WO2021187095A1 - 疑似シート構造体、シート状導電部材及びセンサー装置 - Google Patents

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WO2021187095A1
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sheet
sheet structure
linear body
conductive
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伊藤 雅春
孝至 森岡
大雅 松下
祐馬 勝田
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リンテック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a pseudo-sheet structure, a sheet-like conductive member, and a sensor device.
  • the frequency is 76 GHz (3.9 mm) or 79 ⁇ 4 GHz (3.6 mm to 3.8 mm to 4.).
  • a 0 mm) laser is used.
  • LiDAR Light Detection and Ringing
  • a laser having a wavelength of 950 nm using silicon or a laser for communication having a wavelength of 1550 nm using gallium arsenide is used. Therefore, the wavelength of the radar used is 900 nm to 1600 nm as used for LiDAR, or 3.5 mm to 4.4 mm as used for millimeter wave radar.
  • such a radar obtains position information by recognizing an electromagnetic wave that is reflected and returned by the polarization emitted by the radar itself. Therefore, if an object that reflects or absorbs the polarized waves that the radar irradiates or oscillates is provided on each radar surface layer, it becomes difficult to obtain accurate position information.
  • attenuation is avoided by making cracks in the metal leaf film used for the emblem.
  • a heater may be used to suppress the attenuation due to snow accumulation on the emblem, but a heater using ITO (Indium Tin Oxide) cannot be used because the attenuation is large.
  • Patent Document 1 describes a transparent heating element that is arranged facing the sensor. This transparent heating element has a plurality of connecting conductors that connect a pair of bus bars. Patent Document 1 describes that the resistance value of the heat-generating conductor can be appropriately controlled by defining the arrangement direction of the connecting conductors and the number of times the connecting conductors are folded back.
  • the heater mounted on the sensor is required to have not only a heating function but also excellent electromagnetic wave transmission.
  • Patent Document 1 a heater having both excellent electromagnetic wave transmission and a heater function is obtained. Detailed conditions for this are not described.
  • An object of the present invention is to provide a pseudo-seat structure that efficiently transmits electromagnetic waves and has a heater function. Another object of the present invention is to provide a sheet-shaped conductive member provided with the pseudo-sheet structure. Another object of the present invention is to provide a sensor device including the pseudo-seat structure or the sheet-like conductive member.
  • a pseudo-seat structure used for a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less.
  • the pseudo-sheet structure is composed of a plurality of conductive linear bodies arranged at intervals. The distance L between the plurality of conductive linear bodies satisfies the following formula (1).
  • a pseudo-seat structure is provided. 0.034 ⁇ ⁇ S ⁇ L ⁇ 20 mm... (1)
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor, and the units of L and ⁇ S are mm.
  • the distance L between the plurality of conductive linear bodies preferably satisfies the following formula (2). 0.034 ⁇ ⁇ S ⁇ L ⁇ 0.86 ⁇ ⁇ S ... (2)
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor, and the units of L and ⁇ S are mm.
  • the width D of the conductive linear body when the pseudo-sheet structure is viewed in a plan view preferably satisfies the following formula (3).
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor, and the units of D and ⁇ S are mm.
  • the electromagnetic wave oscillated from the sensor is linearly polarized
  • the conductive linear body has the linearly polarized wave in the longitudinal direction of the conductive linear body. It is preferable that they are arranged at an angle of 70 ° or more and 110 ° or less with respect to the plane of polarization.
  • the pseudo-sheet structure is preferably used as an electromagnetic wave filter that suppresses the transmission of electromagnetic waves oscillated from an oscillation source different from the sensor, and as a heating element. ..
  • a sheet-like conductive member including a pseudo-sheet structure according to one aspect of the present invention and a base material that supports the pseudo-sheet structure.
  • the pseudo-sheet structure is fixed to the base material by a resin layer.
  • the resin layer preferably contains a cured product of a curable resin.
  • a sensor device including a pseudo-sheet structure according to one aspect of the present invention and a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less is provided.
  • a sensor device including a sheet-shaped conductive member according to one aspect of the present invention and a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less is provided.
  • a pseudo-seat structure that efficiently transmits electromagnetic waves and has a heater function. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a sheet-shaped conductive member provided with the pseudo-sheet structure. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a sensor device including the pseudo-seat structure or the sheet-shaped conductive member.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the sheet-shaped conductive member 1 including the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the sheet-shaped conductive member 1 including the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment.
  • the sheet-shaped conductive member 1 includes a pseudo-sheet structure 20 and a base material 10 that supports the pseudo-sheet structure 20 (see FIGS. 1 and 2).
  • the pseudo-sheet structure 20 is fixed to the base material 10 by the resin layer 30 (see FIGS. 1 and 2).
  • the pseudo-sheet structure 20 in the present invention refers to a sheet-like structure in which a plurality of conductive linear bodies 22 are arranged at intervals from each other.
  • the pseudo-seat structure 20 according to the present embodiment is used for a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less.
  • the pseudo-sheet structure 20 includes a plurality of conductive linear bodies 22.
  • the plurality of conductive linear bodies 22 are arranged at intervals from each other. That is, the pseudo-sheet structure 20 is composed of a plurality of conductive linear bodies 22 arranged at intervals. It is preferable that each of the plurality of conductive linear bodies 22 extends in one direction. It is also preferable that the plurality of conductive linear bodies 22 are arranged in parallel.
  • the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 satisfies the following formula (1). 0.034 ⁇ ⁇ S ⁇ L ⁇ 20 mm... (1)
  • L is the interval between the plurality of conductive linear bodies 22
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor in which the pseudo sheet structure 20 is used
  • L and ⁇ S The unit of is mm.
  • the wavelength ⁇ [m] with respect to the frequency f [Hz] can be obtained by the following equation.
  • c / f c is the velocity at which the electromagnetic wave propagates (phase velocity), which is equal to the speed of light.
  • the distance L between the plurality of adjacent conductive linear bodies 22 satisfies the relationship of “0.034 ⁇ ⁇ S ⁇ L” in the above formula (1), so that the pseudo-sheet structure 20 is simulated.
  • the sheet structure 20 can efficiently transmit electromagnetic waves oscillated from the sensor. Further, since the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 satisfies the relationship of "L ⁇ 20 mm" in the above formula (1), the distance L between the conductive linear bodies 22 does not become too large. Therefore, the pseudo-seat structure 20 as a heating element can also function as a heater having a uniform temperature rise distribution while maintaining a low resistance.
  • the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 preferably satisfies the following formula (2). 0.034 ⁇ ⁇ S ⁇ L ⁇ 0.86 ⁇ ⁇ S ... (2)
  • L is the interval between the plurality of conductive linear bodies 22
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor in which the pseudo sheet structure 20 is used
  • L and ⁇ S The unit of is mm.
  • the pseudo-sheet structure 20 when the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 satisfies the above formula (2), the pseudo-sheet structure 20 is an electromagnetic wave oscillated from another sensor. Can be reflected more efficiently. Further, the heater function of the pseudo-seat structure 20 is also improved.
  • the distance L between the conductive linear bodies 22 is preferably 20 mm or less. When the distance L between the conductive linear bodies 22 is 20 mm or less, it is possible to suppress variations in heat generation in the plane of the pseudo-sheet structure 20.
  • the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 is the distance between the conductive linear bodies 22.
  • the distance between the two adjacent conductive linear bodies 22 is the length obtained by aligning the directions of the conductive linear bodies 22 and arranging them so that the two conductive linear bodies 22 face each other.
  • the length between the parts (see FIG. 1).
  • the interval L is an average value of the intervals between all the adjacent conductive linear bodies 22 when the arrangement of the conductive linear bodies 22 is unequal.
  • the conductive linear bodies 22 are preferably arranged at substantially equal intervals in the pseudo-sheet structure 20, and more preferably arranged at equal intervals. ..
  • the distance L between the conductive linear bodies 22 is measured by observing the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 using a digital microscope.
  • the shape of the cross section of the conductive linear body 22 is not particularly limited.
  • Examples of the cross-sectional shape of the conductive linear body 22 include a polygonal shape, a flat shape, an elliptical shape, a circular shape, and a thin film shape.
  • the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment has a plurality of conductive linear bodies 22 having a substantially circular cross section, but the present invention is not limited to the cross-sectional shape of the conductive linear body 22 according to the present embodiment. From the viewpoint of easy compatibility with the resin contained in the resin layer 30 that fixes the pseudo-sheet structure 20 to the base material 10, the cross-sectional shape of the conductive linear body 22 is preferably elliptical or circular. ..
  • the width D of the conductive linear body 22 when the pseudo-sheet structure 20 is viewed in a plan view preferably satisfies the following formula (3).
  • D is the width of the conductive linear body 22
  • ⁇ S is the wavelength of the electromagnetic wave oscillated from the sensor in which the pseudo-sheet structure 20 is used, and is a unit of D and ⁇ S. Is mm.
  • the width D of the conductive linear body 22 satisfies the above formula (3), the electromagnetic wave oscillated from the sensor is reflected by the pseudo-sheet structure 20. Can be suppressed.
  • the conductive linear body 22 is preferably linear or wavy in the plan view of the pseudo-sheet structure 20.
  • Examples of the wave shape in the conductive linear body 22 include a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, and the like.
  • the number of conductive linear bodies 22 is not particularly limited.
  • the number of conductive linear bodies 22 included in the pseudo-sheet structure 20 is also preferably set from the viewpoint of exhibiting the heater function, for example.
  • the conductive linear bodies 22 are preferably arranged at equal intervals in a direction orthogonal to the axial direction of the conductive linear body 22.
  • the diameter of the conductive linear body 22 corresponds to the width D of the conductive linear body 22 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the diameter (width D) of the conductive linear body 22 is preferably 5 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less.
  • the diameter (width D) of the conductive linear body 22 is 8 ⁇ m from the viewpoint of suppressing an increase in sheet resistance and improving the heat generation efficiency and dielectric breakdown resistance when the sheet-shaped conductive member 1 is used as a heating element. As mentioned above, it is more preferably 60 ⁇ m or less, and further preferably 12 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the major axis is preferably 5 ⁇ m or more and 75 ⁇ m or less, more preferably 8 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, and 12 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. Is even more preferable.
  • the cross section of the conductive linear body 22 is elliptical, it is preferable that the long axes of the conductive linear body 22 are arranged along the sheet surface of the pseudo-sheet structure 20.
  • the width D of the conductive linear body 22 is defined by observing the conductive linear body 22 in a plan view of the pseudo-sheet structure 20 using a digital microscope, and conducting conductive linear shapes at five randomly selected locations. The width of the body 22 is measured and used as the average value.
  • the volume resistivity R of the conductive linear body 22 is preferably 1.0 ⁇ 10 -9 ⁇ ⁇ m or more, preferably 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m or less, and 1.0 ⁇ 10 -8 ⁇ . -M or more, 1.0 ⁇ 10 -4 ⁇ ⁇ m or less is more preferable.
  • the measurement of the volume resistivity R of the conductive linear body 22 is as follows. Silver paste is applied to both ends of the conductive linear body 22, and the resistance of a portion having a length of 40 mm from the end is measured to obtain the resistance value of the conductive linear body 22.
