電極元件及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在反復(fù)洗滌后仍能夠保持高導(dǎo)電性、并且還可應(yīng)用于生物體電極的電極元件及裝置。本發(fā)明的電極元件的特征在于,在由含有導(dǎo)電性高分子的織物等構(gòu)成的纖維結(jié)構(gòu)物中,在構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物中使用的復(fù)絲的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有聚噻吩類導(dǎo)電性高分子等導(dǎo)電性高分子。
【專利說明】
電極元件及裝置
技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及由纖維結(jié)構(gòu)物和導(dǎo)電性高分子形成的電極元件、及使用該電極元件的裝 置。詳細(xì)而言,本發(fā)明涉及在反復(fù)洗滌后仍能夠保持高導(dǎo)電性、并且還可應(yīng)用于生物體電極 (organism electrode)的織物(textile)電極元件。
【背景技術(shù)】 一直以來,對于電極元件而言,鑒于其必需的特性,通常使用由導(dǎo)電性高的金屬形成的 材料。隨著用途的多樣化,對于電極的形狀也要求各種特性,其中,為了制成追隨、適合各種 復(fù)雜形狀的柔性(flexible)結(jié)構(gòu),在膜上蒸鍍金屬薄層的形態(tài)、通過使金屬本身纖維化來 提高彎曲性等而能夠使電極追隨設(shè)置、粘貼電極的基材的形狀的柔性電極基材已為人們所 知。 另一方面,作為兼具金屬的導(dǎo)電性和有機(jī)高分子的柔性的物質(zhì),導(dǎo)電性高分子受到關(guān) 注。已提出了將導(dǎo)電性高分子和纖維結(jié)構(gòu)組合從而替代金屬電極的柔性電極。 另外,近年來,在用于取得生物的生物體信號的生物體電極中,利用了能夠追隨電極粘 貼對象的柔性的形態(tài),但由于部分由金屬材料形成的電極與生物體的適應(yīng)性低等原因,所 以多使用利用了水凝膠的電極。但是,這樣的電極通常透氣性低,如果長時(shí)間密合,會(huì)發(fā)生 生物體的腫脹、斑疹等,因此,對于具有舒適的穿戴性的電極的需求很高。 特別地,具有導(dǎo)電性的織物形狀的電極被認(rèn)為是有效的,已提出了各種方案。例如,提 出了下述方案:通過將布質(zhì)電極和非透水性的導(dǎo)電性材料組合來抑制布質(zhì)電極中的水分蒸 發(fā),從而提高導(dǎo)電性(參見專利文獻(xiàn)1)。 另外,提出了下述方案:將下述導(dǎo)電性高分子纖維應(yīng)用于傳感材料,所述導(dǎo)電性高分子 纖維是將PED0T/PSS等導(dǎo)電性高分子中的一部分或全部用熱塑性樹脂被覆而得到的(參見 專利文獻(xiàn)2或3)。 但是,這些提案無法充分地發(fā)揮織物所具有的優(yōu)越性即單纖維的聚集體這樣的特性, 作為織物形狀的電極并不令人滿意。 另外,作為纖維材料,納米纖維作為功能性材料而受到關(guān)注,發(fā)揮其特性的應(yīng)用方案不 斷被提出。例如,已提出了通過使納米纖維單纖維間隙中載帶功能性試劑來賦予各種功能 性的方案(參見專利文獻(xiàn)4)。 另外,對于在基材的一部分中使用了納米纖維的電極而言,基于疏水性纖維素納米纖 維和導(dǎo)電性聚合物(PD0T/PSS)的關(guān)系,即使導(dǎo)電性聚合物的含量少,也為顯示出高導(dǎo)電性 的導(dǎo)電性組合物也已被提出,其是納米纖維被解纖、透明性能提高至得以呈現(xiàn)出透明性的 水平的技術(shù)(參見專利文獻(xiàn)5)。 這些提案中記載了對于納米纖維的靈活應(yīng)用,然而,前者中雖然有關(guān)于在單纖維間隙 中載帶功能性試劑的記載,但由于是合金纖維(alloy fiber),所以為超短纖維的聚集體, 在得到充分的實(shí)用性方面存在問題。另外,就后者而言,雖然使用了納米纖維,但在提案的 構(gòu)成中,并未充分地發(fā)揮單纖維間隙的特性,作為織物電極的洗滌耐久性等實(shí)用耐久性差。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1:日本專利第4860155號公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:日本專利第5135757號公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-291562號公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:日本專利第4581467號公報(bào) 專利文獻(xiàn)5:日本特開2013-216766號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的,為了創(chuàng)造出使用了織物基材的實(shí)用性電極,而提供 在反復(fù)洗滌后仍能夠保持高導(dǎo)電性、并且也能應(yīng)用于生物體電極的電極元件及裝置。 為了解決上述課題、達(dá)成目的,本發(fā)明的電極元件的特征在于,在含有導(dǎo)電性高分子的 纖維結(jié)構(gòu)物中,在構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中 載帶有導(dǎo)電性高分子。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,所述纖維結(jié)構(gòu)物至少含有復(fù)絲 紗,在構(gòu)成所述復(fù)絲紗的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有導(dǎo)電性物 質(zhì)。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物的復(fù)絲紗含 有0.2dtex以下的單纖維。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,所述導(dǎo)電性高分子與粘合劑一同 被分散于溶劑中,通過在所述纖維結(jié)構(gòu)物上涂布分散有所述導(dǎo)電性高分子的分散液,從而 使構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶所述導(dǎo)電 性高分子。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,所述導(dǎo)電性高分子為聚(3,4_乙 烯二氧噻吩)和聚苯乙烯磺酸的混合物。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,在含有所述導(dǎo)電性物質(zhì)的纖維結(jié) 構(gòu)物的單面上層疊有樹脂層。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,按照J(rèn)IS L0217 (2012年版)103法 重復(fù)進(jìn)行20次洗滌后的表面電阻為1 X ΙΟ6 Ω以下。 另外,在上述發(fā)明中,本發(fā)明的電極元件的特征在于,所述電極元件與粘貼劑層疊。 本發(fā)明的裝置的特征在于,將上述記載的電極元件至少用作電極的一部分。 根據(jù)本發(fā)明,能夠得到以織物為基材的具有高度的導(dǎo)電性的質(zhì)地、并且洗滌耐久性優(yōu) 異的電極元件,因此,可合適地作為以往的電極難以實(shí)現(xiàn)的、可穿戴的傳感材料的電極使 用,尤其是可在用于生物體信號的傳感的電極用途中合適地利用。
