JP4136310B2 - 情報処理能力を有する織物衣服を製造するためのフルファッションの製織方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、アームホールなどの穴を具備及び包含できる織物衣服を製造するための、フルファッションの(full-fashioned)製織方法に関する。この衣服は単一の一体化された布(fabric)のみで作られており、切れ目、即ち縫い目がない。更に、この衣服は情報処理能力を含むことができる。
【０００２】
製織では、それぞれ経糸及び緯糸として既知である２セットの糸が、織機において互いに対して直角に織り込まれる。従来の製織技術では、典型的に２次元の布が製造されている。このような織布から３次元の衣服を作るには、布の裁断及び縫製が必要である。
【０００３】
筒状の製織は従来の製織を特殊に変形したもので、布の筒が織機において製造される。しかしながら、現在に到るまで筒状製織は、シャツなどのフルファッションの織物衣服を製造するのに利用することができなかった。何故ならば、筒状製織は、裁断及び縫製を必要とせずにアームホールなどの衣服の切れ目を収容することができなかったからである。
【０００４】
従って、衣服、特にシャツを作るために布の部分を裁断及び縫製する必要性（袖の取り付けと、シャツの襟の丸め又は仕上げは除く）を取り除く、フルファッションの織物衣服を製造する方法が必要である。本発明は主に、このような方法及び製品の提供に関する。本発明のフルファッションの製織方法が用いられると、側部の継ぎ目を縫製するという２次元の布に必要な追加のステップが回避される。
【０００５】
従って、本発明の目的は、一体化された単一部品から成り、切れ目即ち継ぎ目のないフルファッションの織物衣服を製造する方法を提供することである。
【０００６】
本発明の更なる目的は、布の裁断及び縫製を必要とせずに（袖の取り付けと、襟の丸め又は仕上げを所望の場合、これらは除外される）、例えばシャツのアームホールなどの穴を収容できる衣服を作るのを可能にすることである。
【０００７】
本発明の更なる目的は、１以上の身体的兆候及び／又は衣服の穿孔を監視する能力などの情報処理能力を含むことができる、感覚を配慮したフルファッションの衣服と、このような衣服を作る方法の提供を可能にすることである。
【０００８】
本発明のフルファッションの織物衣服では、一方が布の筒状構造セクションであり、もう一方が二重層構造セクションである２つの異なる織構造物が使用されている。「一枚の(one-piece)」衣服を作るのに前部と後部を互いに縫製する必要のある、織布から作られる通常のシャツの構造とは異なり、本発明の筒状構造の布は、製織工程の際に一体化された「一枚の」衣服として現れる。この織布の筒状セクションでは、１本の糸又は１セットの糸のみが前部及び後部で螺旋状に連続的に織り込まれている。
【０００９】
本発明の織布の筒状構造セクションの綜絖通しドラフト(drawing-in-draft)では、一方が織物の前部用、もう一方が後部用である２つの異なるセットの経糸が交互に使用される。リフティングプラン(lifting plan)により、つうじ綜絖運動のシーケンスが提供される。織機のつうじ綜絖は、布の前部及び後部を交互に表すリフティングプランによって持ち上げられる。これは二重織構造であるため、前部及び後部の双方の経糸は織機の同一のデント（筬羽）に配置される。
【００１０】
筒状の布の緯糸は、連続する糸のセットを１セットのみ必要とするが、本発明のフルファッションの織物衣服は、アームホールなどの穴を設ける際に２セットの糸を必要とする。これは、衣服の二重層構造セクションの革新的な性質によるものである。
【００１１】
フルファッションの織物衣服の１つの革新的な事実は、衣服の二重層構造セクションによってアームホールなどの衣服の穴を形成することにある。筒状構造セクションとは異なり、衣服の二重層構造セクションには２セットの糸があり、二重層構造は衣服の前部及び後部に別個に使用される。２セットの糸が筒状構造セクションから使用されるため、二重層構造セクションの布を筒状構造セクションから連続的に織ることができる。同様に、筒状構造セクションを二重層構造セクションから連続的に織ることができる。このようにして、例えば、前述のように第１の筒状構造セクション、その後に筒状構造セクションから織られた二重層構造セクション、そして二重層構造セクションから第２の筒状構造セクションを連続的に織ることによって、フルファッションの織物衣服を作ることができる。連続的に織られた筒状構造セクション及び二重層構造セクションの他の組み合わせを用いてもよい。更に、本発明のフルファッションの製織方法はアームホールを有する衣服の製造に限られず、同様の穴を必要としうるあらゆるフルファッションの衣服の製造に概ね適用することができる。
【００１２】
１つの具体的な実施の形態では、例えば、２４のつうじ綜絖(harness)を有する織機を用いてこのような織物衣服を完成させるために、二重層構造のためのリフティングプランは、衣服の第１及び第２の筒状構造セクションのためのリフティングプランよりも複雑である。これは、用いられるつうじ綜絖の数のためである（筒状構造セクションに対して用いられるつうじ綜絖は二重層構造セクションに対するものよりも少ない）。織機の２４のつうじ綜絖は、６つのセットに分かれている。各セットは、４つのつうじ綜絖を含んでいる。各セットの４つのつうじ綜絖のうち、２つのつうじ綜絖は衣服の前部層のために使用され、もう２つは後部層のために使用される。より詳しく後述されるように、衣服にアームホールを作るために、各引張りセットの幅は双方の層で所望の量だけ連続的に増加され、それから同一量だけ連続的に減少され、つうじ綜絖の各セットは布の長さ１インチ（２５．４ミリメートル）毎に下ろされ、その後で同様に上げられる。衣服の両面の綜絖通しのシーケンスは同一であるため、アームホールは二重層構造セクションの両方の面において同時に形成される。このようにして、アームホールが形成された単一の連続的な織物衣服が製造される。
