JPH08169985A - 熱可塑性導電性組成物およびこれを用いてなる電極パッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体からの電気信号を医療用診断装置に伝達
したり、痛み低減や治療用として低周波などを生体に導
入する際に用いる電極パッドなどに使用する導電性組成
物であって、皮膚接着性や導電性に優れると共に、塗工
作業性にも優れた熱可塑性導電性組成物および電極パッ
ドを提供する。 【構成】 エピクロルヒドリン系重合体と熱可塑性重合
体からなるゴム状弾性体をゲル形成時の骨格成分として
用い、イオン性化合物およびこれを溶解可能な溶剤を必
須成分として含有する。イオン性化合物としては過塩素
酸リチウムなどのリチウム塩が好ましく、溶剤としては
エチレングリコールやポリエチレングリコールなどのグ
リコール類、アルキルエーテル類、ポリオール類などの
非揮発性液体が好ましく用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性導電性組成物、
およびこれを用いてなる電極パッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から生体に接触させて使用する電極
としては、低周波による微弱電流を身体内に通電導入し
て血流を促し、マッサージ効果を期待して肩こりや腰痛
などの痛みを緩和する治療用電極や、生体内の微弱電流
を体外に取り出して心電図や筋電図などを測定する医療
用電極、電気メスを使用する際に用いるアース電極、ム
ダ毛の脱毛処理などに用いる美容用電極など各種の電極
が知られている。

【０００３】これらの電極には生体表面との接触媒体と
して、導電性を有する電極パッドが使用されているが、
一般にはポリアクリル酸ナトリウムやポリビニルアルコ
ールなどの水溶性高分子に、塩化ナトリウムなどのイオ
ン解離する電解質および導電媒体としての水を必須成分
とした含水ゲルタイプのものや、粘着剤に金属粉末やカ
ーボンブラックなどの導電性粉末を含有させたタイプの
ものが汎用されている。

【０００４】ところが、上記前者の含水ゲルタイプの電
極パッドは比較的多量の水を含有しているために、雰囲
気湿度の影響によってゲル中の含水量が変動しやすく、
含水量の一定化のために高価な密封用包装材料が必要と
なる。さらに、長時間にわたる貼付によって、生体から
分泌される汗分を吸収して粘着力の低下などの特性低下
を起こすようになる。また、後者のタイプの電極パッド
では比較的多量の導電性粉末が必要であるので、粘着力
の低下が起こりやすく、導電性と粘着性のバランスをと
ることが難しいものである。

【０００５】また、製造面においても前者の含水ゲルタ
イプでは、水溶性高分子を骨格成分とするパッド組成物
に架橋剤を加えたのち、加熱や紫外線照射を施すことに
よりゲル形成を行ったり、水溶性高分子を形成するため
のモノマーを含むパッド組成物に加熱や紫外線照射を施
してゲル形成を行う方法が一般的に採用されているが、
添加した架橋剤のポットライフが短かったり、溶液粘度
が高くなりすぎるために塗工製膜性に劣るという問題点
を有する。また、単量体からの形成の場合には、残存モ
ノマーによって皮膚刺激性が発現するという問題もあ
る。

【０００６】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は従来の電極
パッドに用いる導電性組成物が有する上記問題点を解決
するためになされたものであって、優れた導電性を発揮
すると共に粘着性にも優れ、しかも塗工作業性にも優れ
た導電性組成物を提供することを目的とする。

【０００７】さらに、本発明はこの組成物を用いた電極
パッドを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意検討を重ねた結果、ゲル形成時の骨
格成分にエピクロルヒドリン系重合体を用い、さらに熱
可塑性重合体を併用したゴム状弾性体を用いることによ
って、上記目的を解決する組成物が得られることを見い
出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明の熱可塑性導電性組成物は、
エピクロルヒドリン系重合体と熱可塑性重合体からなる
ゴム状弾性体に、イオン性化合物および該イオン性化合
物を溶解可能な溶剤を必須成分として含有することを特
徴とするものである。

