JP2013202336A

JP2013202336A - Bioelectrode for electric stimulation

Info

Publication number: JP2013202336A
Application number: JP2012077590A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Fujita; 貴彦藤田; Tetsuya Nishi; 哲也西
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-07
Anticipated expiration: 2032-03-29
Also published as: JP5860323B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bioelectrode for an electric stimulation, that has favorable impedance without giving a discomfort such as a tingling feeling to a living body concerning the bioelectrode for an electric stimulation to be used in a biostimulation apparatus.SOLUTION: A bioelectrode 11 for an electric stimulation that has a lamination structure by lamination in order from conductive gel 12, an electrode element 13, an electric wire cord 14, an adhesive layer 15, and a support base material 16, and where impedance is 20-100 Ω. In the bioelectrode 11 for an electric stimulation 11, the electrode element 13 is a carbon base material having a surface resistance of 100-1,200 Ω and a thickness directional resistance of 1-20 kΩ cm. A core material 14a of the electric wire cord 14 is a carbon fiber.

Description

本発明は、低周波治療機器や干渉波治療器、電気治療器、痩身用機器などの電気刺激を生体に与える電気刺激機器に接続し人体に貼付する電気刺激用生体電極に関する。 The present invention relates to a bioelectrode for electrical stimulation that is connected to an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to a living body, such as a low-frequency treatment device, an interference wave therapy device, an electrical therapy device, and a slimming device, and is attached to a human body.

心電や脳波等を生体電気信号に基づいて計測したり、その反対に電気治療器などでは体内へ電気信号を送り込んだりすることが生体用電気機器を通じて行われている。これらの計測や治療には、生体と生体用電気機器との間に介在する媒体として生体用電極が重要な役割を担っている。この生体用電極について例えば特開平８−２４３０８５号公報（特許文献１）等に記載されている。 Electrocardiograms, electroencephalograms, and the like are measured on the basis of bioelectric signals, and conversely, electrotherapy devices and the like send electrical signals into the body through bioelectric devices. In these measurements and treatments, the living body electrode plays an important role as a medium interposed between the living body and the living body electrical device. This biological electrode is described in, for example, JP-A-8-243085 (Patent Document 1).

特開平８−２４３０８５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-243085

生体用電気機器の中でも心電図などの生体電気信号を捉える生体電気信号取得機器においては、心電等の微弱な電位を捉える必要があることから比較的電気抵抗が小さな生体用電極が用いられる。しかしながら、生体に電気信号を与える電気刺激機器に用いられる生体用電極、即ち電気刺激用生体電極では、電気抵抗が小さすぎると、生体にピリピリ感を与える等の不都合を生じる場合がある。そのため、電気刺激用生体電極の場合には、比較的抵抗値が高い材料を用いることが検討されるが、単に抵抗値だけみると、銅を１とした場合、ステンレスで３０倍、カーボンで８００倍になるため、単にカーボンを用いるだけでは高抵抗すぎて発熱や出力の減少などの不具合が生じると予測される。
そこで本発明は、こうした不具合の生じない電気刺激用生体電極を提供することを目的としてなされたものである。 Among bioelectric devices, bioelectric signal acquisition devices that capture bioelectric signals such as electrocardiograms need to capture weak potentials such as electrocardiograms, and thus bioelectrodes with relatively small electrical resistance are used. However, in the case of a biological electrode used in an electrical stimulation device that gives an electrical signal to a living body, that is, an electrical stimulation biological electrode, if the electrical resistance is too small, there may be a problem such as giving a tingling sensation to the living body. Therefore, in the case of a bioelectrode for electrical stimulation, it is considered to use a material having a relatively high resistance value. However, when only the resistance value is viewed, if copper is set to 1, stainless steel is 30 times, carbon is 800 times. Therefore, the use of carbon alone is expected to cause problems such as heat generation and reduced output due to excessive resistance.
Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a bioelectrode for electrical stimulation that does not cause such problems.

上記目的を達成するために、導電性ゲル、電極エレメント、電線コード、粘着剤層、支持基材の順に積層した積層構造を有しインピーダンスが２０Ω〜１００Ω以下の電気刺激用生体電極であって、電極エレメントが８０Ω〜１２００Ωの表面抵抗と１〜２０ｋΩ・ｃｍの厚み方向の抵抗を有するカーボン素材であり、電線コードの芯材がカーボンファイバーである電気刺激用生体電極を提供する。
電気刺激用生体電極のインピーダンスを２０Ω〜１００Ω以下としたため、生体に電気刺激を与える電気刺激機器用の生体電極として、生体にピリピリ感などの不快感を与えずに所望の治療効果を発揮することができる。
また、電極エレメントが８０Ω〜１２００Ωの表面抵抗と１〜２０ｋΩ・ｃｍの厚み方向の抵抗を有するカーボン素材であるため、カーボンファイバーを用いた電線コードとの組合せで通電性が好適である。さらに、電線コードの芯材がカーボンファイバーであるため、その抵抗（μΩ・ｃｍ）自体は高いものの、カーボン素材である電極エレメントとの組み合わせに優れ、局所的な発熱、温度上昇を防止することができる。 In order to achieve the above object, a bioelectric electrode for electrical stimulation having a laminated structure in which a conductive gel, an electrode element, an electric wire cord, an adhesive layer, and a supporting substrate are laminated in this order and having an impedance of 20Ω to 100Ω or less, Provided is a bioelectrode for electrical stimulation in which an electrode element is a carbon material having a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm, and a core material of an electric wire cord is carbon fiber.
Since the impedance of the biostimulator electrode for electrical stimulation is set to 20Ω to 100Ω or less, as a bioelectrode for an electrical stimulation device that applies electrical stimulation to the living body, the desired therapeutic effect can be exhibited without giving the living body unpleasant feeling such as tingling Can do.
Further, since the electrode element is a carbon material having a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm, the electrical conductivity is suitable in combination with an electric wire cord using carbon fiber. Furthermore, since the core material of the wire cord is carbon fiber, its resistance (μΩ · cm) itself is high, but it is excellent in combination with the electrode element that is carbon material, and can prevent local heat generation and temperature rise. it can.

また、電極エレメントのカーボン素材をカーボン練り込みフィルムとすることができる。電極エレメントのカーボン素材をカーボン練り込みフィルムとすれば、金属箔などと比べて強度に優れ、柔軟性や可撓性がある。さらに、８０Ω〜１２００Ωの表面抵抗と１〜２０ｋΩ・ｃｍの厚み方向の抵抗とすること、およびこの数値の範囲内で適度に抵抗値を調整することができること、などに優れ、所望のインピーダンスを有する電気刺激用生体電極を簡単に得ることができる。
こうした芯材や電極エレメントに用いられるカーボン素材は、腐蝕の問題が起きにくく、また軽量であって取扱い性にも優れている。 Moreover, the carbon raw material of an electrode element can be used as a carbon kneaded film. If the carbon material of the electrode element is a carbon-kneaded film, it is superior in strength to metal foil and has flexibility and flexibility. Furthermore, it is excellent in having a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm, and that the resistance value can be appropriately adjusted within the range of this numerical value, and has a desired impedance. A bioelectrode for electrical stimulation can be easily obtained.
The carbon material used for such a core material or electrode element is less susceptible to corrosion, is light in weight, and has excellent handleability.

