JP7017067B2 - 生体情報計測用衣類 - Google Patents

Description

本発明は少なくとも生体と接触する電極を有する生体情報計測用衣類に関し、好ましくは介護並びに看護の現場にて有用に利用できる生体情報計測用衣類に関する。

近年、着用型の生体情報計測機器が普及しつつある。かかる着用型の生体情報計測機器は人はもちろん、ペット、家畜などの体調管理や、さらには野外動物の調査研究にも使用されるようになってきている。
このような着用型の生体情報計測機器を衣類の形で提供し、病気、怪我などの患者、高齢者、あるいは乳幼児の見守り、介護、看護といった分野に活用しようという試みがなされている。従来、生体情報を計測する方法として、心電図等の人体の生体情報を計測する方法がとられてきた。しかし、かかる従来技術は電極を固定するために電極と皮膚表面との間にゲル又はペーストを使用すること、あるいは粘着テープを使用することが必須である。このため、長時間の連続計測においては発汗による不快感、掻痒感や違和感の発生を伴い、粘着テープ等の粘着性の高い貼り付け電極ではさらに皮膚炎を生じやすいという問題点があった。

一方、かかる問題点を解消すべく、衣類として着用することにより心電図などの生体情報を簡便に計測しうるウエアラブル生体情報計測装置という発明がなされた。（特許文献１）しかし、かかる発明は発汗による不快感、掻痒感や違和感の発生、皮膚炎という点では改良されたものの、体に密着する構造のため着脱しにくいという問題点がある。もちろん、生体情報計測衣類の着用者が健康で、自らの力で衣類の着脱を難なく行える場合には問題がない。しかし、着用者が高齢であったり、要介護者であったり、患者である場合には多くの問題が生じる。着用者が高齢者であれば、動作がにぶり、衣類の着脱に必要な腕の上げ下げに難儀する。さらに、着用者が要介護者や入院患者の場合には、自らの力で着脱することは難しく、介助者による更衣介助が必要となる。このとき、前開きの衣類であれば、着用者が寝た姿勢のまま、着脱させることができる。しかし、前開きでない衣類の場合、着用者をいったん起き上がらせる必要があり、介助者はもちろんのこと、着用者自身にも多大な負担がかかることは言うまでもない。高齢者や要介護者の衣類に、前開きのユニバーサルデザインの衣類が用いられるのはこういった、生体情報が計測可能で、且つ、着脱しやすいユニバーサルデザインの生体情報計測用衣類の提供が望まれている。同様のニーズはペット、家畜などを対象とした場合にも存在する。

特許第６０７３７７６号公報

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明の目的は、衣類として着脱性に優れた生体情報計測用衣類を提供することにあり、特に前開きの生体情報計測用衣類であり、さらに被験者が仰向けに寝た状態にて、介護者が容易に適切な測定位置に生体情報計測要の電極を配置することが可能な生体情報計測用衣類を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
［１］少なくとも、
フレキシブルな布帛を基材とする筒状構造の計測部と、
衣服本体部と、
フレキシブルな帯状の計測部支持部材、
を構成要素とすることを特徴とする生体情報計測用衣類。
［２］前記帯状の計測部支持部材の両方の帯端部が衣服本体部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする［１］に記載の生体情報計測用衣類。
［３］前記帯状の計測部支持部材の片側の帯端部が衣服本体部に着脱可能に取り付けられており、もう一方の帯端部は着脱できないように取り付けられていることを特徴とする［１］に記載の生体情報計測用衣類。
［４］前記帯状の計測部支持部材が、前記筒状構造の計測部の筒を貫通した状態で衣服本体部に取り付けられている事を特徴とする［１］から［３］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［５］前記衣類本体部が前開き構造を有し、前記前開き構造における左右の身頃が係合部材を有することを特徴とする［１］から［４］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［６］前記計測部が被験者の皮膚に直接接触する複数の電極を有することを特徴とすると［１］から［５］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［７］前記計測部支持部材の伸張度が１０％以上であることを特徴とする［１］から［６］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［８］前記衣服本体部が開閉部を有する事を特徴とする［１］から［７］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［９］前記衣服本体部が、人の上半身に適用される衣類である事を特徴とする［１］から［８］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。

さらに本発明は以下の構成を有する事が好ましい。
［１０］ 前記電極が導電性繊維複合素材である［１］から［９］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［１１］ 前記電極が伸縮性導電素材である［１］から［１０］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
［１２］ 前記電極と接続される配線が同じ材料で構成されている［１］から［１１］のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。

