(57)【要約】【課題】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／又は伸縮変形歪み分布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を目的とする。【解決手段】本発明の静電容量型センサシートは、エラストマー組成物からなる誘電層と、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備え、前記表側電極層及び裏側電極層は、平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなり、伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定するために用いられることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー組成物からなる誘電層と、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備え、
前記表側電極層及び裏側電極層は、平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなり、
伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定するために用いられる
ことを特徴とする静電容量型センサシート。
【請求項２】
一軸引張りに耐えられる伸長率が３０％以上である請求項１に記載の静電容量型センサシート。
【請求項３】
前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である請求項１又は２に記載の静電容量型センサシート。
【請求項４】
前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請求項１〜３のいずれかに記載の静電容量型センサシート。
【請求項５】
前記表側電極層及び裏側電極層が、前記導電性組成物を含む塗布液の塗布により形成されている請求項１〜４のいずれかに記載の静電容量型センサシート。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の静電容量型センサシートと、
計測手段と、
前記静電容量型センサシートが備える表側電極層及び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備え、
伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定することを特徴とする静電容量型センサ。
【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／又は伸縮変形歪み分布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、伸縮変形歪み量及び／又は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、伸縮変形歪み量及び／又は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、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／又は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／又は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及び／又は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の導電性の低下（電気抵抗の増加）が少ないこと等の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／又は伸縮変形歪み分布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、
エラストマー組成物からなる誘電層と、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備え、
前記表側電極層及び裏側電極層は、平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなり、
伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定するために用いられる
ことを特徴とする。
【００１０】
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い。
【００１１】
本発明の静電容量型センサシートにおいて、前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、本発明の静電容量型センサシートでは、前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。
また、
前記表側電極層及び裏側電極層は、前記導電性組成物を含む塗布液の塗布により形成されていることが好ましい。
【００１２】
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と、
計測手段と、
前記静電容量型センサシートが備える表側電極層及び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備え、
伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の静電容量型センサシートは、電極層（表側電極層及び裏側電極層）が、平均長さが長く、アスペクト比が高い超長尺の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を含む導電性組成物からなるものであるため、伸縮変形や繰り返し変形に対して電極層の導電パスが切断されることがなく、伸縮変形や繰り返し変形に対して電極層の導電性の低下（電気抵抗の増加）が発生することがないため耐久性（長期信頼性）に優れ、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、伸縮変形歪み量及び／又は伸縮変形歪み分布を測定する静電容量型センサに好適に使用することができる。
【００１４】
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備えるため、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／又は伸縮変形歪み分布を測定する静電容量型センサである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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上面図であり、（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上面図である。
【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備える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を評価用サンプル１に対して行った測定結果を示すグラフである。
【図７】評価１を評価用サンプル２に対して行った測定結果を示すグラフである。
【図８】評価１を評価用サンプル３に対して行った測定結果を示すグラフである。
【図９】評価２の測定結果を示すグラフである。
【図１０】評価３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１１】センサシート１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１２】センサシート２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１３】センサシート３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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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上面図であり、（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。
【００１７】
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）に積層された特定の導電性組成物からなる帯状の表側電極層０１Ａ〜１６Ａと、誘電層２の裏面に積層された特定の導電性組成物からなる帯状の裏側電極層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とを備える。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
