介绍生理信息测定用衣物以及伸缩性层叠片的制作方法

这里介绍的介绍生理信息测定用衣物以及伸缩性层叠片的制作方法,小编今天为大家简单介绍一下。

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本发明涉及可用于生理信息测定用衣物中所使用的电气配线及电极等的伸缩性导体及其绝缘薄膜,例如,与生物体的皮肤表面接触而可以测定生物内部的微弱电信号的舒适性良好的生理信息测定用衣物,可以用作其电极及电气配线的伸缩性层叠片。



背景技术:

一直以来,为了测定脑波、心电图、肌电图等生物内部的微弱生物电信号,使用的是由具有导电性的柔软的导电性粘结凝胶等构成的粘性生物电极片(专利文献1)等,此种粘性电极片对皮肤有粘贴性,受试者在安静状态下可以确保导电性,生物电信号中不会有噪声或信号劣化。

此外,为了用于保健和疾病预测等、可以在日常生活中长时间的在受试者活动状态下也能连续读取生物电信号,有提案提出,可以安装在衣物等的生物体电极,使用了对皮肤有紧贴性的壳聚糖或壳聚糖衍生物的密封层生物体电极(专利文献2),通过提高电极的表面平滑性而提高对于皮肤的紧贴性的纤维织物生物体电极(专利文献3),通过整个电极紧贴皮肤而动因而可以读取稳定信号的将导电浆料干燥而形成的伸缩性片状电极(专利文献4)等,用于替代粘结凝胶电极。

这些电极为了在活动状态下也能确保稳定的电信号,重视电极对于皮肤的紧贴性,但想要将这些电极与衣物一体化的话,在反复穿脱和洗涤时,生物体电极存在受应力和变形而产生电极断线或从衣物剥离之忧,在便利性方面难以与一般的衣物同样对待。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平09-215668号公报

专利文献2:日本专利特开2002-035141号公报

专利文献3:日本专利06185638号公报

专利文献4:国际公开wo2016/114339



技术实现要素:

发明要解决的课题

如此,关于目的在于日常生活中长期测定电信号的安装有电极的衣物,为了在无论穿着者做出何种日常的姿势或动作时都能防止噪声的混入和电信号的劣化,电极必须与皮肤紧贴而动。此外,衣物在穿脱和洗涤时,生物体电极也会受到应力和变形,因此电极必须具有充分的物性和对衣物的粘接性。

本发明以相关的以往技术的课题为背景,目的在于提供具有良好的导电性和伸缩性,在读取稳定的电信号的同时,对于穿脱和洗涤时的应力和变形,也不会产生电极的剥离和断线的具有充分的物性和对衣物的粘接性的生理信息测定用衣物用的伸缩性层叠片。

解决课题的手段

即本发明具有以下的构成。

[1]一种生理信息测定用衣物,其特征在于,在具有电气配线的生理信息测定用衣物中具有伸缩性绝缘层,该伸缩性绝缘层对于构成所述生理信息测定用衣物的断裂伸长率在10%以上的柔性被粘接层的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内。

[2]根据[1]所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,所述被粘接层是选自衣物布料、绝缘基底层、导体层中的至少一层。

[3]一种伸缩性层叠片,其特征在于,至少具有被用作生理信息测定用衣物的电气配线或生物体接触型电极的伸缩性导体层,和对于该伸缩性导体层的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内的伸缩性绝缘层。

[4]根据[3]所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述伸缩性层叠片的拉伸弹性模量在10mpa以上、500mpa以下,并且伸缩性层叠片的伸长率10%时的拉伸荷载在3n以上、100n以下。

[5]根据[3]或[4]所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述伸缩性导体层的未拉伸时的膜电阻在300ω□以下,并且伸长率10%时的膜电阻增大比不到10。

[6]根据[3]至[5]的任意一项所述的伸缩性层叠片,其特征在于,具有粘接性的所述伸缩性绝缘层由柔性树脂构成,所述导体层由导电性微粒和粘合剂树脂所构成的导电性组合物构成,柔性树脂的汉森溶解度参数(δ)值减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数(δ)值后的值为-5.0~+5.0(mpa)0.5,并且柔性树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)后的值为-6.0~+6.0(mpa)0.5

