JP2018148150A - 伸縮性基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伸張に対する耐久性を向上できる伸縮性基板を提供する。【解決手段】伸縮性基板１０は、伸縮性を有する伸縮性基材２０と、伸縮性基材２０上に設けられた第１の樹脂部３０と、第１の樹脂部３０上に設けられた第２の樹脂部４０と、第２の樹脂部４０上に設けられた導体部５０と、を備え、第１の樹脂部３０のヤング率は、伸縮性基材２０のヤング率以下であり、第２の樹脂部４０のヤング率は、第１の樹脂部３０のヤング率よりも高い。【選択図】 図２

Description

本発明は、伸縮性基板及びその製造方法に関するものである。

伸縮性基板として、伸縮性基材と、この伸縮性基材上に形成され、導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターンとを備え、エラストマーを架橋剤により架橋していないものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２３６１０３号公報

一般に伸縮性基板では、伸縮性基材の変形に対して導体パターンが追従できなくなると、当該導体パターンにクラックが発生して、導体パターンの導電性が低下してしまうおそれがあるという問題がある。

一方で、上記の伸縮性基板のように、エラストマーを架橋剤により架橋せず高い柔軟性を付与することで、伸縮性基材の変形によって導体パターンにクラックが発生するのを抑制することが考えられるが、この場合、エラストマーの架橋密度が低下してしまうため、耐久性に劣るという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、導電性の低下を抑えつつ、耐久性を向上できる伸縮性基板及びその製造方法を提供することである。

［１］本発明に係る伸縮性基板は、伸縮性を有する基材と、前記基材上に設けられた第１の樹脂部と、前記第１の樹脂部上に設けられた第２の樹脂部と、前記第２の樹脂部上に設けられた導体部と、を備え、前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板である。

［２］上記発明において、前記導体部を覆うように前記第２の樹脂部上に設けられた第３の樹脂部をさらに備えてもよい。

［３］上記発明において、前記第３の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高くてもよい。

［４］上記発明において、前記第２の樹脂部を構成する材料と前記第３の樹脂部を構成する材料とは、実質的に同一の材料であってもよい。

［５］上記発明において、前記第２の樹脂部のヤング率は、前記導体部のヤング率よりも低くてもよい。

［６］上記発明において、前記基材は、複数の繊維から構成された布であり、前記第１の樹脂部は、前記布の一方の主面に貼り付けられていてもよい。

［７］本発明に係る伸縮性基板の製造方法は、伸縮性を有する基材を準備する第１の工程と、前記基材上に第１の樹脂材料を配置する第２の工程と、前記第１の樹脂材料を硬化して、第１の樹脂部を形成する第３の工程と、前記第１の樹脂部上に第２の樹脂材料を配置する第４の工程と、前記第２の樹脂材料を硬化して、第２の樹脂部を形成する第５の工程と、前記第２の樹脂部上に導体部を形成する第６の工程と、を備え、前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板の製造方法である。

［８］本発明に係る伸縮性基板の製造方法は、転写基材、前記転写基材上に設けられた第３の樹脂部、前記第３の樹脂部上に設けられた導体部、前記導体部を覆うように前記第３の樹脂部上に設けられた第２の樹脂部、及び前記第２の樹脂部上に設けられた第１の樹脂部を備える中間体を準備する第７の工程と、前記中間体のうち前記第１の樹脂部を、伸縮性を有する基材に押し付ける第８の工程と、前記第３の樹脂部から前記転写基材を剥離する第９の工程と、を備え、前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板の製造方法である。

本発明によれば、基材と導体部との間に介在する第１の樹脂部が緩和層として機能するため、導体部にクラックが発生し難くなり、導体部の導電性が低下するのを抑制することができる。

また、耐久性に劣る第１の樹脂部を、当該第１の樹脂部のヤング率よりも高いヤング率を有する第２の樹脂部によって保護することで、伸縮性基板の耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る外部回路同士を接続する伸縮性基板を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る伸縮性基板の幅方向に沿って切断した断面図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る伸縮性基板の製造方法を示す断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板を示す平面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板の幅方向に沿って切断した断面図である。 図６（Ａ）は、図４のVIA-VIA線に沿った断面図であり、図６（Ｂ）は、図４のVIB-VIB線に沿った断面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板の製造方法を示す断面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板を示す平面図であり、伸縮性基板をＹ方向に沿って伸張させた状態を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る外部回路同士を接続する伸縮性基板を示す斜視図、
図２は本発明の第１実施形態に係る伸縮性基板の幅方向に沿って切断した断面図である。

図１に示す伸縮性基板１０は、例えば、リジッド基板やフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等の外部回路２００同士を電気的に接続する伸縮性を有する配線基板である。このような伸縮性基板１０は、特に限定しないが、例えば、産業用ロボット等の可動部、屈曲部や、ラップトップ型のパーソナルコンピュータの内部配線といった屈曲性、伸縮性が必要な箇所に適用される。このような伸縮性基板１０は、図２に示すように、伸縮性基材２０と、第１の樹脂部３０と、第２の樹脂部４０と、導体部５０と、第３の樹脂部６０と、を備えている。

