JP2016513187A - 導電テキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法 - Google Patents

Abstract

導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルは、テキスタイルのための検知活動を選択することと、ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数の中から変数の組合せを選択することと、変数の選択された組合せに従ってテキスタイルに導電性ヤーンを編み込むこととを含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキスタイルで最適接触抵抗を提供する。編み込まれた変数の組合せは、最適接触抵抗と相互に関連付けられた導電性ヤーンのための予測可能なヤーン接触領域を提供できる。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、導電性のヤーン及びテキスタイルでの接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルに関する。接触抵抗は、ヤーン製品又はテキスタイル製品の特定の所望される使用に、係る使用に予測可能なパラメータに従って物理的変数、化学的変数、及び／又は機械的変数を調整することによって最適化できる。

テキスタイル材料に電気回路を構築することは多くの課題を呈する。テキスタイルでの従来の電気回路は、布地に編み込まれた又は織り込まれた導電性ファイバ、及びテキスタイル構造の中に挿入される静電容量センサ、もしくは生体電気センサ、トランスデューサ等を含む。係る努力は、着用者の皮膚に接触して着用できない、又は小さな表面積に制限しなければならない導電性布地等の不利な点を有する。布地に付加されるセンサを有する衣料品では、設計のプロセスが複雑化し、製造コストが上昇している。

テキスタイルにおいてますます重要になる分野は、生理学的データを表す電気信号が衣料品から収集され、例えば医療従事者による監視、評価、及び介入のために遠隔地に送信される「インテリジェントテキスタイル」の分野である。しかしながら、係るテキスタイルデバイスは、概して、テキスタイルシェルに配置され、衣服として着用されるソリッドステート電子回路を備えるので、真に「インテリジェント」なテキスタイルではない。

係る「インテリジェントテキスタイル」を提供するために従前の努力がなされてきた。例えば、ある試みは、変形の程度に応じて変化する電気抵抗を有するより合されたヤーンの変形に敏感な編布構造又は織布構造を含む。電気的な送信を強化するための別の試みは、接触抵抗が印加される圧力に応じて変化するようにピエゾ抵抗接合部とともにスレッド接点が作られる導電スレッドから構築されるセンサアレイを含む。別の布地は、ファイバ接点抵抗を圧縮力に関連付けることができるように、編布の中に一体化される圧力活性型電気センサを含む。圧力及び歪みを検知するように設計される別の編布は、印加された圧力又は歪みがヤーンの隣接するループ間の異なる接触領域及び接触抵抗を生じさせる単独の導電性ヤーンタイプを活用する。さらに別の例では、編まれた電子トランスデューサは、コース方向又はウェール方向の拡張がトランスデューサにループを生じさせて互いに分離させる、又は一体とさせ、商品の電気抵抗を変えるように導電性ヤーンと非導電性ヤーンの組合せを活用する。ただし、これらの努力のいずれも係るデバイスでの接触抵抗の課題を適切に克服するためのテキスタイルの最適な構築に対処してこなかった。

したがって、電気接触抵抗、及び変形に対するテキスタイル構造の感度を制御するためにヤーン接触領域の位置及びサイズを制御するための該構造を設計するための方法の必要性がある。接触抵抗の制御を改善する予測可能なステッチ構造を活用する係る方法の必要性がある。特定の用途のためにテキスタイル構造を変えるための手段を提供する係る方法の必要性がある。テキスタイルセンサで単一の導電性ファイバタイプの使用を可能にする係る方法の必要性がある。テキスタイル構造を力、圧力、運動、又は温度に対するセンサとして活用できるようにする係る方法の必要性がある。

本発明の、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルの実施形態は、テキスタイルの検知活動を選択することと、ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから変数の組合せを選択することと、変数の選択された組合せに従ってテキスタイルに導電性ヤーンを編み込むこととを含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは検知活動のための所望される導電性と相互に関連付けられたテキスタイルで最適接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態では、編み込まれた変数の組合せは、最適接触抵抗と相互に関連付けられた導電性ヤーンに予測可能なヤーン接触領域を提供する。

導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルの他の実施形態は、ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから変数の組合せを選択することと、選択された変数の組合せに従ってテキスタイルにヤーン接触領域を有する導電性のヤーンを編み込むこととを含むことがあり、編み込まれた変数の組合せはテキスタイルで制御可能な量の接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態は、テキスタイルのために検出活動を選択することをさらに含むことがあり、テキスタイルの制御可能な量の接触抵抗は検知活動のための所望される導電性と相互に関連付けられる。

いくつかの実施形態は、検知活動のための測定感度を選択することをさらに含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは、測定感度のための所望される導電性と相互に関連付けられたテキスタイルで最適接触抵抗を提供できる。多様な実施形態では、検知活動は、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用を検知することから選択できる。

本発明に係るテキスタイルのいくつかの実施形態は、テキスタイルに編み込まれ、検知活動のために適応された導電性ヤーンを含む検知領域、及びヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから選択される変数の組合せを含む検知領域を含むことがあり、変数の組合せは検知活動のための所望される導電性と相互に関連付けられたテキスタイルで最適接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態では、変数の組合せは、最適接触抵抗と相互に関連付けられた導電性ヤーンのための予測可能なヤーン接触領域を含むことがある。

本発明に係るテキスタイルのいくつかの実施形態は、テキスタイルに編み込まれた導電性ヤーンを含む検知領域、及びヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから選択される変数の組合せを含む検知領域を含むことがあり、変数の組合せはテキスタイルで制御可能な量の接触抵抗を提供する。係る実施形態では、検知領域は、検知活動のために適応されることがあり、テキスタイルでの制御可能な量の接触抵抗は検知活動のための所望される導電性と相互に関連付けることができる。

変数の組合せは、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントを含むヤーン変数、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージを含むステッチ変数、並びに電気抵抗率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性を含むテキスタイル変数から選択できる。

本発明の導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイル及び製品の特徴は、本発明の実施形態の内の１つ又は複数で、単独で又は組み合わせて達成され得る。当業者によって理解されるように、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに本発明に係る上記最適化された接触抵抗を有する製品の多くの異なる実施形態が考えられる。本発明の追加の使用、優位点、及び特徴は、本明細書の詳細な説明で論じられる例示的な実施形態に明記され、以下を吟味すると当業者により明らかになるだろう。

本発明のシングルジャージニットステッチパターンでの２つの相互接続されたヤーン単位の概略図である。 本発明のシングルジャージステッチパターン制御での、並びに異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのサンプルステッチパターンでの平均電気抵抗率（ＭＥＲ）値を示す表である。ＭＥＲは、緩められたコースもしくは張力をかけられたコース又は緩められたウェールもしくは張力をかけられたウェールのどちらかを有するステッチパターンごとに示される。 プレーンシングルジャージニットステッチパターンの概略図である。 シングルジャージステッチ、ミスステッチ、及びタックステッチを有し、本発明の一実施形態のタックステッチでのヤーン接触点を示すニットステッチパターンの概略図である。 本発明の一実施形態でポリピロール（Ｐｐｙ）導電ポリマーで被覆されたシングルジャージウェフトニット布地のためのヤーン接触領域の走査電子顕微鏡の画像を示す図である。 シングルジャージステッチパターン制御での、並びに図２の異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのステッチパターンでのＭＥＲの変動を示すボックスプロットである。ＭＥＲの範囲は、コース方向とウェール方向の両方で緩められた状態でのステッチパターンごとに示される。 シングルジャージステッチパターン制御、並びに図２の異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのステッチパターンのためのコース及びウェールでの平均電気抵抗率に対する布地厚さの変動を示すグラフである。 シングルジャージステッチパターン制御、並びに図２の異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのステッチパターンのためのコース及びウェールでの光学多孔性に対する布地厚さの変動を示すグラフである。 ５０％のプレーンシングルジャージステッチパターンのコース及びウェールでの平均電気抵抗率に対する光学多孔性の変動を示すグラフである。 ウェール（垂直）方向及びコース（水平）方向での異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有するステッチパターンに対する重量、つまり圧力の影響を測定するために使用されるテストリグの斜視図である。 図２の異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのステッチパターンの布きれのためのコース（水平）方向での異なる量の重量によって生じる電気抵抗の変動を示すグラフである。 図２の異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する４つのステッチパターンの布きれのためのウェール（垂直）方向での異なる量の重量によって生じる電気抵抗の変動を示すグラフである。 異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する２つのサンプルステッチパターンのそれぞれのウェール（垂直）方向の足首のすぐ下方の線での電気抵抗の変動を示すグラフである。 異なるパーセンテージのミスステッチ及びタックステッチを有する２つのサンプルステッチパターンのそれぞれのウェール（垂直）方向の母指球に沿った線での電気抵抗の変動を示すグラフである。 ヤーン単位幅、高さ、隙間、及び厚さを示す、図１に示されるシングルジャージニットステッチパターンでの２つの相互接続されたヤーン単位の概略図である。 変形していない状態でプレーンシングルジャージステッチパターンの銀のニットで被覆されたマルチフィラメントの撚られたポリエステルヤーンを含む布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 変形されていない状態でのプレーンシングルジャージステッチパターンのステンレス鋼ステープルファイバで紡がれたヤーンニットを含む布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 変形されていない状態に比較された強化されたヤーン接触を示す、ウェール方向での２２％の歪みを受けた図１５の布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 変形されていない状態においてと類似したヤーン接触を示す、ウェール方向での１１％の歪みを受けた図１３の布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 変形されていない状態と比較して減少したヤーン接触を示す、コース方向での２０％の歪みを受けた図１５の布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 変形されていない状態と比較してわずかに少ないヤーン接触を示す、コース方向での１２．５％の歪みを受けた図１６の布地サンプルの電子顕微鏡写真である。 ７つの試験済み温度のそれぞれでポリエステルサンプルとメリノウールサンプルのそれぞれの測定された抵抗率を示す表である。 温度に対して描かれた図１９の各布地サンプルの抵抗率測定を示すグラフである。

本説明のために、別段の指示がない限り、説明で使用される量、条件等を表すすべての数字は、用語「約」によってすべての例で修正されていると理解されるべきである。したがって、それとは反対に別段の指示がない限り、以下の説明で明記される数値パラメータは、本明細書に説明される実施形態によって得られることが求められる所望される特性に応じて変わることがある近似である。少なくとも、及び本発明の範囲に均等論の適用を制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告されている有効数字の数を鑑みて、及び通常の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。

説明されている実施形態の幅広い範囲を明記する数値範囲及びパラメータが近似であることに関わりなく、特定の例で明記される数値は可能な限り正確に報告される。ただし、どのような数値も、必ずそのそれぞれの試験測定値で見つけられる標準偏差から生じる一定の誤差を含んでいる。さらに、本明細書に開示されるすべての範囲は、その中に包含されるありとあらゆる部分的な範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１から１０」の述べられている範囲は、１の最小値と１０の最大値の間の（及び１の最小値と１０の最大値を含めた）ありとあらゆる部分的な範囲、つまり１以上の最小値で始まり、１０以下の最大値で終わるすべての部分的な範囲を含むと解釈されるべきである。

本説明に使用されるように、単数形「ある」、「１つの」、及び「該」は、文脈が明確に別段に決定しない限り複数の指示対象を含む。したがって、例えば、用語「あるヤーン」は、単一のヤーン又は複数のヤーンを意味すると意図される。本明細書の目的のため、「前方の」、「後方の」、「前部」、「後部」、「右」、「左」、「上方へ」、「下方へ」等の用語は便宜上の単語であり、制限的な用語として解釈されるべきではない。さらに、「本明細書に組み込まれて」いると呼ばれる任意の参照は、その全体として組み込まれていると解釈されるべきである。

以下の定義は本明細書での説明のためである。

「接触抵抗」：方程式

はホルムの接触抵抗方程式の表現であり、Ｒ_ｃは接触抵抗であり、ρは材料抵抗率であり、Ｈは材料硬さであり、Ｆは垂直力である。方程式

は、テキスタイルベースの接触抵抗により関連しているホルム方程式の別の表現である。ＦはｎＰによって置換され、ｎは接点の数であり、Ｐは接触圧力である。材料硬さ及び電気抵抗率は、テキスタイルの材料特性に依存する定数である。したがって、接触抵抗は接点数及び接触圧力に逆比例する。すなわち、接点が多いほど、接触抵抗は低くなる。したがって、接点数及び／又は接触圧力が大きくなるにつれ、接触抵抗は減少する。本明細書に使用されるように、接触抵抗はヤーン又はテキスタイルの導電率の基準となる。「ミクロ」スケールでは、表面粗度が表面対表面の接触を制限する。さらに、圧力が上昇するにつれ、接点数は増加し、最終的には「ナノ」スケールで、個々の接点がより大きな接触領域の中に「合併する」。「総和としての積分」及び「有限要素法（ＦＥＭ）」は、これらの接点、したがってそれらが生じさせる接触領域の限界を決定するために使用できる技法である。

「コース」は、編布の幅を横切って通るインターループされた（interlooped）ステッチの水平行として定義される。

「力」は、物体にその運動、方向、又は幾何学的な形状のどちらかに関して一定の変化を受けさせる任意の影響として定義される。可撓性のテキスタイルネットワークに関して、力は布地構造の伸び、圧縮、又は運動として明示されてよい。

「ミスステッチ」は、少なくとも１本のニードルが旧いループを保持し、１つ又は複数のウェールに渡っていずれのヤーンも受け取らないニットステッチとして定義される。ミスステッチは、隣接するウェールにない同じコースの２つのループを接続する。

「プレーンステッチ」は、ヤーンループが布地の技術的な後方に引っ張られるニットステッチとして定義される。プレーンステッチは、布地の面、及び裏面のコース、つまり横方向のループで一連のウェール又は縦方向のリブを作成する。また、プレーンステッチは、「シングルニットジャージステッチ」又は「シングルジャージステッチ」と呼ばれることもある。