【００１０】特に好ましい態様としては、粘着性付与剤
をさらに配合した組成物であって、生体への貼着時の粘
着特性が良好になるものである。

【００１１】また、本発明の電極パッドは上記熱可塑性
導電性組成物をパッド状に成形してなるものである。

【００１２】本発明にて用いるエピクロルヒドリン系重
合体は後述するイオン性化合物や溶剤と均一に相溶しや
すいものであって、良好な導電性が発揮できる。このよ
うなエピクロルヒドリン系重合体としては、例えばエピ
クロルヒドリンゴムやエピクロルヒドリン／エチレンオ
キサイド共重合体ゴム、エピクロルヒドリン／アリルグ
リシジルエーテル共重合体ゴム、エピクロルヒドリン／
エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合
体ゴムなどのゴム状重合体を用いることができる。

【００１３】また、上記エピクロルヒドリン系重合体と
併用する熱可塑性重合体としては、例えばスチレン／イ
ソプレン／スチレン共重合体、スチレン／ブタジエン／
スチレン共重合体、スチレン／エチレン−ブチレン／ス
チレン共重合体などのスチレン系重合体や、１，２−ポ
リブタジエン、ポリエステル系重合体、オレフィン系重
合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体などのゴム状弾性
を有する重合体を用いることができる。本発明において
このような熱可塑性重合体を併用する理由は、上記エピ
クロルヒドリン系重合体単独で製膜した際には収縮が生
じたり、凝集力が不足して貼着皮膚面に糊残りが生じた
りするが、熱可塑性重合体を配合することによってこの
ような問題点が解消できることにある。

【００１４】本発明において前記エピクロルヒドリン系
重合体と熱可塑性重合体との配合割合は、必要とする導
電性の程度や電極パッドへの成形性などによって、適宜
変更することができるが、良好な導電性を発揮するため
には、エピクロルヒドリン系重合体の配合割合を重合体
の総量に対して４０〜９５重量％、好ましくは４０〜７
５重量％の範囲に設定することがよい。エピクロルヒド
リン系重合体の配合割合が４０重量％に満たない場合に
は、実用上充分な導電性が得られない場合があり、ま
た、９５重量％を超えると熱可塑性重合体の配合割合が
少なくなるので、上記した収縮や凝集力不足の改善が期
待できない場合がある。

【００１５】また、最終的に得られる導電性組成物中に
おける上記２種類の重合体の合計量の配合割合は、適度
な保形性や凝集性を維持するために、約４０重量％以
上、好ましくは５０〜８０重量％の範囲とすることがよ
い。

【００１６】本発明の組成物において、導電性を発現さ
せるために配合するイオン性化合物としては、具体的に
はリチウムやナトリウム、カリウム、マグネシウムなど
のアルカリ金属やアルカリ土類金属から選ばれる陽イオ
ンの一種と、塩素イオン、ヨウ素イオンなどのハロゲン
イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフ
ルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イ
オンなどの陰イオンの一種とからなる無機塩や、ステア
リルスルホン酸リチウムなどの有機塩、四級アンモニウ
ム塩などのイオン性化合物が挙げられる。これらのイオ
ン化合物のうちイオン解離する際のエネルギーが比較的
小さくて、後述する溶剤中での移動度が高いリチウム塩
を用いることが特に好ましい。具体的な化合物として
は、ＬｉＢｒ，ＬｉＩ，ＬｉＣｌＯ₄ ，ＬｉＳＣＮ，Ｌ
ｉＣＦ₃ ＳＯ₃ などが挙げられる。上記イオン性化合物
の配合量は前記重合体からなるゴム状弾性体の種類や配
合量、後述する溶剤の配合量などによって任意に変更す
ることができるが、通常はイオン性化合物を除く本発明
の組成物１００重量部に対して０．０１〜３０重量部、
好ましくは５〜２０重量部の範囲に設定する。イオン化
合物の量が０．０１重量部に満たない場合には、導電性
に劣り、３０重量部を超えると配合するイオン化合物の
量が飽和溶解度以上となって完全に溶解しなかったり、
溶解後に再結晶化して導電性の低下を招く恐れがある。

