特許 7281415 導電性生地及び導電性生地の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-17

(45)【発行日】2023-05-25

(54)【発明の名称】導電性生地及び導電性生地の製造方法

(51)【国際特許分類】

   D04B 21/00 20060101AFI20230518BHJP

   D04B 1/20 20060101ALI20230518BHJP

   D04B 21/14 20060101ALI20230518BHJP

【ＦＩ】

D04B21/00 B

D04B1/20

D04B21/14 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019562801

(86)(22)【出願日】2018-11-01

(86)【国際出願番号】 JP2018040680

(87)【国際公開番号】W WO2019130808

(87)【国際公開日】2019-07-04

【審査請求日】2021-10-27

(31)【優先権主張番号】P 2017252632

(32)【優先日】2017-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】503328399

【氏名又は名称】竹中繊維株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】511079872

【氏名又は名称】北陸ウエブ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517457137

【氏名又は名称】ＰＯＳＨ ＷＥＬＬＮＥＳＳ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】竹中 健

(72)【発明者】

【氏名】飴谷 嘉治蔵

(72)【発明者】

【氏名】根武谷 吾

【審査官】鈴木 祐里絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０９３１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７８８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５２９８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－３１５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１６６４７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｂ１／００－１／２８

２１／００－２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性生地であって、
表面が導電性を有する複数の構成繊維により構成されたウーリー加工糸である第１編糸を含み、皮膚に接触する面を有する第１層と、
ウーリー加工糸以外の糸である第２編糸を含み、前記第１層を皮膚に貼りつけた状態において電流源を有する装置に前記導電性生地を接続するためのコネクタが設けられる第２層と、
前記第１編糸と前記第２編糸とを連結する連結編糸を含み、かつ前記第１層と前記第２層との間に形成された連結層と、
を有し、
前記複数の構成繊維の少なくとも一部の構成繊維は、長手方向の異なる複数の位置において異なる一以上の他の構成繊維に接触しており、
前記第１編糸の断面の直径が、前記第２編糸の断面の直径よりも小さいことを特徴とする導電性生地。

【請求項2】

前記第１編糸を構成する前記複数の構成繊維は、前記導電性生地に外力が加わった状態において、前記外力が加わっていない状態で接触する他の構成繊維と異なる他の構成繊維に接触することを特徴とする、
請求項１に記載の導電性生地。

【請求項3】

前記第１層内の２点間のインピーダンスは、周囲の湿度が高くなるにつれて低下することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の導電性生地。

【請求項4】

前記連結編糸が導電性のウーリー加工糸であり、前記第１層と前記第２層とを近づける方向の外力が加わった状態でのインピーダンスが、前記外力が加わっていない状態でのインピーダンスよりも低いことを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載の導電性生地。

【請求項5】

前記連結編糸が導電性のウーリー加工糸であり、前記連結編糸を直線状に伸ばした状態での長さが、前記第１層と前記第２層とを近づける方向の外力が加わっていない状態での前記第１層と前記第２層との間の距離よりも長く、前記外力が加わっていない状態で、隣接する複数の前記連結編糸が接触していることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか一項に記載の導電性生地。

【請求項6】

ウェール方向の伸長率がコース方向の伸長率よりも大きいことを特徴とする、
請求項１から５のいずれか一項に記載の導電性生地。

【請求項7】

前記複数の構成繊維のうち、所定の大きさ以上の電流が流れた構成繊維が溶断することを特徴とする、
請求項１から６のいずれか一項に記載の導電性生地。

【請求項8】

第１編糸を含み、皮膚に接触する面を有する第１層と、
第２編糸を含む第２層と、
前記第１編糸と前記第２編糸とを連結する連結編糸を含み、かつ前記第１層と前記第２層との間に形成された連結層と、
を有する導電性生地であって、前記第１層を皮膚に貼りつけた状態において電流源を有する装置に前記導電性生地を接続するためのコネクタが前記第２層に設けられる前記導電性生地の製造方法であって、
表面が導電性を有する複数の構成繊維がウーリー加工され、前記複数の構成繊維の少なくとも一部の構成繊維が、長手方向の異なる複数の位置において異なる一以上の他の構成繊維に接触している前記複数の構成繊維により構成されるウーリー加工糸により前記第１編糸を作成する工程と、
ウーリー加工されていない糸により前記第２編糸を作成する工程と、
前記連結編糸を作成する工程と、
前記第１編糸と、前記第１編糸よりも断面の直径が大きい前記第２編糸と、を前記連結編糸で連結する工程と、
を有する導電性生地の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導電性を有する導電性生地及び導電性生地の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

