KR20200061584A - Dray adhesive skin patch - Google Patents

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KR20200061584A
KR20200061584A KR1020180147059A KR20180147059A KR20200061584A KR 20200061584 A KR20200061584 A KR 20200061584A KR 1020180147059 A KR1020180147059 A KR 1020180147059A KR 20180147059 A KR20180147059 A KR 20180147059A KR 20200061584 A KR20200061584 A KR 20200061584A
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a bio-adhesive sensor. The bio-adhesive sensor of the present invention does not use a separate adhesive unlike the conventional sensor. The excellent adhesion due to a structure of an adhesive part is exhibited so that the adhesion to the skin is excellent, the repeated use is possible, and the irritation to a surface to be bonded can be minimized.

Description

건식 점착성 피부 패치{DRAY ADHESIVE SKIN PATCH}Dry adhesive skin patch {DRAY ADHESIVE SKIN PATCH}

본 발명은 생체 신호 측정용 점착성 전극에 관한 것으로서, 습한 환경에서, 예를 들어 운동을 하는 피부의 표면에서, 화학적 접착제 없이, 접착성을 유지하면서도, 생체 신호의 높은 센싱이 가능한 점착 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an adhesive electrode for measuring a biosignal, and in a wet environment, for example, on a surface of a skin in motion, without a chemical adhesive, while maintaining the adhesiveness, and relates to an adhesive electrode capable of high sensing of a biosignal. .

웨어러블 소자(wearable device)는 컴퓨터와 종래의 전자 기술을 도입한 의복 및 액세서리 등에 관한 것으로서, 이러한 웨어러블 소자는 흔히 인체와 직접 접촉하여 상호작용하기 때문에 소자와 인체 사이의 계면에 대한 다양한 과학이 발달하고 있다. 최근 이러한 추세에 따라 건식 접착 기술이 가지는 장점을 살려 진단 소자와 융합한 진단용 웨어러블 소자에 대한 수요와 연구가 꾸준히 늘고 있다. 예를 들면, 심전도, 맥박과 같은 생체 신호를 측정하는 패치형 센서 또는 미용 목적의 화장품 패치를 제작함에 있어서 부족했던 안정성, 통기성을 개선하고, 나아가 생체 신호를 증폭하기 위하여 건식 접착 기술을 응용하려는 연구가 계속되고 있다.Wearable devices (wearable devices) are related to computers and clothing and accessories that incorporate conventional electronic technology, and such wearable devices often interact in direct contact with the human body, and thus various sciences on the interface between the device and the human body are developed and have. Recently, according to this trend, demand and research for a diagnostic wearable device fused with a diagnostic device are steadily increasing, taking advantage of the dry adhesive technology. For example, researchers have tried to apply dry adhesive technology to improve the stability, breathability, and further amplify the biosignal, which was lacking in manufacturing patch-type sensors that measure biosignals such as electrocardiograms and pulses or cosmetic patches for cosmetic purposes. It continues.

자연계에는 달팽이 점액, 홍합 단백질, 곤충 날개 접합, 게코도마뱀 발, 깡총거미 발, 엉겅퀴 씨앗 등 다양한 메커니즘의 접착 방식이 존재한다. 이와 같은 자연계의 접착 시스템은 매우 효율적인 방식이어서 이를 모방하여 의료용 밴드, 접착 테이프, 포스트잇, 벨크로 등 많은 종류의 접착제가 개발되었다. 그러나 패치 형태의 초고감도 센서를 대상에 체결하기 위해서는 다음 조건들에 부합하는 접착 방식을 사용하여야 한다. 우선, 접착 부위로 인해서 신호 전달 과정에 큰 외란(노이즈)이 발생해서는 안 된다. 다음으로 패치가 쉽게 떨어지지 않도록 측정 대상 표면의 곡률이나 거친 정도에 상관없이 충분한 정도의 접착력을 가져야 한다. 또한 탈부착이 용이하며 그 과정에서 접착력이 유지되어야 한다. 마지막으로, 측정 대상의 표면에 손상을 가해서는 안되며 특히 사람의 피부에 접착되는 경우, 피부자극, 오염, 불쾌감을 유발하지 않는 접착 방식이 사용되어야 한다.There are various mechanisms of adhesion in nature, such as snail mucus, mussel protein, insect wing splicing, gecko lizard feet, cockle spider feet, and thistle seeds. These natural adhesive systems are very efficient, and many types of adhesives such as medical bands, adhesive tapes, post-it, and Velcro have been developed by imitating them. However, in order to fasten the patch-type ultra-high sensitivity sensor to the target, an adhesive method meeting the following conditions must be used. First of all, a large disturbance (noise) should not occur in the signal transmission process due to the adhesion site. Next, it should have sufficient adhesive strength regardless of the curvature or roughness of the surface to be measured so that the patch does not easily fall off. In addition, it is easy to attach and detach, and adhesive strength must be maintained in the process. Finally, the surface of the object to be measured should not be damaged, and in particular when it is adhered to human skin, an adhesive method that does not cause skin irritation, contamination, or discomfort should be used.

따라서 탈착에 높은 힘이 필요하거나, 탈착 후 흔적이 남거나 또는 피부 트러블이 발생하거나, 반복 사용 시 접착력이 저하되는 등의 문제점을 가진 습식 형태의 접착 방식은 사용상의 제약이 존재한다. 이러한 맥락에서 생체모사기반 건식 접착 시스템은 미세 섬모들의 상호작용에 의해 반복적 탈부착이 가능하고 표면에 오염 및 손상을 남기지 않는 건식접착제의 개념으로서 여러 분야에서 연구가 되어왔으나, 여전히 기존의 의료용 습식 테이프를 대체할 만한 수준의 접착력까지는 미치지 못하고 있다. 또한, 피부접착용 웨어러블 센서의 경우 다양한 기술적 개념이 보고되고 있으나, 소자와 피부계면 간의 통기성이나 접합의 문제는 아직 충분한 연구가 되어있지 않은 상태이다.Therefore, there is a limitation in the use of the wet type adhesive method, which has problems such as requiring a high strength for desorption, leaving traces after desorption, skin trouble, and deteriorating adhesive strength when repeatedly used. In this context, biomimetic-based dry adhesive systems have been studied in various fields as the concept of dry adhesives that can be repeatedly detached by the interaction of micro cilia and do not leave any contamination and damage on the surface, but still use the existing medical wet tape. It has not reached the replacement level of adhesion. In addition, in the case of a wearable sensor for skin adhesion, various technical concepts have been reported, but the problem of breathability or bonding between the device and the skin interface has not been sufficiently studied.

본 발명은 습한 환경에서, 예를 들어 운동을 하는 피부의 표면에서, 화학적 접착제 없이, 접착성을 유지하면서도, 생체 신호의 높은 센싱이 가능한 점착 전극을 제공함을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an adhesive electrode capable of high sensing of a biosignal while maintaining adhesion without a chemical adhesive, in a humid environment, for example, on the surface of a skin in motion.

