(57)【要約】【課題】導電層の平面、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、使用中の安定性が良好である通信用シート構造体及びその製造方法を提供する。【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、該基材の他方の面には９０％以上に亘って導電体Ｂが存在し、さらに導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に０．１〜１０μｍの保護層を有している通信用フレキシブルシート構造体とする。また、基材の一方の面には導電体Ａを、他方の面には導電体Ｂをそれぞれラミネートし、次に、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に樹脂からなるレジスト剤を０．１〜１０μｍの厚さでそれぞれ印刷し、さらに、導電体Ａをラミネートした面において、導電体Ａの一部をエッチング加工により除去し、該面に導電体Ａが存在する部分と存在しない部分を成形する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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Ａが存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材の他方の面には９０％以上に亘って導電体Ｂが存在し、さらに導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に０．１〜１０μｍの樹脂からなる保護層を有していることを特徴とする通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項２】
導電体Ａ及び導電体Ｂの表面の保護層がエポキシ系レジスト剤である請求項１記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項３】
基材の、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０から１５．０である請求項１記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項４】
基材がポリエステルまたはポリオレフィンからなる請求項１記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項５】
基材が多孔質である請求項４記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項６】
基材がエラストマー樹脂からなる請求項１記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項７】
導電体Ａおよび導電体Ｂの電気抵抗値が５Ω／□以下である、請求項１記載の通信用フレキシブルシート構造体。
【請求項８】
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の製造方法であって、基材の一方の面には導電体Ａを、他方の面には導電体Ｂをそれぞれラミネートし、次に、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に樹脂からなるレジスト剤を０．１〜１０μｍの厚さでそれぞれ印刷し、さらに、導電体Ａをラミネートした面において、導電体Ａの一部をエッチング加工により除去し、該面に導電体Ａが存在する部分と存在しない部分を成形することを特徴とする通信用フレキシブルシート構造体の製造方法。
【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用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及びその製造方法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、特許文献２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、ロール状に丸めることはできるものの、シワが発生しやすく、通信性能が低下しやすいといった問題があった。このため、長尺のシート構造体としてこれを丸めて運搬し、自宅内の壁面や床面に設置しても、上記問題を生じないシート構造体が求められている。
【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、導電層の平面、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、従来の問題点を解消し、ロール状に丸めた場合でもシワが発生しにくく、使用中の安定性が良好である通信用シート構造体及びその製造方法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及びその製造方法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、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Ａが存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材の他方の面には９０％以上に亘って導電体Ｂが存在し、さらに導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に０．１〜１０μｍの樹脂からなる保護層を有していることを特徴とする通信用フレキシブルシート構造体が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、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の製造方法であって、基材の一方の面には導電体Ａを、他方の面には導電体Ｂをそれぞれラミネートし、次に、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に樹脂からなるレジスト剤を０．１〜１０μｍの厚さでそれぞれ印刷し、さらに、導電体Ａをラミネートした面において、導電体Ａの一部をエッチング加工により除去し、該面に導電体Ａが存在する部分と存在しない部分を成形することを特徴とする通信用フレキシブルシートの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の通信用フレキシブル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あるため、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。