WO2022202230A1 - 配線シート - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
Definitions
- the present invention relates to wiring sheets.
- a sheet-shaped conductive member having a pseudo-sheet structure in which a plurality of conductive linear bodies are arranged at intervals can be used as a heating element for a heating device, a textile material that generates heat, and a display material. There is a possibility that it can be used as a member of various articles such as a protective film (anti-shatter film).
- 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. By providing a pair of electrodes on both ends of the plurality of linear bodies, a wiring sheet that can be used as a heating element is obtained.
- Metal foil or silver paste is usually used for the electrodes used in the wiring sheet.
- the use of metal wire instead of metal foil or silver paste is under study.
- the resistance of the electrodes is relatively large. Therefore, the difference from the resistance value of the linear body, which is the heat-generating portion, becomes small, and the resistance value of the electrode, which should be negligible under normal circumstances, cannot be ignored. In such a case, the resistance of the electrode can be lowered by increasing the number of metal wires. From this point of view, it is preferable that the number of metal wires is large.
- the electrode is composed of a plurality of metal wires, the amount of heat generated differs for each metal wire during heating, resulting in large temperature unevenness within the electrode.
- An object of the present invention is to provide a wiring sheet that can suppress temperature unevenness in the electrodes.
- a wiring sheet comprising a pseudo-sheet structure in which a plurality of conductive linear bodies are arranged at intervals, and a pair of electrodes in direct contact with the conductive linear bodies.
- Each of the pair of electrodes includes two or more metal wires, and the number of metal wires of one electrode of the pair of electrodes is N, and when the wiring sheet is viewed in plan, counting from the outside of the electrodes
- a wiring sheet is provided in which each of the pair of electrodes satisfies all the conditions represented by the following formulas (F1) and (F2), where Rn is the resistance value of the n -th metal wire.
- Rn is the resistance value of the n -th metal wire.
- the metal wires are preferably plated with gold.
- adjacent metal wires are not in contact with each other.
- the interval between adjacent metal wires among the metal wires forming the electrodes is 0.5 mm or more and 5 mm or less.
- the distance between the outermost metal wire and the innermost metal wire among the metal wires forming the electrodes is preferably 3 mm or more and 30 mm or less.
- the metal wires forming the pair of electrodes are line-symmetrical in a plan view of the wiring sheet.
- FIG. 2 is a sectional view showing the II-II section of FIG. 1; It is the schematic which shows the wiring sheet which concerns on 2nd embodiment of this invention.
- FIG. 4 is a sectional view showing the IV-IV section of FIG. 3;
- a wiring sheet 100 includes a base material 1, a pseudo sheet structure 2, a resin layer 3, and a pair of electrodes 4, as shown in FIGS. 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 .
- the pseudo sheet structure 2 has a plurality of conductive linear bodies 21 arranged at intervals.
- a pair of electrodes 4 are each provided with two or more metal wires 41 .
- a pair of electrodes 4 is provided with a power feeding portion 5, respectively.
- the n-th metal wire 41 counted from the outside of the electrode 4 is the metal wire 41 electrically connected to the conductive linear body 21, and the end portion of the conductive linear body 21 It refers to the n-th metal wire 41 when counting from the side.
- n is an integer of 1 or more.
- the upper limit of n is the number N of metal wires 41 .
- the number N of metal wires 41 is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and even more preferably 5 or more. As the number of metal wires 41 increases, the temperature unevenness in the electrodes tends to be more likely to occur. Temperature unevenness can be suppressed.
- the upper limit of the number N of the metal wires 41 is not particularly limited, but is ten, for example.
- the value of R N /R 1 is preferably 1.5 or more, more preferably 2 or more, and 3 or more. More preferred.
- the inventors of the present invention presume that the reason why temperature unevenness in the electrode can be suppressed when all the conditions represented by the formulas (F1) and (F2) are satisfied is as follows. That is, when two or more metal wires 41 of the electrode 4 are made of a material having the same resistance value, current tends to flow through the inner metal wires 41 in a plan view of the wiring sheet 100, and the metal wires 41 It becomes easy to get fever. As a result, the inventors of the present invention conjecture that when the wiring sheet 100 is heated by applying a current, temperature unevenness occurs in the electrodes.
- the metal wires 41 closer to the inner side in the plan view of the wiring sheet 100 have a higher resistance value. Then, the more inside the metal wire 41, the more difficult it is for the current to flow. As a result, the heat generated by the metal wire 41 on the inside can be dispersed to the metal wire 41 on the outside. The present inventors presume that in this way, the temperature unevenness within the electrode can be suppressed.
- the resistance value of the pseudo sheet structure 2 which is the heat generating portion is sufficiently higher than the resistance value of the electrode 4 . Therefore, in the wiring sheet 100, the resistance value of the electrodes 4 can be almost ignored, and the problem of temperature unevenness in the electrodes tends to be less likely to occur. On the other hand, as the value of r/R becomes smaller, the problem of temperature unevenness in the electrodes becomes more likely to occur, so the significance of using the wiring sheet 100 according to the present embodiment increases.
- the resistance values of the electrodes 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 adhered is measured.
- the resistance values of the electrode 4 and the pseudo sheet structure 2 are calculated. Moreover, if necessary, the electrode 4 can be taken out from the wiring sheet 100 and the resistance value can be measured.
- the resistance value of the pseudo sheet structure 2 and the conductive linear body 21, and the resistance value of the electrode 4 and the metal wire 41 can be appropriately set by a known method, for example, by changing the material, cross-sectional area, length, etc. You can adjust by doing
- the substrate 1 can support the pseudo-sheet structure 2 directly or indirectly.
- the substrate 1 include synthetic resin film, paper, metal foil, nonwoven fabric, cloth, and glass film.
- the base material 1 is a stretchable base material. If the base material 1 is a stretchable base material, the stretchability of the wiring sheet 100 can be ensured even when the pseudo sheet structure 2 is provided on the base material 1 .
- a synthetic resin film, a nonwoven fabric, a cloth, or the like can be used as the stretchable base material.
- Examples of synthetic resin films 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 etc.
- stretchable substrates include these crosslinked films and laminated films.
- nonwoven fabrics include spunbond nonwoven fabrics, needle-punched nonwoven fabrics, meltblown nonwoven fabrics, spunlaced nonwoven fabrics, and the like.
- Fabrics include, for example, woven fabrics and knitted fabrics. Paper, non-woven fabric, and cloth as stretchable substrates are not limited to these.
- the thickness of the elastic base material is not particularly limited.
- the thickness of the stretchable substrate is preferably 10 ⁇ m or more and 10 mm or less, more preferably 15 ⁇ m or more and 3 mm or less, and even more preferably 50 ⁇ m or more and 1.5 mm or less.
- the pseudo sheet structure 2 has a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals. That is, the pseudo sheet structure 2 is a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged at intervals so as to form a flat surface or a curved surface. In a plan view of the wiring sheet 100, the conductive linear body 21 extends in one direction and has a straight or wavy shape.
