JPH06181897A - 導電性材料 - Google Patents

導電性材料

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JPH06181897A
JPH06181897A JP5230455A JP23045593A JPH06181897A JP H06181897 A JPH06181897 A JP H06181897A JP 5230455 A JP5230455 A JP 5230455A JP 23045593 A JP23045593 A JP 23045593A JP H06181897 A JPH06181897 A JP H06181897A
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metal ion
gel
conductive polymer
conductive
polymer gel
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JP5230455A
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Toshiki Ikeda
敏喜 池田
Yoshikazu Kobayashi
由和 小林
Shuichi Sasahara
秀一 笹原
Takashi Azuma
孝 東
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Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Plastics Co Ltd
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Publication date
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    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 導電性クリーム、導電性高分子ゲル等、常温
で蒸気圧を有する金属イオン封止剤を含んでいる導電性
材料。 【効果】 この導電性材料は、金属イオン封止剤が電極
エレメントの腐食を防止するため、電極の繰り返し使用
や長時間使用することが可能になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性材料に関するも
のであり、詳細には、電極エレメントの腐食性を改善し
た導電性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】導電性高分子ゲル等の導電性材料の用途
の医学分野においては、適切な治療を行うため、心電図
や筋電図、脳波等の生体電位を測定したり、体内へ電気
信号を送り込むことによって電気的な治療を施すことが
多くなっている。そして、これらの測定や治療には、生
体と外部装置との間に介在する媒体としての生体用電極
が重要な役割を担っている。
【０００３】上記の生体用電極は、例えば生体電位を測
定する場合、微弱な電気信号を効率良く取り出して心電
図計等に誘導するため、生体の一部に直接的に接触させ
ることが必要になっているが、生体の皮膚に生体用電極
エレメントを接触させただけでは、生体用電極エレメン
トと生体とが電気的に接合されず、生体用電極エレメン
トと皮膚との不安定な接触による複雑な電位やインピー
ダンスが生じるため、生体電気信号を精度良く測定する
ことができない。
【０００４】そこで、通常、上記の生体用電極は、皮膚
への刺激性が無いと共に、生体用電極を皮膚に密着させ
ることによって安定した電気信号を生体から外部装置へ
誘導可能な導電性材料を介して生体に取り付けられるよ
うになっている。そして、従来の導電性材料には、例え
ば脂肪酸等の油分と水分とを混合して乳化した導電性ク
リームや電極エレメントとアクリル酸ナトリウム系の導
電性高分子ゲルとが一体的に接着されたものが使用され
るようになっていると共に、特開昭６１−２２８３９号
公報に開示されているように、インピーダンスの低減さ
れたアクリルアミド／シュークロース系マトリクスの導
電性高分子ゲルが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、生体用電極
エレメントは、カーボン、Ａｇ／ＡｇＣｌ、および洋白
（Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎの合金）等の各種の材質が用途に応
じて使い分けられるようになっている。ところが、上記
従来の導電性材料では、例えば洋白からなる電極エレメ
ントを用いる場合、洋白を構成するＣｕが水や電解質塩
によって腐食され、この腐食が脂肪酸やアクリルアミド
等によって促進されてインピーダンスの増大や腐食電位
