JP2018181611A - Conductive elastomer - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive elastomer that has elasticity and durability against sweat and strain.SOLUTION: Provided are a conductive elastomer comprising an elastomer and a nanowire and in which, characterized, a metal and a metal oxide can be detected on the surface of the nanowire, and said conductive elastomer in which, characterized, the metal is nickel and the metal oxide is nickel oxide, and said conductive elastomer in which, characterized, the content of the nanowire is 90 mass% or more.SELECTED DRAWING: None

Description

伸縮性を有し、かつ、汗やひずみに対して耐久性を有する導電性エラストマーに関する。   The present invention relates to a conductive elastomer having elasticity and being resistant to sweat and strain.

近年、ヘルスケアを目的としたウェア型の心電センサー等のウェアラブルデバイスが台頭している。前記ウェアラブルデバイスは直接人間に装着されることから、それを構成する電極や配線には、導電性に加えて、伸縮性を有し、運動時の発汗や、身体の動きや洗濯時のひずみに対して耐久性を有することが求められている。   In recent years, wearable devices such as wear-type electrocardiogram sensors intended for health care have emerged. Since the wearable device is directly worn by human beings, the electrodes and wires constituting the wearable device have stretchability in addition to conductivity, which causes sweating during exercise and distortion during body movement and washing It is required to have durability.

伸縮性を有する電極や配線としては、例えば、特許文献１に、伸縮性フィルムに金属配線を施したフレキシブル回路基板（ストレッチャブル回路基板）が開示され、特許文献２に、金属被覆された繊維からなる導体が開示され、特許文献３に、ゴムを主成分とした伸縮性を有する基材に、導電性粒子を含む導電ペーストにより導電部を形成したゴム材料が開示されている。   As an electrode or wiring having stretchability, for example, Patent Document 1 discloses a flexible circuit board (stretchable circuit board) in which metal wiring is applied to a stretchable film, and Patent Document 2 discloses a metal-coated fiber Patent Document 3 discloses a rubber material in which a conductive portion is formed of a conductive paste containing conductive particles on a base material having elasticity as a main component of rubber.

しかしながら、特許文献１のフレキシブル回路基板（ストレッチャブル回路基板）は回路が断線したり、特許文献２の導体は伸縮時に起こる繊維間の摩擦により金属被覆が剥離したりする等、ひずみに対して耐久性が低いという問題がある。また、特許文献３のゴム材料は、ウェア着用時の発汗、汚れ、洗剤等により回路が短絡したりすることがあり、化学的な耐久性が低いという問題がある。   However, the flexible circuit board (stretchable circuit board) of Patent Document 1 is resistant to strain, such as disconnection of the circuit, and the conductor of Patent Document 2 is that the metal coating is peeled off due to friction between fibers occurring during expansion and contraction. There is a problem of low sex. Further, the rubber material of Patent Document 3 may have a short circuit due to sweating, dirt, detergent, etc. when wearing the wear, and has a problem of low chemical durability.

特開２０１１−１３４８８４号公報JP, 2011-134884, A 特開２０１５−２０３１７３号公報JP, 2015-203173, A 特開２００７−１７３２２６号公報JP 2007-173226 A

本発明は、上記課題を解決するものであって、伸縮性を有し、かつ、汗やひずみに対して耐久性を有する導電性エラストマーを提供することにある。   The present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a conductive elastomer which is stretchable and durable against sweat and strain.

本発明者らは、エラストマーとともに、表面に金属と金属酸化物とを検出することができるナノワイヤーを用いることにより、上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。   The present inventors have found that the above object can be achieved by using a nanowire capable of detecting metal and metal oxide on the surface, together with an elastomer, and reached the present invention.

すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）エラストマーとナノワイヤーとから構成され、ナノワイヤーの表面に金属と金属酸化物とを検出することができることを特徴とする導電性エラストマー。
（２）金属がニッケルであり、金属酸化物が酸化ニッケルであることを特徴とする（１）に記載の導電性エラストマー。
（３）ナノワイヤーの含有量が９０質量％以上であることを特徴とする（１）または（２）に記載の導電性エラストマー。
（４）導電性エラストマーの軟化点が１００℃以上であることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の導電性エラストマー。
（５）（１）〜（４）いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とする電極部材。
（６）（１）〜（４）いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とする配線部材。
（７）（１）〜（４）いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とするウェアラブルデバイス。 That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A conductive elastomer comprising an elastomer and a nanowire, wherein metal and metal oxide can be detected on the surface of the nanowire.
(2) The conductive elastomer according to (1), wherein the metal is nickel and the metal oxide is nickel oxide.
(3) The conductive elastomer according to (1) or (2), wherein the content of the nanowire is 90% by mass or more.
(4) The conductive elastomer according to any one of (1) to (3), wherein the softening point of the conductive elastomer is 100 ° C. or higher.
(5) An electrode member comprising the conductive elastomer according to any one of (1) to (4).
(6) A wiring member comprising the conductive elastomer according to any one of (1) to (4).
(7) A wearable device comprising the conductive elastomer according to any one of (1) to (4).

本発明によれば、伸縮性を有し、かつ、汗やひずみに対して耐久性を有する導電性エラストマーを提供することができる。本発明の導電性エラストマーは、電極部材や配線部材やウェアラブルデバイスに好適に用いることができる。   According to the present invention, it is possible to provide a conductive elastomer having stretchability and resistance to sweat and strain. The conductive elastomer of the present invention can be suitably used for electrode members, wiring members and wearable devices.

本発明の導電性エラストマーは、ナノワイヤーとエラストマーとから構成される。   The conductive elastomer of the present invention is composed of a nanowire and an elastomer.

本発明に用いるナノワイヤーは、最も汎用である銀のナノワイヤーとは異なり、表面に金属および金属酸化物を有している。そのため、ナノワイヤーとエラストマー（バインダー）との界面密着性が向上し、汗や洗剤等に対する耐久性や、物理的な耐久性が向上すると推定される。   The nanowires used in the present invention have metals and metal oxides on the surface, unlike the most widely used silver nanowires. Therefore, it is presumed that the interface adhesion between the nanowires and the elastomer (binder) is improved, and the durability against sweat, detergent and the like and the physical durability are improved.

本発明において、「ナノワイヤーの表面に金属と金属酸化物とを検出することができる」とは、Ｘ線光電子分光法により、金属または金属酸化物のピークをそれぞれ確認できることをいう。例えば、Ｘ線光電子分光法において、金属ニッケルと酸化ニッケルのピークは、それぞれ、８５２ｅＶ付近と８５４ｅＶ付近に検出することができ、金属銀と酸化銀のピークは、それぞれ、３６７ｅＶ付近と３６８ｅＶ付近に検出することができる。   In the present invention, “the metal and the metal oxide can be detected on the surface of the nanowire” means that the peaks of the metal or the metal oxide can be confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy. For example, in X-ray photoelectron spectroscopy, peaks of metallic nickel and nickel oxide can be detected around 852 eV and 854 eV, respectively, and peaks of metallic silver and silver oxide are detected around 367 eV and 368 eV, respectively. can do.

ナノワイヤーを構成する金属としては、特に限定されないが、金属と金属酸化物の共存が容易な卑金属が好ましい。中でも、金属酸化物の形成の制御が容易であることから、ニッケルが好ましい。   Although it does not specifically limit as a metal which comprises a nanowire, The base metal which the coexistence of a metal and a metal oxide is easy is preferable. Among them, nickel is preferable because the control of the formation of the metal oxide is easy.

ナノワイヤーの平均長さは、エラストマーへの分散性の観点から、５〜５０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることがより好ましい。また、ナノワイヤーの平均径は、ナノワイヤーの耐屈曲性の観点から、５０〜２００ｎｍであることが好ましく、７５〜１５０ｎｍであることがより好ましい。   The average length of the nanowires is preferably 5 to 50 μm, and more preferably 10 to 30 μm, from the viewpoint of dispersibility in an elastomer. The average diameter of the nanowires is preferably 50 to 200 nm, and more preferably 75 to 150 nm, from the viewpoint of the bending resistance of the nanowires.

