KR102590814B1 - 층상 센서 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

센서 장치로서, 상기 센서 장치는, 상부층, 하부층 및 전기 전도체 층을 갖는 적어도 하나의 중간층을 포함하는 제1 복수의 층들로서, 상기 적어도 하나의 중간층은 전기 전도체 층을 포함하고, 상기 상부층, 하부층, 및 적어도 하나의 중간층 각각은 각각의 인접한 층과 직접 접촉하여 배치된다. 제2 복수의 층들은 상기 제1 복수의 층들과 직접 접촉하여 배치되어, 상기 제2 복수의 층들의 하부층이 상기 제1 복수의 층들의 상부층과 직접 접촉하여 배치되도록 한다. 제1 및 제2 복수의 층들은, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 반응하여 압전 전압을 생성하고, 변형되는 것에 반응하여 전기 용량에서의 변화를 야기한다.

Description

층상 센서 장치 및 이의 제조방법
본 개시는 센서 장치, 특히 층상(layered) 센서, 및 더 구체적으로는 층상 폼(foam) 센서에 관한 것이다.
소프트 플렉서블 센서 (Soft flexible sensors)는, 점증하는 숫자의 응용, 몇 개 예를 들면 IoT (사물 인터넷; internet of things) 장치, 웨어러블 물체 (wearable objects) (예를 들면 헬멧), 의류 및 의학 장치에서 유용하다. 현존하는 정합성 센서(conformable sensor)는 팩키징된(packaged) 세라믹 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 (polyvinylidene fluoride; PVDF)-계 물질을 포함한다. 예시적인 플렉서블 정전식 센서(capacitive sensor)가 미국 특허 제7,301,351호에서 설명된다. 압전 반응을 생성하는, 그리고 변형 게이지 측정 응용에 유용한, 예시적인 엘라스토머 복합재 물질이 미국 특허 제8,984,954호에서 설명된다. 예시적인 대전 발전기(triboelectric generator)가 미국 특허 제9,178,446호에서 설명된다. 현존하는 물질 및 이러한 물질로 만들어진 센서가 이들의 의도된 목적에 적합할 수 있지만, 소프트 플렉서블 센서와 관련한 분야는, 선형 감지(linear sensing) 특성을 갖는 이중 감지(dual sensing)를 제공하는 소프트 플렉서블 센서로 진보될 것이다.
이러한 배경 지식은, 본 출원인이 본 발명과 가능한 관련성이 있는 것으로 믿어지는 정보를 밝히기 위해 제공된다. 상술한 선행 정보 어느 것도 본 발명에 대한 선행 기술을 구성하는 것으로 자인하는 것으로 의도되거나 해석되어야 하는 것은 아니다.
일 구현예에서, 센서 장치는, 상부층, 하부층 및 적어도 하나의 중간층을 포함하는 제1 복수의 층들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 중간층은 전기 전도체 층을 포함하고, 상기 상부층, 하부층, 및 적어도 하나의 중간층 각각은 각각의 인접한 층과 직접 접촉하여 배치된다. 제2 복수의 층들은 상기 제1 복수의 층들과 직접 접촉하여 배치되어, 상기 제2 복수의 층들의 하부층이 상기 제1 복수의 층들의 상부층과 직접 접촉하여 배치되도록 한다. 상기 제1 및 제2 복수의 층들은, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 대해 반응하여 압전(piezoelectric) 전압을 생성하고, 제1 및 제2 복수의 층들은, 변형되는 것에 대해 반응하여 전기 용량(capacitance)의 변화를 야기한다.
일 구현예에서, 전술한 센서 장치의 제조방법은 다음을 포함한다: 엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계; 상기 층상 구조의 맨 위에 제2의 금속-코팅된 기판을 도포하고, 상기 제2 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분의 맨 위에 제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 복수의 층상 구조를 형성하는 단계; 및 상기 복수의 층상 구조를 경화하는 단계.
일 구현예에서, 전술한 센서 장치의 또다른 제조방법은 다음을 포함한다: 엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계; 상기 층상 구조를 경화하여 경화된 층상 구조를 형성하고 제1 경화된 층상 구조를 제공하는 단계; 및 상기 제1 경화된 층상 구조의 맨 위에 제2 경화된 층상 구조를 부착하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 경화된 층상 구조는 동일한 순서로 정렬된 층들을 갖는 것인, 단계.
본 발명의 상기 특징 및 이점 및 다른 특징 및 이점은 동반된 도면과 함께 취해질 때 다음의 본 발명의 자세한 설명으로부터 용이하게 분명하다.
예시적인 비-제한적인 도면을 참고하고, 이때 유사한 구성은 동반된 도면 내에서 유사하게 번호 매겨진다:
도 1은 일 구현예에 따른 층상 구조의 측단면도를 도시한다;
도 2는 일 구현예에 따른 도 1의 복수의 층상 구조의 측단면도를 도시한다;
도 3은 일 구현예에 따른 또다른 층상 구조의 측단면도를 도시한다;
도 4는 일 구현예에 따른 도 3의 복수의 층상 구조의 측 단면도를 도시한다;
도 5는 일 구현예에 따른, 도 4에서 도시된 구현예와 유사한 복수의 층상 구조의 시험된 구현예의 압전 출력 전압 시그널을 비교하는 차트를 도시하며, 이때 상기 복수의 층상 구조는 다른 숫자(alternative number)의 층상 구조를 갖는다;
도 6은 일 구현예에 따른, 도 4 내에서 도시되는 것과 같은 교차하여 층상 구조, 또는 도 2에서 도시된 층상 구조를 대표하는 2-층상 배열의 투시도를 도시한다;
도 7은 일 구현예에 따른, 도 4 내에서 도시되는 것과 같은 교차하여 층상 구조, 또는 도 2에서 도시된 층상 구조를 대표하는 3-층상 배열의 투시도를 도시한다;
도 8은 일 구현예에 따른, 도 2, 4, 6, 및 7에서 도시되는 것과 유사한 복수의 층상 구조(801)로서, 도 2에서 도시되는 것과 같은 제2 층상 구조를 갖는 교차적인 배열 내 도 1에서 도시되는 것과 같은 제1 층상 구조를 갖는 구조를 도시한다.