また、本発明の通信用フレキシブルシート構造体は、１００ｍ以上の長尺タイプでも、ロール状に巻いて運搬することができるため、建築物の壁面や床面といった大面積な箇所に施工する際に現場で必要な長さや形状に加工し、容易に設置することが可能であり、オフィスネットワークやホームネットワークの構築に役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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Ａの正面図であり、また、通信性能評価方法を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の通信用フレキシブルシート構造体（以下、通信用シート構造体またはシート構造体と称することがある）は、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、平面状の基材からなり、基材の一方の面には導電体Ａが存在する部分と存在しない部分を有しており、該基材の他方の面には９０％以上に亘って導電体Ｂが存在するシート構造を有している。二次元で通信を行うには、このシート構成にて、シート媒体に電磁波を閉じ込める必要がある。
【００１１】
本発明においては、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に０．１〜１０μｍ、好ましくは０．５〜５μｍ、より好ましくは０．５〜１．５μｍの樹脂からなる保護層を有していることが肝要である。上記厚みの保護層を有することで、導電体Ａ及び導電体Ｂの腐食を防止し、耐摩耗性や耐衝撃性、耐熱性、耐薬品性といった耐久性を付与することができる。しかも、保護層が薄いことで、導電体Ａと外部接続機器との間から漏出する電磁波を最大限に抑制することができる。また、シートを丸めても、シワが発生しないため、長尺なシートを成形しロール状に巻いて運搬することが可能であり、運搬後も通信性能が全く低下しないといった優れた特性をも有している。さらに本発明者らは、後述するように導電体Ａ及びＢに薄く樹脂のレジスト剤を印刷したのち、導電体Ａの一部をエッチング加工により除去することで、導電体Ａ及び導電剤Ｂの表面のみに上記の適度に薄い保護層を形成できること見出し、本発明に到達したものである。
【００１２】
したがって、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面の保護層が１０μｍよりも厚いと、導電体Ａと外部接続機器との間から漏出する電磁波が大きくなり、通信性能低下の原因となる。また、通信用シート構造体を丸めたとき、シワが発生し易くなる。一方、上記保護層の厚みが０．１μｍよりも薄いと、保護層としての役割を果たすことができず、導電体Ａ及び導電体Ｂが摩耗しやすくなり耐久性が低くなる。
【００１３】
導電体Ａ及び導電体Ｂの表面の保護層としては、アクリル系レジスト剤、エポキシ系レジスト剤、ポリエステル系レジスト剤、メラミン系レジスト剤、塩化ビニル系レジスト剤などを使用することが好ましい。特に、通信性能や耐摩耗性、耐衝撃性の点から、エポキシ系レジスト剤を使用することが好ましい。
【００１４】
導電体Ａ及び導電体Ｂの表面の保護層に使用するレジスト剤の中には、意匠性を付与するための顔料や、基材への濡れ性を向上させるためのレベリング剤、スリップ剤や硬化剤などを含有させてもよい。
【００１５】
上記基材は、二次元で通信を行うため、シート媒体内にうまく電磁波を閉じ込め、効率よく電磁波を伝送させる必要がある。従って、該基材は、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚでの比誘電率が１．０から１５であることが望ましく、より好ましくは１．０〜５．０、さらに好ましくは１．０〜３．０である。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。
【００１６】
上記の比誘電率を満足する素材としては、オレフィン樹脂（ＴＰＯ）やスチレン樹脂（ＳＢＣ）、塩ビ樹脂（ＴＰＶＣ）、ウレタン樹脂（ＰＵ）、エステル樹脂（ＴＰＥ）、アミド樹脂（ＴＰＡＥ）、フッ素化樹脂（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。中でも、比誘電率や加工性を考慮し、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）といったポリオレフィン、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）といったポリエステル、ポリイミド（ＰＩ）が好ましく、特にポリエステル、ポリオレフィンが好ましい。
【００１７】
また、上記基材としては、多孔質であることが好ましく、例えば、発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンなどが挙げられる。該基材が多孔質素材であることにより、基材の空隙率が上がり、安定した通信性能を得ることができる。多孔質な素材であれば、連続発泡でも独立発泡でも構わない。また、上記の多孔質の基材の空隙率は、５０〜９０％であることが好ましい。
【００１８】
また、基材はエラスティックな性質を持つ基材であってもよい。かかる性質を持つ基材としては、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。エラストマー繊維構造体としては、エラストマー繊維を使用した織物や編物、不織布などが挙げられるが、空隙率の高い不織布が好ましい。中でも、０．１〜２０μｍのエラストマー繊維を使用することが好ましい。エラスティックな性質を持つ合成ゴムシートやエラストマー繊維構造体を使用した通信用フレキシブルシート構造体は、通常の樹脂シート等を使用した通信用フレキシブルシート構造体に比べて柔軟性や屈曲疲労性に優れ、収納時や運搬時に、繰り返し折り曲げたり丸めたりすることができる。
【００１９】
導電体Ａの電気抵抗値は、５Ω／□以下であることが好ましく、０．０００１〜１Ω／□であることがより好ましい。導電体Ａ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Ａ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。
【００２０】
