(57)【要約】      （修正有）【課題】伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方の測定に用いる静電容量型センサシートを提供する。【解決手段】静電容量型センサシート１は、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いられる静電容量型センサシートであって、誘電層２と、上記誘電層の表面に積層された表側電極層０１Ａ〜１６Ａと、上記誘電層の裏面に積層された裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂとを含み、上記誘電層はウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなり、上記表側電極層及び裏側電極層はカーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いられる静電容量型センサシートであって、
誘電層と、前記誘電層の表面に積層された表側電極層と、前記誘電層の裏面に積層された裏側電極層とを含み、
前記誘電層はウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなり、
前記表側電極層及び裏側電極層はカーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる、静電容量型センサシート。
【請求項２】
伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いられる静電容量型センサであって、
誘電層と、前記誘電層の表面に積層された表側電極層と、前記誘電層の裏面に積層された裏側電極層とを含み、前記誘電層はウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなり、前記表側電極層及び裏側電極層はカーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる静電容量型センサシートと、
計測手段と、
前記表側電極層及び前記裏側電極層のそれぞれと、前記計測手段とを接続する外部配線とを含む、静電容量型センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型センサシート、特に、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いる静電容量型センサシート、及び、この静電容量型センサシートを用いた静電容量型センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型センサシートは、一対の電極層間の静電容量変化から測定対象物の凸凹形状等を検出することができ、面圧分布センサや歪みゲージ等のセンサに用いることができる。一般に静電容量型センサにおける静電容量（キャパシタンス）は、以下の式（１）で表される。
Ｃ＝ε０εｒＳ／ｄ・・・（１）
ここで、Ｃはキャパシタンス、ε０は自由空間の誘電率、εｒは誘電層の比誘電率、Ｓは電極層面積、ｄは電極間距離である。
【０００３】
従来、面圧分布センサとして使用する静電容量型センサシートとして、例えば、エラストマー製の誘電層と、エラストマーと導電性フィラーとを含んで形成された一対の電極層（表側電極及び裏側電極）とを備え、一対の電極層が誘電層を挟むように形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなセンサシートは、誘電層がエラストマーからなるものであるため、静電容量の変化が比較的大きいとの特性を有する。
【０００４】
しかしながら、従来の面圧分布センサに用いられる静電容量型センサシートでは、測定対象物の荷重分布は測定することができるが、荷重による変形量は知ることができない。例えば、センサシートをクッションのような柔軟物に取り付け、センサシートに荷重を加えた場合、クッションがどのように変形したかを計測することができない。
【０００５】
また、面圧分布センサとして使用する静電容量型センサシートは、通常、測定時の誘電層の変位量（伸長率）が数％程度である。そのため、柔軟性を有している誘電層でも、屈曲性は有しているが、伸長率は数％程度である。これに対して、伸縮変形歪み量や伸縮変形歪み分布の測定に使用する静電容量型センサシートでは、その使用態様にもよるが、測定時の誘電層の変位量（伸長率）が１００％を超えることも珍しくない。
そのため、伸縮変形歪み量や伸縮変形歪み分布の測定に使用する静電容量型センサシートでは、誘電層には高い伸長率が要求される。また、電極層には誘電層を伸長させた際に、それに追従でき、かつ導電性が維持される（電気抵抗が増加しない）ことが要求される。
そして、特許文献１に記載の静電容量型センサシートでは、このような要求を充分に満足することができず、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方の測定に用いられる静電容量型センサシートとしては使用することが困難であった。特に、カーボンブラック等の導電性フィラーを用いて電極層を形成した場合には、誘電層の伸長にともなって電極層が伸長した際に導電パスが切断されやすく、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の測定に使用することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−４３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
伸縮変形歪み量センサに用いられる静電容量型センサシート及び伸縮変形歪み分布センサに用いられる静電容量型センサシートには、誘電層及び電極層が高い伸長率を有するとともに、センサシートが大きな伸縮変形や繰り返し変形を受けても、電極層と誘電層との間で剥離が発生しにくいことや、電極層の導電性の低下（電気抵抗の増加）が少ないこと等耐久性に優れることが要求される。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い伸長率を有し、柔軟な測定対象物の変形や動作に追従することが可能で、かつ伸縮変形や繰り返し変形に対する耐久性に優れ、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いることができる静電容量型センサシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の静電容量型センサシートは、
伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いられる静電容量型センサシートであって、
誘電層と、上記誘電層の表面に積層された表側電極層と、上記誘電層の裏面に積層された裏側電極層とを含み、
上記誘電層はウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなり、
上記表側電極層及び裏側電極層はカーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる。
【００１０】
上記静電容量型センサシートは、一軸引張りに耐えられる伸長率が３０％以上であることが好ましい。
【００１１】
上記静電容量型センサシートにおいて、上記ウレタンゴムは、オレフィン系ウレタンゴムであるか、又は、エステル系ウレタンゴムであることが好ましい。
【００１２】
上記静電容量型センサシートにおいて、上記カーボンナノチューブは、平均長さが１００μｍ以上であることが好ましく、また、純度が９９重量％以上であることが好ましい。
【００１３】
上記静電容量型センサシートにおいて、上記表側電極層及び裏側電極層の平均厚さは、それぞれ０．１〜１０μｍであることが好ましい。
また、上記表側電極層及び裏側電極層はそれぞれ平行に配置された複数の帯状体からなり、この表側電極層と裏側電極層とが表裏方向から見て略直角で交差するように配置されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の静電容量型センサは、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するために用いられる静電容量型センサであって、
本発明の静電容量型センサシートと、
計測手段と、
