WO2021039956A1 - 導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法 - Google Patents

導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021039956A1
WO2021039956A1 PCT/JP2020/032578 JP2020032578W WO2021039956A1 WO 2021039956 A1 WO2021039956 A1 WO 2021039956A1 JP 2020032578 W JP2020032578 W JP 2020032578W WO 2021039956 A1 WO2021039956 A1 WO 2021039956A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductive
sheet
rubber
conductive sheet
base material
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/032578
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐々木　誠
隆 久本
洋一 向井
増田　哲也
大貴 隔山
Original Assignee
伊藤超短波株式会社
大塚テクノ株式会社
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 伊藤超短波株式会社, 大塚テクノ株式会社 filed Critical 伊藤超短波株式会社
Priority to EP20857475.6A priority Critical patent/EP4023283A4/en
Priority to US17/638,401 priority patent/US20220298316A1/en
Priority to JP2021543034A priority patent/JPWO2021039956A1/ja
Publication of WO2021039956A1 publication Critical patent/WO2021039956A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0472—Structure-related aspects
    • A61N1/0492—Patch electrodes
    • A61N1/0496—Patch electrodes characterised by using specific chemical compositions, e.g. hydrogel compositions, adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • A61N1/0472—Structure-related aspects
    • A61N1/048—Electrodes characterised by a specific connection between lead and electrode
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02—Details
    • A61N1/04—Electrodes
    • A61N1/0404—Electrodes for external use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2383/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives

Definitions

  • the present invention relates to a conductive rubber sheet and a method for producing the same.
  • a conductive rubber sheet for example, a silicone sheet containing carbon black (conductive material) is known.
  • the silicone sheet is manufactured by kneading carbon black into a silicone base material.
  • Patent Document 1 discloses an electrode that provides a uniform electrical distribution over the entire surface of the electrode while maintaining the flexibility of the electrode.
  • the electrode of Patent Document 1 includes a non-conductive flexible sheet, a conductive pattern, an adhesive made of a conductive hydrogel, and a lead wire, and the conductive pattern and the lead wire are the flexible sheet. It is sandwiched between the adhesive.
  • the conductive rubber sheet (silicone + carbon black) has a simple manufacturing process, but it is difficult to control the conductivity. For example, it is difficult to make the resistance value (conductivity) of the sheet uniform over the entire in-plane direction.
  • an electrode having a conductive pattern as in Patent Document 1 may be able to achieve a uniform resistance value (conductivity) over the entire in-plane direction.
  • the electrode of Patent Document 1 has a complicated structure, and the manufacturing process thereof is also complicated.
  • an object of the present invention is to provide a conductive rubber sheet having a simple structure, which can alleviate variations in resistance value (conductivity) of the entire sheet, and which can be easily manufactured, and a method for manufacturing the conductive rubber sheet. Is to provide.
  • the conductive rubber sheet according to one aspect of the present invention includes a sheet-shaped rubber base material having conductivity and a conductive sheet embedded in the rubber base material.
  • a conductive sheet and a sheet-shaped rubber material having conductivity and having an opening in the center are arranged on a mold.
  • the step of pressing the conductive sheet and the rubber material at a temperature at which the rubber material softens is included.
  • the conductive sheet is embedded in the rubber base material.
  • the conductive sheet does not touch the skin or fingers of the human body when the conductive rubber sheet is used. Therefore, it is possible to prevent the conductive sheet from falling off or peeling off when the conductive rubber sheet is used. As a result, the quality of the conductive rubber sheet can be maintained for a long period of time.
  • the conductive sheet can be embedded in the rubber material by press-molding the conductive sheet together with the rubber material. There is no need to add additional post-processes. As a result, the conductive rubber sheet of the present invention can be easily manufactured. Further, since the opening is formed in the central portion of the rubber material, it becomes difficult for pressure to be applied to the central portion of the rubber material during pressing. As a result, the influence of fluctuations in the local hardness and thickness of the rubber material is reduced, and the conductive sheet can be maintained at a desired position. That is, it is possible to suppress the positional deviation of the conductive sheet during pressing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a usage state of a conductive rubber sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a conductive rubber sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the conductive rubber sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a rear view of the conductive rubber sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a conductive rubber sheet according to an embodiment of the present invention, showing a VV cross section of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the conductive rubber sheet according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the next step of FIG.
  • FIG. 8A and 8B are diagrams for explaining the difference in the adhesive strength of the rubber base material depending on the presence or absence of the mesh.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the conductive sheet.
  • FIG. 10 is a diagram showing a modified example of the conductive sheet.
  • FIG. 11 is a rear view of the conductive rubber sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the conductive rubber sheet of FIG.
  • the conductive rubber sheet according to the embodiment of the present invention includes a sheet-shaped rubber base material having conductivity and a conductive sheet embedded in the rubber base material.
  • a conductive sheet is embedded in the rubber base material.
  • the variation in the resistance value (conductivity) of the entire rubber sheet can be alleviated by the conductive sheet.
  • the conductive sheet does not touch the skin or fingers of the human body when the conductive rubber sheet is used. Therefore, it is possible to prevent the conductive sheet from falling off or peeling off when the conductive rubber sheet is used. As a result, the quality of the conductive rubber sheet can be maintained for a long period of time.
  • the conductive sheet may include a conductive mesh.
  • the conductive mesh may be a cloth-like conductive mesh. The following effects will be described assuming that the conductive sheet is a cloth-like conductive mesh, but the same effects can be obtained even if the conductive sheet has a plurality of openings instead of the conductive mesh. Can play.
  • the rubber base material in addition to the front and back surfaces of the conductive sheet, the rubber base material also enters the mesh lattice to fix the conductive sheet, and the rubber base material adheres to the conductive sheet.
  • the conductive mesh has the property of being easily bent, even if the object to which the conductive rubber sheet is attached (for example, the skin of the human body) is curved, the conductive rubber sheet can be easily bent. Can be pasted.
  • the rubber base material is formed on the peripheral portion thereof and includes a terminal for electrical connection between the rubber base material and the outside, and the conductive sheet is a conductive rubber sheet. It may be embedded in the rubber substrate so as to overlap the terminals. The conductive sheet may be arranged so as to avoid the terminals.
  • a conductive sheet and a sheet-shaped rubber base material having conductivity and having an opening in the center are arranged on a mold.
  • the step includes a step of pressing the conductive sheet and the rubber base material at a temperature at which the rubber base material softens.
  • the conductive sheet can be embedded in the rubber material by press-molding the conductive sheet together with the rubber material, so that there is no need to add an extra post-process.
  • the conductive rubber sheet of the present invention can be easily manufactured.
  • the opening is formed in the central portion of the rubber material, it becomes difficult for pressure to be applied to the central portion of the rubber material during pressing.
  • the influence of fluctuations in the local hardness and thickness of the rubber material is reduced, and the conductive sheet can be maintained at a desired position. That is, it is possible to suppress the positional deviation of the conductive sheet during pressing.
  • the conductive sheet also flows and protrudes from the mold, and is conductive at the position as designed. It may not be possible to embed the sheet.
  • the conductive sheet may have an opening. Similar to the conductive mesh, it is preferable that a plurality of openings are provided in a plurality of portions in the conductive sheet so that the conductive sheet is securely fixed and does not shift or bend.
  • the softened rubber material spreads on both the front and back surfaces of the conductive sheet and passes through the openings of the conductive sheet or the lattice of the conductive mesh to the front and back surfaces of the conductive sheet. Spread on both sides.
  • the conductive sheet can be easily embedded in the rubber material.
  • the conductive sheet may include a conductive mesh.
  • the rubber material can enter into the mesh lattice in addition to the front and back surfaces of the conductive sheet, and the rubber material can be fused to the conductive sheet, so that the displacement of the conductive sheet can be suppressed. be able to.
  • FIG. 1 is a diagram showing a usage state of the conductive rubber sheet 2 according to the embodiment of the present invention.
  • the conductive rubber sheet 2 can be used as an electrode of an electrical stimulation treatment device 1 such as a low frequency treatment device, for example.
  • FIG. 1 shows a state in which the conductive rubber sheet 2 is used by being attached to the back surface of the sacrum of the human body 3 as an example of the usage state.
  • the electrical stimulation therapy device 1 is a device for improving dysuria such as urinary storage disorder (overactive bladder) by giving an electrical stimulation signal from the back side of the sacrum of the human body 3 (the person to be treated). ..
  • the electrical stimulation treatment device 1 contributes to improvement of fecal incontinence such as urge incontinence and leaky fecal incontinence as well as dysuria by electrical stimulation from the back side of the sacrum.
  • the electrical stimulation treatment device 1 includes a conductive rubber sheet 2 as a conductor for electrical stimulation treatment, a device main body 4, and a wiring cord 5.
  • the conductive rubber sheet 2 includes an indifferent electrode 6 and a pair of stimulation electrodes 7A and 7B.
  • the indifferent electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B may be separated from each other as shown in FIG. 1 or may be integrally formed.
  • Conductive sticky pads 8, 9A and 9B are attached onto the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B, respectively. By attaching one surface of the conductive sticky pads 8, 9A, 9B to the skin of the human body 3, the indifferent electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A, 7B are fixed to the skin of the human body 3.
  • the conductive sticky pad 8 is attached to the unrelated electrode 6, the conductive sticky pad 9A is attached to one stimulation electrode 7A, and the conductive sticky pad 9B is attached to the other stimulation electrode 7B. Will be done.
  • the device main body 4 is electrically connected to the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B by the wiring cord 5.
  • the device main body 4 contains, for example, a control circuit including a CPU, a memory such as a ROM or RAM, a timer, and the like.
  • the person to be treated outputs an electric signal (voltage) for outputting a current of a predetermined frequency to a pair of stimulation electrodes 7A and 7B by operating various operation buttons and a touch panel provided on the device main body 4. Can be done. As a result, electrical stimulation is applied to the human body 3 from the pair of stimulation electrodes 7A and 7B.
  • FIG. 2 to 5 are diagrams for explaining the configuration of the conductive rubber sheet 2 (the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B) according to the embodiment of the present invention.
  • 2 is a perspective view of the conductive rubber sheet 2
  • FIG. 3 is a front view of the conductive rubber sheet 2
  • FIG. 4 is a rear view of the conductive rubber sheet 2
