TWI782925B - 凝膠片 - Google Patents

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TWI782925B
TWI782925B TW106133684A TW106133684A TWI782925B TW I782925 B TWI782925 B TW I782925B TW 106133684 A TW106133684 A TW 106133684A TW 106133684 A TW106133684 A TW 106133684A TW I782925 B TWI782925 B TW I782925B
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gel
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加藤一希
飯諒
中山善幾
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日商積水化成品工業股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於提供一種於腦波測定等之中,具有使皮膚側的黏著力適合於肌膚之處方(黏著力低,且亦可承受端子等的前端加壓之凝膠),同時對於與皮膚為相反側之電極元件具有充分的黏著力之凝膠片。
本發明為一種具有A層(10)與B層(20)之積層構造之凝膠片(1),A層(10)於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為12000至40000Pa,B層(20)於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為2000至10000Pa。

Description

凝膠片
本發明係關於凝膠片。尤其關於必須減輕對肌膚的損傷之腦波測定或高齡者復健所使用之生物體用電極、醫療用膠帶等之皮膚貼著用凝膠片。
凝膠片可適宜使用作為貼附於生物體之外科膠帶,或各種醫療用機器類的固定用膠帶、貼附於生物體之生物體電極用墊片、心電圖用電極、建材或電子材料等之工業用黏著膠帶等。依各種用途的不同而凝膠片所要求之特性有所不同。
例如,固定用膠帶係要求可牢固地固定在肌膚,同時可降低貼附之悶熱、發癢或剝離時的損傷,此外,生物體電極用墊片中,由於長期間貼附,除了對於皮膚之黏著性之外,亦必須維持電極元件側的黏著力。
伴隨著近年來的高齡化,在醫療用電極(腦波測定用、復健用肌肉刺激電極)中,係要求更簡便且測定精度佳者。例如,腦波測定中,以往是以在纖維素纖維中含有生理食鹽水者作為電極,但纖維素纖維對水的保持性差,難以掌握隨時間經過之水分量的變化、以及測定時間 等。
因此,專利文獻1等中,係提出為了讀取心電而使用水凝膠之內容。然而,由於原本是用來固著於皮膚之設計而使凝膠原材料具有柔軟性或黏著性,所以在將電極安裝於頭皮時,有時頭髮會交纏於黏著介質,或跟隨皮膚的微小凹凸,因而存在著剝離時對皮膚造成損傷之課題。此外,由於水凝膠是極為柔軟的原材料,所以在腦波測定等之由點接觸所進行之測定中,亦有可能無法承受電極凸部的按壓而破損。
[先前技術文獻]
專利文獻1:日本特表2016-501049號公報
因此,本發明係鑑於上述先前的狀況而創作出者,該目的在於提供一種於腦波測定等之中,為皮膚側的黏著力適合於肌膚之處方(黏著力低,且亦可承受端子等的前端加壓之凝膠),同時對於與皮膚為相反側之電極元件具有充分的黏著力之凝膠片。
本發明者們係進行精心探討,結果發現積層具有不同的組成之凝膠,使貼著於皮膚之一側與該相反側具有不同的流變特性,並且使皮膚側較相反側更硬,藉此可得到對纖細肌膚的損傷小之具有黏著性及反彈性之凝 膠片,因而完成本發明。亦即,本發明之主旨如以下所述。
(1)一種凝膠片,其係具有A層與B層之積層構造,前述A層於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為12000至40000Pa,前述B層於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為2000至10000Pa。
(2)如前述(1)所述之凝膠片,其中前述A層對於電木板之黏著力為0.1至2.0N/20mm,前述B層對於電木板之黏著力為2.5至15N/20mm。
(3)如前述(1)或(2)所述之凝膠片,其係厚度為0.2mm至2.0mm。
(4)如前述(1)至(3)中任一項所述之凝膠片,其中前述A層與前述B層之厚度比率為A/B=0.25至3.5。
(5)如前述(1)至(4)中任一項所述之凝膠片,其中前述A層及前述B層為含有高分子基質、水及多元醇之水凝膠,前述高分子基質為選自(甲基)丙烯醯胺系單體及(甲基)丙烯酸酯之一種以上的單官能單體、與交聯性單體之共聚物。
(6)如前述(5)所述之凝膠片,其中於前述A層中,更含有聚乙烯醇。
