CN1607928A - 指示吸湿用品内部状况用的方法及设备 - Google Patents

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CN1607928A CN01806036.6A CN01806036A CN1607928A CN 1607928 A CN1607928 A CN 1607928A CN 01806036 A CN01806036 A CN 01806036A CN 1607928 A CN1607928 A CN 1607928A
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Abstract

本发明公开了一种用来测量吸湿用品(12)内部pH值水平的方法及设备(20)。该吸湿用品包括诸如：尿布、失禁者内衣、衬垫、月经期用品、被褥、及创口包扎物。该方法及设备包括传感器件(16、29、37、41)以及在用品的外面显示pH值的中继系统(38、47)。该中继系统提供可视或可闻的报警信号以警示吸湿用品内的细菌及化合物的有害程度正在增加，应当将用品取下或进行更换。

Description

指示吸湿用品内部状况用的方法及设备
相关的交叉参考的专利申请
本专利申请是1997年10月14日提出申请的美国专利申请No.08/949,965的继续部分。
                       发明领域
本发明涉及一种新的方法和设备，该方法及设备用于测量尿布或其它类似吸湿用品内部的pH值。本发明更具体地涉及一种方法及设备，该方法及设备发出关于用品内正在形成初期的致病性环境的信号。
                       发明背景
随着母亲们走出家庭从业人数的增加以及成人使用尿布情况的增加，存在着对于提供一种可长时间使用的尿布及其它一次性衣物的强烈的需求。为了满足这种需求，已经开发出了超吸湿的并且手感干燥的材料。大多数尿布产品都包含了尿液吸收量为自重许多倍的材料。它们通常能穿着4小时以上并经常穿着8小时或更长时间。还开发出了具有防泄漏层及新的氨气味控制技术的超吸湿尿布。
在这些新技术出现之前，公众都认为人的嗅觉系统是检测是否产生有毒的氨浓度的理想的监测器。但是新的尿布技术使pH值变化及在尿布内的氨气的体积、浓度及迁移情况产生主要变化，这使得靠嗅觉感受的方法不再可靠。此外，由于新的尿布技术还将尿液从尿布的内表面上导走，使得内表面具有干燥的手感，因此护理人员也不再能凭触觉来知道尿布中是否含有明显数量的尿液。
成为腐蚀剂的无水氨开始具有毒性的浓度为20到35ppm(见Proctor等人著的“NIOSH Criteria for Recommended StandardExposure to Ammonia #74-136”，Chemical Hazard of theWorkplace，2d ed.1988)。人类对氨气体的嗅觉门限在5到50ppm之间，但是有规律地处于低水平的氨环境中会使嗅觉能够忍耐更高水平的浓度。在新型的尿布中，氨气体的浓度可以迅速地达到50ppm，但这种具有特征性的气味在某种程度上被包容在尿布的阻挡层中和/或被特意为此目的而设计的新技术所掩盖掉。因此，需要有一种其它的方法来向护理人员警示氨浓度的上升。
在尿布区域内，温度及pH值要高于正常值，摩擦力要大于无尿布区域，微生物的繁殖速度快于无尿布区域。尿布区域中的皮肤的湿度也大于正常的无尿布皮肤，而湿皮肤比干皮肤更易受损破坏。这些因素综合起来会导致或有助于尿布区域的皮肤患病。
一次性尿布区域内的温度、微生物学载荷、及pH值要大于织物尿布。一次性尿布中的高pH值会引发尿布皮炎，这种病是一种广为流行的尿布区域疾病。这种疾病由解蛋白酶的作用引起，这种酶使皮肤及皮下组织产生代谢变化。
