JP2023104812A - 下衣 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、その外側に配置されている基材生地を備えた下衣を前提とし、かつ、しっかりと固定しつつも自在な伸縮を阻害しない伸縮性センサーを備えた下衣を提供する。【解決手段】着用者の呼吸状態を測定可能な下衣であって、下衣本体と、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地８と、前記帯状伸縮芯地８の外側に配置されている基材生地２ｂと、前記基材生地２ｂの外側に配置されておりウエスト周り方向に延在している伸縮センサー３と、を有しており、前記基材生地２ｂのうち前記伸縮センサー３が配置されているセンサー配置領域は、前記帯状伸縮芯地８に固定されていない下衣。【選択図】図３

Description

本発明は、着用者の呼吸状態を測定可能な下衣に関するものである。

近年、ヘルスモニタリング分野や医療分野、療育分野、リハビリテーション分野において、ウェアラブル生体情報計測装置（センシングウェア）が注目されている。ウェアラブル生体情報計測装置とは、生体情報計測装置が、例えばベルト、ストラップなどに設けられており、これらを着用することによって心電図などの生体情報を簡便に計測できる装置である。生体情報計測装置としては、例えば、着用者の肌に接触する生体情報計測用の電極が形成されているものが知られている。

衣類型のウェアラブル生体情報計測装置の場合は、身頃生地に電極が設けられており、この衣類を着用して日常生活を過ごすことによって、日常の様々な状況における呼吸状態に関する情報を計測できる。例えば特許文献１の図９～図１１のように、上衣や下衣に伸縮性センサーが取り付けられているウェアラブル生体情報計測装置が知られている。伸縮性コンデンサにより、四肢の運動、体系、呼吸、咀嚼、嚥下、脈動、胎動などの生体変位を検知することができる。

国際公開第２０２１／１９９５９９号（図９～図１１）

伸縮センサーは、センサーの伸縮度合いをセンシングするものであるため、衣服への固定については、しっかりと固定しつつも自在な伸縮を阻害しないための細心の注意を払わなければならないはずである。本発明の発明者らは、これまでよく適用されてきた１枚生地のアンダーシャツや１枚生地のアンダーパンツではなく、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、その外側に配置されている基材生地を備えた、どちらかと言えばアウターパンツをターゲットにして伸縮センサーの適切な固定方法を模索してきた。
本発明は、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、その外側に配置されている基材生地を備えた下衣を前提とし、かつ、しっかりと固定しつつも自在な伸縮を阻害しない伸縮性センサーを備えた下衣を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、その外側に配置されている基材生地を備えた下衣に様々な方法で伸縮性センサーを固定する試験をした。その結果想到した本発明の実施の形態に係る下衣は下記［１］の通りのものであり、より好ましくは下記［２］～［１０］の通りのものである。

［１］着用者の呼吸状態を測定可能な下衣であって、下衣本体と、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、前記帯状伸縮芯地の外側に配置されている基材生地と、前記基材生地の外側に配置されておりウエスト周り方向に延在している伸縮センサーと、を有しており、前記基材生地のうち前記伸縮センサーが配置されているセンサー配置領域は、前記帯状伸縮芯地に固定されていない下衣。

上記［１］の構成のように、基材生地のうち伸縮センサーが配置されているセンサー配置領域は帯状伸縮芯地に固定されていない構成をとることにより、伸縮センサーの伸縮自由度を高めることができる。

［２］前記基材生地は、前記センサー配置領域に対してウエスト周り方向の一方側および他方側において前記帯状伸縮芯地に固定されている［１］に記載の下衣。

［３］前記基材生地は、前記センサー配置領域に対して身長方向の一方側および他方側において前記帯状伸縮芯地に固定されていない［２］に記載の下衣。

［４］前記伸縮センサーは、一端部に第１電極部材を有しており、該第１電極部材と前記基材生地との間にはクッションパッドが形成されており、該クッションパッドは前記基材生地には縫着されているが前記帯状伸縮芯地には縫着されていない［１］～［３］のいずれか一項に記載の下衣。

［５］前記伸縮センサーは、ウエスト周り方向に延在している少なくとも一つのコンデンサと、前記コンデンサを覆う保護フィルムとを有しており、前記コンデンサの延在方向の他端部側では、前記保護フィルムが前記コンデンサの端部よりもウエスト周方向の遠位に延在する延在部が形成されており、該延在部において前記保護フィルムと前記基材生地とが縫着されている［１］～［４］のいずれか一項に記載の下衣。

［６］前記延在部の周方向長さは、前記コンデンサの幅よりも長い［５］に記載の下衣。

［７］前記保護フィルムの周縁部は、前記基材生地に縫着されている［５］または［６］に記載の下衣。

［８］前記伸縮センサーは前記一端部側に設けられている第２電極部材をさらに有しており、前記クッションパッドは前記第１電極部材および前記第２電極部材と前記基材生地との間に配置されており、前記クッションパッドの剛性は、前記基材生地の剛性よりも高い［４］～［７］のいずれか一項に記載の下衣。

［９］前記基材生地の外側にはフラップ生地が形成されており、該フラップ生地には留め具が形成されており、該留め具の身長方向の位置は、前記帯状伸縮芯地の下端よりも下側である［１］～［８］のいずれか一項に記載の下衣。

