(57)【要約】【課題】凹部６０を成形する際のストレスを低減することによって、電極層３０の断線を有効に防止する。【解決手段】電極装置１０は、成形による凹部６０のほか、外向きフランジ部１１０ｆの部分に、上方に突出した凸部７０を備える。凸部７０は、凹部６０の外周を取り囲むように配置されている。凸部７０は、凹部６０を冷間プレス加工する際、外向きフランジ部１１０ｆに歪み（周方向に沿って波立つような歪み）が発生するのを防ぐ。それにより、その外向きフランジ部１１０ｆ上を走る電極層３０の歪みをも緩和し、電極層３０の断線を未然に防止する。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口した凹部およびその凹部の開口の周縁部を取り囲む外向きフランジ部、ならびに、その外向きフランジ部から延びるリ−ド部を含む基材フィルムと、その基材フィルム上、前記凹部の底部および側壁から前記外向きフランジ部を通って前記リ−ド部にまで至る電極層と、前記基材フィルムの外向きフランジ部を突出あるいはくぼませるように変形し、その外向きフランジ部上、前記凹部を取り囲むように形成された変形部とを備える、凹部を含む電極装置。
【請求項２】
前記基材フィルムは、プラスチックフィルムと金属フィルムとをラミネートした部材からなり、そのラミネート部材は、手で容易に屈曲可能であり、しかも、曲げた状態を保持することができる、請求項１の電極装置。
【請求項３】
前記変形部は、上方に突出し、前記凹部を被うふた部材に対するシ−ル部分となる、請求項１の電極装置。
【請求項４】
前記凹部は、電解質を含むゲルを入れる部分であり、前記上方に突出した変形部が、前記ゲルを入れるとき、そのゲルの洩れをせき止める、請求項３の電極装置。
【請求項５】
前記変形部は、前記凹部の成形加工を利用して作られる、請求項１の電極装置。
【請求項６】
前記変形部は、前記電極層が走る領域を除き、前記外向きフランジ部上、連続的に形成されている、請求項５の電極装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、病気の治療や診断の医療分野で用いる生体適用の電極装置であり、特に、薬物や生理活性物質を入れる凹部を含む電極装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
イオントフォレーシス（Ａｃｔａ　Ｄｅｒｍａｔｏｌ　ｖｅｎｅｒｅｏｌ、６４巻、９３ペ−ジ、１９８４年）や、エレクトロポレ−ション（特表平３−５０２４１６号公報、Ｐｒｏｃ．　Ａｃａｄ．　Ｓｃｉ．　ＵＳＡ、９０巻、１０５０４〜１０５０８ペ−ジ、１９９３年）は、電気的なエネルギ−を用いて皮膚や粘膜から薬物や生理活性物質を生体内へ導入する処理方法である。また、それらと同じ原理を用いて、生体内から診断物質を取り出し、病状を観察する方法がある（Ｎａｔｕｒｅ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　１巻、１１９８〜１２０１ペ−ジ、１９９５年）。そのような方法において、電気的なエネルギ−を加えるために、電極装置が必要である。電極装置は、通常、電解質を含む高分子などのゲルを入れるための凹部を含んでいる。
【０００３】
特開２０００−３１６９９１号の公報は、繰り返して使う外部の電源装置に対し、この種の凹部を含む電極装置を使い捨てにする考え方を明らかにしている。そして、使い捨て可能な電極装置として、上方に開口した凹部およびその凹部の開口の周縁部を取り囲む外向きフランジ部、ならびに、その外向きフランジ部から延びるリ−ド部を含む基材フィルムと、その基材フィルム上、凹部の底部および側壁から外向きフランジ部を通ってリ−ド部にまで至る電極層とを備え、凹部の中の電極層上に、薬物等を含有させたゲルを配置する形態を提案している。凹部の中のゲルあるいは導電体は、凹部の上を被うふた部材で密封し、使用に際して、ふた部材を剥がして生体に接触させる。ふた部材は、基材フィルムのフランジ部に接着され、凹部を密封状態にシ−ルする。
【０００４】
【発明の解決すべき課題】
