JP7303404B1 - conductive fabric - Google Patents
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Abstract
伸縮性及び導電安定性に優れた導電性布帛を提供する。導電糸200と、非導電糸300とを含む織物又は編物からなる導電性布帛1であって、導電糸200は、伸縮性を有する芯糸210に金属線を含む導電性鞘糸220が巻回されたカバリング糸であり、非導電糸300は、伸縮性を有するマルチフィラメント糸であり、導電糸200の直径(D1)と、非導電糸300の直径(D2)との比(D1/D2)は、1.0~2.6であり、導電糸200の本数(a)と、非導電糸300の本数(b)との比(a:b)は、導電性布帛の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40である。Provided is a conductive fabric excellent in stretchability and conductive stability. A conductive cloth 1 made of a woven or knitted fabric containing a conductive yarn 200 and a non-conductive yarn 300, wherein the conductive yarn 200 is wound with a conductive sheath yarn 220 containing a metal wire around a core yarn 210 having elasticity. The non-conductive yarn 300 is a stretchable multifilament yarn, and the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn 200 and the diameter (D2) of the non-conductive yarn 300 is 1.0 to 2.6, and the ratio (a:b) of the number (a) of the conductive yarns 200 and the number (b) of the non-conductive yarns 300 is the warp and weft directions of the conductive fabric. is 1:2 to 1:40 in at least one of
Description
本発明は、導電糸と、非導電糸とを含む織物又は編物からなる導電性布帛に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive fabric comprising a woven or knitted fabric containing conductive yarns and non-conductive yarns.
導電性布帛は、例えば車輛の内装品、衣料品、健康・介護・医療器具、家具等におけるセンサ用の電極布として広く利用されている。車輛の内装品においては、例えば導電性布帛がステアリングホイールに内蔵され、運転者からステアリングホイールに加えられる圧力を検知するためのセンサ(タッチセンサ)の電気回路として用いられている。このセンサは、ステアリングホイールを握っている運転者の状態(例えば、運転者がステアリングホイールを両手で握っているか否か、どの位置を握っているか等)を検知するものであることから、運転者からステアリングホイールに加えられる圧力を正確に検知する必要がある。そのため、導電性布帛には、安定した導電性を有することが求められる。 BACKGROUND ART Conductive fabrics are widely used as electrode fabrics for sensors in, for example, vehicle interiors, clothing, health/nursing care/medical equipment, furniture, and the like. 2. Description of the Related Art In vehicle interiors, for example, a conductive fabric is incorporated in a steering wheel and used as an electric circuit of a sensor (touch sensor) for detecting pressure applied to the steering wheel by a driver. This sensor detects the state of the driver gripping the steering wheel (for example, whether or not the driver is gripping the steering wheel with both hands, what position the driver is gripping, etc.). It is necessary to accurately detect the pressure applied to the steering wheel from the Therefore, the conductive fabric is required to have stable conductivity.
従来、この種の導電性布帛として、例えば、非導電糸で構成された織物からなる基布の表面に無電解金属メッキによる金属皮膜層が設けられてなるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of conductive fabric, for example, a fabric in which a metal film layer is provided by electroless metal plating on the surface of a base fabric made of a fabric composed of non-conductive yarn has been proposed (for example, patent Reference 1).
また、他の導電性布帛として、例えば、非導電性の繊維からなる布帛の表面に導電性材料による導電パターン(導電性層)が接着剤を介して積層されてなるものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as another conductive fabric, for example, a fabric in which a conductive pattern (conductive layer) made of a conductive material is laminated via an adhesive on the surface of a fabric made of non-conductive fibers has been proposed ( For example, see Patent Document 2).
さらに、別の導電性布帛として、例えば、非導電性の織物であるメッシュ状の基材の両面が導電性組成物で被覆されてなるものが提案されている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, as another conductive fabric, for example, a fabric in which both sides of a mesh-like base material, which is a non-conductive fabric, is coated with a conductive composition has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
非導電糸からなる織物に導電性層を積層してなる特許文献1及び2の導電性布帛は、伸縮時に、織物と導電性層との剥離や導電性層の破断(クラック)等が発生するおそれがある。このような剥離や破断が発生すると、伸縮前後で抵抗値の変動が大きくなって導電性が不安定になるため、電気的信頼性の低下に繋がる。また、導電性層の一部に剥離や破断が生じると、これら剥離や破断が面方向に広がり、抵抗値の変動が一層大きくなる虞もある。さらに、特許文献1及び2の導電性布帛は、非導電性の織物に導電性層が積層されているため、面方向に導電性を有する一方、厚み方向に導電性を有するものではなく、その分、導電性が優れるとはいい難い。
In the conductive fabrics of
特許文献3の導電性布帛は、面方向及び厚さ方向の導電性を有するものの、特許文献1及び2と同様、非導電性の織物に導電性層が積層されているため、織物と導電性層との剥離や導電性層の破断等が発生するおそれがある。
Although the conductive fabric of Patent Document 3 has conductivity in the plane direction and the thickness direction, as in
ところで、導電性布帛をセンサ等に内蔵させる場合、センサの感度を向上させるためには、測定対象物の形状に応じて良好に密着させる必要がある。このため、導電性布帛には伸縮性が要求されている。導電性布帛の伸縮性が不十分であると、測定対象物への密着が不十分なものとなる。また、伸縮に伴って導電糸が破断し、伸縮に伴う抵抗変動率が大きくなる、すなわち導電安定性が低下する虞がある。 By the way, when the conductive cloth is incorporated in a sensor or the like, it is necessary to adhere it well according to the shape of the object to be measured in order to improve the sensitivity of the sensor. Therefore, the conductive fabric is required to have stretchability. If the stretchability of the conductive cloth is insufficient, the adhesion to the object to be measured will be insufficient. In addition, there is a risk that the conductive yarn will break with the expansion and contraction, and the resistance variation rate will increase with the expansion and contraction, that is, the conductive stability will decrease.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、伸縮性及び導電安定性に優れた導電性布帛を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a conductive fabric excellent in stretchability and conductive stability.
上記課題を解決するための本発明に係る導電性布帛の特徴構成は、
導電糸と、非導電糸とを含む織物又は編物からなる導電性布帛であって、
前記導電糸は、伸縮性を有する芯糸に金属線を含む導電性鞘糸が巻回されたカバリング糸であり、
前記非導電糸は、伸縮性を有するマルチフィラメント糸であり、
前記導電糸の直径(D1)と、前記非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、1.0~2.6であり、
前記導電糸の本数(a)と、前記非導電糸の本数(b)との比(a:b)は、前記導電性布帛の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40であることにある。The characteristic configuration of the conductive fabric according to the present invention for solving the above problems is
A conductive fabric made of a woven or knitted fabric containing conductive yarn and non-conductive yarn,
The conductive yarn is a covering yarn in which a conductive sheath yarn containing a metal wire is wound around an elastic core yarn,
The non-conductive yarn is a stretchable multifilament yarn,
The ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn is 1.0 to 2.6,
The ratio (a:b) of the number (a) of the conductive yarn and the number (b) of the non-conductive yarn is 1:2 to 1 in at least one of the warp direction and the weft direction of the conductive fabric. :40.
