JP6871985B2 - 生体センサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体センサおよびその製造方法に関する。

従来、生体表面に貼付されて使用される貼付型の生体センサが知られている。例えば、柔軟なポリマー材料からなる第１層と、第１層より硬い第２層と、データ取得用モジュールとを厚み方向に順に備える生体適合性ポリマー基板が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

特開２０１２−１０９７８号公報

生体センサには、生体に貼付したときに優れた装着感が求められる。

例えば、生体センサにおける各部材が柔軟であれば、優れた装着感が得られ、また、各部材の面積が小さければ、優れた装着感が得られる。

特許文献１の生体適合性ポリマー基板の第２層は、大面積であり、比較的硬いため、装着感が損なわれるという不具合がある。

また、特許文献１の生体適合性ポリマー基板のデータ取得用モジュールは、第２層に比べて小面積であるものの、硬質の材料を含むため、硬く、さらに厚いため、装着感が損なわれるという不具合がある。

本発明は、部材の圧縮弾性率、厚みおよび平面積を考慮して、優れた装着感を付与できる生体センサを提供する。

本発明者らは、基材に配置される部材の圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴから得られる剛性Ｋに着目し、部材の剛性Ｋおよび平面積Ｓが所望の関係式を満足すれば、優れた装着感を生体に付与できることを見出し、本発明をするに至った。

本発明［１］は、下記式（１）で表される剛性Ｋが３．０Ｎ・ｍｍ^２以下である基材と、前記基材の第1の主面に配置され、所定以上の剛性を有し、かつ下記式（２）を満足する部品とを備える、生体センサを含む。

式（１）において、Ｅは、単位がＭＰａである２３℃の圧縮弾性率、Ｔは、単位がｍｍである厚みである。式（２）において、Ｋは、前記式（１）で示され、単位がＮ・ｍｍ^２である剛性、Ｓは、単位がｃｍ^２である平面積である。

この生体センサでは、基材の剛性Ｋが十分に低く、また、一定程度の剛性を持つ部品が式（２）を満足して、平面積Ｓに応じた剛性Ｋを有するので、生体への優れた装着感を付与することができる。

本発明［２］は、前記部品は、前記基材に実装される実装部品と、前記実装部品を封止する封止部品とを備え、前記実装部品は、１０［ｃｍ^２］以下の平面積Ｓ１と、１．０×１０^−２［Ｎ・ｍｍ^２］以上の剛性Ｋ１とを有し、前記封止部品が、１５［ｃｍ^２］以上の平面積Ｓ２と、３．０［Ｎ・ｍｍ^２］以下の剛性Ｋ２とを有する、（１）に記載の生体センサを含む。

この生体センサでは、実装部品は、剛性Ｋ１が高い一方で、平面積Ｓ１が小さいため、装着感が損なわれることがなく、また、封止部品は、平面積Ｓが大きい一方で、剛性Ｋ２が低いため、装着感が損なわれることがない。そのため、生体への優れた装着感を付与することができる。

本発明［３］は、下記式（１）で示される剛性Ｋが３．０Ｎ・ｍｍ^２以下である基材と、所定以上の剛性を有し、かつ下記式（２）を満足する部品とを準備する第１工程と、前記基材の第１の主面に、前記部品を配置する第２工程とを備える、生体センサの製造方法を含む。

式（１）において、Ｅは、単位がＭＰａである２３℃の圧縮弾性率、Ｔは、単位がｍｍである厚みである。式（２）において、Ｋは、前記式（１）で示され、単位がＮ・ｍｍ^２である剛性、Ｓは、単位がｃｍ^２である平面積である。

この生体センサの製造方法では、第１工程で、剛性Ｋが十分に低い基材と、一定程度の剛性を有し式（２）を満足する部品を準備し、第２工程で、部品を基材に配置することにより、優れた装着感を生体に付与できる生体センサを製造することができる。

本発明の生体センサの製造方法およびそれにより得られる生体センサは、優れた装着感を生体に付与する。

本発明の生体センサの一実施形態を示す平面図である。 本発明の生体センサの位置実施形態を示す断面図である。 生体センサの試験例を示す平面図である。 生体センサの試験例を示す断面図である。 剛性Ｋと装着感の点数（平均値）との関係を示す。 平面積Ｓと剛性Ｋとの関係を示す。 サンプル群ごとの物性の評価結果を示す図である。

＜一実施形態＞
＜貼付型生体センサ＞
本発明の生体センサの一実施形態である貼付型生体センサ１を、図１Ａ〜図１Ｂを参照して、説明する。

この貼付型生体センサ１は、面内方向（Ｘ−Ｙ面内）に延びる略矩形シート形状を有する。貼付型生体センサ１の厚み方向をＺ方向とする。

貼付型生体センサ１は、基材２と、部品３とを、厚み方向（＋Ｚ方向）に向かって順に備える。

＜基材＞
基材２は、貼付型生体センサ１を支持する支持材であるとともに、貼付型生体センサ１に感圧接着性（粘着性）を付与する粘着材である（感圧接着性支持基材である）。

