JP6947973B2 - Elastic electrode and its manufacturing method, and wearable electrode - Google Patents
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Description
本発明は、伸縮性電極及びその製造方法、並びにウエアラブル電極に関する。 The present invention relates to a stretchable electrode, a method for manufacturing the same, and a wearable electrode.
被測定者が着用する衣服等に生体電極を取り付け、被測定者が日常生活において発する電気的な生体信号を長時間にわたって取得するウエアラブル電極の研究開発がすすめられている(非特許文献1)。このようなウエアラブル電極は、例えば、超高齢化社会における医療介護健康システムの効率的なツールとして有効である。 Research and development of wearable electrodes, in which bioelectrodes are attached to clothes or the like worn by the person to be measured and the electrical biosignals emitted by the person to be measured in daily life are acquired for a long period of time, are being promoted (Non-Patent Document 1). Such a wearable electrode is effective as, for example, an efficient tool for a medical care health system in a super-aging society.
電気的な生体信号を安定して取得するためには、ウエアラブル電極が生体と密着していることが重要である。しかし、非特許文献1のような従来のウエアラブル電極では、通常、衣服等に比較して生体電極の伸縮性が低いため、被測定者の動作が激しいと生体電極がその動きに充分に追従できず、締め付けにより装着感が悪くなる。 In order to stably acquire electrical biological signals, it is important that the wearable electrodes are in close contact with the living body. However, in the conventional wearable electrode as in Non-Patent Document 1, since the elasticity of the bioelectrode is usually lower than that of clothes or the like, the bioelectrode can sufficiently follow the movement of the person to be measured when the movement is intense. However, tightening makes the fit worse.
本発明は、使用時の生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感に優れた伸縮性電極、及びその製造方法、並びに、その伸縮性電極を備えるウエアラブル電極を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an elastic electrode that easily follows the violent movement of a living body during use and has an excellent wearing feeling, a method for manufacturing the same, and a wearable electrode provided with the elastic electrode.
本発明の伸縮性電極は、導電性高分子が繊維構造物に含浸された導電体に導電糸が固定され、前記導電糸の平面視形状が、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状である。導電糸の平面視形状が前記形状であることで、導電糸が電極の伸縮に対応可能となる。そのため、使用時に生体が動いてもその動きに電極が追従でき、生体を締め付けることが抑制され、装着感に優れる。 In the elastic electrode of the present invention, a conductive thread is fixed to a conductor impregnated with a conductive polymer in a fiber structure, and the plan view shape of the conductive thread is one or both of a bent portion and a curved portion. It is a shape that includes. When the conductive thread has the above-mentioned shape in a plan view, the conductive thread can cope with the expansion and contraction of the electrode. Therefore, even if the living body moves during use, the electrodes can follow the movement, the tightening of the living body is suppressed, and the wearing feeling is excellent.
本発明の伸縮性電極においては、前記導電糸が前記導電体の表面に位置され、前記導電糸が固定糸により前記導電体に固定されている。これにより、導電糸を導電体にしっかりと固定することが容易になる。 In the elastic electrode of the present invention, the conductive thread is located on the surface of the conductor, and the conductive thread is fixed to the conductor by the fixing thread. This makes it easy to firmly fix the conductive thread to the conductor.
本発明の伸縮性電極においては、前記導電糸の平面視形状が、正弦波、シグモイド又は半円のいずれかの湾曲形状であることが好ましい。これにより、伸縮性電極が生体の動きにさらに追従しやすく、装着感がより優れたものとなる。 In the elastic electrode of the present invention, it is preferable that the plan view shape of the conductive yarn is a curved shape of any one of a sine wave, a sigmoid, and a semicircle. As a result, the elastic electrode can more easily follow the movement of the living body, and the wearing feeling becomes more excellent.
本発明の伸縮性電極においては、前記導電体がシート状であることが好ましい。これにより、生体への密着性と装着感を両立できる。 In the elastic electrode of the present invention, it is preferable that the conductor is in the form of a sheet. As a result, it is possible to achieve both adhesion to the living body and a feeling of wearing.