  • FIG. 5 is a rear view of the conductive rubber sheet 2.
  • the conductive rubber sheet 2 includes an unrelated electrode 6 and a pair of stimulation electrodes 7A and 7B.
  • the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B have flexibility that allows the human body 3 to bend (movable) in accordance with the bending.
  • the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A, 7B are the first surfaces 10, 12A, 12B and the first surfaces 10, 12A, 12B facing the skin of the human body 3, respectively. It is composed of a sheet-shaped (plate-shaped) rubber base material 14 having two surfaces 11, 13A and 13B.
  • the "sheet-shaped rubber base material 14" means, for example, a member in which a region having a thickness of 0.5 mm to 2.0 mm occupies most of the material.
  • the rubber base material 14 may have a structure that partially exceeds the thickness in the above range. Examples of such a structure include the first terminal 23 and the second terminals 25A and 25B, which will be described later.
  • the irrelevant electrode 6 has a horizontally long substantially square shape.
  • the indifferent electrode 6 has a first end portion 15, a second end portion 16, a third end portion 17, and a fourth end portion 18 as an example of a peripheral edge portion of the present invention forming a quadrangular side.
  • the first end portion 15 is, for example, the upper end portion of the unrelated electrode 6 when the unrelated electrode 6 is attached to the human body 3, and faces the third end portion 17. That is, the third end portion 17 is the lower end portion of the unrelated electrode 6 when the unrelated electrode 6 is attached to the human body 3.
  • the second end portion 16 and the fourth end portion 18 connect the first end portion 15 and the third end portion 17, and face each other.
  • the unrelated electrode 6 has, for example, a length of about 9.5 cm in the lateral direction B along the first end portion 15 and the third end portion 17, and is in the vertical direction along the second end portion 16 and the fourth end portion 18.
  • the length of A is about 5.3 cm.
  • Each of the pair of stimulation electrodes 7A and 7B has a vertically long substantially square shape in this embodiment.
  • Each of the stimulation electrodes 7A and 7B has a first end portion 19A and 19B, a second end portion 20A and 20B, a third end portion 21A and 21B and a first portion as an example of the peripheral portion of the present invention constituting the side of the quadrangle. It has four ends 22A and 22B.
  • the first end portions 19A and 19B are, for example, the upper end portions of the stimulation electrodes 7A and 7B when the stimulation electrodes 7A and 7B are attached to the human body 3, and face the third end portions 21A and 21B. .. That is, the third end portions 21A and 21B are the lower end portions of the stimulation electrodes 7A and 7B when the stimulation electrodes 7A and 7B are attached to the human body 3.
  • the second end portions 20A and 20B and the fourth end portions 22A and 22B connect the first end portions 19A and 19B and the third end portions 21A and 21B and face each other.
  • Thin-walled portions 28A and 28B are formed on the second surfaces 13A and 13B of the stimulation electrodes 7A and 7B.
  • the thin-walled portions 28A and 28B are portions that are relatively thinly formed in the stimulation electrodes 7A and 7B, and have a thickness of, for example, 0.3 mm to 2.0 mm.
  • the thin portion 28A is a linear region (for example, having a width of about 53 mm) extending from the second end portion 20A of the stimulation electrode 7A to the third end portion 21A.
  • the thin portion 28B is a linear region (for example, having a width of about 53 mm) extending from the fourth end portion 22B of the stimulation electrode 7B to the third end portion 21B.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams showing a part of the manufacturing process of the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B.
  • the manufacturing process of the stimulation electrode 7A will be described. Since the unrelated electrode 6 and the stimulating electrode 7B can be manufactured following the manufacturing process of the stimulating electrode 7A, the description of these manufacturing steps will be omitted.
  • the size of the opening 40 of the rubber material 38 is not particularly limited as long as the rubber portion 41 that can appropriately form the shape of the stimulation electrode 7A remains in the region other than the opening 40. Further, as for the shape and number of the openings 40 of the rubber material 38, as will be described later, it is sufficient that the pressure is less likely to be applied to the central portion of the rubber material 38 during pressing. For example, in FIG. 6, only one square-shaped opening 40 is formed, but a plurality of circular or triangular-shaped openings 40 may be formed. Alternatively, the plurality of openings 40 may be provided so as to have the shape of the conductive sheet 30 as a whole. For example, the small circular openings 40 may be provided so as to be concentrated in a rectangular area corresponding to the shape of the conductive sheet 30.
  • one rubber material 38 constitutes the rubber portion 41, but the present invention is not limited to this, and a plurality of rubber materials 38 may form the rubber 41 and the opening 40.
  • a plurality of rubber materials 38 may form the rubber 41 and the opening 40.
  • two L-shaped rubber materials 38 may be arranged facing each other to form a rubber portion 41 and an opening 40, or an elongated plate-shaped or rod-shaped rubber material 38 may be arranged so as to form four sides of a rectangle.
  • the portion 41 and the opening 40 may be formed, or the rubber portion 41 and the opening 40 may be formed by a plurality of rubber materials 38.
  • the first temperature a predetermined temperature which is equal to or higher than the temperature at which the rubber material 38 softens (for example, 170 ° C. to 200 ° C.)
  • the first temperature a predetermined temperature which is equal to or higher than the temperature at which the rubber material 38 softens (for example, 170 ° C. to 200 ° C.)
  • the conductive sheet 30 and the rubber material 38 are laminated in this order on the inner surface of the surface.
  • the conductive sheet 30 is arranged so as to be in contact with the inner surface of the recess 35 of the mold 34 and to cover a part of the terminal recess 36.
  • the rubber material 38 is superposed on the conductive sheet 30 so that its outer circumference coincides with the outer circumference of the conductive sheet 30.
  • the conductive sheet 30 may be a plate-shaped sheet having no mesh or openings.
  • the conductive sheet 30 having an opening 39 is provided in terms of adhesive strength with the rubber base material 14. Will be inferior to.
  • the plate-shaped conductive sheet 30 is inferior to the conductive sheet 30 having an opening 39 in terms of flexibility, it can be used as an electrode to be attached to a portion of the human body 3 having a relatively small curvature. preferable.
  • the conductive rubber sheet 2 may be press-molded with the conductive sheet 30 sandwiched between a pair of rubber materials 38.
  • the thickness of the rubber layer on the first surface 10, 12A, 12B (the surface of the human body 3 in contact with the skin) is controlled to some extent by the thickness of the rubber material 38 initially prepared. Therefore, the first portion 32 having a relatively thick thickness T 1 is the side that contacts the skin of the human body 3, and the second portion 33 having a relatively thin thickness T 2 is the side that does not contact the skin of the human body 3. It is rational to do.
  • the conductive sheet 30 overlaps (embeds) the first terminal 23 and the second terminals 25A and 25B.
  • overlapping the conductive sheet 30 with the terminal portions such as the first terminal 23 means that the rubber base material 38 already has a certain degree of conductivity, so that the necessary terminal portions and the conductive sheet 30 are combined. It is not essential if a sufficient current path can be formed between them.
  • the conductive sheet 30 may be arranged around the terminal portion without overlapping. Further, when the terminal portion having a complicated shape or a special shape interferes with the press, the conductive sheet 30 is arranged avoiding the terminal portion, which is desirable. Further, since the electricity input from the outside to the first terminal 23 and the second terminals 25A and 25B can be efficiently flowed to the entire rubber base material 14, the conductive sheet 30 is attached to the terminal portion as in this embodiment. It is more preferable that they overlap.
  • the conductive sheet 30 also flows together and protrudes from the mold 34. There is a possibility that the conductive sheet 30 cannot be embedded in the street position.
  • the conductive sheet 30 is a conductive mesh
  • the softened rubber material 38 spreads on both the front surface and the back surface of the conductive sheet 30 at the time of pressing, and is conductive through the opening 39 of the conductive sheet 30. It spreads over both the front surface and the back surface of the sheet 30.
  • the conductive sheet 30 can be easily embedded in the rubber material 38.
  • the rubber material 38 can enter the opening 39 of the mesh in addition to the front and back surfaces of the conductive sheet 30, and the rubber material 38 can be fused to the conductive sheet 30. The misalignment of the sex sheet 30 can be suppressed.
  • the entire surface of the conductive sheet 30 may be a mesh as described above, but a part of the conductive mesh may be a mesh.
  • the mesh portion 43 may be provided at the center of the conductive sheet 30, and the sheet portion 44 may be formed so as to surround the mesh portion 43.
  • the indifferent electrodes 6 and the stimulation electrodes 7A and 7B of the electric stimulation treatment device 1 have been mentioned, but the conductive rubber sheet 2 of the present invention has the same.
  • it can be used as an electrode of an EMS (Electrical Muscle Stimulation) device for exercise or beauty.
  • EMS Electro Mechanical Muscle Stimulation
  • the outer shape of the conductor of the electric stimulation treatment device 1 is composed of the unrelated electrode 6 in which the conductive sheet 30 is embedded and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B.
  • it may be composed of a sheet body 45 made of a rubber base material such as a silicone resin.
  • the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B may be formed in a substantially square shape, respectively.
  • the indifferent electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B may be arranged in the recesses 46, 47A and 47B formed in the sheet body 45, respectively.
  • the recesses 46, 47A and 47B may have the same shape as the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B, respectively.
  • a substantially square unrelated electrode 6 and a pair of stimulation electrodes 7A and 7B are formed.
  • the unrelated electrode 6 and the pair of stimulation electrodes 7A and 7B are inserted into the mold as insert members, and a silicone resin or the like is filled in the mold as a material for the sheet body 45. Thereby, a conductor as an insert molded product can be obtained.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

