JP7284082B2 - Heater manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ヒータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a heater.
従来、発熱体としての導電膜及び樹脂製の基材を備えたヒータが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a heater provided with a conductive film as a heating element and a base material made of resin.
例えば、特許文献１には、フレキシブルなヒータパネルが記載されている。このヒータパネルは、透明基板、透明導電性薄膜、電極、及び接着層を有する。透明基板の材料として、ポリエステル樹脂等の高分子樹脂が使用されている。透明導電性薄膜は、金属薄膜又は半導体薄膜であり、半導体薄膜の材料は、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、又はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）でありうる。電極は、透明導電性薄膜の両端部に形成されている。電極は、例えば、印刷可能な導電性インクを印刷することにより形成される。導電性インクは、例えば、エポキシ樹脂のバインダー中に銀粒子を含む。接着層は、透明導電性薄膜を完全に覆っており、ヒータパネルを対象物に接着するために用いられる。接着層をなす接着剤として、透明な感圧性接着剤の使用が好ましい。
For example,
特許文献１に記載の技術によれば、透明導電性薄膜を覆う接着層として感圧性接着剤の使用が想定されている。しかし、このことは、樹脂製の基材を備えつつ、高い信頼性を有するヒータを製造する観点から有利であるとは言い難い。このため、特許文献１に記載の技術は、高い信頼性を有するヒータを製造する観点から再検討の余地を有する。
According to the technique described in
そこで、本発明は、樹脂製の基材を備えつつ、高い信頼性を有するヒータを製造できる方法を提供する。 Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a highly reliable heater having a base material made of resin.
本発明は、
ヒータの製造方法であって、
樹脂製の基材と、前記基材の主面に沿って形成された発熱体である導電膜と、前記導電膜に電気的に接続されているとともに前記導電膜の表面に沿って形成された給電用電極とを備えたシートの上に、流動性を有する硬化性組成物を供給して前記導電膜及び前記給電用電極を覆う被覆工程と、
前記硬化性組成物を硬化させる硬化工程と、を含み、
前記給電用電極は、導電性フィラーと、前記導電性フィラーを結着させているバインダーとを含む、
ヒータの製造方法を提供する。
The present invention
A method for manufacturing a heater,
A base material made of resin, a conductive film that is a heating element formed along the main surface of the base material, and a conductive film that is electrically connected to the conductive film and formed along the surface of the conductive film a covering step of supplying a curable composition having fluidity onto a sheet provided with a power feeding electrode to cover the conductive film and the power feeding electrode;
and a curing step of curing the curable composition,
The power supply electrode contains a conductive filler and a binder that binds the conductive filler,
A method for manufacturing a heater is provided.
上記のヒータの製造方法によれば、樹脂製の基材を備えつつ、高い信頼性を有するヒータを製造できる。 According to the heater manufacturing method described above, it is possible to manufacture a highly reliable heater having a base material made of resin.
導電膜を備えたヒータにおいて樹脂製の基材を使用することによりフレキシブルなヒータを提供できる。この場合、導電性フィラーとバインダーとを含む材料を給電用電極として使用すると、ヒータの耐久性を高めやすい。加えて、給電用電極を導電膜上の限られた空間に形成しつつ給電用電極の電気抵抗を所望の範囲に調整するために、給電用電極の厚みを大きくすることが有利である。給電用電極の厚みは、導電膜の厚み方向における給電用電極の寸法である。 A flexible heater can be provided by using a base material made of resin in a heater provided with a conductive film. In this case, if a material containing a conductive filler and a binder is used as the power feeding electrode, durability of the heater can be easily improved. In addition, it is advantageous to increase the thickness of the power supply electrode in order to adjust the electrical resistance of the power supply electrode within a desired range while forming the power supply electrode in a limited space on the conductive film. The thickness of the power supply electrode is the dimension of the power supply electrode in the thickness direction of the conductive film.
一方、本発明者らの検討によれば、給電用電極の厚みが大きいときに、特許文献１に記載の技術のように導電膜を覆う接着層として感圧性接着剤を使用することは、ヒータの信頼性を高めるうえで有利とは言い難いことが分かった。なぜなら、大きな厚みを有する給電用電極によって形成される段差に沿って感圧性接着剤の層を形成することは難しく、感圧性接着剤の層と導電膜との間に隙間が形成されやすくなるからである。そこで、本発明者らは、給電用電極の厚みが大きい場合でも、導電膜及び給電用電極を適切に被覆できる技術について日夜検討を重ね、多大な試行錯誤の結果、本発明に係るヒータを案出した。
On the other hand, according to the studies of the present inventors, when the thickness of the power supply electrode is large, using a pressure-sensitive adhesive as an adhesive layer covering the conductive film as in the technique described in
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、下記の説明は、本発明を例示的に説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるわけではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the following description illustrates the present invention by way of example, and the present invention is not limited to the following embodiments.
