JP2023104703A - 伸縮導電布帛 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な伸縮性を有しながら、金属皮膜を付与しても伸縮による破断がなく導通性の信頼度を高く保持できる、ウェアラブルデバイス、電磁波シールド材、センサ電極材等として好適に使用可能な伸縮導電布帛を提供することを課題とする。【解決手段】経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物に金属皮膜を付与し、前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向における３０％伸長時応力が１０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする伸縮導電布帛とする。【選択図】図１

Description

本発明は、熱収縮率が異なる２種のポリエステル系樹脂成分からなる複合繊維を含む捲縮糸を少なくとも一部に含む布帛に金属皮膜が付与されている、ウェアラブルデバイス、電磁波シールド材、センサ電極材等として使用可能な伸縮導電布帛に関する。

近年、入出力や通信機能等を有する電子機器を身体に装着した状態で使用することを意図したウェアラブルデバイスが開発されている。そのなかで、導電性を有する布帛は電子部品やセンサ類を実装することによって、ウェアラブルデバイスとして利用することができる。

導電性を有する布帛を用いたウェアラブルデバイスは、それを装着することにより人間や動物の生体信号や動作を計測することができ、医療分野やヘルスケア分野に利用されるほか、環境、建築分野などの多様な産業においてその有用性が注目されている。

布帛に導電性を付与する従来の技術としては、導電性を有する糸を織込んだり編込んだりする手法（例えば特許文献１）、導電性ペーストを印刷する手法（例えば特許文献２）などがある。

しかしながら、導電性を有する糸を織込んだり編込んだりする手法では、特殊な装置を要することや、導電性パターン形状の自由度が低いことなどの問題がある。導電性ペーストを印刷する手法では導電性が不十分となる場合があるため、導電性を上げるために印刷するペーストの量を増やす必要から布帛が硬く重くなる傾向があるという問題があり、さらには布帛の柔軟性に追従できずに割れを生じるおそれもあった。

布地に伸縮性と導電性を付与する技術として、織目又は編目を形成する糸の表面に導電膜を形成した電磁波シールドシートが提案されている（特許文献３）。しかしながら、一般的な仮撚（加工）糸など通常の糸状を用いた織物では伸縮性が不十分となり、編物では伸縮性は十分であるものの伸ばした状態での導通性に問題が生じる。また、編物の場合や弾性糸を用いた場合は伸びが大きくなり過ぎる虞がある。

金属皮膜を含む糸状の伸びが大きすぎると金属皮膜が破断して導通性が低下し、一方、一般的な仮撚加工糸を用いた織物のように伸縮性が不足すれば使用性が低下する。伸縮性や柔軟性に優れ、しかも導通性の信頼度が高い、ウェアラブルデバイス等に適した導電性布帛の開発が望まれている。

なお、伸縮性に優れた布帛として、収縮性の異なる２種のポリエステル系樹脂からなる複合繊維を用いたストレッチ性布帛が提案されているが（例えば特許文献４）、かかるストレッチ性布帛に導電性を付与することにより伸縮性及び導通性の両方に優れた導電性布帛が得られることは知られていない。

特開２０１３－０１９０６４号公報 特開２０１４－１５１０１８号公報 特開平１１－３５４９８１号公報 特開２０１９－１５７３２１号公報

本発明は、十分な伸縮性を有しながら、金属皮膜を付与しても伸縮による破断がなく導通性の信頼度を高く保持できる、電極として好適に使用可能な伸縮導電布帛を提供することを課題とする。

本発明者らは鋭意検討した結果、熱収縮率が異なる２種のポリエステル系樹脂成分からなる複合繊維を含む捲縮糸を少なくとも一部に含む布帛に金属皮膜を付与したものが、十分な伸縮性を有するとともに、付与した金属皮膜が伸縮により破断しにくく高い導電性を維持することができ、ウェアラブルデバイス（電極）用として好適な伸縮導電布帛が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、以下に示す伸縮導電布帛に関する。
（１）経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなり且つ金属皮膜が付与されている布帛であって、前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向における３０％伸長時応力が１０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする、伸縮導電布帛。

（２）前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向において、未伸長時の抵抗値に対する３０％伸長時の抵抗値の増加率が３０％以下であることを特徴とする、（１）に記載の伸縮導電布帛。

（３）前記捲縮糸が、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の組み合わせ、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリトリメチレンテレフタレート樹脂の組み合わせ、及び相互に物性の異なる２種のポリエチレンテレフタレート樹脂の組み合わせからなる群から選択される複合繊維からなることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の伸縮導電布帛。

（４）前記複合繊維の構造が、サイドバイサイド型又は偏心芯鞘型であることを特徴とする、（３）に記載の伸縮導電布帛。

（５）経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなる高伸縮布帛に金属皮膜を付与する工程を含む、伸縮導電布帛の製造方法。

