ES2735149T3 - Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen - Google Patents

Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen Download PDF

Info

Publication number
ES2735149T3
ES2735149T3 ES16766695T ES16766695T ES2735149T3 ES 2735149 T3 ES2735149 T3 ES 2735149T3 ES 16766695 T ES16766695 T ES 16766695T ES 16766695 T ES16766695 T ES 16766695T ES 2735149 T3 ES2735149 T3 ES 2735149T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
silver
weight
conductive
particles
inert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16766695T
Other languages
English (en)
Inventor
Jesse Hagar
Nicholas Pascucci
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Parker Hannifin Corp
Original Assignee
Parker Hannifin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Parker Hannifin Corp filed Critical Parker Hannifin Corp
Application granted granted Critical
Publication of ES2735149T3 publication Critical patent/ES2735149T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/12—Wash primers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G5/00—Compounds of silver
    • C01G5/02—Halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

Una composición conductora para uso en un electrodo biomédico, comprendiendo la composición conductora en base de peso seco: un 5-30 % de partículas inertes revestidas de plata (10, 12, 14) que tienen un tamaño de partícula dentro del intervalo de 1 μm a 100 μm y que tienen un contenido de plata menor de un 50 %, basado en el peso de partículas inertes revestidas (10); un 5-30 % de AgCI; y un 5-30 % de aglutinante polimérico; en el que la relación de área superficial de Ag/Cl está dentro del intervalo de 1:2 a 8:1; y las partículas inertes (12) comprenden escamas de vidrio.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen
Campo de la técnica
La presente divulgación hace referencia generalmente a composiciones conductoras y más particularmente a composiciones de plata-cloruro de plata que contienen partículas inertes revestidas con plata para su uso en la preparación de electrodos electroquímicos y biomédicos.
Antecedentes
Los dispositivos médicos se usan en un número de aplicaciones para una diversidad de fines diagnósticos y de control. Por ejemplo, los electrodos se usan comúnmente para controlar los potenciales eléctricos fisiológicos para detectar actividad muscular del corazón de una persona. Típicamente, la actividad cardiovascular del corazón se controla por medio de adhesión o conexión de electrodos a la piel del paciente en puntos particulares del cuerpo. A continuación, los electrodos se acoplan eléctricamente al equipo eléctrico tal como un aparato de electrocardiógrafo (también denominado ECG o EKG) que controla la actividad muscular del corazón. Las trazas o rendimiento resultante del ECG proporcionan una herramienta de diagnóstico para detectar enfermedades y/o alteraciones cardíacas de diversa etiología.
Las tintas de plata-cloruro de plata se usan convencionalmente en los electrodos electroquímicos y biomédicos. La tinta conductora de Ag/AgCl se imprime sobre sustratos de película polimérica para proporcionar electrodos desechables de coste relativamente bajo, para ECG y otras aplicaciones médicas de electrodos.
El documento US5565143 desvela una composición polimérica de plata/cloruro de plata para su uso en la preparación de electrodos. La composición comprende: (a) un 3-15 % de polímero dispersable en agua en el que el polímero es un uretano acrílico, o mezclas; (b) un 25-95 % de Ag; (c) un 5-75 % de AgCI; y en la que (a), (b) y (c) se dispersan en agua y al menos un co-disolvente orgánico al 1 % en peso.
Sumario
La presente divulgación hace referencia a composiciones conductoras que incluyen partículas inertes revestidas de plata, partículas de cloruro de plata y al menos un aglutinante polimérico. Las composiciones conductoras son útiles como tintas conductoras, y en particular, para la impresión sobre sustratos para preparar electrodos desechables para su uso en aplicaciones biomédicas.
De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, se proporciona una composición conductora que incluye, basado en peso seco, un 5-30 % de partículas inertes revestidas de plata que tienen un tamaño de partícula dentro del intervalo de 1 pm a 100 pm y que tienen un contenido de plata menor de un 50 %, basado en el peso de partículas inertes revestidas; un 5-30 % de AgCI; y un 5-30 % de aglutinante polimérico; en el que la relación de área superficial de Ag/Cl está dentro del intervalo de 1:2 a 8:1; y las partículas inertes comprenden escamas de vidrio.
La composición conductora puede incluir además un 0,5-25 % en peso de partículas de Ag. En una realización, las partículas de Ag son escamas de Ag y el contenido de escamas de Ag está dentro del intervalo de un 5-20 % en peso. Las partículas de escamas de Ag tienen un tamaño promedio de partícula de 5 micrómetros a 45 micrómetros.
El AgCl de la composición conductora puede tener un tamaño promedio de partícula dentro del intervalo de 0,1 micrómetros a 15 micrómetros.
Las partículas inertes revestidas con Ag, partículas de AgCl, partículas de Ag si están presentes, y el aglutinante se dispersan en un disolvente orgánico al 10-90 % en peso.
En una realización, las partículas inertes revestidas de plata están formadas por un 10-45 % en peso de plata y un 55­ 90 % en peso de partícula inerte.
