(57)【要約】【課題】導電性を有するとともに、耐食性を備えた布帛。【解決手段】複数の経糸（１）と緯糸（２）とが網目状に編まれてなる構造の布帛（１０）であって、前記経糸および／または緯糸の少なくとも１本が、金属線の外周に、該金属線よりも耐食性に優れる導電性の被覆層を設けた金属繊維である布帛を提供する。【選択図】図１
2011084822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の経糸と緯糸とが網目状に編まれてなる構造の布帛であって、
前記経糸および／または緯糸の少なくとも１本が、金属線の外周に、該金属線よりも耐食性に優れる導電性の被覆層を設けた金属繊維であることを特徴とする布帛。
【請求項２】
前記金属線が銅または銅合金であり、前記被覆層がチタンまたは酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の布帛。
【請求項３】
前記被覆層の厚さが１．０〜１０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の布帛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は布帛に係り、特に少なくともその一部に導電性を有し、かつ、耐食性に優れる布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェアラブルコンピューティングを例に、身の回りの各種センサ、ディスプレイなどのデバイスを衣服などに埋め込むなど、ユビキタスネットワークに関する研究が盛んに行われている。デバイス同士又はデバイスと電源などを繋ぐためには、通常の電気接続ケーブルを衣服内に縫い込む方法や、導電性の繊維を使用して衣服を構成する繊維をケーブルとして使用する方法などが提案されている。前者においては、衣服内にケーブルを縫い込むことで、着心地の悪さや重量の増加などが問題となっている。また、後者に関しては、金属繊維を衣服に織り込む方法や、金属を含浸させた導電性繊維などを用いる方法などが提案されている。
【０００３】
前記導電性繊維の一例として、特許文献１には、導電性成分と非導電性成分とからなる複合繊維であって、導電性粒子を含有するポリエステル系樹脂を導電性成分に用いた金属含浸複合繊維が開示されている。
また、特許文献２には、カーボンブラックを含有する熱可塑性重合体からなる導電性成分が繊維表面を被覆する複合構造を有するＣ被覆繊維が開示されている。
更に、特許文献３には、基材繊維に金属被膜を形成した繊維において、繊維の引張伸度と結節強度の積を規定することによって、繊維を被覆する金属被膜の耐久性を高めた金属被膜繊維が開示されている。
また、特許文献４には、芯材の周面を耐食性金属などで覆った金属繊維が、特許文献５には、耐食性の向上を目的とする、金属に対して密着性が良好となるセラミックス被覆方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７７３５７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７４５１２号公報
【特許文献３】特開２００７−６３７０４号公報
【特許文献４】特許第３０４９１３９号公報
【特許文献５】特開平１０−４６３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェアラブルコンピュータを実現する一例として、上記した導電性繊維を編み込んで製造された布帛を用いる方法が挙げられる。このように、電気的な接続を目的として使用される布帛には、その導電性はもちろんのこと、自然界での使用のため耐食性や耐候性が求められる。このような布帛を構成する導電性繊維の中で、例えば、金属を含浸させた化学繊維や、表面に耐食性に優れた金属膜を形成した化学繊維などを含む導電性化学繊維においては、比抵抗が金属線と比較して４〜６桁ほど高く、導電性が低いという問題がある。また、耐食性金属を被覆させるのにコスト高になるという問題がある。