本発明の伸縮導電布帛は、十分な伸縮性を有し、特に金属皮膜付与後の伸縮性に優れるため、付与した金属皮膜が伸縮により破断することがなく高い導通性を維持している。また、曲げ等の形状変化に対する追従性、柔軟性等に優れたものである。このような本発明の伸縮導電布帛は、ウェアラブルデバイス、電磁波シールド材、センサ電極材等に好適に利用することができる。

本発明の伸縮導電布帛の一例を示す顕微鏡写真（平面図）である。

本発明の伸縮導電布帛は、経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなり且つ金属皮膜が付与されている布帛であって、前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向における３０％伸長時応力が１０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする。
なお、以下において金属皮膜付与前の布帛（織物）を「高伸縮布帛」とし、金属皮膜付与後の布帛を「伸縮導電布帛」という。

１．捲縮糸を含む織物
本発明の伸縮導電布帛を構成する布帛は、経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなる。ここで捲縮糸とは、熱加工することによって細かいクリンプを形成し、かさ高さと伸縮性をもたせた弾力性のある糸である。

このような性質を有する捲縮糸であれば特に制限はないが、例えば熱収縮率など収縮性をはじめとする物性の異なる２種以上の樹脂成分を組み合わせた複合繊維を熱処理して得られるものが挙げられる。

複合繊維は、一本のフィラメント糸に２以上の繊維成分を含む繊維であり、このフィラメント糸を単独で又は複数本束ねて糸条とし、布帛形成に使用することができる。

本発明で用いられる複合繊維としては、熱加工等により捲縮するものであれば特に制限されないが、例えば以下の（ａ）～（ｃ）からなる群から選択される複合繊維を用いることができる。

（ａ）ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）の組み合わせ、
（ｂ）ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）とポリトリメチレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ）の組み合わせ、
（ｃ）相互に物性の異なる２種のポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）の組み合わせ

（ａ）の組み合わせからなる複合繊維や（ｂ）の組み合わせからなる複合繊維は、例えば結晶構造の違い、共重合成分の違い、粘度や分子量の違いなどにより熱収縮率（例えばＪＩＳ L１０１７に準拠して測定したフィラメントとしての沸騰収縮率（沸収値））に差が生じることも捲縮する要因の一つとして考えられる。

（ｃ）は同じＰＥＴであるが相互に物性が異なるもの同士の組み合わせである。かかる物性としては、熱収縮率などが挙げられる。（ｃ）の組み合わせからなる複合繊維の例としては、例えば結晶構造の違い、共重合成分の違い、粘度差などにより熱収縮率（沸収値）に差を持たせたＰＥＴ同士の組み合わせが挙げられる。

熱収縮率が異なる２種のポリエチレンテレフタレート樹脂のうち、熱収縮率が相対的に高い方を成分（Ａ）とし、熱収縮率が相対的に低い方を成分（Ｂ）とすると、例えば成分（Ａ）としてフィラメントの沸収値が１０％以上（好ましくは１５％以上）のものを使用し、成分（Ｂ）としてフィラメントの沸収値が１０％未満（好ましくは５％以下）のものを使用することができる。

成分（Ａ）が成分（Ｂ）より相対的に高い熱収縮率を有するものであればその差は特に制限されないが、成分（Ａ）の熱収縮率が成分（Ｂ）の熱収縮率より０．１～４％高くなるように成分（Ａ）と成分（Ｂ）とを組み合わせるのが望ましい。

熱収縮率の異なるポリエステル系樹脂の組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレートと高収縮共重合ポリエステルとの組み合わせ、粘度差のある２種のポリエチレンテレフタレートの組み合わせ等が挙げられる。

高収縮共重合ポリエステルとは、ポリエチレンテレフタレートを構成するジオール成分及び／又はジカルボン酸のなかに、ある種の第３成分（共重合成分）を含有させて収縮率を高めたものである。

高収縮共重合ポリエステルとするために共重合する第３成分としては、例えば、ジエチレングリコール、２，２－ビス［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパン、１，４－ブタンジオール等のジオール化合物、アジピン酸、アゼライン酸、イソフタル酸等のカルボン酸化合物等が挙げられる。

中でも、２，２－ビス［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパン及び／又はイソフタル酸を共重合したポリエステルを用いることが好ましい。この場合、両成分の共重合比率は特に限定するものではないが、２，２－ビス［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパンはジオール成分中に２～６ｍｏｌ％、イソフタル酸はジカルボン酸成分中に４～８ｍｏｌ％とすることが好ましい。