の発生を招来するため、生体用電極を繰り返して使用し
たり、予め生体用電極エレメントに一体化しておくこと
ができない。これにより、従来の導電性材料では、生体
用電極エレメントの材質により使用が制限されたものに
なっている。
【０００６】従って、本発明においては、電極エレメン
トの腐食性を改善した導電性材料を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１ないし請求項３
の発明の導電性材料は、上記課題を解決するために、生
体用電極等の電極エレメントの腐食を防止するものであ
り、下記の特徴を有している。
【０００８】即ち、請求項１の導電性材料は、常温で蒸
気圧を有する金属イオン封止剤を含んでいることを特徴
としている。
【０００９】また、請求項２の導電性材料は、架橋され
たポリアクリルアミド系高分子中に、常温で蒸気圧を有
する金属イオン封止剤、水、湿潤剤、および電解質塩を
含む導電性高分子ゲルからなることを特徴としている。
【００１０】さらに、請求項３の導電性材料は、少なく
ともエポキシ架橋剤により架橋されたポリアクリルアミ
ド系高分子中に、常温で蒸気圧を有する金属イオン封止
剤、水、湿潤剤、および電解質中性塩類を含む導電性高
分子ゲルからなることを特徴としている。
【００１１】
【作用】請求項１ないし請求項３の構成によれば、金属
イオン封止剤が金属イオンを封止することによって、電
極エレメントの腐食を防止するため、生体用電極等を繰
り返し使用することが可能になっている。
【００１２】即ち、例えば金属イオン封止剤がベンゾト
リアゾールであり、電極エレメントが銅を有している場
合について説明すると、金属イオン封止剤であるベンゾ
トリアゾールは、常温付近で蒸気圧を有するため、気化
性の防錆剤となり、銅がイオン化すると同時にベンゾト
リアゾール第２銅となり、電極エレメント表面上に透明
な分子被膜を形成させることになる。よって、電極エレ
メントは、腐食環境が上記の分子被膜により遮断される
ことによって、緑青化が防止されることになる。
【００１３】また、請求項２および請求項３の導電性材
料は、架橋されたアクリルアミド系の構成ポリマーが親
水性であると共に非電解質であるため、電極エレメント
と組み合わせた生体用電極とした場合、電極エレメント
との界面に電気的な反発性が少なく、接触時のインピー
ダンスが増大しない。さらに、仮にアミド基がゲル体中
で水和され、プロトンの移動が生じたとしても電極エレ
メントの金属（例えばＡｇ）と下記の化学式の反応系が
存在することが推察される。
【００１４】
【化１】
【００１５】これにより、これらの導電性材料は、電解
質塩を介在させることにより、電極エレメントとの電気
的な接合性が良好であり、且つインピーダンスが低下し
たものになっているため、生体等電気現象の高精度な測
定を行うことが可能になっている。
【００１６】さらに、請求項３の導電性材料は、下記の
化学式に示すように、エポキシ架橋剤によるエポキシ架
橋により架橋間距離を調整することによって、ゲルの伸
び性が良好にされていると共に、粘着性が増大されてい
る。
【００１７】
【化２】
【００１８】よって、生体用電極として使用した場合、
使用中に皮膚から剥離したり、或いは皮膚との間にホッ
トスポットを生じさせる可能性が低いため、被測定者の
動作の自由度を拡大させた状態で生体電気現象の高精度
な測定を行うことが可能になっている。
【００１９】本発明の導電性材料は、アクリルアミド系
の重合性単量体と、アクリルアミドの共重合型の架橋性
単量体と、電解質塩と、湿潤剤と、水と、常温で蒸気圧
を有する金属イオン封止剤とを含むと共に、必要に応じ
てエポキシ架橋剤を含んだモノマー配合液を重合開始剤
によって重合架橋した導電性高分子ゲルや上記の金属イ
オン封止剤を含む導電性クリームからなっており、洋白
やＡｇ／ＡｇＣｌ、カーボンからなる電極エレメントに
対して好適に使用されるようになっている。また、この
導電性高分子ゲルは、温度センサーや圧力センサー等の
センサー素子、電解コンデンサやバッテリー等の固形電
解液にも使用されるようになっている。
【００２０】尚、本発明の導電性材料は、金属イオン封
止剤を含むものであれば、アクリルアミド／シュークロ
ース系マトリクスの導電性高分子ゲルや、その他の全て
の導電性高分子ゲルに適用されるものである。また、こ
の導電性材料には、必要に応じて、防腐剤、殺菌剤、安
定剤、香料、界面活性剤、着色剤等が添加されていても
良い。
【００２１】上記のアクリルアミド系の重合性単量体に
は、水溶性であると共に非電解質のアクリルアミドやメ
タクリルアミド等を用いることができる。また、架橋性
単量体には、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、
Ｎ，Ｎ’−メチレンビスメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−
エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス
メタクリルアミド、１，２−ジアクリルアミドエチレン
グリコール、或いは、ジ（トリポリ）アクリレート、ジ
（トリポリ）メタクリレート等を用いることができる。
【００２２】また、電解質塩には、塩化ナトリウム、塩
化カリウム、塩化マグネシウム等の全ての塩類を用いる
ことができるが、価数が多く且つ分子量が小さい塩類が
好ましい。特に、Ａｇ／ＡｇＣｌからなる電極エレメン
トには、上記の価数が多く且つ分子量が小さい塩化物が
望ましい。
【００２３】また、湿潤剤には、単糖類、多糖類、およ
びソルビトール、グリコール、グリセリン等の多価アル
コール類を用いることができる。
【００２４】重合架橋する方法は特に限定されないが、
ラジカル重合開始剤を用いる場合には、アゾビスシアノ
吉草酸やアゾビスアミジノプロパン２塩酸塩等のアゾ系
重合開始剤を用いることができると共に、硫酸第１鉄や
亜二チオン酸、ピロ亜硫酸塩等の還元剤と、過酸化水素
やペルオキソ二硫酸塩等の過酸化物とからなるレドック
ス開始剤等も用いることができ、これらのアゾ系重合開
始剤およびレドックス開始剤は、必要に応じて単独また
は混合して使用されるようになっていても良い。また、
光、電子線、紫外線等の照射によって重合させても良
い。
【００２５】さらに、エポキシ架橋剤には、エチレング
リコールジグリシジルエーテル（１１２ＷＰＥ）、ポリ
エチレングリコールジグリシジルエーテル（ｎ＝２；１
５０ＷＰＥ、ｎ＝４；１９５ＷＰＥ、ｎ＝９；２８０Ｗ
ＰＥ、ｎ＝１３；４００ＷＰＥ、ｎ＝２２；６００ＷＰ
Ｅ）、トリグリシジル２ヒドロキシエチルイソシアヌレ
ート（２５０ＷＰＥ）、トリメチロールプロパンポリグ
リシジルエーテル（１４０ＷＰＥ）、グリセリンポリグ
リシジルエーテル（１５０ＷＰＥ）、ソルビトールポリ
グリシジルエーテル（１７０ＷＰＥ）等を用いることが
できる。尚、エポキシ架橋剤は、２００ＷＰＥ以上のエ
ポキシ当量数を有するものが特に好ましい。
【００２６】上記の常温で蒸気圧を有する金属イオン封
止剤には、0.０４ｍｍＨｇ（３０℃）の蒸気圧のベンゾ
トリアゾール（Benzotriazole)、トリルトリアゾール(T
olyltriazole) 、0.０００４ｍｍＨｇ（２１℃）の蒸気
圧のジシクロヘキシル アンモニウム ナイトライト(D
icyclohexyl ammonium nitrite) 、0.４ｍｍＨｇ（２５
℃）の蒸気圧のシクロヘキシル アミン カーボネート
(Cyclohexyl amine Carbonate)、0.００６ｍｍＨｇ（２
０℃）の蒸気圧のジ−イソプロピル アンモニウム ナ
イトライト（Di-isopropyl ammonium nitrite)等を用い
ることができる。この蒸気圧は、１０-4〜１０ｍｍＨｇ
が好ましく、更に効果を持続するには１０-4〜１０-1ｍ
ｍＨｇが好ましい。そして、ベンゾトリアゾールおよび
トリルトリアゾールは、ＣｕおよびＡｌの防錆に効果を
有し、ジシクロヘキシル アンモニウム ナイトライト
は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＳｎの防錆に効果を有
し、シクロヘキシル アミン カーボネートは、Ｆｅお
よびＰｂの防錆に効果を有し、ジ−イソプロピル アン
モニウム ナイトライトは、Ｆｅの防錆に効果を有して
いる。
【００２７】導電性高分子ゲルが低インピーダンスで精
度が良くなると、錆発生の際の電流が無視できなくなる
ため、金属イオン封止剤を添加するのが良い。
【００２８】次に、本発明の導電性高分子ゲルの組成の
比率について説明する。以下に示す％は、重量％のこと
である。
【００２９】上記の導電性高分子ゲルを構成するアクリ
ルアミドは、組成率が１３〜２５％の範囲に設定されて
いることが望ましい。このように、アクリルアミドの組
成率の下限を１３％とした理由は、アクリルアミドモノ
マー量を１３％未満にして導電性高分子ゲルを作成した
場合、ゲル中に占める高分子主鎖の割合が低すぎるた
め、充分に腰強度の大きなゲル体を得ることができず、
ゲル体の網目構造中に封じ込められた電解液を安定な状
態に維持することが困難となるためである。一方、アク
リルアミドの組成率の上限を２５％とした理由は、２５
％を越えたアクリルアミドモノマー量で導電性高分子ゲ
ルを作成した場合、ゲル強度が高く且つ腰強度の大きな
ゲル体を得ることができる反面、ゲル体の網目構造が密
になりすぎて、粘着性能が低下すると共に、網目中に封
じ込めることができる電解液の絶対量が小さいため、目
的とする低インピーダンスの導電性高分子ゲルを作成す
ることが困難になるからである。
【００３０】また、導電性高分子ゲルを構成する架橋性
単量体は、組成率が0.００１〜0.３％、好ましくは0.０
１〜0.２％である。これは、架橋性単量体の組成率が0.
