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Die Erfindung betrifft einen Folienabschnitt mit einer Trägerfolie und mit einer ersten Leiterbahn und einer zweiten Leiterbahn, welche Komponenten eines passiven Resonanzschwingkreises bilden. Gegenstand der Erfindung sind des Weiteren ein flüssigkeitsabsorbierender Hygieneartikel mit einem solchen Folienabschnitt sowie ein Verfahren zur Kontrolle eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels.
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In vielen alltäglichen Anwendungsfällen besteht das Bedürfnis, mit einfachen Mitteln den Feuchtigkeitszustand bei einem Produkt festzustellen.
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Beispielsweise ist es bei herkömmlichen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikeln in Form einer Babywindel, einer Binde, einer Slip-Einlage, eines Inkontinenzartikels, eines medizinischen Verbandes, eines Pflasters oder dergleichen nicht ohne weiteres erkennbar, ob bereits in einem wesentlichen Umfang Flüssigkeit aufgenommen wurde und somit ein Wechsel dieses üblicherweise als Wegwerfprodukte konzipierten Hygieneartikel angezeigt ist.
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Dabei ist zu beachten, dass gerade Babys und ältere oder kranke Menschen nicht ohne weiteres den Zustand des Hygieneartikels selbst feststellen können und hierfür wie auch für einen Wechsel des Hygieneartikels Hilfspersonen benötigt werden. Die Kontrolle entsprechender Hygieneartikel durch eine Hilfsperson ist gerade auch dann aufwendig, wenn der Hygieneartikel - wie üblich - unter Kleidung getragen und somit nicht direkt sichtbar ist.
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Vor diesem Hintergrund sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt, um eine Art Sensor bereitzustellen, mit dem der Zustand eine feuchtigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels oder auch eines anderen Produktes kontaktlos mit einem Lesegerät festgestellt werden kann.
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Dabei ist zu beachten, dass für entsprechende Einrichtungen möglichst geringe Herstellungskosten angestrebt werden. So werden flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel üblicherweise als Einwegprodukte genutzt und somit nach ihrer Benutzung unmittelbar entsorgt. Wenn also entsprechende Einweg-Artikel mit Sensoren oder dergleichen ausgerüstet werden sollen, so dürfen für eine Akzeptanz bei einem Kunden die Herstellungskosten nicht wesentlich steigen. Darüber hinaus wird auch eine möglichst einfache Handhabung angestrebt.
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Ein gattungsgemäßer Folienabschnitt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 als passiver Feuchtesensor eines Hygieneartikels ist aus der
EP 1 057 150 B1 bekannt. Durch über einen Widerstand verbundene Leiterbahnen wird ein LC-Schwingkreis mit einer vorgegebenen Resonanzfrequenz gebildet, wobei im Zuge der Herstellung die beiden Leiterbahnen auf eine gemeinsame Folienoberfläche einer Trägerfolie aufgebracht werden können und die Folie nachträglich auf sich selbst gefaltet wird. Durch das Falten der Folie wird erreicht, dass die auf der ersten Folienoberfläche aufgebrachten Leiterbahnen einander gegenüberliegen, wobei einander zugeordnete Flächenelemente der beiden Leiterbahnen Kondensatorplatten des LC-Schwingkreises bilden.
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Ausgehend von einer vorgegebenen Resonanzfrequenz des passiven Resonanzschwingkreises wird bei dem Folienabschnitt als Flüssigkeitssensor bei dem Kontakt mit einer Flüssigkeit eine Verschiebung der Resonanzfrequenz beobachtet. Die Flüssigkeit als zusätzliches Medium führt also zu einer Veränderung der Induktivität von spiralförmigen Abschnitten der Leiterbahnen als Spule und/oder zu einer Veränderung der Kapazität des LC-Schwingkreises.
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Mit einem geeigneten Lesegerät kann dann eine solche Frequenzverschiebung ermittelt werden, so dass eine kontaktlose Überprüfung bzw. Überwachung mit möglich ist.
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Ein ähnlicher Ansatz wird in den Druckschriften
WO 00/79497 A1 und
US 2004/070510 A1 beschrieben, wobei auch hier durch eine angrenzende Flüssigkeit die Resonanzfrequenz des LC-Schwingkreises verstellt wird und somit durch ein entsprechendes Lesegerät die Anwesenheit von Flüssigkeit feststellbar ist.
