CN111031907A - 伸缩性电极、伸缩性电极的制造方法、生理信息测量用衣服及生理信息测量方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种伸缩性电极,其不会带来过长时间·高温干燥所导致的树脂劣化引起的电极特性降低和成本增加,洗涤耐久性优异,对皮肤安全,不会产生低分子量有机化合物引起的皮肤皮疹、皮肤炎症。作为用于测定生物体信号而与皮肤接触的伸缩性电极,使用一种伸缩性电极,其特征在于,面积为1~500cm2,厚度为10~800μm,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量为1~5,000ppm。通过限制电极中的低分子量有机成分的残留浓度来提高洗涤耐久性,此外,皮肤皮疹、皮肤炎症的发症原因并非电极中的低分子量有机成分的残留浓度本身,而是从电极缓缓放出的低分子量有机成分,基于低分子量有机化合物的放出速度来管理所期望的衣服内浓度。
Description
技术领域
本发明涉及一种可伸缩电极,适用于可与生物体皮肤表面接触,测量生物体内部的微弱电信号的皮肤刺激性低的生理信息测量用衣服。
背景技术
以往,为了测定脑波、心电图、肌电图等的生物体内部的微弱生物体电信号,使用由具有导电性的柔软导电性粘合凝胶等构成的粘合垫电极(专利文献1)等。担忧这样的粘合垫电极由于与被测者的皮肤直接贴附,电极对皮肤施加刺激,容易让皮肤皮疹、皮肤炎症发症。作为该皮肤皮疹·皮肤炎症的原因,有粘合垫中的低分子量的未反应单体、残留溶剂,因而提出了使用不含未反应的单体、残留溶剂等的预聚物的粘合电极(专利文献2)。
另外,未反应单体、残留溶剂等的低分子量成分与粘合垫电极同样,在与皮肤贴附的绊创膏中也被视为问题,进行了以下努力:选择尽量减少贴付剂中的低分子量成分的干燥条件(专利文献3),使用不含施加皮肤刺激的分子量2,000以下的低分子量成分的低聚物(专利文献4)等。
以往的粘合垫电极,可在贴附独立的电极,使被测者安静的状态下测定,但另一方面,伴随着日常生活的长期间中测定生物体电信号的要求,安装电极的衣服受到注目,提出了可安装到衣服上且能与人体合适地紧贴的可伸长电极(专利文献5)。专利文献5中,将含有树脂、导电性金属粉、有机溶剂的导电性浆料干燥形成电极,但使用有高沸点溶剂,为了抑制树脂劣化,加热温度和时间设有上限,低分子量成分即溶剂残留,长时间皮肤接触时,可能会让皮肤皮疹、皮肤炎症发症。此外,安装电极的衣服会反复使用,因而担忧洗涤时电极特性劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平09-215668号公报
专利文献2:日本特开昭62-270134号公报
专利文献3:日本特开平06-271461号公报
专利文献4:日本特开2003-049142号公报
专利文献5:国际公开WO2016/114278
发明内容
发明要解决的课题
由树脂和导电性金属粉构成的可伸长电极在片层化时,将含有机溶剂或单体的前驱体液状物涂布或印刷后干燥或固化,由此使之为片层状。此时,干燥、固化若不充分,片层内会大量残留引起皮肤皮疹·皮肤炎症的有机溶剂、未反应单体这样的低分子量的有机化合物,因而需要在更高温下长时间处理。但过度地进行高温长时间的处理时,会导致树脂的劣化、脆化、伸缩性降低、伸长时的方块电阻、载荷增加,反复洗涤时电极特性劣化。因此,在维持伸缩性、洗涤耐久性的同时,降低有机溶剂、未反应单体的残留量是有界限的。
但是,对比有机溶剂、未反应单体的残留量和皮肤刺激试验的结果时了解到,即便片层中多少有残留时,也未必会对皮肤刺激施加影响,进一步推进检讨时了解到,残留量超过某阈值时,从片层放出的有机溶剂、未反应单体会对皮肤刺激施加影响。
