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TWI862495B - 具電極配線之布材 - Google Patents

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TWI862495B
TWI862495B TW108118581A TW108118581A TWI862495B TW I862495 B TWI862495 B TW I862495B TW 108118581 A TW108118581 A TW 108118581A TW 108118581 A TW108118581 A TW 108118581A TW I862495 B TWI862495 B TW I862495B
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萩原佳明
奥地茂人
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日商琳得科股份有限公司
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Abstract

本發明係一種具電極配線之布材，具有：布材本體；電極部，係設置於前述布材本體的表面或是內部，含有導電性線狀體；配線部，係設置於前述布材本體的表面或是內部且相鄰前述電極部，含有導電性線狀體；前述電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與前述配線部所含有之至少1條的導電性線狀體為同一條的導電性線狀體。

Description

具電極配線之布材
本揭示係關於一種具電極配線之布材。
以往，作為用於活體訊號測量器等穿戴裝置之布材而言，例如用於具備活體接觸用或是感應器連結用的電極部、與連結於該電極部之配線部之布材(例如參照專利文獻1等)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2017－70599號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而，具備電極部以及配線部之布材中，個別設置電極部與配線部，由連結材料(焊料、導電性糊劑等)或是連結構件(鉚接料、連接器等)來連結。
尤其，在布材設置活體接觸用電極部的情況，一方面活體接觸用電極部需要露出，另一方面由於配線部為了絕緣故需要以絕緣材來被覆，故傾向採用個別製作電極部與配線部，並以連結材料或是連結構件來連結之組成。
因此，由於布材的反覆變形(例如擰、折彎、伸長等)，可能導致電極部與配線部之連結部劣化。具體而言，例如藉由連結材料或是連結構件連結電極部與配線部，由於反覆的布材變形，導致連結材料或是連結構件產生破裂。然後，若連結部的劣化繼續進展，則發生電極部與配線部之連結不良。
此外，將電極部所含有之導電性線狀體與配線部所含有之導電性線狀體藉由連結構件所連結之構造，相較於藉由連結材料所連結之構造而言，對於反覆的布材變形之耐久性高，但連結部的柔軟性差，作為具有柔軟性之布材的利用價值降低。
因此，本揭示的課題在於，提供一種具電極配線之布材，係具有作為布材之柔軟性，且抑制反覆變形所致之電極部與配線部之連結不良。 [用以解決課題的手段]
上述課題，係藉由以下的手段來解決。
＜1＞ 一種具電極配線之布材，具有：布材本體；電極部，係設置於前述布材本體的表面或是內部，含有導電性線狀體；配線部，係設置於前述布材本體的表面或是內部且相鄰前述電極部，含有導電性線狀體；前述電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與前述配線部所含有之至少1條的導電性線狀體為同一條的導電性線狀體。 ＜2＞ 如＜1＞所記載之具電極配線之布材，係具有伸縮性。 ＜3＞ 如＜2＞所記載之具電極配線之布材，其中相對於具電極配線之布材的伸長前之前述配線部的電阻而言，以最大伸長的50％來伸長具電極配線之布材時之前述配線部的電阻變化率為10％以下。 ＜4＞ 如＜1＞至＜3＞之任一項所記載之具電極配線之布材，其中在前述電極部中，前述導電性線狀體的一部分被前述布材本體的線所拘束。 ＜5＞ 如＜4＞所記載之具電極配線之布材，其中在前述電極部中，前述導電性線狀體被織入、被編入、或是被刺繡在前述布材本體中，或是前述電極部藉由前述導電性線狀體所縫合。 ＜6＞ 如＜1＞至＜5＞之任一項所記載之具電極配線之布材，其中前述電極部被設置於前述布材本體的表面。 ＜7＞ 如＜6＞所記載之具電極配線之布材，其中前述電極部為活體接觸用電極部。 ＜8＞ 如＜1＞至＜7＞之任一項所記載之具電極配線之布材，其中在前述配線部中，前述導電性線狀體的一部分被前述布材本體的線所拘束。 ＜9＞ 如＜8＞所記載之具電極配線之布材，其中在前述配線部中，前述導電性線狀體被織入、被編入、或是被刺繡在前述布材本體中，或是前述配線部藉由前述導電性線狀體所縫合。 ＜10＞ 如＜1＞至＜9＞之任一項所記載之具電極配線之布材，其中前述配線部被設置於前述布材本體的內部。 ＜11＞ 如＜1＞至＜10＞之任一項所記載之具電極配線之布材，其中前述電極部以及前述配線部所含有之導電性線狀體係含有奈米碳管線之導電性線狀體。 [發明功效]
藉由本揭示，可提供一種具電極配線之布材，係具有作為布材之柔軟性，且抑制反覆的變形所致之電極部與配線部之連結不良。
以下，對於本揭示的一例之實施形態進行詳細地說明。 另外，本說明書中，實質上具有相同的功能之構件，全部圖式皆賦予相同符號，且有時省略重複之說明。 使用了「～」之數值範圍，係指包含「～」的前後所示之數值分別作為最小值以及最大值之數值範圍。 階段性記載之數值範圍中，以一個數值範圍所記載之上限值或是下限值，亦可代換為其它階段性記載的數值範圍的上限值或是下限值。此外，本揭示中所記載之數值範圍中，該數值範圍的上限值或是下限值亦可代換為實施例所表示之值。 所謂「步驟」的用語，不僅是獨立之步驟，即使在與其它步驟無法明確地區別之情況若可達成其步驟的預期目的，亦為本用語所包含。
本實施形態之具電極配線之布材，係具有：布材本體；電極部，係設置於布材本體的表面或是內部，含有導電性線狀體；配線部，係設置於布材本體的表面或是內部且相鄰前述電極部，含有導電性線狀體。 然後，電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與配線部所含有之至少1條的導電性線狀體為同一條的導電性線狀體。 另外，所謂同一條的導電性線狀體，係亦包含不使用線狀體以外的其它連結材料(焊料、導電性糊劑等)或是連結構件(鉚接料、連接器等)，而藉由打結或是絞接等將導電性線狀體的端部彼此結合之線狀體。
本實施形態之具電極配線之布材之中，係將電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與配線部所含有之至少1條的導電性線狀體作成同一條的導電性線狀體。亦即電極部與配線部，由於以同一條的導電性線狀體來連結，故布材的反覆變形(例如擰、折彎、伸長等)所導致之電極部與配線部之連結部的劣化被抑制。結果，電極部與配線部之連結不良被抑制。然後，亦保持了作為布材之柔軟性。
在此，所謂「布材本體」係表示成為導電性線狀體設置對象之布材。
所謂「電極部或是配線部設置於布材本體的表面」，係表示在組成布材本體的表裡面之布材層(亦包含組成了部分表裡面之布材層)設置有電極部或是配線部(亦即導電性線狀體)。換言之，所謂「電極部或是配線部設置於布材本體的表面」，係表示從布材本體露出至少一部分組成電極部以及配線部之導電性線狀體之狀態下，設置有電極部或是配線部(亦即導電性線狀體)。
所謂「電極部或是配線部設置於布材本體的內部」，係表示在布材本體的內層，例如在作為布材本體的內層之布材層中或是布材層間設置有電極部或是配線部(亦即導電性線狀體)。
所謂「電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與配線部所含有之至少1條的導電性線狀體為同一條的導電性線狀體」，係指配線部包含電極部所含有之至少1條的導電性線狀體延伸之導電性線狀體(換言之，電極部包含配線部所含有之至少1條的導電性線狀體延伸之導電性線狀體)。
以下，關於本實施形態之具電極配線之布材之一例，參照圖式進行說明。
本實施形態之具電極配線之布材100如圖1至圖2所示，例如係具有：布材本體10、電極部20、配線部30。
