(57)【要約】【課題】レジストの加水分解を遅らせ、塗膜の鉛筆硬度、破断伸び、耐折り曲げ性が向上したフィルム式静電容量センサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】ベースフィルム１０と、ベースフィルム１０の両面にそれぞれ形成された一対の電極１２Ａ、１２Ｂと、一対の電極１２Ａ、１２Ｂのうち少なくとも一方を覆う、カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層１４と、防水層１４の少なくとも一部を覆う、酢酸セルロースを主成分とする保護層１８とを備え、防水層１４の膜厚が、３０μｍ以上であることを特徴とするフィルム式静電容量センサ２である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフィルムと、
該ベースフィルムの両面にそれぞれ形成された一対の電極と、
該一対の電極のうち少なくとも一方を覆う、カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層と、
該防水層の少なくとも一部を覆う、酢酸セルロースを主成分とする保護層とを備え、
前記防水層の膜厚が、３０μｍ以上であることを特徴とするフィルム式静電容量センサ。
【請求項２】
前記保護層が、フィルム式静電容量センサの上面、底面及び両側面に連続的に被膜されていることを特徴とする請求項１記載のフィルム式静電容量センサ。
【請求項３】
前記防水層は、前記一対の電極いずれもを覆うようにベースフィルムの上面及び底面側に設けられ、上面側及び底面側の防水層いずれもの膜厚が、３０μｍ以上であることを特徴とする請求項２記載のフィルム式静電容量センサ。
【請求項４】
ベースフィルムの両面に対峙した状態で一対の電極を形成する第一工程と、
カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層を前記一対の電極のうち少なくとも一方に被膜する第二工程と、
酢酸セルロースを主成分とする保護層を前記防水層の少なくとも一部に被膜する第三工程とを有するフィルム式静電容量センサの製造方法であって、
前記第二工程における防水層は、印刷によって塗布され、その塗布回数が３回以上であることを特徴とするフィルム式静電容量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートなどに搭載され、様々な電子機器等の制御に用いられるフィルム式静電容量センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂フィルムなどに電極とレジストが印刷されたフィルム式の静電容量センサが開発されており、車両のシートなどに搭載され、様々な電子機器等の制御に用いられている。例えば、車両のシートに搭載され、シートの乗員状態を検知してエアバッグの展開制御に利用されている。特許文献１には、着座時の違和感がなく、製造も容易なフィルム式着座検出用静電容量センサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８１８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなフィルム式静電容量センサには、防水のため、特に難燃性に優れたポリエステル系レジストが多く用いられ、ポリエステル系レジスト上の表面が露出して可動な部位に酢酸セルロースを主成分とする保護用テープを貼り付けることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、高温高湿度下において、保護用テープの主成分である酢酸セルロースからは、Ｈ＋が遊離し、ポリエステル系レジストの加水分解が進行し、レジストが加水分解されることで、塗膜の鉛筆硬度、破断伸び、耐折り曲げ性が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、酢酸セルロースを主成分とする保護層を被膜した場合であっても、塗膜の鉛筆硬度、破断伸び、耐折り曲げ性に優れたフィルム式静電容量センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、以上の目的を達成するために、鋭意検討した結果、膜厚が所定以上のレジストを用い、レジストの加水分解の進行を遅らせることで、酢酸セルロースを主成分とする保護層を被膜した場合であっても、塗膜の鉛筆硬度、破断伸び、耐折り曲げ性に優れたフィルム式静電容量センサ及びその製造方法を提供することができることを見出し、本発明に至った。すなわち本発明は、ベースフィルムと、該ベースフィルムの両面にそれぞれ形成された一対の電極と、該一対の電極のうち少なくとも一方を覆う、カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層と、該防水層の少なくとも一部を覆う、酢酸セルロースを主成分とする保護層とを備え、前記防水層の膜厚が、３０μｍ以上であることを特徴とするフィルム式静電容量センサである。
【０００８】
