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METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE, AND MANUFACTURE OF MEASUREMENT SYSTEM USING SAID ELECTRODE

Foreign code F160008900
File No. (S2015-0835-N0,S2015-0836-N0)
Posted date Nov 11, 2016
Country WIPO
International application number 2016JP058557
International publication number WO 2016148249
Date of international filing Mar 17, 2016
Date of international publication Sep 22, 2016
Priority data
  • P2015-053942 (Mar 17, 2015) JP
  • P2015-053945 (Mar 17, 2015) JP
Title METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING ELECTRODE, AND MANUFACTURE OF MEASUREMENT SYSTEM USING SAID ELECTRODE
Abstract The present invention addresses the problem of providing: a means for applying an electrically conductive polymer onto a base material directly and with high efficiency so that the electrically conductive polymer can be used as an electrode element without being bled when PEDOT-pTS is used as the electrically conductive polymer; a surface electrode which is produced without using an electrically conductive gel, has excellent electrical conduction performance and therefore can have a reduced surface area, can be adhered onto skin, does not undergo the displacement on skin even upon the application of a little movement of a body, and can be used in myoelectric signal measurement systems and brain wave measurement systems that have been used in various situations of life. Provided are: a method for producing an electrode element, said method being characterized in that a mixed solution of (1) an organic solvent-based solution containing an oxidative component and p-toluenesulfonate (pTS) and (2) 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) is brought into contact with a base material to adhere the mixed solution onto the base material and then the contact part is subjected to a polymerization acceleration treatment in synchronization with the contacting; and a biopotential electrode to be applied onto a surface or to be punctured upon use, said biopotential electrode being characterized by comprising the electrode element.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
The current, the metal such as copper electrically conductive carbon and the like of the present invention used in place of the conductive fibers, and the conductivity is superior in hydrophilicity, and, as a material having excellent compatibility with the living body the conductive polymer is drawing attention. This is because, metal and carbon is hydrophobic, yet rigid, bio-compatibility of the recognized problem in some cases. For example, in the case of using as an electrode on the surface of the living body, and the body surface of the biological electrode in order to ensure electrical continuity, a conductive paste is used between the body surface of the biological electrode must, stuffy feeling discomfort or irritation in the user by, contact dermatitis and further problems such as bacterial infections and has been indicated.
In this way to solve such a problem at the beginning is drawing attention as a material as a conductive polymer, and the already 'PEDOT-PSS(Poly(3,4-ethlenedioxythiophene) -polystyrenesulfonate) ' is provided, the conductive polymer, biological material such as silk fibers of the conductive fibers of the coating, has been developed by the present inventors (for example, Patent Document 1, 2, Non-Patent Document 1).
That uses a conductive polymer as an application of the electrode, the biological electrode is used and the electromyographic or an electroencephalograph.
Walks the human or the animal when the moving vehicle, that is the basis that the driving force is produced by the muscle contraction. Such a method of knowing the activity state of the muscles, the muscles (Electromyography: EMG) as the control. Is a projection of muscles, neuromuscular disease and the needle electromyogram to be used in the clinical diagnosis, the surface electromyogram used to analyze the operation of the two halves.
The needle electromyogram of the former, increasingly complex neuromuscular disease in modern society is increasingly being required. In the latter the surface electromyogram, the muscle action potential of the surface of the living body is derived through an electrode, it can be visualized as a electromyogram, to correspond to an operation, a time at which the muscle which, whether the degree of activity can be known.
In recent years, an electromyogram and the myoelectric potential measurement system is provided, the cost performance and the device, including the software to improve the user-friendlier, myoelectric potential measurement itself is becoming more easily than the prior art. In addition, general-purpose signal processing software using a personal computer by using various signal processing modules can be easily performed.
As a result, in particular surface electromyography in the measurement system, in the field of rehabilitation or sports motion analysis discussed actively apparatus has been effectively used.
With respect to the EEG, as well as a test at the medical institution, home testing, remote medical care, psychological study, care welfare field, ubiquitous health care system, such as BCI (brain computer interface) an important position in the emerging.
In such a situation, the situation in which a more general life in a subject brain wave measurement of physical, psychological without burdening the means for performing an EEG measurement is demanded.
