CN110024480A - 三维成型用导电片 - Google Patents

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CN110024480A
CN110024480A CN201780073320.1A CN201780073320A CN110024480A CN 110024480 A CN110024480 A CN 110024480A CN 201780073320 A CN201780073320 A CN 201780073320A CN 110024480 A CN110024480 A CN 110024480A
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伊藤雅春
井上闲山
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Lintec of America Inc
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Lintec Corp
Lintec of America Inc
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater

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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Abstract

本发明提供一种三维成型用导电片,其具有:沿一个方向延伸的多个导电线状体以0.3mm~12.0mm的间隔,与相邻的导电线状体保持一定的距离排列而成的模拟片结构体;设置在所述模拟片结构体的一个表面上的树脂保护层;以及设置在所述模拟片结构体与所述树脂保护层之间的粘合剂层。

Description

三维成型用导电片
技术领域
本发明涉及一种三维成型用导电片。
背景技术
导电片作为冰雪融化用发热片、暖气用发热片等发热片等得到了各种各样的使用。
例如,专利文献1中公开了“一种加热件,其包括透明基材、设置在所述透明基材的至少一侧上的导电加热线、与所述导电加热线电连接的汇流条以及与所述汇流条连接的电源部分”。
此外,专利文献2中公开了“一种在粘合剂上配置有导线的加热元件”。
此外,专利文献3中公开了“一种透明柔性膜加热器,其中,金属细线部分的线宽为0.4μm以上、50μm以下,且透光性部分/膜总面积的比率为70~99.9%”。
另一方面,已知有以下技术:以对家电壳体、车辆内装部件、建材内装材料等中所使用的成型品的表面赋予设计性、耐损伤性等功能为目的,利用TOM(Three dimensionOverlay Method)成型、膜嵌入成型、真空成型(Vacuum forming)等三维成型法,一边将三维成型用片三维成型一边进行覆盖(例如,参考专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-134163号公报
专利文献2:日本专利4776129号公报
专利文献3:日本特开2008-077879号公报
专利文献4:日本特开2015-182438号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而,对于具有排列有导电线状体的模拟片结构体的导电片,有时模拟片结构体与邻接层或邻接构件的粘合性差。此时,在模拟片结构体与邻接层或邻接构件的界面上容易产生剥离。
另一方面,会产生如下的导电片的功能降低:模拟片结构体的电阻增加;或者例如在将导电片用作发热片时,温度上升的分布变得不均等。
因此,在将具有模拟片结构体的导电片适用作三维成型用片时,也存在产生片材整体或一部分以模拟片结构体为界发生剥落之类的功能降低的可能性。
对此,本发明的技术问题在于提供一种抑制以模拟片结构体为界的片的剥落,且同时发挥高功能的三维成型用导电片。
解决技术问题的技术手段
上述技术问题可以通过以下手段解决。
<1>
一种三维成型用导电片,其具有:
沿一个方向延伸的多个导电线状体以0.3mm~12.0mm的间隔,与相邻的导电线状体保持一定的距离排列而成的模拟片结构体;
设置在所述模拟片结构体的一个表面上的树脂保护层;以及
设置在所述模拟片结构体与所述树脂保护层之间的粘合剂层。
<2>
根据<1>所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体的直径为5μm~75μm。
<3>
根据<1>或<2>所述的三维成型用发热片,其中,所述树脂保护层的厚度与所述粘合剂层的厚度的比率(树脂保护层的厚度/粘合剂层的厚度)为1/1~100/1。
<4>
根据<1>~<3>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为波形的线状体。
<5>
根据<1>~<4>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含金属导线的线状体或包含导电纱的线状体。
<6>
根据<1~<4>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体。
<7>
根据<1>~<4>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体,
且将所述粘合剂层贴附在不锈钢板上30分钟后的所述粘合剂层的剥离力为12N/25mm以上。
<8>
根据<1>~<4>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含导电纱的线状体,
且将所述粘合剂层贴附在不锈钢板上30分钟后的所述粘合剂层的剥离力为11N/25mm以下。
<9>
根据<1>~<8>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,构成设置在所述模拟片结构体的、具有所述树脂保护层一侧的表面上的层的至少任意一层包含着色剂。
<10>
根据<1>~<9>中任一项所述的三维成型用导电片,其中,构成设置在所述模拟片结构体的、具有所述树脂保护层一侧的表面上的层的至少任意一层包含导热无机填料。
<11>
根据<1>~<10>中任一项所述的三维成型用导电片,其具有树脂层,该树脂层设置在所述模拟片结构体的、与具有所述树脂保护层的一侧为相反侧的表面上。
<12>
根据<1>~<11>中任一项所述的三维成型用导电片,其为三维成型用发热片。
发明效果
根据本发明,能够提供一种抑制以模拟片结构体为界的片的剥落,且同时发挥高功能的三维成型用导电片。
附图说明
图1为示出本实施方式的三维成型用导电片的概要俯视图。
图2为示出本实施方式的三维成型用导电片的概要剖面图。
图3为示出本实施方式的三维成型用导电片的第一变形例的概要剖面图。
图4为示出本实施方式的三维成型用导电片的第二变形例的概要俯视图。
图5为示出本实施方式的三维成型用导电片的第三变形例的概要俯视图。
图6为示出本实施方式的三维成型用导电片的第三变形例的其他例子的概要俯视图。
具体实施方式
以下,对作为本发明的一个例子的实施方式详细地进行说明。另外,本说明书中的使用“~”的数值范围是指将“~”的前后所示的数值分别作为最小值和最大值而包含的数值范围。
<三维成型用导电片>
本实施方式的三维成型用导电片(以下,也称作“导电片”)具有:沿一个方向延伸的多个导电线状体以0.3mm~12.0mm的间隔,与相邻的导电线状体保持一定的距离排列而成的模拟片结构体;设置在模拟片结构体的一个表面上的树脂保护层;以及设置在模拟片结构体与树脂保护层之间的粘合剂层。另外,此处的“表面”是指将由多个导电线状体形成的二维状的结构视作片时,相当于表面的面。
