WO2023210538A1

WO2023210538A1 - ベルト、及び被服

Info

Publication number: WO2023210538A1
Application number: PCT/JP2023/015974
Authority: WO
Inventors: 秀幸三寺; 潤岡田; 基佐藤; 裕美子山野井
Original assignee: ミツフジ株式会社; 住友ベークライト株式会社
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2023-11-02
Also published as: TW202400083A

Abstract

【課題】導電性繊維生地、又は導電性エラストマー生地のみで形成された電極に比べて耐ノイズ性、耐久性の高い電極を用いたベルト、又は被服を提供する。【解決手段】被服Ｃは、検出領域Ｆ１において電極１と、絶縁性繊維生地２とを有する。電極１は、着用者Ｐの身体に接触するように被服Ｃにおいて検出領域Ｆ１の内側に設けられている。絶縁性繊維生地２は、着用者Ｐに着用される被服素材であって、被服Ｃの大部分を構成する生地である。電極１は、導電性繊維生地層１１、導電性エラストマー層１２、を有する。導電性繊維生地層１１は、導電性を有する導電性繊維を含む糸を織り、又は編む等して形成された繊維生地である。導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層１１の内側の面にエラストマー組成物１２０、及び導電性フィラー１２１を含むペーストを塗布し、そのペーストを乾燥させて形成される。

Description

ベルト、及び被服

　本発明は、生体電位を検出可能な電極を有するベルト、及び被服に関する。

　着用者の生体電位を検出するために導電性繊維を用いた繊維生地が開発されている。特許文献１には、選択的に露出される導電性繊維と、繊維構造に弾力性を与える非導電性繊維と、が個別に織られた組合せで形成される繊維生地インタフェースが記載されている。

特表２００７－５２７９５６号公報

　特許文献１に示す通り、例えば、導電性を有する繊維（導電性繊維）を含む糸を織って形成された繊維生地インタフェースは、表面に繊維特有の凹凸があり、身体との密着性が低い。そのため、従来の繊維生地インタフェース等の電極は、体動によって電極がノイズを拾ってしまうことがあった。また、従来の電極のシート抵抗は、１０^-1Ω／□程度であった。

　また、この繊維生地インタフェースは、衣服に編み込まれて利用されることがあるが、この衣服を複数回にわたって洗濯すると、その一部が剥離、脱落して導電性を失い、機能しなくなることがあった。特に、洗濯に用いられる洗剤、リネン液には、酸性のもの、アルカリ性のもの等、各種の薬品が含まれるため、繊維生地インタフェースは、洗濯の際にそれら薬品と反応し、導電性を失うことがある。これらの体動における耐ノイズ性、洗濯等に対する耐久性は、糸を織ったもの、編んだものに限らず、例えば不織布等も含めて繊維生地インタフェース全般に関する課題である。

　ところで、生体電位等を測定するための電極は、繊維生地インタフェースのほか、導電性エラストマー生地も含まれる。しかし、導電性エラストマー生地だけで構成された電極にも、繊維生地インタフェースと同様に耐ノイズ性、耐久性に課題があった。

　本発明は、導電性繊維生地、又は導電性エラストマー生地のみで形成された電極に比べて耐ノイズ性、耐久性の高い電極を用いたベルト、又は被服を提供することを目的とする。

　本発明の請求項１に係る被服は、着用者に着用される被服素材と、前記被服素材の表面のうち、着用時に前記着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有し、前記電極は、導電性を有する繊維生地である導電性繊維生地層と、前記導電性繊維生地層の少なくとも一方の面に形成された、エラストマー組成物及び導電性フィラーを含む導電性エラストマー層と、を有することを特徴とする被服である。

　本発明の請求項２に係る被服は、請求項１に記載の態様において、前記電極は、前記着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触することを特徴とする被服である。

　本発明の請求項３に係るベルトは、伸縮性を有するベルト部材と、前記ベルト部材の表面のうち、該ベルト部材を着用者に巻きつけたときに該着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有し、前記電極は、導電性を有する繊維生地である導電性繊維生地層と、前記導電性繊維生地層の少なくとも一方の面に形成された、エラストマー組成物及び導電性フィラーを含む導電性エラストマー層と、を有することを特徴とするベルトである。

　本発明の請求項４に係るベルトは、請求項３に記載の態様において、前記電極は、前記着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触することを特徴とするベルトである。

　本願に係る発明によれば、導電性繊維生地、又は導電性エラストマー生地のみで形成されたものに比べて耐ノイズ性、耐久性が向上する。

本実施形態に係る被服Ｃの外観を示す図。被服Ｃの検出領域Ｆ１における断面の例を示す図。絶縁性繊維生地２の構成の例を示す図。導電性繊維生地層１１の構成の例を示す図。導電性複合糸１１１の例を示す図。ペーストを塗布する前の導電性繊維生地層１１の様子を示す図。ペーストを塗布したときの導電性繊維生地層１１の様子を示す図。ペーストを乾燥させた後の電極１の様子を示す図。検出領域Ｆ１の位置の例を示す図。検出領域Ｆ２の位置の例を示す図。変形例における導電性エラストマー層１２の形成初期の例を示す図。変形例における導電性エラストマー層１２の形成中の例を示す図。変形例における導電性エラストマー層１２の最終段階の例を示す図。変形例におけるベルトＢの例を示す図。変形例におけるベルトＢの着用状態の例を示す図。洗濯を模擬した負荷による電極への影響実験の流れを示すフロー図。未処理の試料Ａ１の表面を撮影したもの。未処理の試料Ａ１の断面を撮影したもの。５回処理をした試料Ａ１の表面を撮影したもの。５回処理をした試料Ａ１の断面を撮影したもの。未処理の試料Ａ２の表面を撮影したもの。未処理の試料Ａ２の断面を撮影したもの。５回処理をした試料Ａ２の表面を撮影したもの。５回処理をした試料Ａ２の断面を撮影したもの。表２を示すグラフ。

