JP7823023B2 - 三次元成形用配線シート - Google Patents

三次元成形用配線シート

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Description

本発明は、三次元成形用の配線シートに関する。
近年、金属ワイヤー等の導電性部材を支持体等に固定して得られる導電性構造体を、発熱装置の発熱体等として利用することが提案されている。
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てなる疑似シート構造体を有するシート(以下、「配線シート」と記載することがある。)が記載されている。
また、家電筐体、車両内装部品、建材内装材等に使用される成形品の表面に、意匠性、耐傷性等の機能を付与する技術として、TOM(Three dimension Overlay Method)成形、フィルムインサート成形、真空成形(バキューム・フォーミング)等の三次元成形法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
国際公開第2017/086395号(US2018/0326697A1) 特開2015-182438号公報
従来、特許文献1に記載されるような配線シートに対して三次元成形処理を行うと、その処理の最中に線状体等が動き、線状体等の周囲に空洞が生じ、外観不良の問題が発生する場合があった。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、三次元成形処理後において外観不良の問題が発生し難い配線シートを提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく、複数の導電性線状体で構成された疑似シート構造体を有する配線シートについて鋭意検討した。
その結果、疑似シート構造体が、第1の埋め込み層と第2の埋め込み層に挟持されてなる三次元成形用配線シートであって、第1の埋め込み層と第2の埋め込み層の貯蔵せん断弾性率が特定の範囲内のものであり、かつ、第1の埋め込み層の厚さ、第2の埋め込み層の厚さ、及び疑似シート構造体の厚さに関する特定の要件を満たすものは、三次元成形処理後において外観不良の問題が発生し難いものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして本発明によれば、下記〔1〕~〔6〕の三次元成形用配線シートが提供される。
〔1〕間隔をもって配列された複数の導電性線状体で構成された疑似シート構造体が、第1の埋め込み層と、第2の埋め込み層に挟持されてなる三次元成形用配線シートであって、前記導電性線状体は、平面視において波形状であり、第1の埋め込み層、及び第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率が、いずれも1.0×10~3.0×10Paであり、第1の埋め込み層の厚さをT、第2の埋め込み層の厚さをT、疑似シート構造体の厚さをTとしたときに、下記式を満たすものである、三次元成形用配線シート。
〔2〕前記導電性線状体の断面の形状が、直径が7~75μmの円形状である、〔1〕に記載の三次元成形用配線シート。
〔3〕前記第1の埋め込み層、及び前記第2の埋め込み層が、同じ組成を有するものである、〔1〕又は〔2〕に記載の三次元成形用配線シート。
〔4〕前記第1の埋め込み層、及び前記第2の埋め込み層が、硬化性を有するものである、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の三次元成形用配線シート。
〔5〕前記第1の埋め込み層に隣接する第1の樹脂層、及び/又は、前記第2の埋め込み層に隣接する第2の樹脂層を有するものである、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の三次元成形用配線シート。
〔6〕前記第1の樹脂層の第1の埋め込み層側の面、及び/又は、前記第2の樹脂層の第2の埋め込み層側の面が、剥離性を有するものである、〔5〕に記載の三次元成形用配線シート。
本発明によれば、三次元成形処理後において外観不良の問題が発生し難い、三次元成形用の配線シートが提供される。
本発明の一実施の形態に係る三次元成形用配線シートの概略斜視図である。 図1に示された三次元成形用配線シートの概略平面図である。 本発明の一実施の形態に係る三次元成形用配線シートの概略斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る三次元成形用配線シートの概略斜視図である。
本発明の三次元成形用配線シートは、間隔をもって配列された複数の導電性線状体で構成された疑似シート構造体が、第1の埋め込み層と、第2の埋め込み層に挟持されてなる三次元成形用配線シートであって、前記導電性線状体は、平面視において波形状であり、第1の埋め込み層、及び第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率が、いずれも1.0×10~3.0×10Paであり、第1の埋め込み層の厚さをT、第2の埋め込み層の厚さをT、疑似シート構造体の厚さをTとしたときに、下記式を満たすものである。
以下、本発明の三次元成形用配線シートの構造を図面に基づいて説明する。なお、図面においては、説明を容易にするために、拡大又は縮小して表している部分がある。
図1、図2に示す三次元成形用配線シート100は、複数(4本)の導電性線状体1aで構成された疑似シート構造体2aが、第1の埋め込み層3aと、第2の埋め込み層4aに挟持されてなるものである。導電性線状体1aは、平面視において波形状を有している。
本発明の三次元成形用配線シートは、第1の埋め込み層に隣接する第1の樹脂層や、第2の埋め込み層に隣接する第2の樹脂層を有するものであってもよい。
図3に示す三次元成形用配線シート200は、複数(4本)の導電性線状体1bで構成された疑似シート構造体2bが、第1の埋め込み層3bと、第2の埋め込み層4bに挟持されてなるものである。三次元成形用配線シート200は、さらに、第1の埋め込み層3bに隣接する第1の樹脂層5bを有している。
図4に示す三次元成形用配線シート300は、複数(4本)の導電性線状体1cで構成された疑似シート構造体2cが、第1の埋め込み層3cと、第2の埋め込み層4cに挟持されてなるものである。三次元成形用配線シート300は、さらに、第1の埋め込み層3cに隣接する第1の樹脂層5cと、第2の埋め込み層4cに隣接する第2の樹脂層6cとを有している。
以下、本発明の三次元成形用配線シートを構成する各部材について説明する。
〔導電性線状体〕
本発明の三次元成形用配線シートの導電性線状体は、導電性を有する線状の部材である。本発明の三次元成形用配線シートが、発熱装置の発熱体の製造材料である場合、導電性線状体が発熱する部材である。
本発明の三次元成形用配線シート中の導電性線状体は、平面視において波形状を有する。波形状としては、正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波等が挙げられる。
