JP7430201B2 - 生体電極の製造方法 - Google Patents
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Description
シリコーンゴム及び前記混合銀粉体を含有する導電性ゴム体を形成する工程と、
を有する、生体電極の製造方法。
本発明の実施の形態の生体電極の製造方法によって得られた生体電極は、シリコーンゴムと銀粉を含有する導電性ゴム体を有する。生体電極は、必要に応じて導電性基材を更に有してもよい。生体電極が導電性基材を有する場合、導電性基材上に導電性ゴム体を有する。生体電極を構成する導電性ゴム体は、当該導電性ゴム体中に銀粉が均等に分散しているため、歪に伴う経時的な抵抗値の上昇が抑制されている。生体電極を構成する導電性ゴム体の形状は特に限定されず、層状、ブラシ状、凹凸形状など、測定対象物の種類・表面形状に応じて、所望の形状とすることができる。このような生体電極は、被験者の身体への密着性が良好であり、やわらかい肌触りで長時間密着させていても不快感を生じにくく、被験者の身体との安定した接触を維持できる。また、ブラシのような立体形状であっても、高い導電性を発現し、ノイズの少ない安定した測定が可能である。また、ゲル等を使用する必要がないので、ドライ条件での測定においても安定に測定でき、使用方法も簡易である。
本発明の実施の形態に係る生体電極の製造方法は、凝集状の銀粉にフュームドシリカを添加して混合し、銀粉とフュームドシリカとが分散した混合銀粉体を得る工程と、シリコーンゴム及び混合銀粉体を含有する導電性ゴム体を形成する工程と、を有する、生体電極の製造方法である。
次に、本発明の実施の形態に係る生体電極用ゴムについて説明する。本実施の形態に係る生体電極用ゴムは、シリコーンゴムと凝集状の銀粉とフュームドシリカを少なくとも含む生体電極用ゴムである。そして、生体電極用ゴムは、凝集状の銀粉100質量部に対して、フュームドシリカを1~5質量部含むものである。凝集状の銀粉とは、形状が鱗片状のフレーク状の銀粉を含まず、例えば、複数の粒子状の一次粒子が三次元状に凝集した銀粉を挙げることができる。生体電極用ゴムは、フレーク状の銀粉を更に含むことが好ましい。凝集状の銀粉とフレーク状の銀粉の配合比率(質量比)は、1:5~5:1であることが好ましい。本実施の形態に係る生体電極用ゴムとして、例えば、これまでに説明した生体電極の製造方法によって製造された導電性ゴム体を挙げることができる。本実施の形態に係る生体電極用ゴムは、歪に伴う経時的な抵抗値の上昇が抑制されている。次に、本発明の実施の形態に係るゴム電極について説明する。本実施の形態に係るゴム電極は、上記した生体電極用ゴムからなるゴム電極である。実施の形態に係るゴム電極として、例えば、これまでに説明した生体電極の製造方法によって製造された生体電極を挙げることができる。
下記配合量で混合した試料を分散機(家庭用ミル)で2分間分散させることにより、銀粉及びフュームドシリカを含む混合銀粉体1~4を調製した。なお、混合銀粉体1~4の調製に用いた下記純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」)は、その調製時において凝集状の銀粉であった。
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」) 100質量部
・疎水性フュームドシリカ(日本エアロジル社製「G-35AEROSIL R972」、平均一次粒子径16nm) 1質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」) 100質量部
・親水性フュームドシリカ(日本エアロジル社製「G-35AEROSIL 200」、平均一次粒子径12nm) 1質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」) 100質量部
・疎水性フュームドシリカ(日本エアロジル社製「G-35AEROSIL R972」、平均一次粒子径16nm) 2質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」) 100質量部
・親水性フュームドシリカ(日本エアロジル社製「G-35AEROSIL 200」、平均一次粒子径12nm) 2質量部
混合銀粉体1及び2のそれぞれを、篩目開きが45μm又は100μmの篩を用いて篩分けして、各篩を通過する粉体の質量割合(以下、「篩通過率」をいう)を算出した。なお、それぞれの粉体を篩分けする際には、篩を手でゆすりながら木槌で篩側面を叩くことによって行った。篩通過率試験の結果を図9に示す。
下記配合成分を遠心撹拌機で30秒間混合し、150℃で10分間プレス架橋(一次架橋)し、次いで150℃で30分間オーブン架橋(二次架橋)し、シリコーンゴムからなる実施例1の生体電極を作製した。実施例1の生体電極は、端面の直径が10mmで軸方向の長さが5mmの円柱状となるように成形した。また、作製した生体電極は10%NaCl水溶液に浸漬し、121℃、2気圧の条件で1時間加熱・加圧処理を行った。実施例1の生体電極を「導電性ゴム体1」とする。下記配合成分における純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「FA-2-3」)は、その調製時においてフレーク状の銀粉であった。
