JP2010101836A - 布材及び物体検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】布材の特性を極力悪化させることなく、静電容量式センサの電極として使用可能とすることにある。
【解決手段】静電容量式のセンサの電極として使用可能となるように、下記（１）又は（２）の導電化手段によって導電化された布材１０である。
（１）１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０⁶Ωであって、前記布材の一部を構成する導電糸。
（２）コーティング面の抵抗率が１〜５×１０³Ω・ｃｍとなるように導電性カーボンが含有されて布材一面の全部又は一部に形成された樹脂層。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量式センサの電極として使用可能な布材及びそれを用いた物体検知システムに関する。

この種の物体検知システムとして、静電容量式センサが設置された車両用シートが公知である（特許文献１を参照）。
この車両用シートは、シートクッションの着座部に埋設された電極ユニットと、電極ユニットに電圧を付与する電圧付与手段と、電極ユニットと車両を電気的につなげるシートフレームとを有する。そしてシートクッションに乗員が着座することで、電極ユニットが乗員（コンデンサ）を介して車両に電気的につながり、電極ユニットと乗員とシートフレームの間に電気回路が形成される。そして電気回路に流れる電流を検出することにより、シートクッション上の乗員を判別して、必要に応じてエアバッグを展開させるなどの動作を行う構成である。

ところで上記構成では、シートクッションとは別体の電極ユニットを着座部に埋設する。しかしシートの着座感などを考慮すると、異物感の原因となる電極ユニットを着座部に配置する構成は採用しにくいものであった。
そこで特許文献２〜特許文献４では、布材自体を導電化して電極とする技術が提案されている。例えば特許文献２では、専ら金属繊維を非導電繊維で被覆した経糸及び緯糸で織物（布材）を形成する技術が開示されている。また特許文献３では、金属メッキ処理してなる導電糸を織り込んだ布帛（布材）が開示されている。そして特許文献４では、金属皮膜と、導電フィラーを含有の樹脂層が重層された布材が開示されている。
これら公知の導電化された布材（表皮材）は、乗員などに対して異物感を極力感じさせることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。
特開２００６−２９２６３１号公報 特開２００６−２３４７１６号公報 特開２０００−２１９０７６号公報 特開２００３−２６６５９９号公報

しかしながら上記公知技術の布材は、車両用シートの表皮材として用いるにはやや不向きであった。例えば特許文献２の布材は、経糸及び緯糸（いずれも金属繊維を非導電繊維で被覆してなる太い糸）からなる織物であることから、シートの意匠上の自由度が制限される。また特許文献３や特許文献４の布材は、金属メッキや金属皮膜を使用することから、屈曲や摩耗に対する耐久性にやや劣ることがあった。

さらに上記公知技術は、いずれも導電性の良い導電化手段（電気抵抗が比較的小さい金属製の導電化手段）を用いることから、ときとして乗員の臀部などに電撃感を与えることがあった。例えば抵抗値の小さい金属製の導電糸（１０ｃｍあたりの抵抗値が６Ω程度のステンレス繊維）が、乗員の離席動作により剥離帯電することで、乗員と導電糸の間にスパークが生ずる。
もっとも電気抵抗（抵抗値又は抵抗率）の大きい導電化手段を用いればよいとも考えられる。例えば特開平２−１４５８６４号公報には、活性炭を含有の樹脂層（コーティング面の抵抗率が５×１０^３Ω・ｃｍよりも高くなるように、活性炭を含有する樹脂層）に関する開示がある。しかし電気抵抗の大きい導電化手段は、専ら帯電防止のためのものであり、静電容量式センサの電極として使用可能な導電性を布材に付与することができない。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、布材の特性を極力悪化させることなく、静電容量式センサの電極として使用可能とすることにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、特定の電気抵抗の導電化手段を用いた布材が、その特性を極力悪化させることなく（例えば乗員に対して電撃感を極力与えることなく）、静電容量式センサの電極として使用可能であることを見出した。
すなわち上記課題を解決するための手段として、第１発明の布材は、静電容量式のセンサの電極として使用可能となるように、下記（１）又は（２）の導電化手段によって導電化されている。
（１）１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０^６Ωであって、布材の一部を構成する導電糸。
（２）コーティング面の抵抗率が１〜５×１０^３Ω・ｃｍとなるように導電性カーボンが含有されて、布材一面の全部又は一部に形成された樹脂層。

第２発明の布材は、第１発明の布材を、上記（１）の導電化手段によって導電化する。
そして導電化手段が、間隔寸法６０ｍｍの範囲内で布材に並列状に配置する複数の導電糸と、複数の導電糸を電気的につなげる通電手段とを有して構成されている。
本発明では、所定の間隔寸法で配置する複数の導電糸（布材の一部を構成する導電糸）により、布材本来の特性を極力損ねることなく布材を導電化する。

第３発明の布材は、第２発明の布材において、上述の通電手段が、コーティング面の抵抗率が１〜５×１０^３Ω・ｃｍとなるよう無機系導電剤が含有されて、布材一面の全部又は一部に形成された樹脂層である。
この通電手段としての樹脂層は、布材に対して比較的強固に一体化されることから、複数の導電糸同士をより強固に電気的につなげる。

第４発明の物体検知システムは、第１発明〜第３発明のいずれかに記載の布材と、布材に電圧を付与する電圧付与手段と、布材とともに第一コンデンサを構成するように接地する電極部材とを有する。
そして本システムでは、第二コンデンサが形成されるように布材上に物体が配置することで、物体の種類（例えば成人や乳児）に応じて静電容量が変化する構成である。そして本システムでは、この静電容量の差を検出手段により検出することで、布材上の物体に電撃感を極力与えることなく物体を判別（検知）する。

