JP6670013B2 - 生体用電極およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体用電極およびその製造方法に関する。

心臓、脳、または筋肉の活動によって誘起される生体電位に関する電気信号（生体電位信号）の測定は、人間、動物等の生物の健康状態の把握に重要であることは知られている。そして、このような測定を行う装置では、微弱な生体電位信号の確実な検知、および、被測定者の測定負担軽減、という要望を満たせるような生体用電極が必要とされている。

例えば、特許文献１に記載の生体用電極は、生体電位信号を検知する電極部を、含水性ゲル（電解物質）を介して皮膚に接触させることで、金属製の電極部を直接皮膚に接触させずに、生体電位信号を検知している。

実公平０５−００２１６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の生体用電極は、乾燥しやすい含水性ゲルを使用することから、皮膚への貼り付け前の段階ではフィルムに覆われることで保水性を担保しなくてはならない。また、この生体用電極は、保水性の観点から、長時間（例えば数日間）の使用は難しい。

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、被測定者の測定負担を軽減させつつ、高精度に生体電位信号を検知し、かつ、長時間の使用に耐えられる生体用電極等を提供することにある。

被測定者に貼り付ける粘着シートと生体電位信号を検知する検知電極とを含む生体用電極では、検知電極は、粘着シートの被測定者の外表面への貼付面に対する反対面上に配置され、粘着シートは、厚みを２０μｍ以上２５０μｍ以下、比誘電率を３０以上８０以下とする。

本発明によれば、生体電位信号の測定上、被測定者の外表面と同じように取り扱える粘着シートを採用することで高い耐久性を担保し、かつ、検知電極を皮膚に直接接触させることなく、高精度に生体電位信号を検知する。

は、生体用電極の斜視図である。 は、図１のＡ−Ａ’線矢視断面図である。 は、生体用電極の斜視図である。 は、図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。

本発明の一実施形態について、図１および図１のＡ−Ａ’線矢視断面図である図２を用いて説明する。生体用電極１０は、人間、動物等の生物（被測定者）における生体電位に関する電気信号（生体電位信号）の測定に使用する電極であり、例えば、心電計、脳波測定装置、または筋電位測定装置といった生体電位信号測定装置（外部信号処理装置）に使用される。そして、この生体用電極１０は、粘着シート１１、検知電極１２、取出端子［取出部］１３、および補強シート１４を含む。

被測定者に貼り付けるため粘着シート１１は、被測定者側の外表面（例えば皮膚）に貼り付く貼付面（外側面）１１Ｔと、その面の反対面である内側面１１Ｎとを有する。そして、検知電極１２は、粘着シート１１の内側面１１Ｎに配置される。すなわち、検知電極１２は、皮膚に直接接触しない。

［粘着シート］
このような粘着シート１１と検知電極１２との積層順は、粘着シート１１が３０以上８０以下の比誘電率、好ましくは４０以上６０以下の比誘電率を有することに起因する。この数値範囲の比誘電率を有する粘着シート１１は、例えば、人間の外表面である皮膚、詳説すると、表皮または真皮の比誘電率（比誘電率５０程度）に近い値を有する。そのため、この粘着シート１１が、生体電位信号の測定上、擬似的に皮膚と同じように取り扱える。

そのため、検知電極１２は、皮膚に直接接しなくてもよく、その結果、検知電極１２と皮膚との直接接触に起因する、皮膚かぶれ等が抑止される。また、粘着シート１１は、ゲル状物と違って、厚みのあるシートであることから、高い耐久性を有する。そのため、この生体用電極１０は、数時間から数日間にわたる長時間な連続的な使用にも問題はない。

ここで、粘着シート１１について説明する。粘着シート１１の比誘電率は、誘電率材料を添加することで調整される。このような誘電率材料としては、例えば、水、特に生理的食塩水（０．９重量％塩化ナトリウム水溶液；比誘電率約８０）が挙げられる。このような生理的食塩水は、人間の体液とほぼ等張であるため、粘着シート１１の比誘電率を皮膚の比誘電率に容易に近づけられる。