(7)如前述(1)至(6)中任一項所述之凝膠片,其中前述A層及前述B層於10Hz之交流阻抗皆為1000Ω以下。
(8)如前述(1)至(7)中任一項所述之凝膠片,其係將前述A層的表面貼附於皮膚而使用之皮膚貼著用凝膠片。
本說明書係包含成為本申請案之優先權的 基礎之日本國特許申請案編號2016-193461號、2017-041815號的揭示內容。
根據本發明,係由複數層所構成,並且更提高貼附於皮膚之一側的儲存彈性模數以形成較硬層與較軟層,藉此可發揮因應於皮膚及電極元件的各被黏著體之硬度(反彈力、耐久力)與黏著力,作為使用在腦波測定等之電極,不會與頭髮交纏,而能夠適宜地使用在隔著凝膠片而將電極的凸部緊壓於頭皮而固定之用途等。
1‧‧‧凝膠片
10‧‧‧A層
20‧‧‧B層
第1圖為示意性顯示本發明之凝膠片之一實施形態的剖面之圖。
以下詳細說明本發明。
第1圖顯示本發明之凝膠片之一實施形態的剖面。此實施形態之凝膠片1係積層A層10與B層20而構成。而且。其特徵為:A層10於23℃、10Hz之儲存彈性模數為12000至40000Pa,B層20於23℃、10Hz之儲存彈性模數為2000至10000Pa。
此凝膠片1可適宜地使用作為生物體用電極,將A層10貼附於皮膚,且B層20的表面接觸於電極元件。與B層20相比,A層10較硬,由於B層較軟,所以可良好地密著於電極元件,於與電極元件之間不會產生 氣泡。
此外,A層10對於電木板之黏著力較佳為0.1至2.0N/20mm,B層對於電木板之黏著力較佳為2.5至15N/20mm。關於B層,特佳為2.5至8.0N/20mm。由於A層的黏著力小,所以在從皮膚剝離時不會造成損傷,不會與頭髮交纏。此外,當採用不從電極元件卸下B層側之構成時,B層的黏著力以較高者為佳。
本發明中,所謂對於電木板之黏著力,意指依據JIS-Z0237:2009,將凝膠片裁切成120mm×20mm,將電木板貼附於測定對象的A層或B層之側,以2kg的壓著輥來回按壓一次以製作試驗片,並使用流變儀(Sun Scientific公司製、CR-500DX),使測定條件設為角度90度、速度300mm/分,測定從測定起始點至預定的撕離時點(30、40、50、60、70mm)之應力值(N/20mm),進行3次試驗(合計15點)所得之值的平均值。測定係在溫度23±5℃、濕度55%±10%的環境下進行。
A層10及B層20必須具有黏著性及緩衝性(反彈性),使用凝膠片作為生物體用電極時,較佳係進一步具有導電性。尤其,A層10及B層20係考量到對人體之用途,較佳是由含有水之水凝膠所構成。水凝膠係保水性等優異,而被使用在醫療與醫藥、食品、土木、生物工程、運動相關等之涵蓋各式各樣之領域。
前述水凝膠例如可較佳地使用含有高分子基質與水與多元醇之水凝膠。
高分子基質就一例而言,可由具有1個乙烯性不飽和基之單官能單體、與交聯性單體之共聚物形成,但並不限定於此。
單官能單體可較佳地使用(甲基)丙烯醯胺系單體或(甲基)丙烯酸酯等之水溶性單體。
此(甲基)丙烯醯胺系單體的具體例,可列舉出(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺等之N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺等之N-烷基(甲基)丙烯醯胺;N-羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等之N-羥烷基(甲基)丙烯醯胺;N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-戊氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-己氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-庚氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-辛氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙氧基乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基乙基(甲基)丙烯醯胺等之N-烷氧基烷基(甲基)丙烯醯胺;二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺等之含胺基之陽離子性丙烯醯胺系化合物;4-丙烯醯基嗎啉、三級丁基丙烯醯胺磺酸等之含磺酸基之陰離子性單官能單體或其鹽;以及此等之衍生物等。其中,可較佳地使用選自由(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、N-異丙基(甲基)丙烯醯胺、 N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N-丙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、二甲基胺基丙基(甲基)丙烯醯胺、4-丙烯醯基嗎啉、三級丁基丙烯醯胺磺酸及其鹽所組成之群組的至少1種等,但並不限定於此。
