JPWO2017122639A1 - 伸縮性導体組成物、伸縮性導体形成用ペースト、伸縮性導体組成物からなる配線を有する衣服、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
金属線の場合には、金属線を刺繍糸と見なして、衣服に縫い付けることにより配線形成が可能である。しかしながら、かかる手法が大量生産に向いていないことは自明である。
金属箔のエッチングにより配線を形成する手法は、プリント配線板の製法として一般的である。金属箔を伸縮性のある樹脂シートに貼り合わせ、プリント配線板と同様の手法で波形配線を形成して、擬似的に伸縮性配線とする手法が知られている。(非特許文献1参照)かかる手法は波形配線部の捻れ変形により擬似的に伸縮特性を持たせるものであるが、捻れ変形により金属箔が厚さ方向にも変異するため、衣服の一部として用いると、非常に違和感のある着用感となり好ましいものではなかった。また洗濯時のような過度な変形を受けた場合には金属箔に永久塑性変形が生じ、配線の耐久性にも問題があった。
導電粒子と伸縮性バインダー樹脂とからなる導電性組成物は、巨視的には伸縮可能な導体を実現することができる。かかるペーストから得られる導電性組成物は、微視的に見れば、外力を受けた際に樹脂バインダー部変形し、導電性粒子の電気的連鎖が途切れない範囲で導電性が維持されるものである。巨視的に観察される比抵抗は、金属線や金属箔に比較すると高い値であるが、組成物自体が伸縮性を持つために波形配線などの形状を採る必要が無く、配線幅と厚さには自由度が高いため実用的には金属線に比較して低抵抗な配線を実現可能である。
すなわち、本発明は、
少なくとも、(a)導電性粒子、(b)硫酸バリウム粒子、(c)引張弾性率が1MPa以上1000MPa以下の柔軟性樹脂、を含有する伸縮性導体組成物であって、
(b)硫酸バリウム粒子の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子の合計に対して2〜30質量%であり、(c)柔軟性樹脂の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子と(c)柔軟性樹脂の合計に対して7〜35質量%であることを特徴とする伸縮性導体組成物であり、
好ましくは前記導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が硫酸バリウム粒子の平均粒子径より大きいことを特徴とする伸縮性導体組成物であり、
好ましくは前記硫酸バリウム粒子が、Al、Siの一方または両方の水酸化物及び/又は酸化物によって表面処理されていることを特徴とする伸縮性導体組成物であり、
好ましくは前記導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が0.5〜20μmの銀粒子であることを特徴とする伸縮性導体組成物であり、
前記伸縮性導体組成物からなる電気配線を有する衣服であり、
好ましくは、前記の伸縮性導体組成物からなり、さらに表面にカーボンを導電フィラーに用いた伸縮性導体からなる層を有する電気配線を有する衣服であり、
好ましくは、前記の伸縮性導体組成物からなり、さらに表面に絶縁コート層を有する電気配線を有する衣服であり、
好ましくは、前記の伸縮性導体組成物からなり、さらに衣服を構成する布帛と接する面に絶縁層を有する電気配線を有する衣服であり、
前記伸縮性導体組成物からなるシートを布帛に貼り合わせることを特徴とする伸縮性導体組成物からなる電気配線を有する衣服の製造方法である。
本発明の(a)導電性粒子は、比抵抗が1×10-1Ωcm以下の物質からなる、粒子径が100μm以下の粒子である。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、導電性高分子などを例示することができる。本発明で好ましく用いられる導電性粒子は銀、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、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、さらには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などを用いることができる。