[7]根据[3]至[6]的任意一项所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述粘合剂树脂的弹性模量在1gpa以下且断裂伸长率在200%以上。

[8]一种[3]至[7]的任意一项所述的伸缩性层叠片的制造方法,其特征在于,通过涂布或印刷而制作。

[9]根据[1]或[2]所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,电气配线使用了所述[3]至[8]的任意一项所述的伸缩性层叠片。

[10]根据[9]所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,伸缩性层叠片与布料的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下。

发明的效果

本发明是一种生理信息测定用衣物,其特征在于,在具有电气配线的生理信息测定用衣物中具有伸缩性绝缘层,该伸缩性绝缘层对于构成所述生理信息测定用衣物的断裂伸长率在10%以上的柔性被粘接层的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内。其表示的是所述被粘接层是选自衣物布料、绝缘基底层、导体层中的至少一层,即在电气配线的绝缘方面,通过赋予绝缘层与穿着体之间充分的粘接性,实现可以充分耐受穿脱时的压力或洗涤等造成的压力的具有绝缘的生理信息测定用衣物。

本发明优选适用于,以预先层叠了导体层和绝缘层的伸缩性层叠片的形态,在衣物本体上形成电气配线或电极等的方法制作而成的生理信息测定用衣物。本发明中,安装于衣物内侧的一部分上、用于测定生理信号而与皮肤接触的伸缩性层叠片,由具有粘接性的伸缩性绝缘层和伸缩性导体层的至少2层构成。具有粘接性的伸缩性绝缘层与伸缩性导体层的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上、21.0n/cm以下的范围内,因此发挥在穿脱和洗涤时的应力和变形下,可以支撑伸缩性导体层,抑制拉伸时伸缩性导体层内部的导电性微粒的链结构被破坏,即使反复伸缩,也可以维持较高的导电性的作用。

此外,伸缩性层叠片的拉伸弹性模量在10mpa以上、500mpa以下,并且伸缩性层叠片的伸长率10%时的拉伸荷载在3n以上、100n以下,因此,穿着时姿势发生变化时,伸缩性层叠片会跟随变形的布料且无损舒适感,由于柔软且可伸缩,因此即使安装在衣物上使用,也无损穿着感。

另外,伸缩性导体层的未拉伸时的膜电阻在300ω□以下,并且伸长率10%时的膜电阻增大比不到10,因此可以得到测定所必须的电信号,穿着时姿势发生变化时,即使伸缩性导体层随着变形的布料而被拉伸,也可以确保稳定的电信号。

伸缩性导体层由导电性微粒和粘合剂树脂构成,通过使用导电性微粒确保电信号,通过粘合剂树脂固定微粒、保持作为伸缩性导体层的形状。此时通过使用弹性模量在1gpa以下且断裂伸长率在200%以上的粘合剂树脂,可以得到伸缩性良好的伸缩性导体层,伸缩性导体层会跟随布料且无损舒适感,即使伸缩性导体层随着布料被拉伸,也可以确保稳定的电信号。

与伸缩性导体层层叠的具有粘接性的伸缩性绝缘层由柔性树脂构成,但由于伸缩性导体层的表面平滑,因此无法得到柔性树脂渗透而带来的物理粘合力,粘贴粘合需要化学粘合力。因此,通过选择满足柔性树脂的汉森溶解度参数(δ)值减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数(δ)值后的值在-5.0~+5.0(mpa)0.5且柔性树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)后的值在-6.0~+6.0(mpa)0.5的范围内的各个树脂,可以满足层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上。

此外,具备有多个伸缩性层叠片的生理信息测定用衣物中,伸缩性层叠片与布料的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上,当柔性树脂与布料粘贴粘合时,柔性树脂会渗透如布料从而获得物理粘合力,因此无需根据汉森溶解度参数选择树脂,可以得到所必须的充分的粘合力,使用时和洗涤时伸缩性导体层不会剥离。

具体实施方式

作为本发明的生理信息测定用衣物中的电气配线的导体层,可以使用金属箔、导电性纤维或导电线、伸缩性导体层等。作为金属箔,可以使用铜箔、铝箔、不锈钢箔、金箔等。此外,作为导电性纤维或导电线,可以使用金属细线、金属涂层的天然纤维或合成纤维、由含有金属微粒或碳纳米纤维等的导电性填料的高分子材料构成的纤维、被导电性高分子包覆或浸渍的纤维等。此外,也可以将由这些导电性纤维或导电线构成的毛毡、布料、织物、无纺布等用作电气配线的导体层。

