JP2021020471A - 導電材料が埋め込まれた装飾多層表面材、それを用いて作製された固体表面、そのような表面材を作製する方法およびその使用 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の装置に対して同時に無線電力伝送を達成可能な、装飾的で、耐久性があり、機能的な表面材、それを用いて作製された表面、その作製方法および表面材を用いた無線電力伝送の方法の提供。【解決手段】第１の樹脂含浸紙層１０および第２の樹脂含浸紙層２０と、第１の末端５１および第２の末端５２を有し第１の末端から第２の末端へ電流を流すことができる第１の導電材料５０とを含み、第１の導電材料が第１の樹脂含浸紙層の第１の表面に配置され、前記第１の導電材料が前記第１の樹脂含浸紙層と前記第２の樹脂含浸紙層との間に封入されるように前記第１の樹脂含浸紙層および前記第２の樹脂含浸紙層が積層かつ圧縮された状態で配置され、前記第１の樹脂含浸紙層、前記第２の樹脂含浸紙層または任意の追加の樹脂含浸紙層の少なくとも１つが装飾層である装飾多層表面材１。【選択図】図１ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１０月１０日に出願された米国仮出願第６２／０６２，６１５号の利益を主張する。

装飾積層物は、所望の機能的挙動（優れた磨耗、熱および汚れ抵抗性、洗浄可能性およびコストなど）と併せて魅力的な美的効果が好まれる商業用途および住宅用途の両方において、長年にわたり表面材として使用されてきた。典型的な用途としては、歴史的に家具、台所用カウンタートップ、テーブルトップ、店舗設備、バスルーム洗面台天板、キャビネット、壁パネル、オフィスパーティションなどが挙げられる。

ここ数年の間に、社会はオフィスおよび家庭環境において携帯型充電式電子装置の普及を見てきた。携帯電話、ラップトップコンピュータ、タブレットなどのモバイル電子装置は、家庭およびオフィスでは一般的である。このような携帯型装置は一般に、可動性を維持するための電源として充電式電池を使用する。複数の住民がいる家庭やオフィスでは、充電式装置の総数が人数を上回ることがよくある。典型的には、各バッテリ駆動装置は、それ自体の充電器および電源を必要とし、電源は普通、交流（ＡＣ）電源コンセントである。電子装置の急増による意図せざる結果は、電力変換器、電源、プラグおよびケーブルの急増であり、これはオフィスおよび家庭環境を混乱させる。さらに、充電器が装置固有のものであることは、実際に、充電器を置き忘れたり忘れることが避けられない状況であることを意味する。

充電されるべき電子装置に結合された受信機と送信機との間の空気を介したすなわち無線電力伝送を使用するアプローチが開発されている。そのようなアプローチは一般に２つのカテゴリーに分類される。１つは、送信アンテナと、充電される装置の受信アンテナとの間の平面波放射（遠方界放射とも呼ばれる）の結合に基づく。無線エネルギー伝送に対する他のアプローチは、例えば「充電マット」または携帯用表面に埋め込まれた送信アンテナと、充電されるホスト電子装置に埋め込まれた受信アンテナ（および整流回路）との間の誘導結合に基づく。このような無線受電能力を有する多種多様な携帯電話が市販されている。このアプローチは、同じ領域内の複数の装置を同時に充電する能力を有することができるが、ＡＣ壁コンセントに差し込まれた充電パッドまたはマットなどこの領域は通常は小さく、ユーザは装置を特定の領域に正確に置くことを要求される。

従って、大きく（ｅｘｐａｎｓｉｖｅ）、機能的な、誘導結合を介して多数の装置に無線エネルギー伝送を提供するためのプラットフォームとして機能できる表面材を提供することが望ましいであろう。

本発明は、電気的機能性を備えた装飾多層表面材に全体的に向けられる。より具体的には、本発明は、埋め込まれた導電経路および任意の追加の回路部品を含む装飾多層表面材、好ましくは高圧積層物に向けられ、ならびに、そのような材料を調製するための方法、そのような材料で覆われた固体表面、および、そのような材料から、無線エネルギー伝送を受信するように構成された装置へエネルギーを無線伝送する方法に向けられる。したがって本発明の様々な実施形態は、多数の装置に対して同時に無線電力伝送を達成可能な装飾的で、耐久性があり、機能的な表面材を提供することができる。本発明の様々な実施形態による表面材を使用して、家庭およびオフィス全体を通して見つけられ、誘導および／または共鳴結合であり得る結合を介して無線電力伝送を受信するように構成された充電可能装置へ電力を無線伝送する性能を有する、カウンター全体、テーブル、デスクおよび他の一般的な家具を提供可能である。

本発明の一実施形態は、第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層と、第１の末端および第２の末端を有し第１の末端から第２の末端に電流を流すことができる第１の導電材料とを含む装飾多層表面材を含み；第１の導電材料は第１の樹脂含浸紙層の第１の表面に配置され；第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層は、第１の樹脂含浸紙層と第２の樹脂含浸紙層との間に第１の導電材料が封入されるように積層されかつ圧縮された関係で配置され；第１の樹脂含浸紙層、第２の樹脂含浸紙層または任意の追加の樹脂含浸紙層の少なくとも１つが装飾層である。本発明の様々な実施形態のいずれにおいても、樹脂は熱硬化性樹脂であることができ、その結果、積層された関係の紙層を圧縮して加熱して熱硬化性樹脂を硬化させることができる。本明細書で使用される際、硬化とは、その不可逆的な硬化（ｓｅｔｔｉｎｇ）の意味での熱硬化性樹脂の硬化、または別個の架橋剤または様々な形態のエネルギー、または導電材料が封入され表面アプリケーションの標準的な動作温度範囲の間そのように維持されるように樹脂を圧縮された形態に固定するいずれかの手段による他のポリマーの架橋の両方を指すことができる。