本発明は、生体情報計測用衣類において、衣類本体から計測部を独立させ、かつ、計測部を衣類本体に自由度を持って緩やかに結合させることにより衣類に対して計測部の特にセンサーの検知部位、例えば皮膚接触電極部位の身体への配置位置に自由度を持たせることが可能となる。配置位置に自由度を持たせることにより、身体サイズによって既製服に検出部位を固定した場合に個人差が大きくなったり、あるいは怪我や炎症によりダメージを受けた部位に検出部位が接触することを避けることができる。
また、計測部の検出部の位置に対して衣服本体が自由度を持って動くことができるため、たとえば皮膚接触型電極を有する場合に、皮膚に貼り付いた電極により、着用者が動いた場合に衣服が引きつることにより生じる不快感を減ずることができる。
さらに本発明を、開平部を有する形態（例えば前開きの上体用衣服、前開きの下半身用衣服、手足、頭部などを包む形態の衣服等に適用する事により、着脱性に優れたユニバーサルデザインの生体情報計測用衣類を提供できる。前開きにすることにより、着用者自身が着脱しやすいだけでなく、更衣介助者も介助しやすくなる。また、着用者が寝た姿勢のままで、容易に胸部を露出できるため、診察しやすく、体の汗を拭く等の介護もしやすい。さらには、本願の生体情報計測用衣類は計測部を取り外すことが、でき、さらに計測部支持部材を取り外し可能とする形態を含むため、かかる部分を取り外せば着用者に一般衣類と同等の着用感を提供できる。そのため生体情報計測が必要な時だけ計測部を取り付ける、という運用が可能となる。
さらに本発明では計測部の位置の自由度が高く、介護者が適切な位置に計測部を設置することが可能となる。生体情報計測に適する橋に設置できることはもちろん、例えば怪我や皮膚の状態などによりダメージ分を避けて計測部を設置することが容易となる。

図１は本発明における生体情報計測用衣類の一例である前開き衣類の前側外面の図である。 図２は本発明における生体情報計測用衣類の一例である前開き衣類の後側外面の図である。 図３は本発明における生体情報計測用衣類の一例である前開き衣類の前側肌面の図である。 図４は本発明における計測部支持部材を計測部の円筒内に通じた状態の、肌面側の一例を示す模式図である。 図５は前記図４の裏側を示す模式図である。 図６は本発明における生体情報計測用衣類の一例となる作製例において、前開き部を開き、計測部と計測部支持部材を外した状態で、裏返しにマネキンに着せ、すなわち本来は肌面に接する側を見せて撮影した外観写真である。 図７は本発明における生体情報計測用衣類の一例となる作製例において、計測部と計測部支持部材を取り付けた状態で、裏返しにマネキンに着せ、すなわち本来は肌面に接する側を見せて撮影した外観写真である。 図８は、図７の状態から計測部および計測部支持部材を外して撮影した写真である。

本発明における生体情報とは、電極及び／又はその他センサーにより検知可能な心電、筋電、体温、衣類内温、呼吸数、呼吸状態、発汗量、発汗状態、関節角度、身体各部の変位量、身体各部の加速度、身体各部の位置情報等をさす。電極及び／又はその他センサーは、計測対象となる生体情報により適宜選択される。このうち、本発明は少なくとも生体に接触する複数の電極を有する事が好ましい態様であり、さらに生体情報として心電を計測可能な電極を備えることが好ましい様態である。一般に心電の計測結果は一般的には横軸に時間を、縦軸に電位差をプロットした心電図、心電波形として記録される。心拍１回ごとに心電図に現れる波形は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波の代表的な５つの波により主に構成され、この他にＵ波が存在し、また、Ｑ波の始めからＳ波の終わりまでをＱＲＳ波と称する場合がある。これらの波のうちで、少なくともＲ波を検知可能な電極を備えることが好ましい。Ｒ波は左右両心室の興奮を示し、最も電位差の大きな波である。また、Ｒ波の頂点と次のＲ波の頂点までの時間を一般にＲ－Ｒ時間（ＲＲＩ）と称するが、（心拍数）＝６０／（Ｒ－Ｒ時間（秒））の式を用いて、１分間当りの心拍数を計算することができる。つまり、Ｒ波を検知可能な電極を備えてＲ波を検知することにより、心拍数を知ることができる。本発明においては特に注釈のない限り、ＱＲＳ波もＲ波に含まれるものである。

本発明は、前開きの上体用着衣の形態に限定されるものでは無いが、便宜上、好ましく適用できる前開き構造の上半身用の衣類を例にして、図を用いて本発明を説明する。
上着に図１から図３は、本発明の衣類の一例である前開き衣類の例である。以下前開き衣類の例を本一例と略記する。本一例においては、衣類は、右前身頃２、左前身頃３、後身頃７からなる基本パーツで構成されており、さらに計測部支持部材９を取り付けるための係合部材１３が、少なくとも右前身頃２、左前身頃３のどちらかに付属している。袖５はあってもなくてもよい。