前述(甲基)丙烯酸酯的具體例,可列舉出烷基的碳數為1至18的(甲基)丙烯酸烷酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正十二酯、(甲基)丙烯酸正十三酯、(甲基)丙烯酸正十八酯等之(甲基)丙烯酸烷酯;(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸1-金剛烷酯等之脂環式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三乙二醇酯等的(甲基)丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯等之含烷氧基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯等之(芳基可隔著醚鍵而鍵結於羥烷基之)(甲基)丙烯酸羥烷酯;單(甲基)丙烯酸甘油酯;單(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯及聚乙二醇-聚丙二醇共聚物等之單(甲 基)丙烯酸聚烷二醇酯;(甲基)丙烯酸苄酯等之具有芳香環之(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯等之具有雜環之(甲基)丙烯酸酯等。
上述單官能單體係除了上述(甲基)丙烯醯胺系單體之外,亦可視需要而使用(甲基)丙烯酸或其鹽、(甲基)丙烯酸酯、乙烯吡咯啶酮、乙烯基乙醯胺、乙烯基甲醯胺等之乙烯基醯胺系單官能單體;烯丙醇等之非離子性單官能單體,苯乙烯系單體等。此等單官能單體,可分別單獨使用或組合2種以上而使用。本說明書中,(甲基)丙烯酸,意指丙烯酸或甲基丙烯酸,(甲基)丙烯酸酯,意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
A層及B層中之來自上述單官能單體之結構單元的含量,並無特別限定,相對於水凝膠全量,較佳為10至30重量%,尤佳為15至25重量%。來自上述單官能單體之結構單元的含量過少時,水凝膠的保形性變得不足,有變得過軟或容易破碎之疑慮。此外,當來自上述單官能單體之結構單元的含量過多時,從對水的溶解度之觀點來看,變得無法溶解,所以可考量此等的均衡而適當地設定。可視需要而提高A層中之單官能單體的含量,以使A層的儲存彈性模數成為12000至40000Pa之方式以使凝膠變硬。
前述交聯性單體,較佳係使用於分子內具有2個以上之具有聚合性的雙鍵之單體。具體可列舉出N,N'-亞甲雙(甲基)丙烯醯胺、N,N'-乙烯雙(甲基)丙烯醯 胺、二(甲基)丙烯酸(聚)乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸(聚)丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯等之多官能(甲基)丙烯醯胺或(甲基)丙烯酸酯、四烯丙氧基乙烷、氯化二烯丙基銨等,此等可使用1種或組合2種以上。上述於分子內具有2個以上之具有聚合性之雙鍵之交聯性單體,亦可使用日本特許第2803886號公報所記載之具有2個以上的(甲基)丙烯醯基或乙烯基且分子量為400以上之多官能化合物的聚甘油衍生物。
交聯性單體的添加量,相對於水凝膠全量,較佳為0.01重量%至0.1重量%的範圍內。添加量過少時,交聯密度降低,缺乏形狀穩定性,同時凝聚力降低,凝膠材料本身的保持力降低,凝膠變得難以處理。此外,於剝離時凝膠材料的一部分殘留於被黏著體等,使凝膠片的處理性惡化。此外,當交聯性單體的添加量過多時,黏著力變弱,同時有可能成為較硬且脆的凝膠。
此外,水凝膠中之水的含量並無特別限定,相對於水凝膠全量,較佳為10至60重量%,尤佳為15至30重量%。水的含量過少時,含水量對水凝膠的平衡水分量變少,使水凝膠的吸濕性增強,有時水凝膠會隨時間經過而變質(例如膨潤)。此外,水的含量過多時,含水量對水凝膠的平衡水分量變多,有時會因乾燥而使水凝膠產生收縮或物性變化。
多元醇並無特別限定,例如可列舉出乙二醇、三乙二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、丙二醇、丁二醇 等之二醇;甘油、新戊四醇、山梨醇等之3元以上的多元醇類;聚乙二醇、聚丙二醇、聚甘油等之多元醇縮合體;聚氧乙烯甘油等之多元醇改質體等。
多元醇之中,較佳係使用於水凝膠的使用溫度區域(例如於室內使用時為20℃左右)為液狀之多元醇,具體而言,適宜為乙二醇、三乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、聚乙二醇、聚甘油及甘油等。