- the pseudo sheet structure 2 has a structure in which a plurality of conductive linear bodies 21 are arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the conductive linear bodies 21 . It is preferable that the conductive linear bodies 21 have a wavy shape in a plan view of the wiring sheet 100 .
- Wave shapes include, for example, sine waves, rectangular waves, triangular waves, and sawtooth waves. If the pseudo sheet structure 2 has such a structure, disconnection of the conductive linear bodies 21 can be suppressed when the wiring sheet 100 is stretched in the axial direction of the conductive linear bodies 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, and preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 8 ⁇ m It is more preferable to be not less than 1.0 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ m.
- a method for measuring the volume resistivity of the conductive linear body 21 is as follows. A silver paste is applied to both ends of the conductive linear body 21, and the resistance of the 40 mm length from the end is measured to obtain the resistance value of the conductive linear body 21. FIG.
- 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 measured length (0.04 m) to obtain the conductive linear body.
- a volume resistivity of the body 21 is calculated.
- the cross-sectional shape of the conductive linear body 21 is not particularly limited, and may be polygonal, flat, elliptical, or circular. A shape is preferred.
- the thickness (diameter) D (see FIG. 2) of conductive linear body 21 is preferably 5 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less. From the viewpoints 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 diameter D of the conductive linear body 21 should be 8 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less. is more preferable, and 12 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less is even more preferable.
- the cross section of the conductive linear body 21 is elliptical, it is preferable that the major axis is in the same range as the diameter D described above.
- the diameter D of the conductive linear body 21 is obtained by observing the conductive linear body 21 of the pseudo sheet structure 2 using a digital microscope, and measuring the diameter of the conductive linear body 21 at five randomly selected locations. is measured and taken as the average value.
- the distance L (see FIG. 2) between the conductive linear bodies 21 is preferably 0.3 mm or more and 50 mm or less, more preferably 0.5 mm or more and 30 mm or less, and 0.8 mm or more and 20 mm or less. is more preferred. If the distance between the conductive linear bodies 21 is within the above range, the conductive linear bodies are densely packed to some extent. It is possible to improve the function of the wiring sheet 100, such as making the temperature rise distribution uniform.
- the distance L between the conductive linear bodies 21 is obtained by observing the conductive linear bodies 21 of the pseudo sheet structure 2 using a digital microscope and measuring the distance between two adjacent conductive linear bodies 21 .
- the interval between two adjacent conductive linear bodies 21 is the length along the direction in which the conductive linear bodies 21 are arranged. It is the length between the parts (see Figure 2).
- the interval L is the average value of the intervals between all adjacent conductive linear bodies 21 when the conductive linear bodies 21 are arranged at uneven intervals.
- the conductive linear body 21 is not particularly limited, but is preferably a linear body containing metal wires (hereinafter also referred to as "metal wire linear body").
- Metal wires have high thermal conductivity, high electrical conductivity, high handleability, and general versatility. While decreasing, the light transmittance tends to be improved. Also, when the wiring sheet 100 (pseudo sheet structure 2) is applied as a heat generating element, rapid heat generation is likely to be realized. Furthermore, as described above, it is easy to obtain a filamentous body having a small diameter.
- the conductive linear body 21 may include a linear body containing carbon nanotubes and a linear body in which a thread is coated with a conductive coating.
- the metal wire linear body may be a linear body made of one metal wire, or may be a linear body made by twisting a plurality of metal wires.
- Metal wires include metals such as copper, aluminum, tungsten, iron, molybdenum, nickel, titanium, silver, and gold, or alloys containing two or more metals (for example, steel such as stainless steel and carbon steel, brass , phosphor bronze, zirconium copper alloys, beryllium copper, iron nickel, nichrome, nickel titanium, kanthal, hastelloy, and rhenium tungsten, etc.).
- the metal wire may be plated with gold, 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. It can be anything.
- a wire containing one or more metals selected from tungsten, molybdenum, and alloys containing these is preferable from the viewpoint of making the conductive linear body 21 thin, high-strength, and low in volume resistivity.
- Metal wires also include metal wires coated with a carbon material. When the metal wire is coated with a carbon material, the metallic luster is reduced, making it easier to make the presence of the metal wire inconspicuous.
- Metal corrosion is also suppressed when metal wires are coated with a carbon material.
- carbon materials that coat metal wires include amorphous carbon (e.g., carbon black, activated carbon, hard carbon, soft carbon, mesoporous carbon, carbon fiber, etc.), graphite, fullerene, graphene, and carbon nanotubes. be done.
- a linear body containing carbon nanotubes is, for example, a carbon nanotube forest (a growing body in which a plurality of carbon nanotubes are grown on a substrate so as to be oriented in the vertical direction to the substrate, and is called an “array”). It can be obtained by drawing carbon nanotubes in a sheet form from the end of the carbon nanotube, bundling the drawn carbon nanotube sheet, and then twisting the bundle of carbon nanotubes. In such a production method, a ribbon-like carbon nanotube linear body is obtained when twisting is not applied during twisting, and a thread-like linear body is obtained when twisting is applied.
- a ribbon-shaped carbon nanotube linear body is a linear body that does not have a structure in which carbon nanotubes are twisted.
- a carbon nanotube linear body can be obtained by spinning a carbon nanotube dispersion.
- 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 Application Laid-Open No. 2012-126635).
- a filamentous carbon nanotube linear body it is desirable to use a filamentous carbon nanotube linear body. It is preferable to obtain a filamentous carbon nanotube linear body by
- the carbon nanotube linear body may be a linear body in which two or more carbon nanotube linear bodies are woven together.
- the carbon nanotube linear body may be a linear body in which a carbon nanotube and another conductive material are combined (hereinafter also referred to as a "composite linear body").
- a composite linear body for example, (1) a carbon nanotube linear body in which carbon nanotubes are pulled out in a sheet form from the ends of a carbon nanotube forest, the pulled out carbon nanotube sheets are bundled, and then the bundles of carbon nanotubes are twisted.
- a composite linear body in which a single metal or metal alloy is supported on the surface of a carbon nanotube forest, sheet or bundle, or twisted linear body by vapor deposition, ion plating, sputtering, wet plating, etc.
- 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 obtained by knitting two linear bodies.
- linear bodies As long as linear bodies are included, three or more carbon nanotube linear bodies, linear bodies made of a single metal, linear bodies made of a metal alloy, or composite linear bodies may be woven together.
- metals for the composite linear body include single metals such as gold, silver, copper, iron, aluminum, nickel, chromium, tin, and zinc, and alloys containing at least one of these single metals (copper-nickel-phosphorus). alloys, and copper-iron-phosphorus-zinc alloys, etc.).
- the conductive linear body 21 may be a linear body in which a thread is coated with a conductive coating.
- the yarn include yarns spun from resins such as nylon and polyester.
- conductive coatings 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 in which a thread is coated with a conductive coating can improve the conductivity of the linear body while maintaining the flexibility of the thread. That is, it becomes easy to reduce the resistance of the pseudo sheet structure 2 .
