(57)【要約】【課題】長期信頼性に優れた構造物点検システムを提供すること。【解決手段】第１のシート基材上に、第１の導電性配線と、当該第１の導電性配線を保護する第１の保護層とを有する第１の配線シートと、第２の導電性配線と、前記第２の導電性配線と接続するセンサユニットと、を備え、前記第１の導電性配線と、前記第２の導電性配線とは、金属またはカーボンを含有する導電性接着剤を含む結線部により結線され、前記結線部は封止材により封止されている、構造物点検システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシート基材上に、第１の導電性配線と、当該第１の導電性配線を保護する第１の保護層とを有する第１の配線シートと、
第２の導電性配線と、
前記第２の導電性配線と接続するセンサユニットと、を備え、
前記第１の導電性配線と、前記第２の導電性配線とは、金属またはカーボンを含有する導電性接着剤を含む結線部により結線され、
前記結線部は封止材により封止されている、構造物点検システム。
【請求項２】
前記第１の保護層が、前記第１の導電性配線を露出する第１の開口部を有し、
前記導電性接着剤が、前記第１の開口部に配置され、
前記封止材が、前記第１の開口部の周縁部に配置されている、
請求項１に記載の構造物点検システム。
【請求項３】
前記第２の導電性配線が、第２のシート基材上に、当該第２の導電性配線と、当該第２の導電性配線を保護する第２の保護層とを有する第２の配線シートを構成し、
前記第２の保護層が、前記第２の導電性配線を露出する第２の開口部を有し、
前記導電性接着剤が、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に配置され、
前記封止材が、前記第１の開口部の周縁に配置され、前記第１の配線シートと前記第２の配線シートとを接着する、
請求項２に記載の構造物点検システム。
【請求項４】
前記第２の配線シートが、インターポーザを構成し、
前記センサユニットが、前記インターポーザとコネクタを介して接続する、
請求項３に記載の構造物点検システム。
【請求項５】
前記封止材が、ホットメルト樹脂組成物を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項６】
前記ホットメルト樹脂組成物が、熱可塑性エラストマーを含有する、請求項５に記載の構造物点検システム。
【請求項７】
前記ホットメルト樹脂組成物が、更に粘着付与剤を含有する、請求項５または６に記載の構造物点検システム。
【請求項８】
前記ホットメルト樹脂組成物が、更に軟化剤を含有する、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項９】
前記結線部が、熱硬化性樹脂またはその硬化物を含有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１０】
前記第１の導電性配線が、印刷配線である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１１】
前記第１の導電性配線が、グラフェン、グラファイト、又はカーボンナノチューブを含む炭素配線である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１２】
前記第１のシート基材が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、または、ポリ塩化ビニルを含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１３】
前記センサユニットが、蓄電素子と、センサ部とを有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１４】
前記第１の導電性配線が、前記センサ部によって測定された物理量を出力する信号線を含む、請求項１３に記載の構造物点検システム。
【請求項１５】
前記信号線が、無線送信部と接続されている、請求項１４に記載の構造物点検システム。
【請求項１６】
前記蓄電素子がバッテリーである、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１７】
前記第１の導電性配線が電力供給線を含み、
前記蓄電素子が、前記電力供給線からの電力の供給を受けて蓄電する、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【請求項１８】
外部電源からの電力を供給する電線と、前記電力供給線とを電気的に接続するゲートウェイとを備え、
前記ゲートウェイが、前記センサユニットに、前記電力供給線を介して前記外部電源からの電力の供給を受けるか否かを指示する、請求項１７に記載の構造物点検システム。
【請求項１９】
前記第１の導電性配線が、ＧＮＤ線を含む、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の構造物点検システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物点検システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の維持管理作業のための点検は、従来、人手によって行われてきた。当該点検の効率化のため、様々な工夫がなされてきた。
例えばトンネル等のコンクリート構造物では、完成後に年月が経過するとコンクリートの壁面にクラックが発生することがある。当該クラック等の異常の有無は、現地で人手による打音診断等でなされていたが、このような人手による検査の作業に代替する装置等に関する技術として、例えば、定点設置された、又は走行車両に搭載されたカメラで得られた撮影画像の解析による構造物の検査のための技術が提案されている。
【０００３】
別の手法として、構造物の状態に関する情報をセンサで取得することが検討されている。例えば、センサからの情報を遠隔から通信によって取得することができれば、構造物の状態に関する情報を、検査員を定期的に現地に派遣するよりも高い頻度で、あるいは必要なときに随時取得できる。
【０００４】
本発明者らは特許文献１において、信号線と電力供給線を含む炭素配線と当該炭素配線を包む絶縁シートとを有する配線シートと、当該配線シートに電気的に接続するセンサ等を含む電子回路と、を備えるシート状システムを開示している。特許文献１のシート状システムによれば、設置される場所の形状や環境に幅広く対応可能で、且つ導入及び維持にかかるコストを抑えることができる。
特許文献１において、炭素配線と電子回路との接続は、配線シートにビアを設けて金属端子と接続し、当該ビアと金属端子を介して接続するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−２２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のようなシート状システムは、例えばトンネルなど大型の構造物への設置の容易性や、さまざまな形状の構造物に適応する観点から、配線シートがフレキシブル性（可撓性）を有するものが好適に用いられる。設置箇所によっては配線シートが変形した状態で設置されるため、常に応力がかかることがある。このとき配線シートとセンサとを接合する接合部にも応力がかかり、経時的に接合部が劣化するなどの恐れがあった。
【０００７】
また、センサを用いた検査の要求が高い構造物は、センサへの電力供給やセンサとの通信のための配線にとって過酷な環境である場合がある。トンネル等においてコンクリートが劣化しやすい環境は、例えば、塩化物の多い環境であったり酸性度が高い環境であったりして、給電や通信に一般に使われる金属配線も劣化しやすいという問題があった。
【０００８】
本発明者らは、このような知見に基づき、当該接合部における応力の緩和や、接着力の向上、また接合部における耐候性の向上を図ることにより、構造物点検システムの長期信頼性を向上することを検討した。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、長期信頼性に優れた構造物点検システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る構造物点検システムは、
第１のシート基材上に、第１の導電性配線と、当該第１の導電性配線を保護する第１の保護層とを有する第１の配線シートと、
第２の導電性配線と、
前記第２の導電性配線と接続するセンサユニットと、を備え、
前記第１の導電性配線と、前記第２の導電性配線とは、金属またはカーボンを含有する導電性接着剤を含む結線部により結線され、
前記結線部は封止材により封止されている。
【００１１】
上記構造物点検システムの一実施形態は、
記第１の保護層が、前記第１の導電性配線を露出する第１の開口部を有し、
前記導電性接着剤が、前記第１の開口部に配置され、
前記封止材が、前記第１の開口部の周縁部に配置されている。
【００１２】
上記構造物点検システムの一実施形態は、
前記第２の導電性配線が、第２のシート基材上に、当該第２の導電性配線と、当該第２の導電性配線を保護する第２の保護層とを有する第２の配線シートを構成し、
前記第２の保護層が、前記第２の導電性配線を露出する第２の開口部を有し、
前記導電性接着剤が、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間に配置され、
前記封止材が、前記第１の開口部の周縁に配置され、前記第１の配線シートと前記第２の配線シートとを接着する。
【００１３】
上記構造物点検システムの一実施形態は、
前記第２の配線シートが、インターポーザを構成し、
前記センサユニットが、前記インターポーザとコネクタを介して接続する。
【００１４】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記封止材が、ホットメルト樹脂組成物を含む。
【００１５】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記ホットメルト樹脂組成物が、熱可塑性エラストマーを含有する。
【００１６】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記ホットメルト樹脂組成物が、更に粘着付与剤を含有する。
【００１７】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記ホットメルト樹脂組成物が、更に軟化剤を含有する。
【００１８】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記結線部が、熱硬化性樹脂またはその硬化物を含有する。
【００１９】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１の導電性配線が、印刷配線である。
【００２０】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１の導電性配線が、グラフェン、グラファイト、又はカーボンナノチューブを含む炭素配線である。
【００２１】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１のシート基材が、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、または、ポリ塩化ビニルを含む。
【００２２】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記センサユニットが、蓄電素子と、センサ部とを有する。