なお、生理的食塩水等の液状の誘電率材料の粘着シート１１への添加の仕方は、特に限定されるものではないが、例えば浸漬が挙げられる。例えば、粘着シート１１の構成材料の１つに熱硬化性樹脂が含まれていると、構成材料がシート状に至るまでの製造過程で、熱を加えられる工程（例えば、熱硬化工程）が含まれる。この場合、構成材料がシート状に形成された後、そのシートが生理的食塩水に浸される。

このような浸漬を用いた製造であれば、熱を加えられる工程において、生理的食塩水の蒸発が抑制される。また、粘着シート１１の構成材料を熱硬化させるような場合、熱硬化工程にて、生理的食塩水がその構成材料に含まれないので、生理的食塩水に起因する硬化阻害または気泡発生が起きない。したがって、適切に生理的食塩水を含んで所望の比誘電率に調整された上、粘着シート１１の剥離特性等の物理的特性を高品質に維持した生体用電極１０が製造される。

また、誘電率材料の別例としては、単体としての固有の比誘電率で５０以上を有する固体材料、例えば、ルチル型酸化チタン（比誘電率約８６）、ニオブ酸リチウム（比誘電率約８２）、ペロブスカイト型化合物（比誘電率約６０以上）、または、リン酸化合物（比誘電率約５０以上）が挙げられる。

このような固体材料の添加剤であると、生体用電極１０が長時間使用されたとしても、添加剤が揮発しないため、生体用電極１０の比誘電率の低下は起きず、長時間にわたって連続的に使用できる。また、これら誘電率材料は、５０以上の比誘電率を有するので、これらが添加されると、容易に、表皮または真皮の比誘電率５０程度を有する粘着シート１１が製造される。

なお、固体材料の誘電率材料の粘着シート１１への添加の仕方は、特に限定されるものではない。例えば、シート状になった粘着シート１１に対して添加してもよいし、シート状になる前段階の構成材料に対して、固体材料を添加させて混練させてもよい。

ただし、固体材料の粒径は、粘着シート１１の厚み以下であると好ましい。粒径が粘着シート１１の厚みを超えると、粘着シート１１の面に固体材料が露出しやすくなり、それによって、粘着シート１１の粘着力の低下、または、粘着シート１１の加工性の低下が起きやすい。しかしながら、粒径が粘着シート１１の厚み以下であれば、このような不具合は防止される。

なお、粘着シート１１の厚みは、２０μｍ以上２５０μｍ以下であると好ましく、２５μｍ以上１８０μｍ以下であるとより好ましく、３０μｍ以上１００μｍ以下であるとさらにより好ましい。

粘着シート１１の厚みが２０μｍ未満であると、薄すぎることにより、その粘着シート１１の取り扱いが困難になる。一方で、粘着シート１１の厚みが２５０μｍを超えると、厚すぎることにより、粘着シート１１を擬似的に皮膚と同じように取り扱えなくなる。すなわち、生体電位信号を検知電極１２で検知したい生体電位信号が粘着シート１１により遮断される。そのため、前記範囲の厚みを有する粘着シート１１であると、生体用電極補は、取り扱い容易で、検知精度も高くなる。

また、粘着シート１１は、１，０００ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上の水蒸気透過率を有すると好ましく、１，５００ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上がさらに好ましい。粘着シート１１は、皮膚に直接密着するものである。そのため、前記範囲の水蒸気透過率を有する粘着シート１１であると、生体用電極１０が長時間皮膚に密着したとしても、被測定者の皮膚は蒸れない。

また、粘着シート１１は、皮膚への刺激および角質損傷を抑えられ、良好な皮膚への接着性を有するとともに、被測定者の動きに対して追従性を有するとよい。なぜなら、被測定者の日常運動の中でも測定されることがあるためである。また、数時間から数日間にわたる連続測定もあり得ることから、入浴等の大量の水に対する材料の耐久性、または、粘着性の維持も担保されるとよい。

そのような粘着シート１１の一例としては、シリコーン変成ポリエーテルを主成分として形成される粘着シート１１が挙げられる（なお、主成分とは、粘着シート１１の材料比のうち５０％以上の成分をいう）。以下、この粘着シート１１について詳説する。

