JP6954847B2 - 衣類 - Google Patents
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Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
[1]着用者の肌に接触する電極が形成されている衣類であって、前記衣類は、60〜250g/m2の目付及び0.2〜0.9mmの厚みを有する編地であって、単繊維繊度が0.2〜0.9dtexである短繊維Aと;繊維軸方向の熱伝導率が1.2W/m・k以下、単繊維繊度が0.8〜2.5dtexであり、且つ、前記短繊維Aとの単繊維繊度の差が0.4dtex以上である短繊維Bと;を3:7〜8:2の質量比で混紡した混紡糸を、編地全体に対して50質量%以上含み、前記混紡糸の繊度は40〜100番手であることを特徴とする衣類。
[2]前記編地の横方向において、50%伸長時の1cm幅あたりの伸長応力が10〜80cN、且つ、50%伸長を10回繰返した後の伸長回復率が98〜100%である[1]に記載の衣類。
[3]前記混紡糸の繊維軸方向に対して垂直な横断面を見たときに繊維間の空隙率が55〜70%であり、且つ、前記編地の比容積が3〜6cm3/gである[1]または[2]に記載の衣類。
[4]前記編地の保温率が20%以上である[1]〜[3]のいずれかに記載の衣類。
心拍数(回/分)=60/RR間隔
上記伸縮性を有する電極としては、例えば、導電性ファブリックで構成されている電極や、導電性フィラーと伸縮性を有する樹脂を含む導電性組成物から形成されたシート状の電極が挙げられる。
導電層は、導通を確保するために必要である。
上記導電層は、導電性フィラーと伸縮性を有する樹脂を含むことが好ましく、各成分を有機溶剤に溶解または分散させた組成物(以下、導電性ペーストということがある)を用いて形成できる。
上記フレーク状粉の粒子径は特に限定されないが、動的光散乱法によって測定した平均粒子径(50%D)が0.5〜20μmが好ましく、より好ましくは3〜12μmである。平均粒子径が20μmを超えると微細配線の形成が困難になることがある。平均粒子径が0.5μm未満では、低充填では粒子間で接触できなくなり、導電性が悪化することがある。上記フレーク状粉としては、例えば、フレーク状銀粉を用いることが好ましい。
上記不定形凝集粉とは、球状もしくは不定形状の1次粒子が3次元的に凝集したものである。上記不定形凝集粉は単分散の形態ではないので、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ので、さらに好ましい。
上記不定形凝集粉としては、例えば、不定形凝集銀粉を用いることが好ましい。
上記第一絶縁層は、絶縁層として作用する他、電極および配線の導電層を生地に形成するための接着層として作用すると共に、着用時に第一絶縁層が積層された生地の反対側(即ち、衣類の外側)からの水分が導電層に達することを防ぐ止水層としても作用する。また、導電層の衣類側に第一絶縁層を設けることによって、第一絶縁層が、生地の伸びを抑制し、導電層が過度に伸長されるのを防ぐことができる。その結果、第一絶縁層にクラックが発生することを防止できる。これに対し、上述したように、上記導電層は、良好な伸長性を有するものであるが、生地が導電層の伸長性を超えた伸び性に富む素材の場合、生地表面に導電層を直接形成すると、生地の伸びに追随して導電層が伸ばされ過ぎ、その結果、導電層にクラックが発生すると考えられる。
上記第一絶縁層の平均膜厚は10〜200μmが好ましい。上記第一絶縁層が薄すぎると、絶縁効果および伸び止め効果が不充分になることがある。従って上記第一絶縁層の平均膜厚は10μm以上が好ましく、より好ましくは30μm以上、更に好ましくは40μm以上である。しかし、上記第一絶縁層が厚すぎると、電極および配線の伸縮性が阻害されることがある。また、電極および配線が分厚くなりすぎ、着心地が悪くなるおそれがある。従って上記第一絶縁層の平均膜厚は200μm以下が好ましく、より好ましくは180μm以下、更に好ましくは150μm以下である。
上記配線は、前記導電層の上に、第二絶縁層が形成されていることが好ましい。第二絶縁層を設けることによって、例えば、雨、雪、汗などの水分が導電層に接触することを防止できる。
本実施例では、以下のようにしてシート電極を作製した。
ニトリルゴム(日本ゼオン社製の「Nipol DN003」)20質量部を、イソホロン80質量部に溶解し、NBR溶液を作製した。得られたNBR溶液100質量部に、銀粒子(DOWAエレクトロニクス製の「凝集銀粉G−35」、平均粒子径5.9μm)110質量部を配合し、3本ロールミルにて混練し、導電ペーストを得た。
上記導電性ペーストを離型シートの上に塗布し、120℃の熱風乾燥オーブンで30分以上乾燥することによって、離型シート付きシート状導電層を作製した。
表1に記載の各編地の詳細を以下のようにして作製した。
