面状発熱体用電極およびその製造方法ならびに面状発熱体
【課題】特に、表面に凹凸のある面状導電体と平面電極とが良好に接合されて、電流を安定的に流すことができる発熱体用電極、その製造方法及び面状発熱体を提供する。
【解決手段】平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とする面状発熱体用電極の製造方法、および平面電極と接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とする面状発熱体用電極、ならびに面状発熱体。
【解決手段】平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とする面状発熱体用電極の製造方法、および平面電極と接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とする面状発熱体用電極、ならびに面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体用電極およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、面状導電体と平面電極とが良好に接合され、電流を安定的に流すことができる面状発熱体に使用される面状発熱体用電極およびその製造方法ならびに面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状発熱体においては、その発熱面に均一に通電して均一な熱を発生させるために、面状導電体の両端に一対の電極を設ける必要がある。この面状導電体への電極の接続には種々の方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、面状導電体に銀ペーストを含浸させ電極を積層する方法（特開平０７−２８８１７２号公報）、面状導電体に通電用電極を織り込む方法（特開平０６−２９０８６０号公報）、導電性テープを通電用電極として使用する方法（特開平０７−１４６６５号公報）等がある。
【０００４】
一方、和紙糸で製織した織物または編物を炭化して炭とした炭化物が知られており、そして、そのような炭化物シートを織物地または編物地で被覆して接着してなるシート状成形体が提案されている（特開２００３−３０６８５０号公報）。当該炭化物は導電性を有し、面状導電体と呼べる物質であるが、表面には凹凸があり、柔軟性には富んでいるが基材自身の強度は小さく取り扱いに難点がある。
【特許文献１】特開平０７−２８８１７２号公報
【特許文献２】特開平０６−２９０８６０号公報
【特許文献３】特開平０７−１４６６５号公報
【特許文献４】特開２００３−３０６８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような面状導電体について、面状導電体に銀ペーストを含浸させ電極を積層する方法、面状導電体に通電用電極を織り込む従来技術の方法を適用することは必ずしも容易ではなかった。また、導電性テープを通電用電極として使用する従来方法では、表面に凹凸があるため、凹凸部に取り込まれた空気が通電による発熱により熱膨張し、接触電気抵抗が大きくなり、電流を安定的に流せない等の問題点があった。
【０００６】
また、本発明者らは、すでに、特定の導電性物質を平面電極に塗布し、導電性物質を形成している少なくとも一部の溶媒を加熱除去した面状発熱体用電極を面状導電体に加熱加圧で接合させることにより、電流を安定的に流せる面状発熱体を出願している。しかしながら、かかる方法では、その都度、溶媒を含む特定の導電性物質を平面電極に塗布した後、その溶媒を加熱除去しなければならない不便さがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために種々検討を重ねたところ、接着性を有する導電性フィルムを、平面電極に加熱、圧着した面状発熱体用電極を面状導電体に加熱加圧で接合させることにより、電流を安定的に流せる面状発熱体が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とするものである。
このような本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、好ましくは、前記の接着性を有する導電性フィルムが熱硬化型導電性接着フィルムであるもの、を包含する。