由氨所引起的皮炎以及尿布区域的其它疾病通常仅在当健康皮肤在浓度大于10,000ppm的氨中连续地暴露超过15分钟的情况下发生(见Proctor等人著的Chemical Hazard of the Workplace，2nd ed.1988)。当尿布区域中存在已遭损害的表皮时，氨会加重已有的病情。
进入尿布的尿液是无菌的，其pH值为约6.2。氨气体从尿液中逸出，此时整个尿布区域的pH值便开始上升。该pH值将连续地加速上升，直至尿布被更换掉或尿液耗尽。
氨是多形态的小分子，并高度溶解于水中，并且是高度活动的。氨亦溶解于脂质中并可迁移跨越多种细胞膜。当皮肤的pH值由7.0上升到9.0时其碱性会克服表皮中的乳酸的缓冲能力而使其遭受腐蚀性的灼伤，导致氨皮炎。此外，氨还是一种窒息性气体，这种气体可以引起威胁性命的器官狭窄，当突然吸入时还会导致胃肠反射和/或反流。另外，氨还是一种镇静剂，如果超时地缓慢吸入，可以损及婴儿的中枢神经系统、髓、及肾上腺皮质的功能。
持久性防泄漏尿布的一个主要问题是包在吸湿基体材料外面的可透尿液的薄膜在尿液的pH值达到约8.5后的时段内通常便会泄漏或破裂。此时，尿布内自由氨的数量会连续地增加，吸湿芯内的流体压强也会连续上升。当一个外加的0.5磅力/平方英寸的机械压强迫使流体和气体反向透过尿布的可透液的顶片而和皮肤相接触时，由流体和气体作用在尿布的可透液顶片基体材料上的压强便称为达到了突破点。该外加的机械压强可以包括穿着者的翻滚或尿布受到诸如小床的护栏、汽车或轮椅的座位等坚固物体的压迫。当套内的压强增加到超过突破点时，顶片便可能泄漏或破裂，并释放出有毒的溶解氨、自由氨、及二氧化碳。所释放出的物质中可能含有显著生物量的包括变形杆菌属添加物(Proteus supp)在内的快速繁殖细菌的接种体。这种高毒性的混合物会和皮肤及可能存在的粪便和已有伤口相接触。
授予C.Mroz等人的美国专利No.4,231,370涉及一种一次性尿布，该尿布具有一个湿度指示器，该指示器是一种可从尿布外面看到的变pH值/变颜色的条纹。该指示器包括一种可吸收在高柔性乳胶粘合剂基体中的变色材料(溴酚兰)。该指示器仅能指示湿度而不能测量或指示pH值的变化或氨的浓度。
授予Lee的英国专利No.2 250 121涉及一种一次性尿布，该尿布中的水分接通一个电路，该电路激发一个报警信号来警示尿布已经湿了。
授予Ly的法国专利No.2 680 678涉及一种水分传感器的应用，该传感器和尿布中的一个发送器相连，该发送器向婴儿父母所持有的接受器发送信号。
由于湿的皮肤比干燥皮肤更易受损破坏，向护理人员指示尿布内的湿度的现有技术的确有某些用处，但是湿气本身，如果是短期接触的话，是不会破坏皮肤的。尿布区域的湿度只有在和其它刺激物相结合时才对健康皮肤具有危险性。现有的湿度指示器对pH值的测量功能仅是二元模式的，它仅简单地将吸湿用品指示为“湿的”或“干的”，而不指示其湿度的大小。尽管一个仅能指示出尿液是否存在的pH指示方法也是有用的，但这种方法不能指示出尿液是否正在分解而将使碱性更大并使环境成为不安全。尽管现有技术企图从源头上来解决尿-氨问题，到现在为止也没有方法来警示护理人员什么时候有害环境将要来临。
                      发明综述
本发明提供一个方法及设备，该方法及设备的用途为：在尿布内的pH接近于呈毒性因而可能导致或加重穿着者的皮肤或其它膜破坏时，向尿布穿着者的护理人员报警。
通过下面的详细描述、所附权利要求书、及附图示出的几个视图，将对本发明的上述目的及其它目的、优点、特性、属性有更清楚的理解。
附图简介
图1所示为从开始排尿时起尿布内的pH值随时间的变化的图表。
图2所示为展示装有化学反应指示装置的尿布内部构造的局部切开透视图。
图3为尿布沿着图2所示3-3线切割的横切面图。
图4所示为装有化学反应指示装置的尿布外部构造的透视图。
图5所示为装有化学反应指示装置的尿布内部构造的透视图。