另一方面还了解到,有机溶剂、未反应单体的大残留量会对洗涤耐久性施加影响,大量残留时,洗涤耐久性降低。
本发明以这些现有技术的课题为背景,提供一种伸缩性电极,其不会引起在过长时间·高温干燥所导致的树脂劣化、电极特性降低、成本增加,对皮肤安全,不会产生低分子量成分引起的皮肤皮疹、皮肤炎症,洗涤耐久性优异。
课题解决手段
本发明人为达成这些目的而努力研究的结果是,发现通过以下手段可解决上述课题,从而达成本发明。
即,本发明由以下的[1]~[8]构成。
[1]一种伸缩性电极,是用于测定生物体信号而与皮肤接触的伸缩性电极,其特征在于,面积为1~500cm2,厚度为10~800μm,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量为1~5,000ppm,并且其有机化合物的衣服内浓度,低于有机化合物对健康施加影响的容许浓度。
[2]根据[1]记载的伸缩性电极,其特征在于,伸缩性电极的未伸长时的方块电阻为300Ω□以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的方块电阻增加比小于10。
[3]根据[1]或[2]记载的伸缩性电极,其特征在于,伸缩性电极的拉伸弹性模量为500MPa以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的伸长时的载荷为100N以下。
[4]根据[1]~[3]中任一项记载的伸缩性电极,其特征在于,伸缩性电极的洗涤50次后的方块电阻增加比小于4.0。
[5]根据[1]~[4]中任一项记载的伸缩性电极,其特征在于,伸缩性电极由导电片层构成,导电片层由导电性微粒和粘合剂树脂构成。
[6]根据[1]~[5]中任一项记载的伸缩性电极,其特征在于,粘合剂树脂的弹性模量为1GPa以下,并且断裂伸长率为200%以上。
[7][1]~[6]中任一项记载的伸缩性电极的制造方法,其特征在于,通过将导电性浆料涂布或印刷而制作。
[8]一种生理信息测量用衣服,其特征在于,在与生物体接触的一侧具备[1]~[6]中任一项记载的伸缩性电极。
[9]一种生理信息测量方法,其特征在于,使用具备[1]~[6]中任一项记载的伸缩性电极的生理信息测量用衣服,在保持分子量2,000以下的有机化合物的衣服内浓度为20ppm以下的状态下进行生理信息测量。
进一步地,本发明优选包含以下构成。
[10]一种生理信息测量方法,其特征在于,使用具备[1]~[6]中任一项记载的伸缩性电极的生理信息测量用衣服,在保持分子量2,000以下的有机化合物的衣服内浓度为低于该有机化合物对健康施加影响的容许浓度的水准的状态下进行生理信息测量。
发明効果
按照本发明的伸缩性电极,安装在衣服内侧的一部分上,为了测定生物体信号而与皮肤接触的伸缩性电极的面积为1~500cm2,厚度为10~800μm,由此,限制单位体积的表面积,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量限制在1~5,000ppm,由此,即使残留低分子量有机化合物时,衣服内浓度也低,即便与人体密贴,对皮肤也安全,不必担忧低分子量有机化合物引起的皮肤皮疹、皮肤炎症。具体地,可在衣服内空间中的该有机化合物浓度抑制到20ppm的状态下进行生理信息测量。
进一步地,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量限制在1~5,000ppm,由此,洗涤耐久性优异,洗涤50次后的方块电阻增加比小于4.0。
