專利名稱：凝膠電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝膠電極。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及一種具備了由具有特定電阻 值的多孔體層構(gòu)成的導(dǎo)電層的凝膠電極。
背景技術(shù)：
使用粘合性凝膠的凝膠電極，在心電圖用電極、肌肉訓(xùn)練中使用的電刺激器具用 電極等的廣泛的領(lǐng)域中被利用。例如，日本特公平6-49076號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)、日本特許第觀21沈5號(hào)說明書 (專利文獻(xiàn)2)、日本特表2006-517130號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)、日本特開2001-204827號(hào)公報(bào) (專利文獻(xiàn)4)等中報(bào)道了各種凝膠電極。這些公報(bào)中公開的凝膠電極通常具有如下結(jié)構(gòu) 在支撐基板上依次具備導(dǎo)電層和導(dǎo)電性凝膠粘合劑層，將導(dǎo)線的部分或整面插入于導(dǎo)電層 與導(dǎo)電性凝膠粘合劑層之間。專利文獻(xiàn)1 日本特公平6-49076號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特許第觀21沈5號(hào)說明書專利文獻(xiàn)3 日本特表2006-517130號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2001-204827號(hào)公報(bào)將上述公報(bào)中記載的凝膠電極從被粘體(例如，皮膚)剝離時(shí)，一般使用導(dǎo)線進(jìn) 行。但是，該方法中存在下述課題導(dǎo)線的安裝根部發(fā)生破損，或支撐基材從導(dǎo)電層翹起， 導(dǎo)線與導(dǎo)電層的接觸變不穩(wěn)定，來自導(dǎo)線的電流無法介由導(dǎo)電性凝膠粘合劑層穩(wěn)定地流入 被粘體。從該課題想到的是從被粘體進(jìn)行剝離時(shí)不使用導(dǎo)線，而是使用導(dǎo)電性凝膠粘合劑 層進(jìn)行剝離。但是，導(dǎo)電性凝膠粘合劑層由于粘合性高而在手指上強(qiáng)力粘合，不受使用者歡 迎。另外，由于直接接觸導(dǎo)電性凝膠粘合劑層，所以有時(shí)經(jīng)過多次剝離及粘貼后該層的粘合 性會(huì)下降。發(fā)明內(nèi)容所以，通過本發(fā)明，提供一種凝膠電極，其中，在支撐基材上具有導(dǎo)電層，在所述導(dǎo) 電層上設(shè)有具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域和不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域，在不 具備所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域上設(shè)有導(dǎo)線和在其上的加固件，所述導(dǎo)電層由具有 20 Ω /20mm以下的電阻值的多孔體層形成。通過本發(fā)明，能夠提供一種使用時(shí)不容易破損，經(jīng)長(zhǎng)期使用也性能劣化少的凝膠 電極。另外，還能夠提供一種在廣頻率范圍中得到均勻的電流分布，具有穩(wěn)定的電性能的凝 膠電極。

圖1 圖3是本發(fā)明的凝膠電極的示意平面圖。圖4 圖7是本發(fā)明的凝膠電極的制造工序的示意圖。圖8是阻抗的測(cè)定法的示意電路圖。[0015]圖9 圖10是阻抗分布的測(cè)定法的示意電路圖。圖11 圖12是比較例1的凝膠電極的示意圖。圖13是實(shí)施例1及比較例1的凝膠電極的阻抗分布的說明圖。標(biāo)號(hào)說明1導(dǎo)電層2導(dǎo)電性凝膠粘合劑層3加固件4 導(dǎo)線5 端子6支撐基材7兩面剝離片8 隔膜10電極板11凝膠電極12電極端子13測(cè)定點(diǎn)14粘合劑層