基材２は、好ましくは、貼付型生体センサ１において、最も広い平面積Ｓ、最も低い圧縮弾性率Ｅ、および、最も薄い厚みＴを有する。なお、基材２の剛性Ｋは、後述するが、好ましくは、貼付型生体センサ１において、最も低い。

基材２は、貼付型生体センサ１の厚み方向の表面側の第1の主面２１と、裏面側の第２の主面２２を有する。基材２の平面視形状は、貼付型生体センサ１の平面視形状と略同一である。具体的には、基材２は、貼付型生体センサ１の長手方向（図１Ａ及び図１Ｂの例ではＸ方向）に延びる略矩形シート形状を有する。

基材２は、例えば、感圧接着層６および支持層７を厚み方向（Ｚ方向）に向かって順に備える。感圧接着層６は、基材２の第２の主面２２を形成しており、基材２における貼付面を形成する。支持層７は、基材２の第１の主面２１を形成しており、基材２において部品３を支持する支持面を形成する。

感圧接着層６および支持層７のそれぞれは、基材２と同一の平面視形状を有する。

感圧接着層６の材料としては、例えば、生体適合性を有する感圧接着剤が挙げられ、具体的には、後述する剛性Ｋを有するように選択される。そのような感圧接着剤として、例えば、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤などが挙げられ、好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。

支持層７の材料としては、例えば、伸縮性を有する絶縁体などが挙げられ、具体的には、後述する剛性Ｋを有するように選択される。そのような絶縁体としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが挙げられ、好ましくは、ポリウレタン系樹脂が挙げられる。

基材２の剛性Ｋは、３．０Ｎ・ｍｍ^２以下であるが、１０^−２Ｎ・ｍｍ^２以下であってもよい。好ましくは、１０^−３Ｎ・ｍｍ^２以下、より好ましくは、１０^−４Ｎ・ｍｍ^２以下、さらに好ましくは、１０^−５Ｎ・ｍｍ^２以下、とりわけ好ましくは、５×１０^−６Ｎ・ｍｍ^２以下である。

基材２の剛性Ｋは、式（１）で示される。
Ｋ＝ＥＴ^３／１２ （１）
ここで、Ｅは、単位がＭＰａである２３℃の圧縮弾性率、Ｔは、単位がｍｍである厚みである。

基材２の剛性Ｋが上記した上限を超えると、貼付型生体センサ１の生体に対する装着感が損なわれる。

一方、基材２の剛性Ｋは、例えば、１０^−１０Ｎ・ｍｍ^２以上、好ましくは、１０^−９Ｎ・ｍｍ^２以上である。基材２の剛性Ｋが上記した下限以上であれば、貼付型生体センサ１の機械強度に優れ、また、取扱性が良好である。

上記式（１）に記載されるように、剛性Ｋは、圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴによって決定されるため、基材２の圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴは、剛性Ｋが上記した範囲内となるように選択される。

具体的には、基材２の２３℃の圧縮弾性率Ｅは、例えば、感圧接着層６および支持層７をまとめて測定したときの値であって、例えば、７０００ＭＰａ以下、好ましくは、３０００ＭＰａ以下であり、また、例えば、０．１ＭＰａ以上である。

基材２の厚みＴは、感圧接着層６および支持層７の総厚みであって、例えば、０．１ｍｍ以下、好ましくは、０．０１ｍｍ以下であり、また、例えば、０．１μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上である。

なお、感圧接着層６の厚みの、支持層７の厚みに対する比（感圧接着層６の厚み／支持層７の厚み）は、例えば、０．５以上、好ましくは、１よりも大きく、好ましくは、３以上であり、また、例えば、２０以下、好ましくは、１０以下である。具体的には、感圧接着層６の厚みは、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上であり、また、例えば、９５μｍ以下、好ましくは、７０μｍ以下、より好ましくは、５０μｍ以下である。支持層７の厚みは、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、９５μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下である。

基材２の平面積Ｓは、基材２に配置される部品３の大きさ、個数、生体に貼付するときの貼付型生体センサ１の取扱性などを考慮して適宜選択される。具体的には、基材２の平面積Ｓは、例えば、１ｃｍ^２以上、好ましくは、１０ｃｍ^２以上であり、また、例えば、１０００ｃｍ^２以下、好ましくは、２５０ｃｍ^２以下である。