【００２３】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１の導電性配線が、前記センサ部によって測定された物理量を出力する信号線を含む、
【００２４】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記信号線が、無線送信部と接続されている。
【００２５】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記蓄電素子がバッテリーである。
【００２６】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１の導電性配線が電力供給線を含み、
前記蓄電素子が、前記電力供給線からの電力の供給を受けて蓄電する。
【００２７】
上記構造物点検システムの一実施形態は、外部電源からの電力を供給する電線と、前記電力供給線とを電気的に接続するゲートウェイとを備え、
前記ゲートウェイが、前記センサユニットに、前記電力供給線を介して前記外部電源からの電力の供給を受けるか否かを指示する。
【００２８】
上記構造物点検システムの一実施形態は、前記第１の導電性配線が、ＧＮＤ線を含む。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、長期信頼性に優れた構造物点検システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施の構造物点検システムの接合部の一例を示す模式的な正面図である。
【図２】図２は、図１の断面の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、図１の断面の別の一例を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る配線シートを用いて実現される構造物運用支援システムの設置例を示す図である。
【図５】図５は、上記の構造物運用支援システムを構造物の外側から透視した状態を示す模式図である。
【図６】図６は、上記の構造物運用支援システムにおける各構成要素間の接続形態の例を示す模式図である。
【図７】図７は、実施の形態に係るシート状システムが備える負荷の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態の変形例２における炭素配線の形状の例を示す模式図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態の変形例２における炭素配線の形状の他の例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施の形態の変形例３におけるＧＮＤ線の接続例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態の変形例５に係るシート状システムが備える負荷の機能的な構成を示すブロック図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態の変形例６に係るシート状システムの構成を説明するための模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態の変形例６に係るシート状システムが備えるゲートウェイの機能的な構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態の変形例８に係る配線シートにおける炭素配線の配置の例を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、実施例Ａ群における第１の配線シートの製造工程を示す概略図である。
【図１４】図１４は、実施例Ａ群における第２の配線シートの製造工程を示す概略図である。
【図１５】図１５は、実施例Ａ群における配線シートの接合工程を示す概略図である。
【図１６】図１６は、実施例Ｂ群における配線シートの接合工程を示す概略図である。
【図１７】図１７は、実施例の配線シート接合試験方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本実施の構造物点検システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。まず第１の導電性配線を含む第１の配線シート、第２の導電性配線、及び接合部の構成について説明し、次いで構造物点検システムについて説明する。なお本実施において、接合部とは、少なくとも、導電性接着剤による結線部を含み、封止材が配線シート等を接着する実施形態においては、更に当該接着部を含む部分をいう。本実施において「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。
また、以下の説明で参照される各図は模式図であり、各構成要素の形状や大小関係を正確に示すものではない。
【００３２】
図１は、本実施の構造物点検システムの接合部の一例を示す模式的な正面図である。また、図２は、図１の断面の一例を示す模式的な断面図であり、第１の導電性配線１１ｂを長手方向に切断した断面を示す例である。なお、図１では、説明のため第１の保護層１３を省略し、また、第２のシート基材２２の紙面裏側に配置される第２の導電性配線２１ａ〜ｇを透過させている。図１及び図２の例では、第１のシート基材１２上に、第１の導電性配線１１ａ〜ｇと、当該第１の導電性配線を保護する第１の保護層１３とを有する第１の配線シート１０と、第２の導電性配線２１ａ〜ｇを有するセンサユニット１４０とを備え、前記第１の導電性配線１１ａ〜ｇと、前記第２の導電性配線２１ａ〜ｇとは、金属またはカーボンを含有する導電性接着剤を含む結線部３１より結線され、前記結線部３１は封止材３２により封止されている。
図１及び図２の例では、前記第２の導電性配線２１ａ〜ｇは、第２のシート基材２２上に、当該第２の導電性配線２１ａ〜ｇと、当該第２の導電性配線２１ａ〜ｇを保護する第２の保護層２３とを有する第２の配線シート２０を構成している。図２の例では、第１の保護層１３は第１の導電性配線１１ｂを露出する第１の開口部１４を有し、第２の保護層２３は第２の導電性配線２１ｂを露出する第２の開口部２４を有している。結線部３１は、第１の開口部１４と第２の開口部２４との間に配置され、第１の導電性配線１１ｂと第２の導電性配線２１ｂとを電気的に結線すると共に接着している。封止材３２は、第１の開口部１４と第２の開口部２４の周縁に配置されて結線部３１を封止すると共に、第１の配線シート１０と第２の配線シート２０を接着している。なお、図２の例では、結線部３１と封止材３２が密接しているが、本実施においては結線部３１が外気と直接触れない程度に封止されていればよく、密接していなくてもよい。例えば、封止材３２と結線部３１との間に空気などの層を有していてもよい。また、開口部は導電性配線を露出していればよく、図２の第２の開口部２４のように末端に形成されていてもよい。
図示はしないが、第１の導電性配線１１ａ、１１ｃ〜ｇと第２の導電性配線２１ａ、２１ｃ〜ｇも各々同様の接合部を備えている。複数ある第１の導電性配線１１ａ〜ｇは特に限定されないが、例えば、第１の導電性配線１１ａが電力供給線、第１の導電性配線１１ｂがＧＮＤ線（グランド）、残りの第１の導電性配線１１ｃ〜ｇが、後述するセンサ部によって測定された物理量を出力する信号線や、センサユニット１４０を制御するための信号線など、種々の信号線を構成する。信号線は、端末装置などと直接接続されていてもよく、また、信号線が無線送信部と接続され、端末装置などと無線により接続されていてもよい。
なお、本実施において、第１の導電性配線は少なくとも１本あればよい。たとえば、センサユニットが蓄電素子としてバッテリーを備える場合、電力供給線は不要である。また、センサユニットがユニット内に無線送信部を備える場合、信号線の少なくとも一部は不要である。
【００３３】
図２の例でセンサユニット１４０は第２のシート基材２２上に配置されているが、例えばセンサ電極（不図示）などセンサユニット１４０の構成の一部が、導線等を介して別の位置に配置されてもよい。なお、センサユニット１４０の詳細については後述する。
また、図３は、図１の断面の別の一例を示す模式的な断面図である。図３の例では、第２の配線シート２０がインターポーザ（中継基板）２５となっている。この場合、インターポーザ２５とセンサユニット１４０は、コネクタ２６を介して接続される。
なお本実施においては、第１の配線シート１０と、センサユニット１４０のスケールが大きく異なる場合がある。この場合、第２の配線シート２０を、スケール調整のためのインターポーザ２５として用いることが好ましい。
【００３４】
本実施の構造物点検システムは、結線部３１が金属またはカーボンを含有する導電性接着剤であるため、はんだ接合等と比較して、折り曲げ応力に対する耐性に優れている。また、結線部３１は、封止材３２により封止されているため、結線部３１は、酸素、水分、塩分等との接触による劣化が抑制される。また、図１〜３の例に示されるように、第１の配線シート１０と、第２の配線シート２０が封止材３２により接着されている場合には接合部全体として接合強度が向上すると共に、折り曲げ時において結線部３１に係る応力が緩和されて、結線部３１の長期信頼性が向上する。
以下、各部の材質及び接合方法について説明する。
【００３５】
＜第１のシート基材＞
第１のシート基材は、配線用途として従来公知の基材の中から適宜選択することができる。本実施においては、大型の構造物への設置の容易性や、さまざまな形状の構造物に適応する観点から、フレキシブル性を有するものが好ましい。フレキシブル性を有する基材としては、樹脂シート、紙、フレキシブルガラス等が挙げられる。
樹脂シートとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂；ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポオリノルボルネン等のポリオレフィン系樹脂などの樹脂から形成される樹脂シートが挙げられる。また、これらのシートに金属が積層した積層体であってもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートに金属が積層した積層体であってもよい。
耐熱性の点からは、ポリイミド、ポリナフタレンシート、プロピレン、シリコーン樹脂などの耐熱性が高い樹脂基材、又は、前記樹脂中にフィラーを充填することにより耐熱性が向上した基材を選択することが好ましい。一方、後述する導電性配線を焼結等が不要な印刷配線とする場合には、柔軟性、耐水性などの点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、または、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含む基材を選択することが好ましい。
第１のシート基材の厚みは特に限定されないが、例えば、１μｍ以上のものの中から適宜選択することができ、１０μｍ〜１０，０００μｍ（１０ｍｍ）程度のものを好適に用いることができる。
【００３６】
＜第１の導電性配線＞
第１の導電性配線は、前記シート基材上に所定の配線パターンが形成可能な従来公知の方法の中から適宜選択して形成することができる。例えば、前記シート基材上に蒸着などにより金属膜を形成し、または、前記シート基材上に金属箔を貼り合わせた後、公知のエッチング法によりパターン状の第１の導電性配線を形成してもよい。また、導電性微粒子を含有する導電性インキを所定パターンに印刷し、必要に応じて焼結することにより、パターン状の導電性配線を印刷配線してもよい。