基材の一方の面に上記のような導電体Ａを形成する手法としては、導電体Ａ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Ａの金属膜を厚く作製することができる。
【００２１】
また、導電体Ａ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用シート構造体内に閉じ込めやすくなる。導電体Ａの厚みは、好ましくは０．０００１〜５０μｍであり、より好ましくは１〜２５μｍである。
【００２２】
以上に説明した、本発明の通信用シート構造体は、次の方法により得ることができる。すなわち、基材の一方の面には導電体Ａを、他方の面には導電体Ｂをそれぞれラミネートし、次に、導電体Ａ及び導電体Ｂの表面に樹脂からなるレジスト剤を０．１〜１０μｍの厚さでそれぞれ印刷し、さらに、導電体Ａをラミネートした面において、導電体Ａの一部をエッチング加工により除去し、該面に導電体Ａが存在する部分と存在しない部分を成形することにより製造することができる。この際、導電体Ａの面において、エッチング加工で導電体Ａを残す部分のみに、レジスト剤を印刷し、その後エッチング加工を行うことで、所望の形状に導電体Ａを残し、それ以外の部分の導電体Ａを除去することができる。
【実施例】
【００２３】
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。
【００２４】
（１）基材の比誘電率
空洞共振器摂動法により、基材の比誘電率を求めた。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。
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。
【００２５】
（２）導電体の電気抵抗値
三菱化学製「ロレスタＭＰ  ＭＣＰ−Ｔ３５０」を用いて、導電体Ａ及び導電体Ｂの電気抵抗値を測定した。なお、実施例では、導電体Ａ及び導電体Ｂとして同じものを用いたため、導電抵抗値は同じである。
【００２６】
（３）基材の空隙率
基材の空隙率は、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）
【００２７】
（４）通信性能評価
図１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用シート構造体について、測定を行った。
【００２８】
（５）シート構造体の曲げ評価
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〇、シワが若干発生しているものを△、シワが多数発生しているものを×とした。
【００２９】
（６）シート構造体の屈曲耐久性評価
屈曲疲労試験機（帝人製）を用いて、３０回屈曲変形させた後の、状態変化を観察した。３０回屈曲変形させた後の折シワを目視にて判定し、シワが確認できず屈曲変形前の状態と同様であれば〇とし、シワや塗装はがれが確認でき、屈曲変形前の状態と明らかに異なっていれば×とした。
【００３０】
［実施例１］
基材として、厚さ２５０μｍの表１に示すポリエステルフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンフィルムＳＬ、以下同じ）を用い、その両面に、導電体Ａ及び導電体Ｂとして９μｍのアルミニウム箔を全面にラミネートした。さらに、エポキシ系レジスト剤（ＤＩＣ株式会社製クレゾールノボラック型Ｎ−６８０）を、導電体Ａとなる一方の面には塗工厚０．５μｍになるよう格子状にグラビア印刷を行い、導電体Ｂとなる他方の面には塗工厚０．５μｍになるよう全面一面にグラビア印刷を行った。その後、導電体Ａとなる面をエッチング処理し、格子状にアルミ箔が残った通信用シート構造体を作製した。この際、エポキシ系レジスト剤は導電体Ａから剥離せず、保護層として残った。導電体Ａの格子形状は、線幅が１ｍｍ、線間隔が７ｍｍとした。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２］
基材をポリエステルフィルムに代えて、表１に示すポリエチレン板（下関パッキング社製軟質ポリエチレン樹脂板）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。
【００３２】
［実施例３］
基材をポリエステルフィルムに代えて、表１に示す発泡ポリプロピレン（古河電工社製エフセル）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。
【００３３】
［実施例４］
基材をポリエステルフィルムに代えて、表１に示す発泡ポリエチレン（積水化成品工業社製ライトロン）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】
［比較例１］
レジスト剤の塗工厚を０．５μｍに代えて０．０５μｍとした以外は、実施例１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２］
レジスト剤の塗工厚を０．５μｍに代えて１５μｍとした以外は、実施例１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３］
保護層として２５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンフィルムＳＬ）を用い、これに９μｍのアルミ箔をラミネートし、導電体Ａを格子状にエッチングし、これを上層とした。基材には厚さ２ｍｍの発泡ポリプロピレンシート（古河電工社製エフセル）を用い、これを中層とした。また、導電体Ｂとして９μｍのアルミ箔をラミネートした２５０μｍのＰＥＴフィルムを使用し、これを下層とした。上層の格子形状は、線幅が０．６ｍｍ、線間隔が１０ｍｍである。
さらに、中層の両面にアクリル系粘着剤（大日本インキ化学工業製「クイックマスターＳＰＳ−９４５Ｔ」）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布した。その後、上層と中層をカレンダー加工機にて接着させ、最後に下層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。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2011066600.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３８】
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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