JP6505164B2 - Capacitive sensor sheet and sensor device - Google Patents

Capacitive sensor sheet and sensor device Download PDF

Info

Publication number
JP6505164B2
JP6505164B2 JP2017134386A JP2017134386A JP6505164B2 JP 6505164 B2 JP6505164 B2 JP 6505164B2 JP 2017134386 A JP2017134386 A JP 2017134386A JP 2017134386 A JP2017134386 A JP 2017134386A JP 6505164 B2 JP6505164 B2 JP 6505164B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
electrode layer
dielectric layer
capacitance
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017134386A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017201324A5 (en
JP2017201324A (en
Inventor
大高 秀夫
秀夫 大高
雅史 太田
雅史 太田
和朗 松田
和朗 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bando Chemical Industries Ltd filed Critical Bando Chemical Industries Ltd
Priority to JP2017134386A priority Critical patent/JP6505164B2/en
Publication of JP2017201324A publication Critical patent/JP2017201324A/en
Publication of JP2017201324A5 publication Critical patent/JP2017201324A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6505164B2 publication Critical patent/JP6505164B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本発明は、静電容量型センサシート及びセンサ装置に関する。   The present invention relates to a capacitive sensor sheet and a sensor device.

リハビリテーション(以下、単にリハビリともいう)の分野においては、不全麻痺や片麻痺などの運動麻痺の患者の運動量、関節等の可動量や可動範囲の計測、トレーニング時及び安静時の患者の心拍数や呼吸数の計測等が日常的に行われている。
また、医療の分野においても、患者や介護を要する高齢者の心拍数や呼吸数をモニタリングすることが日常的に行われている。
In the field of rehabilitation (hereinafter referred to simply as rehabilitation), the exercise amount of a patient with motor paralysis such as paresis or hemiplegia, measurement of the movement amount and range of movement of joints, etc., heart rate of the patient at training and at rest Measurement of respiration rate etc. is performed on a daily basis.
Also in the field of medical care, monitoring of the heart rate and respiration rate of patients and elderly people requiring care is routinely performed.

患者の運動量、関節等の可動量や可動範囲を計測する方法としては、これまで定規を用いる方法、ゴニオメータを用いる方法、筋電センサを用いる方法が採用されている。
しかしながら、これらの方法では、肘や膝の関節の曲り具合は計測できても、例えば肩甲骨の動きや臀部の動き、表情の動きなど計測が困難な部位も多く存在する。
また、より大きな身体の動きを計測する方法としてモーションキャプチャーを利用した計測方法も提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、モーションキャプチャーを利用した方法は、計測システム全体として大がかりなシステムが必要であるため計測システムの携帯が困難で、かつ、測定前の準備が煩雑であり、更に、撮像手段(カメラ)の陰になる部分の運動は計測することができないとの課題があった。
As a method of measuring the amount of movement of a patient and the amount of movement of a joint or the like, a method using a ruler, a method using a goniometer, and a method using an myoelectric sensor have been adopted.
However, in these methods, although the bending condition of the elbow or knee joint can be measured, there are many places where measurement is difficult, such as movement of the scapula, movement of the hips, movement of the expression, and the like.
Also, as a method of measuring a larger movement of the body, a measurement method using motion capture has been proposed (see, for example, Patent Document 1). However, the method using motion capture requires a large scale system as a whole of the measurement system, making it difficult to carry the measurement system, making preparation before the measurement complicated, and furthermore, the shadow of the imaging means (camera) There was a problem that the movement of the becoming part could not be measured.

また、患者等の心拍数や呼吸数を経時的にモニタリングする手法として、例えば、特許文献2には、全方向に弾性変形可能なシート状誘電体の両面に伸縮性を有する一対の導電布を配備して構成される静電容量型圧力センサを用いる方法が提案されている。
しかしながら、特許文献2に記載された方法では、寝た状態の人体の下に静電容量型圧力センサを敷いて心拍数や呼吸数をモニタリングするため、リハビリトレーニング中など身体を動かしている状態では計測が困難であった。
また、静電容量型圧力センサは、誘電層の厚さ方向の変形による静電容量の変化を計測するセンサであるため、そもそも誘電層の面方向の変形を計測することは困難であり、身体の運動状態を計測することはできなかった。
In addition, as a method of monitoring the heart rate and respiration rate of a patient etc. over time, for example, Patent Document 2 discloses a pair of conductive cloths having stretchability on both sides of a sheet-like dielectric which can be elastically deformed in all directions. A method has been proposed that uses a capacitive pressure sensor that is deployed and configured.
However, in the method described in Patent Document 2, in order to monitor the heart rate and the respiration rate by placing a capacitive pressure sensor under the human body in a state of lying down, in a state where the body is being moved, such as during rehabilitation training. Measurement was difficult.
In addition, since the capacitance type pressure sensor is a sensor that measures the change in capacitance due to the deformation in the thickness direction of the dielectric layer, it is difficult to measure the deformation in the surface direction of the dielectric layer in the first place. It was not possible to measure the exercise state of

国際公開第2005/096939号WO 2005/096939 特開2005−315831号公報JP, 2005-315831, A

本発明者らは、このような状況のもと、生体表面の変形を追跡することができる静電容量型センサ装置として、従来の静電容量型センサ装置とは異なる技術的思想に基づく静電容量型センサ装置を提案している。
即ち、エラストマー組成物からなるシート状の第1誘電層と、カーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなり、上記第1誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記第1誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第1電極層及び第2電極層とを有し、上記第1電極層及び第2電極層の対向する部分を検出部とし、上記第1誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ素子と、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備えたセンサ装置を提案している。
Under these circumstances, the inventors of the present invention have developed an electrostatic sensor based on a technical idea different from that of a conventional capacitive sensor as a capacitive sensor capable of tracking deformation of a living body surface. We have proposed a capacitive sensor device.
That is, it is composed of a sheet-like first dielectric layer composed of an elastomer composition, and a conductive composition containing carbon nanotubes, and at least one of the first dielectric layer is sandwiched between the surface and the back of the first dielectric layer. A first electrode layer and a second electrode layer formed to face each other, and a portion where the first electrode layer and the second electrode layer face each other is used as a detection portion; A sensor device is proposed that includes a sensor element that reversibly deforms so as to change its area, and a measuring device that measures a change in capacitance in the detection unit.

このようなセンサ装置においてセンサ素子は、エラストマー組成物からなる誘電層とカーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなる導電層とを備え、誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形する。そのため、例えば、上記センサ素子を生体に貼り付けて生体表面の変形を追跡する場合、生体表面が大きく変形しても、その変形量を静電容量の変化量として計測することができる。よって、このようなセンサ装置では、身体の運動状態を計測することができ、リハビリトレーニング中など身体を動かしている状態でも計測を行うことができる。
しかしながら、このようなセンサ素子は、下記のように感度や精度の点で改善が求められていた。
In such a sensor device, the sensor element includes a dielectric layer made of an elastomer composition and a conductive layer made of a conductive composition containing carbon nanotubes, and reversibly so that the areas of the front and back surfaces of the dielectric layer change. Deform. Therefore, for example, when the sensor element is attached to a living body to track the deformation of the surface of the living body, even if the surface of the living body is greatly deformed, the amount of deformation can be measured as the amount of change in capacitance. Therefore, with such a sensor device, the motion state of the body can be measured, and the measurement can be performed even while the body is moving, such as during rehabilitation training.
However, such a sensor element has been required to be improved in terms of sensitivity and accuracy as described below.

一般に静電容量型センサにおける静電容量(キャパシタンス)は、以下の式(1)で表される。
C=εεS/d・・・(1)
ここで、Cはキャパシタンス、ε0は自由空間の誘電率、εrは誘電層の比誘電率、Sは電極層面積、dは電極間距離である。
そして、上記センサ素子では、面方向に変形(誘電層の表裏面の面積が変化するように変形)した場合、誘電層の変形に追従してカーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなる導電層が変形し、即ち、上記式(1)におけるSの値が変化し、その結果、静電容量Cの値が変化する。そのため、上記静電容量Cの変化量△Cに基づいてセンサ素子の変形量を検出することができる。
一方、誘電層が一軸方向に伸長した場合、誘電層の伸長に応じて上記導電層も同方向に伸長し、その面積が増大する。このとき、誘電層は、伸長するに従って伸長方向に垂直な方向(幅方向)には収縮することがある。そうすると、誘電層の幅方向での収縮に追従して、上記導電層も伸長方向に垂直な方向(幅方向)に収縮することがある。このような導電層の幅方向の収縮が発生すると、誘電層(導電層)の伸長量と、面積の増大量との相関性が低下し、その結果、測定感度や測定精度が低下することがある。
そのため、上述したように、感度や精度の向上が求められている。
Generally, the capacitance (capacitance) in a capacitive sensor is expressed by the following equation (1).
C = ε 0 ε r S / d (1)
Here, C is a capacitance, ε 0 is a dielectric constant of free space, ε r is a dielectric constant of a dielectric layer, S is an electrode layer area, and d is a distance between electrodes.
Then, in the above sensor element, when the sensor element is deformed in the plane direction (deformed so that the areas of the front and back surfaces of the dielectric layer change), a conductive layer made of a conductive composition containing carbon nanotubes following the deformation of the dielectric layer Is deformed, that is, the value of S in the above equation (1) changes, and as a result, the value of capacitance C changes. Therefore, the deformation amount of the sensor element can be detected based on the change amount ΔC of the capacitance C.
On the other hand, when the dielectric layer extends in a uniaxial direction, the conductive layer also extends in the same direction according to the extension of the dielectric layer, and the area increases. At this time, the dielectric layer may shrink in a direction (width direction) perpendicular to the stretching direction as it stretches. Then, following the contraction in the width direction of the dielectric layer, the conductive layer may also contract in the direction (width direction) perpendicular to the extension direction. When such contraction in the width direction of the conductive layer occurs, the correlation between the amount of extension of the dielectric layer (conductive layer) and the amount of increase in the area decreases, and as a result, the measurement sensitivity and the measurement accuracy decrease. is there.
Therefore, as described above, improvement in sensitivity and accuracy is required.

本発明者は、このような要望に応えるべく検討を重ね、本発明を完成した。
本発明の静電容量型センサシートは、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第1電極層及び第2電極層とを有し、上記第1電極層及び第2電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、上記センサ本体に一体化された伸縮性を有する布生地とを備え、上記布生地は、伸縮異方性を有することを特徴とする。
The present inventors have repeatedly studied to meet such needs and completed the present invention.
The capacitance-type sensor sheet of the present invention comprises a sheet-like dielectric layer comprising an elastomer composition, and a conductive composition containing a conductive material, and the dielectric layer is sandwiched between the front and back surfaces of the dielectric layer. And a first electrode layer and a second electrode layer formed so as to at least partially face each other, wherein the opposing portion of the first electrode layer and the second electrode layer is used as a detection portion, and the front and back surfaces of the dielectric layer A sensor body which reversibly deforms so as to change its area, and a stretchable cloth fabric integrated with the sensor body, wherein the cloth fabric has stretch anisotropy. .

本発明の静電容量型センサシートは、センサ本体に布生地が一体化されており、この布生地が伸縮異方性を有するものである。そのため、この布生地の易伸縮方向にセンサ本体を伸長させた場合、上記導電層は、伸長方向には伸長するものの、伸長方向に垂直な方向(幅方向)にはほとんど伸長しない。従って、センサ本体が伸長した際に、電極層はセンサ本体の伸長量に比例して面積が増大することとなる。その結果、本発明のセンサシートでは、センサ本体の伸長率にかかわらず、センサ本体の伸長量と検出部の静電容量とが比例関係を維持することとなる。   In the capacitance type sensor sheet of the present invention, the cloth body is integrated with the sensor body, and the cloth cloth has stretch anisotropy. Therefore, when the sensor body is stretched in the easily stretchable direction of the fabric, the conductive layer stretches in the stretch direction but hardly stretches in the direction (width direction) perpendicular to the stretch direction. Therefore, when the sensor body is expanded, the area of the electrode layer is increased in proportion to the amount of expansion of the sensor body. As a result, in the sensor sheet of the present invention, regardless of the expansion rate of the sensor body, the expansion amount of the sensor body and the capacitance of the detection unit maintain a proportional relationship.

本発明の静電容量型センサシートにおいて、上記布生地は、易伸縮方向の5%モジュラスに対する難伸縮方向の5%モジュラスの比([難伸縮方向のM5]/易伸縮方向のM5])が10以上であることが好ましい。
上記静電容量型センサシートにおいて、上記導電材料は、少なくともカーボンナノチューブであることが好ましい。
また、上記静電容量型センサシートにおいて、上記エラストマー組成物は、ウレタンゴムを含有することが好ましい。
In the capacitance type sensor sheet according to the present invention, the fabric has a ratio of 5% modulus in the hard stretch direction to 5% modulus in the fast stretch direction ([M5 in the hard stretch direction / M5 in the easy stretch direction]) It is preferably 10 or more.
In the capacitive sensor sheet, the conductive material is preferably at least a carbon nanotube.
Further, in the above-mentioned capacitance type sensor sheet, it is preferable that the above-mentioned elastomer composition contains urethane rubber.

本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートと、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備えることを特徴とする。
本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートを備えているため、上記センサシートの静電容量の変化量に基づいて、非測定対象物の変形量を正確に測定することができる。
A sensor device according to the present invention is characterized by including the capacitance-type sensor sheet according to the present invention, and a measuring device for measuring a change in capacitance in the detection unit.
Since the sensor device of the present invention includes the capacitance-type sensor sheet of the present invention, it is possible to accurately measure the amount of deformation of a non-measurement object based on the amount of change in capacitance of the sensor sheet. it can.

本発明によれば、高感度及び高精度で測定対象物の変形量を測定するための静電容量型センサシート及びのセンサ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a capacitive sensor sheet and a sensor device for measuring the amount of deformation of an object to be measured with high sensitivity and high accuracy.

本発明のセンサ装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the sensor apparatus of this invention. (a)は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面図である。(A) is a perspective view which shows typically an example of the sensor main body which comprises the capacitance-type sensor sheet | seat of this invention, (b) is the sectional view on the AA line of (a). (a)は、本発明の静電容量型センサシートの一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は(a)のB−B線断面図である。(A) is a perspective view which shows typically an example of the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of this invention, (b) is a BB sectional drawing of (a). (a)は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の別の一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)のC−C線断面図である。(A) is a perspective view which shows typically another example of the sensor main body which comprises the capacitance-type sensor sheet | seat of this invention, (b) is CC sectional view taken on the line of (a) . 本発明の静電容量型センサシートが備える誘電層の作製に使用する成型装置の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the shaping | molding apparatus used for preparation of the dielectric layer with which the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of this invention is equipped. (a)〜(c)は、実施例におけるセンサ本体の作製工程を説明するための斜視図である。(A)-(c) is a perspective view for demonstrating the preparation processes of the sensor main body in an Example. (a)〜(d)は、実施例における静電容量型センサシートの作製工程を説明するための斜視図である。(A)-(d) is a perspective view for demonstrating the preparation processes of the electrostatic capacitance type sensor sheet in an Example. 実施例1の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of Example 1 reciprocate extension operation. 実施例2の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of Example 2 reciprocate extension operation. 比較例1の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of the comparative example 1 reciprocate extension operation. 比較例2の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of the comparative example 2 reciprocate extension operation. 比較例3の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of the comparative example 3 reciprocate extension operation. 比較例4の静電容量型センサシートを往復伸長動作させた際の静電容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of making the electrostatic capacitance type sensor sheet | seat of the comparative example 4 reciprocate extension operation.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の静電容量型センサシート(以下、単にセンサシートともいう)は、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第1電極層及び第2電極層とを有し、上記第1電極層及び第2電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、上記センサ本体に一体化された伸縮性を有する布生地と、を備え、上記布生地が伸縮異方性を有する。
本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートと、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The capacitive sensor sheet (hereinafter, also simply referred to as a sensor sheet) of the present invention comprises a sheet-like dielectric layer comprising an elastomer composition and a conductive composition comprising a conductive material, and the surface of the dielectric layer and It has a first electrode layer and a second electrode layer formed on each of the back surfaces so as to at least partially face each other with the dielectric layer interposed therebetween, and detects the facing portion of the first electrode layer and the second electrode layer A sensor body that reversibly deforms so as to change the area of the front and back surfaces of the dielectric layer, and a stretchable cloth fabric integrated with the sensor body; It has the directionality.
A sensor device of the present invention includes the capacitance-type sensor sheet of the present invention, and a measuring device that measures a change in capacitance in the detection unit.

図1は、本発明のセンサ装置の一例を示す概略図であり、本発明の静電容量型センサシートを備える。
図2(a)は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は(a)のA−A線断面図である。
図3(a)は、図2に示したセンサ本体を備えた静電容量型センサシートの一例を示す斜視図であり、(b)は(a)のB−B線断面図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a sensor device of the present invention, and provided with a capacitive sensor sheet of the present invention.
Fig.2 (a) is a perspective view which shows typically an example of the sensor main body which comprises the capacitance-type sensor sheet | seat of this invention, (b) is the sectional view on the AA line of (a).
Fig.3 (a) is a perspective view which shows an example of an electrostatic capacitance type sensor sheet provided with the sensor main body shown in FIG. 2, (b) is a BB sectional drawing of (a).

本発明に係るセンサ装置1は、図1に示すように、本発明に係るセンサシート2と、センサシート2と電気的に接続された計測器3と、計測器3での計測結果を表示するための表示器4とを備える。   As shown in FIG. 1, the sensor device 1 according to the present invention displays the measurement result of the sensor sheet 2 according to the present invention, the measuring device 3 electrically connected to the sensor sheet 2, and the measuring device 3. And a display 4 for the user.