導電性ゴムシートは、導電性を有するシート状のゴム基材と、前記ゴム基材に埋め込まれた導電性シートとを含む。この導電性ゴムシートは、たとえば、金型上に、導電性シートと、導電性を有し、かつ中央部に開口を有するシート状のゴム材料とを配置する工程と、前記ゴム材料が軟化する温度で前記導電性シートおよび前記ゴム材料をプレスする工程とを含む、導電性ゴムシートの製造方法によって得ることができる。

Description

導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法
　本発明は、導電性ゴムシートおよびその製造方法に関する。
　従来、導電性ゴムシートとして、例えば、カーボンブラック（導電材）を含有するシリコーンシートが知られている。当該シリコーンシートは、シリコーン基材にカーボンブラックを練り込むことによって製造されている。
　一方、電極の可撓性を維持しつつ、電極の表面全体にわたって均一な電気分布をもたらす電極が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１の電極は、非導電性の可撓性シートと、導電性パターンと、導電性ヒドロゲルからなる接着剤と、リード線とを備え、導電性パターンおよびリード線が、可撓性シートと接着剤との間に挟まれている。
特表２００６－５１７１３０号公報
　導電性ゴムシート（シリコーン＋カーボンブラック）は、製造工程が単純である反面、導電性をコントロールすることが困難である。例えば、シートの抵抗値（導電性）を面内方向の全体にわたって均一にすることが困難である。
　一方、特許文献１のように導電性パターンを有する電極は、面内方向の全体にわたって均一な抵抗値（導電性）を達成できるかもしれない。しかしながら、特許文献１の電極は、複雑な構造を有しており、また、その製造工程も複雑である。
　そこで、本発明の目的は、単純な構造を有し、シート全体の抵抗値（導電性）のばらつきを緩和することができ、かつ簡単に製造することができる導電性ゴムシートおよびその製造方法を提供することである。
　本発明の一の局面に係る導電性ゴムシートは、導電性を有するシート状のゴム基材と、前記ゴム基材に埋め込まれた導電性シートとを含む。
　また、本発明の一の局面に係る導電性ゴムシートの製造方法は、金型上に、導電性シートと、導電性を有し、かつ中央部に開口を有するシート状のゴム材料とを配置する工程と、前記ゴム材料が軟化する温度で前記導電性シートおよび前記ゴム材料をプレスする工程とを含む。
　本発明の一の局面に係る導電性ゴムシートによれば、ゴム基材に導電性シートが埋め込まれている。これにより、ゴム基材本体の抵抗値（導電性）にばらつきが存在していても、導電性シートによって、ゴムシート全体の抵抗値（導電性）のばらつきを緩和することができる。また、ゴム基材に導電性物質が印刷されている態様と異なり、導電性ゴムシートの使用時に、導電性シートが人体の皮膚や指に触れることがない。そのため、導電性ゴムシートの使用時に導電性シートが脱落したり、剥がれたりすることを防止することができる。その結果、導電性ゴムシートの品質を長期にわたって維持することができる。
　また、本発明の一の局面に係る導電性ゴムシートの製造方法によれば、導電性シートをゴム材料と一緒にプレス成形することによって、ゴム材料に導電性シートを埋め込むことができるので、余計な後工程を追加する必要がない。その結果、本発明の導電性ゴムシートを簡単に製造することができる。また、ゴム材料の中央部に開口が形成されているため、プレス時に、ゴム材料の中央部に圧力が加わりにくくなる。その結果、ゴム材料の局所的な硬さや厚さ等の変動の影響が少なくなり、導電性シートを所望の位置に維持することができる。つまり、プレス時に、導電性シートの位置ズレを抑制することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの使用状態を示す図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの正面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの背面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの断面図であって、図３のＶ－Ｖ断面を示している。 図６は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの製造工程の一部を示す図である。 図７は、図６の次の工程を示す図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、メッシュの有無によるゴム基材の接着強度の違いを説明するための図である。 図９は、導電性シートの変形例を示す図である。 図１０は、導電性シートの変形例を示す図である。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る導電性ゴムシートの背面図である。 図１２は、図１１の導電性ゴムシートの断面図である。
＜本発明の実施形態＞
　まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートは、導電性を有するシート状のゴム基材と、前記ゴム基材に埋め込まれた導電性シートとを含む。
　この構成によれば、ゴム基材に導電性シートが埋め込まれている。これにより、ゴム基材本体の抵抗値（導電性）にばらつきが存在していても、導電性シートによって、ゴムシート全体の抵抗値（導電性）のばらつきを緩和することができる。また、ゴム基材に導電性物質が印刷されている態様と異なり、導電性ゴムシートの使用時に、導電性シートが人体の皮膚や指に触れることがない。そのため、導電性ゴムシートの使用時に導電性シートが脱落したり、剥がれたりすることを防止することができる。その結果、導電性ゴムシートの品質を長期にわたって維持することができる。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートでは、前記導電性シートは、導電性メッシュを含んでいてもよい。この場合、導電性メッシュは、布状の導電性メッシュであってもよい。以下の作用効果については、導電性シートが布状の導電性メッシュであるとして説明を行うが、前記導電性メッシュの代わりに、開口部を複数有する導電性シートであっても同様の作用効果を奏することができる。
　この構成によれば、導電性シートの表裏面に加え、メッシュの格子内にもゴム基材が入り込んで導電性シートを固定すると共に、ゴム基材が導電性シートに密着する。これにより、導電性シートに対するゴム基材の接着強度を向上させることができることに加え、導電性シートのズレを防止することができる。さらに、導電性メッシュは撓みやすい性質を有しているため、導電性ゴムシートの貼り付け対象（例えば、人体の皮膚等）が湾曲している場合でも、導電性ゴムシートを撓ませて簡単に貼り付けることができる。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートでは、前記ゴム基材は、その周縁部に形成され、前記ゴム基材と外部との電気接続のための端子を含み、前記導電性シートは、前記端子にオーバーラップするように前記ゴム基材に埋め込まれていてもよい。なお、導電性シートは、前記端子を避けて配置されてもよい。
　この構成によれば、導電性シートが端子にオーバーラップしているので、外部から端子に入力された電気をゴム基材の全体に効率よく流すことができる。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの製造方法は、金型上に、導電性シートと、導電性を有し、かつ中央部に開口を有するシート状のゴム基材とを配置する工程と、前記ゴム基材が軟化する温度で前記導電性シートおよび前記ゴム基材をプレスする工程とを含む。
　この方法によれば、導電性シートをゴム材料と一緒にプレス成形することによって、ゴム材料に導電性シートを埋め込むことができるので、余計な後工程を追加する必要がない。その結果、本発明の導電性ゴムシートを簡単に製造することができる。また、ゴム材料の中央部に開口が形成されているため、プレス時に、ゴム材料の中央部に圧力が加わりにくくなる。その結果、ゴム材料の局所的な硬さや厚さ等の変動の影響が少なくなり、導電性シートを所望の位置に維持することができる。つまり、プレス時に、導電性シートの位置ズレを抑制することができる。
　これに対し、ゴム材料の中央部に開口が形成されていないと、軟化したゴム材料が金型内に流れる際、導電性シートも一緒に流れて金型からはみ出し、設計通りの位置に導電性シートを埋め込むことができないおそれがある。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの製造方法では、前記導電性シートは、開口を有していてもよい。導電性メッシュと同様に、導電性シート内の複数の部分において、導電性シートが確実に固定されてズレや撓みが発生しないように、複数の開口が設けられていることが好ましい。
　この方法によれば、プレス時に、軟化したゴム材料が導電性シートの表面および裏面の両面に行き渡ると共に、導電性シートの開口または導電性メッシュの格子を通って、導電性シートの表面および裏面の両面に行き渡る。その結果、導電性シートをゴム材料に簡単に埋め込むことができる。
　本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシートの製造方法では、前記導電性シートは、導電性メッシュを含んでいてもよい。
