TW202130873A - 導電性編織物 - Google Patents

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TW202130873A
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伊藤晴彥
梅爾比 雷米克斯
葛拉夫 圖斯顏
史帝芬 沃克
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美商電子墨水股份有限公司
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Abstract

本發明的課題在於提供在延伸布帛時可以抑制電阻值增加的導電性布帛。 解決手段之本發明的導電性編織物,以複絲紗構成,具有藉由金屬而具導電性的導電性部分,且於導電性部分,金屬,主要被保持於構成複絲紗的單紗間之導電性編織物。金屬之保持量,相對於導電性部分的面積亦可為0.40~35.0g/m2 。金屬,亦可為銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、或這些的組合。

Description

導電性編織物
本案是關於導電性編織物。
作為電磁波屏蔽,薄型壓力感測器及去靜電薄片等的材料,有導電性布帛是已知的。
導電性布帛,例如可以藉由對布帛進行濕式或乾式的塗覆、鍍層、真空成膜或者其他適宜的附著法使金屬成分附著於布帛表面之全部或一部分,於布帛表面上形成金屬皮膜而製造。
此外,作為導電性布帛,使用如前所述的附著法得到預先於表面形成金屬皮膜的絲線,而編織此絲線得到具有導電性的織物、編物或不織布等亦屬已知。
具體而言,例如專利文獻1,揭示著特徵為具備具有端子部的布料本體,及設於該布料本體的配線;至少端子部,具備包含導電性材料及樹脂的圖案導電層,及接於圖案導電層之至少一方之面的熱塑性樹脂層;熱塑性樹脂層之至少一部分,被含浸於布料本體;圖案導電層,沿著布料本體的露出表面配置,與配線導電連接著之導電性布料。接著,於同一文獻,作為導電性絲線之例,舉出了樹脂纖維或天然纖維,或以金屬線等為芯,對此芯藉由濕式或乾式的塗覆、鍍層、真空成膜或者其他適宜的附著法使金屬成分附著之金屬附著線(鍍層線)。
又,專利文獻2,揭示著供形成導電性銀構造之油墨組成物,含有銀鹽,以及(a)錯化劑與短鏈羧酸的錯合物,或者(b)與錯化劑與短鏈羧酸之鹽的錯合物。在同一文獻,還揭示著將此油墨組成物藉由噴霧處理、浸漬塗覆、旋轉塗覆、噴墨印刷、及e-jet印刷等使附著於基板上,形成導電性銀構造。此外,該文獻,舉出玻璃基板、矽基板、可撓性基板(乙烯醋酸乙烯酯)及多孔質基板(發泡體)等作為基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-32529號公報 [專利文獻2]日本特表2015-508434號公報
[發明所欲解決之課題]
如前所述,從前的導電性布帛,已知有表面具有藉由含金屬組成物塗覆或者鍍層的導電性部分之布帛,以及表面具有被織入藉由含金屬組成物塗覆或鍍層的紗線的導電性部分之布帛。
這些從前的導電性布帛,導電性部分的表面或構成布帛的導電性部分的絲線的表面藉由含金屬組成物塗覆或者鍍層。因此,在折曲或者延伸導電性布帛時,會有塗層或鍍層剝離,及/或破斷,因而使導電性部分的電阻值顯著增加的場合。
本發明的目的在於提供可以抑制這樣的問題之導電性布帛。 [供解決課題之手段]
本案發明人等,發現了藉由以下的手段,可以解決前述課題: 〈態樣1〉 一種導電性編織物,以複絲紗構成,具有藉由金屬而具導電性的導電性部分,且於前述導電性部分,前述金屬,主要被保持於構成前述複絲紗的單紗間。 〈態樣2〉 態樣1之導電性編織物,前述金屬之保持量,相對於前述導電性部分的面積為0.40~35.0g/m2 。 〈態樣3〉 態樣1或2之導電性編織物,前述金屬為銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、或這些的組合。 〈態樣4〉 態樣1~3之任一之導電性編織物,於前述導電性部分,構成前述複絲紗的單紗之間進而存在結合劑,而且相對於前述金屬與前述結合劑之合計,前述結合劑為超過0質量%且未滿20質量%。 〈態樣5〉 態樣1~4之任一之導電性編織物,於前述導電性部分,在前述複絲紗之間存在空隙。 〈態樣6〉 態樣1~5之任一之導電性編織物,構成前述複絲紗的前述單紗的根數,在對前述複絲紗長度方向的垂直方向之剖面,為10根~1000根。 