＜実施形態＞
＜被服の外観＞
　図１は、本実施形態に係る被服Ｃの外観を示す図である。被服Ｃは、着用者Ｐに着用され、その身体に接触してその生体電位を検出する。

　生体情報は、検出した生体電位から得られる情報であり、例えば、心電、心拍、呼吸、脈波、体温、筋電、脳波、眼球電位、血圧、発汗量、血糖値、湿度等が挙げられる。生体情報は、着用者Ｐの身体が電極領域に触れることで得られる情報であれば何でもよい。以下の説明で生体情報は心電である。また、以下の説明で被服Ｃ等の「内側」とは、着用者Ｐの身体に近い側であり、「外側」とは、着用者Ｐの身体から遠い側である。

　図１に示す被服Ｃは、着用者Ｐが上半身に着用する衣服である。被服Ｃの前面で、着用者Ｐの胸部と腹部との間には、検出領域Ｆ１が設けられている。

＜電極の構成＞
　図２は、被服Ｃの検出領域Ｆ１における断面の例を示す図である。図２に示す通り、被服Ｃは、検出領域Ｆ１において電極１と、絶縁性繊維生地２とを有する。電極１は、着用者Ｐの身体に接触するように被服Ｃにおいて検出領域Ｆ１の内側に設けられている。したがって、この被服Ｃは、着用者に着用される被服素材と、被服素材の表面のうち、着用時に着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有する被服の例である。

　なお、被服Ｃは、電極１で検出される生体信号を外部機器に送信する送信機、送信機と電極１とを通信可能に接続する配線、及び配線と電極１とをそれぞれ保護するための絶縁部材、等を有してもよい。絶縁部材は、例えば、加熱及び加圧することにより絶縁性繊維生地２に接着されるウレタンシート等である。

　絶縁性繊維生地２は、着用者Ｐに着用される被服素材であって、被服Ｃの大部分を構成する生地である。この絶縁性繊維生地２は、電気を伝え難い繊維（絶縁性繊維という）を織り、又は編む等して形成された繊維生地である。絶縁性繊維生地２は、例えば、編地、織地、不織布等である。

　図３は、絶縁性繊維生地２の構成の例を示す図である。図３に示す絶縁性繊維生地２は、絶縁性繊維２１を編んで形成される。

　絶縁性繊維２１は、着用者Ｐの身体に密着しやすいように、弾性の高い繊維（弾性繊維）であることが望ましい。弾性繊維は、伸縮率が少なくとも５０％以上である繊維が望ましい。この弾性繊維は、例えば、ポリウレタンである。また、絶縁性繊維２１に用いられる弾性繊維は、ポリウレタンに限られず、例えば、弾性を有するポリエステル、天然ゴム繊維、熱収縮させたナイロン等であってもよい。また、絶縁性繊維２１は、複数種類の絶縁性繊維で形成される複合糸であってもよい。

　図２に示す電極１は、導電性繊維生地層１１、導電性エラストマー層１２、及び浸漬層１３を有する。この電極１のうち、導電性繊維生地層１１は、最も外側の層であり、導電性エラストマー層１２は最も内側の層である。そして、浸漬層１３は、導電性繊維生地層１１に含まれる層であって、導電性繊維生地層１１と導電性エラストマー層１２との間に挟まれた層である。

　導電性繊維生地層１１は、導電性を有する繊維生地である導電性繊維生地層の例である。ここで導電性繊維生地層１１は、導電性を有する繊維（導電性繊維という）を含む糸を織り、又は編む等して形成された繊維生地である。図２に示す導電性繊維生地層１１は、絶縁性繊維生地２と一体に形成される。なお、導電性繊維生地層１１は、絶縁性繊維生地２と一体に形成されるものに限らない。導電性繊維生地層１１は、例えば、絶縁性繊維生地２と別に導電性繊維を含む糸を用いて編地、織地等として形成され、絶縁性繊維生地２に縫い付けられてもよい。

　図４は、導電性繊維生地層１１の構成の例を示す図である。例えば、導電性繊維生地層１１は、図４に示すように、上述した絶縁性繊維２１に導電性複合糸１１１を編み込んで形成される。導電性繊維生地層１１は、共通の絶縁性繊維２１を編み込むことにより絶縁性繊維生地２と段差がないように一体に形成されてもよい。

　図５は、導電性複合糸１１１の例を示す図である。この導電性複合糸１１１は、弾性繊維１１１０に導電性繊維１１１１を巻きつけて形成される複合糸である。

　弾性繊維１１１０は、比較的、弾性の高い繊維である。この弾性繊維１１１０は、伸縮率が少なくとも５０％以上である繊維が望ましい。この弾性繊維１１１０は、例えば、ポリウレタンである。この弾性繊維１１１０は、例えば、弾性を有するポリエステル、天然ゴム繊維、熱収縮させたナイロン等であってもよい。また、この弾性繊維１１１０は、絶縁性繊維２１に共通して用いられていてもよい。

　導電性繊維１１１１は、導電性を有する繊維であり、非導電性の繊維（非導電性繊維という）に導電性物質を付加したものである。導電性物質は、例えば、銀、銅、ステンレス、ニッケル、アルミ等の金属である。また、導電性物質は、カーボン、導電性高分子等の非金属であってもよい。

