(57)【要約】【課題】曲面や凹凸面への貼着に対応可能であって、圧力の検出信号として得られる電気抵抗値の再現性が良好であり、誤動作や誤検知を生じにくい感圧センサ用導電部材、及びこれを用いた感圧センサを提供する。【解決手段】導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサに用いられる感圧センサ用導電部材において、エラストマーを基材とし、該基材上に形成された第一のエラストマー層と、該第一のエラストマー層上に形成された第二のエラストマー層とを備え、前記基材の体積抵抗率をＲ０、前記第一のエラストマー層の体積抵抗率をＲ１、前記第二のエラストマー層の体積抵抗率をＲ２としたとき、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とする感圧センサ用導電部材。この感圧センサ用導電部材を備えた感圧センサ。前記感圧センサ用導電部材の一対を、前記第二のエラストマー層が相互に向かい合うように配置してなる感圧センサ。【選択図】図１
2015059900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導通抵抗値の変化を検出することによって圧力を感知する感圧センサに用いられる感圧センサ用導電部材において、エラストマーを基材とし、該基材上に形成された第一のエラストマー層と、該第一のエラストマー層上に形成された第二のエラストマー層とを備え、前記基材の体積抵抗率をＲ０、前記第一のエラストマー層の体積抵抗率をＲ１、前記第二のエラストマー層の体積抵抗率をＲ２としたとき、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とする感圧センサ用導電部材。
【請求項２】
前記基材の体積抵抗率Ｒ０が１．０×１０８Ω・ｃｍ以上であり、前記第一のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ１が１．０×１０−２Ω・ｃｍ以上、１．０×１０３Ω・ｃｍ未満であり、前記第二のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ２が１．０×１０３Ω・ｃｍ以上、１．０×１０６Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の感圧センサ用導電部材。
【請求項３】
前記感圧センサ用導電部材の弾性率が０．５ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の感圧センサ用導電部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの１項に記載の感圧センサ用導電部材を備えることを特徴とする感圧センサ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの１項に記載の感圧センサ用導電部材の一対を、前記第二のエラストマー層が相互に向かい合うように配置してなる感圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサに用いられる感圧センサ用導電部材に関する。また、この感圧センサ用導電部材を用いた感圧センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柔軟性のある感圧センサとしては、エラストマー中に導電性粒子を分散させた導電部材を用い、圧力変化に応じた導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサが知られている。例えば、櫛型電極等の検出電極を形成した平面基板上に、前記導電部材を対向配置させたものがある。この種の感圧センサの場合、センサ素子である導電部材は柔軟性に富むが、電極を形成する基板としてはガラスエポキシ基板のように柔軟性のないリジッド基板が用いられている。このため、導電部材が平坦な面上に貼着されて配置された場合は、圧力の計測を適正に行うことができるものの、導電部材を曲面や凹凸面の上に貼着して配置することは容易ではないので、用途は平面上での測定に限られている。
【０００３】
これを解決する手段としては、可撓性のあるフィルムを基材とし、この基材の表面に電極となる導電性インク層を印刷した導電部材を２つ用いて、その導電性インク層同士を対向配置させたフィルム状感圧センサがある。この種の感圧センサは、圧力の変化に応じた導電性インク層同士の接触面積の変化に伴う導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知するものである。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ポリエチレン−２，６−ナフタレートのフィルムからなるプラスチックフィルムを基材とし、この基材の表面に導電性インク組成物の電極層と、エポキシ樹脂を主成分とする半導電性感圧インク層を形成したフィルム状感圧センサが記載されている。このようなフィルム状感圧センサは可撓性を有するため、曲面上への貼着が可能である。