［１０］前記帯状伸縮芯地は、ウエスト周りに配置されており、かつ、前記帯状伸縮芯地の一端部と他端部は後身頃において一部が重ねられて固定されている［１］～［９］のいずれか一項に記載の下衣。

本発明によれば、ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、その外側に配置されている基材生地を備えた下衣を前提とし、かつ、伸縮性センサーをしっかりと固定しつつも自在な伸縮を阻害しない伸縮性センサーを備えた下衣を提供できるものである。

図１は、本発明の実施の形態に係る下衣の平面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る下衣の平面図であり、図１における伸縮性センサー付近を拡大したものである。 図３は、図２における下衣のＩＩＩ―ＩＩＩ断面図である。 図４は、図２における下衣のＩＶ―ＩＶ断面図である。

以下、下記実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・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勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。また、図面における種々部材の寸法は、本発明の特徴の理解に資することを優先しているため、実際の寸法とは異なる場合がある。

以下、図１～４を参照して本発明の実施の形態に係る下衣の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る下衣の平面図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態に係る下衣１は、下衣本体２と、下衣本体２に取り付けられている伸縮性センサー３を有しているものであり、着用者の呼吸状態を測定可能である。

図２も同じく本発明の実施の形態に係る下衣１の平面図であるが、図１における伸縮性センサー３付近を拡大したものである。図３は、図２における下衣のＩＩＩ―ＩＩＩ断面図であり図面に向かって下側が着用者側である。図４は、図２における下衣のＩＶ―ＩＶ断面図であり図面に向かって左側が着用者側である。図３および図４に示されるように、下衣１は下衣本体２のウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地８と、帯状伸縮芯地８の外側に配置されている基材生地２ｂと、基材生地２ｂの外側に配置されておりウエスト周り方向に延在している伸縮センサー３とを有している。基材生地２ｂのうち、伸縮センサー３により覆われている部分、すなわち伸縮センサー３が配置されているセンサー配置領域Ａは、帯状伸縮芯地８に固定されていない。他方、基材生地２ｂのうちセンサー配置領域Ａ以外の領域（センサー非配置領域Ｂ）では基材生地２ｂは帯状伸縮芯地８に固定されていてもよい。例えば図３に示されるように、基材生地２ｂは、センサー配置領域Ａに対してウエスト周り方向（ａ軸方向）の一方側において帯状伸縮芯地８に縫い糸９ａによって固定され、他方側において帯状伸縮芯地８に縫い糸９ｂによって固定されていてもよい。このような構成により、伸縮性センサー３を基材生地２ｂに固定しつつも自在な伸縮を阻害しない。そのため、着用者の呼吸状態に応じた正しい信号を伸縮性センサー３から受け取ることができる。

図４に示すように、基材生地２ｂは、センサー配置領域Ａに対して身長方向の一方側および他方側において帯状伸縮芯地８に固定されていない。これにより、伸縮性センサー３の自在な伸縮を確保することができる。なお、縫い糸９ｃおよび９ｄは伸縮センサー３を積層している基材生地２ｂと伸縮センサー３を積層していない基材生地２ｂとを縫製するものである。縫い糸９ｃおよび９ｄは、センサー非配置領域Ｂに存在するものである限り帯状伸縮芯地８も含めて縫い付けるものであってもよいが、伸縮センサー３の伸縮自在性を高めるためには、図４に示すように帯状伸縮芯地８には縫い付けられておらず基材生地２ｂ同士を縫い付けるものであるほうが好ましい。

伸縮センサー３は、着用者が息を吸い込んだときにはウエスト周り方向（ａ軸方向）に伸張し、逆に着用者が息を吐いたときにはウエスト周り方向に収縮する。伸縮センサー３はこのようにして着用者の呼吸状態を検知するものである。伸縮センサー３は伸縮距離に対応した電気信号を生成可能なデバイスであり、種々のものを利用することができるが、例えば後述する静電容量型の伸縮センサーを利用することができる。

以下、伸縮センサー３が静電容量型のセンサーである場合の一実施態様について図３および図４を用いて説明する。図３および図４に示されるように、伸縮センサー３は、ウエスト周り方向に延在しているコンデンサ４と、コンデンサ４の延在方向の一端部側に設けられている第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃと、第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃと基材生地２ｂとの間に配置されているクッションパッド７と、コンデンサを覆う保護フィルム５とコンデンサ４を下から覆う下地フィルム１５とを有している。コンデンサ４の延在方向の他端部側では、保護フィルム５がコンデンサ４の端部よりもウエスト周方向の遠位に延在する延在部５ａが形成されており、延在部５ａにおいて保護フィルム５と基材生地２ｂとが縫着されている。伸縮センサー３は、着用者呼吸に応じてウエスト周り方向に引っ張り張力を受けるため保護フィルム５がｃ軸方向よりもａ軸方向にずれやすい。そこで、このようなずれを防止するためウエスト周方向の延在部５ａに基材生地２ｂとの縫着部を設けることが好ましい。また、図２に示すように延在部５ａのウエスト周方向長さをコンデンサ４の幅Ｗよりも長い構成としておくことにより、ずれ防止効果が確実に発揮される。さらに、保護フィルム５の周縁部を基材生地２ｂに縫着する構成とすることによりコンデンサ４の動きに自由度を与えつつも保護フィルム５の位置ずれを確実に防止することができる。

