TWI548398B - 生體信號檢測衣料 - Google Patents

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Description

生體信號檢測衣料
本發明係關於用於測定以心電圖為首之生體電信號的生體信號檢測衣料。
為了腦波、事件關聯電位誘發電位、肌電圖、心電圖等之生體電信號的記錄，以及對生體的電刺激，廣泛使用安裝於身體表面的生體電極。近年來，作為個人健康管理手法之一，藉由長期間記錄心電波形、解析其波形變化，可早期發現自律神經之紊亂或心臟病徵兆，已知可有效用於預防醫學。為了長期間取得心電波形，安裝了生體電極的衣物(可穿戴電極)受到矚目(參照非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
非專利文獻1：David M. D. Ribeiro, et. al., "A Real time, Wearable ECG and Continuos Blood Pressure Monitoring System for First Responders," 33rd Annual International Conference of the IEEE EMBS, pp. 6894-6898, 2011.
然而，習知之可穿戴電極係將電極配置在不易接觸生 體的位置，難以長時間進行測定，並有自電極至生體信號測定裝置為止的佈線未與衣物一體化，而對穿用者造成不悅感，或因佈線移動而信號劣化等問題。再者，習知之可穿戴電極由於電極具有透濕性，故有容易因發汗產生皮膚悶濕，對穿用者造成不悅感的問題。再者，於不發汗的狀況下，有皮膚與電極乾燥而難以得到穩定之導電性的問題。
本發明係有鑑於上述情況，提供一種不對穿用者造成不悅感、可長期間穩定檢測生體信號的生體信號檢測衣料。
為了解決上述課題、達成目的，本發明之生體信號檢測衣料的特徵在於具備：由導電性纖維構造物所構成之至少2個以上的電極；對由與生體接觸之上述電極所取得之生體電信號進行檢測處理的測定裝置；將上述電極與上述測定裝置進行導通連接的佈線部；與於既定位置配置上述電極、上述測定裝置及上述佈線部的衣料本體部。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，以上述電極之任一個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測上述關電極與上述參照電極間之電位差作為心電圖波形。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，具有至少3個以上之上述由導電性纖維構造物所構成的電極，以上述電極之任2個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測2個上述關電極之電位差作為心電圖波形。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，上述電極中之2個係分別配置於上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近，在上述電極具備3個以上的情況，剩餘電極係自上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近所配置之電極離開而配置。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，以分別配置在上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近的上述電極作為2個關電極，將此等以外作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測2個上述關電極之電位差作為心電圖波形。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述導電性纖維構造物係浸含了導電性高分子之纖維構造物。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述導電性纖維構造物係藉由將在溶媒中分散了上述導電性高分子與黏結劑的分散液塗佈於上述纖維構造物，而使上述導電性高分子浸含於上述纖維構造物。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述導電性高分子為聚(3,4-乙烯二氧噻吩)與聚苯乙烯磺酸的混合物。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述電極所使用之纖維構造物係由編織物所構成，上述編織物之基重為50g/m2以上、300g/m2以下。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係纖度為30dtex以上且400dtex以 下，且單絲纖度為0.2dtex以下的合成纖維複絲。
另外，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係單絲纖維徑為10nm以上且5000nm以下的合成纖維複絲。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係單絲纖維徑為10nm以上且1000nm以下的合成纖維複絲。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，在上述電極所使用之導電性纖維構造物之與肌膚側相接之面的背面側，積層了樹脂層。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述樹脂層為由聚胺基甲酸酯系透濕層所構成。
上述佈線部係由導電性樹脂之印刷、導電性樹脂薄膜之層合、導電性纖維或金屬線所形成。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述佈線部係藉由導電性纖維之縫入所形成，上述導電性纖維係由塗敷了金屬類的纖維所構成。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，塗敷於上述導電性纖維之金屬類，係含有銀、鋁或不銹鋼。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述佈線部係配置於上述衣料本體部之表面側。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上 述佈線部係藉由導電性纖維之縫入所形成，以上述導電性纖維主要露出於上述衣料本體部之表面側的方式，用於縫紉機之單紗並藉由縫製而使其縫入。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述佈線部係配置於上述衣料本體部之表面側，上述佈線部之於上述衣料本體部之表面側所露出的部分，係由防水性之電氣絕緣性構件所被覆。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述電氣絕緣性構件為聚胺基甲酸酯系薄膜。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述佈線部係由導電性樹脂所形成，在由防水性之電氣絕緣性構件所構成之片材之單面一部分連續積層上述導電性樹脂，藉由將上述防水性之電氣絕緣性構件之積層有上述導電性樹脂的面、與上述衣料本體部貼合，形成上述佈線部。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，具有1個上述電極、上述測定裝置、及至少2個之由將上述電極與上述測定裝置進行導通連接之上述佈線部所構成之導通連接系統；上述導通連接系統之至少形成於衣料本體部上的部分，係藉由撥水性且絕緣性之構造而彼此分離。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述衣料本體部係由編織物所構成，上述編織物之縱方向或橫方向之任一方向於60%伸長時的應力為0.5N以上且15N以下；穿衣時，上述電極係依0.1kPa以上、2.0kPa以下的壓力密黏於皮膚。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上 述衣料本體部係由彈性絲與非彈性絲所構成的編織物。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述彈性絲為聚胺基甲酸酯系彈性纖維。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述衣料本體部為編物。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置可經由連接器與上述衣料本體部進行裝卸且連接。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置係具有與行動終端或個人電腦進行通信、轉送數據的功能。