本発明に係るフィルム式静電容量センサにおいて、前記保護層が、フィルム式静電容量センサの上面、底面及び両側面に連続的に被膜されても良く、この場合、前記防水層は、前記一対の電極いずれもを覆うようにベースフィルムの上面及び底面側に設けられ、上面側及び底面側の防水層いずれもの膜厚が、３０μｍ以上であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、ベースフィルムの両面に対峙した状態で一対の電極を形成する第一工程と、カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層を前記一対の電極のうち少なくとも一方に被膜する第二工程と、酢酸セルロースを主成分とする保護層を前記防水層の少なくとも一部に被膜する第三工程とを有するフィルム式静電容量センサの製造方法であって、前記第二工程における防水層は、印刷によって塗布され、その塗布回数が３回以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、酢酸セルロースを主成分とする保護層を被膜した場合であっても、レジストの加水分解の進行を遅らせ、塗膜の鉛筆硬度、破断伸び、耐折り曲げ性に優れたフィルム式静電容量センサ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るフィルム式静電容量センサの正面断面図である。
【図２】第２実施形態に係るフィルム式静電容量センサの正面断面図である。
【図３】第３実施形態に係るフィルム式静電容量センサの正面断面図である。
【図４】本発明に係るフィルム式静電容量センサが車両のシートに設置された状態を示す概念図である。
【図５】比較例１、比較例２及び実施例１に係る静電容量センサフィルムのクラッカー試験後の引張試験の結果を示すグラフである。
【図６】比較例１、比較例２及び実施例１に係る静電容量センサフィルムのクラッカー試験後の折り曲げ試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係るフィルム式静電容量センサの第１の実施形態について、図１に基づいて説明する。第１実施形態に係るフィルム式静電容量センサ２は、図１に示すように、ベースフィルム１０と、ベースフィルム１０の両面にそれぞれ形成された一対の電極１２Ａ、１２Ｂと、電極１２Ｂを覆う防水層１４と、防水層１４を覆う保護層１８と、電極１２Ａを覆うカバーフィルム２０とを備えている。本実施形態においては、防水層１４の膜厚を３０μｍ以上とすることで、防水層１４の加水分解の進行を遅らせることが可能となる。
【００１３】
第１実施形態において、ベースフィルム１０の素材としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエステル系、ポリプロピレン系、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン、ビニロン、アセテート、ポリアミド、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等のフィルムを使用することができる。また、ベースフィルム１０の表面には、電極や防水層の印刷を容易化したり、剥離を防止する処理が必要に応じて施されてもよい。例えば、ベースフィルム１０の表面に図示しない接着剤層などをさらに設けてもよい。
【００１４】
電極１２Ａ、１２Ｂは、ベースフィルム１０の両面にそれぞれ形成される。また、電極１２Ａ、１２Ｂには、銀やカーボン等を採用することができる。また、電極１２Ａ、１２Ｂは、複層構造であっても良い。複層構造としては、例えば、銀とカーボンの複層構造を採用することができる。
【００１５】
防水層１４は、ベースフィルム１０の底面側に設けられた電極１２Ｂを覆うように構成され、水滴などから電極１２Ｂを守る機能を有する。防水層１４は、カルボニル基を有する素材を主成分とし、難燃性に優れた樹脂を採用することが好適である。このような素材としては、例えばポリウレタン系樹脂レジストやポリエステル系樹脂レジストが好適に用いられる。中でも曲げに強い性質（伸び性）の点から、ポリエステル系樹脂レジストが特に好ましい。防水層１４の膜厚は、３０μｍ以上であり、３０〜１００μｍが好ましく、３０〜８０μｍがより好ましい。膜厚が３０μｍ未満では、加水分解の進行を遅らせることができないため好ましくない。
【００１６】
保護層１８は、防水層１４の少なくとも一部、例えば防水層１４上の表面が露出して可動な部位に被覆され、外部の衝撃からその部位に設けられた端子や電極を保護する機能を有する。保護層１８は、酢酸セルロースを主成分とすればいかなる材料を用いてもよいが、例えばアセテートのテープ等を用いることができる。アセテートのテープとしては、寺岡製作所社製アセテートクロステープ、日東シンコー社製アセテートクロス粘着テープ等を用いることができる。
ここで、主成分とは、５０質量％以上含まれていることをいう。
【００１７】