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的凝膠電極尤其適用于重復(fù)使用的用途。作為這樣的用途，可舉出電刺激 用電極、心電圖用電極、靜電消除用電極等生物體用電極，和如探測(cè)用電極的工業(yè)用電極。 其中，優(yōu)選的是使用于生物體用電極。(凝膠電極的構(gòu)成)本發(fā)明的凝膠電極具有支撐基材、導(dǎo)電層、導(dǎo)電性凝膠粘合劑層、導(dǎo)線及加固件。 導(dǎo)電層位于支撐基材上，導(dǎo)電性凝膠粘合劑層和導(dǎo)線位于導(dǎo)電層上。另外，導(dǎo)電層上具有具 備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域和不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域。而且，導(dǎo)線位于不具 備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電層區(qū)域上。另外，加固件位于導(dǎo)線上。在此，導(dǎo)電層由具有 20 Ω /20mm以下的電阻值的多孔體層形成。凝膠電極中，導(dǎo)線位于不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電層的區(qū)域上，并且加固 件位于導(dǎo)線上。即，由于不像以往的凝膠電極使導(dǎo)線位于導(dǎo)電層與導(dǎo)電性凝膠粘合劑層之 間，所以即便使用者使用導(dǎo)線將凝膠電極剝離，也能抑制導(dǎo)線的翹起、支撐基材及導(dǎo)電層的 破損。加之，由于使用了特定電阻值的導(dǎo)電層，所以即使不像以往一樣在導(dǎo)電性凝膠粘合劑 層的整面上配置導(dǎo)線，也能夠向被粘合體流通充足的電流。凝膠電極的平面形狀無特別限制。例如，可任意地設(shè)定成四方形、圓形、橢圓形等。 而且，導(dǎo)線所位于的不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電層區(qū)域(方端部)可以是從具備導(dǎo) 電性凝膠粘合劑層的區(qū)域的一部分延伸的突起，也可以不是突起。為突起時(shí)，凝膠電極的剝 離更容易。對(duì)于該突起，還可以賦予作為剝離凝膠電極時(shí)的手持部分的功能以及賦予固定 導(dǎo)線的功能。并且，優(yōu)選的是不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電層區(qū)域占凝膠電極整面的 2. 5 25%的面積。導(dǎo)線位于不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電層區(qū)域上，電流的供給處是特定的，但即使是特定的，因?qū)щ妼泳哂刑囟ǖ碾娮柚?，所以也能夠容易地?duì)凝膠電極整面供給電流。作為凝膠電極的平面形狀，例如可舉出圖1 圖3所示的構(gòu)成。這些構(gòu)成是具有 上述突起形狀的構(gòu)成的一例。圖中，1表示導(dǎo)電層，2表示導(dǎo)電性凝膠粘合劑層，3表示加固 件，4表示導(dǎo)線，5表示端子。圖1中導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的平面形狀為大致四方形，圖2中 為長(zhǎng)方形，圖3中為圓形。這些凝膠電極中，由于加固件3所位于的部分為突起形狀，因此， 可作為凝膠電極的剝離時(shí)的手持部分使用。導(dǎo)電性凝膠粘合劑層，可具有用于保護(hù)凝膠表面的隔膜。(凝膠電極的制作方法)以圖1的構(gòu)成為例，結(jié)合圖4 圖7說明凝膠電極的制作方法。首先，在支撐基材6上層疊導(dǎo)電層1。為了更加牢固地固定導(dǎo)電層1、導(dǎo)電性凝膠 粘合劑層2和支撐基材6，在支撐基材6上可以具有粘結(jié)劑層。接著，在導(dǎo)電層1上的端部 層疊加固件3。在此，為了容易地形成后面的導(dǎo)線4，在加固件3與導(dǎo)電層1之間的端部上 可夾持兩面剝離片7。另外，為了更加牢固地固定支撐基材6、導(dǎo)電層1和加固件3和導(dǎo)線 4，在加固件3的導(dǎo)電層1側(cè)的表面上可以具有粘結(jié)劑層。另外，可通過對(duì)加固件3和支撐 基材6的內(nèi)側(cè)的端部進(jìn)行熱熔接，將加固件3牢固地固定于支撐基材6及導(dǎo)電層1上。接著，將導(dǎo)電性凝膠粘合劑層2層疊于導(dǎo)電層1上。導(dǎo)電性凝膠粘合劑層2也可 以在加固件3上延伸存在?？紤]到凝膠電極的剝離容易性，加固件3優(yōu)選的是其50%以下 的面積被導(dǎo)電性凝膠粘合劑層2所覆蓋。通過這些工序，得到圖4的平面圖及其剖面圖的 圖5的構(gòu)成。并且，也可在導(dǎo)電性凝膠粘合劑層2上層疊隔膜8。之后，去除兩面剝離片7，使導(dǎo)線4夾持在加固件3與導(dǎo)電層1之間，根據(jù)需要通過 熱熔接該部分，將導(dǎo)線4固定于凝膠電極上。通過這些工序，可形成圖6的平面圖及其剖面 圖的圖7所示的凝膠電極。