〈態樣7〉 態樣1~6之任一之導電性編織物,前述單紗,為芳綸纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、或聚乙烯醇纖維。 〈態樣8〉 態樣1~7之任一之導電性編織物,針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,延伸前述導電性部分時,前述導電性部分的電阻值降低。 〈態樣9〉 態樣1~8之任一之導電性編織物,針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,延伸前述導電性部分6.0%時,前述導電性部分的電阻值,為未延伸前述導電性部分時的前述導電性部分的電阻值的0.65倍以下。 〈態樣10〉 態樣1~9之任一之導電性編織物,前述導電性部分之前述複絲紗,至少部分由樹脂覆膜所覆蓋。 〈態樣11〉 態樣10之導電性編織物,前述樹脂覆膜為熱塑性樹脂覆膜。 〈態樣12〉 態樣1~11之任一之導電性編織物,針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,因應於被加在前述導電性部分的應力及/或變形的電阻值改變。 〈態樣13〉 一種應力及/或位移感測器,利用因應於被施加至態樣12的導電性編織物的應力及/或位移之電阻值的改變。 〈態樣14〉 一種輸入原件,使用態樣1~12之任一之導電性編織物。 〈態樣15〉 一種製造方法,係態樣10~11之任一之導電性編織物之製造方法,藉由把構成前述樹脂覆膜的樹脂乳液適用於前述導電性部分,於前述導電性部分,使前述複絲紗至少一部分由前述樹脂覆膜所覆蓋。 [發明之效果]
根據本發明,可以提供具有柔軟性同時具有低電阻,且在延伸時可以抑制電阻值增加的導電性編織物。
以下,詳細說明本發明之實施型態。又,本發明並不僅限定於以下的實施型態,在本發明的要旨的範圍內可以進行種種變形而實施。
《導電性編織物》 本發明的導電性編織物,以複絲紗構成,具有藉由金屬而具導電性的導電性部分,且於導電性部分,金屬,主要被保持於構成複絲紗的單紗間。
本發明的導電性編織物,在延伸布帛時可以抑制電阻值增加。
雖然不是由原理來限定,但本發明的作用原理應該是如下所述。
如前所述,從前的導電性布帛,有布帛的表面一部分具有藉由含金屬組成物塗覆或者鍍層的構成,以及表面被織入藉由含金屬組成物塗覆或鍍層的紗線的構成等,在延伸時,布帛之具有導電性的部分之表面或者布帛的構成導電性部分的紗的表面之塗覆或鍍層容易剝離及/或破斷。這樣的塗覆或鍍層的剝離或破斷,使布帛的導電性部分的電阻值顯著增加,或者會使失去導電性。
對此,本發明之導電性編織物,金屬主要被保持於構成複絲紗的單紗間。藉此,於延伸導電性編織物之場合,不易發生金屬的剝離及/或破斷等問題。再者,最佳的態樣,係藉由延伸導電性編織物使複絲紗彼此接觸,因而被保持於構成複絲紗的單紗間之金屬彼此也會接觸。藉此,而得以降低導電性部分的電阻值。
此外,於具有從前的構成之導電性布帛,為了得到低電阻值,必須增加金屬使用量,並且供將金屬保持於布帛或構成布帛的紗的表面之用的結合劑等的量也相應地增加。因此,而有構成布帛的纖維間的空隙由金屬及結合劑等閉塞的比例增加,而降低導電性布帛的通氣性之問題,以及降低導電性布帛的柔軟性之問題。
對此,本發明之導電性編織物,金屬主要被保持於構成複絲紗的單紗間。藉此,在本發明之導電性編織物,複絲紗的內部中,單紗為骨架,以形成金屬的導電通路。因此,與從前的導電性布帛相比,能用較少的金屬量得到低的電阻值。
此外,在本發明之導電性編織物,金屬可以主要被保持於構成複絲紗的單紗間。藉此,本發明之導電性編織物,可以維持複絲紗間的空隙,並抑制導電性布帛通氣性的降低。
此外,本發明之導電性編織物,在複絲紗間有空隙同時將金屬保持在導電性部分。藉此,本發明之導電性編織物可以具有柔軟性同時保有低電阻。
本發明之導電性編織物之組織構造只要是織物或編物即可,沒有特別限定。此組織構造沒有特別限定,例如可以是平織、斜紋織、或緞紋織等織組織,亦可為天竺、光滑(Smooth)、草莓針(fraise stitch)、鹿子編、添紗編(plating stitch)、denby編、或者Half編等編組織。本發明之導電性編織物之層數可以是單層,也可以是2層以上的多層。