心拍を測定したり、人体に電気的刺激を与えたりするために、人の皮膚の表面に装着される電極が用いられている。特許文献１には、導電性を有するゲル接着剤を含む電極を介して電気生理学的信号をモニタリングする方法が開示されている。特許文献２には、導電性の繊維が用いられた生地状の電極が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－５２３１３９号公報

【文献】特開２０１５－９３１３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ゲル接着剤を含む電極においては、心拍を測定したり人体に電気的刺激を与えたりするために十分な程度にインピーダンスを低くすることができる。しかしながら、ゲル接着剤は皮膚刺激性が強いため、皮膚に炎症が生じるおそれがあり、長期間の装着に適していないという問題があった。一方、生地状の電極を用いる場合、ゲル接着剤を含む電極に比べてインピーダンスが高いという問題があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ゲル接着剤を含まない導電性生地のインピーダンスを低下させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様の導電性生地は、表面が導電性を有する複数の構成繊維により構成された第１編糸を含む第１層と、第２編糸を含む第２層と、前記第１編糸と前記第２編糸とを連結する連結編糸を含み、かつ前記第１層と前記第２層との間に形成された連結層と、を有し、前記複数の構成繊維の少なくとも一部の構成繊維は、長手方向の異なる複数の位置において異なる一以上の他の構成繊維に接触していることを特徴とする。

【0007】

前記第１編糸を構成する前記複数の構成繊維は、前記導電性生地に外力が加わった状態において、前記外力が加わっていない状態で接触する他の構成繊維と異なる他の構成繊維に接触していてもよい。前記第１層内の２点間のインピーダンスは、周囲の湿度が高くなるにつれて低下してもよい。

【0008】

前記連結編糸が導電性のウーリー加工糸であり、前記第１層と前記第２層とを近づける方向の外力が加わった状態でのインピーダンスが、前記外力が加わっていない状態でのインピーダンスよりも低くてもよい。

【0009】

前記連結編糸が導電性のウーリー加工糸であり、前記連結編糸を直線状に伸ばした状態での長さが、前記第１層と前記第２層とを近づける方向の外力が加わっていない状態での前記第１層と前記第２層との間の距離よりも長く、前記外力が加わっていない状態で、隣接する複数の前記連結編糸が接触していてもよい。

【0010】

前記第１編糸の断面の直径が、前記連結編糸の断面の直径よりも小さくてもよい。また、ウェール方向の伸長率がコース方向の伸長率よりも大きくてもよい。前記複数の構成繊維のうち、所定の大きさ以上の電流が流れた構成繊維が溶断してもよい。

【0011】

本発明の第２の態様の導電性生地の製造方法は、第１編糸を含む第１層と、第２編糸を含む第２層と、前記第１編糸と前記第２編糸とを連結する連結編糸を含み、かつ前記第１層と前記第２層との間に形成された連結層と、を有する導電性生地の製造方法であって、表面が導電性を有する複数の構成繊維がウーリー加工され、前記複数の構成繊維の少なくとも一部の構成繊維が、長手方向の異なる複数の位置において異なる一以上の他の構成繊維に接触している前記複数の構成繊維により構成される前記第１編糸を作成する工程と、前記第２編糸を作成する工程と、前記連結編糸を作成する工程と、前記第１編糸及び前記第２編糸を前記連結編糸で連結する工程と、を有する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ゲル接着剤を含まない導電性生地のインピーダンスを低下させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】導電性生地の概要を説明するための図である。