本实施方式的导电片具有层叠有模拟片结构体与粘合剂层的结构,粘合剂层从模拟片结构体的导电线状体的彼此之间露出。而且,露出的粘合剂层具有粘合与模拟片结构体邻接的层(例如设置在模拟片结构体的、与具有树脂保护层的一侧为相反侧的表面上的树脂层等)或构件(例如为导电片的覆盖对象的成型品等)的功能。
本实施方式的片能够抑制以模拟片结构体为界的片的剥落,并同时发挥高功能。
此外,由于本实施方式的片为在模拟片结构体与树脂保护层之间设置有粘合剂层的结构,因此能够容易地进行模拟片结构体(即导电线状体)的树脂保护层的固定。此外,由于在制造片时,也能够将送出的导电线状体立刻固定在粘合剂层的表面上,并同时形成模拟片结构体,因此,制造工序也被简化。
以下,参照附图对本实施方式的三维成型用导电片的结构的一个例子进行说明。
如图1及图2所示,本实施方式的三维成型用导电片10(以下,也简称作“片10”)例如具有模拟片结构体20、设置在模拟片结构体20的一个表面上的树脂保护层30、设置在模拟片结构体20与树脂保护层30之间的粘合剂层32以及设置在模拟片结构体20的、与具有粘合剂层32的一侧为相反侧的表面上的剥离层34,即,例如,片10通过依次层叠剥离层34、模拟片结构体20、粘合剂层32及树脂保护层30而成。
此处,在将该层结构的片10的剥离层34剥离后,使具有模拟片结构体20的一侧的面面对成型品(被粘物),并同时进行三维成型。此时,片10以通过从模拟片结构体20中的“多个线状体”之间露出的粘合剂层32的粘合力粘合于成型品的表面的状态,覆盖在成型品的表面。而且,该层结构的片10适合于三维成型法中的TOM成型、真空成型(Vacuumforming)。
(模拟片结构体)
模拟片结构体20由沿一个方向延伸的多个导电线状体22互相具有间隔,并与相邻的导电线状体22保持一定的距离排列而成的模拟片结构体构成。具体而言,模拟片结构体20例如由如下的结构体构成:以直线状延伸的导电线状体22沿正交于导电线状体22的长度方向(或延伸方向)的方向,相互平行且以等间隔多个排列而成的结构体。即,模拟片结构体20例如由导电线状体22以条纹状排列而成的结构体构成。另外,优选多个导电线状体22的各个间隔为等间隔,但是也可以为非等间隔。
此处,在模拟片结构体20中,导电线状体22的间隔L为0.3mm~12.0mm。在该结构的导电片10中,若将多个导电线状体22彼此的间隔设为0.3mm~12.0mm的范围,则能够确保从导电线状体22彼此之间露出的粘合剂层32的露出面积,防止利用从模拟片结构体20露出的粘合剂层32的粘合被导电线状体22阻碍。此外,若多个导电线状体22彼此的间隔为上述范围,则由于导电线状体22以一定程度密集,因此可抑制如下的导电片10的功能降低:模拟片结构体20的电阻增加;或者将导电片10用作发热片时,不发热的区域增加从而使温度上升的分布变得不均(升温不均)等。从这些角度出发,导电线状体22的间隔L优选为0.5mm~10.0mm,更优选为0.8mm~7.0mm。
对于导电线状体22的间隔L,使用数码显微镜,观察其模拟片结构体20的导电线状体22,并测定相邻的2个导电线状体22的间隔。
另外,相邻的2个导电线状体22的间隔L是指沿着排列导电线状体22的方向的长度、即2个导电线状体22相对的部分之间的长度(参考图2)。导电线状体22的排列为非等间隔时,间隔L为全部的相邻的导电线状体22彼此的间隔的平均值,但从易于控制间隔L的值的角度、确保透光性、发热性等功能均一性的角度出发,优选导电线状体22在模拟片结构体20中以几乎相等的间隔排列。
导电线状体22的直径D优选为5μm~75μm,更优选为8μm~60μm,进一步优选为12μm~40μm。若将导电线状体22的直径D设为5μm~75μm,则能够抑制模拟片结构体20的片电阻的上升。此外,即使在将片10三维成型并覆盖在成型品的表面上后、导电线状体22被埋入与树脂保护层30一侧邻接的层(粘合剂层32、树脂保护层等),也能够在不使树脂保护层30的厚度过厚的情况下避免树脂保护层30的表面在存在导电线状体22的部分发生隆起。进一步,如下所述,导电线状体22为波形的线状体时,片10被三维成型时的波形的导电线状体22的直线化不易被邻接的层(粘合剂层32等)阻碍。特别是当导电线状体22的直径D为12μm以上时,容易降低模拟片结构体20的片电阻。另一方面,虽然在触摸将片10适用作三维成型用发热片的成型品的表面时,有容易感受到起因于导电线状体22的树脂保护层30的隆起的倾向,但是根据该三维成型用发热片,容易不使这样的树脂保护层30的隆起发生。
对于导电线状体22的直径D,使用数码显微镜,观察模拟片结构体20的导电线状体22,随机选择5处,测定导电线状体22的直径,取其平均值。
导电线状体22的体积电阻率R优选为1.0×10-9Ω·m~1.0×10-3Ω·m,更优选为1.0×10-8Ω·m~1.0×10-4Ω·m。若将导电线状体22的体积电阻率R设为上述范围,则模拟片结构体20的表面电阻变得容易降低。
导电线状体22的体积电阻率R的测定如下:首先,按照上述方法,求出导电线状体22的直径D。接着,在导电线状体22的两端涂布银膏,测定长度为40mm的部分的电阻,求出导电线状体22的电阻值。然后,假设为直径为D的柱状的导电线状体22,算出导电线状体22的横截面积,对其乘以上述测定的长度,从而得到体积。用所得到的电阻值除以该体积,算出导电线状体22的体积电阻率R。
导电线状体22只要具有导电性,则没有特别限制,可列举出包含金属导线的线状体、包含导电纱的线状体等。导电线状体22也可以为包含金属导线及导电纱的线状体(将金属导线与导电纱扭绞而成的线状体等)。
此处,如下所述,将导电线状体22设为波形的线状体,并使片10三维成型而伸长时,在导电线状体22进行直线化、导电线状体22追随片10的伸长从而也伸长的情况下,若导电线状体22与粘合剂层32被牢固地粘合,则导电线状体22的伸长会受到阻碍。
另一方面,若适用包含金属导线的线状体或包含导电纱的线状体作为导电线状体22,则导电线状体22与粘合剂层32成为被适度粘合的状态。因此,即使在波形的导电线状体22追随由三维成型导致的片10的伸长而进行直线化并伸长的情况下,导电线状体22也容易从粘合剂层32上剥离,能够使导电线状体22的伸长容易地发生。
由于包含金属导线的线状体以及包含导电纱的线状体均具有高导热性及高导电性,因此若将其适用作导电线状体22,则模拟片结构体20的表面电阻得以降低,且同时容易提高透光性。此外,容易实现快速的发热。进一步,如上所述,容易得到直径细的线状体。
作为金属导线,可列举出包含铜、铝、钨、铁、钼、镍、钛、银、金等金属的导线,或包含含有2种以上金属的合金(例如不锈钢、碳素钢等钢、黄铜、磷青铜、锆铜合金、铍铜、铁镍、镍铬合金、镍钛、坝塔尔合金、哈氏合金、钨铼等)的导线。此外,金属导线也可以为电镀有锡、锌、银、镍、铬、镍铬合金、焊锡等的导线,也可以为被后述的碳材料或聚合物覆盖了表面的导线。
作为金属导线,也可列举出被碳材料覆盖的金属导线。若金属导线被碳材料覆盖,则与粘合剂层32的粘合性降低。因此,若适用包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体作为导电线状体22,则即使在波形的导电线状体22追随由三维成型导致的片10的伸长而进行直线化并伸长的情况下,导电线状体22也容易从粘合剂层32上剥离,能够使导电线状体22的伸长容易地发生。此外,若金属导线被碳材料覆盖,则也可抑制金属的腐蚀。
作为覆盖金属导线的碳材料,可列举出炭黑、活性炭、硬碳、软碳、介孔碳、碳纤维等无定形碳;石墨;富勒烯;石墨烯;碳纳米管等。
另一方面,包含导电纱的线状体可以为由一根导电纱构成的线状体,也可以为扭绞多根导电纱而成的线状体。
作为导电纱,可列举出包含导电纤维(金属纤维、碳纤维、离子导电聚合物的纤维等)的纱线、在表面电镀或蒸镀有金属(铜、银、镍等)的纱线、含浸有金属氧化物的纱线等。