以下说明本发明的实施方式的伸缩性层叠片。本发明的伸缩性层叠片,优选由具有粘接性的伸缩性绝缘层和伸缩性导电层的至少2层构成,伸缩性绝缘层与伸缩性导体层的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内,籍由具有粘接性的伸缩性绝缘层安装在衣物内侧的一部分。

伸缩性绝缘层与伸缩性导体层的层间的90度剥离强度的优选范围是1.5n/cm以上、15.0n/cm的范围内,更优选2.5n/cm以上、10n/cm以下的范围内。层间的90度剥离强度不到规定范围时,在穿脱和洗涤时的应力和变形下,伸缩性导体层存在剥离脱落之忧,此外,在拉伸时伸缩性导体层内部的导电性微粒的链结构会被破坏,反复伸缩时,导电性会下降、断线。此外,超出规定范围的话,会远远超过伸缩性绝缘层或伸缩性导体层的材料强度,因此没有实用意义。

伸缩性层叠片的拉伸弹性模量在500mpa以下,并且伸缩性层叠片的伸长率10%时的拉伸荷载在100n以下。拉伸弹性模量超过500mpa或伸长率10%时的拉伸荷载超过100n的话,穿着者在做出各种姿势或活动时,电极无法紧随皮肤,会脱离皮肤而引起噪声的混入和电信号的劣化。

伸缩性导体层的未拉伸时的膜电阻在300ω□以下,并且伸长率10%时的膜电阻增大比不到10。未拉伸时的膜电阻超过300ω□或伸长率10%时的膜电阻增大比超过10的话,穿着时姿势变化时,伸缩性薄膜层伴随变形的布料而被拉伸时,由于电阻变化,会引起噪声的混入和电信号的劣化。本发明的伸缩性层叠片,除了用作与皮肤接触而读取电信号的电极以外,也可以用作配线,此时还可以在伸缩性导体层的表面再设置作为绝缘保护层的伸缩性绝缘性薄膜层。

另外,拉伸弹性模量的下限为10mpa左右,拉伸弹性模量低于此的话,材料强度极端变弱,因此缺乏实用性。

本发明的伸缩性层叠片中,具有粘接性的伸缩性绝缘层由柔性树脂构成,可列举热塑性树脂、热-光固化性树脂、橡胶-弹性体等。作为热塑性树脂,可以使用低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氯乙烯、共聚聚酯等。作为热-光固化性树脂,可以使用丙烯酸树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等。作为橡胶-弹性体,可列举聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙丙橡胶、偏二氟乙烯共聚物等。其中,为了体现伸缩性,优选使用橡胶-弹性体。此外,为了进行涂布和印刷,柔性树脂中也可以含有水和有机溶剂。

具有导电性的伸缩性导体层,至少由导电性微粒和粘合剂树脂的2种以上构成,也可以具有2层以上的各自成分和导电性微粒的链结构不同的层。导电性微粒是金属系微粒以及/或者碳系微粒,作为金属系微粒,可以使用银、金、铂、钯、铜、镍、铝、锌、铅、锡等金属粒子,黄铜、青铜、白铜、焊锡等合金粒子,银包铜那样的杂化粒子,进一步金属镀层的高分子粒子、金属镀层的玻璃粒子、金属包覆的陶瓷粒子等。作为碳系微粒,可以使用石墨粉、活性炭粉、鳞片状石墨粉、乙炔黑、科琴黑、富勒烯、碳纳米管等。导电性微粒可以仅为1种,也可以是2种以上。

粘合剂树脂优选使用弹性模量在1gpa以下且断裂伸长率在200%以上的树脂,可列举热塑性树脂、热-光固化性树脂、橡胶-弹性体等。作为热塑性树脂,可以使用低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚偏氯乙烯、共聚聚酯等。作为热-光固化性树脂,可以使用丙烯酸树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等。作为橡胶-弹性体,可列举聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙丙橡胶、偏二氟乙烯共聚物等。粘合剂树脂可以仅为1种,也可以是2种以上。其中,为了体现与导电性微粒的紧贴性和伸缩性,优选使用橡胶-弹性体。

