KR102587304B1 - 시트, 발열체 및 발열 장치 - Google Patents

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린텍 가부시키가이샤
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Abstract

체적 저항률(R)이 1.0×10-7Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝이고, 또한 일방향으로 연신된 복수의 선상체가 서로 평행하게 간격을 두고 배열된 유사 시트 구조체를 갖고, 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 선상체의 간격(L)의 관계가 식: L／D≥3을 만족하고, 또한 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 선상체끼리의 간격(L)과 선상체의 체적 저항률(R)의 관계가 식: (D2／R)×(1／L)≥0.003(식 중의 D 및 L의 단위는 ㎝이다)을 만족하는 시트이다. 또한, 이 시트를 이용한 발열체 및 발열 장치이다.

Description

시트, 발열체 및 발열 장치
본 발명은 시트, 발열체 및 발열 장치에 관한 것이다.
종래, 카본나노튜브 포레스트를 이용하고, 카본나노튜브를 포함하는 선상체(예를 들면, 리본, 실 등의 선상체)를 제조하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 일본 공표특허공보 2008-523254호). 이 방법에서는 예를 들면, 다음에서 나타내는 바와 같이, 카본나노튜브를 포함하는 선상체를 제조하고 있다. 우선, 기판의 표면 상에 화학 기상 증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition)에 의해 카본나노튜브 포레스트를 성장시킨다. 기판의 표면 상에 성장된 카본나노튜브 포레스트의 일단을 지그에 의해 인출하여 카본나노튜브의 다발(리본 형상의 카본나노튜브)이 얻어지고, 또한 카본나노튜브의 다발(리본 형상의 카본나노튜브)을 실 형상으로 꼼으로써, 카본나노튜브를 포함하는 실이 얻어진다.
일본 공표특허공보 2008-523254호
그런데, 카본나노튜브를 포함하는 선상체로 대표되는 도전성의 선상체(체적 저항률(R)이 1.0×10-7Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝의 선상체)는 예를 들면, 가볍고, 가늘고, 또한 고강도인 와이어로서 사용할 수 있지만, 묶어서 유사 시트 구조체로 하면, 다양한 시트상의 제품에 이용할 수 있는 가능성이 있다. 예를 들면, 발열 장치의 발열체, 발열하는 텍스타일의 재료, 디스플레이용 보호 필름(분쇄 방지 필름) 등, 다양한 물품의 부재에 이용할 수 있는 가능성이 있다. 여기서, 발열체의 용도에 있어서는, 발열체의 광선의 투과성이 요구되는 경우가 있다. 이 경우, 이들 시트상의 제품은 광선 투과성에 추가로, 인가하는 전압의 저감을 위해 낮은 면 저항이 요구된다.
본 개시는 이하의 양태를 포함한다.
＜1＞ 체적 저항률(R)이 1.0×10-7Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝이고, 또한 일방향으로 연신된 복수의 선상체가 서로 평행하게 간격을 두고 배열된 유사 시트 구조체를 갖고,
상기 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 상기 선상체의 간격(L)의 관계가 식: L／D≥3을 만족하고,
또한, 상기 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 상기 선상체끼리의 간격(L)과 상기 선상체의 체적 저항률(R)의 관계가 식: (D2／R)×(1／L)≥0.003을 만족하는 시트.
＜2＞ 상기 선상체가 카본나노튜브를 포함하는 선상체인 ＜1＞에 기재된 시트.
＜3＞ 상기 선상체가 카본나노튜브를 포함하고, 또한 직경이 1㎛∼125㎛인 선상체인 ＜1＞ 또는 ＜2＞에 기재된 시트.
＜4＞ 상기 선상체가 카본나노튜브와 금속을 포함하는 선상체인 ＜1＞∼＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 시트.
＜5＞ 상기 유사 시트 구조체가 적층되는 접착제층을 갖는 ＜1＞∼＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 시트.
＜6＞ 상기 유사 시트 구조체가 복수 중첩된 적층체를 갖는 ＜1＞∼＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 시트.
＜7＞ 상기 유사 시트 구조체가 적어도 상기 복수의 선상체의 단부가 고정 부재에 의해 고정되고, 또한 고정된 상기 복수의 선상체의 단부 이외에 다른 부재와 접촉되어 있지 않은 독립된 부분을 갖는 ＜1＞∼＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 시트.
＜8＞ ＜1＞∼＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 시트로 이루어지는 발열체.
＜9＞ ＜8＞에 기재된 발열체와 상기 발열체에 급전하는 급전부를 갖는 발열 장치.
＜10＞ 디포거인 ＜9＞에 기재된 발열 장치.
＜11＞ 디아이서인 ＜9＞에 기재된 발열 장치.
본 개시에 의하면, 광선 투과성이 높고, 또한 면 저항이 낮은 유사 시트 구조체를 갖는 시트를 제공할 수 있다. 또한, 본 개시에 의하면, 광선 투과성이 높고, 또한 인가하는 전압의 저감이 가능한 발열체 및 이 발열체를 갖는 발열 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 시트를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 시트를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 시트의 제1 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 시트의 제2 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 시트의 제3 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 시트의 제4 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 7은 본 실시형태에 따른 시트의 제5 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 본 실시형태에 따른 시트의 제6 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 9는 본 실시형태에 따른 시트의 제7 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 10은 본 실시형태에 따른 시트의 제8 변형예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 11은 본 실시형태에 따른 발열 장치를 나타내는 개략 사시도이다.
이하, 본 발명의 일 예인 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「∼」를 사용한 수치 범위는 「∼」의 전후로 나타난 수치가 각각 최소값 및 최대값으로서 포함되는 수치 범위를 의미한다.
＜시트＞
본 실시형태에 따른 시트(10)는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 유사 시트 구조체(20)와 접착제층(30)을 갖고 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 시트(10)는 접착제층(30) 상에 유사 시트 구조체(20)가 적층되어 있다.
한편, 이하, 20A는 접착제층(30)이 적층된 면과는 반대측의 유사 시트 구조체(20)의 한쪽의 면(이하, 「제1 면(20A)」이라고 칭한다)을 나타낸다. 20B는 접착제층(30)이 적층되는 유사 시트 구조체(20)의 다른 쪽의 면(이하, 「제2 면(20B)」이라고 칭한다)을 나타낸다(도 2 참조). 30A는 유사 시트 구조체(20)가 적층된 접착제층(30)의 한쪽의 면(이하, 「제1 접착면(30A)」이라고 칭한다)을 나타낸다. 30B는 유사 시트 구조체(20)가 적층된 면과는 반대측의 접착제층(30)의 다른 쪽의 면(이하, 「제2 접착면(30B)」이라고 칭한다)을 나타낸다(도 2 참조).
즉, 본 실시형태에 따른 시트(10)에서는, 유사 시트 구조체(20)의 제2 면(20B)과 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)을 대면시키고, 유사 시트 구조체(20)와 접착제층(30)이 서로 적층되어 있다.