クッションパッド７は基材生地２ｂには縫着されていてもよいが、図３に示すように帯状伸縮芯地８には縫着されていない。これにより伸縮性センサー３の一層自由な伸縮を確保することができる。

図２に示すように、伸縮センサー３は、電極部材（第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃ）を２つ或いはそれ以上有しており、クッションパッド７の剛性は、基材生地２ｂの剛性よりも高くすることが好ましい。基材生地２ｂが柔らかいものであってもクッションパッド７の剛性が高いものであるため、第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃの相対的な位置を安定させることができる。そのため、第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃに対向する電気部品の複数の電極（図示せず）と容易に接続することができる。

以下、コンデンサ４について好ましい実施態様について説明する。図４に示すように、伸縮性センサー３は、基材生地２ｂ上に形成されている第１導電層４ａと、絶縁層４ｂと、第２導電層４ｃと、保護フィルム５とを順に有している。

保護フィルム５は、第１導電層４ａと第２導電層４ｃの外縁よりも外側に位置する外縁部を有し、外縁部が糸により基材生地２ｂに固定されていてもよい。このように保護フィルム５が糸により固定されていることにより、保護フィルム５の縫製部分が薄くなるため伸長し易くなって、張力を緩和し易くすることができる。これにより、絶縁層４ｂの両面に配置された第１導電層４ａと第２導電層４ｃが、絶縁層４ｂの伸縮に伴って伸縮するため、第１導電層４ａと第２導電層４ｃが均一に伸縮し易くなる。そのため、コンデンサ４による測定精度が向上する。

コンデンサ４の２０％伸長時の荷重Ａ（Ｎ／ｃｍ）は、基材生地２ｂの２０％伸長時の荷重Ｂ（Ｎ／ｃｍ）よりも大きいことが好ましい。これにより、基材生地２ｂの伸長に伴う第１導電層４ａと第２導電層４ｃの伸長を低減することができる。荷重Ａは、荷重Ｂの２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましく、４倍以上であることが更に好ましい。一方、荷重Ａは、荷重Ｂの５０倍以下であってもよく、４０倍以下であってもよく、２０倍以下であってもよく、１０倍以下であってもよい。また、荷重Ａと荷重Ｂは、コンデンサ４が長尺状である場合、ａ軸方向における２０％伸長時の荷重であることが好ましい。

コンデンサ４の２０％伸長時の荷重Ａ（Ｎ／ｃｍ）は、好ましくは１．５Ｎ／ｃｍ以上、より好ましくは３Ｎ／ｃｍ以上である。一方、コンデンサ４の２０％伸長時の荷重Ａ（Ｎ／ｃｍ）は、２０Ｎ／ｃｍ以下であってもよく、１５Ｎ／ｃｍ以下であってもよい。

基材生地２ｂの２０％伸長時の荷重Ｂ（Ｎ／ｃｍ）は、好ましくは０．３Ｎ／ｃｍ以上、より好ましくは０．６Ｎ／ｃｍ以上、更に好ましくは１．０Ｎ／ｃｍ以上である。一方、基材生地２ｂの２０％伸長時の荷重Ｂ（Ｎ／ｃｍ）は、４Ｎ／ｃｍ以下であってもよく、３Ｎ／ｃｍ以下であってもよく、２Ｎ／ｃｍ以下であってもよい。

コンデンサ４の２０％伸長時の荷重（Ｎ／ｃｍ）は、例えば下記方法により測定することができる。基材生地２ｂと、第１導電層４ａと、絶縁層４ｂと、第２導電層４ｃと、保護フィルム５とを順に有しているコンデンサ４の５層部分から、幅２ｃｍ程度の矩形のサンプルを切り出す。次いで、オリエンテック社製のテンシロンＲＴＭ－２５０を使用し、矩形のサンプルをチャック間距離５．０ｃｍ、伸長速度３００ｍｍ／分で伸長し、矩形のサンプルを２０％伸長（変位量１．０ｃｍ）したときにかかる矩形のサンプルの単位幅当りの荷重（Ｎ／ｃｍ）を測定すればよい。なお、コンデンサ４の寸法に応じて矩形のサンプルの幅やチャック間距離を変更してもよい。また基材生地２ｂ等の２０％伸長時の荷重（Ｎ／ｃｍ）についてもコンデンサ４と同様の方法により測定することができる。

上述のように糸によって保護フィルム５を基材生地２ｂへ固定すると、その固定部の形態は点または線となるため一定の自由度があり、固定部の形態が面となる面ファスナ等の固定部材を用いる場合よりも、固定部における着用者の違和感を低減することができる。

糸による保護フィルム５の縫い付けは、ミシン等による機械縫いであってもよく、手縫いであってもよい。縫い付け方法として、直線縫い、三重縫い、伸縮縫い、ジグザグ縫い、密着縫い、点線ジグザグ縫い、三重ジグザグ縫い、縁かがり縫い、まつり縫い、伸縮まつり縫い、ボタン穴かがり縫い等が好ましい。これらは１種、または２種以上、組み合わせてもよい。これらのうち、直線縫い、伸縮縫い、ジグザグ縫い、密着縫い、点線ジグザグ縫い、三重ジグザグ縫い、まつり縫い、及び伸縮まつり縫いよりなる群から選ばれる少なくとも１種がより好ましく、伸縮縫い、ジグザグ縫い、点線ジグザグ縫い、三重ジグザグ縫い、及び伸縮まつり縫いよりなる群から選ばれる少なくとも１種が更に好ましい。