本発明の伸縮性電極においては、前記導電体が、一方を長手方向となる帯状で、かつ平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状であり、前記導電糸が前記導電体の長手方向に延びるように固定されていることが好ましい。これにより、電極の柔軟性が向上し、生体の動きにさらに追従しやすくなり、装着感がより優れたものとなる。 In the elastic electrode of the present invention, the conductor has a strip shape with one of them in the longitudinal direction, and the plan view shape includes one or both of a bent portion and a curved portion, and the conductive thread is said to have the same shape. It is preferable that the conductor is fixed so as to extend in the longitudinal direction. As a result, the flexibility of the electrode is improved, it becomes easier to follow the movement of the living body, and the wearing feeling becomes more excellent.
本発明の伸縮性電極の製造方法は、本発明の伸縮性電極を製造する方法であって、繊維構造物に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定した後、前記繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成する方法である。これにより、使用時に生体が動いてもその動きに電極が追従でき、生体を締め付けることが抑制され、装着感に優れた伸縮性電極が得られる。また、繊維構造物と導電糸とを接続した後に導電性高分子を含浸することで、繊維構造物と導電糸との隙間に導電性高分子が充分に充填されやすく、それらの間の接触抵抗をより小さくすることができる。 The method for producing an elastic electrode of the present invention is a method for producing an elastic electrode of the present invention, and the fiber structure has a shape in which one or both of a bent portion and a curved portion are included in a plan view. This is a method of forming a conductor by impregnating the fiber structure with a conductive polymer after fixing the conductive thread as described above. As a result, even if the living body moves during use, the electrodes can follow the movement, the tightening of the living body is suppressed, and a stretchable electrode having an excellent wearing feeling can be obtained. Further, by impregnating the conductive polymer after connecting the fiber structure and the conductive thread, the conductive polymer is easily sufficiently filled in the gap between the fiber structure and the conductive thread, and the contact resistance between them is easily filled. Can be made smaller.
本発明の伸縮性電極の製造方法は、本発明の伸縮性電極を製造する方法であって、繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成した後、前記導電体に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定する方法であってもよい。これにより、使用時に生体が動いてもその動きに電極が追従でき、生体を締め付けることが抑制され、装着感に優れた伸縮性電極が得られる。 The method for producing an elastic electrode of the present invention is a method for producing an elastic electrode of the present invention, in which a fiber structure is impregnated with a conductive polymer to form a conductor, and then the conductor is formed into a flat surface. A method of fixing the conductive thread so that the visual shape includes one or both of the bent portion and the curved portion may be used. As a result, even if the living body moves during use, the electrodes can follow the movement, the tightening of the living body is suppressed, and a stretchable electrode having an excellent wearing feeling can be obtained.
本発明のウエアラブル電極は、本発明の伸縮性電極を備えている。本発明の伸縮性電極を備えることで、本発明のウエアラブル電極は伸縮性に優れ、被測定者の動きに追従しやすく、装着感に優れている。 The wearable electrode of the present invention includes the stretchable electrode of the present invention. By providing the elastic electrode of the present invention, the wearable electrode of the present invention has excellent elasticity, easily follows the movement of the person to be measured, and has an excellent wearing feeling.
本発明の伸縮性電極は、使用時の生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感に優れている。
本発明の本発明の伸縮性電極の製造方法によれば、使用時の生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感に優れた伸縮性電極が得られる。
本発明のウエアラブル電極は、被測定者の激しい動きにも追従しやすく、装着感に優れる。
The stretchable electrode of the present invention easily follows the violent movement of the living body during use and is excellent in wearing comfort.
According to the method for producing an elastic electrode of the present invention of the present invention, it is easy to follow the violent movement of a living body during use, and an elastic electrode having an excellent wearing feeling can be obtained.
The wearable electrode of the present invention is easy to follow the violent movement of the person to be measured and has an excellent wearing feeling.
[伸縮性電極]
本発明の伸縮性電極は、導電性高分子が繊維構造物に含浸された導電体に導電糸が固定され、前記導電糸の平面視形状が、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状である。以下、本発明の伸縮性電極の一例を示して説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
[Stretchable electrode]
In the elastic electrode of the present invention, a conductive thread is fixed to a conductor impregnated with a conductive polymer in a fiber structure, and the plan view shape of the conductive thread is one or both of a bent portion and a curved portion. It is a shape that includes. Hereinafter, an example of the stretchable electrode of the present invention will be described.
It should be noted that the dimensions and the like of the figures illustrated in the following description are examples, and the present invention is not necessarily limited thereto, and the present invention can be appropriately modified without changing the gist thereof. ..
