伸缩性层叠体、伸缩性设备用材料、和伸缩性设备

文档序号:292562 发布日期:2021-11-23 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 伸缩性层叠体、伸缩性设备用材料、和伸缩性设备 (Stretchable laminate, material for stretchable device, and stretchable device ) 是由 阿部孝寿 深尾朋宽 泽田知昭 道上恭佑 于 2020-04-16 设计创作,主要内容包括:本发明一个方面涉及一种伸缩性层叠体,其是固定于布帛的伸缩性层叠体,并且包括:具备伸长率为10%以上的伸缩性绝缘层的伸缩性电路基板;布帛基材;以及,用于粘接所述伸缩性电路基板和所述布帛基材的粘接层。(One aspect of the present invention relates to a stretchable laminate fixed to a fabric, the stretchable laminate including: a stretchable circuit board provided with a stretchable insulating layer having an elongation of 10% or more; a fabric base material; and an adhesive layer for bonding the stretchable circuit board and the fabric base material.)

伸缩性层叠体、伸缩性设备用材料、和伸缩性设备

技术领域

本发明涉及伸缩性层叠体、伸缩性设备用材料、和伸缩性设备。

背景技术

随着电子领域的发展,对电子设备等的小型化、薄型化、轻质化和高密度化的要求进一步提高。并且,根据用途,也有时要求能够配置于曲面和凹凸面等、或者能够自由地变形、或者能够弯折的柔软的设备。作为实现这样的柔软的设备,可列举例如人、犬等动物以及植物能够佩戴的可穿戴设备等。

就可穿戴设备等中使用的技术而言,作为能够安装于衣服的生物体电极,可列举例如专利文献1中记载的生物体电极等。另外,作为用于将电气布线整合于衣服的伸缩性电极和布线片,可列举专利文献2中记载的伸缩性电极和布线片等。另外,作为带电极的衣服中使用的层叠片,可列举专利文献2中记载的层叠片等。

专利文献1记载了一种具备生物体电极、并且所述生物体电极以电极部与生物体接触的方式进行固定的衣物,上述生物体电极具备:固定在上述衣物的与生物体接触的面上的由电绝缘性的构件形成的安装构件;固定在该安装构件的与生物体接触的面上的由导电性的构件形成的上述电极部;固定在上述安装构件上的、用于与生物体电气信号测定装置连接的连接器;固定在上述安装构件上的、将上述连接器与上述电极部电连接的布线;和,上述布线的表面上的、覆盖与生物体接触的部分的电绝缘性的第1绝缘构件。

专利文献1公开了如下主旨:在将安装构件安装到衣物的状态下,即使在衣物被汗等打湿的情形下,也能够防止布线与生物体之间的短路、或多个电极部之间的短路,能够获得期望的生物体电气信号。

专利文献2记载了一种伸缩性电极和布线片,其为能够层叠在基材上的片状的电极和布线,上述电极由第一绝缘层和设置在该第一绝缘层上的伸缩性导体层形成,并且,上述布线具有由该第一绝缘层、该伸缩性导体层-和第二绝缘层构成的三层结构,该伸缩性导体层的电阻为300Ω/cm以下,而且该电极和该布线以伸长率10%伸长时的载荷为100N以下。

专利文献2公开了如下主旨:即使伸长也能够保持高的导电性,即:在未伸长时和在伸长时均能够保持高的导电性。

专利文献3记载了一种层叠片,其具备脱模片、层叠在上述脱模片上的伸缩性导电层、和层叠在上述伸缩性导电层上的热熔层。

专利文献3公开了如下主旨:通过以上述热熔层朝向布料的方式对层叠片进行层叠,从而能够制造具有伸缩性导电层的衣服。

如上所述,可穿戴设备有时以与衣服等的布帛一体化了的状态来使用。在该情况下,作为可穿戴设备所具备的电路基板,不仅要求柔软性,而且要求容易与衣服等的布帛进行一体化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际专利公开公报第2016/093194号

专利文献2:国际专利公开公报第2016/114298号

专利文献3:日本专利公开公报特开2018-135629号

发明内容

本发明鉴于所述情况而作出,其目的在于提供一种能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性层叠体、一种能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备用材料、以及一种能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备。

本发明一个方面涉及一种伸缩性层叠体,其是固定于布帛的伸缩性层叠体,并且包括:具备伸长率为10%以上的伸缩性绝缘层的伸缩性电路基板;布帛基材;以及,用于粘接所述伸缩性电路基板和所述布帛基材的粘接层。

本发明另一个方面涉及一种伸缩性设备用材料,其具备:固定于布帛的伸缩性电路基板;和脱模片,其中,所述伸缩性电路基板具备伸长率为10%以上的伸缩性绝缘层,所述伸缩性电路基板与所述脱模片介由粘接层而层叠。

附图说明

图1为示出本发明的实施方式的伸缩性设备用材料的一例的剖视图。

图2为示出本发明的实施方式的伸缩性设备用材料的另一例的剖视图。

图3为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的一例的剖视图。

图4为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的剖视图。

图5为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的俯视图。

图6为将图5所示的伸缩性层叠体从剖切线VI-VI观察而得的剖视图。

图7为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的剖视图。

图8为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的俯视图。

图9为示出本发明的实施方式的伸缩性设备的一例的剖视图。

图10为示出本发明的实施方式的伸缩性设备的另一例的剖视图。

图11为示出本发明的实施方式的伸缩性设备的另一例的剖视图。

图12为示出固定有本发明的实施方式的伸缩性层叠体的衣物的一例的概略图。

图13为示出用于悬挂固定有本发明的实施方式的伸缩性层叠体的衣物的衣物用衣架的一例的概略图。

具体实施方式

本发明人们着眼于以往的电路基板并没有考虑在容易与衣服等的布帛进行一体化方面进行研究这一点。例如,专利文献1~3公开的技术均没有在容易与衣服等的布帛一体化方面进行研究。