本発明の別の実施形態は、（ａ）樹脂含浸紙の少なくとも２つのシートを提供するステップと、（ｂ）樹脂含浸紙の少なくとも２つのシートのうちの１つの表面にパターン化された導電材料を配置するステップと、（ｃ）樹脂含浸紙の少なくとも２つのシートを、導電材料が樹脂含浸紙の少なくとも２つのシートの間に配置される向き合う関係で熱および圧力で一緒に圧縮するステップとを含む方法を含む。

本発明の別の実施形態は、エネルギーを無線伝送する方法を含み、方法は（ｉ）本発明の実施形態による装飾多層表面材を提供するステップと、（ｉｉ）表面材の上面の上のおよびそれに隣接した領域に電磁場が発生するように第１の導電材料に電流を提供するステップと、（ｉｉｉ）無線エネルギー伝送を受信するように構成された装置を上面の近くにおよび電磁場内に置くステップと含む。

本発明のさらに別の実施形態は、例えば繊維板などの支持基材上に配置された本発明の実施形態による装飾多層表面材を含む固体表面を含む。

本発明の様々な好ましい実施形態において、装飾多層表面材は、高圧積層物である。

他の態様、特徴、および利点は、詳細な説明、好ましい実施形態および添付の特許請求の範囲を含む以下の開示内容から明らかになる。

前述の概要、ならびに本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むとより深く理解されるだろう。本発明を説明するために、現在好ましい実施形態が図面に示されている。しかしながら、本発明は、示されている正確な配置および手段に限定されないことを理解されたい。

本発明の実施形態による多層表面材の斜視図である。 線Ａ’−Ａ’に沿って取られた図１ａに示される実施形態の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の圧縮前および後の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の圧縮前および後の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の樹脂含浸紙層の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の樹脂含浸紙層の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の樹脂含浸紙層の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の圧縮前および後の断面図である。 本発明の実施形態による多層表面材の圧縮前および後の断面図である。

本明細書で使用される際、単数表現“ａ”および“ｔｈｅ”は同義語であり、その用語および／または文脈がそうでないと明白に示さない限り、「１つ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」および「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」と交換可能に使用される。従って、例えば、本明細書または添付の特許請求の範囲において「紙層（ａ ｐａｐｅｒ ｌａｙｅｒ）」または「紙層（ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｌａｙｅｒ）」と記載した場合、それは１つの紙層または１つより多い紙層のことを指すことができる。さらに、全ての数値は、別段の指示のない限り、「約（ａｂｏｕｔ）」という語によって修飾されるものとして理解される。

説明を簡潔かつ明白にするために、各図中の要素は、必ずしも同じ縮尺で描かれておらず、異なる図中の同じ参照番号は、同じ要素を示す。描写を明白にするために、層および導電材料は、概ね直線の縁部および正確な角コーナー部分を有するように示されている場合がある。しかしながら、当業者は、縁部は直線である必要はなく、またコーナー部分は正確な角度である必要はないことを理解する。

特定の用語が、専ら便宜のために以下の説明において使用されるが、それは限定するものではない。「右（ｒｉｇｈｔ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、および「上（ｕｐｐｅｒ）」という言葉は、参照される図面における方向を示す。「内向きに（ｉｎｗａｒｄｌｙ）」および「外向きに（ｏｕｔｗａｒｄｌｙ）」という言葉は、それぞれ、記載された物体の幾何学的中心およびその指定された部分に向かう方向および離れる方向を指す。この用語には、上で具体的に言及された単語、その派生語、および同様の意味の単語が含まれる。さらに、本明細書で使用される順序の指定およびそれは特許請求の範囲を付け加えた、「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」、「第３（ｔｈｉｒｄ）」など、は、別個の複数の同様の要素を区別することをもっぱら目的とし（例えば、第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層）、特に文脈によって必要とされない限り、特定の順序も空間的限定も導入しない。

本発明の様々な実施形態は、下に位置する基材の上に配置された、装飾多層表面材、ならびにそのような材料に関する。本発明の追加の様々な実施形態は、そのような表面材を作製する方法に関し、他の様々な実施形態は、そのような表面材を使用して電力を無線で伝送することを含む方法を対象とする。本明細書で使用される際、用語「多層（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ）」は、２つ以上の（すなわち、少なくとも２つの）層を指す。本明細書で使用される際、「装飾（ｄｅｃｏｒａｔｉｖｅ）」という用語は、あらゆる美的属性を指し、限定するものではないが、着色、デザイン、テクスチャ、しるしなどを含み、これらは材料のいずれかの１つ以上の部分で、または材料の表面全体にわたって現れる可能性がある。本明細書で使用される際、「表面材（ｓｕｒｆａｃｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ）」という用語は、例えば、カウンターまたはテーブルの上面または最外表面としての本発明の様々な実施形態の適用を指し、これは、例えば、再生木材パネル、ポリマー発泡パネル、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、固体表面またはポリマーブル（ｐｏｌｙｍａｒｂｌｅ）などの支持体または基材の上に配置された本発明の実施形態による装飾多層表面材を含み得る。

