生物信号检测衣料的制作方法

本发明涉及用于检测以心电为代表的生物信号的生物信号检测衣料。

背景技术：

近年来，正广泛研究利用无线电子设备的小型化而将无线电子设备配置于身体的技术，作为个人的健康管理方法之一，已对能够长期检测心电、心律、肌电等生物信号的生物信号检测衣料(有时也表述为可穿戴式电极)进行各种研究。

具体而言，提出了：衣物，其是在衬衫、裤子等衣物中，于具有伸缩性的面料的部分配置导电性纤维结构物，由此与生物体局部地密合，从而能够接收生物信号(例如，参见专利文献1)；衣物，其中，对衣服配置传感器、电子设备，并在它们之间配置伸缩性的电线(例如，参见专利文献2)；可洗涤的心律数监测衣料，其在衣服中安装有电极、发射器(transmitter)、电源(例如，参见专利文献3)；紧身衣裤(bodysuit)，其具备相对于穿戴者的站立方向而言具有横向上的伸展性的带体，在该带体上配置有用于测定心电或皮肤电阻的、以弹性体材料为基材的电极(例如，参见专利文献4)；衣物，其在两肩部的内表面设置有双极肢体导联的电极，并具备用于紧固于胸部及躯干部等的带状机织针织物(例如，参见专利文献5)；带有电极的胸衣，其中，在横向较长的基底膜上的左右重叠电极膜，将电极部(其是用绝缘层进一步被覆电极-电极间的中心部而成的)配置于底带(underbelt)的内表面并使得电极膜与身体接触，由此获取心脏所发出的电信号信息(例如，专利文献6等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-100673号公报

专利文献2：日本特开2012-188799号公报

专利文献3：美国专利第8224418号公报

专利文献4：日本特表2008-503287号公报

专利文献5：日本特开平6-70896号公报

专利文献6：日本外观设计专利第1552253号

技术实现要素：

发明要解决的课题

对于生物信号检测衣料，要求能够长期稳定地检测生物信号，并且要求不带来不适感的穿戴感。然而，就下述衣物而言，由于为衬衫型、裤子型，因此虽然面料或电线具有伸缩性，但是在想要检测生物信号时，存在电极因女性胸部(bust)或男性胸部(chest)的高度而从身体上浮、从而难以稳定地检测生物信号的情况，所述衣物为：衣物，其是在衬衫、裤子等衣物中，于具有伸缩性的面料的部分配置导电性纤维结构物，由此与生物体局部地密合，从而能够接收生物信号(专利文献1)；衣物，其中，对衣服配置传感器、电子设备，并在它们之间配置伸缩性的电线(专利文献2)。另外，在穿戴胸衣的情况下，设置于上述衣物的电极与胸衣重叠，因此存在难以检测生物信号的课题。

另外，就下述紧身衣裤(专利文献4)、衣物(专利文献5)、和带有电极的胸衣(专利文献6)而言，由于电极并非由纤维结构物构成，因此存在难以洗涤、难以反复(长期)穿戴、或者持续穿戴时的肌肤触感差而带来不适感这样的课题，其中，所述紧身衣裤具备相对于穿戴者的站立方向而言具有横向伸展性的带体，在该带体上配置有用于测定心电或皮肤电阻的、作为嵌入有导电颗粒的弹性体的块的圆盘状电极(专利文献4)；所述衣物在两肩部的内表面设置有双极肢体导联的非纤维结构物电极，并具备用于紧固于胸部及躯干部等的带状机织针织物(专利文献5)；所述带有电极的胸衣中，在横向较长的基底膜上的左右重叠电极膜，将电极部(其是用绝缘层进一步被覆电极-电极间的中心部而成的)配置于底带的内表面并使得电极膜与身体接触，由此获取心脏所发出的电信号信息(专利文献6)。

鉴于上述现有技术，本发明提供不带来不适感、能够长期连续且稳定地检测生物信号的生物信号检测衣料。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题、实现本发明的目的，本发明的生物信号检测衣料的特征在于，具备：露腹短上衣(half-top)型衣料、胸衣型的衣料主体部；底带，其具有能够调节胸围尺寸的卡定件、并且配置于上述衣料主体部的下部；包含导电性纤维的至少两个以上的电极；连接件(connector)，其用于安装对生物信号进行检测的测定装置；和布线部，其将上述电极与上述连接件导通连接，其中，上述电极、上述连接件、及上述布线部设置于上述底带，上述衣料主体部中，从肩部的顶点至上述底带上部为止的长度为20.0cm以上且35.0cm以下。

发明的效果

本发明涉及的生物信号检测衣料通过在配置于露腹短上衣型或胸衣型的衣料主体部的下部的底带上设置电极、连接件、布线部，从而能够以穿戴时不带来不适感的方式长时间连续且稳定地检测生物信号。

