JP2012033674A

JP2012033674A - 柔軟配線体

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Publication number: JP2012033674A
Application number: JP2010171462A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Hayakawa; 知範早川; Seiichi Nakamori; 清一中森; Yoshinori Yasumoto; 吉範安本
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: JP5465124B2

Abstract

【課題】伸縮可能であって、伸長時にも電気抵抗が増加しにくいことに加えて、配線の酸化等による劣化が少なく耐久性に優れた柔軟配線体を提供する。
【解決手段】柔軟配線体１は、エラストマー製の基材１０と、基材１０に配置されエラストマーおよび金属フィラーを含む配線１１と、を備える。基材１０の該エラストマーおよび配線１１の該エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まない。柔軟配線体１は、さらに、エラストマー製のカバーフィルム１２を備えてもよい。カバーフィルム１２は、配線１１を覆うように配置される。カバーフィルム１２の該エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まない。
【選択図】図１

Description

本発明は、エラストマーを利用した伸縮可能な柔軟配線体に関する。

エラストマーを利用して、柔軟なセンサ、アクチュエータの開発が進められている。この種のセンサ、アクチュエータにおいては、センサ等の弾性変形に追従できるように、電極や配線が伸縮可能であることが望ましい。また、伸長された場合にも、電極や配線の電気抵抗が増加しにくいことが望ましい。

例えば、屈曲性を有する配線体として、樹脂製の基材に導電パターンが形成された配線体がある。導電パターンの形成には、銀ペーストが用いられる。銀ペーストは、バインダー樹脂に銀粉末が充填されてなる。ここで、バインダー樹脂の弾性率は高い。よって、銀ペーストから形成された配線は、伸縮性に乏しい。また、大きく伸長されると、配線にクラックが発生し、著しく電気抵抗が増加してしまう。さらに、基材も樹脂製であるため、伸縮性に乏しい。このように、従来の配線体は、屈曲性を有するものの、エラストマーを用いたセンサ等の弾性変形に追従して、伸縮することはできない。

そこで、伸縮可能な配線体として、エラストマー製の基材に、エラストマーをバインダーとした配線を形成した配線体が提案されている。配線は、エラストマーに、導電性カーボンや金属フィラーが充填された導電材料から形成されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００７−１７３２２６号公報特開２０１０−４３８８０号公報

伸縮可能な配線体を構成するために、基材や配線の材料として、エラストマーが用いられる。エラストマーを架橋する場合、架橋剤として、硫黄や硫黄化合物、あるいは有機過酸化物を用いることが多い。これらの架橋剤残渣がエラストマー中に残存すると、配線中の金属フィラーが、酸化されたり硫化されるおそれがある。金属フィラーが酸化、硫化されると、金属フィラーの表面の電気抵抗が増加して、配線の導電性が低下してしまう。このように、エラストマーを用いて配線体を構成する場合には、配線の耐久性が課題となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、伸縮可能であって、伸長時にも電気抵抗が増加しにくいことに加えて、配線の酸化等による劣化が少なく耐久性に優れた柔軟配線体を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の柔軟配線体は、エラストマー製の基材と、該基材に配置されエラストマーおよび金属フィラーを含む配線と、を備え、該基材の該エラストマーおよび該配線の該エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まないことを特徴とする。

本発明の柔軟配線体において、基材および配線を構成するエラストマーには、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まれない。このため、配線中の金属フィラーが、酸化や硫化により劣化するおそれは小さい。したがって、長期間使用しても、配線の導電性は低下しにくい。すなわち、本発明の柔軟配線体は、耐久性に優れる。

また、基材および配線の両方に、エラストマーが用いられている。したがって、本発明の柔軟配線体は、例えばエラストマーを利用したセンサやアクチュエータの弾性変形に追従して、伸縮することができる。また、伸長されても、電気抵抗が増加しにくい。

本発明の一実施形態の柔軟配線体の斜視図である。実施例１、比較例１、２の各配線体における電気抵抗の経時変化を示すグラフである。実施例２、３の各配線体における電気抵抗の経時変化を示すグラフである。

以下、本発明の柔軟配線体の実施形態について説明する。なお、本発明の柔軟配線体は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。

