CN112261905A - 带有电极配线的布材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有电极配线的布材，其具有：布材主体；电极部，其设置于所述布材主体的表面或内部，并且包含导电性线状体；以及配线部，其在所述布材主体的表面或内部与所述电极部相邻地设置，并且包含导电性线状体，所述电极部包含的至少一根导电性线状体和所述配线部包含的至少一根导电性线状体是同一根导电性线状体。

Description

带有电极配线的布材

技术领域

本公开涉及带有电极配线的布材。

背景技术

以往，作为用于生物信号测量仪等可穿戴设备的布材，例如利用具有生物接触用或传感器连接用的电极部和与之连接的配线部的布材(例如参照专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2017-70599号

发明内容

(一)要解决的技术问题

然而，在具有电极部和配线部的布材中，电极部和配线部分别设置，并通过连接材料(焊料、导电性浆料等)或连接部件(铆接、连接器等)连接。

特别是，在布材上设置生物接触用电极部时，需要露出生物接触用电极部，另一方面，配线部需要用绝缘材料包覆以进行绝缘，因此，倾向于采用分别制作电极部和配线部并通过连接材料或连接部件连接的结构。

因此，由于布材的反复的变形(例如，扭曲、折曲、伸长等)，电极部与配线部的连接部有时会劣化。具体而言，例如若通过连接材料或连接部件来连接电极部和配线部，则由于布材的反复变形，连接材料或连接部件会产生裂纹。并且，若连接部不断劣化，则会产生电极部与配线部的连接不良。

此外，针对通过连接部件连接电极部所包含的导电性线状体和配线部所包含的导电性线状体的结构而言，与通过连接材料连接的结构相比，对于布材反复变形的耐久性高，但是连接部的柔软性差，作为具有柔软性的布材的利用价值降低。

因此，本公开的课题是提供一种带有电极配线的布材，其既具有作为布材的柔软性又抑制由于反复的变形导致的电极部与配线部的连接不良。

(二)技术方案

上述课题通过以下方式解决。

<1>一种带有电极配线的布材，具有：

布材主体；

电极部，其设置于所述布材主体的表面或内部，并且包含导电性线状体；以及

配线部，其在所述布材主体的表面或内部与所述电极部相邻地设置，并且包含导电性线状体，

所述电极部包含的至少一根导电性线状体和所述配线部包含的至少一根导电性线状体是同一根导电性线状体。

<2>如<1>所述的带有电极配线的布材，

其具有伸缩性。

<3>如<2>所述的带有电极配线的布材，

相对于带有电极配线的布材伸长前的所述配线部的电阻，以最大伸长的50％伸长了带有电极配线的布材时的所述配线部的电阻变化率为10％以下。

<4>如<1>至<3>中任一项所述的带有电极配线的布材，

在所述电极部中，所述导电性线状体的一部分被所述布材主体的纱线约束。

<5>如<4>所述的带有电极配线的布材，

在所述电极部中，所述导电性线状体被织入、被编入、或被刺绣于所述布材主体，或者所述电极部由所述导电性线状体缝制。

<6>如<1>至<5>中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述电极部设置于所述布材主体的表面。

<7>如<6>所述的带有电极配线的布材，

所述电极部是生物接触用电极部。

<8>如<1>至<7>中任一项所述的带有电极配线的布材，

在所述配线部中，所述导电性线状体的一部分被所述布材主体的纱线约束。

<9>如<8>所述的带有电极配线的布材，

在所述配线部中，所述导电性线状体被织入、被编入、或被刺绣于所述布材主体，或者所述配线部由所述导电性线状体缝制。

<10>如<1>至<9>中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述配线部设置于所述布材主体的内部。

<11>如<1>至<10>中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述电极部及所述配线部所包含的导电性线状体是包含碳纳米管纱线的导电性线状体。

(三)发明效果

根据本公开，能够提供一种带有电极配线的布材，其既具有作为布材的柔软性又抑制由于反复的变形导致的电极部与配线部的连接不良。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的带有电极配线的布材的概要平面图。