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Gemäß der
US 8 978 452 B2 sowie der
WO 2013/022742 A1 wird als Flüssigkeitssensor mit einem passiven Resonanzschwingkreis ein Folienabschnitt vorgeschlagen, bei dem die aufgebrachten Strukturen zum Teil von einer Flüssigkeit aufgelöst werden können.
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Um beispielsweise Wasser oder wässrige Körperflüssigkeiten zu detektieren, können Abschnitte des LC-Schwingkreises wasserlöslich ausgeführt sein kann, so dass dann bei einem Feuchtigkeitskontakt die entsprechenden Verbindungen getrennt werden. Ausgehend von einer vorgegebenen Resonanzfrequenz wird der passive Schwingkreis also je nach Ausgestaltung zerstört oder verstellt, was durch ein geeignetes Lesegerät detektierbar ist.
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Gemäß der
US 8 978 452 B2 kann der von einem Lesegerät detektierte Zustand nachträglich auch drahtlos über bekannte Datenkommunikationsverbindungen wie WLAN und Bluetooth an weitere Geräte übermittelt werden.
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Die Druckschriften
EP 1 542 635 B1 sowie
US 9 278 033 B2 betreffen jeweils flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel in Form von Tampons, wobei die Expansion des Tampons in radialer Richtung eine Verstellung des jeweils zugeordneten passiven Resonanzschwingkreises bewirkt und somit ausgelesen werden kann.
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Die Druckschriften
WO 2010/045119 A2 ,
US 9 655 787 B2 sowie
EP 2 738 748 A1 beschäftigen sich allgemein mit der drahtlosen Überwachung von Produkten wie insbesondere flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel, um einen trockenen oder feuchten Zustand feststellen zu können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Folienabschnitt zur Bildung eines Feuchtigkeitssensors bereitzustellen, der auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt und gehandhabt werden kann.
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Darüber hinaus sollen ein flüssigkeitsabsorbierender Hygieneartikel als besonders bevorzugter Anwendungsfall sowie ein Verfahren zur Kontrolle eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels angegeben werden.
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Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein Folienabschnitt gemäß Patentanspruch 1, ein flüssigkeitsabsorbierender Hygieneartikel gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Kontrolle eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels gemäß Patentanspruch 15.
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Ausgehend von einem gattungsgemäßen Folienabschnitt ist somit gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn nicht direkt leitend miteinander kontaktiert und durch die Trägerfolie gegeneinander isoliert sind.
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Die vorliegende Erfindung lehrt in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der der Folienabschnitt bei einer trockenen Umgebung noch nicht bei einer vorgegebenen Resonanzfrequenz im gewünschten Maße schwingfähig ist, weil die beiden Leiterbahnen noch gegeneinander isoliert sind und noch keinen (geschlossenen) LC-Schwingkreis bilden. Wenn jedoch die beiden Leiterbahnen in den Kontakt zu einer angrenzenden Flüssigkeit gelangen, so kann ein Stromfluss durch die Flüssigkeit erfolgen, so dass dann der LC-Schwingkreis geschlossen ist. Der geschlossene Schwingkreis kann dann mit einem geeigneten Lesegerät ausgelesen werden, wobei ein solches Lesegerät üblicherweise bei einer vorgegebenen Frequenz sendet oder einen Frequenzscan durchführt. Mögliche Ausgestaltungen des Lesegerätes werden nachfolgend noch im Detail erläutert.
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Um die Flüssigkeit in der beschriebenen Weise detektieren zu können, muss diese eine ausreichende Leitfähigkeit aufweisen. Entsprechend können isolierende Öle oder dergleichen nicht detektiert werden. Dagegen weisen Wasser und wässrige Lösungen eine ausreichende Leitfähigkeit auf, um im Hinblick auf den LC-Schwingkreis eine ausreichende leitende Verbindung zwischen den Leiterbahnen bereitzustellen. Dies gilt insbesondere für sämtliche Körperflüssigkeiten, die einen hohen Anteil an Ionen aufweisen und auch Wasser, wie beispielsweise Leitungswasser, welches nicht separat destilliert oder demineralisiert ist.
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Dabei ist zu berücksichtigen, dass der von dem externen Medium zu überbrückende Abstand zwischen den beiden Leiterbahnen gering gehalten werden kann.
