JP2010502250A - 周囲エネルギーにより作動する観察システムを含む吸収性物品 - Google Patents

Abstract

電気観察装置は、オムツが汚損された直後に、親又は介護人が湿潤したオムツの状態を認識することを介助するように設計された、警告装置を含むことができる。該装置は、視覚信号、聴覚信号、又は電子信号を発生することができる。これらの電気観察装置は、電池、特に小型コイン型電池により作動される。電池により供給される電力は、時間と共に消耗し、定期的に電池を取り替える必要がある。
【選択図】図３

Description

オムツ、訓練用パンツ、大人用失禁用製品、吸収性水着、及び同様のものを含む、現在販売されているほとんどすべての失禁用製品は、一度の使用の後廃棄されるように製造される。吸収性物品は、典型的には、カバー材料と、ライナーと、該カバー材料とライナーとの間に位置する吸収性構造体を含む。吸収性構造体は、超吸収性粒状物を含むことがある。多くの吸収性物品は、身体流体が吸収性物品に放出されたかどうかを確認することが困難な場合がある液体の吸収に効率的である。

したがって、湿分指標又は湿潤指標などの様々な型の電気観察装置が、吸収性物品において使用するために提案されてきた。電気観察装置には、オムツが汚損された直後に、湿潤したオムツの状態を親又は介護人が認識することを介助するように設計された警告装置を含むものがある。この装置は、視覚信号、聴覚信号、又は電子信号を発生するものとすることができる。これらの電気観察装置は、電池、特に小型のコイン型電池により作動されるものであった。電池により供給される電力は、時間と共に消耗し、電池を定期的に取り替える必要性がある。したがって、周囲エネルギーによって発電される電気エネルギー源を含む、電気観察装置を有する吸収性物品が必要である。

ＰＣＴ特許出願ＷＯ００／３７００９ 米国特許第４，９４０，４６４号公報 米国特許第５，７６６，３８９号公報 米国特許第６，６４５，１９０号公報 米国特許第４，７０４，１１６号公報 米国特許第５，８８３，０２８号公報 米国特許第５，１１６，６６２号公報 米国特許第５，１１４，７８１号公報 米国特許出願一連番号０９／５６３，４１７ 米国特許出願一連番号０９／６９８，５１２ 米国特許第４，１００，３２４号公報 米国特許第５，２８４，７０３号公報 米国特許第５，３５０，６２４号公報 米国特許第５，９６４，７４３号公報 米国特許第５，６４５，５４２号公報 米国特許第６，２３１，５５７号公報 米国特許第６，３６２，３８９号公報 国際特許出願ＷＯ０３／０５１２５４ 米国特許第５，４８６，１６６号公報 米国特許第５，４９０，８４６号公報 米国特許第５，８２０，９７３号公報

一般的には、本開示は吸収性物品に向けられる。例えば、一実施形態においては、吸収性物品は、外カバー材料と、ライナーと、外カバー材料とライナーとの間に位置する吸収性構造体を含む。更に、吸収性物品は、観察システムを含み、該観察システムは、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む。

本発明の別の形態は、外カバー材料と、ライナーと、外カバーとライナーとの間に位置する吸収性構造体を有する吸収性物品を含む。吸収性物品は観察システムを含み、該観察システムは、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む。周囲エネルギーは、温度勾配、動き、光、又は振動のいずれかである。吸収性物品は、電源からの電荷を蓄積する蓄電器を有する。

最後に、本発明の別の形態は、外カバー材料と、ライナーと、外カバー材料とライナーとの間に位置する吸収性構造体とを有する吸収性物品を含む。吸収性物品は観察システムを含み、該観察システムは、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む。吸収性物品は、電源からの電荷を蓄積する蓄電器を含む。更に蓄電器は、電池である。

図面全体にわたって、対応する参照番号は、対応する部分を示す。

機械的締結システムを有し、１つの側部は締結され、反対側は締結されていない状態の１対の訓練用パンツの形態を示した物品の側面図である。 図１に示すパンツの斜視図である。 図２に類似したパンツで、物品から取り外された観察システムのハウジングを示した斜視図である。 締結されず、折り曲げないで平坦な状態に置かれ、着用された時に着用者に面する訓練用パンツの表面を示し、下側にある特性を示すために部分的に切り取った図１の訓練用パンツの平面図である。 図４の線５−５の平面に沿って見たパンツの断面図である。 パンツと観察システムの一実施形態の略図である。 部品／装置の作動の順序を示したもので、パンツの電気特性を測定するための測定装置、及びマイクロプロセッサーにより読み取れるように、測定装置からのアナログ出力をデジタル値に変換するためのアナログ・デジタル変換機を含む一実施形態のブロック図である。