【０００５】
また、その他の方法としては、誘電体および電極に柔軟性を有する材料を用いた静電容量型センサがある。例えば特許文献２には、エラストマー製の誘電体層とエラストマーに特定の配合量の導電性フィラーを配合した電極からなる伸縮柔軟性を有する静電容量型センサが報告されている。このような感圧センサは、構成部材がエラストマーである為、柔軟性に富み、曲面や凹凸面への貼着等に対応可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３０１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４３８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたフィルム状感圧センサは、基板が樹脂フィルムである為、可撓性を有するものの、柔軟性が十分でない場合がある。そのため、圧力の変化に応じた導電性インク層同士の当接状態にばらつきを生じる場合があり、検出信号として得られる電気抵抗値の再現性が良好でなく、圧力の計測が適正にできない場合がある。
【０００８】
これに対し、特許文献２に開示された感圧センサは、センサ全体がエラストマーで構成されているため、柔軟性が良好である。しかしながら、静電容量変化で圧力を検知するセンサであるため、使用環境によっては静電ノイズの影響を受け易く、誤動作や誤検知する場合がある。
【０００９】
本発明の目的は、曲面や凹凸面への貼着に対応可能であって、圧力の検出信号として得られる電気抵抗値の再現性が良好であり、誤動作や誤検知を生じにくい感圧センサ用導電部材、及びこれを用いた感圧センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の感圧センサ用導電部材は、導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサに用いられる感圧センサ用導電部材において、エラストマーを基材とし、該基材上に形成された第一のエラストマー層と、該第一のエラストマー層上に形成された第二のエラストマー層とを備え、前記基材の体積抵抗率をＲ０、前記第一のエラストマー層の体積抵抗率をＲ１、前記第二のエラストマー層の体積抵抗率をＲ２としたとき、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とする感圧センサ用導電部材である。
【００１１】
また本発明の感圧センサは、前記感圧センサ用導電部材を備えることを特徴とする感圧センサである。
【００１２】
更に本発明の感圧センサは、前記感圧センサ用導電部材の一対を、前記第二のエラストマー層が相互に向かい合うように配置してなる感圧センサである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の感圧センサ用導電部材は、曲面や凹凸面への貼着が可能であって、繰り返し圧力に対し、検出信号である電気抵抗値の再現性に優れている。また、本発明の感圧センサは、圧力の変化に応じた導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサである為に、静電ノイズの影響による誤検知及び誤動作が生じにくいという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の感圧センサ用導電部材の一例を表す断面図である。
【図２】本発明の感圧センサの一例を表す断面図である。
【図３】本発明の感圧センサの他の一例を表す断面図である。
【図４】圧力−電気抵抗特性を測定するための負荷・除荷試験を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜感圧センサ用導電部材＞
本発明の感圧センサ用導電部材は、導通抵抗値の変化を検出することによって、圧力を感知する感圧センサに用いられる感圧センサ用導電部材において、エラストマーを基材とし、該基材上に形成された第一のエラストマー層と、該第一のエラストマー層上に形成された第二のエラストマー層とを備え、前記基材の体積抵抗率をＲ０、前記第一のエラストマー層の体積抵抗率をＲ１、前記第二のエラストマー層の体積抵抗率をＲ２としたとき、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とする感圧センサ用導電部材である。
【００１６】
図１は、本発明の感圧センサ用導電部材（以下、「導電部材」という場合がある。）の一形態を示すものであり、本実施形態に限定されるものではない。導電部材１は、エラストマー基材２と第一のエラストマー層３と第二のエラストマー層４とを備えている。