【００３７】
本実施においては、容易に形成可能で、フレキシブル性にも優れる点から、第１の導電性配線が印刷配線であることが好ましい。
印刷配線に用いられる導電性インキは、少なくとも導電性微粒子を含有するものであり、必要に応じてバインダー成分や、溶剤などの他の成分を含有してもよいものである。
【００３８】
前記導電性微粒子は、形成された導電性配線内で、焼結して焼結体となるものであってもよいが、複数の導電性微粒子が接触して導電性を発現するものが好ましい。
【００３９】
導電性微粒子としては、金属微粒子、カーボン微粒子、導電性酸化物微粒子などが挙げられる。
金属微粒子としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、クロム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、アルミニウム、タングステン、モルブテン、白金等の金属単体粉のほか、銅−ニッケル合金、銀−パラジウム合金、銅−スズ合金、銀−銅合金、銅−マンガン合金などの合金粉、前記金属単体粉または合金粉の表面を、銀などで被覆した金属コート粉などが挙げられる。また、カーボン微粒子としては、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブなどが挙げられる。また、導電性酸化物微粒子としては、酸化銀、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ルテニウムなどが挙げられる。導電性微粒子は１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施においては、導電性配線の長期信頼性の点から、耐水性、耐酸性などの耐候性に優れたカーボン微粒子を用いることが好ましい。
【００４０】
導電性微粒子の形状は特に限定されず、不定形、凝集状、鱗片状、微結晶状、球状、フレーク状、ワイヤー状等を適宜用いることができる。また、導電性微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、導電性インキ中での分散性や、配線後の導電性の点から、０．１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上３０μｍ以下がより好ましい。
【００４１】
導電性インキは、バインダー成分を含有することが好ましい。バインダー成分としては、成膜性及び、成膜後の密着性、柔軟性などの点から樹脂を含むことが好ましい。前記樹脂は、導電性配線用途に用いられる樹脂の中から適宜選択して用いることができる。当該樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系ブロック共重合樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂などが挙げられ、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
第１の導電性配線中の導電性微粒子の含有割合は、第１の導電性配線全量に対し、５０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。また、第１の導電性配線中のバインダー成分の含有割合は、第１の導電性配線全量に対し、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。
導電性微粒子の含有割合が上記下限値以上であれば、導電性に優れた導電性配線となる。。また、バインダー成分の含有割合が上記下限値以上であれば、成膜性や、第１のシート基材への密着性が向上し、第１の導電性配線に柔軟性を付与することができる。
【００４３】
第１の導電性配線は、例えば、前記導電性微粒子と前記バインダー成分と、必要に応じて溶剤等を含有する導電性インキを調製した後、当該導電性インキを、公知の印刷法により印刷し、必要に応じて溶剤を除去することにより形成することができる。
溶剤は、印刷方法に応じて適宜選択すればよい。印刷方法は特に限定されず、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷、インクジェット法など公知の印刷技術の中から適宜選択すればよい。
【００４４】
第１の導電性配線の厚みは特に限定されず、導電性と柔軟性を両立する点から、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、１０μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。また、第１の導電性配線の幅は、限定されず、必要な導電性が得られる幅とすればよい。例えば、０．１ｍｍ以上とすることができ、１ｍｍ〜１００ｍｍとすることが好ましい。なお、複数ある導電性配線は同一の厚みや幅であってもよく、互いに異なる厚みや幅を有していてもよい。
【００４５】
＜第１の保護層＞
第１の保護層は、前記第１の導電性配線上に設けられる層であり、前記第１の導電性配線の傷つきや、水、酸素、酸やアルカリ等との接触を抑制し、長期信頼性を向上する。第１の保護層は、例えば、前記第１のシート基材と同様のシートを貼り合せることにより形成することができる。
【００４６】
＜第２の導電性配線＞
第２の導電性配線は、センサユニット側に配置された配線であり、形状は特に限定されない。例えば、前記第１の配線シートと同様に、第２のシート基材上に、当該第２の導電性配線と、当該第２の導電性配線を保護する第２の保護層とを有する第２の配線シートを構成していてもよく（図２）、当該第２の配線シートがインターポーザを構成してもよい（図３）。また、公知の被覆導線であってもよい（不図示）。本実施においては、後述する封止材が接着剤として機能することにより、接合部の長期信頼性が向上するため、第２の導電性配線が、第２の配線シートを構成することが好ましい。
【００４７】
第２の導電性配線が第２の配線シートを構成する場合、第２のシート基材、第２の導電性配線、及び、第２の保護層の構成は、各々、前記第１のシート基材、第１の導電性配線、及び、第１の保護層と同様の構成とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００４８】
＜結線部＞
本実施において結線部は、第１の導電性配線と、第２の導電性配線を電気的に接続すると共に、接着する機能を有する。本実施において結線部は、金属またはカーボンを含有する導電性接着剤が用いられる。
ここで、導電性接着剤における、金属またはカーボンは、前記第１の導電性配線の項目において、導電性微粒子として例示したものと同様のものを用いることができる。
【００４９】
また、前記導電性接着剤における接着成分としては、熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。この場合、結線部は、当該熱硬化性樹脂またはその硬化物を含有する。
熱硬化性樹脂は従来公知の熱硬化性樹脂の中から適宜選択して用いることができ、通常、１分子中に熱硬化性官能基を２個以上有する化合物と、硬化剤とを含む。熱硬化性官能基としては、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、エチレン性不飽和結合等が挙げられる。本実施においては、熱硬化性樹脂として１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物を含むことが好ましい。当該エポキシ化合物は従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
また、エポキシ化合物と組み合わせて用いられる硬化剤としては、例えば、多価カルボン酸無水物または多価カルボン酸などが挙げられる。硬化剤の配合量は、前記エポキシ化合物１００質量部あたり、通常１〜１００質量部であり、好ましくは５〜５０質量部である。
【００５０】
導電性接着剤中の導電性微粒子の含有割合は導電性接着剤全量に対し、５０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。また、導電性接着剤中の熱硬化性樹脂の含有割合は前記エポキシ化合物及び硬化剤の合計が、導電性接着剤全量に対し、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。
【００５１】
＜封止材＞
本実施において封止材は、前記結線部を封止するものであり、前記結線部の傷つきや、水、酸素、酸やアルカリ等との接触を抑制し、また結線部にかかる応力を緩和することにより長期信頼性を向上する。
本実施において封止材は、上記の効果を奏し、更に製造が容易な点から、ホットメルト樹脂組成物を含むことが好ましい。
【００５２】
（ホットメルト樹脂組成物）
本発明において、ホットメルト樹脂組成物は、少なくとも熱可塑性樹脂を含有し、必要に応じて更に他の成分を含有してもよいものである。
熱可塑性樹脂は、公知の樹脂の中から適宜選択して用いることができる。例えば、ポリウレタン系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコン系樹脂や、熱可塑性エラストマーが挙げられ、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５３】
本実施においては熱可塑性樹脂として、熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。熱可塑性エラストマーを含むことにより、常温（例えば、２５℃）においてゴム弾性を有する電極とすることができる。ゴム弾性を有することにより、電極の破断が抑制されるため、より長期的なモニタリングが可能な腐食センサを得ることができる。当該熱可塑性エラストマーの常温における弾性率は特に限定されないが、例えば、０．１〜１００ＭＰａとすることができる。
【００５４】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）等のスチレン系熱可塑性エラストマー；ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）；オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）；ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）；ポリアミド系熱可塑性エラストマー；フッ素系熱可塑性エラストマー；塩ビ系熱可塑性エラストマー等が挙げられ、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記熱可塑性エラストマーは、水素添加されたものであってもよい。
本実施においては、熱可塑性エラストマーの中でも、スチレン系熱可塑性エラストマーを含むことが好ましい。
【００５５】
本実施において熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、取り扱い性の点から、５，０００以上３００，０００以下であることが好ましく、１０，０００以上がより好ましい。
なお本実施において、重量平均分子量は、東ソー社製ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）「ＨＬＣ−８３２０」を用いた測定におけるポリスチレン換算分子量である。
【００５６】