本構成の導電性布帛によれば、導電糸と、非導電糸とを含む織物又は編物からなることにより、当該導電性布帛は、面方向、及び厚み方向の双方において導電性を有するものとなる。導電糸が上記カバリング糸であることにより、伸縮性を有する非導電糸と相俟って、当該導電性布帛に伸縮性が付与される。そして、当該導電性布帛に導電糸が用いられることで、当該導電性布帛に導電性が付与される。ここで、導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)が1.0以上であることにより、導電糸が非導電糸に埋まり難く、また、破断し難いものとなるため、当該導電性布帛は、導電安定性が高められたものとなる。上記比(D1/D2)が2.6以下であることにより、導電糸が相対的に柔軟なものとなるため、当該導電性布帛は、伸縮性が高められたものとなる。また、導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)が導電性布帛の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40であることにより、導電糸の単位面積あたりの本数が一定以上となるため、当該導電性布帛の導電性が高められ、これに伴って導電安定性も高められたものとなる。また、相対的に剛性が高い導電糸の本数(a)と比較して相対的に剛性が低い非導電糸の本数(b)を多くしているため、当該導電性布帛は、伸縮性が高められたものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, the conductive fabric is made of a woven or knitted fabric containing conductive yarn and non-conductive yarn, so that the conductive fabric has conductivity both in the surface direction and in the thickness direction. . By using the covering yarn as the conductive yarn, together with the stretchable non-conductive yarn, stretchability is imparted to the conductive fabric. Conductivity is imparted to the conductive cloth by using the conductive yarn in the conductive cloth. Here, when the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn is 1.0 or more, the conductive yarn is difficult to be buried in the non-conductive yarn, and Since it becomes difficult to break, the conductive fabric has improved conductivity stability. When the ratio (D1/D2) is 2.6 or less, the conductive yarn becomes relatively soft, so that the stretchability of the conductive cloth is enhanced. Further, the ratio (a:b) of the number (a) of the conductive yarn and the number (b) of the non-conductive yarn is 1:2 to 1:40 in at least one of the warp direction and the weft direction of the conductive fabric. As a result, the number of conductive yarns per unit area becomes a certain number or more, so that the conductivity of the conductive cloth is improved, and the conductive stability is also improved accordingly. In addition, since the number (b) of non-conductive yarns with relatively low rigidity is increased compared to the number (a) of conductive yarns with relatively high rigidity, the conductive fabric has high stretchability. It will be the one that was given.
本発明に係る導電性布帛において、
前記織物からなる場合、JIS L1096の伸び率(B法)に準拠して測定される5Nの荷重を付与したときの定荷重伸長率(以下、「5N定荷重伸長率」ともいう)が20%以上であり、
前記編物からなる場合、JIS L1096の伸び率(D法)に準拠して測定される5Nの荷重を付与したときの定荷重伸長率が20%以上であることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
When it is made of the woven fabric, the constant load elongation rate (hereinafter also referred to as "5N constant load elongation rate") when a load of 5N measured in accordance with the elongation rate (B method) of JIS L1096 is applied is 20%. and
When the knitted fabric is used, it preferably has a constant load elongation of 20% or more when a load of 5 N is applied, which is measured according to the elongation of JIS L1096 (Method D).
本構成の導電性布帛によれば、5N定荷重伸長率が20%以上であることにより、当該導電性布帛は、伸縮性がより高められたものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, the 5N constant load elongation rate is 20% or more, so that the stretchability of the conductive fabric is further enhanced.
本発明に係る導電性布帛において、
前記芯糸の破断伸度が70%以上であることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
It is preferable that the elongation at break of the core yarn is 70% or more.
本構成の導電性布帛によれば、芯糸の破断伸度が70%以上であることにより、導電糸の伸縮性が高められ、その結果、当該導電性布帛は、伸縮性がさらに高められたものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, since the breaking elongation of the core yarn is 70% or more, the stretchability of the conductive yarn is enhanced, and as a result, the stretchability of the conductive fabric is further enhanced. become a thing.
本発明に係る導電性布帛において、
前記導電糸は、前記芯糸1mあたりに前記導電性鞘糸が1000~3000回巻き付けられてなることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
The conductive yarn is preferably formed by winding the conductive sheath yarn 1000 to 3000 times around 1 m of the core yarn.
本構成の導電性布帛によれば、芯糸1mあたりに導電性鞘糸が1000~3000回巻き付けられた導電糸を使用することで、芯糸に対するカバリング時に導電性鞘糸の浮きが発生しないため、品位が向上し、また、当該導電性布帛の伸縮性がより高められたものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, by using the conductive yarn in which the conductive sheath yarn is wound 1000 to 3000 times per 1 m of the core yarn, the conductive sheath yarn does not float when covering the core yarn. , the quality is improved, and the stretchability of the conductive fabric is further enhanced.
本発明に係る導電性布帛において、
40%伸長時の抵抗値変動率が30%以下であることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
It is preferable that the resistance value variation rate at 40% elongation is 30% or less.
本構成の導電性布帛によれば、40%伸長時の抵抗値変動率が30%以下であることにより、伸長の前後で抵抗値の変動が小さくなる(すなわち、伸縮に伴う抵抗値の変動が小さくなる)ため、導電安定性が高められたものとなる。これにより、例えば当該導電性布帛をセンサに用いることで、当該センサの感度を向上することができる。 According to the conductive fabric of this configuration, the resistance value fluctuation rate at 40% elongation is 30% or less, so that the resistance value fluctuation is small before and after elongation (that is, the resistance value fluctuation due to stretching is smaller), the conductive stability is enhanced. Thereby, the sensitivity of the said sensor can be improved by using the said electroconductive cloth for a sensor, for example.
本発明に係る導電性布帛において、
厚みが0.6mm以下であることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
It is preferable that the thickness is 0.6 mm or less.
本構成の導電性布帛によれば、厚みが0.6mm以下であることにより、当該導電性布帛を別部材に内蔵させた際に、段差の発生を抑制することができる。例えば、当該導電性布帛をステアリングホイールセンサ等のセンサに内蔵させた際に、センサにおける段差の発生を抑制することができるため、当該導電性布帛は、センサの触感に悪影響を与えないものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, since the thickness is 0.6 mm or less, it is possible to suppress the generation of a step when the conductive fabric is incorporated in another member. For example, when the conductive fabric is incorporated in a sensor such as a steering wheel sensor, the conductive fabric can suppress the generation of steps in the sensor, so the conductive fabric does not adversely affect the tactile sensation of the sensor. .
本発明に係る導電性布帛において、
前記導電糸の間隔が5mm以下であることが好ましい。In the conductive fabric according to the present invention,
It is preferable that the distance between the conductive threads is 5 mm or less.
本構成の導電性布帛によれば、導電糸の間隔が5mm以下であることにより、単位面積あたりの導電糸の本数が多くなるため、当該導電性布帛の導電性が高められ、これに伴って導電安定性も高められたものとなる。 According to the conductive fabric of this configuration, since the distance between the conductive yarns is 5 mm or less, the number of conductive yarns per unit area increases, so the conductivity of the conductive fabric is increased. The conductive stability is also enhanced.
本発明の導電性布帛について、図面を参照しながら説明する。ただし、各図に示した構成(組織)は、説明を容易にするため適宜誇張又は簡略化してあり、組織に含まれる糸のサイズ関係、縮尺関係は、実際の導電性布帛を正確に反映したものとは限らない。 The conductive fabric of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the configuration (structure) shown in each figure is appropriately exaggerated or simplified for ease of explanation, and the size relationship and scale relationship of the threads included in the structure accurately reflect the actual conductive fabric. It's not limited to things.