基材生地２ｂの糸による縫製部以外の部分は、基材生地２ｂに固定されていないことが好ましい。これにより基材生地２ｂの伸長による第１導電層４ａと第２導電層４ｃへの負荷が緩和される。具体的には、基材生地２ｂの目の開きが伸縮性コンデンサコンデンサ４に伝わり難くなり、導電層のクラックの発生が抑えられる。なお図３に示す通り、基材生地２ｂ以外のフィルムが基材生地２ｂに縫製されている場合には、基材生地２ｂの基材生地２ｂ側の面は全面にわたって基材生地２ｂに固定されていないことが好ましい。

コンデンサ４は長尺状であることが好ましい。コンデンサ４は、長尺状である場合、長さ方向（ａ軸方向）における最大長さが、コンデンサ４の幅方向の最大長さの２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることがより好ましく、２０倍以下であってもよく、１０倍以下であってもよい。

図２に示すように、コンデンサ４の第１導電層４ａのａ軸方向における一端部４ａＡは、ａ軸方向に対して傾斜する第１の斜め方向に沿って延在し、第２導電層４ｃのａ軸方向における一端部４ｃＡは、ａ軸方向に対して第１の斜め方向とは反対方向に傾斜する第２の斜め方向に沿って延在していることが好ましい。これにより、コンデンサ４を伸縮性センサー３として用いる場合、第１導電層４ａと第２導電層４ｃのうちａ軸方向に沿って延在している部分で伸縮に伴う情報を検知し、第１導電層４ａと第２導電層４ｃのうち斜め方向に沿って延在している一端部４ａＡ、一端部４ｃＡへ電気的信号を伝達することができる。

第１導電層４ａの一端部４ａＡは第１電極部材６ａに、第２導電層４ｃの一端部４ｃＡは第２電極部材６ｃに、それぞれ接続されていることが好ましい。第１電極部材６ａは第１導電層４ａに、第２電極部材６ｃは第２導電層４ｃに電気的に導通していればよく、第１導電層４ａまたは第２導電層４ｃと分離して構成されていてもよい。また第１電極部材６ａは第１導電層４ａと、第２電極部材６ｃは第２導電層４ｃと一体に同じ素材で構成されていてもよい。

図示していないが、第１電極部材６ａおよび第２電極部材６ｃに接続される電子ユニットは、静電容量変化や心電情報等の生体情報を解析できるものであることが好ましい。電子ユニットは衣類に着脱できることが好ましい。電子ユニットは、更に、表示手段、記憶手段、通信手段、ＵＳＢコネクタなどを有していてもよい。電子ユニットは、例えば、気温、湿度、気圧などの環境情報を計測できるセンサーや、ＧＰＳを用いた位置情報を計測できるセンサー、加速度計等を備えてもよい。

保護フィルム５を基材生地２ｂに縫い付ける糸は、第１導電層４ａおよび第２導電層４ｃの外縁からコンデンサ４の厚さ（μｍ）以上の距離離れていることが好ましい。これにより、基材生地２ｂの伸長による第１導電層４ａと第２導電層４ｃへの負荷が緩和される。当該距離は、コンデンサ４の厚さ（μｍ）の１．５倍以上であることが好ましく、２倍以上であることがより好ましく、５倍以上であることが更に好ましく、１０倍以上であることが更により好ましい。一方、当該距離は、コンデンサ４の厚さ（μｍ）の１００倍以下であってもよく、５０倍以下であってもよく、３０倍以下であってもよい。

基材生地２ｂとしては、織物、編物、不織布が好ましく、織物、編物がより好ましく、編物が更に好ましい。これにより、衣服の着用者の体動が阻害され難くなる。これらは１種または２種以上、併用して用いてもよい。基材生地２ｂを構成する糸は、伸縮性があるもの、または伸縮性が無いもののいずれであってもよい。

編物として、経編物、緯編物が好ましく、経編物がより好ましい。緯編物（丸編物）として、天竺編（平編）、ベア天竺編、ウエルト天竺編、フライス編（ゴム編）、パール編、片袋編、スムース編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等の編組織を有するものが挙げられる。経編物として、シングルデンビー編、開目デンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフ編、ハーフベース編、サテン編、トリコット編、ハーフトリコット編、ラッセル編、ジャガード編等の編組織を有するものが好ましい。このうちトリコット編、ハーフトリコット編がより好ましく、２ｗａｙトリコット編の編組織を有するものが更に好ましい。

基材生地２ｂの平均厚さは、１００μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３００μｍ以上、更に好ましくは５００μｍ以上であって、１５００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１２００μｍ以下、更に好ましくは１０００μｍ以下である。基材生地２ｂの目付は１００ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、１５０ｇ／ｍ^２以上あることがより好ましく、３００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、２００ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、１８０ｇ／ｍ^２以下であることが更に好ましい。

