WO2021187361A1 - 配線シート及びシート状ヒーター - Google Patents

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WO2021187361A1
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sheet
conductive linear
wiring sheet
pseudo
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郷 大西
拓也 大嶋
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リンテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wiring sheet and a sheet-shaped heater.
  • a sheet-shaped conductive member having a pseudo-sheet structure in which a plurality of conductive linear bodies are arranged at intervals (hereinafter, also referred to as "conductive sheet") is used for a heating element of a heating device, a material for a textile that generates heat, and a display. It may be used as a member of various articles such as a protective film (crush prevention film).
  • a sheet used for the use of a heating element for example, Patent Document 1 describes a conductive sheet having a pseudo-sheet structure in which a plurality of linear bodies extending in one direction are arranged at intervals. Then, by providing a pair of electrodes at both ends of the plurality of linear bodies, a wiring sheet that can be used as a heating element can be obtained.
  • Metal leaf or silver paste is usually used as the electrode used for the wiring sheet.
  • a metal wire or the like instead of the metal foil or the silver paste.
  • the resistance value of the electrode becomes relatively large. Therefore, the resistance value of the electrode, which should be normally negligible, cannot be ignored. As a result, it was found that temperature unevenness may occur when a current is passed through the wiring sheet to generate heat.
  • An object of the present invention is to provide a wiring sheet and a sheet-shaped heater capable of suppressing temperature unevenness.
  • the wiring sheet according to one aspect of the present invention includes a pseudo-sheet structure in which a plurality of conductive linear bodies are arranged at intervals, a pair of electrodes, and a first feeding portion and a second feeding portion provided on the electrodes, respectively.
  • the number of the conductive linear bodies is N
  • the resistance value of the nth conductive linear body counted from the side of the first feeding portion and the second feeding portion is rn.
  • the resistance value of the electrode is R
  • all the conditions shown in the following formula (F1), the following formula (F2), and the following formula (F3) are satisfied.
  • r 1 / R 300 ⁇ ⁇ ⁇ (F1) r n + 1 ⁇ r n ... (F2)
  • n is an integer of 1 or more.
  • the distance between the conductive linear bodies is preferably 20 mm or less.
  • the width of the electrodes is preferably 100 mm or less in a plan view of the pseudo-sheet structure.
  • the wiring sheet according to one aspect of the present invention preferably further includes a base material that supports the pseudo-sheet structure.
  • the sheet-shaped heater according to one aspect of the present invention is characterized by including the wiring sheet according to one aspect of the present invention described above.
  • the wiring sheet 100 includes a base material 1, a pseudo-sheet structure 2, a resin layer 3, and a pair of electrodes 4. Specifically, in the wiring sheet 100, the resin layer 3 is laminated on the base material 1, and the pseudo sheet structure 2 is laminated on the resin layer 3. In the pseudo-sheet structure 2, a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals. A first feeding unit 51 is provided on one electrode 4, and a second feeding unit 52 is provided on the other electrode 4.
  • the number of the conductive linear bodies 21 is N, and the resistance value of the nth conductive linear body 21 counted from the side of the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 is rn [ ⁇ ], and when the resistance value of the electrode 4 is R [ ⁇ ], it is necessary to satisfy all the conditions shown in the mathematical formulas (F1), (F2), and (F3) described below.
  • the "nth conductive linear body counted from the side of the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52" is the conductive linear body 21 electrically connected to the pair of electrodes 4. This is the nth conductive linear body 21 when counted along the wiring of the wiring sheet 100 from the first power feeding unit 51 and the second power feeding unit 52.
  • the resistance value of the conductive linear body 21 which is the heat generating portion is sufficiently larger than the resistance value of the electrode 4. Therefore, in the wiring sheet 100, the resistance value of the electrode 4 can be almost ignored, and the problem of temperature unevenness is unlikely to occur in the first place.
  • the value of r 1 / R may be 200 or less, or 100 or less. However, if the value of r 1 / R is too small, heat will be generated even at the electrode 4, so the value of r 1 / R is preferably 10 or more.
  • n is an integer of 1 or more.
  • the upper limit of n is the number N of the conductive linear bodies 21.
  • the number N of the conductive linear bodies 21 is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and further preferably 10 or more.
  • the upper limit of the number N of the conductive linear bodies 21 is not particularly limited, but is, for example, 150.
  • r 1- r N is more preferably NR / 8 or more and NR or less, further preferably NR / 4 or more and NR or less, and NR / 2 or more and NR or less. Is particularly preferred.
  • the present inventors presume that the reason why the temperature unevenness can be suppressed when all the conditions shown in the mathematical formula (F1), the mathematical formula (F2) and the mathematical formula (F3) are satisfied is as follows. That is, when the condition of the mathematical formula (F1) is satisfied, the ratio of the resistance value of the conductive linear body 21 which is the heat generating portion and the resistance value of the electrode 4 becomes small, and the electrode 4 which should be normally negligible The resistance value of is not negligible. As a result, temperature unevenness may occur when a current is passed through the wiring sheet 100 to generate heat. The reason for this is that the conductive linear body 21 located distal to the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 is greatly affected by the resistance of the electrode 4 to the conductive linear body 21.
  • the present inventors speculate that this is the case.
  • the resistance value r of the nth conductive linear body 21 increases as the distance from the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52 increases. n becomes low. Then, the conductive linear body 21 located distal to the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 is greatly affected by the resistance of the electrode 4 to the conductive linear body 21, but the conductive wire resistance r n of shaped body 21 can be offset by lower min. In this way, the present inventors presume that temperature unevenness can be suppressed.
  • the resistance value of the conductive linear body 21 and the resistance value of the electrode 4 can be appropriately set by a known method, and can be adjusted by changing, for example, the material, the cross-sectional area, the length, and the like. For example, as shown in FIG. 1, if the length of the conductive linear body 21 is shortened as the distance from the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52 increases, the length of the conductive linear body 21 increases from the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52. The farther away, the lower the resistance value of the conductive linear body 21 can be. Further, the resistance value can be reduced by increasing the electrical conductivity of the conductive linear body 21 or increasing the cross-sectional area.
  • base material 1 examples include synthetic resin films, papers, metal foils, non-woven fabrics, cloths, glass films and the like.
  • the base material 1 can directly or indirectly support the pseudo-sheet structure 2.
  • the base material 1 is preferably a flexible base material.
  • a synthetic resin film, paper, non-woven fabric, cloth, or the like can be used.
  • a synthetic resin film, a non-woven fabric, or a cloth is preferable, and a non-woven fabric or a cloth is more preferable.
  • Examples of the synthetic resin film include polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, polymethylpentene film, polyvinyl chloride film, vinyl chloride copolymer film, polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, and polybutylene terephthalate film. , Polyurethane film, ethylene vinyl acetate copolymer film, ionomer resin film, ethylene / (meth) acrylic acid copolymer film, ethylene / (meth) acrylic acid ester copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, and polyimide film And so on.
  • examples of the flexible base material include these crosslinked films and laminated films.
  • Examples of paper include high-quality paper, recycled paper, kraft paper, and the like.
  • Examples of the non-woven fabric include spunbonded non-woven fabric, needle punched non-woven fabric, melt blow non-woven fabric, spunlace non-woven fabric and the like.
  • Examples of the cloth include woven fabrics and knitted fabrics. Paper, non-woven fabric, and cloth as flexible substrates are not limited thereto.
  • the pseudo-sheet structure 2 has a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals from each other. That is, the pseudo-sheet structure 2 is a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged so as to form a plane or a curved surface at intervals from each other.
  • the conductive linear body 21 is linear in a plan view of the wiring sheet 100.
  • the pseudo-sheet structure 2 has a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged in a direction intersecting the axial direction of the conductive linear bodies 21.
  • the conductive linear body 21 may have a wavy shape in a plan view of the wiring sheet 100.
  • the conductive linear body 21 may have a wave shape such as a sine wave, a circular wave, a square wave, a triangular wave, and a sawtooth wave. If the pseudo-sheet structure 2 has such a structure, it is possible to suppress disconnection of the conductive linear body 21 when the wiring sheet 100 is extended in the axial direction of the conductive linear body 21.