本発明の様々な実施形態は、装飾多層表面材に関し、この表面材は、好ましくは一緒に積層された２層以上の樹脂含浸紙層を含む。本発明の様々な実施形態において、表面材は、導電材料が間に配置された第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層を含む。第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層など、本発明の様々な実施形態による樹脂含浸紙層に使用できる適切な紙は、限定しないが、セルロース繊維、合成織物または不織繊維、および／またはマイクロファイバーおよび／またはナノファイバー、セルロースおよび／または合成繊維の混合物をベースにした紙、および／または鉱物繊維ベース紙および／またはガラス繊維ベース紙であって、装飾積層物の製造に一般的に使用できるコーティングされているまたはされていない、予備含浸されているまたはされていないものを含む。本発明の様々な実施形態において、樹脂含浸紙層で使用するのに適した紙は、以下の特性の少なくとも１つ、好ましくは全てを有する：国際規格ＤＩＮ ＩＳＯ ３７８１の試験方法に準拠する１４００ｃＮ／３０ｍｍの機械方向の最小湿潤強度、国際規格ＤＩＮ ＩＳＯ ８７８７の試験方法に準拠する３０〜９０ｍｍ／１０ｍｉｎの機械方向のＫｌｅｍｍ吸水度範囲（毛細管上昇）（４５ｍｍ／１０ｍｉｎの吸水度が好ましい）、国際規格Ｄｉｎ ＩＳＯ ２１４４の試験方法に準拠して使用される紙の固有の性質の依存する０〜５０％の灰含量、国際規格ＤＩＮ ＩＳＯ ５３６の試験方法に準拠する２〜８％の水分含有量範囲時の１０〜１００ｇ／ｍ２の坪量範囲（２７ｇ／ｍ２の坪量が好ましい）、国際規格ＤＩＮ ＩＳＯ６５８８の試験方法に準拠する４〜９のｐＨ（高温抽出時）。本発明の様々な好ましい実施形態において、樹脂含浸紙層に使用するのに適した紙は、前述の特性パラメータの全てを満たす１００％セルロース紙を含む。

本発明の様々な実施形態での使用に適した紙層は、樹脂で含浸される。本発明の様々な実施形態において、使用に適した樹脂には、熱硬化性樹脂が含まれる。本発明の様々な実施形態で使用するのに特に適した樹脂は、樹脂含浸紙層が外側保護層であるかコア層であるかに応じて異なる場合がある。外側保護層については、以下でさらに考察する。一般に、本発明の様々な実施形態において第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層などのコア層である樹脂含浸紙層は、これらに限定されるものではないが、ポリエステル、ポリウレタン、フェノール系材料、フェノール−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン、ジアリルフタレート、エポキシド、ポリイミド、シアネート、およびポリシアヌレート、またはこれらのコポリマー、ターポリマーまたはそれらの組み合わせを含むいずれかの適切な熱硬化性樹脂で含浸される。本発明の様々な好ましい実施形態において、第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層などのコア層である樹脂含浸紙層は、フェノール樹脂および／またはエポキシ樹脂で含浸される。本発明の様々な好ましい実施形態において、第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層などのコア層である樹脂含浸紙層は、例えばフェノール−ホルムアルデヒド樹脂などのフェノール樹脂で含浸される。

本発明の様々な実施形態での使用に適した紙層は、上で考察したような樹脂で含浸される。本発明の様々な実施形態に従って使用される紙層を含浸させることは、制御された量の樹脂を紙に塗布するのに十分な任意の適切な方法で実行可能であり、その方法には、限定しないが、スクリーン印刷、ロータリースクリーン印刷、浸漬および絞り出し、浸漬および掻き落とし、リバースロールコーティング、マイヤーバー、カーテンコーティング、スロット−ダイおよびグラビアローラーが含まれる。オーブン乾燥基準で測定された、塗付された樹脂のパーセンテージは、約５〜７５％の範囲であり、好ましいパーセンテージのピックアップ範囲は約２５〜５５％である。

様々な実施形態による紙層の含浸の好ましい方法は、多段階スクリーン印刷であり、この方法では、各スクリーン印刷段階が、各スクリーン段階に予め組み込まれたマスクパターンに従って紙表面の規定された部分を被覆し含浸させる。

含浸ステップで使用される樹脂は、通常、水性または溶剤ベースの溶液であるため、装飾積層工程では、紙の溶媒負荷量を低減するための紙乾燥段階を含むことが一般的である。本発明の様々な実施形態において、残留溶媒のレベルは５〜１５％であり、典型的なレベルは７．５％である。

本発明の様々な実施形態は、１つ以上の樹脂含浸紙層の１つ以上の表面上に配置された、換言すると、隣接する２つの樹脂含浸紙層の間に挟まれた、１つ以上の導電材料（例えば、第１の導電材料、第２の導電材料、第３の導電材料等）を含む。本発明の様々な実施形態に従って使用するのに適した導電材料には、樹脂含浸紙に堆積させることができ、電気的に伝導性であるいずれの材料も含まれる。適切な導電材料は、金属、合金、および導電インクを含む。メタライゼーションは、適切な基材上に金属トレースを堆積させ、既知の転写方法に従って紙層に転写することによって行うことができる。好ましくは、本発明の様々な実施形態で使用される導電材料は、低抵抗であり、パターンで容易に堆積され、積層の熱および圧力条件の下でその幾何学的完全性を維持する。本発明の様々な好ましい実施形態において、導電材料は、導電インクを含む。本発明の様々な好ましい実施形態での使用に適した導電インクは、金属、導電性カーボン、またはポリマーなどの他の導電材料を、他のポリマー、溶媒および添加剤を含み得るキャリア媒体中に含む組成物であり、それは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷またはグラビア印刷、押し出し印刷、および三次元印刷などの様々な既知の方法を用いて堆積させることができる。導電インクは、多くの供給元から市販されており、多くの既知の方法を用いて調製することができる。本発明の様々な好ましい実施形態での使用に適した特に好ましい導電インクには、銀および／または導電性カーボン粒子が含まれる。