　つまり、図５に示す導電性複合糸１１１は、導電性繊維を含む糸の例であり、導電性繊維を弾性繊維に巻きつけてなる導電性複合糸の例である。そして、この導電性複合糸１１１を絶縁性繊維２１に編み込んで形成される導電性繊維生地層１１は、電気を絶縁する絶縁性繊維に導電性繊維を含む糸を編み込んで形成される導電性繊維生地層の例である。

　非導電性繊維への導電性物質の付加は、例えば、無電解金属めっき処理等の湿式皮膜処理により行われる。図５に示す導電性繊維１１１１は、例えば、ナイロンに銀めっきを施した糸である。この導電性繊維１１１１は、生体電位を安定して検出するため、ナイロンに対する銀の比率は１０質量パーセント以上であればよいが、２０質量パーセント以上であることが望ましく、３０質量パーセント以上であることがより望ましい。

　なお、非導電性繊維に導電性物質を付加する方法は湿式皮膜処理に限られず、例えば、蒸着、スパッタリング、金属泊の接着、含浸等であってもよい。導電性繊維１１１１は、例えば、アクリル繊維に硫化銅を含浸させて形成されてもよい。

　導電性繊維１１１１に用いられる非導電性繊維は、例えば、ナイロンである。なお、この非導電性繊維は、導電性が決められた閾値を下回る繊維であればよい。したがって、非導電性繊維は、例えば、セルロース、生糸等の天然繊維、又は他の合成繊維であってもよい。非導電性繊維に天然繊維を用いることにより、被服Ｃは、着用者Ｐが合成繊維にアレルギーがある場合でも着用可能となる。

　なお、導電性繊維１１１１は、導電性を有していれば、非導電性繊維を含まなくてもよい。また、導電性繊維生地層１１は、全体として導電性を有していれば、絶縁性繊維２１に編み込まれていなくてもよい。例えば、導電性繊維生地層１１は、導電性複合糸１１１のみを編んで形成されてもよい。

　図５に示す導電性複合糸１１１は、弾性繊維１１１０を芯糸としてその周囲に二重に導電性繊維１１１１を巻きつけて形成される。すなわち、導電性複合糸１１１は、ダブルカバードヤーンにより形成される。

　この導電性複合糸１１１は、図５に示す通り、まず、弾性繊維１１１０に導電性繊維１１１１である下巻糸１１１１ａを巻きつけ、その上に逆方向に導電性繊維１１１１である上巻糸１１１１ｂを巻きつけて形成される。

　導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層１１の内側の面にペーストを塗布し、そのペーストを乾燥させて形成される。

　図６は、ペーストを塗布する前の導電性繊維生地層１１の様子を示す図である。上述した通り、導電性繊維生地層１１は、絶縁性繊維生地２の少なくとも一方の面に、例えば段差がないように形成される。面１１０は、導電性繊維生地層１１のうち、着用者Ｐ（図６において図示せず）に近い側、つまり内側の面である。

　図７は、ペーストを塗布したときの導電性繊維生地層１１の様子を示す図である。図７に示す通り、この導電性繊維生地層１１の内側の面１１０には、エラストマー組成物１２０、及び導電性フィラー１２１を含むペーストが塗布される。

　図７に示すエラストマー組成物１２０は、エラストマーを溶媒に溶解したものである。このエラストマーは、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等である。

　上述したエラストマーを溶解する溶媒は、例えば、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、エーテル類、ハロアルカン類、カルボン酸アミド類、スルホキシド類等が用いられる。

　脂肪族炭化水素類は、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、オクタン、デカン、テトラデカン等である。芳香族炭化水素類は、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、トリフルオロメチルベンゼン、ベンゾトリフルオリド等である。エーテル類は、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、１，４－ジオキサン、１，３－ジオキサン、テトラヒドロフラン等である。ハロアルカン類は、ジクロロメタン、クロロホルム、１，１－ジクロロエタン、１，２－ジクロロエタン、１，１，１－トリクロロエタン、１，１，２－トリクロロエタン等である。カルボン酸アミド類は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等である。スルホキシド類は、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等である。なお、溶媒は、これらのうち一種類であってもよく、また、これらの二種類以上を任意の比率で混合したものであってもよい。

　ペースト中におけるエラストマーの含有量は、ペーストの固形分全体に対して、３質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、７質量％以上であることがさらに好ましい。また、ペースト中におけるエラストマーの含有量は、ペーストの固形分全体に対して、３０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましい。

　図７に示す導電性フィラー１２１は、導電性を有する微細な固体である。この導電性フィラー１２１は、特に限定はされないが、例えば、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、或いはこれらを合金化した金属粉、導電有機化合物、導電性カーボン材料のうちの少なくとも一種類、あるいは、これらのうちの二種以上を含む。

　導電性フィラーは、導電性の高さ、又は入手容易性の高さから、銀、又は銅を含むことが好ましい。すなわち、導電性フィラーは、銀粉、又は銅粉を含むことが好ましい。導電性フィラーは他種金属でコートしたものでもよい。

　導電性フィラーの形状には制限がないが、樹枝状、球状、リン片状等の従来から用いられているものが使用できる。

　上述したペーストは、エラストマー組成物１２０に導電性フィラー１２１を添加して製造される。添加された導電性フィラー１２１は、エラストマー組成物１２０の中で互いに接触し、ペースト全体に導電性を付与する。

　ペースト中における導電性フィラーの含有量は、ペーストの固形分全体に対して、６０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることがさらに好ましい。また、ペースト中における導電性フィラーの含有量は、ペーストの固形分全体に対して、９０質量％以下であることが好ましく、８８質量％以下であることがより好ましく、８５質量％以下であることがさらに好ましい。