다음의 상세한 설명은 예시의 목적을 위해 많은 세부 사항을 포함하지만, 당업자는 다음의 세부 사항에 대한 많은 변형 및 대안이 청구항의 범위 내에 있음을 인정할 것이다. 따라서, 다음의 실시예들은, 청구된 발명에 대해서 어떠한 일반성의 손실 없이 그리고 청구된 발명에 대해 제한을 부과하지 않으면서 제시된다.
다양한 도면들 및 동반된 글에 의해 도시되고 설명된 것과 같은, 구현예는 2 가지 모드의 감지를 갖는 층상 발포체 감지 장치를 제공하다: 압전 모드의 감지, 및 정전식 모드의 감지. 압전 모드의 감지 (즉, 압전 센서)는 금속 및 엘라스토머의 인접한 층들 간의 마찰 전기 효과를 통해 달성되고, 정전식 모드의 감지 (즉, 정전식 센서)는 압전 센서의 동일한 금속 층 및엘라스토머 층을 활용하는 평행판 축전기 (parallel plate capacitor)를 통해 달성된다. 본 명세서에 설명되고 예시된 구현예는 예시적인 층상 폼 감지 장치로서 특정 개수의 층상 구조를 설명하지만, 개시된 발명은 이에 제한되지 않으며 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 개수의 층상 구조를 포함한다는 것이 인정될 것이다.
도 1은 복수의 층들, 예를 들면 상부층 (102), 하부층 (104) 및 적어도 하나의 중간층 (106)을 갖는 층상 구조 (100)의 일 구현예를 도시한다. 도 1에 도시된 구현예에서, 적어도 하나 이상의 중간층 (106)의 층은 전기 전도체 층이다. 각각의 상부층 (102), 하부층 (104) 및 전기 전도체 층 (106)은 각각의 인접한 층과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치된다. 본 명세서에 사용되는 것과 같이, 직접적인 밀접한 접촉에서의 어구는 각각의 계면에서의 어느 정도의 물리적 결합을 갖는 직접적인 물리적 접촉을 의미하여, 그 결과로 구조는 본 명세서에 설명된 방식의 수행이 가능할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 4 개의 층상 구조 (100)를 도시하고, 이는 본 명세서에서 참조 번호 100.1, 100.2, 100.3 및 100.4로 표시되고, 참조 번호 101로 총괄적으로 지칭되며, 이때 각각의 층상 구조 (100.1, 100.2, 100.3, 100.4)는, 도 1에서 도시된 층상 구조 (100)의 것과 같이, 위에서 아래 순으로, 층들 102, 106 및 104의 동일한 순서 및 배열을 갖는다. 즉, 제2 층상 구조(100.2)는 제1 층상 구조(100.2)와 직접적으로 밀접하게 접촉되어 배치되어, 제2 층상 구조(100.2)의 하부층(104.2)이 제1 층상 구조(100.1)의 상부층 (102.1)과 직접적으로 밀접하게 접촉되어 배치되도록 한다. 층들 (102, 106 및 104)의 동일한 순서 및 배열은 제2 층상 구조 (100.2)에 대한 제3 층상 구조(100.3)에서 및 제3 층상 구조(100.3)에 대한 제4 층상 구조(100.4)에서 반복된다. 도 1에서 도시된 층상 구조(100)의 개수는 하나이고, 도 2에서는 4개이지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 수의 층상 구조를 포함한다는 것이 인정될 것이다. 즉, 도 2에 도시된 복수의 층상 구조(101)은 본 명세서에 개시된 방식으로 배열된 2개, 3개, 4개 이상의 층상 구조(100)를 대표한다.
도 1 및 2에 도시된 구현예에서, 주어진 층상 구조(100)의 상부층 (102)은 대전열에서 제1 등급을 갖는 제1 엘라스토머 폼 층이고, 주어진 층상 구조(100)의 하부층 (104)은 대전열에서 제2 등급을 갖는 제2 엘라스토머 층이다. 중간 전기 전도체 층 (106)을 사이에 포함하는 엘라스토머 층들 (102, 104)을 이용함으로써, 그리고 도 2에 도시된 것과 같이 하나가 다른 것의 상부 상에 있는 순서의 배열을 갖는 적어도 2개의 층상 구조(100.1, 100.2)를 이용함으로써, 2개의 층상 구조는, 아래에 설명된 방식으로, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 반응하여 압전 전압을 생성하고, 아래에 설명된 방식으로 변형되는 것에 반응하여 전기 용량의 변화를 야기한다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 엘라스토머 층들 (102, 104)은, 본 명세서에 개시된 것과 같이 적절한 금속에 인접하여 적층될 때 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 마찰 전기 효과를 생성하기에 충분한 대전열 등급을 갖는다.
도 1 및 2에 도시된 구현예에서, 하부층 (104) 및 중간층 (106)은 단측(single-sided) 금속-코팅된 기판의 형태로 제공될 수 있고, 이때 기판은 엘라스토머이고, 일 구현예에서 이는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate; PET)이다. 당해 분야에서, 하부층(104) 및 중간층 (106)의 결합된 형태는 단측 금속-코팅된 PET 필름이라 지칭된다.
각각 도 1 및 2에서 도시된 것과 유사하지만 차이점을 갖는 구현예를 도시하는 도 3 및 4를 이제 참고하며, 상기 차이점이 이제 설명될 것이다.