本發明之導電性編織物,係可以於導電性部分及其他部分延伸。本發明之導電性編織物,可以相對於平面方向的至少一方向之原始長度延伸1.0%~60.0%。本發明之導電性編織物,於導電性部分,可以相對於平面方向的至少一方向之原始長度延伸1.0%以上、5.0%以上、10.0%以上、15.0%以上、20.0%以上、25.0%以上、或30.0%以上,且可以延伸60.0%以下、55.0%以下、50.0%以下、45.0%以下、40.0%以下、或35.0%以下。
〈複絲紗〉 本發明中,複絲紗係由2根以上的複數單紗所構成。複絲紗可以藉由紡織單紗而被形成。
構成複絲紗的單紗並沒有特別限定,可以是長纖維或短纖維。單紗,例如可列舉芳綸纖維、尼龍纖維、丙烯酸纖維、聚胺甲酸乙酯纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、或聚乙烯醇纖維等。藉由使用這些被通常使用的纖維而變得容易與本發明的導電性編織物以外的其他纖維製品組合,且由於可以適用/應用於各種用途而較佳。
此外,構成複絲紗的單紗的根數,在對複絲紗長度方向的垂直方向之剖面,可以為10根~1000根。該紗數可以是10根以上、20根以上、30根以上、50根以上、或100根以上,且可以是1000根以下、500根以下、400根以下、300根以下、200根以下、或150根以下。複絲紗的剖面形狀並沒有特別限定,可以是略圓形或略橢圓形。藉由單紗的根數在此數值範圍內,可以兼具作為編織物的柔軟性與通氣性因而較佳。
單紗的單纖維纖細度沒有特別限定,只要在0.00002~4.0dtex程度即可。此外,有關的纖維,可以是總纖細度33~220dtex,且絲數50~300根,更好是100~300根的複絲紗。
此外,單紗包含捲曲纖維、彈性纖維或其中2成分以並列型或者偏心鞘芯型被貼合的複合纖維的話,會改善延伸性。此時,作為捲曲纖維以假撚捲曲加工紗為特佳。作為彈性纖維以聚胺甲酸乙酯纖維或聚醚酯纖維等為佳。
〈導電性部分〉 本發明之導電性編織物的導電性部分係藉由金屬而具導電性。於導電性部分,金屬主要被保持於構成複絲紗的單紗間。在此,導電性部分具導電性,係意味導電性編織物的導電性部分比其他部分明顯更容易導電之狀態。
金屬只要是具有導電性、且可以保持於構成複絲紗的單紗間即可,並沒有特別限定。金屬,可以使用例如銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、或這些的組合。這些之中,銀具有特別低的電阻。因此,藉由採用銀作為保持於單紗間的金屬,與其他金屬相比,可以特別有效地實現低電阻、良好的通氣度、延伸時抑制電阻增加,且提供即使耐久試驗後電阻值的變化也較小之導電性編織物更佳。
本發明中,金屬「主要」被保持於構成複絲紗的單紗間,係意味本發明之導電性編織物之導電性部分所具有的金屬之中50質量%以上被保持於構成複絲紗的單紗間。
於本發明之導電性編織物之導電性部分,存在於此部分的金屬之中,被保持於單紗間的金屬可以在50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、82質量%以上、或是83質量%以上,可以在100質量%以下、98質量%以下、或是95質量%以下。
本發明中,金屬被「保持」於構成複絲紗的單紗間,係意味金屬附著於構成複絲紗的單紗的表面全部或一部分,並且被充填於單紗間的空隙的全部或一部分。
於導電性部分,可以在複絲紗之間存在空隙。
金屬之保持量,相對於複絲編織物的導電性部分的面積可以為0.40~35.0g/m2 。金屬之保持量,相對於複絲編織物的導電性部分的面積,可以是0.40g/m2 以上、1.0g/m2 以上、5.0g/m2 以上、10.0g/m2 以上、或15.0 g/m2 以上,可以是35.0g/m2 以下、30.0g/m2 以下、25.0g/m2 以下、或20.0g/m2 以下。
藉由金屬之保持量對導電性編織物的導電性部分的面積在一定以上,可以使存在於構成複絲紗的單紗間的金屬之間接觸良好,更為降低電阻值。另一方面,藉由金屬之保持量對導電性編織物的導電性部分的面積在一定以下,可以在複絲紗之間存在空隙,從而,可以獲得更良好的通氣性。
於構成導電性部分的複絲紗的單紗間保持金屬之方法並未限定,例如,可以考慮藉由用能形成前述金屬的油墨浸漬由複絲紗構成的編織物,然後使其乾燥之方法等,而使金屬保持在構成複絲紗的單紗間。
用這種油墨浸漬由複絲紗構成的編織物之手段,可以舉出將油墨塗布、或網版印刷在由複絲紗構成的編織物等之方法。
更具體而言,例如使用專利文獻2(日本特表2015-508434號公報)所揭示的導電性油墨亦可。
