(57)【要約】【課題】  導電性布帛に対して電気的な接続をする際に、導電性と接着強度とを兼ね備えた接続部材を提供する。この接続部材を用いた接続方法、および電気的接続部を有する導電性布帛を提供する。【解決手段】  内部空隙を有する導電性基材と、前記導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤からなる接続部材である。更に、導電性布帛の導電部上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、加熱・加圧を行なう接続方法である。【選択図】図１
2018032546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空隙を有する導電性基材と、前記導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤からなる接続部材。
【請求項２】
前記導電性基材が、金属被膜を有する合成樹脂発泡体であることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
【請求項３】
前記導電性基材が、金属被膜を有する繊維布帛であることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
【請求項４】
前記導電性基材における内部空隙の体積比率が２０〜９８％であることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
【請求項５】
前記ホットメルト接着剤がポリウレタン系ホットメルト接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の接続部材。
【請求項６】
導電性布帛の導電部上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、加熱・加圧を行なう接続方法。
【請求項７】
導電性布帛の導電部上に、ホットメルト接着剤を付与したのち、内部空隙を有する導電性基材を配置し、加熱・加圧を行なう接続方法。
【請求項８】
導電性布帛の導電部上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、更に前記導電性基材のホットメルト接着剤が含浸された別の部分に導電部材を重ねたのち、加熱・加圧を行なう接続方法。
【請求項９】
導電性布帛の導電部上に、ホットメルト接着剤を付与したのち内部空隙を有する導電性基材を配置し、ホットメルト接着剤を付与した導電部材を前記導電性基材の他方の面に配置したのち、加熱・加圧を行なう接続方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の接続部材を用いて電気的接続が形成された導電性布帛。
【請求項１１】
請求項１に記載の接続部材を介して導電部材が電気的に接続された導電性布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性布帛に対して電気的な接続を可能とする接続部材に関する。また導電性布帛に対して電気・電子部品や導電部材を電気的に接続する方法に関する。更に、電気的な接続が形成された導電性布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型電子機器の小型化が進む一方で、電子機器を着用するという発想のウェアラブル・デバイスが注目されてきている。衣類などに用いられる布帛に導電性のある材料で回路や配線を形成し電子機器として機能させることが提案されている。
【０００３】
導電性布帛に形成された回路や配線に対して電気・電子部品などを電気的に接続する場合には、はんだ付けによる方法は利用できない。はんだ付けの際の熱によって導電性布帛の基材である布帛が焼けたり溶けたりしてしまうためである。この問題を回避する接続方法としては、多量の導電性微粒子を含有した導電性接着剤を用いる方法（特許文献１）が考えられるが、導電性と接着強度を両立することが困難であった。また、布帛の柔軟性を損なうという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０５１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、導電性布帛に対して電気的な接続をする際に、導電性と接着強度とを兼ね備えた接続部材と、この接続部材を用いた接続方法を提供する。