【００１３】
更なる実施の形態では、本発明に従って製造された織物衣服を、感覚を配慮した衣服（「センセートライナー(sensate liner)」）に形作ることができる。センセートライナーには、血圧、心拍度数、脈拍数及び体温などの１以上の身体生存徴候を監視し、また、ライナーの穿孔を監視する手段を設けることができる。センセートライナーは、ベースとなる布（「快適要素」）と、少なくとも１つの感知要素からなる。感知要素は、穿孔感知材料要素及び導電性材料要素のいずれか、又はこれら両方とすることができる。好適な穿孔感知要素は、プラスチック光繊維である。好適な導電性要素は、ポリエチレン、ナイロン又は他の絶縁被覆でドープされた無機繊維、又はポリエチレン被覆を有する細いゲージの銅ワイヤである。必要に応じて、ライナーは、ニーズや用途によって、スパンデックス(Spandex)ファイバーなどの形状適合要素、又はネガ−スタット(Nega-Stat)などの静電気消散要素を含むことができる。これらの要素の各々を、本発明のフルファッションの製織方法、従ってフルファッションのセンセートライナーに組み込むことができる。
【００１４】
フルファッションの製織方法が提供され、この方法によってフルファッションの織物衣服を作ることができ、この方法は裁断及び縫製を必要とせずにアームホールなどの衣服の切れ目を収容し、この方法によってセンセート衣服を作ることができることが、本発明の本明細書中の説明から理解できる。本発明のこれらの及び他の目的及び利点は、添付の図面に関連する下記の詳述、及び請求の範囲を読むうちに明白になるであろう。
【００１５】
ここで、数枚の図面全般にわたり、同様の参照番号が同様の部分を表す図面を参照して、本発明のフルファッションの製織方法及び製品の詳細を説明する。
【００１６】
Ａ．本発明のフルファッション製織方法及び衣服
図１に示されるように、本発明に従って作成されるフルファッションの織物衣服１０において、２つの異なる織り構造が用いられる。一方は、セクションＡ及びＣのための筒状構造で、他方は、セクションＢのための２層構造である。本発明の説明に役立つように、本発明のフルファッションの製織プロセスによって形作られ、編んで作られたＴシャツに似た丸首１４を有する袖なしのシャツなどの衣服が参照される。しかしながら、本発明がこのような衣服のみに限定されないことが認識されるべきである。
【００１７】
１．衣服のセクションＡ及びＣの説明
「一枚」の衣服を作成するために前部と後部が一緒に縫い合わされなければならない織布によって作成される通常のシャツの構造とは異なり、本発明の構造は、フルファッションの製織方法中に、統合された「一枚」の衣服として具現化される。布（衣服）の筒状セクションを作成するために、１本の糸又は１セットの糸１６のみが、前部と後部を螺旋状及び連続的に交差される。
【００１８】
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄは、衣服の１単位（面積）の綜絖通しのドラフト、リフティングプラン及びリードプラン、並びに筒状構造セクションＡ及びＣの構成を示す。綜絖通しのドラフトは、つうじ綜絖フレームに対する分布についての経糸の末端が配置されるパターンを意味する。綜絖通しのドラフトでは、一方は前部Ｆで、他方は衣服の後部Ｂである、２つの異なるセットの糸が交互に用いられる。リフティングプランは、連続したピック又は緯糸の挿入時に、つうじ綜絖の上下動の選択を規定する。織機のつうじ綜絖は、衣服の前部と後部を交互に表すリフティングプランによって持上げられる。これは２重衣服構造であるため、前部及び後部の経糸が共に織機の同じリードのデントに配置される。リードプランは、衣服の前部及び後部のリードデントにおける経糸の末端の配置を示す。
【００１９】
筒状布の緯糸は１セットの連続的な糸のみを必要とするが、ある実施形態において、本発明のフルファッションの織物衣服は、２セットの糸を利用する。これは、セクションＢの革新的本質によるものである。
【００２０】
２．衣服のセクションＢの説明
フルファッションの製織プロセスの１つの革新的な面として、筒状織布のアームホールの創作にある。セクションＢは、アームホールの場所である。筒状構造のセクションＡ及びＣとは異なり、２層構造のセクションＢでは、２セットの糸があり、また、衣服の前部Ｆと後部Ｂとに別々に２層構造が用いられる。２セットの糸は、前出の筒状構造セクション（セクションＡ）から用いられるため、セクションＢの布は、セクションＡの布から連続的に織って作られることができる。更に、セクションＢの布はセクションＣと統合されるであろう。
【００２１】
筒状製織は、布の筒が織機上で形成される伝統的な製織の特別な態様である。（例えば、現今のシャツを形作るために必要とされる襟の丸め又は仕上げを除いて、）布の裁断及び縫製を不要にするため、フルファッションの織物衣服を形成するために、この技術が伝統的な製織において選択され、また、得られる構造は通常の袖なし下着に似ている、つまり、両側に全く縫い目を有さないであろう。その衣服は、袖を取り付けたり、又はカラーを添付したり、又はその両方によって更に形作られることができることが当業者によって理解されるべきである。
【００２２】
