JPH0326777A

JPH0326777A - 導電性接着材料

Info

Publication number: JPH0326777A
Application number: JP1149288A
Authority: JP
Inventors: L Sharekh Clyde; クライド・エル・シャリク; J Berezika Anthony; アンソニー・ジェイ・ベレジカ
Original assignee: Bristol Myers Squibb Co; ER Squibb and Sons LLC
Current assignee: Bristol Myers Squibb Co; ER Squibb and Sons LLC
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1991-02-05
Also published as: CA1332010C; EP0401416A1; US4860754A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は導電性接着材料、更に詳しくは、良好な接着性
、凝集性、ゴム弾性および導電性を有し、生体医療用電
極における接着手段としての使用に好適な接着材料に関
する。

発明の構成と効果本発明は、たとえば生体医療用電極の接着手段として用
いる改良した導電性接着材料を提供するものである。か
かる接着材料は、アルコール類および多価アルコール類
から選ばれる低分子可塑剤、該低分子可塑剤に溶解する
高分子水溶性架橋性ポリマー、、該低分子可塑剤および
高分子水溶性架橋性ポリマー、に粘着付与するのに十分
量の非架橋性ポリビニルピロリドン、および当該接着材
料に導電性を付与するのに十分量の電解質ドーパント（
ｄｏｐａｎｔ）から成る。

本発明の導電性接着材料は、添付図面第１図に示される
、公知の生体医療用電極への使用に好適である。第１図
において、生体医療用電極ｌＯは、雷極板１２（これは
極板ブローブ（探触子）らしくはエレメント（素子）で
あってもよい）と、これに一体化したウェブ状またはフ
ォーム状材料の支持層１４を包含する。支持層１４は通
常、電極板ｌ２より直径が大きく、これによって、電気
および接着目的に皮膚との比較的に広い接触領域を付与
することができる。第１図から明らかなように、電極板
ｌ２は実際に支持層ｌ４の中へ延びていてしよい。支持
層ｌ４の皮膚側の面に、導電性接着材料ｌ６が接触して
いる。また電極】Ｏは必要に応じて、支持層ｌ４と導電
性接着材料ｌ６の間に公知の導電性フィルム（図示せず
）を介在していてもよい。別法として、支持層１４を導
電性フィルムに代えてもよい。なお、第１図には生体医
療用電極の一例が示されているが、導電性接着材料を必
要とする他の電極の設計および適用が本発明によって有
利に実現されることが認められよう。

本発明の導電性接着材料の利点は、優れた電気持外、凝
集性および接着性を持つ、非常に柔軟でゴム弾性のゲル
状物質として機能し、しかも、含水率が約１０〜２０重
量％、好ましくはそれ以下であることである。一般に、
この種の接着材料の導電性および多くの場合そのゴム弾
性は、該材料に配合される水の鼠によって多いに左右さ
れる。

従来の接着材料は高い含水量（たとえば５０重量％以」
二）に頼らざるをえず、一般に、水は周囲大気へ乾燥蒸
発する傾向にある。従って、かかる従来の接着材料を使
用する場合、導電性および／またはゴム弾性の損失を回
避するため、厳重な包装や貯蔵が必要である。これに対
し、本発明の導電性接着材料は、その含水量が約２０重
量％であるので、水蒸発の傾向が少なく、安定性が大で
ある。

ポリビニルピロリドンは従来の導電性接着剤に見られる
戊分で、組戊物調製に配合する基本ポリマー、または増
粘剤として用いられている。このようにポリビニルピロ
リドンか基本ポリマー、である組成物においては、一般
にアビエチン酸などの粘着付与剤が配合され、組戊物に
接着特性を付与する。意外にも、粘着付与剤を要するこ
とか知られているポリマー、／可塑剤ブレンド物にポリ
ビニルピロリドンを加えると、優れた接着性および凝集
性を持つゲル状ポリマー、物質が生成ケる。このポリビ
ニルピロリドンの使用は、所望特性を与える架橋したポ
リマー、を利用するものである。意外にも、本発明の接
着材料において、非架橋性ポリビニルピロリドンは粘着
付与剤と同様に機能することがわかった。