进一步地,伸缩性电极未伸长时的方块电阻为300Ω□以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的方块电阻增加比小于10,因而可得到测定所需要的电信号,穿着时姿势变化时,伴随变形的布料,电极被拉伸也能确保稳定的电信号。另外,伸缩性电极的拉伸弹性模量为1GPa以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的伸长时的载荷为100N以下,因而穿着时姿势变化时,电极追随变形的布料,不会产生不协调感。进一步地,由于柔软、可伸缩,安装在衣服上使用也不会损害穿着感。
这样的伸缩性电极的结构,由导电性微粒和粘合剂树脂构成,通过用导电性微粒确保电信号,用粘合剂树脂将微粒固定,保持作为电极的形状。此时的弹性模量为1GPa以下,并且使用断裂伸长率为200%以上的粘合剂树脂,由此,得到伸缩性优异的电极,电极追随布料,不会产生不协调感,电极被伴随布料拉伸也能确保稳定的电信号。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式的伸缩性电极进行说明。
本发明的伸缩性电极的形状是面积为1~500cm2,厚度为10~800μm的片层状,安装在衣服内侧的一部分上。面积不足1cm2时,电极偏移时无法确保稳定的电信号。另外,面积超过500cm2时,会妨碍衣服内的换气,担忧湿度导致的湿闷,和放出的低分子量有机化合物在一部分皮肤上滞留,引发皮肤皮疹、皮肤炎症。厚度不足10μm时,方块电阻变高,担忧会在伸长变形时电极断裂。厚度超过800μm时,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量可能超过5,000ppm,伸长时的载荷变高,布料伸长时电极不会追随,穿着感受损。
本发明的伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量为1~5,000ppm,并且该有机化合物的衣服内浓度,低于该有机化合物对健康施加影响的容许浓度,由此,低分子量有机化合物导致的皮肤皮疹、皮肤炎症的发症减少。有机化合物的扩散速度通过基于JIS A 1901(建筑材料的挥发性有机化合物(VOC),甲醛及其他羰基化合物扩散测定方法-小型腔室法)的方法,基于JIS C 9913(来自电子机器的挥发性有机化合物(VOC)及羰基化合物扩散测定方法-腔室法)的方法等进行测定,通过各方法测定扩散速度,计算在特定条件下的有机化合物的衣服内浓度。另外,有机化合物对健康施加影响的容许浓度可利用日本产业卫生学会劝告的化学物质的容许浓度,美国产业卫生专门家会议(ACGIH)劝告的作业环境容许浓度,美国劳动安全卫生庁(OSHA)的容许浓度等,这些数字不同时,优选采用最小的数字。伸缩性电极只要具有上述结构,可具有带有导电性的层为一层或二层以上的层结构、在导电层的单面和/或两面上可具有绝缘层。
本发明的伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量为1~5,000ppm,进一步地,伸缩性电极的10%伸长率的方块电阻增加比小于10,洗涤50次后方块电阻增加比小于4.0,是洗涤耐久性优异的伸缩性电极。低分子量的有机化合物的含量不足1ppm时,在为了降低含量所需的干燥·固化的过程中,会导致粘合剂树脂的劣化、脆化,另外,发挥润滑効果的低分子量的有机化合物不足,由于洗涤时在伸缩性电极上施加的应力,使得伸长和收缩的过程中进行可逆变化的导电性微粒的通电结构被破坏,方块电阻增加。另一方面,低分子量的有机化合物的含量超过5,000ppm时,粘合剂树脂由于大量的低分子量的有机化合物而塑化,物性降低,由于洗涤时伸缩性电极上施加的应力,使得维持伸长和收缩的过程中进行可逆变化的导电性微粒的通电结构的粘合剂树脂断裂,方块电阻增加。
