JP7345656B2 - 配線シート - Google Patents

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Description

本発明は、配線シートに関する。
複数の導電性線状体が間隔をもって配列された疑似シート構造体を有するシート状導電部材(以下、「導電性シート」とも称する)は、発熱装置の発熱体、発熱するテキスタイルの材料、ディスプレイ用保護フィルム(粉砕防止フィルム)等、種々の物品の部材に利用できる可能性がある。
発熱体の用途に用いるシートとして、例えば、特許文献1には、一方向に延びた複数の線状体が間隔をもって配列された疑似シート構造体を有する導電性シートが記載されている。そして、複数の線状体の両端に、一対の電極が設けられることで、発熱体として用いることができる配線シートが得られる。
国際公開第2017/086395号
しかしながら、特許文献1に記載のような配線シートにおいては、導電性線状体と給電部の接続は、半田又は銀ペーストにより行われることが記載されているが、このような半田又は銀ペーストを適用する工程を製造工程として導入することは、生産効率の低下に繋がる。一方で、半田又は銀ペーストを用いずに接続を行おうとすると、配線の抵抗値が高くなってしまう場合があることが分かった。
本発明の目的は、簡便に導電性線状体と電極の電気的な接続を図ることができ、かつ、抵抗値上昇が発生しにくい配線シートを提供することである。
本発明の一態様に係る配線シートは、複数の導電性線状体が間隔をもって配列された疑似シート構造体と、前記疑似シート構造体を覆う第一硬化物層と、前記導電性線状体に直接的に接触する一対の電極と、前記電極を覆う第二硬化物層とを備える配線シートであって、前記第一硬化物層及び前記第二硬化物層は、それぞれ硬化性の接着剤の硬化物からなり、前記配線シートには、第一硬化物層のある面、及び前記第二硬化物層のある面のうちの少なくとも一方の面に、基材又は工程フィルムが積層されており、前記基材は、メッシュ、不織布、織布、及びニットからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、第一硬化物層のある面、及び前記第二硬化物層のある面の両方に、前記工程フィルムが積層されていることが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記電極は、金属ワイヤーであることが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記第一硬化物層及び前記第二硬化物層の23℃における貯蔵弾性率が、5.0×10Pa以上1.0×1010Pa以下であることが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記第一硬化物層には、前記配線シートの平面視において、前記疑似シート構造体の前記導電性線状体が存在しない領域の少なくとも一部に対応する領域に、空隙が設けられていることが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記導電性線状体が、金属ワイヤーであり、前記金属ワイヤーが、第一の金属からなる芯線と、前記芯線の外側に設けられ前記第一の金属とは異なる第二の金属からなる金属皮膜と、を有し、前記第一の金属の体積抵抗率が3.0×10-6[Ω・cm]以上5.0×10-4[Ω・cm]以下であり、前記第二の金属の標準電極電位が+0.34V以上であることが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記導電性線状体は、前記配線シートの平面視において、波形状であることが好ましい。
本発明によれば、簡便に導電性線状体と電極の電気的な接続を図ることができ、かつ、抵抗値変化が発生しにくい配線シートを提供できる。
本発明の第一実施形態に係る配線シートを示す概略図である。 図1のII-II断面を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る配線シートの製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る配線シートの製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る配線シートの製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第一実施形態に係る配線シートの製造方法を説明するための説明図である。 本発明の第二実施形態に係る配線シートを示す概略図である。 図4のV-V断面を示す断面図である。
[第一実施形態]
以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大又は縮小をして図示した部分がある。
(配線シート)
本実施形態に係る配線シート100は、図1及び図2に示すように、疑似シート構造体2と、第一硬化物層3と、一対の電極4と、第二硬化物層5とを備えている。具体的には疑似シート構造体2における導電性線状体21には、一方の電極4が直接的に接触している。第一硬化物層3及び第二硬化物層5は、それぞれ硬化性の接着剤の硬化物からなる。また、配線シート100には、第一硬化物層3のある面、及び第二硬化物5層のある面のうちの少なくとも一方の面に、基材1又は工程フィルム6が積層されている。
ここでは、第一硬化物層3のある面に工程フィルム6が積層され、さらに、第二硬化物層5のある面にも、工程フィルム6が積層されている場合を例に挙げて説明する。
(工程フィルム)
工程フィルム6は、配線シート100の製造時、搬送時、保存時等に必要に応じ配線シート100に設けられるフィルムであり、配線シート100の製造後のいずれかの時点で、剥離できるフィルムのことである。
工程フィルム6は、通常、剥離基材と、剥離層とを備える。
剥離基材としては、例えば、紙基材、紙基材等に熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン等)をラミネートしたラミネート紙、及びプラスチックフィルム等が挙げられる。紙基材としては、グラシン紙、コート紙、及びキャストコート紙等が挙げられる。プラスチックフィルムとしては、ポリエステルフィルム(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート等)、及びポリオレフィンフィルム(例えば、ポリプロピレン、及びポリエチレン等)等が挙げられる。剥離剤としては、例えば、オレフィン系樹脂、ゴム系エラストマー(例えば、ブタジエン系樹脂、及びイソプレン系樹脂等)、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂、及びシリコーン系樹脂等が挙げられる。
剥離層としては、特に限定されない。例えば、取り扱い易さの観点から、剥離層は、剥離基材と、剥離基材の上に剥離剤が塗布されて形成された剥離層とを備えることが好ましい。また、剥離層は、剥離基材の片面のみに剥離層を備えていてもよいし、剥離基材の両面に剥離層を備えていてもよい。
剥離基材としてプラスチックフィルムを用いる場合、プラスチックフィルムの厚さは、4μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上125μm以下であることがより好ましい。
剥離層の厚さは、特に限定されない。剥離剤を含む溶液を塗布して剥離層を形成する場合、剥離層の厚さは、0.01μm以上2.0μm以下であることが好ましく、0.03μm以上1.0μm以下であることがより好ましい。
本実施形態では、第一硬化物層3及び第二硬化物層5は、硬化前には疑似シート構造体2を構成する導電性線状体21及び電極4に馴染み、硬化後には自立性を有する。このことにより、配線シート100から工程フィルム6を剥離して得られる積層体は、第一硬化物層3及び第二硬化物層5を有しているため、自立性を確保することができる。また、このような積層体の自立性の確保のために、樹脂フィルム基材等の他の層を要しないため、積層体の厚さを薄くすることができる。また、導電性線状体21と電極4が直接的に接触している場合に、第一硬化物層3と、第二硬化物層5により両側から接触部に接触圧力が加えられるため、導電性線状体21と電極4の電気的な接触が良好に保たれる。さらに、第一硬化物層3の硬化の度合いにより、第一硬化物層3の柔軟性を調整し、このような積層体に、柔軟性又は伸長性を付与することが容易である。本実施形態では、使用前に、工程フィルム6を剥離するようにすれば、使用時までにおいて、配線シート100の取り扱い性が向上する。
(疑似シート構造体)
疑似シート構造体2は、単体では線形状である複数の導電性線状体21が、全体として面形状を成すように、互いに間隔をもって配列された構造体である。面形状は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。配線シート100が可撓性を有する場合、疑似シート構造体2は、曲げ伸ばしにより、平面と曲面の両方の形状をとり得る。導電性線状体21は、配線シート100の平面視において、線状である。そして、疑似シート構造体2は、導電性線状体21が、導電性線状体21の軸方向と直交する方向に、複数配列された構造としている。
なお、導電性線状体21は、配線シート100の平面視において、波形状を成していることが好ましい。具体的には、導電性線状体21は、例えば、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波等の波形状を成してもよい。疑似シート構造体2が、このような構造であれば、導電性線状体21の軸方向に、配線シート100を伸張することが容易であり、また、伸張時の導電性線状体21の断線を抑制できる。導電性線状体21が伸張される場合に、導電性線状体21の各部分における変形が均一になるという観点から、導電性線状体21が正弦波の波形状を成していることが好ましい。
導電性線状体21の体積抵抗率は、1.0×10-9Ω・m以上1.0×10-3Ω・m以下であることが好ましく、1.0×10-8Ω・m以上1.0×10-4Ω・m以下であることがより好ましい。導電性線状体21の体積抵抗率を上記範囲にすると、疑似シート構造体2のシート抵抗が低下しやすくなる。
導電性線状体21の体積抵抗率の測定は、次の通りである。導電性線状体21の両端に銀ペーストを塗布し、端部間の長さ40mmの部分の抵抗を測定し、導電性線状体21の抵抗値を求める。そして、導電性線状体21の断面積(単位:m)を上記の抵抗値に乗じ、得られた値を上記の測定した長さ(0.04m)で除して、導電性線状体21の体積抵抗率を算出する。また、必要に応じて、配線シート100から導電性線状体21を取り出して、体積抵抗率を測定できる。
導電性線状体21の断面の形状は、特に限定されず、多角形、扁平形状、楕円形状、又は円形状等を取り得るが、接着剤との馴染み等の観点から、楕円形状、円形状であることが好ましい。