【００１７】
図２は、本発明の導電部材１と、エラストマー基材２及び第一のエラストマー層３からなる２層構成の導電部材１０とを組合せた感圧センサである。ただし、前記導電部材１０を構成するエラストマー基材２と第一のエラストマー層３の材料は、それぞれ、本発明の導電部材と同一の材料であってもよく、異なる材料であってもよい。これら２つの導電部材のそれぞれの第一のエラストマー層３を接続する様に、直流電源７及び抵抗体６が配線されている。また、抵抗体６に対して電圧値を読み取るための電圧測定器５が配線されている。
【００１８】
導電部材１に対し圧力Ｐを付加すると、導電部材１の第二のエラストマー層４と対向配置する導電部材１０の第一のエラストマー層３との接触面積が変化する為、導通抵抗値が変化する。したがって、抵抗体６にかかる電圧値を電圧測定器５により読み取り、電気抵抗値に換算することで圧力Ｐを電気抵抗値として検出することが可能である。
【００１９】
図３は、本発明の感圧センサの他の例を図示している。この感圧センサは、本発明の導電部材１の２つを１対とし、第二のエラストマー層４が相互に向かい合うように配置されている。導電部材１のそれぞれの第一のエラストマー層３を接続する様に、直流電源７及び抵抗体６が配線されている。また、抵抗体６に対して電圧値を読み取るための電圧測定器５が配線されている。導電部材１に対し圧力Ｐを付加すると、対向配置された第二のエラストマー層４間の接触面積が変化する為、導通抵抗値が変化する。したがって、抵抗体６にかかる電圧値を電圧測定器５により読み取り、電気抵抗値に換算することで圧力Ｐを電気抵抗値として検出することが可能である。
【００２０】
つまり、本発明の感圧センサ用導電部材において、エラストマー基材上に形成される第一のエラストマー層は、電源接続用配線または出力取出し用配線のいずれかと接続される配線部として機能する。第一のエラストマー層上に形成される第二のエラストマー層は、圧力の作用を電気抵抗値に変換する検出素子として機能する。エラストマー基材は、第一のエラストマー層と第二のエラストマー層を支持する役割を有している。
【００２１】
エラストマー基材の厚みは特に限定はされないが、０．１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。エラストマー基材の厚みが０．１ｍｍ以上の場合、曲面や凹凸面へ貼着して使用した場合においても、裂けや破れが生じ難い。またエラストマー基材の厚みが１０ｍｍ以下の場合、曲面や凹凸面に接して使用する場合でも接地面から浮き難く、より精度よく圧力を検知することが可能である。
【００２２】
第一のエラストマー層、および第二のエラストマー層の厚みは特に限定はされないが、各層の厚みは５μｍ以上、５００μｍ以下が好ましい。層の厚みが５μｍ以上の場合、破断による導通回路の断線を生じ難い。また層の厚みが５００μｍ以下の場合、曲面や凹凸面に接して使用する場合でも、エラストマー基材から第一のエラストマー層、および第二のエラストマー層が剥離したり、あるいは破断することなく安定した電気信号を得ること可能である。
【００２３】
〔エラストマー〕
本発明において、エラストマー基材、第一のエラストマー層、第二のエラストマー層を構成するエラストマーの種類は、特に限定されない。例えば、原材料に加硫剤を混練したのち加熱することで得られる加硫ゴム、原材料に硬化剤を加えたのち加熱することで得られる熱硬化性樹脂エラストマー、熱を加えると軟化して流動性を示し、冷却すればゴム状弾性体に戻る性質を持つ熱可塑性樹脂エラストマーが挙げられる。
【００２４】
加硫ゴムとしては、例えば以下のものが挙げられる。イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキシドコポリマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、天然ゴム、および、これらの組み合わせ。
【００２５】
また、熱硬化性樹脂エラストマーとしてはウレタン樹脂エラストマーやシリコーン樹脂エラストマーが挙げられる。また、熱可塑性樹脂エラストマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。スチレン−ブタジエンブロック共重合体，スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、および塩ビ系熱可塑性エラストマー等。これらのエラストマー成分は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
なかでも、第二のエラストマー層は電極部材等の相手部材と当接して用いられる為、エラストマーとしては、弾性に富み、耐摩耗性の良好なウレタン樹脂エラストマーが好ましい。
【００２７】