センサシート2は、図3(a)(b)に示すように、センサ本体10と、センサ本体10の両面(おもて面及び裏面)に積層された伸縮異方性を有する布生地20A、20Bを含む。
センサ本体10は、図2(a)(b)に示すように、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層11と、誘電層11の表面(おもて面)に形成された表側電極層12Aと、誘電層11の裏面に形成された裏側電極層12Bと、表側電極層12Aに連結された表側配線13Aと、裏側電極層12Bに連結された裏側配線13Bと、表側配線13Aの表側電極層12Aと反対側の端部に取り付けられた表側接続部14Aと、裏側配線13Bの裏側電極層12Bと反対側の端部に取り付けられた裏側接続部14Bと、誘電層11の表側及び裏側のそれぞれに積層された表側保護層15A及び裏側保護層15Bと、を備える。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the sensor sheet 2 includes a sensor body 10 and a cloth fabric 20A having stretch anisotropy laminated on both sides (front and back sides) of the sensor body 10, Includes 20B.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the sensor body 10 has a sheet-like dielectric layer 11 made of an elastomer composition and a front side electrode layer 12A formed on the surface (front side) of the dielectric layer 11. , Back side electrode layer 12B formed on the back side of dielectric layer 11, front side wiring 13A connected to front side electrode layer 12A, back side wiring 13B connected to back side electrode layer 12B, and front side electrode layer of front side wiring 13A A front side connection portion 14A attached to the end opposite to 12A, a back side connection portion 14B attached to the end opposite to the back side electrode layer 12B of the back side wiring 13B, and a front side and a back side of the dielectric layer 11 And a front side protective layer 15A and a rear side protective layer 15B laminated to each other.

ここで、表側電極層12Aと裏側電極層12Bとは、同一の平面視形状を有しており、誘電層11を挟んで表側電極層12Aと裏側電極層12Bとは全体が対向している。センサ本体10では、表側電極層12Aと裏側電極層12Bとの対向した部分が検出部となる。
なお、本発明において、センサ本体が備える表側電極層と裏側電極層とは、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。
センサ本体10では、表側電極層12Aが第1電極層に、裏側電極層12Bが第2電極層に、それぞれ相当する。
Here, the front side electrode layer 12A and the back side electrode layer 12B have the same shape in plan view, and the whole of the front side electrode layer 12A and the back side electrode layer 12B oppose each other with the dielectric layer 11 interposed therebetween. In the sensor main body 10, the opposing portion of the front side electrode layer 12A and the back side electrode layer 12B serves as a detection unit.
In the present invention, the front side electrode layer and the rear side electrode layer provided in the sensor main body do not necessarily have to be opposed to each other across the dielectric layer, and at least a part thereof may be opposed.
In the sensor main body 10, the front side electrode layer 12A corresponds to the first electrode layer, and the back side electrode layer 12B corresponds to the second electrode layer.

センサ本体10では、誘電層11がエラストマー組成物からなるため、面方向に変形(伸縮)可能であり、誘電層11が面方向に変形した際には、その変形に追従して表側電極層12A及び裏側電極層12B、並びに、表側保護層15A及び裏側保護層15B(以下、両者を合わせて単に保護層ともいう)が変形する。
そして、センサ本体10の変形に伴い、上記検出部の静電容量が誘電層11の変形量(電極層の面積変化)と相関をもって変化する。よって、センサ装置1では、上記検出部の静電容量の変化を検出することで、センサシート2の変形量を検出することができる。
更に、センサ装置1では、センサシート2が後述する布生地を備えているため、上記検出部の静電容量の変化を検出することで、実質的にセンサ本体10の一軸方向の変形量を検出することができる。
In the sensor body 10, since the dielectric layer 11 is made of an elastomer composition, it can be deformed (stretched) in the surface direction, and when the dielectric layer 11 is deformed in the surface direction, the surface side electrode layer 12A follows the deformation. The back side electrode layer 12B, and the front side protective layer 15A and the back side protective layer 15B (hereinafter both are simply referred to as a protective layer) are deformed.
Then, with the deformation of the sensor main body 10, the capacitance of the detection unit changes in correlation with the amount of deformation of the dielectric layer 11 (change in area of the electrode layer). Therefore, in the sensor device 1, the deformation amount of the sensor sheet 2 can be detected by detecting the change in the capacitance of the detection unit.
Furthermore, in the sensor device 1, since the sensor sheet 2 is provided with a cloth to be described later, the amount of deformation in the axial direction of the sensor main body 10 is substantially detected by detecting a change in capacitance of the detection unit. can do.

布生地20A及び20Bは、それぞれセンサ本体10の表側及び裏側に粘着層(図示せず)を介して積層されている。
ここで、布生地20A、20Bはともに伸縮異方性を有する布生地であり、センサシート2を平面視した際に、上記検出部全体を覆うように積層されている。また、布生地20A、20Bは、センサ本体10の長手方向(図中、左右方向)が易伸縮方向となり、上記長手方向に垂直な方向が難伸縮方向となるように積層されている。
The cloth fabrics 20A and 20B are respectively laminated on the front and back sides of the sensor body 10 via an adhesive layer (not shown).
Here, the cloths 20A and 20B are both cloths having expansion anisotropy, and are laminated so as to cover the entire detection unit when the sensor sheet 2 is viewed in plan. Further, the cloth fabrics 20A and 20B are stacked so that the longitudinal direction (left and right direction in the drawing) of the sensor main body 10 is the easy stretch direction, and the direction perpendicular to the longitudinal direction is the hard stretch direction.

センサシート2は、非伸縮性部材21及び持ち手22A、22Bを備えている。
これらは任意の部材であり、本発明の静電容量型センサシートが必ずしも備えている必要はない。
非伸縮性部材21は、センサ本体10の上面に積層されており、センサシート2を平面視した際に検出部とは重複せず、少なくとも表側配線13A及び裏側配線13B、並びに、表側接続部14A及び裏側接続部14Bを覆う位置に積層されている。
このような非伸縮性部材21を備えたセンサシート2では、センサシート2を伸縮させた際に、センサ本体の検出部は伸縮し、センサ本体の非伸縮性部材21で覆われた部分は伸縮しにくくなるため、検出部の伸縮は、測定対象物の変形をより確実に反映したものとなる。よって、センサシート2が非伸縮部材21を備えることにより、センサ装置1はより優れた測定感度を有するものとなる。
The sensor sheet 2 includes a non-stretchable member 21 and handles 22A and 22B.
These are optional members, and the capacitive sensor sheet of the present invention does not necessarily have to be provided.
The non-stretchable member 21 is stacked on the upper surface of the sensor main body 10 and does not overlap with the detection portion when the sensor sheet 2 is viewed in plan, and at least the front side wiring 13A and the back side wiring 13B, and the front side connecting portion 14A. And the back side connection part 14B.
In the sensor sheet 2 provided with such a non-stretchable member 21, when the sensor sheet 2 is stretched, the detection portion of the sensor main body stretches, and the portion of the sensor body covered with the non-stretchable member 21 stretches Since it becomes difficult to do so, the expansion and contraction of the detection unit more reliably reflects the deformation of the object to be measured. Therefore, when the sensor sheet 2 is provided with the non-stretchable member 21, the sensor device 1 has more excellent measurement sensitivity.

持ち手22A、22Bは、センサ本体10の易伸縮方向の両端に位置するように配置されており、2枚の布生地20A、20Bで挟持されている。
持ち手22A、22Bは、センサシート2を伸縮させる際に、ユーザーが把持したり、センサシートを所定の位置に固定したりする役割を有する。
The grips 22A and 22B are disposed at both ends of the sensor main body 10 in the direction of easy extension and contraction, and are held by two cloth fabrics 20A and 20B.
The handle 22A, 22B has a role to be gripped by the user or to fix the sensor sheet at a predetermined position when the sensor sheet 2 is extended or retracted.

センサシート2において、布生地20A、20Bは伸縮異方性を有するものである。そのため、センサ本体10が長手方向に伸長した際に、伸長量が増大するにつれセンサ本体10が上記長手方向に垂直な方向(幅方向)に収縮することを抑制することができる。その結果、センサシート2では、センサ本体10の伸長量に応じて検出部の静電容量が増加し、上記伸長量と上記静電容量との相関(比例関係)は、センサ本体10の伸長量が大きくなった場合や、センサ本体を繰り返し伸縮させた場合にも維持される。そのため、センサ装置1は、高感度・高精度でセンサ本体10の伸長量を計測することができる。   In the sensor sheet 2, the cloth fabrics 20A and 20B have stretch anisotropy. Therefore, when the sensor body 10 extends in the longitudinal direction, the sensor body 10 can be prevented from contracting in the direction (width direction) perpendicular to the longitudinal direction as the amount of extension increases. As a result, in the sensor sheet 2, the capacitance of the detection unit increases according to the amount of extension of the sensor body 10, and the correlation (proportional relationship) between the amount of extension and the capacitance is the amount of extension of the sensor body 10 Is maintained, or when the sensor body is repeatedly extended and contracted. Therefore, the sensor device 1 can measure the amount of extension of the sensor main body 10 with high sensitivity and high accuracy.

計測器3は、静電容量Cを周波数信号Fに変換するためのシュミットトリガ発振回路3a、周波数信号Fを電圧信号Vに変換するF/V変換回路3b、電源回路(図示せず)を備えており、センサシート2の検出部で検出された静電容量Cを周波数信号Fに変換した後、更に電圧信号Vに変換し、表示器4に送信する。なお、後述するように、計測器3の構成はこのような構成に限定されるわけではない。   The measuring instrument 3 includes a Schmitt trigger oscillation circuit 3a for converting the capacitance C into the frequency signal F, an F / V conversion circuit 3b for converting the frequency signal F into the voltage signal V, and a power supply circuit (not shown) After the capacitance C detected by the detection unit of the sensor sheet 2 is converted into the frequency signal F, the capacitance C is further converted into the voltage signal V and transmitted to the display 4. In addition, the structure of the measuring device 3 is not necessarily limited to such a structure so that it may mention later.

表示器4は、モニター4a、演算回路4b、記憶部4cを備えており、計測器3で測定された検出部の静電容量Cの変化をモニター4aに表示させるとともに、上記静電容量Cの変化を記録データとして記憶する。
また、表示器4には、計測器3から受信した電圧信号Vに基づいて測定対象物の変形量を演算回路4bで算出し、モニター4aに測定対象物の変形量を表示してもよい。
表示器4としては、CPU、RAM、ROM、HDD等の記憶部、モニター、各種入出力インターフェイス等を備えたコンピュータを用いることができる。
The display unit 4 includes a monitor 4a, an arithmetic circuit 4b, and a storage unit 4c, and causes the monitor 4a to display a change in the capacitance C of the detection unit measured by the measuring instrument 3. Store changes as recorded data.
The display 4 may calculate the amount of deformation of the object to be measured by the arithmetic circuit 4b based on the voltage signal V received from the measuring instrument 3 and display the amount of deformation of the object to be measured on the monitor 4a.
As the display 4, a computer provided with a storage unit such as a CPU, a RAM, a ROM, and an HDD, a monitor, various input / output interfaces, and the like can be used.

このようなセンサ装置1は、センサシート2を測定対象物に貼り付けて使用することができる。
そのため、センサシート2は、センサシート2を測定対象物に貼り付けるための粘着層が最外層に形成されていてもよい。
Such a sensor device 1 can be used by attaching the sensor sheet 2 to an object to be measured.
Therefore, the adhesive layer for sticking the sensor sheet 2 to a measurement object may be formed in the outermost layer of the sensor sheet 2.

センサ装置1は、例えば、センサシート2を生体表面に貼り付けて使用することにより、生体表面の変形を追跡することができる。このとき、センサシート2は、生体表面に直接貼り付けてもよいし、衣服やサポーター、包帯等の生体表面を被覆する被覆材を介して生体表面に間接的に貼り付けてもよい。   The sensor device 1 can track the deformation of the living body surface, for example, by sticking the sensor sheet 2 on the living body surface and using it. At this time, the sensor sheet 2 may be directly attached to the surface of the living body, or may be indirectly attached to the surface of the living body via a covering material for covering the surface of the living body such as clothes, a supporter or a bandage.

センサシート2を皮膚等の生体表面に貼り付けて使用した場合、上記生体表面の変形(伸長・萎縮、膨張・収縮など)に追従して上記センサシートが伸縮するため、生体表面の変形量に応じて検出部の静電容量が変化する。そのため、センサ装置1は、上記検出部の静電容量を計測することにより、生体表面の変形量を測定することができる。そして、生体表面の変形量を測定することにより、生体表面の変形と相関する生命活動情報や生体の運動情報を取得することができる。   When the sensor sheet 2 is used by sticking on the surface of a living body such as skin, the sensor sheet stretches and contracts following the deformation (elongation, atrophy, expansion, contraction, etc.) of the surface of the living body, Accordingly, the capacitance of the detection unit changes. Therefore, the sensor device 1 can measure the amount of deformation of the surface of the living body by measuring the capacitance of the detection unit. Then, by measuring the amount of deformation of the surface of the living body, it is possible to acquire life activity information and motion information of the living body correlated with the deformation of the surface of the living body.

本発明のセンサ装置では、上記生命活動情報として、例えば、脈拍数(心拍数)、呼吸数、呼吸の大きさ等を測定することができる。
また、上記生体の運動情報は特に限定されず、運動時の筋肉の収縮によって、生体表面が伸縮する運動であればその運動状態を上記センサ装置により測定することができる。具体的には、例えば、関節を曲げた際の曲げ量(曲げ角度)や、発音・発声時の頬の動き、表情筋の動き、肩甲骨の動き、臀筋の動き、背中の動き、腰の曲がり具合、胸の膨らみ、筋肉の収縮による太ももやふくらはぎの収縮の大きさ、飲み込み時の喉の動き、足の動き、手の動き、指の動き、足裏の動き、まばたきの動き、皮膚の伸び易さ(しなやかさ)等を測定することができる。
In the sensor device of the present invention, for example, a pulse rate (heart rate), a respiration rate, a size of respiration, etc. can be measured as the life activity information.
Further, the motion information of the living body is not particularly limited, and the motion state can be measured by the sensor device if the motion of the surface of the living body is extended and contracted by contraction of the muscle during the exercise. Specifically, for example, the amount of bending when bending a joint (bending angle), movement of cheeks during pronunciation / uttering, movement of expression muscles, movement of shoulder blades, movement of masticatory muscles, movement of back, waist Bending, chest swelling, thigh and calf contraction due to muscle contraction, throat movement during swallowing, foot movement, hand movement, finger movement, sole movement, blink movement, skin It is possible to measure the ease of growth of the

上記センサ装置により、脈拍数(心拍数)を測定する場合には、センサシートを生体表面の脈が触れるところ(例えば、橈骨動脈や頚動脈等)に貼り付け、所定の時間、静電容量を測定し続けることで心拍数を取得することができる。脈拍に合わせて皮膚が伸縮することとなり、その伸縮回数が脈拍数となるからである。   When measuring the pulse rate (heart rate) with the above-mentioned sensor device, affix the sensor sheet to the place where the pulse on the surface of the living body touches (for example, radial artery, carotid artery etc.) and measure the capacitance for a predetermined time By continuing to do so, you can get your heart rate. This is because the skin expands and contracts in accordance with the pulse, and the number of expansions and contractions becomes the pulse rate.

上記センサ装置により、呼吸数を測定する場合には、センサシートを生体表面の胸の部分等に貼り付け、所定の時間、静電容量を測定し続けることで呼吸数を取得することができる。呼吸に合わせて胸部の皮膚が伸縮し、その伸縮回数が呼吸数と一致するからである。   When the respiration rate is measured by the above-mentioned sensor device, the respiration rate can be acquired by sticking the sensor sheet on a chest part or the like on the surface of the living body and measuring the capacitance for a predetermined time. This is because the chest skin stretches in response to breathing, and the number of stretchings matches the breathing rate.

上記センサ装置により、関節の曲げ量を測定する場合には、センサシートを測定対象部位に貼り付け、測定対象部位を動かしつつ静電容量を測定することで測定対象部位の曲げ量を取得することができる。測定対象部位の動きに合わせてその部分の皮膚が伸縮することとなり、その伸縮量より測定対象部位の曲げ量を算出することができるからである。   When measuring the bending amount of a joint with the above-mentioned sensor device, a sensor sheet is stuck on a measuring object site, and the amount of bending of a measuring object site is acquired by measuring capacitance while moving the measuring object site. Can. This is because the skin of that portion expands and contracts in accordance with the movement of the measurement target portion, and the bending amount of the measurement target portion can be calculated from the amount of expansion and contraction.

また、上記センサシートを口に周囲(頬等)に貼り付け、その状態で発声しながら(又は、実際には発声できない状態にあっても発声を試みながら)、静電容量を測定した場合には、発声音の種類に応じて口の周囲の皮膚が変形するため、その皮膚の変形に合わせて静電容量が変化することとなる。そのため、発声時の口の周囲の皮膚の動きと、静電容量の値やその変化の仕方との相関情報を得ることができる。
これにより、例えば、以下のことが可能となる。
表情筋のトレーニングとして、例えば、左右対称にセンサシートを貼り付けることで皮膚の動きを定量的に計測したり、リアルタイムに可視化したりすることができる。そのため、左右の信号波形を見ながら、信号が重なるように意識してトレーニングしたり、左右対称な自然な表情に機能回復させるリハビリトレーニングをしたりすることができる。
In addition, when the sensor sheet is attached to the periphery of the mouth (such as a cheek) and the capacitance is measured while uttering in that state (or while attempting to utter even if it is not possible to actually utter it). Since the skin around the mouth is deformed according to the type of the vocalization, the capacitance changes in accordance with the deformation of the skin. Therefore, it is possible to obtain correlation information between the movement of the skin around the mouth at the time of speech, the value of the capacitance, and the manner of the change.
This allows, for example, the following.
As training of the expression muscle, for example, by attaching the sensor sheet symmetrically, it is possible to quantitatively measure the movement of the skin or to visualize in real time. Therefore, while looking at the left and right signal waveforms, it is possible to consciously train so that the signals overlap, or to perform rehabilitation training to restore function to a symmetrical natural expression.

また、上記センサシートを足首や足の甲に貼り付け、その状態で、「足踏みする」、「ジャンプする」、「つま先立ちする」、「静止する」等の運動を行いながら、静電容量を測定した場合には、足の動きに応じて皮膚が変形し、この皮膚の変形に応じて静電容量が変化することとなる。そのため、静電容量の値やその変化の仕方に基づいて足の動きを特定することができる。   In addition, attach the sensor sheet to the ankles or the back of the foot, and measure the capacitance while performing exercises such as "step on", "jump", "stand on toe", "rest" in this state. In this case, the skin is deformed in response to the movement of the foot, and the capacitance is changed in accordance with the deformation of the skin. Therefore, the movement of the foot can be identified based on the value of the capacitance and the manner of the change.