图2是表示本实施方式涉及的带有电极配线的布材的概要截面图。

图3是表示在本实施方式涉及的带有电极配线的布材中织入了导电性线状体的一例的概要平面图。

图4是表示在本实施方式涉及的带有电极配线的布材中编入了导电性线状体的一例的概要平面图。

图5是表示在本实施方式涉及的带有电极配线的布材中刺绣了导电性线状体的一例的概要平面图。

图6是表示本实施方式涉及的带有电极配线的布材的第一变形例的概要截面图。

图7是表示本实施方式涉及的带有电极配线的布材的第二变形例的概要截面图。

具体实施方式

以下，详细说明作为本公开的一例的实施方式。

另外，在本说明书中，有时对于实质上具有相同功能的部件，在整个附图中赋予相同的附图标记，并省略重复的说明。

使用“～”的数值范围是指，“～”的前后所表示的数值分别作为最小值和最大值而被包含在内的数值范围。

在阶段性地记载的数值范围中，在一个数值范围内记载的上限值或下限值可以置换成其他阶段性的记载的数值范围的上限值或下限值。此外，在本公开中记载的数值范围中，该数值范围的上限值或下限值可以置换成实施例中所示的值。

关于“工序”这样的术语，不仅表示独立的工序，即使在未与其他工序明确区分的情况下，只要达到该工序的预期的目的，就包含在本术语中。

本实施方式涉及的带有电极配线的布材具有：布材主体；电极部，其设置于布材主体的表面或内部，并且包含导电性线状体；以及配线部，其在布材主体的表面或内部与所述电极部相邻地设置，并且包含导电性线状体。

并且，电极部包含的至少一根导电性线状体和配线部包含的至少一根导电性线状体是同一根导电性线状体。

另外，同一根导电性线状体也包括以下线状体：不利用线状体以外的其他的连接材料(焊料、导电性浆料等)或者连接部件(铆接、连接器等)而通过打结或捻接等将导电性线状体的端部彼此结合的线状体。

在本实施方式涉及的带有电极配线的布材中，将电极部包含的至少一根导电性线状体和配线部包含的至少一根导电性线状体设为同一根导电性线状体。也就是说，由于电极部和配线部通过同一根导电性线状体连结，因此抑制了电极部与配线部的连接部因布材的反复的变形(例如，扭曲、折曲、伸长等)而发生劣化。其结果，抑制了电极部与配线部的连接不良。并且，也保持了作为布材的柔软性。

在此，所谓“布材主体”是指作为设置有导电性线状体的对象的布材。

所谓“电极部或配线部设置于布材主体的表面”是指，在构成布材主体的表背面的布材层(也包括局部地构成表背面的布材层)上设置有电极部或配线部(也就是导电性线状体)。换言之，所谓“电极部或配线部设置于布材主体的表面”是指，在构成电极部和配线部的导电性线状体的至少一部分从布材主体露出的状态下设置电极部或配线部(也就是导电性线状体)。

所谓“电极部或配线部设置于布材主体的内部”是指，在布材主体的内层，例如作为布材主体的内层的布材层中或布材层间，设置有电极部或配线部(也就是导电性线状体)。

所谓“电极部包含的至少一根导电性线状体和配线部包含的至少一根导电性线状体是同一根导电性线状体”是指，配线部包含电极部所包含的至少一根导电性线状体延伸出的导电性线状体(换言之，电极部包含配线部所包含的至少一根导电性线状体延伸出的导电性线状体)。

以下，参照附图对本实施方式涉及的带有电极配线的布材的一例进行说明。

如图1～图2所示，本实施方式涉及的带有电极配线的布材100例如具有布材主体10、电极部20、配线部30。

(布材主体)

布材主体10例如由构成表面的表面布材层10A、构成背面的背面布材层10B、位于表面布材层10A与背面布材层10B之间的中间布材层10C这三重布材层构成。

除三重布材层之外，布材主体10例如也可以由一重、两重或四重以上的布材层构成。

另外，由两层以上的布材层构成的多重的布材主体10例如可以在制作各布材层之后以缝合的手法制作，也可以通过机织针织机一并制作多重的布材主体10。

作为布材主体10，例如可代表性地举出机织针织物。布材主体10也可以是无纺布。

作为机织针织物，可举出平织、斜织、缎纹织、公知的应用机织等机织物；纬编、经编、蕾丝编、公知的应用针织等针织物。

构成布材主体10的纱线(线状体)是绝缘性的纱线。所谓绝缘性的纱线是指线电阻为1.0×10⁶Ω/cm以上的纱线。绝缘性的纱线电阻是以与后述的导电性线状体的线电阻相同的方法测量的线电阻。