このような粘着シート１１は、重合体（Ａ）、化合物（Ｂ）、および、触媒（Ｃ）を含有する粘着剤組成物を硬化して形成される。

重合体（Ａ）は、末端に少なくとも１個のアルケニル基を有するポリエーテル系重合体である。アルケニル基とは、ヒドロシリル化反応に対して活性のある炭素−炭素二重結合を含む基であれば特に制限されるものではない。アルケニル基としては、炭素数が好ましくは２〜２０個、より好ましくは２〜４個の脂肪族不飽和炭化水素基（例：ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等）、炭素数が好ましくは３〜２０個、より好ましくは３〜６個の環式不飽和炭化水素基（例：シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等）、メタクリル基等が挙げられる。

合成反応上、容易に行える点から、好ましいアルケニル基には、以下の（１）、（２）が挙げられる。下記式において、Ｒ１は水素原子または炭素数１〜１０の炭化水素基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である。
（１）Ｈ_２Ｃ＝Ｃ（Ｒ^１）−
（２）ＨＣ（Ｒ^１）＝ＣＨ−

重合体（Ａ）は、１分子中に平均して少なくとも１個、好ましくは１〜５個、より好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個のアルケニル基を有する。重合体（Ａ）１分子中のアルケニル基の数が平均して１個未満では硬化性が不十分になり、また１分子中に含まれるアルケニル基の数が多すぎると網目構造が密になるため、粘着特性が低下する傾向にある。

重合体（Ａ）の基本骨格たるポリエーテル系重合体の典型例としては、一般式（−Ｒ^２−Ｏ−）で表される繰り返し単位からなるポリオキシアルキレン系重合体が挙げられる。ここで、−Ｒ^２−は、２価のアルキレン基である。入手上、作業性の点から、好ましい重合体（Ａ）の主鎖はポリオキシプロピレンである（すなわち、前記−Ｒ^２−が−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−である）。前記ポリエーテル系重合体は、１種類の繰り返し単位からなるものであっても、複数の繰り返し単位からなるものであってもよい。前記ポリエーテル系重合体は、直鎖状の重合体であってもよいし、分岐を有する重合体であってもよい。

重合体（Ａ）のアルケニル基以外の部分はすべてポリエーテル骨格からなることが好ましいが、それ以外の構造単位を含んでいてもよい。その場合、重合体（Ａ）に占めるポリエーテル骨格の総和は好ましくは８０重量％以上であり、より好ましくは９０重量％以上である。

また、室温での作業性がよく、良好な粘着特性が得られる点から、重合体（Ａ）の分子量は、数平均で３０００〜５００００が好ましく、６０００〜５００００がより好ましく、１００００〜３００００が特に好ましい。数平均分子量が３０００未満のものでは、得られる硬化物が脆くなる傾向があり、逆に数平均分子量が５００００を超えると、高粘度になって作業性が低下する傾向にある。なお、前記分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーで測定されるポリスチレン換算数平均分子量である。

また、アルケニル基のポリエーテル系重合体への結合様式は特に限定はなく、アルケニル基の直接結合、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ウレア結合等が例示される。

また、重合体（Ａ）の製造方法は特に限定なく、例えば、ポリエーテル系重合体を得た後にアルケニル基を導入する方法が例示される。この場合、ポリエーテル系重合体は種々の公知の製造法を適用することができ、さらに市販のポリエーテル系重合体を用いてもよい。

また、ポリエーテル系重合体にアルケニル基を導入する方法もまた公知である。例えば、アルケニル基を有するモノマー（例：アリルグリシジルエーテル）とポリエーテル系重合体を合成するためのモノマーとを共重合させる方法、または、官能基（例：水酸基、アルコキシド基）を所望の部分（主鎖の末端等）に予め導入しておいたポリエーテル系重合体に、当該官能基に対して反応性を有する官能基とアルケニル基とを両方有する化合物（例：アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、アクリル酸クロライド等）を反応させる方法等が挙げられる。