本発明の様々な実施形態において、層の表面上に配置される導電材料は、少なくとも第１の末端および第２の末端を有する。導電材料は、本発明の様々な実施形態において、層の表面上にパターン状に配置されることが好ましい。本発明の様々な好ましい実施形態に従って使用するのに適したパターンは、それが配置されている層の周縁部またはその付近に位置する少なくとも１つの末端を提供し、複数の導電材料が複数の表面上に配置される本発明の様々な実施形態において、末端は表面の内側の位置に提供され、この末端は、別の層の表面上に配置された別の導電材料の内側に位置する末端に伝導的に接続することができる。本発明の様々な実施形態に従って使用するのに適したパターンは以下のものを含むがそれらに限定されない。連続蛇行線；渦巻線；スパイラングル（ｓｐｉｒａｎｇｌｅ）；のこぎり波；およびそれらの組み合わせ。好ましくは、本発明の様々な実施形態における導電材料は、導電経路の隣接する部分間の非導電距離を維持しながら、表面上の導電材料の最長線量を提供するパターンに配置される。したがって、例えば、本発明の特定の好ましい実施形態では、導電材料は、矩形表面上に、対応する矩形スパイラングルにおいて配置され、矩形スパイラングルは、表面の外縁（すなわち周辺）に位置する第１の末端から始まり、第２の末端まで矩形表面の中心位置に向かって矩形スパイラングル形状に連続する。導電材料の任意の線形部分の断面積は、任意の導電トラックの全電気抵抗が（断面積に関する）平方当たりの比抵抗とトラック長の積であるので、電気抵抗が最小限に抑えられる状況において重要である。換言すると、当業者には理解されるように、より高い全トラック抵抗は、同様の電流レベルに対してより高い抵抗加熱をもたらす。したがって、本発明の様々な実施形態の回路設計では、トラック垂直厚さ、断面積およびピッチ（すなわち、表面上の導電材料の２つの隣接する線形部分間の距離）間の関係性を最適化することが好ましく、ピッチは２つの隣接する線形部分が接触しないことを保証しながらできるだけ小さくするように制御するべきである。本発明の様々な実施形態における圧縮段階に伴う圧力が、導電トラックの垂直方向の厚さを減少させることに留意することも重要である。全電気抵抗に対する全体的な影響は、断面積を減少させることによって圧縮が導電インクの比抵抗を増大し得る一方、トラック材料内の導電粒子間の導電接触も増大し、従って抵抗を減少させるので変化し得る。このように様々な要因が全体的な抵抗に影響する。全てのそのような要因は、全体的な抵抗、ひいては発熱を減少させるために考慮されることが好ましい。

本発明の様々な実施形態による多層表面材は、導電材料の末端と表面材の外部との間の電気的接続を提供する１つ以上の導電性突起を含み得る。本明細書に記載されているように、直列に（ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ）接続された複数の導電材料を表面材が有する様々な実施形態において、表面材は、一連の第１導電材料の第１末端と表面材の外部との間の電気的接続を提供する導電性突起と、一連の最後の導電材料の第２末端と表面材の外部との間の電気的接続を提供する第２の導電性突起とを含み得る。本発明の様々な実施形態では、表面材は、表面材の外部の導電性突起の端部に接続された１つ以上の構成要素をさらに含み得、この構成要素は、導電材料に電流が供給されるようにＡＣまたはパルスＤＣ電圧入力を外部源から受け入れるように構成されている。そのような構成要素には、ＡＣおよびＤＣプラグ用の様々な雌型レセプタクル、およびハード配線ＡＣまたはＤＣ入力用の端子箱等が含まれ得るが、これらに限定されない。本発明の様々な実施形態での使用に適した導電性突起は、任意の導電材料から構成されてもよく、金属タブ、ネジ、プロング、円筒形レセプタクルなどを含むがこれらに限定されない。

図１ａを参照すると、本発明の一実施形態による装飾多層表面材１が示されている。第１の樹脂含浸紙層１０は、その第１の表面上に矩形のスパイラングルパターンで配置された第１の導電材料５０を有する。第１の導電材料５０は、表面材１の周縁近くに配置された第１の末端５１と、表面の中心位置にある第２の末端５２とを有する。第２の樹脂含浸紙層２０は、第１の樹脂含浸紙層１０と積層された関係に配置され、それらの対向表面は界面３０で接合する。金属ネジの形態の導電性突起６１は、中央位置に配置され、第２の末端５２と材料１の外部との間の電気的接続点を提供する。金属ネジまたはその他の形態の導電性突起６１などの導電性突起は、導電材料の末端との導電接続が維持される限り、外部表面の下の任意の深さまで皿穴に埋められ得る。金属タブの形態の導電性突起６２は、周縁に沿って配置され、第１の末端５１と材料１の外部との間の電気接続点を提供する。

図１ｂを参照すると、図１ａの線Ａ’−Ａ’に沿った装飾多層表面材１の断面図が示されている。第１の樹脂含浸紙層１０の表面には、矩形のスパイラングル状に配置された第１の導電材料５０が配置されている。第２の樹脂含浸紙層２０は、第１の樹脂含浸層１０と積層、圧縮および硬化した関係で配置され、その結果、第１の導電材料５０は、樹脂含浸層１０、２０の間に、それらの界面３０で封入される。導電性突起６１、６２は、第１の導電材料５０に電流を供給するための電気接点を提供する。

