JP2019050936A - Wearable implement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、身体装着具に関し、詳細には、身体の生体情報を取得、計測するための身体装着具に関する。 The present invention relates to a body wearing device, and more particularly, to a body wearing device for obtaining and measuring body biological information.
身体の心拍数、脈拍数、呼吸数、血圧、体温、筋電などの生体情報を運動中に取得、計測し、運動内容を見直したり、運動負荷を調整することによって、運動の安全性を高めたり、運動効率を向上できる。また、身体の生体情報は、例えば、病人の治療や介護などにも利用できる。 Increases the safety of exercise by acquiring and measuring biological information such as heart rate, pulse rate, respiratory rate, blood pressure, body temperature, and myoelectricity during exercise, reviewing exercise content, and adjusting exercise load Or improve exercise efficiency. Further, the biological information of the body can be used, for example, for treatment or care of a sick person.
身体の生体情報を取得、計測する身体装着具として、ウェアラブル電子機器が開発されている。ウェアラブル電子機器とは、身体に極近接するか、身体に密着した状態で使用する機器であり、この機器では、身体の生体情報を入出力、演算、外部へ通信などできる。ウェアラブル電子機器には、各種センサを付属させることもでき、気温、湿度、気圧などの環境情報も計測できる。 Wearable electronic devices have been developed as body wearing devices that acquire and measure biological information of the body. A wearable electronic device is a device that is used in a state of being in close proximity to or in close contact with the body. This device can input / output biological information of the body, perform computations, and communicate with the outside. Various sensors can be attached to the wearable electronic device, and environmental information such as temperature, humidity, and atmospheric pressure can be measured.
ウェアラブル電子機器としては、例えば、腕時計、メガネ、イヤホン、ベルトなどのアクセサリ型の電子機器の他、衣服に電子機能を組み込んだテキスタイル集積型の電子機器が知られている。 As wearable electronic devices, for example, accessory integrated electronic devices such as wristwatches, glasses, earphones, and belts, and textile integrated electronic devices in which electronic functions are incorporated into clothes are known.
テキスタイル集積型の電子機器としては、例えば、特許文献1に、衣料の表面または裏面に導電部材を固着することにより配線パターンを形成すると共に、所定の電気的機能を発揮させるための電気回路を形成した電気回路付き衣料が提案されている。また、特許文献2には、電子デバイスと、該電子デバイスを機能させるための配線パターンおよび/または電子回路を有する電子布または電子布から構成される電子衣料が提案されている。
As a textile integrated electronic device, for example, in
テキスタイル集積型の電子機器は、電子機能が衣服に組み込まれているため、装着者は衣服を着るだけでよく、アクセサリ型の電子機器のように、電子機器を身体に装着する必要がない。そのため、電子機器を新たに装着するという装着者のストレスを低減できる。また、電子機器の遺失を防止できる。 In the textile integrated electronic device, since the electronic function is incorporated in the garment, the wearer only needs to wear the garment, and it is not necessary to attach the electronic device to the body like the accessory type electronic device. Therefore, it is possible to reduce the stress of the wearer who newly installs the electronic device. In addition, loss of electronic equipment can be prevented.
こうしたウェアラブル電子機器には、身体の生体情報を取得、計測するために、電極が備えられており、電極で、身体の電気信号を取得する。また、ウェアラブル電子機器には、電極で取得した電気信号を計測する機能を有する電子ユニットを備えており、電極と電子ユニットは、電力供給用や信号伝送用の電気配線で接続されている。 Such wearable electronic devices are provided with electrodes in order to acquire and measure biological information of the body, and an electrical signal of the body is acquired with the electrodes. In addition, the wearable electronic device includes an electronic unit having a function of measuring an electric signal acquired by the electrode, and the electrode and the electronic unit are connected by electric wiring for power supply or signal transmission.
テキスタイル集積型の電子機器の場合は、衣服は、身体の動きに合わせて伸縮するため、衣服に設けられた電気配線には伸縮性が求められる。しかし、電気配線の素材となる金属線や金属箔は、伸縮性を有していないため、金属線や金属箔からなる電気配線を、例えば、波形模様やジグザグ模様、馬蹄形が繰り返された模様として衣服に形成することにより、擬似的に伸縮性を付与している。例えば、金属線からなる電気配線の場合は、金属線を刺繍糸と見なして衣服にジグザグ模様に縫い付けることにより、擬似的に伸縮性を付与できる。また、金属箔からなる電気配線の場合は、金属箔と、伸縮性を有する樹脂シートとを貼り合わせ、プリント配線板と同様の手法で衣服に波形模様などを形成することにより、擬似的に伸縮性を付与できる。 In the case of textile-integrated electronic devices, clothing expands and contracts in accordance with the movement of the body, so that electrical wiring provided on the clothing is required to be stretchable. However, since the metal wire and metal foil used as the material of the electric wiring do not have elasticity, the electric wiring made of the metal wire or metal foil is, for example, as a pattern in which a wavy pattern, a zigzag pattern, or a horseshoe shape is repeated. By forming it on clothes, it is given pseudo elasticity. For example, in the case of an electrical wiring made of a metal wire, pseudo elasticity can be imparted by regarding the metal wire as an embroidery thread and sewing it on a garment in a zigzag pattern. In the case of electrical wiring made of metal foil, the metal foil and a stretchable resin sheet are bonded together, and a corrugated pattern or the like is formed on the garment in the same manner as a printed wiring board. Sex can be imparted.
電気配線に伸縮性を付与する方法として、例えば、特許文献3には、ゴムを主成分とした伸縮性を有する基材に、導電性粒子を互いに接触させて形成した導電部を設けたゴム材料が開示されている。ゴムとしては、シリコーンゴムが用いられており、導電性粒子としては、銀粒子が用いられている。 As a method for imparting stretchability to electrical wiring, for example, Patent Document 3 discloses a rubber material provided with a conductive portion formed by bringing conductive particles into contact with each other on a stretchable base material mainly composed of rubber. Is disclosed. Silicone rubber is used as the rubber, and silver particles are used as the conductive particles.
また、電気配線に伸縮性を付与する方法として、導電性ペーストを用いて電気配線を衣服に印刷、描画する方法も知られている。導電性ペーストとしては、例えば、銀粒子、カーボン粒子、カーボンナノチューブ等の導電性粒子と、伸縮性を有するウレタン樹脂などのエラストマー、天然ゴム、合成ゴム等のバインダーと、溶剤などを混練したものが用いられる。例えば、特許文献4には、ポリウレタン分散液と導電粒子の導電性ペーストを乾燥させて形成される電気配線が記載されている。導電粒子としては銀粒子が用いられている。 As a method for imparting stretchability to electrical wiring, a method of printing and drawing electrical wiring on clothes using a conductive paste is also known. Examples of the conductive paste include those obtained by kneading conductive particles such as silver particles, carbon particles, and carbon nanotubes, elastomers such as stretchable urethane resins, binders such as natural rubber and synthetic rubber, and solvents. Used. For example, Patent Document 4 describes an electrical wiring formed by drying a polyurethane dispersion and a conductive paste of conductive particles. Silver particles are used as the conductive particles.
導電性ペーストを用いて電気配線を衣服に印刷、描画する方法としては、衣服に導電性ペーストを直接印刷、描画する方法の他、導電性ペーストと伸縮性のフィルム基材などを組み合わせたものを衣服に印刷、描画する方法などが知られている。 As a method of printing and drawing electrical wiring on clothes using conductive paste, in addition to a method of printing and drawing conductive paste directly on clothes, a combination of conductive paste and stretchable film substrate, etc. Methods for printing and drawing on clothes are known.
導電性ペーストを用いて電気配線を形成すると、巨視的には、電気配線に伸縮性を付与できる。この電気配線の比抵抗は、巨視的には、金属線や金属箔を用いて形成した電気配線の比抵抗よりも高いが、導電性ペーストを用いて形成した電気配線は、それ自体が伸縮性を有するため、電気配線の形状を、波形模様やジグザグ模様、馬蹄形が繰り返された模様などにする必要が無い。そのため、電気配線の幅と厚さの自由度が高くなり、結果として、金属線や金属箔を用いて形成した電気配線よりも低抵抗な電気配線を形成できる。 When the electric wiring is formed using the conductive paste, the electric wiring can be stretched macroscopically. The specific resistance of this electric wiring is macroscopically higher than the specific resistance of the electric wiring formed using a metal wire or metal foil, but the electric wiring formed using a conductive paste itself is stretchable. Therefore, it is not necessary to change the shape of the electrical wiring to a corrugated pattern, a zigzag pattern, or a pattern in which a horseshoe shape is repeated. Therefore, the degree of freedom of the width and thickness of the electric wiring is increased, and as a result, an electric wiring having a resistance lower than that of an electric wiring formed using a metal wire or a metal foil can be formed.