＜部品＞
部品３は、基材２の第１の主面２１に配置されている。部品３は、平面視において、基材２のＸ−Ｙ面内に含まれている。この明細書及び特許請求の範囲で、「部品」とは、基材２に搭載される所定以上の剛性をもつもの、より具体的には、基材の剛性以上の剛性をもつものをいう。基材以上の硬さをもつ部品が、部品による装着感の悪化の原因となり得るからである。

部品３では、後述する剛性Ｋを有するように、圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴが設定されているが、好ましくは、部品３は、基材２より高い圧縮弾性率Ｅ、および／または、基材２より厚い厚みＴを有し、そして、基材２より高い剛性Ｋを有することが許容される。

部品３は、基材２に複数配置されている。具体的には、部品３は、例えば、基材２に実装される実装部品４と、実装部品４を封止する封止部品５とを備える。

実装部品４は、基材２の第１の主面２１において、長手方向に互いに間隔を隔てて複数隣接（対向）配置されている。

複数の実装部品４のそれぞれは、複数の部品３のうち、比較的小さい平面積Ｓ１を有する。実装部品４の平面積Ｓ１は、例えば、１２．５ｃｍ^２以下、好ましくは、１０ｃｍ^２以下、より好ましくは、７．５ｃｍ^２以下、さらに好ましくは、５ｃｍ^２以下であり、また、例えば、０．０１ｃｍ^２以上、好ましくは、０．１ｃｍ^２以上である。実装部品４の厚みＴ、圧縮弾性率Ｅおよび剛性Ｋは、後で詳述する。

実装部品４の具体例としては、例えば、電池、マイクロコンピュータやメモリなどの電子デバイスが基板（硬質基板）に実装された電子基板（制御回路基板など）、電子基板が筐体に収容されてパッケージとして構成された基板パッケージなどが挙げられる。実装部品４は、上記した具体例から適宜複数選択される。実装部品４の形状は特に限定されないが、その一例を挙げれば、例えば、やや厚肉の平面視略円形状（具体的には、略円柱形状）、例えば、やや薄肉の平面視略矩形状（具体的には、略矩形平板形状）などが挙げられる。

実装部品４は、センサ（検知部）として作用する電極８を複数さらに含んでおり、複数の電極８のそれぞれは、基材２の第２の主面２２に電極表面が露出するように、基材２に埋設されている。複数の電極８のそれぞれは、例えば、底面視において、互いに交差する導線（交差導線）から構成される略網（井桁）形状を有する。なお、貼付型生体センサ１では、電極８が、生体内の微弱信号を電気信号としてセンシング（検知）し、制御回路基板に入力され、電池から供給される電力に基づいて、電気信号を処理して情報として記憶する。

実装部品４の材料としては、例えば、セラミックス、硬質樹脂（具体的には、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂など）、金属（銅などの導体）などの硬質材料が挙げられる。

封止部品５は、一例として、基材２の第１の主面２１において、複数の実装部品４（具体的には、電極８以外の実装部品４）をまとめて被覆して封止する封止層である。封止層は、Ｘ−Ｙ面内に延びるシート形状を有し、実装部品４の厚み方向の上面および周側面を被覆して、実装部品４を密封する。

封止部品５は、複数の部品３のうち、比較的大きい平面積Ｓ２を有する。封止部品５の平面積Ｓ２は、実装部品４の平面積Ｓ１より大きく、例えば、１２．５ｃｍ^２を超え、好ましくは、１５ｃｍ^２以上、より好ましくは、２０ｃｍ^２以上であり、また、例えば、１００ｃｍ^２以下である。封止部品５の厚みＴ、圧縮弾性率Ｅおよび剛性Ｋは、後で詳述する。なお、封止部品５の厚みＴは、基材２の厚み方向一方面と、封止部品５の厚み方向一方面との間の距離である。

封止部品５の材料としては、例えば、軟質材料が挙げられ、具体的には、伸縮性を有する絶縁体（ゲルを含む）が挙げられ、より具体的には、実装部品４の硬質材料より軟質の材料が挙げられる。具体的には、基材２で例示した軟質材料から、上記した物性を有するように、適宜選択される。

＜部品の剛性および平面積等＞
この貼付型生体センサ１では、部品３が、下記式（２）を満足する。
Ｋ≦６．３４×１０^１４×Ｓ^{−１０．６} （２）
ここで、Ｋは、上記式（１）で示され、単位がＮ・ｍｍ^２である剛性である。Ｓは、単位がｃｍ^２である平面積である。

具体的には、部品３が基材２に複数配置される場合には、複数の部品３のいずれもが、式（２）を満足する。

より具体的には、実装部品４および封止部品５のいずれもが、式（２）を満足することが望ましい。換言すれば、実装部品４および封止部品５のうち、１つでも、式（２）を満足しない貼付型生体センサ１は、本発明に含まれない。

部品３が式（２）を満足しない場合、つまり、
Ｋ＞６．３４×１０¹⁴×Ｓ^-10.6
のときは、装着感が損なわれる。

装着感とは、例えば、生体が感じる痛み、痒み、つっぱり、かぶれ、蒸れに起因する不快感、剥がれに起因する違和感などを含む。

なお、式（２）は、下記式（４）と同義である。
Ｌｏｇ１０（Ｋ／６．３４）≦１４×Ｓ^{−１０．６} （４）
式（２）（および式（４））を満足する平面積Ｓおよび剛性Ｋの領域は、図４において最も上に位置する曲線Ｃ１上と、それより下側においてハッチング処理された範囲とを含む領域である。

好ましくは、この貼付型生体センサ１では、実装部品４および封止部品５のいずれもが、式（３）を満足する。
Ｋ≦２．９７×１０^８×Ｓ^{−７．３９} （３）
式（３）を満足すれば、より一層優れた装着感を生体に付与することができる。
なお、式（３）は、下記式（５）と同義である。
Ｌｏｇ１０（Ｋ／２．９７）≦８×Ｓ^{−７．３９} （５）
式（３）（および式（５））を満足する平面積Ｓおよび剛性Ｋの領域は、図４において３つの曲線のうち、中央に位置する曲線Ｃ２上とそれより下側の範囲とを含む領域である。

一方、下記式（６）を満足することも好適である。
Ｋ≧３２５×Ｓ^−５ （６）
式（６）を満足する平面積Ｓおよび剛性Ｋの領域は、図４において最も下に位置する曲線Ｃ３上とそれより上側の範囲とを含む領域である。

式（６）を満足すれば、各部品３が十分な剛性を有する。但し、この場合でも、式（１）および式（６）の両方を満足する。そのため、貼付型生体センサ１は、各部品３の剛性を担保しつつ、優れた装着感を生体に付与することができる。

具体的には、部品３の厚みＴは、例えば、０．０１ｍｍ以上であり、また、例えば、１０ｍｍ以下である。

部品３の２３℃の圧縮弾性率Ｅは、例えば、１００ＭＰａ以上であり、また、例えば、１００，０００ＭＰａ以上である。

部品３の平面積Ｓは、例えば、０．１ｃｍ^２以上であり、また、例えば、５００ｃｍ^２以下である。

とりわけ、部品３が、小さい平面積Ｓ１（好ましくは、１０ｃｍ^２以下）を有する実装部品４、および、実装部品４よりも大きい平面積Ｓ２（好ましくは、１５ｃｍ^２以上）を有する封止部品５を備える場合には、実装部品４の厚みＴ１が、好ましくは、２ｍｍ超過であり、２３℃の圧縮弾性率Ｅが、好ましくは、１０，０００ＭＰａ以上であり、そして、厚みＴ１および圧縮弾性率Ｅにより式（２）から算出される剛性Ｋ１は、１．０×１０^−２［Ｎ・ｍｍ^２］以上、さらには、１．０×１０^−１［Ｎ・ｍｍ^２］以上と高いことが許容される。

封止部品５の厚みＴ２は、好ましくは、２ｍｍ以下であり、２３℃の圧縮弾性率Ｅが、好ましくは、５，０００ＭＰａ以下であり、そして、厚みＴ２および圧縮弾性率Ｅにより式（２）から算出される剛性Ｋ２は、３．０［Ｎ・ｍｍ^２］以下、あるいは１．０×１０^−３［Ｎ・ｍｍ^２］以下、さらには、１．０×１０^−４［Ｎ・ｍｍ^２］以下と抑制される（低く設定される）。

＜剛性および平面積に関する式の導出方法＞
上記した各式の導出方法を詳説する。なお、具体的なサンプル、数値等は、後の実施例欄で詳述する。

まず、基材２と、複数の部品３とを準備する。

次いで、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、複数の部品３のそれぞれを基材２の第1の主面２１に配置して、貼付型生体センサ１のサンプルを複数製造する。なお、基材２は、複数の部品３に共通して用いられ、具体的には、１種類の基材２が用いられる。

ここで、図５に示すように、複数の部品３が同一の平面積Ｓを有するが、厚みＴおよび／または圧縮弾性率Ｅがそれぞれ異なる複数のサンプルを、一のサンプル群として分類する。

一のサンプル群中で、複数のサンプルの部品３の剛性Ｋは、厚みＴおよび／または圧縮弾性率Ｅが異なることから、それぞれ、異なる。

このようなサンプル群を複数準備する。つまり、部品３の平面積Ｓが異なる複数のサンプル群を準備する。

次いで、サンプルを人体の皮膚に貼着する。具体的には、基材２（感圧接着層６）の第２の主面２２を皮膚に貼付する。

サンプル毎に、人体が感じる、痛み、痒み、つっぱり、かぶれ、蒸れに起因する不快感、剥がれに起因する違和感（つまり、装着感）を点数化する。具体的には、装着感に関する上記した複数の項目のそれぞれについて、１〜４点、または、１〜３点で評価し、点数が与えられる。１つのサンプルについては、複数の被験者（ｎ＝複数）に試験され、そして、複数の被験者に与えられた点数の平均値を得る。

