(57)【要約】【課題】保温性及び柔軟性が高く、肌になじみ易く、任意のタイミングで発熱開始・停止を制御可能とし、且つ、ウェアとの一体化が容易なシート状ヒーター、シート状ヒーターの加温方法、ヒーター内蔵ウェア、ヒーター内蔵ウェアの加温方法、ヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法を提供する。【解決手段】本発明を適用したシート状ヒーター４は、導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されている。また、本発明を適用したシート状ヒーター４の加温方法は、シート状ヒーター４の二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設置し、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電圧を印加する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されていることを特徴とするシート状ヒーター。
【請求項２】
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)／ポリ（４−スチレンスルホン酸）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のシート状ヒーター。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシート状ヒーターの二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記電圧印加用端子に電圧を印加することを特徴とするシート状ヒーターの加温方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のシート状ヒーターを備えていることを特徴とするヒーター内蔵ウェア。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のシート状ヒーターを二つ以上備えていることを特徴とする請求項４に記載のヒーター内蔵ウェア。
【請求項６】
請求項４に記載のヒーター内蔵ウェアに装着された前記シート状ヒーターの二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記電圧印加用端子に電圧を印加することを特徴とするヒーター内蔵ウェアの加温方法。
【請求項７】
請求項５に記載のヒーター内蔵ウェアに装着された前記シート状ヒーターの各々の二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記シート状ヒーター毎の前記電圧印加用端子に同じ条件又は異なる条件で電圧を印加することを特徴とするヒーター内蔵ウェアの加温方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のヒーター内蔵ウェアの加温方法における電圧印加時と同時に、或いは、前記電圧印加時から所定の時間間隔をあけて、心電計測及び心拍計測のうち何れか一方を行うことを特徴とするヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状ヒーター、シート状ヒーターの加温方法、ヒーター内蔵ウェア、ヒーター内蔵ウェアの加温方法、ヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、寒冷地での屋外作業や冬にスポーツを行う等のような低温環境下での活動時及びその活動前後には、体を温める。活動前の準備運動や体を温めることは，転倒防止や運動効果の向上にもつながる。体を温める方法としては、例えば使い捨てカイロ、携帯型カイロ等を身に着ける方法が挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。また、材料開発の進展に伴い、保温性の高い素材を用いたウェアが多く開発されており、体を温める方法としては、該ウェアを着用する方法も挙げられる。特に、２０１１年の東日本大震災の発生以降、電力や電力以外のエネルギー資源等の使用量の節約のために保温性の高いウェアのニーズが高まっている。保温性の高いウェアは、特に高齢者に好んで着用され、着用者の血行を良くすると共に肩こり等も解消することができる。
【０００３】
このような保温性の高いウェアとしては、マイクロカーボンファイバーを用いたヒーターを装着した発熱機能を有するバイク用のジャケットや靴下、手袋などが製造・販売されている。また、保温性の高いウェアとして、防水透湿素材を用いたウェアが多く開発されている。防水透湿素材は外界からの水は内部に透過させずに体から発散される水蒸気は透過させる保温性に優れた素材である。そのため、防水透湿素材を用いたウェアはスキー等の冬のスポーツ時や登山時に着用されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２８９５８０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】エントラント、[ｏｎｌｉｎｅ]、東レ，[平成２５年５月２２日検索]、インターネット（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｏｒａｙｅｎｔｒａｎｔ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｅｎｔｒａｎｔ／ｅｎｔ＿００２．ｈｔｍｌ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
体を温めるためには、保温性の高いウェアを下着として着用することがより効果的である。
