TW201737858A - 生物體電極及其製造方法 - Google Patents

生物體電極及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201737858A
TW201737858A TW106106753A TW106106753A TW201737858A TW 201737858 A TW201737858 A TW 201737858A TW 106106753 A TW106106753 A TW 106106753A TW 106106753 A TW106106753 A TW 106106753A TW 201737858 A TW201737858 A TW 201737858A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
particles
resin
resin layer
electrode according
biological electrode
Prior art date
Application number
TW106106753A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI702033B (zh
Inventor
畠山潤
岩淵元亮
Original Assignee
信越化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信越化學工業股份有限公司 filed Critical 信越化學工業股份有限公司
Publication of TW201737858A publication Critical patent/TW201737858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI702033B publication Critical patent/TWI702033B/zh

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/12Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain a coating with specific electrical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/028Microscale sensors, e.g. electromechanical sensors [MEMS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A61B2562/125Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本發明提供導電性及生物體適合性優異、輕量、且能以低成本製造的生物體電極。一種生物體電極,具有導電性基材與形成於該導電性基材上的生物體接觸層,其特徵為:該生物體接觸層包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂層,該樹脂層之厚度係和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄。

Description

生物體電極及其製造方法
本發明關於能接觸生物體之皮膚並藉由來自皮膚之電訊號而檢測心跳數等身體狀態的生物體電極、及其製造方法。
近年,隨著IoT(物聯網(Internet of Things))之普及穿戴式器件之開發已有進展。能連接到網際網路的鐘錶、眼鏡為其代表例。又,在醫療領域、運動領域方面亦需要能隨時監控身體狀態的穿戴式器件,係為今後的成長領域。
在醫療領域方面,例如,已有人研究如藉由電訊號而感知心臟之跳動的心電圖測定那樣藉由感測微弱電流以監控身體臟器之狀態的穿戴式器件。心電圖之測定,係將塗有導電糊劑的電極裝設於身體而進行測定,但此係為僅1次之短時間之測定。相對於此,如上述醫療用之穿戴式器件之開發係以連續數週隨時監控健康狀態的器件之開發為目標。亦即,對於醫療用穿戴式器件中使用的生物體電極要求長時間使用時也不會有導電性之變化、不會皮膚過敏。此外,也要求輕量、能以低成本製造。
醫療用穿戴式器件有貼附於身體的類型、與導入於衣服的類型,作為貼附於身體的類型,有人提案使用係為上述導電糊劑之材料的含有水與電解質的水溶性凝膠的生物體電極(專利文獻1)。另一方面,作為導入於衣服的類型,有人提案將如PEDOT-PSS(聚-3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸鹽(Poly-3,4-ethylenedioxythiophene-Polystyrenesulfonate))的導電性聚合物、銀糊劑導入於纖維而得之布使用於電極之方法(專利文獻2)。
但是,使用上述含有水與電解質的水溶性凝膠時,有若經乾燥而水消失時則導電性消失之問題。又,使用如PEDOT-PSS的導電性聚合物時,也有因導電性聚合物之酸性強而有引起皮膚過敏之風險之問題。
又,由於金屬奈米線、碳黑、及奈米碳管等具有優異的導電性,因此也有人探討將該等作為電極材料使用。金屬奈米線由於線彼此之接觸機率增高故能以少的添加量通電。然而,由於金屬奈米線為前端尖的纖細材料,故會成為皮膚過敏發生之原因。又,奈米碳管也因同樣的理由單獨使用時有生物體適合性之風險。碳黑雖沒有像奈米碳管那樣的毒性,但單獨使用時有對皮膚的刺激性。如上述,即便該物本身不引起過敏反應,有時仍會因材料之形狀或刺激性導致生物體適合性惡化,同時兼顧導電性與生物體適合性係困難。
作為解決上述問題的方法,有人探討將具導電性的金屬粒子作為電極材料使用。金屬之中,離子化傾向最低的金、銀、鉑等貴金屬不易引起皮膚過敏,因此藉由使用該等貴金屬粒子能兼顧導電性與生物體適合性。但是,將該等貴金屬粒子混合於樹脂時,若在絕緣體之樹脂中粒子彼此不接觸則電不流通,因此為了使粒子彼此接觸,需要摻合以體積比率計70%以上之貴金屬粒子。如上述,使用金屬粒子時,需要摻合大量高價的貴金屬粒子,故製造成本變得非常高,而且由於重量增加,故有無法達成對於穿戴式器件要求的輕量化的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第WO2013-039151號小冊 [專利文獻2]日本特開2015-100673號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明係為了解決上述問題而成者,目的係:提供導電性及生物體適合性優異、輕量、且能以低成本製造的生物體電極及其製造方法。 [解決課題之手段]
為了達成上述課題,本發明提供:一種生物體電極,具有導電性基材與形成於該導電性基材上的生物體接觸層,該生物體接觸層包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂層,該樹脂層之厚度係和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄。
若為如此的生物體電極,會成為導電性及生物體適合性優異、輕量、且能以低成本製造的生物體電極。
又,該粒子之平均粒徑宜為1μm以上1,000μm以下,該樹脂層之厚度宜為0.5μm以上1,000μm以下。
若粒子為如此的平均粒徑且樹脂層為如此的厚度,能確保充分的導電性並做成更輕量的生物體電極,也能減低製造成本。
又,該樹脂層之厚度相對於該粒子之平均粒徑1宜為0.5以上1.0以下之比例。
樹脂層之厚度相對於粒子之平均粒徑若為如此的比例時,能藉由樹脂層充分地保持粒子,因此能有效地防止因粒子脱離造成的導電性降低。
又,該粒子之體積比率相對於該樹脂層與該粒子之體積之和宜為0.5%以上70%以下。