　上述したペーストは、必要に応じ、シリカ粒子を含んでいてもよい。このシリカ粒子を含ませることにより、ペーストから形成される硬化物の硬さや機械的強度の向上を図ることができる。
　このシリカ粒子は、比表面積が１０～４００ｍ２／ｇであることが好ましく、２０～４００ｍ２／ｇであることがより好ましい。また、そのメディアン径Ｄ５０が１～１００ｎｍであることが好ましく、５～２０ｎｍであることがより好ましい。シリカ粒子として、かかる比表面積およびメディアン径の範囲内であるものを用いることにより、上述したシリカ粒子としての機能を顕著に発揮させることができる。
　なお、シリカ粒子の粒径は、たとえば、ペーストあるいはこの硬化物について透過型電子顕微鏡等で観察の上、画像解析を行い、任意に選んだシリカ粒子２００個の平均値として定義することができる。
　シリカ粒子としては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ等を用いることができる。
　なお、シリカ粒子は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

　上述したペースト中におけるシリカ粒子の含有量は、ペーストの固形分全体に対して、１質量％以上であることが好ましく、２質量％以上であることがより好ましく、３質量％以上であることがさらに好ましい。また、ペースト中におけるシリカ粒子の含有量は、ペーストの固形分全体に対して、１５質量％以下であることが好ましく、１２質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。
　シリカ粒子の含有量を上記下限値以上、上限値以下とすることにより、ペーストの硬化物が適度な機械的強度を持つことができる。また、シリカ粒子の含有量を上記上限値以下とすることにより、硬化物が適度な導電特性を持つことができる。

　図８は、ペーストを乾燥させた後の電極１の様子を示す図である。乾燥することによってペーストは、例えば一定量の溶媒が揮発することにより、図８に示す導電性エラストマー層１２になる。これにより、導電性繊維生地層１１の面１１０の内側には、導電性エラストマー層１２が形成される。つまり、この導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層の少なくとも一方の面に形成された、エラストマー組成物及び導電性フィラーを含む導電性エラストマー層の例である。

　また、導電性繊維生地層１１の面１１０は、塗布されたペーストが浸漬する。そして、浸漬したペーストが乾燥することで、導電性繊維生地層１１には、面１１０の側に浸漬層１３が形成される。浸漬層１３は、導電性繊維生地層１１の繊維の隙間に、エラストマー組成物１２０、及び導電性フィラー１２１を含有している。したがって、この浸漬層１３を面１１０の側に含んでいる導電性繊維生地層１１は、少なくとも一方の面に、エラストマー組成物及び前記導電性フィラーが浸漬された浸漬層を有する導電性繊維生地層の例である。

　電極１は、最も内側に導電性エラストマー層１２を有する。この導電性エラストマー層１２は、エラストマー組成物１２０を含んで形成されているため、例えば導電性繊維に比べて表面が滑らかである。そのため、電極１は、導電性エラストマー層１２を有しない他の電極に比べて、着用者Ｐの身体に隙間なく密着し易く、ノイズの影響を受け難い。

　また、浸漬層１３は、導電性繊維生地層１１を形成する導電性複合糸１１１の隙間に、導電性エラストマー層１２と通電している導電性フィラー１２１が複雑に入り込んだ構成を有する。そのため、浸漬層１３は、導電性繊維生地層１１と導電性エラストマー層１２との通電を強化する。
　なお、この電極１は、（１）導電性繊維生地層１１を絶縁性繊維生地２の少なくとも一方の面に形成する、（２）導電性繊維生地層１１の内側の面１１０にペーストを塗布する、（３）ペーストを乾燥させて導電性エラストマー層１２（及び浸漬層１３）を形成する、という順序で作成されたが、電極１の作成工程はこれに限らない。電極１は、例えば、（２）→（１）→（３）の順序で作成されてもよいし、（２）→（３）→（１）の順序で作成されてもよい。
　また、（１）の工程は、上述した通り、導電性繊維生地層１１を絶縁性繊維生地２と一体に形成するものに限らない。したがって、例えば、電極１は、（２）導電性繊維生地層１１の内側の面１１０にペーストを塗布してから、（１）導電性繊維生地層１１を絶縁性繊維生地２の少なくとも一方の面に縫い付けて、（３）ペーストを乾燥させて導電性エラストマー層１２を形成する、という工程で作成されてもよい。

＜検出領域の位置＞
　本実施形態において、検出の目的とする生体情報は心電であるため、筋電位はノイズになる。例えば、大胸筋、腹直筋等に近い部位に導電性繊維生地層１１を設けると、筋電位が影響して心電を測定し難い。そのため電極１は、被服Ｃにおいて着用者Ｐの胸部と腹部との間であって、大胸筋及び腹直筋等の筋電位からの影響を受け難い部位に接する検出領域Ｆ１に設けられる。

　図９は、検出領域Ｆ１の位置の例を示す図である。検出領域Ｆ１は、生体情報が心電である場合、上述した通り、大胸筋及び腹直筋等の筋電位からの影響を受け難い部位であることが望ましい。図９に示す検出領域Ｆ１は、着用者Ｐの胴体の前面のうち、第５肋骨ｒ５から第６肋骨ｒ６までを覆う皮膚に接触する領域である。

　また、検出領域Ｆ１は、着用者Ｐの胴体のうち、剣状突起Ｅと同じ高さの皮膚に接触する領域であってもよい。すなわち、この検出領域Ｆ１に設けられる電極１は、着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触する電極の例である。

　図１０は、検出領域Ｆ２の位置の例を示す図である。検出領域Ｆ２は、従来技術において、電極が設けられていた領域である。図１０に示す検出領域Ｆ２は、着用者Ｐの胴体のうち、剣状突起Ｅよりも低い位置にある。また、図１０に示す検出領域Ｆ２は、第７肋骨ｒ７から第８肋骨ｒ８までを覆う皮膚に接触する領域である。