本実施形態の伸縮性電極1は、図1及び図2に示すように、一方を長手方向とする帯状の導電体10と、導電体10の表面に位置された導電糸12と、導電糸12を導電体10に接続する固定糸14とを備えている。導電糸12は、導電体10の表面に長さ方向に延びるように位置しており、長さ方向に所定の間隔で設けられた固定糸14によって結び付けられることで導電体10に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the elastic electrode 1 of the present embodiment has a band-
導電体10は、繊維構造物に導電性高分子が含浸されて形成された帯状の導電性繊維構造物である。
この例の導電体10の平面視形状は、正弦波の形状になっている。なお、導電体10の平面視形状は、正弦波には限定されず、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状とすることができる。導電体10の平面視形状は、屈曲部のみを含んでいてもよく、湾曲部のみを含んでいてもよく、屈曲部と湾曲部の両方を含んでいてもよい。導電体10の平面視形状は、直線部を含んでいてもよい。
The
The plan view shape of the
帯状の導電体10の平面視形状としては、周期関数、非周期関数で表される曲線、例えば正弦波、シグモイド、半円等の湾曲形状や、ジグザグ状等の屈曲形状を例示することができる。帯状の導電体10の平面視形状としては、伸縮性電極の伸縮性が向上し、生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感がより優れたものとなる点から、正弦波、シグモイド、又は半円のいずれかの湾曲形状が好ましい。
As the plan view shape of the strip-
導電体10の厚みは、0.01〜10mmが好ましく、0.1〜3mmがより好ましい。導電体10の厚みが前記範囲の下限値以上であれば、生体電極に必要な導電性が付与される。導電体10の厚みが前記範囲の上限値以下であれば、繊維製品に必要な柔軟性が得られる。
導電体10の幅は、特に限定されず、例えば、1〜100mmとすることができる。
The thickness of the
The width of the
繊維構造物を形成する繊維としては、特に限定されず、合成繊維、植物性の繊維、動物性の繊維を例示することができる。繊維構造物を形成する繊維は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。 The fibers forming the fiber structure are not particularly limited, and synthetic fibers, vegetable fibers, and animal fibers can be exemplified. The fiber forming the fiber structure may be one kind or two or more kinds.
合成繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリウレタン繊維、炭素繊維を例示することができる。
植物性の繊維としては、綿、麻、ジュートを例示することができる。
動物性の繊維としては、絹、羊毛、コラーゲン、動物組織を構成する弾性繊維を例示することができる。
Examples of synthetic fibers include nylon fibers, polyester fibers, acrylic fibers, aramid fibers, polyurethane fibers, and carbon fibers.
Examples of vegetable fibers include cotton, hemp, and jute.
Examples of animal fibers include silk, wool, collagen, and elastic fibers constituting animal tissues.
繊維の直径(太さ)は、特に制限されず、例えば、0.1μm〜1mmとすることができる。
繊維の長さは、特に制限されず、例えば、1〜1000mmとすることができる。
The diameter (thickness) of the fiber is not particularly limited, and can be, for example, 0.1 μm to 1 mm.
The length of the fiber is not particularly limited and can be, for example, 1 to 1000 mm.
繊維構造物の形態としては、特に限定されず、織物、編物、不織布を例示することができる。
繊維構造物の目付けは、1〜1000g/m2が好ましく、10〜500g/m2がより好ましい。繊維構造物の目付けが前記範囲の下限値以上であれば、ウエアラブル電極に必要な耐久性と導電性を付与することができる。繊維構造物の目付けが前記範囲の上限値以下であれば、ウエアラブル電極に必要な装着感や風合いを得ることができる。
The form of the fiber structure is not particularly limited, and woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics can be exemplified.
Basis weight of the fiber structure is preferably 1~1000g / m 2, 10~500g / m 2 is more preferable. When the basis weight of the fiber structure is at least the lower limit of the above range, the durability and conductivity required for the wearable electrode can be imparted. When the basis weight of the fiber structure is not more than the upper limit value in the above range, the wearing feeling and texture required for the wearable electrode can be obtained.