使用這種油墨之場合,油墨以不含有結合劑、例如高分子結合劑等的非導電性結合劑為佳。油墨含有結合劑之場合,在被形成的導電性部分,由於結合劑加入金屬間,有金屬間的接觸減少,增加電阻值之場合。作為結合劑可以使用各種樹脂。
此外,為了金屬被保持於構成複絲紗的單紗間,這種油墨的黏度以低到足以浸漬構成複絲紗的單紗之間為佳。這種油墨的黏度,於20℃可以是100Pa・S以下、50Pa・S以下、10Pa・S以下、1000.0mPa・S以下、500.0mPa・S以下、300.0mPa・S以下、100.0mPa・S以下、50.0mPa・S以下、或30.0mPa・S以下,可以是超過0.0mPa・S、0.1mPa・S以上、0.5mPa・S以上、1.0mPa・S以上、5.0mPa・S以上、或10.0mPa・S以上。
又,使用含有結合劑的油墨而形成導電性部分之場合,認為結合劑存在於構成導電性部分的複絲紗的單紗之間。於構成複絲紗的單紗之間進而存在結合劑之場合,相對於金屬與結合劑之合計量,結合劑的量為未滿20質量%且超過0質量%。結合劑的量可以未滿20質量%、未滿15質量%、未滿10質量%、未滿5質量%、或未滿1質量%,且可以超過0質量%。單紗之間進而存在結合劑的量在前述的數值範圍內之場合,可以維持油墨容易滲透至單紗間,同時容易將金屬保持在單紗之間,使本發明的效果更容易發揮而最佳。
本發明之導電性編織物的導電性部分,於最佳態樣中,在導電性編織物的平面方向之中的至少一方向被延伸時可以使電阻值降低。該電阻值係可以因應於被施加在導電性部分的應力及/或變形而改變。
將本發明之導電性部分在平面方向之中的至少一方向延伸6.0%時的導電性部分的電阻值,可以是未延伸導電性部分時的導電性部分的電阻值的0.65倍以下,可以是0.60倍以下、0.50倍以下、或0.40倍以下,可以是0.05倍以上、0.15倍以上、0.20倍以上、0.25倍以上、0.30倍以上、或0.35倍以上。電阻值的變化在此數值範圍的話,對於導電性部分的延伸操作等的位移量,電阻值變化的分辨能力有改善的傾向,為最佳型態。
〈樹脂覆膜〉 本發明中,導電性部分之複絲紗,可以至少部分由樹脂覆膜所覆蓋。樹脂覆膜覆蓋導電性部分之複絲紗全體亦可。此外,樹脂覆膜可以覆蓋導電性編織物之中、僅包含導電性部分之一部分。
導電性布帛,以使導電性部分與人體直接接觸之態樣使用時,被保持在單紗間的金屬可能由於汗水等而腐蝕/劣化等。
本發明中,導電性部分之複絲紗至少部分由樹脂覆膜所覆蓋之場合,例如即使在人穿著導電性編織物之場合等,導電性部分的金屬也不易直接接觸到人體。藉此,可抑制由於汗水等造成之導電性部分的金屬的腐蝕/劣化。
此外,在本發明之導電性編織物,由於金屬被保持於構成複絲紗的單紗間,藉由其使用態樣,在例如進行反覆伸縮變形時,有單紗間的金屬磨耗等而由單紗間滑落之場合。當金屬由單紗間滑落時,有可能導電性部分的全體的電阻值降低及因伸縮變形之電阻值的變化率降低。
關於此點,導電性部分之複絲紗至少部分由樹脂覆膜所覆蓋之場合,即使單紗間的金屬磨耗等,金屬也不易由單紗間滑落。從而,可抑制電阻值降低及因伸縮變形之電阻值的變化率降低之問題。
圖1係構成本發明的導電性編織物的複絲紗1的一部分之徑向剖面圖。
如圖1所示,複絲紗1係由複數單紗2所構成。此外,金屬主要被保持於構成複絲紗1的單紗2間,藉此而形成導電性部分3。再者,複絲紗1之中被形成導電性部分3之部分,至少部分由樹脂覆膜4所覆蓋。
複絲紗1具有這種構成時,在進行反覆伸縮變形時,即使單紗2間的金屬磨耗等,由於其表面由樹脂覆膜4所覆蓋,金屬也不易由單紗2間滑落。從而,可抑制由於磨耗而使其全體的電阻值降低及因伸縮變形之電阻值的變化率降低之問題。
進而,藉由導電性部分3由樹脂覆膜4所覆蓋,例如即使在與人皮膚接觸之類的狀態下使用本發明的導電性編織物之場合,也可抑制由於汗水等造成之導電性部分3的金屬的腐蝕/劣化。
樹脂覆膜以具有撥水性的覆膜為佳。在此,具有撥水性,係意味在平面狀地形成樹脂覆膜時,水相對於樹脂覆膜表面的靜態接觸角為90°以上。樹脂覆膜具有撥水性之場合,例如在與人皮膚接觸之類的狀態下使用本發明的導電性編織物時,可以進而抑制由於汗水等造成之導電性部分的腐蝕/劣化。
樹脂覆膜,例如熱塑性樹脂覆膜或彈性體覆膜,更具體而言,可以是熱塑性彈性體覆膜。樹脂覆膜為彈性體覆膜之場合,在使本發明的導電性編織物伸縮變形時樹脂覆膜可以配合導電性編織物的伸縮變形而伸縮,因而可以提高對樹脂覆膜伸縮變形之耐久性。此外,於本發明,即使形成樹脂覆膜之後,也可以形成覆膜以避免顯著降低布帛的通氣性。