本発明に用いるナノワイヤーは、公知の方法によりナノワイヤーを製造し、前記ナノワイヤーを還元処理することにより製造することができる。ナノワイヤーを製造する方法としては、例えば、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．２００２，１４，４７３６−４７４５に開示されたキャッピング剤を使用した化学還元法や、特開２０１２−２３８５９２号公報に開示されたテンプレートを用いた電析法や、国際公開第２０１５／１６３２５８号パンフレットに開示された磁場を用いた化学還元法や、粉砕延伸法や、ＶＬＳ法等が挙げられる。ナノワイヤーの還元処理方法としては、高温のポリオール中で、１５０℃で数秒〜数時間程度処理する方法が挙げられる。還元処理をおこなうことにより、ナノワイヤー表面に金属を検出できるようにすることができる。なお、ナノワイヤーが卑金属から構成される場合は、酸化処理をすることなく、酸素存在下でナノワイヤーを製造するだけで、ナノワイヤー表面に金属酸化物を検出できるようになるが、ナノワイヤーが酸化しにくい貴金属から構成される場合には、水酸化ナトリウム等で処理することにより表面を酸化することができる。   The nanowire used in the present invention can be produced by producing the nanowire by a known method and subjecting the nanowire to reduction treatment. As a method of producing a nanowire, for example, Chem. Mater. 2002, 14, 4736-4745, chemical reduction using a capping agent, electrodeposition using a template disclosed in JP 2012-238592, WO 2015/163258 pamphlet The chemical reduction method using the disclosed magnetic field, the grinding and drawing method, the VLS method and the like can be mentioned. As the reduction treatment method of the nanowire, a method of treating at 150 ° C. for several seconds to several hours in a high temperature polyol can be mentioned. By performing the reduction treatment, metal can be detected on the surface of the nanowire. In the case where the nanowire is composed of a base metal, the metal oxide can be detected on the surface of the nanowire only by manufacturing the nanowire in the presence of oxygen without oxidation treatment. In the case of comprising a noble metal which is not easily oxidized, the surface can be oxidized by treatment with sodium hydroxide or the like.

本発明に用いるエラストマーは、ナノワイヤーと混合可能なものであればよい。エラストマーとしては、例えば、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、オレフィン系エラストマー等の熱可塑性エラストマー、シリコーン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、ゴム等の硬化系エラストマーが挙げられる。中でも、エステル系エラストマー、硬化系エラストマーが好ましい。   The elastomer used in the present invention may be any one that can be mixed with the nanowires. Examples of the elastomer include thermoplastic elastomers such as urethane elastomers, ester elastomers and olefin elastomers, and curing elastomers such as silicone elastomers, epoxy elastomers and rubbers. Among them, ester elastomers and curing elastomers are preferable.

本発明の導電性エラストマーのナノワイヤーとエラストマーとの含有比率は特に限定されず、目的とする用途の性能にあわせて調製することができる。導電性エラストマー中のナノワイヤーの含有量は、導電性の観点から、８０質量％以上とすることが好ましく、８５質量％以上とすることがより好ましく、９０質量％以上とすることがさらに好ましい。なお、前記ナノワイヤーの含有量の上限としては、９９質量％程度である。ナノワイヤーの含有量の上限が９９質量％を超えると、伸縮性が得られない場合がある。一般に、エラストマーに導電材を大量に配合すると伸縮性が低下するため、導電性エラストマー中の導電材の含有量は８５質量％以下とすることが多い。しかしながら、本発明においては、表面に金属酸化物を有するナノワイヤーとエラストマーが剥離しにくいため、導電性エラストマー中の導電材の含有量が８５質量％を超えるものとした場合であっても、伸縮性に優れたものとすることができる。   The content ratio of the nanowires to the elastomer of the conductive elastomer of the present invention is not particularly limited, and can be prepared according to the performance of the intended application. From the viewpoint of conductivity, the content of the nanowires in the conductive elastomer is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more. In addition, as an upper limit of content of the said nanowire, it is about 99 mass%. When the upper limit of the content of the nanowires exceeds 99% by mass, stretchability may not be obtained. Generally, when a large amount of a conductive material is blended with an elastomer, the stretchability is reduced, so the content of the conductive material in the conductive elastomer is often 85% by mass or less. However, in the present invention, since the nanowire having a metal oxide on the surface and the elastomer hardly peel off, even if the content of the conductive material in the conductive elastomer exceeds 85% by mass, the expansion and contraction do not occur. It can be excellent in sex.