導電性線状体21の断面の形状が円形状である場合には、導電性線状体21の太さ(直径)D(図2参照)は、5μm以上75μm以下であることが好ましい。シート抵抗の上昇抑制と、配線シート100を発熱体として用いた場合の発熱効率及び耐絶縁破壊特性の向上との観点から、導電性線状体21の直径Dは、8μm以上60μm以下であることがより好ましく、12μm以上40μm以下であることがさらに好ましい。
導電性線状体21の断面が楕円形状である場合には、長径が上記の直径Dと同様の範囲にあることが好ましい。
導電性線状体21の直径Dは、デジタル顕微鏡を用いて、疑似シート構造体2の導電性線状体21を観察し、無作為に選んだ5箇所で、導電性線状体21の直径を測定し、その平均値とする。
導電性線状体21の間隔L(図2参照)は、0.3mm以上25mm以下であることが好ましく、0.5mm以上18mm以下であることがより好ましく、0.8mm以上15mm以下であることがさらに好ましい。
導電性線状体21同士の間隔が上記範囲であれば、導電性線状体がある程度密集しているため、疑似シート構造体の抵抗を低く維持することができる。また、配線シート100を発熱体として用いる場合の温度上昇の分布を均一にする等の、配線シート100の機能の向上を図ることができる。
導電性線状体21の間隔Lは、デジタル顕微鏡を用いて、疑似シート構造体2の導電性線状体21を観察し、隣り合う2つの導電性線状体21の間隔を測定する。
なお、隣り合う2つの導電性線状体21の間隔とは、導電性線状体21を配列させていった方向に沿った長さであって、2つの導電性線状体21の対向する部分間の長さである(図2参照)。間隔Lは、導電性線状体21の配列が不等間隔である場合には、全ての隣り合う導電性線状体21同士の間隔の平均値である。
導電性線状体21は、特に制限はないが、金属ワイヤーを含む線状体(以下「金属ワイヤー線状体」とも称する)であることが好ましい。金属ワイヤーは高い電気伝導性、高いハンドリング性、及び汎用性を有するため、導電性線状体21として金属ワイヤー線状体を適用すると、疑似シート構造体2の抵抗値を低減することが可能である。また、金属ワイヤーは高い熱伝導性を有するため、配線シート100(疑似シート構造体2)を発熱体として適用したとき、速やかな発熱が実現されやすくなる。さらに、上述したように直径が細い線状体を得られやすい。
なお、導電性線状体21としては、金属ワイヤー線状体の他に、カーボンナノチューブを含む線状体、及び、糸に導電性被覆が施された線状体が挙げられる。
金属ワイヤー線状体は、1本の金属ワイヤーからなる線状体であってもよいし、複数本の金属ワイヤーを撚った線状体であってもよい。
金属ワイヤーとしては、銅、アルミニウム、タングステン、鉄、モリブデン、ニッケル、チタン、銀、金等の金属、又は、金属を2種以上含む合金(例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鋼鉄、真鍮、りん青銅、ジルコニウム銅合金、ベリリウム銅、鉄ニッケル、ニクロム、ニッケルチタン、カンタル、ハステロイ、及びレニウムタングステン等)を含むワイヤーが挙げられる。また、後述するように、めっきされたものであってもよく、後述する炭素材料又はポリマーにより表面が被覆されたものであってもよい。特に、タングステン及びモリブデン並びにこれらを含む合金から選ばれる一種以上の金属を含むワイヤーが、低い体積抵抗率の導電性線状体21とする観点から好ましい。
配線シート100をシート状ヒーターとして用いる場合には、導電性線状体21と電極4とが、直接的に接触していると、接触抵抗(接続部の抵抗)の上昇に伴う配線シート100の抵抗値上昇が問題となる場合がある。このような問題に対処する観点から、本実施形態において、導電性線状体21は、金属ワイヤーであり、この金属ワイヤーが、第一の金属からなる芯線と、この芯線の外側に設けられ、第一の金属とは異なる第二の金属からなる金属皮膜と、を有し、第一の金属の体積抵抗率が3.0×10-6[Ω・cm]以上5.0×10-4[Ω・cm]以下であり、第二の金属の標準電極電位が+0.34V以上であることが好ましい。
第一の金属の体積抵抗率(以下、「体積抵抗率RM1」とも称する)は、3.0×10-6[Ω・cm]以上5.0×10-4[Ω・cm]以下であることが好ましい。
第二の金属の標準電極電位(以下、「標準電極電位EM2」とも称する)は+0.34V以上であることが好ましい。
このような構成によれば、電極4に取り付けて発熱させたときに、金属ワイヤーと電極4との間の接続部の抵抗を低減することができる。
すなわち、このような構成によれば、発熱体としての発熱機能と、金属ワイヤーの表面への酸化皮膜生成の抑制とのバランスを図ることができる。
芯線は、第一の金属からなる。なお、第一の金属は、合金を含む概念である。例えば、芯線全体の50質量%以上を真鍮が占めている場合、芯線の主成分は、合金である真鍮(第一の金属)である。
第一の金属の体積抵抗率RM1は、3.0×10-6[Ω・cm]以上5.0×10-4[Ω・cm]以下であり、3.5×10-6[Ω・cm]以上1.5×10-4[Ω・cm]以下であることが好ましく、4.0×10-6[Ω・cm]以上9.0×10-5[Ω・cm]以下であることがより好ましい。
第一の金属の体積抵抗率RM1が3.0×10-6[Ω・cm]以上であると、金属ワイヤーが発熱しやすくなる。
第一の金属の体積抵抗率RM1が5.0×10-4[Ω・cm]以下であると、電極に取り付けて発熱させたときの電極間の抵抗が低下しやすくなる。そのため、同じ電流を得るために必要な印加電圧を小さくすることができ、最終的に得られる発熱装置の安全性に優れる。
第一の金属の体積抵抗率RM1は、25℃における既知の値であり、化学便覧(基礎編)改訂4版(編者:日本化学会)に記載の値である。当該化学便覧に記載されていない合金の体積抵抗率RM1の値については、合金の製造元が開示する値である。
体積抵抗率RM1が上述した範囲内にある第一の金属を使用する場合、生産コスト等も考慮すると、第一の金属として使用できる金属のほとんどの標準電極電位(以下、「EM1」とも称する)は、+0.34V未満である。
本実施形態では、標準電極電位EM1が+0.34V未満である第一の金属を使用しても、上述のとおり、第二の金属の標準電極電位EM2が所定の範囲であることにより、製造後の経時変化による金属ワイヤーの表面への酸化皮膜が生じにくくなる。
第一の金属の標準電極電位EM1は、材料固有の値であり、既知の値である。
第一の金属の標準電極電位EM1は、以下の方法で決定される。
ただし、第一の金属がタングステンの場合、タングステンの標準電極電位は、以下のように推測される。系中に水が存在したときに、タングステン(W)から酸化タングステン(WO)が生成されるときの電位は、-0.12Vであることから、タングステンの標準電極電位は、+0.34V未満であると推測される。
合金については、標準電極電位の小さい金属成分が先に腐食されてイオン化するため、標準電極電位が小さい金属成分の添加が少量であっても、標準電極電位が大きい金属成分よりも大幅に低い標準電極電位を示す傾向がある。例えば、第一の金属が真鍮の場合、亜鉛が先に析出すること、銅の標準電極電位が+0.34であること、及び亜鉛の標準電極電位が-0.76Vであることから、真鍮の標準電極電位は、亜鉛の標準電極電位側に引き寄せられるため、+0.34V未満とする。
芯線は、第一の金属からなるものであれば、特に制限されない。
第一の金属としては、例えば、タングステン(5.7×10-6)、鉄(6.5×10-6)、モリブデン(5.2×10-6)、ニッケル(6.8×10-6)、及びチタン(4.2×10-5)等の金属が挙げられる。括弧内の数値は、各金属の体積抵抗率である(単位:Ω・cm)。
また、第一の金属としては、例えば、ステンレス鋼(7.3×10-5)、真鍮(7×10-6)、りん青銅(7.8×10-6)、ベリリウム銅(7.7×10-6)、鉄ニッケル(5.0×10-5)、ニクロム(1.0×10-4)、カンタル(1.45×10-4)、ハステロイ(1.3×10-4)、及びレニウムタングステン(7.5×10-6)等の合金が挙げられる。括弧内の数値は、各合金の体積抵抗率である(単位:Ω・cm)。
これらの中でも、第一の金属は、タングステン、モリブデン、ニッケル、又は真鍮であることが好ましく、タングステン又はモリブデンであることがより好ましい。なお、真鍮とは、銅と亜鉛との合金であり、通常、質量比で、銅を60%以上95%以下含み、及び亜鉛を5%以上40%以下含む合金である。
第一の金属がタングステン又はモリブデンであると、細い金属ワイヤーが得られやすく、かつ断線しにくい芯線が得られやすくなる。また、第一の金属がタングステン又はモリブデンであると、体積抵抗率RM1が、3.0×10-6Ω・cmを上回りつつ、低い値を示すため好ましい。
金属皮膜は、第二の金属からなる。第二の金属は、第一の金属とは異なる。第二の金属は、第一の金属と同様に、合金を含む概念である。
第二の金属の標準電極電位EM2は、+0.34V以上であり、+0.5V以上であることが好ましく、+0.7V以上であることがより好ましく、+1.0V以上であることがさらに好ましい。第二の金属の標準電極電位EM2の上限値は、+2.0V以下であることが好ましく、+1.6V以下であることがより好ましい。
第二の金属の標準電極電位EM2が+0.34V以上であると、導電性線状体21と電極4の接触抵抗が低減され、配線シート100の抵抗値上昇がより生じにくくなる。
また、金属ワイヤーを電極4に取り付けた構成においては、一本の金属ワイヤーに対して一つの電極4を取り付けた場合には問題が生じ難いが、複数本の金属ワイヤーに対して一つの電極4を取り付けた場合には、金属ワイヤーと電極4が接続する部分も複数存在するため、接触抵抗の上昇に起因した発熱が生じやすくなる。
第二の金属の標準電極電位EM2が+0.34V以上であると、金属ワイヤーを電極4に取り付けたときに、このような異常発熱が生じにくくなる。また、経時による金属ワイヤー表面への酸化皮膜の形成を抑制できるので、酸化皮膜の形成に起因するその他の異常も抑制されやすくなる。
例えば、グラファイトで芯線を被覆した金属ワイヤーであれば、酸化皮膜の形成は生じないが、金属ワイヤーと電極4との間の接続部の抵抗を低下させることができない傾向にある。一方、例えば、芯線を標準電極電位EM2が高い金で被覆した金属ワイヤーは、酸化皮膜の形成抑制、及び金属ワイヤーと電極との間の接続部の抵抗がどちらも良好となる。
第二の金属の標準電極電位EM2は、材料固有の値である。
第二の金属の体積抵抗率RM2は、2.0×10-5[Ω・cm]未満であることが好ましく、1.5×10-5[Ω・cm]未満であることがより好ましく、3.0×10-6[Ω・cm]未満であることがさらに好ましい。第二の金属の体積抵抗率RM2の下限値は、1.0×10-6[Ω・cm]以上であることが好ましい。
第二の金属の体積抵抗率RM2が2.0×10-5[Ω・cm]未満であると、金属皮膜を有さない金属ワイヤー(芯線)が電極に接続する場合よりも、金属ワイヤーと電極4との接続部の抵抗を低減しやすくなる。
第二の金属の体積抵抗率RM2は、25℃における既知の値であり、化学便覧(基礎編)改訂4版(編者:日本化学会)に記載の値である。当該化学便覧に記載されていない合金の体積抵抗率RM2の値については、合金の製造元が開示する値である。