柔軟性樹脂がラテックスを介して得られる樹脂である場合には、乾燥前の分散状態の樹脂に導電粒子、硫酸バリウム粒子を配合し、液相にて混合分散した後に乾燥して樹脂組成物とすることも可能である。もちろん乾燥後に再度加熱し樹脂を溶融状態にしてさらに混合分散してもよい。伸縮性導体組成物は混合分散後はペレット状、シート状、塊状など取り扱いやすい形態にて取り出せば良い。
本発明では樹脂組成物の構成要素である(a)導電性粒子、(b)硫酸バリウム粒子と(c)柔軟性樹脂に、さらに(d)溶剤を配合し、ディゾルバー、三本ロールミル、自公転型混合機、アトライター、ボールミル、サンドミルなどの分散機により混合分散することにより樹脂組成物をペースト化し、得られたペーストを基材に塗布乾燥することによって樹脂組成物を得ることができる。
溶剤の配合量は、ペーストに求められる粘性によって適宜調査されるべきであるため、特に限定はされないが、概ね(a)導電性粒子、(b)硫酸バリウム粒子と(c)柔軟性樹脂の合計質量を100した場合に30〜80質量比が好ましい
本発明に使用される有機溶剤は、沸点が100℃以上、300℃未満であることが好ましく、より好ましくは沸点が130℃以上、280℃未満である。有機溶剤の沸点が低すぎると、ペースト製造工程やペースト使用に際に溶剤が揮発し、ペーストを構成する成分比が変化しやすい懸念がある。一方で、有機溶剤の沸点が高すぎると、乾燥硬化塗膜中の残溶剤量が多くなり、塗膜の信頼性低下を引き起こす懸念がある。
シートを作製する方法として溶融成形法を用いる場合には、順次シートを重ねて溶融成形を繰り返せば良い。あるいは二層ダイ、ないし三層ダイを用いて、同時に複数層を押し出してシート化することも可能である。
溶液成膜法を用いる場合にも同様に溶液塗布・乾燥硬化を順次シートを重ねて行えば良い。例えば溶融押出法で作製したシートに溶液成膜法でシートを重ねることも可能であるし、逆に溶液成膜法で作製したシートに溶融押出法でシートを重ねても良い。溶液成膜法での特殊な場合として、スクリーン印刷法などにより、順次重ね印刷を行って多層構成のシートを得ることもできる。
また、本発明では各々単独にシート化した伸縮性導体組成物シート、絶縁層シート、接着シート、カーボンを導電フィラーとする導体組成物シート等を貼り合わせて使用することができる。貼り合わせには公知の接着剤、ホットメルト樹脂を用いれば良い。また各々のシートが熱可塑性を維持している場合にはシートどうしを融着させて貼り合わせることもできる。
シートの布帛への貼り付けには公知の接着剤やホットメルト型樹脂を用いれば良い。接着に用いる副材料は柔軟性を有することが好ましい。また、本発明の絶縁層シートを半乾燥、半硬化状態とであるBステージ状にしておいて、絶縁シートそのものをホットメルト素材として使うこともできる。また伸縮性導体樹脂組成物層をBステージとして加熱・加圧により布帛に接着することも可能である。
得られた樹脂材料をNMR分析して得られた組成比から、モノマーの質量比による質量%に換算した。
島津製作所製 SMV−300RT「ムーニービスコメータ」を用いて測定した。
樹脂を灰化処理し、得られた灰分を塩酸抽出し、原子吸光法にてナトリウム、カリウムの含有量を求め、両者を合計した。
樹脂材料を厚さ200±20μmのシート状に加熱圧縮成形し、次いでISO 527−2−1Aにて規定されるダンベル型に打ち抜き、試験片とした。ISO 527−1に規定された方法で引っ張り試験を行って求めた。
(1)試験片シート形成
樹脂材料を厚さ200±20μmのシート状に加熱圧縮成形し、次いでISO 527−2−1Aにて規定されるダンベル型に打ち抜き、試験片とした。
山下マテリアル製のIPC屈曲試験機を改造し、試験機の往復ストロークを13.2mmに設定、可動板側に試験片をクランプで固定、もう一端を別の固定端にクランプにて固定、ダンベル型試験片中の幅10mm、長さ80mmの部分を用いて、有効長が66mmとなるように調整し(伸張度20%に相当)し、サンプルの繰り返し伸張が行えるように改造した装置を用いた。試験片を用いて5000回の繰り返し伸張を行い、前後の外観比較にて繰り返し伸縮耐久性を評価した。初期と外観に変化が見られない場合に「○」、樹脂表面にクラックなどが観察された場合には「×」とした。
伸縮性導体組成物を溶融整形、ないし溶液成膜にて厚さ80μmのシートを作製し、ISO 527−2−1Aにて規定されるダンベル型に打ち抜き、試験片とした。
