成金属被膜的金属的纯度并无特别限制,从导电性及塑性加工性的观 点出发,上述纯度优选为92. 5%以上。
[0063] 如以上所详述的那样,本发明的导电性粒子既可发挥廉价且比重较小的芯粒子的 上述优点,又具有充分高的导电性。另外,由于在表面露出的Al的部分较少,因此可抑制腐 蚀的产生、发展,结果可充分地维持导电性。因此,本发明的导电性粒子显示出导电性优异 的极有利的效果。
[0064]《导电性树脂组合物》
[0065] 本发明还涉及含有上述导电性粒子作为导电材的导电性树脂组合物。本发明的导 电性粒子能解决上述技术问题,含有该导电性粒子作为导电材的导电性树脂组合物可继承 上述导电性粒子的效果。即,根据本发明的导电性组合物,可抑制导电性树脂组合物中的导 电性粒子的沉降,因此结果可具有高的操作性。另外,本发明的导电性树脂组合物可具有高 的导电性,另外,不仅可维持其导电性,而且可廉价地提供。
[0066]具体而言,上述导电性树脂组合物是使上述导电性粒子分散于树脂中而成的组合 物,可举出导电性糊剂、导电性涂料、导电性粘接剂、导电性墨液、导电性薄膜等。这样的导 电性树脂组合物例如可通过将上述导电性粒子捏合至树脂中而制造。
[0067]上述树脂可使用在该种用途所使用的以往公知的树脂,例如可举出热固化型丙烯 酸类树脂/密胺树脂、热固化型丙烯酸类树脂/乙酸丁酸纤维素(CAB)/密胺树脂、热固化 型聚酯(醇酸)树脂/密胺树脂、热固化型聚酯(醇酸)/CAB/密胺树脂、异氰酸酯固化型 聚氨酯树脂/常温固化型丙烯酸类树脂、水稀释型丙烯酸类乳化液/密胺树脂等。
[0068] 需要说明的是,导电性树脂组合物中的导电性粒子的含量因用途而异,因此并无 特别限定,优选例如相对于树脂100质量份而设为10质量份以上且100质量份以下。在小 于10质量份时,存在导电性树脂组合物的导电性变得不充分的情形,在超过100质量份时, 有时因导电性树脂组合物中的导电性粒子的量过多,而使操作性下降。另外,上述导电性组 合物也可含有树脂及导电性粒子以外的任意的成分。作为任意的成分,例如可举出:玻璃 料、金属醇盐、粘度调整剂、表面调整剂。
[0069]《导电性涂布物》
[0070] 本发明还涉及一种在基体上具有由上述导电性树脂组合物所形成的涂膜的涂布 物。如上所述,本发明的导电性树脂组合物是能继承本发明的导电性粒子的效果的物质,因 此,在基体上具有由该导电性树脂组合物所形成的涂膜的涂布物也能继承本发明的导电性 粒子的效果。
[0071] 关于上述导电性涂布物,具体而言,可举出导电性涂膜、电极、布线、电路、导电性 接合结构、导电性粘合带等。涂膜的形状及厚度也无特别限制,可根据其用途而采用所需的 厚度。
[0072] 关于上述基体,可为金属、塑胶等有机物、陶瓷、玻璃等无机物、纸及木材等,其原 材没有特别限定。
[0073] 需要说明的是,将本发明的导电性组合物涂布在基体上的方法没有特别限定,可 采用以往公知的涂布方法,可采用任何方法。
[0074]《导电性粒子的制造方法》
[0075] 本发明的导电性粒子的制造方法包括如下工序:在含有机溶剂及水溶剂的混合溶 剂中添加含有Al的芯粒子的工序;在含有芯粒子的混合溶剂中添加蚀刻剂而对芯粒子进 行蚀刻的工序;及在混合溶剂中进一步添加金属盐及还原剂而在经蚀刻的芯粒子的表面, 形成具有比芯粒子高的导电性的金属被膜的工序。以下,对本发明的各工序进行详述。
[0076]〈添加工序〉
[0077] 本工序是在包含有机溶剂及水溶剂的混合溶剂中添加含有Al的芯粒子的工序。
[0078] 通过本工序,可使成为导电性粒子的芯的芯粒子,预先在成为用于进行镀敷处理 的反应溶液的混合溶剂中分散。
[0079] 另外,有时含有Al的芯粒子附着有油脂等污垢,在该情况下,从前必须在利用仅 由水溶剂构成的反应液进行处理之前进行芯粒子的脱脂、清洗等前处理。但与此相对的是, 本发明中,由于在包含有机溶剂及水溶剂的混合溶剂中添加芯粒子,因此芯粒子所附着的 油脂等污垢会通过有机溶剂而从芯粒子的表面被去除。因此,根据本发明,可省略以往必须 的前处理,因此可降低制造成本。
[0080] 本工序中,优选搅拌混合溶剂。由此,可使上述芯粒子更均匀地分散至混合溶剂 中,因此可有效率且稳定地进行后续的各工序中的各处理。搅拌方法可使用公知的任一种 方法,例如可使用喷射搅拌机、高剪切力混合机等搅拌机或超声波。另外,通过组合这些手 段,可在短时间内进行更均匀的分散。
[0081]需要说明的是,关于芯粒子的优选的构成、例如组成、形状、制造方法等,与上述导 电性粒子的芯粒子相同,因此不再赘述。
[0082] 上述混合溶剂包含有机溶剂及水溶剂,只要不妨碍后续各工序中的蚀刻反应及镀 敷反应,则也可含有其他成分、例如离子性液体等。其中,从制造成本的观点出发,优选为仅 由有机溶剂及水溶剂构成。
[0083]上述有机溶剂没有特别限定,优选为与水的亲和性高的有机溶剂,特别是,更优选 含有醇系溶剂、二醇醚系溶剂及酮系溶剂中的至少1种以上。以往,在水溶剂中添加包含Al 的粒子作为芯粒子的情况下,由于伴有Al与水剧烈反应的不必要的反应,因此存在难以控 制后续工序中的反应的问题。与此相对的是,本工序中,由于芯粒子添加至包含有机溶剂及 水溶剂的混合溶剂,因此可抑制如以往的上述不必要的反应。另外,在使用与水的亲和性高 的有机溶剂作为有机溶剂的情况下,这些有机溶剂由于具有极性,因此对水溶剂具有高于 其他有机溶剂的混合性(亲和性),因此含有这些有机溶剂和水溶剂的混合溶剂难以分离, 易于保持混合状态。因此,可稳定地进行后续各工序中的各种处理。
[0084]作为优选的醇系溶剂,可举出甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、叔丁醇、正丁醇、异丁 醇。作为优选的二醇醚系溶剂,可举出乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚、二丙二 醇单甲醚。作为优选的酮系溶剂,可举出丙酮、甲基乙基酮。需要说明的是,水溶剂没有特 别限制,可使用工业用水、纯化水、离子交换水、超纯水等中的任一种水,从能抑制金属离子 与水溶剂中的离子形成沉降物的观点
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