In addition, to correlate eye movement and brain waves, eye movement and brain wave synchronized with the action potential can be provided by the composite system.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲
[請求項1]
 (1)酸化成分とpTS(p-toluenesulfonate)を含有する有機溶媒性溶液と、(2)EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)、の混合液の、基材への接触による付着を行い、当該接触に同期させた重合促進処理を当該接触箇所に施すことを特徴とする、電極素子の生産方法。
[請求項2]
 上記生産方法において、(1)酸化成分とpTS(p-toluenesulfonate)を含有する有機溶媒性溶液と、(2)EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)の混合液の、基材への接触による付着部分は、基材平面上の一部における描画デザインであることを特徴とする、請求項1に記載の電極素子の生産方法。
[請求項3]
 上記生産方法において、(1)酸化成分とpTS(p-toluenesulfonate)を含有する有機溶媒性溶液と、(2)EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)、の混合液の、基材への接触による付着を行う前に、当該付着予定箇所を除く部分に防染糊又はミツロウを塗布した後、少なくとも当該付着予定箇所において上記混合液との接触を行い、さらに重合促進処理を行った後に、上記防染糊又はミツロウを除去することを特徴とする、請求項1又は2に記載の電極素子の生産方法。
[請求項4]
 上記生産方法において、防染糊はデンプン糊であることを特徴とする、請求項3に記載の電極素子の生産方法。
[請求項5]
 上記生産方法において、同期させた重合促進処理は、(1)の有機溶媒性溶液と(2)のEDOTの混合液の基材への接触から1分以内に開始することを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項6]
 上記生産方法において、(1)の有機溶媒性溶液にバインダーが含有されており、同期させた重合促進処理は混合液の基材への接触から24時間以内に開始することを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項7]
 上記生産方法において、重合促進処理は局所的な加熱処理であることを特徴とする、請求項1~6のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項8]
 上記生産方法において、局所的な加熱処理は、(a)該当部分における50~90℃の放熱体の直接的若しくは間接的な接触、及び/又は、(b)該当部分が50~90℃になるように設定された熱風との接触、であることを特徴とする、請求項7に記載の電極素子の生産方法。
[請求項9]
 上記生産方法において、基材は、絹繊維を材料とする基材、又は、セリシン若しくはフィブロインを被覆した基材であることを特徴とする、請求項1~8のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項10]
 上記生産方法において、絹繊維を材料とする基材は、セッケン精練、アルカリ精練、セッケン・アルカリ精練、酵素精練、高温・高圧精練、又は、酸精練されていることを特徴とする、請求項9に記載の電極素子の生産方法。
[請求項11]
 上記生産方法において、基材の形状は、膜状、布状、フィルム状、シート状、又は、ゲル状であることを特徴とする、請求項1~10のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項12]
 上記生産方法において、(1)の有機溶媒性溶液におけるpTSの含有量は、当該有機溶媒性溶液に対して0.1~10質量%であることを特徴とする、請求項1~11のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項13]
 上記生産方法において、酸化成分は遷移金属であることを特徴とする、請求項1~12のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項14]
 上記生産方法において、接触による付着は、滴下、噴霧、浸漬、転写、又は、塗布により行われることを特徴とする、請求項1~13のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項15]
 上記生産方法において、基材上に2以上の異なる導電率の領域を設けることを特徴とする、請求項1~14のいずれかに記載の電極素子の生産方法。
[請求項16]
 請求項1~15のいずれかに記載の生産方法により生産されたことを特徴とする、電極素子。
[請求項17]
 請求項1~15のいずれかに記載の電極素子の生産方法により電極素子を生産し、次いで、当該電極素子を用いて電極を生産することを特徴とする、電極の生産方法。
[請求項18]
 上記電極は、表面又は穿刺用の生体電極であることを特徴とする、請求項17に記載の電極の生産方法。
[請求項19]
 上記生体電極は表面用電極であり、電極素子の形状は線状又は平面状であることを特徴とする、請求項18に記載の電極の生産方法。
[請求項20]
 上記生体電極は、多点電極であることを特徴とする、請求項19に記載の電極の生産方法。
[請求項21]
 上記生体電極は、表面用電極であり、かつ、電極素子の皮膚との接触可能面積が、0.25~100cm 2であることを特徴とする、請求項19又は20に記載の電極の生産方法。
[請求項22]
 上記生体電極は、表面用電極であり、かつ、電極素子の皮膚との接触可能面積が、0.0004~0.002cm 2であることを特徴とする、請求項19又は20に記載の電極の生産方法。
[請求項23]
 上記生体電極は、穿刺用電極であり、かつ、電極素子を直接的に生体組織に差し入れる部分を有していることを特徴とする、請求項18に記載の電極の生産方法。
[請求項24]
 上記生体電極の形状は、線状又は針状であることを特徴とする、請求項23に記載の電極の生産方法。
[請求項25]
 上記生体電極は、穿刺用電極であり、かつ、電極素子とこれを生体内に刺し入れるための補助機構が設けられていることを特徴とする、請求項23又は24に記載の電極の生産方法。
[請求項26]
 上記生体電極の電極素子と生体組織との接触可能表面積は、0.0004~0.002cm 2であることを特徴とする、請求項23~25のいずれかに記載の電極の生産方法。
[請求項27]
 上記生体電極は、筋電測定システム又は脳波測定システムに用いるための生体電極であることを特徴とする、請求項18~26のいずれかに記載の電極の生産方法。
[請求項28]
 請求項17~27のいずれかの請求項の生産方法により生産されたことを特徴とする、電極。
[請求項29]
 請求項17~27のいずれかの請求項の生産方法により電極を生産し、次いで、当該電極を生体に接触させる電極として筋電測定システムに設けることを特徴とする、筋電測定システムの生産方法。
[請求項30]
 請求項28に記載の電極を用いてなることを特徴とする、筋電測定システム。
[請求項31]
 請求項17~27のいずれかの請求項の生産方法により電極を生産し、次いで、当該電極を生体に接触させる電極として脳波測定システムに設けることを特徴とする、脳波測定システムの生産方法。
[請求項32]
 請求項28に記載の生体電極を用いてなることを特徴とする、脳波測定システム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • TOHOKU UNIVERSITY
  • Inventor
  • TORIMITSU Keiichi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JP KE KG KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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