粒子若為如此的體積比率,能確保充分的導電性並做成更輕量的生物體電極,也能減低製造成本。
該樹脂層宜為包含熱硬化性樹脂及光硬化性樹脂之其中一者、或該等兩者的樹脂組成物之硬化物。
若為如此的樹脂層,可容易地形成,因此適合於本發明之生物體電極。
又,該樹脂層宜為包含具有選自矽氧烷鍵、酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中之一者以上的含矽樹脂的樹脂組成物之硬化物。
若為如此的樹脂層,對於導電性基材或粒子的黏著性良好,而且撥水性高,不易水解,因此可將生物體電極做成不易受汗水影響者。
又,該樹脂層宜為包含選自聚矽氧樹脂、含矽原子的聚丙烯酸樹脂、含矽原子的聚醯胺樹脂、含矽原子的聚醯亞胺樹脂、含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂、及含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂中之1種以上之樹脂的樹脂組成物之硬化物。
若為如此的樹脂層,對於導電性基材或粒子的黏著性良好,而且撥水性高,不易水解,因此可將生物體電極做成不易受汗水影響者。
又,該導電性基材宜包含選自金、銀、氯化銀、鉑、鋁、鎂、錫、鎢、鐵、銅、鎳、鈦、不銹鋼、及碳中之1種以上。
若為如此的導電性基材,可理想地用於本發明之生物體電極。
又,該粒子宜為球形粒子。
若為如此的粒子,可使來自生物體之通電更均勻,而且可更減低裝設時對於皮膚之刺激。
又,該粒子宜為將由選自聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、酚醛清漆、及聚胺甲酸酯中之1種以上之樹脂構成的樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑覆蓋而得者。
若為如此的粒子,則相較於粒子整體由金、銀、或鉑構成者更輕量且價廉,因此可使生物體電極更輕量化,也可減低製造成本。
又,該粒子宜在粒子之內部具有由選自銀、鋁、銅、鎳、鎢、及錫中之1種以上之導電性金屬構成的導電性金屬層。
若為如此的粒子,即便將粒子表面之金、銀、或鉑做薄,仍可藉由粒子內部之導電性金屬層得到導電性,因此可確保充分的導電性並且更減低製造成本。
又,該樹脂層之厚度宜較該粒子之平均粒徑更薄,該粒子宜從該樹脂層之表面露出而呈凸狀。
如上述若粒子從樹脂層之表面露出而呈凸狀時,粒子與生物體之接觸面積增加,因此可更有效率地取出來自生物體之微弱電流。
該粒子宜以在該樹脂層之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。
粒子若以上述方式配置,可確保充分的導電性並且將係為必要的粒子之量壓低到最小限度,因此可做成更輕量的生物體電極,也可減低製造成本。
又,本發明提供一種生物體電極之製造方法,其特徵為:將包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂的材料塗佈於導電性基材上,邊加壓邊使該樹脂硬化,從而於該導電性基材上形成包含該粒子與厚度和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄的樹脂層的生物體接觸層。
若為如此的製造方法,能以低成本製造導電性及生物體適合性優異、輕量的生物體電極。
又,該粒子宜使用平均粒徑1μm以上1,000μm以下者,宜使該樹脂層之厚度為0.5μm以上1,000μm以下。
若使用上述平均粒徑之粒子並使樹脂層為上述厚度,能確保充分的導電性並製造更輕量的生物體電極,也能減低製造成本。
又,宜使該樹脂層之厚度相對於該粒子之平均粒徑1為0.5以上1.0以下之比例。
若使樹脂層之厚度相對於粒子之平均粒徑為上述比例,能藉由樹脂層充分地保持粒子,因此可製造有效地防止因粒子脱離造成的導電性降低的生物體電極。
又,宜使該粒子之體積比率相對於該樹脂層與該粒子之體積之和為0.5%以上70%以下。
若使粒子為上述體積比率,能確保充分的導電性並製造更輕量的生物體電極,也能減低製造成本。
又,該樹脂宜使用熱硬化性樹脂及光硬化性樹脂之其中一者、或該等兩者,宜利用熱及光之其中一者、或該等兩者使該樹脂硬化。
若使用上述樹脂並利用上述方法使其硬化,可容易地形成樹脂層。
又,該樹脂宜使用具有選自矽氧烷鍵、酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中的一者以上的含矽樹脂。
若使用上述樹脂,可形成對於導電性基材或粒子的黏著性良好、且撥水性高、不易水解的樹脂層,因此可製造更不易受汗水影響的生物體電極。
又,該樹脂宜使用選自聚矽氧樹脂、含矽原子的聚丙烯酸樹脂、含矽原子的聚醯胺樹脂、含矽原子的聚醯亞胺樹脂、含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂、及含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂中之1種以上之樹脂。
若使用上述樹脂,可形成對於導電性基材或粒子的黏著性良好、且撥水性高、不易水解的樹脂層,因此可製造更不易受汗水影響的生物體電極。
又,該導電性基材宜使用包含選自金、銀、氯化銀、鉑、鋁、鎂、錫、鎢、鐵、銅、鎳、鈦、不銹鋼、及碳中之1種以上者。
若為如此的導電性基材,可理想地用於本發明之生物體電極之製造方法。
又,該粒子宜使用球形粒子。
若使用如此的粒子,可製造來自生物體之通電更均勻,且裝設時對於皮膚之刺激更為減低的生物體電極。
又,該粒子宜使用將由選自聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、酚醛清漆、及聚胺甲酸酯中之1種以上之樹脂構成的樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑覆蓋而得者。
若為如此的粒子,則相較於粒子整體由金、銀、或鉑構成者更輕量且價廉,因此藉由使用如此的粒子可製造更輕量的生物體電極,也可減低製造成本。
又,該粒子宜使用在該粒子之內部具有由選自銀、鋁、銅、鎳、鎢、及錫中之1種以上之導電性金屬構成的導電性金屬層者。
若為如此的粒子,即便將粒子表面之金、銀、或鉑做薄,仍可藉由粒子內部之導電性金屬層得到導電性,因此藉由使用如此的粒子可確保充分的導電性並且更減低製造成本。
又,宜使該樹脂層之厚度較該粒子之平均粒徑更薄,宜使該粒子從該樹脂層之表面露出而呈凸狀。
如上述可藉由使粒子從樹脂層之表面露出而呈凸狀,以增加粒子與生物體之接觸面積,並提高來自生物體之微弱電流之取出效率。
又,宜將該粒子以在該樹脂層之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。
粒子若以上述方式配置,可確保充分的導電性,並將係為必要的粒子之量壓低到最小限度,因此可製造更輕量的生物體電極,也可減低製造成本。 [發明之效果]
如上述,若為本發明之生物體電極,能有效率地將來自皮膚之電訊號傳送到器件(亦即,導電性優異),即便長期間裝設於皮膚也無引起過敏之疑慮(亦即,生物體適合性優異),能將係為必要的粒子之量壓低到最小限度,故成為輕量且能以低成本製造的生物體電極。又,藉由適當地調節樹脂層之組成、厚度,可防止因來自生物體之汗水所致之濕潤、乾燥、或因粒子脱離造成的導電性降低,而且也可賦予伸縮性、對生物體的黏著性。是以,如本發明之生物體電極,作為用於醫療用穿戴式器件的生物體電極尤其理想。又,若為本發明之生物體電極之製造方法,能以低成本容易地製造如此的生物體電極。
如上述,於生物體電極使用金、銀、鉑等貴金屬製之粒子時,生物體適合性會變得良好,但為了得到充分的導電性,需要摻合大量的貴金屬粒子以使粒子彼此接觸,所以有大量使用高價的貴金屬粒子導致製造成本增大以及含有大量的粒子導致重量增加之問題。