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So ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn jeweils mit einem ersten Ende zu einem Rand der Trägerfolie geführt sind, so dass dann nur ein kurzer Abstand von einer angrenzenden Flüssigkeit leitend überbrückt werden muss. Insbesondere enden die Leiterbahnen mit ihrem jeweils ersten Ende unmittelbar oder kurz vor dem Rand der Trägerfolie, damit durch die Flüssigkeit eine gute Leitfähigkeit erreicht wird.
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Vorzugsweise verbleibt von dem Ende der Leiterbahn bis zu dem Rand der Trägerfolie überhaupt kein Abstand oder allenfalls ein Abstand von weniger als 5 mm, insbesondere weniger als 2 mm.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enden die Leiterbahnen an einer Schnittkante, an der auch die Trägerfolie beschnitten ist.
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Bei der Herstellung können eine Vielzahl von Folienabschnitten auf einem Folienbogen oder einer Folienbahn gebildet werden, wobei dann die einzelnen Folienabschnitte mit den jeweils zwei gegenüberliegenden Leiterbahnen aus dem Folienbogen bzw. der Folienbahn abgetrennt werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich, die Leiterbahnen von zwei an dem Folienbogen bzw. der Folienbahn aneinander angrenzenden Folienabschnitte kontinuierlich ineinander übergehen zu lassen, wobei dann nachträglich die Struktur zerschnitten wird, um einzelne Folienabschnitte zu bilden. Bei einer zunächst durchgehenden Struktur ergibt sich dann unmittelbar, dass die Leiterbahnen mit ihrem jeweils ersten Ende genau an der Schnittkante enden, an der auch die Folienabschnitte voneinander getrennt sind.
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Zweckmäßigerweise ist bei dem Folienabschnitt vorgesehen, dass die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist davon ausgehend vorgesehen, dass die Leiterbahn auf einer ersten Folienoberfläche der Trägerfolie und die zweite Leiterbahn auf einer gegenüberliegenden zweiten Folienoberfläche der Trägerfolie angeordnet sind und dass die Trägerfolie ungefaltet ist.
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Zwischen den beiden Leiterbahnen ist dann lediglich eine Lage der Trägerfolie angeordnet, so dass der gesamte Folienabschnitt trotz der aufgebrachten Leiterbahnen noch eine gute Beweglichkeit aufweist und kostengünstig gefertigt werden kann.
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Wie bereits zuvor erläutert, wird bei der Anwesenheit einer Flüssigkeit mit einer ausreichenden Leitfähigkeit der zunächst offene passive Resonanzschwingkreis geschlossen. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der von den beiden Leiterbahnen gebildete Resonanzschwingkreis bei der leitenden Verbindungen der Leiterbahnen an den jeweils ersten Enden durch ein angrenzendes Medium eine Resonanzfrequenz zwischen 1,5 GHz und 4 GHz aufweist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung befindet sich die Resonanzfrequenz bei etwa 2,45 GHz, insbesondere in dem lizenzfreien ISM-Band von ca. 2,45 GHz.
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Bei einer solchen Ausgestaltung kann für das Auslesen auf bewährte Standardkomponenten zurückgegriffen werden.
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So ist es beispielsweise sogar möglich, handelsübliche Geräte mit einer Bluetooth-Schnittstelle einzusetzen, wenn diese durch eine geeignete Ausgestaltung der Hard- und Software außerhalb der üblichen Bluetooth-Kommunikationsprotokolle auf der physikalischen Ebene angesprochen werden kann.
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So ist es beispielsweise bei vielen handelsüblichen Bluetooth-fähigen Geräten wie Smartphones möglich, sehr frei auf die Bluetooth-Sende/Empfangseinheit auf einer niedrigen physikalischen Ebene zuzugreifen, ohne die konkreten Kommunikationsprotokolle zu nutzen. Beispielsweise kann bei handelsüblichen oder gegebenenfalls auch angepassten Geräten mit einer Bluetooth-Sende/ Empfangseinheit ein Suchsignal bzw. ein Frequenz-Sweep ausgegeben werden.
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Wenn gleichzeitig die Empfangseinheit der Bluetooth-Schnittstelle aktiv ist, kann auch detektiert werden, wenn durch das ausgegebene Suchsignal bzw. den Frequenz-Sweep der durch eine angrenzende, zu detektierende Flüssigkeit geschlossene passive Resonanzschwingkreis in Schwingungen versetzt wird und entsprechend selbst ein Signal bei der Resonanzfrequenz aussendet.