樹脂覆膜,例如可以藉由將構成樹脂覆膜的樹脂乳液適用於導電性部分而形成。在此,作為樹脂乳液,例如可以列舉矽乳液,但並不以此為限。此外,於樹脂覆膜的形成,可以使用苯乙烯丁二烯乳膠或丙烯酸乳液等。
樹脂覆膜可以進而含有撥水劑。作為撥水劑,可以列舉氟系撥水劑或非氟系撥水劑,但並不以此為限。
本發明之複絲編織物,在平面方向之至少一方向,導電性部分被延伸時導電性部分的電阻值降低之場合,可以利用作為應力及/或位移感測器,利用因應於被加在導電性部分的應力及/或變形之電阻值的改變。
此外,本發明之導電性編織物係能具有柔軟性同時保持低的電阻值,因而也可以使用作為具有柔軟手感之、利用靜電電容等之輸入元件或觸摸感測器。
《導電性編織物之製造方法》 本發明之導電性編織物可以藉由本發明之製造方法來製造,亦可藉由其他方法來製造。
本發明之製造方法,係包含藉由將構成樹脂覆膜的樹脂乳液適用於導電性部分,使複絲紗至少一部分由樹脂覆膜所覆蓋。
將樹脂乳液適用於導電性部分之方法並沒有特別限定,例如可以於導電性部分將樹脂乳液塗布或噴霧等,或者可以將導電性編織物的導電性部分於樹脂乳液浸漬等。 [實施例] 《實施例1-1~1-4、以及比較例1-1及比較例1-2》
如下列作法,製作實施例1-1~1-4、及比較例1-1的導電性編織物,將這些的性能、與比較例1-2之未進行處理使其具導電性的2層式聚酯編織物本身進行比較。
〈金屬保持量(g/m2 )的算出與電阻值(Ω)的測定〉 (樣本之作成) 在2層式聚酯編織物(TEIJIN FRONTIER(股)公司製造,FG1857-J-1,095A)(200mm×200mm)的單面側,藉由網版印刷,以成為圖2的圖案10之方式,印刷不含結合劑成分的銀錯合物油墨(Electroninks公司製造,El-306),以130℃乾燥10分鐘。針對實施例1-1~1-4,分別如以下表1的回數進行該印刷及乾燥步驟,製作出被形成作為導電性部分的銀的圖案之、實施例1-1~1-4的導電性編織物。用於網版印刷之網版係120網目、紗伸展偏斜2.25度。
除了使用銀糊(TOYOBO(股)公司製造DW-460C)取代銀錯合物油墨,且僅進行1回印刷及乾燥步驟之外,與實施例1-1同樣作法,製作出比較例1-1的導電性編織物。用於網版印刷之網版係120網目、紗伸展偏斜2.25度。
此外,作為比較例2-2,提供未進行網版印刷的前述2層式聚酯編織物(200mm×200mm)本身。
將製造條件等整理於以下的表1。
(金屬保持量(g/m2 )的算出方法) 針對實施例1-1~1-4、及比較例1-1,分別測定印刷及乾燥步驟前的2層式聚酯編織物的質量、與製作出的導電性編織物的質量,基於這些的質量的差,算出導電性編織物的金屬保持量(g/m2 )。
具體而言,藉由下列數式而算出金屬保持量(g/m2 ):
{(印刷及乾燥步驟前的2層式聚酯編織物的質量)-(製作出的導電性編織物的質量)}/(圖2之導電性部分的圖案部分面積)
比較例1-2不具有導電性部分,因而並未進行算出金屬保持量(g/m2 )。
各例算出的金屬保持量(g/m2 )顯示於以下〈結果〉之表1。
(被保持於複絲紗的單紗間的金屬量之測定) 針對實施例1-1~實施例1-4、比較例1-1之導電性織物的導電性部分,將構成織物的複絲紗、對其纖維軸成直角地切斷,且使用Keyence公司製造的光學顯微鏡以倍率700倍觀察切斷面。接著,藉由在切斷面之單紗間部分有無金屬光澤,評估金屬是否被保持於構成複絲紗的單紗間。
再者,測定評估構成複絲紗的總單紗數、構成複絲紗最外裝的單紗數、單纖維的直徑、以及金屬覆膜的厚度。結果,在這次的銀錯合物油墨的印刷手法,金屬覆膜的厚度係0.5μm,構成複絲紗的單纖維(單紗)數係144根。此外,假設構成複絲紗的最外裝單紗的一半表面出現於最外裝(非單紗間的部分),藉由下列數式,算出樣本數3的平均值。
每單纖維(單紗)1根的剖面積之金屬保持量A=π((R+r)2 -R2 ) 被保持於複絲紗的單紗間的金屬保持量B=(A×n-A×m×0.5)/ (A×n)×100(%) R:單纖維(單紗)的半徑、r:金屬覆膜的厚度 n:構成複絲紗的總單紗數、 m:構成複絲紗最外裝的單紗數
(電阻值(Ω)之測定方法) 針對實施例1-1~1-4、及比較例1-1,如圖3,利用導線30將導電性部分15及電阻測定裝置40予以導電接續,並於導電性部分15施加電壓9V,測定導電性部分的電阻值(Ω)。該電阻值,係在未延伸導電性編織物的狀態、亦即伸長率為0%的狀態下進行測定。此外,比較例1-2不具有導電性部分,因而並未進行測定電阻值。又,各例測定的電阻值(Ω)顯示於以下〈結果〉之表1。