本発明の導電性接着材料は、アルコール類および多価ア
ルコール類から選ばれる低分子可塑剤を包含する。可塑
剤としての使用に好適なアルコール類は、比較的に室温
で揮発しないことが必要で、すなわち、水より高い蒸気
圧を有しなければならない。アルコール類の具体例は、
イソオクチルアルコール、デカノールなどである。また
可塑剤としての使用に好通な多価アルコール類としては
、ポリエチレングリコール類、メトキシポリエチレング
リコール類、プロピレングリコール、高級アルキルグリ
コール類およびグリセリンが挙げられ、グリセリンが好
ましい。可塑剤は約４０００以下の分子量を有すること
が好ましい。低分子可塑剤の配合量は通常、接着材料全
量中約４０〜９２重量％、好ましくは５０〜７０重量％
である。

本発明で用いる高分子水溶性ポリマー、は、化学的架橋
および／またはイオン架橋を受け易く、かつ上記可塑剤
に溶解するものでなければならない。

上記架橋の一方または他方によって、接着材料に所望粘
度が付与される。適当なポリマーは通常、４０００以上
の分子量を有し、ゼラチン、ポリエチレンオキシド類お
よびポリビニルアルコール類が例示される。分子量約２
００００〜１０８０００のポリビニルアルコール類が好
ましく、約８８％加水分解した分子量約７８０００のポ
リビニルアルコールが最も好ましく、それは接着材料に
優れた柔軟性を付与するためである。高分子ポリマー、
の配合遣は通常、接着材料金贋中約２〜５４重屯％、好
ましくは約２〜１０重瓜％である。

本発明での使用に好適な非架橋性ポリビニルピロリドン
は、約１．　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ〜３　６　０　０　０　０
，好ましくは１００００の分子量を存ずる。非架橋性ポ
リビニルピロリドンの配合量は、接着材料全攪中約１〜
５３重量％、好ましくは約５〜３（ｌ量％に設定すべき
である。

本発明で用いる電解質ドーパントは、所望の導電性を付
与し、かつ接着材料の物理的特性に干渉しない有機また
は無機のイオン性塩であってよい。

かかる塩はまた、心電計電極に用いる場合、付随する除
細動過負荷を急速に回復しうるちのでなければならない
。本発明にあって、無機イオン性塩、特に無機ハライド
塩が電解質ドーバンｌ・とじて適合ケる。イオン性塩は
、塩化ナトリウム、塩化カリウムまたは塩化銀なとの一
価塩、あるいは塩化マグネシウム、酢酸マグ不シウム、
塩化亜鉛、酢酸亜鉛、塩化カルシウムまたは塩化鉄など
の多価塩であってよく、塩化マグネシウムが好ましい。

電解質ドーパントとして塩化マグネンウムなどの多価塩
が好ましいが、それは上記ポリビニルアルコール類など
の多数の高分子水溶性ポリマー、とイオン架橋しうるか
らである。塩化マグネシウムなどの多価塩が、電解質お
よび架橋剤として二元機能を果たす場合、別途架橋剤の
添加は任意となる。

電解質ドーパント■配合量は通常、接着材料全量中約５
〜５７重量％、好ましくは約１０〜３５重量％である。

また電解質ドーパントは水を含有していてらよい。たと
えば、好ましいドーパンｉ・とじては、水和物、すなわ
ち含水率約５０　　ＣＦｔ％の塩化マグネシウム・６水
和物（ＭｇＣＱｔ・６ＨｔＯ）が挙げられる。加えて、
電解質として用いる永和塩または非水和塩は水溶液であ
ってよい。水を含むドーパント（すなわち、水和物およ
び／または水溶液の塩）の場合、塩と水の重量比は、約
ｔｉｔ〜ｌ：４０にすべきである。たとえば、一例とし
てドーパントは、１０重潰％の水に２０重量％の塩化マ
グネンウム・６水和物（１０重量％のｔＶＬｇｃＱｔと
！０重量％の水からなる）の水溶液である。かかるドー
パント組成は、本発明の電解質における好ましい塩／水
比ｌ：２の例である。