また前記接続部材、接続方法を用いた接続部を有する導電性布帛を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討を行なった結果、内部空隙を有する導電性基材にホットメルトタイプの接着剤を含浸させ、これを介して導電布と電気・電子部品や導電部材とを電気的に接続することで良好な導電性と高い接着強度を両立できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明の接続部材は、内部空隙を有する導電性基材と、前記導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤からなる接続部材である。
【０００８】
前記導電性基材は、金属被膜を有する合成樹脂発泡体であることができる。前記導電性基材は、金属被膜を有する繊維布帛であることができる。
【０００９】
前記導電性基材における内部空隙の体積比率が２０〜９８％であることができる。
【００１０】
前記ホットメルト接着剤がポリウレタン系ホットメルト接着剤であることができる。ポリウレタン系ホットメルト接着剤であれば、伸縮性に優れるため布帛の変形に追随しやすい。
【００１１】
本発明の接続方法は、導電性布帛の導電部分上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸された接続部材におけるホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、加熱・加圧を行なう接続方法である。
【００１２】
本発明の接続方法は、導電性布帛の導電部分上に、ホットメルト接着剤を塗布したのち内部空隙を有する導電性基材を配置し、加熱・加圧を行なう接続方法である。
【００１３】
本発明の接続方法は、導電性布帛の導電部分上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、更に前記導電性基材のホットメルト接着剤が含浸された別の部分に導電部材を重ねたのち、加熱・加圧を行なう接続方法である。
【００１４】
本発明の接続方法は、導電性布帛の導電部分上に、ホットメルト接着剤を付与したのち内部空隙を有する導電性基材を配置し、ホットメルト接着剤を付与した導電部材を前記導電性基材の他方の面に配置したのち、加熱・加圧を行なう接続方法である。
【００１５】
本発明の導電性布帛は、前記接続部材を用いた電気的接続が形成された導電性布帛である。本発明の導電性布帛は、前記接続部材を介して導電部材が電気的に接続された導電性布帛である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導電性布帛に電気的な接続を形成するに際し、良好な導電性と高い接着強度とを両立させる接続部材と接続方法を提供することができる。また、本発明の導電性布帛においては、布帛の柔軟性を損なうことなく電気的な接続が達成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の接続部材の構成を説明する概略図である。
【図２】本発明の接続方法の一例を説明する工程図である。
【図３】本発明の接続方法の別の一例を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の接続部材は、内部空隙を有する導電性基材から構成される。内部空隙にホットメルト接着剤が含浸されていることにより高い接着強度を発現することができる。このような内部空隙を有するものとしては、合成樹脂発泡体や繊維布帛が挙げられる。
【００１９】
合成樹脂発泡体としては、ポリウレタンフォーム、ポリオレフィンフォームなどが挙げられ、中でも加工性、柔軟性に優れるという理由でポリウレタンフォームであることが好ましい。
【００２０】
繊維布帛としては、天然繊維や合成繊維からなる織物、編物、不織布などが挙げられる。繊維の種類や布帛の組織、構造には特に限定されないが、金属めっきによる導電性の付与が容易で、耐熱性に優れるという観点から繊維種としてはポリエステルやナイロンが好ましい。
【００２１】
前記導電性基材における内部空隙の体積比率は２０〜９８％であることが好ましい。体積比率が２０〜９８％であれば、接着強度と導電性とのバランスに優れるという効果が得られる。内部空隙の体積比率の測定方法は、体積と比重から計算する方法や断面の面積率から計算する方法が挙げられる。
【００２２】