本发明人们进行了各种研究,结果发现,通过以下的本发明可以实现上述目的,即:提供能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性层叠体、能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备用材料、以及能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备。

以下,对本发明的实施方式进行说明,但本发明不受这些限定。

如图1和图2所示,本发明的一实施方式的伸缩性设备用材料11具备:具备伸缩性绝缘层13的伸缩性电路基板12、配置在上述伸缩性电路基板12的一个面上的粘接层15、和配置在上述粘接层15上的脱模片16。需要说明的是,图1为示出本实施方式的伸缩性设备用材料11的一例的剖视图。图2为示出本实施方式的伸缩性设备用材料11的另一例的剖视图。

该伸缩性设备用材料可以优选用于将伸缩性电路基板良好地固定到布帛。具体而言,仅通过从上述伸缩性设备用材料剥离上述脱模片、并且以上述粘接层与上述布帛接触的方式进行贴合,就能够将上述伸缩性电路基板介由上述粘接层固定到上述布帛。另外,在上述伸缩性设备用材料中,上述脱模片上介由上述粘接层而具备上述伸缩性电路基板。由此,上述伸缩性电路基板的位置通过上述脱模片而被固定,因此能够用焊料等容易地安装电子部件等。

如图1和图2所示,上述伸缩性设备用材料11优选安装有电子部件17。如此地,能够对固定在上述布帛上的伸缩性电路基板赋予上述电子部件的功能。在电子部件17被安装于上述伸缩性电路基板12的情况下,上述电子部件17的安装面既可以如图1所示那样为与和上述粘接层15接触的面处于相反侧的面,也可以如图2所示那样为和上述粘接层15接触的面。即,上述伸缩性设备用材料11可以如图1所示那样还具备电子部件17,所述电子部件17安装在上述伸缩性电路基板12中与和上述粘接层15接触的面处于相反侧的面上。另外,上述伸缩性设备用材料11可以如图2所示那样还具备电子部件17,所述电子部件17安装在上述伸缩性电路基板12中与上述粘接层15接触的面上。在上述电子部件17的安装面为与上述粘接层15接触的面的情况下,在将上述伸缩性层叠体固定到上述布帛时,上述电子部件被上述伸缩性电路基板和上述布帛夹住,并且埋入到上述粘接层中,因此上述电子部件受到保护。

上述伸缩性电路基板12例如除了上述伸缩性绝缘层13以外还具备以往的电路基板所具备的构件。例如,如图1和图2所示,上述伸缩性电路基板12优选为具备上述伸缩性绝缘层13和设置在上述伸缩性绝缘层13上的伸缩性布线14的电路基板。通过设置上述伸缩性布线来可以形成电子电路或形成传感器用的电极。另外,通过具备伸缩性布线来作为电路基板所具备的布线,从而能够维持上述伸缩性电路基板的伸缩性。另外,上述电子部件17优选如图1和图2所示那样与上述伸缩性布线14进行电连接。由此,能够更好地发挥上述电子部件的功能。

上述粘接层15为能够将上述伸缩性电路基板12和上述布帛粘接的层,可列举例如包含乙酸乙烯酯共聚物系热熔粘接剂、聚烯烃系热熔粘接剂、聚酰胺系热熔粘接剂、各种合成橡胶系热熔粘接剂、丙烯酸系热熔粘接剂、以及聚氨基甲酸酯系热熔粘接剂等热熔粘接剂的层等。其中,上述粘接层优选由热熔粘接剂形成。若上述粘接层中所含的粘接剂为热熔粘接剂,则仅进行加热就能够进行粘接。例如,能够用熨斗等简便地将上述伸缩性电路基板粘接于上述布帛。另外,上述粘接层中所含的粘接剂可以单独使用上述例示的粘接剂,也可以将2种以上组合使用。

上述脱模片16为能够从上述粘接层15剥离的片,可列举例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚四氟乙烯薄膜、硅橡胶薄膜、聚酰亚胺酰胺薄膜等。另外,上述脱模片可以为对这些薄膜实施了剥离处理而得的片材。

本发明的一实施方式的伸缩性层叠体为固定于布帛的伸缩性层叠体。上述伸缩性层叠体21如图3~8所示那样具备:具备伸缩性绝缘层13的伸缩性电路基板12、布帛基材31、和粘接上述伸缩性电路基板12与上述布帛基材31的粘接层15。上述伸缩性层叠体21中,上述伸缩性电路基板12和上述粘接层15等上述布帛基材以外的构件可以与上述伸缩性设备用材料11中相同。需要说明的是,图3为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的一例的剖视图。图4为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的剖视图。图5为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的俯视图。图6为将图5所示的伸缩性层叠体从剖切线VI-VI观察而得的剖视图。图7为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的剖视图。图8为示出本发明的实施方式的伸缩性层叠体的另一例的俯视图。