エラストマー基材、第一のエラストマー層、第二のエラストマー層を構成するエラストマーの組み合わせとしては、溶解度パラメータ（ＳＰ値）の近いエラストマーの組み合わせを選択することが好ましい。例えば、第一のエラストマー層にウレタン樹脂エラストマー（ＳＰ値 ２０．５ＭＰ1/2）を用いた場合、エラストマー基材及び第二のエラストマー層に用いるエラストマーとしては、ＳＰ値が１７ＭＰ1/2以上２４ＭＰ1/2以下のものが好ましく、例えば以下のものが挙げられる。ウレタン樹脂エラストマー、クロロプレンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フェノール樹脂エラストマー、エポキシ樹脂エラストマー等。このような選択によって、各エラストマー層間の密着性が良好となり、繰り返し使用に対し、良好な再現性が得られる。
【００２８】
また、各エラストマー層間の密着性を高めるその他の方法としては、紫外線照射により濡れ性を高める方法や各層間にプライマーを塗布する方法等が挙げられる。
【００２９】
〔体積抵抗率〕
本発明の感圧センサ用導電部材は、エラストマー基材の体積抵抗率をＲ０、第一のエラストマー層の体積抵抗率をＲ１、第二のエラストマー層の体積抵抗率をＲ２としたとき、各体積抵抗率は、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係式を満たす。
【００３０】
エラストマー基材の体積抵抗率Ｒ０を最も高い値とすることで、配線や電極に金属を使用した際に生じる物質移動現象（マイグレーション現象）による接点の短絡を防ぐことが可能である。なお体積抵抗率Ｒ０は、１．０×１０８Ω・ｃｍ以上が好ましい。体積抵抗率Ｒ０を１．０×１０８Ω・ｃｍ以上とすることで、電気が回路外への流れる現象（リーク現象）を確実に防ぐことが可能である。
【００３１】
第一のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ１は、第二のエラストマー層の体積抵抗率よりも低くすることで、電源接続用配線または出力取出し用配線のいずれかへ接続する配線部として、電気信号を確実に取り出すことが可能である。体積抵抗率Ｒ１は１．０×１０−２Ω・ｃｍ以上、１．０×１０３Ω・ｃｍ未満が好ましい。体積抵抗率Ｒ１が１．０×１０−２Ω・ｃｍ以上、１．０×１０３Ω・ｃｍ未満の場合、配線部として使用した第一エラストマー層の高抵抗化による出力減衰が生じ難く、圧力の変化に応じた導通抵抗値の変化をより精度よく検出することが可能となる。
【００３２】
第二のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ２は、圧力の作用を電気抵抗値の変化として取り出すために、第一のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ１よりも高いことが必要である。体積抵抗率Ｒ２は１．０×１０３Ω・ｃｍ以上、１．０×１０６Ω・ｃｍ未満が好ましい。体積抵抗率Ｒ２が１．０×１０３Ω・ｃｍ以上、１．０×１０６Ω・ｃｍ未満の場合、圧力の変化に対する導通抵抗値の変化量が好適であり、検知精度や分解能が良好となる。
【００３３】
〔弾性率〕
本発明の感圧センサ用導電部材の弾性率は、０．５ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以下が好ましい。弾性率が０．５ＭＰａ未満の場合、感圧センサ用導電部材の柔軟性が高すぎる為、圧力の負荷除荷に対する感圧センサ用導電部材の変形追従性が充分でなく、センサ出力の再現性に劣る場合がある。また、弾性率が３０ＭＰａを超える場合、感圧センサ用導電部材の柔軟性が充分でなく、曲面や凹凸面へ貼着等に対応できない場合がある。
【００３４】
〔導電剤〕
本発明の感圧センサ用導電部材を構成する各エラストマー層を、所望の体積抵抗率に調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、導電剤を添加する方法が挙げられる。
【００３５】
導電剤としては、例えば以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、カーボンナノウォール等の固体炭素材料；銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄等の金属粉；導電性酸化錫、導電性酸化チタン等の導電性金属酸化物；過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；陽イオン性界面活性剤、両性イオン界面活性剤、第四級アンモニウム塩、および有機酸リチウム塩等。これらは１種を単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
【００３６】