導電性高分子としては、ポリピロールやポリアニリン、PEDOT(ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン))を含むポリチオフェンを例示することができる。導電性高分子としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the conductive polymer include polythiophene including polypyrrole, polyaniline, and PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)). As the conductive polymer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
導電性高分子は、ドーパント剤を含んでもよい。ドーパント剤としては、特に限定されず、電子アクセプターとして、臭素、ヨウ素等のハロゲン、PF5、BF3、SO3等のルイス酸、H2SO4、HClO4等のプロトン酸等を例示することができる。高分子ドーパントとしては、ポリスチレンスルホン酸(PSS)等を例示することができる。電子ドナーとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を例示することができる。
導電性高分子としてPEDOT−PSSを用いた場合、環境安定性が向上する。
The conductive polymer may contain a dopant agent. The dopant agent is not particularly limited, and examples of the electron acceptor include halogens such as bromine and iodine, Lewis acids such as PF 5 , BF 3 , SO 3 , and proton acids such as H 2 SO 4 , HClO 4. Can be done. Examples of the polymer dopant include polystyrene sulfonic acid (PSS) and the like. Examples of the electron donor include alkali metals and alkaline earth metals.
When PEDOT-PSS is used as the conductive polymer, environmental stability is improved.
本発明では、導電性高分子にバインダー樹脂を配合した導電性樹脂として繊維構造物に含浸することが好ましい。これにより、繊維構造物に導電性高分子を固定化することが容易になり、導電体10の耐傷性が向上し、また繰り返し洗濯後の表面抵抗の上昇も抑制できる。
導電性樹脂は、含浸する際には粘性を有する状態で、時間経過とともに、あるいは熱を加えることにより固化する性質を有することが好ましい。含浸する際には粘性を有することにより、導電糸と導電体の間に隙間ができることを抑制でき、それらの接触抵抗が大きくなることを抑制できる。
In the present invention, it is preferable to impregnate the fiber structure as a conductive resin in which a binder resin is mixed with a conductive polymer. As a result, it becomes easy to immobilize the conductive polymer on the fiber structure, the scratch resistance of the
It is preferable that the conductive resin has a property of being viscous when impregnated and solidifying with the passage of time or by applying heat. By having viscosity at the time of impregnation, it is possible to suppress the formation of a gap between the conductive thread and the conductor, and it is possible to suppress an increase in contact resistance between them.
バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ポリイミド;ポリアミドイミド;ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド12、ポリアミド11等のポリアミド;ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂;アラミド樹脂;ポリイミドシリコーン;ポリウレタン;ポリウレア;メラミン樹脂;フェノール樹脂;ポリエーテル;アクリル樹脂及びこれらの共重合体等を例示することができる。バインダー樹脂としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The binder resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Specifically, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; polyimide; polyamideimide; polyamides 6, polyamides 6, 6,
導電性樹脂には、導電性高分子及びバインダー樹脂以外の他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、特に限定されず、生理食塩水や保湿剤を例示することができる。
保湿剤としては、グリセロール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールコポリマー、エチレングリコール、スフィンゴシン、ホスファチジルコリン等を例示することができる。
The conductive resin may contain components other than the conductive polymer and the binder resin. The other components are not particularly limited, and examples thereof include physiological saline and moisturizers.
Examples of the moisturizer include glycerol, sorbitol, polyethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, ethylene glycol, sphingosine, phosphatidylcholine and the like.
導電糸12は、導電体10の表面に長さ方向に延びるように固定されている。そのため、この例の導電糸12の平面視形状は、正弦波の形状になっている。なお、導電糸12の平面視形状は、正弦波には限定されず、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状とすることができる。導電糸12の平面視形状は、屈曲部のみを含んでいてもよく、湾曲部のみを含んでいてもよく、屈曲部と湾曲部の両方を含んでいてもよい。導電糸12の平面視形状は、直線部を含んでいてもよい。
The
導電糸12の平面視形状としては、周期関数、非周期関数で表される曲線、例えば正弦波、シグモイド、半円等の湾曲形状や、ジグザグ状等の屈曲形状を例示することができ、伸縮性電極の伸縮性が向上し、生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感がより優れたものとなる点から、正弦波、シグモイド、又は半円のいずれかの湾曲形状が好ましい。
As the plan view shape of the
導電糸12としては、導電性を有する糸であればよく、金属線や、金属や導電性高分子でコーティングされた繊維を例示することができる。導電糸12としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The
金属線としては、ステンレス線、銀線、銅線を例示することができる。繊維にコーティングされる金属としては、銀を例示することができる。繊維にコーティングされる導電性高分子としては、導電体で挙げた導電性高分子と同じものを例示することができる。
伸縮性電極1の機械的強度を確保しやすい点では、導電糸12は、金属線が好ましく、ステンレス線がより好ましい。また、伸縮性電極1の柔軟性を確保しやすい点では、導電糸12は、金属や導電性高分子でコーティングされた繊維が好ましい。
Examples of the metal wire include a stainless wire, a silver wire, and a copper wire. As the metal coated on the fiber, silver can be exemplified. As the conductive polymer coated on the fiber, the same conductive polymer as mentioned in the conductor can be exemplified.