このような織物衣服の作成を可能にする織機は、手動と自動モードの両方で操作されることができる有ひ織機の、ＡＶＬコンピュー−ドビー(Compu-Dobby)である。ＡＶＬコンピュー−ドビーは、コンピュータとインターフェースすることができるため、デザインソフトウェアを用いて創り出されるデザインが格納制御機構に直接ダウンロードされることもできる。代替的に、ジャガード織機もまた、用いられることができる。ドビー織機が用いられたため、このような織機における織布の製造が説明されるであろう。織物衣服を生産するための織機の形状は、以下の通りである。
【００２３】
【表１】

【００２４】
我々の本発明に従って織物衣服を作成するために以下のステップが従属する。
１．デザインソフトウェア中の織りパターンを入力し、それをＡＶＬコンピュー−ドビーにダウンロードする。
２．２インチ間隔の部分的ワープビーム（経巻）のために１６０個のパーンを用意する。
３．２２インチ幅の部分ワープビーム上に紡ぎ糸をたわませる。
４．必要な本数のドロップ・ワイヤを設置する。
５．ドロップ・ワイヤを介して１６００本の末端を綜絖の目に引き込む。
６．定められた織りパターンに基いた特定のシーケンスで２４本のつうじ綜絖の綜絖を介して１６００本の末端を引っ張る。
７．リードを介して１６００本の末端を引っ張る。
８．各末端のワープ・ビーム上に末端を結ぶ。
９．６個のシャトルを随伴する緯糸用に８個のボビンを用意する。
【００２５】
図３Ａ，３Ｂ、３Ｃ、及び３Ｄにおいて、（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄを参照して上記に定められたような）綜絖通しのドラフト、リフティングプラン、及びリードプラン、及び衣服の２層構造セクション用に用いられる織機の２４本のつうじ綜絖の構成が示される。２層構造セクションＢのリフティングプランは、用いられるつうじ綜絖の本数のため（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに示されるように、セクションＡ及びＣには４本のつうじ綜絖が用いられるのみである）、筒状構造セクションＡ及びＣのプランよりも複雑で、織物衣服を連続的に完成させる。しかしながら、セクションＢのリードプランは他のセクションＡ及びＣと同様である。
【００２６】
織機の２４本のつうじ綜絖は６つのセットに分割される。各セットは、４本のつうじ綜絖を含む。各セット中の４本のつうじ綜絖において、２本のつうじ綜絖が前層に用いられ、他方の２本が衣服の後層に用いられる。図４に示されるように、衣服のアームホールを作成するために、各製図セットの幅は順番に増幅し、その後両側において０．５インチ減幅し、また、各セットのつうじ綜絖は布の１インチ長毎にドロップ（降ろ）され、同様の方式で順番にピックアップされる（拾われる）。つうじ綜絖のセットのドロッピング（降下）シーケンスは、図４のアームホールの半分について１、２、３、４、５、及び６である。更に、つうじ綜絖のセットはアームホールのもう半分のために用いられる必要がある。アームホールを縫い合わせるためのつうじ綜絖のセットのシーケンスは、図４の７、８、９、１０、１１、及び１２である。衣服の両側の綜絖通しのシーケンスは同様であるため、アームホールは２層構造セクションＢの両側で同時に創り出されるであろう。
【００２７】
我々の本発明に従った織物衣服の製造が、２４本のつうじ綜絖を有する製織織機を用いることに限定されないことが当業者には明白であろう。４８本のつうじ綜絖の織機を用いることにより更に滑らかなアームホールが作成されることができる。同様に、４００個のフックのジャガード織機の利用により、セクションＢにおける尚も滑らかなアームホールが可能となるであろう。
【００２８】
織物衣服は、従来の織布に適用可能なあらゆる紡ぎ糸によって作成されることができる。紡ぎ糸の材料の選択は、通常、布の最終用途によって決定され、また、快適さ、フィット性、手触り、通気性、吸湿性、及び紡ぎ糸の構造的な特性の総括に基づくであろう。好適な紡ぎ糸として、綿、ポリエステル／綿の混合、マイクロデニールポリエステル／綿の混合、及びダウテックス工業(Dawtex Industries)によって作られるメラクロン(Meraklon）等のポリプロピレン繊維が挙げられる。
【００２９】
Ｂ. 本発明に従った、センセートライナー
本発明の織物の衣服及びプロセスは、裁断と縫製を不要にする長所に加えて、センセートな（感覚の・五感で感じられる）ケア（介護）のための衣服（“センセートライナー”）の基礎を与えることができる。そのようなライナーには、血圧、心拍数、脈拍、及び体温といった身体的徴候、並びにライナーの穿孔をモニターするための手段を備えることができる。センセートライナーは、以下の構成要素からなる。即ち、布のベース即ち“快適要素”及び１つ以上の感知要素である。更に、必要なら、形状適合要素及び静電気消散要素を含んでもよい。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明のセンセートライナー２０の１つの代表的な構成を示している。これは、上述のように織って形成された単一体の衣服からなり、普通の袖なしＴシャツと似ている。以下の表１は、図５に示されている２”セグメントにおけるライナーの種々の構成要素についての糸の相対分布（配置）を表している。
【表２】

【００３１】
快適要素２２は布のベースである。快適要素は、通常、着る者の肌に直接触れ、ライナー/衣服に必要な快適特性を与える。従って、選択される材料は、一般的なアンダーシャツと比較して、例えば、良好な手触り、通気性、吸湿性、及び伸縮性などの、少なくとも同一レベルの快適性及びフィット性を備えるべきである。
【００３２】
快適要素は、従来の織布に適用可能な任意の糸からなっていてよい。糸の材料の選択は、通常、布の製品としての最終用途によって決定され、快適性、フィット性、手触り、通気性、吸湿性、及び糸の構造上の特徴の検討に基づく。適切な糸は、綿、ポリエステル/綿の混紡、マイクロデニールポリエステル/綿の混紡、及びダウテックス・インダストリーズ社(Dawtex Industries)製のメラクロン(Meraklon)のようなポリプロピレン繊維を含むが、これに限定されない。