作为构成布材主体10的纱线(线状体)，例如举出公知的纤维的纱线。

公知的纤维的纱线可以是合成纤维的纱线，也可以是天然纤维的纱线。

作为合成纤维的纱线，可举出聚氨酯纤维、聚酯纤维(聚对苯二甲酸亚烷基酯纤维、聚芳酯纤维等)、聚酰胺纤维(尼龙6纤维、尼龙66纤维、尼龙46纤维等)、芳香族聚酰胺纤维(对亚苯基对苯二甲酰胺和芳香族醚的共聚物等)、维尼纶纤维、聚氯乙烯纤维、聚烯烃纤维(人造丝纤维、超高分子量聚乙烯等)、聚甲醛纤维；砜类纤维(聚苯砜纤维、聚砜纤维等)、聚醚醚酮纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚酰亚胺纤维等的纱线。

作为天然纤维的纱线，可举出棉、丝、麻、羊毛等纤维的纱线。

在此，较佳地，布材主体10是具有伸缩性的布材。也就是说，较佳地，带有电极配线的布材100具有伸缩性。特别是，若带有电极配线的布材100具有伸缩性，则电极部20与配线部30的连接部由于反复的伸缩而容易劣化并产生连接不良。但是，通过采用本实施方式涉及的带有电极配线的布材100的结构，电极部20与配线部30的连接不良被抑制。

具有伸缩性的布材主体10能够通过应用利用了弹性纱线的机织针织物来实现。

作为弹性纱线，例如可举出在弹性纱线的外周将非弹性纱线卷绕成线圈状而成的包覆纱(单包覆纱或双包覆纱)、将弹性纱线和非弹性纱线进行精纺交捻而成的包芯纱、使用压缩空气喷嘴将非弹性纱线卷绕在弹性纱线的外周而成的空气交织包覆纱、将弹性纱线和非弹性纱线进行捻纱而成的捻纱等。

作为弹性纱线，可举出聚氨酯弹性纤维、聚酯弹性纤维、聚酰胺弹性纤维等表现出所谓的橡胶状弹性的纤维的纱线。

作为非弹性纱线，可举出合成纤维(聚酯纤维、聚酰胺纤维、丙烯纤维、聚丙烯纤维、人造丝纤维)、天然纤维(棉、丝、麻、羊毛等纤维)的纱线。

(电极部和导电部)

电极部20具有第一电极部20A、第二电极部20B。根据目的，电极部20也可以设置一个或三个以上。

在此，例如在将带有电极配线的布材100用于生物信号测量仪等可穿戴设备的情况下，较佳地，电极部20中的至少一个作为生物接触用电极部。具体而言，例如，在电极部20中，设第一电极部20A为生物接触用电极部，第二电极部20B为其他设备连接用(发送设备连接用、外部设备连接用等)电极部。第一电极部20A不限于生物接触用电极部，也可以作为传感器连接用电极部。此外，设置三个以上的电极部20，在三个以上的电极部20中，可以将两个以上的电极部作为生物接触用电极部以及传感器连接用电极部的双方。

电极部20设置于布材主体10的表面布材层10A。也就是说，电极部20设置于布材主体10的表面。

另外，电极部20也可以设置于布材主体10的中间布材层10C上。也就是说，电极部20也可以设置于布材主体10的内部。

在此，例如，生物接触用电极部(也就是，构成生物接触用电极部的导电性线状体40)需要从带有电极配线的布材100露出。另一方面，传感器连接用电极部及其他设备连接用(发送设备连接用、外部设备连接用等)电极部(也就是，构成传感器连接用电极部及其他设备连接用电极部的导电性线状体40)不需要从带有电极配线的布材100露出。这是因为，即使在布材主体10内部设置有传感器连接用电极部及其他设备连接用电极部，也能够通过针状的电极等进行连接。

另一方面，配线部30与第一电极部20A和第二电极部20B相邻地设置有一个。也就是说，配线部30以连结第一电极部20A和第二电极部20B的方式而设置有一个。配线部30可以根据电极部20的数量而设置两个以上。

配线部30设置于布材主体10的内部。具体而言，例如在由三层的布材层构成的布材主体10的内层的布材层(也包括局部作为内层的布材层)即中间布材层10C中设置有配线部30，从而能够将配线部30设置于布材主体10的内部。此外，也可以例如在由两层的布材层构成的布材主体10的布材层之间设置作为配线部30的导电性线状体40。