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Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere denkbar, dass durch eine entsprechende in der beschriebenen Weise auf die Bluetooth-Schnittstelle zugreifende App ein einfaches, herkömmliches Smartphone als Lesegerät für den Folienabschnitt als Flüssigkeitssensor eingesetzt wird. Es ergibt sich dann der Vorteil, dass separate aufwendige Einrichtungen nicht erforderlich sind und praktisch jeder Benutzer nach der Installation der entsprechenden App das erfindungsgemäße System nutzen kann.
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Selbstverständlich können aber auch zu geringen Kosten separate Lesegeräte hergestellt werden, weil die entsprechenden Elektronikkomponenten als Massenartikel verfügbar sind. Beispielsweise können entsprechende Lesegeräte auch als kostengünstiges Zubehör zu Produkten angeboten werden, welche mit dem erfindungsgemäßen Folienabschnitt als Flüssigkeitssensor ausgerüstet sind.
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Wie bereits zuvor erläutert, sind die beiden Leiterbahnen vorzugsweise als Komponenten eines passiven LC-Resonanzschwingkreises vorgesehen. Entsprechend können die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn an jeweils einem zweiten Ende in zumindest teilweiser gegenseitiger Überdeckung ein leitendes Flächenelement aufweisen, wobei die beiden Flächenelemente der Leiterbahnen dann Kondensatorplatten und somit das C-Glied des Schwingkreises bilden.
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Des Weiteren ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Leiterbahn, insbesondere zwischen ihren beiden Enden, einen als Spule geformten Mittelabschnitt aufweist. Der Mittelabschnitt kann beispielsweise in Form einer ebenen Spirale ausgeführt sein, wobei dann der Mittelabschnitt der ersten Leiterbahn das L-Glied des passiven LC-Resonanzschwingkreises bildet.
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Entgegen verschiedener aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsformen soll im Rahmen der Erfindung der mit den Leiterbahnen versehene Folienabschnitt als Sensor für Flüssigkeit nicht durch die angrenzende Flüssigkeit ausgehend von einer vorgegebenen Resonanzfrequenz verstimmt oder deaktiviert werden. Vielmehr kommt der Flüssigkeit die Funktion eines Schalters zu, um dann erst den Schwingkreis mit der gewünschten Resonanzfrequenz zu bilden.
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Dabei kann es von Vorteil sein, wenn eine zusätzliche Veränderung der Resonanzfrequenz durch angrenzende Flüssigkeit bewusst vermieden wird. Vor diesem Hintergrund kann insbesondere auch der als Spule geformte Mittelabschnitt der ersten Leiterbahn zumindest teilweise mit einer flüssigkeitsdichten Schutzschicht abgedeckt sein, welche dort dann eine elektrische Leitung zwischen den aufeinander folgenden Spulenwicklungen und somit eine Veränderung der Induktivität verhindert. Beispielsweise kann der als Spule ausgestaltete Mittelabschnitt mit Klebstoff versehen sein, mit dem auch der Folienabschnitt in einem Produkt befestigt wird. Der Klebstoff erfüllt dann auf besonders vorteilhafte Weise eine Doppelfunktion.
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Die Leiterbahnen können mit einer leitfähigen Druckfarbe bevorzugt in einem Tiefdruckverfahren gebildet werden. Ein Tiefdruckverfahren kann gerade bei einer Endlosbahn der Folie auf besonders einfache Weise effektiv eingesetzt werden, wobei die aufgetragene Menge an Druckfarbe durch die Näpfchentiefe einer Druckform bzw. eines Druckformzylinders eingestellt werden kann.
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Darüber hinaus kommen jedoch auch andere Druckverfahren, wie beispielsweise Flexo- und Siebdruck sowie Tintenstrahlverfahren in Betracht.
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Leitfähige Druckfarben können insbesondere durch Wärme und/oder UV-Licht getrocknet bzw. ausgehärtet werden. Leitfähige Druckfarben enthalten in der Regel Partikel von leitfähigen Materialien, wie beispielsweise Graphit, Kupfer oder Silber, wobei die Partikel in Flocken- oder Pulverform vorgesehen sein können.
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Im Rahmen der Erfindung wird gerade aus Kostengründen eine leitfähige Druckfarbe auf der Basis von Graphit bevorzugt. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass ein möglichst einfacher und kostengünstiger Einsatz für Wegwerfartikel und im besonderen Maße flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel vorgesehen ist.