次に、化合物（Ｂ）について説明する。化合物（Ｂ）は、分子中に１〜１０個のヒドロシリル基を有する化合物である。ヒドロシリル基とはＳｉ−Ｈ結合を有する基を意味する。本明細書においては、同一ケイ素原子（Ｓｉ）に水素原子（Ｈ）が２個結合している場合は、ヒドロシリル基２個と計算する。化合物（Ｂ）の、ヒドロシリル基以外の化学構造は特に限定はない。滴定によって得られるＳｉＨ基価から算出される化合物（Ｂ）の数平均分子量は、好ましくは４００〜３０００であり、より好ましくは５００〜１０００である。数平均分子量が低すぎると加熱硬化時に揮発し易く、十分な硬化物が得られ難い傾向にあり、高すぎると硬化速度が遅くなる傾向にあるためである。

化合物（Ｂ）一分子に含まれるヒドロシリル基の個数は、１〜１０個であり、好ましくは２〜８個である。ヒドロシリル基が２個以上であれば、硬化の際に複数の重合体（Ａ）分子を架橋することができ、粘着シート１１として好ましい凝集力を発現し、皮膚へ貼付して剥離した時に糊残り等が起こり難くなる。

ただし、ヒドロシリル基の数が多すぎると、架橋が密になりすぎて、粘着シート１１として皮膚粘着力、タック感等の粘着物性が低下しやすく、さらには化合物（Ｂ）の安定性が悪くなり、そのうえ硬化後も多量のヒドロシリル基が硬化物中に残存し、皮膚刺激またはボイドの原因となりやすい。

なお、架橋の粗密は、重合体（Ａ）の主鎖たるポリエーテル部同士間の粗密に影響し、さらには粘着シート１１全体の透湿性にも影響を及ぼす。よって、粘着特性とのバランスを考慮して化合物（Ｂ）のヒドロシリル基の数を選択すべきである。なお、化合物（Ｂ）は単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。また、化合物（Ｂ）は、重合体（Ａ）と良好に相溶するものが好ましい。

原材料の入手のし易さ、または、重合体（Ａ）への相溶性の面から、好適な化合物（Ｂ）として、有機基で変性されたオルガノハイドロジェンシロキサンが例示される。オルガノハイドロジェンシロキサンの典型例は、下記（３）で表される化合物である。

前記（３）のａの値が分子中のヒドロシリル基の数の数と一致する。ａ＋ｂの値は特に限定はないが好ましくは２〜５０である。Ｒは主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素基である。

前記（３）の化合物は、未変性のメチルハイドロジェンシリコーンを変性してＲを導入することにより得ることができる。未変性のメチルハイドロジェンシリコーンとは、前記（３）においてＲが全てＨである化合物に相当し、株式会社シーエムシー発行（１９９０．１．３１）の「シリコーンの市場展望−メーカー戦略と応用展開−」にも記載されているように、各種変性シリコーンの原料として用いられている。Ｒの導入のための有機化合物としては、α−オレフィン、スチレン、α−メチルスチレン、アリルアルキルエーテル、アリルアルキルエステル、アリルフェニルエーテル、アリルフェニルエステル等が挙げられる。変性のために加える上述の有機化合物の量によって、変性後の分子中のヒドロシリル基の数を調節することができる。

なお、粘着シート１１を形成するための粘着剤組成物における重合体（Ａ）と化合物（Ｂ）との量の比は、重合体（Ａ）に由来するアルケニル基の総量に対する、化合物（Ｂ）に由来するヒドロシリル基の総量によって表現される。粘着剤組成物中のアルケニル基の総量1モルあたりのヒドロシリル基の総量の大小によって、硬化後の架橋密度の高低がきまる。適度な粘着性付与と糊残りの減少等とのバランスを考慮すると、アルケニル基の総量１モルあたりのヒドロシリル基の総量は、好ましくは０．３〜０．８モルであり、より好ましくは０．４〜０．７モルである。