【００１７】また、本発明において用いる溶剤として
は、上記イオン性化合物を溶解するものであって、しか
もエピクロルヒドリン系重合体や熱可塑性重合体を溶解
する溶剤にもなりうるものである。また、常温下または
適度の加熱下で揮散しにくいものが好ましく、沸点が１
８０℃以上、好ましくは２５０℃以上のものを用いる。
このような溶剤としては、エチレングリコール、プロピ
レングリコールなどの多価アルコール類、ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングルコール、ポリエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコー
ルジメチルエーテルなどのポルアルキレングリコール
類、ポリ（オキシエチレン−オキシプロピレン）アルキ
ルエーテルなどのアルキルエーテル類、ポリエーテルポ
リオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネート
ポリオール、ポリカプロラクトンポリオールなどのポリ
オール類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ートなどの炭酸エステル類、カプロラクトンなどの環状
エステル、スルフォラン、ジメチルイミダゾリジノンな
どの複素環状化合物、ジカプリル酸グリコールなどの多
価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタ
ン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪
酸エステルなどが挙げられる。このような溶剤の配合量
は前記重合体からなるゴム状弾性体の種類や配合量や、
前記イオン性化合物の種類や配合量などによって任意に
変更することができるが、優れた導電性を発揮するため
には配合量が多い方が好ましい。しかし、配合量が多く
なると電極パッドのような成形体にした場合に凝集性の
低下が見られるので、好ましくは本発明の組成物中に１
０〜７５重量％、実用的には２０〜６０重量％の範囲の
調整することが望ましい。

【００１８】本発明の組成物には上記した各必須成分に
加えて、任意成分としてゴム状弾性体と溶剤との相溶化
剤として一般的に用いられている可塑剤や軟化剤を組成
物中に３０重量％を超えない範囲で配合することができ
る。具体的にはオリーブ油、ヒマシ油などの植物油、プ
ロセスオイルなどの鉱物油、フタル酸ジブチル、フタル
酸ジオクチル、アジピン酸ジエチル、ミリスチン酸イソ
プロピルなどのエステル油などが挙げられる。

【００１９】また、本発明の組成物に粘着性を付与して
電極パッドのような成形体にした場合の接着性を向上さ
せるために、各種ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油
系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、スチレン
系樹脂、クマロンインデン樹脂、ジシクロペンタジエン
樹脂などの粘着性付与剤を、組成物中に４０重量％を超
えない範囲で配合することができる。

【００２０】その他任意成分として配合することができ
るものとして、各種充填剤、顔料などの着色剤、酸化防
止剤、紫外線吸収剤などを必要に応じて任意量で配合す
ることができる。

【００２１】次に、本発明の熱可塑性導電性組成物およ
び電極パッドを得るための方法の一例を以下に記載す
る。

【００２２】まず、第１の方法としては、エピクロルヒ
ドリン系重合体および熱可塑性重合体、イオン性化合
物、溶剤からなる必須成分に、必要に応じて粘着性付与
剤などの任意成分を配合して、ニーダーなどの混練機に
よって均一に混合された本発明の組成物を調製する。次
いで、この組成物を押し出し機などによってシート状に
製膜したり、２枚のセパレータ間にこの組成物を挟み、
プレス機にてシート状に加圧成形して本発明の電極パッ
ドを作製する。

【００２３】また、第２の方法としては、エピクロルヒ
ドリン系重合体および熱可塑性重合体を任意の有機溶剤
に溶解したのち、イオン性化合物や溶剤を添加し、必要
に応じて各種任意成分を配合し、本発明の組成物を含有
する均一溶液を調製する。次いで、この溶液をセパレー
タなどの任意のキャリア上に塗工し、加熱によって有機
溶剤のみを揮散させて、シート状に製膜された本発明の
電極パッドを作製する。

【００２４】前者の方法では得られるパッドの厚みを厚
くすることができ、比較的安価に製造することができる
ので実用的な方法である。また、本発明の電極パッドは
上記の他、ポリエステルフィルムやポリエチレンフィル
ムのようなプラスチックフィルムの片面に導電性塗料を
塗布したり、金属膜を蒸着したり、金属箔を積層したり
して得られる導電性支持体の導電面に、上記組成からな
る電極パッドを形成した構造であってもよい。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の熱可塑性導電性組成物および
これを用いてなる電極パッドについて、実施例によって
具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定
されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない
範囲であれば、種々の応用が可能であることは云うまで
もない。また、以下の例において、部および％とあるの
は、全て重量部および重量％を意味するものである。