本発明の様々な実施形態では、樹脂含浸紙の追加の層、および、好ましくはパターン化された、追加の導電材料を含めることができる。例えば、本発明の様々な実施形態では、第１および第２の樹脂含浸層の間に配置された第１の導電材料に加えて、第１の樹脂含浸紙層の第２の表面に第２の導電材料を配置し、次いで、第２の導電材料が第１および第３の紙層によって封入されるように、第３の樹脂含浸紙層を第１の紙層と積層された関係で配置することができる。第２の導電材料および任意の追加の導電材料は、好ましくは第１の導電材料と同じパターンでパターン化されてもよく、また、第２の導電材料および任意の追加の導電材料のそれぞれの第１の末端および／または第２の末端のいずれかまたは両方に伝導的に接続された導電性突起を有してもよい。さらに、本発明の様々な実施形態において、第１および第２の導電材料は、介在する紙層を介して伝導的に接続されてもよい。さらに、さらなる紙層および追加の導電材料を含む様々な実施形態において、連続する導電材料が、介在する紙層を介して、いずれかまたは両方の側の導電材料に伝導的に接続されてもよい。介在する紙層を介した２つの導電材料の伝導的な接続は、電気的接続の任意の手段を介して達成することができ、好ましくは、介在する紙層に開口を設けることによって達成することができ、この際、開口は、層が一緒に圧縮されるときに紙層の両側の導電材料が物理的および電気的に接続するように位置付けられる。または、介在する紙層を介した２つの導電材料の伝導的な接続は、本明細書に記載のマスキングおよびインク飽和技術によって提供することができる。開口は、紙の一部を物理的に除去する機械的穴あけ機の使用によって適切に提供されてもよい。

図２ａを参照すると、本発明の実施形態による表面材２０１の断面図が示されている。第１の樹脂含浸紙層２１０上には、第１の導電材料２５０がパターン状に配置されている。第２の樹脂含浸紙層２２０は、第１の樹脂含浸紙層２１０と積層された関係で配置されている。第２の樹脂含浸紙層２２０には、第１の導電材料２５０の一部と整列して配置された開口２７０が設けられている。第３の樹脂含浸層２４０は、第１および第２の樹脂含浸紙層２１０、２２０と積層された関係で配置される。第２の導電材料２５１は、第１の導電材料２５０のパターンに対応するパターンで、第２の樹脂含浸層と第３の樹脂含浸層との間に配置され、その結果、第２の導電材料２５１の一部が開口２７０と整列する。図２ｂを参照すると、表面材２０１を圧縮すると、第１および第２の導電材料は、開口を介して物理的および電気的接続２８０を形成する。第１および第２の導電材料２５０、２５１は、開口がない他のすべての点で電気的に分離されたままである（２９０）。

本発明の様々な実施形態では、紙層の両側の導電材料間の導電接続は、樹脂含浸の前に、導電接続が紙層の両側において配置されるべき紙上の位置にマスク（例えば、遮断パターン）を適用することによって提供することができる。マスクは、マスクの部位で樹脂が紙に含浸することを防止する。樹脂含浸に続いて、マスクが除去され、紙層を透過することができる導電インクまたは他の導電材料を堆積させると、紙層を介した導電接続が提供される。本発明の様々な実施形態では、紙層の両側の導電材料間の導電接続は、多段スクリーン印刷プロセスによって提供可能であり、このプロセスでは、紙を介した電気接続用に指定された特定の領域（３８０、３１６、５８０、５８１）が、導電インクにより紙の両側で垂直に整列した状態で連続的塗布により印刷され、その結果、導電インクがその厚さ全体を貫通し、それにより電気的に伝導性の経路がもたらされる。マスクまたは遮断パターンは、印刷用スクリーン製造の当業者に知られている一般的なフォトリソグラフィ技術を使用して、スクリーンに予め組み込むことができる。

図３ａ〜３ｂを参照すると、本発明のある実施形態による紙層を介した導電接続の形成の断面図が示されている。図３ａを参照すると、紙層３１０が提供され、マスク３１５が、所望の導電接続の位置で紙層３１０の両側に提供される。図３ｂを参照すると、次いで紙層３１０を樹脂で含浸させる。マスク３１５により保護された紙層の部分３１６は、樹脂で含浸されない。図３ｃを参照すると、マスクを除去した後、導電インクを含む導電材料３５０、３５１が、紙層の両側に、一部が樹脂で含浸されていない部分３１６を覆うパターンで堆積され、その結果、導電インクは紙を飽和させ、第１の導電材料３５０と第２の導電材料３５１との間に導電接続部３８０を形成する。

図４を参照すると、本発明のある実施形態による表面材４０１の断面図が示されており、ここでは、第１の導電材料４５１および第２の導電材料４５２が第１の樹脂含浸紙層４１０の導電インク飽和部分４８０によって伝導的に接続されている（図３ｃに示されるような）第１の樹脂含浸紙層４１０が、第２の樹脂含浸紙層４２０と第３の樹脂含浸紙層４４０との間に積層された関係で配置されている。

図５ａおよび図５ｂを参照すると、本発明のある実施形態による表面材４０１の断面図が示されており、ここでは、本明細書に記載されるマスキング技術および開口による導電材料の導電接続が組み合わされている。図５ａに示されるように、第１の導電材料５５１および第２の導電材料５５２が第１の樹脂含浸紙層５１０の導電インク飽和部分５８０によって伝導的に接続されている（図３ｃに示されるような）第１の樹脂含浸紙層５１０が、第３の導電材料５５３および第２の導電材料５５４が第２の樹脂含浸紙層５１１の導電インク飽和部分５８１によって伝導的に接続されている第２の樹脂含浸紙層５１１と積層された関係で配置され、第３の樹脂含浸紙層５２０が第１および第２の樹脂含浸紙層５１０、５１１の間に介在される。第３の樹脂含浸紙層５２０は、第２および第３の導電材料５５２、５５３の一部と位置合わせされるように配置された開口５７０を有することができる。第４の樹脂含浸紙層５４０および第５の樹脂含浸紙層５４１は、それぞれ第１および第４の導電材料５５１、５５４に隣接して積層された関係で配置される。図５ｂを参照すると、図５ａに示される積層された層は、第２の導電材料５２および第３の導電材料５５３が開口５７０の位置に物理的な電気的接続５８２を形成するように、大きなブロック矢印によって図に示されるように好ましくは熱および圧力で圧縮される。

