CN110856678A

CN110856678A - 智能吸湿感测材、其湿度管理系统与应用

Info

Publication number: CN110856678A
Application number: CN201810961425.7A
Authority: CN
Inventors: 胡衍荣; 郑国彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2020-03-03

Abstract

本发明提供智能吸湿感测材、其湿度管理系统与应用，智能吸湿感测材包含一基材，该基材具有可挠曲或拉伸、压缩特性；以及至少二导电条间隔排列并附着于该基材的表面；各导电条以多个电导通单元所组成，使该导电条以非实心但连续电导通的状态附着于该基材的表面；本发明利用结构/图形设计来克服导电银胶延伸性不佳、容易龟裂与成本过高的问题，并在不影响导电性的情况下，进一步减少导电银胶的用量及延长保存与使用时间，兼顾导电效果与成本效应，为一创新、实用与优化的发明创造。

Description

智能吸湿感测材、其湿度管理系统与应用

技术领域

一种吸湿感测材，特别是一种具有湿度管理功能的智能吸湿感测材。

背景技术

伤口上的血水与化脓都会引起再恶化的现象，严重可能导致溃疡腐烂，甚至有截肢或败血性休克等危险；不良于行的病人与尿失禁银发族等，应须定时更换尿布才不会有褥疮、皮肤过敏或是不舒适的感觉，对此护理人员需要时刻注意患者、伤者的敷材或是不良于行的病人与尿失禁银发族的尿布状态，并适时更换敷材与尿布，以避免以上情形发生。

然而，在医病比严重不平衡的现状，医护人员不足的情况下，难以时常注意每位病患的状态，导致医疗纠纷与病情加重等现象层出不穷，更因为医护人员的缺乏且超时工作，大幅降低医疗质量。

目前虽已有业者针对此问题提出解决的方法，例如在敷材、尿布上设置材质为导电银胶的感测线加以感测敷材的湿度状态，进而通过湿度状态的改变发出警示信号，以提示医护人员更换敷材、尿布，但是既有的感测线都是实心印制，且导电银胶的延伸性不佳，随着敷材的挠曲或拉伸可能产生裂隙，导致电导通效果下降，影响感测质量，且实心印制的感测线用料较多，成本较高昂，且储存不易。

发明内容

为了改善目前医疗人员因医病比严重失衡，无法时常注意每位伤员伤口或是尿布状态，以及既有具感测功能的敷料、尿布，其感测线无法随着敷材或尿布的挠曲或拉伸程度而导致裂隙，并继而影响感测质量的问题，本发明提供一种智能吸湿感测材，其包含：一基材，该基材具有可挠曲、拉伸或压缩特性；以及至少二导电条间隔排列并附着于该基材的表面，各导电条以多个电导通单元所组成，使该导电条以非实心但连续电导通的状态附着于该基材的表面。

作为本发明的进一步改进，该电导通单元于该导电条的长度、宽度或厚度方向具有拉伸特性。

作为本发明的进一步改进，该电导通单元为网格或图腾，其中：该网格包含正方网格、斜方网格、双股螺旋网格、锯齿交错网格或方波交错网格；以及该图腾包含单股螺旋、锯齿或方波。

作为本发明的进一步改进，该基材为高分子膜材、片材、梭织物、针织物或不织布；以及该电导通单元的材质包含导电银胶、导电铜胶、导电奈米碳管(CNT)胶、导电石墨烯胶、导电炭黑胶或导电高分子，该电导通单元以印刷、物理溅镀(PVD)、化学溅镀(CVD)或是3D打印方式附着于该基材表面。

作为本发明的进一步改进，该导电条的线幅宽0.15mm以上，各导电条间距0.1mm以上；以及该电导通单元的线径100nm以上。

作为本发明的进一步改进，该导电条为弧线、锯齿状、同心圆或曲线设置于该基材表面。

本发明进一步提供一种智能吸湿感测材的湿度管理系统，包含如上述的智能吸湿感测材以及与该智能吸湿感测材电连接的一湿度管理模块，其中，该湿度管理模块包含相互电连接的：一接受接口单元，该接受接口单元接收该智能吸湿感测材的至少二该导电条的电阻值并输出信号；一微中央处理单元(MCU)，该微中央处理单元接收自该接收接口单元而来的电阻值的输出信号，并加以判断；以及一输出接口单元，该微中央处理单元使该输出接口单元输出反应。

作为本发明的进一步改进，该湿度管理模块利用黏着、钮扣型连接器或夹式连接器与该智能吸湿感测材的至少二导电条电性连接。

作为本发明的进一步改进，该输出接口单元输出的反应包含启动LED灯、震动、蜂鸣器(Buzzer)或是产生电子信号。

作为本发明的进一步改进，该输出接口单元所产生的电子信号包含WI-FI或蓝牙等输出方式。

进一步地，本发明提供一种智能敷材、智能尿布、智能尿裤以及智能尿片，其包含上述的智能吸湿感测材。

通过上述说明可知，本发明具有以下优点：

1.本发明可自行感测智能吸湿感测材，例如敷材、尿布的湿度状况并回馈给医护人员，使得医护人员无需花费大量心力照看不同病患的状态，不仅可减少医疗纠纷与避免病情加重的问题，更可减轻医护人员的工作量，改善病患舒适度，增加医疗质量，甚至可大幅提升病人的舒适度与被尊重动度。

2.本发明的特色在于该导电条以非实心但连续电导通的状态附着于该基材的表面，且该导电条在长度、宽度或厚度方向具有拉伸、弯曲与压缩特性，利用结构/图形设计来克服导电银胶延伸性不佳、容易龟裂与材料成本过高的问题，并在不影响导电性的情况下，进一步减少导电银胶的用量及延长保存与使用时间，兼顾导电与成本效应，为一创新与优化实用的发明创造。

附图说明

图1为本发明智能吸湿感测材第一较佳实施例示意图；

图2a～图2j为该电导通单元较佳实施例示意图；

图3为本发明智能吸湿感测材湿度管理系统的示意图；

图4为本发明50ml滴水试验其电阻变化率与滴水所产生扩散面积的变化图；

图5为本发明因拉伸对电阻值所产生的变化图。

符号说明：

10 智能吸湿感测材

11 基材

12 导电条

121 电导通单元

20 湿度管理模块

21 接受接口单元

22 微中央处理单元(MCU)

23 输出接口单元

具体实施方式

如图1所示，其为本发明智能吸湿感测材10的较佳实施例，其包含一基材11以及至少二导电条12间隔排列并附着于该基材11的表面，该基材11具有可挠曲、拉伸或压缩的特性，该导电条12以多个电导通单元121所组成，使该导电条12以非实心但连续电导通的状态附着于该基材11的表面。

上述所谓非实心是指该导电条12的多个该电导通单元121可以是以网格或图腾形式呈现，且该电导通单元121所组成的该网格或图腾较佳是于该导电条12的至少长度、宽度及/或厚度方向具有拉伸特性。如图2所示，当该电导通单元121呈现网格形式时，态样可包含正方网格(图2a)、斜方网格(2b)、双股螺旋网格(图2c、图2i)、锯齿交错网格(图2d)或方波交错网格(图2e、图2j)等，而当该电导通单元121呈现图腾形式时，态样可包含单股螺旋(图2f)、锯齿(图2g)或方波(图2h)等。上述该电导通单元121的形式仅是本发明所列举的较佳实施例，非用以限定本发明仅能以上述网格或图腾形式呈现，举凡该导电条12以非实心且连续电导通以及长度、宽度及/或厚度方向有拉伸、延展、弯曲或压缩特性的状态，皆属于本发明所涵盖的范围。另外，由于水份扩散轨迹的因素，本发明的至少二导电条12较佳以弧线、锯齿线、同心圆或曲线的形式设置于该基材11表面，以达到最适的感测效果。

其中，该基材11为高分子膜材、片材、织物或不织布，织物可包含梭织物、针织物，该电导通单元121的材质包含导电银胶、导电铜胶、导电奈米碳管胶(CNT)、导电石墨烯胶、导电碳黑胶或导电高分子，并较佳以印刷、物理溅镀(PVD)、化学溅镀(CVD)或是3D打印方式附着于该基材11表面，而上述印刷方式包含网版印刷。

多个该电导通单元121所组成的该导电条12的线幅宽较佳0.15mm以上或较佳0.3mm以上，且各该导电线12的间距较佳0.1mm以上；而该电导通单元121的线径依据制程不同，较佳100nm以上(物理溅镀、化学溅镀或3D打印方式)或0.1mm以上(印刷方式)。

如图3所示，本发明该智能吸湿感测材10进一步电性连接一湿度管理模块20，该湿度管理模块20包含相互电连接的一接受接口单元21、一微处理单元(MCU)22以及一输出接口单元23，该接受接口单元21接收该智能吸湿感测材10的至少二该导电条12的电阻值，并传输于该微中央处理单元22，该微中央处理单元22判断该电阻值的改变达一定门坎值(Threshold)时，使该输出接口单元23输出反应。

本发明该湿度管理模块20是通过该智能吸湿感测材10的至少二导电条12感测其水份状态，以应用于尿布为例，当尿布干燥状态时，该至少二导电条12所测得的电阻值，因为无导电回路的故因此电阻值无穷大，而当尿布吸收水份达一定程度时，电阻值自10⁴Ω上升至5*10⁴kΩ左右(如图4所示)，由于优质自来水的电阻值约在10⁴～10⁵Ω，该接收接口单元21接收电阻值上升的信号，并传输于该微中央处理单元22，使该输出接口单元23输出反应。

其中，该智能吸湿感测材10与该湿度管理模块20电性连接的方式可使用一般既有技术，例如黏着、钮扣型连接器或夹式连接器，并以导电线连接于该湿度管理模块20。使用钮扣型连接器时，母扣部分需先分别固定于该导电条12上，公扣部分同样需先分别与导电线一端焊接，导电线另一端再与该湿度管理模块20连接；使用夹式连接器则可直接夹制于该导电条12上，再通过导电线与该湿度管理模块20连接。