また、上記センサシートを手の平や手の甲に貼り付け、その状態で、「手を開く」、「手を閉じる」、「任意の指を立てる」、「じゃんけんをする」等の運動を行いながら、静電容量を測定した場合には、手の動きに応じて皮膚が変形し、この皮膚の変形に応じて静電容量が変化することとなる。そのため、静電容量の値や変化の仕方に基づいて手の動きを特定することができる。   In addition, attach the above sensor sheet to the palm or the back of the hand, and in that state, while doing exercises such as "open hand", "close hand", "put an arbitrary finger", "do jerking" etc. When the capacitance is measured, the skin is deformed according to the movement of the hand, and the capacitance is changed according to the deformation of the skin. Therefore, the movement of the hand can be identified based on the value of the capacitance and the manner of change.

このように本発明のセンサ装置では、センサシートを皮膚等の生体表面に貼り付けて使用することにより、種々の生命活動情報や生体の運動情報を計測することができる。
上記センサ装置を用いて生命活動情報や生体の運動情報を計測する場合には、予め運動の種類と静電容量の値やその変化の仕方との関係を測定対象となる生体ごと校正情報として取得しておくことが好ましい。個体差があってもより正確に測定することができるからである。
As described above, in the sensor device of the present invention, various life activity information and motion information of the living body can be measured by sticking the sensor sheet on the surface of the living body such as the skin and using it.
When measuring life activity information and motion information of a living body using the above-mentioned sensor device, the relationship between the type of motion and the value of capacitance and the manner of the change is acquired in advance as calibration information for each living body to be measured It is preferable to keep it. This is because even if there are individual differences, it can be measured more accurately.

また、センサシート2を衣類やサポーター等の被覆材を介して貼り付けて使用した場合には、被覆材の変形情報を計測することもできる。
例えば、上記センサシートをトレーニング用アンダーウエアに貼り付け、その状態で運動を行った場合、身体の動きに追従してトレーニング用アンダーウエアの生地が伸ばされたり元の状態に戻されたりと生地が変形する。そのため、この生地の変形(伸縮)に応じて静電容量が変化することとなる。よって、上記センサ装置では、静電容量の値や変化の仕方に基づいてトレーニング用アンダーウエア(被覆材)の変形を計測することができる。
Further, when the sensor sheet 2 is used by being attached via a covering material such as clothes or a supporter, deformation information of the covering material can also be measured.
For example, if the above sensor sheet is attached to a training underwear and exercise is performed in that state, the training underwear fabric is stretched or returned to its original state following the movement of the body. Deform. Therefore, the capacitance changes in accordance with the deformation (stretching) of the fabric. Therefore, in the above-mentioned sensor device, the deformation of the training underwear (covering material) can be measured based on the value of the capacitance and the manner of change.

本発明のセンサ装置は、複数のセンサシートを備えていてもよい。この場合、同時に異なる箇所で同種の情報を取得してもよいし、同時に異なる種類の情報を取得してもよい。
また、上記センサシートを2個以上備える場合には、例えば、身体に左右対称(例えば、右足の甲と左足の甲)にセンサシートを貼り付け、その状態で足踏みを行うことにより、左右の足の動きのバランスを計測することができる。
また、例えば、左右の足首、膝関節、股関節にそれぞれセンサシートを貼り付け、その状態で歩行を行うことにより、左右の足の動きのバランス、各可動部位の曲げ量、各可動部位の動きのリズムを測定することができる。更には、例えば、靴形状やマット形状の圧力分布センサ製品等の既存の歩行計測機器と併用して用いることで、より高度な歩行運動の情報を得ることもできる。
これらの情報はスポーツトレーニングやリハビリトレーニングのメニューを決定する情報として有効である。
The sensor device of the present invention may comprise a plurality of sensor sheets. In this case, the same type of information may be obtained at different points simultaneously, or different types of information may be obtained simultaneously.
When two or more sensor sheets are provided, for example, the sensor sheet is attached to the body symmetrically on the left and right (for example, the back of the right foot and the back of the left foot), and foot stepping is performed in that state. Can measure the balance of the movement of
Also, for example, by attaching sensor sheets to the left and right ankles, knee joints, and hip joints respectively and walking in that state, balance of movement of the left and right feet, bending amount of each movable part, movement of each movable part The rhythm can be measured. Furthermore, more advanced walking motion information can also be obtained by using in combination with existing walking measurement devices such as shoe-shaped or mat-shaped pressure distribution sensor products, for example.
These pieces of information are useful as information for determining the menu of sports training and rehabilitation training.

勿論、本発明のセンサ装置の使用方法は上述した生体表面に貼り付ける方法に限定されるわけではない。上記センサ装置は、例えば、エキスパンダーやリハビリチューブ、ゴムボール、ゴム風船、エアバック等の伸縮物や、クッションや靴底インナー等の柔軟物などを測定対象物とし、この測定対象物に上記センサシートを貼り付けて、測定対象物の変形を計測するためのセンサ装置として使用することもできる。
また、本発明のセンサ装置では、上記センサシートを電動義手義足の筋電センサのインターフェイスの代替品として利用することができる。
また、本発明のセンサ装置では、上記センサシートが、重度心身障害者の入力インターフェイスの入力端末としても使用することができる。
また、本発明のセンサ装置では、上記センサシートを手袋の指部に貼り付けて、この手袋をバーチャル機器等のグローブ型インターフェイスとして使用することもできる。
Of course, the method of using the sensor device of the present invention is not limited to the above-described method of applying to the surface of a living body. The sensor device may be, for example, an expander, a rehabilitation tube, a rubber ball, a rubber balloon, an elastic material such as an air bag, or a flexible material such as a cushion or a shoe inner, and the like. Can also be used as a sensor device for measuring the deformation of a measurement object.
Further, in the sensor device of the present invention, the sensor sheet can be used as a substitute for the interface of the myoelectric sensor of the electric prosthetic hand.
Further, in the sensor device of the present invention, the sensor sheet can also be used as an input terminal of an input interface of a person with severe physical and mental disabilities.
In the sensor device of the present invention, the sensor sheet may be attached to the finger of a glove, and the glove may be used as a glove type interface of a virtual device or the like.

本発明の静電容量型センサシートでは、センサ本体が、誘電層(第1誘電層)及びその両面に形成された第1電極層及び第2電極層に加えて、第2誘電層及び第3電極層を備えていてもよい。
図4(a)は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の別の一例を模式的に示す斜視図であり、(b)は、(a)のC−C線断面図である。
図4(a)及び(b)に示すセンサ本体40は、エラストマー組成物からなるシート状の第1誘電層41Aと、第1誘電層41Aの表面(おもて面)に形成された第1電極層42Aと、第1誘電層41の裏面に形成された第2電極層42Bと、第1誘電層41Aの表側に第1電極層42Aを覆うように積層された第2誘電層41Bと、第2誘電層41Bの表面に形成された第3電極層42Cとを備える。更に、センサ本体40は、第1電極層42Aに連結された第1配線43Aと、第2電極層42Bに連結された第2配線43Bと、第3電極層42Cに連結された第3配線43Cと、第1配線43Aの第1電極層42Aと反対側の端部に取り付けられた第1接続部44Aと、第2配線43Bの第2電極層42Bと反対側の端部に取り付けられた第2接続部44Bと、第3配線43Cの第3電極層42Cと反対側の端部に取り付けられた第3接続部44Cとを備える。また、センサ本体40では、第1誘電層41Aの裏側及び第2誘電層41Bの表側のそれぞれに裏側保護層45B及び表側保護層45Aが設けられている。
In the capacitance type sensor sheet according to the present invention, the sensor main body includes the second dielectric layer and the third dielectric layer in addition to the first electrode layer and the second electrode layer formed on the dielectric layer (first dielectric layer) and both surfaces thereof. An electrode layer may be provided.
Fig.4 (a) is a perspective view which shows typically another example of the sensor main body which comprises the capacitance-type sensor sheet | seat of this invention, (b) is CC sectional view taken on the line of (a) It is.
The sensor main body 40 shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b) has a sheet-shaped first dielectric layer 41A made of an elastomer composition and a first surface formed on the surface (front surface) of the first dielectric layer 41A. An electrode layer 42A, a second electrode layer 42B formed on the back surface of the first dielectric layer 41, a second dielectric layer 41B laminated to cover the first electrode layer 42A on the front side of the first dielectric layer 41A; And a third electrode layer 42C formed on the surface of the second dielectric layer 41B. Furthermore, the sensor main body 40 includes a first wire 43A connected to the first electrode layer 42A, a second wire 43B connected to the second electrode layer 42B, and a third wire 43C connected to the third electrode layer 42C. A first connection portion 44A attached to an end of the first wire 43A opposite to the first electrode layer 42A, and a second connection 43B attached to an end of the second wire 43B opposite to the second electrode layer 42B. A second connection portion 44B and a third connection portion 44C attached to an end of the third wiring 43C opposite to the third electrode layer 42C. Further, in the sensor body 40, a back side protective layer 45B and a front side protective layer 45A are provided on the back side of the first dielectric layer 41A and the front side of the second dielectric layer 41B.

ここで、第1電極層42A〜第3電極層42Cは、同一の平面視形状を有している。また、第1電極層42Aと第2電極層42Bとは第1誘電層41Aを挟んで全体が対向しており、第1電極層42Aと第3電極層42Cとは第2誘電層41Bを挟んで全体が対向している。センサ本体40では、第1電極層42Aと第2電極層42Bとの対向した部分、及び、第1電極層42Aと第3電極層42Cとの対向した部分が検出部となり、第1電極層42Aと第2電極層42Bとの対向した部分の静電容量と第1電極層42Aと第3電極層42Cとの対向した部分の静電容量との和が検出部の静電容量となる。   Here, the first to third electrode layers 42A to 42C have the same shape in plan view. In addition, the entire first electrode layer 42A and the second electrode layer 42B face each other with the first dielectric layer 41A interposed therebetween, and the first electrode layer 42A and the third electrode layer 42C sandwich the second dielectric layer 41B. The whole is opposite. In the sensor main body 40, a portion where the first electrode layer 42A and the second electrode layer 42B face each other, and a portion where the first electrode layer 42A and the third electrode layer 42C face each other serve as a detection portion. The sum of the capacitance of the facing portion of the second electrode layer 42B and the capacitance of the facing portion of the first electrode layer 42A and the third electrode layer 42C is the capacitance of the detection unit.

このようなセンサ本体40を備えたセンサシートは、ノイズによる測定誤差を排除し、より正確に静電容量の変化を測定するのに適している。
これについてもう少し詳しく説明する。本発明のセンサ装置を用いて生体表面の変形を追跡する場合、生体表面は導体であるため、生体表面が電極層に直接接触した場合は勿論のこと、保護層を介して接触した場合も、生体と接触又は近接していること自体がノイズの発生原因となる。
これに対して、センサ本体40を有するセンサシートを備えたセンサ装置では、ノイズによる測定誤差をより確実に排除することができる。また、図4に示した構成のセンサシートは表裏面の区別なく使用することができる。
A sensor sheet provided with such a sensor main body 40 is suitable for eliminating a measurement error due to noise and for more accurately measuring a change in capacitance.
I will explain this in more detail. In the case of tracking the deformation of the living body surface using the sensor device of the present invention, the living body surface is a conductor, so the living body surface comes in direct contact with the electrode layer as well as the protective layer. Contact or proximity to the living body itself causes noise.
On the other hand, in the sensor device provided with the sensor sheet having the sensor main body 40, the measurement error due to the noise can be more reliably eliminated. Moreover, the sensor sheet of the structure shown in FIG. 4 can be used without distinction of front and back.

以下、本発明の静電容量型センサシートが備える各部材について詳細に説明する。
<センサシート>
<<誘電層>>
上記誘電層はエラストマー組成物からなるシート状物であり、その表裏面の面積が変化するように可逆的に変形することができる。本発明において、シート状の誘電層の表裏面とは、誘電層の表(おもて)面及び裏面を意味する。
上記エラストマー組成物としては、エラストマーと、必要に応じて他の任意成分とを含有するものが挙げられる。
上記エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
これらのなかでは、ウレタンゴム、シリコーンゴムが好ましい。永久歪み(または永久伸び)が小さいからである。更に、シリコーンゴムに比べ、カーボンナノチューブとの密着性に優れる点から、ウレタンゴムが特に好ましい。
Hereinafter, each member provided in the capacitance type sensor sheet of the present invention will be described in detail.
<Sensor sheet>
<< Dielectric layer >>
The dielectric layer is a sheet made of an elastomer composition, and can be reversibly deformed so as to change the area of its front and back surfaces. In the present invention, the front and back surfaces of the sheet-like dielectric layer mean the front and back surfaces of the dielectric layer.
As said elastomer composition, what contains an elastomer and the other option component as needed is mentioned.
Examples of the elastomer include natural rubber, isoprene rubber, nitrile rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), silicone rubber, fluorine Rubber, acrylic rubber, hydrogenated nitrile rubber, urethane rubber and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, urethane rubber and silicone rubber are preferable. It is because permanent set (or permanent set) is small. Furthermore, urethane rubber is particularly preferable in terms of excellent adhesion to carbon nanotubes as compared to silicone rubber.

上記ウレタンゴムは、少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とが反応してなるものであり、具体例としては、例えば、オレフィン系ポリオールをポリオール成分とするオレフィン系ウレタンゴム、エステル系ポリオールをポリオール成分とするエステル系ウレタンゴム、エーテル系ポリオールをポリオール成分とするエーテル系ウレタンゴム、カーボネート系ポリオールをポリオール成分とするカーボネート系ウレタンゴム、ひまし油系ポリオールをポリオール成分とするひまし油系ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、上記ウレタンゴムは、2種以上の上記ポリオール成分を併用したものであってもよい。   The urethane rubber is formed by reacting at least a polyol component and an isocyanate component, and as a specific example, for example, an olefin-based urethane rubber containing an olefin-based polyol as a polyol component, and an ester containing an ester-based polyol as a polyol component Examples thereof include urethane rubbers, ether-based urethane rubbers having an ether-based polyol as a polyol component, carbonate-based urethane rubbers having a carbonate-based polyol as a polyol component, and castor oil-based urethane rubbers having a castor oil-based polyol as a polyol component. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the said urethane rubber may use together 2 or more types of said polyol components.

上記オレフィン系ポリオールとしては、例えば、エポール(出光興産社製)等が挙げられる。
また、上記エステル系ポリオールとしては、例えば、ポリライト8651(DIC社製)等が挙げられる。
また、上記エーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、PTG−2000SN(保土谷化学工業社製)、ポリプロピレングリコール、プレミノールS3003(旭硝子社製)、パンデックスGCB−41(DIC社製)等が挙げられる。
Examples of the olefin-based polyol include Epol (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.).
Moreover, as said ester type polyol, Polylight 8651 (made by DIC Corporation) etc. are mentioned, for example.
Moreover, as said ether type polyol, for example, polyoxy tetramethylene glycol, PTG-2000SN (made by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), polypropylene glycol, Preminor S3003 (made by Asahi Glass Co., Ltd.), Pandex GCB-41 (made by DIC company) Etc.

上記イソシアネート成分としては特に限定されず、従来公知のイソシアネート成分を用いることができる。
また、上記ウレタンゴムを合成する際には、その反応系中に必要に応じて、鎖延長剤、架橋剤、触媒、加硫促進剤等を加えてもよい。
It does not specifically limit as said isocyanate component, The conventionally well-known isocyanate component can be used.
Moreover, when synthesizing the above-mentioned urethane rubber, a chain extender, a crosslinking agent, a catalyst, a vulcanization accelerator and the like may be added to the reaction system, if necessary.

また、上記エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有してもよい。   Further, the elastomer composition may contain, in addition to the elastomer, additives such as a plasticizer, an antioxidant, an antiaging agent, a coloring agent, a dielectric filler and the like.

上記誘電層の平均厚さは、静電容量Cを大きくして検出感度の向上を図る観点、及び、測定対象物への追従性の向上を図る観点から、10〜1000μmであることが好ましく、30〜200μmであることがより好ましい。   The average thickness of the dielectric layer is preferably 10 to 1000 μm from the viewpoint of increasing the capacitance C to improve the detection sensitivity and improving the followability to the object to be measured, It is more preferable that it is 30-200 micrometers.

上記誘電層は、一軸方向において、長さが無伸長状態から30%以上増大するように変形可能であることが好ましい。このような特性を有する誘電層であれば、測定対象物に貼り付けて使用する場合に、測定対象物の変形に追従して変形するのに適しているからである。
ここで、長さが30%以上増大するように変形可能であるとは、荷重をかけて誘電層を伸長させた場合、長さを30%増大させても(伸長率30%としても)破断することがなく、かつ、荷重を解放すると元の状態に復元する(即ち、弾性変形範囲にある)ことを意味する。
上記誘電層の一軸方向における伸長可能な伸長率は、50%以上であることがより好ましく、100%以上であることが更に好ましく、200%以上であることが特に好ましい。
なお、上記誘電層の一軸方向における伸長可能な伸長率は、誘電層の設計(材質や形状等)により制御することができる。
The dielectric layer is preferably deformable so that the length increases by 30% or more in the uniaxial direction. This is because a dielectric layer having such characteristics is suitable for following and deforming a measurement object when it is used by being attached to the measurement object.
Here, being able to deform so as to increase the length by 30% or more means that even if the length is increased by 30% when the dielectric layer is elongated by applying a load (the elongation is taken as 30%) It means that it does not do, and when the load is released, it restores to its original state (ie in the elastic deformation range).
The extensible elongation in the uniaxial direction of the dielectric layer is more preferably 50% or more, still more preferably 100% or more, and particularly preferably 200% or more.
The stretchable expansion rate in the uniaxial direction of the dielectric layer can be controlled by the design (material, shape, etc.) of the dielectric layer.