(유사 시트 구조체)
유사 시트 구조체(20)는 체적 저항률(R)이 1.0×10- 7Ω㎝∼1.0×10- 1Ω㎝이고, 또한 일방향으로 연신된 복수의 선상체(22)(이하, 「도전성 선상체」라고도 칭한다)가 서로 평행하게 간격을 두고 배열된 구조로 되어 있다. 구체적으로는 예를 들면, 유사 시트 구조체(20)는 직선 형상으로 연신된 도전성 선상체(22)가 도전성 선상체(22)의 길이 방향과 직교하는 방향으로, 동일 간격으로 복수 배열된 구조로 되어 있다. 즉, 유사 시트 구조체(20)는 예를 들면, 도전성 선상체(22)가 스트라이프 형상으로 배열된 구조로 되어 있다.
그리고, 유사 시트 구조체(20)에 있어서, 도전성 선상체(22)의 직경(D)와 서로 이웃하는 도전성 선상체(22)의 간격(L)의 관계는 식: L／D≥3을 만족하고, 또한 도전성 선상체(22)의 직경(D)와 서로 이웃하는 도전성 선상체(22)끼리의 간격(L)과 도전성 선상체(22)의 체적 저항률(R)의 관계는 식: (D2／R)×(1／L)≥0.003을 만족한다. 여기서, 식 중에 있어서, D 및 L의 단위는 ㎝이다. 상기 범위의 체적 저항률(R)의 도전성 선상체(22)를 갖는 유사 시트 구조체(20)가 이들 관계를 만족함으로써, 유사 시트 구조체(20)는 광선 투과성이 높고, 또한 면 저항이 낮아진다. 또한, 제1 면(20A)을 피착체에 대향시켜 피착체에 시트(10)를 적용할 때, 시트(10)에 있어서, 유사 시트 구조체(20)로부터 노출되는 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)에 의해, 시트(10)와 피착체의 접착이 용이해진다.
한편, 유사 시트 구조체(20)의 광선 투과성 및 면 저항의 면에서, 식: 350≥L／D≥3을 만족하는 것이 바람직하고, 식: 250≥L／D≥5를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 동일한 면에서, 식: 20≥(D2／R)×(1／L)≥0.03을 만족하는 것이 바람직하고, 식: 15≥(D2／R)×(1／L)≥0.5를 만족하는 것이 보다 바람직하고, 식: 10≥(D2／R)×(1／L)≥3을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 식: 350≥L／D≥3을 만족하고, 또한 식: 7≥(D2／R)×(1／L)≥0.003을 만족해도, 식: 250≥L／D≥5를 만족하고, 또한 식: 5≥(D2／R)×(1／L)≥0.004를 만족해도 된다.
도전성 선상체(22)의 체적 저항률(R)은 1.0×10-7Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝이고, 1.0×10-6Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝가 바람직하고, 1.0×10-6Ω㎝∼1.0×10-2Ω㎝가 보다 바람직하고, 1.0×10-6Ω㎝∼4.0×10-5Ω㎝가 더욱 바람직하다. 도전성 선상체(22)의 체적 저항률(R)을 상기 범위로 하면, 유사 시트 구조체(20)의 면 저항이 저하되기 쉬워진다.
도전성 선상체(22)의 체적 저항률(R)의 측정은 다음과 같다. 우선, 후술하는 방법에 따라, 도전성 선상체(22)의 직경(D)를 구한다. 다음으로, 도전성 선상체(22)의 양단에 은 페이스트를 도포하고, 길이 40㎜인 부분의 저항을 측정하여 도전성 선상체(22)의 저항값을 구한다. 그리고, 직경(D)의 기둥 형상인 도전성 선상체(22)로 가정하여, 도전성 선상체(22)의 단면적을 산출하고, 이에 상기의 측정한 길이를 곱하여 체적으로 한다. 얻어진 저항값을 이 체적으로 나누고, 도전성 선상체(22)의 체적 저항률(R)을 산출한다.
도전성 선상체(22)의 직경(D)는 0.0001㎝(1㎛)∼0.0125㎝(125㎛)가 바람직하다. 특히, 도전성 선상체(22)가 카본나노튜브를 포함하는 선상체인 경우, 도전성 선상체(22)의 직경은 0.0003㎝(3㎛)∼0.0100㎝(100㎛)인 것이 바람직하고, 0.0005㎝(5㎛)∼0.007㎝(70㎛)인 것이 보다 바람직하고, 0.0005㎝(5㎛)∼0.004㎝(40㎛)인 것이 더욱 바람직하고, 0.0005㎝(5㎛)∼0.002㎝(20㎛)인 것이 가장 바람직하다.
특히, 도전성 선상체(22)가 카본나노튜브를 포함하는 선상체인 경우, 도전성 선상체(22)의 직경을 1㎛∼125㎛로 하면, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))의 제조 시 도전성 선상체(22)가 끊어지는 것이 억제된다. 또한, 도전성 선상체(22)의 하나 하나가 육안으로 시인하기 어려워지기 때문에, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))의 광선 투과성이 향상된다. 이로써, 예를 들면, 시트(10)를 개재하여, 관찰자에 대해 반대측에 있는 영상(거울이면, 반사된 거울상)이 인식되기 쉬워진다. 구체적으로는 예를 들면, 시트(10)를 창에 첩부했을 때에는 창의 반대측의 광경이 보기 쉬워진다. 또한, 직경이 가는 선상체를 사용하면, 시트(10)에 있어서의 유사 시트 구조체(20)를 육안으로 시인하는 것이 거의 불가능해지고, 창이나 거울을 개재한 상을 보다 자연스럽게 시인할 수 있다.
도전성 선상체(22)의 직경(D)는 디지털 현미경을 이용하여, 유사 시트 구조체(20)의 도전성 선상체(22)를 관찰하고, 무작위로 선택한 5개소에서 도전성 선상체(22)의 직경을 측정하고, 그 평균값으로 한다.
도전성 선상체(22)의 간격(L)은 0.005㎝(50㎛)∼0.8㎝(8000㎛)가 바람직하고, 0.008㎝(80㎛)∼0.65㎝(6500㎛)가 보다 바람직하다. 도전성 선상체(22)의 간격(L)을 0.005㎝(50㎛)∼0.8㎝(8000㎛)로 하면, 유사 시트 구조체(20)의 면 저항을 저감시키면서, 광선 투과성이 향상되기 쉬워진다.
도전성 선상체(22)의 간격(L)은 디지털 현미경을 이용하여, 유사 시트 구조체(20)의 도전성 선상체(22)를 관찰하고, 서로 이웃하는 2개의 도전성 선상체(22)의 간격을 측정한다.
한편, 서로 이웃하는 2개의 도전성 선상체(22)의 간격이란, 도전성 선상체(22)를 배열시킨 방향을 따른 길이로서, 2개의 도전성 선상체(22)의 대향하는 부분간의 길이이다(도 2 참조). 간격(L)은 도전성 선상체(22)의 배열이 동일하지 않은 간격인 경우에는 모든 서로 이웃하는 도전성 선상체(22)끼리의 간격의 평균값이지만, 간격(L)의 값을 제어하기 쉬운 관점, 광선 투과성의 균일성의 확보의 관점에서, 도전성 선상체(22)는 유사 시트 구조체(20)에 있어서, 대략 동일 간격으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
도전성 선상체(22)는 상기 범위의 체적 저항률을 갖는 것이면, 특별히 제한은 없지만, 카본나노튜브를 포함하는 선상체(이하, 「카본나노튜브 선상체」라고도 칭한다)인 것이 좋다. 각종 금속에 비해 카본나노튜브는 높은 열전도성 및 높은 전기 전도성을 갖기 때문에, 도전성 선상체(22)로서 카본나노튜브 선상체를 적용하면, 유사 시트 구조체(20)의 면 저항을 저감시키면서, 광선 투과성이 향상되기 쉬워진다. 또한, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))를 발열체로서 적용했을 때, 신속한 발열이 실현되기 쉬워진다. 또한, 상술한 바와 같이, 직경이 가는 선상체가 얻어지기 쉽다.