３％より多くなると、主鎖間を結ぶ網目架橋点が増大
し、見掛け上、ゲル強度の高いゲル体が得られるが、ゲ
ル体の脆さ（切断性）が増大し、引っ張りや圧縮による
切断および破壊が生じ易くなるためである。また、架橋
点の増大が主鎖の疎水化を増大させ、網目構造中に封じ
込めた電解液を安定な状態に保持することを困難にし、
ゲル体から電解液を分離させ易くするためであり、さら
に、架橋点の増大による主鎖の自由度の低下によって、
動きに対する追従性が低下するためである。一方、0.０
０１％未満であると、ゲルが得られないためである。
【００３１】また、導電性高分子ゲルを構成する湿潤剤
は、組成率が２０〜６５％の範囲に設定されていること
が望ましい。このように、湿潤剤の組成率の下限を２０
％とした理由は、湿潤剤が２０％未満の場合、乾燥性が
増大して経時安定性が得られず、生体電位の測定時に、
ゲル体のインピーダンスが増加して徐々に測定精度が低
下し、高精度な測定を長時間にわたって正確に実施でき
ないためである。一方、湿潤剤の組成率の上限を６５％
とした理由は、ゲル体が６５％を越える湿潤剤の乾燥性
の低下を得ることができる反面、湿潤剤がゲル体を構成
する網目構造中に充分に保持されなくなり、ゲル体から
ブリードして粘着性を低下させるためである。さらに、
相対的に水分量が低くなりすぎて、目的とする低インピ
ーダンスの導電性高分子ゲルを作成することが困難にな
るためである。
【００３２】また、導電性高分子ゲル中の電解質塩は、
組成率が２〜１５％で特に好ましくは２〜８％の範囲に
設定されていることが望ましい。これは、電解質中性塩
類が水分量との相関関係においてゲル体のインピーダン
スに密接に関係し、電極の性能を決定する主要な構成材
料であり、組成率が２％未満の場合、インピーダンスが
高すぎて優秀な電極が得られないためである。一方、組
成率が１５％を越える場合には、水分量との関係で電離
限界を越えるため、不要な添加となり、他の構成部材の
比率を低下させるだけで好ましくないためである。この
電解質塩を均質に含有させるためにモノマー配合液に溶
解させる際には、この塩を微細に粉砕し、モノマー配合
液に混合撹拌することにより短時間且つ効果的に溶解さ
せることができる。
【００３３】また、導電性高分子ゲルを構成する水は、
組成率が２０〜６５％で好ましくは３０〜６５％の範囲
である。これは、組成率が２０％未満である場合、極め
て高密度な高分子ゲルであるが、ゲル体中の水分量が少
なすぎるため、良好な導電体にならずに高インピーダン
スのゲルとなるためである。一方、組成率が６５％を越
える場合には、導電性は良好であるが、水が網目中で安
定に存在しなくなって乾燥性が増大し、ゲル体のインピ
ーダンスが増加して徐々に測定精度が低下し、高精度な
測定を長時間にわたって実施できないためである。本発
明では、水の含有量が他の組成を溶解できることがイン
ピーダンスを低くできる一つの要因となっている。
【００３４】エポキシ架橋剤は、組成率が0.０５〜0.３
％、好ましくは0.０８〜0.２５％である。これは、0.０
５未満では粘着性が得られず、0.３％を越えると硬く
て、脆くなり粘着性も悪くなるためである。
【００３５】金属イオン封止剤は、組成率0.０５〜１５
％である。これは、0.０５％未満では、防錆の効果がほ
とんどなく、１５％を越えると配合液が重合しなくなる
ためである。
【００３６】次に、金属イオン封止剤を含んだ導電性高
分子ゲルは、下記の方法による製造した。即ち、アクリ
ルアミドモノマーまたはアクリルアミドモノマー水溶液
と、架橋性単量体と、多価アルコール等の湿潤剤と、金
