(57)【要約】【課題】高価な設備や専門技術を必要としない安価で簡易に製造が可能なシート状荷重センサを実現する。【解決手段】シート面に垂直な穴を有する配向性多孔質基材を、カーボンなどの導電性素材を水や有機溶剤に分散させたペーストに含侵させ、超音波で加振して穴の内壁に導電性素材を付着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重の変化で抵抗値が変わるシート状荷重センサにおいて、シート面に垂直な穴を有する配向性多孔質基材に対し、前記穴の内壁に導電性素材を付着させたことを特徴とするシート状荷重センサ。
【請求項２】
前記導電性素材がカーボンであることを特徴とする請求項１に記載のシート状荷重センサ。
【請求項３】
前記配向性多孔質基材を、前記導電性素材を分散して含有する水または有機溶媒に含侵させ、超音波で加振して前記穴の内壁に前記導電性素材を付着させることを特徴とする前記シート状荷重センサの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、荷重の変化で抵抗値が変わるシート状荷重センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】簡易に使えるシート状荷重センサとして荷重の変化で抵抗値が変わる導電ゴムがある。【０００３】  しかし、導電ゴムの製造には、カーボンを含めた種々の配合剤を配合する配合工程、原料ゴムと配合剤を混合、圧延、押し出しを行う加工工程、加工された材料を金型に入れ、プレスして熱を加える加硫工程などがあり、種々の設備と多くの専門技術を必要とする。【０００４】  また、近年、カーボン粒子を水や様々な有機溶剤に分散させたカーボンペーストをフィルムに塗布または印刷した導電シートがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、シート面に垂直な穴を有する配向性多孔質基材を導電性素材が水や有機溶剤に分散されたペーストに含侵させ、穴の内壁に導電性素材を付着させることにより、高価な設備と多くの専門技術を必要としない、荷重の変化で抵抗値が変化するシート状荷重センサを提供するものである。【０００６】  また、配向性多孔質基材をペーストに含侵させてペースト中の導電性素材を穴の内壁に付着させるには、配向性多孔質基材の穴の径が小さい（例えば数ミクロン〜数十ミクロン）ため、ペーストの表面張力で、導電性素材を穴に侵入させてその内壁に付着させることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明のシート状荷重センサは、シート面に垂直な穴を有する配向性多孔質基材の、穴の内壁に導電性素材が付着していることを特徴とする。【０００８】  また、本発明は、シート面に垂直な穴を有する前記配向性多孔質基材を、前記導電性素材を水や有機溶剤に分散させたペーストに含侵させると共に、超音波で加振することにより、前記導電性素材を前記穴の内壁に付着させるシート状荷重センサの製造法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】  本発明は、従来、荷重センサに活用された導電ゴム等の製造に必要な種々の高価な設備や技術を必要としない、安価で簡易に製造が可能なシート状荷重センサとその製造法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】  本発明によるシート状荷重センサの概念図である。
【図２】  本発明の実施方法を示した説明図である。
【図３】  本発明の実施例におけるシート状荷重センサの顕微鏡写真である。
【図４】  本発明の実施例における荷重−抵抗特性の計測図である。
【図５】  本発明の実施例で計測した荷重−抵抗特性のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明は、安価で簡易に製造が可能なシート状荷重センサを提供する。
【実施例１】
【００１２】  図１は、本発明によるシート状荷重センサの概念図であり、配向性多孔質基材におけるシート面に垂直な穴の内壁に付着した導電性素材を示している。【００１３】  図２は、シート状荷重センサを作成する装置の断面図であり、（イ）は、配向性多孔質基材を、水または有機溶剤に導電性素材を分散させたペーストに含侵させて、配向性多孔質基材の穴の内壁に導電性素材を付着させる装置の断面図を示す。【００１４】  （ロ）は本発明による装置の１実施例の断面図を示す。１〜３は（イ）と同様で１は配向性多孔質基材、２は導電性素材を水や有機溶媒に分散させたペースト、３は容器、４は超音波振動子である。【００１５】  図３（ａ）は、本実施例で使用した配向性多孔質基材（日東電工多孔質フィルム、サンマップＬＣ、平均孔径１７μｍ）表面の顕微鏡写真（×５００）を示す。【００１６】  （ｂ）は、（ａ）と同一の配向性多孔質基材を、図２（イ）に示した装置で、導電性素材のカーボンを水に分散させたペースト（イーエムジャパンＧ７７１０×３倍希釈）（以下カーボンペーストという）に含侵し、１５分間手で加振した後カーボンペーストから取り出して約６０℃で３分間加圧して乾燥した基材表面の顕微鏡写真（×５００）を示す。【００１７】  また（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）と同一の配向性多孔質基材を、図２（ロ）に示した装置でカーボンペーストに含侵し、１５分間超音波振動子（シチズン製超音波洗浄器ＳＷ５８００）で加振した後カーボンペーストから取り出して約６０℃で３分間加圧して乾燥した基材表面の顕微鏡写真（×５００）を示す。【００１８】  素材である配向性多孔質基材の顕微鏡写真（ａ）に対して、（ｂ）は違いが明らかでないのに対し、（ｃ）は違いが明らかであると共に、カーボンが基材の穴を黒く埋めている様子が鮮明である。【００１９】  図４は、本発明で作成したシート状荷重センサの荷重−抵抗特性を測定した計測図である。１はシート状荷重センサ、５は計測ステージ、６は電極、７は荷重計（ＩＭＡＤＡ（ＺＴＡ−５００Ｎ））、８は抵抗−電圧変換回路、９はデータロガー、１０はパソコン、１１は同軸ケーブルを示す。本発明の主体はセンサシートの製造技術にあるので電子、機構系の説明は省略する。【００２０】  図５は、作成したシート状荷重センサの荷重−抵抗特性のグラフである。図４に示す計測図においてデータロガーに入力された荷重計の荷重値を横軸、シート状荷重センサの抵抗値を縦軸に示す。【００２１】  （ハ）は、図２（イ）の装置で作成したシート状荷重センサ（顕微鏡写真  図３（ｂ））の荷重−抵抗特性のグラフであり、（二）は図２（ロ）の装置で作成したシート状荷重センサ（顕微鏡写真  図３（ｃ））の荷重−抵抗特性のグラフである。【００２２】  荷重の増加に対し、（ハ）は抵抗値が安定しないのに対し、（二）は抵抗値が一定の規則に従って変化していることを示している。【００２３】  図３の顕微鏡写真および図５の荷重−抵抗特性のグラフから、配向性多孔質基材の穴の内壁にカーボンを付着させて作成したシート状荷重センサが、荷重センサとして有効であると共に、配向性多孔質基材をカーボンペーストに含侵し、超音波で加振することが、シート状荷重センサの製造法とし���有効であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】  穴の内壁にカーボンなどの導電性素材を付着させた配向性多孔質基材がシート状荷重センサとして有効であると共に、配向性多孔質基材と、カーボンペーストなどの導電性素材を水や有機溶剤に分散させたペーストを使って、安価で簡易にシート状荷重センサの製造を可能にする。
【符号の説明】
【００２５】  １    配向性多孔質基材
２    水または有機溶剤に導電性素材を分散させたペースト
３    容器
４    超音波振動子
５    計測ステージ
６    電極
７    荷重計
８    抵抗−電圧変換回路
９    データロガー
１０  パソコン
１１  同軸ケーブル
【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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