また、電線コードに用いるカーボンファイバーの太さを４μｍ〜１０μｍとすることができる。
カーボンファイバーの太さを４μｍ〜１０μｍとしたため、電極エレメントとの間で十分な接触面積を確保することができる。そのため、電極エレメントと電線コードとの接続部分での無用な発熱や温度上昇、電気刺激用生体電極自体のインピーダンスの上昇を抑えることができる。 Moreover, the thickness of the carbon fiber used for an electric wire cord can be 4 micrometers-10 micrometers.
Since the thickness of the carbon fiber is 4 μm to 10 μm, a sufficient contact area with the electrode element can be ensured. Therefore, it is possible to suppress unnecessary heat generation and temperature rise at the connection portion between the electrode element and the electric wire cord, and increase in impedance of the biostimulation electrode itself.

さらに、電線コードの芯材にカーボンファイバーに加えて補強線を含む電気刺激用生体電極とすることができる。電線コードの芯材にカーボンファイバーに加えて補強線を含むため、カーボンファイバーのもろさを補い電線コードの屈曲耐性を向上させることができる。 Furthermore, it can be set as the bioelectrode for electrical stimulation which contains a reinforcing wire in addition to carbon fiber in the core material of an electric wire cord. Since the core material of the electric wire cord includes the reinforcing wire in addition to the carbon fiber, the brittleness of the carbon fiber can be compensated and the bending resistance of the electric wire cord can be improved.

そして、電極エレメント上にカーボンファイバーと補強線とを分離して固定する電気刺激用生体電極とすることができる。電極エレメント上でカーボンファイバーと補強線とを分離して固定したため、電極エレメントとカーボンファイバーとの間に補強線が入り込みにくく、電極エレメントとカーボンファイバーとの接触、固定が補強線によって妨げられない。したがって、芯材に補強線を含みながら、電極エレメントとの接触抵抗の高抵抗化を抑制することができる。また、電極エレメントと補強線との固定もされるため、電極エレメントとカーボンファイバーとを固着するだけの場合と比較して固着力が高まり、電気刺激用生体電極から電線コードを抜け難く、また切断し難くすることができる。 And it can be set as the bioelectrode for electrical stimulation which isolate | separates and fixes a carbon fiber and a reinforcement wire on an electrode element. Since the carbon fiber and the reinforcing wire are separated and fixed on the electrode element, the reinforcing wire is unlikely to enter between the electrode element and the carbon fiber, and contact and fixing between the electrode element and the carbon fiber are not hindered by the reinforcing wire. Therefore, it is possible to suppress an increase in contact resistance with the electrode element while including a reinforcing wire in the core material. In addition, since the electrode element and the reinforcing wire are also fixed, the fixing force is increased as compared with the case where the electrode element and the carbon fiber are only fixed, and the electric wire cord is difficult to be disconnected from the biostimulus electrode for electrical stimulation. Can be difficult.

本発明の電気刺激用生体電極は、好適なインピーダンスを有し、局所的な発熱を起こし難い電気刺激用生体電極である。 The bioelectrode for electrical stimulation of the present invention is a bioelectrode for electrical stimulation that has a suitable impedance and hardly causes local heat generation.

電気刺激用生体電極の平面図である。It is a top view of the bioelectrode for electrical stimulation. 図１のＳＡ−ＳＡ線模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line SA-SA in FIG. 1. 電極エレメントに固着する電線コード先端部の別の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of the electric wire cord tip part adhering to an electrode element.

本発明について図面を参照しつつ以下に説明する。なお、変更例を示す場合には変更箇所を説明するものとし、変更前共通する構成、材質、製造方法、作用効果等については重複説明を省略する。 The present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, when showing a change example, a change location shall be demonstrated and duplication description is abbreviate | omitted about the structure, material, manufacturing method, effect, etc. which are common before a change.

図１には、電気刺激用生体電極１１の平面図を示し、図２には模式断面図を示す。電気刺激用生体電極１１は、図１で示すように、生体に貼付する部分は平面視で略長方形状であり、この部分は図２で示すように、導電性ゲル１２、電極エレメント１３、電線コード１４、粘着剤層１５、支持基材１６がこの順に積層した積層構造を有している。
電線コード１４は、電気を流す芯材１４ａを絶縁樹脂で被覆した被覆電線１４ｂの一方側に電気刺激機器への接続端子となるコネクタ１４ｃを有し、もう一方側には絶縁樹脂が削がれ芯材１４ａが剥き出しになっている。 FIG. 1 is a plan view of the biostimulus 11 for electrical stimulation, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view. As shown in FIG. 1, the biostimulation electrode 11 for electrical stimulation has a substantially rectangular shape in plan view as shown in FIG. 1, and this part has a conductive gel 12, an electrode element 13, an electric wire as shown in FIG. The cord 14, the pressure-sensitive adhesive layer 15, and the support base material 16 have a laminated structure in which they are laminated in this order.
The electric wire cord 14 has a connector 14c serving as a connection terminal for an electrical stimulation device on one side of a covered electric wire 14b in which a core material 14a through which electricity flows is coated with an insulating resin, and the insulating resin is scraped on the other side. The core material 14a is exposed.

導電性ゲル１２は、電気刺激用生体電極１１にあって生体の皮膚に直接的に接触する部位である。導電性ゲル１２は、保形性を有し、予め所定の厚みや形状に形成しておくことができるだけでなく、柔軟性があって容易に変形し得るので、皮膚等に対する密着性が高い。また、電極エレメント１３に一体化させ易いことも好ましい。
この導電性ゲル１２を設けずに電極エレメント１３を皮膚に直接的に接触させただけでは、電極エレメント１３と生体とが電気的に接合されず、電極エレメント１３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て生体に電気信号を精度良く送ることができないが、導電性ゲル１２を設けることで、電気刺激用生体電極１１を生体表面に密着させることが可能となる。この導電性ゲル１２の厚みは、電流が均一に流れること、生体へのフィット性の向上などの理由から０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度が好ましい。 The conductive gel 12 is a part that is in direct contact with the skin of the living body in the biostimulus 11 for electrical stimulation. The conductive gel 12 has a shape retention property and can be formed in advance in a predetermined thickness and shape, and is flexible and can be easily deformed. Therefore, the conductive gel 12 has high adhesion to the skin and the like. It is also preferable that the electrode element 13 be easily integrated.
If the electrode element 13 is directly brought into contact with the skin without providing the conductive gel 12, the electrode element 13 and the living body are not electrically joined to each other, and the electrode element 13 and the skin are brought into unstable contact. Although a complex potential or impedance is generated and an electrical signal cannot be sent to a living body with high accuracy, the conductive gel 12 can be used to bring the living body electrode 11 for electrical stimulation into close contact with the living body surface. The thickness of the conductive gel 12 is preferably about 0.3 mm to 2.0 mm for reasons such as uniform current flow and improved fit to the living body.

導電性ゲル１２は、重合性単量体に、架橋性単量体を共重合させた高分子マトリックス内に、可塑剤と、溶媒成分と、電解質塩とを含む導電性ゲル１２を好適に用いることができる。こうした導電性ゲル１２は、体温や加熱により網目構造が崩れず、皮膚の表面に当接した際に粘着性を有し、あるいはゲル表面の水分の表面張力によって密着性を有するものである。また、生体との界面で濡れが良好で均一に密着し、剥離時に崩壊しない。 The conductive gel 12 suitably uses a conductive gel 12 containing a plasticizer, a solvent component, and an electrolyte salt in a polymer matrix obtained by copolymerizing a polymerizable monomer and a crosslinkable monomer. be able to. Such a conductive gel 12 does not lose its network structure due to body temperature or heating, and has adhesiveness when it comes into contact with the surface of the skin, or has adhesiveness due to the surface tension of moisture on the gel surface. In addition, it wets well at the interface with the living body and adheres uniformly, and does not collapse during peeling.