上述伸缩性层叠体具备上述布帛基材,来代替上述伸缩性设备用材料中的脱模薄膜。在使用上述伸缩性设备用材料的情况下,如上所述,从上述伸缩性设备用材料剥离上述脱模片,以上述粘接层与上述布帛接触的方式进行贴合,由此将上述伸缩性电路基板介由上述粘接层固定到上述布帛。与此相对地,该伸缩性层叠体不是将上述布帛基材剥离、而是将上述布帛基材固定于上述布帛,由此能够将上述伸缩性电路基板良好地固定到布帛。例如,在将上述布帛基材缝在上述布帛上而将上述伸缩性层叠体固定到上述布帛的情况下,上述布帛基材容易缝到上述布帛上。另外,在将上述布帛基材用粘接剂等贴合到上述布帛、从而将上述伸缩性层叠体固定到上述布帛时,由于上述布帛基材和上述布帛为同种而容易贴合。另外,上述伸缩性层叠体为使上述伸缩性电路基板介由上述粘接层与上述布帛基材粘接的简单结构,因此成本低。并且,上述布帛基板柔软,因此即使将上述布帛基材介由上述粘接层粘接于上述伸缩性电路基板,也不会损害上述伸缩性电路基板所具有的柔软性。

作为上述布帛基材31,可列举例如包含聚酯纤维、人造丝、棉、丝绸、玻璃纤维、麻、棕榈纤维、灯芯绒、毛、金属纤维、渣棉(slag cotton)、莱赛尔纤维、铜氨纤维、酪蛋白纤维、精氨酸纤维、甲壳素纤维、橡胶纤维、乙酸酯纤维、纤维素纤维、普罗米克斯纤维、聚酰胺纤维、聚偏氯乙烯纤维、丙烯酸类纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、以及聚醚酯纤维的布帛等。上述布帛基材可以单独使用所例示的纤维,也可以将2种以上纤维组合使用。即,上述布帛基材可以为由一种纤维形成的布帛,也可以为由2种以上纤维形成的布帛,还可以为在这些布帛中包含纤维以外的物质的布帛。另外,上述布帛基材为包含上述纤维的布帛即可,可列举例如机织物(woven fabric)、针织物(knitted fabric)、和无纺物(nonwoven fabric)等。上述布帛基材可以为与上述布帛相同的布帛,也可以为不同的布帛。通过使用上述布帛基材,从而介由上述粘接层使上述伸缩性电路基板被上述布帛基材增强。另外,例如不使用上述布帛基材、而是将上述伸缩性电路基板用线缝在构成衣物等的布帛上、从而进行固定时,能够防止上述伸缩性电路基板从缝合部分断裂。需要说明的是,上述布帛基材通过具有与上述伸缩性绝缘层、上述伸缩性布线同样的伸长率和拉伸模量,从而在将本实施方式的伸缩性层叠体固定于用于衣物等的布帛的情形下,在追随衣物等的形状变化的追随性方面优异,因此优选。

上述布帛基材也可以替换成发泡树脂片。即,上述伸缩性层叠体可以为:一种固定于布帛的伸缩性层叠体,并且具备:具备伸长率为10%以上的伸缩性绝缘层13的伸缩性电路基板12、发泡树脂片31、以及粘接上述伸缩性电路基板12和上述发泡树脂片31的粘接层15。该伸缩性层叠体,与具备上述布帛基材时同样地,不是剥离上述发泡树脂片,而是通过将上述发泡树脂片固定于上述布帛,来将上述伸缩性电路基板良好地固定到布帛。

作为上述发泡树脂片,可列举例如由发泡氨基甲酸酯泡沫、发泡聚乙烯泡沫那样的泡沫材料形成的片等。

上述布帛基材或上述发泡树脂片优选表面的凹凸大于上述伸缩性绝缘层。由此,在以下方面具有优点:在将上述伸缩性电路基板介由上述粘接层粘接到上述布帛时,上述布帛基材或上述发泡树脂片与上述粘接层的粘接力能够大于上述伸缩性绝缘层与上述粘接层的粘接力;铺设于上述伸缩性电路基板与上述布帛基材之间的粘接层与铺设于上述布帛基材与上述布帛之间的粘接层的成分不同于各粘接层。

本实施方式的上述伸缩性绝缘层、上述布帛基材和上述发泡树脂片的表面的凹凸可以由表面粗糙度Rz来表示。本实施方式中,表面粗糙度Rz表示基于JIS B0031(2003年)测定的值。具体而言,可以利用表面粗糙度测定器、例如表面粗糙度计SJ-310(株式会社三丰制)来测定。

上述伸缩性绝缘层的表面粗糙度Rz优选为0.5μm以下,更优选为0.1μm以下。另外,下限值没有特别规定,从生产率的观点出发,上述伸缩性绝缘层的表面粗糙度Rz为0.01μm以上左右为宜。

上述布帛基材或上述发泡树脂片的表面粗糙度Rz优选大于0.5μm,更优选为1.0μm以上。另外,上限值没有特别规定,为100μm则是充分的。

上述布帛基材或发泡树脂片的刚性优选高于上述伸缩性绝缘层。由此,还具有如下优点:上述布帛基材或发泡树脂片还能够作为上述伸缩性电路基板的增强材料起作用。

另外,上述伸缩性设备用材料11和上述伸缩性层叠体21可以如图3和图6所示那样还具备电子部件17,所述电子部件17安装在上述伸缩性电路基板12中与和上述粘接层15接触的面处于相反侧的面上,也可以如图4和图7所示那样还具备电子部件17,所述电子部件17安装在上述伸缩性电路基板12中与上述粘接层15接触的面上。由此,能够对上述伸缩性设备用材料和上述伸缩性层叠体赋予上述电子部件的功能。在上述电子部件17的安装面为与上述粘接层15接触的面的情况下,在将上述伸缩性设备用材料和上述伸缩性层叠体固定到上述布帛时,上述电子部件被上述伸缩性电路基板和上述布帛夹住,并且埋入到上述粘接层中,因此上述电子部件受到保护。