＜柔軟配線体＞
本発明の柔軟配線体は、エラストマー製の基材と、該基材に配置されエラストマーおよび金属フィラーを含む配線と、を備える。

基材のエラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まないものであればよい。例えば、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いずに架橋された架橋ゴム、および熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上を採用することができる。前者の架橋ゴムは、硫黄を含む加硫剤や加硫促進剤、あるいは過酸化物系架橋剤を用いずに架橋されたゴムであればよい。このような架橋ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、ヒドロシリル架橋エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、アミン架橋アクリルゴム、イソシアネート架橋ウレタンゴム、イソシアネート架橋液状ブタジエンゴムが挙げられる。後者の熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、スチレン系ブロックコポリマー系熱可塑性エラストマー（ＳＩＳ、ＳＢＳ等）が挙げられる。

なお、基材のエラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を含まないものであれば、可塑剤、加工助剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤、老化防止剤、軟化剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。

基材に必要な伸縮性を考慮すると、エラストマーのヤング率は、０．１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であることが望ましい。また、引張り試験（ＪＩＳＫ６２５１）における切断時伸びは、１００％以上であることが望ましい。

基材の表面に配線が形成される場合、伸縮時に基材から配線が剥離しにくいことが望ましい。基材と配線との密着性を向上させるという観点から、基材の表面をプラズマＣＶＤ、コロナ放電等により改質してもよい。また、基材のエラストマーに、シランカップリング剤等を配合したり、官能基を付与する処理を施して、配線を構成するエラストマーとの反応性を高めてもよい。

配線のエラストマーも、基材のエラストマーと同様に、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まないものであればよい。配線のエラストマーは、基材のエラストマーと同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いずに架橋された架橋ゴム、および熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上を採用すればよい。架橋ゴム、熱可塑性エラストマーの好適例については、基材のエラストマーと同じである。

なお、配線のエラストマーについても、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を含まないものであれば、可塑剤、加工助剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤、老化防止剤、軟化剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。例えば、エラストマー中の金属フィラーの酸化をより抑制するという観点から、配線のエラストマーに酸化防止剤を配合してもよい。また、基材と配線との密着性を向上させるという観点から、配線のエラストマーに接着成分を配合してもよい。

エラストマーに充填される金属フィラーの材質は、特に限定されない。導電性が高い金属として、例えば、銀、銅、ニッケル、金、ロジウム、パラジウム、クロム、チタン、白金、鉄、およびこれらの合金等が挙げられる。なかでも銀、銅、ニッケルは、電気抵抗が小さく、金やパラジウム等と比較して安価なため好適である。

金属フィラーとして、金属以外の粒子の表面を金属で被覆したものを使用してもよい。この場合、金属だけで構成する場合と比較して、フィラーの比重を小さくすることができる。よって、配線材料を塗料化した場合に、金属フィラーの沈降が抑制されて、分散性が向上する。また、金属粒子よりも安価に、金属粒子同等の導電性を有する粒子を製造することができる。また、被覆される粒子を加工することにより、様々な形状の金属フィラーを容易に製造することができる。被覆する金属としては、先に列挙した金属フィラーとして好適な金属を、用いればよい。また、被覆される金属以外の粒子としては、グラファイトやカーボンブラック等の炭素材料、炭酸カルシウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物、シリカ等の無機物、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル等の樹脂等を用いればよい。

金属フィラーの形状は、特に限定されない。球状、フレーク状（薄片状）、針状等、適宜選択すればよい。例えば、アスペクト比（短辺に対する長辺の比）の比較的大きなフィラーを用いると、フィラー同士の接触面積が大きくなる。このため、少量で高い導電性が実現できる。加えて、伸縮時の導電性変化を小さくすることができる。このような理由から、金属フィラーを、アスペクト比が５以上のフィラーを含んで構成することが望ましい。

金属フィラーの粒子径は、形状に応じて適宜選択すればよい。例えば、フレーク状のフィラーの場合には、平均粒子径が１μｍ以上１５μｍ以下であることが望ましい。平均粒子径が１μｍ未満の場合には、隣接するフィラー同士の接触面積は小さい。このため、伸長時にフィラー同士の接触状態が変化すると、導電性変化が鋭敏になり、電気抵抗が増加しやすい。反対に１５μｍより大きくなると、配線の柔軟性が低下する。本明細書では、金属フィラーの平均粒子径として、日機装（株）製「マイクロトラック粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０型」により測定された値を採用する。