以下對(duì)構(gòu)成凝膠電極的各部件進(jìn)行說明。(導(dǎo)電性凝膠粘合劑層)導(dǎo)電性凝膠粘合劑層可使用具有粘合性的導(dǎo)電性高分子凝膠。具有粘合性是指， 在被粘合體表面的界面上，沾潤良好且均勻地密合，且剝離時(shí)導(dǎo)電性凝膠粘合劑層不會(huì)破 損。通過使用具有這樣的粘合性的導(dǎo)電性凝膠粘合劑層，能夠均勻地密合于被粘合體(例 如，皮膚)的表面上，并對(duì)凝膠電極施加電流時(shí)，能高效傳輸電能。并且，剝離時(shí)導(dǎo)電性凝膠 粘合劑層不會(huì)破損，能重復(fù)剝離、粘貼。優(yōu)選的是，導(dǎo)電性凝膠粘合劑層具有100 2500 μ m的厚度。導(dǎo)電性凝膠粘合劑中，優(yōu)選使用在使聚合性單體和交聯(lián)單體共聚的高分子基體 (matrix)內(nèi)，含有增塑劑、溶劑成分、電解質(zhì)鹽的導(dǎo)電性高分子凝膠。(1)聚合性單體作為聚合性單體，只要在分子內(nèi)具有一個(gè)具有聚合性的碳-碳雙鍵的單體，則無 特別限制。例如可舉出(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸、.衣康酸、巴豆酸、(聚)(甲基) 丙烯酸乙二醇酯、(聚)(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(聚)(甲基)丙烯酸甘油酯等的(甲 基)丙烯酸衍生物；(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰 胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N，N_ 二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、乙酰丙烯酰嗎啉、雙丙酮丙烯酰胺、N， N-二甲基胺丙基(甲基)丙烯酰胺和其鹽、丙烯酰胺基叔丁基磺酸和其鹽等的(甲基)丙 烯酰胺衍生物，N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺等的N-乙烯基胺衍 生物，乙烯基磺酸、丙烯基磺酸及其鹽等的磺酸類單體。這些單體可以僅使用一種，也可以 組合兩種以上使用。并且，上述例示中，(甲基)丙烯基是指丙烯基或甲基丙烯基。(2)交聯(lián)性單體作為交聯(lián)性單體，優(yōu)選的是使用在分子內(nèi)具有兩個(gè)以上具有聚合性的雙鍵的單 體。具體而言，可舉出，亞甲基雙(甲基)丙烯酰胺、亞乙烯雙(甲基)丙烯酰胺、(聚)二 (甲基)丙烯酸乙二醇酯、(聚)二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三 (甲基)丙烯酸甘油酯等多元(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、二 烯丙基氯化銨等。這些單體可以僅適用一種，或組合兩種以上進(jìn)行使用。(3)增塑劑作為增塑劑，優(yōu)選的是使用提高可塑性的多元醇。另外，優(yōu)選的是使用具有溶劑成 分的保持力，還作為濕潤劑發(fā)揮作用的多元醇。通過在高分子基體內(nèi)含有增塑劑而能使凝 膠具有良好的粘彈性。作為多元醇，可使用乙二醇、丙二醇酯、丁二醇、戊二醇等二元醇；甘油、季戊四醇、 山梨醇等二元以上的多元醇類；聚乙二醇、聚甘油等多元醇縮聚體；聚氧乙烯甘油等的多 元醇改性體等。這些多元醇可以僅使用一種，也可以組合兩種以上使用。從保持凝膠的粘彈 性特性的觀點(diǎn)、確保聚合反應(yīng)后的凝膠體的透明性的觀點(diǎn)，提高制造時(shí)的操作性的觀點(diǎn)上， 這些多元醇中優(yōu)選的是在常溫下為液狀。作為這種多元醇，可舉出甘油、聚甘油等。(4)溶劑成分作為溶劑成分，優(yōu)選的是沸點(diǎn)高，常溫下低蒸氣壓的極性溶劑，優(yōu)選的是與聚合性 單體及交聯(lián)性單體具有相溶性的物質(zhì)。作為溶劑成分，可舉出水、甲醇、乙醇、異丙醇等醇 類；甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等溶纖劑類；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙 酰胺、N, N’ - 二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等胺類；環(huán)丁砜、二甲基亞砜等。 這些溶劑成分可以僅使用一種，也可組合兩種以上使用。也可以混合。另外，溶劑成分優(yōu)選 的是含有總量的10重量％以上的水。