図面、特に図１を参照すると、吸収性物品が、子ども用トイレ訓練用パンツの形態で代表的に示され、その全体が参照番号２０で表されている。吸収性物品２０は、使い棄てのものとすることもでき、又は使い棄てではないものとすることもでき、ここで使い棄ては、限定した期間使用した後、洗濯又は再使用のために調整される代わりに、廃棄するように意図された物品を意味する。本発明は、個人的着用のために意図された様々な他の吸収性物品について使用するのに適しており、これは、本発明の範囲から外れることなく、これらに限定されるものではないが、オムツ、女性用衛生製品、失禁用製品、医療用衣類、手術用パッド及び包帯、他の個人ケアー又は健康ケアー用衣類、及び同様のものを含む。

説明のためだけに挙げると、パンツ２０などの訓練用パンツを形成するための様々な材料及び方法が、２０００年６月２９日付けのＡ．Ｆｌｅｔｃｈｅｒ他のＰＣＴ特許出願ＷＯ００／３７００９、１９９０年７月１０日付けのＶａｎ Ｇｏｍｐｅｌ他の米国特許第４，９４０，４６４号、１９９８年６月１６日付けのＢｒａｎｄｏｎ他の米国特許第５，７６６，３８９号、及び２００３年１１月１１日付けのＯｌｓｏｎ他の米国特許第６，６４５，１９０号に記載されており、ここに引用により組み入れられる。

訓練用パンツ２０が、部分的に締結した状態で、図１に示されている。パンツ２０は、図４に示されるように、パンツの縦方向４８及び該縦方向に垂直な横方向４９を定める。パンツ２０は、１対の縦方向端部領域、別の呼び方では、全体を２２で示される前腰部領域と全体を２４で示される後腰部領域、及び、中央領域、別の呼び方では、股部領域を有し、該又部材領域は、全体を２６で示され、前及び後腰部領域２２、２４の間に縦方向に延びて、これらを相互結合する。前及び後腰部領域２２、２４は、着用された時、着用者の腰部又は中央下胴部を全体的に又は部分的に覆うか又は囲むパンツ２０の部分を含む。股部領域２６は、一般的に、着用された時、着用者の脚部の間に位置決めされ、着用者の下胴部を覆う、パンツ２０の部分である。パンツ２０は、パンツが着用された時、着用者に面する内側表面２８と、内側表面とは反対側の外側表面３０を定める。図４を更に参照すると、１対の訓練用パンツ２０は、１対の横方向両側の側縁３６と、１対の縦方向両側の腰部縁（広くは、縦方向端部）を有し、それぞれ前腰部縁３８及び後腰部縁３９と表示される。

図１−４の実施形態においては、訓練用パンツ２０は、全体を３２で示される、全体的に長方形の中央吸収性組立体と、該中央吸収性組立体とは別個に形成されて、該中央吸収性組立体に取り付けられる側部パネル３４Ａ、３４Ｂを含む。側部パネル３４Ａ、３４Ｂは、パンツ２０のそれぞれの前及び後腰部領域２２及び２４において、シームに沿って中央吸収性組立体３２に永久的に接着される。より特定的には、前側部パネル３４Ａは、前腰部領域２２において吸収性組立体３２に永久的に接着され、側縁４７を越えて横方向外向きに延び、後側部パネル３４Ｂは、後腰部領域２４において吸収性組立体に永久的に接着され、側縁を越えて横方向外向きに延びる。側部パネル３４Ａ及び３４Ｂは、接着剤、熱接着又は超音波接着などの、当業者に知られている取り付け手段を使用して、吸収性組立体３２に接着することができる。

パンツ２０を着用した時に、前及び後側部パネル３４Ａ及び３４Ｂは、着用者の臀部上に位置決めされる訓練用パンツ２０の部分を含む。前及び後側部パネル３４Ａ及び３４Ｂは、互いに永久的に接着されて、パンツ２０の三次元形態を形成するか、又は示した態様の締結システム５９などにより、互いに取り外し可能に結合することができる。当業者に知られているように、側部パネル３４Ａ、３４Ｂは、弾性材料又は延伸可能であるが非弾性である材料を含むことができる。

吸収性組立体３２が、長方形を有するものとして図１−３に示されている。しかしながら、吸収性組立体３２は、本発明の範囲から外れることなく、他の形状（例えば、砂時計型、Ｔ型、Ｉ型、及び同様のもの）を有するものとすることができることが想定されている。側部パネル３４Ａ、３４Ｂは、本発明の範囲から外れることなく、吸収性組立体３２と一体に形成することができることが理解される。