人は、発汗によって体温を調節でき、運動すると発汗量が増加するため、衣服は著しく湿潤する。しかし、ウェアラブル電子機器として、電子機能を組み込んだテキスタイル集積型の衣服を着用している場合には、衣服が湿潤したり、土砂や泥等で汚れても、身体の生体情報を取得、計測し続けるために、衣服を着用し続けなければならない。もちろん、衣服を着替えることもできるが、電子機能を組み込んだテキスタイル集積型の衣服は、一般の衣服と比べて高価なため、同様の衣服を複数準備することは経済的に難しく、気軽に着替えられないのが実情である。また、衣服を着替えると、電子機器によっては、身体の生体情報を取得、計測するための設定を再度行う必要があるため、操作が煩雑となる場合がある。そのため、テキスタイル集積型のウェアラブル電子機器よりも、アクセサリ型のウェアラブル電子機器の方が、衣服を替えやすいという利点がある。 A person can regulate body temperature by sweating, and the amount of sweat increases when exercising, so the clothes become very wet. However, when wearing a textile-integrated garment that incorporates electronic functions as a wearable electronic device, even if the garment is wet or soiled with dirt, mud, etc., the body's biological information is acquired and measured. To continue, you must continue to wear clothes. Of course, it is possible to change clothes, but textile-integrated clothes incorporating electronic functions are more expensive than ordinary clothes, so it is economically difficult to prepare multiple similar clothes and it is easy to change clothes. There is no actual situation. In addition, when changing clothes, some electronic devices need to be set again to acquire and measure biological information about the body, which may make the operation complicated. Therefore, the accessory-type wearable electronic device has an advantage that it is easier to change clothes than the textile integrated wearable electronic device.
また、身体の生体情報を取得するにあたっては、電極が身体に密着するように、電極部分に伸縮性を持たせればよいが、テキスタイル集積型の衣服の場合は、衣服全体に伸縮性を持たせる必要があるため、着用者は必要以上に衣服による圧迫を受けることとなり、不快感を覚える。 In addition, when acquiring biological information of the body, it is only necessary to give the electrode part elasticity so that the electrode is in close contact with the body. However, in the case of textile-integrated clothes, the whole clothes should be elastic. Because it is necessary, the wearer is more unnecessarily pressured by clothes and feels uncomfortable.
アクセサリ型のウェアラブル電子機器としては、心拍ベルト(チェストベルト)に代表されるベルトが知られている。 As an accessory type wearable electronic device, a belt represented by a heart rate belt (chest belt) is known.
ところが、身体のくびれた部分以外の箇所にベルトを装着すると、運動時の動きや自重に伴ってズレやすいため、ベルトを身体の特定位置に固定することは難しい。例えば、肩、腋窩(わきのした)、肘窩(肘の反対側)、肘、膝蓋(膝)などの関節周りや、頸の特定位置、上腕の特定位置、前腕の特定位置、胸や腹など体幹の特定位置、大腿の特定位置、下腿の特定位置、殿(臀)などに固定することは難しい。 However, if a belt is attached to a portion other than the constricted part of the body, it is difficult to fix the belt at a specific position on the body because it is likely to shift due to movement or its own weight during exercise. For example, around the joints such as shoulder, axilla (armpit), elbow (opposite side of elbow), elbow, patella (knee), specific position of neck, specific position of upper arm, specific position of forearm, chest and abdomen It is difficult to fix to a specific position of the trunk, a specific position of the thigh, a specific position of the lower leg, a heel (heel) or the like.
ベルトがズレないように、きつく締め付けることが考えられるが、きつく締め付けると、装着者は不快になるし、身体の自由度が制限されたり、血行が悪くなる。また、きつく締め付けると、ベルトと身体が擦れ、擦り傷が生じることがある。更に、ベルトを体幹に固定すると、呼吸の妨げになることがある。そのため、ベルトを用いて自然な状態で身体の生体情報を取得、計測することは困難であった。 It is conceivable to tighten tightly so that the belt does not slip, but if tightened tightly, the wearer becomes uncomfortable, the degree of freedom of the body is limited, and blood circulation becomes poor. Also, if tightened tightly, the belt and body may rub and scratches may occur. Furthermore, if the belt is secured to the trunk, it may interfere with breathing. Therefore, it has been difficult to acquire and measure biological information of the body in a natural state using a belt.
更に、ベルトは意匠性に乏しいため、そのようなベルトを装着することに魅力は感じにくい。また、胸部にベルトを装着すると、ブラジャーを付けているように見えるため、特に男性はベルトの装着に抵抗を示すことがある。 Furthermore, since the belt is poor in design, it is difficult to feel attractive to wear such a belt. Also, when wearing a belt on the chest, it seems that a brassiere is attached, so men, in particular, may be reluctant to wear the belt.
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、身体の特定位置に固定しやすく、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測でき、意匠性にも優れる身体装着具を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the circumstances as described above, and its purpose is that it can be easily fixed at a specific position on the body, can acquire and measure biological information of the body in a natural state, and is also designed. It is to provide an excellent body wearing device.
上記課題を解決することのできた本発明に係る身体装着具は、以下の構成からなる。
[1]装着者の肌に接触する複数の電極を有する身体装着具であって、装着者の右腕を通す右側布帛部と、装着者の左腕を通す左側布帛部と、を有し、前記右側布帛部と前記左側布帛部は、装着者の背面側において接続されており、装着者の前面側において接続されていない身体装着具。
[2]前記右側布帛部および前記左側布帛部は帯状である[1]に記載の身体装着具。
[3]前記帯状の右側布帛部および前記帯状の左側布帛部は、長さ調節手段を有する[2]に記載の身体装着具。
[4]前記右側布帛部は前記右腕の上腕を覆う袖筒部を有し、前記左側布帛部は前記左腕の上腕を覆う袖筒部を有する[1]に記載の身体装着具。
[5]前記装着者の腹側に一対の電極を少なくとも一組有する[1]〜[4]のいずれかに記載の身体装着具。
[6]前記装着者の背側に一対の電極を少なくとも一組有する[1]〜[4]のいずれかに記載の身体装着具。
[7]前記装着者の右外側と左外側で一対となる電極を少なくとも一組有する[1]〜[4]のいずれかに記載の身体装着具。
[8]前記装着者の腹側と背側で一対となる電極を少なくとも一組有する[1]〜[4]のいずれかに記載の身体装着具。
[9]前記装着者の腹側には、鎖骨と乳頭の間に一方電極を有し、前記装着者の背側には、前記一方電極より身長方向の下方に他方電極を有する[8]に記載の身体装着具。
[10]小物収容部を有する[1]〜[9]のいずれかに記載の身体装着具。
The body wearing device according to the present invention that has solved the above-described problems has the following configuration.
[1] A body wearing device having a plurality of electrodes that come into contact with the wearer's skin, including a right fabric portion through which the wearer's right arm passes and a left fabric portion through which the wearer's left arm passes. The body wearing device, wherein the fabric portion and the left fabric portion are connected on the back side of the wearer and are not connected on the front side of the wearer.
[2] The body wearing device according to [1], wherein the right side fabric portion and the left side fabric portion have a band shape.
[3] The body wearing tool according to [2], wherein the belt-like right-side fabric portion and the belt-like left-side fabric portion have length adjusting means.
[4] The body wearing device according to [1], wherein the right fabric portion includes a sleeve tube portion covering the upper arm of the right arm, and the left fabric portion includes a sleeve tube portion covering the upper arm of the left arm.
[5] The body wearing device according to any one of [1] to [4], which has at least one pair of electrodes on the abdomen side of the wearer.
[6] The body wearing device according to any one of [1] to [4], which has at least one pair of electrodes on the back side of the wearer.
[7] The body wearing device according to any one of [1] to [4], which includes at least one pair of electrodes on the right outer side and the left outer side of the wearer.
[8] The body wearing device according to any one of [1] to [4], which includes at least one pair of electrodes on the abdomen and back of the wearer.
[9] On the abdomen side of the wearer, one electrode is provided between the clavicle and the nipple, and on the back side of the wearer, the other electrode is provided below the one electrode in the height direction. Body wearable device as described.
[10] The body wearing device according to any one of [1] to [9], which has an accessory storage unit.
本発明によれば、身体装着具の形状を、装着者の右腕を通す右側布帛部と、装着者の左腕を通す左側布帛部と、を有し、前記右側布帛部と前記左側布帛部は、装着者の背面側において接続されており、装着者の前面側において接続されていない形状としているため、身体の特定位置に固定できる。また、きつく締め付けなくても固定できるため、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測できる。更に、意匠性を改善できるため、男性も抵抗なく装着可能となる。 According to the present invention, the shape of the body wearing device has a right side fabric portion that passes the right arm of the wearer and a left side fabric portion that passes the left arm of the wearer, and the right side fabric portion and the left side fabric portion are: Since it is connected on the back side of the wearer and is not connected on the front side of the wearer, it can be fixed at a specific position on the body. Moreover, since it can fix without tightening tightly, the biological information of a body can be acquired and measured in a natural state. Furthermore, since the design properties can be improved, men can also wear without resistance.