本发明的伸缩性电极安装到衣服内侧的一部分上,与皮肤接触来测定生物体信号,而作为安装到衣服上的方法,可举出将液状的导电性材料涂布到衣服内侧的布料上后进行固化、干燥,由此形成伸缩性电极的方法,预先形成伸缩性电极后,用线缝合的方法,用液状粘接剂、热熔粘接片进行粘接的方法。本发明的伸缩性电极的电气特性为,在未伸长时的方块电阻为300Ω□以下,具有足以测定微弱生物体信号的低方块电阻,同时10%伸长率的方块电阻增加比小于10,穿着时电极伴随布料伸长也能取得稳定的电信号。未伸长时的方块电阻超过300Ω□,10%伸长率的方块电阻增加比为10以上时,得不到稳定的电信号。本发明的伸缩性电极的伸长物性为,拉伸弹性模量在1GPa以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的伸长时的载荷为100N以下,安装在衣服上使用时,即使布料伸长,电极追随而伸长,穿着感也不会受损。本发明的伸缩性电极,通过将由导电性微粒和粘合剂树脂及有机溶剂构成的导电性浆料涂布或印刷等的手段来制作。
此外,方块电阻定义为与皮膜电阻同义,使导电性片层为正方形时从任意的一边到对侧的一边的面方向的电阻值。
导电性微粒为金属系微粒及或炭系微粒,作为金属系微粒,可使用银、金、铂、钯、铜、镍、铝、锌、铅、锡等的金属粒子、黄铜、青铜、白铜、焊锡等的合金粒子,银包覆铜那样的混合粒子、镀金属的高分子粒子、镀金属的玻璃粒子、金属包覆的陶瓷粒子等。作为炭系微粒,可使用石墨粉、活性炭粉、片状石墨粉、乙炔黑、科琴黑、富勒烯、碳纳米管等。导电性微粒可以为仅1种也可以是2种以上。粘合剂树脂优选使用弹性模量为1GPa以下,并且断裂伸长率为200%以上的树脂,可举出热塑性树脂、热·光固化性树脂,橡胶·弹性体等。作为热塑性树脂,可使用低密度聚乙烯、乙烯·醋酸乙烯酯共重合体、聚偏二氯乙烯、共聚聚酯等。作为热·光固化性树脂,可使用丙烯酸树脂、硅树脂、聚氨酯树脂等。作为橡胶·弹性体,可举出聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙丙橡胶、偏二氟乙烯共聚物等。粘合剂树脂可以仅为1种也可以是2种以上。导电性微粒的混合量考虑方块电阻和伸缩性来决定,相对于粘合剂树脂的体积%大时,方块电阻降低可抑制电信号劣化,但伸缩性下降、拉扯感、舒适感恶化。另一方面,体积%小时伸缩性提高,拉扯感、舒适感提高,但方块电阻提高,电信号劣化。基于取得两者的特性的平衡,导电性微粒的相对于粘合剂树脂的混合量优选20~60体积%。
导电性浆料所用的有机溶剂,在室温20℃下的蒸气压优选0.1~10,000Pa,更优选0.2~5,000Pa。有机溶剂的蒸气压低时,即便是高浓度的残留浓度,衣服内浓度也会变低,但导电性微粒的体积分数下降,方块电阻上升,树脂的体积分数下降,伸长时容易断裂。另外,涂布,印刷后干燥时,为了得到必要特性需要高温、长时间,这会导致物性的降低、成本的增大。另一方面,有机溶剂的蒸气压高时,即便是低浓度的残留浓度,衣服内浓度也会变高,此外,浆料制造工程、涂布、印刷时,溶剂挥发、作业性变差。
作为具有这样的蒸气压的有机溶剂,可举出甲苯(2,900Pa)、乙苯(930Pa)、苄醇(13Pa)、异佛尔酮(40Pa)、γ-丁内酯(150Pa)、甲基异丁基酮(2,100Pa)、环己酮(500Pa)、乙酸正丙酯(3,300Pa)、乙酸正丁酯(1,200Pa)、乙酸正戊酯(650Pa)、正十二烷醇(2.4Pa)、乙二醇(7Pa)、乙二醇单丁醚(80Pa)、乙二醇单乙醚乙酸酯(270Pa)、二甘醇(2.7Pa)、二甘醇单乙醚(13Pa)、二甘醇单丁醚(3.0Pa)、二甘醇二甲醚(330Pa)、二甘醇单乙醚乙酸酯(5.6Pa)、二甘醇单丁醚乙酸酯(5.3Pa)、丙二醇单甲醚乙酸酯(227Pa)、Solvesso 150(78Pa,埃克森美孚化学公司制)等,根据需要可含有其2种以上。可以适当使用这样的有机溶剂,使导电性浆料为适合涂布、印刷等的粘度。