もう少し詳しく説明すると、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のに対して、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本で済むのである。
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。
【００２２】
そして、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、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とを検知することができる。
【００２３】
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。
上記伸長率が大きくすることで、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い、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。
【００２４】
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、誘電層及び電極層の材質に依存するが、本発明では、電極層が平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなるものであるため、このような電極層を備える場合、電極層側は一軸引張りに耐えられる伸長率が２００％以上となる。よって、本発明の静電容量型センサシートでは、要求される伸長率に応じて誘電層の材質を適宜選択すればよい。
【００２５】
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／又は伸縮変形歪み分布を測定することが可能となる。
【００２６】
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。
【００２７】
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とを備えている。
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。
【００２８】
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備えており、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備えた静電容量型センサもまた本発明の一つである。
【００２９】
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。
【００３０】
また、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シートにおいて、静電容量の測定方法は特に限定されないが、ＬＣＲメータのような交流信号でのインピーダンスを計測して静電容量を計測する手法や、交流信号でのインピーダンスにより出力信号の電圧を変化させることで静電容量を計測する手法など、交流インピーダンスを用いた測定方法が好ましい。
交流インピーダンスを用いた測定方法では、高い周波数信号を用いた測定でも繰返し精度に優れ、高い周波数信号を用いることで、インピーダンスが大きくなり過ぎないため計測精度をより高めることができるばかりでなく、静電容量計測に要する時間を短縮することができ、センサとしては時間あたりの計測回数を増加させることが可能となる。そのため、例えば、測定対象物の歪み（変形）を時間分解して計測することで、動きの速さなどを検知する測定にも適している。
そして、本発明に静電容量型センサシートは、後述する構成の電極層を備えているため、高い周波数信号を用いた測定に好適である。
【００３１】
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。
＜表側電極層／裏側電極層＞
表側電極層及び裏側電極層は、ともに平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブを含む導電性組成物からなる。以下、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。
【００３２】
本発明の静電容量型センサシートでは、電極層が平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を含む導電性組成物からものであることが極めて重要である。
このようなカーボンナノチューブを含む導電性組成物を用いることで、上述した通り電極層に高い伸長率（２００％以上の伸長率）を付与することができるため、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、上記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、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い理由と考えられる。
【００３３】
本発明では、上述した特定の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備える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、誘電層中にドーパントが移行した場合、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平均長さ１００μｍ以上で、かつ、アスペクト比が１０００以上の単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）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。
【００３４】
上記カーボンナノチューブの平均長さは、３００μｍ以上が好ましく、６００μｍ以上がより好ましい。
また、上記カーボンナノチューブのアスペクト比は、１００００以上であることが好ましく、３００００以上であることがより好ましい。
【００３５】
上記カーボンナノチューブは、炭素純度が９９重量％以上であることが好ましい。
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、電極層の弾性率を上昇し、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。
【００３６】
上記カーボンナノチューブの具体例としては、例えば、スーパーグロースＣＮＴ（産業技術総合研究所提供）等が挙げられる
【００３７】
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、さらに、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、例えば、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、こ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も高めることができる。
【００３８】
上記バインダー成分は、その溶解度パラメータ（ＳＰ値［ｃａｌ／ｃｍ３）１/２］）が誘電層を構成するエラストマーと近いものが好ましく、両者の溶解度パラメータ（ＳＰ値）の差の絶対値が１以下のものがより好ましい。溶解度パラメータが近いほど、電極層と誘電層との密着性が向上するからである。
なお、本発明において、上記ＳＰ値はＦｅｄｏｒｓの推算法により算出した値である。
上記バインダー成分は、特に、特に誘電層を構成するエラストマーと同種のものが好ましい。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。
【００３９】
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、誘電層を形成するための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。誘電層と電極層との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。
また、本発明の静電容量型センサシートでは、電極層を実質的に上記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。
【００４０】
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、必要な導電性を得るために膜厚を厚くすることが必要となり、結果として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。
【００４１】