本発明の三次元成形用配線シート中の導電性線状体が平面視において波形状を有するため、三次元成形時に伸長したときに導電性線状体が直線化し、三次元成形用配線シートの伸長に追従して導電性線状体が伸長することができる。このため、本発明の三次元成形用配線シートは、三次元成形処理中に断線等の問題が生じ難い。
波形状の導電性線状体の波長は、通常0.3~100mm、好ましくは0.5~80mmである。
波形状の導電性線状体の振幅は、通常0.3~200mm、好ましくは0.5~160mmである。
導電性線状体の断面の形状は、特に限定されない。導電性線状体の断面の形状としては、円形状、楕円形状、扁平形状、多角形形状等が挙げられる。これらの中でも、円形状が好ましい。
導電性線状体の断面の形状が円形状である場合、導電性線状体の直径は、好ましくは7~75μm、より好ましくは8~60μm、さらに好ましくは12~40μmである。
導電性線状体の断面が上記の直径を有する円形状であることで、導電性線状体が適度な抵抗を有し、発熱効率が向上する。
導電性線状体の断面の形状や直径は、デジタル顕微鏡を用いて導電性線状体を観察することにより把握することができる。
導電性線状体の体積抵抗率は、好ましくは1.0×10-9~1.0×10-3Ω・m、より好ましくは1.0×10-8~1.0×10-4Ω・mである。
導電性線状体の体積抵抗率が上記範囲内であることで、発熱体として適する三次元成形用配線シートが得られ易くなる。
導電性線状体の体積抵抗率は、25℃における既知の値であり、化学便覧(基礎編)改定4版(編者:日本化学会)に記載の値である。当該化学便覧に記載されていない合金の体積抵抗率の値については、合金の製造元が開示する値である。
導電性線状体としては、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、糸に導電性被覆が施されてなる線状体等が挙げられる。
金属ワイヤーを含む線状体(以下、「金属ワイヤー線状体」と記載することがある。)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て得られた線状体であってもよい。また、第1の金属からなる芯線と、この芯線の外側に設けられ、第1の金属とは異なる第2の金属からなる金属皮膜とを有する線状体であってもよい。
金属ワイヤーを構成する金属としては、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;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、金属ワイヤーは、炭素材料により表面が被覆されたものであってもよい。
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(以下、「カーボンナノチューブ線状体」と記載することがある。)は、カーボンナノチューブを導電性物質として含む線状体である。
カーボンナノチューブ線状体としては、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ることができる。
この製造方法によれば、純度の高いカーボンナノチューブ線状体を得ることができる。
また、この製造方法において、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。
また、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は、2本以上のカーボンナノチューブ線状体が編まれてなるものであってもよい。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てなるもの(以下、「複合線状体」と記載することがある。)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線状体を得る過程(具体的には、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という工程)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て得られる複合線状体、(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て得られる複合線状体、(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で得られる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。
複合線状体を構成する金属としては、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;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。
糸に導電性被覆が施されてなる線状体を構成する糸としては、ナイロン、及びポリエステル等の樹脂から紡糸した糸等が挙げられる。
導電性被覆としては、金属、導電性高分子、及び炭素材料等の被膜等が挙げられる。導電性被覆は、メッキや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てなる線状体は、糸の柔軟性を維持しつつ、良好な導電性を有している。
これらの中でも、導電性線状体としては、金属ワイヤー線状体が好ましい。
金属ワイヤー線状体を用いることで、より低い抵抗値の三次元成形用配線シートが得られ易くなる。また、三次元成形用配線シートを発熱体として使用する場合、金属ワイヤー線状体を有する三次元成形用配線シートは、速やかに発熱する傾向があり好ましい。
〔疑似シート構造体〕
疑似シート構造体は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体で構成されるものである。すなわち、疑似シート構造体は、複数の導電性線状体の集合体である。
疑似シート構造体に含まれる導電性線状体の数は、2本以上であり、好ましくは3~100本、より好ましくは4~80本である。
疑似シート構造体に含まれる導電性線状体の数が3本以上である場合、導電性線状体は等間隔に配置されていてもよいし、不等間隔に配置されていてもよい。
導電性線状体の間隔は、好ましくは0.1~100mm、より好ましくは1~80mm、さらに好ましくは2~50mmである。
導電性線状体の間隔が上記範囲内であれば、導電性線状体がある程度密集しているため、疑似シート構造体の抵抗を低く維持することができる。また、三次元成形用配線シートを発熱体として使用する場合、より均一に温度が上昇する三次元成形用配線シートが得られ易くなる。
導電性線状体の間隔は、デジタル顕微鏡を用いて疑似シート構造体の導電性線状体を観察することにより求めることができる。
疑似シート構造体の厚さ(T)は、好ましくは7~75μm、より好ましくは8~60μm、さらに好ましくは12~40μmである。
