(57)【要約】  本発明は、コアとしての少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）と、コアを封入するカバー層（１０）とを含む複合コア糸を提供する。適応性のある複合コア糸を提供するために、カバー層（１０）は、ステープル繊維を含む。複合コア糸を含む織布および複合コア糸を含む衣類並びに複合コア糸の製造方法が提供され、異なる用途における複合コア糸の異なる使用に関する記載も同様に提供される。
2021509159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合コア糸であって、
コアとしての少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）と、前記コアを封入するカバー層（１０）とを含み、
前記カバー層（１０）は、ステープル繊維を含むことを特徴とする複合コア糸。
【請求項２】
前記コアは、少なくとも長手方向に弾性を有する弾性フィラメント（１５）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複合コア糸。
【請求項３】
前記弾性フィラメント（１５）は、１〜５００％の範囲の弾性を有することを特徴とする請求項２に記載の複合コア糸。
【請求項４】
前記弾性フィラメント（１５）は、別個のフィラメントであり、前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）によって構成されていないことを特徴とする請求項２または３に記載の複合コア糸。
【請求項５】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）は、前記弾性フィラメント（１５）の周りに巻き付けられることを特徴とする請求項２または３に記載の複合コア糸。
【請求項６】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）は、ｉ）金属材料から作られた金属フィラメント（１３）、およびｉｉ）実質的に非導電性材料から作られたコアと、導電性材料から作られた表面層とを有する被覆フィラメント（１４）からなる群から選択されることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項７】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）のうちの少なくとも１つの導電性フィラメントは、実質的に非導電性材料から作られたフィラメントコアを有する被覆フィラメント（１４）であり、
少なくとも前記フィラメントコアは、少なくとも長手方向に弾性を有し、
前記被覆フィラメント（１４）は、前記弾性フィラメントを構成することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項８】
前記複合コア糸は、リング紡績糸であることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項９】
前記ステープル繊維は、天然繊維、再生繊維および／または合成繊維および／または以下の材料、すなわち、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択される少なくとも１つの繊維または繊維の混合物を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１０】
前記金属フィラメント（１３）を形成する前記金属および／または前記被覆フィラメント（１４）の前記表面層を形成する前記導電性材料は、以下の材料、すなわち、銅、銀、鋼、鉄、金、マグネシウムおよびそれらの合金、または任意の他の導電性金属もしくは金属合金から選択されることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１１】
前記被覆フィラメント（１４）の前記コアを形成する前記実質的に非導電性材料は、以下の材料、すなわち、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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）、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１２】
前記金属フィラメントは、０．０００１μｍ〜１５００μｍの厚さを有することを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１３】
前記被覆フィラメント（１４）および／または前記弾性フィラメント（１５）は、１デニール〜５４９８デニールの厚さを有することを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１４】
前記複合コア糸は、デニール１〜６０００の厚さを有することを特徴とする先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１５】
先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸を特に縦糸および／または横糸として含む織物。
【請求項１６】
先行する請求項のいずれか一項に記載の複合コア糸を含む編物。
【請求項１７】
先行する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複合コア糸、または請求項１５に記載の織物、または請求項１６に記載の編物を含む衣類。
【請求項１８】
前記衣類は、前記複合コア糸を含む１つ以上の配線経路（２２）を備え、
前記配線経路は、前記衣類の内面に取り付けられた電極（１８、１９、２０）と、前記電極（１８、１９、２０）と通信するように構成された制御ステーション（１７）との間に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の衣類。
【請求項１９】
前記配線経路（３３）は、配線経路のコアと径方向の周囲領域との間の電流の伝導を防止するための非導電性被覆を有することを特徴とする請求項１７または１８に記載の衣類。
【請求項２０】
前記配線経路（２２）は、前記衣類に縫い込まれていることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２１】
前記衣類は、その内面に取り付けられ且つ人体の皮膚に直接的にまたは間接的に接触するように構成された少なくとも１つの電極（１８、１９、２０）と、前記配線経路（２２）を介して前記電極（１８、１９、２０）と通信するように構成された制御ステーション（１７）を収容するように構成されたポケット（２１）とをさらに含むことを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２２】
複数の配線経路（２２）が、対応する電極（１８、１９、２０）に接続するように設けられ、
前記電極（１８、１９、２０）のうち、少なくとも１つは、人間の心臓の位置に配置されるように構成され、少なくとも１つは、前記心臓の位置から離れて前記人間の四肢に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２３】
前記制御ステーション（１７）は、前記電極に電流を供給し、前記電極から情報を受信して人間の身体活動を表示するように構成されていることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２４】
請求項１〜１４に記載の特徴を有する複合コア糸の製造方法であって、
少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）をコアとして供給するステップと、
ステープル繊維を供給するステップと、
前記ステープル繊維を含むカバー層（１０）が前記コアを封入して前記導電性糸を形成するように、前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）を前記ステープル繊維と共に紡績するステップとを含む、製造方法。
【請求項２５】
モバイル装置、センサ素子、フィルタ素子、ヘルスケア設備、マイクロ波応用、スポーツ用品、健康器具、スマート織物のうちの少なくとも１つにおける請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複合コア糸の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性を有する複合コア糸に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有する糸は、様々な分野、例えば衣類用途または半導体産業に使用することができる。
【０００３】
ＵＳ２０１４／０２４２８６８Ａ１は、織物に使用される導電性糸を記載している。この導電性糸は、ステープルおよび金属繊維を混合することによって得られた混合物から形成される。
【０００４】
電子工学の分野において、例えば、ＵＳ２０１４／０１７０９１９Ａ１およびＷＯ２０１４／０９２７８１Ａ１は、導電性糸を開示している。
【０００５】
ＵＳ２０１４／０１７０９１９Ａ１は、第１導電層および第２導電層によって封入されたコアを提供している。また、電気絶縁を提供するために、封入された配線は、従来のポリマー層にさらに封入される。
【０００６】
ＷＯ２０１４／０９２７８１Ａ１は、金属フィラメントを提供している。電気絶縁を提供するために、これらの金属フィラメントは、絶縁材料に埋め込まれ、この絶縁材料は、ポリマー層に封入される。
【０００７】
ＥＰ２１４５０３４Ｂ１は、弾性のリング紡績糸である糸をさらに開示している。高い安定性および耐久性と共に、自然な感触を作り出すために、弾性のコアフィラメントが提供され、弾性のコアフィラメントの周りに、リング紡績によって更なるフィラメントを撚り合わせることができる。この撚り合わせられたコアは、天然材料から作られたいわゆるステープル繊維によって封入されることにより、糸に自然な感触を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、適応性のある表面の光学および／または触覚特徴と共に、改善された導電性を有する高性能糸を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、第１の構成によれば、請求項１に記載の特徴を有するコア糸が提供される。
【００１０】
このコア糸は、ステープル繊維を含むカバー層が設けられている点で、最も近い従来技術、すなわち、ＷＯ２０１４／０９２７８１Ａ１と区別される。これらのステープル繊維は、ある程度の長さを有する別個の繊維である。ステープル繊維は、複数の異なる長さを含んでもよい。このようなステープル繊維は、織物技術において、いわゆる連続フィラメント繊維から区別するために、非連続繊維と名付けられている。非連続繊維は、不定の長さを有する。
【００１１】
ステープル繊維を含むまたは好ましくはステープル繊維で構成されるカバー層を設けることによって、導電性フィラメントは、コアとして封入され、コア糸の表面の適応性を保証する。
【００１２】
糸の用途に応じて、特に後述するように、糸が非導電性コアおよび導電性カバー層を含み得る被覆フィラメントで構成される場合、少なくとも２つの導電性フィラメントの代わりに１つの導電性フィラメントのみを設けるだけで十分であり得る。
【００１３】
さらなる構成によれば、複合コア糸のコアは、長手方向に弾性を有する弾性フィラメントをさらに含んでもよい。弾性は、応力下で可逆的に変形する能力である。弾性と導電性を組み合わせることにより、糸の耐久性をさらに向上させることができる。特に、糸の全体を破壊することなく、長手方向に力を作用することができる。
【００１４】