しかしながら、従来から用いられている使い捨てカイロには、一度開封したら発熱を中断させることはできず、不要な時も使用を継続しなくてはならないという問題があった。また、使い捨てカイロを体に密着させて使用するとカイロに使われている接着剤による皮膚のかぶれや低温やけどが生じる虞もある。更に、使い捨てカイロは名の通り発熱完了後に廃棄物になるため、継続的に使用することがためらわれる場合もある。携帯型カイロには充電式やオイル式のものがあるが、何れも硬い素材で構成されており、肌になじまない。そもそも、使い捨てカイロや携帯型カイロはウェアとは一体化されていないため、何れもウェアとは別に着用しなくてはならない。
【０００７】
一方、カーボンファイバーからなるヒーターや該ヒーターを装着したウェアは触感が硬く、頻繁な洗濯により劣化し易いため、下着として着用するには不向きである。また、これらのヒーターや該ヒーターを上着とする場合には下着よりも保温効果が低くなってしまう上に、高価になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前述の従来技術における問題を解決し、保温性及び柔軟性が高く、肌になじみ易く、任意のタイミングで発熱開始・停止を制御可能とし、且つ、ウェアとの一体化が容易なシート状ヒーター、シート状ヒーターの加温方法、ヒーター内蔵ウェア、ヒーター内蔵ウェアの加温方法、ヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のシート状ヒーターは、導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されていることを特徴とする。
これにより、シート状ヒーターに導電性高分子による柔軟性が付与され、肌になじみ易くなる。また、導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されたシート状ヒーター全体が通電可能となり、シート状ヒーターが発熱可能となる。更に、シート状ヒーターが導電性高分子で被覆された繊維或いは布からなるため、様々な形態に容易に加工され、ウェアと一体化される。
本発明のシート状ヒーターにおいて、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)／ポリ（４−スチレンスルホン酸）を含んでいることが好ましい。
これにより、シート状ヒーターにポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン)／ポリ（４−スチレンスルホン酸）による更なる柔軟性・安定性及び生体親和性が付与される。
【００１０】
本発明のシート状ヒーターの加温方法は、上記のシート状ヒーターの二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記電圧印加用端子に電圧を印加することを特徴とする。
これにより、電圧印加用端子を介してシート状ヒーター全体に能動的な電圧印加が行われる。
【００１１】
本発明のヒーター内蔵ウェアは、上記のシート状ヒーターを備えていることを特徴とする。
これにより、ウェアに発熱部となるシート状ヒーターが装着されるため、ウェアの触感を損ねることなくウェアに保温性が付与される。
本発明のヒーター内蔵ウェアは、上記のシート状ヒーターを二つ以上備えていてもよい。
これにより、ヒーター内蔵ウェアが二以上のシート状ヒーターの各装着部分に独立した保温性が付与される。
【００１２】
本発明のヒーター内蔵ウェアの加温方法は、上記のヒーター内蔵ウェアに装着された前記シート状ヒーターの二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記電圧印加用端子に電圧を印加することを特徴とする。
これにより、電圧印加用端子を介してシート状ヒーター全体に能動的な電圧印加が行われ、シート状ヒーターが発熱・冷却されるため、ヒーター内蔵ウェアの温度が自在に制御される。
本発明のヒーター内蔵ウェアの加温方法は、上記のヒーター内蔵ウェアに装着された前記シート状ヒーターの各々の二以上の箇所に電圧印加用端子を設置し、前記シート状ヒーター毎の前記電圧印加用端子に同じ条件又は異なる条件で電圧を印加してもよい。
これにより、複数のシート状ヒーターが同時又は個別に発熱・冷却可能とされるため、ヒーター内蔵ウェアの各シート状ヒーターの装着部分毎の温度が自在に制御される。
【００１３】
本発明のヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法は、ヒーター内蔵ウェアの加温方法における電圧印加時と同時に、或いは、前記電圧印加時から所定の時間間隔をあけて、心電計測及び心拍計測のうち何れか一方を行うことを特徴とする。
これにより、ヒーター内蔵ウェアの温度制御が行われ、ヒーター内蔵ウェアの温度変化に伴って着用者の体が温められる、或いは冷やされる。この際の生体信号等を取得することにより、体の温度変化に対する心電計測及び心拍計測のうち何れか一方が行われる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、保温性及び柔軟性が高く、肌になじみ易く、任意のタイミングで発熱開始・停止を制御可能とし、且つ、ウェアとの一体化が容易なシート状ヒーター、シート状ヒーターの加温方法、ヒーター内蔵ウェア、ヒーター内蔵ウェアの加温方法、ヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したシート状ヒーターを示す断面図である。
【図２】本発明を適用したシート状ヒーターの加温方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明を適用したシート状ヒーターの加温方法を説明するための別の模式図である。
【図４】本発明を適用したヒーター内蔵ウェアを示す図であって、（ａ）は表面から見た場合の平面図であり、（ｂ）は裏面から見た場合の平面図である。
【図５】本発明を適用したヒーター内蔵ウェアの加温方法を説明するための図であって、（ａ）は内側表面から見た場合の平面図であり、（ｂ）は内側裏面から見た場合の平面図である。
【図６】本発明を適用したヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法を説明するための図であって、（ａ）は内側表面から見た場合の平面図であり、（ｂ）は内側裏面から見た場合の平面図である。
【図７】実施例１におけるシート状ヒーターの中央部の温度変化の経過時間依存性を示すグラフである。
【図８】実施例２及び３におけるシート状ヒーターの設置状態を示す模式図である。
【図９】実施例３においてヒーター内蔵ウェアを用いて測定した心拍数の経過時間依存性を示すグラフである。
【図１０】実施例４におけるシート状ヒーターの水分量を測定する方法を説明するための模式図である。
【図１１】実施例４におけるシート状ヒーターの水分量の測定結果を示すグラフであって、（ａ）は防水透湿加工布を下側にして設置した場合の測定結果であり、（ｂ）は防水透湿加工布を上側にして設置した場合の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用したシート状ヒーター、シート状ヒーターの加温方法、ヒーター内蔵ウェア、ヒーター内蔵ウェアの加温方法、ヒーター内蔵ウェアを用いた計測方法について、図１〜図６、表１を参照し、説明する。また、図１〜図６においては、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、および厚みの寸法及び比率等は実際のものと同一とは限らない。
【００１７】
本発明を適用した実施形態に係るシート状ヒーター４について、図１を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示すように、シート状ヒーター４は、導電性布１と、導電性布２と、を備えている。
【００１９】
導電性布１は、導電性高分子に含浸させる等の方法によって該導電性高分子で被覆された繊維で構成された布である。導電性高分子としては、例えばポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール及び（３，４−エチレンジオキシチオフェン)／ポリ（４−スチレンスルホン酸）（以下、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳと記載する）からなる群より選ばれる一種類又は二種類以上の混合物が挙げられる。シート状ヒーター４の柔軟性・安定性及び生体親和性が高まる点から、導電性高分子にはＰＥＤＯＴ−ＰＳＳが含まれていることが好ましい。導電性高分子で被覆される繊維としては、例えば綿、麻、羊毛、絹、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ポリプロピレンからなる群より選ばれる一種類又は二種類以上の繊維を混紡したものが挙げられる。
【００２０】
ここで、カーボンファイバー（炭素繊維）と天然繊維及び合成繊維のヤング率を表１に示す。なお、表１の炭素繊維は、市販の高強度炭素繊維（商品名：Ｔ５０Ｓ、三菱レイヨン株式会社製）である。また、表１における各素材のヤング率は、１００ｋｇ／ｍｍ２＝１ＧＰａとして算出したものである。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１に示すように、炭素繊維のヤング率は２４０ＧＰａである（“炭素繊維素材”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２５年５月１３日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊａｍａ．ｏｒ．ｊｐ／ｌｉｂ／ｊａｍａｇａｚｉｎｅ／２０１００２／０５．ｈｔｍｌ＞等を参照）。これに対し、例えば天然繊維である絹のヤング率は６．５ＧＰａ〜１２ＧＰａであり、合成繊維であるポリエステルのヤング率は３．１ＧＰａ〜８．７ＧＰａであり、レーヨンのヤング率は４ＧＰａ〜９．５ＧＰａである（“絹”、“レーヨン”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２５年５月１３日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｉｒａｓａｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｉｎｓｙｏ／ｓｅｎｉ−ｓｙｕｒｕｉ−ｓｅｉｎｏｕ．ｈｔｍｌ＞等を参照）。このように、表１に例示する天然繊維及び合成繊維は、炭素繊維即ちカーボンファイバーよりもはるかに低い弾性率を有する。発明者らの研究により、これらの天然繊維及び合成繊維に前記導電性高分子を含浸させたものについても、天然繊維及び合成繊維と同程度のヤング率を有することが確認されている（Ｔｓｕｋａｄａ  Ｓ，Ｎａｋａｓｈｉｍａ  Ｈ，Ｔｏｒｉｍｉｔｓｕ  Ｋ，  “Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｓｉｌｋ  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｕｎｄｌｅ  ｆｏｒ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＰＬＯＳ  ＯＮＥ，  Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌｉｂｒａｒｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ２００２．４，  Ｖｏｌ．７，  Ｉｓｓｕｅ４  ｐ．１−１０を参照）。従って、導電性布１は、肌になじみ易く、下着としての着用に適した柔軟性を有する。
【００２３】
導電性布２は、導電性布１の一方の面に当接して積層されており、導電性布１と同様に導電性高分子に含浸させる等の方法によって該導電性高分子で被覆された繊維で構成された布である。導電性高分子としては、例えばポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール及びＰＥＤＯＴ−ＰＳＳからなる群より選ばれる、導電性布１とは異なる一種類又は二種類以上の混合物が挙げられる。また、導電性高分子で被覆される繊維としては、例えば綿、麻、羊毛、絹、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ビニロン、ポリプロピレンからなる群より選ばれる、導電性布１とは異なる一種類又は二種類以上の繊維を混紡したものが挙げられる。