本発明の様々な実施形態による装飾多層表面材は、外側層の間に配置された導電材料を有する少なくとも２つの樹脂含浸紙層を含み、少なくとも１つの層は、本明細書において以下に記載するような装飾層である。本発明の様々な実施形態は、少なくとも１つの導電材料、好ましくは２〜２０個の導電材料、より好ましくは６〜１４個の導電材料を含み、様々な好ましい実施形態では、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４個の導電材料が存在し得る。

１つより多い導電材料を有する本発明の様々な実施形態では、２つ以上の導電材料または全ての導電材料を直列に伝導的に接続することができ、一つの実施形態は、開口を有する介在層および／または紙層の反対表面上の導電材料を接続する導電インク飽和部分を有する層の両方など、複数の方法によって形成された導電接続を含み得る。

本発明の様々な実施形態による装飾多層表面材は、１つ以上の強化層（Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｌａｙｅｒｓ）をさらに含むことができる。本発明の様々な実施形態に含めることができる強化層は、好ましくは熱硬化性樹脂である樹脂に分散された軟磁性材料を含む。本発明で使用される紙層の含浸に使用するのに適した種々の熱硬化性樹脂は、軟磁性材料の分散および強化層の形成に好適に使用することができる。本発明の様々な実施形態では、導電材料と、隣接する樹脂含浸紙層との間に強化層を配置することができる。追加的または代替的に、強化層は、２つの導電材料の間に介在する分離層として組み込むことができる。したがって、例えば、本発明の様々な実施形態において、その表面に配置された導電材料を有する樹脂含浸紙層を、第１の導電材料に面するその表面に配置された第２の導電材料を有する別の第２の樹脂含浸紙層と積層された関係で配置することができ、ここで第１の導電材料と第２の導電材料との間に強化層が介在されている。さらに、そのような実施形態では、第１および第２の導電材料間に導電接続を提供するために、強化層に開口を設けることができる。本発明の様々な好ましい実施形態では、装飾多層表面材は、図３ａ〜３ｃに示されるように調製された複数の樹脂含浸紙層を、隣接する導電材料間に介在された強化層と積層された関係で含むことができ、例えばそこでは、図４に示される第２の樹脂含浸紙層４２０と第３の樹脂含浸紙層４４０の両方のどちらかが強化層によって置き換えられているか、強化層をさらに含む。このような好ましい実施形態では、強化層は、隣接する導電材料間の導電接続を提供するための開口をさらに含み得る。本発明の様々な実施形態は、樹脂含浸紙層の代わりにまたはそれに加えて、導電接続および強化層の組み合わせをさらに含むことができる。例えば、本発明の様々な実施形態は、図５ａ〜図５ｂに示されるような多層表面材を含み、その際、第２、第３および／または第４の樹脂含浸紙層５２０、５４０、５４１のうちの１つ以上が強化層によって置き換えられているか、または強化層をさらに含む。本発明の特定の特に好ましい実施形態では、図３ａ〜３ｃに示すように調製された３〜６つの樹脂含浸紙層が、隣接する導電材料のそれぞれの間に配置された強化層と積層された関係で提供され、６〜１２個の導電材料が伝導的に直列に接続されるように各強化層には開口がある。

本発明の様々な実施形態に従って使用するのに適した強化層は、樹脂に分散された軟磁性材料を含む。使用に適した軟磁性材料としては、ソフトフェライトが挙げられるが、これに限定されない。フェライトは、フェリ磁性であるが非導電性である、遷移金属と酸素とのセラミック化合物である。好適なソフトフェライトには、ニッケル、亜鉛および／またはマンガン化合物を含有するものが含まれる。ソフトフェライトを含む適切な軟磁性材料は低い保磁力を有し、これは、材料の高い抵抗率がエネルギー損失の別の原因である渦電流を防止しながら、材料の磁化が多くのエネルギーを消散させる（ヒステリシス損失）ことなく容易に方向を反転することができることを意味する。好ましいソフトフェライトにはマンガン−亜鉛フェライト（ＭｎＺｎ、式Ｍｎ_aＺｎ_(1-a)Ｆｅ₂Ｏ₄）およびニッケル−亜鉛フェライト（ＮｉＺｎ、式Ｎｉ_aＺｎ_(1-a)Ｆｅ₂Ｏ₄）が含まれる。

本明細書に記載の本発明の様々な実施形態による強化層は、コーティング、スプレー、ローリングなどを含む任意の適切な堆積方法によって提供することができる。

本発明の様々な実施形態による多層表面材は、少なくとも１つの装飾層を含む。少なくとも１つの装飾層は、第１の樹脂含浸紙層、第２の樹脂含浸層、本明細書に記載の他のいずれかの樹脂含浸層、または審美的属性を提供する追加の層であってもよい。装飾層は審美的な属性を含み、市販されている様々な装飾表面材で知られている。装飾層は、樹脂含浸紙層を含むことができ、紙層は、模様、着色、テクスチャ、埋設物、または多層表面材の外部から見える他の属性をさらに含む。装飾層はまた、ポリマー層または模様もしくは着色もしくは他の審美的属性を含む他の材料を含んでもよい。本発明の様々な好ましい実施形態では、多層表面材は、着色紙、模様付き紙およびそれらの組み合わせからなる群から選択される装飾層を含む。好ましくは、審美的属性の視覚効果を最大にするために、装飾層は多層表層材料の外面の近くに配置される。