- the resin layer 3 is a layer containing resin. This resin layer 3 can directly or indirectly support the pseudo sheet structure 2 . Moreover, 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 facilitates the attachment of the conductive linear bodies 21 to the resin layer 3 . Moreover, it is preferable that the resin layer 3 has stretchability. In such a case, the stretchability of the wiring sheet 100 can be ensured.
- the resin layer 3 may be a layer made of a resin that can be dried or cured. This gives the resin layer 3 sufficient hardness to protect the pseudo sheet structure 2, and the resin layer 3 also functions as a protective film. Moreover, the cured or dried resin layer 3 has impact resistance, and deformation of the resin layer 3 due to impact can be suppressed.
- the resin layer 3 is preferably curable with energy rays such as ultraviolet rays, visible energy rays, infrared rays, electron rays, etc., because it can be easily cured in a short time.
- energy ray curing includes heat curing by heating using energy rays.
- the adhesive for the resin layer 3 examples include a thermosetting adhesive that hardens with heat, a so-called heat seal type that adheres with heat, and an adhesive that develops sticking properties when wetted.
- the resin layer 3 is preferably energy ray-curable.
- energy ray-curable resins include compounds having at least one polymerizable double bond in the molecule, and acrylate compounds having a (meth)acryloyl group are preferred.
- acrylate compounds include chain aliphatic skeleton-containing (meth)acrylates (trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tetramethylolmethane tetra(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra( meth)acrylate, dipentaerythritol monohydroxypenta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, 1,4-butylene glycol di(meth)acrylate, and 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, etc.) , cycloaliphatic skeleton-containing (meth)acrylates (dicyclopentanyl di(meth)acrylate, dicyclopentadiene di(meth)acrylate, etc.), polyalkylene glycol (meth)acrylates (polyethylene glycol di(meth)acrylate,
- the weight average molecular weight (Mw) of the energy ray-curable resin is preferably 100-30,000, more preferably 300-10,000.
- the energy ray-curable resin contained in the adhesive composition may be of one type or two or more types, and when two or more types are used, the combination and ratio thereof can be arbitrarily selected. Furthermore, it may be combined with a thermoplastic resin, which will be described later, and the combination and ratio can be arbitrarily selected.
- the resin layer 3 may be an adhesive layer formed from an adhesive (pressure-sensitive adhesive).
- the adhesive for the adhesive layer is not particularly limited. Examples of adhesives include acrylic adhesives, urethane adhesives, rubber adhesives, polyester adhesives, silicone adhesives, and polyvinyl ether adhesives. Among these, the adhesive is preferably at least one selected from the group consisting of an acrylic adhesive, a urethane adhesive, and a rubber adhesive, and more preferably an acrylic adhesive.
- acrylic pressure-sensitive adhesives include polymers containing structural units derived from alkyl (meth)acrylates having straight-chain alkyl groups or branched-chain alkyl groups (that is, polymers obtained by polymerizing at least alkyl (meth)acrylates ), an acrylic polymer containing structural units derived from a (meth)acrylate having a cyclic structure (that is, a polymer obtained by polymerizing at least 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 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 contain the energy ray-curable resin described above in addition to the adhesive.
- the energy-ray-curable components include 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 reaction between the functional group of the compound and the functional group derived from the monomer component in the acrylic copolymer enables the side chains of the acrylic copolymer to polymerize by irradiation with energy rays.
- a component having an energy ray-polymerizable side chain may be used as a polymer component other than the acrylic polymer.
- thermosetting resin used for the resin layer 3 is not particularly limited, and specific examples include epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, benzoxazine resin, and phenoxy resin. , amine-based compounds, and acid anhydride-based compounds. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, epoxy resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, amine compounds and acid anhydride compounds are preferably used from the viewpoint of being suitable for curing using imidazole curing catalysts, and are particularly excellent.
- the moisture-curable resin used for the resin layer 3 is not particularly limited, and examples thereof include urethane resins, modified silicone resins, etc., which are resins in which isocyanate groups are generated by moisture.
- a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator When using an energy ray-curable resin or a thermosetting resin, it is preferable to use a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator. 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, benzoin methyl benzoate, benzoin dimethyl ketal, 2,4-diethylthioxanthone, 1 -hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzyldiphenylsulfide, tetramethylthiuram monosulfide, azobisisobutyronitrile, 2-chloroanthraquinone, diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, and bis(2,4,6) -trimethylbenzoyl)-phenyl-phosphine oxide and the like.
- Thermal polymerization initiators include hydrogen peroxide, peroxodisulfates (ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, etc.), azo compounds (2,2'-azobis(2-amidinopropane) di hydrochloride, 4,4′-azobis(4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobisisobutyronitrile, and 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), etc.) , and organic peroxides (benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid, persuccinic acid, di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, etc.).
- polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more.
- the amount used is 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 thermosetting resin. , 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 may be a layer made of, for example, a thermoplastic resin composition instead of being curable.
- a thermoplastic resin composition By including a solvent in the thermoplastic resin composition, the thermoplastic resin layer can be softened. This makes it easy to attach the conductive linear bodies 21 to the resin layer 3 when forming the pseudo sheet structure 2 on the resin layer 3 .
- the thermoplastic resin layer can be dried and solidified.
- thermoplastic resins include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polyurethane, polyether, polyethersulfone, polyimide and acrylic resin.
- solvents include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, ether-based solvents, hydrocarbon-based solvents, halogenated alkyl-based solvents, and water.
- the resin layer 3 may contain an inorganic filler. By including the inorganic filler, the hardness of the cured resin layer 3 can be further improved. Moreover, the thermal conductivity of the resin layer 3 is improved.
- inorganic fillers examples include inorganic powders (for example, powders of silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, metals, boron nitride, etc.), beads obtained by spheroidizing inorganic powders, and single crystals. fibers, and glass fibers.
- silica fillers and alumina fillers are preferred as inorganic fillers.
- An inorganic filler may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
- the resin layer 3 may contain other components.
- Other components include, for example, organic solvents, flame retardants, tackifiers, ultraviolet absorbers, antioxidants, preservatives, antifungal agents, plasticizers, antifoaming agents, and well-known additives such as wettability modifiers. agents.
- the thickness of the resin layer 3 is appropriately determined according to the application of the wiring sheet 100.
- the thickness of the resin layer 3 is preferably 3 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
- Electrode 4 is used to supply current to conductive linear body 21 . Electrode 4 is in direct contact with conductive linear body 21 . The electrodes 4 are arranged to be electrically connected to both ends of the conductive linear body 21 .
- the electrode 4 has two or more metal wires 41 . In addition, as shown in FIG. 1, the number of metal wires 41 may be four. Moreover, in the pair of electrodes 4 , the number of metal wires 41 used for one electrode 4 may be different from the number of metal wires 41 used for the other electrode 4 . However, from the viewpoint of suppressing temperature unevenness, the number of metal wires 41 used for one electrode 4 and the number of metal wires 41 used for the other electrode 4 are preferably the same.
