电容传感器片和电容传感器制造技术

本发明专利技术旨在提供一种在测量电容变化时的检测灵敏度和检测准确度方面优良的电容传感器片，并且本发明专利技术的电容传感器片包括：电介质层，由弹性体组合物(A)形成；顶部电极层，其被层压在电介质层的正面表面上；以及底部电极层，其被层压在电介质层的反面表面上，其中，在厚度方向上看顶部电极层和底部电极层交叉处的部分充当检测部分，其中提供多个检测部分。该电容传感器片还包括顶部覆盖电极层，其在顶部电极层上形成从而覆盖检测部分，其之间插入有由弹性体组合物(B1)形成的顶部柔性层；和/或底部覆盖电极层，其在底部电极层上形成从而覆盖检测部分，其之间插入有由弹性体组合物(B2)形成的底部柔性层。所述电容传感器片被用于测量检测部分中的电容变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电容传感器片以及使用该电容传感器片的电容传感器。
技术介绍
电容传感器片可以从一对电极层之间的电容变化检测出测量对象的凹凸形状，并且可以被用于表面压力分布传感器以及诸如应变计之类的传感器。一般地，用以下公式(1)来表不电容传感器中的电容:C=e0erS/d---(l)在以上公式中，C表示电容，εο表示自由空间中的电容率，￡1表示电介质层的相对电容率，S表示电极层的面积，并且d表示电极之间的距离。按照惯例，作为被用作表面压力分布传感器的电容传感器片，例如，已知(参考专利文献1)具有由弹性体制成的电介质层、在电介质层的正面侧布置成多条线的矩形顶部电极、在电介质层的反面侧布置成多条线的底部电极以及每个由于顶部电极在正面一反面方向上看时与底部电极交叉而形成的多个检测部分且可作为一个单元可拉伸的传感器片。在此类传感器中，可以通过测量每个检测部分中的电容变化来测量测量对象的负荷分布。引用列表专利文献专利文献1:日本未审查专利公开号2010-43881
技术实现思路
技术问题然而，在其中测量电容变化的如在专利文献1中公开的传感器片具有多个检测部分的情况下，电容由于相互接近的检测部分之间的串话噪声而增加，并且检测部分的电容变得比初始状态(无变形状态)下的理论值更高。在这种情况下，存在不能测量非常小的电容变化且检测灵敏度不足的问题。此外，当电容由于相互接近的检测部分之间的串话噪声而增加时，存在在使电容传感器片变形时甚至在无变形的区域中测量到电容变化且因此检测准确度不足的问题。鉴于这种情况下完成了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种具有优良检测灵敏度和检测准确度的电容传感器片。问题的解决方案为了解决上述问题，本专利技术人进行了认真的调查，并且因此他们发现通过在电极层上设置覆盖电极层并在其之间插入柔性层从而覆盖检测部分可以抑制由于相互接近的检测部分之间的串话噪声而引起的电容的增加，并且这些发现导致了本专利技术的完成。本专利技术的电容传感器片有关于一种包括以下各项的电容传感器片:电介质层，其包括弹性体组合物(A);顶部电极层，其被层压在电介质层的正面表面上；以及底部电极层，其被层压在电介质层的反面表面上，其中，在厚度方向上看顶部电极层和底部电极层交叉处的部分充当检测部分，该检测部分包括多个检测部分，所述电容传感器片还包括以下各项中的至少一个:顶部覆盖电极层，其在顶部电极层上形成从而覆盖检测部分，包括弹性体组合物(B1)的顶部柔性层被插入顶部电极层与顶部覆盖电极层之间；以及底部覆盖电极层，其在底部电极层之上形成从而覆盖检测部分，包括弹性体组合物(B2)的底部柔性层被插入在底部电极层与底部覆盖电极层之间，所述电容传感器片被用于测量检测部分中的电容变化。在电容传感器片中，顶部电极层和底部电极层优选地包括导电组合物，其包含碳纳米管。在本文中，碳纳米管优选地是单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的混合物。在电容传感器片中，弹性体组合物(A)中的弹性体优选地是聚氨酯橡胶。此外，弹性体组合物(B1)和弹性体组合物(B2)中的至少一个中的弹性体优选地也是聚氨酯橡胶。在电容传感器片中，电容传感器片在单轴拉伸中能够耐受的伸长率优选地是30%或更高。电容传感器片优选地被用于以下各项中的至少一个的测量:由于弹性变形而引起的应变的量；由于弹性变形而引起的应变的分布；以及表面压力分布，并且更优选地被用于以下各项中的至少一个的测量:由于弹性变形而引起的应变的量；以及由于弹性变形而引起的应变的分布。本专利技术的电容传感器有关于一种包括以下各项的电容传感器:本专利技术的电容传感器片；测量仪表；以及外部导线，其将包括在电容传感器片中的顶部电极层和底部电极层中的每一个连接到测量仪表，其中，所述传感器通过测量包括在电容传感器片中的检测部分中的电容变化而测量以下各项中的至少一个:由于弹性变形而引起的应变的量；由于弹性变形而引起的应变的分布；以及表面压力分布。