本発明に係る身体装着具は、装着者の肌に接触する複数の電極を有しており、装着者の右腕を通す右側布帛部と、装着者の左腕を通す左側布帛部と、を有している。そして、前記右側布帛部と前記左側布帛部は、装着者の背面側において接続されており、装着者の前面側において接続されていないところに特徴がある。以下、本発明に係る身体装着具に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明は図示例に限定される訳ではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The body wearing device according to the present invention has a plurality of electrodes that come into contact with the wearer's skin, and has a right fabric portion that passes the wearer's right arm and a left fabric portion that passes the wearer's left arm. ing. The right fabric portion and the left fabric portion are connected on the back side of the wearer, and are not connected on the front side of the wearer. Hereinafter, the body wearing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated examples, and may be appropriately changed within the scope that can be adapted to the above and the following. It is also possible to carry out by adding any of these, and they are all included in the technical scope of the present invention.
図1は、本発明に係る身体装着具1の装着状態を示す模式図である。図1に示した点線は、人の輪郭を示しており、図1の(a)は、装着者を背面から見た図、図1の(b)は、装着者を正面から見た図をそれぞれ示している。図2は、図1に示した身体装着具1の拡大図であり、図2の(a)は身体装着具1の背面図、図2の(b)は身体装着具1の正面図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a wearing state of a
本発明の身体装着具1は、図1の(a)および図2の(a)に示すように、装着者の右腕を通す右側布帛部41aと、装着者の左腕を通す左側布帛部41bと、を有し、前記右側布帛部41aと前記左側布帛部41bは、装着者の背面側において接続されている。即ち、上記身体装着具1は、右側布帛部41aと左側布帛部41bのパーツが縫い合わされて接続されていてもよいし、身体装着具1を背面から見たときに、右側布帛部41aと左側布帛部41bが左右対称となるように一つの布帛で構成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1A and 2A, the
上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bは、いずれも環状であり、図1の(b)に示すように、上記右側布帛部41aには装着者の右腕を通すことができ、上記左側布帛部41bには装着者の左腕を通すことができる。即ち、右側布帛部41aは、一方肩部2aと一方腋窩31aを通っており、左側布帛部41bは、他方肩部2bと他方腋窩31bを通っている。このように、装着者の右腕と左腕とを通す形状としているため、身体の特定位置に固定できる。なお、腋窩とは、わきの下を意味する。また、一方腋窩31aは、一方肩部2a側のわきの下であり、他方腋窩31bは、他方肩部2b側のわきの下である。
The
上記右側布帛部41aおよび上記左側布帛部41bは、図1、図2に示すように、帯状であってもよいし、後述する図3、図4に示すように、右側布帛部41aは右腕の上腕を覆う袖筒部を有し、左側布帛部41bは左腕の上腕を覆う袖筒部を有してもよい。
The
上記右側布帛部41aおよび上記左側布帛部41bが帯状の場合、帯の幅は特に限定されないが、例えば、20cm以下が好ましく、より好ましくは15cm以下、更に好ましくは10cm以下である。幅の下限は特に限定されないが、幅が狭すぎると身体へ食い込み、装着者に不快感を与えることがあるため、例えば、1.5cm以上が好ましく、より好ましくは2cm以上、更に好ましくは2.5cm以上である。
When the
上記右側布帛部41aおよび上記左側布帛部41bが帯状の場合は、幅は一定でもよいし、変化させてもよい。例えば、背側の幅は広くし、腹側の幅は狭くしてもよいし、逆でもよい。
When the
上記右側布帛部41aおよび上記左側布帛部41bが帯状の場合は、図1の(b)に示すように、長さ調節手段12a、12bを設けることが好ましい。長さ調節手段12a、12bを有することにより、身体装着具1のズレを一層防止できるため、きつく締め付けなくても身体の特定位置に固定でき、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測できる。
In the case where the
上記長さ調節手段12a、12bとしては、例えば、バックル、ホック、面ファスナー、ボタン、スナップボタン、コキ(リュックカン、アジャスター)などの係合部材を用いることができ、単独で、或いは2種以上を併用してもよい。これらのなかでも、留め外し易さの観点から、コキまたはバックルが好ましい。上記長さ調節手段12aと12bは異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。なお、図1の(b)および図2の(a)に示した長さ調節手段12a、12bは、コキである。 As said length adjustment means 12a, 12b, engagement members, such as a buckle, a hook, a hook-and-loop fastener, a button, a snap button, Koki (backpack, adjuster), can be used, for example, individually or 2 or more types May be used in combination. Among these, footjob or buckle is preferable from the viewpoint of easy removal. The length adjusting means 12a and 12b may be different but are preferably the same. Note that the length adjusting means 12a and 12b shown in FIG. 1B and FIG.
上記長さ調節手段12a、12bの数は特に限定されず、1つでもよいし、2つ以上でもよい。長さ調節手段12a、12bを複数設け、間に、例えば、長さ調節ベルトを接続することにより、体格の異なる人同士で上記身体装着具を共有できる。 The number of the length adjusting means 12a and 12b is not particularly limited, and may be one or two or more. By providing a plurality of length adjusting means 12a and 12b and connecting, for example, a length adjusting belt between them, the body wearing devices can be shared by persons of different physiques.
上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bは、装着者の前面側において接続されていない。上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bとを接続しなくても身体装着具1はズレにくいため、身体の特定位置に固定できる。また、本発明の身体装着具1は、テキスタイル集積型の衣服や、アクセサリ型のベルトのように、きつく締め付けなくても固定できるため、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測できる。更に、本発明の身体装着具1は意匠性が改善されており、装着してもブラジャーを付けているようには見えないため、男性も抵抗なく装着可能となる。本発明の身体装着具1は、衣服の下に装着できるため、衣服が湿潤したり、汚れた場合には、衣服を気軽に着替えることができるし、着用者は好みの衣服を着用できる。
The
上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bとの境界付近には、図2の(a)に示したように、電子ユニット13を設けることが好ましい。電子ユニット13は、装着者の肌に接触しない側に設けることが好ましい。一方、装着者の肌に接触する側には、例えば、図2の(b)に示したように、複数の電極を設け、電極と電子ユニット13は、電気配線で接続すればよい。電子ユニット13、電極、および電気配線については、後で説明する。
An
次に、本発明に係る身体装着具1の他の構成例について、図3および図4を用いて説明する。なお、上記図1、図2と同じ箇所には同一の符号を付すことにより重複説明を避ける。
Next, another configuration example of the
図3は、本発明に係る他の身体装着具1の装着状態を示す模式図である。図3に示した点線は、人の輪郭を示しており、図3の(a)は、装着者を背面から見た図、図3の(b)は、装着者を正面から見た図をそれぞれ示している。図4は、図3に示した身体装着具1の拡大図であり、図4の(a)は身体装着具1の背面図、図4の(b)は身体装着具1の正面図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a wearing state of another
図3、図4に示した本発明に係る他の身体装着具1は、上記図1、図2に示した身体装着具1と同様、装着者の右腕を通す右側布帛部41aと、装着者の左腕を通す左側布帛部41bと、を有し、前記右側布帛部41aと前記左側布帛部41bは、装着者の背面側において接続されている点で同じである。
The other
図3、図4に示した身体装着具1は、上記図1、図2に示した身体装着具1と異なり、上記右側布帛部41aは右腕の上腕を覆う袖筒部4aを有し、上記左側布帛部41bは左腕の上腕を覆う袖筒部4bを有している。袖筒部4a、4bにそれぞれ腕を通すことにより、身体装着具1を身体の特定位置に固定できる。特に、図3、図4に示した身体装着具1は、身体と接触する面積が広いため、きつく締め付けなくても固定できるため、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測できる。更に、本発明の身体装着具1は意匠性が改善されており、装着してもブラジャーを付けているようには見えないため、男性も抵抗なく装着可能となる。本発明の身体装着具1は、衣服の下に装着できるため、衣服が湿潤したり、汚れた場合には、衣服を気軽に着替えることができるし、着用者は好みの衣服を着用できる。
3 and 4 is different from the
上記右側布帛部41aが上記袖筒部4aを有する場合は、上記右側布帛部41aのうち胴体を覆う部分と袖筒部4aとの縫い目をなくして一体成形してもよいし、胴体を覆う部分と袖筒部4bとを別パーツとして準備し、縫い合わせて接続してもよい。一体成形することが好ましく、身体への負担を軽減できる。上記左側布帛部41bが上記袖筒部4bを有する場合についても同様である。
When the
上記袖筒部4a、4bの長さは特に限定されず、一方肩部2a側の上腕および他方肩部2b側の上腕を少なくとも覆うことが好ましく、上腕および前腕(即ち、上肢)を覆ってもよい。
The length of the
上記袖筒部4a、4bの袖口には、例えば、装着者の肌に接触する側に滑り止めを設けることが好ましい。滑り止めとしては、袖口と装着者の肌との摩擦力を大きくするために、例えば、シリコーンやゴムなどを袖口に設けることが好ましい。
The cuffs of the
図3、図4に示した身体装着具1の着丈は特に限定されないが、ウエストラインより短いボレロ形状であることが好ましく、一方腋窩と他方腋窩とを結ぶラインまでの着丈であることがより好ましい。
The length of the
上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bは、装着者の前面側において接続されていない。
The
上記右側布帛部41aと上記左側布帛部41bとの境界付近には、図4の(a)に示したように、電子ユニット13を設けることが好ましい。電子ユニット13は、装着者の肌に接触しない側に設けることが好ましい。一方、装着者の肌に接触する側には、例えば、複数の電極を設け、電極と電子ユニット13は、電気配線で接続すればよい(図示せず)。電子ユニット13、電極、および電気配線については、後で説明する。
As shown in FIG. 4A, it is preferable to provide the
図1〜図4に示した上記身体装着具1の身体への密着圧力は、例えば、0.5kPa以上が好ましい。密着圧力は、より好ましくは0.6kPa以上、更に好ましくは0.8kPa以上である。上限は、例えば、1.2kPa以下が好ましい。上記密着圧力は、例えば、歪みゲージ、ウォーターバック型圧力センサ、エアパック式圧力センサ等を用いて測定できる。
The contact pressure on the body of the
図1〜図4に示した上記身体装着具1には、例えば、上記右側布帛部41aや上記左側布帛部41bに、小物収容部を設けることが好ましい。小物収容部を設けることにより、例えば、スマートフォンや携帯電話、財布、鍵などの小物を入れることができる。
In the
上記小物収容部としては、小物を出し入れするための開口部と、小物を収容し、保持するための保持部を有していればよく、具体的には、ポケット、網状の小物ホルダーなどを設ければよい。 The accessory storage unit may have an opening for taking in and out the accessory and a holding unit for storing and holding the accessory. Specifically, a pocket, a net-like accessory holder, etc. are provided. Just do it.