さて、このような凹部を含む電極装置を量産するとき、次のような技術的な課題があることが判明した。第１の課題は、電極層の断線防止である。凹部の底部から段差をクロスするように走る電極層は、凹部の段差部分で断線を生じやすい。断線の主因は、凹部を成形加工するときのストレス（成形に伴う、基材フィルムと電極層との伸びのちがいから生じるストレス）にあると、考えられる。
また、別の課題として、凹部からのゲルの洩れ防止、およびふた部材のシ−ル強度の向上がある。生体との接触を確実に行わせるため、凹部の中にゲルを一杯に（つまり、外向きフランジ部の高さまで）満たすことが必要であり、ゲルの洩れが生じる可能性は高い。その洩れは、ふた部材のシ−ル強度を低下させる原因ともなる。
【０００５】
この発明は、以上の解決すべき課題を総合的に考慮してなされたものであり、基本的には、凹部を成形する際のストレスを低減することによって、電極層の断線を有効に防止するようにした電極装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、凹部からのゲルの洩れ防止、およびふた部材のシ−ル強度の向上を図ることができる電極装置を提供することを他の目的とする。
この発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになるであろう。
【０００６】
【発明の解決手段】
この発明では、基材フィルムの外向きフランジ部を突出あるいはくぼませるように変形し、その外向きフランジ部上、凹部を取り囲むように変形部を形成する。変形部は、上方に凸の突出形態、あるいは下方に凸のくぼみ形態のいずれをも適用することができる。また、変形部は、一重でも良いが、二重、あるいは三重に配置することもできる。このような変形部は、凹部の成形加工（冷間プレス加工）を利用して作ることができる。好ましい形態では、変形部は、電極層が走る領域を除き、外向きフランジ部上、連続的に形成される。
【０００７】
変形部は、凹部を冷間プレス加工する際、外向きフランジ部に歪み（周方向に沿って波立つような歪み）が発生するのを防ぎ、その外向きフランジ部上を走る電極層の歪みをも緩和し、電極層の断線を未然に防止する。上方に突出した変形部は、特に好ましく、凹部に薬物などの電解質を含むゲルを入れるとき、そのゲルの洩れをせき止め、さらには、凹部を被うふた部材に対するシ−ル部分となり、シ−ル強度の向上をも図ることができる。その点、上方に凸の突出形態の変形部は、シ−ル圧力により容易につぶれ平坦化するように構成するのが良い。その断面形状としては、円弧型、三角形型、多角形型など、また、その寸法としては、変形部である凸部の幅１に対し凸部の高さ０．５〜０．０１に設定するのが良い。たとえば、そうした比の範囲で、幅０．５ｍｍ〜５ｍｍ、高さ２．５ｍｍ〜５０μｍにする。この変形部である凸部の高さは、シ−ル強度を有効に向上させるため、ふた部材の一面のヒ−トシ−ル層の厚さ（たとえば、２５〜５０μｍ）よりも大きく設定すべきである。
【０００８】
基材フィルム自体は、前記した特開２０００−３１６９９１号の公報のものと同様、プラスチックフィルムと金属フィルムとをラミネートした部材を広く適用することができる。使用時に電極装置自体をある程度変形させて皮膚に密着させるようにするため、基材フィルムは、手で容易に屈曲可能であり、しかも、曲げた状態を保持することができるようにすると良い。その点、特開平１１−５４８５５号の公報が示すように、プラスチックフィルムと金属フィルムとのそれぞれの厚さを１０〜２００μｍとし、しかも、プラスチックフィルムの曲げた状態を元に戻そうとする復元特性と、金属フィルムの曲げた状態を保持しようとする形状保持力とを考慮した層構成にすべきである。金属フィルムの厚さ１に対し、プラスチックフィルムの厚さ２が境界条件であり、この形状保持性のほかコスト等を考慮すると、好ましくは３０〜１００μｍ、特には、各厚さを同等にし、それぞれ４０〜８０μｍにすると良い。プラスチックフィルムの材料としては、電気的な絶縁性にすぐれたポリエチレンテレフタレートが好適であるが、そのほか、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、あるいはポリエチレンナフタレートを代表としたポリエステル系のものを用いることができる。他方、金属フィルムの材料としては、アルミニウムあるいはその合金が好適であるが、そのほか、銅、すず、銀、金、鉛、あるいはそれらの各合金を用いることもできる。基材フィルムの最も好適なラミネ−ト形態は、金属フィルムの上下面をプラスチックフィルムで挟んだサンドイッチ形態である。