上記表側電極層及び上記裏側電極層のそれぞれと、上記計測手段とを接続する外部配線とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の静電容量型センサシートは、ウレタンゴム製の誘電層と、カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる電極層とを含んでいるため、高い伸長率を有し、柔軟な測定対象物の変形や動作に追従することが可能で測定精度に優れ、かつ伸縮変形や繰り返し変形に対しても誘電層と電極層との間で剥離が発生することがなく耐久性（長期信頼性）に優れ、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するのに好適に使用することができる。
また、ウレタンゴムは永久歪み（または永久伸び）が小さいため、本発明の静電容量型センサシートは、繰り返し使用しても（例えば、１０００回の伸縮を繰り返したとしても）初期静電容量（無負荷時の静電容量）が変化せず優れた測定精度を長期間に渡って維持することができる。
【００１６】
本発明の静電容量型センサは、本発明の静電容量型センサシートを含むため、測定精度及び耐久性（長期信頼性）に優れた伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定する静電容量型センサである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートの一例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した静電容量型センサシートのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１に示した静電容量型センサシートを用いた静電容量型センサの一例を示す模式図である。
【図３】本発明の静電容量型センサシートの別の一例を模式的に示す平面図である。
【図４】本発明の静電容量型センサシートの別の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の静電容量型センサシートが含む誘電層の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。
【図６】評価１：繰り返し変形に対する電気抵抗の変化の測定を行った測定結果を示すグラフである。
【図７】評価１：繰り返し変形に対する電気抵抗の変化の測定を行った測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例の＜センサシートの変形に対する静電容量の変化の測定＞に用いたセンサシートを説明するための模式図である。
【図９】評価２：センサシートの変形に対する静電容量の変化の測定を行った測定結果を示すグラフである。
【図１０】評価２：センサシートの変形に対する静電容量の変化の測定を行った測定結果を示すグラフである。
【図１１】センサシート１で検出した伸縮変形歪み分布を示す３次元グラフである。
【図１２】評価３：誘電層と電極層との密着性を評価した結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参酌しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートの一例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した静電容量型センサシートのＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の静電容量型センサシート１は、シート状の誘電層２と、誘電層２の表面（おもて面）に積層された帯状の表側電極層０１Ａ〜１６Ａと、誘電層２の裏面に積層された帯状の裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂと、表側電極層０１Ａ〜１６Ａの一端に設けられた外部配線と接続するための表側接続部０１Ａ１〜１６Ａ１と、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂの一端に設けられた外部配線と接続するための裏側接続部０１Ｂ１〜１６Ｂ１とを含む。
上記表側電極層と裏側電極層とが表裏方向（誘電層の厚さ方向）で交差する部分が検出部Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６となる。なお、検出部の符号「Ｃ○○△△」中、上２桁の「○○」は、表側電極層０１Ａ〜１６Ａに対応し、下２桁の「△△」は、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂに対応する。
【００２０】
表側電極層０１Ａ〜１６Ａは、それぞれ帯状を呈しており、誘電層２の表面に合計１６本積層されている。表側電極層０１Ａ〜１６Ａは、それぞれＸ方向（図１（ａ）中、左右方向）に延在している。表側電極層０１Ａ〜１６Ａは、それぞれＹ方向（図１（ａ）中、上下方向）に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。
【００２１】
裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂは、それぞれ帯状を呈しており、誘電層２の裏面に合計１６本積層されている。裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂは、それぞれ表側電極層０１Ａ〜１６Ａと表裏方向から見て略直角で交差するように配置されている。すなわち、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂは、それぞれＹ方向に延在している。また、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂは、Ｘ方向に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。
【００２２】
表側電極層０１Ａ〜１６Ａ及び裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂのそれぞれをこのように配置することにより、測定対象物の変形の位置及び大きさを測定するに際し、電極層の配置数及び電極配線数を少なくすることができる。即ち、上記態様の場合、検出部が効率良く配置されていることとなる。
【００２３】
以下、もう少し詳しく説明する。図１に示した例では、表側電極層と裏側電極層とが厚さ方向で交差する検出部が、１６×１６＝２５６で２５６箇所存在するが、２５６箇所の検出部をそれぞれ独立して形成した場合には、各検出部につき表側電極と裏側電極とが存在するため、検出部の静電容量を検出するためには２５６×２で５１２本の配線が必要となる。これに対して、図１に示した例のように、表側電極層及び裏側電極層がそれぞれ平行に配置された複数の帯状体からなり、この表側電極層と裏側電極層とが表裏方向から見て略直角で交差するように配置されている場合には、検出部の静電容量を検出するための配線が１６＋１６の３２本で済む。そのため、上記の通り検出部が効率良く配置されていることとなる。
【００２４】
このような構成を備えた静電容量型センサシートでは、後述するように計測手段と接続して静電容量型センサとし、各１６本の配線をそれぞれ外部の切替回路で切り替えることで、２５６箇所の検出部を１箇所ずつ切り替えながら各検出部の静電容量を測定することができる。その結果、各検出部の歪み量と、静電容量型センサシート内の歪みの位置情報を検知することができる。
【００２５】
本発明の静電容量型センサシートは、一軸引張りに耐えられる伸長率が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることが更に好ましく、２００％以上であることが特に好ましい。一方、一軸引張りに耐えられる伸長率の上限は特に限定されないが、６００％程度である。
上記伸長率を大きくすることで、柔軟な測定対象物の変形や動作に対する追従性が向上し、より正確に、かつ広い測定レンジで測定することが可能となるからである。
なお、本発明において、一軸引張りに耐えられる伸長率とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠した引張り試験において、破断時伸び以下の伸長率であって、かつ、引張荷重を開放後元の状態に復元する伸長率をいう。例えば、一軸引張りに耐えられる伸長率が３０％であるとは、一軸方向に３０％伸長させた際に破断に至らず、かつ、引張荷重を開放した後に元の状態に復元する（即ち、弾性変形範囲にある）ことを意味する。
【００２６】
上記静電容量型センサシートにおいて、一軸引張りに耐えられる伸長率は、誘電層の設計により制御することができる。特に、ウレタンゴムの設計（ポリオール成分及びイソシアネート成分の配合等）により制御することができる。