- the metal wires 41 forming the pair of electrodes 4 are preferably line-symmetrical when the wiring sheet 100 is viewed from above. Moreover, it is preferable that the metal wire 41 has a wavy shape in a plan view of the wiring sheet 100 . Wave shapes include, for example, sine waves, rectangular waves, triangular waves, and sawtooth waves. If the electrode 4 has such a structure, disconnection of the electrode 4 can be suppressed when the wiring sheet 100 is stretched in the axial direction of the electrode 4 .
- the metal of the metal wire 41 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, phosphor bronze, zirconium copper alloy, beryllium copper, iron nickel, nichrome, nickel titanium, kanthal, hastelloy, and rhenium tungsten, etc.).
- the metal wire 41 may be plated with gold, tin, zinc, silver, nickel, chromium, a nickel-chromium alloy, solder, or the like.
- the metal wire 41 is preferably plated with gold. In such a case, since the contact resistance between the metal wire 41 and the conductive linear body 21 can be suppressed, heat generation in the electrode 4 can be suppressed.
- the shape of the cross section of the metal wire 41 is not particularly limited, and may be polygonal, flat, elliptical, circular, or the like, but the elliptical or circular shape is preferable.
- the thickness (diameter) of the metal wire 41 is preferably 5 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. is more preferable.
- the cross section of the metal wire 41 is elliptical, it is preferable that the major axis is in the same range as the above diameter.
- Adjacent metal wires 41 may be in contact with each other, but preferably not in contact with each other.
- the adjacent metal wires 41 are in contact with each other means that the adjacent metal wires 41 are in direct contact with each other.
- the adjacent metal wires 41 are not in contact with each other means that the adjacent metal wires 41 are not in direct contact with each other. I don't mind. For example, when all adjacent metal wires 41 are in contact with each other, it is similar to a sheet of metal foil, and the problem of temperature unevenness within the electrode tends to be less likely to occur. On the other hand, when the metal wires 41 adjacent to each other are not in contact with each other, the problem of temperature unevenness in the electrodes is likely to occur, so the significance of using the wiring sheet 100 according to the present embodiment increases.
- the distance between adjacent metal wires 41 is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less, more preferably 1 mm or more and 4 mm or less. If the interval between adjacent metal wires 41 is equal to or greater than the lower limit, it is possible to reliably prevent conduction between adjacent metal wires 41 . If the interval between adjacent metal wires 41 is equal to or less than the upper limit, it is preferable in that the number of metal wires 41 can be easily adjusted.
- the distance between the outermost metal wire 41 and the innermost metal wire 41 is preferably 3 mm or more and 30 mm or less, more preferably 5 mm or more and 20 mm or less. more preferred. If this interval is within the above range, it is easy to adjust the number of metal wires 41 and the like.
- the power supply portion 5 is a portion that applies a voltage to the wiring sheet 100 . If the electrode 4 is exposed and can be electrically connected, any part of the electrode 4 can be used as the power supply portion 5 . However, since the electrode 4 includes two or more metal wires 41 , the power supply section 5 must be electrically connected to all the metal wires 41 . Further, when the electrodes 4 are covered with an insulating material for preventing a short circuit or the like, a portion obtained by removing a part of the insulating material may be used as the power supply portion 5 . In order to facilitate connection of a power supply (not shown) to the electrodes 4, a power supply section 5 may be separately provided as shown in FIG. In this case, the same material as that of the electrode 4 can be used as the material of the power supply portion 5 .
- the method for manufacturing the wiring sheet 100 according to this 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 substrate 1 to form a coating film. Next, the coating film is dried to produce the resin layer 3 . Next, the pseudo sheet structure 2 is formed by arranging and arranging the conductive linear bodies 21 on the resin layer 3 . For example, in a state in which the resin layer 3 with the substrate 1 is arranged on the outer peripheral surface of the drum member, the conductive linear body 21 is helically wound on the resin layer 3 while rotating the drum member. After that, the bundle of conductive linear bodies 21 wound spirally is cut along the axial direction of the drum member.
- the pseudo sheet structure 2 is formed and placed on the resin layer 3 .
- the resin layer 3 with the base material 1 on which the pseudo sheet structure 2 is formed is removed from the drum member to obtain a sheet-like conductive member.
- this method for example, while rotating the drum member, by moving the feed-out portion of the conductive linear body 21 along the direction parallel to the axis of the drum member, adjacent conductive elements in the pseudo sheet structure 2 are moved. It is easy to adjust the interval L between the sex striatum 21 .
- a pair of two or more metal wires 41 constituting the electrode 4 is prepared.
- the wiring sheet 100 can be produced by bonding the metal wires 41 together, and then providing the power feeding portion 5 .
- the inner metal wires 41 have a higher resistance value in a plan view of the wiring sheet 100 . Then, the more inside the metal wire 41, the more difficult it is for the current to flow. As a result, the heat generated by the metal wire 41 on the inside can be dispersed to the metal wire 41 on the outside. In this way, temperature unevenness within the electrode can be suppressed.
- a wiring sheet 100A according to this embodiment includes a base material 1, a pseudo sheet structure 2, a resin layer 3, and a pair of electrodes 4, as shown in FIGS.
- the electrode 4 has four metal wires 41 .
- a power feeding section 5 is provided for each of the electrodes 4 .
- the four metal wires 41 have different cross-sectional areas.
- the materials of the metal wires 41 are all the same.
- the cross-sectional area of the metal wire 41 decreases from the outside to the inside of the electrode 4 .
- Rn when the resistance value of the first metal wire 41 counted from the outside of the electrode 4 is Rn , the relationship is expressed by the following formula.
- R 1 ⁇ R 2 ⁇ R 3 ⁇ R 4 That is, it satisfies all the conditions indicated by the formulas (F1) and (F2).
- the resistance value of the metal wire 41 forming the electrode 4 can be changed without changing the material of the metal wire 41 .
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention.
- the wiring sheet 100 includes the base material 1 in the above-described embodiments, the wiring sheet 100 is not limited to this.
- the wiring sheet 100 does not have to include the base material 1 .
- the resin layer 3 allows the wiring sheet 100 to be attached to the adherend for use.
- the wiring sheet 100 includes the resin layer 3 in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
- the wiring sheet 100 does not have to include the resin layer 3 .
- the pseudo sheet structure 2 may be formed by using a knitted fabric as the base material 1 and knitting the conductive linear bodies 21 into the base material 1 .
- Example 1 An acrylic pressure-sensitive adhesive (“PK” manufactured by Lintec Corporation) was applied to a thickness of 20 ⁇ m on a PET film having a thickness of 50 ⁇ m to prepare a pressure-sensitive adhesive sheet.
- a gold-plated tungsten wire 25 ⁇ m in diameter, “Au(0.1)-TWG” manufactured by Tokusai Co., Ltd.) was prepared as a conductive linear body.
- the pressure-sensitive adhesive sheet is wound around a drum member whose outer peripheral surface is made of rubber so that the surface of the pressure-sensitive adhesive layer faces outward and there are no wrinkles, and both ends of the pressure-sensitive adhesive sheet in the circumferential direction are attached with double-sided tape. fixed with .