本発明の導電性エラストマーは、特に限定されないが、各種添加剤を加えることができる。各種添加剤としては、例えば、界面活性剤やナノワイヤーとは異なる導電材が挙げられる。   The conductive elastomer of the present invention is not particularly limited, but various additives can be added. The various additives include, for example, conductive materials different from surfactants and nanowires.

本発明の導電性エラストマーの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、硬化性のエラストマーモノマーとナノワイヤーを混合し硬化する方法（第１の方法）や、エラストマーを含む溶液とナノワイヤーを混合し乾燥する方法（第２の方法）や、エラストマーとナノワイヤーをコンパウンド等により混合し成形する方法（第３の方法）が挙げられる。分散性の観点から、第１の方法や第２の方法が好ましい。   The method for producing the conductive elastomer of the present invention is not particularly limited. For example, a method of mixing and curing a curable elastomer monomer and a nanowire (first method), a mixture of a solution containing an elastomer and a nanowire And drying (the second method), and a method of mixing and molding the elastomer and the nanowire by a compound or the like (the third method). From the viewpoint of dispersibility, the first method and the second method are preferable.

本発明の導電性エラストマーの軟化点は、１００℃以上であることが好ましく、１３０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることがさらに好ましい。なお、導電性エラストマーの軟化点とは、導電性エラストマーとしての測定値のことであって、エラストマーの軟化点とは異なる値を示す場合がある。導電性エラストマーは、伸縮等により、ナノワイヤーとエラストマーの界面構造が壊れ、導電性が低下する場合がある。しかしながら、導電性エラストマーの軟化点が１００℃以上であれば、導電性エラストマーを１００℃程度で処理することにより、容易に導電性を回復することができる。   The softening point of the conductive elastomer of the present invention is preferably 100 ° C. or more, more preferably 130 ° C. or more, and still more preferably 200 ° C. or more. In addition, the softening point of a conductive elastomer is a measured value as a conductive elastomer, Comprising: The value different from the softening point of an elastomer may be shown. In the conductive elastomer, the interface structure of the nanowires and the elastomer may be broken due to stretching or the like, and the conductivity may be reduced. However, if the softening point of the conductive elastomer is 100 ° C. or more, the conductivity can be easily recovered by treating the conductive elastomer at about 100 ° C.

本発明の導電性エラストマーは、体積抵抗値が１．０×１０^−１Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１．０×１０^−２Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。体積抵抗値が１．０×１０^−１Ω・ｃｍを超える場合、導電性エラストマーとしての用途が制限される場合がある。 The conductive elastomer of the present invention preferably has a volume resistivity of 1.0 × 10 ⁻¹ Ω · cm or less, more preferably 1.0 × 10 ⁻² Ω · cm or less. When the volume resistivity exceeds 1.0 × 10 ⁻¹ Ω · cm, the application as a conductive elastomer may be limited.

本発明の導電性エラストマーは、伸縮性を有し、かつ、汗やひずみに対して耐久性を有するため、電極部材や配線部材やウェアラブルデバイスに好適に用いることができる。   The conductive elastomer of the present invention is stretchable and has resistance to sweat and strain, and thus can be suitably used for an electrode member, a wiring member, and a wearable device.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

１．評価方法
（１）ナノワイヤー表面の金属、金属酸化物の有無
導電性エラストマー中のナノワイヤーの表面状態について、Ｘ線光電子分光法により評価した。
○：金属および金属酸化物の両方のピークを検出できた。
×：金属または金属酸化物いずれかのピークのみを検出できた。 1. Evaluation Method (1) Presence of Metal, Metal Oxide on Surface of Nanowire The surface state of the nanowire in the conductive elastomer was evaluated by X-ray photoelectron spectroscopy.
○: Both metal and metal oxide peaks were detected.
X: Only peaks of either metal or metal oxide could be detected.