重合性単量体としては、分子内に重合性を有する炭素−炭素二重結合を１つ有する単量体であれば良く、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、（ポリ）エチレングリコール（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコール（メタ）アクリレート、（ポリ）グリセリン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸誘導体、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）ルアクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アクリロイルモルフォリン、ダイアセトンアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドとその塩、ターシャルブチルアクリルアミドスルホン酸とその塩等の（メタ）アクリルアミド誘導体、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド誘導体、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸及びその塩等のスルホン酸系単量体が挙げられる。これら単量体は、１種のみ使用してもよく、２種以上組み合わせて使用してもよい。なお、上記例示において、（メタ）アクリルは、アクリル又はメタクリルを意味する。 The polymerizable monomer may be any monomer having one polymerizable carbon-carbon double bond in the molecule, such as (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, (Meth) acrylic acid derivatives such as crotonic acid, (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, (poly) propylene glycol (meth) acrylate, (poly) glycerin (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) ) Acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N- Methylolacrylamide, acryloylmorpholine, diacetone acrylamide, N, -(Meth) acrylamide derivatives such as dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and salts thereof, tertiary butylacrylamide sulfonic acid and salts thereof, N-vinylamide derivatives such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide and N-vinylacetamide, Examples thereof include sulfonic acid monomers such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid and salts thereof. These monomers may be used alone or in combination of two or more. In the above examples, (meth) acryl means acryl or methacryl.

架橋性単量体としては、分子内に重合性を有する二重結合を２以上有している単量体を使用することが好ましい。具体的には、メチレンビス〈メタ）アクリルアミド、エチレンビス（メタ）アクリルアミド、（ポリ）エチレングリコールジ〈メタ）アクリレート、（ポリ）プロビレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリルアミド又は（メタ）アクリレート、テトラアリロキシエタン、ジアリルアンモニウムクロライド等が挙げられる。これら単量体は、１種のみ使用してもよく、２種以上組み合わせて使用してもよい。 As the crosslinkable monomer, it is preferable to use a monomer having two or more double bonds having a polymerizable property in the molecule. Specifically, methylene bis (meth) acrylamide, ethylene bis (meth) acrylamide, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, glycerin tri Polyfunctional (meth) acrylamides such as (meth) acrylate or (meth) acrylate, tetraallyloxyethane, diallylammonium chloride and the like can be mentioned. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

可塑剤としては、可塑性を向上させる多価アルコールを使用することが好ましい。また、溶媒成分の保持力があり、湿潤剤としての役割も果たす多価アルコールを使用することが好ましい。ゲルは、高分子マトリックス内に、可塑剤を含むことにより良好な粘弾性特性を有する。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール等のジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の２価以上の多価アルコール類、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン等の多価アルコール縮合体、ポリオキシエチレングリセリン等の多価アルコール変性体等が使用可能である。これら多価アルコールは、１種のみ使用してもよく、２種以上組み合わせて使用してもよい。これら多価アルコールの内、常温で液状であることが、ゲルの粘弾性特性を維持する点、重合反応後のゲル体の透明性を確保する点、製造時のハンドリング性を向上させる点で望ましい。そのような多価アルコールとして、グリセリン、ポリグリセリン等が挙げられる。 As the plasticizer, it is preferable to use a polyhydric alcohol that improves plasticity. In addition, it is preferable to use a polyhydric alcohol that has a holding power for the solvent component and also serves as a wetting agent. The gel has good viscoelastic properties by including a plasticizer in the polymer matrix.
Polyhydric alcohols include diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol and pentanediol, polyhydric alcohols having two or more valences such as glycerin, pentaerythritol and sorbitol, and polyhydric alcohol condensates such as polyethylene glycol and polyglycerin. In addition, modified polyhydric alcohols such as polyoxyethylene glycerin can be used. These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more. Among these polyhydric alcohols, it is desirable that they are liquid at room temperature in terms of maintaining the viscoelastic properties of the gel, ensuring the transparency of the gel body after the polymerization reaction, and improving the handling properties during production. . Examples of such a polyhydric alcohol include glycerin and polyglycerin.

溶媒成分としては、沸点が高く、常温で低い蒸気圧の極性溶媒が好ましく、重合性単量体及び架橋性単量体と相溶性のあるものが好ましい。溶媒成分としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド類、スルホラン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これら溶媒成分は、１種のみ使用してもよく、２種以上組み合わせて使用してもよい。混合してもよい。また、溶媒成分は、水を全量の１０重量％以上含むことが好ましい。 The solvent component is preferably a polar solvent having a high boiling point and a low vapor pressure at room temperature, and is preferably compatible with the polymerizable monomer and the crosslinkable monomer. Solvent components include water, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve and butyl cellosolve, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N′-dimethyl- Examples thereof include amides such as 2-imidazolidinone and N-methyl-2-pyrrolidone, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like. These solvent components may be used alone or in combination of two or more. You may mix. Moreover, it is preferable that a solvent component contains 10 weight% or more of water with respect to the whole quantity.

導電性ゲル１２の導電性は、ゲルが電解質塩を含むことにより得られる。
電解質塩としては、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化マグネシウム、ハロゲン化カルシウム等のハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属又はその他の金属ハロゲン化物や、各種金属の次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、燐酸塩、アンモニウム塩や、各種錯塩等の無機塩類や、酢酸、安息香酸、乳酸、酒石酸等の一価有機カルボン酸塩や、フマル酸、コハク酸、アジビン酸、クエン酸等の多価カルボン酸の一価又は二価以上の塩や、スルホン酸、アミノ酸等の有機酸の金属塩及び有機アンモニウム塩や、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリターシャルブチルアクリルアミドスルホン酸、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン等の高分子電解質の塩が使用できる。これら電解質塩は、１種のみ使用してもよく、２種以上組み合わせて使用してもよい。 The conductivity of the conductive gel 12 is obtained when the gel contains an electrolyte salt.
Examples of the electrolyte salt include alkali metal halides such as sodium halide, potassium halide, magnesium halide and calcium halide, alkaline earth metal halides or other metal halides, hypochlorites of various metals, Inorganic salts such as chlorite, chlorate, perchlorate, sulfate, nitrate, phosphate, ammonium salt and various complex salts, and monovalent organic carboxylates such as acetic acid, benzoic acid, lactic acid, tartaric acid Or monovalent or divalent salts of polyvalent carboxylic acids such as fumaric acid, succinic acid, adivic acid, citric acid, metal salts and organic ammonium salts of organic acids such as sulfonic acids and amino acids, poly (meta ) Polymer electrolyte salts such as acrylic acid, polyvinyl sulfonic acid, polytertiary butylacrylamide sulfonic acid, polyallylamine, polyethyleneimine It can be used. These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.

導電性ゲル１２には、必要に応じて防腐剤、殺菌剤、防黴剤、防錆剤、酸化防止剤、安定剤、ｐＨ調整剤、香料、界面活性剤、着色剤等の他の添加剤を適宜添加してもよい。添加する方法としては、あらかじめ配合液に他の添加剤を溶解又は分散させ、高分子マトリックスを形成する方法と、一旦生成した高分子ゲルに後から添加する方法がある。 Other additives such as preservatives, bactericides, antifungal agents, rust inhibitors, stabilizers, stabilizers, pH adjusters, fragrances, surfactants, colorants and the like are added to the conductive gel 12 as necessary. May be added as appropriate. As a method of adding, there are a method of dissolving or dispersing other additives in the compounding solution in advance to form a polymer matrix, and a method of adding the polymer gel once generated later.