金属皮膜は、第二の金属からなり、第二の金属の標準電極電位EM2が+0.34V以上であれば、特に制限されない。
第二の金属としては、金、白金、パラジウム、銀、及び銅等並びに合金等が挙げられる。当該合金としては、金、白金、パラジウム、銀、及び銅からなる群から選択される少なくとも2種の金属を含む合金等が挙げられる。
第二の金属は、金、白金、パラジウム、銀、及び銅並びに前記合金(金、白金、パラジウム、銀、及び銅からなる群から選択される少なくとも2種の金属を含む合金)からなる群から選ばれる少なくとも一種であることが好ましく、金、白金、パラジウム、及び銀並びに前記合金からなる群から選ばれる少なくとも一種であることがより好ましい。
金属皮膜の厚さは、金属ワイヤーと電極との間の接続部の抵抗を低減する観点から、0.01μm以上3μm以下であることが好ましく、0.02μm以上1μm以下であることがより好ましく、0.03μm以上0.7μm以下であることがさらに好ましい。
金属皮膜の厚さは、例えば、電子顕微鏡(例えば、ZEISS社製、品番Cross Beam 550等)を用いて、金属ワイヤーの断面を観察することにより測定される。
金属ワイヤーは、芯線及び金属皮膜の間に中間層を有していてもよい。金属ワイヤーが中間層を有することにより、芯線中に含まれる金属の拡散を抑制することができる。中間層により、芯線が保護されるので、芯線の特性(体積抵抗率など)が保持されやすくなる。
中間層は、金属皮膜と同様の方法で形成することができる。
中間層としては、例えば、ニッケル層、ニッケル合金層、スズ層、スズ合金層、銅合金層、ニオブ層、ニオブ合金層、チタン層、チタン合金層、モリブデン層、モリブデン合金層、タングステン層、タングステン合金層、パラジウム合金層、及びプラチナ合金層等、第二の金属とは異なる金属の層が挙げられる。
中間層の厚さは、0.01μm以上1μm以下であることが好ましく、0.02μm以上1μm以下であることがより好ましく、0.03μm以上0.7μm以下であることがさらに好ましい。
金属ワイヤーとしては、炭素材料で被覆された金属ワイヤーも挙げられる。金属ワイヤーは、炭素材料で被覆されていると、金属光沢が低減し、金属ワイヤーの存在を目立たなくすることが容易となる。また、金属ワイヤーは、炭素材料で被覆されていると金属腐食も抑制される。
金属ワイヤーを被覆する炭素材料としては、非晶質炭素(例えば、カーボンブラック、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン、及びカーボンファイバー等)、グラファイト、フラーレン、グラフェン及びカーボンナノチューブ等が挙げられる。
カーボンナノチューブ線状体は、例えば、カーボンナノチューブフォレスト(カーボンナノチューブを、基板に対して垂直方向に配向するよう、基板上に複数成長させた成長体のことであり、「アレイ」と称される場合もある)の端部から、カーボンナノチューブをシート状に引き出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚ることにより得られる。このような製造方法において、撚りの際に捻りを加えない場合には、リボン状のカーボンナノチューブ線状体が得られ、捻りを加えた場合には、糸状の線状体が得られる。リボン状のカーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブが捻られた構造を有しない線状体である。このほか、カーボンナノチューブの分散液から、紡糸をすること等によっても、カーボンナノチューブ線状体を得ることができる。紡糸によるカーボンナノチューブ線状体の製造は、例えば、米国特許出願公開第2013/0251619号明細書(日本国特開2012-126635号公報)に開示されている方法により行うことができる。カーボンナノチューブ線状体の直径の均一さが得られる観点からは、糸状のカーボンナノチューブ線状体を用いることが望ましく、純度の高いカーボンナノチューブ線状体が得られる観点からは、カーボンナノチューブシートを撚ることによって糸状のカーボンナノチューブ線状体を得ることが好ましい。カーボンナノチューブ線状体は、2本以上のカーボンナノチューブ線状体同士が編まれた線状体であってもよい。また、カーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブと他の導電性材料が複合された線状体(以下「複合線状体」とも称する)であってもよい。
複合線状体としては、例えば、(1)カーボンナノチューブフォレストの端部から、カーボンナノチューブをシート状に引き出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚るカーボンナノチューブ線状体を得る過程において、カーボンナノチューブのフォレスト、シート若しくは束、又は撚った線状体の表面に、金属単体又は金属合金を蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、又は湿式めっき等により担持させた複合線状体、(2)金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と共に、カーボンナノチューブの束を撚った複合線状体、(3)金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と、カーボンナノチューブ線状体又は複合線状体とを編んだ複合線状体等が挙げられる。なお、(2)の複合線状体においては、カーボンナノチューブの束を撚る際に、(1)の複合線状体と同様にカーボンナノチューブに対して金属を担持させてもよい。また、(3)の複合線状体は、2本の線状体を編んだ場合の複合線状体であるが、少なくとも1本の金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体が含まれていれば、カーボンナノチューブ線状体又は金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体若しくは複合線状体の3本以上を編み合わせてあってもよい。
複合線状体の金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム、スズ、及び亜鉛等の金属単体、及び、これら金属単体の少なくとも一種を含む合金(銅-ニッケル-リン合金、及び、銅-鉄-リン-亜鉛合金等)が挙げられる。
導電性線状体21は、糸に導電性被覆が施された線状体であってもよい。糸としては、ナイロン、及びポリエステル等の樹脂から紡糸した糸等が挙げられる。導電性被覆としては、金属、導電性高分子、及び炭素材料等の被膜等が挙げられる。導電性被覆は、メッキ又は蒸着法等により形成することができる。糸に導電性被覆が施された線状体は、糸の柔軟性を維持しつつ、線状体の導電性を向上させることができる。つまり、疑似シート構造体2の抵抗を、低下させることが容易となる。
(第一硬化物層)
第一硬化物層3は、硬化性の接着剤の硬化物からなり、疑似シート構造体2を覆う層である。この第一硬化物層3により疑似シート構造体2を、面形状を維持して固定することができる。すなわち、疑似シート構造体2は、第一硬化物層3により支持される。また、第一硬化物層3の表面のうち、疑似シート構造体2に含まれる個々の導電性線状体21と接していない領域と、電極4、及び第二硬化物層5のうちの少なくとも1つとを接着することにより、これらを固定することができる。第一硬化物層3に代えて、非硬化性の接着剤層を用いた場合には、配線シート100の内部における厚さ方向の変形に起因して、導電性線状体21が移動し、電極4から離れてしまう場合があり、抵抗値上昇が発生してしまう。そこで、導電性線状体21と電極4との接触を維持するために、導電性線状体21及び電極4に対して、接触圧力の印加が必要であった。配線シート100が、工程フィルム6のように剥離可能な支持体により支持されている場合、或いは、基材1がメッシュ、不織布、織布又はニットである場合には、支持体が樹脂フィルム等の剛性のある基材であり、第一硬化物層3又は第二硬化物層5と剥離不可能に接着されている場合に比べて、このような抵抗値上昇の傾向が顕著である。これに対し、本実施形態のような第一硬化物層3を用いれば、導電性線状体21を固定でき、後述する第二硬化物層5と共に、導電性線状体21と電極4との接触を安定させ、抵抗値上昇が発生しにくくできる。
配線シートの通気性向上の観点からは、この第一硬化物層3には、配線シート100の平面視において、疑似シート構造体2の前記導電性線状体が存在しない領域の少なくとも一部に対応する領域に、空隙が設けられていることが好ましい。この領域では、空気を通すことができるため、配線シート100における通気性を向上できる。
第一硬化物層3は、図1に示すように、第一硬化物帯状体31から構成されていてもよい。また、第一硬化物帯状体31は、間隔をもって配置されていることが好ましい。このようにすれば、配線シート100の平面視において、第一硬化物層3に空隙を設けることができる。
また、配線シート100の平面視における疑似シート構造体2の全面100%に対し、第一硬化物層3に設けられた空隙の面積比率(空隙率)は、15%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましく、35%以上であることがさらに好ましい。この面積比率が15%以上であれば、配線シート100の通気性をさらに向上できる。空隙率の上限としては、導電性線状体21の支持が容易となるよう、75%以下程度であることが好ましい。
複数の第一硬化物帯状体31は、導電性線状体21が伸びる方向と同方向に配列されることが好ましい。そして、隣り合う第一硬化物帯状体31の間隔は、規則的な間隔であってもよく、或いは、不規則な間隔であってもよい。例えば、第一硬化物層3は、第一硬化物帯状体31がストライプ状に配置された構造を有していてもよい。第一硬化物帯状体31は、配線シート100の平面視において、一直線であってもよく、波形状であってもよい。また、第一硬化物帯状体31は、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等の波形状であってもよい。
第一硬化物帯状体31に設けられる導電性線状体21は、1本単独又は2本以上であってもよい。また、第一硬化物帯状体31に設けられる導電性線状体21の数は、第一硬化物帯状体31毎に、同数であっても、異なっていてもよい。
第一硬化物層3の23℃における貯蔵弾性率は、5.0×10Pa以上1.0×1010Pa以下であることが好ましい。貯蔵弾性率が5.0×10Pa以上であれば、導電性線状体21にかかる圧力を大きくし、抵抗値上昇を抑制することが容易である。他方、貯蔵弾性率が1.0×1010Pa以下であれば、第一硬化物層3に柔軟性が付与され、製造後に配線シート100に変形が加えられた場合に、導電性線状体21と電極4との接続部分が破壊され、抵抗値上昇が生じたり、通電できなくなったりすることが防止されやすくなる。
上記の観点から、第一硬化物層3の23℃における貯蔵弾性率は、0.8×10Pa以上8.0×10Pa以下であることが好ましく、1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下であることがより好ましい。