- the conductive linear material wound around the bobbin is adhered to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer of the adhesive sheet located near the end of the drum member, and then wound by the drum member while the wire is paid out, and gradually drummed.
- the member was moved in a direction parallel to the axis of the drum so that the conductive filaments wound around the drum member while drawing spirals at equal intervals.
- 30 conductive linear bodies were provided at equal intervals, and the interval was 10 mm.
- the following four metal wires were prepared.
- Type of metal wire Gold-plated copper wire ("C1100-H AuP" manufactured by Tokusai Co., Ltd.) Diameter of the first metal wire counted from the outside: 200 ⁇ m Diameter of the second metal wire counted from the outside: 150 ⁇ m Diameter of the third metal wire counting from the outside: 130 ⁇ m Diameter of the fourth metal wire counting from the outside: 100 ⁇ m
- Example 1 A sheet heater was produced in the same manner as in Example 1, except that the four metal wires were changed as follows.
- Type of metal wire Gold-plated copper wire ("C1100-H AuP" manufactured by Tokusai Co., Ltd.) Diameter of the first metal wire counted from the outside: 150 ⁇ m Diameter of the second metal wire counted from the outside: 150 ⁇ m Diameter of the third metal wire counting from the outside: 150 ⁇ m Diameter of the fourth metal wire counting from the outside: 150 ⁇ m
- Example 2 A sheet heater was produced in the same manner as in Example 1, except that the four metal wires were changed as follows.
- Type of metal wire Gold-plated copper wire ("C1100-H AuP" manufactured by Tokusai Co., Ltd.) Diameter of the first metal wire counted from the outside: 100 ⁇ m Diameter of the second metal wire counted from the outside: 130 ⁇ m Diameter of the third metal wire counting from the outside: 150 ⁇ m Diameter of the fourth metal wire counting from the outside: 200 ⁇ m
- Base material 2... Pseudo sheet structure, 21... Conductive linear body, 3... Resin layer, 4... Electrode, 41... Metal wire, 5... Feeding part, 100, 100A... Wiring sheet.
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
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、導電性線状体(21)に直接的に接触する一対の電極(4)とを備える配線シート(100)であって、一対の電極(4)は、それぞれ2本以上の金属ワイヤー(41)を備え、一対の電極(4)の一方の金属ワイヤー(41)の本数をNとし、配線シート(100)の平面視において、電極(4)の外側から数えてn本目の金属ワイヤー(41)の抵抗値をRnとした場合に、下記数式(F1)及び下記数式(F2)で示す全ての条件を、一対の電極(4)それぞれが満たす、配線シート(100)。 Rn≦Rn+1 ・・・(F1) R1<RN ・・・(F2)
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。
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。
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、発熱部分である線状体の抵抗値との差が小さくなり、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。このような場合、金属ワイヤーの本数を多くすれば、電極の抵抗値を低くすることができる。この観点からは、金属ワイヤーの本数は多い方が好ましい。しかしながら、電極が複数の金属ワイヤーからなる場合には、加熱時に金属ワイヤーごとに発熱量が異なり、電極内での温度ムラが大きくなることが分かった。
本発明の目的は、電極内での温度ムラを抑制できる配線シートを提供することである。
本発明の一態様によれば、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、前記導電性線状体に直接的に接触する一対の電極とを備える配線シートであって、前記一対の電極は、それぞれ2本以上の金属ワイヤーを備え、前記一対の電極の一方の電極の金属ワイヤーの本数をNとし、前記配線シートの平面視において、前記電極の外側から数えてn本目の金属ワイヤーの抵抗値をRnとした場合に、下記数式(F1)及び下記数式(F2)で示す全ての条件を、前記一対の電極それぞれが満たす、配線シートが提供される。
Rn≦Rn+1 ・・・(F1)
R1<RN ・・・(F2)
Rn≦Rn+1 ・・・(F1)
R1<RN ・・・(F2)
本発明の一態様に係る配線シートにおいて、前記金属ワイヤーは、金めっき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、隣り合う金属ワイヤー同士は、接していないことが好ましい。
本発明の一態様に係る配線シートにおいて、前記電極を構成する金属ワイヤーのうち、隣り合う金属ワイヤー同士の間隔は、0.5mm以上5mm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、前記電極を構成する金属ワイヤーのうち、最も外側にある金属ワイヤーと、最も内側にある金属ワイヤーとの間隔は、3mm以上30mm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、前記疑似シート構造体の抵抗値をrとし、前記電極の抵抗値をRとした場合に、下記数式(F3)で示す条件を満たすことが好ましい。
r/R<20 ・・・(F3)
r/R<20 ・・・(F3)
本発明の一態様に係る配線シートにおいて、前記一対の電極を構成する金属ワイヤーは、前記配線シートの平面視において、線対称であることが好ましい。
本発明の一態様によれば、電極内での温度ムラを抑制できる配線シートを提供できる。
[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。
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。一対の電極4は、それぞれ2本以上の金属ワイヤー41を備えている。そして、一対の電極4には、それぞれ給電部5が設けられている。
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。一対の電極4は、それぞれ2本以上の金属ワイヤー41を備えている。そして、一対の電極4には、それぞれ給電部5が設けられている。
本実施形態においては、一方の電極4の金属ワイヤー41の本数をNとし、配線シート100の平面視において、電極4の外側から数えてn本目の金属ワイヤー41の抵抗値をRnとした場合に、以下説明する数式(F1)及び数式(F2)で示す全ての条件を満たすことが必要である。
ここで、「電極4の外側から数えてn本目の金属ワイヤー41」とは、導電性線状体21に電気的に接続している金属ワイヤー41であり、導電性線状体21の端部側から数えたとき、n本目の金属ワイヤー41のことをいう。
ここで、「電極4の外側から数えてn本目の金属ワイヤー41」とは、導電性線状体21に電気的に接続している金属ワイヤー41であり、導電性線状体21の端部側から数えたとき、n本目の金属ワイヤー41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。
Rn≦Rn+1 ・・・(F1)
Rn≦Rn+1 ・・・(F1)
数式(F1)に示す条件を満たさない場合には、電極内での温度ムラを抑制できない。
数式(F1)において、nは1以上の整数である。そして、nの上限は、金属ワイヤー41の本数Nである。
金属ワイヤー41の本数Nは、3本以上であることが好ましく、4本以上であることがより好ましく、5本以上であることがさらに好ましい。金属ワイヤー41の本数が多くなるほど、電極内での温度ムラは発生しやすい傾向にあるが、金属ワイヤー41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、電極内での温度ムラを抑制できる。また、金属ワイヤー41の本数Nの上限は、特に限定されないが、例えば10本である。
数式(F1)において、nは1以上の整数である。そして、nの上限は、金属ワイヤー41の本数Nである。
金属ワイヤー41の本数Nは、3本以上であることが好ましく、4本以上であることがより好ましく、5本以上であることがさらに好ましい。金属ワイヤー41の本数が多くなるほど、電極内での温度ムラは発生しやすい傾向にあるが、金属ワイヤー41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、電極内での温度ムラを抑制できる。また、金属ワイヤー41の本数Nの上限は、特に限定されないが、例えば10本である。
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。
R1<RN ・・・(F2)
R1<RN ・・・(F2)
数式(F2)に示す条件を満たさない場合には、電極内での温度ムラを抑制できない。
また、電極内での温度ムラの更なる抑制の観点から、RN/R1の値は、1.5以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上であることがさらに好ましい。
また、電極内での温度ムラの更なる抑制の観点から、RN/R1の値は、1.5以上であることが好ましく、2以上であることがより好ましく、3以上であることがさらに好ましい。