防水層１４のポリウレタン系樹脂レジストやポリエステル系樹脂レジストの加水分解が促進されるのは、保護層１８に用いられるアセテートクロステープのようなレジストの加水分解を促進させるようなものがレジストに触れているためであると考えられる。アセテートクロステープのような酢酸セルロースを主成分とする保護層１８は、酢酸セルロースからＨ＋が遊離し、ポリウレタン系樹脂レジストやポリエステル系樹脂レジストの加水分解が進行する。そこで、本実施形態においては、防水層１４の膜厚を３０μｍ以上としたセンサ構造にすることで、レジストの加水分解の進行を遅らせ、優れた塗膜の破断伸び、耐折り曲げ性を実現することを可能とする。
【００１８】
カバーフィルム２０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィン系樹脂等が好ましく用いられる。
【００１９】
次に、第１実施形態に係るフィルム式静電容量センサ２の製造方法について説明する。第１実施形態に係るフィルム式静電容量センサ２は、ベースフィルム１０の両面に対峙した状態で一対の電極１２Ａ、１２Ｂを形成する第一工程と、カルボニル基を有する素材を主成分とする防水層１４を電極１２Ｂに被膜する第二工程と、酢酸セルロースを主成分とする保護層１８を防水層１４の少なくとも一部に被膜する第三工程を経ることにより製造することができる。
【００２０】
第一工程において、電極１２Ａ、１２Ｂは、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷などの印刷法や、貼り付けにより形成することができる。スクリーン印刷法を用いる場合、具体的な方法が特に限られることはなく、周知のスクリーン印刷法が用いられる。例えば、電極１２Ｂに対応するパターンで吐出孔が形成されたスクリーン版を用いて、銀、カーボン、銅等を含む導電性ペーストをベースフィルム１０の底面に塗布する。次に、３００℃以下の温度、例えば１５０℃において１時間の焼成を行う。このようにして、ベースフィルム１０上に電極１２Ｂが形成される。
一方、貼り付けの場合は、板状の銀、カーボン、銅を用意し、接着剤を塗布し、ベースフィルム１０に貼り付けることで、電極１２Ｂが形成される。
【００２１】
第二工程において、防水層１４は、例えば、溶剤に溶解した樹脂溶液を表面に電極１２Ｂを被着したベースフィルム１０に塗布し、乾燥することにより形成することができる。防水層１４の形成に用いる樹脂溶液としては、市販の塗装剤などを用いてもよい。塗布方法としては、キャスティング、スピンコーティング、ディップコーティング、ブレードコーティング、ワイヤバーコーティング、スプレーコーティング等のコーティング法や、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、凸版印刷等の印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等のソフトリソグラフィーの手法等、さらにはこれらの手法を複数組み合わせた公知の種々の塗布方法を採用することができる。中でも好ましくは、精度及びコストの点からスクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷等の印刷法が採用される。
【００２２】
以下、スクリーン印刷により防水層１４を形成する方法について説明する。
あるパターンで吐出孔が形成されたスクリーン版を用いて、防水層１４を形成する。複数回塗布する方法は、１回目の防水層を塗布した後、ＩＲコンベア炉などで焼成をした後、２回目の塗布を行う。このように塗布と仮焼成を繰り返し行い、目的の回数または膜厚を得る。このとき、一度の塗布でバラツキを少なく印刷できる膜厚は１回目は１２μｍ程度であり、２回目以降は１０μｍ程度であり、３回以上塗布することで、３０μｍ以上の膜厚を得る。
【００２３】
第三工程において、保護層１８は、例えば上記アセテートクロステープを用いて防水層１４の少なくとも一部に被膜する。その被膜方法は、例えば、ラミネート法等が挙げられる。
【００２４】
また、本実施形態に係る製造方法において、カバーフィルム２０は、ラミネート法等の方法により形成することができる。なお、カバーフィルム２０の形成は、第一工程の後であれば特に限定されず、第一工程のすぐ後、第二工程の後等に適宜形成することができるが、第三工程と同時にラミネート法により形成することが、時間の短縮でき、かつ、コストも削減できるため好ましい。
【００２５】
次に、本発明に係るフィルム式静電容量センサの第２の実施形態を図２に基づいて説明する。第２実施形態に係るフィルム式静電容量センサ２は、保護層１８が底面側の防水層１４だけでなく、センサの上面、底面及び両側面を連続的に覆っている以外は、第１実施形態と同様である。本実施形態においても、保護層１８と接している防水層１４の膜厚を３０μｍ以上としたセンサ構造にすることで、レジストの加水分解の進行を遅らせることを可能となる。また、本実施形態においては、保護層１８がセンサの上面、底面及び両側面を連続的に覆っているため、全周に渡って、外部の衝撃から端子や電極を保護する機能を有する。
【００２６】