弾性は、０．０１〜５、より好ましくは０．０１〜０．５、特に０．０１〜０．１のヤング率（ＧＰａ）を有してもよい。代替的または追加的に、伸び率は、１〜５００％の範囲にあってもよい。この場合、％値は、弛緩状態から別の状態までの相対伸び率を規定する。糸は、最大まで伸長されても、依然として可逆的に収縮することができる。さらに好ましい伸び率は、２％、３％、４％、６％、８％、１０％、１３％、１５％、１８％、２０％、５０％、１００％、２００％、３００％、４００％である。前述した値の各々は、下限値または上限値として使用されてもよい。
【００１５】
さらなる構成によれば、弾性フィラメントは、少なくとも２つの導電性フィラメントによって構成されていない別個のフィラメントであってもよい。したがって、複合コア糸は、少なくとも３つのフィラメントを含み、少なくとも３つのフィラメントは、ステープル繊維を含むカバー層に埋め込まれたコアを構成する。少なくとも１つの弾性フィラメント、好ましくは１つのみの弾性フィラメントを少なくとも２つの導電性フィラメントと組み合わせることによって、伸縮性が良くなり、１つの導電性フィラメントが破断した場合に、第２の導電性フィラメントが依然として存在するため、糸の導電性に対する影響を低減することができ、糸の耐久性を向上させることができる。導電性フィラメントが異なる材料および／または構成を有することは、有利であるが、同じ組成および／または構成の導電性フィラメントも同様に使用可能である。
【００１６】
代替的または追加的に、導電性フィラメントのうちの少なくとも１つは、各自の弾性を有すると共に、弾性フィラメントを構成することができる。この場合、コアに存在するさらなる非導電性フィラメントを省略してもよい。
【００１７】
少なくとも３つのフィラメントを選択することは、複合コア糸の適応性にさらなる可能性を与える。さらなる構成によれば、少なくとも２つの導電性フィラメントは、弾性フィラメントの周りに巻き付けられる。これは、ＥＰ２１４５０３４Ｂ１に記載されているリング紡績技術によって行われてもよい。各々の導電性フィラメントを弾性フィラメントの周りに巻き付けると、実質的に弾性を有しない導電性フィラメントは、長さ方向に伸長することができ、伸長によって破断されないという利点がある。例えば、導電性フィラメントがコアの長手方向に平行に配置され、弾性フィラメントまたは他のフィラメントの周りに巻き付けられていない場合、各々の導電性フィラメントが弾性フィラメントの周りに巻き付けられる場合に比べて、少なくとも１つの導電性フィラメントが破断する破断確率が高くなる。
【００１８】
少なくとも２つの導電性フィラメントは、ａ）金属材料から作られた金属フィラメント、およびｂ）被覆フィラメントからなる群から選択されてもよい。被覆フィラメントは、実質的に非導電性材料から作られたコアと、導電性材料から作られた表面層とを含むことができる。少なくとも２つのフィラメントのうちの１つが金属フィラメントであり、少なくとも第２のフィラメントが被覆フィラメントであることが有利である。異なる種類の導電性フィラメントを含むことによって、複合コア糸の物理性質を調整することができる。
【００１９】
特に、導電性被覆を非導電性コアと組み合わせることによって、コア材料は、基本的にフィラメントの伸長特性を規定すると共に、対応する被覆は、導電特性を規定する。逆に、金属フィラメントを使用する場合、金属フィラメントは、被覆フィラメントに比べて、非常に破断し易い。
【００２０】
被覆フィラメントは、弾性を提供すると共に、弾性フィラメントを構成することができる。この場合、さらなる弾性フィラメントを設けることを省略してもよい。また、この導電性および弾性を有する被覆フィラメントは、コア材料として少なくとも２つの導電性フィラメントを含む上述した本発明の複合コアの代わりに、ステープル繊維によって封入された単一のフィラメントとして提供されてもよい。
【００２１】
さらなる構成によれば、複合コア糸は、リング紡績コア糸である。
このようなリング紡績において、フィラメントおよび／または粗糸として供給され得るステープル繊維材料は、例えば牽引ローラに供給され、その後紡績され、回転スピンドルの周りに巻き付けられる。リング紡績の更なる詳細は、引用により本明細書に組み込まれるＥＰ２１４５０３４Ｂ１、特に［００４９］〜［００５３］および図４に記載されている。
【００２２】
ステープル繊維は、天然繊維、再生繊維および／または合成繊維および／または以下の材料、すなわち、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択される少なくとも１つの繊維または繊維の混合物を含むことができる。カバー層を形成するために使用されるステープル繊維は、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択されてもよい。上記の材料から作られた各々の繊維は、単一材料の繊維の混合物として、または異なる長さを有する上記の異なる材料の繊維のいずれか１つの組成物として使用されてもよい。各々の繊維は、天然繊維、合成繊維および／または再生繊維であってもよい。
【００２３】
金属フィラメントを形成する金属または被覆フィラメントの表面層を形成する導電材料は、以下の元素、すなわち、銅、銀、鉄、金、マグネシウム、鋼、またはそれらの合金から選択されてもよい。任意の他の導電性金属またはその合金を使用してもよい。
【００２４】
被覆フィラメントのコアを構成する各々の非導電性材料は、以下の材料、すなわち、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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）、およびそれらの組み合わせから選択されてもよい。天然材料、合成材料および再生材料から形成された任意の他の連続フィラメントは、被覆フィラメントのコアとして使用されてもよい。
【００２５】
金属フィラメントは、０．０００１μｍ〜１．５０００μｍの厚さを有してもよい。さらに好ましい厚さは、０．００１０μｍ、０．０１００μｍ、０．１０００μｍ、０．５０００μｍ、１．０００００μｍ、または前述した１つ以上の値の和または差である。前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。厚さは、伝導性を規定すると共に、糸が破断する確率を規定する。したがって、上記範囲における各金属フィラメントの厚さの選択は、最終のコア糸の所望の特性に依存する。
【００２６】
被覆フィラメントの厚さおよび／または弾性フィラメントの厚さは、１〜５．４９８デニールであってもよい。さらに好ましい厚さは、１．５００デニール、１．８００デニール、２．５００デニール、３．０００デニール、４．４００デニール、５．０００デニールである。前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。
【００２７】
デニールは、繊維の線質量密度を９．０００メートル毎繊維のグラム数で表す計測単位である。すなわち、１デニールは、９０００メートル毎に１グラムであることを意味する。換言すれば、デニールは、糸の質量を９０００メートル毎糸のグラム数で計測する。
【００２８】
ステープル繊維から作られたカバー層と少なくとも２つのフィラメントとを含み得るコア糸自体は、好ましくは１〜６．０００デニールの厚さを有する。さらに好ましい厚さは、１．５００デニール、１．８００デニール、２．５００デニール、３．０００デニール、４．４００デニール、５．０００デニールである。前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。
【００２９】
さらなる態様によれば、上記に記載の複合コア糸を含む織物が提供される。特に、複合コア糸は、織物の縦糸および／または横糸を構成することができる。
【００３０】
しかしながら、本発明は、織物に限定されない。また、編物または不織布のような他の織物は、この糸を構成要素として含むことができ、またはこの糸から完全に構成されてもよい。本発明の糸は、円形編物および／または平面編物に使用されてもよい。
【００３１】
本発明の複合コア糸を含む編物も提供されている。
さらなる態様によれば、上述した複合コア糸を含む衣類が提供される。
【００３２】
衣類は、靴、Ｔシャツ、ジャケットを含むが、好ましくは、靴下、下着、Ｔシャツなどの一枚目衣類を含む。その理由は、人間が導電性を有する衣類を着用するときに、身体とより良好に接触することができ、機能をより良好に伝達することができるからである。しかしながら、衣類は、上記のものに限定されず、任意の衣類であってもよい。
【００３３】
衣類には、１つ以上の配線経路を設けてもよい。この配線経路は、複合コア糸から構成されてもよく、特に上記に記載された構成を有する複合コア糸から構成されてもよい。
【００３４】
配線経路は、織物の内部に延在してもよく、または衣類を作る材料に縫い込まれてもよい。
【００３５】
配線経路は、衣類の１つの特定の位置から衣類の第２の特定の位置まで延在し、２つの位置の間の信号の選択的な転送を可能にする特有の経路であってもよい。
【００３６】
各々の衣類は、１つ以上の電極を有してもよい。１つの配線経路の一方端は、電極に接続され、当該配線経路の他方端は、電極と通信するように構成されている制御ステーションに接続されてもよい。
【００３７】
これによって、制御ステーションを取り付ける場所から、身体機能を感知するためのセンサとして機能する電極を設ける場所まで、別個の通常のケーブルを設ける必要がない。
【００３８】
各配線経路は、電流が配線経路の径方向から周囲領域へ伝導することを防止するための非導電性被覆を有することができる。
【００３９】
衣類には、各々の制御ステーションを収容するためのポケットを組み入れてもよい。制御ステーションは、各配線経路の両端に設けられた各端子に接続され、各配線経路を介して信号を電極に転送することができる。
【００４０】
電極は、電極パッドであってもよい。電極パッドは、導電性材料から作られたパッチ、例えば衣類に一体的に形成された織物または不織布材料であってもよい。
【００４１】
衣類は、対応する電極に接続される複数の配線経路を有してもよい。少なくとも１つの電極は、人間の心臓の位置に配置され、少なくとも別の電極は、人間の四肢、例えば、一方または両方の肩、および／または一方または両方の股関節、および／または一方または両方の膝、および／または一方または両方の足、および／または一方または両方の手に配置されてもよい。
【００４２】
このような構成によって、身体機能、特に心臓機能を測定することができる。
好ましくは、各々の衣類は、ある程度の圧迫機能を有する。これによって、衣類の一部が圧迫される。圧迫されない場合に、センサ／電極と人体との相互作用が、人間の身体活動を追跡するための信号を良好に受信するのに十分ではない可能性がある。
【００４３】
制御ステーションは、電極に電流を供給し、電極から情報を受信して人体の身体活動を表示するように構成されてもよい。
【００４４】
さらなる態様によれば、複合コア糸の製造方法が提供される。
この方法は、少なくとも２つの導電性フィラメントをコアとして供給するステップと、ステープル繊維を供給するステップと、ステープル繊維を含むカバー層がコアを封入して導電性糸を形成するように、少なくとも２つの導電性フィラメントをステープル繊維と共に紡績するステップとを含む。しかしながら、本発明の方法は、このような複合コア糸を製造するための他の全ての可能な方法を除外しない。
【００４５】
このような紡績法の例は、リング紡績、オープンエンド紡績、およびエアジェット紡績を含む。しかしながら、特にリング紡績法を利用することは有利である。
【００４６】
上記の複合コア糸の使用は、以下の局面、すなわち、モバイル装置における使用、センサ素子における使用、フィルタ素子としての使用、ヘルスケア設備における使用、マイクロ波応用における使用、スポーツウェアにおける使用、健康器具における使用、スマート織物における使用、グローブにおける使用、およびコンバーチブル自動車のソフトルーフトップにおける使用のうちの少なくとも１つを含む。さらなる利用領域は、導電性特性、帯電防止特性、抗菌特性、防カビ特性、電磁シールド特性などの技術的性能が有利である任意の領域である。
【００４７】
本発明を容易に理解するために、以下にいくつかの具体的な実施形態を説明するが、これらの実施形態は、一般的な説明の範囲を限定するものではない。
【００４８】
上記で言及した各々の特徴、および具体例を参照して以下で概説した別個の特徴は、任意の形で互いに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】複合コア糸の第１の構成を示す断面図である。
【図１ｂ】図１ａに示す複合コア糸のコアを長手方向に沿って示す図である。
【図２】図１に示すコア糸を形成するためのリング紡績装置および工程の一例を示す図である。
【図３】衣類の一例として、図１の複合コア糸によって形成された配線経路が設けられている圧縮Ｔシャツを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
リング紡績機械の概略を図２に示す。図２の参照番号１〜４は、ボビンを示す。これらのボビンから、粗糸１６（参照番号４を有するボビン）またはフィラメント（参照番号１、２および３を有するボビン）が、牽引ローラを含む各々の牽引ステージ５、６、７、８に供給される。
【００５１】
粗糸またはフィラメントは、ボビン１、２、３、４から、（各々の牽引ステージ５、６、７、８に含まれた）牽引ローラに供給され、牽引ローラの間に牽引される。牽引された材料は、スピンドル９（リング紡績スピンドル）に供給される。
【００５２】
図２に示す各々の構成は、本発明を限定することを意図していない。しかしながら、各々のボビン１、２、３、４および各々の牽引ステージ５、６、７、８は、横方向または縦方向に沿って、交互に隣接して設けられてもよい。
【００５３】
さらに、留意すべきことは、図２は、本発明に係る単一の糸を生成するための１つのセクションのみを示していることである。しかしながら、２つ以上のセクションは、横方向に沿って、交互に配置されてもよい。各セクションは、一体化装置であってもよい。この一体化装置には、複数の糸を同時に作製するための複数のユニットが交互に設けられてもよい。
【００５４】
牽引ステージと引出ステージのスピンドルとの間には、撚り合わせステージ１１が設けられている。図３に示す本発明の構成において、ボビン１、２および３からのフィラメント１３、１４および１５は、まず、撚り合わせステージ１１において互いに巻き付けられ、その後撚り合わせられる。
【００５５】
撚り合わせステージ１１の下流とスピンドル９の上流との間には、封入ステージ１２が設けられている。封入ステージ１２は、ステープル繊維を含む粗糸１６を被覆層に形成し、フィラメント１３、１４および１５によって撚り合わせられたコアを封入する。
【００５６】
図２に示された例において、参照符号１３を有するフィラメントは、金属材料から作られた金属フィラメントであり、参照符号１４を有するフィラメントは、実質的に非導電性材料から作られたコアと導電性材料から作られた表面層とを含む被覆フィラメントであり、参照符号１５を有するフィラメントは、少なくとも長手方向に一定の弾性を有する弾性フィラメントである。
【００５７】
図２の場合、各々の金属フィラメント１３および被覆フィラメント１４は、撚り合わせステージ１１において、弾性フィラメント１５の周りに巻き付けられる。
【００５８】
その後、ステープル繊維を含む粗糸は、封入ステージ１２に提供され、金属フィラメント１３、被覆フィラメント１４および弾性フィラメント１５によって構成されたコアを封入するカバー層を形成する。
【００５９】
本実施形態の場合、リング紡績法を説明したが、複合コア糸の作製は、リング紡績法に限定されず、１つ以上のフィラメントを含むコアを封入するカバー層を形成することができる任意の方法によって行うことができる。リング紡績法の代替方法は、オープンエンド紡績およびエアジェット紡績である。
【００６０】
本実施形態に示された例は、撚り合わせられたコアを有するが、コア内のフィラメントは、必ずしも撚り合わせられる必要がなく、例えば、互いに対して平行に延在してもよい。
【００６１】
本実施形態において、金属フィラメント１３、被覆フィラメント１４および弾性フィラメント１５が挙げられたが、これらは必須ではない。
【００６２】
少なくとも２つの導電性フィラメントは、ａ）金属材料から作られた金属フィラメント、およびｂ）被覆フィラメントからなる群から選択されてもよい。被覆フィラメントは、実質的に非導電性材料から作られたコアと、導電性材料から作られた表面層とを含むことができる。少なくとも２つのフィラメントのうちの１つが金属フィラメントであり、少なくとも第２のフィラメントが被覆フィラメントであることが有利である。異なる種類の導電性フィラメントを含むことによって、複合コア糸の物理性質を調整することができる。
【００６３】
弾性フィラメントは、少なくとも２つの導電性フィラメントによって構成されない別個のフィラメントであってもよい。したがって、複合コア糸は、少なくとも３つのフィラメントを含み、少なくとも３つのフィラメントは、ステープル繊維を含むカバー層に埋め込まれたコアを構成する。少なくとも１つの弾性フィラメント、好ましくは１つのみの弾性フィラメントを少なくとも２つの導電性フィラメントと組み合わせることによって、伸縮性が良くなり、１つの導電性フィラメントが破断した場合に、第２の導電性フィラメントが依然として存在するため、糸の導電性に対する影響を低減することができ、糸の耐久性を向上させることができる。導電性フィラメントが異なる材料および／または構成を有することは、有利であるが、同じ組成および／または構成の導電性フィラメントも使用可能である。
【００６４】
本発明におけるステープル繊維は、単一の長さまたは異なる長さを有する繊維または繊維群を意味する。逆に、フィラメントは、実質的に不定の長さを有する単一繊維である。
【００６５】