図１及び図２に示す通り、ヒータ１は、樹脂製の基材１０と、発熱体である導電膜２０と、給電用電極３０と、保護層５０とを備えている。図３に示す通り、ヒータ１の製造方法は、被覆工程と、硬化工程とを含んでいる。シート１ａは、基材１０と、導電膜２０と、給電用電極３０とを備えている。導電膜２０は、基材１０の主面に沿って形成された発熱体である。給電用電極３０は、導電膜２０に電気的に接続されているとともに導電膜２０の表面に沿って形成されている。図２に示す通り、給電用電極３０は、導電性フィラー３０ｐと、導電性フィラー３０ｐを結着させているバインダー３０ｍとを含んでいる。被覆工程において、流動性を有する硬化性組成物５０ａをシート１ａ上に供給して導電膜２０及び給電用電極３０を覆う。硬化工程において、硬化性組成物５０ａを硬化させる。被覆工程において、硬化性組成物５０ａは流動性を有するので、硬化性組成物５０ａと導電膜２０との間及び硬化性組成物５０ａと給電用電極３０との間に隙間が形成されにくい。このような状態で硬化性組成物５０ａの硬化が行われ、保護層５０が形成される。このため、ヒータ１において、保護層５０と導電膜２０との間及び保護層５０と給電用電極３０との間に隙間が形成されにくい。その結果、導電膜２０及び給電用電極３０が保護層５０によって適切に被覆され、ヒータ１が高い信頼性を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
給電用電極３０の厚みは特定の値に限定されない。給電用電極３０の厚みは、例えば、５０μｍ以上である。この場合、上記の製造方法によれば、ヒータ１において、導電膜２０及び給電用電極３０を適切に被覆できる。加えて、給電用電極３０が所望の電気抵抗を有しやすく、ヒータ１が所望の発熱性能を発揮しやすい。
The thickness of the
給電用電極３０の厚みは、６０μｍ以上であってもよく、７０μｍ以上であってもよく、８０μｍ以上であってもよい。給電用電極３０の厚みは、例えば５ｍｍ以下である。これにより、保護層５０の厚み、ひいてはヒータ１の厚みを小さくしやすい。給電用電極３０の厚みは、１ｍｍ以下であってもよく、７００μｍ以下であってもよい。
The thickness of the
硬化性組成物５０ａが所望の流動性を有する限り、硬化性組成物５０ａの粘度は特定の値に限定されない。硬化性組成物５０ａの２５℃における粘度は、例えば、９５０パスカル秒以下である。これにより、被覆工程におけるシート１ａの環境温度が高くなくても、硬化性組成物５０ａが所望の流動性を有しやすい。その結果、導電膜２０及び給電用電極３０が保護層５０によって適切に被覆され、ヒータ１は高い信頼性を有する。
The viscosity of the
硬化性組成物５０ａの２５℃における粘度は、望ましくは９００パスカル秒以下であり、より望ましくは５００パスカル秒以下であり、さらに望ましくは３００パスカル秒以下である。硬化性組成物５０ａの２５℃における粘度は、例えば、０．１パスカル秒以上であり、０．５パスカル秒以上であってもよく、１パスカル秒以上であってもよい。
The viscosity of the
被覆工程において、流動性を有する硬化性組成物５０ａをシート１ａ上に供給する方法は、特定の方法に限定されない。その方法は、例えば、ダイコーティング及びコンマコーティング等の所定のコーティング方法である。
In the coating step, the method of supplying the fluid
図３に示す通り、硬化工程は、例えば、第一硬化工程と、第二硬化工程とを含んでいる。第二硬化工程は、第一硬化工程の後に行われる。第一硬化工程は、硬化性組成物５０ａを、その流動性が消失しており、かつ、表面の接着性が保たれた第一硬化状態に調整する工程である。第一硬化工程により、硬化性組成物５０ａが第一硬化状態を示す部分硬化物に変化する。第一硬化工程によって硬化性組成物５０ａの流動性が消失することにより、保護層５０が占める空間を所望の状態に調整できる。これにより、導電膜２０及び給電用電極３０を適切に封止できる。加えて、給電用電極３０の近傍に空隙が存在しにくい。さらに、保護層５０の厚みがばらつきにくく、保護層５０の表面が平らになりやすい。第一硬化状態において、硬化性組成物５０ａの表面の接着性が保たれているので、その接着性を利用して保護層５０に対し他の部材を接着できる。第二硬化工程は、第一硬化状態の硬化性組成物５０ａをより硬化した状態に調整する工程である。第二硬化工程により、保護層５０が形成され、保護層５０と他の部材との間の接着強度が高くなりやすい。加えて、保護層５０が所望の機械的強度を発揮しやすい。
As shown in FIG. 3, the curing process includes, for example, a first curing process and a second curing process. A second curing step is performed after the first curing step. The first curing step is a step of adjusting the
図３に示す通り、第二硬化工程は、例えば、第一硬化状態を示す硬化性組成物５０ａの表面に保護フィルム６０を接触させた状態で行われる。これにより、保護層５０の上に保護フィルム６０を配置できる。その結果、保護フィルム６０によってヒータ１の耐久性を高めることができる。
As shown in FIG. 3, the second curing step is performed, for example, while the