本案發明人等,針對上述課題努力進行了探討,結果發現藉由將摻合於生物體接觸層的導電性粒子做成表面以不易引發皮膚過敏的金、銀、或鉑覆蓋的粒子,並且使樹脂層之厚度和粒子之平均粒徑相同或較其更薄,可兼顧導電性及生物體適合性,再者可壓低必要的粒子之量故亦能實現輕量化與製造成本之減低,乃完成本發明。
亦即,本發明係為:一種生物體電極,具有導電性基材與形成於該導電性基材上的生物體接觸層,該生物體接觸層包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂層,該樹脂層之厚度係和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄。
以下,針對本發明之生物體電極,邊參照圖式邊詳細地說明,但本發明不限於該等。
<生物體電極> 圖1係顯示本發明之生物體電極之一例的概略剖面圖。圖1之生物體電極1具有導電性基材2與形成於該導電性基材2上的生物體接觸層3。生物體接觸層3包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子4與分散有該粒子4的樹脂層5,樹脂層5之厚度和粒子4之平均粒徑相同或較其更薄。也就是,粒子4出現於單側之表面接觸生物體之側之表面(亦即,粒子4從樹脂層5之表面露出而呈凸狀),相對側之表面連接導電性基材2。又,粒子4不堆積,而以在樹脂層5之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。
使用如此的圖1之生物體電極1時,如圖2所示,使生物體接觸層3(亦即,粒子4及樹脂層5)與生物體6接觸,藉由粒子4從生物體6取出電訊號,將此電訊號經由導電性基材2傳導到感測器件等(未圖示)。如上述,若為本發明之生物體電極,由於樹脂層之厚度和粒子之平均粒徑相同或較其更薄,故能將通電所需的粒子之量壓低到最小限度。又,由於粒子從樹脂層之表面露出而呈凸狀,故粒子與生物體之接觸面積大,能做成導電性優異者。
在此,將樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更厚的生物體電極之一例顯示於圖4。圖4之生物體電極101,於導電性基材102上形成有包含粒子104與樹脂層105的生物體接觸層103,但樹脂層105之厚度較粒子104之平均粒徑更厚。也就是,粒子104未與導電性基材102接觸,而且也未出現於和生物體接觸之側之表面。又,粒子104彼此也未接觸,因此並無從生物體朝向導電性基材102之通電。
又,將樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更厚的生物體電極之另一例顯示於圖5。圖5之生物體電極111,於導電性基材102上形成有包含大量的粒子104與樹脂層105的生物體接觸層103,因此即便樹脂層105之厚度較粒子104之平均粒徑更厚,仍可通電。但是,如此地摻合大量粒子時,如上述,若未使粒子之比例成為最少係生物體接觸層之體積之70%以上則無法使其通電。也就是,此時需要大量地使用高價的貴金屬粒子,因此製造成本增大,亦無法達成輕量化。
以下,針對本發明之生物體電極之各構成材料,更詳細地說明。
[導電性基材] 本發明之生物體電極具有導電性基材。此導電性基材通常與感測器件等電性連接,將從生物體經由粒子而取出的電訊號傳導到感測器件等。
導電性基材只要為具有導電性者即可,不特別限定,例如宜為包含選自金、銀、氯化銀、鉑、鋁、鎂、錫、鎢、鐵、銅、鎳、鈦、不銹鋼、及碳中之1種以上者。
又,導電性基材不特別限定,可為硬質的導電性基板等,可為具可撓性的導電性薄膜等,也可為使上述具導電性的材料與纖維混成而得之導電性之布,因應生物體電極之用途等適當地選擇即可。尤其,貼附於皮膚等情形,或使本發明之生物體電極作為衣服之一部分而與皮膚接觸的情形,可撓的特性係必要,因此理想係將生物體接觸層形成於可撓導電性薄膜、導電性布上。
[生物體接觸層] 本發明之生物體電極具有形成於導電性基材上的生物體接觸層。此生物體接觸層係在使用生物體電極時實際與生物體接觸的部分。生物體接觸層包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂層。
(粒子) 本發明之生物體電極中構成生物體接觸層的粒子,係表面以金、銀、或鉑覆蓋的導電性粒子,係用以從生物體取出微弱的電訊號並將此電訊號傳導到上述導電性基材者。
粒子,例如宜為將由選自聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、酚醛清漆、及聚胺甲酸酯中之1種以上之樹脂構成的樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑覆蓋而得者。若為如此的粒子,相較於粒子整體由金、銀、或鉑構成者更輕量且價廉,因此可使生物體電極更輕量化,也可減低製造成本。
粒子之最表面由於會接觸皮膚故必須為不會引起皮膚過敏的貴金屬之金、銀、或鉑,但可在粒子之內部具有由選自銀、鋁、銅、鎳、鎢、及錫等中之1種以上之導電性金屬構成的導電性金屬層。由於金、銀或鉑係高價,故將此層的厚度盡可能地做薄對於低成本化係有效。但是,若將金、銀或鉑之層做得過薄時導電性會降低,因此藉由在粒子之內部設置價廉的鋁、銅、鎳、鎢、錫等之導電性金屬層,對於確保必要的導電性係有效果。另外,粒子表面之金、銀、或鉑之層之厚度不特別限定,但如上述可藉由將此層做薄以減低製造成本,因此宜做成約數nm。
表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子之平均粒徑宜為1μm以上1,000μm以下,較佳為2μm以上800μm以下,更佳為3μm以上600μm以下。粒子之平均粒徑若為1μm以上,則無難以形成樹脂層厚度須和粒子之平均粒徑相同或較其更薄的樹脂層之疑慮,粒子之平均粒徑若為1,000μm以下,則無粒子過大而變得難以保持粒子、或生物體電極之重量過度增加之疑慮。
另外,粒徑之不均越小越理想。更具體而言,例如,測定10個粒子時的粒徑之標準偏差宜為平均粒徑之10%以下,較佳為平均粒徑之5%以下。粒徑之不均越小,從樹脂層表面露出的粒子之露出程度(亦即,粒子與生物體之接觸面積)會越均勻,因此來自生物體之通電會更均勻。
又,前述粒子宜為球形粒子。若為球形粒子,可使來自生物體之通電更均勻。而且,可更減低裝設時對於皮膚之刺激。另外,粒子之形狀球形為最佳,但也可為橢圓形或四角形、圓錐形、其他不定形之形狀。
另外,將樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑被覆而得之球形粒子,也可使用習知作為導電性黏著劑、或LCD(液晶顯示器(Liquid Crystal Display))與其驅動電路之間的導通所需的間隔件使用者。如此的粒子,具體而言,可列舉日本特開平11-209714號公報、日本特開2006-156068號公報、日本特開2011-204530號公報、日本特開2015-109268號公報等記載者。
(樹脂層) 本發明之生物體電極中構成生物體接觸層的樹脂層,係分散有上述粒子者,係用以防止該粒子從生物體接觸層脱離並保持粒子之層。另外,樹脂層宜為包含熱硬化性樹脂及光硬化性樹脂之其中一者、或該等兩者的樹脂組成物之硬化物。
又,為了防止因粒子從樹脂層脱離所致的導電性降低,本發明之生物體電極之樹脂層宜為和上述表面以金、銀、或鉑被覆的粒子之黏著性高者。又,為了防止生物體接觸層從導電性基材剝離,本發明之生物體電極之樹脂層宜為對於導電性基材的黏著性高者。為了將樹脂層做成和導電性基材、和以金、銀、或鉑被覆的粒子之黏著性高者,使用極性高的樹脂係有效果。如此的樹脂,可列舉:具有選自酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中的一者以上的樹脂、或聚丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚胺甲酸酯樹脂、及聚硫胺甲酸酯樹脂等。又,另一方面,由於樹脂層會與生物體接觸,故容易受到來自生物體之汗水之影響。是以,本發明之生物體電極之樹脂層宜為撥水性高、不易水解者。為了將樹脂層做成撥水性高、不易水解者,使用含有矽的樹脂係有效果。