この説明は、織物産業における「ステープル繊維」および「フィラメント」の理解に対応する。
【００６６】
図２を参照して説明したように、リング紡績によって生成された複合コア糸は、図１ａおよび図１ｂに示されている。
【００６７】
図１ｂにおいて、複合コア糸のコアの内側中心は、弾性フィラメント１５によって構成され、各々の導電性フィラメント１３および１４、具体的に金属フィラメント１３および被覆フィラメント１４は、弾性フィラメントの周りに巻き付けられる。
【００６８】
しかしながら、このように弾性フィラメントの周りに少なくとも２つの導電性フィラメントを各々螺旋状に巻き付ける必要がない。少なくとも２つの導電性フィラメントをコアとして含む複合コア糸が提供され、少なくとも２つの導電性フィラメントは、互いに平行に延在してもよく、または互いに巻き付けれてもよく、別個の弾性フィラメントをさらに加えてもよく、加えなくてもよい。
【００６９】
しかしながら、１つの導電性フィラメント、または２つの導電性フィラメントは、弾性を有してもよい。これによって、少なくとも所望の弾性を有する第３のフィラメントを設ける必要がない。
【００７０】
また、このような弾性フィラメントは、実質的に導電性を有しなく、好ましくは長手方向に弾性を有する材料から形成されたコアを有する被覆フィラメントによって形成されてもよい。表面層の導電性材料は、それ自体弾性を有しない金属であってもよい。２つの導電性フィラメントを設けることによって、２つの導電性フィラメントのうちの１つが破断した場合、導電性を失う危険性が防止される。
【００７１】
ステープル繊維は、天然繊維、再生繊維および／または合成繊維および／または以下の材料、すなわち、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択される少なくとも１つの繊維または繊維の混合物を含むことができる。カバー層を形成するために使用されるステープル繊維は、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択されてもよい。上記の材料から作られた各々の繊維は、単一材料の繊維の混合物として、または異なる長さを有する上記の異なる材料の繊維のいずれか１つの組成物として使用されてもよい。各々の繊維は、天然繊維、合成繊維および／または再生繊維であってもよい。
【００７２】
金属フィラメント１３を形成する金属または被覆フィラメント１４の表面層を形成する導電材料は、以下の元素、すなわち、銅、銀、鉄、金、マグネシウム、鋼、またはそれらの合金から選択されてもよい。
【００７３】
被覆フィラメント１４のコアを構成する各々の非導電性材料は、以下の材料、すなわち、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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）、およびそれらの組み合わせから選択されてもよい。
【００７４】
金属フィラメント１３は、０．０００１μｍ〜１．５００μｍの厚さを有してもよい。さらに好ましい厚さは、０．００１０μｍ、０．０１００μｍ、０．１０００μｍ、０．５０００μｍ、１．０００００μｍ、または前述した１つ以上の値の和または差である。
【００７５】
前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。厚さは、伝導性を規定すると共に、糸が破断する確率を規定する。したがって、上記範囲における各金属フィラメントの厚さの選択は、最終のコア糸の所望の特性に依存する。
【００７６】
被覆フィラメント１４の厚さおよび／または弾性フィラメント１５の厚さは、１〜５．４９８デニールであってもよい。さらに好ましい厚さは、１．５００デニール、１．８００デニール、２．５００デニール、３．０００デニール、４．４００デニール、５．０００デニールである。前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。
【００７７】
デニールは、繊維の線質量密度を９０００メートル毎繊維のグラム数で表す計測単位である。すなわち、１デニールは、９０００メートル毎に１グラムであることを意味する。
【００７８】
ステープル繊維から作られたカバー層と少なくとも２つのフィラメントとを含み得るコア糸自体は、好ましくは１〜６．０００デニールの厚さを有する。さらに好ましい厚さは、１．５００デニール、１．８００デニール、２．５００デニール、３．０００デニール、４．４００デニール、５．０００デニールである。前述した値の各々は、厚さ範囲の下限値または上限値として使用されてもよい。
【００７９】
図２に示された実施形態において、ステープル繊維による封入を行う前に、まず、各弾性フィラメント１５を金属フィラメント１３および被覆フィラメント１４と共に撚り合わせる。しかしながら、任意の別の代替的な工程を使用してもよい。例えば、２つの繊維のみが撚り合わせられてもよく、または１つの繊維のみがステープル繊維によって封入されてもよい。図２は、一方の導電性フィラメントが金属フィラメントであり、他方のフィラメントが被覆された導電性フィラメントであると示しているが、これは必須ではなく、３つ以上の導電性フィラメントの任意の組み合わせを使用してもよい。具体的には、３つ以上の導電性フィラメントを弾性フィラメントの周りに巻き付けてもよく、または互いに対して平行に整列してもよい。
【００８０】
この複合コア糸を用いて、衣類に１つ以上の電気経路２２を形成することができる。
衣類の一例として、図３に示すＴシャツが挙げられる。
【００８１】
衣類の他の例は、例えば、靴、グローブ、靴下、下着、Ｔシャツ、プルオーバ（pullover）およびジャケットを含む。しかしながら、靴下、下着、Ｔシャツなどの一枚目衣類が好ましい。その理由は、人間が導電性を有する衣類を着用するときに、身体とより良好に接触することができ、機能をより良好に伝達することができるからである。しかしながら、衣類は、上記のものに限定されず、任意の衣類であってもよい。
