JP2020072049A - 伸縮性配線部材、伸縮性配線部材の製造方法、及び伸縮性配線付布帛 - Google Patents

Abstract

【課題】編地を含む任意の伸縮性を示す布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、製造工程を簡素化できる伸縮性配線部材を提供する。【解決手段】伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材と、前記第１帯状絶縁基材の一方の面に配された導電糸と、前記導電糸を覆うように前記第１帯状絶縁基材に対向配置され、対向面が前記導電糸の両側で前記第１帯状絶縁基材に接合された伸縮性を示す第２帯状絶縁基材と、を備え、前記第１及び第２帯状絶縁基材は前記導電糸に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成され、前記第１帯状絶縁基材の他方の面が取付対象に対する接合面となる伸縮性配線部材。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば体温、心拍数、心電図、筋電図などの生体情報を計測するウェアラブルデバイス用の衣服などに用いられる伸縮性配線部材、伸縮性配線部材の製造方法、及び伸縮性配線付布帛に関する。

近年、衣服などに装着することにより様々な生体情報を計測するウェアラブルデバイスが注目されている。この様なウェアラブルデバイスは衣服に装着され、さらに計測ポイントに配された電極とウェアラブルデバイスとの間を電気的に接続する配線部材が衣服に組み込まれている。

特許文献１には、伸長されても高い導電性を保持する導電性布帛が開示されている。当該導電性布帛は、布帛の上に配線が設けられた導電性布帛で、配線は布帛の上に形成された第１絶縁層と、第１絶縁層の上に設けられた導電層と、導電層の上に設けられた第２絶縁層を含み、配線の長手方向へ１００％伸長時の抵抗変化倍率が０％伸長時の１００倍以下になるように構成されている。

そして、当該導電層は、導電性フィラーと樹脂を含有する導電性ペーストを第１絶縁層に塗布または印刷することにより構成されている。

ＷＯ２０１６／１１４３３９号公報 ＷＯ２０１６／１１４２９８号公報

しかし、特許文献１に記載された導電性布帛は、布帛に第１絶縁層を形成し、第１絶縁層の上に導電層を形成し、さらに導電層の上に第２絶縁層を形成する必要があったため、製造工程が複雑で手間が掛かるという問題があった。

また、その際に、所望の伸縮性を確保するとともに伸長時にクラックが生じないように、導電性フィラーの添加量を適正に管理し、着心地の悪化を招くことがないように印刷時の膜厚を適正に管理する必要があるなど、材料や工程の管理が非常に煩雑になるという問題もあった。

本発明の目的は、上述した問題に鑑み、編地を含む任意の伸縮性を示す布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、製造工程を簡素化できる伸縮性配線部材、伸縮性配線部材の製造方法、及び伸縮性配線付布帛を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による伸縮性配線部材の第一の特徴構成は、請求項１に記載した通り、伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材と、前記第１帯状絶縁基材の一方の面に配された導電糸と、前記導電糸を覆うように前記第１帯状絶縁基材に対向配置され、対向面が前記導電糸の両側で前記第１帯状絶縁基材に接合された伸縮性を示す第２帯状絶縁基材と、を備え、前記第１及び第２帯状絶縁基材は前記導電糸に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成され、前記第１帯状絶縁基材の他方の面が取付対象に対する接合面となる点にある。

導電糸を挟むように第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材が配されて両者が接合されることによって導電糸が絶縁被覆される。第２帯状絶縁基材が導電糸の外周を覆うように第１帯状絶縁基材に接合されることにより、第１及び第２帯状絶縁基材に導電糸に沿って少なくとも一側に形成された所定幅の端縁部を含めて第１帯状絶縁基材が平坦状となる。このような平坦な面が接合面となるため、取付対象に高い自由度で配線することができ、伸縮性配線基材に備えた導電糸が仮に１本であっても、取付対象に強固且つ安定的に接合できるようになる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記第２帯状絶縁基材は融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備え、前記第１帯状絶縁基材に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層の融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層の融点より低温に設定されている点にある。