表1に記載の短繊維Aおよび短繊維Bを用いて、以下の方法により実施例1の編地を作製した。
ここで、上記糸長(緯編の編成糸長)は、仕上生地の100W(ウェール)当りの糸長を測定して、1ループ当りの糸長として100で除した値(mm)である。
上記実施例1において、混紡糸の繊維間の空隙率、繊度、および撚係数を表1のように変更し、且つ、編地の混紡糸混率を表1のように変更したこと以外は上記実施例1と同様にして最終生地(編地)を得た。
上記実施例2において、混紡糸の撚係数を表1のように変更したこと以外は実施例2と同様の方法で混紡糸(紡績糸)を得た。
このようにして得られたSCYと、前述した紡績糸とを用いて、18′′−18Gのフライス編機により編成糸長330mm/100W(ウエール)の片袋編地を編成した。
次に、上記実施例1と同様にして染色加工し、最終生地(編地)を得た。
上記実施例1において、短繊維Aとして単繊維繊度が0.3dtexで繊維長38mmのポリエチレンテレフタレート繊維を用いたこと、及び、短繊維Bの含有率を50%としたこと以外は実施例1と同様にして紡績糸を得た。上記紡績糸の詳細は表1に示す通りである。
次いで、上記紡績糸と、上記実施例1に記載の交編糸とを用いて、実施例1と同様にしてベア天竺(生機)を編み立てた。このようにして得られた生機の混率はポリエステル47%、アクリル47%、Uy6%であった。
次に、上記実施例1と同様にして染色加工し、最終生地(編地)を得た。
ここでは、短繊維Bのみを用い、上記実施例2と同様の方法により英式番手80番手の紡績糸を得た。
上記紡績糸を用い、18インチ−18ゲージのフライス編機LRB(永田精機)にてフライスを製編した。製編時の編成条件は糸長480mm/100ウェールであった。
次に、編成した編地を開反せず、液流染色機にて精練し、カチオン染料でアクリルをブルーに染色した。次いで、柔軟処理を行ってから染色機から取り出した後、遠心脱水して、荒繰り、丸セット仕上げを行って、最終生地として丸巾(W)35cmの最終生地(編地)を得た。
ここでは、本発明で規定する短繊維Aおよび短繊維Bを用いず、表1に示すNy長繊維を用いた。
詳細には、カールマイヤー社製トリコット編機(HKS2/筬巾180インチ・28ゲージ)を用いて、ミドル筬にポリウレタン弾性糸44dtex−40フィラメント、フロント筬とバック筬にナイロン6の78デシテックス−68フィラメント(△ブライト)を組合せて、組織はフロントオサ10/23、ミドルオサ00/33、バックオサは10/34の生機を編成した。得られた生機を、上記実施例1(ベア天竺)と同様の方法により仕上げた。このようにして得られた生地は、経密度98コース/2.54cm、横密度60コース/2.54cm、生地目付210g/m2であった。
次に、上記のようにして作製された各編地で構成された衣類の前身頃生地の内側、即ち、着用者の肌に電極面が接触する側の所定位置に、上記の伸縮性電極パーツを2枚、左右対称になる形で貼り付け、電極が形成された衣類を製造した。前身頃生地に設けた電極の数は2つとした。
各項目の測定方法は以下の通りである。
編地の目付は、JIS L1096(2010)の「8.3.2 標準状態における単位面積当たりの質量」に記載のA法に基づいて測定した。測定はn=3回とし、平均値を求めた。
編地の厚みは、JIS L1096(2010)の「8.42 厚さA法」に基づいて測定した。
繊度は、JIS−L1095の「9.4.2 見掛テックス・番手」に記載の方法に基づいて測定し、綿番手(=英式番手)を求めた。
繊維軸方向の熱伝導率は、日本繊維機械学会誌39,T−184(1986)に記載されている「単繊維の異方性熱伝導率の測定」に準じて測定された値である。
詳細には、カトーテック(株)製サーモラボIIを用いて下記のように測定を行った。
まず上記学会誌のFig.2に記載のヒートチャックおよびベースチャック(銅製)を用いて繊維を平行に並べて把持した。下部のベースチャック温度Tbを定温水で一定に保持した。上部のヒートチャック温度THは、内蔵ヒーターと、同じくチャック内に内蔵の50Ω白金温度センサーによってΔT=TH−Tbが10℃に保たれるよう制御されている。チャック間隔はL=3〜7mm、試料クランプ幅は30mm、繊維の総断面積は3〜5×10-6m2程度である。繊維束はできる限り単層状に配列し、クランプで把持される部分をアルミホイルで包んでプレス処理した。試料の実測値から試料を取付けないで測るリーク値を差引いて温度差ΔTを求めるが、毎回試料を取替えながら実測値とリーク値を交互に各10回測定して、平均値を採用した。下記式にて繊維軸方向の熱伝導率KLを求めた。
繊維軸方向の熱伝導率KL=qL/ΔTA(Jm-1K-1S-1)
式中、L:厚さm、A:面積m2、ΔT:温度差K、q:熱流量JS-1(=W)
伸長応力は、JIS L1018(1999)の「8.14.1 定伸長時伸長力」に記載のカットストリップ法によって、以下のようにして測定した。