　この方法によれば、導電性シートの表裏面に加え、メッシュの格子内にもゴム材料が入り込んでゴム材料を導電性シートに融着させることができるので、導電性シートの位置ズレを抑制することができる。
＜本発明の実施形態の詳細な説明＞
　次に、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシート２の使用状態を示す図である。
　導電性ゴムシート２は、例えば、低周波治療器等の電気刺激治療器１の電極として使用することができる。図１では、導電性ゴムシート２の使用状態の一例として、人体３の仙骨の背面に貼り付けて使用する状態が示されている。
　電気刺激治療器１は、例えば、人体３（被治療者）の仙骨の背面側から電気的な刺激信号を与えることによって、蓄尿障害（過活動膀胱）のような排尿障害を改善する機器である。電気刺激治療器１は、仙骨の背面側からの電気的な刺激によって、排尿障害だけでなく、切迫性便失禁、漏出性便失禁のような便失禁の改善にも寄与する。
　電気刺激治療器１は、電気刺激治療用の導子としての導電性ゴムシート２と、機器本体４と、配線コード５とを含む。
　導電性ゴムシート２は、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂを含む。不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、図１に示すように互いに分離されていてもよいし、一体的に形成されていてもよい。
　不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂ上には、それぞれ導電性粘着パッド８，９Ａ，９Ｂが貼着される。導電性粘着パッド８，９Ａ，９Ｂの一面が人体３の皮膚に貼着されることによって、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂが人体３の皮膚に固定される。この実施形態では、導電性粘着パッド８が不関電極６に貼着され、導電性粘着パッド９Ａが一方の刺激電極７Ａに貼着され、導電性粘着パッド９Ｂが他方の刺激電極７Ｂに貼着される。
　機器本体４は、配線コード５によって不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂに電気的に接続されている。機器本体４には、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、タイマ等を含む制御回路が内蔵されている。被治療者は、機器本体４に設けられた各種操作ボタンやタッチパネルを操作することによって、所定の周波数の電流を出力するための電気信号（電圧）を一対の刺激電極７Ａ，７Ｂに出力することができる。これにより、一対の刺激電極７Ａ，７Ｂから人体３に電気的な刺激が与えられる。
　図２～図５は、本発明の一実施形態に係る導電性ゴムシート２（不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂ）の構成を説明するための図である。図２が導電性ゴムシート２の斜視図であり、図３が導電性ゴムシート２の正面図であり、図４が導電性ゴムシート２の背面図であり、図５が導電性ゴムシート２の断面図であって、図３のＶ－Ｖ断面を示している。なお、図２では、説明の理解を助けるため、ゴム基材１４に埋め込まれている導電性シート３０の埋め込み前の状態も示している。
　導電性ゴムシート２は、前述のように、不関電極６と、一対の刺激電極７Ａ，７Ｂとを含む。
　不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、人体３が屈曲（可動）したときに、その屈曲に合わせて湾曲可能な可撓性を有している。この実施形態では、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、それぞれ、人体３の皮膚に面する第１面１０，１２Ａ，１２Ｂおよび第１面１０，１２Ａ，１２Ｂの反対側の第２面１１，１３Ａ，１３Ｂを有するシート状（板状）のゴム基材１４で構成されている。
　ここで、「シート状のゴム基材１４」とは、例えば、厚さが０．５ｍｍ～２．０ｍｍの領域が大部分を占める部材を意味している。むろん、当該ゴム基材１４は、部分的に、上記範囲の厚さを超える構造を有していてもよい。そのような構造としては、例えば、後述する第１端子２３、第２端子２５Ａ，２５Ｂ等が挙げられる。
　不関電極６は、この実施形態では横長な略四角形状である。不関電極６は、四角形の辺を構成する本発明の周縁部の一例としての第１端部１５、第２端部１６、第３端部１７および第４端部１８を有している。
　第１端部１５は、例えば、不関電極６が人体３に取り付けられた際の不関電極６の上端部であり、第３端部１７と対向している。つまり、第３端部１７は、不関電極６が人体３に取り付けられた際の不関電極６の下端部である。第２端部１６および第４端部１８は、第１端部１５と第３端部１７とを連結しており、互いに対向している。
　不関電極６は、例えば、第１端部１５および第３端部１７に沿う横方向Ｂの長さが９．５ｃｍ程度であり、第２端部１６および第４端部１８に沿う縦方向Ａの長さが５．３ｃｍ程度である。
　一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、それぞれ、この実施形態では縦長な略四角形状である。各刺激電極７Ａ，７Ｂは、それぞれ、四角形の辺を構成する本発明の周縁部の一例としての第１端部１９Ａ，１９Ｂ、第２端部２０Ａ，２０Ｂ、第３端部２１Ａ，２１Ｂおよび第４端部２２Ａ，２２Ｂを有している。
　第１端部１９Ａ，１９Ｂは、例えば、各刺激電極７Ａ，７Ｂが人体３に取り付けられた際の各刺激電極７Ａ，７Ｂの上端部であり、第３端部２１Ａ，２１Ｂと対向している。つまり、第３端部２１Ａ，２１Ｂは、各刺激電極７Ａ，７Ｂが人体３に取り付けられた際の各刺激電極７Ａ，７Ｂの下端部である。第２端部２０Ａ，２０Ｂおよび第４端部２２Ａ，２２Ｂは、第１端部１９Ａ，１９Ｂと第３端部２１Ａ，２１Ｂとを連結しており、互いに対向している。
　各刺激電極７Ａ，７Ｂは、例えば、第１端部１９Ａ，１９Ｂおよび第３端部２１Ａ，２１Ｂに沿う横方向Ｂの長さが５．３ｃｍ程度であり、第２端部２０Ａ，２０Ｂおよび第４端部２２Ａ，２２Ｂに沿う縦方向Ａの長さが９．５ｃｍ程度である。つまり、一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの横方向Ｂのトータルの長さは、不関電極６の横方向Ｂの長さよりも長くなっている。
　不関電極６の第２面１１には、第１端子２３が一体的に設けられている。第１端子２３は、不関電極６の第２面１１から突出している。第１端子２３は、一方側（図２の上側）に向く第１差込口２４を有し、他方側（図２の下側）が閉塞された筒状に形成されている。この実施形態では、第１差込口２４は、不関電極６の第１端部１５と面一である。
　一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの第２面１３Ａ，１３Ｂには、それぞれ、第２端子２５Ａ，２５Ｂが一体的に設けられている。第２端子２５Ａ，２５Ｂは、一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの第２面１３Ａ，１３Ｂから突出している。第２端子２５Ａ，２５Ｂは、第１差込口２４と同じ方向に向く第２差込口２６Ａ，２６Ｂを有し、他方側（図２の下側）が閉塞された筒状に形成されている。この実施形態では、第２差込口２６Ａ，２６Ｂは、それぞれ、一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの第１端部１９Ａ，１９Ｂと面一である。
　また、不関電極６の第２面１１には、薄肉部２７が形成されている。薄肉部２７は、不関電極６において比較的薄く形成された部分であり、例えば、０．３ｍｍ～２．０ｍｍの厚さを有している。薄肉部２７は、第２端部１６および第４端部１８に沿う直線状の領域（例えば、５３ｍｍ程度の幅を有している）である一対の薄肉部２７を含んでいる。
　一対の薄肉部２７は、不関電極６の第１端部１５から第３端部１７に至るまで互いに平行に延び、かつ第１端子２３を間に挟んで配置されている。なお、一対の薄肉部２７は、いずれも、第１端部１５および第３端部１７に沿う方向Ｂにおいて、第１端子２３から離れている。不関電極６は、一対の薄肉部２７が形成されていることによって、薄肉部２７を折り目として折り曲げやすく形成されている。これにより、不関電極６を、人体３の皮膚の湾曲に合わせて良好に貼着することができる。
　各刺激電極７Ａ，７Ｂの第２面１３Ａ，１３Ｂには、薄肉部２８Ａ，２８Ｂが形成されている。薄肉部２８Ａ，２８Ｂは、各刺激電極７Ａ，７Ｂにおいて比較的薄く形成された部分であり、例えば、０．３ｍｍ～２．０ｍｍの厚さを有している。薄肉部２８Ａは、刺激電極７Ａの第２端部２０Ａから第３端部２１Ａに延びる直線状の領域（例えば、５３ｍｍ程度の幅を有している）である。一方、薄肉部２８Ｂは、刺激電極７Ｂの第４端部２２Ｂから第３端部２１Ｂに延びる直線状の領域（例えば、５３ｍｍ程度の幅を有している）である。
　複数の薄肉部２８Ａは、刺激電極７Ａの第２端部２０Ａから第３端部２１Ａに至るまで互いに平行に延びている。また、複数の薄肉部２８Ｂは、刺激電極７Ｂの第４端部２２Ｂから第３端部２１Ｂに至るまで互いに平行に延びている。この実施形態では、３本の薄肉部２８Ａ，２８Ｂが、ストライプ状に形成されている。