「タックステッチ」は、ヤーンがニードルのフックに保持され、新しいループを形成しないニットステッチと定義される。

「ウェール」は、布地の長さに沿った連続コースでの１本のニードルのアクションにより形成されるインターループされたステッチの縦の列として定義される。

特定の他の定義が、本説明の他の箇所で提供される。

本発明は、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、つまりプロセス、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイル、つまりテキスタイル製品の実施形態を含むことがある。図１から図２０は係る実施形態を示す。接触抵抗は、ヤーン又はテキスタイル製品の特定の所望される使用のために、係る使用に所望されるパラメータに従って物理的変数、化学的変数、及び／又は機械的変数を調整することによって最適化できる。例示的な実施形態は、ステッチパターン、ステッチパターン内での異なるステッチのパーセンテージ、ステッチ密度、ヤーン組成、ヤーン製作方法、及び／又はヤーンサイズを制御することによってテキスタイル構造を設計する及び／又は構築するための方法を含むことがある。

係る変数を制御することは、ヤーン接触点（ヤーン接触領域５２）の数、場所、及びサイズ（つまり、質）を制御し、したがって特定のタイプの測定のためにテキスタイル構造の接触抵抗及び感度を最適化できる。最適センサに特殊な導電率のために接触抵抗を制御し、調整する能力は、少なくとも部分的には、ステッチ変数、ヤーン変数、及びテキスタイル変数の間の比例関係、つまり特徴、及びヤーン接触領域（５２）による。例えば、接触抵抗は、ヤーン接触領域（５２）のサイズ及び形状を改変するように全体的なニット構造のパーセンテージとして多様なステッチタイプを挿入し、除去することによって制御できる。係る方法は、例えばヤーン自体の中のファイバの相互作用、及びテキスタイル構造の変形中の電気抵抗特徴に対する制御可能変数の関係性を含む、テキスタイル構造の三次元の複雑度を考慮に入れることができる。

さらに、テキスタイル構造の特定の使用のために最適な接触抵抗を提供するための係るステッチ変数、ヤーン／ファイバ変数、及びテキスタイル変数の選択及び制御は、予測可能な、例えば変数及び相互に関連付けられた接触抵抗の数学的な予測可能な選択であることがある。

いくつかの実施形態では、接触抵抗を最適化するための係る方法は、可撓性で導電性のヤーン、テキスタイル、及び製品に適用できる。いくつかの実施形態では、編まれたヤーンは導電性のセンサ又はセンサのネットワークとして機能できる。係るニット構造は、それがぴったりして快適な衣料品を作るために使用できるように製造できる。衣料品は、例えば、圧縮衣料品又は圧縮衣料品と同様に作用する衣料品である場合がある。いくつかの実施形態では、テキスタイル構造は従来の衣料品の中に形成し、センサとして活用することができる。つまり、テキスタイル構造は、従来のテキスタイルにおいてのように布地の中に差し込まれた電子部品よりむしろ、完全に一体化された編み込まれたセンサを有することがある。結果として、テキスタイル構造は、センサをテキスタイル構造の中の多様な所望の場所に配置できるようにカスタマイズできる。係るセンサは、力、圧力、歪み、運動、温度、生理作用、及び／又は他の変数を測定するために活用できる。

いくつかの実施形態では、本発明の接触抵抗を最適化するための方法は、可撓性である導電性のヤーン、テキスタイル、及びテキスタイル製品に適用できる。導電性ヤーンの可撓性のネットワークの接触抵抗の制御は、テキスタイル構造自体が検知要素の機能を果たすことを可能にする。つまり、「テキスタイルがセンサである。」係る実施形態では、テキスタイルが所望される変数を測定するために、追加の機械的な又はソリッドステートの電気部品は必要とされない。接触抵抗を最適化したテキスタイル製品のいくつかの実施形態は、「センサとしてのテキスタイル」又は「テキスタイルセンサ」として交互に説明できる。

本発明に係る上記の可撓性のテキスタイルセンサは、多くの優位点を有する。例えば、１つの優位点は、接触抵抗を制御し、最適化する能力の結果として、係るテキスタイルセンサが多岐に渡る検知用途で効果的に機能できる点である。接触抵抗を制御し、最適化する能力の別の優位点は、検知機能を実行するように設計されているテキスタイルで、より正確な検知及び信号送信を実現するために、検知される信号のタイプ用に導電率を強化できる点である。係るテキスタイルセンサの別の優位点は、センサの形状、つまり検知領域を制御できる点である。センサの幾何学形状は、センサがどのように機能するのかに影響を及ぼすことがある。例えば、呼吸速度を検知するために活用されたテキスタイルセンサでは、正弦波の形状を有するセンサ、つまり検知領域はより明確な信号を提供し、他の形状を有するセンサよりも使用する電力がより少ない。さらに、センサのタイプ及び形状は、テキスタイルセンサと関連付けられた信号送信及び／又は記録のために検知活動がどのようにして電子部品とインタフェースをとるのかに影響を及ぼすことがある。したがって、テキスタイルセンサでの異なる形状のセンサは、異なる用途に有利に活用できる。

テキスト構造自体だけで電気信号を制御することの別の優位点は、接触抵抗をマクロスケール（＞２．５ｘ１０−３ｃｍ^２）で、及びナノスケールで最適化できる点である。テキスタイル構造自体で接触抵抗を制御し、最適化する能力の別の優位点は、任意の数の検知領域を含むようにテキスタイルセンサをカスタマイズできる点である。例えば、テキスタイルセンサは、単一の大きな検知領域又は複数のより小さい検知領域を含むことがある。特定の実施形態では、テキスタイルセンサ機能はなおさらなる検知機能性を提供するために他のファイバ／ヤーン材料特徴と組み合わせることができる。

係るテキスタイルセンサの実施形態の別の優位点は、検知構造が布地の単一層を含むことがある点である。対照的に、容量タイプセンサ等の従来のセンサは、布地及び固定されたプレートの複数の層が機能することを必要とすることがある。係るテキスタイルセンサの実施形態は、追加の布地層なしに複数のタイプの検知を可能にする抵抗センサネットワークを含むことがある。結果として、係るテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、皮膚に接触して容易に着用することができ、したがって幅広い範囲の用途を可能にするぴったりフィットするカスタマイズ可能な衣料品を含むことがある。例えば、着用者の皮膚に接触して配置される係る抵抗テキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、呼吸速度、機械によって動く関節運動、又は運動中の歪み等の着用者における力の変化を検知できる。特定の実施形態では、係る抵抗テキスタイルセンサは、例えば心拍数信号、脳波信号、又は他の筋肉活動を検知する等、生理学的な検知を実行できる。

本発明のテキスタイル構造のいくつかの実施形態は、従来のテキスタイルベースのセンサに優る快適さという点で優位点を提供する。例えば、従来のテキスタイルベースのセンサは、使用に適した材料の数を制限する、及び／又は擦傷なしの密接な皮膚接触を妨げる、織られた構造及び／又は層状構造に制限されることがある。また、布地の複数の層及び固定されたプレートが機能することを必要とする既存のセンサは、テキスタイル検知装置の快適さ及びウェアラビリティを制約する。したがって、本発明の係るテキスタイルセンサの別の優位点は、追加の機械的な及び／又は電気的な構成部品又は追加の布地の層なしに、編まれたテキスタイルセンサがウェアラブル製品でより大きな快適さ及び耐久性を提供できる点である。

本発明に係る方法の実施形態では、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化することは、ヤーン接触領域（５２）を制御する、及び／又は最適化するためにヤーン変数、ステッチ変数、及び／又はテキスタイル変数を制御する、及び／又は最適化することを含むことがある。

接触抵抗に影響を及ぼすことがある物理的なヤーン変数、つまりヤーン特徴は、例えば（１）ヤーンのタイプ又は組成、（２）ヤーン製作方法、及び（３）ヤーンカウントを含む。

ヤーンのタイプ又は組成は、導電性のヤーン及び／又はテキスタイルでヤーンの表面トポロジ（表面粗度）、したがってヤーン接触領域（５２）に影響を与える。この説明のために、ヤーンタイプ又は組成は、ヤーンが天然であるのか、それとも合成であるのか、ステープルファイバ紡ぎ糸、フィラメントヤーン、シングルフィラメントもしくはマルチフィラメント、シングルプライもしくはマルチプライ、ねじりのタイプ及び程度、ヤーンが織られているのか等の特徴、及び／又は他の特徴を含む。同様に、ヤーン紡糸方法等のヤーンを製作する方法も、ヤーンがヤーンの表面トポロジ及びヤーンの接触領域（５２）にどのように影響を与えるのかに影響を及ぼす。

したがって、ヤーンタイプ又は組成、及びヤーン製作方法は、編布の接触抵抗に影響を及ぼす。多様な導電性のファイバ及びヤーンが本発明に従って最適化された接触抵抗を有するテキスタイル構造を構築するために使用できる。例えば、係るテキスタイル構造のいくつかの実施形態は、導電性の銀のヤーン、つまり銀で被覆されたヤーン、導電性ポリエステルステンレス鋼ヤーン、又は係るヤーンの組合せを使用して構築できる。異なるタイプのヤーン、及びヤーンを作る異なる方法が、ヤーン接触領域（５２）及び接触抵抗に異なって影響を及ぼすことがある。選択された導電性ヤーンタイプ、組成、及び製作方法を含む接触抵抗が最適化されたテキスタイル構造は、圧力、運動、及び／又は温度を測定するために多様な用途で活用できる。

ヤーンカウントは、ファイバの線質量密度を指し、グラム単位の、１０００メートル当たりの質量として定義される。すなわちヤーンカウントは、ヤーンのサイズの基準である。ヤーンカウントはヤーン直径に、したがってヤーン接触領域（５２）に相互に関連する。特に、より高いヤーンカウントを有するヤーンは、より大きなヤーン接触領域（５２）、したがってより低い接触抵抗を提供できる。

接触抵抗に影響を及ぼすことがあるステッチ変数、つまり特徴は、例えば（１）ステッチタイプ、組成、又はパターン、（２）ステッチ長、及び（３）ステッチパーセンテージを含む。

ステッチタイプ、組成、又はパターンは、図３及び図４に示されるようにヤーン接触領域（５２）に影響を与える。図３Ａに示される１つの共通したステッチタイプは、プレーンシングルジャージステッチパターン１０である。シングルジャージステッチパターン１０は、シングルジャージ接触点４２で触れる相互接続ステッチループ２２、２４を有する。ステッチタイプ、組成、又はパターンが、テキスタイルでのヤーンの構成を決定し、このことがヤーン接触領域（５２）、したがって接触抵抗に影響を与える。

ステッチ長２０は、ニードルループ２２及びそのどちらかの側でのシンカーループ２４の半分を含むヤーンの長さとして定義される。一般に、ステッチ長２０が長いほど、布地はより拡張可能且つより軽量になり、ヤーン接触点の潜在的な数は多くなる（例えば、４２、４４、４６、４８、５０）。図３Ｂに示されるように、ステッチ長２０及びステッチ組成は図３Ａに示されるものから改変されており、接触点４２、４４、４６、４８、５０の増加につながる。特定のパターンの３つのステッチが、２つのステッチによって提供される接触点の数に比較して増加した数のヤーン接触点を提供し、２つのステッチは同様に１つのステッチによって提供される接触点の数に比較して増加した数のヤーン接触点を提供する。したがって、ステッチ長２０はヤーン接触領域５２、したがって接触抵抗に影響を与える。

ステッチパーセンテージは、ステッチパターンにおけるステッチタイプのパーセンテージとして定義される。例えば、ステッチパーセンテージは、ステッチパターンにおける、それぞれシングルジャージステッチ、ミスステッチ、又はタックステッチ１０、３４、３６のパーセンテージを指すことがある。ステッチパーセンテージは布地の厚さに関係する。布地の厚さを増大するステッチパーセンテージは、より大きなヤーン接触領域（５２）、したがって接触抵抗の対応する減少（及び導電性の増加）を生じさせる。ステッチパーセンテージ変数、つまり測定基準は休止時の布地／センサに関係する。力がかけられると、布地は一般に厚さが減少する。

ヤーン接触領域（５２）は、テキスタイル構造の接触抵抗に直接的な影響を与える。接触抵抗は、ヤーン接触表面積（５２）の伝導特徴と関連付けられる。ヤーン接触領域（５２）がより大きく、ヤーン表面の表面粗度がより低いほど、導電率はよくなる。ヤーン接触領域（５２）の拡大は、接触抵抗での比例的な減少を引き起こす。ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数はそれぞれヤーン接触領域（５２）に影響を与え、それによりヤーン接触領域（５２）、したがって接触抵抗及びヤーン導電率を制御する、及び／又は最適化するために使用できる変数を提供する。

ヤーン接触領域は、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示される。図１は、シングルジャージステッチ１０の概略表現である。シングルジャージニット布地では、ニードルループ２２、つまりヤーン単位は、ヘッド２６、及び引き結び３０を形成する２つのサイドレッグ２８を含む。各レッグ２８の基部には、以前のニットサイクルで形成されたループ２４のヘッド２６を通してかみ合うフット３２がある。ニードルループ２２のレッグ２８は、シンカーループ２４のレッグ２８及びヘッド２６を横切ってシンカーループ２４の一方の側（つまり、面）から他方の側／面に通過し、次いで輪状になり、シンカーループ２４のヘッド２６及び反対のレッグ２８を横切ってシンカーループ２４の元の側／面に戻る。

図３Ａ及び図３Ｂは、ヤーン接触の点を示すステッチ構造の概略表現である。図３Ａは、シングルジャージステッチパターンの概略図である。図３Ａに示されるように、相互接続するステッチループはシングルジャージ接触点４２で触れる。シングルジャージステッチパターンでは、１つのステッチが、基本的に一度に隣接するステッチ（又は布地）の片側、つまり表面だけで隣接するステッチに接触する。つまり、２つの相互接続されたステッチループでは、第１のステッチループのレッグが、第２のステッチループの１つの表面上の第２の隣接するステッチループのフットに接触する。第２のステッチループの反対の表面では、第１のステッチループのヘッドが第２のステッチループのレッグに接触する。結果として、シングルジャージ接触点は隣接するループの相対的に小さい交差点に制限される。

図３Ｂは、ミスステッチ及びタックステッチを有するシングルジャージステッチパターンの概略図である。ミスステッチ及びタックステッチを有するシングルジャージステッチパターンは、ミスステッチ及びタックステッチでの追加の接触点だけではなく、シングルジャージ接触点４２も含む。