일 측면으로서, 본 발명은 전도성물질을 포함하는 탄성고분자로 구성되고, 표면 일부에 복수개의 미세구조물을 포함하며, 상기 미세구조물은 표면으로부터 파여진 음각형태의 빨판 챔버임을 특징으로 하는, 생체 신호 측정 또는 센싱를 위한, 건식 점착성 피부 패치를 제공한다. In one aspect, the present invention is composed of an elastic polymer containing a conductive material, and includes a plurality of microstructures on a part of the surface, the microstructures characterized in that the sucker chamber of the intaglio shape dug from the surface, biosignal measurement Alternatively, a dry, sticky skin patch is provided for sensing.

상기 건식 점착성 피부 패치는, 탄성고분자 자체가 전도성물질을 포함하여 전기 전달 능력을 가지며, 그 자체로 전기 신호를 측정이 가능하며, 또는 생체로부터 발생하는 물리적 변화, 예컨대 맥박, 움직임에 의해 저항 값의 변화를 야기할 수 있으며, 특히, 본 발명의 패치는 특별한 미세구조물을 표면에 포함하고 있어, 별도의 화학 접착제 없이도 습한 표면, 예컨대 땀 흘리는 피부에 안정적으로 부착될 수 있으며, 이러한 미세구조물의 존재로 습한 환경에서 높은 생체 신호 측정용 전극 또는 생체의 물리적 신호를 센싱할 수 있는 센서로서 사용될 수 있다. The dry adhesive skin patch, the elastic polymer itself contains a conductive material and has the ability to transmit electricity, it is possible to measure the electrical signal by itself, or physical changes occurring from the living body, such as pulse, movement of the resistance value In particular, the patch of the present invention may include a special microstructure on the surface, and can be stably attached to a wet surface, such as sweaty skin, without a separate chemical adhesive. It can be used as an electrode for measuring a high bio-signal in a humid environment or a sensor capable of sensing a physical signal of a bio-material.

상기 전도성물질은 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀 플레이크(Graphene flake) 흑연(Graphite) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. The conductive material is characterized in that it includes at least one of carbon black, carbon nano tube (CNT), graphene flake graphite, and graphene. .

상기 탄성고분자는 천연 고무(natural rubber), 니트릴 고무(nitrile rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌부타디엔 고무(styrenebutadienerubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 이소프렌 이소부틸렌 고무(isoprene-isobutylene rubber), 에틸렌프로피렌 고무(ethylene propylene rubber), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(chlorosulphonated polyethylene rubber), 아크릴 고무(acrylic rubber), 불소 고무(fluoro rubber), 다황화물계 고무(polysulfide rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 부타디엔 고무(butadiene rubber), 이소프렌 고무(isoprene rubber), 우레탄 고무(urethanerubber), 폴리우레탄(polyurethane), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머(polyolefin thermoplastic elastomer, TPE), 폴리스티렌계 TPE(polystyrene TPE), 폴리염화비닐 TPE(Polyvinyl chloride TPE), 폴리에스터 TPE(polyester TPE), 폴리우레탄 TPE(polyurethane TPE), 폴리아미드 TPE(polyamide TPE) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The elastic polymer is natural rubber, nitrile rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrenebutadienerubber, chloroprene rubber, butyl rubber , Isoprene isobutylene rubber (isoprene-isobutylene rubber), ethylene propylene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber, fluoro rubber, polysulfide Polysulfide rubber, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, polyurethane, polydimethylsiloxane (PDMS), polyolefin thermoplastic elastomer ( polyolefin thermoplastic elastomer, TPE, polystyrene TPE, polyvinyl chloride TPE, polyester TPE, polyurethane TPE, polyamide TPE, and these It characterized in that it comprises at least one of the mixture of.

상기 빨판의 기저면에 언덕형 양각부를 포함하고, 상기 언덕형 양각부의 높이는 상기 빨판 챔버의 깊이보다 작음을 특징으로 한다.It characterized in that it includes a hill-shaped embossed portion on the base surface of the sucker, the height of the hill-shaped embossed portion is smaller than the depth of the sucker chamber.

상기 언덕형 양각부의 형상은 몸통 중간 부분의 둘레가 상단 및 하단의 둘레보다 큼을 특징으로 한다.The shape of the hill-shaped embossed portion is characterized in that the circumference of the middle portion of the trunk is larger than the circumference of the top and bottom.

상기 미세구조물은 원기둥 형상이고, 상기 언덕형 양각부는 상기 기저면으로부터 돌출된 구형 또는 반구형임을 특징으로 한다.The microstructure is cylindrical, and the hill-shaped embossed portion is characterized in that it has a spherical or hemispherical shape protruding from the base surface.

상기 원기둥의 지름은 1㎛ 내지 100㎛이고, 상기 원기둥의 높이는 1㎛ 내지 100㎛임을 특징이며, 이의 종횡비는 2/3 내지 3임을 특징으로 한다.The diameter of the cylinder is 1㎛ to 100㎛, characterized in that the height of the cylinder is 1㎛ to 100㎛, its aspect ratio is characterized in that 2/3 to 3.

상기 복수개의 미세구조물의 배열 간격은, 상기 빨판의 지름에 대해 1:1 내지 1:3인 것을 특징으로 한다.The arrangement spacing of the plurality of microstructures is characterized in that it is 1:1 to 1:3 with respect to the diameter of the sucker.

상기 언덕형 양각부의 둘레의 크기는 상기 빨판 챔버의 둘레보다 작으며, 피접착면에 부착되어 상기 빨판 챔버에의 흡착을 위해 상기 전극의 후면을 가압하지 않은 상태에서는 상기 언덕형 양각부의 최장 둘레면은 상기 빨판 챔버의 둘레에 접하지 않고, 상기 전극의 후면을 가압할 때 상기 최장 둘레면이 상기 빨판 챔버 내면과 접착하도록 구성됨을 특징으로 한다.The size of the circumference of the hill-shaped embossed portion is smaller than the circumference of the sucker chamber, and the longest circumferential surface of the hill-shaped embossed portion is attached to the surface to be adhered to without being pressed against the back surface of the electrode for adsorption to the sucker chamber. It is characterized in that it does not contact the periphery of the sucker chamber, and when the back side of the electrode is pressed, the longest circumferential surface is configured to adhere to the inner surface of the sucker chamber.

상기 생체 점착 전극은 습한 환경을 갖는 피접착면에도 부착되고, 상기 양각 또는 음각 빨판 챔버의 미세구조물이 없는 경우에 비해 증폭된 생체 신호를 센싱함을 특징으로 한다. The bio-adhesive electrode is also attached to the surface to be adhered having a humid environment, and is characterized in that it senses the amplified bio-signal compared to the case where there is no microstructure of the embossed or intaglio sucker chamber.

특히, 본 발명은 탄성 고분자 내의 카본 블랙의 농도에 따라 센서로서 또는 전극으로서 사용될 수 있음을 청구한다. In particular, the present invention claims that it can be used as a sensor or as an electrode depending on the concentration of carbon black in the elastomer.