(5)電解質(zhì)鹽導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的導(dǎo)電性通過凝膠含有電解質(zhì)鹽而獲得。作為電解質(zhì)鹽，可使用鹵化鈉、鹵化鉀、鹵化鎂、鹵化鈣等的鹵化堿金屬，鹵化堿土 類金屬或其他金屬的鹵化物，各種金屬的次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯酸鹽、過氯酸鹽、硫酸鹽、 硝酸鹽、磷酸鹽、銨鹽，各種復(fù)合鹽等無機(jī)鹽類，乙酸、苯甲酸、乳酸、酒石酸等一元有機(jī)羧酸 鹽，富馬酸、琥珀酸、己二酸、檸檬酸等的多元羧酸的一價(jià)或二價(jià)以上的鹽；磺酸、氨基酸等 的有機(jī)酸的金屬鹽及有機(jī)銨鹽，聚(甲基)丙烯酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯酰胺基叔丁基磺 酸、聚烯丙基胺、聚乙烯胺等高分子電解質(zhì)的鹽。這些電解質(zhì)鹽可以僅使用一種，也可組合 兩種以上使用。(6)其他添加劑凝膠中，根據(jù)需要可適當(dāng)添加防腐劑、殺菌劑、抗酶劑、防銹劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、 PH調(diào)整劑、香料、表面活性劑、著色劑等其他添加劑。作為添加方法有預(yù)先在配合液中溶解或分散其他添加劑后形成高分子基體的方法，以及向暫時(shí)生成的高分子凝膠后添加的方法。(7)高分子基體的濃度相對(duì)于導(dǎo)電性凝膠粘合劑層總量，優(yōu)選含有5 50重量％、更優(yōu)選5 40重量％ 的構(gòu)成導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的高分子基體。不足5重量％時(shí)，得到的凝膠基體的濃度低，溶 劑成分因未能完全被用盡而容易滲出，從而有可能成為韌性強(qiáng)度弱的凝膠。另一方面，超過 50重量％時(shí)，聚合時(shí)的發(fā)熱過大，有可能超過溶劑的沸點(diǎn)而發(fā)生沸騰，所以存在制造上的問 題。另外，由于沸騰時(shí)將會(huì)混入氣泡，所以有時(shí)破壞透明性的同時(shí)，不能得到良好的凝膠。(8)交聯(lián)性單體的添加量相對(duì)于高分子基體總量，交聯(lián)性單體的添加量?jī)?yōu)選的是0. 05 10重量％。不足 0. 05重量％時(shí)，交聯(lián)密度變低，因此有時(shí)導(dǎo)致形狀穩(wěn)定性的缺乏。另外，超過10重量％時(shí)， 有可能成為既硬又脆的凝膠。而為這種凝膠時(shí)，在聚合交聯(lián)時(shí)有時(shí)將產(chǎn)生白濁化而破壞透 明性，無法得到良好的凝膠。(9)增塑劑的濃度凝膠中的增塑劑的濃度，優(yōu)選的是10 80重量％，更優(yōu)選的是20 70重量％。 不足10重量％時(shí)，凝膠的濕潤力(溶劑保持力)差，欠缺凝膠的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性的同時(shí)，欠缺柔 軟性，在需要粘合性時(shí)難以賦予粘合性的情況多。另外，超過80重量％時(shí)，相對(duì)地，高分子 基體和溶劑成分的濃度有可能變小。(10)溶劑成分的濃度溶劑成分的濃度，優(yōu)選的是5 50重量％，更優(yōu)選的是5 40重量％。不足5重 量％時(shí)，凝膠成為低撓性(高剛性)，電解質(zhì)鹽的添加變困難，所以有時(shí)無法得到良好的導(dǎo) 電性。另一方面，超過50重量％時(shí)，有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過凝膠的平衡溶劑保持量，因此有時(shí)產(chǎn)生溶 劑成分的滲出等。另外，有時(shí)沒有被全部保持的溶劑成分會(huì)流出，使凝膠的經(jīng)時(shí)物性變化變 大。(11)電解質(zhì)鹽的濃度電解質(zhì)鹽的濃度，優(yōu)選的是0. 05 13重量％，更優(yōu)選的是0. 1 10重量％。超過 13重量％時(shí)，電解質(zhì)鹽的溶解變困難，因此有可能在凝膠內(nèi)部發(fā)生結(jié)晶的析出，阻礙其他成 分的溶解。另外，即使添加實(shí)質(zhì)上超過13重量％的鹽，也會(huì)變成電離界限，換言之導(dǎo)電性能 成為最大值，所以從成本的觀點(diǎn)考慮不優(yōu)選。另外，不足0.05重量％時(shí)，無法得到充分的導(dǎo) 電性。