　各刺激電極７Ａ，７Ｂは、複数の薄肉部２８Ａ，２８Ｂが形成されていることによって、薄肉部２８Ａ，２８Ｂを折り目として折り曲げやすく形成されている。これにより、各刺激電極７Ａ，７Ｂを、人体３の皮膚の湾曲に合わせて良好に貼着することができる。また、各刺激電極７Ａ，７Ｂの角部２９Ａ，２９Ｂを境に隣り合う端部同士を繋ぐ直線状の薄肉部２８Ａ，２８Ｂが形成され、さらにこの実施形態では、角部２９Ａ，２９Ｂから内方領域に向かって順にストライプ状に形成されている。そのため、例えば治療後に、角部２９Ａ，２９Ｂを指で摘まむことによって、各刺激電極７Ａ，７Ｂを角部２９Ａ，２９Ｂから剥がしやすくすることができる。
　そして、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、いずれも、ゴム基材１４と、ゴム基材１４に埋め込まれた導電性シート３０とからなる導電性ゴムシート２によって構成されている。
　ゴム基材１４は、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの外形を形成している。一方、導電性シート３０は、ゴム基材１４に覆われることによって、ゴム基材１４に埋め込まれている。図２～図４では、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂのそれぞれにおいて、導電性シート３０が埋め込まれた領域を破線で示している。
　ゴム基材１４は、この実施形態では、カーボンブラックを含有するシリコーンゴムからなるシートで構成されている。ゴム基材１４の材料としては、導電性を有するゴムであれば、カーボンブラックを含有するシリコーンゴムに限らない。例えば、シリコーンゴムに混入する導体（導電性充填剤）としては、カーボンブラックの他、銀粉末、金メッキされたシリカやグラファイト、導電性亜鉛華等であってもよい。また、イオン導電性シリコーンゴムを、ゴム基材１４の材料として使用してもよい。
　導電性シート３０は、この実施形態では、導電性メッシュで構成されている。導電性メッシュとしては、例えば、銀糸等の導電性繊維で形成されたメッシュが挙げられる。
　導電性シート３０は、シート状のゴム基材１４のほぼ全体にわたって埋め込まれている。ここで、「ほぼ全体」とは、導電性シート３０の周縁とゴム基材１４の周縁（この実施形態では、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの各端部１５～１８および１９Ａ，１９Ｂ～２２Ａ，２２Ｂ）との間に、少しのマージン（厚さ方向全体がゴム基材１４のみからなる部分３１）が設けられていてもよいということである。この実施形態では、導電性シート３０は、その全周がゴム基材１４の当該部分３１に取り囲まれている。マージンの大きさは、例えば、製造時の導電性シート３０の位置ズレを考慮して設定された大きさであってもよい。
　したがって、図２および図３に示すように、導電性シート３０は、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの各第１端部１５，１９Ａ，１９Ｂに設けられた第１端子２３および第２端子２５Ａ，２５Ｂにオーバーラップしていてもよい。言い換えれば、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂにおいて、導電性シート３０は、第１端子２３および第２端子２５Ａ，２５Ｂに埋め込まれていてもよい。
　また、この実施形態では、導電性シート３０は、ゴム基材１４の厚さ方向において、ゴム基材１４の第２面１１，１３Ａ，１３Ｂ（人体３の皮膚に接触しない面）側に偏って配置されている。これにより、導電性シート３０からゴム基材１４の第１面１０，１２Ａ，１２Ｂ（人体３の皮膚に接触する面）までの厚さＴ１と、導電性シート３０からゴム基材１４の第２面１１，１３Ａ，１３Ｂまでの厚さＴ２とを比べると、厚さＴ１が厚さＴ２よりも大きくなっている。
　つまり、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂ（導電性ゴムシート２）は、第１面１０，１２Ａ，１２Ｂ側から順に、相対的に大きな厚さＴ１を有するゴム基材１４の第１部分３２、導電性シート３０、相対的に小さな厚さＴ２を有するゴム基材１４の第２部分３３を有していてもよい。他の言い方で、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂ（導電性ゴムシート２）は、第１面１０，１２Ａ，１２Ｂ側から順に、相対的に大きな厚さＴ１を有する第１ゴム層３２、導電性シート３０、相対的に小さな厚さＴ２を有する第２ゴム層３３の３層構造を有していてもよい。
　図６および図７は、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂの製造工程の一部を示す図である。ここでは、一例として、刺激電極７Ａの製造工程を説明する。不関電極６および刺激電極７Ｂは、刺激電極７Ａの製造工程に倣って製造することができるので、これらの製造工程の説明は省略する。
　刺激電極７Ａ（導電性ゴムシート２）を製造するには、まず、図６に示すように、刺激電極７Ａ用の金型３４が準備される。金型３４には、刺激電極７Ａの外形に応じた凹部３５が形成されている。金型３４の凹部３５には、さらに、第２端子２５Ａの形状に応じた端子用凹部３６と、薄膜部の形状に応じたストライプ状の凸部３７とが形成されている。
　一方で、導電性シート３０およびゴム基材１４の材料となるゴム材料３８が準備される。導電性シート３０は、長方形状に形成されている。この実施形態では、所定の形状にカットされた導電性メッシュが準備される。導電性シート３０は、その面内に多数の開口３９（格子の窓部分）を有している。
　ゴム材料３８は、導電性シート３０と略同じ大きさの長方形状に形成されたシート状の部材であってもよい。この実施形態では、ゴム基材１４よりも厚い（例えば、１．０ｍｍ～３．０ｍｍの厚さ）ゴム材料３８が準備される。また、例えば、ゴム材料３８の外周長と導電性シート３０の外周長とが同じであってもよい。つまり、この実施形態では、ゴム材料３８は、金型３４の凹部３５のサイズ（完成品の刺激電極７Ａ，７Ｂのサイズ）よりも小さなサイズで形成されている。
　ゴム材料３８の中央部には開口４０が形成されている。したがって、ゴム材料３８は、環状（この実施形態では、四角環状）に形成されていると言ってもよい。ここで、「ゴム材料３８の中央部」とは、例えば、ゴム材料３８の中心（重心）を含む一定の領域であることを意味している。したがって、ゴム材料３８の中心と開口４０の中心とは、必ずしも一致していなくてもよく、互いにずれていてもよい。
　また、ゴム材料３８の開口４０の大きさは、刺激電極７Ａの形状を適切に成形できる程度のゴム部分４１が開口４０を除く領域に残っていれば、特に制限されない。また、ゴム材料３８の開口４０の形状や数についても、後述するように、プレス時にゴム材料３８の中央部に圧力が加わりにくくできればよい。例えば、図６では、四角形状の開口４０が１つのみ形成されているが、円形状や三角形状の開口４０が複数形成されていてもよい。あるいは、複数の開口４０が全体として導電性シート３０の形状となるように設けられていてもよい。例えば、円形状の小さな開口４０が、導電性シート３０の形状に該当する長方形の範囲に集中して配置されるように設けられていてもよい。
　図６では一つのゴム材料３８によってゴム部分４１を構成したがこれに限定されず、複数ゴム材料３８によってゴム４１と開口４０を形成してもよい。例えばＬ字型のゴム材料３８を互いに向き合わせて２つ並べてゴム部分４１と開口４０を形成してもよいし、細長い板状または棒状のゴム材料３８を長方形の４辺となるように並べてゴム部分４１と開口４０を形成してもよく、複数のゴム材料３８によってゴム部分４１と開口４０を形成してもよい。
　そして、ゴム材料３８が軟化する温度以上である所定の温度（以下、第１温度という）まで金型３４が事前に加熱された後（例えば、１７０℃～２００℃）、金型３４の凹部３５の内面に、導電性シート３０とゴム材料３８とがこの順に積層される。導電性シート３０は、金型３４の凹部３５の内面に接し、かつ端子用凹部３６の一部を覆うように配置される。ゴム材料３８は、その外周が導電性シート３０の外周に一致するように、導電性シート３０に重ね合わされる。
　次に、図７に示すように、ゴム材料３８の表面を押圧することによって、導電性シート３０およびゴム材料３８をプレス成形する。これにより、軟化したゴム材料３８が金型３４の凹部３５の形状まで広がると共に、導電性シート３０の開口３９を通って、導電性シート３０の表面および裏面の両面に行き渡る。その結果、導電性シート３０が、ゴム基材１４の形状となったゴム材料３８に埋め込まれた状態となる。
　あるいは、ゴム材料３８が軟化しない所定の温度（以下、第２温度といい、例えば、１１０℃～１６０℃）まで加熱した後に、金型３４の凹部３５の内面に、導電性シート３０とゴム材料３８とをこの順に積層し、金型３４を第１温度まで加熱を開始すると同時に、プレスすることによってゴム材料３８の加熱を行ってもよい。その後、金型３４が冷却され、金型３４からゴム基材１４（ゴム材料３８）を取り外すことによって、刺激電極７Ａが得られる。
