図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2017年12月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制でき、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離脱落が生じ難い布帛電極を提供することを目的とする。

解決手段

第1の発明の布帛電極は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液紡糸してなる繊維を含む非導電性繊維層が、導電性布帛層に積層されてなることを特徴とする。第2の発明の布帛電極は、少なくとも親水性高分子を含む樹脂が少なくとも一部に付着してなる導電性布帛層と、非導電性繊維層とが積層されてなることを特徴とする。

概要

背景

生体センサーの例として、心電図用電極手首足首に金属スナップ付き電極を固定し、には粘着剤を介して皮膚に密着させている。このようなものとして電気的に独立した複数の電極が、非導電性シート状物を介して一体化された生体医学用電極が知られている。より具体的には、例えば食塩などの電解質を溶解した含水ゲル導電性接着剤とすることや、シート状の導電性接着剤でよいこと、電子電導層としては金属箔導電性金属蒸着したりすることや、導電性インクコーティングすることで形成すること、また、非導電性シート状物としてはポリエチレンテレフタレートポリ塩化ビニルポリエチレンポリプロピレンなどのフィルムが使用できることが開示されている(特許文献1)。このような生体医学用電極によれば、複数の電極が非導電性シート状物を介して一体化していることにより皮膚への密着面積が大きく、皮膚への追従性もよい。

概要

通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制でき、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離脱落が生じ難い布帛電極を提供することを目的とする。第1の発明の布帛電極は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液紡糸してなる繊維を含む非導電性繊維層が、導電性布帛層に積層されてなることを特徴とする。第2の発明の布帛電極は、少なくとも親水性高分子を含む樹脂が少なくとも一部に付着してなる導電性布帛層と、非導電性繊維層とが積層されてなることを特徴とする。

目的

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制でき、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離や脱落が生じ難い布帛電極を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液紡糸してなる繊維を含む非導電性繊維層が、導電性布帛層に積層されてなることを特徴とする布帛電極

請求項2

少なくとも親水性高分子を含む樹脂が少なくとも一部に付着してなる導電性布帛層と、非導電性繊維層とが積層されてなることを特徴とする布帛電極。

請求項3

前記非導電性繊維層は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液を紡糸してなる繊維を含む層である請求項2に記載の布帛電極。

請求項4

前記非導電性繊維層は、エレクトロスピニング法により積層された層である請求項1〜3のいずれか1項に記載の布帛電極。

請求項5

前記非導電性繊維層を構成する繊維の太さが、10nm〜10000nmの繊維で形成された不織布層である請求項1〜4のいずれか1項に記載の布帛電極。

請求項6

前記導電性布帛層は、体積固有抵抗値が104Ω・cm以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の布帛電極。

技術分野

0001

本発明は、例えば、生体用センサーの電極として使用するものであって、非導電性布帛導電性布帛との接着性に優れた布帛電極に関する。

背景技術

0002

生体センサーの例として、心電図用電極を手首足首に金属スナップ付き電極を固定し、には粘着剤を介して皮膚に密着させている。このようなものとして電気的に独立した複数の電極が、非導電性シート状物を介して一体化された生体医学用電極が知られている。より具体的には、例えば食塩などの電解質を溶解した含水ゲル導電性接着剤とすることや、シート状の導電性接着剤でよいこと、電子電導層としては金属箔導電性金属蒸着したりすることや、導電性インクコーティングすることで形成すること、また、非導電性シート状物としてはポリエチレンテレフタレートポリ塩化ビニルポリエチレンポリプロピレンなどのフィルムが使用できることが開示されている(特許文献1)。このような生体医学用電極によれば、複数の電極が非導電性シート状物を介して一体化していることにより皮膚への密着面積が大きく、皮膚への追従性もよい。