因此,本發明之生物體電極中,樹脂層宜為包含具有選自矽氧烷鍵、酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中的一者以上的含矽樹脂的樹脂組成物之硬化物。
又,樹脂層宜為包含選自聚矽氧樹脂、含矽原子的聚丙烯酸樹脂、含矽原子的聚醯胺樹脂、含矽原子的聚醯亞胺樹脂、含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂、及含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂中之1種以上之樹脂的樹脂組成物之硬化物。
若為如此的樹脂層,對於導電性基材或粒子的黏著性良好,而且撥水性高,不易水解,因此可將生物體電極做成不易受汗水影響者。也就是,可兼顧撥水性與黏著性。
另外,如上述,樹脂層宜為樹脂組成物之硬化物。藉由使樹脂組成物硬化,樹脂層對於粒子與導電性基材兩者的黏著性變得良好。另外,硬化方法不特別限定,可使用一般的方法,例如可使用利用熱及光之其中一者、或該等兩者、或酸或鹼觸媒所為之交聯反應等。交聯反應,例如可適當地選擇在交聯反應手冊 中山雍晴 丸善出版(2013年) 第2編 p51~p371中記載者而實施。
又,如後述,製造本發明之生物體電極時,將包含粒子與樹脂的材料塗佈於導電性基材上,並例如使用模具予以壓接延伸。因此,硬化前之樹脂宜做成低黏度者。又,由於邊對材料加壓邊使其硬化,故材料宜做成無溶劑。若為無溶劑,即便於硬化時加壓也不會有溶劑劇烈蒸發之疑慮,可穩定地予以硬化。又,基於同樣理由,樹脂、交聯劑亦選擇蒸氣壓低的材料較佳。
含矽原子的聚丙烯酸樹脂,有於主鏈具有聚矽氧的聚合物及於側鏈具有矽原子的聚合物,皆可理想地使用。於主鏈具有聚矽氧的聚合物,可使用具有(甲基)丙烯酸丙酯基的矽氧烷或倍半矽氧烷等。此時,可藉由添加光自由基產生劑以使(甲基)丙烯酸的部分聚合而予以硬化。
又,若於聚矽氧之側鏈存在乙烯基、烯丙基等雙鍵時,亦可添加硫醇系之交聯劑而予以光交聯。另外,由於硫醇會與金配位,因此當使用表面以金被覆的粒子時,藉由添加此硫醇系之交聯劑也會獲得提高粒子與樹脂層之密合性的效果。此時,於聚矽氧中酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、及硫胺甲酸酯鍵並非絕對必要。
含矽原子的聚醯胺樹脂,例如,可理想地使用日本特開2011-79946號公報、美國專利5981680號公報記載之聚醯胺聚矽氧樹脂等。如此的聚醯胺聚矽氧樹脂,例如可將兩末端具有胺基的聚矽氧或兩末端具有胺基的非聚矽氧化合物、與兩末端具有羧基的非聚矽氧或兩末端具有羧基的聚矽氧予以組合而合成。又,於聚矽氧之側鏈若具有(甲基)丙烯酸丙酯基,可藉由光自由基交聯予以硬化;於聚矽氧之側鏈若具有乙烯基、與SiH基(矽原子鍵結氫原子),可利用鉑觸媒藉由加成反應進行交聯。
又,也可使用使羧酸酐與胺反應而得之環化前的聚醯胺酸。聚醯胺酸之羧基之交聯,可使用環氧系或氧雜環丁烷系之交聯劑,也可進行羧基與(甲基)丙烯酸羥基乙酯之酯化反應並進行(甲基)丙烯酸酯部分之光自由基交聯。
含矽原子的聚醯亞胺樹脂,例如,可理想地使用日本特開2002-332305號公報記載之聚醯亞胺聚矽氧樹脂等。聚醯亞胺樹脂之黏性非常高,但可藉由摻合(甲基)丙烯酸系單體作為溶劑且交聯劑,而達成低黏性。
含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂,可列舉聚胺甲酸酯聚矽氧樹脂,如此的聚胺甲酸酯聚矽氧樹脂,可藉由將兩末端具有異氰酸酯基的化合物及末端具有羥基的化合物混摻並加熱,以進行利用胺甲酸酯鍵所為之交聯。另外,此時兩末端具有異氰酸酯基的化合物及末端具有羥基的化合物之其中一者或兩者必須含有矽原子(矽氧烷鍵)。或,也可如日本特開2005-320418號公報記載,對於聚矽氧烷混摻胺甲酸酯(甲基)丙烯酸酯單體而使其光交聯。又,也可使具有矽氧烷鍵與胺甲酸酯鍵兩者並且末端具有(甲基)丙烯酸酯基的聚合物交聯。
含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂,可藉由具有硫醇基的化合物與具有異氰酸酯基的化合物之反應而得,該等中的任一者含有矽原子即可。又,末端若具有(甲基)丙烯酸酯基,亦可使其硬化。
又,於樹脂層之形成材料中,也可混摻具有酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及/或硫醇基的不含矽之樹脂。具有酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及/或硫醇基的不含矽之樹脂之摻合量,相對於含矽樹脂100質量份宜為10~4,000質量份之範圍。
為了進行硬化,宜使用末端為(甲基)丙烯酸酯的樹脂、或添加末端為(甲基)丙烯酸酯或硫醇基的交聯劑,並且添加因光而產生自由基的光自由基產生劑、或因熱分解而產生自由基的熱自由基產生劑為較佳。
光自由基產生劑,可列舉:苯乙酮、4,4’-二甲氧基二苯基乙二酮、二苯基乙二酮、苯偶因、二苯甲酮、2-苯甲醯基苯甲酸、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、苯偶因甲醚、苯偶因乙醚、苯偶因異丙醚、苯偶因丁醚、苯偶因異丁醚、4-苯甲醯基苯甲酸、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆苯基-1,2’-聯咪唑、2-苯甲醯基苯甲酸甲酯、2-(1,3-苯并二氧雜環戊烯-5-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤、2-苄基-2-(二甲基胺基)-4’-𠰌啉代苯丁酮、4,4’-二氯二苯甲酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,4-二乙基噻噸-9-酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(BAPO)、1,4-二苯甲醯基苯、2-乙基蒽醌、1-羥基環己基苯酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-4’-(2-羥基乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-異亞硝基苯丙酮、2-苯基-2-(對甲苯磺醯氧基)苯乙酮、2-苯基-2-(對甲苯磺醯氧基)苯乙酮。另外,光自由基產生劑之添加量,相對於樹脂100質量份宜為0.1~50質量份之範圍。
也可藉由添加熱分解型之自由基產生劑而使其硬化。熱自由基產生劑,可列舉:2,2’-偶氮雙(異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮雙(甲基丙脒)鹽酸、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]鹽酸、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲醯胺、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥基乙基)丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙醯胺]、2,2’-偶氮雙(N-丁基-2-甲基丙醯胺)、二甲基-2,2’-偶氮雙(異丁酸酯)、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯、過氧化苯甲醯、第三丁基過氧化氫、過氧化氫異丙苯、過氧化二第三丁基、過氧化二第三戊基、過氧化二正丁基、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯、過氧化二異丙苯等。