（２）ナノワイヤーの平均長さ、平均径
走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡を用いて、ナノワイヤーをランダム１００本に選択し、長さと径を求め、それぞれ平均値を求めた。 (2) Average length of nanowire, average diameter Using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope, 100 nanowires were randomly selected, the length and diameter were determined, and the average value was determined respectively.

（３）導電性エラストマーの軟化点
導電性エラストマーシートを１ｍｍ角程度に切断し、それを、融点測定器を用いて、形状の変化する温度を測定し、軟化点とした。 (3) Softening point of conductive elastomer The conductive elastomer sheet was cut into a size of about 1 mm, and the temperature at which the shape changed was measured using a melting point measuring device to obtain a softening point.

（４）導電性エラストマーの体積抵抗値
５ｍｍ×５０ｍｍに切断した導電性エラストマーシートについて、切断後すぐに四端子法で測定した（Ω・ｃｍ）。 (4) Volume resistivity of conductive elastomer The conductive elastomer sheet cut into 5 mm × 50 mm was measured by the four-terminal method immediately after cutting (Ω · cm).

（５）導電性エラストマーの電気抵抗値、ひずみに対する耐久性評価
５ｍｍ×５０ｍｍに切断した導電性エラストマーシートの両端部１０ｍｍ以内の箇所に、ポテンショスタッドにつないだリード線をつなげ、引張試験機で両端をはさみ、１ｍＶの電圧を印加しながら、１０％伸張を２０００回繰り返した。
１０％伸張を始める前（初期）および１０％伸長を２０００回繰り返した後（１０％伸長２０００回後）、電気抵抗値を測定した。
また、初期および１０％伸長２０００回後の電気抵抗値の変化量について、以下の基準で評価した。
◎：変化量が０〜１桁であった。
○：変化量が２桁であった。
×：変化量が３桁以上であるか、切断した。 (5) Evaluation of resistance to electrical resistance and resistance to strain of conductive elastomer A lead wire connected to a potentio stud is connected to a portion within 10 mm of both ends of the conductive elastomer sheet cut into 5 mm × 50 mm, and both ends are measured with a tensile tester. The 10% elongation was repeated 2000 times while applying a voltage of 1 mV.
The electrical resistance was measured before 10% elongation was initiated (initial) and after 10% elongation was repeated 2000 times (after 10% elongation 2000 times).
Moreover, about the amount of change of the electrical resistance value of initial stage and 10% elongation 2000 times, it evaluated on the following references | standards.
◎: The amount of change was 0 to 1 digit.
○: The amount of change was two digits.
X: The change amount is 3 digits or more or cut off.

（６）人工汗液に対する耐久性評価
酸性人工汗液、または、アルカリ性人工汗液のいずれかを染み込ませた不織布シートを導電性エラストマーシート２枚ではさみ、ポテンショスタッドで１Ｖの電圧を１時間印加し、電流値の変化について以下の基準で評価した。
○：印加中に１桁以上の電流値変化が確認されなかった。
×：印加中に１桁以上の電流値変化が確認された。
なお、人工汗液は、ＪＩＳ Ｌ ０８４８（２００４）に準拠して調製した。具体的には、酸性人工汗液は、１Ｌあたり、Ｌ−ヒスチジン塩酸塩一水和物０．５ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、リン酸二水素ナトリウム二水和物２．２ｇ、０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液１５ｍＬと水を加えてｐＨを５．５になるように調製し、アルカリ性人工汗液は、１Ｌあたり、Ｌ−ヒスチジン塩酸塩一水和物０．５ｇ、塩化ナトリウム５ｇ、リン酸二水素ナトリウム十二水和物５ｇ、０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液２５ｍＬと水を加えてｐＨを８．０になるように調製した。 (6) Durability evaluation for artificial sweat fluid A non-woven sheet impregnated with either acidic artificial sweat fluid or alkaline artificial sweat fluid is sandwiched between two conductive elastomer sheets, and a voltage of 1 V is applied for 1 hour with a potentio stud, The following criteria evaluated change of value.
○: No change in current value of one digit or more was observed during application.
X: A change in current value of one digit or more was confirmed during application.
The artificial sweat was prepared according to JIS L 0848 (2004). Specifically, acidic artificial sweat fluid is 0.5 g of L-histidine hydrochloride monohydrate, 5 g of sodium chloride, 2.2 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate, 0.1 mol / L hydroxylated water per liter. The pH is adjusted to 5.5 by adding 15 mL of an aqueous sodium solution and water, and the alkaline artificial sweat is prepared by adding 0.5 g of L-histidine hydrochloride monohydrate, 5 g of sodium chloride, and sodium dihydrogen phosphate per liter. The pH was adjusted to 8.0 by adding 5 g of dodecahydrate, 25 mL of a 0.1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution and water.

