JP2003329521A - 感圧センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 よって本発明が解決しようとする課題は、感
圧センサにおけるスペーサシート並びに電極シート状基
材と粘着剤の密着性を改善させて、感圧特性を改善する
こと、特に低温領域での感圧特性を向上させた感圧セン
サを提供することにある。 【解決手段】 一対の電極シート状基材とこの間に挿入
されるスペーサシートが粘着剤によって接着されている
感圧センサにおいて、少なくとも前記シート状基材と前
記粘着剤の間に微細な空隙が存在しないように接着（密
着）されている感圧センサとすることによって、解決さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極シート
状基材とこの間に挿入されるスペーサシートが粘着剤に
よって接着（密着）された感圧センサに関し、特に温度
特性を改善したものである。

【０００２】

【従来の技術】感圧センサは、対向して配置される一対
のシート状基材の接点部に電極が設けられ、その間には
スペーサシートが挿入されて積層した構造からなるもの
で、接点部の電極が押圧力によって接触して導通するよ
うになっている。そして前記電極の一方には、感圧イン
ク等により形成され圧力に応じて抵抗値が変化するよう
になっている。また、前記電極シート状基材と前記スペ
ーサシートは粘着剤等により接着（密着）されている。
そして前記シート材料としては、ポリエチレンテレフタ
テート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）、ポリイミド
樹脂（ＰＩ）等が、また前記粘着剤としては、アクリル
樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコーン樹脂系等の粘着剤
が通常使用されている。

【０００３】このような構造の感圧センサは、前記感圧
インクの特性によってかなり影響されるので前記インク
については、種々の改良が加えられているが、温度特性
（温度依存性）については前記感圧インクのみの改良だ
けでは完全ではなかった。特に低温領域においては、前
記電極シート状基材と前記粘着剤のなじみ（密着性）の
問題が大きく感圧特性に影響していることが判明した。
そこで前記粘着剤の特性や粘着剤の接着機構等について
の検討が、行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって本発明が解決し
ようとする課題は、感圧センサにおけるスペーサシート
並びに電極シート状基材と粘着剤の密着性を良好なもの
として、感圧特性を改善すること、特に低温領域での感
圧特性（抵抗値）の上昇を抑えることができる感圧セン
サを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記解決しようとする課
題は、請求項１に記載されるように一対の電極シート状
基材とこの間に挿入されるスペーサシートが粘着剤によ
って接着（密着）されている感圧センサにおいて、少な
くとも前記シート状基材と前記粘着剤の境界部分に、微
細な空隙が存在しないように接着（密着）されているこ
とを特徴とする感圧センサとすることによって、解決さ
れる。

【０００６】また請求項２に記載されるように、前記接
着（密着）をシート状基材上の熱プレス温度が６０〜１
４０℃で行うことを特徴とする感圧センサとすることに
よって、解決される。

【０００７】さらにまた請求項３に記載されるように、
前記粘着剤は、前記熱プレス時の弾性率が５×１０^４Ｐ
ａ以下であるものを用いることを特徴とする感圧センサ
とすることによって、解決される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
請求項１に記載される発明は、一対の電極シート状基材
とこの間に挿入されるスペーサシートが粘着剤によって
接着（密着）されている感圧センサにおいて、少なくと
も前記シート状基材と前記粘着剤の境界部分に、微細な
空隙部分が存在しないように接着（密着）されている感
圧センサに関するもので、このような構成のものとする
ことによって、温度特性を向上させ、安定した感圧セン
サとすることができる。

【０００９】まず本発明の感圧センサについて図１によ
り説明すると、１は感圧センサで、上部電極２を形成し
たシート状基材３、下部電極４が形成されたシート状基
材５と、その間に介在させるスペーサシート６が、粘着
剤７によって接着（密着）されて構成されるものであ
る。通常、前記スペーサシート６には、その両面に粘着
剤が塗布されたものが使用される。そして前記シート状
基材３、５並びにスペーサシート６は、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート
（ＰＥＮ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）やポリエーテルイ
ミド樹脂（ＰＥＩ）からなる可撓性を有するシート状の
材料が用いられる。また前記粘着剤７としては、アクリ
ル樹脂系、ウレタン樹脂系やシリコーン樹脂系の粘着剤
が良く用いられる。なお、上部電極２は、銅箔等から形
成されたくし歯状の電極であり、下部電極４は、感圧性
塗料等からなる印刷回路として形成される。