電極エレメント１３は、一般的にはアルミニウムや銅、ニッケル、ステンレスなどの金属箔や、これらの金属をフィルムや繊維・布の表面に蒸着や塗布した金属複合物が用いられる。硬く柔軟性に乏しいことから生体表面に対する追随性が不十分になり易いこと、また、イオン化し易く、腐食（孔食）や酸化（錆）が起こると安定性や導電性能が低下すること、などの欠点もあるが、金属箔は比較的安価であり導電性が高いからである。また、カーボンは導電性はあるが抵抗が高いため局所的に発熱するおそれが考えられ好適には用いられていなかった。一方、電線コード１４の芯材１４ａとしては、一般的には銅や鉄、ステンレスといった金属線が用いられ、カーボンファイバーは、金属線に比較すると抵抗が高いことから特殊な用途、例えばＸ線に影が写ることを避けるために金属線をなるべく用いないようにしたＸ線透過型心電図測定用電極等以外にはあまり用いられていなかった。 The electrode element 13 is generally made of a metal foil such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, or a metal composite obtained by depositing or applying these metals on the surface of a film, fiber, or cloth. Because it is hard and lacks flexibility, it tends to be insufficient to follow the surface of a living body, and it is easy to ionize, and when corrosion (pitting corrosion) or oxidation (rust) occurs, stability and conductive performance decrease. This is because the metal foil is relatively inexpensive and highly conductive. Carbon is electrically conductive but has a high resistance, so it may cause local heat generation and has not been suitably used. On the other hand, a metal wire such as copper, iron, and stainless steel is generally used as the core material 14a of the electric wire cord 14, and the carbon fiber has a higher resistance than the metal wire, so that it can be used for special applications such as X-rays. In order to avoid shadows, it was rarely used except for an X-ray transmission type electrocardiogram measurement electrode in which a metal wire was not used as much as possible.

このように、一般的には、電極エレメント１３には金属箔を用い、電線コード１４の芯材１４ａにも金属線を用いている。ところが、電気刺激機器では抵抗が低くなりすぎ必要以上に電気が流れやすいとピリピリ感を感じさせてしまう。この点で、生体の微弱な電流を回収し機器で計測する心電図計等の生体電気信号取得機器とは異なる。 As described above, generally, a metal foil is used for the electrode element 13, and a metal wire is also used for the core material 14 a of the wire cord 14. However, in the electrical stimulation device, the resistance becomes too low, and if electricity flows more easily than necessary, a tingling sensation is felt. In this respect, it differs from a bioelectric signal acquisition device such as an electrocardiograph that collects a weak current of a living body and measures it with the device.

電気刺激用生体電極１１では、電極エレメント１３にカーボン素材を用いる。カーボンは不活性素材であるため、安定な電気刺激用生体電極が形成できる点で好ましく、何よりも後述する電線コード１４との関係を考慮してカーボン素材が選択される。
カーボン素材を用いた電極エレメント１３には、カーボンファイバーシートや、カーボンガスケット素材、カーボン練り込みフィルム等の態様が挙げられる。
カーボンファイバーを織布とするカーボンファイバーシートは、一般的には表面抵抗は低抵抗であるが厚み方向の抵抗が高く、また硬く高価である。カーボンを圧縮して得たカーボンガスケット素材からなる態様は、カーボン単体であるため一般的には表面抵抗は低抵抗であるが厚み方向の抵抗が高く、また強度が弱い。ポリエチレンや塩化ビニル、ポリウレタンなどの樹脂バインダーにカーボンを練り込んでシート状としたカーボン練り込みフィルムは、強度が向上し、柔軟性を有しているが、樹脂バインダーの非導電性が影響し一般的には１００Ω〜５００Ωほどの高抵抗である。こうした態様の中で、電極エレメント１３としては８０Ω〜１２００Ωの表面抵抗と１〜２０ｋΩ・ｃｍの厚み方向の抵抗とに調製したカーボン素材を用いる。したがって、カーボン練り込みフィルムは、抵抗値が高いものの、強度や取扱い性の点で優れている。また、カーボン練り込みフィルムに用いられる樹脂バインダーはポリウレタン系樹脂が好ましい。柔軟性があることや、導電性ゲル１２との接着性に優れているからである。 In the biostimulus 11 for electrical stimulation, a carbon material is used for the electrode element 13. Since carbon is an inert material, it is preferable in that a stable biostimulator for electrical stimulation can be formed. Above all, the carbon material is selected in consideration of the relationship with the electric wire cord 14 described later.
Examples of the electrode element 13 using the carbon material include a carbon fiber sheet, a carbon gasket material, and a carbon kneaded film.
A carbon fiber sheet using carbon fiber as a woven fabric generally has a low surface resistance but a high resistance in the thickness direction, and is hard and expensive. Since the carbon gasket material obtained by compressing carbon is made of carbon alone, the surface resistance is generally low but the resistance in the thickness direction is high and the strength is weak. A carbon-kneaded film that is made into a sheet by kneading carbon into a resin binder such as polyethylene, vinyl chloride, or polyurethane has improved strength and flexibility, but the non-conductivity of the resin binder affects it in general. Specifically, the resistance is as high as 100Ω to 500Ω. In such an embodiment, as the electrode element 13, a carbon material prepared to have a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm is used. Therefore, the carbon-kneaded film has a high resistance value but is excellent in terms of strength and handleability. The resin binder used for the carbon kneaded film is preferably a polyurethane resin. This is because they are flexible and have excellent adhesion to the conductive gel 12.

また、電気刺激用生体電極１１では芯材１４ａにカーボンファイバー１４ａ１と補強線１４ａ２の混合線を用いている。カーボンファイバー１４ａ１の抵抗（μΩ・ｃｍ）は、銅やステンレスなどの金属線に比べて１桁から２桁オーダーほど大きいが、前記カーボン素材からなる電極エレメントとの組合せで電気刺激用生体電極１１に好適なインピーダンスをもたらすことができる。
このカーボンファイバー１４ａ１の太さは４μｍ〜１０μｍが好ましい。４μｍより細いと強度が低く折れやすくなるからであり、１０μｍより太いと電極エレメントとの接触部分が少なくなり、接触不良を起こすおそれがあるからである。また、１本の被覆電線１４ｂあたりのカーボンファイバー１４ａ１の本数は、１０００本〜５０００本が好ましい。１０００本〜５０００本の範囲とすれば通電が安定し、屈曲強度に優れ、被覆電線１４ｂとしての柔軟性も良好だからである。 Moreover, in the bioelectrode 11 for electrical stimulation, the mixed wire of the carbon fiber 14a1 and the reinforcement wire 14a2 is used for the core material 14a. The resistance (μΩ · cm) of the carbon fiber 14a1 is about one to two orders of magnitude higher than that of a metal wire such as copper or stainless steel, but the electrical stimulation bioelectrode 11 can be combined with the electrode element made of the carbon material. A suitable impedance can be provided.
The thickness of the carbon fiber 14a1 is preferably 4 μm to 10 μm. This is because if it is thinner than 4 μm, the strength is low and it is easy to break, and if it is thicker than 10 μm, the contact portion with the electrode element is reduced and there is a possibility of causing a contact failure. Further, the number of carbon fibers 14a1 per one covered electric wire 14b is preferably 1000 to 5000. This is because, if the range is 1000 to 5000, the energization is stable, the bending strength is excellent, and the flexibility as the covered electric wire 14b is also good.