The
導電糸12の直径(太さ)は、0.1μm〜5mmが好ましく、10μm〜1mmがより好ましい。導電糸12の直径が前記範囲の下限値以上であれば、生体電極に必要な導電性と耐久性が得られる。導電糸12の直径が前記範囲の上限値以下であれば、被服に求められる柔軟性と風合いが得られる。
The diameter (thickness) of the
固定糸14は、導電糸12を導電体10に固定できるものであればよく、導電性を有する糸であってもよく、導電性を有しない糸であってもよい。固定糸14の材料は、特に限定されず、合成繊維、植物性の繊維、動物性の繊維を例示することができる。固定糸14としては、導電糸12で挙げた糸を用いてもよい。固定糸14としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
固定糸14の直径(太さ)は、特に限定されず、例えば、0.1μm〜1000μmとすることができる。
The fixing
The diameter (thickness) of the fixing
伸縮性電極1の使用時には、例えば、図3(A)及び図3(B)に示すように、被測定者の体や腕に伸縮性電極1を巻き付けるように密着させる。
伸縮性電極1においては、導電体10は繊維構造物に導電性高分子が含浸されて形成されているため、柔軟性を有している。また、帯状の導電体10と導電糸12は、平面視形状がともに波状になっている。そのため、伸縮性電極1は導電体10と導電糸12が直線となるまで引き延ばすことが可能である。このように、伸縮性電極1は、導電糸が直線状に導電体に固定されている場合に比べて伸縮性に優れているため、使用時に生体が激しく動いてもその動きに追従でき、生体を締め付けることが抑制され、装着感に優れる。
When the stretchable electrode 1 is used, for example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the stretchable electrode 1 is wound around the body or arm of the person to be measured so as to be brought into close contact with the stretchable electrode 1.
In the stretchable electrode 1, the
以上説明したように、本発明の伸縮性電極においては、導電体に固定した導電糸の平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状になっている。そのため、本発明の伸縮性電極は伸縮性に優れ、使用時の生体の激しい動きにも追従しやすく、装着感に優れる。 As described above, in the stretchable electrode of the present invention, the plan view shape of the conductive thread fixed to the conductor is a shape including one or both of the bent portion and the curved portion. Therefore, the elastic electrode of the present invention has excellent elasticity, easily follows the violent movement of the living body during use, and has an excellent wearing feeling.
なお、本発明の伸縮性電極は、前記した伸縮性電極1には限定されない。例えば、本発明の伸縮性電極は、図4及び図5に例示した伸縮性電極2であってもよい。
伸縮性電極2は、シート状の導電体10Aと、導電体10Aの表面に位置された導電糸12と、導電糸12を導電体10Aに接続する固定糸14とを備えている。伸縮性電極2は、帯状の導電体10の代わりに、シート状の導電体10Aを備える以外は、伸縮性電極1の態様と同じである。
The stretchable electrode of the present invention is not limited to the stretchable electrode 1 described above. For example, the stretchable electrode of the present invention may be the
The
導電体10Aは、シート状である以外は、導電体10と同じ態様を採用できる。導電体10Aの平面視形状及び大きさは、特に限定されず、適宜設定することができる。この例では、導電体10Aの平面視形状は、長方形の長手方向の両方の端部が円弧状に切り掛かれた形状になっている。この例の導電糸12は、導電体10Aの長手方向に延び、かつ平面視形状が正弦波の形状となるように導電体10Aに固定されている。伸縮性電極2の導電糸12の長さは、導電体10Aの長手方向の長さよりも長くなっている。
The
伸縮性電極2においても、伸縮性電極1と同様に、導電体10Aは繊維構造物に導電性高分子が含浸されて形成されているため柔軟性を有し、導電糸12は平面視形状が波状になっている。そのため、伸縮性電極2は伸縮性に優れ、使用時に生体が激しく動いてもその動きに追従でき、生体を締め付けることが抑制され、装着感に優れる。
Similar to the elastic electrode 1, the
また、本発明の伸縮性電極は、固定糸を用いずに導電糸を導電体に固定できる態様であれば、固定糸を備えない電極であってもよい。例えば、本発明の伸縮性電極は、図6(A)、図6(B)、図6(C)に例示するように、編糸として導電糸12と非導電糸16を用いた編物(ニット)に導電性樹脂18を含浸させて導電体10B〜10Dを形成した固定糸を用いない構成でもよい。また、導電体における導電糸を固定する位置は、導電体の表面には限定されず、導電糸が導電体中に位置した状態で固定されていてもよい。
Further, the elastic electrode of the present invention may be an electrode without a fixing thread as long as the conductive thread can be fixed to the conductor without using the fixing thread. For example, the elastic electrode of the present invention is a knit (knit) using
[伸縮性電極の製造方法]
本発明の伸縮性電極の製造方法としては、繊維構造物に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定した後、前記繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成する方法が好ましい。繊維構造物と導電糸とを接続した後に導電性高分子を含浸することで、繊維構造物と導電糸との隙間に導電性高分子が充分に充填されやすくなり、それらの間の接触抵抗をより小さくすることができる。