すなわち、熱収縮率及び収縮力を十分発現させる点からは、２，２－ビス［４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル］プロパンの含有量は２ｍｏｌ％以上が好ましく、また、ポリマーの耐光性による変色を避ける点では６ｍｏｌ％以下が好ましい。また、イソフタル酸の含有量は、収縮率を十分に満足させる点では４ｍｏｌ％以上が好ましく、ポリマーの融点及び耐熱性を保ちやすいという点では８ｍｏｌ％以下が好ましい。

また、高収縮ポリエステルの主成分はテレフタル酸とエチレングリコールよりなるポリエステルであるが、その他の成分として染色性改善のモノマーや耐熱性改良の化合物等を含有してもよい。

上記ポリエステル系樹脂成分はいずれも、その製造時あるいは成形加工時に、顔料、艶消し剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制電剤及び有機アミン、有機カルボン酸アミドなどのエ－テル結合抑制剤等、必要に応じて公知の配合剤を種々使用してもよい。

一般に複合繊維は、性質の異なる２種類以上の原料ポリマーを熱溶融し、口金（複合紡糸用ノズル）から紡糸する際に融合させることにより製造される（複合紡糸法）。複合繊維の種類としては、複数（一般には２種）の繊維を同時に紡糸しながら貼り合わせて繊維断面が複数層（一般には二層）になって接合されているサイドバイサイド型や、芯成分を鞘成分でコーティングするように紡糸して芯部と鞘部からなる同心円状とした芯鞘型、芯鞘型のなかでも芯部と鞘部が同心円状ではなく芯部が偏った偏心芯鞘型などが挙げられる。

サイドバイサイド型の接合形態は、本発明において求められる捲縮性能が発現するものであれば、丸断面、繭型、三角断面、Ｙ断面、Ｕ断面、偏平断面等の公知の形状のいずれでもよい。中でも、ほぼ丸断面形状２つが接合した繭型が好適である。

本発明で使用できる複合繊維の構造は特に限定されないが、好ましくはサイドバイサイド型又は偏心芯鞘型が挙げられる。サイドバイサイド型としては、前記２種の異なるポリエステル成分（例えば（ａ）～（ｃ）のいずれかの組み合わせ）を相互に貼り合わせたものが挙げられる。

偏心芯鞘型としては、例えば芯部にＰＥＴを用い鞘部にＰＢＴを用いたもの、芯部にＰＥＴを用い鞘部にＰＴＴを用いたもの、芯部に熱収縮率が相対的に低い成分（Ｂ）を用い鞘部に熱収縮率が相対的に高い成分（Ａ）を用いたもの、などが挙げられる。

このようにして得られる複合繊維（モノフィラメント糸）の太さ（単糸繊度）は、好ましくは３３～３３０ｄｔｅｘ、より好ましくは３３～１１０ｄｔｅｘである。

本発明の複合繊維として好ましいものは、ＰＥＴとＰＢＴとの組み合わせ、ＰＥＴとＰＴＴとの組み合わせ、及びＰＥＴと高収縮共重合ＰＥＴとの組み合わせなどが挙げられる。

本発明の捲縮糸としては、上述した複合繊維を含むマルチフィラメント糸（潜在捲縮マルチフィラメント糸）が熱加工されたものが好適である。熱加工によって細かいクリンプが形成され、かさ高さと伸縮性をもつ弾力性のある糸及びそれからなる高伸縮布帛が得られる。

熱加工前のマルチフィラメント糸（潜在捲縮マルチフィラメント糸）は、複合繊維からなるモノフィラメント糸を複数本束ねたものであり、モノフィラメント糸を溶融紡糸後に複数本束ねる方法や、複数の複合紡糸用ノズルを有する溶融紡糸装置を用いて一度に溶融紡糸する方法など、常法によって製造することができる。

この潜在捲縮マルチフィラメント糸には、上記複合繊維以外の繊維が含まれていてもよい。その他の繊維は、複合繊維と混繊して潜在捲縮マルチフィラメント糸あるいは捲縮糸を構成していてもよい。その他の繊維としては、天然繊維、化学繊維、合成繊維から任意に選択することができるが、後述する金属皮膜形成のためのメッキ処理に耐えうるという点で、合成繊維が好ましく、特にポリエステル系合成繊維が好ましい。

潜在捲縮マルチフィラメント糸の太さ（総繊度）は好ましくは３３～３３０ｄｔｅｘ、より好ましくは３３～１１０ｄｔｅｘであり、フィラメント数は６～９６本であることが好ましい。

潜在捲縮マルチフィラメント糸の熱加工は、布帛（織物、編物など）を形成する前の糸状の状態で行われてもよく、熱加工前の潜在捲縮マルチフィラメント糸を用いて布帛を形成した後に、布帛の状態で熱加工してもよい。好ましくは、潜在捲縮マルチフィラメント糸を用いて布帛を形成した後に、布帛の状態で熱加工を施す。熱加工の方法としては、好ましくは熱水中に浸漬する方法が採られる。