本发明伸缩性电极为了得到机械特性、耐热性、耐久性,在不损害可伸缩导电性膜必要特性的范围,可含有绝缘性微粒。绝缘系微粒可以是由有机系或无机系的绝缘性物质构成的微粒,作为有机系微粒,可使用丙烯酸树脂微粒、苯乙烯树脂系微粒、三聚氰胺树脂系微粒等的树脂系微粒。作为无机系微粒,可使用二氧化硅、氧化铝、氧化锆、滑石粉、碳化硅、氧化镁、氮化硼等的陶瓷系微粒、磷酸钙、磷酸镁、硫酸钡、硫酸钙等的在水中难溶的盐的微粒。绝缘系微粒可以是仅1种也可以是2种以上。此外,在用于制作本发明的伸缩性电极而使用的导电浆料中,为了得到涂布印刷特性,在不损害可伸缩的导电性膜必要特性的范围,可混合触变性赋予剂、流平剂、塑化剂、消泡剂等。导电性浆料中的有机溶剂的含量通过适合导电性微粒的分散方法、导电性膜形成方法的导电性浆料的粘度、干燥方法等来决定。本发明的用于形成导电性膜的导电性浆料可通过使用将微粒分散在液体中的以往公知的方法在树脂中将导电性微粒均匀分散。例如,可将微粒的分散液,树脂溶液混合后,通过超声波法、搅拌法、三辊磨法、球磨法等均匀分散。这些手段也可多个组合使用。
为了形成本发明的伸缩性电极,将导电性浆料在基材上涂布或印刷,形成涂膜,然后,使涂膜所含的有机溶剂挥发干燥,由此,可形成导电性膜或导电性粘合剂。涂布导电性浆料的基材没有特别限制,为了利用伸缩性电极的伸缩性,优选有可挠性或伸缩性的基材。作为可挠性基材的例子,可举出纸、布、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酰亚胺等。作为伸缩性的基材,可举出聚氨酯、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、SBS弹性体、SEBS弹性体、氨纶布、针织布等。这些基材优选为在面方向可伸缩者。基于这一点,优选由橡胶、弹性体构成的基材。将导电性浆料涂布在基材上的工程没有特别限制,但例如,通过涂布法、印刷法等进行。作为印刷法,可举出丝网印刷法、平版胶印印刷法、喷墨法、柔板印刷法、凹版印刷法、凹版胶印印刷法、冲压法、点胶法、刮刀印刷等。将涂布导电性浆料的基材加热的工程可在大气下、真空氛围下、不活性气体氛围下、还原性气体氛围下等进行,低分子量成分挥发,根据情况在加热下进行固化反应,干燥后的电极的方块电阻、伸缩性良好。根据使用的干燥装置在大气下的干燥条件虽有不同,但例如,在强制对流方式的库内容量151L的送风恒温干燥器中,可在加热温度为80~200℃的范围,加热时间为30~90分的范围下进行,考虑电极的方块电阻、伸缩性、低分子量成分的衣服内浓度、粘合剂树脂的耐热性、有机溶剂的蒸气压等,从低温长时间或高温短时间的组合中选择。不足80℃或不足30分钟时,涂膜中的低分子量成分残留超过5,000ppm,得不到期望的方块电阻、伸缩性、洗涤耐久性、低分子量成分的衣服内浓度变高。超过200℃或超过90分钟时,涂膜中的低分子量成分不足1ppm,由于粘合剂树脂和基材的劣化、交联,得不到期望的伸缩性、洗涤耐久性,还导致成本增加。
本发明的生理信息测量用衣服具有上述本发明的伸缩性电极安装在衣服内侧的一部分上的结构。本发明的生理信息测量用衣服的基材只要是皮带、胸罩那样的带状物和/或由针梭织物、无纺布构成的服装,就没有特别限制,基于为了生理信息的测定而穿着时的对身体的舒适性、运动时·动作时的跟随性等的观点,优选具有伸缩性。这样的生理信息测量用衣服是测量穿着者的生理信息的手段,具有通常的穿着法和穿着感,仅通过穿着即可简便地测定各种生理信息。
实施例
接下来,关于本发明的具体实施例进行说明,但本发明不受这些实施例的限制。
[导电性浆料的制作]
用表1所示的材料,通过表2所示的重量混合比,将树脂在各溶剂中溶解,在得到的溶液中混合银粒子,用三辊磨机进行混合,得到导电性浆料。
[表1]
[表2]