【００８２】
図３は、合計で１０本の導電経路２２が設けられ、各制御ステーション１７を各電極１８、１９、２０に接続することを示している。参照符号１８を有する電極群は、人間の心臓に対応するＴシャツの位置に設けられている。符号１９を有する各々の電極は、本体の端部、特に肩の両側の前面に設けられている。符号２０を有する電極は、本体の端部、特に、股関節の両側の前面に設けられている。
【００８３】
本実施形態では、電極パッドとして形成された各電極と、制御ステーション１７との間に、配線経路２２を介して信号を伝送することができる。したがって、心臓の身体活動または任意の他の身体活動を測定することができる。
【００８４】
電極パッドは、導電性材料、またはＴシャツまたは衣類の材料と一体的に形成された織物材料または不織物材料から作製されてもよい。
【００８５】
各制御ステーション１７は、配線経路２２の端部に設けられたプラグから解除可能に取り付けられてもよい。
【００８６】
各制御ステーション１７は、衣類のポケット２１内に設けられてもよい。
モバイル装置上のアプリケーション（アプリ）を介して、各制御ステーション１７は、例えば無線通信によって制御されてもよい。
【００８７】
各配線経路は、非導電性材料に封入されてもよい。これによって、非導電性被覆は、配線経路のコアと径方向の周囲領域との間の電流の伝導を防止する。
【００８８】
特に、配線経路は、衣類に縫い込まれてもよい。
しかしながら、任意の他の方法で、衣類に取り付けられてもよい。
【００８９】
Ｔシャツに関するこの例は、複合コア糸の用途を説明する一例にすぎない。他の用途は、モバイル装置における使用、センサ素子における使用、フィルタ素子としての使用、ヘルスケア設備における使用、マイクロ波応用における使用、スポーツウェアにおける使用、健康器具における使用、スマート織物における使用、グローブにおける使用、およびコンバーチブル自動車のソフトルーフトップにおける使用を含む。
【００９０】
参照符号のリスト
１，２，３，４  ボビン
５，６，７，８  牽引ステージ
９  スピンドル
１０  カバー層
１１  撚り合わせステージ
１２  封入ステージ
１３  金属フィラメント
１４  被覆フィラメント
１５  弾性フィラメント
１６  粗糸
１７  制御ステーション
１８  電極
１９  電極
２０  電極
２１  ポケット
２２  配線経路
【図１ａ】
2021509159.tif 000003
【図１ｂ】
2021509159.tif 000004
【図２】
2021509159.tif 000005
【図３】
2021509159.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月6日(2020.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合コア糸であって、
コアとしての少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）と、前記コアを封入するカバー層（１０）とを含み、
前記カバー層（１０）は、ステープル繊維を含み、
前記コアは、少なくとも長手方向に弾性を有する弾性フィラメント（１５）をさらに含むことを特徴とする複合コア糸。
【請求項２】
前記弾性フィラメント（１５）は、１〜５００％の範囲の弾性を有することを特徴とする請求項１に記載の複合コア糸。
【請求項３】
前記弾性フィラメント（１５）は、別個のフィラメントであり、前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）によって構成されていないことを特徴とする請求項２に記載の複合コア糸。
【請求項４】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）は、前記弾性フィラメント（１５）の周りに巻き付けられていることを特徴とする請求項２に記載の複合コア糸。
【請求項５】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）は、ｉ）金属材料から作られた金属フィラメント（１３）、およびｉｉ）実質的に非導電性材料から作られたコアと、導電性材料から作られた表面層とを有する被覆フィラメント（１４）からなる群から選択されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項６】
前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）のうちの少なくとも１つの導電性フィラメントは、実質的に非導電性材料から作られたフィラメントコアを有する被覆フィラメント（１４）であり、
少なくとも前記フィラメントコアは、少なくとも長手方向に弾性を有し、
前記被覆フィラメント（１４）は、前記弾性フィラメントを構成することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項７】
前記複合コア糸は、リング紡績糸であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項８】
前記ステープル繊維は、天然繊維、再生繊維および／または合成繊維および／または以下の材料、すなわち、綿、ビスコース、ポリエステル、ウール、亜麻、アルパカ、ビクーナ、アンゴラ、カシミヤ、カポック、マニラ、フラックス、大麻、ラミ、黄麻、サイザル、コイア、アスベスト、ガラス、アズロン、アセテート、トリアセテート、アクリル、アラミド、ナイロン、オレフィンから形成された繊維からなる群から選択される少なくとも１つの繊維または繊維の混合物を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項９】