En una realización, el tamaño promedio de partícula de las partículas inertes revestidas de plata está dentro del intervalo de 1 a 20 pm y las partículas revestidas comprenden un 35-45 % en peso de plata y un 55-65 % en peso de partícula inerte. En otra realización, el tamaño promedio de partícula de las partículas inertes revestidas de plata está dentro del intervalo de 10 a 100 pm y las partículas revestidas comprenden un 10-35 % en peso de plata y un 65-90 % en peso de partícula inerte.
En otro aspecto, se proporciona un electrodo biomédico que incluye: un conductor que incluye una superficie eléctricamente conductora; una capa de tinta conductora en contacto eléctrico con el conductor, siendo la capa de tinta la composición conductora de Ag/AgCl descrita en el presente documento; y un adhesivo eléctricamente conductor en contacto eléctrico con la capa de tinta conductora.
La superficie eléctricamente conductora del electrodo biomédico puede incluir un polímero cargado con grafito. El polímero cargado con grafito puede estar en forma de una capa de tinta que contiene grafito, o una película polimérica que contiene grafito, tal como una película vinílica de grafito.
El electrodo biomédico puede además incluir una capa de refuerzo no conductora que tiene un primer lado que incluye una primera superficie principal y un segundo lado que incluye una segunda superficie principal, la superficie eléctricamente conductora asociada a la segunda superficie principal y el refuerzo no conductor y el adhesivo eléctricamente conductor asociados a la superficie eléctricamente conductora.
En una realización, el adhesivo eléctricamente conductor puede ser un adhesivo sensible a la presión. En otra realización, el adhesivo eléctricamente conductor incluye un hidrogel.
El refuerzo no conductor del electrodo biomédico puede además incluir una parte de pestaña y una parte de interfaz conductora, estando la primera superficie principal y la segunda superficie principal compartidas por la parte de pestaña y la parte de interfaz conductora, estando dispuesta al menos una parte del adhesivo eléctricamente conductor sobre la segunda superficie principal sobre la parte de interfaz conductora, estando el adhesivo eléctricamente conductor asociado a la superficie eléctricamente conductora sobre la parte de interfaz conductora.
El electrodo biomédico puede además incluir un revestimiento desprendible dispuesto sobre el adhesivo eléctricamente conductor.
En la siguiente descripción, para ilustrar la(s) realización(es) de la presente divulgación de forma clara y concisa, los dibujos no necesariamente tienen que estar a escala y se pueden mostrar determinadas características de forma bastante esquemática. Las características que se describen y/o ilustran con respecto a una realización se pueden usar de la misma manera o de forma similar en una o más de otras realizaciones y/o en combinación con o en lugar de las características de las otras realizaciones.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una imagen SEM que muestra partículas de vidrio revestidas con Ag de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en corte transversal de una partícula inerte revestida con plata a modo de ejemplo de acuerdo con la presente invención.
La Figura 3 es una vista en planta desde arriba de un electrodo médico a modo de ejemplo que incluye la composición conductora de la presente divulgación.
La Figura 4 es una vista en corte transversal del electrodo médico de la Figura 3.
La Figura 5 es una gráfico que muestra los resultados del ensayo de envejecimiento acelerado de un electrodo preparado de acuerdo con la presente invención en comparación con uno preparado usando una partícula revestida con Ag comercialmente disponible.
Descripción detallada
La presente invención hace referencia a composiciones conductoras que incluyen partículas inertes revestidas de plata y partículas de cloruro de plata. Las composiciones conductoras se pueden usar en dispositivos médicos tales como electrodos biomédicos.
Generalmente, la composición conductora incluye partículas inertes revestidas con plata, partículas de cloruro de plata, y un aglutinante en el que se dispersan las partículas revestidas con plata y partículas de cloruro de plata. La composición conductora se puede usar como revestimiento conductor o capa de tinta.
Haciendo referencia inicialmente a la Figura 1, se muestran partículas revestidas de plata a modo de ejemplo de acuerdo con la presente divulgación. Las partículas de plata mostradas en la imagen SEM incluyen una escama de vidrio interna y un revestimiento de plata externo que cubre la superficie exterior de la escama de vidrio.
Como se ilustra en la Fig. 2, la partícula de plata 10 incluye una partícula inerte 12 que tiene un revestimiento de plata 14 sobre la superficie exterior de la partícula inerte 12. Las partículas 10 revestidas de plata tiene forma irregular, presentan multitud de facetas e irregularidades en la superficie exterior, lo cual aumenta el área superficial efectiva de la partícula en comparación con las partículas redondas o de tipo plaqueta. Un área superficial mayor permite mayor deposición de plata sobre la partículas inertes individuales. Las partículas inertes son escamas de vidrio.
Cuando se hace referencia a la medición del tamaño de escama, se mide la longitud de la dimensión más larga de la escama. La partícula 10 metalizada con plata puede tener un tamaño dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 a 100 micrómetros, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 5 micrómetros a 75 micrómetros, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 5 micrómetros a 50 micrómetros.
En una realización, la distribución de tamaño de partícula D50 (también conocida como diámetro mediano o valor medio de la distribución de tamaño de partícula) de las partículas inertes revestidas con Ag está dentro del intervalo de 8 |jm a 40 jm . En una realización, el área superficial específica de las partículas inertes revestidas con Ag está dentro del intervalo de 0,3 a 1,2 m2/g.