保護フィルム６０は、特定のフィルムに限定されない。保護フィルム６０は、ヒータ１に所定の光学特性を付与するフィルムであってもよい。保護フィルム６０は、例えば、反射防止膜付フィルムである。反射防止膜付フィルムは、ヒータ１を透過すべき波長の光の反射を防止する。反射防止膜付フィルムは、例えば、ＰＥＴ等の所定の樹脂製の基材と、その基材上に形成された反射防止コーティングとを備えている。反射防止コーティングは、例えば、異なる屈折率を有する物質が交互に積層された積層体である。この場合、ヒータ１において、例えば、反射防止膜付フィルムの樹脂製の基材が保護層５０に接触している。
第一硬化状態を示す硬化性組成物５０ａの表面に保護フィルム６０を接触させたときに、硬化性組成物５０ａの表面と保護フィルム６０との間に気泡が生じる可能性がある。この場合、硬化性組成物５０ａの表面に保護フィルム６０を接触させた後に気泡除去のための処理を行ってもよい。この処理は、例えば、シート１ａ、硬化性組成物５０ａ、及び保護フィルム６０の積層体の環境を所定の条件に所定時間保つことによりなされる。例えば、気泡除去のための処理において、その積層体は、２５℃～１００℃の温度及び１～５気圧の圧力の環境に５～６０分間置かれうる。これにより、硬化性組成物５０ａの表面と保護フィルム６０との間に生じた気泡を除去できる。例えば、オートクレーブを用いてその積層体の環境を所定の条件に調整できる。
When the
硬化性組成物５０ａを硬化させる方法は、特定の方法に限定されない。例えば、硬化工程において、紫外線の照射により硬化性組成物５０ａを硬化させる。これにより、紫外線の照射の条件を調整することにより、硬化性組成物５０ａの硬化状態を調節しやすい。なお、硬化性組成物５０ａの硬化は、熱硬化反応を促すように硬化性組成物５０ａの環境条件を調節することによって行われてもよい。例えば、硬化性組成物５０ａの環境温度が硬化性組成物５０ａの硬化温度以上の温度に調節されてもよい。
A method for curing the
硬化性組成物５０ａは、流動性及び硬化性を有する組成物である限り特定の組成物に限定されない。硬化性組成物５０ａは、例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、及びシリコーン等の紫外線硬化型モノマー又はオリゴマーを含む紫外線硬化型樹脂組成物である。この場合、硬化性組成物５０ａを短時間で硬化させることができる。また、基材１０に対し高い耐熱性が要求されない。硬化性組成物５０ａは、熱硬化型樹脂組成物であってもよい。熱硬化型樹脂組成物は、例えば、シリコーン及びエポキシ樹脂等のモノマー又はオリゴマーを含む。硬化性組成物５０ａの硬化物は、望ましくは、ヒータ１を透過すべき波長の光に対し透明である。本明細書において、ヒータ１を透過すべき波長の光に対し透明とは、その波長の光に対する透過率が６０％以上であることを意味する。硬化性組成物５０ａは、望ましくは、光学透明樹脂（ＯＣＲ）組成物である。
The
図３に示す通り、第一硬化工程において、例えば、硬化性組成物５０ａの表面が露出した状態で硬化性組成物５０ａに向かって紫外線ランプ５ａから紫外線が照射される。この場合、硬化性組成物５０ａの内部では硬化性組成物５０ａの硬化反応が進みやすく、硬化性組成物５０ａの表面では硬化性組成物５０ａの硬化反応が進みにくい。なぜなら、硬化性組成物５０ａの表面では酸素の存在が硬化性組成物５０ａの硬化反応を抑制するからである。第一硬化工程において、紫外線の照射条件は、硬化性組成物５０ａが第一硬化状態を示すように調節される。
As shown in FIG. 3, in the first curing step, for example, ultraviolet rays are irradiated from the
図３に示す通り、第二硬化工程において、例えば、硬化性組成物５０ａの表面が保護フィルム６０に接触した状態で保護フィルム６０に向かって紫外線ランプ５ｂから紫外線が照射される。この場合、保護フィルム６０は、典型的には紫外線ランプ５ｂから照射される紫外線を透過させる。硬化性組成物５０ａの表面が保護フィルム６０に接触しているので、硬化性組成物５０ａの表面付近に酸素が存在しにくく、硬化性組成物５０ａの表面においても硬化性組成物５０ａの硬化反応が進みやすい。その結果、保護層５０を適切に形成できる。
As shown in FIG. 3 , in the second curing step, for example, ultraviolet rays are irradiated from the
基材１０は、例えば、可視光又は近赤外光等の所定の波長の光に対して透明性を有する。基材１０の厚みは、特定の厚みに限定されない。基材１０の厚みは、透明性、強度、及び取り扱い易さの観点から、例えば、１０～２００μｍである。基材１０の厚みは、２０～１８０μｍであってもよく、３０～１６０μｍであってもよい。
The
基材１０の材料は、特定の樹脂に限定されない。基材１０に含まれる樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、及び芳香族ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つである。
The material of the
基材１０の主面は、例えば、中間層によって覆われていてもよい。中間層は、例えば、硬化物をなす有機高分子と、その硬化物に分散している無機物粒子とを含有している。この場合、基材１０に対する導電膜２０の密着性が高くなりやすい。
The main surface of the
ヒータ１において導電膜２０が発熱体として機能する限り、導電膜２０の材料は特定の材料に限定されない。導電膜２０は、例えば、金属及び金属化合物の少なくとも１つを含む。これにより、ヒータ１が所望の出力を発揮しやすい。