　以上、上記の導電性ゴムシート２で構成された不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂによれば、ゴム基材１４に導電性シート３０が埋め込まれている。これにより、ゴム基材１４本体の抵抗値（導電性）にばらつきが存在していても、導電性シート３０によって、導電性ゴムシート２全体の抵抗値（導電性）のばらつきを緩和することができる。また、ゴム基材１４に導電性物質が印刷されている態様と異なり、導電性ゴムシート２の使用時に、導電性シート３０が人体３の皮膚や指に触れることがない。そのため、導電性ゴムシート２の使用時に導電性シート３０が脱落したり、剥がれたりすることを防止することができる。その結果、導電性ゴムシート２の品質を長期にわたって維持することができる。
　また、この実施形態では、導電性シート３０が導電性メッシュである。そのため、図８Ａに示すように、導電性シート３０の表裏面に加え、メッシュの開口３９内にもゴム基材１４が入り込んで導電性シート３０を固定すると共に、ゴム基材１４が導電性シート３０に密着する。これにより、導電性シート３０に対するゴム基材１４の接着強度を向上させることができることに加え、導電性シート３０のズレを防止することができる。このような効果は、導電性メッシュでなくても、例えば、メッシュ状ではない複数の開口を有する導電性シート３０であっても達成することができる。
　さらに、導電性メッシュは撓みやすい性質を有しているため、導電性ゴムシート２の貼り付け対象（例えば、人体３の皮膚等）が湾曲している場合でも、導電性ゴムシート２を撓ませて簡単に貼り付けることができる。
　一方、図８Ｂに示すように、導電性シート３０は、メッシュや開口を有しない板状のシートであってもよい。ただし、板状の導電性シート３０は、導電性シート３０の表裏面のみでゴム基材１４と接触するものなので、ゴム基材１４との接着強度という点では、開口３９を有する導電性シート３０に劣ることになる。また、板状の導電性シート３０は、可撓性という点でも、開口３９を有する導電性シート３０に劣るので、人体３において比較的湾曲が小さい部位に貼り付けられる電極に採用されることが好ましい。なお、このような板状の導電性シート３０を使用する場合は、導電性シート３０を一対のゴム材料３８で挟んだ状態で、導電性ゴムシート２をプレス成形すればよい。
　また、この実施形態では、図５に示すように、ゴム基材１４の第１部分３２の厚さＴ１が第２部分３３の厚さＴ２よりも大きくなっている。第２部分３３、つまり第２面１１，１３Ａ，１３Ｂ（人体３の皮膚に接触しない面）側のゴム層は、プレス時に、軟化したゴム材料３８の一部が導電性シート３０の開口３９を通って流入して形成された層であり、導電性シート３０の固定を主たる目的としている。そのため、厚さの制御（つまり、抵抗値の制御）が難しく、これを人体３に直接接触させて使用させることは好ましくない。一方、第１面１０，１２Ａ，１２Ｂ（人体３の皮膚に接触する面）側のゴム層の厚さは、当初準備されるゴム材料３８の厚さによって、ある程度はコントロールされている。そのため、比較的厚い厚さＴ１を有する第１部分３２を人体３の皮膚に接触する側とし、比較的薄い厚さＴ２を有する第２部分３３を人体３の皮膚への非接触側とすることが、合理的である。
　また、この実施形態によれば、導電性シート３０が第１端子２３および第２端子２５Ａ，２５Ｂにオーバーラップしている（埋め込まれている）。一方で、導電性シート３０と第１端子２３等の端子部分をオーバーラップさせることは、ゴム基材３８が既にある程度の導電性を持っているので、必要な端子部分と導電性シート３０との間に十分な電流路が形成できれば必須ではない。例えば、オーバーラップしないで端子部分の周囲に導電性シート３０が配置されるような構成でもよい。また、複雑な形状や特殊な形状の端子部分により、プレスに支障が出る場合は端子部分を避けて導電性シート３０が配置されるので望ましい。また、外部から第１端子２３および第２端子２５Ａ，２５Ｂに入力された電気をゴム基材１４の全体に効率よく流すことができるので、この実施形態のように導電性シート３０が端子部分にオーバーラップしていることはより好ましい。
　また、前述の製造方法によれば、導電性シート３０をゴム材料３８と一緒にプレス成形することによって埋め込むことができるので、余計な後工程を追加する必要がない。その結果、導電性ゴムシート２を簡単に製造することができる。また、ゴム材料３８の中央部に開口４０が形成されているため、プレス時に、ゴム材料３８の中央部に圧力が加わりにくくなる。その結果、ゴム材料３８の局所的な硬さや厚さ等の変動の影響が少なくなり、プレス時に、導電性シート３０を所望の位置に維持することができる。つまり、導電性シート３０の位置ズレを抑制することができる。
　これに対し、ゴム材料３８の中央部に開口４０が形成されていないと、軟化したゴム材料３８が金型３４内に流れる際、導電性シート３０も一緒に流れて金型３４からはみ出し、設計通りの位置に導電性シート３０を埋め込むことができないおそれがある。
　また、導電性シート３０が導電性メッシュであるため、プレス時に、軟化したゴム材料３８が導電性シート３０の表面および裏面の両面に行き渡ると共に、導電性シート３０の開口３９を通って、導電性シート３０の表面および裏面の両面に行き渡る。その結果、導電性シート３０をゴム材料３８に簡単に埋め込むことができる。特に、導電性メッシュであるため、導電性シート３０の表裏面に加え、メッシュの開口３９内にもゴム材料３８が入り込んでゴム材料３８を導電性シート３０に融着させることができるので、導電性シート３０の位置ズレを抑制することができる。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
　例えば、図９に示すように、導電性シート３０は、前述の開口３９の代わりに、導電性シート３０の端部から形成された切り込み４２やスリット４２を有していてもよい。この場合、電極として使用した場合の折り曲げや湾曲の方向に対して平行になるように、切り込み４２やスリット４２を設ければよい。あるいは、切り込み４２やスリット４２は導電性シート３０の内側から端部に向かい、互いが非平行となるように、例えば放射状になるように設けられてもよい。
　また、図１０に示すように、導電性メッシュは、前述のように導電性シート３０の全面がメッシュであってもよいが、一部がメッシュであってもよい。例えば、導電性シート３０の中央部にメッシュ部４３を有し、当該メッシュ部４３を取り囲むようにシート部４４が形成されていてもよい。
　例えば、前述の実施形態では、導電性ゴムシート２の用途の一例として、電気刺激治療器１の不関電極６および刺激電極７Ａ，７Ｂを挙げたが、本発明の導電性ゴムシート２は、例えば、運動や美容用のＥＭＳ（Electrical Muscle Stimulation）機器の電極等に採用することもできる。
　また、前述の実施形態では、導電性ゴムシート２は、第１面１０，１２Ａ，１２Ｂ側から順に、厚さＴ１を有するゴム基材１４の第１部分３２、導電性シート３０、厚さＴ２を有するゴム基材１４の第２部分３３を有しており、厚さＴ１＞厚さＴ２であったが、例えば、厚さＴ１＝厚さＴ２であってもよいし、厚さＴ１＜厚さＴ２であってもよい。
　また、前述の実施形態では、電気刺激治療器１の導子の外形は、導電性シート３０が埋め込まれた不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂによって構成されていたが、図１１および図１２に示すように、シリコーン樹脂等のゴム基材からなるシート本体４５によって構成されていてもよい。この場合、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、それぞれ、略四角形状に形成されていてもよい。不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂは、それぞれ、シート本体４５に形成された凹部４６，４７Ａ，４７Ｂに配置されていてもよい。凹部４６，４７Ａ，４７Ｂは、それぞれ、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂと同形状であってもよい。
　このような導電性ゴムシート２（導子）を作製するには、例えば、まず、図６および図７の工程に倣って、略四角形状の不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂを形成する。次に、当該不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂをインサート部材として金型に挿入し、シート本体４５の材料として例えば、シリコーン樹脂等を金型内に充填する。これにより、インサート成形品としての導子を得ることができる。
　ただし、このような導子の作製方法は、上記のインサート成形に限らず、例えば、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂと、シート本体４５とを別々の成形品として作製し、その後、シート本体４５の凹部４６，４７Ａ，４７Ｂに、それぞれ、不関電極６および一対の刺激電極７Ａ，７Ｂを嵌め込む方法であってもよい。
　本出願は、２０１９年８月３０日に日本国特許庁に提出された特願２０１９－１５８５１７号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
　２　導電性ゴムシート
　６　不関電極
　７Ａ，７Ｂ　刺激電極
　１４　ゴム基材
　１５　（不関電極）第１端部
　１９Ａ，１９Ｂ　（刺激電極）第１端部
　２３　第１端子
　２５Ａ，２５Ｂ　第２端子
　３０　導電性シート
　３４　金型
　３８　ゴム材料
　３９　開口
　４０　開口
 