水凝膠中之上述多元醇的含量並無特別限定,相對於水凝膠全量,較佳為20至70重量%的範圍內,尤佳為25至65重量%的範圍內。上述多元醇的含量過少時,所得到之水凝膠缺乏保濕力、塑化性,水分的蒸發散逸變得顯著,水凝膠缺乏隨時間經過之穩定性,同時亦欠缺柔軟性,有時無法得到充分的黏著性。此外,若上述多元醇的含量過多,有時超過高分子基質所能夠保持之多元醇的量,由於多元醇從水凝膠的表面滲出而產生物性變動,無法得到充分的黏著性,所以可考量此等的均衡而適當地設定。
尤其,對於A層10,為了維持凝膠的柔軟性,同時具有緩衝作用,藉由在聚合時混合聚乙烯醇等之水溶性合成聚合物,可將S-IPN(Semi-Interpenetrating Polymer Network:半互穿網狀聚合物)結構賦予至骨架。藉由含有聚乙烯醇等之水溶性合成聚合物,可提高A層的儲存彈性模數,並使凝膠增硬。
於A層含有聚乙烯醇時,聚乙烯醇的聚合 度過小時,無法得到機械強度的提升效果,相反地,聚合度過大時,將聚乙烯醇溶解於凝膠製作時所調製之單體調配液時,黏度上升變得顯著,無法調製均勻的調配液,所以可考量此等的均衡而適當地設定。較佳係黏度平均聚合度為500至3000。
此外,本實施形態所使用之聚乙烯醇的皂化度過小時,調配液調製時的溶解性雖可提升,但所得到之水凝膠的穩定性降低,故不佳。相反地,皂化度過大時,聚乙烯醇的溶解性極度地降低,難以調製調配液,故較佳係設為80至98%的範圍內,特佳為88至98%,但並不限定於此。
於A層含有聚乙烯醇時,相對於構成A層之水凝膠全量,聚乙烯醇的含量只要使A層的儲存彈性模數為12000至40000Pa的範圍內即可,並無特別限定。含量過少時,無法預見到A層之機械強度的改善,相反地,含量過多時,聚乙烯醇無法完全溶解於凝膠中,而產生析出或溶解殘留,無法得到均勻的凝膠體,所以可考量此等的均衡而適當地設定。具體而言,相對於水凝膠全量,較佳設為0.15至5重量%。
此外,A層10及B層20可視需要而含有電解質,藉此,可將導電性賦予至構成A層10及B層20之凝膠材料。使用凝膠片1作為生物體用電極時,A層10及B層20於10Hz時之交流阻抗,較佳皆為1000Ω以下。
將導電性賦予至凝膠材料時,凝膠材料中 之上述電解質的含量,相對於A層或B層的全量,較佳為0.05至10重量%,尤佳為2至6重量%。電解質的含量過少時,阻抗增高,導電性不可謂良好。此外,隨著電解質含量的增加,阻抗雖降低,但電解質的含量過多時,溶解所需之水的量增多,故不佳。
上述電解質並無特別限定,例如可列舉出鹵化鈉(例如氯化鈉)、鹵化鋰、鹵化鉀等之鹵化鹼金屬;鹵化鎂、鹵化鈣等之鹵化鹼土類金屬;其他金屬鹵化物等。此外,上述電解質亦可適宜地使用各種金屬之次氯酸鹽、亞氯酸鹽、氫氯酸鹽、過氯酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽。此外,上述電解質較佳係銨鹽、各種錯合物鹽等之無機鹽類;乙酸、苯甲酸、乳酸等之一元有機羧酸之鹽;酒石酸等之多元有機羧酸之鹽;鄰苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、檸檬酸等之多元羧酸的一元或二元以上之鹽;磺酸、胺基酸等之有機酸之金屬鹽;有機銨鹽等。
此外,A層10及B層20中,以調整pH之目的,可適當地添加氫氧化鈉等之鹼。
此外,為了使B層20跟隨電極元件,可使B層20更堅固地固著。具體而言,可含有親水性的高分子或具有黏著性之水不溶性高分子作為增黏劑。例如,親水性的高分子可使用聚丙烯酸或該鹽。聚丙烯酸或該鹽的添加量並無特別規定,相對於B層之全量,較佳為0.25至2重量%的範圍。添加量少時,無黏著賦予的效果,添加量多時,亦不會與添加量呈比例地增大,故較佳係考量全體 的均衡而添加。
此外,可添加(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、順丁烯二酸酯等之疏水性單體或松香系的樹脂等,作為具有黏著性之水不溶性高分子。
尤其,可列舉出使(甲基)丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、順丁烯二酸酯等之疏水性單體的單獨或複數種聚合者,作為具有黏著性之水不溶性高分子。具體而言,具體可例示出(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸丁酯、乙酸乙烯酯、順丁烯二酸二辛酯等之疏水性單體中任一種的均聚物或複數種的共聚物。除了上述單體以外,亦可進一步使乙烯、丙烯、丁烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等之疏水性單體中的任一種或複數種共聚合。再者,亦可含有聚矽氧系黏著劑或天然橡膠系或合成橡膠系的黏著劑。此等之中,丙烯酸酯共聚物由於各項特性優異且為高黏著性,故可適宜地使用。
為了使具有黏著性之水不溶性高分子分散於B層中,較佳係使用使前述高分子乳化分散之乳化液。通常,前述乳化液的固體成分為30至60重量%,殘餘的大部分為水。