【附圖說明】 圖1是使用了本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的電極元件的生物體信號檢測衣料的示意圖。
【具體實(shí)施方式】 以下,對于本發(fā)明涉及的電極元件進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,本發(fā)明不限于該實(shí)施 方式。 本發(fā)明的電極元件的優(yōu)選方式如下:在含有導(dǎo)電性高分子的纖維結(jié)構(gòu)物中,在構(gòu)成纖 維結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有導(dǎo)電性高分子。此處所 謂的導(dǎo)電性高分子,只要是具有導(dǎo)電性的樹脂則沒有特別限制。優(yōu)選使用在低導(dǎo)電性樹脂 中含有炭黑、CNT(Carbon Nanotube,碳納米管)、金屬微粒等而成的導(dǎo)電性樹脂糊料、樹脂 本身具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電性高分子。 導(dǎo)電性高分子只要是呈現(xiàn)導(dǎo)電性的高分子則沒有特別限制,例如,可以舉出乙炔系、5 元雜環(huán)系(聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-乙基吡咯)、聚(3-十二烷基吡咯)等聚(3-烷基吡 咯);聚(3,4_二甲基吡咯)、聚(3-甲基-4-十二烷基吡咯)等聚(3,4_二烷基吡咯);聚(N-甲 基吡咯)、聚(N-十二烷基吡咯)等聚(N-烷基吡咯);聚(N-甲基-3-甲基吡咯)、聚(N-乙基-3-十二烷基吡咯)等聚(N-烷基-3-烷基吡咯);聚(3-羧基吡咯)等吡咯類高分子、聚噻吩、聚 (3-甲基噻吩)、聚(3-乙基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)等聚(3-烷基噻吩);聚(3,4-二甲基 噻吩)、聚(3-甲基-4-十二烷基噻吩)等聚(3,4-二烷基噻吩);聚(3-羥基噻吩)、聚(3-甲氧 基噻吩)等聚(3-烷氧基噻吩);聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3,4-二丁基噻吩)等聚(3,4-二烷 基噻吩);聚(3-羧基噻吩);聚(3-溴噻吩)、聚(3-氯噻吩)等聚(3-鹵代噻吩);聚(3,4-乙烯 二氧噻吩)等噻吩類高分子、異硫諱(isothianaphtene)類高分子等、聚苯胺、聚(2-甲基苯 胺)、聚(3-異丁基苯胺)等苯胺類、聚對苯乙炔(PPV)等亞苯基類的各導(dǎo)電性高分子、這些高 分子的共聚物等。對于導(dǎo)電性高分子而言,通過與摻雜劑一同使用,從而導(dǎo)電性提高。作為 和導(dǎo)電性高分子并用的摻雜劑,可使用氯化物離子、溴化物離子等鹵化物離子、高氯酸離 子、四氟硼酸離子、六氟砷酸離子、硫酸離子、硝酸離子、硫氰酸離子、六氟硅酸離子、磷酸離 子、苯基磷酸離子、六氟磷酸離子等磷酸類離子、三氟乙酸離子、甲苯磺酸鹽(tosylate)離 子、乙基苯磺酸離子、十二烷基苯磺酸離子等烷基苯磺酸離子、甲基磺酸離子、乙基磺酸離 子等烷基磺酸離子、聚丙烯酸離子、聚乙烯基磺酸離子、聚苯乙烯磺酸離子、聚(2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸)離子等高分子離子中的至少一種離子。對于摻雜劑的添加量而言,只要 是對導(dǎo)電性賦予效果的量,則沒有特別限制。 作為導(dǎo)電性高分子,其中,聚吡咯、聚3,4_乙烯二氧噻吩(PED0T)、聚苯胺及聚對苯乙炔 (PPV)等容易樹脂化,優(yōu)選用作導(dǎo)電性樹脂。此外,從安全性、加工性的觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選 在作為噻吩類導(dǎo)電性高分子的PED0T中摻雜聚苯乙稀磺酸(聚(4-苯乙稀磺酸酯)4〇1丫4-styrene sulfonate;PSS)而成的PED0T/PSS。從導(dǎo)電性的提高、穩(wěn)定化的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在 含有導(dǎo)電性高分子的纖維結(jié)構(gòu)物中添加甘油、生理鹽水等。 另外,對于PED0T/PSS等導(dǎo)電性高分子而言,優(yōu)選的是,通過在纖維結(jié)構(gòu)物上涂布分散 有導(dǎo)電性高分子和粘合劑的分散液來含浸纖維結(jié)構(gòu)物。通過使用粘合劑,纖維結(jié)構(gòu)物對于 導(dǎo)電性高分子的載帶變得容易,并且,也能夠抑制將電極元件反復(fù)洗滌后的表面電阻的上 升。 作為使用的粘合劑,可以是熱固性樹脂,也可以是熱塑性樹脂。例如,可以舉出聚對苯 二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚酰亞胺;聚酰胺 酰亞胺;聚酰胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺12、聚酰胺11等聚酰胺;聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚四 氟乙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯等含氟樹脂;聚乙烯醇、聚乙烯基醚、聚乙烯醇 縮丁醛、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯等乙烯基樹脂;環(huán)氧樹脂;二甲苯樹脂;芳族聚酰胺樹脂; 聚酰亞胺硅樹脂;聚氨酯;聚脲;三聚氰胺樹脂;酚醛樹脂;聚醚;丙烯酸樹脂及這些成分的 共聚物等。