疑似シート構造体を構成する複数の導電性線状体の断面の形状が、いずれも同一径の円形状である場合、それらの導電性線状体の断面の直径を疑似シート構造体の厚さ(T)と擬制することができる。また、複数の導電性線状体の断面の形状が、いずれも円形状で、かつ、それらの導電性線状体の断面の直径が同じでない場合、それらの導電性線状体の断面の直径の中で最大のものを疑似シート構造体の厚さ(T)と擬制することができる。
また、三次元形成用配線シートの断面をデジタル顕微鏡で観察して、複数の導電性線状体を含んだ上辺と下辺が並行であり面積が最小となる平行四辺形を想定し、その高さ(上辺下辺の距離)を、疑似シート構造体の厚さ(T)に擬制してもよい。
〔埋め込み層〕
本発明の三次元成形用配線シートは、埋め込み層を2つ有する。なお、本明細書においては、三次元成形用配線シートを水平に置いたときに、下側に位置する埋め込み層を「第1の埋め込み層」と表し、上側に位置する埋め込み層を「第2の埋め込み層」と表す。
疑似シート構造体は、第1の埋め込み層と第2の埋め込み層に挟持されている。三次元成形用配線シートがこのような層構造を有することで、疑似シート構造体は安定的に固定される。
第1の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率は、1.0×10~3.0×10Pa、好ましくは2.0×10~3.0×10Pa、より好ましくは5.0×10~3.0×10Paである。また、第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率は、1.0×10~3.0×10Pa、好ましくは2.0×10~3.0×10Pa、より好ましくは5.0×10~3.0×10Paである。
第1の埋め込み層、及び第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
第1の埋め込み層、及び第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率が上記範囲内であることで、三次元成形処理時に導電性線状体を確実に固定しつつ、三次元成形処理後に外観不良の問題が発生し難い三次元成形用配線シートを得ることができる。
すなわち、埋め込み層は、室温付近の温度において比較的変形し易いものであるため、導電性線状体を十分に埋め込み、確実に固定することができる。導電性線状体が埋め込み層に十分に埋め込まれた配線シートにおいては、三次元成形処理を行っても導電性線状体がずれ難く、導電性線状体の跡が目立つことがない。
埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率は、埋め込み層を構成する樹脂成分の分子量や架橋構造の形成等の、粘着剤や接着剤の分野の公知技術を用いて適切に制御することができる。
第1の埋め込み層の厚さ(T)は、好ましくは3~200μm、より好ましくは4~150μm、さらに好ましくは5~100μmである。
第2の埋め込み層の厚さ(T)は、好ましくは3~200μm、より好ましくは4~150μm、さらに好ましくは5~100μmである。
第1の埋め込み層と第2の埋め込み層は、同じ組成を有していてもよいし、異なる組成を有していてもよい。三次元成形用配線シートをより効率よく製造できることから、第1の埋め込み層と第2の埋め込み層は、同じ組成を有することが好ましい。
第1の埋め込み層と第2の埋め込み層は、硬化性を有することが好ましい。上記のように、埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率は比較的低い値を有し、変形し易いものである。このため、三次元成形処理後の最終製品もまた変形し易いという問題が生じる恐れがある。
第1の埋め込み層と第2の埋め込み層が硬化性を有する場合、三次元成形処理後にこれらの層を硬化させることで、最終製品における変形を抑制することができる。
第1の埋め込み層と第2の埋め込み層は、接着剤や粘着剤を原料組成物として用いることで効率よく形成することができる。
埋め込み層の形成に用いる原料組成物は、上記の貯蔵せん断弾性率を有する埋め込み層を形成し得るものであれば特に限定されない。
原料組成物としては、アクリル系組成物(アクリル系重合体を含有する組成物)、フェノキシ系組成物(フェノキシ樹脂を含有する組成物)、ウレタン系組成物(ウレタン系重合体を含有する組成物)、ゴム系組成物(ゴム系重合体を含有する組成物)、ポリエステル系組成物(ポリエステル系重合体を含有する組成物)、シリコーン系組成物(シリコーン系重合体を含有する組成物)、及びポリビニルエーテル系組成物(ポリビニルエーテル系重合体を含有する組成物)等が挙げられる。
これらの中でも、アクリル系組成物やフェノキシ系組成物が好ましい。
アクリル系組成物としては、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繰り返し単位を含むアクリル系重合体や、環状構造を有する(メタ)アクリレートに由来する繰り返し単位を含むアクリル系重合体を含有する樹脂組成物が挙げられる。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いる。
アクリル系重合体は単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。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。
これらの中でも、アクリル系重合体としては、炭素数1~20の鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1’)(以下、「単量体(a1’)」と記載することがある)に由来する繰り返し単位(a1)、及び官能基含有モノマー(a2’)(以下、「単量体(a2’)」と記載することがある)に由来する繰り返し単位(a2)を含むアクリル系共重合体が好ましい。
なお、このアクリル系共重合体は、単量体(a1’)及び単量体(a2’)以外のその他の単量体(a3’)に由来する繰り返し単位(a3)をさらに含んでいてもよい。
単量体(a1’)が有する鎖状アルキル基の炭素数は、粘着特性の向上の観点から、好ましくは1~12、より好ましくは4~8、さらに好ましくは4~6である。
単量体(a1’)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、及びステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単量体(a1’)の中でも、ブチル(メタ)アクリレート及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、ブチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
単量体(a1’)は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
繰り返し単位(a1)の含有量は、アクリル系共重合体の全繰り返し単位に対して、50~99.5質量%が好ましく、55~99質量%がより好ましく、60~97質量%がさらに好ましく、65~95質量%が特に好ましい。