なお、本発明の静電容量型センサシートは、上述した通り、一軸引張りに耐えられる伸長率が大きいほど好ましく、２００％以上であることが特に好ましい。一方、カーボンナノチューブを用いて形成した電極層であれば上記伸長率を容易に達成することができるため、上記静電容量型センサシートの伸長率は、上記誘電層の伸長率に依存することとなり、例えば、誘電層の伸長率が２００％を超えれば静電容量型センサシートの伸長率も２００％を超えることとなる。
【００２７】
このような構成からなる静電容量型センサシート１は、後述するように、表側電極層と裏側電極層のそれぞれを外部配線を介して計測手段と接続することにより静電容量型センサとなり、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定することが可能となる。
【００２８】
図１に示した静電容量型センサシート１を用いた静電容量型センサとしては、例えば、図２に示したような構成を備えたものが挙げられる。
図２は、図１に示した静電容量型センサシートを用いた静電容量型センサの一例を示す模式図である。
【００２９】
図２に示す静電容量型センサ１０１は、図１に示した静電容量型センサシート１と、外部配線１０２及び１０３と、計測手段１０４とを含む。
静電容量型センサシート１の表側接続部０１Ａ１〜１６Ａ１のそれぞれは、複数（１６本）の配線が結束された外部配線１０３を介して計測手段１０４と接続されており、また、裏側接続部０１Ｂ１〜１６Ｂ１のそれぞれは、複数（１６本）の配線が結束された外部配線１０２を介して計測手段１０４と接続されている。
なお、外部配線は、図２に示すように表側電極層及び裏側電極層の片端にのみ接続されていればよいが、場合によっては両端に接続されていても良い。
【００３０】
計測手段１０４は、図示しないが、電源回路、演算回路、静電容量、測定回路、画素切替回路及び表示装置等を必要に応じて含んでいる。その具体例としては、例えば、ＬＣＲメータ等が挙げられる。
このような静電容量型センサシートを含む静電容量型センサもまた本発明の一つである。
【００３１】
なお、静電容量型センサシート１の平均厚み、幅及び長さ等の外観形状は、用いられる静電容量型センサシート１の用途によって適宜設計変更可能である。
【００３２】
以下、静電容量型センサシートの各構成部材について説明する。
＜誘電層＞
上記誘電層は、シート状を有し、ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる。上記誘電層の平面視形状は特に限定されず、図１（ａ）に示すように矩形状であってもよいし、円形状等の他の形状であってもよい。
上記エラストマー組成物は、少なくともウレタンゴムを含有する。本発明の静電容量型センサシートは、ウレタンゴムを含有するエラストマー組成物からなる誘電層を含むため、カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる電極層との密着性に優れる点で格別優れる。上記導電性組成物はカーボンナノチューブのみからなるものであってもよい。
また、上記誘電層はウレタンゴムを含有するエラストマー組成物からなるものであり、ウレタンゴムは永久歪み（または永久伸び）が小さいため、繰り返し使用しても（例えば、１０００回の伸縮を繰り返したとしても）初期静電容量（無負荷時の静電容量）が変化せず優れた測定精度を長期間に渡って維持することができる。
【００３３】
上記ウレタンゴムとしては特に限定されず、オレフィン系ポリオールをポリオール成分とするオレフィン系ウレタンゴム、エステル系ポリオールをポリオール成分とするエステル系ウレタンゴム、エーテル系ポリオールをポリオール成分とするエーテル系ウレタンゴム、カーボネート系ポリオールをポリオール成分とするカーボネート系ウレタンゴム、ひまし油系ポリオールをポリオール成分とするひまし油系ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
また、上記ウレタンゴムは、２種以上の上記ポリオール成分を併用したものであってもよい。
これらのなかでは、体積抵抗率が高い点からはオレフィン系ウレタンゴムが好ましく、伸長率が大きく、比誘電率が高い点からはエステル系ウレタンゴムが好ましい。
勿論、誘電層に付与すべき、体積抵抗率、伸長率及び誘電率を考慮して各種ウレタンゴムを混合することもできる。
【００３４】
上記オレフィン系ポリオールとしては、例えば、エポール（出光興産株式会社製）等が挙げられる。
また、上記エステル系ポリオールとしては、例えば、ポリライト８６５１（ＤＩＣ株式会社製）等が挙げられる。
また、上記エーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、ＰＴＧ−２０００ＳＮ（保土谷化学工業株式会社製）、ポリプロピレングリコール、プレミノールS３００３（旭硝子株式会社製）等が挙げられる。
【００３５】
また、上記エラストマー組成物は、ウレタンゴム以外に、可塑剤、鎖延長剤、架橋剤、触媒、加硫促進剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤を含有してもよい。
【００３６】
また、上記エラストマー組成物は、更にチタン酸バリウムなどの誘電フィラーを含有してもよい。これにより、静電容量Ｃを大きくすることができ、その結果、静電容量型センサシートの検出感度を高めることができるからである。
上記誘電フィラーを含有する場合、上記エラストマー組成物中におけるその含有量は、通常、０体積％より多く、２５体積％以下程度である。
誘電フィラーの含有量が２５体積％を超えると、誘電層の硬度が高くなったり、永久歪みが大きくなったりすることがある。また、ウレタンゴム製の誘電層の成形に際して硬化前の液粘度が高くなるため高精度の薄膜形成が難しくなることがある。
【００３７】
上記誘電層の平均厚さは、静電容量Ｃを大きくして検出感度の向上を図る観点、及び、測定対象物への追従性の向上を図る観点から、１０〜１０００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがより好ましい。
【００３８】
上記誘電層の常温における比誘電率は、２以上が好ましく、５以上がより好ましい。誘電層の比誘電率が２未満であると、静電容量Ｃが小さくなり、センサとして使用した際に充分な感度が得られないおそれがある。
【００３９】
上記誘電層のヤング率は、０．１〜１ＭＰａであることが好ましい。ヤング率が０．１ＭＰａ未満であると、誘電層が軟らかすぎ、高品質な加工が難しく、充分な測定精度が得られないことがある。一方、ヤング率が１ＭＰａを超えると、誘電層が硬すぎ、測定対象物の変形荷重が小さい場合に測定対象物の変形動作を阻害してしまい、計測目的に対して計測結果がそぐわないおそれがある。
【００４０】
上記誘電層の硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠したタイプＡデュロメータを用いた硬さ（ＪＩＳ  Ａ硬さ）で０〜３０°であるか、又は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３２１に準拠したタイプＣデュロメータを用いた硬さ（ＪＩＳ  Ｃ硬さ）で１０〜５５°が好ましい。
上記タイプＣデュロメータを用いた硬さが１０°未満では、誘電層が軟らかすぎるため高品質な加工が難しく、充分な測定精度を確保することができない場合があり、一方、上記タイプＣデュロメータを用いた硬さが５５°を超えると、誘電層が硬すぎるため、測定対象物の変形荷重が小さい場合に測定対象物の変形動作を阻害してしまい、計測目的に対して測定結果がそぐわないおそれがある。
【００４１】
＜表側電極層／裏側電極層＞
表側電極層及び裏側電極層は、ともにカーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる。本明細書において、表側電極層及び裏側電極層を合わせて単に電極層ともいう。
なお、上記表側電極層及び裏側電極層は通常同一の材料を用いて形成されるが、必ずしも同一材料を用いる必要はない。
【００４２】
上記カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができる。上記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）であってもよいし、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）であってもよい。