また、補強線１４ａ２の素材はポリエステル繊維やナイロン繊維、アラミド繊維等、種々の繊維を適用することができる。補強線１４ａ２の太さは２０デニール〜５００デニールであることが好ましい。２０デニールよりも細いと十分な強度が得られないからであり、５００デニールより太いとカーボンファイバー１４ａ１と電極エレメントとの接触、固定がし難くなり、また電線コードの柔軟性が劣るからである。また、１本の被覆電線１４ｂあたりの補強線１４ａ２の本数は、１０００本〜１００００本であることが好ましい。１０００本より少ないと十分な屈曲耐性が得られず、１００００本を超えても要求する屈曲耐性よりも上がらないからである。 Various materials such as polyester fiber, nylon fiber, and aramid fiber can be used as the material of the reinforcing wire 14a2. The thickness of the reinforcing wire 14a2 is preferably 20 denier to 500 denier. This is because if it is thinner than 20 denier, sufficient strength cannot be obtained, and if it is thicker than 500 denier, it becomes difficult to contact and fix the carbon fiber 14a1 and the electrode element, and the flexibility of the electric wire cord is inferior. Moreover, it is preferable that the number of the reinforcement wires 14a2 per one covered electric wire 14b is 1000 to 10000. This is because when the number is less than 1000, sufficient bending resistance cannot be obtained, and even when the number exceeds 10,000, the required bending resistance is not improved.

このように、電気刺激用生体電極１１では、電極エレメント１３と電線コード１４の芯材１４ａの双方にカーボン素材を用いている。先述のようにカーボン素材は導電性はあるものの抵抗値は比較的高いため、電極エレメント１３と電線コード１４の双方にカーボン素材を用いたのでは、いくら電気刺激機器に用いるといっても抵抗が高くなりすぎると考えられる。
しかしながら、後述の各例で示した実験結果からわかるように、電線コード１４に金属線を用いて抵抗値を下げても、あるいは、電極エレメント１３のカーボン素材に低抵抗のカーボン素材を用いても結果は好ましくなく、抵抗値が所定の範囲にあるカーボン素材からなる電極エレメント１３とカーボンファイバー１４ａ１製の芯材１４ａの組合せが要求するインピーダンス特性や、刺激感、出力特性、消費電力特性を満足している。
即ち、電極エレメント１３がカーボン素材であり、芯材１４ａがカーボンファイバー１４ａ１であることは、それぞれ単独では高インピーダンスの部材でありながら、電極エレメント１３と芯材１４ａとの間での接触抵抗を下げることができ、電気刺激用生体電極１１全体のインピーダンスを下げること、そして局所的な発熱を抑制すること、ができたものと思われる。 Thus, in the bioelectrode 11 for electrical stimulation, the carbon material is used for both the electrode element 13 and the core material 14 a of the electric wire cord 14. As described above, the carbon material is conductive but has a relatively high resistance value. Therefore, if the carbon material is used for both the electrode element 13 and the electric wire cord 14, the resistance is no matter how much it is used for the electrical stimulation device. It seems to be too high.
However, as can be seen from the experimental results shown in the examples described later, even if the resistance value is lowered by using a metal wire for the wire cord 14, or a low resistance carbon material is used for the carbon material of the electrode element 13. The result is unfavorable and satisfies the impedance characteristics, irritation, output characteristics, and power consumption characteristics required by the combination of the electrode element 13 made of a carbon material having a resistance value within a predetermined range and the core material 14a made of carbon fiber 14a1. ing.
That is, the fact that the electrode element 13 is a carbon material and the core material 14a is a carbon fiber 14a1 reduces the contact resistance between the electrode element 13 and the core material 14a, although each is a high-impedance member. It seems that the impedance of the biostimulus electrode 11 for electrical stimulation 11 can be lowered and local heat generation can be suppressed.

電極エレメント１３と電線コード１４とのこうした接触は、芯材１４ａとしてカーボンファイバー１４ａ１以外に補強線１４ａ２を含む場合には、カーボンファイバー１４ａ１と補強線１４ａ２とを分けて電極エレメント１３上に固定することが好ましい。電極エレメント１３とカーボンファイバー１４ａ１との間に補強線１４ａ２が入り込むと、電極エレメント１３とカーボンファイバー１４ａ１との接触が悪くなって抵抗が高くなるからである。また、カーボンファイバー１４ａ１と補強線１４ａ２とが分離して固定されるため、固定が強固になり、電線コード１４が引っ張られても抜けにくくなる。 Such contact between the electrode element 13 and the electric wire cord 14 is to fix the carbon fiber 14a1 and the reinforcing wire 14a2 separately on the electrode element 13 when the core member 14a includes the reinforcing wire 14a2 in addition to the carbon fiber 14a1. Is preferred. This is because if the reinforcing wire 14a2 enters between the electrode element 13 and the carbon fiber 14a1, the contact between the electrode element 13 and the carbon fiber 14a1 deteriorates and the resistance increases. Further, since the carbon fiber 14a1 and the reinforcing wire 14a2 are separated and fixed, the fixing becomes strong, and even if the electric wire cord 14 is pulled, it is difficult to come off.

こうした電極エレメント１３に対する芯材１４ａの固定は、図１で示すように補強線１４ａ２を一つにまとめてカーボンファイバー１４ａ１と分離する方法や、図３（Ａ）で示すように補強線１４ａ２の両端に分けてカーボンファイバー１４ａ１と分離する方法、さらには図３（Ｂ）で示すようにカーボンファイバー１４ａ１と分けるけれども補強線１４ａ２どうしはまとめずに広げて配置する方法等、種々の方法が挙げられる。
なお、カーボンファイバー１４ａ１も図示したように一つにまとめずに、分散させて電極エレメント１３に固定することもできる。 The core member 14a is fixed to the electrode element 13 by a method in which the reinforcing wires 14a2 are combined into one as shown in FIG. 1 and separated from the carbon fiber 14a1, or both ends of the reinforcing wire 14a2 as shown in FIG. There are various methods such as a method of separating the carbon fiber 14a1 and separating the carbon fiber 14a1 as shown in FIG. 3B, and a method of separating the carbon fiber 14a1 and arranging the reinforcing wires 14a2 without merging them.
The carbon fibers 14a1 can also be dispersed and fixed to the electrode element 13 instead of being combined into one as illustrated.

電極エレメント１３の抵抗は、表面抵抗が８０Ω〜１２００Ωであり、厚み方向の抵抗が１〜２０ｋΩ・ｃｍである。表面抵抗が８０Ω、厚み方向の抵抗が１ｋΩ・ｃｍよりも低いと、通電が良すぎてピリピリ感を与える場合があるからである。また、表面抵抗が１２００Ω、厚み方向の抵抗が２０ｋΩ・ｃｍよりも高いと、通電量が多くなり無駄であることや、局所的に電流が流れるおそれがある。
また、電極エレメント１３には孔が開いていないことが好ましい。その理由は、導電性ゲル１２の水分や塩分が電極コード１４に移行して電極コード１４を傷めることがないようにするためである。
電極エレメント１３の厚みは、生体へのフィット性や電流が均一に流れるように５０μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。 The resistance of the electrode element 13 is a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm. This is because if the surface resistance is 80Ω and the resistance in the thickness direction is lower than 1 kΩ · cm, energization is too good and a tingling sensation may be provided. On the other hand, if the surface resistance is higher than 1200Ω and the resistance in the thickness direction is higher than 20 kΩ · cm, the energization amount is increased, and there is a possibility that the current flows locally.
Moreover, it is preferable that the electrode element 13 has no hole. The reason is to prevent the moisture and salt content of the conductive gel 12 from moving to the electrode cord 14 and damaging the electrode cord 14.
The thickness of the electrode element 13 is preferably 50 μm to 200 μm so that the fit to a living body and the current flow uniformly.