附图说明

[图1]图1为本发明的实施方式1涉及的露腹短上衣型生物信号检测衣料的示意图。

[图2]图2为本发明的实施方式2涉及的胸衣型生物信号检测衣料的示意图。

[图3]图3为图1的生物信号检测衣料的底带的x-x’线的截面图。

[图4]图4为将本发明的实施方式1涉及的露腹短上衣型生物信号检测衣料穿戴于胸衣之上时的示意图。

[图5]图5为示出本发明的实施方式1及2涉及的露腹短上衣型及胸衣型生物信号检测衣料的从肩颈点或背带(strap)的顶点至底带上部的长度的测定部位的示意图。

[图6]图6为本发明的实施方式3涉及的胸部带体型(胸衣型)生物信号检测衣料的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明涉及的生物信号检测衣料进行详细说明。需要说明的是，本发明并不受该实施方式的限定。

图1为本发明的实施方式1涉及的露腹短上衣型的生物信号检测衣料100的示意图。露腹短上衣型的生物信号检测衣料100表示具备衣料主体部104和底带114作为构件的衣料，所述衣料主体部104具有前身104a和后身104b。另外，为了将前身104a与后身104b连结，有时也使用背带等部件。

另外，图2为本发明的实施方式2涉及的胸衣型的生物信号检测衣料200的示意图，胸衣型的生物信号检测衣料200表示具备衣料主体部204和底带114作为构件的衣料，所述衣料主体部204具有前身204a和背带204b。

图1(a)及图2(a)为前视图(前身侧)，图1(b)及图2(b)为前身的内面图(与肌肤接触的一侧)，图1(c)及图2(c)为后视图(后身侧)。

需要说明的是，以下，有时将露腹短上衣型或胸衣型的生物信号检测衣料100、200记载为生物信号检测衣料100、200。

如图1所示，本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100具备：衣料主体部104；底带114，其配置于衣料主体部104的下部；包含导电性纤维的至少两个以上的电极101a、101b(101)；连接件102，其用于安装对生物信号进行检测的测定装置106；和布线部103a、103b(103)，其用于将电极101a、101b与连接件102导通连接。电极101a、101b、连接件102、及布线部103a、103b设置于底带114。

另外，如图2所示，本发明的胸衣型生物信号检测衣料200具备：衣料主体部204；底带114，其配置于衣料主体部204的下部；包含导电性纤维的至少两个以上的电极101a、101b(101)；连接件102，其用于安装对生物信号进行检测的测定装置106；和布线部103a、103b(103)，其用于将电极101a、101b与连接件102导通连接。电极101a、101b、连接件102、及布线部103设置于底带114。

本说明书中，所谓设置，只要底带114与电极101a、101b、底带114与连接件102、底带114与布线部103a、103b接触并得以固定即可，对方法没有限定。作为方法的例子，可以为使用热熔粘接剂的粘接，也可以为使用纱线进行缝合的方法，还可以为介由金属制工字扣(dotbutton)进行固定的方法。

本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，检测来自身体的生物信号的电极101a、101b包含导电性纤维。优选导电性纤维为含浸有导电性高分子的纤维结构物，进一步优选的是，纤维结构物为复丝、并且在构成纤维结构物的单纤维的表面及单纤维间隙担载有导电性树脂。就以往的通常用于心电图的电极的膜型电极而言，为了提高与身体的密合性以得到电信号，必须在电极表面涂布丙烯酸系凝胶，存在容易产生皮肤损害的问题。另一方面，本发明涉及的由纤维结构物形成的电极101a、101b在与皮肤接触时的刺激性小，安全性高。

用于本发明涉及的电极101a、101b的导电性高分子只要是具有导电性的树脂即没有特别限定。有配合了pedot/pss等导电性高分子、炭黑、cnt(carbonnanotube)、金属微粒等的导电性树脂组合物等。但是，在使用弹性体树脂等具有伸缩性的树脂的情况下，导电性会根据伸缩情况而发生变化，难以稳定地检测信号，因此不优选。就电极101a、101b中使用的导电性高分子而言，从安全性、加工性的观点考虑，优选为树脂本身具有导电性的导电性高分子即pedot/pss，所述pedot/pss是在噻吩系导电性高分子pedot中掺杂聚苯乙烯磺酸(聚4-苯乙烯磺酸酯；pss)而成的。

作为电极101a、101b中使用的纤维结构物的形态，可举出针织物、机织物及无纺布等布帛状物、及绳状物等。优选使用针织物、机织物。另外，若含浸于纤维结构物的导电性树脂的量不足，则无法获得在反复使用过程中的洗涤耐久性，因此纤维结构物的单位面积重量优选为50g/m²以上且300g/m²以下。小于50g/m²时，在将包含导电性树脂的加工液涂布于纤维结构物时，保持加工液的量少，导致导电性树脂的含浸量变少，无法获得洗涤耐久性。大于300g/m²时，实质的单位面积重量大，将成为穿戴感差的原因。更优选为60g/m²以上且250g/m²以下。

作为本发明的纤维结构物中使用的纤维材料，可以使用：由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯等形成的纤维；向这些中共聚第三成分而成的芳香族聚酯系纤维；以l-乳酸为主成分的纤维所代表的脂肪族聚酯系纤维；尼龙6、尼龙66等聚酰胺系纤维；以聚丙烯腈为主成分的丙烯酸系纤维；聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系纤维；聚氯乙烯系纤维等合成纤维等。另外，也可以使用配合有氧化钛等添加物的纤维、为了赋予提高吸湿性等的功能性而对聚合物进行改性而得到的纤维。