  • the volume resistivity of the conductive linear body 21 is preferably 1.0 ⁇ 10 -9 ⁇ ⁇ m or more and 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m or less, preferably 1.0 ⁇ 10 -8 ⁇ ⁇ m. More preferably, it is 1.0 ⁇ 10 -4 ⁇ ⁇ m or less.
  • the measurement of the volume resistivity of the conductive linear body 21 is as follows.
  • a silver paste is applied to one end of the conductive linear body 21 and a portion having a length of 40 mm from the end, and the resistance of the end and the portion having a length of 40 mm from the end is measured to measure the conductive linear body. Find the resistance value of 21. Then, the cross-sectional area (unit: m 2 ) of the conductive linear body 21 is multiplied by the above resistance value, and the obtained value is divided by the above measured length (0.04 m) to obtain the conductive linear body. The volume resistivity of the body 21 is calculated.
  • the shape of the cross section of the conductive linear body 21 is not particularly limited, and may be polygonal, flat, elliptical, circular, or the like, but from the viewpoint of compatibility with the resin layer 3, it is oval or circular. The shape is preferable.
  • the thickness (diameter) D (see FIG. 2) of the conductive linear body 21 is preferably 5 ⁇ m or more and 3 mm or less.
  • the diameter D of the conductive linear body 21 shall be 8 ⁇ m or more and 1 mm or less from the viewpoint of suppressing an increase in sheet resistance and improving heat generation efficiency and dielectric breakdown resistance when the wiring sheet 100 is used as a heating element.
  • the major axis is in the same range as the diameter D described above.
  • the diameter D of the conductive linear body 21 is the diameter D of the conductive linear body 21 at five randomly selected locations by observing the conductive linear body 21 of the pseudo-sheet structure 2 using a digital microscope. Is measured and used as the average value.
  • the distance L (see FIG. 2) between the conductive linear bodies 21 is preferably 20 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 15 mm or less, and further preferably 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the conductive linear bodies 21 are dense to some extent, so that the resistance of the pseudo-sheet structure is kept low and the wiring sheet 100 is used as a heating element. It is possible to improve the function of the wiring sheet 100, such as making the distribution of temperature rise uniform.
  • the distance between the two adjacent conductive linear bodies 21 is measured by observing the conductive linear bodies 21 of the pseudo-sheet structure 2 visually or by using a digital microscope. ..
  • the distance between the two adjacent conductive linear bodies 21 is the length along the direction in which the conductive linear bodies 21 are arranged, and the two conductive linear bodies 21 face each other.
  • the length between the parts is an average value of the intervals between all the adjacent conductive linear bodies 21 when the arrangement of the conductive linear bodies 21 is unequal.
  • the conductive linear body 21 is not particularly limited, but may be a linear body including a metal wire (hereinafter, also referred to as a “metal wire linear body”). Since the metal wire has high thermal conductivity, high electrical conductivity, high handleability, and versatility, when the metal wire linear body is applied as the conductive linear body 21, the resistance value of the pseudo-sheet structure 2 is reduced. At the same time, the light transmittance is likely to be improved. Further, when the wiring sheet 100 (pseudo-sheet structure 2) is applied as a heating element, rapid heat generation is likely to be realized. Further, as described above, it is easy to obtain a linear body having a small diameter. Examples of the conductive linear body 21 include a linear body containing carbon nanotubes and a linear body having a conductive coating on the thread, in addition to the metal wire linear body.
  • the metal wire linear body may be a linear body composed of one metal wire, or may be a linear body obtained by twisting a plurality of metal wires.
  • the metal wire includes metals such as copper, aluminum, tungsten, iron, molybdenum, nickel, titanium, silver and gold, or alloys containing two or more kinds of metals (for example, steel such as stainless steel and carbon steel, brass and phosphorus). Wires containing bronze, zirconium-copper alloys, beryllium copper, iron-nickel, nichrome, nickel-titanium, cantal, hasterloy, renium tungsten, etc.) can be mentioned.
  • the metal wire may be plated with tin, zinc, silver, nickel, chromium, nickel-chromium alloy, solder or the like, and the surface is coated with a carbon material or polymer described later. You may.
  • a wire containing tungsten, molybdenum, and one or more metals selected from alloys containing these is preferable from the viewpoint of forming the conductive linear body 21 having a low volume resistivity.
  • the metal wire include a metal wire coated with a carbon material. When the metal wire is coated with a carbon material, the metallic luster is reduced and the presence of the metal wire can be easily made inconspicuous. Further, when the metal wire is coated with a carbon material, metal corrosion is also suppressed.
  • Examples of the carbon material for coating the metal wire include amorphous carbon (for example, carbon black, activated carbon, hard carbon, soft carbon, mesoporous carbon, carbon fiber, etc.), graphite, fullerene, graphene, carbon nanotubes, and the like.
  • amorphous carbon for example, carbon black, activated carbon, hard carbon, soft carbon, mesoporous carbon, carbon fiber, etc.
  • graphite fullerene
  • graphene carbon nanotubes, and the like.
  • a linear body containing carbon nanotubes is, for example, a carbon nanotube forest (a growth body in which a plurality of carbon nanotubes are grown on a substrate so as to be oriented in a direction perpendicular to the substrate, and is called an “array”. It is obtained by pulling out carbon nanotubes in a sheet shape from the end portion of the carbon nanotubes, bundling the drawn carbon nanotube sheets, and then twisting the bundles of carbon nanotubes. In such a manufacturing method, when no twist is applied at the time of twisting, a ribbon-shaped carbon nanotube linear body is obtained, and when twisted, a thread-like linear body is obtained.
  • the ribbon-shaped carbon nanotube linear body is a linear body in which the carbon nanotubes do not have a twisted structure.
  • a carbon nanotube linear body can also be obtained by spinning or the like from a dispersion liquid of carbon nanotubes.
  • the production of carbon nanotube linear bodies by spinning can be performed, for example, by the method disclosed in US Patent Application Publication No. 2013/0251619 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-126635). From the viewpoint of obtaining uniform diameter of the carbon nanotube wire, it is desirable to use the filamentous carbon nanotube wire, and from the viewpoint of obtaining a highly pure carbon nanotube wire, the carbon nanotube sheet is twisted. It is preferable to obtain a filamentous carbon nanotube linear body.
  • the carbon nanotube linear body may be a linear body in which two or more carbon nanotube linear bodies are woven together. Further, the carbon nanotube linear body may be a linear body in which carbon nanotubes and other conductive materials are composited (hereinafter, also referred to as “composite linear body”).
  • Examples of the composite linear body include (1) a carbon nanotube linear body in which carbon nanotubes are pulled out from the edge of a carbon nanotube forest into a sheet, the drawn carbon nanotube sheets are bundled, and then the bundle of carbon nanotubes is twisted.
  • a linear body of a single metal or a linear body of a metal alloy or a composite linear body, and a composite linear body obtained by twisting a bundle of carbon nanotubes (3) A linear body of a single metal or a metallic alloy Examples thereof include a composite linear body obtained by knitting a linear body or a composite linear body and a carbon nanotube linear body or a composite linear body.
  • a metal when twisting the bundle of carbon nanotubes, a metal may be supported on the carbon nanotubes in the same manner as in the composite linear body of (1).
  • the composite linear body of (3) is a composite linear body when two linear bodies are knitted, but at least one linear body of a single metal or a linear body of a metal alloy or a composite.
  • a linear body three or more of a carbon nanotube linear body, a linear body of a single metal, a linear body of a metal alloy, or a composite linear body may be knitted.
  • the metal of the composite linear body include elemental metals such as gold, silver, copper, iron, aluminum, nickel, chromium, tin and zinc, and alloys containing at least one of these elemental metals (copper-nickel-phosphorus). Alloys, copper-iron-phosphorus-zinc alloys, etc.) can be mentioned.
  • the conductive linear body 21 may be a linear body having a conductive coating on the yarn.
  • a thread examples thereof include threads spun from resins such as nylon and polyester.
  • the conductive coating include coatings of metals, conductive polymers, carbon materials and the like.
  • the conductive coating can be formed by plating, vapor deposition, or the like.
  • a linear body having a conductive coating on the yarn can improve the conductivity of the linear body while maintaining the flexibility of the yarn. That is, it becomes easy to reduce the resistance of the pseudo-seat structure 2.
  • the resin layer 3 is a layer containing a resin.