(結果) 將各例之製造條件、金屬保持量(g/m2 )的計算結果、以及電阻值(Ω)的測定結果整理於以下的表1。
Figure 02_image001
如前述表1,實施例1-1~實施例1-4的導電性編織物係顯示少的銀保持量(g/m2 )、且低的電阻值(Ω)。特別是,在實施例1-2~實施例1-4,顯示儘管銀保持量低於比較例1-1,但是電阻值明顯低於比較例1-1。
此外,在實施例1-1,電阻值為16.0Ω,具有電阻值高於比較例1-1中的4.0Ω之場合。然而,實施例1-1中銀的保持量約為比較例1-1中銀的保持量之1%程度,顯示非常少的銀量,且足夠低的電阻值。
此外,實施例1-2~實施例1-4之導電性編織物顯示電阻值(Ω)顯著小於實施例1-1之導電性編織物,認為是銀保持量(g/m2 )較多,且於導電性部分銀彼此的接觸變得良好的緣故。
〈銀的導電性圖案部分的狀態之觀察〉 (觀察方法) 用光學顯微鏡觀察製作的實施例1-1~1-4、及比較例1-1的導電性編織物的導電性部分、以及比較例1-2之未進行網版印刷的2層式聚酯編織物本身的表面。
(結果) 圖4~9分別為實施例1-1~1-4、及比較例1-1的導電性複絲編織物的導電性部分、以及比較例1-2之未進行網版印刷的2層式聚酯編織物本身的表面狀態的光學顯微鏡影像。
如圖9所示,比較例1-2之未進行網版印刷的2層式聚酯編織物係具有編織由複數單紗構成的複絲紗之構造。此外,於複絲紗之間存在空隙。
實施例1-1~1-4的導電性編織物的導電性部分(圖4~7),於構成複絲紗的單紗間保持導電性部分含有的金屬量的84%的銀,且於複絲紗之間存在空隙。此外,可知隨著網版印刷的回數增加,被保持於構成複絲紗的單紗間之銀量增加。這同義於實施例1-1~1-4的導電性編織物的導電性部分含有的銀之中84質量%(相對於被保持於導電性編織物的銀全體質量),被保持於構成複絲紗的單紗間。 又,被保持於構成複絲紗的單紗間的金屬量,係由各圖之金屬部分的面積比算出。
相對地,比較例1-1的導電性編織物的導電性部分(圖8),幾乎全部(約100%)的銀覆蓋複絲紗的表面,並進入複絲紗間的空隙部分,沒有保持在構成複絲紗的單紗間。由光學顯微鏡觀察的結果,於複絲紗間不存在空隙。
如此,由光學顯微鏡影像,可以說在銀被保持於構成複絲紗的單紗間之點、以及於複絲紗間存在空隙之點,實施例1-1~1-4的導電性複絲編織物的導電性部分與比較例1-1相較之下,構造不同。
《實施例2-1~2-4、以及比較例2-1及比較例2-2》 如以下作法,製作實施例2-1~2-4、及比較例2-1的導電性編織物,且測定這些導電性編織物的導電性部分之構造及通氣度(cm3 /cm2 ・s)。
(樣本之作成) 除了要印刷的圖案為100mm×100mm全面圖案,與實施例1-1~1-4、及比較例1同樣作法,製作出實施例2-1~2-4、及比較例2-1的導電性編織物。將製造條件整理於以下的表2。
此外,作為比較例2-2,提供未進行網版印刷的2層式聚酯編織物(200mm×200mm)本身。
(通氣度(cm3 /cm2 ・s)之測定方法) 依據日本工業標準JIS L1096-1998 6.27通氣性A法(Frazier法),測定實施例2-1~2-5及比較例2-1的導電性編織物以及比較例2-2的2層式聚酯編織物本身之通氣度。
(結果) 將各例之製造條件及通氣度(cm3 /cm2 ・s)之測定結果、整理於以下的表2。
Figure 02_image003
如前述表2,實施例2-1~實施例2-4的導電性編織物之通氣度為22~15cm3 /cm2 ・s,通氣度明顯大於通氣度為0.2cm3 /cm2 ・s的比較例2-1的導電性複絲編織物。
實施例2-1~實施例2-4的導電性編織物的導電性部分(圖4~7)之通氣性明顯高於比較例2-1,與實施例1-1等同樣的測定結果,認為是由於在構成複絲紗的單紗間保持導電性部分含有的金屬量的84%的銀,且光學顯微鏡觀察的結果於複絲紗之間存在空隙,藉由於複絲紗之間存在空隙可確保通氣性之緣故。另一方面,光學顯微鏡觀察的結果,比較例2-1未能確認在構成複絲紗的單紗間保持銀,未確認於複絲紗之間存在空隙。
《實施例3-1~3-4、及比較例3-1》 如以下作法,製作實施例3-1~3-4、及比較例3-1的導電性編織物,測定延伸導電性編織物時的伸長率(%)及電阻值(Ω),且比較其結果。
〈樣本之作成〉 除了要印刷的圖案為圖10的圖案20,與實施例1-1~1-4、及比較例1-1同樣作法,製作出實施例3-1~3-4、及比較例3-1的導電性編織物。又,將製造條件整理於以下的表3。