本专利技术的有利效果在本专利技术的电容传感器片中，由于至少在一个表面侧形成覆盖电极层从而覆盖检测部分，所以可以抑制由于检测部分中的串话噪声而引起的电容的增加。作为其结果，测量电容变化方面的检测灵敏度和检测准确度是特别优良的。此外，本专利技术的电容传感器可以以高灵敏度且以高准确度测量电容变化，因为其包括本专利技术的电容传感器片。【附图说明】图1图1(a)是示意性地示出本专利技术的电容传感器片的实施例的平面图，并且图1(b)是在图1(a)中所示的电容传感器片的线A-A上截取的剖视图。图2图2是图1(a)和1(b)中所示的电容传感器片的分解透视图。图3图3是示出了使用图1(a)和1(b)及图2中所示的电容传感器片的电容传感器的实施例的示意图。图4图4是示意性地示出本专利技术的电容传感器片的另一实施例的剖视图。图5图5(a)是示意性地示出本专利技术的电容传感器片的另一实施例的平面图，并且图5(b)是在图5A中所示的电容传感器片的线B-B上截取的剖视图。图6图6是用于解释将被用于制备包含在本专利技术的电容传感器片中的电介质层的成形装置的实施例的示意图。图7图7(a)和图7(b)是通过使用在比较例1中制备的电容传感器片而制备的电容传感器的照片。图8图8(a)至8(c)是示出了由实施例1的电容传感器片测量的电容分布的三维图表。图9图9(a)至图9(c)是示出了用实施例2的电容传感器片测量的电容分布的三维图表。图10图10(a)至图10(c)是示出了用比较例1的电容传感器片测量的电容分布的三维图表。图11图11(a)至图11(c)是示出了使用实施例1的电容传感器片在其它条件下测量的电容分布的三维图表。【具体实施方式】在下文中，将参考附图来描述本专利技术的实施方式。(第一实施方式)图1(a)是示意性地示出本专利技术的电容传感器片的实施例的平面图，并且图1(b)是在图1(a)中所示的电容传感器片的线A-A上截取的剖视图，并且图2是图1(a)和1(b)中所示的电容传感器片的分解透视图。如图1(a)和1(b)及图2中所示，本专利技术的电容传感器片1包括片状电介质层2、层压在电介质层2的正面表面上的矩形顶部电极层01A至16A、层压在电介质层2的反面表面上的矩形底部电极层01B至16B、层压在顶部电极层01A至16A上的顶部覆盖电极层4A且在其之间插入了顶部柔性层3A、层压在底部电极层01B至16B上的底部覆盖电极层4B且在其之间插入了底部柔性层3B，以及分别地层压在顶部覆盖电极层4A和底部覆盖电极层4B上的外涂层5A和5B。此外，用于连接到外部导线的顶部连接部分01A1至16A1和用于连接到外部导线的底部连接部分01B1至16B1分别地被设置在顶部电极层01A至16A的一个末端和底部电极层01B至16B的一个末端处。此外，用于连接到外部导线的用于覆盖电极的连接部分4A1至4B1分别地被设置在顶部覆盖电极层4A的一侧的一部分处和底部覆盖电极层4B的一侧的一部分处。在电容传感器片1中，在该处顶部电极层和底部电极层在正面一反面方向(电介质层的厚度方向)上看时交叉处的部分是检测部分C0101至C1616。另外，检测部分的符号“C〇〇ΛΛ”的左侧两位“〇〇”对应于顶部电极层01A至16A，并且右侧两位“ΛΛ”对应于底部电极层01Β至16Β。顶部电极层01Α至16Α分别地由矩形形成并由层压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容传感器片，包括：电介质层，所述电介质层包括弹性体组合物(A)；顶部电极层，所述顶部电极层被层压在所述电介质层的正面表面上；以及底部电极层，所述底部电极层被层压在所述电介质层的反面表面上，其中，在厚度方向上看所述顶部电极层和所述底部电极层交叉处的部分充当检测部分，所述检测部分包括多个检测部分，所述电容传感器片还包括以下各项中的至少一个：顶部覆盖电极层，所述顶部覆盖电极层在所述顶部电极层之上形成从而覆盖所述检测部分，包括弹性体组合物(B1)的顶部柔性层被插入所述顶部电极层与所述顶部覆盖电极层之间；以及底部覆盖电极层，所述底部覆盖电极层在所述底部电极层之上形成从而覆盖所述检测部分，包括弹性体组合物(B2)的底部柔性层被插入所述底部电极层与所述底部覆盖电极层之间，所述电容传感器片被用于测量所述检测部分中的电容变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大高秀夫，则定英树，
申请(专利权)人：阪东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP