JP2023037936A - 薄膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】皮膚へ装着する際の靭性が高く、また通気性が高い、機能部材や電子機能部材として利用可能な薄膜を提供する。【解決手段】繊維網を構成する網状に形成された繊維と、繊維の表面および繊維間の空隙に形成されている被覆膜を備えて構成される。この発明の薄膜の好適な実施形態によれば、繊維は、エレクトロスピニング法により形成される。ここで、繊維が、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のいずれか１つを材料として形成され、被覆膜が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を材料として形成されていてもよい。さらに、被覆膜上の全部又は一部に形成された導電膜を備えることもできる。【選択図】図１
Description
この発明は、薄膜に関し、例えば、機能部材や電子機能部材として利用可能な薄膜に関する。
近年、フレキシブルエレクトロニクスは、素材の軟らかさから様々な応用用途を有し、高い注目を集めている。中でも、世界的な社会の高齢化に伴い、ヘルスケア分野への関心が高まっている。例えば、人体の表面や体内への装着により、細胞や組織から直接生体情報を得る手段として注目を集めている。
一般に、フレキシブルエレクトロニクスは、フレキシブルな基材上にエレクトロニクスデバイスを形成することで作製される。肌に貼って、生体情報を取得する場合、肌は体の動きなどにより伸縮を繰り返すため、上記フレキシブルな基板には高い靭性が求められる。一方、靭性を高める目的で基板を厚くすると、装着時の違和感が増大してしまうとともに、基板の通気性が減少するため、肌への炎症が起きやすくなるという欠点を有する。また、皮膚に装着する場合には、肌に密着させるための接着層が必要になるが、用いる接着層に含まれる成分により、皮膚に炎症が生じてしまう不具合が生じる場合が多い。
このような問題を解決するために、エレクトロスピニング法で、水溶性のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるナノファイバーの繊維網を形成し、その上に金を蒸着して電極層を形成することで、ガスや水分の透過性が十分高い電子機能部材が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
また、エレクロトスピニング法で、ポリウレタンからなるナノファイバー繊維網を形成し、形成した繊維網表面にディップコーティング法により薄いＰＤＭＳ層を作成し、その上に金を蒸着する事で、伸縮耐久性の高い電極が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、皮膚との親和性と密着性が高い材料であるＰＤＭＳを１μｍ以下の膜厚に形成し、生体に密着する柔らかい基材として用いる取り組みもなされている（例えば、非特許文献２参照）。
また、これら生体に密着する柔らかい基材は、生体情報を取得するのに用いられるフレキシブルエレクトロニクスに限らず、美容や皮膚表面付近の治療、創傷部位の保護などへの利用も考えられる。
Ａｋｉｈｉｔｏ Ｍｉｙａｍｏｔｏ ｅｔ．ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １２，９０７（２０１７）
Yamagishi, Kento, et al. "Tissue-adhesive wirelessly powered optoelectronic device for metronomic photodynamic cancer therapy." Nature biomedical engineering 3.1 (2019): 27-36.
生体に密着させて用いられる基材は、皮膚へ装着する際の靭性が高く、また通気性が高いことが望まれる。しかしながら、従来の、機能部材や電子機能部材などには、靭性や通気性の面で改良の余地がある。
この発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、皮膚へ装着する際の靭性が高く、また通気性が高い、機能部材や電子機能部材として利用可能な薄膜を提供することにある。また、別の目的として、電気機能部材基板や電子機能部材としてだけではなく、皮膚への密着性と通気性、靭性に優れた美容や医療用途の機能部材を提供することにある。