Tal y como se utiliza en el presente documento, "inerte" hace referencia a materiales que no interfieren con el potencial eléctrico entre la plata y el cloruro de plata, y no reaccionan con el cloruro de plata. Las partículas inertes 12 están formadas por escamas de vidrio.
El revestimiento de plata 14 puede estar dentro del intervalo de aproximadamente un 10 % a un 55 % en peso de partícula inerte revestida con plata, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente un 15 % a un 50 % en peso de partícula inerte revestida con plata, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente un 15 % a un 49 % en peso de partícula inerte revestida con plata, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de un 20 % a un 45 % en peso de partícula inerte revestida con plata. En una realización preferida, el revestimiento de plata es menor de un 50 % en peso de partícula inerte revestida con plata.
En una realización, el tamaño promedio de partícula de las partículas inertes revestidas de plata está dentro del intervalo de 1 a 20 pm y las partículas revestidas comprenden un 35-45 % en peso de plata y un 55-65 % en peso de partícula inerte. En otra realización, el tamaño promedio de partícula de las partículas inertes revestidas de plata está dentro del intervalo de 10 a 100 pm y las partículas revestidas comprenden un 10-35 % en peso de plata y un 65-90 % en peso de partícula inerte.
Antes de la aplicación del revestimiento de plata 14, la partícula inerte 12 se puede lavar en una solución que contiene fosfato de monosodio. La partícula 12 inerte lavada puede someterse a ataque químico con ácido fluorobórico. La partícula 12 inerte sometida a ataque químico se puede activar con una solución que contiene ácido clorhídrico y cloruro estannoso.
En una realización, el revestimiento de plata 14 se puede aplicar a la partícula inerte 12 por medio de una técnica de metalizado sin electrodos. El baño de metalizado sin electrodos se puede crear con: (1) bien hidróxido amónico o hidróxido potásico para elevar el pH; (2) tetraetilenpentamina (TEPA) como agente quelante; (3) sacarina de sodio como refinador de grano (es decir, abrillantador); y (4) nitrato de plata como fuente de plata. Se introduce lentamente hidrazina en el baño de metalizado, lo cual reduce el nitrato de plata a plata elemental. A medida que se bombea la hidrazina, la plata se adhiere de forma continua a la superficie de la partícula inerte. Se mantiene el goteo de hidrazina hasta la reducción de todo el nitrato de plata. Tras el lavado final, se secan las escamas de vidrio metalizadas con plata en un horno a 160 °F (71,1 °C) durante 7 horas. Posteriormente, la escama se encuentra lista para su uso en una composición de tinta.
Las tintas de plata/cloruro de plata comercialmente disponibles (por ejemplo, ELECTRODAG PE-007, Henkel Corporation (Irvine, CA)) contienen escamas de plata y polvo de cloruro de plata. Generalmente, las escamas de plata son plata pura, lo cual se traduce en mayores costes. La incorporación de partículas inertes revestidas con plata en la tinta en lugar de algunas o todas las escamas de plata pura reduce el coste de la tinta, al tiempo que mantiene el rendimiento eléctrico de la capa de tinta.
La cantidad de cloruro de plata en la tinta puede estar dentro del intervalo de aproximadamente un 5 a un 40 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de un 5 a un 30 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de un 10 a un 25 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de un 15 a un 25 % en peso de tinta seca.
Las partículas de cloruro de plata pueden estar en forma de polvo o de pasta húmeda. El tamaño promedio de partícula de las partículas de cloruro de plata puede estar dentro del intervalo de 0,1 micrómetros a 15 micrómetros, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 1 micrómetro a 10 micrómetros. El polvo de cloruro de plata, tal como se encuentra comercialmente disponible en Colonial Metals Inc., DE o Metz Metallurgical Corporation, NJ, tiende a aglomerarse para formar grumos secos que resultan difíciles de dispersar en medio líquido por medio de agitación. Por lo tanto, la molienda y trituración en un medio líquido apropiado pueden requerir la preparación de dispersiones finas de partículas de cloruro de plata. Como alternativa, se puede añadir directamente una pasta húmeda de partículas finas de cloruro de plata precipitadas a partir de una solución acuosa, directamente a una mezcla de tinta de plata de base acuosa para preparar tintas de plata/cloruro de plata.
Como alternativa, se pueden tratar partículas de cloruro de plata con un tensioactivo, tal como partículas de cloruro de plata comercialmente disponibles a partir de Metalor (North Attleborough, MA) para evitar la aglomeración del polvo. Puede resultar preferido el revestimiento de las partículas de cloruro de plata con un tensioactivo cuando la partícula inerte de la partícula revestida con plata es frágil, tal como cuando la partícula inertes es vidrio.
Un equilibrio apropiado de plata con respecto a cloruro de plata es importante para lograr las características electroquímicas deseadas del electrodo médico de plata/cloruro de plata. Generalmente, las tintas de plata/cloruro de plata comercialmente disponibles tienen una relación en peso de plata con respecto a cloruro de plata de entre 70:30 y 90:10.
En la composición conductora de la presente invención, porque la plata se proporciona como revestimiento sobre las partículas inertes en lugar de en forma de partículas sólidas de plata, la relación en peso de Ag/AgCl generalmente es más baja que la de las formulaciones de tinta de Ag/AgCl comercialmente disponibles. En una realización de la presente invención, la relación en peso de plata con respecto a cloruro de plata es de aproximadamente 49:30.
En algunas realizaciones de la composición conductora, se pueden añadir escamas de plata con las partículas 10 inertes metalizadas con plata a la composición conductora. "Plata pura" hace referencia a un material que tiene un contenido de plata de un 99,9 % en peso. Se puede añadir plata pura para aumentar el contenido total de plata de la composición conductora. La cantidad de plata pura en la tinta puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,5-25 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de un 5 a un 20 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de un 10 a un 20 % en peso de tinta seca. El tamaño promedio de partícula de las partículas de cloruro de escama de plata puede estar dentro del intervalo de 5 micrómetros a 45 micrómetros, o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 10 micrómetros a 40 micrómetros. Cuando se hace referencia a la medición del tamaño de escama, generalmente se mide la longitud de la dimensión más larga de la escama.
La tinta puede además incluir un aglutinante. El aglutinante puede incluir monómeros que polimerizan in situ o pueden contener polímeros. Los polímeros apropiados dependen del tipo de dispositivo médico y la aplicación del dispositivo médico. Los polímeros pueden estar seleccionados entre polipirrolidona, epoxis, resinas fenólicas, acrílicos, uretanos, siliconas y combinaciones de dos o más de ellos. Otros polímeros que se pueden incluir son estireno y alcoholes alílicos, poli(carbonatos de alquileno) y/o polivinil acetales. El aglutinante puede ser un aglutinante individual o dos o más aglutinantes usados en combinación. En una realización, el aglutinante incluye un poliuretano termoplástico.
La cantidad de aglutinante en la tinta puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente un 30 % en peso de la tinta seca, o en otro ejemplo, de aproximadamente un 5 a un 25 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de aproximadamente un 10 a un 25 % en peso de tinta seca, o en otro ejemplo, de aproximadamente un 15 a un 25 % en peso de tinta seca.
La tinta puede además incluir un disolvente. Una finalidad del disolvente consiste en servir como medio para la dispersión del aglutinante y las partículas (es decir, partículas inertes revestidas de plata y partículas de cloruro de plata). Por lo tanto, el disolvente debería ser un disolvente compatible para el polímero de manera que se pueda formar una dispersión estable, uniforme de cargas inorgánicas en la solución polimérica. En segundo lugar, las propiedades del disolvente deberían ser tales que presten propiedades de aplicación aceptables a la composición. Por ejemplo, se puede escoger un disolvente apropiado y un sistema de aglutinante basándose en el procedimiento por medio del cual se aplica la tinta conductora o se imprime sobre un sustrato particular. Los ejemplos de procedimientos de aplicación incluyen impresión por serigrafía, impresión por chorro de tinta, impresión flexográfica/huecograbado, impresión por rotograbado, revestimiento con cuchillas y similares.
El disolvente puede incluir alcoholes, éteres, ésteres, cetona, agua o una combinación de los mismos. En una realización, el disolvente está seleccionado entre etil metil cetona, éter monometílico de propilen glicol, acetato de éter monometílico de propilen glicol y combinaciones de dos o más de ellos. La cantidad de disolvente en la tinta puede estar dentro del intervalo de aproximadamente un 10 a aproximadamente un 90 % en peso de la composición de tinta, o en otro ejemplo, de aproximadamente un 15 a un 60 % en peso de la composición de tinta, o en otro ejemplo, de aproximadamente un 20 a un 50 % en peso de la composición de tinta.
La relación de partículas inertes revestidas con plata y partículas de cloruro de plata (es decir, partículas) con respecto al disolvente y al aglutinante (es decir, vehículo) puede variar considerablemente y depende del procedimiento por medio del cual se aplica la tinta y el tipo de disolvente y aglutinante usados.
En una realización, la relación de área superficial de plata con respecto a área superficial de AgCl está dentro del intervalo de 1:2 a 8:1. En otro ejemplo, la relación de área superficial de Ag/AgCl está dentro del intervalo de 1:1,5 a 7:1 o en otro ejemplo la relación de área superficial de Ag/AgCl está dentro del intervalo de 1:1,5 a 6:1.
La tinta puede estar formada colocando las partículas inertes revestidas con plata, partículas de cloruro de plata, aglutinante y disolvente en un recipiente de mezcla y mezclando los materiales hasta obtener una mezcla homogénea. En la Tabla I, se proporcionan las cantidades relativas de los componentes de tinta de Ag/AgCl conductora a modo de ejemplo.
Tabla I
Figure imgf000005_0001
En referencia a las Fig. 3 y 4, se ilustra un electrodo médico 20 con un revestimiento desprendible 28. El electrodo 20 puede ser un electrodo ECG desechable, por ejemplo. El electrodo 20 incluye una capa de refuerzo 22, una capa conductora 30 adyacente a la capa de refuerzo 22, una capa 24 conductora de tinta aplicada a la capa conductora 30 y una capa 26 adhesiva y conductora para contacto con la piel del paciente tras la retirada del revestimiento desprendible 28.
El electrodo 20 incluye una parte 32 de interfaz conductora y una parte de pestaña 34 que se extiende más allá de la capa 26 adhesiva conductora para el contacto eléctrico con la instrumentación eléctrica (no mostrada) por medio de un alambre de plomo o pinza.
La capa de refuerzo 22 del electrodo médico 20 puede estar formada por una capa de material generalmente flexible tal como polietileno, poli(poliéster de vinilo) o película similar. Estos materiales permiten que la capa de refuerzo 22 sea ligera, flexible y resiliente. Los expertos en la técnica apreciarán el listado amplio de materiales que se pueden usar para formar la capa de refuerzo 22.
La capa de refuerzo 22 puede ser sólida e impermeable al vapor, o puede estar perforada y ser permeable al vapor, según se desee, a la vista de la aplicación deseada. La capa de refuerzo 22 puede estar estampada o se puede cortar bien a partir de una materia de reserva de hojas o una materia de reserva de tiras. En una realización, la capa de refuerzo 22 incluye una película de polietileno que tiene un espesor dentro del intervalo de aproximadamente 0,25 milésimas de pulgada (6,35 micrómetros) a 5 milésimas de pulgada (127 micrómetros), o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 milésimas de pulgada (12,7 micrómetros) a 4 milésimas de pulgada (101,6 micrómetros), o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 1 milésima de pulgada (25,4 micrómetros) a 3 milésimas de pulgada (76,2 micrómetros).
La capa conductora 30 puede ser una película conductora o revestimiento, tal como una película de vinilo de grafito, o una capa de tinta que contiene grafito, por ejemplo.
La capa de tinta conductora 24 adyacente a la superficie inferior de la capa conductora 30 puede ser la tinta de plata/cloruro de plata comentada con anterioridad.
El electrodo médico 20 se coloca sobre la piel del paciente (no mostrada) para que sea la interfaz metal-electrolito donde la corriente del cuerpo (flujo o iones) se convierte en un flujo de electrones de manera que el equipo médico pueda reconocer la señal. Esta transducción se logra por medio del movimiento de átomos de Cl sobre y fuera de los átomos de Ag. Cuando se une un ion de Cl- al metal de Ag, dona un electrón al metal y cuando se desune toma un electrón del mismo.
Las partículas inertes revestidas con plata incluidas en la capa de tinta 24 deben tener una cantidad suficiente de plata en el revestimiento de plata para mantener esta reacción redox durante toda el período de caducidad del electrodo médico. En general, el electrodo medico tiene un período de caducidad de al menos dos años. Las partículas metalizadas de la presente invención tienen una cantidad mayor de plata que las partículas inertes revestidas con plata convencionales, lo cual permite que el electrodo médico cumpla el período de caducidad de dos años.
En el electrodo médico 20, la capa de tinta conductora 24 puede tener un espesor dentro del intervalo de aproximadamente 0,05 a 5 milésimas de pulgada (de 1,27 a 127 micrómetros), o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 0,1 a 3 milésimas de pulgada (de 2,54 a 76,2 micrómetros), o en otro ejemplo, dentro del intervalo de aproximadamente 0,1 a 0,5 milésimas de pulgada (de 2,54 a 12,7 micrómetros).
La impresión de la capa de tinta se puede llevar a cabo usando procedimientos de impresión convencionales tales como flexografía, impresión por huecograbado o por serigrafía. Estos procedimientos permiten la producción de revestimientos uniformes y continuas muy finos con múltiples impresiones a rendimiento elevada y bajo conste de fabricación. Con la flexografía, el contenido que se requiere imprimir está sobre un relieve de placa de impresión, que puede ser de caucho. Esta placa está tintada y esa imagen tintada se transfiere posteriormente a la superficie de impresión. Con huecograbado, la imagen se graba en un cilindro de impresión. Ese cilindro se tinta y la tinta posteriormente se transfiere a la superficie de impresión. La impresión por serigrafía se basa en una pieza tejida de material textil. Determinadas áreas de esta malla metálica se revisten con un material no permeable. En el resto de espacios abiertos, se puede hacer pasar la tinta a través de la malla sobre un sustrato. Las ventajas de la impresión por serigrafía son que la superficie del recipiente no tiene que ser plana, no requiere largas operaciones de impresión y se puede usar para elaborar patrones de impresión.
Para lograr una calidad de revestimiento coherente, los parámetros de revestimiento, tales como espesor de revestimiento, velocidad de la red, temperatura del horno y caudal de flujo de aire se optimizan. Si se requiere dilución de la tinta, se deberían ajustar los parámetros de revestimiento de manera correspondiente para ajustar los cambios en las propiedades de la tinta, tales como porcentaje de sólidos, viscosidad y tasa de secado del disolvente.
La capa adhesiva conductora 26 se puede aplicar a la superficie inferior de la capa de tinta 24 opuesta a la capa de refuerzo 22, tal y como se muestra en la Figura 3. La capa 26 adhesiva conductora proporciona el acoplamiento eléctrico al cuerpo del paciente (no mostrado). La capa adhesiva 26 puede ser cualquier gel "pegajoso" o adherente conductor o un adhesivo conductor sensible a la presión. Preferentemente, la capa 26 adhesiva conductora es un gel conductor capas de adherirse a la piel. Se puede utilizar una diversidad de adhesivos conductores conocidos por los expertos en la técnica, para proporcionar una interfaz eléctrica suficiente entre el sujeto y la instrumentación eléctrica y suficiente adhesión durante el período de evaluación. Por ejemplo, la capa adhesiva 26 puede estar formada por un hidrogel compuesto por polímeros reticulados tales como poli(óxido de etileno) apto para curado UV, poliAMPS o polivinilpirrolidona o a partir de una solución salina. Se usa comúnmente cloruro de sodio debido a que es muy estable, existe una elevada concentración de iones (conductores) y es muy compatible con la abundancia de iones de sodio y cloro en el cuerpo. En un ejemplo, la capa adhesiva 28 tiene un espesor dentro del intervalo de 1 a 5 milésimas de pulgada (2,54 a 127 micrómetros), o en otro ejemplo, de 2 a 4 milésimas de pulgada (de 50,8 a 101,6 micrómetros).
El revestimiento desprendible 28 puede unirse a la parte inferior de la capa adhesiva 26 opuesta a la capa de tinta 24 con el fin de preservar el carácter adhesivo de la capa de gel lista para su uso. El revestimiento desprendible 28 puede estar formado por un plástico revestido o cubierto con cera, tal como una película de poli(tereftalato de etileno) revestida con silicona.
Con referencia a la Fig. 5, que muestra los resultados del ensayo envejecimiento acelerado de un electrodo formado de acuerdo con la presente invención en comparación con uno formado por medio del uso de una partícula revestida con Ag comercialmente disponible. Se construye un electrodo usando partículas de vidrio revestidas con Ag que contienen tinta de Ag/AgCl como se describe en el presente documento, siendo el contenido de Ag de las partículas de vidrio revestida de un 55 % en peso, basado en el peso de las partículas de vidrio revestidas. Se construyó un segundo electrodo comparativo de la misma forma, pero usando escamas de vidrio comercialmente disponibles revestidas con un 55 % en peso de plata, basado en el peso de las escamas revestidas. Ambas formulaciones de tinta incorporaron un total de un 25 % en peso de plata, estando todo el contenido de plata formado por plata sobre las partículas inertes. Como se puede apreciar a partir del gráfico, el electrodo construido de acuerdo con la presente descripción (Ejemplo 1) exhibió un rendimiento de impedancia menor y una estabilidad inesperadamente mejor durante el ensayo de 12 semanas (ANSI/AAMI EC12:2000/(R)2010).
Aunque el electrodo médico se ha descrito anteriormente en conexión con un electrodo biomédico desechable para aplicaciones de ECG, se aprecia que se puede usar como electrodo para aplicaciones electroencefalográficas (EEG), aplicaciones electromiográficas (EMG), como electrodos de desfibrilación o como electrodos de estimulación de nervio eléctrico transcutáneo.
Aunque se ha mostrado y descrito la invención con respecto a determinada realización o realizaciones, resulta obvio que se contemplan alteraciones y modificación equivalentes por parte de los expertos en la técnica tras la lectura y comprensión de la presente memoria descriptiva y los dibujos anexos. En relación particular con diversas funciones llevadas a cabo por los elementos anteriormente descritos (componentes, montajes, dispositivos, composiciones, etc.), se pretende que los términos (incluyendo una referencia a "medio") usados para describir dichos elementos correspondan, salvo que se indique de otra forma, a cualquier elemento que lleve a cabo la función específica del elemento descrito (es decir, que es funcionalmente equivalente), incluso aunque no sea estructuralmente equivalente a la estructura desvelada que lleva a cabo la función en el presente documento ilustrada en la realización o realizaciones a modo de ejemplo de la invención. Además, aunque puede que se haya descrito una característica particular de la invención anterior con respectó únicamente a una o más realizaciones ilustradas diversas, dicha características se puede combinar con una o más características de otras realizaciones, según puede resultar deseado y ventajoso para cualquier aplicación concreta o particular.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición conductora para uso en un electrodo biomédico, comprendiendo la composición conductora en base de peso seco:
un 5-30 % de partículas inertes revestidas de plata (10, 12, 14) que tienen un tamaño de partícula dentro del intervalo de 1 pm a 100 pm y que tienen un contenido de plata menor de un 50 %, basado en el peso de partículas inertes revestidas (10);
un 5-30 % de AgCI; y
un 5-30 % de aglutinante polimérico;
en el que la relación de área superficial de Ag/Cl está dentro del intervalo de 1:2 a 8:1; y las partículas inertes (12) comprenden escamas de vidrio.
2. La composición conductora de la reivindicación 1, que además comprende un 0,5-25 % en peso de partículas de Ag.
3. La composición conductora de la reivindicación 2, en la que las partículas de Ag comprenden escamas de Ag y el contenido de escamas de Ag está dentro del intervalo de un 5-20 % en peso, opcionalmente en el que las partículas de escamas de Ag tienen un tamaño promedio de partícula de 5 micrómetros a 45 micrómetros.
4. La composición conductora de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que AgCl tiene un tamaño promedio de partícula dentro del intervalo de 0,1 a 15 micrómetros.
5. La composición conductora de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las partículas (10) y el aglutinante se dispersan en un disolvente orgánico al 10-90 % en peso.
6. La composición conductora de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas (10) inertes revestidas con plata comprenden de un 10 % a un 45 % en peso de plata (14) basado en el peso de partícula (10) inerte revestida opcionalmente en el que el tamaño promedio de partícula de las partículas (10) inertes revestidas con plata está dentro del intervalo de 1 pm a 20 pm y las partículas revestidas comprenden de un 35 % en peso a un 45 % en peso de plata (14) y un 55-65 % en peso de partículas inertes (12), o el tamaño promedio de partícula de las partículas (10) inertes revestidas con plata está dentro del intervalo de 10 a 100 pm y las partículas revestidas comprenden de un 10 % en peso a un 35 % en peso de plata (14) y un 65-90 % en peso de partícula inerte (12).
7. Un electrodo biomédico (20) que comprende:
un conductor que comprende una superficie eléctricamente conductora (30);
una capa (24) de tinta conductora en contacto eléctrico con el conductor, comprendiendo la capa de tinta la composición conductora de la reivindicación 1;
y un adhesivo (26) eléctricamente conductor en contacto eléctrico con la capa (24) de tinta conductora.
8. El electrodo biomédico (20) de la reivindicación 7, en el que la superficie (30) eléctricamente conductora comprende un polímero cargado con grafito.
9. El electrodo biomédico (20) de la reivindicación 7 u 8, que además comprende una capa (22) de refuerzo no conductora que tiene un primer lado que comprende una primera superficie principal y un segundo lado que comprende una segunda superficie principal, estando la superficie (30) eléctricamente conductora asociada a la segunda superficie principal del refuerzo no conductor (22) y el estado el adhesivo (26) eléctricamente conductora asociado a la superficie (30) eléctricamente conductora.
10. El electrodo biomédico (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el adhesivo (26) eléctricamente conductora comprende bien un adhesivo sensible a la presión o un hidrogel.
11. El electrodo biomédico (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que el refuerzo no conductor (22) además comprende una parte de pestañan (24) y una parte (32) de interfaz conductora, estando la primera superficie principal y la segunda superficie principal compartidas por la parte de pestaña (24) y la parte (32) de interfaz conductora, estando al menos una parte del adhesivo (26) eléctricamente conductor dispuesto sobre la segunda superficie principal de la parte (32) de interfaz conductora, estando el adhesivo (26) eléctricamente conductor asociado a la superficie eléctricamente conductora sobre la parte (32) de interfaz conductora.
12. El electrodo biomédico (20) de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que además comprende un revestimiento desprendible (28) dispuesto sobre el adhesivo (26) eléctricamente conductor.
13. El electrodo biomédico de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en el que la composición conductora comprende además escamas de Ag y el contenido de escamas de Ag está dentro del intervalo de un 0,5-25 % en peso de la capa de tinta.
14. El electrodo biomédico de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que las partículas (10) inertes revestidas con plata de la composición conductora comprenden de un 10 % en peso a un 45 % en peso de plata, basado en el peso total de la partícula (10) inerte revestida.