伸縮性基材２０は、伸縮性を有する矩形状に形成された板状部材である。この伸縮性基材２０は、例えば、弾性体シート（エラストマーシート）や繊維からなる布帛を用いることができる。エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等を用いることができる。なお、その他のエラストマー材料を用いてもよい。

伸縮性基材２０のヤング率としては、０．１〜３５ＭＰａであることが好ましい。また、伸縮性基材２０の最大伸度としては、５〜５０％であることが好ましい。なお、最大伸度とは、各構成において弾性変形可能な伸び率の最大値のことを言う。また、伸縮性基材２０の破断伸度としては、５０％以上であることが好ましい。また、伸縮性基材２０の厚みとしては、２０〜３００μｍであることが好ましい。

第１の樹脂部３０は、伸縮性基材２０（具体的には、主面２０１）上に層状に設けられている。第１の樹脂部３０も、伸縮性基材２０と同様、伸縮性を有している。このような第１の樹脂部３０を構成する材料としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂を例示することができる。

第１の樹脂部３０のヤング率としては、伸縮性基材２０のヤング率以下であることが好ましく、伸縮性基材２０と導体部５０との間の緩和層としての機能を高める観点から、伸縮性基材２０のヤング率よりも低いことがより好ましい。このような第１の樹脂部３０のヤング率としては、０．１〜１０ＭＰａであることが好ましい。また、第１の樹脂部３０の破断伸度としては、５０％以上であることが好ましい。また、第１の樹脂部３０の厚みとしては、１０〜５０μｍであることが好ましい。

第２の樹脂部４０は、第１の樹脂部３０上に層状に設けられている。第２の樹脂部４０も、伸縮性基材２０と同様、伸縮性を有していることが好ましい。このような第２の樹脂部４０を構成する材料としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーンゴム樹脂を例示することができる。

第２の樹脂部４０のヤング率としては、第１の樹脂部３０のヤング率よりも高いことが好ましく、導体部５０のヤング率よりも低いことがより好ましい。なお、第２の樹脂部４０のヤング率は、伸縮性基材２０のヤング率よりも高くてもよいし、伸縮性基材２０のヤング率よりも低くてもよいし、伸縮性基材２０のヤング率と同じであってもよい。このような第２の樹脂部４０のヤング率としては、５〜１００ＭＰａであることが好ましい。また、第２の樹脂部４０の最大伸度としては、５〜５０％であることが好ましい。また、第２の樹脂部４０の破断伸度としては、５０％以上であることが好ましい。また、第２の樹脂部４０の厚みとしては、５〜２０μｍ程度であることが好ましい。

第２の樹脂部４０には、直線パターンや曲線パターン等の任意のパターンから構成される導体部５０が形成されている。この導体部５０は、第２の樹脂部４０上に、当該第２の樹脂部４０から突出するように設けられている。

導体部５０は、導電性粒子がバインダ中に分散されることで構成されている。この導体部５０も、伸縮性基材２０と同様、伸縮性を有していることが好ましい。ここでは、導体部５０に含まれるバインダが伸縮性を有する材料により構成されることで、導体部５０に伸縮性が付与されている。このようなバインダとしては、エラストマーを用いることが好ましく、例えば、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、これらの２種以上の複合体等を用いることができる。導電性粒子としては、金、銀、白金、ルテニウム、鉛、錫、亜鉛、ビスマス等の金属又はこれらの合金からなる金属材料、若しくは、カーボン等の非金属材料を用いることができる。導電性粒子の形状としては、片鱗状又は不定状とされた形状であることが好ましい。

このような導体部５０は、導電性ペーストを塗布して硬化させることで形成されている。導電性ペーストの具体例としては、導電性粒子、バインダ、水もしくは溶剤、及び各種添加剤を混合して構成する導電性ペーストを例示することができる。導電性ペーストに含まれる溶剤としては、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノン、イソホロン、テルピネオールを例示することができる。

導体部５０のヤング率は、伸縮性基材２０のヤング率よりも高くてもよいし、伸縮性基材２０のヤング率よりも低くてもよいし、伸縮性基材２０のヤング率と同じであってもよい。このような導体部５０のヤング率としては、１０〜２００ＭＰａであることが好ましい。また、導体部５０の最大伸度としては、５〜５０％であることが好ましい。また、導体部５０の破断伸度としては、１０〜１００％であることが好ましい。また、導体部５０の厚みとしては、１〜２０μｍであることが好ましい。

次に、本実施形態における伸縮性基板１０の製造方法について、図３（Ａ）〜図３（Ｄ）を参照しながら説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は本発明の第１実施形態に係る伸縮性基板の製造方法を示す断面図である。

