柔性導電材料、及使用其的換能器、撓性電路板、電磁波屏蔽體制造技術

本發明專利技術提供一種柔性導電材料、及使用其的換能器、撓性電路板、電磁波屏蔽體。柔性導電材料包括彈性體、充填于該彈性體中的導電劑、固定于該彈性體中且能夠吸附離子性物質的吸附劑。采用該柔性導電材料，離子化后的雜質不易向介質膜等被粘物移動。由此，施加有電壓時的泄漏電流變小。因此，通過由該柔性導電材料形成電極或布線，能夠實現泄漏電流較小且耐久性優異的換能器及撓性電路板。并且，使用該柔性導電材料，能夠實現泄漏電流較小的電磁波屏蔽體。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種適合于可伸縮的電極、布線等的柔性導電材料、及使用該柔性導電材料的換能器、撓性電路板、電磁波屏蔽體。
技術介紹
現在，正利用介電彈性體等高分子材料進行柔軟性高、小型且輕量的換能器的開發。作為換能器的一個實例，可列舉出在彈性體制的介質膜的表里兩面配置一對電極而構成致動器(例如參照專利文獻1、2)。在這種致動器中，若增大施加于電極間的施加電壓，則電極間的靜電引力變大。由此，夾于電極間的介質膜沿厚度方向被壓縮，介質膜的厚度變薄。若膜厚變薄，則相應地介質膜在平行于電極表面的方向伸長。另一方面，若減小施加于 電極間的施加電壓，則電極間的靜電引力變小。由此，對介質膜的沿厚度方向的壓縮力變小，在介質膜的彈性恢復力的作用下膜厚變厚。若膜厚變厚，則相應地介質膜在平行于電極表面的方向收縮。這樣，致動器通過與施加電壓的大小相對應的介質膜的伸長、收縮來對驅動對象構件進行驅動。在致動器中，電極被固定于介質膜的表里兩面。因此，要求電極能夠與介質膜的變形相應地伸縮，并且不影響介質膜的伸長、收縮。專利文獻I :日本特表2003-506858號公報專利文獻2 日本特開2009-296703號公報例如，如專利文獻2所述，可伸縮的電極能夠由在彈性體中混合炭黑等導電劑而得到的柔性導電材料來形成。然而，在使用彈性體的情況下，彈性體中的雜質成為問題。例如，在硫化交聯的情況下，在交聯后的彈性體的中，大多殘存未反應的硫、硫化促進劑等、及硫、硫化促進劑等的分解產物(反應殘渣)。并且，在作為原料的橡膠聚合物中也含有在聚合反應時添加的引發劑、乳化劑、鏈轉移劑等反應殘渣。這些反應殘渣為彈性體中的雜質。因此，由含有上述彈性體的柔性導電材料在介質膜的表面上形成了電極的情況下，電極(柔性導電材料)中的雜質可能會被離子化而移動到介質膜。并且，在將金屬粉末(例如銀粉末)用作了導電劑的情況下，離子化后的銀(Ag+)可能會移動到介質膜而作為銀析出(遷移)。并且，在與柔性導電材料接觸的構件(介質膜等)中含有的雜質在移動到柔性導電材料后，也可能會再次移動到該構件。作為這種雜質例如可列舉出用作交聯促進劑的二甲基二硫代氨基甲酸的鋅鹽、鐵鹽、2-巰基苯并噻唑(mercaptobenzothiazole)的鈉鹽、鋅鹽，用作增塑劑、阻燃劑的磷酸三甲苯酯(tricresylphosphate)等有機磷酸化合物的水解產物、源自表面活性劑的季銨鹽、其他微量含有的各種金屬離子(Na+、K+、Mg2+)等。這樣，也不能忽視與柔性導電材料接觸的構件中所含有的雜質的影響。根據本專利技術人的研究，確認了 當將交聯前的柔性導電材料同樣地涂布于交聯前的介質膜并將柔性導電材料與介質膜交聯為一體時，雜質更加容易地從柔性導電材料向介質膜移動。在離子化后的雜質在介質膜中移動時，介質膜的電阻變小。由此，在施加了電壓時，電流較易在介質膜中流動(所謂的泄漏電流變大)。因此，電荷不易蓄積在介質膜與電極的界面，導致消耗電力增加。另外，若電流在介質膜中流動，則產生焦耳熱。在產生的熱的作用下，介質膜的物性可能會發生變化。進而，介質膜容易被破壞。即，介質膜的耐介質擊穿性降低。當介質膜的耐介質擊穿性降低時，例如，在致動器中，無法施加較大的電壓。因而，不能獲得充分的力和位移量。另外，除了致動器之外，在隔著介質膜配置有電極的傳感器、發電元件等中也存在雜質移動的問題。進而，在由包含彈性體的柔性導電材料在彈性體等彈性基材的表面形成了布線等的情況下，也存在雜質移動的問題。即，由于雜質從柔性導電材料移動至彈性基材，使得彈性基材的電阻降低，可能會產生所謂的泄漏電流。