ES16766695T 2015-08-20 2016-08-22 Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen Active ES2735149T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562207684P 2015-08-20 2015-08-20
PCT/US2016/047999 WO2017031487A1 (en) 2015-08-20 2016-08-22 Silver-silver chloride compositions and electrical devices containing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2735149T3 true ES2735149T3 (es) 2019-12-16

Family

ID=56940350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16766695T Active ES2735149T3 (es) 2015-08-20 2016-08-22 Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10323157B2 (es)
EP (1) EP3338284B1 (es)
JP (1) JP2018533160A (es)
CN (1) CN107924732B (es)
CA (1) CA2993837C (es)
ES (1) ES2735149T3 (es)
WO (1) WO2017031487A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3393350B1 (en) * 2015-12-22 2023-08-16 3M Innovative Properties Company Sensor for electrode and processes for production
CN109414210B (zh) 2016-06-30 2022-03-11 拓自达电线株式会社 生物体用电极、以及生物体用电极的形成方法
CN109310355B (zh) 2016-06-30 2022-03-22 拓自达电线株式会社 电极材料
CN109414209B (zh) * 2016-06-30 2022-05-13 拓自达电线株式会社 氯化银浆料
WO2018008688A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 Nok株式会社 生体電極及びその製造方法
DK3573700T3 (da) * 2017-01-25 2022-04-04 Epi Minder Pty Ltd Elektrodeanordning til overvågning og/eller stimulering af aktivitet hos en person
GB201703777D0 (en) * 2017-03-09 2017-04-26 Pilkington Group Ltd Conductive ink composition
EP3809128A4 (en) * 2018-06-14 2021-07-14 NOK Corporation PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A SILVER-SILVER CHLORIDE ELECTRODE
EP3892756A1 (en) * 2020-04-07 2021-10-13 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Improved electrochemical wire coating
CN114496345A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 上海宝银电子材料有限公司 一种氯化银导电银浆及其制备方法
EP4344639A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 Ambu A/S Silver/silver chloride sensor element

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3834373A (en) 1972-02-24 1974-09-10 T Sato Silver, silver chloride electrodes
US4450188A (en) * 1980-04-18 1984-05-22 Shinroku Kawasumi Process for the preparation of precious metal-coated particles
US4877512A (en) * 1988-08-31 1989-10-31 Advanced Products, Inc. Silver/silver chloride compositions
US5207950A (en) * 1989-03-16 1993-05-04 Ercon, Inc. Polymer composition containing chlorided conductive particles
US5051208A (en) 1990-06-29 1991-09-24 Advanced Products Inc. Silver/silver chloride compositions
US5505200A (en) * 1994-01-28 1996-04-09 Minnesota Mining And Manufacturing Biomedical conductor containing inorganic oxides and biomedical electrodes prepared therefrom
US5565143A (en) 1995-05-05 1996-10-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water-based silver-silver chloride compositions
US5851438A (en) * 1997-08-29 1998-12-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick film compositions for making medical electrodes
US5855820A (en) 1997-11-13 1999-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Water based thick film conductive compositions
US7136691B2 (en) * 2002-09-04 2006-11-14 3M Innovative Properties Company Biomedical electrodes
US20050008861A1 (en) * 2003-07-08 2005-01-13 Nanoproducts Corporation Silver comprising nanoparticles and related nanotechnology
WO2005116702A2 (en) * 2004-05-24 2005-12-08 Suave Lobodzinski Biological signal sensor on a body surface
CN100536764C (zh) * 2007-06-27 2009-09-09 武汉格林泰克科技有限公司 银/氯化银粉末固体电极及制备方法
JP2011526309A (ja) * 2008-07-03 2011-10-06 ヘンケル コーポレイション 銀被覆フレーク状材料で充填された伝導性硬化性組成物およびダイ取付け用途
CN102459478B (zh) * 2009-06-12 2015-04-22 E·I·内穆尔杜邦公司 可喷墨的银/氯化银组合物
CN102311233B (zh) * 2011-06-02 2013-05-01 中国科学院理化技术研究所 一种空心玻璃微珠表面化学镀处理工艺和所镀金属空心玻璃微珠及其应用
CN103007931B (zh) * 2012-11-22 2014-05-21 嘉兴学院 在空心玻璃微珠表面制备纳米银和二氧化钛薄膜的方法
CN103130421B (zh) * 2013-04-03 2015-03-11 中国兵器工业集团第五三研究所 一种镀镍镀银玻璃微珠及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3338284A1 (en) 2018-06-27
CN107924732B (zh) 2021-05-18
US10323157B2 (en) 2019-06-18
US20180215941A1 (en) 2018-08-02
EP3338284B1 (en) 2019-05-15
JP2018533160A (ja) 2018-11-08
CA2993837A1 (en) 2017-02-23
CA2993837C (en) 2023-08-22
CN107924732A (zh) 2018-04-17
WO2017031487A1 (en) 2017-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2735149T3 (es) Composiciones de plata-cloruro de plata y dispositivos eléctricos que las contienen
Li et al. Towards emerging EEG applications: A novel printable flexible Ag/AgCl dry electrode array for robust recording of EEG signals at forehead sites
CN109645986B (zh) 一种柔性生物电极用低温固化银/氯化银浆料及其制备方法
EP1663383B1 (en) Biomedical electrodes
US20220088371A1 (en) Long-term wear electrode
JP2000508825A (ja) 生体医療用電極用の導電体、およびそれから作成された生体医療用電極
EP0740525B1 (en) Biomedical conductor containing inorganic oxides and biomedical electrodes prepared therefrom
US20140088397A1 (en) Fabrication and Use of Epidermal Electrodes
US20220167897A1 (en) Manufacturing of skin-compatible electrodes
EP3741296A1 (en) Bioelectrode
CN113543706A (zh) 包含导电丙烯酸酯基压敏粘合剂的电极
US11375952B2 (en) Adhesive hydrogel and medical electrode using the same
WO2002089906A2 (en) Corrosion prevention in biomedical electrodes
KR20130074065A (ko) 인체측정 전극용 점착성 겔 조성물
EP3808261A1 (en) Method for producing bioelectrode
US20200315534A1 (en) Stretchable laminated sheet, method for producing stretchable laminated sheet, and biological information measuring garment
CN115233442B (zh) 织物片材
Hong et al. Soft Bioelectronics Based on Conductive Hydrogel
KR20230136490A (ko) 브랜치 나노시트, 브랜치 나노시트의 형성 방법, 및 브랜치 나노시트를 포함하는 나노복합체