這些粘合劑可以溶解于有機(jī)溶劑,可以被賦予磺酸基、羧酸基等官能團(tuán)并水溶液 化,也可以通過乳化等分散于水中。 粘合劑樹脂中,從能夠容易地混合的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選聚氨酯、聚酯、丙烯酸樹脂、聚酰 胺、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺硅樹脂中的任一種以上。 使用的溶劑只要能夠?qū)?dǎo)電性高分子、及粘合劑穩(wěn)定地分散則沒有限制,可以優(yōu)選使 用水、或水與醇的混合溶液。使用PEDOT/PSS等聚噻吩類導(dǎo)電性高分子時(shí),優(yōu)選水與乙醇的 混合溶劑。 從電極元件的導(dǎo)電性的提高、穩(wěn)定化的觀點(diǎn)考慮,可以優(yōu)選使用在含有導(dǎo)電性高分子 的纖維結(jié)構(gòu)物中進(jìn)一步賦予甘油、生理鹽水等而成的材料,但不限于此。可以通過將上述列 舉的導(dǎo)電性高分子的前體、導(dǎo)電性高分子的溶液、乳化物、分散物等,使用浸漬法、涂布法、 噴霧法等已知的方法賦予至纖維結(jié)構(gòu)物,從而使構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或 單纖維與單纖維的間隙中載帶導(dǎo)電性高分子。 本發(fā)明的電極元件中的、構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的纖維的形態(tài)可以是單絲紗、復(fù)絲紗中的任 一種,關(guān)于纖維的截面形狀,除了圓形截面、三角形截面以外,即使形狀是異形度高的異形 截面也沒有特別限制。 作為構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的纖維材料的聚合物,只要是能夠通過已知的方法纖維化的聚合 物則沒有特別限制,可以舉出以聚乙烯、聚丙烯等為主要成分的聚烯烴類纖維、人造絲、乙 酸纖維素等化學(xué)纖維用纖維素及聚酯、尼龍等合成纖維用聚合物,但不限于這些聚合物。 本發(fā)明的電極元件中,優(yōu)選構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的纖維的纖度均勻且為細(xì)纖度,熔融紡紗 的情況下,可以舉出能夠進(jìn)行復(fù)合紡紗的熱塑性聚合物,其中,可特別優(yōu)選地舉出由聚酯形 成的纖維。 此處所謂的聚酯,可例舉以對苯二甲酸作為主要酸成分、以下述的醇作為主要二元醇 成分的聚酯,所述醇為選自碳原子數(shù)為2~6的亞烷基二元醇、即、乙二醇、1,3_丙二醇、1,4_ 丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的至少一種二元醇,優(yōu)選為選自乙二醇及1,4-丁二醇中 的至少一種二元醇,特別優(yōu)選為乙二醇。 另外,可以是酸成分為對苯二甲酸和其他的二官能性羧酸的混合物的聚酯,也可以是 二元醇成分為上述二元醇和其他的二元醇成分的混合物的聚酯。此外,也可以是酸成分為 對苯二甲酸和其他的二官能性羧酸的混合物、二元醇成分為上述二元醇和其他的二元醇成 分的混合物的聚酯。 作為此處使用的對苯二甲酸以外的其他的二官能性羧酸,例如,可以舉出間苯二甲酸、 萘二甲酸、二苯基二甲酸、二苯氧基乙烷二甲酸、己二酸、癸二酸、1,4-環(huán)己烷二甲酸這樣的 芳香族、脂肪族、脂環(huán)族的二官能性羧酸。另外,作為上述二元醇以外的二元醇化合物,例 如,可以舉出環(huán)己烷-1,4-二甲醇、新戊二醇、雙酚A、雙酚S這樣的芳香族、脂肪族、脂環(huán)族的 二元醇化合物。 作為構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的纖維使用的聚酯可以利用任意的方法合成。例如,為聚對苯二 甲酸乙二醇酯時(shí),通常通過以下方法制造:第1階段的反應(yīng)中,使對苯二甲酸和乙二醇直接 進(jìn)行酯化反應(yīng),或使對苯二甲酸二甲酯等對苯二甲酸的低級烷基酯和乙二醇進(jìn)行酯交換反 應(yīng),或者使對苯二甲酸和環(huán)氧乙烷反應(yīng),從而生成對苯二甲酸的二元醇酯及/或其低聚物; 第2階段的反應(yīng)中,將該第1階段的反應(yīng)生成物在減壓下加熱,進(jìn)行縮聚反應(yīng)直到成為期望 的聚合度。 本發(fā)明涉及的纖維結(jié)構(gòu)物的形態(tài)可以舉出網(wǎng)狀物、抄紙、梭織物(日文:織物)、針織物 (日文:編物)、無紡布、帶(ribbon)、繩等,只要是與使用目的相適應(yīng)的形態(tài),則沒有特別限 制。 將本發(fā)明的電極元件用作生物體電極時(shí),從對于皮膚表面的密合性?追隨性的觀點(diǎn)、 柔性且柔軟的質(zhì)地、為了抑制由皮膚表面的汗導(dǎo)致的濕熱、斑疹而要求高透氣性的觀點(diǎn)考 慮,纖維結(jié)構(gòu)物的形態(tài)優(yōu)選為梭織物、針織物、無紡布的形狀。 對于這些纖維結(jié)構(gòu)物而言,只要不損害作為電極的性能,則沒有特別限制,可以利用已 知的方法、手段實(shí)施染色、功能加工等。在電極元件的表面的起絨、壓延、壓紋、水刺(water jet punch)加工等表面物理加工中,只要不損害作為電極的性能,則加工的實(shí)施也不受限 制。 另外,作為本發(fā)明的優(yōu)選方式,纖維結(jié)構(gòu)物至少含有復(fù)絲紗,在構(gòu)成該復(fù)絲紗的單纖維 的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有導(dǎo)電性物質(zhì)。 從纖維結(jié)構(gòu)物對于導(dǎo)電性高分子的載帶以及電極元件的高導(dǎo)電性的觀點(diǎn)考慮,纖維結(jié) 構(gòu)物優(yōu)選含有由多根單纖維構(gòu)成的復(fù)絲紗。復(fù)絲紗的纖度沒有特別限制,從發(fā)揮作為纖維 結(jié)構(gòu)物的特性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為30dtex至400dtex。纖維結(jié)構(gòu)物中的復(fù)絲紗的混率在不影 響性能的范圍內(nèi)沒有特別限制,混率高時(shí)容易載帶導(dǎo)電性樹脂,從提高實(shí)用耐久性的觀點(diǎn) 考慮是優(yōu)選的。另外,使用的復(fù)絲紗也可以通過已知的方法,進(jìn)行捻紗、合紗、卷曲加工。 纖維結(jié)構(gòu)物中含有的復(fù)絲更優(yōu)選含有〇.2dtex以下的單纖維。從纖維結(jié)構(gòu)物對于導(dǎo)電 性高分子的載帶以及高導(dǎo)電性的觀點(diǎn)考慮,期望單纖維的纖維直徑小的纖維結(jié)構(gòu)物,優(yōu)選 含有0.2dtex以下的單纖維。