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Die Erfindung betrifft eine Elektrode zum Aufkleben auf die Haut, mit einem Träger aus einem flexiblen, porösen Material, insbesondere aus einem Textilverbundstoff, wobei der Träger an der Unterseite mit einem Haftklebstoff beschichtet und mit einer vom Haftklebstoff abziehbaren Schutzabdeckung versehen ist, die den Haftklebstoff und ein an der Elektroden-Unterseite vorgesehenes elektrisch leitendes Material abdeckt. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Elektrode.
Zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes mit der Haut ist es bereits bekannt, an der Elektrodenunterseite ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise ein elektrisch leitendes Gel anzuordnen. Dieses Gel kann beispielsweise in einem Schwamm gehalten werden.
Um die Elektrode vor ihrer eigentlichen Verwendung zu schützen, ist es ebenfalls bereits bekannt, an der Unterseite der Elektrode eine Schutzabdeckung anzuordnen, die einerseits den Haftklebstoff auf der Unterseite der Elektrode abdeckt und andererseits das üblicherweise in der Mitte angeordnete leitfähige Gel überdeckt. Bei solchen Elektroden hat man das Problem, dass einerseits flexible, poröse Materialien als Elektrodentr ger (beispielsweise Vlies) erwünscht sind, dass-aber andererseits trotz der Schutzabdeckung Inhaltsstoffe des elektrisch leitenden Gels durch das poröse Material nach aussen diffundieren können, womit das elektrisch leitende Gel austrocknet. Deshalb hat man bisher mehrere Elektroden in einem luftdichten Aluminiumbeutel gelagert. Mit dem öffnen des Aluminiumbeutels beginnen bereits alle Elektroden auszutrocknen.
Ohne weitere Massnahmen ist dann innerhalb weniger Tage die Austrocknung so weit fortgeschritten, dass die Elektroden nicht mehr verwendet werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine länger haltbare Elektrode zu schaffen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Schutzabdeckung in einem das elektrisch leitende Material vorzugsweise ringförmig umgebenden Bereich in das Material des Trägers eindringt.
Durch das Eindringen der Schutzabdeckung in das poröse Material des Trägers ergibt sich um das elektrisch leitende Material herum eine Art Barriere, die den Innenraum mit dem elektrisch leitenden Material versiegelt.
Eine Diffusion von Inhaltsstoffen aus dem elektrisch leitenden Material ist durch diese Barriere verhindert bzw. zumindest stark reduziert.
Um die Versiegelungswirkung zu erhöhen, ist es günstig, wenn die Schutzfolie nicht nur in das poröse Material des Trägers der Elektrode eingedrückt wird, sondern wenn auch dafür gesorgt wird, dass es zwischen dem Material der Schutzabdeckung und dem porösen Material des Trägers (bzw. sogar einer auf die Oberseite des Trägers angebrachten Folie) im Bereich um das elektrisch leitfähige Material herum zu einer innigeren Verbindung kommt. Bei thermoplastischen Materialien für die Schutzabdeckung besteht beispielsweise die Möglichkeit, durch lokale Wärmeeinwirkung die Schutzabdeckung lokal zu verflüssigen, sodass das Material der Schutzabdeckung zwischen die Fasern des Materials des Trägers tief eindringen bzw. sogar durchdringen kann, um eine vollständige Barriere zu schaffen.
Bei duroplastischen Abdeckungen, wie beispielsweise Abdeckungen aus Polyester, kann man durch Wärmeeinwirkung bzw. lokale Einwirkung von Ultraschall überraschenderweise ebenfalls
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eine Verbesserung der Versiegelung erzielen. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere durch die lokale Einwir- kung von Ultraschall die Ausbildung eines in das Material des Trägers eindringenden ringförmigen Vorsprungs der Schutzabdeckung möglich ist, der gegenüber der übrigen (üblicherweise silikonisierten) Oberfläche der Schutzabdeckung wesentlich rauher ist, also eine grö- ssere Rauhtiefe aufweist. Dieser Vorsprung der Schutzabdeckung kann offenbar direkt (also nicht bzw. nicht nur über die Haftklebstoffschicht des Trägers) mit dem Träger verbunden sein, insbesondere mit bzw. in Fasern des Trägers verankert werden.
Wenn auf der Oberseite der Elektrode eine Folie aufgebracht ist, besteht auch die Möglichkeit, die Schutzabdeckung bereichsweise mit dieser Folie durch den Träger hindurch zu verschweissen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert : Es zeigt : Fig. 1 eine Elektrode vor ihrer Versiegelung, Fig. 2 die erfindungsgemäss versiegelte Elektrode in einem Querschnitt, Fig. 3 diese Elektrode in einer Unteransicht, Fig. 4 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemässen Elektrode bzw. zur
Durchführung des erfindungsgemässen Verfah- rens.