第２帯状絶縁基材のうち低融点側の熱可塑性樹脂層が、高融点側の熱可塑性樹脂層と第１帯状絶縁基材との間の接着剤層として機能し、第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材との間に導電糸が安定して保持されるようになる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記第１帯状絶縁基材は融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備え、前記第２帯状絶縁基材に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層の融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層の融点より高温に設定されている点にある。

第１帯状絶縁基材のうち低融点側の熱可塑性樹脂層が取付対象に対する接着剤層として機能するので、別途の接着剤塗布工程などの煩雑な工程が不要になる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記導電糸に沿って少なくとも一側に形成された端縁部の幅は、前記導電糸の最大径の１．３倍から６倍の範囲に設定されている点にある。

端縁部の幅が少なくとも導電糸の最大径の１．３倍から６倍の範囲に設定されていると、第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが容易に剥離するようなことがなく、また取付対象に安定姿勢で取り付けることができる。端縁部の幅が導電糸の最大径の１．３倍未満であれば、衣服などの生地に取付けられた後に受ける引張や曲げなどのストレスに起因して第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが剥離する虞があり、端縁部の幅が導電糸の最大径の６倍より広ければ、取り付けられた衣服などの生地にごわつきが生じて、着心地の低下を招く虞がある。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記導電糸に沿って少なくとも一側に形成された端縁部の幅は、０．５〜２．０ｍｍに設定されている点にある。

端縁部の幅が０．５〜２．０ｍｍに設定されていると、第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが容易に剥離するようなことがなく、また取付対象に安定姿勢で取り付けることができる。端縁部の幅が０．５ｍｍ未満であれば、衣服などの生地に取付けられた後に受ける引張や曲げなどのストレスに起因して第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが剥離する虞があり、端縁部の幅が２．０ｍｍより広ければ、取り付けられた衣服などの生地にごわつきが生じて、着心地の低下を招く虞がある。

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記導電糸は、伸縮性芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸、伸縮性芯糸または捲付糸に導電性粒子が添加されたカバリング糸、導電性粒子が添加された伸縮糸、金属皮膜伸縮糸の何れかで構成されている点にある。

導電糸が第１及び第２帯状絶縁基材の伸縮に伴って伸縮することで、基材の剥離を招くことなく導電糸と各帯状絶縁基材との接合状態が安定的に維持される。そのような導電糸として、伸縮性芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸、伸縮性芯糸または捲付糸に導電性粒子が添加されたカバリング糸、導電性粒子が添加された伸縮糸、金属皮膜伸縮糸が好適に用いられる。

同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記導電糸は、絶縁性の芯糸に金属や導電性樹脂などの導電材料を被着させた導電材料被着糸、金属線、導電材料が添加された合成繊維糸の何れかで構成されている点にある。

絶縁性の芯糸に金属や導電性樹脂などの導電材料を被着させた導電材料被着糸、金属線、導電材料が添加された合成繊維糸を導電糸として用いることもできる。仮に十分な伸縮性が発現しない導電糸であっても、例えば第１帯状絶縁基材上に周期的に屈曲するような態様で所定方向に沿って配置することにより伸縮性が確保できる。

同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記第１帯状絶縁基材の一方の面に１本の導電糸が配され、前記導電糸に沿って両側に所定幅の端縁部が形成されている点にある。

第１帯状絶縁基材の一方の面に１本の導電糸が配され、当該導電糸に沿って両側に所定幅の端縁部が形成されることにより、規模が最小限の伸縮性配線部材が構成できる。

同第九の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記第１帯状絶縁基材の一方の面に２本の導電糸が間隔を隔てて配されている点にある。

２本の導電糸が間隔を隔てて配された伸縮性配線部材であれば、例えば一対の電源線と接地線で構成される給電線、例えば一対の信号線と接地線で構成される信号伝達線として有効に活用できる。