数式(F1)及び数式(F2)で示す全ての条件を満たすときに、電極内での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、電極4が2本以上の金属ワイヤー41が同じ抵抗値の材料で構成された場合、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41に電流が流れやすくなり、この金属ワイヤー41が発熱しやすくなる。その結果、配線シート100に電流を流して発熱させた際に、電極内での温度ムラが発生するものと本発明者らは推察する。
これに対し、数式(F1)及び数式(F2)で示す条件を満たす場合には、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41ほど、抵抗値が高くなる。そして、内側にある金属ワイヤー41ほど電流が流れにくくなる。結果として、内側にある金属ワイヤー41での発熱を、外側にある金属ワイヤー41に分散させることができる。このようにして、電極内での温度ムラを抑制できるものと本発明者らは推察する。
すなわち、電極4が2本以上の金属ワイヤー41が同じ抵抗値の材料で構成された場合、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41に電流が流れやすくなり、この金属ワイヤー41が発熱しやすくなる。その結果、配線シート100に電流を流して発熱させた際に、電極内での温度ムラが発生するものと本発明者らは推察する。
これに対し、数式(F1)及び数式(F2)で示す条件を満たす場合には、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41ほど、抵抗値が高くなる。そして、内側にある金属ワイヤー41ほど電流が流れにくくなる。結果として、内側にある金属ワイヤー41での発熱を、外側にある金属ワイヤー41に分散させることができる。このようにして、電極内での温度ムラを抑制できるものと本発明者らは推察する。
本実施形態においては、疑似シート構造体2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(F3)で示す条件を満たすことが好ましい。
r/R<20 ・・・(F3)
r/R<20 ・・・(F3)
r/Rの値が、20以上である場合には、発熱部分である疑似シート構造体2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、電極内での温度ムラの問題が発生しにくい傾向にある。
これに対し、r/Rの値が小さくなるに従い、電極内での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。
電極4及び疑似シート構造体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4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。
これに対し、r/Rの値が小さくなるに従い、電極内での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。
電極4及び疑似シート構造体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4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。
疑似シート構造体2及び導電性線状体21の抵抗値、並びに、電極4及び金属ワイヤー41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。
(基材)
基材1は、疑似シート構造体2を直接的又は間接的に支持できる。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。また、基材1は、伸縮性基材であることが好ましい。基材1が伸縮性基材であれば、疑似シート構造体2を基材1上に設けた場合でも、配線シート100の伸縮性を確保できる。
伸縮性基材としては、合成樹脂フィルム、不織布、及び布等を用いることができる。
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、伸縮性基材としては、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、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。伸縮性基材としての紙、不織布、及び布はこれらに限定されない。
伸縮性基材の厚さは特に限定されない。伸縮性基材の厚さは、10μm以上10mm以下であることが好ましく、15μm以上3mm以下であることがより好ましく、50μm以上1.5mm以下であることがさらに好ましい。
基材1は、疑似シート構造体2を直接的又は間接的に支持できる。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。また、基材1は、伸縮性基材であることが好ましい。基材1が伸縮性基材であれば、疑似シート構造体2を基材1上に設けた場合でも、配線シート100の伸縮性を確保できる。
伸縮性基材としては、合成樹脂フィルム、不織布、及び布等を用いることができる。
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、伸縮性基材としては、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、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。伸縮性基材としての紙、不織布、及び布はこれらに限定されない。
伸縮性基材の厚さは特に限定されない。伸縮性基材の厚さは、10μm以上10mm以下であることが好ましく、15μm以上3mm以下であることがより好ましく、50μm以上1.5mm以下であることがさらに好ましい。
(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を有する。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、一方向に延び、直線又は波形状を成している。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。波形状としては、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等が挙げられる。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。
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を有する。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、一方向に延び、直線又は波形状を成している。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。波形状としては、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等が挙げられる。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方法は、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、端部からの長さ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:m2)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の体積抵抗率の測定方法は、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、端部からの長さ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:m2)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50mm以下であることが好ましく、0.5mm以上30mm以下であることがより好ましく、0.8mm以上20mm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、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。
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、金属製の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。金属製の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。
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本の金属製のワイヤーからなる線状体であってもよいし、複数本の金属製のワイヤーを撚った線状体であってもよい。
金属製のワイヤーとしては、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、金属製のワイヤーは、金、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、細くて高強度であり、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。
金属製のワイヤーとしては、炭素材料で被覆された金属製のワイヤーも挙げられる。金属製のワイヤーは、炭素材料で被覆されていると、金属光沢が低減し、金属製の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、金属製のワイヤーは、炭素材料で被覆されていると金属腐食も抑制される。
金属製の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。
金属製のワイヤーとしては、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、金属製のワイヤーは、金、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、細くて高強度であり、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。
金属製のワイヤーとしては、炭素材料で被覆された金属製のワイヤーも挙げられる。金属製のワイヤーは、炭素材料で被覆されていると、金属光沢が低減し、金属製の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、金属製のワイヤーは、炭素材料で被覆されていると金属腐食も抑制される。
金属製の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。
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。また、樹脂層3は、伸縮性を有することが好ましい。このような場合には、配線シート100の伸縮性を確保できる。
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。また、樹脂層3は、伸縮性を有することが好ましい。このような場合には、配線シート100の伸縮性を確保できる。
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、衝撃による樹脂層3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。
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。