<導電性布帛>
図1は、本発明に係る導電性布帛1が内蔵された車両のステアリングホイール500を模式的に示す平面図である。この例では、導電性布帛1がステアリングホイール500に内蔵され、ステアリングホイールセンサの電気回路を構成している。導電性布帛1は、導電糸200と、非導電糸300とを含む。具体的には、導電性布帛1は、導電糸200と、非導電糸300とを含む布帛10から構成されている。導電性布帛1は、導電糸200及び非導電糸300の伸縮性によりステアリングホイール500の外表面部の合成皮革等の形状に良好に追従して変形することができる。ステアリングホイール500内において、例えば緯方向に離間する二つの設置領域(図示せず)の夫々に電極が設けられている。上記ステアリングホイールセンサは、導電性布帛1が上記電極を介して通電された状態で、運転者がステアリングホイール500を握る圧力が検知されるように構成されている。上記電極としては、従来公知の電極を用いることができる。ステアリングホイール500において、例えば、導電性布帛1は、その緯方向がステアリングホイール500の回転方向に沿い、その経方向がステアリングホイール500の周方向(握る方向)に沿うように配置されることができるが、その配置は特に限定されるものではない。<Conductive fabric>
FIG. 1 is a plan view schematically showing a
図2は、本発明に係る導電性布帛1の一部拡大図である。図2(a)は、導電性布帛1に荷重が付与されていない状態を示す。導電性布帛1においては、布帛10(すなわち、導電性布帛1)の経方向及び緯方向に導電糸200及び非導電糸300が用いられている。この導電性布帛1は、経方向及び緯方向に非導電糸300が格子状に用いられた布帛において、そのうちの一部の非導電糸300が導電糸200で置き換えられたものに相当する。このように導電糸200が非導電糸300と共に布帛を構成していることにより、布帛10は、面方向及び厚み方向の双方において導電性を有するものとなる。導電糸200は、伸縮性を有する芯糸210に金属線を含む導電性鞘糸220が巻回されたカバリング糸であり、非導電糸300は、伸縮性を有するマルチフィラメント糸である。導電糸200が上記カバリング糸であることにより、伸縮性を有する非導電糸300と相俟って、布帛10に伸縮性が付与される。そして、布帛10に導電糸200が用いられることで、布帛10に導電性が付与され、導電性布帛1となる。
FIG. 2 is a partially enlarged view of the
<布帛>
布帛は、繊維から構成された布状の構造体である。布帛としては、織物、編物等が挙げられる。図1及び図2に例示される導電性布帛1を構成する布帛10は、導電糸200及び非導電糸300が格子状に組み合わされたものである。布帛10が織物である場合、布帛10は、導電糸200及び非導電糸300が製織されたものである。この場合、導電糸200を、経方向及び/又は緯方向に間隔を空けて並んだものとすることができる。織物の織組織は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができ、例えば平織、綾織、朱子織等を採用することができる。布帛10が編物である場合、布帛10は、導電糸200及び非導電糸300を用いて編成されたものである。この場合、導電糸200を、経方向又は緯方向に間隔を空けて並んだものとすることができる。編物の編組織は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができ、例えば天竺編、ゴム編、及びパール編等の緯編組織で編成された緯編地が好ましい。<Fabric>
A fabric is a fabric-like structure composed of fibers. Fabrics include woven fabrics, knitted fabrics, and the like. The
<非導電糸>
非導電糸300は、伸縮性を有するマルチフィラメント糸である。導電性布帛1を構成する布帛10において、非導電糸300は、経方向及び緯方向に格子状に用いられている。マルチフィラメント糸は、必要に応じて撚りをかけてもよいし、仮撚り加工や流体攪乱処理などの加工を施してもよい。ここで、非導電糸は、絶縁糸と同義である。<Non-conductive thread>
The
非導電糸300の繊度(総繊度)は、22~167dtexが好ましく、上限については84dtex以下がより好ましい。非導電糸300の総繊度が167dtex以下であることにより、導電性布帛1が柔軟なものとなり、また、導電性布帛1の厚みが比較的小さいものとなるため、導電性布帛1がセンサ等に内蔵された際に、段差の発生を抑制することができる。一方、非導電糸300の総繊度が22dtex以上であることにより、導電性布帛1は、強度が高められたものとなる。非導電糸300の直径(D2)は、45~125μmが好ましく、上限については88μm以下がより好ましい。非導電糸300の直径(D2)が125μm以下であることにより、導電性布帛1が柔軟なものとなり、また、導電性布帛1の厚みが比較的小さいものとなるため、導電性布帛1がセンサ等に内蔵された際に、段差の発生を抑制することができる。一方、非導電糸300の直径(D2)が45μm以上であることにより、導電性布帛1は、強度が高められたものとなる。なお、非導電糸300の直径(D2)については、後述する。
The fineness (total fineness) of the
非導電糸300を構成する繊維の素材は、特に限定されるものではなく、例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等を挙げることができる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、優れた強度を有する点から、合成繊維が好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル繊維が好ましい。非導電糸300が合成繊維で構成されることによって、導電性布帛1を上述した電極に接続する際に、非導電糸300をレーザー除去加工等によって溶融させることが可能になる。繊維の形状は、特に限定されるものではなく、長繊維、短繊維の何れであってもよい。また、繊維の断面形状は、特に限定されるものではなく、一般的な丸型だけでなく、扁平型、楕円型、三角型、中空型、Y型、T型、U型などの異型であってもよい。
The material of the fibers that constitute the
非導電糸300は、伸縮性を有するという観点から、2種類の合成繊維(例えば、2種類のポリエステル繊維(例えばポリエチレンテレフタレート繊維と、ポリトリメチレンテレフタレート繊維と)をサイドバイサイド型に複合紡糸することにより、捲縮性が付与されてなる(捲縮加工されてなる)捲縮糸であることが好ましい。また、捲縮加工された糸に仮撚加工が施されてなる捲縮糸であることがより好ましく、仮撚加工の後にDDW加工が施されてなる捲縮糸であることが、更なる伸縮性を有するという観点から、さらに好ましい。
From the viewpoint of having stretchability, the
伸縮性を有する非導電糸300は、破断伸度が70%以上であることが好ましい。非導電糸300の破断伸度が70%以上であることにより、非導電糸300の伸縮性が高められるため、導電性布帛1は、伸縮性が高められたものとなる。一方、非導電糸300の破断伸度の上限は特に限定されず、適宜設定することができ、例えば150%とすることができる。「破断伸度」の測定方法は、後述する。
The stretchable
<導電糸>
図3は、導電糸200及び非導電糸300の説明図である。図3(a)は、導電糸200の全体構成図である。導電糸200は、通電可能な導電性の糸であり、例えば、芯糸210と、当該芯糸210に巻き付けられた導電性鞘糸220とを有するカバリング糸として構成される。導電糸200は、導電性布帛1に導電性を十分に付与する観点から、5×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有することが好ましい。従って、導電糸200に使用する導電性鞘糸220は、絶縁性皮膜を有さず、金属線のみからなるものであることが好ましい。一方、導電糸200は、芯糸210と、導電性鞘糸220とを有するカバリング糸として構成されることで、導電糸200の伸縮性が実現される。導電糸200は、図3(a)に示すように、芯糸210に一本の導電性鞘糸220が巻き付けられたシングルカバリング糸であることが好ましい。このようなシングルカバリング糸の導電糸200を用いることで、導電性布帛1は、伸縮性に優れたものとなる。<Conductive thread>
FIG. 3 is an explanatory diagram of the
導電糸200に用いる芯糸210は、モノフィラメント糸、又はマルチフィラメント糸を用いることが好ましい。芯糸210の繊度は、22~167dtexが好ましく、上限については84dtex以下がより好ましい。芯糸210の繊度が167dtex以下であることにより、導電糸200が柔軟なものとなり、導電性布帛1の柔軟性がより高まるため、優れた伸縮性を備えた導電性布帛1を実現することができる。一方、芯糸210の繊度が22dtex以上であることにより、導電性布帛1の強度を高めることができる。芯糸210の直径は、45~125μmが好ましく、上限については88μm以下がより好ましい。芯糸210の直径が125μm以下であることにより、導電糸200が柔軟なものとなるため、優れた伸縮性を備えた導電性布帛1を実現することができる。一方、芯糸210の直径が45μm以上であることにより、導電性布帛1の強度を高めることができる。ここで、芯糸210の直径は、最大径を意味する。
The
芯糸210の素材は、特に限定されるものではなく、例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等を挙げることができ、強度の観点から、合成繊維が好ましい。合成繊維としては、例えば、ポリエステル繊維が挙げられ、とりわけポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートが好ましい。