単量体(a2’)としては、ヒドロキシ基含有モノマー、カルボキシ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、シアノ基含有モノマー、ケト基含有モノマー、及びアルコキシシリル基含有モノマー等が挙げられる。これらの単量体(a2’)の中でも、ヒドロキシ基含有モノマーやカルボキシ基含有モノマーが好ましい。
ヒドロキシ基含有モノマーとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
カルボキシ基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられ、(メタ)アクリル酸が好ましい。
エポキシ基含有モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
アミノ基含有モノマーとしては、ジアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
シアノ基含有モノマーとしては、アクリロニトリル等が挙げられる。
単量体(a2’)は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
繰り返し単位(a2)の含有量は、アクリル系共重合体の全繰り返し単位に対して、0.1~50質量%が好ましく、0.5~40質量%がより好ましく、1.0~30質量%がさらに好ましく、1.5~20質量%が特に好ましい。
単量体(a3’)としては、環状構造を有する(メタ)アクリレート(例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート、及びアクリロイルモルフォリン等)、酢酸ビニル、及びスチレン等が挙げられる。
単量体(a3’)は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
繰り返し単位(a3)の含有量は、アクリル系共重合体の全繰り返し単位に対して、0~40質量%が好ましく、0~30質量%がより好ましく、0~25質量%がさらに好ましく、0~20質量%以下が特に好ましい。
アクリル系重合体の重量平均分子量(Mw)は、通常50,000~800,000、好ましくは80,000~500,000、より好ましくは100,000~450,000である。アクリル系重合体の重量平均分子量が上記範囲内であることで、埋め込み層の貯蔵せん断弾性率が適度なものになる場合がある。
アクリル系重合体の重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を行い、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
アクリル系組成物に含まれるアクリル系重合体の含有量は、アクリル系組成物の有効成分中、通常60~99.9質量%、好ましくは80~99.9質量%である。
本明細書において、有効成分とは組成物中の溶媒を除いた成分をいう。
アクリル系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、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、単量体(a2’)に由来する官能基を、架橋剤と反応する架橋点として利用することができる。
アクリル系共重合体を架橋剤により架橋することで、埋め込み層の貯蔵せん断弾性率を効率よく制御することができる。
アクリル系組成物が架橋剤を含有するとき、架橋剤の含有量は、アクリル系組成物の有効成分中、通常30質量%以下、好ましくは0.1~30質量%、より好ましくは0.1~15質量%である。
アクリル系組成物は、エネルギー線硬化性の成分を含有していてもよい。
エネルギー線硬化性の成分を含有するアクリル系組成物を用いることで、硬化性を有する埋め込み層を効率よく形成することができる。
エネルギー線硬化性の成分としては、多官能(メタ)アクリレート化合物等の、1分子中に紫外線重合性の官能基を2つ以上有する化合物等が挙げられる。
また前記単量体(a2’)の官能基に反応する官能基と、エネルギー線重合性の官能基とを1分子中に有する化合物も、エネルギー線硬化性の成分として用いることができる。
フェノキシ系組成物は、バインダー樹脂としてフェノキシ樹脂を含有する樹脂組成物である。
フェノキシ樹脂は、主鎖が芳香族ジオールと芳香族ジグリシジルエーテルとの重付加構造である高分子である。本明細書においては、重量平均分子量(Mw)が10,000超のものを「フェノキシ樹脂」とする。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールA-ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールE型フェノキシ樹脂等が挙げられる。
フェノキシ樹脂は、ビスフェノール化合物又はビフェノール化合物とエピクロルヒドリンのようなエピハロヒドリンとの反応や、ビスフェノール化合物又はビフェノール化合物と液状エポキシ樹脂との反応により得ることができる。
フェノキシ樹脂は、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。
フェノキシ樹脂としては、市販品を用いることができる。市販品としては、商品名:PKHC、PKHH,PKHJ(いずれも巴化学社製)、商品名:エピコート4250、エピコート1255HX30、エピコート5580BPX40(いずれも日本化薬社製)、商品名:YP-50、YP50S、YP-55、YP-70(いずれも日鉄ケミカル&マテリアル社製)、商品名:JER 1256、4250、YX6954BH30、YX7200B35、YL7290BH30(いずれも三菱ケミカル社製)等が挙げられる。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、通常10,000~200,000、好ましくは20,000~100,000、より好ましくは30,000~80,000である。フェノキシ樹脂の重量平均分子量が上記範囲内であることで、埋め込み層の貯蔵せん断弾性率が適度なものになる場合がある。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒として用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を行い、標準ポリスチレン換算値として求めることができる。
フェノキシ系組成物に含まれるフェノキシ樹脂の含有量は、フェノキシ系組成物の有効成分中、通常20~90質量%、好ましくは30~80質量%である。
フェノキシ系組成物は、エポキシ樹脂を含有してもよい。なお、本明細書においては、重量平均分子量(Mw)が10,000以下のものを「エポキシ樹脂」とし、「フェノキシ樹脂」と区別する。
エポキシ樹脂としては、脂肪族エポキシ化合物(脂環式エポキシ化合物を除く)、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物等が挙げられる。