本発明に係る第１発明の布材は、その特性を極力悪化することなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。また第２発明によれば、布材の特性を悪化させることなく布材を導電化することができる。また第３発明によれば、より安定的に布材を導電化することができる。
そして第４発明によれば、布材の特性を極力悪化させることなく、布材上の物体を判別することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜図７を参照して説明する。なお図２では、便宜上、一部の導電糸にのみ符号を付す。図７では、導電性カーボンをドットにて示す。
各実施形態の布材１０は、図１を参照して、後述するように車両用シート２の表皮材４Ｓ（一例）であるとともに物体検知システムの一部を構成する。すなわち表皮材４Ｓとしての布材１０自体が、シート上の乗員Ｈ（物体）を判別する静電容量式センサの電極として使用される。
そしてこの種の布材１０では、乗員Ｈの着座感を考慮して、表皮材４Ｓとしての特性を極力損なわない（例えば乗員Ｈに電撃感を感じさせない）構成であることが望ましい。そこで以下の各実施形態では、後述する導電化手段を用いることにより、布材１０の特性を極力損なうことなく、静電容量式センサの電極として使用可能としたものである。

［実施形態１］
本実施形態では、図１〜図６を参照して、複数の導電糸１２を有する導電化手段（一例）を説明する。
そして後述するように、複数の導電糸１２にて布材１０の一部を構成することで、布材１０の特性を極力悪化させることなく導電化する構成である。以下、各構成について詳述する。

（布材の基本構成）
布材１０の基本構成は、絶縁材料にて構成された布帛（織物及び編物）又は不織布である。ここで布材１０は、平織物、斜文織物又は朱子織物等のいかなる構成の織物でもよく、経編、丸編又は横編等のいかなる構成の編物でもよい。編物の組織は、ヨコ編み又はタテ編みのいずれでもよい。また布材１０は、乾式又は湿式のいずれの方法によって製造した不織布でもよい。
そして絶縁材料とは、例えば比抵抗が１０^８Ω・ｃｍを超える材質であり、天然皮革及び合成皮革や、植物系及び動物系の天然繊維、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる化学繊維及びこれらの混紡繊維などの絶縁繊維を例示することができる。
そして天然繊維では、綿、麻又は羊毛が風合いに優れるため、布材１０の構成として用いることが好ましい。また化学繊維では、ポリエステル繊維やポリエチレン繊維（例えばポリエチレンテレフタレートのフィラメント）は耐久性と耐光性と強度に優れるため、布材１０の構成として用いることが好ましい。

（導電糸）
そして導電糸１２は、１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０^６Ωであるものを使用する。
ここで「１０ｃｍあたりの抵抗値」とは、５Ｖ程度の低電圧をかけたときの導電糸１０ｃｍ間の抵抗値であり、汎用のテスター（抵抗測定値の最大値が６０ＭΩ程度）を用いて測定することができる。なお典型的に静電容量式センサは弱電にて使用するため、帯電防止を目的とした高電圧での評価は適切ではない。

そして導電糸１２の種類は、上述の抵抗値を有する限り特に限定しないが、硫化銅結合系の導電糸、カーボン系の導電糸、炭素質繊維や黒鉛質繊維を例示することができる。
なかでも硫化銅結合系の導電糸やカーボン系の導電糸（詳細は後述）は、意匠性、風合いや手触りに優れることから、天然繊維や化学繊維となじみやすい。
さらに硫化銅結合系の導電糸やカーボン系の導電糸は、ステンレス繊維と比較して伸縮性がよいため、屈曲や摩耗に対する耐久性に優れる。

ここでカーボン系の導電糸とは、ナイロン繊維やポリエステル繊維などの繊維にカーボンブラックを含有させた導電糸である。
このカーボン系の導電糸では、繊維に対するカーボンブラックの含有率を適宜調節するなどして所望の抵抗値を付与する。このとき繊維断面の一部を切欠いてカーボンブラックを練り込む構成であってもよく、繊維断面の外周を、カーボンブラックを練り込んだ高分子で被覆する構成であってもよい。
例えばユニチカファイバー社製の「メガーナＲ−Ｎ（登録商標）」は、カーボンブラックで繊維断面の外周を被覆した導電糸（３３ｄｔｅｘ、４フィラメント）であり、１０ｃｍあたりの抵抗値が３×１０^６Ωである。

また硫化銅結合系の導電糸とは、ナイロン繊維やアクリル繊維などの繊維に硫化銅を結合させた導電糸である。この硫化銅結合系の導電糸では、繊維に対する硫化銅の結合量を適宜調節するなどして所望の抵抗値を付与する（特開昭５６−１６９８０８号公報などを参照）。
例えば日本蚕毛社製の「サンダーロン（登録商標）」は、硫化銅を高分子に結合した導電糸（１１０ｄｔｅｘ、２４フィラメント）であり、１０ｃｍあたりの抵抗値が１．５×１０^４Ωである。

そして導電糸１２の１０ｃｍあたりの抵抗値を１００〜５×１０^６Ωとすることで、導電化された布材１０が、乗員Ｈ（物体）に対して極力電撃感を与えることなく、静電容量式センサの電極として使用可能となる。
ここで導電糸１２の１０ｃｍあたりの抵抗値が１００Ω未満であると、布材１０上の乗員Ｈ（物体）に電撃感を与えるおそれがある。また導電糸１２の１０ｃｍあたりの抵抗値が５×１０^６Ωより大きいと、布材１０の導電化が十分になされず、静電容量式センサの電極として使用することができない。
そして好ましい導電糸１２は、１０ｃｍあたりの抵抗値が１．０×１０^４〜４．０×１０^６Ωの導電糸である。この導電糸１２により導電化された布材１０は、乗員Ｈ（物体）に対してより確実に電撃感を与えることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。さらに好ましい導電糸１２は、１０ｃｍあたりの抵抗値が１．５×１０^４〜３．０×１０^６Ωの導電糸である。この導電糸１２により導電化された布材１０は、ステンレス繊維により導電化された布材１０と遜色のないセンサ機能を発揮する（静電容量を有する）。