As long as the
導電膜２０に含まれる金属は、特定の金属に限定されない。導電膜２０に含まれる金属は、例えば、銅、ニッケル、クロム、パラジウム、鉛、白金、金、及び銀からなる群より選択される少なくとも１つである。導電膜２０に含まれる金属化合物は、特定の金属化合物に限定されない。導電膜２０に含まれる金属化合物は、例えば、金属酸化物又は金属窒化物である。
The metal contained in the
導電膜２０は、例えば、波長９１０ｎｍ以上の所定の波長λpの光に対し透明である。この場合、波長λpの光を通信又はセンシング等に使用する装置又はシステムに、ヒータ１を適用できる。
The
導電膜２０は、望ましくは、酸化インジウムを含む。この場合、導電膜２０の比抵抗が低くなりやすい。導電膜２０は、酸化インジウムを主成分として含んでいてもよい。なお、本明細書において、「主成分」とは質量基準で最も多く含まれている成分を意味する。
The
導電膜２０は、多結晶体を含んでいてもよい。このことは、導電膜２０に所望の特性をもたらすために有利である。例えば、導電膜２０が多結晶体であると、導電膜２０の比抵抗が低くなりやすい。
The
導電膜２０は、望ましくはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含む。この場合、ＩＴＯにおける酸化スズの含有率は、例えば４～１４質量％であり、望ましくは５～１３質量％である。導電膜２０に含まれるＩＴＯは、望ましくは、多結晶構造を有する。このことは、導電膜２０の比抵抗を低く保つ観点から有利である。
導電膜２０は、単層膜であってもよいし、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の２つの層の間に銀の層が配置されたＩＡＩ膜等の多層膜であってもよい。
導電膜２０の厚みは、特定の厚みに限定されない。典型的には、導電膜２０の厚みは、給電用電極３０の厚みよりも小さい。導電膜２０の厚みは、例えば２０～２００ｎｍである。この場合、ヒータ１が良好な昇温性能を発揮できるとともに、導電膜２０に発生するクラックを抑制できる。導電膜２０の厚みは、望ましくは２５～１９０ｎｍであり、より望ましくは３０～１８０ｎｍである。
The thickness of the
図１及び２に示す通り、ヒータ１は、例えば、一対の給電用電極３０を備えている。一対の給電用電極３０は、例えば、長手方向に互いに平行に延びている。一対の給電用電極３０は、例えば、導電膜２０の表面に沿って長手方向に垂直な方向における導電膜２０の両端部の上に配置されている。例えば、一対の給電用電極３０に所定の電圧が印加され、導電膜２０が発熱する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基材１０は樹脂製なので、ヒータ１が高温高湿の環境に曝されると基材１０の寸法が変化しやすい。一方、給電用電極３０は、導電性フィラー３０ｐとバインダー３０ｍとを含んでいるので、高温高湿の環境における基材１０の寸法変化にも関わらず、導電膜２０に発生する応力が小さくなりやすい。このため、導電膜２０にクラックが発生しにくい。加えて、給電用電極３０が導電性フィラー３０ｐとバインダー３０ｍとを含んでいることにより、ヒータ１が高温高湿の環境に曝されても、給電用電極３０と給電用電極３０に接する部位との密着性が高く保たれやすい。これにより、ヒータ１が高温高湿の環境に曝されてもヒータ１の性能が低下しにくい。給電用電極３０に接する部位は、例えば、導電膜２０である。
Since the
給電用電極３０の比抵抗は、特定の値に限定されない。給電用電極３０の比抵抗は、例えば、１００μΩ・ｃｍ以下である。これにより、給電用電極３０における発熱を抑制でき、導電膜２０を所望の状態で発熱させることができる。
The specific resistance of the
給電用電極３０の比抵抗は、望ましくは８０μΩ・ｃｍ以下であり、より望ましくは７０μΩ・ｃｍ以下であり、さらに望ましくは６０μΩ・ｃｍ以下であり、とりわけ望ましくは５０μΩ・ｃｍ以下である。
The specific resistance of the
バインダー３０ｍは、典型的には樹脂を含む。バインダー３０ｍに含まれる樹脂は、特定の樹脂に限定されない。バインダー３０ｍは、例えば、ポリエステル樹脂を含む。これにより、ヒータ１は、高温高湿の環境に曝されても高い耐久性を示しやすい。ポリエステル樹脂は、望ましくは、芳香族ポリエステルを含んでいる。
導電性フィラー３０ｐの材料は、特定の材料に限定されない。導電性フィラー３０ｐは、典型的には、金属又は金属化合物を含む。導電性フィラー３０ｐは、望ましくは、銀又は銀化合物を含む。導電性フィラー３０ｐには、所定のコーティングが施されていてもよい。例えば、導電性フィラー３０ｐには、バインダー３０ｍとの親和性を高めるためのコーティングが施されていてもよい。
A material of the
導電性フィラー３０ｐのサイズは、特定の値に限定されない。導電性フィラー３０ｐの平均粒径は、例えば０．０１μｍ以上であり、０．１μｍ以上であってもよく、０．５μｍ以上であってもよい。導電性フィラー３０ｐの平均粒径は、例えば１０μｍ以下であり、５μｍ以下であってもよく、２μｍ以下であってもよい。導電性フィラー３０ｐの平均粒径は、例えば、以下の方法によって決定できる。例えば、給電用電極３０から作製した薄片状の試料を透過型電子顕微鏡によって観察して、５０個以上の導電性フィラー３０ｐのそれぞれの最大径を求め、その最大径の算術平均の値を導電性フィラー３０ｐの平均粒径と決定する。