【図2】導電性生地の構造を示す模式図である。

【図3】導電性繊維の構造について説明するための図である。

【図4】構成繊維の形状について説明するための図である。

【図5】導電性生地の特性を測定するための実験方法について説明するための図である。

【図6】本実施の形態に係る導電性生地、及び比較例の表面の顕微鏡写真である。

【図7】導電性生地に圧力が加えられた場合の接触インピーダンスを示す図である。

【図8】導電性生地に圧力が加えられた場合の接触インピーダンスを示す図である。

【図9】導電性生地、比較例、及びゲル付電極の抵抗の測定結果を示す表である。

【図10】乾燥した状態の導電性生地１及び導電性生地１００の接触インピーダンスを示す図である。

【図11】湿った状態の導電性生地１及び導電性生地１００の接触インピーダンスを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［導電性生地１の概要］
図１は、本実施の形態に係る導電性生地１の概要を説明するための図である。導電性生地１は、心拍を測定したり人体に電気的刺激を与えたりするために、人体の皮膚の表面に貼り付けられた状態で使用される。

【0015】

図１（ａ）は、皮膚に貼り付けられる面から見た場合の導電性生地１の模式図である。図１（ｂ）は、導電性生地１のＡ－Ａ線断面図である。導電性生地１は、ダブルラッセル編み機により製造されており、図１（ｂ）に示すように、第１層１１と、第２層１２と、連結層１３とを有する。第１層１１は、皮膚に接触する面を有する。第２層１２には、例えば、電流源を有する装置に導電性生地１を接続するためのコネクタが設けられる。

【0016】

図２は、導電性生地１の構造を示す模式図である。図２は、導電性生地１を斜め方向から見た状態を示している。図２に示すように、第１層１１は、表面が導電性を有する複数の構成繊維により構成された第１編糸１１１を含む層である。第１編糸１１１は、導電性を有する複数の構成繊維を束ねてから捩った状態で加熱し、加熱後に捩じりを戻すことにより製造されたウーリー加工糸（仮撚り加工糸ともいう）である。

【0017】

第２層１２は、第２編糸１２１を含む層である。連結層１３は、第１編糸１１１と第２編糸１２１とを連結する連結編糸１３１を含み、第１層１１と第２層１２との間に形成された層である。第２編糸１２１及び連結編糸１３１としては任意の糸を使用することができるが、本実施の形態では、第１編糸１１１と同じ材質及び形状の導電性を有するウーリー加工糸であるものとする。

【0018】

図３は、第１層１１、第２層１２及び連結層１３を構成する導電性繊維２の構造について説明するための図である。図３（ａ）は、導電性繊維２の構造の模式図である。図３（ｂ）は、導電性繊維２を顕微鏡で拡大した写真である。図３（ａ）に示すように、導電性繊維２は、曲線状の複数の構成繊維２１（例えば図３（ａ）に示す２１ａ～２１ｆ）により構成されている。図３（ａ）においては６本の構成繊維２１しか示していないが、導電性繊維２は、図３（ｂ）に示すように、より多くの構成繊維２１により構成されている。

【0019】

図４は、構成繊維２１の形状について説明するための図である。図４（ａ）は、構成繊維２１の典型的な形状を示しており、図４（ｂ）は、構成繊維２１の各部の寸法を例示している。図４（ｂ）に示すように、７０番手の導電性繊維２は２４本の構成繊維２１を含んでいる。この場合、構成繊維２１の円形状の断面の直径ｄは１９．５４（μｍ）であり、正弦波状に変化する曲線における１周期の長さＬ１は２４２１．８２（μｍ）であり、正弦波状に変化する曲線の短手方向の両端間の距離Ｌ２は４３９．４４（μｍ）である。この場合、Ｌ１の区間を直線状態に伸ばした状態での長さＬ３は、√｛（Ｌ１／２）^２＋Ｌ２^２｝×２＝２５７６．３６（μｍ）であり、Ｌ３／Ｌ１＝１．０６３である。

【0020】

同様に、１００番手の導電性繊維２は３４本の導電性繊維２を含んでいる。この場合、構成繊維２１の円形状の断面の直径ｄは１９．５４（μｍ）であり、正弦波状に変化する曲線における１周期の長さＬ１は３３２０．６０（μｍ）であり、正弦波状に変化する曲線の短手方向の両端間の距離Ｌ２は５１７．６６（μｍ）である。この場合、Ｌ１の区間を直線状態に伸ばした状態での長さＬ３は、√｛（Ｌ１／２）^２＋Ｌ２^２｝×２＝３４７８．２６（μｍ）であり、Ｌ３／Ｌ１＝１．０４７である。

【0021】

導電性繊維２が、このように加工された複数の構成繊維２１により構成されていることで、導電性生地１は、皮膚に接触させた状態で電流を流すために好適な各種の特性を満たすことが可能になる。以下、導電性生地１の特徴について詳細に説明する。