（布材の導電化）
そして複数の導電糸１２にて布材１０の一部を構成することにより布材１０を導電化する。このように布材１０の一部を導電糸１２にて構成することで、布材１０本来の特性（意匠性、風合い、肌触り、座り心地、耐久性など）を極力損ねることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。

例えば本実施形態では、織物の布材１０に対して、間隔寸法（Ｗ１）６０ｍｍの範囲内で複数の導電糸１２を並列状に打ち込み、後述の通電手段１４にて電気的につなげる（図２を参照）。
このとき各導電糸１２（緯糸）を、数本の絶縁繊維１３（経糸）毎に交錯させるように打込むことが好ましい（図３を参照）。こうすれば布材１０の裏面に大部分の導電糸１２が配置されて、布材１０の表面側（表皮材４Ｓの着座側に相当）には導電糸１２が極力露出しない構成となる。

ここで導電糸１２の間隔寸法（Ｗ１）が６０ｍｍを超えると、布材１０のセンサ機能が悪化（静電容量が低下）して、静電容量式センサの電極として機能しないおそれがある。
好ましくは導電糸１２の間隔寸法（Ｗ１）の上限値を３０ｍｍとすることで、導電化された布材１０がより好適なセンサ機能（静電容量）を備える。
さらに好ましい間隔寸法（Ｗ１）の上限値は２５ｍｍであり、最も好ましい上限値は２０ｍｍである。このように間隔寸法（Ｗ１）の上限値を３０ｍｍ未満とすることで、一部の導電糸１２が断線したとしても、断線した導電糸１２の両側に位置する導電糸間の隙間寸法（Ｗ２）が好適に維持される。
なお各導電糸１２の間隔寸法（Ｗ１）を２５ｍｍよりも小さく（狭く）しても布材１０の静電容量の極端な向上は見られない。このため布材１０のコストを考慮して、間隔寸法（Ｗ１）の下限を１ｍｍとすることが望ましい。

（通電手段）
そして通電手段１４は、複数の導電糸１２を電気的につなげる導電部材であり、導電糸、導電テープ、導電化された樹脂層を例示することができる。この通電手段１４は、布材１０裏面の一部に形成されていてもよく、布材１０裏面の全面に形成されていてもよい。そしてこの通電手段１４の端部に、後述するケーブル１６の端子１６ａが接続されることとなる。
例えば図２（ａ）を参照して、複数の導電糸１２（緯糸）をつなげるように、導電テープ１４ａを経糸方向に貼着する。なお導電糸１２の接続安定性を確保する観点から、導電テープの幅寸法が１ｍｍ以上であることが望ましい。

また通電手段１４として、導電化された樹脂層を使用することもできる（樹脂層の詳細構成は実施形態２にて説明する）。
例えば図２（ｂ）を参照して、複数の導電糸１２（緯糸）を電気的につなげるように、導電化された樹脂層１４ｂを経糸方向に形成する。この導電化された樹脂層１４ｂは、布材１０に対して比較的強固に一体化されており、接続安定性のよい（断線しにくい）構成である。
そして導電化された樹脂層１４ｂは、コーティング面の抵抗率が１〜５×１０^３Ω・ｃｍとなるよう無機系導電剤を含有することが望ましい。こうすることで、布材１０上の乗員Ｈ（物体）に極力電撃感を与えることなく、複数の導電糸１２を電気的につなげることができる。ここで無機系導電剤とは、例えば導電性カーボンの微粒子（詳細は後述）、導電性酸化スズ（ＡＴＯ）や酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物の微粒子である。

（変形例）
また本実施形態における「複数の導電糸にて布材の一部を構成する」手法は、上述の例に限定されるものではなく各種の手法を取り得る。
例えば編物の布材１０では、編物のコース方向又はウェール方向の糸を、絶縁繊維と複数の導電糸１２にて構成する。そして複数の導電糸１２を通電手段１４にて電気的につなげる構成とする。
また不織布の布材１０は、絶縁繊維１３と導電糸１２（いずれも長繊維又は短繊維）を混紡してシート状としたのち、これらを交絡することで製造することができる。

［物体検知システム］
図１及び図６を参照して、上述の布材１０を用いた物体検知システムの構成を詳述する。物体検知システムは、シートクッション４とシートバック６とエアバッグ８を備える車両用シート２に適用される。
そして物体検知システムは、シートクッション４の表皮材４Ｓ（布材１０）と、電圧付与手段１５と、シートフレームＦ（電極部材）と、測定回路１８（検出手段）を有する。
シートフレームＦは車室床面に接地しており、表皮材４Ｓとともに第一コンデンサＣ_１を構成する部材である。

そして電圧付与手段１５は、表皮材４Ｓに電圧を付与する部材であり、シートクッション４に内蔵されている。この電圧付与手段１５から延びるケーブル１６の端子１６ａを、シートクッション４（パッド部材の図示しない挿通孔）を通して表皮材４Ｓに接続する（図２を参照）。こうすることで表皮材４ＳとシートフレームＦの間に（第一コンデンサＣ_１を介して）電気回路が形成される。
さらに同システムでは、導電体の一種である乗員Ｈが表皮材４Ｓ上に配置することで、第二コンデンサ（乗員Ｈ）を介して別の電気回路が形成される構成である（図１を参照）。
このように本実施形態では、表皮材４Ｓ（布材１０）自体が静電容量式センサの電極として機能することとなる。

ここで図４及び図５を参照して、上記システムを用いた静電容量の測定方法（一例）を説明する。
電圧付与手段１５によって、ケーブル１６の端部Ｖ_１に直流電圧を印加する。そしてケーブル１６途中の任意の位置Ｖ_２で規定電圧Ｖ_０に達するまでの時間Ｔを測定する。
そして車両用シート２が空席のとき（第一コンデンサＣ_１のみが形成されるとき）の時間Ｔをｔ_１とする。また車両用シート２に乗員Ｈが着座したとき（第一コンデンサＣ_１と第二コンデンサＣ_２が形成されるとき）の時間Ｔをｔ_２とする。この着座時の時間Ｔ（ｔ_２）は、空席時の時間Ｔ（ｔ_１）よりも長くなる。
このｔ_２とｔ_１の時間差（静電容量の差）を測定回路１８にて測定することにより、表皮材４Ｓ上の乗員Ｈを判別することができる。