另外，配线部30也可以设置于布材主体10的表面。例如，配线部30可以设置于由3层的布材层构成的布材主体10的表面布材层10A或背面布材层10B。然而，从实现通过布材主体10与外部绝缘的观点来看，较佳地，配线部30设置于布材主体10的内部

在电极部20和/或配线部30中，导电性线状体40的至少一部分被布材主体10的纱线约束。从能够将作为电极部20或配线部30的导电材料而发挥作用的导电性线状体40也用作为将电极部20或配线部30固定于布材主体10的构件的观点来看，这样的方式是优选的。被布材主体10约束的导电性线状体40可以是电极部20和配线部30双方均包含的同一根导电性线状体40，也可以是仅电极部20或配线部30其中一方包含的其他导电性线状体40。另外，在电极部20或配线部30中，导电性线状体40也可以不被布材主体10的纱线约束。例如，在电极部20或配线部30通过粘接剂固定于布材主体10的情况下，或者电极部20或配线部30通过绝缘性的纱线被缝制于布材主体10的情况下，即使导电性线状体40未被布材主体10的纱线约束，也能够将电极部20或配线部30固定于布材主体10。

例如，形成将导电性线状体40反复屈曲或弯曲180°而配置的矩形区域。该矩形区域是通过将导电性线状体40的一部分约束于布材主体10的表面布材层10A的纱线而形成的。并且，将该矩形的区域作为面状的电极部20。

另外，将导电性线状体40配置成螺旋状的区域也可以作为电极部20。此外，也可以将导电性线状体40屈曲或弯曲而配置的任意的面形状(多角形、圆形等)作为电极部20。

另一方面，使电极部20(第一电极部20A以及第二电极部20B)的导电性线状体40在电极部20间呈波线形状延伸而形成波线形状的区域。波线形状的区域是通过将导电性线状体40的一部分约束于布材主体10的中间布材层10C的纱线而形成的。并且，将波线形状的区域作为配线部30。

另外，将导电性线状体40配置成直线形状的直线形状区域也可以作为配线部30。然而，从抑制因带有电极配线的布材100的伸长而导致的电极部20与配线部30的连接不良的观点来看，较佳地，配线部30设为波线形状区域(也就是说，将导电性线状体40配置成波线形状的区域)。

具体而言，在布材主体10是机织物的情况下，从能够在由织布形成布材主体10时同时形成电极部20和/或配线部30的观点、及提高布材主体10、电极部20和/或配线部30的一体性的观点来看，优选地，如图3所示，在用经纱及纬纱织成的机织物的机织组织中织入导电性线状体40来构成电极部20和/或配线部30。

在布材主体10是针织物的情况下，从能够在通过编织而形成布材主体10时同时形成电极部20和/或配线部30的观点、及提高布材主体10、电极部20和/或配线部30的一体性的观点来看，优选地，如图4所示，在编入了环状的纱线的针织物的针织组织中以上述形状编入导电性线状体40来构成电极部20和/或配线部30。在将导电性线状体40编入针织物的网组织的情况下，例如能够采用并线编织、添纱编织、夹纱编织(日语：インレイ編み)等。图4示出了采用夹纱编织将导电性线状体40编入的例子。

此外，从能够在形成电极部20和/或配线部30时同时将电极部20和/或配线部30固定于布材主体10的观点来看，优选地，如图5所示，以上述形状将导电性线状体40刺绣于布材主体10来构成电极部20和/或配线部30。刺绣的手法能够采用例如平针绣、钉线绣、回针绣、链形绣、轮廓绣等公知的刺绣。图5示出了采用链形绣将导电性线状体40进行刺绣的例子。

此外，从能够共用构成电极部20和/或配线部30的导电性线状体40和用于固定电极部20和/或配线部30的导电性线状体40的观点来看，优选地，通过导电性线状体40将电极部20和/或配线部30缝制于布材主体10。

例如，作为通过导电性线状体40将电极部20和/或配线部30缝制并固定的方式，可举出如下方式：从针织物中连续形成电极部20和配线部30，并将该电极部20以及配线部30用导电性线状体40缝制在布材主体10上，其中，该针织物编入了已织入有导电性线状体40的机织物或导电性线状体。

