JPH0370323B2 - - Google Patents

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JPH0370323B2
JPH0370323B2 JP58006545A JP654583A JPH0370323B2 JP H0370323 B2 JPH0370323 B2 JP H0370323B2 JP 58006545 A JP58006545 A JP 58006545A JP 654583 A JP654583 A JP 654583A JP H0370323 B2 JPH0370323 B2 JP H0370323B2
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polymer
electrically conductive
water
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Teii Kyaharan Patoritsuku
Jei Peroo Jeimuzu
Etsuchi Jebun Aran
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Medtronic Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 説 明 先行技術の背景 本発明は、電気導電型組成物自体およびそれら
の組成物を導電性インターフエースとして用いる
電極に関する。更に具体的に云うと、本発明は被
験者の皮膚と電気的接触を確立するためこゝに説
明されている導電型組成物を利用した生物医学的
電極に関する。その結果、その好ましい実施例に
おいては本発明は、皮膚に適用するための医用電
極を指向する。皮膚電極は種々の型のものがあ
り、送信電極としても、または感知又は監視電極
としても使用できる。非常に多くの種類の設計構
成がこれらの種類の電極のために過去において与
えられており、それらはすべて本発明に応用でき
る。
生物医学的電極のための種々の電気導電型組成
物は技術上周知である。一般的に云つて、それら
の組成物は、電流を伝導し被験者の皮膚と電極自
体との間の電気的接続を改善又は確立することを
期待されているペースト、クリーム又はゲルから
なる。導電型組成物にはヒドロゲルが特に一般的
になつている。一部のヒドロゲルは自己粘着性で
さえある。即ち、それらのヒドロゲルは固有の性
質として粘着性がある。
あらゆる見地からみて、即ち電気導電性、粘着
性、凝集性、たわみ性などの見地からみて完全に
満足な既知の組成物は１つもない。
本発明の電気導電型組成物は総合的にみて先行
技術の組成物より一層満足すべきものである。更
に、本発明の電気導電型組成物は容易にすつかり
乾燥してしまう傾向を示さない。それらの組成物
は相互浸透重合体網状組織（interpenetrating
polymer network）として知られる独特の構成
に基づいている。そのような網状構造物はこれま
では導電型組成物の形成に用いることは考えられ
たことはなく、特にこゝに述べてある好ましい用
途、即ち医用電極に用いることは考えられたこと
はなかつた。
こゝに述べてある目的のためには、相互浸透重
合体網状構造物は２つの重合体が組合されて網状
構造の形をなしており、これは特定の体積を占め
単一相を与えるが、本質的には一次化学結合によ
つて接続されてはいない。こゝに言及されている
網状構造物は、水溶性重合体の水溶液の存在下に
おいて水溶性単量体から橋かけ（交叉）結合重合
体を合成することによつてつくられ、その結果で
きる相互浸透性重合体網状構造物中に第１重合体
の量に比べてはるかに多い量の第２重合体が存在
する。
相互浸透網状構造物に関する追加情報は、L.
H.スパーリングが“モダーンプラスチツクス
（Modern Plastics）”誌1981年10月号に発表した
論文“相互浸透重合体網状構造物−新らしい熱可
塑物”のなかに見出すことができ、その論文の内
容はこゝに参考のために組み入れられている。
こゝに用いられている“適合性がある”という
語は、一般的には、本発明のバルク導電型組成物
又は材料のたわみ性について云う。それらの材料
は、それらの材料又は電極が付着される皮膚又は
それと同種類のものに適合して皮膚又はそれと同
種類のものに対して主要な接触表面積を与えるの
に十分なほどのたわみ性をもつものでなければな
らない。
“凝集性のある”という語は、導電型組成物又
は材料の内部完全性（internal integrity）を云
う。一般的に云つて、導電性材料は自立性（self
−supporting）をもち、電極が皮膚又はそれと同
種類のものから取り除かれた場合に導電型材料が
無傷のまゝ残り皮膚の上に好ましくない残留物を
残さないようにするために、皮膚又はそれと同種
類のものに対する粘着力より強い凝集力を有しな
ければならない。
発明の目的 本発明の目的は、湿気の喪失に対して特に抵抗
性のある新しい種類の生体相和性重合体（及びそ
れを使用する電極）を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、生物医学電極と皮
膚との間の接触を設定するのに特に適している新
規の導電性、粘着性、適合性ある重合体を提供す
ることである。
発明の要約 本発明の導電性組成物は本質的には親水性橋か
け（交叉）結合重合体、好ましくはＮ−スルフオ
ヒドロカーボン置換アクリルアミド、および湿潤
剤および水と混合された有機親水性非橋かけ（交
叉）結合重合体とを含む相互浸透重合体網状構造
物からなる。この重合体の分子量は少くとも1800
程度が好ましく、約5000又は5100が特に便利であ
るが、分子量は決定的な重要性をもつものではな