本発明による伸縮性配線部材の製造方法の第一の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材の一方の面に導電糸を所定のパターンで配する配線ステップと、前記第１帯状絶縁基材に対して前記導電糸を覆うように伸縮性を示す第２帯状絶縁基材を挟み、前記第１帯状絶縁基材と前記第２帯状絶縁基材とを接合する接合ステップと、前記導電糸に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成されるように前記第１帯状絶縁基材及び前記第２帯状絶縁基材を切断する切断ステップと、を備えている点にある。

同第二の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記第１帯状絶縁基材及び前記第２絶縁基材として、融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備えた帯状絶縁基材を用い、前記配線ステップで前記第１帯状絶縁基材の高融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸を配し、前記接合ステップで前記第２帯状絶縁基材の低融点側の熱可塑性樹脂層を前記第１帯状絶縁基材に対向配置し、前記高融点側の熱可塑性樹脂層の融点未満で低融点側の熱可塑性樹脂層の融点以上の温度で熱圧着する点にある。

本発明による伸縮性配線付布帛の特徴構成は、伸縮性を示す布帛と上述した第一から第九の何れかの特徴構成を備えた伸縮性配線部材とを備え、前記布帛の一側面に前記接合面を介して前記伸縮性配線部材が接合されている点にある。

以上説明した通り、本発明によれば、編地を含む任意の伸縮性を示す布帛に対して自由度の高い導電糸の配置を可能にするとともに、製造工程を簡素化できる伸縮性配線部材、伸縮性配線部材の製造方法、及び伸縮性配線付布帛を提供することができるようになった。

（ａ）から（ｅ）は、伸縮性配線部材の製造方法の説明図 （ａ），（ｂ）は伸縮性配線部材の横断面図 （ａ）から（ｄ）は伸縮性配線部材の複数の態様を示し、上図は収縮状態、下図は伸長状態を示す平面図 芯糸に伸縮性を示すマルチフィラメントを採用し、その周囲に導電糸を巻き付けたＤＣＹで構成される導電糸の横断面を示し、（ａ）は押圧前の状態を示す顕微鏡写真、（ｂ）は押圧後の状態を示す顕微鏡写真 （ａ），（ｂ）は導電糸として利用可能なＳＣＹの説明図 伸縮性配線部材が配された衣類（手袋）の説明図

以下、本発明による伸縮性配線部材、伸縮性配線部材の製造方法、及び伸縮性配線付布帛を図面に基づいて説明する。

［伸縮性配線部材の構成］
図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、伸縮性配線部材１は、伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材１０と、第１帯状絶縁基材１０の一方の面に配された導電糸３０と、導電糸３０を覆うように第１帯状絶縁基材１０に対向配置され、対向面が導電糸３０の両側で第１帯状絶縁基材１０に接合された伸縮性を示す第２帯状絶縁基材２０とを備えている。

平坦姿勢の第１帯状絶縁基材１０の上面に配された導電糸３０が、第２帯状絶縁基材２０によって上方からドーム状に被覆され、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０は導電糸３０に沿って両側に所定幅の平坦な端縁部２が形成されている。平坦な端縁部２を含めて第１絶縁基材１０の他方の面が取付対象に対する接合面１０Ｃとなる。

なお、図２（ａ）及び図３（ａ）には、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０の間に１本の導電糸３０が配され、導電糸３０の両側に端縁部２が形成されている例が示されているが、図３（ｂ）に示すように、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０の間に複数本の導電糸３０（図３（ｂ）では２本の導電糸３０）が長手方向に並列に配されるような場合には、伸縮性配線部材１の最も外側の各導電糸３０に沿って一側に端縁部２が形成される。即ち、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０は導電糸３０に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成されていればよい。

第２帯状絶縁基材２０は融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層２０Ａ，２０Ｂを備え、第１帯状絶縁基材１０に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層２０Ａの融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層２０Ｂの融点より低温に設定されている。