图3中，12表示构成布材主体10(机织物)的经纱，14表示构成布材主体10(机织物)的纬纱。图4中，16表示构成布材主体10(机织物)的纱线。

针对电极部20和配线部30而言，除了由同一根导电性线状体40构成的方式以外，也可以由相同的两根以上的导电性线状体构成。

此外，电极部20和配线部30也可以分别由多根导电性线状体40构成。然而，在多根导电性线状体40中，至少一根导电性线状体40作为共同构成电极部20和配线部30的导电性线状体40。

此外，在具有多个电极部20的情况下，将至少一个电极部20包含的至少一根导电性线状体和与其相邻设置的配线部30包含的至少一根导电性线状体设为同一根导电性线状体40。

另外，在采用弹性纱线作为构成布材主体10的纱线的情况下，较佳地，在将弹性纱线伸长的状态下，一边形成机织针织物，一边将导电性线状体织入或编入布材主体10。

(导电性线状体)

构成电极部20和配线部30的导电性线状体只要具有导电性就没有特别的限制，可举出包含金属线的线状体、包含导电性纱线的线状体等。导电性线状体40也可以是包含金属线和导电性纱线的线状体(将金属线和导电性纱线加捻而成的线状体等)。

由于包含金属线的线状体和包含导电性纱线的线状体均具有高传导性和高导电性，因此，若作为导电性线状体40来应用，则容易降低电极部20和配线部30的电阻。

作为金属线，可举出包含铜、铝、钨、铁、钼、镍、钛、银、金等金属、或者具有两种以上金属的合金(例如不锈钢、碳钢等钢铁、黄铜、磷青铜、锆铜合金、铍铜、铁镍、镍铬、镍钛、康泰尔、哈斯特洛依、铼钨等)的线。此外，金属线可以是用锡、锌、银、镍、铬、镍铬合金、焊锡等镀敷后的金属线，也可以是被后述的碳材料或聚合物包覆表面的金属线。

作为金属线，还可举出被碳材料包覆的金属线。若金属线被碳材料包覆，则可抑制金属腐蚀。

作为包覆金属线的碳材料，可举出炭黑、活性炭、硬碳、软碳、中孔碳、碳纤维等非晶质碳；石墨；富勒烯；石墨烯；碳纳米管等。

另一方面，包含导电性纱线的线状体可以是由一根导电性纱线构成的线状体，也可以是将多根导电性纱线加捻而成的线状体。此外，也可以是将导电性纱线和绝缘性的纱线加捻而成的线状体。与包含金属线的线状体相比，包含导电性纱线的线状体的优点在于，柔软性较高，不容易发生因织入、编入、或刺绣于布材主体10、或者缝制于布材主体10而导致的断线。

作为导电性纱线，可举出包含导电性纤维(金属纤维、碳纤维、离子导电性聚合物的纤维等)的纱线、包含导电性微粒子(碳纳米粒子等)的纱线、表面镀敷或蒸镀有金属(铜、银、镍等)的纱线、含浸有金属氧化物的纱线等。

作为包含导电性纱线的线状体，特别是，优选举出包含含有碳纳米管作为碳纳米粒子的纱线(碳纳米管纱线)的线状体(以下也称为“碳纳米管线状体”)。

碳纳米管线状体例如能够通过以下方式得到：从碳纳米管森林(是以使碳纳米管在相对于基板垂直的方向上取向的方式在基板上生长了多个碳纳米管而成的生长体，有时也被称为“阵列”)的端部将碳纳米管以片状拉出，在将拉出的碳纳米管片材进行集束之后，对碳纳米管束进行加捻。在这样的制造方法中，在加捻时不施加扭转的情况下，能够得到带状的碳纳米管线状体，在施加扭转的情况下，能够得到纱线状的线状体。带状的碳纳米管线状体是不具有多个碳纳米管的集合被扭转的结构的线状体。除此之外，通过从碳纳米管的分散液进行纺纱等，也能够得到碳纳米管线状体。例如，能够通过在美国公开公报US2013/0251619(日本专利公开2011-253140号公报)中公开的方法来进行基于纺纱的碳纳米管线状体的制造。从能够得到碳纳米管线状体的直径的均匀性的观点来看，优选使用纱线状的碳纳米管线状体，从能够得到纯度高的碳纳米管线状体的观点来看，优选通过将碳纳米管片材加捻来得到纱线状的碳纳米管线状体。碳纳米管线状体也可以是将两根以上的碳纳米管线状体彼此加捻而成的线状体。