そして図６を参照して、車両用シート２（物体検知システム）にて乗員Ｈを判別したのち、車両用シートのＥＣＵ（１９）が必要に応じてエアバッグ８を展開させる。このような構成とすることで、乗員Ｈの着座している車両用シート２にのみ、エアバッグ８を展開させることができる（図１を参照）。また車両用シートのＥＣＵ（１９）が表示ランプ９を点灯させて、シートベルトの着用を乗員に促す（ウォーニング）などする。
ところで乗員Ｈが小さい子供（例えば１歳未満の乳児）の場合には、安全上、エアバッグ８を展開させないほうがよい場合がある（米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ２０８を参照）。ここで本実施形態では、乳児（成人よりも体格の小さい乳児）が着座した場合、第二コンデンサＣ_２の静電容量が低下する構成である。このため車両用シート２（物体検知システム）では、乳児が着座したとき（比較的低い静電容量のとき）、エアバッグ８が展開しない設定とすることができる。

このように本実施形態の表皮材４Ｓ（布材１０）によれば、乗員Ｈに電撃感を極力与えることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。
また表皮材４Ｓ（布材１０）の一部を導電糸１２により構成することで、表皮材４Ｓ本来の特性（意匠性、手触り、坐り心地、耐久性）を比較的維持することができる。また本実施形態の表皮材４Ｓ（布材１０）は、金属繊維や金属メッキ糸を使用していないため、化学変化による経時変化が少なく、また屈曲や摩耗に対する表皮材４Ｓの耐久性に悪影響を及ぼすことがない。
このため本実施形態によれば、表皮材４Ｓ（布材１０）の特性を極力悪化させることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。

［実施形態２］
実施形態２の基本構造は、実施形態１の基本構造とほぼ同一であるため、共通の構造等については対応する符号を付して詳細な説明を省略する。
そして本実施形態では、図７を参照して、導電化された樹脂層２０にて構成の導電化手段（他例）を説明する。

（樹脂層）
本実施形態の樹脂層２０は、コーティング面の抵抗率が１〜５×１０^３Ω・ｃｍとなるよう、導電性カーボンが含有されて、布材１０裏面の一部又は全部に形成される。
ここで「コーティング面の抵抗率」とは、「ＪＩＳ Ｋ ７１９４（１９９４）」に準じて測定された電気抵抗率のことである。
そして導電性カーボンとして、例えばケッチェンブラック、チャネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、ランプブラックなどのカーボンブラックの微粒子（無定形炭素）を例示することができる。なかでもケッチェンブラックの微粒子は導電性に優れるため、樹脂層２０の構成として好適に使用することができる。

また樹脂層２０を構成する樹脂は、熱や乾燥により硬化して布材１０に接着可能な熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂である。
熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリイミド樹脂を例示することができる。また熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂を例示することができる。
なかでもアクリル樹脂は、耐久性及び耐光性に優れることから、樹脂層２０の構成として使用することが望ましい。

そして樹脂層２０のコーティング面の抵抗率を１〜５×１０^３Ω・ｃｍとすることで、樹脂層２０により導電化された布材１０が、乗員Ｈ（物体）に対して極力電撃感を与えることなく、静電容量式センサの電極として使用可能となる。
ここでコーティング面の抵抗率が１Ω・ｃｍ未満であると、布材１０上の乗員Ｈ（物体）が電撃感を感じる危険性がある。また樹脂層２０の抵抗率が５×１０^３Ωより大きいと、布材１０の導電化が十分でなく、静電容量式センサの電極として使用できない。
好ましい樹脂層２０は、コーティング面の抵抗率が１〜１×１０^３Ω・ｃｍの樹脂層である。この樹脂層２０により導電化された布材１０は、乗員Ｈ（物体）に対してより確実に電撃感を与えることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。さらに好ましい樹脂層２０は、コーティング面の抵抗率が９〜８×１０^２Ω・ｃｍの樹脂層である。この樹脂層２０により導電化された布材１０は、ステンレス繊維により導電化された布材１０と遜色のないセンサ機能を発揮する（静電容量を有する）。

（樹脂層の形成）
導電性カーボンと樹脂を、所定の溶剤に分散して樹脂組成物（バッキング剤）を調製する。導電性カーボンの含有量は、バッキング剤の全固形分に対して、重量比で３重量％〜３０重量％であることが望ましい。なお溶剤中の溶媒は、導電性カーボンと樹脂を分散可能な溶媒であり、典型的には水系溶媒や有機系溶媒が用いられる。

そしてバッキング剤を布材１０裏面側の全部または一部に付与したのち、加熱又は乾燥することで樹脂層２０を形成する。布材１０に対するバッキング剤の付与量は、導電性カーボンの含有量に応じて例えば３０〜２００ｇ／ｃｍ^２とする。

なおコーティングする方法としては限定されず、コーティング機で塗布するほかにも、凸版型捺染、凹版型捺染、孔版型捺染の有版捺染やインクジェット捺染の無版型捺染などのプリントによる塗布が挙げられる。プリントのなかでもグラビアロールやロータリースクリーン捺染が好ましく用いられる。

そして本実施形態の布材１０は、実施形態１と同様に、シートクッション４の表皮材４Ｓとして用いることができる（図１を参照）。こうすることで表皮材４Ｓ上の乗員Ｈに電撃感を極力与えることなく、静電容量の変化から乗員Ｈ（物体）を判別することができる。
また本実施形態の布材１０は、比較的断線しにくい樹脂層２０により導電化されているため、静電容量式センサの電極として安定的に使用することができる。また本実施形態の布材１０は、金属皮膜を使用していないため、屈曲や摩耗に対する表皮材４Ｓの耐久性に悪影響を及ぼすことがない。このため本実施形態によっても、布材１０の特性を極力悪化させることなく、静電容量式センサの電極として使用することができる。