  • the cross-sectional area (unit: m 2 ) of the conductive linear body 22 is multiplied by the above resistance value, and the obtained value is divided by the above measured length (0.04 m) to obtain the conductive linear body.
  • the volume resistivity R of the body 22 is calculated.
  • the pseudo-seat structure 20 according to the present embodiment is preferably used for a sensor that oscillates linearly polarized waves as an electromagnetic wave.
  • the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment has a linearly polarized polarization plane whose longitudinal direction of the conductive linear body 22 is oscillated from a sensor in which the pseudo-sheet structure 20 is used. It is preferable that the arrangement is inclined in a range of 70 ° or more and 110 ° or less.
  • the plane of polarization is a plane including a direction in which the electric field of the linearly polarized component oscillates and a direction in which the linearly polarized component propagates.
  • FIG. 2 shows a pseudo sheet along the direction in which the linearly polarized component propagates.
  • a schematic plan view of the structure 20 is shown.
  • the longitudinal direction of the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 is arranged at an angle ⁇ 1 with respect to the plane of polarization P1.
  • the longitudinal direction of the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 is arranged at an angle ⁇ 2 (specifically, 90 °) with respect to the plane of polarization P2.
  • the longitudinal direction of the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 is arranged at an angle ⁇ 3 with respect to the plane of polarization P3.
  • the longitudinal direction of the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment is tilted in a range of 70 ° or more and 110 ° or less with respect to the plane of polarization of linearly polarized waves oscillated from the sensor. Therefore, it is possible to suppress the transmission of electromagnetic waves oscillated from an oscillation source different from that of the sensor. Further, since the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 satisfies the relationship of "L ⁇ 20 mm" in the above formula (1), the distance L between the conductive linear bodies 22 does not become too large, and during heating. It is possible to suppress temperature unevenness and effectively act on snow melting.
  • the pseudo-seat structure 20 according to the present embodiment also functions as a filter for electromagnetic waves oscillated from another oscillation source (for example, another sensor or the like).
  • another oscillation source for example, another sensor or the like.
  • the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment is suitably used as an electromagnetic wave filter that suppresses the transmission of electromagnetic waves oscillated from an oscillation source different from the sensor, and as a heating element.
  • the conductive linear body 22 is not particularly limited as long as it satisfies the above formula (1).
  • the conductive linear body 22 includes, for example, a linear body containing a metal wire (hereinafter, also referred to as “metal wire linear body”), a linear body containing carbon nanotubes, and a linear body in which a thread is conductively coated. Examples include the body and metal foil.
  • the conductive linear body 22 is preferably a metal wire linear body.
  • Metal wire has high thermal conductivity, high electrical conductivity, high handleability, and versatility. Therefore, when the metal wire linear body is applied as the conductive linear body 22, the resistance value of the pseudo-sheet structure 20 is reduced, and the light transmittance is easily improved. Further, when the conductive linear body 22 is a metal wire linear body, when the sheet-shaped conductive member 1 or the pseudo-sheet structure 20 is applied as a heating element, rapid heat generation is likely to be realized. Further, as described above, by using the metal wire linear body, it is easy to obtain the conductive linear body 22 having a width D or a small diameter.
  • the conductive linear body 22 may be a linear body including a metal wire.
  • the linear body including the metal wire may be a linear body composed of one metal wire, or may be a linear body obtained by twisting a plurality of metal wires.
  • the metal wire include metals such as copper, aluminum, tungsten, iron, molybdenum, nickel, titanium, silver, gold, palladium, rhodium, and platinum, or alloys containing two or more kinds of metals (for example, stainless steel, carbon steel, etc.).
  • Examples include wires containing steel, brass, phosphorous bronze, zirconium-copper alloys, beryllium copper, iron nickel, dichrome, nickel titanium, cantal, hasteroy, and renium tungsten.
  • the metal wire may be plated with tin, zinc, silver, nickel, chromium, nickel-chromium alloy, solder or the like, and the surface is coated with a carbon material or polymer described later. You may.
  • a wire containing tungsten, molybdenum, and one or more metals selected from alloys containing these is preferable from the viewpoint of forming a conductive linear body 22 having a low volume resistivity.
  • Examples of the metal wire include a metal wire coated with a carbon material.
  • the metal wire When the metal wire is coated with a carbon material, the metallic luster is reduced and the presence of the metal wire can be easily made inconspicuous. Further, when the metal wire is coated with a carbon material, metal corrosion is also suppressed.
  • Examples of the carbon material for coating the metal wire include amorphous carbon (for example, carbon black, activated carbon, hard carbon, soft carbon, mesoporous carbon, carbon fiber, etc.), graphite, fullerene, graphene, carbon nanotubes, and the like.
  • the conductive linear body 22 is a metal foil.
  • the metal foil as the conductive linear body 22 can also be obtained, for example, by processing the metal foil into a plurality of linear bodies arranged at intervals L by an etching process or the like. Further, the metal foils processed in a linear shape in advance may be arranged at intervals L.
  • the carbon nanotube linear body is, for example, a carbon nanotube forest (a growth body in which a plurality of carbon nanotubes are grown on a substrate so as to be oriented in a direction perpendicular to the substrate, and is referred to as an “array”. It is obtained by pulling out carbon nanotubes in a sheet shape from the end portion of (there is also), bundling the pulled out carbon nanotube sheets, and then twisting the bundles of carbon nanotubes. In such a manufacturing method, when no twist is applied at the time of twisting, a ribbon-shaped carbon nanotube linear body is obtained, and when twisted, a thread-like linear body is obtained.
  • a carbon nanotube forest a growth body in which a plurality of carbon nanotubes are grown on a substrate so as to be oriented in a direction perpendicular to the substrate, and is referred to as an “array”. It is obtained by pulling out carbon nanotubes in a sheet shape from the end portion of (there is also), bundling the pulled out carbon nano
  • the ribbon-shaped carbon nanotube linear body is a linear body in which the carbon nanotubes do not have a twisted structure.
  • a carbon nanotube linear body can also be obtained by spinning or the like from a dispersion liquid of carbon nanotubes.
  • the production of carbon nanotube linear bodies by spinning can be performed, for example, by the method disclosed in US Patent Application Publication No. 2013/0251619 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-126635). From the viewpoint of obtaining uniform diameter of the carbon nanotube wire, it is desirable to use the filamentous carbon nanotube wire, and from the viewpoint of obtaining a highly pure carbon nanotube wire, the carbon nanotube sheet is twisted. It is preferable to obtain a filamentous carbon nanotube linear body.
  • the carbon nanotube linear body may be a linear body in which two or more carbon nanotube linear bodies are woven together. Further, the carbon nanotube linear body may be a linear body in which carbon nanotubes and other conductive materials are composited (hereinafter, also referred to as “composite linear body”).
  • the composite linear body for example, (i) a carbon nanotube linear body in which carbon nanotubes are pulled out in a sheet shape from the end of the carbon nanotube forest, the drawn carbon nanotube sheets are bundled, and then the bundle of carbon nanotubes is twisted.
  • a linear body of a single metal or a linear body of a metal alloy or a composite linear body and a composite linear body obtained by twisting a bundle of carbon nanotubes
  • a linear body of a single metal or a metal alloy examples thereof include a composite linear body obtained by knitting a linear body or a composite linear body and a carbon nanotube linear body or a composite linear body.
  • a metal when twisting the bundle of carbon nanotubes, a metal may be supported on the carbon nanotubes in the same manner as in the composite linear body of (i).
  • the composite linear body of (iii) is a composite linear body when two linear bodies are knitted, but at least one linear body of a single metal or a linear body of a metal alloy or a composite. If a linear body is included, three or more of a carbon nanotube linear body, a linear body of a single metal, a linear body of a metal alloy, or a composite linear body may be knitted.
  • the metal of the composite linear body include elemental metals such as gold, silver, copper, iron, aluminum, nickel, chromium, tin, zinc, palladium, rhodium, and platinum, and alloys containing at least one of these elemental metals. (Copper-nickel-phosphorus alloy, copper-iron-phosphorus-zinc alloy, etc.) can be mentioned.
  • the conductive linear body 22 may be a linear body having a conductive coating on the yarn.
  • the yarn include yarns spun from resins such as nylon and polyester.
  • the conductive coating include coatings of metals, conductive polymers, carbon materials and the like.
  • the conductive coating can be formed by plating, a vapor deposition method, or the like.
  • a linear body having a conductive coating on the yarn can improve the conductivity of the linear body while maintaining the flexibility of the yarn. That is, it becomes easy to reduce the resistance of the pseudo-seat structure 20.
  • the pseudo-sheet structure 20 is preferably supported by the base material 10.
  • the material of the base material 10 is not particularly limited as long as it can support the pseudo-sheet structure 20.
  • Examples of the base material 10 include paper, a thermoplastic resin film, a cured product film of a curable resin, a metal foil, a non-woven fabric, a woven fabric, and a glass film.
  • Examples of the thermoplastic resin film include polyester-based, polycarbonate-based, polyimide-based, polyolefin-based, polyurethane-based, and acrylic-based resin films.
  • the base material 10 is also preferably plate-shaped. From the viewpoint of imparting light transmission to the sheet-shaped conductive member 1, the base material 10 preferably has light transmission.
  • the pseudo-sheet structure 20 is preferably fixed to the base material 10 by the resin layer 30.
  • the resin layer 30 makes it easier for the pseudo-sheet structure 20 to be fixed to the surface of the base material 10.
  • the conductive linear body 22 is contained in the resin layer 30 on the base material 10.
  • the conductive linear body 22 is not entirely buried in the resin layer 30, but is exposed on the surface of the resin layer 30. Since the conductive linear body 22 is included in the resin layer 30, the displacement of the conductive linear body 22 can be suppressed. From the viewpoint of imparting light transmission to the sheet-shaped conductive member 1, the resin layer 30 preferably has light transmission.
  • the resin layer 30 contains a resin.
  • the type of resin contained in the resin layer 30 is not particularly limited.
  • the resin contained in the resin layer 30 may be a curable resin or a non-curable resin.
  • the resin layer 30 preferably contains a curable resin.
  • the curable resin is cured, so that the resin layer 30 can be imparted with sufficient hardness to protect the pseudo-sheet structure 20. Further, the impact resistance of the resin layer 30 after curing is improved, and deformation of the resin layer 30 due to impact can be suppressed.
  • the curable resin contained in the resin layer 30 is preferably an energy ray-curable resin such as ultraviolet rays, visible energy rays, infrared rays, or electron beams because it can be easily cured in a short time.
  • the "energy ray curing” also includes thermosetting by heating using energy rays.
  • the resin contained in the resin layer 30 may be one kind alone or two or more kinds of resins.
  • the resin layer 30 for fixing the pseudo-sheet structure 20 to the base material 10 preferably contains a cured product of a curable resin.
  • the resin layer 30 contains an adhesive as a resin component.
  • the adhesive contained in the resin layer 30 include so-called heat-seal type adhesives that are bonded by heat, and adhesives that are moistened to develop adhesiveness.
  • the adhesive contained in the resin layer 30 is preferably an adhesive (pressure sensitive adhesive).
  • the pressure-sensitive adhesive contained in the resin layer 30 is not particularly limited.
  • examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic pressure-sensitive adhesive, a urethane-based pressure-sensitive adhesive, a rubber-based pressure-sensitive adhesive, a polyester-based pressure-sensitive adhesive, a silicone-based pressure-sensitive adhesive, and a polyvinyl ether-based pressure-sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive is preferably at least one selected from the group consisting of acrylic pressure-sensitive adhesives, urethane-based pressure-sensitive adhesives, and rubber-based pressure-sensitive adhesives, and more preferably acrylic-based pressure-sensitive adhesives.
  • the adhesive contained in the resin layer 30 is preferably a curable adhesive, and more preferably a curable pressure-sensitive adhesive (pressure-sensitive adhesive).
  • the curable adhesive include an energy ray-curable adhesive, a heat-curable adhesive, and a naturally curable adhesive. Since it cures in a short time, the adhesive contained in the resin layer 30 is preferably an energy ray-curable adhesive from the viewpoint of productivity.
  • the energy ray-curable adhesive for example, a radical-curable adhesive is preferably used.
  • radical curable adhesive examples include an electron beam curable type and an energy ray curable type adhesive such as an ultraviolet curable type.
  • an energy ray-curable adhesive that can be cured in a short time is preferable, and an ultraviolet curable adhesive that can be cured with low energy is preferable.
  • the resin layer 30 may contain an inorganic filler.
  • the hardness of the cured resin layer 30 can be further improved.
  • the thermal conductivity of the resin layer 30 is improved.
  • the adherend contains glass as a main component, the linear expansion coefficients of the sheet-like conductive member 1 and the adherend can be brought close to each other, whereby the sheet-like conductive member 1 can be attached and required to be attached to the adherend. The reliability of the device obtained by curing is improved accordingly.
  • the inorganic filler examples include inorganic powders (for example, powders such as silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, and boron nitride), spherical beads of inorganic powder, and single crystal fibers. And glass fiber and the like.
  • inorganic powders for example, powders such as silica, alumina, talc, calcium carbonate, titanium white, red iron oxide, silicon carbide, and boron nitride
  • silica filler and alumina filler are preferable as the inorganic filler.
  • the inorganic filler may be used alone or in combination of two or more.
  • the resin layer 30 may contain other components.
  • Other ingredients include, for example, well-known additions of organic solvents, flame retardants, tackifiers, UV absorbers, antioxidants, preservatives, fungicides, plasticizers, defoamers, and wettability modifiers. Agents can be mentioned.
  • the thickness of the resin layer 30 is appropriately determined according to the use of the sheet-shaped conductive member 1.
  • the thickness of the resin layer 30 is preferably 3 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the method for manufacturing the pseudo-sheet structure and the sheet-shaped conductive member according to the present embodiment is not particularly limited.
  • the pseudo-sheet structure and the sheet-shaped conductive member are manufactured, for example, through the following steps. First, a laminate having the base material 10 and the resin layer 30 formed on the surface of the base material 10 is prepared. Next, the conductive linear bodies 22 are arranged and arranged on the surface of the resin layer 30 to form the pseudo-sheet structure 20. For example, in a state where the resin layer 30 with the base material 10 is arranged on the outer peripheral surface of the drum member, the conductive linear body 22 is spirally wound on the surface of the resin layer 30 while rotating the drum member.
  • the bundle of the conductive linear bodies 22 wound in a spiral shape is cut along the axial direction of the drum member.
  • the pseudo-sheet structure 20 is formed, and the pseudo-sheet structure 20 is arranged on the resin layer 30.
  • the base material 10 on which the pseudo-sheet structure 20 is arranged on the resin layer 30 is taken out from the drum member.
  • a sheet-shaped conductive member 1 including the base material 10, the resin layer 30, and the pseudo-sheet structure 20 is obtained.
  • the feeding portion of the conductive linear body 22 is moved along a direction parallel to the axis of the drum member, whereby the adjacent conductivity in the pseudo-sheet structure 20 is obtained.
  • the distance L between the sex linear bodies 22 can be easily adjusted so as to satisfy the above formula (1) or formula (2).
  • the pseudo-sheet structure 20 can be manufactured by arranging the conductive linear bodies 22 at intervals L satisfying the above formula (1) or the formula (2). .. It is also possible to manufacture the sheet-shaped conductive member 1 by laminating the manufactured pseudo-sheet structure 20 and the resin layer 30 of the laminated body having the base material 10 and the resin layer 30.
  • the electromagnetic wave transmittance of the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment in each band of 20 GHz or more and 110 GHz or less is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more and 100% or less. It is preferably 80% or more and 100% or less, more preferably. According to the pseudo-sheet structure 20 having such an electromagnetic wave transmittance, the electromagnetic wave oscillated from the sensor can be transmitted more efficiently.
  • the electromagnetic wave transmittance in the band of 20 GHz or more and 110 GHz or less can be measured by a free space type S parameter method using a vector network analyzer (“N5290A” manufactured by Keysight Co., Ltd.).
  • the light transmittance of the sheet-shaped conductive member 1 and the pseudo-sheet structure 20 is preferably 70% or more, more preferably 70% or more and 100% or less, and 80%. It is more preferably% or more and 100% or less.
  • the light transmittance of the sheet-shaped conductive member 1 and the pseudo-sheet structure 20 is an average value obtained by measuring the light transmittance in the visible region (380 nm or more and 760 nm or less) with a light transmittance meter.
  • the sheet-shaped conductive member 1 is used, for example, by being attached to an adherend.
  • the resin layer 30 contains a curable resin
  • the resin layer 30 is cured after the sheet-shaped conductive member 1 is attached to the adherend.
  • the pseudo-sheet structure 20 side of the sheet-shaped conductive member 1 is attached to the adherend (that is, pseudo between the resin layer 30 and the adherend). It may be attached to the adherend with the sheet structure 20 interposed therebetween), or the base material 10 side of the sheet-like conductive member 1 not provided with the resin layer 30 may be attached to the adherend.
  • the pseudo-sheet structure 20 side of the sheet-shaped conductive member 1 may be attached to the adherend to cure the resin layer 30, and then the base material 10 may be peeled off from the cured resin layer 30. Even when the base material 10 is peeled off in this way, the pseudo-sheet structure 20 is sufficiently protected between the adherend and the cured resin layer 30, so that the pseudo-sheet structure 20 has impact resistance. Sex is obtained. Further, when the sheet-shaped conductive member 1 or the pseudo-sheet structure 20 is applied as a heating element, the resin layer 30 also contributes to the prevention of electric shock during heat generation (when energized).
  • the sheet-shaped conductive member 1 or the pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment can be suitably used as a snow melting heater for a radar portion of a millimeter-wave radar. It is more preferable that the sheet-shaped conductive member 1 or the pseudo-seat structure 20 according to the present embodiment is used for a millimeter-wave radar mounted on an automobile.
  • the millimeter wave radar detects a detection target using electromagnetic waves in the millimeter wave band (about 60 GHz to 80 GHz, for example, 76 GHz (wavelength 3.9 mm) or 79 GHz (wavelength 3.8 mm)). Since water droplets and snow have high absorption characteristics, if water droplets and snow adhere to the surface layer of the radar, it becomes difficult to detect electromagnetic waves.
  • the frequency band for example, 28 GHz (wavelength 10.7 mm) or 39 GHz (wavelength 7.7 mm)
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the heat generating device 50.
  • the heating device 50 includes a heating element according to the present embodiment (sheet-shaped conductive member 1 or pseudo-sheet structure 20 according to the present embodiment) and an electrode portion 40 that supplies power to the pseudo-sheet structure 20 of the heating element.
  • the electrode portion 40 is used to supply an electric current to the conductive linear body 22.
  • the electrode portion 40 is electrically connected to and arranged at both ends of the conductive linear body 22. Even when the width D or diameter of the conductive linear body 22 is small, the electrode portion 40 is preferably strip-shaped because a good contact area with the conductive linear body 22 can be secured.
  • a conductive foil or plate can be used as the electrode portion 40.
  • the electrode portion 40 for example, a metal foil or plate such as gold, silver, copper, nickel, iron, aluminum, tungsten, molybdenum, palladium, rhodium, platinum and titanium is applied.
  • the electrode portion 40 includes the above-mentioned metals, other metals, and stainless steel containing non-metallic elements, carbon steel, brass, phosphorous copper, zirconium copper alloy, beryllium copper, iron nickel, dichrome, nickel titanium, cantal, hasteroi, and so on.
  • foils or plates of alloys such as renium tungsten may be applied, and strips containing carbon materials such as carbon nanotubes, carbon nanofibers and graphene may be used.
  • the electrode portion 40 may be a laminated body in which a plastic film is laminated with a band-shaped body containing these metal foils or plates, alloy foils or plates, or a carbon material.
  • the electrode portion 40 is an electrode formed by solidifying a liquid conductive material (that is, an electrode made of a solidified liquid conductive material) from the viewpoint of ensuring a good connection state between the conductive linear body 22 and the electrode portion 40. ) May be.
  • a typical example of the liquid conductive material is a conductive paste.
  • the conductive paste for example, a paste in which metal particles or carbon particles are dispersed in a binder resin and / or an organic solvent can be applied.
  • the metal particles include metal particles such as gold, silver, copper, and nickel.
  • the binder resin include well-known resins such as polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, and phenol resin.
  • solder, conductive ink, or the like may be applied in addition to the conductive paste.
  • a conductive foil or plate and a liquid conductive material may be used in combination. After applying a liquid conductive material to the pseudo-sheet structure 20, a conductive foil or plate may be attached, or after attaching a conductive foil or plate having through holes formed, the liquid conductive material may be attached. May be applied.
  • the connection between the electrode portion 40 and the conductive linear body 22 becomes better.
  • a plurality of conductive linear bodies 22 in which a plurality of conductive linear bodies 22 are closely arranged may be used as the electrode portion 40.
  • the ratio of the resistance values of the electrode portion 40 and the pseudo-sheet structure 20 is preferably 0.0001 or more and 0.3 or less, and more preferably 0.0005 or more and 0.1 or less.
  • the ratio of the resistance values of the electrode portion 40 and the pseudo-sheet structure 20 can be obtained from "the resistance value of the electrode portion 40 / the resistance value of the pseudo-sheet structure 20".
  • the ratio of the resistance values of the electrode portion 40 and the pseudo-sheet structure 20 is within this range, when the sheet-shaped conductive member 1 is used as a heating element, abnormal heat generation at the electrode portion is suppressed.
  • the pseudo sheet structure 20 is used as a film heater, only the pseudo sheet structure 20 generates heat, and a film heater having good heat generation efficiency can be obtained.
  • the resistance value between the electrode portion 40 and the pseudo-sheet structure 20 can be measured using a tester. First, the resistance value of the electrode portion 40 is measured, and the resistance value of the pseudo-sheet structure 20 to which the electrode portion 40 is attached is measured. After that, the resistance values of the electrode portion 40 and the pseudo-sheet structure 20 are calculated by subtracting the measured values of the electrode portion 40 from the resistance values of the pseudo-sheet structure 20 to which the electrodes are attached.
  • the thickness of the electrode portion 40 is preferably 2 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 2 ⁇ m or more and 120 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the electrode is within the above range, the electric conductivity is high and the resistance is low, and the resistance value with the pseudo-sheet structure can be suppressed low. Moreover, sufficient strength can be obtained as an electrode.
  • the sensor device includes a pseudo-seat structure according to the above embodiment and a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less.