技術實現思路
本專利技術是鑒于這樣的實情而提出的，其課題在于提供向介質膜等被粘物移動的雜質較少的柔性導電材料。本專利技術的另一課題在于提供通過由該柔性導電材料形成電極、 布線，從而提供泄漏電流較小、耐久性優異的換能器、撓性電路板。本專利技術的再一課題在于提供通過使用該柔性導電材料，從而提供泄漏電流較小的電磁波屏蔽體。(I)為了解決上述課題，本專利技術的柔性導電材料的特征在于，其包括彈性體、充填于該彈性體中的導電劑、固定于該彈性體中且能夠吸附離子性物質的吸附劑。在本專利技術的柔性導電材料中混合有吸附劑。吸附劑能夠吸附離子性物質。即，吸附劑能夠吸附彈性體中的離子化后的雜質。并且，吸附劑固定于彈性體中。因此，被吸附劑吸附的雜質蓄積在彈性體中，而不從彈性體向外部(與柔性導電材料接觸的其他構件)移動。此處，吸附劑只要不從彈性體的交聯結構(聚合物網絡)中向外部移動即可。因此，吸附劑與彈性體既可以進行化學鍵合，也可以不進行化學鍵合。這樣，采用本專利技術的柔性導電材料，離子化后的雜質不易向與柔性導電材料接觸的其他構件移動。另外，即使離子化后的雜質從與本專利技術的柔性導電材料接觸的其他構件發生了移動，也能夠抑制該雜質再次向其他構件移動。因此，在由本專利技術的柔性導電材料形成電極并構成了上述致動器等換能器的情況下，從電極向介質膜移動的雜質較少。由此，介質膜的電阻不易降低。即，施加有電壓時，電流不易在介質膜中流動。因此，能夠使消耗電力降低并在介質膜與電極的界面蓄積很多的電荷。另外，由于電流不易在介質膜中流動，從而焦耳熱的產生得以抑制。因此，因熱導致的介質膜的物性發生變化或者介質膜被破壞的可能性較小。這樣，采用本專利技術的柔性導電材料，能夠實現不易限制介質膜的變形，且向介質膜移動的雜質較少的電極、布線。(2)本專利技術的換能器的特征在于，其具有彈性體制的介質膜、隔著該介質膜配置的多個電極、以及分別與多個該電極相連接的布線，該電極及該布線中的至少一個由上述本專利技術的柔性導電材料構成。換能器是用于將某種能量轉換為其他種類的能量的裝置。在換能器中，例如包括進行機械能與電能的轉換的致動器、傳感器、發電元件等，或者進行聲能與電能的轉換的揚聲器、麥克風等。采用本專利技術的換能器，電極及布線中的至少一個(以下，為了方便，稱為“電極等”)由上述本專利技術的柔性導電材料形成。因此，當介質膜變形時，電極等追隨該變形而伸縮。因此，不易影響介質膜的動作。另外，從電極等向介質膜移動的雜質較少。因此，介質膜的電阻降低的可能性較小。因此，在施加有電壓時，電流不易在介質膜中流動。即，因熱導致介質膜的物性發生變化或介質膜被破壞的可能性較小。因此，本專利技術的換能器的耐久性優異。另外，在將本專利技術的換能器用作了致動器的情況下，能夠對介質膜施加較大的電壓。因此，通過增大施加電壓,能夠產生更大的力。(3)另外，本專利技術的撓性電路板的特征在于，其包括彈性基材與配置于該彈性基材表面的布線，該布線的至少一部分由上述本專利技術的柔性導電材料構成。采用本專利技術的撓性電路板，布線追隨彈性基材的變形而伸縮。因此，本專利技術的撓性電路板適合于可動零件、復雜形狀的零件的布線。并且，從布線向彈性基材移動的雜質較少。因此，彈性基材的電阻降低、電流流過彈性基材的可能性較小。由此，誤操作得以抑制。另外，因焦耳熱而導致彈性基材的物性變化或者彈性基材被破壞的可能性也較小。因此，本專利技術的撓性電路板的耐久性優異。 (4)本專利技術的電磁波屏蔽體的特征在于，其由上述本專利技術的柔性導電材料形成。本專利技術的柔性導電材料能夠由將橡膠聚合物等原料溶解于預定的溶劑而得到的涂料來制造。或者，能夠由混煉后的原料成形為各種形狀而制造。由此，本專利技術的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伊藤貴雅，小林淳，吉川均，
申請(專利權)人：東海橡塑工業株式會社，
類型：
國別省市：