本発明に用いられる捲縮糸としては、ＰＥＴ／ＰＢＴ複合繊維を用いた糸として蝶理ＭＯＤＡ株式会社製のＴＥＸＢＲＩＤ（登録商標）、信友株式会社製のＦｌｅｘＦｕｓｉｏｎ（登録商標）、ＰＥＴ／ＰＴＴ複合繊維を用いた糸として帝人フロンティア株式会社製のソロテックス（登録商標）、東レ・オペロンテックス株式会社製のライクラ（登録商標）Ｔ４００、ＰＥＴ／ＰＥＴ複合繊維を用いた糸としてＫＢセーレン株式会社製のエスパンディ（登録商標）などの市販品を用いることができる。

本発明の伸縮導電布帛を構成する布帛は織物からなる。織物であれば、伸びが大きくなりすぎないため、伸びによる変形の際に導電性が低下しない（抵抗値が増大しない）という利点がある。本発明の織物は、その構成繊維（経糸及び／又は緯糸）の少なくとも一部に上述した捲縮糸を含む高伸縮布帛である。

織物としての組織は平織、綾織、朱子織などいずれでもよい。斜め方向に伸長した場合の組織のズレが少ない点から、平織が好ましい。

本発明の織物は、構成繊維の少なくとも一部に捲縮糸を含むが、織物を構成する繊維全体に対する捲縮糸の割合は、好ましくは２０～１００質量％、特に好ましくは２５～４５質量％である。

織物を構成する繊維（糸状）には、前記捲縮糸以外の繊維（糸状）を含むこともできる。その他の繊維は特に限定せず、天然繊維、化学繊維、合成繊維から任意に選択することができる。メッキに耐えうるという点では合成繊維、特にポリエステル系繊維が好ましい。

その他の繊維は、捲縮糸とは別の糸を構成し、織物を形成する際に交織するのが望ましい。例えば緯糸として捲縮糸とその他の繊維から成る糸とを一本ずつ交互に挿入して織りあげる、などが考えられる。

本発明の織物は、経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む。経糸及び緯糸の両方に前記捲縮糸を含んでいてもよく、経糸と緯糸のいずれか一方のみに前記捲縮糸を含んでいてよい。経糸／緯糸の両方に捲縮糸を用いた織物であれば、二方向に糸の連続性を保てるため、伸長方向によらず導電性の保持が期待できる。

織物を構成する経糸又は緯糸における捲縮糸の割合は特に制限されないが、１０～１００質量％が捲縮糸であることが好ましい。経糸と緯糸のそれぞれにおける捲縮糸の割合は同じであっても異なっていてもよい。

経糸に捲縮糸を用いる場合、経糸全体が捲縮糸であってもよく、一部のみが捲縮糸であってもよい。経糸の１０～１００質量％が捲縮糸であることが好ましい。緯糸に捲縮糸を用いる場合、緯糸全体が捲縮糸であってもよく、一部のみが捲縮糸であってもよい。緯糸の１０～１００質量％が捲縮糸であることが好ましい。

本発明の伸縮導電布帛を構成する布帛は、経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物（高伸縮布帛）からなるが、それは前記潜在捲縮マルチフィラメント糸を用いて製織し、その後熱加工することによって捲縮糸を含む織物（高伸縮布帛）とすることができる。製織した織物を熱加工する方法としては、熱水中に織物を浸漬する方法が挙げられ、その場合熱水（１００℃）に１～９０分浸漬するのが好ましいが、特に制限されない。

なお、予め潜在捲縮マルチフィラメント糸を熱加工した捲縮糸を用いて製織することによって、経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物とすることもできる。

捲縮糸を含む織物（高伸縮布帛）を構成する繊維全体に対する捲縮糸の割合や織物の構造にもよるが、熱加工後の織物（高伸縮布帛）の収縮率は、好ましくは１０～５０％である。なお、織物の熱収縮率は、ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．３９ Ｂ法（沸騰水浸せき法）で測定することができる。

高伸縮布帛の伸縮性は特に制限されないが、経糸及び／又は緯糸のうち捲縮糸を少なくとも一部に含む糸の方向（以下、「捲縮糸を少なくとも一部に含む経糸及び／又は緯糸の方向」）における伸長率（破断伸度）は３０％以上であることが好ましく、より好ましくは３０～９０％である。なお、本発明における布帛の伸長率（破断伸度）はサンプル幅（つかみ幅）を１０ｍｍとした以外はＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１４ Ｂ法（グラブ法）に準拠して測定した値である。