金属フィラーの充填量は、配線の導電性と柔軟性とを両立できるように、金属フィラーの種類、形状、粒子径に応じて決定すればよい。また、配線に必要な伸縮性を考慮すると、配線のヤング率は、１ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であることが望ましい。また、引張り試験（同上）における切断時伸びは、５％以上、さらには２０％以上であることが望ましい。

本発明の柔軟配線体は、さらに、上記配線を覆うように配置されるエラストマー製のカバーフィルムを備えることが望ましい。基材の表面に配線が形成される場合、配線を覆うようにカバーフィルムを配置すると、配線中の金属フィラーの空気酸化を抑制することができる。また、配線を外部から絶縁することができるため、安全性が向上する。さらに、基材とカバーフィルムとの間に配線が挟装されるため、配線の変形に対するカバーフィルムの拘束効果が発揮される。つまり、カバーフィルムによる、配線への力学的な補強効果を得ることができる。

ここで、カバーフィルムのエラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まないことが望ましい。また、酸素を透過しにくいものが望ましい。カバーフィルムのエラストマーは、基材や配線のエラストマーと同じでもよく、異なっていてもよい。例えば、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いずに架橋された架橋ゴム、および熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上を採用すればよい。架橋ゴム、熱可塑性エラストマーの好適例については、上述した基材のエラストマーと同じである。また、基材や配線の伸縮を阻害しないという観点から、カバーフィルムのエラストマーのヤング率は、０．１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であることが望ましい。また、引張り試験（同上）における切断時伸びは、１００％以上であることが望ましい。

なお、カバーフィルムのエラストマーについても、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を含まないものであれば、可塑剤、加工助剤、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤、老化防止剤、軟化剤、着色剤等の添加剤を含んでいてもよい。

以下に、本発明の柔軟配線体の一実施形態を説明する。図１に、本実施形態の柔軟配線体の斜視図を示す。図１に示すように、柔軟配線体１は、基材１０と、配線１１と、カバーフィルム１２と、を備えている。

基材１０は、シリコーンゴム製であって、前後方向に延びる帯状を呈している。基材１０の厚さは、約０．５ｍｍである。基材１０を構成するシリコーンゴムには、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まれていない。

配線１１は、基材１０の上面に、合計１３本配置されている。配線１１は、各々、アクリルゴムと銀粉末とを含んでいる。配線１１の厚さは、各々、約１０μｍである。母材のアクリルゴムには、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まれていない。配線１１は、各々、線状を呈しており、前後方向に延在している。１３本の配線１１は、左右方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように配置されている。

カバーフィルム１２は、シリコーンゴム製であって、前後方向に延びる帯状を呈している。カバーフィルム１２の厚さは、約８０μｍである。カバーフィルム１２を構成するシリコーンゴムには、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まれていない。カバーフィルム１２は、基材１０および配線１１の上面を、後端部を除いて覆っている。すなわち、柔軟配線体１の後端部には、カバーフィルム１２が配置されていない。このため、柔軟配線体１の後端部の上面には、配線１１が露出している。柔軟配線体１の後端部は、他の配線体やコネクタに接続される。また、柔軟配線体１の前方において、１３本の配線１１は、センサ素子（図略）に接続されている。

＜柔軟配線体の製造方法＞
本発明の柔軟配線体の製造方法は、特に限定されない。例えば、以下の三つの方法が挙げられる。第一の方法は、基材の表面に、配線、必要に応じてカバーフィルムを、順に形成する方法である。まず、所定のエラストマーからなる基材を準備する。次に、基材の表面に、配線用塗料を塗布し、加熱により乾燥させる。この際、加熱により、エラストマーの架橋反応を進行させてもよい。その後、必要に応じて、配線を覆うようにカバーフィルム用塗料を塗布し、加熱により乾燥させる。この際、加熱により、エラストマーの架橋反応を進行させてもよい。

