JP7714524B2 - シート状導電部材及びシート状ヒーター - Google Patents

Description

本発明は、シート状導電部材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導電性シートが記載されている。そして、この導電性線状体は、波長λ１及び振幅Ａ１を有する波形状の第一部位と、この第一部位の波長λ１及び振幅Ａ１の少なくとも一方と異なる波長λ２及び振幅Ａ２を有する波形状の第二部位と、を有している。

国際公開第２０１８／０９７３２３号

特許文献１に記載の導電性シートによれば、導電性線状体が波形状を有することで、導電性シートの伸長性が向上、すなわち、導電性シートを伸長した際、導電性線状体の破損を防止することができる。しかしながら、導電性シートの用途によっては、更なる伸長性の向上が求められている。

本発明の目的は、高い伸長性を有するシート状導電部材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シート状導電部材は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体からなる疑似シート構造体を備えるシート状導電部材であって、前記導電性線状体が、前記シート状導電部材の平面視において、波形状であり、前記波形状は、仮想の第一波に沿って、前記第一波よりも振幅及び波長が短い第二波が設けられた形状であることを特徴とする。

本発明の一態様に係るシート状導電部材においては、前記第一波の振幅をＡ_１とし、前記第一波の波長をλ_１とした場合に、下記数式（Ｆ１）を満たすことが好ましい。
１／２０≦Ａ_１／λ_１≦１ ・・・（Ｆ１）

本発明の一態様に係るシート状導電部材においては、前記第一波の振幅をＡ_１とし、前記第二波の振幅をＡ_２とした場合に、下記数式（Ｆ２）を満たすことが好ましい。
１／１０≦Ａ_２／Ａ_１≦３／５ ・・・（Ｆ２）

本発明の一態様に係るシート状導電部材においては、前記第一波の波長をλ_１とし、前記第二波の波長をλ_２とした場合に、下記数式（Ｆ３）を満たすことが好ましい。
１／２１≦λ_２／λ_１≦１／３ ・・・（Ｆ３）

本発明の一態様に係るシート状導電部材においては、前記導電性線状体は、金属ワイヤーを含む線状体、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からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

本発明の一態様に係るシート状導電部材においては、さらに、前記疑似シート構造体を支持する伸縮性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導電部材においては、発熱体として用いることが好ましい。

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シート状導電部材を備えることを特徴とする。

本発明によれば、高い伸長性を有するシート状導電部材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シート状導電部材を示す概略図である。 図１のII－II断面を示す断面図である。 本発明の第一実施形態に係る導電性線状体の一態様を示す模式図である。 本発明の第一実施形態に係る導電性線状体の別の一態様を示す模式図である。 本発明の第二実施形態に係るシート状導電部材を示す概略図である。

［第一実施形態］
以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大又は縮小をして図示した部分がある。

（シート状導電部材）
本実施形態に係るシート状導電部材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とを備えている。具体的には、シート状導電部材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。そして、本実施形態においては、疑似シート構造体２における導電性線状体２１が、シート状導電部材１００の平面視において、以下説明する波形状であることを特徴とする。

（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、シート状導電部材１００の平面視において、波形状である。そして、疑似シート構造体２は、導電性線状体２１が、導電性線状体２１の軸方向と直交する方向に、複数配列された構造としている。

導電性線状体２１の波形状は、例えば、図３に示すように、仮想の第一波Ｗ１に沿って、第一波Ｗ１よりも振幅及び波長が短い第二波Ｗ２が設けられた形状である。なお、この波形状の数式は、第一波Ｗ１の数式をｆ（ｘ）とし、第二波Ｗ２の数式をｇ（ｘ）とした場合に、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｘ）で表せる。本明細書では、数式ｆ（ｘ）＋ｇ（ｘ）で表せる波形状を、場合により「合成型の複合波形状」とも称する。

導電性線状体２１の波形状は、例えば、図４に示すように、仮想の第一波Ｗ１に沿って、第一波Ｗ１よりも振幅及び波長が短い第二波Ｗ２が、第一波Ｗ１の垂線方向に足し合わせられて設けられた形状であってもよい。本明細書では、この形状となる波形状を、場合により「フラクタル型の複合波形状」とも称する。

第一波Ｗ１及び第二波Ｗ２における波形としては、例えば、正弦波、半円形波、矩形波、三角波、及びのこぎり波等が挙げられる。これらの中でも、シート状導電部材１００の伸長性の観点から、正弦波または半円形波が好ましい。さらに導電性線状体２１を波形状に加工する際に導電性線状体２１同士の重なり又は接触のリスクを抑えられるという観点から、半円形波がより好ましい。また、第一波Ｗ１における波形は、第二波Ｗ２における波形と同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、半円形波とは、波の山方向（上）に凸となる半円と波の谷方向（下）に凸となる半円が交互に出現する波形である。

