(57)【要約】      （修正有）【課題】導電性を有する平面、曲面上に設置して、効率よく情報伝送、電力伝送を行うことができ、ロール状に丸めた場合でもシワが発生しにくく、ロール状に巻取り保管、運搬などをした後使用しても、また曲面といった複雑な形状の面に設置して使用しても、安定した通信性能を発揮する通信用シート構造体を提供する。【解決手段】導電性を有する平面または曲面上に設置し、電磁波を伝播することによって通信を行う通信用シート構造体であって、該通信用シート構造体が平面状の基材からなり、該基材の一方の面には導電体が存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材が、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０〜１５．０であり、かつ曲げ反発率が２０〜９０％である弾性シートからなることを特徴とする通信用シート構造体とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する平面または曲面上に設置し、電磁波を伝播することによって通信を行う通信用シート構造体であって、該通信用シート構造体が平面状の基材からなり、該基材の一方の面には導電体が存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材が、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０〜１５．０であり、かつ曲げ反発率が２０〜９０％である弾性シートからなることを特徴とする通信用シート構造体。
【請求項２】
弾性シートが、シリコーンゴム、フッ素ゴム、または、クロロプレンゴムからなる請求項１記載の通信用シート構造体。
【請求項３】
弾性シートが、空隙率５０〜８５％の発泡体である請求項２記載の通信用シート構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を伝播することによって通信を行う通信シートに関するものである。さらに詳しくは、二次元的な広がりを持つ通信用シート構造体であって、情報通信機器がその表面に接触もしくは近接することで、当該通信機器との間で通信を行ったり、複数の情報通信機器がその表面に接触もしくは近接している場合に、これらの間の通信を中継するのに最適な通信用シート構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットに代表されるコンピューター通信網や情報ネットワークの利用が一般家庭・企業などを問わずに普及、一般化し増加してきている。最も一般的な利用形態は、パソコンなどにＬＡＮケーブルを直接接続したり、無線を用いて接続したりしてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を形成し、ＬＡＮ内のコンピューターからインターネットなどのネットワークへのアクセスを可能としている。そのような中にあって、ＬＡＮケーブルを用いる場合は、このケーブルが家屋やオフィス内に引き回され、歩行の妨げになったり、美観上の問題となる。また、無線ＬＡＮを用いる場合、電波の放射を用いて通信を行うため、情報漏洩や不正アクセスなどのセキュリティ上の問題がある。
そこで、通信手段を二次元にし、二次元状の通信媒体を用いることで、これら問題を解決できることが、特許文献１（特開２００４−７４４８号公報）、特許文献２（特開２００６−１９９７９号公報）に示されている。
【０００３】
また、近年、情報ネットワーク社会の発展に伴い、会社内、店舗内、工場内、倉庫内、自宅内、医療現場等に通信ネットワーク網が拡がりつつある。例えば、店舗内において、ＲＦＩＤタグと本通信用シート構造体とを組合せ、商品管理や物流管理を行ったり、工場内において、本通信用シート構造体をセンサーシートとして利用し品質管理を行ったり、自宅内の壁面や床面に本通信用シート構造体を設置し、簡単にホームネットワークの設定を行ったりすることなどが考えられる。そのような中で、上記場所の壁面及び床面、各作業台や棚の上などに通信用シート構造体を設置することは情報ネットワークの構築に大きく役立つものである。上記用途において、通信用シート構造体は、施工者及び使用者の利便性を考慮し、持ち運びや設置に便利であることが望ましい。これまでにも、持ち運びや設置に便利な、ロール状に丸められるフレキシブルなシートについて、特許文献３、特許文献４に提案されている。しかし、従来提案されている織物製の通信用シート構造体は、ロール状に丸められるものの、シート剛性が低いために、シワが発生しやすく、通信性能が低下するといった問題があった。特に、自宅内の壁面や床面に設置する場合、表面硬度が高く、シワの発生しにくいシート構造体である必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７４４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１９９７９号公報
【特許文献３】特願２００８−５７７８９号公報
【特許文献４】特願２００８−１４６８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、導電性を有する平面、曲面上に設置して、効率よく情報伝送、電力伝送を行うことができ、ロール状に丸めた場合でもシワが発生しにくく、ロール状に巻取り保管、運搬などをした後使用しても、また曲面といった複雑な形状の面に設置して使用しても、安定した通信性能を発揮する通信用シート構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、次の通信用シート構造体により解決することを見出した。