第一硬化物層3の厚さは、導電性線状体21の直径Dよりも小さいことが好ましい。第一硬化物層3の厚さが導電性線状体21の直径Dよりも小さい場合には、電極4と導電性線状体21との間に接着剤が入り込みにくくなり、電極4と導電性線状体21との接触抵抗を安定化できる。第一硬化物層3の厚さは、導電性線状体21の直径Dの0.95倍以下であることが好ましく、導電性線状体21の直径Dの0.9倍以下であることがより好ましい。具体的に、第一硬化物層3の厚さは、5μm以上75μm未満であることが好ましく、8μm以上60μm未満であることがより好ましく、12μm以上40μm未満であることがさらに好ましい。
硬化性の接着剤としては、熱により硬化する熱硬化性の接着剤、及びエネルギー線硬化性の接着剤等が挙げられる。エネルギー線としては、紫外線、可視エネルギー線、赤外線、及び電子線等が挙げられる。なお、「エネルギー線硬化」には、エネルギー線を用いた加熱による熱硬化も含まれる。
熱硬化性の接着剤は、熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、フェノキシ樹脂、アミン系化合物、及び酸無水物系化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、イミダゾール系硬化触媒を使用した硬化に適すという観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アミン系化合物及び酸無水物系化合物を使用することが好ましく、特に、優れた硬化性を示すという観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、それらの混合物、又はエポキシ樹脂と、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アミン系化合物及び酸無水物系化合物からなる群から選択される少なくとも1種との混合物を使用することが好ましく、エポキシ樹脂を使用することが好ましい。
エポキシ樹脂としては、芳香族エポキシ樹脂、又は脂環式エポキシ樹脂のように、環式のものが、硬化物層の貯蔵弾性率を高くする観点で好ましい。オキシアルキレン鎖のような柔軟性のセグメントを有するエポキシ樹脂は、硬化物層の貯蔵弾性率を低下させる傾向がある。
エネルギー線硬化性の接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂を含むことが好ましい。エネルギー線硬化性樹脂としては、例えば、分子内に少なくとも1個の重合性二重結合を有する化合物が挙げられ、(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート系化合物が好ましい。
アクリレート系化合物としては、例えば、鎖状脂肪族骨格含有(メタ)アクリレート(ジシクロペンタジエンジアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、及び1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等)、環状脂肪族骨格含有(メタ)アクリレート(ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート等)、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等)、オリゴエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ変性(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート以外のポリエーテル(メタ)アクリレート、及びイタコン酸オリゴマー等が挙げられる。
エネルギー線硬化性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、100以上30000以下であることが好ましく、300以上10000以下であることがより好ましい。
接着剤が含有するエネルギー線硬化性樹脂は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。エネルギー線硬化性樹脂が2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
エネルギー線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる場合、光重合開始剤、及び熱重合開始剤等を用いることが好ましい。光重合開始剤及び熱重合開始剤等を用いることで、硬化性樹脂の重合反応を容易に開始させることができ、硬化反応の制御が容易になる。
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾインジメチルケタール、2,4-ジエチルチオキサントン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジフェニルサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、アゾビスイソブチロニトリル、2-クロールアンスラキノン、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキサイド、及びビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニル-ホスフィンオキサイド等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。
また、光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤以外に、光カチオン重合開始剤が挙げられる。光カチオン重合開始剤は、活性エネルギー線が照射されることによってカチオン種を発生して、カチオン硬化性化合物の硬化反応を開始させる化合物であり、活性エネルギー線を吸収するカチオン部と酸の発生源となるアニオン部からなる。
光カチオン重合開始剤としては、例えば、スルホニウム塩系化合物、ヨードニウム塩系化合物、ホスホニウム塩系化合物、アンモニウム塩系化合物、アンチモン酸塩系化合物、ジアゾニウム塩系化合物、セレニウム塩系化合物、オキソニウム塩系化合物、臭素塩系化合物等が挙げられる。これらの中でも、(A)成分との相溶性に優れ、得られる接着剤の保存安定性に優れるという観点から、スルホニウム塩系化合物が好ましく、芳香族基を有する芳香族スルホニウム塩系化合物がより好ましい。
スルホニウム塩系化合物としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4,4’-ビス[ジフェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロホスフェート、4,4’-ビス[ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロホスフェート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロホスフェート、フェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロアンチモネート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロホスフェート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロアンチモネート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、チオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、チオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-{4-(2-クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4-フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、チオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートのハロゲン化物、4,4’,4’’-トリ(β-ヒドロキシエトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4,4’-ビス[ジフェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムトリフルオロトリスペンタフルオロエチルホスファート、及びトリス[4-(4-アセチルフェニルスルファニル)フェニル]スルホニウムトリス[(トリフルオロメチル)スルホニル]メタニド等が挙げられる。
ヨードニウム塩系化合物としては、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4-ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、及び(トリクミル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
ホスホニウム塩系化合物としては、トリ-n-ブチル(2,5-ジヒドロキシフェニル)ホスホニウムブロマイド、及びヘキサデシルトリブチルホスホニウムクロライド等が挙げられる。
アンモニウム塩系化合物としては、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリブチルアンモニウムクロライド、及びベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。
アンチモン酸塩系化合物としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4-(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート及びジアリルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