作为包含导电纱的线状体,可特别适宜地列举出包含利用了碳纳米管的纱线的线状体(以下也称作“碳纳米管线状体”)。
碳纳米管线状体例如可通过以下方式得到:从碳纳米管森林(使碳纳米管以沿着垂直于基板的方向进行取向的方式,在基板上多个成长而成的成长体,有时也被称作“阵列”)的端部,以片状拉出碳纳米管,将拉出的碳纳米管片集束后,扭绞碳纳米管束。这样的制造方法中,在扭绞时不加捻的情况下,可得到带状的碳纳米管线状体,在加捻的情况下,可得到纱线状的线状体。带状的碳纳米管线状体为不具有碳纳米管被捻的结构的线状体。此外,通过由碳纳米管的分散液进行纺丝等,也能够得到碳纳米管线状体。通过纺丝的碳纳米管线状体的制造例如可通过美国公开公报US 2013/0251619(日本特开2011-253140号公报)中公开的方法进行。从得到碳纳米管线状体的直径的均一性的角度出发,期望使用纱线状的碳纳米管线状体,从得到纯度高的碳纳米管线状体的角度出发,优选通过扭绞碳纳米管片而得到纱线状的碳纳米管线状体。碳纳米管线状体也可以为由两根以上的碳纳米管线状体彼此编织而成的线状体。
碳纳米管线状体也可以为包含碳纳米管与金属的线状体(以下也称作“复合线状体”)。复合线状体维持了碳纳米管线状体的上述特征,且同时容易提高线状体的导电性。即,容易降低模拟片结构体20的电阻。
作为复合线状体,例如可列举出:(1)在从碳纳米管森林的端部以片状拉出碳纳米管,并将拉出的碳纳米管片集束后,扭绞碳纳米管束的、得到碳纳米管线状体的过程中,利用蒸镀、离子镀、溅射、湿式电镀等将单金属或金属合金担载于碳纳米管的森林、片或束、或者经扭绞的线状体的表面而成的复合线状体;(2)将碳纳米管束与单金属的线状体或金属合金的线状体或复合线状体一同扭绞而成的复合线状体;(3)由单金属的线状体或金属合金的线状体或复合线状体与碳纳米管线状体或复合线状体编织而成的复合线状体等。另外,对于(2)的复合线状体,扭绞碳纳米管束时,也可以以与(1)的复合线状体同样的方式将金属担载于碳纳米管。此外,(3)的复合线状体虽为编织两根线状体时的复合线状体,但是只要含有至少一根单金属的线状体或金属合金的线状体或复合线状体,则也可以编织三根以上的碳纳米管线状体或单金属的线状体或金属合金的线状体或复合线状体。
作为复合线状体的金属,例如可列举出金、银、铜、铁、铝、镍、铬、锡、锌等单金属、包含这些单金属中的至少一种的合金(铜-镍-磷合金、铜-铁-磷-锌合金等)。
(树脂保护层)
树脂保护层30为将片10三维成型并覆盖在成型品上后,构成片10的表面的层。即,树脂保护层30为用于保护模拟片结构体20、设置在树脂保护层30与模拟片结构体20之间的功能层(导热层、着色层、装饰层等)、提高片10的表面强度、维持功能等的层。
从三维成型性的角度出发,优选树脂保护层30包含热塑性树脂。
作为热塑性树脂,例如可列举出聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、氨基甲酸乙酯树脂、有机硅树脂、氟树脂等周知的树脂、或包含2种以上这些树脂的混合树脂。
从表面保护的角度出发,也优选树脂保护层30包含热固性树脂。
作为热固性树脂,例如可列举出环氧树脂组合物、利用氨基甲酸乙酯反应进行固化的树脂组合物、利用自由基聚合反应进行固化的树脂组合物等周知的组合物。
作为环氧树脂组合物,可列举出由多官能度类环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂等环氧树脂与胺化合物、酚类固化剂等固化剂组合而成的环氧树脂组合物。
作为利用氨基甲酸乙酯反应进行固化的树脂组合物,例如可列举出包含(甲基)丙烯酸多元醇与聚异氰酸酯化合物的树脂组合物。
作为利用自由基聚合反应进行固化的树脂组合物,可列举出可进行(甲基)丙烯酰基或不饱和聚酯等自由基聚合反应的树脂组合物,例如可列举出在侧链上具有自由基聚合性基团的(甲基)丙烯酸树脂(具有反应性基团的乙烯基单体((甲基)丙烯酸羟基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等)的聚合物同具有可与该共聚物的反应性基团反应的基团且具有自由基聚合性基团的单体((甲基)丙烯酸、含有异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯等)反应而成的(甲基)丙烯酸树脂等)、使(甲基)丙烯酸等与环氧树脂的末端进行反应而成的具有(甲基)丙烯酸基的环氧丙烯酸酯、使具有不饱和基团的羧酸(富马酸等)与二醇进行缩合而成的不饱和聚酯等。
树脂保护层30还可以含有导热无机填料。在树脂保护层30含有导热无机填料的情况下,将片10适用作三维成型用发热片时,能够更有效地防止表面的升温不均(温度上升的分布不均)的发生。
作为导热无机填料,只要为具有10W/mK以上的热导率的无机填料,则没有特别限制,可列举出金属颗粒、金属氧化物颗粒、金属氢氧化物颗粒、金属氮化物类颗粒等。作为导热无机填料,具体而言,可列举出银颗粒、铜颗粒、铝颗粒、镍颗粒、氧化锌颗粒、氧化铝颗粒、氮化铝颗粒、氧化硅颗粒、氧化镁颗粒、氮化铝颗粒、钛颗粒、氮化硼颗粒、氮化硅颗粒、碳化硅颗粒、钻石颗粒、石墨颗粒、碳纳米管颗粒、金属硅颗粒、碳纤维颗粒、富勒烯颗粒、玻璃颗粒等周知的无机颗粒。
导热无机填料可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
相对于树脂保护层整体,导热无机填料的含量优选为1质量%~90质量%,更优选为2质量%~70质量%,进一步优选为5质量%~50质量%。
树脂保护层30也可以含有着色剂。使树脂保护层30含有着色剂,将树脂保护层30制成着色层时,导电线状体22的隐蔽性得以提高。
作为着色剂,没有特别限制,可根据目的适用无机颜料、有机颜料、染料等周知的着色剂。
树脂保护层30也可以含有其他添加剂。作为其他添加剂,例如可列举出固化剂、抗老化剂、光稳定剂、阻燃剂、导电剂、抗静电剂、增塑剂等。
还可以利用图像形成材料(油墨、碳粉等)在树脂保护层30的模拟片结构体20一侧的表面上形成图像(例如,图、文字、花纹、图案等图像)。图像的形成方法可以适用凹版印刷、胶版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、热转移印刷等周知的印刷方法。此时,树脂保护层30作为装饰层发挥功能,且同时具有保护基于图像的装饰的功能。而且,此时,能够将片10适用作三维装饰用片。
从确保三维成型性及树脂保护层30的保护功能的角度出发,树脂保护层30的厚度例如优选为8μm~2500μm,更优选为10μm~2300μm,进一步优选为15μm~2000μm。
(粘合剂层)
粘合剂层32为包含粘合剂的层。通过将片10设为在树脂保护层30与模拟片结构体20之间、且以与模拟片结构体20相接触的方式存在有粘合剂层32的片,由此通过粘合剂层32,片10容易覆盖于成型品的表面。具体而言,如上所述,对于片10,通过从模拟片结构体20(其多个导电线状体22)中露出的粘合剂层32,片10与成型品的表面的粘合变得容易。
粘合剂层32也可以为固化性。通过固化粘合剂层,可赋予粘合剂层32充分的用于保护模拟片结构体20的硬度。此外,固化后的粘合剂层32的抗冲击性得以提高,还能够抑制由冲击导致的固化后的粘合剂层32的变形。
从粘合剂层32能够在短时间内简便地固化的点出发,优选其为紫外线、可见能量射线、红外线、电子束等能量射线固化性。另外,“能量射线固化”还包含由使用了能量射线的加热引起的热固化。
由能量射线引起的固化的条件根据所使用的能量射线的不同而不同,例如,利用紫外线照射进行固化时,优选紫外线的照射量为10mJ/cm2~3,000mJ/cm2、照射时间为1秒~180秒。