脂肪族エポキシ化合物としては、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ソルビトールのテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールのヘキサグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。
芳香族エポキシ化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、又はこれらに更にアルキレンオキサイドを付加した化合物のグリシジルエーテル化物やエポキシノボラック樹脂;レゾルシノールやハイドロキノン、カテコール等の2個以上のフェノール性水酸基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル化物;フェニルジメタノールやフェニルジエタノール、フェニルジブタノール等のアルコール性水酸基を2個以上有する芳香族化合物のグリシジルエーテル化物;フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の2個以上のカルボン酸を有する多塩基酸芳香族化合物のグリシジルエステル;等が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物としては、ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAの水添物のような、少なくとも1個以上の脂環式構造を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル化物;シクロヘキセン環含有化合物やシクロペンテン環含有化合物を酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイドやシクロペンテンオキサイド含有化合物等のシクロアルケンオキサイド化合物;が挙げられる。
エポキシ樹脂は、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
エポキシ樹脂の分子量は、通常100~5,000、好ましくは200~4,000である。
フェノキシ系組成物がエポキシ樹脂を含有するとき、エポキシ樹脂の含有量は、フェノキシ系組成物の有効成分中、通常75質量%以下、好ましくは5~75質量%、より好ましくは10~50質量%である。
原料組成物が硬化性成分を含有する場合、原料組成物は重合開始剤を含有することが好ましい。
例えば、エポキシ化合物等のカチオン重合性化合物を含有する原料組成物においては、カチオン重合開始剤を配合することで、より効率よく硬化する埋め込み層を形成することができる。
カチオン重合開始剤としては、光カチオン重合開始剤が好ましい。熱カチオン重合開始剤を用いた場合、三次元成形中に硬化反応が進行するおそれがある。
この点、光カチオン重合開始剤を用いることで、三次元成形時には硬化反応を進行させず、三次元成形終了後に硬化反応を進行させることができる。
光カチオン重合開始剤は、紫外線が照射されることによってカチオン種を発生して、カチオン重合性化合物の硬化反応を開始させる化合物であり、紫外線を吸収するカチオン部と酸の発生源となるアニオン部からなる。
光カチオン重合開始剤としては、例えば、スルホニウム塩系化合物、ヨードニウム塩系化合物、ホスホニウム塩系化合物、アンモニウム塩系化合物、ジアゾニウム塩系化合物、セレニウム塩系化合物、オキソニウム塩系化合物等が挙げられる。これらの中でも、他の成分との相溶性に優れることから、スルホニウム塩系化合物が好ましく、芳香族基を有する芳香族スルホニウム塩系化合物がより好ましい。
スルホニウム塩系化合物としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4,4’-ビス[ジフェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロホスフェート、4,4’-ビス[ジ(β-ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロホスフェート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、7-[ジ(p-トルイル)スルホニオ]-2-イソプロピルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、フェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロホスフェート、フェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロアンチモネート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロホスフェート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-ヘキサフルオロアンチモネート、4-tert-ブチルフェニルカルボニル-4’-ジフェニルスルホニオ-ジフェニルスルフィド-テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4-{4-(2-クロロベンゾイル)フェニルチオ}フェニルビス(4-フルオロフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、チオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートのハロゲン化物、4,4’,4’’-トリ(β-ヒドロキシエトキシフェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4,4’-ビス[ジフェニルスルホニオ]ジフェニルスルフィド-ビスヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニル[4-(フェニルチオ)フェニル]スルホニウムトリフルオロトリスペンタフルオロエチルホスファート、トリス[4-(4-アセチルフェニルスルファニル)フェニル]スルホニウムトリス[(トリフルオロメチル)スルホニル]メタニド、カチオン部が4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウム、アニオン部がフッ素及びパーフルオロアルキル基が付加したリン系アニオンである塩等が挙げられる。
ヨードニウム塩系化合物としては、ジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4-ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、(トリクミル)ヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
ホスホニウム塩系化合物としては、トリ-n-ブチル(2,5-ジヒドロキシフェニル)ホスホニウムブロマイド、ヘキサデシルトリブチルホスホニウムクロライド等が挙げられる。
