JP5186506B2

JP5186506B2 - 電極シート及び電極シートの製造方法

Info

Publication number: JP5186506B2
Application number: JP2009534355A
Authority: JP
Inventors: 鎮也永田; 延道岩崎
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: CA2700493A1; US20100198038A1; US8739397B2; JPWO2009041496A1; EP2196142A4; EP2196142A1; WO2009041496A1; CN101848675B; CN101848675A

Description

この発明は、心電波形の測定などに用いる電極に関するものであり、特にその配線等の改良に関するものである。

心電図を含む生体情報の測定は、救急車の中など緊急を要する状態においてなされることがある。測定者は、被験者の胸部、手首、足首のそれぞれに電極を吸着した後、心電図計測装置によって心電図の測定を行う。このような従来の心電図測定では、電極吸着の手間がかかり、緊急状態に適したものとは言い難い側面があった。加えて、多くの電極に接続された配線コードが多数本あって、これらの絡み合いなども、作業効率を低下させる要因となっていた。

これらの問題を解決するため、特許文献１には、Ｔシャツなどの衣服に電極を設けた技術が開示されている。

さらに、特許文献２においては、繊維の上に設けた配線層の導電性を高く維持するため、繊維の表面にめっきや蒸着によって金属層を設けるようにした技術が開示されている。

特開２００２−１５９４５８号公報

特開平４−１０８１６８

しかしながら、上記特許文献１の従来技術では、電極装着の容易性を達成できるものの、繊維上に設けた配線の導電性低下については、問題の解決がなされていなかった。

特許文献２においては、このような問題を解決できているが、めっきや蒸着によって繊維の表面に金属層を設けることは簡単ではなく、工程が複雑となっていた。

また、上記いずれの従来技術においても、凹凸の激しい繊維表面に印刷するための導電性インクの組成について特別な考察はなされていなかった。

そこで、この発明は、配線層の導電性を確保した電極を提供することを目的とする。

以下この発明のいくつかの側面を示す。

(1)この発明に係る電極シートは、表面が平坦化された生地と、前記生地の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層と、前記配線層に接続された電極とを備えている。

したがって、十分な導電性を確保でき、生体情報の測定を迅速かつ正確に行うことができる。

(2)この発明に係る電極シートは、導電性インクは、アクリル樹脂を含むバインダー、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤およびカーボンナノチューブを含むことを特徴としている。

(3)この発明に係る電極シートは、生地は、ポリエステル繊維とウレタン繊維を混紡した糸、またはナイロン繊維の糸、またはウレタン繊維の糸による編物として構成されることを特徴としている。

したがって、柔軟性を保ちつつ、平坦化された生地を得ることができる。

(4)この発明に係る電極シートは、平坦化は、生地に対するカレンダー加工によってなされることを特徴としている。

したがって、カレンダー加工により生地の平坦化を行うことができる。

(5)この発明に係る電極シートは、平坦化された生地の表面上に下部絶縁層を有し、当該下部絶縁層の上に配線層が形成されていることを特徴としている。

したがって、下部絶縁層を配線層の下地とすることにより、より平坦な面に配線層を形成でき、導電性を確保することができる。

(6)この発明に係る電極シートは、配線層の上に、上部絶縁層が形成されていることを特徴としている。

したがって、電極以外の部分において、導電性の部分が人体に触れず、誤測定を防止することができる。

(7)この発明に係る電極シートは、電極は粘着性の導電ペーストによって構成されていることを特徴としている。

したがって、電極自体によって、電極シートを人体に固定することができる。

(8)この発明に係る電極シートは、電極は、衣服着用者の心電波形を計測するための電極であることを特徴としている。

したがって、迅速に心電図の計測を行うことができる。

(9)この発明に係る電極シートは、外部機器に接続するためのコネクタと、前記コネクタに接続された配線を有するフィルム基板とをさらに備えており、前記フィルム基板の配線は、前記配線層と電気的物理的に固定されていることを特徴としている。

したがって、外部機器の接続を容易かつ迅速に行うことができる。

(19)この発明に係る電極シートは、柔軟性を有する生地と、前記生地の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層と、前記配線層に接続された電極とを備えている。

