| Project/Area Number |
21K04665
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松嶋 道也 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (90403154)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 導電性接着剤 / ポリウレタン改質 / 曲げ変形 / セルロースナノファイバー / 導電性向上 / ウレタン改質エポキシ樹脂 / 応力緩和 / 電気抵抗上昇抑制 / 可視化 / イオン化金属還元 / 金属架橋 |
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| Outline of Research at the Start |
ウレタン変性エポキシ樹脂をバインダとする柔軟な導電性接着剤において，電気伝導性の妨げとなるフィラー間の接触抵抗低減を目的とし，バインダ樹脂へのセルロースナノファイバー(CNF)とイオン化金属添加によってフィラー間にCNFを核とする還元金属の析出による導電性架橋を形成する．イオン化金属配合とCNFの還元性による析出金属ネットワークの形成と熱・電気伝導率への影響，析出金属ネットワークによる接合部の変形性能と応力緩和性，樹脂／金属界面の接着強度への影響と金属フィラー表面処理剤によるCNFの制御性について明らかにし，高電気伝導率と従来の導電性接着剤以上の柔軟かつ高接着強度の同時実現を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，導電性接着剤のバインダ樹脂であるエポキシ樹脂のポリウレタン改質による柔軟性の付与を行い，その曲げ負荷に対する導電性の変化におよぼすセルロースナノファイバー添加の影響を明らかにすることを目的とした．
昨年度までの結果としてイオン化金属利用による導電性接着剤中のCNFを担体として銀を析出させることによって導電性接着剤中のCNFを可視化することができることが示された．今年度はさらに，単純なCNFを樹脂や導電性接着剤に混合では，CNFが凝集した塊として存在することが示唆された．また，CNFと銀フィラーとバインダ樹脂の混合順序を変化させることによって，CNFの分散状態にも変化が見られることを前述の可視化方法によって確認した．
期間全体を通じて，導電性接着剤のバインダ樹脂としてポリウレタン改質エポキシ樹脂を用いることによって曲げ負荷に対する応力緩和効果を付与し，かつCNFを適切に混合することでその導電性の曲げ負荷時の低下を抑制することが可能であることを示した．
また，導電性の向上に関しては，イオン化金属でなく低融点金属フィラーであるSn-3.0Ag-0.5Cu粉末を配合して金属架橋を生成することによる熱電気伝導性の向上効果が確認され，さらに主金属フィラーに対するぬれの現象と架橋現象との関係から，主金属フィラー表面に錫被覆を行うことで濡れ性の向上と架橋率の向上が実現し，はんだと同程度の高い熱伝導率を有する導電性接着剤を実現した．
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