タックステッチ接触点４４は、タックステッチループが接しているステッチタイプとコースで相互接続するときに発生する。図３Ｂに示されるように、タックステッチでは、ステッチループのレッグが隣接するステッチループのヘッドの回りを通過する。タックステッチループのレッグは隣接するステッチループのヘッドの一方の側で第１の表面に接触する。タックステッチループのレッグは次に下を通過して、それによって第１の接触表面に実質的に垂直な角度で隣接するステッチループのヘッドの第２の表面に接触する。最後に、タックステッチループのレッグは、第１の接触表面に実質的に垂直、且つ第１の接触表面に実質的に平行な隣接するステッチループのヘッドの第３の表面に接触するように、隣接するステッチループの反対側に通過する。

タックステッチループと、隣接するステッチループのヘッドの第１の接触表面、第２の接触表面及び第３の接触表面との間の接点（複数の場合がある）が、隣接するステッチループのヘッドの形状の回りに連続的なタックステッチ接触点（４４）を形成することが理解される。この連続接触構成の結果として、タックステッチ接触点４４はシングルジャージ接触点４２のサイズのほぼ３倍である。ヤーン接触領域の拡大のため、タックステッチ接触点４４は、シングルジャージ接触点４２に比較して、接触抵抗を減少させる。

タックループ接触点４６は、タックステッチのタックループがタックステッチの保持されたループを押すときに発生する。図３Ｂに示されるように、タックループのヘッドは、タックループと保持されているループの両方のヘッドの実質的に全長に沿って保持されたループのヘッドに接触する。結果として、タックループ接触点４６でのヤーン接触領域（ＹＣＡ）は、タックステッチループ長の長さのほぼ３分の１である。ヤーン接触領域の拡大ため、タックループ接触点４６は、シングルジャージ接触点４２に比較して接触抵抗を減少させる。タックループ接触点４６は、タックステッチを組み込んだテキスタイルが緩められた状態又は張力をかけられた状態にあるときにヤーン接触抵抗を減少させる。

タックステッチの保持されたループが隣接するステッチループに対して押し付けられるときに、保持されたループ接触点４８が形成される。図３Ｂに示されるように、タックステッチの保持されたループのヘッドは、タックループのヘッドと同じ点で隣接するステッチループのフットに接触する。保持されたループ接触点４８はシングルジャージ接触点４２に類似するサイズを有するが、タックステッチを取り込んだテキスタイルの固有の伸び及び回復のため、シングルジャージ接触点１００よりもヤーン接触抵抗のより大きな減少を実現する。

張力がかけられたタックステッチ接触点５０は、タックステッチを含んだテキスタイルが張力をかけられるときに形成される。図３Ｂ（右手部分）に示されるように、タックステッチ構造が張力をかけられると、タックステッチループのレッグは隣接するステッチループのレッグに強制的に接触させられる。張力をかけられたタックスイッチ接触点５０のヤーン接触領域は、ステッチループ長の長さのほぼ３分の１である。ヤーン接触領域の拡大のため、張力がかけられたタックステッチ接触点５０は接触抵抗を減少させる。張力をかけられたタックステッチ接触点５０は、係るステッチを組み込んだテキスタイルが張力をかけられているとき、ヤーン接触抵抗により大きな影響を与える。

図３Ａのプレーンシングルジャージステッチパターンに比較すると、図３Ｂのタックステッチ構造に示される追加の接触点４４、４６、４８、及び５０は接触点の数及び質の増加を提供する。ヤーン接触点の質は、ヤーンの２つ以上の部分間の接触している表面積のサイズ、及びテキスタイル、ヤーン、及びステッチが張力又は変形及び緩和の間に移動するにつれ接触点が接触したままとなる程度等の要因に関係する。したがって、タックステッチ接触点４４、４６、４８、及び５０は拡大したヤーン接触領域、及び減少した接触抵抗を提供する。したがって、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法の実施形態は、タックステッチを編み込むことを含むことがある。同様に、係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルは、タックステッチを含むことがある。導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を、タックステッチ接触点の数及び質を変えることによって最適化し、したがって制御することは、係るステッチが活用される多様な形の編まれたテキスタイルに適用できる。

図４は、ポリピロール（ＰＰｙ）導電ポリマーで被覆されたシングルジャージ１０ウェフトニット布地のヤーン接触領域５２の走査電子顕微鏡画像である。図４は、このシングルジャージ１０布地サンプルのヤーン接触点４２の範囲を示す。導電編布が負荷にさらされるとき、ヤーン接触領域５２は、任意の布地の表面粗度の抑制及び大きな導電性ファイバの中への個々のモノフィラメントの圧縮のために拡大する。ヤーン接触領域５２は、接触しているヤーン総外周及び関係するファイバの総数に比例して拡大する。

本明細書に説明されるように、ヤーンのタイプ又は組成、及びヤーン製作方法は、それぞれヤーン表面トポロジ、つまり表面粗度、したがってヤーン接触領域（５２）のサイズ及び形状、つまり構成に影響を与える。同様に、ステッチタイプ、組成、又はパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージは、それぞれヤーン接触領域（５２）に影響を与える。したがって、これらの変数は編布の隣接するヤーン間の接触抵抗に影響を及ぼす。異なる導電性ヤーンは、ヤーン接触点の異なる構成を有する。例えば、導電性ポリエステルステンレス鋼ヤーンは、ヤーン接触点の第１の構成（サイズ及び形状）を有する。導電性銀被覆ヤーンは、ポリエステルステンレス鋼ヤーンの第１のヤーン接触点構成とは異なるヤーン接触点の第２の構成（サイズ及び形状）を有する。ただし、本発明に従って接触抵抗を最適化する方法の実施形態は、すべてのヤーンの表面トポロジに概して適用する優位点を有する。すなわち、特定の用途のために接触抵抗を最適化するためのヤーン変数及びステッチ変数の特定の選択の予測性は、概して任意の導電性ヤーンに適用できる。

本発明に係る方法の実施形態では、接触抵抗を最適化することに関係して制御できる及び／又は測定できる物理テキスタイル変数は、（１）平均電気抵抗率（ＭＥＲ）、（２）布地厚さ、（３）布地重量、（４）光学多孔性（ＯＰ）、及び（５）パーセンテージ恒久伸縮性（ＰＰＳ）を含む。

導電性布地の電気抵抗率は、従来、おもに４点プローブシステムを使用して測定され、結果はオーム／平方単位で生成される。この方法はおもに薄膜又はシートの抵抗を測定するために使用され、薄膜が二次元であると仮定し、これにより抵抗は方程式Ｒ＝Ｒ_ｓ（ｌ／ｗ）を使用して計算され、上式ではＲ_ｓは表面抵抗率である。テキスタイルは三次元であるため、奥行き寸法は、幅及び長さに比較して小さいが、センサ構造内部でのさらなる接触点の基礎となる。したがって、本明細書のために、表面抵抗率はオームで測定され、体積抵抗率はオーム‐ｃｍ（Ω‐ｃｍ）、つまりｏｈｍｓ．ｃｍ（Ω．ｃｍ）で測定される。本明細書に説明されるようにツープローブ方法を使用すると、（オーム‐ｃｍで測定される）水平方向と垂直方向の両方で電気信号出力の監視が可能になる。係るツープローブ方法は、プローブがこのようにしてセンサに取り付けられている場合、３６０°の増分を通して信号出力の監視をさらに可能にできる。

平均電気抵抗（ＭＥＲ）（ｋオーム.−ｃｍ）は、布地の抵抗を登録する出力の測定値として定義される。テキスタイルのＭＥＲは、約２０±１オーム.−ｃｍから約５００±１５ｋオーム.−ｃｍに及ぶことがある。コース方向で測定されるＭＥＲはウェール方向で測定されるＭＥＲとは異なる。本発明の実施形態では、接触抵抗を最適化すると、平均電気抵抗率（ＭＥＲ）が最適化される。すなわち、ヤーン接触領域（５２）が拡大するにつれ、ヤーン接触抵抗は減少し、ＭＥＲは減少する。

布地厚さ（ｍｍ）は、布地の導電率を最適化する能力に影響を与える。図５Ｂに明示されるように、厚さが増すと導電率は改善する。すなわち、布地厚さが増大するにつれ、ヤーン接触領域（５２）は拡大し、接触抵抗は減少する。図５Ｂの例では、個々のヤーン間の接触領域（５２）の拡大は、シングルジャージ（ＳＪ）ステッチ１０のパーセンテージ、つまり割合に対して、ミス（Ｍ）ステッチ３４及びタック（Ｔ）ステッチ３６のパーセンテージ、つまり割合が増加するためであり、増加したテキスタイル厚さによって明示される。例えば、ミスステッチ（３４）１５％以下のＳＪステッチ／Ｍステッチ／Ｔステッチの組合せは、タックステッチ（３６）１５％以下のＳＪステッチ／Ｍステッチ／Ｔステッチの組合せよりも厚い布地を生じさせる。いくつかの実施形態では、布地厚さは約０．５±０．００１ｍｍ以上に及ぶことがある。より高いヤーンカウントはより大きな布地厚さ、したがってより大きなヤーン接触領域（５２）、ひいてはより低い接触抵抗及び改善された導電率を生じさせる。

布地重量（ｇｍ／ｍ^２）：布地厚さが接触抵抗の制御に関して増大するにつれ、布地重量も増加する。したがって、布地厚さが増大するにつれ、ヤーン接触領域（５２）での同じ拡大及び接触抵抗の減少とともに、布地重量が対応して増加する。ミスステッチ及びタックステッチの増加は、編みプロセスでのミスステッチ３４及びタックステッチ３６の構築のために布地重量の増加を生じさせる。ミスステッチ３４及びタックステッチ３６は、シングルジャージ１０布地と比較して、（異なる割合での）ヤーンの超過分をテキスタイル構造で増大させる。いくつかの実施形態では、布地重量は１００±０．０００１ｇｍ．ｍ^２以上に及ぶことがある。より大きなヤーンカウント（テックス／デニール）、したがってより大きな布地厚さを有する実施形態もより大きな布地重量を有し、このことは同様に接触抵抗を減少させ、導電率を改善することができる。

光学多孔性（ＯＰ）（％黒ピクセル）は、デジタル化された画像を使用して試験され、Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｘａｓ Ｈｅａｌｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ ａｔ Ｓａｎ Ａｎｔｏｎｉｏ ＩｍａｇｅＴｏｏｌソフトウェアを使用して分析されるときに布地を通って透過される光の基準として定義される。光学多孔性は、布地の被覆率の定量可能な基準を提供する。「布地被覆率」は、ヤーンによって覆われる面積対布地全体の面積の比率として定義される。光学多孔性は、黒ピクセル対白ピクセルの比率として測定される。光学多孔性の減少は、接触抵抗の減少に相当する。ミスステッチとタックステッチ両方とも、１つ又は複数のステッチが横糸（ミスステッチ３４）方向又はウェール（タックステッチ３６）方向のどちらかでのプレーンジャージステッチ１０構造から取り除かれると形成される。布地重量と同様に、ＳＪ／Ｍ／Ｔステッチのパーセンテージ、つまり相対的割合の変化は、布地を通過できる光の量を改変する。プレーンジャージステッチ１０は、制御構造に一定のパーセンテージの光学多孔性を与える。したがって、ミスステッチ３４及び／又はタックステッチ３６のシングルジャージステッチ１０に対するパーセンテージの変化は、ヤーン間の接触領域（５２）の変化を生じさせる。タックステッチ３６の増加又はミスステッチ３４の減少は、ミスステッチ３４及びタックステッチ３６の相対的割合に応じて、光学多孔性の減少を生じさせる。結果的に、静止しているヤーン接触領域（５２）の拡大、及び対応する光学多孔性の減少は、接触抵抗の減少を生じさせる。したがって、光学多孔性の減少は、シングルジャージステッチ１０、ミスステッチ３４、及びタックステッチ３６の組合せを含むステッチパターンに対する接触抵抗の減少に正比例する。光学多孔性は１％の黒ピクセル以上に及ぶことがある。

パーセンテージ恒久伸縮性（ＰＰＳ）は、周期的負荷にさらされるときの布の伸縮性及び回復の基準として定義される。ＰＰＳは、特定のステッチパターンの中でのミスステッチ３４及びタックステッチ３６のパーセンテージに応じて増減する。ＰＰＳは、横糸（コース）方向８０及び縦糸（ウェール）方向７４の両方に関係し、それぞれについて異なる。ＰＰＳが低いほど光学多孔性は高くなり、したがってＭＥＲ／接触抵抗は低くなる。ＰＰＳは、テキスタイルに存在するＳＪステッチ／Ｍステッチ／Ｔステッチのどちらかのパーセンテージに正比例する。コースのより少ないミスステッチ３４は、横糸／コース方向８０でのＰＰＳを削減する。ウェールでのより少ないタックステッチ３６は、縦糸／ウェール方向７４でのＰＰＳを削減する。パーセンテージ恒久伸縮性は２５％から２％に及ぶことがある。
実験

多様な係るテキスタイルセンササンプルで導電率の制御を試験するために以下の実験が実施された。

実験Ａ、Ｂ、及びＣは、表１の４つのテキスタイルサンプルを使用して実施された。各サンプルは異なるステッチパターン（ＳＰ）を含む。各ステッチパターンのヤーンはポリピロール（ＰＰｙ）の本質的に導電性のポリマー内で被覆された、１５０デニール、４８フィラメント、１００％織られた、マルチフィラメントのポリエステルを含む。各ステッチパターンは５０％のシングルジャージ（ＳＪ）ステッチ１０、並びにミス（Ｍ）ステッチ３４及びタック（Ｔ）ステッチ３６の異なる組合せを含む。ミスステッチ３４及びタックステッチ３６のパーセンテージは、表１の各ステッチパターンに示される。実験のそれぞれで、１００％シングルジャージステッチパターン１０が、４つのサンプルステッチパターン（ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−Ｃ、及びＳＰ−Ｄ）を比較するための対照として使用される。

実験Ａ

実験Ａでは、４つの異なるサンプルステッチパターンの平均電気抵抗率（ＭＥＲ）、布地厚さ、及び光学多孔性が、シングルジャージ１０布地のそれらの変数に比較された。図２、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、及び図６を参照して説明される実験Ａの結果は、これらの変数に影響を及ぼしてテキスタイルの接触抵抗を最適化するために、ステッチパターンをどのようにして選択できるのかを明示する。