前記高伸縮布帛は、経糸密度５０～２００本／インチ、緯糸密度４０～２００本／インチであることが好ましく、より好ましくは、かかる織り密度を有する平織である。

２．金属皮膜
本発明の伸縮導電布帛には、金属皮膜が付与されている。金属皮膜の層構成は特に制限されないが、１層又は２層であることが好ましい。皮膜の厚みが大きくなりすぎず、布帛の風合いを保ち、かつ製造コストを抑えることができる。金属皮膜が２層からなる場合は、該２層が同種の金属を用いて異なる方法で形成されたものであってもよく、また異なる金属からなる２層であってもよい。

金属皮膜を構成する金属種としては、銅、ニッケル、金、銀、錫、亜鉛、鉄、コバルト等が挙げられる。このうち銅、銀、又は銅とニッケル（２層皮膜）が好ましい。

金属皮膜の金属付与量は、好ましくは５～６０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１７～４３ｇ／ｍ^２であるが、これに限定されない。２層の金属皮膜が形成されている場合、１層目の金属皮膜の膜厚は好ましくは５～５０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１５～３５ｇ／ｍ^２であり、２層目の金属皮膜の膜厚は好ましくは１～２０ｇ／ｍ^２、より好ましくは２～８ｇ／ｍ^２である。

３．伸縮導電布帛
本発明の伸縮導電布帛（金属皮膜が付与された布帛）の目付は４０～２３０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、４０～１７０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。また、金属皮膜の金属付与量は、５～６０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１７～４３ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。また、金属皮膜の金属付与率は、伸縮導電布帛全量に対し、好ましくは１０～６０質量％、より好ましくは１７～４５質量％である。

本発明の伸縮導電布帛の厚みは、好ましくは０．１０～０．６５ｍｍ、より好ましくは０．１５～０．３５ｍｍである。
本発明の伸縮導電布帛は伸縮性に優れており、経糸及び／又は緯糸の方向（すなわち、経糸方向及び緯糸方向の少なくとも一方向）の伸長率（破断伸度）は３０％以上であることが好ましく、より好ましくは３０～９０％である。なお、本発明における布帛の伸長率（破断伸度）はサンプル幅（つかみ幅）を１０ｍｍとした以外はＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１４ Ｂ法（グラブ法）に準拠して測定した値である。

本発明の伸縮導電布帛の経糸及び／又は緯糸の方向（すなわち、経糸方向及び緯糸方向の少なくとも一方向）における３０％伸長時応力は、１０Ｎ／ｃｍ以下であり、好ましくは７Ｎ／ｃｍ以下、より好ましくは５Ｎ／ｃｍ以下である。３０％伸長時応力の下限は特に限定されないが、好ましくは０．１Ｎ／ｃｍ以上である。ここで、「経糸及び／又は緯糸の方向」とは経糸方向及び緯糸方向のいずれか一方向あるいは両方向をいう。

より望ましくは、経糸及び／又は緯糸のうち、捲縮糸を少なくとも一部に含む糸の方向（捲縮糸を少なくとも一部に含む経糸及び／又は緯糸の方向）の少なくとも一方向において、前記３０％伸長時応力が１０Ｎ／ｃｍ以下であり、好ましくは７Ｎ／ｃｍ以下、より好ましくは５Ｎ／ｃｍ以下である。

３０％伸長時応力は布帛の伸びやすさを示すものであり、値が低いほど伸びやすいことを示している。本発明の伸縮導電布帛（金属皮膜付与後）は格別に伸びやすいため取り扱いが容易であり、伸ばす際に過度の応力を必要としないため金属皮膜の破断が起きにくい。

なお、伸長時応力の測定は、破断伸度の測定方法及び条件と同様の方法及び条件で試料を伸長させ、破断にいたる前の途中段階で応力値を読み取ることにより測定される。本発明における伸長時応力は、サンプル幅及びつかみ幅を１０ｍｍとした以外はＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１４ Ｂ法（グラブ法）に準拠して測定した値、すなわちチャック間距離１００ｍｍ、サンプル幅（つかみ幅）１０ｍｍ、引張速度１５０ｍｍ／分で測定した値である。

伸縮導電布帛の導電性は特に限定されないが、経糸方向及び緯糸方向の少なくとも一方向において、未延伸時の抵抗値（電極間距離５０ｍｍ）が０．００１～１００Ω、未伸長時の抵抗値に対する３０％伸長時の抵抗値の増加率が＋３０％以下であることが好ましい。

より好ましくは、経糸及び／又は緯糸のうち、捲縮糸を少なくとも一部に含む糸の方向（捲縮糸を少なくとも一部に含む経糸及び／又は緯糸の方向）の少なくとも一方向において、未延伸時の抵抗値（電極間距離５０ｍｍ）が０．００１～１００Ω、未伸長時の抵抗値に対する３０％伸長時の抵抗値の増加率が＋３０％以下であることが好ましい。