本発明における前開き構造とは前身頃を右前身頃と左前身頃のふたつのパーツに分けた構造であり、右前身頃と左前身頃が重なる場合は、右が上でも左が上でもよく、重ならなくてもよい。左右の身頃を係合するための係合部材は、特に限定されるものではないが、スナップボタン、面ファスナーが高齢者や要介護者でも係合しやすく、ユニバーサルデザインの観点から好ましい。

本発明における計測部支持部材９は、本一例においては胴部前側の肌側に位置する部分に設けられ、好ましくは伸縮性を有する素材からなる帯状の部材である。計測部支持部材は、帯の両端の少なくとも片側を、衣類本体と取り外し可能な状態で係合するための、係合部材１３が取り付けられている。係合部材は特に限定されるものではないが、面ファスナーやスナップボタン、好ましくは樹脂製のスナップボタン、自着テープ、等を用いる事が出来る。樹脂製スナップボタンの使用が凹凸による不快感が少ないため好ましい。衣類本体側の係合部には、係合部材が肌に直接当たることによる不快感を和らげるための、係合部肌当てを設けることが好ましい。係合部材を両端に取り付けた場合には、計測部および計測部支持部材を衣類本体から完全に取り外すことができる。

本発明における計測部は、貫通した穴を有する筒状構造であり、筒の上下に開口部を有している。この穴を通じて計測部支持部材が配置され、計測部支持部材の両端が衣服本体に取り付けられ、それにより計測部が衣服本体に自由度をもって取り付けられる。
本一例において，計測部は衣類本体の胴部前側の肌側に位置する部分に配置されている。計測部が衣類本体に対して自由度を持って取り付けられているため、計測部の検出部位、例えば電極が皮膚に密着していた場合でも、着用者が身体を動かした際に衣服が引きつれる不快感を軽減できる。

計測部は筒形状であるが、筒を切り開くことができるようにすることも出来る。例えば長方形の一辺と、その一辺に対向する一辺に係合部材を取り付け、係合することによって筒形状とする態様である。この場合、筒内部に、生体情報計測に用いる取り外し可能な電子ユニットなどを配置する事が容易になる。
また、かかる取り外し可能な電子ユニットを、筒内に着脱するための取り出し口を設けても良い。なおかかる電子ユニットは筒の外に取り付けても良いが、その場合には電子ユニットが肌側ではなく、肌側の反対側に位置するように配線することが好ましい。

計測部の肌側には生体情報計測用の電極１０が配置されている。好ましい例としての本一例においては、身体の全面中心から左右に概ね１００ｍｍから１８０ｍｍ程度に電極中心が位置するように配置されており、電極から身体中央部に向けて配線部１１が配置されている。本例ではシート状の電気配線材料を使用する例が示されており、配線部は簡単のために長方形に略記してあり、図では省略されているが電極部分以外を絶縁シート材料でカバーすることにより、絶縁シートで覆われていない部分を電極部、覆われている部分を配線部として使い分けている。
本発明では別の例として、導電性繊維素材等からなる電極素材と配線を使用してもよい。導電性繊維素材としては、電極部の肌と接する面には好ましくは、カーボンペースト、導電性ゴムシート、導電性プラスチックシートなどを配置して肌との電気的接触インピーダンスを適正化することができる。
左右の配線部の胸中央に相当する部分には、コネクタとしてステンレス製のスナップホック１２が取り付けられており、コネクタを介して着脱式電子ユニットと接続される。

筒状の計測部の内側に補強材を挿入して前記コネクタ部の強度を補強することができる。スナップホックと配線部との接点は圧着されているが、好ましくは導電性接着材、低温ハンダ、等で確実に電気接続が取れるように電気的補強を行っておくことが好ましい。金属線や導電性繊維などで縫い付けるのも好ましい態様である。

本発明では好ましい例として、計測部の肌側の、特にコネクタ、脱着式電子ユニットに重なる部分の肌側に肌当てを配置し、コネクタ部の補強と同時に、コネクタや着脱式電子ユニットの凸凹が直接肌に触れる不快感を低減することができる。
肌宛ては、計測部の電子ユニットが取り付けられる近傍の肌側に配置しても良い。前記肌当ては、少なくとも電極部のコネクタを覆えるだけの面積を有する。前記肌当ての素材は特に限定されないが、発泡ウレタンシートや発泡ゴムシートなどの柔軟性とクッション製を有する素材が好ましい。ウェットスーツなどに使用される発泡クロロプレンゴムシートなどは好ましく用いる事ができる素材である。さらに、前記計測部のコネクタ側には、コネクタ部分の補強と絶縁保護のために絶縁性の補強材を配置しても良い。補強材として好ましく用いられる素材はポリウレタンシートで有り、シリコーンゴムシートであり、その他の合成ゴムシート、天然ゴムシートである。