かくして、本発明によれば、導電性を有する平面または曲面上に設置し、電磁波を伝播することによって通信を行う通信用シート構造体であって、該通信用シート構造体が平面状の基材からなり、該基材の一方の面には導電体が存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材が、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０〜１５．０であり、かつ曲げ反発率が２０〜９０％である弾性シートからなることを特徴とする通信用シート構造体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の通信用シート構造体を用いることで、効率よく情報伝送、電力伝送を行うこと
ができ、平面上に限らず、曲面上にも容易に設置することが可能で、机上や商品棚の天板上、床面等設置したい場所に設置しても滑りにくく、使用時の安定性がよいため、オフィスやホームでの使用にとどまらず、生産工場のラインレールや乗り物内、医療現場等、様々な場所での使用が可能となり、各場所での配線の簡略化に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図２】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図３】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図４】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図５】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図６】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図７】本発明の他の実施態様で、通信用シート構造体の導電体の正面図である。
【図８】本発明の通信性能評価方法をするための通信用シート構造体上層の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の通信用シート構造体は、導電性を有する平面または曲面上に設置し、電磁波を伝播することによって通信を行う通信用シート構造体であり、平面状の基材から構成される。
【００１０】
本発明の通信用シート構造体においては、基材の一方の面に導電体が存在する部分と存在しない部分を有していること、基材が、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０〜１５．０であり、かつ曲げ反発率が２０〜９０％である弾性シートからなることが肝要である。
【００１１】
上記基材は、二次元で通信を行うため、シート媒体内に電磁波を閉じ込める必要がある。したがって、該基材は、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚでの比誘電率が１．０から１５である必要があり、好ましくは１．０から５．０、より好ましくは１．０から３．０である平面状の基材であることが望ましい。上記特性をもつ基材を用いることで、通信用シート構造体は、シート内に伝播する電磁波の減衰を少なくすることができ、きわめて優れた二次元通信性能を発揮する。
【００１２】
本発明においては、基材は、平面に限らず曲面でも設置できるようにするため、弾性シートの曲げ反発率が２０〜９０％であることが好ましく、３０〜９０％であることがより好ましい。曲げ反発率が２０％未満の弾性シートを用いた場合、ロール状にすると通信用シート構造体の伸縮に追従できず、内径側にシワが発生する。曲げ反発率が９０％を超えると弾性シートを用いた場合、通信用シート構造体とした時の剛性が得られず、耐荷重性が悪くなる。また、ロール状に巻取り保管、運搬などをした後の使用した場合、また、曲面といった複雑な形状の面に設置して使用した場合、安定した通信性能を得ることが難しくなる。
【００１３】
以上の要件を満たす基材としては、エラスティックな性質を持つ基材であることが好ましい。例えば、合成ゴムシート、エラストマー繊維構造体などが挙げられる。合成ゴムシートとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムを例示することができる。特に、通信性能を考慮すると、シリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴムが望ましい。
【００１４】
また、基材の一方の面には、導電体が存在する部分と存在しない部分がある必要があり、特に該導電体が存在する部分が、導電体が存在しない部分を囲繞していることが好ましい。このような形状を有する導電体が基材の一方の面に存在することにより、導電体が存在しない部分から電磁波がシート外部に漏れ、該通信用シート構造体に近接した外部の通信機器が電磁波を受信させることができる。
【００１５】