山下マテリアル製のIPC屈曲試験機を改造し、試験機の往復ストロークを13.2mmに設定、可動板側に試験片をクランプで固定、もう一端を別の固定端にクランプにて固定、ダンベル型試験片中の幅10mm、長さ80mmの部分を用いて、有効長が66mmとなるように調整し(伸張度20%に相当)し、サンプルの繰り返し伸張が行えるように改造した装置を用い、伸縮有効長の66mmの両端の外側0〜5mmにアルミホイルを巻き付けた上で金属製クリップで挟み、テスターで抵抗値をモニターしながら繰り返し伸張を行った。抵抗値の読み取りは、繰り返し伸張600回までは10回毎に、600回以上は50回毎に伸張率が0%の状態にて停止し、停止後1分後の値を読んで記録し、抵抗値が初期の100倍に達した時点の回数を記録して、そこで試験を打ち切った。
ISO 527−2−1Aにて規定されるダンベル型試験片の中央部にある幅10mm、長さ80mmの部分の抵抗値[Ω]を、アジレントテクノロージ社製ミリオームメーターを用いて測定し、試験片の縦横比(1/8)を乗じてシート抵抗値「Ω□」を求めた。
また、抵抗値[Ω]に断面積(幅1[cm]mm×厚さ[cm])を乗じ、長さ(8cm)にて除して、比抵抗[Ωcm]を求めた。
厚さ80μmの伸縮性導体組成物シートを5mm×100mmに切り抜き、100mm×100mmのウレタンシートに間隔が1.0mmとなるように平行に貼り付けて試験片とした。試験片の電極間にDC5Vを印可した状態で、脱イオン水を導体間に滴下し、電極間がデンドライト状の析出物にて短絡されるまでの時間を測定し、60秒以内である場合を×、60秒以上の場合を○とした。なお、脱イオン水の滴下量は、水滴が電極間を8〜10mmの幅にて覆う程度とし、短絡の判断は目視観察とした。
男女各5人からなる成人10名を被験者とし、被験者の腹部の皮膚に伸縮性導体組成物表面を接触させ触感を、「触感が良い」を5点、「触感が悪い」を1点として、五段階の官能評価を行い、10人の平均において、4以上を◎、3以上4未満を○、2以上3未満を△、2未満を×とした。
堀場製作所製の的光散乱式粒径分布測定装置LB-500を用いて測定した。
用いる無機粒子の組成分析を蛍光X線分析装置(蛍光X線分析装置システム3270、理学電機株式会社製)を使用しAl成分、Si成分の検査を行った。なお、Al、Si、被着量は、検出されたAl成分、およびSi成分の金属化合物を酸化物換算(即ち、Al成分はAl2O3、Si成分はSiO2として換算)した。
<合成ゴム材料の重合>
攪拌機、水冷ジャケットを備えたステンレス鋼製の反応容器に
ブタジエン 54質量部
アクリロニトリル 46質量部
脱イオン水 270質量部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.5質量部
ナフタレンスルホン酸ナトリウム縮合物 2.5質量部
t−ドデシルメルカプタン 0.3質量部
トリエタノールアミン 0.2質量部
炭酸ナトリウム 0.1質量部
を仕込み、窒素を流しながら浴温度を15℃に保ち、静かに攪拌した。次いで 過硫酸カリウム0.3質量部を脱イオン水19.7質量部に溶解した水溶液を30分間かけて滴下し、さらに20時間反応を継続した後、ハイドロキノン0.5質量部を脱イオン水19.5質量部に溶解した水溶液を加えて重合停止操作を行った。
次いで、未反応モノマーを留去させるために、まず反応容器内を減圧し、さらにスチームを導入して未反応モノマーを回収し、NBRからなる合成ゴムラテックス(L1)を得た。
得られたラテックスに食塩と希硫酸を加えて凝集・濾過し、樹脂に対する体積比20倍量の脱イオン水を5回に分けて樹脂を脱イオン水に再分散、濾過を繰り返すことで洗浄し、空気中にて乾燥して合成ゴム樹脂R1を得た。
以下仕込み原料、重合条件、洗浄条件などを変えて同様に操作を行い、表1に示す樹脂材料R2〜R6を得た。なお、表中の略号は以下の通りである。
NBR:アクロニトリルブタジエンゴム
NBIR:アクリロニトリル−イソプレンゴム(イソプレン10質量%)
SBR:スチレンブタジエンゴム(スチレン/ブタジエン=50/50質量%)