  • the resin layer 3 can directly or indirectly support the pseudo-sheet structure 2. Further, the resin layer 3 is preferably a layer containing an adhesive. When the pseudo-sheet structure 2 is formed on the resin layer 3, the adhesive makes it easy to attach the conductive linear body 21 to the resin layer 3.
  • the resin layer 3 may be a layer made of a resin that can be dried or cured. As a result, sufficient hardness is imparted to the resin layer 3 to protect the pseudo-sheet structure 2, and the resin layer 3 also functions as a protective film. Further, the cured or dried resin layer 3 has impact resistance and can suppress deformation of the wiring sheet due to impact.
  • the resin layer 3 is preferably energy ray curable such as ultraviolet rays, visible energy rays, infrared rays, and electron beams because it can be easily cured in a short time.
  • energy ray curing also includes thermosetting by heating using energy rays.
  • the adhesive of the resin layer 3 examples include a thermosetting adhesive that cures by heat, a so-called heat seal type adhesive that adheres by heat, and an adhesive that develops adhesiveness by moistening.
  • the resin layer 3 is energy ray curable.
  • the energy ray-curable resin examples include compounds having at least one polymerizable double bond in the molecule, and acrylate-based compounds having a (meth) acryloyl group are preferable.
  • Examples of the acrylate-based compound include chain aliphatic skeleton-containing (meth) acrylates (trimethylolpropanthry (meth) acrylate, tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (pentaerythritol tetra (meth) acrylate).
  • chain aliphatic skeleton-containing (meth) acrylates trimethylolpropanthry (meth) acrylate, tetramethylolmethanetetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and pentaerythritol tetra (pentaerythritol tetra (meth) acrylate).
  • Meta acrylate, dipentaerythritol monohydroxypenta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,4-butylene glycol di (meth) acrylate, and 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, etc.) , Cyclic aliphatic skeleton-containing (meth) acrylate (dicyclopentanyldi (meth) acrylate, dicyclopentadiene di (meth) acrylate, etc.), polyalkylene glycol (meth) acrylate (polyethylene glycol di (meth) acrylate, etc.) , Oligoester (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate oligomer, epoxy-modified (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate other than the polyalkylene glycol (meth) acrylate, itaconic acid oligo
  • the weight average molecular weight (Mw) of the energy ray-curable resin is preferably 100 to 30,000, and more preferably 300 to 10,000.
  • the energy ray-curable resin contained in the adhesive composition may be only one type, may be two or more types, and when there are two or more types, the combination and ratio thereof can be arbitrarily selected. Further, it may be combined with a thermoplastic resin described later, and the combination and ratio can be arbitrarily selected.
  • the resin layer 3 may be a pressure-sensitive adhesive layer formed of a pressure-sensitive adhesive (pressure-sensitive adhesive).
  • the adhesive in the adhesive layer is not particularly limited.
  • examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic pressure-sensitive adhesive, a urethane-based pressure-sensitive adhesive, a rubber-based pressure-sensitive adhesive, a polyester-based pressure-sensitive adhesive, a silicone-based pressure-sensitive adhesive, and a polyvinyl ether-based pressure-sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive is preferably at least one selected from the group consisting of acrylic pressure-sensitive adhesives, urethane-based pressure-sensitive adhesives, and rubber-based pressure-sensitive adhesives, and more preferably acrylic-based pressure-sensitive adhesives.
  • acrylic pressure-sensitive adhesive for example, a polymer containing a structural unit derived from an alkyl (meth) acrylate having a linear alkyl group or a branched alkyl group (that is, a polymer obtained by at least polymerizing an alkyl (meth) acrylate). ), An acrylic polymer containing a structural unit derived from a (meth) acrylate having a cyclic structure (that is, a polymer obtained by at least polymerizing a (meth) acrylate having a cyclic structure) and the like.
  • (meth) acrylate is used as a term indicating both "acrylate” and "methacrylate", and the same applies to other similar terms.
  • the acrylic polymer is a copolymer
  • the form of copolymerization is not particularly limited.
  • the acrylic copolymer may be a block copolymer, a random copolymer, or a graft copolymer.
  • the acrylic polymer is a copolymer
  • the form of copolymerization is not particularly limited.
  • the acrylic copolymer may be a block copolymer, a random copolymer, or a graft copolymer.
  • the acrylic copolymer may be crosslinked with a crosslinking agent.
  • the cross-linking agent include known epoxy-based cross-linking agents, isocyanate-based cross-linking agents, aziridine-based cross-linking agents, and metal chelate-based cross-linking agents.
  • a hydroxyl group or a carboxyl group that reacts with these cross-linking agents should be introduced into the acrylic copolymer as a functional group derived from the monomer component of the acrylic polymer. Can be done.
  • the resin layer 3 may further contain the above-mentioned energy ray-curable resin in addition to the pressure-sensitive adhesive.
  • the energy ray-curable component includes a functional group that reacts with a functional group derived from a monomer component in the acrylic copolymer and an energy ray-polymerizable functional group.
  • a compound having both groups in one molecule may be used.
  • the side chain of the acrylic copolymer can be polymerized by energy ray irradiation.
  • a component having an energy ray-polymerizable side chain may be used as the polymer component other than the acrylic polymer.
  • the thermosetting resin used for the resin layer 3 is not particularly limited, and specifically, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, a polyester resin, a urethane resin, an acrylic resin, a benzoxazine resin, or a phenoxy resin. , Amine-based compounds, acid anhydride-based compounds and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of being suitable for curing using an imidazole-based curing catalyst, it is preferable to use an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, an amine-based compound, and an acid anhydride-based compound, and it is particularly excellent.
  • the moisture-curable resin used for the resin layer 3 is not particularly limited, and examples thereof include urethane resin and modified silicone resin, which are resins in which isocyanate groups are generated by moisture.
  • thermosetting resin When using an energy ray-curable resin or a thermosetting resin, it is preferable to use a photopolymerization initiator, a thermosetting initiator, or the like.
  • a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, or the like By using a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, or the like, a crosslinked structure is formed, and the pseudo-sheet structure 2 can be protected more firmly.
  • Photopolymerization initiators include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin benzoic acid, methyl benzoin benzoate, benzoin dimethyl ketal, 2,4-diethylthioxanthone, 1 -Hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzyldiphenylsulfide, tetramethylthium monosulfide, azobisisobutyronitrile, 2-chloroanthraquinone, diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, and bis (2,4,6) -Trimethylbenzoyl) -phenyl-phosphine oxide and the like can be mentioned.
  • thermal polymerization initiator examples include hydrogen peroxide, peroxodisulfate (ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, etc.), and azo compounds (2,2'-azobis (2-amidinopropane) di.
  • polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount used shall be 0.1 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the energy ray-curable resin or the thermosetting resin. Is preferable, and it is more preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and particularly preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less.
  • the resin layer 3 is not curable and may be, for example, a layer made of a thermoplastic resin composition. Then, the thermoplastic resin layer can be softened by containing the solvent in the thermoplastic resin composition. As a result, when the pseudo-sheet structure 2 is formed on the resin layer 3, the conductive linear body 21 can be easily attached to the resin layer 3. On the other hand, by volatilizing the solvent in the thermoplastic resin composition, the thermoplastic resin layer can be dried and solidified.
  • thermoplastic resin examples include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polyurethane, polyether, polyether sulfone, polyimide and acrylic resin.
  • solvent examples include alcohol solvents, ketone solvents, ester solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, alkyl halide solvents, water and the like.
  • the resin layer 3 may contain an inorganic filler. By containing the inorganic filler, the hardness of the resin layer 3 after curing can be further improved. In addition, the thermal conductivity of the resin layer 3 is improved.
  • the inorganic filler examples include inorganic powders (for example, powders such as silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, and boron nitride), spherical beads of inorganic powder, and single crystal fibers. And glass fiber and the like.
  • inorganic powders for example, powders such as silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, and boron nitride
  • silica filler and alumina filler are preferable as the inorganic filler.
  • the inorganic filler may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin layer 3 may contain other components.
  • Other ingredients include, for example, well-known additions of organic solvents, flame retardants, tackifiers, UV absorbers, antioxidants, preservatives, fungicides, plasticizers, defoamers, and wettability modifiers. Agents can be mentioned.