上記小物収容部の素材は特に限定されないが、例えば、通気性を高めるためにメッシュ素材で構成してもよいし、収容物を濡らさないように、耐水性を有する素材で構成してもよい。 The material for the accessory storage portion is not particularly limited. For example, the accessory storage portion may be made of a mesh material to improve air permeability, or may be made of a water-resistant material so as not to wet the storage.
上記小物収容部は、装着者の肌に接触しない側に設けてもよいし、装着者の肌に接触する側に設けてもよい。 The accessory storage unit may be provided on the side that does not contact the wearer's skin or may be provided on the side that contacts the wearer's skin.
上記右側布帛部41a、上記左側布帛部41b、上記袖筒部4a、4bを構成する布帛としては、織物、編み物、不織布を例示できる。
Examples of the fabric constituting the
上記布帛が織物の場合は、例えば、平織、綾織、朱子織等で織られたものを用いることができる。 When the fabric is a woven fabric, for example, a fabric woven with plain weave, twill weave, satin weave, or the like can be used.
上記布帛が編み物の場合は、例えば、平編、鹿の子編、アムンゼン編、レース編、アイレット編、添え糸編、パイル編、リブ編、リップル編、亀甲編、ブリスター編、ミラノリブ編、シングルピケ編、ダブルピケ編、斜文編、ヘリボーン編、ポンチローマ編、バスケット編、トリコット編、ハーフトリコット編、サテントリコット編、ダブルトリコット編、クインズコード編、ストライプサッカー編、ラッセル編、チュールメッシュ編、およびこれらを変形・組み合わせて編まれたものを用いることができる。 When the above fabric is knitted, for example, flat knitting, Kanoko knitting, Amunsen knitting, lace knitting, eyelet knitting, splicing knitting, pile knitting, rib knitting, ripple knitting, turtle shell knitting, blister knitting, Milan rib knitting, single picket knitting , Double picket, oblique, helibone, punch Rome, basket, tricot, half tricot, satin tricot, double tricot, quins cord, striped football, russell, tulle mesh, and these What was knitted by deforming and combining can be used.
上記不織布としては、例えば、エラストマー繊維などを用いたものが挙げられる。 As said nonwoven fabric, the thing using an elastomer fiber etc. is mentioned, for example.
上記布帛の素材となる繊維の種類は特に限定されず、天然繊維または化学繊維を用いることができる。上記天然繊維としては、例えば、綿や麻などの植物繊維、羊毛、絹、カシミヤなどの動物繊維などを用いることができる。上記化学繊維としては、例えば、ナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリウレタンなどを用いることができる。 The kind of fiber used as the raw material of the said fabric is not specifically limited, A natural fiber or a chemical fiber can be used. Examples of the natural fiber include plant fibers such as cotton and hemp, and animal fibers such as wool, silk, and cashmere. As said chemical fiber, nylon, an acryl, polyester, a polyurethane etc. can be used, for example.
上記繊維は、それぞれ単独で、または混紡して用いることができる。 The above fibers can be used alone or in combination.
上記繊維を混紡する場合は、天然繊維と化学繊維を混紡してもよいし、複数種類の天然繊維を混紡してもよいし、複数種類の化学繊維を混紡してもよい。 When blending the above fibers, natural fibers and chemical fibers may be blended, a plurality of types of natural fibers may be blended, or a plurality of types of chemical fibers may be blended.
混紡する場合の組み合わせとしては、例えば、綿とポリウレタンの組み合わせや、綿、ポリエステル、およびポリウレタンの組み合わせが挙げられる。 Examples of the combination in the case of blending include a combination of cotton and polyurethane, and a combination of cotton, polyester, and polyurethane.
上記布帛が綿を含む場合は、布帛全体の質量を100%としたとき、綿を25質量%以上含有することが好ましい。上記綿の含有量は、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは65質量%以上である。上限は特に限定されず、綿100質量%であってもよいが、より好ましくは95質量%以下である。 When the said fabric contains cotton, when the mass of the whole fabric is made into 100%, it is preferable to contain 25 mass% or more of cotton. The content of the cotton is more preferably 45% by mass or more, and still more preferably 65% by mass or more. Although an upper limit is not specifically limited, 100 mass% of cotton may be sufficient, More preferably, it is 95 mass% or less.
上記布帛は、綿以外に、更に伸縮性を有する素材を含むことが好ましい。 The fabric preferably contains a material having elasticity in addition to cotton.
上記伸縮性を有する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、天然ゴム、合成ゴム、各種エラストマー等からなるスパンデックスなどが挙げられる。 Examples of the stretchable material include spandex made of polyester, polyurethane, natural rubber, synthetic rubber, various elastomers, and the like.
上記伸縮性を有する素材は、布帛全体の質量を100%としたとき、5質量%以上含有することが好ましい。上記伸縮性を有する素材は、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上限は特に限定されないが、例えば、55質量%以下が好ましい。 The stretchable material is preferably contained in an amount of 5% by mass or more when the mass of the entire fabric is 100%. The stretchable material is more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 15% by mass or more. Although an upper limit is not specifically limited, For example, 55 mass% or less is preferable.
上記布帛は、繰り返し10%以上の伸縮が可能な伸縮性を有することが好ましい。伸縮性は、例えば、JIS L1096(2010)における伸縮織物及び編物の伸縮性試験を繰り返し行う事で測定できる。 It is preferable that the fabric has stretchability capable of repeatedly stretching 10% or more. The stretchability can be measured, for example, by repeatedly performing a stretchability test on stretchable fabrics and knitted fabrics according to JIS L1096 (2010).
また、上記布帛は、50%以上の破断伸度(引張伸び)を有することが好ましい。破断伸度は、引張強度試験によって測定できる。 The fabric preferably has a breaking elongation (tensile elongation) of 50% or more. The breaking elongation can be measured by a tensile strength test.
上記布帛には、樹脂を被覆したり、樹脂を含浸させてもよい。 The fabric may be coated with resin or impregnated with resin.
上記布帛に被覆したり、含浸させる樹脂としては、例えば、ポリウレタン、合成ゴム、天然ゴムなどを用いることができる。 For example, polyurethane, synthetic rubber, natural rubber, or the like can be used as the resin for covering or impregnating the fabric.
また、上記布帛の一部に、ゴムシートを用いてもよい。ゴムシートとしては、例えば、クロロプレンに代表される合成ゴムシートの発泡体を用いることができる。合成ゴムシートは、ネオプレン(登録商標)として販売されているものを用いることができる。 Moreover, you may use a rubber sheet for a part of said fabric. As the rubber sheet, for example, a foam of a synthetic rubber sheet represented by chloroprene can be used. As the synthetic rubber sheet, one sold as Neoprene (registered trademark) can be used.