（７）回復性評価
（５）において１０％伸張を２０００回繰り返した後の導電性エラストマーを、１００℃の熱風乾燥機で３０分間処理した後、電気抵抗値を測定し、以下の基準で評価した。
○：電気抵抗値が１桁低下した。
△：電気抵抗値が１桁低下しなかったか、シート形状が維持できなかった。 (7) Recoverability evaluation The conductive elastomer after repeating 10% elongation 2000 times in (5) is treated with a hot air drier at 100 ° C. for 30 minutes, then the electrical resistance value is measured and evaluated according to the following criteria did.
○: The electrical resistance value decreased by one digit.
Fair: The electric resistance value did not decrease by one digit or the sheet shape could not be maintained.

実施例１
塩化ニッケル六水和物０．２５ｇ（１．０５ｍｍｏｌ）をエチレングリコールに添加し、全量で５０ｇとした。この溶液を９０℃に加熱し、塩化ニッケルを溶解させた。
一方、水酸化ナトリウム０．４０ｇ、塩化白金酸六水和物３０．７μｇ（５９．４ｎｍｏｌ）をエチレングリコールに添加し、全量で４９．９ｇにした。この溶液を９０℃に加熱し、水酸化ナトリウムと塩化白金酸を溶解させた。
各溶液中の化合物がすべて溶解した後、水酸化ナトリウムが含まれる溶液にヒドラジン一水和物０．１ｇを溶解し、その後、２つの溶液を混合した。
混合した溶液を、中心に磁場が印加できる磁気回路に入れ、１５０ｍＴの磁場を印加し、９０〜９５℃に維持したまま１５分間静置して還元反応をおこなった。還元反応後、ネオジム磁石によりナノワイヤーを分離した。
上記作業を繰り返してナノワイヤーを１０ｇ以上作製し、混合し、ナノワイヤー（Ａ）を得た。得られたナノワイヤー（Ａ）の平均長は２０μｍであって、平均径は９１ｎｍであった。
得られたナノワイヤー（Ａ）９ｇに対してプロピレングリコール１Ｌを混合し、１５０℃で３０分間加熱した。ナノワイヤーを分離した後、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１ｇ、トルエン１００ｍＬを加えた。その後、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Example 1
0.25 g (1.05 mmol) of nickel chloride hexahydrate was added to ethylene glycol to a total of 50 g. The solution was heated to 90 ° C. to dissolve the nickel chloride.
On the other hand, 0.40 g of sodium hydroxide and 30.7 μg (59.4 nmol) of chloroplatinic acid hexahydrate were added to ethylene glycol to make the total amount 49.9 g. The solution was heated to 90 ° C. to dissolve sodium hydroxide and chloroplatinic acid.
After all the compounds in each solution were dissolved, 0.1 g of hydrazine monohydrate was dissolved in a solution containing sodium hydroxide, and then the two solutions were mixed.
The mixed solution was placed in a magnetic circuit to which a magnetic field can be applied at the center, a magnetic field of 150 mT was applied, and the reaction was allowed to stand for 15 minutes while maintaining at 90 to 95 ° C. to carry out a reduction reaction. After the reduction reaction, the nanowires were separated by a neodymium magnet.
The above operation was repeated to produce 10 g or more of nanowires and mixed to obtain nanowires (A). The average length of the obtained nanowire (A) was 20 μm, and the average diameter was 91 nm.
One liter of propylene glycol was mixed with 9 g of the obtained nanowire (A) and heated at 150 ° C. for 30 minutes. After separating the nanowires, 1 g of a two-pack silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene were added. Thereafter, while stirring, toluene was removed at 100 ° C., poured into a petri dish, and vacuum heated at 100 ° C. to obtain a conductive elastomer sheet.