まず、図３（Ａ）に示すように、伸縮性基材２０を準備する（第１の工程）。ここでは、伸縮性基材２０として、エラストマーからなる弾性体シートを用いた。次に、図３（Ｂ）に示すように、伸縮性基材２０上に第１の樹脂部３０を構成する第１の樹脂材料１００を配置する（第２の工程）。第１の樹脂材料１００としては、上述の第１の樹脂部３０を構成する材料を用いる。第１の樹脂材料１００を伸縮性基材２０上に配置する方法としては、スクリーン印刷法、スプレーコート法、バーコート法、ディップ法、インクジェット法等の種々の塗布方法を採用することができる。

次に、第１の樹脂材料１００を硬化させ、第１の樹脂部３０を形成する（第３の工程）。第１の樹脂材料１００の硬化方法としては、紫外線、赤外線レーザ光等のエネルギ線照射、加熱、加熱冷却、乾燥等を採用することができる。

次に、図３（Ｃ）に示すように、第１の樹脂部３０上に第２の樹脂部４０を構成する第２の樹脂材料１１０を配置する（第４の工程）。第２の樹脂材料１１０としては、第２の樹脂部４０を構成する樹脂材料を用いる。第２の樹脂材料１１０を第１の樹脂部３０上に配置する方法としては、第１の樹脂材料１００を伸縮性基材２０上に配置する方法と同様の方法を用いることができる。

次に、第２の樹脂材料１１０を硬化させ、第２の樹脂部４０を形成する（第５の工程）。第２の樹脂材料１１０の硬化方法としては、第１の樹脂材料１００の硬化方法と同様の方法を用いることができる。

次に、図３（Ｄ）に示すように、第２の樹脂部４０上に所定のパターンで構成された導体部５０を形成する（第６の工程）。この導体部５０は、例えば、上述の導電性ペーストを第２の樹脂部４０上に塗布し、当該導電性ペーストを硬化させることで形成することができる。導電性ペーストを塗布する方法としては、スクリーン印刷法、スプレーコート法、バーコート法、ディップ法、インクジェット法等の種々の塗布方法を採用することができる。また、導電性ペーストを硬化させる方法としては、紫外線、赤外線レーザ光等のエネルギ線照射、加熱、加熱冷却、乾燥等を採用することができる。以上により、伸縮性基板１０を得ることができる。

本実施形態の伸縮性基板１０は、以下の効果を奏する。

本実施形態では、伸縮性基材２０上に導体部５０を直接形成するのではなく、伸縮性基材２０と導体部５０との間に、第１の樹脂部３０と第２の樹脂部４０とを介在させている。この第１の樹脂部３０のヤング率は、伸縮性基材２０のヤング率以下となっており、この場合、第１の樹脂部３０が、伸縮性基材２０の変形に追従する緩和層として機能できる。これによって、伸縮性基材２０の変形に導体部５０が追従できずに導体部５０にクラックが生じてしまうのを抑制することができる。この結果、導体部５０の導電性の低下を抑制することができる。

ここで、樹脂組成物（本実施形態では、例えば、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０、及び導体部５０のバインダ）では、ヤング率が高くなると、それに応じて、破断伸度が低下する傾向にあり、また、剛性が向上する傾向にあり、一方、ヤング率が低くなると、それに応じて、破断伸度が向上する傾向にあり、また、剛性が低下する傾向にある。本実施形態では、第１の樹脂部３０を緩和層とするため、当該第１の樹脂部３０のヤング率を比較的小さくしているが、これによって、第１の樹脂部３０の剛性が低下してしまい、延いては、第１の樹脂部３０の耐久性が低下する傾向にある。このような場合に、本実施形態では、第１の樹脂部３０上に、第１の樹脂部３０よりもヤング率の高い第２の樹脂部４０を形成することで、第１の樹脂部３０を保護している。これにより、耐久性に劣る第１の樹脂部３０が伸縮性基板１０の外部に曝されて劣化するのを抑制することができ、伸縮性基板１０全体の耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、第２の樹脂部４０のヤング率は、導体部５０のヤング率よりも低くなっている。このため、第２の樹脂部４０も、第１の樹脂部３０と同様、伸縮性基材２０及び導体部５０間の緩和層として機能できる。これにより、伸縮性基材２０の変形に導体部５０が追従できずに導体部５０にクラックが生じてしまうのをさらに抑制することができる。この結果、導体部５０の導電性の低下をさらに抑制することができる。

本実施形態における「伸縮性基板１０」が本発明における「伸縮性基板」の一例に相当し、本実施形態における「伸縮性基材２０」が本発明における「基材」の一例に相当し本実施形態における「第１の樹脂部３０」が本発明における「第１の樹脂部」の一例に相当し、本実施形態における「第２の樹脂部４０」が本発明における「第２の樹脂部」の一例に相当し、本実施形態における「第３の樹脂部６０」が本発明における「第３の樹脂部」の一例に相当する。