点数の平均値は、サンプル群毎（つまり、部品３が同一の平面積Ｓ毎）に分類し、続いて、図３に示すように、１つのサンプル群における複数のサンプルのそれぞれについて、剛性Ｋおよび点数をプロットする。

詳しくは、部品３が同一の平面積Ｓを有する複数のサンプルに関し、横軸が剛性Ｋ、縦軸が装着感の点数で示されるグラフにプロットする。その後、プロットされた複数の点に近似する近似線Ｌ（Ｌ１〜Ｌ４など）を描画する。その後、描画した近似線Ｌと、装着感の基準点との交点を求め、かかる交点における基準剛性Ｋ'（第１基準剛性Ｋ_１ｓｔ、さらには、第２基準剛性Ｋ_２ｎｄ）を取得する。装着感の基準点は、その点以下であれば、優れた装着感を生体に付与できる一方、その点を超過すれば、装着感が損なわれる点である。図５に示すように、１つのサンプル群は、１つの基準剛性Ｋ'（具体的には、後述する第１基準剛性Ｋ_１ｓｔおよび第２基準剛性Ｋ_２ｎｄのそれぞれ）を取得する。なお、基準点および基準剛性Ｋ'の具体例は、後の実施例で説明する。

上記した１つのサンプル群につき１つの基準剛性Ｋ'を求める処理を、他のサンプル群についても実施する。これによって、複数のサンプル群のそれぞれが、複数の基準剛性Ｋ'のそれぞれを取得する。

図４に示すように、続いて、複数のサンプル群の基準剛性Ｋ'、および、複数のサンプル群のそれぞれに対応する平面積Ｓを、横軸が平面積Ｓ、縦軸が剛性Ｋで示されるグラフにプロットする。

その後、プロットされた複数の点に近似する近似曲線Ｃ（Ｃ１及びＣ２）を描画し、続いて、近似曲線Ｃの計算式として表される式（２）及び式（３）を得る。

＜生体センサの製造方法＞
次に、貼付型生体センサ１の製造方法を説明する。

貼付型生体センサ１の製造方法は、第１工程と、第２工程とを備える。この製造方法では、第１工程と、第２工程とが順に実施される。

第１工程では、剛性Ｋが３．０Ｎ・ｍｍ^２以下である基材２と、所定の剛性を有し式（２）を満足する部品３とを準備する。

この第１工程では、まず、式（２）を満足する平面積Ｓおよび剛性Ｋを有する基材２のみを選択して準備する。

次いで、部品３が、実装部品４および封止部品５を備える場合には、実装部品４および封止部品５の材料を、実装部品４および封止部品５のそれぞれが、所定の圧縮弾性率Ｅとなるように選択し、さらに、実装部品４および封止部品５のそれぞれの厚みＴを決定する。圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴを式（１）に代入して、剛性Ｋが得られる。続いて、式（２）を満足するように、各部品３に応じた平面積Ｓを決定する。

第２工程では、基材２の第1の主面２１に、部品３を配置する。

具体的には、まず、実装部品４を基材２の第１の主面２１に載置し、その後、封止部品５を基材２の第１の主面２１と周側面を被覆するように、配置する。これによって、封止部品５が実装部品４を被覆（封止）する。なお、電極８は、基材２の第２の主面２２に配置したり、あるいは、基材２の厚み方向を貫通する開口部を形成し、第２の主面２２に電極８を配置した後、開口部を基材２の材料で充填することもできる。

これにより、貼付型生体センサ１が得られる。

そして、この貼付型生体センサ１では、基材２の剛性Ｋが十分に低く、また、部品３が式（２）を満足して、平面積Ｓに応じた剛性Ｋを有するので、生体への優れた装着感を付与することができる。

この貼付型生体センサ１では、実装部品４は、剛性Ｋ１が高い一方で、平面積Ｓ１が小さいため、装着感が損なわれることがなく、また、封止部品５は、実装部品４と比較して平面積Ｓが大きい一方で、剛性Ｋ２が低いため、装着感が損なわれることがない。そのため、生体への優れた装着感を付与することができる。

この貼付型生体センサ１の製造方法では、第１工程で、剛性Ｋが十分に低い基材２と、式（２）を満足する部品３を準備し、第２工程で、部品３を基材２に配置することにより、優れた装着感を生体に付与できる貼付型生体センサ１を製造することができる。

＜変形例＞
以下の各変形例において、上記した一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例を適宜組み合わせることができる。さらに、各変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

