JP6411443B2 - 通気性及び導電性を具える布 - Google Patents

Description

本発明は、通気性及び導電性を具える布に関し、特にはスマートウェアの作製に適した通気性及び導電性を具える布に関する。

技術の進歩に伴い、通信機能、健康状態モニタリング機能等の機能を有する電子装置が組み合わされた着用可能な布地を素材とするスマートウェアの開発が今や可能となった。このようなスマートウェアを作製する従来の方法としては、布地にフレキシブルプリント回路を取り付ける方法が用いられている。しかし、フレキシブルプリント回路によって布地の通気性が損なわれることがある。

そこで、炭素繊維や金属繊維等から導電性糸を製造してから、導電性糸を通常の非導電性糸と織り交ぜて絡み合わせることにより、改良された回路付きスマートウェアを作製する方法で従来のスマートウェアをさらに改良することが提案されている。しかしながら、導電性糸の使用は、製造コストの増加をもたらし、製造プロセスもより繁雑になる。加えて、長期間着用されると、導電性糸が損壊して、改良されたスマートウェアの導電性に影響を及ぼす可能性がある。 さらに、改良されたスマートウェアは防水性ではないため、雨天の着用には難がある。

また、３次元織物及び電熱繊維が、台湾特許第Ｉ４８２８９２号に記載されている。

台湾特許第Ｉ４８２８９２号明細書

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の欠点を少なくとも１つ解決できる通気性及び導電性を具える布を提供することにある。

本発明によれば、通気性及び導電性を具える布は、第１のプラスチックフィルムと、電気回路パターン層と、ヤーン布地とを具える。

前記第１のプラスチックフィルムは、電気絶縁性であると共に、内面と、前記内面の反対側にある外面とを有する。前記電気回路パターン層は、前記第１のプラスチックフィルムの前記内面に形成され、外部の電気ユニットと電気的に接続されるように構成されている。前記ヤーン布地は、第１の表面と、前記第１の表面の反対側にある第２の表面とを有し、且つ、前記第１の表面と前記第２の表面とを貫通するように延伸する複数の微細孔を画成している。前記ヤーン布地の前記第１の表面は、前記第１のプラスチックフィルムの前記内面と前記電気回路パターン層とに接着されている。

前記第１のプラスチックフィルムは複数の第１の中空突起を更に有する。前記電気回路パターン層は複数の第２の中空突起を有する。各前記第１の中空突起は、対応の１つの前記微細孔内に延伸していると共に、前記第１のプラスチックフィルムの前記外面と前記ヤーン布地の前記第２の表面とを貫通するように延伸する通気経路を形成している。少なくとも１つの前記第１の中空突起は対応の１つの前記第２の中空突起内に延伸している。各前記第２の中空突起は対応の１つの前記微細孔内に延伸している。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。

本発明に係る通気性及び導電性を具える布の一実施形態が布に貼付された態様を示す概略図である。 上記実施形態の部分分解斜視図である。 図２の線II‐IIに沿った上記実施形態の部分断面図である。 上記実施形態における第1のプラスチックフィルム及び電気回路パターン層を示す上記実施形態の部分底面図である。 上記実施形態の変形例を示す部分断面図である。

本発明をより詳細に説明する前に、適切と考えられる場合において、符号又は符号の末端部は、同様の特性を有し得る対応の又は類似の要素を示すために各図面間で繰り返し用いられることに留意されたい。

図１〜図３には、本発明に係る通気性及び導電性を具える布２００の一実施形態が示されており、ここで通気性及び導電性を具える布２００はスマートウェアを形成する布１００に取り付けられた態様が図示されている。取り付け方法としては、縫い付け、粘着、溶融接着等が用いられる。本実施形態においては、通気性及び導電性を具える布２００を縫い付けにより布１００に取り付ける例が示される。