〈伸長率(%)及電阻值(Ω)之測定〉 (伸長率(%)及電阻值(Ω)之測定方法) 針對實施例3-1~3-4、及比較例3-1,如圖11,利用導線30將導電性部分25及電阻測定裝置40予以導電接續,並於導電性部分25施加電壓9V,測定導電性編織物100以0%、6%、12%、18%、及23%的延伸率於面的一方向延伸時之導電性部分的電阻值(Ω)。在此,延伸率,係關於延伸方向上,延伸後的導電性編織物長度與延伸前的導電性編織物長度之差、對延伸前的導電性編織物長度之比率。例如,延伸率為0%,係意味未延伸導電性編織物。
(結果) 將各例的製造條件及在圖11的延伸方向上以0%、6%、12%、18%、及23%的延伸率延伸時的導電性部分的電阻值(Ω)之測定結果整理於以下的表3。此外,將延伸方向的延伸率與導電性部分的電阻值(Ω)之關係顯示於圖12。此外,與實施例1-1等同樣測定結果,實施例3-1~實施例3-4可以確認在構成複絲紗的單紗間保持導電性部分含有的金屬量的84%的銀,而光學顯微鏡觀察的結果,比較例3-1未能確認在構成複絲紗的單紗間保持銀,未確認於複絲紗之間存在空隙。
Figure 02_image005
上列的表3中,針對比較例3-1,在延伸導電性編織物時,於導電性部分發生龜裂且電阻值變得太大,因而無法測定電阻值。相對地,實施例3-1~3-3,在延伸導電性編織物時,電阻值降低。於實施例3-1~3-4,延伸6%時的電阻值最低,進一步延伸的話,電阻值增加,但是具有比不延伸狀態(延伸0%)時低的電阻值。
《實施例4及參考例4》 〈實施例4〉 如後述作法,製作實施例4的導電性編織物。
於2層式聚酯編織物(TEIJIN FRONTIER(股)公司製造,FG1857-J-1,095A)(200mm×200mm)的單面側,印刷長度:100mm、寬幅:4mm的電極圖案以使其與布帛編織紋理平行,並以130℃乾燥10分鐘。反覆進行3回該印刷及乾燥步驟,製作出被形成作為導電性部分的銀的圖案之導電性編織物。用於網版印刷之網版係120網目、紗伸展偏斜2.25度。此外,於印刷上使用銀錯合物油墨(Electroninks公司製造,El-306)。
導電性部分形成後,如圖13作法,在以覆蓋導電性編織物100的導電性部分50及其周邊部55以外之部分之方式予以遮罩200之狀態下,將導電性編織物100設置於被設定在120℃的熱板之後,噴霧約5ml矽乳液(Shin-Etsu Chemical(股)公司製造 POLON-MF33),其後用烘箱以120℃使之乾燥30分鐘,在導電性部分50及其周邊部55形成作為熱塑性彈性體覆膜即樹脂覆膜300之矽乳液覆膜。
〈參考例4〉 除了未形成作為樹脂覆膜300之矽乳液覆膜,與實施例4同樣作法以製作出參考例4的導電性編織物。
〈電阻值變化之評估〉 (評估方法) 如圖14所示,針對分別在實施例4及參考例4之導電性編織物100的導電性部分50的兩端部50a及50b,中介著向異性導電膜及銅箔用焊料接續導線30,分別藉由電阻測定裝置40進行測定電阻值,並作為初期電阻值(R0 )。
其次,測定這些實施例4及參考例4之導電性編織物反覆進行了1萬回以延伸率10%拉伸後回到延伸率0%的循環之後之電阻值,並作為反覆伸縮變形耐久試驗後的電阻值(R)。
此外,以反覆伸縮變形耐久試驗後的電阻值(R)對初期電阻值(R0 )為反覆伸縮變形耐久試驗前後的電阻值變化率(R/R0 )。
(評估結果) 將電阻值變化之評估顯示於以下的表4。
Figure 02_image007
如表4所示,在具有作為樹脂覆膜的矽乳液覆膜之實施例4,反覆伸縮變形耐久試驗前後的電阻值變化率(R/R0 )為1.01,於反覆伸縮變形耐久試驗前後,電阻值變化不大。相對地,在沒有作為樹脂覆膜的矽乳液覆膜之參考例4,反覆伸縮變形耐久試驗前後的電阻值變化率(R/R0 )為1.16,於反覆伸縮變形耐久試驗後,電阻值大為增加。此外,於光學顯微鏡照片並未顯示,但實施例4-1、參考例4-1均與實施例1-1同樣地,於構成複絲紗的單紗間保持導電性部分含有的金屬量的84%的銀,且於複絲紗之間存在空隙。
〈劣化試驗〉 (試驗方法) 觀察將實施例4-1及參考例4-1的導電性編織物分別浸漬48小時到洗滌用洗劑(花王(股)公司製造HYGIA TOP                註冊商標)用水稀釋10倍的洗劑稀釋液後之狀態。
(試驗結果) 在具有作為樹脂覆膜的矽乳液覆膜之實施例4-1的導電性編織物,洗劑稀釋液未見變化。相對地,在沒有作為樹脂覆膜的矽乳液覆膜之參考例4-1,洗劑稀釋液變化成褐色。