以上は、本発明の一例として前開き衣類を一例に説明したものである。本発明は前開き衣類に限定されるものでは無く、衣類であれば、男性用、女性用を問わず広範囲に適用することができる。
本発明の衣類には、各種スポーツ、格闘技、作業現場、警護等の際に用いる防具用衣類に適用することが出来る。また本発明は着用者が寝ている際に介護者や医療従事者が衣類を着脱するケースが多い病院用衣類、介護用衣類として適用することができる。
さらに本発明では、説明の都合上、明細書内では被験者、着用者、被介護者のように、人を対象として記述したが、人用の生体情報計測用衣類に限定されることは無く、ペット、家畜など、哺乳動物を含めた陸上生活する脊椎動物全般に適用する事が可能である。

本発明において衣類を構成する主要材料（基材）は繊維素材からなる布帛である。布帛としては織物、編み物、不織布を例示することができ、さらにこれらに樹脂コート、樹脂含浸したコート布なども基材として用いることができる。また、クロロプレンに代表される合成ゴムシート等も基材として用いることができる。本発明で用いられる布帛は繰り返し１０％以上の伸縮が可能なストレッチャビリティを有する事が好ましい。また本発明の基材は５０％以上の破断伸度を有する事が好ましい。本発明の基材は布元反でもよく、また、リボン、テープ状でも良く、組紐、網組でもよく、元反からカットされた枚葉の布でも良い。
布帛が織物の場合、例えば平織、綾織、朱子織、等を例示できる。布帛が編み物の場合、例えば平編み、およびその変形、鹿の子編、アムンゼン編、レース編、アイレット編、添え糸網、パイル編、リブ網、リップル編、亀甲編、ブリスター編、ミラノ・リブ編、ダブルピケ編、シングル・ピケ編み、斜文編、ヘリボーン編、ポンチローマ編、バスケット編、トリコット編、ハーフ・トリコット編、サテントリコット編、ダブルトリコット編、クインズコード編、ストライプ・サッカー編、ラッセル編、チュールメッシュ編、およびこれらの変形・組み合わせを例示できる。布帛はエラストマー繊維などからなる不織布であっても良い。

本発明における繊維素材とは、特に限定されるものではなく、天然繊維であれば、綿、ウール、麻などがあり、化学繊維であれば、ナイロン、アクリル、ポリエステル、ポリウレタンなどがある。これらは、それぞれ単体で用いることもでき、任意の割合で混紡することもできる。本願の生体情報計測用衣類の繊維素材は、綿素材を重量比率２５％以上混紡することが好ましい。より好ましくは、伸縮性を有する素材を重量比率５％以上混紡することが好ましい。好ましい混紡素材は綿とポリウレタンとの混紡素材、綿、ポリエステル、ポリウレタンの混紡素材である。特に前記計測部の繊維素材は、綿を重量比率３５％以上含有する素材とすることが好ましい。
また本発明の衣類を構成する繊維素材による生地としては織物、編物（ニット）いずれでも良いが、本一例に例示された前開き衣類においては編物を主体として構成することが好ましい。

本発明において、計測部支持部材の素材は１０％以上の伸縮性を有する事が好ましい。本発明における素材の伸縮性は、ＪＩＳ Ｌ １０９６：２０１０ 織物及び編物の生地試験方法により得られる値である。
本発明の計測部支持部材の素材は、筒形状である計測部が計測部支持部材が抜け落ちない程度の摩擦係数を持つ素材であることが好ましい。計測部支持部材の素材は計測部の円筒内側の素材との摩擦係数０．５から０．７であることが好ましい。さらに好ましくは、帯状形状である計測部支持部材の片面が高い摩擦係数を示し、反対側の面は摩擦係数が０．０１から０．５と低いことが好ましい。これは、両面ともに摩擦係数が高く滑りにくいと、計測部と計測部支持部材感の摩擦が大きくなりすぎて、計測部支持部材の自由な動きが妨げてしまうからである。計測部のベルトとして、ナノファイバーベルトを用いるとさらに好ましい。
計測部支持部材の摩擦係数は以下の方法にて評価出来る。なおここに帯状形態の裏表は滑りにくい方を表、表よりも滑る方を裏と定義した。

