电容传感器、其制造方法、以及电容传感器用网眼状柔软电极技术

电容传感器(1)具备两个电极层(10、11)、以及配置于电极层(10、11)之间的绝缘层(12)。两个电极层(10、11)中的至少一方由具有网眼形状的网眼状柔软电极(50)构成，网眼状柔软电极(50)由导电性聚合物构成。该导电性聚合物具有聚合物、以及分散于该聚合物中的导电材料，且弹性模量为1000MPa以下。两个电极层(10、11)由网眼状柔软电极(50)构成的电容传感器(1)的制造方法具有制造网眼状柔软电极(50)的电极制造工序、以及在绝缘层(12)的表背两面层叠网眼状柔软电极(50)的层叠工序。

Capacitive sensor, manufacturing method thereof, and flexible mesh electrode for capacitive sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容传感器、其制造方法、以及电容传感器用网眼状柔软电极
本专利技术涉及电容传感器及其制造方法，尤其涉及电容传感器的电极层。
技术介绍
在汽车等车辆中，搭载有检测乘员的状态的各种各样的传感器。例如，在专利文献1、专利文献2中，公开了配置于方向盘的轮圈部(把手)的电容传感器。该传感器具备屏蔽层和传感器层，并基于在乘员与传感器层之间产生的电容的变化，检测驾驶员是否接触方向盘。图5表示具备电容传感器的以往的方向盘的径向剖视图。如图5所示，方向盘9具备芯体20、加热器层30、电容传感器90、以及表皮40。方向盘9具有从芯体20朝向径向外侧层叠有多个层的层叠结构。加热器层30包覆芯体20的外周面。电容传感器90包覆加热器层30的外周面。表皮40包覆电容传感器90的外周面。驾驶员所接触到的是表皮40。电容传感器90具有检测电极层91、屏蔽电极层92、以及绝缘层93。检测电极层91配置于表皮40侧，并在与驾驶员的手(检测对象物)之间产生电容。屏蔽电极层92配置于加热器层30侧，并对来自加热器层30的噪声进行遮蔽。绝缘层93配置于检测电极层91和屏蔽电极层92之间。检测电极层91和绝缘层93通过粘合层94粘接，屏蔽电极层92和绝缘层93通过粘合层95粘接。同样地，加热器层30和屏蔽电极层92通过粘合层31粘接，表皮40和检测电极层91通过粘合层41粘接。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2014/123222号专利文献2：日本特开2014-190856号公报专利文献3：日本特开2007-314911号公报专利文献4：日本特开2007-262623号公报专利文献5：日本特开2010-109121号公报专利文献6：日本特开2002-220776号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题如上所述，在以往的方向盘中，层叠的层彼此通过粘合剂粘接，因此需要涂布粘合剂的工序、贴合工序等，从而制造工序较多，成本变高。另外，作为电极层的材料，如专利文献1中记载的那样，使用银、铜等金属、碳材料。在将电容传感器安装于方向盘时，需要使电容传感器一边伸长一边卷绕于芯体。然而，由于金属、碳材料不具有柔软性，因此难以伸长。因此，如该文献所记载那样，对传感器的形状进行深入开发等。在专利文献2中，作为屏蔽电极层的材料，记载有使用在橡胶、树脂中掺混了金属粉的材料。然而，这些材料的柔软性也不够，若伸长则金属粉(导电材料)的接触断开，从而容易导致导电性的降低、断裂。另一方面，如专利文献3、专利文献4所记载的那样，提出了使用经金属镀覆的导电丝的呈布状的电极。另外，在专利文献5中，记载有能够将碳材料、金属编织成网状而形成电极层。然而，这些导电布缺乏柔软性。因此，难以卷绕于方向盘，若伸长则有损导电性。另外，导电布较为昂贵。若从资源回收的观点出发对导电布进行处理，则由于焚烧后金属成分残存，或者金属成分在熔融物中作为杂质而残存，因此还存在难以对导电布进行再利用这样的问题。本专利技术是鉴于上述那样的实际情况而完成的，其课题在于提供一种电极，该电极能够用作电容传感器的电极层并具有柔软性，即使伸长也难以产生导电性的降低以及断裂。另外，其课题还在于，提供一种使用该电极且柔软性优异的电容传感器、以及以低成本来制造该电容传感器的方法。用于解决问题的手段(1)为了解决上述课题，本专利技术提供一种电容传感器，其具备两个电极层、以及配置于该电极层之间的绝缘层，其特征在于，两个该电极层中的至少一方由具有网眼形状的网眼状柔软电极构成，所述网眼状柔软电极由导电性聚合物构成，该导电性聚合物具有聚合物、以及分散于该聚合物中的导电材料且弹性模量为1000MPa以下。(2)为了解决上述课题，本专利技术提供一种电容传感器的制造方法，所述电容传感器具备两个电极层、以及配置于该电极层之间的绝缘层，两个该电极层由具有网眼形状的网眼状柔软电极构成，所述网眼状柔软电极由导电性聚合物构成，该导电性聚合物具有聚合物、以及分散于该聚合物中的导电材料且弹性模量为1000MPa以下，其特征在于，所述电容传感器的制造方法具有：制造所述网眼状柔软电极的电极制造工序；以及在所述绝缘层的表背两面层叠该网眼状柔软电极的层叠工序。(3)为了解决上述课题，本专利技术提供一种电容传感器用网眼状柔软电极，其特征在于，所述电容传感器用网眼状柔软电极由具有聚合物以及分散于该聚合物中的导电材料且弹性模量为1000MPa以下的导电性聚合物构成，并具有网眼形状。专利技术效果(1)本专利技术的电容传感器具备网眼状柔软电极作为电极层。网眼状柔软电极由弹性模量较小的导电性聚合物构成，并且具有网眼形状。因此，柔软性较高，即使大幅地伸长也难以发生断裂且导电性也难以降低。因而，本专利技术的电容传感器整体上变得柔软，从而也容易装配于上述的方向盘那样的曲面。另外，网眼状柔软电极的基质是聚合物，如果在导电材料中使用碳材料，则金属成分不会在熔融物中残存。因此，容易进行再利用。网眼状柔软电极具有聚合物。因此，在绝缘层等相邻构件是热塑性弹性体制成的情况下，利用网眼状柔软电极和相邻构件之间的粘合性，能够不使用粘合剂而将两者固定。另外，在相邻构件因加热而软化的情况下，能够通过将相邻构件加热而使其融着于网眼状柔软电极来将两者固定。进一步地，能够通过使软化后的相邻构件的一部分浸入网眼状柔软电极的空隙中而成为一体。尤其是，在网眼状柔软电极和相邻构件是同系统的聚合物种类的情况下，能够因相溶性而牢固地成为一体。这样，若使用网眼状柔软电极，则能够不再使用以往在相邻的层彼此的固定中所需要的粘合剂，因此能够减少制造工序，并能够实现成本的削减。因而，能够较为廉价地构成本专利技术的电容传感器。另外，通过进行一体化，能够与以往的使用粘合剂的层叠方法相比而减小厚度，因此也有提高柔软性的效果。(2)根据本专利技术的电容传感器的制造方法，仅通过在绝缘层的表背两面层叠网眼状柔软电极，就能够容易地制造出夹持绝缘层的两个电极层由网眼状柔软电极构成的方式的本专利技术的电容传感器。另外，根据本专利技术的电容传感器的制造方法，通过利用绝缘层以及网眼状柔软电极的粘合性或将两者融着，或者进一步地使绝缘层浸入，能够不再使用以往在相邻的层彼此的固定时所需要的粘合剂，能够减少制造工序，并能够实现成本的削减。因而，能够以较低的成本制造出本专利技术的电容传感器。(3)本专利技术的电容传感器用网眼状柔软电极由弹性模量较小的导电性聚合物构成，并且具有网眼形状。因此，柔软性较高，即使大幅地伸长也难以发生断裂且导电性也难以降低。因而，适用于要求柔软性的电容传感器的电极层。另外，本专利技术的电容传感器用网眼状柔软电极的基质为聚合物，如果在导电材料中使用碳材料，则金属成分不会在熔融物中残存。因此，容易进行再利用。顺带地，在专利文献6中，记载有由含有炭黑的热塑性树脂构成的多个导电性连续纤维重叠为网状并在其交叉点通过融着粘接而一体化而成的导电性网状体。该导电性网状体可以与阻水片材等一体化而用于漏水检测。因此，针对该导电性网状体，要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容传感器，其具备两个电极层、以及配置于该电极层之间的绝缘层，其特征在于，/n两个该电极层中的至少一方由具有网眼形状的网眼状柔软电极构成，所述网眼状柔软电极由导电性聚合物构成，/n该导电性聚合物具有聚合物、以及分散于该聚合物中的导电材料，且弹性模量为1000MPa以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180926 JP 2018-1799171.一种电容传感器，其具备两个电极层、以及配置于该电极层之间的绝缘层，其特征在于，
两个该电极层中的至少一方由具有网眼形状的网眼状柔软电极构成，所述网眼状柔软电极由导电性聚合物构成，
该导电性聚合物具有聚合物、以及分散于该聚合物中的导电材料，且弹性模量为1000MPa以下。