通気性及び導電性を具える布２００は、第１のプラスチックフィルム１と、電気回路パターン層２と、ヤーン布地３と、接着層４とを含む。

第１のプラスチックフィルム１は電気絶縁性であり、内面１１と、内面１１の反対側にある外面１２とを有する。電気回路パターン層２は、第１のプラスチックフィルム１の内面１１を部分的に覆うように内面１１に形成されていて、且つ、外部の電気ユニット（図示せず）に電気的に接続されるように設けられている。上記電気ユニットは例えばバッテリー、ＩＣチップ、マイクロコントローラユニット等であり、実際の応用に応じて適宜変更される。ヤーン布地３は、第１の表面３１と、第１の表面３１の反対側である第２の表面３２とを有し、且つ、それぞれ第１の表面３１と第２の表面３２とに貫通する複数の微細孔３３を画成している。ヤーン布地３の第１の表面３１は第１のプラスチックフィルム１の内面１１と電気回路パターン層２とにそれらの間に介された接着層４によって接着されていて、これにより第１のプラスチックフィルム１はヤーン布地３の輪郭に一致する織物組織を形成する。実施形態によっては、第１のプラスチックフィルム１がヤーン布地３に熱溶着されてもよい。第１のプラスチックフィルム１は複数の第１の中空突起１０を更に有する。電気回路パターン層２は複数の第２の中空突起２０を有する。各第１の中空突起１０は、対応の１つの微細孔３３内に延伸していると共に、第１のプラスチックフィルム１の外面１２とヤーン布地３の第２の表面３２とに貫通する通気経路１０１を形成していて、各第１の中空突起１０の通気経路１０１が湿気を通すが液体を通さないようにすることによって、通気性及び導電性を具える布２００が防水性を具えると共に通気性も具えるようにすることができる。第１の中空突起１０の少なくとも１つは対応の１つの第２の中空突起２０内に延伸している。本実施形態における第1のプラスチックフィルム１及び電気回路パターン層２を示す本実施形態の部分底面図である図４に示されているように、第１の中空突起１０が第２の中空突起２０に対応してその内に延伸しているのは、第１のプラスチックフィルム１が電気回路パターン層２に覆われている部分においてのみである。各第２の中空突起２０は、対応の１つの微細孔３３内に延伸している。実施形態によっては、各第１の中空突起１０の通気経路１０１は漏斗形であって第１のプラスチックフィルム１からヤーン布地３に向かう方向に先細りになっている。また、実施形態によっては、電気回路パターン２は第１のプラスチックフィルム１の内面１１に印刷されてもよい。

実施形態によっては、第１のプラスチックフィルム１は、ポリオレフィン、ポリエステル、熱可塑性エラストマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる熱可塑性材料からなる。また、電気回路パターン層2は導電性インクからなる。

実施形態によっては、ヤーン布地３は、複数の縦糸３４と、それぞれ縦糸３４と交絡して微細孔３３を画成する複数の横糸３５とを含む。また、縦糸３４と横糸３５とは編み合わされてもよい。

接着層４は点状または線状に形成されることにより第１の中空突起１０の通気経路１０１を干渉することが防がれると共に通気性及び導電性を具える布２００の通気性に影響することが防がれる。本実施形態においては、接着層４は例として縦糸３４に設けられていて、ホットメルト接着剤またはその他の市販の接着剤で構成されている。

図２〜図４に示されているように、電気回路パターン層２は、それぞれ位置が各縦糸３４に対応する複数の縦畝２１と、それぞれ位置が各横糸３５に対応する複数の横畝２２とを更に有する。縦畝２１と横畝２２とは共同して織物組織を形成すると共に第２の中空突起２０を画成するように互いに繋ぎ合わされている。通気性及び導電性を具える布２００の長期間の使用によって縦糸３４と横糸３５の一部が損壊した場合でも、損壊していない縦糸３４と横糸３５とにより通気性及び導電性を具える布２００の導電性が確保される。

実施形態によっては、通気性及び導電性を具える布２００は、電気回路パターン層２に覆われていない第１のプラスチックフィルム１の内面１１に形成されている機能性コーティング６を更に含む。機能性コーティング６は、抗紫外線材料、抗菌材料、電磁波防止材料、静電気防止材料、またはこれらの組み合わせからなる群より選ばれる材料から構成される。