属イオン封止剤と、電解質塩とを計量し、所定量の水を
加えて撹拌して均一に混合してモノマー配合液を作成し
た。尚、多価アルコールを湿潤剤として用いる場合に
は、水および多価アルコールが主成分とされることにな
る。この際、水の量は、他の組成を溶解できる量より若
干多くすることが好ましい。
【００３７】この後、重合開始剤を混合し、加熱して重
合架橋させることにより導電性高分子ゲルを製造した。
加熱温度を４０〜９０℃に設定することによって、５分
以内の加熱時間で重合架橋が殆ど終了するが、残存モノ
マーを２０ｐｐｍ以下にするために１〜２時間加熱を続
けるのが好ましい。加熱手段としては、オーブン加熱、
接触加熱が採用される。１〜２ｍｍの薄肉のシート状の
高分子ゲルを作成するには、加熱された２つの熱板間に
接触させて、両面から加熱する。
【００３８】導電性高分子ゲルを生体用電極として用い
る一例を図３に示す。生体用電極は、中間に補強材のネ
ット１２が設置された導電性高分子ゲル１１に、電極エ
レメント１３を中心に備えられたフィルムからなる表面
材１４が接着一体化され、リード線（図示しない）を接
続するホック１５が電極エレメント１３の先端に固定さ
れている。そして、導電性高分子ゲル１１の他面には、
離型紙１６が接合されている。
【００３９】次に、導電性材料である導電性クリーム
は、金属イオン封止剤と油分と水分とを混合して乳化さ
せたものである。即ち、導電性クリームは、金属イオン
封止剤と共に、例えば主成分の油分となる高級脂肪酸
（ステアリン酸、ベヘニン酸等）の１０〜２０％と、ケ
ン化剤となる塩基（水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、トリエタノールアミン等）の０〜２％と、油分とな
る低級アルコール高級脂肪酸エステルの０〜１０％と、
界面活性剤となる多価アルコール高級脂肪酸エステルの
０〜３％と、油分および乳化安定剤となる高級アルコー
ル（セチルアルコール、ステアリルアルコール等）の０
〜１０％と、保湿剤および湿潤剤となる多価アルコール
や多糖類、アミノ酸等の５〜１０％と、増粘剤となる水
溶性高分子やポリアルキレンオキサイド等の０〜３％
と、水の５０〜７０％と、電解質となる無機塩（塩化ナ
トリウム、塩化カリウム等）および防腐剤、酸化防止剤
の適量とを混合して乳化させたものである。
【００４０】
【実施例】本発明の実施例を図１および図２に基づいて
説明する。
【００４１】〔実施例１〜１２〕金属イオン封止剤を含
んだ導電性高分子ゲル（実施例１〜１０）と、金属イオ
ン封止剤を含まない導電性高分子ゲル（実施例１１・１
２）とのインピーダンスを測定すると共に、電気的特性
および腐食性の違いを明らかにした。
【００４２】先ず、重合性を有する単量体としての４０
％アクリルアミドモノマー水溶液を（Ａ）％と、架橋性
単量体としての粉末状のＮ，Ｎ’−メチレンビスアクリ
ルアミドを（Ｂ）％と、湿潤剤としての多価アルコール
であるグリセリンを（Ｇ）％と、電解質塩類としての塩
化ナトリウムを（Ｓ）％と、金属イオン封止剤としての
ベンゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールを（Ｉ）
％とを秤量し、溶媒としての水を残りのｗｔ％加えて混
合および溶解することによって、無色透明のモノマー配
合液を作成した。
【００４３】この後、上記のモノマー配合液に、重合開
始剤としての４％ペルオキソ二硫酸カリウム水溶液を
（Ｃ1 ）％と、２％ピロ亜硫酸カリウム水溶液を
（Ｃ2 ）％とを混合し、中間にポリエステルモノフィラ