く、広い範囲にわたつて変えてもよい。
本発明の組成物の２つの重要な成分が相互浸透
重合体網状構造物（IPN）を形成する。これらの
成分は上述した重合体である。
第１の重合体又は重合体成分は少くとも１つの
（通常は１つだけの）親水性、交叉結合重合体で
あり、こゝに参考のため組み入れてある米国特許
第4136078号に説明されている種類のＮ−スルフ
オヒドロカーボン置換アクリルアミドであること
が好ましい。これらの重合体は下記の式で表わさ
れる少くとも１つの重合体単位を含む。
但し、R1は水素又は（下記に定義するような）
低級（lower）アルキル基であり、R2は二価又は
三価炭化水素基である。こゝに用いられている″
炭化水素″という語は（脂肪族および環状脂肪族
置換芳香族および芳香族置換脂肪族および環状脂
肪族を含む）脂肪族、環状脂肪族および芳香族基
を含む。それはまた環が分子の他の部分によつて
完成される環状基をも含む。即ち、任意の２つの
示された置換基が一緒になつて１つの環状炭化水
素基を形成することができる。
置換された炭化水素、アルキルアリル、アルキ
レン、アリレンなどの基は、本発明の炭化水素、
アルキル、アリル、アルキレン、アリレンなどの
基と全く同等のものであり、本発明の一部と考え
られる。″置換された″というのは、その基の反応
性の特質を著しく変化させない置換基を含む基を
意味する。
Ｎ−スルフオヒドロカーボン置換アクリルアミ
ド類における炭化水素又は置換炭化水素基がエチ
レンおよびアセチレン不飽和状態になく、含まれ
る炭素原子が約30個以下であることが好ましく、
炭素原子が約12個以下であることが望ましい。低
級（lower）炭化水素基が特に好ましい。この場
合″低級″という語は最高７個の炭素原子を含む基
を意味する。更に好ましいのは、それらが低級ア
ルキレン又はアリレン基であり、最もしばしばア
ルキレンであることである。
式において、Ｍは水素又は陽イオンの１当量で
あり、通常は水素又はアルカリ金属である。R1
はすでにその意味を明らかにしたように水素又は
アルキルであるが、水素又はメチルであることが
好ましく、通常は水素である。R2は任意の二価
又は三価炭化水素基でよいが、低級アルキレン又
はアリレンであることが好ましく、通常は低級ア
ルキレンである。本発明の好ましい実施例では
R2は下記の通りである。
但し、R3は水素又は低級アルキル基であり、
R4は低級アルキル基であり、スルフオン酸基が
置換されていないメチレン炭素に付着されてい
る。これらの重合体は、下記の酸類又はそれらの
塩類が例である対応する単量体Ｎ−スルフオヒド
ロカーボン置換アクリルアミド単独の、又は他の
重合可能ビニル単量体と組合わせての重合によつ
て得られる。
２−アクリルアミドエタンスルフオン酸 CH2＝CHCONHCH2CH2SO3H ２−アクリルアミドプロパンスルフオン酸 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスル
フオン酸 ３−メタクリルアミドプロパンスルフオン酸 ４−メタクリルアミドシクロヘキサンスルフオ
ン酸 ２−アクリルアミド−２−フエニルエタンスル
フオン酸 ２−アクリルアミド−２−フエニルプロパンス
ルフオン酸 ４−アクリルアミドベンゼンスルフオン酸 ５−アクリルアミドベンゼン−１，３−ジスル
フオン酸 経済性、調製および重合の容易さおよび有効性
の立場からみると、最も望ましい重合体は２−ア
クリルアミド−２−メチル−プロパンスルフオン
酸又はその塩類の重合体である。下記に用いた場
合″Ｎ−スルフオヒドロカーボン−置換アクリル
アミド″という語は一般にこの種の化合物を云う
のであつて、上記の酸およびその塩類、特にその
ナトリウムおよびカリウム塩類が特に好ましいと
いう理解のもとに用いられている。
本発明の組成物に用いられるＮ−スルフオヒド
ロカーボン置換アクリルアミド重合体は、ホモ重
合体又は共重合体であつてさしつかえなく、後者
は重量でＮ−スルフオヒドロカーボン置換アクリ
ルアミド単位の少くとも５％を含み少くとも約50
％含むことが好ましい。他の単量体又は単量体類
の独自的性質は、その重合体が水溶性でなければ
ならない、又は安定した水溶懸濁液をつくるもの
でなければならないという点を除けば決定的な重
要性はない。最も有用な重合体は、不飽和酸（例
えばマレイン酸）又はその誘導体、特にアクリル
酸又はメタクリル酸又はその塩又はアミド、特に
アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチル
アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドおよ
びその他の同種類のものを約５−95％、好ましく
は約５−50％、最も望ましくは約５−30％含む
（好ましい）ホモ重合体および共重合体である。
Ｎ−スルフオヒドロカーボン置換アクリルアミ
ド重合体は水溶液として調製される。重合は水を
溶媒とする系（aqueous systems）に用いられる
代表的な開始剤、特に過酸化物類、過硫酸塩類、
過硫酸塩−重亜硫酸塩およびそれと同じ種類のも
のによつて促進してもよい。２−アクリルアミド
−２−メチルプロパンスルフオン酸のアルカリ金
属塩類は重合開始剤がなくても重合することがで
きる。
少量の連鎖移動剤の存在下で重合を行うことが
有利なことが時にはあり、この連鎖移動剤はそれ
を用いずに製造した場合より分子量がより一様な
重合体を作る傾向がある。適当な連鎖移動剤は当
業技術者には周知である。
第１重合体成分はＮ−スルフオヒドロカーボン
置換アクリルアミド類の場合と同様に固有の厚さ
を有することが好ましいが、これは必要ではな
い。第１重合体成分として使用できるその他の重
合体の例としてはヒドロキシメチルメタクリレー