도 3은 복수의 층들, 예를 들면 상부층 (202), 하부층 (204) 및 적어도 하나의 중간층 (206)을 갖는 층상 구조(200)의 다른 구현예를 도시한다. 도 3에 도시된 구현예에서, 상부층 (202)은 대전열에서 제1 등급을 갖는 제1 엘라스토머 폼 층이고, 적어도 하나의 중간층 (206)은 대전열에서 제2 등급을 갖는 제2 엘라스토머 층 (208) 및 제1 전기 전도체 층 (207)을 포함하고, 하부층 (204)은 제2 전기 전도체 층이다. 상부 제1 엘라스토머 폼 층 (202), 제1 전기 전도체 층 (207), 제2 엘라스토머 층 (208) 및 하부 제2 전기 전도체 층 (204)의 각각은 각각의 인접한 층과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치된다. 도시된 것과 같이, 상부 제1 엘라스토머 폼 층 (202) 및 제1 전기 전도체 층 (207)은 서로 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치되고, 제2 엘라스토머 층 (208)은 상부 제1 엘라스토머 폼 층 (202)의 것과 대향하는 측 상의 제1 전기 전도체 층 (207)과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치되며, 하부 제2 전기 전도체 층 (204)은 제1 전기 전도체 층 (207)의 것과 대향하는 측 상의 제2 엘라스토머 층 (208)과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치된다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 엘라스토머 층들 (202, 208)은, 본 명세서에 개시된 것과 같이 적절한 금속에 인접하여 적층될 때 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 마찰 전기 효과를 생성하기에 충분한 대전열 등급을 갖는다.
도 4는 도 3에 도시된 4 개의 층상 구조(200)를 도시하고, 이는 본 명세서에서 참조 번호 200.1, 200.2, 200.3 및 200.4로 표시되고, 참조 번호 201로 총괄적으로 지칭되며, 이때 각각의 층상 구조 (200.1, 200.2, 200.3, 200.4)는, 도 3에서 도시된 층상 구조 (200)의 것과 같이, 위에서 아래 순으로, 층들 202, 207, 208 및 204의 동일한 순서 및 배열을 갖는다. 즉, 제2 층상 구조 (200.2)은 제1 층상 구조 (200.1)과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치되어, 제2 층상 구조 (200.2)의 하부층 (204.2)이 제1 층상 구조 (200.1)의 상부층 (202.1)과 직접적으로 밀접하게 접촉하여 배치되도록 한다.
층들 (202, 207, 208 및 204)의 동일한 순서 및 배열은 제 2 층 구조물 (200.2)에 비해 제 3 층 구조물 (200.3)에 대해 그리고 제 3 층 구조물 (200.3)에 대하여 제 4 층 구조물 (200.4)에 대해 반복된다. 층들 (202, 207, 208 및 204)의 동일한 순서 및 배열은 제2 층상 구조 (200.2)에 대한 제3 층상 구조(200.3)에서 및 제3 층상 구조(200.3)에 대한 제4 층상 구조(200.4)에서 반복된다. 도 3에서 도시된 층상 구조(200)의 개수는 하나이고, 도 4에서는 4개이지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 수의 층상 구조를 포함한다는 것이 인정될 것이다. 예를 들면, 도 4에 도시된 복수의 층상 구조(201)은 본 명세서에 개시된 방식으로 배열된 2개, 3개, 4개 이상의 층상 구조(200)를 대표한다.
도 1 및 2에 도시된 구현예들과 유사하게, 도 3 및 4에 도시된 구현예에서, 주어진 층상 구조(200)의 상부층 (202)은 대전열에서 제1 등급을 갖는 제1 엘라스토머 폼 층이고, 주어진 층상 구조(200)의 제2 엘라스토머 층 (208)은 대전열에서 제2 등급을 갖는다. 도 1 및 2에 도시된 구현예들과 상이하게, 도 3 및 4에 도시된 구현예에서, 하부층 (204)은 제2 전기 전도체 층이다. 중간 제1 전기 전도체 층 (207)을 사이에 포함하는 엘라스토머 층들 (202, 208)을 이용함으로써, 그리고 제1 전기 전도체 층 (207)과 반대 측 상 제2 엘라스토머 층 (208)과 직접 밀접하게 접촉하여 배치된 제2 전기 전도체 층 (204)을 이용함으로써, 단일 층상 구조(200)는, 아래에 설명된 방식으로, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 반응하여 압전의 전압을 생성하고, 아래에 설명된 방식으로 변형되는 것에 반응하여 전기 용량의 변화를 야기한다. 도 4에 도시된 것과 같이, 둘 이상의 층상 구조(200)를 이용함으로써, 하나가 다른 것의 상부 상에 있는 순서의 배열에서, 2개 이상의 층상 구조는 또한, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 반응하여 압전 전압을 생성하고, 변형되는 것에 반응하여 전기 용량의 변화를 야기한다. 사용된 층상 구조 (200)의 개수에 따라, 변형에 따라 상이한 전압 및 정전식 신호 값이 얻어질 것이고, 이는 이후에 추가적으로 논의될 것이다.
도 3 및 4에 도시된 것과 같이, 하부 전기 전도체 층 (204) 및 적어도 하나의 중간 층 (206) (제2 엘라스토머 층 (208) 및 제1 전기 전도체 층 (207))은 양측(double-sided) 금속-코팅 된 기판의 형태로 제공될 수 있고, 이때 일 구현예에서, 기판 (제2 엘라스토머 층 (208))은 PET이다. 당업계에서, 층들 (204, 208 및 207)의 조합된 형태는 양측 금속-코팅된 PET 필름을 가리킨다.