Die in Fig. 1 dargestellte Elektrode zum Aufkleben auf die'Haut weist Träger 1 aus einem flexiblen porösen Material, insbesondere einem Textilverbundstoff auf. Besonders günstig sind sogenannte Nonwoven, das sind nichtgewebte Textilverbundstoffe, zu denen insbesondere
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Vliesstoffe gehören. Der Träger 1 ist an der Unterseite mit einem nicht näher dargestellten hautfreundlichen Haftklebstoff beschichtet und mit einer vom Haftklebstoff abziehbaren Schutzabdeckung 2 versehen. Diese Schutzabdeckung 2 besteht beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus Polyester und ist auf ihrer Oberseite silikonisiert, um leichter vom Haftklebstoff an der Unterseite des Trägers 1 der Elektrode abgezogen werden zu können. Vor Gebrauch wird diese Schutzfolie 2 abgezogen und die Elektrode auf die Haut aufgeklebt.
Auf der Oberseite des Trägers 1 ist eine Folie 3 aufgeklebt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls aus Polyester besteht. Diese Folie kann oben bedruckt sein und hält das elektrisch leitende Anschlusselement 4 der Elektrode. Um den elektrischen Kontakt mit der Haut zu verbessern ist an der Elektrodenunterseite ein Schwamm 5 angeordnet, der mit punktiert dargestelltem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Gel 6 getränkt ist.
Die Schutzabdeckung 2 schützt einerseits den Haftkleber an der Unterseite des Trägers 1 und hemmt andererseits eine Austrocknung des elektrisch leitenden Materials 6.
Die Folie 3 an der Oberseite hemmt ebenfalls ein Austrocknen der elektrisch leitenden Substanz 6. Dennoch hat sich gezeigt, dass aufgrund des porösen Materials des Trägers 1 (insbesondere aufgrund der Kapillarwirkung in einem Vlies) dennoch Inhaltsstoffe aus dem elektrisch leitenden Gel relativ rasch radial nach aussen diffundieren, sodass die Elektroden innerhalb we-
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die Elektrode im Bereich um das elektrisch leitfähige Gel 6 herum zu versiegeln und damit ein Austrocknen zu
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verhindern bzw. stark zu verlangsamen. Wegen der silikonisierten Oberfläche der Abdeckung 2 scheidet ein Verkleben mit dem Träger l praktisch aus. Silikonkleber gibt es zwar, diese sind jedoch sehr teuer.
Ausserdem besteht bei einer Verklebung immer die Gefahr, dass beim Abziehen der Folie 2 von der Elektrode l diese zu sehr beschädigt wird.
Die Erfindung schlägt daher vor, die Elektrode so auszubilden, dass die Schutzabdeckung 2 in einem das elektrisch leitende Material 6 vorzugsweise ringförmig umgebenden Bereich 9 (siehe Fig. 2) in das Material des Trägers l eindringt.
Bei den in den Fig. l bis 3 dargestellten Ausführungbeispielen ist dazu ein in Ultraschallschwingungen versetzter Stempel 7 vorgesehen, der einen ringförmigen Vorsprung 7a aufweist. Auf der Oberseite der Elektrode ist ein auf und ab bewegbarer Gegenpressstempel 8 vorgesehen. Durch Absenkung des Gegenpressstempels 8 drückt der in Ultraschallschwingungen versetzte Vorsprung 7a des Stempels 7 die Schutzabdeckung 2 von unten ein, sodass die dem Träger 1 zugewandte Oberseite der Schutzabdeckung 2 im Bereich 9 einen in das Material des Trägers 1 eingedrückten Vorsprung 10 aufweist. Dieser Vorsprung 10 bleibt auch nach Entfernung des Stempels 7 bzw. des Gegenstempels 8 erhalten. Durch den Vorsprung 10 im Bereich 9 wird einerseits das Material des Trägers 1 zwischen dem Vorsprung 10 und der Folie 4 gequetscht und zwar im Bereich 11, wie dies die Fig. 2 zeigt.