吸込口径40mm、吐出口径25mm、内容積850mL、インペラー回転数2380r pmのワーマンポンプを反応槽として用い、このポンプに濃度110g/L(1.1mo l/L)、温度30℃の硫酸水溶液を700L/hの一定流量にて吸い込ませると共に、 120g/L(0.71mol/L)、温度50℃の硫化バリウム水溶液を600L/ hの一定流量にて吸い込ませることで調製した水スラリー(固形分95g/L)1000mLを60℃に昇温した。SiO2として4.0g相当量の珪酸ナトリウムを純水100 mLで希釈して20分で滴下し、次いで、Al2O3として2.0g相当量のアルミン酸ソーダを純水100mLで希釈し、20分で滴下した。さらに反応系を70℃に昇温し、30分撹拌後、希硫酸を用いて30分かけてpH8に中和した。10分撹拌してから、ろ過し、充分に水洗してから乾燥して、乾燥チップを得て、粗砕した後、気流式粉砕機で粉砕した。得られた粉体は、基材となる超微粒子硫酸バリウムと被着物の合計質量に対して、SiO2として3.5質量%、 Al2O3として1.7質量%被着され、動的光散乱法によって測定される平均粒子径が 0.3μmであった。
竹原化学工業株式会社製の沈降性硫酸バリウムTS−1を硫酸バリウム粒子(B)として用いた。硫酸バリウムの調製(A)と同様に分析した結果SiO2の含有量は0.1質量%以下、 Al2O3としては0.1質量%以下で、実質的に含有しないものと判断した。同様の方法で求めた平均粒子径は0.6μmであった。
竹原化学工業株式会社製の簸性硫酸バリウムW−1を硫酸バリウム粒子(C)として用いた。SiO2の含有量は0.3質量%、 Al2O3としては0.2質量%であった。簸性硫酸バリウムは天然物由来であり、いずれも不純物と判断した。同様の方法で求めた平均粒子径は1.7μmであった。
堺化学工業製酸化チタン粒子R−38Lを酸化チタン粒子(D)として用いた。平均粒子径は0.4μmであった。以上の硫酸バリウム粒子、酸化チタン粒子について一覧を表2.に示す。
表3に示す材料を、粉末状態でプレミックスし、次いで溶融押出機に仕込んで混合し、伸縮性導体組成物からなるペレットとして取り出した。なお温度、混合条件は用いた柔軟性樹脂により適宜調製した。
得られたペレットを表面ハードクロム加工した鉄板状に敷き詰め、真空プレス機にて加熱・加圧して厚さ80μmのシートを得た。得られたシートについて評価した結果について表3−1、表3−2に示す。
なお、表3−1、表3−1において無定型銀粉1はDOWAエレクトロニクス社製の凝集銀粉G−35、平均粒子径6.0μm、無定型銀粉2はDOWAエレクトロニクス社製の凝集銀粉G−35を湿式分級して得た平均粒子径2.1μmの凝集銀粉である。
以下に、伸縮性導体組成物の構成成分をペースト化した状態を経てシート化する実施例について説明する。
エポキシ当量175〜195の液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂1.5質量部、製造例にて得られた伸縮性樹脂(R1)10質量部、潜在性硬化剤[味の素ファインケミカル株式会社製 商品名アミキュアPN23] 0.5質量部、をイソホロン30質量部と混合攪拌して溶解させバインダー樹脂組成物A1を得た。次いでバインダー樹脂組成物A1に、平均粒子径6μmの微細フレーク状銀粉[福田金属箔粉工業社製 商品名Ag−XF301]58.0質量部を加えて均一に混合し、三本ロールミルにて分散することにより導電インクC1を得た。得られた導電インクC1の評価結果を表2に示す。
なお、表4−1、表4−1において無定型銀粉1はDOWAエレクトロニクス社製の凝集銀粉G−35、平均粒子径6.0μm、無定型銀粉2はDOWAエレクトロニクス社製の凝集銀粉G−35を湿式分級して得た平均粒子径2.1μmの凝集銀粉である。
長さ200mm、幅30mmのホットメルトウレタンシート(第一絶縁層)の中央部に、長さ190mm、幅10mmにカットした実施例1で得られた伸縮性導体組成物シートを重ね合わせ、さらに伸縮性導体組成物シートの両端各20mmが露出するように長さ150mm、幅25mmのポリウレタンシート(カバーコート層)を重ね合わせた。
次に、長さ210mm、幅50mmの2−Wayトリコット生地(グンセン(株)製「KNZ2740」、ナイロンヤーン:ウレタンヤーン=63%:37質量%(混率)、目付け194g/m2)が、前記第1絶縁層を接するように重ね合わせ、ホットプレスにて全体を接着し、布地に貼り合わせた伸縮性導体組成物シートを得た。
得られた試料を実施例1と同様に繰り返し伸縮耐久性(回)を求めたところ2500回と良好な特性を示した。