优选在粘贴层叠具有粘接性的伸缩性绝缘层和具有导电性的伸缩性导体层时,构成各个层的柔性树脂与粘合剂树脂的粘贴粘合必须有化学粘合力。因此,为了满足本发明实施的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上,优选选择柔性树脂的汉森溶解度参数(δ)值减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数(δ)值后的值在-5.0~+5.0(mpa)0.5、并且柔性树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)后的值在-6.0~+6.0(mpa)0.5的范围内的各个树脂。

此处所述的汉森溶解度参数指的是,dr.charlesm.hansen等提倡的溶解性指标,将溶解性表示为色散力(δd)、偶极力(δp)、氢键力(δh)的3个参数,是判断各参数相近的物质之间的相互的溶解性较高的指标。另外,汉森溶解度参数(δ)用下式(1)表示。

δ=((δd)2+(δp)2+(δh)2)0.5······(1)

发现这些参数指标也可用于树脂的混合性,也可用于本发明中的伸缩性层叠片的各树脂层的化学粘合力指标,特别对通过汉森溶解度参数(δ)和氢键力(δh)进行选择是有用的。

伸缩性导体层所使用的导电性微粒的混合量,考虑电阻和伸缩性、透湿性而定,相对于粘合剂树脂的体积%较大的话,电阻变低、可以抑制电信号的劣化,但是与伸缩性绝缘层的粘合力会下降,耐洗涤性下降,此外,伸缩性下降,僵硬感、合身感恶化。另一方面,体积%较小的话,伸缩性提升,僵硬感、合身感提升,但电阻变高,电信号劣化。取两者特性的平衡,导电性微粒相对于粘合剂树脂的混合量优选为20~60体积%。

本发明的伸缩性层叠片的具有粘接性的伸缩性绝缘层和伸缩性导体层中的任意一方、或者两方中,为了获取机械特性、耐热性、耐久性、透湿性,可以在无损必要特性的范围内,含有绝缘性微粒。绝缘系微粒是由有机系或无机系的绝缘性物质构成的微粒,作为有机系微粒,可以使用丙烯酸树脂微粒、苯乙烯树脂系微粒,三聚氰胺树脂系微粒等的树脂系微粒。作为无机系微粒,可以使用二氧化硅、氧化铝、氧化锆、滑石、碳化硅、氧化镁、氮化硼等的陶瓷系微粒或磷酸钙、磷酸镁、硫酸钡、硫酸钙等的难溶于水的盐的微粒。绝缘系微粒可以仅为1种,也可以是2种以上。

本发明的伸缩性导体层,通过将含有上述的导电性微粒和粘合剂树脂以外、还含有水或有机溶剂的导电浆料,用涂布或印刷等方法制作而成。水或有机溶剂的含量,根据导电性微粒的分散方法、或适于导电性膜形成方法的导电浆料的粘度和干燥方法等而定,另外,还会左右涂布后的导电性微粒的链结构的形成状态和薄膜层的透湿性。虽然并无特别限定,但导电性微粒、粘合剂树脂和溶剂的合计质量为100%时,优选为20~60质量%。不足20质量%的话,粘度变高,不适合涂布或印刷,导电性微粒的链结构变得不均匀,导电性和伸缩性下降。另一方面,超过60质量%时,干燥固化涂膜中的残溶剂量变多,可能引起涂膜的可靠性降低。