支持基材１６は、電極エレメントおよび電線コード１５の芯材１４ａが剥き出しにならないように被覆するもので、一般的な絶縁性樹脂、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＰＥＴ、ポリウレタン等の各種樹脂フィルムを用いることができる。また、粘着剤層１５は、電極エレメント１３上に電線コード１４を固定し支持基材１６と固着する機能を有するもので、一般的な樹脂粘着剤を用いることができる。 The support base material 16 covers the electrode element and the core material 14a of the electric wire cord 15 so as not to be exposed, and a general insulating resin such as polyester, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, PET, polyurethane, etc. Various resin films can be used. The pressure-sensitive adhesive layer 15 has a function of fixing the electric wire cord 14 on the electrode element 13 and fixing the wire cord 14 to the support base 16, and a general resin pressure-sensitive adhesive can be used.

次に、実験例を用いて本発明をさらに説明するが、本発明がこうした実験例に限定されるものではない。 Next, the present invention will be further described using experimental examples, but the present invention is not limited to such experimental examples.

＜各種電気刺激用生体電極の作製＞
例１：
電極エレメントとして厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値２５０Ω、厚み方向の抵抗１６６００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（クレハエラストマー社製）に、導電性ゲルとしてハイドロゲル（積水化成品工業社製テクノゲルＳＲＲＡ）を貼り合わせ、５０ｍｍ×９０ｍｍ×１０ｍｍの形状に打ち抜いた。さらに、電極エレメントのハイドロゲルを積層した面とは反対側の面に電極エレメントの長手方向に沿って電線コードを配置した。このとき、６０ｍｍ長の剥出しになったカーボンファイバーがその電極エレメントの中央に来るようにし、同長のナイロン製の補強線はこのカーボンファイバーから選り分けて配置した。このように電線コードには太さ７μｍの３０００本のカーボンファイバーと、太さ２５０デニールの６０００本のナイロン繊維とをまとめて塩化ビニール被覆した比抵抗１７００μΩ・ｃｍの被覆電線（荻野電線社製）１００ｍｍを用いており、その一方の先端６０ｍｍでは芯材を剥き出しにし、他方ではコネクタを接続している。そして、さらにその上に、不織布（デュポン社製ソンタラ（商品名））にアクリル粘着剤を塗布して粘着加工してある支持基材の粘着面を貼り付け、電線コードを固定させるとともに電極エレメントが皮膚に接触しないようにした。こうして例１の電気刺激用生体電極を得た。 <Manufacture of various biostimulation electrodes>
Example 1 :
As an electrode element, a carbon-kneaded film (Kureha Elastomer Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm, a 10 mm spacing surface resistance of 250 Ω, and a thickness direction resistance of 16600 Ω · cm, and a hydrogel as a conductive gel (Technogel SRRA manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.) Were bonded together and punched out into a shape of 50 mm × 90 mm × 10 mm. Furthermore, the electric wire cord was arranged along the longitudinal direction of the electrode element on the surface opposite to the surface on which the hydrogel of the electrode element was laminated. At this time, the exposed carbon fiber having a length of 60 mm was placed in the center of the electrode element, and a nylon reinforcing wire having the same length was selected and arranged from the carbon fiber. In this way, the electric wire cord is made up of 3000 carbon fibers with a thickness of 7 μm and 6000 nylon fibers with a thickness of 250 denier, and is covered with vinyl chloride and coated with a specific resistance of 1700 μΩ · cm (manufactured by Hadano Electric Cable Co., Ltd.) 100 mm is used, the core material is exposed at one end 60 mm, and the connector is connected at the other end. On top of that, the adhesive surface of the support base material, which is coated with an acrylic pressure-sensitive adhesive on a non-woven fabric (Sontara (trade name) manufactured by DuPont), is applied to fix the electric wire cord and the electrode element. Avoid contact with skin. Thus, the bioelectrode for electrical stimulation of Example 1 was obtained.

例２：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値６００Ω、厚み方向の抵抗２４００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（三菱樹脂社製）に代えた以外は例１と同様にして例２の電気刺激用生体電極を得た。 Example 2 :
The same as in Example 1 except that the carbon kneaded film as the electrode element was replaced with a carbon kneaded film (manufactured by Mitsubishi Plastics Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm, a 10 mm spacing surface resistance of 600Ω, and a thickness direction resistance of 2400 Ω · cm. The bioelectrode for electrical stimulation of Example 2 was obtained.

例３：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値１２０Ω、厚み方向の抵抗１５０００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（クレハエラストマー社製）に代えた以外は例１と同様にして例３の電気刺激用生体電極を得た。 Example 3 :
The same as in Example 1 except that the carbon kneaded film as the electrode element was replaced with a carbon kneaded film (made by Kureha Elastomer Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm, a 10 mm spacing surface resistance value of 120 Ω, and a thickness direction resistance of 15000 Ω · cm. The bioelectrode for electrical stimulation of Example 3 was obtained.

例４：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値１１５０Ω、厚み方向の抵抗３０００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（ケミテック社製）に代えた以外は例１と同様にして例４の電気刺激用生体電極を得た。 Example 4 :
An example similar to Example 1 except that the carbon kneaded film as an electrode element was replaced with a carbon kneaded film (made by Chemitech) having a thickness of 100 μm, a 10 mm spacing surface resistance value of 1150 Ω, and a thickness direction resistance of 3000 Ω · cm. 4 biostimulation bioelectrodes were obtained.

例５：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値４０Ω、厚み方向の抵抗２８００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（ケミテック社製）に代えた以外は例１と同様にして例５の電気刺激用生体電極を得た。 Example 5 :
An example similar to Example 1 except that the carbon kneaded film as an electrode element was replaced with a carbon kneaded film (made by Chemtech) having a thickness of 100 μm, a 10 mm-interval surface resistance value of 40Ω, and a thickness direction resistance of 2800 Ω · cm. 5 biostimulation bioelectrodes were obtained.

例６：
電線コードとしての被覆電線を、８μｍのステンレスファイバーを１０００本まとめて塩化ビニール被覆した比抵抗７２μΩ・ｃｍの被覆電線（セキセー産業社製）に代えた以外は例１と同様にして例６の電気刺激用生体電極を得た。 Example 6 :
The electricity of Example 6 was the same as Example 1 except that the covered wire as a wire cord was replaced with a covered wire (made by Sekisei Sangyo Co., Ltd.) with a specific resistance of 72 μΩ · cm, which was made of 1000 pieces of 8 μm stainless steel fibers and covered with vinyl chloride. A stimulation bioelectrode was obtained.