카본나노튜브 선상체는 예를 들면, 카본나노튜브 포레스트(카본나노튜브를 기판에 대해 수직 방향으로 배향하도록 기판 상에 복수 성장시킨 성장체이고, 「어레이」라고 칭해지는 경우도 있다)의 단부로부터, 카본나노튜브를 시트상으로 인출하고, 인출된 카본나노튜브 시트를 묶은 후, 카본나노튜브의 다발을 꼼으로써 얻어진다. 이러한 제조 방법에 있어서, 꼬임 시 비틀기를 가하지 않는 경우에는 리본 형상의 카본나노튜브 선상체가 얻어지고, 비틀기를 가한 경우에는 실 형상의 선상체가 얻어진다. 리본 형상의 카본나노튜브 선상체는 카본나노튜브가 비틀어진 구조를 갖지 않는 선상체이다. 이 외에, 카본나노튜브의 분산액으로부터 방사를 하는 것 등에 의해서도, 카본나노튜브 선상체를 얻을 수 있다. 방사에 의한 카본나노튜브 선상체의 제조는 예를 들면, 미국 공개공보 US 2013/0251619(일본 공개특허공보 2011-253140호)에 개시되어 있는 방법에 의해 행할 수 있다. 카본나노튜브 선상체의 직경의 균일함이 얻어지는 관점에서는, 실 형상의 카본나노튜브 선상체를 사용하는 것이 바람직하고, 순도가 높은 카본나노튜브 선상체가 얻어지는 관점에서는, 카본나노튜브 시트를 꼼으로써 실 형상의 카본나노튜브 선상체를 얻는 것이 바람직하다. 카본나노튜브 선상체는 2개 이상의 카본나노튜브 선상체끼리가 엮인 선상체여도 된다.
도전성 선상체(22)는 카본나노튜브 선상체 이외에, 카본나노튜브와 금속을 포함하는 선상체(이하, 「복합 선상체」라고도 칭한다)여도 된다. 복합 선상체는 카본나노튜브 선상체의 상술한 특징을 유지하면서, 선상체의 도전성이 향상되기 쉬워진다. 즉, 유사 시트 구조체(20)의 저항을 저하시키는 것이 용이해진다.
복합 선상체로는 예를 들면, (1) 카본나노튜브 포레스트의 단부로부터 카본나노튜브를 시트상으로 인출하고, 인출된 카본나노튜브 시트를 묶은 후 카본나노튜브의 다발을 꼬는 카본나노튜브 선상체를 얻는 과정에 있어서, 카본나노튜브의 포레스트, 시트 혹은 다발, 또는 꼬인 선상체의 표면에 금속 단체 또는 금속 합금을 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 습식 도금 등에 의해 담지시킨 복합 선상체, (2) 금속 단체의 선상체 혹은 금속 합금의 선상체 또는 복합 선상체와 함께, 카본나노튜브의 다발을 꼰 복합 선상체, (3) 금속 단체의 선상체 혹은 금속 합금의 선상체 또는 복합 선상체와, 카본나노튜브 선상체 또는 복합 선상체를 엮은 복합 선상체 등을 들 수 있다. 한편, (2)의 복합 선상체에 있어서는, 카본나노튜브의 다발을 꼬았을 때, (1)의 복합 선상체와 동일하게 카본나노튜브에 대해 금속을 담지시켜도 된다. 또한, (3)의 복합 선상체는 2개의 선상체를 엮은 경우의 복합 선상체이지만, 적어도 1개의 금속 단체의 선상체 혹은 금속 합금의 선상체 또는 복합 선상체가 포함되어 있으면, 카본나노튜브 선상체 또는 금속 단체의 선상체 혹은 금속 합금의 선상체 혹은 복합 선상체의 3개 이상을 엮어도 된다.
복합 선상체의 금속으로는 예를 들면, 금, 은, 구리, 철, 알루미늄, 니켈, 크롬, 주석, 아연 등의 금속 단체, 이들 금속 단체 중 적어도 1종을 포함하는 합금(구리-니켈-인 합금, 구리-철-인-아연 합금 등)을 들 수 있다.
도전성 선상체(22)는 금속 와이어를 포함하는 선상체여도 된다. 금속 와이어를 포함하는 선상체는 1개의 금속 와이어로 이루어지는 선상체여도 되고, 복수개의 금속 와이어를 꼰 선상체여도 된다.
금속 와이어로는, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 철, 몰리브덴, 니켈, 티탄, 은, 금 등의 금속, 또는 금속을 2종 이상 포함하는 합금(예를 들면, 스테인레스 강, 탄소 강 등의 강철, 놋쇠, 인청동, 지르코늄 구리 합금, 베릴륨 구리, 철 니켈, 니크롬, 니켈 티탄, 칸탈, 하스텔로이, 레늄 텅스텐 등)을 포함하는 와이어를 들 수 있다. 또한, 금속 와이어는 주석, 아연, 은, 니켈, 크롬, 니켈 크롬 합금, 땜납 등으로 도금된 것이어도 되고, 후술하는 탄소 재료나 폴리머에 의해 표면이 피복된 것이어도 된다. 특히, 텅스텐 및 몰리브덴 및 이들을 포함하는 합금으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함하는 와이어가 낮은 체적 저항률의 도전성 선상체(22)로 하는 관점에서 바람직하다.
금속 와이어로는 탄소 재료로 피복된 금속 와이어도 들 수 있다. 금속 와이어는 탄소 재료로 피복되어 있으면, 금속 광택이 저감하고, 금속 와이어의 존재를 눈에 띄지 않게 하는 것이 용이해진다. 또한, 금속 와이어는 탄소 재료로 피복되어 있으면 금속 부식도 억제된다.
금속 와이어를 피복하는 탄소 재료로는 카본블랙, 활성탄, 하드 카본, 소프트 카본, 메조포러스카본, 카본파이버 등의 비정질 탄소; 그래파이트; 풀러렌; 그래핀; 카본나노튜브 등을 들 수 있다.
(접착제층)
접착제층(30)은 접착제를 포함하는 층이다. 유사 시트 구조체(20)의 제2 면(20B) 상에 접착제층(30)을 적층한 시트(10)로 함으로써, 접착제층(30)에 의해, 시트(10)의 피착체에 대한 첩부가 용이해진다. 한편, 접착제층(30)은 필요에 따라 형성되는 층이다. 시트(10)는 제1 면(20A)을 피착체에 대향시켜 피착체에 접착할 수 있다. 이 경우에는, 상술한 바와 같이, 시트(10)에 있어서, 유사 시트 구조체(20)로부터 노출되는 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)에 의해, 시트(10)와 피착체의 접착이 용이해진다. 또한, 제2 접착면(30B)을 피착체에 대향시켜 시트(10)를 피착체에 접착시켜도 된다.