【0022】

［導電性生地１の特徴］
（低インピーダンス）
図３に示すように、複数の構成繊維２１は概ね同じような形状をしているが、それぞれ異なる位置で曲がっている。そして、複数の構成繊維２１の少なくとも一部の構成繊維は、長手方向の異なる複数の位置（例えば少なくとも２つの位置）において異なる一以上の他の構成繊維２１に接触している。５０％以上の構成繊維２１が、長手方向の異なる複数の位置において、それぞれ異なる一以上の他の構成繊維２１に接触していてもよく、全ての構成繊維２１が、長手方向の異なる複数の位置において、それぞれ異なる一以上の他の構成繊維２１に接触していてもよい。

【0023】

第１編糸１１１、第２編糸１２１及び連結編糸１３１を構成する導電性繊維２が、このような特徴を有する導電性の複数の構成繊維２１により構成されていることで、電流が流れる経路が分散する。したがって、導電性生地１のインピーダンスは、複数の構成繊維２１のそれぞれが長手方向の位置によって異なる構成繊維２１に接触しない従来の導電性生地のインピーダンスに比べて低くなる。

【0024】

また、連結編糸１３１が導電性のウーリー加工糸である場合、第１層１１と第２層１２とを近づける方向の外力が加わった状態でのインピーダンスが、第１層１１と第２層１２とを近づける方向の外力が加わっていない状態でのインピーダンスよりも低い。そして、外力が大きくなるにつれて、インピーダンスの低下量が小さくなり、所定の外力以上においてインピーダンスが所定の範囲内に収まる。導電性生地１がこのような特徴を有することで、導電性生地１は、皮膚に装着されて衣服等により押された状態で使用される場合にインピーダンスが低下するので、人体に装着して使用される用途に好適である。

【0025】

（クッション性の向上とインピーダンスの変化の抑制）
連結編糸１３１が、曲線状の複数の構成繊維２１を有する導電性繊維２であることで、連結編糸１３１を直線状に伸ばした状態での長さが、第１層１１と第２層１２とを近づける方向の外力が加わっていない状態での第１層１１と第２層１２との間の距離よりも長い。連結編糸１３１を直線状に伸ばした状態での長さは、例えば、第１層１１と第２層１２との間の距離の１．０１倍以上かつ１．５０倍未満である。図４に示した例においては、連結編糸１３１を直線状に伸ばした状態での長さは、第１層１１と第２層１２との間の距離の１．０４倍より大きく、１．０７倍より小さい。

【0026】

連結編糸１３１がこのような特徴を有することで、導電性生地１のクッション性が高くなる。また、連結編糸１３１が、曲線状の導電性繊維２であることで、第１層１１と第２層１２とを近づける方向の外力が加わっていない状態で、隣接する複数の連結編糸１３１が接触している状態になる。連結編糸１３１がこのような特徴を有することにより、第１層１１が皮膚に接触し、第２層１２が測定機に接続される場合に、クッション性を確保しつつ、皮膚と測定機との間のインピーダンスを低くすることができる。

【0027】

また、導電性生地１は、クッション性と低インピーダンスを両立させるべく第１層１１、第２層１２及び連結層１３の各層における導電性繊維２の密度が決定されており、ウェール方向及びコース方向の両方向に伸長可能に構成されている。一例として、導電性生地１は、ウェール方向の伸長率がコース方向の伸長率よりも大きい。このように、導電性生地１が、一方の方向の伸長率が、当該方向に直交する方向の伸長率よりも高くなるように構成されていることは、一方向の動きが他方向の動きよりも大きい部位に装着される用途に好適である。

【0028】

導電性生地が、複数の構成繊維を有する導電性繊維により構成されている場合、複数の構成繊維それぞれの間の間隔を大きくしてクッション性を向上させると、複数の構成繊維の間の接触状態が変化しやすく、インピーダンスが変化しやすい傾向になる。これに対して、導電性生地１においては、第１編糸１１１、第２編糸１２１及び連結編糸１３１を構成する導電性繊維２が有する複数の構成繊維２１がウーリー加工されており、図３に示すように曲率がランダムな曲線状になっている。その結果、導電性生地１に外力が加わった状態において、外力が加わっていない状態で接触する他の構成繊維２１と異なる他の構成繊維２１に接触しやすい。導電性繊維２がこのような構成繊維２１を有することにより、外力の大きさによらず、各構成繊維２１が接触する他の構成繊維２１の数に大きな変動が生じないので、外力の大きさによらず導電性生地１のインピーダンスの変化量が所定の範囲内に収まる。

