(57)【要約】【課題】高いセンサ感度が得られ、かつ着用感にも優れる歪みセンサ付き布帛及び被服を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、伸縮可能なシート状の布帛と、この布帛の一方の面側に積層される歪みセンサと、を備え、前記布帛が、歪みセンサが積層される領域の少なくとも一部の表層に歪みセンサの接着に寄与する繊維及び樹脂を含む複合層を有する歪みセンサ付き布帛である。前記複合層の平均厚さとしては、前記布帛の平均厚さに対して５％以上４０％以下が好ましい。前記複合層と前記歪みセンサとの間に接着剤層を備えるとよい。前記布帛の表面及び裏面のうち少なくとも歪みセンサが存在しない領域に滑り止め層を備えるとよい。また、別の本発明は、当該歪みセンサ付き布帛から構成される領域を備える被服である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮可能なシート状の布帛と、
この布帛の一方の面側に積層される歪みセンサと、を備え、
前記布帛が、歪みセンサが積層される領域の少なくとも一部の表層に歪みセンサの接着に寄与する繊維及び樹脂を含む複合層を有する歪みセンサ付き布帛。
【請求項２】
前記複合層の平均厚さが、前記布帛の平均厚さに対して５％以上４０％以下である請求項１に記載の歪みセンサ付き布帛。
【請求項３】
前記複合層と前記歪みセンサとの間に接着剤層を備える請求項１又は請求項２に記載の歪みセンサ付き布帛。
【請求項４】
前記布帛の表面及び裏面のうち少なくとも歪みセンサが存在しない領域に滑り止め層を備える請求項１、請求項２及び請求項３のいずれか１項に記載の歪みセンサ付き布帛。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の歪みセンサ付き布帛から構成される領域を備える被服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪みセンサ付き布帛及び被服に関する。
【背景技術】
【０００２】
歪みセンサは、抵抗体を備えており、配設した物体の３次元の変形（歪み）を抵抗体の抵抗変化から検出するものである。このような歪みセンサを取り付けた被服（布帛）により、例えば、着用者の動作を電気信号として捉えることができる。このような歪みセンサ付き布帛としては、例えば特開２０１１−４７７０２号公報所載のものが公知である。この従来の歪みセンサ付き布帛は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の伸縮性を有する接着剤により、所定方向に配向されたＣＮＴ（カーボンナノチューブ）膜を有するＣＮＴセンサが布帛に付設されている。そして、この歪みセンサ付き布帛は、布帛の伸縮に伴ってＣＮＴ膜が伸縮されると、ＣＮＴセンサの電極に接続された配線を介して検知信号が伝達され、この検知信号を判定することで布帛の変形を検出して、これにより着用者の動作を検知するものである。
【０００３】
しかし、この前記従来の歪みセンサ付き布帛では、被服の片面に塗布された接着剤が、布帛の接着剤塗布面の反対側の表層まで含浸し、硬化するため、布帛の剛性が高くなり、センサ感度が低下する。さらに前記剛性によって着用感にも劣るという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述のような事情に基づいてなされたものであり、高いセンサ感度を有し、かつ着用感にも優れる歪みセンサ付き布帛及び被服を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するためになされた発明は、伸縮可能なシート状の布帛と、この布帛の一方の面側に積層される歪みセンサと、を備え、前記布帛が歪みセンサが積層される領域の少なくとも一部の表層に歪みセンサの接着に寄与する繊維及び樹脂を含む複合層を有する歪みセンサ付き布帛である。
【０００７】
当該歪みセンサ付き布帛は、前記布帛が歪みセンサが積層される領域において、前記布帛が、布帛と歪みセンサとの接着に寄与する複合層を備えており、この複合層は布帛の前記領域の少なくとも一部の表層に存在する。そのため、前記領域における布帛の全てが樹脂によって硬化しないため、布帛の剛性上昇が抑制される。よって、当該歪みセンサ付き布帛は、剛性を従来のものに比べて低くできる。その結果、当該歪みセンサ付き布帛は、高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。
【０００８】
前記複合層の平均厚さとしては、前記布帛の平均厚さに対して５％以上４０％以下が好ましい。このように、複合層の平均厚さを上記範囲とすることで、つまり前記布帛の歪みセンサが積層される領域において、複合層が布帛の表層に留まり、裏面側に樹脂を含浸させないことで、剛性を従来のものに比べてより容易かつ確実に低くできる。その結果、センサ感度及び着用感をさらに高められる。
【０００９】
前記複合層と前記歪みセンサとの間に接着剤層を備えるとよい。このように、複合層と接着剤層とを備えることで、複合層を布帛の表層にあらかじめ形成した後に接着剤層を塗布することができる。これにより、布帛の複合層が含浸していない側の面は樹脂が含浸していない繊維層となり、さらに布帛と歪みセンサとを接着する接着剤層が複合層の存在により布帛に含浸しない。従って、接着剤層を積層する際に布帛の前記表層の裏面側まで樹脂が含浸しないように各種条件を調整する手間が軽減される。その結果、センサ感度及び着用感をさらに高めるとともに、製造を容易にできる。
【００１０】
当該歪みセンサ付き布帛は、前記布帛の表面及び裏面のうち少なくとも歪みセンサが存在しない領域にタック性又は投錨性を有する滑り止め層を備えるとよい。このように、当該歪みセンサ付き布帛が滑り止め層を備えることで、当該歪みセンサ付き布帛と着用者等の肌等との間の密着性が高まり、着用者等の動きに歪みセンサをより追従させることができる。従って、センサ感度及び着用感をさらに高められる。
【００１１】
前記課題を解決するためになされた別の発明は、当該歪みセンサ付き布帛から構成される領域を備える被服である。当該被服は当該歪みセンサ付き布帛を備えるので、前述のように高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の歪みセンサ付き布帛及び被服によれば、接着用の樹脂の含浸に伴う布帛の剛性の上昇が抑制されるため、センサ感度を向上させることができ、かつ着用感にも優れる。従って、当該歪みセンサ付き布帛及び被服は、着用者等の動き検出が容易かつ確実となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る歪みセンサ付き布帛の模式的断面図である。
【図２】図１のＣＮＴセンサの模式的断面図（ａ）、模式的平面図（ｂ）、及びＢ−Ｂ線での模式的断面図（ｃ）である。
【図３】本発明のＣＮＴセンサが有するＣＮＴ繊維束の切断箇所を表す模式的拡大図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る歪みセンサ付き布帛の模式的平面図（ａ）及びＣ−Ｃ線での模式的断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る歪みセンサ付き布帛の模式的断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る被服の部分的平面図（ａ）及びＤ−Ｄ線での模式的断面図（ｂ）である。