トおよびアクリル酸カリウム重合体がある。
本発明の組成物及び相互浸透性重合体網状組織
の第２重合体成分は固有の厚さを有する有機非橋
かけ（交叉）結合親水性重合体を含む。この種類
の最も好ましい非橋かけ結合重合体は、50％水溶
液GOODRITE（登録商標）Ｋ−732として市販さ
れているポリアクリル酸である。第２重合体成分
として有用な重合体のその他の例としてはポリビ
ニルピロリドン、および非橋かけ結合形で上記に
言及した種々のＮ−スルフオヒドロカーボン置換
アクリルアミド重合体がある。
相互浸透重合体網状組織（構造物）に粘着性の
ある非橋かけ結合親水性第２重合体成分を含める
と、第１重合体成分によつて与えられるかもしれ
ない何らかの粘着性とともに本発明の組成物の粘
着性を与える。しかし、第１重合体成分もまたす
でに指適したように粘着性を有することが好まし
い。
上記に示したように、相互浸透網状構造物は、
下記に詳細に説明するように第２重合体成分の存
在下において第１重合体成分を重合し橋かけ（交
叉）結合することによつて形成される。
上述した第１および第２重合体成分によつて形
成される相互浸透網状構造物に加えて、本発明の
構成物はまた本質的に湿潤剤を含む。応用できる
好ましい除湿剤としてはグリセリン、プロピレン
グリコール、ソルビトール、プロピレングリコー
ルがある。その他の非揮発性アルコール類を湿潤
剤として用いてもよい。湿潤剤の唯一の要件はそ
れが材料と適合し、上述したような粘着性、適合
性および導電性を維持するように或る範囲の含水
量を保つということだけである。
本発明の組成物の残分は本質的に水からなる
が、その水は蒸留又は脱イオン化又はその他それ
に類似する処理をする必要はないが、そのような
処理をすることは好ましいことである。いかなる
水でもよいが、その水は少くとも医用に供するた
め運搬可能でなければならない。通常は本発明に
よる組成物の含水量はその組成物が調製され乾燥
された後で重量で約12−45％程度である。好まし
い方法による調製の期間中には、含水量は調製を
容易にするため比較的高くなるようにわざと準備
しておき、乾燥させて、好ましくは（oven）
で乾燥させて所望の範囲にまで減少させる。ま
た、高湿度条件にさらされると、組成物は水を吸
収し、含水量が50％にも上昇することがある。従
つて、こゝで含水量と云う場合には、特に別に説
明がなければこゝで云う含水量とは最初に調製さ
れ乾燥された組成物の含水量を云う。
一般的に云つて、本発明の組成物を調製するに
際しては、湿潤剤および水は相互浸透網状構造物
を形成する期間中存在するように含まれている。
本発明の組成物は絶対に必要な成分を下記の範
囲（使用している単位はすべて重量百分比）で含
んでいる。
相互浸透重合体網状構造物（IPN）−約25〜75
％。約55％が好ましい。
湿潤剤−約５−50％。約30％が好ましい。
水−残りの部分。
IPNの２つの重合体成分の相対的量について
は、第１成分は約80％〜約90％の割合で存在する
ことがきわめて好ましく、第２成分は約10％〜約
20％の割合で存在することがきわめて好ましい。
しかし一般的に云つて、第１成分はIPN中に少く
とも約35％の量が存在しなければならず、約50％
以上の量がより好ましい。
組成物全体からみた場合の２つの重合体成分の
相対的量については、第１重合体成分は約24％〜
74％の範囲内で存在することが好ましく、約45％
がより好ましく、第２成分は約１％〜40％の範囲
内で存在することが好ましく、約10％がより好ま
しい。
これらの組成物はまた少量の触媒開始剤を含む
が、これはこれらの組成物の最終的性質について
は重要な意味はもたない。
当業技術者にとつては明らかなように、本発明
の組成物の成分の特定最小量および特定相対量
は、組合せられる特定成分および組成物の使用目
的によつてかなり変化する。一般的に云うと、意
図する特定目的に適した材料の凝集性、たわみ
性、導電性、自立性、適合性体をつくるそれらの
量を選択する必要がある。
相互浸透重合体網状構造物、湿潤剤、水、即ち
絶対に必要な成分および種々の開始剤に加えて、
本発明の組成物は例えばその再加湿能を改善し、
硬化速度を変え、熱安定性を高めることによつて
その特性を変えるその他の適合性のある成分を含
んでもよい。これらの添加物としては粘土、白
堊、繊維ガラスおよび炭素などの充填物、および
ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロ
キシトルエン、安息香酸ナトリウムなどの酸化防
止剤、その他が含まれる。
上述したように、生物医学的電極とともにイン
タフエースとして用いるために、本発明の最も好
ましい実施例は相互浸透重合体網状構造物の橋か
け結合重合体として２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルフオン酸の塩を用いており、ナ
トリウム、カリウムおよびリチウム塩が代表的で
あり、ナトリウム塩が現在市場で最も入手しやす
い。好ましい有機非橋かけ結合親水性重合体はポ
リアクリル酸である。好ましい湿潤剤はグリセリ
ンである。
下記の範囲内でこれらの成分を含む組成物が生
物医学的電極に用いるために好ましい（％は組成
物全体のうちの％である）。
重合した２−アクリルアミド−２ −メチルプロパンスルフオン酸又 はその塩類のうちの１つ。
ナトリウム塩は約24−74％がきわ めて好ましく、約45％が好まし い。
ポリアクリル酸約１−40％、約10 ％が好ましい。
INP全体に おける％ 約25〜75％ グリセリン約５−50％、 約30％が好ましい。
メチレンビス−アクリルアミド 橋かけ（交叉）結合剤……約５％まで 約0.1％が好ましい。
水……残分 発明の概要説明 本発明の目的は、前述した通り、生物医学電極