＜第２実施形態＞
図４は本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板を示す平面図、図５は本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板の幅方向に沿って切断した断面図、図６（Ａ）は図４のVIA-VIA線に沿った断面図、図６（Ｂ）は、図４のVIB-VIB線に沿った断面図である。なお、上述の実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略して、上述の実施形態においてした説明を援用する。なお、図４においては、本実施形態の伸縮性基板１０Ｂを分かり易く説明するため、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０Ｂ、及び第３の樹脂部６０（後述）については、図示を省略し、導体部５０については、破線により表示した。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）については、本実施形態の伸縮性基板１０Ｂを分かり易く説明するため、第２の樹脂部４０Ｂ、導体部５０、及び第３の樹脂部６０については、図示を省略した。

図４に示す伸縮性基板１０Ｂでは、伸縮性基材２０Ｂとして、複数の繊維により構成された織布（布）を用いる。この伸縮性基材２０Ｂは、相互に交差する第１の繊維束２１と第２の繊維束２２とにより構成されている。第１の繊維束２１は、１又は２以上の第１の繊維２１１を集合させることで構成されている。第１の繊維束２１は、図中Ｙ方向（伸縮性基板１０Ｂの伸縮予定方向）に対して傾斜した方向（以下、第１の方向とも言う。）に延在し、複数の第１の繊維束２１は、第１の方向に対して交差する方向（以下、第２の方向とも言う。）に並列されている。第２の繊維束２２は、１又は２以上の第２の繊維２２１を集合させることで構成されている。第２の繊維束２２は、第２の方向に延在し、複数の第２の繊維束２２は、第１の方向に並列されている。伸縮性基材２０Ｂでは、平面視において、複数の第１の繊維束２１と、複数の第２の繊維束２２とを相互に交差させて織り込むことで構成されている。

第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１としては、例えば、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ビニロン、ポリエチレン、ナフィオン（登録商標）、アラミド、綿等を用いることができる。この第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１は、伸縮性を有していてもよい。第１の繊維２１１と、第２の繊維２２１とは、相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第１の繊維２１１の数量と、第２の繊維２２１の数量とは、相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。

平面視において、相互に交差する第１の繊維束２１と第２の繊維束２２との間には、矩形状の間隙２３が形成されている。この間隙２３は、平面視において、相互に隣り合う第１の繊維束２１，２１と、相互に隣り合う第２の繊維束２２，２２とによって画定されている。

間隙２３は、伸縮性基材２０Ｂの一方の主面２０１に開口すると共に、伸縮性基材２０Ｂの他方の主面２０２に開口しており、伸縮性基板２０Ｂの一方の主面２０１と他方の主面２０２を連通している。この間隙２３は、伸縮性基材２０Ｂを厚さ方向に沿って真直ぐ延在するものでなくてもよく、両方の主面２０１，２０２で開口し、両方の主面２０１，２０２を連通していればよい。伸縮性基板１０Ｂに変形に応じて、この間隙２３が変形することで、伸縮性基材２０Ｂ全体として伸縮性が発揮される。

第１の樹脂部３０は、図５に示すように、伸縮性基材２０Ｂの主面２０１に貼り付けられている。この第１の樹脂部３０は、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、主面２０１に位置する第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１と密接しており、一の第１の繊維束２１を構成する第１の繊維２１１同士の間に入り込むと共に、一の第２の繊維束２２を構成する第２の繊維２２１同士の間に入り込んでいる。この第１の樹脂部３０は、接触する第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１の表面近傍に僅かに含浸しているが、第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１の内部までは含浸していない。すなわち、本実施形態では、第１の繊維２１１及び第２の繊維２２１の内部に、第１の樹脂部３０が完全に含浸していない。

この第１の樹脂部３０は、間隙２３を介して隣り合う第１の繊維束２１同士の間にブリッジ状に形成されている。同様に、第１の樹脂部３０は、間隙２３を介して隣り合う第２の繊維束２２同士の間にブリッジ状に形成されている。これにより、第１の樹脂部３０は、伸縮性基材２０Ｂの主面２０１に開口する間隙２３を覆っている。また、第１の樹脂部３０は、間隙２３の内部に入り込んでおらず、間隙２３の内部は、第１の樹脂部３０により満たされていない。なお、第１の樹脂部３０は、間隙２３の内部を満たしていなければ、間隙２３の開口近傍で間隙２３の内部に僅かに入り込んでいてもよい。

このような第１の樹脂部３０としては、上述の実施形態で説明した第１の樹脂部３０と同様の材料を用いることができるが、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、スチレンブタジエンゴム、シリコン等のホットメルト系の樹脂材料を用いることが好ましい。

第２の樹脂部４０Ｂは、図５に示すように、第１の樹脂部３０上に層状に設けられている。この第２の樹脂部４０Ｂの上面には、有底の凹部４１が形成されている。

導体部５０は、第２の樹脂部４０Ｂに埋設されており、第２の樹脂部４０Ｂの凹部４１内に配されている。本実施形態では、第２の樹脂部４０Ｂの上面と導体部５０の上面とは、同一平面上に位置しており、導体部５０は、第２の樹脂部４０Ｂから突出していない。