例如,丙烯酸酯系共聚合樹脂的乳化液,可適宜地使用昭和電工股份有限公司製的商品名稱「Polysol PSA SE-1730」、日信化學工業股份有限公司製的商品名稱「Vinyblan ADH-1048」等。
B層20中之具有黏著性之水不溶性高分子 的含量,可因應對於最終製品所期待之效果而調節即可,但為了得到對於電極元件之良好的黏著力,相對於B層全量,必須添加3重量%以上。較佳為5重量%以上,尤佳為8重量%以上,特佳為10重量%以上。此外,此等水不溶性高分子,即使單獨使用亦具有作為黏著劑之機能,所以添加量較多亦不礙事,但含量過多時,黏著力亦不會提升一定值以上,此外,在使用作為醫療用電極的水凝膠時,凝膠的導電性亦降低,故考量到此等的均衡,相對於B層全量,較佳係設為20重量%以下。尤佳為15重量%以下,特佳為13重量%以下。
再者,B層20中,可視需要而添加聚乙烯醇作為分散穩定劑。藉此可更提升B層的黏著力。添加於B層之聚乙烯醇,由於為確保分散穩定性者,所以皂化度較佳為50至75%的範圍內。
B層20中之聚乙烯醇的含量,從確保分散穩定性之觀點,可適當地設定。較佳為0.05至5重量%。
再者,A層10及B層20中,可視需要而含有其他添加劑。其他之添加劑,例如可列舉出防鏽劑、防黴劑、抗氧化劑、消泡劑、穩定劑、界面活性劑、著色劑等。
A層10及B層20係可將上述各材料與聚合起始劑、溶劑等溶解或均勻地分散,並藉由加熱或紫外線照射來進行聚合交聯而得到。聚合起始劑可為熱聚合起始劑或光聚合起始劑。聚合起始劑的添加量,為了充分地 進行聚合反應並減少殘存單體,於凝膠化前的調配液100重量%中,較佳為0.01重量%以上,為了防止聚合起始劑的反應殘留所造成之變色(黃變)或臭氣,較佳為1.0重量%以下。尤佳為0.05至0.5重量%。再者,當藉由紫外線照射來進行聚合時,紫外線的積算照射量係亦依聚合起始劑含量等而不同,例如較佳為1000mJ/cm2至10000mJ/cm2的範圍內,尤佳為2000mJ/cm2至10000mJ/cm2的範圍內。
上述光聚合起始劑較佳為藉由紫外線或可見光而斷裂並產生自由基者,可列舉出α-羥基酮、α-胺基酮、苄基甲基縮酮、雙醯基膦氧化物、金屬芳香類(Metallocene)等。具體可列舉出:2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(製品名稱:Darocure 1173、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)、1-羥基-環己基-苯基-酮(製品名稱:Irgacure 184、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure 2959、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)、2-甲基-1-[(甲基硫)苯基]-2-嗎啉丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure 907、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉苯基)-丁烷-1-酮(製品名稱:Irgacure 369、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure 127、Ciba Specialty Chemicals股份有限公司製)等。此等可單獨使用或組合複數種而使用。
凝膠片1的厚度,過薄時,難以處理,所以可考量此等而選擇適當的厚度。較佳為0.2mm至2.0mm的範圍內。特佳為0.3mm至1.2mm,尤佳為0.5mm至1.0mm。
關於凝膠片1中之A層10與B層20之厚度比率,A層的比率過大時,可能會阻礙B層對電極元件側之密著,相反地,B層的比率較大時,會有凝膠從橫向滲出之疑慮,所以可考量此等的均衡而適當地設定。具體而言,A層10與B層20之厚度比率A/B,較佳為0.25至3.5。
此外,凝膠片1中,為了凝膠的補強、改善裁斷時的保形性等,可視需要而沿著面內方向埋入中間基材。此中間基材係可以夾入於A層10與B層20之間之方式埋入。或並非位於層間,而是埋入於A層10內或B層20內的任一層內。
埋入於凝膠片1中之中間基材,該具體樣態,可由不織布或織布所構成。不織布及織布的材質,可使用纖維素、絲、麻等之天然纖維,或聚酯、尼龍、嫘縈、聚乙烯、聚丙烯、聚胺甲酸酯等之合成纖維,或是此等之混紗,亦可視需要而使用黏合劑,再者,亦可視需要而進行著色。
上述不織布的製造方法並無特別限定,可列舉出乾式法或濕式法、紡黏合法、熔噴法、氣流成網法、化學黏合法、熱黏合法、針軋法、水流交纏法。採用因應 單位面積重量或材質之製法,以不會產生單位面積重量的不均者,對於控制中間基材的位置尤佳。關於織布,亦有平織或翠可特(Tricot)編織、拉舍爾(Raschel)編織等,並無特別限定,可適當地選擇。