일 구현예에서, 각각 층상 구조(100, 200)의 상부층들 (102, 202)은 제1 엘라스토머 폼 층, 즉 가요성 폼 층이고, 즉 미충전된 폴리우레탄이다. 일 구현예에서, 미충전된 폴리우레탄은 1 입방 피트(cubic foot) 당 9 파운드 이상 및 1 입방 피트 당 25 파운드 이하의 밀도를 갖는 폴리우레탄 폼이다. 다른 구현예에서, 제1 엘라스토머 폼 층은 실리콘(silicone)-계 폼, 라텍스(latex)-계 폼 또는 올레핀-계 폼일 수 있다.
일 구현예에서, 층상 구조(100)의 하부층 (104), 및 층상 구조(200)의 적어도 하나의 중간층 (206)의 제2 엘라스토머 층 (208)은 엘라스토머이다, 즉 가요성을 갖는 중합체, 예를 들면 폴리에스테르 예를 들면 PET, 폴리 PET 필름, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리이미드 또는 열가소성 폴리우레탄 (TPU).
일 구현예에서, 층상 구조(100)의 전기 전도체 층 (106) 및 층상 구조(200)의 전기 전도체 층들 (207, 204)은 니켈, 알루미늄, 은, 구리 또는 금 중 적어도 하나로 만들어지고, 바인더 물질 내에 내포된 금속 입자, 또는 고체 금속 박막일 수 있다.
도 1 및 3에 도시된 층상 구조(100 또는 200) 또는 도 2 및 4에 도시된 복수의 층상 구조(101, 201) 중 하나의 구현예에서, 복수의 층 또는 복수의 층상 구조가 변형되는 것에 반응하여 생성된 압전 전압은, 복수의 층들에 의해, 더 구체적으로는 상대적인 전기 전도체 층 및 관련된 인접한 엘라스토머 층들 사이의 상대적인 이동에 의해 나타난 마찰 전기 효과이다.
일 구현예에서, 각각 도 2 및 4에 도시된 것과 같은 복수의 층상 구조 (101 또는 201)는 1.1 파스칼 (GPa) 이하의 굽힘 모듈러스(flexural modulus)를 가지며, 2mm 이상 및 40mm 이하의 각각 전체 두께 T1 또는 T2를 갖는다. 도 2 및 4는 각각 4개 층의 층상 구조 100, 200 각각의 4개의 층을 도시하지만, 층상 구조의 수는 하나의 층상 구조 이상 및 20개의 층상 구조 이하인 범위를 포함한다는 것이 본 명세서에 개시된 모든 것으로부터 인정될 것이다. 일 구현예에서, 제1 엘라스토머 폼 층 (102, 202)의 두께는 제2 엘라스토머 층 (104, 208)의 두께보다 실질적으로 두껍고, 여기서 두께 비율은 3:1 이상, 5:1 이상, 10:1 이상, 또는 심지어 25:1 이상일 수 있다. 제2 엘라스토머 층 (104, 208)보다 실질적으로 두꺼운 제1 엘라스토머 폼 층 (102, 202)을 이용함으로써, 층상 구조는 별개의 감지 모드를 가진 100, 200으로 제공되어, 제1 엘라스토머 폼 층 (102, 202)은 충격/압력에 반응하고 충격/압력 감지를 위한 수단을 제공하도록 하고, 제2 엘라스토머 층 (104, 208)은 힘에 반응하는 박막 커패시터의 일부를 형성하고 힘 감지를 위한 수단을 제공한다.
앞서 주목한 것과 같이, 도 2에 도시된 복수의 층상 구조(101) 및 도 4에 도시된 복수의 층상 구조(201)는 본 명세서에 개시된 방식으로 배열된 2개, 3개, 또는 4개 이상의 각각의 층상 구조(100, 200)를 대표한다. 일 구현예에서, 둘 이상의 각각의 층상 구조(100, 200)을 갖는 복수의 층상 구조(101 또는 201)은, 제1 충격력에 의해 변형되는 것에 반응하는 전기 용량에서의 제1 변화 및 제1 압전 전압, 제2 충격력에 의해 변형되는 것에 반응하는 전기 용량에서의 제2 변화 및 제2 압전 전압, 및 제3 충격력에 의해 변형되는 것에 반응하는 전기 용량에서의 제3 변화 및 제3 압전 전압을 생성하고, 이때 제1, 제2 및 제3 압전 전압은 각각의 제1, 제2 및 제3 충격력과 선형 관계를 가지고, 이때 전기 용량에서의 제1, 제2 및 제3 변화는 각각의 제1, 제2 및 제3 충격력과 선형 관계를 갖는다.
도 5는 도 4에 도시된 것과 유사하지만, 2개 층의 층상 구조(200) (도 4의 200.1 및 200.2, 및 도 5의 201.2 참조), 3개 층의 층상 구조 (200) (도 4의 200.1, 200.2 및 200.3, 및 도 5의 201.3 참조) 및 4개 층의 층상 구조 (200) (도 4의 200.1, 200.2, 200.3 및 200.4, 및 도 5의 201.4 참조)를 활용한, 복수의 층상 구조(201)의 시험된 구현예의 압전 출력 전압 신호를 비교하는 차트를 도시하며, 이때 201.2, 201.3, 201.4로 표시된 도 5 내의 구조의 각 구현예는 1 피트, 1.5 피트 및 2 피트의 3 가지 상이한 높이에서 자유 낙하 1 킬로그램 무게로부터의 충격력에 노출되었다. 시험된 각 구현예에서, 각각의 층상 구조(200)의 제1 엘라스토머 층 (202)은 2mm의 두께에서 1입장-피트-당-20-파운드의 밀도를 갖는 미충전된 폴리우레탄 폼이었다. 본 시험 샘플에 사용된 특정 폴리우레탄 폼 제형은 미국 Rogers Corporation, Connecticut에 의해 제조된 PORON XRD*이었다 (*는 Rogers Corporatio에 의해 소유되 상표를 나타냄). 시험된 각 구현예에서, 각각의 층상 구조(200)의 하부 3개의 층들(207, 208 및 204)은 미국 ROL-VAC, LP, Dayville, Connecticut에 의해 제조된, 75 마이크로미터 (㎛)의 두께를 갖는 양측 금속-코팅된 PET 필름이었다. 시험된 구현예에서, 양측-금속-코팅된 PET 필름에 대한 제1 엘라스토머 폼 층 (202)의 두께 비는 약 26:1이었다. 3개의 낙하 높이의 각각에 대한 3개의 구조(201.2, 201.3, 201.4) 각각의 출력 전압 신호를 비교함으로써 알 수 있는 것과 같이, 각각의 제1, 제2 및 제3 압전 전압은 각각의 제1, 제2 및 제3 낙하 높이와 통계적으로 유의한 선형 관계를 가지고, 그러므로 3개의 구조(201.2, 201.3, 201.4) 각각에 대해, 관련된 제1, 제2 및 제3 충격력을 갖는다. 이러한 센서 장치의 이점은 정전식 센서를 통한 선형 힘 감지 및 압전 센서를 통한 선형 충격 감지를 모두 조합하여 갖는 하이브리드 센서를 제공한다.
