JP3047335B2 - 医療用電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医療用電極に関し、詳し
くは生体に低周波の微弱電流を通電して肩こりや腰痛な
どの痛みを和らげるような治療用途の医療用電極や、生
体内の微弱電流を導出して測定する心電計などのモニタ
ーに用いる医療用電極に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体外部から低周波による微弱電
流や、高周波による電磁波などの電気的信号を身体内へ
導入して血流を促し、マッサージ効果などを主体に治療
を行なう医療用電極や、生体からの微弱電流を取り出し
て測定する心電計、脳波計、筋電計などの医療用電極が
知られており、これらの電極には電極板と電極パッドが
用いられている。通常、このような電極は粘着性を有す
る高分子物質などからなる電極パッドを電極板に貼り付
けたのち、皮膚面に貼着して使用している。また、使用
後は電極板と電極パッドが一体となった状態で皮膚面か
ら剥離し、これを繰り返して使用するものである。

【０００３】しかしながら、このような医療用電極は頻
繁に貼着、剥離の操作を必要とするので、皮膚面から電
極を剥離する際に電極パッドを皮膚面に残したまま、電
極板のみが剥離されてしまうということもある。一方、
予め電極板と電極パッドが一体化した医療用電極も開発
されているが、金属箔や金属蒸着フィルム、金属粉を高
分子マトリックス中に配合した塗膜やシートを電極板と
して用いると、電極パッド中に含まれる水分や電解質、
不純物などによって電極板が腐食することもあり、医療
用電極としての寿命に問題点を有するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の医療用
電極が有する上記課題を解決する医療用電極を提供する
ことを目的とする。本発明者らはこのような目的を達成
するために鋭意検討を重ねた結果、特定の導電性塗料を
塗布してなるフィルムを電極板に用いた場合、この塗料
面に水分が１０重量％以上含有するアクリル系の高分子
物質からなる電極パッドを貼付しても、上記従来の電極
が有する電極板だけの剥離現象や腐食現象が起こりにく
いことを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明はカーボン
ブラックとポリエステル系樹脂を含有する導電性塗料を
柔軟な絶縁性フィルムの片面に設けてなる電極板の塗料
形成面に、１０重量％以上の水分を含有し、（メタ）ア
クリル酸もしくはその塩を単量体成分として重合してな
る高分子物質を基材物質とするアクリル系高分子物質か
らなる電極パッドを設けてなる医療用電極に関するもの
である。

【０００６】本発明の医療用電極に用いる電極板は、柔
軟な絶縁性フィルムの片面に導電性塗料を塗布してなる
ものであり、絶縁性フィルムとしては例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチ
レンテレフタレートなどのポリエステル、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などの材質か
らなる厚みが２５〜１２５μｍのフィルムが用いられ
る。これらのうち、フィルム強度や耐熱性、耐薬品性、
導電性塗料の密着性の点からはポリエステルフィルムを
用いることが好ましい。また、単独フィルムで厚みが２
５μｍに満たない場合は、他のフィルムと積層すること
が好ましく、特に不織布や発泡体を積層することが取扱
い性の点から好ましいものである。

【０００７】本発明に用いられる導電性塗料はファーネ
スブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック
などのカーボンブラックを含有する塗料であり、バイン
ダー物質としてのポリエステル系樹脂に配合したもの
が、絶縁性フィルムに５〜５０μｍ程度の厚みにて塗布
される。カーボンブラックの配合量は通常、バインダー
物質１００重量部に対して２０〜１２０重量部、好まし
くは３０〜１００重量部である。配合量が２０重量部に
満たない場合は充分な導電性が得られないだけでなく、
１２０重量部を超えて配合した場合は塗料としての機械
的強度に劣るようになり、また、前記絶縁性フィルムと
の密着性にも欠ける場合がある。

【０００８】バインダー物質としてのポリエステル系樹
脂は、カーボンブラックを均一に含有できるものであれ
ば特に制限はなく、好ましくはテレフタル酸、イソフタ
ル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などの二塩基
酸と、エチレングリコール、プロピレングリコールなど
のグリコール類もしくはｐ−オキシ安息香酸のようなオ
キシ酸とを反応させて得られるポリエステル樹脂を用い
ることができる。さらに、このようなポリエステル樹脂
にはトリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネートなどのポリイソシアネートを組み合わせるこ
とによって、得られる塗膜強度や絶縁性フィルムへの密
着性を向上させることができる。

【０００９】上記導電性塗料から得られる塗膜は、本発
明の医療用電極においてはその電気抵抗値を１０³ Ω以
下とすることが好ましく、ポリエステル系樹脂やカーボ
ンブラックの種類、およびこれらの配合比率を変えるこ
とによって上記抵抗値に調整する。また、後述する電極
パッドの電気抵抗値は５００Ω以下とすることが好まし
く、本発明の医療用電極として全体の電気抵抗値を１０
００Ω以下、好ましくは５００Ω以下に調整する。

【００１０】本発明の医療用電極において上記電極板の
塗料形成面に設けられる電極パッドは、導電性の点から
１０〜８０重量％の水分を含有するものであり、好まし
くは１５〜６０重量％の範囲のものを０．２〜３ｍｍの
厚みにて設ける。水分含有量が１０重量％に満たない場
合は電極パッドの皮膚接着性は向上するが、電気抵抗値
も大きくなり医療用電極としては好ましくなく、また８
０重量％を超えると電極パッドの皮膚接着量が低下する
と共に、パッドの内部凝集力が低下して皮膚面を汚染す
るおそれがある。

【００１１】電極パッドを構成する基材物質は上記水分
量を含有するものであれば、特に制限はないが、パッド
の経日安定性の点からはアクリル系高分子物質を用いる
ことが好ましく、特に（メタ）アクリル酸もしくはその
塩を単量体成分として重合してなる高分子物質を採用す
ることが好ましい。具体的にはポリアクリル酸、ポリメ
タクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリ
ル酸ナトリウムのようなポリ（メタ）アクリル酸類、
（メタ）アクリル酸もしくはこれらの塩と（メタ）アク
リル酸エステルとの共重合体などが挙げられる。

【００１２】電極パッドには皮膚面への保水性を高め、
かつ皮膚面への接着性を向上させるためにグリセリンや
（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリ
コールなどの多価アルコールを、２０〜８０重量％の範
囲で含有させることができる。また、電極パッドの内部
凝集力を向上させるためにトリグリシジルイソシアネー
ト、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グ
リセリンジグリシジルエーテルなどの分子内に２個以上
のエポキシ基を有する多官能性エポキシ系架橋剤を、さ
らに導電性を向上させるために塩化リチウムや塩化ナト
リウム、塩化カリウムなどの各種電解質を適宜配合する
ことができる。

【００１３】本発明の医療用電極は以上の構成からな
り、基本的には図１に示す構成からなるものであって、
使用に際しては電極板に外部装置との接続用の端子を接
続するだけでよい。しかしながら接続操作を簡易にする
ためには図２に示すように、電極板に真鍮にニッケルメ
ッキを施したような端子接続用のスナップを設けること
が好ましく、また、皮膚面からの医療用電極の剥離をし
易くするためには、スナップを電極板中央部よりも周縁
部に設けることが好ましい。また、スナップを設けた場
合、スナップ底面、即ち電極パッドとの接触面がパッド
中の水分によって腐食するおそれがあるので、接触面に
防錆塗料を塗布したり、ポリエステルフィルムに粘着剤
を塗布した防錆テープを貼着することが好ましい。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し具体的に説明す
る。なお、以下、本文中で部とあるのは重量部を、％と
あるのは重量％を意味する。

【００１５】電極パッドの製造例 ＜電極パッドＡ＞ポリアクリル酸ナトリウム２０部をグ
リセリン５０部に分散させ、水３０部を加えて充分に攪
拌して電極パッド用の溶液を調製した。この溶液に架橋
剤としてのトリグリシジルイソシアネート０．４部を添
加し充分に攪拌したのち、ポリエステル製セパレータ上
に乾燥、架橋後の厚みが１．０ｍｍとなるように塗布し
て１００℃で乾燥、架橋し、５０ｍｍ×５０ｍｍの大き
さに切断して、電気抵抗値が２５Ωの電極パッドＡを作
製した。

【００１６】＜電極パッドＢ＞水３５０部に過硫酸カリ
ウム１部を溶解し、これにアクリル酸９５部、アクリル
酸ブチルエステル５部を添加した溶液をフラスコ中に仕
込み、不活性ガス雰囲気下で６０℃に反応温度を維持し
ながら８時間重合反応を行った。反応終了後、水を蒸発
させて共重合体の粉末を得、この粉末１５部をポリエチ
レングリコール６０部に分散させ、さらに水２５部を添
加、攪拌して電極パッド用の溶液を調製した。この溶液
に架橋剤としてのトリグリシジルイソシアネート０．３
部を添加し充分に攪拌したのち、ポリエステル製セパレ
ータ上に乾燥、架橋後の厚みが１．０ｍｍとなるように
塗布して１００℃で乾燥、架橋し、５０ｍｍ×５０ｍｍ
の大きさに切断して、電気抵抗値が１２０Ωの電極パッ
ドＢを作製した。

【００１７】電極板の製造例 ＜電極板イ＞飽和ポリエステル樹脂１００部（東洋紡績
社製、商品名：バイロン７００）を混合溶媒（トルエン
／メチルエチルケトン＝８／２）３００部に溶解させ、
アセチレンブラック７５部を加えて充分に混合した。得
られた混合物にイソシアネート化合物（日本ポリウレタ
ン工業社製、商品名：コロネートＬ）１７部を加え、充
分に攪拌して導電性塗料を作製し、これを２５μｍ厚の
ポリエステルフィルムに乾燥後の厚みが２０μｍとなる
ように塗布、乾燥して電極板イを作製した。

【００１８】＜電極板ロ＞藤倉化成工業社製の導電性塗
料「ドータイトＦＣ４０４ＣＡ（エステル系塗料、カー
ボンフィラー）」を、２５μｍ厚のポリエステルフィル
ムに乾燥後の厚みが２０μｍとなるように塗布乾燥し
て、電極板ロを作製した。

【００１９】上記電極パッドと電極板とを組み合わせて
本発明の医療用電極を作製し、その結果を表１に示し
た。なお、比較例として、藤倉化成工業社製の導電性塗
料「ドータイトＦＣ４０３（フェノール系塗料、カーボ
ンフィラー）」、「ドータイトＡ−３／Ｃ−１（エポキ
シ系塗料、カーボンフィラー）」を、２５μｍ厚のポリ
エステルフィルムに乾燥後の厚みが２０μｍとなるよう
に塗布乾燥して作製した電極板ハ、ニ、および２５μｍ
厚のポリエステルフィルムに５００Åで銀蒸着した電極
板ホ、５００Åでニッケル蒸着した電極板へをそれぞれ
用いて医療用電極を作製し、その結果を表１に併記し
た。なお、各試験方法は以下のとおりである。

【００２０】＜耐腐食性＞上記電極パッドと電極板を積
層して４０℃下で１か月間密封保存した後、電極板から
電極パッドを剥離して、電極板の導電性塗膜の腐食につ
いて目視にて観察した。 ○：電極板の腐食が見られなかった。 ×：電極板の腐食が確認された。

【００２１】＜電気抵抗値＞電極パッドの電気抵抗値
は、ポリエステル製セパレータを剥離し、パッドの表裏
面を銅板にてサンドイッチしたのち、各銅板を金属コー
ドにて挟み、ヒューレト・パッカード製ＬＣＲメーター
にて印可電圧１Ｖ、測定周波数１ｋＨｚの条件下でイン
ピーダンスを測定した。医療用電極の電気抵抗値は、ポ
リエステル製セパレータを剥離し、電極を銅板上に貼り
付けたのち、電極板の端子接続部と銅板をそれぞれ金属
コードにて挟み、ヒューレト・パッカード製ＬＣＲメー
ターにて印可電圧１Ｖ、測定周波数１ｋＨｚの条件下で
インピーダンスを測定し、結果を表１に記載した。な
お、電極面積は５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさとした。

【００２２】＜密着性＞電極板から電極パッドを剥離し
てその剥離状態を観察し、下記の基準にて判断した。 ○： よく接着しており、電極パッドが電極板上に残
る。 △： よく接着しているが、電極パッドは電極板上に残
らない。 ×： 簡単に剥離する。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明の医療用電極は上記のような構成
からなり、電極板と電極パッドが予め極めて良好に一体
的に密着しているので、操作性が優れたものである。ま
た、特定の導電性塗料を医療用電極に用いているので、
電極板の腐食が少なく電気抵抗値の小さい信頼性の高い
導通が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の医療用電極の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の医療用電極の他の実施例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 絶縁性フィルム ２ 導電性塗膜 ３ 電極パッド ４ セパレータ ５ スナップ ６ 防錆テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 松本 邦夫 審判官 志村 博 審判官 後藤 千恵子 (56)参考文献 特開 平２−34147（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−55971（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーボンブラックとポリエステル系樹脂
   を含有する導電性塗料を柔軟な絶縁性フィルムの片面に
   設けてなる電極板の塗料形成面に、１０重量％以上の水
   分を含有し、（メタ）アクリル酸もしくはその塩を単量
   体成分として重合してなる高分子物質を基材物質とする
   アクリル系高分子物質からなる電極パッドを設けてなる
   医療用電極。
2. 【請求項２】 電極パッド中の水分含有量が、１０〜８
   ０重量％である請求項１記載の医療用電極。