탄성고분자내 카본 블랙의 농도가 4.0vol% 이하, 바람직하게는 4.0vol% 이하의 농도에서는 패치의 물리적 변화, 예컨대 신장률에 따른 저항의 값이 크게 변하여 생체의 물리적 신호의 센서로서 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 상기 건식 점착성 피부 패치는 습한 환경을 갖는 피부에서, 접착성이 유지되며, 상기 미세구조물이 없는 경우보다 증폭된 센싱율을 제공한다.When the concentration of carbon black in the elastic polymer is 4.0 vol% or less, preferably 4.0 vol% or less, the physical value of the patch, for example, the value of resistance according to elongation is greatly changed and can be used as a sensor for a physical signal of a living body. In particular, the dry-adhesive skin patch of the present invention maintains adhesion in skin having a humid environment, and provides an amplified sensing rate than when the microstructure is not present.

탄성고분자내 카본 블랙의 농도가 4.0vol% 이상, 바람직하게는 7.0vol% 이상의 농도에서는 패치의 물리적 변화, 예컨대 신장률에 따른 저항의 값이 거의 변하지 않으며 습한 환경에서도 접착성이 유지되며, 전기 신호 측정율이 감소되지 않는, 생체 신호 측정용 전극으로 사용될 수 있다. When the concentration of carbon black in the elastic polymer is 4.0 vol% or more, preferably 7.0 vol% or more, the physical change of the patch, for example, the resistance value according to the elongation is hardly changed, and adhesion is maintained even in a humid environment, and electrical signal measurement It can be used as an electrode for measuring bio signals, where the rate is not reduced.

본 발명의 패치는, 헬스 모니터링용 전극일 수 있다.The patch of the present invention may be an electrode for health monitoring.

본 발명의 패치는, ECG(electrocardiogram)용 전극일 수 있다. The patch of the present invention may be an electrode for ECG (electrocardiogram).

본 발명은 본 발명의 패치를 포함하는, 생체 신호 센싱용 센서를 제공한다.The present invention provides a sensor for sensing a biosignal, including the patch of the present invention.

본 발명에 따른 생체 점착 전극은 탄성고분자 및 전도성물질을 포함하는 복합체로 이루어져, 신축성이 있고 전도성이 우수하다. 따라서 신축성이 있는 전극으로 다양하게 응용될 수 있으며, 상기 전극은 빨판 챔버를 갖는 미세구조물을 포함함으로서 별도의 접착제를 사용하지 않아도 접착이 가능하고 대면적 제조가 용이하다. 이에 피접착면, 예를 들어 피부 표면에, 오염 및 자극 등을 최소화할 수 있으며, 피접착면의 습도와 관계없이, 예를 들어 습한환경에서도, 그리고 늘린 상태에서도 우수한 접착력을 나타내며, 반복 사용이 가능하다. 본 발명의 신축성 있는 생체 점착 전극을 센서와 결합하여 사용하면, 피접착면의 다양한 변화를 민감하고 신속하게 감지할 수 있다. 결과적으로 본 발명에 따른 생체 점착 패치 및 웨어러블 소자를 이용하여 종래 센서 기술만으로 측정하기 어려웠던 생체 신호를 측정할 수 있고, 신체의 물리적 질병에 대한 진단 정확도를 향상시킬 수 있다.The bio-adhesive electrode according to the present invention is composed of a composite containing an elastic polymer and a conductive material, and is elastic and has excellent conductivity. Therefore, it can be variously applied as an elastic electrode, and the electrode includes a microstructure having a sucker chamber, so that adhesion is possible without using a separate adhesive, and manufacturing of a large area is easy. Accordingly, it is possible to minimize contamination, irritation, etc. on the surface to be adhered, for example, on the surface of the skin, regardless of the humidity of the surface to be adhered, for example, it exhibits excellent adhesion even in a humid environment and in an extended state. It is possible. When the elastic bio-adhesive electrode of the present invention is used in combination with a sensor, various changes of the surface to be adhered can be sensitively and quickly detected. As a result, it is possible to measure a biosignal that was difficult to measure using only the conventional sensor technology by using the bioadhesive patch and the wearable device according to the present invention, and to improve the diagnostic accuracy of physical diseases of the body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극을 나타낸 모식도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 패턴 몰드 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 본 발명의 생체 점착 센서 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 접착력 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 전기적 특성 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 생체 센싱 실험 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a schematic view showing a bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a pattern mold manufacturing method of the present invention according to an embodiment.
3 is a view showing a method of manufacturing a bio-adhesive sensor of the present invention according to an embodiment.
4 is a view showing the results of the adhesion test of the bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the electrical property test results of the bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the results of a bio-sensing experiment of a bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features or steps. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of the operation, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

본 발명의 생체 점착성 전극은 전도성 물질을 포함하는 탄성고분자 복합체 전극, 상기 전극은 상기 전극의 표면 일부에 복수개의 미세구조물을 포함하고, 상기 미세구조물은 상기 전극의 표면 일부에 파여진 음각구조물이며, 상기 음각구조물은 빨판 챔버(sucker chamber)를 포함하고, 상기 전극은 생체의 전기적 신호 센싱에 사용되는 것이다.The bio-adhesive electrode of the present invention is an elastic polymer composite electrode containing a conductive material, the electrode includes a plurality of microstructures on a part of the surface of the electrode, and the microstructure is an intaglio structure excavated on a part of the surface of the electrode, The intaglio structure includes a sucker chamber, and the electrode is used for sensing electrical signals in a living body.

일 실시예에서 상기 전극은 자외선 경화성 고분자 및 열 경화성 고분자 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the electrode may further include at least one of an ultraviolet curable polymer and a heat curable polymer.

일 실시예에서 상기 전도성물질은 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀 플레이크(Graphene flake) 흑연(Graphite), 그래핀(Graphene) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the conductive material is at least one of carbon black, carbon nano tube (CNT), graphene flake graphite, graphene, and mixtures thereof. It may be including the above.

일 실시예에서 상기 전극은 전도성 물질의 농도가 10.0vol% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 전극은 카본 블랙의 농도가 10.0vol% 이하일 수 있다. 예를 들어 1.0vol% 내지 10.0vol% 일 수 있다. 예를 들어 상기 전극에서 카본 블랙의 농도가 7.0vol% 이상인 경우에는 전도성 물질인 카본 블랙의 비율이 높아지는 것이므로, 탄성 고분자의 비율이 낮아져 패치 형태로 제작이 불가능하며, 상기 전극의 센싱 감도가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있고, 1.0vol% 이하인 경우에는 전도성 물질이 너무 적어, 전도도가 낮아지고 전기가 통하지 않기 때문에, 전극으로 사용하는데 어려움이 있을 수 있다.In one embodiment, the electrode may have a conductive material concentration of 10.0 vol% or less. For example, the electrode may have a carbon black concentration of 10.0 vol% or less. For example, it may be 1.0 vol% to 10.0 vol%. For example, when the concentration of carbon black in the electrode is 7.0 vol% or more, the proportion of carbon black, which is a conductive material, increases, and thus the proportion of the elastic polymer decreases, making it impossible to manufacture in the form of a patch, and the sensing sensitivity of the electrode decreases. Problems may occur, and if it is 1.0 vol% or less, there may be difficulty in using it as an electrode because the conductive material is too small, the conductivity is low and the electricity does not pass.