図４及び５に最も良く示されているように、吸収性組立体３２は、外カバー４０、及び接着剤、超音波接着、熱接着、圧力接着、又は他の従来の技術によって重なる（対向する）関係で外カバー４０に取り付けられた身体側ライナー４２を含む。ライナー４２は、パンツ２０の縦方向端部の少なくとも一部に沿って、外カバー４０に接合されるのが適切である。更に、ライナー４２は、パンツ２０の横方向側縁の少なくとも一部に沿って、外カバー４０に接合するのが適切である。ライナー４２は、適当なものとしては、パンツの着用中に、パンツ２０の他の部品に対して、着用者の肌に連続する関係とするように、位置決めされる。吸収性組立体３２は、着用者に放出される液体身体排出物を吸収するための、外カバー４０と身体側ライナー４２との間に位置する吸収性構造体４４と、該吸収性構造体と身体側ライナーとの間に位置するサージ処理層４５とを含む。身体排出物の横方向流出を妨げるために、１対の収容フラップ４６が、身体側ライナー４２に取り付けられる。

図１に部分的に示しているような、締結した状態の訓練用パンツ２０では、前及び後腰部領域は、締結システム４８により互いに結合されて、腰部開口５０及び１対の脚部開口５２を有する三次元パンツ形態を定める。訓練用パンツ２０の前及び後腰部縁３８及び３９（例えば、縦方向端部）は、着用者の腰部を囲むように形成されて、パンツの腰部開口５０（図１）を定める。

図４に示されているように、フラップ弾性部材５３は、当業者によく知られている適当な方法のいずれかで、各々の収容フラップ４６に作動的に接合することができる。収容フラップ４６の適当な構成及び配列は、一般的に当業者によく知られたものであり、１９８７年１１月３日付けのＥｎｌｏｅの米国特許第４，７０４，１１６号に記載されており、引用によりここに組み入れられる。

身体排出物の収容及び／又は吸収を一層良好にするために、訓練用パンツ２０は、当業者に知られているように、前腰部弾性部材５４（図１）、後腰部弾性部材５６、及び脚部弾性部材５８（図２−４）を含むことができる。フラップ弾性部材５３、腰部弾性部材５４及び５６、及び脚部弾性部材５８は、当業者によく知られている適当な弾性材料のいずれかで形成することができる。

示した実施形態の締結システム８０は、対応する横方向両側の第二締結用部品６２に再締結可能に係合するようにされた、横方向両側の第一締結用部品６０を含む。一実施形態においては、各々の締結用部品６０、６２の前すなわち外側表面は、複数の係合要素を含む。第一締結用部品６０の係合要素は、第二締結用部品６２の対応する係合要素と繰り返して係合及び取り外すようにされ、三次元形態でパンツ２０に取り外し可能に取り付けられる。締結用部品６０、６２は、接着剤締結具、粘着材締結具、機械締結具、又は同様のものなどの、吸収性物品に適当なあらゆる再締結可能な締結具を含むことができる。適当な締結システムは、前に組み込まれた２０００年６月２９日付けのＡ．Ｆｌｅｔｃｈｅｒ他のＰＣＴ特許出願ＷＯ００／３７００９、及び前に組み込まれた２００３年１１月１１日付けのＯｌｓｏｎ他の米国特許第６，６４５，１９０号に記載されている。

外カバー４０は、適当なものとしては、実質的に液体不透過性である材料を含む。外カバー４０は、液体不透過性材料の単一層又はこれ以上の層を含むことができ、適当なものとしては、少なくとも１つの層が液体不透過性である、多層積層体構造を含むことができる。外側層は、液体透過性である必要はないが、着用者に比較的布のような手触りを与えるものであることが適当である。代替的には、外カバー４０は、織成又は不織繊維性ウエブ層を含むことができ、吸収性構造体に近接するか又は近傍にある選択した領域に、望ましい程度の液体不透過性を与えるように、全体的に又は部分的に形成又は処理される。外カバー４０は、延伸可能であり、更に幾つかの実施形態においては、エラストマー性とすることができる。適当な外カバー材料に関する更なる情報については、Ｍｏｒｍａｎ他の米国特許第５，８８３，０２８号、Ｍｏｒｍａｎの米国特許第５，１１６，６６２号、及びＭｏｒｍａｎの米国特許第５，１１４，７８１号を参照すればよく、これらのすべては引用によりここに組み入れられる。