導電体の電気抵抗値は、５Ω／□以下であることが好ましく、０．０００１Ω／□から１Ω／□であることがより好ましい。導電体の電気抵抗値を、５Ω／□以下とすることにより、シート内を伝播する電磁波の減衰をより小さく抑えることができ、良好な二次元での通信を行うことができる。このため、導電体としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレスを含んだ素材を使用することが好ましい。
【００１６】
基材の一方の面に上記のような導電体を形成する手法としては、導電体をプリント、めっき、蒸着、ラミネートすれば良い。特に銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属を含んだものをめっきもしくはラミネートすれば、導電体の金属膜を厚く作製することができる。
【００１７】
上記のような導電体が存在する部分と存在しない部分がある形態、特に該導電体が存在する部分が、導電体が存在しない部分を囲繞している形態としては、通信性能や加工性を考えた場合、図１から図７に示す形態を好ましく例示することができ、中でも図１に示すような格子状の形態が好ましい。導電体の形状が、図１、および、図３から図７のような線状である場合、線幅が０．５ｍｍから１．５ｍｍであることが好ましい。また、図１に示すような格子状である場合は、格子線間隔が３ｍｍから１０ｍｍであることが特に好ましい。本発明においては、少なくとも一部に、該導電体が存在する部分が、導電体が存在しない部分を囲繞していればよく、例えば図１に示すようにシートの端部等において、該導電体が存在する部分が、導電体が存在しない部分を囲繞していない部分があってもよい。
【００１８】
また、導電体の厚みは、通信用シート構造体を伝播する電磁波の周波数に対応する導電体表皮深さよりも厚いことが好ましく、これにより電磁波を通信シート構造体内に閉じ込めやすくなる。導電体の厚みは、好ましくは０．０００１μｍから５０μｍであり、より好ましくは１μｍから２５μｍである。
【００１９】
本発明においては、通信用シート構造体の耐久性を向上させるため、一方の面において、導電体及び基材が、保護層によって覆われていることが好ましい。
保護層の素材は、樹脂、シート、フィルム、織物、編物、不織布などが挙げられる。使用時の耐荷重性や平滑性を考慮すると、樹脂やフィルムが好ましい。該樹脂やフィルムの構成する樹脂としては、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）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）を例示することができる。この保護層の厚みは、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍ程度である。
【００２０】
このように、保護層を設ける場合は、前述したように、基材に直接導電体を、形成し、さらに保護層をその上から被覆してもよいが、基材と接合する面に導電体が形成された保護層と、基材とを接合して成形してもよい。
【００２１】
また、かかる接合方法は、接着や融着により行い、点状に接合する方法、ストライプ状に接合する方法、又は、面状に接合する方法を例示できる。接着による接合する場合、接着剤としては、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、合成ゴム系接着剤、天然ゴム系接着剤などが利用できる。また、ポリエステル系ホットメルト接着剤やポリアミド系ホットメルト接着剤を用いて、熱ラミネートを行う方法も採用することができる。
【００２２】
本発明の通信シートにおいては、導電体が設けられた基材の一方の面とは反対の面に、導電体を９０％以上に亘り設けてもよい。すなわち、該通信用シート構造体が平面状の基材からなり、該基材の一方の面には導電体が存在する部分と存在しない部分を有しており、他方の面には、導電体が９０％以上に亘り存在している通信用シート構造体ととしてもよい。上記のように、基材の他方の面に導電体が存在する通信用シート構造体とした場合は、これを、導電性を有する平面または曲面上に設置して使用する必要はない。上記通信用シート構造体においては、基材の他方の面に、９５％以上に亘り導電体が存在していることが好ましく、該面が導電体で全面、すなわち１００％覆れていてもよい。
【００２３】
上記の基材の他方の面に存在する導電体の電気抵抗値としては、好ましくは５Ω／□以下、より好ましくは０．００１Ω／□から３Ω／□であればよい。ここで、電気抵抗値を１Ω／□以下とし、通信用シート構造体製造時の加工性を考えた場合、上記導電体として、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、ニッケルを含んだ素材を使用することが好ましい。
【００２４】
樹脂層に上記のような導電性能を付与する手法としては、導電性を有する素材をプリント、めっき、蒸着、ラミネートすれば良い。特に銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属を含んだものをめっきもしくはラミネートすれば、金属膜を厚く作製することができるため良い。
なお、基材の他方の面に設けた導電体の厚みは、通常、好ましくは０．００００１μｍから５０μｍ、より好ましくは１μｍから２５μｍである。
【００２５】