別法として、ドーバントに関係なく、導電性や粘度など
の必要上、水を加えることができる。いずれの場合でも
、本発明の導電性接着材料中の全水量は一般に、接着材
料全量中約４０重量％以下、好ましくは約１０〜２０重
量％である。

本発明によれば、電解質ドーパントが一価塩、すなわち
高分子ポリマー、にイオン架橋しない塩であるとき、架
橋剤を加えて接着材料の粘度を上げる必要がある。化学
的架橋剤の例としては、ホウ酸、ホウ酸ナトリウムなど
が挙げられ、これらの添加量は、接着材料全量中約０．
１〜５重量％である。架橋剤はそれ自体水和物あるいは
溶液状態で加えることができる．，使用する架橋剤はポ
リビニルピロリドンに架橋せず、また放射線架橋法は用
いない。

本発明の導電性接着材料を調製するには、通常の混合機
、たとえばブラベンダー・チャールズ・ロス・アンド・
サン社製、その他の混合機を用いて、各威分を混合する
ことかできる。場合によっては、減圧下で作動しつるミ
キサーを用いて、得られる接着材料のボイドを除くこと
が望まれる。

一般的な調製では、グリセリンなどの可塑剤をミキサー
に入れ、混合しながらポリビニルピロリドンと高分子ポ
リマー、（たとえばポリビニルアルコール）、を加える
。これらの成分を通常室温で５〜１５分間混合した後、
加熱してさらに約９０〜ｌ２０゜Ｃで混合を行う。これ
らの成分を約１５分間加熱撹拌すると、次に電解質ドー
パントおよび要すれば架橋剤をゆっくりと加える。この
２つの成分は、結晶体または溶岐状態で加えることかで
きる。ドーパントおよび架橋剤の添加が終わると、全配
合戊分をやや減圧下で５〜ｌＯ分間加熱（７０〜９０゜
Ｃ）混合し、次いで混合機から取出し、冷却する。

各成分の割合を調整することにより、導電性や柔軟性を
変えた、本発明の技術的範囲に属する多数の接着材料を
得ることができる。本発明接着材料は、低需要（ｌｅｓ
ｓ　　ｄｅｍａｎｄｉｎｇ）ハイインピーダンス接地板
やＴＥＮＳ電極領域に容易に適合するばかりでなく、心
電計電極用の厳しい工業規格のＡＡＭＩ（Ａｓｓｏｃｉ
ａｔｉｏｎ　　ｆｏｒｔｈｅ　　Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎ
ｔｏｒＭｅｄｉｃａｌ　　Ｉ　ｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔ
ｉｏｎ；医療４具の推進協会）標準に十分合格するもの
である。加えて、心電計電極は極めて低いノイズ値を持
つ。