접착제층(30)은 경화성인 것이 좋다. 접착제층이 경화함으로써, 유사 시트 구조체(20)를 보호하는 것에 충분한 경도가 접착제층(30)에 부여되고, 접착제층(30)은 보호막으로서도 기능한다. 또한, 경화 후의 접착제층(30)의 내충격성이 향상되고, 충격에 의한 경화 후의 접착제층(30)의 변형도 억제할 수 있다.
접착제층(30)은 단시간에 간편하게 경화할 수 있는 점에서, 자외선, 가시 에너지선, 적외선, 전자선 등의 에너지선 경화성인 것이 바람직하다. 한편, 「에너지선 경화」에는, 에너지선을 이용한 가열에 의한 열경화도 포함된다.
에너지선에 의한 경화의 조건은 이용되는 에너지선에 따라 상이하지만, 예를 들면, 자외선 조사에 의해 경화시키는 경우, 자외선의 방사량은 10mJ/㎠∼3, 000mJ/㎠, 조사 시간은 1초∼180초인 것이 바람직하다.
접착제층(30)의 접착제는 열에 의해 접착하는 이른바 히트 시일 타입인 것, 습윤시켜 첩부성을 발현시키는 접착제 등도 들 수 있지만, 적용의 간편성에서는 접착제층(30)이 점착제(감압성 접착제)로부터 형성되는 점착제층인 것이 바람직하다. 점착제층의 점착제는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 점착제로는 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 고무계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리비닐에테르계 점착제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 점착제는 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제 및 고무계 점착제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하고, 아크릴계 점착제인 것이 보다 바람직하다.
아크릴계 점착제로는 예를 들면, 직쇄의 알킬기 또는 분기쇄의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 중합체(즉, 알킬(메타)아크릴레이트를 적어도 중합한 중합체), 고리형 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 아크릴계 중합체(즉, 고리형 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 적어도 중합한 중합체) 등을 들 수 있다. 여기에서, 「(메타)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」의 양쪽을 나타내는 용어로서 사용되고 있고, 다른 유사 용어에 대해서도 동일하다.
아크릴계 중합체가 공중합체인 경우, 공중합의 형태로는 특별히 한정되지 않는다. 아크릴계 공중합체로는 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 또는 그래프트 공중합체 중 어느 하나여도 된다.
이들 중에서도, 아크릴계 점착제로는, 탄소수 1∼20의 사슬형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트(a1')(이하, 「단량체 성분(a1')」이라고도 한다)에서 유래하는 구성 단위(a1) 및 관능기 함유 모노머(a2')(이하, 「단량체 성분(a2')」이라고도 한다)에서 유래하는 구성 단위(a2)를 포함하는 아크릴계 공중합체가 바람직하다.
한편, 당해 아크릴계 공중합체는 단량체 성분(a1') 및 단량체 성분(a2') 이외의 그 밖의 단량체 성분(a3')에서 유래하는 구성 단위(a3)를 추가로 포함하고 있어도 된다.
단량체 성분(a1')이 갖는 사슬형 알킬기의 탄소수로는, 점착 특성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 1∼12, 보다 바람직하게는 4∼8, 더욱 바람직하게는 4∼6이다. 단량체 성분(a1')으로는 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 단량체 성분(a1') 중에서도, 부틸(메타)아크릴레이트 및 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트가 바람직하고, 부틸(메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
구성 단위(a1)의 함유량은 상기 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대해, 바람직하게는 50질량％∼99.5질량％, 보다 바람직하게는 55질량％∼99질량％, 더욱 바람직하게는 60질량％∼97질량％, 보다 더욱 바람직하게는 65질량％∼95질량％이다.
단량체 성분(a2')으로는 예를 들면, 히드록시기 함유 모노머, 카르복시기 함유 모노머, 에폭시기 함유 모노머, 아미노기 함유 모노머, 시아노기 함유 모노머, 케토기 함유 모노머, 알콕시실릴기 함유 모노머 등을 들 수 있다. 이들 단량체 성분(a2') 중에서도, 히드록시기 함유 모노머와 카르복시기 함유 모노머가 바람직하다.
히드록시기 함유 모노머로는 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트가 바람직하다.
카르복시기 함유 모노머로는 예를 들면, (메타)아크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 들 수 있고, (메타)아크릴산이 바람직하다.
에폭시기 함유 모노머로는 예를 들면, 글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
아미노기 함유물 모노머로는 예를 들면, 디아미노에틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
시아노기 함유 모노머로는 예를 들면, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
구성 단위(a2)의 함유량은 상기 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대해, 바람직하게는 0.1질량％∼50질량％, 보다 바람직하게는 0.5질량％∼40질량％, 더욱 바람직하게는 1.0질량％∼30질량％, 보다 더 바람직하게는 1.5질량％∼20질량％이다.
단량체 성분(a3')으로는 예를 들면, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이미드(메타)아크릴레이트, 아크릴로일모르폴린 등의 고리형 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트; 초산비닐; 스티렌 등을 들 수 있다.
구성 단위(a3)의 함유량은 상기 아크릴계 공중합체의 전체 구성 단위(100질량％)에 대해, 바람직하게는 0질량％∼40질량％, 보다 바람직하게는 0질량％∼30질량％, 더욱 바람직하게는 0질량％∼25질량％, 보다 더 바람직하게는 0질량％∼20질량％이다.
한편, 상술한 단량체 성분(a1')은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 상술한 단량체 성분(a2')은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 상술한 단량체 성분(a3')은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
아크릴계 공중합체는 가교제에 의해 가교되어 있어도 된다. 가교제로는 예를 들면, 공지의 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 아지리딘계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등을 들 수 있다. 아크릴계 공중합체를 가교하는 경우에는, 단량체 성분(a2')에서 유래하는 관능기를 가교제와 반응하는 가교점으로서 이용할 수 있다.
점착제층은 상기 점착제 외에, 에너지선 경화성의 성분을 함유하고 있어도 된다.
에너지선 경화성의 성분으로는 예를 들면, 에너지선이 자외선인 경우에는 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡시화 이소시아눌산트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 1,4-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타디엔디메톡시디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 올리고에스테르(메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 변성 (메타)아크릴레이트, 폴리에테르(메타)아크릴레이트 등의 화합물로서, 1분자 중에 자외선 중합성의 관능기를 2개 이상 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
에너지선 경화성의 성분은 단독으로 사용해도, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
또한, 점착제로서 아크릴계 점착제를 적용하는 경우, 에너지선 경화성의 성분으로서 아크릴계 공중합체에 있어서의 단량체 성분(a2')에서 유래하는 관능기에 반응하는 관능기와 에너지선 중합성의 관능기를 1분자 중에 갖는 화합물을 사용해도 된다. 당해 화합물의 관능기와 아크릴계 공중합체에 있어서의 단량체 성분(a2')에서 유래하는 관능기의 반응에 의해, 아크릴계 공중합체의 측쇄가 에너지선 조사에 의해 중합 가능해진다. 점착제가 아크릴계 점착제 이외에도, 점착제가 되는 공중합체 이외의 공중합체 성분으로서 동일하게 측쇄가 에너지선 중합성인 성분을 사용해도 된다.