碳纳米管线状体可以是包含碳纳米管和金属、导电性高分子、石墨烯等除碳纳米管以外的导电性材料的线状体(以下也称为“复合线状体”)。复合线状体既维持碳纳米管线状体的上述特征又容易提高线状体的导电性。

作为复合线状体，例如若以包含碳纳米管和金属的线状体为例，则可举出以下三种复合线状体等，(1)从碳纳米管森林的端部将碳纳米管以片状拉出，在将拉出的碳纳米管片材进行集束之后，对碳纳米管的束进行加捻，在这种得到碳纳米管线状体的过程中，在碳纳米管的森林、片材或束、或者加捻后的线状体的表面上通过蒸镀、离子镀、溅射、湿式镀敷等而担载金属单体或金属合金而成的复合线状体；(2)将碳纳米管的束与金属单体的线状体或金属合金的线状体或者复合线状体一同加捻而成的复合线状体；(3)将金属单体的线状体或金属合金的线状体或者复合线状体与碳纳米管线状体或者复合线状体加捻而成的复合线状体。另外，在(2)的复合线状体中，在将碳纳米管的束加捻时，与(1)的复合线状体同样地，也可以将金属担载于碳纳米管。此外，(3)的复合线状体是编织了两根线状体的情况下的复合线状体，但若包含至少一根金属单体的线状体或金属合金的线状体或复合线状体，则也可以将碳纳米管线状体或者金属单体的线状体或金属合金的线状体或复合线状体的三根以上编织在一起。

作为复合线状体的金属，例如可举出金、银、铜、铁、铝、镍、铬、锡、锌等金属单体、包含这些金属单体的至少一种的合金(铜-镍-磷合金、铜-铁-磷-锌合金等)。

在这些导电性线状体40中，优选包含碳纳米管纱线的导电性线状体(特别是仅包含碳纳米管纱线的导电性线状体、包含碳纳米管纱线和非金属系导电性材料的导电性线状体)。

例如，表面镀敷或蒸镀有金属(铜、银、镍等)的纱线、含浸有金属氧化物的纱线在反复伸缩时，容易在金属或金属氧化物中产生裂纹，耐久性低。在这一点上，碳纳米管线状体对于屈曲的耐性较强，即使带有电极配线的布材100反复伸缩，配线部的电阻值也不易变化。此外，碳纳米管线状体具有耐腐蚀性高的优点。

在此，导电性线状体40的线电阻优选为5.0×10^-3Ω/cm～1.0×10³Ω/cm，更优选为1.0×10^-2Ωcm～5.0×10²Ω/cm。

导电性线状体40的线电阻的测量如下所示。首先，在导电性线状体40的两端涂布银糊剂，测量银糊剂之间部分的电阻，求出导电性线状体40的电阻值(单位：Ω)。然后，将得到的电阻值除以银糊剂之间的距离(cm)，从而计算导电性线状体40的线电阻。

(其他特性)

较佳地，相对于带有电极配线的布材100伸长前的配线部30的电阻，以最大伸长的50％伸长了带有电极配线的布材100时的配线部30的电阻变化率为10％以下(优选为5％以下)。

另外，在作为测量对象的配线部30的一端仅具有将同一根导电性线状体40共通化而配置的一个电极部20的情况下，所谓配线部30的电阻是指电极部20与配线部30的另一端(不与配线部30的电极部20相邻的一侧的端部)之间的电阻。在这种情况下，带有电极配线的布材100的伸长方向是连结一个电极部20的中心和配线部30的另一端的假想线所延伸的方向。

此外，在作为测量对象的配线部30的两端具有将同一根导电性线状体40共通化而配置的两个电极部20(例如第一电极部20A和第二电极部20B)的情况下，所谓配线部30的电阻是指两个电极部20之间的电阻。在这种情况下，带有电极配线的布材100的伸长方向是连结两个电极部20的中心的假想线所延伸的方向。

若配线部30的电阻变化率小，则可穿戴设备(生物信号测量仪等)等伸缩性设备的动作相对于布材的伸长的稳定性提高。即使在将带有电极配线的布材100伸长的程度较大的用途下，从提高设备的动作的稳定性的观点来看，较佳地，将带有电极配线的布材100伸长到最大伸长时的配线部30的电阻变化率为10％以下(优选为5％以下)。

为了使伸长最大伸长的50％时或最大伸长时的配线部30的电阻变化率为10％以下，例如能够通过使用前述的如下方法来实现：一边采用弹性纱线作为构成布材主体10的纱线，在将弹性纱线伸长的状态下形成机织针织物，一边将导电性线状体织入或编入布材主体10。