图6为尿布沿着图5所示6-6线切割的横切面图。
图7所示为装有电化学指示装置的尿布内部构造的透视图。
图8所示为装有电化学指示装置的尿布内部构造的透视图。
图9所示为一系列的曲线图表，这些曲线可用来预测尿布内pH值的动态变化。
                   发明的详细描述
当个人吸湿用品内或周围的状态发展成为对人体有害时，该吸湿用品对使用者便是不安全的。随着时间的推移，这种有害状态可导致穿着者长期暴露在有毒的碱性及细菌环境中。尿布的穿着时间越长，氨的形成速度越快，pH值上升得也越快。pH值的迅速上升使得诸如尿素阳性细菌及肠病原细菌等某些细菌迅速增长，而这种细菌会产生出解蛋白质酶。在一个防泄漏的尿布中，粪便会逐渐地积累并分解，但尿布中却没有措施来使分解所产生的有毒付产品从尿布的封闭系统中逸出。
本发明针对上述问题，通过向护理人员提供尿布内碱性水平的实时信息来指示尿布内是否已经形成了有害状态或即将形成。这种信息是以测量pH值来得到的。
本发明的新方法及设备的用途为预示尿布及其它吸湿用品(诸如失禁者内衣、伤口包扎物，诸如卫生巾、包扎物等月经期用品，等等)的剩余安全使用期限，并当吸湿用品的更换时间即将到来时发出报警信号。这里所用“安全使用期限”一词是指一个时间段，在该时段内吸湿用品对穿着者没有伤害。
在本发明的一个实施例中，尿布中装有一个化学反应装置，该装置会提供尿布内或尿布周围环境的pH值的实时可视指示信号。通过对尿布上不同位点处的pH值的连续测量及指示，本发明对尿布上这些位点的状态进行故障预测。由于每个位点的状态都是随着时间而连续地恶化的，因此仅通过单次观察不可能作出有用的预测。所以必须进行基于动态的测量。
尿液进入尿布时的pH值为约6.2，并随穿着者的病理学状态的不同而可高达约7.2。由于尿素酶生成细菌的存在尿液-尿素将经受脱氨基作用。尿液在尿素酶的催化下按反应式 而生成氨。氨是连续生成的，而环境中的pH值则随之上升。当pH值达到7.5至8.5时便开始按反应式 发生反应。决定氨的生成速率和pH值的上升速率的因素包括：温度、尿素的可用量、所存在的尿素阳性菌接种体的生物量、皮肤的湿度及pH值、尿液的体积、以及粪便的数量及粪便中水分及细菌的含量。长期使用的尿布在尿液的pH值达到约6.5到7时便开始具有毒性。通常，在穿着者排尿后约4到5小时之间，pH值便可达到此水平，当然也可能早至2.5小时时就达到此水平或晚至9小时时才达到此水平。
当尿液的pH值为约7.5到8.5之间时产生毒性的第二个主要时期。通常，在穿着者排尿后约5小时便开始进入此时期，当然也可能早至3小时或晚至10小时时开始进入此时期。在这个pH水平上，氨气体开始进入尿布的吸湿芯。
在尿液的pH值为约8.5时开始产生毒性的第三个主要时期。通常，在穿着者开始排尿后约5.5小时pH值便达到8.5，当然也可能早至3.25小时或晚至11小时时达到此值。在此期间，氨气体的浓度已经达到可反向透过围绕在吸湿芯周围的顶片薄膜的的地步。快速上升的pH值使得许多解蛋白质酶的作用得以增强；自由氨便和皮肤和可能存在的粪便相接触并生成了氢氧化铵，其浓度可高达1.5％。皮肤和其它薄膜的腐蚀性刺激及灼伤的严重程度将连续地加重，直至将尿布去掉。
由于尿布变成对穿着者有害的变化速度的影响因素众多，如图1所示，尿布使用期限的变化范围很大。因此，不可能给出每个阶段里毒性将会达到的水平以及尿布必须更换之前的剩余使用期限的准确时间表，规定尿布必须更换的时间是为了避免尿布伤及穿着者和/或避免尿布泄漏或破裂。为了向护理人员提供及时更换尿布的指示，非常有用的做法是向其提供关于pH值正在进行变化的信息，这种pH值变化会使碱性值增加从而导致不安全的使用状态。在一个优选实施例中，在尿布中护理人员可以看到的地方，装有一个或多个pH值指示器，该指示器在上述每个毒性阶段中会变颜色。
这种指示器系列对维护所有使用者的皮肤健康是很有用的，特别是当穿着者由于诸如患有层状角质受损等疾病而对环境的微小碱性变化十分敏感时。尿布变成不安全之前的剩余使用期限的长短部分地取决于穿着者皮肤的原有状态。对皮肤已经受损的穿着者来说，为了防止现有存在的皮肤损伤进一步加剧，只要指示器表明pH值达到第一毒性水平(最好在30分钟之内)并在第二指示器变色表明pH值进入第二毒性时期之前就应当尽快更换尿布。对于健康皮肤的穿着者，为了防止皮肤刺激，当第二指示器变色后也应当尽快更换尿布。如果抵达第三毒性阶段就应立即更换尿布。如果还不更换尿布直至指示器表明第三毒性阶段已经到达，则很可能就要发生严重的皮肤刺激、尿布泄漏或破裂等现象。
维护人员能容易地从经验中学会如何辨读变色指示信号，该变色指示信号对如果不更换尿布的话就要发生的多次颜色变化具有计时意义。就是说，维护人员能够通过判读变色计时来知道尿布将在一段可预测的时间后变为不安全。在超吸湿的防泄漏尿布中，氨的形成过程和pH值的上升过程中的时序包括了那么多的变量，指示器信号的定时及分阶段必然是十分粗糙的；然而，由于指示信号是推断性的而不是简单地记载，因此不要求精确计时。
下面详细地结合附图进行描述。所有的图中类似的零件以类似的数字标注。图2所示为一个尿布10的透视图。
图2中示出一个透液的顶片11、一个不透液的底片12、及一个吸湿芯13，顶片11叠在底片12的内表面上，吸湿芯13则夹在顶片11和底片12之间。当尿布放置在使用者身上时，顶片11一侧和穿着者的皮肤相接触。在顶片11和吸湿芯13之间设有一个接受器14。接受器14和尿液接触并将其输送给一个化学反应装置(图中未表示)。化学反应装置中包含一个传感器，该传感器对pH值的变化有响应并以可视的颜色变化来指示此响应。因此，此化学反应装置可以看成是由传感器及指示器的组合。可选的是，接受器14可以由多个接受器来代替。接受器的位置对于不同型号或不同尺寸的尿布可以是不同的。
吸湿芯应当具有吸收或保存尿液及其它身体排出物的能力。吸湿芯优选为可压缩、易贴身、并对皮肤无刺激性。吸湿芯的材料可以包括通常用于吸湿用品的范围广泛的任何吸湿材料，这些材料包括：木浆粉；熔喷多聚物，包括共成形及化学变硬的；改性或交联的纤维素纤维；合成纤维，诸如卷曲聚酯纤维；纸，包括卷绕纸的及层叠纸；吸湿泡沫；吸湿海绵；超吸湿多聚物；吸湿凝胶；或任何等价的材料；或这些材料的任何复合物或混合物。
图3为图2所示尿布的横断面。由图可见，接受器14位于顶片11和吸湿芯13之间，传感器-指示器16则位于吸湿芯13和底片12之间，接受器14和传感器-指示器16之间设有一个芯线15。接受器14与尿液接触，并将尿液通过芯线15输送到传感器-指示器16。底片12可以是透明的或是包含一个透明部位17，护理人员可以透过底片12或透明部位17看到传感器-指示器16。
图4为图2所示尿布的外部透视图。由图可见，透过底片12(如果是透明的)或透过底片12上的透明部位可以看到传感器-指示器16。
由于尿液和气体在尿布内及其周围流动，使得吸湿用品内及其周围的不同区域中的pH值互不相同，因此如图2所示，尿布中设有一个或多个接受器来对不同位点进行测量。尿液进入尿布后先透过顶片并被芯吸导引到吸湿芯上，以便将其储存到远离粪便集中区域的最远地带上。接受器采用诸如纤维材料和本专业公知的其它芯吸材料制造，该接受器设置在吸湿芯中以便将尿液输送给传感器-指示器。
图2及图3所示的接受器和尿液接触，并将尿液沿着图3所示的芯线15输送出去。芯线15可以用纤维条或任何可以引导尿液的多孔材料制造。尿液沿着芯线15被引导到传感器-指示器16上。该指示器位于底片12内如图4所示，使用者和护理人员可以看到这个位置上的指示器。