【００２６】実施例１ エピクロルヒドリンゴム３０部およびエチレン／酢酸ビ
ニル共重合体（酢酸ビニル含量４１％）３０部を１４０
℃に設定したニーダーで均一に混練し、これに予め過塩
素酸リチウム８部をジメチルポリエチレングリコール４
０部に溶解させた溶液を少量ずつ添加し、ニーダーを８
０℃に温度設定して均一に混練して、本発明の導電性組
成物を得た。

【００２７】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００２８】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が観察されず、製膜性は極めて良好なものであった。ま
た、心電図測定用の電極パッドとして対電圧と対インピ
ーダンスを計測したところ、１．２ｍＶおよび０．９ｋ
Ωであり、実用上、充分な導電性を有するものであっ
た。

【００２９】実施例２ エピクロルヒドリン／エチレンオキサイド（１：１）ゴ
ム３０部およびエチレン／酢酸ビニル共重合体（酢酸ビ
ニル含量４１％）３０部を１４０℃に設定したニーダー
で均一に混練し、これに予め過塩素酸リチウム８部をジ
メチルポリエチレングリコール４０部に溶解させた溶液
を少量ずつ添加し、ニーダーを８０℃に温度設定して均
一に混練して、本発明の導電性組成物を得た。

【００３０】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００３１】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が観察されず、製膜性は極めて良好なものであった。ま
た、心電図測定用の電極パッドとして対電圧と対インピ
ーダンスを計測したところ、１．１ｍＶおよび１．３ｋ
Ωであり、実用上、充分な導電性を有するものであっ
た。

【００３２】実施例３ エピクロルヒドリン／エチレンオキサイド（１：１）ゴ
ム３５部およびスチレン／ブタジエン／スチレン共重合
体（スチレン含量３０％）ゴム３５部を１４０℃に設定
したニーダーで均一に混練し、これに予めトリフルオロ
メタンスルホン酸リチウム６部をブチルトリエチレング
リコール３０部に溶解させた溶液を少量ずつ添加し、ニ
ーダーを８０℃に温度設定して均一に混練して、本発明
の導電性組成物を得た。

【００３３】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００３４】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が観察されず、製膜性は極めて良好なものであった。ま
た、心電図測定用の電極パッドとして対電圧と対インピ
ーダンスを計測したところ、２．５ｍＶおよび５．２ｋ
Ωであり、実用上、充分な導電性を有するものであっ
た。

【００３５】実施例４ エピクロルヒドリン／エチレンオキサイド（１：１）ゴ
ム３０部およびエチレン／酢酸ビニル共重合体（酢酸ビ
ニル含量４１％）３０部を１４０℃に設定したニーダー
で均一に混練し、さらに、粘着性付与剤としての脂環族
飽和炭化水素樹脂（軟化点１００℃）２０部を加えて混
練して、これに予め過塩素酸リチウム６部をブチルトリ
エチレングリコール３０部に溶解させた溶液を少量ずつ
添加し、ニーダーを８０℃に温度設定して均一に混練し
て、本発明の導電性組成物を得た。

【００３６】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００３７】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が観察されず、製膜性および人体への接着性に優れたも
のであった。また、心電図測定用の電極パッドとして対
電圧と対インピーダンスを計測したところ、０．３ｍＶ
および３．８ｋΩであり、実用上、充分な導電性を有す
るものであった。

【００３８】実施例５ エピクロルヒドリン／エチレンオキサイド（１：１）ゴ
ム４０部およびエチレン／酢酸ビニル共重合体（酢酸ビ
ニル含量４１％）２０部を１４０℃に設定したニーダー
で均一に混練し、さらに、粘着性付与剤としての水添ロ
ジン（軟化点８０℃）２０部を加えて混練して、これに
予め過塩素酸リチウム６部をブチルトリエチレングリコ
ール３０部に溶解させた溶液を少量ずつ添加し、ニーダ
ーを８０℃に温度設定して均一に混練して、本発明の導
電性組成物を得た。