生体は、人体および人体以外の生物を含む。生体として、好ましくは、人体である。

一実施形態では、第１工程において、部品３を準備するとき、圧縮弾性率Ｅ、厚みＴ、平面積Ｓの順に、部品３の物性を決定したが、部品３が式（２）を満足すれば、その順序は、限定されない。例えば、まず、平面積Ｓを決定し、その後、式（２）を満足するように、圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴを順に決定、あるいは、厚みＴおよび圧縮弾性率Ｅを順に決定、さらには、厚みＴおよび圧縮弾性率Ｅを同時に決定することもできる。

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。

試験例１
＜式（２）の導出例＞
基材２と、複数の部品３を準備した。

基材２は、優肌パーミロール（登録商標）Ｌｉｔｅ（ポリウレタン系樹脂、ニトムズ社製））からなり、その厚みＴが０．００８ｍｍ、平面積Ｓが５０ｃｍ^２、圧縮弾性率Ｅが２５ＭＰａである。

複数の部品３の材料および物性を、図５に記載する。図５中のテスト材料１〜テスト材料３の詳細を下記する。
テスト材料１：ＡＢＳ樹脂
テスト材料２：伸縮性ゲル、ポリウレタン系樹脂、硬度０、型番Ｈ０−１００（エクシール社製）
テスト材料３：伸縮性ゲル、ポリウレタン系樹脂、硬度７、型番Ｈ５−１００（エクシール社製）
図５の剛性Ｋ欄中「Ｅ＋」または「Ｅ−」以降の数値は、１０の指数を表し、例えば、「８．３Ｅ＋０１」は、「８．３×１０^１」を意味する。図３〜図４についても、「Ｅ＋」または「Ｅ−」は、上記と同義である。

図２Ａ〜図２Ｂに示すように、次いで、複数の部品３のそれぞれを、基材２の第１の主面２１に配置して、複数のサンプルを製造した。

図５に示すように、同一の平面積Ｓを有する部品３を備える複数のサンプルを１つのサンプル群として分類した。具体的には、試験例１では、２ｃｍ^２の平面積Ｓを有する部品３を備える３つのサンプルを第１サンプル群に分類し、５ｃｍ^２の平面積Ｓを有する部品３を備える４つのサンプルを第２サンプル群に分類し、１２ｃｍ^２の平面積Ｓを有する部品３を備える５つのサンプルを第３サンプル群に分類し、２０ｃｍ^２の平面積Ｓを有する部品３を備える３つのサンプルを第４サンプル群に分類した。

さらに、１種類のサンプルは、被験者の人数と同数（具体的には、３つ）だけ製造した。

続いて、同一種類の複数（３つ）のサンプルのそれぞれを３人（ｎ＝３）の人体（被験者）のそれぞれの皮膚に貼着した。そして、被験者毎に、下記の項目（装着感）のそれぞれを評価し、被験者毎に、装着感の点数を取得した。「痒み・痛み」と「かぶれ」の指標は特に装着感に影響与えるため、５倍の係数を掛け、各指標の点数を足し合わせ、合計を得た。図５には3人の被験者の装着感点数の平均値を記載している。

（痒み・痛み）
４点 痛かった
３点 痒かった
２点 チクチクした
１点 気にならなかった
（つっぱり）
３点 静止時および運動時のいずれでも、つっぱった
２点 運動時にはつっぱらないが、静止時に、つっぱった
１点 静止時および運動時のいずれでも、気にならなかった
（かぶれ）
４点 かぶれた
３点 跡が残った
２点 赤みを帯びた
１点 異常がなかった
（蒸れ）
３点 不快に感じ、我慢できなかった
２点 不快に感じたが、我慢できた
１点 気にならなかった
（剥がれ）
３点 完全に剥がれた
２点 一部剥がれた
１点 剥がれなかった
上記の評価（５つの評価）において、合計点１３点（痒み・痛み：１点×５（係数）、つっぱり：１点、かぶれ：１点×５（係数）、蒸れ：１点、剥がれ：１点の合計点）が最低点であり、最も優れた装着感を付与することを示す。合計点４９点（痒み・痛み：４点×５（係数）、つっぱり：３点、かぶれ：４点×５（係数）、蒸れ：３点、剥がれ：３点の合計点）が、最高点であり、装着感が最も損なわれることを示す。

評価の結果として、装着感の点数の平均値を図５に示す。その後、図３に示すように、第１サンプル群〜第４サンプル群のそれぞれの複数のサンプルに関し、横軸が剛性Ｋ、縦軸が装着感の平均値で示されるグラフにプロットした。

その後、サンプル群毎にプロットされた複数の点に近似する近似線Ｌ（右側斜め上方に傾斜する太実線）を描画した。詳しくは、第１サンプル群〜第４サンプル群に対応して、４つの近似線（太線）Ｌ１〜Ｌ４を描画した。