The material of the
導電糸200の伸縮性を高めるという観点から、芯糸210は、2種類の合成繊維(例えば、2種類のポリエステル繊維(例えばポリエチレンテレフタレート繊維と、ポリトリメチレンテレフタレート繊維と))をサイドバイサイド型に複合紡糸することにより、捲縮性が付与されてなる(捲縮加工されてなる)捲縮糸であることが好ましい。また、捲縮加工された糸に仮撚加工が施されてなる捲縮糸であることがより好ましく、仮撚加工の後にDDW加工が施されてなる捲縮糸であることが、さらに伸縮性を高めるという観点から、好ましい。また、芯糸210がこのような捲縮糸であることにより、芯糸210と導電性鞘糸220との間で伸縮の程度を近づけることができるため、導電性布帛1を伸縮や屈曲させた際に導電性布帛1から導電性鞘糸220が飛び出すことを抑制することができる。
From the viewpoint of increasing the stretchability of the
伸縮性を有する芯糸210は、破断伸度が70%以上であることが好ましい。芯糸210の破断伸度が70%以上であることにより、導電糸200の伸縮性がより高められ、その結果、導電性布帛1は、伸縮性がさらに高められたものとなる。一方、芯糸210の破断伸度の上限は特に限定されず、適宜設定することができ、例えば150%とすることができる。
The
導電性鞘糸220は、上述したように、導電性布帛1の導電性を高めるという観点から、金属線のみからなるものであることが好ましい。導電性鞘糸220の金属線の直径は、20~80μmが好ましく、25~70μmがより好ましい。導電性鞘糸220の金属線の直径が20μm以上であることにより、伸縮時に導電性鞘糸220が破断し難くなるため、導電性布帛1は、伸縮に伴う抵抗値変動が抑制されたものとなる。また、導電性鞘糸220の金属線の直径が80μm以下であることにより、導電糸200の剛性が高くなり過ぎないため、導電性布帛1は、伸縮性が高められたものとなる。ここで、導電性鞘糸220の金属線の直径は、最大径を意味する。
From the viewpoint of increasing the conductivity of the
導電性鞘糸220を構成する金属線の素材は、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、クロム、マンガン、ケイ素、鉛、ビスマス、ホウ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルル、及びコバルト等の単体金属、並びにこれらの合金を用いることができ、これらのなかでも、銅及び錫の合金を用いることが好ましい。また、金属線の破断伸度は、15%以上が好ましい。金属線の破断伸度が15%以上であることにより、導電糸200の伸縮性が向上されるため、導電性布帛1は、伸縮性が向上されたものとなる。一方、金属線の破断伸度の上限は特に限定されず、適宜設定することができ、例えば100%とすることができる。
Materials of the metal wire forming the
導電性鞘糸220の金属線は、5×10-5Ω・m以下の電気抵抗率を有することが好ましく、1.5×10-6Ω・m以下がより好ましく、5.0×10-7Ω・m以下がさらに好ましい。導電性鞘糸220の金属線の電気抵抗率が5×10-5Ω・m以下であることにより、導電性布帛1は、導電性が高められたものとなり、これに伴って、導電安定性も高められたものとなる。また、導電性布帛1をセンサに用いる際、センサの感度を高めることができる。The metal wire of the
導電性鞘糸220は、芯糸210への1mあたりの巻数(以下、単に「巻数」と称する。)が1000~3000回であることが好ましい。導電性鞘糸220の巻数が1000回以上であることにより、芯糸210に対するカバリング時に導電性鞘糸220の浮きが発生しないため、品位が向上する。導電性鞘糸220の巻数が3000回以下であることにより、導電性布帛1の伸縮性がより高められたものとなる。
The
導電性布帛1が図1に示すようなセンサに使用される場合、導電糸200は、等間隔に配置されることが好ましい。具体的には、布帛10の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において、等間隔に配置されることが好ましい。導電糸200が等間隔に配置されることにより、導電糸200の一部が破断しても、導電性布帛1の全体としての導電性を比較的万遍なく維持することができるため、導電性布帛1は、導電安定性が高められたものとなる。
When the
布帛10(すなわち、導電性布帛1)の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において、導電糸200の間隔(図2(a)には、経方向の間隔S1、及び緯方向の間隔S2を示す。)は、0.09~5mmが好ましく、1.9~5mmがより好ましい。導電糸200の間隔が5mm以下であることにより、単位面積(例えば、後述する経30mm×緯30mmの正方形の領域の面積)あたりの導電糸200の本数が多くなるため、導電性布帛1の導電性が高められ、これに伴って導電安定性も高められたものとなる。一方、導電糸200の間隔が0.09mm以上であることにより、導電性布帛1の伸縮性を十分に高めることができる。また、布帛10の経方向及び緯方向のうち単位面積あたりの導電糸200の本数が多い方向(すなわち、経方向及び緯方向のうち導電糸200の間隔が狭い方向)における導電糸200の間隔が、0.09~5mmであることがより好ましく、1.9~5mmがさらに好ましい。なお、上記二方向における単位面積あたりの導電糸200の本数が同じ場合は、何れの方向における導電糸200の間隔を採用してもよく、上記二方向のうち一方向には導電糸200が存在せず、他方向にのみ導電糸200が間隔を空けて設けられる場合は、他方向における導電糸200の間隔を採用するものとする。導電糸200の本数が多い方向における導電糸200の間隔が5mm以下であることにより、当該方向において、単位面積あたりの導電糸200の本数がより多くなるため、導電性布帛1の導電性がより高められ、これに伴って導電安定性もより高められたものとなる。一方、導電糸200の本数が多い方向における導電糸200の間隔が0.09mm以上であることにより、導電性布帛1の伸縮性をより十分に高めることができる。
In at least one of the warp direction and the weft direction of the fabric 10 (that is, the conductive fabric 1), the spacing between the conductive yarns 200 (in FIG. 2A, the warp direction spacing S1 and the weft direction spacing S2 are ) is preferably 0.09 to 5 mm, more preferably 1.9 to 5 mm. When the interval between the
<導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)>
図3(b)は、導電糸200に用いる芯糸210及び導電性鞘糸220の断面図である。導電糸200においては、芯糸210に導電性鞘糸220が重ねられる態様によって、両者が密着する程度が異なり、その結果、芯糸210と導電性鞘糸220とで構成される導電糸200の直径が、種々異なる場合がある。そこで、本発明においては、図3(b)に示すように、導電糸200の直径(D1)は、芯糸210の直径(Da)と、導電性鞘糸220の直径(Db)との和と定義する(D1=Da+Db)。すなわち、芯糸210に導電性鞘糸220が重ねられた際に取り得る最大の直径を、導電糸200の直径(D1)と定義する。本実施形態では、芯糸210に1本の導電性鞘糸220が巻き付けられているため、導電糸200の直径(D1)は、芯糸210の直径(Da)と、1本の導電性鞘糸220の直径(Db)との和である(D1=Da+Db)。また、芯糸210の直径(Da)、及び導電性鞘糸220の直径(Db)は、夫々の最大径である。導電性鞘糸220が金属線のみから構成される場合、導電性鞘糸220の直径(Db)は、金属線の直径に相当する。<Ratio (D1/D2) between diameter (D1) of conductive yarn and diameter (D2) of non-conductive yarn>
FIG. 3(b) is a cross-sectional view of the
図3(c)は、非導電糸300の断面図である。非導電糸300の直径(D2)は、図3(c)に示すように、その最大径である。
FIG. 3(c) is a cross-sectional view of the
ここで、導電性布帛1の厚み(すなわち、布帛10の厚み)は、導電糸200の直径(D1)と、非導電糸300の直径(D2)との比(D1/D2)によって決定づけられる。この比(D1/D2)が小さくなる、すなわち導電糸200の直径(D1)が非導電糸300の直径(D2)よりも相対的に小さくなると、導電性布帛1の伸縮性が向上される一方、導電糸200が非導電糸300に埋まってしまい、導電性布帛1の導電性が低下する虞がある。また、導電糸200の強度が低下し、これにより、伸縮時に導電糸200が破断し、その結果、伸縮に伴う抵抗値の変動が大きくなる虞もある。これに対し、上記比(D1/D2)が大きくなる、すなわち導電糸200の直径(D1)が非導電糸300の直径(D2)よりも相対的に大きくなると、導電性布帛1の導電性が向上される一方、導電糸200の剛性が相対的に大きくなり、導電性布帛1の伸縮性が低下する虞がある。導電糸200の直径(D1)と、非導電糸300の直径(D2)との比(D1/D2)は、1.0~2.6であり、1.1~2.6がより好ましく、1.2~2.4がさらに好ましい。上記比(D1/D2)が1.0以上であることにより、導電糸200が非導電糸300に埋まり難く、また、破断し難いものとなるため、導電性布帛1は、導電安定性が高められたものとなる。上記比(D1/D2)が2.6以下であることにより、導電糸200が相対的に柔軟なものとなるため、導電性布帛1は、伸縮性が高められたものとなる。