이에 제한하는 것은 아니나, 일 실시예에서 상기 전도성물질은 입자 형태일 수 있고, 나노와이어, 나노섬유 형태 일 수 있으며, 금속 입자를 포함할 수 있다.Although not limited thereto, in one embodiment, the conductive material may be in the form of particles, may be in the form of nanowires, nanofibers, and may include metal particles.

일 실시예에서 상기 탄성고분자는 천연 고무(natural rubber), 니트릴 고무(nitrile rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌부타디엔 고무(styrenebutadienerubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 이소프렌 이소부틸렌 고무(isoprene-isobutylene rubber), 에틸렌프로피렌 고무(ethylene propylene rubber), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(chlorosulphonated polyethylene rubber), 아크릴 고무(acrylic rubber), 불소 고무(fluoro rubber), 다황화물계 고무(polysulfide rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 부타디엔 고무(butadiene rubber), 이소프렌 고무(isoprene rubber), 우레탄 고무(urethanerubber), 폴리우레탄(polyurethane), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리우레탄 아크릴레이트(Polyurethane Acrylate), 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머(polyolefin thermoplastic elastomer, TPE), 폴리스티렌계 TPE(polystyrene TPE), 폴리염화비닐 TPE(Polyvinyl chloride TPE), 폴리에스터 TPE(polyester TPE), 폴리우레탄 TPE(polyurethane TPE) 폴리아미드 TPE(polyamide TPE) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the elastic polymer is natural rubber, natural nitrile rubber, nitrile rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrenebutadienerubber, chloroprene rubber, butyl rubber (butyl rubber), isoprene isobutylene rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber, fluoro rubber ), polysulfide rubber, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, polyurethane, polydimethylsiloxane (PDMS), poly Polyurethane Acrylate, Polyolefin Thermoplastic Elastomer (TPE), Polystyrene TPE (Polystyrene TPE), Polyvinyl Chloride TPE (Polyvinyl Chloride TPE), Polyester TPE (Polyester TPE), Polyurethane TPE polyurethane TPE) polyamide TPE (polyamide TPE) and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 전극에 폴리우레탄아크릴레이트 및 PDMS와 같은 생체 친화적 고분자가 포함되는 경우, 상기 전극을 피부에 반복적으로 여러번 탈부착하여도 접착력이 크게 감소하지 않고, 내구성이 유지되며, 피부에 가해지는 자극 및 오염이 감소될 수 있다.In one embodiment, when the electrode contains a bio-friendly polymer such as polyurethane acrylate and PDMS, the adhesive strength is not significantly reduced, durability is maintained, and applied to the skin even if the electrode is repeatedly detached and attached to the skin several times. Irritation and contamination can be reduced.

일 실시예에 따르면, 상기 전극에 형성된 상기 미세구조물은 원기둥 형상 또는 원통형 형상 또는 3차원 형태의 입체 구조를 갖는 양각 형상의 양각구조물 또는 음각 형상의 음각 구조물을 포함하는 것 일 수 있다.According to an embodiment, the microstructure formed on the electrode may include an embossed structure of an embossed shape having a three-dimensional structure of a cylindrical shape or a cylindrical shape or a three-dimensional shape, or an intaglio structure of an intaglio shape.

일 실시예에서 상기 빨판 형상을 가지는 미세구조물은 문어와 같은 연체 동물들의 접착 시스템, 예를 들어 빨판 형상을 모사한 것으로, 상기 빨판 형상은 나노 크기 또는 마이크로 크기일 수 있으며, 상기 미세구조물의 지름은 1㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 상기 미세구조물의 높이(또는 깊이)는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있으며, 이의 종횡비는 2/3 내지 3일 수 있다.In one embodiment, the microstructure having a sucker shape mimics an adhesion system of mollusks such as octopus, for example, a sucker shape, and the sucker shape may be nano-sized or micro-sized, and the diameter of the microstructure It may be 1 μm to 100 μm, and the height (or depth) of the microstructure may be 1 μm to 100 μm, and its aspect ratio may be 2/3 to 3.

일 실시예에서 상기 빨판의 기저면에 언덕형 양각부를 포함하고, 상기 언덕형 양각부의 높이는 상기 빨판 챔버의 깊이보다 작을 수 있다.In one embodiment, the base surface of the sucker includes a hill-shaped embossed portion, and the height of the hill-shaped embossed portion may be smaller than the depth of the sucker chamber.

일 실시예에서 상기 언덕형 양각부의 형상은 몸통 중간 부분의 둘레가 상단 및 하단의 둘레보다 클 수 있다.In one embodiment, the shape of the hill-shaped embossed portion may be greater than the circumference of the upper and lower circumference of the middle portion of the body.

일 실시예에서 상기 언덕형 양각부의 둘레의 크기는 상기 빨판 챔버의 둘레보다 작으며, 피접착면에 부착되어 상기 빨판 챔버에의 흡착을 위해 상기 전극의 후면을 가압하지 않은 상태에서는 상기 언덕형 양각부의 최장 둘레면은 상기 빨판 챔버의 둘레에 접하지 않고, 상기 전극의 후면을 가압할 때 상기 최장 둘레면이 상기 빨판 챔버 내면과 접착하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the size of the circumference of the hill-shaped embossed portion is smaller than the circumference of the sucker chamber, and is attached to the surface to be adhered to the hill-shaped embossed state without pressing the rear surface of the electrode for adsorption to the sucker chamber. The longest circumferential surface of the portion does not contact the circumference of the sucker chamber, and may be configured such that the longest circumferential surface adheres to the inner surface of the sucker chamber when the rear surface of the electrode is pressed.

일 실시예에서 상기 음각구조물은 원기둥 형상이고, 상기 언덕형 양각부는 상기 음각구조물의 기저면으로부터 돌출된 구형 또는 반구형일 수 있다.In one embodiment, the intaglio structure is a cylindrical shape, and the hill-shaped embossed portion may be a spherical or hemispherical shape protruding from the base surface of the intaglio structure.

일 실시예에서 상기 복수개의 미세구조물의 배열 간격은, 상기 빨판 형상의 지름에 대하여 1:1 내지 1:3일 수 있다.In one embodiment, the spacing between the plurality of microstructures may be 1:1 to 1:3 with respect to the diameter of the sucker shape.