【0029】

詳細な実験結果については後述するが、例えば、第１層１１と第２層１２とを近づける方向の外力が加わり、連結層の厚みが、外力が加えられていない状態での厚みの５０％になった状態における第１層内の２点間のインピーダンスは、外力が加わっていない状態における２点間のインピーダンスに対して、－１０％以上かつ＋１０％以下、又は－１５Ω以上かつ＋１５Ω以下である。導電性生地１内の任意の２点間のインピーダンスも、外力が加わっていない状態における２点間のインピーダンスに対して、－１０％以上かつ＋１０％以下、又は－１５Ω以上かつ＋１５Ω以下である。導電性生地１がこのような特性を有することにより、導電性生地１が皮膚の表面に装着された状態で人が動いても、導電性生地１のインピーダンスの変化量が、測定結果に許容誤差以上の変動を与えない範囲に収まるので、導電性生地１は、人が動く状態で装着される用途に好適である。

【0030】

（湿度の低下に伴うインピーダンスの低下）
導電性繊維２が導電性の複数の構成繊維２１を有することにより、導電性繊維２が微少量の水分を保持することができる。その結果、第１層１１内の２点間のインピーダンスは、周囲の湿度が高くなるにつれて低下する。第２編糸１２１及び連結編糸１３１も導電性繊維２を有する場合、周囲の湿度が高くなるにつれて導電性生地１内の任意の２点間のインピーダンスも低下する。したがって、導電性生地１は、皮膚に装着された状態で皮膚から発せられる汗によりインピーダンスが低下するので、皮膚に装着した状態で使用される電極として好適である。

【0031】

（過電流による切断）
導電性生地１が皮膚に接触している状態で特定の箇所に過電流が流れてしまうと、皮膚に悪影響を与えてしまうことが想定される。そこで、導電性繊維２は、複数の構成繊維２１のうち、所定の大きさ以上の電流が流れた構成繊維２１が溶断するように構成されている。具体的には、構成繊維２１は、測定に必要な電流（例えば０．１μＡ）では溶断せず、人が刺激を感じるとされている５００μＡ以上の電流が流れた場合に溶断する。構成繊維２１は、測定に必要な電流の約１０倍の電流が流れることで溶断してもよく、例えば１μＡ以上の電流が流れた場合に溶断してもよい。

【0032】

［導電性生地１の製造方法］
導電性生地１を製造するにあたって、まず、ウーリー加工された導電性繊維２を準備する。具体的には、まず、表面が導電性を有する複数の構成繊維２１をウーリー加工する。続いて、複数の構成繊維２１のそれぞれが、長手方向の異なる複数の位置において異なる一以上の他の構成繊維２１に接触している複数の構成繊維２１により構成される導電性繊維２により第１編糸１１１を作成する。

【0033】

同様に、導電性繊維２により構成される第２編糸１２１、及び導電性繊維２により構成される連結編糸１３１を作成する。続いて、第１編糸１１１、第２編糸１２１及び連結編糸１３１をダブルラッセル編機にセットしてからダブルラッセル編機を動作させることにより、第１編糸１１１及び第２編糸１２１を連結編糸１３１で連結する。このようにすることで、導電性生地１を製造することができる。上記の製造工程において、第２編糸１２１及び連結編糸１３１の材質を第１編糸１１１と異なる材質にしてもよい。

【0034】

［実験例］
（実験１）
図５は、導電性生地１の特性を測定するための実験方法について説明するための図である。皮膚の２箇所に導電性生地１ａと導電性生地１ｂを接触させた状態で、導電性生地１ａと導電性生地１ｂとの間に電圧源３及びインピーダンス測定機４を接続した。そして、５０ｋＨｚ、１Ｖの交流電圧を出力可能な電圧源３により電圧を印加状態でインピーダンス測定機４においてインピーダンスＺを測定した。測定したインピーダンスＺは皮膚のインピーダンス、並びに導電性生地１ａ及び導電性生地１ｂのインピーダンスを加算した接触インピーダンスとなる。導電性生地１を構成する導電性繊維２として、ミツフジ株式会社製の銀メッキ導電性繊維であるＡＧｐｏｓｓ（登録商標）を使用した。インピーダンス測定機４として、インピーダンスアナライザＩＭ３５７０（日置電機株式会社製）を使用した。