Here, the thickness of the conductive fabric 1 (that is, the thickness of the fabric 10) is determined by the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the
<導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)>
導電糸200の本数(a)と、非導電糸300の本数(b)との比(a:b)(以下、「混用比率」とも称する。)は、布帛10(すなわち、導電性布帛1)の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40であり、1:5~1:40が好ましく、1:10~1:40がより好ましい。上記比(a:b)が布帛10の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40であることにより、導電糸200の単位面積あたりの本数が一定以上となるため、導電性布帛1の導電性が高められ、これに伴って導電安定性も高められたものとなる。また、相対的に剛性が高い導電糸200の本数(a)と比較して相対的に剛性が低い非導電糸300の本数(b)を多くしているため、導電性布帛1は、伸縮性が高められたものとなる。上記比(a:b)は、導電性布帛1における導電糸200が存在している領域(センサ等の導電部として機能し得る領域)においての、経方向及び緯方向の少なくとも一方における単位長さあたりの導電糸200の本数(a)と、非導電糸300の本数(b)との比である。具体的には、上記比(a:b)は、導電性布帛1において、導電糸200を含むように選択した任意の十箇所の経30mm×緯30mmの正方形(角型)の領域について、夫々、経方向及び緯方向の少なくとも一方における導電糸200の本数(a)と非導電糸300の本数(b)とを計数し、各方向において導電糸200の本数(a)の平均値と非導電糸300の本数(b)の平均値とを算出し、算出された導電糸200の本数(a)の平均値と非導電糸300の本数(b)の平均値との比として得られるものである。このように、経方向及び緯方向の夫々において単位長さ(30mm)あたりの平均値の比が得られる。すなわち、上記比(a:b)は、経方向及び緯方向の少なくとも一方における単位長さ(30mm)あたりの導電糸200の本数(a)と、非導電糸300の本数(b)との平均値の比である。なお、導電性布帛1においては、導電糸200を偏って存在させず、分散させて存在させることが好ましい。<Ratio (a:b) between the number of conductive threads (a) and the number of non-conductive threads (b)>
The ratio (a:b) of the number (a) of the
<導電性布帛の特性>
図2(b)は、導電性布帛1に荷重が付与されている状態を示す。図2(b)に示すように、布帛10の経方向及び緯方向の少なくとも一方(図2(b)の例示では緯方向)に荷重Fが付与されると、導電性布帛1は、図2(a)に示す無荷重状態から、図2(b)に示すように荷重方向に伸長する。これにより、導電性布帛1の長さが、無荷重状態の長さ(例えば後述するチャック間隔に相当する長さとすることができる。)K1(図2(a)参照)から伸長し、長さK2(図2(b)参照)となる。荷重の付与が解除されると、導電性布帛1は荷重方向に収縮し、無荷重状態に戻る。導電性布帛1の長さは、長さK2(図2(b)参照)から収縮し、長さK1(図2(a)参照)に戻る。導電性布帛1は、5N定荷重伸長率(すなわち、荷重Fとして5Nの荷重が付与されたときの伸長率)が20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。導電性布帛1の5N定荷重伸長率が20%以上であることにより、導電性布帛1は、伸縮性がより高められたものとなる。5N定荷重伸長率の上限は、特に限定されず、適宜設定することができ、例えば100%とすることができる。<Characteristics of conductive fabric>
FIG. 2(b) shows a state in which a load is applied to the
5N定荷重伸長率は、荷重が付与されていない状態での導電性布帛1の長さK1と、5Nの荷重が付与された状態での導電性布帛1の長さK2とを用いて、下記式(1)で表される。
5N定荷重伸長率(%) = (K2-K1)/K1 × 100 ・・・(1)
5N定荷重伸長率の測定方法は、後述する。The 5N constant load elongation rate is obtained by using the length K1 of the
5N constant load elongation rate (%) = (K2-K1)/K1 x 100 (1)
A method for measuring the 5N constant load elongation rate will be described later.
導電性布帛1は、40%伸長時の抵抗値変動率が30%以下であることが好ましい。導電性布帛1の40%伸長時の抵抗値変動率が30%以下であることにより、導電性布帛1は、伸長の前後での抵抗値の変動が小さくなる(すなわち、伸縮に伴う抵抗値の変動が小さくなる)ため、導電安定性が高められたものとなる。これにより、例えば導電性布帛1をセンサに用いることで、当該センサの感度を向上することができる。導電性布帛1における40%伸長時の抵抗値変動率の下限は、特に限定されるものではないが、通常、5%程度である。40%伸長時の抵抗値変動率は、導電性布帛1を40%伸長させた前後での抵抗値の変動率(%)であり、後述する方法で測定される。
The
導電性布帛1は、厚みが0.6mm以下であることが好ましく、0.5mm以下がより好ましい。導電性布帛1の厚みが0.6mm以下であることにより、導電性布帛1をセンサ等の別部材に内蔵させた際に、段差の発生を抑制することができる。例えば、導電性布帛1をステアリングホイール500のステアリングホイールセンサ等のセンサに内蔵させた際に、センサにおける段差の発生を抑制することができるため、導電性布帛1は、センサの触感に悪影響を与えないものとなる。導電性布帛1の厚みの下限は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができ、例えば0.1mmとすることができる。
The
本発明の特徴構成を有する導電性布帛(実施例1~17)を作製し、各種測定及び評価を行った。また、比較のため、本発明の特徴構成を有しない導電性布帛(比較例1~4)を作製し、同様の測定及び評価を行った。測定及び評価項目は、破断伸度、5N定荷重伸長率、及び40%伸長時の抵抗値変動率とした。各項目について、以下、説明する。 Conductive fabrics (Examples 1 to 17) having the characteristic structure of the present invention were produced, and various measurements and evaluations were performed. For comparison, conductive fabrics (Comparative Examples 1 to 4) not having the characteristic structure of the present invention were produced, and similar measurements and evaluations were performed. The measurement and evaluation items were elongation at break, 5N constant load elongation rate, and resistance change rate at 40% elongation. Each item will be described below.
[破断伸度]
JIS L1013に準じ、引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-I/20kN-50kNオートグラフ)を用い、試料糸長20cm、定速引張速度20cm/minの条件で測定した。荷重-伸び曲線での荷重の最高値を示すときの試料糸長(cm)を求め、荷重を加える前の試料糸長(20cm)に対する伸び率(%)として算出し、これを5回繰り返し、5回測定の平均値を、破断伸度(%)として求めた。[Breaking elongation]
According to JIS L1013, using a tensile tester (AG-I/20kN-50kN autograph manufactured by Shimadzu Corporation), the measurement was performed under the conditions of a sample thread length of 20 cm and a constant tensile speed of 20 cm/min. The sample yarn length (cm) when the maximum value of the load in the load-elongation curve is obtained, and the elongation rate (%) relative to the sample yarn length (20 cm) before applying the load is calculated. Repeat this 5 times, The average value of 5 measurements was obtained as the elongation at break (%).