また、金属線単体に目を向けると、ＣｕやＡｇなどは導電性に優れるものの耐食性に乏しく、Ｔｉ線やステンレス線などは耐食性に優れるが、導電性に乏しいというように、耐食性と導電性を両立することができない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、導電性が高く、かつ耐食性・耐候性に優れた布帛を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る布帛は、複数の経糸と緯糸とが網目状に編まれてなる構造の布帛であって、前記経糸および／または緯糸の少なくとも１本が、金属線の外周に、該金属線よりも耐食性に優れる導電性の被覆層を設けた金属繊維であることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る布帛は、請求項１に記載の布帛において、前記金属線が銅または銅合金であり、前記被覆層がチタンまたは酸化チタンであることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る布帛は、請求項２に記載の布帛において、前記被覆層の厚さが１．０〜１０μｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る布帛は、上記構成とすることによって、デバイス間などの電気的接続に対しては金属線が寄与することによって導電性を高くするとともに、耐食性に優れる導電性の被腹膜によって優れた耐食性を得ることができる。
また、被覆層の厚さを１．０〜１０μｍとすることによって、耐食性を確保しつつ、ウェアラブルコンピューティングに適した軽量で柔軟性を有した布帛とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る布帛の（ａ）概略平面図（ｂ）概略断面図である。
【図２】布帛を構成するＴｉ被覆Ｃｕ線の断面図である。
【図３】一部に金属繊維を備えた布帛の概略平面図である。
【図４】本発明に係る布帛を製造する際に用いる製造装置の一例を示す構成略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る布帛の概略図であって、（ａ）は概略平面図を、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図を示している。
図１に示すように、本発明の布帛１０は、図１（ａ）の縦向きに相互に平行に配列された複数本の経糸１（以下、金属繊維と称すこともある）と、図１（ａ）の横向きに相互に平行に配列された複数本の緯糸２（以下、金属繊維と称すこともある）とを、これらが９０°に交差する如く１本１本互い違いに網目状に編み込む（平織り）ことによって、布帛をなす構造である。
【００１１】
編み込み形状に関しては、平織りに限定されるものではなく、一般的な織物全てにおいて適用可能である。また、金属繊維を絡み合わせるなどして、不織布のような構成としてもよい。
【００１２】
図２は、本発明の布帛を構成する金属繊維１，２の断面図である。
本発明の金属繊維１，２は、銅（Ｃｕ）または銅合金からなる線材２０と、この線材２０の外周を覆うように設けられたチタン（Ｔｉ）または酸化チタンからなる被覆層２１とから構成されたＴｉ被覆Ｃｕ線である。
【００１３】
金属繊維１，２を構成する線材２０の太さ（直径）は、例えば、１０〜１００μｍとすることが好ましい。ただし、柔軟性を十分に発揮させるためには、線材２０の太さは細いほどよい。
金属繊維１，２を構成するチタンまたは酸化チタンからなる被覆層２１の厚さに関しては、薄過ぎる場合、ピンホール等の欠陥で銅が露出しやすくなる。一方、被覆層２１が厚過ぎる場合、屈曲性や導電性が悪くなる。よって、被覆層２１の厚さは１．０〜１０μｍとすることが好ましい。
【００１４】
布帛は、用途に応じて、図３に示すように、その一部のみに金属繊維１を組み込み、それ以外を絶縁性繊維３とする構成としてもよい。例えば、衣服に用いる場合は、必要箇所にのみ金属繊維を用いることが好ましい。
また、絶縁性繊維３からなる布帛を円筒状に形成した上で、円筒状の布帛の外周を複数回周回するように、金属繊維１をスパイラル状に編み込む構成としてもよい。この構成は、布帛にアンテナ機能を付与することが可能となる。
【００１５】
また、図１に示すように、布帛１０を構成する繊維の全てを金属繊維１，２とした場合、布帛１０をアース線などで接地させることによって、布帛１０にシールド機能を付与することが可能となる。布帛をシールドとして使用する場合は、布帛１０の縁部は絶縁性繊維で形成することが好ましい。または、布帛１０全体を絶縁性樹脂で覆う構成や、金属繊維１，２の最外周に絶縁性樹脂層を形成した上で、布帛状に編み込む構成としてもよい。