上記誘電層の常温における比誘電率は、2以上が好ましく、5以上がより好ましい。誘電層の比誘電率が2未満であると、静電容量Cが小さくなり、センサシートとして充分な感度が得られないおそれがある。   The relative dielectric constant at normal temperature of the dielectric layer is preferably 2 or more, more preferably 5 or more. If the dielectric constant of the dielectric layer is less than 2, the capacitance C may be small, and sufficient sensitivity as a sensor sheet may not be obtained.

上記誘電層のヤング率は、0.1〜10MPaであることが好ましい。ヤング率が0.1MPa未満であると、誘電層が軟らかすぎ、高品質な加工が難しく、充分な測定精度が得られないことがある。一方、ヤング率が10MPaを超えると、誘電層が硬すぎ、測定対象物が変形しようとした際に、その変形を阻害するおそれがある。   The Young's modulus of the dielectric layer is preferably 0.1 to 10 MPa. If the Young's modulus is less than 0.1 MPa, the dielectric layer may be too soft, high quality processing may be difficult, and sufficient measurement accuracy may not be obtained. On the other hand, when the Young's modulus exceeds 10 MPa, the dielectric layer is too hard, and when the object to be measured is about to be deformed, the deformation may be inhibited.

上記誘電層の硬さは、JIS K 6253に準拠したタイプAデュロメータを用いた硬さ(JIS A硬さ)で、0〜30°であるか、又は、JIS K 7321に準拠したタイプCデュロメータを用いた硬さ(JIS C硬さ)で10〜55°が好ましい。
誘電層が軟らかすぎると高品質な加工が難しく、充分な測定精度を確保することができない場合があり、誘電層が硬すぎると、測定対象物が変形しようとした際に、その変形を阻害するおそれがある。
The hardness of the dielectric layer is a hardness (JIS A hardness) using a type A durometer according to JIS K 6253, or 0 to 30 °, or a type C durometer according to JIS K 7321. The hardness used (JIS C hardness) is preferably 10 to 55 °.
If the dielectric layer is too soft, high-quality processing may be difficult, and sufficient measurement accuracy may not be ensured. If the dielectric layer is too hard, the deformation of the object to be measured is impeded. There is a fear.

なお、上記センサシートが、複数の誘電層を有する場合、各誘電層は必ずしも同一組成のエラストマー組成物から構成されている必要はないが、同一組成のエラストマー組成物から構成されていることが好ましい。伸縮時に同様の挙動を示すからである。   When the sensor sheet has a plurality of dielectric layers, each dielectric layer does not necessarily have to be composed of an elastomer composition of the same composition, but it is preferred to be composed of an elastomer composition of the same composition . It is because it shows the same behavior at the time of expansion and contraction.

<<電極層>>
上記電極層は、導電材料を含有する導電性組成物からなる。
ここで、各電極層のそれぞれは、同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。但し、同一組成の導電性組成物から構成されていることが好ましい。
上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電層の変形に追従して変形する電極層の形成に適しているからである。
<< Electrode layer >>
The electrode layer is made of a conductive composition containing a conductive material.
Here, each of the electrode layers may be composed of conductive compositions of the same composition, or may be composed of conductive compositions of different compositions. However, it is preferable to be comprised from the conductive composition of the same composition.
Examples of the conductive material include carbon nanotubes, graphene, carbon nanohorns, carbon fibers, conductive carbon black, graphite, metal nanowires, metal nanoparticles, conductive polymers, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
As the conductive material, carbon nanotubes are preferable. This is because it is suitable for the formation of an electrode layer which deforms following the deformation of the dielectric layer.

上記カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができ、単層カーボンナノチューブ(SWNT)であってもよいし、また、2層カーボンナノチューブ(DWNT)又は3層以上の多層カーボンナノチューブ(MWNT)であってもよい(本明細書では、両者を合わせて単に多層カーボンナノチューブと称する)。更には、層数の異なるカーボンナノチューブを2種以上併用してもよい。
また、各カーボンナノチューブの形状(平均長さや繊維径、アスペクト比)も特には限定されず、センサ装置の使用目的や、センサシートに要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理や費用を総合的に判断して適宜選択すればよい。
A well-known carbon nanotube can be used as said carbon nanotube, A single-walled carbon nanotube (SWNT) may be used, Moreover, the double-walled carbon nanotube (DWNT) or the multilayer carbon nanotube (MWNT) of three or more layers (In the present specification, both are simply referred to simply as multi-walled carbon nanotubes). Furthermore, two or more types of carbon nanotubes having different numbers of layers may be used in combination.
Further, the shape (average length, fiber diameter, aspect ratio) of each carbon nanotube is not particularly limited, either, and the purpose of use of the sensor device, conductivity and durability required for the sensor sheet, and an electrode layer are formed. It is sufficient to judge the treatment and cost for the purpose comprehensively and select it appropriately.

上記カーボンナノチューブの平均長さは、10μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましい。このような繊維長さが長いカーボンナノチューブを用いて形成された電極層は、導電性に優れ、誘電層の変形に追従して変形した際(特に伸長した際)に電気抵抗がほとんど増大せず、更に、繰り返し伸縮しても電気抵抗のバラツキが小さい、との優れた特性を有するからである。
これに対し、カーボンナノチューブの平均長さが10μm未満では、電極層の変形に伴って電気抵抗が増大したり、電極層を繰返し伸縮させた際に電気抵抗のバラツキが大きくなったりする場合がある。特に、センサシート(誘電層)の変形量が大きくなった場合にこのような不都合が発生しやすくなる。
10 micrometers or more are preferable and, as for the average length of the said carbon nanotube, 50 micrometers or more are more preferable. The electrode layer formed using carbon nanotubes having such a long fiber length is excellent in conductivity, and the electric resistance hardly increases when it is deformed following the deformation of the dielectric layer (particularly when it is elongated). Furthermore, even if it is repeatedly expanded and contracted, it is because it has the outstanding characteristic that variation in electrical resistance is small.
On the other hand, if the average length of the carbon nanotubes is less than 10 μm, the electrical resistance may increase with the deformation of the electrode layer, or the electrical resistance may increase when the electrode layer is repeatedly expanded and contracted. . Such a problem is likely to occur particularly when the amount of deformation of the sensor sheet (dielectric layer) increases.

上記カーボンナノチューブの平均長さの好ましい上限は1000μmである。平均長さが1000μmを超えるカーボンナノチューブは、現時点では、その製造、入手が困難である。また、後述するように、カーボンナノチューブの分散液を塗布して電極層を形成する場合に、カーボンナノチューブの分散性が不充分なため導電パスが形成されにくく、結果的に電極層の導電性が不充分となることが懸念される。   The preferred upper limit of the average length of the carbon nanotubes is 1000 μm. Carbon nanotubes having an average length of more than 1000 μm are currently difficult to manufacture and obtain. Also, as described later, when the electrode layer is formed by applying a carbon nanotube dispersion liquid, the conductive path is difficult to be formed because the dispersibility of the carbon nanotube is insufficient, and as a result, the conductivity of the electrode layer is There is concern that it will be insufficient.

上記カーボンナノチューブの平均長さの下限は100μmがさらに好ましく、上限は600μmがさらに好ましい。上記カーボンナノチューブの平均長さが上記範囲内にあると、導電性に優れ、伸長時に電気抵抗がほとんど増大せず、繰り返し伸縮時に電気抵抗のバラツキが小さい、との優れた特性を高いレベルでより確実に確保することができる。   The lower limit of the average length of the carbon nanotubes is more preferably 100 μm, and the upper limit is more preferably 600 μm. When the average length of the carbon nanotube is in the above range, the excellent properties such as excellent conductivity, little increase in electrical resistance at the time of elongation, and small variation in electrical resistance at the time of repeated expansion and contraction are obtained at a high level It can be secured securely.

上記カーボンナノチューブの繊維長さは、カーボンナノチューブを電子顕微鏡で観察し、その観察画像から測定すればよい。
また、その平均長さは、例えば、カーボンナノチューブの観察画像から無作為に選んだ10箇所のカーボンナノチューブの繊維長さに基づき平均値を算出すればよい。
The fiber length of the carbon nanotube may be measured from an observation image of the carbon nanotube observed with an electron microscope.
The average length may be calculated based on, for example, the fiber lengths of ten carbon nanotubes randomly selected from the observation image of the carbon nanotube.

上記カーボンナノチューブの平均繊維径は特に限定されないが、0.5〜30nmが好ましい。
上記繊維径が0.5nm未満では、カーボンナノチューブの分散が悪くなり、その結果、導電パスが広がらず、電極層の導電性が不充分になることがあり、一方、30nmを超えると、同じ重量でもカーボンナノチューブの本数が少なくなり、導電性が不充分になることがある。カーボンナノチューブの平均繊維径は5〜20nmがより好ましい。
Although the average fiber diameter of the said carbon nanotube is not specifically limited, 0.5-30 nm is preferable.
If the fiber diameter is less than 0.5 nm, the dispersion of carbon nanotubes will be poor, as a result, the conductive path may not spread and the conductivity of the electrode layer may be insufficient. However, the number of carbon nanotubes may decrease and the conductivity may be insufficient. The average fiber diameter of the carbon nanotube is more preferably 5 to 20 nm.

上記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブの方が単層カーボンナノチューブよりも好ましい。
単層カーボンナノチューブを用いた場合、上述した好ましい範囲の平均長さを有するカーボンナノチューブを用いた場合でも、電気抵抗が高くなったり、伸長時に電気抵抗が大きく増大したり、繰り返し伸縮時に電気抵抗が大きくばらついたりすることがある。
これについては次のように推測している。即ち、単層カーボンナノチューブは、通常、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの混合物として合成されるため、この半導体性カーボンナノチューブの存在が、電気抵抗が高くなったり、伸長時に電気抵抗が大きく増大したり、繰り返し伸縮時に電気抵抗が大きくばらついたりする原因となっていると推測している。
なお、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとを分離し、平均長さの長い金属性の単層カーボンナノチューブを用いれば、平均長さの長い多層カーボンナノチューブを用いた場合と同様の電気特性を備えた電極層を形成することができる可能性がある。しかしながら、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの分離は容易ではなく(特に、繊維長さの長いカーボンナノチューブにおいて)、両者の分離には煩雑な作業が必要となるため、電極層を形成する際の作業容易性、及び、経済性の観点からも上述した通り、上記カーボンナノチューブとしては多層カーボンナノチューブが好ましい。
Among the carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes are preferable to single-walled carbon nanotubes.
When single-walled carbon nanotubes are used, even when carbon nanotubes having an average length in the above-described preferable range are used, the electric resistance is increased, the electric resistance is greatly increased at the time of elongation, or the electric resistance is at the time of repeated expansion and contraction. It may vary widely.
I guess about this as follows. That is, since single-walled carbon nanotubes are usually synthesized as a mixture of metallic carbon nanotubes and semiconductive carbon nanotubes, the presence of the semiconductive carbon nanotubes may increase the electrical resistance or increase the electrical resistance at the time of elongation. It is presumed that the cause of the increase or the large variation in electrical resistance at the time of repeated expansion and contraction.
If metallic carbon nanotubes and semiconductive carbon nanotubes are separated and metallic single-walled carbon nanotubes with long average length are used, the same electric characteristics as in the case of using multi-walled carbon nanotubes with long average length are obtained. There is a possibility that the provided electrode layer can be formed. However, separation of metallic carbon nanotubes and semiconductive carbon nanotubes is not easy (especially in carbon nanotubes with a long fiber length), and separation of both requires complicated work, so an electrode layer is formed. As described above from the viewpoint of ease of work and economy, the multi-walled carbon nanotube is preferable as the carbon nanotube.

上記カーボンナノチューブは、炭素純度が99重量%以上であることが好ましい。カーボンナノチューブは、その製造工程において、触媒金属や分散剤等が含まれることがあり、このようなカーボンナノチューブ以外の成分(不純物)を多量に含有するカーボンナノチューブを用いた場合、導電性の低下や、電気抵抗のバラツキを引き起こすことがある。   The carbon nanotube preferably has a carbon purity of 99% by weight or more. A carbon nanotube may contain a catalyst metal, a dispersing agent, etc. in its manufacturing process, and when carbon nanotubes containing a large amount of components (impurities) other than such carbon nanotubes are used, the conductivity is lowered or May cause variations in electrical resistance.

上記カーボンナノチューブの製造方法は特に限定されず、従来公知の製造方法で製造されたものであればよいが、基板成長法により製造されたものが好ましい。
基板成長法は、CVD法の1種であり、基板上に塗布した金属触媒に炭素源を供給することで成長させてカーボンナノチューブを製造する方法である。基板成長法は、比較的繊維長さが長く、かつ、繊維長さの揃ったカーボンナノチューブを製造するのに適した製造方法であるため、本発明で使用するカーボンナノチューブとして適している。
上記カーボンナノチューブが基板製造法により製造されたものである場合、カーボンナノチューブの繊維長さは、CNTフォレストの成長長さと実質的に同一であり、電子顕微鏡を用いて繊維長さを測定する場合は、CNTフォレストの成長長さを測定すればよい。
The method for producing the carbon nanotube is not particularly limited as long as it is produced by a conventionally known production method, but is preferably produced by a substrate growth method.
The substrate growth method is one of the CVD methods, and is a method of producing a carbon nanotube by growing a metal catalyst coated on a substrate by supplying a carbon source. The substrate growth method is suitable as a carbon nanotube used in the present invention because it is a production method suitable for producing carbon nanotubes having a relatively long fiber length and a uniform fiber length.
When the carbon nanotube is manufactured by the substrate manufacturing method, the fiber length of the carbon nanotube is substantially the same as the growth length of the CNT forest, and when the fiber length is measured using an electron microscope, The growth length of the CNT forest may be measured.

上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料以外に、例えば、バインダー成分を含有していてもよい。
上記バインダー成分はつなぎ材料として機能し、上記バインダー成分を含有させることにより、誘電層との密着性、及び、電極層自体の強度を向上させることができ、更に、後述の方法で電極層を形成する際にカーボンナノチューブ等の導電材料の飛散を抑制することができるため、電極層を形成する際の安全性も高めることができる。
The conductive composition may contain, for example, a binder component in addition to the conductive material such as carbon nanotubes.
The binder component functions as a connecting material, and by including the binder component, the adhesion to the dielectric layer and the strength of the electrode layer itself can be improved, and further, the electrode layer is formed by the method described later. Since scattering of a conductive material such as a carbon nanotube can be suppressed when carrying out, safety when forming an electrode layer can also be enhanced.

上記バインダー成分としては、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)等が挙げられる。
また、上記バインダー成分としては、生ゴム(天然ゴム及び合成ゴムの加硫させていない状態のもの)も使用することができ、このように比較的弾性の弱い材料を用いることで、誘電層の変形に対する電極層の追従性も高めることができる。
上記バインダー成分は、特に、誘電層を構成するエラストマーと同種のものが好ましい。誘電層と電極層との密着性を顕著に向上させることができるからである。
Examples of the binder component include butyl rubber, ethylene propylene rubber, polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, polystyrene, chloroprene rubber, nitrile rubber, polymethyl methacrylate, polyacetic acid Examples thereof include vinyl, polyvinyl chloride, acrylic rubber, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) and the like.
In addition, as the above-mentioned binder component, crude rubber (natural rubber and synthetic rubber in a non-vulcanized state) can also be used, and by using such a material having relatively weak elasticity, deformation of the dielectric layer can be achieved. Can also be enhanced.
The binder component is particularly preferably the same as the elastomer constituting the dielectric layer. This is because the adhesion between the dielectric layer and the electrode layer can be significantly improved.

上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料及びバインダー成分以外に、更に各種添加剤を含有してもよい。上記添加剤としては、例えば、導電材料の分散性を高めるための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、更には、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、着色剤等が挙げられる。
上記センサシートでは、上記導電材料がカーボンナノチューブである場合、電極層が実質的にカーボンナノチューブのみで形成されていてもよい。この場合も誘電層との間で充分な密着性を確保することができ、カーボンナノチューブと誘電層とはファンデルワールス力等により強固に密着することとなる。
The conductive composition may further contain various additives in addition to the conductive material such as carbon nanotube and the binder component. Examples of the additive include a dispersant for enhancing the dispersibility of the conductive material, a crosslinking agent for the binder component, a vulcanization accelerator, a vulcanization assistant, and an anti-aging agent, a plasticizer, and a softener. And colorants.
In the sensor sheet, when the conductive material is a carbon nanotube, the electrode layer may be substantially formed only of the carbon nanotube. Also in this case, sufficient adhesion can be secured between the dielectric layer and the carbon nanotube and the dielectric layer are firmly adhered by van der Waals force or the like.

上記電極層中のカーボンナノチューブの含有量は導電性が発現する濃度であれば特に限定されず、バインダー成分を含有する場合にはバインダー成分の種類によっても異なるが、電極層の全固形成分に対して0.1〜100重量%であることが好ましい。
また、カーボンナノチューブの含有量を高めれば、電極層の導電性を向上させることができる。そのため、電極層を薄くしても要求される導電性を確保することができ、その結果、電極層を薄くしたり、電極層の柔軟性を確保したりすることがより容易になる。
The content of the carbon nanotube in the electrode layer is not particularly limited as long as it is a concentration at which conductivity is exhibited, and when it contains a binder component, although it varies depending on the type of the binder component, It is preferable that it is 0.1 to 100 weight%.
In addition, if the content of carbon nanotubes is increased, the conductivity of the electrode layer can be improved. Therefore, the required conductivity can be ensured even if the electrode layer is made thin, and as a result, it becomes easier to make the electrode layer thin and to ensure the flexibility of the electrode layer.

上記電極層の平均厚さは、0.1〜10μmであることが好ましい。電極層の平均厚さが上記範囲にあることで、電極層が誘電層の変形に対してより優れた追従性を発揮することができる。
一方、上記平均厚さが0.1μm未満では、導電性が不足し、センサシートとしての測定精度が低下するおそれがある、一方、10μmを超えるとカーボンナノチューブ等の導電材料の補強効果によりセンサシートが硬くなり、センサシートの伸縮性が低下し、生体表面に直接又は被覆材を介して貼り付けた際に生体表面の変形が阻害されることがある。
The average thickness of the electrode layer is preferably 0.1 to 10 μm. When the average thickness of the electrode layer is in the above range, the electrode layer can exhibit more excellent followability to the deformation of the dielectric layer.
On the other hand, if the average thickness is less than 0.1 μm, the conductivity may be insufficient and the measurement accuracy as a sensor sheet may decrease. On the other hand, if it exceeds 10 μm, the sensor sheet may be reinforced by the reinforcing effect of a conductive material such as carbon nanotube. As a result, the elasticity of the sensor sheet may be reduced, and deformation of the surface of the living body may be inhibited when the sensor sheet is attached to the surface of the living body directly or through a covering material.