(布材本體) 布材本體10係以如下之3重的布材層所組成，例如：組成表面之表面布材層10A、組成裡面之裡面布材層10B、表面布材層10A以及裡面布材層10B之間所具有之中間布材層10C。 布材本體10除了3重的布材層以外，亦可以例如1重、2重、或是4重以上的布材層所組成。 另外，以2層以上的布材層所組成之多重的布材本體10，亦可以例如在製作各布材層之後，以縫合的手法來製作，亦可以藉由編織機來統一製作多重的布材本體10。
作為布材本體10而言，可列舉例如編織物作為代表。布材本體10亦可為不織布。 作為編織物而言，可列舉如：平紋編織、斜紋編織、緞紋編織、習知的應用織等梭織物；緯編、經編、蕾絲編織、習知的應用編等針織物。
組成布材本體10之線(線狀體)，為絕緣性的線。所謂絕緣性的線，係表示線電阻為1.0×106 Ω／cm以上的線。絕緣性的線的線電阻，係以後述之導電性線狀體的線電阻相同方法所測定之線電阻。
作為組成布材本體10之線(線狀體)而言，可列舉例如習知的纖維的線。 習知的纖維的線，可為合成纖維的線，亦可為天然纖維的線。 作為合成纖維的線而言，可列舉如下等線：聚胺酯纖維、聚酯纖維(聚對苯二甲酸亞烷基酯纖維、聚芳酯纖維等)、聚醯胺纖維(尼龍6纖維、尼龍66纖維、尼龍46纖維等)、芳香族聚醯胺纖維(對苯二甲醯對苯二胺與芳香醚之共聚物等)、維尼綸纖維、聚氯乙烯纖維、聚烯烴纖維(嫘縈纖維、超高分子量聚乙烯等)、聚甲醛纖維；碸系纖維(對亞苯基碸纖維、聚碸纖維等)、聚醚醚酮纖維、聚醚醯亞胺纖維、聚醯亞胺纖維。 作為天然纖維的線而言，可列舉如：綿、絹、麻、羊毛等纖維的線。
在此，布材本體10較佳為具有伸縮性之布材。亦即具電極配線之布材100較佳為具有伸縮性。尤其，若具電極配線之布材100具有伸縮性，則由於反覆的伸縮，電極部20與配線部30之連結部劣化，容易產生連結不良。然而，藉由採用本實施形態之具電極配線之布材100的組成，電極部20與配線部30之連結不良被抑制。
具有伸縮性之布材本體10，係可藉由適用使用了彈性線之編織物來實現。 作為彈性線而言，可列舉例如：在彈性線的外周將非彈性線纏繞成線圈狀之被覆紗(單被覆紗或是雙被覆紗)、將彈性線與非彈性線經精紡交捻之包芯紗、使用壓縮空氣噴嘴而將非彈性線纏繞在彈性線的外周之噴氣交纏被覆紗、將彈性線與非彈性線經撚線而成之撚紗等。 作為彈性線而言，可列舉如：聚胺酯彈性纖維、聚酯彈性纖維、聚醯胺彈性纖維等；亦即顯示橡膠狀彈性之纖維的線。 作為非彈性線而言，可列舉如：合成纖維(聚酯纖維、聚醯胺纖維、丙烯酸纖維、聚丙烯纖維、嫘縈纖維)、天然纖維(綿、絹、麻、羊毛等纖維)的線。
(電極部以及導電部) 電極部20係具有第一電極部20A與第二電極部20B。根據目的，電極部20可設置為一個或是3個以上。
在此，例如，將具電極配線之布材100用於活體訊號測量器等穿戴裝置的情況，較佳係將至少一個電極部20作為活體接觸用電極部。具體而言，例如電極部20之中，將第一電極部20A作為活體接觸用電極部，將第二電極部20B作為其它機器連結用(傳輸機器連結用、外部機器連結用等)電極部。第一電極部20A不限於活體接觸用電極部，亦可作為感應器連結用電極部。此外，設置3個以上的電極部20，3個以上的電極部20之中，亦可將二個以上的電極部作成活體接觸用電極部以及感應器連結用電極部的兩者。
電極部20係設置於布材本體10的表面布材層10A。亦即電極部20係設置於布材本體10的表面。 另外，電極部20亦可設置在布材本體10的中間布材層10C。亦即電極部20亦可設置於布材本體10的內部。
在此，例如活體接觸用電極部(亦即組成活體接觸用電極部之導電性線狀體40)需要從具電極配線之布材100露出。另一方面，感應器連結用電極部以及其它機器連結用(傳輸機器連結用、外部機器連結用等)電極部(亦即組成感應器連結用電極部以及其它機器連結用電極部之導電性線狀體40)沒有必要從具電極配線之布材100露出。原因在於即使在布材本體10的內部設置感應器連結用電極部以及其它機器連結用電極部，仍可藉由銷狀的電極等來連結。
另一方面，一個配線部30係相鄰第一電極部20A與第二電極部20B而設置。亦即一個配線部30係以連結第一電極部20A與第二電極部20B的方式而設置。配線部30係根據電極部20的數目，亦可設置2個以上。