メントからなるネットを設置し、８５℃の温度で２時間
加熱して１ｍｍの厚さを有する導電性高分子ゲルを作成
した。
【００４４】次に、上記の導電性高分子ゲルをサンプル
片とし、このサンプル片からゲル単体のインピーダンス
Ｚ1 Ωを測定した。このインピーダンス測定方法につい
て詳述すると、先ず、同軸ケーブルを介して信号発生機
とオシロスコープとを接続し、出力電圧が１０ＶP-P 、
出力波形が正弦波、周波数が１０Ｈｚの出力状態となる
ように、信号発生機を調整した。
【００４５】調整が完了すると、図１に示すように、信
号発生機１の出力端子に同軸ケーブル２・２を接続し
た。そして、一方の同軸ケーブル２に１ＭΩの抵抗値Ｒ
を有する抵抗器３を接続し、さらに、この同軸ケーブル
２の先端に銀電極４ａを接続すると共に、他方の同軸ケ
ーブル２の先端に上記の銀電極４ａと対の銀電極４ｂを
接続し、これらの両銀電極４ａ・４ｂを導電性高分子ゲ
ルのサンプル片５にそれぞれ貼着した。
【００４６】また、オシロスコープ（ＯＳＣ）６の＋入
力端子および−入力端子にも、同軸ケーブル２・２を接
続した。そして、両同軸ケーブル２・２の先端部に銀電
極４ｃ・４ｄを接続し、これらの銀電極４ｃ・４ｄをサ
ンプル片５にそれぞれ貼着した。そして、信号発生機１
からサンプル片５に電圧を印加した際に、サンプル片５
によって電圧降下する電圧値Ｖ2 をオシロスコープ６に
よって読み取った。
【００４７】上記の信号発生機１とサンプル片５とオシ
ロスコープ６との関係は、図２に示す回路と等価であ
り、例えば信号発生機１からの電圧を電圧値Ｖ1 とした
場合には、サンプル片５のインピーダンスＺ1 は、下記
の関係式（１）によって求められることになる。
【００４８】 ｜Ｚ｜ ＝ Ｒ×Ｖ2 ／（Ｖ1 −Ｖ2 ） … （１） これにより、上記の関係式（１）に、オシロスコープ６
によって得られた電圧値Ｖ2 と、抵抗値Ｒ＝１ＭΩと、
電圧値Ｖ1 ＝１０Ｖとを代入することによって、インピ
ーダンスＺ1 Ωを測定した。
【００４９】さらに、導電性高分子ゲル片にＡｇ／Ａｇ
Ｃｌ電極エレメントを貼着したものを２組用意し、互い
のゲル部を接触させた電極対として、この電極対のイン
ピーダンスＺAgClΩを測定した。同様に、導電性高分子
ゲル片にカーボン電極エレメントを貼着したものを２組
用意し、互いのゲル部を接触させた電極対として、この
電極対のインピーダンスＺC Ωも測定した。
【００５０】次に、導電性高分子ゲルのサンプル片を洋
白片に貼付し、恒温・恒湿度（２５℃・５０％）に静置
し、２４時間、４８時間、１６８時間の経過後に導電性
高分子ゲルの変色および洋白片の変色の有無および状態
を確認した。そして、サンプル片および洋白片の状態に
応じて、全く変化無し‘◎’、微妙に変化有り‘○’、
洋白に僅かに跡が残留・ゲルの変色‘△’、洋白に跡が
残留・ゲルの変色‘×’の５段階に分類した。また、ゲ
ルが生成せずに測定不能であったものについては、ゲル
生成せず‘−’とした。
【００５１】上述の導電性高分子ゲルの各組成の（Ａ）
・（Ｂ）・（Ｇ）・（Ｓ）・（Ｉ）・（Ｃ1 ）・
（Ｃ2 ）％を表１の実施例１〜１２に示すように変更
し、上記の測定方法によるインピーダンス（Ｚ1 ）・
（ＺAgCl）・（ＺC ）Ωおよび腐食性を測定および観察
した。この測定および観察結果を表２に示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】以上の測定結果から、実施例１〜１０のイ
ンピーダンス（Ｚ1 ）・（ＺAgCl）・（ＺC ）Ωが２２
〜７７Ω・８９〜１８９Ω・２８〜８５Ωであり、実施