これらのうちでは、直径がより小さくアスペクト比がより大きい単層カーボンナノチューブが好ましい。
【００４３】
上記カーボンナノチューブの平均長さは、１μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上が更に好ましく、３００μｍ以上が特に好ましく、６００μｍ以上が最も好ましい。一方、上記カーボンナノチューブの平均長さの上限は特に限定されないが１０００μｍ程度である。
また、上記カーボンナノチューブのアスペクト比は、１００以上であることが好ましく、１０００以上であることがより好ましく、１００００以上であることが更に好ましく、３００００以上であることが特に好ましい。
長尺のカーボンナノチューブを用いることで、電極層（表側電極層／裏側電極層）は優れた伸縮性を発揮し、誘電層の変形に対する追従性を向上させることができる。また、誘電層を繰り返し伸長させた際に、電気抵抗の変動が少ないため長期信頼性にも優れる。この理由は、長尺のカーボンナノチューブの場合、カーボンナノチューブ自体が伸縮しやすく、その結果、電極層が誘電層に追従して伸長した時に導電パスがより切断されにくいためと考えられる。また、カーボンナノチューブを用いて電極層を形成した場合、導電性はカーボンナノチューブ同士が接触する（電気接点を形成する）ことにより発現する。ここで、長尺のカーボンナノチューブを用いた場合、短尺のカーボンナノチューブを用いた場合に比べて、少ない電気接点数で導電性が確保されるとともに、１本のカーボンナノチューブにおける他のカーボンナノチューブとの電極接点数が多くなるためより高次元な電気的ネットワークを形成することができ、このことが導電パスが切断されにく理由と考えられる。
なお、本発明においては、どのような形状（平均長さやアスペクト比）のカーボンナノチューブを使用するかは、静電容量型センサの使用目的、電極層に要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理や費用を総合的に判断して適宜選択すればよい。
【００４４】
本発明では、長尺のカーボンナノチューブ（長さが長く、アスペクト比の大きいカーボンナノチューブ）を用いることが以下の点からも有利である。
カーボンナノチューブからなる電極層の導電性を向上させる手法としては、一般に、電荷移動材料やイオン液体等の低分子材料をドーパントとして、電極層にコーティング又は混合させる方法が考えられる。しかしながら、本発明の静電容量型センサシートが含む電極層においてドーパントを使用した場合、ドーパントが誘電層中に移行することが懸念される。ドーパントが誘電層中に移行した場合、誘電層の絶縁性の低下（体積抵抗率の低下）や、繰り返し使用時の耐久性の低下が懸念され、その結果、測定精度が低下するおそれがある。
これに対し、カーボンナノチューブとして上記のような長尺のカーボンナノチューブを用いた場合には、ドーパントを使用しなくても電極層に充分な導電性を付与することができるのである。
【００４５】
上記カーボンナノチューブは、純度が９９重量％以上であることが好ましい。
カーボンナノチューブは、その製造工程において、触媒金属やナノチューブ化されていない炭素物質（アモルファスカーボン、グラファイト等）、分散剤等が含まれることがある。このようなカーボンナノチューブ以外の成分（不純物）を多量に含有するカーボンナノチューブを用いて電極層を形成した場合、電極層の導電性や伸長率が低下することがあり、また、電極層の弾性率が上昇し、センサシートが硬くなり、その伸縮性が低下するおそれがあるからである。
【００４６】
上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ以外に、カーボンナノチューブのつなぎ材料として、バインダー成分を含んでいてもよい。
上記バインダー成分を含有させることにより、誘電層との密着性、及び、電極層自体の強度を向上させることができる。さらに、上記バインダー成分を含有させることにより、後述した方法で電極層を形成する際にカーボンナノチューブの飛散を抑制することができるため、電極層形成時の安全性も高めることができる。
上記バインダー成分としては、ウレタンゴムが好ましく、特に誘電層を構成するウレタンゴムと同種のウレタンゴムが好ましい。誘電層と電極層との密着性を顕著に向上させることができるからである。
【００４７】
上記バインダー成分は、ウレタンゴム以外のバインダー成分であってもよく、その場合、溶解度パラメータ（ＳＰ値）がウレタンゴムに近いポリマー（例えば、ウレタンゴムのＳＰ値との差が±１のポリマー）からなるバインダー成分が好ましい。このようなバインダー成分の具体例としては、例えば、ポリイソプレン、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、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）等が挙げられる。
また、上記バインダー成分としては、生ゴム（天然ゴム及び合成ゴムの加硫させていない状態のもの）も使用することができる。生ゴムのように比較的弾性の弱い材料を用いることで、誘電層の変形に対する電極層の追従性を高めることもできる。
【００４８】
上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ及びバインダー成分以外に、各種添加剤を含有してもよい。上記添加剤としては、例えば、カーボンナノチューブの分散性を高めるための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、着色剤等が挙げられる。
ここで、上記導電性組成物が可塑剤を含有し、かつ、上記エラストマー組成物もまた可塑剤を含有する場合には、両組成物において可塑剤濃度は同一であることが好ましい。誘電層と電極層と間での可塑剤の移行を防止し、これにより静電容量型センサシートにおける反りやシワの発生を抑制することができるからである。
【００４９】
また、本発明の静電容量型センサシートでは、電極層を実質的にカーボンナノチューブのみで形成することも可能である。上記静電容量型センサシートでは、誘電層がウレタンゴムを含有するエラストマー組成物からなるものであるため、カーボンナノチューブのみからなる電極層であっても誘電層との間で充分な密着性を確保することができるからである。
【００５０】
上記電極層におけるカーボンナノチューブの含有量は導電性が発現する濃度であれば特に限定されず、バインダー成分を含有する場合にはバインダー成分の種類によっても異なるが、電極層の全固形成分に対して０．１〜１００重量％であることが好ましい。
カーボンナノチューブの含有量を高めることにより、繰り返し変形を受けた際の電極層の導電性低下（電気抵抗の増加）を抑制することができ、耐久性に優れるものとすることができる。
一方、カーボンナノチューブの量が少なく、バインダー成分の量が多くなると電極層の弾性が増加し、測定対象物の変形や変位に対する緩衝層となり、測定精度が低下するおそれがある。
【００５１】
上記電極層の平均厚さ（表側電極層及び裏側電極層のそれぞれの平均厚さ）は、０．１〜１０μｍであることが好ましい。電極層の平均厚さが上記範囲にあることで、電極層が誘電層の変形に対し優れた追従性を発揮することができるからである。
これに対して、上記平均厚さが０．１μｍ未満では、導電性が不足し、測定精度が低下するおそれがある。一方、上記平均厚さが１０μｍを超えるとカーボンナノチューブの補強効果により静電容量型センサシートが硬くなり、測定対象物への追従性が低下し、伸縮等の変形を阻害するおそれがある。
【００５２】
本発明において、「電極層の平均厚さ」はレーザー顕微鏡（例えば、キーエンス社製、ＶＫ−９５１０）を用いて測定する。
具体的には、誘電層の表面に積層された電極層の厚さ方向を０．０１μｍ刻みでスキャンし、その３Ｄ形状を測定した後、誘電層の表面に電極層が積層されている領域及び積層されていない領域において、それぞれ縦２００×横２００μｍの矩形領域の平均高さを計測し、その平均高さの段差を電極層の平均厚さとする。
【００５３】
上記表側電極層及び上記裏側電極層の透明性（可視光の透過率）は特に限定されず、透明であってもよいし、不透明であってもよい。
本発明の静電容量型センサシートでは、誘電層がウレタンゴムを含有するエラストマー組成物からなるものであり、容易に透明な誘電層とすることができる。そのため、上記静電容量型センサシートでは、上記表側電極層及び上記裏側電極層の透明性を高めることにより、全体として透明な静電容量型センサシートとすることができる。しかしながら、カーボンナノチューブを含む導電性組成物を用いて電極層を形成する場合、カーボンナノチューブに対して高度な分散化処理や精製処理等の前処理が必要となるため、電極層の形成工程が煩雑となり経済的にも不利となる。