その後、４つの近似線Ｌ１〜Ｌ４と、装着感の第１基準点との交点をそれぞれ求め、かかる交点における第１基準剛性Ｋ_１ｓｔを取得した。

この試験例１では、第１基準点を２３点とした。２３点は、装着感の評価における最高点（４９点）から最低点（１３点）を差し引いた点数（３６点）の約２８％の点数（１０点）を、最低点（１３点）に加えた値（１３点＋１０点）である。第１基準点以下であれば、サンプルが優れた装着感を生体に付与することを示す。

１つのサンプル群は、１つの第１基準剛性Ｋ_１ｓｔを有する。具体的には、図５に示すように、第１サンプル群は、第１基準剛性Ｋ_１ｓｔ：１．８×１０^１９Ｎ・ｍｍ^２を有し、第２サンプル群は、第１基準剛性Ｋ_１ｓｔ：１．２×１０^７Ｎ・ｍｍ^２を有し、第３サンプル群は、第１基準剛性Ｋ_１ｓｔ：１．５×１０^３Ｎ・ｍｍ^２を有し、第４サンプル群は、第１基準剛性Ｋ_１ｓｔ：２．１Ｎ・ｍｍ^２を有する。

その後、図４に示すように、第１サンプル群〜第４サンプル群の第１基準剛性Ｋ_１ｓｔおよび平面積Ｓを、横軸が平面積Ｓ、縦軸が剛性Ｋで示されるグラフにプロットした。この試験例１では、４つの点を、グラフ上にプロットした。

その後、プロットされた４つの点に近似する近似曲線Ｃ１を描画するとともに、近似曲線Ｃ１の計算式として表される式（２）を得た。
Ｋ≦６．３４×１０^１４×Ｓ^{−１０．６} （２）
試験例２
＜式（３）の導出例＞
図３に示す第１基準剛性Ｋ_１ｓｔの取得に代えて、第２基準剛性Ｋ_２ｎｄを取得した以外は、試験例１と同様に処理した。

この試験例では、第１基準点より装着感の要件が厳格な第２基準点を採用した。第２基準点を１８点とした。１８点は、装着感の評価における最高点（４９点）から最低点（１３点）を差し引いた点数（３６点）の約１４％の点数（５点）を、最低点（１３点）に加えた値（１３点＋５点）である。第２基準点以下であれば、サンプルがより一層優れた装着感を生体に付与することを示す。

また、１つのサンプル群は、１つの第２基準剛性Ｋ_２ｎｄを有し、その具体的な値は、図５の通りである。

また、図４に示すように、近似曲線Ｃ２の計算式として表される式（３）を得た。

実施例１
図１に示すように、基材２と、基材２の厚み方向一方面に配置される複数の部品３とを備える貼付型生体センサ１を準備した。

部品３は、電池および基板パッケージからなる実装部品４と、封止層からなる封止部品５である。

基材２は、優肌パーミロール（登録商標）Ｌｉｔｅ（ニトムズ社製））からなり、その厚みＴが０．１ｍｍ、平面積Ｓが３０ｃｍ^２、圧縮弾性率Ｅが２５ＭＰａである。圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴの値を式（１）に代入して、基材２の剛性Ｋ１．１×１０^−６を得た。なお、基材２の剛性Ｋ１．１×１０^−６は、３．０Ｎ・ｍｍ^２以下の範囲内であった。

電池（実装部品４）は、硬質であり、その厚みＴが２ｍｍ、平面積Ｓが３．１ｃｍ^２、圧縮弾性率Ｅを電池構成材料で最も硬いステンレスの弾性率２００，０００ＭＰａと仮定した。圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴを式（１）に代入して、剛性Ｋ１．３×１０^５Ｎ・ｍｍ^２を得た。そして、電池（実装部品４）の剛性Ｋおよび平面積Ｓを式（２）に代入し、式（２）の不等式を満足した。

基板パッケージ（実装部品４）は、硬質であり、その厚みＴが０．３ｍｍ、平面積Ｓが７．５ｃｍ^２、圧縮弾性率Ｅが３，０００ＭＰａである。圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴを式（１）に代入して、剛性Ｋ６．８Ｎ・ｍｍ^２を得た。そして、基板パッケージ（実装部品４）の剛性Ｋおよび平面積Ｓを式（２）に代入し、式（２）の不等式を満足した。

封止層（封止部品５）の厚みＴは、軟質のポリウレタン樹脂からなり、その厚みが、３ｍｍ、平面積Ｓが１６．５ｃｍ^２、圧縮弾性率Ｅが０．０４ＭＰａである。圧縮弾性率Ｅおよび厚みＴを式（１）に代入して、剛性Ｋ０．００００９Ｎ・ｍｍ^２を得た。そして、封止層（封止部品５）の剛性Ｋおよび平面積Ｓを式（２）に代入し、式（２）の不等式を満足した。

つまり、基材２が式（１）満足し、実装部品４および封止部品５のいずれもが、式（２）を満足した。

この貼付型生体センサ１を人体の皮膚に貼着しても、その装着感が優れていた。

比較例１
電池（実装部品４）が式（１）を満足しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、貼付型生体センサ１を得、これを人体の皮膚に貼着した。良好な装着感が損なわれた。

具体的には、電池（実装部品４）の厚みＴが、２ｍｍ、平面積Ｓが１２ｃｍ^２であって、式（１）および式（２）に代入して、左辺＞右辺となり、式（２）の不等式を満足しなかった。

比較例２
基板パッケージ（実装部品４）が式（１）を満足しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、貼付型生体センサ１を得、これを人体の皮膚に貼着した。良好な装着感が損なわれた。

具体的には、基板パッケージ（実装部品４）の平面積が３０ｃｍ^２（過大）であって、式（１）および式（２）に代入して、左辺＞右辺となり、式（２）の不等式を満足しなかった。

比較例３
封止層（封止部品５）が式（１）を満足しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、貼付型生体センサ１を得、これを人体の皮膚に貼着した。良好な装着感が損なわれた。

具体的には、封止層（封止部品５）の圧縮弾性率Ｅが、１，０００ＭＰａ（過大）であって、剛性Ｋ２２５０Ｎ・ｍｍ^２を得て、これを式（２）に代入して、左辺＞右辺となり、式（２）の不等式を満足しなかった。

比較例４
電池（実装部品４）が式（１）を満足しなかった以外は、実施例１と同様に処理して、貼付型生体センサ１を得、これを人体の皮膚に貼着した。良好な装着感が損なわれた。

具体的には、電池（実装部品４）の厚みＴが、８０ｍｍ（極めて厚肉）であって、式（１）への代入によって、剛性Ｋ８．５×１０^９Ｎ・ｍｍ^２を得た。これを式（２）に代入して、左辺＞右辺となり、式（２）の不等式を満足しなかった。

１ 貼付型生体センサ
２ 基材
３ 部品
４ 実装部品
５ 封止部品
２１ 第１の主面
２２ 第２の主面

Claims (4)

1. 皮膚表面に感圧接着される貼付型の生体センサであって、
   下記式（１）で示される剛性Ｋが３．０Ｎ・ｍｍ^２以下である基材と、
   前記基材の第１の主面に配置され、所定以上の剛性を有し下記式（２）を満足する部品とを備え、
   

   

   ここで、式（１）のＥは、単位がＭＰａである２３℃の圧縮弾性率、Ｔは、単位がｍｍである厚み式（２）のＫは、前記式（１）で示され、単位がＮ・ｍｍ^２である剛性、Ｓは、単位がｃｍ^２である平面積であり、
   前記部品は、前記基材の前記第１の主面に実装されて封止部品で封止される実装部品と、前記第１の主面と反対側の第２の主面に表面が露出する電極と、を含み、前記実装部品と前記封止部品のいずれもが下記式（３）
   Ｋ≦２．９７×１０ ^８ ×Ｓ ^{−７．３９} （３）
   を満足することを特徴とする、生体センサ。
2. 前記部品の剛性は、前記基材の剛性以上であることを特徴とする請求項１に記載の生体センサ。
3. 前記実装部品は、１０［ｃｍ^２］以下の平面積Ｓ１と、１．０×１０^−２［Ｎ・ｍｍ^２］以上の剛性Ｋ１とを有し、
   前記封止部品が、１５［ｃｍ^２］以上の平面積Ｓ２と、３．０［Ｎ・ｍｍ^２］以下の剛性Ｋ２とを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の生体センサ。
4. 皮膚表面に感圧接着される貼付型の生体センサの製造方法であって、
   下記式（１）で示される剛性Ｋが３．０Ｎ・ｍｍ^２以下である基材と、所定以上の剛性を有し下記式（２）を満足する部品とを準備する第１工程と、
   前記基材の第１の主面に、前記部品を配置する第２工程と
   を備え、
   

   

   ここで、式（１）のＥは、単位がＭＰａである２３℃の圧縮弾性率、Ｔは、単位がｍｍである厚み、式（２）のＫは、前記式（１）で示され、単位がＮ・ｍｍ^２である剛性、Ｓは、単位がｃｍ^２である平面積であり、
   前記部品は、前記基材の前記第１の主面に実装されて封止部品で封止される実装部品と、前記第１の主面と反対側の第２の主面に表面が露出する電極と、を含み、前記実装部品と前記封止部品のいずれもが下記式（３）
   Ｋ１≦２．９７×１０ ^８ ×Ｓ１ ^{−７．３９} （３）
   を満足することを特徴とする、生体センサの製造方法。

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