图5所示为另一个尿布20的透视图，该尿布20中包括本发明的传感器-指示器系统。尿布20包括一个透液的顶片21、一个不透液的底片22、及一个吸湿芯23。顶片21叠在底片22的内表面上，吸湿芯23则夹在顶片21和底片22之间。在底片22和顶片21之间形成了一个袋形的插入通道28。可以将一个条带29通过该通道28插入到紧贴吸湿芯23的地方。条带29上设有传感器-指示器26。条带29要这样地插入到插入通道28中，即要使传感器-指示器26和吸湿芯23内的尿液相接触。可选的是，条带29上或是尿布上的任何地方可以具有多个传感器-指示器26。在一个实施例中，条带29是可以取下的，因而可以看到传感器-指示器26上的颜色变化；可选的是，在整个或部分插入通道28上的底片22可以是透明的，因此不需取出条带29便可以看到传感器-指示器26的变色情况。
图6为图5所示尿布的横断面，其示出插入通道28位于顶片21及吸湿芯23之间。插入通道中包含有条带29，条带29和吸湿芯23相邻，因此条带29上的一个或多个传感器-指示器(图中未表示)可以检测并可视地指示吸湿芯23中的尿液的pH值变化。
尿液排入尿布的流率可以达到15至20毫升/秒，但是吸湿芯吸入尿液的流率仅为约8毫升/秒。没有立即吸入吸湿芯的尿液在被吸入之前便积存在皮肤周围并和可能存在的粪便相接触。如同上面已经指出，由于粪便中含有能加速脱氨基作用的尿素分解细菌，这部分尿液的pH值上升速率大于尿布中任何其它部位的尿液。
开始时，一旦吸湿芯被弄湿其吸入速率是增加的。随后，随着吸湿芯的饱和程度的上升其吸入速率变慢，积存在皮肤周围的尿液和粪便量便增加。积存在皮肤周围的尿液和粪便还和形成尿布的腿部开口的区域相接触。因此，为了更准确地预估尿布的剩余使用期限，还须在该区域内设置附加的接受器。
传感器-指示器上要用化学制品进行涂覆和/或浸泡，该化学制品须对所需范围内的pH值变化有所响应。当尿液和传感器-指示器接触时便产生化学反应，这将导致指示尿液pH值的一系列的颜色变化。许多市售的pH值变色指示剂可用于pH值在6.0到10+范围内的变化。
优选的传感器-指示器包含的指示剂其变色的pH值范围为从约6.5到约7.5，最好是从约6.6到约7.3，并在pH值为约7.5到约10或大于10时再次变色。优选的是，指示剂在pH值为约8.5到10，最好为约8.5到9.0之间有第三次变色。这可以用选择几种不同的染料进行混合来达到，以使混合物能够按照要求的分辨率(例如每0.5个pH值单位)来进行明显的变色。这种混合物的一个例子为酚红和百里酚兰的混合物。这种混合物在pH值逐渐地从6.6以下上升到超过9.6时可以产生由黄色到橘红色再到紫色的颜色变化。
可选的是，可以采用多种指示剂，每种指示剂在各不相同的pH值区段内改变颜色。例如条带上包含有一系列的微小的离散的变色指示剂，各个离散指示剂之间可以用缓冲层和疏水性分隔物来隔离开。这种条带在市场上可以买到，例如BAKER-pHIXTM窄范围通用pH值指示条带。这种条带具有四个明显的变色阶段，它们在pH值为6.0到7.7和7.5到9.5范围内变色。
也可以使用其它的pH值可视指示方法，诸如用字母“A，B，C，”或用如交通管理色灯或牛眼灯那样由绿、黄、红三色指示排列成的图形。
用于指示氨及pH值的变色指示材料是公知的并是广为销售的商品。这种变色指示材料通常制成薄膜涂层或乳剂形式，该乳剂中包含不同的纤维素和/或聚合物成分，该聚合物成分包括胶、粘结剂及其它基底材料。诸如偶氮染料等氨指示剂和氨发生反应并产生颜色变化，这种指示剂可从Tennessee Eastman Company及其它地方买到。偶氮染料可以被隔离并和其它染料组合起来以得到宽广的不同亮度的色调谱。
下表列出了市售的pH值指示剂目录，这些指示剂专门用于本说明书所述各阶段的pH值水平。
  PH值范围     PH指示剂     颜色变化
    6.7-7.6     溴百里酚兰     黄到兰
    6.4-8.0     酚红     黄到红
    6.6-8.6     间硝基苯酚     无色到黄