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、金属、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、導電性線状体21に直接的に接触する。そして、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4は、2本以上の金属ワイヤー41を備えている。なお、図1に示すように、金属ワイヤー41の本数は、4本であってもよい。また、一対の電極4において金属ワイヤー41は、一方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数と、他方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数が異なっていてもよい。ただし、温度ムラの抑制の観点から、一方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数と、他方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数は、同じであることが好ましい。また、同様の観点から、一対の電極4を構成する金属ワイヤー41は、配線シート100の平面視において、線対称であることが好ましい。
また、金属ワイヤー41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。波形状としては、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等が挙げられる。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を伸張した際に、電極4の断線を抑制できる。
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、導電性線状体21に直接的に接触する。そして、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4は、2本以上の金属ワイヤー41を備えている。なお、図1に示すように、金属ワイヤー41の本数は、4本であってもよい。また、一対の電極4において金属ワイヤー41は、一方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数と、他方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数が異なっていてもよい。ただし、温度ムラの抑制の観点から、一方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数と、他方の電極4に用いた金属ワイヤー41の本数は、同じであることが好ましい。また、同様の観点から、一対の電極4を構成する金属ワイヤー41は、配線シート100の平面視において、線対称であることが好ましい。
また、金属ワイヤー41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。波形状としては、例えば、正弦波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等が挙げられる。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を伸張した際に、電極4の断線を抑制できる。
金属ワイヤー41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、金属ワイヤー41は、金、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。ただし、金属ワイヤー41は、金めっきされていることが好ましい。このような場合、金属ワイヤー41と導電性線状体21との接触抵抗を抑えられるため、電極4での発熱を抑制できる。
金属ワイヤー41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、楕円形状、又は円形状であることが好ましい。
金属ワイヤー41の断面が円形状である場合には、金属ワイヤー41の太さ(直径)は、5μm以上1000μm以下であることが好ましく、20μm以上500μm以下であることがより好ましく、50μm以上300μm以下であることがさらに好ましい。
金属ワイヤー41の断面が楕円形状である場合には、長径が上記の直径と同様の範囲にあることが好ましい。
金属ワイヤー41の断面が円形状である場合には、金属ワイヤー41の太さ(直径)は、5μm以上1000μm以下であることが好ましく、20μm以上500μm以下であることがより好ましく、50μm以上300μm以下であることがさらに好ましい。
金属ワイヤー41の断面が楕円形状である場合には、長径が上記の直径と同様の範囲にあることが好ましい。
隣り合う金属ワイヤー41同士は、接していてもよいが、接していないことが好ましい。なお、ここで、隣り合う金属ワイヤー41同士が接しているとは、隣り合う金属ワイヤー41同士が直接的に接していることをいう。また、隣り合う金属ワイヤー41同士が接していないとは、隣り合う金属ワイヤー41同士が直接的には接していないことをいい、この場合、隣り合う金属ワイヤー41同士が電気的に接続していてもかまわない。例えば、隣り合う金属ワイヤー41同士が全て接している場合には、一枚の金属箔と同様となり、電極内での温度ムラの問題が発生しにくい傾向にある。
これに対し、隣り合う金属ワイヤー41同士が接していない場合、電極内での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。
これに対し、隣り合う金属ワイヤー41同士が接していない場合、電極内での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。
隣り合う金属ワイヤー41同士の間隔は、0.5mm以上5mm以下であることが好ましく、1mm以上4mm以下であることがより好ましい。隣り合う金属ワイヤー41同士の間隔が前記下限以上であれば、隣り合う金属ワイヤー41同士での通電を確実に防止できる。隣り合う金属ワイヤー41同士の間隔が前記上限以下であれば、金属ワイヤー41の本数を調整しやすい点で好ましい。
電極4を構成する金属ワイヤー41のうち、最も外側にある金属ワイヤー41と、最も内側にある金属ワイヤー41との間隔は、3mm以上30mm以下であることが好ましく、5mm以上20mm以下であることがより好ましい。この間隔が上記範囲であれば、金属ワイヤー41の本数等を調整しやすい。
(給電部)
給電部5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、給電部5とすることができる。ただし、電極4は、2本以上の金属ワイヤー41を含むので、給電部5は、全ての金属ワイヤー41に電気的に接続していることが必要である。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、給電部5としてもよい。
また、電源(図示なし)を電極4と接続しやすくするために、図1に示すように、給電部5を、別途、設けてもよい。この場合、給電部5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。
給電部5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、給電部5とすることができる。ただし、電極4は、2本以上の金属ワイヤー41を含むので、給電部5は、全ての金属ワイヤー41に電気的に接続していることが必要である。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、給電部5としてもよい。
また、電源(図示なし)を電極4と接続しやすくするために、図1に示すように、給電部5を、別途、設けてもよい。この場合、給電部5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。
(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を構成する2本以上の金属ワイヤー41の一対を準備し、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の両端部を一対として、片側2本以上の金属ワイヤー41を、それぞれ貼り合わせ、続いて、給電部5を設けて、配線シート100を作製できる。
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を構成する2本以上の金属ワイヤー41の一対を準備し、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の両端部を一対として、片側2本以上の金属ワイヤー41を、それぞれ貼り合わせ、続いて、給電部5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(F1)及び数式(F2)で示す条件を満たすことで、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41ほど、抵抗値が高くなる。そして、内側にある金属ワイヤー41ほど電流が流れにくくなる。結果として、内側にある金属ワイヤー41での発熱を、外側にある金属ワイヤー41に分散させることができる。このようにして、電極内での温度ムラを抑制できる。
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(F1)及び数式(F2)で示す条件を満たすことで、配線シート100の平面視において、内側にある金属ワイヤー41ほど、抵抗値が高くなる。そして、内側にある金属ワイヤー41ほど電流が流れにくくなる。結果として、内側にある金属ワイヤー41での発熱を、外側にある金属ワイヤー41に分散させることができる。このようにして、電極内での温度ムラを抑制できる。
[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。本発明は本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。
第二実施形態においては、金属ワイヤー41の抵抗値を、金属ワイヤー41の断面積を変更することで調整することを具体化している点で、第一実施形態と異なる。
以下の説明では、第一実施形態との相違に係る部分を主に説明し、重複する説明については省略又は簡略化する。第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
次に、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は本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。
第二実施形態においては、金属ワイヤー41の抵抗値を、金属ワイヤー41の断面積を変更することで調整することを具体化している点で、第一実施形態と異なる。
以下の説明では、第一実施形態との相違に係る部分を主に説明し、重複する説明については省略又は簡略化する。第一実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
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2と、樹脂層3と、一対の電極4とを備えている。電極4は、4本の金属ワイヤー41を備えている。電極4には、それぞれ給電部5が設けられている。
4本の金属ワイヤー41は、それぞれ断面積が異なっている。なお、金属ワイヤー41の材質は、全て同じである。そして、金属ワイヤー41の断面積は、電極4の外側から内側にいくほど、小さくなくなってる。結果として、電極4の外側から数えて1本目の金属ワイヤー41の抵抗値をRnとした場合には、下記数式の関係になっている。
R1<R2<R3<R4
すなわち、前記数式(F1)及び前記数式(F2)で示す全ての条件を満たしている。
4本の金属ワイヤー41は、それぞれ断面積が異なっている。なお、金属ワイヤー41の材質は、全て同じである。そして、金属ワイヤー41の断面積は、電極4の外側から内側にいくほど、小さくなくなってる。結果として、電極4の外側から数えて1本目の金属ワイヤー41の抵抗値をRnとした場合には、下記数式の関係になっている。
R1<R2<R3<R4
すなわち、前記数式(F1)及び前記数式(F2)で示す全ての条件を満たしている。
(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)に加え、下記作用効果(2)を奏することができる。
(2)本実施形態においては、金属ワイヤー41の材質を変えずに、電極4を構成する金属ワイヤー41の抵抗値を変化させることができる。