本発明において、基材の他方の面に導電体を設けない通信用シート構造体の場合は、該通信用シート構造体を、金属体等の導電性を有する物体の表面に設置して用いてもよいし、導電性を有するシートを別に用意し、その上に積層して用いてもよい。この場合は、通信シート構造体をより薄くすることが可能となり、ロール状に巻取り保管、運搬などをするのが容易となる。一方、基材の他方の面に導電体を設けた通信用シート構造体の場合は、該通信用シート構造体を、金属体等の上に設置するこなく使用することが可能となる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例より本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例、比較例中の物性は下記の方法で測定した。
【００２７】
（１）比誘電率：
空洞共振器摂動法により、比誘電率を求めた。具体的には測定試料を１．５ｍｍ×１．５ｍｍ×８０ｍｍサイズにサンプルを準備した。次に、関東電子応用開発社製空洞共振器摂動法複素誘電率評価装置に挿入後、アジレント社製ネットワークアナライザーを用いて、測定試料の共振特性を測定した。挿入前後の共振特性を比較し、比誘電率を求めた。
【００２８】
（２）曲げ反発率：
ＪＩＳＬ１０９６  ８．２０．３  ループ圧縮法に基づき、曲げ反発率を求めた。具体的には、５ｃｍ×２ｃｍの試験片を５枚採取し、ループ反発率を５回測定し、その平均値を曲げ反発率とした。
【００２９】
（３）空隙率：
空隙率は、樹脂体積に対する気泡体積の割合で、樹脂厚みと面積から体積を求め、重量を測定し、次式を用いて算出した。
空隙率（％）＝［１−（Ｍ／Ｄ）／Ｖ］×１００
Ｍ・・・樹脂重量（ｇ）
Ｄ・・・樹脂密度（ｇ/ｃｍ３）
Ｖ・・・樹脂体積（ｃｍ３）
【００３０】
（４）通信性能評価判定：
図３に示したように、通信用シート構造体上に置かれた２つの近接コネクターを距離ｒだけ離して配置し、アジレント社製、ネットワークアナライザーを用いて、２．４５ＧＨｚにおける透過係数Ｘを計測する。ここで、近接コネクターの距離は、１ｃｍ間隔とし１０ｃｍから８０ｃｍまで計測を行った。また、使用した近接コネクターは、通信用シート構造体で２．４５ＧＨｚにピークを持つものを使用した。計測した透過係数Ｘの平均値（Ｘａｖ.）を計測した。透過係数Ｘの平均値（Ｘａｖ.）が−３０以上のものを良好、−３０以下のものを不良とした。ロール状に巻く前と巻いた後の通信シート構造体について、測定を行った。
【００３１】
（５）シート構造体曲げ評価判定：
シート構造体を直径１５ｃｍに丸め、内径側に発生したシワの数を観察する。シワが発生していないものを良好、シワが１つ以上発生しているものを不良とした。
【００３２】
［実施例１］
保護層及び導電体として、２５０μｍのＰＥＴフィルムに９μｍのアルミニウム箔をラミネートした後、格子状にエッチング処理したアルミ箔ラミネートフィルムを得た。導電体の格子形状は、縦横方向いずれも、線幅が１ｍｍ、線間隔が７ｍｍとした。基材には、厚さ１．５ｍｍの表１に示すフッ素ゴム（下関パッキング社フッ素ゴム板）を用いた。基材の片面にはアクリル系粘着剤を付着量が各面１０ｇ／ｍ２となるようにテーブルコーターにて塗付した。その後、保護層と導電体を併せた層と基材をカレンダー加工機にて接着させ、通信用シート構造体を作製した。接着させる際は、アルミ面を接着させるようにした。別シートとして、格子状にエッチング処理をしなかった以外は上記と同様にして２５０μｍのＰＥＴフィルムに９μｍのアルミニウム箔をラミネートしたアルミ箔ラミネートＰＥＴフィルムを作成し、この上に得られた通信用シート構造体を積層した。結果を表１に示す。
【００３３】
［実施例２］
基材をフッ素ゴムの代えて、表１に示すＣＲゴム（下関パッキング社ＣＲスポンジ）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３４】
［実施例３］
基材をフッ素ゴムに代えて、表１に示すシリコーンゴム（下関パッキング社シリコーンスポンジ）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例１］
基材をフッ素ゴムに代えて、表１に示すＰＴＦＥ板（下関パッキング社ＰＴＦＥ板）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例２］
基材をフッ素ゴムに代えて、表１に示すフッ素ゴム板（下関パッキング社フッ素スポンジ標準ＦＲ−３５０）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３７】
［比較例３］
基材をフッ素ゴムに代えて、表１に示すＣＲ板（下関パッキング社ＣＲ板）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３８】
［比較例４］
基材をフッ素ゴムに代えて、表１に示す発泡ＰＰ板（古河電工株式会社製エフセルＣＰ３０２０）を用いた以外は、実施例と同様に通信用シート構造体を作製した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の通信用シート構造体は、周波数が８００ＭＨｚから１０ＧＨｚの周波数帯で、二次元での通信が可能であり、オフィス内の会議室や自室における事務机の天板上に設置して使用することがもちろんのこと、商品棚の上に設置し商品管理、物流管理に利用したり、壁面もしくは床面に設置しセンサーシートとして利用したりすることができる。
【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８】
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