此外,有机溶剂优选沸点在100℃以上、不到300℃。有机溶剂的沸点过低的话,存在浆料制造工序或浆料使用时溶剂挥发,构成浆料的成分比易于变化的情况,有机溶剂的沸点过高的话,干燥固化涂膜中的残溶剂量变多,可能引起涂膜的可靠性降低。作为此种有机溶剂,可列举环己酮、甲苯、异佛尔酮、γ-丁内酯、苄醇、埃克森化学公司制造的solvesso100、solvesso150、solvesso200、丙二醇单甲醚乙酸酯、萜品醇、乙二醇丁醚乙酸酯、二戊苯(沸点:260~280℃)、三戊苯(沸点:300~320℃)、正十二烷醇(沸点:255~29℃)、二乙二醇(沸点:245℃)、乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点:145℃)、二乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点217℃)、二乙二醇单丁醚乙酸酯(沸点:247℃)、二乙二醇二丁基醚(沸点:255℃)、二乙二醇单乙酸酯(沸点:250℃)、三乙二醇二乙酸酯(沸点:300℃)、三乙二醇(沸点:276℃),三乙二醇单甲醚(沸点:249℃)、三乙二醇单乙醚(沸点:256℃)、三乙二醇单丁醚(沸点:271℃)、四乙二醇(沸点:327℃)、四乙二醇单丁醚(沸点:304℃)、三丙二醇(沸点:267℃)、三丙二醇单甲醚(沸点:243℃)、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(沸点:253℃)等,可根据需要,含有它们中的2种以上。适当含有这样的有机溶剂以使导电浆料达到适于涂布或印刷等的粘度。

此外,用于制作本发明的伸缩性导体层的导电浆料中,为了得到涂布印刷特性,可以在无损可伸缩的导电性膜所必要的特性的范围内,添加触变剂、流平剂、增塑剂、消泡剂等。用于形成本发明的伸缩性导体层的导电浆料,可以使用令微粒分散于液体的以往公知的方法,将导电性微粒均匀分散于树脂中。例如,可以将微粒的分散液、树脂溶液混合后,通过超声波法、混合法、三辊轧机法、球磨法等均匀分散。这些方法也可以多种组合使用。

本发明的伸缩性层叠片的制造方法有:将导电浆料涂布或印刷到具有脱模性的基材上,形成涂膜,接着令涂膜所含的有机溶剂挥发干燥后,粘贴预先形成好的具有粘接性的伸缩性绝缘层薄片的方法;将导电浆料涂布或印刷到预先形成好的具有粘接性的伸缩性绝缘层薄片上,形成涂膜,接着令涂膜所含的有机溶剂挥发干燥而得到的方法;将导电浆料涂布或印刷到具有脱模性的基材上,形成涂膜,接着令涂膜所含的有机溶剂挥发干燥后,在它上面涂布或印刷用于形成具有粘接性的伸缩性绝缘层的柔性树脂溶液,形成涂膜,接着令涂膜所含的有机溶剂挥发干燥的方法等,可以使用任一方法。此外,无论使用任一方法,为了提升绝缘薄膜层与导电性薄膜层的层间粘合力,可以先对形成的薄膜层实施等离子体处理、火焰处理、底涂处理等后,再形成下一层。

涂布导电浆料的工艺并无特别限定,可以通过例如涂布法、印刷法等进行。作为印刷法,可列举丝网印刷法、平板胶印法、喷墨法、柔性印刷法、凹版印刷法、凹版胶印法、冲压法、点胶法、刮板印刷等。将涂布的导电浆料和柔性树脂溶液进行加热、干燥的工序,可以在大气下、真空气氛下、非活性气体气氛下、还原性气氛下等进行,令有机溶剂挥发,根据情况在加热下进行固化反应,干燥后的伸缩性导体层的电阻和伸缩性变得良好。大气下的加热温度在50~200℃的范围,加热时间在10~90分钟的范围内进行,可考虑伸缩性导体层的电阻和伸缩性、粘合剂树脂的耐热性、有机溶剂的沸点等,在低温长时间或高温短时间的组合中选择。不到50℃或不足10分钟的话,溶剂会残留在涂膜中,无法得到期望的电阻和伸缩性,超过200℃或超过90分钟的话,会由于粘合剂树脂或柔性树脂或基材的劣化和交联而无法得到期望的伸缩性,此外,会招致成本增加。

本发明的生理信息测定用衣物,具有在多处的衣物内侧的一部分安装有上述本发明的伸缩性层叠片的构成。本发明的生理信息测定用衣物的基材只要是皮带、文胸般的带状物以及/或者纺织品、无纺布构成的衣物的话,则没有特别限制,但基于用于生理信息测定的穿着时对身体的合身性和运动、活动时的紧贴性等观点,优选具有伸缩性的,为了在面对穿脱和洗涤时的应力和变形时也不会产生电极剥离和断线,伸缩性层叠片与布料的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上。此种生理信息测定用衣物是测定穿着者的生理信息的方法,具有通常的穿着法和穿着感,穿着即可简便的测定各种生理信息。