【００１６】
次に、本発明の図１に示す布帛１０を製造可能な装置と製造方法の一例について以下に説明する。
上記した金属繊維１，２（Ｔｉ被覆Ｃｕ線）は、線引き加工により製造されることが好ましい。例えば、直径６．９ｍｍの銅導体母材の外周に、１ｍｍのチタン層を設けたものをＴｉ被覆Ｃｕ線母材とし、この母材を任意の線引き装置によって線引きすることによって得ることができる。
線引きによって製造することによって、スパッタ法などを用いて耐食性被膜を被覆した金属線や化学繊維と比較して、優れた密着性を有するとともに、低コストでの製造を可能としている。
【００１７】
図４は図１に示す構造の布帛１０を製造可能な装置の第１実施形態を示すもので、この第１実施形態の製造装置Ｍは、一般に知られている織機で構成されている。
この第１実施形態の製造装置Ｍは、対向して水平に離間配置されたロッド状のフロントビーム３０およびバックビーム３１と、フロントビーム３０の下に設置された巻取ローラー型のクロスビーム３２と、バックビーム３１の下に配置された供給ローラー型のワープビーム３３と、前記フロントビーム３０およびバックビーム３１の中間位置に上下方向に移動自在に設置された第１の綜絖３５および第２の綜絖３６と、これら綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間に綜絖３５、３６とフロントビーム３０との間を水平方向に移動自在に配置された筬３７と、この筬３７と前記フロントビーム３０との間を前記フロントビーム３０と平行方向に移動自在に設けられるシャトル３９とを主体として構成されている。
【００１８】
なお、図４においては、フロントビーム３０およびバックビーム３１とクロスビーム３２およびワープビーム３３の支持機構などは略されているが、フロントビーム３０およびバックビーム３１は門型のフレームなどにより固定支持され、クロスビーム３２およびワープビーム３３はそれぞれ図示略の門型のフレームや軸受けなどの回転支持機構によりそれらの周周りに回転自在に支持されている。また、綜絖３５、３６においても図示略のフレームにより上下に平行移動自在に支持されるとともに、筬３７についても水平方向に平行移動できるように図示略のフレームに支持されている。
【００１９】
前記綜絖３５、３６は、この実施形態では、上枠４１と下枠４２の間に複数本の針金状のヘルド部材４３を個々に離間し平行に架設して構成され、各ヘルド部材４３の中央部に針金を輪状に形成したヘルド孔部４４が形成されている。これらのヘルド孔部４４には後述するように経糸１を通過できるように構成されている。綜絖３５と綜絖３６は、本第１実施形態ではそれらに形成された各ヘルド部材４３を互い違いに横並びに配置するような位置関係に配置され、後述する如くフロントビーム３０およびバックビーム３１に複数並行に掛け渡される経糸１の１本１本を各綜絖３５、３６のヘルド穴４４に通すことができるように配置されている。
【００２０】
これらの綜絖３５、３６は図示略の上下駆動機構により個々に上下に移動自在に設けられており、しかも綜絖３５と綜絖３６の上下移動が交互に繰り返しなされるように構成されている。例えば、図４に示す如く綜絖３５が下側に、綜絖３６が上側に移動することにより、綜絖３５がヘルド部材４３により区分け支持している１本おきの経糸１の群を下側に引っ張り、綜絖３６がヘルド部材４３により区分け支持している他の１本おきの経糸１の群を上側に引っ張ることにより、２つに区分けしたうちの１群の経糸１と他の１群の経糸１との間に隙間を大きく形成することができる。この隙間の形成により後述する如くシャトル３９、４０の経糸１…に対する交差方向への移動が可能となる。また、逆に、綜絖３５が上側に綜絖３６が下側に移動すると、先の２つに区分けした１群の経糸１と他の１群の経糸１との上下関係が逆転するので、シャトル３９、４０が１群の経糸間の隙間を介して行う経糸１の交差方向への通過が可能となる。
【００２１】
また、前記筬３７は上枠４５と下枠４６との間に並行に複数本の筬羽４７を平行に備えて構成され、これらの筬羽４７の間にフロントビーム３０およびバックビーム３１間に複数並行に掛け渡されている経糸１を挿通できるように配置され、この状態のまま筬羽４７をフロントビーム３０側に平行移動できるように構成されている。なお、図４においては綜絖３５、３６と筬３７の個々の支持移動機構についても詳細を略してそれらの動作方向のみを矢印にて示している。