次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に何ら制限されろものではない
。

実施例１下記成分を用い、以下の手順に従って本発明の導電性接
着材料を凋製する。

央汁　　　　　　　　　　　　　　　重量％グリセリン
　　　　　　　　　・・・・・・５５．５ポリビニルア
ルコール（エアー・プロダクツ社製、Ｖｉｎｏｌ　　Ｓ
−５２３、８８％加水分解、ＭＷ．７　８　０　０　０
）　　　　　　　　　　・・・・・・　４．５ポリビニ
ルピロリドン（ＧＡＦ社製、ＰＶＰ　　Ｋｌ５、Ｍ．Ｗ
．　Ｉ　Ｏ　０　０　０）　　　　　・・・・・・　９
．０塩化マグネシウム・６水和物（　Ｍ　ｇ　Ｃ　１２
　ｚ・６　１−１　，０）　　　　　　　　　　　　　
　・・・・・・２０　０水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・・・・１０．０ホウ酸ナトリウム・ｌ
Ｏ永和物（　Ｎ　ａ　ｔ　Ｂ　４　０　？・１０Ｈｔｏ
）　　　　　　　　　　　　・・・・・・　１、０上記
グリセリン（２２２ｇ）を混合機へ室点にて入れ、約１
　９　Ｏ　ｒｐｍで混合しながら、これにポリヒニルピ
ロリドン（３６ｙ）、次いでポリビニルアルコール（１
８９）を加える。これらの３成分を約５分間屋合する。

混合を継続しながら、得られる混合物を約１００〜１２
０℃に加熱する。同温度で約１５分の屁合後、ホウ酸ナ
トリウム・ｌＯ永和物／水（１　：Ｉ　ｏ）の溶液４４
ｇをゆっくりと加えた後、塩化マグネシウム・６水和物
結晶（８０ｇ）を加える。この２つの添加戊分を約ｌＯ
分の混合にわたって分散せしめ、この間温度を約９０℃
に下げる。次いで５分間混合を続けた後、混合物を取出
す。これを冷却すると、混合物は柔軟でゴム弾性のゲル
状コンシステンシーを呈し、良好な接着性および凝集性
を有する。

このようにして得られる接着材料をＡＡＭＩ心電計電極
試験機で、試験したところ、周波数１０Ｈｚで３０５オ
ームの初期インピーダンスを有することがわかり、これ
は除細動回復後の満足な２１０オームインピーダンスよ
り大であった。この接着材料のＡＡＭＩ試験データを下
記表１に示す。

？施例２実施例ｌの操作に従って、電気外科の接地板電極または
ＴＥＮＳ電極に好適な導電性接着材料を凋製ずる。この
接着材料の成分は以下の通りである。

嫉■　　　韮ユ互グリセリン　　　　・・・・・・　５ｏゼラチン　　　
　　・・・・・・　ｌ５ポリビニルピロリドン（ＧＡＰ
社製、ＰＶＰＫ−９０、Ｍ．Ｗ．３　６　０　０　０　
０）　・川＝−　　１　５塩化マグネシウム・６水和物
（ＭｇＣ（２ｔ・６ＨｔＯ）　　　　・・・・・・　１
０水　　　　・・・・・・　　１０実施例ｌの周波数１０Ｈｚに対して、実施例２の接着材
料を５００ＫＩ−１ｚ〜２ＭＨｚの周波数で試験したと
ころ、１０３オーム・ｃＩＩ１の体積抵抗率を有してい
た。

実施例３実施例Ｉの操作に従い、かつ予めゲル化した（すなわち
、製造工程でホウ酸ナトリウムと反応させ？おく）ポリ
ビニルアルコールを用いて、心電計電極に好適な導電性
接着材料を調製する。この接着材料の成分は以下の通り
である。

嗟■　　　　｛１覧グリセリン　　　　・・・・・・　５０ポリビニルアル
コール（エアー・ブロダクッ社製、Ｖｉｎｏｌ　　ＮＭ
−Ｓ　１，　Ｍ．Ｗ．７　８　０　０　０、予めゲル化
）・・・・・・　　３ポリビニルピロリドン（ＧＡＦ’社製、ＰＶＰＫ−１５
、Ｍ．Ｗ．ｌＯ０００）　　・・・・・　　７塩化マグ
ネシウム・６水和物（　Ｍ　ｇ　Ｃ　（ｌ　ｔ・６■］
，Ｏ）・　　　・・・・・・　２０水　　　　・・・・・・　２０この接着材料は、ＡＡＭＩ試験機による周波数１０Ｈｚ
でのインピーダンス値は２５０オームであった。