又,為了改善樹脂層與粒子之黏著性,也可於樹脂層之形成材料中添加黏著性改善劑。如此的黏著性改善劑,例如可列舉具有硫醇基、羥基、羧基、醯胺基、胺甲酸酯基等的矽烷偶聯劑。
又,本發明之生物體電極係以貼附於生物體(例如皮膚)之方式使用,因此也可於樹脂層之形成材料中添加黏著性賦予劑以賦予對於生物體的黏著性。如此的黏著性賦予劑,例如可列舉:聚矽氧樹脂或非交聯性之矽氧烷、非交聯性之聚(甲基)丙烯酸酯、非交聯性之聚醚等。
另外,樹脂層之厚度宜為0.5μm以上1,000μm以下,較佳為1μm以上800μm以下,更佳為2μm以上600μm以下。
又,樹脂層之厚度相對於上述粒子之平均粒徑1,宜為0.5以上1.0以下之比例。若為如此的比例,能藉由樹脂層充分地保持粒子,因此能有效地防止因粒子脱離造成的導電性降低。
又,本發明之生物體電極宜為:樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更薄,粒子從樹脂層之表面露出而呈凸狀。如上述若粒子從樹脂層之表面露出而呈凸狀時,由於粒子與生物體之接觸面積增加,故能更有效率地取出來自生物體的微弱電流。
又,本發明之生物體電極,粒子之體積比率相對於樹脂層與粒子之體積之和(也就是生物體接觸層之體積)宜為0.5%以上70%以下。粒子若為如此的體積比率,能確保充分的導電性並做成更輕量的生物體電極,也能減低製造成本。
又,本發明之生物體電極之生物體接觸層之形成材料中,除了添加上述表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子之外,尚可添加碳系之導電性材料。碳系之導電性材料,可列舉碳黑、乙炔黑、科琴黑、奈米碳管等。奈米碳管,單層、二層、更多層數的多層皆可使用。表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子之間若存在碳系之導電性材料時,即便隔著碳系之導電性材料仍會通電,因此生物體接觸層之導電性變得更良好。藉由併用表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與碳系之導電性材料,相較於各自單獨添加之情況能以較少的添加量得到較高的導電性。碳系之導電性材料之添加量,相對於樹脂100質量份宜為0.1~50質量份之範圍。
又,本發明之生物體電極中的粒子,宜以在樹脂層之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。粒子若以如此方式配置,能確保充分的導電性,並且將係為必要的粒子之量壓低到最小限度,因此可做成更輕量的生物體電極,也可減低製造成本。
又,本發明之生物體電極,與以往之生物體電極(例如日本特開2004-33468號公報記載之生物體電極)同樣,為了防止使用時生物體電極從生物體脫落,也可另外於生物體接觸層上設置黏著膜。設置黏著膜時,使用丙烯酸型、胺甲酸酯型、聚矽氧型等之黏著劑形成黏著膜即可,聚矽氧型由於氧及水之透過性高,撥水性亦高,對於皮膚之刺激性低,故尤其理想。另外,本發明之生物體電極,如上述,可藉由於樹脂層之形成材料中添加黏著性賦予劑、或使用對於生物體之黏著性良好的樹脂以防止從生物體脫落,因此上述黏著膜並非一定要設置。
針對將本發明之生物體電極作為穿戴式器件使用時的生物體電極與感測器件之配線、或其他構件不特別限定,例如可使用日本特開2004-33468號公報記載者。
如以上,若為本發明之生物體電極,能將來自皮膚之電訊號有效率地傳送到器件(亦即導電性優異),即便長期間裝設於皮膚也無引起過敏之疑慮(亦即生物體適合性優異),能將係為必要的粒子之量壓低到最小限度,故成為輕量且能以低成本製造的生物體電極。又,藉由適當地調節樹脂層之組成、厚度,可防止因來自生物體之汗水所致之濕潤、乾燥、或因粒子脱離造成的導電性降低,而且也可賦予伸縮性、對生物體的黏著性。是以,如本發明之生物體電極,作為醫療用穿戴式器件中使用的生物體電極尤其理想。
<生物體電極之製造方法> 又,本發明提供:一種生物體電極之製造方法,其特徵為:將包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂的材料塗佈於導電性基材上,邊加壓邊使該樹脂硬化,從而於該導電性基材上形成包含該粒子與厚度和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄的樹脂層的生物體接觸層。
以下,針對本發明之生物體電極之製造方法,邊參照圖式邊詳細地說明,但本發明之生物體電極之製造方法不限於此。
圖3係顯示本發明之生物體電極之製造方法之一例的說明圖。就圖3之製造方法,首先如圖3(A)所示,將包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子4與分散有粒子4的樹脂(樹脂層材料5’)的材料塗佈於導電性基材2上。接著,如圖3(B)所示,邊以模具7加壓邊使樹脂交聯硬化,形成樹脂層5。此時,粒子4因加壓而變形,但藉由於硬化後取下模具,如圖3(C)所示,粒子4之形狀回復原狀,可使硬化後之樹脂層5之厚度與粒子4之平均粒徑相同或較其更薄。以此方式,可製造如圖3(C)所示的於導電性基材2上形成有包含粒子4與分散有該粒子4的樹脂層5的生物體接觸層3的生物體電極。
另外,本發明之生物體電極之製造方法中使用的導電性基材、表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子、樹脂、所製造的生物體電極之樹脂層之厚度、粒子之體積比率等,與上述者同樣即可。
於導電性基材上塗佈材料的方法不特別限定,例如浸塗、噴塗、旋塗、輥塗、流塗、及刮刀塗佈等方法為理想。
樹脂之硬化方法不特別限定,依使用於樹脂層的樹脂之種類適當地選擇即可,例如宜以熱及光之其中一者、或該等兩者使其硬化。又,於上述材料中添加會使酸或鹼產生的觸媒,藉此亦可使交聯反應發生並使樹脂硬化。
另外,加熱時之溫度不特別限定,依使用於樹脂層的樹脂之種類適當地選擇即可,例如約50~250℃為較佳。
又,利用光聚合反應(例如利用自由基進行的光交聯)進行硬化時,用於加壓的模具宜使用透光性高的透明材料。另外,利用光使樹脂硬化時,加熱並非絕對必要。
又,組合加熱與光照射時,可同時進行加熱與光照射,也可於光照射後進行加熱,也可於加熱後進行光照射。
又,使樹脂硬化時,必須邊加壓邊使其硬化(壓接硬化)。壓接硬化時之壓力不特別限定,例如0.01~100kg/cm2 為較佳,可利用上述粒子之變形程度而調整樹脂層之厚度、露出而呈凸狀的粒子之高度等。又,樹脂層之厚度也可利用加壓時的模具7與導電性基材2之距離予以調整。為了提高加壓時樹脂的流動性並促進交聯反應,也可邊加壓邊加熱。
如以上,本發明之生物體電極之製造方法,能以低成本容易地製造導電性及生物體適合性優異且輕量的本發明之生物體電極。 [實施例]
以下,以實施例及比較例具體說明本發明,但本發明不限於該等。另外,重量平均分子量(Mw)表示利用GPC得到的聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
作為表面以金、銀、或鉑被覆的粒子,使用表面以金被覆的係為球形粒子的Micropearl AU(積水化學工業(股)公司製)之平均粒徑10μm、20μm、40μm者、及表面以銀被覆的係為球形粒子的塗銀粉(三菱材料(股)公司製)之平均粒徑30μm者。
將作為樹脂而摻合於生物體接觸層形成用材料的聚合物1~6表示於以下。 【化1】式中,m1、m2、m3、及m4各為8~12之整數。