1:複絲紗(multifilament yarn) 2:單紗 3:導電性部分 4,300:樹脂覆膜 10,20:圖案 15,25,50:導電性部分 30:導線 40:電阻測定裝置 55:周邊部分 100:導電性編織物 200:遮罩
[圖1]係構成本發明的導電性編織物的複絲紗1的一部分之徑向剖面圖。 [圖2]係實施例1-1~1-4及比較例1-1之導電性編織物的導電性部分的圖案10之概略圖。 [圖3]係供測定實施例1-1~1-4及比較例1-1之導電性編織物的導電性部分15的電阻值之用的裝置之概略圖。 [圖4]係實施例1-1的導電性編織物的導電性部分之光學顯微鏡影像。 [圖5]係實施例1-2的導電性編織物的導電性部分之光學顯微鏡影像。 [圖6]係實施例1-3的導電性編織物的導電性部分之光學顯微鏡影像。 [圖7]係實施例1-4的導電性編織物的導電性部分之光學顯微鏡影像。 [圖8]係比較例1-1的導電性編織物的導電性部分之光學顯微鏡影像。 [圖9]係比較例1-2之未進行網版印刷的2層式聚酯編織物表面的光學顯微鏡影像。 [圖10]係實施例2-1~2-4及比較例2-1之具有導電性的導電性編織物100的導電性部分的圖案20之概略圖。 [圖11]係供測定實施例2-1~2-4及比較例2-1之導電性編織物100的導電性部分25的電阻值之用的裝置之概略圖。 [圖12]係顯示實施例2-1~2-4及比較例2-1之具有導電性的導電性編織物的導電性部分的平面方向的延伸率與導電性部分的電阻值(Ω)的關係之圖。 [圖13]係顯示在實施例4的導電性編織物100的導電性部分50及其周邊形成樹脂覆膜的方法之模式圖。 [圖14]係供測定實施例4之導電性編織物100的導電性部分50的電阻值之用的裝置之概略圖。

Claims (15)

  1. 一種導電性編織物,以複絲紗構成, 具有藉由金屬而具導電性的導電性部分,且 於前述導電性部分,前述金屬,主要被保持於構成前述複絲紗的單紗之間。
  2. 如請求項1之導電性編織物,其中 前述金屬之保持量,相對於前述導電性部分的面積為0.40~35.0g/m2
  3. 如請求項1或2之導電性編織物,其中 前述金屬為銀、銅、金、鋁、鎳、鐵、不鏽鋼、或這些的組合。
  4. 如請求項1~3之任一之導電性編織物,其中 於前述導電性部分,在構成前述複絲紗的單紗之間進而存在結合劑,而且相對於前述金屬與前述結合劑之合計,前述結合劑為超過0質量%且未滿20質量%。
  5. 如請求項1~4之任一之導電性編織物,其中 於前述導電性部分,在前述複絲紗之間存在空隙。
  6. 如請求項1~5之任一之導電性編織物,其中 構成前述複絲紗的前述單紗的根數,在對前述複絲紗長度方向的垂直方向之剖面,為10根~1000根。
  7. 如請求項1~6之任一之導電性編織物,其中 前述單紗,為芳綸纖維、聚酯纖維、聚烯烴纖維、聚丙烯腈纖維、或聚乙烯醇纖維。
  8. 如請求項1~7之任一之導電性編織物,其中 針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,延伸前述導電性部分時,前述導電性部分的電阻值降低。
  9. 如請求項1~8之任一之導電性編織物,其中 針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,延伸前述導電性部分6.0%時,前述導電性部分的電阻值,為未延伸前述導電性部分時的前述導電性部分的電阻值的0.65倍以下。
  10. 如請求項1~9之任一之導電性編織物,其中 前述導電性部分之前述複絲紗,至少部分藉由樹脂覆膜所覆蓋。
  11. 如請求項10之導電性編織物,其中 前述樹脂覆膜為熱塑性樹脂覆膜。
  12. 如請求項1~11之任一之導電性編織物,其中 針對前述導電性編織物的平面方向之至少一方向,因應於被加在前述導電性部分的應力及/或變形,前述導電性部分的電阻值改變。
  13. 一種應力及/或位移感測器,利用因應於被施加在請求項12的導電性編織物的應力及/或變形之電阻值的改變。
  14. 一種輸入元件,使用請求項1~12之任一之導電性編織物。
  15. 一種製造方法,係請求項10~11之任一之導電性編織物之製造方法,藉由把構成前述樹脂覆膜的樹脂乳液適用於前述導電性部分,於前述導電性部分,將前述複絲紗至少一部分藉由前述樹脂覆膜覆蓋。
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