配線部30係設置於布材本體10的內部。具體而言，例如在以3層的布材層所組成之布材本體10的內層的布材層(亦包含部分成為內層之布材層)的中間布材層10C，藉由設置配線部30，可將配線部30設置於布材本體10的內部。此外，例如亦可在以2層的布材層所組成之布材本體10的布材層之間設置作為配線部30之導電性線狀體40。 另外，配線部30亦可設置於布材本體10的表面。例如，配線部30亦可設置於以3層的布材層所組成之布材本體10的表面布材層10A或是裡面布材層10B。不過，從試圖藉由布材本體10與外部絕緣化的觀點來看，配線部30較佳為設置於布材本體10的內部。
電極部20以及／或是配線部30中，導電性線狀體40的至少一部分被布材本體10的線所拘束。這種形態，從作為電極部20或是配線部30的導電材料而發揮功能之導電性線狀體40，亦能夠用作將電極部20或是配線部30固定於布材本體10的手段而言的觀點來看較佳。拘束在布材本體10之導電性線狀體40，可為電極部20以及配線部30的兩者所含有之同一條的導電性線狀體40，亦可為僅包含於電極部20或是配線部30之任一方之另一導電性線狀體40。另外，電極部20或是配線部30中，導電性線狀體40亦可以不被布材本體10的線所拘束。例如，電極部20或是配線部30藉由黏著劑固定於布材本體10的情況，或是，電極部20或配線部30藉由絕緣性的線縫合於布材本體10的情況，即使導電性線狀體40不被布材本體10的線所拘束，電極部20或是配線部30仍可固定於布材本體10。
例如形成將導電性線狀體40經反覆撓曲或是彎曲至180°而配置之矩形的區域。該矩形的區域，係將導電性線狀體40的一部分拘束在布材本體10的表面布材層10A的線所形成。然後，該矩形的區域作為面狀的電極部20。 另外，亦可將導電性線狀體40配置成螺旋狀之區域作為電極部20。此外，亦可將導電性線狀體40經撓曲或是彎曲而配置之任意的面形狀(多角形、圓形等)作為電極部20。
另一方面，使電極部20(第一電極部20A以及第二電極部20B)的導電性線狀體40在電極部20間延伸成波線形狀，並形成波線形狀的區域。波線形狀的區域，係將導電性線狀體40的一部分拘束在布材本體10的中間布材層10C的線所形成。然後，波線形狀的區域作為配線部30。 另外，亦可將導電性線狀體40配置為直線形狀之直線形狀的區域作為配線部30。不過，從抑制因具電極配線之布材100的伸長所導致的電極部20與配線部30之連結不良的觀點來看，配線部30較佳係作為波線形狀的區域(亦即將導電性線狀體40配置為波線形狀的區域)。
具體而言，布材本體10為梭織物的情況，如圖3所示，在以經線以及緯線織成之梭織物的梭織組織中，織入導電性線狀體40以組成電極部20以及／或是配線部30，在織布形成布材本體10時，從可同時形成電極部20以及／或是配線部30的觀點、提高布材本體10與電極部20以及／或是配線部30的一體性的觀點來看較佳。
布材本體10為針織物的情況，如圖4所示，在編入環狀的線之針織物的針織組織中，以上述形狀編入導電性線狀體40以組成電極部20以及／或是配線部30，在編成布材本體10時，從同時形成電極部20以及／或是配線部30的觀點、提高布材本體10與電極部20以及／或是配線部30的一體性的觀點來看好較佳。在針織物的針織組織編入導電性線狀體40的情況，可採用例如：合紗編、平版編(Plating knit)、鑲嵌編等。圖4係表示採用鑲嵌編而編入導電性線狀體40之例。
此外，如圖5所示，相對於布材本體10，以上述形狀刺繡導電性線狀體40，以組成電極部20以及／或是配線部30，在形成電極部20以及／或是配線部30時，亦可同時將電極部20以及／或是配線部30固定於布材本體10的觀點來看較佳。刺繡的手法，可採用例如：等距直線針步、挑繡針步、上針針步、鎖鏈針步、輪廓針步等習知的針步。圖5係表示採用鎖鏈針步來刺繡導電性線狀體40之例。
此外，相對於布材本體10，將電極部20以及／或是配線部30以導電性線狀體40縫合並固定，從組成電極部20以及／或是配線部30之導電性線狀體40、與固定電極部20以及／或是配線部30之導電性線狀體40可共通的觀點來看較佳。 例如，作為將電極部20以及／或是配線部30以導電性線狀體40縫合並固定之態樣而言，可列舉如下態樣：由織入導電性線狀體40之梭織物或是編入導電性線狀體之針織物連續地形成電極部20以及配線部30，將該電極部20以及配線部30以導電性線狀體40縫合在布材本體10。