如图5~8所示,上述布帛基材31优选具有露出部31a(31b),所述露出部31a(31b)在将上述伸缩性电路基板12和上述布帛基材31介由上述粘接层15层叠的状态下且从上述伸缩性电路基板12侧观察时露出。另外,作为上述露出部,首先,优选为突出部31a,所述突出部31a如图5~7所示那样在将上述伸缩性电路基板12和上述布帛基材31介由上述粘接层15层叠的状态下,从上述布帛基材31相对于上述伸缩性电路基板12突出。上述露出部31a(31b)能够与上述布帛固定。在上述布帛基材具有该露出部的情况下,例如,可以以上述伸缩性层叠体的具备上述伸缩性电路基板侧的面与上述布帛相向的方式将上述伸缩性层叠体所具备的上述布帛基材的上述露出部与上述布帛固定。另外,例如可以通过使用在上述伸缩性电路基板的面方向上较大的上述布帛基材而对上述布帛基材的整个外周设置上述突出部。在该情况下,通过将设置于该布帛基材的整个外周的突出部固定于上述布帛,从而能够覆盖上述伸缩性电路基板,能够保护上述作为伸缩性电路基板的伸缩性电路基板。

作为上述露出部,也可以不是上述突出部、而是露出部(缺失部)31b,所述露出部(缺失部)31b是如图8所示那样地通过将上述伸缩性电路基板12的一部分割除而形成的部分,例如通过切除等而形成。该露出部也能够将上述布帛基材的上述露出部和上述布帛固定。

本实施方式中的伸缩性绝缘层和伸缩性布线具有伸缩性。在此,“具有伸缩性”是指能够弹性变形,更具体而言,是指具有10%以上的伸长率且在25℃的室温下的拉伸模量为0.5~500MPa。由此,本实施方式中的伸缩性电路基板、伸缩性层叠体和伸缩性设备分别具有伸缩性。

上述伸长率优选为25%以上,更优选为50%以上,进一步优选为100%以上。另外,上述伸长率越高越优选,但是当伸长到必要程度以上时有热塑性树脂发生塑性变形、损害原本的形状的倾向,从该观点出发,优选为500%以下。另外,25℃室温下的拉伸模量为0.5~500MPa,优选为1~300MPa,更优选为2~200MPa,进一步优选为5~100MPa。若上述伸长率和上述拉伸模量处于该范围内,则容易变形为任意的形状,例如在将具备上述伸缩性绝缘层的伸缩性电路基板贴合于构成衣物等的布帛情况下,对衣物等的变形的追随性优异。需要说明的是,上述拉伸模量是指:使用动态粘弹性测定装置,通过拉伸试验进行温度依赖性测定而测得的25℃下的储能模量。作为上述动态粘弹性测定装置,可列举例如精工电子株式会社(Seiko Instruments Inc.)制造的DMS6100等。

上述伸缩性绝缘层在100℃以上且小于400℃的温度区域内的储能模量优选为500kPa以上。如果该温度区域内的储能模量过低,则在将上述电子部件安装于上述伸缩性绝缘层时,或者,在将上述伸缩性层叠体贴合于布帛等时,存在难以保持上述伸缩性绝缘层的平坦性的情况、由此难以将上述伸缩性电路基板固定到上述布帛上的情况。上述伸缩性绝缘层的弹性模量越高越优选,但是实际上上述伸缩性绝缘层在100℃以上且小于400℃的温度区域内的储能模量的上限为3Mpa左右。因此,上述储能模量更优选为500kPa以上且3MPa以下。若为具有该储能模量的伸缩性绝缘层,则在构成衣物等的布帛上贴合上述伸缩性电路基板时,对衣物等的变形的追随性优异并且柔软、皮肤触感优异、容易处理。上述伸缩性电路基板由于具备具有上述那样的储能模量的伸缩性绝缘层,因此能够将电子部件等用焊料容易地进行安装,也能够通过回流方式进行安装。需要说明的是,本实施方式中的储能模量是指:使用动态粘弹性测定装置,通过拉伸试验进行温度依赖性测定而测得的100℃以上且小于400℃的温度区域内的储能模量。作为上述动态粘弹性测定装置,可列举例如精工电子株式会社制造的DMS6100等。需要说明的是,根据本发明人们的研究,使用在100℃以上且小于400℃的温度区域内的储能模量为500kPa以上且3MPa以上的伸缩性绝缘层的情况下,将上述伸缩性层叠体贴合于布帛等时上述伸缩性电路基板也平坦,容易将上述伸缩性电路基板固定到上述布帛。另外,能够在上述伸缩性电路基板上用焊料容易地安装上述电子部件等。

上述伸缩性绝缘层的热分解温度优选为270℃以上。若该热分解温度过低,则由如下倾向:在将上述电子部件安装于上述伸缩性电路基板等设备制造中的安装工序中,产生变色、变形、尺寸变化和生产线污染等的担忧增加。该热分解温度越高越优选,但是上述伸缩性绝缘层的上述热分解温度的上限为400℃左右。因此,上述热分解温度更优选为270℃以上且400℃以下。具有该热分解温度的伸缩性绝缘层具有能够用焊料安装电子部件等的耐热性。需要说明的是,此处的热分解温度例如可以利用精工电子株式会社制造的TG/DTA6300来测定。需要说明的是,根据本发明人们的研究,使用上述热分解温度为270℃以上且400℃以下的伸缩性绝缘层的情况下,在用焊料将上述电子部件等安装于上述伸缩性电路基板时,上述伸缩性电路基板的变形被充分抑制,能够用焊料容易地在上述伸缩性电路基板上安装上述电子部件等。与此相对地,使用上述热分解温度低于270℃的伸缩性绝缘层的情况下,如上所述,在将上述电子部件安装于上述伸缩性电路基板时,存在上述伸缩性电路基板变形、难以用焊料将上述电子部件等安装于上述伸缩性电路基板的情况。另外,存在难以将上述伸缩性电路基板固定于上述布帛的情况。