(12)導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的制作方法導(dǎo)電性凝膠粘合劑層可以對(duì)溶解或均勻分散了聚合性單體、交聯(lián)性單體、增塑劑、 溶劑成分、電解質(zhì)鹽和可選擇的聚合引發(fā)劑的單體配合液，以公知的方法進(jìn)行加熱或紫外 線照射，從而進(jìn)行聚合交聯(lián)獲取。另外，可以在預(yù)先形成的高分子基體中，含浸濕潤劑和溶 劑等。而且，還可以僅對(duì)聚合性單體進(jìn)行聚合得到高分子，然后在向溶解或均勻分散濕潤 劑、溶劑等而獲得的聚合物配合液中添加了交聯(lián)劑和可選擇的催化劑的混合液中浸漬高 分子，使高分子與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成導(dǎo)電性凝膠粘合劑層。單體配合液為液狀時(shí)，例如通過流入成型的樹脂模具等而使其聚合交聯(lián)就可得到 任意形狀的導(dǎo)電性凝膠粘合劑層。[0076]另外，還可以通過向保持一定的間隔的2片膜間流入單體配合液而使其聚合交 聯(lián)，從而得到片狀的導(dǎo)電性凝膠粘合劑層。而且，還可以在膜上將單體配合液使用絲網(wǎng)印制等印制成任意形狀之后立即以公 知的方法進(jìn)行加熱或紫外線照射而使其聚合交聯(lián)，從而得到任意形狀的導(dǎo)電性凝膠粘合劑層。(支撐基材)支撐基材是作為凝膠電極的表面材使用的基材片，優(yōu)選的是柔軟且非導(dǎo)電性。尤 其是優(yōu)選作為凝膠電極具有充分的柔軟性及拉伸強(qiáng)度。作為支撐基材，例如可舉出聚對(duì)苯 二甲酸乙二醇酯(PET)無紡布、聚丙烯(PP)無紡布、纖維類無紡布、人造絲類無紡布、聚氯 乙烯膜、聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜，丙烯酸類樹脂膜等。其中，更優(yōu)選的是使用拉伸 強(qiáng)度高且柔軟的聚丙烯(PP)紡粘無紡布。并且，對(duì)支撐基材的厚度無特定限制，例如可在 10 500 μ m間適當(dāng)設(shè)定。(導(dǎo)電層)導(dǎo)電層是具有20Q/20mm以下的電阻值的多孔體層，只要能通過柔軟的導(dǎo)電性凝 膠粘合劑層對(duì)被粘合體無阻礙地進(jìn)行通電，則無特別限制。例如可采用由導(dǎo)電電鍍的絲織 成的編織物、布，或由含有導(dǎo)電纖維的絲織成的編織物、布，或由導(dǎo)電纖維織成的編織物、布 等。作為對(duì)導(dǎo)電層賦予導(dǎo)電性的物質(zhì)，例如可舉出銀、銀-氯化銀化合物、不銹鋼、鈦、鎳、 鉬、炭黑、石墨等。導(dǎo)電層中可含有這些物質(zhì)的一種或兩種以上。這些導(dǎo)電層中，由含有金 屬電鍍纖維的絲織成的編織物的導(dǎo)電性無方向性、低電阻，并具有變形性及柔軟性。因此， 能夠沒有不適感地粘合于表面呈曲面的被粘合體(例如，皮膚)。導(dǎo)電性具有方向性，則有 可能導(dǎo)致電極的電特性不均勻。更優(yōu)選的導(dǎo)電層是絹網(wǎng)(Tulle)編織的織物。絹網(wǎng)織物中開口部具有六角形時(shí)可 降低導(dǎo)電性的方向性的差異，所以優(yōu)選。而且，導(dǎo)電層優(yōu)選的是具有40 80%的開口率。 該范圍的開口率能使導(dǎo)電層的導(dǎo)電性、及支撐基材與導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的接合性、以及 支撐基材與加固件的接合性并存。(導(dǎo)線)導(dǎo)線因?yàn)樵诒景l(fā)明中不與具有金屬腐蝕性的導(dǎo)電性凝膠粘合劑層直接接觸，所以 不限于如不銹鋼的耐腐蝕性材質(zhì)，可使用該領(lǐng)域中使用的任意導(dǎo)線。導(dǎo)線的材質(zhì)例如可舉 出不銹鋼、銅、銀、金、碳等。由于電阻小優(yōu)選的是由金屬線材構(gòu)成的物質(zhì)，優(yōu)選的是具有 4 Ω/cm以下的電阻值的金屬線材。從電阻小，可抑制使用時(shí)的發(fā)熱，柔軟且使用凝膠電極時(shí) 的不適感少，及降低成本的觀點(diǎn)出發(fā)，尤其優(yōu)選的是使用銅。導(dǎo)線的最外線徑優(yōu)選為0. 2 1.0mm的范圍。優(yōu)選的是導(dǎo)線與導(dǎo)電層重疊5 20mm。導(dǎo)線的凝膠電極外的部分可以被樹脂覆蓋。被覆蓋的外徑優(yōu)選為0. 5 2. 0mm。