[发明专利]伸缩性导体组合物、伸缩性导体形成用浆料、具有由伸缩性导体组合物构成的配线的服装及其制造方法

说明书

本发明的课题在于提供一种可形成反复伸缩特性良好的薄膜的伸缩性导体、形成有使用其的配线的服装型电子设备及其制造方法。解决手段为混合导电颗粒(优选银颗粒)、规定量的特定硫酸钡、具有柔软性的树脂成分，获得伸缩性导体组合物。由获得的伸缩性导体组合物构成的片体的初期导电性低，进一步地在反复拉伸后的导电性保持率高。通过将该伸缩性导体组合物剪裁为规定的形状而粘贴于构成服装的布料等织物，可实现带有具有高度伸缩性的电气配线的服装型装置。

技术领域

本发明涉及用于电气配线等的伸缩性导体，更具体地涉及对反复伸长的耐久性得到改善的伸缩性导体，可用于在服装等中植入电子设备时的配线部、电极部等的伸缩性导体及具有其的服装，以及服装的制造方法。

背景技术

最近，人们对可穿戴电子设备进行了开发，可穿戴电子设备的目的在于将具有输入输出、计算、通信功能的电子设备，在与身体非常接近或密切接触的状态下进行使用。在可穿戴电子设备中，已知的有具有如手表、眼镜、耳机的配饰型外形的设备，在服装上植入电子功能的织物集成型设备。

电子设备中需要具有电力供给用和信号传输用的电气配线。特别地，对于织物集成型可穿戴电子设备，配合服装的伸缩，电气配线也需要具有相应的伸缩性。通常，由金属线或金属箔构成的电气配线本质上不具有可供实用的伸缩性，因此采用了将金属线或金属箔配置为波形或重复的马蹄形，拟似性赋予伸缩功能的方法。

对于金属线的情况，可通过将金属线视作绣线，缝在服装上而形成配线。然而，显然所述方法不适合大量生产。

通过蚀刻金属箔而形成配线的方法通常作为印刷配线板的制造方法。已知有将金属箔粘贴在具有伸缩性的树脂片上，以与印刷配线板相同的方法形成波形配线，从而拟似性形成伸缩性配线的方法(参考非专利文献1)。该方法通过波形配线部的扭曲变形而拟似性地赋予伸缩特性，但由于扭曲变形而导致金属箔在厚度方向上也发生变形，如果用作服装的一部分的话，穿着感变得非常违和，因而并不优选。此外，在受到如洗涤等的过度变形时，金属箔可能产生永久塑性变形，配线的耐久性也存在问题。

作为实现伸缩性导体配线的方法，人们提出了采用特殊的导电浆料的方法。将银颗粒、碳颗粒、碳纳米管等导电性颗粒与具有伸缩性的氨基甲酸乙酯树脂等弹性体、天然橡胶、合成橡胶、溶剂等进行混炼而呈浆料状，直接在服装上或与伸缩性的薄膜基材等组合后印刷描画出配线。

包含导电颗粒和伸缩性粘合剂树脂的导电性组合物可实现在宏观上可伸缩的导体。由该浆料获得的导电性组合物在微观角度观察的话，在受到外力时树脂粘合剂部发生变形，在导电性颗粒的电气连接不被切断的范围内维持导电性。宏观上观察到的电阻率为比金属线或金属箔高的值，但由于组合物本身具有伸缩性，因此没有必要采用波形配线等形状，配线宽度和厚度上的自由度高，因而在实践中可实现相比金属线更低的电阻的配线。

专利文献1中，公开了如下的技术：通过组合银颗粒和硅酮橡胶，进一步地采用硅酮橡胶覆盖硅酮橡胶基板上的导电性膜，抑制伸长时的导电率的降低。专利文献2公开了银颗粒和聚氨酯乳液的组合，由此可获得高导电率且高伸长率的导电膜。进一步地，人们也提出了大量通过组合碳纳米管、银填料等高纵横比的导电性颗粒而尝试改善特性的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2007-173226号公报

专利文献2:日本专利特开2012-54192号公报

非专利文献

非专利文献1:Jong-Hyun Ahn and Jung Ho Je，“Stretchable electronics：materials，architectures and integrations“J.Phys.D:Appl.Phys.45(2012)103001