以密度為1.38g/cm 3的聚對苯二甲酸乙二醇酯為例,纖度為 0.2dtex時(shí),形成纖維直徑約為5μηι的微米級纖維(microfiber)。只要為能夠形成纖維的高 分子化合物密度、且為〇.2dtex以下的微米級纖維,則不僅可形成具有充分細(xì)的纖度的纖 維,而且可利用單纖維形成大量間隙。 構(gòu)成復(fù)絲的單纖維的根數(shù)越多,由多根單纖維構(gòu)成的空隙、即載帶導(dǎo)電性高分子的部 位被細(xì)分化,纖維結(jié)構(gòu)物對于導(dǎo)電性高分子的載帶性越高。另外,通過使單纖維的纖維直徑 變細(xì),從而即使能夠載帶導(dǎo)電性高分子的部位被細(xì)分化,也由于保持了導(dǎo)電性高分子的連 續(xù)性而依然能夠同時(shí)發(fā)揮高導(dǎo)電性。 例如,作為單纖維根數(shù)多的微米級纖維,準(zhǔn)備由溶解性不同的2種聚合物形成的海島型 復(fù)合纖維絲,用溶劑除去海島型復(fù)合纖維的一種成分,制成超細(xì)纖維。各島成分的粗細(xì)、分 布不固定,但通過增加島成分的構(gòu)成根數(shù),可以形成由微米級纖維形成的復(fù)絲。 在能夠用上述的方法制造的復(fù)絲中,作為微米級纖維的島成分的構(gòu)成根數(shù),雖然也與 單纖維纖度或有無對單纖維的捻紗等有關(guān),但為5根以上,優(yōu)選為24根以上,更優(yōu)選為50根 以上。此外,本發(fā)明中也包括混紡纖維(denier mix)。另外,多成分絲纖維整體的截面形態(tài) 也不限于圓孔,包括三葉型、四葉型、T型、中空型等所有已知的纖維的截面。 作為本發(fā)明涉及的纖維結(jié)構(gòu)物的優(yōu)選形態(tài),一種優(yōu)選形態(tài)為:通過化學(xué)性剝離、物理性 剝離、溶解除去等方法對用海島型復(fù)合纖維織制而成的梭織物進(jìn)行處理從而使構(gòu)成纖維成 為超細(xì)纖維,從而制作織物(日文:織編物),并通過水刺加工等使纖維彼此絡(luò)合而得到的制 品。 在上述的纖維結(jié)構(gòu)物的優(yōu)選形態(tài)中,為了保持纖維的絡(luò)合結(jié)構(gòu),利用含浸等手段賦予 聚氨酯等高分子彈性體物質(zhì)。由此,有提高纖維結(jié)構(gòu)物的染色性、尺寸穩(wěn)定性、品質(zhì)穩(wěn)定性 等的效果。此外,使片狀的纖維結(jié)構(gòu)物的表面起絨,在表面形成由超細(xì)纖維的束構(gòu)成的絨頭 等,可以根據(jù)目的制成各種類型的片狀物。 對于纖維結(jié)構(gòu)物而言,除了纖維的絡(luò)合、起絨以外,可將收縮處理、形態(tài)固定處理、壓縮 處理、染色加工處理、油分賦予處理、熱固定處理、溶劑除去、形態(tài)固定劑除去、梳理處理、上 光處理、平面(輯)加壓處理、高性能短切抽裙(shortcut shirring)處理(絨頭的剪切)等多 種處理在各工序的各環(huán)節(jié)適當(dāng)組合實(shí)施,只要不損害作為電極的性能,則實(shí)施不受限制。 此外,在本發(fā)明涉及的纖維結(jié)構(gòu)物中,構(gòu)成復(fù)絲的單纖維更優(yōu)選纖維直徑為O.Oldtex ~0.OOOldtex的納米纖維,可合適地使用:含有由"NAN0ALL0Y(注冊商標(biāo))"纖維制作的納米 纖維短絲聚集體、利用靜電紡紗方式等制作的單絲紗的聚集體等由通過已知方法制作的納 米纖維構(gòu)成的復(fù)絲紗的纖維結(jié)構(gòu)物。 由納米纖維構(gòu)成的復(fù)絲紗可以利用已知的復(fù)合紡紗方式等制作。作為一例,可以有效 地使用日本專利第5472479號、日本特開2013-185283號公報(bào)(纖維研VESTA專利)中列舉的 將使用復(fù)合噴嘴制成的復(fù)合纖維進(jìn)行脫海而得到的、纖維直徑的散差小的納米纖維復(fù)絲 紗,但并不限定于此。 單纖維的截面形狀也沒有特殊限制,可以為圓、三角形、扁平、中空等已知的截面形狀。 優(yōu)選使用日本特開2013-185283號公報(bào)中列舉的使用復(fù)合噴嘴形成的各種纖維截面形態(tài)、 特別是異形度高的截面(本發(fā)明中所謂的異形度表示,異形截面紗的外接圓和內(nèi)接圓的比 (外接圓/內(nèi)接圓)越大,截面具有越高的異形度)的復(fù)絲紗。 另外,用于本發(fā)明的電極元件的纖維結(jié)構(gòu)物的厚度優(yōu)選為〇.2_以上2.0mm以下。厚度 小于0.2_時(shí),由于面料過薄,因此,實(shí)質(zhì)的每單位面積重量變小,導(dǎo)電性高分子的含浸量變 少,如果厚度大于2.0mm,則由于過厚而導(dǎo)致穿戴感差。更優(yōu)選為0.3mm以上1.5mm以下。另 外,電極元件的大小只要能夠檢測信號則沒有特別規(guī)定,縱·橫各自優(yōu)選為2cm以上、20cm 以下。如果為2cm以下,則由于電極元件的面積過小,因此,動(dòng)作、運(yùn)動(dòng)時(shí)電極容易錯(cuò)位,變得 容易接收噪聲。如果為20cm以上,則不僅成為對于實(shí)質(zhì)信號檢測而言不必要的大小,而且由 于電極元件的面積過大,還會(huì)導(dǎo)致穿戴感差。更優(yōu)選的是,縱·橫各自優(yōu)選為2.5cm以上、 18cm以下。 本發(fā)明的電極元件中,優(yōu)選在含有導(dǎo)電性高分子的纖維結(jié)構(gòu)物的一個(gè)面上層疊有樹脂 層。 特別地,考慮到電極元件對于生物體電極的適應(yīng)性,樹脂層優(yōu)選形成于電極元件的與 人體皮膚表面接觸的面的內(nèi)面。電極元件通過具有樹脂層,能夠控制電極元件部分的濕度, 并且能夠發(fā)揮穩(wěn)定的導(dǎo)電性。另外,通過以樹脂層被覆電極元件的一個(gè)面,能夠提高電極元 件的耐久性,尤其是能夠大幅度地抑制由洗滌導(dǎo)致導(dǎo)電性高分子脫落而造成的導(dǎo)電性降 低。構(gòu)成樹脂層的聚合物的種類及形狀只要能夠控制濕度則沒有限制,從作為電極元件的 需求特性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為具有絕緣性的防水透濕層。 作為防水透濕層,從汗蒸汽的排出的觀點(diǎn)考慮,可以舉出將PTFE(聚四氟乙烯)多孔膜、 由親水性的聚酯樹脂、聚氨酯樹脂等親水性彈性體形成的無孔膜、聚氨酯樹脂微多孔膜等 已知的膜、薄膜、層疊物、樹脂等通過涂布、層壓方式進(jìn)行層疊而成的形態(tài),但不限于上述形 態(tài)。從對于作為基材的纖維結(jié)構(gòu)物的追隨性的觀點(diǎn)考慮,防水透濕層優(yōu)選為將具有伸縮性 的聚氨酯樹脂微多孔膜通過層壓而層疊接合的層。 