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Die Trägerfolie kann beispielsweise aus Polyethylen bestehen, wobei eine relativ weiche und dünne Ausgestaltung ausreichend und bevorzugt ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass gerade bei der Integration in einen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel der Folienabschnitt eine gute Beweglichkeit haben soll. Insbesondere soll der Folienabschnitt nicht als störend empfunden werden. Die Dicke der Trägerfolie kann beispielsweise zwischen 10 µm und 80 µm liegen.
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Neben klassischen Polyolefinen wie insbesondere Polyethylen kommen selbstverständlich auch andere Polymere zur Bildung der Trägerfolie in Betracht.
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Insbesondere kann für die Trägerfolie auch ein biobasierter und/oder biologisch abbaubarer Kunststoff vorgesehen sein. Als biobasiert werden Kunststoffe bezeichnet, welche nicht aus fossilen Rohstoffen wie beispielsweise Erdöl oder Erdgas, sondern aus nachwachsenden Rohstoffen gebildet sind.
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Eine Trägerfolie aus biologisch abbaubarem Kunststoff ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn bei der Integration in einen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel oder auch in ein anderes Produkt zumindest ein Teil der weiteren Komponenten ebenfalls biologisch abbaubar ist. Gegebenenfalls können entsprechende Produkte bei einer geeigneten Ausgestaltung auch vollständig kompostiert werden.
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Konkret sind beispielsweise Polymilchsäure (PLA), thermoplastische Stärke (TPS) und biologisch abbaubare Polyester geeignet, wobei selbstverständlich auch Blends und/oder mehrschichtige Ausgestaltungen in Betracht kommen.
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Der erfindungsgemäße Folienabschnitt ist für ganz unterschiedliche Anwendungsfälle geeignet. Beispielsweise kann der Folienabschnitt für den Transport von Produkten eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass eine Umverpackung nicht nass geworden ist.
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Wenn dagegen in einer Primärverpackung aufgenommene Flüssigkeiten zusätzlich in einer sekundären Umverpackung angeordnet werden, kann durch den erfindungsgemäßen Folienabschnitt auch ein Auslaufen geprüft werden.
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Beispielsweise kann in einem Karton als Sekundärverpackung der erfindungsgemäße Folienabschnitt in einem Bodenbereich angeordnet werden, wobei dann Primärverpackungen wie flüssigkeitsgefüllte Beutel, Tetrapacks oder dergleichen in der Primärverpackung angeordnet werden. Eine Beschädigung der Primärverpackung kann dann durch den erfindungsgemäßen Folienabschnitt durch ein Auslesen mittels Lesegerät festgestellt werden, ohne dass die Sekundärverpackung geöffnet werden muss. Dabei ist es auch möglich, die Sekundärverpackung an der Position des Folienabschnittes an der Außenseite mit einer Markierung zu versehen, wo ein entsprechendes Lesegerät - im einfachsten Fall ein einfaches Smartphone mit einer entsprechenden App - anzuhalten ist.
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Ein besonders bevorzugter Anwendungsfall betrifft jedoch einen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel mit zumindest einem der beschriebenen Folienabschnitte.
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Dabei kann es sich insbesondere um eine Babywindel, Slip-Einlage, einen Inkontinenzartikel, einen medizinischen Verband oder ein Pflaster handeln.
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Bei all diesen Produkten handelt es sich um einfache, kostengünstige Wegwerfartikel, bei denen die kontaktlose Überprüfung der Beladung mit Flüssigkeit besonders vorteilhaft ist.
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Bei Windeln, Binden, Slip-Einlagen und Inkontinenzartikeln ergeben sich besondere Vorteile, wenn der jeweilige Benutzer nicht alleine in der Lage ist, den Zustand selbst festzustellen und zu überprüfen. Insbesondere müssen die Benutzer für eine Überprüfung des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels nicht unnötig entkleidet werden, was sowohl den Komfort des Benutzers und einer entsprechenden Hilfsperson erhöht als auch insgesamt zu einer Effizienzsteigerung beiträgt.
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Die gleichen Aspekte gelten grundsätzlich auch für medizinische Verbände und Pflaster, wobei sich zusätzlich noch besondere Vorteile hinsichtlich einer Minimierung der Infektionsgefahr ergeben. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob ein Verband tatsächlich gewechselt werden muss. Ein unnötiges, mit einer Infektionsgefahr verbundenes Abnehmen eines Pflasters oder Verbandes kann somit vermieden werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann unmittelbar an dem Folienabschnitt das Vorhandensein einer im ausreichenden Maße leitfähigen Flüssigkeit wie insbesondere Blut, Eiter, Urin und nicht-destilliertem Wasser festgestellt werden. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass gerade bei flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikeln mit einem saugfähigen Kern ein Wechsel bereits dann zweckmäßig sein kann, wenn der Kern noch nicht vollständig durchfeuchtet ist.