从使导电性树脂担载于纤维表面及纤维间的空隙的观点考虑，本发明涉及的纤维结构物优选含有单纤维的纤维直径为0.2dtex以下的复丝。对于0.2dtex以下的单纤维复丝在纤维结构物中所占的混合率而言，只要在不影响性能的范围内即可，没有特别限定，从导电性、耐久性的观点考虑，混合率高的情况是优选的，更优选为50％以上且100％以下。此外，单纤维的根数越多，则由多根单纤维构成的空隙、即担载导电性树脂的部位被细分化，从而导电性树脂向纤维结构物的担载性越高，并且，即使通过使纤维直径变细而细分化，也由于保持了导电性树脂的连续性而能够获得优异的高导电性及洗涤耐久性。优选使用用于人造革、外装材料(outermaterial)等的、纤维直径为5μm以下的微纤维，更优选使用纤维直径为10nm以上且1000nm以下的纳米纤维。

作为纳米纤维，可合适地使用由“nanoalloy(注册商标)”纤维制作的纳米纤维短丝聚集体、利用静电纺丝纺纱方式等制作的单丝纱的聚集体等通过已知方法制作的含有纳米纤维的纤维结构物，更优选含有纳米纤维的复丝纱的纤维结构物。纳米纤维的复丝纱可以利用已知的复合纺纱方式等制作。作为一例，可以有效地使用日本特开2013-185283号公报中列举的将使用复合喷嘴制成的复合纤维进行脱海而得到的、纤维直径的偏差小的纳米纤维复丝纱，但并不限定于此。

另外，本发明中使用的电极101a、101b优选在含有导电性物质的纤维结构物的一面上层叠有树脂层。考虑到对于生物体电极的适应性，优选在电极101a、101b中使用的纤维结构物的与肌肤接触的面的内面侧层叠树脂层。对纤维结构物赋予导电性树脂时，通过在纤维结构物的一面层叠树脂层，从而纤维结构物所担载的加工液的量增多，导电性树脂的含浸量增多，可获得优异的洗涤耐久性及高导电性。

对于构成树脂层的聚合物的种类、形状而言，只要能够控制湿度即可，没有特别限制，优选为透湿层。如果彻底地阻断湿气的移动，则湿热感变强，不仅导致穿戴时的不适感，还会导致斑疹等。作为透湿层，可以举出将ptfe(聚四氟乙烯)多孔膜、由亲水性的聚酯树脂、聚氨酯树脂等亲水性弹性体形成的无孔膜、聚氨酯树脂微多孔膜等已知的膜、薄膜、层叠物、树脂等通过涂布、层压方式进行层叠而成的形态，但不限于上述形态。从对于作为基材的纤维结构物的追随性的观点考虑，透湿层优选为将具有伸缩性的聚氨酯树脂微多孔膜通过层压而层叠接合的层。

关于电极101a、101b的大小、形状，只要能够检测生物信号，则没有特别规定，优选纵向、横向的长度各自为2.0cm以上且20.0cm以下。电极101a、101b的纵向、横向的长度各自小于2.0cm时，电极的面积过小，电极与人体的接触面积小，由此接触电阻大，并且在运动时等面料活动的情况下，电极也容易错位，容易接收噪声。大于20.0cm时，对于实质信号检测而言为不必要的大小，并且由于电极的面积过大，因此与相邻的电极的间隔小，容易成为短路等故障的原因。更优选的是，纵向、横向的长度各自为2.0cm以上且18.0cm以下。

本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中使用的测定装置106优选介由连接件102针对衣料主体部104、204进行装拆及连接。另外，通过将测定装置106从衣料主体部104、204拆除，从而能够进行洗涤。作为连接件102，没有特别限定，通常可以使用用于连接电线(cord)的插口(socket)等，更优选使用能够将测定装置106同时固定于衣料主体部104、204的多个金属制工字扣。

测定装置106优选具有通过与移动终端、个人电脑进行通信而传送数据的功能。通过该功能，例如，也能够在个人电脑内简便地读取、存储、分析数据。另外，测定装置106特别优选通过无线通信与移动终端、个人电脑进行通信。通过无线通信，不再需要因通信而限制使用者。

本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，需要将由电极101a、101b得到的生物信号传送至测定装置106的布线部103a、103b。布线部103a、103b优选通过在衣料主体部104、204的底带114印刷导电性树脂的方法、层压导电性树脂膜的方法，进一步优选利用具有导电性的纤维、金属线而形成。

在利用具有导电性的纤维而形成布线部103a、103b的情况下，作为导电性纤维，可使用下述材料：利用包含银、铝或不锈钢的金属纤维来覆盖聚酯、尼龙纤维而得到的丝；在聚酯、尼龙的芯、鞘的一部分中沿着纤维的长度方向复合配置炭黑而得到的导电性纤维；将包含银、铝或不锈钢的金属类涂布于聚酯、尼龙纤维而得到的金属涂覆丝。从耐久性、通用性的观点考虑，尤其优选使用利用包含银、铝或不锈钢的金属纤维来覆盖聚酯、尼龙纤维而得到的丝。

就通过印刷导电性纤维、导电性树脂等而形成的布线部103a、103b而言，优选的是，使用电绝缘性部件105将配置于底带114的表面(不与皮肤接触的面)或者配置于底带114的内面(与皮肤接触的面)的布线部103a、103b被覆。通过使用电绝缘性部件105将配置于表面或内面的布线部103a、103b被覆，从而布线部103a、103b不与皮肤直接接触，电极101a、101b所检测到的生物信号中不会混入布线部103a、103b接收的噪声，能够精度良好地测定生物信号。此外，从设计性的观点考虑，在底带114的表面设置布线部103a、103b时，布线部103a、103b或电绝缘性部件105露出。为了不使布线部103a、103b及电绝缘性部件105露出，优选使用电绝缘性部件105将配置于底带114的内面的布线部103a、103b被覆。

作为将布线部103a、103b中使用的导电性纤维安装于衣料主体部104、204的底带114的方法，优选使用在一面赋予了热熔粘接剂的具有电绝缘性的电绝缘性部件105和底带114的面料来将包含导电性胶带(所述导电性胶带是通过将导电性纤维织造为带状而得到的)的布线部103a、103b夹入，并通过热粘接来进行粘合。除此以外，在使用缝纫机的缝制中，可以将导电性纤维用于底线、将通常的缝纫机线用于上线，使面料的内面朝上而进行缝制。由此，导电性纤维主要在底带114的不与皮肤密合的表面侧露出。此外，作为导电性纤维的缝接方法，优选在底带114上将导电性纤维以z字形缝接。通过将导电性纤维以z字形缝接，即使在面料的伸缩时，缝线部分也能够活动并追随面料，不会阻碍伸缩性。

本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，只要将包含这些导电性纤维结构物的电极101a、101b与布线部103a、103b连接即能够抑制极化，因此对于微弱的生物信号的检测而言是优选的，不仅如此，由于也能够抑制腐蚀(电蚀)，因此能够长期连续地利用。将电极101a、101b与布线部103a、103b连接的方法没有特别限定，可举出下述方法：在配置于底带114的电极101a、101b上重叠布线部103a、103b后，使用缝纫机将接触部分缝接的方法；在印刷导电性树脂而形成布线部103时，与电极101a、101b重叠地进行印刷的方法；在使用导电性树脂膜形成布线部103a、103b时，在导电性树脂膜的一面赋予热熔粘接剂，将该膜热压接于电极101a、101b上而形成布线部103的方法；或者，介由金属制工字扣将布线部103与电极101a、101b连接的方法；等等。

本发明的布线部103a、103b需要将从电极101a、101b得到的生物信号灵敏度良好地传输至测定装置106。作为布线部103a、103b无法灵敏度良好地传输生物信号的原因，认为是噪声的混入，可举出：因身体1(参见图4)与布线部103a、103b接触而带来的电极设置部位以外的心电、肌电等的检出；或者，因雨、汗等水分的接触而带来的生物信号的漏电。为了克服由上述主要因素带来的噪声，优选使用防水性的电绝缘性部件105将布线部103a、103b被覆。其中，更优选的是，使用熨斗、加压机将赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘膜即电绝缘性部件105热压接于底带114的内面，然后放置布线部103a、103b，进而从其上方以夹具布线部103a、103b的方式，使用熨斗、加压机将赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘性部件105进行热压接，使用肌肤侧和面料侧的防水性电绝缘膜将布线部103a、103b被覆。

图3为图1的生物信号检测衣料100的底带114的x-x’线的截面图(图2的生物信号检测衣料200的x-x’线的截面图也是同样)。图3所示的布线部103a、103b通过将导电性纤维织造为带状而制作。可通过下述方式形成：使用熨斗、加压机将赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘性部件105热压接于底带114的内面，然后放置已制作的布线部103a、103b，进而从其上方以夹具布线部103a、103b的方式，使用熨斗、加压机对赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘性部件105进行热压接，使用肌肤侧和面料侧的防水性电绝缘膜将布线部103a、103b被覆。

露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，电极101a、101b分别配置于为底带114的内面(与皮肤接触的面)、且为穿戴时与左右的下胸部(underbust)附近接触的部分。

由于将两个电极101a、101b分别配置于底带114的内面的左右的下胸部附近，因此能够以不受女性胸部或男性胸部的高度带来的影响的方式使电极101a、101b与身体1稳定地接触，能够长期连续地测定生物信号。另外，测定装置106与电极101a、101b通过直接配置于底带114的布线部103a、103b而导通连接。布线部103a、103b与底带114一体化，因此不给穿戴者带来不适感，并且也能够防止由布线部103a、103b的活动带来的、生物信号测定时的噪声。

露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200可以穿戴于内衣的内侧，也可以重叠地穿戴于外侧。特别地，在穿戴t恤衫、带罩杯的内衣的情况下，优选穿戴于t恤衫的内侧、带罩杯的内衣的内侧，在穿戴胸衣的情况下，优选穿戴于胸衣的外侧。从胸衣上重叠地穿戴时，为了稳定地检测生物信号，优选如图4所示，底带114不与胸衣3重叠，并且位于腹部侧。图4为从胸衣3上穿戴本发明的实施方式1涉及的露腹短上衣型生物信号检测衣料100时的示意图。

为了通过电极101a、101b稳定地检测生物信号，如图5所示，生物信号检测衣料100、200的从肩部的肩颈点a或背带的顶点b至底带114的上部的长度优选为20.0cm以上且35.0cm以下的长度。图5(a)为示出本发明的实施方式1涉及的露腹短上衣型生物信号检测衣料100的从肩颈点a至底带114上部的长度500a的测定部位的示意图，图5(b)为示出本发明的实施方式2涉及的胸衣型生物信号检测衣料200的从背带的顶点b至底带114上部的长度500b的测定部位的示意图。生物信号检测衣料100、200的从肩部的肩颈点a或背带的顶点b至底带上部的长度小于20.0cm时，由于下胸部114的位置接近女性胸部或男性胸部，因此容易受到由女性胸部或男性胸部的高度带来的影响，电极可能从身体上浮，难以稳定地检测生物信号。此外，如图4所示，在胸衣3的外侧穿戴生物信号检测衣料100等的情况下，底带114重叠于胸衣3之上，粘接于底带114的电极101a、101b未直接与肌肤接触，因此变得难以检测生物信号。另外，若从肩部的肩颈点a或背带的顶点b至底带114上部的长度大于35.0cm，则在穿戴生物信号检测衣料100、200时，底带114的位置处于腹部的可能性高，导致检测到腹部的肌电，当检测心电时可能成为噪声。需要说明的是，所谓背带的顶点b，表示在将底带114的卡定件130扣上、使底带114的下边对齐的状态下，不施加张力地延伸时的背带的肩端部分。

生物信号检测衣料100、200中，底带114的宽度r1受电极101a、101b的纵向长度r2影响，为了将电极101a、101b粘接于底带114，必须使底带114的宽度r1大于电极101a、101b的纵向长度r2。具体而言，底带114的宽度r1优选为6.0cm以上。

就本发明的生物信号检测衣料100、200而言，优选于底带114安装能够调节尺寸的卡定件130。作为生物信号检测衣料100、200，为了稳定地检测生物信号，在进行穿戴时，必须使电极101a、101b与肌肤密合。穿戴者的体格因人而异，为了与各人的体格相匹配，优选设置两个以上的卡定件130。该情况下的能够调节尺寸的卡定件表示钩、粘扣带、调节管等能够调节尺寸的部件。

就本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200而言，底带114形成两片重叠、且上下端被缝合的袋状。优选表侧的底带114的上部端的一部分不与肌肤侧的底带114及衣料主体部104缝合，而是设置开口部124。安装于底带114的电极101a、101b对生物信号进行读取、并介由连接件102将生物信号输电至已安装的测定装置106，虽然形成了这种结构，但在没有开口部124的情况下，将成为测定装置106露出于生物信号检测衣料100、200的表面的形态，从设计性的观点考虑并不理想，此外，测定装置106可能因动作时的振动而从连接件102脱落。通过设置开口部124来形成能够收纳测定装置106的口袋部，测定装置106不露出于表面。此外，通过由两片底带114形成的口袋，测定装置106被推挤，能够抑制因振动带来的测定装置106的脱落。另外，尤其优选开口部124的宽度为1.0cm以上且10.0cm以下，以使测定装置106容易进出。

连接件102、测定装置106及开口部124的配置位置没有限制，也可以在电极101a及101b的配置位置的中间、或者衣料主体部104、204的胸部或肩部左右的任一侧配置。通过在胸部或肩部设置测定装置106等，可获得下述效果：不易混入因使用者的活动而带来的杂音，对使用者的日常生活活动的影响小，使用者能够容易地装拆测定装置106。然而，若配置于远离电极101a、101b的位置，则布线变长，且会因布线部103a、103b中使用的赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘性部件105而使得伸缩性受损，优选配置于布线部103a、103b变得最短的电极101a、101b的中间。

本发明的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，为了得到噪声少的信号，必须使配置于底带114的电极101a、101b与身体1密合。优选以电极101a、101b对身体1的穿着压力至少为0.1kpa以上、2.0kpa以下的压力与身体1密合。大于2.0kpa时，虽然可良好地获取信号，但穿着压力大，穿戴感变差，0.1kpa以下的情况下，动作时电极从皮肤脱离，将无法得到良好的信号。更优选为0.1kpa以上且1.0kpa以下。

为了实现上述穿着压力及穿戴时的舒适性，优选衣料主体部104、204及底带114由机织针织物形成、并且该机织针织物的纵向或横向中的任一者的伸长率为30.0％以上且100.0％以下。穿着压力可利用面料的伸缩特性和缝制尺寸来调整，若小于30.0％，则即使通过增大尺寸来控制在前述穿着压力的范围内，动作时也无法追随拉伸，动作性变差。另外，若大于100.0％，则即使通过缩小尺寸来控制在前述穿着压力的范围内，针对动作时的拉伸而言的强度降低，可能成为破裂的原因。

为了实现上述穿着压力及穿戴舒适性，安装有电极101a、101b的衣料主体部104、204及底带114优选为由弹性纱和非弹性纱形成的机织针织物。由弹性纱和非弹性纱形成的机织针织物的面料的伸缩特性优异，能够实现上述的穿着压力。