上記右側布帛部41aを構成する布帛と、上記左側布帛部41bを構成する布帛の素材は異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
The fabric of the
上記右側布帛部41aが上記袖筒部4aを有する場合は、上記右側布帛部41aのうち胴体を覆う部分の布帛と、上記袖筒部4aを構成する布帛の素材は異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。上記右側布帛部41bが上記袖筒部4bを有する場合も同様である。
When the
次に、電子ユニット13、電極、および電気配線について説明する。
Next, the
上記身体装着具1は、装着者の肌に接触する複数の電極を有しており、上記電極では、電気信号を取得する。
The said
上記身体装着具1は、(a)装着者の腹側に一対の電極を少なくとも一組有してもよいし、(b)装着者の背側に一対の電極を少なくとも一組有してもよいし、(c)装着者の右外側と左外側で一対となる電極を少なくとも一組有してもよいし、(d)装着者の腹側と背側で一対となる電極を少なくとも一組有してもよい。上記(d)の場合は、装着者の腹側には、鎖骨と乳頭の間に一方電極を有し、装着者の背側には、前記一方電極より身長方向の下方に他方電極を有してもよい。上記電極は、一組でもよいし、二組以上設けてもよい。
The
上記電極の形状や大きさは特に限定されず、上記身体装着具1の形状や大きさを考慮して定めればよい。
The shape and size of the electrode are not particularly limited, and may be determined in consideration of the shape and size of the
上記電極としては、例えば、(1)金属箔、(2)導電性ファブリック、(3)伸縮性導体層などを形成すればよい。 As the electrode, for example, (1) metal foil, (2) conductive fabric, (3) stretchable conductor layer, etc. may be formed.
(1)金属箔
上記金属箔としては、例えば、銅箔、りん青銅箔、ニッケルメッキ銅箔、錫メッキ銅箔、ニッケル/金メッキ銅箔、アルミニウム箔、銀箔、および金箔よりなる群から選択される少なくとも一種の金属箔が好ましい。
(1) Metal foil The metal foil is selected from the group consisting of copper foil, phosphor bronze foil, nickel-plated copper foil, tin-plated copper foil, nickel / gold-plated copper foil, aluminum foil, silver foil, and gold foil, for example. At least one metal foil is preferred.
上記金属箔の平均厚さは、例えば、0.08μm以上が好ましい。また、平均厚さは、50μm以下が好ましく、より好ましくは25μm以下、更に好ましくは15μm以下、特に好ましくは8μm以下、最も好ましくは4μm以下である。 The average thickness of the metal foil is preferably 0.08 μm or more, for example. The average thickness is preferably 50 μm or less, more preferably 25 μm or less, still more preferably 15 μm or less, particularly preferably 8 μm or less, and most preferably 4 μm or less.
上記金属箔は、例えば、電解法、無電解法、圧延法、蒸着法、スパッタリング法など公知の方法で形成すればよい。 The metal foil may be formed by a known method such as an electrolytic method, an electroless method, a rolling method, a vapor deposition method, or a sputtering method.
また、上記金属箔は、例えば、エッチング法、リフトオフ法、アディティブ法、打ち抜き法、レーザーカッティング法などの方法により、所定のパターン形状に加工することが好ましい。 The metal foil is preferably processed into a predetermined pattern shape by a method such as an etching method, a lift-off method, an additive method, a punching method, or a laser cutting method.
(2)導電性ファブリック
上記導電性ファブリックとは、導電性を有する繊維構造体を意味する。
(2) Conductive fabric The said conductive fabric means the fiber structure which has electroconductivity.
上記導電性ファブリックとしては、例えば、導電糸(導電性糸、導電性繊維を含む意味。以下、同じ。)を含む繊維で構成された織物、編み物、不織布が挙げられる。 Examples of the conductive fabric include woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics composed of fibers including conductive yarns (meaning including conductive yarns and conductive fibers; hereinafter the same).
上記導電糸とは、繊維長1cmあたりの抵抗値が100Ω以下の糸を意味する。 The conductive yarn means a yarn having a resistance value of 100Ω or less per 1 cm of fiber length.
上記導電糸とは、導電性繊維、導電性繊維の繊維束、導電性繊維を含む繊維から得られる撚糸、組み糸、紡績糸、混紡糸、金属線を極細に延伸した極細金属線、フィルムを極細の繊維状に切断した極細フィルムの総称である。 The conductive yarns include conductive fibers, fiber bundles of conductive fibers, twisted yarns obtained from fibers containing conductive fibers, braided yarns, spun yarns, blended yarns, ultrafine metal wires and films obtained by extremely extending metal wires. It is a general term for ultra-thin films cut into ultra-fine fibers.
上記導電性繊維としては、例えば、金属で被覆された化学繊維または天然繊維、導電性金属酸化物で被覆された化学繊維または天然繊維、グラファイト、カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェンなどのカーボン系導電性材料で被覆された化学繊維または天然繊維、導電性高分子で被覆された化学繊維または天然繊維などが挙げられる。 Examples of the conductive fibers include chemical fibers or natural fibers coated with metal, chemical fibers or natural fibers coated with conductive metal oxides, carbon-based conductive materials such as graphite, carbon, carbon nanotubes, and graphene. Chemical fibers or natural fibers coated with, and chemical fibers or natural fibers coated with a conductive polymer.
また、上記導電性繊維として、例えば、金属、導電性金属酸化物、カーボン系導電性材料、および導電性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも1種の導電性材料を含む高分子材料を紡糸して得られた繊維を用いることができる。 Further, as the conductive fiber, for example, a polymer material containing at least one conductive material selected from the group consisting of metals, conductive metal oxides, carbon-based conductive materials, and conductive polymers is spun. The fiber obtained in this way can be used.
上記導電性繊維の繊維束としては、例えば、上記導電性繊維のマイクロファイバーやナノファイバーなどからなる繊維束に、導電性フィラーや導電性高分子等を担持、含浸させて得られたものを用いることができる。 As the fiber bundle of the conductive fibers, for example, a fiber bundle made of microfiber or nanofiber of the conductive fibers, which is obtained by supporting and impregnating a conductive filler or a conductive polymer is used. be able to.
上記導電糸として、上記導電性繊維を含む繊維を用いて得られた撚糸、組み糸、紡績糸、混紡糸など用いてもよい。 As the conductive yarn, a twisted yarn, a braided yarn, a spun yarn, a blended yarn or the like obtained using a fiber containing the conductive fiber may be used.
上記導電糸には、金属線を極細に延伸した極細金属線も包含される。 The conductive yarn includes an ultrafine metal wire obtained by extending a metal wire extremely finely.
上記導電性繊維、上記導電性繊維の繊維束、上記導電性繊維を含む繊維から得られる撚糸、組み糸、紡績糸、混紡糸、上記極細金属線の平均直径は、250μm以下が好ましく、より好ましくは120μm以下、更に好ましくは80μm以下、特に好ましくは50μm以下である。 The average diameter of the conductive fiber, the fiber bundle of the conductive fiber, the twisted yarn, the braided yarn, the spun yarn, the blended yarn, and the ultrafine metal wire obtained from the fiber containing the conductive fiber is preferably 250 μm or less, and more preferably Is 120 μm or less, more preferably 80 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less.
上記導電糸には、フィルムを極細の繊維状に切断した極細フィルムも包含され、上記極細フィルムとは、金属、導電性金属酸化物、カーボン系導電性材料、および導電性高分子よりなる群から選ばれる少なくとも1種の導電性材料を被覆した高分子フィルムを幅800μm以下に切断して得られた繊維状フィルムを意味する。 The conductive yarn also includes an ultrafine film obtained by cutting a film into ultrafine fibers, and the ultrafine film is a group consisting of a metal, a conductive metal oxide, a carbon-based conductive material, and a conductive polymer. It means a fibrous film obtained by cutting a polymer film coated with at least one selected conductive material into a width of 800 μm or less.
上記導電糸のなかでも、金属で被覆された化学繊維、導電性高分子を担持、含浸させた導電性繊維の繊維束、および平均直径が50μm以下の極細金属線よりなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。 Among the conductive yarns, at least one selected from the group consisting of chemical fibers coated with metal, fiber bundles of conductive fibers carrying and impregnating a conductive polymer, and ultrafine metal wires having an average diameter of 50 μm or less. It is preferable to use seeds.
上記導電性ファブリックとしては、具体的には、非導電性の布帛に導電糸を刺繍した繊維構造体、非導電性の布帛に導電性高分子含有溶液を含浸、乾燥させた繊維構造体、導電性フィラーとバインダー樹脂とを含む溶液を含浸、乾燥させた繊維構造体などが挙げられる。これらのなかでも、非導電性の布帛に導電性高分子含有溶液を含浸、乾燥させた繊維構造体を用いることが好ましい。 Specific examples of the conductive fabric include a fiber structure in which a conductive thread is embroidered on a non-conductive cloth, a fiber structure in which a non-conductive cloth is impregnated with a conductive polymer-containing solution, and a conductive structure. And a fiber structure impregnated and dried with a solution containing a conductive filler and a binder resin. Among these, it is preferable to use a fiber structure obtained by impregnating a conductive polymer-containing solution into a non-conductive fabric and drying it.
上記導電性高分子としては、例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸とを含む混合物を好ましく用いることができる。 As the conductive polymer, for example, a mixture containing poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid can be preferably used.
上記導電糸を含む繊維としては、合成繊維マルチフィラメントが好ましく、該合成繊維マルチフィラメントの少なくとも一部が、繊度が30dtex未満の極細フィラメントであるか、或いは、繊度が400dtexを超え、かつ単糸繊度が0.2dtex以下の合成繊維マルチフィラメントであることが好ましい。 As the fiber containing the conductive yarn, a synthetic fiber multifilament is preferable, and at least a part of the synthetic fiber multifilament is an ultrafine filament having a fineness of less than 30 dtex, or a fineness of more than 400 dtex and a single yarn fineness. Is preferably a synthetic fiber multifilament of 0.2 dtex or less.