[5N定荷重伸長率]
布帛が織物からなる実施例1~15、比較例1~4の導電性布帛については、「JIS L1096 織物及び編物の生地試験方法」の「8.16.1 伸び率」のB法(織物の定荷重法)に準拠して5N定荷重伸長率を測定した。布帛が編物からなる実施例16~17の導電性布帛については、「JIS L1096 織物及び編物の生地試験方法」の「8.16.1 伸び率」のD法(編物の定荷重法)に準拠して5N定荷重伸長率を測定した。具体的には、導電性布帛から経150mm×緯25mmの試験片を採取する。引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-I/20kN-50kNオートグラフ)のチャック間隔が100mmになるよう設定し、試験片の上下(幅25mm)をクランプにて挟んで固定する。その後、5Nの荷重がかかるまで試験片を伸長した際のチャック間隔(伸長長さ)(mm)を測定し、下記式(2)に基づいて5N定荷重伸長率を算出した。
5N定荷重伸長率(%) = (5N荷重付与時のチャック間距離)/100 × 100 ・・・(2)
得られた5N定荷重伸長率を、下記の評価基準により評価した。
20%以上 :+ (良好)
10%以上20%未満:+-(やや不良)
10%未満 :- (不良)[5N constant load elongation rate]
For the conductive fabrics of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 4 in which the fabric is a woven fabric, the B method of "8.16.1 Elongation" of "JIS L1096 Fabric test method for woven and knitted fabrics" The 5N constant load elongation rate was measured according to the constant load method). For the conductive fabrics of Examples 16 and 17 in which the fabric is a knitted fabric, conform to D method (constant load method for knitted fabric) of "8.16.1 Elongation rate" of "JIS L1096 Fabric test method for woven and knitted fabrics". Then, the 5N constant load elongation rate was measured. Specifically, a test piece having a length of 150 mm and a width of 25 mm is taken from the conductive cloth. A tensile tester (AG-I/20kN-50kN autograph manufactured by Shimadzu Corporation) is set so that the chuck interval is 100 mm, and the top and bottom of the test piece (width 25 mm) are clamped and fixed. After that, the chuck gap (elongation length) (mm) was measured when the test piece was elongated until a load of 5N was applied, and the 5N constant load elongation rate was calculated based on the following formula (2).
5N constant load elongation rate (%) = (distance between chucks when 5N load is applied)/100 x 100 (2)
The obtained 5N constant load elongation rate was evaluated according to the following evaluation criteria.
20% or more: + (good)
10% or more and less than 20%: +- (slightly poor)
Less than 10%: - (defective)
[40%伸長時の抵抗値変動率]
導電性布帛から経150mm×緯25mmの試験片を採取し、試験片の中央に50mmの間隔で銅箔テープを貼付することにより、マーキングを行った。引張試験機(株式会社島津製作所製のAG-I/20kN-50kNオートグラフ)のチャック間隔が100mmになるよう設定し、試験片の上下(幅25mm)をクランプにて挟んで固定する。固定後、銅箔テープにmΩテスターを取り付け、マーキング距離間の抵抗値(Ω)を測定する(初期抵抗値、すなわち伸縮前の抵抗値)。その後、1分間あたり40mmの引張速度で試料を伸長し、伸長率が40%の地点にて伸長を停止する。伸長停止後、再度mΩテスターにてマーキング距離間の抵抗値(Ω)を測定し(40%伸長時の抵抗値)、下記式(3)に基づいて40%伸長時の抵抗変動率を算出した。
40%伸長時の抵抗値変動率(%) = (初期抵抗値-40%伸長時の抵抗値)/初期抵抗値 × 100 ・・・(3)
得られた40%伸長時の抵抗値変動率を、下記の評価基準により評価した。
30%以下:+(良好)
30%超 :-(不良)[Resistivity change rate at 40% elongation]
A test piece having a length of 150 mm and a width of 25 mm was taken from the conductive cloth, and a copper foil tape was attached to the center of the test piece at intervals of 50 mm to perform marking. A tensile tester (AG-I/20kN-50kN autograph manufactured by Shimadzu Corporation) is set so that the chuck interval is 100 mm, and the top and bottom of the test piece (width 25 mm) are clamped and fixed. After fixation, attach a mΩ tester to the copper foil tape and measure the resistance (Ω) between the marking distances (initial resistance, ie resistance before stretching). After that, the sample is elongated at a tensile speed of 40 mm per minute, and the elongation is stopped when the elongation rate is 40%. After stopping the elongation, the resistance value (Ω) between the marking distances was measured again with the mΩ tester (resistance value at 40% elongation), and the resistance variation rate at 40% elongation was calculated based on the following formula (3). .
Resistance value change rate at 40% elongation (%) = (initial resistance value - resistance value at 40% elongation) / initial resistance value × 100 (3)
The obtained resistance value fluctuation rate at 40% elongation was evaluated according to the following evaluation criteria.
30% or less: + (good)
Over 30%: - (defective)
<実施例1>
ポリエチレンテレフタレート(PET)とポリトリメチレンテレフタレート(PTT)との2種類の糸を用いて捲縮加工された後、仮撚加工及びDDW加工(弛緩熱処理条件:160℃)が施されてなり、33dtex/24fである捲縮糸(商品名:TEXBRID、帝人フロンティア株式会社製)を芯糸として用いた。直径50μmのCu/Sn合金製の金属線を導電性鞘糸として用いた。この芯糸に導電性鞘糸を、巻数が1500(回/m)でシングルカバリングすることにより、表1に示す導電糸(カバリング糸)を得た。<Example 1>
After being crimped using two types of yarn, polyethylene terephthalate (PET) and polytrimethylene terephthalate (PTT), false twisting and DDW processing (relaxation heat treatment conditions: 160 ° C.) are applied, resulting in 33 dtex. A crimped yarn of /24f (trade name: TEXBRID, manufactured by Teijin Frontier Co., Ltd.) was used as a core yarn. A Cu/Sn alloy metal wire having a diameter of 50 μm was used as the conductive sheath thread. A conductive yarn (covering yarn) shown in Table 1 was obtained by single covering the core yarn with a conductive sheath yarn at a winding number of 1500 (turns/m).
この導電糸と、上記芯糸と同種の糸である非導電糸とを、経糸及び緯糸として用い、組織が2/2綾織、糸密度が緯方向に120本/2.54cm、経方向に140本/2.54cmとなるように製織した。この製織において、上述した単位長さ(30mm)あたりの平均値の比として、緯方向における導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)を1:30に設定し、経方向における導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)を1:20に設定し、経方向及び緯方向のうち上述した単位面積(経30mm×緯30mm)あたりの導電糸の本数が多い方向(実施例1では経方向)における導電糸の間隔を3.6mmに設定した。また、導電性布帛の厚みを0.25mmに設定した。このようにして、表1に示すような構成を有する実施例1の導電性布帛を得た。実施例1の導電性布帛において、導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、表1に示すように1.9であった。 This conductive yarn and non-conductive yarn that is the same kind of yarn as the core yarn are used as warp and weft, and the texture is 2/2 twill weave, and the yarn density is 120 / 2.54 cm in the weft direction and 140 in the warp direction. It was woven so as to be 1/2.54 cm. In this weaving, the ratio (a:b) of the number of conductive yarns (a) in the weft direction and the number of non-conductive yarns (b) is 1 as the ratio of the average values per unit length (30 mm) described above. : 30, the ratio (a:b) of the number of conductive yarns (a) in the warp direction and the number of non-conductive yarns (b) in the warp direction is set to 1:20, and the above-mentioned The distance between the conductive yarns was set to 3.6 mm in the direction (the warp direction in Example 1) in which the number of conductive yarns per unit area (warp 30 mm×weft 30 mm) was large. Moreover, the thickness of the conductive cloth was set to 0.25 mm. Thus, the conductive fabric of Example 1 having the configuration shown in Table 1 was obtained. In the conductive fabric of Example 1, the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn was 1.9 as shown in Table 1.