ホットメルト樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有割合は、封止性と接着性の点から、ホットメルト樹脂組成物全量１００質量％中、３０〜１００質量％が好ましく、４０〜７０質量％がより好ましい。
【００５７】
本実施のホットメルト樹脂組成物は、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、粘着付与剤、軟化剤、酸化防止剤、硬化収縮率低減、熱膨張率低減、寸法安定性向上、弾性率向上、粘度調整、強度向上および靭性向上等の観点から、ポリイソシアネートやエポキシ樹脂、ポリカルボジイミド化合物等の硬化剤や有機又は無機の充填剤を配合することができる。このような充填剤は、ポリマー、セラミックス、金属、金属酸化物、金属塩、および染顔料等の材料から構成されるものであってよい。また、その形状については、特に限定されず、例えば、粒子状および繊維状等であってよい。また、基材とのレベリング性、塗工性の調整や接着性の向上のために、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、難燃化剤、保存安定剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、紫外線吸収剤、チキソトロピー付与剤、レベリング剤、消泡剤、分散安定剤、流動性付与剤、消泡剤および色材等も添加することができる。また、流動性を向上させるために溶剤を含ませてもよい。本実施においては中でも、粘着付与剤、軟化剤を含むことが好ましい。
【００５８】
ホットメルト樹脂組成物に好適に含有する粘着付与剤は、第１の配線シート及び第２の配線シートとの接着性を向上して、接合部の長期信頼性に寄与する。粘着付与剤としては、例えば、水素添加されたテルペン系樹脂、テルペン系樹脂、水素添加されたロジン系樹脂ロジン系樹脂、水素添加された炭化水素系樹脂炭化水素系樹脂、エポキシ系樹脂、水素添加されたエポキシ系樹脂、ケトン系樹脂、水素添加されたケトン系樹脂、ポリアミド系樹脂、水素添加されたポリアミド系樹脂、エラストマー系樹脂、水素添加されたエラストマー系樹脂、フェノール系樹脂、水素添加されたフェノール系樹脂、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂、スチレン系樹脂および水素添加されたスチレン系樹脂などが挙げられる。これらの粘着付与樹脂は、単独または２種以上使用できる。
これらの中でも耐久性の観点から、水素添加された炭化水素系樹脂が好ましい。水素添加することで分子内構造に共役二重結合を持たなくなるので、粘着付与剤を含むホットメルト接着剤が被着体へ永久接着する際に光または熱による劣化が起こりにくいため１０年以上の接着力保持が可能になる。
粘着付与剤を用いる場合、当該粘着付与剤の含有割合は、ホットメルト樹脂組成物全量１００質量％中、２０〜８０質量％が好ましく、２５〜７５質量％がより好ましい。
【００５９】
ホットメルト樹脂組成物に好適に含有する軟化剤としては、例えば、ワセリン、鉱物油、植物性油脂、動物性油脂などが挙げられる。鉱物油としては、流動パラフィン、パラフィン、パラフィン鎖炭素数が全炭素数の５０％以上を占めるパラフィン系鉱物油、ナフテン環炭素数が全炭素数の３０〜４０質量％を占めるナフテン系鉱物油、および芳香族炭素数が全炭素数の３０質量％以上を占める芳香族系鉱物油等を挙げることができる。植物性油脂：オリーブ油、カルナウバロウ、米胚芽油、コーン油、サザンカ油、ツバキ油、ヒマシ油、ホホバ種子油、ミンク油、ユーカリ葉油などを挙げることができる。動物性油脂：ミツロウ、スクワラン、はちみつを挙げることができる。その他、ミスチル酸、オレイン酸、ミスチル酸イソプロピル、ミスチル酸亜鉛、ミリスチン酸オクチルドデシル、トリイソオクタン酸グリセリン、オクチルドデカノール、ヘキシルデカノール、アジピン酸ジイソプロピル、セバシン酸ジエチル、ステアリン酸、イソステアリン酸、クロタミトン、中鎖脂肪酸トリグリセリト、サリチル酸エチレングリコール、エチルヘキサン酸セチル、ジステアリン酸グリコール、セテアリルアルコール、セタノール、パルミチン酸セチル、パルミチン酸エチルヘキシル、パルミチン酸イソプロピル、ベヘニルアルコール等も軟化剤として挙げられる。これらの軟化剤は、単独または２種以上使用できる。
軟化を用いる場合、当該軟化剤の含有割合は、ホットメルト樹脂組成物全量１００質量％中、２〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。
【００６０】
また、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ジエチル〔［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］メチル〕ホスフォネート、４，６−ビス（オクチルチオメチル）−ｏ−クレゾール、エチレンビス（オキシエチレン）ビス［３−（５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ｍ−トリル］プロピオネート、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト等が挙げられる。フェノール系酸化防止剤は、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］が好ましく、リン系酸化防止剤は、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フォスファイトが好ましい。
【００６１】
ホットメルト電極が他の成分を含有する場合、その含有割合は、ホットメルト電極全量１００質量％中、５質量％以下であることが好ましく、３質量％以下であることがより好ましい。
【００６２】
＜接合方法＞
第１の導電性配線と第２の導電性配線との接合方法は、当該第１の導電性配線と第２の導電性配線とが前記導電性接着剤を含む結線部により結線され、当該結線部は封止材により封止されている構成となる接合方法であればよく、特に限定されない。以下このような接合方法の好適な一例を説明する。
【００６３】
まず、所定の位置に第１の導電性配線を露出する第１の開口部を有する第１の配線シートを準備する。開口部は、前述の保護層用のシートにあらかじめ形成されていてもよく、第１の配線シートを製造後、所定の箇所に開口部を形成してもよい。
次に前記第１の配線シートの開口部に、導電性接着剤を塗布する。塗布方法は特に限定されず、公知の塗布方法乃至印刷方法の中から適宜選択することができる。
次いで、前記第１の配線シートの開口部の周縁にホットメルト樹脂組成物を配置する。ホットメルト樹脂組成物は、公知の塗布方法乃至印刷方法により塗布してもよく、また、別途、前記第１の配線シートの開口部に対応する箇所に開口部が設けられたフィルム状のホットメルト樹脂組成物を準備し、当該フィルム状のホットメルト樹脂組成物を、前記第１の配線シートの開口部の周縁に配置してもよい。
次いで、第２の導電性配線が露出した第２の開口部を有する第２の配線シートを、ホットメルト樹脂組成物上に配置して積層する。
次いで、ホットメルト樹脂組成物の溶融温度以上に加熱した熱ゴテなどにより、上記の積層体の第２の配線シート上から押し付けることにより、第１の導電性配線と第２の導電性配線とが導電性接着剤により結線され、ホットメルト樹脂組成物により封止されて接合部が形成される。
【００６４】
第２の配線シートがインターポーザの場合、次いで、当該インターポーザにコネクタを介してセンサユニットを接続することにより、本実施の構造物点検システムを製造することができる。
以下、本実施の構造物点検システムの全体構成について説明する。
【００６５】
図４は、本実施の形態に係る構造物点検システムの設置例を示す図である。本図では、構造物の壁面に設置される構造物点検システム５０の様子が示されている。図５は、図４に示される構造物点検システム５０を構造物の外側から透視した様子を示す模式図である。
【００６６】
これらの図に示される構造物は、例えば、コンクリート材の壁面及び路面を有して地下に延在する洞道である。この洞道は、その内部の路面を少なくとも人が歩いて通行できる程度の大きさを有する略円管状であり、図４中のアーチ状の壁面はこの円管の内側面である。路面はこの円管の内部の下側に設けられる、通行者が歩行する面である。
【００６７】
なお、本図では説明のために洞道内の様子が簡略化して示されており、現実には、例えば通信会社の洞道であれば通信線、電力会社の洞道であれば送電線、及びこれらを支持する架台、作業員のための照明器具や通信線などが洞道内に複数存在する。そして洞道の壁面は一部がこれらの送電線等の陰になっている。そしてこのような洞道の検査は、例えば検査員が打診棒を用いて壁面を叩いたときの打音によって従来なされていた。つまり、人が行う打音による検査であっても、壁面全体で容易に実施できるわけではない。
【００６８】
構造物点検システム５０は、１つのシート状システム１００からなるものであってもよく、複数のシート状システム１００を備えていてもよい。ここで本実施においてシート状システム１００とは、少なくとも第１の配線シート１２０と、センサユニット１４０とを備え、前述の結線部により結線されたものをいう。センサユニット１４０は、１つのシート状システム１００中に少なくとも１個有するものであり、２個以上のセンサユニット１４０を有していてもよい。
構造物点検システム５０は、通常、シート状システム１００が接続される電線５００を備える。
【００６９】
洞道の壁面の周方向に沿うよう設置されているシート状システム１００は、第１の配線シート１２０及び複数のセンサユニット１４０をそれぞれ備える。第１の配線シート１２０の大きさは、一例として長辺方向で約１０ｍである。また、同一の第１の配線シート１２０にあるセンサユニット１４０同士の間隔は、一例として約１ｍである。また、第１の配線シート１２０同士の間隔は、一例として約１０ｍである。
【００７０】
第１の配線シート１２０は、第１のシート基材上に第１の導電性配線１０２及び第１の保護層１０４を備える。図４及び図５に示される例では、第１の配線シート１２０はそれぞれが点線で示される３本の第１の保護層１０４を含む。なお、第１の配線シート１２０は第１の導電性配線１０２を被覆する層であり、第１の導電性配線１０２は外部との接続などのために必要な箇所を除いて基本的に第１の配線シート１２０の外部には露出しない。ただし図４及び図５では、外部からは見えないに第１の導電性配線１０２の存在及び配置が便宜的に点線を用いて示されている。第１の導電性配線１０２は、各第１の配線シート１２０に少なくとも１本あればよく、２本以上有していてもよい。
【００７１】
各第１の導電性配線１０２は、それぞれ構造物点検システム５０において信号線又は電源線として用いられる。なお、本実施の形態の説明において、電源線の語は、電力供給線、又は電力供給線とＧＮＤ（ＧＲＯＵＮＤ）線との組のいずれも指し得る語として用いられている。また、電源線の概念に含まれる、電力供給線と組で用いられるＧＮＤ線は、本願明細書等において第１ＧＮＤ線ともいう。
【００７２】
各センサユニット１４０の形状及び大きさ等については、抵抗や可撓性を考慮して決定される。すなわち、断面積は、電力供給や信号送信のために抵抗が高くなりすぎない程度の大きさが必要である。その一方で、第１の配線シート１２０が設置される構造物の表面に沿う形への変形が可能な程度の細さ又は薄さが必要である。これらを満たすうえで、各第１の導電性配線１０２の形状の例として紐状又はリボン状が挙げられる。なお、例えば単層カーボンナノチューブを材料とする第１の導電性配線１０２で、長さ１ｃｍあたりの抵抗値を０．０１Ω程度とすることができる。また、グラファイトを材料とする第１の導電性配線１０２で１Ω程度とすることができる。このような抵抗の第１の導電性配線１０２を信号線又は電源線として用いることで本実施の形態における構造物点検システム５０は実用的に動作させることができる。