  • the thickness of the resin layer 3 is appropriately determined according to the use of the wiring sheet 100.
  • the thickness of the resin layer 3 is preferably 3 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the electrode 4 is used to supply an electric current to the conductive linear body 21.
  • the electrode 4 can be formed by using a known electrode material. Examples of the electrode material include a conductive paste (silver paste, etc.), a metal foil (copper foil, etc.), a metal wire, and the like.
  • the electrodes 4 are electrically connected to and arranged at both ends of the conductive linear body 21. When the electrode material is a metal wire, the number of metal wires may be one, but it is preferably two or more.
  • the metal of the metal foil or metal wire examples include metals such as copper, aluminum, tungsten, iron, molybdenum, nickel, titanium, silver and gold, or alloys containing two or more kinds of metals (for example, stainless steel, carbon steel and the like). Steel, brass, phosphor bronze, zirconium copper alloy, beryllium copper, iron nickel, dichrome, nickel titanium, cantal, hasteroy, and renium tungsten, etc.). Further, the metal foil or the metal wire may be plated with tin, zinc, silver, nickel, chromium, nickel-chromium alloy, solder or the like. In particular, those containing copper and silver and one or more metals selected from alloys containing them are preferable from the viewpoint of metals having low volume resistivity.
  • the width of the electrode 4 is preferably 100 mm or less, more preferably 10 mm or less, and further preferably 100 ⁇ m or less in the plan view of the pseudo-sheet structure 2.
  • the width of the electrode 4 is the diameter of the metal wire.
  • the ratio of the resistance values of the electrode 4 and the pseudo-sheet structure 2 is preferably 0.0001 or more and 0.3 or less, and 0.0005 or more and 0. It is more preferably 0.1 or less.
  • the ratio of the resistance value of the electrode and the pseudo-sheet structure 2 can be obtained by "the resistance value of the electrode 4 / the resistance value of the pseudo-sheet structure 2". Within this range, when the wiring sheet 100 is used as a heating element, abnormal heat generation at the electrode portion is suppressed. When the pseudo sheet structure 2 is used as the sheet heater, only the pseudo sheet structure 2 generates heat, and a sheet heater having good heat generation efficiency can be obtained.
  • the resistance values of the electrode 4 and the pseudo-sheet structure 2 can be measured using a tester. First, the resistance value of the electrode 4 is measured, and the resistance value of the pseudo-sheet structure 2 to which the electrode 4 is attached is measured. After that, the resistance values of the electrodes 4 and the pseudo-sheet structure 2 are calculated by subtracting the measured values of the electrodes 4 from the resistance values of the pseudo-sheet structure 2 to which the electrodes are attached.
  • the first power feeding unit 51 and the second power feeding unit 52 are portions for applying a voltage to the wiring sheet 100.
  • any part of the electrode 4 can be a first feeding unit 51 or a second feeding unit 52.
  • the first power supply unit 51 and the second power supply unit 52 may be separately provided.
  • the material of the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52 the same material as that of the electrode 4 can be used.
  • the electrode 4 is covered with an insulating material for preventing a short circuit or the like, the portion from which a part of the insulating material is removed may be used as the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52.
  • the method for manufacturing the wiring sheet 100 according to the present embodiment is not particularly limited.
  • the wiring sheet 100 can be manufactured, for example, by the following steps. First, the composition for forming the resin layer 3 is applied onto the base material 1 to form a coating film. Next, the coating film is dried to prepare the resin layer 3. Next, the conductive linear bodies 21 are arranged and arranged on the resin layer 3 to form the pseudo-sheet structure 2. For example, in a state where the resin layer 3 with the base material 1 is arranged on the outer peripheral surface of the drum member, the conductive linear body 21 is spirally wound on the resin layer 3 while rotating the drum member. Then, the bundle of the conductive linear bodies 21 wound in a spiral shape is cut along the axial direction of the drum member.
  • the pseudo-sheet structure 2 is formed and arranged on the resin layer 3.
  • the resin layer 3 with the base material 1 on which the pseudo-sheet structure 2 is formed is taken out from the drum member to obtain a sheet-shaped conductive member.
  • the feeding portion of the conductive linear body 21 is moved along a direction parallel to the axis of the drum member, so that adjacent conductivity in the pseudo-sheet structure 2 is obtained. It is easy to adjust the interval L of the sex linear bodies 21.
  • the electrodes 4 are attached to both ends of the conductive linear body 21 in the pseudo-sheet structure 2 of the sheet-shaped conductive member, and subsequently, the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 are provided.
  • the wiring sheet 100 can be manufactured.
  • the wiring sheet 100A includes a base material 1, a pseudo-sheet structure 2A, a resin layer 3, and a pair of electrodes 4.
  • a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals.
  • One electrode 4 is provided with a first feeding unit 51
  • the other electrode 4 is provided with a second feeding unit 52.
  • the method for adjusting the resistance value of the conductive linear body 21 is the same as that of the first embodiment except that the method for adjusting the resistance value of the conductive linear body 21 is different. Therefore, a method for adjusting the resistance value of the conductive linear body 21 will be described. , Other parts that are common to the previous explanation are omitted.
  • the thickness of the conductive linear body 21 is increased in the order of D1, D2, D3 and D4. That is, the thickness of the conductive linear body 21 becomes thicker as the distance from the first feeding section 51 and the second feeding section 52 increases, and the cross-sectional area of the conductive linear body 21 also becomes thicker as the distance from the first feeding section 51 and the second feeding section 52 increases. The distance from the portion 52 increases. In this way, the resistance value of the conductive linear body 21 can be lowered as the distance from the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 increases.
  • the following action / effect (4) can be exhibited.
  • the thickness of the conductive linear body 21 is increased as the distance from the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52 increases, the first feeding unit 51 and the second feeding unit 52 The farther away from 52, the lower the resistance value of the conductive linear body 21 can be. Since it is not necessary to change the length of the conductive linear body 21 as in the first embodiment, the planar shape of the wiring sheet 100A can be made into, for example, a rectangle or a square.
  • the wiring sheet 100B according to the present embodiment includes a base material 1, two pseudo-sheet structures 2B, a resin layer 3, and two pairs of electrodes 4.
  • the pseudo-sheet structure 2B a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals.
  • One electrode 4 is provided with a first feeding unit 51, and the other electrode 4 is provided with a second feeding unit 52.
  • the wiring sheet 100B according to the present embodiment has a configuration in which two wiring sheets 100 according to the first embodiment are arranged next to each other in a plan view of the wiring sheet 100.
  • the base material 1, the pseudo-sheet structure 2B, the resin layer 3, and the electrode 4 are the same as those in the first embodiment, the arrangement of the two pseudo-sheet structures 2B and the like will be described, and the other previous description will be described. The parts in common with are omitted.
  • two wiring structures 10 including a pseudo-seat structure 2B, a pair of electrodes 4, and a first feeding unit 51 and a second feeding unit 52 are provided. ..
  • the length of the conductive linear body 21 becomes shorter as the distance from the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 increases. Therefore, the planar shape of the wiring structure 10 is trapezoidal, and the side on which the first feeding portion 51 and the second feeding portion 52 are located is long.
  • one wiring structure 10 and the other wiring structure 10 have opposite positions of the first power supply unit 51 and the second power supply unit 52 in the plan view of the wiring sheet 100B. They are lined up so that they are on the side.
  • the two wiring structures 10 having a trapezoidal shape are arranged so that the lower bases of the bottoms of the trapezoids are opposite to each other in the plan view of the wiring sheet 100B. There is. In such a case, at both ends of the wiring sheet 100B, there are a lower base of the bottom of one trapezoid and an upper base of the bottom of the other trapezoid. Therefore, the lengths of the wiring at both ends of the wiring sheet 100B can be made substantially equal, and the planar shape of the wiring sheet 100B can be made, for example, rectangular or square.
  • the wiring sheet 100 includes, but is not limited to, the base material 1.
  • the wiring sheet 100 does not have to include the base material 1.
  • the wiring sheet 100 can be attached to the adherend by the resin layer 3 and used.
  • the wiring sheet 100 includes, but is not limited to, the resin layer 3.
  • the wiring sheet 100 does not have to include the resin layer 3.