【図７】図６とは異なる実施形態に係る被服の部分的平面図である。
【図８】本発明の実施例１〜３及び比較例１の荷重−歪みの関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の歪みセンサ付き布帛及び被服の実施の形態を、適宜図面を参照しつつ詳説する。
【００１５】
［歪みセンサ付き布帛］
まず、本発明の歪みセンサ付き布帛の実施形態について説明する。
【００１６】
＜第一実施形態＞
図１の歪みセンサ付き布帛１は、布帛２及び歪みセンサとしてのＣＮＴセンサ３を備える。また、布帛２は、複合層４及び繊維層５を有する。この複合層４は布帛２のＣＮＴセンサ３が積層される領域の表層に位置する。布帛２のうち、複合層４以外の部分は繊維層５である。
【００１７】
（布帛）
前記布帛２は、伸縮可能なシート状である。布帛２としては組織内部に接着剤等の樹脂が含浸できるものであれば特に限定されないが、例えば不織布、一方向（例えばシート本体の一辺方向と平行）に引き揃えられた縦糸とこの一方向に交差（直交）する方向に引き揃えられ縦糸に絡み合うよう配設された横糸とからなる織物、及び一本（又は数本）の糸により多数のループを形成し多数のループが絡み合うように編まれた編物が挙げられる。これらの中で、伸縮性の観点から編物が好ましい。
【００１８】
布帛２の平均厚さの下限としては２００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。布帛２の平均厚さが前記下限未満である場合は、布帛２の表層のみに複合層４を含浸させることが困難になるおそれがある。布帛２の平均厚さの上限としては１ｍｍが好ましく、８００μｍがより好ましい。布帛２の平均厚さが前記上限を超える場合は、布帛２の剛性が高くなり、センサ感度が低下するおそれがある。
【００１９】
布帛２の目付の下限としては、１００ｇ／ｍ２が好ましく、１５０ｇ／ｍ２がより好ましい。布帛２の目付が前記下限未満である場合は、布帛２の表層のみに複合層４を含浸させることが困難になるおそれがある。布帛２の目付の上限としては、３００ｇ／ｍ２が好ましく、２５０ｇ／ｍ２がより好ましい。布帛２の目付が前記上限を超える場合は、布帛２の剛性が高くなり、センサ感度が低下するおそれがある。
【００２０】
（複合層）
複合層４は、布帛２の一方の面側の繊維の空隙に樹脂が含浸したものであり、布帛２の一方の面とＣＮＴセンサ３とを接着する。図１に示すように、複合層４を形成する樹脂は布帛２のＣＮＴセンサ３が積層される領域の表層のみに含浸している。なお、複合層４を形成する樹脂は図１に示すようにその全てが布帛２の表層に含浸するほか、その一部が布帛２に含浸せず、布帛２の表面に留まっていてもよい。また、複合層４を形成する樹脂が含浸する領域は平面視でＣＮＴセンサ３と同形である。
【００２１】
前記複合層４を形成する樹脂としては、接着剤が挙げられる。この接着剤は、弾性を有するものが好ましい。このような接着剤としては、例えば、シリル化ウレタン系接着剤、ゴム系接着剤、ウレタン系接着剤等の無溶剤型接着剤や、ウレタン系ホットメルト型接着剤、アクリル系ホットメルト型接着剤、合成ゴム系ホットメルト型接着剤、ＥＶＡ樹脂系ホットメルト型接着剤、スチレン系ホットメルト型接着剤、シリコーン系ホットメルト型接着剤等のホットメルト型接着剤や、ウレタン系溶剤型接着剤、アクリル系溶剤型接着剤、合成ゴム系溶剤型接着剤、ＥＶＡ樹脂系溶剤型接着剤、スチレン系溶剤型接着剤、シリコーン系溶剤型接着剤等の溶剤型接着剤などが挙げられる。これらの中で、無溶剤型接着剤が好ましく、ウレタン系接着剤がより好ましい。
【００２２】
複合層４を形成する接着剤の布帛２とＣＮＴセンサ３とを接着する時の粘度の下限としては５０，０００ｍＰａ・ｓが好ましく、８０，０００ｍＰａ・ｓがより好ましい。接着剤の粘度が前記下限未満だと接着剤が布帛２の中層まで含浸するおそれがある。接着剤の布帛２とＣＮＴセンサ３とを接着する時の粘度の上限としては２００，０００ｍＰａ・ｓが好ましく、１５０，０００ｍＰａ・ｓがより好ましい。接着剤の粘度が前記上限を超えると接着剤含浸後の布帛２の剛性が高くなり、当該歪みセンサ付き布帛１のセンサ感度が低下するおそれがある。なお、接着剤の粘度はＢ型粘度計（例えば、東機産業（株）社の「ＴＶＢ−１０型粘度計」）により、回転数１２ｒｐｍの条件下で測定される値である。
【００２３】
複合層４を形成する接着剤の硬化後のヤング率の上限としては５ＭＰａが好ましい。硬化後のヤング率の下限としては１ＭＰａ又は布帛２のヤング率の５０％のいずれか低い方が好ましい。接着剤の硬化後のヤング率が前記上限を超えると、複合層４によって布帛２の伸縮が阻害されるおそれがある。一方、硬化後のヤング率が前記下限未満であると、布帛２の伸縮が複合層４で吸収されてしまい、ＣＮＴセンサ３に的確に伝達されないおそれがある。
【００２４】
複合層４の平均厚さ（複合層４を形成する接着剤の布帛２への平均含浸厚さ）の下限としては、布帛２の平均厚さに対して５％が好ましく、１０％がより好ましい。前記平均厚さが前記下限未満だと、十分な接着力が得られず、ＣＮＴセンサ３が布帛２から剥離するおそれがある。前記平均厚さの上限としては、布帛２の平均厚さに対して４０％が好ましく、３０％がより好ましい。平均厚さが前記上限を超えると、布帛２の剛性が上昇し、当該歪みセンサ付き布帛１のセンサ感度が低下するおそれがある。
【００２５】
（繊維層）
繊維層５は、布帛２のうち複合層４を形成する樹脂が含浸していない層である。図１に示すように布帛２の表面側の表層より裏面側（中層及び裏面側の表層）は繊維層５を形成する。繊維層５は布帛２の一部であり内部に空隙を有している。ここで、「中層」とは、布帛の表面及び裏面の間に位置し、着用者等に直接接触しない層をいう。
【００２６】
（ＣＮＴセンサ）
ＣＮＴセンサ３は布帛２の表面に積層されている。具体的には、ＣＮＴセンサ３は、伸縮性を有する布帛２の表面に一体的に配設されることで、布帛２の平面方向の伸縮に伴ってＣＮＴセンサ３が伸縮するよう設けられている。
【００２７】
ＣＮＴセンサ３は、図２に示すように、前記布帛２に貼着される基板３ａと、この基板３ａの表面側に設けられる複数のＣＮＴ繊維を有するＣＮＴ膜３ｂと、このＣＮＴ膜３ｂの端部にそれぞれ配設される一対の電極３ｃを主に備える。
【００２８】
前記基板３ａは柔軟性を有する板状体である。この基板３ａのサイズとしては特に限定されず、例えば厚みが１０μｍ以上５ｍｍ以下、幅が１ｍｍ以上５ｃｍ以下、長さが１ｃｍ以上２０ｃｍ以下とすることができる。
【００２９】
基板３ａの材質としては、柔軟性を有する限り特に限定されず、例えば合成樹脂、ゴム、不織布、変形可能な形状又は材質の金属や金属化合物等を挙げることができる。基板３ａは絶縁体又は抵抗値の高い材質であればよいが、金属等の抵抗値の低い材料を用いる場合はその表面に絶縁層又は抵抗値の高い材料をコーティングすればよい。これらの中でも、合成樹脂及びゴムが好ましく、ゴムがさらに好ましい。ゴムを用いることで、基板３ａの柔軟性をより高めることができる。