The size of the
導電性フィラー３０ｐの形状は、特定の形状に限定されない。導電性フィラー３０ｐの形状は、球状であってもよく、繊維状であってもよく、フレーク状であってもよい。導電性フィラー３０ｐは不定形であってもよい。
The shape of the
給電用電極３０における導電性フィラー３０ｐの含有量は、特定の値に限定されない。給電用電極３０における導電性フィラー３０ｐの含有量は、例えば、６０重量％～９５重量％である。
The content of the
シート１ａの作成方法の一例について説明する。導電膜２０は、例えば、スパッタリングによって形成される。導電膜２０は、望ましくは、所定のターゲット材を用いてスパッタリングを行い、基材１０の主面の上にターゲット材に由来する薄膜を形成することにより得られる。より望ましくは、高磁場ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、基材１０の主面の上にターゲット材に由来する薄膜が形成される。この場合、導電膜２０を低温で形成できる。このため、例えば、基材１０の耐熱温度が高くなくても、基材１０の主面の上に導電膜２０を形成できる。加えて、導電膜２０の中に欠陥が発生しにくく、導電膜２０の内部応力が低くなりやすい。また、スパッタリングの条件を調整することによって、導電膜２０として望ましい薄膜を形成しやすい。導電膜２０が多層膜である場合、例えば、異なる種類のターゲット材を用いつつ各ターゲット材に適した条件でスパッタリングを行うことによって、導電膜２０を形成できる。また、基材１０の主面が上記の中間層によって覆われている場合、例えば、中間層の上に導電膜２０が形成される。
An example of a method for creating the
基材１０の主面の上に形成された薄膜は、必要に応じて、アニール処理される。例えば、１２０℃～１５０℃の大気中に、薄膜を１時間～３時間置いてアニール処理がなされる。これにより、薄膜の結晶化が促され、多結晶体である導電膜２０が有利に形成される。アニール処理時の薄膜の環境の温度及びアニール処理の時間が上記の範囲であれば、基材１０の耐熱温度は高くなくてもよく、基材１０の材料として樹脂を使用できる。加えて、導電膜２０の中に欠陥が発生しにくく、導電膜２０の内部応力が低くなりやすい。アニール処理の条件を調整することにより、比抵抗の観点で所望の導電膜２０が得られやすい。
The thin film formed on the main surface of the
導電膜２０は、スパッタリングではなく、真空蒸着又はイオンプレーティング等の方法によって形成されていてもよい。
The
給電用電極３０の形成方法は、特定の方法に限定されない。例えば、導電性フィラー３０ｐ及びバインダー３０ｍの原料を含有している組成物の所定のパターンをディスペンサによる塗布及びスクリーン印刷等の方法によって導電膜２０上に形成する。必要に応じて、組成物のパターンに対し加熱等の処理を行い、組成物を硬化させる。このようにして、給電用電極３０を形成でき、シート１ａが得られる。
A method for forming the
図２に示す通り、ヒータ１は、粘着層４０をさらに備えている。ヒータ１において、基材１０の厚み方向において、基材１０は導電膜２０と粘着層４０との間に位置している。これにより、粘着層４０を所定の物品に押し当ててヒータ１を物品に取り付けることができる。図３に示す通り、ヒータ１を製造する方法は、シート１ａに粘着層４０を形成する工程をさらに備えていてもよい。
The
粘着層４０は、典型的には、粘着剤を含んでいる。粘着層４０は、単一層によって形成されていてもよく、複数の層の積層体として形成されていてもよい。粘着層４０が複数の層の積層体である場合、例えば、粘着層４０は、所定の基材の両面に粘着剤の層が形成された構造を有していてもよい。粘着層４０に含まれる粘着剤は、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、及びシリコーン系粘着剤等の公知の粘着剤であり得る。
The
例えば、ヒータ１を用いて図４に示すヒータ付物品１００を提供できる。図４に示す通り、ヒータ付物品１００は、物品７０と、ヒータ１とを備えている。物品７０は、被着面７１を有する。物品７０は、例えば、金属材料、セラミック材料、ガラス、又は樹脂で形成されている。粘着層４０は、被着面７１に接触している。
For example, the
また、粘着層４０はセパレータ（図示省略）によって覆われていてもよい。この場合、ヒータ１を物品７０に取り付けるときに、セパレータが剥離されて粘着層４０が露出する。セパレータは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂製のフィルムである。
Also, the
ヒータ１は、例えば、波長λpの光を用いた処理をなす装置又はシステムにおいて、この波長λpの光の光路上に配置される。この装置又はシステムは、例えば、波長λpの光を用いて、センシング又は通信等の所定の処理を行う。物品７０は、例えば、このような装置の筐体を構成する。
The
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。まず、各実施例及び比較例に係るサンプルの評価方法について説明する。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples. First, a method for evaluating samples according to each example and comparative example will be described.