＜摩擦係数測定方法＞
ＫＥＳ－ＳＥ表面試験機により、平均摩擦係数ＭＩＵ を測定した。各試料５片によりｎ＝５測定。
・摩擦子：標準（指紋タイプ）１ｃｍ×１ｃｍ
・摩擦力感度：Ｈ
・試料移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
・荷 重：２５ｇｆ／ｃｍ²
・測定環境：２０℃、５５％ＲＨ
計測部支持部材と生地との摩擦係数の評価方法を以下に示す。
ＫＥＳ－ＳＥ表面試験機により、摩擦子に生地を取り付けた状態で、平均摩擦係数ＭＩＵ を測定した。各試料３片によりｎ＝３測定。
・摩擦子：標準（指紋タイプ）１ｃｍ×１ｃｍ
・摩擦力感度：Ｈ
・試料移動速度：１ｍｍ／ｓｅｃ
・荷 重：２５ｇｆ／ｃｍ²
・測定環境：２０℃、５５％ＲＨ

本発明における電気配線およびまたは電極に用いられる素材はとしては、金属箔、導電性ファブリック、伸縮性導体シートなどを用いる事ができる。電極部分においては必要に応じて電極表面層が設けられる場合もある。配線部分は絶縁カバー層、好ましくは伸縮性の絶縁カバー層で覆われること好ましい。また電極、配線共に布帛との境界に接着性改善や絶縁性を担うための下地層を設けても良い。

本発明における電気配線として用いられる金属箔とは、厚さが５０μｍ以下、好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは１５μｍ以下、なお好ましくは８μｍ以下、なおさらに好ましくは４μｍ以下であり、かつ０．０８μｍ以上である、銅箔、りん青銅箔、ニッケルメッキ銅箔、錫めっき銅箔、ニッケル／金めっき銅箔、アルミニウム箔、銀箔、金箔から選択される少なくとも一種以上の金属箔であることが好ましい。
これら金属箔は、電解法、無電解法、圧延法、蒸着法、スパッタリング法、などの常法にて泥像可能である。かかる金属箔はエッチング法、リフトオフ法、アディティブ法、打ち抜き法、レーザーカッティング法などにより所定のパターン形状に加工することができる。

本発明に於ける幾何学的冗長性とは、空間中に、点Ａ、点Ｂのの二点を定義した際に、二点間の最短距離Ｘに対して、最短距離よりも長い経路Ｙを用いて２点を結ぶことにより、二点間の距離が伸びた際にも余裕をもって接続状態が維持されることを云う。
ここに冗長係数は、
冗長係数＝Ｙ／Ｘ
にて定義される。ここでの長さは、幅を持った線路であれば、その中央を通るラインの長さである。
本発明における冗長係数は１．４１．以上が好ましく、１．８以上がさらに好ましく２．２以上がなお好ましく、２．８以上がさらに好ましい。冗長係数を大きくするには、端的には金属箔をジグザクないし正弦波形状、繰り返し馬蹄形状に配置すれば良い。

かかる好ましくはジグザグパターンを有する金属箔は、一例としてゴムシート、ウレタンシート、シリコーンゴムシートなどの伸縮可能なシートと金属箔とのラミネートを形成後、金属箔をサブトラクティブ法にて不要部分を除去して所定のパターンと加工することができる。サブトラクティブ法とは一般的なプリント配線板製法に用いられるエッチング法と同義である。伸縮可能なシートは下地層を兼ねても良く、下地層の一部として機能してもよい。

本発明において金属箔を電極として用いる場合には、好ましくは金属箔表面を金、銀、白金、ロジウム、ルテニウムなどの貴金属メッキあるいは不動態形成により酸化劣化が生じにくい金属、例えばクロム、モリブデン、タングステン、ニッケル、あるは耐食性合金などのメッキにより保護することが出来る。また電極表面にカーボンペーストなどを印刷することにより電極表面保護層を設ける事も出来る。あるいは導電性フィラーと柔軟性樹脂などから構成される伸縮性導電組成物で覆うこともできる。