に使用できる導電粘着性組成物を提示することで
ある。その粘着性物質は、電気導電性、粘着性、
凝集性、柔軟性といつた優れた特性を持ち、さら
に保存しても乾燥しにくいヒドロゲルである。こ
の組成物によつて、予め表面を粘着加工した安価
な導電性シート材を使用して、電極を製造するこ
とが出来る。使用者は、その電極を購入し、裏側
の紙をはがして、それを直接患者の皮膚に貼りつ
けるだけである。その粘着性物質は保存しても乾
燥しにくいという特性を持つため、電極は簡単に
患者の皮膚に貼り付き、患者の皮膚とモニター装
置との間に必要な導電性結合を保つことができ
る。これは、従来の電極に比べると著しい進歩で
ある。従来の電極は、皮膚との導電性を図るため
にペースト、クリーム、ゲルなどを塗らなければ
ならず、さらに、医療用テープあるいは別の接着
剤を使つて電極を患者の皮膚に固定しなければな
らない。
本発明の化学組成物は相互浸透重合体網状組織
として知られる形状を有している。相互浸透重合
体網状組織はどちらも網状の組織形態をもつた２
つの重合体が密接に組み合わさつたものであり、
少なくともどちらかがもう１方のすぐそばに合成
あるいは交叉結合されている。重合体混合物とは
異なり、２つの重合体の間には、誘導共有結合は
存在しない。
相互浸透重合体網状組織は膨張する傾向がある
が、溶剤に溶けだすことはなく、変形したり流れ
出したりしにくい性質を有する。本発明に使用さ
れている独特な相互浸透重合体網状組織は、単量
体もしくは２つの単量体の前重合体
（prepolymers）を水溶液中の交叉結合剤（cross
−linking agents）と結合させて形成された同時
相互浸透の網状組織である。この相互浸透重合体
網状組織の第１重合体成分は交叉結合された親水
性物質である。特に、重合され交叉結合されたＮ
−スルフオヒドロカーボン置換アクリルアミドで
ある。状に記載した数多くの化学物質が明細書に
挙げられている。この重合体成分によつて、この
成分から形成される組成物は必要な凝集力の大部
分を与えられるので、電極を患者の皮膚から取り
はずす際に、皮膚に残留物を残さずにきれいに取
りはずすことが出来る。第２重合体成分もまた親
水性で本質的に粘着性をもつが交叉結合されてい
ないので、組成物に対し必要な粘着特性を与える
ことができ、電極を患者の皮膚にしつかりと固定
する役目を果たす。
しかし、２つの重合体だけがその組成物の唯一
の構成要素ではない。生物医学電極にこの組成物
を使用する際に必要な導電性をもたらすために
は、水が必須の要素である。相互浸透重合体網状
組織の２つの重合体成分はともに親水性を持つの
で、水は容易に網状の組織に吸収される。組成物
の中の水の含有量を維持しておくために、たとえ
ば、この組成物を使用している医療用電極を保存
する場合など、湿潤剤もまた欠くことのできない
要素である。
従つて、本発明は、特有の物質的特性を持つ成
分の組み合わせに関するものであり、それらが、
医療電極用接着剤にふさわしい物質特性を生じる
ためにどのように相関しているかに関するもので
あると言える。本発明は特定の化学物質あるいは
化学反応に深く関わるものではない。なぜなら、
すでに知られている種々な化学物質がもし必要な
物質特性を持つているのであれば、それらを本発
明を成立させるために使うことができるからであ
る。
特定の好ましい実施例の説明 本発明の組成物の好ましい用途は、生物医学的
電極用のインタフエース材料としてそれらを用い
ることである。この用途においては、組成物は被
験者の皮膚と種々の医用電子装置との間に効率的
効果的な信号伝送を行う。
本発明の組成物およびそれを用いた電極は、皮
膚と接触するための組成物の一様な構成と均質性
および皮膚への、又は皮膚からの一様な電流密度
の通過に加えて、皮膚と一緒に動くための一定量
のたわみ性および適合性を有するとともに、皮膚
との接触を維持するための固有の粘着性を有する
ことを意図している。本発明の組成物を用いた電
極は取り扱いが容易であり、効果的な動作寿命を
有し、すつかり乾燥してしまうことがなく、被験
者に刺激を与えない。
上記に指適したように、本発明は種々の型、形
および構成の医用電極に特に向いている。こゝで
は代表的な例を示すために、皮膚電極１０は一般
的な矩形構成の１つを示してある。
電極１０は皮膚と接触させるためのたわみ性、
粘着性および導電性部材１２を含む。部材１２の
組成は本発明による。導電性部材１４ａおよび絶
縁外装又は被覆１４ｂを含む電気導線手段１４は
電気的に部材１２と接触している。
第１図〜第３図に示してある電極の実施例はま
た支持物又は裏材１８を含み、その主目的は基板
のための保護および支持部材を提供することであ
る。好ましい裏材の材料はポリエチレンフオーム
（foam）である。１つのそのような材料は米国オ
ハイオ州のペインズビルにあるアベリインターナ
シヨナル社の一部門であるフアツソン社から
MED416の商品名で市販されている。この材料は
アクリル型の粘着性物質で被覆された４ポンド密
度の橋かけ（交叉）結合ポリエチレンフオームで
ある。このフオームの厚さは１インチの1/16であ
る。しかし、種々の厚さを使用してもよい。この
フオームは必ずしも粘着性物質で被覆する必要は
ない。という訳はこのフオームは多くの場合上記
に指適したように固有の粘着性を有する基板に容
易に付着するからである。
好ましい実施例は裏材１８としての粘着性物質
被覆フオーム１８、ステンレススチール箔電流分
配部材１６および基板部材１２を用いている。基
板部材は種々の厚さにすることができるが、約．
05〜．250インチが好ましい。特定の使用目的に
とつて電気抵抗が大きすぎない限り寸法は決定的
な重要性はもたないので、上記より厚くしてもよ
い。
動作させて使用する場合には、電極１０は導電