図２の表は、シングルジャージ（ＳＪ）ステッチパターン１０対照における、及び４つの異なるサンプルステッチパターンにおける平均電気抵抗率（ＭＥＲ）値を示す。ＭＥＲは、緩められたコースもしくは張力をかけられたコース、又は緩められたウェールもしくは張力をかけられたウェールのどちらかを有する各ステッチパターンについて示される。４つのサンプルステッチパターンのそれぞれは、緩められた状態と張力をかけられた状態の両方で、シングルジャージ１０に比較してコース（水平）方向８０とウェール（垂直）方向７４の両方で大幅に減少したＭＥＲを有していた。４つのサンプルステッチパターンのそれぞれが、シングルジャージに対して両方の方向で静止ＭＥＲに対して多大な影響を有したという発見は、異なるセンサタイプ及び／又は検知用途に対して異なるステッチ構造を選択することを可能にする。さらに、各サンプルステッチパターンは、サンプルに張力がかけられるにつれ、タックステッチ３６（タックループ接触点４６及び張力がかけられたタックステッチ接触点５０等の）による影響に関係してヤーン接触領域（５２）を拡大する効果と一致して、緩められた状態と張力がかけられた状態との間のＭＥＲの減少を示した。

本発明の方法の一実施形態では、静止ＭＥＲ及び／又は異なるステッチパーセンテージに対する緩められた状態から張力がかけられた状態へのＭＥＲの動的範囲、つまり変化を活用することは、特定の用途に役に立つテキスタイルセンサの感度の制御を可能にする。例えば、ＳＰ−Ｂ（１０％ミス／４０％タック）でのより大きな動的範囲（７６％）、及びＳＰ−Ｄ（４０％ミス／１０％タック）でのより大きな動的範囲（８０％）は、関係する布地から構築される圧縮衣料品等でのより大きな力の範囲での圧縮力測定を可能にする。係るステッチパターンは、例えばソックスでの圧縮力を測定するために適したテキスタイルセンサで接触抵抗を最適化するために活用できる。ＳＰ−Ａ（５％ミス／４５％タック）でのより小さな動的範囲（５９％）は、小さな力範囲に対するより敏感な圧縮力測定を可能にする。したがって、係るステッチパターンは、例えば圧迫包帯によって脚部に印加される（例えば、約１０ｍｍ Ｈｇ−６０ｍｍ Ｈｇの範囲での）力を測定するために適したテキスタイルセンサで接触抵抗を最適化するために活用できる。さらに、ＳＰ−Ｃでのミスステッチ、つまり浮き編３４（４５％）の大きなパーセンテージは、テキスタイルセンサでの「布地」と関連付けられる。布地は、各コース内でのよりインターロックしないループの結果として、コース長の減少を引き起こす）ミスステッチのより高いパーセンテージのためのテキスタイルでの形状（例えば、極端な布地では、砂時計形状）として定義できる。より高いパーセンテージのミスステッチを有するテキスタイルセンサでは、定量可能な方法でヤーン接触領域（５２）は拡大し、接触抵抗は減少する。

図５Ａは、シングルジャージステッチパターン１０対照において及び４つのサンプルステッチパターンにおいてのＭＥＲの変動を示す。コース方向８０とウェール方向７４の両方で、緩められた状態でステッチパターンごとにＭＥＲの多くの測定値が採取された。測定値は変動の範囲を示すために、ボックスプロットでグラフ化された。図５Ａでは、Ｑ０は最小測定値を表し、Ｑ１は測定値の下位４分の１を表し、Ｑ２は平均測定値を表し、Ｑ３は中間測定値を表し、Ｑ４は最大測定値を表す。

シングルジャージステッチパターン１０対照での、及び４つのサンプルステッチパターンでのＭＥＲ変動の範囲は、ステッチパターンに応じて変化した。特に、シングルジャージ１０対照でのＭＥＲの変動の範囲、つまり程度は、４つのサンプルステッチパターンにおいてよりもはるかに大きかった。その結果、シングルジャージステッチパターン１０での抵抗率の基本較正はより困難となり、４つのサンプルステッチパターンのどれかを有するテキスタイルセンサ構造よりもはるかに信頼性が低いテキスタイル−センサ構造を生じさせる。

導電性のヤーン又はテキスタイルで接触抵抗を最適化することは、ＭＥＲ変動の狭い範囲を選択することを含むことがある。図５Ａに示されるように、ＳＰ−Ｂ（１０％ミス／４０％タック）、及びＳＰ−Ｃ（４５％ミス／５％タック）は、ＭＥＲ変動の最も狭い範囲を示した。したがって、ＳＰ−Ｂ及びＳＰ−Ｃは、より大きな測定感度を必要とするテキスタイルセンサ用途に適した最適化された接触抵抗を含む。例えば、ＳＰ−Ｂ及びＳＰ−Ｃは、軽量圧力のテキスタイルセンサ測定のために最適化された接触抵抗を含む。

布地厚さはステッチ密度の基準である。図５Ｂは、シングルジャージステッチパターン対照及び４つのサンプルステッチパターンのためのコース及びウェールでの平均電気抵抗率に対する布地厚さの変動を示すグラフである。図５Ｂに示されるように、布地厚さが増すと、ＭＥＲは減少する。特に、４つのサンプルステッチパターンでのミスステッチ３４及びタックステッチ３６の多様な組合せは、それらのステッチパターンがシングルジャージステッチパターン１０よりも大きな厚さを有するようにする。その結果、布地厚さが増大すると、４つのサンプルステッチパターンのそれぞれのＭＥＲは、コース方向８０及びウェール方向７４で測定されるようにシングルジャージステッチパターン１０対照よりも低くなる。

同様に、光学多孔性はステッチ密度の基準である。図５Ｃは、シングルジャージステッチパターン１０対照及び４つのサンプルステッチパターンのためのコースで及びウェールでの平均電気抵抗率に対する光学多孔性の変動を示すグラフである。図５Ｃに示されるように、光学多孔性が減少する（光浸透性が少なくなる）につれ、ＭＥＲは減少する。特に、４つのサンプルステッチパターンでのミスステッチ３４及びタックステッチ３６の多様な組合せは、それらのステッチパターンにシングルジャージステッチパターン１０よりも低い光学多孔性をもたせる。その結果、光学多孔性が減少し、４つのサンプルステッチパターンのそれぞれでのＭＥＲは、コース方向８０で及びウェール方向７４で測定されるように、シングルジャージステッチパターン１０対照においてより低くなる。

図６は、５０％プレーンシングルジャージステッチパターン１０のためのコースでの及びウェールでの平均電気抵抗率に対する光学多孔性の変動を示すグラフである。図６に示されるように、量が存化するタックステッチ３６及びミスステッチ３４が５０％シングルジャージステッチパターン１０に追加されると、光学多孔性が減少し、電気抵抗率が減少する。

したがって、布地厚さ及び光学多孔性は、ステッチ密度の基準として、ＭＥＲとの相関性について試験された。図５Ｂ、図５Ｃ、及び図６に示されるように、布地厚さと光学多孔性の両方とも、ミスステッチ３４及びタックステッチ３６の異なる組合せを有するステッチパターンを横切って確実な方法でＭＥＲと強力に相互に関連付けられることが発見された。結果として、布地厚さ及び光学多孔性の両方とも、導電性のヤーン及びテキスタイルでの接触抵抗の最適化において簡略な基準として活用できる。例えば、布地でのより低い光学多孔性は、ヤーン間のより大きな接触領域（５２）（及びより低いＭＥＲ）、したがって接触抵抗のより大きな制御と関連付けられる。言い換えると、より低い光学多孔性及びより大きなヤーン接触領域（５２）を有するより閉じられた（より高密度の）ステッチパターンは、より高い光学多孔性及びより少ないヤーン接触領域（５２）を有するより開放した（より低密度の）ステッチパターンよりも大きな測定感度をテキスタイルセンサで有する。したがって、より低い光学多孔性を有するより閉じられた（より高密度の）ステッチパターンは、光圧縮圧力又は小さい引張り力の測定用等、より大きな測定感度を必要とするテキスタイルセンサ用途に適した最適化された接触抵抗を含む。
実験Ｂ

実験Ｂでは、サイズがほぼ１００ｍｍ ｘ １００ｍｍの４つの布地の布きれがＳｈｉｍａ Ｓｅｉｋｉ ＷＨＯＬＥＧＡＲＭＥＮＴ（登録商標）１４ｇｇ編み機で編まれた。「ｇｇ」は編み機の「ゲージ」を表し、ニードル／インチの数に相当する。各サンプルの布きれのヤーンは、Ｓｃｈｏｅｌｌｅｒの「Ｓ−Ｓｈｉｅｌｄ」として市販されている紡がれたステープルファイバヤーン（８０％ＰＥＳ／２０％ＩＮＯＸ（登録））であった。各布きれは、プレーンジャージステッチ１０、タックステッチ３６、及びミスステッチ３４の異なるパーセンテージ組合せを使用して編まれた（ステッチパターンＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−Ｃ、及びＳＰ−Ｄ）。

個々のサンプル布きれは、次いで、図７に示されるようにテストリグ６０で重りを付けて置かれた。テストリグ６０は、厚さ３ｍｍのポリメチルメタクリレートを使用して構築された。２つのステンレス鋼重り６２が使用され、一方は重さ１５０ｇｍ、他方は重さ２５０ｇｍであった。重り６２は、非導電性の厚紙層によってサンプル布きれから分離されていた。一方の重り６２は、測定ごとに圧力をかけた領域を同一にしておくために基本重りとして試験されているサンプル上で適所に留まった。それぞれの個別サンプル布きれは、（Ｄｉｃｋ Ｓｍｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能な）Ｑ−１５５９マルチメータを用いて測定される電気抵抗について、２つの標準マルチメータプローブ６４を使用して試験された。両方の実験からのデータを比較するように、実験Ｂ及び実験Ｃの導電率の測定は、実験Ｃで人の足の下の長さの正確な測定値を得ることが難しいため、抵抗率よりむしろ抵抗の測定値として採取された。ベースライン抵抗測定値は、いずれの重り６２も適用されずに各サンプル布きれに対して採取された。１５０ｇｍの重りの下、及び４００ｇｍの重りの下で無作為にサンプルごとに１０の抵抗測定値が採取された。４００ｇｍの重りは、１５０ｇｍの重り６２及び２５０ｇｍの重り６２をともに使用することによって適用された。測定値は、２８ｍｍ分離されたマルチメータプローブ６４を用いて、並びに１５０ｇｍの重りの場合６００パスカル単位（Ｐａ）の近似圧力及び４００ｇｍの重りの場合１０００Ｐａの近似圧力で採取された。

実験Ｂからの結果は、図８及び図９に図表で表されている。図８は、サンプル布きれごとにコース（水平）方向８０で、ベースラインの場合の、並びに１５０ｇｍの重りの及び４００ｇｍの重りの場合の電気抵抗を示す。図９は、サンプル布きれごとにウェール（垂直）方向７４で、ベースラインの場合の、並びに１５０ｇｍの重りの及び４００ｇｍの重りの場合の電気抵抗を示す。

図８及び図９の両方に示される結果について、Ｒ^２で示される決定係数が計算された。Ｒ^２は、データポイントが統計モデルにどれほどよく適合するのか、つまり観察された結果がモデルによってどれほどよく複製されるのかの基準を示す。この例では、高いＲ^２値、つまりデータ適合は、変数間の優れた線形関係を示す。これらの実験に関して、特定のサンプルステッチパターンの高いＲ^２値は、そのステッチパターンを含むテキスタイルセンサが重量／圧力を確実に／反復可能に測定するために活用できることを意味する。

ステッチサンプルＳＰ−Ａ及びＳＰ−ＢのＲ^２値は、図８に示される水平（コース）方向８０と、図９に示される垂直（ウェール）方向７４の両方にとって高い。ＳＰ−Ａ（５％ミス／４５％タック）及びＳＰ−Ｂ（１０％ミス／４０％タック）の両方とも、垂直方向７４と水平方向８０の両方でヤーン領域（５２）を拡大し、したがって接触抵抗を減少させる―及びそれにより制御する―のに役立つ大きな割合のタックステッチ３６を含む。したがって、ステッチサンプルＳＰ−Ａ及びＳＰ−Ｂは、本発明に係るてテキスタイルセンサの接触抵抗を最適化するために試験されたサンプル間の最良適合を明示する。

特に図８に示されるＳＰ−Ｂによる線形応答での傾きが急であるほど、コース（水平）方向８０でのより大きな動的範囲を示す。したがって、ＳＰ−Ｂは、コース（水平）方向でより少ない量の重さにより大きな感度を有する。同様に、図９に示されるＳＰ−Ａによる線形応答の傾きが険しいほど、ウェール（垂直）方向７４でのより大きな動的範囲を示す。したがって、ＳＰ−Ａは、ウェール（垂直）方向７４でより少ない量の重量に対するより大きな感度を有する。
実験Ｃ

実験Ｃでは、サイズがほぼ３００ｍｍ ｘ １００ ｍｍの２つの布地布きれが、Ｓｈｉｍａ Ｓｅｉｋｉ ＷＨＯＬＥＧＡＲＭＥＮＴ（登録商標）１４ｇｇ編み機で編まれた。各サンプル布きれのヤーンは、Ｓｃｈｏｅｌｌｅｒの「Ｓ−Ｓｈｉｅｌｄ」として市販されている紡がれたステープルファイバヤーン（８０％ＰＥＳ／２０％ＩＮＯＸ（登録））であった。各布きれは、プレーンジャージステッチ１０、タックステッチ３６、及びミスステッチ３４の異なるパーセンテージ組合せを使用して編まれた（ステッチパターンＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−Ｃ、及びＳＰ−Ｄ）。