  • the sensor device includes a sheet-shaped conductive member according to the embodiment and a sensor that oscillates an electromagnetic wave in a band of 20 GHz or more and 100 GHz or less.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of the sensor device 100 according to the present embodiment.
  • the sensor device 100 according to the present embodiment includes a sheet-shaped conductive member 1 and a sensor 110.
  • the sensor device 100 according to the present embodiment further includes a protective member 120.
  • the sheet-shaped conductive member 1 is preferably arranged between the sensor 110 and the protective member 120.
  • the resin layer 30 side of the sheet-shaped conductive member 1 is arranged to face the protective member 120, and the base material 10 side is arranged to face the sensor 110, but the present invention is limited to such an arrangement. Not done.
  • the resin layer 30 side of the sheet-shaped conductive member 1 may be arranged to face the sensor 110, and the base material 10 side may be arranged to face the protective member 120.
  • the distance L between the conductive linear bodies 22 of the pseudo-sheet structure 20 satisfies the above formula (1) defined according to the frequency of the electromagnetic wave oscillated by the sensor 110, and is a formula. It is preferable to satisfy (2).
  • the width D of the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 preferably satisfies the formula (3) defined according to the frequency of the electromagnetic wave oscillated by the sensor 110. ..
  • the sensor 110 of the sensor device according to the present embodiment is preferably a sensor that oscillates linearly polarized waves as electromagnetic waves.
  • the conductive linear body 22 of the pseudo-sheet structure 20 has a longitudinal direction of the conductive linear body 22 with respect to a plane of polarization of linearly polarized waves oscillated from the sensor 110. It is preferable that the pseudo sheet structure 20 is tilted and arranged in a range of 70 ° or more and 110 ° or less, and further, it is preferable that the pseudo sheet structure 20 is fixed to the sensor 110 so as to satisfy the tilt range. ..
  • the range of the inclination is more preferably 80 ° or more and 100 ° or less, and further preferably 85 ° or more and 95 ° or less.
  • the longitudinal direction of the conductive linear body 22 is arranged at an angle of 70 ° or more and 110 ° or less with respect to the plane of polarization of linearly polarized waves oscillated from the sensor 110. Therefore, it is possible to suppress the transmission of electromagnetic waves oscillated from an oscillation source different from that of the sensor 110.
  • the distance L between the plurality of conductive linear bodies 22 satisfies the relationship of "L ⁇ 20 mm" in the above formula (1), the distance L between the conductive linear bodies 22 does not become too large, and the other It is possible to suppress the transmission of electromagnetic waves oscillated from the oscillation source of. That is, when the inclination angle of the conductive linear body 22 with respect to the plane of polarization of the electromagnetic wave in the longitudinal direction satisfies the above range, the sensor device 100 according to the present embodiment can be used with another oscillation source (for example, another sensor or the like). ) Also has the function of shielding the electromagnetic waves oscillated. As a result, the sensor device 100 is less likely to malfunction due to electromagnetic waves flying from the outside.
  • another oscillation source for example, another sensor or the like
  • a mode in which a plurality of conductive linear bodies 22 are supported by the base material 10 has been described as an example, but the present invention is not limited to such a mode.
  • a sheet-shaped conductive member in which a plurality of conductive linear bodies 22 are supported by the resin layer 30 may be used.
  • the pseudo-sheet structure 20 can be attached to the adherend via the resin layer 30.
  • the embodiment in which the sheet-shaped conductive member 1 has the electrode portion 40 has been described as an example, but the present invention is not limited to such an embodiment.
  • the sheet-shaped conductive member 1 does not have to include the electrode portion 40.
  • An electrode portion 40 may be provided in advance on an article to which the sheet-shaped conductive member is attached, and the sheet-shaped conductive member may be attached so that the pseudo-sheet structure 20 is in contact with the electrode portion 40.
  • Example 1 An adhesive sheet was wrapped around a rubber drum.
  • an acrylic film as a base material manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, "Acriprene”, thickness 75 ⁇ m
  • an adhesive layer laminated on the base material manufactured by Lintec Corporation, “PK”, thickness
  • a sheet size: 120 mm ⁇ 120 mm having a size of 20 ⁇ m
  • the pressure-sensitive adhesive sheet was wrapped around a rubber drum with the pressure-sensitive adhesive surface of the pressure-sensitive adhesive layer facing outward and without wrinkles. After winding, both ends of the adhesive sheet in the circumferential direction of the rubber drum were fixed with double-sided tape.
  • a stainless steel conductive linear body (manufactured by Tokusai Co., Ltd., “SUS304”, diameter D: 35 ⁇ m) wound around the bobbin was attached to the surface of an adhesive sheet located near the end of the rubber drum. After that, the linear body was wound up with a rubber drum while being drawn out from the bobbin. When winding the linear body, the rubber drum was gradually moved in a direction parallel to the drum axis, and the linear body was wound around the rubber drum while drawing a spiral at regular intervals.
  • the adhesive sheet was cut together with the stainless steel linear bodies in parallel with the drum shaft to obtain a sheet-like conductive member in which a pseudo-sheet structure in which the stainless steel linear bodies were arranged was laminated on the adhesive sheet.
  • the diameter D and the interval L of the linear bodies of the pseudo-sheet structure were such that the diameter D of the linear bodies D was 35 ⁇ m and the interval L of the arranged linear bodies was 0.130 mm.
  • an acrylic film with electrodes was prepared as an adherend.
  • the acrylic film with electrodes was produced by attaching a copper tape (width 10 mm, length 130 mm, thickness 35 ⁇ m) as a pair of electrodes to an acrylic film (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Acriprene” thickness 75 ⁇ m).
  • the produced sheet-shaped conductive member and an acrylic film with electrodes were bonded to each other, and a copper tape as an electrode and both ends of each of the stainless steel linear bodies were electrically connected. In this way, the heat generating device according to the first embodiment was obtained.
  • Example 2 In the heat generating device according to the second embodiment, the conductive linear body is changed to a conductive linear body made of tungsten (manufactured by Tokusai Co., Ltd., "TWG-CS", diameter D: 14 ⁇ m), and the conductive linear body is formed. It was produced in the same manner as in Example 1 except that the interval L was changed to 1.000 mm.
  • Example 3 In the heat generating device according to the third embodiment, the conductive linear body is changed to a gold-plated stainless wire (manufactured by Tokusai Co., Ltd., "SUS304-Up", diameter D: 35 ⁇ m), and the interval L of the conductive linear bodies is set to 3. It was produced in the same manner as in Example 1 except that it was changed to .000 mm.
  • Example 4 The heat generating device according to Example 4 was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the distance L between the tungsten linear bodies as the conductive linear bodies was changed to 3.000 mm.
  • Example 5 In the heat generating device according to the fifth embodiment, the stainless steel linear body as the conductive linear body is changed to a nickel wire (manufactured by Tokusai Co., Ltd., "Ni wire", diameter D: 30 ⁇ m), and the conductive linear body is used. It was produced in the same manner as in Example 1 except that the interval L was changed to 9 mm.
  • Comparative Example 1 The heat generating device according to Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the distance L between the conductive linear bodies was changed to 0.100 mm.
  • Comparative Example 2 The heat generating device according to Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the distance L between the conductive linear bodies was changed to 25 mm.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state in which the longitudinal angle ⁇ 2 of the conductive linear body 22 of the pseudo-seat structure 20 is arranged at an angle of 90 °.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the longitudinal angle of the conductive linear body with respect to the plane of polarization and the electromagnetic wave transmittance for the heat generating devices according to the first embodiment and the first comparative example.
  • the pseudo-sheet structure included in the heat generating devices according to Examples 1 to 5 a plurality of conductive linear bodies were arranged at intervals L satisfying the above formula (1), so that good electromagnetic wave transmittance and heating efficiency were obtained. showed that.
  • the pseudo-seat structures according to Examples 1 to 5 efficiently transmit electromagnetic waves and exhibit a heater function.
  • the distance between the conductive linear bodies was narrow, and the angle of the conductive linear bodies with respect to the plane of polarization was also greatly inclined, so that the electromagnetic wave transmittance was low.
  • the pseudo-seat structure included in the heat generating device according to Comparative Example 2 was not manufactured at an interval L of linear bodies satisfying the above formula (1), and the heating unevenness was large. It is considered that the distance between the plurality of conductive linear bodies in the pseudo-sheet structure according to Comparative Example 2 was too wide.
  • Sheet-shaped conductive member 10 ... Base material, 100 ... Sensor device, 110 ... Sensor, 20 ... Pseudo-sheet structure, 22 ... Conductive linear body, 30 ... Resin layer, 40 ... Electrode part, 50 ... Heat generating device , D ... width, L ... spacing, P1 ... polarization plane, P2 ... polarization plane, P3 ... polarization plane.