本発明の様々な実施形態による装飾多層表面材は、保護外側層をさらに含むことができる。保護外側層は、表面材が耐久性および／または例えば引っ掻きによって生じ得る損傷に対する耐性を有することが必要または望まれる場合に好ましい。本発明の様々な実施形態では、積層物などの装飾表面材に使用することが知られている任意の外側保護層を使用することができる。本発明の様々な好ましい実施形態において、外側保護層は、熱硬化性メラミン樹脂を含むが、アクリレート系のＵＶまたは電子ビーム硬化部材（例えば、エポキシアクリレート、ウレタン、メラミンアクリレート）であってもよい。追加の保護は、樹脂に研磨剤（例えばアルミナ）を０．５〜５％のレベルで、および１マイクロメートルから１００マイクロメートルの粒径で組み込むことによって提供することができる。

本発明の様々な実施形態による装飾多層表面材は、その中に配置された１つ以上の導電材料と伝導的に接続された、材料内に埋め込まれた回路部品をさらに含むことができる。例えば、種々の抵抗器、インダクタ、コンデンサ、ダイオード、高次部品、およびそれらの組み合わせが、１つ以上の導電材料によって形成される回路内で樹脂含浸紙層の表面に含まれてもよい。したがって、本発明の様々な実施形態は、例えば、発光ダイオード、エレクトロルミネセンス材料またはスイッチ等を含む、表面材に埋め込まれたまたは接続された１つ以上の電子素子を制御できる機能回路を含むことができる。

本発明の様々な実施形態は、下に位置する基材の上に配置された前述の実施形態のいずれかによる表面材を含む固体表面に関する。使用に適した下に位置する基材としては、合板、繊維板等が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の様々な実施形態による表面材は、木材の接着剤またはエポキシなどの任意の適切な接着剤を用いて下に位置する基材に接着されてもよい。本発明の様々な実施形態による固体表面は、例えば、テーブルトップ、カウンター、デスクトップ、パーティション等を含む様々な建物および家具用途に使用するための寸法および形状にすることができる。

本発明の様々な実施形態では、固体表面はさらに、好ましくは１つ以上の導電性突起を介して、表面材に埋め込まれた導電材料に接続された１つ以上の構成要素をさらに含むことができ、その１つ以上の構成要素は、前述のように、導電材料に電流が供給されるように外部電源からのＡＣ電圧入力を受け入れるべく構成されている。様々な好ましい実施形態において、１つ以上の構成要素は、それらが基材から突出しないように、すなわちすべての表面が同一平面になるように、下に位置する基材内に構成される。

本発明の様々な実施形態は、前述の実施形態に従って、表面材および固体表面を作製する方法に向けられる。本発明の様々な実施形態による表面材を作製する方法は、２つ以上の樹脂含浸紙層を、それらの紙層の間に少なくとも１つの導電材料が配置された状態で提供するステップと、熱および圧力で層を圧縮するステップとを含む。熱および圧力で圧縮される積層された関係で提供される層の組み合わせは、上記の実施形態のいずれにも従うことができ、ここで複数の導電材料間の導電接続は、上に記載したいずれの方法においても提供される。

本発明による表面材の作製方法の様々な好ましい実施形態において、高圧積層プロセスが採用される。このような様々な好ましい実施形態によれば、前述の実施形態のいずれかによる多層を、２つのプレスプレートの間に積層された関係で配置する。次にプレートを少なくとも１０００ｐｓｉの特定の圧力までプレスする。次に温度を１４０℃以下に上げることができる。次にプレートを、樹脂を硬化させるのに適した時間、高圧および高温で保持する。次に高温を維持しながら温度を４０℃以下に下げる。４０℃以下の温度に達すると、プレート上の圧力をゼロゲージ圧まで下げる。

介在層中の開口を介して隣接する導電材料間の導電接続が提供されるべき場所で、積層された層が確実に整列されるように注意することが重要であるが、層は、その他の点では、完全に縁部同士が整列した状態で配置されなくてもよい。最終的な表面材を成形するためにプレス加工後のトリミングを行うことができるからである。

本発明の様々な他の実施形態は、本明細書に記載の他の実施形態のいずれかによる表面材を用いたエネルギーの無線伝送方法に関する。本発明によるエネルギー無線伝送方法は、上述した実施形態のいずれかに従う装飾多層表面材または固体表面を提供するステップと、表面材内に埋め込まれた導電材料に電流を供給して、表面材の上面（すなわち外面）に隣接した領域に電磁場が発生するようにするステップと、表面材の上面の近くにおよび電磁場内に無線エネルギー伝送を受信するように構成された装置を配置するステップとを含む。そのようなエネルギー伝送を受信するように構成された装置は、磁気共鳴誘導結合に適した内部インダクタを備えたいずれかの携帯電子装置を含む。そのような装置は知られており、商業的に入手可能である。

当業者であれば、その幅広い発明的概念から逸脱することなく、上述の実施形態に変更を加えることができることは理解されよう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲内の修正を網羅することが意図されていることが理解される。

Claims (22)