另外,對于本發(fā)明的電極元件而言,按照J(rèn)ISL-0217(2012) 103法重復(fù)進(jìn)行20次洗滌后 的表面電阻優(yōu)選為IX 1〇6Ω以下。本發(fā)明的電極元件雖然由纖維結(jié)構(gòu)物和導(dǎo)電性高分子形 成,但可進(jìn)行家庭洗滌??梢哉J(rèn)為,構(gòu)成纖維結(jié)構(gòu)物的單纖維的根數(shù)越多,由多根單纖維構(gòu) 成的空隙、即載帶導(dǎo)電性高分子的部位被細(xì)分化,故而纖維結(jié)構(gòu)物對于導(dǎo)電性高分子的載 帶性越高,能夠賦予高度的洗滌耐久性。 作為本發(fā)明的電極元件的優(yōu)選使用方式,可以舉出與發(fā)揮織物電極的特性的粘貼劑組 合而成的粘貼型電極、將本發(fā)明的電極元件至少用作電極的一部分而成的裝置等。 作為使用本發(fā)明的電極元件的裝置的一例,首先可以舉出各種傳感設(shè)備,例如設(shè)置型、 攜帶型、可穿戴型等。作為傳感用途,可以應(yīng)用于從生物體獲得電信號的傳感用途,如對心 跳次數(shù)、心電波形、呼吸次數(shù)、血壓、腦電位、肌電位等的測定,可以舉出日常的健康管理、娛 樂、運(yùn)動(dòng)時(shí)的健康管理、心臟病、高血壓、睡眠呼吸暫停綜合征等的遠(yuǎn)程管理等,但不限于上 述用途。另外,除了傳感用途以外,作為向身體輸電的裝置,可以舉出低頻按摩器、肌肉刺激 肌力增強(qiáng)裝置等。 圖1是使用了本發(fā)明的電極元件的生物體信號檢測衣料100的示意圖。本發(fā)明涉及的電 極元件101 (l〇la、101b、101c)中,2個(gè)電極元件被配置于衣料主體部104的在穿戴時(shí)與左右 的側(cè)胸部或側(cè)腹部附近接觸的部分,在衣料主體部104的與配置在左右的側(cè)胸部或側(cè)腹部 附近的電極元件隔開間隔的下方位置配置剩余的1個(gè)電極元件。各電極元件101測定生物體 信號,電極元件101測定的生物體信號經(jīng)由布線103(103a、103b、103c)被傳送至測定裝置 102,被傳送至測定裝置102的生物體信號經(jīng)過信號處理后,被傳送至移動(dòng)終端、個(gè)人電腦。 本發(fā)明的電極元件101在作為如圖1所示的生物體信號檢測衣料100等的可穿戴式電極使用 時(shí),能夠穩(wěn)定地檢測生物體信號。 實(shí)施例 以下,通過實(shí)施例對本發(fā)明的電極元件進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的電極元件不限于這些 實(shí)施例。實(shí)施例及比較例中的測定值通過以下的方法得到。 (1) 纖度 對于海島型復(fù)合纖維而言,通過將布帛在3質(zhì)量%氫氧化鈉水溶液(75°C,浴比為1:30) 中浸漬而溶解除去99%以上的易溶成分后,將紗分解,抽出由超細(xì)纖維形成的復(fù)絲,測定其 lm的質(zhì)量并乘以10000倍,由此算出纖度。重復(fù)10次上述操作,將所得結(jié)果的算術(shù)平均值的 小數(shù)點(diǎn)后第2位四舍五入而得的值作為纖度。 對于其他的纖維,將紗分解,抽出復(fù)絲,測定其lm的質(zhì)量并乘以10000倍,由此算出纖 度。重復(fù)10次上述操作,將所得結(jié)果的算術(shù)平均值的小數(shù)點(diǎn)后第2位四舍五入而得的值作為 纖度。 (2) 纖維直徑 將得到的復(fù)絲用環(huán)氧樹脂包埋,利用Reichert公司制FC · 4E型低溫切割系統(tǒng) (Cryosectioning System)進(jìn)行冷凍,用具備金剛石刀的Reichert-Nissei ultracut N(超 薄切片機(jī)(ultramicrotome))切削后,用(株)KEYENCE制VE-7800型掃描電子顯微鏡(SEM)拍 攝其切削面,對于納米纖維以5000倍拍攝,對于微米級纖維以1000倍拍攝,對于其他以500 倍拍攝。從得到的照片中提取隨機(jī)選定的150根超細(xì)纖維,使用圖像處理軟件(WINR00F)針 對照片測定全部外接圓的直徑(纖維直徑)。 (3) 復(fù)絲的纖維直徑及纖維直徑散差(CV%(A)) 求出上述的纖維直徑的平均纖維直徑及纖維直徑標(biāo)準(zhǔn)偏差,基于下式算出纖維直徑 CV%(變異系數(shù):Coefficient of Variation)。以上的數(shù)值通過下述方法求出:針對全部3 處的各照片進(jìn)行測定,作為3處的平均值,以nm單位測定到小數(shù)點(diǎn)后1位,并將小數(shù)點(diǎn)后的數(shù) 值四舍五入。 纖維直徑散差(CV% (A))=(纖維直徑標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均纖維直徑)X 100 (4) 異形度及異形度散差(CV% (B)) 通過與上述的纖維直徑相同的方法,拍攝復(fù)絲的截面,在其圖像中,將與剖面外接的正 圓的直徑作為外接圓直徑(纖維直徑),此外,將內(nèi)接的正圓的直徑作為內(nèi)接圓直徑,根據(jù)異 形度=外接圓直徑+內(nèi)接圓直徑,求到小數(shù)點(diǎn)后第3位,并求出將小數(shù)點(diǎn)后第3位以下的數(shù) 值四舍五入而得的值,作為異形度。針對在同一圖像內(nèi)隨機(jī)提取的150根超細(xì)纖維測定該異 形度,由其平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差,基于下式算出異形度散差(CV%(B)(變異系數(shù):Coefficient of Variation))。對于該異形度散差,將小數(shù)點(diǎn)后第2位以下的數(shù)值四舍五入。 異形度散差(CV% (B))=(異形度的標(biāo)準(zhǔn)偏差/異形度的平均值)X 100( % ) (5) 樹脂附著量 利用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20°CX65%RH)下的導(dǎo)電性高分子分散液涂布前后的試驗(yàn)布即纖維結(jié) 構(gòu)體的質(zhì)量變化測定樹脂附著量。計(jì)算式如下。 樹脂附著量(g/m2) = (加工后的試驗(yàn)布質(zhì)量(g)_加工前的試驗(yàn)布質(zhì)量(g))/涂布了分 散液的試驗(yàn)布的面積(m2)