試験片は、生地のウェール方向(横方向)に採取した。
試験幅が2.5cm、つかみ間の距離が10cmの試験片を、1分間当り30cmの引張速度(30cm/min)で引き伸ばし、50%伸張したときの引張応力を測定し、10%伸長力(N)とした。
伸長回復率は、JIS L1018(1999)の「8.15.2 B法(定荷重法)」に基づいて測定した。試験片は、生地の横方向(ウェール方向)に採取した。最大伸長率は50%とし、50%伸長を10回繰り返した後の伸長回復率(伸長弾性率)を求めた。
まず混紡糸を編地より静かに取出し、SEMの試料台に粘着テープで固定した。液体窒素で試料台ごと糸条を凍らした状態でカミソリで繊維軸方向に垂直にカットして横断面を切出して、走査型電子顕微鏡(SEM)により繊維横断面の写真を撮った。この横断面写真から混紡糸が占める全体面積より、実際に単糸が占める面積を除いた空間の面積との比率を測定した。
繊維間の空隙率(%)
=(混紡糸が占める全体面積−実際に単糸が占める面積)×100/紡績糸が占める全体面積
上記式中、「実際に単糸が占める面積」は、断面写真における、単糸それぞれの断面積を合計した値とした。
編地の比容積は、上記のようにして算出された、編地の厚みおよび目付の各測定値を用いて下記式により算出した。
比容積=編地の厚み(mm)/編地の目付(g/m2)×1000
保温率は以下のようにして測定した。
まずカトーテック社製のサーモラボIIを用い、20℃、65%RHの環境下で、BT−BOXのBT板(熱板)を人の皮膚温度を想定して35℃に設定し、その上に試料を置き、熱移動量が平衡になったときの消費電力量Wを測定した。また、試料を置かない条件での消費電力量W0を計測した。そして以下の式で保温率を計算した。
保温率(%)={(W0−W)/W0}×100
ここでBT板は10cm×10cmのサイズであるが、試料は20cm×20cmのサイズとした。通常は試料を熱板に接触させて測定するが、本発明では、熱板の上に断熱性のある発砲スチロール等のスペーサーを設置して試料との空隙を5mm設けて保温率を計測した。
紡績糸の撚係数(K)は、JIS−L1095 9.15のA法により測定した。詳細には、シキボー製TC50オートツイストカウンターにより測定した値であり、下式に基づいて算出される。詳細には測定長10inchとして、50回測定した平均値とした。
撚係数(K)=撚数(T/インチ)/(英式番手)1/2(Ne)
編地の密度は、JIS−L1096−8.6.2編物の密度測定法に準拠して測定した。
着用者(被験者)は身長170cm、体重70kg、肩幅45cm、胸囲85cm、胴囲80cmの30才男性である。着用試験の測定環境は、18℃×50%RHの冬場の室内環境に設定した。
下記5段階の基準で保温快適性を評価した。
5:着用中に寒さを全く感じない
4:着用中に寒さを殆ど感じない
3:着用中に寒さを感じる
2:着用中に寒さをやや感じる
1:着用中に寒さを強く感じる
下記5段階の基準で着用時の圧迫感を評価した。
5:圧迫感を全く感じない
4:やや圧迫感を感じる
3:圧迫感を感じる
2:強い圧迫感を感じる
1:非常に強い圧迫感を感じる
15分間の歩行後に心電図を測定し、下記基準で測定安定性を評価した。
〇:測定時、ノイズが少なくSN比が良好であり、R波が容易に検出可能な心電図波形が得られた
×:R波の検出可能な心電図波形が得られなかった
これに対し、比較例1は短繊維Bのみを用いた例であり、保温快適性が低下し、測定時の心電図波形も極めて不安定であった。
また比較例2は、本発明で規定する短繊維Aおよび短繊維Bを使用しなかった例であり、保温快適性が低下し、着用時の圧迫感が非常に強いものであった。
Claims (4)
- 着用者の肌に接触する電極が形成されている衣類であって、
前記衣類は、
125〜250g/m2の目付及び0.2〜0.9mmの厚みを有する編地であって、
単繊維繊度が0.2〜0.9dtexである短繊維Aと;
繊維軸方向の熱伝導率が1.2W/m・k以下、単繊維繊度が0.8〜2.5dtexであり、且つ、前記短繊維Aとの単繊維繊度の差が0.4dtex以上である短繊維Bと;を
3:7〜8:2の質量比で混紡した混紡糸を、編地全体に対して50質量%以上含み、
前記混紡糸の繊度は40〜100番手であることを特徴とする衣類。 - 前記編地の横方向において、
50%伸長時の1cm幅あたりの伸長応力が10〜80cN、且つ、
50%伸長を10回繰返した後の伸長回復率が98〜100%である請求項1に記載の衣類。 - 前記混紡糸の繊維軸方向に対して垂直な横断面を見たときに繊維間の空隙率が55〜70%であり、且つ、
前記編地の比容積が3〜6cm3/gである請求項1または2に記載の衣類。 - 前記編地の保温率が20%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の衣類。
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