次に、触媒（Ｃ）について説明する。触媒（Ｃ）であるヒドロシリル化触媒としては特に限定されず、ヒドロシリル化反応を促進するものであれば任意のものを使用できる。具体的には、塩化白金酸、白金−ビニルシロキサン錯体｛例えば、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３，−テトラメチルジシロキサン錯体や白金−１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン錯体）、白金−オレフィン錯体（例えば、Ｐｔ_ｘ（ＶｉＭｅ_２ＳｉＯＳｉＭｅ_２Ｖｉ）_ｙ、Ｐｔ［（ＭｅＶｉＳｉＯ）_４］_ｚ （但し、ｘ、ｙ、ｚは正の整数を示す））等が例示される。

これらのうちでも、触媒の活性の点からは、強酸の共役塩基を配位子として含まない白金錯体触媒が好ましく、白金−ビニルシロキサン錯体がより好ましく、白金−１，３−ジビニル−１，１，３，３，−テトラメチルジシロキサン錯体または白金−１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン錯体が特に好ましい。

触媒（Ｃ）の量は特に制限はないが、重合体（Ａ）によるアルケニル基の総量１モルに対して、好ましくは１０^−８〜１０^−１モルであり、より好ましくは１０^−６〜１０^−３モルである。前記範囲内であれば、適切な硬化速度、安定な硬化性、必要なポットライフの確保等が達成し易くなる。

なお、粘着シート１１の形成のための粘着剤組成物には、前記（Ａ）〜（Ｃ）の以外の成分を含んでいてもよい。それらの成分としては、粘着付与剤、接着付与剤、化合物（Ｂ）のための貯蔵安定剤、さらにその他の成分が挙げられる。

［検知電極］
検知電極１２は、被測定者からの生体電位信号を検知する。生体電位信号は微弱な電気信号であるため、検知電極１２は、高い導電性を要し、主成分として、金属または金属ペーストを用いる。なお、金属としては、金、銀、銅、または、アルミニウム等が挙げられ、金属ペーストとしては、銀ペーストまたは銅ペースト等が挙げられる。

また、検知電極１２の形状は、特に限定されるものではなく、検知した生体電位信号を取出端子１３に対して電気的に伝達できる形状であればよく、例えば、金属膜、または、メッシュ状若しくはストライプ状等の金属細線の集合パターン（例えば、金属層で形成されるパターン）が挙げられる。

また、検知電極１２の形成方法も特に限定されるものではない。例えば、材料が金属の場合、金属箔の貼合（例えば、金属膜の転写）またはスパッタリング・蒸着等の真空堆積が挙げられ、材料が金属ペーストの場合、スクリーン印刷またはインクジェット・ディスペンサーによる描画（すなわち、金属ペーストの吐出付着）等のプリンテッドエレクトロニクス技術によって、３０以上８０以下の比誘電率を有する、粘着シートに対して、検知電極１２が形成されても構わない。

［取出端子］
取出端子１３は、検知電極１２によって検知された生体電位信号を、生体電位信号測定装置（不図示）に対して電気的に送信させる。すなわち、取出端子１３は、生体用電極１０と生体電位信号測定装置との間を電気的に接続する電子部品である。

取出端子１３は、形状または電送方式等は特に限定されない。例えば、図１および図２に示される取出端子１３は、帯状で、生体電位信号測定装置に物理的にも電気的にも接続されている。そして、この取出端子１３は、帯状の表裏面のうちの一方面である裏面１３Ｎを、粘着シート１１における検知電極１２の配置面に覆わせることで、検知電極１２と電気的に接続し、その検知電極１２の検知した生体電位信号を生体電位信号測定装置に送信する（なお、取出端子１３において、検知電極１２に電気的に接続する面である裏面１３Ｎを電気的接続面１３Ｎと称する）。

このような生体用電極１０であると、生体電位信号測定装置に対して、確実に生体電位信号を送信する。

また、別例としては、図３および図４（図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図）に示される取出端子１３は、円状の板（円盤状、タブレット状）で、生体電位信号測定装置に物理的には接続されないものの、無線を通じて電気的に接続されている。そして、この取出端子１３は、板状の表裏面のうちの一方面である裏面（電気的接続面）１３Ｎを、粘着シートにおける検知電極１２の配置面に覆わせることで、検知電極１２と電気的に接続し、その検知電極の検知した生体電位信号を生体電位信号測定装置に送信する。