例７：
電線コードとしての被覆電線を、５０μｍの銅線を１３０本まとめて塩化ビニール被覆した比抵抗１．７μΩ・ｃｍの被覆電線（セキセー産業社製）に代えた以外は例１と同様にして例７の電気刺激用生体電極を得た。 Example 7 :
Example 7 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the covered electric wire as the electric wire cord was replaced with a covered electric wire having a specific resistance of 1.7 μΩ · cm (manufactured by Sekisei Sangyo Co., Ltd.) in which 130 copper wires of 50 μm were collectively covered with vinyl chloride. A bioelectrode for electrical stimulation was obtained.

例８：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値６００Ω、厚み方向の抵抗１６６００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（クレハエラストマー社製）に代え、電線コードとしての被覆電線を、５０μｍの銅線を１３０本まとめて塩化ビニール被覆した比抵抗１．７μΩ・ｃｍの被覆電線（セキセー産業社製）に代えた以外は例１と同様にして例８の電気刺激用生体電極を得た。 Example 8 :
The carbon kneaded film as the electrode element is replaced with a carbon kneaded film (made by Kureha Elastomer Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm, a 10 mm-interval surface resistance value of 600Ω, and a thickness direction resistance of 16600 Ω · cm. A bioelectrode for electrical stimulation of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a covered wire having a specific resistance of 1.7 μΩ · cm (manufactured by Sekisei Sangyo Co., Ltd.) was obtained by covering 130 copper wires of 50 μm and covering them with vinyl chloride. It was.

例９：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値４０Ω、厚み方向の抵抗２８００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（ケミテック社製）に代え、電線コードとしての被覆電線を、５０μｍの銅線を１３０本まとめて塩化ビニール被覆した比抵抗１．７μΩ・ｃｍの被覆電線（セキセー産業社製）に代えた以外は例１と同様にして例９の電気刺激用生体電極を得た。 Example 9 :
The carbon-kneaded film as an electrode element is replaced with a carbon-kneaded film (made by Chemtech) having a thickness of 100 μm, a 10 mm-interval surface resistance value of 40Ω, and a thickness direction resistance of 2800 Ω · cm. A bioelectrode for electrical stimulation of Example 9 was obtained in the same manner as Example 1 except that 130 copper wires were collectively replaced with a coated electric wire having a specific resistance of 1.7 μΩ · cm (made by Sekisei Sangyo Co., Ltd.) coated with vinyl chloride. .

例１０：
電極エレメントとしてのカーボン練り込みフィルムを、厚さ１００μｍ、１０ｍｍ間隔表面抵抗値２２０Ω、厚み方向の抵抗４９０００Ω・ｃｍのカーボン練り込みフィルム（ケミテック社製）に代え、電線コードとしては、ステンレスファイバーを芯材とした例６で用いた電線コードに代えた以外は例１と同様にして例１０の電気刺激用生体電極を得た。 Example 10 :
The carbon kneaded film as the electrode element is replaced with a carbon kneaded film (made by Chemtech) with a thickness of 100 μm, 10 mm spacing surface resistance of 220 Ω, and a thickness direction resistance of 49000 Ω · cm. A bioelectrode for electrical stimulation of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the wire cord used in Example 6 was used.

＜電気的性質の測定方法＞
（１）電極エレメントの抵抗値測定方法
電極エレメントの表面で１０ｍｍの間隔を開け、デジタルマルチメーターＣＤＭ−１１（カスタム社製、商品名）を用いて電極エレメントの表面抵抗を測定した。
また、同じ測定機器を用いて電極エレメントの表裏両面の厚み方向の抵抗を測定した。電極エレメントの厚みは厚み計で測定し、この値から単位厚み当たりの抵抗値を算出し、厚み方向の抵抗値とした。
（２）電気刺激用生体電極のインピーダンス測定方法
大型（７５ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍ）のステンレス板上に空気を挟まないように例１〜例９で作製した電気刺激用生体電極を貼り付け、ＬＣＺメーター（カスタム社製ＬＣ−１３１Ｒ（商品名））を電線コードのコネクタとステンレス板に接続し、その間のインピーダンス（１ｋＨｚ）を測定した。 <Method of measuring electrical properties>
(1) Method of measuring resistance value of electrode element A 10 mm interval was formed on the surface of the electrode element, and the surface resistance of the electrode element was measured using a digital multimeter CDM-11 (manufactured by Custom Inc., trade name).
Moreover, the resistance of the thickness direction of the front and back both surfaces of an electrode element was measured using the same measuring apparatus. The thickness of the electrode element was measured with a thickness meter, the resistance value per unit thickness was calculated from this value, and the resistance value in the thickness direction was used.
(2) Measuring method of impedance of biostimulus for electrical stimulation
The bioelectrode for electrical stimulation prepared in Examples 1 to 9 was pasted on a large (75 mm × 150 mm × 1 mm) stainless steel plate so as not to sandwich air, and an LCZ meter (LC-131R (trade name) manufactured by Custom) Was connected to the connector of the electric wire cord and the stainless steel plate, and the impedance (1 kHz) between them was measured.

＜発熱・体感試験方法＞
電気刺激用生体電極４枚を腹部に貼付し、電気治療器（伊藤超短波社製ＥＳ−５２０（商品名））を用いて３０分間通電治療を行った。治療モードは、IF4, Carrier Freq. =5kHz, 250 Beats, Sweep 0 °として、出力は４０ｍＡとした。そして、電線コード取付部（電線コードと電極エレメントの接合部分）に直近の導電性ゲルの表面温度の温度上昇を、サーモグラフＧ−１００（ＮＥＣＡＶＩＯ社製、商品名）で測定した。この温度上昇は、電気刺激用生体電極を生体に貼り付ける前の状態の導電性ゲルの表面温度と、治療を終了してから１５秒以内の導電性ゲルの表面温度との差から求めた。
また、通電時の刺激（ピリピリ感や痛感）については、刺激がない場合を「○」、刺激がある場合を「×」と評価した。
以上の結果を表１に示す。なお、表１において電極エレメントの厚み方向の抵抗は「厚み抵抗」と略記した。 <Fever and bodily sensation test method>
Four biostimulation electrodes for electrical stimulation were attached to the abdomen, and electrotherapy was performed for 30 minutes using an electrotherapy device (ES-520 (trade name) manufactured by Ito Super Short Wave Company). The treatment mode was IF4, Carrier Freq. = 5 kHz, 250 Beats, Sweep 0 °, and the output was 40 mA. And the temperature rise of the surface temperature of the electroconductive gel nearest to an electric wire cord attachment part (junction part of an electric wire cord and an electrode element) was measured with the thermograph G-100 (NEC AVIO company make, brand name). This temperature rise was determined from the difference between the surface temperature of the conductive gel before the electrical stimulation bioelectrode was attached to the living body and the surface temperature of the conductive gel within 15 seconds after the treatment was completed.
In addition, with respect to the stimulation when energized (feeling tingling or painful), the case where there was no stimulation was evaluated as “◯”, and the case where there was a stimulation was evaluated as “X”.
The results are shown in Table 1. In Table 1, the resistance in the thickness direction of the electrode element is abbreviated as “thickness resistance”.