基材生地２ｂを構成する繊維としては、天然繊維、合成繊維、再生繊維、半合成繊維等が好ましく、合成繊維、半合成繊維がより好ましく、合成繊維が更に好ましい。天然繊維として、綿、麻、羊毛、絹等が挙げられる。なお天然繊維は、そのまま用いてもよいが親水処理や防汚処理等の後加工を施してもよい。合成繊維として、ウレタン、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド等が挙げられる。再生繊維として、レーヨン、リヨセル、キュプラ等が挙げられる。半合成繊維として、アセテート等が挙げられる。これらは１種のみ用いてもよいし、２種以上用いてもよい。

保護フィルム５を基材生地２ｂに縫い付ける糸（図示せず）や、縫い糸９ａ～９ｄとしては、ミシン糸が挙げられ、絶縁素材からなる糸が好ましい。保護フィルム５を基材生地２ｂに縫い付ける糸や、縫い糸９ａ～９ｄは、紡績糸、フィラメント合撚糸、フィラメント樹脂加工糸等であってもよい。また、糸４は非弾性糸であってもよいが弾性糸であることが好ましい。弾性糸としては、ポリウレタン弾性糸、ポリエステル系弾性糸、ポリオレフィン系弾性糸、天然ゴム糸、合成ゴム糸等が挙げられる。

基材生地２ｂおよび保護フィルム５は、伸縮性樹脂を含むことが好ましい。保護フィルム５の伸縮性樹脂の含量は、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、９５質量％以上が更により好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。

保護フィルム５の伸縮性樹脂は、引張降伏伸度が７０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、１２０％以上であることが更に好ましく、１５０％以上であることが更により好ましい。引張降伏伸度は３００％以下であってもよく、２５０％以下であってもよい。

引張降伏伸度とは、一般的な引張試験にて得られる、縦軸に加重（ないし強度）、横軸に歪み（ないし伸度あるいは伸び）をとったときの曲線（Ｓ－Ｓカーブ）において、加重の増加なしに伸びの増加が認められる最初の点、すなわち降伏点における伸度である。降伏点は、弾性変形から塑性変形に推移をする境界を概略的に示す地点と捉えられる。

保護フィルム５の伸縮性樹脂としては、例えば、弾性率が１～１０００ＭＰａのエラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等が好ましい。ゴムとしては、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、スチレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブチルゴム、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等が挙げられる。伸縮性樹脂の弾性率は２～４８０ＭＰａであることが好ましく、５～２４０ＭＰａであることがより好ましく、１０～１２０ＭＰａであることが更に好ましい。基材生地２ｂおよび保護フィルム５の素材、構造は同一であってもよく、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。

保護フィルム５の伸縮性樹脂としては、ウレタンゴムが好ましい。ウレタンゴムは、高い伸長率を有し、かつ、引張永久ひずみと残留ひずみが小さいため、繰り返し変形させた際の信頼性に優れる。ウレタンゴムとしては、ポリエーテルポリオール、またはポリエステルポリオールをポリオール成分とし、ＨＤＩ系ポリイソシアネートをイソシアネート成分とするウレタンゴムが挙げられる。その他、保護フィルム５の伸縮性樹脂としては、アクリルゴムを使用することができる。

保護フィルム５として、具体的には、軟化温度が４０℃～１２０℃のポリエステルウレタン樹脂、ポリエーテルウレタン樹脂等をシート状に加工したホットメルトシートを用いてもよい。ホットメルト材料としては、スチレン系ホットメルトを使用することができる。

保護フィルム５の平均厚さは、それぞれ１０～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは２０～１００μｍである。

保護フィルム５は、布帛等の繊維含有シートを含まないことが好ましい。これにより、保護フィルム５の外縁部が伸長し易くなって、基材生地２ｂの伸長による第１導電層４ａと第２導電層４ｃへの負荷を緩和し易くなる。

絶縁層４ｂは、第１導電層４ａ、第２導電層４ｃの間に挟まれており、コンデンサ４の誘電体層として用いてもよいし、単なる絶縁層として用いてもよい。絶縁層として用いる場合には、その素材等については上記保護フィルム５の記載を参照することができる。以下では、絶縁層４ｂを誘電体層として用いる場合について説明する。

絶縁層４ｂの無負荷時の比誘電率は高い方が好ましい。具体的には、比誘電率は２．２以上であることが好ましく、２．８以上がより好ましく、３．４以上が更に好ましく、３．８以上が更により好ましい。比誘電率は５００以下であってもよく、１５０以下であってもよく、８０以下であってもよい。比誘電率は、例えば、アンリツ社製のネットワークアナライザーを用いた空洞共振器摂動法により、温度２３℃、周波数１ＧＨｚの条件でフィルムの比誘電率を測定することができる。

絶縁層４ｂは、柔軟性樹脂を含むことが好ましい。絶縁層４ｂの柔軟性樹脂の含量は、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、９５質量％以上が更により好ましい。

絶縁層４ｂは、布帛等の繊維含有シートを含まないことが好ましい。これにより、保護フィルム５の外縁部が伸長し易くなって、基材生地２ｂの伸長による第１導電層４ａと第２導電層４ｃへの負荷を緩和し易くなる。

絶縁層４ｂの柔軟性樹脂としては、例えば、弾性率が１～１０００ＭＰａのエラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等が好ましい。ゴムとしては、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、スチレンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブチルゴム、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等が挙げられる。柔軟性樹脂の弾性率は２～４８０ＭＰａであることが好ましく、５～２４０ＭＰａであることがより好ましく、１０～１２０ＭＰａであることが更に好ましい。