【００７３】
第１の保護層１０４は、上述のとおり第１のシート基材上に配置された第１の導電性配線１０２被覆することにより、物理的な衝撃などからある程度保護し、外部からの電気的影響から保護する。また、内包する各第１の導電性配線１０２同士を不必要に接触させないような位置関係で固定することで、相互の接触による影響を防ぐ。複数の炭素配線１０２の絶縁シート１０４内での配置等については後述する。
【００７４】
また、第１の配線シート１２０は可撓性を有することが好ましい。この性質により、第１の配線シート１２０は、図４及び図５に示されるような曲面、又は屈曲部を有するような構造物の表面の形状に追従するように取り付けられる。
【００７５】
複数のセンサユニット１４０は、このような第１の配線シート１２０の表面に、第１の導電性配線１０２に沿って所定の間隔で配置される。図４及び図５に示される例では、１０個のセンサユニット１４０が、各第１の配線シート１２０の洞道の壁面に接する側の表面に約１ｍおきに配置されている。
【００７６】
図６は、本実施の形態における構造物点検システム５０における、接続の形態の例を示す模式図である。電線５００には、複数のシート状システム１００がそれぞれ備える第１の導電性配線１０２が接続されている。
【００７７】
本実施の形態における電線５００は、外部電源からの電力を供給する電線（電源線）を含んでいる。当該電源線は洞道内での作業時に用いられる照明灯６００に電力を供給してもよい。各シート状システム１００が備える第１の導電性配線１０２のうちの電源線は、電線５００が含むこの電源線に接続される。これにより、各シート状システム１００が備えるセンサユニット１４０に、電源線である第１の導電性配線１０２を介して電力が供給される。
【００７８】
また、本実施の形態における電線５００は、センサ部によって測定された物理量を出力する信号線を含んでいてもよい。各シート状システム１００が備える第１の導電性配線１０２のうちの信号線は、電線５００が含むこの通信線に接続される。これにより、各シート状システム１００が備えるセンサユニット１４０のセンサ部から出力される信号は、信号線である炭第１の導電性配線１０２を介して出力され、電線５００が含む通信線によって搬送される。この信号は、例えば電子計算機を含むこの洞道の集中管理システムに送られて、この電子計算機によって、洞道の状態を把握するための、蓄積、解析、又は監視等の対象のデータとして扱われる。
【００７９】
電線５００から供給される電力は、電源線である第１の導電性配線１０２を介して各センサユニット１４０に届けられる。
【００８０】
また、信号線である第１の導電性配線１０２は、各シート状システム１００においてセンサユニット１４０が共有するいわばバスであり、各センサユニット１４０はこのバスに接続されるノードである。各センサユニット１４０のセンサ部から出力された信号は、第１の導電性配線１０２を介して電線５００に出力されて搬送される。電線５００によって搬送された信号は、例えばインターネット、イントラネット、又は専用回線などの通信ネットワークを経由して、この洞道の集中管理システムが備えるサーバ８００又は監視用端末装置７００に届けられる。そしてこの信号が示すデータは、サーバ８００に蓄積されたり、監視用端末装置７００のモニタ上に表示されたりする。
【００８１】
なお、上述の例のように、構造物点検システム５０が設置される構造物に従来備えられている照明灯等に電力を供給する電源線又は連絡用の通信線がある場合は、それぞれを電線５００が含む電源線又は通信線として利用してもよい。これにより、構造物点検システム５０の導入のコストを抑えることができる。
【００８２】
上記のような構成により、構造物点検システム５０は、構造物の表面に設置される多数のセンサを備え、各センサから構造物の状態を示す情報の集約が可能である。また、これらのセンサが同時刻に計測したデータを用いることで、従来の打音検査では不可能な、構造物を多点で捉えた空間的な状態の把握が可能である。
【００８３】
次に、センサ部をそれぞれ含むセンサユニット１４０、及び複数のセンサユニット１４０を接続し、且つセンサユニット１４０の構成と動作、及び電線５００とを長期間にわたって接続する第１の配線シート１２０の構成について説明する。
【００８４】
図７は、センサユニット１４０の機能的な構成例を示すブロック図である。センサユニット１４０は一例として、蓄電素子１４２を含む電源部１４１と、通信部１４３、制御部１４４、信号処理部１４５、及びセンサ１４６を含むセンサ部を備える。
【００８５】
電源部１４１は電源回路であり、電力供給線である炭素配線１０２から供給される入力電力から、センサユニット１４０の各構成要素の動作に用いられる電力を生成する。また、本実施の形態における電源部１４１は、これらの構成要素に供給するための電力を蓄えるための蓄電素子１４２を備える。蓄電素子１４２は、キャパシタ又は蓄電池を用いて実現される。なお、蓄電素子１４２は耐久性の高いものが好適に用いられる。蓄電素子１４２の例としては、高耐久性のセラミックコンデンサ、及びカーボンナノチューブキャパシタが挙げられる。
【００８６】
本実施の形態におけるセンサ１４６は、構造物を構成するコンクリート等の建材の変質や変形等各種の変化を把握するために利用可能な物理量を計測するためのものであれば限定されない。例えば洞道の壁の中にある鉄筋の腐食を診断するために、壁面に存在する鉄イオンの量を計測するセンサでもよいし、壁面の変形の有無及び程度を調べるために変位を計測するセンサでもよい。その他、温度、湿度、振動、電流、磁気、電磁波、電気抵抗、特定の物質等、各種のセンサが単独で又は組み合わせて用いられ得る。
【００８７】
センサ１４６が測定した物理量は、信号処理部１４５によって必要に応じた処理がなされて、信号として、通信部１４３から信号線である炭素配線１０２を介して電線５００に出力される。
【００８８】
信号処理部１４５は、例えばノイズを除去するためのフィルタ回路、信号を増幅するための増幅回路、及びアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路を含む。
【００８９】
通信部１４３は、信号処理部１４５による処理によって得られたデジタル信号を信号線に出力する出力ポートを含む通信モジュールである。
【００９０】
なお、本実施の形態におけるセンサ１４６による計測は、その計測対象及び計測結果の使用目的によっては常時実行される必要はなく、例えば一日の決まった時刻等、所定の間隔で間欠的に計測が実行されてもよい。例えば構造物の各部の変位や壁の中にある鉄筋の腐食は、通常であれば一日の間で急激には進行しにくい。そして日次の計測によって、日々の計測結果の蓄積されたデータから変化の傾向を捉えることができる。つまり、センサ１４６の計測のための動作は一日１回〜数回、数秒〜数分程度のごく短時間可能であればよい。
【００９１】
そしてこのような間欠的な計測であれば、例えば各センサユニット１４０の動作に必要な電力は、計測の実行機会の間に上記の蓄電素子１４２に蓄電すればよく、例えば小さな電流で常時給電してもよい。
【００９２】
このような構成の場合、蓄電は小さな電流を供給して長い時間をかけて行うことができるため、第１の導電性配線１０２の抵抗値が比較的高くてもよい。したがって、より安価な第１の導電性配線１０２を用いることができ、構造物点検システム５０の導入コストを抑えることができる。また、小さな電流が用いられるため、電流の大きさの２乗に比例する電力の抵抗損失が小さく、大きな電流を用いて短時間で蓄電するよりも、構造物点検システム５０としてのエネルギー効率はよい。
【００９３】
制御部１４４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）を用いて実現され、通信部１４３、信号処理部１４５、及びセンサ１４６の動作を制御する。このＣＰＵはタイマーを備え、例えば上記の計測のような間欠的な動作もこのタイマーによって計時される時間に基づいて実行される。なお、このＣＰＵも低消費電力のものが好適に用いられる。
【００９４】
なお、通信部１４３、制御部１４４、及び信号処理部１４５は、まとめて１つのワンチップマイコンとしても実現されてもよい。
【００９５】
また、センサユニット１４０では、回路の耐久性を高めるために、構造物のセンシングのために露出が必要なセンサの部分を除いてガラスエポキシ等で封止されてもよい。
【００９６】
このように、センサユニット１４０においては、センサ１４６による計測の対象及び計測結果の使用目的に応じて、電源部１４１以外の電気回路の動作（制御部１４４による制御下での通信部１４３、信号処理部１４５、及びセンサ１４６の各動作）は、蓄電素子１４２から電力の供給を受けて間欠的に実行されてもよい。これにより、センサによる計測等の必要な機能を発揮可能なシート状システム１００をより安価に実現することができ、さらには構造物点検システム５０の導入コスト及び運転コストを抑えることができる。
【００９７】
［変形例］
以上、構造物点検システム５０について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されない。上記の実施の形態において、シート状システム１００の一部として用いられている第１の配線シート１２０、及び電線５００に接続されて構造物点検システム５０を構成するシート状システム１００の個別での利用例も含めて、上記の実施の形態の変形例を以下に説明する。
【００９８】
［変形例１］
第１の配線シート１２０の構成は、図４〜図６に示されるような、それぞれ電力供給線、信号線、ＧＮＤ線である３本の第１の導電性配線１０２と、これらを被覆する長尺状の第１の保護層１０４からなるものに限定されない。例えば壁紙のように壁面の上下左右に展開可能な形状であってもよい。また、第１の保護層１０４内に電源線及び信号線等の各種の第１の導電性配線１０２が複数本ずつ含まれてもよいし、相互に絶縁されていれば各種の第１の導電性配線１０２が立体的に交差してもよい。
【００９９】
［変形例２］
ここまでに説明した各第１の導電性配線１０２は、いずれも線状の一次元的な形状の電気経路を提供するものであるが、二次元的な形状の電気経路を提供する物であってもよい。図８Ａおよび図８Ｂは、それぞれ変形例１における電源線である第１の導電性配線１０２の形状の一例を示す模式図である。なお、図８Ａおよび図８Ｂにおける実線及び破線は、一部を除いて互いに重なりながら、前後又は上下に位置する２つの第１の導電性配線１０２を区別して示すために用いられている。
【０１００】
電源線である第１の導電性配線１０２は、例えば図８Ａに示されるように、グリッドを成してもよい。図８Ａ中の２つの炭素配線１０２は、一方が電力供給線であり、他方がＧＮＤ線である。第１の配線シート１２０内では、これらの第１の導電性配線１０２は、一方のグリッドの孔から他方が見え、第１の保護層１０４を隔てて離れる位置関係にある。このような位置関係にあることで、壁面に貼り付けられたときに露出する第１の配線シート１２０の面で、広い範囲で両方の第１の導電性配線１０２にアクセスすることができる。
【０１０１】