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Vor diesem Hintergrund können auch zwei oder mehr Folienabschnitte an unterschiedlichen Positionen des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels angeordnet sein.
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Grundsätzlich ist es dabei auch denkbar, dass für zumindest zwei Folienabschnitte eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels oder eines anderen mit zumindest zwei Folienabschnitten ausgerüsteten Produktes auch zwei unterschiedliche Resonanzfrequenzen vorgesehen sind. Je nach Ausgestaltung wäre es dann möglich, dass Vorhandensein von Flüssigkeit zu quantifizieren und/oder zu lokalisieren. Vorzugsweise wird jedoch gerade bei einfachen Einweg-Artikeln auf eine solche Funktionalität verzichtet, so dass dann für alle Folienabschnitte eines Produktes die gleiche Resonanzfrequenz vorgesehen ist, welche insbesondere in dem zuvor genannten Frequenzbereich von ca. 2,45 GHz liegen kann.
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Der flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel weist bevorzugt eine flüssigkeitsdichte Rückwand, eine flüssigkeitsdurchlässige Innenwand und einen flüssigkeitsabsorbierenden Kern zwischen Rückwand und Innenwand auf, wobei der Folienabschnitt in teilweiser Überdeckung mit dem Kern angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einer Beladung des Kerns mit Flüssigkeit auch der Resonanzschwingkreis des Folienabschnitts aktiviert wird.
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Die Rückwand ist besonders bevorzugt zwar flüssigkeitsdicht, jedoch atmungsaktiv. Eine entsprechende Funktionalität kann beispielsweise durch kleine Poren erreicht werden, welche zwar einen Gasaustausch ermöglichen, Flüssigkeiten jedoch zurückhalten. So können beispielsweise mit Partikeln gefüllte Folien auf der Basis von Polyolefin, insbesondere Polyethylen eingesetzt werden, bei denen dann durch ein Verstrecken an den Rändern der Füllstoffe atmungsaktive Poren gebildet werden.
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Die flüssigkeitsdurchlässige Innenwand kann beispielsweise aus Nonwoven oder Textil gebildet sein, um im ausreichenden Maße einen Flüssigkeitstransport zu ermöglichen.
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Die Innenwand und die Außenwand können außerhalb des Kerns in üblicher Weise durch Klebstoff und/oder Heißsiegeln miteinander verbunden sein, wobei auch selbstverständlich weitere Einrichtungen wie Verschlussbänder, Seitenflügel elastische Abschnitte und Einlagen oder dergleichen in den Körper des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels integriert werden können.
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Die konkreten Ausgestaltungen der zuvor genannten flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel sind dem Fachmann bekannt und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung und Kontrolle eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels.
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Dabei ist zunächst das Bilden eines Folienabschnittes vorgesehen, wobei eine Trägerfolie zugeführt wird und wobei auf einer ersten Folienoberfläche der Trägerfolie eine erste Leiterbahn und auf einer gegenüberliegenden zweiten Folienoberfläche der Trägerfolie eine zweite Leiterbahn aufgebracht wird.
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Wie bereits zuvor erläutert, wird bevorzugt eine Folienbahn oder ein Folienbogen zugeführt, wobei dann an den beiden einander gegenüberliegenden Folienoberflächen der Folienbahn bzw. des Folienbogen die Leiterbahnen von mehreren Folienabschnitten gebildet werden und die einzelnen Folienabschnitte dann vereinzelt werden. Insbesondere können bei zwei einander anschließenden Folienabschnitten die jeweils ersten Leiterbahnen einerseits und die jeweils zweiten Leiterbahnen andererseits zusammenhängend gebildet werden, so dass dann bei einem Zuschneiden oder Ausstanzen der einzelnen Folienabschnitte die Leiterbahnen stets unmittelbar bis zum Rand des entsprechenden Folienabschnittes geführt sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst des Weiteren das Bilden eines flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels mit zumindest einer flüssigkeitsdichten Rückwand, einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern und einer flüssigkeitsdurchlässigen Innenwand, wobei der Folienabschnitt in zumindest teilweiser Überdeckung mit dem Kern angeordnet ist.