【００１０】そして前記感圧センサ１は、通常手作業に
より貼り合わせ、常温でのラミネート工法によって一体
化して製造するが、このようにして得た感圧センサにつ
いて感圧特性を調べると、温度依存性が見られ特に低温
度領域において、抵抗値が非常に高くなっていることが
ある。この原因について種々調べたところ、前記スペー
サシート６に設けられる粘着剤７とシート状基材３、５
との密着性に問題があることが判明した。これは前記粘
着剤７のシート状基材３、５とのなじみの問題が関係す
るものと思われる。すなわち、前述の工法によって製造
された場合に、図１のＡあるいはＢで示すような、前記
シート状基材３、５と粘着剤７の境界面に微細な空隙
（完全に接着していないか又は接着力が弱い部分）が見
られることである。そしてこの微細な空隙部分Ａ、Ｂ
が、特に低温領域での抵抗値の上昇に影響するものと考
えられる。よってこの種の感圧センサにおいては、シー
ト状基材と粘着剤の界面に微細な空隙の存在しないもの
が、好ましいものであることがわかった。

【００１１】そこで、このような微細な空隙を無くすこ
とを検討した。まず前記スペーサシートの粘着剤につい
て、粘断性特性の温度依存性を測定した。その結果、室
温付近での弾性率は大きく、そのために粘着剤とシート
状基材の密着性が十分に上がらないと考えられる。これ
は前記粘着剤とシート状基材との境界部分に微細な空隙
部分が存在していることを示していると思われる。そこ
でこのような微細な空隙を無くす方法として、前記粘着
剤に温度を加えることによって粘弾性が低下して密着性
を向上することができ、微細な空隙の存在が減少されこ
のことによって、感圧センサの低温度領域での圧力の上
昇が少なくなり、抵抗値の上昇もなくすことができるこ
とがわかった。

【００１２】そこで、粘着剤の粘弾性を低下させる温度
条件について種々の実験を行った。その結果請求項２に
記載されるように、前記接着（密着）工程をシート状基
材上で測定した熱プレス温度が６０〜１４０℃で行うこ
とによって解決できることが判明した。すなわち前記温
度範囲で、感圧センサを熱プレスするかまたは他の方法
で製造した感圧センサに、前記温度範囲の再加熱を行う
ようにすることによって、微細な空隙部分を無くすこと
ができるようになる。このような温度範囲とするのは、
この熱プレス温度が６０℃未満では、粘着剤の弾性率が
十分に下がらないために密着性が不十分であり、また１
４０℃を越えると前記基板の変形等が生じたりするので
この温度未満とすべきであるが、基本的には前記基板材
料の種類によって、選定されることになる。

【００１３】さらにまた前記微細な空隙部分を無くす方
法として、前記粘着剤そのものの特性について検討した
結果から、前記粘着剤は、前記熱プレス時の弾性率が５
×１０^４Ｐａ以下であるものを用いるのが効果があるこ
とがわかった。すなわち、用いる粘着剤が前記熱プレス
時に弾性率が５×１０^４Ｐａ以下となるようにすること
によって、粘着剤は十分に軟らかくなり、シート状基材
と十分に濡れるようになり密着性が向上し、微細な空隙
が発生しないようにすることができる。このような手段
によっても、感圧センサの低温領域で抵抗値が高くなる
ことを防止することができることがわかった。

【００１４】本発明は以上のように、感圧センサの粘着
剤とシート状基材の境界面での微細な空隙をなくすこと
によって、感圧センサの温度依存性特に低温領域の抵抗
値の上昇を防止できる。また前記感圧センサの製造時
に、６０〜１４０℃の間で熱プレスを行うか、製造され
た感圧センサを再度前記温度範囲で熱プレスすることに
よって、粘着剤とシート状基材の境界面の微細な空隙を
なくすことができる。さらには、前記粘着剤を、熱プレ
ス時の弾性率が５×１０^４Ｐａ以下とすることによって
も、同様に微細な空隙をなくすことができ、特に低温領
域での抵抗値の上昇を抑えることが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を示して、本発明の効果を述べ
る。図１の構造の感圧センサを、表１の熱プレス温度条
件でそれぞれ作製し、常温における２０接点における感
度のばらつき並びに温度特性を測定した。なお、前記感
圧センサの各構成材料は以下の通りである。 ・シート状基材３、５は、１００μｍ厚さのＰＥＮ。 ・スペーサシート６は、１００μｍ厚さのＰＥＴ。 ・粘着剤７は、厚さ２５μｍのアクリル系粘着剤。 ・電極２は、カーボンペースト。 ・電極４は、感圧ペースト。