絶縁層４ｂの柔軟性樹脂は、その分子鎖に、極性基が導入されたものであることが好ましい。これにより、絶縁層４ｂの比誘電率を向上させることができる。極性基としては、ニトリル基、ケトン基、エステル基、ハロゲン置換基、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、ハロゲン基等が挙げられる。また、柔軟性樹脂中に高い比誘電率を有する高誘電率フィラーを含有させることにより、絶縁層４ｂの比誘電率を高めることもできる。高誘電率フィラーとして、チタン酸塩等の無機フィラーが好ましい。

無機フィラーの比誘電率は５未満であることが好ましい。これにより、無機フィラーと樹脂界面の剥離を低減することができる。無機フィラーの比誘電率は４以下であることがより好ましく、更に好ましくは３以下である。絶縁層４ｂ中の比誘電率が５未満の無機フィラーの含有量は１０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２０質量％以上である。一方、絶縁層４ｂ中の無機フィラーを８０質量％以下とすることにより、絶縁層４ｂのポアソン比を向上し、静電容量変化を向上させることができる。そのため、比誘電率が５未満の無機フィラーの含有量は、８０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは７０質量％以下である。なお、絶縁層４ｂ中の比誘電率が５以上の無機フィラーの含有量は１０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、更により好ましくは０．３質量％以下である。

絶縁層４ｂの平均厚さは、０．３～１０００μｍであることが好ましい。これにより、静電容量を大きくして検出感度を維持しつつ、伸縮に対する追従性を向上することができる。平均厚さは０．４～１００μｍがより好ましく、０．５～７０μｍが更に好ましく、０．６～５０μｍが更により好ましい。これにより検出感度を向上させることができる。

第１導電層４ａ、第２導電層４ｃ（以下では単に導電層と呼ぶ場合がある）は、導電性フィラーと柔軟性樹脂を含有することが好ましい。導電層中の柔軟性樹脂の含量は、導電性フィラーと柔軟性樹脂の合計１００質量％に対して、７～３５質量％であることが好ましく、より好ましくは９～２８質量％であり、更に好ましくは１２～２０質量％である。導電層は、導電性フィラーを１種または２種以上、含有してもよい。また導電層は、柔軟性樹脂を１種または２種以上、含有してもよい。

柔軟性樹脂と導電性フィラーの合計の含量は、導電層１００質量％中、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。

導電層は、例えば、導電性フィラーと柔軟性樹脂を混練混合し、シート状に成型することにより得ることができる。好ましくは金属粒子と柔軟性樹脂に溶剤等を加えてペースト化またはスラリー化して、塗布、乾燥によりシート状に加工することが出来る。また、ペースト化した後、印刷することにより所定の形状を付与することもできる。

導電性フィラーとして、導電性粒子が挙げられる。導電性粒子は、比抵抗が１×１０^－１Ωｃｍ以下であり、動的光散乱法により測定した平均粒子径（５０％Ｄ）が１００μｍ以下の粒子であることが好ましい。比抵抗が１×１０^－１Ωｃｍ以下の物質としては、金属、合金、カーボン、ドーピングされた半導体、導電性高分子等が挙げられる。導電性粒子として、銀、金、白金、パラジウム、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、鉛、錫などの金属粒子、黄銅、青銅、白銅、半田などの合金粒子、銀被覆銅のようなハイブリッド粒子、金属メッキした高分子粒子、金属メッキしたガラス粒子、金属被覆したセラミック粒子等が好ましい。

導電性粒子として、フレーク状粉または不定形凝集粉が好ましい。これらは球状粉等よりも比表面積が大きいことから、低含量でも導電性ネットワークを形成できる。不定形凝集粉は、球状もしくは不定形状の１次粒子が単分散の形態では無く３次元的に凝集したものであり、粒子同士が物理的に接触していることから導電性ネットワークを形成しやすいため、より好ましい。導電性粒子１００質量％中、フレーク状銀粒子、不定形凝集銀粉の含量は９０質量％以上であることが好ましい。

フレーク状粉は、動的光散乱法により測定した平均粒子径（５０％Ｄ）が０．５～２０μｍであることが好ましく、３～１２μｍであることがより好ましい。これにより、微細配線を形成し易くすることができ、スクリーン印刷等での目詰まりを低減することができる。またこれにより、導電性を向上することができる。

不定形凝集粉は、動的光散乱法により測定した平均粒子径（５０％Ｄ）が１～２０μｍであることが好ましく、３～１２μｍであることがより好ましい。これにより、分散性を向上してペースト化し易くなる。またこれにより、凝集粉としての効果、即ち低充填での良好な導電性を維持し易くなる。

導電性フィラーとしては、その他に炭素系フィラー等が挙げられる。炭素系フィラーとしては黒煙、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノコーン、フラーレン等が好ましい。

導電層の柔軟性樹脂は、引張弾性率が１ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下である樹脂が好ましい。引張弾性率は、より好ましくは２～４８０ＭＰａであり、更に好ましくは５～２４０ＭＰａであり、更により好ましくは１０～１２０ＭＰａである。