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Bei dem so gebildeten flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel mit dem integrierten Folienabschnitt erfolgt dann ein Auslesen eines von der Leiterbahn gebildeten passiven Resonanzschwingkreises mit einem Lesegerät, welches elektromagnetische Wellen aussendet und die Reaktion des passiven Resonanzschwingkreises detektiert. Wie bereits zuvor erläutert, sind die Leiterbahnen jedes Folienabschnittes zunächst bei einer trockenen Umgebung nicht leitfähig miteinander verbunden, so dass dann mit dem Lesegerät auch kein Signal detektiert werden kann. Wenn dagegen die beiden Leiterbahnen durch eine angrenzenden Flüssigkeit leitend miteinander verbunden sind, so kann der passive Resonanzschwingkreis in Schwingungen versetzt werden, was dann mittels des Lesegerätes feststellbar ist.
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Entsprechend wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Ausgabewert mittels des Lesegerätes in Abhängigkeit der Reaktion des passiven Schwingkreises ermittelt.
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Wie bereits zuvor erläutert, weißt das Lesegerät gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Bluetooth-Sende/Empfangseinheit auf, wobei der passive Schwingkreis mit der Bluetooth-Sende/Empfangseinheit ausgelesen wird.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 einen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel mit einem Folienabschnitt,
- 2 eine Detailansicht der Anordnung gemäß der 1,
- 3 die Herstellung des in 2 dargestellten Folienabschnitts mit einer Folienbahn oder einem Folienbogen,
- 4 eine Ausgestaltung des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels gemäß der 1 in einer Draufsicht,
- 5 ein Ersatzschaltbild des in den 2 und 3 dargestellten Folienabschnittes,
- 6 Verfahrensschritte bei der Herstellung des Folienabschnittes,
- 7 die Benutzung des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels mit einem Lesegerät.
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Die 1 zeigt einen flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel in Form einer Damenbinde. Die Darstellung einer Damenbinde als flüssigkeitsabsorbierendem Hygieneartikel ist rein exemplarisch und deshalb besonders vorteilhaft, weil sich eine Damenbinde durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet. Die Erfindung ist aber - wie nachfolgend noch weiter erläutert - im gleichen Maße für andere flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel wie beispielsweise Babywindeln, Inkontinenzartikel, medizinische Verbände und Pflaster geeignet.
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Der in 1 dargestellte flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel weist gemäß der üblichen Bauform eine flüssigkeitsdichte, jedoch atmungsaktive Rückwand 1 auf, wobei es sich insbesondere um eine gefüllte und verstreckte PE-Folie handeln kann. Des Weiteren ist eine flüssigkeitsdurchlässige Innenwand 2 vorgesehen, welche beispielsweise von einem Nonwoven oder einem Textil gebildet sein kann. Zwischen der Rückwand 1 und der Innenwand 2 ist in bekannter Weise ein flüssigkeitsabsorbierender Kern 3 angeordnet. Der flüssigkeitsabsorbierende Kern 3 kann beispielsweise Watte und/oder ein Textil und/ oder ein superabsorbierendes Polymer enthalten.
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Zusätzlich zu der üblichen Ausgestaltung weist der flüssigkeitsabsorbierende Hygieneartikel einen Folienabschnitt 4 in Form eines Sensoretikettes auf, der nachfolgend im Detail erläutert wird.
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Der Folienabschnitt 4 ist insbesondere in den 2 und 3 im Detail dargestellt. Der Folienabschnitt 4 umfasst eine Trägerfolie 5, welche insbesondere aus Polyethylen mit einer Dichte zwischen 10 µm und 80 µm gebildet sein kann.
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Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der 2 und 3 ist ersichtlich, dass eine erste Leiterbahn 6 auf einer ersten Folienoberfläche der Trägerfolie 5 und eine zweite Leiterbahn 7 auf einer zweiten Folienoberfläche der Trägerfolie 5 angeordnet sind. Die beiden Leiterbahnen 6, 7 sind nicht direkt leitend miteinander kontaktiert und durch die Trägerfolie 5 gegeneinander isoliert.