该输出接口单元23输出的反应可包含启动LED灯、震动、蜂鸣器(Buzzer)或是产生电子信号直接提示需更换敷材的指示，或是产生电子信号经由微控制单元(MCU)监控管理与WI-FI或蓝牙通讯机制后送至护理站、医生手机、家人手机、特定看护人员或是专业护理人员中，以实时监测智能吸湿感测材10或尿布的湿度状态以适时更换。

本发明该智能吸湿感测材10可以是包覆伤口的纱布敷料，也可为尿布、尿片、尿裤、卫生棉或护垫等用以接收与吸收人体体液的包敷材。本发明作为敷料、尿布、尿裤、卫生棉、尿片或护垫使用时，可依据需求进一步与其他吸收材或包覆材层叠，于此不限定。

接着，为证实本发明以非实心且连续电导通的该导电条12确实具备所宣称的功效，以下提供较佳实施范例并提供检测的相关数据图。

[实施例一]

基材11：高分子非织物；

导电银胶：银粒子D50＝2.5μm、固含量＝58±2％。

二导电条12：多个该电导通单元121的网版印制线径＝0.5mm，线距＝0.5mm，250Mesh网版，网印后以150℃经3-5分钟烘干热处理，使用红外线加热炉进行表面烘干。

本发明在滴水50ml时电阻变化率与扩散面积的测试发现随着时间的增加电阻值与扩散面积有随之增加的趋势，如图4所示。进一步地于灵敏度测试中发现本发明可以在1.0秒内显示出LED警示的信号，具有高度灵敏性。

如图5所示，其为本发明拉伸对电阻值的变化图，自图5可看出本发明在该基材11拉伸的过程中，本发明的电阻值虽有小幅上升(3.5-6.0Ω间)，但仍维持于稳定的状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明主张的权利范围，凡其它未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效改变或修饰，均应包括在本发明的申请专利范围内。

Claims

1.一种智能吸湿感测材，其特征在于，包含：

一基材，该基材具有可挠曲、拉伸或压缩特性；以及

至少二导电条间隔排列并附着于该基材的表面，各导电条以多个电导通单元所组成，使该导电条以非实心但连续电导通的状态附着于该基材的表面。

2.如权利要求1所述的智能吸湿感测材，其特征在于，该电导通单元于该导电条的长度、宽度或厚度方向具有拉伸、弯曲及/或压缩特性。

3.如权利要求1或2所述的智能吸湿感测材，其特征在于，该电导通单元为网格或图腾，其中：

该网格包含正方网格、斜方网格、双股螺旋网格、锯齿交错网格或方波交错网格；以及该图腾包含单股螺旋、锯齿或方波。

4.如权利要求1所述的智能吸湿感测材，其特征在于：

该基材为高分子膜材、片材、织物或不织布；以及

该织物包含梭织物或针织物；

该电导通单元的材质包含导电银胶、导电铜胶、导电奈米碳管胶、导电石墨烯胶、导电炭黑胶或导电高分子，该电导通单元以印刷、物理溅镀、化学溅镀或是3D打印方式附着于该基材表面。

5.如权利要求1所述的智能吸湿感测材，其特征在于：

该导电条的线幅宽0.15mm以上，各导电条间距0.1mm以上；以及

该电导通单元的线径100nm以上。

6.如权利要求1所述的智能吸湿感测材，其特征在于，该导电条为弧线、锯齿状、同心圆或曲线设置于该基材表面。

7.一种智能吸湿感测材的湿度管理系统，其特征在于，包含如权利要求1-6中任一项所述的智能吸湿感测材以及与该智能吸湿感测材电连接的一湿度管理模块，其中，该湿度管理模块包含相互电连接的：

一接受接口单元，该接受接口单元接收该智能吸湿感测材的至少二该导电条的电阻值并输出信号；

一微中央处理单元，该微中央处理单元接收自该接收接口单元而来的电阻值的输出信号，并加以判断；以及

一输出接口单元，该微中央处理单元使该输出接口单元输出反应。

8.如权利要求7所述的智能吸湿感测材的湿度管理系统，其特征在于，该湿度管理模块利用黏着、钮扣型连接器或夹式连接器与该智能吸湿感测材的至少二导电条电性连接。

9.如权利要求7或8所述的智能吸湿感测材的湿度管理系统，其特征在于：

该输出接口单元输出的反应包含启动LED灯、震动LED灯、震动、蜂鸣器或是产生电子信号；以及

该输出接口单元所产生的电子信号包含WI-FI或蓝牙的通讯方式。

10.一种智能敷材，其特征在于，包含如权利要求1、2、3、4、5或6所述的智能吸湿感测材。

11.一种智能尿布，其特征在于，包含如权利要求1、2、3、4、5或6所述的智能吸湿感测材。

12.一种智能尿裤，其特征在于，包含如权利要求1、2、3、4、5或6所述的智能吸湿感测材。

13.一种智能尿片，其特征在于，包含如权利要求1、2、3、4、5或6所述的智能吸湿感测材。