【００３３】
快適要素に用いるのに特に適した主な繊維は、メラクロン、及びポリエステル/綿の混紡である。メラクロンは、純粋なポリプロピレン繊維に伴う幾つかの短所を克服するよう調整されたポリプロピレン繊維である。性能上の要件に照らした重要な特徴は、(a)良好な吸湿性及び快適さ、(b)重量を伴わない嵩、(c)速乾性、(d)良好な機械的特性及び耐変色特性、(e)非アレルギー特性及び抗菌特性、及び(f)細菌の繁殖を防ぎ、悪臭がつかないことである。マイクロデニールのポリエステル/綿混紡は、非常に多用途の繊維であり、(a)肌触りが良く即ち扱いやすく、(b)吸湿性が良く、(c)良好な機械的特性及び対摩耗性、及び(d)処理の容易さを特徴とする。そのような性能上の要件を満たす他の繊維も適していることを認識されたい。マイクロデニールのポリエステル/綿混紡繊維は、ノース・カロライナ州のハンビー・テキスタイル・リサーチ社(Hamby Textile Research)から入手できる。混紡に用いるマイクロデニール繊維は、デュポン社(DuPont)から入手できる。メラクロン糸は、カナダ国トロントのダウテックス社(Dawtex, Inc.)から入手できる。図５では、メラクロンは、布の経糸方向及び緯糸方向の両方で示されている。
【００３４】
センセートライナーの感知要素は、ライナー２４の穿孔若しくは１つ以上の身体的徴候２５、又はその両方を感知するための材料を含むことができる。これらの材料は、ライナーの快適要素を織る間に織り込まれる。ライナーの形成の完了後、これらの材料をモニター（『個人状態モニター』又は『ＰＳＭ』と呼ぶ）に接続することができ、詳細を後述するように、このモニターが感知材料からの読取りデータを受け、読取りデータをモニターし、読取りデータ及び所望のモニター設定に応じて警報を発する。
【００３５】
穿孔の感知及び警報を与えるのに適した材料は、シリカ系光学繊維、プラスチック光学繊維、及びシリコーンゴム光学繊維である。適した光学繊維としては、送信される所望の信号及び必要なデータストリームをサポートできる帯域幅を有する充填媒体を有するものが挙げられる。シリカ系光学繊維は、高い帯域幅の長距離アプリケーション用に設計されている。シリカのコアが非常に小さく、開口数（ＮＡ）が低いことにより、大きな（500 mhz*kmまでの）帯域幅と、低い（0.5dB/kmという低さの）減衰とがもたらされる。しかし、そのような繊維は、設置の労働コストが高く、繊維が裂ける危険があるので、適していない。
【００３６】
プラスチック光学繊維（ＰＯＦ）は、グラスファイバー（ガラス繊維）と同じ多くの長所を備えるが、グラスファイバーよりも重量及びコストが低い。ある種のセンサー及び医療用アプリケーションのような、あるファイバーの適用例では、用いられるファイバーの長さが短い（数メートル未満）ので、ファイバーの損失及びファイバーの分散は問題ではない。その代わりに、良好な光学透過性、適切な機械的強度、及び柔軟性が必要な特性であり、プラスチック又はポリマー繊維が好ましい。更に、プラスチック光学繊維は、ガラス繊維のように裂けないので、ガラス繊維よりも安全にライナーに用いることができる。
【００３７】
比較的短い長さに関しては、ＰＯＦは、ガラス繊維を凌ぐ幾つかの固有の長所を有する。ＰＯＦは比較的より高い開口数（ＮＡ）を示し、そのことは、より多くのパワーを送る能力に貢献している。更に、ＮＡがより高いと、ＰＯＦが、繊維を折り曲げることによって生じる光損失を受けにくくなる。可視波長範囲における伝達は、スペクトルのそれ以外の範囲よりも、比較的高い。ほとんどの医療用センサーでは、変換器は光学スペクトルの可視範囲の波長によって作動されるので、これは長所である。その光学伝達の性質を理由として、ＰＯＦは、ガラス繊維と似た高い帯域幅の能力及び同じ電磁免疫性(electromagnetic immunity)を備える。ＰＯＦは、比較的安価であることに加え、余分な繊維を溶かして所定光学品質の端部処理を行うホットプレート工程を用いて端部処理できる。従来の接続システムであってもよいＰＯＦ接続システムのスナップロック設計と組合わせた、この簡単な端部処理により、ノードの端部処理が１分以下でできる。これにより、設置コストも非常に低くなる。更に、ＰＯＦは、相当不利な環境で示される荒々しい機械的な扱いに耐えることができる。可視波長を短い距離を介して伝達するための、安価で耐久性のある光学繊維を必要とするアプリケーションでは、現在のところ、ポリメチルメタクリル酸エステル（ＰＭＭＡ）又はスチレン系ポリマーのいずれかでできているＰＯＦが主流である。
【００３８】
光学繊維の第３クラスである、シリコーンゴム光学繊維（ＳＲＯＦ）は、優れた曲げ特性及び弾性回復を備えている。しかし、比較的厚く（5 mm台）、信号減衰の度合いが高いという短所を有する。また、湿気が高いと影響を受けるとともに、まだ商品化されていない。よって、これらの繊維はセンセートライナーに用いるのに適していないのであるが、用いることはできる。これらの繊維は、テネシー州オークリッジのオークリッジ・ナショナル・ラボ(Oak Ridge National Lab)から入手できる。
【００３９】
図５では、ＰＯＦ２４は、布の緯糸方向で示されているが、緯糸方向だけに限定される必要はない。織布に穿孔感知要素材料を組み込むために、好ましくはプラスチック光学繊維（ＰＯＦ）である材料は、フルファションの織りによる布製造プロセスの間に、螺旋状に一体構造化される。ＰＯＦは、アームホールの下では端部処理されない。織りプロセスの上述の調整に起因して、ＰＯＦは、布全体を通して、いかなる不連続箇所もなく、連続している。この結果、１つのみの単一の一体化された布となり、ＰＯＦに関する限りは縫い目が無い。好ましいプラスチック光学繊維は、ニューヨーク州の東レ (Toray Industries)の製品で、商品コードを特定すると、PGU-CD-501-10-E光ファイバーコードである。使用可能な別のＰＯＦは、東レの商品コードPGS-GB 250 光ファイバーコードである。
【００４０】
これに代えて、あるいは加えて、感知要素は、導電性材料要素（ＥＣＣ）２５から成っていてもよい。この導電性繊維の抵抗率は、約０．０７×１０^-3〜１０キロオーム／ｃｍであるのが好ましい。ＥＣＣ２５は、心拍数、脈拍、体温及び血圧を含む１つ以上の身体生存徴候を身体上にあるセンサを介して監視するのに用いることができ、個人状態モニタ（ＰＳＭ）に接続して用いられる。適切な材料にはそれぞれ、真性導電性ポリマー、ドープされた無機繊維及び金属繊維の３つの類が含まれる。
【００４１】
導電性（無機）物質を加えなくても電流を伝導するポリマーは、「真性導電性ポリマー」（ＩＣＰ）として知られている。導電性ポリマーは、共役構造、即ち主鎖の炭素原子間に単結合及び二重結合を交互に有する。１９７０年代後半に、ポリアセチレンに高導電率を備えさせることができ、この導電率は化学的酸化処理によってさらに高くすることができる、ということが発見された。その後、例えばポリチオフェン及びポリピロールのような、共役（交互の単結合及び二重結合）炭素主鎖を有する多数のその他のポリマーが、同じような反応を示した。初めは、従来のポリマーの処理可能性と発見された導電性は組み合わせることができると思われた。しかし、導電性ポリマーは、空気中においてかなり不安定であり、機械的性質が乏しく、容易に処理することができない、ということがわかってきた。また、真性導電性ポリマーは全て、あらゆる溶媒に対して不溶性であり、融点又はその他の軟化作用を持たない。従って、真性導電性ポリマーは、通常の熱可塑性ポリマーと同じように処理することはできず、さまざまな分散法を用いて通常処理される。これらの欠点のため、機械的性質の優れた完全導電性ポリマーから成る繊維はまだ市販されておらず、センセートライナーに用いるのは現時点で適していないが、用いることはできる。
【００４２】
さらに別の類の導電性繊維は、無機粒子又は金属粒子でドープされた繊維から成る。金属粒子で十分にドープされている場合、この繊維の導電率は非常に高くなるが、可撓性は低くなってしまう。適切に絶縁されていれば、このような繊維は、センサから監視装置へ情報を送るのに用いることができる。
【００４３】
ポリエチレン又はポリ塩化ビニルで絶縁された銅及びステンレス鋼のような金属繊維もまた、導電性繊維としてライナーに用いることができる。銅及びステンレス鋼は、非常に優れた通電性を備えているので、ドープされたいずれの高分子繊維よりも効率的である。また、金属繊維は丈夫であり、伸張、ネックダウン(neck-down)、クリープ(creep)、ニック(nick)及び破壊に対して非常に耐性がある。従って、センサから監視装置へ情報を送るには、非常に小さな直径（０．１ｍｍ台）の金属繊維で十分である。絶縁されたものであっても、繊維の直径は０．３ｍｍ未満であり、この繊維は非常に可撓性があり、ライナーに容易に組み入れることができる。また、金属繊維のＰＳＭ装置への配置及び接続は簡単であり、特別なコネクタ、工具、組み立て及び方法を必要としない。
【００４４】
この用途に適した高導電性糸の一例は、ベルギーのヴェッテレン(Wetteren)にあるベキンテックス(Bekintex)ＮＶの子会社である、米国ジョージア州のマリエッタ(Marietta)にあるベカエルト社(Bekaert Corporation)から入手可能な、ベキノックス(Bekinox)であり、これはステンレス鋼繊維から成っており、抵抗率は６０オーム／ｍである。この糸の曲げ剛性は、ポリアミド高抵抗糸の曲げ剛性に類似しており、本発明におけるデータバスに容易に組み入れることができる。
【００４５】
従って、このセンセートライナーの感知要素に好ましい導電性材料は、(i)ポリエチレン、ナイロン又はその他の絶縁被覆付きのドープされた無機繊維、(ii)絶縁されたステンレス鋼繊維、及び(iii) ポリエチレン被覆付きの細い銅ワイヤである。これらの繊維は全て、ライナーに容易に組み入れることができ、後述する弾性プリント回路基板の要素として用いることができる。ドープされた無機繊維の一例は、米国サウス−カロライナ州にあるソークオイト インダストリーズ社(Sauquoit Industries)から入手可能な、Ｘ−静電気でコーティングされたナイロン(X-Static coated nylon) (Ｔ６６)である。細い銅ワイヤの一例は、米国ジョージア州のアトランタ(Atlanta)にあるアク エレクトロニクス社(Ack Electronics)から入手可能な、２４ゲージの絶縁された銅ワイヤ(24 gauge insulated copper wire)である。
【００４６】
導電性要素繊維２５は、(ａ)感知要素として作用する規則的に離間された糸と、(ｂ)センサからＰＳＭへ信号を送るために正確に配置された糸との２つの様式で、織布に組み入れることができる。この繊維は、織布の縦糸方向及び横糸方向の両方に分配配置できる。
【００４７】
必要に応じて、形状適合要素（ＦＦＣ）２６は、着用者の体にフィットする。より重要なことには、この形状適合要素により、着用者が動いているときにも、センサが着用者の体上の所定位置に保持される。従って、選択される材料は、衣服を必要的にフィットさせるために高い伸張度を有していなければならず、また同時に、センセートライナーのその他の要素に選択される材料と両立可能でなければならない。これらの条件に合っていれば、いずれの繊維も適している。好ましい形状適合要素は、スパンデックス(Spandex)ファイバー、つまりウレタン族を含むブロックポリマーである。このファイバーの破壊における伸びは５００〜６００％であるので、ライナーは必要程度にフィットさせることができる。このファイバーは、弾性回復率も非常に高く（２〜５％の伸びから９９％回復）、強度は０．６〜０．９ｇ／デニールである。このファイバーは、化学薬品に対して耐性があり、繰り返される洗濯機での洗濯及び発散作用に耐える。このファイバーは、ある線形の密度範囲において利用できる。
【００４８】
図５の横糸方向に示されたスパンデックスバンド２６は、必要程度にフィットさせることができる筒状織布のＦＦＣである。このバンドは、「ストラップ」のように作用するが、突出せずに布にうまく組み込まれる。衣服にこのバンドをきちんとフィットさせるために、着用者が何かを結び付ける必要はない。さらに、このスパンデックスバンドは、通常の呼吸をしているときに着用者の胸が拡縮するのに合わせて、拡縮する。このスパンデックスファイバーは、米国デラウェア州のウィルミントン(Wilmington)にあるエー．イー．デュポン デュ ヌムール社(E.I. du Pont de Nemours)から、入手することができる。
【００４９】
静電気消散要素（ＳＤＣ）２８は、センセートライナーの使用中にたまったあらゆる静電荷をすばやく消散させるためのものである。このような要素は、常に必要なわけではない。しかし、ある状況下では、数千ボルトの電圧が生じることがあり、これはＰＳＭ装置の高感度電子要素を損傷させ得る。従って、選択される材料は、ライナーにおける適切な静電気放電（ＥＳＤ）保護をもたらさなければならない。
【００５０】
デュポン社により製造されるコンジュゲートファイバーであるネガ−スタット(Nega-Stat)が、静電気消散要素（ＳＤＣ）として好ましい材料である。このネガ−スタットは、ポリエステルあるいはナイロンで被覆された、三葉形の導電性コアを有する。この特有の三葉形導電性コアは、ベース材料上の表面電荷を誘導により中和し、この電荷を空気イオン化及び空気伝導によって消散する。ネガ−スタットファイバーの非導電性ポリエステル又はナイロン表面は、糸からの表面電荷の解放を制御して、特定の最終用途条件に従った接地用途又は非接地用途において、材料の効果的な静電気制御をもたらす。ポリエステル又はナイロンの外部被覆は、洗濯及び着用耐久性の高い効果的な着用寿命成果、並びに、酸及び放射に対する保護を確実にする。効果的に静電気を消散するが、着用可能であり洗濯可能な衣服の一要素として機能することのできる他の材料を用いてもよい。
【００５１】
再び図５を参照すると、シャツの高さに沿って、つまり布の縦糸方向に通っている、ネガ−スタットファイバー２８は、静電気消散要素（ＳＤＣ）である。提案されている間隔は、静電気放電の所望の程度に適している。織られた筒状衣服に対して、このネガ−スタットファイバー２８は、通常布の縦糸方向に通されているが、必ずしもそうでなくてもよい。
【００５２】
図６を参照すると、（衣服に用いられる「ボタンクリップ」に似た）Ｔ型コネクタのような（要素５５として図９に示されている）コネクタを、ボディセンサ３２をＰＳＭにつながる導電性ワイヤに接続するのに用いることができる。（これらのコネクタを用いる）センセートライナーの構成をモジュール化することにより、センサ自体をライナーから独立させることができる。これにより、異なる体型に適合できる。コネクタにより、センサのワイヤへの取り付けが比較的容易になる。センサ自体をライナーから分離させるさらにもう１つの利点は、ライナーを洗濯するときにセンサを洗濯する必要がなく、これによりセンサに対するあらゆる損傷が最小に抑えられる、という点である。しかし、センサ３２は構造内に織り込むこともできる、ということは理解されるべきである。
【００５３】
本発明のセンセートライナーの製造で使用される好適な材料の仕様は以下の通りである。
【００５４】
【表３】

【００５５】
上記紡績糸の番手は、典型的に下着で使用される紡績糸のサイズを使用し、初期実験に基づき選択された。それ以外の紡績糸の番手を使用することもできる。図５は筒状の製織布（ファブリック）の仕様も示す。ファブリックの重量は約１０ｏｚ/ｙｄ²以下である。上記材料が本発明のセンセートライナーの製造に適した材料であるが、本明細書を読めば、これらに替えて他の材料を使用しても本発明に従ったセンセートケア用下着を製造し得ることが容易に理解されるであろう。
【００５６】
Ｃ．芯紡績技術
芯の紡績は、芯紡績糸（例えば、ＰＯＦ又は導電性紡績糸）を被覆繊維（例えば、メラクロン又はポリエステル/綿）で被覆するプロセスである。それは、本発明の全ての状況で必要とされているわけではない。それは、検出要素、又は快適要素以外の他の要素が、製織された衣服に望まれる快適特性を有していないときに望ましい。芯紡績には、改良されているリング紡績機を用いる方法、及び摩擦紡績機を用いる方法の、二つの方法がある。リング紡績機は非常に用途が広く、番手の精粗を問わず芯紡績に使用できる。しかしながら、リング紡績機は生産性が低く、ユニットサイズも極めて小さい。摩擦紡績機は粗い紡績糸の製造にしか用いることができないが、生産率及びユニットサイズはリング紡績と比べて格段に優れている。比較的粗い紡績糸を用いる場合、糸の芯紡績には摩擦紡績技術が適している。
芯紡績糸製造のための摩擦紡績機の好適な構成を以下に示す。
【００５７】
【表４】

【００５８】
摩擦紡績機で約２０００ｍの芯紡績糸を製造した。芯にはＰＯＦを用い、被覆にはポリエステル/綿を用いた。糸が最適強度及び快適特性を有するように、芯/被覆比は５０：５０とした。
【００５９】