このような第１の導電性配線１０２を用いた二次元的な形状の電気経路は、１本の線状の第１の導電性配線１０２を用いた一次元的な形状の経路よりも抵抗が低い。したがって、電源線として用いることでより効率的に電力を運ぶことができる。また、このような第１の導電性配線１０２を内包して二次元的に広がる第１の配線シート１２０上では、高い自由度で電力の取り出し場所を選ぶことができる。このような第１の配線シート１２０の構成は、例えば壁紙等に適用することができる。この壁紙で居室等の壁面を覆い、第１の導電性配線１０２を電源に接続すれば、壁面のさまざまな場所で電力の取り出しが可能になる。また、このような壁紙は、壁材を何箇所も穿孔するような工事をすることなく電気回路を含む負荷を取付できる場所を広範囲に提供することが可能であり、多くの場所に多数の物をネットワークに接続するＩｏＴ技術の導入を容易にする。その他、このような第１の配線シート１２０の構成は、壁紙より小規模で面状に広げて用いられる物、例えばテーブル敷きに適用することができる。
【０１０２】
また、２つの第１の導電性配線１０２のうち、図８Ｂに示されるように電力供給線として用いる方を面状にすることで、抵抗はより低く、負荷の取付位置の自由度はより高い第１の配線シート１２０が得られる。
【０１０３】
なお、ここまで第１の導電性配線１０２を電源線としてのみ用いる場合を例に本変形例を説明した。このような第１の配線シート１２０に取り付けられたセンサユニット１４０からの通信は、例えば無線で行われてもよい。また、本変形例における第１の導電性配線１０２は、信号線として用いることも可能である。信号線と電源線との併存が困難な事情がある場合には、センサユニット１４０が太陽電池等の環境発電素子を備える構成でもよい。
【０１０４】
［変形例３］
実施の形態及びその変形例の一部における第１の配線シート１２０は、それぞれが電力供給線、信号線、ＧＮＤ線である複数の第１の導電性配線１０２を備えるが、第１の配線シート１２０の使用環境や用途によっては、これらの第１の導電性配線１０２の一部を備えなくてもよい。すなわち、第１の配線シート１２０は電力供給線を備えず、その設置場所に信号線のみを提供するために用いられてもよい。また、逆に第１の配線シート１２０は信号線を備えず、その設置場所に電力供給線のみを提供するために用いられてもよい。
【０１０５】
その他、第１の配線シート１２０が備える第１の導電性配線１０２の用途及び各用途の第１の導電性配線１０２の本数は実施の形態及びその各変形例に限定されない。例えば第１の配線シート１２０が複数の信号線を備えてもよく、各信号線の用途が、クロック信号を運ぶ信号線とデータ信号を運ぶ信号とで分けられていてもよい。クロック信号は、例えば後述のゲートウェイ又は親機から送信される。
【０１０６】
また、上記の第１の導電性配線１０２はいずれも電線５００に接続されるが、シート状システム１００は、電流を実質的に流すことなく接地電位を取るための、いわばケルビングラウンドとして用いられる第１の導電性配線１０２をさらに備えてもよい。本願明細書等においては、このケルビングラウンドの線を、電流が流れる上記の第１ＧＮＤ線と区別して、第２ＧＮＤ線ともいう。
【０１０７】
例えば、シート状システム１００の設置場所である構造物の表面電位を、センサユニット１４０が備えるセンサ１４６で計測するにあたり、第１ＧＮＤ線から接地電位を取ると、第１の導電性配線１０２の、銅製などの一般的な導電線と比較して大きな抵抗に起因する電圧降下の影響により、正確な表面電位が得られないという問題がある。
【０１０８】
この問題は、センサユニット１４０において、ケルビングラウンドで取った接地電位を、センサ１４６を用いた測定のリファレンス電位として使用する構成を用いることで解消することができる。図９は、このような構成を備えるシート状システム１００における第２ＧＮＤ線の接続例を示すブロック図である。
【０１０９】
図９に示される例では、シート状システム１００は５本の第１の導電性配線１０２を備える。これらの第１の導電性配線１０２のうちの１本が第２ＧＮＤ線である。第２ＧＮＤ線は、電力を供給するための電線５００には接続されず、電源に一切接続されていない接地線５５０に接続され、接地線５５０を介して接地される。例えば接地線５５０は、シート状システム１００が設置される構造物の壁材に含まれる鉄筋に所々で接続してもよい。一方で、第２ＧＮＤ線はセンサ１４６と接続される。これにより、センサユニット１４０では、センサ１４６が感知した電位と第２ＧＮＤ線の電位との差分を取って計測対象物の表面電位として計測することができる。
【０１１０】
［変形例４］
上記の実施の形態におけるシート状システム１００のセンサユニット１４０にはセンサが含まれるが、シート状システム１００の用途に応じて、センサに加えて、他の電気的負荷が含まれてもよい。
【０１１１】
例えばセンサユニット１４０には発光ダイオード等の光源が含まれて、センサでの検知結果に応じて、又はセンサでの検知のために必要な光を得るために点灯されてもよい。あるいは、光源を含むセンサユニット１４０を備えるシート状システム１００が照明器具として用いられてもよい。その他、センサユニット１４０が含むものは電力で動作するものであれば限定されず、モータ又はアクチュエータ等の駆動装置、ブザーなどの発音装置、発熱装置等であってもよい。
【０１１２】
そして、このようなシート状システム１００を含む構造物点検システム５０は、構造物の保守以外に、構造物の照明若しくは装飾のためのシステムとしても利用することができる。その他構造物の各種の運用の支援、例えば構造物の中に所定の目的の環境、例えば実験、植物の栽培、又は動物の飼育等のための環境を構築するシステムとして利用することができる。この場合も、構造物点検システム５０は、導入又は維持のためのコストを抑え、また、信頼性の高さと耐久性の高さで、構造物の所定の目的のための施設としての稼働率の向上に資する。
【０１１３】
なお、センサユニット１４０の電気回路の動作に必要な電力が第１の導電性配線１０２から随時供給できる場合、実施の形態及びその各変形例において、センサユニット１４０は蓄電素子１４２を含まなくてもよい。
【０１１４】
［変形例５］
実施の形態においては、シート状システム１００における第１の配線シート１２０の大きさの一例として、長辺方向で約１０ｍを挙げている。また、第１の導電性配線１０２の抵抗の一例として、長さ１ｃｍあたり１Ω程度を挙げている。
【０１１５】
このような規模のシート状システム１００を図２に示されるような態様で運用する場合、シート状システム１００と電線５００の接続部分から第１の導電性配線１０２の端部までは約５ｍであり、この間の抵抗は５００Ωになる。ここで、例えば負荷１４０のピーク電流が２０ｍＡとすると、この接続部分と第１の導電性配線１０２の端部との間では１０Ｖの電圧降下が生じる。このように、電力供給線である第１の導電性配線１０２の抵抗が大きいために生じる電圧降下の影響により、一部のセンサユニット１４０、特に第１の導電性配線１０２の端部に近いものでは、必要な量の充電が間欠的な動作の間にできないという問題が起こり得る。
【０１１６】
このような問題を解消するために、シート状システム１００を、電力供給線を共用する近隣のセンサユニット１４０同士で可能な場合には電力を融通しあうことができるよう構成してもよい。図１０は、このようなシート状システム１００が備える負荷の機能的な構成を示すブロック図である。以下、図７に示される実施の形態の機能ブロック図との差異を中心に説明する。
【０１１７】
本変形例におけるセンサユニット１４０は、電源部１４１の構成が実施の形態と異なる。本変形例におけるセンサユニット１４０は、電源部１４１に、第１電源回路１４７と第２電源回路１４８との２つの機能的に異なる電源回路を備える。
【０１１８】
第１電源回路１４７は、第１の導電性配線１０２から電気を得るための電源回路である。第１電源回路１４７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、充電制御回路、電流コントローラ、及びスイッチを含む。
【０１１９】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、センサユニット１４０の内外の電圧差を調整する。充電制御回路は、蓄電素子１４２への充電を制御し、過充電を防止する。電流コントローラ及びスイッチは、第１の導電性配線１０２からの電流を、蓄電素子１４２に流すか、又はセンサ等の負荷回路に流すか、及び蓄電素子１４２からの電流を負荷回路に流すかを制御する。
【０１２０】
第２電源回路１４８は、第１の導電性配線１０２に電気を戻すための電源回路である。第２電源回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータ、放電制御回路、電圧モニタ回路、電流コントローラ、及びスイッチを含む。
【０１２１】
ＤＣ−ＤＣコンバータは、センサユニット１４０の内外の電圧差を調整する。放電制御回路は、蓄電素子１４２からの放電を制御し、過放電を防止する。電圧モニタ回路は第１の導電性配線１０２の電圧をモニタする。電流コントローラ及びスイッチは、蓄電素子１４２からの電流を第１の導電性配線１０２に流すか否かを所定の条件が満たされたかに基づいて制御する。
【０１２２】
例えば上記の電線５００の接続部分から炭素配線１０２の端部までは約５ｍであるシート状システム１００において、電力供給線を共用するセンサユニット１４０が１ｍおきに配置されている場合を想定する。この場合に、あるセンサユニット１４０から、１０ｍＡの電流が１ｍ離れた隣のセンサユニット１４０に融通されると、電圧降下は１０ｍＡ×１００Ω＝１Ｖに抑えられる。電流の融通を受けた負荷１４０では、センサの動作又は蓄電素子１４２の充電を行うことができる。
【０１２３】
これにより、シート状システム１００全体で動作の安定性を高めることができる。また、より全長が長く抵抗の高い第１の導電性配線１０２を備えるシート状システム１００、または同規模であってもより廉価であるが抵抗の高い第１の導電性配線１０２を用いてのシート状システム１００での各センサユニット１４０への電力供給の問題が解消し、実用的な運用が可能になる。
【０１２４】
［変形例６］
変形例５では、抵抗の高い第１の導電性配線１０２を用いることによる電圧降下に関する問題を挙げ、その問題を解消するための構成を説明した。本変形例もまた、起こり得る電圧降下に関する問題を解消するものである。
【０１２５】
変形例５で例として想定したシート状システム１００を再び例に用いて説明する。このシート状システム１００が、図２に示されるように１０個のセンサユニット１４０を含むとする。すべてのセンサユニット１４０で一時に１ｍＡの電流で充電が行われると、１０個×１ｍＡ×５００Ω＝５Ｖの電圧降下が生じる。この電圧降下により、変形例５と同じく充電不足又は不能の問題が起こり得る。
【０１２６】
このような問題を解消するために、シート状システム１００を、一時に充電等の電力消費を実行するセンサユニット１４０の個数が制限できるよう構成してもよい。図１１Ａは、このようなシート状システム１００の構成を説明するための模式図である。また、図１１Ｂは、このようなシート状システム１００が備えるゲートウェイ６５０の機能的な構成を示すブロック図である。
【０１２７】
本変形例に係るシート状システム１００は、ゲートウェイ６５０を備える。
【０１２８】
ゲートウェイ６５０では、シート状システム１００の外部の電源からの電気が流れる電線５００と電力供給線である第１の導電性配線１０２とを電気的に接続されている。また、ゲートウェイ６５０は、図１１Ｂに示されるように、制御部６５１を備える。制御部６５１は例えばＣＰＵ、メモリ、タイマー、及び入出力部を備えるマイクロコントローラを用いて実現され、入出力部を介して信号線である第１の導電性配線１０２と接続する。
【０１２９】