この実験は二人の人間の被験者を含んでいた。被験者１は、体重６１ｋｇの女性で、被験者２は体重７９ｋｇの男性であった。各被験者は、自分の右足だけで均衡をとって、サンプルステッチパターンを含む布地布きれの上に立っていた。各被験者は非導電性ファイバから作られたソックスを着用していた。各布地布きれは、２つの場所で―足首のすぐ下の線で、及び母指球に接近する点で）電気抵抗について試験された。抵抗は、２つの標準マルチメータプローブ６４を使用して（Ｄｉｃｋ Ｓｍｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能な）Ｑ−１５５９マルチメータで測定された。被験者ごとに２つの位置で無作為に各サンプルについて、１０の抵抗測定値が採取された。７０ｍｍのプローブ測定分離が足首測定値に使用され、１００ｍｍ分離が母指球測定に使用された。

実験Ｃの結果は図１０及び図１１に図表で表されている。図１０は、サンプル布きれごとにウェール（垂直）方向７４での足首の直下の線での電気抵抗を示す。図１１は、サンプル布きれごとにウェール（垂直）方向８０で母指球に沿った線での電気抵抗を示す。

実験Ｂでのサンプル布地布きれに適用された質量に比較して、サンプル布地布きれに適用された質量の大きな差異のため、線形回帰よりむしろ対数回帰が実験Ｃの人間に基づいた結果に使用された。図１０に示される足首で、及び図１１に示される母指球での両方で測定された抵抗のＲ^２値に基づいて、ステッチサンプルＳＰ−Ｂは、本発明に係るテキスタイルセンサの特定の実施形態での使用のための最適適合を明示する。特に、図１０及び図１１に示されるＳＰ−Ｂによる対数応答での傾きが浅いほど、重量のより大きな量に対するより大きな反応を示す。したがって、ステッチパターンＳＰ−Ｂは、人間の形によってかけられる圧力を測定するための適切なテキスタイルセンサを提供する。実験Ｂ及びＣの両方の結果を考慮すると、ステッチパターンＳＰ−Ａ及びＳＰ−Ｂのそれぞれが、異なるサイズの物体で重量を測定するためのテキスタイルセンサで役立つ接触抵抗の最適化された制御を提供することが判明した。

実験Ａ、Ｂ、及びＣの結果は、ともに、ステッチパターン、ステッチパーセンテージ、電気抵抗率、光学多孔性、及び布地厚さ等の変数に関係する選択を行うことにより、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化できることを明示する。したがって、係る方法はテキスタイル構造で導電率機能を確実に予測し、制御するために、及びさまざまな用途で役立つテキスタイルセンサを設計するために活用できる。例えば、ＳＰ−Ｂ（１０％ミス／４０％タック）等のステッチパターンは、以下を有する。（１）緩められた状態から張力をかけられた状態へのＭＥＲの相対的に大きな動的範囲が、より大きな力の範囲での圧縮力の測定を可能にする、（２）ＭＥＲ変動の狭い範囲が、より大きな測定感度を必要とするテキスタイルセンサ用途を可能にする、及び（３）コース方向でのＭＥＲの相対的に大きな動的範囲が、水平方向でのより少量の重量に対するより大きな感度が所望される測定を可能にする。したがって、ステッチパターン、ステッチパーセンテージ、並びに他の物理的なステッチ変数、ヤーン変数、及び／又はテキスタイル変数を選択する方法は、センサの予測可能な範囲及び／又は感度が特定の使用のために構築できるようにテキスタイルでの導電率の制御を実現する。
実験Ｄ

実験Ｄは、ヤーン接触領域（５２）の形状に対する布地変形の影響を決定するために実施された。実験Ｄでは、２つの布地サンプルが試験された。サンプルＡは、プレーンシングルジャージステッチパターンでの銀のニットで被覆されたマルチフィレメント撚りポリエステルヤーンを含む。図１３は、変形されていない状態でのサンプルＡの電子顕微鏡写真である。サンプルＢは、プレーンシングルジャージステッチパターン１０で紡がれたステープルファイバヤーン（８０％ＰＥＳ／２０％ＩＮＯＸ（登録））を含む。図１４は、変形されていない状態でのサンプルＢの電子顕微鏡写真である。試験では、複数のヤーン単位の測定値が採取され、幾何学パラメータの説明はサンプルでの平均測定値を参照する。

２つの布地サンプルは、最初に、図１２に示されるように、ヤーン単位の４つの幾何学パラメータ、つまり幅、高さ、隙間、及び厚さに関して変形されていない状態で比較された。シングルジャージニット１０布地では、ニードルループ２２、つまりヤーン単位は、ヘッド２６及び引き結び３０を形成する２つのサイドレッグ２８を含む。各レッグ２８の基部には、以前の編みサイクルで形成されたループ２４のヘッド２６を通してかみ合うフット３２がある。ニードルループ２２のレッグ２８は、シンカーループ２４のレッグ２８及びヘッド２６を横切ってシンカーループ２４の一方の側（又は面）から他方の側／円に通過し、次いで輪状になり、シンカーループ２４のヘッド２６及び反対のレッグ２８を横切ってシンカーループ２４の元の側／面に戻る。

ヤーン単位幅（Ｗ）は、単一のループ２２又は２４の２つのフット３２の間の距離として定義される。ヤーン単位高さ（Ｈ）は、単一のループ２２又は２４のヘッド２６とフット３２との間の距離として定義される。ヤーン単位隙間（Ｇ）は、１つのループ２２のヘッド２６と、同じウェール内の隣接するループ２４のヘッド２６との間の距離として定義される。ヤーン厚さ（Ｔ）は、ヤーンの直径として定義される。サンプルＡはより開いたニット構造、つまりサンプルＢよりも大きいヤーン単位幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を有する。ヤーン単位隙間（Ｇ）は２つのサンプルで類似している。サンプルＢは、サンプルＡよりも厚い。

２つのサンプルは、次いで（ｘ軸に沿った）ウェール方向７４で、次いで（ｙ軸に沿った）コース方向８０で先にサンプルを引き伸ばすことによって変形された状態で比較された。「引き伸ばし歪み」つまり引き伸ばしの程度は、初期高さに対するヤーン単位（ループ）２２、２４伸びの比率として定義される。サンプルＡは、より高い歪みを受けているだけではなく、サンプルＢと類似した歪みを受けて試験された。２つのサンプルは４つの幾何学パラメータに関して変形のそれぞれの状態で比較された。

サンプルが（ｘ軸に沿って）ウェール方向７４で引き伸ばされたとき、１つのコースでのヤーンループ２２又は２４のヘッド２６は、隣接するコースでのループ２２又は２４のレッグ２８及びフット３２の回りでよりきつく引っ張られた。結果として、ヤーン単位幅（Ｗ）は大幅に減少した。ウェール方向の引き伸ばし中、ヤーン単位高さ（Ｈ）は大幅に変化しなかったが、ヤーン単位隙間（Ｇ）はかなり増加する。ヤーン厚さ（Ｔ）は相対的に変化しないままだった。

サンプルＡの場合、１１％のウェール方向歪みを受けて、変形されていない状態での比較寸法からヤーン単位幅（Ｗ）は約１９％減少し、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約１６％増加した。１１％の歪みを受けて、ヤーンはいくつかの点で接触する。２２％のウェール方向歪みを受けて、変形されていない状態での比較寸法から、ヤーン単位幅（Ｗ）は約３９％減少し、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約２６％増加した。図１５の写真は、ウェール方向７４で２２％の歪み７２を受けているサンプルＡを示す。２２％の歪み７２を受けて、ヤーンはあらゆるステッチで接触する。したがって、ウェール方向７４での負荷を受けて、減少するヤーン単位幅（Ｗ）及び増加するヤーン単位隙間（Ｇ）は、増加するヤーン接触と相互に関連する。

したがって、ウェール（垂直）方向７４で負荷を受けて、ヤーン単位幅（Ｗ）の減少は、より光学的に多孔性ではないテキスタイルを生じさせる。光浸透性が減少し、光学多孔性が増加するにつれ、ＭＥＲは減少する。その結果、光学多孔性は、テキスタイルセンサで接触抵抗を制御するための方法の一実施形態において、ウェール（垂直）方向７４で負荷を受けた圧縮力又は引張り力に対する感度の指数として使用できる。これらの結果を適用すると、より高い光学多孔性を有するより閉じられた（より高密度の）ステッチパターンは、例えば軽い圧縮圧力又は小さい引張り力の測定値のため等、より大きな測定感度を必要とするテキスタイルセンサ用途に適切な最適化された接触抵抗を含む。したがって、小さいヤーン単位幅（Ｗ）及び対応するより低い光学多孔性を有するテキスタイルセンサは、係る用途の接触抵抗を増加するためのニットである場合がある。

サンプルＢの場合、ウェール方向の１１％の歪み（７６）を受けて、変形されていない状態での比較寸法からヤーン単位幅（Ｗ）は約１％減少し、ヤーン単位高さ（Ｈ）は約３％増加し、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約３％増加した。図１６の写真は、ウェール方向７４での１１％歪み７６を受けたサンプルＢを示し、変形されていない状態においてと類似したヤーン接点を示す。サンプルＢは、サンプルＡよりもはるかにコンパクトである。すなわち、サンプルＢは、サンプルＡよりも大きなヤーン単位厚さ（Ｔ）、及びより小さいヤーン単位幅（Ｗ）、ヤーン単位高さ（Ｈ）、及びヤーン単位隙間（Ｇ）を有する。結果として、サンプルＢは変形、つまり負荷の前にもステッチの中にかなりのヤーン接触を有する。結果として、ウェール方向７４での負荷中のサンプルＢの幾何学パラメータの変動は、サンプルＡの場合ほど多大ではない。

サンプルが（ｙ軸に沿った）コース方向８０で引き伸ばされると、ヤーンループ２２、２４のレッグ２８は互いから引き離され、その結果ヤーン単位幅（Ｗ）は増加した。さらに、ヤーン単位高さ（Ｈ）及びヤーン単位隙間（Ｇ）はそれぞれ減少した。ヤーン厚さ（Ｔ）は相対的に変化しないままだった。

サンプルＡの場合、１３％のコース方向の歪みを受けて、変形されていない状態での比較寸法からヤーン単位幅（Ｗ）は約５％増加し、ヤーン単位高さ（Ｈ）は約１４％減少し、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約１１％減少した。２０％（７８）のコース方向の歪みを受けて、変形していない状態での比較寸法からヤーン単位幅（Ｗ）は約１３％増加し、ヤーン単位高さ（Ｈ）は約１５％減少し、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約１２％減少した。図１７の写真は、コース方向８０で２０％歪み７８を受けたサンプルＡを示す。歪みがコース方向８０で増加するにつれ、ヤーンループ２２、２４は拡散して離れ、より少ないヤーン接触を生じさせる。したがって、コース方向８０での負荷を受けて、増加するヤーン単位幅（Ｗ）、並びに減少するヤーン単位高さ（Ｈ）及びヤーン単位隙間（Ｇ）が減少するヤーン接触と相互に関連する。

サンプルＢの場合、１２．５％（８２）のコース方向歪みを受けて、変形されていない状態での比較寸法からヤーン単位幅（Ｗ）は約１１％増加し、ヤーン単位高さ（Ｈ）は実質的には変化せず、ヤーン単位隙間（Ｇ）は約３％減少した。図１８の写真は、コース方向での１２．５％の歪み８２を受けたサンプルＢを示す。サンプルＢは、変形、つまり負荷の前でもステッチ内でかなりのヤーン接触を有する。結果として、ウェール方向７４での負荷と同様に、コース方向８０での負荷の間のサンプルＢの幾何学パラメータでの変動は、サンプルＡの場合ほど多大ではない。

すなわち、コース（水平）方向８０での負荷を受けて、ヤーン単位幅（Ｗ）の増加は、光学多孔性の減少及びＭＥＲの増加（増加した接触抵抗）を生じさせる。したがって、光学多孔性は、テキスタイルセンサで接触抵抗を制御するための方法の実施形態では、コース（水平）方向８０で負荷を受けた圧縮力又は引張り力に対する感度の指数として使用できる。
実験Ｅ

シングルジャージステッチ１０、ミスステッチ３４、及びタックステッチ３６の異なるステッチパーセンテージを有する三十三（３３）のサンプル布地のそれぞれが、異なるステッチ方向７４、８０での圧力に比した抵抗の変動を決定するために試験された。サンプル布地は、次いで異なるステッチ方向７４、８０での温度に比した抵抗の変動を決定するために試験された。

圧縮試験：各サンプルステッチパターンは、コース（水平）方向８０及びウェール（垂直）方向７４の両方での圧力、つまり負荷の影響について試験された。

水平負荷を受けて、抵抗は大部分のステッチパターンでは大きく変化しなかった。本明細書に説明されるように、接触抵抗は、テキスタイル構造のある特定の方向７４、８０での接点の数、サイズ、及び形状に従って変わる。したがって、コース（水平）方向８０での接点がより少ないとき、水平方向８０での抵抗のより少ない変化が予想される。例えば、（５０％のシングルジャージ１０ステッチ、３５％のミス３４ステッチ、及び１５％のタック３６ステッチを有するサンプルステッチパターン等の）高いミスステッチ３６の数は、コース方向８０でのより少ない接点につながる。結果として、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法の実施形態は、水平の低測定感度のテキスタイルセンサを提供するためにコースでより少ない接点を有するヤーンタイプ及びステッチパターンを選択することを含むことがある。係るテキスタイルセンサは、糖尿病患者で使用するために設計されたソックスで母指球を横切って等、大きな圧縮負荷を測定するために使用できる。

垂直負荷を受けて、抵抗は多くのステッチパターンで変化した。特に、試験は、ウェール（垂直）方向７４で負荷が増加すると、接触抵抗が減少することがあることを示した。試験の結果は、圧力に対する接触抵抗の制御が、ヤーン接点の数及び質に影響を及ぼすステッチタイプのパーセンテージの関数であることを明示した。例えば、５０％のシングルジャージ１０ステッチ、４０％のタック３６ステッチ、及び１０％ミス３４ステッチを有する１つのサンプルステッチパターン、つまり他のサンプルよりもより高いパーセンテージのタックステッチ３６（したがってヤーン接点）が、増加する垂直負荷と減少する低下の間に強力な直線関係を示した。結果として、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法の実施形態は、垂直の高い測定感度のテキスタイルセンサを提供するためにより高いパーセンテージのタックステッチ３６（したがって、ヤーン接点）を有するヤーンタイプ及びステッチパターンを選択することを含むことがある。係るテキスタイルセンサは、把持強さ及び持続時間又はリハビリを受けている患者の肘の運動等の垂直指向の負荷を測定するために役立つことがある。