導電性線状体２１が、上記のような波形状であれば、導電性線状体２１の軸方向（第一波Ｗ１の進行方向）に、シート状導電部材１００を伸長した際に、導電性線状体２１の切断を抑制できる。すなわち、導電性線状体２１は、波形状である分、直線状の場合と比較して、経路長が長くなっている。さらに、上記のような波形状は、波形状が単一波の場合と比較して、経路長が長くなっている。そのため、シート状導電部材１００は、導電性線状体２１の軸方向（第一波Ｗ１の進行方向）に伸長した際に、高い伸長性を有する。なお、シート状導電部材１００は、導電性線状体２１の軸方向と直交する方向（以下、「直交方向」とも称する）に、伸長しても、導電性線状体２１が切断されることがない。そのため、シート状導電部材１００は、十分な伸長性を有する。

シート状導電部材１００を導電性線状体２１の第一波Ｗ１の進行方向に伸長した際の伸長率は、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。この伸長率が５０％以上であれば、被着体の曲面等にも適応できる。
また、シート状導電部材１００の導電性線状体２１の第一波Ｗ１の進行方向と直交する方向における伸長率は、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。この伸長率が５０％以上であれば、被着体の曲面等にも適応できる。
ここで、本発明におけるシート状導電部材１００の伸長率は、シート状導電部材１００の長さをＡ、シート状導電部材１００を所定の方向に伸長し、導電性線状体２１が切断したときのシート状導電部材１００の長さをＢとして、次の式で表される。なお、導電性線状体２１の切断有無は、シート状導電部材１００を伸長する際に導電性線状体２１の電気抵抗値を測定することにより判断することができる。
伸長率（％）＝｛（Ｂ－Ａ）／Ａ｝×１００

本実施形態においては、第一波Ｗ１の振幅をＡ_１［ｍｍ］とし、第一波Ｗ１の波長をλ_１［ｍｍ］とした場合に、下記数式（Ｆ１）を満たすことが好ましい。
１／２０≦Ａ_１／λ_１≦１ ・・・（Ｆ１）

Ａ_１／λ_１の値が、上記の範囲内であれば、シート状導電部材１００の伸長率をさらに向上でき、また、隣接する導電性線状体２１同士の間隔を確保でき、隣接する導電性線状体２１同士の接触を防止できる。また、上記の観点から、Ａ_１／λ_１の値は、７／２０以上３／５以下であることがより好ましい。

第一波Ｗ１の振幅Ａ_１は、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることがより好ましい。第一波Ｗ１の振幅Ａ_１が、上記の範囲内であれば、シート状導電部材１００の伸長率をさらに向上できる。

第一波Ｗ１の波長λ_１は、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。第一波Ｗ１の波長λ_１が、上記の範囲内であれば、シート状導電部材１００の伸長率をさらに向上できる。

本実施形態においては、第一波Ｗ１の振幅をＡ_１［ｍｍ］とし、第二波Ｗ２の振幅をＡ_２［ｍｍ］とした場合に、下記数式（Ｆ２）を満たすことが好ましい。
１／１０≦Ａ_２／Ａ_１≦３／５ ・・・（Ｆ２）

Ａ_２／Ａ_１の値が、上記の範囲内であれば、シート状導電部材１００の伸長率をさらに向上でき、また、隣接する導電性線状体２１同士の間隔を確保でき、隣接する導電性線状体２１同士の接触を防止できる。また、上記の観点から、Ａ_２／Ａ_１の値は、１／５以上２／５以下であることがより好ましい。

本実施形態においては、第一波Ｗ１の波長をλ_１［ｍｍ］とし、第二波Ｗ２の波長をλ_２［ｍｍ］とした場合に、下記数式（Ｆ３）を満たすことが好ましい。
１／２１≦λ_２／λ_１≦１／３ ・・・（Ｆ３）

λ_２／λ_１の値が、上記の範囲内であれば、シート状導電部材１００の伸長率をさらに向上でき、また、隣接する導電性線状体２１同士の間隔を確保でき、隣接する導電性線状体２１同士の接触を防止できる。また、上記の観点から、λ_２／λ_１の値は、１／１５以上１／５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Ｒ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Ｒ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Ｒ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^２）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、又は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、シート状導電部材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、１ｍｍ以上４００ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることがより好ましく、３ｍｍ以上１００ｍｍ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、シート状導電部材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、シート状導電部材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、目視また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、シート状導電部材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、及び亜鉛等の金属単体、及び、これら金属単体の少なくとも一種を含む合金（銅－ニッケル－リン合金、及び、銅－鉄－リン－亜鉛合金等）が挙げられる。