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Abstract

20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーに用いられる疑似シート構造体(20)であって、疑似シート構造体(20)は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体(22)からなり、複数の導電性線状体(22)の間隔Lは、下記式(1)を満たす、疑似シート構造体(20)。 0.034×λ≦L≦20mm …(1) 式(1)中、Lは、複数の導電性線状体(22)の間隔であり、λは、センサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。

Description

疑似シート構造体、シート状導電部材及びセンサー装置
 本発明は、疑似シート構造体、シート状導電部材及びセンサー装置に関する。
 現状、ミリ波レーダー、AIDAS(Attention Interest Desire Action Satisfaction)又は道路標示看板などにおいて、例えば、ミリ波であれば周波数76GHz(3.9mm)又は79±4GHz(3.6mm~3.8mm~4.0mm)のレーザーが使用されている。また、LiDAR(Light Detection and Ranging)には、シリコンを使用した950nm波長のレーザー、又は、ガリウムヒ素を使用した1550nm波長の通信用レーザーが使用されている。
 従って、使用するレーダーの波長は、LiDARに使用されるような900nm~1600nm、又はミリ波レーダーに使用するような3.5mm~4.4mmである。
 通常、このようなレーダーは、レーダー自身が照射した偏波が反射して回帰した電磁波を認知して位置情報を得ている。そのため、レーダーが照射又は発振する偏波を、反射したり吸収したりする物体を各レーダー表層に対して設けると、正確な位置情報を得ることが難しくなる。エンブレム下にレーダーを設置した車においては、エンブレムに使用する金属箔膜にクラックを入れる等の工夫により、減衰を回避している。さらに、エンブレム上への積雪による減衰を抑制するために、ヒーターが用いられる場合があるが、ITO(酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide))を使用したヒーターでは減衰が大きいため、使用できない。
 例えば、特許文献1には、センサーに対面して配置される透明発熱体が記載されている。この透明発熱体は、一対のバスバーを連結する複数の連結導電体を有する。特許文献1には、連結導電体の配列方向及び連結導電体の折り返し回数を規定することで、発熱用導電体の抵抗値を適切に制御できると記載されている。
特開2019-96617号公報
 前述のとおり、センサーに搭載されるヒーターには、加熱機能だけでなく、優れた電磁波透過性が求められるところ、特許文献1には、優れた電磁波透過性とヒーター機能とを兼ね備えたヒーターを得るための詳細な条件が記載されていない。
 本発明の目的は、効率よく電磁波を透過させ、かつヒーター機能を有する疑似シート構造体を提供することである。本発明の別の目的は、当該疑似シート構造体を備えたシート状導電部材を提供することである。本発明の別の目的は、当該疑似シート構造体又は当該シート状導電部材を備えたセンサー装置を提供することである。
 本発明の一態様によれば、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーに用いられる疑似シート構造体であって、
 前記疑似シート構造体は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体からなり、
 前記複数の導電性線状体の間隔Lは、下記式(1)を満たす、
 疑似シート構造体が提供される。
  0.034×λ≦L≦20mm …(1)
 前記式(1)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
 本発明の一態様に係る疑似シート構造体において、前記複数の導電性線状体の間隔Lは、下記式(2)を満たすことが好ましい。
  0.034×λ≦L≦0.86×λ …(2)
 前記式(2)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
 本発明の一態様に係る疑似シート構造体において、前記疑似シート構造体を平面視した際の前記導電性線状体の幅Dは、下記式(3)を満たすことが好ましい。
  D≦0.013×λ …(3)
 前記式(3)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、D及びλの単位は、mmである。
 本発明の一態様に係る疑似シート構造体において、前記センサーから発振される電磁波は、直線偏波であり、前記導電性線状体は、当該導電性線状体の長手方向が前記直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて、配列されていることが好ましい。
 本発明の一態様に係る疑似シート構造体において、前記疑似シート構造体は、前記センサーとは異なる発振源から発振された電磁波の透過を抑制する電磁波フィルター、かつ加熱素子として利用されることが好ましい。
 本発明の一態様によれば、本発明の一態様に係る疑似シート構造体と、前記疑似シート構造体を支持する基材と、を備えるシート状導電部材が提供される。
 本発明の一態様に係るシート状導電部材において、前記疑似シート構造体は、樹脂層によって前記基材に固定されていることが好ましい。
 本発明の一態様に係るシート状導電部材において、前記樹脂層は、硬化性樹脂の硬化物を含有することが好ましい。
 本発明の一態様によれば、本発明の一態様に係る疑似シート構造体と、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有するセンサー装置が提供される。
 本発明の一態様によれば、本発明の一態様に係るシート状導電部材と、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有するセンサー装置が提供される。
 本発明の一態様によれば、効率よく電磁波を透過させ、かつヒーター機能を有する疑似シート構造体を提供できる。また、本発明の一態様によれば、当該疑似シート構造体を備えたシート状導電部材を提供できる。また、本発明の一態様によれば、当該疑似シート構造体又は当該シート状導電部材を備えたセンサー装置を提供できる。
一実施形態に係る疑似シート構造体を含むシート状導電部材の概略断面図である。 一実施形態に係る疑似シート構造体を含むシート状導電部材の概略平面図である。 一実施形態に係る疑似シート構造体と電極とを有する発熱装置の概略平面図である。 一実施形態に係る疑似シート構造体とセンサーとを有するセンサー装置の概略断面図である。 導電性線状体の長手方向と直線偏波の偏波面との配置状態を説明するための概略斜視図である。 偏波面に対する導電性線状体の長手方向角度と、電磁波透過率との関係を示すグラフである。
 以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は、実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大又は縮小をして図示した部分がある。
[第1実施形態]
(シート状導電部材)
 図1には、本実施形態に係る疑似シート構造体20を含むシート状導電部材1の概略断面図が示されている。
 図2には、本実施形態に係る疑似シート構造体20を含むシート状導電部材1の概略平面図が示されている。
 本実施形態に係るシート状導電部材1は、疑似シート構造体20と、疑似シート構造体20を支持する基材10と、を備える(図1及び図2参照)。疑似シート構造体20は、樹脂層30によって、基材10に固定されている(図1及び図2参照)。
(疑似シート構造体)
 本発明における疑似シート構造体20とは、複数の導電性線状体22が互いに間隔をもって配列されたシート状の構造体をいう。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20は、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーに用いられる。
 疑似シート構造体20は、複数の導電性線状体22を含む。疑似シート構造体20において、複数の導電性線状体22は、互いに間隔をもって配列されている。すなわち、疑似シート構造体20は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体22からなる。複数の導電性線状体22は、それぞれ、一方向に延びていることが好ましい。複数の導電性線状体22は、それぞれ、平行に配列されていることも好ましい。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20において、複数の導電性線状体22の間隔Lは、下記式(1)を満たす。
  0.034×λ≦L≦20mm …(1)
 前記式(1)中、Lは、複数の導電性線状体22の間隔であり、λは、疑似シート構造体20が用いられるセンサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
 なお、周波数f[Hz]に対する波長λ[m]は、次の式で求めることができる。
   λ=c/f
 cは、電磁波の伝播する速度(位相速度)であり、光速に等しい。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20において、隣接する複数の導電性線状体22の間隔Lが前記式(1)中の「0.034×λ≦L」という関係を満たすため、疑似シート構造体20は、センサーから発振される電磁波を効率よく透過させることができる。さらに、複数の導電性線状体22の間隔Lが前記式(1)中の「L≦20mm」という関係を満たすため、導電性線状体22同士の間隔Lが大きくなり過ぎない。そのため、発熱体としての疑似シート構造体20は、抵抗を低く維持しつつ、温度上昇の分布が均一なヒーターとしても機能し得る。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20において、複数の導電性線状体22の間隔Lは、下記式(2)を満たすことが好ましい。
  0.034×λ≦L≦0.86×λ …(2)
 前記式(2)中、Lは、複数の導電性線状体22の間隔であり、λは、疑似シート構造体20が用いられるセンサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20において、複数の導電性線状体22の間隔Lが前記式(2)を満たす場合には、疑似シート構造体20は、他のセンサーから発振される電磁波をさらに効率よく反射させることができる。さらに、疑似シート構造体20のヒーター機能も向上する。
 導電性線状体22の間隔Lは、20mm以下であることが好ましい。導電性線状体22の間隔Lが20mm以下であれば、疑似シート構造体20の面内における発熱のばらつきを抑制できる。
 複数の導電性線状体22の間隔Lは、導電性線状体22同士の間隔である。なお、隣り合う2つの導電性線状体22の間隔とは、導電性線状体22の方向を揃えて配列させていった長さであって、2つの導電性線状体22の対向する部分間の長さである(図1参照)。
 間隔Lは、導電性線状体22の配列が不等間隔である場合には、全ての隣り合う導電性線状体22同士の間隔の平均値である。間隔Lの値を制御しやすくする観点等から、導電性線状体22は疑似シート構造体20において、略等間隔に配列されていることが好ましく、等間隔に配列されていることがより好ましい。
 導電性線状体22の間隔Lは、デジタル顕微鏡を用いて、疑似シート構造体20の導電性線状体22を観察し、隣り合う2つの導電性線状体22の間隔を測定する。
 導電性線状体22の断面の形状は、特に限定されない。導電性線状体22の断面の形状としては、多角形、扁平形状、楕円形状、円形状及び薄膜状等が挙げられる。本実施形態に係る疑似シート構造体20は、断面が略円形状の導電性線状体22を複数有するが、本発明は、本実施形態における導電性線状体22の断面形状に限定されない。疑似シート構造体20を基材10に固定する樹脂層30に含まれる樹脂との馴染みやすさ等の観点から、導電性線状体22の断面形状は、楕円形状又は円形状であることも好ましい。
 疑似シート構造体20を平面視した際の導電性線状体22の幅Dは、下記式(3)を満たすことが好ましい。
  D≦0.013×λ …(3)
 前記式(3)中、Dは、導電性線状体22の幅であり、λは、疑似シート構造体20が用いられるセンサーから発振される電磁波の波長であり、D及びλの単位は、mmである。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20において、導電性線状体22の幅Dが前記式(3)を満たすため、センサーから発振される電磁波が、疑似シート構造体20に反射されてしまうことを抑制できる。
 導電性線状体22は、疑似シート構造体20の平面視において、直線状又は波形状であることが好ましい。導電性線状体22における波形状としては、例えば、正弦波、矩形波、三角波、又はのこぎり波等が挙げられる。疑似シート構造体20が、上記のような構造であれば、導電性線状体22の軸方向に、シート状導電部材1を伸張した際に、導電性線状体22の切断を抑制できる。
 なお、導電性線状体22の軸方向と直交する方向にシート状導電部材1を伸張しても、導電性線状体22は、切断され難い。そのため、シート状導電部材1は、十分な伸縮性を有する。
