CN115916527A - 导电性橡胶布 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制电阻值的增大，且能够作为生物体用电极使用的导电性橡胶布。导电性橡胶布(1)具有：导电性基布层(2)，由导电性的基布(4)形成且具有第一导电性基布层面(2a)；和导电性橡胶层(3)，在第一导电性基布层面(2a)层叠导电性橡胶(5)而形成。

Description

导电性橡胶布
技术领域
本发明涉及导电性橡胶布。更详细而言，涉及能够作为稳定地检测微弱的生物体信号的生物体用电极利用的导电性橡胶布。
背景技术
一直以来，在医疗现场中使用心电图仪、脑电波仪或肌电图仪等医疗设备。这样的医疗设备通过将从人体发出的电位变动作为生物体信号捕捉并加以显示，由此能够掌握健康状态等。另外，近年来，主动式追踪器(活动量仪)等可穿戴式信息设备在关注健康的人们中广泛地普及。可穿戴式信息设备装配于手臂、手腕等，能够收集各种日常性生物体信息：随时间推移测量体温、心率或血压等；计量步行距离、步数等活动量；测量睡眠时间、睡眠的深度或质量等，等等。
另外，检测伴随于驾驶者的操作、动作的生物体信号，对搭载于机动车的车载导航系统、各种车载设备进行操作以及控制的技术的开发也广泛进展。由此，能够将事故防患于未然、或对驾驶者预先通报危险等将生物体信号反映在安全驾驶等之中。
这样，为了可穿戴式信息设备、车载设备等各种电子设备，正大量进行用于精度良好地检测由人体发出的生物体信号的传感器等检测/测量技术的开发。特别是，为了高精度地检测微弱的生物体信号的变化，期待提高直接贴付于人体的生物体用电极的性能。
生物体用电极例如贴付于皮肤等人体的身体表面的一部分。生物体用电极捕捉在身体表面或人体内部流动的生物体信号的电流量等的变化。此时，为了检测微弱的生物体信号，例如常用导电性橡胶。
但是，导电性橡胶本身具有机械强度低等缺点。因此，由于作为生物体用电极使用时施加的冲击、或在制作生物体用电极时(例如，缝制时等)施加过量的外力，会产生导电性橡胶容易裂开、破裂等不良状况。为此，在将导电性橡胶作为生物体用电极使用的情况下，要求提高生物体用电极的耐久性。
例如，使用压延成型等公知的成型加工技术将导电性橡胶与布帛(布)一体地贴合，形成使导电性橡胶与布帛层叠的双层结构的导电性橡胶布(以下，称为“双层结构导电性橡胶布”。)。由此，在能够良好地检测基于导电性橡胶的生物体信号的同时，能够实现基于布帛的机械强度的提高。这样，能够采用机械强度优越的双层结构导电性橡胶布作为生物体用电极。
需要说明的是，作为其他生物体用电极的一例，已知使导电性材料浸渗于绝缘性的布料，然后施以配线以及电极等而形成的导电性布帛(参照日本特开2014-151018号公报)。另外，已知有在成为基材的布帛使用导电性橡胶而连接电极以及配线从而具备了伸缩性的伸缩性电极、配线片(参照国际公开第2016/114298号)等。
发明内容
发明要解决的技术问题
在将双层结构导电性橡胶布作为生物体用电极使用的情况下，可能产生以下揭示的问题点。
双层结构导电性橡胶布是将不导电性质的绝缘性的布帛与导电性质的导电性橡胶相互贴合而一体地形成。因此，与单体使用导电性橡胶的情况相比，通过绝缘性的布帛，双层结构导电性橡胶布的整体的电阻值往往会增大。其结果是，生物体信号的检测精度降低，存在变得无法检测微弱的生物体信号的变化的风险。即，有可能无法充分发挥作为生物体用电极的性能。