実施例２
実施例１で得られたナノワイヤー（Ａ）８ｇに対して、プロピレングリコール１Ｌを混合し、１５０℃で３０分間加熱した。ナノワイヤーを分離した後、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）２ｇ、トルエン１００ｍＬを加えた。その後、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Example 2
One liter of propylene glycol was mixed with 8 g of the nanowire (A) obtained in Example 1 and heated at 150 ° C. for 30 minutes. After separating the nanowires, 2 g of a two-component silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene were added. Thereafter, while stirring, toluene was removed at 100 ° C., poured into a petri dish, and vacuum heated at 100 ° C. to obtain a conductive elastomer sheet.

実施例３
実施例１で得られたナノワイヤー（Ａ）９ｇに対してプロピレングリコール１Ｌを混合し、１５０℃で３０分間加熱した。ナノワイヤーを分離した後、ウレタン系エラストマーエマルションディスパコールＴＰＫＡ８４６４（コベストロ社製）２．５ｇ、水１００ｍＬを加えた。その後、攪拌しながら９０℃で水を除去し、シャーレに流し込み、さらに８０℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Example 3
One liter of propylene glycol was mixed with 9 g of the nanowire (A) obtained in Example 1 and heated at 150 ° C. for 30 minutes. After separating the nanowires, 2.5 g of a urethane-based elastomer emulsion Dispacol TPKA 8464 (manufactured by Kovestro Co.) and 100 mL of water were added. Thereafter, water was removed at 90 ° C. with stirring, poured into a petri dish, and further heated under vacuum at 80 ° C. to obtain a conductive elastomer sheet.

比較例１
実施例１で得られたナノワイヤー（Ａ）９ｇに対して、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１ｇ、トルエン１００ｍＬを加え、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Comparative Example 1
To 9 g of the nanowire (A) obtained in Example 1, 1 g of two-component silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene are added, and the toluene is removed at 100 ° C. while stirring. The resultant was poured into a petri dish and further heated under vacuum at 100 ° C. to obtain a conductive elastomer sheet.

比較例２
実施例１で得られたナノワイヤー（Ａ）９ｇに対して１質量％ヒドラジン一水和物含有イソプロパノール溶液、還流下で１０分間加熱した。ナノワイヤーを分離した後、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１ｇ、トルエン１００ｍＬを加えた。その後、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Comparative example 2
With respect to 9 g of the nanowire (A) obtained in Example 1, a 1 mass% hydrazine monohydrate-containing isopropanol solution was heated under reflux for 10 minutes. After separating the nanowires, 1 g of a two-pack silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene were added. Thereafter, while stirring, toluene was removed at 100 ° C., poured into a petri dish, and vacuum heated at 100 ° C. to obtain a conductive elastomer sheet.

比較例３
銀ナノワイヤー分散液Ａｇｎｗｓ−９０（ＡＧＳマテリアル社製、ナノワイヤーの平均長２０μｍ、ナノワイヤーの平均径９０ｎｍ）をろ過により溶媒を除去した。
分離したナノワイヤー９ｇに対して、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１ｇ、トルエン１００ｍＬを加え、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Comparative example 3
The solvent was removed by filtration from silver nanowire dispersion liquid Agnws-90 (manufactured by AGS Materials, Inc., average length of nanowires 20 μm, average diameter of nanowires 90 nm).
To 9 g of separated nanowires, add 1 g of 2-component silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene, remove toluene at 100 ° C. while stirring, pour into petri dish, and further add 100 Vacuum heating was performed at ° C to obtain a conductive elastomer sheet.