일 실시예에서 상기 언덕형 양각부의 둘레의 크기는 상기 빨판 챔버의 둘레보다 작으며, 피접착면에 부착되어 상기 빨판 챔버에의 흡착을 위해 상기 전극의 후면을 가압하지 않은 상태에서는 상기 언덕형 양각부의 최장 둘레면은 상기 빨판 챔버의 둘레에 접하지 않고, 상기 전극의 후면을 가압할 때 상기 최장 둘레면이 상기 빨판 챔버 내면과 접착하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 상기 생체 점착 전극은 피부착면에 접착면을 접촉시키고 가압하여 접착시키는 것 일 수 있다.In one embodiment, the size of the circumference of the hill-shaped embossed portion is smaller than the circumference of the sucker chamber, and is attached to the surface to be adhered to the hill-shaped embossed state without pressing the rear surface of the electrode for adsorption to the sucker chamber. The longest circumferential surface of the portion does not contact the circumference of the sucker chamber, and may be configured such that the longest circumferential surface adheres to the inner surface of the sucker chamber when the rear surface of the electrode is pressed. For example, the bio-adhesive electrode may be to adhere the adhesive surface to the skin adhesion surface and pressurize it.

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 습한 환경에서도 접착될 수 있다. 다르게 말하면, 상기 생체 점착 전극은 습한 환경을 갖는 피부착면에도 부착되는 것 일 수 있다.In one embodiment, the bio-adhesive electrode may be adhered even in a humid environment. In other words, the bio-adhesive electrode may be attached to a skin adhesion surface having a humid environment.

일 실시예에서 상기 습한 환경은 피접착면에 물이 존재하는 환경일 수 있다. 예를 들어 물 또는 액체가 존재하는 환경일 수 있다.In one embodiment, the humid environment may be an environment in which water is present on the surface to be adhered. For example, it may be an environment in which water or liquid is present.

이에 제한하는 것은 아니나, 예를 들어 상기 피접착면 1X1cm의 면적을 기준으로, 물이 적어도 일부 존재하는 환경일 수 있다. 또는 상기 습한 환경은 상기 피접착면 3X3cm의 면적을 기준으로, 물이 100ul 이상 도포된 환경일 수 있다. 예를 들어 상기 습한 환경은 상기 피접착면 3X3cm의 면적을 기준으로 물이 200ul 도포된 환경일 수 있다.Although not limited thereto, for example, it may be an environment in which at least a portion of water is present, based on an area of 1 X 1 cm of the surface to be adhered. Alternatively, the humid environment may be an environment in which water is applied to 100 ul or more based on an area of 3X3 cm. For example, the humid environment may be an environment in which 200ul of water is applied based on an area of 3X3cm to be adhered.

종래의 점착 센서들은 습한 환경에서는 접착이 어려워 습환 환경에서 센서를 사용하는데 어려움이 있었으나, 본 발명의 셍체 점착 전극은 습한 환경에서도 잘 접착되어 센싱할 수 있다는 특징이 있다. 또한 본 발명의 생체 점착 전극은 센서이면서 동시에 접착이 가능한 구조를 갖으면서도 탈부착이 용이한 것으로, 종래에 센서를 접착하기 위해 별도의 접착제들을 사용하는 것보다 센서 피접착면(또는 피접착계면)에 자극이나 오염이 덜하며, 습한 환경, 특히나 생체 표면, 사람의 피부에도 잘 부착될 수 있고 간편하고 안전하게 적용이 가능하다.Conventional adhesive sensors have difficulty in using the sensor in a wet environment because it is difficult to adhere in a humid environment, but the Saint-Adhesive electrode of the present invention is characterized by being well adhered and sensed even in a humid environment. In addition, the bio-adhesive electrode of the present invention is a sensor and has a structure capable of adhesion at the same time, and is easy to detach and attach. It is less irritating or contaminating, and can be well attached to wet environments, especially living surfaces, and human skin, and can be easily and safely applied.

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 건조한 환경을 갖는 피부착면에도 잘 접착되고 또 용이하게 분리될 수 있고, 동시에 종래와는 달리 습한 환경을 갖는 피부착면에도 잘 접착되고 용이하게 분리될 수 있다.In one embodiment, the bio-adhesive electrode can be easily adhered to and easily separated from the skin adhesion surface having a dry environment, and at the same time, can be easily adhered to and easily separated from the skin adhesion surface having a wet environment unlike the conventional one. .

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극의 접착력은 상기 전극과 피접착면 사이의 반데르발스 힘, 및 피접착면에 존재할 수도 있는 수분에 따른 모세관 힘, 그리고 빨판 내외의 압력 차이에 의한 흡입 힘에 의한 것일 수 있다. 종래의 건식 접착의 경우 반데르발스 힘에만 의존하지만, 본 발명의 경우 반데르발스 힘 외에 추가적인 다른 힘이 더해져 피접착면의 습도에 관계없이 점착 강도가 우수하다.In one embodiment, the adhesive force of the bio-adhesive electrode is due to the van der Waals force between the electrode and the surface to be adhered, capillary force according to moisture that may be present on the surface to be adhered, and suction force due to pressure difference inside and outside the sucker. May be In the case of the conventional dry bonding, only the van der Waals force is used, but in the case of the present invention, an additional other force is added in addition to the van der Waals force, so that the adhesive strength is excellent regardless of the humidity of the surface to be adhered.

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 종래의 센서 보다 센싱 효과가 우수하게 나타날 수 있다. 특히 습한 환경, 습한 피부착면 또는 습한 표면, 예를 들어 생체 표면 및 사람의 피부 등에 잘 부착되어 전기적 신호를 센싱할 수 있다.In one embodiment, the bio-adhesive electrode may have a better sensing effect than a conventional sensor. In particular, it is well attached to a humid environment, a wet skin surface or a wet surface, for example, a living body surface and a human skin, to sense an electrical signal.

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 약물 전달 패치에 사용될 수 있으며, 예를 들어 상기 전극의 상기 빨판 내에 약물이 담지된 것일 수 있다.In one embodiment, the bio-adhesive electrode may be used for a drug delivery patch, for example, a drug may be carried in the sucker of the electrode.

일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 생체 전기 신호를 측정하는 센서에 응용될 수 있다. 일 실시예에서 상기 생체 점착 전극은 다양한 생체 센서로 사용될 수 있다. 이에 제한하는 것은 아니나 예를 들어 상기 생체 점착 전극은 피부에 대한 압력 센서, 신체의 모션 센서 및 심전도 센서 등으로 사용될 수 있다.In one embodiment, the bioadhesive electrode may be applied to a sensor that measures bioelectrical signals. In one embodiment, the bio-adhesive electrode may be used as various bio-sensors. Although not limited thereto, for example, the bio-adhesive electrode may be used as a pressure sensor on the skin, a motion sensor of the body, and an electrocardiogram sensor.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극을 나타낸 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 신축성 있는 건식 점착 전극은 복수개의 미세구조물(음각구조물, 음각 빨판), 예를 들어 문어 모사 패턴(빨판 챔버 패턴)을 포함하는 전도성물질을 포함하는 신축성 및 전도성을 갖는 고분자로 이뤄진 패치일 수 있다. 도 1을 보면, 상기 전극의 접착면에는 음각구조물 패턴이 일정하게 형성되어 있으며, 상기 음각구조물의 캐비티 내에는 반구형과 같은 양각부가 형성되어 있다.1 is a schematic diagram showing a bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention. 1, the stretchable dry adhesive electrode of the present invention is stretchable and conductive, including a plurality of microstructures (engraved structures, engraved suckers), for example, a conductive material including an octopus imitation pattern (sucker chamber pattern). It may be a patch made of a polymer having a. Referring to FIG. 1, an intaglio structure pattern is constantly formed on an adhesive surface of the electrode, and an embossed portion such as a hemispherical shape is formed in the cavity of the intaglio structure.