このような生体用電極１０は、小型化するだけでなく、いわゆるテレメトリー式になるため、生体電位信号測定装置に対して物理的なつながりを有さず、容易に取り扱える。

［補強シート］
補強シート１４は、粘着シート１１上の検知電極１２を保護するとともに、柔軟で撓みやすい粘着シート１１を補強する。そのために、補強シート１４は、一定以上の強度を有する材料で形成され、粘着シート１１の検知電極１２の配置面を覆う。その上、補強シート１４は、検知電極１２を覆うとともに、取出端子１３の表出面の一部を覆う。

例えば、図１および図２の生体用電極１０の場合、補強シート１４は、粘着シート１１の検知電極１２の配置面（内側面）１１Ｎを覆うとともに、その配置面１１Ｎ上における帯状取出端子１３の電気的接続面１３Ｎの反対面（表面）１３Ｔを覆う。このようになっていると、補強シート１４は、粘着シート１１上の検知電極１２を保護するとともに、粘着シート１１で取出端子１３の両面１３Ｎ・１３Ｔを挟み込む。そのため、取出端子１３が生体用電極１０から脱落しにくくなる。

また、図３および図４の生体用電極１０の場合、補強シート１４は、粘着シート１１の検知電極１２の配置面１１Ｎを覆うとともに、その配置面１１Ｎ上における円盤状取出端子１３の電気的接続面１３Ｎに対して立ち上がる側面１３Ｓを覆う。このようになっていると、補強シート１４は、粘着シート１１上の検知電極１２を保護するとともに、取出端子１３の外周面（側面１３Ｓ）を挟み込む。そのため、取出端子１３が生体用電極１０から脱落しにくくなる。

なお、補強シート１４の材料は、特に限定されるものではなく、粘着シート１１上の検知電極１２を保護するとともに、粘着シート１１の強度を補強できればよい。したがって、補強シート１４は、布類または紙類のような高い柔軟性を有しつつ、皮膚を傷つけないような材料であってもよいし、軽量で成型容易な樹脂材料、例えば、硬質樹脂材料であってもよいし、被測定者の形に対してフィットし易い軟質樹脂材料であってもよい。

例えば、硬質樹脂材料の場合、硬質プラスチックが挙げられる。また、軟質樹脂材料の場合、ポリエステル、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、または、ポリウレタン、アクリル等の高分子化合物が挙げられる。

なお、生体用電極１０は、人間または動物等の生物である被測定者に対して使用されることから、通気性等を担保させるべく、補強シート１４は、軟質な発泡体でもよい。このような発泡体の材料としては、ポリウレタンまたはアクリルポリマーが好適に使用される。なお、発泡体の構造は、連続気泡構造体であっても、単独気泡構造体であってもよい。

なお、補強シート１４の厚みは、生体電位信号の測定上、障害になるものではないので、電気的な測定の観点からも厚みの制約はないが、検知電極１２を保護し、粘着シート１１の柔軟性を補強する観点から、２０μｍ以上５００μｍ以下であると好ましい。また、例えば、図３および図４のように、取出端子１３が、補強シート１４の開孔周囲で挟み込まれるような場合、取出端子１３に対する接触面積を増やして補強シート１４への密着性を高める観点から、補強シート１４の厚みは、１５０μｍ以上５００μｍ以下であると好ましい。

以下、実施例（下記表１を参照）により具体的に説明するが、これらにより限定されるものではない。
［粘着シート用の樹脂組成物の作製方法］
以下の（Ａ）〜（Ｃ）を混合し、減圧（１０ｍｍＨｇ以下、１０分間）脱泡し、組成物（以下、組成物Ｄと称する）を作製した。

（Ａ）アリル末端ポリオキシプロピレン：５００ｇ
（商品名カネカサイリルＡＣＳ００３、カネカ製）
（Ｂ）ポリオルガノハイドロジェンシロキサン：３３ｇ
（商品名ＣＲ１００、カネカ製）
（Ｃ）ビス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン）白金錯 体触媒（白金含有率３ｗｔ％、キシレン溶液）：０．３０ｇ