本発明において、「電極層の平均厚さ」は、例えば、レーザー顕微鏡(例えば、キーエンス社製、VK−9510)を用いて測定することができる。具体的には、誘電層の表面に形成された電極層の厚さ方向を0.01μm刻みでスキャンし、その3D形状を測定した後、誘電層上の電極層が積層されている領域及び積層されていない領域において、それぞれ縦200×横200μmの矩形領域の平均高さを計測し、その平均高さの段差を電極層の平均厚さとすればよい。   In the present invention, the “average thickness of the electrode layer” can be measured, for example, using a laser microscope (for example, VK-9510 manufactured by Keyence Corporation). Specifically, the thickness direction of the electrode layer formed on the surface of the dielectric layer is scanned in steps of 0.01 μm, and the 3D shape is measured, and then the region where the electrode layer on the dielectric layer is stacked and the lamination In the non-area, the average height of the rectangular area of 200 × 200 μm may be measured, and the step of the average height may be the average thickness of the electrode layer.

<<布生地>>
上記布生地は、伸縮異方性を有するものである。上記伸縮異方性とは、方向によって伸縮性の程度に著しく差がある特性、即ち、一の方向には伸びやすく、当該一の方向とほぼ直交する方向には著しく伸びにくい特性を意味する。
本明細書では、上記の伸びやすい方向を易伸縮方向といい、上記の伸びにくい方向を難伸縮方向という。
上記布生地は、伸縮異方性を有するものであれば特に限定されず、織物であってもよいし、編物であってもよく、更には不織布であってもよい。
<< Fabric cloth >>
The above fabric has stretch anisotropy. The above-mentioned stretch anisotropy means a property in which the degree of stretchability differs significantly depending on the direction, that is, a property in which it is easy to stretch in one direction and hardly stretches in a direction substantially orthogonal to the one direction.
In the present specification, the above-mentioned stretchable direction is referred to as a direction of easy extension and contraction, and the above-mentioned direction of hardly stretch is referred to as a direction of difficult stretch.
The fabric is not particularly limited as long as it has stretch anisotropy, and may be a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric.

上記布生地は、易伸縮方向の5%モジュラスに対する難伸縮方向の5%モジュラスの比([難伸縮方向のM5]/易伸縮方向のM5]、以下「異方性M5」ともいう)が、5以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。
上記異方性M5が大きい布生地を用いることにより、センサシートの感度及び精度をより向上させることができる。
上記異方性M5は、100以上がより好ましく、150以上が更に好ましい。
また、上記異方性M5の上限は特に限定されず、大きいほど好ましい。
The above fabric has a ratio of 5% modulus in the difficult stretch direction to 5% modulus in the easy stretch direction ([M5 in the hard stretch direction / M5 in the easy stretch direction, hereinafter also referred to as “anisotropic M5”), It is preferably 5 or more, more preferably 10 or more.
By using a cloth with a large anisotropy M5, the sensitivity and accuracy of the sensor sheet can be further improved.
As for the said anisotropy M5, 100 or more are more preferable, and 150 or more are still more preferable.
Moreover, the upper limit of the said anisotropy M5 is not specifically limited, It is so preferable that it is large.

一方、伸縮性を有する布生地であっても、一の方向における伸縮性と、当該一の方向とほぼ直交する方向における伸縮性との差異が小さい布生地、具体的には、相対的に伸びやすい一の方向の5%モジュラスに対する、当該一の方向とほぼ直交する方向の5%モジュラスの比が2未満の布生地は、本発明における伸縮異方性の布生地に該当せず、本明細書では伸縮等方性の布生地という。   On the other hand, even in the case of a stretchable fabric, a fabric having a small difference between stretchability in one direction and stretchability in a direction substantially orthogonal to the one direction, specifically, it is relatively elongated A fabric having a ratio of a 5% modulus in a direction substantially perpendicular to the one direction to a 5% modulus in one easy direction is less than 2 in the present invention does not correspond to the stretch anisotropic fabric in the present invention, and the present specification The book says stretchy isotropic cloth.

上記布生地のモジュラスは、上記センサ本体の最大使用伸長率において、上記センサ本体のモジュラスよりも大きいことが好ましい。
本発明の静電容量型センサシートでは、測定対象物の変形量に応じてセンサ本体の使用伸長率を任意で選択することができる。例えば、測定対象物の変形によって、センサ本体の伸長率が最大200%になるとすれば、センサ本体の最大使用伸長率を200%とすることができる。
一方、ユーザー(測定者)の想定範囲を超えて測定対象物が大きく変形した場合、例えば、最大使用伸長率が200%のセンサ本体を使用している場合において、センサ本体が200%を超えて伸長するように測定対象物が大きく変形してしまった場合にはセンサ本体に破損が生じることがある。
ここで、センサ本体の最大使用伸長率(例えば、200%)において、上記布生地がセンサ本体よりも高いモジュラスを有している場合(例えば、布生地の200%モジュラスが、センサ本体の200%モジュラスよりも大きい場合)には、布生地がセンサ本体の許容範囲を超える伸長を抑制するストッパーとして機能し、センサ本体が破損することを防止することができる。
The modulus of the fabric is preferably greater than the modulus of the sensor body at the maximum service elongation of the sensor body.
In the capacitance type sensor sheet of the present invention, the use extension rate of the sensor main body can be arbitrarily selected according to the amount of deformation of the measurement object. For example, if the extension rate of the sensor body is up to 200% by deformation of the measurement object, the maximum use extension rate of the sensor body can be 200%.
On the other hand, when the object to be measured is significantly deformed beyond the user's (measured person's) expected range, for example, the sensor main body exceeds 200% when the sensor main body having a maximum use elongation rate of 200% is used. When the object to be measured is largely deformed so as to extend, the sensor body may be damaged.
Here, when the fabric has a modulus higher than that of the sensor body at the maximum use elongation rate (for example, 200%) of the sensor body (for example, 200% modulus of the fabric is 200% of the sensor body) In the case of being larger than the modulus), the cloth can function as a stopper for suppressing the extension beyond the tolerance of the sensor body, and the sensor body can be prevented from being broken.

上記センサシートにおいて、上記布生地は、センサシートを平面視した際に、上記検出部全体を覆うように形成されていることが好ましい。
これにより、確実にセンサ本体の伸長方向に垂直な方向(幅方向)における収縮を抑制することができる。
In the sensor sheet, it is preferable that the cloth be formed so as to cover the entire detection unit when the sensor sheet is viewed in plan.
Thereby, the contraction in the direction (width direction) perpendicular to the extension direction of the sensor body can be reliably suppressed.

上記センサシートにおいて、上記布生地は、図2、3に示したように、センサ本体の両面に設けられていてもよいし、センサ本体の片面にのみ設けられていてもよい。   In the sensor sheet, as shown in FIGS. 2 and 3, the cloth may be provided on both sides of the sensor body, or may be provided on only one side of the sensor body.

上記センサシートにおいて、上記布生地は、例えば、粘着剤を用いてセンサ本体と一体化されている。
上記粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着材、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。
ここで、各粘着剤は、溶剤型であってもよいし、エマルジョン型であってもよいし、ホットメルト型でもよい。上記粘着剤は、センサ装置の使用態様等に応じて適宜選択して用いればよい。ただし、上記粘着剤は、上記誘電層の伸縮を阻害しない柔軟性が必要である。
In the sensor sheet, the cloth is integrated with the sensor body using, for example, an adhesive.
Examples of the pressure-sensitive adhesive include acrylic pressure-sensitive adhesives, urethane-based pressure-sensitive adhesives, rubber-based pressure-sensitive adhesives, silicone-based pressure-sensitive adhesives and the like.
Here, each adhesive may be of a solvent type, an emulsion type, or a hot melt type. The pressure-sensitive adhesive may be appropriately selected and used according to the use mode and the like of the sensor device. However, the pressure-sensitive adhesive needs to have flexibility not to inhibit the expansion and contraction of the dielectric layer.

<<その他>>
上記センサシートは、図2、3に示した例のように、必要に応じて、電極層と接続された第1配線(表側配線)や第2配線(裏側配線)、第3配線が形成されていてもよい。
これらの各配線は、誘電層の変形を阻害せず、かつ、誘電層が変形しても導電性が維持されるものであればよく、その具体例としては、例えば、上記電極層と同様の導電性組成物からなるものが挙げられる。
更に、上述した各配線それぞれの電極層と反対側の端部には、図2、3に示した例のように、必要に応じて、外部配線と接続するための第1接続部(表側接続部)、第2接続部(裏側接続部)、第3接続部が形成されていてもよい。これらの各接続部としては、例えば、銅箔等を用いて形成されたものが挙げられる。
<< Others >>
As in the example shown in FIGS. 2 and 3, the sensor sheet is formed with the first wiring (front side wiring), the second wiring (back side wiring), and the third wiring connected to the electrode layer as needed. It may be
Each of these wirings does not inhibit the deformation of the dielectric layer, and may be any one as long as the conductivity is maintained even if the dielectric layer is deformed. As a specific example thereof, for example, the same as the electrode layer What consists of an electroconductive composition is mentioned.
Furthermore, as in the example shown in FIGS. 2 and 3, the first connection portion (front side connection for connection to the external wiring) is provided at the end of each of the above described wirings on the opposite side to the electrode layer. Part), the 2nd connection part (back side connection part), and the 3rd connection part may be formed. As each of these connection parts, what was formed, for example using copper foil etc. is mentioned.

上記センサ本体は、図2、4に示した例のように、必要に応じて、表側及び/又は裏側の最外層に保護層が積層されていてもよい。上記保護層を設けることにより、センサシートの導電性を有する箇所(電極層等)を保護したり、センサシートの強度や耐久性を高めたりすることができる。
上記保護層の材質は特に限定されず、その要求特性に応じて適宜選択すればよい。その具体例としては、例えば、上記誘電層の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
As in the example shown in FIGS. 2 and 4, the sensor body may have a protective layer laminated on the outermost layer on the front side and / or the back side, if necessary. By providing the protective layer, it is possible to protect a conductive portion (electrode layer and the like) of the sensor sheet, and to enhance the strength and durability of the sensor sheet.
The material of the protective layer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the required characteristics. Specific examples thereof include, for example, the same elastomer composition as the material of the dielectric layer.

上記センサシートは、センサシートの裏側の最外層に粘着層が形成されていてもよい。これにより、粘着層を介して上記センサシートを生体表面等の測定対象物に貼り付けることができる。
上記粘着層としては特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着材、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等からなる層が挙げられる。
ここで、各粘着剤は、溶剤型であってもよいし、エマルジョン型であってもよいし、ホットメルト型でもよい。上記粘着剤は、センサ装置の使用態様等に応じて適宜選択して用いればよい。ただし、上記粘着層は、上記誘電層の伸縮を阻害しない柔軟性が必要である。
The adhesive layer may be formed in the outermost layer on the back side of the sensor sheet. Thereby, the said sensor sheet can be stuck on measurement object objects, such as a biological body surface, through the adhesion layer.
It does not specifically limit as said adhesion layer, For example, the layer which consists of an acrylic adhesive, a urethane adhesive, a rubber adhesive, a silicone adhesive etc. is mentioned.
Here, each adhesive may be of a solvent type, an emulsion type, or a hot melt type. The pressure-sensitive adhesive may be appropriately selected and used according to the use mode and the like of the sensor device. However, the pressure-sensitive adhesive layer needs to have flexibility not to inhibit the expansion and contraction of the dielectric layer.

上記センサシートは、図3に示した例のように、センサ本体の検出部以外の部分(配線及び接続部)を覆うように、非伸縮性部材を備えていてもよい。上述した通り、測定感度がより向上することとなるからである。
上記非伸縮性部材は、非伸縮性の材料からなるものであれば特に限定されず、例えば、非伸縮性の布生地、非伸縮性の樹脂シート等が挙げられる。
The said sensor sheet may be equipped with the non-stretchable member so that parts (wiring and a connection part) other than the detection part of a sensor main body may be covered like the example shown in FIG. As described above, the measurement sensitivity is further improved.
The non-stretchable member is not particularly limited as long as it is made of a non-stretchable material, and examples thereof include non-stretchable cloth, non-stretchable resin sheet, and the like.

上記センサシートは、図3に示した例のように、必要に応じて、持ち手を備えていてもよい。
上記持ち手の材質や形状はセンサ本体の性能を阻害しない限り特に限定されず、使用態様を考慮して適宜選択すればよい。
The sensor sheet may be equipped with a handle as required, as in the example shown in FIG.
The material and shape of the handle are not particularly limited as long as the performance of the sensor main body is not impaired, and may be appropriately selected in consideration of the use mode.

上記センサシートは、無伸長状態から一軸方向に100%伸長させた後、無伸長状態に戻すサイクルを1サイクルとする伸縮を1000サイクル繰返した際に、2サイクル目の100%伸長時の上記電極層の電気抵抗に対する、1000サイクル目の100%伸長時の上記電極層の電気抵抗の変化率([1000サイクル目、100%伸長時の電気抵抗値]−[2サイクル目、100%伸長時の電気抵抗値]の絶対値〕/[2サイクル目、100%伸長時の電気抵抗値]×100)が小さいことが好ましい。具体的には、10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。   The above-mentioned electrode at the time of 100% extension of the second cycle when 1000 cycles of expansion and contraction in which the above-mentioned sensor sheet is extended 100% in a uniaxial direction and then returned to the non-extension state as one cycle. Change rate of the electrical resistance of the electrode layer at 100% elongation at 1000th cycle to the electrical resistance of the layer ([Electric resistance at 100% elongation at 1000th cycle]-[2nd cycle, at 100% elongation] It is preferable that the absolute value of the electric resistance value] / [the electric resistance value at 100% elongation in the second cycle] × 100) be small. Specifically, it is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.

ここで、1サイクル目ではなく、2サイクル目の以降の電極層の電気抵抗を評価対象としている理由は、未伸長状態から伸長させた1回目(1サイクル目)の伸長時には、伸長時の電極層の挙動(電気抵抗の変動の仕方)が2回目(2サイクル目)以降の伸縮時と大きく異なるからである。この理由については、センサシートを作製した後、1回伸長させることによって初めて電極層を構成するカーボンナノチューブ等の状態が安定化するからだと推測している。   Here, the reason for evaluating the electrical resistance of the electrode layer after the second cycle instead of the first cycle is that the electrode at the time of extension in the first extension (first cycle) extended from the unstretched state This is because the behavior of the layer (the manner of the change of the electrical resistance) is largely different from that at the time of expansion and contraction after the second cycle (the second cycle). It is presumed that the reason for this is that the state of carbon nanotubes and the like constituting the electrode layer is stabilized only by stretching once after the sensor sheet is manufactured.

上記センサシートは、例えば、下記工程を経ることにより製造することができる。ここでは、カーボンナノチューブを含む導電性組成物を用いて電極層を形成する場合を例に説明する。
(1)エラストマー組成物からなる誘電層を作製する工程(工程(1))、及び、
(2)カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物を誘電層に塗布し、電極層を形成する工程(工程(2))、
(3)工程(1)及び(2)を経て作製したセンサ本体と、布生地とを一体化する工程(工程(3))
を経ることより製造することができる。
The sensor sheet can be manufactured, for example, through the following steps. Here, the case where an electrode layer is formed using a conductive composition containing carbon nanotubes will be described as an example.
(1) a step of producing a dielectric layer comprising an elastomer composition (step (1)), and
(2) applying a composition containing carbon nanotubes and a dispersion medium to a dielectric layer to form an electrode layer (step (2));
(3) A process (step (3)) of integrating the sensor body manufactured through the steps (1) and (2) with the cloth (step (3))
It can be manufactured by passing through.

[工程(1)]
本工程では、エラストマー組成物からなる誘電層を作製する。
まず、原料組成物としてエラストマー(又はその原料)に、必要に応じて、鎖延長剤、架橋剤、加硫促進剤、触媒、誘電フィラー、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤を配合した原料組成物を調製する。次に、この原料組成物を成形することにより誘電層を作製する。なお、成形方法としては従来公知の手法を採用することができる。
[Step (1)]
In this step, a dielectric layer made of an elastomer composition is produced.
First, according to the elastomer (or its raw material) as a raw material composition, if necessary, a chain extender, a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a catalyst, a dielectric filler, a plasticizer, an antioxidant, an antiaging agent, a coloring agent, etc. The raw material composition which mix | blended the additive of 5 is prepared. Next, a dielectric layer is produced by molding this raw material composition. A conventionally known method can be adopted as a molding method.

具体的には、例えば、ウレタンゴムを含む誘電層を成形する場合には下記の方法等を用いることができる。
まず、ポリオール成分、可塑剤及び酸化防止剤を計量し、加熱、減圧下において一定時間撹拌混合し、混合液を調製する。次に、混合液を計量し、温度を調整した後、触媒を添加しアジター等で撹拌する。その後、所定量のイソシアネート成分を添加し、アジター等で撹拌後、即座に混合液を図5に示す成形装置に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのシートを得る。その後、炉で一定時間後架橋させることで誘電層を製造することができる。
Specifically, for example, when forming a dielectric layer containing urethane rubber, the following method can be used.
First, the polyol component, the plasticizer and the antioxidant are weighed, and mixed under stirring for a fixed time under heating and reduced pressure to prepare a mixed solution. Next, the mixed solution is measured, and after adjusting the temperature, a catalyst is added and stirred with an agitator or the like. After that, a predetermined amount of isocyanate component is added, and after stirring with an agitator etc., the mixed solution is immediately injected into the forming apparatus shown in FIG. A sheet of a predetermined thickness is obtained. Thereafter, the dielectric layer can be manufactured by post-crosslinking for a predetermined time in an oven.