    6.8-8.0     中性红     浅兰红到橘黄
    7.0-8.0     菁兰     无色到紫罗兰色
    7.2-8.8     甲酚红     黄到红
    7.3-8.7     1-萘酚酞     无色到兰绿
    7.6-9.0     甲酚红紫     黄到紫
    8.0-9.6     百里酚兰     黄到兰
    8.0-9.6     对二甲苯酚兰     黄到兰
    8.2-9.8     酚酞     无色到紫
    8.2-9.8     邻甲酚酞     无色到红/紫罗兰色
    9.3-10.5     百里酚酞     无色到兰
    10.0-12.1     茜素黄GG     无色到黄
    10.1-11.1     尼罗兰     兰到红
    9.8-11.0     α-萘酚苯     黄到兰
    10.2-12.0     茜素黄     黄到红
本专业的技术人员都能从所列目录(或任何其它的市售指示剂)中选择适于本发明使用的合适指示剂。
染料可以固定在诸如纸张那样的吸收材料上，或是固定在小的吸湿垫或纤维条带上。带有染料的纸张以这样的方式放到尿布内，即纸张要和尿液相接触并可从尿布外看到。经过处理的并在上述pH值范围内改变颜色的不同纸张和带子可以贴在尿布内并延伸到尿布的外表面上；这类材料包括通用的成品和半成品指示器，这些指示器可从Hydrion Papers，EM Corp.及其它地方买到。
纸张、衬垫或条带可以在制造过程中固定在底片12的内表面上，并可透过透明窗口16看到它。备选的是，可以将衬垫附着在一个可取出的塑料条带上并定期将条带拉出观看，或是将染料直接施加到吸湿用品上，或是将染料加在一个小吸湿衬垫或纤维条带上，该衬垫或条带可以插在尿布的适宜位置上。
在本发明的另一个实施例中，pH值指示装置可以是一个电化学指示器。
图7所示为符合本发明的一个实施例的带有电化学指示器的尿布30。该尿布30也包括一个吸湿芯32。吸湿芯32夹在顶片33和底片39之间。电化学指示器32可以通过插入通道31插入尿布30。插入通道31的主要部分位于吸湿芯32及顶片33之间。
电化学指示器32包括一个电化学电池35，该电池35通过许多导线37和一个终端36相连。电化学电池35优选为由一个pH传感器和一个参考电极复合而成。该pH传感器优选为提供一个包含尿布30内部状态信息的电信号，该状态信息为诸如一个和pH值相关的电位值。电化学电池35优选为能够逗留在吸湿用品内而仍不影响其性能。
适用于电化学指示器32的传感器包括玻璃或聚合物薄膜电极、金属-金属氧化物电极、金属氧化物电极、以及离子敏感场效应管(ISFET)。适用的金属-金属氧化物电极包括锑-锑氧化物电极、铝-铝氧化物电极、以及铱-铱氧化物电极。铱-铱氧化物电极对诸如铜、钠、钾等大多数离子是不敏感的，并且不受氧、二氧化碳、氨、硫化氢的影响。它们可以在干态下长期储存。适用的金属氧化电极包括但不限于铱电极和锇电极。
在市场上可以买到一种复合的玻璃薄膜电极，这种复合电极将一个内部的参考电板和pH传感器组合在一起。市场上可以买到一种结实的参考电极，这种参考电极含有银/氯化银及铜/硫酸铜偶。
技术文献中曾经描述过一种固态参考电极。适用于诸如尿布那样的吸湿用品的电化学传感器可以包括一个金属-金属氧化物的pH电极和一个固态参考电极。
从pH传感器上测得的电化学电位是对于参考电极电位的相对值。该电位差值显示在一个简单的仪表38上，该仪表38和终端36相连。仪表38最好设计成直接指示出尿布30内的pH值并当尿布30应当更换时发出信息。在一个优选实施例中仪表38是便携式的，并且其尺寸最好要小到能够夹在吸湿用品外面。
图8展示了另一个尿布40。该尿布40具有一个根据本发明的一个实施例的电化学指示装置。该尿布40和图7所示的尿布30相似，然而该尿布40中的电化学指示器设计成不从尿布中取出。尿布40同样包括一个吸湿芯42，该吸湿芯42夹在透液的顶片43和不透液的底片44之间。