上述した目的を達成するため、この発明の薄膜は、繊維網を構成する網状に形成された繊維と、繊維の表面および繊維間の空隙に形成されている被覆膜を備えて構成される。この発明の薄膜の好適な実施形態によれば、繊維は、エレクトロスピニング法により形成される。ここで、繊維が、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のいずれか１つを材料として形成され、被覆膜が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を材料として形成されていてもよい。さらに、被覆膜上の全部又は一部に形成された導電膜を備えることもできる。
また、この発明の薄膜の他の好適な実施形態によれば、繊維の占有率が、５～５０％であり、被覆膜の占有率が、５０％～１００％であり、より好適には、繊維の占有率が、１０～３０％である。
この発明の、機能部材や電子機能部材として利用可能な薄膜は、皮膚へ装着する際の靭性が高く、通気性が高い。
以下、図を参照してこの発明の実施形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
（機能部材）
図１を参照して、この発明の薄膜の第１実施形態として、機能部材を説明する。図１はこの発明の第１実施形態である機能部材を説明するための模式図である。図１（Ａ）は機能部材の模式的な上面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ-Ｘ’で切断した機能部材の模式的な断面図である。
図１を参照して、この発明の薄膜の第１実施形態として、機能部材を説明する。図１はこの発明の第１実施形態である機能部材を説明するための模式図である。図１（Ａ）は機能部材の模式的な上面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＸ-Ｘ’で切断した機能部材の模式的な断面図である。
機能部材１０は、網状に設けられている繊維２０と、繊維２０の表面及び繊維網の隙間を被覆する被覆膜３０とを備えて構成される。被覆膜３０は図１（Ｂ）で示す様に、繊維２０の表面、及び繊維２０間の空隙を埋める形で連続膜として存在する。
繊維２０を構成する芯材料として、ポリウレタンが用いられる。この場合、繊維網１０は、１３重量％のポリウレタン溶液を用いたエレクトロスピニング法で形成される。このポリウレタン溶液の溶媒として、例えば、Ｎ, Ｎ－ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅとｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅの７：３混合溶液が用いられる。また、繊維網１０の形成にあたり、エレクトロスピニング法の条件は、２０分のスピニング時間、２５ｋＶの印加電圧、及び、１ｍｌ／ｈｏｕｒの吐出レートとすることができる。エレクトロスピニング法を実施した後、１分間の紫外線（ＵＶ）オゾン処理を施し、繊維網１０が得られる。
なお、繊維２０、この例では、ポリウレタンファイバーの直径は、１００ｎｍ～１μｍの範囲内であることが好ましく、２００ｎｍ～７００ｎｍの範囲内であることがより好ましい。この場合、ポリウレタンファイバーは、いわゆる、ナノファイバーである。また、ポリウレタンのヤング率は、１００ＭＰａ～７００ＭＰａであり、比較的ヤング率が高い。
ここでは、芯材料としてポリウレタンを用いる例を説明したが、これに限定されない。芯材料として、エレクトロスピニング法によりナノファイバーの繊維網を形成できるものであればよい。ヤング率が非常に低い材料では、ナノファイバーの繊維網を作成しにくいためである。芯材料として、ポリウレタンの他に、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを用いることができる。
被覆膜３０を構成する被覆材料として、シリコーン樹脂、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）が用いられる。この場合、被覆膜３０は、繊維に対してＰＤＭＳ溶液を用いたディップコーティングを施すことにより形成される。このＰＤＭＳ溶液は、ＰＤＭＳ前駆体（プリカーサー）を、ヘキサン（ｈｅｘａｎｅ）で溶解させて得られる。ＰＤＭＳプリカーサーとヘキサンの重量比は、例えば１：３０である。
被覆膜３０の膜厚は、３０ｎｍ～３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。また、ＰＤＭＳのヤング率は、一般的には４ＭＰａ～４０ＭＰａであり、比較的ヤング率が低い。
ここでは、被覆材料として、ＰＤＭＳを用いる例を説明したが、これに限定されない。被覆材料としては、ヤング率が低い材料が好ましい。被覆材料として、ＰＤＭＳの他に、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂などを用いることができる。
（電子機能部材）
図２を参照して、この発明の薄膜の第２実施形態として、電子機能部材を説明する。図２は、この発明の第２実施形態である電子機能部材を説明するための模式図である。図２（Ａ）は電子機能部材の模式的な上面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ-Ｘ’で切断した電子機能部材の模式的な断面図である。
図２を参照して、この発明の薄膜の第２実施形態として、電子機能部材を説明する。図２は、この発明の第２実施形態である電子機能部材を説明するための模式図である。図２（Ａ）は電子機能部材の模式的な上面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ-Ｘ’で切断した電子機能部材の模式的な断面図である。
電子機能部材は、上述したこの発明の第１実施形態である機能部材の、表面全面又は表面の一部に導電膜４０を形成した構成を有する。導電膜４０を構成する導電部材として、金（Ａｕ）が用いられる。この場合、機能部材上にＡｕを真空蒸着することにより導電膜４０が形成される。
導電膜４０の膜厚は、３０ｎｍ～３００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ～１５０ｎｍであることがより好ましい。
図３は、この発明の第２実施形態である電子機能部材の、導電膜の電子顕微鏡写真である。図３に示す様に、導電膜の所々に亀裂（写真の黒い領域）が生じており、Ａｕの存在しない領域が存在する。亀裂の存在が電子機能部材の水蒸気透過性に大きく関わるが、これについては後述する。
ここでは導電膜４０を構成する導電部材としてＡｕを用いる例を説明したが、これに限定されない。導電部材としては、Ａｕの他に、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）などを用いることができる。また、導電膜の形成方法は真空蒸着に限定されない。導電膜の形成方法としてスパッタリング法や上記導電部材の分散液を用いたスピンコート、スリットコート、又は、スクリーン印刷を用いることができる。
（機能部材の靭性の評価）
この発明の第１実施形態である機能部材の靭性の評価を説明する。表１は、実施例として機能部材と、比較例として厚みが７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムの靭性の評価結果を示す表である。
この発明の第１実施形態である機能部材の靭性の評価を説明する。表１は、実施例として機能部材と、比較例として厚みが７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムの靭性の評価結果を示す表である。
この評価で用いた実施例の機能部材では、繊維網２０としてはポリウレタンを用い密度は０．３６ｍｇ／ｃｍ２とした。また被腹膜３０の膜厚は９５ｎｍとした。
比較例として用いた膜厚７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムは以下の方法で作製した。先ず、ガラス基板上に、剥離層としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をコーティングし、その上に、１０ｗｔ％のＰＶＡ水溶液を塗布乾燥させ、ＰＶＡ薄膜を形成した。その後、ＰＶＡ薄膜上にヘキサンに溶解させた６ｗｔ％のＰＤＭＳをスピンコートし乾燥させた。その後、ガラス基板からＰＤＭＳフィルム／ＰＶＡ層を剥離し、その後、ＰＶＡ層を水に溶解させ除去することにより膜厚７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムを作製した。７２０ｎｍの膜厚はヘキサンに溶解させた６ｗｔ％のＰＤＭＳをスピンコートして作製する際のスピナーの回転数を制御する事で実施した。
靭性の評価は島津製作所製ＡＧ-Ｘを用いて行われた。表１に示すように、機能部材の靭性は３．４Ｊ／ｍ３であった。一方で比較例として用いた膜厚７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムの靭性は０．６J／ｃｍ３であった。
このように、膜厚９５ｎｍの被覆膜を備えて構成される機能部材の靭性は、膜厚７２０
ｎｍのＰＤＭＳフィルムの５倍以上の値になった。
ｎｍのＰＤＭＳフィルムの５倍以上の値になった。
この結果は、機能部材はＰＤＭＳ膜を補強する形でポリウレタン繊維網が存在するのに対し、比較例として用いた膜厚７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムではＰＤＭＳの材質そのもので靭性が決定される事に起因する。このように、この発明の薄膜は、ポリウレタン繊維網を備えることにより、より薄い膜厚で、より高い靭性が得られる。
（水蒸気透過率の評価）
図４を参照して、この発明の第１実施形態である機能部材、及び、この発明の第２実施形態である機能部材の水蒸気透過性の評価を説明する。図４は、この発明の第１実施形態である機能部材、及び、この発明の第２実施形態である電子機能部材の水蒸気透過性を示す図である。
図４を参照して、この発明の第１実施形態である機能部材、及び、この発明の第２実施形態である機能部材の水蒸気透過性の評価を説明する。図４は、この発明の第１実施形態である機能部材、及び、この発明の第２実施形態である電子機能部材の水蒸気透過性を示す図である。
水蒸気透過性の評価は、ガラス瓶に水を入れ、ガラス瓶の上部を開放にした場合の水の減少量に対して、機能部材及び電子機能部材、並びに、比較例として用いた膜厚１μｍのＰＤＭＳフィルム及び膜厚１．４ｍｍのＰＤＭＳフィルムによりガラス瓶の上部を密閉した場合の水の減少量を比較して評価を行った。ガラス瓶に入れた水は水蒸気として瓶の口から蒸発するため、水の減少量が多いほど水蒸気透過性が高い事を意味する。図４では、横軸に経過日数（単位：日）をとって示し、縦軸に水の減少量（単位：ｇ）を撮って示している。
〇印と実線でプロットした値（Ｏｐｅｎ）がガラス瓶の上部を開放にした場合の水の減少量、□印と実線でプロットした値（Ｎａｎｏｆｉｌｍ）がガラス瓶の上部を機能部材を用いて密閉した場合の水の減少量、◇印と実線でプロットした値（Ｎａｎｏｆｉｌｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）がガラス瓶の上部を電子機能部材を用いて密閉した場合の水の減少量、△印と破線でプロットした値（Ｔｈｉｎ ＰＤＭＳ）がガラス瓶の上部を膜厚１μｍのＰＤＭＳを用いて密閉した場合の水の減少量、〇印と破線でプロットした値（Ｔｈｉｃｋ
ＰＤＭＳ）がガラス瓶の上部を膜厚１．４ｍｍのＰＤＭＳを用いて密閉した場合の水の減少量を示す。
ＰＤＭＳ）がガラス瓶の上部を膜厚１．４ｍｍのＰＤＭＳを用いて密閉した場合の水の減少量を示す。
機能部材の構成は、上述の靭性を評価した機能部材と同じである。また、電子機能部材は、上述の靭性を評価した機能部材上に真空蒸着で７０ｎｍの厚みでＡｕを蒸着して構成されている。膜厚１μｍのＰＤＭＳは、上述の靭性の評価で用いたＰＤＭＳ膜は靭性を評価した際に比較例と同じ方法で作製し、１μｍの膜厚はヘキサンに溶解させた６ｗｔ％のＰＤＭＳをスピンコートして作成する際の回転数を制御する事で得た。また、膜厚１．４ｍｍのＰＤＭＳは市販のＰＤＭＳフィルムを用いた。
図４の結果から判るように、機能部材および電子機能部材はガラス瓶の上部を開放した場合と類似の水の減少量を示しており、水蒸気透過性が高い事が判る。機能部材の水蒸気透過性が高いのは、ＰＤＭＳ膜が９５ｎｍと非常に薄いためと考えられる。Ａｕを蒸着した電子機能部材でも水蒸気透過性が高い理由は、先に図３に示した様に、蒸着したＡｕの一部に亀裂が入っており、亀裂の部分から水蒸気が拡散するためと考えられる。
一方、膜厚１μｍのＰＤＭＳは、機能部材よりＰＤＭＳの膜厚が１桁程度厚いため、水蒸気透過性が低い値を示した。また、膜厚１．４ｍｍのＰＤＭＳは、電子機能部材基板よりＰＤＭＳの膜厚が４桁以上厚いため、水蒸気透過性がほとんど無い事が判る。
（機能部材、電子機能部材の密着性の評価）
表２を参照して、機能部材、および電子機能部材の皮膚への密着性の評価を説明する。表２は、機能部材、電子機能部材、および比較例の密着性の評価結果を示す表である。密
着性の評価はビューラックス社製の人口皮膚であるバイオスキンプレート（品番：Ｐ００１－００１）に各サンプルを密着させて実施した。密着力の評価は島津製作所製ＡＧ－Ｘを用いた。
表２を参照して、機能部材、および電子機能部材の皮膚への密着性の評価を説明する。表２は、機能部材、電子機能部材、および比較例の密着性の評価結果を示す表である。密
着性の評価はビューラックス社製の人口皮膚であるバイオスキンプレート（品番：Ｐ００１－００１）に各サンプルを密着させて実施した。密着力の評価は島津製作所製ＡＧ－Ｘを用いた。
実施例１は、上述の水蒸気透過性の評価で用いた機能部材と同じ構成の薄膜を用いた。実施例２及び３は、上述の水蒸気透過性の評価で用いた電子機能部材と同じ構成の薄膜を用いた。実施例２では、電子機能部材のＰＤＭＳが露出している面（Ａｕの導電膜が形成されていない面）を人工皮膚に密着させている。また、実施例３では、電子機能部材のＡｕの導電膜が形成されている面を人工皮膚に密着させている。
比較例１は上述の靭性の評価で用いた膜厚７２０ｎｍのＰＤＭＳフィルムを人工皮膚に密着させている。また、比較例２は特許文献１で開示されている、ポリウレタンの繊維網の表面にＰＤＭＳをコーティングし、その上にＡｕを蒸着したナノメッシュ電極を、人工皮膚に密着させている。ポリウレタンの繊維網の密度は０．３６ｍｇ／ｃｍ２、ポリウレタンの表面にコーティングされたＰＤＭＳの膜厚は２００ｎｍ、真空蒸着したＡｕの膜厚は７０ｎｍとした。Ａｕの真空蒸着はポリウレタン繊維網の表面及び裏面の両側から行った。
実施例１の機能部材を人工皮膚に密着させた場合の密着力が１５８μＪ／ｃｍ２と最も大きく、実施例２の電子機能部材のＰＤＭＳが露出している面を人工皮膚に密着させた密着力が６２μＪ／ｃｍ２と次に大きく、実施例３の電子機能部材のＡｕの導電膜が形成されている面を人工皮膚に密着させた密着力が２０μＪ／ｃｍ２と三番目に大きい。比較例１の密着力は８．０μＪ／ｃｍ２であり、比較例２の密着力は０μＪ／ｃｍ２であった。
実施例１が実施例２より密着力が大きい理由は、実施例２では実施例１の表面に金属薄膜が形成されているため、柔軟性が実施例１よりも小さくなり、人工皮膚への追随性が実施例１より若干であるが劣るためと考えられる。
また、実施例２が実施例３より密着力が大きい理由は、実施例２では人工皮膚と接触する面がＰＤＭＳであるのに対し、実施例３では人工皮膚と接触する面がＡｕである事に起因し、ＰＤＭＳの方がＡｕよりも人工皮膚に対する界面での密着力が高いためと考えられる。また比較例１に対して、実施例１、実施例２及び実施例３が、いずれも密着力が高いのは、実施例１、実施例２及び実施例３のＰＤＭＳ被覆膜の膜厚が比較例１のＰＭＤＳの膜厚に比べて一桁程度薄いため、人工皮膚の微細な凹凸に対して、機能部材および電子機能部材が追従して接触しているためと考えられる。また、特許文献１に記載されたナノメッシュ電極の密着力が無いのは、ナノメッシュ電極が人工皮膚と接触する面積が少ない事に加えて蒸着されたＡｕの人工皮膚に対する密着力が乏しいためと考える。なお、シート状のデバイスを皮膚に貼る場合、シートの周辺部分に剥がす力が加わり易いのは周知の事
実である。また表２から明らかなように、皮膚への密着力は実施例１で示された機能部材が最も高い。この事から、実施例２や実施例３で示した電極が形成されている電気機能部材を皮膚に貼る際に、図２（Ａ）で図示されている様に、周辺部には電極領域を設けない構成にする事により、皮膚からはがれにくくなる事は明らかである。すなわち、被覆膜上の全部に導電膜が形成されていなくてもよく、被覆膜上の一部の領域に導電膜が形成されている構成もこの発明に含まれる。
実である。また表２から明らかなように、皮膚への密着力は実施例１で示された機能部材が最も高い。この事から、実施例２や実施例３で示した電極が形成されている電気機能部材を皮膚に貼る際に、図２（Ａ）で図示されている様に、周辺部には電極領域を設けない構成にする事により、皮膚からはがれにくくなる事は明らかである。すなわち、被覆膜上の全部に導電膜が形成されていなくてもよく、被覆膜上の一部の領域に導電膜が形成されている構成もこの発明に含まれる。
表３は実施例３の構成及び皮膚への密着方法において、繊維網の隙間の一部が空隙として存在する被腹膜を形成し、その上にＡｕを蒸着し、Ａｕの蒸着された面を皮膚に貼った場合の密着性の評価結果である。
サンプル１は、表２に示す実施例３と同じサンプルであり、サンプル２～４は被覆膜の機能部材に対する占有率（被覆率）が異なるサンプルの密着力の評価結果となる。被覆率が高くなればなるほど密着力は高くなるが、被覆率が５０％においても、１１μＪ／ｃｍ２となり表２の比較例に比べて密着力が高い結果が得られた。従って、被覆膜は占有率が１００％の連続膜として形成されていなくてもよい。なお、被覆膜が連続膜でない場合、比較例よりも優れた密着力を示すためには、被覆率は５０％以上であることが好ましい。なお、被覆率の制御は被覆膜を形成する際のＰＤＭＳプリカーサーとヘキサンの重量比を調整して実施した。
ここで、被覆膜の占有率である被覆率は、単位面積当たりの、被覆膜が占める面積の割合である。上述の通り、被覆率は、５０％～１００％であることが好ましい。このとき、繊維の占有率は、５％～５０％であることが好ましく、また、被覆率より小さい値となる。なお、繊維の占有率が低い場合には、靭性が低下する恐れがあるため、より好ましくは、繊維の占有率は、１０％～３０％である。
（電子機能部材の耐水性の評価）
図５及び図６を参照して電子機能部材の耐水性の評価結果を説明する。図５は、電子機能部材を腕に装着した際の耐水性の評価結果を示す写真である。また、図６は、この電子機能部材を電極として、手首及び足首の２箇所に装着して計測した心電図の結果を示す図である。この評価で用いた電子機能部材は表２の密着力評価で用いた実施例３と同じ構成のものを用いた。
図５及び図６を参照して電子機能部材の耐水性の評価結果を説明する。図５は、電子機能部材を腕に装着した際の耐水性の評価結果を示す写真である。また、図６は、この電子機能部材を電極として、手首及び足首の２箇所に装着して計測した心電図の結果を示す図である。この評価で用いた電子機能部材は表２の密着力評価で用いた実施例３と同じ構成のものを用いた。
図５は、腕に装着した電子機能部材の７日間の変化を示すが、毎日シャワーを浴びても皮膚への密着性に変化が無い事が判った。また、図６に示されるように、７日間にわたり安定して心電図が計測できたことから、電子機構部材の電極として機能している事が確認できた。
また、使用後の皮膚の状態に変化はなく、この電子機能部材の装着による皮膚感作性がないことも確かめられた。
なお、電気機能部材の導電膜が形成されている面を皮膚に密着して電極として用いる場合、フィルム上に形成した導電膜を、この導電膜が電気機能部材の導電膜と接触する構成で皮膚と電気機能部材の間に挟み込み、電気機能部材の外側に電極を取り出す事が出来る。これにより心電測定などにおける外部の測定回路と電気的に接続する事が可能になる。上記のフィルム上に形成した導電膜としてこの発明の電気機能部材そのものを用いても良い。
図７は、上記密着性の評価の比較例として用いたナノメッシュ電極について、耐水性の評価結果を示す写真である。図７（Ａ）は、比較例のナノメッシュ電極を皮膚に装着した状態を示し、図７（Ｂ）は、ナノメッシュ電極に水流を当てた状態を示し、図７（Ｃ）は、水流を当てた後のナノメッシュ電極を示している。ここで用いたナノメッシュ電極は皮膚への密着性が無いため、予め皮膚表面にＰＶＡの水溶液を塗布し、水溶液が乾燥する前にナノメッシュ電極を貼る事で皮膚と密着させた。ナノメッシュ電極に水流を当てただけで電極の一部剥げることが見られ、耐水性が乏しい事が確認できた。
なお、皮膚にこの発明の機能部材もしくは電子機能部材を密着させる前に予め皮膚表面を水の噴霧などで湿らせておくことにより、皮膚表面と機能部材もしくは電子機能部材の間に存在する空気層を除去する事が可能になり、皮膚への密着力を高める効果がある事も確認できた。
１０ 機能部材
２０ 繊維
３０ 被覆膜
４０ 導電膜
２０ 繊維
３０ 被覆膜
４０ 導電膜
Claims (6)
- 繊維網を構成する網状に形成された繊維と、
前記繊維の表面および繊維間の空隙に形成されている被覆膜を
備える薄膜。 - 前記繊維は、エレクトロスピニング法により形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜。 - 前記繊維が、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）誘導体及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のいずれか１つを材料として形成され、
前記被覆膜が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を材料として形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜。 - さらに、
前記被覆膜上の全部又は一部に形成された導電膜
を備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の薄膜。 - 前記繊維の占有率が、５～５０％であり、
前記被覆膜の占有率が、５０％～１００％である
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の薄膜。 - 前記繊維の占有率が、１０～３０％である
ことを特徴とする請求項５に記載の薄膜。
Priority Applications (3)
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| JP2021144778A JP2023037936A (ja) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 薄膜 |
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