すなわち本発明の伸縮導電布帛は、伸長時においても抵抗値が著しく増加することがなく導電性が安定し、高い導通性を維持することができる。なお、未延伸時の抵抗値は任意のミリオームテスターを用い、サンプル幅１０ｍｍ、電極間距離５０ｍｍ（初期）で測定した値である。また、伸長時の抵抗値測定は、上述した伸長時応力の測定と同様に試料を伸長させ、所定の伸長率に達したタイミングでミリオームテスターの測定用電極をサンプルに接触させることによって行うことができる。例えば３０％伸長時の抵抗値は、伸長時応力の測定と同様の方法で伸長させ、３０％伸長したタイミングでミリオームテスターを用いて測定することができる。

４．伸縮導電布帛の製造方法
本発明の伸縮導電布帛は、捲縮糸を少なくとも一部に含む織物からなる高伸縮布帛に金属皮膜を付与する工程を含む方法で製造することができる。

（１）高伸縮布帛の製造工程
上述した潜在捲縮マルチフィラメント糸を製織することによって得られる織物を熱加工することで、捲縮糸を少なくとも一部に含む織物からなる高伸縮布帛が得られる。織物を熱加工する方法としては、熱水中に織物を浸漬する方法が挙げられる。その場合、熱水（１００℃）に１～９０分間分間浸漬する方法が挙げられるが、これに限定されない。

また、潜在捲縮マルチフィラメント糸をあらかじめ熱加工してから織物を形成することによっても本発明の高伸縮布帛を得ることができる。好ましくは、潜在捲縮マルチフィラメント糸を用いて織物を形成したのち熱加工する方法が挙げられる。

このようにして得られる高伸縮布帛（金属皮膜付与前の布帛）の厚みは特に限定されないが、好ましくは０．１０～０．６５ｍｍ、より好ましくは０．１５～０．３５である。
高伸縮布帛が織物の場合、経糸密度５０～２００本／インチ、緯糸密度４０～２００本／インチであることが好ましく、より好ましくはかかる織り密度を有する平織である。

得られた高伸縮布帛の伸縮性は特に制限されないが、縦糸方向及び／又は緯糸方向の少なくとも一方向の伸長率が３０～６０％であることが好ましい。また、高伸縮布帛の３０％伸長時応力は８Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５Ｎ／ｃｍ以下である。

（２）金属皮膜の付与工程
本発明の捲縮糸を少なくとも一部に含む織物からなる高伸縮布帛に金属皮膜を付与する方法としては、蒸着法、スパッタリング法、電気メッキ法、無電解メッキ法等が挙げられる。これらのうち電気メッキ法及び／又は無電解メッキ法が好ましい。金属皮膜の均一性や導電性等を考慮すると、無電解メッキ法又は無電解メッキと電気メッキとを組み合わせた方法が特に好ましい。

金属皮膜を１層形成する場合は、無電解メッキ法を採用するのが好ましい。金属皮膜を２層形成する場合は、無電解メッキと電気メッキとを組み合わせた方法を採用するのが好ましい。２層積層する場合は同種の金属を２層積層してもよく、また異なる金属を積層してもよい。金属皮膜の付与に用いる金属種としては、銅、ニッケル、金、銀、錫、亜鉛、鉄、コバルト等が挙げられ、このうち銅、銀、又は銅とニッケル（２層）が好ましい。

本発明において特に好ましい金属メッキ方法は、無電解銅メッキ処理に続いて電気ニッケルメッキ処理を行うことにより、銅とニッケルの２層の金属メッキ層を積層させる方法である。

（３）無電解メッキ処理
無電解メッキ処理は、公知の方法が用いられる。高伸縮布帛に無電解メッキ用触媒を付与し活性化させる前処理を行った後、所望の金属を含む無電解メッキ処理液を接触させて金属皮膜を析出させる。

無電解メッキ用触媒としては、還元してメッキ触媒活性を有する金属となりうる金属イオンを含む溶液が挙げられる。メッキ触媒活性を有する金属としては銅、ニッケル、銀、スズ、ロジウム、パラジウム、金、白金を例示することができるが、メッキ触媒活性が高いパラジウムを用いることが好ましい。

還元してメッキ触媒活性を有する金属となりうる金属イオンとして特に好ましいものはパラジウムイオンである。パラジウムイオンを生成する化合物の例としては、塩化パラジウム、臭化パラジウム、酢酸パラジウム、硫酸パラジウム、硝酸パラジウム、パラジウムアセチルアセトナート、酸化パラジウムが挙げられる。中でも一般的触媒として広く用いられている塩化パラジウムは入手が比較的容易であるため好適に用いられる。

金属イオン含有溶液に用いられる溶媒は特に限定されないが、好ましくは水である。
前記金属イオン含有溶液中の金属イオン濃度は、１０～８０ｇ／Ｌが好ましく、より好ましくは２０～５０ｇ／Ｌである。