【００１６】

【表１】

【００１７】結果は表１から明らかなとおり、実験例２
〜６並びに８に記載される条件で作製されたものは、常
温での２０接点における感度のばらつきが±２２％以内
と安定しており、また温度特性についても−３０℃〜８
０℃の温度範囲におけるスイッチのオン荷重の変動率
（％）が、実験例１並びに７と比較しても小さくなって
いることがわかる。特に実験例３〜６並びに８に記載さ
れるものは好ましいものであることがわかる。この感圧
センサについて、シート状基材と粘着剤層との間の密着
性について観察したところ、前記微細な空隙部分は見ら
れなかった。このように、感圧センサの製造時或いは従
来の熱ラミネート工法で製造後に熱プレスにより再加熱
処理を行うことによって、抵抗値の温度依存性を改善す
ることが可能となり、実用的な感圧センサを得ることが
できる。

【００１８】以上のように本発明は、感圧センサの粘着
剤とシート状基材の境界面での微細な空隙をなくすこと
によって、感圧センサの温度依存性特に低温領域の抵抗
値の上昇を防止できる。また、前記感圧センサの製造時
に６０（好ましくは８０）〜１４０℃の温度で熱プレス
を行うか、製造された感圧センサを再度前記温度で熱プ
レスすることによって、粘着剤とシート状基材の境界面
の微細な空隙をなくすことができる。さらに、前記粘着
剤として、熱プレス時の弾性率が５×１０^４Ｐａ以下の
ものとすることによっても、同様に微細な空隙をなくす
ことができ、特に低温領域での抵抗値の上昇を抑えるこ
とが可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は一対の電
極シート状基材とこの間に挿入されるスペーサシートが
粘着剤によって接着されている感圧センサにおいて、少
なくとも前記シート状基材と前記粘着剤の間に微細な空
隙がないように接着（密着）されている感圧センサとし
たので、感度のばらつきが小さくまた温度特性について
も−３０℃〜８０℃の温度範囲、特に低温領域における
スイッチのオン荷重の変動率（％）を極めて小さくする
ことができ、安定した特性の感圧センサを得ることがで
きる。

【００２０】また、感圧センサの製造時或いは製造後の
再加熱の熱プレス温度をシート状基板上で６０〜１４０
℃で行うようにしたこと、さらにまたスペーサシートの
粘着剤として、熱プレス時の弾性率が５×１０^４Ｐａ以
下であるようなものを用いることによって、得られる感
圧センサのシート状基材と粘着剤の境界部分には、微細
な空隙がないものとすることが出きるので、このような
感圧センサは、感度のばらつきが小さくまた温度特性に
ついても−３０℃〜８０℃の温度範囲、特に低温領域に
おけるスイッチのオン荷重の変動率（％）を極めて小さ
くすることができ、実用的な感圧センサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の感圧センサの概略横断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 感圧センサ ２ くし歯状上部電極 ３、５ シート状基材 ４ 下部電極 ６ スペーサシート ７ 粘着剤 Ａ、Ｂ 微細な空隙部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の電極シート状基材とこの間に挿入
   されるスペーサシートが粘着剤によって接着（密着）さ
   れている感圧センサにおいて、少なくとも前記シート状
   基材と前記粘着剤の境界部分に、微細な空隙が存在しな
   いように接着（密着）されていることを特徴とする、感
   圧センサ。
2. 【請求項２】 前記接着（密着）は、熱プレス温度をシ
   ート状基材上の温度が６０〜１４０℃で行うことを特徴
   とする、請求項１に記載の感圧センサ。
3. 【請求項３】 前記粘着剤は、前記熱プレス時の弾性率
   が５×１０^４Ｐａ以下であるものを用いることを特徴と
   する、請求項1または2のいずれかに記載の感圧センサ。