[0065] (6)表面電阻 將10cmX 10cm的電極作為試驗(yàn)片,置于高質(zhì)泡沫苯乙稀上,使用電阻計(jì)(Mistubushi Analytech四探針電阻計(jì)Loresta-AX MCP-T370),于20°C在40%RH環(huán)境下測定表面電阻值 (Ω )0 (7) 洗滌耐久性 將10cm X 10cm的電極作為試驗(yàn)片,通過根據(jù)JIS L0217 (2012) 103法的方法,測定利用 20次反復(fù)法進(jìn)行洗滌后的表面電阻值。洗滌設(shè)備使用全自動(dòng)洗衣機(jī)(National NA-F50Z8)。 (8) 透氣度 電極的透氣性根據(jù)JIS L 1096(梭織物及針織物的面料試驗(yàn)方法)(1999)透氣性A法 (弗雷澤(Fraz i er)型法)進(jìn)行測定。 (9) 硬挺度 電極的硬挺度根據(jù)JIS L 1096(梭織物及針織物的面料試驗(yàn)方法)(1999)硬挺度A法 (45°懸臂法)進(jìn)行測定。 對本發(fā)明涉及的電極元件的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[實(shí)施例1] 使用100T-136F的聚酯納米纖維混纖紗,以雙羅紋組織編制圓織物,所述聚酯納米纖維 混纖紗是將以聚對苯二甲酸乙二醇酯作為島成分、以由作為聚酯的酸成分的對苯二甲酸和 間苯二甲酸-5-磺酸鈉的共聚物形成的堿熱水可溶型聚酯作為海成分的75T-112F(海島比 率為30% :70%,島數(shù)為127島/F)的納米纖維與22T-24F的高收縮紗進(jìn)行混纖而成的。接著, 將布帛在3質(zhì)量%氫氧化鈉水溶液(75°C,浴比為1:30)中浸漬從而除去易溶成分,得到使用 了納米纖維與高收縮紗的混纖紗的針織物。通過已知的凹版涂布法,在作為得到的纖維結(jié) 構(gòu)物的針織物上,涂布在水與乙醇的混合溶劑(水44wt %,乙醇50wt % )中分散1. Owt %作為 導(dǎo)電性高分子的PED0T/PSS和5.0wt%作為粘合劑的丙烯酸系熱固性樹脂而成的分散液,使 試劑涂布量成為15g/m 2,從而得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例2] 將高收縮紗從22T-24F變更為33T-6F,使用將納米纖維與75T-112F(海島比率為30%: 70%,島數(shù)為127島/F)混纖而成的110T-118F的聚酯納米纖維混纖紗,除此以外,實(shí)施與實(shí) 施例1相同的處理,制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例3] 除了將布帛結(jié)構(gòu)從針織物變更為平紋梭織物以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處理,制造電 極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例4] 不使用22T-24F的高收縮紗,而變更為單獨(dú)由75T-112F(海島比率為30 % : 70 %,島數(shù)為 127島/F)的聚酯納米纖維構(gòu)成的紗,除此以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處理,制造電極。使用 的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例5] 不使用22T-24F的高收縮紗,并將75T-112F(海島比率為30%:70%,島數(shù)為127島#)變 更為單獨(dú)由100T-30F(海島比率為30% :70%,島數(shù)為2048島/F)的聚酯納米纖維構(gòu)成的紗, 除此以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處理,制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1 及表2。
[實(shí)施例6] 不使用22T-24F的高收縮紗,并將75T-112F(海島比率為30%:70%,島數(shù)為127島#)變 更為單獨(dú)由120T-60F(海島比率為50% :50%,島數(shù)為2048島/F)的聚酯納米纖維構(gòu)成的紗, 除此以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處理,制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1 及表2。
[實(shí)施例7] 不使用22T-24F的高收縮紗,而變更為單獨(dú)由75T-112F(海島比率為30 % : 70 %,島數(shù)為 127島/F)的三角形截面的聚酯納米纖維構(gòu)成的紗,除此以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處理, 制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例8] 不使用22T-24F的高收縮紗,并將75T-112F(海島比率為30%:70%,島數(shù)為127島#)變 更為66T-9F (海島比率為20 % : 80 %,島數(shù)為70島/F)的微米級纖維的梭織物,除此以外,實(shí) 施與實(shí)施例1相同的處理,制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例9] 針對使用島成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯、海成分為聚苯乙稀的4.2dtex、51mm的高分 子排列體纖維(海島比率為57% :43%,島數(shù)為16島)形成的針刺無紡布,含浸賦予聚氨酯, 實(shí)施濕式凝固。相對于聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量而言,聚氨酯的含有率為49%。將其浸 漬于三氯乙烯中,用扎液機(jī)絞擰,除去聚苯乙烯成分,得到單絲纖度為〇.15dtex的超細(xì)纖 維。得到用拋光m/c實(shí)施了絨頭處理、并實(shí)施了染色加工的無紡布。接著,與實(shí)施例1相同,通 過已知的凹版涂布法,在作為得到的纖維結(jié)構(gòu)物的無紡布上,涂布在水與乙醇的混合溶劑 中分散作為導(dǎo)電性高分子的PEDOT/PSS和作為粘合劑的丙烯酸類熱固性樹脂而成的分散 液,使試劑涂布量成為15g/m 2,從而得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及 表2。