導電性線状体２１は、糸に導電性被覆が施された線状体であってもよい。糸としては、ナイロン、ポリエステル等の樹脂から紡糸した糸等が挙げられる。導電性被覆としては、金属、導電性高分子、及び炭素材料等の被膜等が挙げられる。導電性被覆は、メッキ又は蒸着法等により形成することができる。糸に導電性被覆が施された線状体は、糸の柔軟性を維持しつつ、線状体の導電性を向上させることができる。つまり、疑似シート構造体２の抵抗を、低下させることが容易となる。

（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、伸縮性基材であることが好ましい。
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。また、これらの伸縮性基材の中でも、合成樹脂フィルム、又は布が好ましく、合成樹脂フィルムがより好ましい。
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、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、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。伸縮性基材としての不織布、及び布はこれらに限定されない。

（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。また、樹脂層３が接着剤を含む層であると、樹脂層３を介して基材１と導電性線状体２１を容易に貼り付けることができる。

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、衝撃による疑似シート構造体２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、及び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、シート状導電部材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。

（シート状導電部材の製造方法）
本実施形態に係るシート状導電部材１００の製造方法は、特に限定されず、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を繰り出して螺旋状に巻き付ける。このとき、導電性線状体２１の繰り出し部を導電性線状体２１の軸方向（波の進行方向）に対して交差する方向に小さい往復運動を繰り返しながら、全体として大きな往復運動になるように移動させることで、仮想の第一波Ｗ１に沿って、仮想の第二波Ｗ２が設けられた合成型の複合波形状を有する導電性線状体２１を形成できる。また、ドラム部材の回転速度、導電性線状体の繰り出し速度並びに繰り出し部の移動速度及び移動距離を適宜選択することにより、導電性線状体の第一波Ｗ１及び第二波Ｗ２のそれぞれについて、所望の波形、振幅及び波長を得ることができる。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１００が得られる。

シート状導電部材１００の他の製造方法として、あらかじめ第二波Ｗ２の波形状を有する導電性線状体２１を準備し、基材１の上に形成された樹脂層３上に、当該導電性線状体２１を配列しながら配置して、疑似シート構造体２を形成してもよい。この場合、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、第二波Ｗ２の波形状を有する導電性線状体２１を樹脂層３上に螺旋状に巻き付ける。このとき、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往復移動させることで、仮想の第一波Ｗ１に沿って、仮想の第二波Ｗ２が設けられた波形状を有する導電性線状体２１が得られる。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とによりシート状導電部材１００が得られる。

（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）本実施形態においては、導電性線状体２１の波形状が、仮想の第一波Ｗ１に沿って、第一波Ｗ１よりも振幅及び波長が短い第二波Ｗ２が設けられた形状である。そのため、従来のものよりも高い伸長性を有するシート状導電部材１００が得られる。
（２）本実施形態に係るシート状導電部材１００は、高い伸長性を有するので、発熱体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。
なお、本実施形態では、図５に示すシート状導電部材１００Ａをシート状ヒーターとして用いた一態様について説明する。
本実施形態に係るシート状導電部材１００Ａは、面抵抗が低い疑似シート構造体２を有するため、シート状ヒーターとして適用することが好適である。

なお、本実施形態では、疑似シート構造体２上に電極４を取り付けている以外は第一実施形態と同様の構成であるので、電極４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。
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。
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。

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、シート状導電部材１００Ａ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。

電極４の厚さは、２μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上１２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが特に好ましい。電極の厚さが、上記範囲内であれば、電気伝導率が高く低抵抗となり疑似シート構造体との抵抗値を低く抑えられる。また、電極として十分な強度が得られる。

（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（２）と同様の作用効果を奏することができる。

［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、シート状導電部材１００は、基材１を備えているが、これに限定されない。例えば、シート状導電部材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、シート状導電部材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、シート状導電部材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、シート状導電部材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１～１９］
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（リンテック社製、商品名「ＰＫ」）を厚さ２０μｍに塗布して樹脂層を形成し、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金属ワイヤー（材質：タングステン）を射出し、金属ワイヤーを３０本配列して、シート状導電部材を得た。金属ワイヤーは断面が円形であり、その直径は８０μｍであった。また、金属ワイヤーはあらかじめ第二波の波形に成形したものを用いた。
得られたシート状導電部材における金属ワイヤー（導電性線状体）の波形状の種類、第一波の波形、第二波の波形、Ａ_１／λ_１の値、Ａ_２／Ａ_１の値、及びλ_２／λ_１の値を表１に示す。なお、第一波の波長λ_１は、４ｍｍであり、第一波の振幅Ａ_１は、２ｍｍであった。また、金属ワイヤー同士の間隔は、１ｍｍであった。