粘合剂层32的粘合剂虽然还可以列举出通过热进行粘合的所谓的热封型的粘合剂、使其湿润而显现贴附性的粘合剂等,但是就适用的简便度而言,优选粘合剂层32为由粘着剂(压敏粘合剂)形成的粘着剂层。粘着剂层的粘着剂没有特别限定。例如,作为粘着剂,可列举出丙烯酸类粘着剂、氨基甲酸乙酯类粘着剂、橡胶类粘着剂、聚酯类粘着剂、有机硅类粘着剂、聚乙烯醚类粘着剂等。其中,粘着剂优选为选自由丙烯酸类粘着剂、氨基甲酸乙酯类粘着剂及橡胶类粘着剂组成的组中的至少任意一种,更优选为丙烯酸类粘着剂。
作为丙烯酸类粘着剂,例如可列举出包含来自具有直链的烷基或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元的聚合物(即,至少聚合了(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物)、包含来自具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯的结构单元的丙烯酸类聚合物(即,至少聚合了具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯的聚合物)等。此处,“(甲基)丙烯酸酯”作为表示“丙烯酸”及“甲基丙烯酸”的词汇而使用,其他类似用语也同样。
丙烯酸类聚合物为共聚物时,作为共聚的形态,没有特别限定。作为丙烯酸类共聚物,可以为嵌段共聚物、无规共聚物或接枝共聚物中的任意一种。
其中,作为丙烯酸类粘着剂,优选包含下述结构单元的丙烯酸类共聚物:来自具有碳原子数为1~20的链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(a1’)(以下,也称作“单体成分(a1’)”)的结构单元(a1);以及来自含官能团单体(a2’)(以下,也称作“单体成分(a2’)”)的结构单元(a2)。
另外,该丙烯酸类共聚物也可以进一步含有来自除了单体成分(a1’)及单体成分(a2’)以外的其他单体成分(a3’)的结构单元(a3)。
从粘着特性的提高的角度出发,作为单体成分(a1’)所具有的链状烷基的碳原子数,优选为1~12,更优选为4~8,进一步优选为4~6。作为单体成分(a1’),例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等。这些单体成分(a1’)中,优选(甲基)丙烯酸丁酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,更优选(甲基)丙烯酸丁酯。
相对于上述丙烯酸类共聚物的全部结构单元(100质量%),结构单元(a1)的含量优选为50质量%~99.5质量%,更优选为55质量%~99质量%,进一步优选为60质量%~97质量%,更进一步优选为65质量%~95质量%。
作为单体成分(a2’),例如可列举出含羟基单体、含羧基单体、含环氧基单体、含氨基单体、含氰基单体、含酮基单体、含烷氧基甲硅烷基单体等。这些单体成分(a2’)中,优选含羟基单体与含羧基单体。
作为含羟基单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等,优选(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯。
作为含羧基单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸等,优选(甲基)丙烯酸。
作为含环氧基单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
作为含氨基单体,例如可列举出(甲基)丙烯酸二氨基乙酯等。
作为含氰基单体,例如可列举出丙烯腈等。
相对于上述丙烯酸类共聚物的全部结构单元(100质量%),结构单元(a2)的含量优选为0.1质量%~50质量%,更优选为0.5质量%~40质量%,进一步优选为1.0质量%~30质量%,更进一步优选为1.5质量%~20质量%。
作为单体成分(a3’),例如可列举出(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸酰亚胺酯、丙烯酰吗啉等具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯;乙酸乙烯酯;苯乙烯等。
相对于上述丙烯酸类共聚物的全部结构单元(100质量%),结构单元(a3)的含量优选为0质量%~40质量%,更优选为0质量%~30质量%,进一步优选为0质量%~25质量%,更进一步优选为0质量%~20质量%。
另外,上述单体成分(a1’)可以单独使用或者也可以组合使用两种以上,上述单体成分(a2’)可以单独使用或者也可以组合使用两种以上,上述单体成分(a3’)可以单独使用或者也可以组合使用两种以上。
丙烯酸类共聚物可以通过交联剂而被交联。作为交联剂,例如可列举出公知的环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、氮丙啶类交联剂、金属螯合物类交联剂等。交联丙烯酸类共聚物时,能够利用来自单体成分(a2’)的官能团作为与交联剂反应的交联点。
除了上述粘着剂以外,粘着剂层还可以含有能量射线固化性的成分。
作为能量射线固化性的成分,例如当能量射线为紫外线时,例如可列举出为三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊二烯二甲氧基二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、低聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、环氧改性(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等化合物的、一分子中具有2个以上的紫外线聚合性官能团的化合物等。
能量射线固化性的成分可以单独使用也可以混合使用两种以上。
此外,将丙烯酸类粘着剂适用作粘着剂时,作为能量射线固化性的成分,也可以使用在一分子中具有与丙烯酸类共聚物中的来自单体成分(a2’)的官能团进行反应的官能团以及能量射线聚合性的官能团的化合物。通过该化合物的官能团与丙烯酸类共聚物中的来自单体成分(a2’)的官能团的反应,丙烯酸类共聚物的侧链可通过照射能量射线而进行聚合。除了丙烯酸类粘着剂以外,粘着剂也可以使用侧链同样为能量射线聚合性的成分作为除了成为粘着剂的共聚物以外的共聚物成分。
粘着剂层为能量射线固化性时,粘着剂层也可以含有光聚合引发剂。通过光聚合引发剂,能够提高粘着剂层通过照射能量射线而进行固化的速度。作为光聚合引发剂,例如可列举出二苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻苯甲酸甲酯、苯偶姻二甲缩酮、2,4-二乙基噻吨酮、1-羟基环己基苯基酮、苄基二苯基硫醚、一硫化四甲基秋兰姆、偶氮二异丁腈、苯偶酰、二苯偶酰、联乙酰、2-氯蒽醌、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、N,N-二乙基二硫代氨基苯并噻唑、寡聚{2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-丙烯基)苯基]丙酮}等。
粘合剂层32还可以含有无机填料。通过含有无机填料,能够进一步提高固化后的粘合剂层32的硬度。此外,粘合剂层32的导热性得以提高。进一步,当被粘物以玻璃为主要成分时,能够使片10与被粘物的线膨胀系数接近,由此,将片10贴附于被粘物并根据需要进行固化而得到的装置的可靠性得以提高。