(加固件)作為加固件，無特定限制，例如可舉出聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴樹脂，聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸酯等的聚酯樹脂。加固件的厚度例如可以設(shè)為25 125 μ m。為了在加固件的表面上更加牢固地接合導(dǎo)電層及支撐基材、以及加固件，可具備 粘結(jié)劑層。粘結(jié)劑層，例如可使用由熱熔粘結(jié)劑組成的層。(隔膜)[0090]作為隔膜，無特別限定，例如可使用由經(jīng)有機(jī)硅剝離處理的聚乙烯、聚丙烯等的聚 烯烴樹脂，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸酯等的聚酯樹脂構(gòu)成的膜。(兩面剝離片)作為兩面剝離片，無特別限定，例如可使用由經(jīng)有機(jī)硅剝離處理的聚乙烯、聚丙烯 等的聚烯烴樹脂，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚鄰苯二甲酸酯等的聚酯樹脂構(gòu)成的片。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。并 且，實(shí)施例及比較例中測(cè)定的導(dǎo)電層的電阻值、導(dǎo)電層的開口率、初次的阻抗、100次粘貼剝 離后的阻抗、阻抗分布、30次粘貼剝離后的導(dǎo)線安裝根部分的狀況、導(dǎo)線安裝部分的強(qiáng)度 3kg靜止負(fù)載的測(cè)定方法如下所述。(導(dǎo)電層的電阻值)作為測(cè)定用樣品，從導(dǎo)電層所使用的材料切取了 3片長(zhǎng)度50mmX寬度20mm的切 片。該切取中，切片的長(zhǎng)度方向作為方向A。而且，以與方向A正交的方向B成為長(zhǎng)度方向 的方式，切取3片長(zhǎng)度50mmX寬度20mm的切片。將長(zhǎng)度方向?yàn)锳及B的測(cè)定用樣品的長(zhǎng) 度方向的兩端間的電阻值，使用LCR儀器(custom公司制造的ELC-131D)，以頻率IkHz進(jìn) 行測(cè)定，將各方向的測(cè)定值的相加平均值作為各方向的電阻值。該電阻值是使用兩個(gè)寬度 20mm的測(cè)定工具，夾持樣品全寬度20mm而進(jìn)行測(cè)定的值。單位為Ω/20mm。導(dǎo)電層的電阻值在任意方向A及B中，必須為20Q/20mm以下。優(yōu)選的是 10 Ω/20mm 以下。(導(dǎo)電層的開口率)將縱50mm X橫50mm的導(dǎo)電層放置在平面上，攝取15 20倍的放大照片，求得 相對(duì)于照片上的整體面積的開口部的面積。由整體面積與開口部的面積，通過下述式算出 開孔率。開口率(％ )=開口部面積/整體面積XlOO(導(dǎo)線的電阻值)將對(duì)長(zhǎng)度5cm的導(dǎo)線的兩端間的電阻值使用LCR儀器(custom公司制造 ELC-131D)，以頻率IkHz進(jìn)行測(cè)定的值，除以5，算出了導(dǎo)線Icm當(dāng)中的電阻值(Ω/cm)。(初次的阻抗)測(cè)定的電路圖如圖8所示。測(cè)定如下進(jìn)行。即，將電極板10(SUS板)使用乙醇充 分擦拭，進(jìn)行脫脂并干燥。接著，在電極板10上粘貼凝膠電極11，測(cè)定電極板10與導(dǎo)線4 間施加IKHz頻率、10 μ A的電流時(shí)的電壓Vb。由得到的電壓算出阻抗。將電極板使用乙醇充分擦拭，進(jìn)行脫脂并干燥。接著，在電極板上粘貼凝膠電極。 1分鐘后，抓住手持部進(jìn)行剝離。其中，由于比較例1及2沒有手持部，所以抓住端部的凝 膠進(jìn)行剝離。重復(fù)進(jìn)行100次。接著，粘貼在電極板上后，與上述初次的阻抗同樣地算出阻 抗。(阻抗分布)測(cè)定的示意圖示于圖9及圖10。圖9表示測(cè)定點(diǎn)，圖10是測(cè)定的電路圖。測(cè)定 如下進(jìn)行。S卩，將電極端子12 (SUS端子，Φ 6mm)使用乙醇充分擦拭，進(jìn)行脫脂并干燥。接 著，將電極端子12粘貼在凝膠電極11上，測(cè)定在電極端子12與導(dǎo)線4間施加使頻率變化CN 201906357 U
