JP6785856B2 - 生体用電極、及び生体用電極の形成方法 - Google Patents
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Description
この発明は、不分極性を維持したまま、低廉化が図れる生体用電極を提供することを目的とする。
この構成では、不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀を有する塩化銀担持体を含む電極膜から構成されているので、不分極電極膜内での塩化銀の露出面積の総量が所定量である不分極電極膜を得ようとした場合に、特許文献1に記載の銀/塩化銀を含む不分極電極膜に比べて、銀の総量を低減させることができる。これにより、不分極性を維持したまま、低廉化が図れる。
[1]第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係る生体用電極を示す図解的な平面図である。図2は、図1のII-II線に沿う図解的な断面図である。
生体用電極1は、保護膜2と、主電極膜3と、不分極電極膜4と、導電性ゲル膜5と、剥離フィルム6と、リード線7と、リード線保護膜8とを含んでいる。
剥離フィルム6は、不分極電極膜4における主電極膜3とは反対側の表面のほぼ全面に形成されている。剥離フィルム6としては、剥離紙(離型紙)、フッ素フィルム、片面または両面にシリコーン系または非シリコーン系(メラミン系、アクリル系等)の離型剤を塗布したポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等が用いられる。剥離フィルム6は、生体用電極1を使用する際には、剥がされる。
平面視が一方向に長くかつ幅が前述した電極保護部2Aの幅と等しい細長矩形の保護膜形成用部材(保護膜2を形成するための部材)を用意する。また、平面視が一方向に長くかつ幅が保護膜形成用部材の幅とほぼ等しい細長矩形のリード線保護膜形成用部材(リード線保護膜8を形成するための部材)を用意する。
そして、まず、前記保護膜形成用部材の一方の表面(図2では下面)に、前記積層電極膜を、その主電極膜形成用部材側の表面を対向させた状態で接合する。次に、積層電極膜における不分極電極膜4側の表面に、剥離フィルム付きゲルシートを、その導電性ゲル膜5側の表面が対向した状態で接合する。
次に、主電極膜形成用部材におけるリード線が接合されている側の表面(図2では下面)であって、保護膜形成用部材におけるリード線保護部予定領域と対向する領域に、リード線保護膜形成用部材を、その樹脂膜82側の表面が対向した状態で、リード線7を覆うように接合する。
前述の第1の実施形態では、不分極電極膜4は、担体と当該担体に担持された塩化銀とからなる塩化銀担持体を含む電極膜から構成されている。そのため、不分極電極膜4内での塩化銀の露出面積の総量が所定量である不分極電極膜を得ようとした場合に、特許文献1に記載の銀/塩化銀を含む不分極電極膜に比べて、銀の総量を低減させることができる。これにより、不分極性を維持したまま、低廉化が図れる。
[2]第2の実施形態
図3は、本発明の第2の実施形態に係る生体用電極を示す図解的な平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う図解的な断面図である。
第2の実施形態に係る生体用電極1Aは、前述の第1の実施形態に係る生体用電極1と同様に、保護膜2と、主電極膜3Aと、不分極電極膜4と、導電性ゲル膜5と、剥離フィルム6と、リード線7と、リード線保護膜8とを含んでいる。第2の実施形態に係る生体用電極1Aにおける保護膜2、不分極電極膜4、導電性ゲル膜5、剥離フィルム6、リード線7およびリード線保護膜8の形状および構成は、それぞれ第1の実施形態に係る保護膜2、不分極電極膜4、導電性ゲル膜5、剥離フィルム6、リード線7およびリード線保護膜8の形状および構成と同じである。
主電極膜3Aは、保護膜2の電極保護部2Aと同じ平面形状を有している。主電極膜3は、この実施形態では、銀を含む電極膜から構成されている。このような電極膜は、例えば、銀ペースト(銀インキ)から形成することができる。リード線7は、保護膜2における樹脂膜22側の表面(図4では下面)に、その基材71側の表面を対向させた状態で接合されている。リード線7の大部分は、平面視において、保護膜2のリード線保護部2Bの樹脂膜22側の表面の幅中央部を通るように配置されているが、リード線7の電極保護部2A側の一端部は、保護膜2のリード線保護部2Bを超えて電極保護部2A側に配置されている。