[實(shí)施例10] 不使用22T-24F的高收縮紗,并將75T-112F(海島比率,島數(shù)為127島/F)變更為84T-36F (染色試驗(yàn)用聚酯纖維布,(株)色染公司制)的聚酯纖維梭織物,除此以外,實(shí)施與實(shí)施例1 相同的處理,制造電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例11] 使用將56T-24F的聚酯纖維與聚氨酯紗混纖而成的混纖紗,編制圓織物。接著,將布帛 浸漬于〇. 06質(zhì)量%氫氧化鈉和0.05質(zhì)量%表面活性劑的混合水溶液(80°C,浴比為1:30) 中,從而除去原絲油劑、污物。對于得到的作為纖維結(jié)構(gòu)物的針織物,與實(shí)施例1同樣地操 作,涂布導(dǎo)電性高分子的分散液,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表 2〇
[實(shí)施例12] 使用單獨(dú)由78T-24F的尼龍纖維構(gòu)成的紗,編制圓織物。接著,將布帛浸漬于0.06質(zhì) 量%氫氧化鈉和0.05質(zhì)量%表面活性劑的混合水溶液(80°C,浴比為1:30),從而除去原絲 油劑、污物。對于得到的作為纖維結(jié)構(gòu)物的針織物,與實(shí)施例1同樣地操作,涂布導(dǎo)電性高分 子的分散液,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例13] 使用將75T-112F(海島比率為30%:70%,島數(shù)為127島作)的納米纖維與221'-24?的高 收縮紗混纖而成的100T-136F的聚酯納米纖維混纖紗,編制圓織物。接著,將布帛浸漬于3質(zhì) 量%氫氧化鈉水溶液(75°C,浴比為1:30)中從而除去易溶成分,得到使用了納米纖維與高 收縮紗的混纖紗的針織物。在得到的針織物的內(nèi)面,通過已知的方法層壓加工聚氨酯樹脂 微多孔膜,通過已知的凹版涂布法,在表面上,涂布在水與乙醇的混合溶劑中分散作為導(dǎo)電 性高分子的PEDOT/PSS和作為粘合劑的丙烯酸系熱固性樹脂而成的分散液,使試劑涂布量 成為15g/m 2,從而得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例14] 將高收縮紗從22T-24F變更為33T-6F,制成與75T-112F(海島比率為30%:70%,島數(shù)為 127島/F)的聚酯納米纖維混纖紗,除此以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使用 的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例15] 除了將布帛結(jié)構(gòu)從針織物變更為平紋梭織物以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到 電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例16] 除了變更為單獨(dú)由75T-112F(海島比率為30% :70%,島數(shù)為127島/F)的聚酯納米纖維 構(gòu)成的紗以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示 于表1及表2。
[實(shí)施例17] 除了變更為單獨(dú)由100T-30F(海島比率為30% :70%,島數(shù)為2048島/F)的聚酯納米纖 維構(gòu)成的紗以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性 不于表1及表2。
[實(shí)施例18] 除了變更為單獨(dú)由120T-60F(海島比率為50% :50%,島數(shù)為2048島/F)的聚酯納米纖 維構(gòu)成的紗以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性 不于表1及表2。
[實(shí)施例19] 除了變更為單獨(dú)由75T-112F(海島比率為30% :70%,島數(shù)為127島/F)的三角形截面的 聚酯納米纖維構(gòu)成的紗以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使用的材料及得到的 電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例20] 不使用22T-24F的高收縮紗,而變更為使用66T-9F(海島比率為20%:80%,島數(shù)為70 島/F)的微米級纖維而得到的圓織物,除此以外,實(shí)施與實(shí)施例13相同的處理,得到電極。使 用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例21] 針對使用島成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯、海成分為聚苯乙稀的4.2dtex、長51mm的高 分子排列體纖維(海島比率為57% :43%,島數(shù)為16島)形成的針刺無紡布,含浸賦予聚氨 酯,實(shí)施濕式凝固。相對于聚對苯二甲酸乙二醇酯的質(zhì)量而言,聚氨酯的含有率為49%。將 其浸漬于三氯乙烯中,用扎液機(jī)絞擰,除去聚苯乙烯成分,得到單絲纖度為0.15dtex的超細(xì) 纖維。得到用拋光m/c實(shí)施了絨頭處理、并實(shí)施了染色加工的無紡布。與實(shí)施例13同樣地,在 得到的無紡布的內(nèi)面層壓加工聚氨酯樹脂微多孔膜,在表面涂布導(dǎo)電性高分子分散液,得 到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例22] 使用84T-36F(染色試驗(yàn)用聚酯纖維布,(株)色染公司制)的聚酯纖維梭織物,與實(shí)施例 13同樣地,在布帛的內(nèi)面層壓加工聚氨酯樹脂微多孔膜,在表面涂布導(dǎo)電性高分子分散液, 得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例23] 使用將56T-24F的聚酯纖維與聚氨酯紗混纖而成的混纖紗,編制圓織物。接著,將布帛 浸漬于〇. 06質(zhì)量%氫氧化鈉和0.05質(zhì)量%表面活性劑的混合水溶液(80°C,浴比為1:30) 中,從而除去原絲油劑、污物。與實(shí)施例13同樣地,在得到的針織物的內(nèi)面層壓加工聚氨酯 樹脂微多孔膜,在表面涂布導(dǎo)電性高分子分散液,得到電極。使用的材料及得到的電極的特 性不于表1及表2。