作为上述伸缩性绝缘层,优选包含热固化性树脂。作为上述热固化性树脂,例如,从耐热性和固化性的观点出发,更优选包含在分子内具有羟基的树脂或在分子内具有环氧基的树脂。含有该树脂的伸缩性层叠体的耐热性优异,并且上述伸缩性层叠体所具备的上述伸缩性电路基板的尺寸稳定性优异。上述伸缩性电路基板具有例如能够用焊料安装电子部件等的耐热性。

作为上述伸缩性布线,可列举后述那样的由导电性伸缩材料形成的布线。另外,作为上述伸缩性布线,可列举波浪形状的布线、回型布线等。另外,上述伸缩性布线可以为由导电性伸缩材料形成且呈上述那样形状的布线。

作为上述伸缩性布线,除了由导电性伸缩材料形成的布线、呈上述那样形状的布线以外,还可以采用上述伸缩性布线的至少一部分由铜箔形成的布线。若采用该一部分由铜箔形成的布线,则能够适宜地形成介由焊料进行的电子部件等的安装中使用的焊盘,能够使用现有的设备,因此还能够降低制造上的成本。

[伸缩性绝缘层]

上述伸缩性绝缘层中使用的树脂组合物只要其固化物具备上述伸长率和上述拉伸模量那样的特性即可,对于其组成没有特别限定。

优选上述树脂组合物包含热固化性树脂和其固化剂。作为更具体的上述树脂组合物的一例,可列举例如包含聚轮烷(A)、热固化性树脂(B)和固化剂(C)的树脂组合物。以下,对各成分进行更具体地说明。

上述聚轮烷(A)具体可列举例如日本专利公报第4482633号或国际公开小册子WO2015/052853号中记载那样的聚轮烷。作为上述聚轮烷(A),可以使用市售品,具体而言,可以使用高级软质材料株式会社(Advanced Softmaterials Inc.)制造的SeRM SuperPolymer A1000等。

作为上述热固化性树脂(B),可以没有特别限制地列举例如环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、氨基甲酸酯树脂等热固化性树脂,其中优选使用环氧树脂。

作为上述环氧树脂,可列举例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、芳烷基环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、烷基苯酚酚醛型环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、酚类与具有酚羟基的芳香族醛的缩合物的环氧化物、异氰脲酸三缩水甘油酯、脂环式环氧树脂等。这些可以根据情况单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。

作为上述环氧树脂,可优选例示例如在1个分子中包含2个以上的环氧基且分子量为500以上的环氧树脂。作为这样的环氧树脂,可以使用市售品,可列举例如JER1003(三菱化学株式会社制、分子量1300、2官能)、EXA-4816(DIC株式会社制、分子量824、2官能)、YP50

(新日铁住金化学株式会社制、分子量60000~80000、2官能)等。

作为上述环氧树脂之外的环氧树脂,可列举例如具有被碳数为2~3的环氧烷改性的改性基团,并且在1mol环氧分子中包含4mol以上的该改性基团,并且具有2mol以上的环氧基,并且环氧当量为450eq/mol以上的环氧树脂等。通过包含该环氧树脂作为上述热固化性树脂(B)并且包含上述固化剂(C),从而也能够得到其固化物具有上述伸长性和上述拉伸模量的树脂组合物。作为这样的环氧树脂,具体可列举环氧丙烷加成型双酚A型环氧树脂(株式会社艾迪科(ADEKA Corporation)制、EP4003S)、环氧乙烷加成型羟基苯基芴型环氧树脂(大阪燃气化学株式会社(Osaka Gas Chemicals Co.,Ltd.)制、EG-280)等。另外,上述那样的环氧树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。

也可以采用包含上述聚轮烷(A)和上述热固化性树脂(B)中的任一方成分以及上述固化剂(C)的树脂组合物,但是从容易得到其固化物具有上述伸长性和上述拉伸模量的树脂组合物的观点出发,优选采用包含两方成分((A)和(B))以及固化剂(C)的树脂组合物。

作为上述固化剂(C),只要是作为上述热固化性树脂(B)的固化剂起作用者,就没有特别限制。尤其,作为能够优选用作环氧树脂的固化剂,可列举酚醛树脂、胺系化合物、酸酐、咪唑系化合物、硫醚树脂、双酰胺、锍盐的固化剂等作为例子。上述固化剂(C)可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。另外,上述树脂组合物可以根据需要含有固化促进剂。作为上述效果促进剂,可列举例如咪唑系化合物等。

上述树脂组合物中,可以向包含聚轮烷(A)的树脂组合物中进一步添加交联剂,作为这样的交联剂,只要是能够与上述聚轮烷的环状分子的至少一部分(聚轮烷的环状分子所具有的至少一个反应基团)形成交联结构者,就可以没有特别限定地使用,具体可列举例如异氰酸酯树脂和三聚氰酰氯等。