본 발명의 웨어러블 소자는 본 발명의 생체 점착 전극을 포함한다.The wearable device of the present invention includes the bioadhesive electrode of the present invention.

본 발명의 생체 점착 전극 제조 방법은 유기용매, 전도성물질, 탄성고분자 및 분산제가 혼합된 복합체 용액을 패턴 몰드에 붓는 제1 단계; 및 상기 복합체 용액을 경화시켜, 패턴을 갖는 복합체를 포함하는 전극을 제조하는 제2 단계;를 포함한다.The bio-adhesive electrode manufacturing method of the present invention includes a first step of pouring a composite solution in which an organic solvent, a conductive material, an elastic polymer and a dispersant are mixed into a pattern mold; And a second step of curing the composite solution to prepare an electrode including a composite having a pattern.

일 실시예에서 상기 유기용매는 클로로포름(Chloroform), n-헥산(Hexane), DMF(Dimethylformamide), 톨루엔(Toluene), NMP(N-Methylpyrrolidone), 아세톤(Acetone) 및 이들의 혼합물 중의 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the organic solvent includes at least one of chloroform, n-hexane (Hexane), DMF (Dimethylformamide), toluene, NMP (N-Methylpyrrolidone), acetone and mixtures thereof. It can be done.

일 실시예에서 상기 제1 단계에서 상기 복합체 용액은, 제1 유기용매, 전도성물질 및 분산제를 포함하는 제1 혼합용액 및 제2 유기용매 및 탄성고분자를 포함하는 제2 혼합용액을 혼합하여 제조하는 것일 수 있다.In one embodiment, in the first step, the composite solution is prepared by mixing a first mixed solution comprising a first organic solvent, a conductive material and a dispersant, and a second mixed solution containing a second organic solvent and an elastic polymer. May be

일 실시예에서 상기 패턴 몰드는 부분 필링 기술(partial filling technique)을 이용하여 제조하는 것일 수 있다.In one embodiment, the pattern mold may be manufactured using a partial filling technique.

실시예 : 패턴 몰드 제조Example: pattern mold production

도 2는 일 실시예에 따른 본 발명의 패턴 몰드 제조 방법을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 것과 같이 일 실시예에 따라 본 발명의 패턴 몰드를 제조하였다.2 is a view showing a pattern mold manufacturing method of the present invention according to an embodiment. As shown in FIG. 2, a pattern mold of the present invention was prepared according to one embodiment.

먼저, 홀 패턴(hole pattern)에 기포를 가둔 상태로 패턴을 형성하는 기술인부분 필링 기술(partial filling technique)을 통해, 실리콘 표면에 원기둥 상단 부분이 반구 형태로 파여 있는 형상이 형성된 제1 몰드를 제작하였다. 그런 다음, 상기 제1 몰드에 고분자 전구체인 폴리우레탄아크릴레이트(PUA precursor)를 붓고, 이어서 PET 필름을 한쪽 끝에서부터 롤러로 미는 방식을 통해 균일하게 상기 제1 몰드를 덮었다. 이때 기포가 상기 홀 패턴 내부에 가둬진다(trapped air). 그리고 나서 UV 경화 과정을 수행하여 고분자 전구체를 경화시켰고(UV exposure), 경화된 고분자를 제1 몰드에서 분리하여 문어 모사 고분자 패턴 몰드(Polymeric mater)를 제조하였다.First, through a partial filling technique, which is a technique of forming a pattern in a state in which air bubbles are trapped in a hole pattern, a first mold having a shape in which a cylindrical upper portion is dug in a hemispherical shape is formed on a silicon surface. Did. Then, a polyurethane precursor (PUA precursor), which is a polymer precursor, was poured into the first mold, and then the PET film was uniformly covered by pushing the PET film from one end with a roller. At this time, air bubbles are trapped inside the hole pattern. Then, the polymer precursor was cured by performing a UV curing process (UV exposure), and the cured polymer was separated from the first mold to prepare an octopus-mimicking polymer pattern mold (Polymeric mater).

실시예 : 생체 점착 센서 제조Example: Preparation of a bio-adhesive sensor

도 3은 일 실시예에 따른 본 발명의 생체 점착 센서 제조 방법을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 것과 같이 일 실시예에 따라 본 발명의 생체 점착 센서를 제조하였다.3 is a view showing a method of manufacturing a bio-adhesive sensor of the present invention according to an embodiment. As shown in Figure 3, according to one embodiment, the bio-adhesive sensor of the present invention was prepared.

먼저 클로로포름 또는 n-헥산에 전도성물질 입자로 카본 블랙, 분산제로 P3HT를 넣고 10분 동안 볼텍스 믹서(voltex mixer)로 분산시켰다. 이어서 30분 동안 초음파 처리(sonication)하여 더 고르게 분산시켰다. 이어서 탄성고분자도 클로로포름 또는 n-헥산에 희석하고 10분 동안 볼텍스 믹서로 분산시켰다.First, carbon black as a conductive material particle in chloroform or n-hexane, and P3HT as a dispersant were dispersed in a vortex mixer for 10 minutes. Then, it was dispersed evenly by sonication for 30 minutes. Then, the elastic polymer was also diluted in chloroform or n-hexane and dispersed with a vortex mixer for 10 minutes.

다음으로 각각의 두 용액을 혼합하고 다시 30분 동안 초음파처리하여 전도성물질을 포함하는 탄성고분자 복합체 전극의 전구체 용액(복합체 용액)을 제조하였다. 상기 복합체 용액을 도 3에 나타낸 것과 같이 상기 패턴 몰드에 부었다. 이후 30분 동안 진공 펌프를 이용하여 유기용매를 증발시키고 기포를 제거하였다.Next, each of the two solutions was mixed and sonicated again for 30 minutes to prepare a precursor solution (composite solution) of the elastic polymer composite electrode containing the conductive material. The complex solution was poured into the pattern mold as shown in FIG. 3. Thereafter, the organic solvent was evaporated using a vacuum pump for 30 minutes to remove air bubbles.