アンモニウム塩系化合物としては、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、フェニルトリブチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロマイド等が挙げられる。
これらの光カチオン重合開始剤は、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。
また、光カチオン重合開始剤として、市販品を用いることができる。市販品としては、サイラキュアUVI-6970、サイラキュアUVI-6974、サイラキュアUVI-6990、サイラキュアUVI-950(以上、ユニオンカーバイド社製)、イルガキュア250、イルガキュア261、イルガキュア264(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、SP-150、SP-151、SP-170、オプトマーSP-171(以上、ADEKA社製)、CG-24-61(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)、DAICAT II(ダイセル社製)、UVAC1590、UVAC1591(以上、ダイセル・サイテック社製)、CI-2064、CI-2639、CI-2624、CI-2481、CI-2734、CI-2855、CI-2823、CI-2758、CIT-1682(以上、日本曹達社製)、PI-2074(ローディア社製)、FFC509(3M社製)、BBI-102、BBI-101、BBI-103、MPI-103、TPS-103、MDS-103、DTS-103、NAT-103、NDS-103(以上、ミドリ化学社製)、CD-1010、CD-1011、CD-1012(Sartomer社製)、CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-310B(以上、サンアプロ社製)、サンエイドSI-60、サンエイドSI-80、サンエイドSI-100、サンエイドSI-110、サンエイドSI-150(以上、三新化学工業社製)等が挙げられる。
原料組成物が光カチオン重合開始剤を含有するとき、光カチオン重合開始剤の含有量は、カチオン重合性化合物100質量部に対して、通常、0.1~10質量部、好ましくは0.3~8質量部、より好ましくは0.5~6質量部である。
埋め込み層の形成に用いる原料組成物は、本発明の効果を妨げない範囲において、粘着付与剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、着色顔料等の添加剤や、溶媒を含有してもよい。
これらの含有量は、目的に合わせて適宜決定すればよい。
埋め込み層の形成方法は特に限定されない。
例えば、基材や剥離シート上に原料組成物を塗布し、得られた塗膜を乾燥することで埋め込み層を形成することができる。
この基材や剥離シートは、最終的に本発明の三次元成形用配線シートの樹脂層を構成するものであってもよい。
〔樹脂層〕
本発明の三次元成形用配線シートは、前記埋め込み層に隣接する樹脂層を有していてもよい。本明細書においては、第1の埋め込み層に隣接する樹脂層を「第1の樹脂層」と表し、第2の埋め込み層に隣接する樹脂層を「第2の樹脂層」と表す。
なお、本発明において、「樹脂層」とは、三次元成形用配線シートが三次元成形を終え、製品になった後にも存在するもの、すなわち、埋め込み層と剥離不能に設けられているもの(基材)だけでなく、三次元成形用配線シートの製造時や保管時に存在し、製品製造工程の途中で除去されるもの(例えば、剥離シート、保護シート、工程シート等)を含むものである。
樹脂層は、三次元成形用配線シートの形状保持や耐衝撃性の向上に関する役割を担う。
樹脂層の厚さは、通常10~500μm、好ましくは20~300μmである。
樹脂層としては、樹脂フィルムが好適に用いられる。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂フィルム、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、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、シリコーンフィルム、及びポリイミドフィルム等が挙げられる。
樹脂層が製品製造工程の途中で除去されるものである場合、樹脂層の埋め込み層と接する側の面は剥離性を有することが好ましい。
そのような樹脂層としては、前記樹脂フィルムの表面に剥離層を設けたものが好適に用いられる。
剥離層は、公知の剥離剤を用いて形成することができる。
剥離層の厚さは、特に限定されないが、通常0.01~2.0μm、好ましくは0.03~1.0μmである。
〔三次元成形用配線シート〕
本発明の三次元成形用配線シートは、第1の埋め込み層の厚さをT、第2の埋め込み層の厚さをT、疑似シート構造体の厚さをTとしたときに、下記式を満たすものである。
本発明の三次元成形用配線シートは上記式を満たすため、三次元成形処理後に外観不良の問題が発生し難いものとなる。
(T+T)/Tの値は、好ましくは1超8以下、より好ましくは1超5以下である。
本発明の三次元成形用配線シートの製造方法は特に限定されない。
例えば、埋め込み層を2枚用意し、一方の埋め込み層に疑似シート構造体を埋め込んだ後、その上にもう一方の埋め込み層を貼り合わせることで、三次元成形用配線シートを得ることができる。
本発明の三次元成形用配線シートは、所定の形状を有する発熱体の製造材料として好適に用いられる。
発熱体の用途としては、例えば、デフォッガー(曇り取り)、及びデフロスター(霜取り)等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施例になんら限定されるものではない。
なお、以下において、「樹脂層形成用フィルム」を「樹脂層」と記載することがあり、「埋め込み層形成用接着剤シート」を「埋め込み層」と記載することがある。
〔実施例で使用した化合物、部材〕
・アクリル系共重合体(A):原料モノマーとして、n-ブチルアクリレート/アクリル酸=90.0/10.0(質量比)を用いて得られたアクリル系共重合体、重量平均分子量(Mw):41万
・イソシアネート系化合物(B):トリメチロールプロパン変性トリレンジイソシアネート:トーヨーケム社製、商品名:BHS8515
・フェノキシ樹脂(C):三菱ケミカル社製、商品名:YX7200B35
・エポキシ化合物(D):オキシアルキレン基を有するエポキシ樹脂〔三菱ケミカル社製、商品名:YX7400、環状エーテル当量:440g/eq、(25℃で液状)〕
・エポキシ化合物(E):水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂〔三菱ケミカル社製、商品名:YX8000、環状エーテル当量:205g/eq、25℃で液状〕
・光カチオン重合開始剤(F):4-(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート〔サンアプロ社製、商品名:CPI-100P〕