圖3中，12表示組成布材本體10(梭織物)之經線，14表示組成布材本體10(梭織物)之緯線。圖4中，16表示組成布材本體10(針織物)之線。
電極部20以及配線部30，除了以同一條的導電性線狀體40組成之形態以外，亦可以相同2條以上的導電性線狀體所組成。 此外，電極部20以及配線部30係亦可各自以複數條的導電性線狀體40所組成。不過，複數條的導電性線狀體40之中，至少1條的導電性線狀體40，係與電極部20以及配線部30一起組成導電性線狀體40。
此外，在具有複數電極部20的情況，將至少一個的電極部20所含有之至少1條的導電性線狀體、與相鄰前述電極部20而設置之配線部30所含有之至少1條的導電性線狀體，作成同一條的導電性線狀體40。
另外，採用彈性線作為組成布材本體10之線的情況，較佳係在伸長了彈性線的狀態，一邊形成編織物，一邊將導電性線狀體織入或是編入布材本體10。
(導電性線狀體) 組成電極部20以及配線部30之導電性線狀體，只要是具有導電性即可，並沒有特別限制，可列舉如含有金屬導線之線狀體、含有導電性線之線狀體等。導電性線狀體40亦可為含有金屬導線以及導電性線之線狀體(撚合金屬導線與導電性線之線狀體等)。
由於含有金屬導線之線狀體、以及含有導電性線之線狀體，皆具有高的傳導性以及高的導電性，故用作為導電性線狀體40，易於減低電極部20以及配線部30的電阻。
作為金屬導線而言，可列舉如含有：銅、鋁、鎢、鐵、鉬、鎳、鈦、銀、金等金屬；或是含有2種以上的金屬之合金(例如：不銹鋼、碳鋼等鋼鐵；黃銅、磷青銅、鋯銅合金、鈹銅、鐵鎳、鎳鉻、鎳鈦、坎氏合金、哈氏合金、錸鎢等)之導線。此外，金屬導線可以錫、鋅、銀、鎳、鉻、鎳鉻合金、焊料等鍍敷，亦可藉由後述之碳材料或聚合物被覆表面。
作為金屬導線而言，可列舉如以碳材料被覆之金屬導線。若金屬導線以碳材料被覆，則金屬腐食被抑制。
作為被覆金屬導線之碳材料而言，可列舉如：碳黑、活性碳、硬碳、軟碳、中孔碳、碳纖維等非晶質碳；石墨；富勒烯；石墨烯；奈米碳管等。
另一方面，含有導電性線之線狀體，可為由1條的導電性線所構成之線狀體，亦可為撚合了複數條的導電性線之線狀體。此外，亦可為撚合了導電性線與絕緣性的線之線狀體。含有導電性線之線狀體，相較於含有金屬導線之線狀體，優點在於其柔軟性高，不易因織入、編入、刺繡布材本體10、或是縫合至布材本體10所致之斷線產生。 作為導電性線而言，可列舉如：含有導電性纖維(金屬纖維、碳纖維、離子導電性聚合物的纖維等)之線、含有導電性微粒子(奈米碳粒子等)之線、在表面鍍敷或是蒸鍍了金屬(銅、銀、鎳等)之線、含浸有金屬氧化物之線等。
作為含有導電性線之線狀體而言，尤其作為奈米碳粒子，可列舉如含有奈米碳管之線(奈米碳管線)之線狀體(以下亦稱為「奈米碳管線狀體」)較佳。
奈米碳管線狀體係例如從奈米碳管叢(carbon nanotube forest)(將奈米碳管以相對於基板呈垂直方向配向的方式，使其在基板上複數成長之成長體，有時亦稱為「陣列」)的端部，將奈米碳管抽出成片狀，將抽出之奈米碳管片捆紮後，將奈米碳管之束撚合而獲得。這種製造方法中，在撚合時不加以絞合的情況中，會獲得帶狀的奈米碳管線狀體；若加以絞合的情況中，會獲得線狀的線狀體。帶狀的奈米碳管線狀體，係不具有絞合了複數的奈米碳管的集合之構造的線狀體。其它亦可從奈米碳管的分散液來紡線等來獲得奈米碳管線狀體。由紡線來製造奈米碳管線狀體，可藉由例如美國公開公報US　2013／0251619(日本國特開2011－253140號公報)所揭示之方法來進行。從可獲得奈米碳管線狀體的直徑的均一度的觀點來看，較佳係使用線狀的奈米碳管線狀體；從可獲得純度高的奈米碳管線狀體的觀點來看，較佳係藉由撚合奈米碳管片而獲得線狀的奈米碳管線狀體。奈米碳管線狀體較佳係2條以上的奈米碳管線狀體彼此撚合之線狀體。
奈米碳管線狀體，可為含有奈米碳管與金屬、導電性高分子、石墨烯等奈米碳管以外的導電性材料之線狀體(以下亦稱為「複合線狀體」)。複合線狀體係維持奈米碳管線狀體之上述的特徴，並易於提高線狀體的導電性。