作为无机填料,例如可列举出二氧化硅、氧化铝、滑石粉、碳酸钙、钛白、氧化铁红、碳化硅、氮化硼等粉末;将这些粉末球形化而成的珠粒;单晶纤维;玻璃纤维等。其中,作为无机填料,优选二氧化硅填料及氧化铝填料。此外,粘合剂层32也可含有上述树脂保护层30可含有的导热无机填料作为无机填料。此时,能够得到与设置有后述的为导热层的中间树脂层36的情况相同的效果。无机填料可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
优选无机填料通过具有固化性官能团的化合物而被表面改性(偶联)。
作为固化性官能团,例如可列举出羟基、羧基、氨基、缩水甘油基、环氧基、醚基、酯基、具有烯属不饱和键的基团等。作为具有这些固化性官能团的化合物,例如可列举出硅烷偶联剂等。
从易于维持固化后的粘合剂层32的抗断裂性(固化后的粘合剂层32的强度)的点出发,更优选无机填料通过具有能量射线固化性官能团的化合物而被表面改性,该能量射线固化性官能团为具有烯属不饱和键的基团等。作为具有烯属不饱和键的基团,可列举出乙烯基、(甲基)丙烯酰基、马来酰亚胺基等,但是从反应性的高低及泛用性的点出发,优选(甲基)丙烯酰基。
为通过具有能量射线固化性官能团的化合物而被表面改性的无机填料时,例如将片10三维成型并覆盖在成型品的表面上后进行固化的粘合剂层32变得强韧。
另外,粘合剂层32含有被表面改性的无机填料时,优选粘合剂层32另外含有能量射线固化性的成分。
无机填料的平均粒径优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下。若无机填料的平均粒径为这样的范围,则能够容易地提高粘合剂层32的透光性,此外,能够容易地降低片10(即粘合剂层32)的雾度。无机填料的平均粒径的下限没有特别限定,但优选为5nm以上。
另外,利用数码显微镜观察20个无机填料,将无机填料的最大直径与最小直径的平均直径作为直径而进行测定,取其平均值作为无机填料的平均粒径。
相对于粘合剂层32整体,无机填料的含量优选为0质量%~95质量%,更优选为5质量%~90质量%,进一步优选为10质量%~80质量%。
固化后的粘合剂层32的铅笔硬度优选为HB以上,更优选为F以上,进一步优选为H以上。由此,进一步提高固化后的粘合剂层32的保护模拟片结构体20的功能,能够更加充分地保护模拟片结构体20。另外,铅笔硬度为基于JIS K5600-5-4而测定的值。
粘合剂层32也可以含有着色剂。由此,能够得到与设置有后述的为着色层的中间树脂层36的情况相同的效果。
粘合剂层32也可以含有其他成分。作为其他成分,例如可列举出有机溶剂、阻燃剂、增粘剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防腐剂、防霉剂、增塑剂、消泡剂、润湿性调节剂等周知的添加剂。
从粘合性的角度出发,粘合剂层32的厚度例如优选为3μm~150μm,更优选为5μm~100μm。
(剥离层)
在片10的三维成型前,剥离层34具有保护模拟片结构体20与从模拟片结构体20(其多个导电线状体22)中露出的粘合剂层32的功能。通过设置剥离层34,能够抑制由操作导致的模拟片结构体20的破损以及粘合剂层32的粘合能力的降低。然后,将片10三维成型时,从片10上剥离剥离层34。
作为剥离层34,没有特别限定。例如,从易操作的角度出发,优选剥离层34具有剥离基材与在剥离基材上涂布剥离剂而形成的剥离剂层。此外,剥离层34可以仅在剥离基材的单面具备剥离剂层,也可以在剥离基材的两面具备剥离剂层。
作为剥离基材,例如可列举出纸基材、在纸基材等上层压热塑性树脂(聚乙烯等)而成的层压纸、塑料膜等。作为纸基材,可列举出玻璃纸、涂布纸、铸涂纸等。作为塑料膜,可列举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯膜;聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃膜等。作为剥离剂,例如可列举出烯烃类树脂、橡胶类弹性体(例如,丁二烯类树脂、异戊二烯类树脂等)、长链烷基类树脂、醇酸类树脂、氟类树脂、有机硅类树脂等。
剥离层34的厚度没有特别限定。剥离层34的厚度通常优选为20μm~200μm,更优选为25μm~150μm。
剥离层34的剥离剂层的厚度没有特别限定。涂布包含剥离剂的溶液从而形成剥离剂层时,剥离剂层34的厚度优选为0.01μm~2.0μm,更优选为0.03μm~1.0μm。
使用塑料膜作为剥离基材时,塑料膜的厚度优选为3μm~150μm,更优选为5μm~100μm。
(片的特性等)
本实施方式的片10中,设置在模拟片结构体20的具有树脂保护层30一侧的表面上的层(以下,也称作“模拟片结构体20的表面层”)的总厚度优选为导电线状体22的直径的1.5倍~80倍,更优选为3倍~40倍,进一步优选为5倍~20倍。
通过使模拟片结构体20的表面层的总厚度为导电线状体22的直径的1.5倍以上,即使将片10三维成型并覆盖在成型品上后、导电线状体22被埋入与树脂保护层30一侧邻接的层(粘合剂层32、树脂保护层30等),也能够避免树脂保护层30的表面(即片的表面)在存在导电线状体22的部分发生隆起。此外,将片10适用作发热片时,模拟片结构体20表面的发热效率得以提高。
优选将模拟片结构体20的表面层的总厚度设为导电线状体22的直径的80倍以下。由此,将片10适用作发热片时,发热片成为发热效率优异、片表面的隆起得以抑制的加热器。
此处,模拟片结构体20的表面层相当于树脂保护层30以及设置在树脂保护层30与模拟片结构体20之间的其他层(粘合剂层32、其他树脂层等),不相当于设置在模拟片结构体20的、与具有树脂保护层30的一侧为相反侧的表面上的层(剥离层等)。
另外,当模拟片结构体20(其导电线状体22)的一部分或全部被埋入与具有树脂保护层的一侧邻接的层(本实施方式中为粘合剂层32等)时,模拟片20的表面层的厚度是指模拟片结构体20(其导电线状体22)的未被埋入的区域的厚度。此外,构成模拟片20的表面层的各层的厚度也同样。
片10中,树脂保护层30的厚度与粘合剂层32的厚度的比率(树脂保护层30的厚度/粘合剂层32的厚度)优选为1/1~100/1,更优选为2/1~50/1,进一步优选为3/1~20/1。
将片10三维成型并覆盖在成型品上时,导电线状体22不仅会埋入粘合剂层32,也可能会埋入除粘合剂层32以外的构成表面层的层(树脂保护层30等)。因此,优选表面层较厚,而增加表面层的厚度的手段不仅仅依靠增加粘合剂层的厚度。因此,不需要考虑导电线状体22的埋入而使粘合剂层32变厚,若考虑三维成型后的片10的耐久性等,则优选粘合剂层32不要过厚。因此,优选将树脂保护层30的厚度与粘合剂层32的厚度的比率设为上述范围。
片10中,当导电线状体22为包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体时,将粘合剂层32贴附在不锈钢板上30分钟后的粘合剂层32的剥离力优选为12N/25mm以上。
若金属导线被碳材料覆盖,则与粘合剂层32的粘合性降低。因此,在制造片10时,将包含金属导线的线状体送出并固定在粘合剂层32的表面上时,包含金属导线的线状体容易从粘合剂层32上剥落。因此,优选适用将剥离力设为12N/25mm以上、具有强粘合性的粘合剂层32。
另外,此时的粘合剂层32的剥离力更优选为13N/25mm以上。但是,粘合剂层32的剥离力的上限优选为35N/25mm以下。
另一方面,片10中,当导电线状体22为包含导电纱的线状体时,将粘合剂层32贴附在不锈钢板上30分钟后的粘合剂层32的剥离力优选为11N/25mm以下。因此,通过适用将剥离力设为11N/25mm以下、具有弱粘合性的粘合剂层32,即使在波形的导电线状体22追随由三维成型导致的片10的伸长而进行直线化并伸长的情况下,导电线状体22也容易从粘合剂层32上剥离,能够使导电线状体22的伸长容易地发生。
另外,此时的粘合剂层32的剥离力更优选为10N/25mm以下。但是,粘合剂层32的剥离力的下限优选为2N/25mm以下。