　検出領域Ｆ１に電極１を設けた被服Ｃは、検出領域Ｆ２に電極を設けた他の被服に比べてノイズが低減することが実験により示されている。

＜変形例＞
　以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組合せてもよい。

＜１＞
　上述した実施形態において、電極１の導電性繊維生地層１１は、導電性繊維を含む糸として導電性複合糸１１１を用いていたが、この糸は複合糸に限らない。導電性繊維生地層１１は、例えば、導電性繊維１１１１がそのまま用いられてもよい。導電性繊維生地層１１は、例えば、ナイロンに銀めっきを施した糸である導電性繊維を、ポリウレタン弾性繊維に編み込んで形成された繊維生地であってもよい。

＜２＞
　上述した実施形態、及び変形例において、導電性繊維生地層１１は、導電性繊維を含む糸を編み込んで形成されていたが、導電性を有する繊維生地であればよい。導電性繊維生地層１１は、導電性がない絶縁性の繊維生地の面、又は導電性が一定水準に満たない非導電性の繊維生地の面に、導電性物質を形成させた繊維生地であってもよい。この導電性物質の形成は、例えば、メッキによる皮膜析出等により行われる。

　例えば、導電性繊維生地層１１は、ナイロンとポリウレタンとを編み込んだ絶縁性生地に、銀めっきを施した繊維生地であってもよい。この変形例におけるこの導電性繊維生地層１１は、少なくとも一方の面に、電気を絶縁する絶縁性繊維により形成される絶縁性繊維生地に導電性皮膜を析出させた導電性皮膜層を有する導電性繊維生地層の例である。

＜３＞
　上述した実施形態において、導電性エラストマー層１２は、一種類のペーストが塗布・乾燥されることにより形成されていたが、二種類以上のペーストが順次、塗布されることによって形成されてもよい。

　図１１は、変形例における導電性エラストマー層１２の形成初期の例を示す図である。図１１に示す通り、導電性繊維生地層１１の面１１０には、第１のペーストが塗布される。この第１のペーストは、乾燥した後に第１導電性エラストマー層１２ａを形成する。

　図１２は、変形例における導電性エラストマー層１２の形成中の例を示す図である。図１２に示す通り、第１導電性エラストマー層１２ａの面には、第２のペーストが塗布される。この第２のペーストは、乾燥した後に第２導電性エラストマー層１２ｂを形成する。

　そして、第１導電性エラストマー層１２ａは、乾燥する過程で導電性繊維生地層１１に浸漬し、その内部で浸漬層１３を形成する。図１３は、変形例における導電性エラストマー層１２の最終段階の例を示す図である。図１３に示す電極１は、内側に浸漬層１３が形成された導電性繊維生地層１１と、第１導電性エラストマー層１２ａと、第２導電性エラストマー層１２ｂとを有する。第１導電性エラストマー層１２ａは、浸漬層１３の内側に形成される。第２導電性エラストマー層１２ｂは、第１導電性エラストマー層１２ａの内側に形成される。

　ここで第１のペーストと、第２のペーストには、導電性フィラー１２１（図７参照）の濃度に差があってもよい。例えば、この変形例における第２のペーストは、第１のペーストに比べて導電性フィラー１２１の濃度が濃い。つまり、この変形例における第１のペーストは、第２のペーストよりも導電性フィラーの濃度が薄い。

　その結果、第１導電性エラストマー層１２ａは、第２導電性エラストマー層１２ｂよりも導電性繊維生地層１１に近く、かつ、導電性フィラー１２１の濃度が薄い層となる。

　つまり、変形例におけるこの導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層に近づくほど、導電性フィラーの濃度が薄くなる領域を有する導電性エラストマー層の例である。

　この導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層１１から離れ、着用者Ｐの身体に近い側ほど導電性フィラー１２１の濃度が濃い。そのため、この導電性エラストマー層１２は、衝撃、摩擦等に晒され易く、剥離しやすい部分ほど、大量の導電性フィラー１２１を含んでいるので、均一濃度のものに比べて衝撃、摩擦等に耐久性を示すことが期待される。

＜４＞
　上述した実施形態において、電極１は、被服Ｃに設けられていたが、ベルトに設けられてもよい。

　図１４は、変形例におけるベルトＢの例を示す図である。ベルトＢは、伸縮性を有するベルト部材２ａと、このベルト部材２ａの表面に設けられた電極１と、を有する。

　電極１は、ベルトＢが着用者Ｐに巻きつけられたときに、この着用者Ｐの身体に接触する位置に設けられている。

　つまり、このベルトＢは、伸縮性を有するベルト部材と、ベルト部材の表面のうち、このベルト部材を着用者に巻きつけたときに着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有するベルトの例である。

　図１５は、変形例におけるベルトＢの着用状態の例を示す図である。ベルトＢは、検出領域Ｆ１に電極１が配置されるように着用者Ｐの胸部と腹部との間に巻きつけられる。図１５に示す検出領域Ｆ１は、図９に示す検出領域Ｆ１と共通の位置にある。つまり、このベルトＢに設けられた電極１は、着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触する電極の例である。

　被服Ｃのように着用者Ｐの胴体を覆わなくても、ベルトＢは、電極１が検出領域Ｆ１において着用者Ｐの身体に接触し、生体信号を検出することができる。この場合にも、電極１は、導電性繊維生地層１１と、導電性エラストマー層１２とを有するので、着用者Ｐの身体に密着し易く、ノイズの影響を受け難い。