例１１・１２のインピーダンス（Ｚ1 ）・（ＺAgCl）・
（ＺC ）Ωと略同等であることから、金属イオン封止剤
の有無や増減によって電気的特性が変化しないことが明
らかになった。また、実施例１〜１０の腐食性が‘◎’
または‘○’であるのに対し、金属イオン封止剤を除い
た実施例３８・３９が‘×’であることから、金属イオ
ン封止剤によって腐食性が改善されていることが明らか
になった。
【００５５】尚、実施例１０の金属イオン封止剤が１５
％の場合にゲルが生成せず、また、実施例９の金属イオ
ン封止剤が0.０５％の場合に腐食性が‘△’であること
から、良好な腐食性を有した導電性高分子ゲルとするた
め、金属イオン封止剤が0.０５〜１５重量％の範囲に設
定されていることが望ましい。
【００５６】〔実施例１３〜２４〕次に、エポキシ架橋
剤によって粘着性を増大させた場合の金属イオン封止剤
を含んだ導電性高分子ゲル（実施例１３〜２０）と、金
属イオン封止剤を含まない導電性高分子ゲル（実施例２
１〜２４）とのインピーダンス、腐食性、および粘着力
を測定および観察し、電気的特性、腐食性、および粘着
性の違いを明らかにした。
【００５７】先ず、表３に示すように、上述のモノマー
配合液の各組成の（Ａ）・（Ｂ）・（Ｇ）・（Ｓ）・
（Ｉ）・（Ｃ1 ）・（Ｃ2 ）％に、エポキシ架橋剤とし
てポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（ｎ＝
２２；６００ＷＰＥ）を（ＥＰ）ｗｔ％添加して、実施
例１と同様にして、実施例１３〜２４の導電性高分子ゲ
ルを作成し、インピーダンス（Ｚ1 ）・（ＺAgCl）・
（ＺC ）Ωおよび腐食性を測定および観察した。尚、腐
食性は、導電性高分子ゲルの状態を腐食性１とし、洋白
の生体用電極の状態を腐食性２とした。この測定結果お
よび観察結果を表４に示す。
【００５８】さらに、実施例１３〜２４の導電性高分子
ゲルのサンプル片を用いて、垂直引っ張り試験法（治具
先端１２ｍｍφ円柱、材質ＳＵＳ）による粘着力（Ｌ）
ｇを測定すると共に、導電性高分子ゲルを２０ｍｍ×１
２０ｍｍに切り出したサンプル片を用いて、ＪＩＳ粘着
テープ・粘着シート試験方法Ｚ０２３７−１９８０に記
載の９０度引き剥がし法によって粘着力（Ｍ）ｇを測定
した。この測定結果を表４に示す。
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】以上の測定結果から、実施例１３〜２０の
インピーダンス（Ｚ1 ）・（ＺAgCl）・（ＺC ）Ωが３
０〜６５Ω・８２〜１１５Ω・２７〜５６Ωであり、実
施例２１〜２４のインピーダンス（Ｚ1 ）・（ＺAgCl）
・（ＺC ）Ωと略同等であることから、エポキシ架橋剤
を含む導電性高分子ゲルは、金属イオン封止剤の有無や
増減によって電気的特性が変化しない。また、実施例１
３〜２０の粘着力（Ｌ）・（Ｍ）ｇが３５５〜４５０ｇ
・７７〜２０７ｇであり、実施例２１〜２４の粘着力
（Ｌ）・（Ｍ）ｇと略同等であることから、エポキシ架
橋剤を含む導電性高分子ゲルは、金属イオン封止剤の有
無や増減によって粘着性が変化しない。
【００６２】そして、実施例１３〜１９の腐食性１・２
が‘◎’であるのに対し、金属イオン封止剤を除いた実
施例２１〜２４が‘×’または‘△’であることから、
金属イオン封止剤によって腐食性が改善されていること
が明らかになった。尚、実施例２０の金属イオン封止剤
が0.１％の場合に腐食性が‘△’であることから、エポ
キシ架橋剤を含んだ導電性ゲルは、良好な腐食性を有し
た導電性高分子ゲルとするため、金属イオン封止剤が0.