上記導電性ファブリックが、導電糸を含む繊維で構成された織物であるか、編み物である場合は、目付けは50g/m2未満が好ましく、導電性高分子の脱落を防止できる。また、目付けは300g/m2を超えることが好ましく、充分な導電性を確保できる。 When the conductive fabric is a woven fabric composed of fibers containing conductive yarns or a knitted fabric, the basis weight is preferably less than 50 g / m 2 and can prevent the conductive polymer from falling off. Moreover, it is preferable that a fabric weight exceeds 300 g / m < 2 >, and sufficient electroconductivity can be ensured.
(3)伸縮性導体層
上記伸縮性導体層とは、伸縮性を有し、且つ比抵抗が1×100Ωcm以下の層を意味する。上記伸縮性とは、導電性を保った状態で、繰り返し10%以上の伸縮が可能であることを意味する。
(3) Stretchable conductor layer The stretchable conductor layer means a layer having stretchability and a specific resistance of 1 × 10 0 Ωcm or less. The term “stretchability” means that 10% or more can be repeatedly stretched while maintaining conductivity.
上記伸縮性導体層は、層単独で40%以上の破断伸度を有することが好ましい。破断伸度は、より好ましくは50%以上、更に好ましくは80%以上である。 The stretchable conductor layer preferably has a breaking elongation of 40% or more by itself. The breaking elongation is more preferably 50% or more, and still more preferably 80% or more.
破断伸度は、導電性ペーストを離型シート上に所定の膜厚に塗布し、乾燥後に剥離し、引張試験を行って測定できる。 The breaking elongation can be measured by applying a conductive paste to a predetermined thickness on a release sheet, peeling off after drying, and performing a tensile test.
上記伸縮性導体層は、引張弾性率が10〜500MPaであることが好ましい。 The stretchable conductor layer preferably has a tensile modulus of 10 to 500 MPa.
上記伸縮性導体層の平均厚さは、例えば、15μm以上が好ましく、より好ましくは30μm以上である。平均厚さは、例えば、250μm以下が好ましく、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは80μm以下である。 The average thickness of the stretchable conductor layer is, for example, preferably 15 μm or more, more preferably 30 μm or more. For example, the average thickness is preferably 250 μm or less, more preferably 150 μm or less, and still more preferably 80 μm or less.
このような伸縮性導体層を形成できる材料を、以下、伸縮性導体層用組成物と呼ぶことがある。 Hereinafter, a material capable of forming such a stretchable conductor layer may be referred to as a stretchable conductor layer composition.
上記伸縮性導体層は、例えば、伸縮性導体層用組成物として導電性ペーストを用いて形成できる。 The stretchable conductor layer can be formed, for example, using a conductive paste as the stretchable conductor layer composition.
導電性ペーストは、少なくとも(i)導電性粒子、(ii)柔軟性樹脂、および(iii)溶剤を含むものである。 The conductive paste contains at least (i) conductive particles, (ii) a flexible resin, and (iii) a solvent.
(i)導電性粒子
上記導電性粒子とは、比抵抗が1×10-1Ωcm以下の粒子を意味する。上記比抵抗が1×10-1Ωcm以下の粒子としては、例えば、金属粒子、合金粒子、カーボン粒子、カーボンナノチューブ粒子、ドーピングされた半導体粒子、導電性高分子粒子、ハイブリッド粒子などが挙げられる。
(I) Conductive Particles The conductive particles mean particles having a specific resistance of 1 × 10 −1 Ωcm or less. Examples of the particles having a specific resistance of 1 × 10 −1 Ωcm or less include metal particles, alloy particles, carbon particles, carbon nanotube particles, doped semiconductor particles, conductive polymer particles, and hybrid particles.
上記金属粒子としては、例えば、銀粒子、金粒子、白金粒子、パラジウム粒子、銅粒子、ニッケル粒子、アルミニウム粒子、亜鉛粒子、鉛粒子、錫粒子などが挙げられる。上記合金粒子としては、例えば、黄銅粒子、青銅粒子、白銅粒子、半田粒子などが挙げられる。上記ドーピングされた半導体粒子としては、例えば、錫の酸化物、インジウムと錫の複合酸化物などが挙げられる。上記導電性高分子粒子としては、例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸とを含む混合物からなる粒子や、金属被覆した高分子粒子が挙げられる。上記ハイブリッド粒子としては、例えば、金属被覆した金属粒子、金属被覆したガラス粒子、金属被覆したセラミック粒子などが挙げられる。上記金属被覆した金属粒子としては、例えば、銀被覆銅粒子が挙げられる。 Examples of the metal particles include silver particles, gold particles, platinum particles, palladium particles, copper particles, nickel particles, aluminum particles, zinc particles, lead particles, and tin particles. Examples of the alloy particles include brass particles, bronze particles, white copper particles, and solder particles. Examples of the doped semiconductor particles include tin oxide and a composite oxide of indium and tin. Examples of the conductive polymer particles include particles made of a mixture containing poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid, and metal-coated polymer particles. Examples of the hybrid particles include metal-coated metal particles, metal-coated glass particles, and metal-coated ceramic particles. Examples of the metal-coated metal particles include silver-coated copper particles.
上記導電性粒子の平均粒子径は、例えば、100μm以下が好ましく、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは12μm以下である。上記平均粒子径の下限は特に限定されないが、例えば、0.08μm以上である。 The average particle size of the conductive particles is, for example, preferably 100 μm or less, more preferably 30 μm or less, and still more preferably 12 μm or less. Although the minimum of the said average particle diameter is not specifically limited, For example, it is 0.08 micrometer or more.
上記粒子は、例えば、フレーク状粉であってもよいし、不定形凝集粉であってもよい。例えば、上記銀粒子としては、フレーク状銀粒子や不定形凝集銀粉を用いることができる。 The particles may be, for example, flaky powder or amorphous aggregated powder. For example, flaky silver particles or amorphous aggregated silver powder can be used as the silver particles.
上記フレーク状粉の平均粒子径は、動的光散乱法により測定した平均粒子径(50%D)が、例えば、0.5〜20μmであるものが好ましい。平均粒子径が0.5μm未満では、粒子同士が接触できないことがあり、導電性が悪化するおそれがある。平均粒子径は、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上である。しかし、平均粒子径が20μmを超えると、微細な配線の形成が困難になることがある。また、スクリーン印刷などを行うと、目詰まりすることがある。平均粒子径は、より好ましくは15μm以下、更に好ましくは12μm以下である。 The average particle diameter of the flaky powder is preferably such that the average particle diameter (50% D) measured by the dynamic light scattering method is 0.5 to 20 μm, for example. If the average particle size is less than 0.5 μm, the particles may not be in contact with each other, and the conductivity may be deteriorated. The average particle diameter is more preferably 3 μm or more, and further preferably 5 μm or more. However, if the average particle diameter exceeds 20 μm, it may be difficult to form fine wiring. In addition, clogging may occur when screen printing is performed. The average particle diameter is more preferably 15 μm or less, still more preferably 12 μm or less.
上記不定形凝集粉の平均粒子径は、光錯乱法により測定した平均粒子径(50%D)が、例えば、1〜20μmであるものが好ましい。平均粒子径が1μm未満では、凝集粉としての効果が失われ、導電性を維持できないことがある。平均粒子径は、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは5μm以上である。しかし、平均粒子径が20μmを超えると、溶剤への分散性が低下し、ペースト化が難しくなる。平均粒子径は、より好ましくは15μm以下、更に好ましくは12μm以下である。 The average particle diameter of the above-mentioned irregularly-shaped agglomerated powder is preferably such that the average particle diameter (50% D) measured by the light confusion method is, for example, 1 to 20 μm. When the average particle diameter is less than 1 μm, the effect as an agglomerated powder is lost and the conductivity may not be maintained. The average particle diameter is more preferably 3 μm or more, and further preferably 5 μm or more. However, when the average particle diameter exceeds 20 μm, dispersibility in a solvent is lowered and pasting becomes difficult. The average particle diameter is more preferably 15 μm or less, still more preferably 12 μm or less.
(ii)柔軟性樹脂
上記柔軟性樹脂とは、弾性率が1〜1000MPaの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムなどを用いることができる。膜の伸縮性を発現させるために、ゴムを用いることが好ましい。上記弾性率は、好ましくは3MPa以上、より好ましくは10MPa以上、更に好ましくは30MPa以上である。上記弾性率は、好ましくは600MPa以下、より好ましく500MPa以下、更に好ましくは300MPa以下である。
(Ii) Flexible resin As the flexible resin, a thermoplastic resin, thermosetting resin, rubber or the like having an elastic modulus of 1 to 1000 MPa can be used. In order to express the stretchability of the film, it is preferable to use rubber. The elastic modulus is preferably 3 MPa or more, more preferably 10 MPa or more, and further preferably 30 MPa or more. The elastic modulus is preferably 600 MPa or less, more preferably 500 MPa or less, and still more preferably 300 MPa or less.