(20)この発明に係る衣服は、表面が平坦化された生地と、前記生地の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層とを備えたことを特徴としている。

したがって、十分な導電性を確保でき、生体情報の伝達を正確に行うことができる。

(21)この発明に係る衣服は、配線層に接続された電極をさらに備えたことを特徴としている。

この発明において、「電極シート」とは、心電図、筋電図、脳派のような生体情報測定のための電極を有するシートをいい、平板状のものだけでなく、体の形に添った立体形状を有するもの、リング状になったものなどを含む概念である。

「生地」とは、電極や配線層を設けるための担体をいい、織物・編物などだけでなく、ゴム、プラスチックなどの柔軟性のある薄いシートなども含む概念である。

本発明の一実施形態による電極シートの外観を示す図である。図１の各部の断面図である。電極シートの使用状態を示す図である。カレンダー加工機の構造を示す図である。カレンダー加工前の生地表面状態と、加工後の生地表面状態を示す図である。電極シートのフィルム基板接合部分の図である。フィルム基板及びコネクタを示す図である。他の実施形態を示す図である。電気抵抗を測定するための導電層の配置を示す図である。編み状態を示すための図である。抵抗値測定のための導電層のパターンを示す図である。

２・・・生地
Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10・・・中性電極
Ｅ3、Ｅ4、Ｅ5、Ｅ6、Ｅ7、Ｅ8・・・胸部電極
Ｌ1〜Ｌ10・・・配線層

１．構造
図１に、この発明の一実施形態による心電図測定用の電極シート１の外観を示す。図に示すように、生地２の上に、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10及び配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10が形成されている。心電図測定のための胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10は、粘着性のある導電ペーストにより形成されている。

図２Ａに、図１の線IIＡ-IIＡにおける断面図を示す。生地２の上に、絶縁性インクによる下部絶縁層４が形成され、さらに、その上に導電性インクによる配線層Ｌ１が形成されている。中性電極Ｔ1は、この配線層Ｌ1の上に形成されている。なお、他の電極部分も同様の構成である。

生地２は、伸縮性を持たせるため、編んだものを用いることが好ましい。下部絶縁層４の絶縁性インクは、アクリル系の材料を用いた。配線層Ｌ1の導電性インクは、カーボンナノチューブ（重量比５％〜１０％）、分散剤、バインダを混ぜたものを用いた。胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10の導電ペーストは、銀／塩化銀（ＳＴ−ジェル：積水プラスチック（株）製）を用いた。

導電性インクにカーボンナノチューブを含むものを用いたのは、生地が伸びても、細長いカーボンナノチューブが絡み合っているため、配線層の導電性が維持されるからである。このような観点からは、カーボンナノチューブは、長い方が好ましい。しかし、現状におけるカーボンあのチューブの製造の容易さを考慮すると、80μｍ〜１５０μｍの長さのものが好ましい。さらに好ましくは、１００μｍ〜１２０μｍである。なお、単層のカーボンナノチューブを用いることもできるが、導電性のことを考慮すると、多層のカーボンナノチューブを用いることが好ましい。単層のカーボンナノチューブは一般的に、直径０．５ｎｍ〜５ｎｍであり、多層のカーボンナノチューブは一般的に、１０ｎｍ〜１００ｎｍである。本実施形態では、アーク放電法によって製造した多層カーボンナノチューブを用いている。

カーボンナノチューブは、凝集性が高い。したがって、分散剤をもちいることによって、カーボンナノチューブができるだけ均一に分散するようにした。この実施形態では、アクリル酸系のポリマー（たとえばアクリル酸とアクリル酸アミドのポリマー）を分散剤として用いた。分散剤としては、この他、非イオン性高分子界面活性剤（たとえば、ポリエステル型、プルロニック型、テトラニック型、アクリル型など）を用いることができる。

また、柔軟性のある材料によってカーボンナノチューブの形態を整え、伸縮した場合にも、ある程度の形状が維持できるようにするため、バインダを用いている。この実施形態では、アクリル樹脂を含むバインダ（たとえばメタアクリル酸エステル、アクリル酸エステル、アクリル酸エチルやこれらを主成分としたポリマー、あるいはこれらを主成分としたコポリマー）を用いた。バインダとしては、この他、ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂などを用いることができる。

図２Ｂに、図１の線IIＢ-IIＢにおける断面図を示す。生地２の上に、絶縁性インクによる下部絶縁層４が形成され、さらに、その上に導電性インクによる配線層Ｌ1が形成されている点は、図２Ａと同じである。配線層Ｌ1の上には、絶縁性インクによる上部絶縁層８が形成されている。他の配線層も同様の構造である。

上部絶縁層８によって配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10を覆うことにより、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10以外の部分において、導電部が人体に触れないようにしている。これによって、正確な心電図の測定を可能にしている。

生地２の端部には、フィルム基板１０を介してコネクタ１２が接続されている。図２Ｃに、図１の線IIＣ-IIＣにおける一部分断面図を示す。生地２の上に、絶縁性インクによる下部絶縁層４が形成され、さらに、その上に導電性インクによる配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10が選択的に形成されている。一方、フィルム基板１０は、絶縁性の可撓性フィルム１４に配線Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ10が印刷されて構成されている。配線Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ10は、それぞれ、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10に対応する位置に設けられている。フィルム基板１０の配線Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ10と、対応する配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10が接した状態で、接着剤１８によってフィルム基板１０と生地２とが固定されている。なお、絶縁性の接着剤１８を用いているので、接着剤１８は、配線Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ10、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10以外の部分に設けられる。

フィルム基板１０には、外部機器（心電計など）との接続のためのコネクタ１２が設けられている。

心電図測定の際には、人体の皮膚と電極との接触抵抗が数ＭΩになる。したがって、上記配線層の一端（電極部分）から他端（コネクタ部分）までの抵抗値は、生地を３０％程度伸長させたときに、１０００ＫΩ以下であれば十分実用に耐えることができる。好ましくは１００ＫΩ、さらに好ましくは１０ＫΩとすればよい。

２．使用方法
この電極シート１は、図３に示すように、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10を、人体に貼り付けて用いる。なお、各電極は、粘着性のある導電ペーストによって構成したので、貼り付けに適している。また、生地２を弛ませたり、伸張させたりすることによって、各電極を所望の位置に配置することができる。

コネクタ１２には、心電計に接続するための機器側コネクタ１６を接続する。これにより、心電計による心電図の計測を行うことができる。

この電極シートを用いれば、電極からの配線が絡まるおそれが無く、また、電極の配置が概ねなされているので、迅速に測定準備を行うことができる。

３．製造方法
3.1生地
この実施形態では、シャツの繊維として、ポリエステルとウレタンの混紡品を用いている。ポリエステルに対してウレタンを５分の１程度（好ましくは１８％）混ぜたものを用いた。これを編むことにより、シャツの生地を構成した。ウレタンはそれ自体で伸縮性が高く、これを編むことにより、さらに高い伸縮性を得ている。

シャツの繊維としては、上記の他、天然繊維、合成繊維のいずれも用いることができる。たとえば、ポリエステル単体、ウレタン単体、ナイロン単体、綿単体、アクリル単体などやこれらの混紡品、編織地を用いることができる。また、綿、ウール等の天然繊維から構成される編織地等、全ての繊維から構成される編織地に適用が可能である。また、これらの繊維は、任意の混率で使用された生地でも適用可能である。

伸縮性を重視するなら、編物とすることが好ましいが、織物や不織布を用いることも可能である。

3.2プリセット
上記の生地を、２００度前後（たとえば１９６度）にて加熱する。これにより、ひずみを取り、形を安定させる。

3.3染色
次に、高温の染料中に生地を循環させ、染色を行う。なお、染色が必要ない場合には、省略することができる。

3.4仕上げセット
さらに、摂氏１７０度前後（たとえば１６０度）にて再び加熱し、寸法を調整する。

3.5カレンダー加工
続いて、生地表面を平滑化する加工を行う。ここで平滑化とは、生地表面のループ等による凹凸形状を熱や圧力によって押しつぶすなどして、表面を加工前よりも滑らかに変化させることをいう。この実施形態では、カレンダー加工を用いて平滑化を行っている。