先行技術

0003

実開平5−70552号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、従来の心電図用電極はゲル状やシート状の導電性接着剤で、フィルムである非導電性シート状物を積層していることから、肌に触れた際に肌との馴染が劣ることから違和感を覚え、通気性もないことからや痒みが生じるおそれがあった。さらに、心電図用電極の装着時には、肌からの脱落のおそれがあった。

0005

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制でき、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離や脱落が生じ難い布帛電極を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

0007

[1]少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液紡糸してなる繊維を含む非導電性繊維層が、導電性布帛層に積層されてなることを特徴とする布帛電極。

0008

[2]少なくとも親水性高分子を含む樹脂が少なくとも一部に付着してなる導電性布帛層と、非導電性繊維層とが積層されてなることを特徴とする布帛電極。

0009

[3]前記非導電性繊維層は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液を紡糸してなる繊維を含む層である前項2に記載の布帛電極。

0010

[4]前記非導電性繊維層は、エレクトロスピニング法により積層された層である前項1〜3のいずれか1項に記載の布帛電極。

0011

[5]前記非導電性繊維層を構成する繊維の太さが、10nm〜10000nmの繊維で形成された不織布層である前項1〜4のいずれか1項に記載の布帛電極。

0012

[6]前記導電性布帛層は、体積固有抵抗値が104Ω・cm以下である前項1〜5のいずれか1項に記載の布帛電極。

発明の効果

0013

[1]の発明では、布帛電極の非導電性繊維層を肌に当てて用いることから、通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制できる。しかも、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離や脱落が生じ難い布帛電極とすることができる。

0014

[2]の発明では、[1]の効果に加え、導電性布帛層には、少なくとも親水性高分子を含む樹脂が少なくとも一部に付着してなるので少なくとも親水性高分子を含む樹脂が非導電性繊維層の足場になるので、非導電性繊維層と導電性布帛層を、さらに強固に一体化することができる。

0015

[3]の発明では、前記非導電性繊維層は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液を紡糸してなる繊維を含む層なので、肌に触れた際の違和感をさらに抑制できるとともに肌との密着性を向上させることができる。

0016

[4]の発明では、前記非導電性繊維層は、エレクトロスピニング法により積層された層なので、導電性布帛層との一体化を十分に向上させることができるとともに通気性に優れる。

0017

[5]の発明では、前記非導電性繊維層を構成する繊維の太さが、10nm〜10000nmの繊維で形成された不織布層であるから、肌への密着性を一層向上させることができて、生体への追従時の布帛電極の剥離や脱落が格段に生じ難いとともに、優れた通気性を有する。

0018

[6]の発明では、前記導電性布帛層は、体積固有抵抗値が104Ω・cm以下なので、すなわち低い抵抗値を有しているので、心電図用等の電極において、感度の高い計測が可能となる。

図面の簡単な説明

0019

本発明に係る布帛電極の一実施形態を示す模式的断面図である。
本発明に係る布帛電極の製造方法の一例を示す模式図である。

発明を実施するための最良の形態

0020

次に、本発明に係る布帛電極の一実施形態について図にもとづいて説明する。図1において、第1の発明の布帛電極は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液を紡糸してなる繊維を含む非導電性繊維層2が導電性布帛層3に積層されてなる。すなわち、紡糸溶液に溶かす樹脂は、溶媒に溶解できる樹脂であれば特に限定されず、親水性高分子を含む。

0021

第2の発明の布帛電極1は、少なくとも親水性高分子を含む樹脂(図示せず)が少なくとも一部に付着してなる導電性布帛層3と、非導電性繊維層2とが積層されてなることを特徴とする。少なくとも親水性高分子を含む樹脂を導電性布帛層3に付着させるには、例えば少なくとも親水性高分子を含む樹脂液中に導電性布帛層3を浸す浸漬法、導電性布帛層3にロールコーターナイフコーターを用いて塗布するコーティング法、版を用いて印捺するプリント法等の方法を挙げることができる。