<実施例2~15、比較例1~4>
導電糸における芯糸の素材、芯糸の繊度(すなわち直径)、芯糸の破断伸度、導電性鞘糸における金属線の素材、金属線の直径、金属線の破断伸度、非導電糸の素材、非導電糸の繊度(すなわち直径)、上記単位長さ(30mm)あたりの平均値の比としての経方向及び緯方向における各導電糸の本数(a)と非導電糸の本数(b)との比(a/b)、導電性布帛の厚み、及び経方向及び緯方向のうち上記単位面積(経30mm×緯30mm)あたりの導電糸の本数が多い方向における導電糸の間隔を表1~3、5に示すように変更し、実施例1と同様の手順にて、実施例2~15、比較例1~4の導電性布帛を得た。なお、実施例10においては、導電糸の芯糸として、ポリエチレンテレフタレート(PET)とポリトリメチレンテレフタレート(PTT)との2種類の糸を用いて捲縮加工された後、仮撚加工のみが施され、DDW加工が施されていない捲縮糸を用いた。実施例2~15、比較例1~4の導電性布帛における導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、表1~3、5中に示す。<Examples 2 to 15, Comparative Examples 1 to 4>
Material of core yarn in conductive yarn, fineness of core yarn (i.e. diameter), breaking elongation of core yarn, material of metal wire in conductive sheath yarn, diameter of metal wire, breaking elongation of metal wire, non-conductive yarn The material, the fineness (i.e. diameter) of the non-conductive yarn, the number of each conductive yarn (a) and the number of non-conductive yarn (b) in the warp and weft directions as a ratio of the average value per unit length (30 mm) The ratio (a/b), the thickness of the conductive fabric, and the distance between the conductive yarns in the direction in which the number of conductive yarns per unit area (warp 30 mm × weft 30 mm) is large among the warp and weft directions Table 1 The conductive fabrics of Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 4 were obtained in the same procedure as in Example 1 with the changes shown in 1 to 3 and 5. In Example 10, two types of yarns, polyethylene terephthalate (PET) and polytrimethylene terephthalate (PTT), were used as the core yarn of the conductive yarn, and after crimping, only false twisting was performed. A crimped yarn that has been processed and not subjected to DDW processing was used. The ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn in the conductive fabrics of Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in Tables 1 to 3 and 5. shown in
<実施例16>
22dtex/1fのポリエチレンテレフタレート糸(東レ株式会社製)を芯糸として用いた。直径50μmのCu/Si合金製の金属線を導電性鞘糸として用いた。この芯糸に導電性鞘糸を、巻数が1000(回/m)でシングルカバリングすることにより、表4に示す導電糸(カバリング糸)を得た。<Example 16>
A 22 dtex/1 f polyethylene terephthalate yarn (manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as a core yarn. A Cu/Si alloy metal wire with a diameter of 50 μm was used as the conductive sheath thread. A conductive yarn (covering yarn) shown in Table 4 was obtained by single covering the core yarn with a conductive sheath yarn at a winding number of 1000 (turns/m).
この導電糸と、非導電糸(表組織の地糸、裏組織の地糸、及び連結糸)としての84dtex/36fのポリエチレンテレフタレート絶縁糸とを用い、26ゲージ/33インチの編機(株式会社福原精機製作所製)により、コース密度31(コース/25.4mm)、ウェル密度33(ウェル/25.4mm)の両面天竺二重編(丸編み)を編成した。この編成において、表組織の絶縁糸の一部に代えて上記で得られた導電糸を編み込み、この編み込みにおいて、上記単位長さ(30mm)あたりの平均値の比としての経方向における導電糸の本数(a)と、絶縁糸の本数(b)との比(a:b)を1:5に設定し、経方向における導電糸の間隔を4.0mmに設定した。また、導電性布帛の厚みを0.54mmに設定した。このようにして、表4に示すような構成を有する実施例16の導電性布帛を得た。実施例16の導電性布帛における導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、表4中に示す。 Using this conductive yarn and a polyethylene terephthalate insulating yarn of 84 dtex / 36 f as a non-conductive yarn (ground yarn of the front texture, ground yarn of the back texture, and connecting yarn), a 26 gauge / 33 inch knitting machine (Co., Ltd. (manufactured by Fukuhara Seiki Seisakusho), a double-sided jersey double knitting (circular knitting) with a course density of 31 (course/25.4 mm) and a well density of 33 (well/25.4 mm) was knitted. In this knitting, the conductive yarn obtained above is knitted instead of part of the insulating yarn of the surface texture, and in this knitting, the ratio of the average value per unit length (30 mm) of the conductive yarn in the warp direction. The ratio (a:b) of the number (a) and the number (b) of the insulating yarns was set to 1:5, and the distance between the conductive yarns in the warp direction was set to 4.0 mm. Moreover, the thickness of the conductive cloth was set to 0.54 mm. Thus, the conductive fabric of Example 16 having the configuration shown in Table 4 was obtained. Table 4 shows the ratio (D1/D2) between the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn in the conductive fabric of Example 16.
<実施例17>
56dtex/36fのポリエチレンテレフタレート糸(南亜株式会社製)を芯糸として用いた。直径50μmのCu/Si合金製の金属線を導電性鞘糸として用いた。この芯糸に導電性鞘糸を、巻数が1000(回/m)でシングルカバリングすることにより、表4に示す導電糸(カバリング糸)を得た。<Example 17>
A 56dtex/36f polyethylene terephthalate yarn (manufactured by Nanya Co., Ltd.) was used as a core yarn. A Cu/Si alloy metal wire with a diameter of 50 μm was used as the conductive sheath thread. A conductive yarn (covering yarn) shown in Table 4 was obtained by single covering the core yarn with a conductive sheath yarn at a winding number of 1000 (turns/m).
この導電糸と、非導電糸としての110dtex/36fのポリエチレンテレフタレート絶縁糸とを用い、28ゲージ/33インチの編機(株式会社福原精機製作所製)により、コース密度33(コース/25.4mm)、ウェル密度35(ウェル/25.4mm)のスムース編み(丸編み)を編成した。この編成において、絶縁糸の一部に代えて上記で得られた導電糸を編み込み、この編み込みにおいて、上記単位長さ(30mm)あたりの平均値の比としての経方向における導電糸の本数(a)と、絶縁糸の本数(b)との比(a:b)を1:2に設定し、経方向における導電糸の間隔を3.0mmに設定した。また、導電性布帛の厚みを0.60mmに設定した。このようにして、表4に示すような構成を有する実施例17の導電性布帛を得た。実施例17の導電性布帛における導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、表4中に示す。 Using this conductive thread and a polyethylene terephthalate insulating thread of 110 dtex/36 f as a non-conductive thread, a course density of 33 (course/25.4 mm) was obtained using a 28 gauge/33 inch knitting machine (manufactured by Fukuhara Seiki Seisakusho Co., Ltd.). , a smooth knit (circular knit) with a well density of 35 (well/25.4 mm). In this knitting, the conductive yarn obtained above is knitted instead of part of the insulating yarn, and in this knitting, the number of conductive yarns in the warp direction as a ratio of the average value per unit length (30 mm) (a ) and the number (b) of the insulating yarns (a:b) was set to 1:2, and the distance between the conductive yarns in the warp direction was set to 3.0 mm. Moreover, the thickness of the conductive cloth was set to 0.60 mm. Thus, the conductive fabric of Example 17 having the configuration shown in Table 4 was obtained. Table 4 shows the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn in the conductive fabric of Example 17.
実施例1~17の導電性布帛、及び比較例1~4の導電性布帛の構成、並びに、測定結果、及び評価結果を表1~5に示す。 The configurations, measurement results, and evaluation results of the conductive fabrics of Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Tables 1 to 5.