・熱カチオン重合開始剤(G):三新化学工業社製、商品名:SI-B3
・樹脂層(H):PMMAフィルム、〔住化アクリル販売社製、商品名:テクノロイS000、厚さ200μm〕
〔製造例1〕
アクリル系共重合体(A)100質量部、イソシアネート系化合物(B)0.3質量部(有効成分)、及び、トルエンを混合して、有効成分濃度25質量%の原料組成物(I)を得た。
〔製造例2〕
製造例1で得られた原料組成物(I)を剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET752150)の剥離処理面上に塗布し、得られた塗膜を100℃で2分間乾燥し、厚さが20μmの埋め込み層(Ia)を形成した。この埋め込み層(Ia)の上に、もう1枚の剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET381031)の剥離処理面を貼り合わせて剥離フィルム付き埋め込み層(Ia)を作製した。
〔製造例3〕
埋め込み層の厚さを15μmに変更したことを除き、製造例2と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(Ib)を作製した。
〔製造例4〕
埋め込み層の厚さを10μmに変更したことを除き、製造例2と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(Ic)を作製した。
〔製造例5〕
製造例1において、イソシアネート系化合物(B)の量を5質量部(有効成分)に変更したこと以外は、製造例1と同様にして原料組成物(II)を得た。
〔製造例6〕
製造例5で得られた原料組成物(II)を剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET752150)の剥離処理面上に塗布し、得られた塗膜を100℃で2分間乾燥し、厚さが30μmの埋め込み層(IIa)を形成した。この埋め込み層(IIa)の上に、もう1枚の剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET381031)の剥離処理面を貼り合わせて剥離フィルム付き埋め込み層(IIa)を作製した。
〔製造例7〕
埋め込み層の厚さを20μmに変更したことを除き、製造例6と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(IIb)を作製した。
〔製造例8〕
埋め込み層の厚さを10μmに変更したことを除き、製造例6と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(IIc)を作製した。
〔製造例9〕
埋め込み層の厚さを5μmに変更したことを除き、製造例6と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(IId)を作製した。
〔製造例10〕
フェノキシ樹脂(C)100質量部、エポキシ化合物(D)60質量部、光カチオン重合開始剤(F)2質量部、及び、メチルエチルケトンを混合して、有効成分濃度50質量%の原料組成物(III)を得た。
〔製造例11〕
製造例10で得られた原料組成物(III)を剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET752150)の剥離処理面上に塗布し、得られた塗膜を100℃で2分間乾燥し、厚さが25μmの埋め込み層(IIIa)を形成した。この埋め込み層(IIIa)の上に、もう1枚の剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET381031)の剥離処理面を貼り合わせて剥離フィルム付き埋め込み層(IIIa)を作製した。
〔製造例12〕
埋め込み層の厚さを20μmに変更したことを除き、製造例11と同様にして剥離フィルム付き埋め込み層(IIIb)を作製した。
〔製造例13〕
アイグラフィックス社製、高圧水銀ランプを使用し、照度200mW/cm、積算光量1000mJ/cmの条件で、製造例11で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(IIIa)にUV照射を行い、剥離フィルム付き埋め込み層(IIIc)を得た。
〔製造例14〕
アイグラフィックス社製、高圧水銀ランプを使用し、照度200mW/cm、積算光量1000mJ/cmの条件で、製造例12で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(IIIb)にUV照射を行い、剥離フィルム付き埋め込み層(IIId)を得た。
〔製造例15〕
フェノキシ樹脂(C)100質量部、エポキシ化合物(E)200質量部、熱カチオン重合開始剤(G)8質量部、及び、メチルエチルケトンを混合して、有効成分濃度50質量%の原料組成物(IV)を得た。
〔製造例16〕
製造例15で得られた原料組成物(IV)を剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET752150)の剥離処理面上に塗布し、得られた塗膜を100℃で2分間乾燥し、厚さが20μmの埋め込み層(IVa)を形成した。この埋め込み層(IVa)の上に、もう1枚の剥離フィルム(リンテック社製、商品名:SP-PET381031)の剥離処理面を貼り合わせて剥離フィルム付き埋め込み層(IVa)を作製した。
〔貯蔵せん断弾性率(G’)の測定〕
JIS K7244-6に準拠し、粘弾性測定装置(Anton paar社製、製品名:MCR302)を用いて、周波数1Hz、試験開始温度0℃、試験終了温度120℃、昇温速度3℃/分の条件で、ねじりせん断法により、貯蔵せん断弾性率(G’)を測定した。
なお、原料組成物の特性に応じてそれぞれ異なる方法により測定試料を得た。その詳細を以下に示す。
(原料組成物(I))
製造例2で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(Ia)を複数用意し、これらの剥離フィルムを剥がした後、埋め込み層(Ia)を重ねて、厚さ約0.5mmの積層体を得た。
次いで、得られた積層体を、温度23℃、相対湿度50%の環境下で1週間保管してシーズニングを行った後、直径8mmの円柱体(高さ0.5mm)に打ち抜き、これを測定試料とした。
(原料組成物(II))
製造例6で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(IIa)を複数用意し、これらの剥離フィルムを剥がした後、埋め込み層(IIa)を重ねて、厚さ約0.5mmの積層体を得た。
次いで、得られた積層体を、温度23℃、相対湿度50%の環境下で1週間保管してシーズニングを行った後、直径8mmの円柱体(高さ0.5mm)に打ち抜き、これを測定試料とした。
(原料組成物(III))
製造例10で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(IIIa)を複数用意し、これらの剥離フィルムを剥がした後、埋め込み層(IIIa)を重ねて、厚さ約0.5mmの積層体を得た。