此处,上述各粘合剂层32的剥离力为以以下方式测定的值。
准备具有粘合剂层32的表面层(宽25mm),使粘合剂层32面对不锈钢板的表面从而将表面层贴附在不锈钢板的表面上。在该状态下,施加荷载,经过30分钟后,实施JIS-Z0237(2000年)中规定的180°剥离试验。具体而言,使用拉伸试验机,以300mm/分钟的速度沿180°方向拉伸表面层,测定将表面层从不锈钢板上剥离所需要的力,并将其作为上述各粘合剂层32的剥离力。另外,施加荷载的条件也如上述JIS中的记载所示。
本实施方式的片10中,片(其模拟片结构体20)的表面电阻(Ω/□=Ω/sq.)优选为800Ω/□以下,更优选为0.01Ω/□~500Ω/□,进一步优选为0.05Ω/□~300Ω/□。从降低所施加的电压的角度出发,要求表面电阻低的片10。若片的表面电阻为800Ω/□以下,则容易实现所施加的电压的降低。
另外,通过以下方法测定片的表面电阻。首先,为了提高电连接,将银膏涂布于模拟片结构体20的两端。然后,以使银膏与铜箔胶带相接触的方式,将片10贴附在两端贴附有铜箔胶带的玻璃基板上后,使用电气测试仪测定电阻,算出片的表面电阻。
(片的制造方法)
本实施方式的片10的制造方法没有特别限定。片10例如经过以下工序而制造。
首先,在树脂保护层30上涂布粘合剂层32的形成用组合物,形成涂膜。接着,使涂膜干燥,制作粘合剂层32。接着,在树脂保护层30与粘合剂层32的层叠体(其粘合剂层32)上一边排列一边配置导电线状体22,从而形成模拟片结构体20。例如,以在卷筒构件的外周面上配置了树脂保护层30与粘合剂层32的层叠体的状态,一边使卷筒构件旋转,一边以螺旋状将导电线状体22卷在粘合剂层32的表面上。然后,将卷成螺旋状的导电线状体22的束沿着卷筒构件的轴方向切断。由此,形成模拟片结构体20,并同时将其配置于粘合剂层32的表面。然后,将树脂保护层30、粘合剂层32及模拟片结构体20的层叠体从卷筒构件上取出。然后,将剥离层34贴合在取出的层叠体中的模拟片结构体的、与具有粘合剂层32的一侧为相反侧的表面上。另外,剥离层34也可以以配置在卷筒构件上的状态贴合在层叠体的模拟片结构体的表面上。根据该方法,例如通过一边使卷筒构件旋转,一边使导电线状体22的送出部分沿与卷筒构件的轴平行的方向移动,变得容易调节模拟片结构体20中的相邻的导电线状体22的间隔L。
另外,可以不在卷筒构件的外周面上配置树脂保护层30与粘合剂层32的层叠体,而是在其外周面上排列导电线状体22从而形成模拟片结构体20后,将所得到的模拟片结构体20的一个表面与树脂保护层30和粘合剂层32的层叠体(其粘合剂层32)贴合,并将模拟片结构体20的另一个表面与剥离层34贴合,由此制作片10。
(片的用途)
本实施方式的片10用于利用TOM成型、膜嵌入成型、真空成型等三维成型法,在家电壳体、车辆内装部件、建材内装材料等中所使用的成型品的表面上覆盖成型品。
形成有作为表面导体的由片10形成的覆盖层的成型品,例如能够用作曲面触摸面板等表面导电物品、冰雪融化用发热物品(信号灯照明部等)、暖气用发热物品(汽车的发热内装品等)等表面发热物品。
如上所述,本实施方式的片10能够防止利用从模拟片结构体20露出的粘合剂层32的粘合被导电线状体阻碍,且同时使导电线状体以一定程度密集。因此,将形成有表面导体的成型品用作表面发热物品时,能够防止表面的升温不均的发生。
例如,冰雪融化用发热物品为室外设置显示体时,在对应于不存在导电线状体22的区域的表面上,能够抑制冰雪未完全融解而残留的不良情况的发生。此外,例如,在用作可设置于成型品的最表面的暖气用发热片时,能够降低人的身体感知到线状体之间的部分中温度相对低的部分的可能性,能够舒适地进行使用。
另外,将本实施方式的片10适用作三维成型用发热片时,虽然图中没有示例,但例如可设置对模拟片结构体20供电的供电部(电极)而进行使用。供电部例如由金属材料构成,并电连接于模拟片结构体20的端部。为了可对模拟片结构体20的各导电线状体22供电,供电部与模拟片结构体20的接合可通过焊接等周知的方法进行。
(变形例)
本实施方式的片10不受限于上述方式,可进行变形或改良。以下,对本实施方式的片10的变形例进行说明。以下的说明中,若与本实施方式的片10中说明的构件相同,则在图中标记相同的符号并省略或简化对其的说明。
-第一变形例-
本实施方式的片10不受上述层结构的限定,例如可以为其他的层结构。
例如,如图3所示,片10也可以为以图2中例示的层结构为基本并具有下述层中的至少一层的片11:1)设置在树脂保护层30与粘合剂层32之间的树脂层36(以下也称作“中间树脂层36”);2)设置在模拟片结构体20的、与具有树脂保护层30的一侧为相反侧的表面上的树脂层38(以下也称作“下树脂层38”);以及3)设置在树脂保护层30的、与具有模拟片结构体20的一侧为相反侧的表面上的剥离层40(以下也称作“上剥离层40”)。
另外,图3中示出在片10中进一步具有中间树脂层36、下树脂层38及上剥离层40的片11。
对中间树脂层36进行说明。
中间树脂层36例如可以为作为导热层、着色层、装饰层、底漆层、成分转移防止层等功能层而设置的层。中间树脂层36也可以设置功能与上述功能层不同的多个层。此外,中间树脂层36还可以为单层且具有多个功能。
例如,中间树脂层36为导热层时,中间树脂层36例如可以由包含导热无机填料及热塑性树脂的层构成。若中间树脂层36为导热层,则将片10适用作三维成型用发热片时,能够更有效地防止表面的升温不均的发生。
此外,中间树脂层36为着色层时,中间树脂层36例如由含有着色剂及热塑性树脂的层构成。若中间树脂层36为着色层,则导电线状体22的隐蔽性得以提高。此时,也可将具有透光性的层适用作树脂保护层30。
此外,中间树脂层为装饰层时,可以由利用图像形成材料(油墨、碳粉等)在表面上形成有图像(例如,图、文字、花纹、图案等图像)的树脂层(例如包含热塑性树脂的层)构成。图像的形成方法可以适用凹版印刷、胶版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、热转移印刷等周知的印刷方法。中间树脂层为装饰层时,片11能够适用作三维装饰用片。另外,此时,树脂保护层30可适用具有透光性的层。
另外,作为构成中间树脂层36的上述各成分及其他成分,可例示出与树脂保护层30相同的成分。
从确保三维成型性及树脂保护层30的各功能的角度出发,中间树脂层36的厚度例如优选为5~1300μm,更优选为10~1000μm,进一步优选为15~900μm。
此处,包含着色剂的层(着色层)不限于中间树脂层36,也能够适用于构成设置在模拟片结构体20的具有树脂保护层30的一侧的表面上的层的至少任意一层。
此外,包含导热无机填料的层(导热层)不限于中间树脂层36,也能够适用于构成设置在模拟片结构体20的具有树脂保护层30的一侧的表面上的层的至少任意一层。
此外,装饰层不限于中间树脂层36,也能够适用于构成设置在模拟片结构体20的具有树脂保护层30的一侧的表面上的层的至少任意一层。
对下树脂层38进行说明。
在将片11三维成型并覆盖在成型品的表面上时,下树脂层38为用于将片11热熔接于成型品的表面的树脂层。特别是具有下树脂层38的片11适合于三维成型法中的膜嵌入成型法。
作为下树脂层38,例如可适用包含热塑性树脂的层。而且,作为构成中间树脂层36的上述各成分及其他成分,可例示出与树脂保护层30相同的成分。特别是从提高对成型品的热熔接性的角度出发,作为下树脂层38,优选由聚丙烯等聚烯烃构成的层、由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物构成的层等。
从提高对成型品的热熔接性的角度出发,下树脂层38的厚度例如优选为5~1300μm,更优选为10~1000μm,进一步优选为15~900μm。
对上剥离层40进行说明。