次に、本発明に係るフィルム式静電容量センサの第３の実施形態を図３に基づいて説明する。第３実施形態に係るフィルム式静電容量センサ２は、電極１２Ａ、１２Ｂともに防水層１４、１４で覆われ、防水層１４、１４いずれもの膜厚が、３０μｍ以上である以外は、第２実施形態と同様である。本実施形態においても、保護層１８がセンサの上面、底面及び両側面を連続的に覆っているため、全周に渡って、外部の衝撃から端子や電極を保護する機能を有する。さらに、本実施形態においては、防水層１４、１４いずれもの膜厚を３０μｍ以上とすることにより、レジストの加水分解の進行を遅らせることが可能となる。
【００２７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。
【００２８】
本発明に係るフィルム式静電容量センサは、図４に示すように、例えば車両のシートの座面部４等に設置され、シートの乗員状態を検知するエアバッグの展開制御等に、特に好適に利用することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明の目的を限定するものではない。
【００３０】
（実施例１）
先ず、スクリーン印刷で１００μｍのＰＥＴからなるベースフィルム１０のそれぞれの面に銀を印刷し、その上にカーボンを印刷して電極１２Ａ、電極１２Ｂを形成した。電極１２Ａ、電極１２Ｂの厚さは銀８μｍ、カーボン１０μｍの計１８μｍであった。次に電極１２Ｂ上に防水層１４として、ポリエステル系樹脂である藤倉化成製のＸＢ−１０１Ｇを３回印刷した。具体的には、１回目の塗布後に、ＩＲコンベア炉で１５０℃４分間の仮焼成をし、２回目の塗布を行った。同様の作業を行い、レジストを３回塗布した後、１５０℃で４５分間本焼成した。防水層１４の厚さは、１回目が１２μｍ、２回目３回目がそれぞれ１０μｍの計３２μｍであった。次に、カバーフィルム２０として電極１２Ａの印刷されたパターン全体を覆うように３８μｍのＰＥＴフィルムを貼り合わせた。その後、パターンの外形抜きを行い、外形に沿ってフィルム全体を覆うように保護層１８として寺岡製作所社製アセテートクロステープを巻き付けることで実施例１に係る静電容量センサフィルムを作製した。
【００３１】
（比較例１）
防水層１４として、ポリエステル系樹脂である藤倉化成製のＸＢ−１０１Ｇを１回のみ印刷したこと以外は実施例１と同様にして比較例１に係る静電容量センサフィルムを作製した。印刷は具体的には、１回目の塗布後に、１５０℃で４５分間焼成した。
【００３２】
（比較例２）
防水層１４として、ポリエステル系樹脂である藤倉化成製のＸＢ−１０１Ｇを２回印刷したこと以外は実施例１と同様にして比較例２に係る静電容量センサフィルムを作製した。印刷は具体的には、１回目の塗布後に、ＩＲコンベア炉で１５０℃４分間の仮焼成をし、２回目を塗布した後１５０℃で４５分間本焼成した。
【００３３】
得られた静電容量センサフィルムについて、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ；Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｏｋｅｒ  Ｔｓｅｔ）によって劣化させた後、引張試験、折り曲げ試験により静電容量センサフィルムの劣化の程度を評価した。
【００３４】
＜プレッシャークッカー試験＞
フィルムを高度加速寿命試験装置に投入し、温度１２１℃、湿度１００％ＲＨ、試験時間１６時間の条件で劣化させた。試験後、フィルムを装置から取出し、引張試験、折り曲げ試験を実施した。
【００３５】
＜引張試験＞
フィルムに印刷された回路の抵抗を四端子法で測定しながら引張試験を行った。引張試験条件は、試験片チャック間距離２０ｍｍ、引張速度３０ｍｍ／ｍｉｎで行った。基材ＰＥＴフィルム、Ｍａｉｎ、Ｇｕａｒｄ回路についてそれぞれ、測定する回路抵抗が急激に上昇（断線）した点を回路の破断点とした。結果を図５に示す。
【００３６】
＜折り曲げ試験＞
フィルムを回路印刷面に対して、平らな状態⇒内側（回路が内側）⇒平らな状態⇒外側（回路が外側）の順に折り曲げ、外側に曲げたときの回路の抵抗を測定した。折り曲げの条件は、折り曲げ角度：Ｒ＝０、折り曲げるときの負荷：２０Ｎで５秒間保持、圧子：１０ｍｍ各の立方体圧子で行った。結果を図６に示す。
【００３７】
図５より、比較例１及び比較例２と比較して、実施例１に係る静電容量センサフィルムは、それぞれの破断伸びが優れていることが分かる。また、図６より、比較例１及び比較例２では１回の外曲げで回路が断線したのに対し、実施例１に係る静電容量センサフィルムでは５回の外曲げに耐えた。レジストの膜厚を大きくすることで、レジストの加水分解の進行が遅れ、塗膜の破断伸び、耐折り曲げ性に優れることが分かる。
【符号の説明】
【００３８】
２    フィルム式静電容量センサ
１０    ベースフィルム
１２Ａ  電極
１２Ｂ  電極
１４    防水層
１８    保護層
【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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