이제 도 6 및 7을 참고하며, 이는 각각 2개 층들 및 3개 층들을 갖는 복수의 층상 구조 (601, 701)의 투시 대표도를 도시한다. 복수의 층상 구조(601, 701)은 본 명세서 내에 설명되는 방식으로 적층된, 층상 구조(100)의 반복적 적층 또는 층상 구조(200)의 반복적 적층에 의해 형성될 수 있다.
도 6에서, 2개-층상 배열은 적층된 구조 (100)가 실시되는 경우의 도 2 내에 도시된 적층된 구조 (100.1 및 100.2)를 대표하고, 적층된 구조 (200)이 실시된 경우의 도 4 내에 도시된 적층된 구조 (200.1 및 200.2)를 대표한다.
도 7에서, 3개-층상 배열은 적층된 구조 (100)가 실시되는 경우의 도 2 내에 도시된 적층된 구조 (100.1, 100.2 및 100.3)를 대표하고, 적층된 구조 (200)이 실시된 경우의 도 4 내에 도시된 적층된 구조 (200.1, 200.2 및 200.3)를 대표한다.
도 6 내에 도시된 2개-층상 구조에서, 어떤 층상 구조 (100 또는 200)이 사용되는 지에 따라, 부분 (602) (별도로 602.1 및 602.2로 표시됨)은 도 1에 도시된 엘라스토머 층 (102), 또는 도 3에 도시된 엘라스토머 층 (202) 중 하나를 나타내고, 부분 (604) (별도로 604.1 및 604.2로 표시됨)은 도 1 내 나머지 복수의 층들 (104, 106), 또는 도 3 내 나머지 복수의 층들 (204, 206) 중 하나를 대표한다. 적층된 구조 (100)이 실시되는 경우에, 전기 신호 라인 (610 및 612)은 전기 전도체 층 (106.1 및 106.2) (도 2에 도시됨)의 각각에 전기적으로 연결되고, 적층된 구조 (200)이 실시되는 경우에, 전기 신호 라인 (610)은 전기 전도체 층 (204.1 및 207.1) (도 4에 도시됨)의 각각에 전기적으로 연결되고, 전기 신호 라인 (612)은 전기 전도체 층 (204.2 및 207.2) (도 4에 도시됨)에 병렬로 전기적으로 연결된다.
유사하게, 어떤 층상 구조 (100 또는 200)이 사용되는 지에 따라, 도 7에 도시된 3개-층상 배열인, 부분 (702) (별도로 702.1, 702.2 및 702.3으로 표시됨)은 도 1에 도시된 엘라스토머 층 (102) 또는 도 3에 도시된 엘라스토머 층 (202) 중 하나를 나타내고. 부분 (704) (별도로 704.1, 704.2 및 704.3으로 표시됨)은 도 1에 도시된 남아있는 복수의 층들 (104, 106) 또는 도 3에 도시된 남아있는 복수의 층들 (204, 206) 중 하나를 나타낸다. 층상 구조 (100)가 사용되는 경우, 전기 신호 라인 (710)은 전기 전도체 층 (106.1)에 전기적으로 연결되고(도 2에 도시됨), 전기 신호 라인 (712)은 전기 전도체 층 (106.2 및 106.3)에 병렬로 전기적으로 연결된다 (도 2에 도시됨). 층상 구조(200)가 사용되는 경우, 전기 신호 라인 (710)은 전기 전도체 층 (204.1 및 207.1)에 병렬로 전기적으로 연결되고(도 4에 도시됨), 전기 신호 라인 (712)은 전기 전도체 층 (204.2, 207.2, 204.3 및 207.3)에 병렬로 전기적으로 연결된다 (도 4에 도시됨). 도 6 및 7에 도시된 구현예에서, 복수의 층상 구조(601, 701)는 z-축에 대해 원형 단면 "A"를 갖는 원통 형태인 것으로 도시되고, 각각의 제1 엘라스토머 층 (602 또는 702) (또는 도 1-4에서 도시된 구현예에서 102, 202)가 높이 "d"를 갖는 것으로 도시된다. 그러나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 3차원 형상 및 크기를 포함한다.