上述树脂组合物中的各成分的比例只要能够发挥本发明的效果就没有特别限制,例如在包含(A)成分、(B)成分和(C)成分的全部成分的情况下,当将上述(A)~(C)成分的合计设为100质量份时,则上述聚轮烷(A)为10~80质量份、更优选为30~50质量份左右;上述热固化性树脂(B)为10~89.9质量份、更优选为30~50质量份;上述固化剂(C)为0.1~30质量份、更优选为0.1~20质量份左右。需要说明的是,在本实施方式的树脂组合物包含异氰酸酯树脂作为交联剂的情况下,异氰酸酯树脂相对于上述聚轮烷(A)成分可以添加0~50质量份,进一步优选添加10~40质量份。在包含(B)成分和(C)成分且不包含(A)成分的情况下,当将上述树脂组合物总量设为100质量份时,则上述热固化性树脂(B)为50~99质量份、更优选为60~80质量份左右;上述固化剂(C)为1~50质量份、更优选为1~40质量份左右。

此外,上述树脂组合物在不损害本发明的效果的范围内根据需要可以含有其它添加剂,例如固化催化剂(固化促进剂)、阻燃剂、阻燃助剂、流平剂、着色剂等。

对于包含上述环氧树脂的树脂组合物的制备方法而言,没有特别限定,例如,将环氧树脂、固化剂和溶媒以成为均匀的方式进行混合。使用的溶媒没有特别限定,可以使用例如甲苯、二甲苯、甲乙酮、丙酮等。这些溶媒可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。另外,在此还可以根据需要配混用于调节粘度的有机溶剂、各种添加剂。

通过将如上那样得到的树脂组合物加热干燥,由此能够一边蒸发掉溶媒一边使其固化,得到本实施方式的绝缘层。

对于用于将上述树脂组合物加热干燥的方法、装置、它们的条件而言,可以为与以往相同的各种手段或其改良手段。具体的加热温度和时间可以根据所使用的交联剂、溶媒等适宜设定,例如,通过以50~200℃加热干燥60~180分钟左右,从而可以使上述树脂组合物固化。

对于如此得到的绝缘层(作为上述树脂组合物等的固化物的成型体)可以进行表面处理,以在其一个表面稳定地形成布线(导电层)。另外,在不损害其特性的范围内可以添加各种添加剂,例如抗氧化剂、耐候稳定剂、阻燃剂、抗静电剂等。

[伸缩性布线]

构成上述伸缩性布线的导电性伸缩材料可列举包含导电性填料和伸缩性粘结剂的导电性组合物等。上述导电性组合物具体而言可列举下述树脂组合物等:包含成为伸缩性粘结剂的树脂(D)、与上述树脂(D)反应的固化剂(E)和导电性填料(F),上述树脂(D)具有官能团当量为400g/eq以上且10000g/eq以下的官能团,并且上述树脂(D)和上述导电性组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)或软化点为40℃以下、或者30℃下的弹性模量小于1.0GPa,并且导电性填料(F)由室温下的固有体积电阻率为1×10-4Ω·cm以下的导电物质形成。

以下,对其各成分进行说明。

上述导电性组合物具体而言可列举下述树脂组合物等:包含成为伸缩性粘结剂的树脂(D)、与上述树脂(D)反应的固化剂(E)和导电性填料(F),上述树脂(D)具有官能团当量为400g/eq以上且10000g/eq以下的官能团,并且上述树脂(D)和上述导电性组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)或软化点为40℃以下、或者30℃下的弹性模量小于1.0GPa,并且导电性填料(F)由室温下的固有体积电阻率为1×10-4Ω·cm以下的导电物质形成。

上述树脂(D)优选重均分子量为5万以上。认为:由此,在使用上述导电性组合物印刷导电图案等的情况下,不易发生渗透。另一方面,重均分子量的上限值没有特别限定,由于当分子量超过300万时则有粘度变高而处理性下降之虞,因此,作为树脂(D)的重均分子量范围,优选为5万以上且300万以下,更优选为10万以上且100万以下。

作为上述固化剂(E),只要与如上所述的树脂(D)具有反应性,就可以没有特别限制地使用各种固化剂。作为固化剂(E)的具体例,可列举咪唑系化合物、胺系化合物、酚系化合物、酸酐系化合物、异氰酸酯系化合物、巯基系化合物、鎓盐、过氧化物等的自由基产酸剂、光产酸剂等。

上述导电性填料(F)由室温下的固有体积电阻率为1×10-4Ω·cm以下的导电物质形成。在使用室温下的固有体积电阻率超过1×10-4Ω·cm的材料的情况下,制成导电性组合物时,其体积电阻率虽然也取决于配混量,但会达到约1×10-3Ω·cm~1×10-2Ω·cm。因此,当制成电路时,则电阻值变高、电力损耗变大。

作为上述导电物质(室温下的固有体积电阻率为1×10-4Ω·cm以下的导电物质),可列举:例如,由银、铜、金等金属元素构成的单质;包含这些元素的氧化物、氮化物、碳化物、合金之类的化合物等。上述导电性组合物中,除了导电性填料(F)以外,还可以出于进一步改善导电性的目的而加入导电性或半导电性的导电助剂。作为该导电性或半导电性的助剂,可以使用导电性高分子、离子液体、炭黑、乙炔黑、碳纳米管、用于抗静电剂的无机化合物等,可以使用1种,也可以将2种以上同时使用。