実寸大の原型をＡＶＬ−ダビー（ＡＶＬ-Ｄｏｂｂｙ）織機で製造した。更に、製織したセンセートライナーの二つのサンプルを卓上型織機で製造した。サンプルの仕様は、図７に示されている。これらのサンプルは、規則的な間隔に離間されて配置され、弾性回路基板４０として作用する低（ｌｏｗ）４２及び高（ｈｉｇｈ）４３の導電性繊維で設計された。この基板の回路図が、図８に示されている。図８は電力４４ワイヤと接地４６ワイヤ、及び低４２導電性繊維と高４３導電性繊維間の相互接続を示す。センサ用の無作為に配置されている相互接続点４８から個人状態モニタ１及び２（ＰＳＭ１及びＰＳＭ２）へデータを伝送するためのデータバス４７も示されている。現在、好適なＰＳＭは、ユタ州、ソルトレークシティ(Salt Lake City, Utah)のサルコスリサーチ社(Sarcos Research Corporation)により製造されているカスタム・ビルトのＰＳＭである。
【００６０】
図８には明白に示されていないが、弾性基板には、導電性材料構成要素に電力を供給し、また穿孔検出要素に光源を提供するためのモジュラー装置及び接続が含まれなければならない。ある形態をとるライナーは、一つまたは複数の検出要素を使ってではあるが、これらの電源や光源、又は図示された送信器５２、受信器５４を包含せずに形成することができ、これらを別体として提供し、それ以降ライナーに接続することが予定されている。本発明の他の実施形態では、可撓性プラスチックチューブを用いて未使用のＰＯＦを被覆し、穿孔検出要素として使用した。
【００６１】
Ｄ．センセートライナーの作用
穿孔警報及び生命に関する徴候をモニタリングする機能を表すセンセートライナーセンブリの作用を、以下に述べる。
穿孔警報：
１．正確に計時されたパルスが、センセートライナーに組み込まれたＰＯＦを通じて送信される。
２．ＰＯＦの破断が生じなければ、受信器が信号パルスを受信し、「肯定応答」がＰＳＭユニットに送信され、穿孔がないことを示す。
３．穿孔により光学繊維が任意の点で破断されている場合、信号パルスが衝撃点即ち破断点から第１送信器へ反響する。信号パルスの送信と肯定応答との間に経過した時間は、信号が破断点に到達するまでに移動した長さを表し、このようにして正確な穿孔点が確定する。
４．ＰＳＭ装置は送信器を通じて、穿孔の場所を特定する穿孔警報を送信する。
【００６２】
身体的徴候のモニタリング：
１．センサからの信号は、センセートライナーの導電性要素（ＥＣＣ）を通じてＰＳＭ装置に送られる。
２．センサからの信号が正常範囲内にある場合、及びＰＳＭ装置が穿孔警報を受信していない場合、身体的信号読取り値は、後で処理するためにＰＳＭ装置によって記録される。
３．但し、読取り値が正常範囲を逸脱していた場合、又はＰＳＭ装置が穿孔警報を受信した場合、身体的信号読取り値が、送信器を用いて伝送される。
【００６３】
このようにして、本発明のセンセートライナーは容易に有効利用でき、身体的徴候及び/又は穿孔をモニタリングするための全ての機能要件を満たす。ＰＯＦにおける実際の穿孔位置の検出は、オプティカルタイムドメインリフレクトメータ(Optical Time Domain Reflectometer)により決定できる。
【００６４】
本発明をその好適な形態で開示してきたが、当業者にとって、多くの修正、追加及び削除を、本発明及び請求の範囲に記されたようなその同等物の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明のフルファッションの製織プロセスから作成されるフルファッションの織物衣服の正面図である。
【図２】 図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄは、図１の衣服の筒状織り構造セクションの綜絖通しのドラフト、リフティングプラン、リードプラン及びデザインを示す。
【図３】 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄは、図１の衣服の２層織り構造セクションの綜絖通しのドラフト、リフティングプラン、リードプラン及びデザインを示す。
【図４】 図４は、図１の衣服の２層織糸構造部分の織物アームホール部分の１つの実施形態を示す。
【図５】 図５Ａは、センセート・ライナの形状の本発明の更なる実施形態を示す。
図５Ｂは、図５Ａの断面部分を示す。
【図６】 図６は、図５のセンセート・ライナ用のセンサの相互接続を示す。
【図７】 図７は、図５のライナの織物サンプルを示す。
【図８】 図８は、プリントされた弾性ボードの形状の図５の発明を示す。
【図９】 センサ用のＴ−コネクタを有するフルファッションの衣服を示す。

Claims (30)

1. フルファッションの衣服を連続的に織るための方法であって、
   前記衣服の前部用の１組と後部用の１組というような交互に使用される少なくとも２組の経糸を提供するステップと、
   少なくとも２組の緯糸を提供するステップと、
   前記緯糸及び経糸から前記衣服の筒状構造部を織るステップと、
   前記緯糸及び経糸から、少なくとも部分的に一体化されていない２つの層から成る二層構造部を織るステップと、
   を含み、
   前記筒状構造部及び前記二層構造部が、互いに他方と連続して織られることを特徴とする、フルファッションの衣服の連続製織方法。
2. 前記筒状構造部を織るステップは、１本の糸又は１組の糸を前記衣服の前部及び後部に螺旋状に且つ連続的に織り込むステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 更に、身体生存徴候又は前記衣服の穿孔をモニターすることを可能にする感知要素繊維を織り込むステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記感知要素繊維は、光学繊維及び導電性繊維から成る一群から選択されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 更に、形状適合要素繊維を織り込むステップを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