前記導電性基材を得る方法としては、素材として導電性の合成樹脂や繊維を用いる方法、非導電性の合成樹脂発泡体や繊維布帛に加工によって導電性を付与する方法のいずれであってもよい。導電性の合成樹脂、繊維としては導電粒子としてカーボンブラックや金属化合物を練り込んだポリウレタン、ポリオレフィン、導電粒子としてカーボンブラックや金属化合物を練り込んだポリエステル、ナイロンを単独あるいは他の樹脂と複合して紡糸した繊維、炭素繊維、金属細線などが挙げられる。非導電性の合成樹脂発泡体や繊維布帛に導電性を加工によって付与する方法としては金属めっきによる方法、導電高分子溶液でコーティングする方法、導電塗料でコーティングする方法などが挙げられる。なかでも高い導電性を安定して付与できるという点で金属めっきによる導電性の付与方法が好ましい。
【００２３】
金属めっきとしては電気めっき、無電解めっきのいずれも採用することができる。金属めっきに用いられる金属としては、銅、銀、ニッケル、錫、金などが挙げられ、なかでも導電性に優れるという理由で銅、銀が好ましい。また、錆びにくいという理由でニッケル、金が好ましい。電気めっき、無電解めっきの方法は、従来公知の方法を採用することでき、特に限定されない。
【００２４】
本発明の接続部材に用いられるホットメルト接着剤はポリウレタン系ホットメルト接着剤、ポリオレフィン系ホットメルト接着剤、ポリエチレン酢酸ビニル系ホットメルト接着剤などが挙げられる。なかでもポリウレタン系ホットメルト接着剤が伸縮性に優れるという点で好ましい。ホットメルト接着剤が接着性を発揮する溶融温度は５０〜１５０℃であることが好ましい。溶融温度が５０〜１５０℃の範囲内であれば、常温での使用時に溶融せず導電性布帛の熱による損傷を防ぐことができる。
【００２５】
ホットメルト接着剤は前記導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸される。図１には、ブロック状の導電性基材１の一部にホットメルト接着剤が含浸されている様子が示されている。ブロック状の導電性基材１の下面、左端部の手前側において導電性基材の厚み方向四分の一程度の部分にまでホットメルト接着剤が含浸されている状態の例である。
【００２６】
他の例としては、ブロック状の導電性基材の一つの面全体にわたってその表面にホットメルト接着剤が含浸されていてもよいし、対向する二つの面においてホットメルト接着剤が含浸されていてもよい。導電性基材は薄いシート状であってもよいし、薄くて細いリボン状であってもよく、この場合、導電性基材の一部にオモテ面からウラ面にかけて厚み方向全体にホットメルト接着剤が含浸されていてもよい。薄くて小さな導電性基材の場合には、その全体にホットメルト接着剤が含浸されていてもよい。すなわち導電性基材の形状や大きさに関わらず、導電性基材の少なくとも一面の少なくとも一部において、導電性基材の表面近傍にホットメルト接着剤が露出して存在していればよい。ホットメルト接着剤が含浸されている部分の大きさ、形状などに制限はないが、位置については導電性基材の表面およびその近傍であることが必要である。
【００２７】
本発明の接続部材は上記の構成を有しているため、導電性布帛の導電部分に接続部材のホットメルト接着剤含浸部分を重ねて配置し、加熱・加圧を行なうことでホットメルト接着剤が溶融して適度な流動性と接着性を示す。こうして接着された後の導電性布帛の導電部分と接続部材との境界面においては、一部で導電性布帛の導電部分と接続部材の導電性基材とが接触して電気的な接続が形成され、他の部分ではホットメルト接着剤を介して導電性布帛と接続部材とが接着されている。接続部材の導電性基材は厚み方向、タテ方向、ヨコ方向のいずれについても金属被膜が連続して形成されているために、良好な導電性を得る事ができる。ホットメルト接着剤には、その接着性を疎外するような微粒子などを含有させる必要がないため、高い接着性を発現することができる。
【００２８】
本発明の接続方法は、第一の態様として、上述のように導電性布帛の導電部上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸された接続部材におけるホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、加熱・加圧を行なう接続方法である。この接続方法について図２を用いて説明する。
【００２９】
