JP2014210560A

JP2014210560A - 電極構造体、シートヒータ、及び、それらの製造方法

Info

Publication number: JP2014210560A
Application number: JP2013089275A
Authority: JP
Inventors: 泰幹高屋舗; Yasumiki Takayashiki; 充広渡辺; Mitsuhiro Watanabe
Original assignee: JAPAN SURFACE TREAT INST CO Ltd; JAPAN SURFACE TREATMENT INSTITUTE CO Ltd; Toyota Motor East Japan Inc
Current assignee: JAPAN SURFACE TREAT INST CO Ltd; JAPAN SURFACE TREATMENT INSTITUTE CO Ltd; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-11-13

Abstract

【課題】高い密着性を有し、かつ、簡単に低コストで製造することができる電極構造体及びシートヒータ、並びに、それらの製造方法を提供する。
【解決手段】電極構造体１０は、導電性樹脂よりなる導電体１１と、導電体１１に配設された一対の電極１２とを備えている。電極１２は、導電体１１の側の一面が粗面とされており、この一面と導電体１１とが当接されて圧着されることにより、導電体１１に対して接合されている。電極１２の一面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設された電極構造体、及び、それを用いたシートヒータ、並びに、それらの製造方法に関する。

近年、自動車の座席などに、導電性樹脂よりなる導電体を用いたシートヒータが使用されている。導電性樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂などの合成樹脂分散媒に、カーボンなどの導電性材料を混入、分散させた複合材料が知られている。しかし、フッ素系樹脂は、金属等の他の材料との接着性が低いので、導電体と電極とを強固に接合することが難しく、従来は、例えば、接着剤やリベットを用いて接合していた。例えば、特許文献１には、部分脱弗化水素および酸化反応による化学変性フッ素系樹脂を含むフッ素系接着性樹脂組成物が記載されている。また、特許文献２には、図６に示したように、面状発熱体１１１と面状電極１１２とを銀蝋１１３により接着し、更に、これらをリベット１１４により固定することが記載されている。

特表２００４−５０４４１８号公報特開２０１２−５９７０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の接着剤のような特殊な接着剤を用いると、コストが高くなり、更に、接着剤の介在により導電効率が低下してしまうという問題があった。また、特許文献２に記載のようにリベットを用いると、接合コストが高く、しかも、リベットの部分以外は導電効率が悪く、更に、シートヒータに用いる場合には、リベットが電極から突起してしまうので、すわり心地が悪いという問題もあった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、高い密着性を有し、かつ、簡単に低コストで製造することができる電極構造体及びシートヒータ、並びに、それらの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の電極構造体は、導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設されたものであって、電極は、導電体の側の一面が粗面とされ、電極の一面と導電体とは当接されて圧着されているものである。

本発明のシートヒータは、本発明の電極構造体を備えたものである。

本発明の電極構造体の製造方法は、導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設された電極構造体を製造するものであって、電極の粗面加工した一面、又は、電極を形成する電極材料膜の粗面加工した一面を導電体に当接させて、圧着させる工程を含むものである。

本発明のシートヒータの製造方法は、本発明の電極構造体の製造方法を用いたものである。

本発明の電極構造体及びシートヒータによれば、電極の一面を粗面とし、この一面と導電体とが当接して圧着されるようにしたので、高い密着性を得ることができ、かつ、簡単に低コストで接合することができる。よって、大量生産を容易にすることができる。また、電極と導電体とを直接接触させるようにしたので、高い導電効率を得ることができる。更に、例えば、電極を形成する際に、電極を形成する電極材料膜を導電体に圧着した後に、所定の回路形状に加工することもできるので、目的に応じて複雑な電極の回路を容易に形成することができる。加えて、不要な突起物がないので、シートヒータに用いる場合には、すわり心地を向上させることができる。

本発明の電極構造体の製造方法及びシートヒータの製造方法によれば、本発明の電極構造体及びシートヒータを容易に製造することができる。

本発明の一実施の形態に係る電極構造体の構成を表す図である。図１の一部を拡大して表す拡大図である。電極の表面粗さＲａと、電極と導電体との密着強度との関係を表す特性図である。電極の回路形状例を表す図である。本発明の一実施の形態に係るシートヒータの構成を表す図である。従来の接着構造を表す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電極構造体１０の構成を表すものである。図２は、図１の一部を拡大して表すものである。電極構造体１０は、例えば、導電性樹脂よりなる導電体１１と、導電体１１に配設された一対の電極１２とを備えている。導電性樹脂は、例えば、フッ素系樹脂等の合成樹脂分散媒に、カーボン等の導電性材料を分散させた複合材料である。電極１２は、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。

電極１２は、導電体１１の側の一面が粗面とされており、この一面と導電体１１とが当接されて圧着されることにより、導電体１１に対して接合されている。電極１２の一面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。表面粗さが小さすぎると十分な密着強度を得ることができず、大きすぎると導電体１１と電極１２との密着面に気泡が入り剥離する恐れが生じてしまうからである。