[樹脂種分析方法]
各実施例に係るシートの作製に用いた導電性ペーストに含まれる樹脂の種類を以下の方法により特定した。まず、所定量の導電性ペーストにクロロホルムを加えて、超遠心分離処理を行った。これにより、クロロホルムに可溶な成分と、クロロホルムに不溶な成分とを分離した。得られたクロロホルムに可溶な成分を窒素パージによって乾燥させた。次に、クロロホルムに可溶な成分の乾燥物にメタノールを加えて、メタノールに可溶な成分とメタノールに不溶な成分とを分離した。その後、クロロホルムに可溶な成分の乾燥物におけるメタノールに不溶な成分を窒素パージによって乾燥させ、乾燥物を得た。この乾燥物をフーリエ変換赤外分光法（FT-IR）の試料として用い、測定結果を得た。この測定は、以下の条件で行った。
分析装置： Fisher Scientific社製のフーリエ変換赤外分光装置Nicolet iS10 FT-IR
測定方法：１回反射全反射（ATR）法 (ダイヤモンド４５°、SmartiTR)
分解能：４ｃｍ-1
検出器：DTGS検出器
積算回数：６４回
[Resin species analysis method]
The type of resin contained in the conductive paste used to prepare the sheet according to each example was identified by the following method. First, chloroform was added to a predetermined amount of conductive paste, and ultracentrifugation was performed. As a result, chloroform-soluble components and chloroform-insoluble components were separated. The resulting chloroform soluble components were dried with a nitrogen purge. Next, methanol was added to the dried chloroform-soluble components to separate the methanol-soluble components from the methanol-insoluble components. After that, the methanol-insoluble component in the dried chloroform-soluble component was dried by nitrogen purge to obtain a dried product. This dried product was used as a sample for Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and measurement results were obtained. This measurement was performed under the following conditions.
Analyzer: Fisher Scientific Fourier Transform Infrared Spectrometer Nicolet iS10 FT-IR
Measurement method: Single reflection total reflection (ATR) method (Diamond 45°, SmartiTR)
Resolution: 4 cm -1
Detector: DTGS detector Accumulation times: 64 times
＜実施例１＞
１２５μｍの厚みを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルムの一方の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）（酸化スズの含有率：１０重量％）をターゲット材として用いて、当該ターゲット材の表面での水平磁場の磁束密度が８０～１５０ｍＴ（ミリテスラ）の高磁場であり、不活性ガスが存在する状態において、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＰＥＮフィルムの上にＩＴＯ膜を形成した。ＩＴＯ膜を形成した後のＰＥＮフィルムを、１５０℃の大気中に３時間置いて、アニール処理を行った。これにより、ＩＴＯを結晶化させ、透明導電膜を形成した。
<Example 1>
Using indium tin oxide (ITO) (content of tin oxide: 10% by weight) as a target material on one main surface of a polyethylene naphthalate (PEN) film having a thickness of 125 μm, the surface of the target material An ITO film was formed on a PEN film by a DC magnetron sputtering method in a high magnetic field with a magnetic flux density of 80 to 150 mT (millitesla) in a horizontal magnetic field at 100 mT (millitesla) and in the presence of an inert gas. The PEN film on which the ITO film was formed was placed in the air at 150° C. for 3 hours for annealing treatment. This crystallized the ITO to form a transparent conductive film.
Ｘ線回折装置（リガク社製、製品名：ＲＩＮＴ２２００）を用いて、Ｘ線反射率法によって、上記の透明導電膜の厚みを測定した。その結果、透明導電膜の厚みは、５０ｎｍであった。また、Ｘ線回折装置を用いて、透明導電膜に対するＸ線回折パターンを得た。Ｘ線としてはＣｕＫα線を用いた。得られたＸ線回折パターンから透明導電膜（発熱体）が多結晶構造であることが確認された。 The thickness of the transparent conductive film was measured by an X-ray reflectance method using an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku, product name: RINT2200). As a result, the thickness of the transparent conductive film was 50 nm. Also, an X-ray diffraction pattern for the transparent conductive film was obtained using an X-ray diffractometer. CuKα rays were used as X-rays. The obtained X-ray diffraction pattern confirmed that the transparent conductive film (heating element) had a polycrystalline structure.
次に、透明導電膜が形成されたＰＥＮフィルムを短冊状に切り出した。東洋紡社製の導電性ペーストＤＷ１１７を透明導電膜上にディスペンサにより塗布し、互いに平行に延びる一対のストリップ状の導電性ペーストのパターンを形成した。次に、導電性ペーストのパターンを１５０℃の環境で２４０分間加熱して導電性ペーストを硬化させ、一対の給電用電極を形成した。このようにして、実施例１に係るシートを作製した。一対の給電用電極間の距離は、２０ｍｍであった。給電用電極の幅は約１ｍｍであり、給電用電極の厚みは１２０μｍであった。導電性ペーストＤＷ１１７は、導電性フィラーとして銀を含有しており、導電性ペーストにおける導電性フィラーの含有量は８９重量％であった。加えて、FT-IR測定の結果によれば、導電性ペーストＤＷ１１７は、バインダーとして芳香族ポリエステルを含むポリエステル樹脂を含有していた。 Next, the PEN film on which the transparent conductive film was formed was cut into strips. A conductive paste DW117 manufactured by Toyobo Co., Ltd. was applied onto the transparent conductive film with a dispenser to form a pair of strip-shaped conductive paste patterns extending parallel to each other. Next, the conductive paste pattern was heated in an environment of 150° C. for 240 minutes to cure the conductive paste, thereby forming a pair of power supply electrodes. Thus, a sheet according to Example 1 was produced. The distance between the pair of power supply electrodes was 20 mm. The width of the power supply electrode was about 1 mm, and the thickness of the power supply electrode was 120 μm. The conductive paste DW117 contained silver as a conductive filler, and the content of the conductive filler in the conductive paste was 89% by weight. In addition, according to the results of FT-IR measurement, the conductive paste DW117 contained a polyester resin containing an aromatic polyester as a binder.