図5は、誘電層の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。図5に示した成形装置30では、原料組成物33を、離間して配置された一対のロール32、32から連続的に送り出されるポリエチレンテレフタレート(PET)製の保護フィルム31の間隙に流し込み、その間隙に原料組成物33を保持した状態で硬化反応(架橋反応)を進行させつつ、加熱装置34内に導入し、原料組成物33を一対の保護フィルム31間で保持した状態で熱硬化させ、シート状の誘電層35を成形する。   FIG. 5 is a schematic view for explaining an example of a molding apparatus used for producing a dielectric layer. In the molding apparatus 30 shown in FIG. 5, the raw material composition 33 is poured into the gap of the protective film 31 made of polyethylene terephthalate (PET) continuously fed from the pair of rolls 32, 32 arranged apart from each other. The raw material composition 33 is introduced into the heating device 34 while advancing the curing reaction (crosslinking reaction) in a state of holding the raw material composition 33, and the raw material composition 33 is thermally cured in a state of being held between the pair of protective films 31; A sheet-like dielectric layer 35 is formed.

上記誘電層は、原料組成物を調製した後、各種コーティング装置、バーコート、ドクターブレードなどの汎用の成膜装置や成膜方法を用いて作製してもよい。   The above-mentioned dielectric layer may be prepared using a general-purpose film forming apparatus such as various coating apparatus, bar coat, doctor blade or the like or a film forming method after preparing the raw material composition.

[工程(2)]
本工程では、カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物(カーボンナノチューブ分散液)を塗布し、その後、乾燥処理にて分散媒を除去することにより、上記誘電層と一体化された電極層を形成する。
[Step (2)]
In this step, a composition containing a carbon nanotube and a dispersion medium (carbon nanotube dispersion liquid) is applied, and then the dispersion medium is removed by a drying process to form an electrode layer integrated with the dielectric layer. .

具体的には、まず、カーボンナノチューブを分散媒に添加する。このとき、必要に応じて、バインダー成分(又は、バインダー成分の原料)等の上述した他の成分や分散剤を更に添加してもよい。
次に、カーボンナノチューブを含む各成分を湿式分散機を用いて分散媒中に分散(又は溶解)させることより塗布液(カーボンナノチューブ分散液)を調製する。ここでは、例えば、超音波分散機、ジェットミル、ビーズミルなど既存の分散機を用いて分散させればよい。
Specifically, first, carbon nanotubes are added to the dispersion medium. At this time, if necessary, the above-mentioned other components such as a binder component (or a raw material of the binder component) or a dispersant may be further added.
Next, a coating liquid (carbon nanotube dispersion liquid) is prepared by dispersing (or dissolving) each component including carbon nanotubes in a dispersion medium using a wet disperser. Here, for example, dispersion may be performed using an existing disperser such as an ultrasonic disperser, a jet mill, or a bead mill.

上記分散媒としては、例えば、トルエン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、アルコール類、水等が挙げられる。これらの分散媒は、単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。   Examples of the dispersion medium include toluene, methyl isobutyl ketone (MIBK), alcohols, water and the like. These dispersion media may be used alone or in combination of two or more.

上記塗布液において、カーボンナノチューブの濃度は、0.01〜10重量%が好ましい。上記濃度が0.01重量%未満では、カーボンナノチューブの濃度が薄すぎて繰返し塗布する必要が生じる場合がある。一方、10重量%を超えると、塗布液の粘度が高くなりすぎ、また再凝集によりカーボンナノチューブの分散性が低下し、均一な電極層を形成することが困難となる場合がある。   In the above-mentioned coating solution, the concentration of carbon nanotubes is preferably 0.01 to 10% by weight. If the concentration is less than 0.01% by weight, the concentration of carbon nanotubes may be too low, which may require repeated application. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the viscosity of the coating solution may be too high, and the reaggregation may reduce the dispersibility of carbon nanotubes, which may make it difficult to form a uniform electrode layer.

続いて、スプレーコート等により上記誘電層の表面の所定の位置に塗布液を塗布して乾燥させる。このとき、必要に応じて、誘電層表面の電極層を形成しない位置をマスキングしてから上記塗布液を塗布してもよい。
上記塗布液の乾燥条件は特に限定されず、分散媒の種類やエラストマー組成物の組成等に応じて適宜選択すればよい。
また、上記塗布液を塗布する方法は、スプレーコートに限定されるわけではなく、その他、例えば、スクリーン印刷法、インクジエット印刷法等も採用することができる。
Subsequently, a coating solution is applied to a predetermined position on the surface of the dielectric layer by spray coating or the like and dried. At this time, if necessary, the above-mentioned coating solution may be applied after masking the position where the electrode layer is not formed on the surface of the dielectric layer.
The drying conditions of the coating solution are not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of dispersion medium, the composition of the elastomer composition, and the like.
The method of applying the coating solution is not limited to spray coating, and other methods such as screen printing and ink jet printing may also be employed.

上記(1)及び(2)の工程を経て誘電層及び電極層を形成した後には、更に、必要に応じて、上記電極層と接続された配線並びに接続部を形成する。
上記電極層と接続された配線の形成は、例えば、上記電極層の形成と同様の方法を用いて、所定の箇所に上記カーボンナノチューブ分散液(塗布液)を塗布し、乾燥させること等により行うことができる。また、上記配線の形成は上記電極層の形成と同時に行ってもよい。
上記接続部の形成は、例えば、上記配線の所定の端部に銅箔等を取り付けること等により行うことができる。
After the dielectric layer and the electrode layer are formed through the steps (1) and (2), wiring and a connection portion connected to the electrode layer are further formed, if necessary.
The formation of the wiring connected to the electrode layer is performed, for example, by applying the carbon nanotube dispersion liquid (coating liquid) to a predetermined place using the same method as the formation of the electrode layer, and drying the same. be able to. Further, the formation of the wiring may be performed simultaneously with the formation of the electrode layer.
The formation of the connection portion can be performed, for example, by attaching a copper foil or the like to a predetermined end of the wiring.

また、図4に示したような構成を備えたセンサ本体を製造する場合には、まず、上記工程(1)の方法により、エラストマー組成物からなる誘電層を2枚作製する。次に、上記工程(2)の方法により、一方の誘電層には両面に電極層を形成し、他方の誘電層には片面に電極層を形成する。その後、それぞれに電極層が形成された2枚の誘電層を電極層同士が重ならない向きで貼りあわせる。その後、必要に応じて、上記電極層と接続された配線並びに接続部を形成すればよい。   Moreover, when manufacturing the sensor main body provided with a structure as shown in FIG. 4, first, two dielectric layers which consist of an elastomer composition are produced by the method of said process (1). Next, an electrode layer is formed on one surface of the dielectric layer by the method of the step (2), and an electrode layer is formed on one surface of the other dielectric layer. Thereafter, the two dielectric layers on each of which the electrode layer is formed are attached in a direction in which the electrode layers do not overlap with each other. After that, a wire and a connection portion connected to the electrode layer may be formed as necessary.

また、上記電極層を形成し、必要に応じて上記配線や上記接続部を形成した後には、更に、表側及び/又は裏側の最外層に保護層を形成してもよい。
上記保護層の形成は、例えば、上記(1)の工程と同様の方法を用いてエラストマー組成物からなるシート状物を作製した後、所定のサイズに裁断し、それをラミネートすること等により行えばよい。
また、保護層を備えたセンサシートを作製する場合は、裏側の保護層から出発し、その上に順次構成部材(第2電極層、第1誘電層、第1電極層、(第2誘電層、第3電極層)、表側保護層)を積層することにより、センサ本体を作製してもよい。
このような工程を経ることにより、センサ本体を製造することができる。
Moreover, after forming the said electrode layer and forming the said wiring and the said connection part as needed, you may further form a protective layer in the outermost layer of front side and / or a back side.
The formation of the protective layer may be carried out, for example, by preparing a sheet-like article made of an elastomer composition using the same method as the step (1), cutting it into a predetermined size, laminating it, etc. It is good.
Moreover, when producing the sensor sheet provided with the protective layer, it starts from the protective layer on the back side, and the constituent members (second electrode layer, first dielectric layer, first electrode layer, (second dielectric layer) are sequentially stacked thereon The sensor main body may be manufactured by laminating the third electrode layer) and the front side protective layer).
The sensor main body can be manufactured through such a process.

[工程(3)]
この工程では、布生地をセンサ本体に貼り付ける。
まず、所定の向き、及び、サイズに裁断された伸縮異方性の布生地を準備する。
次に、上記布生地の片面に粘着層を形成し、上記布生地の易伸縮方向が、上記センサ本体の伸長方向と一致するように、上記粘着層を介して上記布生地を上記センサ本体に貼り付ける。なお、布生地の裁断と粘着層の形成との順序は逆であってもよい。
本工程では、上記布生地は、センサ本体の両面に貼り付けてもよいし、センサ本体の片面にのみ貼り付けてもよい。
[Step (3)]
In this process, the cloth is attached to the sensor body.
First, a stretch anisotropic cloth cut into a predetermined direction and size is prepared.
Next, an adhesive layer is formed on one side of the fabric, and the fabric is attached to the sensor body via the adhesive layer so that the direction of easy extension and contraction of the fabric matches the extension direction of the sensor body. paste. The order of cutting the cloth and forming the adhesive layer may be reversed.
In the present process, the cloth may be attached to both sides of the sensor main body, or may be attached to only one side of the sensor main body.

上記布生地は、少なくとも平面視した際に、上記センサ本体の検出部を覆うように貼り付ける。
また、上記布生地をセンサ本体の両面に貼り付ける場合、センサ本体が2枚の布生地の間に埋設され、上記布生地の外周部全体が布生地同士で貼り合わせられるようにしてもよい。
本工程では、必要に応じて、非収縮性部材や、持ち手を取り付けてもよい。
このような工程を経ることにより、本発明のセンサシートを製造することができる。
The cloth is attached so as to cover the detection portion of the sensor main body at least in a plan view.
When the cloth is attached to both sides of the sensor main body, the sensor main body may be embedded between the two cloths so that the entire outer periphery of the cloth may be bonded to each other.
In this step, if necessary, a non-shrinkable member or a handle may be attached.
By passing through such a process, the sensor sheet of the present invention can be manufactured.

図2、4に示したセンサ本体は、検出部を1つ備えたものであるが、本発明において、センサ本体の検出部の数は1つに限定されるわけではなく、複数の検出部を備えたものであってもよい。
その具体例としては、例えば、表側電極層及び裏側電極層として複数列の帯状の電極層が誘電層の表面及び裏面に形成され、かつ、平面視した際に、表側電極層の列と裏側電極層の列とが直交するように配置されたセンサ本体が挙げられる。このようなセンサ本体では表側電極層及び裏側電極層が誘電層を挟んで対向する複数の部分が検出部となり、その検出部が格子状に配置されていることとなる。
Although the sensor main body shown in FIGS. 2 and 4 includes one detection unit, in the present invention, the number of detection units of the sensor main body is not limited to one, and a plurality of detection units may be used. It may be provided.
As a specific example thereof, for example, a plurality of rows of strip-like electrode layers are formed on the front and back surfaces of the dielectric layer as the front side electrode layer and the back side electrode layer, and when viewed in plan, the row of the front side electrode layer and the back side electrode One example is a sensor body arranged to be orthogonal to the row of layers. In such a sensor main body, a plurality of portions where the front side electrode layer and the back side electrode layer face each other with the dielectric layer interposed therebetween become detection portions, and the detection portions are arranged in a lattice.

<計測器>
上記計測器は、上記センサシート(上記センサ本体)と電気的に接続されており、上記誘電層の変形に応じて変化する上記検出部の静電容量Cを測定する機能を有する。上記静電容量Cを測定する方法としては従来公知の方法を用いることができ、上記計測器は、そのために必要となる静電容量測定回路、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
上記静電容量Cを測定する方法(回路)としては、例えば、自動平衡ブリッジ回路を利用したCV変換回路(LCRメータなど)、反転増幅回路を利用したCV変換回路、半波倍電圧整流回路を利用したCV変換回路、シュミットトリガ発振回路を用いたCF発振回路、シュミットトリガ発振回路とF/V変換回路を組み合わせて用いる方法等が挙げられる。
<Instrument>
The measuring device is electrically connected to the sensor sheet (the sensor body), and has a function of measuring the capacitance C of the detection unit, which changes in accordance with the deformation of the dielectric layer. A conventionally known method can be used as a method of measuring the capacitance C, and the measuring instrument is provided with a capacitance measurement circuit, an arithmetic circuit, an amplification circuit, a power supply circuit, etc. necessary for that. .
As a method (circuit) for measuring the capacitance C, for example, a CV conversion circuit (such as an LCR meter) using an automatic balance bridge circuit, a CV conversion circuit using an inverting amplification circuit, and a half-wave voltage doubler rectification circuit A CV conversion circuit used, a CF oscillation circuit using a Schmitt trigger oscillation circuit, a method using a Schmitt trigger oscillation circuit and an F / V conversion circuit in combination, and the like can be mentioned.

本発明のセンサ素子において、上記センサシートと上記計測器との接続は下記のように行うことが好ましい。
(1−1)上記センサ本体が、図4に示したような2層の誘電層(第1及び第2誘電層)と各誘電層の両面に電極層(第1〜第3誘電層)を有するセンサ本体であり、計測器がシュミットトリガ発振回路のような、検出部の静電容量Cと抵抗Rで発振して静電容量の変化を計測するCF発振回路を用いた計測器である場合。
この場合には、第1電極層を発振ブロック(検出ブロック)に接続し、第2電極層及び第3電極層を接地する(GND側に接続する)ことが好ましい。
このようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、センサ本体の表側及び裏側のいずれを生体等の測定対象物に近接するように接続してもノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
In the sensor element of the present invention, the connection between the sensor sheet and the measuring instrument is preferably performed as follows.
(1-1) The sensor main body includes two dielectric layers (first and second dielectric layers) as shown in FIG. 4 and electrode layers (first to third dielectric layers) on both surfaces of each dielectric layer. When the measuring instrument is a measuring instrument using a CF oscillating circuit such as a Schmitt trigger oscillating circuit that oscillates with the electrostatic capacitance C and resistance R of the detecting unit and measures a change in the electrostatic capacitance .
In this case, it is preferable to connect the first electrode layer to the oscillation block (detection block) and to ground the second electrode layer and the third electrode layer (connected to the GND side).
By connecting the sensor main body and the measuring instrument in this way, the effect of noise is eliminated even if either the front side or the back side of the sensor main body is connected close to the object to be measured such as a living body, more accurately The change in capacitance can be measured.

(1−2)上記センサ本体が、図4に示したような2層の誘電層と各誘電層の両面に電極層を有するセンサ本体であり、計測器が、半波倍電圧整流回路や反転増幅回路、自動平衡ブリッジ回路のような別のブロック(例えば、交流印加装置)で生成した交流信号を、センサ本体に通し、センサ本体の静電容量変化による交流インピーダンス変化を計測又はインピーダンス変化を利用して電圧変化を生成する方式のCV変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、第1電極層を検出ブロックに接続し、第2電極層及び第3電極層を交流信号を生成するブロックに接続することが好ましい。
このようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、センサ本体の表側及び裏側のいずれを生体等の測定対象物に近接するように接続してもノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
(1-2) The sensor main body is a sensor main body having two dielectric layers as shown in FIG. 4 and electrode layers on both sides of each dielectric layer, and the measuring instrument is a half-wave voltage doubler rectifier circuit or reverse An alternating current signal generated by another block (for example, an alternating current application device) such as an amplification circuit or an automatic balance bridge circuit is passed through the sensor main body, and an AC impedance change due to a capacitance change of the sensor main body is measured or an impedance change is used If it is a measuring instrument using a CV conversion circuit of the type that generates a voltage change.
In this case, it is preferable to connect the first electrode layer to the detection block and to connect the second electrode layer and the third electrode layer to a block that generates an alternating current signal.
By connecting the sensor main body and the measuring instrument in this way, the effect of noise is eliminated even if either the front side or the back side of the sensor main body is connected close to the object to be measured such as a living body, more accurately The change in capacitance can be measured.

(2−1)上記センサ本体が、図2に示したような1層の誘電層とその両面の電極層(表側電極層及び裏側電極層)とを有するセンサ本体であり、計測器が、シュミットトリガ発振回路のようなCF変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、表側電極層を計測器内の発振ブロック(検出ブロック)に接続し、裏側電極層を接地し(GND側に接続し)、かつ、上記センサ本体を裏面側が生体等の測定対象物に近接するように貼り付けることが好ましい。
このような向きでセンサ本体を生体等に貼り付け、上記のようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、ノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
(2-1) The sensor main body is a sensor main body having one dielectric layer as shown in FIG. 2 and electrode layers (front side electrode layer and back side electrode layer) on both sides thereof, and a measuring instrument is Schmidt In the case of a measuring instrument using a CF conversion circuit such as a trigger oscillation circuit.
In this case, the front side electrode layer is connected to the oscillation block (detection block) in the measuring instrument, the back side electrode layer is grounded (connected to the GND side), and the sensor main body is the measurement target such as a living body on the back side. It is preferable to stick so as to be close to an object.
By attaching the sensor body to a living body or the like in such a direction and connecting the sensor body and the measuring instrument as described above, the influence of noise can be eliminated and the change in capacitance can be measured more accurately. it can.

(2−2)上記センサ本体が、図2に示したような1層の誘電層とその両面の電極層(表側電極層及び裏側電極層)とを有するセンサ本体であり、計測器が、半波倍電圧整流回路や反転増幅回路、自動平衡ブリッジ回路のようなCV変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、表側電極層を計測器内の検出ブロックに接続し、裏側電極層を交流信号を生成するブロックに接続し、かつ、上記センサ本体を裏面側が生体等の測定対象物に近接するように貼り付けることが好ましい。
このような向きでセンサ本体を生体等に貼り付け、上記のようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、ノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
(2-2) The sensor main body is a sensor main body having one dielectric layer as shown in FIG. 2 and electrode layers (front side electrode layer and rear side electrode layer) on both sides thereof, and the measuring instrument is a half. In the case of a measuring instrument using a CV conversion circuit such as a wave voltage doubler rectifier circuit, an inverting amplifier circuit, or an automatic balance bridge circuit.
In this case, the front side electrode layer is connected to the detection block in the measuring instrument, the back side electrode layer is connected to the block that generates an alternating current signal, and the back side of the sensor main body approaches the measurement object such as a living body. It is preferable to stick as follows.
By attaching the sensor body to a living body or the like in such a direction and connecting the sensor body and the measuring instrument as described above, the influence of noise can be eliminated and the change in capacitance can be measured more accurately. it can.