１％を越えるように設定されていることが望ましい。
【００６３】次に、表５に示す配合割合の各部材（ステ
アリン酸〜塩化ナトリウム）を水に加えて混合および溶
解し、約７０℃に加温しながら撹拌して混合し、ホモジ
ナイザーを用いて乳化した。そして、脱気、濾過、冷却
を行うことによって金属イオン封止剤を含まない導電性
クリーム（比較例１〜４）を作成すると共に、上記の冷
却の後に金属イオン封止剤であるベンゾトリアゾールを
混合することによって金属イオン封止剤を含んだ導電性
クリーム（実施例２５〜２８）を作成した。そして、両
者の腐食性（２４時間後、４８時間後）を観察して違い
を明らかにした。
【００６４】
【表５】
【００６５】以上の観察結果から、金属イオン封止剤を
含んだ導電性クリームである実施例２５〜２８の腐食性
が‘◎’であるのに対し、金属イオン封止剤を除いた導
電性クリームである比較例１〜４の腐食性が‘×’また
は‘△’であることから、金属イオン封止剤によって腐
食性が改善されていることが明らかになった。
【００６６】尚、表５の実施例２７・２８と同一の配合
割合で各部材（ステアリン酸〜塩化ナトリウム）と金属
イオン封止剤であるベンゾトリアゾールとを同時に水に
加えて導電性クリーム（実施例２９・３０）を作成し、
これらの腐食性についても観察したところ、両実施例２
９・３０共に、全く変化無し‘◎’の結果が得られた。
これにより、金属イオン封止剤の投入時期によって導電
性クリームの腐食性の改善に影響が無いことが確認され
た。
【００６７】
【発明の効果】請求項１の導電性材料は、以上のよう
に、常温で蒸気圧を有する金属イオン封止剤を含んでい
る構成である。
【００６８】これにより、金属イオン封止剤が電極エレ
メントの腐食を防止するため、生体用電極等として使用
した場合、繰り返し使用や長時間使用することが可能で
あるという効果を奏する。
【００６９】また、請求項２の導電性材料は、以上のよ
うに、架橋されたポリアクリルアミド系高分子中に、常
温で蒸気圧を有する金属イオン封止剤、水、湿潤剤、お
よび電解質塩を含む導電性高分子ゲルからなる構成であ
る。
【００７０】これにより、上述の腐食の防止による効果
に加えて、アクリルアミド系の構成ポリマーが親水性で
あると共に非電解質であるため、電極エレメントとの電
気的な接合性が良好となってインピーダンスが低下した
ものになることから、生体電気現象等の高精度な測定を
行うことが可能であるという効果を奏する。
【００７１】さらに、請求項３の導電性材料は、以上の
ように、少なくともエポキシ架橋剤により架橋されたポ
リアクリルアミド系高分子中に、常温で蒸気圧を有する
金属イオン封止剤、水、湿潤剤、および電解質中性塩類
を含む導電性高分子ゲルからなる構成である。
【００７２】これにより、上述の腐食の防止およびアク
リルアミド系の構成ポリマーによるインピーダンスの低
下に加えて、エポキシ架橋剤によって粘着性が増大し、
電極エレメントの接着性が良くなり、また、生体等への
接着性も良くなり、使用時の皮膚からの剥離等が生じ難
くなっているため、被測定者の動作の自由度を拡大させ
た状態で生体電気現象等の高精度な測定を行うことが可
能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性高分子材料と生体用電極とのイ
ンピーダンスを測定する状態を示す説明図である。
【図２】図１に示した説明図の電気回路図である。
【図３】生体用電極の断面図である。
【符号の説明】
１ 信号発生機 ２ 同軸ケーブル ３ 抵抗器 ４ａ〜４ｄ 銀電極 ５ サンプル片 ６ オシロスコープ １１ 導電性高分子ゲル １２ ネット １３ 電極エレメント １４ 表面材 １５ ホック １６ 離型紙

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】常温で蒸気圧を有する金属イオン封止剤を
    含んでいることを特徴とする導電性材料。
  2. 【請求項２】架橋されたポリアクリルアミド系高分子中
    に、常温で蒸気圧を有する金属イオン封止剤、水、湿潤
    剤、および電解質塩を含む導電性高分子ゲルからなるこ
    とを特徴とする導電性材料。
  3. 【請求項３】少なくともエポキシ架橋剤により架橋され
    たポリアクリルアミド系高分子中に、常温で蒸気圧を有
    する金属イオン封止剤、水、湿潤剤、および電解質塩を
    含む導電性高分子ゲルからなることを特徴とする導電性
    材料。
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