なお、原料組成物(III)に関しては、この積層体を2つ作製し、一方はそのまま直径8mmの円柱体(高さ0.5mm)に打ち抜き、これを測定試料とした。
もう一方は、アイグラフィックス社製、高圧水銀ランプを使用し、照度200mW/cm、積算光量1000mJ/cmの条件でUV照射を行った後、直径8mmの円柱体(高さ0.5mm)に打ち抜き、これを測定試料とした。
(原料組成物(IV))
製造例13で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(IVa)を複数用意し、これらの剥離フィルムを剥がした後、埋め込み層(IVa)を重ねて、厚さ約0.5mmの積層体を得た。
次いで得られた積層体に対して、100℃、60分の条件で熱硬化処理を行った後、直径8mmの円柱体(高さ0.5mm)に打ち抜き、これを測定試料とした。
原料組成物の組成、測定試料調製条件、及び貯蔵せん断弾性率(G’)の測定結果を第1表に示す。
〔実施例1〕
製造例2で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(Ia)(23℃、相対湿度50%の環境下で1週間保管してシーズニングを行ったもの)の片側の剥離フィルムを剥がし、露出した埋め込み層(Ia)と樹脂層(H)を、23℃、0.5MPaの条件でラミネートして貼り合わせ、「樹脂層(H)/埋め込み層(Ia)/剥離フィルム」の層構造の積層体を得た。次いでこの積層体の剥離フィルムを剥離除去し、残りの積層体を、ゴム製の外周面を有するドラム部材に、埋め込み層(Ia)が外側になるように巻きつけ、次いで、これを両面テープで固定した。
銀めっきタングステンワイヤー(直径14μm、株式会社トクサイ製、製品名:Ag(0.1)-TWG、以下、「ワイヤー」と称する。)をボビンに巻き付けた後、このワイヤーをドラム部材の端部付近に位置する埋め込み層(Ia)の表面に付着させ、次いで、ワイヤーを繰り出しながらドラム部材で巻き取った。なお、この工程において、ドラム部材を、ドラム軸方向に振動させながらワイヤーを巻き取り、巻き付けられたワイヤーが波形状を描くようにした。
このようにして、埋め込み層(Ia)の表面上にワイヤーを複数設けて、複数のワイヤーが等間隔に設置されてなる厚さ14μmの疑似シート構造体を形成し、疑似シート構造体を有する埋め込み層(Ia)を得た。
次いで、「樹脂層(H)/疑似シート構造体を有する埋め込み層(Ia)」の層構造の積層体を200mm×300mmの長方形(ワイヤーが延在する方向が長辺方向。)に裁断し、10本のワイヤーで構成された疑似シート構造体を有する「三次元成形用配線シートの製造中間体」を作製した。この三次元成形用配線シートの製造中間体において、ワイヤーは等間隔に設けられ、間隔は5mmである。また、波形状のワイヤーの波長は5.5mm、振幅は1.5mmである。
製造例2で得られた剥離フィルム付き埋め込み層(Ia)(23℃、相対湿度50%の環境下で1週間保管してシーズニングを行ったもの)の片側の剥離フィルムを剥がし、露出した埋め込み層(Ia)と、前記「三次元成形用配線シートの製造中間体」の疑似シート構造体を有する埋め込み層(Ia)とを、23℃、0.5MPaの条件でラミネートして貼り合わせ、「樹脂層(H)/埋め込み層(Ia)/疑似シート構造体/埋め込み層(Ia)/剥離フィルム」の層構造を有する三次元成形用配線シートを得た。
〔実施例2~5、比較例1~3〕
埋め込み層や樹脂層を第2表に記載のものに変更したこと以外は、実施例1と同様にして三次元成形用配線シートを得た。
なお、第2表中、疑似シート構造体は省略している。
また、埋め込み層(Ib)~(Ic)、埋め込み層(IIa)~(IId)は、23℃、相対湿度50%の環境下で1週間保管してシーズニングを行ったものを使用し、埋め込み層(IVa)は、100℃、60分の条件で熱硬化処理を行ったものを使用した。
〔3次元真空成型(TOM成形)〕
横10cm、縦15cm、中央部の高さ2cmの楕円体のポリカーボネート被着体に対して、得られた三次元成形用配線シートをTOM成形法により貼付した。
TOM成形は、SIBE AUTOMATION社製のTOM成形機を用いて、120℃の条件で行った。
なお、実施例1、4、5、比較例3で得られた三次元成形用配線シートについては、剥離フィルムを剥離除去し、露出した埋め込み層と被着体が接するように重ねてTOM成形を行い、実施例2、3、比較例1、2で得られた三次元成形用配線シートについては、樹脂層(H)と被着体が接するように重ねてTOM成形を行った。
得られた成形品をデジタル顕微鏡で観察し、外観不良なく成形できた場合を「○」、ワイヤー周辺に空洞部の欠点が生じたものを「×」と評価した。
実施例1~5の三次元形成用配線シートを用いることで、外観不良なく三次元成形処理を行うことができる。
一方、比較例1、3の配線シートを用いた場合、埋め込み層の弾性率が高すぎるため、ワイヤーが十分に埋め込まれず、三次元成形処理中にワイヤーが動いたことによる空洞部が見られた。
また、比較例2の配線シートを用いた場合、埋め込み層が十分な厚さを有しないため、ワイヤーが十分に埋め込まれず、三次元成形処理中にワイヤーが動いたことによる空洞部が見られた。
100、200、300・・・三次元成形用配線シート
1a、1b、1c・・・導電性線状体
2a、2b、2c・・・疑似シート構造体
3a、3b、3c・・・第1の埋め込み層
4a、4b、4c・・・第2の埋め込み層
5b、5c・・・第1の樹脂層
6c・・・第2の樹脂層

Claims (6)

  1. 間隔をもって配列された複数の導電性線状体で構成された疑似シート構造体が、第1の埋め込み層と、第2の埋め込み層に挟持されてなる三次元成形用配線シートであって、
    前記導電性線状体は、平面視において波形状であり、
    第1の埋め込み層、及び第2の埋め込み層の23℃における貯蔵せん断弾性率が、いずれも1.×10 ~3.0×10Paであり、
    第1の埋め込み層の厚さをT、第2の埋め込み層の厚さをT、疑似シート構造体の厚さをTとしたときに、下記式を満たすものである、三次元成形用配線シート。
  2. 前記導電性線状体の断面の形状が、直径が7~75μmの円形状である、請求項1に記載の三次元成形用配線シート。
  3. 前記第1の埋め込み層、及び前記第2の埋め込み層が、同じ組成を有するものである、請求項1又は2に記載の三次元成形用配線シート。
  4. 前記第1の埋め込み層、及び前記第2の埋め込み層が、硬化性を有するものである、請求項1~3のいずれかに記載の三次元成形用配線シート。
  5. 前記第1の埋め込み層に隣接する第1の樹脂層、及び/又は、前記第2の埋め込み層に隣接する第2の樹脂層を有するものである、請求項1~4のいずれかに記載の三次元成形用配線シート。
  6. 前記第1の樹脂層の第1の埋め込み層側の面、及び/又は、前記第2の樹脂層の第2の埋め込み層側の面が、剥離性を有するものである、請求項5に記載の三次元成形用配線シート。
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