導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)が1.0~2.6であり、かつ布帛の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)が1:2~1:40である実施例1~17の導電性布帛は、何れも、5N定荷重伸長率が20%以上であり、伸縮性が優れるものであった。実施例1~17の導電性布帛は、何れも、40%伸長時の抵抗値変動率が30%以下であり、伸縮に伴う抵抗値の変動が抑制されたもの(導電安定性に優れたもの)であった。また、実施例1~17の結果、芯糸の破断伸度が70%以上であることにより、5N定荷重伸長率を20%以上、40%伸長時の抵抗値変動率を30%以下とし得ることが示された。また、実施例1~17の結果、芯糸の直径は125μm以下が好ましいこと、導電性鞘糸の金属線の直径は20~80μm以下が好ましいこと、導電糸における導電性鞘糸の巻数は1000~3000回/mが好ましいこと、非導電糸の直径は125μm以下が好ましいこと、経方向及び緯方向のうち単位面積あたりの導電糸の本数が多い方向における導電糸の間隔は5mm以下が好ましいことが示された。また、DDW加工が施された芯糸(実施例1~9、11~15)は、DDW加工が施されていない芯糸(実施例10)よりも破断伸度が大きいことも示された。また、編物からなる実施例16~17の導電性布帛においても、織物からなる実施例1~15の導電性布帛と同様の効果が得られることが示された。 The ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn is 1.0 to 2.6, and in at least one of the warp direction and the weft direction of the fabric The conductive fabrics of Examples 1 to 17, in which the ratio (a:b) of the number of conductive yarns (a) and the number of non-conductive yarns (b) is 1:2 to 1:40, are all 5N The constant load elongation rate was 20% or more, and the stretchability was excellent. Each of the conductive fabrics of Examples 1 to 17 has a resistance value fluctuation rate of 30% or less at 40% elongation, and the resistance value fluctuation due to expansion and contraction is suppressed (excellent conductive stability )Met. In addition, as a result of Examples 1 to 17, the breaking elongation of the core yarn is 70% or more, so that the 5N constant load elongation rate can be 20% or more and the resistance value fluctuation rate at 40% elongation can be 30% or less. was shown. Further, as a result of Examples 1 to 17, the diameter of the core yarn is preferably 125 μm or less, the diameter of the metal wire of the conductive sheath yarn is preferably 20 to 80 μm or less, and the number of turns of the conductive sheath yarn in the conductive yarn is 1000. The diameter of the non-conductive yarn is preferably 125 μm or less, and the distance between the conductive yarns in the direction in which the number of conductive yarns per unit area is large among the warp and weft directions is preferably 5 mm or less. It has been shown. It was also shown that the DDW-treated core yarns (Examples 1 to 9, 11 to 15) had a higher breaking elongation than the core yarn not subjected to DDW treatment (Example 10). In addition, it was shown that the conductive fabrics of Examples 16 and 17 made of knitted fabrics also exhibited the same effect as the conductive fabrics of Examples 1 to 15 made of woven fabric.
これに対し、導電糸の本数(a)と、非導電糸の本数(b)との比(a:b)が布帛の経方向及び緯方向の何れにおいても1:2~1:40の範囲外である(導電糸の本数が非導電糸の本数に対して少な過ぎる)比較例1は、40%伸長時抵抗値変動率が30%を超えており、伸縮に伴う抵抗値の変動が抑制されていないものであった。上記本数比(a:b)が布帛の経方向及び緯方向の何れにおいても1:2~1:40の範囲外である(導電糸の本数が非導電糸の本数に対して多過ぎる)比較例2は、5N定荷重伸長率が10%未満であり、伸縮性が極めて劣っているものであった。また、比較例2は、40%伸長時の抵抗値変動率を測定する際に導電性布帛が破断したため、測定不能であり、導電性布帛として機能するために必要な伸縮時の導電性が付与されていないものであった。導電糸の直径(D1)と、非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)が2.6超である比較例3は、5N定荷重伸長率が20%未満であり、伸縮性が劣るものであった。上記比(D1/D2)が1.0未満である比較例4は、40%伸長時の抵抗値変動率が30%超であり、伸縮に伴う抵抗値の変動が抑制されていないものであった。 On the other hand, the ratio (a:b) of the number of conductive yarns (a) to the number of non-conductive yarns (b) is in the range of 1:2 to 1:40 in both the warp and weft directions of the fabric. In Comparative Example 1, which is outside (the number of conductive yarns is too small compared to the number of non-conductive yarns), the resistance value fluctuation rate at 40% elongation exceeds 30%, and the resistance value fluctuation due to stretching is suppressed. It was not done. Comparison where the number ratio (a:b) is outside the range of 1:2 to 1:40 in both the warp and weft directions of the fabric (the number of conductive yarns is too large relative to the number of non-conductive yarns) In Example 2, the 5N constant load elongation rate was less than 10%, and the stretchability was extremely poor. In addition, in Comparative Example 2, the conductive fabric was broken when measuring the resistance value variation rate at 40% elongation, so it could not be measured, and the conductivity at the time of stretching necessary for functioning as a conductive fabric was imparted. It was not done. Comparative Example 3, in which the ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn is more than 2.6, has a 5N constant load elongation rate of less than 20% and stretches It was of poor quality. In Comparative Example 4, in which the ratio (D1/D2) is less than 1.0, the resistance value fluctuation rate at 40% elongation is more than 30%, and the resistance value fluctuation due to expansion and contraction is not suppressed. rice field.
本発明の導電性布帛は、例えば、ステアリングホイール等の車輛の内装品、上着、ズボン、手袋等の衣料品、マッサージチェア、介護ベッド等の健康・医療器具、椅子、ソファー等の家具などにおけるセンサとして利用可能である。 The conductive fabric of the present invention can be used, for example, in vehicle interiors such as steering wheels, clothing such as outerwear, pants, and gloves, health and medical equipment such as massage chairs and care beds, and furniture such as chairs and sofas. It can be used as a sensor.
1 導電性布帛
10 布帛
200 導電糸
210 芯糸
220 導電性鞘糸
300 非導電糸
D1 導電糸の直径
D2 非導電糸の直径
K1 無荷重時の導電性布帛の長さ
K2 荷重付与時の導電性布帛の長さ
F 荷重
S1 導電糸の間隔(経方向)
S2 導電糸の間隔(緯方向)1
S2 Distance between conductive yarns (weft direction)
Claims (7)
前記導電糸は、伸縮性を有する芯糸に金属線を含む導電性鞘糸が巻回されたカバリング糸であり、
前記芯糸の繊度は22~167dtexであり、
前記非導電糸は、伸縮性を有するマルチフィラメント糸であり、
前記導電糸の直径(D1)と、前記非導電糸の直径(D2)との比(D1/D2)は、1.0~2.6であり、
前記導電糸の本数(a)と、前記非導電糸の本数(b)との比(a:b)は、前記導電性布帛の経方向及び緯方向の少なくとも何れか一方において1:2~1:40である導電性布帛。 A conductive fabric made of a woven or knitted fabric containing conductive yarn and non-conductive yarn,
The conductive yarn is a covering yarn in which a conductive sheath yarn containing a metal wire is wound around an elastic core yarn,
The fineness of the core yarn is 22 to 167 dtex,
The non-conductive yarn is a stretchable multifilament yarn,
The ratio (D1/D2) of the diameter (D1) of the conductive yarn and the diameter (D2) of the non-conductive yarn is 1.0 to 2.6,
The ratio (a:b) of the number (a) of the conductive yarn and the number (b) of the non-conductive yarn is 1:2 to 1 in at least one of the warp direction and the weft direction of the conductive fabric. :40.
前記編物からなる場合、JIS L1096の伸び率(D法)に準拠して測定される5Nの荷重を付与したときの定荷重伸長率が20%以上である請求項1に記載の導電性布帛。 When made of the woven fabric, the constant load elongation rate when applying a load of 5 N measured in accordance with the elongation rate (B method) of JIS L1096 is 20% or more,
2. The conductive fabric according to claim 1, wherein the knitted fabric has a constant load elongation rate of 20% or more when a load of 5 N measured according to the elongation rate (D method) of JIS L1096 is applied.
Applications Claiming Priority (3)
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