又，本發明之生體信號檢測衣料係於上述發明中，上述測定裝置係具有與行動終端或個人電腦進行無線通信、轉送數據的功能。
又，本發明之生體信號檢測衣料，係具備：由導電性纖維構造物所構成之至少2個以上的電極；可對由與生體接觸之上述電極所取得之生體電信號進行檢測處理的測定裝置進行裝卸且連接的連接器；將上述電極與上述連接器進行導通連接的佈線部；與於既定位置配置上述電極、上述連接器及上述佈線部的衣料本體部。
本發明之生體信號檢測衣料係藉由將電極、佈線部及測定裝置配置於衣料本體部的既定位置，而於穿用時不對穿用者造成不悅感，可長時間連續且穩定地檢測生體信號。
1‧‧‧身體
2‧‧‧第5肋骨
3‧‧‧肩胛骨或肋弓
100、100A‧‧‧生體信號檢測衣料
101(101a、101b、101c)‧‧‧電極
102‧‧‧測定裝置
103(103a、103b、103c)‧‧‧佈線部
104‧‧‧衣料本體部
105‧‧‧電氣絕緣性構件
106‧‧‧連結器
110‧‧‧導通連接系統
120‧‧‧撥水性且絕緣性之構造
圖1為本發明實施形態之生體信號檢測衣料的概略圖。
圖2為圖1所示生體信號檢測衣料之A-A'線剖面圖。
圖3(a)及(b)為本發明實施形態之變形例的生體信號檢測衣料的概略圖。
圖4為表示本發明實施形態之測定裝置之概略的區塊圖。
以下根據圖式詳細說明本發明之生體信號檢測衣料。又，本發明並不限定於此實施形態。
圖1為本發明實施形態之生體信號檢測衣料的概略圖。如圖1所示，本發明之生體信號檢測衣料100係具備：由導電性纖維構造物所構成之3個電極101a、101b、101c；對由電極101a、101b、101c所取得之生體電信號進行檢測處理的測定裝置102；將電極101a、101b、101c與測定裝置102分別進行導通連接的佈線部103a、103b、103c；與於既定位置配置電極101a、101b、101c、測定裝置102及佈線部103a、103b、103c的衣料本體部104。以下，以測定裝置102為心電圖測定裝置時為例進行說明。
於生體信號檢測衣料100，在屬於衣料本體部104之背面(與身體1接觸之面)、穿用時與左右的側胸部或側腹部附近接觸之部分分別配置電極101a、101b；在屬於由在衣料本體部104之左右的側胸部或側腹部附近所配置之電極101a、101b離開的位置、於電極101b之下部配置電極101c。
由於將3個電極101a、101b、101c分別配置於衣料本體部104之左右的側胸部或側腹部附近、與由該左右的側胸部或 側腹部附近離開的部位，故可使電極101a、101b、101c穩定接觸身體1，可進行長期間連續的生體信號測定。又，測定裝置102與電極101a、101b、101c係藉由直接配置在衣料本體部104的佈線部103a、103b、103c所導通連接。由於佈線部103a、103b、103c係與衣料本體部104一體化，故不對穿用者造成不悅感，亦可防止因佈線部103a、103b、103c之移動所造成的信號劣化。
於生體信號檢測衣料100中，以電極101a、101b作為2個關電極，以101c作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測關電極101a、101b的電位差作為心電圖波形。亦可以配置在右側胸部或左側腹部附近之電極101a作為正之關電極、以配置在左側胸部或左側腹部附近之電極101b作為負之關電極，進行生體信號檢測，但在以電極101b作為正之關電極、以電極101a作為負之關電極時，由於QRS信號振幅可較大地檢測出，故對脈波間隔(R-R間隔)等之自動解析較佳。
尚且，圖1例示了使用3個電極的情況，但只要為2個以上，則不限定為3個。在使用2個電極的情況，將電極分別配置於衣料本體部104之左右的側胸部或側腹部附近，以上述電極之任一個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測上述關電極與上述參照電極間之電位差作為心電圖波形即可。在使用4個電極的情況，以上述電極之任2個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測2個上述關電極之電位差作為心電圖波形即可。在使用4個以上電極的情況，最好是2個電極係配置於衣料本體部104之左右的側胸部或側腹部附近，其以外之電極係配置於由在衣料本 體部104之左右的側胸部或側腹部附近所配置之2個電極離開的位置。
本發明之生體信號檢測衣料100中，由身體1檢測生體電號的電極101(101a、101b、101c)，較佳係浸含了導電性高分子之纖維構造物，更佳係於構成纖維構造物之單纖維之表面及/或單纖維與單纖維的間隙載持了導電性樹脂。在以纖維構造物作為電極101時，由於可於用以構成纖維構造物之纖維間載持導電性樹脂，故較佳。習知，一般用於心電圖之電極的薄膜型電極中，為了提高與身體1之密黏性以得到電信號，必須於電極表面塗佈丙烯酸系之凝膠，而有容易發生皮膚障礙的問題。
另一方面，本發明之由纖維構造物所構成的電極101，係接觸至皮膚時的刺激性少，安全性高。在因皮膚乾燥而無法良好得到信號的情況，可於纖維構造物塗佈少量生理食鹽水或保濕劑以得到良好的心電圖。作為保濕劑，可使用例如甘油、山梨醇、聚乙二醇、聚乙二醇聚丙二醇共聚物、乙二醇、神經胺醇、卵磷脂等。此等中可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。此等保濕劑亦用於化妝品之保濕成分，對皮膚之安全性非常高。
本發明之電極101所使用的導電性高分子，若為具有導電性之樹脂則無限定。亦可於低導電性樹脂調配碳黑、CNT(Carbon Nanotube，碳奈米管)、金屬微粒子等的導電性樹脂組成物，較佳係樹脂本身具有導電性的導電性高分子。
導電性高分子若為顯示導電性的高分子則無特別限制，可舉例如：乙炔系、雜5員環系(聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-乙基吡咯)、聚(3-十二基吡咯)等之聚(3-烷基吡咯)；聚(3,4-二甲 基吡咯)、聚(3-甲基-4-十二基吡咯)等之聚(3,4-二烷基吡咯)；聚(N-甲基吡咯)、聚(N-十二基吡咯)等之聚(烷基吡咯)；聚(N-甲基-3-甲基吡咯)、聚(N-乙基-3-十二基吡咯)等之聚(N-烷基-3-烷基吡咯)；聚(3-羧基吡咯)等之吡咯系高分子；聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-乙基噻吩)、聚(3-十二基噻吩)等之聚(3-烷基噻吩)；聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3-甲基-4-十二基噻吩)等之聚(3,4-二烷基噻吩)；聚(3-羥基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)等之聚(3-烷氧基噻吩)；聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3,4-二丁基噻吩)等之聚(3,4-二烷基噻吩)；聚(3-羧基噻吩)；聚(3-溴噻吩)、聚(3-氯噻吩)等之聚(3-鹵化噻吩)；聚(3,4-乙烯二氧噻吩)等之噻吩系高分子、異硫萘系高分子等；聚苯胺、聚(2-甲基苯胺)、聚(3-異丁基苯胺)等之苯胺系；聚對伸苯基伸乙烯基(PPV)等之伸苯基系的各導電性高分子或此等之共聚合體等。導電性高分子係藉由與摻合物一起使用，而提升導電性。作為與導電性高分子併用的摻合物，係使用氯化物離子、溴化物離子等之鹵化物離子、過氯酸離子、四氟硼酸離子、六氟化砷酸離子、硫酸離子、硝酸離子、硫氰酸離子、六氟化矽酸離子、磷酸離子、苯基磷酸離子、六氟化磷酸離子等之磷酸系離子；三氟醋酸離子、甲苯磺酸離子、乙基苯磺酸離子、十二基苯磺酸離子等之烷基苯磺酸離子；甲基磺酸離子、乙基磺酸離子等之烷基磺酸離子；聚丙烯酸離子、聚乙烯基磺酸離子、聚苯乙烯磺酸離子、聚(2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)離子等之高分子離子中的至少一種離子。摻合物之添加量若為對導電性造成效果的量，則無特別限制。