配線用塗料は、エラストマー成分のポリマーを、所定の添加剤と共に溶剤に溶解した溶液に、金属フィラーを混合して調製すればよい。カバーフィルム用塗料についても、カバーフィルムの形成成分（エラストマー成分のポリマー、添加剤）を溶剤に溶解、混合して調製すればよい。各々の塗料は、採用する塗布方法に適した粘度になるように、適宜、固形分濃度を調整すればよい。例えば、塗料の固形分濃度を大きくすると、基材へ塗布した時の、溶剤による基材の膨潤を、抑制することができる。

塗料の塗布方法としては、既に公知の種々の方法を採用することができる。例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、パッド印刷、リソグラフィー等の印刷法の他、ディップ法、スプレー法、バーコート法等が挙げられる。例えば、印刷法を採用すると、塗布する部分と塗布しない部分との塗り分けを、容易に行うことができる。また、大きな面積、細線、複雑な形状の印刷も容易である。印刷法の中でも、高粘度の配線用塗料が使用でき、塗膜厚さの調整が容易であるという理由から、スクリーン印刷法が好適である。

第二の方法は、基材の表面に配線を転写する方法である。まず、転写用基材に配線を形成する。次に、当該転写用基材を基材の表面に重ね合わせて、配線を基材表面に転写させる。転写用基材を剥離した後、必要に応じて、配線を覆うようにカバーフィルムを形成する。

第三の方法は、配線が形成されたカバーフィルムを、基材に貼り合わせる方法である。まず、所定のエラストマーからなるカバーフィルムを準備する。次に、カバーフィルムの裏面に、配線を形成する。そして、形成された配線が基材の表面に接触するように、カバーフィルムを基材に貼着する。

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

＜配線体の製造＞
［実施例１］
基材のエラストマーとしてポリウレタン系熱可塑性エラストマーを、配線のエラストマーとしてアミン架橋アクリルゴムを用いて、配線体を製造した。

基材には、熱可塑性エラストマーシート（日本マタイ（株）製「エスマー（登録商標）ＵＲＳ」、厚さ０．３ｍｍ）を使用した。

また、以下のようにして配線用塗料を調製した。まず、アクリルゴムポリマー（日本ゼオン（株）製「Ｎｉｐｏｌ（登録商標）ＡＲ５１」）１００質量部と、架橋剤の安息香酸アンモニウム（大内新興化学工業（株）製「バルノック（登録商標）ＡＢ−Ｓ」）０．８質量部と、を溶剤のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート２８０質量部に溶解して、エラストマー溶液を調製した。次に、調製したエラストマー溶液に、金属フィラーとして三種類の銀粉末を添加して、三本ロールを用いて混合、分散させて、配線用塗料とした。配線用塗料の固形分濃度は、約７０質量％である。銀粉末としては、以下のＡ〜Ｃを使用した。各々の配合量は、銀粉末Ａ：１５０質量部、銀粉末Ｂ：１００質量部、銀粉末Ｃ：３００質量部である。
銀粉末Ａ：ＤＯＷＡエレクトロニクス（株）製「ＦＡ−Ｄ−４」（フレーク状、平均粒子径１１μｍ）。
銀粉末Ｂ：ＤＯＷＡエレクトロニクス（株）製「ＦＡ−ＳＴＧ−１１」（フレーク状、平均粒子径１．１μｍ）。
銀粉末Ｃ：福田金属箔粉工業（株）製「ナノメルト（登録商標）Ａｇ」（フレーク状、平均粒子径５μｍ）。

調製した配線用塗料を、基材の表面にスクリーン印刷して、幅１ｍｍ長さ１００ｍｍの配線パターンを形成した。そして、印刷後の基材を、１５０℃のオーブンに２０分間静置して、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させた。このようにして製造された配線体を、実施例１の配線体とした。実施例１の配線体において、基材および配線のいずれのエラストマーにも、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物は含まれていない。

［実施例２］
基材のエラストマーとしてシリコーンゴムを、配線のエラストマーとして実施例１と同じアミン架橋アクリルゴムを用いて、配線体を製造した。

まず、以下のようにして基材を作製した。信越化学工業（株）製ＬＩＭＳ液状シリコーンゴム「ＫＥ−１９５０−７０−Ａ」、「ＫＥ−１９５０−７０−Ｂ」を、１：１の等量で混合し、均一になるように攪拌した。この混合物を金型に充填し、１２０℃で１０分間プレス架橋した。得られたシリコーンゴムシートを、さらに１５０℃のオーブン中で１時間保持して、二次架橋した。このようにして、厚さ０．５ｍｍのシリコーンゴムシート（基材）を作製した。