本発明では配線として導電糸（導電性糸、導電性繊維を含む）を用いる事ができる。導電糸による配線は導電性ファブリックを用いた電極と組み合わせてもちいることが好ましい。本発明における導電糸とは、繊維長１ｃｍあたりの抵抗値が１００Ω以下の糸を云う。ここに導電糸とは導電繊維、及び導電繊維の繊維束、導電繊維を含む繊維から得られる撚糸、組み糸、紡績糸、混紡糸の総称である。本発明の導電糸として、金属被覆された化学繊維、金属被覆された天然繊維、導電性酸化物がより被覆された化学繊維、導電性酸化物により被覆された天然繊維、カーボン系導電性材料（グラファイト、カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェンなど）により被覆された化学繊維、カーボン系導電性素材により被覆された天然繊維、導電性高分子により被覆された化学繊維、導電性高分子により被覆された天然繊維などから得られる導電糸を例示できる。かかるタイプの導電糸には、高分子フィルムに金属、カーボン系導電性素材、導電性金属酸化物、導電性高分子から選択される一種以上の導電性素材を被覆した高分子フィルムを８００μｍ幅以下に細くスリットした導電性極細スリットフィルムが含まれる。
本発明における導電糸としては、金属、カーボン系導電性素材、導電性金属酸化物、導電性高分子から選択される一種以上の導電性素材を練り込んだ高分子を紡糸して得られる導電繊維から得られる導電糸を用いることができる。
さらに本発明では。太さが２５０μｍ以下、好ましくは１２０μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以下、なおさらに好ましくは５０μｍ以下の金属微細線を導電繊維ないし導電糸として用いる事ができる。さらに本発明ではマイクロファイバーナノファイバーなどの繊維束に導電性フィラー、導電性高分子等を担持、含浸させて得られる導電糸を用いる事ができる。
本発明では特に、金属被覆された化学繊維、導電性高分子を含浸させた繊維束、太さが５０μｍ以下の金属微細線、から選択される少なくとも一種以上の導電糸を用いる事が好ましい。
導電糸による配線は冗長性を有することが好ましい。冗長性は導電糸を例えばジグザグに刺繍する、あるいは導電糸をニットに組み込み、導電糸部分にループを作って冗長性を確保し、ニット生地そのものを配線的に用いる等の方法により与えることができる。

本発明では電極として導電性ファブリックを用いる事ができる。本発明における導電性ファブリックは導電性を有する繊維構造体の総称である。本発明の導電性ファブリックの一例として、導電糸（導電性糸、導電性繊維を含む）を含む繊維から構成される織物、編物、不織布を用いる事ができる。また本発明では非導電性の布帛に、導電糸を刺繍することにより導電性ファブリックとすることができる。また非導電性の布帛に導電性高分子の溶液、あるいは導電性フィラーとバインダ樹脂を含む組成物の溶液を含浸、乾燥して得られる繊維構造体を用いる事ができる。
本発明における導電性ファブリックとして導電性高分子を含浸させた繊維構造物を用いる事が好ましい。また、本発明の導電性ファブリックは、溶媒中に導電性高分子とバインダとを分散した分散液をファブリックに塗布することにより、前記繊維構造物に前記導電性高分子を含浸させた導電性ファブリックを用いる事が好ましい。発明において、前記導電性高分子は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物を好ましく用いる事ができる。本発明において、前記電極に用いる導電市得ファブリックが織編物からなり、前記織編物の目付けが５０ｇ／ｍ２未満であるか、ないしは、３００ｇ／ｍ２を越える目付である事が好ましい。本発明の電極に用いるファブリックは合成繊維マルチフィラメントからなり、合成繊維マルチフィラメントの少なくとも一部が、繊度が３０ｄｔｅｘ未満の極細フィラメントであるか、ないしは４００ｄｔｅｘを越える繊度を有し、かつ単糸繊度が０．２ｄｔｅｘ以下である合成繊維マルチフィラメントであることが好ましい。

本発明では電極および配線の素材として伸縮性導体層（または伸縮性導体層シート）を用いる事が出来る。伸縮性導体層は、伸縮性を有し、かつ比抵抗が１×１０^０Ωｃｍ以下の材料で構成されている層を云う。本発明の伸縮性導体層はストレッチャビリティを有する。本発明におけるストレッチャビリティとは、導電性を保った状態にて繰り返し１０％以上の伸縮が可能であることを云う。さらに本発明の伸縮性導体層は、導体層単独で４０％以上の破断伸度、好ましくは５０％以上の破断伸度、さらに好ましくは８０％以上の破断伸度を有する事が好ましい。さらに本発明の伸縮性導体層は引っ張り弾性率が１０から５００ＭＰａであることが好ましい。このようなストレッチャビリティを有する伸縮性導体層を形成できる材料を伸縮性導体組成物と呼ぶ。
伸縮性導体組成物は、以下に述べる導電ペーストを介して得ることができる。以下、本発明の構成要素の実現手段の一つである導電性ペーストについて説明する。導電性ペーストは、少なくとも導電粒子、伸縮性樹脂、溶剤から構成される。

本発明の導電性粒子は、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。

本発明ではフレーク状銀粒子ないし不定形凝集銀粉を用いることが好ましい。フレーク状粉の粒子径は特に限定されないが、動的光散乱法により測定した平均粒子径（５０％Ｄ）が０．５から２０μｍであるものが好ましい。より好ましくは３から１２μｍである。平均粒子径が１５μｍを超えると微細配線の形成が困難になり、スクリーン印刷などの場合は目詰まりが生じる。平均粒子径が０．５μｍ未満の場合、低充填では粒子間で接触できなくなり、導電性が悪化する場合がある。不定形凝集粉の粒子径は特に限定されないが、光散乱法により測定した平均粒子径（５０％Ｄ）が１から２０μｍであるものが好ましい。より好ましくは３から１２μｍである。平均粒子径が２０μｍを超えると分散性が低下してペースト化が困難になる。平均粒子径が１μｍ未満の場合、凝集粉としての効果が失われ、低充填では良導電性を維持できなくなる場合がある。