作為導電性高分子，其中，聚吡咯、聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)、聚苯胺、及聚對伸苯基伸乙烯基(PPV)等因容易樹 脂化，而適合用於作為導電性樹脂。再者，由安全性、加工性之觀點而言，特佳為於噻吩系導電性高分子之PEDOT摻雜了聚苯乙烯磺酸(聚4-苯乙烯磺酸；PSS)的PEDOT/PSS。由導電性之提升、安全化的觀點而言，亦適合利用對含有導電性高分子之纖維構造物賦予甘油、生理食鹽水等。
又，PEDOT/PSS等之導電性高分子，較佳係藉由與黏結劑一起分散於溶媒中，將此分散液塗佈或浸漬於纖維構造物，而被浸含於纖維構造物中。導電性高分子係藉由與黏結劑一起使用，而使含有導電性高分子之塗膜的耐傷性或表面硬度變高，提升與基材間之密黏性。
又，藉由使用黏結劑，可使導電性高分子對纖維構造物的載持變得容易，亦可抑制電極構件重複洗濯後的表面電阻的上升。
作為黏結劑，可為熱硬化性樹脂，亦可為熱可塑性樹脂。可舉例如，聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等之聚酯；聚醯亞胺；聚醯胺醯亞胺；聚醯胺6、聚醯胺6,6、聚醯胺12、聚醯胺11等之聚醯胺；聚氟化伸乙烯基、聚氟化乙烯基、聚四氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯等之氟樹脂；聚乙烯醇、聚乙烯基醚、聚乙烯丁內酯、聚醋酸乙烯酯、聚偏氯乙烯等之乙烯基樹脂；環氧樹脂；二甲苯樹脂；芳醯胺樹脂；聚醯亞胺聚矽氧；聚胺基甲酸酯；聚脲；三聚氰胺樹脂；酚樹脂；聚醚；丙烯酸樹脂及此等之共聚合體等。此等黏結劑可溶解於有機溶劑，亦可賦予磺酸基或羧酸基等官能基而予以水溶化，亦可予以乳化等分散於水。
黏結劑樹脂中，聚胺基甲酸酯、聚酯、丙烯酸樹脂、聚醯胺、 聚醯亞胺、環氧樹脂、聚醯亞胺聚矽氧之任一種以上由於可容易混合，故較佳。
所使用之溶媒，若為使導電性高分子及黏結劑穩定分散者，則無特別限制，可適合使用水、或水與醇的混合溶液。在使用PEDOT/PSS等之聚噻吩系導電性高分子的情況，較佳設為水與醇的混合溶媒。
作為用於電極101之纖維構造物的形態，可舉例如織物、編物及不織布。若浸含於纖維構造物之導電性樹脂的量不足，則由於無法得到重複使用時之洗濯耐久性，故纖維構造物之基重較佳為50g/m2以上且300g/m2以下。若小於50g/m2，則導電性樹脂之浸含量變少，無法得到洗濯耐久性。若大於300g/m2，則基重實質變大，成為實用感劣化的原因。更佳係60g/m2以上且250g/m2以下。纖維構造物之厚度較佳為0.2mm以上且2.0mm以下。厚度未滿0.2mm時，由於布料過薄而基重實質變小，導電性樹脂之浸含量變少。若厚度超過2.0mm，則過厚而成為穿用感劣化的原因。更佳係0.3mm以上且1.5mm以下。
關於電極101之尺寸或形狀，若可檢測生體信號則無特別規定，較佳係縱、橫之長度各為2cm以上、20cm以下。若電極101之縱、橫的長度各為2cm以下，由於電極面積過小，故運動時等布料移動時電極亦容易偏離，容易造成雜訊。若為20cm以上，則為實質上信號檢測所需要之尺寸，但由於電極面積過大，故相鄰電極間之間隔小，容易成為短路等困擾的原因。更佳係縱、橫的長度各為2.5cm以上、18cm以下。
另外，為了持續獲得良好的心電波形，必須保持使電 極101接觸、貼附皮膚的狀態。為了使電極101持續貼附於皮膚，構成纖維構造物之布料需要具有柔軟性，故纖維構造物較佳為織物、編物、不織布，更佳為柔軟性更高的編物。
再者，以編物為代表之纖維構造物的組織、製造方法並無特別限定，作為電極較佳係保持汗等水分的形狀，於編物適合使用多層構造編物。作為其例子，可舉例如雙拉舍爾組織、波狀組織、雙面組織、雙羅紋組織、羅紋圓編組織、起絨組織等，但並不限定於此。
用於本發明之電極101的編織物，係由導電性樹脂對纖維構造物之載持及高導電性的觀點而言，較佳係含有由複數單纖維所構成的複絲。複絲之纖度並無特別限定，由發揮作為纖維構造物之特性的觀點而言，較佳為30dtex以上且400dtex以下。編織物中之複絲的混率，係在不影響性能的範圍內無特別限定，但由導電性、耐久性觀點而言，混率較高者較佳，更佳為50%以上且100%以下。
用於編織物之複絲的素材，可使用例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系合成纖維、尼龍等之聚醯胺系合成纖維等。又，亦可使用調配了氧化鈦等添加物者，或為了提升吸濕性等賦予機能性而使用經聚合物改質的纖維。又，構成複絲之單纖維單位的剖面形狀並無規定，可使用以圓形、三角形、八葉形、扁平形、Y形為代表的各種異形剖面絲。再者，作為非彈性絲，亦可使用由黏度相異之聚合物所構成的芯鞘或並行型之複合絲。再者，亦可使用對此等原絲施行了假撚加工的假撚加工絲。又，可使用聚丙烯腈、聚丙烯等之合成纖維、縲縈、虎木棉、酮氨縲縈等之再生纖維，乙酸酯、三乙酸酯等之半合成纖維。
本發明之纖維構造物，由使導電性樹脂載持至纖維表面及纖維間空隙的觀點而言，較佳係含有單纖維之纖維徑為0.2dtex以下的複絲。0.2dtex以下的單纖維複絲於纖維構造物所佔的混率，係在不影響性能之範圍內並無特別限定，由導電性、耐久性之觀點而言，混率越高越佳。更佳係50%以上且100%以下。再者，單纖維之根數越多，由複數單纖維所構成之空隙、亦即導電性樹脂所載持之部位被再分化，藉使導電性樹脂對纖維構造物的載持性變高，且由於纖維徑變細而再分化，仍保持導電性樹脂之連續性，故可得到優越的高導電性及洗濯耐久性。較佳係使用於人工皮革或外衣素材等所使用的纖維徑為5μm以下的微纖維，更佳係近年來在運動衣料、胸罩、高爾夫手套等內裡，以止滑為目的而使用的纖維徑10nm以上且5000m以下的奈米纖維，特佳係使用纖維徑10nm以上且1000nm以下的奈米纖維。作為奈米纖維，可適合利用由"NANOALLOY(註冊商標)"纖維所製作之奈米纖維人造絲集合體、藉由電紡絲方式等所製作之單絲集合體等藉已知方法所製作的含有奈米纖維的纖維構造物，但以含有奈米纖維的複絲之纖維構造物較佳。奈米纖維之複絲可藉由已知之複合紡絲方式等製作。作為一例，可有效利用日本專利特開2013-185283號公報例示之、將使用複合模嘴的複合纖維進行脫海，纖維徑之偏差小的奈米纖維複絲，但並不限定於此等。
另外，本發明所使用之電極101較佳係於含有導電性物質之纖維構造物的單面，積層樹脂層。考慮到對生體電極之適合性，較佳係於在電極101所使用之纖維構造物之與肌膚側相接之面的背面側積層樹脂層。在檢測生體信號時，若電極101乾燥，則難 以穩定檢測生體信號。從而，必須將電極101某程度保持為濕潤狀態，藉由以樹脂層被覆電極101之單面，可防止乾燥，穩定得到導電性。再者，藉由以樹脂層被覆電極101之單面，可減輕洗濯時脫落的導電性樹脂，大幅抑制洗濯耐久性。