配线部30的电阻变化率按如下方式测量。

在连续测量配线部30的电阻的同时，以1mm/s的速度将与带有电极配线的布材100的配线部相当的部分伸长至最大伸长后，以相同的速度使其收缩直至恢复成初始状态。此时，对带有电极配线的布材100伸长前的配线部30的电阻值RA(Ω)、以及以预定的伸长程度(例如最大伸长的50％、最大伸长(100％))将带有电极配线的布材100伸长时的配线部30的电阻值RB(Ω)进行测量。

然后，通过公式：配线部30的电阻变化率＝(RB-RA)/RA×100来计算配线部30的电阻变化率。另外，配线部30的电阻变化率是绝对值。

在此，带有电极配线的布材100的最大伸长按如下方式定义。

带有电极配线的布材100的最大伸长是以适当的张力将带有电极配线的布材100伸长的情况下其无法再继续伸长时的长度。也就是说，将以伸长停止的张力使带有电极配线的布材100伸长时的长度作为带有电极配线的布材100的最大伸长。

(变形例)

本实施方式涉及的带有电极配线的布材100不限定于上述方式，也可以进行变形或改良。以下，对本实施方式涉及的带有电极配线的布材100的变形例进行说明。在以下的说明中，若本实施方式涉及的带有电极配线的布材100与上述方式中说明的部件相同，则在附图中赋予相同的附图标记，并省略或简化其说明。

-第一变形例-

本实施方式涉及的带有电极配线的布材例如100可以是图6所示的带有电极配线的布材101。具体而言，如图6所示，带有电极配线的布材101包括具有表面布材层10A、中间布材层10C和背面布材层10B的三重的布材主体10。在中间布材层10C中，一同设置有包含导电性线状体40的电极部20(第一电极部20A和第二电极部20B)和包含电极部20所包含的导电性线状体40延伸出的导电性线状体40的配线部30。并且，仅设置于中间布材层10C的配线部30被表面布材层10A覆盖。

-第二变形例-

本实施方式涉及的带有电极配线的布材100例如可以是图7所示的带有电极配线的布材102。具体而言，如图7所示，带有电极配线的布材100的电极部20具有多个第一电极部20A。另外，在图7中，作为第一电极部20A，示出了具有第一电极部20A-1、第一电极部20A-2这两个电极部的方式。

在本方式的情况下，例如将同一根导电性线状体40A共通化而配置于第一电极部20A-1、配线部30以及第二电极部20B，将同一根导电性线状体40B共通化而配置于第一电极部20A-2、配线部30以及第二电极部20B。

(用途)

带有电极配线的布材100可用于生物信号测量仪等可穿戴设备。例如，可以对安装有预定的设备的带有电极配线的布材100进行裁剪和加工，从而将其作为带有可穿戴设备的衣服。此外，也可以将裁剪成预定的大小的带有电极配线的布材100安装在衣服上。

此外，带有电极配线的布材100也可用于不适用于衣服的非可穿戴的生物用设备(传感器等)、地毯、窗帘、坐垫罩、寝具用纺织品、帐篷或防水布的布料等。

[实施例]

以下，举出实施例对本公开进行更具体的说明。然而，这些实施例并不限制本公开。

[实施例1]

准备了形成于硅晶片的多壁碳纳米管森林。一边从碳纳米管森林的侧面拉出碳纳米管的带，一边对带加捻而得到直径为30μm的碳纳米管纱线。将八根这种碳纳米管纱线捻合而得到了一根捻合碳纳米管纱线。

另一方面，一边拉伸被聚酯覆盖的聚氨酯纤维的弹性纱线(具有伸缩性的纱线)，一边通过编织的手法加工成两重的布材。在编织该布材的工序中，在两层的布材层之间，沿着布的编织方向以大致直线状将捻合碳纳米管纱线编入。将编入有该波形的碳纳米管纱线的区域作为配线部。

此外，在布材的编织方向上的、以大致直线状编入的碳纳米管纱线的两端部，在布材的相同的表面(表面布材层)处，以成为四边形状的方式来将与编入的碳纳米管纱线相同的碳纳米管纱线反复屈曲而编入。编入有该四边形状的碳纳米管纱线的区域分别作为生物接触用电极部(第一电极部)以及设备连接用电极部(第二电极部)。