［生体用電極の製造］
＜◆実施例１〜３＞
剥離紙の上に、組成物Ｄを表１の厚みとなるようにバーコーターで塗工させ、１２０℃６０分間熱処理させて、粘着シートを形成した。これにエポキシ樹脂をバインダーとする無溶剤型銀ペースト（株式会社スリーボンド製、商品名：ＴＢ３３０１）を、検知電極として、塗工させた。なお、塗工は、ディスペンサー（武蔵エンジニアリング製、機器名：ＭＬ−５０００Ｘ）を用いており、検知電極の形状は、線幅５０μｍ／厚み４０μｍ／線間隔４５０μｍとするメッシュ状とした。

さらに、導電性粘着材を塗工されたアルミ箔（３Ｍ製、商品名：ＡＬ−２５ＢＴ）を５×２０ｍｍの短冊状にして形成した取出端子を、検知電極に接触させるようにして、粘着シートに貼り合わせた。ただし、アルミ箔の全長方向における５ｍｍ分が粘着シートからはみ出すようにした。

そして、アルミ箔を貼り付けられた粘着シートの検知電極配置面に、ＰＥＴフィルム（東レ製、商品名：Ｓ１０−１２５μｍ）を貼り合わせた後、剥離紙を剥がし、それを、生理食塩水（大塚製薬工場製、商品名：大塚生食注）に１分間浸漬させ、生体用電極を製造した。

＜◆実施例４＞
組成物Ｄに、ルチル型酸化チタン粒子（石原産業製、商品名：ＴＴＯ−５５（Ａ））を組成物Ｄ中の（Ａ）に対して１００重量部添加し、十分に撹拌および脱泡したものを用いた。その後、生理食塩水に浸漬する以外は実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

＜◆実施例５＞
組成物Ｄに、ニオブ酸リチウム粒子（和光純薬製試薬）を、１次粒径が５μｍ以下となるように粉砕した後に、組成物Ｄ中の（Ａ）に対して１００重量部添加し、十分に撹拌および脱泡したものを用いた。その後、生理食塩水に浸漬する以外は実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

＜◇比較例１＞
生理食塩水に浸漬しない点以外は、実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

＜◇比較例２＞
粘着シートの厚みを５００μｍとした以外は、実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

＜◇比較例３＞
組成物Ｄに炭酸カルシウム粒子（日東粉化工業製、商品名：ＮＩＴＯＲＥＸ＃２３Ｐ）を、組成物Ｄ中の（Ａ）に対して１００重量部添加し、十分に撹拌および脱泡したものを用いた。その後、生理食塩水に浸漬する以外は実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

＜◇比較例４＞
組成物Ｄにアルミニウム粒子（東洋アルミ製、商品名：ＴＦＳ−Ａ０５Ｐ）を、組成物Ｄ中の（Ａ）に対して１００重量部添加し、十分に撹拌および脱泡したものを用いた。その後、生理食塩水に浸漬する以外は実施例１と同様にして、生体用電極を製造した。

［生体電位信号検出電極の評価方法］
誘電率は、組成物Ｄを硬化・成形した後の状態で検知電極を付着させる前に測定した。測定はＨＰ製インピーダンスアナライザー４１９２ＡにＫｅｙｓｉｇｈｔ製誘電体測定用電極１６４５１Ｂを取り付けて、１ＭＨｚの周波数で行った。

［生体電位信号検出可否の評価］
評価は心電測定を採用した。心電測定用チップ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ製、商品名：ＡＤ８２３２）を用いて、両腕・右足の３点測定を行った。実施例毎・比較例毎で、生体用電極を３つ使用した。信号は有線で取り出し、オシロスコープで波形を確認し、心電信号を表示したものについて○とし、それ以外を×とした。

［耐久性の評価］
実施例に関しては、生体用電極を６０℃／９０％ＲＨの環境試験機に１００時間放置し、取り出した後に上記と同様の評価を行った。

実施例１と比較例１とから、粘着シートの誘電率が、３０以上８０以下の比誘電率の範囲における所定値としていると、生体用電極として機能することがわかった。さらに、実施例１〜３と比較例２とから、比誘電率の範囲が前記の範囲であっても、粘着シートの厚みが２０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲外で厚くなってしまうと、誘電性よりも絶縁性の影響が大きくなり、生体用電極として機能しなくなることがわかった。