【００２４】
導電性布１と導電性布２は、接着性繊維３によって接着されている。接着性繊維３の材質としては、導電性布１と導電性布２とを強固に接着可能な素材であれば特に制限されないが、導電性を高めるために、多孔質の繊維を用いた接着剤あるいは粘度が低く導電布の繊維内に入り込む接着材を用いるのがより望ましい。このような接着性繊維３の材質としては、例えば、不織繊維製のアイロン接着テープ、不織繊維製の両面テープ、ホットボンドが挙げられる。
【００２５】
次いで、本実施形態のシート状ヒーター４の加温方法について、図２を参照しながら説明する。
【００２６】
先ず、図２に示すように、シート状ヒーター４の二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設ける。電圧印加用端子６Ａ，６Ｂとしては、例えば金属製スナップを用いることができる。具体的には、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを導電性布２の導電性布１と当接している面とは反対側の面の二以上の箇所に各々装着する。更に、銀コート糸５によって電圧印加用端子６Ａ，６Ｂと導電性布１と接続する。
【００２７】
電圧印加用端子６Ａ，６Ｂの材質としては、導電性を有する金属であれば特に制限されないが、例えば銅、銀、アルミニウム、金あるいは金を表面に被覆した金属、ステンレス等の導電性に優れた金属が挙げられる。
【００２８】
次に、シート状ヒーター４の電圧印加用端子６Ａ，６Ｂにそれぞれ、配線７を接続し、配線７の間に電源８を設置する。また、導電性布１の導電性布２と当接している面とは反対側の面に間隔をあけて、シート状ヒーター４の温度を測定するための温度計９を設置する。
【００２９】
次に、電源８から配線７を介して電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電圧を印加する。印加する電圧には、シート状ヒーター４の温度制御の条件等を勘案して、一定電圧、パルス電圧、その他の所定パターンで変調された電圧等の何れか一つを適宜選択する。このようにして、導電性布１，２を通電させることで、シート状ヒーター４を発熱させ、電圧を調整することにより温度を制御する。所定の時間が経過した後、電源８からの電圧印加用端子６Ａ，６Ｂへの電圧の印加を停止する。電圧印加用端子６Ａ，６Ｂへの電圧印加を停止することで、導電性布１，２の通電を停止させ、導電性布１，２の温度を低くして通電前の温度に戻す。電圧印加時と同時に、或いは、電圧印加時から一定の時間間隔をあけて、温度計９を用いた温度測定を行うことにより、シート状ヒーター４の温度変化を取得することもできる。
【００３０】
本実施形態のシート状ヒーター４の加温方法においては、図３に示すように、電圧印加用端子６Ａと電源８とを接続する配線７にスイッチ１０を設けると共に、電圧印加用端子６Ｂと電源８とを接続する配線７に、導電性布１及び導電性布２のうち少なくとも一方に接触させてサーモスタット１１を設けてもよい。スイッチ１０を用いることにより、シート状ヒーター４への電圧印加のオン/オフの切り替えを行う。また、サーモスタット１１を用いることにより、導電性布１又は導電性布２の温度に応じてシート状ヒーター４への電圧印加のオン/オフを行い、シート状ヒーター４の温度を一定に保持する。
【００３１】
次いで、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０について、図４を参照しながら説明する。
ヒーター内蔵ウェア５０は、シート状ヒーター４を備えており、ウェア３０にシート状ヒーター４が内蔵されたものである。
【００３２】
具体的には、ヒーター内蔵ウェア５０は、図４に示すようにウェア３０の表面３０ａの内側に二つのシート状ヒーター４Ａ，４Ｂが装着されており、ウェア３０の裏面３０ｂの内側に一つのシート状ヒーター４Ｃが装着されている。ウェア３０としては、例えばランニング等の下着やＴシャツ、ブラウス等が挙げられるが、特にこれらの衣類に制限されない。ウェア３０へのシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの装着方法としては、例えば縫合や、加温に耐えると共にシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの触感等を損ねない接着剤を用いた接着等が挙げられる。
【００３３】
次いで、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０の加温方法について、図５を参照しながら説明する。
【００３４】
先ず、図５に示すように、ヒーター内蔵ウェア５０のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各々に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを接続する。但し、図５では電圧印加用端子６Ａ，６Ｂの図示を省略する。続いて、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに、配線７を接続し、配線７の間に電源１２を設置する。従って、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各々に電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが接続される。電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃには、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃを加温し過ぎることなく、体を温めるための発熱量を得られる充分な電圧を印加でき、携帯性に優れた小型の電源を用いる。このような小型の電源としては、例えば乾電池、ボタン電池が挙げられる。