たとえば、図４Ａ、Ｂに示すようなカレンダー加工機を用いることができる。生地の幅１００〜２２０ｃｍに対し線圧で２０トン〜５０トンを与え、ロールの温度を１９０〜２００度とした。これにより、生地表面が、図５Ａのような凹凸の大きい状態から、図５Ｂに示すように比較的平坦な状態に変化する。

3.6シールドプリント
カレンダー加工の後、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の下地層として、絶縁性インクによって下部絶縁層４を印刷する。絶縁性インクとしては、アクリル系樹脂（たとえば、松井色素化学工業所のバインダーEN-ME/EN-MRE）を用いたが、ウレタン系樹脂などを用いることもできる。

なお、下部絶縁層４は、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10よりも幅を１ｍｍ〜数ｍｍ程度広くしている。これにより、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の印刷がずれても、下部絶縁層４の上に配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10が乗るようにしている。

3.7配線プリント
次に、下部絶縁層４の上に配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10を印刷する。配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10のための導電性インクは、カーボンナノチューブ、分散剤、バインダを配合したものを用いた。分散剤としては両親媒性アクリルポリマー（アクリル酸とアクリル酸アミドのポリマー：たとえば共栄社化学のTX-17-100）を用い、バインダとしてはアクリル系ソフトバインダー（アクリル酸エステルのポリマー：たとえば共栄社化学のライトエポックT-23M）を用いた。それぞれの配合比は、両親媒性アクリルポリマーを重量比０．５〜２．０％、アクリル系ソフトバインダーを重量比５〜８％、カーボンナノチューブを重量比５〜１０％、残りを水とした。

カーボンナノチューブの配合を増やすと導電性は向上するが、重量比１０％を超えると、柔軟性が失われ配線層にひび割れが生じかえって好ましくない結果となった。

表１、表２に、カーボンナノチューブの配合を変えた場合の導電性の変化を示す。表１が生地の表面にプリントした場合、表２が生地の裏面にプリントした場合である。表において、TX17-1およびTX17-1Aは、両親媒性アクリルポリマー(分散剤)を重量比０．８５％、アクリル系ソフトバインダーを重量比５．８％、カーボンナノチューブを５．０％としたものである。この例では、カーボンナノチューブとして、直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍの多層カーボンナノチューブを用いた。TX17-1Bは、両親媒性アクリルポリマー(分散剤)を重量比１．６％、アクリル系ソフトバインダーを重量比７．２％、カーボンナノチューブを８．３％としたものである。TX17-1Cは、両親媒性アクリルポリマー(分散剤)を重量比１．７％、アクリル系ソフトバインダーを重量比５．６％、カーボンナノチューブを８．９％としたものである。

なお、導電性インクには、上記カーボンナノチューブに加えて、あるいはこれに代えて、銀粒子などの導電性物質やイン等を含んでいてもよい。

3.8シールドプリント
次に、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の上に、絶縁性インクによって上部絶縁層８を印刷する。上部絶縁層に用いる絶縁性インクの材料は、下部絶縁層に用いるものと同じである。また、印刷が多少ずれても、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10を確実に覆うことができるように、上部絶縁層８は、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10よりも幅を１ｍｍ〜数ｍｍ広く形成する。

なお、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10を形成する部分と、フィルム基板１０を接合する部分には、上部絶縁層８は印刷しない。

3.9ホットメルトプリント
次に、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10をフィルム基板１０と接合するために、ホットメルト接着剤を印刷する。この際、ホットメルト接着剤は、図６に示すように、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の近傍であって、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の無い部分に印刷した。ホットメルト接着剤は、アクリル酸エステル共重合樹脂、エチレングリコール、水などの混合物を用いた（たとえば明成化学工業のバインダーK-2050）。

この実施形態では、上記の上部絶縁層８、配線層Ｌ、下部絶縁層４、ホットメルトの印刷にはハンドプリントを用いたが、オートプリント、ロータリープリント、インクジェットプリントなどを用いることができる。

3.10仕上セット
次に、生地２全体を１５０度程度で加熱し、上部絶縁層８の硬化を促して、絶縁性を十分にする。

3.11導電ペーストの貼り付け
配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10の電極部分の上に、導電ペーストを貼り付ける。導電ペーストは、銀／塩化銀（ＳＴ−ジェル：積水プラスチック（株）製）を用いることができる。