そして、本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、平面電極と、接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とするもの、である。
また、本発明による面状発熱体は、表面に凹凸を有する面状導電体に請求項３に記載の面状発熱体用電極が設けられてなることを特徴とするもの、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電流を安定的に流すことができる面状発熱体用電極およびこの電極を効率的かつ容易に製造することができる方法ならびに面状発熱体が提供される。
【００１０】
このような本発明は、表面に凹凸があり柔軟性には富んでいるが、従来、基材自身の強度および電極との接合強度が小さくて取り扱いや、高発熱効率化ならびに耐久性等に難点があった面状導電体を、さらに高発熱効率の面状発熱体として利用することを可能にするものである。しかしながら、本発明の用途は前記の面状発熱体に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の平面電極は、導電性を有する金属あるいはその合金であればいずれも用いることができるが、銅、燐青銅、アルミニウム等が好ましい。
【００１２】
平面電極の形状についても、何ら制限は無く、本発明では、平板、梨地加工した平板、あるいはメッシュ状形状の平面電極を使用できる。本発明の平面電極の幅に特段の制約はないが、面状導電体の大きさとの相対的な比較で決定されるべきである。平面電極の占める面積が大きすぎれば、面状発熱体としての有効面積が損なわれる。また、本発明の平面電極の厚みが極端に厚いと、面状発熱体の柔軟性が損なわれるため好ましくない。本発明における平面電極の厚みは５００μｍ以下が好ましい。
【００１３】
本発明が使用される表面に凹凸がある面状導電体としては、任意のそのような面状導電体を用いることができるが、本発明の効果が特に顕著に得ることができる好ましい面状導電体としては、例えば和紙糸で製織した織物または編物の炭化物を挙げることができる。このような炭化物面状導電体は、柔軟性に富んでいるが基材自身の機械的強度が小さく取り扱いに難点があり、また、表面に凹凸があることから平面電極との接合強度が十分でなくて良好な電気的特性を安定して得ることが従来困難とされてきた面状導電体である。本発明において特に好ましい、和紙糸で製織した織物または編物の炭化物としては、例えば特開２００３−３０６８５０号公報により提案されたものを挙げることができる。
【００１４】
接着性を有する導電性フィルムとしては、熱硬化型導電性フィルムが好ましい。接着性は、所定の加熱、圧着条件に付す以前の状態においては必ずしも必要でない。製造上の利便性および作業性からは所定の加熱、圧着条件に付す以前の段階においては接着性が認められないかあるいは接着性が比較的低いものであって、所定の加熱、圧着条件に付した際あるいは付した後において、接着性の発現または向上がみられる導電性フィルムが好ましい。そのような好ましい導電性フィルムとしては、例えば導電性ボンディングフィルム「ＣＢＦ−３００」（タツタ システム・エレクトロニクス（株））がある。
【００１５】
接着性を有する導電性フィルムの厚みは、前記のような面状導電体の表面の凹凸部の空隙部を充填させるのに十分な量であるが、その必要最小量は試行の結果決定できる。ただし、導電性ボンディングフィルム「ＣＢＦ−３００」の厚みは４０±５μｍの一種類であるため、必要に応じて重ねて使用する。本発明においては、商品名「ＣＢＦ−３００」に限定されるものではなく、厚みの異なる製品をも包含する。
【００１６】
平面電極に当該導電性フィルムを加熱、圧着することで、本発明の面状発熱体用電極が得られるが、その温度は１００〜１４０℃、好ましくは１１０〜１３０℃、圧着させる際の圧力は０．３〜０．７ＭＰａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａである。
【００１７】
さらに、本発明の面状発熱体用電極の使用にあたっては、面状導電体に接触させて加熱圧着させる必要がある。その温度は、１５０〜１９０℃、好ましくは１６０〜１８０℃、圧力は０．３〜０．７ＭＰａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａである。
【実施例】
【００１８】
＜実施例１＞
接着性を有する導電性フィルムである導電性ボンディングフィルム（タツタ システム・エレクトロニクス（株）製、「ＣＢＦ−３００」（商品名））を平面電極（銅製、幅２５ｍｍ、厚み７０μｍ）の片面に重ね合わせた後、温度１２０℃、圧力０．５ＭＰａで５秒間加熱、圧着することによって、本発明の面状発熱体用電極を得た。