经过以上的工序，得到了带有电极配线的布材(参照图1)。得到的布材的特性如下。

-带有电极配线的布材的特性-

·带有电极配线的布材的尺寸：宽20mm×长110mm

·带有电极配线的布材的厚度：约500μm

·设备连接用电极部的尺寸：8mm×8mm

·生物接触用电极部的尺寸：8mm×8mm

·由配线部连结的两电极间的距离：70mm

[实施例2]

除了使用镀敷了银的聚酯纱线(大阪电气工业株式会社销售的ODEX40/2)来代替碳纳米管纱线以外，通过与实施例1同样的方式得到了带有电极配线的布材(参照图1)。

[配线部的电阻变化率]

按照上述的方法，测量了伸长前以及以最大伸长的50％将带有电极配线的布材伸长时的配线部的电阻变化率。另外，伸长是针对通过配线部连结的两电极间的部分而进行的。在实施例1和2中制作的带有电极配线的布材的最大伸长均为56mm，测量了伸长最大伸长的50％即28mm时和最大伸长时的电阻，并且计算了电阻变化率。

[反复伸缩操作后的耐久性评价]

对于带有电极配线的布材，到最大伸长为止，在往复周期1Hz的状态下进行了10万次的反复伸缩操作，并且测量了伸缩操作前后的配线部的电阻值。另外，作为配线部的电阻值，对于反复伸缩操作前，求出了非伸长时的电阻值，对于反复伸缩操作后，求出了以最大伸长将带有电极配线的布材100伸长时的配线部的电阻值。该配线部的电阻值是通过与配线部30的电阻变化率相同的方法而求出的。而且，求出了伸缩操作后的配线部相对于伸缩操作前的配线部的电阻的电阻变化率，并且按照下述基准进行了评价。

OK：配线部的电阻变化率为±10％以下

NG：配线部的电阻变化率超过±10％

【表1】

但是，在实施例2中，关于反复伸缩操作后的耐久性评价，直至50次的反复伸缩操作为止，评价为OK。

由上述结果可知，本实施例的带有电极配线的布材能够抑制由于反复的变形导致的电极部与配线部的连接不良。

附图标记的说明如下。

10 布材主体

10A 表面布材层

10B 背面布材层

10C 中间布材层

20 电极部

30 配线部

40 导电性线状体

100 带有电极配线的布材

101 带有电极配线的布材

102 带有电极配线的布材

另外，通过参照将日本专利申请第2018-103874号的公开的全部内容引用至本说明书中。

本说明书中记载的全部的文献、专利申请、以及技术规格通过参照被引用至本说明书中，就如同各个文献、专利申请、以及技术规格通过参照而被引用是具体地且单独地描述的情况。

Claims (11)

1.一种带有电极配线的布材，其具有：

布材主体；

电极部，其设置于所述布材主体的表面或内部，并且包含导电性线状体；以及

配线部，其在所述布材主体的表面或内部与所述电极部相邻地设置，并且包含导电性线状体，

所述电极部包含的至少一根导电性线状体和所述配线部包含的至少一根导电性线状体是同一根导电性线状体。

2.根据权利要求1所述的带有电极配线的布材，

所述带有电极配线的布材具有伸缩性。

3.根据权利要求2所述的带有电极配线的布材，

相对于带有电极配线的布材伸长前的所述配线部的电阻，以最大伸长的50％伸长了带有电极配线的布材时的所述配线部的电阻变化率为10％以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带有电极配线的布材，

在所述电极部中，所述导电性线状体的一部分被所述布材主体的纱线约束。

5.根据权利要求4所述的带有电极配线的布材，

在所述电极部中，所述导电性线状体被织入、被编入、或被刺绣于所述布材主体，或者所述电极部由所述导电性线状体缝制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述电极部设置于所述布材主体的表面。

7.根据权利要求6所述的带有电极配线的布材，

所述电极部是生物接触用电极部。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的带有电极配线的布材，

在所述配线部中，所述导电性线状体的一部分被所述布材主体的纱线约束。

9.根据权利要求8所述的带有电极配线的布材，

在所述配线部中，所述导电性线状体被织入、被编入、或被刺绣于所述布材主体，或者所述配线部由所述导电性线状体缝制。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述配线部设置于所述布材主体的内部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的带有电极配线的布材，

所述电极部及所述配线部所包含的导电性线状体是包含碳纳米管纱线的导电性线状体。

Images