【００３０】
前記合成樹脂としては、例えばフェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ユリア樹脂、ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂、ポリウレタン（ＰＵＲ）、熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン樹脂（ＡＳ）、ポリメチルメタアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）等を挙げることができる。
【００３１】
前記ゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ＰＤＭＳ等を挙げることができる。これらのゴムの中でも強度等の点から天然ゴムが好ましい。
【００３２】
前記一対の電極３ｃは、基板３ａの表面側の長手方向Ａ（ＣＮＴ繊維の配向方向）の両端部分に配設されている。具体的には、各電極３ｃは、基板３ａの表面の長手方向Ａの両端部分に離間して配設される一対の導電層３ｄの表面にそれぞれ配設されている。
【００３３】
各導電層３ｄは、電極３ｃとＣＮＴ膜３ｂとの電気的な接続性を高めている。導電層３ｄを形成する材料としては、導電性を有する限り特に限定されず、例えば導電性ゴム系接着剤等を用いることができる。導電層３ｄとしてこのように接着剤を用いることで、基板３ａ、電極３ｃ、及びＣＮＴ膜３ｂの両端の固着性を高め、前記ＣＮＴセンサ３の持続性を高めることができる。
【００３４】
電極３ｃは、帯状形状を有している。一対の電極３ｃは、基板３ａの幅方向に、互いに平行に配設されている。電極３ｃを形成する材料としては、特に限定されず、例えば銅、銀、アルミニウム等の金属、カーボン系導電材料等を用いることができる。
【００３５】
前記電極３ｃの形状としては、例えば膜状、板状、メッシュ状等とすることができるが、メッシュ状とすることが好ましい。このようにメッシュ状の電極３ｃを用いることで、導電層３ｄとの密着性及び固着性を高めることができる。このようなメッシュ状の電極３ｃとしては、金属メッシュや、不織布に金属を蒸着又はスパッタさせたもの等を用いることができる。なお、電極３ｃとしては、導電性接着剤の塗布等によって形成したものであってもよい。
【００３６】
前記ＣＮＴ膜３ｂは、一方向に配向する複数のＣＮＴ繊維からなる複数のＣＮＴ繊維束３ｅ及びこの複数のＣＮＴ繊維束３ｅの周面を被覆するＣＮＴ膜樹脂層３ｆを有する。つまり、ＣＮＴ繊維束３ｅは複数のＣＮＴ繊維から構成され、このＣＮＴ繊維束３ｅの周囲をＣＮＴ膜樹脂層３ｆが被覆している。また、ＣＮＴ膜３ｂは平面視矩形形状を有し、ＣＮＴ膜３ｂの長手方向Ａの両端部分がそれぞれ導電層３ｄを介して電極３ｃと接続されている。
【００３７】
ＣＮＴ膜３ｂは、一方向（一対の電極３ｃの対向方向Ａ）に配向する複数のＣＮＴ繊維束３ｅを有する。ＣＮＴ繊維束３ｅがこのように配向していることにより一対の電極３ｃが離れる方向（前記方向Ａ）へ歪みが加わった場合に、ＣＮＴ繊維束３ｅを構成するＣＮＴ繊維の切断、離間、ＣＮＴ繊維束３ｅの切断空間（ギャップ）の伸縮等によって当該ＣＮＴセンサ３をして抵抗変化を得ることができる。より具体的には、ＣＮＴ繊維束３ｅは、ＣＮＴ繊維からなるバンドル構造となっており、ＣＮＴ繊維束３ｅの任意の横断面においては、切断されないＣＮＴ繊維と、ＣＮＴ繊維が切断、離間したギャップの両方が存在することになる。ＣＮＴ繊維のギャップが広がると、残された切断されないＣＮＴ繊維は伸びることになり、それによっても抵抗変化が発生する。
【００３８】
各ＣＮＴ繊維束３ｅは、複数のＣＮＴ繊維からなる。ここで、ＣＮＴ繊維とは、１本の長尺のＣＮＴをいう。また、ＣＮＴ繊維束３ｅは、ＣＮＴ繊維の端部同士が連結する連結部を有する。ＣＮＴ繊維同士は、これらのＣＮＴ繊維の長手方向に連結している。このようにＣＮＴ膜３ｂにおいて、ＣＮＴ繊維同士がその長手方向に連結してなるＣＮＴ繊維束３ｅを用いることで、ＣＮＴ繊維束３ｅの配向方向長さの大きいＣＮＴ膜３ｂを形成することができ、前記ＣＮＴセンサ３の長手方向長さを大きくし、感度を向上させることができる。
【００３９】
また、複数のＣＮＴ繊維束３ｅは、図３に示すように長手方向Ａに切断個所Ｐを有するとよい。この切断個所Ｐは、例えばＣＮＴ膜３ｂを基板３ａに積層後、長手方向Ａに伸張することで形成することができる。この切断個所Ｐは各ＣＮＴ繊維束３ｅのランダムな個所に形成されていることが好ましい。切断個所Ｐがランダムに形成されることで、切断個所Ｐの間隔（ギャップ）が複数同じタイミングで変化（伸縮）することが防止されるため、抵抗変化の急激な変動を防止しリニアリティを向上させることができる。なお、この切断個所ＰにはＣＮＴ繊維が断片的に存在していて導通が保たれていることが好ましい。また、１つのＣＮＴ繊維束３ｅに複数の切断個所Ｐが形成されていてもよい。
【００４０】
静置時における前記切断個所Ｐの間隔の下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。切断個所Ｐの間隔が前記下限未満の場合、ＣＮＴ膜３ｂの伸縮時の抵抗変化のリニアリティが十分得られないおそれがある。一方、静置時における前記切断個所Ｐの間隔の上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。切断個所Ｐの間隔が前記上限を超える場合、前記ＣＮＴセンサ３の抵抗が必要以上に高くなるおそれがある。
【００４１】
また、複数のＣＮＴ繊維束３ｅは前記連結部等により網目状に連結又は接触しているとよい。この際、連結部において、３つ以上のＣＮＴ繊維の端部が結合していてもよいし、２つのＣＮＴ繊維の端部と他のＣＮＴ繊維の中間部とが結合していてもよい。複数のＣＮＴ繊維束３ｅがこのような網目構造を形成することで、ＣＮＴ繊維束３ｅ同士が密接し、ＣＮＴ膜３ｂの抵抗を下げることができる。さらに、前記ＣＮＴ繊維束３ｅの連結部が主な基点となって、隣り合うＣＮＴ繊維束３ｅ間に限らず、何本か飛び越えた場所のＣＮＴ繊維束３ｅと連結又は接触してもよい。このように、複雑な網目状のＣＮＴ繊維束３ｅからなるＣＮＴ膜３ｂであれば、より抵抗値が低くなり、ＣＮＴ繊維束３ｅと垂直な方向に剛性の強いセンサとすることができる。なお、ＣＮＴ繊維束３ｅ同士の連結とは前記連結部等とＣＮＴ繊維束３ｅが電気的に繋がることであり、ＣＮＴ繊維束３ｅの連結部ではない部分同士が電気的に繋がった場合も連結に含まれる。ＣＮＴ繊維束３ｅ同士の接触とは前記連結部等とＣＮＴ繊維束３ｅが触れているが電気的に繋がっていないことであり、ＣＮＴ繊維束３ｅの連結部ではない部分同士が触れているが電気的に繋がっていない場合も接触に含まれる。
【００４２】
なお、ＣＮＴ繊維束３ｅは、各ＣＮＴ繊維が実質的にＣＮＴ繊維束３ｅの長手方向Ａに配向され、撚糸されていない状態のものである。このようなＣＮＴ繊維束３ｅを用いることで、ＣＮＴ膜３ｂの均一性を高め、歪みを測定するセンサとしてのリニアリティを高めることができる。
【００４３】
なお、前記連結部において、各ＣＮＴ繊維同士は分子間力により結合している。このため、複数のＣＮＴ繊維束３ｅが連結部により網目状に連結した場合においても、連結部の存在による抵抗の上昇が抑えられる。
【００４４】
なお、ＣＮＴ膜３ｂは、ＣＮＴ繊維束３ｅを平面状に略平行に配置した単層構造からなってもよいし、多層構造からなってもよい。ただし、ある程度の導電性を確保するためには、多層構造とすることが好ましい。
【００４５】
ＣＮＴ繊維（ＣＮＴ）としては、単層のシングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）や、多層のマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）のいずれも用いることができるが、導電性及び熱容量等の点から、ＭＷＮＴが好ましく、直径１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下のＭＷＮＴがさらに好ましい。
【００４６】
前記ＣＮＴ繊維（ＣＮＴ）は、公知の方法で製造することができ、例えばＣＶＤ法、アーク法、レーザーアブレーション法、ＤＩＰＳ法、ＣｏＭｏＣＡＴ法等により製造することができる。これらの中でも、所望するサイズのＣＮＴ（ＭＷＮＴ）を効率的に得ることができる点から、鉄を触媒とし、エチレンガスを用いたＣＶＤ法により製造することが好ましい。この場合、石英ガラス基板や酸化膜付きシリコン基板等の基板に、触媒となる鉄あるいはニッケル薄膜を成膜した上に、垂直配向成長した所望する長さのＣＮＴの結晶を得ることができる。
【００４７】
前記ＣＮＴ膜樹脂層３ｆは樹脂を主成分とし、複数のＣＮＴ繊維束３ｅの周面を被覆する層である。この樹脂としては、基板３ａの材料として例示した合成樹脂やゴム等を挙げることができ、これらの中でもゴムが好ましい。ゴムを用いることで、大きな歪みに対しても十分な保護機能を発揮することができる。
【００４８】
ＣＮＴ膜樹脂層３ｆは、水性エマルジョンから形成されていることが好ましい。水性エマルジョンとは、分散媒の主成分が水であるエマルジョンをいう。ＣＮＴは疎水性が高い。そのため、前記ＣＮＴ膜樹脂層３ｆを水性エマルジョンから形成すると、例えば塗工や浸漬によりこのＣＮＴ膜樹脂層３ｆを設けることで、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆがＣＮＴ繊維束３ｅの内部に含浸せずにＣＮＴ繊維束３ｅの周囲に充填された状態とすることができる。このようにすることで、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆを形成する樹脂がＣＮＴ繊維束３ｅにしみ込んで、ＣＮＴ膜３ｂの抵抗変化に影響を及ぼすことを抑制し、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆの存在によるＣＮＴ膜３ｂの歪み感度の低下を抑えることができる。なお、水性エマルジョンは乾燥工程を経ることによって、より安定したＣＮＴ膜樹脂層３ｆとすることができる。
【００４９】
また、ＣＮＴ繊維束３ｅは複数のＣＮＴ繊維からなるバンドル構造を有する。具体的には、ＣＮＴ繊維束３ｅの中に複数のＣＮＴ繊維がお互いにオーバーラップしながら、長いＣＮＴ繊維束３ｅを形成する。この場合、複数のＣＮＴ繊維が繋がっていくことによって、電流パスを備える長いＣＮＴ繊維束３ｅを形成することになる。これはＣＮＴ繊維が長手方向に切断されても電流パスを失わない理由でもある。ＣＮＴ膜樹脂層３ｆは最低限バンドル構造体を形成している複数のＣＮＴ繊維中まで含浸しなければ、ＣＮＴ繊維束３ｅの中へ含浸しても問題ない。ＣＮＴ繊維束３ｅを構成する小さな径のバンドル構造体は、ＣＮＴ繊維束３ｅの中の小さな径の束と考えられる。逆にＣＮＴ繊維束３ｅ内部のＣＮＴ繊維の表面にまで絶縁物であるＣＮＴ膜樹脂層３ｆが含浸してＣＮＴ繊維の表面をＣＮＴ膜樹脂層３ｆが被覆すると、歪みの印加によって長手に切断された複数のＣＮＴ繊維が隣のＣＮＴ繊維に接触することができなくなり、導電パスを失い、急激に抵抗が増大する。その結果、リニアリティが低下したり、歪みによる抵抗変化が鈍化することになるため好ましくない。
【００５０】
ＣＮＴ繊維束３ｅを構成するＣＮＴ繊維には、一対の電極３ｃが離れる方向（方向Ａ）へ歪みが加わることによって切断、離間されてギャップが形成されるが、その横断面においては、ＣＮＴ繊維が減ることによって前記Ａ方向に部分的に伸縮し易くなる。この部分では前記ＣＮＴ膜樹脂層３ｆも伸縮し易くなるため、ＣＮＴ膜３ｂが前記Ａ方向に剛性の変化を発生させながら伸縮できるようになる。その剛性の変化具合をより細かくすることで当該センサのリニアリティをより高めることができる。
【００５１】
前記水性エマルジョンの分散媒の主成分は、水であるが、その他の例えばアルコール等の親水性分散媒が含有されていてもよい。前記エマルジョンの分散質としては、通常樹脂であり、前述したゴム、特には天然ゴムが好ましい。また、分散質としてポリウレタンを用いてもよい。この好ましいエマルジョンは、分散媒を水とし、ゴムを分散質とするいわゆるラテックスが挙げられ、天然ゴムラテックスが好ましい。天然ゴムラテックスを用いることで、薄くかつ強度のある保護膜を形成することができる。
【００５２】
また、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆはカップリング剤を含有しているとよい。ＣＮＴ膜樹脂層３ｆがカップリング剤を含有することで、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆとＣＮＴ繊維束３ｅとを架橋し、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆとＣＮＴ繊維束３ｅとの接合力を向上させることができる。
【００５３】
前記カップリング剤としては、例えばアミノシランカップリング剤、アミノチタンカップリング剤、アミノアルミニウムカップリング剤等のアミノカップリング剤やシランカップリング剤などを用いることができる。
【００５４】
カップリング剤のＣＮＴ膜樹脂層３ｆのマトリックス樹脂１００質量部に対する含有量の下限としては、０．１質量部が好ましく、０．５質量部がより好ましい。一方、カップリング剤の樹脂層７のマトリックス樹脂１００質量部に対する含有量の上限としては、１０質量部が好ましく、５質量部がより好ましい。カップリング剤の含有量が前記下限未満の場合、ＣＮＴ繊維束３ｅとＣＮＴ膜樹脂層３ｆとの架橋構造の形成が不十分となるおそれがある。逆に、カップリング剤の含有量が前記上限を超える場合、架橋構造を形成しない残留アミン等が増加し、前記ＣＮＴセンサ３の品質が低下するおそれがある。
【００５５】
また、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆはＣＮＴ繊維束３ｅに対する吸着性を有する分散剤を含有することが好ましい。このような吸着性を有する分散剤としては、吸着基部分が塩構造になっているもの（例えばアルキルアンモニウム塩等）や、ＣＮＴ繊維束３ｅの疎水性の基（例えばアルキル鎖や芳香族リング等）と相互作用できる親水性の基（例えばポリエーテル等）を分子中に有するもの等を用いることができる。
【００５６】
前記分散剤のＣＮＴ膜樹脂層３ｆのマトリックス樹脂１００質量部に対する含有量の下限としては、０．１質量部が好ましく、１質量部がより好ましい。一方、分散剤の樹脂層７のマトリックス樹脂１００質量部に対する含有量の上限としては、５質量部が好ましく、３質量部がより好ましい。分散剤の含有量が前記下限未満の場合、ＣＮＴ繊維束３ｅとＣＮＴ膜樹脂層３ｆとの接合力が不十分となるおそれがある。逆に、分散剤の含有量が前記上限を超える場合、ＣＮＴ繊維束３ｅとの接合に寄与しない分散剤が増加し、前記ＣＮＴセンサ３の品質が低下するおそれがある。
【００５７】
ＣＮＴ膜３ｂの平均幅の下限としては、１ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。一方、ＣＮＴ膜３ｂの平均幅の上限としては、１０ｃｍが好ましく、５ｃｍがより好ましい。このようにＣＮＴ膜３ｂの平均幅を比較的大きくすることで、前述のようにＣＮＴ膜３ｂの抵抗値を下げ、かつ、この抵抗値のバラツキも低減することができる。
【００５８】
ＣＮＴ膜３ｂの平均厚みとしては、特に限定されない。例えば、ＣＮＴ膜３ｂの平均厚みの下限としては、１μｍが好ましく、１０μｍがさらに好ましい。一方、ＣＮＴ膜３ｂの平均厚みの上限としては、５ｍｍが好ましく、１ｍｍがさらに好ましい。ＣＮＴ膜３ｂの平均厚みが前記下限未満の場合は、このような薄膜の形成が困難になるおそれや、抵抗が上昇しすぎるおそれがある。逆に、ＣＮＴ膜３ｂの平均厚みが前記上限を超える場合は、歪みに対する感度が低下するおそれがある。
【００５９】
ＣＮＴ膜３ｂにおけるＣＮＴ繊維束３ｅの密度の下限としては、１．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．８ｇ／ｃｍ３がより好ましい。一方、ＣＮＴ膜３ｂにおけるＣＮＴ繊維束３ｅの密度の上限としては、１．８ｇ／ｃｍ３が好ましく、１．５ｇ／ｃｍ３がより好ましい。ＣＮＴ膜３ｂにおけるＣＮＴ繊維束３ｅの密度が前記下限未満の場合、ＣＮＴ膜３ｂの抵抗値が高くなるおそれがある。逆に、ＣＮＴ膜３ｂにおけるＣＮＴ繊維束３ｅの密度が前記上限を超える場合、十分な抵抗変化が得られないおそれがある。
【００６０】
ＣＮＴセンサ３はＣＮＴ膜３ｂの周面を被覆する膜状の保護層３ｇを備える。具体的には図２に示すように、保護層３ｇは、ＣＮＴ膜３ｂ及び導電層３ｄの表面の一部を被覆している。なお、導電層３ｄの一部は、保護層３ｇに被覆されず、露出している部分を有する。このように保護層３ｇを積層することで、前記保護層３ｇはＣＮＴ繊維表面の少なくとも一部と接触し、ＣＮＴ膜３ｂを保護している。これにより、不意の接触等によるＣＮＴ膜３ｂの破損、ＣＮＴ繊維間の隙間への異物混入、又は湿気や浮遊ガス等のＣＮＴ繊維への付着等を抑えることができる。
【００６１】
保護層３ｇは、樹脂製である。この樹脂としては、ＣＮＴ膜樹脂層３ｆの材料として例示した合成樹脂やゴム等を挙げることができ、これらの中でもゴムが好ましい。ゴムを用いることで、大きな歪みに対しても十分な保護機能を発揮することができる。
【００６２】
保護層３ｇは、水性エマルジョンから形成されていることが好ましい。ＣＮＴは疎水性が高い。そのため、保護層３ｇを水性エマルジョンから形成すると、例えば塗工や浸漬によりこの保護層３ｇを設けた場合、保護層３ｇがＣＮＴ膜３ｂに含浸せずにＣＮＴ膜３ｂ表面に積層された状態とすることができる。水性エマルジョンは乾燥工程を経ることによって、より安定した保護層３ｇとすることができる。
【００６３】
前記水性エマルジョンの分散媒、分散質及び好ましいエマルジョンとしては、前記ＣＮＴ膜樹脂層３ｆとして例示したものと同様のものが挙げられる。
【００６４】
保護層３ｇの平均厚みとしては、特に限定されず、例えば１０μｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。
【００６５】
（利点）
当該歪みセンサ付き布帛１は、布帛２とＣＮＴセンサ３とが複合層４により接着され、複合層４は布帛２の表面側の表層のみに含浸し、布帛２は中層及び裏面側の表層に接着剤が含浸していない繊維層５を有する。そのため、この繊維層５が布帛２の柔軟性を保ち、当該歪みセンサ付き布帛１の剛性は従来のものに比べて低くなる。従って、当該歪みセンサ付き布帛１はより高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。
【００６６】
また、当該歪みセンサ付き布帛１は、歪みセンサとしてＣＮＴセンサ３を用いている。このＣＮＴセンサ３に用いられる抵抗体であるＣＮＴ膜３ｂは、金属等の抵抗体と比べ遙かに大きな変形が可能であり、またリニアリティ特性にも優れる。このため、布帛２へ含浸する樹脂量を減らすことと相まって、ＣＮＴセンサ３は１００％以上の伸長が可能である。従って、当該歪みセンサ付き布帛１は、人体の動きのような大きな変形の検出に適する。
【００６７】
（歪みセンサ付き布帛の製造方法）
当該歪みセンサ付き布帛１の製造方法としては、特に限定されないが、例えば以下の製造工程で製造することができる。
【００６８】
まず、布帛２及びＣＮＴセンサ３を用意する。布帛２及びＣＮＴセンサ３は、公知の方法により製造することができるのでこれらの製造方法については省略する。
【００６９】
次に、複合層４を形成するとともに、布帛２とＣＮＴセンサ３とを接着する。複合層４を形成する接着剤としては前記の無溶剤型接着剤、ホットメルト型接着剤、溶剤型接着剤等を用いることができる。
【００７０】
複合層４を形成する接着剤として無溶剤型接着剤又は溶剤型接着剤を用いる場合、接着剤の粘度が５０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓとなるように調整する。この接着剤を布帛２又はＣＮＴセンサ３に塗布し、布帛２とＣＮＴセンサ３とを貼り合わせ、接着剤が硬化するまで固定する。この際、接着剤が布帛２の表層に留まり中層に含浸しないように、塗布する接着剤の層の厚さ及び固定時の圧力等を適宜調整する。
【００７１】
複合層４を形成する接着剤としてホットメルト型接着剤を用いる場合は、ペースト状又はシート状の接着剤を布帛２又はＣＮＴセンサ３に塗布又は貼付し、布帛２とＣＮＴセンサ３とを貼り合わせた後、布帛２を裏面側から加熱することにより布帛２とＣＮＴセンサ３とを接着する。この際、接着剤が布帛２の表層に留まり中層に含浸しないように、塗布又は貼付する接着剤の層の厚さ、加熱温度及び加熱時間を適宜調整する。
【００７２】
なお、本実施形態の表裏は歪みセンサ付き布帛の使用方法の表裏を決定するものではない。つまり、布帛２の表面が人体に接する側の面（以下、「着用者側面」ともいう。）であってもよく、布帛２の裏面が着用者側面であってもよい。布帛２の表面が着用者側面である場合は、ＣＮＴセンサ３が人体に触れることによって効率よく着用者の動きを検出できる。布帛２の裏面が着用者側面である場合は、接着剤が含浸していない繊維層５が人体に触れるため通常の衣服と同じ装着感を得られる。
【００７３】
＜第二実施形態＞
図４の歪みセンサ付き布帛１１は、複合層１２及び繊維層５を有する布帛２並びにＣＮＴセンサ３を備える。布帛２、ＣＮＴセンサ３及び繊維層５は、前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