類似した負荷を受けて、抵抗値が水平方向８０においてよりも垂直方向７４において桁違いに高いことが発見された。この変動は、大部分は、特に垂直方向７４でのタックステッチ３６の影響に起因する。図３Ａ及び図３Ｂに関して本明細書に説明されるように、タックステッチ接点４４、タックループ接点４６、保持ループ接点４８、及び張力をかけられたタックステッチ接点５０は拡大したヤーン接触領域（５２）を生じさせ、したがってテキスタイル構造での接触抵抗に対する制御を提供する。本発明に従って接触抵抗を制御するための方法のいくつかの実施形態では、タックステッチ３６の配置は、ウェールに沿って垂直方向７４で導電性のテキスタイルセンサの接触抵抗を最適化するために活用できる。他の実施形態では、タックステッチ３６は、テキスタイルセンサの画定された領域での接触抵抗を最適化するように布地の選択された領域の複数のウェールに配置できる。さらに他の実施形態では、５０％のシングルジャージ１０ステッチ、４０％のタック３６ステッチ、及び１０％のミス３４ステッチを有するサンプルステッチパターン等、両方の方向７４、８０での負荷が増加すると抵抗の減少を示すある特定の高いパーセンテージのタックステッチ３６を有するステッチパターンを選択すると、両方の方向７４、８０のテキスタイルセンサで接触抵抗を最適化できる。例えば、係るステッチパターンは、特定の使用のために双方向検知領域を生じさせるためにテキスタイルセンサ布地の画定された領域内でのニットとなることがある。

温度試験：３３のサンプルステッチパターンのそれぞれが、コース（水平）方向８０及びウェール（垂直）方向７４の両方で抵抗に対する温度の影響について試験された。結果は、抵抗（したがって導電率）が、異なるステッチパーセンテージについて、及び異なるステッチ方向７４、８０で変化する温度に応えて変わることを示した。

特に、結果は、温度と抵抗との間の関係が線形であることを示した。（最大ヤーン接触領域（５２）を有する）最大パーセンテージのタックステッチ３６を有するサンプルが、温度と抵抗との間の最善の関係（つまり最善のＲ^２適合）を示した。試験の結果は、温度に対する接触抵抗の制御が、ヤーン接点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及び質に影響を与えるステッチタイプのパーセンテージの関数であることを明示した。例えば、５０％のシングルジャージ１０ステッチ、４０％のタック３６ステッチ、及び１０％のミス３４ステッチを有する１つのサンプルステッチパターン、つまり他のサンプルよりも高いパーセンテージのタックステッチ３６（したがって、ヤーン接点）が、温度と抵抗との間の強力な直線関係を示した。

結果として、導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法の実施形態は、感温テキスタイルセンサを提供するためにヤーンタイプ及びより大きなパーセンテージのタックステッチ３６を有するステッチパターンを選択することを含むことがある。係るテキスタイルセンサは、石油化学生産環境において等、熱に敏感な産業環境で周囲温度を測定するために活用できる。係るテキスタイルセンサの別の実施形態は、製鋼所で等、工業環境で労働者の皮膚温度を測定するために活用できる。

いくつかの実施形態では、導電性ヤーンの接触抵抗は、ウェフトニットテキスタイル構造で最適化できる。ウェフトニット布地では、１本の連続ヤーンは布地を横方向に横切って通り、各コースでループ２２、２４のすべてを形成する。ウェフトニット布地は、平坦な編み機と円形の編み機の両方で生産できる。他の実施形態では、導電性ヤーンの接触抵抗は、ワープニットテキスタイル構造で最適化できる。ワープニット布地では、１本又は複数のヤーンは、通常、２つ以上のウェールで織り合わせるループを形成するジグザグパターンで縦方向に通る。

本発明に係る最適化された接触抵抗を有する導電性テキスタイルは、テキスタイルが配置される人間又は物体のさまざまな変数を検知、つまり検出できる。例えば、係るテキスタイルは、該テキスタイルを着用している人間の生理学的な変化を検知してよい。変数の検出された変化は、監視、記録、及び／又はフィードバックのために送信できる。検知されたデータは、電気信号の形をとってよい。信号送信は、テキスタイルセンサからテキスタイル上のデバイスへ、及び／又は別の場所へであってよい。係る送信又は検知されたデータに関係する他の操作は、テキスタイルセンサとの電子インタフェースを介して実行されてよい。

本発明の実施形態は、テキスタイルセンサとの係る電子インタフェースを含むことがある。電子インタフェースは、電源から電力を受け取るように構成された電子回路網、データ送信のために構成された電子回路網、テキスタイルセンサに配置され、機械的に固着され、もしくは一体化された電子デバイス、テキスタイルセンサと携帯電子装置との間の有線連結器及び／又は無線連結器、及び／又はさまざまな異なるウェアラブル電子機器もしくは遠隔電子機器のいずれかと協調するための他の構成の内の１つ又は複数を含むことがある。係る電子インタフェースは、テキスタイルセンサを含む衣料品の快適さ及び／又は耐久性を損なうことを回避するように設計される。

本発明の一態様では、接触抵抗を最適化されたテキスタイル自体がセンサとして働く。係るテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、引張り力、圧縮力、運動、及び温度等の変数又はパラメータを測定できる。その結果、係るテキスタイルセンサの多様な実施形態は、異なる特定の機能性及び用途を有することがある。係るテキスタイルセンサの実施形態は、例えば（１）医療用圧縮衣服、（２）運動選手用圧縮衣服、（３）病床及び／又は車いす、（４）フェースマスクの適合、（５）心臓モニタリング、（６）ＥＭＧ監視、（７）温度検知、（８）義肢強化、（９）運動検知、（１０）力検知、及び（１１）インテリジェント包帯を含むことがある。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、衣料用圧縮衣服に用途があることがある。一実施形態では、テキスタイルセンサは、創傷包帯の上に配置できるソックス等の圧縮圧力衣服を含むことがある。圧縮力を測定するためにテキスタイルセンサの抵抗センサ構成を使用して、圧縮ソックスは、センサ全体に印加される平均圧力を決定し、その情報を表示装置に送信できる。

係るソックスによって各患者に印加される圧縮圧力を控えめに監視する能力は、所望されるレベルの圧縮の個々の患者へのより一貫した印加を可能にする。個別化された圧縮圧力療法は、傷の回復の改善、治療にかかる時間の短縮及びコスト削減、並びに過剰な圧縮からの脚部／下肢に対する損傷のリスクの削減につながることがある。係る実施形態は、従来の圧迫包帯製品の設計での主要な制限−すなわち圧縮ソックスによって印加される圧縮レベルが（ラプラスの方程式等の物理法則によって支配される）患者の下肢サイズに応じて変化すること−を克服する。例えば、同じ製品が１０人の異なる患者によって使用されると、それぞれが個々の下肢サイズの変動に起因する異なる実際の印加圧縮レベルを経験するだろう。

いくつかの実施形態では、センサとしてのテキスタイルは、製品のライフサイクルを監視し、新しい圧縮製品が示される又は所望されるときにユーザに注意を喚起するために圧縮靴下の中に一体化できる。さらに、センサとしてのテキスタイルは、医療上必要な期間中、圧縮力の連続的な監視を実現できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、運動選手用圧縮衣服に用途があることがある。いくつかの実施形態では、テキスタイルセンサは、購入時点で所望される正しい圧縮のカスタマ視覚化を可能にするために運動選手用圧縮衣服の中に一体化できる。さらに、係るテキスタイルセンサ運動選手用圧縮衣服は、製品のライフサイクルの監視を可能にし、新しい圧縮製品が所望されるときにユーザに注意を喚起することができる。

いくつかの運動選手用衣服の実施形態は、トレーニング用に生理学的パラメータを測定できるベストを含む。該ベストは、スマートホン、腕時計、又は他の視覚的なディスプレイに生物学的なデータを送信できる。係るベストは、例えば、呼吸速度、呼吸量、心拍数、及び／又は酸素飽和度を含む生理学的な測定基準を監視できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、病床及び／又は車いすに用途があることがある。いくつかの実施形態では、テキスタイルセンサは、布地表面が温度及び／又は圧縮を監視できる病床及び／又は車いすの布地に一体化できる。カスタマイズされたセンササイズ及び形状の布地の層は、患者又はヘルスケアプロバイダが、患者が過剰な圧力点から褥瘡を発症するリスクにあるときを検出できるようにする。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、フェースマスクのフィッティングに用途があることがある。いくつかの実施形態では、テキスタイルセンサは、臨床環境及び「在宅」環境の両方で患者によって着用される医療機器に一体化できる。例えば、テキスタイルセンサ医療機器はフェースマスクを含むことがある。フェースマスクテキスタイルセンサは、適切なフィットを確立し、快適さを保証し、皮膚損傷を引き起こすことがあるマスクによる過剰な力の適用を排除するために、圧縮力及び引張り力の測定値を活用できる。係るフェースマスクテキスタイルセンサは、例えば、医療労働者によって、初動要員によって、又は産業安全性体制の一部としてのそれらの人によって着用できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、心臓モニタリングに用途があることがある。本発明のいくつかの実施形態は、心臓電気信号を監視するために最適化された接触抵抗を有する導電性ヤーンを含むことがある。心臓検知ヤーンは、心臓信号の最適な検知のために人間の上の多様な場所に位置決め可能なセンサのセット、つまり複数のセンサを含むことがある。最適化された接触抵抗を有する心臓検知ヤーンは、スタンドアロン心臓モニタリングパッドを含むことがある、又は心臓検知システムはテキスタイルセンサの所望される場所に一体化して編み込むことができる。テキスタイルセンサ実施形態では、別々のセンサのそれぞれが、テキスタイル構造の中に一体化された「配線」通路によって他のセンサと接続できる。心臓モニタセンサは、心電図（ＥＣＧ）出力に接続できる。心臓モニタテキスタイル構造の実施形態は、人間の被験者と動物の被験者の両方の皮膚の上で電気信号を登録することができ、心臓波形を測定し、記録し、送信できる。係るデバイスは、例えば活動中の運動選手の心拍数及び／又はＥＣＧを監視する、又は臨床用途でＥＣＧ監視を実行するために活用できる。その結果、心臓モニタテキスタイル構造の実施形態は、衣料用と及び．ｉｏｒ運動競技用途で心拍数及び／又はＥＣＧを監視することを含む、心臓信号用の歩行検知プラットホームを提供できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、筋電図監視に用途を有することがある。筋電図検査（ＥＭＧ）は、骨格筋の電気活動を記録するために使用される技法である。この技法は、データを収集するために筋肉内電極又は皮膚表面電極を使用できる。１つの技法としてのＥＭＧは、人工装具の統合及びロボット／人間インタフェースの補助だけではなく、内科的疾患、スポーツ負傷リハビリにも使用できる。医療センサでは、ＥＭＧの主要な用途は、脳卒中後のリハビリにおいてである。ＥＭＧは、筋力を決定するための診断ツールとして使用される。ただし、ＥＭＧはターゲットとされた筋肉及び関連付けられた神経細胞を再教育し、再強化するためにも使用され得る。この相対的に新しい分野は、ユーザが損傷を受けた筋肉及び神経経路を強化し、再教育できるようにするゲームシナリオをプログラムするために生理学的データを必要とする。

本発明に係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイル構造／センサのいくつかの実施形態は、筋電図（ＥＭＧ）監視に活用されてよい。例えば、係るテキスタイル構造は、神経筋肉リハビリの一部として感覚フィードバックを提供するために着用されてよい。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、温度の検知に用途を有することがある。最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、人間の温度のリアルタイム監視を提供してよい。係るテキスタイルセンサを基層衣料品の腋窩領域内部に配置すると、体温のリアルタイム監視及び許容可能な臨床パラメータとの比較が可能になる。さらに、衣料品の外部にテキスタイル構造を配置すると、健康パラメータ及び／又は注意義務／安全要件と比較できる、環境上の温度のリアルタイム示度を提供できる。

実験Ｆは、電気抵抗が温度に依存することを示す。したがって、導電率は温度とともに変化する。その結果、温度を監視するために活用されるテキスタイル構造の一実施形態は、該テキスタイル構造の接触抵抗が最適化されるとき予想温度範囲を考慮に入れることができる。

実験Ｆでは、シングルジャージステッチポリエステル及びシングルジャージステッチメリノウールの２つの被覆されていない布地サンプルが、気相重合によってポリピロール（ＰＰｙ）で被覆された。各布地の５０ｃｍ ｘ ５０ｃｍのサンプルが、１時間、塩化鉄（ＩＩＩ）（０．８モル／Ｌ）及び１，５−ナフタレンジスルホン酸（０．１モル／Ｌ）の水溶液中に置かれた。サンプルは取り除かれ、空気乾燥された。乾燥したサンプルは、次いで底部でピロール単量体で密閉された容器内に懸架され、３時間、６０℃まで加熱された。サンプルは次いで取り除かれ、温水で洗浄され、一晩中乾燥させた。

サンプルの電気抵抗率は、布地上に３０ｍｍ離された２つの銅片に接続されたマルチメータによってアルゴンの下で１０℃と４０℃の間の５度の増分での温度で測定された。これらの結果は、図１９及び図２０に示される。図１９は、７つの試験された温度のそれぞれでポリエステルサンプル及びメリノウールサンプルのそれぞれについて測定された抵抗率を示す表である。図２０は、温度に対してプロットされた各布地サンプルの抵抗率測定値を示すグラフである。両方の布地サンプルについて、温度と抵抗率との間に直線反比例関係があった。温度が上昇すると、抵抗率が減少した。メリノウールサンプルは、ポリピロールのより優れたコーティングにつながるウール布地のより厚い性質により、ポリエステルサンプルの抵抗率のほぼ半分の抵抗率を有していた。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、義肢強化に用途を有することがある。義肢を付けた人は物体を「感じる」能力を失っている。神経が切断されるため、感触が失われる。神経工学は、係るシステムでの圧力が下肢の生き残っている部分の中の神経節に伝達されるように、神経系統が病気の又は損なわれた個人のための神経補綴システムでのデバイスの臨床上の実装を含む。係る圧力‐神経節インタフェースの一例が、神経組織と工学デバイスとの間の「神経様作用インタフェース」として知られている。神経様作用インタフェースは、神経組織の機械的特性、化学的特性、及び／又は電気的特性を真似る電極、ポリマー、又は他のデバイスもしくは材料として定義される。神経工学の目的は、あたかも係るデバイスが自然の神経組織であるかのようにふるまう、係るデバイスを統合することである。