[伸缩性电极的制作]
在脱模处理PET膜上使用上述导电浆料,用涂布器涂布为干燥膜厚约100μm,以表3所示的温度及时间,用送风恒温干燥机干燥后,将脱模处理PET膜剥离,得到片层状的伸缩性电极。用该片层通过后述方法,测定厚度、未伸长时方块电阻、伸长时方块电阻增加比、伸长时载荷。实施例的测定结果如表3所示。
[具备电极的衣服的制作]
在如上制作的带有脱模处理PET膜的伸缩性电极上,将表1所示的热熔片和脱模纸重叠,用将橡胶辊温度调整到120℃的辊层压机进行粘接,得到有粘接性的伸缩性电极片层。从该伸缩性电极片层切出配线宽10mm配线长140mm。从切出的带有配线的电极剥下脱模纸,配置在衬衫(聚酯100%)的内面侧的指定位置,用熨斗进行热压粘合,进而剥下脱模处理PET膜,制作内侧具备电极的衬衫。
[表3]
*定量界限以下
[伸长试验及方块电阻的测定]
将上述制作的伸缩性电极片层切成宽10mm、长140mm,制作试验片。用具备2个宽2.5cm的卡盘的伸长试验机(手摇式拉伸机),使卡盘间距离为5.0cm,夹住切出的试验片,伸长至长度方向伸长率10%(移位量0.5cm)。试验前后的方块电阻是用数字万用表(横河测量(Meter&Instrument)公司制「YOKOGAWA TY530」),在相对的2个卡盘外侧(测定距离10cm)测定伸长前后的电阻值(Ω),得到方块电阻(Ω□)。电阻值的测定在伸长后立即(3秒以内)实施。
[伸长时载荷的测定]
用拉伸试验机(ORIENTEC CORPORATION公司制「RTm250」),测定宽30mm、试验长度50mm的伸缩性导电性材料片层在伸长率10%时施加的载荷(N),得到片层长每1cm的单位载荷(N/cm)。
[洗涤耐久性]
洗涤条件以JIS L 0844为基准进行。具体的,使用机械洗涤器、洗涤网、洗涤剂(花王株式会社制ATTACK),将上述制作的具备电极的衬衫连续洗涤5次后,进行1次阴干,以此为1个循环重复10次。测定洗涤后的伸缩性导体片层的方块电阻,求出基于初期方块电阻的变化(洗涤后的方块电阻/初期方块电阻)。
[伸缩性电极片层中的残留溶剂浓度的测定]
从制作的伸缩性电极片层采集精确称量约1mg,用加热脱附-GCMS,进行220℃×20分钟的试料加热2次,求出2次的合计定量值作为残留量。实施例及比较例的测定结果如表3所示。
[皮肤一次刺激性试验]
以SEK48小时闭塞人体贴片试验为基准,进行以下所述的皮肤一次刺激性试验。以日本人男子及女性共23名的被测者为对象,将伸缩性电极切成0.8cm的方形,接触被测者背部,在其上方再用贴片测试用绊创膏进行贴附。贴附48小时后去除绊创膏,之后的30~60分钟后,及贴附72小时后去除绊创膏,之后的约24小时后,目视确认皮肤的症状,进行评价。评价基准为,无反应0.0分,稍有红斑0.5分,明显红斑1.0分,红斑及浮肿或丘疹2.0分,红斑及浮肿·丘疹及小水疱3.0分,大水疱4.0分,求出各被测者的评分,用下记式(1)求出皮肤刺激指数。
皮肤刺激指数=评分总和/被测者数×100(1)
进一步基于求出的皮肤刺激指数,通过化妆品的皮肤刺激指数1995年度分类(安全品5.0以下,容许品5.0~15.0,要改良品15.0~30.0,危险品30.0以上)判定安全性。实施例及比较例的结果如表3所示。
[低分子量有机化合物的的扩散速度的测定]
低分子量有机化合物的的扩散试验,以JIS A 1901(建筑材料的挥发性有机化合物(VOC),甲醛及其他羰基化合物扩散测定方法-小型腔室法)为基准如下进行。将制作的伸缩性电极切出2枚15cm×15cm的方形,设置在容量20L的不锈钢制小型腔室内,温度28℃,相对湿度50%,换气次数0.5次/h,一日后在捕集管中捕集,用加热脱附-GCMS测定捕集管中的有机溶剂浓度,通过下述(2)式求出扩散速度。
扩散速度(μg/m2/h)=分析浓度(μg/m2)×换气次数(/h)×腔室容积(m3)/试料表面积(m2)(2)
[穿着时的衣服内浓度的计算]
穿着时的衣服内浓度是基于得到的扩散速度,使穿着时间为皮肤一次刺激性试验的贴附48小时,考虑到皮肤和电极的凹凸,皮肤和电极间的空隙设为100μm,用下式(3)求出mg/m3浓度,进而将25℃、1气压下的ppm浓度用下式(4)求出。
衣服内浓度(mg/m3)=电极面积(m2)/皮肤和电极间的空间体积(m3)×扩散速度(mg/m2/h)×穿着时间(h)(3)
衣服内浓度(ppm)=24.46×衣服内浓度(mg/m3)/有机溶剂的分子量(4)
实施例1、2、3中,通过适当的加热温度和处理时间进行干燥,满足片层特性且片层中的残留溶剂量和衣服内浓度被抑制,可得到洗涤耐久性优异并且带有低皮肤刺激性的伸缩性电极。比较例1、3中,干燥条件不足,片层中残留高浓度的残留溶剂,并且扩散速度变高,衣服内浓度也是高浓度。比较例2中,由于过度的干燥条件,粘合剂树脂固化,得不到满足的伸缩性、洗涤耐久性。
如上所述,本发明的伸缩性电极通过限制低分子量有机化合物的含量,并且将该有机化合物的衣服内浓度抑制在容许浓度以下,即使与人体密贴,也不担忧对皮肤的安全,洗涤耐久性优异,伸长时的载荷低,因而穿着舒适度,穿着感不会受损,伸长时也可抑制方块电阻的增加,因而可得到电噪声少的生物体电信号。
产业上的利用可能性
本发明中提供一种生理信息测量用的伸缩性电极及衣服,其能抑制低分子量有机化合物引起的皮肤皮疹、皮肤炎症的发症,洗涤耐久性、穿着舒适度、穿着感优异,可进行良好的电信号测定,适用于日常生活的健康管理、慢跑、马拉松等屋外运动时的生理信息的掌握,建设现场等的屋外作业的劳务管理。
Claims (9)
1.一种伸缩性电极,其特征在于,是用于测定生物体信号而与皮肤接触的伸缩性电极,其面积为1~500cm2,厚度为10~800μm,伸缩性电极中所含的分子量2,000以下的有机化合物的含量为1~5,000ppm。
2.根据权利要求1所述的伸缩性电极,其特征在于,所述伸缩性电极的未伸长时的方块电阻为300Ω□以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的方块电阻增加比不足10。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩性电极,其特征在于,所述伸缩性电极的拉伸弹性模量为500MPa以下,并且伸缩性电极的10%伸长率的伸长时的载荷为100N以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的伸缩性电极,其特征在于,所述伸缩性电极的洗涤50次后的方块电阻增加比不足4.0。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的伸缩性电极,其特征在于,所述伸缩性电极由导电性片层构成,该导电性片层由导电性微粒和粘合剂树脂构成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的伸缩性电极,其特征在于,所述粘合剂树脂的弹性模量为1GPa以下,并且断裂伸长率为200%以上。
7.权利要求1~6中任一项所述的伸缩性电极的制造方法,其特征在于,通过涂布或印刷而制作。
8.一种生理信息测量用衣服,其特征在于,具备所述权利要求1~6中任一项所述的伸缩性电极。
9.一种生理信息测量方法,其特征在于,使用具备权利要求1~6中任一项所述的伸缩性电极的生理信息测量用衣服,保持分子量2,000以下的有机化合物的衣服内浓度为20ppm以下的状态进行生理信息测量。
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