6. 更に、静電気消散要素繊維を織り込むステップを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
7. 前記二層構造部を織るステップにより、織物衣服の両側にアーム穴が形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 前記二層構造部を織るステップにより、湾曲部を有する前記アーム穴が形成されることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記二層構造部は、前記筒状構造部から連続的に織られ、第２の筒状構造部は、前記二層構造部から連続的に織られることを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 筒状構造部と、
    二層構造部であって、該二層構造部の各層の少なくとも一部が二層構造部の他方の層の少なくとも一部から分離されている二層構造部と、
    を含む織物衣服であって、
    前記筒状構造部及び前記二層構造部は、互いに他方と連続して織られることを特徴とする織物衣服。
11. 前記二層構造部は、前記衣服の両側にアーム穴を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
12. 前記筒状構造部は、前記衣服の前部及び後部に螺旋状に且つ連続的に織り込まれる１本の糸又は１組の糸を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
13. 更に、身体生存徴候又は前記衣服の穿孔をモニターすることを可能にする感知要素繊維を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
14. 前記感知要素は、光学繊維及び導電性繊維から成る一群から選択されることを特徴とする請求項１３記載の織物衣服。
15. 更に、形状適合要素繊維を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
16. 更に、静電気消散要素繊維を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
17. 前記二層構造部は、前記筒状構造部から連続的に織られ、第２の筒状構造部は、前記二層構造部から連続的に織られることを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
18. 前記筒状構造部及び二層構造部は、複数の導電性繊維を含み、該導電性繊維は、前記衣服の一領域から該導電性繊維を伝って前記衣服の他の領域に信号伝達を可能にするパターンで織られていることを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
19. 前記導電性材料は、金属繊維、ドープされた無機材料、及び本質的に導電性のポリマーから成る一群の材料から選択されることを特徴とする請求項１８記載の織物衣服。
20. 更に、センサ及び個人状態モニターを含み、
    前記導電性繊維は、センサ及び個人状態モニターの間で情報伝達を可能にするようにセンサ及び個人状態モニターを連結することを特徴とする請求項１８記載の織物衣服。
21. 前記衣服は、前記筒状構造部及び前記二層構造部に織り込まれる複数の糸を含み、該複数の糸の中の少なくとも１本の糸は、光学繊維であることを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
22. 前記光学繊維は、複数の光学繊維から成り、該複数の光学繊維は、前記衣服の一領域から該複数の光学繊維を伝って前記衣服の他の領域に信号伝達を可能にするパターンで織られていることを特徴とする請求項２１に記載の織物衣服。
23. 更に、センサ及び個人状態モニターを含み、前記少なくとも１本の糸は、センサ及び個人状態センサの間で情報伝達が可能なように、センサを個人状態モニターに連結することを特徴とする請求項２１記載の織物衣服。
24. 前記少なくとも１本の糸は、前記衣服の一領域から前記光学繊維に沿って前記衣服の他の領域に信号伝達を可能にするように織り込まれることを特徴とする請求項２１記載の織物衣服。
25. 前記筒状構造部が、該筒状構造部の一端に、頭部が通過可能に形成される穴を含むことを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
26. 複数のアーム穴が湾曲部を具えて形成されることを特徴とする請求項１１記載の織物衣服。
27. 更に、前記筒状構造部の反対側に前記二層構造部から連続形成される第２の筒状構造部を有し、該第２の筒状構造部は、頭部用の穴の反対側に形成される穴を有することを特徴とする請求項２５記載の織物衣服。
28. 前記筒状構造部及び前記二層構造部は、整経方向に沿って連続形成されることを特徴とする請求項１０記載の織物衣服。
29. 前記筒状構造部が、該筒状構造部の一端に、頭部が通過可能に形成される穴を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
30. 更に、前記筒状構造部の反対側に前記二層構造部から連続形成される第２の筒状構造部を有し、該第２の筒状構造部は、頭部用の穴の反対側に形成される穴を有することを特徴とする請求項２９記載の方法。

Images