なお、本発明においては、繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成した後に、前記導電体に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定してもよい。
[Manufacturing method of elastic electrode]
In the method for producing the stretchable electrode of the present invention, the conductive thread is fixed to the fiber structure so that the shape in a plan view includes one or both of the bent portion and the curved portion, and then the fiber structure is manufactured. Is preferably impregnated with a conductive polymer to form a conductor. By impregnating the conductive polymer after connecting the fiber structure and the conductive thread, the conductive polymer can be sufficiently filled in the gap between the fiber structure and the conductive thread, and the contact resistance between them can be increased. It can be made smaller.
In the present invention, after the fiber structure is impregnated with a conductive polymer to form a conductor, the conductor has a plan view shape including one or both of a bent portion and a curved portion. The conductive thread may be fixed so as to be.
導電性高分子の含浸方法としては、特に限定されず、例えば導電性高分子及びバインダー樹脂を溶媒に溶解又は分散させた液を、塗布、印刷、浸漬、噴霧、滴下等の方法で繊維構造物を含浸させる方法を例示することができる。 The method of impregnating the conductive polymer is not particularly limited, and for example, a liquid obtained by dissolving or dispersing the conductive polymer and the binder resin in a solvent is applied, printed, immersed, sprayed, dropped, or the like to form a fiber structure. Can be exemplified as a method of impregnating.
溶媒としては、水、水とアルコール(エタノール、メタノール等)の混合溶液、ジメチルスルホキシド、アセトン等を例示することができる。溶媒としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the solvent include water, a mixed solution of water and alcohol (ethanol, methanol, etc.), dimethyl sulfoxide, acetone, and the like. As the solvent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
溶媒を使用する場合、溶媒の使用量は、導電性樹脂を含む試薬の全溶液質量に対して、50質量%〜99質量%が好ましく、80質量%〜90質量%がより好ましい。溶媒の使用量が前記範囲の下限値以上であれば、導電性高分子の凝集が抑制される。溶媒の使用量が前記範囲の上限値以下であれば、導電性高分子の含有量を相対的に増加させることができ、導電性が向上する。 When a solvent is used, the amount of the solvent used is preferably 50% by mass to 99% by mass, more preferably 80% by mass to 90% by mass, based on the total mass of the reagent containing the conductive resin. When the amount of the solvent used is not less than the lower limit of the above range, the aggregation of the conductive polymer is suppressed. When the amount of the solvent used is not more than the upper limit of the above range, the content of the conductive polymer can be relatively increased, and the conductivity is improved.
[ウエアラブル電極]
本発明のウエアラブル電極は、本発明の伸縮性電極を備えている。本発明のウエアラブル電極は、本発明の伸縮性電極を備える以外は、公知の態様を採用することができる。
ウエアラブル電極としては、生体と直接接触する下着等の衣類、サポーター、包帯に本発明の伸縮性電極が取り付けられたものを例示することができる。
[Wearable electrode]
The wearable electrode of the present invention includes the stretchable electrode of the present invention. The wearable electrode of the present invention may adopt a known embodiment except that the wearable electrode of the present invention includes the stretchable electrode of the present invention.
Examples of the wearable electrode include those in which the elastic electrode of the present invention is attached to clothing such as underwear, a supporter, and a bandage that come into direct contact with a living body.