なかでも、第一のエラストマー層に用いる導電剤としては、体積抵抗率Ｒ１を１．０×１０−２Ω・ｃｍ以上、１．０×１０３Ω・ｃｍ未満の低抵抗領域に調整しやすいものが好ましく、以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、カーボンナノウォール等の固体炭素材料；銀、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄等の金属粉。より好ましくは、低抵抗領域に調整しやすく伸縮や伸長に対して体積抵抗率が安定なエラストマー層を形成しやすいカーボンナノチューブである。
【００３７】
なかでも、第二のエラストマー層に用いる導電剤としては、体積抵抗率Ｒ２を１．０×１０３Ω・ｃｍ以上、１．０×１０６Ω・ｃｍ未満の中抵抗領域に調整しやすいものが好ましく、以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、カーボンナノウォール等の固体炭素材料。より好ましくは、粒子径やストラクチャー等を適宜選択することで、所望の抵抗領域に調整しやすいことから、カーボンブラックが好ましい。
【００３８】
また、本発明の感圧センサ用導電部材を構成する各エラストマー層には、その他成分を配合することも可能であり、例えば以下のものが挙げられる。シリコーン系、ウレタン系、アクリル系、スチレン系、ポリアミド系等の弾性樹脂粒子。また、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機酸化物フィラー。
【００３９】
更に、各種添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、例えば以下のものが挙げられる。架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、硬化剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、着色剤、分散剤、カップリング剤、レベリング剤、消泡剤等。
【００４０】
〔導電部材の製造方法〕
本発明の感圧センサ用導電部材を製造する方法しては、特に限定されないが、例えば、エラストマー基材にエラストマー塗料を印刷することで第一のエラストマー層および第二のエラストマー層を形成する方法が挙げられる。このような方法によって、感圧センサ用導電部材を容易に製造することが可能である。
【００４１】
まず、基材を形成するためのエラストマーコンパウンドと、第一のエラストマー層および第二のエラストマー層を各々形成するためのエラストマー塗料を調製する。
【００４２】
エラストマー基材に用いるエラストマーコンパウンドは、ポリマー及び必要に応じて使用される導電剤および添加剤等を、ニーダー、バンバリーミキサー等の加圧式混練機、二本ロール等により混練することで調製される。エラストマー基材は、上記エラストマーコンパウンドを金型成形や押出成形することにより製造される。
【００４３】
また、第一および第二のエラストマー層に用いるエラストマー塗料は、ポリマーを所定の添加剤と共に溶剤に溶解し、更に導電剤を添加して得られた混合液を、攪拌、混合することで製造される。次に、第一のエラストマー層用のエラストマー塗料を上記エラストマー基材の一方の表面上に塗布し、次いで、第二のエラストマー層用の塗料を第一のエラストマー層の表面を被覆するように塗布し、加熱により塗料を乾燥させる。この場合、塗料の加熱乾燥時に、エラストマー成分の架橋反応を進行させてもよい。
【００４４】
ここで、塗料の塗布方法は、既に公知の種々の方法を採用することができる。例えば、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、パッド印刷、リソグラフィー等の印刷法の他、ディップ法、スプレー法、バーコート法等が挙げられる。なかでも、第一および第二のエラストマー層の厚さ調整が容易なスクリーン印刷法が好適である。
【００４５】
＜感圧センサ＞
本発明の感圧センサは、前記感圧センサ用導電部材を備えることを特徴とする感圧センサである。この感圧センサは、感圧センサ用導電部材の一対を、前記第二のエラストマー層が相互に向かい合うように配置してなる感圧センサであることが好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例、比較例を挙げて、本発明の感圧センサ用導電部材及び感圧センサを具体的に説明する。使用した資材は下記の通りである。
【００４７】
【表１】
2015059900.tif 000003
【００４８】
〔実施例１〕
［１．エラストマー基材］