实施例

接着,说明本发明的具体实施例,但本发明不限定于这些实施例。

[导电浆料的制作]

使用表1所示的材料,根据表2所示重量配比,将树脂溶解于各溶剂,在得到的溶液中加入导电性微粒,用三辊轧机混合,得到导电浆料。

[表1]

[表2]

[伸缩性层叠片的制作]

使用上述的导电浆料在脱模处理pet膜上,用涂敷器涂布为干燥膜厚为约60μm,用热风干燥烘烤箱进行120℃、30分钟的干燥,由此形成伸缩性导体层。同样的,在另外准备的脱模处理pet膜上,使用表1所示的粘接性树脂溶液,用涂敷器涂布为干燥膜厚为约60μm,用热风干燥烘烤箱进行120℃、30分钟干燥,由此形成具有粘接性的伸缩性绝缘层。然后,将带有脱模处理pet膜的伸缩性导体层、与带有脱模处理pet膜的具有粘接性的伸缩性绝缘层重叠,使脱模处理pet膜位于外侧,用橡胶辊温度调整至120℃的辊压机粘合,制作出两面带有脱模处理pet膜的伸缩性层叠片。使用这些薄片,通过后述的方法测定厚度、拉伸弹性模量、10%拉伸时单位荷载、未拉伸时膜电阻、10%拉伸时电阻增大比、90度剥离强度。实施例的测定结果如表3所示。

[表3]

[具备电极及配线的衣物的制作]

将上述制作的带有脱模处理pet膜的伸缩性层叠片剪切成附带配线宽度1.0cm、配线长度15.0cm的5.0cm见方的正方形状。从剪切下的附带配线的电极上将具有粘接性的伸缩性绝缘层侧的脱模纸剥离,配置到汗衫(聚酯100%)的内侧的规定位置,用熨斗热压结合,再将脱模处理pet膜剥离,制作出内侧具有电极的汗衫。

[厚度、弹性模量及10%拉伸时荷载的测定]

厚度依据jisk7130(1999)塑料-膜及片-厚度测定方法、a法测定。弹性模量及拉伸时荷载依据jisk7161-1(2012)塑料-拉伸特性的求法-第1部测定。测定条件为试验片宽度15mm、试验片长度150mm、夹具间距离100mm、试验速度50mm/分钟。

[伸长试验及电阻的测定]

使用具备有2个宽度2.5cm的夹具的伸长试验机(手动拉伸机),使夹具间的距离为5.0cm,夹住上述制作的伸缩性层叠片,在长度方向上拉伸至伸长率10%(位移量0.5cm)。试验前后的电阻使用数字万用表(yokogawatest&measurementcorporation公司制造的“yokogawaty530”),测定相对的2个夹具的外侧(测定距离10cm)的拉伸前后的电阻值(ω),得到伸缩性层叠片的电阻(ω□)。在拉伸后立即(3秒以内)测定电阻值。

[90度剥离强度的测定]

在伸缩性层叠片的具有粘接性的伸缩性绝缘薄膜层侧,以及具有导电性的伸缩性薄膜层侧,分别粘贴使用了拉伸弹性模量在1gpa以上、厚度在20μm以上的基材的胶带,将各层与粘贴在各层上的胶带一并持住,依据jisk6854-1(1999)粘合剂-剥离粘合强度试验方法90度剥离,测定伸缩性层叠片的90度剥离粘合力,作为具有粘接性的伸缩性绝缘薄膜层与具有导电性的伸缩性薄膜层的层间的剥离力的测定值。测定条件为试验片宽度15mm、试验片长度150mm、剥离速度50mm/分钟。

另外,本实施例中,使用的是在基材厚度50μm的聚酯膜基材上具有厚度25μm的粘结剂层的胶带。

[汉森溶解度参数值的计算]

通过h1-nmr、c13-nmr及ir测定的分析结果,求得各个树脂的结构式,参考charlesm.hansen著《hansensolubilityparameters;ausershandbook(crcpress,2007)》记载的方法,使用电脑软件“hansensolubilityparametersinpractice(hspip)”进行计算。计算值如表1所示。