도 1에 도시된 층상 구조 (100) 또는 도 3에 도시된 층상 구조 (200) 중 하나의 구현예에서, 도 6 또는 7에서 도시된 것과 같이 배열되고 및 구조화된(structured) 경우, C=ε*A/d에서 주어진 전기 용량 C에서의 변화로 정전식 감지가 제공되며, C는 각각의 복수의 층상 구조(601, 701)의 패러데이에서의 정전 용량이고, ε는 각각의 제1 엘라스토머 층 (602, 702)의 유전율이고, A는 각각의 제1 엘라스토머 층 (602, 702)의 단면적이며 (논의 목적을 위해, 이 단면적 A는 각각의 인접한 전기 전도체 층과의 중첩 영역을 정의하는 것으로 가정됨), d는 각각의 제1 엘라스토머 층 (602, 702)의 높이이다 (논의 목적을 위해, 이러한 높이 (h)는 각각의 인접한 전기 전도체 층들 간의 거리를 정의한다고 가정된다). 복수의 층상 구조(601, 701)가 x-y 평면에서 스트레인(strain) 또는 z-축을 따라 왜곡(deformation)을 겪는지에 관계없이, 전기 용량에서의 측정 가능한 변화가 발생할 것이고 이는 각각의 전기 신호 라인 (610, 612 또는 710, 712)에 의해 감지될 수 있다. 앞서 본 명세서에서 논의된 것과 같이, 생성된 장치 (즉, 복수의 층상 구조(601, 701))는 정전식 센서를 통한 선형 힘 감지 및 압전 센서를 통한 선형 충격 감지를 조합하여 갖는 하이브리드 센서를 제공하며, 정전식 센서 및 압전 센서 모두에 대해 감지된 신호는 각각의 신호 라인 (601, 612 또는 710, 712)을 통해 감지된다.
본 발명의 구현예들이, 본 명세서에서 도 2, 4, 6 및 7에서 도시된 것과 같이 형상화되고 배열된, 층상 구조(100)의 동일한 개별 구조를 사용하는 복수의 층상 구조(101)을 가지거나, 층상 구조(200)의 동일한 개별 구조를 사용하는 복수의 층상 구조(201)을 갖는 것으로서 설명되고 예시되었지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않으며 또한 층상 구조 (100) (즉, 예를 들면 단일-금속-층상 PET)와 층상 구조 (200) (즉, 예를 들면 이중-금속-층상 PET)를 모두 이용하는 복수의 층상 구조의 배열을 포함한다는 것이 인정될 것이고, 이는 도 8에서 도시된 것을 참고로 하여 이제 설명될 것이다.
도 8은 도 2, 4, 6 및 7에 도시된 것과 유사하지만, 하부에 있는 제1 층상 구조 (100.1) (도 1 내 층상 구조(100)), 제1 층상 구조(100.1)의 상부에 직접 그리고 밀접하게 배치된 제2 층상 구조 (200.1) (도 3 내 층상 구조 (200)), 제2 층상 (200.1)의 상부에 직접 그리고 밀접하게 배치된 제3 층 구조 (100.2) (도 1의 층상 구조 (100)), 및 제3 층상 구조 (100.2)의 상부에 직접 그리고 밀접하게 배치된 제4 층상 구조 (200.2) (도 3의 층상 구조 (200))를 갖는 복수의 층상 구조(801)를 도시한다. 임의의 배열된 순서로 층상 구조 (100 및 200)를 적층하는 임의의 및 모든 조합이 본 명세서에서 고려되고 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
전술한 내용을 고려하여, 전술한 구조 중 임의의 것에 따른 센서 장치는 다양한 방법으로 제조될 수 있음이 인정될 것이다. 이러한 몇 가지 방법이 이제 설명될 것이다.
일 구현예에서, 본 명세서에서 설명되는 센서 장치의 제조방법은 다음을 포함한다: 엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계; 상기 층상 구조의 맨 위에 제2의 금속-코팅된 기판을 도포하고, 상기 제2 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분의 맨 위에 제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 복수의 층상 구조를 형성하는 단계; 및 상기 복수의 층상 구조를 경화하는 단계.
본 방법의 구현예에서, 도포된 엘라스토머 폼 A-층은 비경화된 폴리우레탄 폼이고, 일 구현예에서 미충전된 비경화된 폴리우레탄 폼이며, 이들의 각각은 도포 후에 후속적으로 경화된다.
본 방법의 일 구현예에서, 엘라스토머 B-층은 PET 필름이다.
본 방법의 일 구현예에서, 금속-코팅된 기판은 단측-금속-코팅된 기판, 예를 들면 단측-금속-코팅된 PET 박막이다.
상기 방법의 일 구현예에서, 상기 금속-코팅된 기판은, 엘라스토머 B-층의 한 측 상에 제1 금속-코팅된 부분, 및 엘라스토머 B-층의 대향하는 측 상에 제2 금속-코팅된 부분을 갖는 양측의(double-sided) 금속-코팅된 기판이고, 상기 제1 금속-코팅된 부분은 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 부분인 것이고; 제2 금속-코팅된 기판을 도포하는 것은, 상기 층상 구조의 맨 위에 제2의 양측 금속-코팅된 기판을 도포하는 것을 포함하고; 제2의 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 것은, 제2 양측의 금속-코팅된 기판의 제1 금속-코팅된 부분의 맨 위에 제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 것을 포함한다.
상기 방법의 일 구현예에서, 금속-코팅된 기판은 양측-금속-코팅된 기판, 예를 들면 양측-금속-코팅된 PET 박막이다.
본 방법의 일 구현예에서, 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 단계는 롤 코팅 공정, 예를 들면 나이프-오버-롤(knife-over-roll) 코팅 공정, 플레이트-오버-롤(plate-over-roll) 코팅 공정, 그라비어(gravure) 코팅 공정, 리버스 롤(reverse roll) 코팅 공정, 미터링 로드(metering rod) 코팅 공정, 슬롯 다이(slot die) 코팅 공정, 침지(immersion) 코팅 공정, 커튼 코팅(curtain coating) 공정, 에어 나이프 코팅(air knife coating) 공정, 또는 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 임의의 다른 롤 코팅 공정을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
또다른 구현예에서, 본 명세서에서 설명되는 것과 같은 센서 장치의 제2 제조방법은 다음을 포함한다:
엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계; 상기 층상 구조를 경화하여 경화된 층상 구조를 형성하고 제1 경화된 층상 구조를 제공하는 단계; 및 상기 제1 경화된 층상 구조의 맨 위에 제2 경화된 층상 구조를 부착하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 경화된 층상 구조는 동일하게 순서화된 층들을 갖는 것인, 단계.