加硫剤及び加硫剤促進剤以外の原材料について、表２に示す割合で３Ｌ加圧型ニーダー（Ｄ３−１０：（株）モリヤマ製）を用い混練した。ローター回転数３０ｒｐｍで、原料ゴムのみを１分間素練りし、次いで酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、カーボンブラックを投入して１０分間混練した。ニーダー容量に対する材料の充填量は６５体積％で行った。得られたゴム組成物を室温（２５℃）で１時間冷却後、更に、オープンロール機（１２ｉｎｃｈロール機：関西ロール（株）製）を用い、表２に示す加硫剤及び加硫剤促進剤を混練した。フロントロール１５ｒｐｍ、バックロール１８ｒｐｍで、適宜、切返しながら１５分間混練した後、ロール間隙０．６ｍｍにて薄通した後、縦１５ｍｍ、横１５ｍｍに裁断することにより基材となるゴム組成物の未加硫物を得た。次に、前記未加硫物を予め１７０℃に加熱した長さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ、深さ１ｍｍの金型内に充填し、１７０℃、１００ｋｇｆにて１５分間プレス加硫を行い、感圧センサ用導電部材のエラストマー基材を得た。
【００４９】
［２．第一のエラストマー層］
表２に示す割合の原料にメチルイソブチルケトンを加え、ビーズミルで充分分散させた。分散後さらにメチルエチルケトンを加え充分混合し、塗工液の粘度が測定温度２３±１℃にて、回転式粘度計（ＶＩＳＭＥＴＲＯＮ  ＶＤＡ；芝浦システム（株）製）、Ｎｏ．１ロータ、回転速度６０ｒｐｍにて１５ｍＰａ・ｓになるよう粘度を調整した。このようにして、第一エラストマー層用塗料を得た。
【００５０】
［３．第二のエラストマー層］
表２に示す割合の原料にメチルイソブチルケトンを加え、ビーズミルで充分分散させた。分散後さらにメチルエチルケトンを加え充分混合し、塗工液の粘度が測定温度２３±１℃にて、回転式粘度計（ＶＩＳＭＥＴＲＯＮ  ＶＤＡ；芝浦システム（株）製）、Ｎｏ．１ロータ、回転速度６０ｒｐｍにて１５ｍＰａ・ｓになるよう粘度を調整した。このようにして、第二エラストマー層用塗料を得た。
【００５１】
［４．感圧センサ用導電部材］
前記第一エラストマー層用塗料を、スクリーン印刷法により、前記エラストマー基材の表面に縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの範囲に塗工し、３０分間風乾した。つぎに、前記第二エラストマー層用塗料を、スクリーン印刷法により、前記第一エラストマー層の全面を被覆するように塗工し、３０分間風乾した。その後、オーブンを用い、１６０℃で１時間加熱することによって塗膜を硬化させ、導電部材Ｎｏ．１を得た。なお、第一のエラストマー層の厚みは２０μｍであり、第二のエラストマー層の厚みは３０μｍであった。
【００５２】
［５．体積抵抗率の測定］
（１）エラストマー基材
前記エラストマー基材を、温度２３℃、相対湿度５５％の環境下にて２４時間置いた後、同環境下にて、印加電圧５００Ｖとして、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の方法で体積抵抗率を測定し、エラストマー基材の体積抵抗率とした。なお、体積抵抗率の測定には、（株）ダイアインスツルメンツ製の高抵抗抵抗率計「ハイレスタ」（商品名）を用いた。エラストマー基材の体積抵抗率Ｒ０は、２×１０８Ω・ｃｍであった。
【００５３】
（２）第一のエラストマー層、第二のエラストマー層
次いで、前記第一エラストマー層用塗料及び前記第二エラストマー層用塗料を、それぞれ、長さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍ、深さ２ｍｍの金型内に流し込み、乾燥および固化させ、脱型後に、ロレスタＧＰ  ＭＣＰ−Ｔ６１０型（（株）ダイアインスツルメンツ製）にて、常温常湿環境下（温度２５℃、相対湿度５０％）、印加電圧２５０Ｖ下で、体積抵抗率を測定した。第一のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ１は、１．０×１０２Ω・ｃｍであり、第二のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ２は、３．０×１０４Ω・ｃｍであった。
【００５４】
［６．弾性率の測定］
弾性率の測定には、（株）島津製作所製「島津ダイナミック超微小硬度計」ＤＵＨ−Ｗ２０１Ｓを用いた。測定条件は、試験モード：負荷−除荷試験、負荷速度：０．２８ｍＮ／ｓｅｃ、保持時間：５ｓｅｃ、圧子の種類：三角すい圧子１１５である。試験力は、圧子の押し込み深さが、測定対象物の厚みの１／１０以下なるよう調整した。つまり、導電部材の厚みが１．０ｍｍの時は、押し込み深さが０．１ｍｍ以下となるよう、試験力を調整した。三角すい圧子の押し込みは、第二のエラストマー層の表面側から行った。
【００５５】
［７．柔軟性の評価］
前記「導電部材Ｎｏ．１」（縦１５ｍｍ、横１５ｍｍ）を直径が異なるパイプ（直径１０ｍｍ、直径５０ｍｍ）にそれぞれ巻きつけ、巻きつけの開始端と終了端を両面テープ（ナイスタックＮＷ−５Ｓ、ニチバン株式会社製）で固定した。パイプと感圧センサ用導電部材間の隙間の有無、感圧センサ用導電部材に生じる亀裂や破断の有無を目視により観察し、柔軟性の指標とした。評価結果を以下の基準で表示した。