  • a knitted fabric may be used as the base material 1, and the conductive linear body 21 may be woven into the base material 1 to form the pseudo-sheet structure 2.
  • Example 1 An acrylic pressure-sensitive adhesive was applied to a thickness of 20 ⁇ m on a polyurethane film having a thickness of 100 ⁇ m as a base material to provide a resin layer, and a pressure-sensitive adhesive sheet was prepared. Using a wire injection device (manufactured by Lintec Corporation), a metal wire (material: tungsten, diameter: 80 ⁇ m) with a circular cross section is injected onto this adhesive sheet while moving the nozzle, and the metal as a conductive linear body is injected. The wires were arranged.
  • electrodes width: 80 ⁇ m, material: copper
  • a first feeding portion and a second feeding portion both are made of copper
  • the length of the first metal wire counting from the side of the first feeding part and the second feeding part is 200 mm
  • the length of the last metal wire is 120 mm
  • the length of the metal wire is sequentially from one side. , I tried to shorten it.
  • the number N of the metal wires is 30, the resistance value R of the electrodes is 306 m ⁇ , the resistance value r 1 of the metal wires is 25070 m ⁇ , and r 2 to r 29 are. It is sequential about 306m ⁇ by low values, r 30 was 16196Emuomega.
  • the distance between the metal wires was 10 mm.
  • Example 1 A wiring sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the lengths of all the metal wires were set to 200 mm without changing the lengths of the metal wires.
  • the number N of the metal wires was 30, the resistance value R of the electrodes was 306 m ⁇ , and the resistance values r 1 to r 30 of the metal wires were all 25070 m ⁇ .
  • the distance between the metal wires was 10 mm.
  • the difference between the maximum temperature and the minimum temperature of the 28 wires excluding one at both ends of the 30 wires was defined as a temperature difference (unit: ° C.).
  • the smaller the temperature difference the more the temperature unevenness is suppressed.
  • the temperature difference in Example 1 was 3.7 ° C, and the temperature difference in Comparative Example 1 was 11.5 ° C. From this result, it was found that the sheet-shaped heater obtained in Example 1 had a smaller temperature difference than the sheet-shaped heater obtained in Comparative Example 1 and could suppress temperature unevenness.
  • the power consumption distribution described below is analyzed.
  • the wiring sheet according to the present embodiment was applied to the ladder type circuit diagram, and the power consumption distribution in this circuit was analyzed.
  • Number N of conductive linear bodies 21, resistance value r 1 [m ⁇ ] of the first conductive linear body 21 counting from the side of the first feeding section 51 and the second feeding section 52, the first feeding section 51 and The resistance value r N [m ⁇ ] of the Nth conductive linear body 21 counted from the side of the second feeding unit 52 and the resistance value R [m ⁇ ] of the electrode 4 are as shown in Tables 1 and 2.
  • the values [m ⁇ ] of r 1 to r N and the values [m ⁇ ] of NR are also as shown in Tables 1 and 2. Then, the power consumption of each conductive linear body from the first conductive linear body 21 to the Nth conductive linear body 21 when a current is passed through the above circuit is calculated, and the power consumption distribution is calculated. was analyzed. From the obtained power consumption distribution, the maximum power consumption, the minimum power consumption, and the average power consumption were obtained, and the power unevenness (unit: ⁇ %) was calculated based on the following formula.
  • the results obtained for Examples 1 to 19 are shown in Table 1.
  • the results obtained for Examples 20 to 37 are shown in Table 2.
  • (Power unevenness) [ ⁇ (maximum power consumption)-(minimum power consumption) ⁇ / (average power consumption) / 2] x 100 It is presumed that the smaller the power unevenness, the more the temperature unevenness is suppressed.
  • the power unevenness was evaluated according to the following criteria.
  • the results obtained for Examples 1 to 19 are shown in Table 1.
  • the results obtained for Examples 20 to 37 are shown in Table 2.
  • B The value of power unevenness is more than 20 [ ⁇ %] and 30 [ ⁇ %] or less.
  • C The value of power unevenness is more than 30 [ ⁇ %] and 100 [ ⁇ %] or less.
  • Base material 2, 2A, 2B ... Pseudo sheet structure, 21 ... Conductive linear body, 3 ... Resin layer, 4 ... Electrode, 51 ... First feeding part, 52 ... Second feeding part, 100, 100A , 100B ... Wiring sheet.

Abstract

複数の導電性線状体(21)が間隔をもって配列された疑似シート構造体(2)と、一対の電極(4)と、電極(4)にそれぞれ設けられた第一給電部(51)及び第二給電部(52)とを備え、導電性線状体(21)の本数をNとし、第一給電部(51)及び第二給電部(52)の側から数えてn本目の導電性線状体(21)の抵抗値をrとし、電極(4)の抵抗値をRとした場合に、下記数式(F1)、下記数式(F2)及び下記数式(F3)で示す全ての条件を満たす、配線シート。 r/R≦300 ・・・(F1) rn+1≦r ・・・(F2) (前記数式(F2)において、nは1以上の整数である。) 0<r-r ・・・(F3)

Description

配線シート及びシート状ヒーター
 本発明は、配線シート及びシート状ヒーターに関する。
 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
 配線シートに用いられる電極としては、通常、金属箔又は銀ペーストを用いている。しかしながら、配線シートの電極部分のフレキシブル性の観点から、金属箔又は銀ペーストに代えて、金属ワイヤー等を用いることが検討されている。一方で、電極として、金属ワイヤー等の細い電極を用いた場合には、電極の抵抗値が比較的に大きくなる。そのため、本来であれば無視できるはずの電極の抵抗値が無視できなくなってしまう。その結果、配線シートに電流を流して発熱させた際に、温度ムラが発生する場合があることが分かった。
 本発明の目的は、温度ムラを抑制できる配線シート及びシート状ヒーター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、一対の電極と、前記電極にそれぞれ設けられた第一給電部及び第二給電部とを備え、前記導電性線状体の本数をNとし、前記第一給電部及び前記第二給電部の側から数えてn本目の導電性線状体の抵抗値をrとし、前記電極の抵抗値をRとした場合に、下記数式(F1)、下記数式(F2)及び下記数式(F3)で示す全ての条件を満たすことを特徴とする。