第３の樹脂部６０は、導体部５０を保護するためのオーバーコート層である。この第３の樹脂部６０は、導体部５０を覆うように第２の樹脂部４０Ｂ上に設けられている。この第３の樹脂部６０も、伸縮性基材２０Ｂと同様、伸縮性を有していることが好ましい。このような第３の樹脂部６０を構成する材料としては、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、シリコン等を例示することができる。

第３の樹脂部６０のヤング率としては、第１の樹脂部３０のヤング率よりも高いことが好ましく、導体部５０のヤング率よりも低いことがより好ましい。このような第３の樹脂部６０のヤング率としては、５〜１００ＭＰａであることが好ましい。また、第３の樹脂部６０の最大伸度としては、１０〜５０％であることが好ましい。また、第３の樹脂部６０の破断伸度としては、５０％以上であることが好ましい。また、第３の樹脂部６０の厚みとしては、１０〜２０μｍであることが好ましい。

また、第２の樹脂部４０Ｂを構成する材料と、第３の樹脂部６０を構成する材料とは、実質的に同一の材料であることが好ましい。この場合、第２の樹脂部４０Ｂの第３の樹脂部６０の界面は僅かに視認できる程度であり、第２の樹脂部４０Ｂと第３の樹脂部６０とは実質的に一体となっている。

次に、本実施形態の伸縮性基板１０Ｂの製造方法について、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を参照しながら説明する。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板の製造方法を示す断面図である。

まず、図７（Ａ）に示すように、転写基材１３０を準備する。この転写基材１３０は、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０Ｂ、導体部５０、及び第３の樹脂部６０を、伸縮性基材２０Ｂに支持させるまで一時的に支持するための基材である。この転写基材１３０としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の樹脂材料から構成される基材を用いることができる。なお、転写基材１３０を構成する材料は、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０Ｂ、導体部５０、及び第３の樹脂部６０を仮に支持できる程度の剛性を有していればよく、その材料は特に上述に限定されず、より安価な材料を採用してもよい。

次に、準備した転写基材１３０上に第３の樹脂部６０を構成する第３の樹脂材料１４０を配置する。この第３の樹脂材料１４０としては、第３の樹脂部６０を構成する樹脂材料を用いる。第３の樹脂材料１４０を転写基材１３０上に配置する方法としては、第１実施形態で説明した第１の樹脂材料１００を伸縮性基材２０Ｂ上に配置する方法と同様の方法を用いることができる。

次に、第３の樹脂材料１４０を硬化させる。第３の樹脂材料１４０を硬化させる方法としては、第１実施形態で説明した第１の樹脂材料１００の硬化方法と同様の方法を用いる。

次に、第３の樹脂部６０上に導体部５０を形成する。第３の樹脂部６０上に導体部５０を形成する方法としては、例えば、第１実施形態と同様、導電性材料１２０を第３の樹脂部６０上に塗布し、導電性材料１２０を硬化させることで形成することができる。

次に、導体部５０を覆うように第３の樹脂部６０上に第２の樹脂部４０Ｂを構成する第２の樹脂材料１１０を配置する。導体部５０及び第３の樹脂部６０上に第２の樹脂材料１１０を配置する方法としては、第１実施形態で説明した方法と同様の方法を用いる。

次に、導体部５０及び第３の樹脂部６０上に配置された第２の樹脂材料１１０を硬化させる。第２の樹脂材料１１０の硬化方法としては、第１実施形態で説明した方法と同様の方法を用いる。第２の樹脂材料１１０が導体部５０を覆った状態で硬化されることで、導体部５０に面する部分に凹部４１が形成される。

次に、第２の樹脂部４０Ｂ上に第１の樹脂部３０を構成する第１の樹脂材料１００を配置する。そして、第１の樹脂材料１００を硬化させる。第１の樹脂材料１００を配置する方法、及び、第１の樹脂材料１００の硬化方法としては、第１実施形態で説明した方法を用いる。以上により、転写基材１３０、第３の樹脂部６０、導体部５０、第２の樹脂部４０Ｂ、及び第１の樹脂部３０が順に積層された中間体１５０が得られる（第７の工程）。

次に、図７（Ｂ）に示すように、準備した中間体１５０の第１の樹脂部３０を加熱し溶融させた状態で、中間体１５０のうち第１の樹脂部３０を、準備した伸縮性基材２０Ｂに押し付ける（第８の工程）。次に、図７（Ｃ）に示すように、第１の樹脂部３０を冷却させた後、第３の樹脂部６０から転写基材１３０を剥離する（第９の工程）。これにより、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０Ｂ、導体部５０、及び第３の樹脂部６０がこの順で伸縮性基材２０Ｂ上に転写される。以上により、伸縮性基板１０Ｂを得ることができる。

本実施形態の伸縮性基板１０Ｂは、以下の効果を奏する。図８は本発明の第２実施形態に係る伸縮性基板を示す平面図であり、伸縮性基板をＹ方向に沿って伸張させた状態を示す。