複合層１２は、布帛２の繊維の空隙に樹脂が含浸したものであり、布帛２とＣＮＴセンサ３を接着するものである。複合層１２は、図４（ａ）に示すようにＣＮＴセンサ３の外縁部のみに平面視帯状に積層され、布帛２のＣＮＴセンサ３が積層される領域の外縁部の表層のみに複合層１２を形成する接着剤が含浸している。複合層１２を形成する接着剤としては、例えば前記第一実施形態の複合層４を形成する接着剤として例示したものと同様の接着剤が挙げられる。また、接着剤が硬化した後のヤング率、接着時の粘度及び接着剤が布帛に含浸する割合についても、第一実施形態の複合層４と同様である。
【００７５】
複合層１２の平面視における平均帯幅の下限としては、ＣＮＴセンサ３の幅に対して１０％が好ましく、１５％がより好ましい。複合層１２の平均帯幅が前記下限未満だと十分な接着力が得られず、ＣＮＴセンサ３が布帛２から剥離するおそれがある。複合層１２の平面視における平均帯幅の上限は、ＣＮＴセンサ３の幅に対して３０％が好ましく、２５％がより好ましい。複合層１２の平均帯幅が前記上限を超えると、布帛２の表面側の表層における樹脂の含浸領域が前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１と比べてあまり減少せず、当該歪みセンサ付き布帛１１のセンサ感度及び着用感がより向上しないおそれがある。
【００７６】
当該歪みセンサ付き布帛１１は、複合層がＣＮＴセンサ３の外縁部のみに帯状に積層される。よって、図４（ｂ）に示すように布帛２の表面側の表層における樹脂の含浸領域が最低限に抑えられる。そのため、前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１と比べて布帛２の柔軟性がさらに保たれ、当該歪みセンサ付き布帛１１の剛性はさらに低くなる。従って、当該歪みセンサ付き布帛１１はより高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。
【００７７】
＜第三実施形態＞
図５の歪みセンサ付き布帛２１は、複合層２２及び繊維層５を有する布帛２、ＣＮＴセンサ３並びに接着剤層２３を備える。布帛２、ＣＮＴセンサ３及び繊維層５は、前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
複合層２２は、布帛２の繊維の空隙に樹脂が含浸したものであり、布帛２とＣＮＴセンサ３とを接着剤層２３を介して間接的に接着するものである。複合層２２を形成する接着剤としては、例えば前記第一実施形態の複合層４を形成する接着剤として例示したものと同様の接着剤が挙げられる。また、接着剤が硬化した後のヤング率、接着時の粘度及び接着剤が布帛に含浸する割合についても、第一実施形態の複合層４と同様である。これらに加え、接着性を有しない樹脂等も複合層２２の樹脂として使用できる。また、複合層２２を形成する樹脂が含浸する領域は平面視でＣＮＴセンサ３の面積より大きい。
【００７９】
（接着剤層）
接着剤層２３は、複合層２２とＣＮＴセンサ３との間に積層され、複合層２２とＣＮＴセンサ３とを接着するものである。これにより布帛２とＣＮＴセンサ３とが接着される。接着剤層２３は接着剤を主成分とする。接着剤層２３を形成する接着剤は、硬化後のヤング率が一定範囲内のものであれば特に限定しないが、前記第一実施形態の複合層４において例示したものと同様の接着剤が使用できる。硬化後のヤング率の好適範囲についても、前記第一実施形態の複合層４と同様である。ただし、接着剤層２３は複合層２２の表面に積層され布帛２に含浸しないため、接着時の粘度が低い接着剤も採用できる。また、接着剤層２３が積層される領域は平面視でＣＮＴセンサ３と同形である。
【００８０】
接着剤層２３の平均厚さの下限としては、０．５μｍが好ましく、１μｍがより好ましく、５μｍがさらに好ましい。接着剤層２３の平均厚さが前記下限未満だと十分な接着力が得られず、ＣＮＴセンサ３が布帛２から剥離するおそれがある。接着剤層２３の平均厚さの上限としては、２００μｍが好ましく、１００μｍがより好ましく、５０μｍがさらに好ましい。接着剤層２３の平均厚さが前記上限を超えると、布帛２の剛性が上昇し、センサ感度の低下及び着用感の劣化を招くおそれがある。
【００８１】
当該歪みセンサ付き布帛２１は、前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１及び第二実施形態の歪みセンサ付き布帛１１と同様に、複合層２２による布帛２の剛性上昇が抑制される。よって、当該歪みセンサ付き布帛２１の剛性は従来のものに比べて低くなる。従って、当該歪みセンサ付き布帛２１は高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。また、接着剤層２３は複合層２２の表面に積層され、布帛２に含浸しない。よって、接着剤層２３を積層する際に布帛２の中層に樹脂が含浸しないように各種条件を調整する手間が軽減される。加えて、複合層２２は接着剤層２３より平面視で面積が大きいため、前記手間がさらに軽減される。従って、当該歪みセンサ付き布帛２１は前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１及び前記第二実施形態の歪みセンサ付き布帛１１と比べて容易に製造できる。
【００８２】
［被服］
次に、本発明の被服の実施形態について説明する。
【００８３】
図６の被服３１は、当該歪みセンサ付き布帛から構成される領域を備えるアームカバーである。当該歪みセンサ付き布帛は、複合層４及び繊維層５を有する布帛２、ＣＮＴセンサ３並びに滑り止め層３２を備える。このアームカバーは伸縮性を有し、着用者の動きに追従する。布帛２、ＣＮＴセンサ３、複合層４及び繊維層５は、図１のものと同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。また、滑り止め層３２はタック性又は投錨性を備えており、布帛２の表面及び裏面のうち少なくともＣＮＴセンサ３が存在しない領域に配設される。ここで、布帛２の表面とはＣＮＴセンサ３が積層される側の面をいい、布帛２の裏面とはＣＮＴセンサ３が積層されない側の面をいう。なお、図６（ａ）は、アームカバーの内面（着用者側面）を示している。図６（ｂ）においては図の上側がアームカバーの内面（着用者側面）である。また、本実施形態ではアームカバーの内面（着用者側面）が布帛２の裏面であり、滑り止め層３２が布帛２の裏面に配設されている。
【００８４】
（滑り止め層）
滑り止め層３２は、着用者の肌等と布帛２とが接触する着用者側面（布帛２の裏面）に配設される。滑り止め層３２は、タック性又は投錨性を有する樹脂を布帛２の着用者側面の表層に直接含浸させることにより形成されてもよく、タック性又は投錨性を有する布帛等を布帛２の着用者側面に接着又は縫合することにより形成されてもよい。本実施形態では、滑り止め層３２及びＣＮＴセンサ３は布帛２の異なる面に配設されるが、滑り止め層３２及びＣＮＴセンサ３を共に着用者側面に配設してもよい。この場合、滑り止め層３２が配設されるのは布帛２の表面である。このように、滑り止め層３２とＣＮＴセンサ３とが着用者側面に配設されることで、ＣＮＴセンサ３が着用者の肌等に直接接触し、かつ滑り止め層３２が着用者の肌等に密着するため、当該歪みセンサ付き布帛がより着用者の動きに追従し、センサ感度をより高めることができる。