作為複合線狀體而言，例如以含有奈米碳管與金屬之線狀體為例，可列舉如：(1)從奈米碳管叢的端部，將奈米碳管抽出為片狀，將抽出之奈米碳管片捆紮後，撚合奈米碳管之束以獲得奈米碳管線狀體之過程中，在奈米碳管的叢、片或是束、或是撚合線狀體的表面，藉由蒸鍍、離子佈植、濺鍍、濕式鍍敷等使其載持金屬單體或是金屬合金之複合線狀體；(2)與金屬單體的線狀體或是金屬合金的線狀體或是複合線狀體一起撚合奈米碳管之束之複合線狀體；(3)撚合了金屬單體的線狀體或是金屬合金的線狀體或是複合線狀體、與奈米碳管線狀體或是複合線狀體之複合線狀體等。另外，(2)的複合線狀體之中，在撚合奈米碳管之束時，亦可與(1)的複合線狀體同樣的方式對奈米碳管使其載持金屬。此外，(3)的複合線狀體雖然是在編了2條的線狀體的情況的複合線狀體，但含有至少1條的金屬單體的線狀體或是金屬合金的線狀體或是複合線狀體的話，亦可編合3條以上的奈米碳管線狀體或是金屬單體的線狀體或是金屬合金的線狀體或是複合線狀體。 作為複合線狀體的金屬而言，可列舉例如：金、銀、銅、鐵、鋁、鎳、鉻、錫、鋅等金屬單體、含有至少一種的這些金屬單體之合金(銅－ 鎳－ 磷合金、銅－鐵－ 磷－鋅合金等)。
即使在這些導電性線狀體40之中，較佳係含有奈米碳管線之導電性線狀體(尤其僅含有奈米碳管線之導電性線狀體、或含有奈米碳管線與非金屬系導電性材料之導電性線狀體)。 例如在表面鍍敷或是蒸鍍了金屬(銅、銀、鎳等)之線、含浸了金屬氧化物之線，若反覆伸縮則容易在金屬或是金屬氧化物產生破裂，耐久性低。在這方面來看，奈米碳管線狀體係對撓曲的耐性強，具電極配線之布材100即使反覆伸縮，配線部的電阻值亦不易變化。此外，奈米碳管線狀體亦有耐腐蝕性高的優點。
在此，導電性線狀體40的線電阻較佳為5.0×10－ 3 Ω／cm至1.0×103 Ω／cm，更佳為1.0×10－ 2 Ω／cm至5.0×102 Ω／cm。
導電性線狀體40的線電阻的測定方式如下。首先，在導電性線狀體40的兩端塗布銀糊劑，測定銀糊劑間的部分的電阻，求出導電性線狀體40的電阻值(單位：Ω)。然後，將所獲得之電阻值以銀糊劑間的距離(cm)除之，算出導電性線狀體40的線電阻。
(其它特性) 相對於具電極配線之布材100的伸長前之配線部30的電阻，以最大伸長的50％來伸長具電極配線之布材100時之配線部30的電阻變化率可為10％以下(較佳為5％以下)。
另外，所謂配線部30的電阻，係指在作為測定對象之配線部30的一端，僅具有將同一條的導電性線狀體40共用化而配置之一個電極部20的情況，電極部20與配線部30之另一端(配線部30之中與電極部20不相鄰之側的端部)之間的電阻。該情況下，具電極配線之布材100的伸長方向，係連結一個電極部20的中心與配線部30的另一端之假想線的延伸方向。 此外，所謂配線部30的電阻，係指在作為測定對象之配線部30的兩端，具有將同一條的導電性線狀體40共用化而配置之2個電極部20(例如第一電極部20A以及第二電極部20B)的情況，2個電極部20間的電阻。該情況下，具電極配線之布材100的伸長方向，係連結了二個電極部20的中心之假想線的延伸方向。
若配線部30的電阻變化率少，則穿戴裝置(活體訊號測量器等)等伸縮性的裝置的操作對於布材的伸長的穩定性提高。從伸長具電極配線之布材100之程度大的用途中亦提高裝置的操作的穩定性的觀點來看，當伸長具電極配線之布材100至最大伸長為止時的配線部30的電阻變化率可為10％以下(較佳為5％以下)。 若最大伸長的50％伸長時或是最大伸長時的配線部30的電阻變化率為10％以下，例如可藉由使用以下方法來實現：採用彈性線作為組成前述之布材本體10之線，並在伸長彈性線的狀態一邊形成編織物，一邊將導電性線狀體織入或是編入布材本體10。
配線部30的電阻變化率係以如下的方式來測定。 一邊連續測定配線部30的電阻，一邊以速度1mm／s使相當於具電極配線之布材100的配線部之部分伸長至最大伸長為止之後，使其以相同速度收縮至回到原本狀態為止。此時，測定具電極配線之布材100的伸長前之配線部30的電阻值RA(Ω)、以及以預定的伸長程度(例如最大伸長的50％、或最大伸長(100％))伸長具電極配線之布材100時之配線部30的電阻值RB(Ω)。 然後，藉由式：配線部30的電阻變化率＝(RB－RA)／RA×100，算出配線部30的電阻變化率。另外，配線部30的電阻變化率為絕對值。