構成樹脂層之聚合物的種類、形狀，若為可進行濕度控制者即可，並無特別限定，較佳為透濕層。若完全阻斷濕氣移動，則悶濕感變強，造成穿用時之不悅感，或亦造成起疹等的原因。作為透濕層，可舉例如PTFE(聚四氟乙烯)多孔膜、親水性之聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等親水性彈性體所構成的無孔膜、聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜等，將已知膜、薄膜、積層物、樹脂等藉塗佈、層合方式予以積層的形態，但並不限定於此等。由對屬於基材之纖維構造物的追隨性的觀點而言，透濕層較佳係將具有伸縮性之聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜藉層合予以積層接黏者。再者，為了提升透濕性，亦可在於單面積層了樹脂層之纖維構造物，使用打孔機或縫紉機形成微多孔。
本發明所使用之電極101，較佳係以JIS L0217(2012)103法之洗濯法重複洗濯20次後，表面電阻值為1×106Ω以下。若超過1×106Ω，則電信號之雜訊變大，難以進行精密測定。又，即使是乾燥狀態之表面電阻值大於1×106Ω的電極101，作成為生體信號檢測衣料100穿用時，若自來水或汗等含有電解質之液體浸含於電極101，則在實質之表面電阻值減低為1×106Ω以下的情況仍可進行測定。本發明之生體信號檢測衣料100可期待一般家庭亦可廣泛使用，但若考慮到實際穿用，較佳係於洗濯20次後仍可檢測生體信號。
本發明之生體信號檢測衣料100中，將由電極101所得之生體信號傳送至測定裝置102的佈線部103(103a、103b、103c)為必要。佈線部103較佳係藉由於衣料本體部104印刷導電性樹脂的方法或層合導電性樹脂薄膜的方法、進而藉由具有電氣導電性之纖維或金屬線所形成。
在藉由將導電性樹脂印刷於衣料本體部104既定位置而形成佈線部103時，所使用之導電性樹脂若為具有導電性之樹脂，則無特別限定，可例示上述電極101所使用之導電性樹脂，此外，可使用將碳黑、碳奈米管、金屬微粒子、或此等之混合物混合至丙烯酸或環氧等之接黏樹脂中者。導電性樹脂係藉由網版印刷或滾筒印刷等，於衣料本體部104之形成佈線的既定位置，進行印刷為佈線狀即可。
在藉由可得到電氣導電性之纖維形成佈線部103的情況，作為導電性纖維，可使用將碳黑在聚酯或尼龍之芯或鞘之一部分於纖維長度方向複合配置的導電性纖維，將含有銀、鋁或不銹鋼之金屬類塗敷至聚酯或尼龍纖維的金屬塗佈絲。關於金屬類對樹脂纖維的塗敷方法，可使用在分散了銀、鋁或不銹鋼等微粉末的溶液中，使尼龍或聚酯纖維流動，以金屬粉末被覆纖維後，藉由加熱器，予以熱固定的方法；或以尼龍或聚酯纖維製作筒編，投入至分散了銀、鋁或不銹鋼之溶液中，藉由加熱，使其固黏於纖維後，由編物解開纖維的假編(kint deknit)法。又，關於所使用之不銹鋼，較佳係使用對人體造成之刺激小的手術不銹鋼(SUS316L)。再者，於藉由金屬線形成佈線部103的情況，可使用以絕緣性塑料被覆不銹鋼線或銅線的金屬線。
在藉由印刷導電性樹脂而形成佈線部103的情況，由於重複穿脫或運動造成之布料伸縮，有印刷於衣料本體部104之導電性樹脂發生龜裂而斷線之虞，於耐久性方面存在問題。在藉金屬線形成佈線部103時，在金屬線破斷時或金屬線末端之處理不全的情況，有金屬線插入身體之虞，於安全方面殘留問題。佈線部103較佳係由導電性纖維所構成，佈線部103更佳係使用藉由導電性優越之銀、鋁或不銹鋼對纖維進行塗敷的導電性纖維。
將導電性纖維安裝於衣料本體部104的方法並無特別限定，可使用縫紉機將導電性纖維縫入衣料本體部104布料，或使用接黏樹脂貼合至布料，亦可使用對單面賦予了熱熔接黏劑的導電性纖維所構成之薄膜、藉由熱接黏予以貼附。
藉由導電性纖維或導電性樹脂之印刷等所形成的佈線部103，較佳係配置於衣料本體部104表面(不與皮膚密黏的面)。藉由於表面進行佈線，佈線部103不直接接觸皮膚，於電極101所檢測出之生體信號不致混入由佈線部103所取得的雜訊，可精度佳地測定生體信號。
作為將導電性纖維安裝於衣料本體部104的方法，較佳係於使用縫紉機的縫製時，將導電性纖維用於底絲，通常之縫紉絲用於上絲，以布料之背面朝上進行縫製。藉此，在衣料本體部104之不與皮膚密黏的表面側主要露出導電性纖維。再者，作為導電性纖維之縫法，較佳係於衣料本體部104將導電性纖維縫製成千鳥狀。藉由將導電性纖維縫製為千鳥狀，即布料伸縮時，縫線部分仍可移動、追隨布料，故不防礙伸展性。
本發明之生體信號檢測衣料100中，若連接此等由導 電性纖維構造物所構成之電極101與佈線部103則可抑制分極，故不僅有利於微弱生體信號的檢測，亦可抑制腐蝕(電蝕)，故可長期間連續利用。連接電極101與佈線部103的方法並無特別限定，可舉例如：在配置於衣料本體部104之電極101上，藉縫製縫上導電性纖維，而形成佈線部103的方法；或在印刷導電性樹脂以形成佈線部103時，重疊於電極101進行印刷的方法；或對導電性樹脂薄膜之單面賦予熱熔接黏劑，於電極101上將該薄膜進行熱壓黏以形成佈線部103的方法等。
本發明之佈線部103由於必須將由電極101所得之生體信號感度良好地傳達至測定裝置102，故關於佈線部103，較佳係對露出於衣料本體部104上之佈線部103，以防水性之電氣絕緣性構件予以被覆，與身體1或外氣隔絕。藉由此隔絕，即使在大量發汗或下雨時，仍可測定良好之生體信號。作為防水性之電氣絕緣性構件，較佳係使用於單面賦予了熱熔接黏劑的防水性薄膜，尤其由穿脫或運動時不防礙布料追隨性而言，較佳係伸縮性優越的聚胺基甲酸酯系薄膜。作為被覆佈線部103之方法，較佳係使用在將佈線部103安裝於衣料本體部104後，以完全被覆佈線部103的形式，由衣料本體部104之布料之雙面，將賦予了熱熔接黏劑之防水性電氣絕緣性構件藉熨斗或壓製機使其熱壓黏的方法。
圖2為圖1所示之生體信號檢測衣料100的A-A'線的剖面圖。圖2所示之佈線部103a，係將導電性纖維或金屬線縫附於衣料本體部104而形成者。如圖2所示，形成佈線部103a之導電性纖維或金屬線，由於露出於衣料本體部104之表面側及背面側，故較佳係藉由防水性之電氣絕緣性構件105a被覆雙面，但若 至少將在接觸皮膚之側所露出之佈線部103a藉電氣絕緣性構件105a予以被覆，則可去除來自佈線部103a之雜訊而穩定檢測生體信號。關於佈線部103b、103c的露出部，亦與佈線部103a同樣地藉由電氣絕緣性構件105b、105c所被覆。藉此，即使在大量發汗或下雨時，仍可進行良好的生體信號測定。又，在將導電性樹脂印刷於衣料本體部104之表面或背面以形成佈線部103的情況，只要僅在印刷了導電性樹脂之面以電氣絕緣性構件105被覆即可。
又，於安裝了電極101之衣料本體部104的表面(不接黏皮膚之面)，較佳亦由佈線部103之被覆所使用的防水性之電氣絕緣性構件105所被覆。藉由被覆可配置電極101之衣料本體部104的表面，可抑制下雨時由布料表面的水浸入。
又，亦可於由防水性之電氣絕緣性構件105所構成的片材的單面的一部分，連續積層導電性樹脂，將防水性之電氣絕緣性構件105之積層了導電性樹脂的面與衣料本體部104貼合，藉此形成佈線部103。如上述，在布料印刷了導電性樹脂的情況，由於生體信號檢測衣料100之重複穿脫或運動造成之布料伸縮，有導電性樹脂發生龜裂而斷線之虞，但在防水性之電氣絕緣性構件105積層導電性樹脂而作成佈線部103的情況，由於防水性之電氣絕緣性構件105如布料般無空隙、伸縮性差，故即使伸縮仍難以於導電性樹脂產生龜裂，可穩定使用作為佈線部103。
本發明之生體信號檢測衣料100中，係藉由1個電極101、測定裝置102、及將電極101與測定裝置102進行導通連接之佈線部103構成導通連接系統。導通連接系統較佳係藉由撥水性且絕緣性之構造使其彼此分離。藉由使導通連接系統彼此分離，即使 於衣料本體部104滲入汗等電解液仍不致短路，在運動時之大量發汗般的情況或下雨時仍可穩定測定生體信號。