그리고나서 85℃의 오븐에서 2시간 동안 경화시키고, 상기 패턴 몰드를 분리하여, 문어 모사 패턴이 형성된 전도성물질을 포함하는 탄성고분자 복합체 전극(생체 점착 센서)을 제조하였다.Then, it was cured in an oven at 85° C. for 2 hours, and the pattern mold was separated to prepare an elastic polymer composite electrode (bio-adhesion sensor) comprising a conductive material having an octopus-like pattern.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 접착력 실험 결과를 나타낸 도면이다. 도 4를 보면, 본 발명과 같이 패턴이 형성된 경우가 패턴이 없는 경우에 비해 접착력이 우수하게 나타났다. 그리고 실리콘 웨이퍼에 접착 실험을 한 경우에는 습한 환경에서보다는 건조한 환경에서 접착력이 현저하게 우수하게 나타났다(a 및 b). 생체 피부에 접착 실험을 한 경우 역시 건조한 환경에서 접착력이 가장 우수하게 나타났으나, 습한 환경에서도 본 발명의 패턴을 가진 생체 점착 전극의 경우 접착력이 더 우수하게 나타났다(c). 이때 건조한 환경은 반데르발스 힘 및 흡입 효과(suction effect)에 의해 접착되며, 습한 환경은 모세관력 및 흡입 효과에 의해 접착될 수 있다. 결국 패턴이 있는 경우, 흡입 효과가 추가적으로 발생하기 때문에 더 높은 접착력을 나타낼 수 있다. 본 발명의 전극을 생체 피부 상에 반복적으로 탈부착을 수행한 결과(d), 반복된 탈부착에도 계속해서 우수한 접착력을 나타내는 것을 알 수 있다. 결과적으로 도 4를 통해서 구조를 통해 접착력이 향상된 것을 알 수 있다.4 is a view showing the results of the adhesion test of the bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 4, the case where the pattern is formed, as in the present invention, showed excellent adhesion compared to the case where there is no pattern. In addition, when the adhesion test was performed on the silicon wafer, the adhesion was significantly better in a dry environment than in a humid environment (a and b). In the case of the adhesion test to the biological skin, the adhesion was best in a dry environment, but the adhesion was more excellent in the case of the bio-adhesive electrode having the pattern of the present invention even in a humid environment (c). At this time, the dry environment is adhered by the van der Waals force and the suction effect, and the wet environment can be adhered by the capillary force and the suction effect. After all, if there is a pattern, the suction effect is additionally generated, and thus a higher adhesive strength can be exhibited. As a result of repeatedly desorption of the electrode of the present invention on the skin of the body (d), it can be seen that it shows excellent adhesive strength even after repeated desorption. As a result, it can be seen through FIG. 4 that the adhesion is improved through the structure.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 전기적 특성 실험 결과를 나타낸 도면이다. 도 5를 보면, 인장 변형 및 카본 블랙 농도에 따른 전기적 신호 변화(저항 변화)가 나타나있다(a). 이러한 결과를 통해서, 카본 블랙의 농도가 작을수록 작은 인장변형율에도 민감하게 반응할 수 있다는 것을 알 수 있다. 그리고 카본 블랙의 농도가 1.0vol%인 경우에서 압력에 따른 저항 변화가 나타나있다(b). 도 5를 통해서 인장 변형 또는 압력을 보다 민감하게 센싱할 수 있는 전도성물질의 농도를 확인 할 수 있다. 도 5의 a를 보면 7.0vol%의 경우, 변형율이 60%가 될 때까지는 저항이 거의 변하지 않는 것을 확인 할 수 있다. 이러한 특징을 통해 카본 블랙의 농도가 7.0vol%인 본 발명의 생체 점착 전극은 유연 전극으로 사용하기 좋을 것으로 보인다. 또한 도 5의 b를 보면, 카본 블랙의 농도가 1.0vol%인 경우 민감도가 가장 높은 것을 알 수 있다.5 is a view showing the electrical property test results of the bio-adhesive electrode according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, electrical signal changes (resistance changes) according to tensile strain and carbon black concentration are shown (a). Through these results, it can be seen that the smaller the concentration of carbon black, the more sensitive it can be to small tensile strain. And, when the concentration of carbon black is 1.0 vol%, the resistance change with pressure is shown (b). 5, it is possible to confirm the concentration of the conductive material capable of sensing the tensile strain or pressure more sensitively. Referring to a of FIG. 5, in the case of 7.0 vol%, it can be confirmed that the resistance hardly changes until the strain is 60%. Through these features, the bio-adhesive electrode of the present invention having a carbon black concentration of 7.0 vol% seems to be useful as a flexible electrode. In addition, when looking at b of FIG. 5, it can be seen that the sensitivity is highest when the concentration of carbon black is 1.0 vol%.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 점착 전극의 생체 센싱 실험 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 6은 일 실시예에 따라 제조된 본 발명의 생체 점착 전극의 실제 부착 모습(a), 심전도 측정 결과(b) 및 신축성 측정 결과(c)를 나타낸 것이다. 실제 부착된 모습을 보면 건조 환경에서도 본 발명의 전극은 피부상에 잘 부착되어 있었고, 습한 환경에서도 잘 부착되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때 습한 환경은 3X3cm의 면적을 기준으로 물이 200ul 도포된 조건이다. 실험 결과 건조한 환경보다 습한 상태에서 전기적 신호 변화가 상대적으로 낮게 나타나기는 하나, 본 발명의 생체 점착 전극을 이용한 심전도 및 모션 측정은 습도와 관계없이 센싱되는 것을 알 수 있다.6 is a view showing the results of a biosensing experiment of a bioadhesive electrode according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 6 shows an actual attachment state (a), an electrocardiogram measurement result (b), and an elasticity measurement result (c) of the bioadhesive electrode of the present invention manufactured according to an embodiment. Looking at the actual attached state, it can be seen that the electrode of the present invention was well adhered to the skin even in a dry environment, and well attached in a humid environment. At this time, the humid environment is a condition in which 200ul of water is applied based on an area of 3X3cm. As a result of the experiment, although the electrical signal change is relatively low in a wet state than in a dry environment, it can be seen that electrocardiogram and motion measurement using the bioadhesive electrode of the present invention is sensed regardless of humidity.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

Claims (16)