/R≦300 ・・・(F1)
n+1≦r ・・・(F2)
(前記数式(F2)において、nは1以上の整数である。)
0<r-r ・・・(F3)
 本発明の一態様に係る配線シートにおいては、下記数式(F3-1)で示す条件を満たすことが好ましい。
-r≦NR ・・・(F3-1)
 本発明の一態様に係る配線シートにおいては、前記導電性線状体の間隔が、20mm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、前記疑似シート構造体の平面視において、前記電極の幅が、100mm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、さらに、前記疑似シート構造体を支持する基材を備えることが好ましい。
 本発明の一態様に係るシート状ヒーターは、前述の本発明の一態様に係る配線シートを備えることを特徴とする。
 本発明によれば、温度ムラを抑制できる配線シート及びシート状ヒーターを提供できる。
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。 本発明の第二実施形態に係る配線シートを示す概略図である。 図1のIV-IV断面を示す断面図である。 本発明の第三実施形態に係る配線シートを示す概略図である。 実施例1で得られた配線シートにおける温度分布の測定結果を示す写真である。 比較例1で得られた配線シートにおける温度分布の測定結果を示す写真である。 実施例1及び比較例1で得られた配線シートの温度分布の測定における、ワイヤーの温度とワイヤーの番号との関係を示すグラフである。
[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、基材1と、疑似シート構造体2と、樹脂層3と、一対の電極4とを備えている。具体的には、配線シート100は、基材1上に樹脂層3が積層され、樹脂層3上に疑似シート構造体2が積層されている。疑似シート構造体2は、複数の導電性線状体21が間隔をもって配列されている。そして、一方の電極4には、第一給電部51が設けられ、他方の電極4には、第二給電部52が設けられている。
 本実施形態においては、導電性線状体21の本数をNとし、第一給電部51及び第二給電部52の側から数えてn本目の導電性線状体21の抵抗値をr[Ω]とし、電極4の抵抗値をR[Ω]とした場合に、以下説明する数式(F1)、数式(F2)及び数式(F3)で示す全ての条件を満たすことが必要である。
 ここで、「第一給電部51及び第二給電部52の側から数えてn本目の導電性線状体」とは、一対の電極4に電気的に接続している導電性線状体21であり、第一給電部51及び第二給電部52から配線シート100の配線に沿って数えた時、n本目の導電性線状体21のことをいう。
 本実施形態においては、下記数式(F1)で示す条件を満たすことが必要である。
/R≦300 ・・・(F1)
 r/Rの値が、300超である場合には、発熱部分である導電性線状体21の抵抗値が、電極4の抵抗値よりも十分に大きい。そのため、配線シート100において、電極4の抵抗値は、ほとんど無視することができ、そもそも温度ムラの問題が発生しにくい。
 これに対し、r/Rの値が小さくなるに従い、温度ムラの問題が発生しやすくなるので、本実施形態に係る配線シート100を使用する意義は高まる。
 r/Rの値は、200以下であってもよく、100以下であってもよい。ただし、r/Rの値が小さ過ぎると、電極4でも発熱してしまうので、r/Rの値は、10以上であることが好ましい。
 本実施形態においては、下記数式(F2)で示す条件を満たすことが必要である。
n+1≦r ・・・(F2)
 数式(F2)に示す条件を満たさない場合には、温度ムラを抑制できない。
 数式(F2)において、nは1以上の整数である。そして、nの上限は、導電性線状体21の本数Nである。
 導電性線状体21の本数Nは、3本以上であることが好ましく、5本以上であることがより好ましく、10本以上であることがさらに好ましい。導電性線状体21の本数が多くなるほど、温度ムラは発生しやすい傾向にあるが、導電性線状体21の本数が多い場合でも、本実施形態に係る配線シート100によれば、温度ムラを抑制できる。また、導電性線状体21の本数Nの上限は、特に限定されないが、例えば150本である。
 本実施形態においては、下記数式(F3)で示す条件を満たすことが必要である。
0<r-r ・・・(F3)
 数式(F3)に示す条件を満たさない場合には、温度ムラを抑制できない。
 また、温度ムラの更なる抑制の観点から、下記数式(F3-1)で示す条件を満たすことが好ましい。
-r≦NR ・・・(F3-1)
 すなわち、r-rの値が、導電性線状体21の本数Nと、電極4の抵抗値Rとを乗じた数値以下であれば、温度ムラをさらに抑制できる。また、同様の観点から、r-rの値は、NR/8以上NR以下であることがより好ましく、NR/4以上NR以下であることがさらに好ましく、NR/2以上NR以下であることが特に好ましい。
 数式(F1)、数式(F2)及び数式(F3)で示す全ての条件を満たすときに、温度ムラを抑制できる理由は、以下の通りであると本発明者らは推察する。
 すなわち、数式(F1)の条件を満たす場合には、発熱部分である導電性線状体21の抵抗値と、電極4の抵抗値の比が小さくなり、本来であれば無視できるはずの電極4の抵抗値が無視できなくなってしまう。その結果、配線シート100に電流を流して発熱させた際に、温度ムラが発生する場合がある。この理由は、第一給電部51及び第二給電部52から遠位にある導電性線状体21には、この導電性線状体21までの電極4の抵抗の影響が大きくなる。そのため、配線シート100に電流を流して発熱させた際に、この導電性線状体21を流れる電流が比較的に小さくなり、他の導電性線状体21と比較して、温度が低くなるものと本発明者らは推察する。
 これに対し、数式(F2)及び数式(F3)で示す条件を満たす場合には、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど、n本目の導電性線状体21の抵抗値rは、低くなる。そして、第一給電部51及び第二給電部52から遠位にある導電性線状体21には、この導電性線状体21までの電極4の抵抗の影響が大きくなるが、導電性線状体21の抵抗値rが低くなる分で相殺できる。このようにして、温度ムラを抑制できるものと本発明者らは推察する。
 導電性線状体21の抵抗値、及び電極4の抵抗値は、適宜公知の方法で設定でき、例えば、材質、断面積、及び長さ等を変更することで、調整できる。
 例えば、図1に示すように、導電性線状体21の長さを、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど短くすれば、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど導電性線状体21の抵抗値を低くできる。また、導電性線状体21の電気伝導率を高くする、又は断面積を大きくすることで抵抗値を小さくすることができる。
(基材)
 基材1としては、例えば、合成樹脂フィルム、紙、金属箔、不織布、布及びガラスフィルム等が挙げられる。この基材1により、疑似シート構造体2を、直接的又は間接的に支持できる。また、基材1は、柔軟性基材であることが好ましい。
 柔軟性基材としては、合成樹脂フィルム、紙、不織布、及び布等を用いることができる。また、これらの柔軟性基材の中でも、合成樹脂フィルム、不織布、又は布が好ましく、不織布、又は布がより好ましい。
 合成樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、アイオノマー樹脂フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体フィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、及びポリイミドフィルム等が挙げられる。その他、柔軟性基材としては、これらの架橋フィルム及び積層フィルム等が挙げられる。
 また、紙としては、例えば、上質紙、再生紙、及びクラフト紙等が挙げられる。不織布としては、例えば、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布、メルトブロー不織布、及びスパンレース不織布等が挙げられる。布としては、例えば、織物及び編物等が挙げられる。柔軟性基材としての紙、不織布、及び布はこれらに限定されない。
(疑似シート構造体)
 疑似シート構造体2は、複数の導電性線状体21が、互いに間隔をもって配列された構造としている。すなわち、疑似シート構造体2は、複数の導電性線状体21が、互いに間隔をもって、平面又は曲面を構成するように配列された構造体である。導電性線状体21は、配線シート100の平面視において、直線状である。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の軸方向と交差する方向に、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、波形状であってもよい。波形状として具体的には、導電性線状体21は、例えば、正弦波、円形波、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。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を伸張した際に、導電性線状体21の断線を抑制できる。
 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の面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の一方の端部及び端部からの長さ40mmの部分に銀ペーストを塗布し、端部及び端部から長さ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。
 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、樹脂層3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3mm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1mm以下であることがより好ましく、12μm以上100μm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、20mm以下であることが好ましく、0.5mm以上15mm以下であることがより好ましく、1mm以上10mm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し、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、目視又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)であることがよい。金属ワイヤーは高い熱伝導性、高い電気伝導性、高いハンドリング性、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の抵抗値を低減しつつ、光線透過性が向上しやすくなる。また、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、金属ワイヤーは、錫、亜鉛、銀、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。
 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を含む線状体は、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、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、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、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、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。