一方、電極層の透明性は静電容量型センサシートとしての性能には影響しない。
そのため、静電容量型センサシートとして透明性が要求される場合には透明な電極層（例えば、可視光（５５０ｎｍ光）透過率が８５％以上）を形成すればよく、透明性が要求されない場合には、不透明な電極層を形成すればよい。不透明な電極層の方が容易にかつ安価に製造することができる。
【００５４】
＜検出部：図１中、Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６＞
検出部Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６は、図１にハッチングで示すように、表側電極層０１Ａ〜１６Ａと、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂとが誘電層の厚さ方向に交差する部分（重複する部分）に配置されている。検出部Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６は、静電容量型センサシート１では、合計２５６個（＝１６個×１６個）配置されている。検出部Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６は、静電容量型センサシート１の略全面に亘って、略等間隔に配置されている。検出部Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６は、それぞれ表側電極層０１Ａ〜１６Ａの一部と、裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂの一部と、誘電層２の一部とからなる。
【００５５】
このような構成からなる本発明の静電容量型センサシートでは、測定対象物載置前の静電容量Ｃと測定対象物載置後の静電容量Ｃから静電容量の変化量ΔＣを検出し、伸縮変形歪み量や伸縮変形歪み分布を求めることができる。
また、本発明の静電容量型センサシートは、伸長率が高く、１軸方向に３０％以上繰り返し伸長させることが可能であり、柔軟な測定対象物の変形や動作に追従することが可能で、かつ伸縮変形や繰り返し変形に対する耐久性に優れ、例えば測定対象物の形をトレースしたり、測定対象物の動きを直接的に検知すること等ができる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明の静電容量型センサシートの構成は、図１に示した静電容量型センサシートの構成に限定されるわけではなく、例えば、図３に示したような構成を備えていてもよい。
図３は、本発明の静電容量型センサシートの別の一例を模式的に示す平面図である。
【００５７】
図３に示す静電容量型センサシート１′は、シート状の誘電層２′と、誘電層２′の表面に積層された帯状の表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄと、誘電層２′の裏面に積層された帯状の裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅと、表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄの一端と接続され、誘電層２′の外縁部まで延設された表側配線０１ｄ〜１６ｄと、裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅの一端と接続され、誘電層２′の外縁部まで延設された裏側配線０１ｅ〜１６ｅとを含む。
上記表側電極層と裏側電極層とが表裏方向（誘電層の厚さ方向）で交差する部分が検出部Ｆ０１０１〜Ｆ１６１６となる。なお、検出部の符号「Ｆ○○△△」中、上２桁の「○○」は、表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄに対応し、下２桁の「△△」は、裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅに対応する。
【００５８】
表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄは、それぞれ帯状を呈しており、誘電層２′の表面に合計１６本積層されている。表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄは、それぞれＸ方向（図３中、左右方向）に延在している。表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄは、それぞれＹ方向（図３中、上下方向）に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄの左端には、それぞれＹ方向に延設された線状の表側配線０１ｄ〜１６ｄが接続されている。表側配線０１ｄ〜１６ｄの他端は誘電層２′の外縁部まで延在している。
【００５９】
裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅは、それぞれ帯状を呈しており、誘電層２′の裏面に合計１６本積層されている。裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅは、それぞれ表側電極層０１Ｄ〜１６Ｄと表裏方向から見て略直角に交差するように配置されている。すなわち、裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅは、それぞれＹ方向に延在している。また、裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅは、Ｘ方向に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。裏側電極層０１Ｅ〜１６Ｅの一端（上端）には、それぞれＸ方向に延設された線状の裏側配線０１ｅ〜１６ｅが接続されている。裏側配線０１ｅ〜１６ｅの他端は誘電層２′の外縁部まで延在している。
【００６０】
このような静電容量型センサシート１′において、上記表側配線及び裏側配線を構成する材料としては特に限定されず、従来公知の電気配線に使用される材料を用いることができるが、上述した電極層と同一の構成のものとすることで各配線（表側配線及び裏側配線）も伸縮変形でき、測定対象物によるセンサシートの変形を阻害しないため好ましい。
より具体的には、電極層を形成した導電性組成物と同様の導電性組成物を用いて、線幅を細く、かつ、厚さが厚くなるように上記表側配線及び裏側配線を形成することにより、充分な導電性を確保しつつ、センサシートの伸縮性を損なわず追従することができ、電極層と同様に繰返し伸張に耐えられる配線とすることができる。これに対し、例えば、上記表側配線及び裏側配線を金属材料を用いて形成した場合には、配線を形成した部分の伸縮性が損なわれるおそれがあるため不利である。
【００６１】
なお、表側配線０１ｄ〜１６ｄの他端及び裏側配線０１ｅ〜１６ｅの他端のそれぞれは、図示していないが、金属製の接点を有するコネクタと接続されている。静電容量型センサシート１′は、このコネクタを介して外部配線と接続することができる。
【００６２】
このような構成からなる静電容量型センサシート１′もまた、図１、２に示した静電容量型センサシート１と同様、表側電極層と裏側電極層のそれぞれを外部配線を介して計測手段と接続することにより静電容量型センサとなる。
【００６３】
本発明の静電容量型センサシートの構成は、図４に示すような構成を備えたものであってもよい。
図４は、本発明の静電容量型センサシートの別の一例を模式的に示す断面図である。
【００６４】
図４に示す静電容量型センサシート４４は、図１に示した静電容量型センサシート１において、表側の最外層に表側オーバーコート層４４Ａが形成され、裏側の最外層に裏側オーバーコート層４４Ｂが形成されている。
【００６５】
このような構成の静電容量型センサシートでは、電極層がオーバーコート層で覆われているため、電極層を外部からの衝撃から保護することができる。また、上記静電容量型センサシートでは、電極層の外部の部材と導通することを抑制することができる。
上記オーバーコート層を形成する場合、その目的は、電極層の保護に限定されるわけでなく、例えば、着色したオーバーコート層を形成することにより、電極層を外部から見えなくしたり、また、一部のみ着色することにより静電容量型センサシートに意匠性を付与したりすることができる。また、オーバーコート層の表面は印字されていてもよい。また、例えば、オーバーコート層を接着性又は粘着性を有する層とすることで、測定対象物を静電容量型センサシートに貼り付けることができ、また、例えば、オーバーコート層の表面を摩擦係数の低い低μ表面層とすることもできる。