在此，具電極配線之布材100的最大伸長係以如下的方式來定義。 具電極配線之布材100的最大伸長，係將具電極配線之布材100以適當的張力伸長時，無法再更伸長時的長度。亦即以具電極配線之布材100停止伸長之張力來伸長時的長度，作為具電極配線之布材100的最大伸長。
(變形例) 本實施形態之具電極配線之布材100係不限定於上述形態，亦可為其變形、或是改良。以下，對於本實施形態之具電極配線之布材100的變形例進行說明。以下的說明之中，本實施形態之具電極配線之布材100，只要與上述形態所說明之構件相同，則在圖中附加同一符號並省略其說明或簡化。
－第1變形例－ 本實施形態之具電極配線之布材100，可為例如圖6所示之具電極配線之布材101。具體而言，如圖6所示，具電極配線之布材101，係具有表面布材層10A、中間布材層10C以及裡面布材層10B之3重的布材本體10。中間布材層10C，係一起設置有含有導電性線狀體40之電極部20(第一電極部20A以及第二電極部20B)、含有電極部20所含有之導電性線狀體40延伸之導電性線狀體40之配線部30。然後，表面布材層10A僅覆蓋設置於中間布材層10C之配線部30。
－第2變形例－ 本實施形態之具電極配線之布材100，可為例如圖7所示之具電極配線之布材102。具體而言，如圖7所示，具電極配線之布材100在電極部20之中，具有複數之第一電極部20A。另外，圖7中，作為第一電極部20A，顯示具有第一電極部20A－1、第一電極部20A－2的2個電極部之態樣。 本態樣的情況，例如在第一電極部20A－1、配線部30以及第二電極部20B將同一條的導電性線狀體40A共用化而配置，在第一電極部20A－2、配線部30以及第二電極部20B將同一條的導電性線狀體40B共用化而配置。
(用途) 具電極配線之布材100可用於活體訊號測量器等穿戴裝置。例如，亦可將安裝有預定的機器之具電極配線之布材100切斷以及加工，作為附有穿戴裝置的衣類。此外，亦可將切斷為預定的大小之具電極配線之布材100安裝於衣類。 此外，具電極配線之布材100亦可用於如不適用於衣物之非穿戴式的活體用裝置(感應器等)、地毯、窗簾、靠墊套、寢具用紡織品、帳篷或防水布布料等。 [實施例]
以下，本揭示列舉實施例進而具體的進行說明。不過，本揭示並不限於這些各實施例。
[實施例1] 準備了在矽晶圓上形成之多壁奈米碳管叢。藉由從奈米碳管叢的側面一邊抽出奈米碳管的帶，一邊對帶加以撚合，以獲得直徑30μm的奈米碳管線。撚合8條該奈米碳管線，獲得撚合成一條之奈米碳管線。
另一方面，藉由一邊拉長以聚酯覆蓋之聚胺酯纖維的彈性線(具有伸縮性之線)，一邊以編的手法加工為2重的布材。在編該布材的步驟中，將撚合之奈米碳管線以朝向布編的方向且略直線狀編入2層的布材層之間。經編入該波形的奈米碳管線之區域作為配線部。 此外，在布材的編的方向之中以略直線狀編入之奈米碳管線的兩端部之中，在布材相同表面(表面布材層)，將與編入之奈米碳管線相同的奈米碳管線以成為四角形狀的方式反覆撓曲而編入。將經編入該四角形狀的奈米碳管線之區域，各作為活體接觸用電極部(第一電極部)以及機器連結用電極部(第二電極部)。
經過以上的步驟，獲得具電極配線之布材(參照圖1)。所獲得之布材的特性如下。
－具電極配線之布材的特性－ ・具電極配線之布材的尺寸：寬度20mm×長度110mm ・具電極配線之布材的厚度：約500μm ・機器連結用電極部的尺寸：8mm×8mm ・活體接觸用電極部的尺寸：8mm×8mm ・以配線部連結之兩電極間的距離：70mm
[實施例2] 除了使用鍍敷了銀之聚酯線(大阪電氣工業股份有限公司販售之ODEX40／2)替代奈米碳管線以外，係與實施例1同樣的方式，獲得具電極配線之布材(參照圖1)。
[配線部的電阻變化率] 根據上述的方法，測定伸長前以及以最大伸長的50％來伸長具電極配線之布材時之配線部的電阻變化率。另外，伸長係對以配線部連結之兩電極間的部分來進行。實施例1以及實施例2所製作之具電極配線之布材的最大伸長皆為56mm，測定伸長了最大伸長的50％之28mm的情況、與最大伸長的電阻，計算電阻變化率。