【００３５】
次に、電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃから配線７及び電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを介してシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃに電圧を印加する。印加する電圧には、ヒーター内蔵ウェア５０の加温条件に合わせてシート状ヒーター４の温度制御の条件等を勘案し、一定電圧、パルス電圧、その他の所定パターンで変調された電圧等の何れか一つを適宜選択して用いる。このようにして、シート状ヒーター４を発熱させ、電圧を調整することにより温度を制御する。所定の時間が経過した後、電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃからのシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃへの電圧の印加を停止する。電圧印加を停止することで、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの温度を低くして通電前の温度に戻す。シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃに印加する電圧パターンや電圧印加の継続時間等は、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃにおいて全て同一としてもよく、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃのうち何れか二つのシート状ヒーターにおいて同一としてもよく、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ毎に異ならせてもよい。
【００３６】
次いで、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５２を用いた計測方法について、図４〜図６を参照しながら説明する。なお、図６に示すヒーター内蔵ウェア５２及び周辺機器等の構成要素のうち、図５に示すヒーター内蔵ウェア５０及び周辺機器等と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施形態のヒーター内蔵ウェア５２を用いた計測方法では、図６に示すように、図５に示すヒーター内蔵ウェア５０のウェア３０の表面３０ａの内側だけではなく裏面３０ｂの内側にも二つのシート状ヒーター４Ｃ，４Ｄが装着されたヒーター内蔵ウェア５２を用いる。
【００３８】
先ず、計測対象者に図６に示すヒーター内蔵ウェア５２を下着として着用させ、図５に示すヒーター内蔵ウェア５０の加温方法の実施時と同様に、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの各々二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設置する。但し、図６では電圧印加用端子６Ａ，６Ｂの図示を省略する。続いて、ヒーター内蔵ウェア５２のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの電圧印加用端子６Ａ，６Ｂにそれぞれ、配線７及び電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを接続する。また、ヒーター内蔵ウェア５２のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂの間に心拍計等の計測器１４を接続し、シート状ヒーター４Ｃ，４Ｄの間に心拍計等の計測器１４を接続する。
【００３９】
次に、上記説明したヒーター内蔵ウェア５０の加温方法と同様の工程でヒーター内蔵ウェア５２の加温方法を実施する。シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電圧を印加した時と同時に、或いは、電圧印加時から所定の時間間隔をあけて、計測器１４から心拍数等の計測データを取得する。このようにして、心電計測及び心拍計測のうち何れか一方を行う。
【００４０】
以上、本実施形態のシート状ヒーター４、シート状ヒーター４の加温方法、ヒーター内蔵ウェア５０、ヒーター内蔵ウェア５０の加温方法、ヒーター内蔵ウェア５２を用いた計測方法について説明した。
本実施形態のシート状ヒーター４は導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されているものであり、シート状ヒーター４に導電性高分子による導電性及び繊維或いは布による柔軟性が付与されるため、肌になじみ易くなる。また、導電性高分子で被覆された繊維或いは布で構成されたシート状ヒーター４全体が通電可能となり、発熱可能となる。シート状ヒーター４が繊維或いは布の形態となっているため、電圧印加用端子や付属物を繊維にからませる、或いは布に貫通させて両面から挟む等の方法によって容易且つ充分な接続強度をもって設置可能となる。更に、シート状ヒーター４が導電性高分子で被覆された繊維或いは布からなるため、様々な形態に容易に加工され、ウェアと一体化される。従って、シート状ヒーター４を衣類の形状に加工すれば、保温性及び柔軟性が高く、肌に当接してもかぶれ、やけどが生じない位に充分肌になじむウェアが提供される。導電性高分子がＰＥＤＯＴ−ＰＳＳを含めば、シート状ヒーター４に更なる柔軟性・安定性及び生体親和性も付与される。
【００４１】
また、本実施形態のシート状ヒーター４の加温方法によれば、シート状ヒーター４の二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設置し、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電圧を印加することで電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを介してシート状ヒーター４全体に能動的な電圧印加が行われる。これにより、シート状ヒーター４の温度を着用者の体を温める条件や温める箇所に合わせて自在に制御することができる。