複数の繊維を織り込むことで構成される織布には、通常、当該繊維間に間隙が形成されており、このような間隙が織布の主面に開口している。この織布に導体部を形成するため、当該織布の主面上に導電性材料を直接印刷すると、主面を構成する繊維上には導電性材料が残存できる一方で、主面に開口する間隙上には導電性材料が残存できない。このため、織布の主面に開口する間隙部分に応じて導体部に多数の欠損部分が生じてしまい、導体部の導電性が著しく低下するおそれがある。

また、織布においては、外力が加えられた際に、繊維間に存在する間隙が変形することで、当該織布の伸縮性が発揮される。この場合に、織布の主面上に流動性の高い導電性材料を直接印刷すると、当該織布の主面に開口する間隙の内部に導電性材料が流入し、当該間隙の内部が導電性材料によって満たされてしまう。これによって、織布の伸縮性が著しく低下してしまうおそれがある。

これに対し、本実施形態の伸縮性基板１０Ｂは、布である伸縮性基材２０Ｂの主面２０１に第１の樹脂部３０を貼り付けており、この第１の樹脂部３０上に第２の樹脂部４０Ｂを介して導体部５０を形成している。この場合、間隙２３を介して隣り合う第１の繊維束２１同士（第２の繊維束２２同士）の間に第１の樹脂部３０がブリッジ状に形成されて間隙２３を覆うこととなるため、第１の樹脂部３０上に第２の樹脂部４０Ｂ及び導体部５０を形成することができる。このため、主面２０２に開口する間隙２３上においても導体部５０に欠損部分が生じない。これによって、導体部５０の導電性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１の樹脂部３０が間隙２３を覆っているだけで、間隙２３の内部が第１の樹脂部３０によって満たされていない。このため、図８に示すように、伸縮性基板１０Ｂの変形に応じて間隙２３が変形できるので、伸縮性基材２０Ｂ全体として伸縮性を発揮することができる。

ここで、樹脂組成物（本実施形態では、例えば、第１の樹脂部３０、第２の樹脂部４０Ｂ、導体部５０のバインダ、及び第３の樹脂部６０）では、ヤング率が高くなると、それに応じて、架橋密度が高くなる傾向にあり、また、ガス透過率が低くなる傾向にあり、一方、ヤング率が低くなると、それに応じて、架橋密度が低くなる傾向にあり、また、ガス透過率が高くなる傾向にある。本実施形態では、第１の樹脂部３０を緩和層とするため、第１の樹脂部３０のヤング率を比較的低くしており、このため、第１の樹脂部３０のガス透過率が比較的高くなる傾向にある。

また、本実施形態では、伸縮性基材２０Ｂが布であるため、両方の主面２０１，２０２に開口し、両方の主面２０１，２０２を連通する間隙２３が存在している。このため、伸縮性基材２０Ｂの主面２０２側から主面２０１側に向けて、伸縮性基材２０Ｂ内を空気が通過してしまうことがある。

この場合、仮に、第１の樹脂部３０上に直接導体部５０を形成した場合、伸縮性基材２０Ｂ内に侵入した空気が、伸縮性基材２０Ｂ内を通過して主面２０１側に達し、さらにガス透過率の高い第１の樹脂部３０内に入り込み、さらに第１の樹脂部３０内を通過して導体部５０に到達してしまう可能性がある。これによって、導体部５０が空気によって劣化してしまうおそれがある。

これに対し、本実施形態では、第１の樹脂部３０上に第２の樹脂部４０Ｂを形成し、第２の樹脂部４０Ｂ上に導体部５０を形成している。すなわち、第１の樹脂部３０と導体部５０との間に第２の樹脂部４０Ｂが介在している。この第２の樹脂部４０Ｂのヤング率は、第１の樹脂部３０のヤング率よりも高いため、第２の樹脂部４０Ｂのガス透過率は、第１の樹脂部３０のガス透過率に比べて低くなる傾向にある。このため、伸縮性基材２０Ｂ内に空気が侵入し、さらに第１の樹脂部３０を通過したとしても、第２の樹脂部４０Ｂが第１の樹脂部３０と導体部５０との間に介在していることによって、侵入した空気が導体部５０に到達し難くなっている。これによって、導体部５０が空気によって劣化してしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態では、導体部５０は、第２の樹脂部４０Ｂに埋設されており、第２の樹脂部４０Ｂの凹部４１内に配されている。これにより、第３の樹脂部６０の上面を平坦とすることができる。

また、本実施形態では、第３の樹脂部６０のヤング率は、第１の樹脂部のヤング率よりも高くなっている。この場合、第３の樹脂部６０のガス透過率は、比較的低くなる傾向にあり、このような第３の樹脂部６０により導体部５０を覆うことで、導体部５０が空気によって劣化してしまうのを抑制することができる。

また、本実施形態では、第２の樹脂部４０Ｂを構成する材料と第３の樹脂部６０を構成する材料とが実質的に同一の材料となっている。この場合、第２の樹脂部４０Ｂと第３の樹脂部６０との界面が殆ど存在せず、第２の樹脂部４０Ｂと第３の樹脂部６０とが実質的に一体となっている。このような第２の樹脂部４０Ｂ及び第３の樹脂部６０に導体部５０が覆われていることで、導体部５０が空気によって劣化してしまうのをさらに抑制することができる。