聚合物1:聚矽氧樹脂 分子量(Mw)=5,200 分散度(Mw/Mn)=2.22 聚合物2:聚矽氧樹脂 分子量(Mw)=7,200 分散度(Mw/Mn)=2.85 聚合物3:聚矽氧聚醯亞胺樹脂 分子量(Mw)=6,500 分散度(Mw/Mn)=3.2 聚合物4:聚矽氧胺甲酸酯樹脂 分子量(Mw)=1,500 分散度(Mw/Mn)=1.8 聚合物5:聚矽氧醯亞胺樹脂 分子量(Mw)=5,900 分散度(Mw/Mn)=3.3 聚合物6:聚矽氧硫胺甲酸酯樹脂 分子量(Mw)=1,600 分散度(Mw/Mn)=1.8
將作為不含矽的混摻用樹脂而摻合於生物體接觸層形成用材料的胺甲酸酯丙烯酸酯1~3表示於以下。 【化2】式中,n1為平均50、n2為平均60、n3為平均70。
將作為添加劑而摻合於生物體接觸層形成用材料的交聯劑1~4表示於以下。 【化3】
將作為添加劑而摻合於生物體接觸層形成用材料的黏著性改善劑1、2表示於以下。 黏著性改善劑1:3-脲基丙基三烷氧基矽烷 黏著性改善劑2:3-巰基丙基三甲氧基矽烷
將作為添加劑而摻合於生物體接觸層形成用材料的光自由基產生劑1及熱自由基產生劑1表示於以下。 光自由基產生劑1:二甲氧基苯基苯乙酮 熱自由基產生劑1:2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯
[實施例1~12、比較例1、2] 以表1記載之組成混摻粒子、聚合物、及添加劑(交聯劑、黏著性改善劑、自由基產生劑),製備成生物體接觸層形成用材料溶液。於熱板上放置作為導電性基材之鍍鎳的厚度0.5mm的銅板,於其上分配生物體接觸層形成用材料溶液,於生物體接觸層形成用材料溶液側隔著剝離用的四氟乙烯之薄膜片使用石英基板以表1記載之壓力進行加壓,實施例1~8、比較例1與2係以2J/cm2 之曝光量照射鹵素燈,視情況有時會加熱基板,實施例9~12則是在無光照射之狀態下加熱基板(溫度記載於表1),使樹脂交聯硬化並製作成生物體電極。
將以此方式製作而得之生物體電極以裁切機進行裁切,以電子顯微鏡觀察剖面並測定樹脂層之厚度。將結果示於表1。
又,使用ADC公司製之電壓/電流產生器6241A,並以依循JIS K 6271的方法測定電阻値,評價已製作的生物體電極之導電性。將結果示於表1。
【表1】
如表1所示,藉由於樹脂硬化時加壓而使樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更薄的實施例1~12,即便未摻合大量的粒子,仍得到良好的導電性,而且相較於比較例2粒子之摻合量更少,因此為輕量,能以低成本製造。另一方面,於樹脂硬化時未加壓而使樹脂層厚度較粒子之平均粒徑更厚的比較例1,由於粒子之摻合量係和實施例1~12同程度,故為輕量,能以低成本製造,但相較於實施例1~12電阻値非常地大,導電性大幅降低。又,摻合大量的粒子且樹脂硬化時未加壓而使樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更厚的比較例2,得到和實施例1~12同程度的良好導電性,但由於粒子之摻合量多,隨著重量及製造成本增大,膜之強度降低。
由以上可清楚了解本發明之生物體電極係導電性及生物體適合性優異,係輕量,且能以低成本製造。
另外,本發明不限於上述實施形態。上述實施形態係為例示,和本發明之申請專利範圍記載之技術的思想有實質相同構成且發揮同樣作用效果者,皆包括在本發明之技術範圍內。
1‧‧‧生物體電極
2‧‧‧導電性基材
3‧‧‧生物體接觸層
4‧‧‧粒子
5‧‧‧樹脂層
5’‧‧‧樹脂層材料
6‧‧‧生物體
7‧‧‧模具
101‧‧‧生物體電極
102‧‧‧導電性基材
103‧‧‧生物體接觸層
104‧‧‧粒子
105‧‧‧樹脂層
111‧‧‧生物體電極
【圖1】係為顯示本發明之生物體電極之一例的概略剖面圖。 【圖2】係為顯示將本發明之生物體電極裝設於生物體之情況之一例的概略剖面圖。 【圖3】(A)~(C)係為顯示本發明之生物體電極之製造方法之一例的說明圖。 【圖4】係為顯示樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更厚的生物體電極之一例的概略剖面圖。 【圖5】係為顯示樹脂層之厚度較粒子之平均粒徑更厚的生物體電極之另一例的概略剖面圖。
1‧‧‧生物體電極
2‧‧‧導電性基材
3‧‧‧生物體接觸層
4‧‧‧粒子
5‧‧‧樹脂層

Claims (26)

  1. 一種生物體電極,具有導電性基材與形成於該導電性基材上的生物體接觸層,其特徵為: 該生物體接觸層包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂層,該樹脂層之厚度係和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄。
  2. 如申請專利範圍第1項之生物體電極,其中,該粒子之平均粒徑為1μm以上1,000μm以下,該樹脂層之厚度為0.5μm以上1,000μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該樹脂層之厚度相對於該粒子之平均粒徑1為0.5以上1.0以下之比例。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該粒子之體積比率相對於該樹脂層與該粒子之體積之和為0.5%以上70%以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該樹脂層為包含熱硬化性樹脂及光硬化性樹脂之其中一者、或該等兩者的樹脂組成物之硬化物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該樹脂層為包含具有選自矽氧烷鍵、酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中之一者以上的含矽樹脂的樹脂組成物之硬化物。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該樹脂層為包含選自聚矽氧樹脂、含矽原子的聚丙烯酸樹脂、含矽原子的聚醯胺樹脂、含矽原子的聚醯亞胺樹脂、含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂、及含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂中之1種以上之樹脂的樹脂組成物之硬化物。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該導電性基材包含選自金、銀、氯化銀、鉑、鋁、鎂、錫、鎢、鐵、銅、鎳、鈦、不銹鋼、及碳中之1種以上。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該粒子為球形粒子。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該粒子,係將由選自聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、酚醛清漆、及聚胺甲酸酯中之1種以上之樹脂構成的樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑覆蓋而得者。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該粒子於粒子之內部具有由選自銀、鋁、銅、鎳、鎢、及錫中之1種以上之導電性金屬構成的導電性金屬層。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該樹脂層之厚度較該粒子之平均粒徑更薄,該粒子從該樹脂層之表面露出而呈凸狀。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之生物體電極,其中,該粒子以在該樹脂層之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。