(樹脂層)
 樹脂層3は、樹脂を含む層である。この樹脂層3により、疑似シート構造体2を、直接的又は間接的に支持できる。また、樹脂層3は、接着剤を含む層であることが好ましい。樹脂層3に疑似シート構造体2を形成する際に、接着剤により、導電性線状体21の樹脂層3への貼り付けが容易となる。
 樹脂層3は、乾燥又は硬化可能な樹脂からなる層であってもよい。これにより、疑似シート構造体2を保護するのに十分な硬度が樹脂層3に付与され、樹脂層3は保護膜としても機能する。また、硬化又は乾燥後の樹脂層3は、耐衝撃性を有し、衝撃による配線シートの変形も抑制できる。
 樹脂層3は、短時間で簡便に硬化することができる点で、紫外線、可視エネルギー線、赤外線、電子線等のエネルギー線硬化性であることが好ましい。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。
 樹脂層3の接着剤は、熱により硬化する熱硬化性のもの、熱により接着するいわゆるヒートシールタイプのもの、湿潤させて貼付性を発現させる接着剤等も挙げられる。ただし、適用の簡便さからは、樹脂層3が、エネルギー線硬化性であることが好ましい。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。
 前記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(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、及びジシクロペンタジエンジ(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、前記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、100~30000であることが好ましく、300~10000であることがより好ましい。
 接着剤組成物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種以上でもよく、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。さらに、後述する熱可塑性樹脂と組み合わせてもよく、組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
 樹脂層3は、粘着剤(感圧性接着剤)から形成される粘着剤層であってもよい。粘着剤層の粘着剤は、特に限定されない。例えば、粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、及びポリビニルエーテル系粘着剤等が挙げられる。これらの中でも、粘着剤は、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、及びゴム系粘着剤からなる群から選択される少なくともいずれかであることが好ましく、アクリル系粘着剤であることがより好ましい。
 アクリル系粘着剤としては、例えば、直鎖のアルキル基又は分岐鎖のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含む重合体(つまり、アルキル(メタ)アクリレートを少なくとも重合した重合体)、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する構成単位を含むアクリル系重合体(つまり、環状構造を有する(メタ)アクリレートを少なくとも重合した重合体)等が挙げられる。ここで「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の双方を示す語として用いており、他の類似用語についても同様である。
 アクリル系重合体が共重合体である場合、共重合の形態としては、特に限定されない。アクリル系共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。
 アクリル系重合体が共重合体である場合、共重合の形態としては、特に限定されない。アクリル系共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。
 アクリル系共重合体は架橋剤により架橋されていてもよい。架橋剤としては、例えば、公知のエポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、金属キレート系架橋剤等が挙げられる。アクリル系共重合体を架橋する場合には、アクリル系重合体の単量体成分に由来する官能基として、これらの架橋剤と反応する水酸基又はカルボキシル基等をアクリル系共重合体に導入することができる。
 樹脂層3が粘着剤から形成される場合、樹脂層3は、粘着剤の他に、さらに上述したエネルギー線硬化性樹脂を含有していてもよい。また、粘着剤としてアクリル系粘着剤を適用する場合、エネルギー線硬化性の成分として、アクリル系共重合体における単量体成分に由来する官能基と反応する官能基と、エネルギー線重合性の官能基の両方を一分子中に有する化合物を用いてもよい。当該化合物の官能基と、アクリル系共重合体における単量体成分に由来する官能基との反応により、アクリル系共重合体の側鎖がエネルギー線照射により重合可能となる。粘着剤がアクリル系粘着剤以外の場合においても、アクリル系重合体以外の重合体成分として、同様に側鎖がエネルギー線重合性である成分を用いてもよい。
 樹脂層3に用いられる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い。
 樹脂層3に用いられる湿気硬化性樹脂としては、特に限定されず、湿気でイソシアネート基が生成してくる樹脂であるウレタン樹脂、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
 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、光重合開始剤又は熱重合開始剤等を用いることが好ましい。光重合開始剤又は熱重合開始剤等を用いることで、架橋構造が形成され、疑似シート構造体2を、より強固に保護することが可能になる。
 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-クロロアントラキノン、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)等が挙げられる。
 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。
 樹脂層3は、硬化性でなく、例えば、熱可塑性樹脂組成物からなる層であってもよい。そして、熱可塑性樹脂組成物中に溶剤を含有させることで、熱可塑性樹脂層を軟化させることができる。これにより、樹脂層3に疑似シート構造体2を形成する際に、導電性線状体21の樹脂層3への貼り付けが容易となる。一方で、熱可塑性樹脂組成物中の溶剤を揮発させることで、熱可塑性樹脂層を乾燥させ、固化させることができる。
 熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエーテルサルホン、ポリイミド及びアクリル樹脂等が挙げられる。
 溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤、ハロゲン化アルキル系溶媒及び水等が挙げられる。
 樹脂層3は、無機充填材を含有していてもよい。無機充填材を含有することで、硬化後の樹脂層3の硬度をより向上させることができる。また、樹脂層3の熱伝導性が向上する。
 無機充填材としては、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、無機充填材としては、シリカフィラー及びアルミナフィラーが好ましい。無機充填材は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 樹脂層3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、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。
 樹脂層3の厚さは、配線シート100の用途に応じて適宜決定される。例えば、接着性の観点から、樹脂層3の厚さは、3μm以上150μm以下であることが好ましく、5μm以上100μm以下であることがより好ましい。
(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、公知の電極材料を用いて形成できる。電極材料としては、導電性ペースト(銀ペースト等)、金属箔(銅箔等)、及び金属ワイヤー等が挙げられる。電極4は、導電性線状体21の両端部に電気的に接続されて配置される。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。
 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、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。
 電極4の幅は、疑似シート構造体2の平面視において、100mm以下であることが好ましく、10mm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。電極4の幅が狭くなるほど、温度ムラは発生しやすい傾向にあるが電極4の幅が狭い場合でも、本実施形態に係る配線シート100によれば、温度ムラを抑制できる。なお、電極4が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と疑似シート構造体2の抵抗値の比(電極4の抵抗値/疑似シート構造体2の抵抗値)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。電極と疑似シート構造体2の抵抗値の比は、「電極4の抵抗値/疑似シート構造体2の抵抗値」により求めることができる。この範囲内にあることで、配線シート100を発熱体として用いた場合、電極部分での異常発熱が抑制される。疑似シート構造体2をシート状ヒーターとして用いる場合、疑似シート構造体2のみが発熱し、発熱効率の良好なシート状ヒーターを得ることができる。
 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。
(給電部)
 第一給電部51及び第二給電部52は、配線シート100に電圧を印加する部分である。電極4が露出しており、電気的に接続できるようになっている場合には、電極4のいずれかの箇所を、第一給電部51又は第二給電部52とすることができる。
 また、電源(図示なし)を電極4と接続しやすくするために、第一給電部51及び第二給電部52を、別途、設けてもよい。この場合、第一給電部51及び第二給電部52の材質としては、電極4の材質と同じものを用いることができる。また、電極4が短絡等を防止するための絶縁材料により覆われている場合には、その絶縁材料の一部を除去した部分を、第一給電部51及び第二給電部52としてもよい。
(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、基材1の上に、樹脂層3の形成用組成物を塗布し、塗膜を形成する。次に、塗膜を乾燥させて、樹脂層3を作製する。次に、樹脂層3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基材1付きの樹脂層3を配置した状態で、ドラム部材を回転させながら、樹脂層3上に導電性線状体21を螺旋状に巻き付ける。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、樹脂層3に配置する。そして、疑似シート構造体2が形成された基材1付きの樹脂層3をドラム部材から取り出し、シート状導電部材が得られる。この方法によれば、例えば、ドラム部材を回転させながら、導電性線状体21の繰り出し部をドラム部材の軸と平行な方向に沿って移動させることで、疑似シート構造体2における隣り合う導電性線状体21の間隔Lを調整することが容易である。
 次に、電極4を、シート状導電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、続いて、第一給電部51及び第二給電部52を設けて、配線シート100を作製できる。