3.12フィルムの接着
図６に示すようにホットメルト接着剤を印刷した部分の上に、図７に示すコネクタ１２のついたフィルム基板１０を載せる。この際、配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10に、フィルム基板１０の配線Ｐ1、Ｐ2・・・Ｐ10が対向して接触するように位置させる。その後、小型転写機などを用いて、８０度〜１５０度で加熱・圧着しホットメルト接着剤を溶解させた後、冷やして、硬化させる。これにより、フィルム基板１０を生地２に接着することができる。

４．他の実施形態
上記実施形態では、電極シート１として実現した例を示した。しかし、図８に示すように、シャツなどの衣服の内側（肌に接する側）に、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8、中性電極Ｔ1、Ｔ2、Ｔ9、Ｔ10及び配線層Ｌ1、Ｌ2・・・Ｌ10を設けてもよい。この実施例によれば、シャツを着用することで、心電図測定のための電極設置の準備ができることとなる。なお、着用者の個人差によって、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8が、正しい場所に位置しない可能性がある。そこで、この実施形態では、図８に示すように、胸部電極Ｅ3、Ｅ4・・・Ｅ8を縦長に構成し、上記ずれが生じても正確な測定ができるようにしている。

上記実施形態では、電極に粘着性の材料を用いている。しかし、電極以外の所望の部分に、絶縁性の粘着剤を貼り付けて電極シートの人体への接着性を向上させてもよい。

上記実施形態では、生地として、平板状のものを用いているが、体の形に添った薄板状のものや、リング形状（腹巻きのようなもの）としてもよい。

上記実施形態では、生地として、織物、編み物などの布を用いている。しかし、ゴム、プラスチックなどの柔軟性のある薄いシートを用いてもよい。

ポリエステルとウレタンの混紡品を編んで構成した生地を用いて、電気抵抗値の測定を行った。なお、ポリエステルとウレタンの本数比は、ポリエステル８２％、ウレタン１８％とした。

図１０に、生地の編み状態を示す。本生地は、フロント糸とバック糸によって構成されている。図において、フロント糸は太線で、バック糸は細線で示している。

上記生地の表面と裏面に、図９に示すようなパターンの下部絶縁層を印刷し、その上に配線層を印刷した。

下部絶縁層の絶縁性インクとしては、アクリル系樹脂（松井色素化学工業所のバインダーEN-ME/EN-MRE）を用いた。配線層の導電性インクは、カーボンナノチューブ、分散剤、バインダを配合したものを用いた。分散剤として両親媒性アクリルポリマー（共栄社化学のTX-17-100）を０．８５％（重量比）、バインダとしてアクリル系ソフトバインダー（共栄社化学のライトエポックT-23M）を５．８％（重量比）、多層カーボンナノチューブ（直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ）を重量比５％として配合した。

平滑化の効果を確認するため、カレンダー加工を行ったものと、行わないものとを比較した。

下記各表において、「部位」の「左」は、図９の電極Ｂに接続された配線層での測定を示す。「中央」は、電極Ｅに接続された配線層での測定を示す。「右」は、電極Ｊに接続された配線層での測定を示す。「編目方向」の「縦」は、編まれた状態の糸が連続する方向をいう。図１０のＹ方向である。なお、図９のＹ方向を編目方向の縦として測定を行った。「編目方向」の「横」は、編まれた状態の糸が連続しない方向をいう。図１０のＸ方向である。図９のＸ方向を編目方向の横として測定を行った。

カレンダー加工を行わない場合の測定値を表３〜表６に示す。表３、表５は、生地の表面に配線層を印刷した場合、表４、表６は、生地の裏面に配線層を印刷した場合である。なお、ここで、生地の表面とはシンカー面、裏面とはニードル面を意味する。

表５、表６に、各電極の配線全長の抵抗値を測定した結果を示す。

カレンダー加工を行った場合の測定値を表７〜表１０に示す。表７、表９は、生地の表面に配線層を印刷した場合、表８、表１０は、生地の裏面に配線層を印刷した場合である。

表９、表１０に、各電極の配線全長の抵抗値を測定した結果を示す。

上記より、カレンダー加工による導電性の向上を見ることができる。また、「編目方向」の「縦」の方が「横」よりも導電性が高く、表面よりも裏面の方が導電性が高い。したがって、裏面を用いるとともに、配線層の配設方向が、できるだけ編目方向の縦方向に合致するように、配線層を印刷することが好ましい。たとえば、図９に示すような配線を形成するのであれば、図中Ｘ方向を「編目方向」の「縦」とすることが好ましい。