例１〜例４の電気刺激用生体電極は、電線コード取付部の温度上昇が４．９℃以下であり、治療時の発熱が無く、また、治療時（通電時）にピリピリ感や痛感といった刺激が無い。さらに電気刺激用生体電極のインピーダンスも５０Ω〜７５Ωの間にある。
これに対して、電線コードの芯材にカーボン以外のステンレスや銅を用いた例６〜例１０の電気刺激用生体電極では、電線コード自体の抵抗は７２μΩ・ｃｍ以下と低いものの、電気刺激用生体電極インピーダンスでは何れも１００Ω以上となってしまい、電線コード取付部の温度上昇が６．７℃〜９．６℃と何れも５℃を超える温度上昇となった。５℃を超える温度上昇は、低温火傷を引き起こす可能性があり好ましいものではない。 In the bioelectrodes for electrical stimulation of Examples 1 to 4, the temperature rise of the wire cord attachment portion is 4.9 ° C. or less, there is no fever during treatment, and there is a tingling sensation or pain during treatment (when energized). There is no irritation. Furthermore, the impedance of the bioelectrode for electrical stimulation is also between 50Ω and 75Ω.
In contrast, in the electrical stimulation bioelectrodes of Examples 6 to 10 using stainless steel or copper other than carbon as the core material of the electrical wire cord, the electrical resistance of the electrical wire cord itself is as low as 72 μΩ · cm or less. The bioelectrode impedances were all 100Ω or more, and the temperature rise of the wire cord attachment portion was 6.7 ° C. to 9.6 ° C., and the temperature rise exceeded 5 ° C. in all cases. An increase in temperature exceeding 5 ° C. is not preferable because it may cause a low temperature burn.

例６〜例１０の結果から、電極エレメント種と芯材種の組合せが、異種素材の組合せの場合はこれらの接触抵抗が高くなり電気刺激用生体電極のインピーダンスが高くなるものと考えられる。一方、例１〜例５のカーボンとカーボンのようにカーボン同士の同種素材の組合せの場合は、電極エレメントと芯材との接触抵抗が低く、電気刺激用生体電極のインピーダンスが低下すると考えられる。
この結果から異種素材が接触すると接触抵抗が高くなるのに対し、同素材のカーボン同士ではそれぞれの抵抗が多少高くても接触抵抗を低く抑えることができ、結果的に電気刺激用生体電極のインピーダンスを下げることができたと考えられる。 From the results of Examples 6 to 10, when the combination of the electrode element type and the core material type is a combination of different materials, it is considered that these contact resistances increase and the impedance of the biostimulus electrode for electrical stimulation increases. On the other hand, in the case of a combination of carbon-like materials such as carbon and carbon in Examples 1 to 5, it is considered that the contact resistance between the electrode element and the core material is low and the impedance of the bioelectrode for electrical stimulation is lowered.
From this result, contact resistance increases when dissimilar materials come into contact with each other, whereas carbon of the same material can keep the contact resistance low even if the resistance is somewhat high, resulting in the impedance of the bioelectrode for electrical stimulation. It is thought that we were able to lower

また、例５、例７、例９では、局所的に刺激が発生していることが確認された。例５、例９では電極エレメントの抵抗が４０Ωとなり、他の例に比べて電極エレメントの抵抗がかなり低い値となった。また、例７では電線コードの抵抗が１．７μΩ・ｃｍとなり、他の例に比べて電線コードの抵抗がかなり低い値となった。このことから、電極エレメントまたは電線コードの抵抗が低すぎる場合は、電流が集中し易く、電極エレメントと電線コードの芯材との接触箇所で局所的な刺激が発生していると考えられる。 Moreover, in Example 5, Example 7, and Example 9, it was confirmed that the irritation | stimulation generate | occur | produced locally. In Example 5 and Example 9, the resistance of the electrode element was 40Ω, and the resistance of the electrode element was considerably lower than that of the other examples. Further, in Example 7, the resistance of the electric wire cord was 1.7 μΩ · cm, and the resistance of the electric wire cord was considerably low as compared with the other examples. From this, when the resistance of the electrode element or the electric wire cord is too low, the current tends to concentrate, and it is considered that local irritation occurs at the contact point between the electrode element and the core material of the electric wire cord.

上記実施形態で説明した形状、原材料等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、電気刺激用生体電極の形状としては長方形以外に円形や楕円形などの種々の形状とすることができる。また、上記以外の公知の原材料の使用等も可能であり、例えば補強線１４ａ２を含まない電線コードが挙げられる。こうした種々の変更も本発明の技術的思想の範囲に含まれるものである。 The shapes, raw materials, and the like described in the above embodiments can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape of the bioelectrode for electrical stimulation can be various shapes such as a circle and an ellipse other than a rectangle. Moreover, use of well-known raw materials other than the above is also possible, for example, an electric wire cord not including the reinforcing wire 14a2. Such various changes are also included in the scope of the technical idea of the present invention.

電気刺激用生体電極１１は、特定の周波数をもつ電流を生体に送り込み、生体に流れた電流で治療や処置を行う低周波治療器などの電気治療器やマッサージ器、筋肉を鍛えたりリハビリさせたりするＴＥＮＳ機器などの生体刺激機器に好適に用いることができる。 The biostimulator 11 for electrical stimulation sends a current having a specific frequency to the living body, and trains or rehabilitates an electric therapy device such as a low-frequency therapy device that performs treatment or treatment with the current flowing through the living body, a massage device, or muscles. It can be suitably used for a biological stimulation device such as a TENS device.

１１電気刺激用生体電極
１２導電性ゲル
１３電極エレメント
１４電線コード
１４ａ芯材
１４ａ１カーボンファイバー
１４ａ２補強線
１４ｂ被覆電線
１４ｃコネクタ
１５粘着剤層
１６支持基材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Bioelectrode for electrical stimulation 12 Conductive gel 13 Electrode element 14 Electric wire cord 14a Core material 14a1 Carbon fiber 14a2 Reinforcement wire 14b Covered electric wire 14c Connector 15 Adhesive layer 16 Support base material

Claims

導電性ゲル、電極エレメント、電線コード、粘着剤層、支持基材の順に積層した積層構造を有しインピーダンスが２０Ω〜１００Ωの電気刺激用生体電極であって、
電極エレメントが８０Ω〜１２００Ωの表面抵抗と１〜２０ｋΩ・ｃｍの厚み方向の抵抗を有するカーボン素材であり、電線コードの芯材がカーボンファイバーである電気刺激用生体電極。 A bioelectrode for electrical stimulation having a laminated structure in which a conductive gel, an electrode element, an electric wire cord, an adhesive layer, and a supporting base material are laminated in this order and having an impedance of 20Ω to 100Ω,
A bioelectrode for electrical stimulation, wherein the electrode element is a carbon material having a surface resistance of 80Ω to 1200Ω and a resistance in the thickness direction of 1 to 20 kΩ · cm, and the core material of the electric wire cord is carbon fiber.

電極エレメントのカーボン素材がカーボン練り込みフィルムである請求項１記載の電気刺激用生体電極。 The bioelectrode for electrical stimulation according to claim 1, wherein the carbon material of the electrode element is a carbon kneaded film.

カーボンファイバーの太さが４μｍ〜１０μｍである請求項１または請求項２記載の電気刺激用生体電極。 The bioelectrode for electrical stimulation according to claim 1 or 2, wherein the carbon fiber has a thickness of 4 µm to 10 µm.

電線コードの芯材にカーボンファイバーに加えて補強線を含む請求項１〜請求項３何れか１項記載の電気刺激用生体電極。 The bioelectrode for electrical stimulation according to any one of claims 1 to 3, wherein the core member of the electric wire cord includes a reinforcing wire in addition to the carbon fiber.

電極エレメント上に前記カーボンファイバーと補強線とを分離して固定する請求項４記載の電気刺激用生体電極。

The bioelectrode for electrical stimulation according to claim 4, wherein the carbon fiber and the reinforcing wire are separated and fixed on the electrode element.