性基板１２が直接に皮膚と接触するようにあてが
われる。基板１２は粘着性を有するので、電極１
０を皮膚に継続的に接触させておくために別の粘
着テープ又はその他の別の確保手段は必要ない。
基板を長期間露出又は使用した場合には、それを
水又はアルコールでぬぐつてその粘着性を高めて
もよい。所望する電極適用の種類に応じて皮膚へ
の、又は皮膚からの電気信号は基板部材１２、電
流分配部材１６および線１４ａを含む電気導線１
４を介して伝導される。線１４ａはそれと裏材１
８との間に保持されることによつて分配部材１６
と接触することが好ましい。
伝送型配置では、導線１４は外部装置（図示さ
れていない）から電気信号を受信する。この信号
は電流分配部材１６内に伝導され、次にこの部材
１６はその信号を導電性基板１２内に伝導する。
この方法によつて電流密度は基板１２の面積全体
に一様に分配され、次には基板１２と接触してい
る皮膚表面に一様に伝送される。感知又は監視配
置においては、電気の流れの方向は逆になる。即
ち、電気の流れは皮膚から始まり、基板１２、分
配部材１６、導線の線１４ａを通つて適当な医用
電子監視装置（図示されていない）へ伝導され
る。
さて、第４図および第５図を参照すると、好ま
しい電極構成が示されている。電極は電気導線１
４により接触されている隆起したリブ１８ａを含
む炭素を充填した導電性シリコーンゴム支持体１
８を含んでいる。支持体１８の底部には本発明の
組成からなる基板１２が付着されている。この組
成物は粘着性、導電性、柔軟性、適合性および凝
集性を有するように作られている。組成物固有の
粘着性によつて付着している。
代表的な場合には、約50％の炭素をシリコーン
ゴムと混ぜると適当な支持体ができるが、この量
は決定的な重要性はもつていない。導電性支持体
がえられるならばいかなる量でも一般的に云つて
満足すべきものである。
銀およびそれと同種類のものなどの他の導電性
充填剤を用いてもよい。また、固有の導電性を有
する、又は充填によつて導電性を与えられるエラ
ストマー材料のようなシリコーンゴム以外の材料
を用いてもよい。
また、支持体部材１８はアルミニウム又はステ
ンレススチール箔などの薄いたわみ性のある導電
性材料でもよく、それに基板１２が直接に付着さ
れ、次に導線１４が箔部材に付着される。
すでに示したように、導電性基板部材１２の組
成物は本発明独特のものである。上述したよう
に、それは好ましくは重合した２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン（AMPS）酸
又はその塩類のうちの１つおよびポリアクリル酸
の相互浸透重合体網状構造物を含む。相互浸透重
合体網状構造物のほかに、この組成物は、好まし
い形でたわみ性のある薄板状本体を形成するため
湿潤剤（グリセリンが好ましい）および水を含
む。相互浸透網状構造物を形成するため、第１重
合体成分として橋かけ結合共重合体を用いてもよ
い。共重合体はまた第２重合体成分としても使用
できる。追加の重合糊稠剤およびそれと同種類の
ものを組成物に混ぜてもよいが、通常はそれらは
必要ない。かなりの形状保持力を有し、粘着性と
電気導電性とを有するたわみ性のある自立性物質
を形成するような相対的量でこれら種々の成分が
用いられる。
非橋かけ結合ポリアクリル酸の存在下において
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸又はその塩類の１つを重合し橋かけ結合させ
ることによつて相互浸透重合体網状構造物を形成
することが好ましく、そのナトリウム塩を用いる
ことが最も好ましい。重合は潤潤剤の存在下にお
いて水溶液中で行われる。
好ましい主要実施例においては、基板部材１２
は、ルブクゾール社から購入した２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンスルホン酸単量体から
形成された相互浸透重合体網状構造物の薄板状本
体からなる。この単量体は水に溶解すると容易に
重合する。好ましい非橋かけ結合重合体は水に溶
解したポリアクリル酸である。好ましい湿潤剤
は、第１重合体成分の重合および橋かけ結合を第
２重合体成分の存在下において行われた水溶液に
混ぜたグリセリンである。
下記の実施例は本発明の実例を示すために述べ
てある。
実施例 140ml（ミリリツトル）のNa2−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルフオネート
（NaAMPS）溶液と、18ml（ミリリツトル）の
GOODRITE（登録商標）Ｋ−732溶液とが１緒に
混合される。NaAMPS溶液は、NaAMPS35.70
％、グリセリン21％、メチレンビス−アクリルア
ミド（MBA）（交叉結合剤）0.76％、残部水から
成る。GOODRITE（登録商標）Ｋ−732溶液は、
重量比にて水に50％のポリアクリル酸を含む。
GOODRITE（登録商標）Ｋ−732のポリアクリル
酸の分子量は5100である。混合物は、約10分間窒
素により清浄にされ、続いて接触反応開始剤が加
えられる。接触反応開始剤は、メタ−バイサルフ
アイト（meta−bisulfite）カリウム溶液（脱イ
オン水99.62％、メタ−バイサルフアイトカリウ
ム0.38％）、パーサルフエートカリウム溶液（脱
イオン水99.62％、パーサルフエートカリウム
0.38％）及び硫酸第１鉄溶液（脱イオン水99.76
％、硫酸第１鉄0.24％）とから成る。接触反応開
始剤は、個々の3CC注水器を介して窒素清浄化撹
拌単量体溶液中に同時に注入される。開始剤の添
加により混合物は、短時間即ち約10秒間で充分で
あるが撹拌が与えられ、次いで窒素雰囲気中に封
入したトレイ又は他の適当なモールド（mold）
中に速やかに注がれる。溶液は、発熱反応を伴つ