<表示器>
本発明のセンサ装置は、図1に示した例のように表示器を備えていてもよい。これにより上記センサ装置のユーザーは、測定対象物の変形による静電容量Cの変化に関する情報をリアルタイムで確認することができる。上記表示器は、そのために必要となるモニター、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
<Display>
The sensor device of the present invention may be provided with a display as in the example shown in FIG. Thereby, the user of the above-mentioned sensor device can confirm the information about change of electric capacity C by modification of a measuring object in real time. The display includes a monitor, an arithmetic circuit, an amplifier circuit, a power supply circuit and the like necessary for that purpose.

また、上記表示器は、図1に示した例のように静電容量Cの測定結果を記憶するために、RAM、ROM、HDD等の記憶部を備えていてもよい。
例えば、本発明のセンサ装置をスポーツトレーニングやリハビリトレーニングの実施者に使用する場合、生体の運動情報等に関する静電容量Cの変化に基づく情報をトレーニング後に確認することができる。そのため、実施者はトレーニングの達成度を確認することができ、実施者の励みにもなる。また、トレーニングの達成度を確認することにより、その情報を新たなトレーニングメニューに作製に生かすことができる。
上記記憶部は、上記計測器が備えていてもよい。
上記表示器としては、パソコン、スマートフォン、タブレット等の端末機器を利用してもよい。
In addition, the display may include a storage unit such as a RAM, a ROM, or an HDD in order to store the measurement result of the capacitance C as in the example illustrated in FIG. 1.
For example, when the sensor device of the present invention is used for a person who performs sports training or rehabilitation training, information based on a change in capacitance C related to motion information of a living body can be confirmed after training. Therefore, the implementer can confirm the degree of achievement of the training and also encourages the implementer. In addition, by confirming the degree of achievement of training, it is possible to utilize the information for making a new training menu.
The storage unit may be included in the measuring device.
Terminal devices such as a personal computer, a smartphone, and a tablet may be used as the display.

また、図1に示したセンサ装置1において、測定器3と表示器4との接続は有線で行われているが、本発明のセンサ装置においてこれらの接続は必ずしも有線で行われている必要はなく、無線で接続されていてもよい。センサ装置の使用態様によっては、測定器と表示器とが物理的に分離されている方が使用しやすい場合もある。   Moreover, in the sensor device 1 shown in FIG. 1, the connection between the measuring device 3 and the display 4 is wired, but in the sensor device of the present invention, these connections need to be wired. Alternatively, they may be connected wirelessly. Depending on the usage of the sensor device, it may be easier to use if the measuring instrument and the display are physically separated.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<センサ本体の作製>
図6(a)〜(d)は、実施例におけるセンサ本体の作製工程を説明するための斜視図である。ここでは、図2に示したセンサ本体を作製した。
(1)誘電層の作製
ポリオール(パンデックスGCB−41、DIC社製)100質量部に対して、可塑剤(ジオクチルスルホネート)40重量部と、イソシアネート(パンデックスGCA−11、DIC社製)17.62重量部とを添加し、アジターで90秒間撹拌混合し、誘電層用の原料組成物を調製した。次に、原料組成物を図5に示した成形装置30に注入し、保護フィルム31でサンドイッチ状にして搬送しつつ、炉内温度70℃、炉内時間30分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、70℃に調節した炉で12時間後架橋させ、ポリエーテル系ウレタンエラストマーからなるシートを作製した。得られたウレタンシートを14mm80mm×厚さ100μmに裁断し、更に、角部の一か所を7mm×20mm×厚さ100μmのサイズで切り落とし、誘電層を作製した。
<Fabrication of sensor body>
6 (a) to 6 (d) are perspective views for explaining the manufacturing process of the sensor main body in the embodiment. Here, the sensor main body shown in FIG. 2 was produced.
(1) Preparation of Dielectric Layer 40 parts by weight of a plasticizer (dioctyl sulfonate) and isocyanate (Pandex GCA-11, manufactured by DIC) 17 parts by weight to 100 parts by weight of a polyol (Pandex GCB-41, manufactured by DIC) Then, .62 parts by weight were added and mixed by stirring with an agitator for 90 seconds to prepare a raw material composition for a dielectric layer. Next, the raw material composition is injected into the forming apparatus 30 shown in FIG. 5, and while being transported in a sandwich state with the protective film 31, it is crosslinked and cured under the conditions of an oven temperature of 70 ° C. and an oven time of 30 minutes to protect A roll-wound sheet of a predetermined thickness with a film was obtained. Thereafter, post-crosslinking was carried out for 12 hours in a furnace adjusted to 70 ° C. to prepare a sheet made of a polyether urethane elastomer. The obtained urethane sheet was cut into 14 mm × 80 mm × thickness 100 μm, and further, a corner portion was cut off with a size of 7 mm × 20 mm × thickness 100 μm to prepare a dielectric layer.

また、作製した誘電層について、破断時伸び(%)及び比誘電率を測定したところ、破断時伸び(%)は505%、比誘電率は5.8であった。
ここで、上記破断時伸びは、JIS K 6251に準拠して測定した。上記比誘電率は、20mmΦの電極で誘電層を挟み、LCRハイテスタ(日置電機社製、3522−50)を用いて計測周波数1kHzで静電容量を測定し、電極面積と測定資料の厚さから比誘電率を算出した。
Further, with respect to the manufactured dielectric layer, when the elongation at break (%) and the relative dielectric constant were measured, the elongation at break (%) was 505% and the relative dielectric constant was 5.8.
Here, the elongation at break was measured in accordance with JIS K 6251. The relative dielectric constant is measured by measuring the capacitance at a measurement frequency of 1 kHz using an LCR high tester (3522-50 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.) with an electrode of 20 mm in diameter, and from the electrode area and the thickness of the measurement data The relative dielectric constant was calculated.

(2)電極層材料の調製
基板成長法により製造した多層カーボンナノチューブである、大陽日酸社製の高配向カーボンナノチューブ(層数4〜12層、繊維径10〜20nm、繊維長さ150〜300μm、炭素純度99.5%)30mgをイソプロピルアルコール(IPA)30gに添加し、ジェットミル(ナノジェットパル JN10−SP003、常光社製)を用いて湿式分散処理を施し、2倍に希釈して濃度0.05重量%のカーボンナノチューブ分散液を得た。
(2) Preparation of electrode layer material Highly-oriented carbon nanotubes (layer number 4 to 12 layers, fiber diameter 10 to 20 nm, fiber length 150 to 40) manufactured by Taiyo Nisshinsha Co., Ltd., which are multi-walled carbon nanotubes manufactured by substrate growth method Add 30 mg of 300 μm, 99.5% carbon purity) to 30 g of isopropyl alcohol (IPA), apply a wet dispersion treatment using a jet mill (Nanojet Pal JN10-SP003, manufactured by Haruka Co., Ltd.), and dilute twice A carbon nanotube dispersion having a concentration of 0.05% by weight was obtained.

(3)保護層の作製
上述した(1)誘電層の作製と同様の方法を用いて、ポリエーテル系ウレタンエラストマー製で、14mm×80mm×厚さ50μmの裏側保護層と、14mm×60mm×厚さ50μmの表側保護層とを作製した。
(3) Preparation of Protective Layer Using a method similar to the preparation of (1) dielectric layer described above, it is made of polyether urethane elastomer, 14 mm × 80 mm × 50 μm thick back side protective layer, and 14 mm × 60 mm × thickness A 50 μm-thick front side protective layer was produced.

(4)センサ本体の作製
まず、上記(3)の工程で作製した裏側保護層15Bの片面(表面)に、離型処理されたPETフィルムに所定の形状の開口部が形成されたマスク(図示せず)を貼り付けた。
上記マスクには、裏側電極層及び裏側配線に相当する開口部が設けられており、開口部のサイズは、裏側電極層に相当する部分が幅10mm×長さ50mm、裏側配線に相当する部分が幅5mm×長さ20mmである。
(4) Preparation of Sensor Body First, on one side (surface) of the back side protective layer 15B prepared in the above step (3), a mask in which an opening having a predetermined shape is formed in the release-treated PET film (see FIG. I stuck it).
The mask is provided with an opening corresponding to the back side electrode layer and the back side wiring, and the size of the opening is such that the portion corresponding to the back side electrode layer is 10 mm wide × 50 mm long and the portion corresponding to the back side wiring is It is 5 mm wide × 20 mm long.

次に、上記(2)の工程で調製したカーボンナノチューブ分散液を単位面積(cm)あたりの塗布量が0.223gとなるように、10cmの距離からエアブラシを用いて塗布した。続いて、100℃で10分間乾燥させ、裏側電極層12B及び裏側配線13Bを形成した。その後、マスクを剥離した(図6(a)参照)。 Next, the carbon nanotube dispersion prepared in the step (2) was applied using an air brush from a distance of 10 cm so that the amount of application per unit area (cm 2 ) was 0.223 g. Subsequently, the resultant was dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a back side electrode layer 12B and a back side wiring 13B. Thereafter, the mask was peeled off (see FIG. 6 (a)).

次に、裏側電極層12Bの全体及び裏側配線13Bの一部を被覆するように、上記(1)の工程で作製した誘電層11を裏側保護層15B上に貼り合わせることにより積層した。
更に、誘電層11に表側に、裏側電極層12B及び裏側配線13Bの形成と同様の方法を用いて、表側電極層12A及び表側配線13Aを形成した(図6(b)参照)。
Next, the dielectric layer 11 produced in the above step (1) was laminated on the back side protective layer 15B so as to cover the entire back side electrode layer 12B and a part of the back side wiring 13B.
Furthermore, the front side electrode layer 12A and the front side wiring 13A were formed on the front side of the dielectric layer 11 using the same method as the formation of the back side electrode layer 12B and the rear side wiring 13B (see FIG. 6B).

次に、表側電極層12A及び表側配線13Aを形成した誘電層11の表側に、表側電極層12Aの全体及び表側配線13Aの一部を被覆するように、上記(3)の工程で作製した表側保護層15Aをラミネートにより積層した。
更に、表側配線13A及び裏側配線13Bのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、表側接続部14A及び裏側接続部14Bとした。その後、表側接続部14A及び裏側接続部14Bに外部配線となるリード線19を半田で固定し、センサ本体10とした(図6(c)参照)。
Next, on the front side of the dielectric layer 11 on which the front side electrode layer 12A and the front side wiring 13A are formed, the front side manufactured in the above step (3) so as to cover the whole front side electrode layer 12A and a part of the front side wiring 13A. Protective layer 15A was laminated by lamination.
Furthermore, copper foil was attached to each end of front side wiring 13A and back side wiring 13B, and it was set as front side connection part 14A and back side connection part 14B. Thereafter, lead wires 19 serving as external wires are fixed to the front side connection portion 14A and the rear side connection portion 14B by soldering to form the sensor main body 10 (see FIG. 6C).

<布生地の準備>
布生地として、下記に布生地を用意した。
(a)伸縮異方性生地A:スーパーストレッチII(株式会社三徳より購入、品質:ナイロン90%、ポリウレタン10%、厚さ600μm)
(b)伸縮異方性生地B:ピップ社製、ピップキネシオロジー(登録商標)、厚さ600μm
(c)伸縮等方性生地A:2WAYトリコット(ユザワヤより購入、品質:ナイロン85%、ポリウレタン15%、厚さ700μm)
(d)伸縮等方性生地B:ライクラマット(クリスタルクローバー社より購入、品質:ナイロン83%、ポリウレタン17%、厚さ600μm)
(e)伸縮等方性生地C:東レ開発品(品質:ポリエステル95%、ポリウレタン5%、厚さ350μm)
<Preparation of cloth>
As a cloth cloth, the cloth cloth was prepared below.
(A) Stretching anisotropic fabric A: Super Stretch II (purchased from Santoku Co., Ltd., Quality: 90% nylon, 10% polyurethane, 600 μm thick)
(B) Stretchable anisotropic fabric B: manufactured by Pip, Pip Kinesiology (registered trademark), thickness 600 μm
(C) Stretch isotropic fabric A: 2 WAY tricot (purchased from Yuzawaya, Quality: 85% nylon, 15% polyurethane, 700 μm thick)
(D) Stretchable isotropic fabric B: Lycra mat (purchased from Crystal Clover, quality: nylon 83%, polyurethane 17%, thickness 600 μm)
(E) Stretchable isotropic fabric C: Toray developed product (quality: polyester 95%, polyurethane 5%, thickness 350 μm)

<粘着層の作製>
粘着剤(綜研化学社製、SKダイン1720)50重量部に、メチルエチルケトン(MEK)50重量部及び硬化剤(綜研化学社製、L−45)2質量部を添加し、あわとり練太郎(Thinky社製、型番:ARE−310)で混合(2000rpm、120秒)、脱泡(2000rpm、120秒)して混合物を得た。次に、得られた混合物を、表面が離型処理されたPETフィルム(藤森工業社製、50E−0010KF)にアプリケーターを用いて100μmのウエット膜厚で成膜した後、送風式のオーブンを用いて100℃、30分間の条件で硬化させ、硬化後の厚さが30μmの粘着層を作製した。
<Production of adhesive layer>
50 parts by weight of methyl ethyl ketone (MEK) and 2 parts by weight of a curing agent (L-45, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) are added to 50 parts by weight of an adhesive (Sukken Chemical Co., Ltd., SK dyne 1720). The mixture was obtained by mixing (2000 rpm, 120 seconds) and defoaming (2000 rpm, 120 seconds) using a company-made model number: ARE-310). Next, the obtained mixture is formed into a film with a wet film thickness of 100 μm on a PET film (50E-0010KF, manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd.) whose surface has been subjected to a release treatment, and then a blasting oven is used. It was cured under conditions of 100 ° C. for 30 minutes to prepare a pressure-sensitive adhesive layer having a thickness of 30 μm after curing.

(実施例1)
下記の方法により、センサ本体と布生地とが一体化したセンサシートを作製した。
図7(a)〜(d)は、実施例におけるセンサシートの製造方法を説明するための斜視図である。
Example 1
A sensor sheet in which the sensor body and the cloth were integrated was manufactured by the following method.
7 (a) to 7 (d) are perspective views for explaining the method of manufacturing the sensor sheet in the embodiment.

(1)上記伸縮異方性生地Aの片面に、上述した方法で作製した粘着層を転写した。
その後、上記伸縮異方性生地Aをヨコ115mm×タテ30mmのサイズで裁断した。このとき、ヨコが易伸縮方向、タテが難伸縮方向となるように裁断した。
(1) The adhesive layer produced by the method mentioned above was transcribe | transferred on the single side | surface of said expansion-contraction anisotropic fabric A.
Thereafter, the stretchable anisotropic fabric A was cut into a size of horizontal 115 mm × vertical 30 mm. At this time, it was cut so that the width was in the direction of easy expansion and contraction, and the length was in the direction of vertical expansion and contraction.

(2)上述した方法で作製したセンサ本体10の裏面側に裁断した伸縮異方性生地20Bを貼り付けた。このとき、伸縮異方性生地20Bの長手方向(ヨコ方向)の一端から15mmの位置に、センサ本体10の配線(表側配線13A及び裏側配線13B)を形成した側と反対側の端部が位置するように伸縮異方性生地20Bを貼り付けた(図7(a)参照)。 (2) The stretchable anisotropic fabric 20B cut on the back side of the sensor main body 10 manufactured by the above-described method was attached. At this time, the end of the sensor body 10 opposite to the side on which the wiring (front side wiring 13A and back side wiring 13B) is formed is located 15 mm from one end in the longitudinal direction (horizontal direction) of the stretchable anisotropic fabric 20B. The stretchable anisotropic fabric 20B was pasted as shown in FIG. 7 (a).

(3)次に、センサシートを後述する試験の際に引張試験機に固定するための持ち手として、ナイロン製の織りベルト22A、22Bを伸縮異方性生地20Bの両端には貼り付けた(図7(b)参照)。このとき、織りベルト22A、22Bの貼り付けは、両面テープ(寺岡製作所No.777)を用いて行った。また、織りベルト22Bはその端部がセンサ本体10の上面の一部(平面視した際に検出部と重ならない位置)にも配置されるように貼り付けた。 (3) Next, nylon woven belts 22A and 22B were attached to both ends of the stretchable anisotropic fabric 20B as handles for fixing the sensor sheet to a tensile tester in a test described later ((3) See FIG. 7 (b)). At this time, pasting of the weave belts 22A and 22B was performed using a double-sided tape (Teraoka Seisakusho No. 777). Further, the woven belt 22B is attached so that the end portion is disposed also on a part of the upper surface of the sensor main body 10 (a position not overlapping with the detection portion in a plan view).

(4)次に、センサ本体10における検出部以外の誘電層の伸縮を妨げるべく、非伸縮性の布生地(渡邉布帛工業株式会社製 デシン せぶせ、ポリエステル100%織布、ヨコ45mm×タテ30mm)21を、両面テープ(寺岡製作所No.777)を介して、配線(表側配線13A及び裏側配線13B)並びに接続部(表側接続部14A及び裏側接続部14B)を覆うように貼り付けた(図7(c)参照)。
(5)その後、センサ本体の表面側にも上記(1)で裁断した伸縮異方性生地20Aを貼り付け、センサシート2を完成した(図7(d)参照)。
(4) Next, in order to prevent the expansion and contraction of the dielectric layer other than the detection portion in the sensor main body 10, a non-stretchable fabric (made by Towa fabric Industrial Co., Ltd.) 21) was pasted so as to cover the wiring (front side wiring 13A and back side wiring 13B) and the connection part (front side connecting part 14A and back side connecting part 14B) via a double-sided tape (Teraoka No. 777) 7 (c)).
(5) Thereafter, the stretchable anisotropic fabric 20A cut in the above (1) was attached also to the surface side of the sensor body to complete the sensor sheet 2 (see FIG. 7 (d)).