低融点側の熱可塑性樹脂層２０Ａが、高融点側の熱可塑性樹脂層２０Ａと第１帯状絶縁基材２０との間の接着剤層として機能し、第１帯状絶縁基材１０と第２帯状絶縁基材２０との間に導電糸３０が安定して保持される。

また、第１帯状絶縁基材１０も融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層１０Ａ，１０Ｂを備え、第２帯状絶縁基材２０に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層１０Ｂの融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層１０Ａの融点より高温に設定されている。

低融点側の熱可塑性樹脂層１０Ａが伸縮性配線部材の取付対象、例えば衣服の身生地に対する接着剤層として機能させることができ、別途の接着剤塗布工程などの煩雑な工程が不要になる。

第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０のうち、導電糸３０に沿って両側に形成された端縁部２の幅は、導電糸３０の径を基準とする観点で、導電糸３０の最大径の１．３倍から６倍の範囲に設定されていることが好ましい（図１(ｅ)参照。）。この範囲であれば、第１帯状絶縁基材１０と第２帯状絶縁基材２０とが容易に剥離するようなことがなく、また取付対象に安定姿勢で取り付けることができる。

端縁部２の幅が導電糸３０の最大径の１．３倍未満であれば、衣服などの生地に取付けられた後に受ける引張や曲げなどのストレスに起因して第１帯状絶縁基材１０と第２帯状絶縁基材２０とが剥離する虞があり、端縁部２の幅が導電糸３０の最大径の６倍より広ければ、取り付けられた衣服などの生地に第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０に起因するごわつきが生じて、着心地の低下を招く虞がある。

また、導電糸３０の径にかかわらず、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０のうち、導電糸３０に沿って少なくとも一側に形成された端縁部２の幅は、０．５〜２．０ｍｍに設定されていることが好ましい。端縁部の幅が０．５〜２．０ｍｍに設定されていると、第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが容易に剥離するようなことがなく、また取付対象に安定姿勢で取り付けることができる。

端縁部の幅が０．５ｍｍ未満であれば、衣服などの生地に取付けられた後に受ける引張や曲げなどのストレスに起因して第１帯状絶縁基材と第２帯状絶縁基材とが剥離する虞があり、端縁部の幅が２．０ｍｍより広ければ、取り付けられた衣服などの生地にごわつきが生じて、着心地の低下を招く虞がある。

この様な構成を採用した伸縮性配線部材１であれば、導電糸３０を挟むように第１帯状絶縁基材１０と第２帯状絶縁基材２０が配されて両者が接合されることによって導電糸３０が適切に絶縁被覆される。

また、第２帯状絶縁基材２０が導電糸３０の外周を覆うように第１帯状絶縁基材１０に接合されることにより、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０に導電糸３０に沿って少なくとも一側に形成された所定幅の端縁部２を含めて第１帯状絶縁基材１０が平坦状となる。このような平坦な面が接合面１おＣとなるため、取付対象がどのような形状であっても高い自由度で配線することができ、伸縮性配線基材１に備えた導電糸３０が１本であっても、取付対象に強固且つ安定的に接合できるようになる。

［帯状絶縁基材の構成］
上述した第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０として、ポリウレタン製の熱可塑性樹脂シートが好適に用いられる。例えば、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０として、高融点側のポリウレタン樹脂層１０Ａ，２０Ｂに融点が１５０〜２２０℃のポリウレタン樹脂を、低融点側のポリウレタン樹脂層１０Ｂ，２０Ａの融点が９０〜１５０℃のポリウレタン樹脂を用い、厚さが３０〜２００μｍに構成された複層のポリウレタン樹脂シートを採用することができる。