て約５秒間にて固体の粘性ある透明なゲル状物質
に重合する。発熱反応時間は約90±15秒である。
溶液が注がれるトレイ又はモールド（この場合
７ 3/4×12インチが使用される）は、その底部を
マイラーポリエステルシートで被覆させるのが好
ましい。重合に続いて重合体は、その裏張り
（backing）としてのマイラー（登録商標）ポリ
エステルシートと共にモールドから直ちに除去さ
れる。
重合体は、強制熱空気オーブン中にて適宜にマ
イラーと共に乾燥される。この特定の例に対し
て、70℃にて約３時間の乾燥が適当である。
前述した準備作業は、シート状体７ 3/8×12イ
ンチ、厚さが約0.060インチであり、乾燥後次の
如き組成を有する（全組成を％にて示す）。
NaAMPS 49.2％ ポリアクリル酸 8.9％ グリセリン 28.9％ MBA（起爆剤を含む） 0.1％ 水 12.9％ こゝに示されるこの物質及びすべての他の物質
の容積抵抗は30000オーム−cm以下であることが
予期し得る。
実施例は、１緒に混合される調製溶剤を使用
する最も好ましい組成と最も好ましい調製モード
を示す。この技術は、加熱付勢触媒を使用しない
が、若し必要な場合には使用してもよい。熱付勢
をしない触媒は製品の見地からは好ましい。
他の調製モードは次の熱付勢触媒を使用する実
施例の幾つかに説明される。
実施例 次の組成は、雰囲気状態のもとで１緒に混合さ
れる。混合物は、モールド中に注がれる。モール
ドは、真空オーブン中に置かれ、65℃の温度にて
約４時間、空気を遮断して加熱される。次いで、
強制熱空気オーブン中に置かれ、約60℃にて約60
ｇの重量になるまで乾燥される。
混合物 ハイドロキシエチルメタアクリル酸*
（HEMA） 15ｇ ポリビニールピロリジン（PVP） 24ｇ グリセリン 10ｇ 水 50ｇ ２，２−アゾビス（２−メチルプロピオニトリ
ル）（AIBN） 0.02ｇ ＊0.5〜1.5％の不純物エチレングリコルジメチ
アクリル酸の交叉結合体を有する固体 その最終製品の組成は次の通りである。
最終組成 HEMA 25％ PVP 40％ グリセリン 16.7％ AIBN 0.03％ 水 18.27％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 アクリル酸カリウム 10ｇ（57％水溶液） GOODRITE Ｋ−732 0.5ｇ グリセリン 10ｇ MBA 10ｇ（１％水溶液） 過硫酸アンモニウム（AP）
0.5ｇ（２％水溶液） 製造中に、この物質は20ｇの重量まで乾燥され
た。
最終組成 アクリル酸カリウム 28.5％ GOODRITE Ｋ−732 1.2％ グリセリン 50.5％ MBA 0.5％ AP 0.05％ 水 19.75％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 NaAMPS 150ｇ（50％水溶液） GOODRITE Ｋ−732 ９ｇ（50％水溶液） グリセリン ５ｇ MBA 50ｇ（１％水溶液） AP ４ｇ（２％水溶液） 100ｇまで乾燥 最終組成 NaAMPS 75％ GOODRITE Ｋ−732（PAA） 4.5％ グリセリン ５％ MBA 0.5％ AP 0.08％ 水 14.92％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 実施例のNaAMPS 50ml Carbopol940（B.F.Goodrich社の商標）（PAA
分子量 ４百万） 1.5ｇ AP 0.5ｇ 33ｇまで乾燥。
最終組成 NaAMPS 51.9％ PAA 4.5％ グリセリン 30.5％ MBA 1.0％ AP 0.03％ 水 12.07％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 NaAMPS 84ｇ アクリルアミド（NaAMPSとの共重合体）
40ｇ PVP ６ｇ グリセリン 40ｇ MBA ６ｇ（１％水溶液） AP ２ｇ 乾燥なしでつくられる。
最終組成 NaAMPS 30.3％ アクリルアミド 1.9％ PVP 4.3％ グリセリン 28.8％ MBA 0.04％ AP 0.03％ 水 34.63％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 実施例のNaAMPS 10ｇ GOODRITE Ｋ−732（PAA） ２ｇ MBA 40ｇ（１％水溶液） AP 0.5ｇ 9.5ｇまで乾燥。
最終組成 NaAMPS 37.6％ PAA 10.5％ グリセリン 22.1％ MBA 5.0％ AP 0.1％ 水 24.7％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 NaAMPS 80ｇ（50％水溶液） アクリル酸カリウム（NaAMPSとの共重合
体） 20ｇ（57％水溶液） PVP ６ｇ グリセリン 40ｇ MBA ６ｇ AIBN 0.02ｇ 乾燥なしでつくられる。
最終組成 NaAMPS 26％ アクリル酸カリウム 7.5％ PVP 26.3％ MBA 0.04％ AIBN 0.01％ 水 36.25％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパン−ス
ルフオン酸（AMPS） 80ｇ（50％水溶液） PVP ６ｇ グリセリン 40ｇ MBA ６ｇ（１％水溶液） AP 0.4ｇ（１％水溶液） 乾燥なしでつくられる。
最終組成 AMPS 30.2％ PVP 4.5％ グリセリン 30.2％ MBA 0.045％ AP 0.003％ 水 35.052％ 実施例 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 NaAMPS 85ｇ（50％水溶液） GOODRITE Ｋ−732 15ｇ（50％水溶液） グリセリン 25ｇ MBA ９ｇ（１％水溶液） 実施例の各触媒 ２ｇ（各々について） NaCl 0.75ｇ 138ｇまで乾燥。