以下、本実施形態を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
［実施例］
以下の実施例１〜実施例１０は、実施形態１（導電糸を用いる構成）に相当する。また実施例１１〜実施例１３は、実施形態２（樹脂層を用いる構成）に相当する。

実施例１では、導電化された織物を作製した。織物を構成する糸として、ポリエステル系の仮撚加工糸（１６７ｄｔｅｘ−４８フィラメント）の経糸と、ポリエステル系の仮撚加工糸（１６７ｄｔｅｘ−４８フィラメント）の緯糸と、硫化銅結合系の導電糸（「サンダーロン（登録商標）」、１１０ｄｔｅｘ−２４フィラメント）の緯糸を使用した。
そして経糸を整経し、８枚朱子にてポリエステル系の緯糸を打込み、そこに導電糸の緯糸を、間隔をあけて打込みを行った。導電糸の隙間間隔（Ｗ１）は５ｍｍに設定した（図２を参照）。また導電糸（緯糸）は、経糸８本に１本だけ布材表面（表皮材の着座側の面）に露出するように打込んだ（図３を参照）。
そして所定の仕上げ加工（精練９８℃×３０ｍｉｎ、仕上げセット１８０℃）を行うことで布材を作製した。布材の仕上げ密度は、経／緯＝１２４／８０本／２．５４ｃｍであった。
そして通電手段としての導電テープ（住友３Ｍ製２１９１ＦＲ）を、布材裏面側において経糸方向に貼着して、上述の複数の導電糸（緯糸）を電気的につなげた。

実施例２では、実施例１の織物を作製する際に、硫化銅結合系の導電糸の代わりに下記のカバリング糸を使用した。
カバリング糸は、カーボン系の導電糸の芯糸に、ポリエステル系の仮撚加工糸（１６７ｄｔｅｘ−４８フィラメント）の鞘糸を、２００回／ｍの撚数にてカバリングしたものを使用した。カーボン系の導電糸として（「メガーナＲ−Ｎ（登録商標）」、３３ｄｔｅｘ−４フィラメント）を使用した。

実施例３では、導電化されたトリコット（経編）を作製した。編機として、カールマイヤー社製のＨＫＳ−３Ｍ（ゲージ２８Ｇ）を用いた。
そしてトリコットを構成する糸として、硫化銅結合系の導電糸（実施例１の導電糸）のバック糸と、ポリエステル系の仮撚加工糸（１１０ｄｔｅｘ−４８フィラメント）のバック糸を使用した。フロント糸とミドル糸は、ポリエステル系の仮撚加工糸（５６ｄｔｅｘ−２４フィラメント）を使用した。
そして整経の際に、ポリエステル系のバック糸３４本に１本の割合で導電糸のバック糸を導入した。導電糸の隙間間隔（Ｗ１）は２５ｍｍに設定した。
そして仕上げ加工（染色１３０℃×３０ｍｉｎ、乾燥、起毛、シャーリング、仕上げセット１８０℃）したものを布材とした。布材の仕上げ密度は、コース密度４２本／２．５４ｃｍ、ウェール密度３４本／２．５４ｃｍ、目付１６０ｇ／ｍ^２であった。
そして通電手段としての１ｃｍ幅の樹脂層（詳細は後述）を、布材裏面側においてコース方向に形成して、上述の複数の導電糸（バック糸）を電気的につなげた。

ここで実施例３の樹脂層の形成方法について説明する。
バッキング剤としては固形分としてブチルアクリレートとアクリロニトリルから合成されたアクリル系ポリマー２７％、難燃剤６７％、その他発泡剤や整泡剤を含むバッキング剤にライオンペーストＷ−３１０Ａ（内カーボンブラック１３.７％）を分散させて固形分中のカーボンブラック濃度が１０重量％となるように調整したバッキング剤を用意した。
そして布材裏面側にマスキングテープを付けた状態でナイフコーティングして１ｃｍ幅のバッキングを行い１５０℃にて乾燥した。バッキング剤の塗布量は７６ｇ／ｍ^２とした。このように布材裏面側のコース方向に樹脂層（１ｃｍ幅）を形成した。

実施例４では、導電化されたダブルジャージ（丸編）を作製した。福原精機株式会社の織り機（ゲージ３０Ｇ、給糸数４８口、針本数１８６２本、釜径３０ｉｎｃｈ）を用いた。
そしてダブルジャージを構成する糸として、カーボン系の導電糸（実施例２のカバリング糸）の裏糸と、ポリエステル系の仮撚加工の先染め糸（３３４ｄｔｅｘ−７２フィラメント）の裏糸を用いた。表糸は、ポリエステル系の仮撚加工の糸染め糸（１６７ｄｔｅｘ／２−４８フィラメント）を用いた。
そして編成の際に、ポリエステル系の裏糸４コースに１本の間隔で導電糸の裏糸を挿入した。導電糸間の隙間間隔（Ｗ１）は４ｍｍに設定した。
そして仕上げ加工（精練９８℃×３０ｍｉｎ、仕上げセット１８０℃）したものを布材とした。布材の仕上げ密度は、コース密度２５本／２．５４ｃｍ、ウェール密度２９本／２．５４ｃｍであった。
そして通電手段としての樹脂層を、実施例３と同様の手法で形成した。このとき布材裏面側においてウェール方向に樹脂層を形成して、上述の複数の導電糸（裏糸）を電気的につなげた。バッキング剤の塗布量は８６ｇ／ｍ^２とした。