また、光カチオン重合開始剤として、市販品を用いることができる。市販品としては、サイラキュアUVI-6970、サイラキュアUVI-6974、サイラキュアUVI-6990、サイラキュアUVI-950(以上、ユニオンカーバイド社製)、イルガキュア250、イルガキュア261、イルガキュア264(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、SP-150、SP-151、SP-170、オプトマーSP-171(以上、ADEKA社製)、CG-24-61(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、DAICAT II(ダイセル社製)、UVAC1590、UVAC1591(以上、ダイセル・サイテック社製)、CI-2064、CI-2639、CI-2624、CI-2481、CI-2734、CI-2855、CI-2823、CI-2758、CIT-1682(以上、日本曹達社製)、PI-2074(ローディア社製)、FFC509(3M社製)、BBI-102、BBI-101、BBI-103、MPI-103、TPS-103、MDS-103、DTS-103、NAT-103、NDS-103(以上、ミドリ化学社製)、CD-1010、CD-1011、CD-1012(Sartomer社製)、CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K、及びCPI-310B(以上、サンアプロ社製)等が挙げられる。
熱重合開始剤としては、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩(ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、及びペルオキソ二硫酸カリウム等)、アゾ系化合物(2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリン酸)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、及び2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等)、及び有機過酸化物(過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、過コハク酸、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルヒドロパーオキサイド、及びクメンヒドロパーオキサイド等)等の熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。
また、熱重合開始剤としては、上記の熱ラジカル重合開始剤以外に、熱カチオン重合開始剤が挙げられる。熱カチオン重合開始剤は、加熱によって、重合を開始させるカチオン種を発生しうる化合物である。熱カチオン重合開始剤としては、スルホニウム塩、第四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げられる。これらの中でも、入手が容易であること、接着性と透明性により優れる封止材が得られ易いこと等の観点から、スルホニウム塩が好ましい。
スルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルシネート、トリス(4-メトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアルシネート、及びジフェニル(4-フェニルチオフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアルシネート等が挙げられる。
また、スルホニウム塩として、市販品を用いることもできる。市販品としては、アデカオプトンSP-150、アデカオプトンSP-170、アデカオプトンCP-66、アデカオプトンCP-77(以上、ADEKA社製)、サンエイドSI-60L、サンエイドSI-80L、サンエイドSI-100L、サンエイドSI-B3、サンエイドSI-B7(以上、三新化学工業社製)、CYRACURE UVI-6974、CYRACURE UVI-6990(以上、ユニオン・カーバイド社製)、UVI-508、UVI-509(以上、ゼネラル・エレクトリック社製)、FC-508、FC-509(以上、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製)、CD-1010、CD-1011(以上、サーストマー社製)、及びCIシリーズの製品(日本曹達社製)等が挙げられる。
第四級アンモニウム塩としては、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラブチルアンモニウムハイドロジェンサルフェート、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウムp-トルエンスルホネート、N,N-ジメチル-N-ベンジルアニリニウムヘキサフルオロアンチモネート、N,N-ジメチル-N-ベンジルアニリニウムテトラフルオロボレート、N,N-ジメチル-N-ベンジルピリジニウムヘキサフルオロアンチモネート、N,N-ジエチル-N-ベンジルトリフルオロメタンスルホネート、N,N-ジメチル-N-(4-メトキシベンジル)ピリジニウムヘキサフルオロアンチモネート、及びN,N-ジエチル-N-(4-メトキシベンジル)トルイジニウムヘキサフルオロアンチモネートなどが具体的に挙げられる。また、前記ホスホニウム塩としては、例えば、エチルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、及びテトラブチルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
ジアゾニウム塩としては、AMERICURE(アメリカン・キャン社製)、及びULTRASET(ADEKA社製)等が挙げられる。ヨードニウム塩としては、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルシネート、ビス(4-クロロフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルシネート、ビス(4-ブロモフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルシネート、フェニル(4-メトキシフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルシネート等が挙げられる。また、市販品として、UV-9310C(東芝シリコーン社製)、Photoinitiator2074(ローヌ・プーラン社製)、UVEシリーズの製品(ゼネラル・エレクトリック社製)、及びFCシリーズの製品(ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製)なども用いることができる。
これらの重合開始剤は、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの重合開始剤を用いて架橋構造を形成する場合、その使用量は、エネルギー線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下であることが好ましく、1質量部以上100質量部以下であることがより好ましく、1質量部以上10質量部以下であることが特に好ましい。
また、熱硬化性樹脂を用いる場合、イミダゾール系硬化触媒等の、硬化触媒を用いてもよい。
本実施形態において、接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂とともに、硬化前のシート形状の維持を容易にするため、ポリマー成分を含有していてもよい。ポリマー成分として用いられるポリマーとしては、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂又はその変性物、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム系樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。フェノキシ樹脂、又はポリイミド樹脂等の剛直な骨格を持つポリマー成分を用いることで、硬化物層の貯蔵弾性率を高くすることが容易である。
これらのポリマー成分は、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態の接着剤がポリマー成分を含む場合、接着剤が含むエネルギー線硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の合計量は、硬化物層の貯蔵弾性率を上述した範囲に調整する観点から、ポリマー成分100質量部に対して、15質量部以上300質量部以下であることが好ましく、20質量部以上200質量部以下であることが好ましい。また、接着剤がエネルギー線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を含み、ポリマー成分を含まない場合、硬化物層の貯蔵弾性率が高くなり過ぎてしまう傾向がある。
本実施形態において、接着剤は、充填材を含有してもよい。熱伝導性の充填材を用いた場合には、配線シート100を発熱体として用いた場合に、均一な発熱が得られやすい。また、導電性の充填材を用いることで、疑似シート構造体2の導電性を補助する役割を担いうる。一方で、接着剤が充填材を含有せず、又は充填材の使用量を低減した場合には、第一硬化物層3の23℃における貯蔵弾性率が高くなり過ぎることを防止できる。
充填材としては、例えば、無機粉末(例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、及び窒化ホウ素等の粉末)、無機粉末を球形化したビーズ、単結晶繊維、及びガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、シリカフィラー及びアルミナフィラーが好ましい。充填材は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
接着剤には、その他の成分が含まれていてもよい。その他の成分としては、例えば、有機溶媒、カップリング剤、難燃剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、及び濡れ性調整剤等の周知の添加剤が挙げられる。
(電極)
電極4は、導電性線状体21に電流を供給するために用いられる。電極4は、第一硬化物層3と、第二硬化物層5により固定されることによって、導電性線状体21に直接的に接触する。そのため、電極4は、半田又は銀ペースト等を用いることなく、簡便に導電性線状体21の両端部に電気的に接続させて配置させることができる。
電極4は、公知の電極材料を用いて形成できる。電極材料としては、金属箔(銅箔等)、及び金属ワイヤー等が挙げられる。第一硬化物層3又は第二硬化物層5から受ける接触圧力により、簡便に導電性線状体21との電気的な接続を図ることができる観点から、電極4は、金属ワイヤー又は金属箔であることが好ましく、金属ワイヤー又は厚さ40μm以下の金属箔であることがより好ましく、金属ワイヤーであることが特に好ましい。電極4が金属ワイヤーである場合、電極4を電源からの配線と繋ぐ際に、金属線同士であるため、接続が容易である。また、厚さ40μm以下の薄い金属箔は、配線シート100の全体の厚さを低減することができるとともに、電極形成部の段差を小さくする観点から好ましい。本実施形態によれば、導電性線状体21と電極4との接触を安定させ、抵抗値上昇が発生しにくくできる。そのため、接触抵抗が優れる導電性ペースト、又は厚い金属箔を用いずに、金属ワイヤー等を用いた場合にも、導電性線状体21と電極4との接触抵抗を安定化できる。電極材料が金属ワイヤーである場合、金属ワイヤーは、1本であってもよいが、2本以上であることが好ましい。