本発明に係る最適化接触抵抗を有するテキスタイル構造のいくつかの実施形態は、病気に冒された下肢の係る圧力を電気信号に変換し、それらの信号を下肢の生き残っている部分の中の神経節に伝達できる。他の実施形態では、周囲神経電極は神経様作用インタフェースを達成するために電気的な刺激技法及び光学的な刺激技法を結合できる。さらに他の実施形態では、神経組織に類似する機械的特性を有するポリマーファイバ基板を、皮膚電極内で、又は皮膚電極として使用できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、運動の監視に用途を有することがある。本発明に係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイル構造のいくつかの実施形態は、電気抵抗の変化によるテキスタイルの運動を測定できる。センサの配置及び形状は、どの運動を測定するのか、及びどのようにして運動を測定するのかを決定するのに役立つ。いくつかの実施形態では、接触抵抗が最適化されたテキスタイルセンサは、絶対運動よりむしろ平均的な運動を提供できる。特定の実施形態では、テキスタイルセンサは、別のセンサ、例えば従来の静電容量タイプのセンサと結合できる。係る組合せでは、絶対運動は高度の感度で測定できる。

接触抵抗が最適化されたテクスチャ構造のいくつかの実施形態によって（単独で又は別のタイプのセンサとの組合せで）監視できる運動のタイプの例は、（１）医療用途及び／又は運動競技用途での単純な呼吸速度、（２）医療用途及び／又は運動競技用途での一回呼吸量、（３）例えば、医療リハビリでの下肢の運動、（４）例えば医療リハビリ及びスポーツリハビリでの下肢の運動及び関節角度、（５）例えば、医療用途、産業用途、及び潜在的に危険な状態にある初動要員／軍事用途でのロボット／人間インタフェース、並びに（６）例えば構造運動及び／又は地震型運動の監視、並びに地質工学的リアルタイムでの監視及び防災用途に関係する監視等の表面下監視を含む。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、力の監視に用途を有することがある。本発明に係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイル構造のいくつかの実施形態は、電気抵抗の変化による引張り力と圧縮力の両方を測定できる。係る実施形態は、絶対圧縮力及び／又は平均引張り力を測定できる。係る実施形態は、（１）医療用途及び／又は運動競技用途での圧力センサ、（２）圧迫医療包帯、（３）例えば、高度な医療リハビリ及びスポーツリハビリでの下肢強度／パワー、（４）歩行血圧監視、及び（５）例えば、構造力及び「災害力」、地質工学的リアルタイム用途、及び防災用途での表面下監視を含む用途でこれらの力を監視するために活用できる。

最適化された接触抵抗を有するテキスタイルセンサのいくつかの実施形態は、インテリジェント包帯に用途を有することがある。テキスタイル構造のいくつかの係る実施形態は、「インテリジェント」包帯の生産に活用できる。係る包帯は、温度、力、湿度、及び／又はｐＨを検知してよい。特定の実施形態では、接触抵抗が最適化されたテキスタイルセンサは、下肢先端の微小循環を検知できる。

本発明の導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルの実施形態は、テキスタイルの検知活動を選択することと、ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから変数の組合せを選択することと、変数の該選択された組合せに従ってテキスタイルに導電性ヤーンを編み込むこととを含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキスタイルで最適接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態では、編み込まれた変数の組合せは、最適接触抵抗と相互に関連付けられた導電性ヤーンに予測可能なヤーン接触領域（５２）を提供する。いくつかの実施形態では、ヤーン接触領域（５２）はサイズ及び形状を含み、編み込まれた変数の組合せはヤーン接触領域（５２）のサイズ及び形状と関連付けられたヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の予測可能な数及び質を提供する。

変数の組合せは、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントを含むヤーン変数から選択できる。変数の組合せは、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージを含むステッチ変数から選択できる。変数の組合せは、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性を含むテキスタイル変数から選択できる。いくつかの実施形態では、ステッチパターンを含むステッチ変数は、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０から選択できる。いくつかの実施形態は、検知活動のための測定感度を選択することをさらに含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは、測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキスタイルの最適接触抵抗を提供できる。特定の実施形態では、テキスタイルのための検知活動を選択することは、テキスタイルのための複数の異なる検知活動を選択することをさらに含むことがある。多様な実施形態では、検知活動は、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用を検知することから選択できる。

導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルの他の実施形態は、ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから変数の組合せを選択することと、選択された変数の組合せに従ってテキスタイルにヤーン接触領域を有する導電性ヤーンを編み込むことを含むことがあり、編み込まれた変数の組合せは、テキスタイルの制御可能な量の接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態は、テキスタイルのための検知活動を選択することをさらに含むことがあり、テキスタイルでの制御された量の接触抵抗は、検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられる。係る実施形態では、変数の組合せは、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントを含むヤーン変数から選択できる。変数の組合せは、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージを含むステッチ変数から選択できる。変数の組合せは、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性を含むテキスタイル変数から選択できる。いくつかの実施形態では、ステッチパターンを含むステッチ変数は、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０から選択できる。

いくつかの実施形態は、接触抵抗を減少するためにヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大することを含むことがある。ヤーン接触領域（５２）は、ヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及びサイズを含む。いくつかの実施形態は、ヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及びサイズ、並びにヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大するために増加したステッチ長２０を選択し、それによって接触抵抗の量を減少させることをさらに含むことがある。他の実施形態は、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０のステッチパーセンテージを選択して、ヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及びサイズ、並びにヤーン接触領域（５２）のサイズを制御し、それによって接触抵抗の量を制御することをさらに含むことがある。さらに他の実施形態は、フィラメントヤーン及びステープルファイバヤーンから成るグループからヤーンタイプを選択して、接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及びサイズ並びにヤーン接触領域（５２）のサイズを制御し、それによって接触抵抗の量を制御することをさらに含むことがある。係る実施形態では、ヤーンタイプは、天然糸及び合繊糸から選択できる。さらに他の実施形態は、ヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の数及びサイズ、並びにヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大するために増加したヤーンカウントを選択し、それによって接触抵抗の量を減少させることを含むことがある。

いくつかの実施形態は、ヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大し、それによって接触抵抗の量を減少させることをさらに含むことがある。いくつかの実施形態は、ミスステッチ３４及びタックステッチ３６の増加したステッチパーセンテージを選択することをさらに含むことがある。他の実施形態は、増加した布地重量を選択してヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大し、それによって接触抵抗の量を減少させることをさらに含むことがある。係る実施形態では、増加した布地重量を選択することは、ミスステッチ３４及びタックステッチ３６の増加したステッチパーセンテージを選択することをさらに含むことがある。他の実施形態は、減少した光学多孔性を選択して、ヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大し、それによって接触抵抗の量を減少させることをさらに含むことがある。係る実施形態では、減少した光学多孔性を選択することは、タックステッチ３６の増加したステッチパーセンテージを選択することをさらに含むことがある。さらに他の実施形態は、減少したパーセンテージ恒久ステッチを選択してヤーン接触領域（５２）のサイズを拡大し、それによって接触抵抗の量を減少させることをさらに含むことがある。

いくつかの実施形態では、テキスタイルの導電性ヤーンは、テキスタイルで休止平均導電率（ＭＥＲ）をさらに含むことがあり、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０のステッチパーセンテージは、休止ＭＥＲ及び接触抵抗の量を減少させるために選択できる。

いくつかの実施形態は、検知活動のための測定感度を選択することをさらに含むことがあり、テキスタイルでの制御された量の接触抵抗は、測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けることができる。いくつかの実施形態では、測定感度は、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成るグループから選択できる。いくつかの実施形態では、テキスタイルでの導電性ヤーンは、平均導電率（ＭＥＲ）をさらに含むことがあり、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０のステッチパーセンテージは、ＭＥＲの特定の動的範囲を提供してテキスタイルの変形中の測定感度を制御するため選択できる。特に、ＭＥＲの動的範囲は、大きな力範囲上での圧縮力の確実な測定のために減少された測定感度の接触抵抗を最適化するためのＭＥＲの大きな動的範囲を含むことがある。代わりに、ＭＥＲでの動的範囲は、小さな力範囲上での圧縮力の確実な測定のために増加された測定感度のために接触抵抗を最適化するためのＭＥＲでの小さな動的範囲を含むことがある。

いくつかの実施形態では、テキスタイルの導電性ヤーンは平均導電率（ＭＥＲ）をさらに含むことがあり、ミスステッチ３４、タックステッチ２６、及びジャージステッチ１０のステッチパーセンテージは、軽量圧力の確実な測定のために増加した測定感度の接触抵抗を最適化するためのＭＥＲ変動の狭い範囲を提供するために選択できる。他の実施形態では、テキスタイル中の導電性ヤーンは、光学多孔性をさらに含むことがあり、特定の光学多孔性は、接触抵抗を最適化して圧縮力又は引張り力の負荷のために測定感度を制御するために選択できる。特に、光学多孔性は、増加した測定感度のために接触抵抗を減少させるために低い光学多孔性を含むことがある。代わりに、光学多孔性は、減少した測定感度のために接触抵抗を増加するために高い光学多孔性を含むことがある。いくつかの実施形態では、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０のステッチパーセンテージは、接触抵抗の量を最適化して温度測定感度を制御するために選択できる。

係る方法の特定の実施形態では、テキスタイルのための検知活動を選択することは、テキスタイルのための複数の異なる検知活動を選択することをさらに含むことがある。多様な係る実施形態では、検知活動は、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用を検知することから選択できる。

本発明に係るテキスタイルのいくつかの実施形態は、テキスタイルに編み込まれ、検知活動に適応された導電性ヤーンを含む検知領域、及びヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成るグループから選択された変数の組合せを含む検知領域を含むことがあり、変数の組合せは検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキストで最適接触抵抗を提供する。いくつかの実施形態では、変数の組合せは、最適接触抵抗と相互に関連付けられた導電性ヤーンのための予測可能なヤーン接触領域（５２）を含むことがある。いくつかの実施形態では、ヤーン接触領域（５２）は、サイズ及び形状をさらに含むことがあり、変数の組合せはヤーン接触領域（５２）のサイズ及び形状と関連付けられたヤーン接触点（４２、４４、４６、４８、５０）の予測可能な数及び質をさらに含むことがある。

変数の組合せは、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成るグループから選択できる。係るテキスタイルのいくつかの実施形態では、変数の組合せは、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成るグループから選択できる。係るテキスタイルのいくつかの実施形態では、変数の組合せは、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性から成るグループから選択できる。ステッチパターンを含むステッチ変数は、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０から成るグループから選択できる。

係るテキスタイルのいくつかの実施形態では、検知活動は測定感度を含むことがあり、変数の組合せは測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキスタイルの最適接触抵抗を含む。係るテキスタイルのいくつかの実施形態は複数の検知領域をさらに含むことがあり、検知領域のそれぞれは異なる検知活動に適応できる。係るテキスタイルのいくつかの実施形態では、検知活動は、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用を検知することから選択できる。

本発明に係るテキスタイルのいくつかの実施形態は、テキスタイルに編み込まれた導電性ヤーンを含む検知領域、及びヤーン変数、ステッチ変数、テキスタイル変数から成るグループから選択される変数の組合せを含む検知領域を含むことがあり、変数の組合せはテキスタイルで制御可能な量の接触抵抗を提供する。検知領域は検知活動のために適応することができ、テキスタイルの制御可能な量の接触抵抗は検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられる。いくつかの実施形態では、変数の組合せは、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成るグループから選択できる。いくつかの実施形態では、変数の組合せは、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成るグループから選択できる。いくつかの実施形態では、変数の組合せは、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性から成るグループから選択できる。ステッチパターンを含むステッチ変数は、ミスステッチ３４、タックステッチ３６、及びジャージステッチ１０から成るグループから選択できる。

テキスタイルのいくつかの実施形態では、検知活動は測定感度を含むことがあり、変数の組合せは測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられたテキスタイルの最適接触抵抗を含むことがある。テキスタイルのいくつかの実施形態は複数の検知領域をさらに含むことがあり、検知領域のそれぞれは異なる検知活動のために適応できる。係るテキスタイルのいくつかの実施形態では、検知活動が、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用を検知することから選択できる。

本発明に従って導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びに係る最適化された接触抵抗を有するテキスタイルは、導電性のヤーン及びテキスタイルを構築するための従来の手法に優る優位点を提供する。１つの優位点は、本発明の実施形態が、導電抵抗、従ってテキスタイル構造の感度の制御を可能にするヤーン接触領域（５２）の位置及びサイズを最適化するためにテキスタイル構造を設計する方法を含む点である。したがって、係る方法は特定の用途のためにテキスタイル構造を変えるための基礎となる。結果として、係る方法は、さまざまな用途及び製品で活用できる。

別の優位点は、本発明の実施形態が、接触抵抗の制御を改善するヤーン及びテキスタイルの予測可能な特徴及び変数を活用する点である。したがって、本発明の実施形態は導電性ヤーンの接触抵抗の最適化を簡略で費用効率が高く、反復可能な方法で実現する。

別の優位点は、本発明の実施形態がテキスタイルセンサでの単一の導電性ファイバタイプの使用を可能にする点である。

別の優位点は、本発明の「テキスタイルセンサ」が、（生理学的な変数等の）複数の点出力を監視するためにテキスタイルの中に統合された機能を提供し、このようにして係る出力のより包括的な及び／又は平均化された測定を可能にする点である。

別の優位点は、本発明の実施形態が、最適化された接触抵抗を有するテキスタイル構造が力、圧力、運動、温度、及び／又は生理作用のためのセンサとして活用できるようにする点である。