 疑似シート構造体20において、導電性線状体22が複数配列されていれば、導電性線状体22の数は、特に限定されない。疑似シート構造体20が有する導電性線状体22の数は、例えば、ヒーター機能を発現させる観点から設定されることも好ましい。
 疑似シート構造体20において、導電性線状体22は、導電性線状体22の軸方向と直交する方向に、等間隔で配列されていることが好ましい。
 導電性線状体22の断面が円形状である場合には、導電性線状体22の直径は、図1及び図2に示す導電性線状体22の幅Dに相当する。導電性線状体22の直径(幅D)は、5μm以上、75μm以下であることが好ましい。シート抵抗の上昇抑制という観点、並びにシート状導電部材1を発熱体として用いた場合の発熱効率及び耐絶縁破壊特性の向上という観点から、導電性線状体22の直径(幅D)は、8μm以上、60μm以下であることがより好ましく、12μm以上、40μm以下であることがさらに好ましい。
 導電性線状体22の断面が楕円形状である場合には、長径が5μm以上、75μm以下であることが好ましく、8μm以上、60μm以下であることがより好ましく、12μm以上、40μm以下であることがさらに好ましい。導電性線状体22の断面が楕円形状である場合には、導電性線状体22の長軸が疑似シート構造体20のシート面に沿って配列されていることが好ましい。
 導電性線状体22の幅Dは、デジタル顕微鏡を用いて、疑似シート構造体20を平面視して導電性線状体22を観察し、無作為に選んだ5箇所で、導電性線状体22の幅を測定し、その平均値とする。
 導電性線状体22の体積抵抗率Rは、1.0×10-9Ω・m以上、1.0×10-3Ω・m以下であることが好ましく、1.0×10-8Ω・m以上、1.0×10-4Ω・m以下であることがより好ましい。導電性線状体22の体積抵抗率Rを上記範囲にすると、疑似シート構造体20の面抵抗が低下しやすくなる。
 導電性線状体22の体積抵抗率Rの測定は、次の通りである。導電性線状体22の両端に銀ペーストを塗布し、端部からの長さ40mmの部分の抵抗を測定し、導電性線状体22の抵抗値を求める。そして、導電性線状体22の断面積(単位:m)を上記の抵抗値に乗じ、得られた値を上記の測定した長さ(0.04m)で除して、導電性線状体22の体積抵抗率Rを算出する。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20は、電磁波として直線偏波を発振するセンサーに用いられることが好ましい。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20の導電性線状体22は、当該導電性線状体22の長手方向が、疑似シート構造体20が用いられるセンサーから発振される直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて配列されていることが好ましい。
 偏波面は、直線偏波成分の電界が振動する方向と、直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面であり、図2には、直線偏波成分が伝搬する方向に沿って疑似シート構造体20を見た概略平面図が示されている。
 例えば、偏波面P1に対して、疑似シート構造体20の導電性線状体22の長手方向は、角度θ1で傾いて配列されている。
 また、例えば、偏波面P2に対して、疑似シート構造体20の導電性線状体22の長手方向は、角度θ2(具体的には、90°)で傾いて配列されている。
 例えば、偏波面P3に対して、疑似シート構造体20の導電性線状体22の長手方向は、角度θ3で傾いて配列されている。
 本実施形態に係る疑似シート構造体20の導電性線状体22の長手方向が、当該センサーから発振される直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて配列されていることで、当該センサーとは異なる発振源から発振された電磁波の透過を抑制できる。また、複数の導電性線状体22の間隔Lが前記式(1)中の「L≦20mm」という関係を満たすため、導電性線状体22同士の間隔Lが大きくなり過ぎず、加熱時の温度ムラを抑制することができ、融雪に対して有効に作用することができる。
 すなわち、本実施形態に係る疑似シート構造体20は、他の発振源(例えば、他のセンサー等)から発振された電磁波に対するフィルターとしても機能する。その結果、疑似シート構造体20によれば、他の発振源から発振された電磁波によるセンサーの誤作動を抑制できる。
 したがって、本実施形態に係る疑似シート構造体20は、センサーとは異なる発振源から発振された電磁波の透過を抑制する電磁波フィルター、かつ加熱素子として好適に利用される。
 本実施形態において、導電性線状体22は、前記式(1)を満たす限り、特に制限はない。
 導電性線状体22としては、例えば、金属ワイヤーを含む線状体(以下「金属ワイヤー線状体」とも称する)、カーボンナノチューブを含む線状体、糸に導電性被覆が施された線状体、及び金属箔等が挙げられる。
 導電性線状体22は、金属ワイヤー線状体であることが好ましい。金属ワイヤーは高い熱伝導性、高い電気伝導性、高いハンドリング性、及び汎用性を有する。そのため、導電性線状体22として金属ワイヤー線状体を適用すると、疑似シート構造体20の抵抗値を低減しつつ、光線透過性が向上しやすくなる。また、導電性線状体22が金属ワイヤー線状体である場合、シート状導電部材1又は疑似シート構造体20を発熱体として適用したとき、速やかな発熱が実現されやすくなる。さらに、上述したように、金属ワイヤー線状体を用いることで、幅D又は直径が細い導電性線状体22を得やすい。
 導電性線状体22は、金属ワイヤーを含む線状体であってもよい。金属ワイヤーを含む線状体は、1本の金属ワイヤーからなる線状体であってもよいし、複数本の金属ワイヤーを撚った線状体であってもよい。
 金属ワイヤーとしては、銅、アルミニウム、タングステン、鉄、モリブデン、ニッケル、チタン、銀、金、パラジウム、ロジウム、白金等の金属、又は、金属を2種以上含む合金(例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鋼鉄、真鍮、りん青銅、ジルコニウム銅合金、ベリリウム銅、鉄ニッケル、ニクロム、ニッケルチタン、カンタル、ハステロイ、及びレニウムタングステン等)を含むワイヤーが挙げられる。また、金属ワイヤーは、錫、亜鉛、銀、ニッケル、クロム、ニッケルクロム合金、又は、はんだ等でめっきされたものであってもよく、後述する炭素材料やポリマーにより表面が被覆されたものであってもよい。特に、タングステン及びモリブデン並びにこれらを含む合金から選ばれる一種以上の金属を含むワイヤーが、低い体積抵抗率の導電性線状体22とする観点から好ましい。
 金属ワイヤーとしては、炭素材料で被覆された金属ワイヤーも挙げられる。金属ワイヤーは、炭素材料で被覆されていると、金属光沢が低減し、金属ワイヤーの存在を目立たなくすることが容易となる。また、金属ワイヤーは、炭素材料で被覆されていると金属腐食も抑制される。
 金属ワイヤーを被覆する炭素材料としては、非晶質炭素(例えば、カーボンブラック、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボン、及びカーボンファイバー等)、グラファイト、フラーレン、グラフェン及びカーボンナノチューブ等が挙げられる。
 導電性線状体22は、金属箔であることも好ましい。導電性線状体22としての金属箔は、例えば、金属箔を、エッチング処理等により間隔Lで配列された複数の線状体に加工することによっても得ることができる。また、予め線状に加工された金属箔を間隔Lで配列させてもよい。
 カーボンナノチューブ線状体は、例えば、カーボンナノチューブフォレスト(カーボンナノチューブを、基板に対して垂直方向に配向するよう、基板上に複数成長させた成長体のことであり、「アレイ」と称される場合もある)の端部から、カーボンナノチューブをシート状に引き出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚ることにより得られる。このような製造方法において、撚りの際に捻りを加えない場合には、リボン状のカーボンナノチューブ線状体が得られ、捻りを加えた場合には、糸状の線状体が得られる。リボン状のカーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブが捻られた構造を有しない線状体である。このほか、カーボンナノチューブの分散液から、紡糸をすること等によっても、カーボンナノチューブ線状体を得ることができる。紡糸によるカーボンナノチューブ線状体の製造は、例えば、米国特許出願公開第2013/0251619号明細書(日本国特開2012-126635号公報)に開示されている方法により行うことができる。カーボンナノチューブ線状体の直径の均一さが得られる観点からは、糸状のカーボンナノチューブ線状体を用いることが望ましく、純度の高いカーボンナノチューブ線状体が得られる観点からは、カーボンナノチューブシートを撚ることによって糸状のカーボンナノチューブ線状体を得ることが好ましい。カーボンナノチューブ線状体は、2本以上のカーボンナノチューブ線状体同士が編まれた線状体であってもよい。また、カーボンナノチューブ線状体は、カーボンナノチューブと他の導電性材料が複合された線状体(以下「複合線状体」とも称する)であってもよい。
 複合線状体としては、例えば、(i)カーボンナノチューブフォレストの端部から、カーボンナノチューブをシート状に引き出し、引き出したカーボンナノチューブシートを束ねた後、カーボンナノチューブの束を撚るカーボンナノチューブ線状体を得る過程において、カーボンナノチューブのフォレスト、シート若しくは束、又は撚った線状体の表面に、金属単体又は金属合金を蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、湿式めっき等により担持させた複合線状体、(ii)金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と共に、カーボンナノチューブの束を撚った複合線状体、(iii)金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体と、カーボンナノチューブ線状体又は複合線状体とを編んだ複合線状体等が挙げられる。
 なお、(ii)の複合線状体においては、カーボンナノチューブの束を撚る際に、(i)の複合線状体と同様にカーボンナノチューブに対して金属を担持させてもよい。また、(iii)の複合線状体は、2本の線状体を編んだ場合の複合線状体であるが、少なくとも1本の金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体又は複合線状体が含まれていれば、カーボンナノチューブ線状体又は金属単体の線状体若しくは金属合金の線状体若しくは複合線状体の3本以上を編み合わせてあってもよい。
 複合線状体の金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル、クロム、スズ、亜鉛、パラジウム、ロジウム、白金等の金属単体、及び、これら金属単体の少なくとも一種を含む合金(銅-ニッケル-リン合金、及び、銅-鉄-リン-亜鉛合金等)が挙げられる。
 導電性線状体22は、糸に導電性被覆が施された線状体であってもよい。糸としては、ナイロン、ポリエステル等の樹脂から紡糸した糸等が挙げられる。導電性被覆としては、金属、導電性高分子、炭素材料等の被膜等が挙げられる。導電性被覆は、メッキや蒸着法等により形成することができる。糸に導電性被覆が施された線状体は、糸の柔軟性を維持しつつ、線状体の導電性を向上させることができる。つまり、疑似シート構造体20の抵抗を、低下させることが容易となる。
(基材)
 本実施形態に係るシート状導電部材1において、疑似シート構造体20は、基材10によって支持されていることが好ましい。
 基材10の材質は、疑似シート構造体20を支持可能であれば、特に限定されない。
 基材10としては、例えば、紙、熱可塑性樹脂フィルム、硬化性樹脂の硬化物フィルム、金属箔、不織布、織物及びガラスフィルム等が挙げられる。熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、及びアクリル系等の樹脂フィルムが挙げられる。基材10は、板状であることも好ましい。
 シート状導電部材1に光透過性を付与する観点から、基材10は、光透過性を有することが好ましい。
(樹脂層)
 本実施形態に係るシート状導電部材1において、疑似シート構造体20は、樹脂層30によって基材10に固定されていることが好ましい。樹脂層30によって、疑似シート構造体20が基材10の表面に固定されやすくなる。
 本実施形態に係るシート状導電部材1において、基材10上の樹脂層30中に導電性線状体22が含まれていることが好ましい。導電性線状体22は、その全体が樹脂層30に埋まっているのではなく、樹脂層30の表面に露出している。樹脂層30中に導電性線状体22が含まれていることで、導電性線状体22の位置ずれを抑制できる。
 シート状導電部材1に光透過性を付与する観点から、樹脂層30は、光透過性を有することが好ましい。
 樹脂層30は、樹脂を含有する。樹脂層30が含有する樹脂の種類は、特に限定されない。樹脂層30が含有する樹脂は、硬化性の樹脂であっても、非硬化性の樹脂であってもよい。樹脂層30は、硬化性樹脂を含有することが好ましい。樹脂層30が硬化性樹脂を含有する場合、硬化性樹脂が硬化することにより、疑似シート構造体20を保護するのに充分な硬度を樹脂層30に付与できる。さらに、硬化後の樹脂層30の耐衝撃性が向上し、衝撃による樹脂層30の変形も抑制できる。樹脂層30が含有する硬化性樹脂は、短時間で簡便に硬化することができる点で、紫外線、可視エネルギー線、赤外線、又は電子線等のエネルギー線硬化性の樹脂であることが好ましい。なお、「エネルギー線硬化」には、エネルギー線を用いた加熱による熱硬化も含まれる。