電極4が金属ワイヤーである場合、金属ワイヤーは、配線シート100の平面視において、一直線であってもよく、波形状であってもよい。また、金属ワイヤーは、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等の波形状であってもよい。電極4が、このような構造であれば、電極4の軸方向に、配線シート100を伸張することが容易であり、また、伸張時の電極4の断線を抑制できる。導電性線状体21と同様、電極4が金属ワイヤーであり、配線シート100の平面視において波形状である場合には、正弦波の波形状であることが好ましい。
金属箔又は金属ワイヤーの金属としては、銅、アルミニウム、タングステン、鉄、モリブデン、ニッケル、チタン、銀、金等の金属、又は、金属を2種以上含む合金(例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鋼鉄、真鍮、りん青銅、ジルコニウム銅合金、ベリリウム銅、鉄ニッケル、ニクロム、ニッケルチタン、カンタル、ハステロイ、及びレニウムタングステン等)が挙げられる。また、金属箔又は金属ワイヤーは、錫、亜鉛、銀、金、白金、ニッケル、クロム、ニッケルクロム合金、又は、はんだ等でめっきされたものであってもよい。特に、銅及び銀並びにこれらを含む合金から選ばれる一種以上の金属を含むものが、低い体積抵抗率の金属という観点から好ましい。また、導電性線状体21と電極4の間の接触抵抗の上昇を抑制する観点から、金属箔又は金属ワイヤーは、金、白金、パラジウム、銀、及び銅からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含む金属によりめっきされていることが好ましい。
電極4の幅は、疑似シート構造体2の平面視において、3000μm以下であることが好ましく、2000μm以下であることがより好ましく、1500μm以下であることがさらに好ましい。電極に金属ワイヤーを2本以上用いた場合の電極4の幅とは、各金属ワイヤーの直径の和のことをいう。また、電極に金属箔を2本以上用いた場合の電極4の幅とは、各金属箔の幅の和のことをいう。複数の金属ワイヤーは、直接接触していても、導電性線状体21を介して電気的に接続されていてもよい。なお、電極4が単一の金属ワイヤーである場合には、電極4の幅は、金属ワイヤーの直径である。
「電極4の抵抗値/疑似シート構造体2の抵抗値」の計算式により求められる、電極4と疑似シート構造体2の抵抗値の比は、0.0001以上0.3以下であることが好ましく、0.0005以上0.1以下であることがより好ましい。配線シート100を発熱体として用いる場合、疑似シート構造体2を発熱させるため、疑似シート構造体2はある程度の抵抗を有する必要がある一方、電極4は可能な限り電流が流れやすいことが好ましい。このため、電極4の抵抗値と疑似シート構造体2の抵抗値の間に格差が生じる。このような理由から、電極4と疑似シート構造体2の抵抗値の比が大きくなると、温度ムラは発生しやすい傾向にある。
電極4と疑似シート構造体2の抵抗値は、テスターを用いて測定することができる。まず電極4の抵抗値を測定し、電極4を貼付した疑似シート構造体2の抵抗値を測定する。その後、電極を貼付した疑似シート構造体2の抵抗値から電極4の測定値を差し引くことで、電極4及び疑似シート構造体2それぞれの抵抗値を算出する。また、必要に応じて、配線シート100から電極4を取り出して、抵抗値を測定できる。
(第二硬化物層)
第二硬化物層5は、硬化性の接着剤の硬化物からなり、電極4を覆う層である。この第二硬化物層5により、上述のとおり、電極4を、導電性線状体21に直接的に接触するようにして、固定することができる。
配線シートの通気性向上の観点からは、第二硬化物層5は、図1に示すように、一対の電極4をそれぞれ覆うように、形成されていることが好ましい。このようにすれば、配線シート100の平面視において、第二硬化物層5が疑似シート構造体2の全面を覆うことがない。そのため、第二硬化物層5は、第一硬化物層3が有する空隙を塞ぐことがなく、配線シート100における通気性に影響を与えない。
第二硬化物層5は、それぞれ電極4が伸びる方向と同方向に延在して形成されることが好ましい。そして、第二硬化物層5は、配線シート100の平面視において、一直線であってもよく、波形状であってもよい。また、第二硬化物層5は、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等の波形状であってもよい。
第二硬化物層5の23℃における貯蔵弾性率は、5.0×10Pa以上1.0×1010Pa以下であることが好ましい。貯蔵弾性率が5.0×10Pa以上であれば、電極4にかかる圧力を大きくし、抵抗値上昇を抑制することが容易である。他方、貯蔵弾性率が1.0×1010Pa以下であれば、第二硬化物層5に柔軟性が付与され、製造後に配線シート100に変形が加えられた場合に、導電性線状体21と電極4との接続部分が破壊され、抵抗値上昇が生じたり、通電できなくなったりすることが防止されやすくなる。
上記の観点から、第二硬化物層5の23℃における貯蔵弾性率は、0.8×10Pa以上8.0×10Pa以下であることが好ましく、1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下であることがより好ましい。
第二硬化物層5の厚さは、特に制限されないが、20μm以上200μm以下であることが好ましく、30μm以上150μm以下であることがより好ましく、40μm以上100μm以下であることがさらに好ましい。
硬化性の接着剤としては、第一硬化物層3で用いる硬化性の接着剤と同様のものを用いることができる。第二硬化物層5に用いる硬化性の接着剤は、第一硬化物層3に用いる硬化性の接着剤と同種のものであることが好ましい。例えば、第一硬化物層3に用いる硬化性の接着剤が熱硬化性であれば、第二硬化物層5に用いる接着剤も熱硬化性であることが好ましい。これにより、第一硬化物層3及び第二硬化物層5を得る際に、熱硬化処理によって、一括して硬化を行うことができる。同様に、第一硬化物層3に用いる接着剤及び第二硬化物層5に用いる接着剤のいずれもが、エネルギー線硬化性であることも好ましい。
(配線シートの物性)
本実施形態に係る配線シート100においては、JIS-L1096:2010に記載のフラジール試験において、空気量が、350cm/(cm・s)以上であることが好ましく、450cm/(cm・s)以上2000cm/(cm・s)以下であることがより好ましく、600cm/(cm・s)以上1000cm/(cm・s)以下であることが特に好ましい。
(配線シートの製造方法)
本実施形態に係る配線シート100の製造方法は、特に限定されない。配線シート100は、例えば、次の工程により、製造できる。
まず、第一工程として、図3Aに示すように、工程フィルム6の上に、第一硬化物層3を形成するための熱硬化性の接着剤を塗布し、塗膜を形成する。ただし、第一硬化物層3が、複数の第一硬化物帯状体31から構成されるように、ストライプ状に、接着剤の塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥させて、複数の第一接着剤帯状体31’からなる接着剤層3’を作製する。
次に、第二工程として、図3Bに示すように、複数の第一接着剤帯状体31’上に、導電性線状体21を配列しながら配置して、疑似シート構造体2を形成する。例えば、ドラム部材の外周面に工程フィルム6上に形成された複数の第一接着剤帯状体31’を配置した状態で、ドラム部材を回転させながら、複数の第一接着剤帯状体31’上に導電性線状体21を巻き付ける。その後、螺旋状に巻き付けた導電性線状体21の束をドラム部材の軸方向に沿って切断する。これにより、疑似シート構造体2を形成すると共に、複数の第一接着剤帯状体31’上に配置する。このようにして、工程フィルム6上に形成された複数の第一接着剤帯状体31’上に疑似シート構造体2が形成されたシート状部材が得られる。
次に、第三工程として、図3Cに示すように、電極4と、第二接着剤帯状体5’と、帯状の工程フィルム6とを備える電極形成用テープを、シート状部材の疑似シート構造体2における導電性線状体21の両端部に、貼り合わせる。
ここで、第二接着剤帯状体5’は、第二硬化物層5を形成するための熱硬化性の接着剤からなる、帯状の塗膜である。
次いで、第四工程として、加熱処理により、硬化性の接着剤を硬化させて、図3Dに示すように、第一硬化物層3及び第二硬化物層5を形成する。ここで、硬化の条件は、用いる硬化性の接着剤によって異なるが、例えば、硬化温度は、50℃以上200℃以下であることが好ましく、硬化時間は、1分間以上180分間以下であることが好ましい。これにより、第一硬化物層3のある面に工程フィルム6が積層され、さらに、第二硬化物層5のある面にも、工程フィルム6が積層された配線シート100を作製できる。
この際、第一硬化物層3及び第二硬化物層5のいずれかに代えて、非硬化性の接着剤からなる層を用いた場合、第四工程において、非硬化性の接着剤が軟化してしまうため、導電性線状体21と電極4の間の電気的な接続が損なわれるおそれがある。第一硬化物層3及び第二硬化物層5がいずれも熱硬化性であれば、第四工程においていずれの層も硬化され、軟化しないため、このような問題を防止することができる。また、後述する変形例のように、第一硬化物層3及び第二硬化物層5のいずれかに、エネルギー線硬化性の接着剤等の、熱硬化性の接着剤とは異なる硬化性の接着剤を用いる場合であっても、第四工程の前にエネルギー線硬化性の接着剤を予め硬化させておけば、上記の問題を防止することが可能である。
(実施形態の作用効果)
本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
(1)本実施形態によれば、第一硬化物層3及び第二硬化物層5により、導電性線状体21及び電極4を固定でき、導電性線状体21と電極4が直接的に接触し、簡便に導電性線状体と電極の電気的な接続を図ることができる。そして、配線シート100の内部における厚さ方向の変形を抑制し、導電性線状体21と電極4との接触を安定させ、抵抗値上昇が発生しにくくできる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態では、図4及び図5に示すように、第一硬化物層3のある面に基材1が積層され、さらに、第二硬化物層5のある面にも、基材1が積層されていること以外は第一実施形態と同様の構成であるので、基材1及びその積層方法について説明し、それ以外の説明を省略する。
(基材)
基材1は、メッシュ、不織布、織布、及びニットからなる群から選択される少なくとも1つである。
メッシュ、不織布、織布、及びニット等に用いる繊維又は糸としては、天然繊維、再生繊維、半合成繊維又は合成繊維(有機系合成繊維又は無機系合成繊維)が挙げられる。