【0035】

図６は、測定に用いた本実施の形態に係る導電性生地１、及び比較例としての導電性生地１００の表面の顕微鏡写真である。図６（ａ）は導電性生地１の顕微鏡写真であり、図６（ｂ）は導電性生地１００の顕微鏡写真である。導電性生地１は、ウーリー加工された導電性繊維２により構成されているため、複数の構成繊維２１がさまざまな構成繊維２１と接触していることがわかる。一方、比較例の導電性生地１００は、ウーリー加工されていない編糸により構成されている。ウーリー加工されていない編糸においては、構成繊維が特定の他の構成繊維と接触しており、外力が加わった場合と外力が加わっていない場合との間で、１本の構成繊維が接触する他の構成繊維が変化しづらいという傾向にある。

【0036】

図７は、導電性生地１に圧力が加えられた場合の接触インピーダンスを示す図である。図７は、第１被験者が導電性生地１を装着した場合の接触インピーダンス、導電性生地１００を装着した場合の接触インピーダンス、及びゲル付電極２００を装着した場合の接触インピーダンスを示している。図７における横軸は、導電性生地１、導電性生地１００及びゲル付電極２００のそれぞれに印加した圧力を示しており、縦軸は接触インピーダンスを示している。

【0037】

図７における実線は導電性生地１の測定結果を示しており、破線は導電性生地１００の測定結果を示しており、一点鎖線はゲル付電極２００の測定結果を示している。また、■は、導電性生地１及び導電性生地１００が乾燥した状態で測定した結果を示しており、●は、導電性生地１及び導電性生地１００に霧吹きにより水を噴霧した後の湿った状態で測定した結果を示している。

【0038】

まず、乾燥した状態と湿った状態とを比較すると、湿った状態において接触インピーダンスが大幅に低下していることを確認できる。また、湿った状態において、導電性生地１の接触インピーダンスは、導電性生地１００の接触インピーダンスに比べて低くなっており、ゲル付電極２００の接触インピーダンスとほぼ等しくなっていることを確認できる。さらに、圧力の変化に伴う導電性生地１の接触インピーダンスの変化量が、導電性生地１００の接触インピーダンスの変化量、及びゲル付電極２００の接触インピーダンスの変化量よりも小さいことを確認できる。

【0039】

図８は、図７と同様に、導電性生地１に圧力が加えられた場合の接触インピーダンスを示す図である。図８は、第２被験者が導電性生地１、導電性生地１００及びゲル付電極２００を装着した場合の接触インピーダンスを示す図である。図８においても、図７に示した結果に見られた傾向と同様の傾向がみられる。図８に示す結果においては、導電性生地１の接触インピーダンスがゲル付電極２００の接触インピーダンスよりも高いが、圧力の変化に伴う導電性生地１の接触インピーダンスの変化量が、導電性生地１００の接触インピーダンスの変化量、及びゲル付電極２００の接触インピーダンスの変化量よりも小さいという点では、図７に示した例と同じである。

【0040】

（実験２）
導電性生地１に外力が加わった際の接触インピーダンスの変動量を確認するための実験を行った。図５に示したように、２つの導電性生地１を皮膚の表面に接触された状態で加振機により振動を与えている間の接触インピーダンスの変動量を測定した。

【0041】

測定条件は以下のとおりである。
・印加電圧：１．０Ｖ
・印加電圧の周波数：５０Ｈｚ
・２つの導電性生地１の配置間隔：１０ｃｍ
・振動周波数：３Ｈｚ

【0042】

図９は、実験に用いた導電性生地１（１ａ，１ｂ）を貼り付けた装着具５と、導電性生地１００（１００ａ，１００ｂ）を貼り付けた装着具５００とを示す写真である。被験者１名の上腕部に装着具５及び装着具５００のいずれかを装着した状態で、振動させながら電圧を印加した状態での接触インピーダンスを測定した。導電性生地１及び導電性生地１００が乾燥した状態と、霧吹きにより水を噴霧することにより湿らせた状態とで測定した。