柔軟性樹脂として、具体的には、引張弾性率が１ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等が挙げられる。柔軟性樹脂として、ウレタン樹脂、ゴムが好ましい。ゴムとしては、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等が挙げられる。このうち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。その他、柔軟性樹脂としてアクリルゴムを使用することも好ましい。

ニトリル基を含有するゴムは、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、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、４０～５０質量％がより好ましい。

導電層の柔軟性樹脂の含量は、導電粒子と、非導電性粒子と、柔軟性樹脂の合計１００質量％に対して、７～３５質量％であることが好ましく、より好ましくは９～２８質量％、更に好ましくは１２～２０質量％である。

導電層の非伸張時の比抵抗は３×１０^－３Ωｃｍ以下であることが好ましく、１×１０^－３Ωｃｍ以下であることがより好ましく、３×１０^－４Ωｃｍ以下であることが更に好ましく、１×１０^－４Ωｃｍ以下であることが更により好ましい。これにより、導電層内の抵抗分布を低減でき、高周波特性やパルス応答性が向上する。

導電層の平均厚さは、１０～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは２０～１００μｍである。

第１導電層４ａ、第２導電層４ｃは、それぞれ、複数の導電層からなるものであってもよい。このような第１導電層４ａとして、金属系フィラーを含む導電層と、炭素系フィラーを含む導電層とを、絶縁層４ｂ下に順に備えるものが挙げられる。また第２導電層４ｃとして、金属系フィラーを含む導電層と、炭素系フィラーを含む導電層とを、絶縁層４ｂ上に順に備えるものが挙げられる。

コンデンサ４の各層を積層する方法として、シートの重ね貼りや、スクリーン印刷等により積層する方法が挙げられる。また、各層はそれぞれを溶融押出成型して積層したり、ペースト化した材料を印刷ないしコーティングして重ねることにより積層してもよい。

コンデンサ４の各層の間には、他の層や接着剤等が含まれていてもよい。例えば、フィルムと導電層との間には、ホットメルト接着剤が存在していてもよい。ホットメルト接着剤としては、軟化温度が３０℃～１５０℃程度の高分子材料が好ましく、更に導電層と同程度の伸縮性を有する柔軟性を備える高分子材料がより好ましい。このようなホットメルト接着剤としては、エチレン系共重合体、スチレン系ブロック共重合体、ポリウレタン系、アクリル系共重合体およびオレフィン系重合体または共重合体等をベースポリマーとしたものが挙げられる。

コンデンサ４は、第１導電層４ａと第２導電層４ｃの間に、布帛等の繊維含有シートを含まないことが好ましい。これにより、コンデンサ４の強度のばらつきを低減することができる。

コンデンサ４の平均厚さは、好ましくは１００μｍ以上であり、より好ましくは２５０μｍ以上であり、更により好ましくは５００μｍ以上であり、特に好ましくは１０００μｍ以上である。これにより積層体の伸長時の荷重を向上させることができる。一方、コンデンサ４の平均厚さは３０００μｍ以下であってもよい。

コンデンサ４は、伸縮性コンデンサであることが好ましい。コンデンサ４の第１導電層４ａと第２導電層４ｃとの間に絶縁層４ｂが配置されている構成により、引っ張り変形による静電容量変化が生じ得る。これを利用して、圧力、歪み、変位、変形度合いなどを検出することができる。例えば、コンデンサ４を胸部や腹部に取り付けることで、胸腹部変位から呼吸を計測することが可能である。また肘や膝などの関節部に取り付けることでモーションキャプチャーに適用することも可能である。また、コンデンサ４は、伸縮性コンデンサに限らず、心拍、脈拍、心電等の電気信号を伝達する配線等として用いることもできる。

帯状伸縮芯地８は、下衣のベルトとして働くものであるから一定の引っ張り応力を有していることが望ましい。帯状伸縮芯地８の２０％伸長時の荷重Ｘ（Ｎ／ｃｍ）は、好ましくは３Ｎ／ｃｍ以上、より好ましくは６Ｎ／ｃｍ以上、更に好ましくは１０Ｎ／ｃｍ以上である。一方、帯状伸縮芯地８の２０％伸長時の荷重Ｘ（Ｎ／ｃｍ）は、４０Ｎ／ｃｍ以下であってもよく、３０Ｎ／ｃｍ以下であってもよく、２０Ｎ／ｃｍ以下であってもよい。

基材生地２ｂの２０％伸長時の荷重Ｂは、帯状伸縮芯地８の２０％伸長時の荷重Ｘの０．３倍以下とすることが好ましい。伸縮性センサー３の自由度を阻害しないようにするためである。より好ましくは、荷重Ｂは荷重Ｘの０．２倍以下とすることが好ましく、０．１５倍以下とすることが更に好ましい。

帯状伸縮芯地８は、織物、編物等により構成されていてもよい。織物、編物を構成する糸としては、綿、ポリエステル糸、ナイロン糸、ポリウレタン糸を用いることができる。また、ａ軸方向にモノフィラメントの弾性糸を複数本配置することにより引っ張り応力を向上させることができる。

本発明には、上記のいずれかの生体情報測定用部材を含む生体情報測定用衣服も含まれる。コンデンサ４が伸縮性コンデンサである場合において、下衣として、パンツ、スポーツインナー、病衣、寝間着、ゴルフ用ズボン、ズボン下、パッチ、ステテコ、スカート、スパッツ、レギンス、ジャージの下衣、水着の下衣等が挙げられる。