導電性ゲル膜5は、不分極電極膜4における主電極膜3Aとは反対側の表面のほぼ全面に形成されている。剥離フィルム6は、不分極電極膜4における主電極膜3Aとは反対側の表面のほぼ全面に形成されている。リード線保護膜8は、保護膜2のリード線7が形成されている側の表面(図4では下面)に、その樹脂膜82側の表面を対向させた状態で、リード線7を覆うように接合されている。これにより、リード線7は、主としてリード線7の上面を覆う保護膜2と、主としてリード線の下面を覆うリード線保護膜8とによって被覆されている。
平面視が一方向に長くかつ幅が前述した電極保護部2Aの幅と等しい細長矩形の保護膜形成用部材(保護膜2を形成するための部材)を用意する。また、平面視が一方向に長くかつ幅が保護膜形成用部材の幅と等しい細長矩形のリード線保護膜形成用部材(リード線保護膜8を形成するための部材)を用意する。
そして、まず、前記保護膜形成用部材の一方の表面(図4では下面)に、リード線7を、その基材71側の表面を対向させた状態で接合する。この際、リード線7の大部分が保護膜2のリード線保護部2Bの樹脂膜22側の表面の幅中央部を通り、リード線7の電極保護部2A側の一端部がリード線保護部2Bを超えて電極保護部2A側に突出するように、リード線7は配置される。
最後に、保護膜形成用部材およびリード線保護膜形成用部材を、それぞれ保護膜2およびリード線保護膜8の形状となるように、パターニングする。これにより、図3および図4に示される生体用電極1Aが得られる。
[3]不分極電極膜形成用の塩化銀ペースト
不分極電極膜4を形成するために用いられる塩化銀ペーストは、この実施形態では、バインダー樹脂と、担体に塩化銀が担持されてなる塩化銀担持体とを含む。このような塩化銀ペーストは、塩化銀担持体を含んでいるので、不分極性を有している。
[3.1]バインダー樹脂
バインダー樹脂としては、たとえば、熱可塑性樹脂を使用できる。具体的には、バインダー樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、又はポリビニルアルコール樹脂等を使用できる。ポリエステル樹脂としては、例えば、日本合成化学株式会社製の溶剤可溶型ポリエスターTP−220、TP−217、TP−249、TP−235、TP−236、TP−290、TP−270、LP−035、LP−033、LP−050、LP−011、LP−022、TP−219、ユニチカ株式会社製のエリーテルUE3220、UE3223、UE3230、UE3231、UE3400、UE3500、UE3200、UE9200、UE3201、UE3203、UE3600、UE9600、UE3660、UE3690、UE3210、UE3215、UE3216、UE3620、UE3240、UE3250、東亜合成株式会社製のアロンメルトPES310S30、又はPES360HVXM30等を使用できる。
[3.2]塩化銀担持体
塩化銀担持体は、担体と、当該担体に担持された塩化銀とからなる。
[3.2.1]担体
担体の材料としては、金属(銀以外の金属であることが好ましい)、非金属、有機物、又は無機物等の各種材料を使用できる。バインダー樹脂中に塩化銀担持体を分散させやすくするためには、塩化銀担持体をバインダー樹脂内で沈殿させないようにすることが好ましい。この観点から、担体としては、バインダー樹脂に近い密度を有しているものが好ましい。また、担体としては、塩化銀を担持させやすく、低コストのものがより好ましい。
[3.2.2]塩化銀担持体の実施例1
塩化銀担持体の実施例1は、シリカ(二酸化ケイ素)に塩化銀が担持された塩化銀担持シリカである。
図5は、ゲル化法シリカからなるシリカの図解的な粒子構造の一例を示す模式図である。ゲル化法シリカからなるシリカ102は、例えば、複数の一次粒子(骨格粒子)103Aが、ブドウの房状に集まって二次粒子103を構成したような粒子構造を有している。
塩化銀担持シリカは、例えば、次のような製造方法によって製造される。この製造方法は、銀化合物を溶液に溶解させることにより、銀化合物溶液を生成するステップと、銀化合物溶液を用いて、シリカ(細孔の内面を含む)に銀化合物を担持させるステップとを含む。銀化合物としては、硝酸銀、又は塩化銀等が用いられる。
[3.2.2.1]塩化銀担持シリカの実施例1