圖3為本實施形態之變形例之生體信號檢測衣料100A的概略圖。圖3(a)為生體信號檢測衣料100A穿用時之前面側概略圖，圖3(b)為圖3(a)之生體信號檢測衣料100A的B-B'線剖面圖。如圖3所示，變形例之生體信號檢測衣料100A具有由電極101、測定裝置102及佈線部103所構成的3個導通連接系統110，亦即，存在由電極101a、測定裝置102及佈線部103a所構成的導通連接系統110a；由電極101b、測定裝置102及佈線部103b所構成的導通連接系統110b；由電極101c、測定裝置102及佈線部103c所構成的導通連接系統110c。3個導通連接系統110係藉由撥水性且絕緣性之構造120彼此分離。撥水性且絕緣性之構造120係由將電極101a、佈線部103a與生體信號檢測衣料100A之其他部分予以分離的構造120a，及將電極101b、佈線部103b與其他部分予以分離的構造120b所構成；藉由撥水性且絕緣性之構造120a及120b，3個導通連接系統110a、110b及110c彼此分離。如圖3(b)所示，撥水性且絕緣性之構造120係於衣料本體部104中設置成縱斷布料厚度方向，故可防止短路、穩定測定生體信號。在將撥水性且絕緣性之構造120形成於衣料本體部104之布料內部時，可藉由縫製而將由上述防水性之電氣絕緣性構件105所構成的纖維縫合即可。
撥水性且絕緣性之構造120亦可形成於衣料本體部104之布料表面，此時，將上述防水性之電氣絕緣性構件105之片材貼附於衣料本體部104雙面即可。
又，在導通連接系統110為2個的情況、以及為3個的情況，若藉由撥水性且絕緣性之構造120使導通連接系統110彼此分離即可。
本發明之生體信號檢測衣料100、100A中，為了得到雜訊少之信號，必須使配置於衣料本體部104之電極101密黏於身體1，較佳係電極101對身體1之黏壓至少為0.1kpa以上、2.0kpa以下的壓力，而使電極101密黏於身體1。在大於2.0kpa時，雖然良好取得信號，但黏壓過大、穿用感變得辛苦；在0.1kpa以下時，於動作時電極離開皮膚，無法得到良好信號。更佳係0.5kpa以上、1.5kpa以下。
為了實現此黏壓，較佳係衣料本體部104係由編織物所構成，該編織物之縱方向或橫方向之任一方向於60%伸長時的應力為0.5N以上且15N以下。黏壓可由布料之伸展特性與縫製尺寸進行調整，若小於0.5N，則縫製尺寸減小，即使實現上述黏壓範圍，在動作時而布料伸展時，布料變薄而成為破裂的原因。若超過15N，即使縫製尺寸增大而實現上述黏壓範圍，仍於動作時布料難以進一步伸展，成為動作性惡化的原因。更佳係1.0N以上且10N以下。
為了實現此黏壓，安裝電極101之衣料本體部104較佳係由彈性絲與非彈性絲所構成的編織物。由彈性絲與非彈性絲所構成的編織物係布料之伸展特性優越，可實現上述黏壓。
彈性經編料所適用之彈性絲的素材並無特別限定，可使用例如聚胺基甲酸酯彈性纖維、聚醚‧酯彈性纖維、聚醯胺彈性纖維、聚烯烴彈性纖維、或由天然橡膠、合成橡膠、半合成橡膠所 構成之絲狀的所謂橡膠絲、於合成纖維浸漬或塗敷了橡膠的特殊纖維等。其中，已廣泛利用於一般之彈性經編料、編立性良好、作成製品時發揮優越之伸度及回復特性的聚胺基甲酸酯彈性纖維特別適合。
彈性經編料所適用之非彈性絲的素材亦無特別限定，例如可使用聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系合成纖維，尼龍等之聚醯胺系合成纖維等。又，作為非彈性絲的素材，可使用於上述纖維含有氧化鈦等添加物者，為了濕性提升等機能性賦予，亦可使用經聚合物改質的纖維。又，構成非彈性絲之單纖維單位的剖面形狀並無規定，可使用以圓形、三角形、八葉形、扁平形、Y形為代表的各種異形剖面絲。再者，作為非彈性絲，亦可使用由黏度相異之聚合物所構成的芯鞘或並行型之複合絲。再者，亦可使用對此等原絲施行了假撚加工的假撚加工絲。又，可配合要求特性使用聚丙烯腈、聚丙烯等之合成纖維、縲縈、虎木棉、酮氨縲縈等之再生纖維，乙酸酯、三乙酸酯等之半合成纖維，棉、麻、羊毛、絹等天然纖維等。如此，若配合用途適當選擇最適合的素材作為非彈性絲即可。
關於使用彈性絲與非彈性絲的編織物，其織方或編方並無特別限定，若可實現上述黏壓即可。例如，在織物的情況，可使用：於芯使用彈性絲，於鞘使用對非彈性絲進行了包覆的包覆絲作為經絲、緯絲，進行平織或織製為斜紋組織的方法；在圓編的情況，係將該包覆絲編成為平針組織或雙羅紋組織的方法；或將非彈性絲與彈性絲拉齊而進行編成的裸平針編或裸雙羅紋編等。於經編的情況，係於前方之筘(reed)使用非彈性絲，於後方之筘使用彈性 絲，依前組織編成為10/01、後組織01/10的雙梳櫛組織，或前組織編成為10/23、後組織01/10的半組織進行編成即可。更佳係採用布料之伸縮性優越、於運動時布料順利伸縮而黏壓之干擾少、適合於內衣或運動內衣的圓編或經編。尤其是為了穩定得到上述黏壓，較佳係上述圓編之裸平針編或經編的半組織。
使用於本發明之生體信號檢測衣料100、100A的測定裝置102，較佳係經由連接器與衣料本體部104進行裝卸及連接。又，藉由將測定裝置102由衣料取下，則可進行洗濯。作為連結器，並無特別限定，可使用一般用於纜線連接的插座等，但更佳係使用可同時將測定裝置102固定於衣料本體部104的複數之金屬性打點扣。
測定裝置102較佳係具有藉由與行動終端或個人電腦進行通信而轉送數據的功能。藉由此功能，可例如簡便由於個人電腦內進行數據的取得、儲存、解析。又，測定裝置102特佳係藉由無線通信與行動終端或個人電腦進行通信。藉由無線通信，則不需為了通信讓使用者受到拘束。
圖4為藉由區塊圖表示本發明實施形態之生體信號檢測衣料100、100A所使用之測定裝置102的概略。如圖4所示，測定裝置102係具備：對由電極101所測定之生體信號進行處理的信號處理部102a；記憶由信號處理部102a所處理之生體信號數據的數據記憶部102b；將生體信號數據藉由有線或無線與行動終端或個人電腦進行通信的通信部102c；與控制各部的控制部102d。傳送生體信號之佈線部103與測定裝置102，係經由連結器106所連接。藉由將測定裝置102設為此種構成，可於個人電腦內簡便地對 數據進行取得、儲存、解析。
如此，藉由本發明之生體信號檢測衣料，可實現依衣服形態檢測生體信號、尤其是心電信號，可於不妨礙日常生活之下、長時間連續地進行心電圖等之計測。
[實施例]
接著針對本發明之生體信號檢測衣料，參照實施例詳細說明，但本發明之生體信號檢測衣料並不限定於此等實施例。
(1)對伸展之伸長力
針對衣料本體部所使用之布料伸展之伸長力，應用JIS L1096A進行測定。亦即，於縱或橫方向採取3片寬5.0cm×長15cm的試驗片，使用具自我記錄裝置之定速伸長形拉張試驗機，以揭膜法，依抓取間隔(原本記號間)7.6cm、初負重29mN、拉張速度20cm/min，拉伸至伸展率80%為止，描畫應力-應變曲線，求得相對於應變率60%之應力，亦即伸長力，分別算出平均值，取至小數點後1位。
(2)纖度
海島型複合纖維係藉由將布帛浸漬於氫氧化鈉3質量%水溶液(75℃，浴比1：30)而將易溶解成分溶解去除99%以上後，分解絲，抽出由極細纖維所構成之複絲，測定其1m之質量，以其10000倍算出纖度。重複此步驟10次，將其單純平均值之小數點第2位四捨五入的值作為纖度。
關於其他纖維，係分解絲，抽出複絲，測定其1m之質量，以 其10000倍算出纖度。重複此步驟10次，將其單純平均值之小數點第2位四捨五入的值作為纖度。
(3)纖維徑
將所得複絲以環氧樹脂包埋，利用Reichert公司製FC．4E型Cryosectioning system予以冷凍，並以具備鑽石刀的Reichert-Nissei ultracut N(超薄切片機Ultra Microtome)切削後，利用Keyence(股)製VE-7800型掃描型電子顯微鏡(SEM)，以奈米纖維為5000倍、微纖維為1000倍、其他為500倍拍攝其切削面。由所得照片抽出隨意選定的150根極細纖維，針對照片利用影像處理軟體(WinROOF)測定所有的外接圓徑(纖維徑)。
(4)複絲之纖維徑及纖維徑偏差(CV%(A))
求取上述纖維徑之平均纖維徑及纖維徑標準偏差，根據下式算出纖維徑CV%(變動係數：Coefficient of Variation)。以上值皆為對全部3處之各照片進行測定，採用3處之平均值，以nm單位測定至小數點第1位，並將小數點以下四捨五入。
纖維徑偏差(CV%(A))=(纖維徑標準偏差/平均纖維徑)×100
(5)異形度及異形度偏差(CV%(B))
以與前述纖維徑同樣的方法，對複絲的剖面進行拍攝，並由該影像，將外接於切剖面之正圓之直徑作為外接圓直徑(纖維徑)，進一步將內接之正圓之直徑作為內接圓直徑，自異形度=外接圓直徑÷內接圓直徑，求得小數點第3位，並將小數點第3位以下四捨五入， 以其為異形度。將該異形度在相同影像內針對隨意抽出之150根極細纖維進行測定，自其平均值及標準偏差，根據下式算出異形度偏差(CV%(B)(變動係數：Coefficient of Variation))。針對此異形度偏差，將小數點第2位以下四捨五入。