【００１９】
ついで、和紙糸で製織した編物を炭化して炭とした厚み３５０μｍの炭化物（新日本テックス（株）製、「わし炭１８３０」（商品名））からなる面状導電体の両端に、前記面状発熱体用電極を、導電性ボンディングフィルム圧着面が面状導電体に接するように重ね合わせ、温度１７０℃、圧力０．５ＭＰａで１５分間加熱加圧した後、再度１５０℃で６０分間加熱させることによって、面状発熱体を得た。
【００２０】
＜実施例２＞
接着性を有する導電性フィルムである導電性ボンディングフィルム（タツタ システム・エレクトロニクス（株）製、「ＣＢＦ−３００」（商品名））を平面電極（銅製、幅２５ｍｍ、厚み７０μｍ）の片面に２枚重ね合わせた後、温度１２０℃、圧力０．５ＭＰａで５秒間加熱、圧着することによって、本発明の面状発熱体用電極を得た。
【００２１】
ついで、和紙糸で製織した編物を炭化して炭とした厚み８００μｍの炭化物（新日本テックス（株）製、「わし炭１８１０」（商品名））からなる面状導電体の両端に、前記面状発熱体用電極を、導電性ボンディングフィルム圧着面が面状導電体に接するように重ね合わせ、温度１７０℃、圧力０．５ＭＰａで３０分間加熱加圧させることによって、面状発熱体を得た。
【００２２】
各実施例で得られた面状発熱体の両電極間に５０Ｖの電圧を２分間通電させる試験を行ったが、いずれの実施例においても面状導電体と電極間の接触電気抵抗変動に起因する電流値変動が生じないことを目視確認した。
【００２３】
また、各実施例で得られた面状発熱体の電極に粘着テープを貼り付けた後、テープを剥がすというテープ剥離による密着強度試験を行ったが、電極が面状導電体から剥離することはなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状発熱体用電極およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、面状導電体と平面電極とが良好に接合され、電流を安定的に流すことができる面状発熱体に使用される面状発熱体用電極およびその製造方法ならびに面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状発熱体においては、その発熱面に均一に通電して均一な熱を発生させるために、面状導電体の両端に一対の電極を設ける必要がある。この面状導電体への電極の接続には種々の方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、面状導電体に銀ペーストを含浸させ電極を積層する方法（特開平０７−２８８１７２号公報）、面状導電体に通電用電極を織り込む方法（特開平０６−２９０８６０号公報）、導電性テープを通電用電極として使用する方法（特開平０７−１４６６５号公報）等がある。
【０００４】
一方、和紙糸で製織した織物または編物を炭化して炭とした炭化物が知られており、そして、そのような炭化物シートを織物地または編物地で被覆して接着してなるシート状成形体が提案されている（特開２００３−３０６８５０号公報）。当該炭化物は導電性を有し、面状導電体と呼べる物質であるが、表面には凹凸があり、柔軟性には富んでいるが基材自身の強度は小さく取り扱いに難点がある。
【特許文献１】特開平０７−２８８１７２号公報
【特許文献２】特開平０６−２９０８６０号公報
【特許文献３】特開平０７−１４６６５号公報
【特許文献４】特開２００３−３０６８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような面状導電体について、面状導電体に銀ペーストを含浸させ電極を積層する方法、面状導電体に通電用電極を織り込む従来技術の方法を適用することは必ずしも容易ではなかった。また、導電性テープを通電用電極として使用する従来方法では、表面に凹凸があるため、凹凸部に取り込まれた空気が通電による発熱により熱膨張し、接触電気抵抗が大きくなり、電流を安定的に流せない等の問題点があった。
【０００６】
また、本発明者らは、すでに、特定の導電性物質を平面電極に塗布し、導電性物質を形成している少なくとも一部の溶媒を加熱除去した面状発熱体用電極を面状導電体に加熱加圧で接合させることにより、電流を安定的に流せる面状発熱体を出願している。しかしながら、かかる方法では、その都度、溶媒を含む特定の導電性物質を平面電極に塗布した後、その溶媒を加熱除去しなければならない不便さがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を解決するために種々検討を重ねたところ、接着性を有する導電性フィルムを、平面電極に加熱、圧着した面状発熱体用電極を面状導電体に加熱加圧で接合させることにより、電流を安定的に流せる面状発熱体が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とするものである。