上剥离层40在三维成型前、三维成型时,具有保护树脂保护层30的功能。在三维成型后将上剥离层40从片11上剥离。特别是具有上剥离层40的片11适合于三维成型法中的膜嵌入成型法。另外,根据需要,也可以在三维成型前将上剥离层40从片11上剥离。
作为上剥离层40,只要对三维成型时的加热具有耐性,则没有特别限定,可例示出与剥离层34相同的结构。特别是从树脂保护层30的保护功能、对三维成型时的加热的耐性的角度出发,作为上剥离层40,优选由耐热性的树脂膜构成的层等。
另外,此外,本实施方式的片10例如也可以为在模拟片结构体20的、与具有粘合剂层32的一侧为相反侧的表面上设置有其他粘合剂层的形态,进一步可以为在其他粘合剂层的、与具有模拟片结构体20的一侧为相反侧的表面上设置有其他剥离层的形态等。
-第二变形例-
例如,如图4所示,本实施方式的片10可以为模拟片结构体20的导电线状体22周期性或不规则地弯曲或弯折的片12。具体而言,导电线状体22例如可以为正弦波、矩形波、三角波、锯齿波等波形。即,模拟片结构体20例如可以为沿一个方向延伸的波形的导电线状体22沿正交于导电线状体22的延伸方向的方向、以等间隔多个排列而成的结构。
另外,图4中示出了具有模拟片结构体20的片12,该模拟片结构体20由沿一个方向延伸的波形的导电线状体22沿正交于导电线状体22的延伸方向的方向、以等间隔多个排列而成。
通过适用波形的线状体作为导电线状体22,将片12三维成型并覆盖在成型品的表面上时,波形的导电线状体22追随片12的伸长而在导电线状体22的延伸方向上进行直线化,能够容易地伸长。因此,片12能够不受导电线状体22的限制而在导电线状体22的延伸方向上容易地伸长。
另一方面,由于导电线状体22彼此不在导电线状体22的排列方向上连接,因此片12能够不受导电线状体22的限制而容易地伸长。
即,通过适用波形的线状体作为导电线状体22,将片12三维成型并覆盖在成型品的表面上时,能够抑制片12的伸长不良或导电线状体22的破损。
此处,从抑制片12的伸长不良或导电线状体22的破损的角度出发,波形的导电线状体22的波长λ(波形的间距:参考图4)优选为0.3mm~100mm,更优选为0.5mm~80mm。
此外,从相同的角度出发,波形的导电线状体22的振幅A(参考图4)优选为0.3mm~200mm,更优选为0.5mm~160mm。另外,振幅A是指全振幅(peak to peak)。
-第三变形例-
例如,如图5及图6所示,本实施方式的片10可以为具有排列有导电线状体的模拟片结构体20的片13,所述导电线状体持有:具有波长λ1及振幅A1的波形的第一部位;以及具有与第一部位的波长λ1及振幅A1中的至少一个不同的波长λ2及振幅A2的波形的第二部位。
此处,三维成型中,伴随片10的大幅伸长时,若适用波长小或振幅大的波形的线状体作为导电线状体22,则能够增大波形的导电线状体22直线化时的长度,导电线状体22可容易地追随片10的大幅伸长。
然而,当作为覆盖对象的成型品为复杂的立体形状时,片10的三维成型中,会出现片10的伸长程度大大不同的区域。因此,会出现波形的导电线状体22的直线化程度也大大不同的部位。即,三维成型后,导电线状体22变得具有进行直线化从而呈直线或接近直线状的部位与不太进行直线化而维持波形的部位。
具有由这种具有接近直线状的部位和未被直线化而维持波形的部位的导电线状体22排列而成的模拟片结构体20的片10会发生如下的片的功能降低:主要因导电线状体22的未被直线化而维持波形的部位而引起模拟片结构体20的电阻增加,从而导致耗电量上升;或者由于存在导电线状体22的单位面积的存在比大的部分,因此例如在用作发热片时,发热量仅在该部分变大等。
对此,适用以持有如下部位的方式构成了导电线状体22的片13作为片10:具有波长λ1及振幅A1的波形的第一部位;以及具有与第一部位的波长λ1及振幅A1中的至少一个不同的波长λ2及振幅A2的波形的第二部位。
具体而言,配合作为三维成型的覆盖对象的成型品的形状,例如,将三维成型时的片13的伸长大的区域中的导电线状体22的部位设作波长小或振幅大或波长小且振幅大的波形的第一部位,并将三维成型时的片13的伸长小的区域中的导电线状体22的部位设作波长大或振幅小或波长大且振幅小的波形的第二部位。
若适用这种具有波长及振幅中的至少一个不同的第一部位与第二部位的导电线状体22,则由于在三维成型中,在片13的伸长大的部位,导电线状体22的第一部位发生较大的直线化,在片13的伸长小的部位,导电线状体22的第二部位发生较小的直线化,因此各个部位的直线化的程度最终变得均一。
因此,片13能够抑制如下的片的功能降低:模拟片结构体20的电阻增加,从而导致耗电量上升;或者由于存在导电线状体22的单位面积的存在比大的部分,因此例如在用作发热片时,导致发热量在一部分变大等。
以下,对第三变形例的片13进一步进行详细的说明。
如图5所示,片13中,导电线状体22具有波形的第一部位22A、波形的第二部位22B及波形的第三部位22C。
第一部位22A具有波长λ1及振幅A1。
第二部位22B具有比波长λ1小的波长λ2以及与振幅A1相同的振幅A2。
第三部位22C具有与波长λ1相同的波长λ3以及与振幅A1及振幅A2相同的振幅A3。
即,在导电线状体22的延伸方向上,与第一部位22A及第三部位22C相比,第二部位22B的导电线状体22进行直线化的长度长。
另一方面,在导电线状体22的延伸方向上,第三部位22C以与第一部位22A相同的程度进行导电线状体22的直线化。
而且,在三维成型中,与片13的具有第一部位22A及第三部位22C的区域相比,片13的具有第二部位22B的区域为片13的伸长大的区域。
将这种具有由持有波形的第一部位22A~第三部位22C的导电线状体22排列而成的模拟片结构体20的片13三维成型,并覆盖在成型品的表面上时,根据片13的伸长程度,导电线状体22的各个部位以不同的程度进行直线化,能够将三维成型后的导电线状体22的任意部位均调节为接近直线状的形状。
因此,持有波形的第一部位22A~第三部位22C的片13能够抑制片的功能降低。
此处,图5中,13A表示片13的具有第一部位22A的区域、13B表示片13的具有第二部位22B的区域、13C表示片13的具有第三部位22C的区域。
另外,片13中,导电线状体22并不受限于上述形态。例如,如图6所示,导电线状体22也可以为具有振幅不同的第一部位22AA、第二部位22BB~第三部位22CC的形态。
该形态(参考图6)中,第一部位22AA具有波长λ1及振幅A2。
第二部位22BB具有与波长λ1相同的波长λ2以及比振幅A1小的振幅A2。
第三部位22CC具有与波长λ1及波长λ2相同的波长λ3以及与振幅A1相同的振幅A3。
即,在导电线状体22的延伸方向上,与第一部位22AA及第三部位22CC相比,第二部位22BB的导电线状体22进行直线化的长度短。
另一方面,在导电线状体22的延伸方向上,第三部位22CC以与第一部位22AA相同的程度进行导电线状体22的直线化。
而且,在三维成型中,与片13的具有第一部位22AA及第三部位22CC的区域相比,片13的具有第二部位22BB的区域为片13的伸长小的区域。
将这种具有由持有波形的第一部位22AA~第三部位22CC的导电线状体22排列而成的模拟片结构体20的片13三维成型,并覆盖在成型品的表面上时,根据片13的伸长程度,导电线状体22的各个部位以不同的程度进行直线化,能够将三维成型后的导电线状体22的任意部位均调节为接近直线状的形状。
因此,持有波形的第一部位22AA~第三部位22CC的片13也能够抑制片的功能降低。
此处,图6中,13AA表示片13的具有第一部位22AA的区域、13BB表示片13的具有第二部位22BB的区域、13CC表示片13的具有第三部位22CC的区域。
另外,虽然图中没有示例,但在片13中,导电线状体22也可以为具有波长及振幅均不同的第一部位、第二部位及第三部位的形态。