【００６６】
このようにオーバーコート層に意匠性を付与する場合（表面に印字する場合）の具体例としては、例えば、本発明の静電容量型センサシートを柔軟で伸縮性を有するタッチパネルの入力インターフェイスとして使用する例が挙げられる。この場合には、例えば、オーバーコート層の表面に入力位置の疑似ボタンやキーボード、製品ロゴ等を印字する。
【００６７】
オーバーコート層の表面を印字する場合、印字は、例えば、水性インク、溶剤系インク、ＵＶ硬化インク等を用いて、インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷等により行えば良い。
より具体的には、例えば、溶剤系インクであれば、主に溶剤、顔料、ビヒクル、及び、更に必要に応じて配合される補助剤からなる従来公知の溶剤系インクを使用すればよい。
ここで、上記溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤、低沸点芳香族ナフサ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
また、上記顔料としては、カーボンブラック（ブラック）、銅フタロシアニン（シアン）、ジメチルキナクリドン（マゼンタ）、ピグメント・イエロー（イエロー）、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ニッケル化合物等が挙げられるが、既に、種々の顔料が知られており、勿論上記に限定されるものではない。
【００６８】
上記オーバーコート層の材質は特に限定されず、その形成目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば、上記誘電層を構成するエラストマー組成物と同様の組成物に必要に応じて着色剤（顔料や染料）が配合された組成物を好適に使用することができる。
なお、本発明の静電容量型センサシートにおいて、オーバーコート層は表側又は裏側のいずれか一方にのみ形成されていてもよい。
【００６９】
更に、本発明は上記実施態様の他、種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
例えば、図１に示した実施形態における静電容量型センサシート１では、表側電極層０１Ａ〜１６Ａ及び裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂの配置数を１６個としているが、この配置数は特に限定されない。また、上記実施形態における表側電極層０１Ａ〜１６Ａと裏側電極層０１Ｂ〜１６Ｂの交差角度も特に限定されない。
【００７０】
次に、本発明の静電容量型センサシートの製造方法について説明する。
上記静電容量型センサシートは、例えば、
（１）エラストマー組成物からなる誘電層を形成する工程（以下、「工程（１）」ともいう）、及び
（２）カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物の塗布により、上記誘電層の表面及び裏面に電極層を形成する工程（以下、「工程（２）」ともいう）
を経ることより製造することができる。
以下、工程順に説明する。
【００７１】
［工程（１）］
本工程では、エラストマー組成物を用いて誘電層を形成する。まず、エラストマー組成物としてウレタンゴム（又はその原料：ポリオール成分及びイソシアネート成分）に、必要に応じて、誘電フィラー、可塑剤、鎖延長剤、架橋剤、加硫促進剤、触媒、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤を配合したエラストマー組成物を調製する。
上記エラストマー組成物の調製方法、及び、誘電層の成形方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、具体的には、例えば、ポリオール成分、可塑剤及び酸化防止剤を計量し、加熱、減圧下において一定時間撹拌混合し、混合液を調製する。次に、混合液を計量し、温度を調整した後、触媒を添加しアジター等で撹拌する。その後、所定量のイソシアネート成分を添加し、アジター等で撹拌後、即座に混合液を図５に示す成形装置に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得る。そのあと、必要に応じて、さらに炉で一定時間架橋反応（後架橋）させることで誘電層を製造することができる。
【００７２】
なお、図５は、誘電層の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。図５に示した成形装置３０では、原料組成物３３を、離間して配置された一対のロール３２、３２′から連続的に送り出されるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の保護フィルム３１の間隙に流し込み、その間隙に原料組成物３３を保持した状態で硬化反応（架橋反応）を進行させつつ、加熱装置３４内に導入し、原料組成物３３を一対のＰＥＴフィルム３１間で保持した状態で熱硬化させ、シート状の誘電層３５を成形する。
【００７３】
また、原料組成物を調製した後、各種コーティング装置、バーコート、ドクターブレードなどの汎用の成膜装置や成膜方法を用いて誘電層を形成してもよい。
【００７４】
［工程（２）］
本工程では、カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物の塗布により、上記誘電層の表面及び裏面に電極層（表側電極層及び裏側電極層）を形成する。
【００７５】
具体的には、まず、カーボンナノチューブをトルエン等の分散媒に添加する。このとき、さらに必要に応じてバインダー成分（又はバインダー成分の原料）や分散剤、その他各種添加剤を添加してもよい。
次に、カーボンナノチューブを含む各成分を湿式分散機を用いて分散媒中に分散（又は溶解）させることより塗布液を調製する。ここでは、例えば、超音波分散機、ジェットミル、ビーズミルなど既存の分散機を用いて分散させればよい。
【００７６】
上記塗布液の調製において、上記分散媒は、トルエンに限定されるわけではなく、これ以外にも例えば、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アルコ−ル類、水等が挙げられる。これらの分散媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
また、上記塗布液において、上記カーボンナノチューブの濃度は、０．０１〜１０重量％が好ましい。
０．０１重量％未満では、カーボンナノチューブの濃度が薄すぎて繰返し塗布する必要が生じる場合があり、一方、１０重量％を超えると、塗布液の粘度が高くなりすぎ、また再凝集によりカーボンナノチューブの分散性が低下し、均一な電極層を形成することが困難となる場合がある。
【００７７】
続いて、エアブラシ等を用い、上記誘電層の表面の所定の位置に所定の形状（帯状）で調製した塗布液を塗布して乾燥させる。上記電極層は、例えば幅は１ｍｍ〜２０ｍｍ程度、長さは５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度であり、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の間隔で離間して、互いに略平行となるように形成する。
このとき、必要に応じて、誘電層表面の電極層を形成しない位置をマスキングしてから塗布液を塗布してもよい。
上記塗布液の乾燥条件は特に限定されず、分散媒の種類等に応じて適宜選択すればよい。
【００７８】
また、上記導電性組成物の塗布液を塗布する方法は、エアブラシを用いた方法に限定されるわけではなく、その他、スクリーン印刷法、インクジエット印刷法等も採用することができる。
【００７９】
また、誘電層の表面に電極層を形成する前に、両者の密着性を高めるべく、誘電層の表面に前処理を施してもよい。しかしながら、本発明に係るエラストマー組成物と導電性組成物とは極めて優れた密着性を有しているため、何ら前処理を施すことなく、誘電層と電極層との間で充分な密着性を確保することができる。
【００８０】
また、上述したオーバーコート層を含む静電容量型センサシートを製造する場合には、上記工程（２）を終えた後、オーバーコート層用材料を塗布し、オーバーコート層を形成すればよい。
上記オーバーコート層の形成には、例えば、各種コーティング装置、バーコート、ドクターブレードなどの汎用の成膜装置や成膜方法等を用いることができる。