そして、これらの繊維又は糸としては、例えば、樹脂、金属、セラミックスもしくはガラスで繊維又は糸に加工できるものを用いてもよい。さらに、例えば、絹、綿、羊毛、麻、ケナフ、バナナ、バンブー、パルプ、バサルト、レーヨン、キュプラ、ポリノジック、リヨセル、アセテート又はレザーが挙げられる。これらは単独又は2種以上組み合わせて使用できる。本実施形態では、第一硬化物層3は、硬化後に付着性が消失しているため、基材1がメッシュのように、全面に開口を有するものであっても、開口から露出した第一硬化物層3に異物が付着しにくい。メッシュは配線シート100の通気性を向上させる観点において好ましい。
不織布は、特に限定されない。例えば、短繊維不織布又は長繊維不織布いずれであっても使用できる。不織布の製造方法としては、乾式法、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロー法、エアスルー法、フリース結合法及びステッチボンド法等が挙げられる。
織布は、特に限定されない。例えば、平織、綾織及び繻子織等が挙げられる。
ニットは、特に限定されず、例えば、緯編又は経編でもいずれであっても使用できる。ニットの編み方として、例えば、平編、浮き編、両畦編、両面編、片畦編、ひねり編、アイドル・スイング編、アイレット編、アーガイル編、アトラス編、エラスティック編、コード編、シングル・コード編、ゴム編、サテン編、シャークスキン編、ダブル・ジャージー編、タック編、ダブル・デンビー編、シングル・デンビー編、パイナップル編、パイル編、ハーフ・トリコット編、パール編、シングル・バンダイク編、ベルリン編、ペレリン編、ミラニーズ編、ラーベン編、レース編、多衝程両面編(両面出合い)、振り編、針抜き編、立毛編、裏毛編、添え糸編、からみ添え糸編、二目編、紋編、裏毛編、裏毛アトラス編、及び裏毛コード編等が挙げられる。
本実施形態において、基材1は、メッシュ、不織布、織布、及びニットからなる群から選択される少なくとも1つであるため、配線シート100Aに通気性又は伸張性を付与することが容易である。メッシュ、不織布、織布及びニット等からなる群から選択される少なくとも1つである基材1は、さらに通気性を向上させるため、穴をあけて使用することもできる。この穴は、第一硬化物層3の空隙に対応する位置に設けることが好ましい。
本実施形態に係る配線シート100Aの製造方法は、特に限定されない。配線シート100Aは、例えば、次の工程により、製造できる。
具体的には、まず、前記第一実施形態における第一工程から第三工程を施し、その後、前記第一実施形態における第四工程に代えて、下記の第五工程及び第六工程を施すことで、配線シート100Aを作製できる。
第五工程では、前記第一実施形態における第三工程で得られた積層体から工程フィルム6を剥離して、第一硬化物層3及び第二硬化物層5の上に、それぞれ基材1を積層する。
次に、第六工程として、加熱処理により、硬化性の接着剤を硬化させて、第一硬化物層3及び第二硬化物層5を形成して、図4及び図5に示すような配線シート100Aを作製できる。
なお、加熱処理における硬化の条件については、前記第一実施形態における第四工程での硬化の条件と同じである。
[実施形態の変形]
本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
例えば、配線シート100は、第一硬化物層3のある面及び第二硬化物層5のある面のいずれか一方に工程フィルム6が積層され、他方に基材1が積層されていてもよい。また、配線シート100は、第一硬化物層3のある面及び第二硬化物層5のある面の一方のみに、基材1又は工程フィルム6が積層されていてもよい。
配線シート100は、疑似シート構造体2、第一硬化物層3、電極4、第二硬化物層5、及び基材1又は工程フィルム6に加えて、さらに、帯電防止層、密着性向上層等の任意の層を有していてもよい。第一硬化物層3のある面に工程フィルム6が積層され、さらに、第二硬化物層5のある面にも、工程フィルム6が積層されている場合、工程フィルムは使用時には剥離されるものであるが、剥離された後の上記の積層体を薄くすることが好ましい。このような観点から、任意の層の厚さの合計が薄いことが好ましく、10μm以下とすることが好ましい。すなわち、配線シート100において、疑似シート構造体2、第一硬化物層3、電極4、第二硬化物層5、及び工程フィルム以外の層の厚さの合計が、10μm以下であることが好ましい。このような層の厚さの合計の下限は、0μmであり、この場合、配線シート100はこのような層を有していない。
また、前述の実施形態では、第一硬化物層3、疑似シート構造体2、電極4、及び第二硬化物層5が、配線シート100の厚さ方向において、この順序で設けられているが、これに限定されない。例えば、第一硬化物層3、電極4、及び疑似シート構造体2、第二硬化物層5が、配線シート100の厚さ方向において、この順序で設けられていてもよい。
前述の実施形態では、第一硬化物層3が、複数の第一硬化物帯状体31から構成されるように、ストライプ状に、接着剤の塗膜を形成し、第一硬化物層3に空隙が生じるようにしたが、空隙の無い第一硬化物層3を形成してもよい。また、第二硬化物層5を第二接着剤帯状体5’から形成したが、第二硬化物層5が疑似シート構造体2を全体的に覆うような形状としてもよい。
前述の実施形態では、第一接着剤帯状体31’及び第二接着剤帯状体5’に、熱硬化性接着剤を採用し、これを熱硬化させることにより各硬化物層を得て、配線シートを製造したが、エネルギー線硬化性接着剤等の、他の硬化性の接着剤を用いてもよい。エネルギー線硬化性接着剤を用いる場合には、公知の方法により、紫外線等のエネルギー線をエネルギー線硬化性接着剤に照射し、エネルギー線硬化性接着剤を硬化させればよい。
(配線シートの用途)
配線シート100は、フレキシブル性又は均一な発熱という従来にない特徴を有することから、発熱体(シート状ヒーター)として用いることが好ましい。この場合、発熱体の用途としては、例えば、窓ガラス用のデフォッガー(曇り取り)、及びデフロスター(霜取り)等が挙げられる。近年では、電気自動車のバッテリーの温度コントロールにヒーターが使われており、薄いヒーターはラミネート型セルの個別の温度コントロールに好適である。また、電気信号の配線のためのフラットケーブルとしても利用することができる。
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
[調製例1]
フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製、商品名「YX7200B35」)100質量部に、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル(三菱化学社製、製品名「YX8000」)170質量部、シランカップリング剤(信越化学工業社製、製品名「KBM-4803」)0.2質量部、熱カチオン重合開始剤(三新化学工業社製、製品名「サンエイドSI-B3」)2質量部、及び、熱カチオン重合開始剤(三新化学工業社製、製品名「サンエイドSI-B7」)2質量部を配合し、有機溶媒により希釈して、硬化性の接着剤を得た。
[調製例2]
アクリル系共重合体(n-ブチルアクリレート(BA)/アクリル酸(AAc)=90.0/10.0(質量比)からなる原料モノマーに由来の構成単位を有するアクリル系共重合体、重量平均分子量(Mw):41万)100質量部に、架橋剤として、アルミニウムキレート系架橋剤(綜研化学株式会社製、製品名「M-5A」、固形分濃度:4.95質量%)0.74質量部(固形分比)及び希釈溶剤としてトルエンを配合して、接着剤を得た。
[実施例1]
(疑似シート構造体付き接着シートの作製)
剥離フィルム(商品名:SP-PET382150(リンテック社製))上に、塗布部(5mm)と未塗布部分(5mm)が交互になるように、調製例1で得られた接着剤を塗布し、乾燥して、乾燥後の厚みが22μmの複数の第一接着剤帯状体からなる接着剤層を形成した(形状は、一直線の帯状(図3A参照))。その後、形成された接着剤層に剥離フィルム(商品名:SP-PET381130(リンテック社製))を貼付して、第一接着シートを作製した。
導電性線状体として、金めっきタングステンワイヤー(直径25μm、メーカー名:株式会社トクサイ製、製品名:Au(0.1)-TWG、以下、「ワイヤー」と称する。)を準備した。なお、タングステンの体積抵抗率は5.7×10-6Ω・cm、金の標準電極電位は+1.52Vである。次に、第一接着シートの剥離フィルム(商品名:SP-PET381130(リンテック社製))を剥がし、第一接着剤帯状体の表面を外側に向け、ゴム製の外周面を有するドラム部材にしわのないように第一接着シートを巻きつけた。ドラム部材の円周方向における第一接着シートの両端部は、両面テープでドラム部材表面に固定した。ボビンに巻き付けたワイヤーを、第一接着剤帯状体の本数分用意した。ワイヤーをドラム部材の端部付近に位置する接着シートにおける各第一接着剤帯状体の表面に付着させた上で、ワイヤーを繰り出しながらドラム部材で巻き取った。ドラム部材を1周回転させることで、ワイヤーが第一接着剤帯状体上に巻きつくようにした。このようにして、接着シートの表面上に、ワイヤーを複数設けて、複数のワイヤーが等間隔に設置された疑似シート構造体を形成した。この際、ドラム部材は、ドラム軸方向に振動させながら回転するようにして、巻き付けられたワイヤーが波形状を描くようにした。
ワイヤーは等間隔に設けられ、間隔は10mmであった。その後、ドラム部材の軸方向と平行に、ワイヤー及び接着シートを切断した。さらに、これを200mm×150mmの長方形(ワイヤーが延在する方向が長辺方向)に裁断し、疑似シート構造体付き接着シートを作製した(図3B参照)。以上のようにして、疑似シート構造体付き接着シートを得た。すなわち、15本のワイヤーが配置された疑似シート構造体付き接着シートを得た。また、ワイヤーの波形状の振幅は2.5mm、波長は10mmであった。
(電極付き接着シートの作製)
剥離フィルム(商品名:SP-PET382150(リンテック社製))上に、調製例1で得られた接着剤を塗布し、乾燥して、乾燥後の厚みが60μmの第二接着剤層を形成した。形成された第二接着剤層に剥離フィルム(リンテック社製、商品名「SP-PET381130」)を貼付して、第二接着シートを作製した。
次に、電極として、金めっき銅線(直径150μm、メーカー名:株式会社トクサイ製、製品名:C1100-H AuP)を準備した。次に、第二接着シートの剥離フィルム(商品名:SP-PET381130(リンテック社製))を剥がし、ゴム製の外周面を有するドラム部材にしわのないように第二接着シートを巻きつけた。円周方向における第二接着シートの両端部を両面テープで固定した。ボビンに巻き付けた金めっき銅線を、ドラム部材の端部付近に位置する第二接着剤層の表面に付着させた上で、金めっき銅線を繰り出しながらドラム部材で巻き取り、少しずつドラム部材を、ドラム部材の軸方向と平行な方向に移動させていき、金めっき銅線が等間隔でらせんを描きながらドラム部材に巻きつくようにした。この際、ドラム部材は、ドラム軸方向に振動させながら回転するようにして、巻き付けられた金めっき銅線が波形状を描くようにした。