作製した基材の表面に、実施例１で調製した配線用塗料をスクリーン印刷して、幅１ｍｍ長さ１００ｍｍの配線パターンを形成した。そして、印刷後の基材を、１５０℃のオーブンに２０分間静置して、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させた。このようにして製造された配線体を、実施例２の配線体とした。実施例２の配線体において、基材および配線のいずれのエラストマーにも、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物は含まれていない。

［実施例３］
実施例２の配線体の表面に、カバーフィルムを被覆した配線体を製造した。すなわち、基材のエラストマーとして実施例２と同じシリコーンゴムを、配線のエラストマーとして実施例２と同じアミン架橋アクリルゴムを、カバーフィルムのエラストマーとしてシリコーンゴムを用いて、配線体を製造した。

まず、信越化学工業（株）製一液硬化型ＲＴＶシリコーンゴム「Ｘ−３２−１９６４」を、実施例２の配線体の基材の表面および配線を覆うように、スクリーン印刷した。次に、印刷後の基材を、１２０℃のオーブンに６０分間静置して、シリコーンゴムを架橋した。このようにして、厚さ約８０μｍのカバーフィルムを有する配線体を製造した。得られた配線体を、実施例３の配線体とした。実施例３の配線体において、基材、配線、カバーフィルムのいずれのエラストマーにも、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物は含まれていない。

［比較例１］
基材のエラストマーとしてアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を、配線のエラストマーとして実施例１と同じアミン架橋アクリルゴムを用いて、配線体を製造した。

まず、以下のようにして基材を作製した。ＮＢＲポリマー（日本ゼオン（株）製「Ｎｉｐｏｌ１０４１」）１００質量部と、加工助剤のステアリン酸（花王（株）製「ルナック（登録商標）Ｓ３０」）１質量部と、加硫助剤の酸化亜鉛２種（堺化学工業（株）製）５質量部と、加硫剤の硫黄（鶴見化学工業（株）製「サルファックスＴ−１０」）０．８質量部と、加硫促進剤のテトラメチルチウラムジスルフィド（三新化学工業（株）製「サンセラー（登録商標）ＴＴ」）１．５質量部、およびＮ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（大内新興化学工業（株）製「ノクセラー（登録商標）ＭＳＡ」）１質量部と、補強材のＭＡＦ級カーボンブラック（東海カーボン（株）製「シースト１１６」）３０質量部と、をロールを用いてゴム練りし、薄いシート状のゴム組成物を調製した。続いて、調製したゴム組成物を、金型に充填し、１５０℃で３０分間プレス架橋した。このようにして、厚さ０．５ｍｍのＮＢＲシート（基材）を作製した。

作製した基材の表面に、実施例１で調製した配線用塗料をスクリーン印刷して、幅１ｍｍ長さ１００ｍｍの配線パターンを形成した。そして、印刷後の基材を、１５０℃のオーブンに２０分間静置して、塗膜を乾燥させると共に、架橋反応を進行させた。このようにして製造された配線体を、比較例１の配線体とした。比較例１の配線体において、基材のエラストマーには、硫黄や硫黄化合物が含まれている。

［比較例２］
基材のエラストマーとして比較例１と同じアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を、配線には市販の銀ペーストを用いて、配線体を製造した。

まず、比較例１で作製した基材の表面に、銀ペースト（東洋紡績（株）製「ＤＷ２５０Ｈ−５」）をスクリーン印刷して、幅１ｍｍ長さ１００ｍｍの配線パターンを形成した。次に、印刷後の基材を、１２０℃のオーブンに３０分間静置して、塗膜を乾燥させた。このようにして製造された配線体を、比較例２の配線体とした。比較例２の配線体において、基材のエラストマーには、硫黄や硫黄化合物が含まれている。