  14. 一種生物體電極之製造方法,其特徵為: 將包含表面以金、銀、或鉑覆蓋的粒子與分散有該粒子的樹脂的材料塗佈於導電性基材上,邊加壓邊使該樹脂硬化,從而於該導電性基材上形成包含該粒子與厚度和該粒子之平均粒徑相同或較其更薄的樹脂層的生物體接觸層。
  15. 如申請專利範圍第14項之生物體電極之製造方法,其中,作為該粒子,使用平均粒徑1μm以上1,000μm以下者,並使該樹脂層之厚度為0.5μm以上1,000μm以下。
  16. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,使該樹脂層之厚度相對於該粒子之平均粒徑1為0.5以上1.0以下之比例。
  17. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,使該粒子之體積比率相對於該樹脂層與該粒子之體積之和為0.5%以上70%以下。
  18. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該樹脂,使用熱硬化性樹脂及光硬化性樹脂之其中一者、或該等兩者,並利用熱及光之其中一者、或該等兩者使該樹脂硬化。
  19. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該樹脂,使用具有選自矽氧烷鍵、酯鍵、醯胺鍵、醯亞胺鍵、胺甲酸酯鍵、硫胺甲酸酯鍵、及硫醇基中的一者以上的含矽樹脂。
  20. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該樹脂,使用選自聚矽氧樹脂、含矽原子的聚丙烯酸樹脂、含矽原子的聚醯胺樹脂、含矽原子的聚醯亞胺樹脂、含矽原子的聚胺甲酸酯樹脂、及含矽原子的聚硫胺甲酸酯樹脂中之1種以上之樹脂。
  21. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該導電性基材,使用包含選自金、銀、氯化銀、鉑、鋁、鎂、錫、鎢、鐵、銅、鎳、鈦、不銹鋼、及碳中之1種以上者。
  22. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,使用球形粒子作為該粒子。
  23. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該粒子,使用將由選自聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚二乙烯基苯、酚醛清漆、及聚胺甲酸酯中之1種以上之樹脂構成的樹脂粒子之表面以金、銀、或鉑覆蓋而得者。
  24. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,作為該粒子,使用在該粒子之內部具有由選自銀、鋁、銅、鎳、鎢、及錫中之1種以上之導電性金屬構成的導電性金屬層者。
  25. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,使該樹脂層之厚度較該粒子之平均粒徑更薄,使該粒子從該樹脂層之表面露出而呈凸狀。
  26. 如申請專利範圍第14或15項之生物體電極之製造方法,其中,將該粒子以在該樹脂層之厚度方向僅有1個粒子之方式配置。
TW106106753A 2016-03-03 2017-03-02 生物體電極及其製造方法 TWI702033B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016040873 2016-03-03
JP2016-040873 2016-03-03
JP2016-137840 2016-07-12
JP2016137840 2016-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201737858A true TW201737858A (zh) 2017-11-01
TWI702033B TWI702033B (zh) 2020-08-21

Family

ID=59723218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106106753A TWI702033B (zh) 2016-03-03 2017-03-02 生物體電極及其製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20170251941A1 (zh)
JP (1) JP6652513B2 (zh)
KR (2) KR20170103673A (zh)
TW (1) TWI702033B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109486207B (zh) * 2017-09-11 2020-10-27 北京化工大学 一种高粘结性柔性导电电极及其制备方法
JP6845191B2 (ja) * 2017-10-19 2021-03-17 信越化学工業株式会社 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP6920000B2 (ja) * 2017-10-26 2021-08-18 信越化学工業株式会社 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
TWI645973B (zh) * 2017-12-15 2019-01-01 律勝科技股份有限公司 聚醯亞胺薄化軟性基板及其製造方法
JP7045767B2 (ja) * 2018-01-31 2022-04-01 信越化学工業株式会社 伸縮性膜及びその形成方法
JP7283465B2 (ja) * 2018-02-16 2023-05-30 ソニーグループ株式会社 電極およびセンサ
JP6839120B2 (ja) * 2018-02-22 2021-03-03 信越化学工業株式会社 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP2019198448A (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 ソニー株式会社 生体電位計測用電極及び生体電位計測器
EP3871595B1 (en) * 2018-10-26 2023-09-20 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Bioelectrode, biological sensor, and biological signal measurement system
JP6931738B2 (ja) * 2018-11-09 2021-09-08 住友ベークライト株式会社 生体用電極、生体センサーおよび生体信号測定システム
JP2021044066A (ja) 2019-09-06 2021-03-18 富士ゼロックス株式会社 導電部材、生体電極及び生体信号測定装置
US20230031279A1 (en) * 2019-12-31 2023-02-02 Myant Inc. Conductive thermoplastic elastomer electrodes, and method of manufacturing such electrodes
CN116421191A (zh) * 2023-03-08 2023-07-14 宁波康麦隆医疗器械有限公司 柔性一体化生物电信号传感器、检测方法及装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09168518A (ja) * 1995-12-18 1997-06-30 Casio Comput Co Ltd 生体信号検出用電極