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であることで、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り、一方、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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ため、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り、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、そうでない場合には不透明な電極層を形成すればよく、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。
【００４４】
＜誘電層＞
上記誘電層は、シート状を有し、エラストマー組成物からなる。なお、その平面視形状は特に限定されず、図１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、少なくとも天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
これらのなかでは、ウレタンゴム又はシリコーンゴムが好ましい。永久歪み（または永久伸び）が小さいからである。永久歪みが小さいと、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）が変化しにくく、静電容量型センサシートとして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。
更に、カーボンナノチューブとの密着性に優れる点から、ウレタンゴムが特に好ましい。
【００４５】
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。
【００４６】
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（保土谷化学工業社製）、ポリプロピレングリコール、プレミノールＳ３００３（旭硝子社製）等が挙げられる。
【００４７】
また、上記エラストマー組成物はエラストマー以外に、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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Ｃ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、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。
【００５３】
＜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の一部とを備えている。
【００５４】
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。
【００５５】
（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上面図である。
【００５６】
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とを備える。
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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）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。
【００５９】
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。
【００６０】
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おり、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
このような構成を備えた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、また、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。
なお、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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
オーバーコート層の表面を印字する場合には、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
［工程（１）］
本工程では、エラストマー組成物からなる誘電層を形成する。まず、エラストマー組成物としてエラストマー（又はその原料）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。
上記誘電層の成形方法としては特に限定されず、原料を含む混合物を調製した後、従来公知の方法で成形することにより誘電層を形成することができる。
具体的には、誘電層としてウレタンゴムを含む誘電層を形成する場合には、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、さらに炉で一定時間架橋反応させることで誘電層を製造することができる。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
［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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、インクジェット印刷法等も採用することができる。
【００７８】
なお、場合によっては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が、必ずしも前処理は必要ではなく、例えば、誘電層がウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる誘電層であれば、カーボンナノチューブとの密着性に優れるため、前処理を行うことなく両者の間で充分な密着性を確保することができる。
【００７９】
また、カーボンナノチューブとともにバインダー成分を含有する電極層を形成する場合には、最初にカーボンナノチューブ及び分散媒を含み、バインダー成分は含有しない組成物を塗布し乾燥させた後、バインダー成分（又はその原料）及び分散媒を含有する塗布液を塗布し乾燥させることで電極層を形成してもよい。
この場合、バインダー成分（又はその原料）を分散させるための分散媒として、カーボンナノチューブを分散させるための分散媒とは異なる分散媒を使用することができるため、分散媒の選択の制約が少なく、バインダー成分（又はその原料）が確実に分散された塗布液を調製することができる。
上記バインダー成分を分散させるための分散媒としては、上述したカーボンナノチューブを分散させる分散媒以外に、例えば、ヘキサン、アセトン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
【００８０】
また、上述したオーバーコート層を備えた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、オーバーコート層を別個に形成し、架橋または半架橋させた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ることも可能であり、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備えた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：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１００μｍの誘電層を作製した。
【００８４】
（作製例２：ウレタンゴム製の誘電層）
誘電層の層厚を５０μｍにした以外は作製例１と同様にして、ウレタンゴム製の誘電層を作製した。
【００８５】
作製例１、２で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％、比誘電率は２．９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。
比誘電率は、２０ｍｍΦの電極でシート状の測定試料（誘電層）を挟み、ＬＣＲハイテスタで静電容量を測定し、電極面積と測定試料の厚さから算出した。
【００８６】
＜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）（単層カーボンナノチューブ、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）１２０ｍｇをトルエン２８０ｍｌに添加し、マグネチックスターラを用いて１００ｒｐｍで５分間攪拌した後、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。