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどを用いることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。 Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, polyurethane, acrylic resin, polyamide, and polyester. As said thermosetting resin, a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, a silicone resin etc. can be used, for example.
上記ゴムとしては、例えば、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴムや水素化ニトリルゴムなどのニトリル基含有ゴム、イソプレンゴム、硫化ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ化ビニリデンコポリマーなどが挙げられる。これらの中でも、ニトリル基含有ゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムが好ましく、ニトリル基含有ゴムが特に好ましい。 Examples of the rubber include urethane rubber, acrylic rubber, silicone rubber, butadiene rubber, nitrile group-containing rubber such as nitrile rubber and hydrogenated nitrile rubber, isoprene rubber, sulfurized rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, and chlorosulfone. And polyethylene glycol, ethylene propylene rubber, and vinylidene fluoride copolymer. Among these, nitrile group-containing rubber, chloroprene rubber, and chlorosulfonated polyethylene rubber are preferable, and nitrile group-containing rubber is particularly preferable.
上記ニトリル基含有ゴムは、ニトリル基を含有するゴムやエラストマーであれば特に限定されず、例えば、ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムが好ましい。ニトリルゴムはブタジエンとアクリロニトリルの共重合体であり、結合アクリロニトリル量が多いと金属との親和性が増加するが、伸縮性に寄与するゴム弾性は逆に減少する。従って、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム中の結合アクリロニトリル量は18〜50質量%が好ましく、より好ましくは40〜50質量%である。 The nitrile group-containing rubber is not particularly limited as long as it is a rubber or elastomer containing a nitrile group. For example, nitrile rubber and hydrogenated nitrile rubber are preferable. Nitrile rubber is a copolymer of butadiene and acrylonitrile. If the amount of bound acrylonitrile is large, the affinity with metal increases, but the rubber elasticity contributing to stretchability decreases conversely. Therefore, the amount of bound acrylonitrile in the acrylonitrile-butadiene copolymer rubber is preferably 18 to 50% by mass, more preferably 40 to 50% by mass.
上記柔軟性樹脂の配合量は、導電性粒子と柔軟性樹脂の合計に対して、7〜35質量%であり、より好ましくは9質量%以上、更に好ましくは12質量%以上、より好ましくは28質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。 The blending amount of the flexible resin is 7 to 35% by mass, more preferably 9% by mass or more, still more preferably 12% by mass or more, and more preferably 28% with respect to the total of the conductive particles and the flexible resin. It is at most 20% by mass, more preferably at most 20% by mass.
(iii)溶剤
上記溶剤は特に限定されず、公知の有機溶媒または水系溶媒を用いることができる。
(Iii) Solvent The solvent is not particularly limited, and a known organic solvent or aqueous solvent can be used.
上記電極の表面、即ち、装着者の肌に接触する側には、電極表面層を有することが好ましい。一方、上記電極と上記布帛部との境界には、絶縁性を高めるために、下地層を有することが好ましい。 It is preferable to have an electrode surface layer on the surface of the electrode, that is, the side in contact with the wearer's skin. On the other hand, it is preferable to have a base layer at the boundary between the electrode and the fabric portion in order to enhance the insulation.
(電極表面層)
上記電極表面層としては、例えば、貴金属メッキ層、不動態形成により酸化しにくい金属層、耐食性合金層、カーボン層、伸縮性導電層などが挙げられ、単独で、あるいは2種以上を積層して設けてもよい。
(Electrode surface layer)
Examples of the electrode surface layer include a noble metal plating layer, a metal layer that is difficult to oxidize due to passive formation, a corrosion-resistant alloy layer, a carbon layer, a stretchable conductive layer, and the like. It may be provided.
上記貴金属メッキ層としては、例えば、金、銀、白金、ロジウム、およびルテニウムよりなる群から選ばれる少なくとも1種の層が挙げられる。上記不動態形成により酸化しにくい金属層としては、例えば、クロム、モリブデン、タングステン、およびニッケルよりなる群から選ばれる1種の層が挙げられる。上記耐食性合金層としては、例えば、モネル合金などの層が挙げられる。上記カーボン層は、上記電極の表面に、例えば、カーボンペーストなどを印刷して層を形成することが好ましい。上記伸縮性導電層としては、例えば、導電性フィラーと柔軟性樹脂などを含む伸縮性導電組成物を用いて層を形成することが好ましい。 Examples of the noble metal plating layer include at least one layer selected from the group consisting of gold, silver, platinum, rhodium, and ruthenium. Examples of the metal layer that is difficult to oxidize due to the passive formation include one layer selected from the group consisting of chromium, molybdenum, tungsten, and nickel. As said corrosion-resistant alloy layer, layers, such as a Monel alloy, are mentioned, for example. The carbon layer is preferably formed by printing a carbon paste or the like on the surface of the electrode. As the stretchable conductive layer, for example, a layer is preferably formed using a stretchable conductive composition containing a conductive filler and a flexible resin.
上記電極表面層の平均厚さは、12μm以上が好ましく、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは40μm以上である。上記平均厚さとは、電極表面層の算術平均厚さであり、厚さを無作為に10点測定した値の算術平均値である。 The average thickness of the electrode surface layer is preferably 12 μm or more, more preferably 20 μm or more, and still more preferably 40 μm or more. The average thickness is an arithmetic average thickness of the electrode surface layer, and is an arithmetic average value of values obtained by randomly measuring 10 points of the thickness.
(下地層)
上記絶縁性とは、電気的な絶縁性に加え、機械的、化学的、生物学的な絶縁性を含む意味である。即ち、布帛を透過してくる汗などの水分や、化学物質、生体物質から電極を絶縁する機能を有している。
(Underlayer)
The above-mentioned insulating property means that it includes mechanical, chemical and biological insulating properties in addition to electrical insulating properties. That is, it has a function of insulating the electrode from moisture such as sweat that permeates the fabric, chemical substances, and biological substances.
上記下地層は、柔軟な高分子材料であることが好ましい。上記柔軟な高分子材料としては、ゴム、エラストマーと呼ばれる材料を用いることができる。上記ゴム、エラストマーとしては、伸縮性導体層用組成物として例示した柔軟性樹脂で具体的に挙げたゴム、エラストマーを好ましく用いることができる。 The underlayer is preferably a flexible polymer material. As the flexible polymer material, materials called rubber and elastomer can be used. As the rubber and elastomer, rubbers and elastomers specifically exemplified as the flexible resin exemplified as the stretchable conductor layer composition can be preferably used.
上記下地層の平均厚さは、12μm以上が好ましく、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは40μm以上である。上記平均厚さとは、下地層の算術平均厚さであり、厚さを無作為に10点測定した値の算術平均値である。 The average thickness of the underlayer is preferably 12 μm or more, more preferably 20 μm or more, and still more preferably 40 μm or more. The average thickness is an arithmetic average thickness of the underlayer, and is an arithmetic average value obtained by randomly measuring 10 points of the thickness.
上記下地層は、繰り返し10%以上の伸縮が可能な伸縮性を有することが好ましい。また、上記下地層は、50%以上の破断伸度を有することが好ましい。更に、上記下地層は、引張弾性率が10〜500MPaであることが好ましい。 It is preferable that the base layer has a stretchability capable of repeatedly stretching by 10% or more. The underlayer preferably has a breaking elongation of 50% or more. Furthermore, the underlayer preferably has a tensile modulus of 10 to 500 MPa.
上記下地層は、布帛の表面に、例えば、コーティング液、浸漬液、印刷インクまたは印刷ペースト等の液状物、スラリー状物を介して形成することが好ましい。 The underlayer is preferably formed on the surface of the fabric through, for example, a liquid or slurry such as a coating liquid, immersion liquid, printing ink or printing paste.
また、上記下地層として、予めウレタン樹脂、あるいはゴムなどをシート化したものを準備しておき、ホットプレスなどの手法で布帛と貼り合わせて形成してもよい。 In addition, as the base layer, a urethane resin or a sheet of rubber or the like may be prepared in advance and bonded to the fabric by a technique such as hot pressing.
(電子ユニット)
上記身体装着具は、上記電極の他、電極で取得した電気信号を演算する機能(演算手段)を有する電子ユニットを備えていることが好ましい。上記電子ユニットでは、電極で取得した電気信号を演算することにより、例えば、心拍数、脈拍数、呼吸数、血圧、体温、筋電などの身体の生体情報が得られる。
(Electronic unit)
The body wearing device preferably includes an electronic unit having a function (calculation means) for calculating an electric signal obtained by the electrode in addition to the electrode. In the electronic unit, by calculating an electrical signal acquired by the electrode, biological information on the body such as heart rate, pulse rate, respiratory rate, blood pressure, body temperature, myoelectricity, and the like can be obtained.
上記電子ユニットは、更に、表示手段、記憶手段、通信手段、USBコネクタなどを有することが好ましい。 The electronic unit preferably further includes a display unit, a storage unit, a communication unit, a USB connector, and the like.