【００８５】
前記タック性又は投錨性を有する樹脂を布帛２の着用者側面の表層に直接含浸させることにより滑り止め層３２を形成する場合、タック性又は投錨性を有する樹脂は、硬化後のヤング率が一定範囲内のものであれば特に限定されない。このタック性又は投錨性を有する樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【００８６】
前記タック性又は投錨性を有する樹脂の硬化後のヤング率の上限としては５ＭＰａが好ましい。硬化後のヤング率の下限としては１ＭＰａ又は布帛２のヤング率の５０％のいずれか低い方が好ましい。この樹脂の硬化後のヤング率が前記上限を超えると、硬化した樹脂を含む層によって布帛２の伸縮が阻害されるおそれがある。一方、前記ヤング率が前記下限未満であると、布帛２の伸縮が硬化した樹脂を含む層で吸収されてしまい、ＣＮＴセンサ３に的確に伝達されないおそれがある。
【００８７】
タック性又は投錨性を有する樹脂が布帛２に含浸する割合の下限としては、布帛２の平均厚さに対して１％が好ましく、３％がより好ましい。含浸する割合が前記下限未満だと、十分なタック性又は投錨性が得られず、滑り止め層３２が着用者の肌等に十分に密着しないおそれがある。タック性又は投錨性を有する樹脂が布帛２に含浸する割合の上限としては、布帛２の平均厚さに対して２０％が好ましく、１５％がより好ましい。含浸する割合が前記上限を超えると、布帛２の剛性が上昇し、センサ感度が低下するおそれがある。
【００８８】
また、タック性又は投錨性を有する樹脂を布帛２に含浸させる際の樹脂の塗布形状としては、平面視で面状、線状及びドット状等の様々な形状を採用できる。
【００８９】
前記タック性又は投錨性を有する布帛等を布帛２に接着又は縫合することにより滑り止め層３２を形成する場合、タック性又は投錨性を有する布帛等は、マイクロファイバー、糸状ゴム、絨毛、起毛等を備えることにより高い摩擦係数を有する布帛であってもよく、前記タック性を有する樹脂を含浸させた布帛であってもよい。本実施形態では、図６に示すように帯状の布帛を円環状にしてＣＮＴセンサ３を囲むように配設し、布帛２に縫合又は接着することで滑り止め層３２を形成している。
【００９０】
タック性又は投錨性を有する布帛等を布帛２に接着する場合は、接着に用いる接着剤は複合層４と同様に布帛２の表層のみに含浸される。この際に用いられる接着剤の種類及び接着方法としては、前記第一実施形態の歪みセンサ付き布帛１において例示したものと同様の種類及び方法をとることが可能である。
【００９１】
当該被服３１はＣＮＴセンサ３の周囲に滑り止め層３２を有し、この滑り止め層３２は着用者の腕に密着する。このため、着用者の動きにＣＮＴセンサ３がより追従する。従って、被服３１はより高いセンサ感度を有し、着用感にも優れる。
【００９２】
＜その他の実施形態＞
本発明の歪みセンサは前記実施形態に限定されるものではない。前記ＣＮＴセンサにおいては、ＣＮＴ膜が有するＣＮＴ繊維束の配向方向と電極配設方向とが略同一方向であるものを例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＮＴ繊維束と電極配設方向とが略垂直方向であるもの等も採用できる。
【００９３】
また、前記ＣＮＴセンサが基板を備えず、ＣＮＴ膜及び電極が直接布帛に積層されていてもよい。このような構成とすることで、ＣＮＴセンサの厚さ及び剛性がさらに低下するため、当該歪みセンサ付き布帛の剛性をさらに低くできる。
【００９４】
さらに、前記の実施形態では、ＣＮＴ繊維束がＣＮＴ膜樹脂層により被覆され、ＣＮＴ繊維束同士の間の空隙の全体にＣＮＴ膜樹脂層が含浸しているＣＮＴセンサを例にとり説明したが、ＣＮＴ膜樹脂層はＣＮＴ繊維束同士の間の空隙の一部のみに含浸していてもよい。また、ＣＮＴ膜がＣＮＴ膜樹脂層を有さず、ＣＮＴ繊維束のみを有していてもよい。さらに、ＣＮＴセンサが保護層を備えず、ＣＮＴ膜が表面に露出していてもよい。このように、ＣＮＴセンサが有する樹脂の量を減少させることで、ＣＮＴセンサの厚み及び剛性がさらに低下する。
【００９５】
ＣＮＴセンサの積層箇所も被服の外側の面に限定されず、内側の面（着用者側面）であってもよい。また、複数のＣＮＴセンサを布帛又は被服に積層することも可能である。
【００９６】
また、当該歪みセンサ付き布帛に用いる歪みセンサはＣＮＴセンサに限定されるものではなく、抵抗体として弾性樹脂と導電性材料とを混ぜたもの等を備える歪みセンサも使用できる。前記弾性樹脂としては、前記基板３ａの材料として例示した合成樹脂等を挙げることができる。前記導電性材料としては、例えば銀粉末、銀ナノファイバー、カーボンブラック、低融点金属（ＧａＩｎ共晶液体金属等）等を挙げることができる。
【００９７】
前記第一実施形態では、複合層４が布帛２に含浸する領域は平面視でＣＮＴセンサ３と同形であったが、前記領域は、歪みセンサの抵抗変化に寄与する部分が布帛に固定されていれば、歪みセンサより平面視で大きくても小さくてもよい。前記領域を歪みセンサより平面視で大きくすることにより、歪みセンサ接着時に正確に位置を合わせる必要がなく、より簡便に当該歪みセンサ付き布帛を製造することができる。一方、前記領域を歪みセンサより平面視で小さくすることにより、布帛の剛性を低くでき、センサ感度及び着用感を向上させることができる。
【００９８】
また、前記第二実施形態では布帛２の表層のみに複合層が形成されているが、このように歪みセンサの外縁部のみに複合層を形成する場合は、布帛２の裏面側の表層まで複合層が形成されていてもよい。この場合は、布帛の裏面まで接着剤が含浸していてもよいため、第一実施形態の布帛２よりも薄い布帛や目付が小さい布帛も使用できる。さらに、複合層を形成する接着剤については、第一実施形態のものよりも接着時の粘度が低くてもよく、接着剤が布帛に含浸する割合が高くてもよい。このため、布帛及び接着剤についてより多様なものを使用できる。この場合も、布帛の剛性を低くでき、センサ感度及び着用感を向上させることができる。
【００９９】
さらに、前記第二実施形態ではＣＮＴセンサ３の外縁部の全てに複合層１２を積層しているが、これに限定されず、複合層を歪みセンサ外縁部の一部に積層してもよい。具体的には歪みセンサの延伸方向の外縁部に部分的に帯状又は島状に複合層を積層することで、歪みセンサ付き布帛の剛性をさらに低くすることができる。さらに、歪みセンサの布帛への固定力を補うために、帯状又は島状の複合層を歪みセンサの外縁部の内側に任意に積層してもよい。
【０１００】
当該歪みセンサ付き布帛が接着剤層を備える場合、複合層が形成される範囲は、図５に示すように布帛の歪みセンサが積層される領域より布帛の平面方向に大きいものとするほか、前記積層される領域と平面視同形とすることも可能である。また、歪みセンサの外縁部のみに複合層を帯状に積層してもよい。このように複合層の平面視での面積を小さくすることで、接着剤層を積層する際の各種条件を調整する手間を軽減するとともに、布帛の剛性をより低くでき、センサ感度及び着用感をより向上させることができる。