 樹脂層30が含有する樹脂は、1種単独であっても、2種以上の樹脂であってもよい。
 本実施形態に係るシート状導電部材1において、疑似シート構造体20を基材10に固定するための樹脂層30は、硬化性樹脂の硬化物を含有することが好ましい。
 樹脂層30は、樹脂成分として、接着剤を含有することも好ましい。樹脂層30が含有する接着剤は、熱により接着するいわゆるヒートシールタイプの接着剤、湿潤させて貼付性を発現させる接着剤なども挙げられる。シート状導電部材1への適用の簡便さからは、樹脂層30が含有する接着剤は、粘着剤(感圧性接着剤)であることが好ましい。樹脂層30が含有する粘着剤は、特に限定されない。例えば、粘着剤としては、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、およびポリビニルエーテル系粘着剤等が挙げられる。これらの中でも、粘着剤は、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、およびゴム系粘着剤からなる群から選択される少なくともいずれかであることが好ましく、アクリル系粘着剤であることがより好ましい。
 樹脂層30が含有する接着剤は、硬化性の接着剤であることが好ましく、硬化性の粘着剤(感圧性接着剤)であることがより好ましい。硬化型接着剤としては、エネルギー線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、及び自然硬化型接着剤が挙げられる。短時間で硬化するため、生産性の点から、樹脂層30が含有する接着剤は、エネルギー線硬化型の接着剤であることが好ましい。
 エネルギー線硬化型の接着剤としては、例えば、ラジカル硬化型接着剤が好適に用いられる。ラジカル硬化型接着剤としては、電子線硬化型、及び紫外線硬化型等のエネルギー線硬化型の接着剤を例示できる。特に短時間で硬化可能な、エネルギー線硬化型接着剤が好ましく、さらには低エネルギーで硬化可能な紫外線硬化型接着剤が好ましい。
 樹脂層30は、無機充填材を含有していてもよい。樹脂層30が無機充填材を含有することで、硬化後の樹脂層30の硬度をさらに向上させることができる。また、樹脂層30の熱伝導性が向上する。さらに、被着体がガラスを主成分とする場合に、シート状導電部材1と被着体の線膨張係数を近づけることができ、これによって、シート状導電部材1を被着体に貼付および必要に応じて硬化して得た装置の信頼性が向上する。
 無機充填材としては、例えば、無機粉末(例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、及び窒化ホウ素等の粉末)、無機粉末を球形化したビーズ、単結晶繊維、及びガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、無機充填材としては、シリカフィラー及びアルミナフィラーが好ましい。無機充填材は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 樹脂層30は、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、有機溶媒、難燃剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、可塑剤、消泡剤、及び濡れ性調整剤等の周知の添加剤が挙げられる。
 樹脂層30の厚さは、シート状導電部材1の用途に応じて適宜決定される。例えば、接着性の観点から、樹脂層30の厚さは、3μm以上、150μm以下であることが好ましく、5μm以上、100μm以下であることがより好ましい。
(疑似シート構造体及びシート状導電部材の製造方法)
 本実施形態に係る疑似シート構造体及びシート状導電部材の製造方法は、特に限定されない。疑似シート構造体及びシート状導電部材は、例えば、次の工程を経て製造される。
 まず、基材10と、基材10の表面に形成された樹脂層30とを有する積層体を準備する。次に、樹脂層30の表面上に、導電性線状体22を配列しながら配置して、疑似シート構造体20を形成する。例えば、ドラム部材の外周面に基材10付きの樹脂層30を配置した状態で、ドラム部材を回転させながら、樹脂層30の表面上に導電性線状体22を螺旋状に巻き付ける。その後、螺旋状に巻き付けた導電性線状体22の束をドラム部材の軸方向に沿って切断する。これにより、疑似シート構造体20を形成すると共に、疑似シート構造体20を樹脂層30に配置する。そして、疑似シート構造体20が樹脂層30に配置された基材10をドラム部材から取り出す。この工程を経て、基材10と、樹脂層30と、疑似シート構造体20とを備えたシート状導電部材1が得られる。この方法によれば、例えば、ドラム部材を回転させながら、導電性線状体22の繰り出し部をドラム部材の軸と平行な方向に沿って移動させることで、疑似シート構造体20における隣り合う導電性線状体22の間隔Lを前記式(1)又は式(2)を満たすように容易に調整できる。
 本実施形態に係る疑似シート構造体の別の製造方法としては、導電性線状体22を前記式(1)又は式(2)を満たす間隔Lで配列して疑似シート構造体20を製造できる。製造した疑似シート構造体20と、基材10と樹脂層30とを有する積層体の樹脂層30と、を貼り合せて、シート状導電部材1を製造することもできる。
(シート状導電部材及び疑似シート構造体の特性)
・電磁波透過率
 本実施形態に係る疑似シート構造体20の20GHz以上、110GHz以下の各帯域における電磁波透過率は、60%以上であることが好ましく、70%以上、100%以下であることがより好ましく、80%以上、100%以下であることがさらに好ましい。
 このような電磁波透過率を有する疑似シート構造体20によれば、センサーから発振される電磁波をさらに効率よく透過させることができる。
 20GHz以上、110GHz以下の帯域における電磁波透過率は、フリースペース型Sパラメータ法によってベクトルネットワークアナライザ(キーサイト社製「N5290A」)を用いて測定できる。
・光線透過率
 本実施形態に係るシート状導電部材1及び疑似シート構造体20の光線透過率は、70%以上であることが好ましく、70%以上、100%以下であることがより好ましく、80%以上、100%以下であることがさらに好ましい。
 光線透過率が70%以上であれば、シート状導電部材1又は疑似シート構造体20を被着体の表面に貼付する場合、被着体の外観の意匠性を損なうことを抑制できる。
 なお、シート状導電部材1及び疑似シート構造体20の光線透過率は、光線透過率計により、可視域(380nm以上、760nm以下)の光線透過率を測定し、その平均値とする。
(シートの使用方法)
 本実施形態に係るシート状導電部材1は、例えば、被着体に貼付けて使用される。樹脂層30が硬化性樹脂を含有する場合、シート状導電部材1を被着体に貼付けた後、樹脂層30を硬化する。シート状導電部材1を被着体に貼り合わせる際には、シート状導電部材1の疑似シート構造体20側を被着体に貼付けて(すなわち、樹脂層30と被着体との間に疑似シート構造体20を介在させて被着体に貼付けて)もよいし、シート状導電部材1の樹脂層30が設けられていない基材10側を被着体に貼付けてもよい。
 シート状導電部材1の疑似シート構造体20側を被着体に貼付けて、樹脂層30を硬化させた後、基材10を硬化後の樹脂層30から剥離してもよい。このように基材10を剥離した場合であっても、被着体と硬化後の樹脂層30との間で疑似シート構造体20が十分に保護されるため、疑似シート構造体20の耐衝撃性が得られる。
 また、シート状導電部材1又は疑似シート構造体20を発熱体として適用する場合、樹脂層30は、発熱時(通電時)の感電防止にも寄与する。
 本実施形態に係るシート状導電部材1又は疑似シート構造体20は、ミリ波レーダーのレーダー部位の融雪ヒーターとして好適に使用できる。本実施形態に係るシート状導電部材1又は疑似シート構造体20は、自動車に搭載されるミリ波レーダーに使用されることがより好ましい。ミリ波レーダーは、ミリ波帯(約60GHz~80GHz。例えば、76GHz(波長3.9mm)又は79GHz(波長3.8mm))の電磁波を用いて、検出対象を検出する。水滴や雪は、吸収特性が高いので、レーダー表層に水滴や雪が付着すると、電磁波を検出し難くなる。
 本実施形態に係るシート状導電部材1又は疑似シート構造体20において、導電性線状体22が、センサーから発振される電磁波の周波数(又は波長)に応じて規定される式(1)又は式(2)で表される適度な間隔をもって配置されている。そのため、本実施形態に係るシート状導電部材1又は疑似シート構造体20は、ヒーター機能が発現して水滴や雪を効率的に除去可能であり、さらに、効率よく電磁波を透過させることができる。
 また、本実施形態に係る疑似シート構造体は、第五世代移動通信システムで用いられる周波数帯域(例えば、28GHz(波長10.7mm)又は39GHz(波長7.7mm))の電磁波も透過し易いため、5G帯域の電磁波を発振するセンサーにも好適に使用できる。
 また、シート状導電部材1又は疑似シート構造体20を発熱装置50における発熱体として適用することも好ましい。例えば、図3には、発熱装置50の概略平面図が示されている。
 発熱装置50は、本実施形態に係る発熱体(本実施形態に係るシート状導電部材1又は疑似シート構造体20)と、発熱体の疑似シート構造体20に給電する電極部40を有する。
(電極)
 電極部40は、導電性線状体22に電流を供給するために用いられる。電極部40は、導電性線状体22の両端部に電気的に接続されて配置される。
 導電性線状体22の幅D又は直径が小さい場合であっても、導電性線状体22との良好な接触面積を確保できることから、電極部40は、帯状であることが好ましい。電極部40としては、導電性の箔又は板を用いることができる。
 電極部40としては、具体的には、例えば、金、銀、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、タングステン、モリブデン、パラジウム、ロジウム、白金及びチタン等の金属の箔又は板が適用される。その他、電極部40は、上記の金属やその他の金属、非金属元素を含むステンレス鋼、炭素鋼、真鍮、りん青銅、ジルコニウム銅合金、ベリリウム銅、鉄ニッケル、ニクロム、ニッケルチタン、カンタル、ハステロイ、及びレニウムタングステン等の合金の箔又は板を適用してもよく、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラフェン等の炭素材料を含む帯状体を用いてもよい。また、電極部40は、これら金属の箔もしくは板、これら合金の箔もしくは板、又は炭素材料を含む帯状体と、プラスチックフィルムとが積層された、積層体であってもよい。
 その他、電極部40は、導電性線状体22と電極部40との良好な接続状態を確保する観点から、液状の導電材料を固化した電極(つまり、液状の導電材料の固化物からなる電極)であってもよい。液状の導電材料としては、導電性ペーストが代表的に挙げられる。導電性ペーストとしては、例えば、金属粒子又は炭素粒子をバインダー樹脂及び/又は有機溶剤に分散させたペーストが適用できる。金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、及びニッケル等の金属の粒子が挙げられる。バインダー樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂等の周知の樹脂が挙げられる。
 なお、液状の導電材料としては、導電性ペースト以外に、例えば、半田、及び導電性インク等を適用してもよい。
 電極部40は、導電性の箔又は板と液状の導電材料とを併用しても良い。疑似シート構造体20に液状の導電材料を塗布した後に、導電性の箔又は板を貼り付けても良いし、貫通孔が形成された導電性の箔又は板を取り付けた後に、液状の導電材料を塗布してもよい。
 導電性の箔又は板と液状の導電材料とを併用することで、電極部40と導電性線状体22との接続がより良好になる。
 その他、複数の導電性線状体22を密に配列したものを電極部40として用いてもよい。
 電極部40と疑似シート構造体20との抵抗値の比は、0.0001以上、0.3以下であることが好ましく、0.0005以上、0.1以下であることがより好ましい。電極部40と疑似シート構造体20との抵抗値の比は、「電極部40の抵抗値/疑似シート構造体20の抵抗値」により求めることができる。電極部40と疑似シート構造体20との抵抗値の比がこの範囲内にあることで、シート状導電部材1を発熱体として用いた場合、電極部分での異常発熱が抑制される。疑似シート構造体20をフィルムヒータとして用いる場合、疑似シート構造体20のみが発熱し、発熱効率の良好なフィルムヒータを得ることが出来る。
 電極部40と疑似シート構造体20との抵抗値は、テスターを用いて測定できる。まず電極部40の抵抗値を測定し、電極部40を貼付した疑似シート構造体20の抵抗値を測定する。その後、電極を貼付した疑似シート構造体20の抵抗値から電極部40の測定値を引くことで、電極部40及び疑似シート構造体20それぞれの抵抗値を算出する。
 電極部40の厚さは、2μm以上、200μm以下であることが好ましく、2μm以上、120μm以下であることがより好ましく、10μm以上、100μm以下であることがより好ましい。電極の厚さが、上記範囲内であれば、電気伝導率が高く低抵抗となり疑似シート構造体との抵抗値を低く抑えられる。また、電極として十分な強度が得られる。
 本実施形態によれば、効率よく電磁波を透過させ、かつヒーター機能を有する疑似シート構造体を提供できる。さらに、本実施形態によれば、効率よく電磁波を透過させ、かつヒーター機能を有する疑似シート構造体を備えたシート状導電部材を提供できる。