また、第２の樹脂部４０Ｂのヤング率と第３の樹脂部６０のヤング率とが実質的に同一となるため、外力を加えた場合、第２の樹脂部４０Ｂと第３の樹脂部６０とにおいて、ほぼ同程度の伸びが生じる。このため、第２の樹脂部４０Ｂ及び第３の樹脂部６０間での剥離が生じ難くなり、伸縮性基板１０Ｂが破壊されるのを抑制することができる。

また、第２の樹脂部４０Ｂを構成する材料と第３の樹脂部６０を構成する材料とが実質的に同一の材料である場合、第２の樹脂部４０Ｂを構成する材料の熱膨張係数と第３の樹脂部６０を構成する材料の熱膨張係数とが実質的に同一となる。このため、温度雰囲気が変化した場合、すなわち、周囲の温度が上昇／下降した場合に、第２の樹脂部４０Ｂの膨張量／収縮量と、第３の樹脂部６０の膨張量／収縮量と、が実質的に同一となるため、伸縮性基板１０Ｂが破壊されるのを抑制することができる。

また、本実施形態の伸縮性基板１０Ｂにおいても、上述の第１実施形態で説明した伸縮性基板１０Ｂと同様の作用・効果を得ることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、第１実施形態で説明した伸縮性基板１０の製造方法を用いて、第２実施形態で説明した伸縮性基板１０Ｂを製造してもよい。また、第２実施形態で説明した伸縮性基板１０Ｂの製造方法を用いて第１実施形態で説明した伸縮性基板１０を製造してもよい。

また、第２実施形態では、伸縮性基材として織布を用いたが、特にこれに限定されず、複数の繊維がランダムに配列された不織布（布）を用いて伸縮性基材を構成してもよい。この場合、不織布を構成する繊維としては、第２実施形態で説明した材料を用いることができる。本例においても、平面視において、相互に隣接する繊維同士の間に形成された間隙が、伸縮性基材の主面上に開口している。このような場合でも、不織布からなる伸縮性基材の主面上に第１の樹脂部を貼り付けて、当該第１の樹脂部上に第２の樹脂部を介して導体部を設けることで、上述の第２実施形態で説明した作用・効果と同様の作用・効果を得ることができる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。以下の実施例及び比較例は、上述した実施形態における伸縮性基板の導電性低下の抑制効果を確認するためのものである。

＜実施例１＞
実施例１では、伸縮性基材として、ポリエステルからなる繊維によって構成され、ヤング率が２８．９ＭＰａある布を準備した。伸縮性基材のヤング率は、万能試験機(引張・圧縮試験機)によって測定した。そして、この布上に、ポリウレタンとスチレンブタジエンゴムからなる樹脂材料を印刷し、当該樹脂材料を硬化させて、ヤング率が１ＭＰａである第１の樹脂部を形成した。そして、第１の樹脂部上に、ポリウレタンからなる樹脂材料を印刷し、当該樹脂材料を硬化させて、ヤング率が１５ＭＰａである第２の樹脂部を形成した。そして、第２の樹脂部上に、銀粉とポリエステル樹脂からなる導電性ペーストを塗布し、当該導電性ペーストを硬化させて、ヤング率が８０ＭＰａである導体部を形成した。以上により得られた試験サンプルを用いて試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に記載されているダンベル状６号の形状に打ち抜き作成し、以下の試験を行った。

≪伸張耐久試験（１）≫
得られた試験片を、当該試験片の全長に対して２０％伸張した。そして、試験片の導体部にクラックが生じているか否かを目視により判定した。導体部にクラックが生じていない場合には、結果を「○」として、伸縮性基板の導電性の低下の抑制効果に優れると判定した。一方、導体部にクラックが生じた場合には、結果を「×」として、伸縮性基板の導電性の低下の抑制効果に劣ると判定した。結果を表１に示す。

≪伸張耐久試験（２）≫

得られた試験片に対して、万能試験機を用いて引張り試験を行い、ヤング率を算出した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
実施例２では、シリコン処理されたＰＥＴフィルムからなる転写基材上に、ポリウレタンからなる樹脂材料を印刷し、当該樹脂材料を硬化させて第３の樹脂部を形成した。そして、第３の樹脂部上に導体部を形成した。この導体部は、実施例１と同じ導電性ペーストを第３の樹脂部上に塗布し、硬化させることで形成した。そして、導体部を覆うように第３の樹脂部上に、実施例１と同じ樹脂材料を印刷し、当該樹脂材料を硬化させて第２の樹脂部を形成した。そして、第２の樹脂部上に、実施例１と同じ樹脂材料を印刷し、当該樹脂材料を硬化させて第１の樹脂部を形成した。そして、第１の樹脂部を加熱溶融させて、伸縮性基板に押し付けた。伸縮性基材としては、実施例１で用いた伸縮性基材と同様の布を用いた。そして、第１の樹脂部を冷却し再度硬化させた後、転写基材を第３の樹脂部から剥離させた。以上により試験サンプルを得た。この試験サンプルにおいて、伸縮性基材、第１の樹脂部、第２の樹脂部、及び導体部のそれぞれのヤング率は、実施例１と同じとした。この試験サンプルを用いて試験片を作成し、上述の伸張耐久試験（１）及び伸張耐久試験（２）を行った。結果を表１に示す。