图8中的电化学指示器包括一个电化学电池41，该电池41通过许多导线46和终端45相连。电化学电池41优选为象图7中的电化学电池35一样是一个将pH传感器和参考电极组合在一起的复合体。电化学电池41最好设置在吸湿芯42和顶片43之间。终端45优选为设置在尿布40的周边上，因此可以和一个致病预测仪表47相连。
致病预测装置47是图7中仪表38的改进型。在致病预测装置47中，并入了一个模-数转换器、存储器(动态随机访问存储器，或DRAM)、和一个微处理器。从传感器发出的电压信号被转换成数字形式而记录并储存到存储器内。所储存的电压数据代表了pH值随时间的变化。此pH-时间函数关系可视地显示在致病预测装置47上，或是由微处理器使用下面将要描述的曲线拟合方法进行分析。
图9中展示了一系列的曲线51、52、及53。这些曲线可以用来预测符合本发明的一个实施例的尿布内的pH值的动态变化。尽管可以使用更多的曲线，但为了便于叙述这里仅示出了三条曲线。每条曲线都代表了一个pH-时间方程，这些方程可以用来预测达到预定pH值所需要的时间。当pH传感器按一定的时间间隔来检测尿布上的pH值时，将在图上产生一系列的数据点54。将这些数据点和储存在存储器中的诸如51、52、53等曲线进行比较。一旦微处理器识别出最佳曲线拟合，如曲线52，便在该曲线上确定出一个与pH的危险值相对应的点。在此例子中危险的pH值为点55所对应的值即7.5。
pH的危险值可以根据穿着者的皮肤状况进行调整。随后，微处理器便可根据这条曲线计算出达到该危险pH值所需的时间。由于pH值的测量和曲线的拟合过程在尿布被穿着的整个时期内是连续进行的，因此可能要选择多个不同的曲线来对准新的数据点。然而，达到危险pH值所设计的时间值的变化是得到缓冲的，因而该时间值是逐渐变化的，该时间值对统计上的不一致变化将不会有过度的响应。该时间值可以和尿布的目前pH值一起显示在致病预测装置55上。
在本发明的另一个优选实施例中，对一些继电器和pH传感器进行了标定，其用途为事先(最好是提前10到30分钟)给出警示信号来提醒人们：尿布内的pH值和气体的浓度将在所预示的时刻变为致病的。传感器所给出的电信号可以引发一个可视的指示信号，该可视信号根据pH值而改变颜色。该变色信号应当是明显的，协调良好的，并易于从尿布外看到。传感器所给出的电信号还可以引发一个声音信号，该声音信号应当足够响亮以提醒穿着者或护理人员尿布必须更换了。
由于提供了这些信号，该改进型尿布使得护理人员的工作更加有效，使穿着者更加舒服而安全。正确地使用本发明的尿布，可以防止由于长期暴露在氨环境中而导致的皮肤疾病，并使已经存在的皮肤病更快地愈合。因此，相信本发明具有迫切需要的实用效益及有用的社会效益。
尽管上面结合一个一次性使用或多次使用的尿布这样的吸湿用品对本发明进行了描述，但本发明可以但不限于应用到诸如尿布插入衬垫、妇女卫生用品、失禁者用品、被褥、绷带、以及其它类似用品。
虽然本申请详细描述了本发明的某些现存的优选实施例，但对本专业的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围及精神的情况下还可以对所述实施例作出许多改变和修改。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书及可适用的法律条款来限制。

Claims (18)

1.一种确定尿布剩余安全使用期限的方法，该方法包括下列步骤：
将一个尿布加到试验对象身上，该尿布中设有指示装置，该指示装置的用途为通过一种可视的颜色变化来指示该尿布内部状态的pH值；
观察该指示装置的颜色；
根据该指示装置的颜色来确定所述pH值是否达到终止该尿布的安全使用期限的水平。