1. 第１の樹脂含浸紙層および第２の樹脂含浸紙層と、
   第１の末端および第２の末端を有し前記第１の末端から前記第２の末端に電流を流すことができる第１の導電材料と、
   を含む装飾多層表面材であって、
   前記第１の導電材料が前記第１の樹脂含浸紙層の第１の表面に配置され、
   前記第１の導電材料が前記第１の樹脂含浸紙層と前記第２の樹脂含浸紙層との間に封入されるように前記第１の樹脂含浸紙層および前記第２の樹脂含浸紙層が積層されかつ圧縮された関係で配置され、
   前記第１の樹脂含浸紙層、前記第２の樹脂含浸紙層または任意の追加の樹脂含浸紙層の少なくとも１つが装飾層である、装飾多層表面材。
2. 少なくとも１つの外側保護層をさらに含む、請求項１に記載の装飾多層表面材。
3. 前記少なくとも１つの外側保護層が、アクリル、ポリエステル、メラミン樹脂、ビニル樹脂およびウレタンからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項２に記載の装飾多層表面材。
4. 前記少なくとも１つの外側保護層がメラミン樹脂を含む、請求項２に記載の装飾多層表面材。
5. 前記装飾層が、着色、模様、しるし、絵、埋設物、およびそれらの組合せからなる群から選択される視覚的属性を含む、請求項１に記載の装飾多層表面材。
6. 前記第１の樹脂含浸紙の前記第１の表面に配置された前記第１の導電材料は、パターン化されている、請求項１に記載の装飾多層表面材。
7. 前記パターン化された第１の導電材料が、渦巻線、スパイラングル、のこぎり波、およびそれらの組み合わせからなる群から選択された連続蛇行線を含む、請求項６に記載の装飾多層表面材。
8. 熱硬化性樹脂中に分散された軟磁性材料を含む強化層をさらに含み、前記強化層が前記第１の導電材料と前記第１および第２の樹脂含浸層のうちの１つとの間に配置され硬化される、請求項１に記載の装飾多層表面材。
9. 第３の樹脂含浸紙層と、第１の末端および第２の末端を有し前記第１の末端から前記第２の末端に電流を流すことができる第２の導電材料とをさらに含み、前記第２の導電材料が前記第１の樹脂含浸紙層の第２の表面に配置され、前記第２の表面が、前記第１の表面の反対の前記第１の樹脂含浸紙層の側であり、前記第２の導電材料が前記第１の樹脂含浸紙層と前記第３の樹脂含浸紙層との間に封入されるように前記第１の樹脂含浸紙層および前記第３の樹脂含浸紙層が積層されかつ圧縮された関係で配置される、請求項１に記載の装飾多層表面材。
10. 前記第１の導電材料および前記第２の導電材料が、前記第１の樹脂含浸紙層を介して伝導的に接続される、請求項９に記載の装飾多層表面材。
11. 熱硬化性樹脂中に分散された軟磁性材料を含む強化層をさらに含み、前記強化層が、前記第１および第２の導電材料のうちの１つと、隣接する樹脂含浸層との間に配置され硬化される、請求項９に記載の装飾多層表面材。
12. 第１の末端および第２の末端を有し電流を流すことができる第３の導電材料をさらに含み、前記第３の導電材料が、前記第２の樹脂含浸紙層の第１の表面に配置され、前記第３の導電材料が、前記第１の導電材料と向き合う関係であり、前記第１および第２の紙層を含浸する前記樹脂が熱硬化性樹脂を含み、介在される樹脂含浸紙層、熱硬化性樹脂中に分散された軟磁性材料を含む強化層、およびそれらの組合せからなる群から選択される追加の層が前記第１の導電材料と前記第３の導電材料との間に配置され硬化される、請求項１０に記載の装飾多層表面材。
13. 前記第１の導電材料および前記第３の導電材料が前記追加の層を介して伝導的に接続される、請求項１２に記載の装飾多層表面材。
14. それぞれ前記第１の導電材料の前記第１の末端および前記第２の末端から前記表面材の周縁に沿った２つの位置まで延在し、外部電流を導電性突起に供給できるように構成された第１の導電性突起および第２の導電性突起をさらに含む、請求項１に記載の装飾多層表面材。
15. 前記第１の樹脂含浸紙層の前記第１の表面に配置され、前記第１の導電材料と伝導的に接触する回路部品をさらに含む、請求項１に記載の装飾多層表面材。
16. 高圧積層物である、請求項１に記載の装飾多層表面材。
17. 支持基材に配置された請求項１に記載の装飾多層表面材を含む固体表面。
18. （ａ）樹脂含浸紙の少なくとも２つのシートを提供するステップと、
    （ｂ）樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートのうちの１つの表面に、パターン化された導電材料を配置するステップと、
    （ｃ）樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートを、前記導電材料が樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートの間に配置される向き合う関係で熱および圧力で一緒に圧縮するステップと
    を含む方法。
19. 樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートの少なくとも１つまたは樹脂含浸紙の追加のシートが、装飾層を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 第２のパターン化された導電材料が、樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートのうちの前記１つの第２の表面に配置され、前記第１および第２の導電材料が前記シートを介して伝導的に接続される、請求項１８に記載の方法。
21. 樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートを熱および圧力で一緒に圧縮するステップが、樹脂含浸紙の前記少なくとも２つのシートを２つのプレスプレートの間に積層された関係で配置するステップと、前記少なくとも２つのプレスプレートの間の前記積層されたシートに対する圧力を少なくとも１０００ｐｓｉまで増大するステップと、温度を１４０℃以下まで上昇させるステップと、圧力を維持しながら温度を４０℃以下まで低下させるステップと、次いで圧力をゼロゲージ圧まで下げるステップとを含む、請求項１８に記載の方法。
22. エネルギーを無線伝送する方法であって、
    （ｉ）請求項１に記載の装飾多層表面材を提供するステップと、
    （ｉｉ）前記表面材に隣接した領域に電磁場が発生するように前記第１の導電材料に電流を提供するステップと、
    （ｉｉｉ）無線エネルギー伝送を受信するように構成された装置を前記表面の近くにおよび前記電磁場内に置くステップと、
    を含む方法。