ATE275723T1 (de) * 1996-11-07 2004-09-15 Cambridge Sensors Ltd Elektroden und ihre verwendung in assays
JPH11209714A (ja) 1998-01-22 1999-08-03 Shin Etsu Polymer Co Ltd 異方導電接着剤
US5981680A (en) 1998-07-13 1999-11-09 Dow Corning Corporation Method of making siloxane-based polyamides
JP3865046B2 (ja) 2001-05-08 2007-01-10 信越化学工業株式会社 無溶剤型ポリイミドシリコーン系樹脂組成物
WO2003082104A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Monitoring system comprising electrodes with projections
JP3923861B2 (ja) 2002-07-03 2007-06-06 フクダ電子株式会社 生体電極
JP2005320418A (ja) 2004-05-07 2005-11-17 Shin Etsu Chem Co Ltd 紫外線硬化型オルガノポリシロキサン組成物
JP2006156068A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Sanyo Chem Ind Ltd 導電性微粒子
EP1967564A4 (en) * 2005-12-26 2010-08-04 Hitachi Chemical Co Ltd ADHESIVE COMPOSITION, CIRCUIT CONNECTION MATERIAL, AND CIRCUIT ELEMENT CONNECTION STRUCTURE
US7965180B2 (en) * 2006-09-28 2011-06-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wireless sensor device
JP4862921B2 (ja) * 2008-07-01 2012-01-25 日立化成工業株式会社 回路接続材料、回路接続構造体及びその製造方法
JP5646153B2 (ja) 2009-10-06 2014-12-24 東レ・ダウコーニング株式会社 ポリアミドシリコーンコポリマーの製造方法
JP2011201087A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Toppan Printing Co Ltd タッチパネル用ハードコートフィルム及びタッチパネル
JP5837738B2 (ja) 2010-03-26 2015-12-24 積水化学工業株式会社 導電性粒子、異方性導電材料、接続構造体及び導電性粒子の製造方法
KR20120003028U (ko) * 2010-10-25 2012-05-03 정우협 미세전류를 이용한 착용물
CN102671294B (zh) * 2011-03-15 2015-04-01 小蒲贤司 生物电池治疗器具
JP5881158B2 (ja) * 2011-03-15 2016-03-09 賢司 小蒲 生体電池治療具
KR101327069B1 (ko) * 2011-07-28 2013-11-07 엘지이노텍 주식회사 전극 구조체 및 전극 제조 방법
WO2013039151A1 (ja) 2011-09-15 2013-03-21 積水化成品工業株式会社 生体用電極被覆パッド
JP5140187B1 (ja) * 2011-09-27 2013-02-06 田中貴金属工業株式会社 導電粒子及び金属ペースト並びに電極
CN103531821B (zh) * 2012-07-05 2016-01-20 清华大学 膜电极以及使用该膜电极的燃料电池
JP6453032B2 (ja) * 2013-10-21 2019-01-16 積水化学工業株式会社 導電性粒子、導電材料及び接続構造体
JP6073776B2 (ja) 2013-11-28 2017-02-01 日本電信電話株式会社 生体電気信号モニタ用衣類

Also Published As

Publication number Publication date
US20170251941A1 (en) 2017-09-07
KR102055511B1 (ko) 2019-12-12
JP2018011931A (ja) 2018-01-25
KR20170103673A (ko) 2017-09-13
US20210015384A1 (en) 2021-01-21
JP6652513B2 (ja) 2020-02-26
KR20190000336A (ko) 2019-01-02
TWI702033B (zh) 2020-08-21
US11911161B2 (en) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201737858A (zh) 生物體電極及其製造方法
KR102027642B1 (ko) 생체 전극 및 그 제조 방법
JP6761386B2 (ja) 粘着剤組成物、生体電極、生体電極の製造方法、及び塩
JP6892376B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、生体電極の製造方法、及び高分子化合物
JP6761384B2 (ja) 粘着剤組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
TWI740121B (zh) 生物體電極組成物、生物體電極、以及生物體電極之製造方法
JP7045768B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP6966389B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP7099990B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP7111653B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP2022075537A (ja) 生体電極組成物、生体電極、生体電極の製造方法及び反応複合体
JP2022064291A (ja) 生体電極組成物、生体電極、生体電極の製造方法、高分子化合物及び複合体
JP7082082B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP6966397B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP6993994B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP2021115458A (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
JP7411516B2 (ja) 生体電極組成物、生体電極、及び生体電極の製造方法
TWI836312B (zh) 生物體電極組成物、生物體電極、及生物體電極之製造方法
JP2021164630A (ja) 生体電極組成物、生体電極及び生体電極の製造方法
CN117430744A (zh) 生物体电极组成物、生物体电极、及其制造方法
JP2024014731A (ja) 生体電極組成物、生体電極、及びその製造方法