異形度偏差(CV%(B))=(異形度之標準偏差/異形度之平均值)×100(%)
(6)樹脂附著量
藉由標準狀態(20℃×65%RH)下之導電性高分子分散液的塗佈前後之試驗布的纖維構造體的質量變化，測定樹脂附著量。算式係如下述。
樹脂附著量(g/m2)=(加工後之試驗布質量(g)-加工前之試驗布質量(g))/試驗布之塗佈了分散液的面積(m2)
(7)表面電阻
以10cm×10cm之電極作為試驗片，載置於高質發泡苯乙烯上，使用電阻計(三菱Aralytech四探針電阻計Loresta-AX MCP-T370)，於20℃、40%RH環境下測定表面電阻值(Ω)。
(8)洗濯耐久性
以10cm×10cm之電極作為試驗片，以根據JIS L0217(2012)103法的方法，測定重複洗濯20次後之表面電阻值。洗濯機係使用全自動洗衣機(National NA-F50Z8)。
(9)通氣度
電極之通氣性係根據JIS L1096(織物及編物之布料試驗方法)(1999)通氣性A法(Frazir形法)測定。
(10)剛軟度
電極之剛軟度係根據JIS L1096(織物及編物之布料試驗方法)(1999)剛軟度A法(45°懸臂法)測定。
以下說明本發明之生體信號檢測衣料所使用的電極、衣料本體部、佈線部及電氣絕緣性構件的製造例及實施例。電極之製造例
[製造例1]
將由島成分為聚對苯二甲酸乙二酯，海成分為以對苯二甲酸與5-磺基間苯二甲酸鈉作為聚酯之酸成分的共聚合體所構成的、鹼熱水可溶型聚酯的75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)之奈米纖維與22T-24F之高收縮絲進行混纖，得到100T-136F之聚酯奈米纖維混纖絲，使用此混纖絲依雙羅紋組織編製圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉3質量%水溶液(75℃，浴比1：30)，藉此去除易溶解成分，得到奈米纖維與高收縮絲之混纖絲編物。於所得纖維構造物之編物，將於水與乙醇之混合溶媒(水44wt%、乙醇50wt%)中分散了作為導電性高分子之PEDOT/PSS 1.0wt%、作為黏結劑之丙烯酸系熱硬化性樹脂5.0wt%的分散液，藉已知之凹版塗佈法依藥劑塗佈量成為15g/m2之方式進行塗佈得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例2]
除了將高收縮絲由22T-24F變更為33T-6F，作成將奈米纖維與75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)混纖的110T-118F之聚酯奈米纖維混纖絲以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例3]
除了將布帛構造由編物變更為平織物以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。所使用之材料的特性示於表1。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例4]
除了未使用22T-24F之高收縮絲，變更為75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)之聚酯奈米纖維單獨絲以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例5]
除了未使用22T-24F高收縮絲，將75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)變更為100T-30F(海島比率30%：70%，島數2048島/F)之聚酯奈米纖維單獨絲以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例6]
除了未使用22T-24F高收縮絲，將75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)變更為120T-60F(海島比率50%：50%，島數2048島/F)之聚酯奈米纖維單獨絲以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1。
[製造例7]
除了未使用22T-24F高收縮絲，變更為75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)之三角剖面之聚酯奈米纖維單獨絲以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例8]
除了未使用22T-24F高收縮絲，將75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)變更為66T-9F(海島比率20%：80%，島數70島/F)之微纖維之織物以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例9]
於使用4.2dtex、長51mm、由島成分為聚對苯二甲酸乙二酯、海成分為聚苯乙烯所構成的高分子配列體纖維(海島比率57%：43%，島數16島)所形成的針軋不織布，浸含賦予聚胺基甲酸酯，實施濕式凝固。聚胺基甲酸酯之含有率係相對於聚對苯二甲酸乙二 酯之質量，為49%。將此浸漬於三氯乙烯，以輾機壓擠乾去除聚苯乙烯成分，得到單絲纖度0.15dtex的極細纖維。以磨光機進行起毛處理，並實施染色加工，得到不織布。接著，與製造例1同樣地，對所得之纖維構造物之不織布，將於水與乙醇之混合溶媒中分散了作為導電性高分子之PEDOT/PSS、作為黏結劑之丙烯酸系熱硬化性樹脂的分散液，藉已知之凹版塗佈法依藥劑塗佈量成為15g/m2之方式進行塗佈得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例10]
除了未使用22T-24F高收縮絲，將75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)變更為84T-36F(染色試驗用聚酯纖維布，色染公司(股)製)之聚酯纖維織物以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例11]
使用將56T-24F之聚酯纖維與聚胺基甲酸酯混纖的混纖絲，編製為圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉0.06質量%與界面活性劑0.05質量%的混合水溶液(80℃，浴比1：30)，藉此去除原絲油劑或污垢。對所得之纖維構造物之編物，與製造例1同樣地塗佈導電性高分子之分散液而得到電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例12]
使用將78T-24F之奈米纖維單獨絲，編製為圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉0.06質量%與界面活性劑0.05質量%的混合水溶液(80℃，浴比1：30)，藉此去除原絲油劑或污垢。對所得之纖維構造物之編物，與製造例1同樣地塗佈導電性高分子之分散液而得到電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例13]