[反覆伸縮操作後的耐久性評價] 對於具電極配線之布材，在最大伸長為止、往復周期1Hｚ的狀態下，進行10萬次的反覆伸縮操作，測定伸縮操作前後的配線部的電阻值。另外，作為配線部的電阻值而言，對於反覆伸縮操作前求出非伸長時的電阻值，對於反覆伸縮操作後，求出以最大伸長來伸長具電極配線之布材100時之配線部的電阻值。該配線部的電阻值係藉由與配線部30的電阻變化率同樣的手法求得。然後，求出伸縮操作後的配線部的電阻相對於伸縮操作前的配線部的電阻變化率，以下述基準來評價。 OK：配線部的電阻變化率為±10％以下 NG：配線部的電阻變化率超過±10％
[表1]
不過，關於實施例2之中反覆伸縮操作後的耐久性評價，在到50次的反覆伸縮操作為止，為OK評價。 由上述結果可知，本實施例的具電極配線之布材，係可抑制因反覆變形所致之電極部與配線部的連結不良。
另外，藉由參照日本國專利申請案第2018－103874號的揭示整體而引用至本說明書。 本說明書所記載之全部的文獻、專利申請案、以及技術規格，該參照而引用各別的文獻、專利申請案、以及技術規格係以與被具體且各別的記載之情況相同程度而引用至本說明書中。
10:布材本體 10A:表面布材層 10B:裡面布材層 10C:中間布材層 12:經線 14:緯線 16:線 20:電極部 20A(20A－1、20A－2):第一電極部 20B:第二電極部 30:配線部 40(40A、40B):導電性線狀體 100:具電極配線之布材 101:具電極配線之布材 102:具電極配線之布材
圖1係表示本實施形態之具電極配線之布材之示意平面圖。 圖2係表示本實施形態之具電極配線之布材之示意剖面圖。 圖3係表示在本實施形態之具電極配線之布材中，織入導電性線狀體之一例之示意平面圖。 圖4係表示在本實施形態之具電極配線之布材中，編入導電性線狀體之一例之示意平面圖。 圖5係表示在本實施形態之具電極配線之布材中，刺繡導電性線狀體之一例之示意平面圖。 圖6係表示本實施形態之具電極配線之布材的第1變形例之示意剖面圖。 圖7係表示本實施形態之具電極配線之布材的第2變形例之示意平面圖。
10:布材本體
20:電極部
20A:第一電極部
20B:第二電極部
30:配線部
40:導電性線狀體
100:具電極配線之布材

Claims (9)

  1. 一種具電極配線之布材，具有：布材本體；電極部，係設置於前述布材本體的表面或是內部，含有導電性線狀體；配線部，係設置於前述布材本體的表面或是內部且相鄰前述電極部，含有導電性線狀體；前述電極部所含有之至少1條的導電性線狀體與前述配線部所含有之至少1條的導電性線狀體為同一條的導電性線狀體；在前述同一條的導電性線狀體的兩端部，具有將前述同一條的導電性線狀體經反覆撓曲或是彎曲而配置之面狀的第一電極部及第二電極部來作為前述電極部；相對於具電極配線之布材的伸長前之前述配線部的電阻而言，以最大伸長的50%來伸長具電極配線之布材時之前述配線部的電阻變化率為10%以下；前述電極部以及前述配線部所含有之導電性線狀體係含有奈米碳管線、以及由導電性高分子或石墨烯所構成的非金屬系導電性材料之導電性線狀體；前述導電性線狀體的線電阻為5.0×10-3Ω/cm至1.0×103Ω/cm。
  2. 如請求項1所記載之具電極配線之布材，係具有伸縮性。
  3. 如請求項1或請求項2所記載之具電極配線之布材，其中在前述電極部中，前述導電性線狀體的一部分被前述布材本體的線所拘束。
  4. 如請求項3所記載之具電極配線之布材，其中在前述電極部中，前述導電性線狀體被織入、被編入、或是被刺繡在前述布材本體中，或是前述電極部藉由前述導電性線狀體所縫合。
  5. 如請求項1或請求項2所記載之具電極配線之布材，其中前述電極部被設置於前述布材本體的表面。
  6. 如請求項5所記載之具電極配線之布材，其中前述電極部為活體接觸用電極部。
  7. 如請求項1或請求項2所記載之具電極配線之布材，其中在前述配線部中，前述導電性線狀體的一部分被前述布材本體的線所拘束。
  8. 如請求項7所記載之具電極配線之布材，其中在前述配線部中，前述導電性線狀體被織入、被編入、或是被刺繡在前述布材本體中，或是前述配線部藉由前述導電性線狀體所縫合。
  9. 如請求項1或請求項2所記載之具電極配線之布材，其中前述配線部被設置於前述布材本體的內部。
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