このようにして、第二接着シートの表面上に、金めっき銅線を複数設けて、複数の金めっき銅線を等間隔に設置した。金めっき銅線の間隔は2.5mmであった。また、金めっき銅線の波形状の振幅は3mm、波長は20mmであった。その後、ドラム軸と平行に、金めっき銅線が設置された第二接着シートを切断した。この金めっき銅線が設置された第二接着シートを、金めっき銅線が延在する方向を長辺方向として、220mm×10mmの長方形に裁断し、4本の金めっき銅線が設置された電極付き接着シートを作製した。これにより、第二接着剤層も帯状の形状に形成され、第二接着剤層帯状体とした。
(配線シートの作製)
作製した電極付き接着シート一対を、疑似シート構造体のワイヤーの延在する方向と金めっき銅線が延在する方向が直交する位置関係で、一番近い金めっき銅線間の距離が150mmとなるよう、疑似シート構造体付き接着シートのワイヤーの両端部に、金めっき銅線とワイヤーを接触させて取り付けた(図3C参照)。
その後、真空ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、製品名:V130)を用いて、110℃、0.5MPa、及び、50分の条件で硬化反応を行い、第一接着剤帯状体及び第二接着剤帯状体を硬化させ、第一硬化物層及び第二硬化物層を形成し、配線シートを作製した。
[実施例2]
疑似シート構造体付き接着シートと同じものを、実施例1と同様にして作製し、電極付き接着シートについては、第二接着剤層の乾燥後の厚みを100μmに変更した以外は、実施例1と同様にして作製した。
そして、作製した電極付き接着シート一対を、疑似シート構造体のワイヤーの延在する方向と金めっき銅線が延在する方向が直交する位置関係で、一番近い金めっき銅線間の距離が150mmとなるよう、疑似シート構造体付き接着シートのワイヤーの両端部に、金めっき銅線とワイヤーを接触させて取り付けた(図3C参照)。
その後、電極付き接着シートから剥離フィルム(商品名:SP-PET382150(リンテック社製))を剥がし、露出した電極付き接着シートの第二接着剤層と、疑似シート構造体を覆う第一接着剤帯状体に接着するように、目付40g/mのポリエステル製のサーマルボンド不織布からなる基材を貼り合わせた。そして、疑似シート構造体付き接着シートから剥離フィルム(商品名:SP-PET382150(リンテック社製))を剥がし、目付40g/mのポリエステル製のサーマルボンド不織布からなる基材を貼り合わせた。次いで、真空ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、製品名:V130)を用いて、110℃、0.5MPa、及び、50分の条件で硬化反応を行い、第一接着剤帯状体及び第二接着剤帯状体を硬化させ、第一硬化物層及び第二硬化物層を形成して、配線シートを作製した(図4及び図5参照)。
[比較例1]
疑似シート構造体付き接着シートについては、調製例1で得られた接着剤に代えて、調製例2で得られた接着剤を用いた以外は、実施例2と同様にして作製した。
電極付き接着シートについては、第二接着剤層の乾燥後の厚みを20μmに変更した以外は、実施例2と同様にして作製した。
作製した疑似シート構造体付き接着シート、及び作製した電極付き接着シートを用いた以外は、実施例2と同様にして、配線シートを作製した。
[比較例2]
疑似シート構造体付き接着シートについては、調製例1で得られた接着剤に代えて、調製例2で得られた接着剤を用いた以外は、実施例2と同様にして作製した。
電極付き接着シートについては、調製例1で得られた接着剤に代えて、調製例2で得られた接着剤を用いた以外は、実施例2と同様にして作製した。
作製した疑似シート構造体付き接着シート、及び作製した電極付き接着シートを用いたこと、並びに、110℃、0.5MPa、及び、50分の条件で硬化反応を行う代わりに、25℃、0.5MPa、及び、2分の条件でラミネートを行った以外は、実施例2と同様にして、配線シートを作製した。
[比較例3]
疑似シート構造体付き接着シートについては、調製例1で得られた接着剤に代えて、調製例2で得られた接着剤を用いた以外は、実施例2と同様にして作製した。
そして、一対の金めっき銅線(直径150μm、メーカー名:株式会社トクサイ製、製品名:C1100-H AuP)を、疑似シート構造体のワイヤーの延在する方向と金めっき銅線が延在する方向が直交する位置関係で、一番近い金めっき銅線間の距離が150mmとなるよう、疑似シート構造体付き接着シートのワイヤーの両端部に、金めっき銅線とワイヤーを接触させて取り付けた。
その後、疑似シート構造体付き接着シートの第一接着剤帯状体に接着するように、目付40g/mのポリエステル製のサーマルボンド不織布からなる基材を貼り合わせた。次いで、真空ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、製品名:V130)を用いて、25℃、0.5MPa、及び、2分の条件でラミネートを行い、配線シートを作製した。
[参考例1]
疑似シート構造体付き接着シートについては、目付40g/mのポリエステル製のサーマルボンド不織布からなる基材に代えて、厚み50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商品名:カプトン200H)を用いた以外は、比較例3と同様にして作製した。
そして、作製した疑似シート構造体付き接着シートを用いたこと、及び、疑似シート構造体付き接着シートの第一接着剤帯状体に接着させた目付40g/mのポリエステル製のサーマルボンド不織布からなる基材に代えて、厚み50μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商品名:カプトン200H)を用いた以外は、比較例3と同様にして、配線シートを作製した。
[貯蔵弾性率測定]
調製例1の組成物を、実施例等と同一の硬化温度及び硬化時間で硬化させて形成した幅5mm×長さ10mm×厚み0.1mmの試験片を作製した。以下に示す測定条件で、引張モードによる測定によって試験片の貯蔵弾性率E’を測定し、23℃における貯蔵弾性率(単位:MPa)を観察した。
-測定条件-
・測定装置:ティー・エイ・インスツルメント社製、動的弾性率測定装置「DMA Q800」
・試験開始温度:0℃
・試験終了温度:150℃
・昇温速度:3℃/分
・周波数:1Hz・振幅:5μm
・測定温度:23℃
[抵抗値評価]
配線シートに直流電源を用いて、3.0Vの電圧を印加し、電流値から抵抗値を求めた。その後、配線シートを温度85℃湿度85%の湿熱条件下で250時間保管した後、同様にして抵抗値を求め、下記計算式から、保管前後での抵抗値変化(単位:%)を求めた。
抵抗値変化=[(保管後の抵抗値-保管前の抵抗値)/保管前の抵抗値]×100(%)
Figure 0007345656000001
表1に示すように、実施例1及び2では、抵抗値変化が小さいことが分かった。これに対し、片面のみが硬化物層で、もう片面が硬化しない粘着剤層である比較例1は、抵抗値変化が測定できないほど大きいことが分かった。また、両面が硬化しない粘着剤層である比較例2は、抵抗値変化が大きいことが分かった。片面が硬化しない粘着剤層であり、もう片面には樹脂層がない比較例3は、抵抗値変化が測定できないほど大きいことが分かった。ポリイミドフィルムからなる基材に挟まれている参考例1は、硬化物層がなくても、抵抗値変化が小さいことが分かった。しかし、このような基材は、柔軟性、伸縮性及び通気性の点で劣っている。
これらのことから、本発明によれば、抵抗値上昇が発生しにくい配線シートが得られることが確認された。
1…基材、2…疑似シート構造体、21…導電性線状体、3…第一硬化物層、31…第一硬化物帯状体、4…電極、5…第二硬化物層、6…工程フィルム、100,100A…配線シート。

Claims (7)

  1. 複数の導電性線状体が間隔をもって配列された疑似シート構造体と、前記疑似シート構造体を覆う第一硬化物層と、前記導電性線状体に直接的に接触し、かつ複数の導電性線状体同士を電気的に接続する一対の電極と、前記電極を覆う第二硬化物層とを備える配線シートであって、
    前記第一硬化物層及び前記第二硬化物層は、それぞれ硬化性の接着剤の硬化物からなり、
    前記配線シートには、第一硬化物層のある面、及び前記第二硬化物層のある面のうちの少なくとも一方の面に、基材又は工程フィルムが積層されており、
    前記基材は、メッシュ、不織布、織布、及びニットからなる群から選択される少なくとも1つである、
    配線シート。
  2. 請求項1に記載の配線シートにおいて、
    第一硬化物層のある面、及び前記第二硬化物層のある面の両方に、前記工程フィルムが積層されている、
    配線シート。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の配線シートにおいて、
    前記電極は、金属ワイヤーである、
    配線シート。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
    前記第一硬化物層及び前記第二硬化物層の23℃における貯蔵弾性率が、5.0×10Pa以上1.0×1010Pa以下である、
    配線シート。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
    前記第一硬化物層には、前記配線シートの平面視において、前記疑似シート構造体の前記導電性線状体が存在しない領域の少なくとも一部に対応する領域に、空隙が設けられている、
    配線シート。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
    前記導電性線状体が、金属ワイヤーであり、前記金属ワイヤーが、第一の金属からなる芯線と、前記芯線の外側に設けられ前記第一の金属とは異なる第二の金属からなる金属皮膜と、を有し、前記第一の金属の体積抵抗率が3.0×10-6[Ω・cm]以上5.0×10-4[Ω・cm]以下であり、前記第二の金属の標準電極電位が+0.34V以上である、
    配線シート。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
    前記導電性線状体は、前記配線シートの平面視において、波形状である、
    配線シート。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003297532A (ja) 2002-04-08 2003-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 面状発熱体
JP2004173821A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd シートヒータ
WO2012144586A1 (ja) 2011-04-20 2012-10-26 宇部興産株式会社 スパイラル管状ヒータ
JP2018039226A (ja) 2016-09-09 2018-03-15 リンテック株式会社 氷雪付着防止シート
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