0022

前記樹脂の付着量(乾燥状態)は、0.5g/m2〜20.0g/m2に設定されるのが好ましい。0.5g/m2以上とすることで、非導電性繊維層2の足場となるともに、20.0g/m2以下とすることで、通気性を保持することができる。

0023

また、非導電性繊維層2は、少なくとも親水性高分子を含む紡糸溶液を紡糸してなる繊維を含む層であるのが好ましい。

0024

非導電性繊維層2は、エレクトロスピニング法(図2参照)により積層された層であるのが好ましい。アース9された導電性布帛層3と、紡糸溶液5のシリンジ(またはタンク)4との間に高電圧電源8によって高電圧印加することで、紡糸溶液5が紡糸口6から導電性布帛層3の表面に向かって噴出する。そして、紡糸溶液5は、導電性布帛層3の表面に到達するまでの間に、紡糸溶液5中の溶媒が揮発しながら樹脂噴出7となり、紡糸溶液5中の樹脂の繊維が形成されて導電性布帛層3の表面に積層される。

0025

なお、印加する高電圧8は、特に限定されないが、0kV〜40kVに設定するのが好ましい。また、前記紡糸口6の内径は0.4mm〜1.20mmに設定するのが好ましい。紡糸溶液5の噴出速度は、0.01ml/分〜1.2ml/分に設定するのが好ましい。

0026

また、エレクトロスピニング法による繊維の太さは、紡糸溶液5中の樹脂濃度、印加する高電圧8、紡糸口6の内径や紡糸溶液5の噴出量、さらに紡糸口6と導電性布帛層3との距離などの条件を調整することで制御することができる。

0027

前記紡糸溶液に溶かす樹脂としては、ポリアミドポリウレタンポリ乳酸ナイロンポリアクリルニトリルポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、酢酸セルロースコラーゲン等を例示できる。

0028

なお、前記親水性高分子としては、ポリビニルアルコールポリアクリル酸塩ポリエチレングリコールポリエチレンオキサイドポリビニルピロリドン等の水溶性ポリマーリン脂質ポリマー等を挙げることができる。これらからなる群から選ばれる1つまたは複数であるのが好ましい。

0029

前記溶媒としては、クロロホルムジメチルホルムアミドジクロロメタンテトラヒドロフラン等の有機溶媒アルコール緩衝液、水等を挙げることができる。前記溶媒は、前記樹脂を溶かすことができれば特に限定されず、前記樹脂に応じて定まるものである。なかでも取扱い易い水に溶ける樹脂を用いるのが好ましい。

0030

前記非導電性繊維層2を構成する繊維の太さ(直径)は、10nm〜10000nm(10μm)の繊維で形成された層であるのが好ましい。10nm以上であることで安定した連続繊維となるし、10000nm(10μm)以下であることで、繊維の表面積効果が顕著になり、非導電性繊維層2の面を肌に当てた際の違和感をさらに抑制できるうえに通気性に優れる。なかでも、非導電性繊維層2を構成する繊維の太さは200nm〜5,000nmであるのがより好ましい。さらに200nm〜1000nmであるのが最も好ましい。

0031

また、前記非導電性繊維層2の積層量(乾燥状態)は、0.1g/m2〜3.0g/m2に設定されるのが好ましい。0.5g/m2以上とすることで肌への密着性を確保することができるとともに、3.0g/m2以下とすることで通気性を保有した構造とすることができる。

0032

前記非導電性繊維層2を構成する繊維の太さ(直径)は、走査型電子顕微鏡透過型電子顕微鏡原子間力顕微鏡走査型トンネル顕微鏡にいずれかの顕微鏡を用いて繊維をナノスケール撮影した画像(写真を含む)を形態観察することによって測定されるものである。

0033

前記導電性布帛層3としては、特に限定されないが、例えば、金属メッキ繊維で構成された布帛、導電性繊維含侵された又は表面に付着された布帛、金属糸で構成された布帛、炭素繊維で構成された布帛などが挙げられる。布帛の形態としては、編地、織布、布帛等を挙げることができる。なかでも、前記導電性布帛層3は、金属メッキ繊維で編成された編地で構成されるのが好ましい。

0034

前記金属メッキ繊維を構成する金属(メッキ材)としては、特に限定されないが、例えば銀、金、銅、ニッケルアルミニウム等を挙げることができる。また、前記金属メッキ繊維を構成する繊維(メッキされる芯繊維)としては、特に限定されないが、例えば、ナイロン繊維ポリエステル繊維アクリル繊維、炭素繊維等を挙げることができる。

0035

前記金属メッキ繊維としては、特に限定されないが、例えば、表面が銀メッキされたナイロン繊維、表面が銀メッキされたポリエステル繊維、表面が銅メッキされたナイロン繊維等を挙げることできる。

0036

前記金属メッキ繊維の太さは、特に限定されないが、5dtex〜300dtexに設定されるのが好ましい。

0037

前記導電性布帛層は、体積固有抵抗値が104Ω・cm以下なので、すなわち低い抵抗値を有しているので、心電図用等の電極において、感度の高い計測が可能となる。

0038

次に、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。

0039

使用材料
導電性布帛・・・編地(表面が銀メッキされたナイロン繊維からなる編地)、大きさたて5cm×よこ5cm、厚さ0.1mm
親水性高分子・・・ポリエチレンオキサイド(PEO)(重量平均分子量500,000)、ポリビニルアルコール(PVA)(重合度1,700、重量平均分子量75,000)
高分子溶液A・・・ポリエチレンオキサイド(PEO) 2質量%水溶液
高分子溶液B・・・ポリビニルアルコール(PVA) 2質量%水溶液
紡糸溶液A・・・ポリエチレンオキサイド(PEO) 2質量%水溶液
紡糸溶液B・・・ポリエチレンオキサイド(PEO) 3質量%水溶液
紡糸溶液C・・・ポリビニルアルコール(PVA) 10質量%水溶液

0040

<実施例1>
室内(温度20℃、湿度40%)において、図2に示すように紡糸溶液Aをシリンジ(またはタンク)4の中に投入して、アースされた編地(導電性布帛3)とシリンジ(またはタンク)4との間に高電圧電源8によって20kVの電圧を印加することで、紡糸溶液Aを紡糸口6(内径:0.40mm)から噴出(噴出速度:0.08ml/分)させて、噴出した紡糸溶液Aが樹脂噴出7を経てポリエチレンオキサイド繊維となって、編地(導電性布帛3)の表面に積層された。
こうして得られた布帛電極1の非導電性繊維層を構成する繊維、すなわちポリエチレンオキサイド繊維の太さ(直径)は、500nm〜900nmの範囲であり、ポリエチレンオキサイド繊維の積層量(乾燥状態)は1.1g/m2であった。
繊維の太さ(直径)は布帛電極の非導電性繊維層2の側表面を走査型電子顕微鏡を用いてナノスケールで撮影した写真を観察することによって求めた。密着性評価は、「4」で合格であった。

0041

<実施例2>
編地(導電性布帛3)を高分子溶液Aに浸漬し、温度45℃の温風乾燥機内に1時間静置し乾燥させた。なお、ポリエチレンオキサイド(PEO)の付着量(乾燥状態)は14g/m2であった。その後、実施例1において、エレクトロスピニング用紡糸溶液として、紡糸溶液Aに替えて紡糸溶液Cを用いた以外は実施例1同様にして、ポリエチレンオキサイド(PEO)が付着した編地(導電性布帛3)の表面に紡糸溶液Cが樹脂噴出7を経てポリビニルアルコール繊維となって積層された。
こうして得られた布帛電極1の非導電性繊維層を構成する繊維、すなわちポリビニルアルコール繊維の太さ(直径)は、300nm〜700nmの範囲であり、ポリビニルアルコール繊維の積層量(乾燥状態)は1.3g/m2であった。密着性評価は、「5」で合格であった。