將由島成分為聚對苯二甲酸乙二酯，海成分為以對苯二甲酸與5-磺基間苯二甲酸鈉作為聚酯之酸成分的共聚合體所構成的、鹼熱水可溶型聚酯的75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)之奈米纖維與22T-24F之高收縮絲進行混纖，得到100T-136F之聚酯奈米纖維混纖絲，使用此混纖絲編製圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉3質量%水溶液(75℃，浴比1：30)，藉此去除易溶解成分，得到奈米纖維與高收縮絲之混纖絲編物。於所得編物的背面，依已知方法將聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜進行層合加工，於表面將於水與乙醇之混合溶媒中分散了作為導電性高分子之PEDOT/PSS、作為黏結劑之丙烯酸系熱硬化性樹脂的分散液，藉已知之凹版塗佈法依藥劑塗佈量成為15g/m2之方式進行塗佈得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例14]
除了將高收縮絲由22T-24F變更為33T-6F，並將奈米纖維變更為75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)與110T-118F之聚酯奈米纖維混纖絲以外，其餘進行與製造例13相同的處理，製 造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例15]
除了將布帛構造由編物變更為平織物以外，其餘進行與製造例13相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例16]
除了變更為75T-112F(海島比率30%：70%，島數127島/F)之聚酯奈米纖維單獨絲以外，其餘進行與製造例13相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例17]
於使用4.2dtex、長51mm、由島成分為聚對苯二甲酸乙二酯、海成分為聚苯乙烯所構成的高分子配列體纖維(海島比率57%：43%，島數16島)所形成的針軋不織布，浸含賦予聚胺基甲酸酯，實施濕式凝固。聚胺基甲酸酯之含有率係相對於聚對苯二甲酸乙二酯之質量，為49%。將此浸漬於三氯乙烯，以輾機壓擠乾去除聚苯乙烯成分，得到單絲纖度0.15dtex的極細纖維。以磨光機進行起毛處理，並實施染色加工，得到不織布。接著，與製造例13同樣地，對所得不織布之背面將聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜進行層合加工，於表面塗佈導電性高分子分散液，得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例18]
除了使用84T-36F(染色試驗用聚酯纖維布，色染公司(股)製)之聚酯纖維織物，其餘與製造例13同樣地，對布帛之背面將聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜進行層合加工，於表面塗佈導電性高分子分散液，得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例19]
使用將56T-24F之聚酯纖維與聚胺基甲酸酯混纖的混纖絲，編製為圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉0.06質量%與界面活性劑0.05質量%的混合水溶液(80℃，浴比1：30)，藉此去除原絲油劑或污垢。與製造例13同樣地，對所得編物之背面將聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜進行層合加工，於表面塗佈導電性高分子分散液，得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例20]
使用78T-24F之尼龍纖維單獨絲，編製為圓編物。接著，將布帛浸漬於氫氧化鈉0.06質量%與界面活性劑0.05質量%的混合水溶液(80℃，浴比1：30)，藉此去除原絲油劑或污垢。對所得編物之背面將聚胺基甲酸酯樹脂微多孔膜進行層合加工，於表面塗佈導電性高分子分散液，得到電極。所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例21]
除了將導電性高分子變更為聚苯胺5%水溶液(Aldrich製)以 外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例22]
除了將導電性高分子變更為聚吡咯5%水溶液(Aldrich製)以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
[製造例23]
除了將製造例4之聚酯奈米纖維變更為尼龍奈米纖維以外，其餘進行與製造例1相同的處理，製造電極。將所使用之材料及所得電極的特性示於表1及表2。
衣料本體部之布料的製造例
[製造例24]
於翠可特機中，於前筘配置56T-24F之聚酯單絲，於後筘配置33T之聚胺基甲酸酯彈性纖維，以半組織作成布料。其後，經過精煉、鬆弛步驟，以190℃進行預先熱定型後，以通常之聚酯染色條件進行染色，以170℃進行最終定型，得到180g/m2之布料。橫方向之60%伸長時的應力為5.2N。
[製造例25]
拉齊84T-36F之聚酯假撚加工絲與33T之聚胺基甲酸酯彈性絲，以32隔距圓編機依裸平針組織作成布料。其後，經過精煉、 鬆弛步驟，以185℃進行預先熱定型後，以通常之聚酯染色條件進行染色，以170℃進行最終定型，得到180g/m2之布料。橫方向之60%伸長時的應力為2.1N。
佈線部之製造例
[製造例26]
作為佈線部，將使LION(股)製碳樹脂「LIONPASTE W-311」、與松井色素化學工業所(股)製丙烯酸樹脂「Strech Clear 701B」依1：4混合的樹脂，藉由網版印刷，於藉製造例24及25所製造之布料所作成的衣料本體部的表面，依20μm厚進行印刷為佈線狀。
[製造例27]
作為導電性纖維，於底絲使用以三富士纖維工業(股)製鍍銀絲「AGposs」之110T-34F拉齊並撚絲的絲，於上絲使用聚酯60號之縫絲作為上絲，將由藉製造例24及25所製造之布料所作成之衣料本體部的背面朝上進行縫製，而將鍍銀絲縫附於布料表面。
防水性之電氣絕緣性構件的製造例
[製造例28]
作為包覆由製造例26及27所製造之佈線部的防水性之電氣絕緣性構件，使用東麗COATEX(股)製之聚胺基甲酸酯系防水封口膠帶「αE-110」，被覆於衣料本體部露出的佈線部。
[製造例29]
作為防水性之電氣絕緣性構件，將在PTFE(聚四氟乙烯)薄膜單面塗佈了聚胺基甲酸酯系熱熔接黏劑者，切割為帶狀，作成防水封口膠帶，藉所作成之防水封口膠帶被覆由製造例26及27所製造的佈線部。
[實施例1]
於製造例24所製作之布料，組合製造例2之電極、製造例27之佈線、製造例28之電氣絕緣性構件，依以下所示規格作成生體信號檢測衣料。又，作為將測定裝置安裝於衣料本體部的方法，使用YKK(股)製之衣料用金屬製打點釦。
實施例1所製作之生體信號檢測衣料，係如圖1所示，將電極101a及101b的配置場所設為左右腋窩之第5肋骨2上附近；屬於心電圖測定裝置之測定裝置102，係以配置在該左腋窩之電極101b作為正之關電極(陽極)，以配置在該右腋窩之電極101a作為負之關電極(陰極)，取得心電圖波形，藉此可檢測出習知霍特心電計所取得之模擬CC5聯導的心電圖波形。CC5導聯波形可應用習知臨床醫學的知識，亦可大幅地檢測QRS信號振幅，故對脈波間隔(R-R間隔)等之自動解析較佳。
由配置在左右之側胸部或側腹部附近之電極101a及101b呈離開配置的電極101c，係在接觸至身體1的前提下，其配置自由，若至少使電極101c之一部分位於左右肩胛骨部或肋弓3上，則身體1與電極101c尤其容易接觸，可使生體信號之檢測穩定化。
測定裝置102係藉由安置於左或右胸部或肩部或腰部，而可得到不易混入因使用者動作所造成的雜音，對使用者之日常生活影響少，使用者容易將終端穿脫等效果。於此，例如使用導電性面拉鏈 作為連結器，令使用者可對測定裝置102安裝位置進行微調整，則可進一步減輕對使用者造成的負擔，故較佳。
測定裝置102係使用例如圖4所示般，具備：接收來自複數電極101之信號，檢測心電圖之信號處理部102a；儲存所接收之信號或所檢測之心電圖數據等的數據記憶部102b；與行動終端或個人電腦進行通信，而交接數據的通信部102c；與控制此等機能區的控制部102d。