[第2実施形態]
(センサー装置)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。
 本実施形態は、センサー装置に関する。以下の説明では、第1実施形態との相違に係る部分を主に説明し、重複する説明については省略又は簡略化する。第1実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略又は簡略化する。
 本実施形態に係るセンサー装置は、前記実施形態に係る疑似シート構造体と、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有する。
 または、本実施形態に係るセンサー装置は、前記実施形態に係るシート状導電部材と、20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有する。
 図4には、本実施形態に係るセンサー装置100の概略断面図が示されている。
 本実施形態に係るセンサー装置100は、シート状導電部材1と、センサー110とを有する。本実施形態に係るセンサー装置100は、さらに、保護部材120を有する。
 図4に示すように、シート状導電部材1は、センサー110と保護部材120との間に配置されていることが好ましい。図4においては、シート状導電部材1の樹脂層30側が保護部材120に対向し、基材10側がセンサー110に対向して配置されているが、本発明は、このような配置の態様に限定されない。例えば、シート状導電部材1の樹脂層30側がセンサー110に対向し、基材10側が保護部材120に対向して配置されていてもよい。
 本実施形態に係るセンサー装置100において、疑似シート構造体20の導電性線状体22の間隔Lは、センサー110が発振する電磁波の周波数に応じて規定される前記式(1)を満たし、式(2)を満たすことが好ましい。
 本実施形態に係るセンサー装置100において、疑似シート構造体20の導電性線状体22の幅Dは、センサー110が発振する電磁波の周波数に応じて規定される式(3)を満たすことが好ましい。
 本実施形態に係るセンサー装置のセンサー110は、電磁波として直線偏波を発振するセンサーであることが好ましい。
 本実施形態に係るセンサー装置100において、疑似シート構造体20の導電性線状体22は、当該導電性線状体22の長手方向が、センサー110から発振される直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて配列されていることが好ましく、さらには、疑似シート構造体20がセンサー110に対して当該傾きの範囲を満たすように固定されていることが好ましい。当該傾きの範囲は、より好ましくは80°以上、100°以下の範囲であり、さらに好ましくは85°以上、95°以下の範囲である。
 本実施形態に係るセンサー装置100において、導電性線状体22の長手方向が、センサー110から発振される直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて配列されていることで、センサー110とは異なる発振源から発振された電磁波の透過を抑制することができる。また、複数の導電性線状体22の間隔Lが前記式(1)中の「L≦20mm」という関係を満たすため、導電性線状体22同士の間隔Lが大きくなり過ぎず、当該他の発振源から発振された電磁波の透過を抑制できる。
 すなわち、電磁波の偏波面に対する導電性線状体22の長手方向の傾斜角度が、上述の範囲を満たすことで、本実施形態に係るセンサー装置100は、他の発振源(例えば、他のセンサー等)から発振された電磁波を遮蔽する機能も兼ね備える。その結果、センサー装置100は、外部から飛んでくる電磁波によるセンサー110の誤作動が発生し難い。
[実施形態の変形]
 本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
 前述の実施形態では、複数の導電性線状体22が基材10によって支持される態様を例に挙げて説明したが、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、複数の導電性線状体22が樹脂層30によって支持されているシート状導電部材でもよい。この場合、樹脂層30が接着性を有する場合は、当該樹脂層30を介して、疑似シート構造体20を被着体に貼付できる。
 前述の実施形態では、シート状導電部材1が電極部40を有する態様を例に挙げて説明したが、本発明は、このような態様に限定されない。例えば、シート状導電部材1は、電極部40を備えていなくてもよい。シート状導電部材を装着する物品に、電極部40を予め設けておき、この電極部40に疑似シート構造体20が接するように、シート状導電部材を貼り付けてもよい。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例に何ら限定されない。
[実施例1]
 ゴムドラムに粘着シートを巻き付けた。この粘着シートとして、基材としてのアクリル系フィルム(三菱ケミカル株式会社製、「アクリプレン」、厚さ75μm)と、前記基材に積層された粘着剤層(リンテック株式会社製、「PK」、厚さ20μm)とを有するシート(サイズ:120mm×120mm)を用いた。粘着シートは、粘着剤層の粘接着面を外側に向けて、かつ皺のないようにゴムドラムに巻き付けた。巻き付け後、ゴムドラムの円周方向における粘着シートの両端部を両面テープで固定した。
 ボビンに巻き付けたステンレス製の導電性線状体(株式会社トクサイ製、「SUS304」、直径D:35μm)を、ゴムドラムの端部付近に位置する粘着シート表面に付着させた。その後、線状体をボビンから繰り出しながらゴムドラムで巻き取った。線状体を巻き取る際にゴムドラムをドラム軸と平行な方向に少しずつ移動させて、一定の間隔でらせんを描きながら線状体をゴムドラムに巻き付けた。
 ドラム軸と平行に、ステンレス製の線状体ごと粘着シートを切断し、粘着シートに、ステンレス製の線状体が配列した疑似シート構造体が積層されたシート状導電部材を得た。
 疑似シート構造体の線状体の直径D及び間隔Lは、線状体の直径Dが35μm、配列した線状体の間隔Lは、0.130mmであった。
 また、被着体としての電極付きアクリルフィルムを準備した。電極付きアクリルフィルムは、アクリルフィルム(三菱ケミカル株式会社製、「アクリプレン」厚さ75μm)に、一対の電極としての銅テープ(幅10mm、長さ130mm、厚さ35μm)を貼付して作製した。
 作製したシート状導電部材と、電極付きアクリルフィルムとを貼り合わせて、電極としての銅テープと、ステンレス製線状体のそれぞれの両端部とを電気的に接続した。このようにして、実施例1に係る発熱装置を得た。
[実施例2]
 実施例2に係る発熱装置は、導電性線状体をタングステン製の導電性線状体(株式会社トクサイ製、「TWG-CS」、直径D:14μm)に変更し、導電性線状体の間隔Lを1.000mmに変更したこと以外、実施例1と同様にして作製した。
[実施例3]
 実施例3に係る発熱装置は、導電性線状体を、金メッキステンレス線(株式会社トクサイ製、「SUS304-Aup」、直径D:35μm)に変更し、導電性線状体の間隔Lを3.000mmに変更したこと以外、実施例1と同様にして作製した。
[実施例4]
 実施例4に係る発熱装置は、導電性線状体としてのタングステンの線状体の間隔Lを3.000mmに変更したこと以外、実施例2と同様にして作製した。
[実施例5]
 実施例5に係る発熱装置は、導電性線状体としてのステンレスの線状体を、ニッケル線(株式会社トクサイ製、「Ni線」、直径D:30μm)に変更し、導電性線状体の間隔Lを9mmに変更したこと以外、実施例1と同様にして作製した。
[比較例1]
 比較例1に係る発熱装置は、導電性線状体の間隔Lを0.100mmに変更したこと以外、実施例1と同様にして作製した。
[比較例2]
 比較例2に係る発熱装置は、導電性線状体の間隔Lを25mmに変更したこと以外、実施例2と同様にして作製した。
[透過率測定方法]
 作製した発熱装置について、フリースペース型Sパラメータ法によってベクトルネットワークアナライザ(キーサイト社製「N5290A」)を用いて、20GHz以上、110GHz以下の帯域で、表1の通り偏波面と導電性線状体との角度を変え、センサーの発振周波数の場合の電磁波透過率(S21)を測定した。当該角度は、図5に示すように、発振された直線偏波の偏波面P2に対して、導電性線状体22の長手方向の傾きの角度θ2であり、表1に示す傾きの角度に調整して測定した。電磁波透過率の単位は、%として算出した。図5は、疑似シート構造体20の導電性線状体22の長手方向の角度θ2が90°に傾いて配列されている状態を示す概略斜視図である。図6は、実施例1と比較例1に係る発熱装置に関する、偏波面に対する導電性線状体の長手方向角度と、電磁波透過率との関係を示すグラフである。
[加熱効率の確認、温度上昇試験]
 薄膜熱電対(ジオマテック株式会社製「GMT-TC-SB7.5(P)」)を用いて、作製した発熱装置の発熱領域において温度ムラがなく安定して発熱していた場合の中心付近の温度上昇ΔTを0.1W/cmの出力条件として測定した。温度上昇ΔTの単位は、K(ケルビン)である。発熱領域において温度ムラが大きい場合は、温度ムラが大きい、とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1~実施例5に係る発熱装置が有する疑似シート構造体は、前記式(1)を満たす間隔Lで複数の導電性線状体が配列されていたため、良好な電磁波透過率と加熱効率を示した。実施例1~実施例5に係る疑似シート構造体は、効率よく電磁波を透過させ、かつヒーター機能を発現した。
 比較例1に係る発熱装置が有する疑似シート構造体は、導電性線状体の間隔が狭く、偏波面に対する導電性線状体の角度も大きく傾いているため、電磁波透過率が低かった。比較例2に係る発熱装置が有する疑似シート構造体は、前記式(1)を満たす線状体の間隔Lで作製されておらず、加熱ムラが大きかった。比較例2に係る疑似シート構造体における複数の導電性線状体の間隔が広すぎたためと考えられる。
 1…シート状導電部材、10…基材、100…センサー装置、110…センサー、20…疑似シート構造体、22…導電性線状体、30…樹脂層、40…電極部、50…発熱装置、D…幅、L…間隔、P1…偏波面、P2…偏波面、P3…偏波面。

Claims (10)

  1.  20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーに用いられる疑似シート構造体であって、
     前記疑似シート構造体は、間隔をもって配列された複数の導電性線状体からなり、
     前記複数の導電性線状体の間隔Lは、下記式(1)を満たす、
     疑似シート構造体。
      0.034×λ≦L≦20mm …(1)
     前記式(1)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
  2.  前記複数の導電性線状体の間隔Lは、下記式(2)を満たす、請求項1に記載の疑似シート構造体。
      0.034×λ≦L≦0.86×λ …(2)
     前記式(2)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、L及びλの単位は、mmである。
  3.  前記疑似シート構造体を平面視した際の前記導電性線状体の幅Dは、下記式(3)を満たす、
     請求項1又は請求項2に記載の疑似シート構造体。
      D≦0.013×λ …(3)
     前記式(3)中、λは、前記センサーから発振される電磁波の波長であり、D及びλの単位は、mmである。
  4.  前記センサーから発振される電磁波は、直線偏波であり、
     前記導電性線状体は、当該導電性線状体の長手方向が前記直線偏波の偏波面に対して70°以上、110°以下の範囲で傾いて、配列されている、
     請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の疑似シート構造体。
  5.  前記疑似シート構造体は、前記センサーとは異なる発振源から発振された電磁波の透過を抑制する電磁波フィルター、かつ加熱素子として利用される、
     請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の疑似シート構造体。
  6.  請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の疑似シート構造体と、
     前記疑似シート構造体を支持する基材と、を備える、
     シート状導電部材。
  7.  請求項6に記載のシート状導電部材において、
     前記疑似シート構造体は、樹脂層によって前記基材に固定されている、
     シート状導電部材。
  8.  請求項7に記載のシート状導電部材において、
     前記樹脂層は、硬化性樹脂の硬化物を含有する、
     シート状導電部材。
  9.  請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の疑似シート構造体と、
     20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有する、
     センサー装置。
  10.  請求項6から請求項8のいずれか一項に記載のシート状導電部材と、
     20GHz以上、100GHz以下の帯域の電磁波を発振するセンサーと、を有する、
     センサー装置。
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