◎：隙間なし、亀裂や破断の発生なし。
○：隙間あり、亀裂や破断の発生なし。または隙間なし、亀裂や破断の発生あり。
×：隙間あり、亀裂や破断の発生あり。
【００５６】
［８．再現性の評価］
前記導電部材Ｎｏ．１を、温度２３℃、相対湿度６０％の環境に２４時間以上放置した後、曲面における繰り返し圧縮変形に対する電気抵抗値の再現性を評価した。
【００５７】
図４に示すように、一対の導電部材１を第二のエラストマー層４同士が向き合うように配置し、直径５０ｍｍのＳＵＳ製半月状の支持具８上に搭載し、導電部材の上面全体に圧力が加わるようにした。また、第一のエラストマー層３に対して１ｋΩ抵抗体６と直流電源７を配線し、抵抗体には電圧測定器５を接続した。この状態で直流電圧５Ｖを印加し、荷重測定器９にて導電部材にかかる圧力を読み取りながら、圧力０〜１００ｋＰａの範囲で速度５（ｍｍ／分）にて繰り返し圧縮を１００回行った。抵抗体にかかる電圧から１０ｋＰａ、５０ｋＰａ、１００ｋＰａにおける電気抵抗値ＬｏｇＲ１０、ＬｏｇＲ５０、ＬｏｇＲ１００を測定した。また、５０ｋＰａにおける１００回測定した電気抵抗値ＬｏｇＲ５０の標準偏差（σ）を求め、再現性の指標とした。結果を表３に示す。再現性の評価結果を以下の基準で表示した。
◎：σ≦０．１。
○：０．１＜σ≦０．１３。
×：０．１３＜σ。
【００５８】
〔実施例２〜８並びに比較例１及び２〕
基材、第一のエラストマー層、及び第二のエラストマー層用の原料の種類及び使用量を表２に示す条件に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、導電部材Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１０を得た。また、実施例１と同様にして、各種評価を実施して、表３に示す結果を得た。尚、比較例１においては、エラストマー基材の代わりに、ＰＥＴ板（厚み１ｍｍのポリエチレンテレフタレート製の板）を用いた。
【００５９】
〔評価結果の考察〕
実施例１並びに比較例１及び２の結果より、本発明の感圧センサ用導電部材は柔軟性及び再現性が良好であることがわかる。
【００６０】
すなわち、樹脂基板を用いた比較例１は柔軟性、電気抵抗値の再現性が劣る。また、Ｒ０＞Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たさない比較例２は、電気抵抗値の再現性が劣る。
【００６１】
実施例１及び２より、基材の体積抵抗率Ｒ０は１．０×１０８Ω・ｃｍ以上が好ましいことがわかる。基材の体積抵抗率Ｒ０が１．０×１０７Ω・ｃｍである実施例２は、電気抵抗値の再現性の指標である標準偏差σが大きくなる傾向にある。
【００６２】
実施例３及び４より、第一のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ１が１．０×１０−２Ω・ｃｍ以上、１．０×１０３Ω・ｃｍ未満が好ましいことがわかる。Ｒ１が上記範囲外である実施例４は、電気抵抗値の再現性の指標である標準偏差σが大きくなる傾向にある。
【００６３】
実施例５及び６より、第二のエラストマー層の体積抵抗率Ｒ２が１．０×１０３Ω・ｃｍ以上、１．０×１０６Ω・ｃｍ未満が好ましいことがわかる。Ｒ２が上記範囲外である実施例６は、電気抵抗値の再現性の指標である標準偏差σが大きくなる傾向にある。
実施例７及び８より、導電部材の弾性率が０．５ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以下が好ましいことがわかる。導電部材の弾性率が上記範囲外である実施例８は、直径１０ｍｍのパイプによる隙間評価において隙間が生じている。
【００６４】
【表２】
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【００６５】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の感圧センサ用導電部材は、所望の形状に成形し、該導電部材に作用する加圧力の大きさ、分布状態を測定するセンサとして好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  感圧センサ用導電部材
２  エラストマー基材
３  第一のエラストマー層
４  第二のエラストマー層
５  電圧測定器
６  抵抗体
７  直流電源
８  半月状支持具
９  荷重測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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