塩化銀担持シリカの実施例1は、ゲル化法シリカであるシリカ(サイリシア710(商品名) 富士シリシア化学株式会社製)と当該シリカに担持された塩化銀(AgCl)とを含む。実施例1の塩化銀担持シリカでは、シリカ(二酸化ケイ素)の含有量は61重量%であり、塩化銀含有量は39重量%である。また、実施例1では、シリカの比表面積は397m2/gであり、シリカの平均粒子径は2.9μmである。
[3.2.3]塩化銀担持体の他の製造方法
なお、塩化銀担持体は、担体に銀を被覆した後、塩化処理することによって、製造することもできる。担体に銀を被覆する方法としては、特許文献2,3等に記載された方法を用いることができる。
[3.3]塩化銀ペーストの製造方法の実施例
塩化銀担持体が塩化銀担持シリカである場合の塩化銀ペーストの製造方法の実施例について説明する。
化銀の担持量は、0.1重量%以上80重量%の範囲内の任意量である。
次に、MEK(メチルエチルケトン)と酢酸エチルとトルエンとの混合溶剤(混合比 1:1:1)25gを、前記容器内に投入して、塩化銀担持シリカ粉末と混合した。
この後、バインダー樹脂(溶剤可溶型ポリエスターLP−035(固形分40%) 日本合成化学株式会社製)50gを前記容器内に投入し、攪拌した。具体的には、攪拌機(プライミクス株式会社製のTKホモデイスパーMODEL2.5)を使用し、3500r/minの回転速度で、攪拌を10分間行った。これにより、粉末凝集のない流動性のある塩化銀ペーストが得られた。
また、攪拌機としては、プロペラ型攪拌機等の前述の攪拌機とは異なるタイプの攪拌機を用いてもよい。
[3.4]塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストの利点
塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストは、次のような利点を有している。
・塩化銀は凝集しやすい(分散性が低い)のに対して、シリカは凝集しにくい(分散性が高い)という性質を有している。このため、塩化銀担持シリカは、塩化銀に比べて分散性が高く、凝集しにくい。これにより、塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストでは、塩化銀(塩化銀担持シリカ)が凝集しにくくなる。
・塩化銀担持シリカは、シリカ(細孔の内面を含む)に塩化銀が担持されている。これにより、塩化銀ペースト中の塩化銀の総量が所定量である塩化銀ペーストを得ようとした場合に、塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストでは、従来の銀/塩化銀ペーストに比べて、塩化銀の表面積を増加させることが可能となる。これにより、分極抑制効果を向上させることができる。
・塩化銀担持シリカは、シリカ(細孔の内面を含む)に塩化銀が担持されている。これにより、塩化銀ペースト内での塩化銀の露出面積の総量が所定量である塩化銀ペーストを得ようとした場合に、塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストでは、従来の銀/塩化銀ペーストに比べて、塩化銀(または銀)の量を低減させることが可能となり、低廉化が図れる。
・塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストでは、シリカの細孔(空隙)内に担持されている塩化銀には光が入射されにくい。したがって、塩化銀担持シリカを用いた塩化銀ペーストは、従来の銀粒子および微粒子塩化銀を含む銀/塩化銀ペーストに比べて耐光性の向上化が図れる。
〔まとめ〕
発明の態様2に係る生体用電極は、上記の態様1において、前記主電極膜が、基材と前記基材の一表面に形成された金属膜を有する。
発明の態様3に係る生体用電極は、上記の態様1において、前記主電極膜が、金属膜からなる。
発明の態様4に係る生体用電極は、上記の態様2または3において、前記金属膜が、金属蒸着膜、金属スパッタ膜および金属メッキ膜のうちから任意に選択された1つである。
発明の態様5に係る生体用電極は、上記の態様2から4の何れかにおいて、前記金属膜が、銀からなる。
発明の態様6に係る生体用電極は、上記の態様1において、前記主電極膜が、銀を含む電極膜またはカーボンを含む電極膜からなる。
発明の態様7に係る生体用電極は、上記の態様1から6の何れかにおいて、前記主電極膜における前記不分極電極膜とは反対側の表面に形成された保護膜をさらに含む。
発明の態様8に係る生体用電極は、上記の態様1から7の何れかにおいて、前記導電性ゲル膜における前記不分極電極膜とは反対側の表面に形成された剥離フィルムをさらに含む。