전도성물질을 포함하는 탄성고분자로 구성되고,
표면 일부에 복수개의 미세구조물을 포함하며,
상기 미세구조물은 표면으로부터 파여진 음각형태의 빨판 챔버임을 특징으로 하는, 생체 신호 측정 또는 센싱를 위한,
건식 점착성 피부 패치.
It consists of an elastic polymer containing a conductive material,
A part of the surface contains a plurality of microstructures,
The microstructure is characterized in that the sucker chamber of the intaglio shape dug from the surface, for measuring or sensing a bio-signal,
Dry adhesive skin patch.
제1항에 있어서,
상기 전도성물질은 카본 블랙(carbon black), 카본 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀 플레이크(Graphene flake) 흑연(Graphite) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
According to claim 1,
The conductive material comprises at least one of carbon black, carbon nano tube (CNT), graphene flake graphite, and graphene. ,
Dry adhesive skin patch.
제1항에 있어서,
상기 탄성고분자는 천연 고무(natural rubber), 니트릴 고무(nitrile rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 스티렌부타디엔 고무(styrenebutadienerubber), 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 부틸 고무(butyl rubber), 이소프렌 이소부틸렌 고무(isoprene-isobutylene rubber), 에틸렌프로피렌 고무(ethylene propylene rubber), 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무(chlorosulphonated polyethylene rubber), 아크릴 고무(acrylic rubber), 불소 고무(fluoro rubber), 다황화물계 고무(polysulfide rubber), 실리콘 고무(silicone rubber), 부타디엔 고무(butadiene rubber), 이소프렌 고무(isoprene rubber), 우레탄 고무(urethanerubber), 폴리우레탄(polyurethane), PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머(polyolefin thermoplastic elastomer, TPE), 폴리스티렌계 TPE(polystyrene TPE), 폴리염화비닐 TPE(Polyvinyl chloride TPE), 폴리에스터 TPE(polyester TPE), 폴리우레탄 TPE(polyurethane TPE), 폴리아미드 TPE(polyamide TPE) 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
According to claim 1,
The elastic polymers include natural rubber, nitrile rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrenebutadienerubber, chloroprene rubber, and butyl rubber , Isoprene isobutylene rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulphonated polyethylene rubber, acrylic rubber, fluoro rubber, polysulfide Polysulfide rubber, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, polyurethane, polydimethylsiloxane (PDMS), polyolefin thermoplastic elastomer ( polyolefin thermoplastic elastomer, TPE, polystyrene TPE, polyvinyl chloride TPE, polyester TPE, polyurethane TPE, polyamide TPE, and the like. Characterized in that it comprises at least one of the mixture of,
Dry adhesive skin patch.
제1항에 있어서,
상기 빨판의 기저면에 언덕형 양각부를 포함하고,
상기 언덕형 양각부의 높이는 상기 빨판 챔버의 깊이보다 작음을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
According to claim 1,
Includes a hill-shaped embossed portion on the base surface of the sucker,
The height of the hill-shaped embossed portion, characterized in that less than the depth of the sucker chamber,
Dry adhesive skin patch.
제4항에 있어서,
상기 언덕형 양각부의 형상은 몸통 중간 부분의 둘레가 상단 및 하단의 둘레보다 큼을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 4,
The shape of the hill-shaped embossed portion is characterized in that the circumference of the middle portion of the trunk is larger than the circumference of the top and bottom,
Dry adhesive skin patch.
제4항에 있어서,
상기 미세구조물은 원기둥 형상이고,
상기 언덕형 양각부는 상기 기저면으로부터 돌출된 구형 또는 반구형임을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 4,
The microstructure is a cylindrical shape,
The hill-shaped embossed portion is characterized in that the spherical or hemispherical shape protruding from the base surface,
Dry adhesive skin patch.
제5항에 있어서,
상기 원기둥의 지름은 1㎛ 내지 100㎛이고,
상기 원기둥의 높이는 1㎛ 내지 100㎛임을 특징이며,
이의 종횡비는 2/3 내지 3임을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 5,
The diameter of the cylinder is 1㎛ to 100㎛,
The height of the cylinder is characterized in that 1㎛ to 100㎛,
Characterized in that the aspect ratio is 2/3 to 3,
Dry adhesive skin patch.
제4항에 있어서,
상기 복수개의 미세구조물의 배열 간격은, 상기 빨판의 지름에 대해 1:1 내지 1:3인 것을 특징으로 하는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 4,
Arrangement interval of the plurality of microstructures, characterized in that 1:1 to 1:3 with respect to the diameter of the sucker,
Dry adhesive skin patch.
제4항에 있어서,
상기 언덕형 양각부의 둘레의 크기는 상기 빨판 챔버의 둘레보다 작으며,
피접착면에 부착되어 상기 빨판 챔버에의 흡착을 위해 상기 전극의 후면을 가압하지 않은 상태에서는 상기 언덕형 양각부의 최장 둘레면은 상기 빨판 챔버의 둘레에 접하지 않고,
상기 전극의 후면을 가압할 때 상기 최장 둘레면이 상기 빨판 챔버 내면과 접착하도록 구성된,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 4,
The size of the circumference of the hill-shaped embossed portion is smaller than the circumference of the sucker chamber,
The longest circumferential surface of the hill-shaped embossed portion does not contact the circumference of the sucker chamber when it is attached to the surface to be adhered and the back surface of the electrode is not pressed for adsorption to the sucker chamber.
When the rear surface of the electrode is pressed, the longest circumferential surface is configured to adhere to the inner surface of the sucker chamber,
Dry adhesive skin patch.
제1항에 있어서,
상기 전극은 카본 블랙의 농도가 4.0vol% 이상이고,
상기 생체 신호는 생체부터 발생하는 전기 신호이며,
상기 피부 패치는 생체로부터의 전기 신호 측정을 위한,
건식 점착성 피부 패치.
According to claim 1,
The electrode has a carbon black concentration of 4.0 vol% or more,
The biosignal is an electrical signal generated from the living body,
The skin patch is for measuring electrical signals from a living body,
Dry adhesive skin patch.
제10항에 있어서,
상기 건식 점착성 피부 패치는 습한 환경을 갖는 피부에서, 접착성이 유지되며, 전기 신호 측정율이 감소되지 않는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 10,
The dry adhesive skin patch is maintained on the skin in a humid environment, the adhesion is maintained, the electrical signal measurement rate is not reduced,
Dry adhesive skin patch.
제1항에 있어서,
상기 전극은 카본 블랙의 농도가 4.0vol% 이하이고,
상기 생체 신호는 생체부터 발생하는 물리적 신호이며,
상기 피부 패치는 생체로부터의 물리적 신호를 저항 값의 변화를 센싱하는,
건식 점착성 피부 패치.
According to claim 1,
The electrode has a carbon black concentration of 4.0 vol% or less,
The biological signal is a physical signal generated from a living body,
The skin patch is a physical signal from the living body to sense the change in the resistance value,
Dry adhesive skin patch.
제12항에 있어서,
상기 건식 점착성 피부 패치는 습한 환경을 갖는 피부에서, 접착성이 유지되며, 상기 미세구조물이 없는 경우보다 증폭된 센싱율을 제공하는,
건식 점착성 피부 패치.
The method of claim 12,
The dry adhesive skin patch maintains adhesion in skin having a humid environment, and provides an amplified sensing rate than in the case where the microstructure is not present.
Dry adhesive skin patch.
제1항 내지 제10항 중 어느 한항의 검식 점착성 피부 패치를 포함하는 헬스 모니터링용 전극.An electrode for health monitoring including the black adhesive skin patch of any one of claims 1 to 10. 제1항 내지 제10항 중 어느 한항의 검식 점착성 피부 패치를 포함하는 ECG(electrocardiogram)용 전극.Electrode for ECG (electrocardiogram) comprising the black adhesive skin patch of any one of claims 1 to 10. 제1항 내지 제10항 중 어느 한항의 검식 점착성 피부 패치를 포함하는 맥박 또는 심박 측정 센서.
A pulse or heart rate measuring sensor comprising the black adhesive skin patch of any one of claims 1 to 10.
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