第２帯状絶縁基材２０の低融点側のポリウレタン樹脂層２０Ａが、第１帯状絶縁基材１０の高融点側のポリウレタン樹脂層１０Ｂと第２帯状絶縁基材２０の高融点側のポリウレタン樹脂層２０Ｂとの間で、導電糸３０を接着固定する接着剤として機能する。また、第１帯状絶縁基材１０の低融点側のポリウレタン樹脂層１０Ａが伸縮性配線部材１の取付対象との間の接着剤として機能する。

なお、上述した高融点ポリウレタン樹脂層の融点の範囲、及び、低融点ポリウレタン樹脂層の融点の範囲は例示であり、この値に限るものではない。また、各ポリウレタン樹脂層の厚みも例示であり、この値に限るものではない。

熱可塑性樹脂シートの材料として、ポリウレタン以外にポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマーなどの熱可塑性エラストマーを採用することも可能である。

なお、図２（ｂ）に示すように、第１帯状絶縁基材１０は高融点側のポリウレタン樹脂層１０Ｂのみで構成されていてもよい。この場合には、伸縮性配線部材１の取付対象となる布帛などの表面と第１帯状絶縁基材１０との間にシート状のホットメルト接着剤１１などを介して熱圧着することにより固定することが可能となる。ホットメルト接着剤として、例えば、ポリウレタン系ホットメルト樹脂、ポリエステル系ホットメルト樹脂、ポリアミド系ホットメルト樹脂、ＥＶＡ系ホットメルト樹脂、ポリオレフィン系ホットメルト樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、湿気硬化型ウレタン系ホットメルト樹脂、反応型ホットメルト樹脂等が挙げられる。

第２帯状絶縁基材２０を高融点側のポリウレタン樹脂層２０Ｂのみで構成し、第１帯状絶縁基材１０の高融点側のポリウレタン樹脂層１０Ｂにさらに低融点ポリウレタン樹脂層を配して、当該低融点ポリウレタン樹脂層を接着剤として機能させてもよい。さらに、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０の対向面の双方に低融点ポリウレタン樹脂層を配してもよい。

［導電糸の構成］
上述した導電糸３０は、伸縮性芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸、伸縮性芯糸または捲付糸に導電性粒子が添加されたカバリング糸、導電性粒子が添加された伸縮糸、金属皮膜伸縮糸の何れかで構成することができる。

この様な導電糸３０を採用すると、第１及び第２帯状絶縁基材１０，２０の伸縮に伴って導電糸３０が伸縮することで、基材の剥離を招くことなく導電糸３０と各帯状絶縁基材１０，２０との接合状態が安定的に維持される。

図５（ａ），（ｂ）には、そのような導電糸３０が例示されている。当該導電糸３０は、伸縮性を有する芯糸３０Ａに金属被覆糸３０Ｂが巻きつけられたカバリング糸で構成され、導電糸３０それ自体が芯糸３０Ａの長手方向に伸縮するように構成されている。カバリング糸としてＳＣＹ、ＤＣＹの何れを採用することも可能であるが、良好な伸縮特性及び伸縮時の電気抵抗値の安定性の観点でＤＣＹを採用することが好ましい。特に下巻き糸と上巻き糸の巻き方向を逆方向とする（例えば下巻きをＳ巻きとする場合には上巻きをＺ巻きとする、あるいは下巻きをＺ巻きとする場合には上巻きをＳ巻きとする）ＤＣＹが好ましい。

芯糸３０Ａとしてポリウレタン糸などの弾性繊維糸で構成されるシングルフィラメント糸、好ましくはマルチフィラメント糸が用いられ、金属被覆糸３０Ｂとして合成樹脂繊維や天然繊維或いは金属線などを芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属皮膜線（メッキ線）を使用するのが好適である。芯には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、マルチフィラメントや紡績糸を採用する方が好ましい。

芯に被着させる金属成分には、例えばアルミ、ニッケル、銅、チタン、マグネシウム、錫、亜鉛、鉄、銀、金、白金、バナジウム、モリブデン、タングステン、コバルト等の純金属やそれらの合金、ステンレス、真鍮等を使用することができる。本実施形態ではナイロンやポリエステルで構成されるマルチフィラメントに銀メッキした糸が用いられている。