Claims (6)

  1. 　導電性を有するシート状のゴム基材と、
    　前記ゴム基材に埋め込まれた導電性シートとを含む、導電性ゴムシート。
  2. 　前記導電性シートは、導電性メッシュを含む、請求項１に記載の導電性ゴムシート。
  3. 　前記ゴム基材は、その周縁部に形成され、前記ゴム基材と外部との電気接続のための端子を含み、
    　前記導電性シートは、前記端子にオーバーラップするように前記ゴム基材に埋め込まれている、請求項１または２に記載の導電性ゴムシート。
  4. 　金型上に、導電性シートと、導電性を有し、かつ中央部に開口を有するシート状のゴム材料とを配置する工程と、
    　前記ゴム材料が軟化する温度で前記導電性シートおよび前記ゴム材料をプレスする工程とを含む、導電性ゴムシートの製造方法。
  5. 　前記導電性シートは、開口を有している、請求項４に記載の導電性ゴムシートの製造方法。
  6. 　前記導電性シートは、導電性メッシュを含む、請求項５に記載の導電性ゴムシートの製造方法。
     
PCT/JP2020/032578 2019-08-30 2020-08-28 導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法 WO2021039956A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20857475.6A EP4023283A4 (en) 2019-08-30 2020-08-28 ELECTROCONDUCTIVE RUBBER SHEET AND METHOD OF PRODUCTION OF ELECTROCONDUCTIVE RUBBER SHEET
US17/638,401 US20220298316A1 (en) 2019-08-30 2020-08-28 Electroconductive rubber sheet and method for producing electroconductive rubber sheet
JP2021543034A JPWO2021039956A1 (ja) 2019-08-30 2020-08-28

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019158517 2019-08-30
JP2019-158517 2019-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021039956A1 true WO2021039956A1 (ja) 2021-03-04

Family

ID=74685200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/032578 WO2021039956A1 (ja) 2019-08-30 2020-08-28 導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220298316A1 (ja)
EP (1) EP4023283A4 (ja)
JP (1) JPWO2021039956A1 (ja)
WO (1) WO2021039956A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207904A (en) * 1977-01-28 1980-06-17 Greene Ronald W Constant power density electrode adapted to be useful in bio-medical applications
JPS55134847U (ja) * 1979-03-16 1980-09-25
JPH0215162U (ja) * 1988-07-13 1990-01-30
JP2001204827A (ja) * 2000-01-31 2001-07-31 Chiyuuoo:Kk 治療用電極及びこの治療用電極を用いた電気治療器
JP2006517130A (ja) 2003-02-06 2006-07-20 アクセルガード・マニュファクチュアリング・カンパニー・リミテッド 電流制御電極
JP2019158517A (ja) 2018-03-12 2019-09-19 日本電産コパル株式会社 検査装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3029115B2 (ja) * 1989-07-21 2000-04-04 ハイピリオン・カタリシス・インターナショナル・インコーポレイテッド 導電性シート
KR101865125B1 (ko) * 2015-07-03 2018-07-13 제이에스켐텍(주) 전기전도성 고무 시트 및 이의 제조방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207904A (en) * 1977-01-28 1980-06-17 Greene Ronald W Constant power density electrode adapted to be useful in bio-medical applications
JPS55134847U (ja) * 1979-03-16 1980-09-25
JPH0215162U (ja) * 1988-07-13 1990-01-30
JP2001204827A (ja) * 2000-01-31 2001-07-31 Chiyuuoo:Kk 治療用電極及びこの治療用電極を用いた電気治療器
JP2006517130A (ja) 2003-02-06 2006-07-20 アクセルガード・マニュファクチュアリング・カンパニー・リミテッド 電流制御電極
JP2019158517A (ja) 2018-03-12 2019-09-19 日本電産コパル株式会社 検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4023283A4 (en) 2023-08-23
JPWO2021039956A1 (ja) 2021-03-04
US20220298316A1 (en) 2022-09-22
EP4023283A1 (en) 2022-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102985003B (zh) 螺旋芯耳植入体电极
US4381789A (en) Electrode system
WO2007127926A3 (en) Spinal cord stimulation paddle lead and method of making the same
JP5970036B2 (ja) 端部保護を有する耐湿性電極
US20100261992A1 (en) Multi-electrode strung on a common connector
US20160227333A1 (en) Hearing assistance devices and user interfaces for use with same
KR101753271B1 (ko) 유연성 면상 발열체 및 그의 제조방법
CN107661571A (zh) 多层结构柔性人工听觉神经刺激电极及制作方法
TWM351407U (en) Structure for resistance type touch panel
CN113782297A (zh) 具有不同的几何形状的电感线圈
RU2011111789A (ru) Электродный прибор транскраниальной электростимуляции
WO2021039956A1 (ja) 導電性ゴムシートおよび導電性ゴムシートの製造方法
CN107405097A (zh) 生物体用电极装置
CN105056394A (zh) 耳迷走神经刺激仪
CN107277950B (zh) 一种电发热薄膜及其制备方法
CN111035851A (zh) 应用于电刺激按摩仪的电极组件和颈椎电刺激按摩仪
CN210225780U (zh) 一种电加热片
KR20220027564A (ko) 하이브리드 필름형 히터 제조방법 및 하이브리드 필름형 히터
CN109257873B (zh) 一种无线充电电路板的成型工艺及无线充电电路板
CN102247650A (zh) 一种可重复使用的除颤电极片
KR101452908B1 (ko) ３차원 신경 전극의 제조 방법 및 제조 장치
US20060113296A1 (en) Flexible electric heating pad
CN216703173U (zh) 一种理疗设备及可扩展式电极片
CN209422219U (zh) 柔性电热治疗贴、柔性微电流治疗贴及柔性多功能治疗贴
CN111068183B (zh) 一种熔接型发热装置的制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20857475

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021543034

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020857475

Country of ref document: EP

Effective date: 20220330