このような本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、好ましくは、前記の接着性を有する導電性フィルムが熱硬化型導電性接着フィルムであるもの、を包含する。
そして、本発明による面状発熱体用電極の製造方法は、平面電極と、接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とするもの、である。
また、本発明による面状発熱体は、表面に凹凸を有する面状導電体に請求項３に記載の面状発熱体用電極が設けられてなることを特徴とするもの、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電流を安定的に流すことができる面状発熱体用電極およびこの電極を効率的かつ容易に製造することができる方法ならびに面状発熱体が提供される。
【００１０】
このような本発明は、表面に凹凸があり柔軟性には富んでいるが、従来、基材自身の強度および電極との接合強度が小さくて取り扱いや、高発熱効率化ならびに耐久性等に難点があった面状導電体を、さらに高発熱効率の面状発熱体として利用することを可能にするものである。しかしながら、本発明の用途は前記の面状発熱体に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の平面電極は、導電性を有する金属あるいはその合金であればいずれも用いることができるが、銅、燐青銅、アルミニウム等が好ましい。
【００１２】
平面電極の形状についても、何ら制限は無く、本発明では、平板、梨地加工した平板、あるいはメッシュ状形状の平面電極を使用できる。本発明の平面電極の幅に特段の制約はないが、面状導電体の大きさとの相対的な比較で決定されるべきである。平面電極の占める面積が大きすぎれば、面状発熱体としての有効面積が損なわれる。また、本発明の平面電極の厚みが極端に厚いと、面状発熱体の柔軟性が損なわれるため好ましくない。本発明における平面電極の厚みは５００μｍ以下が好ましい。
【００１３】
本発明が使用される表面に凹凸がある面状導電体としては、任意のそのような面状導電体を用いることができるが、本発明の効果が特に顕著に得ることができる好ましい面状導電体としては、例えば和紙糸で製織した織物または編物の炭化物を挙げることができる。このような炭化物面状導電体は、柔軟性に富んでいるが基材自身の機械的強度が小さく取り扱いに難点があり、また、表面に凹凸があることから平面電極との接合強度が十分でなくて良好な電気的特性を安定して得ることが従来困難とされてきた面状導電体である。本発明において特に好ましい、和紙糸で製織した織物または編物の炭化物としては、例えば特開２００３−３０６８５０号公報により提案されたものを挙げることができる。
【００１４】
接着性を有する導電性フィルムとしては、熱硬化型導電性フィルムが好ましい。接着性は、所定の加熱、圧着条件に付す以前の状態においては必ずしも必要でない。製造上の利便性および作業性からは所定の加熱、圧着条件に付す以前の段階においては接着性が認められないかあるいは接着性が比較的低いものであって、所定の加熱、圧着条件に付した際あるいは付した後において、接着性の発現または向上がみられる導電性フィルムが好ましい。そのような好ましい導電性フィルムとしては、例えば導電性ボンディングフィルム「ＣＢＦ−３００」（タツタ システム・エレクトロニクス（株））がある。
【００１５】
接着性を有する導電性フィルムの厚みは、前記のような面状導電体の表面の凹凸部の空隙部を充填させるのに十分な量であるが、その必要最小量は試行の結果決定できる。ただし、導電性ボンディングフィルム「ＣＢＦ−３００」の厚みは４０±５μｍの一種類であるため、必要に応じて重ねて使用する。本発明においては、商品名「ＣＢＦ−３００」に限定されるものではなく、厚みの異なる製品をも包含する。
【００１６】
平面電極に当該導電性フィルムを加熱、圧着することで、本発明の面状発熱体用電極が得られるが、その温度は１００〜１４０℃、好ましくは１１０〜１３０℃、圧着させる際の圧力は０．３〜０．７ＭＰａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａである。