実施例４〜８実施例ｌの操作に従って、本発明の技術的範囲に属する
、下記表２に示す組成の他の接着材料を調製する。

これらの接着材料について、実施例ｌと同様に１０Ｈｚ
で試験したところ、下記表３に示すインピーダンス値が
得られた。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は生体医療用電極の一例を示す正面簡略図であっ
て、１０：生体医療用電極、１２・電極板、ｌ４：支持
層、１６：接着材料。

Claims

【特許請求の範囲】

１．非揮発性アルコール類および多価アルコール類から
選ばれる低分子可塑剤、該低分子可塑剤に溶解する高分子水溶性架橋性ポリマー
、非架橋性ポリビニルピロリドンからなる粘着付与剤、お
よび当該接着材料に導電性を付与するのに十分量の電解質ド
ーパントから成ることを特徴とする導電性接着材料。
２．低分子可塑剤が、ポリエチレングリコール類、メト
キシポリエチレングリコール類、プロピレングリコール
、高級アルキルグリコール類およびグリセリンから選ば
れる分子量約４０００以下の多価アルコールであって、
その配合量が接着材料全量中約５０〜７０重量％である
請求項第１項記載の接着材料。
３．高分子水溶性架橋性ポリマーが、分子量約４０００
以上の、ゼラチン、ポリビニルアルコール類およびポリ
エチレンオキシド類から選ばれ、その配合量が接着材料
全量中約２〜１０重量％である請求項第１項記載の接着
材料。
４．高分子水溶性架橋性ポリマーが、分子量約２０００
０〜１０８０００のポリビニルアルコールである請求項
第３項記載の接着材料。
５．非架橋性ポリビニルピロリドンの分子量が約１００
００〜３６００００であって、その配合量が接着材料全
量中約５〜３０重量％である請求項第１項記載の接着材
料。
６．電解質ドーパントが、塩化ナトリウム、塩化カリウ
ムおよび塩化銀から選ばれるイオン性一価塩、または塩
化マグネシウム、酢酸マグネシウム、塩化亜鉛、酢酸亜
鉛、塩化カルシウムおよび塩化鉄から選ばれる水和しう
る多価塩であって、その配合量が接着材料全量中約１０
〜３５重量％である請求項第１項記載の接着材料。
７．接着材料全量中約４０重量％以下、好ましくは約１
０〜２０重量％の水を配合した請求項第１項記載の接着
材料。
８．電解質ドーパントの中に塩と水が存在し、塩と水の
重量比が約１：１〜１：４０、好ましくは約１：２であ
る請求項第７項記載の接着材料。
９．約５５重量％のグリセリン、約５重量％の８８％加水分解した分子量約７８０００の
架橋性ポリビニルアルコール、約９重量％の分子量約１００００の非架橋性ポリビニル
ピロリドン、約１重量％のホウ酸ナトリウム・１０水和物、約２０重
量％の塩化マグネシウム・６水和物、および上記塩化マグネシウム・６水和物に含まれる水を除く、
約１０重量％の水を均質混合した請求項第１項記載の接着材料。
１０．電気医療装置に電気接続した電極板または極板プ
ローブもしくはエレメント；該電極板に一体化し、かつ
電極板より直径が大きい支持層；および皮膚と接する該
支持層の主要面に接触し、電極板または極板プローブも
しくはエレメントと皮膚の物理的および電気的接触を維
持する導電性接着手段から成る人体解剖皮膚と電気医療
装置の電気接続を行なうための生体医療用電極において
、上記導電性接着手段が、非揮発性アルコール類および多価アルコール類から選ば
れる低分子可塑剤、該低分子可塑剤に溶解する高分子水溶性架橋性ポリマー
、非架橋性ポリビニルピロリドンからなる粘着付与剤、お
よび当該接着材料に導電性を付与するのに十分量の電解質ド
ーパントから成る導電性接着材料であることを特徴とする生体医
療用電極。