本実施形態の通気性及び導電性を具える布２００は、以下の工程を含む方法で製造することができる。

ヤーン布地３を用意する。

ヤーン布地３の第１の表面３１に接着剤塗布手法により接着層４を形成する。

第１のプラスチックフィルム１の内面１１に導電性インクをプリントして電気回路パターン層２を形成する。

第１のプラスチックフィルム１の内面１１の電気回路パターン層２に覆われていない部分に機能性材料をコーティングして機能性コーティング６を形成する。

ヤーン布地３の第１の表面３１を、第１のプラスチックフィルム１の内面１１と、電気回路パターン層２と機能性コーティング６とに接着層４を介して貼り付け、予備成形布を形成する。

予備成形布をスクリーン成形型（図示せず）に置く。

第１のプラスチックフィルム１が軟化するように予備成形布を過熱する。

第１のプラスチックフィルム１がヤーン布地３に熱接着される間に、真空成形機（図示せず）を用いて第１の中空突起１０及び第２の中空突起２０を形成し、通気性及び導電性を具える布２００を形成する。

そして、通気性及び導電性を具える布２００を冷却してから通気性及び導電性を具える布２００をスクリーン成形型から取り外す。

なお、実施形態によっては、導電性インクは機能性材料を含んでもよい。

図５に示されているように、本発明に係る通気性及び導電性を具える布２００の実施形態の変化例は第２のプラスチックフィルム５を更に含み、第２のプラスチックフィルム５は第１のプラスチックフィルム１の外面１２に貼付された内面５１と、内面５１の反対側にある外面５２とを有し、且つ複数の第３の中空突起５０が形成されている。第２のプラスチックフィルム５の各第３の中空突起５０は、対応の１つの第１の中空突起１０内に延伸していて、且つ、第２のプラスチックフィルム５の内面５１と外面５２とを貫通すると共に第１の中空突起１０の対応の１つの通気経路１０１に空間的に連通する通気経路５０１を形成している。第３の中空突起５０は上述の真空形成工程で形成される。なお、各第３の中空突起５０は直径が対応の１つの通気経路１０１の直径よりも小さく、これにより通気性及び導電性を具える布２００の通気性を維持しながらも防水性が向上する。

本発明において、漏斗形の通気経路１０１の最小寸法は、第１のプラスチックフィルム１の厚さとヤーン布地３の微細孔３３の寸法を変更することにより調整することができる。また、第１の中空突起１０と第２の中空突起２０の高さは、ヤーン布地３の微細孔３３の寸法を変更することにより調整することができる。更に、第１の中空突起１０と第２の中空突起２０の寸法は、スクリーン成形型の孔径を変更することにより調整することができる。また、第１の中空突起１０と第２の中空突起２０の最小寸法が固定されている場合には、通気性及び導電性を具える布２００の通気性は第１の中空突起１０と第２の中空突起２０の密度を上げることにより向上できる。更に、通気性及び導電性を具える布２００の防水性能は、一部の第１の中空突起１０に替えて所定の数量の止まり穴を第１のプラスチックフィルム１に形成することで調整できる。

総括すると、第１のプラスチックフィルム１の第１の中空突起１０及び電気回路パターン層２の第２の中空突起２０との形成により、本発明に係る通気性及び導電性を具える布２００は一定の通気性能を維持しながらも防水性を具えることができる。しかも、電気回路パターン層２を含有することにより、通気性及び導電性を具える布２００は、ヤーン布地３において一部の縦糸３４及び一部の横糸３５が損壊してもなお導電性が維持される。更に、通気性及び導電性を具える布２００は量産が容易であり且つ製造に当たってコストが比較的安く済む手法、例えば連続ロール印刷、溶着、真空成形等の手法を用いることができる。