また、表１１に、生地を伸長させた場合の配線層における抵抗値の変化を測定した結果を示す。導電性インクとしては、分散剤として両親媒性アクリルポリマー（共栄社化学のTX-17-100）を１．７％（重量比）、バインダとしてアクリル系ソフトバインダー（共栄社化学のライトエポックT-23M）を５．１％（重量比）、多層カーボンナノチューブ（直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ）を重量比９．５％として配合した。

図１０に示す、Ｘ方向、Ｙ方向に、それぞれ、上記の導電性インクを用いて、幅４ｍｍ、長さ１０ｃｍの配線層を形成した。Ｘ方向に形成された配線層に対して、伸長なし、３０％伸長、５０％伸長の場合の、全長にわたる抵抗値を測定した。Ｙ方向に形成された配線層に対しても、同様の測定を行った。生地の表面を用いてカレンダー加工を施した後、配線層を印刷した。

この表からもわかるように、３０％程度の伸長であれば、Ｘ方向であっても、Ｙ方向であっても、配線層の抵抗値はＫΩのオーダに留まっている。したがって、電極の接触抵抗が数ＭΩであることに鑑みれば、誤差の範囲内であって、実用上の問題はない。

ただし、５０％伸長した場合には、Ｙ方向の配線層の抵抗値はＫΩのオーダに留まったが、Ｘ方向の配線層の抵抗値は安定しなかったため測定できなかった。したがって、電極シート１１を作成する際には、使用時に電極シートを伸長させる方向を、図１０のＹ方向に合致させておくことが好ましい。

表１２に、フィルム基板の材質と、ホットメルト接着剤の成分を変えた場合における、接着性の強さを試験した結果を示す。ホットメルト接着剤の成分としては、アクリル酸エステル共重合樹脂とナイロン樹脂について、フィルム基板としては、ポリエステルフィルムとポリイミドフィルムについて試験を行った。接着には熱転写機を用い、１５０度、２０秒の接着工程を実施した。

表１２から明らかなように、フィルム基板をポリイミドフィルムとし、ホットメルト接着剤としてナイロン樹脂を用いた場合が、最も接着強度が高かった。

ポリエステルとウレタンの混紡品を編んで構成した生地の上に、図１１に示すようなパターンの下部絶縁層を印刷し、その上に幅０．４cm、厚さ０．０２〜０．０３cmの配線層を印刷した。なお、ポリエステルとウレタンの本数比は、ポリエステル８２％、ウレタン１８％とした。

下部絶縁層の絶縁性インクとしては、アクリル系樹脂（松井色素化学工業所のバインダーEN-ME/EN-MRE）を用いた。配線層の導電性インクは、カーボンナノチューブ、分散剤、バインダを配合したものを用いた。分散剤として両親媒性アクリルポリマー（共栄社化学のTX-17-100）を１．７％（重量比）、バインダとしてアクリル系ソフトバインダー（共栄社化学のライトエポックT-23M）を５．１％（重量比）、多層カーボンナノチューブ（直径１５０ｎｍ、長さ１０〜２０μｍ）を重量比９．５％として配合した。なお、カレンダー加工を行った。

配線層の導電性インクを１回印刷した場合、同じ箇所に重ねて２回印刷した場合、同じく３回、４回、５回と重ねて印刷した場合のそれぞれについて、各電極
Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｎ、Ｃ1〜Ｃ6と対応する各配線の起点Ｚとの間の抵抗値を測定した結果を、表１３に示す。それぞれの電極の起点からの距離は、下記のとおりである。