高伸縮布帛を金属イオン含有溶液に接触させるときの反応温度は１０℃～８０℃、好ましくは１０℃～５０℃である。金属イオン含有溶液の接触時間は、１０秒～８００秒が好ましく、より好ましくは３０秒～５００秒である。

金属イオン含有溶液に接触させた後は、高伸縮布帛を水洗し、非特異的に付着した金属イオンを除去することが好ましい。水洗方法としては公知の洗浄方法を適用することができる。

還元方法としては、金属イオンを吸着させた布帛を、還元剤を含む酸性処理液（以下、還元処理液という）に接触させる方法が好ましい。ここで還元剤を含む酸性処理液に用いる還元剤としては、ジメチルアミンボラン、次亜リン酸ナトリウム、ヒドラジン、ジエチルアミン、アスコルビン酸、ホウフッ化水素酸（テトラフルオロホウ酸）等が挙げられる。

また、還元処理液の還元剤濃度は、５～２０ｇ／Ｌが好ましい。還元処理液に使用される溶媒は、特に限定されないが、水等が好ましい。還元処理液のｐＨは、好ましくは６以下、より好ましくは２～６、更に好ましくは３～５．９である。

高伸縮布帛を還元処理液に接触させる時間は、３０秒～６００秒、好ましくは６０秒～３００秒である。接触温度は１０℃～８０℃、好ましくは３０℃～５０℃である。還元処理液に接触させた後、布帛を水洗し、非特異的に付着した還元剤を除去する。還元処理の後、必要に応じて洗浄、乾燥をすることにより、メッキ触媒活性を有する布帛を得ることができる。

無電解メッキ処理の方法としては公知の無電解メッキ法を用いることができる。無電解メッキ用金属としては、銅、ニッケル、スズ、及び銀からなる群から選択される少なくとも１種の金属またはこれらの合金（たとえば銅とスズの合金など）が挙げられる。好ましくは銅及びニッケルであり、特に好ましくは銅である。

無電解メッキには既存のメッキ浴を使用することができ、このメッキ浴に前記布帛を浸漬すればよい。無電解メッキの反応時間と温度は、メッキ膜厚に応じて適宜調整することができるが、好ましいメッキ時間は１～２０分であり、好ましい温度は３０～５０℃である。

無電解メッキ処理により形成される金属皮膜としては、銅皮膜が好ましい。無電解メッキ処理によって得られる金属皮膜の金属量は、好ましくは５～６０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１７～４３ｇ／ｍ^２である。

無電解メッキ膜を形成後は、必要に応じて布帛を水洗し非特異的に付着したメッキ液を除去することができる。

（４）電気メッキ処理
上記無電解メッキ処理後に電気メッキ処理を行う場合、一般的な電気メッキ法に従うことができる。電気メッキ法として好ましくは電気ニッケルメッキ法が用いられる。電気ニッケルメッキ法に利用されるメッキ液は、金属供給源として硫酸ニッケル溶液を用いることができる。市販されている電気ニッケルメッキ液を利用してもよい。電気メッキ液には、各種界面活性剤や光沢剤、酸化防止剤等が添加されていてもよい。

電気メッキの各条件は特に限定されず所望の厚さの金属メッキ層を形成できる範囲で設定されていればよい。一般的な条件を挙げると、メッキ液の温度は２０～４０℃、電流密度は０．３～５．０Ａ／ｄｍ^２、処理時間は３０～６００秒間とすることができる。

電気メッキ処理により形成される金属皮膜としては、好ましくはニッケル皮膜である。電気メッキ処理によって得られる金属皮膜の金属量は、好ましくは５～６０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１７～４３ｇ／ｍ^２である。

以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何らの制限を受けるものではない。

＜実施例１＞
（１）糸状
布帛を作製するに当たり、糸状としては、経糸としてポリエチレンテレフタレート糸（５５．６ｄｔｅｘ／３６フィラメント）からなる仮撚加工糸、緯糸としてポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートとのサイドバイサイド型複合繊維からなる潜在捲縮マルチフィラメント糸（５５．６ｄｔｅｘ／３６フィラメント；蝶理（株）社製）を用意した。

（２）高伸縮布帛
前記マルチフィラメント糸を用いて織物（平織、経糸密度：８２本／インチ、緯糸密度５２本／インチ）を作製した。得られた布帛（平織物）を熱水（１００℃）中に５分間浸漬して熱加工し、クリンプを形成させた。布帛全量に対する捲縮糸の割合は３９質量％である。