身体側ライナー４２は、しなやかで、柔軟な感触があり、更に着用者の肌に刺激を与えないものが適当である。身体側ライナー４２は、吸収性構造体４４の厚さを通して、液体身体排出物を容易に通すように、十分に液体透過性である。身体側ライナー４２は、延伸可能であり、更に、幾つかの実施形態においては、エラストマー性とすることができる。身体側ライナー材料に関する更なる情報については、２０００年５月３日付けのＲｏｅｓｓｌｅｒ他の米国特許出願一連番号０９／５６３，４１７、２０００年１０月２７日付けのＶｕｋｏｓ他の米国特許出願一連番号０９／６９８，５１２を参照すればよく、これら両特許は引用によりここに組み入れられる。

吸収性構造体４４は、外カバー４０と身体側ライナー４２との間に位置し、接着剤、超音波接着、熱接着、又は同様のものなどのあらゆる適当な手段によって、互いに接合することができる。示した吸収性構造体４４は、股部領域２６から前及び後腰部領域２２及び２４の両方に延びるように描かれているが、吸収性構造体は、本発明の範囲から外れることなく、股部領域から前腰部領域にだけ、又は後腰部領域にだけ延びるようにすることができると考えられる。

吸収性構造体４４は、適当なものとしては、圧縮可能で、順応性があり、着用者の肌に刺激を与えないものであり、液体及びある種の身体排出物を吸収及び保持することが可能なものである。例えば、吸収性構造体４４は、セルロース系繊維（例えば、木質パルプ繊維）、他の天然繊維、合成繊維、織成又は不織シート、粗めの網目状布又は他の安定した構造体、超吸収性材料、結合材料、表面活性剤、選択した疎水性材料、顔料、化粧水、臭気制御剤、又は同様のもの、並びにこれらに組み合わせを含むことができる。

材料は、当業者に知られている様々な従来の方法及び技術を使用して、吸収性ウエブ構造体に形成することができる。例えば、吸収性構造体４４は、乾燥時形成技術、空気形成技術、湿潤時形成技術、発泡体形成技術、又は同様のもの、並びにこれらの組み合わせから形成することができる。このような技術を実行するための方法及び装置は、当業者によく知られている。吸収性構造体４４は、代替的には、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他の米国特許第４，１００，３２４号、Ｅｖｅｒｈａｒｔ他の米国特許第５，２８４，７０３号、及びＧｅｏｒｇｅｒ他の米国特許第５，３５０，６２４号に示される材料などのコフォーム材料を含むことができ、これらの特許は引用によりここに組み入れられる。

超吸収性材料が、適当な構成として、吸収性構造体の総重量の約０から約９０重量パーセントの量で、該吸収性構造体４４に存在する。吸収性構造体４４は、適当なものとしては、約０．１０から約０．３５グラム／立方センチメートルの範囲内の密度を有するものとすることができる。超吸収性材料は、当業者によく知られており、天然、合成、及び変成天然ポリマー及び材料から選択することができる。

一実施形態においては、吸収性構造体４４は、吸収性構造体が接着することができる外カバー４０及び身体側ライナー４２などの他の部品の延伸性を妨げないように、延伸可能とすることができる。例えば、吸収性構造体は、米国特許第５，９６４，７４３号、同第５，６４５，５４２号、第６，２３１，５５７号、第６，３６２，３８９号、及び国際特許出願ＷＯ０３／０５１２５４に示されている材料を含むことができ、各々の特許は引用によりここに組み入れられる。

サージ処理層４５は、接着剤、超音波接着又は熱接着などの、当業者に知られている方法によって、吸収性構造体４４及び／又は身体側ライナー４２など、物品２０の様々な部品に取り付けることができる。サージ処理層４５は、物品２０の吸収性構造体４４に急速に導入することができる液体のサージ又は放出物を、減速又は放散させる。サージ処理層４５は、吸収性構造体４４の貯蔵又は保持部分に液体を放出する前に、液体を迅速に受け入れて、一時的に保持することができるものであることが望ましい。適当なサージ処理層４５の例としては、米国特許第５，４８６，１６６号、米国特許第５，４９０，８４６号に記載されている。他の適当なサージ処理材料は、米国特許第５，８２０，９７３号に記載されている。これらの特許の明細書全体は、引用によりここに組み入れられる。

任意ではあるが、実質的に液体透過性ラップシート（図示されず）が吸収性構造体４４を囲むようにして、吸収性構造体４４の一体性を維持するようにさせることができる。

訓練用パンツ２０は、１又はそれ以上のセンサーを含む観察システムを含む。観察システムは、湿分又は便通の存在を示すセンサーを含むことができる。観察システムは、バイオセンサーを含むことができる。バイオセンサーは、身体流体に含まれる分析対象と接触した時に作動することができるものである。分析対象は、例えば、蛋白質、糖蛋白質、抗体、抗原、ヘモグロビン、酵素、金属塩、ホルモン、又は同様のものとすることができる。