衣類と本発明の伸縮性電極を備えるウエアラブル電極を用いれば、日常生活を営みながら、長期間にわたって安定して電気的な生体信号を取得することが可能になる。サポーターと本発明の伸縮性電極を備えるウエアラブル電極を用いれば、局所的に激しい動きを伴う部位の電気的な生体信号を取得することが可能になる。包帯と本発明の伸縮性電極を備えるウエアラブル電極を用いれば、局所的に激しい動きを伴う部位の電気的な生体信号を取得することが可能になるだけではなく、負傷時に包帯としての機能と電気的な生体信号取得電極としての機能を両立することが可能になる。 By using clothing and a wearable electrode provided with the elastic electrode of the present invention, it is possible to stably acquire an electrical biological signal for a long period of time while living a daily life. By using a wearable electrode provided with a supporter and the elastic electrode of the present invention, it is possible to acquire an electrical biological signal of a site that is locally accompanied by violent movement. By using a wearable electrode equipped with a bandage and the elastic electrode of the present invention, it is possible not only to acquire an electrical biological signal of a site with locally violent movement, but also to function as a bandage and electricity in case of injury. It is possible to achieve both functions as a biological signal acquisition electrode.
1,2…伸縮性電極、10,10A…導電体、12…導電糸、14…固定糸。 1,2 ... Elastic electrode, 10,10A ... Conductor, 12 ... Conductive thread, 14 ... Fixing thread.
Claims (12)
前記導電糸の平面視形状が、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状である、伸縮性電極。 A conductive thread is fixed to a band-shaped conductor having a conductive polymer impregnated in a fiber structure in the longitudinal direction so as to extend in the longitudinal direction of the conductor.
A stretchable electrode having a plan view shape of the conductive thread including one or both of a bent portion and a curved portion.
前記導電糸の平面視形状が、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状であり、
被測定者に巻き付けるように密着させる、伸縮性電極。 The conductive thread is fixed to a strip-shaped conductor having one of the conductive polymers impregnated in the fiber structure in the longitudinal direction.
The plan-view shape of the conductive yarn is a shape including one or both of a bent portion and a curved portion.
An elastic electrode that is wrapped around the person to be measured.
前記導電糸の平面視形状が、屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状であり、
前記導電糸の全体が前記導電体の表面に位置され、前記導電糸が固定糸によって結びつけられることにより前記導電体に直接固定されている、伸縮性電極。 The conductive thread is fixed to the conductor impregnated with the conductive polymer in the fiber structure,
The plan-view shape of the conductive yarn is a shape including one or both of a bent portion and a curved portion.
The entire electrically conductive yarn is located at the surface of the conductor, the conductive yarn is fixed directly to the conductor by being tied me by the fixing thread, elastic electrodes.
前記導電体が、一方が長手方向となる帯状で、かつ平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状であり、 The conductor has a strip shape in which one is in the longitudinal direction, and the shape in a plan view includes one or both of a bent portion and a curved portion.
前記導電糸が前記導電体の長手方向に延びるように固定されており、 The conductive thread is fixed so as to extend in the longitudinal direction of the conductor.
被測定者に巻き付けるように密着させる、伸縮性電極。 An elastic electrode that is wrapped around the person to be measured.
前記導電糸が前記導電体の長手方向に延びるように固定されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の伸縮性電極。 The conductor has a strip shape in which one is in the longitudinal direction, and the shape in a plan view includes one or both of a bent portion and a curved portion.
The stretchable electrode according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive thread is fixed so as to extend in the longitudinal direction of the conductor.
繊維構造物に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定した後、前記繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成する、伸縮性電極の製造方法。 The method for manufacturing an elastic electrode according to claim 1, 2 or 4.
After fixing the conductive thread to the fiber structure so that the shape in plan view includes one or both of the bent portion and the curved portion, the fiber structure is impregnated with a conductive polymer to form a conductor. A method for manufacturing an elastic electrode to be formed.
繊維構造物に導電性高分子を含浸して導電体を形成した後、前記導電体に、平面視形状が屈曲部及び湾曲部のいずれか一方又は両方を含む形状となるように導電糸を固定する、伸縮性電極の製造方法。 The method for manufacturing an elastic electrode according to claim 1, 2 or 4.
After impregnating the fiber structure with a conductive polymer to form a conductor, a conductive thread is fixed to the conductor so that the plan view shape includes either one or both of a bent portion and a curved portion. A method of manufacturing an elastic electrode.
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