別の優位点は、係る布地の強化された検知機能をこのようにして提供する本発明の実施形態を、複合構造の中に組み込むことができる点である。係る組合せセンサは、受動的又は能動的のどちらかの検知プラットホームを提供できる。１つの用途では、係るセンサは、人体の生理学的な出力を遠隔で測定するために活用できる。係る布地を活用して入手可能なさまざまなデータは、例えば、健康結果を改善するため、運動選手、初動要員、及び軍人の間の安全性を強化するために、及び産業用途のために使用できる。

別の優位点は、編布を含む本発明の実施形態が織布材料に優る優れたドレープ性（有機形状上で形成する能力）を提供し、それによってユーザの快適さ、耐久性、及びコストを強化できる点である。

さらに、本発明のいくつかの実施形態は、従来のテキスタイルベースのセンサに優る製造での優位点を提供する。例えば、係る方法は、製造前にコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラミングを使用して実装し、それによって試行錯誤の構築のために浪費される労務費、機械コスト、及び材料費を防ぐことができる。最適化する接触抵抗を有するテキスタイル構造を製造するためにプログラミングされたＣＡＤシステムは、導電性ヤーンの可撓導電ネットワークが休止しているとき、又は張力もしくは圧縮にさらされているときに係るテキスタイル構造を生じさせるために使用できる。テキスタイル構造で接触抵抗を最適化するために制御可能なステッチ変数及びヤーン変数は、既存の市販されている編み機で使用可能なＣＡＤで実装できる。したがって、本発明の実施形態は、既存のテキスタイルセンサと比較して多大なコストの削減を伴う簡略化された設計及び製造プロセスの優位点を提供できる。既存の市販設備を使用することによって、本発明の実施形態は、耐久性のある抵抗テキスタイルセンサを繰り返し生産するための手段という優位点をさらに提供できる。

本発明は特定の実施形態に関して説明されてきたが、これらの実施形態が本発明の原則を反映するに過ぎないことが認識されるべきである。当業者は、本発明の導電性のヤーン及びテキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法、並びにそのように最適化されたテキスタイルが、他の方法及び実施形態で構築され、実装され得ることを理解するだろう。その結果、本明細書の説明は、他の実施形態も本発明の範囲に入るので、本発明を制限するとして解釈されるべきではない。

Claims (60)

1. 導電性テキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法であって、
   前記テキスタイルのための検知活動を選択することと、
   ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成る前記グループから変数の組合せを選択することと、
   前記選択された変数の組合せに従って前記テキスタイルに導電性ヤーンを編み込むことと
   を含み、
   前記編み込まれた変数の組合せが、前記検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられた前記テキスタイルで最適接触抵抗を提供する
   方法。
2. 前記編み込まれた変数の組合せが、前記最適接触抵抗と相互に関連付けられた前記導電性ヤーンに予測可能なヤーン接触領域を提供する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ヤーン接触領域がサイズ及び形状を備え、前記編み込まれた変数の組合せが前記ヤーン接触領域の前記サイズ及び前記形状と関連付けられたヤーン接触点の予測可能な数及び質を提供する、請求項２に記載の方法。
4. 前記ヤーン接触領域がヤーン接触点の数及びサイズを備え、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチのステッチパーセンテージを選択して、ヤーン接触点の前記数及び前記サイズ、並びに前記ヤーン接触領域の前記サイズを制御し、それによって接触抵抗の前記量を制御することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. ヤーン変数から変数の組合せを前記選択することが、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成る前記グループからヤーン変数を選択することを含む、任意の前記請求項に記載の方法。
6. ステッチ変数から変数の組合せを前記選択することが、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成る前記グループからステッチ変数を選択することを含む、任意の前記請求項に記載の方法。
7. ステッチパターンからステッチ変数を前記選択することが、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチから成る前記グループからステッチパターンを選択することを含む、請求項６に記載の方法。
8. テキスタイル変数から変数の組合せを前記選択することが、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性から成る前記グループからテキスタイル変数を選択することを含む、任意の前記請求項に記載の方法。
9. 前記検知活動のための測定感度を選択することをさらに含み、前記編み込まれた変数の組合せが、前記測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられた前記テキスタイルで前記最適接触抵抗を提供する、任意の前記請求項に記載の方法。
10. 前記テキスタイルのための検知活動を前記選択することが、前記テキスタイルのための複数の異なる検知活動を選択することをさらに含む、任意の前記請求項に記載の方法。
11. 検知活動を前記選択することが、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成る前記グループから検知することを選択することを含む、任意の前記請求項に記載の方法。
12. 導電性テキスタイルで接触抵抗を最適化するための方法であって、
    ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成る前記グループから変数の組合せを選択することと、
    変数の前記選択された組合せに従って前記テキスタイルにヤーン接触領域を有する導電性ヤーンを編み込むことと
    を含み、
    前記編み込まれた変数の組合せが前記テキスタイルに制御可能な量の接触抵抗を提供する、
    方法。
13. 前記テキスタイルのための検知活動を選択することをさらに含み、前記テキスタイルの制御された量の接触抵抗が、前記検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記テキスタイルのための検知活動を前記選択することが、前記テキスタイルのための複数の異なる検知活動を選択することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 検知活動を前記選択することが、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成る前記グループから検知することを選択することを含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. ヤーン変数から変数の組合せを前記選択することが、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成る前記グループからヤーン変数を選択することを含む、請求項１２から１５のいずれかに記載の方法。
17. ステッチ変数から変数の組合せを前記選択することが、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成る前記グループからステッチ変数を選択することを含む、請求項１２から１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記ヤーン接触領域がヤーン接触点の数及びサイズを備え、ヤーン接触点の前記数及び前記サイズ、並びに前記ヤーン接触領域の前記サイズを増加するために増加したステッチ長を選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から１７のいずれかに記載の方法。
19. 前記ヤーン接触領域がヤーン接触点の数及びサイズを備え、フィラメントヤーン及びステープルファイバヤーンから成る前記グループからヤーンタイプを選択して、ヤーン接触点の前記数及びサイズ、並びに前記ヤーン接触領域の前記サイズを制御し、それによって接触抵抗の前記量を制御することをさらに含む、請求項１２から１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記ヤーン接触領域がヤーン接触点の数及びサイズを含み、前記ヤーン接触点の前記数及びサイズ、並びに前記ヤーン接触領域の前記サイズを増加するために増加したヤーンカウントを選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から１９のいずれかに記載の方法。
21. テキスタイル変数から変数の組合せを前記選択することが、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性から成る前記グループからテキスタイル変数を選択することを含む、請求項１２から２０のいずれかに記載の方法。
22. ステッチ変数から変数の組合せを前記選択することが、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチから成る前記グループからステッチパターンを選択することを含む、請求項１２から２１のいずれかに記載の方法。
23. 前記テキスタイルの前記導電性ヤーンが、前記テキスタイルでの休止平均導電率（ＭＥＲ）を含み、前記休止ＭＥＲ及び接触抵抗の前記量を減少させるために前記ミスステッチ、前記タックステッチ、及び前記ジャージステッチのステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記接触抵抗を減少させるために、前記ヤーン接触領域の前記サイズを拡大することをさらに含む、請求項１２から２３のいずれかに記載の方法。
25. 天然糸及び合繊糸から成る前記グループからヤーンタイプを選択することをさらに含む、請求項１２から２４のいずれかに記載の方法。
26. 前記ヤーン接触領域の前記サイズを拡大するために増大した布厚さを選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から２５のいずれかに記載の方法。
27. 増大した布地厚さを選択することが、ミスステッチ及びタックステッチの増加したステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記ヤーン接触領域の前記サイズを拡大するために増加した布地重量を選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から２７のいずれかに記載の方法。
29. 前記ヤーン接触領域の前記サイズを拡大するために減少した光学多孔性を選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から２８のいずれかに記載の方法。
30. 減少した光学多孔性を選択することが、タックステッチの増加したステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. 前記ヤーン接触領域の前記サイズを拡大するために減少したパーセンテージ恒久伸縮性を選択し、それによって接触抵抗の前記量を減少させることをさらに含む、請求項１２から３０のいずれかに記載の方法。
32. 前記検知活動のための測定感度を選択することをさらに含み、前記テキスタイルの制御された量の接触抵抗が、前記測定感度のための所望導電率と相互に関連付けられる、請求項１２から３１のいずれかに記載の方法。
33. 測定感度を前記選択することが、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成る前記グループから測定することを選択することを含む、請求項３１に記載の方法。
34. 前記テキスタイルの前記導電性ヤーンが平均導電率（ＭＥＲ）をさらに含み、ＭＥＲの特定の動的範囲を提供して前記テキスタイルの変形中に前記測定感度を制御するためにミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチのステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項１２から３３のいずれかに記載の方法。
35. ＭＥＲの前記動的範囲が、大きな力範囲での圧縮力の信頼できる測定のために、減少した測定感度のための前記接触抵抗を最適化するためにＭＥＲの大きな動的範囲を備える、請求項３４に記載の方法。
36. ＭＥＲの前記動的範囲が、小さな力範囲での圧縮力の信頼できる測定のための増加した測定感度のために前記接触抵抗を最適化するためにＭＥＲの小さな動的範囲を備える、請求項３４に記載の方法。
37. 前記テキスタイルの前記導電性ヤーンが平均導電率（ＭＥＲ）をさらに備え、ＭＥＲ変動の狭い範囲を提供して軽量圧力の信頼できる測定のために、増加した測定感度のための前記接触抵抗を最適化するために、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチのステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項１２から３６のいずれかに記載の方法。
38. 前記テキスタイルの前記導電性ヤーンが光学多孔性をさらに含み、前記接触抵抗を最適化して圧縮力負荷又は引張り力負荷のための前記測定感度を制御するために特定の光学多孔性を選択することをさらに含む、請求項１２から３７のいずれかに記載の方法。
39. 前記光学多孔性が、増加した測定感度のために前記接触抵抗を減少するために低い光学多孔性を備える、請求項３８に記載の方法。
40. 前記光学多孔性が、減少した測定感度のために前記接触抵抗を増加するために高い光学多孔性を備える、請求項３８に記載の方法。
41. 接触抵抗の前記量を最適化して温度測定感度を制御するためにミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチのステッチパーセンテージを選択することをさらに含む、請求項１２から４０のいずれかに記載の方法。
42. テキスタイルであって、
    前記テキスタイルに編み込まれ、検知活動のために適応された導電性ヤーンを備える検知領域と、
    ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成る前記グループから選択される変数の組合せを備える前記検知領域と
    を備え、
    変数の前記組合せが前記検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられた前記テキスタイルで最適接触抵抗を提供する
    テキスタイル。
43. 変数の前記組合せが前記最適な接触抵抗と相互に関連付けられた前記導電性ヤーンのための予測可能なヤーン接触領域を備える、請求項４２に記載のテキスタイル。
44. 前記ヤーン接触領域がサイズ及び形状をさらに備え、変数の前記組合せが前記ヤーン接触領域の前記サイズ及び前記形状と関連付けられたヤーン接触点の予測可能な数及び質をさらに備える、請求項４３に記載のテキスタイル。
45. 変数の前記組合せが、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成る前記グループから選択されるヤーン変数をさらに備える、請求項４２から４４のいずれかに記載のテキスタイル。
46. 変数の前記組合せが、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成る前記グループから選択されるステッチ変数をさらに備える、請求項４２から４５のいずれかに記載のテキスタイル。
47. ステッチパターンを含む前記ステッチ変数が、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチから成る前記グループから選択されるステッチをさらに備える、請求項４６に記載のテキスタイル。
48. 変数の前記組合せが、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久伸縮性から成る前記グループから選択されるテキスタイル変数をさらに備える、請求項４２から４７のいずれかに記載のテキスタイル。
49. 前記検知活動が測定感度を含み、変数の前記組合せが前記測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられた前記テキスタイルの前記最適接触抵抗を備える、請求項４２から４８のいずれかに記載のテキスタイル。
50. 複数の検知領域をさらに備え、前記検知領域のそれぞれが異なる検知活動のために適応される、請求項４２から４９のいずれかに記載のテキスタイル。
51. 前記検知活動が、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成る前記グループから検知することを含む、請求項４２から５０のいずれかに記載のテキスタイル。
52. テキスタイルであって、
    前記テキスタイルに編み込まれた導電性ヤーンを備える検知領域と、
    ヤーン変数、ステッチ変数、及びテキスタイル変数から成る前記グループから選択される変数の組合せを備える前記検知領域と
    を含み、
    変数の前記組合せが前記テキスタイルで制御可能な量の接触抵抗を提供する
    テキスタイル。
53. 前記検知領域が検知活動のために適応され、前記テキスタイルの制御された量の接触抵抗が前記検知活動にとって所望される導電率と相互に関連付けられる、請求項５２に記載のテキスタイル。
54. 変数の前記組合せが、ヤーンタイプ、ヤーン製作方法、及びヤーンカウントから成る前記グループから選択されたヤーン変数をさらに備える、請求項５２又は５３に記載のテキスタイル。
55. 変数の前記組合せが、ステッチパターン、ステッチ長、及びステッチパーセンテージから成る前記グループから選択されるステッチ変数をさらに備える、請求項５２、５３、又は５４に記載のテキスタイル。
56. ステッチパターンを備える前記ステッチ変数が、ミスステッチ、タックステッチ、及びジャージステッチから成る前記グループから選択されるステッチをさらに備える、請求項５５に記載のテキスタイル。
57. 変数の前記組合せが、導電率、布地厚さ、布地重量、光学多孔性、及びパーセンテージ恒久ステッチから成る前記グループから選択されるテキスタイル変数をさらに備える、請求項５２から５６のいずれかに記載のテキスタイル。
58. 前記検知活動が測定感度を備え、変数の前記組合せが、前記測定感度にとって所望される導電率と相互に関連付けられた前記テキスタイルの前記最適接触抵抗を備える、請求項５２から５７のいずれかに記載のテキスタイル。
59. 複数の検知領域をさらに備え、前記検知領域のそれぞれが異なる検知活動のために適応される、請求項５２から５８のいずれかに記載のテキスタイル。
60. 前記検知活動が、引張り力、圧縮力、運動、温度、及び生理作用から成る前記グループから感知することを含む、請求項５２から５９のいずれかに記載のテキスタイル。

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