上記通信手段としては、例えば、ブルートゥース(登録商標)などにより変換された生体情報を、外部機器(例えば、腕時計や、パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター、スマートフォンなどの携帯情報機器など)へ無線で送信できる機能を備えることが好ましい。また、電子ユニットにコネクタを設け、電子ユニットと外部機器とを有線で接続し、電子ユニット内に記憶させた生体情報を外部機器へ送信できる機能を備えることも好ましい。 As the communication means, for example, biometric information converted by Bluetooth (registered trademark) or the like is wirelessly transmitted to an external device (for example, a wristwatch, a personal computer, a tablet personal computer, a portable information device such as a smartphone). It is preferable to have a function that can be performed. It is also preferable to provide a connector in the electronic unit, connect the electronic unit and an external device with a wire, and provide a function that can transmit biological information stored in the electronic unit to the external device.
上記電子ユニットは、気温、湿度、気圧などの環境情報を計測できるセンサや、GPSを用いた位置情報を計測できるセンサなどを備えてもよい。 The electronic unit may include a sensor that can measure environmental information such as temperature, humidity, and atmospheric pressure, a sensor that can measure position information using GPS, and the like.
上記電子ユニットは、身体装着具に対して脱着できることが好ましい。 It is preferable that the electronic unit is detachable from the body wearing device.
(電気配線)
上記電極と上記電子ユニットは、電力供給用や信号伝送用の電気配線で接続されている。
(Electric wiring)
The electrode and the electronic unit are connected by electric wiring for power supply or signal transmission.
上記電気配線としては、上記電極と同様、例えば、(1)金属箔、(2)導電性ファブリック、(3)伸縮性導体層などを形成すればよい。 As the electrical wiring, for example, (1) metal foil, (2) conductive fabric, (3) stretchable conductor layer, etc. may be formed as in the case of the electrode.
電気配線の厚みは、電極の厚みと同じであってもよい。 The thickness of the electrical wiring may be the same as the thickness of the electrode.
上記電気配線として、金属箔を形成する場合は、例えば、ゴムシート、ウレタンシート、シリコーンゴムシートなどの伸縮可能なシートと金属箔との積層体を形成した後、サブトラクティブ法で、金属箔の不要部分を除去し、所定のパターンを形成すればよい。上記サブトラクティブ法とは、一般的なプリント配線板製法に用いられるエッチング法と同義である。 When forming a metal foil as the electrical wiring, for example, after forming a laminate of a stretchable sheet such as a rubber sheet, a urethane sheet, and a silicone rubber sheet and the metal foil, the subtractive method is used to form the metal foil. An unnecessary portion may be removed to form a predetermined pattern. The subtractive method is synonymous with an etching method used in a general printed wiring board manufacturing method.
上記伸縮可能なシートは、布帛との境界に、下地層を兼ねてもよく、下地層の一部として構成してもよい。 The stretchable sheet may serve as a base layer at the boundary with the fabric, or may be configured as a part of the base layer.
上記電気配線として、導電性ファブリックを形成する場合は、電気配線を導電糸とし、導電性ファブリックを用いた電極と組み合わせることが好ましい。 When a conductive fabric is formed as the electrical wiring, it is preferable to combine the electrical wiring with a conductive yarn and an electrode using the conductive fabric.
上記電気配線は、冗長性を有することが好ましい。上記冗長性とは、空間中に、点A、点Bの二点を定義したときに、二点間の最短距離Xに対して、最短距離よりも長い経路Yを用いて2点を結ぶことにより、二点間の距離が伸びた際にも余裕をもって接続状態が維持される状態を意味する。冗長性は、下記式で定義される冗長性係数で評価できる。
冗長性係数=Y/X
The electrical wiring preferably has redundancy. The above redundancy refers to connecting two points using a path Y longer than the shortest distance with respect to the shortest distance X between the two points when two points A and B are defined in the space. Therefore, it means a state in which the connection state is maintained with a margin even when the distance between the two points is extended. Redundancy can be evaluated by a redundancy coefficient defined by the following equation.
Redundancy factor = Y / X
二点間の距離を測定して冗長性係数を算出するにあたり、線路が幅を有している場合は、線路の中央を通る線の長さを測定すればよい。 In measuring the distance between two points and calculating the redundancy coefficient, if the line has a width, the length of the line passing through the center of the line may be measured.
上記電気配線に冗長性を持たせるには、上記電気配線の形状を、例えば、波形模様やジグザグ模様、馬蹄形が繰り返された模様などにすればよい。例えば、導電性ファブリックの場合は、導電糸をニットに組み込み、導電糸でループを作って冗長性を確保し、ニット生地そのものを電気配線として用いることができる。 In order to provide redundancy to the electrical wiring, the shape of the electrical wiring may be, for example, a waveform pattern, a zigzag pattern, or a pattern in which a horseshoe shape is repeated. For example, in the case of a conductive fabric, it is possible to incorporate a conductive yarn into a knit, create a loop with the conductive yarn to ensure redundancy, and use the knit fabric itself as an electrical wiring.
本発明において、上記冗長性係数は1.41以上が好ましく、より好ましくは1.8以上、更に好ましくは2.2以上、特に好ましくは2.8以上である。 In the present invention, the redundancy coefficient is preferably 1.41 or more, more preferably 1.8 or more, still more preferably 2.2 or more, and particularly preferably 2.8 or more.
上記電気配線の表面、即ち、布帛とは反対側には、電気配線表面層を設けることが好ましい。一方、上記電極と同様、上記電気配線と上記布帛部との境界には、絶縁性を高めるために、下地層を設けることが好ましい。 It is preferable to provide an electric wiring surface layer on the surface of the electric wiring, that is, on the side opposite to the fabric. On the other hand, as in the case of the electrode, it is preferable to provide a base layer at the boundary between the electrical wiring and the fabric portion in order to enhance insulation.
(電気配線表面層)
上記電気配線表面層としては、絶縁性を有する絶縁皮膜を設けることが好ましい。上記絶縁皮膜の抵抗率は、1×109Ωcm以上が好ましい。上記絶縁皮膜としては、例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム、ポリアクリル酸エステルなどからなる絶縁層を設けることが好ましい。
(Electric wiring surface layer)
As the electric wiring surface layer, it is preferable to provide an insulating film having insulating properties. The resistivity of the insulating film is preferably 1 × 10 9 Ωcm or more. As the insulating film, it is preferable to provide an insulating layer made of, for example, polyurethane, silicone rubber, polyacrylic ester or the like.
上記電気配線表面層の平均厚さは、12μm以上が好ましく、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは40μm以上である。上記平均厚さとは、絶縁皮膜の算術平均厚さであり、厚さを無作為に10点測定した値の算術平均値である。 The average thickness of the electric wiring surface layer is preferably 12 μm or more, more preferably 20 μm or more, and still more preferably 40 μm or more. The average thickness is an arithmetic average thickness of the insulating film, and is an arithmetic average value of values obtained by randomly measuring 10 points of the thickness.
上記絶縁皮膜は、絶縁性の他、更に伸縮性を有することが好ましい。 In addition to insulating properties, the insulating film preferably further has stretchability.
以上の通り、本発明の身体装着具によれば、身体の特定位置に固定でき、自然な状態で身体の生体情報を取得、計測できる。また、男性も抵抗なく装着できる。 As described above, according to the body wearing device of the present invention, it can be fixed at a specific position of the body, and the biological information of the body can be acquired and measured in a natural state. Men can also wear without resistance.
上記身体装着具は、例えば、空手、ボクシング、テコンドー、剣道、フェンシング、柔道などの格闘技、野球、ソフトボール、サッカー、ラグビー、アメリカンフットボール、テニス、卓球、バスケットボール、ハンドボール、バレーボールなどの球技、ジョギング、ランニング、競歩などの陸上競技、自転車競技などスポーツを行う際に好ましく装着できる。また、上記身体装着具は、例えば、病人や要介護者に装着してもよい。 The body wearing devices include, for example, martial arts such as karate, boxing, taekwondo, kendo, fencing, judo, baseball, softball, soccer, rugby, American football, tennis, table tennis, basketball, handball, volleyball, etc., jogging, It can be preferably worn when performing sports such as running, racewalking and other athletics, and cycling. In addition, the body wearing device may be worn by, for example, a sick person or a care recipient.
1 身体装着具
2a 一方肩部
2b 他方肩部
4a、4b 袖筒部
12a、12b 長さ調節手段
13 電子ユニット
31a 一方腋窩
31b 他方腋窩
41a 右側布帛部
41b 左側布帛部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
装着者の右腕を通す右側布帛部と、装着者の左腕を通す左側布帛部と、を有し、
前記右側布帛部と前記左側布帛部は、装着者の背面側において接続されており、装着者の前面側において接続されていない身体装着具。 A body wearing device having a plurality of electrodes that contact the wearer's skin,
A right side fabric portion that passes the wearer's right arm and a left side fabric portion that passes the wearer's left arm;
The right-side fabric part and the left-side fabric part are connected on the back side of the wearer and are not connected on the front side of the wearer.
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