具体而言，为了操作或控制设置于机动车的车厢内的车载设备，在机动车的座椅、扶手或方向盘的一部分使用由双层结构导电性橡胶布形成的生物体用电极。由此，获取驾驶者的生物体信息(生物体信号)。在这种情况下，生物体用电极本身通常大多形成为长条状。
生物体用电极本身经由金属端子与从车载设备等延伸出的配线电连接。但是，在长条状的生物体用电极中，在远离与配线连接的金属端子的生物体用电极的电极面上，由于绝缘性的布帛的影响，电阻值有可能变高。于是，作为生物体信号捕捉的电流量难以流动，存在检测电极面上的微弱的生物体信号变化的检测精度降低的风险。
为了消除这样的不良状况，例如考虑增加安装于生物体用电极的金属端子的数量以免电极面距金属端子的距离变长那样的措施。但是，由于金属端子的设置数量的增加，生物体用电极本身体积增大，装配位置受到限制。另外，生物体用电极本身的外观变差，损害设置的车厢内的美观。另外，由于金属端子的设置数量的增加，成本变高。另外，例如，当将多个金属端子之类的附属物安装于方向盘时，存在方向盘本身的操作性降低的风险。
本发明的目的在于，提供一种能够抑制电阻值的增大且防止微弱的生物体信号的检测精度的降低的、能够作为生物体用电极使用的导电性橡胶布。
用于解决技术问题的方案
本发明的第一方案为一种导电性橡胶布，其具有：
导电性基布层，由导电性的基布形成且具有第一导电性基布层面；和
导电性橡胶层，在所述第一导电性基布层面层叠导电性橡胶而形成。
发明效果
本发明的导电性橡胶布抑制电阻值的增大，且防止微弱的生物体信号的检测精度的降低，能够作为生物体用电极使用。
附图说明
图1是实施方式的导电性橡胶布的概要结构的说明图。
图2是图1中的A-A’线的截面图。
图3是比较例1的导电性橡胶布的概要结构的截面图。
图4是比较例2的导电性橡胶布的概要结构的截面图。
图5是示出导电性橡胶布的电阻值的测量方法的概要构成的说明图。
图6是示出测量导电性橡胶布的电阻值时的配线方法的一例的说明图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边关于本发明的导电性橡胶布的实施方式进行详细说明。需要说明的是，实施方式的密封装置并不限定于以下所示的内容，只要不脱离本发明的主旨，能够施加各种设计的变更、修改以及改进等。
如图1以及图2所示，实施方式的导电性橡胶布1具有导电性基布层2和导电性橡胶层3。导电性橡胶布1具有双层层叠的双层结构。
图1是实施方式的导电性橡胶布1的概要结构的说明图。图2是图1的A-A’线的截面图。
如图1以及图2所示，实施方式的导电性橡胶布1具有导电性基布层2和导电性橡胶层3。导电性基布层2由导电性的基布4形成。导电性橡胶层3由与导电性基布层2的第一导电性基布层面2a的整个表面抵接的导电性橡胶5形成。
实施方式的导电性橡胶布1是由导电性基布层2与导电性橡胶层3形成的双层结构导电性橡胶布。形成实施方式的导电性基布层2的基布4具有导电性。此处，基布4以聚酯纤维等为基料，在聚酯纤维的表面实施有金属镀敷等。由此，基布4本身也被付与导电性。
如图1以及图2所示，导电性橡胶层3是将导电性橡胶5通过压延加工等形成为规定厚度的片状而成的构件。一边将未硫化的橡胶坯料的导电性橡胶5挤出到第一导电性基布层面2a之上，一边在多个辊之间进行加热以及加压等。然后，在形成导电性橡胶层3的同时通过将其与导电性基布层2贴合的压延成型等，能够使导电性基布层2与导电性橡胶层3一体地形成。
此处，导电性橡胶布1的制造不限定于在形成导电性橡胶层3的同时将其与导电性基布层2贴合。例如，也可以将预先形成为片状的导电性橡胶层3通过公知的粘接技术等，使用导电性的粘接剂来将其与导电性基布层2贴合。在这种情况下，优选在导电性基布层2与导电性橡胶层3之间的整个表面涂布有粘接剂。而且，也可以使用压延成型以外的成型加工技术。
导电性橡胶布1的尺寸并无特别限定。在假设作为生物体用电极等使用的情况下，例如，优选包含导电性基布层2以及导电性橡胶层3的双层整体的厚度为0.1mm～10mm左右，更优选为0.3mm～1mm左右。另外，形成为长条体的导电性橡胶布1的长度为50mm以上。
由于这样的导电性橡胶布1的尺寸，即使是在与金属端子分离的电极面，也能够抑制电阻值的增大，并精度良好地检测生物体信号。
导电性基布层2所使用的基布4并无特别限定，可以使用各种布料原材料。例如，能够使用将聚酯纤维等公知的纤维材料作为基材，并在基材的表面金属镀敷或金属涂敷了铜(Cu)、镍(Ni)等的材料。
由布料原材料形成的基布4构成的导电性基布层2具有在基布4的内部形成有多个空隙(未图示)的多孔质结构。因此，通过压延成型等成型加工技术，在一边将导电性橡胶5压接于基布4一边贴合而形成导电性橡胶层3时，所贴合的导电性橡胶5的一部分侵入基布4的空隙中。其结果是，导电性橡胶5的一部分混合存在于基布4的内部的空隙中。
由此，形成于第一导电性基布层面2a侧的导电性橡胶层3与导电性基布层2之间电连接。因此，抑制导电性橡胶布1的电极面的电阻值的增大。由此，保持良好的导电性，防止生物体信号检测时的不良状况。
导电性橡胶5是一直以来公知的导电性橡胶布所使用的材料。导电性橡胶5例如是使用硅橡胶作为基材的导电性硅橡胶、使用聚氨酯橡胶作为基材的导电性聚氨酯橡胶。
需要说明的是，作为导电性橡胶5，也可以是，通过对于硅橡胶等基材适当混合碳黑、石墨等导电性碳颗粒或银糊剂、银粉等并进行捏合后使用规定的橡胶成型技术(直压成型技术、直压注入技术、注塑成型技术等)成型加工为所期望的尺寸，从而成为被赋予了导电性的片状的导电性橡胶5。
此处，导电性碳颗粒等相对于硅橡胶、聚氨酯橡胶等基料的混合比率并无特别限定，例如，能够使用以10重量％～70重量％的范围、更优选以20重量％～50重量％的范围混合的材料。
导电性基布层2所使用的基布4所包含的导电性材料例如为银、铜等导电性的金属材料。能够通过金属镀敷等将导电性材料涂敷在成为基布4的基料的聚酯纤维的原材料表面(纤维表面)。
另外，与导电性橡胶5同样地、也可以是使用相对于成为基料的基材(硅橡胶等)而言，以例如相对于基材100重量份以50重量份至500重量份的范围、更优选以100重量份至300重量份来混合导电性碳颗粒等而成的材料，并将其涂敷在构成基布4的各种布料原材料的表面所成的材料或将其混入布料原材料(纤维)所成的材料。
本实施方式的导电性橡胶布1具有由导电性的基布4形成的导电性基布层2和由导电性橡胶5形成的导电性橡胶层3。导电性基布层2与导电性橡胶层3的任一层均具有导电性。因此，与基布由绝缘性原材料形成的现有的双层结构导电性橡胶布相比，能够抑制电阻值的增大。特别是导电性基布层2通过具有多孔质结构，能够使导电性橡胶5的一部分混合存在于其中。由此，确保导电性橡胶层3与导电性基布层2之间的电连接，从而确保导电性橡胶布1整体的良好的导电性。因此，能够合适地作为生物体用电极使用。
另外，能够将连接于生物体用电极的金属端子的数量设为最低限度，从而不会损害美观，并且不会对操作性等造成影响。
另外，通过设置导电性橡胶层3，从而耐磨损性优越，能够反复使用。其结果是，能够合适地作为安装于方向盘等的传感器使用。进而，防止制造导电性橡胶布1时的制造工序的复杂化，抑制制造效率的降低，同时制造成本变低。因此，能够特别合适地将导电性橡胶布用作生物体用电极。
实施例
以下，基于实施例进一步详细地进行说明，但是本发明不限定于这些实施例。另外，除以下的实施例以外，只要不脱离本发明的主旨，还能够基于本领域技术人员的知识施加各种各样的变更、改进。
(1)使用部件、以及导电性糊剂材料的使用条件
导电性基布：聚酯纤维基料+导电性材料(Cu+Ni)，织物布料
导电性橡胶：导电性硅橡胶
导电性糊剂材料：银粉分散硅橡胶
在表1中示出导电性基布(基布)以及导电性硅橡胶的各自的电阻值(表面电阻值)。需要说明的是，将端子间距离设定为90mm进行了测量。另外，比较例2所使用的导电性糊剂材料(银分散硅橡胶)的电阻值也一并示出于表1中。
[表1]
使用部件 表面电阻值
导电性硅橡胶 420Ω
导电性基布 0.40Ω
导电性糊剂材料(银+硅橡胶) 1.00Ω
根据表1的电阻值的测量结果，表明导电性基布的电阻值比导电性硅橡胶的电阻值低。
(2)实施例1以及比较例1、2的导电性橡胶布的制作
使用上述使用部件，进行实施例1以及比较例1、2的导电性橡胶布的制作。将以聚酯纤维作为基料的导电性基布与成型加工为片状的导电性橡胶贴合，在辊之间进行加热以及加压。由此，制作出由导电性基布层2以及导电性橡胶层3构成的双层结构的实施例1的导电性橡胶布1(参照图1以及图2)。由于压延成型加工的成型方法是公知的，在此省略详细说明。
为了与实施例1进行比较，使用以聚酯纤维作为基料且不包含导电性材料的绝缘性的基布11，通过与上述同样的压延成型加工，制作出具有由基布11形成的基布层12和由与第一基布层面12a抵接的导电性橡胶13构成的导电性橡胶层14的导电性橡胶布10来作为比较例1(参照图3)。
进而，相对于作为比较例1制作出的导电性橡胶布10，在与导电性橡胶层14相对的基布层12的第二基布层面12b的整个表面形成用使用部件示出的导电性糊剂材料15。此处，使用刮扫以及丝网印刷，以成为薄且均匀的方式涂敷导电性糊剂材料15，经过规定时间的干燥以及固化，形成了导电性糊剂层16。将该三层结构的导电性橡胶布17作为比较例2(参照图4)。
(3)电阻值的测量方法
通过图5中示意性地示出的电阻值的测量方法对实施例1以及比较例1、2的导电性橡胶布进行了测量。此处，电阻值的测量中使用的检测器T是三和电机计器株式会社制造的(型号名称：CD772)，最大额定输入为40MΩ。
如图6所示，在电阻值的测量中，用由导电性原材料形成的导通件19a、19b将由成为测量对象的长条体的导电性橡胶布构成的试样S与配线18a、18b固定。而且，在实施例1的情况下，需要在导电性基布层2侧使其与配线18a等导通。在比较例1的情况下，需要在基布层12侧使其与配线18a等导通。在比较例2的情况下，需要在导电性糊剂层16侧使其与配线18a等导通。为此，采用图5所示的电阻值的测量方法。此处，图5示出实施例1的导电性橡胶布1的电阻值的测量方法。图6例示出实施例1的导电性橡胶布1的配线方法。
配置检测器T，将与检测器T连接的第一端子20a与试样S的一端(图5中的右方向)连接。进而，将与检测器T连接的第二端子20b与铝箔21的一端(图5中的左方向)连接。铝箔21从第二端子20b朝向第一端子20a(图5中从左方向向右方向)延伸。
在距铝箔的前端21a为10mm的试样紧贴区间L1的范围内，从铝箔21之上被覆试样S。由此，导电性的铝箔21与测量对象的试样S的一部分紧贴。需要说明的是，为了保持测量时的紧贴状态，在试样S之上进一步载置重锤22，从而试样S与铝箔21的紧贴被固定。
此处，从与检测器T连接的第一端子20a至第二端子20b之间的距离(端子间距离L2)设定为100mm。
通过这样的电阻值的测量方法，将各个试样S(实施例1、比较例1、2)放置在规定位置后，通过检测器T进行3次电阻值的测量，算出其平均值。将其结果示出在表2中。
[表2]
Figure BDA0004087561800000091
(4)测量结果的总结
如上述表2的电阻值的测量结果所示，具有导电性基布层的实施例1的导电性橡胶布与不具有导电性基布层的比较例1的导电性橡胶布以及三层结构的比较例2的导电性橡胶布相比，电阻值显著地低。由此，示出基于本发明的导电性橡胶布的对电阻值增大的抑制效果。
在上述中，作为实施例1示出使用织物布料的导电性基布(基布)制作了导电性橡胶布的情况，但是能够根据使用聚氨酯橡胶基料的导电性橡胶的情况等各种条件适当地变更导电性基布的布料原材料。即，通过使用针织布料、网眼布料等粗疏的布料原材料，能够进行根据导电性橡胶的材料粘度的压延成型加工。表3分别示出在本发明的导电性橡胶布中能够使用的各种布料原材料(布的类型)的导电性基布的例子(参考例1～7)以及这些导电性基布的电阻值(表面电阻值)。
[表3]
Figure BDA0004087561800000092
Figure BDA0004087561800000101
在表3中，参考例3的导电性基布是作为实施例1的基布使用过的材料。另外，参考例1的导电性基布具有最大的空隙(间隙)，以下，从参考例2至参考例7的空隙的大小变小。本发明的导电性橡胶布能够使用上述的导电性基布作为导电性基布层。
以上如说明那样，确认到本发明的导电性橡胶布通过具有由导电性的基布形成的导电性基布层，从而飞跃性地抑制电极面上的电阻值的增大。由此，示出能够合适地作为精度良好地进行微弱的生物体信号的检测的生物体用电极来使用。
工业方面可利用性
本发明的导电性橡胶布在脑电波仪等医疗设备、活动量仪等可穿戴式信息设备或车载设备等各种电子设备中，能够合适地作为用于检测生物体信号的生物体用电极来使用。
附图标记说明
1、10、17导电性橡胶布
2 导电性基布层
2a 第一导电性基布层面
3、14 导电性橡胶层
4、11 基布
5、13 导电性橡胶
12 基布层
12a 第一基布层面
12b 第二基布层面
15 导电性糊剂材料
16导电性糊剂层
18a、18b配线
19a、19b导通件
20a 第一端子
20b 第二端子
21 铝箔
21a 铝箔的前端
22 重锤
L1 试样紧贴区间
L2 端子间距离
S 试样
T 检测器

Claims (5)

1.一种导电性橡胶布，其中，具有：
导电性基布层，由导电性的基布形成且具有第一导电性基布层面；和
导电性橡胶层，在所述第一导电性基布层面层叠导电性橡胶而形成。
2.根据权利要求1所述的导电性橡胶布，其中，
所述导电性基布层与所述导电性橡胶层通过在所述基布压延成型所述导电性橡胶而贴合，从而一体地形成。
3.根据权利要求1或2所述的导电性橡胶布，其中，
所述基布是针织布料、网眼布料、织物布料以及无纺布布料中的任一种布料原材料，
在所述布料原材料的原材料表面涂敷有导电性材料、或在所述布料原材料中混入有所述导电性材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电性橡胶布，其中，
所述基布具有在内部具有多个空隙的多孔质结构，
所述导电性橡胶的一部分混合存在于所述空隙。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导电性橡胶布，其中，
所述基布将聚酯纤维作为基料而形成。
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