此外,上述織布或不織布的單位面積重量,只要是可得到作為中間基材的預定物性之單位面積重量即可,並無特別限定,例如較佳為10至40g/m2,尤佳為10至28g/m2。上述織布或不織布的單位面積重量過小時,無法達到凝膠片的補強等,或單位面積重量的不均程度變大,致使凝膠片製造時之液體的滲透性因場所不同而改變,藉此有可能中間基材的位置產生變動。此外,單位面積重量過大時,中間基材變硬,而有損及凝膠片1對皮膚之跟隨性等之疑慮,或有可能對導通性造成不良影響等,所以可考量此等的均衡而適當地設定。
此外,中間基材之材質亦使用半透膜亦無妨。此半透膜是由玻璃紙、乙酸纖維素等所構成,與織布或不織布相比,由於難以使水或保濕劑通過,所以可涵蓋更長期間保持A層及B層之各層製造時的組成。
中間基材的厚度,過厚時,有時液體的滲透性變差,對導通性造成不良影響,相反地,過薄時,與單位面積重量過小時相同地,會有無法達到凝膠片的補強等,或中間基材的位置產生變動之可能性,故可考量到此等而適當地設定。中間基材的厚度較佳為0.02至2.0mm的範圍內。此外,更佳為0.02至0.5mm,特佳為0.03至 0.3mm。
凝膠片1的製造方法係依A層10及B層的20組成、中間基材的材質、厚度等之不同,詳細條件有所不同,並無特別限定。例如在埋入中間基材時,可適當地採用:在對中間基材施加一定以上的張力之狀態下,於空中保持中間基材,使單體調配液流入於該中間基材的上側及下側,並藉由光照射等聚合而形成薄片狀之方法;在分別製作表面為平滑之薄片狀的A層及B層的凝膠材料後,將在施加一定以上的張力之狀態下所保持之中間基材夾持於此等凝膠材料,並進行複合化之方法;或,製作表面為平滑之薄片狀的A層,並於此A層上,可視需要而施加一定以上的張力之狀態下載置中間基材,使B層的單體調配液流入於其中間基材上,並藉由光照射等進一步聚合等之方法等。此外,亦可將水凝膠供給成輥狀並連續地進行前述製程。
可視需要而將基材膜設置在凝膠片1的單面,此外,於設置有基材膜之面的相反側上,可設置頂膜。
上述基材膜例如可使用由聚酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚胺甲酸酯等之樹脂所構成之樹脂膜,紙或積層有前述樹脂膜之紙等。
此等基材膜之與凝膠片1接觸的面,較佳係進行離型處理。離型處理的方法,可列舉出聚矽氧塗佈等,特佳為藉由熱或紫外線使其交聯、硬化反應之鍛燒型的聚矽氧塗佈。施以離型處理之膜,特佳為經雙軸拉伸之 PET(聚對苯二甲酸乙二酯)膜、OPP(拉伸聚丙烯)膜等。
上述頂膜基本上亦可使用與基材膜為相同之材質者,但在設置有頂膜之狀態下從其上方照射紫外線等而使其聚合時,為了不妨礙光聚合,較佳係選擇不會遮蔽光線之材質的膜。
如以上之凝膠片,作為腦波測定等之生物體用電極,可將A層10的表面貼附於皮膚而使用。此時,於B層20側,係去除頂膜,並使含有Ag、Ag/AgCl等之金屬或碳等之導電性印墨印刷塗佈於樹脂膜上以形成導電層者,或使將金屬箔(鋁、不鏽鋼、Ag等)或混練有碳等之導電性膜積層於樹脂膜上以形成導電層者密著,而構成電極元件。B層20係儲存彈性模數為2000至10000Pa,與A層10相比為柔軟,所以對於電極元件之跟隨性佳,於與電極元件之間不會產生氣泡。
(實施例)
以下係根據實施例及比較例更詳細說明本發明,但本發明並不限定於此等實施例。
(實施例1) ‧A層的組成
對於A層全量,計量出作為單官能單體的丙烯醯胺24重量%、作為交聯性單體的N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺0.036重量%、氯化鈉5重量%、甘油40.9重量%,並於此混合液中,添加聚乙烯醇(皂化度88%)3重量%、作為光聚合起 始劑的2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure IR1173)0.1重量%、以及作為pH緩衝劑的檸檬酸三鈉與檸檬酸分別為1重量%,最後加入離子交換水以使全體成為100重量%,而得到A層的單體調配液。
‧B層的組成
對於B層全量,計量出作為單官能單體的丙烯醯胺20重量%、作為交聯性單體的N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺0.032重量%、氯化鈉5重量%、甘油44.9重量%,並於此混合液中,添加作為光聚合起始劑的2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure IR1173)0.1重量%、以及作為pH緩衝劑的檸檬酸三鈉與檸檬酸分別為1重量%,最後加入離子交換水以使全體成為100重量%,而得到B層的單體調配液。
‧凝膠片的製造