最終組成 NaAMPS 30.8％ PAA 5.4％ グリセリン 18.1％ MBA 0.07％ 触 媒 0.02％ NaCl 0.54％ 水 45.08％ 実施例 XI 実施例と同一であるが注目すべき差異は次の
通りである。
混合物 NaAMPS 85ｇ（50％水溶液） GOODRITE Ｋ−732（PAA）
20ｇ（50％水溶液） プロピレングリコール 15ｇ MBA ２ｇ 実施例の触媒 ６ｇ（全量） 乾燥なしでつくられる。
最終組成 NaAMPS 29.7％ PAA 7.0％ プロピレングリコール 10.5％ グリセリン10.5％ MBA 0.014％ 触 媒 0.014％ 水 42.272％ 既に指摘された如く、種々の添加物が本発明の
組成に含まれるが、充分な水分量、湿潤剤と共に
変化する量において本質的に浸透する重合体網状
組織の組成物が含まれることが必要なだけであ
り、必要な電気導電性、適応性及び柔軟性、粘着
性、接着性ある物体をつくる。裏張り支持体及び
電流配電部材と共に又はそれなしで所望の任意電
極形状が使用できるから、組成物の種々の物体の
厚さが使用可能である。ワツクス塗布、シリコー
ン処理又はプラスチツク被覆の多様な種類のレリ
ーズペーパー、又はマイラー・ポリエステルシー
トが使用に先だつて基板物質を保護するのに包含
される。
これらの組成物を使用する電極、又はそれを使
用する他のデバイス、又は組成物それ自体は、封
止した容器内に、又は制御した状態又は乾燥を防
止する湿度のもとで貯蔵される。
本発明の実施例における多くの変形は、本発明
の範囲を逸脱することなく当業技術者に明らかに
なるであろう。こゝに説明した記述は、如何なる
意味でも限定を意図するものでなく、請求した排
他的財産権は特許請求の範囲に限定される。
以下本発明の実施の態様を示す １ 前記成分量は約50％である前記特許請求の範
囲第４項記載の組成物。
２ 潤潤剤の成分量は、約５％〜50％である前記
特許請求の範囲第１項記載の組成物。
３ 前記湿潤剤の成分量は、約30％である前記第
２項記載の組成物。
４ 前記第１重合体成分は、ハイドロキシイメチ
ルメタアクリル酸重合体である前記特許請求の
範囲第１項記載の組成物。
５ 第１重合体成分は、アクリル酸カリウム重合
体である前記特許請求の範囲第１項記載の組成
物。
６ 第２重合体成分は、ポリアクリル酸である前
記特許請求の範囲第１項記載の組成物。
７ 湿潤剤はグリセリンである前記特許請求の範
囲第１項記載の組成物。
８ 第１重合体成分は、アクリルアミド重合体を
一部置換したＮ−ズルフオハイドロカーボンで
ある前記特許請求の範囲第１項記載の組成物。
９ ２つの重合体網状組織成分は、夫々、約45
％、10％である前記特許請求の範囲第５項記載
の組成物。
10 湿潤剤の成分量は約30％である前記特許請求
の範囲第５項記載の組成物。
11 相互浸透性重合体網状組織は、約25％〜75％
である特許請求の範囲第５項記載の組成物。
12 成分量は、約50％である前記第11項記載の組
成物。
13 第１成分は、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンズルフオニツク酸の重合化した塩で
ある前記特許請求の範囲第５項記載の組成物。
14 塩は、Na塩である前記第13項記載の組成物。
15 第１成分は、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンズルフオニツク酸の重合化した塩で
ある前記第９項記載の組成物。
16 第１成分は、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンズルフオニツク酸の重合化した塩で
ある前記第10項記載の組成物。
17 第１成分は、２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンズルフオニツク酸の重合化した塩で
ある前記第11項記載の組成物。
18 前記塩はNa塩である前記第15項記載の組成
物。
19 前記塩はNa塩である前記第16項記載の組成
物。
20 前記塩はNa塩である前記第17項記載の組成
物。
21 第２成分はポリアクリル酸である前記第21項
記載の組成物。
22 ポリアクリル酸の分子量は約5000である前記
第21項記載の組成物。
23 湿潤剤はグリセリンである特許請求の範囲第
５項記載の組成物。
24 湿潤剤はプロピレングリコールである特許請
求の範囲第５項記載の組成物。
25 湿潤剤はソルビトールである特許請求の範囲
第５項記載の組成物。
26 湿潤剤はポリエチレングリコールである特許
請求の範囲第５項記載の組成物。
27 湿潤剤はグリセリンである前記第21項記載の
組成物。
28 親水性重合体の存在のもとで２−アクリルア
ミド−２−メチルプロパンズルフオン酸又はそ
の塩の１つを重合化し、交叉結合する結果形成
される相互浸透性重合体網状組織の約25％と約
75％を含み、約５％〜50％の湿潤剤を含み、残
部が実質的に水分である粘着性、電気導電性組
成物。
29 塩構成の２−アクリルアミド−２−メチルプ
ロパンズルフオン酸が重合化される前記第28項
記載の組成物。
30 塩はNa塩である前記第29項記載の組成物。
31 親水性重合体はポリアクリル酸である前記第
28項記載の組成物。
32 ポリアクリル酸の分子量は約5000である前記
第31項記載の組成物。
33 湿潤剤はグリセリンである前記第28項記載の
組成物。
34 湿潤剤はプロピレングリコールである前記第
28項記載の組成物。
35 湿潤剤はソービトールである前記第28項記載