実施例５〜実施例１０では、導電糸間の隙間間隔（Ｗ１）を適宜変更して、実施例１と同様の手法にて織物を作製した。
実施例５では、導電糸間の隙間間隔を１ｍｍに設定した。実施例６では、導電糸間の隙間間隔を２．５ｍｍに設定した。実施例７では、導電糸間の隙間間隔を１０ｍｍに設定した。実施例８では、導電糸間の隙間間隔を２０ｍｍに設定した。実施例９では、導電糸間の隙間間隔を３０ｍｍに設定した。実施例１０では、導電糸間の隙間間隔を６０ｍｍに設定した。

実施例１１〜実施例１３では、実施例１の織物を作製する際に、導電化手段として、導電糸の代わりに樹脂層を用いた。マスキングテープを使用しないことを除いて樹脂層の形成方法は実施例３と同一とした。
実施例１１では、バッキング剤を、その全固形分に対して重量比で５重量％のカーボンブラックが含有されるよう調整した。バッキング剤のその他の成分は、実施例３のバッキング剤と同一とした。このバッキング剤を、布材裏面に対して経方向にコーティングすることにより樹脂層を形成した。バッキング剤の塗布量は８０ｇ／ｍ^２とした。
実施例１２では、バッキング剤を、その全固形分に対して重量比で１０重量％のカーボンブラックが含有されるよう調整した。実施例１３では、バッキング剤を、その全固形分に対して重量比で１５重量％のカーボンブラックが含有されるよう調整した。

［比較例］
比較例１では、実施例１の織物を作製する際に、硫化銅結合系の導電糸の代わりに、下記のカバリング糸（ステンレス繊維の導電糸）を使用した。ステンレス繊維には、日本精線社製の「ナスロン（登録商標）」（ＳＵＳ３０４、単糸１２μｍ径、１００フィラメント）を用いた。
そしてカバリング糸は、ステンレス繊維の芯糸に、ポリエステル系の仮撚加工糸（１６７ｄｔｅｘ−４８フィラメント）の鞘糸を、２００回／ｍの撚数にてカバリングしたものを使用した。

比較例２では、実施例１の織物を作製する際に、硫化銅結合系の導電糸の代わりに、電気抵抗の大きい下記のカバリング糸（カーボン系の導電糸）を使用した。カーボン系の導電糸には、ＫＢセーレン社製の「ベルトロン（登録商標）」（２２ｄｔｅｘ−６フィラメント、タイプＢ３１、１０ｃｍあたりの抵抗値が６ＭΩ以上）を用いた。
そしてカバリング糸は、カーボン系の導電糸の芯糸に、ポリエステル系の仮撚加工糸（１６７ｄｔｅｘ−４８フィラメント）の鞘糸を、２００回／ｍの撚数にてカバリングしたものを使用した。

比較例３では、実施例４のダブルジャージ（丸編）を作製する際に、カーボン系の導電糸の代わりに、ステンレス繊維（比較例１のカバリング糸）の裏糸を使用した。

比較例４及び比較例５では、実施例１の織物を作製する際に、導電糸の代わりに導電化手段として樹脂層を用いた。樹脂層の形成方法は実施例３と同一とした。
そして比較例４では、バッキング剤を、その全固形分に対して重量比で１重量％のカーボンブラックが含有されるよう調整した。バッキング剤のその他の成分は、実施例３のバッキング剤と同一とした。
比較例５では、バッキング剤を、その全固形分に対して重量比で３重量％のカーボンブラックが含有されるよう調整した。

比較例６では、実施例１１の織物を作製する際に、カーボンブラック剤の代わりに、活性炭含有の樹脂層を形成した。
バッキング剤は、アクリル樹脂含有の溶剤（実施例３の溶剤と同一組成）に活性炭溶剤を分散して作製した。活性炭溶剤は、水系溶媒に対して、１９.５％の活性炭（粒度６３μｍ以下）と、０．１９％のアルキルナフタレンスルフォン酸ナトリウム（重量平均分子量３４２の界面活性剤）と、１．１％のカルボキシメチルセルロース（重量平均分子量１３００００）を分散して作製した。そしてバッキング剤は、活性炭の含有量が、バッキング剤の全固形分に対して重量比で３０重量％となるよう調整した。
このバッキング剤を、実施例３と同様に布材裏面に対して経方向にコーティングした。バッキング剤の塗布量は１３５ｇ／ｍ^２とした。

[試験方法]
（導電糸の抵抗値）
実施例１〜１０に係る導電糸の抵抗値（Ω）を、各々、テスター（デジタルテスターＣＤＭ−６０００、カスタム社製）を用いて測定した。
導電糸１０ｃｍ間の抵抗値をランダムに５点測定したのち、５点の抵抗値の平均値を導電糸の１０ｃｍあたりの抵抗値とした。
また比較例１〜３に係る導電糸も、各々、同様の手順にて抵抗値を測定した。

（樹脂層の抵抗率）
実施例１１〜１３に係る樹脂層の抵抗率（Ω・ｃｍ）を、各々、「ＪＩＳ Ｋ ７１９４（１９９４）」に準拠して測定した。低抵抗率計（ＬＯＲＥＳＴＡ−ＧＰ ＭＣＰ−Ｔ６００、三菱化学社製）にてピックアップとしてＡＳＰ（ピン間５ｍｍ）を用いた。
より詳しくは、各実施例の布材から試料片（長さ８０ｍｍ×幅５０ｍｍ）を切り出した。そしてリミッタ電圧を１０Ｖとして試料片の１点測定を行った。
また比較例４〜６に係る樹脂層も、各々、同様の手順にて抵抗率を測定した。

（樹脂層の表面抵抗率の測定）
実施例１１〜１３に係る樹脂層の表面抵抗率（Ω）を、各々、絶縁抵抗試験器（ＨＩＧＨＭＥＧＯＨＭ Ｍｅｔｅｒ ＴＲ８６０１、ＡｄＶａｎｔｅｓｔ社製）を用いて測定した。
各実施例の布材から試料片（１２ｃｍ角）を切り出した。そして絶縁抵抗試験器の電極（５０φ）を試験片のコーティング面に接触させた状態で、測定印加電圧１０Ｖにて、試料片の表面抵抗率を測定した。
また比較例４〜６に係る樹脂層も、各々、同様の手順にて表面抵抗率を測定した。