この構成により、ゲートウェイ６５０は各センサユニット１４０に電力の供給に関する指示を送信する。より具体的には、シート状システム１００のセンサユニット１４０のそれぞれに、電力供給線を介する外部の電源からの電力の供給を受けるか否かを指示する。指示を受け取った各センサユニット１４０は、その指示に従って給電を受けるのを開始又は停止する。
【０１３０】
ゲートウェイ６５０は、１つのシート状システム１００が備えるセンサユニット１４０に、例えば一定の時間が経過するごとに交代で電力の供給を受けさせてもよい。あるいは、変形例５の説明で述べた電圧降下を考慮して、第１の導電性配線１０２の末端により近いセンサユニット１４０により長い時間電力の供給を受けさせてもよい。また、ゲートウェイ６５０は各センサユニット１４０から蓄電素子１４２の充電状態の通知を受け、残量の少ないセンサユニット１４０から優先的に電力の供給を受けさせてもよい。
【０１３１】
このような指示は、一時に電力の供給を受けるセンサユニット１４０の個数が制限されるように出される。例えばゲートウェイ６５０は、電圧降下による各負荷１４０での充電への影響が過大にならないように、電圧降下が電源電圧から所定の範囲に収まるよう電力の供給を受けるセンサユニット１４０の個数を制限する。これにより、シート状システム１００の各センサユニット１４０で充電が正常に実行され、又は正常な動作が可能になる。また、シート状システム１００全体で動作の安定性を高めることができる。
【０１３２】
なお、ゲートウェイ６５０と各センサユニット１４０との通信は、信号線を介する有線の通信には限定されず、無線の通信であってもよい。
【０１３３】
［変形例７］
ここまでに、各シート状システム１００に含まれる複数のセンサユニット１４０の間の差異の有無について言及していないが、すべてが機能的に同等でなくてもよい。例えば複数のセンサユニット１４０のうち１つが親機としての役割を果たして、子機である残りのセンサユニット１４０の検知結果を収集して電線５００へ出力してもよい。
【０１３４】
［変形例８］
実施の形態においては、シート状システム１００における第１の配線シート１２０同士の間隔の一例として約１０ｍを挙げている。ただし、シート状システム１００の使用場所又は使用目的によって、第１の配線シート１２０同士の間隔はより短くてもよい。
【０１３５】
しかしながら、信号線として用いられる第１の導電性配線１０２は、長尺になると、搬送する信号の影響でアンテナのように作用して電波を飛び出させやすくなる。そしてこの電波は、近くにある他のシート状システム１００が備える信号線にノイズを発生させたり電子機器の誤動作等を起こしたりする等の電波障害の原因となり得る。特に、方形波等に含まれるような信号の繰り返し速度より高い高調波成分は、この問題を生じさせやすい。
【０１３６】
この問題を解消するために、第１の配線シート１２０が電力供給線、信号線、及び第１ＧＮＤ線を含む３本以上の第１の導電性配線１０２を備える場合、第１の保護層１０４において、電力供給線、信号線、及び第１ＧＮＤ線は平行に延在し、この信号線は、電力供給線と第１ＧＮＤ線との間に位置するよう配置してもよい。
【０１３７】
これにより、信号線と電力供給線との間、及び信号線と第１ＧＮＤ線との間の容量結合によって、信号線内の信号に含まれる電波障害の原因となる高調波成分が抑えられる。
【０１３８】
図１２は、このような第１の導電性配線１０２の配置の例を説明するための模式図である。この例では、第１の配線シート１２０は４本の第１の導電性配線１０２を備え、うち１本は電力供給線、１本はＧＮＤ線、残る２本はそれぞれデータ信号、クロック信号を搬送する信号線である。信号線である２本の第１の導電性配線１０２は、第１の配線シート１２０において平行に延在し、他の２本の第１の導電性配線１０２の間に挟まれる。図１１内の他の配線シート１２０も共通の構成であり、近くのシート状システム１００間で相互に電波障害の発生が抑制される。
【０１３９】
なお、第１の配線シート１２０が備える炭第１の導電性配線１０２のいずれも電力供給線として用いられていない、又は第１の導電性配線１０２を平行に配置することができない場合には、駆動波形をなまらせるなどの手法によっても高調波成分を抑えることができる。
【０１４０】
［変形例９］
上記で例示した使用環境である洞道には、電気が通る多数のケーブル等に起因してノイズが多く存在する。このような環境に設置されるシート状システム１００又は構造物運用支援システム１０に含まれるセンサ１４６の検出結果を示す信号は、信号線である炭素配線１０２によって有線で伝送されるのが好ましい。
【０１４１】
しかし、ノイズが少ない環境、また、通信相手との距離が数ｍ程度の限られた環境で用いられる場合、通信部１４３が無線通信の機能を備えて無線で伝送されてもよい。この場合において、蓄電素子１４２がセンサユニット１４０の電気回路の動作の電源であれば、通信部１４３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ等の、より小さい消費電力で通信を行う通信モジュールで実現されるのが好ましい。また、例えば各シート状システム１００において、２−９に記載した親機であるセンサユニット１４０が、子機である残りのセンサユニット１４０の検知結果を無線通信で受信して収集し、収集した結果を電線５００へ出力して遠方の集中管理システムに送信してもよい。
【０１４２】
また、上記の実施の形態の説明では、各センサユニット１４０は信号を送信する場合のみが示されているが、各センサユニット１４０は信号を受信してもよい。例えば洞道の集中管理システム等から電線５００及び信号線である第１の導電性配線１０２を介して動作試験又は臨時の動作等のための信号を受信してもよい。また、例えば洞道内で作業員が所持する情報端末装置と無線による双方向の通信をして、作業員の操作に応じた計測の実行とその結果の送信をしてもよい。
【０１４３】
［その他の変形例］
本実施の形態の主な変形例を挙げたが、その他にも上記で具体的には例示していない種々の変形が可能である。
【０１４４】
また、構造物点検システム５０の設置場所である構造物には、上記の洞道、住居、ビル、商用施設等の建築物の他に、電柱、鉄塔、ダム、橋梁、道路、堤防、防波堤、船舶が例としてさらに挙げられる。また、シート状システム１００が設置される構造物の材質はコンクリートに限定されず、モルタル、金属、ガラス、樹脂、タイル、煉瓦が例としてさらに挙げられる。または工事や発掘調査等の現場において土や岩石の表面に設置されてもよい。
【０１４５】
また、構造物点検システム５０が設置される場所の環境によっては環境発電がセンサユニット１４０に電力を供給するために用いられてもよい。例えば安定的に光を受ける場所であれば、各センサユニット１４０又は構造物点検システム５０内に太陽電池等の環境発電素子を付加して補助的な電源として用いてもよい。例えば安定的に風を受ける場所であれば風力発電機が付加されてもよいし、振動が多い場所では圧電素子が付加されてもよい。
【０１４６】
上述の実施の形態及びその変形例は、本発明の技術内容を説明することを目的とする例示として記載されたものであり、本願に係る発明の技術的範囲をこの記載の内容に限定する趣旨ではない。本願に係る発明の技術的範囲は、明細書、図面、及び特許請求の範囲又はこれに均等の範囲において当業者が想到可能な限り、変更、置き換え、付加、省略されたものも含む。
【実施例】
【０１４７】
以下、本発明を実施例により具体的かつ詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の一態様に過ぎず、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、表中、「部」とあるのは「質量部」を、「％」とあるのは「質量％」をそれぞれ表すものとする。
【０１４８】
［製造例１：ホットメルト樹脂組成物および封止材シートの製造］
攪拌機を備えたステンレスビーカーに、熱可塑性樹脂として下記ＳＩＳ１を４０部と、粘着付与剤として下記粘着付与剤１を５０部、軟化剤として下記軟化剤１を１０部を投入し、１５０℃の温度で加熱して溶融した。その後、攪拌を行って、均一に分散された溶融溶液を得た（ホットメルト樹脂組成物１）。当該ホットメルト樹脂組成物１を離型フィルムに挟み、テスター産業製卓上テストプレス機にて１００℃１００ｋｇｆ／ｃｍ２で３０秒間熱プレスをおこない膜厚２００〜３００μｍのシート状に加工し封止材シート１とした。
【０１４９】
［製造例２〜１９：ホットメルト樹脂組成物および封止材シートの製造］
原料と組成比を表１の記載のとおりに変更した以外は、製造例１と同様にして、ホットメルト樹脂組成物２〜１９および封止材シート２〜１９を製造した。
【０１５０】
軟化点は、ＪＩＳ６８６３の「ホットメルト接着剤の軟化点試験方法」に則って測定した。
すなわち、サンプルを溶融して内径１５．９ｍｍ、高さ６．４ｍｍの環中に満たし、室温で固化したのち、試料上に直径９．５ｍｍ質量３．５ｇの球をのせシリコンオイル浴中での加熱によって球が下方に降下したときの温度をもって軟化点とした。各ホットメルト樹脂組成物の軟化点を表１に示す。
【０１５１】
【表１】
2020064352.tif 000003
【０１５２】
表１に記載の熱可塑性樹脂、粘着付与剤、軟化剤、その他成分の略号を以下に示す。
＜熱可塑性エラストマー樹脂＞
・ＳＩＳ１：クレイトン株式会社  商品名：Ｄ１１１７
・ＳＢＳ１：クレイトン株式会社  商品名：Ｄ１１５５
・ＳＥＢＳ１：クレイトン株式会社  商品名：Ｇ１７２６
・ＳＥＢＳ２：クレイトン株式会社  商品名：Ｇ１６５２
・ＳＥＢＳ３：クレイトン株式会社  商品名：Ｇ１６５７
・ＳＥＢＳ４：クレイトン株式会社  商品名：Ｇ１６４３
・ＳＥＰＳ１：クラレ株式会社  商品名：ＳＥＰＳ２０６３
【０１５３】
＜粘着付与樹脂＞
・粘着付与剤１：荒川化学株式会社  商品名：アルコンＰ−１００
・粘着付与剤２：荒川化学株式会社  商品名：アルコンＰ−１４０
【０１５４】
＜軟化剤＞
・軟化剤１：出光興産株式会社  商品名：ダイアナプロセスオイルＮ９０
・軟化剤２：出光興産株式会社  商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ９０
・軟化剤３：ＪＸエネルギー株式会社  商品名：日石ポリブテンＨＶ−１９００
【０１５５】
［実施例１Ａ：配線シート接合体の製造］
図面を参照して、実施例１Ａの配線シート接合体の製造について説明する。
【０１５６】
＜第１の配線シートの製造＞
図１３に第１の配線シートの製造工程を示す。厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ製ルミナーＸ１０Ｓ）（シート基材２１２）に導電性カーボンインキで幅４０ｍｍライン２本（導電性配線２１１ａ〜ｂ）、幅１０ｍｍライン５本（導電性配線２１１ｃ〜ｇ）をライン間スペース１０ｍｍで印刷し１００℃３０分で熱乾燥させて、炭素配線を備えるシート２５０を得た（図１３Ａ）。
別途、アクリル粘着加工した厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ製ルミナーＸ１０Ｓ）に開口部２１４ａ〜ｇを有する、第１の保護層２１３用のフィルム２６０を準備した（図１３Ｂ）。開口部２１４ａ〜ｇのうち、開口部２１４ａ〜ｂは幅４０ｍｍ×１０ｍｍ、開口部ｃ〜ｇは幅１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさであり、フィルムの端部２６１ａから５ｍｍの位置に形成した。