＜比較例＞
比較例では、伸縮性基材上に、導体部を直接形成した。伸縮性基材としては、実施例１で用いた伸縮性基材と同様の布を用いた。導体部としては、実施例１と同じ導電性ペーストを伸縮性基材上に塗布し、硬化させることで形成した。以上により、試験サンプルを得た。この試験サンプルにおいて、伸縮性基材及び導体部のそれぞれのヤング率は、実施例１と同じとした。この試験サンプルを用いて試験片を作成し、上述の伸張耐久試験（１）及び伸張耐久試験（２）を行った。結果を表１に示す。

＜実施例、比較例の評価＞
表１に示すように、伸縮性基材上に、当該伸縮性基材のヤング率以下のヤング率を有する第１の樹脂部を設け、当該第１の樹脂部上に、当該第１の樹脂部のヤング率よりも高い第２の樹脂部を設け、当該第２の樹脂部上に導体部を設けた実施例１及び実施例２においては、伸縮性基材上に導体部を直接設けた比較例と比較して、クラックが発生しておらず、伸縮性基板を伸張させても、導体部の導電性が低下し難いことが確認できる。

なお、実施例１及び実施例２における伸張耐久試験（２）の結果から、実施例２に係る伸縮性基板のヤング率が、実施例１に係る伸縮性基板のヤング率に対して低いものであったが、その原因としては、実施例１では、伸縮性基材上に第１の樹脂部を構成する樹脂材料を塗布したことで、当該伸縮性基材の主面に開口する間隙に第１の樹脂部が入り込み、当該間隙の内部が第１の樹脂部によって満たされたことで、伸縮性基材の伸縮性が損なわれたためと考えられる。

１０…伸縮性基板
２０…伸縮性基材
２０１，２０２…主面
２１…第１の繊維束
２１１…第１の繊維
２２…第２の繊維束
２２１…第２の繊維
２３…間隙
３０…第１の樹脂部
４０…第２の樹脂部
４１…凹部
５０…導体部
６０…第３の樹脂部
１００…第１の樹脂材料
１１０…第２の樹脂材料
１２０…導電性材料
１３０…転写基材
１４０…第３の樹脂材料
１５０…中間体

Claims (8)

1. 伸縮性を有する基材と、
   前記基材上に設けられた第１の樹脂部と、
   前記第１の樹脂部上に設けられた第２の樹脂部と、
   前記第２の樹脂部上に設けられた導体部と、を備え、
   前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、
   前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板。
2. 請求項１に記載の伸縮性基板であって、
   前記導体部を覆うように前記第２の樹脂部上に設けられた第３の樹脂部をさらに備える伸縮性基板。
3. 請求項２に記載の伸縮性基板であって、
   前記第３の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板。
4. 請求項２又は３に記載の伸縮性基板であって、
   前記第２の樹脂部を構成する材料と前記第３の樹脂部を構成する材料とは、実質的に同一の材料である伸縮性基板。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の伸縮性基板であって、
   前記第２の樹脂部のヤング率は、前記導体部のヤング率よりも低い伸縮性基板。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の伸縮性基板であって、
   前記基材は、複数の繊維から構成された布であり、
   前記第１の樹脂部は、前記布の一方の主面に貼り付けられている伸縮性基板。
7. 伸縮性を有する基材を準備する第１の工程と、
   前記基材上に第１の樹脂材料を配置する第２の工程と、
   前記第１の樹脂材料を硬化して、第１の樹脂部を形成する第３の工程と、
   前記第１の樹脂部上に第２の樹脂材料を配置する第４の工程と、
   前記第２の樹脂材料を硬化して、第２の樹脂部を形成する第５の工程と、
   前記第２の樹脂部上に導体部を形成する第６の工程と、を備え、
   前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、
   前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板の製造方法。
8. 転写基材、前記転写基材上に設けられた第３の樹脂部、前記第３の樹脂部上に設けられた導体部、前記導体部を覆うように前記第３の樹脂部上に設けられた第２の樹脂部、及び前記第２の樹脂部上に設けられた第１の樹脂部を備える中間体を準備する第７の工程と、
   前記中間体のうち前記第１の樹脂部を、伸縮性を有する基材に押し付ける第８の工程と、
   前記第３の樹脂部から前記転写基材を剥離する第９の工程と、を備え、
   前記第１の樹脂部のヤング率は、前記基材のヤング率以下であり、
   前記第２の樹脂部のヤング率は、前記第１の樹脂部のヤング率よりも高い伸縮性基板の製造方法。

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