感测片及静电电容式传感器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种伸缩性电极、感测片、及静电电容式传感器，其柔软性、伸缩性及导电性优异，且可抑制伸长时的电阻增大、或反复伸缩时产生电阻的不均，且本发明专利技术的伸缩性电极：包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的电极本体，所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成。本发明专利技术的伸缩性电极由于包括使用特定的碳纳米管而形成的电极本体，故而具有导电性高，且伸长时的电阻的增大幅度、以及反复伸缩时的电阻的不均极小的优异特性。

Sensor and electrostatic capacitive sensor

【技术实现步骤摘要】
感测片及静电电容式传感器本专利技术是2014年11月17日所提出的申请号为201480064271.1、专利技术名称为《感测片及静电电容式传感器》的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术是有关于一种伸缩性电极、使用该伸缩性电极的感测片及静电电容式传感器。
技术介绍
近年来，在以软式传感器(softsensor)或各种致动器、可挠性显示装置等电子装置领域为代表的需要伸缩性的人工肌肉或人工皮肤等医药材料领域等中要求可伸缩的可挠性电极。作为如上所述的可伸缩且可挠性的电极，例如在专利文献1中提出有一种导电构件，其包括配线、以及可挠性基板，所述配线是使包含聚氨基甲酸酯分散液与银粒子等金属粒子的导电性膏干燥而形成。另外，专利文献2中，作为柔软性及导电性优异的柔软电极，提出有在弹性体中形成连续的导电路而成的柔软电极，所述导电路是由包含直径为0.5nm～80nm的碳纤维且碳纤维自中心部位起三维地延伸的碳纳米管所形成。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2012-54192号公报[专利文献2]日本专利特开2008-198425号公报
技术实现思路
[专利技术所欲解决的课题]然而，专利文献1中记载的导电构件中，虽确保作为导电构件的伸缩性，但存在如下课题：由于担负导电性的配线部分是使用包含银粒子的导电性膏而形成，故而在伸长时，导电路径被切断，电阻大幅度上升，或在反复进行伸缩变化时，电阻的不均变大。另外，专利文献2中记载的柔软电极中，虽确保柔软性，但存在如下课题：伸缩性差，在高伸长时电阻增大，或在反复伸缩时电阻会产生不均。本专利技术是鉴于如上所述的情况而形成，其目的在于提供一种伸缩性电极，其柔软性、伸缩性及导电性优异，可抑制伸长时的电阻增大、反复伸缩时产生电阻的不均。[解决课题的手段]本专利技术人等人为了达成所述目的而积极研究，结果发现，通过使用特定的碳纳米管来形成电极本体，能够达成所述目的，从而完成本专利技术。本专利技术的伸缩性电极：包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的电极本体，并且所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成。所述伸缩性电极中，所述多层碳纳米管的纤维径较佳为5nm～30nm。另外，所述伸缩性电极可适合用于感测片。本专利技术的感测片是使用本专利技术的伸缩性电极的感测片，所述感测片：所述基材为片状，所述电极本体设置在所述基材的两面，并且设置在所述基材的其中一面的电极本体与设置在所述基材的另一面的电极本体夹持所述基材而至少一部分对向。所述感测片中，所述电极本体为带状，在所述基材的两面各设置有多行。本专利技术的静电电容式传感器：包括本专利技术的感测片、测量元件、以及将所述感测片所具备的电极本体及所述测量元件连接的外部配线，并且将设置在所述基材的其中一面的电极本体与设置在所述基材的另一面的电极本体的夹持所述基材而对向的部分作为检测部，所述测量元件通过测量所述检测部的静电电容的变化来测定变形应变量。[专利技术的效果]本专利技术的伸缩性电极由于包括使用特定的碳纳米管而形成的电极本体，故而具有导电性高，且伸长时的电阻的增大幅度、以及反复伸缩时的电阻的不均极小的优异特性。本专利技术的感测片由于使用具有所述特性的本专利技术的伸缩性电极，故而可提供测定精度、长期可靠性优异的传感器。本专利技术的静电电容式传感器由于包括本专利技术的感测片，故而测定精度以及长期可靠性优异。附图说明图1(a)是示意性地表示本专利技术的伸缩性电极的一例的立体图，图1(b)是图1(a)的A-A线剖面图。图2(a)～图2(c)分别为示意性地表示本专利技术的伸缩性电极的其他例的剖面图。图3是用以对用于制作片状基材的成形装置的一例进行说明的示意图。图4(a)是示意性地表示本专利技术的感测片的一例的平面图，图4(b)是图4(a)所示的感测片的A-A线剖面图。图5是示意性地表示本专利技术的静电电容式传感器的一例的平面图。图6是对制备例1中使用的高配向碳纳米管拍摄而得的电子显微镜照片(×500)。图7是对制备例1中使用的高配向碳纳米管拍摄而得的电子显微镜照片(×200000)。图8是用以对实施例及比较例中的反复伸缩时的电阻的测定方法进行说明的示意图。图9是表示在实施例1中进行相对于反复伸缩的电阻变化的测定而得的测定结果的图表。图10是表示在实施例2中进行相对于反复伸缩的电阻变化的测定而得的测定结果的图表。图11是表示在实施例3中进行相对于反复伸缩的电阻变化的测定而得的测定结果的图表。图12是表示在比较例1中进行相对于反复伸缩的电阻变化的测定而得的测定结果的图表。图13是表示在比较例2中进行相对于反复伸缩的电阻变化的测定而得的测定结果的图表。附图标记说明：1：感测片；2：介电层；01A1～16A1：表侧连接部；01A～16A：表侧电极层；01B1～16B1：背侧连接部；01B～16B：背侧电极层；C0101～C1616：检测部；30：成形装置；31：保护膜；32：辊；33：原料组成物；34：加热装置；35：基材；50、100、110、120、130：伸缩性电极；51、101、111a、111b、121a、121b、131：基材；52、102、112、122a、122b、132a、132b：电极本体；53：铜箔；54：树脂框；55：引线；56：万用表；201：静电电容式传感器；202、203：外部配线；204：测量元件。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。本专利技术的伸缩性电极：包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的包含碳纳米管的电极本体，并且所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成。图1(a)是示意性地表示本专利技术的伸缩性电极的一例的立体图，图1(b)是图1(a)的A-A线剖面图。图1(a)、图1(b)中所示的伸缩性电极100中，在包含弹性体组成物的片状基材101的上表面整体上积层使用碳纳米管而形成的电极本体102，从而形成一体。所述基材包含弹性体组成物。因此，可确保伸缩性。所述弹性体组成物可列举含有弹性体、以及视需要的其他任意成分的组成物。所述弹性体例如可列举：天然橡胶、异戊二烯橡胶、腈橡胶(nitrilerubber，NBR)、乙烯丙烯橡胶(三元乙丙橡胶(ethylenepropylenedienemonomer，EPDM))、苯乙烯·丁二烯橡胶(styrenebutadienerubber，SBR)、丁二烯橡胶(butadienerubber，BR)、氯丁二烯橡胶(chloroprenerubber，CR)、硅酮橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶(acrylicrubber)、氢化腈橡胶、氨基甲酸酯橡胶等。该些弹性体可单独使用，也可并用2种以上。该些弹性体中，较佳为氨基甲酸酯橡胶、硅酮橡胶。其原因在于永久应变(或者永久延伸)小。进而，与硅酮橡胶相比，就与碳纳米管的密接性优异的方面而言，特佳为氨基甲酸酯橡胶。所述氨基甲酸酯橡胶是至少多元醇成分与异氰酸酯成分进行反应而成。作为具体例，例如可列举：将烯烃系多元醇作为多元醇成分的烯烃系氨基甲酸酯橡胶、将酯系多元醇作为多元醇成分的酯系氨基甲酸酯橡胶、将醚系多元醇作为多元醇成分的醚系氨基甲酸酯橡胶、将碳酸酯系多元醇作为多元醇成分的碳酸酯系氨基甲酸酯橡胶、将蓖麻油系多元醇作为多元醇成分的蓖麻油系氨基甲酸酯橡胶等。该些橡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种感测片，其使用包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的电极本体的伸缩性电极，所述感测片的特征在于：所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成，所述基材为片状，所述电极本体设置在所述基材的两面，设置在所述基材的其中一面的电极本体与设置在所述基材的另一面的电极本体夹持着所述基材而至少一部分对向，并且所述伸缩性电极为当反复进行1000个循环的伸缩，且所述伸缩是以自未伸长状态起于单轴方向上伸长100％后恢复为未伸长状态的循环作为1个循环时，在第2个循环以后的各循环中，伸长100％时的相对于未伸长时的电阻的增加率小于100％，所述电阻的增加率为〔[伸长100％时的电阻值]‑[未伸长时的电阻值]〕/[未伸长时的电阻值]×100。

【技术特征摘要】
2013.11.28 JP 2013-2464381.一种感测片，其使用包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的电极本体的伸缩性电极，所述感测片的特征在于：所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成，所述基材为片状，所述电极本体设置在所述基材的两面，设置在所述基材的其中一面的电极本体与设置在所述基材的另一面的电极本体夹持着所述基材而至少一部分对向，并且所述伸缩性电极为当反复进行1000个循环的伸缩，且所述伸缩是以自未伸长状态起于单轴方向上伸长100％后恢复为未伸长状态的循环作为1个循环时，在第2个循环以后的各循环中，伸长100％时的相对于未伸长时的电阻的增加率小于100％，所述电阻的增加率为〔[伸长100％时的电阻值]-[未伸长时的电阻值]〕/[未伸长时的电阻值]×100。2.一种感测片，其使用包括包含弹性体组成物的基材、以及与所述基材形成一体的电极本体的伸缩性电极，所述感测片的特征在于：所述电极本体是使用纤维长度为50μm以上的多层碳纳米管而形成，所述基材为片状，所述电极本体设置在所述基材的两面，设置在所述基材的其中一面的电极本体与设置在所述基材的另一面的电极本体夹持着所述基材而至少一部分对向，并且所述伸缩性电极为当反复进行1000个循环的伸缩，且所述伸缩是以自未伸长状态起于单轴方向上伸长100％后恢复...

【专利技术属性】
技术研发人员：则定英树，大高秀夫，
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