2.根据权利要求1所述的电容传感器，其特征在于，所述网眼状柔软电极的厚度是0.05mm以上且0.5mm以下。


3.根据权利要求1或2所述的电容传感器，其特征在于，所述导电性聚合物的所述聚合物具有选自热塑性树脂以及热塑性弹性体中的一种以上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容传感器，其特征在于，所述导电性聚合物的所述导电材料具有选自炭黑、碳纳米管以及石墨中的一种以上。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容传感器，其特征在于，所述导电性聚合物的体积电阻率是100Ω·cm以下。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容传感器，其特征在于，所述导电性聚合物沿一个方向伸长25％时的体积电阻率为伸长前的体积电阻率的10倍以下。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的电容传感器，其特征在于，所述绝缘层具有热塑性弹性体。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容传感器，其特征在于，
所述电容传感器满足以下(A)、(B)、(C)的条件中的至少一个：
(A)在120℃以上且180℃以下的某一温度下，所述导电性聚合物的弹性模量大于该温度下测定的所述绝缘层的弹性模量；
(B)在120℃以上且180℃以下的某一温度下，所述导电性聚合物的断裂伸长率大于该温度下测定的所述绝缘层的断裂伸长率；以及
(C)所述导电性聚合物的200℃下的熔融粘度大于所述绝缘层的200℃下的熔融粘度。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容传感器，其特征在于，所述网眼状柔软电极的至少一部分被埋入所述绝缘层中。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的电容传感器，其特征在于，两个所述电极层中的一方是检测电极层，另一方是屏蔽电极层，所述电容传感器对该检测电极层和对象物之间产生的电容进行检测。


11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野正义，篠塚翼，伊藤弘昭，高松成亮，
申请(专利权)人：住友理工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP