JP3961896B2

JP3961896B2 - 電極用パッド

Info

Publication number: JP3961896B2
Application number: JP2002201046A
Authority: JP
Inventors: 克弘山本; 隆士木之下; 真之今野; 英生佐藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-07-10
Also published as: JP2004043577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心電計、脳波計、筋電計などの記録装置に人体表面からの電気信号を伝えたり、あるいは低周波電極のように該装置から電気信号を人体表面に伝えたりする時に該装置の金属電極面と人体皮膚面との間に介在させてそれらの間の機械的ならびに電気的接続状態を良好に保つための電極用パッドに関し、特に吸引式電極に好適な電極用パッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電極用パッドにはペースト状の導電性クリームが多く用いられていた。しかし、この導電性クリームでは、使用後電極を取り去った時に皮膚上に残留するので紙などで拭き取らねばならず、使用後の感触が爽快とは言えなかった。
近年、このクリームに代えてポリウレタンポリマーなどを使用する親水性ゲル成形品を使用するものが増えてきた（実公平１−１１２０４号公報）。しかし、使用中、十分な強度を有し、水分の保持性が高く導電性を維持し、かつゲルの柔軟性を保持するものが少なく、使用途中で取り替えねばならないなどの問題点があった。
【０００３】
即ち、一般にポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液のみでは水分が飛びやすく、ポリマー濃度が高くなってゲルが次第に硬くなり、そのため、皮膚との間の適合性がなくなり使用できなくなる。
改善方法として、ポリウレタンプレポリマーをより親水化させて保水性を高める方策も考えられたが、やはり乾燥してくるとゲルが硬くなり、皮膚との間の適合性がなくなり使用が困難となる。
従って、可塑剤を加えることが必須であり、可塑剤としては一般に保湿剤として知られる低分子のポリオール、即ちグリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール等を使用することが考えられたが、これらはゲル形成に悪影響を及ぼし、ゲル形成しない、水が分離する、あるいは異常に発泡する等の問題があり有効なものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液とを混合してゲル化成型させた電極用パッドにおいて、ポリウレタンプレポリマーと水との間に良好な親和性を保ち、それによってゲル形成時に水分が分離せず形状を保ち、使用中の水分保持性が良く、乾燥した場合もゲルの柔軟性を損なわない電極用パッドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記電極用パッドに使用する可塑剤として種々の材料につき検討を加えた結果、最適な可塑剤を選定し、この可塑剤を使用することによって、優れた性能の電極用パッドが得られることを見出して本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の通りである。即ち、
（１）ポリオール成分としてポリオキシアルキレン鎖を少なくとも１種類は有しており、オキシエチレン基の割合がそのポリオキシアルキレン鎖の全分子量の５０〜９５重量％を占める親水性ポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液を混合してゲル化成型させる電極用パッドにおいて、可塑剤として、ポリオキシプロピル化グリセリン、ポリオキシプロピル化ソルビトール、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基が全分子量の６０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコール、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基がポリオキシアルキレン鎖の全分子量の３０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコールのモノエーテル、及びグリコールジエーテル類からなる群から選択される１種以上を含有する電極用パッド。
（２）界面活性剤として、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを更に含有する前記（１）に記載の電極用パッド。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において基本となる電極用パッドとしては、ポリオール成分としてポリオキシアルキレン鎖を少なくとも１種類は有しており、オキシエチレン基の割合がそのポリオキシアルキレン鎖の全分子量の５０〜９５重量％を占める親水性ポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液を混合してゲル化成型させる電極用パッドを用いる。
ポリオール成分中のポリオキシアルキレン鎖は、通常単量体としてのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の少なくとも１種以上を重合させて得られるものであり、分子量５００〜３０００のものが好適に用いられる。更に、このポリオキシアルキレン鎖中の成分として、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオールなどの他のポリオールを一部使用することもできる。但し、オキシエチレン基の割合はポリオキシアルキレン鎖の全分子量の５０〜９５重量％を占める。またポリオキシアルキレン鎖として共重合体を使用する場合、共重合体の構成はランダム共重合体であってもブロック共重合体であっても良い。
【０００７】
ポリオールと反応させるポリイソシアネートとしては、従来公知の材料を用いることができる。その例としては、メチレンジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、４，４´−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。これらポリイソシアネートは単独で用いてもよく、あるいは２種以上を混合して用いることもできる。
【０００８】
１種以上のポリオールと１種以上のポリイソシアネートとを反応させてポリウレタンプレポリマーを合成する。
また、このポリウレタンプレポリマーの合成には更に鎖延長剤として、従来公知の材料を用いることができ、その例としてエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオールのようなジオール類、エチレンジアミン、トルエンジアミン、イソホロンジアミンなどのジアミン類を挙げることができる。
【０００９】
ゲル組成物中のポリウレタンプレポリマーの含有量は５〜３０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。ポリウレタンプレポリマーの含有量が５重量％未満である場合は十分な強度を有するゲルが生成しない。また、３０重量％を超える場合は硬くなりすぎ人体に適合しない、発泡して成型できない等の問題が生じる。
【００１０】
本発明で用いられる可塑剤は、主骨格にポリオキシアルキレン鎖を有し、そのポリオキシアルキレン鎖は主にオキシエチレン、オキシプロピレンからなるポリアルキレングリコール型油剤で、トリオール、ジオール、モノオール、及び他のポリオール、並びに水酸基を含まないタイプである。具体的には、ポリオキシプロピル化グリセリン（平均分子量は２００〜５０００が好適）、ポリオキシプロピル化ソルビトール（平均分子量は３００〜５０００が好適）、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基が全分子量の６０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコール（平均分子量は２００〜６０００が好適）、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基がポリオキシアルキレン鎖の全分子量の３０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコールのモノエーテル（平均分子量は２００〜４０００が好適）、及びグリコールジエーテル類である。グリコールジエーテル類の具体例としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。２種以上のオキシアルキレン鎖を含有する可塑剤は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基がポリオキシアルキレン鎖の全分子量の３０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコールのモノエーテルの一方の水酸基は、例えば、アルキル基とエーテル結合している。