上記においては、本発明の全体的な理解を促すべく、多くの具体的な詳細が示された。しかしながら、当業者であれば、一またはそれ以上の他の実施形態が具体的な詳細を示さなくとも実施され得ることが明らかである。また、本明細書における「一つの実施形態」「一実施形態」を示す説明において、序数などの表示を伴う説明は全て、特定の態様、構造、特徴を有する本発明の具体的な実施に含まれ得るものであることと理解されたい。更に、本説明において、時には複数の変化例が一つの実施形態、図面、またはこれらの説明に組み込まれているが、これは本説明を合理化させるためのもので、また、本発明の多面性が理解されることを目的としたものである。

以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

Claims (11)

1. 電気絶縁性であると共に、内面（１１）と、前記内面（１１）の反対側にある外面（１２）とを有する第１のプラスチックフィルム（１）と、
   前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記内面（１１）に形成され、外部の電気ユニットと電気的に接続されるように構成された電気回路パターン層（２）と、
   第１の表面（３１）と、前記第１の表面（３１）の反対側にある第２の表面（３２）とを有し、且つ、前記第１の表面（３１）と前記第２の表面（３２）とを貫通するように延伸する複数の微細孔（３３）を画成していて、前記第１の表面（３１）が前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記内面（１１）と前記電気回路パターン層（２）とに接着されているヤーン布地（３）とを具え、
   前記第１のプラスチックフィルム（１）は複数の第１の中空突起（１０）を更に有し、前記電気回路パターン層（２）は複数の第２の中空突起（２０）を更に有し、各前記第１の中空突起（１０）は、対応の１つの前記微細孔（３３）内に延伸していると共に、前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記外面（１２）と前記ヤーン布地（３）の前記第２の表面（３２）とを貫通するように延伸する通気経路（１０１）を形成しており、少なくとも１つの前記第１の中空突起（１０）が対応の１つの前記第２の中空突起（２０）内に延伸していて、各前記第２の中空突起（２０）が対応の１つの前記微細孔（３３）内に延伸している、通気性及び導電性を具える布（２００）。
2. 各前記第１の中空突起（１０）の前記通気経路（１０１）は漏斗形であって、前記第１のプラスチックフィルム（１）から前記ヤーン布地（３）に向かう方向に先細りになっている、請求項１に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
3. 前記電気回路パターン層（２）は前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記内面（１１）にプリントされている、請求項１又は２に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
4. 前記第１のプラスチックフィルム（１）は、ポリオレフィン、ポリエステル、熱可塑性エラストマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる熱可塑性材料からなっている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
5. 前記第１のプラスチックフィルム（１）は前記ヤーン布地（３）に熱溶着されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
6. 前記電気回路パターン層（２）は導電性インクからなっている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
7. 前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記内面（１１）に形成されている機能性コーティング（６）を更に具える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
8. 前記機能性コーティング（６）は、抗紫外線材料、抗菌材料、電磁波防止材料、静電気防止材料、またはこれらの組み合わせからなる群より選ばれる材料からなっている、請求項７に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
9. 前記ヤーン布地（３）は、複数の縦糸（３４）と、それぞれ前記縦糸（３４）と交絡して前記微細孔（３３）を画成する複数の横糸（３５）とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
10. 前記電気回路パターン層（２）は、それぞれ位置が各前記縦糸（３４）に対応する複数の縦畝（２１）と、それぞれ位置が各前記横糸（３５）に対応する複数の横畝（２２）とを更に有し、前記縦畝（２１）と前記横畝（２２）とが共同して前記第２の中空突起（２０）を画成している、請求項９に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。
11. 前記第１のプラスチックフィルム（１）の前記外面（１２）に貼付されている第２のプラスチックフィルム（５）を更に具え、前記第２のプラスチックフィルム（５）は複数の第３の中空突起（５０）が形成されていて、前記第２のプラスチックフィルム（５）の各前記第３の中空突起（５０）は対応の１つの前記第１の中空突起（１０）内に延伸している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の通気性及び導電性を具える布（２００）。