前記炭素配線を備えるシート２５０上に、前記フィルム２６０を配置し、第１の導電性配線２１１ａ〜ｇが露出するように、開口部２１４ａ〜ｇの位置合わせを行なった後、ラミネートして、接合試験用の第１の配線シート２７０を得た（図１３Ｃ）。なお、配線シート２７０の端部２６１ｂから５ｍｍは、後述の抵抗計接続の為に、第１の導電性配線２１１ａ〜ｇを５ｍｍ露出させている（露出部２１５）。
【０１５７】
＜第２の配線シートの製造＞
図１４に第２の配線シートの製造工程を示す。まず、第２の導電性配線２２１ａ〜ｇを備えるシート２８０を準備した（図１４Ａ）。第２の導電性配線２２１ａ〜ｇは、各々、前記第１の導電性配線２１１ａ〜ｇと接合する部位と、細線部とを有する。前記第１の導電性配線と接合する部位は、対応する第１の導電性配線２１１ａ〜ｇと同様の幅であり、当該接合する部位は、導電性配線２２１ａ〜ｂは４０ｍｍ、２２１ｃ〜ｇは１０ｍｍである。また、導電性配線２２１ａ〜ｇの細線部は、ライン／スペースが７００μｍ／３００μｍの配線パターンとして形成され、センサユニットのコネクタと接続するコネクタ接続部２８１を構成する。
シート２８０は厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ製ルミナーＸ１０Ｓ）（シート基材２２２）に導電性銀インキで上記第２の導電性配線２２１ａ〜ｇのパターンを印刷し、１３０℃で３０分熱乾燥することにより製造した。
別途、第１の保護層２１３用のフィルム２６０と同様にして、開口部２２４ａ〜ｇを有する第２の保護層２２３用のフィルム２９０を準備した（図１４Ｂ）。
第２の導電性配線２２１ａ〜ｇを備えるシート２８０上に、前記フィルム２９０を配置し、導電性配線２２１ａ〜ｇが露出するように、開口部２２４ａ〜ｇの位置合わせを行なった後、ラミネートして、接合試験用の第２の配線シート３００を得た（図１４Ｃ）。なお、コネクタ接続部２８１は、後述の抵抗計接続の為に露出させている。
【０１５８】
＜配線シートの接合＞
図１５に配線シートの接合工程を示す。第１の配線シート２７０の開口部２１４ａ〜ｇから露出された第１の導電性配線２１１ａ〜ｇ上に、Chemitronics社製のエポキシ系二液室温硬化型導電性接着剤２１６を塗布した（図１５Ａ）。
別途、少なくとも前記接着剤が塗布された部分に対応する箇所が開口された、前記製造例１の封止材シート１（３１０）を準備した（図１５Ｂ）。
当該封止材シート１と、前記第１の配線シート２７０とを、対応する開口部の位置合わせをして重ね合わせた（図１５Ｃ）。
更に、封止材シート１と、前記第２の配線シート３００とを、対応する開口部の位置合わせをして重ね合わせた。
導電性接着剤２１６が塗布された部分を軽く指圧した後、封止材シート１及び周辺を１００℃の熱ゴテで熱圧着し室温で２４時間放置して、第１の配線シートと第２の配線シートが接合した、実施例１Ａの配線シート接合体３２０を得た（図１５Ｄ）。
【０１５９】
［実施例２Ａ〜１９Ａ］
前記実施例１Ａにおいて、封止材シート１の代わりに、製造例２〜１９の封止材シート２〜１９を各々用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２Ａ〜１９Ａの配線シート接合体を得た。
【０１６０】
［比較例１Ａ］
前記実施例１Ａにおいて、封止材シート１を用いなかった以外は、実施例１Ａと同様にして、比較例１Ａの配線シート複合体を得た。比較例１Ａの配線シート複合体は、第１の配線シートと、第２の配線シートとを導電性接着剤のみで接合している。
【０１６１】
［実施例１Ｂ：配線シート接合体の製造］
＜第１の配線シートの製造＞
前記実施例１Ａの前記第１の配線シート２７０と同様の配線シートを準備した。
【０１６２】
＜第２の配線シートの製造＞
図１６に第２の配線シートの製造工程を示す。厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ製ルミナーＸ１０Ｓ）（シート基材３２２）に幅１０ｍｍの寺岡製作所製の銅箔テープを７本貼り付けて第２の導電性配線３２１ａ〜ｇを形成した（図１６Ａ）。当該第１の導電性配線は、後述する露出部３１５となる部分に、後述する複合劣化試験時の腐食防止を目的として、１０ｍｍ×１０ｍｍの幅でカーボンインキを印刷し１００℃３０分乾燥して被覆した（３３３）。このようにして銅箔を備えるシート３３０を得た（図１６Ｂ）。
別途、アクリル粘着加工した厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ製ルミナーＸ１０Ｓ）に開口部３２４ａ〜ｇを有する、保護層３２３用のフィルム３４０を準備した。開口部３２４ａ〜ｇは幅１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさであり、フィルムの端部３６１ａから５ｍｍの位置に形成した。
前記銅箔を備えるシート３３０上に前記フィルム３４０を配置し、第１の導電性配線３２１ａ〜ｇが露出するように、開口部３２４ａ〜ｇの位置合わせを行なった後、ラミネートして、第２の配線シート３５０を得た。なお、配線シート３５０の端部３６１ｂから５ｍｍは、後述の抵抗計接続の為に、第２の導電性配線３２１ａ〜ｇを５ｍｍ露出させている（露出部３１５）。
【０１６３】
＜配線シートの接合＞
前記実施例１Ａにおいて、第２の配線シート３００の代わりに、上記第２の配線シート３５０を用いた以外は、実施例１Ａと同様にして、実施例１Ｂの配線シート複合体を得た（図１６Ｄ）。
【０１６４】
［実施例２Ｂ〜１９Ｂ］
前記実施例１Ｂにおいて、封止材シート１（３１０）の代わりに、製造例２〜１９の封止材シート２〜１９を各々用いた以外は、実施例１Ｂと同様にして、実施例２Ｂ〜１９Ｂの配線シート接合体を得た。
【０１６５】
［比較例１Ｂ］
前記実施例１Ｂにおいて、封止材シート１を用いなかった以外は、実施例１Ｂと同様にして、比較例１Ｂの配線シート複合体を得た。比較例１Ｂの配線シート複合体は、第１の配線シートと、第２の配線シートとを導電性接着剤のみで接合している。
【０１６６】
１．配線シート接合試験
上記実施例１Ａ〜１９Ａ及び比較例１Ａで得られた配線シート接合体の７本の配線各々について、露出部２１５と、コネクタ接続部２８１とを抵抗計を介して接続し、初期抵抗値を測定した。
次いで、図１７に示されるように、配線シート接合体を径５０ｍｍの紙管３７０に巻き付け１０秒放置した。更に裏面から同様に紙管に巻き付け１０秒放置した。この動作を表裏１セットとして連続１０回行った。その後、再度、抵抗値を測定し、初期抵抗値との比較を行った。結果を表２に示す。
【０１６７】
（接合試験評価基準）
〇：各配線の抵抗値の変動が、初期抵抗値＋１０％以下であった。
△：少なくとも１本の配線で、抵抗値の変動が、初期抵抗値＋１０％超過であった。
×：少なくとも１本の配線で断線し抵抗値が計測不能であった。
【０１６８】
２．複合劣化試験
上記実施例１Ａ〜１９Ａ及び比較例１Ａで得られた配線シート接合体（以下実施例Ａ群とすることがある）、上記実施例１Ｂ〜１９Ｂ及び比較例１Ｂで得られた配線シート接合体（以下実施例Ｂ群とすることがある）の７本の配線各々について、露出部２１５とコネクタ接続部２８１（実施例Ａ群）、又は、第１の露出部２１５と第２の露出部３１５（実施例Ｂ群）を抵抗計を介して接続し、初期抵抗値を測定した。なお実施例Ａ群の配線シート複合体は、前記配線シート接合試験を行ったものとは別のものを用意した。
【０１６９】
各配線シート複合体は、板橋理化製ＢＱＤ２複合試験機にて、後述の塩水噴霧環境下に立て掛けた状態でセットして、下記の複合試験劣化試験条件により試験を行った。その後、室温にて２４時間放置後に、再度抵抗値を測定し、初期抵抗値との比較を行った。
また、複合試験劣化試験後の各配線シート複合体の封止材を１００℃に加熱して剥離し、接合箇所の外観変化を目視確認した。結果を表２に示す。
【０１７０】
＜複合劣化試験条件＞
ＳＴＥＰ１：５％ＮａＣｌ水溶液にて３５℃２時間塩水噴霧する
ＳＴＥＰ２：乾燥５０％ＲＨ，６０℃４時間で放置
ＳＴＥＰ３：湿潤９５％ＲＨ、５０℃２時間で放置
ＳＴＥＰ１〜３を１セットとして２００サイクルさせた後、サンプルを取り出し、水洗した後２４時間室温に放置した。
【０１７１】
（複合劣化試験評価基準）
○：各配線の抵抗値の変動が初期抵抗値±１０％以下であり、封止材で被覆された導電性配線の顕著な外観変化は見られなかった。
△：少なくとも１本の配線で、抵抗値の変動が初期抵抗値±１０％超過であり、封止材で被覆された導電性配線の外観変化が確認された。
×：少なくとも１本の配線で断線し、封止材の流動又は封止材で被覆された導電材の腐食による外観変化が顕著であった。
【０１７２】
【表２】
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【０１７３】
［結果のまとめ］
今回の複合試験は、５０ｍｍの紙管に巻き付けることを繰り返す試験であり、通常設置される構造物よりも、紙管の曲率半径が小さく、また、設置後巻き直すことは少ないため、過酷な試験条件であったといえる。また今回の複合劣化試験は、比較的高温の条件で、塩分にさらされた後、乾燥、湿潤を繰り返すものであり、通常設置される屋外よりも過酷な試験条件であった。
実施例１〜１０第１の導電性配線と、第２の導電性配線とが、導電性接着剤を含む結線部により結線され、当該結線部が封止材により封止されている、実施例１〜１９の配線シート接合体は、いずれも、接合試験、複合劣化試験共に良好な結果が得られた。このような接合部を有する構造物点検システムは、長期信頼性に優れているといえる。
【符号の説明】
【０１７４】
１０  第１の配線シート
１１ａ〜ｇ、２１１ａ〜ｇ  第１の導電性配線
１２、２１２  第１のシート基材
１３、２１３  第１の保護層
１４、２１４ａ〜ｇ  第１の開口部
２０  第２の配線シート
２１ａ〜ｇ、２２１ａ〜ｇ、３２１ａ〜ｇ  第２の導電性配線
２２、２２２、３２２  第２のシート基材
２３、２２３、３２３  第２の保護層
２４、２２４ａ〜ｇ、３２４ａ〜ｇ  第２の開口部
２５  インターポーザ
２６  コネクタ
３１  結線部
３２  封止材
５０  構造物点検システム
１００  シート状システム
１０２  第１の導電性配線
１０４  第１の保護層
１０４Ｃ  配線基板
１０４Ｄ  支持材
１２０  第１の配線シート
１４０  センサユニット
１４１  電源部
１４２  蓄電素子
１４３  通信部
１４４  制御部
１４５  信号処理部
１４６  センサ
１４７  第１電源回路
１４８  第２電源回路
１６０  配線
１８０  加圧機構
２１５、３１５  露出部
２１６  導電性接着剤
２５０  炭素配線を備えるシート
２６０  フィルム
２６１ａ、ｂ  端部
２７０  第１の配線シート
２８０  シート
２８１  コネクタ接続部
２９０  フィルム
３００、３５０  第２の配線シート
３１０  封止材シート
３２０、３６０  配線シート接合体
３３０  銅箔を備えるシート
３３３  被覆
３４０  フィルム
３６１ａ、ｂ  端部
３７０  紙管
５００  電線
５５０  接地線
６００  照明灯
６５１  制御部
７００  監視用端末装置
８００  サーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2020064352.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2020064352.tif 000017
【図１２】
2020064352.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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