応用実施例1と同様の方法にて、左右の後腋窩線上と第7肋骨との交差点に伸縮性導体組成物シートにて直径50mmの円形電極を、さらに円形電極から胸部中央までの幅10mmの伸縮性導体組成物シート配線をスポーツシャツの内側に形成した。電極部と配線部との繋ぎ目は外形線がR10mmにてなめらかに処理されている。なお左右の電極から胸部中央に伸びる配線は、胸部中央にて5mmのギャップを持ち、両者は短絡されていない。第一絶縁層は伸縮性導体組成物シートの外形より5mm大きくした。配線部のカバーコート層は幅16mmとし、伸縮性導体組成物シート部から3mm外側までをカバーする寸法とし、伸縮性導体組成物シートによる配線の胸部中央側の端10mmはカバーコート層で覆われていない。電極部のカバーコート層は電極と同心円的に、内直径44mm、外直径56mmのリング状にカバーされており、電極部と配線部との繋ぎ目についても外側に3mm覆うようにカバーされている。
ステンレススチール製ホックを介して、ユニオンツール社製の心拍センサWHS−2を接続し、同心拍センサWHS−2専用のアプリ「myBeat」を組み込んだアップル社製スマートホンで心拍データを受信し、画面表示できるように設定した。以上のようにして心拍計測機能を組み込んだスポーツシャツを作製した。
本シャツを被験者に着用させ、安静時、歩行時、ランニング時、自転車走行時、自動車運転時、睡眠時、について心電データを取得した。得られた心電データはノイズが少なく、高解像度で、心電図としてメンタルな状態、体調、疲労度、眠気、緊張度合いなどを心拍間隔の変化、心電波形などから解析可能な品位を有していた。
実施例13で得られた導電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り、厚さ45μmのシート状の離型シート付き導電層を作製した。
次に、離型シート付き導電シートの上にポリウレタンホットメルトシートをホットプレス機を用いて貼り合わせた後、長さ190mm、幅10mmのサイズに打ち抜き、離型シート/伸縮性導体組成物/ポリウレタンホットメルトシートからなる3層シートを得た。
次に、長さ200mm、幅30mmの2−Wayトリコット生地(グンセン(株)製「KNZ2740」、ナイロンヤーン:ウレタンヤーン=63質量%:37質量%(混率)、目付け194g/m2)の中央部に得られた3層シートのホットメルト層側が接触するように重ね、ホットプレスで積層して、伸縮性電極シートを得た。さらに伸縮性電極シートの伸縮性導体組成層に長さ150mm、幅25mmのホットメルトウレタンシートを、伸縮性導体組成物層の長さ方向の両端がそれぞれ20mm露出するように重ねホットプレスで接着した。さらに伸縮性導体組成物層の露出部を、長さ22mm幅14mmの矩形で覆うようにスクリーン印刷を用いて伸縮性のあるカーボンペーストで被覆し、伸縮性のある複合電極シートを得た。
本スポーツブラジャーを被験者に着用させ、安静時、歩行時、ランニング時、自転車走行時、自動車運転時、睡眠時、について心電データを取得した。得られた心電データはノイズが少なく、高解像度で、心電図としてメンタルな状態、体調、疲労度、眠気、緊張度合いなどを心拍間隔の変化、心電波形などから解析可能な品位を有していた。
離型シートの上に、伸縮性を有するウレタン樹脂にてカバーコート層を、次いで電極相当部分に伸縮性カーボンペーストをスクリーン印刷法にて形成し、乾燥硬化させた。次いで、その上に実施例17にて得られた伸縮性導体組成物のペーストを重ねて印刷して乾燥硬化し、さらにその上からホットメルト性を有するウレタン樹脂層を同様にスクリーン印刷にて重ね印刷した。伸縮性導体組成物層のパターンを図1.に示す。カーボンペーストを重ねた部分は手首がわの端の配線長15mm部分である
得られた重ね印刷物のホットメルト性ウレタンシート側を、布製手袋の甲側に重ね、ホットプレスにて離型シートから手袋に転写し、配線付き手袋を得た。得られた配線付き手袋の手首相当部分の電極に導電性接着剤を用いてリード線を取り付け、各指関節の屈曲に応じた配線の抵抗変化が多チャンネルの抵抗測定器により読み取れるように構成した。
得られたCG手指の動作は自然で滑らかで良好であった。また「じゃんけん」や、指文字のような複雑な動作についても再現可能であった。
伸縮性樹脂(R1)24質量部、ケッチェンブラック4質量部、イソホロン30質量部を予備撹拌した後に、三本ロールミルにて混練分散し、伸縮性のカーボンペースト(C17)を得た。
エポキシ樹脂7.5質量部、伸縮性樹脂(R2)を30質量部、硬化剤0.5質量部をイソホロン30質量部に混合溶解し、カバーコート用の伸縮性樹脂インク(C18)を得た。