［比較例１］
波形状の種類、第一波の波形、第二波の波形、Ａ_１／λ_１の値、Ａ_２／Ａ_１の値、及びλ_２／λ_１の値が、下記表１に示すようになるように、金属ワイヤーを配列した以外は、実施例１と同様にして、シート状導電部材を得た。

［比較例２］
波形状を単一の波形状（正弦波）とし、正弦波におけるＡ_１／λ_１の値が、下記表１に示すようになるように、金属ワイヤーを配列した以外は、実施例１と同様にして、シート状導電部材を得た。

［伸長性の評価］
得られたシート状導電部材をサンプルとした。半径５ｍｍのＳＵＳ製半球上の被着体を用意し、その表面にサンプルを貼付し、１時間静置し、生じた金属ワイヤー破断、貼付し易さ、及び浮き剥がれの有無を確認した。そして、以下の基準に沿って、シート状導電部材の伸長性を評価した。
Ａ：ワイヤーの破断、及び浮き剥がれのいずれも見られず、貼付適正（貼付し易さ）が良好であった。
Ｂ：ワイヤーの破断及び浮き剥がれはみられないが、振幅方向と波長方向との追従性の差によって、貼付時の作業性が低下した。
Ｃ：ワイヤーの一部に樹脂層からの浮き剥がれがあったが、ワイヤー破断は見られなかった。
Ｄ：ワイヤーに大きな樹脂層からの浮き剥がれがあり、かつワイヤー破断があった。

［ワイヤー接触の可能性の評価］
得られたシート状導電部材におけるワイヤー接触の可能性を、以下の基準に沿って、評価した。得られた結果を表１に示す。
Ａ：ワイヤー同士の最近接した箇所の間隔が、０．３ｍｍ以上である。
Ｂ：ワイヤー同士の最近接した箇所の間隔が、０．３ｍｍ未満である。

表１に示す結果から、実施例１～１９で得られたシート状導電部材によれば、比較例１及び２で得られたシート状導電部材と比較して、伸長性が優れることが確認された。
実施例１～６の結果から、Ａ_１／λ_１の値を１／２としたとき、Ａ_２／Ａ_１の値は１／１０以上５／１０以下の範囲で伸長性が良好であり、λ_２／λ_１の値は１／３以上１／１１以下の範囲で伸長性が良好であることが分かった。
実施例１４～１６の結果から、フラクタル型の複合波形状は、合成型の複合波形状と比較して、伸長性が向上することが分かった。
実施例１７～１９の結果から、第一波の波形を正弦波から半円形波に変更することで、伸長性は向上し、しかも、ワイヤー接触の可能性を低くできることが分かった。

１…基材、２…疑似シート構造体、２１…導電性線状体、３…樹脂層、１００，１００Ａ…シート状導電部材。

Claims (6)

1. 間隔をもって配列された複数の導電性線状体からなる疑似シート構造体を備えるシート状導電部材であって、
   前記導電性線状体が、前記シート状導電部材の平面視において、波形状であり、
   前記波形状は、仮想の第一波に沿って、前記第一波よりも振幅及び波長が短い第二波が設けられた形状であり、
   前記第一波の振幅をＡ _１ 、前記第一波の波長をλ _１ 及び前記第二波の振幅をＡ _２ とした場合に、下記数式（Ｆ１）及び数式（Ｆ２）を満たす、
   シート状導電部材。
   １／２０≦Ａ _１ ／λ _１ ≦１ ・・・（Ｆ１）
   １／１０≦Ａ _２ ／Ａ _１ ≦３／５ ・・・（Ｆ２）
2. 請求項１に記載のシート状導電部材において、
   前記第一波の波長をλ_１とし、前記第二波の波長をλ_２とした場合に、下記数式（Ｆ３）を満たす、
   シート状導電部材。
   １／２１≦λ_２／λ_１≦１／３ ・・・（Ｆ３）
3. 請求項１又は請求項２に記載のシート状導電部材において、
   前記導電性線状体は、金属ワイヤーを含む線状体、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からなる群から選択される少なくとも１種である、
   シート状導電部材。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシート状導電部材において、
   さらに、前記疑似シート構造体を支持する伸縮性基材を備える、
   シート状導電部材。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシート状導電部材において、
   発熱体として用いる、
   シート状導電部材。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシート状導電部材を備える、
   シート状ヒーター。