【０００９】
凹部を含む電極装置は、基材フィルムの一面に電極層を形成した後、電極層の熱的な破壊を避けるため、冷間プレス加工によって凹部を成形し、その後、所定形状に抜き加工を行うことによって得る。基材フィルム上へ電極層を形成するには、スクリーン印刷やグラビア印刷などの印刷を適用するのが好ましい。電極層の材料としては、各種の電極材料を適用することができ、印刷で電極層を形成する場合には、たとえば導電性ペーストインキを用いることができる。また、電極層の部分が皮膚と直接接触することを防ぐために、電極層の少なくとも一部を被うように絶縁層を設けるようにするのが好ましい。この絶縁層も印刷によって形成することができる。
【００１０】
【実施例】
図に示す実施例は、凹部をもつアルミラミネートカップタイプの電極装置であり、図１がその平面図、図２が断面図であり、図３は図２の一部を拡大して示している。この電極装置１０は、基材フィルム２０の材料としてアルミニウムをラミネートしたアルミラミネート原反を用いている。アルミラミネート原反は、ポリエチレンテレフタレート（３８μｍ）／アルミニウム（５０μｍ）／ポリエチレンテレフタレート（３８μｍ）の層構成のラミネートフィルムである。このアルミラミネートフィルムの一面に、まず、導電性ペーストインキを用いスクリーン印刷し、その後１３０℃で２分乾燥することにより、電極層３０を形成する。導電性ペ−ストインキとしては、銀、塩化銀、カ−ボンを主成分とするものを用いる。特に、陽極として用いる電極成分には銀、陰極側には銀を含む塩化銀が分極しないので良い。電極層３０は、直径１７〜１８ｍｍほどの円形の電極本体３１０と、電極本体３１０から直線状に延びる電極リード部３２０とを含む。電極リード部の幅は１０ｍｍ、長さは３５ｍｍほどである。
【００１１】
さらに、基材フィルム２０上、電極本体３１０を除く部分に絶縁層５０を形成する。絶縁層５０は、厚さがたとえば１０μｍほどであり、絶縁性のインキを用いてスクリ−ン印刷によって形成することができる。絶縁性のインキとして、ここでは、ポリエステル樹脂３００重量部、シクロヘキサノン５２５重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１７５重量部、ベントナイト２４重量部、シリカ９重量部からなるものを用いた。一連の印刷作業を終えた後、基材フィルム２０／電極層３０／絶縁層５０の構成の積層材料に対し、冷間プレス加工および抜き加工を施し、凹部６０をもつカップ部分１１０およびそこから延びるリード部分１２０からなる電極装置１０を得る。カップ部分１１０の凹部６０の深さは２ｍｍほどであり、凹部６０の内径は２５ｍｍほど、また、カップ部分１１０の外径は４０ｍｍほどでである。したがって、凹部６０の開口の周縁部の外向きフランジ部１１０ｆの大きさは、１０〜１５ｍｍである。
【００１２】
カップ部分１１０をもつ電極装置１０は、特に図３がより明らかにしているように、成形による凹部６０のほか、外向きフランジ部１１０ｆの部分に、上方に突出した凸部（変形部）７０を備えている。凸部７０は、凹部６０と一緒に成形したものであり、フランジ部１１０ｆの他の部分に比べてわずかに盛り上がっている。変形部である凸部７０は、後で行うふた部材の熱融着時にシ−ル圧力でつぶれるような、たとえば幅１ｍｍ、高さ０．２ｍｍほどの小さなものである。凸部７０は、電極層３０の電極リ−ド部３２０を除き、凹部６０の外周を連続的に取り囲んでいる。凸部７０は、凹部６０の中にゲル８０を充填するに際し、凹部６０から洩れ出ようとするゲルをせき止めることができる。したがって、ゲルの充填作業が楽になる。さらに、凸部７０は、図４に示すように、ゲル８０を充填した凹部６０上をふた部材９０で被う際、ふた部材９０と外向きフランジ部１１０ｆとのシ−ル強度を向上させることもできる。
【００１３】