本発明における柔軟性樹脂とは、弾性率が、１から１０００ＭＰａの、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴムなどが挙げられるが、膜の伸縮性を発現させるためには、ゴムが好ましい。ゴムとしては、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴムや水素化ニトリルゴムなどのニトリル基含有ゴム、イソプレンゴム、硫化ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ化ビニリデンコポリマーなどが挙げられる。この中でも、ニトリル基含有ゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴムが好ましく、ニトリル基含有ゴムが特に好ましい。本発明で好ましい弾性率の範囲は３から６００ＭＰａであり、さらに好ましく１０から５００ＭＰａ、なお好ましくは３０から３００ＭＰａの範囲である。
ニトリル基を含有するゴムは、ニトリル基を含有するゴムやエラストマーであれば特に限定されないが、ニトリルゴムと水素化ニトリルゴムが好ましい。ニトリルゴムはブタジエンとアクリロニトリルの共重合体であり、結合アクリロニトリル量が多いと金属との親和性が増加するが、伸縮性に寄与するゴム弾性は逆に減少する。従って、アクリロニトリルブタジエン共重合体ゴム中の結合アクリロニトリル量は１８から５０質量％が好ましく、４０から５０質量％が特に好ましい。
本発明における柔軟性樹脂の配合量は、導電粒子と柔軟性樹脂の合計に対して７から３５質量％であり、好ましくは９から２８質量％、さらに好ましくは１２から２０質量％である。溶剤については限定されず、公知の有機溶剤または水系溶媒を用いれば良い。

本発明の下地層は、配線部の基材側の絶縁を担う層である。ここに絶縁とは電気絶縁に加え、機械的、化学的、生物学的な絶縁を含み、基材を透過してくる水分や化学物質、生体物質から導体層を絶縁する機能が必要である。
本発明の下地層は好ましくは、柔軟な高分子材料である。柔軟な高分子材料としては所謂ゴム、エラストマーと呼ばれる材料を使用できる。本発明のかかるゴム、エラストマーとしては、伸縮性導体組成物に用いられる柔軟性樹脂として例示された樹脂材料を好ましく使用することができる。
本発明の下地層は繰り返し１０％以上の伸縮が可能なストレッチャビリティを有する事が好ましい。また本発明の下地層は５０％以上の破断伸度を有する事が好ましい。さらに本発明の下地層は引っ張り弾性率が１０から５００ＭＰａであることが好ましい。
本発明の下地層は、コーティング液、浸漬液、あるいは印刷インク、印刷ペースト等の液状形態、ないしスラリー状態を介して基材上に適用されることが好ましい。またあらかじめ別行程でシート化しておき、ホットプレスなどの手法で布帛と貼り合わせることも可能である。

本発明の電気配線は絶縁性のカバーコート層により被覆されることが好ましい。カバーコート層は下地層と同様にストレッチャビリティのある樹脂材料などにより構成することができる。

本発明における着脱式電子ユニットとは、少なくとも生体に接する電極から得られる電気信号を配線ならびにコネクタを介して受けとって計測する機能を有し、さらに好ましくは演算機能、表示機能、記憶機能、通信機能を有する小型の電子ユニットである。本発明ではブルートゥース（登録商標）機能などによりＡＤ変換された生体信号を、外部機器に通信する機能を有する着脱式電子ユニットを用いる事が好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
以下の実施例で使用した絶縁層形成用樹脂、導電性ペーストは以下のようにして調製した。

［導電ペーストの調整］
バインダとして、三洋化成工業株式会社製コートロンＫＹＵ－１（ガラス転移温度－３５℃）、銀粒子として三井金属鉱業株式会社製微小径銀粉ＳＰＨ０２Ｊ（平均粒子径１．２μｍ）、カーボン粒子としてライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ、溶剤としてブチルカルビトールアセテートを用い、バインダ１０質量部、銀粒子７０質量部、カーボン粒子１質量部、溶剤１９質量部の配合において伸縮性導体形成用の導電ペーストを調整した。 まず、所定の溶剤量の半分量の溶剤にバインダ樹脂を溶解し、得られた溶液に金属系粒子、炭素系粒子を添加して予備混合の後、三本ロールミルにて分散することによりペースト化した。
得られた伸縮性導体形成用ペーストを厚さが２５μｍとなるようにスクリーン印刷し、１００度にて２０分間乾燥して得られた伸縮性導体層（伸縮性導体シート）は、初期の比抵抗が２５０μΩ・ｃｍであり２０％伸張を１００回繰り返した後も導電性を維持するストレッチャビリティを有していた。