점착제층이 에너지선 경화성인 경우에는, 점착제층은 광중합 개시제를 함유하는 것이 좋다. 광중합 개시제에 의해, 점착제층이 에너지선 조사에 의해 경화하는 속도를 높일 수 있다. 광중합 개시제로는 예를 들면, 벤조페논, 아세토페논, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인벤조산, 벤조인벤조산메틸, 벤조인디메틸케탈, 2,4-디에틸티옥산톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디페닐설파이드, 테트라메틸티우람모노설파이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤질, 디벤질, 디아세틸, 2-클로로안트라퀴논, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤조티아졸-N,N-디에틸디티오카르바메이트, 올리고{2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-프로페닐)페닐]프로판온} 등을 들 수 있다.
점착제층은 무기 충전재를 함유하고 있어도 된다. 무기 충전재를 함유함으로써, 경화 후의 점착제층의 경도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 점착제층의 열전도성이 향상된다. 또한, 피착체가 유리를 주성분으로 하는 경우에, 시트(10)와 피착체의 선팽창 계수를 가깝게 할 수 있고, 이로써, 시트(10)를 피착체에 첩부 및 필요에 따라 경화하여 얻은 장치의 신뢰성이 향상된다.
무기 충전재로는 예를 들면, 실리카, 알루미나, 탤크, 탄산칼슘, 티탄화이트, 벵갈라, 탄화규소, 질화붕소 등의 분말; 이들을 구형화한 비즈; 단결정 섬유; 유리 섬유 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 무기 충전재로는 실리카 필러 및 알루미나 필러가 바람직하다. 무기 충전재는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
무기 충전재는 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식(커플링)되어 있는 것이 바람직하다.
경화성 관능기로는 예를 들면, 수산기, 카르복시기, 아미노기, 글리시딜기, 에폭시기, 에테르기, 에스테르기, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기 등을 들 수 있다. 이들 경화성 관능기를 갖는 화합물로는 예를 들면, 실란 커플링제 등을 들 수 있다.
무기 충전재는 경화 후의 점착제층의 내파괴성(경화 후의 점착제층의 강도)이 유지되기 쉬운 점에서, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기 등의 에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식되어 있는 것이 보다 바람직하다. 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 기로는 비닐기, (메타)아크릴로일기, 말레이미드기 등을 들 수 있지만, 반응성의 높이나 범용성의 면에서, (메타)아크릴로일기가 바람직하다.
에너지선 경화성 관능기를 갖는 화합물에 의해 표면 수식된 무기 충전재이면, 예를 들면, 시트(10)를 유리 등의 피착체에 첩부한 후에 경화한 점착제층이 강인해진다. 이로써, 창 및 거울 등에 첩부한 시트(10)에 흡반을 첩부하고, 시트(10)를 박리할 때 등에, 경화 후의 점착제층이 파괴되는 것을 회피하는 것이 용이해진다.
한편, 점착제층이 표면 수식된 무기 충전재를 함유하는 경우에는, 점착제층은 별도 에너지선 경화성의 성분을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
무기 충전재의 평균 입경은 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전재의 평균 입경이 이러한 범위에 있으면, 시트(10)(즉, 점착제층)의 광선 투과성이 향상되기 쉬워지고, 또한 시트(10)(즉, 점착제층)의 헤이즈를 작게 하기 쉽게 할 수 있다. 무기 충전재의 평균 입경의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 5㎚ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 무기 충전재의 평균 입경은 디지털 현미경에 의해 무기 충전재를 20개 관찰하고, 무기 충전재의 최대 직경과 최소 직경의 평균 직경을 직경으로서 측정하고, 그 평균값으로 한다.
무기 충전재의 함유량은 점착제층 전체에 대해, 0질량％∼95질량％인 것이 바람직하고, 5질량％∼90질량％인 것이 보다 바람직하고, 10질량％∼80질량％인 것이 더욱 바람직하다.
경화 후의 점착제층의 연필 경도는 HB 이상인 것이 바람직하고, F 이상인 것이 보다 바람직하고, H 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 경화 후의 점착제층이 유사 시트 구조체(20)를 보호하는 기능이 추가로 향상되고, 보다 충분히 유사 시트 구조체(20)를 보호할 수 있다. 또한, 점착제층이 유사 시트 구조체(20)보다도 피착체로부터 먼 위치에 있고, 또한 점착제층이 유사 시트 구조체(20)와 인접하는 면(제1 접착면(30A))과는 반대의 면(제2 접착면(30B))에 지지체가 형성되어 있지 않은 경우여도, 시트(10)를 피착체에 첩부 후에, 경화 후의 점착제층 자체에 상처가 나는 것을 방지하는 것이 용이해진다. 한편, 연필 경도는 JIS K 5600-5-4에 준거하여 측정된 값이다.
점착제층에는 그 밖의 성분이 포함되어 있어도 된다. 그 밖의 성분으로는 예를 들면, 유기 용매, 난연제, 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 방부제, 방미제, 가소제, 소포제, 습윤성 조정제 등의 주지의 첨가제를 들 수 있다.
접착제층(30)의 두께는 시트(10)의 용도에 따라 적절히 결정된다. 예를 들면, 접착성의 관점에서, 접착제층(30)의 두께는 3㎛∼150㎛인 것이 바람직하고, 5㎛∼100㎛인 것이 보다 바람직하다.
(시트의 제조 방법)
본 실시형태에 따른 시트(10)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 시트(10)는 예를 들면, 다음의 공정을 거쳐 제조된다.
우선, 박리 시트의 위에, 접착제층(30)의 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성한다. 다음으로, 도막을 건조시켜 접착제층(30)을 제작한다. 다음으로, 접착제층(30)의 제1 접착면(30A) 상에 도전성 선상체(22)를 배열하면서 배치하여 유사 시트 구조체(20)를 형성한다. 예를 들면, 드럼 부재의 외주면에 박리 시트 부착의 접착제층(30)을 배치한 상태로, 드럼 부재를 회전시키면서, 접착제층(30)의 제1 접착면(30A) 상에 도전성 선상체(22)를 나선 형상으로 권취한다. 그 후, 나선 형상으로 권취한 도전성 선상체(22)의 다발을 드럼 부재의 축 방향을 따라 절단한다. 이로써, 유사 시트 구조체(20)를 형성함과 함께, 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)에 배치한다. 그리고, 유사 시트 구조체(20)가 형성된 박리 시트 부착의 접착제층(30)을 드럼 부재로부터 취출한다. 이 공정을 거친 후, 박리 시트를 접착제층(30)으로부터 박리함으로써 시트(10)가 얻어진다. 이 방법에 의하면, 예를 들면, 드럼 부재를 회전시키면서, 도전성 선상체(22)의 인출부를 드럼 부재의 축과 평행한 방향을 따라 이동시킴으로써, 유사 시트 구조체(20)에 있어서의 서로 이웃하는 도전성 선상체(22)의 간격(L)을 조정하는 것이 용이하다.
한편, 도전성 선상체(22)를 배열하여 유사 시트 구조체(20)를 형성한 후, 얻어진 유사 시트 구조체(20)의 제2 면(20B)을 접착제층(30)의 제1 접착면(30A) 상에 첩합하고, 시트(10)를 제작해도 된다.