將所得到之B層的調配液,滴入於經聚矽氧塗佈後之PET膜上,通過一定的間隙以將液體均勻地按壓擴展,而固定成厚度為0.6mm。使用金屬鹵化物燈,以能量500mJ/cm2對此進行紫外線照射,以得到厚度0.6mm的B層。將A層的調配液滴入於所得到之B層上方,並從其上方被覆同樣經聚矽氧塗佈後之PET膜,將液體均勻地按壓擴展,而固定成厚度為0.3mm。使用金屬鹵化物燈,以能量3000mJ/cm2(對於B層,合計為3500mJ/cm2)對此進行 紅外線照射,而得到整體厚度0.9mm的凝膠片。凝膠片的厚度係將貼著於雙面之PET膜剝離,並以微測儀測定。
(實施例2)
將A層及B層的厚度分別設為0.6mm、0.3mm,除此之外,其他係與上述實施例1相同而製作凝膠片。
(實施例3)
將A層中之聚乙烯醇的含量設為2重量%,並將甘油的含量設為41.9重量%,除此之外,其他係與上述實施例2相同而製作凝膠片。
(實施例4)
上述實施例1中,將B層的單體調配液變更如下述所示。
亦即,對於B層全量,計量出作為單官能單體的丙烯醯胺18重量%、作為交聯性單體的N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺0.030重量%、氯化鈉2重量%、甘油39.9重量%,並於此混合液中,添加作為光聚合起始劑的2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮(製品名稱:Irgacure IR1173)0.1重量%、以及作為pH緩衝劑的檸檬酸三鈉與檸檬酸分別為1重量%,最後添加作為水不溶性高分子的丙烯酸酯系共聚物的乳化液(固體成分50重量%、商品名稱「Polysol PSA SE-1730」、昭和高分子股份有限公司製)21.8重量%(固 體成分10.9重量%、水10.9重量%)、以及作為分散穩定劑的兩親溶劑性高分子之皂化度為65%的聚乙烯醇0.2重量%,攪拌數分鐘至成為均勻為止,而得到乳白色的調配液。加入離子交換水16重量%以使整體成為100重量%,而得到B層的單體調配液。
使用上述單體調配液作為該B層,除此之外,其他係與實施例1相同而製作凝膠片。
(實施例5)
將A層及B層的厚度分別設為0.6mm、0.3mm,除此之外,其他係與上述實施例4相同而製作凝膠片。
(實施例6)
於凝膠片的製作工序中,將成為中間基材之尼龍網埋入於A層與B層之間,除此之外,其他係與上述實施例5相同而製作凝膠片。
(實施例7)
於凝膠片的製作工序中,將成為中間基材之尼龍網埋入於A層與B層之間,除此之外,其他係與上述實施例2相同而製作凝膠片。
(實施例8)
於上述實施例7之B層的單體調配液中,追加作為增 黏劑的聚丙烯酸鈉(固體成分20重量%水溶液、商品名稱「Jurymer AC-20H」、東亞合成公司製)5重量%並溶解,將作為單官能單體之丙烯醯胺的含量設為19重量%,並將水的含量設為24重量%,除此之外,其他係與上述實施例7相同而製作凝膠片。
(實施例9)
將上述實施例8之A層及B層的單體調配液的組成變更如第2表所示,且不埋入中間基材,除此之外,其他係與上述實施例8相同而製作凝膠片。
(實施例10)
將A層及B層的單體調配液的組成變更如第2表所示,除此之外,其他係與上述實施例8相同而製作凝膠片。
(比較例1)
不構成積層構造,從實施例1中之不含聚乙烯醇之B層單體(厚度0.9mm)構成凝膠片。
(比較例2)
在A層中,不含有聚乙烯醇,而將作為單官能單體之丙烯醯胺的含量減少至20重量%,將作為交聯性單體之N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺的含量增加至0.5重量%,並將水的含量設為28重量%,將甘油的含量設為44.4重量%,除 此之外,其他係與上述實施例2相同而製作凝膠片。
(比較例3)
採用厚度2mm的導電性橡膠(Exseal公司製、半導電凝膠(Asker C硬度15)、胺甲酸乙酯樹脂製)作為A層,除此之外,其他係與上述實施例2相同而製作凝膠片。
(比較例4)
不構成積層構造,從實施例1中之A層單體(厚度0.9mm)構成凝膠片。
將實施例1至10及比較例1至4中所得到之凝膠片的組成,彙總顯示於第1表及第2表。
(凝膠片的評估)
對於實施例1至10以及比較例1至4中所得到之凝 膠片進行各種試驗。
‧凝膠片的黏著力測定
依據JIS-Z0237:2009,將凝膠片裁切成120mm×20mm,將電木板貼附於剝離PET膜後所顯現出之凝膠面(A層或B層),以2kg的壓附輥來回按壓一次而構成試驗片。測定係使用流變儀(Sun Scientific公司製、CR-500DX),測定條件為在角度90度、速度300mm/分下進行。測定從測定起始點至預定的撕離時點(30、40、50、60、70mm)之應力值(N/20mm),並以3次試驗(合計15點)之值的平均值設為黏著力。測定環境為在溫度23±5℃、濕度55%±10%的環境下實施。測定結果如第3表及第4表所示。
‧凝膠片的黏著力測定(使用感的評估)
將凝膠片裁切成40mm見方,將A層的表面壓抵於頭皮1分鐘,然後,以手剝離凝膠片,並評估頭髮的纏附程度。未感到疼痛時為○,雖無疼痛,但凝膠附著於頭髮時或頭髮被拉扯時為△,以頭髮脫落時為×。測定環境為在溫度23±5℃、濕度55%±10%的環境下實施。評估結果如第3表及第4表所示。