ニット製スポーツウェア(シャツ)の前側の裾から襟部まで50mm、長さ450mmの矩形パターンに、水分散性ウレタン樹脂を乾燥目付で50mg/cm2となるようにコーティングし、乾燥硬化させてウレタン下地層を形成した。次いでウレタン樹層上に幅10mm、長さ430mmの配線2本をウレタン下地層の橋からの距離がおおむね10mmとなるように配置して、乾燥膜膜厚が28μmとなるように、実施例14で得られた導電ペーストC2を用いて、スクリーン印刷により形成し、ドライオーブンにて120℃30分間、乾燥硬化し、配線付きスポーツシャツを得た。得られた配線の各々裾部15mm、襟部15mmをマスキングテープで覆い、水分散性ウレタンをコーティングし、さらに乾燥することにより、配線部の絶縁を施した。さらにマスキングテープを剥がし、マスキングテープで覆われていた部分を覆うようにスクリーン印刷法にてカーボンペーストC17を乾燥膜厚15μmとなるように印刷し、120℃20分間乾燥硬化し、その部分を電極部とした。
概ミニピンジャック付きスポーツシャツを介して、ヘッドホンステレオを接続したところ、静止時およびジョギング中ともに良好な音質で再生した音楽を鑑賞することができた。
5mm厚のプラスチック板で作られた平面状の手形に、合成皮革製の手袋を、皺が出ないように履かせ、スクリーン印刷機を用いて、実施例23で得られた導電ペースト(C11)を、図1.に示す導電パターン状に印刷した。次いで、100℃にて120分間乾燥し、配線付き手袋を得た。得られた配線付き手袋の手首相当部分の電極に導電性接着剤を用いてリード線を取り付け、各関節の屈曲に応じた配線の抵抗変化が多チャンネルの抵抗測定器により読み取れるように構成した。
得られたCG手指の動作は自然で滑らかで良好であった。また「じゃんけん」や、指文字のような複雑な動作についても再現可能であった。
厚さ125μmの離型PETフィルムに、まずカバーコート層となる伸縮性絶縁樹脂インク(C18)を所定のパターンに印刷し、乾燥硬化した。パターンは電極部の周囲をリング状にカバーするランド部と伸縮性導体から成る電気配線部をカバーする絶縁コート部に相当する。ランド部は後述する電極パターンの外周3mmを覆い、リングの幅は5mmである。絶縁コート部は幅16mmであり、幅10mmとなる伸縮性導体をカバーする。カバーコート層の乾燥厚さは20μmとなるように調製した。
次いで電極部分となる箇所に伸縮性カーボンペースト(C17)を印刷し、乾燥硬化した。電極部は先に印刷されたカバーコート層のリングと同心円的に配置された直径50mmの円である。ここに伸縮性カーボンペーストは実施例3の伸縮性導体形成用ペーストから硫酸バリウム粒子を除き、さらに導電フィラーである銀粉に代えて、12重量部のケッチェンブラックを配合して分散混練りしたペーストである。伸縮性カーボンペースト層の乾燥膜厚は15μmとした。
さらにカバーコート層に用いた伸縮性絶縁樹脂インクを、カバーコート層を含め印刷されている全てのパターンと重なるように印刷し、溶剤を意図的に残し、タック性が残るように60℃10分間の弱い乾燥操作を行い、転写性の印刷電極配線シートを得た。
ついで、以上の工程により得られた転写性の印刷電極配線を裏返したスポーツシャツの所定部分に重ね、ホットプレスして印刷物を離型PETフィルムからスポーツシャツに転写し、さらに115℃にて30分間乾燥し、電気配線付きスポーツシャツを得た。
得られた電気配線付きスポーツシャツは、左右の後腋窩線上と第7肋骨との交差点に直径50mmの円形電極があり、さらに円形電極から胸部中央までの幅10mmの伸縮性導体組成物による電気配線が内側に形成されている。なお左右の電極から胸部中央に伸びる配線は、胸部中央にて5mmのギャップを持ち、両者は短絡されていない。
ステンレススチール製ホックを介して、ユニオンツール社製の心拍センサWHS−2を接続し、同心拍センサWHS−2専用のアプリ「myBeat」を組み込んだアップル社製スマートホンで心拍データを受信し、画面表示できるように設定した。以上のようにして心拍計測機能を組み込んだスポーツシャツを作製した。
Claims (15)
- 少なくとも、
(a)導電性粒子、
(b)硫酸バリウム粒子、
(c)引張弾性率が1MPa以上1000MPa以下の柔軟性樹脂、
を含有する伸縮性導体組成物であって、