また、実施例１と、実施例４および５と、比較例３とから、生理食塩水のような液体材料以外の固体材料の誘電体材料であっても、単体としての固有の比誘電率で５０以上を有する固体材であれば、粘着シートの誘電率制御を行え、生体用電極を製造できた。すなわち、単体としての固有の比誘電率が、低い誘電率材料を添加しただけでは、比較例３のように、生体用電極としての機能は発揮しなかった。

また、比較例４におけるアルミニウム粒子は高い導電性を有する。そのため、粘着シート単体としての厚み方向の電気抵抗率が４５００Ωｃｍから０．２Ωｃｍにまで低下するものの、アルミニウムは、粒子状のため、広い表面積を有することになり、それに起因して、粘着シートを形成する樹脂の吸水量の影響で酸化する。そのため、比較例４の生体用電極は、生体電位信号を検出できなかった。

１０ 生体用電極
１１ 粘着シート
１１Ｔ 貼付面
１１Ｎ 内側面［反対面］
１２ 検知電極
１３ 取出端子［取出部］
１３Ｎ 電気的接続面
１３Ｓ 取出端子の側面
１４ 補強シート

Claims (12)

1. 被測定者に貼り付ける粘着シートと生体電位信号を検知する検知電極とを含む生体用電極にあって、
   前記検知電極は、前記粘着シートの被測定者の外表面への貼付面に対する反対面上に配置され、
   前記粘着シートは、厚みを２０μｍ以上２５０μｍ以下、比誘電率を３０以上８０以下とする生体用電極。
2. 前記粘着シートに添加される誘電率材料は、５０以上の比誘電率を有する請求項１に記載の生体用電極。
3. 前記粘着シートは、１，０００ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上の水蒸気透過率を有する請求項１または２に記載の生体用電極。
4. 前記粘着シートは、シリコーン変成ポリエーテルを主成分として形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体用電極。
5. 前記粘着シートは、以下の（Ａ）〜（Ｃ）を含有する請求項４に記載の生体用電極。
   （Ａ）分子中にアルケニル基を有するポリエーテル系重合体
   （Ｂ）分子中にヒドロシリル基を有するオルガノハイドロシロキサン化合物
   （Ｃ）白金−ビニルシロキサン触媒
6. 前記検知電極は、金属細線の集合パターン、または、金属膜である請求項１〜５のいずれか１項に記載の生体用電極。
7. 前記検知電極は、金属ペースト製である請求項６に記載の生体用電極。
8. 前記検知電極にて検知した生体電位信号を生体電位信号測定装置用に取り出す取出部が含まれており、
   前記取出部は、帯状で、
   その帯状の表裏面のうちの一方面が前記粘着シートの前記検知電極の配置面を覆う請求項１〜７のいずれか１項に記載の生体用電極。
9. 前記検知電極にて検知した生体電位信号を生体電位信号測定装置用に取り出す取出部が含まれており、
   前記取出部は、板状で、
   その板状の表裏面のうちの一方面が前記粘着シートの前記検知電極の配置面を覆う請求項１〜７のいずれか１項に記載の請求項１〜６のいずれか１項に記載の生体用電極。
10. 前記粘着シートに対する補強シートが含まれており、
    前記補強シートは、前記検知電極を覆うとともに、前記取出部の表出面の一部を覆う請求項８または９に記載の生体用電極。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の生体用電極を含む生体電位信号測定装置。
12. 被測定者に貼り付ける粘着シートと生体電位信号を検知する検知電極とを含む生体用電極の製造方法にあって、
    厚み２０μｍ以上２５０μｍ以下で、３０以上８０以下の比誘電率を有する前記粘着シートに対して、金属ペーストの吐出付着、または、金属膜の転写により、前記粘着シート上に、前記検知電極を形成させる生体用電極の製造方法。
    

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