図３に、電極１２の表面粗さＲａと、電極１２と導電体１１との密着強度との関係を示す。図３は、導電体１１にフッ素系樹脂を用い、電極１２に用いた場合の結果である。なお、密着強度は、ＪＩＳ−Ｃ６４８１「引き剥がし強さ」測定方法に準じて測定した。図３に示したように、表面粗さＲａを０．２μｍ以上とすれば、２Ｎ／ｃｍ以上の高い密着強度を得ることができ、また、表面粗さＲａを２０μｍよりも大きくしても、密着強度の向上の程度は小さく、逆に、気泡による剥離の恐れが生じてしまうことから、表面粗さＲａは０．２μｍ以上２０μｍ以下の範囲内とすれば好ましいことが分かる。

導電体１１と電極１２とを圧着する際には、導電体１１を加熱して柔らかくした状態とすることが好ましい。より強固に密着させることができるからである。具体的には、導電体１１を構成する導電性樹脂の軟化点付近まで加熱することが好ましく、例えば、軟化点よりも５０℃低い温度以上、軟化点よりも３０℃高い温度以下の範囲内に加熱することが好ましい。また、導電体１１と電極１２とを圧着する際の圧力は、例えば、０．１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲内とすることが好ましい。圧力が低すぎると十分に密着させることができず、圧力が高すぎると、導電体１１又は電極１２が破損してしまうからである。

この電極構造体１０は、例えば、導電体１１を軟化点付近まで加熱して柔らかくし、粗面加工した電極１２の一面を導電体１１に当接させて圧着させることにより接合する。その際、電極１２は、電極１２を形成する電極材料膜の一面を粗面加工したのち、所定の回路形状に加工するようにしてもよく、電極材料膜を所定の回路形状に加工したのち、一面を粗面加工するようにしてもよい。

また、この電極構造体１０は、導電体１１を軟化点付近まで加熱して柔らかくし、電極１２を形成する電極材料膜の粗面加工した一面を導電体１１に当接させて圧着したのち、導電体１１に接合した電極材料膜をエッチング等により所定の回路形状に加工することにより、電極１２を形成するようにしてもよい。このようにして製造すれば、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したような複雑な回路形状を有する電極１２を容易に形成することができるので好ましい。なお、図４は、電極１２が配設された面を見たものであり、導電体１１の部分には網掛けを付し、電極１２の部分は白で表している。

図５は、本実施の形態の電極構造体１０を用いたシートヒータ２０の構成を表すものである。シートヒータ２０は、車両用シート又は室内用シート等の各種シート３０の座面部や背もたれ部に配設され、着座者を暖めるために用いられるものである。このシートヒータ２０は、例えば、シート３０の異なる位置の表層部に配設された複数の発熱部２１と、各発熱部２１と接続された制御部２２とを備えている。各発熱部２１は、本実施の形態の電極構造体１０を有しており、例えば、シートカバーとシート内部のクッション材との間に配設されている。この電極構造体１０は、導電体１１と電極１２との接合部分に不要な突起物がなく、シートヒータ２０の表面を平面化することができるようになっている。また、このシートヒータ２０は、上述した電極構造体１０の製造方法を利用して製造することができる。

このように本実施の形態によれば、電極１２の一面を粗面とし、この一面と導電体１１とが当接して圧着されるようにしたので、高い密着性を得ることができ、かつ、簡単に低コストで接合することができる。よって、大量生産を容易にすることができる。また、電極１２と導電体１１とを直接接触させるようにしたので、高い導電効率を得ることができる。更に、例えば、電極１２を形成する際に、電極１２を形成する電極材料膜を導電体１１に圧着した後に、所定の回路形状に加工することもできるので、目的に応じて複雑な電極１２の回路を容易に形成することができる。加えて、不要な突起物がないので、シートヒータ２０に用いる場合には、すわり心地を向上させることができる。

本実施の形態の製造方法によれば、本発明の電極構造体１０及びシートヒータ２０を容易に製造することができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各構成要素について具体的説明したが、他の構成要素をそなえていてもよく、また、全ての構成要素を備えていなくてもよい。

１０…電極構造体、１１…導電体、１２…電極、２０…シートヒータ、２１…発熱部、２２…制御部、３０…シート

Claims

導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設された電極構造体であって、
前記電極は、前記導電体の側の一面が粗面とされ、
前記電極の一面と前記導電体とは当接されて圧着されている
ことを特徴とする電極構造体。
前記電極の一面の表面粗さは、算術平均粗さＲａが０．２μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の電極構造体。
前記電極は、前記導電体を加熱して圧着されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電極構造体。
請求項１から請求項３のいずれか１に記載された電極構造体を備えたことを特徴とするシートヒータ。
導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設された電極構造体の製造方法であって、
電極の粗面加工した一面、又は、電極を形成する電極材料膜の粗面加工した一面を導電体に当接させて、圧着させる工程を含む
ことを特徴とする電極構造体の製造方法。
電極又は電極を形成する電極材料膜の一面の表面粗さを、算術平均粗さＲａで、０．２μｍ以上２０μｍ以下の範囲内とすることを特徴とする請求項５記載の電極構造体の製造方法。
導電体を加熱して圧着することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の電極構造体の製造方法。
導電性樹脂よりなる導電体に電極が配設された電極構造体を備えたシートヒータの製造方法であって、
請求項５から請求項７のいずれか１に記載の電極構造体の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするシートヒータの製造方法。