适用于机织针织物的弹性纱的材料没有特别限定，例如可使用聚氨酯弹性纤维、聚醚·酯弹性纤维、聚酰胺弹性纤维、聚烯烃弹性纤维、或者由天然橡胶、合成橡胶、半合成橡胶形成的丝状的所谓橡胶丝、向合成纤维中浸入或涂布橡胶而成的特殊纤维等。从耐久性的观点考虑，尤其优选聚氨酯弹性纤维。

另外，适用于机织针织物的非弹性纱的材料也没有特别限定，例如可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系合成纤维、尼龙等聚酰胺系合成纤维等。另外，作为非弹性纱的材料，可以使用在前述的纤维中含有氧化钛等添加物的材料，也可以使用为了赋予功能性而对聚合物进行改性而得到的纤维。另外，非弹性纱的单纤维单元的截面形状也没有规定，也可以使用以圆形、三角形、八叶形、扁平形、y形为代表的各种异形截面纱。此外，作为非弹性纱，也可以使用由粘度不同的聚合物形成的芯鞘或并列型的复合纱。另外，也可以使用对这些原纱施以假捻加工而得到的假捻加工纱。此外，也可以根据所要求的特性而使用聚丙烯腈、聚丙烯等合成纤维、人造丝、高湿模量粘胶纤维素丝(polynosic)、铜氨纤维等再生纤维、乙酸酯、三乙酸酯等半合成纤维、棉、麻、羊毛、蚕丝等天然纤维等。如上所述，作为非弹性纱，根据用途适宜地选择最合适的材料即可。

对于使用弹性纱和非弹性纱的机织针织物，关于机织法、针织法没有特别限制，只要能够实现上述的穿着压力即可。例如，为机织物时，可以使用将以弹性纱作为芯、以非弹性纱作为鞘来包覆(covering)而成的包芯纱用于经纱、纬纱并织制成平纹组织、斜纹组织的方法；为圆形针织物时，可以使用将该包芯纱编成平针(jersey)组织、双罗纹组织的方法，将非弹性纱和弹性纱合纱而进行编成的疏平针组织(barejersey)、疏双罗纹编(baresmooth)等。经编时，可编成在前筘中使用非弹性纱、在后筘中使用弹性纱的双梳栉(doubledenbigh)组织、经绒-经平(halftricot)组织。更优选地，可采用面料的伸缩性优异、在运动时面料也能顺畅地伸缩、穿着压力的波动小、适合于内衣等的圆形编织、经编。

露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200中，在底带114的左右的下胸部附近分别配置电极101a、101b，将电极101a、101b中的任一者作为探查电极，将上述探查电极以外的电极101a、101b作为无关电极(生物体基准电位电极)，以心电图波形的方式检测上述探查电极与上述无关电极的电位差。需要说明的是，图1及图2中示例了使用2个电极101a、101b的情况，但只要为2个以上即可，没有限定。

另外，除了图1及图2所示的露腹短上衣型生物信号检测衣料100、胸衣型生物信号检测衣料200以外，本发明的生物信号检测衣料还可以为图6所示那样的结构。图6为本发明的实施方式3涉及的胸部带体型(胸衣型)生物信号检测衣料300的示意图。胸部带体型(胸衣型)生物信号检测衣料300是具备衣料主体部304和底带114作为构件的衣料，所述衣料主体部304具有背带304a和后身304b。

实施方式3的胸部带体型(胸衣型)生物信号检测衣料300具备：衣料主体部304；底带114，其配置于衣料主体部304的下部；包含导电性纤维的至少两个以上的电极101a、101b(未图示)；连接件102(未图示)，其用于安装对生物信号进行检测的测定装置106(未图示)；和布线部103a、103b(未图示)，其用于将电极101与连接件102导通连接。与实施例1及2同样地，电极101a、101b、连接件102、及布线部103a、103b设置于底带114的内侧(与身体1接触的一侧)。另外，电极101a、101b、连接件102、布线部103a、103b、衣料主体部304、底带114的构成可以使用与实施方式1及2同样的构成。

在底带114的前中心设置有开口部124。另外，在底带114的左右腋前部配置粘扣带130a(雄)，在底带114的左右腋部安装带有粘扣带130b(雌)的把手130c。粘扣带130a、130b作为卡定件发挥功能。

如上所述，通过本发明涉及的生物信号检测衣料100、200、300，能够实现以衣服的形态来检测生物信号，能够在不妨碍日常生活活动的情况下长时间连续地测量心电图等。

实施例

接着，参照实施例对本发明的生物信号检测衣料进行详细说明，但本发明的生物信号检测衣料不限于这些实施例。

(1)伸长率

表面料及内面料的伸长率按照jisl1096(2010年版)“机织物及针织物的面料试验方法”的伸长率d法(定负荷法)进行测定。

首先，沿纵向(waledirection)及横向(coursedirection)分别采集宽度50mm×长度300mm的试验片各5片。测定中，使用拉伸试验机，将夹具间隔设为200mm，除去试验片的松弛、张力，施加初始负荷29mn(3g)并将试验片固定于夹具。以200mm/min的拉伸速度进行拉伸直至达到4.9n(500g)，测定在施加恒定负荷的状态下保持1分钟后的夹具间隔，利用下式求出伸长率ep(％)，针对5片的纵向及横向，各自以平均值表示。

伸长率ep(％)＝{(l1-l)/l}×100

l：初始的夹具间隔的长度(mm)

l1：放置1分钟后的标记之间的长度(mm)

(2)伸长回复率

另外，伸长回复率按照同样的jisl1096(2010年版)“机织物及针织物的面料试验方法”的e法(定负荷法)进行测定。

首先，沿纵向及横向分别采集宽度50mm×长度300mm的试验片各5片。测定中，使用拉伸试验机，将夹具间隔设为200mm，除去试验片的松弛、张力，施加初始负荷29mn(3g)，将试验片固定于夹具。以200mm/min的拉伸速度进行拉伸直至达到4.9n(500g)，在施加恒定负荷的状态下保持1分钟后，立刻去除负荷，进一步放置3分钟。重复该操作后，在初始负荷下再次测定夹具间隔的长度(mm)。

利用下式求出伸长回复率ee(％)，针对5片的纵向及横向，各自以平均值表示。

伸长回复率ee(％)＝{(l0-l1)/(l0-l)}×100

l：初始的标记之间的长度(mm)

l0：放置1分钟后的标记之间的长度(mm)

l1：去除负荷后放置3分钟、然后施加初始负荷时的夹具间隔的长度(mm)

(3)底带宽度

对实施例及比较例中得到的衣料的底带宽度进行测定。

(4)从肩颈点或背带的顶点至底带上部的长度

如图5及图6所示，对实施例及比较例中得到的生物信号检测衣料的从肩颈点a至底带114上部的长度(相对于底带114而言的垂线的长度500a)、或者从背带的顶点b至底带114上部的长度(相对于底带114而言的垂线的长度500b)进行测定。测定时，在平坦的台上，以不对衣料、面料施加张力的状态进行测定。

(5)衣服压力

将ami-tec(株)制接触压力测定器的气包(airpack)传感器粘贴于穿戴者的腋下、右侧第5肋骨附近(底带位置)共2处位置。测量在其上穿戴生物信号检测衣料并在站立状态静止10秒、在前屈状态下静止10秒的衣服压力，求出3次衣服压力测量结果的平均值。

(6)数据采集性、穿戴舒适性、易穿脱性

将实施例及比较例中得到的生物信号检测衣料穿戴于5名监控人员，以5个等级来评价生物信号的数据采集性(生物信号检测精度)、穿戴舒适性、易穿脱性，取其平均值。将其评价基准示于表1。

所谓生物信号的数据采集性，是指在静止状态10秒、手臂挥动10次、腰左右扭动10次、前屈10次时，从实施例及比较例的生物信号检测衣料得到的生物信号(心电波形)中有无噪声的评价项目，在生物信号(心电波形)中未混入噪声的情况下，判断为数据采集性良好，在混入噪声的情况下，判断为数据采集性差。

[表1]

实施例1

实施例1中，通过缝制来制作图1所示的露腹短上衣型的生物信号检测衣料100。作为衣料主体部104及底带114的身面料，使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的56t-22f的聚酯纤维和聚氨酯纤维，编制圆形针织物。另外，电极101通过下述方式制作：在水与乙醇的混合溶剂(水44wt％，乙醇50wt％)中，分散1.0wt％的作为导电性高分子的pedot/pss、5.0wt％的作为粘合剂的丙烯酸系热固性树脂，将由此得到的分散液利用已知的凹版涂布法以药剂涂布量成为15g/m²的方式涂布于上述圆形针织物。进而，使用由银丝包覆尼龙纤维而得到的丝织造成宽度1.5cm、长度5.0cm的带状，将其用作布线部103，将赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘膜用作电绝缘性部件105，通过以下所示的方式制作生物信号检测衣料100。需要说明的是，作为连接件102，使用ykk(株)制的衣料用金属制工字扣。

就衣料主体部104而言，使从前身104a的肩颈点a至底带114上部的长度(500a)为24cm，在前身104a和左右后身104b的下边缝接长度65cm、宽度8cm的两片底带114，制成袋状。就前身104a的前中心与底带114的缝合部而言，不将底带114中的1片缝合于前身104a，而是设置开口部124。另外，在底带114的后中心的左右设置卡定件130。对于电极101a及101b、布线部103a及103b和连接件102而言，将其粘接于电绝缘性部件105(所述电绝缘性部件105粘接于底带114的内面侧(与肌肤接触的一侧))，进一步用电绝缘性部件105将布线部103a及103b上被覆。电极101a及101b的配置部位位于距底带114的前中心5.0cm左右的位置。就作为心电图测定装置的测定装置106而言，以配置于左侧的电极101b作为正的探查电极(阳极)、以配置于右侧的电极101a作为负的探查电极(阴极)而连接于连接件102，获得心电图波形，由此能够检测心电图波形。