1‧‧‧身體
2‧‧‧第5肋骨
3‧‧‧肩胛骨或肋弓
100‧‧‧生體信號檢測衣料
101a‧‧‧電極
101b‧‧‧電極
101c‧‧‧電極
102‧‧‧測定裝置
103a‧‧‧佈線部
103b‧‧‧佈線部
103c‧‧‧佈線部
104‧‧‧衣料本體部

Claims (30)

  1. 一種生體信號檢測衣料，其特徵在於具備：由導電性纖維構造物所構成，並於與穿用者之肌膚面相接側之背側具有具透濕性之樹脂層的至少2個以上的電極；對由與生體接觸之上述電極所取得之生體電信號進行檢測處理的測定裝置；將上述電極與上述測定裝置進行導通連接的佈線部；與於既定位置配置上述電極、上述測定裝置及上述佈線部的衣料本體部。
  2. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，以上述電極之任一個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測上述關電極與上述參照電極間之電位差作為心電圖波形。
  3. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，具有至少3個以上之上述由導電性纖維構造物所構成的電極，以上述電極之任2個作為關電極，以上述關電極以外之電極作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測2個上述關電極之電位差作為心電圖波形。
  4. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定裝置為心電圖測定裝置，上述電極中之2個係分別配置於上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近， 在具備3個以上上述電極的情況，剩餘電極係自上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近所配置之電極呈離開而配置。
  5. 如申請專利範圍第4項之生體信號檢測衣料，其中，以分別配置在上述衣料本體部之左右的側胸部或側腹部附近的上述電極作為2個關電極，將此等以外作為參照電極(生體基準電位電極)，檢測2個上述關電極之電位差作為心電圖波形。
  6. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述導電性纖維構造物係浸含了導電性高分子之纖維構造物。
  7. 如申請專利範圍第6項之生體信號檢測衣料，其中，上述導電性纖維構造物係藉由將在溶媒中分散了上述導電性高分子與黏結劑的分散液塗佈於上述纖維構造物，而使上述導電性高分子浸含於上述纖維構造物。
  8. 如申請專利範圍第6項之生體信號檢測衣料，其中，上述導電性高分子為聚(3,4-乙烯二氧噻吩)與聚苯乙烯磺酸的混合物。
  9. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述電極所使用之纖維構造物係由編織物所構成，上述編織物之基重為50g/m2以上、300g/m2以下。
  10. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係纖度為30dtex以上且400dtex以下，且單絲纖度為0.2dtex以下的合成纖維複絲。
  11. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係單絲纖維徑為10nm以上且5000nm以 下的合成纖維複絲。
  12. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述電極所使用之編織物為由合成纖維複絲所構成，上述編織物所使用之合成纖維複絲之至少一部分係單絲纖維徑為10nm以上且1000nm以下的合成纖維複絲。
  13. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述樹脂層為由聚胺基甲酸酯系透濕層所構成。
  14. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係由導電性樹脂之印刷、導電性樹脂薄膜之層合、導電性纖維或金屬線所形成。
  15. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係藉由導電性纖維之縫入所形成，上述導電性纖維係由塗敷了金屬類的纖維所構成。
  16. 如申請專利範圍第15項之生體信號檢測衣料，其中，塗敷於上述導電性纖維之金屬類，係含有銀、鋁或不銹鋼。
  17. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係配置於上述衣料本體部之表面側。
  18. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係藉由導電性纖維之縫入所形成，以上述導電性纖維主要露出於上述衣料本體部之表面側的方式，用於縫紉機之單紗並藉由縫製而使其縫入。
  19. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係配置於上述衣料本體部之表面側，上述佈線部之於上述衣料本體部之表面側所露出的部分，係由防 水性之電氣絕緣性構件所被覆。
  20. 如申請專利範圍第19項之生體信號檢測衣料，其中，上述電氣絕緣性構件為聚胺基甲酸酯系薄膜。
  21. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述佈線部係由導電性樹脂所形成，在由防水性之電氣絕緣性構件所構成之片材之單面一部分連續積層上述導電性樹脂，藉由將上述防水性之電氣絕緣性構件之積層有上述導電性樹脂的面、與上述衣料本體部貼合，形成上述佈線部。
  22. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述生體信號檢測衣料係具有1個上述電極、上述測定裝置、及至少2個之由將上述電極與上述測定裝置進行導通連接之上述佈線部所構成之導通連接系統；上述導通連接系統之至少形成於衣料本體部上的部分，係藉由撥水性且絕緣性之構造使彼此分離。
  23. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述衣料本體部係由編織物所構成，上述編織物之縱方向或橫方向之任一方向於60%伸長時的應力為0.5N以上且15N以下；穿衣時，上述電極係依0.1kPa以上、2.0kPa以下的壓力密黏於皮膚。
  24. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述衣料本體部係由彈性絲與非彈性絲所構成的編織物。
  25. 如申請專利範圍第24項之生體信號檢測衣料，其中，上述彈性絲為聚胺基甲酸酯系彈性纖維。
  26. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述衣料本體部為編物。
  27. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定 裝置可經由連接器與上述衣料本體部進行裝卸且連接。
  28. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定裝置係具有與行動終端或個人電腦進行通信、轉送數據的功能。
  29. 如申請專利範圍第1項之生體信號檢測衣料，其中，上述測定裝置係具有與行動終端或個人電腦進行無線通信、轉送數據的功能。
  30. 一種生體信號檢測衣料，係具備：由導電性纖維構造物所構成，並於與穿用者之肌膚面相接側之背側具有具透濕性之樹脂層的至少2個以上的電極；可將對由與生體接觸之上述電極所取得之生體電信號進行檢測處理的測定裝置予以裝卸且連接的連接器；將上述電極與上述連接器進行導通連接的佈線部；與於既定位置配置上述電極、上述連接器及上述佈線部的衣料本體部。
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