제2 방법의 일 구현예에서, 도포된 엘라스토머 폼 A-층은 미경화된 폴리우레탄 폼이고, 일 구현예에서 미충전된, 미경화된 폴리우레탄 폼이다.
제2 방법의 일 구현예에서, 엘라스토머 B-층은 PET 필름이다.
제2 방법의 일 구현예에서, 금속-코팅된 기판은 단측-금속-코팅된 기판, 예를 들면 단측-금속-코팅된 PET 박막이다.
제2 방법의 일 구현예에서, 금속-코팅된 기판은 엘라스토머 B-층의 측 상 제1 금속-코팅된 부분 및 엘라스토머 B-층의 대향하는 측 상 제2 금속-코팅된 부분을 갖는 양측- 금속-코팅된 기판이고, 상기 제1 금속-코팅된 부분은 엘라스토머 폼-A 층 및 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 부분이다.
제2 방법의 일 구현예에서, 부착은 화학적 결합, 기계적 결합 또는 진동 결합, 또는 전술한 유형의 결합의 조합을 포함한다.
본 명세서에 개시된 임의의 구현예에서, 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 예시적인 미충전된 폴리우레탄 폼은 미국 Rogers Corporation, Connecticut으로부터 이용가능한 PORON XRD*이다 (여기서 *는 Rogers Corporation에 의해 소유되는 상표를 가리킨다).
본 명세서에 개시된 임의의 구현예에 대해, 본 명세서에 개시된 목적에 적합한 단측-금속-코팅된 또는 양측 금속-코팅된, PET 박막은 시판되는 PET 박막을 포함한다.
본 발명은 제1 엘라스토머 층 (102, 202) 및 제2 엘라스토머 층 (104, 208)으로, 이러한 층의 재료는 다른 엘라스토머이거나, 하나는 폼이고 다른 하나는 폼이 아닌 예시적인 물질을 갖는 것의 참고로 하여 설명되었지만, 층들 중 하나가 충격/압력 감지를 위한 수단을 제공하고, 층의 다른 하나는 힘 감지를 위한 수단을 제공하는 한, 2개의 엘라스토머 층들이 동일한 물질로 만들어지는 것으로 고려된다.
본 발명은 실시예를 참조하여 설명되었지만, 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화가 만들어질 수 있고 균등물이 이의 구성에 대해 치환될 수 있다는 것이 당업자에게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않으면서 많은 변형이 본 발명의 교시에 특정한 상황 또는 물질을 적용하기 위해 만들어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최선의 또는 유일한 모드로서 개시된 특정 구현예로 제한되지 않는다는 것과, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 속하는 모든 구현예를 포함할 것임이 의도된다.
또한, 도면 및 설명에서, 실시예가 개시되었고, 특정 용어 및/또는 치수가 사용될 수 있지만, 달리 언급되지 않는 한 이들은 일반적인, 예시적인 및/또는 설명적인 의미로만 사용되며 제한의 목적을 위한 것이 아니고, 그러므로, 청구항의 범위는 이에 제한되지 않는다. 또한, 용어 제1, 제2, 등의 사용은 임의의 순서 또는 중요도를 나타내지 않으며, 오히려 용어 제1, 제2, 등은 하나의 구성을 다른 구성과 구별하기 위해 사용된다. 또한, 용어 a, an 등의 사용은 수량의 제한을 나타내는 것이 아니라, 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어 "포함하는(comprising)"은 하나 이상의 추가적인 특징의 가능한 포함을 배제하지 않는다.

Claims (22)

  1. 센서 장치로서, 상기 센서 장치는,
    상부층, 하부층, 및 적어도 하나의 중간층을 포함하는 제1 복수의 층들로서, 상기 적어도 하나의 중간층은 전기 전도체 층을 포함하는 것인, 제1 복수의 층들을 포함하고,
    상기 상부층, 하부층, 및 적어도 하나의 중간층 각각은, 각각의 인접한 층과 직접 밀접하게 접촉하여 배치되는 것을 특징으로 하고, 이때 직접적인 밀접한 접촉은 각각의 계면에서의 물리적 결합을 포함하고,
    상기 센서 장치는 제2 복수의 층들을 추가로 포함하고, 상기 제2 복수의 층들은 상기 제1 복수의 층들과 직접 밀접하게 접촉하여 배치되어, 상기 제2 복수의 층들의 하부층이 상기 제1 복수의 층들의 상부층과 직접 밀접하게 접촉하여 배치되도록 하는 것이고,
    상기 제1 및 제2 복수의 층들은, 외부의 전류 생산 장치 없이, 변형되는 것에 대해 반응하여 압전(piezoelectric) 전압을 생성하고,
    제1 및 제2 복수의 층들은, 변형되는 것에 대해 반응하여 전기 용량(capacitance)의 변화를 야기하는 것이고,
    상기 복수의 층들의 상부층 및 하부층 중 적어도 하나는 엘라스토머(elastomer) 층이고;
    상기 압전 전압은 각각의 전기 전도체 층과, 연관된 인접한 엘라스토머 층 사이의 상대적인 이동에 의해 생성되는 것인, 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 층들의 상부층은 대전열 (triboelectric series)에서 제1 등급(rating)을 갖는 제1 엘라스토머 폼(elastomer foam) 층의 단일 층이고;
    상기 복수의 층들의 하부층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 제2 엘라스토머 층의 단일 층인 것인, 센서 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 층들의 상부층은 대전열에서 제1 등급을 갖는 제1 엘라스토머 폼 층의 단일 층이고;
    상기 적어도 하나의 중간층의 전기 전도체 층은 상기 상부층과 직접 밀접하게 접촉하여 배치된 제1 전기 전도체 층이고;
    상기 적어도 하나의 중간층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 제2 엘라스토머 층을 추가로 포함하고, 상기 제2 엘라스토머 층은, 상기 상부층과 대향하는 측 상의 제1 전기 전도체 층과 직접 밀접하게 접촉하여 배치되는 것이고;
    상기 하부층은, 상기 제1 전기 전도체 층과 대향하는 측 상의 제2 엘라스토머 층과 직접 밀접하게 접촉하여 배치된 제2 전기 전도체 층의 단일 층인 것인, 센서 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 복수의 층들은, 제1 충격력(impact force)에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제1 압전 전압, 제2 충격력에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제2 압전 전압, 및 제3 충격력에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제3 압전 전압을 생성하는 것이고;