図２（ａ）は導電性布帛と接続部材とを示す。この例では布帛３の表面にポリウレタン樹脂を付与してポリウレタンシート４を形成し、このポリウレタンシートの表面に導電部５が積層された導電性布帛を用いて説明する。ポリウレタンシート４は布帛３の表面を平滑化して導電部５の形成を容易にする目的、形成された導電部５の断線を防ぐ目的などがある。導電部５は所望の形状に切り出した金属箔を貼り合わせて形成されていてもよいし、導電ペーストを印刷して形成されていてもよい。
【００３０】
接続部材は薄くて細長いリボン状である場合を例示している。接続部材の一端にホットメルト接着剤が含浸された部分が形成されている。このホットメルト接着剤含浸部分２を、導電性布帛上の導電部５における接続を形成する位置に重ねて、図２（ｂ）のように配置する。この状態でホットメルト接着剤含浸部分２を加熱・加圧する。所定時間の加熱・加圧の後、静置するなどして冷却すればホットメルト接着剤が再度硬化して接着が完了する。図２（ｃ）は接続が形成された部分の断面を模式的に示した図である。
【００３１】
図２の例では接続部材の一端で導電性布帛との電気的接続が形成され、接続部材のうち電気的接続にあずからない部分は導電部材として利用される。つまり、導電性布帛と外部装置との接続のための配線部として利用することができる。
【００３２】
本発明の接続方法の第二の態様としては、導電性布帛の導電部上に、ホットメルト接着剤を付与したのち、内部空隙を有する導電性基材を配置し、加熱・加圧を行なう接続方法が挙げられる。
【００３３】
本発明の接続方法の第三の態様としては、導電性布帛の導電部上に、内部空隙を有する導電性基材の少なくとも一部の表面に含浸されたホットメルト接着剤の含浸部分を重ね、更に前記導電性基材における別のホットメルト接着剤含浸部分に導電部材を重ねたのち、加熱・加圧を行なう接続方法である。この場合、接続部材にはホットメルト接着剤が含浸された部分は二か所設けられている。
【００３４】
第三の態様においては、導電性布帛と導電部材とを接続部材を介して電気的に接続する方法について示している。導電部材としては種々の電気・電子部品や配線部材などが挙げられる。更に導電部材は別の導電性布帛であることもできる。二つの導電性布帛を電気的に接続することが可能となり、例えば導電性布帛を用いた衣料を製造する場合、縫製部分での電気的接続を実現するために利用することができる。本発明の接続方法で電気的な接続が形成された導電性布帛においては、接続部分に縫製が成された場合であっても電気的接続が保持される。
【００３５】
本発明の接続方法の第四の態様としては、導電性布帛の導電部上に、ホットメルト接着剤を付与したのち内部空隙を有する導電性基材を配置し、ホットメルト接着剤を付与した導電部材を前記導電性基材の他方の面に配置したのち、加熱・加圧を行なう接続方法である。
【００３６】
第四の態様について図３を用いて説明する。図３は二つの導電性布帛を接続する例について断面図を用いて示す。図３（ａ）では二つの導電性布帛各々の導電部５における所望の位置に、ホットメルト接着剤６が付与されている状態を示す。図３（ｂ）は一方の導電性布帛に付与されたホットメルト接着剤６の上に、内部空隙を有する導電性基材１が配置された状態である。図３（ｃ）は内部空隙を有する導電性基材１の上面に他方の導電性布帛に付与されたホットメルト接着剤６の部分を重ねた状態を示す。この状態で接続部分を加熱・加圧することによりホットメルト接着剤６が溶融して導電性基材１の内部空隙に含浸すると同時に導電性布帛どうしの電気的な接続が達成され、図３（ｄ）に示す状態となる。この時、導電性基材１にはホットメルト接着剤６が含浸したホットメルト接着剤含浸部分２が形成されている。
【００３７】
上記、本発明の接続方法の第四の態様では導電性布帛にホットメルト接着剤６を付与する方法を示したが、ホットメルト接着剤６は内部空隙を有する導電性基材１に付与されても良い。また、ホットメルト接着剤を付与する方法としては、流動性を有する状態のホットメルト接着剤を塗布する方法、シート状、リボン状のホットメルト接着剤片を貼付する方法などが挙げられる。
【００３８】
本発明の導電性布帛は、上述の接続部材を用いて電気的接続が形成されている導電性布帛である。本発明の導電性布帛の別の態様として、上述の接続部材を用いて導電部材が電気的に接続された導電性布帛である。導電部材としては各種電気・電子部品、配線部材、および導電性布帛などが挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何らの制限を受けるものではない。なお、本実施例における各種物性の評価方法は以下の通りである。
【００４０】
＜導電性＞
幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍの導電性布帛と、幅１０ｍｍ、長さ４０ｍｍの接続部材の、長さ方向の端部幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの部分の導電面を単に接触させて、両端部間の電気抵抗を測定し、接続前電気抵抗値とした。次に上記接触させた部分をシーダム株式会社製ホットメルトシート：品番ＳＨＭ−１０１ＰＵＲ（厚み７０μｍ）を用いて株式会社ハシマ製熱転写プレス機ＨＰ−４５３６Ａ−１２で１３０℃、０．５ＭＰａ、１分間熱プレスして接続し、電気的接続が形成された導電性布帛を得た。得られた電気的接続が形成された導電性布帛と接続部材の両端部間の電気抵抗を測定し、接続後電気抵抗値とした。導電性＝（接続後電気抵抗値）／（接続前電気抵抗値）とし、導電性が２．０未満であれば導電性良好と判定した。
【００４１】
＜接着強度＞
上記で得られた電気的接続が形成された導電性布帛を、株式会社島津製作所製引張試験機：品番ＥＺｔｅｓｔを用いて剥離速度１０ｍｍ／ｓｅｃでＴ型剥離試験を実施し、これを接着強度とした。
【００４２】
［実施例１］
接続部材としてポリエステル織物（組織：平織、経糸：ＰＥＴ３０ｄ／３６ｆ、緯糸：ＰＥＴ６２ｄ／１５０ｆ、経糸密度：１９２本／インチ、緯糸密度：１２２本／インチ、厚み９０μｍ）に、無電解銅めっきで銅を３５ｇ／ｍ２付与し、さらに電解銀めっきで銀を５ｇ／ｍ２付与した金属めっき布帛を用いた。この接続部材は内部空隙の体積比率が４８％であった。
【００４３】
クラボウ株式会社製ウレタンシート：品番クランジールＵ−１４９０（厚み１００μｍ）にデュポンエレクトロニクスマテリアル株式会社製銀ペースト：ＰＥ８７２を厚み１００μｍのステンシルを用いてステンシル印刷し、熱風循環乾燥炉で１３０℃、１５分間乾燥した。乾燥後の銀ペーストの厚みは２５μｍであった。次に旭化成アドバンス株式会社：品番ＡＫＴ１７５０（糸使いＮＹ４４Ｔ／３４ｆ  ６６％：ＰＵ４４Ｔ  １０％：ＰＵ３１０Ｔ  ２４％、目付４３０ｇ／ｍ２）の上に、シーダム株式会社製ホットメルトシート：品番ＳＨＭ−１０１ＰＵＲ（厚み７０μｍ）を、さらにその上に上記ウレタンシートの銀ペーストを塗布していない面を重ね、株式会社ハシマ製熱転写プレス機ＨＰ−４５３６Ａ−１２で１３０℃、０．５ＭＰａ、１分間熱プレスして導電性布帛を得た。この導電性布帛と上記接続部材とを用いて、上記評価方法により求められた導電性は１．５７であり良好な結果であった。また、接着強度は０．２４Ｎ／ｍｍであった。結果を表１に示す。
【００４４】
［実施例２］
接続部材を銀めっき糸織物（組織：綾織、経糸：ＰＥＴ３０ｄ／１２ｆ、緯糸：銀めっきＰＥＴ糸３６ｄ／１２ｆ／銀めっき付与量２０ｗｔ％、経糸密度：１９０本／インチ、緯糸密度：１４０本／インチ、厚み１４０μｍ、内部空隙の体積比率７７％）に替えた以外は実施例１と同様にして導電性と接着強度を評価した。導電性は０．７５であり良好な結果であった。また、接着強度は０．９１Ｎ／ｍｍであった。結果を表１に示す。
【００４５】
［実施例３］
接続部材をセーレン株式会社製導電フォーム（ポリウレタンフォームの表面に無電解めっき銅被膜を付与し、さらにその上にニッケル被膜を付与した内部空隙の体積比率８８％の導電性ポリウレタンフォーム）に替えた以外は実施例１と同様にして導電性と接着強度を評価した。導電性は１．８４であり良好な結果であった。また、接着強度は０．３１Ｎ／ｍｍであった。結果を表１に示す。
【００４６】
［実施例４］
導電性布帛を金属めっき布帛（組織：平織、経糸：３０ｄ／３６ｆ、緯糸：６２ｄ／１５０ｆ、縦糸密度：１９２本／インチ、緯糸密度：１２２本／インチ、厚み９０μｍのポリエステル織物に、無電解銅めっきで銅を３５ｇ／ｍ２付与し、さらに電解銀めっきで銀を５ｇ／ｍ２付与した布帛）に替えた以外は実施例１と同様にして導電性と接着強度を評価した。導電性は１．２０であり良好な結果であった。また、接着強度は０．４２Ｎ／ｍｍであった。結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2018032546.tif 000003
【符号の説明】
【００４８】
１  導電性基材
２  ホットメルト接着剤含浸部分
３  布帛
４  ポリウレタンシート
５  導電部
６  ホットメルト接着剤
【図１】
2018032546.tif 000004
【図２】
2018032546.tif 000005
【図３】
2018032546.tif 000006