(導電性ゴム体1の配合成分)
・室温硬化型液状シリコーンゴム(信越化学工業社製「KE-106」、「CAT-RG」を10:1で混合したもの) 100質量部
・上記混合銀粉体3 150質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「FA-2-3」) 150質量部
・シリコーンオイル1(信越化学工業社製「KF-6015」 10質量部
・シリコーンオイル2(信越化学工業社製「KF-6106」 10質量部
下記配合成分を下記配合成分に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施例2の生体電極を作製した。実施例2の生体電極を「導電性ゴム体2」とする。
(導電性ゴム体2の配合成分)
・室温硬化型液状シリコーンゴム(信越化学工業社製「KE-106」、「CAT-RG」を10:1で混合したもの) 100質量部
・上記混合銀粉体4 150質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「FA-2-3」) 150質量部
・シリコーンオイル1(信越化学工業社製「KF-6015」 10質量部
・シリコーンオイル2(信越化学工業社製「KF-6106」 10質量部
下記配合成分を下記配合成分に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施例2の生体電極を作製した。比較例1の生体電極を「導電性ゴム体3」とする。
(導電性ゴム体3の配合成分)
・室温硬化型液状シリコーンゴム(信越化学工業社製「KE-106」、「CAT-RG」を10:1で混合したもの) 100質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「G-35」) 150質量部
・純銀粒子(DOWAエレクトロニクス社製「FA-2-3」) 150質量部
・シリコーンオイル1(信越化学工業社製「KF-6015」 10質量部
・シリコーンオイル2(信越化学工業社製「KF-6106」 10質量部
実施例1、2及び比較例1における生体電極の体積抵抗率[Ω・cm]を下記のような測定方法によって測定した。体積抵抗率の測定結果を図10に示す。なお、図10に示す体積抵抗率の値は、各生体電極を作製した後、当該各生体電極に対して荷重等を付与せず速やかに測定した値である。
実施例1、2及び比較例1における生体電極に対して、以下の方法で荷重の付加を行い、荷重付加終了直後より各生体電極の体積抵抗率[Ω・cm]を経時的に測定した。生体電極の体積抵抗率の測定は上記した通りである。端面の直径が10mmで軸方向の長さが5mmの円柱状となるように成形した各生体電極に対して、1kgfの荷重を10,000回加えた。なお、荷重の付加サイクルは5,760回/hとした。体積抵抗率の測定結果を図11に示す。
11 導電性基材
12 導電性ゴム体
13 信号伝送部材
14 生体
15 被覆線
151 芯線
152 被覆材
16 フレキシブルプリント基板
161 ベースフィルム
162 導体箔
17 絶縁層
21 円盤
22 突起部
22a 突起体
30 生体電極
31,32 抵抗率測定部材
33,34 測定用電極
35 定電流電源
36 電圧計
37,38 サンプル配置箇所
221a 本体部
222a 先端部
Claims (5)
- 凝集状の銀粉にフュームドシリカを添加して混合し、前記銀粉と前記フュームドシリカとが分散した混合銀粉体を得る工程が、一次粒子の平均粒子径が4μm以上8μm以下の銀粉が三次元状に凝集した凝集状の前記銀粉100質量部に対して、前記フュームドシリカを1~5質量部添加し、分散機を用いて凝集状の前記銀粉を解砕、分散させる工程を含み、前記混合銀粉体を得る工程と、
シリコーンゴム及び前記混合銀粉体を含有する導電性ゴム体を形成する工程と、
を有する、生体電極の製造方法。 - 前記フュームドシリカとして、疎水性フュームドシリカを用いる、請求項1に記載の生体電極の製造方法。
- 前記導電性ゴム体を形成する工程において、室温硬化型の液状シリコーンゴムに前記混合銀粉体を添加して銀粉含有ペーストを調製し、得られた前記銀粉含有ペーストを硬化させて前記導電性ゴム体を形成する、請求項1又は2に記載の生体電極の製造方法。
- 前記導電性ゴム体を形成する工程において、層状の形状を有する前記導電性ゴム体を形成する、請求項1~3のいずれか一項に記載の生体電極の製造方法。
- 前記導電性ゴム体を形成する工程において、ブラシ状の形状を有する前記導電性ゴム体を形成する、請求項1~3のいずれか一項に記載の生体電極の製造方法。
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