発明の態様9に係る生体用電極は、上記の態様1から8の何れかにおいて、前記担体は、シリカである。
発明の態様10に係る生体用電極は、上記の態様1から9の何れかにおいて、前記主電極膜に一端部が電気的に接続されたリード線をさらに含む。
発明の態様11に係る生体用電極は、順に、主電極膜と、不分極電極膜と、導電性ゲル膜と、を含み、前記不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀を有する塩化銀担持体を含む電極膜から構成されている。
発明の態様12に係る生体用電極の形成方法は、主電極膜を形成するステップ(S10)と、前記主電極膜の一表面に不分極電極膜を形成するステップ(S20)と、前記不分極電極膜における前記主電極膜が形成された側とは反対側の表面に導電性ゲル膜を形成するステップ(S30)と、を含み、前記不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀とを有する塩化銀担持体を含む電極膜から構成されている。
発明の態様13に係る生体用電極の形成方法は、主電極膜を形成するステップ(S10)と、前記主電極膜の一表面に導電性ゲル膜を形成するステップ(S20)と、前記導電性ゲル膜における前記主電極膜が形成された側とは反対側の表面に不分極電極膜を形成するステップ(S30)と、を含み、前記不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀とを有する塩化銀担持体を含む電極膜から構成されている。
2 保護膜
2A 電極保護部
2B リード線保護部
21 不織布
22 樹脂膜
3,3A 主電極膜
31 基材
32 金属膜
4 不分極電極膜
5 導電性ゲル膜
6 剥離フィルム
7 リード線
71 基材
72 金属膜
8 リード線保護膜
81 不織布
82 樹脂膜
Claims (10)
- 主電極膜と、
前記主電極膜の一表面に形成された不分極電極膜と、
前記不分極電極膜における前記主電極膜とは反対側の表面に形成された導電性ゲル膜とを含み、
前記不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀とを有する塩化銀担持体を含む電極膜から構成されており、
前記担体は、シリカであり、
前記シリカの細孔容積は、0.2ml/g以上2.0ml/g以下であり、
前記シリカの比表面積は、20m2/g以上1000m2/g以下であり、
前記塩化銀は前記シリカの細孔の内面を含む領域に担持されている、生体用電極。 - 前記主電極膜が、基材と前記基材の一表面に形成された金属膜を有する、請求項1に記載の生体用電極。
- 前記主電極膜が、金属膜からなる、請求項1に記載の生体用電極。
- 前記金属膜が、金属蒸着膜、金属スパッタ膜および金属メッキ膜のうちから任意に選択された1つである、請求項2または3に記載の生体用電極。
- 前記金属膜が、銀からなる請求項2〜4のいずれか一項に記載の生体用電極。
- 前記主電極膜が、銀を含む電極膜またはカーボンを含む電極膜からなる、請求項1に記載の生体用電極。
- 前記主電極膜における前記不分極電極膜とは反対側の表面に形成された保護膜をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の生体用電極。
- 前記導電性ゲル膜における前記不分極電極膜とは反対側の表面に形成された剥離フィルムをさらに含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の生体用電極。
- 前記主電極膜に一端部が電気的に接続されたリード線をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の生体用電極。
- 生体用電極の形成方法であって、
主電極膜を形成するステップと、
前記主電極膜の一表面に不分極電極膜を形成するステップと、
前記不分極電極膜における前記主電極膜が形成された側とは反対側の表面に導電性ゲル膜を形成するステップと、を含み、
前記不分極電極膜は、担体と前記担体に担持された塩化銀を有する塩化銀担持体とを含む電極膜から構成されており、
前記担体は、シリカであり、
前記シリカの細孔容積は、0.2ml/g以上2.0ml/g以下であり、
前記シリカの比表面積は、20m2/g以上1000m2/g以下であり、
前記塩化銀は前記シリカの細孔の内面を含む領域に担持されている、生体用電極の形成方法。
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