また、架橋または半架橋させたシートを別に作製し、このシートをラミネートにより電極層を形成した誘電層に貼り合わせオーバーコート層を形成することも可能である。半架橋の場合には貼り合わせ後に完全架橋させてもよい。
このような工程を経ることにより本発明の静電容量型センサシートを製造することができる。
【００８１】
また、オーバーコート層を含む静電容量型センサシートは、例えば、下記の工程を経て製造することもできる。
即ち、最初に一方のオーバーコート層を作製し、次にオーバーコート層上に上記工程（２）と同様の方法により電極層（表側電極層又は裏側電極層）を形成する。その後、別途作製しておいたウレタンゴムを含有するエラストマー組成物からなる誘電層を電極層上に貼り付ける（ラミネート）。続いて、誘電層上に上記工程（２）と同様の方法により電極層（裏側電極層又は表側電極層）を形成し、最後に他方のオーバーコート層を形成する。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８３】
＜誘電層の作製＞
（作製例１：オレフィン系ウレタンゴム製の誘電層）
水添水酸基末端液状ポリオレフィンポリオール（エポール、出光興産株式会社製）１００質量部、アルキル置換ジフェニルエーテルを主成分とした高温用潤滑油（モレスコハイルーブＬＢ−１００、ＭＯＲＥＳＣＯ社製）１００質量部を計量し、自転公転ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ社製）を用いて２０００ｒｐｍで３分間撹拌混合した。次に、得られた混合物に触媒（Ｆｏｍｒｅｚ  ｃａｔａｌｙｓｔ  ＵＬ−２８、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）０．０７質量部を添加し、自転公転ミキサーで１．５分間撹拌した。その後、イソホロンジイソシアネート（デスモジュールI、住化バイエルウレタン社製）１１質量部を添加し、自転公転ミキサーで３分間撹拌し、１．５分間脱泡した。その後、図５に示した成形装置３０に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ、炉内温度１１０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、８０℃に調節した炉で１２時間後架橋させて、オレフィン系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍの誘電層を作製した。
【００８４】
作製した誘電層について、破断時伸び（％）、体積抵抗率（Ωｃｍ）及び比誘電率を測定したところ、破断時伸び（％）は２１８％、体積抵抗率は１×１０１４Ωｃｍ以上、比誘電率は３．１であった。
ここで、破断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して測定した。
体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠し、測定機器としてハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を、プローブとしてＵＲＳプローブ  ＭＣＰ−ＨＴＰ１４を使用して測定した。
比誘電率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠し、測定機器としてＬＣＲハイテスタ３５２２−５０（日置電機株式会社製）を使用して測定した。
【００８５】
（作製例２：エステル系ウレタンゴム製の誘電層）
ポリエステルポリオール（ポリライト８６５１、ＤＩＣ株式会社製）１００質量部、ジプロピレングリコールジベンゾエート（ベンゾフレックス９-８８、ベルシコールケミカル社製）１００質量部を計量し、自転公転ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ社製）を用いて２０００ｒｐｍで３分間撹拌混合した。次に、得られた混合物に触媒（Ｆｏｍｒｅｚ  ｃａｔａｌｙｓｔ  ＵＬ−２８、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）０．０７質量部を添加し、自転公転ミキサーで１．５分間撹拌した。その後、イソホロンジイソシアネート（デスモジュールI、住化バイエルウレタン社製）１１質量部を添加し、自転公転ミキサーで３分間撹拌し、１．５分間脱泡した。その後、図５に示した成形装置３０に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ炉内温度１１０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、８０℃に調節した炉で７２０分間架橋させて、エステル系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍの誘電層を作製した。
作製した誘電層について、破断時伸び（％）、体積抵抗率（Ωｃｍ）及び比誘電率を作製例１と同様にして測定したところ、破断時伸び（％）は３８８％、体積抵抗率は１．２０×１０９Ωｃｍ、比誘電率は７．１であった。
【００８６】
（作製例３：エーテル系ウレタンゴム製の誘電層）
ポリプロピレングリコール（プレミノールS３００３、旭硝子株式会社）１００質量部、フタル酸ビス(２−エチルヘキシル)（ＤＯＰ、株式会社ゴードー製）２０質量部を計量し、自転公転ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ社製）を用いて２０００ｒｐｍで３分間撹拌混合した。次に、得られた混合物に触媒（Ｆｏｍｒｅｚ  ｃａｔａｌｙｓｔ  ＵＬ−２８、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）０．０７質量部を添加し、自転公転ミキサーで１．５分間撹拌した。その後、イソホロンジイソシアネート（デスモジュールI、住化バイエルウレタン社製）１１質量部を添加し、自転公転ミキサーで３分間撹拌し、１．５分間脱泡した後、図５に示した成形装置３０に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ炉内温度１１０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、８０℃に調節した炉で７２０分間架橋反応させ、エーテル系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍの誘電層を作製した。
作製した誘電層について、破断時伸び（％）、体積抵抗率（Ωｃｍ）及び比誘電率を作製例１と同様にして測定したところ、破断時伸び（％）は２８０％、体積抵抗率は２．５８×１０１１Ωｃｍ、比誘電率は５．２であった。
【００８７】
（作製例４：ＥＰＤＭ製の誘電層）
ＥＰＤＭ（エスプレン６００Ｆ、住友化学社製）１００質量部に、パーオキサイド架橋剤としてのパークミルＤ（日本油脂社製）を１．１質量部添加し、ロール混練した生ゴムを得た。この生ゴムを１６０℃で２０分間プレス成型して架橋させ、層厚５０μｍのＥＰＤＭ製の誘電層を作製した。
【００８８】
（作製例５：シリコーンゴム製の誘電層）
信越シリコーン二液型ＲＴＶゴム（ＫＥ−１４１４、信越化学工業株式会社製）１００質量部に、架橋剤（ＣＸ−３２−２０７７、信越化学工業株式会社製）５質量部を加え、自転公転ミキサーを用いて２０００ｒｐｍで９０秒間撹拌混合し、その後２０００ｒｐｍで公転させて脱泡した。これを成形装置３０に注入し、炉内条件を炉内温度２３℃、炉内時間３０分間に変更した以外は作製例１と同様の成形方法で成形した。その後、室温で１日間放置して層厚５０μｍのシリコーンゴム製の誘電層を作製した。
【００８９】
＜電極層材料の調製＞
（調製例１）
カーボンナノチューブとして、スーパーグロースＣＮＴ（以下、「ＳＧＣＮＴ」とも表記する）（繊維径の中央値が約３ｎｍ、成長長さ５００μｍ〜７００μｍ、アスペクト比約１００，０００、炭素純度９９．９％、産業技術総合研究所提供）３０ｍｇをトルエン２８０ｍｌに添加し、ジェットミル（ナノジェットパル  ＪＮ１０−ＳＰ００３、常光社製）を用いて湿式分散処理を施し、電極層形成用塗布液（Ａ−１）を得た。
なお、カーボンナノチューブの成長長さとは、カーボンナノチューブを作製する際に成長基板上で成長したフォレストの高さをいう。
【００９０】
（調製例２）
カーボンナノチューブとしてＶＧＣＦ−Ｘ（長さ３μｍ、アスペクト比約２００、炭素純度９５％以上、登録商標、昭和電工社製）を用いた以外は調製例１と同様にして、電極層形成用塗布液（Ａ−２）を得た。
【００９１】