(実施例2)
伸縮異方性生地Aに代えて、伸縮異方性生地Bを使用した以外は実施例1と同様にしてセンサシートを作製した。
但し、伸縮異方性生地Bは、片面に粘着層を備えた商品であり、粘着層の転写は行わず、伸縮異方性生地Bが備える粘着層を介して伸縮異方性生地Bの貼り付けを行った。
(Example 2)
A sensor sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the stretch anisotropic fabric B was used in place of the stretch anisotropic fabric A.
However, the stretchable anisotropic fabric B is a product having an adhesive layer on one side, and the transfer of the adhesive layer is not performed, and the stretchable anisotropic fabric B is pasted through the adhesive layer included in the stretchable anisotropic fabric B I added it.

(比較例1)
伸縮異方性生地Aに代えて、伸縮等方性生地Aを使用した以外は実施例1と同様にしてセンサシートを作製した。
(Comparative example 1)
A sensor sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the stretchable isotropic fabric A was used in place of the stretchable anisotropic fabric A.

(比較例2)
伸縮異方性生地Aに代えて、伸縮等方性生地Bを使用した以外は実施例1と同様にしてセンサシートを作製した。
(Comparative example 2)
A sensor sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the stretchable isotropic fabric B was used in place of the stretchable anisotropic fabric A.

(比較例3)
伸縮異方性生地Aに代えて、伸縮等方性生地Cを使用した以外は実施例1と同様にしてセンサシートを作製した。
(Comparative example 3)
A sensor sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the stretchable isotropic fabric C was used in place of the stretchable anisotropic fabric A.

(比較例4)
上述した方法で作製したセンサ本体10の配線(表側配線13A及び裏側配線13B)並びに接続部(表側接続部14A及び裏側接続部14B)上と、表側保護層15Aの上面のうち上記配線及び上記接続部が備える側と反対側(図6(c)において左側)の端部であって、平面視した際に検出部と重ならない位置とに、両面テープ(寺岡製作所No.777)を介して、実施例1と同様の非伸縮性の布生地を貼り付け、後述の評価におけるセンサシート(測定サンプル)とした。
(Comparative example 4)
The wiring and the connection of the wiring (the front wiring 13A and the rear wiring 13B) and the connection portion (the front connection portion 14A and the rear connection 14B) of the sensor main body 10 manufactured by the method described above and the upper surface of the front protective layer 15A Via a double-sided tape (Teraoka Seisakusho No. 777) at an end of the side opposite to the side provided with the unit (left side in FIG. 6 (c)) and at a position not overlapping the detection unit in plan view A non-stretchable cloth similar to that of Example 1 was attached to make a sensor sheet (measurement sample) in the evaluation described later.

(評価)
実施例及び比較例に係るセンサシートについて下記の評価を行った。結果を表1に示した。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the sensor sheet which concerns on an Example and a comparative example. The results are shown in Table 1.

(1)布生地の引張特性
実施例1、2及び比較例1〜3で使用した布生地の引張特性について、「5%モジュラス(M5)」、「10%モジュラス(M10)」、「50%モジュラス(M50)」、「100%モジュラス(M100)」、「200%モジュラス(M200)」、「破断伸び」、「破断荷重」及び「定荷重伸び」を測定し、更に「異方性M5」及び「異方性M50」を算出した。
ここで、「定荷重伸び」の測定では、600N/m(比較例4のM200の約5倍)時の伸長率を測定した。また、「異方性M5」及び「異方性M50」は、ヨコ、タテそれぞれの「M5」及び「M50」の測定値に基づいて算出した。
(1) Tensile Properties of Fabrics Regarding the tensile properties of fabrics used in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, “5% modulus (M5)”, “10% modulus (M10)”, “50% Modulus (M50), "100% modulus (M100)", "200% modulus (M200)", "break elongation", "break load" and "constant load elongation" were measured, and further "anisotropic M5" And "anisotropic M50" was calculated.
Here, in the measurement of “constant load elongation”, the elongation rate at 600 N / m (approximately 5 times M200 of Comparative Example 4) was measured. In addition, “anisotropic M5” and “anisotropic M50” were calculated based on the measured values of “M5” and “M50” of the horizontal and vertical, respectively.

具体的には、布生地を裁断し、幅35mm、長さ100mmに裁断し、試験片とした。このとき、長さ方向の直交するサンプルを3枚ずつ作製した(例えば、伸縮異方性生地Aの試験片を作製する場合は、易伸縮方向(ヨコ方向)を長さ方向とするサンプル3枚と、難伸縮方向(タテ方向)を長さ方向とするサンプル3枚とを作製した)。
次に、各サンプルの長さ方向の両端25mmをチャックで挟持し、万能引張圧縮試験機(インストロン1175型)を用いて、引張速度500mm/minで測定し、その後、「異方性M5」及び「異方性M50」を算出した。
平均値を結果として表1に示した。
Specifically, the cloth material was cut and cut into a width of 35 mm and a length of 100 mm as a test piece. At this time, three sheets of samples orthogonal to each other in the length direction were produced (for example, in the case of producing a test piece of the stretch anisotropic fabric A, three samples whose length direction is the easy stretch direction (horizontal direction) And three samples whose length direction is the difficult stretching direction (vertical direction) were produced).
Next, hold both ends 25 mm in the length direction of each sample with a chuck, measure at a tensile speed of 500 mm / min using a universal tensile compression tester (Instron model 1175), and then "anisotropic M5" And "anisotropic M50" was calculated.
The average values are shown in Table 1 as a result.

(2)センサシートの特性
実施例及び比較例に係るセンサシートを万能引張圧縮試験機(インストロン1175型)に取り付け、5mm刻み(伸長率10%刻み)でセンサシートを引張り、静止させた状態で、LCRハイテスタ(日置電機社製、3522−50)を用いて測定周波数5kHzで静電容量を測定した。
(2) Characteristics of the sensor sheet The sensor sheet according to the embodiment and the comparative example is attached to a universal tensile and compression tester (Instron 1175 type), and the sensor sheet is pulled in 5 mm increments (10% elongation rate) and kept stationary. The capacitance was measured at a measurement frequency of 5 kHz using an LCR high tester (3522-50 manufactured by Hioki Denki Co., Ltd.).

(2−1)感度の評価
上記の測定において、無伸長時(0%伸長)の静電容量、及び、40%伸長時の静電容量に基づき、下記計算式(2)により、センサシートの感度(pF/%)を算出した。
感度(pF/%)=[静電容量の変化量△C0%→40%]/40%・・・(2)
(2-1) Evaluation of sensitivity In the above measurement, based on the capacitance at no elongation (0% elongation) and the capacitance at 40% elongation, the sensor sheet is calculated according to the following formula (2) The sensitivity (pF /%) was calculated.
Sensitivity (pF /%) = [amount of change in capacitance ΔC 0% → 40% ] / 40% (2)

(2−2)ヒステリシスの評価
センサシートを引張試験機に取り付けて、無伸張(0%)から所定伸長率(実施例2は40%、それ以外の実施例及び比較例は80%)までを伸長させた後、無伸長状態に戻す伸縮動作を3往復行った。その後、1往復目の往路の10%伸長時の静電容量(静電容量(1回目往路、10%))と2往復目の往路の10%伸長時の静電容量(静電容量(2回目往路、10%))とに基づき、下記計算式(3)により、センサシートのヒステリシス(%)を算出した。
ヒステリシス(%)=[静電容量(2回目往路、10%)]/[静電容量(1回目往路、10%)]−1)×100・・・(3)
また、図8〜13には、往復伸長動作時の静電容量の計測結果のグラフを示した。
(2-2) Evaluation of Hysteresis A sensor sheet is attached to a tensile tester, and from no elongation (0%) to a predetermined elongation rate (40% in Example 2, 80% in other Examples and Comparative Examples) After the extension, the expansion and contraction operation was performed three times to return to the non-extension state. After that, the capacitance at 10% extension of the first round trip (the electrostatic capacity (first round, 10%)) and the capacitance at 10% extension of the second round trip (electrostatic capacity (2 The hysteresis (%) of the sensor sheet was calculated according to the following calculation formula (3) based on the second forward pass, 10%)).
Hysteresis (%) = [electrostatic capacitance (2nd trip, 10%)] / [electrostatic capacitance (1st trip, 10%)]-1) × 100 (3)
Moreover, the graph of the measurement result of the electrostatic capacitance at the time of reciprocation expansion | extension operation | movement was shown to FIGS.

表1に示した結果より、伸縮異方性の布生地をセンサ本体に一体化させることにより、感度が向上することが明らかとなった。
また、伸縮異方性の布生地であればセンサ本体の伸縮が阻害されず、センサ本体に伸縮異方性の布生地が一体化したセンサシートでは、センサ本体と同程度のヒステリシスが維持されることが明らかとなった。
From the results shown in Table 1, it is clear that the sensitivity is improved by integrating the stretch anisotropic cloth fabric into the sensor body.
In addition, if the fabric is stretch anisotropic, the sensor body is not inhibited from stretching and the sensor sheet in which the stretch anisotropic fabric is integrated with the sensor body maintains the same hysteresis as the sensor body. It became clear.

1 センサ装置
2 センサシート
3 計測器
3a、400 シュミットトリガ発振回路
3b F/V変換回路
4 表示器
4a モニター
4b 演算回路
4c 記憶部
10、40 センサ本体
11 誘電層(第1誘電層)
12A 表側電極層(第1電極層)
12B 裏側電極層(第2電極層)
13A 表側配線
13B 裏側配線
14A 表側接続部
14B 裏側接続部
15A、45A 表側保護層
15B、45B 裏側保護層
20A、20B 布生地
21 非伸縮性部材
22A、22B 持ち手
41A 第1誘電層
41B 第2誘電層
42A 第1電極層
42B 第2電極層
42C 第3電極層
43A 第1配線
43B 第2配線
43C 第3配線
44A 第1接続部
44B 第2接続部
44C 第3接続部
Reference Signs List 1 sensor device 2 sensor sheet 3 measuring instrument 3a, 400 Schmitt trigger oscillation circuit 3b F / V conversion circuit 4 display 4a monitor 4b arithmetic circuit 4c storage unit 10, 40 sensor main body 11 dielectric layer (first dielectric layer)
12A Front side electrode layer (first electrode layer)
12B back side electrode layer (second electrode layer)
13A front side wiring 13B back side wiring 14A front side connection portion 14B back side connection portion 15A, 45A front side protective layer 15B, 45B back side protective layer 20A, 20B cloth 21 non-stretchable member 22A, 22B handle 41A first dielectric layer 41B second dielectric Layer 42A First electrode layer 42B Second electrode layer 42C Third electrode layer 43A First wire 43B Second wire 43C Third wire 44A First connection portion 44B Second connection portion 44C Third connection portion

Claims (4)

エラストマー組成物からなるシート状の第1誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、前記第1誘電層の表面及び裏面のそれぞれに前記第1誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第1電極層及び第2電極層とを有し、前記第1電極層及び第2電極層の対向する部分を検出部とし、前記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、
前記センサ本体に一体化された布生地とを備え、
前記布生地は、易伸縮方向と難伸縮方向と有し、伸縮異方性を呈する布生地であり、
前記検出部は、前記布生地の前記易伸縮方向と同方向に伸長するように変形する、ことを特徴とする静電容量型センサシート。
A first dielectric layer sheet of elastomeric composition, a conductive composition containing a conductive material, at least a portion across said first dielectric layer on each of the front and rear surfaces of the first dielectric layer It has a first electrode layer and a second electrode layer formed to face each other, and the facing portion of the first electrode layer and the second electrode layer is used as a detection portion, and the area of the front and back surfaces of the dielectric layer changes. Sensor body that reversibly deforms,
And a cloth integrated with the sensor body;
The cloth fabric is a cloth fabric having an easy stretch direction and a hard stretch direction, and exhibiting stretch anisotropy,
The capacitance type sensor sheet, wherein the detection portion is deformed so as to extend in the same direction as the easily stretchable direction of the cloth.
前記センサ本体は、更に、前記第1電極層上に積層された第2誘電層と、前記第2誘電層の前記第1電極層が形成された側と反対側の面に形成された第3電極層とを備える、請求項1に記載の静電容量型センサシート。The sensor main body further includes a second dielectric layer stacked on the first electrode layer, and a third dielectric layer formed on the surface of the second dielectric layer opposite to the side on which the first electrode layer is formed. The capacitive sensor sheet according to claim 1, comprising: an electrode layer. 前記センサ本体の最大使用伸長率において、前記布生地のモジュラスは、前記センサ本体のモジュラスよりも大きい、請求項1又は2に記載の静電容量型センサシート。  The capacitance-type sensor sheet according to claim 1 or 2, wherein the modulus of the fabric is larger than the modulus of the sensor body at the maximum use elongation rate of the sensor body. 請求項1〜3のいずれかに記載の静電容量型センサシートと、
前記検出部における静電容量の変化を計測する計測器と
を備えるセンサ装置あって、
前記第1電極層は、前記計測器の検出ブロックに接続され、
前記第2電極層は、測定対象物に近接し、かつ前記計測器のGND側に接続される
ことを特徴とするセンサ装置。
A capacitive sensor sheet according to any one of claims 1 to 3 ;
A measuring instrument that measures a change in capacitance in the detection unit ;
A sensor device comprising
The first electrode layer is connected to a detection block of the meter,
The sensor device, wherein the second electrode layer is close to a measurement object and connected to the GND side of the measuring device.
JP2017134386A 2017-07-10 2017-07-10 Capacitive sensor sheet and sensor device Active JP6505164B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017134386A JP6505164B2 (en) 2017-07-10 2017-07-10 Capacitive sensor sheet and sensor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017134386A JP6505164B2 (en) 2017-07-10 2017-07-10 Capacitive sensor sheet and sensor device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015077983A Division JP6325482B2 (en) 2015-04-06 2015-04-06 Capacitance type sensor sheet and sensor device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017201324A JP2017201324A (en) 2017-11-09
JP2017201324A5 JP2017201324A5 (en) 2018-06-14
JP6505164B2 true JP6505164B2 (en) 2019-04-24

Family

ID=60264404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017134386A Active JP6505164B2 (en) 2017-07-10 2017-07-10 Capacitive sensor sheet and sensor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6505164B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111820900B (en) * 2019-04-19 2023-04-07 美宸科技股份有限公司 Flexible sensor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358112A (en) * 1986-08-27 1988-03-12 Naoyuki Omatoi Tripole sensor for comparative measurement of phase
EP0331392A3 (en) * 1988-03-01 1990-02-14 Alza Corporation Anesthesia and antisepsis of the skin
JP4141426B2 (en) * 2004-03-29 2008-08-27 三洋電機株式会社 Capacitive pressure sensor and heart rate / respiration measurement device using the same
US7395717B2 (en) * 2006-02-10 2008-07-08 Milliken & Company Flexible capacitive sensor
JP5397896B2 (en) * 2009-08-25 2014-01-22 独立行政法人産業技術総合研究所 EXTENSION DEVICE, EXTENSION DRIVE DEVICE, AND CNT FILM STRUCTURE USING CARBON NANOTUBE
JP5486417B2 (en) * 2010-06-24 2014-05-07 東海ゴム工業株式会社 Input interface device
JP5815369B2 (en) * 2011-10-28 2015-11-17 住友理工株式会社 Capacitive sensor
JP5497222B2 (en) * 2012-09-28 2014-05-21 バンドー化学株式会社 Capacitance type sensor sheet and method for manufacturing capacitance type sensor sheet
US9043004B2 (en) * 2012-12-13 2015-05-26 Nike, Inc. Apparel having sensor system
JP6264825B2 (en) * 2013-10-18 2018-01-24 ヤマハ株式会社 Fabric and clothing with strain sensor
JP2015206783A (en) * 2014-04-08 2015-11-19 学校法人 龍谷大学 Bending amount measuring device
JP6488140B2 (en) * 2015-02-06 2019-03-20 日本メクトロン株式会社 Conductive stretchable substrate and strain sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017201324A (en) 2017-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6325482B2 (en) Capacitance type sensor sheet and sensor device
TWI642408B (en) Sensing device
Mariello et al. Conformal, Ultra‐thin Skin‐Contact‐Actuated Hybrid Piezo/Triboelectric Wearable Sensor Based on AlN and Parylene‐Encapsulated Elastomeric Blend
Trung et al. Flexible and stretchable physical sensor integrated platforms for wearable human‐activity monitoringand personal healthcare
WO2018047842A1 (en) Probe for use in measurement of biological information, and biological information measurement device
WO2017111058A1 (en) Swallowing movement measuring device and swallowing movement measuring method
Wang et al. Micro-patterned graphene-based sensing skins for human physiological monitoring
Zou et al. Stretchable graded multichannel self-powered respiratory sensor inspired by shark gill
JPWO2016063783A1 (en) Capacitive sensor
JP2017198621A (en) Rotation angle measurement device and capacitance type sensor sheet
JPWO2018056062A1 (en) Elastic capacitor, deformation sensor, displacement sensor, sensing method of breathing state and sensing wear
JP2018096870A (en) Motion measuring device, and motion measuring member
JP6554657B2 (en) Capacitive sensor and method of measuring rotation angle
JP6605297B2 (en) Capacitance type sensor sheet and sensor device
Dong et al. Fully integrated flexible long-term electrocardiogram recording patch with gel-less adhesive electrodes for arrhythmia detection
JP6505164B2 (en) Capacitive sensor sheet and sensor device
JP2016211997A (en) Capacitance-type sensor sheet and sensor device
JP2018096797A (en) Extensible structure, manufacturing method of extensible structure, and sensor component
JP7159038B2 (en) Swallowing motion measuring method and swallowing motion measuring device
WO2019065756A1 (en) Respiration measurement method, and respiration measurement device
Chen et al. Engineering Elastomer Dielectric for Low-Cost and Reliable Wearable Health and Motion Monitoring
JPWO2020111073A1 (en) Sensor body and sensor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180405

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180501

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6505164

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150