Damit kommt es bereits zu einer Reduzierung der Kapillarwirkung. Durch die Einwirkung von Ultraschall kommt es weiters auch zu einer lokalen Erwärmung des Materials der Schutzabdeckung 2. Dies hat offenbar eine direkte Verbindung des Materials der Schutzabdeckung 2
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mit dem Material des Trägers 1 zur Folge. Durch die starke Wärmeeinwirkung kommt es unter anderem zu einer aufgerauhten Oberfläche an den Vorsprüngen 10 der Schutzabdeckung. Dies ermöglicht eine Verankerung dieser Bereiche der Schutzabdeckung mit bzw. um die Fasern des Materials des Trägers 1.
Beim Abziehen der Schutzabdeckung 2 vom Träger 1 der Elektrode bemerkt man zwar beim Loslösen des Vorsprungs 10 vom Träger 1 (also beim Aufbrechen der Versiegelung) einen gewissen kleinen wi- derstand, dennoch ist die Verbindung zwischen Schutzabdeckung 2 und Träger 1 nicht so fest, dass der Träger 1 nachhaltig beschädigt würde. Jedenfalls haben Versuche gezeigt, dass die Versiegelung nach dieser Ultraschalleinwirkung wesentlich besser ist.
Die Fig. 3 zeigt eine Unteransicht. Man sieht die zentrale Haube 2a der Schutzabdeckung 2, sowie den eingedrückten Bereich 9, der die Versiegelung bildet.
Strichliert ist der Aussenrand der obenliegenden Folie 4 eingezeichnet.
Die Fig. 4 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. zur Herstellung einer erfindungsgemässen Elektrode.
Im Maschinenabschnitt 12 werden in an sich bekannter Weise die Folie 3 auf den Träger 1 aufgeklebt, die Mitte 4 als elektrisches Anschlusselement angebracht, der Schwamm 5 mit elektrisch leitfähigem Gel 6 vorgesehen und die Schutzabdeckung 2 aufgebracht. Die Elektroden, die in der Einheit 12 gebildet werden, können entweder Einzelelektroden sein oder was günstiger ist, noch in Form einer durchgehenden Bahn für das Trägermaterial 1 und gegebenenfalls der Schutzabdeckung 2 sein, wobei dann die eigentlichen Einzelelektroden am Schluss
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in einem Abschnitt 13 ausgestanzt werden. Alle diese Schritte gehören bereits zum Stand der Technik und brauchen daher hier nicht näher erläutert werden. Erfindungswesentlich ist die Versiegelung der Elektrode im Bereich 9 um das elektrisch leitfähige Material 6 herum.
Dazu wird bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich 9 um das leitfähige Material 6 herum ein Stempel 7 (wie er auch in Fig. l dargestellt ist) gegen die Unterseite der mit dem Träger l verklebten Schutzabdeckung 2 gedrückt. Dabei kommt es nur auf die relative Bewegung zwischen Stempel 7 und Schutzabdeckung 2 an, sodass es natürlich auch möglich ist, den Stempel 7 festzuhalten und den Gegenpressstempel 8 auf und ab zu bewegen. Dies hat den Vorteil, dass der grössere Stempel, der an einem Ultraschallwandler 14 angeschlossen ist, im Betrieb nicht bewegt werden muss.
Ein Ultraschallgenerator erzeugt einen hochfrequenten Wechselstrom, der vom Ultraschallwandler 14 (beispielsweise Piezzoelement) in mechanische Ultraschallschwingungen umgesetzt wird. Diese Schwingungen werden auf den Stempel 7 übertragen. Durch diese Ultraschalleinwirkung wird das Material der Schutzabdeckung 2 lokal verändert, insbesondere erwärmt. Damit kommt es zu einer bleibenden Verformung der Schutzabdeckung (Ausbildung der Vorsprünge 11 in Fig. 2) und somit zu einer Quetschung des Materials des Trägers l. Ausserdem ergibt sich eine direkte innige Verbindung der Schutzabdeckung 2 mit dem Träger l, was die Versiegelungswirkung weiter erhöht.
Nach dem versiegeln gelangen die Elektroden vorzugsweise taktweise in den Abschnitt 13, wo sie aus der Bahn ausgestanzt werden und als Einzelelektroden die Vorrichtung verlassen.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, auch andere Materialien zu verwenden, insbesondere auch thermoplastische Kunststoffe für die Abdeckung 2. Neben der vorteilhaften Einwirkung von Ultraschall ist es alternativ oder zusätzlich auch möglich, extern Wärme zum Versiegeln zuzuführen, beispielsweise über einen beheizten Stempel. Besonders günstig ist es, einen Ultraschallwandler mit einer Frequenz von über 30 kHz, beispielsweise mit 36 kHz zu betreiben. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Frequenzen denkbar und möglich.