【0043】

図１０は、乾燥した状態の導電性生地１及び導電性生地１００の接触インピーダンスを示す図である。図１０（ａ）は、乾燥した状態の導電性生地１００の接触インピーダンスを示しており、図１０（ｂ）は、乾燥した状態の導電性生地１の接触インピーダンスを示している。図１０に示す結果は、接触インピーダンスのドリフトの影響が表れないように、カットオフ周波数０．５Ｈｚのハイパスフィルタを用いて低周波成分を除去している。

【0044】

図１０（ａ）と図１０（ｂ）とを比較すると、図１０（ａ）に示す従来の導電性生地１００の接触インピーダンスは、約－１１００００Ωから＋８００００Ωの範囲で変動しているのに対して、図１０（ｂ）に示す本実施形態に係る導電性生地１の接触インピーダンスは、約－１４００Ωから＋１５００Ωの範囲で変動しており、導電性生地１の接触インピーダンスの変動量が大幅に小さいことを確認できた。

【0045】

図１１は、湿った状態の導電性生地１及び導電性生地１００の接触インピーダンスを示す図である。図１１（ａ）は、湿った状態の導電性生地１００の接触インピーダンスを示しており、図１１（ｂ）は、湿った状態の導電性生地１の接触インピーダンスを示している。図１０と同様に、図１１に示す結果は、接触インピーダンスのドリフトの影響が表れないように、カットオフ周波数０．５Ｈｚのハイパスフィルタを用いて低周波成分を除去している。

【0046】

図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを比較すると、図１１（ａ）に示す従来の導電性生地１００の接触インピーダンスは、約－１６０００Ωから＋１２０００Ωの範囲で変動しているのに対して、図１１（ｂ）に示す本実施形態に係る導電性生地１の接触インピーダンスは、約－１１Ωから＋１３Ωの範囲で変動しており、導電性生地１の接触インピーダンスの変動量が、導電性生地１００の接触インピーダンスの変動量の約１０００分の１になっていることを確認できた。このように、本実施形態に係る導電性生地１は、体動による接触インピーダンスの変動量が極めて小さいので、人体に装着して生体信号を測定したり人体に電気的刺激を与えたりする用途に好適である。

【0047】

［変形例］
以上の説明においては、第２編糸１２１及び連結編糸１３１が第１編糸１１１と同一の導電性繊維２により構成される場合を例示したが、第２編糸１２１及び連結編糸１３１は、第１編糸１１１と異なる糸により構成されていてもよい。例えば、第１編糸１１１の断面の直径が、第２編糸１２１の断面又は連結編糸１３１の断面の直径よりも小さくなるように構成されていてもよい。このようにすることで、第１編糸１１１が皮膚の表面の凹凸に合わせて曲がりやすくなり、第１層１１が皮膚に密着しやすくなる。その結果、皮膚と導電性生地１との間のインピーダンスを低下させることが可能になる。

【0048】

また、第２編糸１２１及び連結編糸１３１の少なくともいずれかとして、ウーリー加工糸以外の糸が用いられてもよい。第２層１２がウーリー加工糸以外の糸で構成されていることで、第２層１２を測定機に接続するためのコネクタを接着シールで第２層１２に貼り付ける場合の接着力を高めることが可能になる。また、第２編糸１２１及び連結編糸１３１の少なくともいずれかが非導電性の糸であってもよい。

【0049】

また、以上の説明においては、導電性繊維２が銀メッキされている例を示したが、導電性繊維２は、銀以外の金属がメッキされた繊維であってもよい。また、導電性繊維２は、メッキされておらず、金属の粒子が表面及び内部に含まれた繊維であってもよい。例えば、導電性繊維２は、カーボンファイバー糸、導電性インクを染色した糸、又はカーボン粒子を糸に絡めた糸であってもよい。

【0050】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【符号の説明】

【0051】

１ 導電性生地
２ 導電性繊維
３ 電圧源
４ インピーダンス測定機
５ 装着具
１１ 第１層
１２ 第２層
１３ 連結層
２１ 構成繊維
１００ 導電性生地
１１１ 第１編糸
１２１ 第２編糸
１３１ 連結編糸
２００ ゲル付電極
５００ 装着具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】