【００１７】
さらに、本発明の面状発熱体用電極の使用にあたっては、面状導電体に接触させて加熱圧着させる必要がある。その温度は、１５０〜１９０℃、好ましくは１６０〜１８０℃、圧力は０．３〜０．７ＭＰａ、好ましくは０．４〜０．６ＭＰａである。
【実施例】
【００１８】
＜実施例１＞
接着性を有する導電性フィルムである導電性ボンディングフィルム（タツタ システム・エレクトロニクス（株）製、「ＣＢＦ−３００」（商品名））を平面電極（銅製、幅２５ｍｍ、厚み７０μｍ）の片面に重ね合わせた後、温度１２０℃、圧力０．５ＭＰａで５秒間加熱、圧着することによって、本発明の面状発熱体用電極を得た。
【００１９】
ついで、和紙糸で製織した編物を炭化して炭とした厚み３５０μｍの炭化物（新日本テックス（株）製、「わし炭１８３０」（商品名））からなる面状導電体の両端に、前記面状発熱体用電極を、導電性ボンディングフィルム圧着面が面状導電体に接するように重ね合わせ、温度１７０℃、圧力０．５ＭＰａで１５分間加熱加圧した後、再度１５０℃で６０分間加熱させることによって、面状発熱体を得た。
【００２０】
＜実施例２＞
接着性を有する導電性フィルムである導電性ボンディングフィルム（タツタ システム・エレクトロニクス（株）製、「ＣＢＦ−３００」（商品名））を平面電極（銅製、幅２５ｍｍ、厚み７０μｍ）の片面に２枚重ね合わせた後、温度１２０℃、圧力０．５ＭＰａで５秒間加熱、圧着することによって、本発明の面状発熱体用電極を得た。
【００２１】
ついで、和紙糸で製織した編物を炭化して炭とした厚み８００μｍの炭化物（新日本テックス（株）製、「わし炭１８１０」（商品名））からなる面状導電体の両端に、前記面状発熱体用電極を、導電性ボンディングフィルム圧着面が面状導電体に接するように重ね合わせ、温度１７０℃、圧力０．５ＭＰａで３０分間加熱加圧させることによって、面状発熱体を得た。
【００２２】
各実施例で得られた面状発熱体の両電極間に５０Ｖの電圧を２分間通電させる試験を行ったが、いずれの実施例においても面状導電体と電極間の接触電気抵抗変動に起因する電流値変動が生じないことを目視確認した。
【００２３】
また、各実施例で得られた面状発熱体の電極に粘着テープを貼り付けた後、テープを剥がすというテープ剥離による密着強度試験を行ったが、電極が面状導電体から剥離することはなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とする、面状発熱体用電極の製造方法。
【請求項２】
前記の接着性を有する導電性フィルムが、熱硬化型導電性フィルムである、請求項１に記載の面状発熱体用電極の製造方法。
【請求項３】
平面電極と、接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とする、面状発熱体用電極。
【請求項４】
表面に凹凸を有する面状導電体に請求項３に記載の面状発熱体用電極が設けられてなることを特徴とする、面状発熱体。
【請求項１】
平面電極に接着性を有する導電性フィルムを加熱、圧着することを特徴とする、面状発熱体用電極の製造方法。
【請求項２】
前記の接着性を有する導電性フィルムが、熱硬化型導電性フィルムである、請求項１に記載の面状発熱体用電極の製造方法。
【請求項３】
平面電極と、接着性を有する導電性フィルムとからなることを特徴とする、面状発熱体用電極。
【請求項４】
表面に凹凸を有する面状導電体に請求項３に記載の面状発熱体用電極が設けられてなることを特徴とする、面状発熱体。
【公開番号】特開２００８−１０８４３８（Ｐ２００８−１０８４３８Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７３５１（Ｐ２００６−２８７３５１）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（０００２４３３３１）本多産業株式会社 (11)
【出願人】（５９８０１１５０３）新日本テックス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（０００２４３３３１）本多産業株式会社 (11)
【出願人】（５９８０１１５０３）新日本テックス株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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