2022.10.21

「ウェアラブルデバイスを人生の相棒に」 ミツフジが開発した“糸の顔をした金属” AGpossの可能性

今や、私たちの身の回りに当然のように溢れているウェアラブルデバイス。1956年に創業し、西陣帯工場を祖業とする京都の老舗企業であるミツフジ株式会社は、ウェアラブル事業に早くから取り組んできた企業でもある。
 
事業の中心を担ってきたのが、銀メッキ導電性繊維「AGposs(エージーポス)」だ。導電性に優れた銀繊維を生体情報が取得できるセンサーとして応用することで、着るだけで体の状態が分かるスマートウェアを生み出し、独自技術で正確なバイタルデータを取得・解析するシステムの開発にも力を入れてきた。
 
そのAGpossが今回、住友ベークライト株式会社が開発した高引き裂き耐性シリコーンゴム「DuraQ®」との組み合わせにより体動ノイズを大幅に減少できるウェアラブルセンサーとして更なる進化を遂げ、胸ベルト型心拍センサー「MITSUFUjI 01(ミツフジゼロイチ)」を今月販売開始した。AGpossはどのような進化を遂げ、その背景にはどのような課題があったのか、そしてウェアラブルデバイスが可能にする未来とは。開発を手がける三寺さんと広報の蒲生さんにお話を伺った。

PROFILE|プロフィール
三寺 秀幸

ミツフジ株式会社 AGposs責任者
1995年、三ツ冨士繊維工業株式会社(現ミツフジ株式会社)入社、生産管理部門配属。以降銀メッキ導電性繊維の研究開発に従事し、導電性のスペック向上に貢献。IEC TC124E-textile専門委員。

PROFILE|プロフィール
蒲生 瑞木

ミツフジ株式会社 広報室長
2016年入社

銀への着目とその性能

はじめに、ミツフジ株式会社の概要について教えてください
蒲生

弊社は1956年に西陣織工場として創業し、現在は京都本社、東京オフィス、福島工場の3拠点で事業を行っております。繊維産業、着物産業の空洞化や、業界全体の厳しい状況のなかで事業転換をはかり、1990年代から銀メッキ導電性繊維AGpossの販売を開始しました。AGpossはナイロンを芯材に独自技術で銀を被膜しており、銀特有の性質である抗菌防臭・保湿・保温などの優れた効果を保有しながら、繊維としての柔らかさや風合いを残した素材で、伸縮性・洗濯耐久性も兼ね備えた高機能性繊維です。宇宙飛行士の下着素材としても採用された実績があります。

もう1つ、AGpossの特徴は導電性(電気を通す性質)です。2014年からこの導電性を活かしセンサーとして活用することで、着るだけで体の状態が可視化できるウェアラブル製品の開発にシフトし、IoTソリューション「hamon(ハモン)」を2016年に発表しました。
 
hamonとは、日常生活の中で連続した正確なバイタルデータをウェアラブルデバイスから取得し、独自のアルゴリズムで心拍、ストレス、暑熱リスクなどの体の状態を可視化し、様々な社会課題の解決を目指すサービスです。ウェアラブルデバイスはスマートウェア、胸ベルト型心拍センサー、リストバンドタイプ、スマートウォッチタイプがあり、主に建設業などの過酷な環境下で働く従業員の体調管理、保育園での午睡時の見守り、自治体での高齢者の見守り、スポーツジムでのコンディション管理などにご活用いただいています。
 
弊社は「生体情報で人間の未知を編みとく」という企業スローガンを掲げています。AGpossのセンシングを用いた製品開発を行うことで、連続した正確なバイタルデータ(生体情報)を取得できるからこそ様々なアルゴリズムを開発することができ、そのデータを分析することで、これまでわからなかった体の状態を可視化したり、体調変化を予知できる製品開発に注力しています。

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そもそもAGpossはどのように開発・活用されてきたのか、その流れについて教えてください
三寺