【００４２】
また、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０はシート状ヒーター４を備えているため、ウェア３０に発熱部となるシート状ヒーター４が装着され、ウェア３０が下着であっても、その触感を損ねることなくウェア３０に保温性が付与される。ウェア３０にシート状ヒーター４が一体化されているため、装着も簡便になる。このように、導電性と柔軟性に優れたシート状ヒーター４を用いれば、軽量で装着感がよく、長期着用が可能なヒーター内蔵ウェア５０が提供される。下着として使用可能とすることで、ヒーター内蔵ウェア５０の保温効果により着用者の体が直接温められる。また、ヒーター内蔵ウェア５０のように、二つ以上のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃを備えていれば、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各装着部分に独立した保温性が付与される。
【００４３】
また、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０の加温方法によれば、ヒーター内蔵ウェア５０に装着されたシート状ヒーター４の二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設置し、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電圧を印加することで電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを介してシート状ヒーター４に能動的な電圧印加が行われる。そのため、シート状ヒーター４が任意のタイミングで発熱・冷却され、ヒーター内蔵ウェア５０の温度が自在に制御される。配線７に接続すると共に、導電性布１及び導電性布２のうち何れか一方に接触させるようにしてサーモスタット１１を設けることで、ヒーター内蔵ウェア５０による低温やけどの発生も回避される。
【００４４】
また、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５０の加温方法によれば、二つ以上のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの各々の二以上の箇所に電圧印加用端子６Ａ，６Ｂを設置し、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ毎の電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに同じ条件又は異なる条件で電圧を印加することで、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃが個別に発熱・冷却されるため、ヒーター内蔵ウェア５０のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの装着部分毎の温度が自在に制御される。更に、スイッチ等を用いて電圧を印加するシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃを切り替えれば、ヒーター内蔵ウェア５０において加温される部位が容易に切り替えらえる。
【００４５】
また、本実施形態のヒーター内蔵ウェア５２を用いた計測方法によれば、ヒーター内蔵ウェア５２の加温方法における電圧印加時と同時に、或いは、電圧印加時から所定の時間間隔をあけて、心電計測及び心拍計測のうち何れか一方を行う。これにより、上述のようにヒーター内蔵ウェア５２の温度制御が行われ、ヒーター内蔵ウェア５２の温度変化に伴って着用者の体が温められる、或いは冷やされる。この際の生体信号等を取得することにより、体の温度変化に対する心電計測及び心拍計測のうち何れか一方の計測結果が取得される。
【００４６】
以上、本発明の好ましい実施形態等について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４７】
例えば、シート状ヒーター４の電圧印加用端子６Ａ，６Ｂは導電性布１と導電性布２に通電できるように設ければよく、図１に示す銀コート糸５が省略され、導電性布２を貫通すると共に導電性布１の一方の面に接触する金属製スナップであってもよい。また、シート状ヒーター４は導電性布１又は導電性布２のみで構成されていてもよく、三種類以上の導電性布の積層体で構成されていてもよい。更に、シート状ヒーター４の形態としては、導電性高分子で被覆された繊維を糸のまま使用することも可能であり、繊維を編んで縄にしたものや不織布にしたものを使用することも可能である。
【００４８】
また、例えばヒーター内蔵ウェア５０，５２のシート状ヒーター４はウェア３０の内側の面であれば何処に装着されていてもよく、装着される個数も限定されない。
【実施例】
【００４９】
本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
先ず、ポリエステル６５％、ポリウレタン３５％のマイクロファイバー布（商品名：エクセーヌ、東レ株式会社製）を用意し、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液（ヘラウス株式会社）に含浸させて導電性布１とした。また、電子手芸用布（商品名：ＤＥＶ−１００５５、ＳｐａｒｋＦｕｎ社製）を用意し、銀をコートして導電性布２とした。次に、導電性布１と導電性布２とを薄手の布用両面接着テープ（河口株式会社製）により接着した。このようにして、図１に示すシート状ヒーター４を作製した。電圧印加用端子６Ａ，６Ｂ間のインピーダンスは、２．０Ωであった。
【００５１】