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Darüber hinaus ergibt sich aus der 2, dass die Leiterbahnen 6, 7 an einem jeweils ersten Ende 6a, 7a direkt mit einem Rand der Trägerfolie 5 abschließen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass gemäß der 3 eine Vielzahl von Folienabschnitten 4 auf einer Folienbahn 8 gebildet werden, wobei dann für jeweils zwei benachbarte Folienabschnitte 4 die ersten Leiterbahnen 6 und die zweiten Leiterbahnen 7 ineinander übergehen und dann an einer vorgegebenen Trennlinie gemeinsam mit der Trägerfolie 5 geschnitten oder gestanzt werden.
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Aus den 2 und 3 ist des Weiteren ersichtlich, dass die erste Leiterbahn 6 und die zweite Leiterbahn 7 an jeweils einem zweiten Ende 6b, 7b in gegenseitiger Überdeckung ein Flächenelement aufweisen. Zum Zwecke der besseren Sichtbarkeit sind die Flächenelemente an den zweiten Enden 6b, 7b unterschiedlich groß dargestellt, wobei jedoch in der Praxis eine gleiche oder in etwa gleiche Größe bevorzugt ist.
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Wie sich auch aus der 2 ergibt, bilden die Flächenelemente an den zweiten Enden 6b, 7b Kondensatorplatten eines LC-Schwingkreises, wobei ein Mittelabschnitt 6c der ersten Leiterbahn 6 spiralförmig ausgestaltet ist und die Spule eines LC-Schwingkreises bildet.
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An dem Mittelabschnitt 6c ist Klebstoff 9 vorgesehen, mit dem der Folienabschnitt 4 auch an der Rückwand 1 befestigt ist. Zusätzlich deckt der Klebstoff 9 den Mittelabschnitt 6c ab, wodurch dieser geschützt ist.
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Erfindungsgemäß ergibt sich gemäß dem Ersatzschaltbild nach 5 zunächst mit den beiden Leiterbahnen 6, 7 ein noch nicht geschlossener LC-Schwingkreis. Erst wenn in einem ausreichenden Maße leitfähige Flüssigkeit zu den ersten Enden 6a, 7a der Leiterbahnen 6, 7 gelangt, werden die beiden Leiterbahnen 6, 7 durch die Flüssigkeit leitfähig miteinander verbunden, so dass dann die in der 5 dargestellte Unterbrechung 10 geschlossen wird und der von den beiden Leiterbahnen 6, 7 gebildete LC-Schwingkreis bei einer vorgegebenen Resonanzfrequenz schwingfähig ist.
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Die 4 zeigt den flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikel gemäß der 1 in einer Draufsicht. Dabei ist exemplarisch dargestellt, dass mehrere Folienabschnitte 4 als Sensoretiketten an unterschiedlichen Stellen angeordnet sein können.
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Die Leiterbahnen 6, 7 können auf besonders einfache Weise durch eine leitfähige Druckfarbe gebildet werden. Geeignet ist insbesondere eine leitfähige Druckfarbe auf der Basis von Graphit, welche vergleichsweise kostengünstig ist.
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In der 6 ist angedeutet, dass die Folienbahn 8 auf beiden Seiten durch jeweils einen geeigneten Tiefdruckzylinder 11 mit den Leiterbahnen 6, 7 versehen werden kann, bevor dann aus der Folienbahn 8 nach einem Trocknen der Druckfarbe die einzelnen Folienabschnitte 4 vereinzelt werden.
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Die 7 zeigt exemplarisch ein Verfahren zur Kontrolle des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels, wobei mit einem Lesegerät, beispielsweise einem handelsüblichen Smartphone 12 über die Bluetooth-Schnittstelle ein Signal im Bereich von 2,45 GHz ausgesandt wird. Wenn an dem Folienabschnitt 4 eine leitfähige Flüssigkeit, beispielsweise Urin, Blut, Eiter oder dergleichen vorhanden ist, sind die beiden Leiterbahnen 6, 7 zu einem Schwingkreis verbunden, wobei dann das von dem Schwingkreis ausgesandte Signal von der Empfangseinheit der Bluetooth-Schnittstelle des Smartphones 12 detektiert werden kann. Insbesondere kann der Zustand des flüssigkeitsabsorbierenden Hygieneartikels auch durch die Kleidung hindurch detektiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1057150 B1 [0007]
- WO 0079497 A1 [0010]
- US 2004070510 A1 [0010]
- US 8978452 B2 [0011, 0013]
- WO 2013/022742 A1 [0011]
- EP 1542635 B1 [0014]
- US 9278033 B2 [0014]
- WO 2010/045119 A2 [0015]
- US 9655787 B2 [0015]
- EP 2738748 A1 [0015]