＜配線体の導電性評価＞
まず、実施例１、および比較例１、２の各配線体を、室温下、大気中に放置して、配線の両端間の電気抵抗の経時変化を測定した。そして、測定開始時の電気抵抗値（Ｒ_０）に対する抵抗変化率（Ｒ／Ｒ_０）を算出した。結果を図２に示す。

図２に示すように、実施例１の配線体については、比較例１、２の配線体と比較して、電気抵抗の増加が小さくなった。実施例１の配線体については、基材および配線のいずれのエラストマーにも、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物が含まれていない。このため、配線中の銀粉末が酸化、硫化されにくく、良好な導電性を維持できたと考えられる。一方、基材のエラストマーの架橋に、硫黄を含む加硫剤や加硫促進剤を使用した比較例１、２の配線体については、基材のエラストマー中に、硫黄や硫黄化合物が残存する。これにより、配線中の銀粉末が酸化、硫化され、電気抵抗が増加した、つまり導電性が低下したと考えられる。なお、比較例１と比較例２とでは、配線に含まれる金属フィラーの粒子径や形状等が異なる。このため、電気抵抗の増加の仕方に差が出たものと考えられる。

次に、カバーフィルムの有無が、配線の導電性の経時変化にどの程度影響を与えるのかを調べた。カバーフィルムの有無のみが異なる実施例２、３の配線体を、先の測定と同様に、室温下、大気中に放置して、配線の両端間の電気抵抗の経時変化を測定した。そして、測定開始時の電気抵抗値（Ｒ_０）に対する抵抗変化率（Ｒ／Ｒ_０）を算出した。結果を図３に示す。

図３に示すように、カバーフィルムを有する実施例３の配線体の方が、カバーフィルムを有しない実施例２の配線体よりも、電気抵抗の増加が小さくなった。これは、カバーフィルムで被覆されることにより、配線中の銀粉末が空気により酸化されにくかったためと考えられる。

以上より、硫黄や硫黄化合物を含まないエラストマーを、基材や配線の材料として採用することにより、酸化や硫化による配線の劣化を抑制し、配線の導電性の低下を抑制できることが確認された。さらに、カバーフィルムを配置すると、配線の劣化抑制効果が向上することが確認された。

本発明の柔軟配線体は、エラストマーを利用した柔軟なセンサ、アクチュエータ等に好適である。例えば、産業、医療、福祉等の分野で有用なロボットの関節部位に適用することができる。従来の配線体は伸縮性に乏しい。このため、関節部位に適用する場合には、曲げる動作ができるように、配線体を長めに配置して、配線体に遊びを持たせておく必要があった。この点、本発明の柔軟配線体によると、伸縮可能であるため、従来のような遊びを持たせる必要はない。したがって、省スペース化を図ることができる。

１：柔軟配線体１０：基材１１：配線１２：カバーフィルム

Claims

エラストマー製の基材と、該基材に配置されエラストマーおよび金属フィラーを含む配線と、を備え、
該基材の該エラストマーおよび該配線の該エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まないことを特徴とする柔軟配線体。
前記基材の前記エラストマーおよび前記配線の前記エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いずに架橋された架橋ゴム、および熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上である請求項１に記載の柔軟配線体。
前記架橋ゴムは、シリコーンゴム、ヒドロシリル架橋エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、アミン架橋アクリルゴム、イソシアネート架橋ウレタンゴム、イソシアネート架橋液状ブタジエンゴムから選ばれる一種以上である請求項１または請求項２に記載の柔軟配線体。
前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、スチレン系ブロックコポリマー系熱可塑性エラストマーから選ばれる一種以上である請求項１または請求項２に記載の柔軟配線体。
前記金属フィラーは、銀、銅、ニッケルから選ばれる一種以上を含む請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の柔軟配線体。
前記基材の前記エラストマーのヤング率は０．１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であり、切断時伸びは１００％以上である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の柔軟配線体。
前記配線のヤング率は１ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下であり、切断時伸びは５％以上である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の柔軟配線体。
さらに、前記配線を覆うように配置されるエラストマー製のカバーフィルムを備え、
該カバーフィルムの該エラストマーは、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物のいずれも含まない請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の柔軟配線体。
前記カバーフィルムの前記エラストマーのヤング率は０．１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であり、切断時伸びは１００％以上である請求項８に記載の柔軟配線体。