弊社は、繊維産業が斜陽化する中で機能的な素材で勝負する方針にしました。そこで1994年から銀メッキ導電性繊維の開発をはじめ、主力製品となっていきました。当時、携帯電話は第二世代(2G)という、いわゆるガラパゴスケータイ以前の時代で、いくつかの企業が電磁波シールド素材の開発に取り組んでいて、その材料として我々の銀メッキ導電性繊維が応用されました。当時から2002年までのAGpossの主な活用方法は電磁波シールド素材としての使用が多く、やがて抗菌素材としても応用されていきました。
 
AGpossのイメージを一言で言うなら、糸のように使える電線です。それまでの硬い電線は、横に引っ張る力には強いですが折り曲げに弱い性質を持っています。折り曲げに弱いということはポキッと折れてしまうので、ウェアラブル端末などに使うと、折れた線が皮膚に刺さってしまい着用感が非常に悪くなります。こういった背景から、これらの素材はニットや織りなどの標準的な繊維には到底使えないと言われていました。
 
一方AGpossは一本一本の糸が非常に柔らかく、我々は「糸の顔をした金属」と表現しています。つまり、金属糸とかメッキした糸とか銀繊維と言うと、非常に硬い、重たいイメージがあるかもしれませんが、実際には普通の糸と変わらない風合いや柔らかさを持っています。

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三寺

糸は、一般的にはモノフィラメントと呼ばれる一本の糸から構成されるもの(釣り糸や、テニスのガットなど)と、複数の細いフィラメントから構成されるマルチフィラメントがあり、我々の商品ラインナップとしては主にマルチフィラメントを展開しています。AGpossは細い糸の集合体として一本の糸を構成しており、この細い糸すべてに銀がついています。
 
AGpossの強みは銀メッキの層が0.1〜0.2μm程度で非常に薄膜であることです。薄膜であるが故に糸としての風合いを残した繊維になっていると同時に、表面全てに銀をめっきしているので、銀の特徴すべてを発揮できることです。
 
銀の特徴として導電性があります。電化製品の多くはこの銀を使って電極、端子として使っています。そして抗菌防臭です。銀の表面から出る銀イオンに非常に強い抗菌力があり、多くの菌の種類に作用し、短時間で菌の増殖を抑制します。
 
そして安全性です。多くの金属があるなかで人体への親和性、適合性が一番高いのが銀と言われています。たとえば有名な経口清涼剤の表面も銀ですし、赤ちゃんのひきつけに対応する漢方の表面、食品のラップの表面など、日常的に私たちの身の回りに銀は溢れており、古くから安全性は確立されています。
 
昨今ではAGpossがEテキスタイル、スマートテキスタイルでも使用されています。たとえばスマートテキスタイルでは、ウェアラブル端末において生体情報の読み取りなどに使用されています。そのほかにも抗菌防臭や帯電防止に関わる業界、電磁波シールド、EMS、低周波治療の電極や発熱素材など、多様な用途に応用されています。
 
それらに共通していることが洗濯耐久性です。導電性繊維や金属メッキ繊維の中には、洗濯がほぼできない素材もあります。5〜10回はできたとしても導電性がどんどん落ちていって使い物にならなくなる素材も多々あります。対して私たちの素材は100回以上の洗濯耐久性があります。

AGpossそのものは、どのような発展を遂げてきたのでしょうか?
三寺

高い導電性を追求してきた点です。以前は特に抗菌防臭が重要視されていましたが、現在はウェアラブルIoTのように正確な生体情報を取得するために高い導電性レベルが求められます。これはかなり難しい課題でした。ナイロン繊維に金属をめっきすること自体が難しいからです。
 
AGpossは、この生体情報の取得に対応するために高い導電性の実現を求められ、私は2016年のhamonの製品化まではもちろんのこと、引き続きこの研究に取り組んでおります。

体動ノイズの軽減というウェアラブルの共通課題

住友ベークライト株式会社の高引裂き耐性シリコーンゴム「DuraQ®」とのコラボレーションはいかなる経緯で行われたのでしょうか? そもそもノイズとはどのようにして発生するのでしょうか?
三寺