[實(shí)施例24] 使用單獨(dú)由78T-24F的尼龍纖維構(gòu)成的紗,編制圓織物。接著,將布帛浸漬于0.06質(zhì) 量%氫氧化鈉和ο. 05質(zhì)量%表面活性劑的混合水溶液(80 °C,浴比為1:30)中,從而除去原 絲油劑、污物。在得到的針織物的內(nèi)面層壓加工聚氨酯樹脂微多孔膜,在表面涂布導(dǎo)電性高 分子分散液,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例25] 除了將導(dǎo)電性高分子變更為5%聚苯胺水溶液(Aldrich制)以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同 的處理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例26] 除了將導(dǎo)電性高分子變更為5%聚吡咯水溶液(Aldrich制)以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同 的處理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例27] 除了將實(shí)施例4的聚酯納米纖維變更為尼龍納米纖維以外,實(shí)施與實(shí)施例1相同的處 理,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[實(shí)施例28] 作為使用了本發(fā)明涉及的電極元件的設(shè)備的一例,將Mitsufuji Textile Ind.Co., Ltd.制鍍銀絲"AGposs"的110T-34F從乙烯基(Viny 1)絕緣管中通過,從該管的一端穿出,并 將從一端穿出的該鍍銀絲縫接至已切割為3cm見方的實(shí)施例1的電極。在鍍銀絲所在的面 上,從上方粘貼3M Healthcare公司制的防水透濕手術(shù)用片材(surgical sheet) "Tegaderm smooth film roll",制作心電圖用的電極。
[實(shí)施例29] 作為使用了本發(fā)明涉及的電極元件的設(shè)備的一例,在市售的伸縮(stretch)系運(yùn)動(dòng)背 心(sports inner)內(nèi)側(cè)的左側(cè)的胸部和右側(cè)的胸部,用縫線縫上探查電極,所述探查電極 是將實(shí)施例1中記載的電極切割成縱向7cm、橫向5cm而得到的,進(jìn)一步地,在距左側(cè)的胸部 的電極5cm的下側(cè),用縫線縫上無關(guān)電極(生物體基準(zhǔn)電位電極),所述無關(guān)電極同樣是將實(shí) 施例1的電極切割成縱向7cm、橫向5cm而得到的。此外,將Mitsufuji Textile Ind.Co ., Ltd.制鍍銀絲"AGposs"的110T-34F作為布線,從這3個(gè)電極部分起,分別用縫針以彼此不接 觸的方式在背心上縫到左鎖骨部位,通過在該鍍銀絲的布線部的表面和內(nèi)面粘貼T0RAY C0ATEX(株)制的防水接縫帶(seam tape) "αΕ-110",從而將布線部絕緣被覆。將引至該左鎖 骨部位的鍍銀絲與信號檢測裝置連接進(jìn)行安裝,由此制作能夠在穿戴時(shí)測定心電圖的可穿 戴式電極背心(inner)。
[比較例1] 與實(shí)施例1同樣地,通過已知的凹版涂布法在PET膜上涂布導(dǎo)電性高分子PED0T/PSS(信 越聚合物公司,SEPLYGIDA(注冊商標(biāo)))和丙烯酸樹脂,使試劑涂布量成為15g/m2,得到電 極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[比較例2] 與實(shí)施例1同樣地,通過已知的凹版涂布法在PET膜上涂布導(dǎo)電性高分子粘合性水凝 膠,使樹脂涂布量成為15g/m2,得到電極。使用的材料及得到的電極的特性示于表1及表2。
[表1]
[表2]
附圖標(biāo)記說明 100生物體信號檢測衣料 101電極元件 102測定裝置 103布線 104衣料主體部
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電極元件,其特征在于,在含有導(dǎo)電性高分子的纖維結(jié)構(gòu)物中,在構(gòu)成所述纖維 結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有導(dǎo)電性高分子。2. 如權(quán)利要求1所述的電極元件,其特征在于,所述纖維結(jié)構(gòu)物至少含有復(fù)絲紗,在構(gòu) 成所述復(fù)絲紗的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶有導(dǎo)電性物質(zhì)。3. 如權(quán)利要求1或2所述的電極元件,其特征在于,構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物的復(fù)絲紗含有 0.2dtex以下的單纖維。4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的電極元件,其特征在于,所述導(dǎo)電性高分子與粘合 劑一同被分散于溶劑中,通過在所述纖維結(jié)構(gòu)物上涂布分散有所述導(dǎo)電性高分子的分散 液,從而使構(gòu)成所述纖維結(jié)構(gòu)物的單纖維的表面上、及/或單纖維與單纖維的間隙中載帶所 述導(dǎo)電性高分子。5. 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的電極元件,其特征在于,所述導(dǎo)電性高分子為聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)和聚苯乙烯磺酸的混合物。6. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的電極元件,其特征在于,在含有所述導(dǎo)電性物質(zhì)的 纖維結(jié)構(gòu)物的單面上層疊有樹脂層。7. 如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的電極元件,其特征在于,按照J(rèn)IS L0217(2012年版) 103法重復(fù)進(jìn)行20次洗滌后的表面電阻為1 X ΙΟ6 Ω以下。8. 如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的電極元件,其特征在于,所述電極元件與粘貼劑層 置。9. 一種裝置,其特征在于,將權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的電極元件至少用作電極的 一部分。
【文檔編號】A61B5/0478GK105939659SQ201580006127
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】塚田信吾, 河西奈保子, 住友弘二, 高河原和彥, 小野善, 小野一善, 川野龍介, 石原隆子, 小泉弘, 竹田惠司, 長井典子, 小田直規(guī), 敕使川原崇
【申請人】日本電信電話株式會(huì)社, 東麗株式會(huì)社