次に、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂとして衣料用の金属製スナップを二つ用意し、図２に示すようにシート状ヒーター４の導電性布２の両端に設置した。電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに銀コート糸５を接続し、銀コート糸５を用いて導電性布１と導電性布２との導通を取った。導電性布２の両端の電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに各々配線７を接続し、その間に電源８として定電位電源（型番：ＳＰＥＣ６８０６、メトロニクス社製）を設置した。また、シート状ヒーター４の温度を測定するための温度計９として、赤外線放射型温度計（型番：ＡＤ−５６１１Ａ、株式会社エー・アンド・デイ製）を設置した。その後、電源８から電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電位１．５Ｖの電圧を印加し、シート状ヒーター４の温度を計測した。電圧印加時から３５０秒経過後までのシート状ヒーター４の導電性布１の中央部の温度の計測結果を図７に示す。
【００５２】
図７に示すように、導電性布１の中央部における温度は時間の経過に伴って上昇し、電圧印加開始から３５０秒後には３６℃で一定となった。即ち、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂから電圧を印加することによってシート状ヒーター４の温度が上昇することを確認した。この後、電圧の印加を停止したところ、導電性布１の中央部における温度が速やかに室温（１８℃）に戻ることを確認した。
【００５３】
次に、中性洗剤を用いた手洗いによりシート状ヒーター４を洗濯した後、先程と同様に電源８から電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに電位１．５Ｖの電圧を印加し、シート状ヒーター４の温度を計測した。電圧印加時から３５０秒経過後までのシート状ヒーター４の導電性布１の中央部の温度の計測結果を図７に示す。図７に示すように、洗濯後のシート状ヒーター４の導電性布１の中央部における温度変化は、洗濯前と略同様であった。この結果から、洗濯によるシート状ヒーター４の温度上昇率や保温性の劣化は殆ど発生しないといえる。
【００５４】
（実施例２）
次に、実施例１で用いたシート状ヒーター４に、電圧印加用端子６Ａ，６Ｂに替えて、図８に示すように導電性布２を貫通すると共に導電性布１の一方の面に接触する電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆを設置した。電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆには、衣料用の金属製スナップ（商品名：アメリカンホック、株式会社丸昌製）を用いた。また、ウェア３０としてスポーツ用タンクトップ型衣料（株式会社ワコールホールディングス製）を用意した。その後、手芸用の接着性繊維を用いてシート状ヒーター４をウェア３０の内面に装着し、図４に示すヒーター内蔵ウェア５０とした。
【００５５】
続いて、図５に示すようにヒーター内蔵ウェア５０のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ各々の電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆに配線７と電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとしてリチウムボタン電池（型番：ＣＲ２０３２、パナソニック株式会社製）を接続した。実施例１で使用した温度計９と同じ赤外線放射型温度計を用いてシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの導電性布１の表面温度を５秒若しくは１０秒毎に測定したところ、配線７及び電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの接続時からシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの温度が上昇することを確認した。また、電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃをそれぞれ配線７から外すと、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃの温度が室温（１８℃）まで緩やかに低下することを確認した。
【００５６】
（実施例３）
次に、実施例２で用いたヒーター内蔵ウェア５０のウェア３０の裏面３０ｂの内側にシート状ヒーター４Ｃと同様の構成を備えたシート状ヒーター４Ｄを設け、シート状ヒーター４Ｃ，４Ｄを着用者の両肩が当たる位置に装着した。また、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂの間に計測器１４としてスポーツ心拍計（型番：ＲＳ８００ＣＸ、ポラール・エレクトロ・ジャパン株式会社製）を接続すると共に、シート状ヒーター４Ｃ，４Ｄの間にも計測器１４として同一のスポーツ心拍計を接続し、図６に示すヒーター内蔵ウェア５２とした。計測対象者にヒーター内蔵ウェア５２を着用させ、電源１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃからシート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ各々の図示しない電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆに電圧を印加し、心拍計測を行った。この際、図８に示すように、ヒーター内蔵ウェア５０の着用者の肌Ｓはシート状ヒーター４の導電性布１に当接する形となる。ヒーター内蔵ウェア５０のウェア３０のシート状ヒーター４Ａ，４Ｂに接続した計測器１４により測定した心拍数を図９に示す。
【００５７】