上述导电性填料(F)优选其形状为扁平形状,优选厚度与面内长边方向的长厚比为10以上。在上述长厚比为10以上的情况下,导电性填料的表面积相对于质量比变大,不仅导电性的效率提高,而且还具有与树脂成分的密合性也变好、并且伸缩性提高的效果。从上述长厚比若为1000以下则能够确保更良好的导电性和印刷性的观点出发,优选为10以上且1000以下,更优选为20以上且500以下。作为具有该长厚比的导电性填料的例子,可列举利用振实法测得的振实密度为6.0g/cm3以下的导电性填料。并且,在振实密度为2.0g/em3以下的情况下,长厚比进一步变大,因此更优选。

关于上述导电性组合物中的导电性填料(F)的配混比例而言,从导电性、成本、印刷性方面出发,相对于上述导电性组合物总量,导电性填料(F)的配混比例以质量比计优选为40~95质量%,更优选为60~85质量%。

上述导电性组合物中,除了上述成分以外,还可以根据目的而加入添加剂等。关于添加剂等而言,可列举例如弹性体、表面活性剂、分散剂、着色剂、芳香剂、增塑剂、pH调节剂、粘性调节剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂等。

上述导电性填料(F)的粒子尺寸没有特别限制,从丝网印刷时的印刷性、配混物的混炼中达到适度的粘度的观点出发,利用激光束散射法测得的平均粒径(体积累积50%时的粒径;D50)优选为0.5μm以上且30μm以下,更优选为1.5μm以上且20μm以下。

上述导电性填料(F)优选为对表面进行了偶联处理的导电性填料。或者,可以使上述导电性组合物中含有偶联剂。由此,有进一步提高粘结剂树脂与导电性填料的密合性的优点。

作为添加于上述导电性组合物中或用于对上述导电性填料进行偶联处理的偶联剂,只要是吸附于填料表面或与填料表面反应者,就可以没有特别限制地使用。作为上述偶联剂,具体地可列举硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂等。

在上述导电性组合物中使用上述偶联剂的情况下,其添加量相对于树脂组合物整体优选设为1~20质量%左右。

关于上述导电性组合物中的各成分的比例而言,只要能够发挥本发明的效果就没有特别限制,上述树脂(D):上述固化剂(E)的配混比例可以根据树脂和固化剂的种类并考虑当量比等而适宜决定。

上述导电性组合物中,除了上述成分以外,还可以根据目的加入添加剂等。关于添加剂等而言,可列举例如弹性体、表面活性剂、分散剂、着色剂、芳香剂、增塑剂、pH调节剂、粘性调节剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂等。

形成上述伸缩性布线的方法没有特别限定,可列举例如将上述导电性组合物涂布或印刷于如上所述的绝缘层上而形成导电性组合物的涂膜、从而形成期望的布线(导电图案)的方法等。

由上述布线形成的导电图案等可以通过以下那样的工序形成于上述绝缘层的表面。即,首先将上述导电性组合物涂布或印刷于上述绝缘层上而形成涂膜,通过干燥除去涂膜中所含的挥发成分。通过使树脂(D)和固化剂(E)固化的工序(例如,其后的加热、电子束、光照射之类的固化工序)以及使偶联剂和导电性填料(F)反应并且使树脂(D)和固化剂(E)反应的工序,来能够形成由上述伸缩性布线构成的导电性图案。上述固化工序及反应工序中的各条件没有特别限定,可以根据树脂、固化剂、填料等的种类、以及所期望的形态来适宜设定。

将上述导电性组合物涂布于基材上(伸缩性绝缘层上)的工序没有特别限定,可以使用例如:涂抹器、线棒、逗号辊、凹版辊等的涂覆法;利用丝网、平板胶印、柔版、喷墨、冲压、分配器、涂刷器等的印刷法。

本发明的实施方式的伸缩性设备(第1伸缩性设备)91如图9所示具备:上述伸缩性设备用材料所具备的上述伸缩性电路基板12和上述粘接层15、以及布帛92,上述伸缩性电路基板12具备伸缩性布线14、和与上述伸缩性布线14电连接的电子部件17。该伸缩性设备可以通过从上述伸缩性设备用材料剥离脱模片并且贴合于上述布帛而得到。因此,上述第1伸缩性设备为上述伸缩性电路基板介由上述粘接层固定于上述布帛而成的伸缩性设备。需要说明的是,图9为示出本发明的实施方式的伸缩性设备91的一例的剖视图。

本发明的实施方式的伸缩性设备(第2伸缩性设备)91如图10所示具备:具备上述电子部件17的上述伸缩性层叠体21、布帛102、以及用于固定上述伸缩性层叠体21和上述布帛102的固定构件101。上述固定构件101,例如可以与上述伸缩性层叠体21的粘接层15相同。该伸缩性设备可以通过将上述伸缩性层叠体所具备的上述布帛基材固定到上述布帛而得到。由此,由此,上述第2伸缩性设备为将伸缩性电路基板固定于布帛而成的伸缩性设备。需要说明的是,图10为示出本发明的实施方式的伸缩性设备91的另一例的剖视图。

本发明的实施方式的伸缩性设备(第3伸缩性设备)91是如图6~8所示那样地具备上述伸缩性层叠体21的伸缩性设备,其中,上述伸缩性层叠体21具备具有上述露出部31a的上述布帛基材31。即,上述第3伸缩性设备91如图11所示具备:具备具有上述露出部31a的上述布帛基材31的上述伸缩性层叠体21;布帛111;以及,用于固定上述伸缩性层叠体21所具备的上述布帛基材31的上述露出部31a与上述布帛111的固定构件112。需要说明的是,图11为示出本发明的实施方式的伸缩性设备91的另一例的剖视图。

作为上述固定构件112,可列举例如粘接剂、线等。另外,就作为上述固定构件使用的线而言,优选为导电线。若为该导电线,则通过将上述固定构件作为电极使用或通过使上述固定构件与人体等接触,从而可以作为安装电子部件的布线中的接地来使用。