(b)硫酸バリウム粒子の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子の合計に対して2〜30質量%であり、(c)柔軟性樹脂の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子と(c)柔軟性樹脂の合計に対して7〜35質量%であることを特徴とする伸縮性導体組成物。 - 導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が硫酸バリウム粒子の平均粒子径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の伸縮性導体組成物。
- 前記硫酸バリウム粒子が、Al、Siの一方または両方の水酸化物及び/又は酸化物によって表面処理されていることを特徴とする請求項1または2に記載の伸縮性導体組成物。
- 前記導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が0.5〜20μmの銀粒子であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の伸縮性導体組成物。
- 請求項1から4のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなる電気配線を有する衣服。
- 請求項1から4のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなり、さらに表面にカーボンを導電フィラーに用いた伸縮性導体からなる層を有する電気配線を有する衣服。
- 請求項1から4のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなり、さらに表面に絶縁コート層を有する電気配線を有する衣服。
- 請求項1から4のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなり、さらに衣服を構成する布帛と接する面に絶縁層を有する電気配線を有する衣服。
- 請求項1から4のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなるシートを布帛に貼り合わせることを特徴とする伸縮性導体組成物からなる電気配線を有する衣服の製造方法。
- 少なくとも
(a)導電性粒子、
(b)硫酸バリウム粒子、
(c)引張弾性率が1MPa以上1000MPa以下の柔軟性樹脂、
(d)溶剤、
を含有する伸縮性導体形成用ペーストであって、
(b)硫酸バリウム粒子の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子の合計に対して2〜30質量%であり、(c)柔軟性樹脂の配合量が、(a)導電粒子と(b)硫酸バリウム粒子と(c)柔軟性樹脂の合計に対して7〜35質量%であることを特徴とする伸縮性導体形成用ペースト。 - 前記導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が硫酸バリウム粒子の平均粒子径より大きいことを特徴とする請求項10に記載の伸縮性導体形成用ペースト。
- 前記硫酸バリウム粒子が、Al、Siの一方または両方の水酸化物及び/又は酸化物によって表面処理されていることを特徴とする請求項10または11に記載の伸縮性導体形成用ペースト。
- 前記導電性粒子の動的光散乱法によって測定した平均粒子径が0.5〜20μmの銀粒子であることを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の伸縮性導体形成用ペースト。
- 請求項10から13のいずれかに記載の伸縮性導体形成用ペーストを用いて電気配線を直接布帛に印刷する工程を含むことを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなる配線を有する衣服の製造方法。
- 請求項10から13のいずれかに記載の伸縮性導体形成用ペーストを用いて電気配線を中間媒体に印刷した後に布帛に転写する工程を含むことを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の伸縮性導体組成物からなる配線を有する衣服の製造方法。
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