＜実験例＞
＜実験Ａ（模擬洗濯実験）＞
＜試料＞
　本願の発明者らは、洗濯を模擬した処理を試料に対して施し、その処理前後の試料の外観を撮影してそれぞれ評価する実験（以下、実験Ａという）を行った。実験Ａに供される試料は、ミツフジ株式会社製のＡＧＰｏｓｓ（登録商標、以下同じ）のみで構成されるもの（以下、試料Ａ１という）、及び、ＡＧＰｏｓｓの表面に住友ベークライト株式会社製のＤｕｒａＱ（登録商標、以下同じ）を印刷（塗布、乾燥）したもの（以下、試料Ａ２という）を用いた。ここで、ＡＧＰｏｓｓは、導電性繊維生地層１１の例である。また、ＤｕｒａＱは、導電性エラストマー層１２の例である。この実験Ａで、ＡＧＰｏｓｓは、ナイロン・ポリウレタン弾性繊維に１０質量％以上の銀をめっき処理により付加したものを用いた。また、この実験Ａで、ＤｕｒａＱは、シリコーンゴムをデカン、テトラデカン等の炭化水素系溶剤に溶解し、銀粉を加えて混合し、固形分濃度が約７０質量％となったペースト状のものを用いた。

　試料Ａ２は、ＡＧＰｏｓｓの繊維の目に対してほぼ垂直方向に導電性ペーストを塗布、乾燥して形成された。試料Ａ２は、ＡＧＰｏｓｓの表面のうち１．３センチメートル四方にＤｕｒａＱを形成したものである。導電性ペースト中の導電性フィラーの濃度は８６質量％であり、ペーストの付着量は３９．５ｍｇ／ｃｍ²（ミリグラム毎平方センチメートル）であった。

＜実験の流れ＞
　図１６は、洗濯を模擬した負荷による電極への影響実験の流れを示すフロー図である。実験者は、以下のステップＳ１０１からステップＳ１０５を行って、試料に対し、洗濯を模擬した負荷を与えた。

　まず、実験者は、決められた規定回数の処理をしたか否かを判断し（ステップＳ１０１）、規定回数の処理をした、と判断すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、試料を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）で撮影し、これを評価した（ステップＳ１０２）。

　一方、実験者は、規定回数の処理をしていない、と判断する間（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ステップＳ１０３からステップＳ１０５までの処理を繰り返した。

　実験者は、まず、５０％の伸縮比で３００回にわたり、試料を縦方向、及び横方向のそれぞれに伸縮させた（ステップＳ１０３）。ここで伸縮比は、無負荷下における試料の長さに対する、伸ばされて増加した長さの百分率である。つまり、この伸縮実験で、試料は最大で１．５倍の長さに引き伸ばされる。

　次に、実験者は、試料をリネン液に浸漬しこれを２０時間にわたって撹拌した（ステップＳ１０４）。リネン液は、水１リットルに対し、過酸化水素を１．５ミリリットル、３０ｗ／ｖ％水酸化ナトリウム水溶液を１．５ミリリットル、それぞれ加えたものである。リネン液の温度は、８５℃に保たれる。なお、本発明において、ｗ／ｖ％とは、全体積１００ミリリットルに対する質量（グラム）の割合を示す。

　次に、実験者は、１１０℃で２０分間にわたり試料を乾燥させた（ステップＳ１０５）。

＜実験結果＞
　図１７は、未処理の試料Ａ１の表面を撮影したものである。図１８は、未処理の試料Ａ１の断面を撮影したものである。これらは、未処理であるため、上述した規定回数は０である。図１７、及び図１８に示す通り、未処理の状態において、試料Ａ１に繊維の表面に形成された銀めっきの損傷等は認められない。

　図１９は、５回処理をした試料Ａ１の表面を撮影したものである。図２０は、５回処理をした試料Ａ１の断面を撮影したものである。これらの規定回数は５である。図１９、及び図２０に示す通り、５回にわたって上述したステップＳ１０３からステップＳ１０５までの処理を繰り返すことで、試料Ａ１に銀めっきの損傷が認められた。

　一方、図２１は、未処理の試料Ａ２の表面を撮影したものである。図２２は、未処理の試料Ａ２の断面を撮影したものである。これらは、未処理であるため、上述した規定回数は０である。図２１、及び図２２に示す通り、未処理の状態において、試料Ａ２に繊維表面の銀めっきに損傷等は認められなかった。また、試料Ａ２の表面は、導電性エラストマー層１２の例であるＤｕｒａＱに覆われているため、導電性繊維生地層１１の例であるＡＧＰｏｓｓの繊維の形状は視認されなかった。なお、図２２に示す通り、試料Ａ２の断面において、導電性エラストマー層１２と、導電性繊維生地層１１との間に、浸漬層１３が形成されていることが認められた。この浸漬層１３は、ＡＧＰｏｓｓの繊維に、ＤｕｒａＱが浸漬している層である。

　図２３は、５回処理をした試料Ａ２の表面を撮影したものである。図２４は、５回処理をした試料Ａ２の断面を撮影したものである。これらの規定回数は５である。図２３、及び図２４に示す通り、５回にわたって上述した処理を繰り返した後でも、試料Ａ２に銀めっきの損傷が認められなかった。この５回の処理後においても、上述した浸漬層１３は消失されていなかった。

＜実験Ｂ（電極の耐久性実験）＞
　上述した電極１は、導電性エラストマー層１２を有するため、洗濯に対する耐久性が向上していることが実験により示されている。本願の発明者らは、洗濯を模擬した処理を試料に対して施し、その処理に対する耐性を評価する実験（以下、実験Ｂという）を行った。この耐性は、試料のシート抵抗を処理時間ごとに測定することで評価された。