从将上述伸缩性层叠体21良好地固定于上述布帛111的角度出发,上述第3伸缩性设备91如图11所示那样,优选用上述固定构件112固定上述露出部31a和上述布帛111的固定位置为2处以上。在上述固定位置为2处以上的情况下,优选存在于相邻的上述固定位置之间的上述布帛111的长度比存在于相邻的上述固定位置间的上述伸缩性层叠体21的长度短。若为这样的长度,则如图11所示在将上述布帛基材31的上述露出部31a与上述布帛111固定时,存在于固定的位置间的上述的布帛111的长度会比上述伸缩性层叠体21的长度短。

若如此进行固定,则不需要拉伸上述伸缩性层叠体而能够将上述伸缩性层叠体固定到上述布帛。另外,即使上述布帛发生伸长,上述伸缩性层叠体也不会被强烈挤压于上述布帛。即,上述伸缩性层叠体中能够形成所谓的游隙。由此,上述伸缩性层叠体与上述布帛不会过度密合,能够抑制上述伸缩性层叠体受损。例如,能够抑制上述伸缩性电路基板上安装的电子部件发生导通不良等。

需要说明的是,“存在于相邻的上述固定位置间的上述布帛的长度”以及“存在于相邻的上述固定位置间的上述伸缩性层叠体的长度”是指:当作为用于固定上述露出部和上述布帛的2个固定位置而设定相同的2个固定位置时,则存在于两者间的“上述布帛的长度”以及“上述伸缩性层叠体的长度”。因此,上述固定位置为将上述露出部和上述布帛固定的位置,在2个固定位置的情况下,各固定位置为2个固定位置之间最靠近的位置。例如,在使用粘接剂作为固定构件且形成2个固定位置时,位于固定上述露出部和上述布帛的区域的内侧、并且它们最靠近的各位置。另外,在使用线作为固定构件且形成2个固定位置的情况下,也为它们最靠近的各位置。

作为上述布帛92、102、111,可列举例如构成衣物的布帛等。另外,在上述布帛为构成衣物的布帛的情况下,得到的衣物为固定有上述伸缩性电路基板的衣物。作为上述固定有伸缩性电路基板的衣物,可列举图12所示那样的衣物等。作为上述固定有伸缩性电路基板12的衣物121,例如,在将上述伸缩性电路基板所具备的电子部件用于获得销售人员的行动轨迹等的情况下,作为上述衣物可列举制服等,上述布帛可列举构成制服的布帛等。另外,将上述伸缩性电路基板所具备的电子部件用于运动用途的情况下,作为上述衣物,可列举运动队队服、运动时穿的T恤等,上述布帛可列举构成这些的布帛等。需要说明的是,图12为示出固定有本实施方式的伸缩性电路基板的衣物的一例的概略图。

作为上述衣物中的上述伸缩性电路基板的固定位置,可列举上述伸缩性电路基板的电子部件可良好地工作的位置等。作为所述固定位置,可列举例如:穿着上述衣物121时位于后背侧上部且内侧的位置、和将上述衣物悬挂于衣架时靠近衣架的位置等贴有标签等的位置等。

上述伸缩性设备中上述布帛为构成衣物的布帛的情况下,优选在如下位置固定上述伸缩性电路基板,所述位置使得:在将上述衣物挂在具备能够与上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件进行非接触通信或非接触送电的送电用电子部件的衣物用衣架上时,上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件能够与上述送电用电子部件进行非接触通信或非接触送电。优选上述衣物用衣架在上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件能够与上述送电用电子部件进行非接触通信或非接触送电的位置具备上述送电用电子部件。作为上述衣物用衣架131,具体而言可列举如图13所示那样在挂有上述衣物的情况下,穿着上述衣物时位于后背侧上部且靠近内侧的位置具备上述送电用电子部件132的衣架等。需要说明的是,图13为示出用于悬挂固定有本发明的实施方式的伸缩性电路基板的衣物的衣物用衣架的一例的概略图。由此,仅通过将具备上述伸缩性电路基板的衣物挂在上述衣物用衣架上,就能够实现上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件与上述衣物用衣架所具备的送电用电子部件之间的非接触通信、或由上述衣物用衣架所具备的送电用电子部件对上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件进行非接触供电。

上述衣物用衣架可以采取如下构成,即:对上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件进行非接触供电的送电用电子部件可拆卸。由此,能够容易地对上述送电用电子部件进行充电。另外,上述衣物用衣架也可以采取如下构成,即:例如,与上述伸缩性电路基板所具备的上述电子部件进行非接触通信的送电用电子部件可拆卸。由此,能够从上述送电用电子部件容易地取出数据。由于将上述衣物悬挂于上述衣物用衣架的时间可为较短,因此在上述衣物被汗等打湿的情况下等是有效的。

本申请以2019年4月18日申请的日本国专利申请特愿2019-079144为基础,其内容包含在本申请中。

为了表述本发明,上文中通过实施方式对本发明进行了适当且充分的说明,但应该认识到本领域技术人员容易对上述实施方式进行变更和/或改良。因此,本领域技术人员实施的变更实施方式或改良实施方式,只要是没有脱离权利要求书中记载的权利要求的保护范围的水平,则该变更实施方式或该改良实施方式可解释为被包含在该权利要求的保护范围内。

产业上的可利用性

根据本发明,提供能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性层叠体、能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备用材料、以及能够将伸缩性电路基板良好地固定到布帛的伸缩性设备。

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