导电线状体22不限于上述形态,只要为持有下述部位的线状体的形态即可:具有波长λ1及振幅A1的波形的第一部位;以及具有与所述第一部位的波长λ1及振幅A1中的至少一个不同的波长λ2及振幅A2的波形的第二部位。
导电线状体22的各个部位的波长及振幅的不同程度可以配合成型品的形状而调节。此外,导电线状体还可以具有直线状的部位。此外,各个部位的波长及振幅可以阶段性不同,也可以逐渐不同。
此处,第一~第三变形例为一个例子,本实施方式的片10可根据目的设成各种各样的结构。
例如,虽然图中没有示例,但是本实施方式的片10也可以为将模拟片结构体20沿片的面方向(沿着片表面的方向)多个排列而成的片。对于多个模拟片结构体,可以使彼此的导电线状体22的延伸方向平行排列,也可以交错排列。
实施例
以下,示出实施例对本发明进一步进行具体的说明。但是,这些各个实施例并不限制本发明。
[实施例1]
准备在作为树脂保护层的厚度为100μm的聚丙烯膜上设置有作为粘合剂层的厚度为20μm的丙烯酸类粘着剂层(压敏粘合剂层)的粘着片。按照上文所述的方法测定的粘合剂层的剥离力为15N/25mm。
作为导电线状体,准备被碳覆盖的钨导线(直径14μm,(制造商名称:TOKUSAITungMoly Co.,LTD.制造,(产品名称:TGW-B))。
接着,以使压敏粘合剂层的表面朝向外侧且不产生褶皱的方式,将上述粘着片卷绕在外周面为橡胶制的卷筒构件上,并使用双面胶带固定圆周方向上的上述粘着片的两端部。将卷绕在滚轮(bobbin)上的上述导线附着在位于卷筒构件的端部附近的粘着片的压敏粘合剂层的表面上,并在此基础上一边送出导线一边用卷筒构件进行卷取,并使卷筒构件渐渐地沿与卷筒的轴平行的方向移动,一边使导线以等间隔描绘螺旋一边将其卷绕在卷筒构件上。由此,在粘着片的压敏粘合剂层的表面上,使相邻的导线保持一定的距离并同时设置多个导线,形成由导线构成的模拟片结构体。此时,一边振动并一边移动卷筒构件,使被卷绕的导线描绘波形。以1.7mm的间隔等间隔设置导线。此外,波形的导线的波长λ(波形的间距)为30mm,振幅A为30mm。
接着,在设置有模拟片结构体的粘着片的模拟片结构体的表面(从导线彼此之间露出的粘合剂层的表面)上贴合剥离膜(商品名称:SP-381130(Lintec Corporation制造))作为剥离层。然后,以与卷筒轴平行的方式将粘着片连同模拟片结构体及剥离膜一起切断,得到三维成型用导电片。
[实施例2]
除了使用从碳纳米管森林拉出片,并通过加捻而得到的碳纳米管纱线(直径14μm)来代替被碳覆盖的钨导线,并使用在作为树脂保护层的厚度为100μm的聚丙烯膜上设置有作为粘合剂层的厚度为20μm的丙烯酸类粘着剂层(压敏粘合剂层)的粘着片(按照上文所述的方法测定的粘合剂层的剥离力=10N/25mm)来代替实施例1的粘着片以外,以与实施例1同样的方式得到三维成型用导电片。
[实施例3]
除了将聚丙烯膜的厚度设为800μm,将粘着剂层的厚度设为70μm,使用铜导线(直径70μm,制造商名称:Arcor Electronics公司产品名称:Bare Copper Wire)来代替被碳覆盖的钨导线,并将导线的间隔设为8mm以外,以与实施例1同样的方式得到三维成型用导电片。
[比较例1]
除了将导线的间隔设为15mm以外,以与实施例1同样的方式得到三维成型用导电片。
[比较例2]
除了将导线的间隔设为0.1mm以外,以与实施例1同样的方式得到三维成型用导电片。
[片剥落的评价]
由各例中得到的三维成型用导电片制作宽为25mm的试验片。使试验片的粘合剂层32面对丙烯板的表面从而将试验片贴附于丙烯板的表面。在这样的状态下,对试验片整体施加荷载,经过30分钟后,实施JIS-Z0237(2000年)中规定的180°剥离试验。具体而言,使用拉伸试验机,以300mm/分钟的速度沿180°方向拉伸试验片,测定将试验片从丙烯板上剥离所需要的力(粘着力)。施加荷载的条件也如上述JIS中的记载所示。若测定的粘着力为1N/25mm以上,则评价为良好,若小于1N/25mm,则评价为不良。
[温感评价]
利用真空成型(Vacuum forming)的手法,将各例中得到的三维成型用导电片三维成型并同时覆盖在半球形的成型品上,从而得到样品。将得到的样品在25℃的环境下放置5分钟后,对导电片的模拟片结构体施加12V的电压。然后,当导电片的表面温度上升至50℃时,将用手接触而没有感觉到温度分布的情况评价为良好,将感觉到温度分布的情况评价为不良。
[表1]
由上述结果可知,本实施例的三维成型用导电片的片剥落评价、温感评价均优异。由此可知,本实施例的三维成型用导电片抑制了以模拟片结构体为界的片的剥落,且同时发挥高功能。
另外,参考日本专利申请2016-230552的公开并将其整体纳入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请及技术规格以与通过参考而纳入的各个文献、专利申请及技术规格的内容被具体且一一记录的情况同等的程度,通过参考被纳入本说明书中。

Claims (12)

1.一种三维成型用导电片,其具有:
沿一个方向延伸的多个导电线状体以0.3mm~12.0mm的间隔,与相邻的导电线状体保持一定的距离排列而成的模拟片结构体;
设置在所述模拟片结构体的一个表面上的树脂保护层;以及
设置在所述模拟片结构体与所述树脂保护层之间的粘合剂层。
2.根据权利要求1所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体的直径为5μm~75μm。
3.根据权利要求1或2所述的三维成型用导电片,其中,所述树脂保护层的厚度与所述粘合剂层的厚度的比率(树脂保护层的厚度/粘合剂层的厚度)为1/1~100/1。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为波形的线状体。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含金属导线的线状体或包含导电纱的线状体。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的三维成型用导电片,其中,所述导电线状体为包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的三维成型用导电片,其中,
所述导电线状体为包含被碳材料覆盖的金属导线的线状体,
且将所述粘合剂层贴附在不锈钢板上30分钟后的所述粘合剂层的剥离力为12N/25mm以上。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的三维成型用导电片,其中,
所述导电线状体为包含导电纱的线状体,
且将所述粘合剂层贴附在不锈钢板上30分钟后的所述粘合剂层的剥离力为11N/25mm以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的三维成型用导电片,其中,构成设置在所述模拟片结构体的、具有所述树脂保护层一侧的表面上的层的至少任意一层包含着色剂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的三维成型用导电片,其中,构成设置在所述模拟片结构体的、具有所述树脂保护层一侧的表面上的层的至少任意一层包含导热无机填料。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的三维成型用导电片,其具有树脂层,该树脂层设置在所述模拟片结构体的、与具有所述树脂保护层的一侧为相反侧的表面上。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的三维成型用导电片,其为三维成型用发热片。
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