实施例2

除生物信号检测衣料的样式(pattern)以外，利用与实施例1同样的方法、步骤进行制作。实施例2中，作为衣服形状，通过缝制来制作图2所示的胸衣型的生物信号检测衣料200。使从背带的顶点b至底带114上部的长度(500b)为24cm，在前身204a的下边缝接长度65cm、宽度8cm的两片底带114，制成袋状。从前身204a的左右肩部直至底带114的左右背面部，使用背带204b进行连结。在前身204a的前中心与底带114的缝合部，不将底带114中的1片缝合，而是设置开口部124。另外，在底带114的后中心的左右设置卡定件130。对于电极101a及101b、和布线部103a及103b和连接件102而言，将其粘接于电绝缘性部件105(所述电绝缘性部件105粘接于底带114的内面侧(与肌肤接触的一侧)上)，进一步用电绝缘性部件105将布线部103a及103b上被覆。电极101a及101b的配置部位位于距底带114的前中心5.0cm左右的位置。就作为心电图测定装置的测定装置106而言，以配置于左侧的电极101b作为正的探查电极(阳极)、以配置于右侧的电极101a作为负的探查电极(阴极)而连接于连接件102，获得心电图波形，由此能够检测心电图波形。

实施例3

实施例3中，通过缝制来制作图6所示的带有肩带的胸部带体型(胸衣型)的生物信号检测衣料300。在底带114及衣料主体部304的身面料中，使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的56t-22f的聚酯纤维和聚氨酯纤维，编制圆形针织物。另外，电极101通过下述方式制作：在水与乙醇的混合溶剂(水44wt％，乙醇50wt％)中分散1.0wt％的作为导电性高分子的pedot/pss、5.0wt％的作为粘合剂的丙烯酸系热固性树脂，将由此得到的分散液利用已知的凹版涂布法以药剂涂布量成为15g/m²的方式涂布于上述圆形针织物。进而，使用由银丝包覆尼龙纤维而得到的丝织造成宽度1.5cm、长度5.0cm的带状，将其用作布线103，将赋予了热熔粘接剂的防水性电绝缘膜用作电绝缘性部件105(未图示)，通过以下所示的方式制作生物信号检测衣料300。需要说明的是，作为连接件，使用ykk(株)制的衣料用金属制工字扣。

实施例3中制作的生物信号检测衣料300中，使从背带304a的顶点b至底带114上部的长度(500b)为24cm。将长度65cm、宽度8cm的两片底带114缝接，制成袋状。在底带114的前中心，不缝合底带114，而是设置开口部124。另外，在底带114的左右的腋前部，缝合粘扣带130a(雄)，在底带114的左右腋部，插入带有粘扣带130b(雌)的把手130c，以使得能够调节胸围尺寸。电极101、连接件102、布线103、电绝缘性部件105与实施例1及2同样地进行设置。就作为心电图测定装置的测定装置106而言，以配置于左侧的电极101b作为正的探查电极(阳极)、以配置于右侧的电极101a作为负的探查电极(阴极)而连接于连接件102，获得心电图波形，由此能够检测心电图波形。

比较例1

使用由尼龙纤维包覆聚氨酯纤维而得到的丝，将宽度6.0cm的扁平橡胶制成长度65cm的带体，在所制作的带体上安装以与实施例1同样的方式制成的电极101a及101b、连接件102、布线部103a及103b，制作生物信号检测用带体。

比较例2

不将电极101a及101b的位置配置于底带114、而是配置于前身104a的左右胸部下，除此以外，利用与实施例1同样的方式制作生物信号检测衣料。

比较例3

变更前身104a及左右后身104b的样式，使从前身104a的肩颈点a至底带114上部的长度(500a)为18cm，除此以外，利用与实施例1同样的方式制作生物信号检测衣料。

比较例4

变更前身104a及左右后身104b的样式，使从前身104a的肩颈点a至底带114上部的长度(500a)为40cm，除此以外，利用与实施例1同样的方式制作生物信号检测衣料。

比较例5

将衣服的样式、构成变更为t恤衫，将电极101a、101b配置于左右胸窝下，除此以外，利用与实施例1同样的方式制作生物信号检测衣料。

将实施例1～3及比较例1～5的衣服形状、混合率、纵向及横向的伸长率(％)、纵向及横向的伸长回复率(％)归纳于表2。

[表2]

将实施例1～3及比较例1～5的底带宽度(cm)、从肩颈点a或背带的顶点b至底带的高度(cm)、站立及前屈时的衣服压力(腋下)(kpa)、站立及前屈时的衣服压力(第5肋骨附近)(kpa)归纳于表3中。

[表3]

将实施例1～3及比较例1～5的生物信号的数据采集性(生物信号检测精度)、穿戴舒适性、易穿脱性归纳于表4。

[表4]

由表4可知，就处于本发明的生物信号检测衣料的范围内的实施例1～3而言，生物信号检测精度及穿戴舒适性优异，与此相对，可知就处于本发明的生物信号检测衣料的范围外的比较例1～5而言，比较例1的穿戴舒适性差，比较例2～4的生物信号检测精度差，比较例5的易穿脱性差。

附图标记说明

1身体

3胸衣

100露腹短上衣型生物信号检测衣料

101a、101b电极

102连接件

103a、103b布线部

104、204、304衣料主体部

105电绝缘性部件

106测定装置

114底带

124开口部

130卡定件

200胸衣型生物信号检测衣料

300胸部带体型(胸衣型)生物信号检测衣料

500a从肩颈点a至底带上部的长度

500b从背带的顶点b至底带上部的长度

a肩颈点

b背带的顶点