(시트의 특성)
본 실시형태에 따른 시트(10)의 광선 투과율은 70％ 이상이 바람직하고, 70％∼100％가 보다 바람직하고, 80％∼100％가 더욱 바람직하다. 피착체로서 자동차 등의 창에 시트(10)를 첩부하는 경우, 예를 들면, 다른 차량, 보행자, 신호, 표지 및 도로의 상황 등을 분별하는 시인성이 요구된다. 또한, 피착체로서 거울에 시트(10)를 첩부하는 경우, 조영의 선명성이 요구된다. 이 때문에, 시트(10)의 광선 투과율이 70％ 이상이면, 이들의 시인성, 또는 조영의 선명성을 용이하게 얻을 수 있다.
한편, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))의 광선 투과율은 광선 투과율계에 의해, 가시역(380㎚∼760㎜)의 광선 투과율을 측정하고, 그 평균값으로 한다.
본 실시형태에 따른 시트(10)의 면 저항(Ω／□=Ω／sq.)은 800Ω／□ 이하가 바람직하고, 0.01Ω／□∼500Ω／□가 보다 바람직하고, 0.05Ω／□∼300Ω／□가 더욱 바람직하다. 시트(10)를 발열체로서 적용한 경우, 인가하는 전압을 저감하는 관점에서, 면 저항이 낮은 시트(10)가 요구된다. 시트(10)의 면 저항이 800Ω／□ 이하이면, 인가하는 전압의 저감이 용이하게 실현된다.
한편, 시트(10)의 면 저항은 다음의 방법에 의해 측정한다. 우선, 전기적 접속을 향상시키기 위해, 은 페이스트를 시트(10)의 유사 시트 구조체(10)의 양단에 도포한다. 그 후, 구리 테이프를 양단에 첩부한 유리 기판에, 시트(10)를 은 페이스트와 구리 테이프가 접촉하도록 첩부한 후, 전기 테스터를 이용하여 저항을 측정하고, 시트(10)의 면 저항을 산출한다.
(시트의 사용 방법)
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 피착체에 첩부하여 사용된다. 접착제층(30)이 경화성을 갖는 경우, 시트(10)를 피착체에 첩부한 후, 접착제층(30)을 경화시킨다. 시트(10)를 피착체에 첩합한 때에는, 시트(10)의 유사 시트 구조체(20)측을 피착체에 첩부하여(즉, 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)과 피착체 사이에 유사 시트 구조체(20)를 개재시켜 피착체에 첩부하여)도 되고, 시트(10)의 제2 접착면(30B)을 피착체에 첩부해도 된다.
한편, 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)측에 후술하는 지지체(32)가 존재하지 않는 경우에는, 시트(10)의 유사 시트 구조체(20)측을 피착체에 첩합하는 것이 바람직하다. 피착체 및 접착제층(30) 양쪽 모두에 의해 유사 시트 구조체(20)가 충분히 보호되기 때문이다. 이로써, 시트(10)의 내충격성이 향상되는 점에서, 실용화에 적합하다고 말할 수 있다. 또한, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))를 발열체로서 적용하는 경우, 접착제층(30)은 발열 시(통전 시)의 감전 방지에도 기여한다.
(변형예)
본 실시형태에 따른 시트(10)는 상기 형태로 한정되지 않고, 변형 또는 개량해도 된다. 이하, 본 실시형태에 따른 시트(10)의 변형예에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 본 실시형태에 따른 시트(10)로 설명한 부재와 동일하면, 도면 중에 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략 또는 간략한다.
-제1 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A), 또는 접착제층(30)의 제2 접착면(30B) 상에 적층된 지지체(32)를 갖고 있어도 된다. 지지체(32)를 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 상에 적층하는 경우, 시트(10)에 있어서, 유사 시트 구조체(20)로부터 노출되는 접착제층(30)의 제1 접착면(30A)에 의해 지지체(32)를 고정할 수 있다.
한편, 도 3에는 접착제층(30)의 제2 접착면(30B) 상에 적층된 지지체(32)를 갖는 시트(11)가 나타나 있다.
지지체(32)로는 예를 들면, 종이, 열가소성 수지 필름, 경화성 수지의 경화물 필름, 금속박, 유리 필름 등을 들 수 있다. 열가소성 수지 필름으로는 예를 들면, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 아크릴계 등의 수지 필름을 들 수 있다.
한편, 접착제층(30) 또는 유사 시트 구조체(20)와는 대향하지 않는 지지체(32)의 표면(시트(10)로부터 노출되는 표면)에는, 시트(10)(유사 시트 구조체(20))의 보호성을 강화하기 위해, 자외선 경화성 수지 등을 사용한 하드 코트 처리 등이 실시되어 있어도 된다.
-제2 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 및 접착제층(30)의 제2 접착면(30B) 중 적어도 한쪽의 면 상에 적층된 박리층(34)을 가져도 된다.
한편, 도 4에는 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 및 접착제층(30)의 제2 접착면(30B)의 양쪽의 면 상에 적층된 박리층(34)을 갖는 시트(12)가 나타나 있다.
박리층(34)으로는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 취급 용이성의 관점에서, 박리층(34)은 박리 기재와 박리 기재의 위에 박리제가 도포되어 형성된 박리제층을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 박리층(34)은 박리 기재의 한쪽 면에만 박리제층을 구비하고 있어도 되고, 박리 기재의 양면에 박리제층을 구비하고 있어도 된다.
박리 기재로는 예를 들면, 종이 기재, 종이 기재 등에 열가소성 수지(폴리에틸렌 등)를 라미네이트한 라미네이트 종이, 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 종이 기재로는, 글라신지, 코트지, 캐스트 코트지 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름; 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다. 박리제로는 예를 들면, 올레핀계 수지, 고무계 엘라스토머(예를 들면, 부타디엔계 수지, 이소프렌계 수지 등), 장쇄 알킬계 수지, 알키드계 수지, 불소계 수지, 실리콘계 수지 등을 들 수 있다.
박리층(34)의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 통상, 박리층(34)의 두께는 20㎛∼200㎛가 바람직하고, 25㎛∼150㎛가 보다 바람직하다.
박리층(34)의 박리제층의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 박리제를 포함하는 용액을 도포하여 박리제층을 형성하는 경우, 박리제층의 두께는 0.01㎛∼2.0㎛가 바람직하고, 0.03㎛∼1.0㎛가 보다 바람직하다.
박리 기재로서 플라스틱 필름을 사용하는 경우, 플라스틱 필름의 두께는 3㎛∼150㎛인 것이 바람직하고, 5㎛∼100㎛인 것이 보다 바람직하다.
-제3 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 상에 적층된 다른 접착제층(31)을 갖는 시트(13)여도 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 시트(10)는 유사 시트 구조체(20)의 양면(제1 면(20A) 및 제2 면(20B))에 접착제층을 가져도 된다.
접착제층(30)과 접착제층(31)은 동일한 조성이어도 되고, 상이한 조성이어도 된다.
접착제층(30)과 접착제층(31)의 두께는 각각 3㎛∼150㎛인 것이 바람직하고, 5㎛∼100㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 접착제층(30)과 접착제층(31)의 두께의 합계값(접착제층의 총 두께)은 10㎛∼300㎛가 바람직하고, 20㎛∼200㎛인 것이 보다 바람직하다.