［伸縮性カーボンペーストの調製］
表２に示す組成により、電極保護層用のカーボンペーストを調整した。
ガラス転移温度が－１９℃のニトリルブタジエンゴム樹脂を４０質量部、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊを２０質量部、溶剤としてエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート５０質量部を予備核酸の後三本ロールミルにて分散化し、伸縮性カーボンペーストを得た。

表面をシリコーン系離型剤により処理されたＰＥＴ製離型シートに、電極部分とコネクタ部がが切り抜かれた所定形状のウレタンシート（絶縁カバー層に相当）を仮接着し、電極部分に伸縮性カーボンペーストをスクリーン印刷し、さらに伸縮性導体ペーストを電極部分からコネクタ位置まで所定パターンで印刷し、さらにウレタンシートを覆うように両面ホットメルトシート（絶縁下地層に相当）をラミネートして離型シート上に電極と配線を形成した。
ついで、ポリエステル－綿－ポリウレタン混紡糸を用いたニット生地にて製作された図１から５に示す構造を有する前開き衣類の計測部の所定位置に、先に得られた離型シート上に形成された電極と配線を（計測部の生地に両面ホットメルトシート側が触れるように）重ね、ホットプレスにより加熱加圧することにより電極と配線を絶縁下地層、絶縁カバー層とともに計測部に転写した。その後、図６に示す断面構造となるように所定位置に補強材を設置し、コネクタとしてのスナップホックを取り付け、さらに肌当てを取り付け、本発明の構成を有する前開き衣類を得た。
得られた前開き衣類の外観写真を図６、図７、図８に示す。

表１に、本発明における生体情報計測用衣類の一例である計測部支持部材の素材としてナノファイバーベルト、ゴムベルトを用いた際の摩擦係数（ＭＩＵ）を示す。
表２は本発明における生体情報計測用衣類の一例である計測部支持部材と生地との組み合わせにおける摩擦係数を示す。ここに表２の生地内容に付いては表３に示す。

以上述べてきたように、本発明の生体情報計測用衣類は男性用、女性用を問わず広範囲に適用することができ、各種スポーツ、格闘技、作業現場、警護、等の際に用いる防具用衣類に適用することが出来る。また本発明は着用者が寝ている際に介護者や医療従事者が衣類を着脱するケースが多い病院用衣類、介護用衣類として適用することができる。さらに本発明の生体情報計測用衣類は、前開きにすることにより、着脱の際に腕を大きく動かす必要がなく、なおかつ寝た姿勢のままでも着脱可能なため、着用者、更衣介助者、双方にとって、着脱性に優れた生体情報計測用衣類を提供でき、より便利に生体情報計測用衣類を着用することが可能となり、産業界に大きく寄与することが期待される。
さらに本発明は、明細書の中では説明の都合上 被験者、着用者、被介護者のように、人を対象として記述したが、人用の生体情報計測用衣類に限定されることは無く、ペット、家畜など、哺乳動物を含めた陸上生する脊椎動物全般に適用する事が可能である。

１ 生体情報計測用衣料
２ 右前身頃
３ 左前身頃
４ 前開き構造
５ 袖
６ 前身頃係合部材
７ 後身頃
８ 計測部
９ 計測部支持部材
１０ 電極部
１１ 配線部
１２ コネクタ
１３ 計測部支持部材係合部材
１４ 着脱式電子ユニット

Claims (8)

1. 少なくとも、
   フレキシブルな布帛を基材とする筒状構造の計測部と、
   衣服本体部と、
   フレキシブルな帯状の計測部支持部材、
   を構成要素とし、
   前記帯状の計測部支持部材が、前記筒状構造の計測部の筒を貫通した状態で衣服本体部に取り付けられていることを特徴とする生体情報計測用衣類。
2. 前記帯状の計測部支持部材の両方の帯端部が衣服本体部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測用衣類。
3. 前記帯状の計測部支持部材の片側の帯端部が衣服本体部に着脱可能に取り付けられており、もう一方の帯端部は着脱できないように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の生体情報計測用衣類。
4. 前記衣類本体部が前開き構造を有し、前記前開き構造における左右の身頃が係合部材を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
5. 前記計測部が被験者の皮膚に直接接触する複数の電極を有することを特徴とすると請求項１から請求項４のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
6. 前記計測部支持部材の伸張度が１０％以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
7. 前記衣服本体部が開閉部を有する事を特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。
8. 前記衣服本体部が、人の上半身に適用される衣類である事を特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の生体情報計測用衣類。

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