基材生地２ｂは、下衣本体２の少なくとも一部であることが好ましい。このように基材生地２ｂは、生体情報測定用衣服を直接構成する生地であることが好ましいが、下衣本体２の上に積層される生地であってもよい。即ち、基材生地２ｂは下衣本体２とは別の布切れ等の生地であってもよく、積層体を布切れ等の生地に縫い付けて、それを下衣本体２に取り付けることにより生体情報測定用衣服を作製してもよい。

コンデンサ４が電気信号を伝達する配線等である場合において、下衣本体２としては、足部、腹部の少なくとも一部を覆うものが挙げられる。当該下衣本体２は、帯状物や肌着であってもよい。

コンデンサ４は、着用者の胸部、腹部、及び関節部のうち少なくとも一部に位置するように下衣本体２に設けられることが好ましい。下衣本体２は、コンデンサ４を複数有していてもよい。

図１に示すように、基材生地２ｂの外側にはフラップ生地１０が形成されており、フラップ生地１０の着用者側には留め具１１が形成されており、留め具１１は下衣本体２に設けられている受け具１２に係合する仕様となっている。留め具１１の身長方向の位置は、帯状伸縮芯地８の下端よりも下側である。留め具１１を下衣本体２の受け具１２に固定するにあたり、固定箇所を帯状伸縮芯地８の下端よりも下側とすることによりフラップ生地１０が帯状伸縮芯地８に連動して動いてしまい伸縮センサー３の信号に影響することを防止するためである。

図示していないが、帯状伸縮芯地８はウエスト周りに配置されており、かつ、一端部と他端部は後身頃において一部が重ねられて固定されていることが好ましい。一端部と他端部の重なり部分は厚みが増してしまうため、前身頃にある伸縮センサー３の伸縮を阻害しないよう後身頃に設ける趣旨である。

１ 下衣
２ 下衣本体
２ａ 胴縁開口部
２ｂ 基材生地
３ 伸縮センサー
４ コンデンサ
４ａ 第１導電層
４ｂ 絶縁層
４ｃ 第２導電層
４ａＡ 第１導電層の一端部
４ｃＡ 第２導電層の一端部
５ 保護フィルム
５ａ 延在部
６ａ 第１電極部材
６ｃ 第２電極部材
７ クッションパッド
８ 帯状伸縮芯地
９ａ 縫い糸
９ｂ 縫い糸
９ｃ 縫い糸
９ｄ 縫い糸
１０ フラップ生地
１１ 留め具
１２ 受け具
１５ 下地フィルム
Ａ センサー配置領域
Ｂ センサー非配置領域
Ｗ コンデンサの幅

Claims (10)

1. 着用者の呼吸状態を測定可能な下衣であって、
   下衣本体と、
   ウエスト部に配置されている帯状伸縮芯地と、
   前記帯状伸縮芯地の外側に配置されている基材生地と、
   前記基材生地の外側に配置されておりウエスト周り方向に延在している伸縮センサーと、を有しており、
   前記基材生地のうち前記伸縮センサーが配置されているセンサー配置領域は、前記帯状伸縮芯地に固定されていない下衣。
2. 前記基材生地は、前記センサー配置領域に対してウエスト周り方向の一方側および他方側において前記帯状伸縮芯地に固定されている請求項１に記載の下衣。
3. 前記基材生地は、前記センサー配置領域に対して身長方向の一方側および他方側において前記帯状伸縮芯地に固定されていない請求項２に記載の下衣。
4. 前記伸縮センサーは、一端部に第１電極部材を有しており、該第１電極部材と前記基材生地との間にはクッションパッドが形成されており、該クッションパッドは前記基材生地には縫着されているが前記帯状伸縮芯地には縫着されていない請求項１～３のいずれか一項に記載の下衣。
5. 前記伸縮センサーは、ウエスト周り方向に延在している少なくとも一つのコンデンサと、前記コンデンサを覆う保護フィルムとを有しており、前記コンデンサの延在方向の他端部側では、前記保護フィルムが前記コンデンサの端部よりもウエスト周方向の遠位に延在する延在部が形成されており、該延在部において前記保護フィルムと前記基材生地とが縫着されている請求項１～４のいずれか一項に記載の下衣。
6. 前記延在部の周方向長さは、前記コンデンサの幅よりも長い請求項５に記載の下衣。
7. 前記保護フィルムの周縁部は、前記基材生地に縫着されている請求項５または６に記載の下衣。
8. 前記伸縮センサーは前記一端部側に設けられている第２電極部材をさらに有しており、前記クッションパッドは前記第１電極部材および前記第２電極部材と前記基材生地との間に配置されており、前記クッションパッドの剛性は、前記基材生地の剛性よりも高い請求項４～７のいずれか一項に記載の下衣。
9. 前記基材生地の外側にはフラップ生地が形成されており、該フラップ生地には留め具が形成されており、該留め具の身長方向の位置は、前記帯状伸縮芯地の下端よりも下側である請求項１～８のいずれか一項に記載の下衣。
10. 前記帯状伸縮芯地は、ウエスト周りに配置されており、かつ、前記帯状伸縮芯地の一端部と他端部は後身頃において一部が重ねられて固定されている請求項１～９のいずれか一項に記載の下衣。

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