【００１１】
これら可塑剤のゲル組成物中の含有量は５〜３０重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。可塑剤の含有量が５重量％未満の場合は乾燥時の柔軟性がなく十分に人体に適合しないため使用できない。また、３０重量％を超える場合はゲルが柔らかくなりすぎ、形状を保持しない。
【００１２】
本発明で用いるポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液を混合してゲル化させた電極用パッドにおいて、上記可塑剤の添加によって、ポリウレタンプレポリマーと水との間に良好な親和性を保ち、それによってゲル形成時に水分が分離せず形状を保ち、使用中の水分保持性が良く、乾燥した場合もゲルの柔軟性を損なわれなくなる。
【００１３】
電解質溶液の溶媒である水の含有量はゲル組成中、２０〜９５重量％、好ましくは５０〜８０重量％である。水分含有量が２０重量％未満である場合は生成したゲルが硬くなりすぎ人体に適合しない、発泡して成型できない等の問題が生じる。９５重量％を超える場合は十分な強度を有するゲルが生成しない。
【００１４】
電解質溶液の電解質としては通常用いられる塩化ナトリウム、塩化カリウム等が好適である。これら電解質溶液のゲル組成中の含有量は０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜２重量％である。
【００１５】
ゲル組成物中には更に添加剤として界面活性剤を加えることができる。界面活性剤は、ポリウレタンプレポリマーと水との相溶性を増大する作用を有し、ゲル化後の離水防止、電解質溶液の安定化、生成したゲルの自着防止などに効果がある。界面活性剤の具体例として、オキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン硬化ひまし油等を挙げることができるが、特に好適なものとしてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー(平均分子量は約１０００〜８０００が好適)が挙げられる。
【００１６】
その他の添加剤としてウレタンプレポリマーの反応促進剤としてのトリエタノールアミン等のアミン類、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム等を添加することができるし、ｐ−トルエンスルホン酸等の酸性物質の反応抑制剤、また、アエロジルなどのゲル補強用充填材、アミカル等の防黴剤、その他着色剤などを添加することもできる。
【００１７】
【実施例】
実施例１：
水１８ｇ、ポリオキシプロピル化グリセリン（平均分子量４００）４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８（サンアプロ（株）製）０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）：エチレンオキサイド（ＥＯ）：プロピレンオキサイド（ＰＯ）＝２９：５３：１８（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００１８】
実施例２：
水１８ｇ、トリエチレングリコールジメチルエーテル４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝２９：５３：１８（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００１９】
実施例３：
水１８ｇ、ポリアルキレングリコールのモノメチルエーテル（ＥＯ：ＰＯ＝４３：５７（重量比）、平均分子量７００）４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝３３：５５：１２（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２０】
実施例４：
水１８ｇ、ポリアルキレングリコール（ＥＯ：ＰＯ＝３５：６５（重量比）、平均分子量７００）４ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝３３：５５：１２（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２１】
比較例１：
水１８ｇ、グリセリン４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝２９：５３：１８（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２２】
比較例２：
水１８ｇ、エチレングリコール４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝２９：５３：１８（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２３】
比較例３：
水１８ｇ、ポリエチレングリコール（平均分子量６００）４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量２４００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝３３：５５：１２（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２４】
比較例４：
水１８ｇ、ポリプロピレングリコール（平均分子量７００）４ｇ、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー（平均分子量４０００）０．１３ｇ、アミカル４８０．００６７ｇ、塩化ナトリウム０．１０８ｇを加え撹拌溶解する。この水溶液とポリウレタンプレポリマー（ＭＤＩ：ＥＯ：ＰＯ＝３３：５５：１２（重量％））を混合、すばやく撹拌し２０秒後に所定型に流す。ゲル化１０分経過後、このものを型よりはずしアルミラミネートフィルム袋内に密封する。
【００２５】
実験結果：
実施例では本発明で選択された可塑剤、比較例では従来の可塑剤を用いた。
実施例、比較例のゲル作成の結果、実施例においてはゲル化後、離水もなく形状が保持され、ゲルの水分保持性もよく、乾燥後の柔軟性も損なわれていなかったが、比較例では、ゲル形成時に水が多量分離し形状を保持できなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の、適切な可塑剤を添加したポリウレタン製の電極用パッドは、ポリウレタンプレポリマーと水との間に良好な親和性を保ち、それによってゲル形成時に水分が分離せず形状を保ち、使用中の水分保持性が良く、乾燥した場合もゲルの柔軟性を損なわず、人体表面によく適合して有用である。

Claims

ポリオール成分としてポリオキシアルキレン鎖を少なくとも１種類は有しており、オキシエチレン基の割合がそのポリオキシアルキレン鎖の全分子量の５０〜９５重量％を占める親水性ポリウレタンプレポリマーと電解質水溶液を混合してゲル化成型させる電極用パッドにおいて、可塑剤として、ポリオキシプロピル化グリセリン、ポリオキシプロピル化ソルビトール、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基が全分子量の６０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコール、オキシエチレン基とオキシプロピレン基を含みそのうちオキシプロピレン基がポリオキシアルキレン鎖の全分子量の３０〜９０重量％を占めるポリアルキレングリコールのモノエーテル、及びグリコールジエーテル類からなる群から選択される１種以上を含有する電極用パッド。
界面活性剤として、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーを更に含有する請求項１に記載の電極用パッド。