【００３９】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００４０】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が観察されず、製膜性および人体への接着性に優れたも
のであった。また、心電図測定用の電極パッドとして対
電圧と対インピーダンスを計測したところ、０．３ｍＶ
および２．９ｋΩであり、実用上、充分な導電性を有す
るものであった。

【００４１】比較例１ エピクロルヒドリンゴム７０部を１４０℃に設定したニ
ーダーで均一に混練し、これに予め過塩素酸リチウム８
部をジメチルポリエチレングリコール４０部に溶解させ
た溶液を少量ずつ添加し、ニーダーを８０℃に温度設定
して均一に混練して導電性組成物を得た。

【００４２】次に、得られた組成物をポリエステル製セ
パレータ２枚の間に挟んで、８０℃に温度設定したプレ
ス機によって、厚み０．５ｍｍになるように加圧成形し
て、シート状の電極パッドを作製した。

【００４３】得られたシート状の電極パッドは収縮現象
が生じて周辺部が厚くなり、心電図測定用の電極パッド
として対電圧と対インピーダンスを計測したところ、
０．４ｍＶおよび１．３ｋΩであり、実用上、充分な導
電性を有するものであった。

【００４４】比較例２ スチレン／ブタジエン／スチレン共重合体（スチレン含
量３０％）ゴム７０部を１４０℃に設定したニーダーで
均一に混練し、これに予め過塩素酸リチウム８部をジメ
チルポリエチレングリコール４０部に溶解させた溶液を
少量ずつ添加し、ニーダーを８０℃に温度設定して均一
に混練して導電性組成物を得た。この組成物はジメチル
ポリエチレングリコールとの相溶性が悪く、すぐにブリ
ード現象が見られて実質的に電極パッドとすることがで
きなかった。

【００４５】上記各実施例および比較例にて作製した導
電性組成物および電極パッドについて測定した特性を下
記表１にまとめた。

【００４６】

【表１】

【００４７】《試験方法》 ＜製膜性＞ 加圧プレス機で製膜した際の収縮現象の有無を観察し
た。 ○：収縮なし， ×：収縮あり

【００４８】＜対電圧＞ＡＮＳＩ／ＡＭＭＩ ＥＣ１２
−１９８３の試験方法に準じた。（電極面積：２ｃｍ×
３ｃｍ，電極材質：銀蒸着）

【００４９】＜対インピーダンス＞上記対電圧の試験方
法と同様にした。

【００５０】＜凝集性＞厚さ１ｍｍ、面積２０ｍｍ×２
０ｍｍに成形した電極パッドを平板上に置き、４０℃下
で２４時間放置して、保形性がなく流れだしているか否
かを観察した。 ○：流れなし， ×：流れだしあり

【００５１】＜粘着性＞成形した電極パッドを指触によ
って粘着性を調べた。 ○：粘着感あり， ×：粘着感なし

【００５２】

【発明の効果】以上のように本発明の熱可塑性導電性組
成物は、ゲル形成時の骨格成分にエピクロルヒドリン系
重合体を用い、さらに熱可塑性重合体を併用したゴム状
弾性体を用いているので、導電性と粘着性にバランスに
優れ、しかも塗工作業性にも優れたものである。

【００５３】また、このような特性を有する導電性組成
物から得られる電極パッドは、優れた導電性を有するも
のであるので、治療用電極や医療用電極、アース電極、
美容用電極など各種の電極用のパッドとして有用なもの
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エピクロルヒドリン系重合体と熱可塑性
   重合体からなるゴム状弾性体に、イオン性化合物および
   該イオン性化合物を溶解可能な溶剤を必須成分として含
   有することを特徴とする熱可塑性導電性組成物。
2. 【請求項２】 イオン性化合物がリチウム塩である請求
   項１記載の熱可塑性重合体組成物。
3. 【請求項３】 さらに、粘着性付与剤を含有する請求項
   １記載の熱可塑性導電性組成物。
4. 【請求項４】 請求項１記載の熱可塑性導電性組成物か
   らなる電極パッド。