-제4 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 접착제층(30)의 제2 접착면(30B) 상에 지지층(36)을 개재하여 적층된 다른 접착제층(31)을 갖는 시트(14)여도 된다. 즉, 본 실시형태에 따른 시트(10)는 유사 시트 구조체(20)의 제2 면(20B)에 지지층(36)을 개재하여 적층된 한 쌍의 접착제층(30, 31)을 포함하는 접착 시트(양면 테이프 등)를 갖고 있어도 된다.
지지층(36)으로는 예를 들면, 종이, 열가소성 수지 필름, 경화성 수지의 경화물 필름, 금속박, 유리 필름 등을 들 수 있다. 열가소성 수지 필름으로는 예를 들면, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 아크릴계 등의 수지 필름을 들 수 있다.
-제5 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)의 도전성 선상체(22)가 주기적으로 만곡 또는 굴곡되어 있어도 된다. 구체적으로는, 도전성 선상체(22)는 예를 들면, 정현파, 방형파, 삼각파, 톱니파 등의 파형상이어도 된다. 즉, 유사 시트 구조체(20)는 예를 들면, 한쪽으로 연신된 파형상의 도전성 선상체(22)가 도전성 선상체(22)가 연신되는 방향과 직교하는 방향으로, 동일 간격으로 복수 배열된 구조로 해도 된다.
한편, 도 7은 한쪽으로 연신된 파형상의 도전성 선상체(22)가 도전성 선상체(22)가 연신되는 방향과 직교하는 방향으로, 동일 간격으로 복수 배열된 유사 시트 구조체(20)를 갖는 시트(15)가 나타나 있다.
-제6 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)를 복수 적층한 적층체를 갖는 시트여도 된다. 복수의 유사 시트 구조체(20)는 서로의 도전성 선상체(22)를 평행하게 적층해도 되고, 교차시켜 적층시켜도 된다. 한쪽의 유사 시트 구조체(20)에 있어서 평행하게 배열되고, 교차되지 않는 도전성 선상체(22)끼리가 다른 쪽의 유사 시트 구조체(20)의 도전성 선상체(22)에 의해 이른바 중개되고, 이들 사이의 전기적인 접속을 발생시킬 수 있는 관점에서는, 서로의 도전성 선상체(22)를 교차시켜 적층시키는 것이 바람직하다.
여기서, 한쪽의 유사 시트 구조체(20)에 있어서의 도전성 선상체(22)가 다른 쪽의 유사 시트 구조체(20)에 있어서의 간극 부분(서로 이웃하는 도전성 선상체(22)끼리의 간격의 부분)과 중첩되고, 간극 부분이 메워짐에 의해, 광선 투과성이 저하될 가능성이 있지만, L／D의 값을 상술한 범위 내에서 조정함으로써, 용이하게 충분한 광선 투과성을 확보할 수 있다.
한편, 도 8에는 서로의 도전성 선상체(22)를 교차시키고, 2개의 유사 시트 구조체(20)를 적층한 시트(16)가 나타나 있다.
-제7 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)를 시트면 방향(시트 표면에 따른 방향)으로 복수 배열된 시트여도 된다. 복수의 유사 시트 구조체(20)는 서로의 도전성 선상체(22)를 평행하게 배열해도 되고, 교차시켜 배열시켜도 된다.
한편, 도 9에는 서로의 도전성 선상체(22)를 평행하게 배열시키고, 2개의 유사 시트 구조체(20)를 배열한 시트(17)가 나타나 있다.
-제8 변형예-
본 실시형태에 따른 시트(10)는 접착제층(30)을 갖지 않는 형태여도 된다. 시트(10)는 예를 들면, 유사 시트 구조체(20)가 적어도 복수의 도전성 선상체(22)의 단부가 고정 부재에 의해 고정되고, 또한 고정된 복수의 도전성 선상체(22)의 단부 이외에, 다른 부재와 접촉되어 있지 않은 독립된 부분을 갖는 형태여도 된다. 구체적으로는, 시트(10)는 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 유사 시트 구조체(20)의 가장자리부가 고정 부재(38)(예를 들면, 양면 테이프, 심재를 갖지 않고, 단층의 접착제로 이루어지는 양면 접착성의 막, 땜납, 히트 시일성의 필름, 클립이나 만력 등의 협지구 등의 고정 부재)에 의해 고정된 유사 시트 구조체(20)로 이루어지는 시트(18)(프리 스탠딩 상태의 시트)여도 된다.
한편, 유사 시트 구조체(20)의 가장자리부가 고정 부재(38)에 의해 고정된 형태에 한정되지 않고, 유사 시트 구조체(20)의 대향하는 한 쌍의 가장자리부만(복수의 도전성 선상체(22)의 단부만)이 고정 부재(38)에 의해 고정된 형태여도 된다.
여기서, 본 실시형태에 따른 시트(10)는 제1∼제7 변형예를 조합한 형태여도 된다. 예를 들면, 본 실시형태에 따른 시트(10)는 (1) 박리층(34)을 갖는 제2 변형예에 있어서, 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 상에 적층된 지지체(32)를 갖는 형태, (2) 제3 변형예에 있어서, 다른 접착제층(31)의 면(유사 시트 구조체(20)와 대향하지 않는 면)에 적층한 지지체(32)를 갖는 형태, (3) 제3 변형예에 있어서, 2개의 접착제층(30, 31) 중 적어도 한쪽의 면(유사 시트 구조체(20)와 대향하지 않는 면)에 적층된 박리층을 갖는 형태, (4) 제4 변형예에 있어서, 유사 시트 구조체(20)의 제1 면(20A) 상에 적층된 지지체(32)를 갖는 형태여도 된다.
(발열체/발열체를 구비하는 발열 장치)
본 실시형태에 따른 시트(10)는 광선 투과성이 높고, 또한 면 저항이 낮은 유사 시트 구조체를 갖기 때문에 발열체로서 적용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태에 따른 시트(10)로 이루어지는 발열체(본 실시형태에 따른 발열체)는 광선 투과성이 높고, 또한 인가하는 전압의 저감이 가능한 발열체가 된다.
한편, 본 실시형태에 따른 발열 장치(40)는 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 발열체(42)(본 실시형태에 따른 시트(10)로 이루어지는 발열체)와, 발열체(42)(그 유사 시트 구조체(20))에 급전하는 급전부(44)를 갖는다. 급전부(44)는 예를 들면, 금속 재료로 구성되고, 발열체(42)(시트(10))의 유사 시트 구조체(20)의 단부에 전기적으로 접속되어 있다. 급전부(44)와 유사 시트 구조체(20)의 접합은 유사 시트 구조체(20)의 각 도전성 선상체(22)에 급전 가능하도록 땜납 등의 주지인 방법에 의해 행해진다.
그리고, 본 실시형태에 따른 발열 장치(40)로는 예를 들면, 욕실 등의 거울; 승용차, 철도, 선박, 항공기 등의 수송용 장치의 창; 건물의 창; 아이웨어 등에 배치되는 디포거(defogger), 수송용 장치의 창, 신호기의 점등면, 표지 등에 배치되는 디아이서(deicer) 등을 들 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 이들 각 실시예는 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
캐리어 가스로서 아르곤 가스, 탄소 공급원으로서 아세틸렌, 증착 장치로서 3개의 오븐을 구비하는 열 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용하여, 촉매 CVD법에 의해 폭 50㎜의 실리콘 웨이퍼 상에 카본나노튜브 포레스트를 얻었다.