の組成物。
36 湿潤剤はポリエチレングリコールである前記
第28項記載の組成物。
37 湿潤剤の成分量は約30％である前記第28項記
載の組成物。
38 重合体網状組織の成分量は約50％である前記
第28項記載の組成物。
39 前記組成物は、第１成分及び第２重合体成分
として重合化し交叉結合した２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンズルフオン酸、その
塩、又はその酸或いはその塩の共重合体の２成
分を含み、第１、第２成分の全成分量は、
夫々、約24％乃至74％、１％乃至40％の範囲に
ある特許請求の範囲第５項記載の電極。
40 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンズ
ルフオン酸の塩形式は重合化される前記第39項
記載の電極組成物。
41 塩はNa塩である前記第40項記載の電極組成
物。
42 親水性重合体はポリアクリル酸である前記第
39項記載の電極組成物。
43 ポリアクリル酸の分子量は約5000である前記
第42項記載の電極組成物。
44 湿潤剤はグリセリンである前記第39項記載の
組成物。
45 湿潤剤はプロピレングリコールである前記第
39項記載の電極組成物。
46 湿潤剤はソービトールである前記第39項記載
の電極組成物。
47 湿潤剤はポリエチレングリコールである前記
第39項記載の電極組成物。
48 湿潤剤の成分量は約30％である前記第39項記
載の電極組成物。
49 交叉結合し親水性ある重合体、および非交叉
結合でしかも親水性ある線状重合体、の２つの
重合体成分を含み、少ない量の湿潤剤と水分と
を含む相互浸透性重合体網状組織を優勢的に具
える電気導電性、接着性、粘着性組成物。
50 湿潤剤はグリセリンである前記第49項記載の
組成物。
51 湿潤剤はソービトールである前記第49項記載
の組成物。
52 湿潤剤はプロピレングリコールである前記第
49項記載の組成物。
53 湿潤剤はポリエチレングリコールである前記
第49項記載の組成物。
54 相互浸透性重合体網状組織は、交叉結合した
重合体の少なくとも約35％から成る前記第49項
記載の組成物。
55 成分量は、約50％である前記第54項記載の組
成物。
56 成分量は、約80％〜90％であり、第２成分
は、網状組織の実質的に残部を占める前記第54
項記載の組成物。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による電極の概略斜視図であ
る。第２図は、第１図の電極の平面図である。第
３図は、第２図の線３−３で切断した断面図であ
る。第４図は、好ましい電極の正面図である。第
５図は、第４図に示してある電極の平面図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 重合され交叉結合されたＮ−スルフオヒドロ
    カーボン置換アクリルアミドである第１の親水性
    重合体成分と、交叉結合されず、本質的に粘着性
    を有する第２の親水性重合体成分との２つの成分
    を本質的に含有し、少くとも約35％の第１の重合
    体成分を含有する相互浸透重合体網状組織と、 湿潤剤と、 水と、 から成る粘着性、凝集性ある電気導電性組成物。 ２ 前記相互浸透性重合体網状組織は、約50％以
    上の第１の重合体成分量を具えることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第１項記載の電気導電性組
    成物。 ３ 前記相互浸透性重合体網状組織は、約80％と
    90％との間の第１の重合体成分を具えることを特
    徴とする前記特許請求の範囲第２項記載の電気導
    電性組成物。 ４ 前記相互浸透性重合体網状組織は、全組成の
    約25％乃至70％から成ることを特徴とする前記特
    許請求の範囲第１項記載の電気導電性組成物。 ５ 第１の成分として重合化し交叉結合した２−
    アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフオン
    酸と、その塩又は、その酸又はその塩の共重合体
    と、第２の成分として有機物の親水性重合体との
    本質的に２成分を含む相互浸透性重合体網状組織
    を具え、全組成のうちで夫々約24％乃至74％、１
    ％乃至40％の範囲にある第１成分量及び第２成分
    量、約５％乃至50％の範囲にある湿潤剤成分量、
    残部は実質的に水分、から成る電気導電性、接着
    性、適合性及び柔軟性、粘着性、凝集性ある電気
    導電性組成物。 ６ 外部の電気回路手段に接続する支持手段及び
    端子手段と、 接触される表面と電気的にインターフエイス
    し、前記支持手段に接触され、前記端子手段と電
    気的に導通する接着性、凝集性ある電気導電性組
    成物とを具え、 前記組成物は、交叉結合され親水性ある第１の
    重合体成分としてＮ−スルフオヒドロカーボン置
    換アクリルアミドと、親水性はあるが交叉結合さ
    れない第２の重合体成分との本質的に２成分を具
    える相互浸透性重合体網状組織の組成から成り、
    該網状組織は少なくとも約35％の第１の成分を含
    み、残部が湿潤剤と水から成る、表面と電気接触
    を設定する接着性の電気導電性組成物を使用する
    生物医学的電極。
JP58006545A 1982-01-18 1983-01-18 電気導電性組成物及びそれを使用する電極 Granted JPS58135506A (ja)

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