実施例１に係るシートの上にダイコーティングによってデクセリアルズ社製の紫外線硬化型光学透明樹脂組成物ＨＳＶＲ３３０を供給し、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜を形成した。この塗膜によって透明導電膜及び一対の給電用電極が覆われた。紫外線硬化型光学透明樹脂組成物ＨＳＶＲ３３０の２５℃における粘度は、５．３パスカル秒であった。その後、ＵＶ照射装置（主波長：３６５ｎｍ）を用いて、実施例１に係るシートの上に供給された直後の紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜に対し、紫外線を照射した。紫外線の照射条件は１０００ｍＪ／ｃｍ2に調節した。これにより、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物は全体的に半硬化し、流動性を消失した。一方、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜の表面は硬化しておらず、接着性を保っていた。次に、パナソニック社製の反射防止膜付フィルムＭＵＡＲ７を紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜の表面に接触させ、積層体を得た。その後、５０℃及び５気圧の条件に調節されたオートクレーブの内部にその積層体を１５分間置いて、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜の表面と反射防止膜付フィルムとの間の気泡を除去した。反射防止膜付フィルムは、ＰＥＴ製の基材上に反射防止コーティングが施されたフィルムであった。次に、ＵＶ照射装置（主波長：２００～４５０ｎｍ）を用いて、反射防止膜付フィルムに対し、紫外線を照射した。紫外線の照射条件は３０００ｍＪ／ｃｍ2に調節した。これにより、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の表面が硬化し、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の全体が硬化した。これにより、紫外線硬化型光学透明樹脂組成物の硬化物により約２００μｍの厚みを有する保護層が形成された実施例１に係るヒータが得られた。 An ultraviolet curable optically transparent resin composition HSVR330 manufactured by Dexerials was applied onto the sheet of Example 1 by die coating to form a coating film of the ultraviolet curable optically transparent resin composition. This coating film covered the transparent conductive film and the pair of power supply electrodes. The viscosity at 25° C. of the ultraviolet curable optically transparent resin composition HSVR330 was 5.3 pascal seconds. After that, using a UV irradiation device (main wavelength: 365 nm), the coating film of the UV-curable optically transparent resin composition immediately after being supplied onto the sheet according to Example 1 was irradiated with UV rays. The UV irradiation conditions were adjusted to 1000 mJ/cm 2 . As a result, the ultraviolet curable optically transparent resin composition was semi-cured as a whole and lost its fluidity. On the other hand, the surface of the coating film of the ultraviolet curable optically transparent resin composition was not cured and maintained adhesiveness. Next, a film MUAR7 with an antireflection film manufactured by Panasonic Corporation was brought into contact with the surface of the coating film of the ultraviolet-curable optically transparent resin composition to obtain a laminate. After that, the laminate was placed in an autoclave adjusted to the conditions of 50° C. and 5 atm for 15 minutes, and air bubbles between the surface of the coating film of the UV-curable optically transparent resin composition and the film with an antireflection film were removed. removed. The film with an antireflection film was a film in which an antireflection coating was applied on a PET substrate. Next, the antireflection film-attached film was irradiated with ultraviolet rays using a UV irradiation device (main wavelength: 200 to 450 nm). The UV irradiation conditions were adjusted to 3000 mJ/cm 2 . As a result, the surface of the ultraviolet-curable optically transparent resin composition was cured, and the entire ultraviolet-curable optically transparent resin composition was cured. As a result, a heater according to Example 1 was obtained, in which a protective layer having a thickness of about 200 μm was formed from the cured product of the ultraviolet curable optically transparent resin composition.
＜実施例２＞
導電性ペーストＤＷ１１７の代わりに、東洋紡社製の導電性ペーストＤＷ３５１を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２に係るシートを作製した。一対の給電用電極間の距離は、２０ｍｍであった。給電用電極の幅は約１ｍｍであり、給電用電極の厚みは１２０μｍであった。導電性ペーストＤＷ３５１は、導電性フィラーとして銀を含有しており、導電性ペーストにおける導電性フィラーの含有量は８６重量％であった。加えて、FT-IR測定の結果によれば、導電性ペーストＤＷ３５１は、バインダーとして芳香族ポリエステルを含むポリエステル樹脂を含有していた。実施例１に係るシートの代わりに、実施例２に係るシートを用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２に係るヒータを作製した。
<Example 2>
A sheet according to Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except that conductive paste DW351 manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used instead of conductive paste DW117. The distance between the pair of power supply electrodes was 20 mm. The width of the power supply electrode was about 1 mm, and the thickness of the power supply electrode was 120 μm. The conductive paste DW351 contained silver as a conductive filler, and the content of the conductive filler in the conductive paste was 86% by weight. In addition, according to the results of FT-IR measurement, the conductive paste DW351 contained a polyester resin containing an aromatic polyester as a binder. A heater according to Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the sheet according to Example 2 was used instead of the sheet according to Example 1.