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)に加え、下記作用効果(2)を奏することができる。
(2)本実施形態においては、金属ワイヤー41の材質を変えずに、電極4を構成する金属ワイヤー41の抵抗値を変化させることができる。
[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。
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]
厚み50μmのPETフィルム上に、アクリル系粘着剤(リンテック社製の「PK」)を厚み20μmに塗布し、粘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、トクサイ社製の「Au(0.1)-TWG」)を準備した。次に、外周面がゴム製のドラム部材に上記粘着シートを、感圧接着剤層の表面が外側を向き、しわのないように巻きつけ、円周方向における上記粘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導電性線状体を、ドラム部材の端部付近に位置する粘着シートの感圧接着剤層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り、少しずつドラム部材をドラム軸と平行な方向に移動させていき、導電性線状体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。導電性線状体は等間隔に30本設けられ、間隔は10mmであった。
次に、一対の電極4の一方の電極として、下記の4本の金属ワイヤーを準備した。次に、4本の金属ワイヤーを間隔2.5mmで、導電性線状体の延びる方向と直交する方向で、電極間距離が200mmとなるよう、導電性線状体の両端部に載せ、さらに他方の電極も同様にして一対の電極を取り付けた。その後、電極付きフィルムの導電性線状体を配置した粘着面に、厚み50μmのPETフィルムを貼り合わせて、シート状ヒーターを作製した。なお、通電の際の2箇所の給電部は、シート状ヒーターの対極側に配置した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:200μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:130μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:100μm
厚み50μmのPETフィルム上に、アクリル系粘着剤(リンテック社製の「PK」)を厚み20μmに塗布し、粘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、トクサイ社製の「Au(0.1)-TWG」)を準備した。次に、外周面がゴム製のドラム部材に上記粘着シートを、感圧接着剤層の表面が外側を向き、しわのないように巻きつけ、円周方向における上記粘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導電性線状体を、ドラム部材の端部付近に位置する粘着シートの感圧接着剤層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り、少しずつドラム部材をドラム軸と平行な方向に移動させていき、導電性線状体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。導電性線状体は等間隔に30本設けられ、間隔は10mmであった。
次に、一対の電極4の一方の電極として、下記の4本の金属ワイヤーを準備した。次に、4本の金属ワイヤーを間隔2.5mmで、導電性線状体の延びる方向と直交する方向で、電極間距離が200mmとなるよう、導電性線状体の両端部に載せ、さらに他方の電極も同様にして一対の電極を取り付けた。その後、電極付きフィルムの導電性線状体を配置した粘着面に、厚み50μmのPETフィルムを貼り合わせて、シート状ヒーターを作製した。なお、通電の際の2箇所の給電部は、シート状ヒーターの対極側に配置した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:200μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:130μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:100μm
[比較例1]
4本の金属ワイヤーを下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして、シート状ヒーターを作製した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:150μm
4本の金属ワイヤーを下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして、シート状ヒーターを作製した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:150μm
[比較例2]
4本の金属ワイヤーを下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして、シート状ヒーターを作製した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:100μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:130μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:200μm
4本の金属ワイヤーを下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして、シート状ヒーターを作製した。
(4本の金属ワイヤー)
金属ワイヤーの種類:金めっき銅線(トクサイ社製の「C1100-H AuP」)
外側から数えて1本目の金属ワイヤーの直径:100μm
外側から数えて2本目の金属ワイヤーの直径:130μm
外側から数えて3本目の金属ワイヤーの直径:150μm
外側から数えて4本目の金属ワイヤーの直径:200μm
[電極の外側から数えてn本目の金属ワイヤーの抵抗値]
実施例及び比較例で用いた金属ワイヤーを、長さ30cmに切断した。抵抗計(日置電機社製の「RM3545-02」)を用いて、抵抗値を四端子法で測定し、単位長さ(30cm)あたりの抵抗値を見積もった。得られた結果を表1に示す。
実施例及び比較例で用いた金属ワイヤーを、長さ30cmに切断した。抵抗計(日置電機社製の「RM3545-02」)を用いて、抵抗値を四端子法で測定し、単位長さ(30cm)あたりの抵抗値を見積もった。得られた結果を表1に示す。
[電極の温度差評価]
シート状ヒーターに3.5Aの電流を流して、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、電極(4本の金属ワイヤー)の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。そして、電極における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、電極内での温度ムラが抑制されていることを示す。得られた結果を表1に示す。
シート状ヒーターに3.5Aの電流を流して、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、電極(4本の金属ワイヤー)の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。そして、電極における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、電極内での温度ムラが抑制されていることを示す。得られた結果を表1に示す。
表1に示す結果から、電極の外側から数えてn本目の金属ワイヤーの抵抗値Rnが、数式(F1)及び数式(F2)で示す条件を満たす場合(実施例1)は、数式(F1)及び数式(F2)で示す条件のいずれかを満たさない場合(比較例1及び2)と比較して、電極内での温度ムラを抑制でき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…樹脂層、4…電極、41…金属ワイヤー、5…給電部、100,100A…配線シート。
Claims (7)
- 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、前記導電性線状体に直接的に接触する一対の電極とを備える配線シートであって、
前記一対の電極は、それぞれ2本以上の金属ワイヤーを備え、
前記一対の電極の一方の電極の金属ワイヤーの本数をNとし、前記配線シートの平面視において、前記電極の外側から数えてn本目の金属ワイヤーの抵抗値をRnとした場合に、下記数式(F1)及び下記数式(F2)で示す全ての条件を、前記一対の電極それぞれが満たす、
配線シート。
Rn≦Rn+1 ・・・(F1)
R1<RN ・・・(F2) - 請求項1に記載の配線シートにおいて、
前記金属ワイヤーは、金めっきされている、
配線シート。 - 請求項1又は請求項2に記載の配線シートにおいて、
隣り合う金属ワイヤー同士は、接していない、
配線シート。 - 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、
前記電極を構成する金属ワイヤーのうち、隣り合う金属ワイヤー同士の間隔は、0.5mm以上5mm以下である、
配線シート。 - 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、
前記電極を構成する金属ワイヤーのうち、最も外側にある金属ワイヤーと、最も内側にある金属ワイヤーとの間隔は、3mm以上30mm以下である、
配線シート。 - 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において、
前記疑似シート構造体の抵抗値をrとし、前記電極の抵抗値をRとした場合に、下記数式(F3)で示す条件を満たす、
配線シート。
r/R<20 ・・・(F3) - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の配線シートにおいて、
前記一対の電極を構成する金属ワイヤーは、前記配線シートの平面視において、線対称である、
配線シート。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP2021050196 | 2021-03-24 | ||
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PCT/JP2022/009452 WO2022202230A1 (ja) | 2021-03-24 | 2022-03-04 | 配線シート |
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Citations (4)
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JPH0284296U (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-29 | ||
JP2014038716A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Neturen Co Ltd | 加熱用電極体、通電加熱装置及び通電加熱方法 |
JP2019179686A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | リンテック株式会社 | 電極付き導電性シート、および導電性シート |
JP2021163723A (ja) * | 2020-04-03 | 2021-10-11 | リンテック株式会社 | 配線シート |
-
2022
- 2022-03-04 JP JP2023508910A patent/JPWO2022202230A1/ja active Pending
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