芯に金属成分を被着させた金属メッキ糸を用いる以外に、例えば、日本新素材株式会社製のシルベルンＺＡＧ（登録商標）などのように、天然繊維や合成繊維に銀イオンを付着させた銀イオン糸を用いることも可能である。本明細書では、これらを総称して金属被覆糸と表記している。

導電糸３０の繊度は３３ｄｔｅｘ〜１０００ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、７０ｄｔｅｘ〜６５０ｄｔｅｘの範囲であることがより好ましい。また、芯糸３０ａの繊度は３１０ｄｔｅｘ〜１８８０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましく、６２０ｄｔｅｘ〜１２４０ｄｔｅｘの範囲であることがより好ましい。

芯糸３０Ａは引き伸ばされた（ドラフトをかけられた）状態で巻糸を巻きつけられるのが好ましい。芯糸３０Ａに巻きつけられる金属被覆糸の繊度は３３ｄｔｅｘ〜２００ｄｔｅｘが好ましく、４４ｄｔｅｘ〜９０ｄｔｅｘがより好ましい。

導電糸３０として、絶縁性の芯糸に金属や導電性樹脂などの導電材料を被着させた導電材料被着糸、金属線、導電材料が添加された合成繊維糸の何れかを採用することも可能である。例えば、樹脂繊維や天然繊維、或いは金属線等を芯として、この芯に湿式や乾式のコーティング、メッキ、真空成膜、その他の適宜被着法を行って金属成分を被着させた金属被着線（メッキ線）を使用するのが好適である。芯には、モノフィラメントを採用することも可能ではあるが、モノフィラメントよりもマルチフィラメントや紡績糸のほうが好ましい。

図３（ｃ），（ｄ）に示すように、仮に十分な伸縮性が発現しない導電糸３０であっても、例えば第１帯状絶縁基材１０上に周期的に屈曲するような態様で所定方向に沿って導電糸３０を配置することにより基材１０，２０の伸縮が許容されるようになる。図３（ｃ），（ｄ）の上図には、収縮状態の伸縮性配線部材１が示され、図３（ｃ），（ｄ）の下図には、導電糸３０の延出方向に沿って伸張された状態が示されている。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１帯状絶縁基材１０の一方の面に１本の導電糸３０を配して、導電糸３０に沿って両側に所定幅の端縁部２を形成することにより、規模が最小限の伸縮性配線部材１を構成することができる。

また、図３（ｄ）に示すように、第１帯状絶縁基材１０の一方の面に２本の導電糸３０を、間隔を隔てて配し、それぞれの一側に所定幅の端縁部２を形成すれば、一対の電源線と接地線で構成される給電線や一対の信号線と接地線で構成される信号伝達線として有効に活用できる。

［伸縮性配線部材の製造方法］
図１（ａ）から（ｅ）に示すように、上述した伸縮性配線部材１は、伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材１０の一方の面に導電糸３０を所定のパターンで配する配線ステップと（図１（ａ）参照。）、第１帯状絶縁基材１０に対して導電糸３０を覆うように伸縮性を示す第２帯状絶縁基材２０を挟み（図１（ｂ）参照。）、第１帯状絶縁基材１０と第２帯状絶縁基材２０とを接合する接合ステップと（図１（ｃ）参照。）、導電糸３０に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部１Ｃが形成されるように第１帯状絶縁基材１０及び第２帯状絶縁基材２０を切断する切断ステップと（図１（ｄ）参照。）を備えている。