【００２２】
前記シャトル３９には本発明に係る先の布帛１０のうち、緯糸２となるべき金属繊維が巻き付けられていて、シャトル３９はフロントビーム３０の長さ方向に沿ってフロントビーム３０と平行に移動自在に設けられており、必要に応じてシャトル３９から金属繊維を必要な長さ自由に繰り出すことができるように構成されている。
【００２３】
次に、図４に示す構成の製造装置Ｍを用いて図１に示す構成の布帛１０を製造する方法の一例について説明する。
布帛１０を製造するには、製造装置Ｍのフロントビーム３０とバックビーム３１の間に並行に金属繊維からなる経糸１を必要本数張設しておく。図４に示す実施形態では、概略のみを示すが、複数張設した経糸１は各綜絖３５、３６の各ヘルド孔部４４を通過するようにしてフロントビーム３０とバックビーム３１との間に張設しておく。また、シャトル３９には金属繊維からなる緯糸２を必要長さ巻き付けておく。
【００２４】
前述の状態から、綜絖３５、３６を交互に上下移動させると、図４に示す如く１本おきに経糸１を２つの群に区分けして上下に移動できるので、群分けした１本１本の経糸１間に大きな隙間が生じる。この隙間を利用し、シャトル３９に巻かれている緯糸２をフロントビーム３０の一端側から反対端側に向かってシャトル３９とともに移動させると、シャトル３９の移動に伴い、緯糸２を経糸１…の１本おきに交差する方向に織り込むことができる。
シャトル３９が経糸１の全ての列を通過してフロントビーム３０の反対端側に移動すると、一列全ての経糸１に対して１本おきに緯糸２を織り込むことができるので、この後、筬３７をフロントビーム３０側に移動させて緯糸２をフロントビーム３０側に押し込む操作を行うことで緯糸２を打ち込むことができる。そして、シャトル３９が経糸１…の全ての列を通過して織り込んだ緯糸２を上述の如く打ち込み後、綜絖３５、３６の上下位置を逆転させると２つに区分けした経糸１の群が上下入れ替わるので、第１のシャトル３９を再度フロントビーム３０に沿って逆方向移動させて先の位置に戻す操作を行い、張設した経糸１…の１本おきに緯糸２を織り込むことができる。
以上の操作を繰り返し行うことで、織り込み配置した行毎の緯糸２を筬３７の筬羽４７により１行１行打ち込んで密着させることができ、経糸１…と緯糸２…からなる織物本体３を織り込んでゆくことができる。
【００２５】
図３に示すように、経糸１の一部のみに金属繊維１を組み込み、それ以外を絶縁性繊維３とする構成の布帛１０ａを製造する場合、フロントビーム３０とバックビーム３１の間に張設する経糸１の構成を変更することで対応可能である。
また、緯糸２の一部のみに金属繊維１を組み込む場合は、シャトル３９に絶縁性繊維３を必要長さ巻き付けておくとともに、別途金属繊維１を巻き付けた第２シャトル（図示せず）を用意し、適宜絶縁性繊維からなる緯糸３との間に介在させるように第２シャトルを織り込む操作を行えば良い。
【００２６】
次に、比較として一般的に使用される導電性糸について、導電性及び耐食性についてまとめたものを表１に示す。
導電性の評価は、Ｃｕからなる金属線の導電性を１００とした時に、７５〜１００を◎、５０〜７５を○、５０以下を△とした。
耐食性は、液温が２０℃及び６０℃である３重量％ＮａＣｌ水溶液に１ヶ月浸漬し、腐食の様子を目視により評価した。◎は変色はあるものの腐食されていないこと、○は腐食により侵食されていること、△は著しく腐食されていることを示す。
【００２７】
【表１】
2011084822.tif 000003
【００２８】
この表より、デバイス間の接続やデバイスと電源の接続に導電性布帛を用いる場合、導電性、耐食性に優れるＴｉ被覆Ｃｕ線を使用した布帛が有効であることがわかる。
【００２９】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…導電性布帛、１…経糸、２…緯糸、３…絶縁性繊維、２０…線材、２１…被覆層、Ｍ…製造装置、３０…フロントビーム、３１…バックビーム、３２…クロスビーム、３３…ワークビーム、３５、３６…綜絖、３７…筬、３９…シャトル、４３…ヘルド部材、４４…ヘルド孔、４７…筬羽。
【図１】
2011084822.tif 000004
【図２】
2011084822.tif 000005
【図３】
2011084822.tif 000006
【図４】
2011084822.tif 000007