日常生活で服がズレるように、ウェアラブルデバイスを装着した際にも、接触した電極(導電性繊維の生地)や体(肌)の間にどうしてもズレが生じ、基本的にこのズレがノイズを生じさせます。体を動かしている以上はノイズが発生するため、体動ノイズはウェアラブル製品全般に共通する課題です。病院で心電図を取る際に「動かないでください」と指示されますが、この前提には心電図は静止状態でこそ正確なデータが取れるという理解があるからです。
 
hamonでもさまざまなノイズ軽減の策を試してきましたが、100%生のデータを取るのは難しく、このノイズを少しでも減らし、取得するデータが精密になるように研究を重ねてきました。
 
ここで大きな論点となるのが電極そのものを改良して、より精緻なデータを取ることです。その中で住友ベークライト株式会社様との出会いが重要な契機となりました。導電性の高い銀繊維AGpossの上に、住友ベークライト株式会社様の素材であるDuraQ®を塗ったらどうなるかと思い、電極(センサー)として体動ノイズを試してみることにしたのです。
 
すると従来の取得率75%から99%と飛躍的に精度が上がったのです。その後さまざまな実験を社内にて行い、軽いジョグやスクワットなどをしても取得率は変わりませんでした。この結果が出たのが2022年の4月くらいでした。
 
先ほどもお話しした通りウェアラブルには体動ノイズの課題がありますので、一般的なウェアラブルだと少し歩くだけでノイズ成分が乗りやすい一方で、この電極では運動したとしても波形自体が乱れることなく、正確に図ることが可能です。そしてこの組み合わせはさらに導電性が上がる結果にもなりました。AGpossはもともと導電性の高い素材ですが、DuraQ®との組み合わせでさらに向上し、データの正確性にも反映される結果となりました。
 
さらにデータの正確性だけではなく、洗濯耐久性も向上しました。工業用リネンは家庭用の洗濯機とは比較にならないほど大きな洗濯機を使いますが、DuraQ®と組み合わせることにより、このような強力な洗濯にも十分な耐久性を得ることができました。
 
そして2年間かけてこの新しいセンサーを開発し、同センサーを採用した胸ベルト型心拍センサー「MITSUFUjI 01(ミツフジゼロイチ)」をこの10月に販売開始しました。誰でも簡単に装着できる胸ベルト型にしたことで、日常生活で着用しても負担を感じにくく、正確な心拍波形を必要とする大学病院での研究用途としての引き合いをすでに頂いています。

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ウェアラブルデバイスは「人生の相棒」へ

今回のDuraQ®との組み合わせによってさらに期待ができる分野や開発を進めたいシーンなどについて聞かせてください
蒲生

正しいバイタルデータが求められる分野、例えば医療機関や研究機関、スポーツ分野などです。

三寺

お医者様がおっしゃるのが、病院で取る心電図は人の生活のなかのほんの数秒を切り取ったもので、その数秒の心電図でわかる情報は限られてくると。ウェアラブルで正確なデータを取れるようになると普段の生活で長時間のモニタリングが可能になり、人間の体の状態の変化を蓄積することができるため、今後は介護や遠隔医療などでの活躍が期待できると思います。

蒲生

私たちは体の異変などの自覚症状が出てから病院に行くことが多いと思います。しかし症状が出る前に体内で何かしらの変化が起きているとしたら、毎日正確なデータを取得できるデバイスに製品化することで、予防医療だけでなく幅広い分野や用途への応用が期待できると考えています。

現在、ウェアラブルIoTのさまざまな取り組みが行われていますが、ウェアラブルの業界全体の未来について、感じていることを教えてください
蒲生

未来について弊社代表取締役社長の三寺の思いをお伝えします。
 
「これからの社会は、超少子高齢化社会へと突入します。90歳、100歳以上生きる方も増加するなか、単純に長寿ではなく、健康寿命を伸ばして自分らしく長生きすることが重要になってきていると思います。ただただ病院で延命することではなく、楽しく健康で、自分らしく生きることが重要な時代になっているなかで、健康寿命を伸ばすパートナーとしての仕組みがウェアラブルIoTに求められています」
 
私たちはウェアラブルが求められている様々な分野で、手軽に誰でも使えるだけでなく、身に着けるだけで自動的に誰もが見守られる世界を目指し、これからも製品開発を続けていきたいと思います。

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#Smart Textile
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