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于IOHz IOOKHz之間的、10 μ A的電流時(shí)的電壓Vb。由得到的電壓算出阻抗。該算出是 對(duì)于如圖9所示的50點(diǎn)的測(cè)定點(diǎn)13進(jìn)行的。(30次粘貼剝離后的導(dǎo)線安裝根部分的狀況)將凝膠電極粘貼在使用酒精擦洗的人體皮膚上，抓住導(dǎo)線部進(jìn)行剝離。將其重復(fù) 30次后，觀察導(dǎo)線安裝部的安裝根部分的破損情況。(導(dǎo)線安裝部分的強(qiáng)度3kg靜止負(fù)載)將凝膠電極的與導(dǎo)線安裝部分相反側(cè)的兩端的2處使用夾鉗夾持固定，導(dǎo)線的垂 直方向上加載3kg的靜止負(fù)載。測(cè)定導(dǎo)線安裝部直至斷裂為止的時(shí)間。實(shí)施例1 3及比較例1 3中使用的高分子水凝膠的制作例首先，將作為聚合性單體的丙烯酰胺(MI)和N，N- 二甲基丙烯酰胺(M2)，作為交 聯(lián)性單體的N，N-亞甲基雙丙稀酰胺(Cl)，作為電解質(zhì)鹽的氯化鈉(N)，作為pH調(diào)整劑的檸 檬酸Na 梓檬酸1 1的混合物(N2)，作為濕潤劑的甘油(G)和聚甘油(聚體)(G2)進(jìn)行 配合。得到的配合物中加入作為溶劑的離子交換水作為100重量％。溶解攪拌得到的混合 物而得到了單體配合液。接著，相對(duì)于單體配合液100重量份，添加0. 3重量份的作為光聚 合引發(fā)劑的1-羥基-環(huán)己基苯酮(商品名IRGACURE 184，Ciba Specialty Chemicals公 司制造)，而且進(jìn)行攪拌溶解。表1表示構(gòu)成實(shí)施例1 3及比較例1 3中使用的單體配 合液的各成分的配合量。其中，表1的數(shù)值是相對(duì)于添加了離子交換水的配合液總量的重 量％。將得到的單體配合液，初期溫度調(diào)整成25°C后，在經(jīng)有機(jī)硅脫模處理的聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯膜上薄薄地展開。接著，在該膜側(cè)面上放置厚度1. Omm的墊片，進(jìn)一步搭載經(jīng) 有機(jī)硅脫模處理的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜。之后，向單體配合液照射60秒50mW/cm2強(qiáng) 度的紫外線，進(jìn)行單體的聚合及交聯(lián)反應(yīng)，從而得到了厚度1. Omm的片狀導(dǎo)電性凝膠粘合劑層。實(shí)施例1 3 (凝膠電極的制作)在PP (聚丙烯)紡粘無紡布(網(wǎng)目70g/m2，新和社制造)的單面上，涂布40g/m2 (干 燥時(shí))的熱熔粘合劑(東洋油墨制造社制造BPS4668)，使其干燥，制成無紡布粘合膠帶材 (支撐基材)6。在其上層疊了由絹網(wǎng)編織銀電鍍絲而得的導(dǎo)電纖維(Seiren公司制造的 SE-200-5，開口率62% )構(gòu)成的導(dǎo)電層1。將其裁斷成長(zhǎng)度70mmX寬度50mm。進(jìn)一步，在 其端部對(duì)齊寬度粘貼了預(yù)先制作的長(zhǎng)度25mm X寬度50mm，厚度75 μ m的由PET膜構(gòu)成的 加固件3(加固件，日清紡社制PEACHC0AT)。在加固件3的單面上，涂布40g/m2 (干燥時(shí)) 的熱熔粘合劑(東洋油墨制造社制造BPS4668)，形成了經(jīng)干燥的層。然后，在加固件3的粘 合面上，將兩面經(jīng)有機(jī)硅脫模處理的紙隔板(兩面剝離片)7從端部以15mm寬度進(jìn)行了配 置。再將加固件3的中央側(cè)的寬度10mm，通過熱封機(jī)以溫度160°C，2秒鐘熱熔接而使加固 件3牢固地固定于無紡布上。進(jìn)一步，將剪切成長(zhǎng)度55mmX寬度50mm后，將上述導(dǎo)電性 凝膠粘合劑層2在導(dǎo)電層1面上對(duì)齊寬度以從端部跨加固件3約IOmm的方式進(jìn)行了粘貼。 將得到的層疊體剪切成如圖4所示的偏心式電極形狀。進(jìn)一步，去除偏移部分的紙隔板7， 將導(dǎo)線4夾持于加固件3與導(dǎo)電層1之間，將該部分通過熱封機(jī)以溫度160°C，4秒鐘進(jìn)行 熱熔接，由此將導(dǎo)線4牢固地固定在偏移部上。導(dǎo)線種類如表1所示。通過上述工序，得到了圖6所示的凝膠電極。[0118]比較例1在與實(shí)施例相同的PP (聚丙烯)紡粘無紡布(支撐基材)6的單面上，涂布熱熔粘 合劑(東洋油墨制造社制造BPS4668)，使其干燥而形成粘合劑層14，由此制成無紡布粘合 膠帶材。另準(zhǔn)備了由碳摻入膜(Kureha Elastomer公司制造EB90NES)構(gòu)成的導(dǎo)電層1。分 別將其裁斷成長(zhǎng)度50mmX寬度50mm，如圖11和圖12所示地夾持導(dǎo)線4進(jìn)行了粘貼。進(jìn)一 步，在導(dǎo)電層1上對(duì)齊寬度粘貼了剪切成長(zhǎng)度50mmX寬度50mm的上述導(dǎo)電性凝膠粘合劑 層2。進(jìn)一步，在導(dǎo)電性凝膠粘合劑層2上粘貼了隔膜8。導(dǎo)線種類如表1所示。通過上述工序得到了凝膠電極。比較例2除了代替碳摻入膜使用可導(dǎo)電纖維Geiren公司制造的SE-200-5)以外，以與比 較例1相同的方式得到了凝膠電極。表1