【００８７】
（調製例２）
カーボンナノチューブとしてＶＧＣＦ−Ｘ（多層カーボンナノチューブ、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）１２０ｍｇをトルエン２８０ｍｌに添加し、マグネチックスターラを用いて１００ｒｐｍで５分間攪拌し、続いて５分間超音波処理した後、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−２）を得た。
【００８８】
（調製例３）
カーボンナノチューブとしてＫＨ  ＳＷＣＮＴ  ＥＤ（単層カーボンナノチューブ、長さ５〜５０μｍ、アスペクト比約３８００、炭素純度８０〜９０％以上、ＫＨ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）１２０ｍｇをトルエン２８０ｍｌに添加し、マグネチックスターラを用いて１００ｒｐｍで１２時間攪拌し、続いて６０分間超音波処理した後、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−３）を得た。
【００８９】
（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２で作製したウレタンゴム製の誘電層を幅８ｃｍ×長さ８ｃｍに裁断し、その片面の中央部に、上述した方法で調製した電極層形成用塗布液（Ａ−１）、（Ａ−２）又は（Ａ−３）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）、評価用サンプル２（電極層形成用塗布液（Ａ−２）を使用）及び評価用サンプル３（電極層形成用塗布液（Ａ−３）を使用）を作製した。
なお、電極層形成用塗布液の塗布量は、電極層形成用塗布液（Ａ−１）及び（Ａ−２）は８ｍｌ、電極層形成用塗布液（Ａ−３）は３２ｍｌとした。
その後、各評価サンプルにつき、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。
評価サンプル１〜３の結果をそれぞれ図６〜８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６〜８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、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６〜８に示す。
【００９０】
図６〜８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やＫＨ  ＳＷＣＮＴ  ＥＤ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大きく増大するのに対し、カーボンナノチューブとして平均長さが長く、アスペクト比が大きい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。
【００９１】
（評価２：伸長率の変化に対する電気抵抗の変化の測定）
評価１と同様にして、評価用サンプル１〜３を作製し、各評価用サンプルを評価１と同様の方法で一軸方向に２００％まで伸長させ、各伸長時の抵抗値を測定した。結果を図９に示す。
図９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やＫＨ  ＳＷＣＮＴ  ＥＤを使用した場合には、伸長率の増加にともなって電気抵抗が大きく増大しているのに対し、カーボンナノチューブとして平均長さが長く、アスペクト比が大きいＳＧＣＮＴを使用した場合には、伸長率の増加が増加しても電気抵抗がさほど増加しないことが明らかとなった。これにより、本発明の静電容量型センサシートが変位量が大きいセンサーとしても好適であることが明らかとなった。
【００９２】
（評価３：センサシートの変形に対する静電容量の変化の測定）
単画素のセンサーシートを作製し、変形に対する静電容量の変化の測定を測定した。
図１０は、本評価で使用したセンサーシートを模式的に示す上面図である。
【００９３】
（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をエアブラシで帯状に塗布して乾燥させ１本の裏側電極層（図１０中、０１Ｂ′）を形成した。裏側電極層は平均厚さが約１μｍ、幅が１０ｍｍ、長さが８０ｍｍである。
続いて、上記誘電層の反対側の面に、上記電極層形成用塗布液Ａ−１を塗布して乾燥させることにより、図１０に示すような裏側電極層と直交するような短片を有する平面視Ｌ字状の表側電極層（図１０中、０１Ａ′）で形成した。
その後、表側電極層及び裏側電極層のそれぞれの一端を０．１ｍｍ厚の銅箔で補強して外部配線との接続部となる表側接続部及び裏側接続部（図１０中、０１Ａ′１及び０１Ｂ′１）を形成し、センサシート１とした。
【００９４】
（センサシート２（比較例１））
電極層形成用塗布液Ａ−１に代えて電極層形成用塗布液Ａ−２を用いた以外はセンサシート１の作製と同様にして、センサシート２を作製した。
【００９５】
（センサシート３（比較例２））
電極層形成用塗布液Ａ−１に代えて電極層形成用塗布液Ａ−３を用いた以外はセンサシート１の作製と同様にして、センサシート３を作製した。
【００９６】
センサシート１〜３のそれぞれを図１０のように２辺を樹脂フレーム２３で拘束し、各センサシートの接続部をリード線を介してＬＣＲメータ（日置電機社製、ＬＣＲハイテスタ３５２２−５０）と接続し、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、そのときの静電容量の変化を測定した。ここで、静電容量の変化の測定は測定周波数５００Ｈｚ及び５ｋＨｚで行った。また、ＬＣＲハイテスタの測定周波数以外の条件は、電圧：１Ｖ、平均回数：８回、測定スピード：ＳＬＯＷ  １、ＡＵＴＯレンジで測定した。
なお、図１０中、０１Ａ′は表側電極層、０１Ｂ′は裏側電極層、０１Ａ′１は表側接続部、０１Ｂ′１は裏側接続部、Ｃ′０１０１は検出部、２１は静電容量型センサシート、２２は誘電層である。
測定結果について、１軸伸長の伸長率に対する静電容量をプロットしたグラフを図１１〜１３に示す。ここで、センサシート１については図１１に、センサシート２については図１２に、センサシート３については図１３に示す。なお、各グラフでは、１軸伸長を１０００回繰り返したときの、１、１０、１００及び１０００往復目の静電容量をプロットしている。
【００９７】
図１１〜１３の結果から、例えば以下の事項が明らかとなった。
センサシート１（実施例１）は、測定周波数及び繰返し変形回数問わず、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、その値にバラツキが認められなかった。また、静電容量の測定値はほぼ計算値と一致している。
センサシート２（比較例１）では、測定周波数が低周波数（５００Ｈｚ）の場合はセンサシート１と同様の結果が得られたものの、測定周波数を高周波数（５ｋＨｚ）とした場合には、繰り返し回数が増大していくにともなって静電容量の測定値にバラツキが発生していた。
センサシート３（比較例２）では、測定周波数が低周波数（５００Ｈｚ）の場合はセンサシート１と同様の結果が得られたものの、測定周波数を高周波数（５ｋＨｚ）とした場合には、伸長率が大きくなると静電容量の測定値が計算値から大きく外れることとなった。
これらのことから、超長尺の単層カーボンナノチューブを用いた電極層を備える静電容量型センサシートでは、高周波数での繰り返し測定における測定精度に優れることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
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／又は伸縮変形歪み分布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、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。
なお、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】
【００９９】
１、１′  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′  表側電極層
０１Ａ′１  表側接続部
０１Ｂ′  裏側電極層
０１Ｂ′１  裏側接続部
Ｃ′０１０１  検出部
１０１  静電容量型センサ
１０２、１０３  外部配線
１０４  計測手段
【図１】
2014219214.tif 000003
【図２】
2014219214.tif 000004
【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】
2014219214.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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