（評価１：繰り返し変形に対する電気抵抗の変化の測定）
上記作製例１で作製した誘電層を幅８ｃｍ×長さ８ｃｍに裁断し、その片面の中央部に電極層形成用塗布液（Ａ−１）又は電極層形成用塗布液（Ａ−２）をエアブラシで帯状に塗布し、８０℃で１時間乾燥させることにより、幅２０ｍｍで長さ５０ｍｍの電極層を形成し、評価用サンプル１（電極層形成用塗布液（Ａ−１）を使用）及び評価用サンプル２（電極層形成用塗布液（Ａ−２）を使用）を作製した。
その後、各評価用サンプルにつき、１軸方向に１００％まで伸長させる伸長変形を繰り返し行い、帯状電極の両端の電気抵抗を測定した。即ち、まず、伸長を１軸方向に１００％まで１回行い、変形履歴を加えた後、これを繰り返し行い、上記電気抵抗の変化を測定した。
評価用サンプル１及び２の結果をそれぞれ図６及び７に示す。
電気抵抗の増加が小さいほど、導電性が低下せず繰り返し変形に対する耐久性が良好であると評価できる。
ここで、図６、７中、各図の一番下の線が、１回目の１軸方向に１００％まで伸長する際（往路の際）の電気抵抗の変化を表し、その伸長率１００％時の電気抵抗値を表す点から伸びる他方の線（より上方の線）が、１回目の伸長率１００％から伸長率０％に戻る際（復路の際）の電気抵抗の変化を表す。この往路と復路を合わせて繰り返し数１回とした。同様にして、１００％伸長時の抵抗値が下から２番目の点から伸びる二つの線が繰り返し数２回目の電気抵抗の変化を表し、これらのうち、下方の線が繰り返し数２回目の往路の際の電気抵抗の変化を表し、上方の線が繰り返し数２回目の復路の際の電気抵抗の変化を表す。同様にして、繰り返し数３回目以降の電気抵抗の変化も図６、７に示す。
【００９２】
図６、７に示した結果から、カーボンナノチューブとして平均長さの短いＶＧＣＦ−Ｘを使用した場合には、１００％伸長の繰返し回数が増加するにともなって電気抵抗が増大しやすい傾向にあるのに対し、カーボンナノチューブとして平均長さの長いＳＧＣＮＴを使用した場合には、１００％伸長の繰返し回数が増加しても電気抵抗の変化が小さく一定に保たれることが理解でき、これらのことから後者の方が耐久性に優れることが明らかとなった。
【００９３】
（評価２：センサシートの変形に対する静電容量の変化の測定）
（センサシート１（実施例１））
作製例１で作製したウレタンゴム製の誘電層の表面に、電極層形成用塗布液（Ａ−１）をエアブラシで帯状に塗布して乾燥させ表側電極層を形成した。表側電極層は互いに平行に配置された帯状の電極層であり、平均厚さが約１μｍ、幅が１０ｍｍ、長さが１００ｍｍのものを、５ｍｍ間隔で５本形成した。続いて、上記誘電層の裏面に、上記電極層形成用塗布液（Ａ−１）を表側電極層と直交するように塗布し同じ要領で形成した。その後、各帯状電極層の両端を０．１ｍｍ厚の銅箔で補強し、外部配線（表側配線及び裏側配線）のリード線をネジ止めして接続し、センサシート１とした。
【００９４】
（センサシート２（比較例１））
誘電層として作製例４で作製したＥＰＤＭ製の誘電層を使用した以外は、実施例１と同様にしてセンサシート２を作製した。
【００９５】
センサシート１及び２のそれぞれを図８のように２辺を樹脂フレーム２３で拘束し、フレーム間を１軸方向に１００％まで伸長させる１軸伸長を繰返し行い、静電容量の変化を測定した。なお、図８中、０１Ａ′〜０５Ａ′は表側電極層、０１Ｂ′〜０５Ｂ′は裏側電極層、０１Ａ′１〜０５Ａ′１は表側接続部、０１Ｂ′１〜０５Ｂ′１は裏側接続部、Ｃ′０１０１〜Ｃ′０５０５は検出部、２２はエラストマー製の誘電層である。
測定結果を表１に示すとともに、２５カ所の検知部の平均の静電容量を、１軸伸長の伸長率に対してプロットした。センサシート１については図９に、センサシート２については図１０に測定結果を示す。
静電容量の計測には、ＬＣＲメータ（日置電機株式会社製、ＬＣＲハイテスタ３５２２−５０）を使用した。
【００９６】
【表１】
2020106545.tif 000003
【００９７】
表１、図９及び１０の結果から、センサシート１（実施例１）は、定常状態から１００％伸長状態に至るまでほぼ直線的に静電容量が増加しているのに対し、センサシート２（比較例１）では、繰り返し回数が増大していくにともなって定常状態の静電容量が増加することが明らかとなった。
このことから、ウレタンゴム製の誘電層を有する静電容量型センサシートでは、繰り返し測定時の測定精度に優れることが明らかとなった。
なお、ＥＰＤＭ製の誘電層を有するセンサシート２において、定常状態での静電容量が徐々に増大した理由は、ＥＰＤＭの永久歪み（永久伸び）が大きいことが原因であることが明らかとなった。
【００９８】
また、上記センサシート１の４辺を剛体フレームで固定し、センサシート１の２箇所をガラス棒で押して歪ませた、各検出量の静電容量を個別に検出した。その結果、センサシート１内における伸縮変形歪み分布を測定することができた。検出した歪み分布を図１１に示す。
図１１は、センサシート１で検出した伸縮変形歪み分布を示す３次元グラフである。
【００９９】
（評価３：誘電層と電極層との密着性）
作製例１〜３及び５で作製した誘電層の片面に電極層形成用塗布液（Ａ−１）をエアブラシで帯状に塗布し、８０℃で１時間乾燥させることにより、幅１０ｍｍの電極層を形成し、評価サンプルを作製した。
その後、各評価サンプルにつき、電極層（ＳＧＣＮＴ膜）上にマスキングテープ（日東電工社製、マスキングテープ  Ｎｏ．７２０）を張り付けた後剥がし、その前後での電極層の状態を目視観察した。
その結果、作製例１〜３の誘電層（ウレタンゴム製の誘電層）を使用した評価サンプルでは電極層が層間剥離しているのに対し、作製例５の誘電層（シリコーンゴム製誘電層）を使用した評価サンプルでは電極層が誘電層との界面で剥離しており、ウレタンゴム製の誘電層は、ＳＧＣＮＴを用いて形成した電極層との密着性に優れることが明らかとなった。
なお、作製例１の誘電層（ウレタンゴム製誘電層）を使用した評価サンプルの評価結果（マスキングテープの張り付け前後の電極層の状態）、及び、作製例５の誘電層（シリコーンゴム製誘電層）を使用した評価サンプルの評価結果を図１２に示す。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の静電容量型センサシートは、伸縮変形歪み量及び伸縮変形歪み分布の少なくとも一方を測定するための静電容量型センサシートとして好適に使用することができる。
そして、本発明の静電容量型センサシートを用いた静電容量型センサは、例えば、柔軟物の形状をトレースするためのセンサや、人など測定対象物の動きを計測するセンサ等として使用することができる。より具体的には、例えば、足裏による靴底インナーの変形や、臀部による座面クッション変形等を測定（検出）することができる。
また、上記静電容量型センサは、例えば、タッチパネル用の入力インターフェイスとしても使用することができる。
また、本発明の静電容量型センサは、既存のセンサである光学式のモーションキャプチャーでは測定できない光の遮蔽部位での測定にも利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１′、４４  静電容量型センサシート
２、２′  誘電層
０１Ａ１〜１６Ａ１  表側接続部
０１Ａ〜１６Ａ、０１Ｄ〜１６Ｄ  表側電極層
０１Ｂ１〜１６Ｂ１  裏側接続部
０１Ｂ〜１６Ｂ、０１Ｅ〜１６Ｅ  裏側電極層
Ｃ０１０１〜Ｃ１６１６、Ｆ０１０１〜Ｆ１６１６  検出部
０１ｄ〜１６ｄ  表側配線
０１ｅ〜１６ｅ  裏側配線
２１  静電容量型センサシート
２２  エラストマー製の誘電層
２３  樹脂フレーム
０１Ａ′〜０５Ａ′  表側電極層
０１Ａ′１〜０５Ａ′１  表側接続部
０１Ｂ′〜０５Ｂ′  裏側電極層
０１Ｂ′１〜０５Ｂ′１  裏側接続部
Ｃ′０１０１〜Ｃ′０５０５  検出部
３０  成形装置
４４Ａ  表側オーバーコート層
４４Ｂ  裏側オーバーコート層
１０１  静電容量型センサ
１０２、１０３  外部配線
１０４  計測手段
【図１】
2020106545.tif 000004
【図２】
2020106545.tif 000005
【図３】
2020106545.tif 000006
【図４】
2020106545.tif 000007
【図５】
2020106545.tif 000008
【図６】
2020106545.tif 000009
【図７】
2020106545.tif 000010
【図８】
2020106545.tif 000011
【図９】
2020106545.tif 000012
【図１０】
2020106545.tif 000013
【図１１】
2020106545.tif 000014
【図１２】
2020106545.tif 000015