‧凝膠片的黏彈性特性
測定凝膠片之A層及B層的各儲存彈性模數、損耗彈性模數、及損耗正切(tanθ)。具體而言,使用黏彈性測定 裝置(Anton Paar公司製、MR-102),進行於23℃、10Hz的頻率之應變量1%的黏彈性測定。將25
Figure 106133684-A0202-12-0028-7
的凝膠片貼合於作為輔具之25
Figure 106133684-A0202-12-0028-8
的SUS製平行板,壓抵至成為1N之荷重點為止後,於10Hz下測定儲存彈性模數及損耗彈性模數,並從該值算出損耗正切(tanθ)。測定結果如第3表及第4表所示。儲存彈性模數愈高,愈顯示出彈性,故成為硬度的指標。
‧凝膠片的硬度測定
藉由Tensilon萬能試驗機(Orientec公司製、RTE-1210),在溫度23±5℃、濕度55%±10%、試驗速度0.1mm/分的條件下壓抵SUS製之12
Figure 106133684-A0202-12-0028-9
的圓柱,並測定凝膠片的楊氏模數。並且在前述條件下測定至成為2.98N為止之S-S曲線。凝膠片的試驗片係構成為25mm×40mm,對於圓柱12
Figure 106133684-A0202-12-0028-10
可確保充分的面積。
楊氏模數係從約2.0N至約2.5N的應力為止之S-S曲線中,藉由下述數學式算出。
楊氏模數=2點間之應力值的差/剖面積×(凝膠片厚度-2.0N時的時間×每單位時間的位移量)/應變量(從2.0N至2.5N為止之變形量)
‧凝膠片的蕭氏硬度(Shore Hardness)測定
依循JIS K 7312,測定凝膠片之A層及B層表面的Asker C硬度。測定結果如第3表及第4表所示。如第3 表及第4表所示,A層表面的Asker C硬度為9至42,因測定時所壓抵之凸部而使表面凹陷,但可回復。此外,B層表面的Asker C硬度為0,因所壓抵之凸部而使表面產生損傷。
‧凝膠片之應力緩和力的測定
藉由Tensilon萬能試驗機(Orientec公司製、RTE-1210),在溫度23±5℃、濕度55%±10%、試驗速度0.1mm/分的條件下壓抵SUS製之12
Figure 106133684-A0202-12-0029-11
的圓柱,施加至成為40N為止的位移後,於成為40N之時點將位移固定,並保持40秒。測定此時之應力緩和值。以40N除上所得到之值,並以對於所施加之應力減少何種程度的應力值以比率表示。
‧凝膠片的電性能評估
首先,將凝膠片分離為A層及B層。接著,將A層及B層的各層分別裁切成20mm見方,使所得到之A層彼此間或B層彼此間重疊而形成為試驗片。以SUS板夾入此等試驗片,藉由儲存示波器(輸入電壓10V、10Hz、電阻1MΩ)的條件,測定A層及B層的各交流阻抗(Ω)。測定結果如第3表及第4表所示。
如第3表及第4表所示,藉由本發明,可得到於各層顯示出不同行為之凝膠片,顯示出分別適合於皮膚側及電極元件側之物性。
將實施例、比較例中所得到之凝膠片,積層於在樹脂膜上積層混練有碳之導電性膜而得到之電極元 件時,關於比較例4所得到之凝膠片,係變得過硬且黏著力低,不具有對於電極元件之跟隨性,密著性差。
本說明書所援引之全部的發行刊物、專利及專利申請案,係藉由直接援引而納入於本說明書中。
1‧‧‧凝膠片
10‧‧‧A層
20‧‧‧B層

Claims (5)

  1. 一種凝膠片,其係具有A層與B層之積層構造,該凝膠片為將前述A層的表面貼附於皮膚而使用之皮膚貼著用凝膠片;其中,於前述A層中,更含有聚乙烯醇;前述A層於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為12000至40000Pa,前述B層於23℃、10Hz時之儲存彈性模數為2000至10000Pa;前述A層對於電木板之黏著力為0.1至2.0N/20mm,前述B層對於電木板之黏著力為2.5至15N/20mm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之凝膠片,其厚度為0.2mm至2.0mm。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之凝膠片,其中前述A層與前述B層之厚度比率為A/B=0.25至3.5。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之凝膠片,其中前述A層及前述B層為含有高分子基質、水及多元醇之水凝膠,前述高分子基質為選自(甲基)丙烯醯胺系單體及(甲基)丙烯酸酯之一種以上的單官能單體、與交聯性單體之共聚物。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之凝膠片,其中前述A層及前述B層於10Hz時之交流阻抗皆為1000Ω以下。
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