M1M2ClNN2GlG2導(dǎo)線種類最外線徑 (mm)覆蓋導(dǎo)線 外徑 (mm)導(dǎo)線的 電阻值 (Q/cm)實(shí)施例12000.0520600不銹鋼0.81.51.2實(shí)施例22000.0512600不銹鋼0.81.51.2實(shí)施例30200.0520060銅0.81.50.1比較例12000.0520600不銹鋼0.81.5t.2比較例22000.0520600不銹鋼0.81.51.2將得到的凝膠電極的導(dǎo)電層的電阻值、凝膠電極的初次阻抗、100次粘貼剝離后的 阻抗與導(dǎo)線安裝根部分的狀況、導(dǎo)線安裝部分的強(qiáng)度3kg靜止負(fù)載的測(cè)定結(jié)果示于表2。表權(quán)利要求1.一種凝膠電極，其中，在支撐基材上具有導(dǎo)電層，在所述導(dǎo)電層上設(shè)有具備導(dǎo)電性凝 膠粘合劑層的區(qū)域和不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域，在不具備所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑 層的區(qū)域上設(shè)有導(dǎo)線和在其上的加固件，所述導(dǎo)電層由具有20Ω/20πιπι以下的電阻值的多 孔體層形成。
2.如權(quán)利要求1所述的凝膠電極，其中，所述多孔體層由織物構(gòu)成，所述織物由具有金 屬覆膜的絲構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的凝膠電極，其中，所述織物是開口率為40 80%的絹網(wǎng)織物。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，所述導(dǎo)線由具有4Ω/cm以下的 電阻值的金屬線材構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，所述導(dǎo)線由銅線構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，所述加固件介由所述導(dǎo)電層，與 所述支撐基材熱熔接。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，具有所述導(dǎo)電層的支撐基材具 有具備了其俯視圖為選自四方形、圓形及橢圓形的所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域，以及 從該區(qū)域的一部分延伸的不具備所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑層且所述導(dǎo)線位于其上的突起。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，所述導(dǎo)線與所述導(dǎo)電層重疊5 20mmo
9.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的凝膠電極，其中，不具備所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑層 的導(dǎo)電層區(qū)域占所述凝膠電極整面的2. 5 25%的面積。
專利摘要一種凝膠電極，其在支撐基材上具有導(dǎo)電層，在所述導(dǎo)電層上設(shè)有具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域和不具備導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域，在不具備所述導(dǎo)電性凝膠粘合劑層的區(qū)域上設(shè)有導(dǎo)線和在其上的加固件，所述導(dǎo)電層由具有20Ω/20mm以下的電阻值的多孔體層形成。
文檔編號(hào)A61N1/04GK201906357SQ20099010015
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者吉川和宏, 藤田貴彥 申請(qǐng)人:積水化成品工業(yè)株式會(huì)社