[洗涤耐久性]

洗涤的条件依据jisl0844进行。具体的,使用机械洗涤器、洗衣网袋、洗涤剂(花王株式会社制attack),将具备有上述制作的电极的汗衫连续洗涤5次后阴干1次,以此为1个循环,重复10次。测定洗涤后的伸缩性导体片的方块电阻,求得与初期方块电阻的变化(洗涤后的方块电阻/初期方块电阻)。

[穿脱耐久性]

使用具有上述制作的电极及配线的汗衫,以5名成人男性为受试者,进行100次穿脱,目视观察试验后的电极以及配线的剥离状态及断裂状态。

如上所述,由于本发明的伸缩性层叠片具有充分的粘接性,因此在穿脱时和洗涤时,伸缩性导体层不会剥离,由于拉伸荷载低,不会有损穿着感和舒适感,即使在拉伸时也可以抑制电阻增大,因此可以得到电噪声少的生物电信号。

工业可利用性

本发明中,提供可以抑制因电极粘合不足造成的电极的剥离、断裂,穿着感和舒适感好,可以良好的进行电信号测定的生理信息测定用的伸缩性层叠片以及衣物,可适用于掌握日常生活的保健、慢跑、马拉松等室外运动时的生理信息、建筑工地等室外作业中的劳务管理。


技术特征:

1.一种生理信息测定用衣物,其特征在于,在具有电气配线的生理信息测定用衣物中具有伸缩性绝缘层,该伸缩性绝缘层对于构成所述生理信息测定用衣物的断裂伸长率在10%以上的柔性被粘接层的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内。

2.根据权利要求1所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,所述被粘接层是选自衣物布料、绝缘基底层、导体层中的至少一层。

3.一种伸缩性层叠片,其特征在于,至少具有被用作生理信息测定用衣物的电气配线或生物体接触型电极的伸缩性导体层,和对于该伸缩性导体层的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下的范围内的伸缩性绝缘层。

4.根据权利要求3所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述伸缩性层叠片的拉伸弹性模量在10mpa以上、500mpa以下,并且伸缩性层叠片的伸长率10%时的拉伸荷载在3n以上、100n以下。

5.根据权利要求3或4所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述伸缩性导体层的未拉伸时的膜电阻在300ω□以下,并且伸长率10%时的膜电阻增大比不到10。

6.根据权利要求3至5的任意一项所述的伸缩性层叠片,其特征在于,具有粘接性的所述伸缩性绝缘层由柔性树脂构成,所述导体层由导电性微粒和粘合剂树脂所构成的导电性组合物构成,柔性树脂的汉森溶解度参数(δ)值减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数(δ)值后的值为-5.0~+5.0(mpa)0.5,并且柔性树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)减去粘合剂树脂的汉森溶解度参数的氢键力(δh)后的值为-6.0~+6.0(mpa)0.5

7.根据权利要求3至6的任意一项所述的伸缩性层叠片,其特征在于,所述粘合剂树脂的弹性模量在1gpa以下且断裂伸长率在200%以上。

8.一种权利要求3至7的任意一项所述的伸缩性层叠片的制造方法,其特征在于,通过涂布或印刷制作。

9.根据权利要求1或2所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,电气配线使用了权利要求3至8的任意一项所述的伸缩性层叠片。

10.根据权利要求9所述的生理信息测定用衣物,其特征在于,伸缩性层叠片与布料的层间的90度剥离强度在1.0n/cm以上、25.0n/cm以下。

技术总结
本发明的课题在于提供生理信息测定用衣物用的伸缩性层叠片,其具有良好的导电性和伸缩性,在读取稳定的电信号的同时,提高了对于基材的粘接性,对于穿脱和洗涤时的应力和变形,也不会产生电极的剥离和断线。解决手段在于本发明的伸缩性层叠片由具有粘接性的伸缩性绝缘层和伸缩性导体层的至少2层构成,伸缩性绝缘层与伸缩性导体层的层间的90度剥离强度在1.0N/cm以上。

技术研发人员:成泽春彦;入江达彦;近藤孝司
受保护的技术使用者:东洋纺株式会社
技术研发日:2018.10.01
技术公布日:2020.06.26

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