図１（ｃ）に示すように、接合ステップでは、平坦な基台５０に第１帯状絶縁基材１０、導電糸３０、第２帯状絶縁部材２０が配置され、上方から基台５０に向けて加熱部材６０により第２帯状絶縁部材２０が押圧されることにより、第２帯状絶縁部材２０の低融点ポリウレタン樹脂層２０Ｂが第１帯状絶縁部材１０の高融点ポリウレタン樹脂層１０Ｂに熱圧着される。加熱部材６０の表面がクッション性部材で被覆されているため、導電糸３０は第２帯状絶縁基材２０によって上方からドーム状に被覆されるようになる。なお、接合ステップにより導電糸３０が偏平状態に変形することにより、より平坦な伸縮性配線部材１が実現できるようになる。

また、第１帯状絶縁基材１０及び第２絶縁基材２０として、融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備えた帯状絶縁基材を用い、配線ステップで第１帯状絶縁基材１０の高融点側の熱可塑性樹脂層に導電糸３０を配し、接合ステップで第２帯状絶縁基材２０の低融点側の熱可塑性樹脂層を第１帯状絶縁基材１０に対向配置し、高融点側の熱可塑性樹脂層の融点未満で低融点側の熱可塑性樹脂層の融点以上の温度で熱圧着する。

なお、接合ステップで加熱された場合に不用意に溶着しないように、第１帯状絶縁基材１０を構成する低融点側の樹脂層には離形性のよい剥離紙が付されている（図２（ａ）の符号Ｐ参照。）。

図４（ａ）には、芯糸に伸縮性を示すマルチフィラメント（ポリウレタン糸）を採用し、その周囲に導電糸を巻き付けたＤＣＹで構成される導電糸の横断面を示し、押圧前の状態を示す顕微鏡写真が示され、（ｂ）には接合工程による押圧後の状態を示す顕微鏡写真が示されている。

押圧前の芯糸の縦方向径は平均で２９５μｍ、横方向径は３４６μｍであり、押圧後の芯糸の縦方向径は平均で２４５μｍ、横方向径は３４６μｍであることが確認された。押圧により芯糸は偏平に変形するが、横方向径は殆ど変化しない。

上述したように、端縁部２の幅を導電糸３０の最大径の１．３倍から６倍の範囲に設定する場合には、導電糸３０の横方向径である３４６μｍを基準として、０．４ｍｍから２．０ｍｍ範囲に設定される。

［伸縮性配線部材の具体的応用例］
図６には、伸縮性配線付布帛の一例として、伸縮性の布帛を用いて構成された手袋４０に一対の伸縮性配線部材１，１が配された例が示されている。第２指の指先対応部位に伸縮により抵抗値が変化する可変抵抗部材４が配され、可変抵抗部材４の両端部に一対の伸縮性配線部材１，１が電気的に接続されている。伸縮性配線部材１，１の他端部を測定機に接続することで、抵抗値が検出可能に構成されている。例えば、第２指の機能回復訓練などに用いられ、指先の屈伸動作が抵抗値の変化で確認できるようになる。

即ち、伸縮性配線付布帛は、伸縮性を示す布帛と上述した伸縮性配線部材とを備え、当該布帛の一側面に接合面１０Ｃを介して伸縮性配線部材１が接合されている。なお、伸縮性を示す布帛であれば、編地で構成されていても織地で構成されていてもよい。

導電性複合シートの装着対象は手袋に限るものではなく、身体表面と接触する任意の布帛、例えば衣服、帽子、靴下、鉢巻、サポータ、包帯などであってもよく、特に伸縮性を示す布帛が好適である。

本発明による伸縮性配線部材は、身体の各部の動き、体温、心拍数、心電図、筋電図などの生体情報を計測するウェアラブルデバイス用の衣服に装着する信号伝達配線部材として広く活用される。

１：伸縮性配線部材
２：端縁部
１０：第１帯状絶縁基材
１０Ａ：低融点基材
１０Ｂ：高融点基材
１０Ｃ：接合面
２０：第２帯状絶縁基材
２０Ａ：低融点基材
２０Ｂ：高融点基材
３０：導電糸
３０Ａ：芯糸
３０Ｂ：金属被覆糸