＜実施例３＞
信越化学工業社製の熱硬化型光学透明樹脂組成物ＫＥＲ－２５００のＡ液及びＢ液を等量で混合した後脱泡し、実施例１に係るシートの上にダイコーティングによって供給して、熱硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜を形成した。この塗膜によって透明導電膜及び一対の給電用電極が覆われた。ＫＥＲ－２５００のＡ液及びＢ液を等量混合して脱泡処理した熱硬化型光学透明樹脂組成物の２５℃における粘度は、約４～５パスカル秒であった。次に、パナソニック社製の反射防止膜付フィルムＭＵＡＲ７を熱硬化型光学透明樹脂組成物の塗膜の表面に接触させ、積層体を得た。その後１００℃の環境にその積層体を１時間置き、さらに１２０℃の環境にその積層体を１時間置いた。これにより、熱硬化型光学透明樹脂組成物の全体が硬化した。これにより、熱硬化型光学透明樹脂組成物の硬化物により約２００μｍの厚みを有する保護層が形成された実施例３に係るヒータが得られた。
<Example 3>
Equal amounts of liquid A and liquid B of thermosetting optically transparent resin composition KER-2500 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. were mixed, defoamed, and supplied onto the sheet according to Example 1 by die coating. A coating film of a thermosetting optically transparent resin composition was formed. This coating film covered the transparent conductive film and the pair of power feeding electrodes. The viscosity at 25° C. of the thermosetting optically transparent resin composition obtained by mixing equal amounts of KER-2500 A and B liquids and defoaming the mixture was about 4 to 5 pascal seconds. Next, a film MUAR7 with an antireflection film manufactured by Panasonic Corporation was brought into contact with the surface of the coating film of the thermosetting optically transparent resin composition to obtain a laminate. After that, the laminate was placed in an environment of 100° C. for 1 hour, and then placed in an environment of 120° C. for 1 hour. As a result, the entire thermosetting optically transparent resin composition was cured. As a result, a heater according to Example 3 was obtained in which a protective layer having a thickness of about 200 μm was formed from the cured product of the thermosetting optically transparent resin composition.
＜比較例１＞
実施例１に係るシートの上に日東電工社製の光学用透明粘着シートＣＳ９８６４ＵＡを貼り付け、透明導電膜及び一対の給電用電極を光学用透明粘着シートで覆った。光学用透明粘着シートの上にパナソニック社製の反射防止膜付フィルムＭＵＡＲ７を配置した。このようにして、比較例１に係るヒータを作製した。
<Comparative Example 1>
An optical transparent adhesive sheet CS9864UA manufactured by Nitto Denko Corporation was adhered onto the sheet according to Example 1, and the transparent conductive film and the pair of feeding electrodes were covered with the optical transparent adhesive sheet. An antireflection film-attached film MUAR7 manufactured by Panasonic Corporation was placed on the optical transparent pressure-sensitive adhesive sheet. Thus, a heater according to Comparative Example 1 was produced.
＜比較例２＞
実施例１に係るシートの代わりに実施例２に係るシートを用いた以外は、比較例１と同様にして比較例２に係るヒータを作製した。
<Comparative Example 2>
A heater according to Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the sheet according to Example 2 was used instead of the sheet according to Example 1.
光学顕微鏡を用いて、各実施例及び各比較例に係るヒータの断面を観察した。各実施例に係るヒータの断面において、保護層と透明導電膜との間及び保護層と給電用電極との間には、空隙は確認されなかった。このため、各実施例に係るヒータは、高い信頼性を有することが示唆された。一方、各比較例に係るヒータの断面において、光学用透明粘着シートと透明導電膜との間又は光学用透明粘着シートと給電用電極との間に空隙が確認された。 Using an optical microscope, the cross sections of the heaters according to each example and each comparative example were observed. In the cross section of the heater according to each example, no gap was observed between the protective layer and the transparent conductive film and between the protective layer and the power feeding electrode. Therefore, it was suggested that the heater according to each example has high reliability. On the other hand, in the cross section of the heater according to each comparative example, a gap was confirmed between the optical transparent pressure-sensitive adhesive sheet and the transparent conductive film or between the optical transparent pressure-sensitive adhesive sheet and the power feeding electrode.
１ ヒータ
１ａ シート
１０ 基材
２０ 導電膜（発熱体）
３０ 給電用電極
３０ｐ 導電性フィラー
３０ｍ バインダー
５０ａ 硬化性組成物
６０ 保護フィルム
30
Claims (6)
樹脂製の基材と、前記基材の主面に沿って形成された発熱体である導電膜と、前記導電膜に電気的に接続されているとともに前記導電膜の表面に沿って形成された給電用電極とを備えたシートの上に、流動性を有する硬化性組成物を供給して前記導電膜及び前記給電用電極を覆う被覆工程と、
前記硬化性組成物を硬化させる硬化工程と、を含み、
前記給電用電極は、導電性フィラーと、前記導電性フィラーを結着させているバインダーとを含む、
ヒータの製造方法。 A method for manufacturing a heater,
A base material made of resin, a conductive film that is a heating element formed along the main surface of the base material, and a conductive film that is electrically connected to the conductive film and formed along the surface of the conductive film a covering step of supplying a curable composition having fluidity onto a sheet provided with a power feeding electrode to cover the conductive film and the power feeding electrode;
and a curing step of curing the curable composition,
The power supply electrode contains a conductive filler and a binder that binds the conductive filler,
A method for manufacturing a heater.
前記第一硬化工程は、前記硬化性組成物を、流動性が消失しており、かつ、表面の接着性が保たれた第一硬化状態に調整する工程であり、
前記第二硬化工程は、前記第一硬化状態の硬化性組成物をより硬化した状態に調整する工程である、
請求項１～３のいずれか１項に記載のヒータの製造方法。 The curing step includes a first curing step and a second curing step performed after the first curing step,
The first curing step is a step of adjusting the curable composition to a first cured state in which fluidity is lost and surface adhesion is maintained,
The second curing step is a step of adjusting the curable composition in the first cured state to a more cured state.
A method for manufacturing a heater according to any one of claims 1 to 3.
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