0042

<実施例3>
実施例2において、エレクトロスピニング用紡糸溶液として、紡糸溶液Cに替えて紡糸溶液Bを用いた以外は実施例2同様にして、ポリエチレンオキサイド(PEO)が付着した編地(導電性布帛3)の表面に紡糸溶液Bが樹脂噴出7を経てポリエチレンオキサイド繊維となって積層された。
こうして得られた布帛電極1の非導電性繊維層を構成する繊維、すなわちポリエチレンオキサイド繊維の太さ(直径)は、600nm〜900nmの範囲であり、ポリエチレンオキサイド繊維の積層量(乾燥状態)は1.1g/m2であった。密着性評価は、「3」で合格であった。

0043

<実施例4>
実施例2において、編地(導電性布帛3)を浸漬する溶液として、高分子溶液Aに替えて高分子溶液Bを用いた以外は実施例2と同様にして、ポリビニルアルコール(PVA)が付着した編地(導電性布帛3)の表面に紡糸溶液Bが樹脂噴出7を経てポリビニルアルコール繊維となって積層された。
こうして得られた布帛電極1の非導電性繊維層を構成する繊維、すなわちポリビニルアルコール繊維の太さ(直径)は、300nm〜700nmの範囲であり、ポリビニルアルコール繊維の積層量(乾燥状態)は1.5g/m2であった。
密着性評価は、「5」で合格であった。

0044

<実施例5>
実施例4において、エレクトロスピニング用紡糸溶液として、紡糸溶液Cに替えて紡糸溶液Bを用いた以外は実施例4同様にして、ポリビニルアルコール(PVA)が付着した編地(導電性布帛3)の表面に紡糸溶液Bが樹脂噴出7を経てポリエチレンオキサイド繊維となって積層された。
こうして得られた布帛電極1の非導電性繊維層を構成する繊維、すなわちポリエチレンオキサイド繊維の太さ(直径)は、300nm〜700nmの範囲であり、ポリエチレンオキサイド繊維の積層量(乾燥状態)は1.3g/m2であった。密着性評価は、「5」で合格であった。

0045

<比較例1>
実施例1において、導電性布帛として用いたのと同じ編地を布帛電極とした。密着性評価は、「1」で不合格であった。

0046

密着性評価試験
布帛電極の非導電性繊維層の面を手のに載せた後、もう一方の手で布帛電極を5秒間押し当てたのち、手の甲を下側にして、布帛電極が手の甲から剥がれ落ちるまでの時間をストップウオッチで計測した。この落下するまでの時間を、下記の5段階で評価し、「3」の評価以上を合格とした。
「5」・・・45秒以上保持したもの。
「4」・・・30秒以上45秒未満保持したもの。
「3」・・・15秒以上30秒未満保持したもの。
「2」・・・15秒未満で落下したもの。
「1」・・・肌に密着せずに落下したもの。

0047

実施例1〜5の布帛電極は、いずれも布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れるとともに通気性のあるものであった。一方、比較例の電極は、肌に密着できずに落下してしまった。しかも、銀メッキされた糸が直接肌に触れ、著しい違和感を感じるものであった。

0048

本発明に係る布帛電極は、通気性があって肌に触れた際の違和感を抑制でき、布帛電極の装着時には肌との密着性にも優れ、生体への追従時の布帛電極の剥離や脱落が生じ難いので生体センサーの電極として好適に使用できる。生体センサーとしては、心電図測定用などがある。

0049

1・・・布帛電極
2・・・非導電性繊維層(親水性高分子繊維を含む)
3・・・導電性布帛層
4・・・シリンジ(またはタンク)
5・・・紡糸溶液
6・・・紡糸口
7・・・樹脂噴出
8・・・高電圧電源
9・・・アース

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い法人

関連性が強い法人一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