比較例４
銀ナノワイヤー分散液Ａｇｎｗｓ−９０（ＡＧＳマテリアル社製、ナノワイヤーの平均長２０μｍ、ナノワイヤーの平均径９０ｎｍ）をろ過により、溶媒を除去した。
分離したナノワイヤー８ｇに対して、２液型シリコーン系エラストマーＴＳＥ３４５０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）２ｇ、トルエン１００ｍＬを加え、攪拌しながら１００℃でトルエンを除去し、シャーレに流し込み、さらに１００℃で真空加熱して、導電性エラストマーシートを得た。 Comparative example 4
The solvent was removed by filtration of silver nanowire dispersion liquid Agnws-90 (manufactured by AGS Materials, Inc., average length of nanowires 20 μm, average diameter of nanowires 90 nm).
To 8 g of separated nanowires, add 2 g of two-component silicone elastomer TSE 3450 (manufactured by Momentive Performance Materials) and 100 mL of toluene, remove toluene at 100 ° C. while stirring, pour into petri dish, and further add 100 Vacuum heating was performed at ° C to obtain a conductive elastomer sheet.

実施例、比較例で得られた導電性エラストマーシートの配合組成および評価結果を表１に示す。   Table 1 shows the composition and evaluation results of the conductive elastomer sheet obtained in Examples and Comparative Examples.

実施例１〜３の導電性エラストマーシートは、表面に金属および金属酸化物を検出可能なナノワイヤーを用いたため、体積抵抗値が低く、ひずみおよび人工汗液に対する耐久性が優れていた。
実施例１、２の導電性エラストマーシートは、軟化点が１３０℃以上であったため、１０％伸張を２０００回繰り返した後であっても、１００℃の熱処理により、導電性を回復することができた。 Since the conductive elastomer sheets of Examples 1 to 3 used nanowires capable of detecting metal and metal oxide on the surface, the volume resistance value was low, and the resistance to strain and artificial sweat was excellent.
The conductive elastomer sheets of Examples 1 and 2 have a softening point of 130 ° C. or higher, so that even after 10% elongation is repeated 2000 times, the conductivity can be restored by heat treatment at 100 ° C. The

比較例１の導電性エラストマーシートは、表面に金属が検出することができないナノワイヤーを用いたため、体積抵抗値が高く（導電性に劣り）、ひずみに対する耐久性に劣っていた。
比較例２〜４の導電性エラストマーシートは、表面に金属酸化物が検出できないナノワイヤーを用いたため、ひずみおよび人工汗液に対する耐久性に劣っていた。 Since the conductive elastomer sheet of Comparative Example 1 uses nanowires whose metal can not be detected on the surface, it has a high volume resistance (poor conductivity) and is inferior in resistance to strain.
The conductive elastomer sheets of Comparative Examples 2 to 4 were poor in resistance to strain and artificial sweat because they used nanowires on the surface of which metal oxides could not be detected.

Claims (7)

エラストマーとナノワイヤーとから構成され、ナノワイヤーの表面に金属と金属酸化物とを検出することができることを特徴とする導電性エラストマー。 What is claimed is: 1. A conductive elastomer comprising an elastomer and a nanowire, wherein metal and metal oxide can be detected on the surface of the nanowire. 金属がニッケルであり、金属酸化物が酸化ニッケルであることを特徴とする請求項１に記載の導電性エラストマー。 The conductive elastomer according to claim 1, wherein the metal is nickel and the metal oxide is nickel oxide. ナノワイヤーの含有量が９０質量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性エラストマー。 The conductive elastomer according to claim 1 or 2, wherein the content of the nanowire is 90% by mass or more. 導電性エラストマーの軟化点が１００℃以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の導電性エラストマー。 The softening point of a conductive elastomer is 100 degreeC or more, The conductive elastomer in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 請求項１〜４いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とする電極部材。 An electrode member comprising the conductive elastomer according to any one of claims 1 to 4. 請求項１〜４いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とする配線部材。 A wiring member comprising the conductive elastomer according to any one of claims 1 to 4. 請求項１〜４いずれかに記載の導電性エラストマーを含むことを特徴とするウェアラブルデバイス。 A wearable device comprising the conductive elastomer according to any one of claims 1 to 4.