L： 33.5
R： 62.0
C6： 7.5
C5： 12.5
C4： 23.5
C3： 26.5
C2： 29.5
C1： 35.0
N： 45.5
F： 20.0

なお、表において電極の符号は、図１１の符号と対応している。注目すべき点は、２回塗りによって飛躍的に導電性が高まっている点である。

表１４に上記と同様の条件で、幅０．４cm、厚さ０．０２〜０．０３cm、長さ１０cmおよび２０cmの配線層を１回、２回、３回、４回、５回重ねて印刷した場合と、幅１．０cm、厚さ０．０２〜０．０３cm、長さ１０cmおよび２０cmの配線層を１回、２回、３回重ねて印刷した場合の、抵抗値を比較したものを示す。

この表によると、０．４cm幅の４回印刷と、１．０cm幅の２回印刷とがほぼ等しい抵抗値を示し、幅を広くすることで、重ね印刷回数を低減できることがわかった。

Claims

表面が平坦化された編物または織物と、
前記編物または織物の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層と、
前記配線層に接続された電極と、
を備えた電極シート。
請求項１の電極シートにおいて、
前記導電性インクは、アクリル樹脂を含むバインダー、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤およびカーボンナノチューブを含むことを特徴とする電極シート。
請求項１または２の電極シートにおいて、
前記編物は、ポリエステル繊維とウレタン繊維を混紡した糸、またはナイロン繊維の糸、またはウレタン繊維の糸による編物として構成されることを特徴とする電極シート。
請求項１〜３のいずれかの電極シートにおいて、
前記平坦化は、編物または織物に対するカレンダー加工によってなされることを特徴とする電極シート。
請求項１〜４のいずれかの電極シートにおいて、
前記平坦化された編物または織物の表面上に下部絶縁層を有し、当該下部絶縁層の上に配線層が形成されていることを特徴とする電極シート。
請求項１〜５のいずれかの電極シートにおいて、
前記配線層の上に、上部絶縁層が形成されていることを特徴とする電極シート。
請求項１〜６のいずれかの電極シートにおいて、
前記電極は粘着性の導電ペーストによって構成されていることを特徴とする電極シート。
請求項１〜７のいずれかの電極シートにおいて、
前記電極は、電極シート着用者の心電波形を計測するための電極であることを特徴とする電極シート。
請求項１〜８のいずれかの電極シートにおいて、
外部機器に接続するためのコネクタと、
前記コネクタに接続された配線を有するフィルム基板とをさらに備えており、
前記フィルム基板の配線は、前記配線層と電気的物理的に固定されていることを特徴とする電極シート。
編物または織物の少なくとも一方面を平坦化した後、
カーボンナノチューブを含む導電性インクを、前記平坦化した編物または織物の一方面に印刷して配線層を形成し、
前記配線層に電気的に接続された電極を形成すること
を特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０の電極シートの製造方法において、
前記導電性インクは、アクリル樹脂を含むバインダー、アクリル酸系ポリマーを含む分散剤およびカーボンナノチューブを含むことを特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０または１１の電極シートの製造方法において、
前記編物または織物は、ポリエステル繊維とウレタン繊維を混紡した糸を編むことによって生成されることを特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１２のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記平坦化は、編物または織物に対するカレンダー加工によってなされることを特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１３のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記編物または織物の平坦化の後に、
絶縁性インクを、前記平坦化した編物または織物の一方面に印刷して下部絶縁層を形成し、
前記下部絶縁層の上部に配線層を形成すること
を特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１４のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記配線層を形成した後、
前記配線層の上に、絶縁性インクを印刷して上部絶縁層を形成すること
を特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１５のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記配線層の上に、粘着性を有する導電ペーストを塗布して電極を形成すること
を特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１６のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記電極は、電極シート着用者の心電波形を計測するための電極であることを特徴とする電極シートの製造方法。
請求項１０〜１７のいずれかの電極シートの製造方法において、
前記配線層とコネクタに接続されたフィルム基板上の配線とを、ホットメルト接着剤によって固定すること
を特徴とする電極シートの製造方法。
柔軟性を有する編物または織物と、
前記編物または織物の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層と、
前記配線層に接続された電極と、
を備えた電極シート。
表面が平坦化された編物または織物と、
前記編物または織物の平坦化された表面上に設けられ、カーボンナノチューブを含む導電性インクによって形成された配線層と、
を備えた配線を有する衣服。
請求項２０の衣服において、
配線層に接続された電極をさらに備えたこと
を特徴とする衣服。