카본나노튜브 포레스트 단부의 일부를 잡고, 카본나노튜브 시트를 폭 7㎜로 인출했다. 이 카본나노튜브 시트를 직경 5㎜의 금속제의 바퀴를 통해 시트가 묶이도록 하고, 묶인 시트를 직경 3㎝의 고무 드럼 위에 당접시키고, 고무 드럼을 드럼의 축 방향으로 진동 운동시켜 묶인 시트가 고무 드럼 위를 슬라이딩하도록 했다. 이 슬라이딩에 있어서 발생하는 마찰에 의해, 묶인 시트가 리본 형상으로 꼬이도록 했다. 이 상태에서, 리본 형상의 선상체를 보빈에 권취하고, 포레스트로부터 시트의 인출, 시트의 집속, 다발의 꼼 및 리본 형상의 선상체의 권취를 연속적으로 행하였다.
다음으로, 상기의 고무 드럼에 재박리성의 점착 시트(양면 테이프: MeCanimaging사 판매, 제품명: MTAR)를 한쪽의 점착면이 바깥측을 향하도록 하여, 주름이 없도록 권취하고, 원주 방향에 있어서의 양단부를 양면 테이프로 고정했다. 보빈에 권취한 카본나노튜브의 선상체를 고무 드럼의 단부 부근에 위치하는 점착 시트 표면에 부착시킨 후, 선상체를 풀어내면서 고무 드럼으로 권취하고, 조금씩 고무 드럼을 드럼 축과 평행한 방향으로 등속 이동시킨 후, 선상체가 동일 간격으로 나선을 그리면서 고무 드럼에 권취하도록 했다. 드럼 축과 평행하게, 카본나노튜브의 선상체마다 점착 시트를 절단하고, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트(도 6 참조)를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 20㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 1700㎛였다.
[실시예 2]
카본나노튜브 시트의 선상체 대신에, 금속 와이어로 이루어지는 선상체(금속 종: Stainless Steel, 제품 번호: AISI 316L(Good fellow사 제조), 직경: 50㎛)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 금속 와이어로 이루어지는 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D)는 50㎛, 배열된 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 간격(L)은 1700㎛였다.
[실시예 3]
고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 느리게 변화시켜 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 20㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 800㎛였다.
[실시예 4]
고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 느리게 변화시켜 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 20㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 200㎛였다.
[비교예 1]
고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 느리게 변화시켜 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 20㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 10㎛였다.
[비교예 2]
고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 빠르게 변화시켜 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 20㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 10000㎛였다.
[실시예 5]
카본나노튜브 시트의 선상체의 직경을 20㎛ 대신에 15㎛로 하고, 또한 고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 느리게 변화시켜 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 카본나노튜브의 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 선상체의 직경(D)는 15㎛, 배열된 선상체의 간격(L)은 100㎛였다.
[실시예 6]
카본나노튜브 시트의 선상체 대신에 금속 와이어로 이루어지는 선상체(금속 종: Stainless Steel, 제품 번호: AISI 316L(Good fellows사 제조), 직경: 50㎛)를 이용하고, 또한 고무 드럼이 이동하는 속도를 보다 빠르게 변화시켜 금속 와이어로 이루어지는 선상체를 권취한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 금속 와이어로 이루어지는 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D)는 50㎛, 배열된 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 간격(L)은 5000㎛였다.
[실시예 7]
카본나노튜브 시트의 선상체 대신에 금속 와이어로 이루어지는 선상체(금속 종: 텅스텐, 제품명: TGW-B(토쿠사이사 제조), 직경 14㎛)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 금속 와이어로 이루어지는 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D)는 14㎛, 배열된 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 간격(L)은 1700㎛였다.
[실시예 8]
카본나노튜브 시트의 선상체 대신에, 금속 와이어로 이루어지는 선상체(금속 종: 몰리브덴, 제품명: TMG-BS(토쿠사이사 제조), 직경 25㎛)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 점착 시트에 금속 와이어로 이루어지는 선상체가 배열된 유사 시트 구조체가 적층된 시트를 얻었다. 유사 시트 구조체의 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D) 및 간격(L)에 대해, 기술한 방법에 의해 측정한 결과, 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 직경(D)는 25㎛, 배열된 금속 와이어로 이루어지는 선상체의 간격(L)은 1700㎛였다.
[각종 측정]
각 예에서 얻어진 시트의 유사 시트 구조체에 대해, 선상체의 체적 저항률(R), 선상체의 직경(D), 선상체의 간격(L)을 기술한 방법에 따라 측정했다. 또한, 각 예에서 얻어진 시트의 광선 투과율 및 면 저항에 대해, 기술한 방법에 따라 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 표 1 중, 「직경(D)」 및 「간격(L)」 란에 있어서, 괄호 내의 수치는 단위 ㎝의 값을 나타내고 있다. 그리고, 「L×D」 및 「(D2／R)×(1／L)」 란의 값은 「직경(D)」 및 「간격(L)」이 ㎝ 단위로 했을 때의 값을 나타내고 있다.
Figure 112018056867623-pct00001
상기 결과로부터, 본 실시예의 시트는 비교예의 시트에 비교하여, 광선 투과율이 높고, 또한 면 저항이 낮은 유사 시트 구조체를 갖는 시트인 것을 알 수 있다.
한편, 미국 가출원 제62/258,342호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 기재된 전체 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 취합되는 것이 구체적이고 개별로 기록된 경우와 동일한 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.

Claims (11)

  1. 체적 저항률(R)이 1.0×10-7Ω㎝∼1.0×10-1Ω㎝이고, 또한 일방향으로 연신된 복수의 선상체가 서로 평행하게 간격을 두고 배열된 유사 시트 구조체를 갖고,
    상기 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 상기 선상체의 간격(L)의 관계가 식: L／D≥3을 만족하고,
    또한, 상기 선상체의 직경(D)와 서로 이웃하는 상기 선상체끼리의 간격(L)과 상기 선상체의 체적 저항률(R)의 관계가 식: (D2／R)×(1／L)≥0.003(식 중의 D 및 L의 단위는 ㎝이다)을 만족하고,
    가시역(380㎚∼760㎜)의 광선 투과율이 70％ 이상이고, 면 저항이 800Ω／□ 이하인 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선상체가 카본나노튜브를 포함하는 선상체인 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선상체가 카본나노튜브를 포함하고, 또한 직경이 1㎛∼125㎛인 선상체인 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 선상체가 카본나노튜브와 금속을 포함하는 선상체인 시트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유사 시트 구조체가 적층되는 접착제층을 갖는 시트.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유사 시트 구조체가 복수 중첩된 적층체를 갖는 시트.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유사 시트 구조체가 적어도 상기 복수의 선상체의 단부가 고정 부재에 의해 고정되고, 또한 고정된 상기 복수의 선상체의 단부 이외에 다른 부재와 접촉되어 있지 않은 독립된 부분을 갖는 시트.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항의 시트로 이루어지는 발열체.
  9. 제 8 항의 발열체와 상기 발열체에 급전하는 급전부를 갖는 발열 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    디포거인 발열 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    디아이서인 발열 장치.
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