(第一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、数式(F2)及び数式(F3)で示す条件を満たすことで、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど導電性線状体21の抵抗値を低くしている。これにより、配線シート100における温度ムラを抑制できる。
(2)本実施形態においては、導電性線状体21の長さを、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど短くしているため、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど導電性線状体21の抵抗値を低くできる。
(3)本実施形態に係る配線シート100は、温度ムラを抑制できるので、シート状ヒーターとして好適に使用できる。
[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。
 本実施形態に係る配線シート100Aは、図3及び図4に示すように、基材1と、疑似シート構造体2Aと、樹脂層3と、一対の電極4とを備えている。疑似シート構造体2Aは、複数の導電性線状体21が間隔をもって配列されている。一方の電極4には、第一給電部51が設けられ、他方の電極4には、第二給電部52が設けられている。
 なお、本実施形態では、導電性線状体21の抵抗値を調整する方法が異なる以外は第一実施形態と同様であるので、導電性線状体21の抵抗値を調整する方法について説明し、それ以外の前の説明と共通する箇所は省略する。
 本実施形態においては、図4に示すように、導電性線状体21の太さは、D1、D2、D3及びD4の順で、太くなっている。すなわち、導電性線状体21の太さは、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど太くなり、導電性線状体21の断面積も、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど大きくなる。このようにすれば、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど導電性線状体21の抵抗値を低くできる。
(第二実施形態の作用効果)
 本実施形態によれば、前記第一実施形態における作用効果(1)及び(3)に加え、下記作用効果(4)を奏することができる。
(4)本実施形態においては、導電性線状体21の太さを、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど太くしているため、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど導電性線状体21の抵抗値を低くできる。そして、前記第一実施形態のように、導電性線状体21の長さを変化させる必要がないので、配線シート100Aの平面形状を、例えば、長方形又は正方形にすることができる。
[第三実施形態]
 次に、本発明の第三実施形態を図面に基づいて説明する。
 本実施形態に係る配線シート100Bは、図5に示すように、基材1と、2つの疑似シート構造体2Bと、樹脂層3と、2つの一対の電極4とを備えている。疑似シート構造体2Bは、複数の導電性線状体21が間隔をもって配列されている。一方の電極4には、第一給電部51が設けられ、他方の電極4には、第二給電部52が設けられている。
 なお、本実施形態に係る配線シート100Bは、第一実施形態に係る配線シート100が、配線シート100の平面視において、隣に2つ並べられているような構成である。基材1、疑似シート構造体2B、樹脂層3、及び電極4については、第一実施形態と同様であるので、2つの疑似シート構造体2Bの配置等について説明し、それ以外の前の説明と共通する箇所は省略する。
 本実施形態においては、図5に示すように、疑似シート構造体2Bと、一対の電極4と、第一給電部51及び第二給電部52とを備える配線構造体10を2つ備えている。導電性線状体21の長さは、第一給電部51及び第二給電部52から離れるほど短くなっている。そのため、配線構造体10の平面形状は、台形であり、第一給電部51及び第二給電部52のある側が長い。そして、2つの配線構造体10は、配線シート100Bの平面視において、一方の配線構造体10と、他方の配線構造体10とが、第一給電部51及び第二給電部52の位置が反対側となるように、並べられている。
(第三実施形態の作用効果)
 本実施形態によれば、前記第一実施形態における作用効果(1)~(3)に加え、下記作用効果(5)を奏することができる。
(5)本実施形態においては、平面形状が台形である2つの配線構造体10が、配線シート100Bの平面視において、台形の底辺の下底同士が互いに反対側となるように、並べられている。このような場合、配線シート100Bの両端において、一方の台形の底辺の下底と、他方の台形の底辺の上底が存在することになる。そのため、配線シート100Bの両端での配線の長さをほぼ等しくすることができ、配線シート100Bの平面形状を、例えば、長方形又は正方形にすることができる。
[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、改良等は本発明に含まれる。
 例えば、前述の実施形態では、配線シート100は、基材1を備えているが、これに限定されない。例えば、配線シート100は、基材1を備えていなくてもよい。このような場合には、樹脂層3により、配線シート100を被着体に貼り付けて使用できる。
 前述の実施形態では、配線シート100は、樹脂層3を備えているが、これに限定されない。例えば、配線シート100は、樹脂層3を備えていなくてもよい。このような場合には、基材1として編物を用い、導電性線状体21を基材1中に編み込むことで、疑似シート構造体2を形成してもよい。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
[実施例1]
 基材としての厚さ100μmのポリウレタンフィルム上に、アクリル系粘着剤を厚さ20μmに塗布して樹脂層を設け、粘着シートを作製した。
 ワイヤー射出装置(リンテック社製)を用いて、この粘着シート上に、ノズルを移動させながら断面が円形の金属ワイヤー(材質:タングステン、直径:80μm)を射出し、導電性線状体としての金属ワイヤーを配列した。その後、金属ワイヤーの両端部に電極(幅:80μm、材質:銅)を設けて、続いて電極の一端側に第一給電部および第二給電部(いずれも材質は銅)を設けて図1に示される配線シートを得た。なお、第一給電部及び第二給電部の側から数えて最初の金属ワイヤーの長さは200mmとし、最後の金属ワイヤーの長さは120mmとし、金属ワイヤーの長さは、一方の側から順次、短くなるようにした。
 得られた配線シートにおいて、金属ワイヤーの本数Nは、30本であり、電極の抵抗値Rは、306mΩであり、金属ワイヤーの抵抗値rは、25070mΩであり、r~r29は、順次約306mΩずつ低い値であり、r30は、16196mΩであった。また、金属ワイヤー同士の間隔は、10mmであった。
[比較例1]
 金属ワイヤーの長さを変えず、全ての金属ワイヤーの長さを200mmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、配線シートを作製した。
 得られた配線シートにおいて、金属ワイヤーの本数Nは、30本であり、電極の抵抗値Rは、306mΩであり、金属ワイヤーの抵抗値r~r30は、いずれも25070mΩであった。また、金属ワイヤー同士の間隔は、10mmであった。
[シート状ヒーターの温度差評価]
 シート状ヒーターに5.0Vの電圧をかけ発熱させた後に、シート状ヒーターの表面から150mmの位置からサーモグラフィーカメラ(FLIR社製の「FLIR C2」)を用いて、温度分布を測定した。この際の放射率を0.95と設定して測定した。なお、実施例1で得られたシート状ヒーターの温度分布の測定結果を図6に示す。また、比較例1で得られたシート状ヒーターの温度分布の測定結果を図7に示す。
 そして、得られた温度分布から、30本のワイヤーの温度を読み取った。この結果を、図8に示す。さらに、この30本のワイヤーのうちの両端部の各1本を除いた28本中の最高温度と、最低温度との差を、温度差(単位:℃)とした。この温度差が小さいほど、温度ムラが抑制されていることを示す。
 実施例1における温度差は、3.7℃であり、比較例1における温度差は、11.5℃であった。この結果から、実施例1で得られたシート状ヒーターによれば、比較例1で得られたシート状ヒーターと比較して、温度差が小さく、温度ムラを抑制できることが分かった。
[作用効果の確認]
 本実施形態によれば、温度ムラを抑制できる配線シートが得られることを確認するために、以下説明する消費電力分布の解析を行った。
 消費電力分布の解析においては、本実施形態に係る配線シートを梯子型の回路図に当てはめて、この回路における消費電力分布を解析した。
 導電性線状体21の本数N、第一給電部51及び第二給電部52の側から数えて1本目の導電性線状体21の抵抗値r[mΩ]、第一給電部51及び第二給電部52の側から数えてN本目の導電性線状体21の抵抗値r[mΩ]、電極4の抵抗値R[mΩ]は、表1及び表2の通りとした。なお、r~rN-1の値[mΩ]は、rの値からrの値まで、段階的に同じ変化率で低くした。
 また、r-rの値[mΩ]、及びNRの値[mΩ]も、表1及び表2の通りとした。
 そして、上記の回路に、電流を流した場合における1本目の導電性線状体21からN本目の導電性線状体21までにおける各導電性線状体の消費電力を算出し、消費電力分布を解析した。得られた消費電力分布から、最高消費電力、最低消費電力、及び平均消費電力を求め、下記の計算式に基づいて、電力ムラ(単位:±%)を算出した。例1~例19について、得られた結果を表1に示す。例20~例37について、得られた結果を表2に示す。
(電力ムラ)=[{(最高消費電力)-(最低消費電力)}/(平均消費電力)/2]×100
 この電力ムラが小さいほど、温度ムラが抑制されると推察される。なお、電力ムラについては、下記基準に従って、評価した。例1~例19について、得られた結果を表1に示す。例20~例37について、得られた結果を表2に示す。
A:電力ムラの数値が20[±%]以下である。
B:電力ムラの数値が20[±%]超30[±%]以下である。
C:電力ムラの数値が30[±%]超100[±%]以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 1…基材、2,2A,2B…疑似シート構造体、21…導電性線状体、3…樹脂層、4…電極、51…第一給電部、52…第二給電部、100,100A,100B…配線シート。

Claims (6)

  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、一対の電極と、前記電極にそれぞれ設けられた第一給電部及び第二給電部とを備え、
     前記導電性線状体の本数をNとし、前記第一給電部及び前記第二給電部の側から数えてn本目の導電性線状体の抵抗値をrとし、前記電極の抵抗値をRとした場合に、下記数式(F1)、下記数式(F2)及び下記数式(F3)で示す全ての条件を満たす、
     配線シート。
    /R≦300 ・・・(F1)
    n+1≦r ・・・(F2)
    (前記数式(F2)において、nは1以上の整数である。)
    0<r-r ・・・(F3)
  2.  請求項1に記載の配線シートにおいて、
     下記数式(F3-1)で示す条件を満たす、
     配線シート。
    -r≦NR ・・・(F3-1)
  3.  請求項1又は請求項2に記載の配線シートにおいて、
     前記導電性線状体の間隔が、20mm以下である、
     配線シート。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
     前記疑似シート構造体の平面視において、前記電極の幅が、100mm以下である、
     配線シート。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
     さらに、前記疑似シート構造体を支持する基材を備える、
     配線シート。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の配線シートを備える、
     シート状ヒーター。
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