図９に示すように、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂの加温時にはヒーター内蔵ウェア５２の着用者の体が温められ、心拍数が比較的安定した。このような計測結果から、シート状ヒーター４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの加温時、非加温時共に、ヒーター内蔵ウェア５２の着用者の心拍数を計測することが可能であることを確認した。
【００５８】
（実施例４）
次に、図１０に示すように、実施例１で用いたシート状ヒーター４の導電性布２における導電性布１と当接している面とは反対側の面に、接着性繊維３として実施例１で用いた布用両面接着テープを使用して防水透湿加工を施した布（商品名：エントラント、東レ株式会社製）Ｄ（以下、防水透湿加工布Ｄと記載する）を接着した。続いて、電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆとして実施例２で用いた衣料用の金属製スナップを用意し、防水透湿加工布Ｄと導電性布２を貫通させると共に導電性布１に接触させた。また、電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆに配線７と電源８として実施例１で使用した定電位電源と、を接続した。その後、シート状ヒーター４の表面に露出している導電性布１を純水Ｗで加湿し、電源８から１．５Ｖの電圧を電圧印加用端子６Ｅ，６Ｆに印加してシート状ヒーター４の加温を開始した。電圧印加によるシート状ヒーター４の加温の有無を変えて、導電性布１の加湿開始時及び加温中のシート状ヒーター４の重量を測定することにより、シート状ヒーター４に含まれる水分量を測定した。導電性布１の加湿開始時及び開始から２０分、４０分、６０分後におけるシート状ヒーター４に含まれる水分量の測定結果を図１１（ａ），（ｂ）に示す。図１１（ａ）は、防水透湿加工布Ｄを下側、即ち床に向けて設置した場合の測定結果であり、防水透湿加工布Ｄを上側、即ち天井に向けて設置した場合の測定結果である。
【００５９】
図１１（ａ）に示すように、防水透湿加工布Ｄを下側にして設置した場合では、電圧印加によるシート状ヒーター４の加温を行わなくても、測定環境内での水分の蒸発のためにシート状ヒーター４に含まれる水分量の減少が観察された。電圧印加によるシート状ヒーター４の加温を行った際にはシート状ヒーター４の重量、即ちシート状ヒーター４に含まれる水分の減少量が増大することを確認した。また、図１１（ｂ）に示すように、防水透湿加工布Ｄを上側にして設置した場合では、電圧印加によるシート状ヒーター４の加温の有無によらず、防水透湿加工布Ｄを下側にして設置した場合に比べてシート状ヒーター４の重量の減少量が縮小されたが、シート状ヒーター４の加温により水分の蒸散が促進されていることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
柔らかい素材からなる本発明のシート状ヒーターをウェアの内側に装着させることで、より簡便に、温め効果の高いヒーター内蔵ウェアを実現することが可能である。ウェアに装着せずにシート状ヒーター単体で利用すれば、ボタン電池で作動可能な携帯カイロとなる。
また、シート状ヒーターそのものを下着等の形態に加工して下着として利用することで、特に冬のスポーツや屋外作業では、防寒ウェアの下着として着用することができる。下着にすることでヒーターとしての効果を高めることができる。シート状ヒーターは容易に自宅で洗濯することができるため、長い期間着用可能な防寒ウェアの下着が提供され、防寒着のコストが縮減される。
【００６１】
また、本発明のシート状ヒーターを用いて体を温めることで代謝を高めることができるため、着用者の運動機能を向上させることができる。特に、シート状ヒーターの活用による高齢者に対する筋肉トレーニング効果の向上が期待される。即ち、本発明のシート状ヒーターは、従来から知られている血行促進などの効果に加えて、加齢による筋肉の萎縮や筋力低下及び高齢者の寝たきりの防止策・健常者の筋肉強化などの一端につながる可能性がある。また、本発明のシート状ヒーターと高齢者のリハビリとの組み合わせも上記効果を奏するために有用である。
【００６２】
更に、本発明のシート状ヒーターは生体センサ用の電極としても利用可能であるため、複数のシート状ヒーターを装着することで、生体の複数個所において同時に生体信号を測定することが可能である。実施例３では、シート状ヒーターを用いて生体の心拍数の計測を行ったが、心電計測やパルス電圧の印加を行うことでシート状ヒーターを低周波治療器としても利用することができる。また、加温機能を備えた低周波治療器とすることにより、装着者の肩こり解消につながり、睡眠時に心拍数が下がることを利用して就寝時の睡眠導入補助としても利用可能となる。このようなシート状ヒーター、就寝時や入眠前に加温して体を温め、装着者をより速やかに睡眠に導入するというもので、入眠後は心拍数から睡眠を自動検出して加温をスイッチ等で停止させる。
【００６３】
更にまた、本発明のシート状ヒーターをウェアの一つとして手袋や靴下に加工することもできる。シート状ヒーターは導電性布からなるため、シート状ヒーターで構成された手袋は静電気の発生を防止し、着用者はスマートフォンの操作も容易に可能となる。本発明のシート状ヒーターはウェアに限らず、シーツやまくらカバーなどの寝具、トイレの便座カバー、イスや車のシートにも装着でき、これらの形態に直接加工することもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１，２…導電性布、３…接着性繊維、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…シート状ヒーター、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｅ，６Ｆ…電圧印加用端子、５０，５２…ヒーター内蔵ウェア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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