説明

フィルム式静電容量センサ

【課題】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と保護層18との間には、酢酸セルロースから遊離したHに起因する加水分解の進行が防水層14より遅い介在層16が設けられてい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。

【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、レジストと酢酸セルロースを主成分とする保護用テープとの間に、介在層を介在させることで、レジストの加水分解を抑制でき、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、前記防水層と保護層との間には、介在層が設けられてい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、介在層が、樹脂組成物であることが好ましい。また、介在層は、酢酸セルロースから遊離したHに起因する加水分解の進行が防水層より遅いことが好ましい。
【0009】
また、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、前記介在層は、上面側及び底面側の防水層いずれもと前記保護層との間に設けられても良い。
【0010】
また、本発明に係るフィルム式静電容量センサにおいて、介在層の厚さが、20μm以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
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を抑制し、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を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【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】
【0013】
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を覆う介在層16と、介在層16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と保護層18の間に介在層16を備えることで、介在層16と防水層14の間に界面が生じ、この界面により、加水分解の進行が遅くなるため、防水層14の加水分解を抑制することが可能となる。
【0014】
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。
【0015】
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。形成方法としては、特に限定されないが、電極材料を印刷したり、板状の電極材料を貼り付けたりすることが挙げられる。印刷方法としては、特に限定されないが、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が挙げられる。また、電極12A、12Bには、銀や銅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。
【0016】
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の厚さは、10〜100μmが好ましく、10〜40μmがより好ましい。100μmより厚いと柔軟性が悪くなるため好ましくない。また、10μmより薄いと防水機能を十分に発揮できないため好ましくない。
【0017】
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される。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、上記記載の印刷方法や、ドクターブレード法の他、公知の種々の塗布方法を採用することができる。
【0018】
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。
【0019】
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、保護層18と防水層14との間に、介在層16を介在させたセンサ構造にすることで、介在層16と防水層14の間に界面が生じ、この界面により、加水分解の進行が遅くなるため、レジストの加水分解を抑制し、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。
【0020】
このような機能を有する介在層16の素材としては、樹脂組成物や金属等が用いられるが、樹脂組成物が、柔軟性や曲げに対する耐久性が優れ、電極への影響が少ないため好ましい。樹脂組成物としては、酢酸セルロースから遊離したHに起因する加水分解の進行が防水層14より遅い樹脂組成物であることが好ましい。この場合、加水分解の進行を介在層16で抑制することができ、レジストの加水分解をより抑制できる。酢酸セルロースから遊離したHに起因する加水分解の進行が防水層14より遅い樹脂組成物としては、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挙げられる。また、金属としては、銅、アルミ等の金属が好ましく用いられる。介在層16の厚さは、20μm以上が好ましく、20〜100μmがより好ましい。厚さが20μm未満では、介在層として機能せず、加水分解を十分に抑制できなくなる可能性があるため好ましくない。
【0021】
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。
【0022】
第1実施形態に係るフィルム式静電容量センサ2は、例えば、ベースフィルム10の両面に電極12A、12Bをスクリーン印刷し、さらに、電極12B上に防水層14をスクリーン印刷し、防水層14上に介在層16を、電極12A上にカバーフィルム20をそれぞれラミネートし、その後、保護層18を少なくとも防水層14の表面が露出して可動な部位に形成することにより作製することが出来る。
【0023】
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が底面側の介在層16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、防水層14と保護層18とが直接触れる部位がないため、防水層14の加水分解を抑制することが可能となる。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。
【0024】
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いずれもと保護層18との間には、介在層16、16を介在させた以外は、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、介在層16を防水層14と保護層18との間に介在させることにより、防水層14の加水分解を抑制することが可能となる。
【0025】
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。
【0026】
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】
【0027】
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。
【0028】
(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を印刷した。防水層14の厚さは、12μm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。一方、防水層14側には介在層16として25μm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。
【0029】
(比較例1)
防水層14と保護層18のと間に介在層16を介在させなかっ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。
【0030】
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。
【0031】
<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。
【0032】
<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。
【0033】
<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。
【0034】
図5より、比較例1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10回の外曲げに耐えた。レジスト上にPETフィルムを貼ることで、レジストの加水分解が抑制され、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】
【0035】
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
16 介在層
18 保護層

【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、
前記防水層と保護層との間には、介在層が設けられてい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】
介在層が、樹脂組成物であ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】
介在層が、酢酸セルロースから遊離したHに起因する加水分解の進行が防水層より遅い材料からなることを特徴とする請求項1又は2記載のフィルム式静電容量センサ。
【請求項4】
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乃至3のいずれか記載のフィルム式静電容量センサ。
【請求項5】
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、
前記介在層は、上面側及び底面側の防水層いずれもと前記保護層との間に設けられていることを特徴とする請求項4記載のフィルム式静電容量センサ。
【請求項6】
介在層の厚さが、20μm以上であることを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載のフィルム式静電容量センサ。



【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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【公開番号】特開2013−114968(P2013−114968A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−261643(P2011−261643)
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】