　次の表１は、本発明に係る電極１を洗濯した時間ごとにシート抵抗の変化を記録した表である。この表において試料Ｂ２は、電極１を市販の塩素系漂白剤によって洗濯した場合のシート抵抗を示す。試料Ｂ２における電極１は、上述したＡＧＰｏｓｓの表面に上述したＤｕｒａＱを印刷（塗布、乾燥）したものである。

　また、この表において試料Ｂ１は、上述した導電性繊維生地層１１と共通構成の電極を市販の塩素系漂白剤によって洗濯した場合のシート抵抗を示す。試料Ｂ１における電極は、上述したＡＧＰｏｓｓのみで構成される。表においてＮ／Ｄは非検出を示す。

　この表１に示す通り、試料Ｂ２、すなわち、本発明に係る電極１は、３００分にわたって塩素系漂白剤で洗濯してもシート抵抗が検出された。一方、試料Ｂ１、すなわち、導電性エラストマー層１２を有しない電極は、同じ塩素系漂白剤で洗濯した場合、６０分でシート抵抗が検出されなくなった。

　このことより、導電性エラストマー層１２は、導電性繊維生地層１１を保護し、洗濯の摩擦、衝撃等による導電性物質の剥離を防いでいると推察される。

　なお、導電性エラストマー層１２は、単体で電極を構成すると割れて導電性を失うことが推測される。しかし、本発明に係る電極１は、導電性エラストマー層１２の下層（つまり外側）に導電性繊維生地層１１が配されている。そのため、たとえ導電性エラストマー層１２が割れたとしても、割れたそれぞれの導電性エラストマー層１２に電気的に接続している導電性繊維生地層１１が導電性エラストマー層１２によって保護されているため、電極１の導電性は維持される。

　また、洗濯前において、従来の電極（試料Ｂ１）のシート抵抗は１．３４×１０^-1Ω／□である。一方、洗濯前において、本発明に係る電極１（試料Ｂ２）のシート抵抗は３．４０×１０^-2Ω／□である。

　つまり、従来の電極（試料Ｂ１）のシート抵抗は、１×１０^-1Ω／□程度であったのに対し、本発明に係る電極１（試料Ｂ２）のシート抵抗は、１×１０^-3Ω／□程度に向上している。すなわち、電極１は、従来の電極に比べてシート抵抗が低く抑えられている。これは、導電性エラストマー層１２による効果のほか、浸漬層１３による効果が考えられる。

＜実験Ｃ（実機リネン洗濯実験）＞
　本願の発明者らは、試料を実際に洗濯して、その洗濯回数ごとに試料の表面抵抗値を測定し、それらを評価する実験（以下、実験Ｃという）を行った。

　実験Ｃにおける洗濯は、予備洗濯温度が４０℃であり、本番洗濯温度が８０℃で１０分間行うものである。この洗濯は、東京洗染機械製作所製の業務用洗濯機であるＳＷＸ－６０ＷＵを用いた。洗剤は、３０ｗ／ｖ％の水酸化ナトリウムを１回ごとに３００ミリリットル用いた。この洗剤を用いたことによりｐＨは１０になると予想された。また、この洗濯には、３５ｗ／ｖ％の過酸化水素を１回ごとに３００ミリリットル用いた。１回の洗濯ごとに行う乾燥は、試料を８０℃で１３分間加熱することで行われた。

　次の表２は、本発明にかかる被服Ｃを洗濯した回数ごとに電極の表面抵抗値を記録した表である。この表において試料Ｃ２は、被服Ｃをリネン実機で洗濯した場合の電極１の表面抵抗値を示す。試料Ｃ２における電極１は、上述したＡＧＰｏｓｓの表面に上述したＤｕｒａＱを塗布乾燥したものであり、その厚みはマスク６枚分である。

　ここで用いたＤｕｒａＱは、マスクという単位でその厚みを表現する。このマスクは、１枚につき１２５μｍ（マイクロメートル）の厚みの層である。したがって、この試料Ｃ２は、マスク６枚分であるため、厚みが７５０μｍ（マイクロメートル）のＤｕｒａＱの層（導電性エラストマー層１２）を有する。また、この試料Ｃ２は、ＤｕｒａＱの前駆体である導電性ペーストとして、導電性フィラーの濃度が７１質量％のものを用いた。

　また、この表において試料Ｃ１は、上述した導電性繊維生地層１１と共通構成の電極を設けた被服をリネン実機で洗濯した場合の電極の表面抵抗値を示す。試料Ｃ１における電極は、上述したＡＧＰｏｓｓのみで構成される。表においてＯ／Ｌは測定の上限を超えたことを示す。

　図２５は、上述した表２を示すグラフである。図２５において、基準線Ｑは、表面抵抗値が１．０Ω（オーム）を示す線であり、電極の品質基準を示している。この基準線Ｑよりも、表面抵抗値が低い場合、電極は品質基準を満たしている。一方、この基準線Ｑで示される１．０Ω（オーム）以上の表面抵抗値が測定される場合、電極は品質基準を満たさない。

　図２５に破線で示すグラフは、表２における試料Ｃ１の測定結果を表す。図２５に示す通り、試料Ｃ１は、１０回の洗濯を経た時点で既に品質基準を満たさず、３０回を超える洗濯をすると表面抵抗値が測定の上限を超える。つまり、導電性繊維生地層１１の例であるＡＧＰｏｓｓのみで構成される試料Ｃ１は、１０回の洗濯をしただけで品質基準を満たさなくなる。