この布帛の伸縮性（破断伸度）は経方向が３３％、緯方向が８５％である。また、この布帛の３０％伸長時応力は、経方向が９．２Ｎ／ｃｍ、緯方向が０．５Ｎ／ｃｍである。
なお、本実施例における破断伸度は、株式会社島津製作所製オートグラフ（ＡＧ－ＩＳ）を用い、サンプル幅１０ｍｍ、引張速度１５０ｍｍ／分で測定した。また、３０％伸長時応力は株式会社島津製作所製オートグラフ（ＡＧ－ＩＳ）を用い、サンプル幅１０ｍｍ、引張速度１５０ｍｍ／分で測定した。

（３）金属皮膜の形成
得られた布帛を塩化パラジウム０．２ｇ／Ｌ、塩化第一錫１２．５ｇ／Ｌ、３６％塩酸２５０ｍｌ／Ｌを含む２０℃の処理水溶液に２分間浸漬後、水洗をした。続いて、布帛を酸濃度０．１Ｎのホウ弗化水素酸に４０℃で２分間浸漬後、水洗をした。次に塩化銅８．２ｇ／Ｌ、３７％ホルマリン９ｍｌ／Ｌ、３２％水酸化ナトリウム３３ｍｌ／Ｌから成る無電解銅メッキ液に４０℃で３分間浸漬後、水洗した。

続いて、硫酸ニッケル３００ｇ／Ｌ、クエン酸ナトリウム３０ｇ／Ｌ、ｐＨ５．５の電気ニッケルメッキ液に２５℃、３分間、電流密度０．５Ａ／ｄｍ^２で浸漬しニッケルを積層させた後水洗・乾燥して、銅メッキ層とニッケルメッキ層の２層の金属メッキ層を有し、全体の厚みが０．２ｍｍの伸縮導電布帛を得た。
得られた伸縮導電布帛の目付は７５ｇ／ｍ^２であり、伸縮導電布帛全量に対する金属皮膜の金属付与率は３０質量％であった。

（４）各物性の評価
得られた伸縮導電布帛の顕微鏡写真（平面図）を図１に示す。この写真はデジタルマイクロスコープ装置（株式会社ＨｉＲＯＸ製）を用いて倍率１４０倍で撮影したものである。

得られた伸縮導電布帛を緯方向に伸長したときの伸長率（破断伸度）は８５％である。なお、伸長率（破断伸度）は株式会社島津製作所製オートグラフ（ＡＧ－ＩＳ）を用い、サンプル幅（つかみ幅）１０ｍｍ、引張速度１５０ｍｍ／分で測定した。

また、伸長時応力は株式会社島津製作所製オートグラフ（ＡＧ－ＩＳ）を用い、サンプル幅（つかみ幅）１０ｍｍ、引張速度１５０ｍｍ／分で緯方向に伸長し、１０％伸長時、２０％伸長時、３０％伸長時及び４０％伸長時における応力を測定した。

得られた伸縮導電布帛の抵抗値（４０％伸長時）は０．３０Ωである。また、０％伸長時（初期値）、１０％伸長時、２０％伸長時、及び３０％伸長時における抵抗値も求めた。抵抗値は日置電機株式会社製ミリオームテスター（ＲＭ―３５４５）を用い、サンプル幅１０ｍｍ、電極間距離５０ｍｍ（初期）で測定した。結果を表１に示す。

＜比較例＞
経糸及び緯糸をいずれもポリエチレンテレフタレート糸（５５．６ｄｔｅｘ／３６フィラメント）からなる仮撚加工糸とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。

本発明の伸縮導電布帛は、十分な伸縮性を有するとともに、付与した金属皮膜が伸縮により破断することがなく高い導通性を維持することができる。また、曲げ等の形状変化に対する追従性、柔軟性等に優れている。このような本発明の伸縮導電布帛は、ウェアラブルデバイス、電磁波シールド材、センサ電極材等に好適に利用することができる。

Claims (5)

1. 経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなり且つ金属皮膜が付与されている布帛であって、前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向における３０％伸長時応力が１０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする、伸縮導電布帛。
2. 前記経糸及び／又は緯糸の少なくとも一方向において、未伸長時の抵抗値に対する３０％伸長時の抵抗値の増加率が＋３０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の伸縮導電布帛。
3. 前記捲縮糸が、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂の組み合わせ、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリトリメチレンテレフタレート樹脂の組み合わせ、及び相互に物性の異なる２種のポリエチレンテレフタレート樹脂の組み合わせからなる群から選択される複合繊維からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の伸縮導電布帛。
4. 前記複合繊維の構造が、サイドバイサイド型又は偏心芯鞘型であることを特徴とする、請求項３に記載の伸縮導電布帛。
5. 経糸及び／又は緯糸の少なくとも一部に捲縮糸を含む織物からなる高伸縮布帛に金属皮膜を付与する工程を含む、伸縮導電布帛の製造方法。
   
   

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