2.一种尿布，该尿布包括：
一个不透液的外层，该外层具有对置的两个侧缘及对置的两个端缘，这两个端缘和这两个侧缘相连接，所述外层确定了该尿布的形状和尺寸，该尿布具有一个裆部，当尿布从中间对折起来并和穿着者的腰部及胃部相接合时该裆部便和穿着者的裆部配合以将身体废弃物截获并保存起来；
一个吸湿的适于接受身体废弃物的第二层，该吸湿衬垫具有对置的两个侧缘及两个端缘，该吸湿衬垫较所述第一层稍窄，该第一层的两个侧缘环绕并越过该第二层的两个侧缘而延伸，因此形成了一个屏障来阻挡身体废弃物从尿布的背部及衬垫的侧缘漏出；
一个测量pH值的装置，该装置位于所述吸湿的第二层内，所述装置能够指示尿布内部环境pH值的多重变化；以及
一个将所述pH多重变化的指示传递到尿布外面的装置。
3.如权利要求2所述的尿布，其特征在于，以可视的颜色变化来指示pH值的多重变化。
4.如权利要求1所述的尿布，其特征在于，能够指示pH值多重变化的装置是用声音来指示该变化的。
5.一种用于监测尿布内部状态变化的方法，该方法包括下列步骤：
将一个如权利要求3的尿布应用到试验对象身上；以及
观察所述颜色随时间的变化。
6.一种确定尿布剩余安全使用期限的方法，该方法包括下列步骤：
将一个如权利要求3的尿布应用到试验对象身上；
观察所述颜色随时间的变化；以及
根据所述可视指示信号的变化等级来确定尿布的剩余安全使用期限。
7.一种尿布，该尿布包括：
一个电化学指示器，该电化学指示器用于测量所述尿布内部环境的pH值，该电化学指示器位于所述尿布的一个吸湿芯层内，其中该电化学指示器随着时间测量出一系列pH值并根据该pH值系列而生成一系列电信号；
一个致病预测装置，可操作该致病预测装置接受所述电信号系列，其中该致病预测装置对所述pH值系列进行曲线拟合并根据所选定的曲线来确定一个时刻，当到达该时刻时所述尿布的内部环境预计会变成病原性的。
8.如权利要求7所述的尿布，其特征在于，所述电化学指示器包括一个电化学电池，该电池具有一个pH传感器和一个参考电极。
9.如权利要求8所述的尿布，其特征在于，所述电化学指示器还包括一个终端，该终端通过许多导线和所述电化学电池相连，其中所述终端和所述致病预测装置相连。
10.如权利要求9所述的尿布，其特征在于，所述致病预测装置上显示一个尿布内部环境的目前的pH值。
11.如权利要求10所述的尿布，其特征在于，所述致病预测装置上显示一个时刻，当到达该时刻时所述尿布的内部环境预计会变成病原性的。
12.如权利要求10所述的尿布，其特征在于，所述致病预测装置上显示一个离预测的尿布内部环境变成病原性时刻的剩余时间量。
13.一个预测尿布的剩余安全使用期限的方法，该方法包括下列步骤：
测量所述尿布内部环境的一系列pH值；
通过将该pH值系列和一系列曲线进行比较的方法将一条选定的曲线拟合到该pH值系列上；以及
根据所选定的曲线来确定一个时刻，当到达该时刻时所述尿布的内部环境的pH值预计会变成病原性的。
14.如权利要求13所述的预测尿布剩余安全使用期限的方法，该方法还包括一个步骤，该步骤为指示离所预定时刻的剩余时间，当到达该预定时刻时所述尿布的内部环境的pH值预计会变成病原性的。
15.如权利要求13所述的预测尿布剩余安全使用期限的方法，该方法还包括根据所预定时刻来指示一个应当更换尿布的时刻，当到达所述预定时刻时所述尿布的内部环境的pH值预计会变成病原性的。
16.如权利要求15所述的预测尿布剩余安全使用期限的方法，其特征在于，所述应当更换尿布的时刻的指示包括一个可视指示器。
17.如权利要求16所述的预测尿布剩余安全使用期限的方法，其特征在于，所述可视指示器包括颜色变化。
18.如权利要求15所述的预测尿布剩余安全使用期限的方法，其特征在于，所述应当更换尿布的时刻的指示包括声音信号。
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