ふた部材９０は、カップ部分１１０をもつ電極装置１０とは別に用意しておき、熱融着によって、電極装置１０のカップ部分１１０に一体化させる。ふた部材９０は、基材層の一面にヒ−トシ−ル層を備えるものである。たとえば、厚さが５０〜１００μｍのポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）の一面にアンカ−コ−ト剤（三井武田ケミカル　タケラックＡ−５３６を１０部、タケネ−トＡ−５０を２部、酢酸メチルを８０部からなる組成物）をグラビア版を用いて塗布、乾燥して塗工層を形成し、その塗工層の面に、シ−ラント樹脂として３０μｍの厚さの樹脂（住友化学　アクリフトＣＭ８０１１を９０部、アクリフトＷＫ４０２を１０部からなる組成物）をエクストル−ジョンラミネ−ション法で積層し、それを所定の大きさに打ち抜くことによってふた部材９０を得ることができる。基材層／塗工層／シ−ラント層からなる積層材料は、巻取り形態で取り扱うことができるのは勿論である。
【００１４】
凸部７０を設けたものと、凸部７０を設けないものとを比較し実験をしたところ、凸部７０を設けない場合には、外向きフランジ部に歪み（皺やたわみ）が生じる傾向があり、そのために凹部６０から外向きフランジ部に至る段差部分で絶縁層および電極層が歪み、割れを生じるおそれがあった。それに対し、凸部７０を設けたものでは、外向きフランジ部１１０ｆに歪みが生じることがなく、段差部分における絶縁層および電極層が安定し、割れや断線のおそれが低減することが分かった。
【００１５】
また、凸部７０を設けた場合、断線防止以外にも、ゲルの充填作業が楽になるという利点、ふた部材９０のシ−ル強度が向上するという利点をさらに得ることができた。なお、変形部を凸部７０の形態ではなく、くぼみ形態で設けた場合、ゲルの充填およびシ−ル強度の点は別にして、断線防止については、凸部の場合と同様の効果を得ることができる。凹部６０の周囲のくぼみは、洩れ出るゲルを受け入れ、ゲルがそれより外側に出るのを防ぐことができる。そのため、くぼみよりも外側でふた部材９０を熱融着することによって、断線防止効果とゲルの充填作業を楽にするという効果を得ることができる。したがって、外向きフランジ部１１０ｆにおける変形部を内周のくぼみ、外周の凸部との二重の配置にし、外周の凸部によって、ふた部材９０のシ−ル強度の向上をも図るようにすることができる。
【００１６】
変形部としてリング状の凸部７０を設けたものと、凸部７０を設けないものとを用意し、ふた部材９０のシ−ル強度について実験したところ、次のような表１および表２の結果を得た。シ−ル強度はＴ型剥離試験によるデ−タであり、表２は表１の値をＳＩ単位に換算したものである。これらの結果から、凸部７０を設けた“有”のものでは、凸部７０を設けない“無”のものに比べてシ−ル強度が大きく、しかも、シ−ル強度がより大きいとき、標準偏差から分かるように、シ−ル強度のばらつきが小さくなっている。なお、シ−ル温度を１８０℃〜２４０℃に振って検討したところ、１８０℃のシ−ル温度では良好な密着性を得ることができず、また、２４０℃以上のシ−ル温度では、ふた部材９０の基材であるＰＥＴが熱溶融しシ−ルすることができなかった。したがって、シ−ル温度としては、１９０℃〜２３０℃が好ましく、特には、シ−ル強度のばらつきが小さい高い温度（２２０℃近辺）がさらに好ましい。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の平面図である。
【図２】図１の実施例の断面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す部分拡大図である。
【図４】図３と同様の図であり、ゲルおよびふた部材を含む図である。
【符号の説明】
１０　電極装置
２０　基材フィルム
３０　電極層
５０　絶縁層
６０　凹部
７０　凸部（変形部）
８０　ゲル
９０　フタ部材
【図１】
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【図２】
2004016294.tif 000006
【図３】
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【図４】
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