【０１０１】
接着剤層は、平面視で複合層が含浸している領域内であれば、歪みセンサの外縁部のみに積層する等任意に積層できる。このように接着剤層の積層領域を小さくすることで、布帛の剛性をさらに低くできる。
【０１０２】
また、前記被服の実施形態では前記滑り止め層３２として帯状の布帛を円環状にしたものを用いＣＮＴセンサ周囲に配設したが、図７に示すように、滑り止め層３２として帯状の布帛を用いて直線状に配設してもよい。図７の被服４１は、図６の被服３１と同様にＣＮＴセンサ３と滑り止め層４２とが布帛２に配設されたアームカバーである。布帛２及びＣＮＴセンサ３は、図１のものと同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。図７は、アームカバーの内面（着用者側面）を示している。このように、滑り止め層４２とＣＮＴセンサ３とを布帛２を挟んで積層することでも、ＣＮＴセンサ３が着用者の動きにより追従するため、当該歪みセンサ付き布帛のセンサ感度をより高めることができる。
【０１０３】
さらに、当該歪みセンサ付き布帛を被服に取り付ける方法についても、前記実施形態に限定されるものではなく、歪みセンサ付き布帛を用いて被服を製造してもよく、歪みセンサ付き布帛及び被服を別途製造した後に、被服の上から歪みセンサ付き布帛を接着、縫合等してもよい。
【０１０４】
前記被服として、腕部位に着用されるアームカバーを例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば関節部に着用されるサポータ、手に着用される手袋、上半身又は下半身に着用されるコンプレッションウェア又はスポーツウェア等に本発明を採用することも可能である。
【０１０５】
また、当該歪みセンサ付き布帛は人体の動きの検出のみに用いられるものではない。当該歪みセンサ付き布帛を機械等に装着し、機械等の動作を検出することも可能である。
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１０７】
＜実施例１＞
ＣＮＴセンサの裏面全体に接着剤を積層し、接着剤を布帛の表層のみに含浸させて布帛にＣＮＴセンサを接着した。条件を以下に示す。
【０１０８】
布帛原糸として、ポリウレタン弾性繊維であるスパンデックス（暁星社の「ＰＥ（ＣＤ）５６Ｔ３６十字断面生糸（商品名「エアロクール（登録商標）」）８１．４％及びポリエステル原糸（暁星社の「ＰＵ４４Ｔ（商品名「クレオラ（登録商標）」）１８．６％を用いて、目付２００ｇ／ｍ２、厚さ５００μｍのハーフトリコット編みの布帛を製造した。この布帛を幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに裁断し、ＣＮＴセンサ（幅５ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ１５０μｍ）を前述のように接着した。接着剤としてシリル化ウレタン系接着剤（スリーボンド社の「１５３０」）を用い、接着剤の初期粘度は１０，０００ｍＰａ・ｓとした。
【０１０９】
＜実施例２＞
接着剤としてシリル化ウレタン系接着剤（セメダイン社の「スーパーＸハイパーワイド」）を用いた以外は実施例１と同様にして布帛にＣＮＴセンサを接着した。
【０１１０】
＜実施例３＞
接着剤としてシリル化ウレタン系接着剤（コニシ社の「ボンドＳＵプレミアムソフト」）を用いた以外は実施例１と同様にして布帛にＣＮＴセンサを接着した。
【０１１１】
＜比較例１＞
接着剤を布帛の厚み方向の全体に含浸させた以外は実施例１と同様にして布帛にＣＮＴセンサを接着した。
【０１１２】
（ヤング率の評価）
歪みセンサ付き布帛の剛性の指標として、実施例１〜３、比較例１及びＣＮＴセンサを接着していない布帛（以下、「生布帛」ともいう。）のヤング率を、インストロン万能試験機を用いて測定した。引張速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとし、引張荷重を測定した。結果を図８に示す。
【０１１３】
図８に示すように、実施例１〜３においては、生布帛と比較した場合のヤング率の上昇が小幅に抑えられている。これに対し、比較例ではヤング率が大幅に上昇している。
【０１１４】
＜実施例４＞
実施例１の歪みセンサ付き布帛を用いて、ＣＮＴセンサが膝関節部に配設された下半身用のコンプレッションインナーを製造した。
【０１１５】
＜実施例５＞
接着剤をＣＮＴセンサの外縁部のみに積層させて布帛にＣＮＴセンサを接着した以外は実施例４と同様にしてコンプレッションインナーを製造した。
【０１１６】
＜実施例６＞
布帛の表面側の表層に接着剤を含浸して複合層を形成し、複合層が硬化した後にその表面へ接着剤層として接着剤を塗布し、布帛にＣＮＴセンサを接着した。布帛、ＣＮＴセンサ及び接着剤は実施例４と同じものを用いた。この歪みセンサ付き布帛を用いて実施例４と同様にコンプレッションインナーを製造した。
【０１１７】
＜比較例２＞
接着剤を布帛の厚み方向の全体に含浸させて布帛にＣＮＴセンサを接着した以外は実施例４と同様にコンプレッションインナーを製造した。
【０１１８】
（運動追従性及び着用感の評価）
被験者３名が前記実施例４〜６及び比較例２のコンプレッションインナーを着用し、歪みセンサを備えないコンプレッションインナーを基準とした下記の評価基準に基づいて運動追従性及び着用感について官能評価した。結果を下記表１に示す。
【０１１９】
（運動追従性の評価基準）
○：歪みセンサの存在が運動の妨げにならない。
×：歪みセンサにより運動が妨げられる。
【０１２０】
（着用感の評価基準）
○：歪みセンサを備えないコンプレッションインナーと比較しても着用時に不快感がない。
×：歪みセンサを備えないコンプレッションインナーと比較すると着用時に不快感がある。
【０１２１】
【表１】
2015078967.tif 000003
【０１２２】
表１に示すように、実施例４〜６においては、着用者の運動は歪みセンサの存在によって妨げられず、着用時の不快感もなかった。これに対し、比較例２においては、着用者の運動が歪みセンサの存在により妨げられ、着用時に不快感があった。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上説明したように、本発明の歪みセンサ付き布帛及び被服によれば、接着用の樹脂の含浸に伴う布帛の剛性の上昇が抑制されるため、センサ感度を向上させることができ、かつ着用感にも優れる。従って、当該歪みセンサ付き布帛及び被服は、着用者等の動き検出が容易かつ確実となる。
【符号の説明】
【０１２４】
１、１１、２１  歪みセンサ付き布帛
２  布帛
３  ＣＮＴセンサ
３ａ  基板
３ｂ  ＣＮＴ膜
３ｃ  電極
３ｄ  導電層
３ｅ  ＣＮＴ繊維束
３ｆ  ＣＮＴ膜樹脂層
３ｇ  保護層
４、１２、２２  複合層
５  繊維層
２３  接着剤層
３１、４１  被服
３２、４２  滑り止め層
【図１】
2015078967.tif 000004
【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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