（静電容量）
図１の車両用シート及び図４の回路を用いて、実施例１〜１３に係る布材の「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」を測定した。
各実施例の布材から試料片（４０ｃｍ角）を切り出したのち、シートクッション上に試料片を配置した。試料片の上端は、シートクッションとシートバックの境界線に配置した。そしてシートの中心線と試料片の中心線を合わせて配置することで、常にシートの同じ位置に試料片を設置した。ケーブルの端子は、試料片の通電手段に接続した（図２を参照）。
そして空席時において、ケーブルの端部Ｖ_１から５Ｖの直流電圧を印加して、ケーブル途中の位置Ｖ_２が規定電圧（３．３Ｖ）になるまでの時間Ｔを測定した（Ｒ_１は４７０ｋΩとした）。そしてＶ_２が規定電圧に達したのち、各コンデンサの電荷を一旦放電して、同様の測定を繰り返した。そして得られた値を平均化したものを試料片の静電容量とした。同様に着座時において、Ｖ_２が規定電圧（３．３Ｖ）になるまでの時間Ｔを測定して、試料片の静電容量とした。
そして試料片の「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」を、Ｖ_２が規定電圧となる時間Ｔ（ｔ_１, ｔ_２）の時間差から算出した。
また比較例１〜６に係る布材も、各々、同様の手順にて「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」を測定した。

（バッキング剤の塗布量）
（ａ）使用する布材の目付量（ｇ／ｍ^２）を測定するため予め、１ｍ角を切り出して計測した。
（ｂ）塗布して乾燥後、塗布前との密度が変わっていないことを確認した。塗布している部分においてランダムに５点、２０ｃｍ角を切り出して目付量を計測した（実施例３、４、比較例３においては塗布部分１ｃｍ角を切り出して同様に目付量を計測した）。
（ｃ）塗布前と塗布後の目付量の差から塗布量を得た。
［塗布量（ｇ／ｍ^２）］＝［塗布後目付量（ｇ／ｍ^２）］−［塗布前目付量（ｇ／ｍ^２）］

（電撃感テスト）
実施例１の布材から、試料片（長さ１５００ｍｍ×幅８００ｍｍ）を切り出して電撃感テストを行った。
各試料片を、８０℃の乾燥機にて２４時間乾燥したのち、試験室（室温１０℃、湿度３０％）に６時間配置した。電撃感テストに用いる器具も、試験室（室温１０℃、湿度３０％）に６時間配置した。そして試料片を、各々、クッション・バックの天板部全面が覆われるように載置した。
そして電撃感テストの評価者は、羊毛１号によって作成された上着（長さ１ｍ・円周長さ２ｍの筒状であり、腕と頭部を通せるように穴をあけた上着）と、ゴム底運動靴を着用した。評価者の足元は、樹脂板（ポリエチレン製）を置いて絶縁した。
そして評価者がサンプル上に着座したのち、１０回の摩擦運動（サンプル上で臀部と腰を左右に動かす往復運動）を行った。その後速やかに立ち上がり、立ち上がる際の評価者の臀部への電撃感の有無を確認した。
同様に比較例１の布材に対して電撃感テストを行った。

[試験結果及び考察]
各試験の結果を、下記の［表１］〜［表４］に示す。

（センサ機能）
実施例１〜１０の布材は、いずれも「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」の絶対値と、それらの差が大きかった。このことから実施例１〜１０の布材（織物又は編物）は、いずれも静電容量の差によって乗員を判別可能であることがわかった。
このことから、１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０^６Ωの導電糸によれば、静電容量式センサの電極として使用可能な導電性を布材に付与できることがわかった。

また実施例１〜８の布材は、比較例１の布材（ステンレス繊維）と比較して、遜色のないセンサ機能（静電容量）を有していた。
このことから、導電糸の間隔寸法の上限値を３０ｍｍ未満とすることで、布材が好適なセンサ機能を備えることがわかった。

これとは異なり比較例２の布材は、「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」の絶対値が小さかった。このため比較例２の布材は、乗員の種類を誤って（例えば成人と乳児を誤って）検知することが懸念された。
このことから、１０ｃｍあたりの抵抗値が５×１０^６Ωを超える導電糸は、静電容量式センサの電極として使用可能な導電性を布材に付与できないことがわかった。

（布材の特性）
実施例３の布材（トリコット）及び実施例４の布材（ダブルジャージ）は、いずれも導電糸が布材表面から突出することなく（布材表面の意匠性に影響を与えることなく）、優れた風合いを有していた。
これとは異なり比較例３の布材（トリコット）は、ステンレス繊維の導電糸が布材から突出するように浮き上がっていた。これは仕上げ時の熱処理によってステンレス繊維が収縮しなかったためと考えられる。また比較例１の布材は風合いが硬かった。このことから比較例１の布材は、引っかかりやすく取扱い性に劣り、車両用シートの表皮材として使用するには不向きであることがわかった。

（センサ機能）
実施例１１〜１３の布材は、いずれも「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」の絶対値と、それらの差が大きかった。このことから実施例１１〜１３の布材は、いずれも静電容量の差によって乗員を判別可能であることがわかった。
このことから、コーティング面の抵抗率が１〜５×１０^３Ω・ｃｍの樹脂層によれば、静電容量式センサの電極として使用可能な導電性を布材に付与できることがわかった。

一方、比較例４及び６の布材は、静電容量自体を検出できなかった。このため比較例４及び６の布材は、静電容量式センサの電極として使用できないことがわかった。
また比較例５の布材は、「空席時の静電容量」と「着座時の静電容量」の絶対値が極めて小さく、それらの差も極めて小さかった。このため比較例５の布材は、乗員を判別不能又は乗員の種類を誤って（例えば成人と乳児を誤って）検知することが懸念された。
そして比較例４〜６の布材はいずれもコーティング面の抵抗率が測定不能であった（コーティング面の抵抗率が５×１０^３Ω・ｃｍよりも大きかった。［表４］では、測定不能を符号−で示す）。このためコーティング面の抵抗率が５×１０^３Ω・ｃｍを超える樹脂層は、静電容量式センサの電極として使用可能な導電性を布材に付与できないことがわかった。