Claims (12)

1. 伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材と、
   前記第１帯状絶縁基材の一方の面に配された導電糸と、
   前記導電糸を覆うように前記第１帯状絶縁基材に対向配置され、対向面が前記導電糸の両側で前記第１帯状絶縁基材に接合された伸縮性を示す第２帯状絶縁基材と、
   を備え、
   前記第１及び第２帯状絶縁基材は前記導電糸に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成され、前記第１帯状絶縁基材の他方の面が取付対象に対する接合面となる伸縮性配線部材。
2. 前記第２帯状絶縁基材は融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備え、前記第１帯状絶縁基材に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層の融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層の融点より低温に設定されている請求項１記載の伸縮性配線部材。
3. 前記第１帯状絶縁基材は融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備え、前記第２帯状絶縁基材に接合される一方の面となる熱可塑性樹脂層の融点が他方の面となる熱可塑性樹脂層の融点より高温に設定されている請求項１または２記載の伸縮性配線部材。
4. 前記導電糸に沿って少なくとも一側に形成された端縁部の幅は、前記導電糸の最大径の１．３倍から６倍の範囲に設定されている請求項１から３の何れかに記載の伸縮性配線部材。
5. 前記導電糸に沿って少なくとも一側に形成された端縁部の幅は、０．５〜２．０ｍｍに設定されている請求項１から４の何れかに記載の伸縮性配線部材。
6. 前記導電糸は、伸縮性芯糸に金属被覆糸が巻きつけられたカバリング糸、伸縮性芯糸または捲付糸に導電性粒子が添加されたカバリング糸、導電性粒子が添加された伸縮糸、金属皮膜伸縮糸の何れかで構成されている請求項１から５の何れかに記載の伸縮性配線部材。
7. 前記導電糸は、絶縁性の芯糸に金属や導電性樹脂などの導電材料を被着させた導電材料被着糸、金属線、導電材料が添加された合成繊維糸の何れかで構成されている請求項１から５の何れかに記載の伸縮性配線部材。
8. 前記第１帯状絶縁基材の一方の面に１本の導電糸が配され、前記導電糸に沿って両側に所定幅の端縁部が形成されている請求項１から７の何れかに記載の伸縮性配線部材。
9. 前記第１帯状絶縁基材の一方の面に２本の導電糸が間隔を隔てて配されている請求項１から７の何れかに記載の伸縮性配線部材。
10. 伸縮性を示す平坦状の第１帯状絶縁基材の一方の面に導電糸を所定のパターンで配する配線ステップと、
    前記第１帯状絶縁基材に対して前記導電糸を覆うように伸縮性を示す第２帯状絶端縁部材を挟み、前記第１帯状絶縁基材と前記第２帯状絶縁基材とを接合する接合ステップと、
    前記導電糸に沿って少なくとも一側に所定幅の端縁部が形成されるように前記第１帯状絶縁基材及び前記第２帯状絶縁基材を切断する切断ステップと、
    を備えている伸縮性配線部材の製造方法。
11. 前記第１帯状絶縁基材及び前記第２絶端縁部材として、融点が異なる２層の熱可塑性樹脂層を備えた帯状絶縁基材を用い、
    前記配線ステップで前記第１帯状絶縁基材の高融点側の熱可塑性樹脂層に前記導電糸を配し、
    前記接合ステップで前記第２帯状絶縁基材の低融点側の熱可塑性樹脂層を前記第１帯状絶縁基材に対向配置し、前記高融点側の熱可塑性樹脂層の融点未満で低融点側の熱可塑性樹脂層の融点以上の温度で熱圧着する、
    請求項１０記載の伸縮性配線部材の製造方法。
12. 伸縮性を示す布帛と請求項１から９の何れかに記載の伸縮性配線部材とを備え、前記布帛の一側面に前記接合面を介して前記伸縮性配線部材が接合されている伸縮性配線付布帛。