前記金属フィラメント（１３）を形成する前記金属および／または前記被覆フィラメント（１４）の前記表面層を形成する前記導電性材料は、以下の材料、すなわち、銅、銀、鋼、鉄、金、マグネシウムおよびそれらの合金、または任意の他の導電性金属もしくは金属合金から選択されることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１０】
前記被覆フィラメント（１４）の前記コアを形成する前記実質的に非導電性材料は、以下の材料、すなわち、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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）、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１１】
前記金属フィラメントは、０．０００１μｍ〜１５００μｍの厚さを有することを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１２】
前記被覆フィラメント（１４）および／または前記弾性フィラメント（１５）は、１デニール〜５４９８デニールの厚さを有することを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１３】
前記複合コア糸は、１デニール〜６０００デニールの厚さを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複合コア糸。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合コア糸を特に縦糸および／または横糸として含む織物。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合コア糸を含む編物。
【請求項１６】
先行する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合コア糸、または請求項１４に記載の織物、または請求項１５に記載の編物を含む衣類。
【請求項１７】
前記衣類は、前記複合コア糸を含む１つ以上の配線経路（２２）を備え、
前記配線経路は、前記衣類の内面に取り付けられた電極（１８、１９、２０）と、前記電極（１８、１９、２０）と通信するように構成された制御ステーション（１７）との間に接続されるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の衣類。
【請求項１８】
前記配線経路（２２）は、配線経路のコアと径方向の周囲領域との間の電流の伝導を防止するための非導電性被覆を有することを特徴とする請求項１６または１７に記載の衣類。
【請求項１９】
前記配線経路（２２）は、前記衣類に縫い込まれていることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２０】
前記衣類は、その内面に取り付けられ且つ人体の皮膚に直接的にまたは間接的に接触するように構成された少なくとも１つの電極（１８、１９、２０）と、前記配線経路（２２）を介して前記電極（１８、１９、２０）と通信するように構成された制御ステーション（１７）を収容するように構成されたポケット（２１）とをさらに含むことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２１】
複数の配線経路（２２）が、対応する電極（１８、１９、２０）に接続するように設けられ、
前記電極（１８、１９、２０）のうち、少なくとも１つは、人間の心臓の位置に配置されるように構成され、少なくとも１つは、前記心臓の位置から離れて前記人間の四肢に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２２】
前記制御ステーション（１７）は、前記電極に電流を供給し、前記電極から情報を受信して人間の身体活動を表示するように構成されていることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか一項に記載の衣類。
【請求項２３】
請求項１〜１３に記載の特徴を有する複合コア糸の製造方法であって、
少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）をコアとして供給するステップと、
ステープル繊維を供給するステップと、
前記ステープル繊維を含むカバー層（１０）が前記コアを封入して前記導電性糸を形成するように、前記少なくとも２つの導電性フィラメント（１３、１４）を前記ステープル繊維と共に紡績するステップとを含む、製造方法。
【請求項２４】
モバイル装置、センサ素子、フィルタ素子、ヘルスケア設備、マイクロ波応用、スポーツ用品、健康器具、スマート織物のうちの少なくとも１つにおける請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合コア糸の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
【図１ａ】複合コア糸の第１の構成を示す断面図である。
【図１ｂ】図１ａに示す複合コア糸のコアを長手方向に沿って示す図である。
【図２】図１に示すコア糸を形成するためのリング紡績装置および工程の一例を示す図である。
【図３】衣類の一例として、図１の複合コア糸によって形成された配線経路が設けられている圧縮Ｔシャツを示す図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
牽引ステージと引出ステージのスピンドルとの間には、撚り合わせステージ１１が設けられている。図２に示す本発明の構成において、ボビン１、２および３からのフィラメント１３、１４および１５は、まず、撚り合わせステージ１１において互いに巻き付けられ、その後撚り合わせられる。
【国際調査報告】
2021509159.tif 000007
2021509159.tif 000008
2021509159.tif 000009
2021509159.tif 000010
2021509159.tif 000011