    상기 제1, 제2 및 제3 압전 전압은 각각의 제1, 제2 및 제3 충격력과 선형 관계(linear relationship)를 갖는 것인, 센서 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 엘라스토머 폼 층은 미충전된 폴리우레탄인 것인, 센서 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미충전된 폴리우레탄은 1 입방 피트(cubic foot) 당 9 파운드 이상 및 25 파운드 이하의 밀도를 갖는 폴리우레탄 폼인 것인, 센서 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 엘라스토머 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름인 것인, 센서 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    전기 전도체 층 물질은 니켈, 알루미늄 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 센서 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    제1 전기 전도체 층 물질 및 제2 전기 전도체 층 물질은 니켈, 알루미늄 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 센서 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서 장치는 제3 또는 그 이상의 복수의 층들을 포함하고, 이때 상기 복수의 층들은 각각이 서로 직접 밀접하게 접촉하여 배치되어 반복적인 순서의 층상 구조(repetitive ordered layered construct)를 형성하고,
    층상 구조는, 제1 충격력에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제1 압전 전압, 제2 충격력에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제2 압전 전압, 및 제3 충격력에 의해 변형되는 것에 대해 반응하여 제3 압전 전압을 생성하는 것이고;
    상기 제1, 제2 및 제3 압전 전압은 각각의 제1, 제2 및 제3 충격력과 선형 관계를 갖는 것인, 센서 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    복수의 층들이 변형되는 것에 반응하여 생성된 압전 전압은, 복수의 층들에 의해 나타난 마찰 전기 효과(triboelectric effect)인 것인, 센서 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복수의 층들은 1.1 GPa (기가 파스칼, Giga Pascal) 이하의 굽힘 모듈러스 (flexural modulus)를 갖는 것인, 센서 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 층들은 2 mm 이상 및 40 mm 이하의 전체 두께를 갖는 것인, 센서 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 복수의 층들은 동일한 순서로 정렬된 (identically ordered) 층들을 갖는 것인, 센서 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 센서 장치의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,
    엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계;
    상기 층상 구조의 맨 위에 제2의 금속-코팅된 기판을 도포하고, 상기 제2 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분의 맨 위에 제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 복수의 층상 구조를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 층상 구조를 경화하는 단계를 포함하는, 센서 장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 금속-코팅된 기판은, 엘라스토머 B-층의 한 측 상에 제1 금속-코팅된 부분, 및 엘라스토머 B-층의 대향하는 측 상에 제2 금속-코팅된 부분을 갖는 양측의(double-sided) 금속-코팅된 기판이고, 상기 제1 금속-코팅된 부분은 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 부분인 것이고;
    제2 금속-코팅된 기판을 도포하는 것은, 상기 층상 구조의 맨 위에 제2 양측 금속-코팅된 기판을 도포하는 것을 포함하고;
    제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 것은, 제2 양측의 금속-코팅된 기판의 제1 금속-코팅된 부분의 맨 위에 제2 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 것을 포함하는 것인, 제조방법.
  17. 제15항에 있어서, 도포된 엘라스토머 폼 A-층은 미경화된 폴리우레탄 폼인 것인, 제조방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 엘라스토머 B-층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름인 것인, 제조방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 엘라스토머 폼 A-층을 도포하는 것은, 롤 코팅 공정을 포함하는 것인, 제조방법.
  20. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 센서 장치의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,
    엘라스토머 B-층을 포함하는 금속-코팅된 기판의 맨 위에 엘라스토머 폼 A-층을 도포하여, 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 상기 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 기판의 금속-코팅된 부분을 갖는 층상 구조를 형성하는 단계로서, 상기 엘라스토머 폼 A-층은 대전열에서 제1 등급을 갖고, 상기 엘라스토머 B-층은 대전열에서 제2 등급을 갖는 것인, 단계;
    상기 층상 구조를 경화하여 경화된 층상 구조를 형성하고 제1 경화된 층상 구조를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 경화된 층상 구조의 맨 위에 제2 경화된 층상 구조를 부착하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 경화된 층상 구조는 동일한 순서로 정렬된 층들을 갖는 것인, 단계를 포함하는, 센서 장치의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 금속-코팅된 기판은, 엘라스토머 B-층의 한 측 상에 제1 금속-코팅된 부분, 및 엘라스토머 B-층의 대향하는 측 상에 제2 금속-코팅된 부분을 갖는 양측의 금속-코팅된 기판이고, 상기 제1 금속-코팅된 부분은 상기 엘라스토머 폼 A-층 및 엘라스토머 B-층 사이에 배치된 금속-코팅된 부분인 것인, 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 부착은 화학 결합, 기계적 결합, 또는 진동 결합(vibratory bonding)을 포함하는 것인, 제조방법.
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