（電撃感テスト）
電撃感テストにおいて、実施例１の布材は、評価者に電撃感を感じさせなかった。
このことから、１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０^６Ωの導電糸を用いた布材が、乗員などに対して電撃感を極力感じさせることなく、静電容量式センサの電極として使用可能であることがわかった。
なお電撃感が防止又は低減される明確な要因は不明であるが、上記抵抗値の導電糸では、剥離帯電により蓄積した静電気がコロナ放電にて速やかに除去されるのではないかと推測される（本推測は本発明を拘束するものではない）。

さらに上述の結果を検討すると、実施例２〜１０の布材（比較的抵抗値の大きい導電糸を備える布材）も、乗員に電撃感を極力感じさせることなく、静電容量式センサの電極として使用可能であることが容易に推測される。
また同様に、実施例１１〜１３の布材（比較的抵抗率の大きい樹脂層を備える布材）も、乗員に電撃感を極力感じさせることなく、静電容量式センサの電極として使用可能であることが容易に推測される。

これとは異なり、比較例１の布材（ステンレス繊維）では、評価者が臀部に強い電撃感を感じた。これは１０ｃｍあたりの抵抗値が６Ωのステンレス繊維が、乗員の着座動作により剥離帯電することで、評価者と導電糸の間にスパークが生じたためと考えられる。このことから、１０ｃｍあたりの抵抗値が１００Ω未満であると、布材上の乗員（物体）に電撃感を与えるおそれがあることがわかった。
従って比較例１の布材は、車両用シートの表皮材として使用するには不向きであることがわかった。

本実施形態の布材及びそれを用いた物体検知システムは、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
（１）本実施形態では、専ら車両用シート２の表皮材４Ｓとして布材１０を用いる構成を説明した。
本実施形態の布材は、例えば心電図を測定するための電極としても使用することができる（生体工学 ４４（１）：１７７−１８３（２００６）を参照）。
また本実施形態の布材は、静電容量結合方式によるタッチセンサとして使用することもでき、例えばシート位置調整を行うための制御として使用される。

（２）また本実施形態では、シートクッション４の表皮材４Ｓとして布材１０を使用する例を説明した。本実施形態の布材は、天板メイン部、天板サイド部、かまち部、背裏部、及びヘッドレスト部などの車両用シートの各種構成の表皮材として使用することができる。また車両用シートのほか、天井部、ドア部、ハンドルなどの車両の各種構成の表皮材として使用することができる。

（３）また本実施形態では、布材１０に対して、複数の導電糸１２を並列状に配置する例を説明した。複数の導電糸の配置関係は特に限定されるものではなく、例えばメッシュ状（交差状、格子状）に配置されていてもよく、同心円状に配置されていてもよい。
また本実施例では、複数の導電糸が互いに独立した例を説明した。これとは異なり、一本の導電糸をジグザグ状として布材に配置してもよい。
また導電糸１２はそのままの状態で使用してもよく、細繊度の比較的弱い導電糸は、他の絶縁材料で被覆して用いてもよい（カバリング糸として用いてもよい）。

（４）また本実施形態の樹脂層２０は、布材１０裏面の全面に形成されていてもよく、布材１０裏面の一部に形成されていてもよい。例えば複数の樹脂層を、導電糸のように間隔寸法６０ｍｍの範囲内で並列状に形成してもよく、メッシュ状に形成してもよく、同心円状に形成してもよい。

車両用シートの一部透視側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、布材の正面図である。 布材の一部タテ糸縦断面図である。 物体検知システムの回路図である。 静電容量を測定するためのグラフである。 物体検知システムとエアバッグを作動させるシステムの概略図である。 実施形態２の布材の縦断面図である。

符号の説明

２ 車両用シート
４ シートクッション
４Ｓ 表皮材
６ シートバック
８ エアバッグ
９ 表示ランプ
１０ 布材
１２ 導電糸
１３ 絶縁繊維
１４ａ 導電テープ
１４ｂ 樹脂層
１４ 通電手段
１５ 電圧付与手段
１６ ケーブル
１８ 測定回路
２０ 樹脂層
１２ 導電糸
Ｆ シートフレーム
Ｈ 乗員
Ｃ_１ 第一コンデンサ
Ｃ_２ 第二コンデンサ

Claims (4)

1. 静電容量式のセンサの電極として使用可能となるように、下記（１）又は（２）の導電化手段によって導電化された布材。
   （１）１０ｃｍあたりの抵抗値が１００〜５×１０⁶Ωであって、前記布材の一部を構成する導電糸。
   （２）コーティング面の抵抗率が１〜５×１０³Ω・ｃｍとなるように導電性カーボンが含有されて、前記布材一面の全部又は一部に形成された樹脂層。
2. 前記布材を、前記（１）の導電化手段によって導電化するとともに、
   前記導電化手段が、間隔寸法６０ｍｍの範囲内で前記布材に並列状に配置する複数の前記導電糸と、前記複数の前記導電糸を電気的につなげる通電手段とを有する請求項１に記載の布材。
3. 前記通電手段が、コーティング面の抵抗率が１〜５×１０³Ω・ｃｍとなるよう無機系導電剤が含有されて、前記布材一面の全部又は一部に形成された樹脂層である請求項２に記載の布材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の布材と、前記布材に電圧を付与する電圧付与手段と、前記布材とともに第一コンデンサを構成するように接地する電極部材とを有し、
   第二コンデンサが形成されるように前記布材上に物体が配置することで、前記物体の種類に応じて静電容量が変化する構成として、前記静電容量の差を検出手段により検出して物体を判別する構成とした物体検知システム。
   

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