　一方、図２５に実線で示すグラフは、表２における試料Ｃ２の測定結果を表す。図２５に示す通り、試料Ｃ２は、６０回の洗濯を経た時点でも品質基準を満たしており、７０回を超える洗濯をしてはじめて品質基準を満たさなくなった。つまり、本発明の電極１の例である試料Ｃ２は、６０回にわたって洗濯をしても品質基準を満たす。

＜実験Ｄ（耐ノイズ性実験）＞
　本願の発明者らは、本願に係る発明の電極１を用いて耐ノイズ性を検証する実験（以下、実験Ｄという）を行った。この実験Ｄに用いた試料は、従来技術の例である試料Ｄ１、及び、本願に係る発明の例である電極１を含む試料Ｄ２である。

　試料Ｄ１は、従来の導電性繊維生地層１１のみからなる電極を設けたベルトである。試料Ｄ２は、導電性繊維生地層１１にペーストを塗布、乾燥させて導電性エラストマー層１２を形成した、本願の発明に係る電極１を設けたベルトである。ここで導電性繊維生地層１１は、上述したＡＧＰｏｓｓである。また、導電性エラストマー層１２は、上述したＤｕｒａＱである。

　被験者は、試料Ｄ１、及び試料Ｄ２をいずれも図９に示す検出領域Ｆ２に電極が位置するように装着し、指定された４種類の動作を行ってそれぞれの状態で心電波形を測定される。被験者の状態は、「歩行」「直立」「座位」及び「フリー」の４つである。

　この表３における「歩行」とは、メトロノームで刻まれるテンポ８０に合わせて歩行した状態である。ここで「テンポ８０」とは１分間あたりの拍数であり、８０ｂｐｍ（beats per minute）とも言われる。つまり、この歩行をする被験者は１分間に８０歩進む。

　また、この表３における「直立」とは直立姿勢で静止した状態である。この表３における「座位」とは座位で静止した状態である。この表３における「フリー」とは、特に動作に制限を課さずに行動した状態である。いずれの状態も５分間にわたって観察された。

　観察は、各試料を装着した被験者の各状態における心電波形からＲ波を抽出し、そのＲ波が正常値であるか否かを判断して、Ｒ波の正常値の割合を求めることにより行った。表３に示される数値は、取得した全てのＲ波を分母とし、正常値と判断されたＲ波を分子とした百分率（Ｒ波の正常率という）である。

　上述した表３に示す通り、試料Ｄ１と試料Ｄ２とでＲ波の正常率に有意な差は認められなかった。したがって、本願発明に係る電極１は、従来の導電性繊維生地層１１のみからなる電極と比較して、同程度の耐ノイズ性を示すことがわかった。

＜実験Ｅ（検出領域比較実験）＞
　本願の発明者らは、本願に係る発明の電極１が接触する検出領域が耐ノイズ性に与える影響を比較する実験（以下、実験Ｅという）を行った。この実験Ｅは、上述した実験Ｄに使用した試料Ｄ２に含まれる電極が、図９に示す検出領域Ｆ１、及び図１０に示す検出領域Ｆ２にそれぞれ位置するように装着することで行われた。

　次の表４は、実験Ｅにおける観察結果を示す表である。表４において実験Ｅ１は、上述した試料Ｄ２の電極を被験者の検出領域Ｆ１（図９参照）に配置して、被験者の状態ごとにＲ波の正常率によってその被験者を観察したデータである。また、表４において実験Ｅ２は、実験Ｅ１と共通する試料Ｄ２の電極を被験者の検出領域Ｆ２（図１０参照）に配置して、被験者の状態ごとにＲ波の正常率によってその被験者を観察したデータである。

　上述した表４に示す通り、被験者の全ての状態で、実験Ｅ１は、実験Ｅ２よりも優れた耐ノイズ性を示した。すなわち、図１０に示す検出領域Ｆ２に配置した場合に比べて、図９に示す検出領域Ｆ１に電極を配置した方が、著しくノイズを低減することが明らかになった。

１…電極、１１…導電性繊維生地層、１１０…面、１１１…導電性複合糸、１１１０…弾性繊維、１１１１…導電性繊維、１１１１ａ…下巻糸、１１１１ｂ…上巻糸、１２…導電性エラストマー層、１２０…エラストマー組成物、１２１…導電性フィラー、１２ａ…第１導電性エラストマー層、１２ｂ…第２導電性エラストマー層、１３…浸漬層、２…絶縁性繊維生地、２１…絶縁性繊維、２ａ…ベルト部材、Ｅ…剣状突起、Ｆ１…検出領域、Ｆ２…検出領域、ｒ５…第５肋骨、ｒ６…第６肋骨、ｒ７…第７肋骨、ｒ８…第８肋骨。

Claims

　着用者に着用される被服素材と、
　前記被服素材の表面のうち、着用時に前記着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有し、
　前記電極は、導電性を有する繊維生地である導電性繊維生地層と、前記導電性繊維生地層の少なくとも一方の面に形成された、エラストマー組成物及び導電性フィラーを含む導電性エラストマー層と、を有する
　ことを特徴とする被服。
　前記電極は、前記着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触する位置に設けられている
　ことを特徴とする請求項１に記載の被服。
　伸縮性を有するベルト部材と、
　前記ベルト部材の表面のうち、該ベルト部材を着用者に巻きつけたときに該着用者の身体に接触する位置に設けられている電極と、を有し、
　前記電極は、導電性を有する繊維生地である導電性繊維生地層と、前記導電性繊維生地層の少なくとも一方の面に形成された、エラストマー組成物及び導電性フィラーを含む導電性エラストマー層と、を有する
　ことを特徴とするベルト。
　前記電極は、前記着用者の胴体のうち、剣状突起と同じ高さの部位に接触する位置に設けられている
　ことを特徴とする請求項３に記載のベルト。