ケアー用制度における健康ケアー用製品及び失禁用製品は、湿度、温度又は多くのバイオ指標を観察するようにされた観察システムを含むことができる。失禁用物品においては、例えば、種々異なる疾病状態（例えば、ガン、糖尿病など）のためのバイオセンサーが存在し、目標とする分析対象に対して正の読み値が発生した時に作動するそれぞれの警告指示器と関連することができる。１つの特定の実施形態においては、バイオセンサーは、腎臓疾患を示す特定の蛋白質を感知するように形成することができる。観察システムは、尿のイオン強度を定量化するセンサーで、水和レベルを観察することができる。代替的には、該システムは、尿内の糖分又は女性用ケアー製品の酵母指標を観察するものとすることができる。

観察システムは、他の形態をとることもできるが、該システムの代表となる形態は、パンツの電気的特性を観察して、このような電気的特性を使用して、パンツ内に子どもが排尿したかどうかを判断する。尿を検知した後、該システムは、排尿警告を発生させて、尿の存在を介護人及び／又は子どもに知らせることができる。この警告は、例えば、音などの聴覚信号、又は温度変化などの感触信号、点滅ライトなどの視覚信号のいずれかとすることができる。該システムは、離れた位置にある聴覚、視覚、感触、又は他の感覚警告装置に、無線信号を送るための装置を含むことができることが理解される。

１つの特定の適当な実施形態においては、図２−４に最もよく示されているように、観察システムの１つの例が参照番号７０で、全体的に示されている。観察システム７０は、物品の電気特性（例えば、抵抗Ω）を検知するセンサーを含む。センサーは、パンツ２０内にほぼ平行に間隔を持つ１対の導電体Ｃ１、Ｃ２を含み、これら導電体は、その間にパンツの観察領域７４を定める。導電体Ｃ１、Ｃ２は、一般的に電気的に導電性であるどのような材料で形成することもできる。例えば、導電体は、金属ストリップ（例えば、アルミニウムストリップ）、金属フィルム、被膜フィルム、導電性ポリマー、導電性インク、又は導電性糸で形成することができる。他の導電体も、本発明の範囲内とする。導電体Ｃ１、Ｃ２は、パンツ２０の股部領域２６を通って、前腰部領域２２から後腰部領域２４まで縦方向に延びる。図５に最もよく示されているように、導電体Ｃ１、Ｃ２は、吸収性構造体４４とサージ処理層４５との間の吸収性組立体３２内に配置されるが、導電体は、本発明の範囲から外れることなく、他の位置に配置することができる。

電源Ｂからの電流ｉ（図６に図示されている）は、センサーの導電体Ｃ１、Ｃ２を通って流れる。電源Ｂは、単一電源、複数の電源、又は電源と以下に示した電流蓄電器との組合せとすることができる。電源Ｂは、直流源か、又は交流源とすることができる。電源Ｂは、観察システムのために、以下に示したような周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する。示された実施形態においては、導電体Ｃ１、Ｃ２は、電気的導電性スナップ締結具７９によって、電源に電気的に接続される。導電体を電源に電気的に接続する他の方法も、本発明の範囲内である。図３に示されているように、各々の導電体Ｃ１、Ｃ２の各々の対応する端部は、パンツ２０の前腰部領域２２に配置される第一スナップ締結具部材７９Ａに接続される。代替的には、第一スナップ締結具部材は、後腰部領域２４、又はパンツ２０の他の位置に配置することができる。電源Ｂを収容するハウジング８２は、第一スナップ締結具７９Ａを係合するために、更にハウジングをパンツ２０に固定するために、対応する第二スナップ締結具要素７９Ｂを有する。電流Ｂに加えて、本実施形態のハウジング８２は、以後述べられるような観察システム７０の残りの部品を収容するが、ハウジングは、残りの部品の幾つかだけを含むことができるか、又は残りの部品をどれも含まないことが考えられる。示された実施形態においては、ハウジング８２は、スナップ締結具７９によって、パンツ２０に取り外し可能に固定されるが、該ハウジングは、本発明の範囲から外れることなく、永久的に固定することができることが理解される。

センサーの測定装置８５（図６）は、パンツ２０の観察領域７４における電気特性を測定する。一実施形態においては、パンツ２０の観察領域７４の抵抗Ｒが測定される。導電体Ｃ１、Ｃ２は間隔を持って配置されているので、電源Ｂからの電流は、回路を完成するために、観察領域７４を通って通過しなければならない。図６に示されているように、観察領域７４は、本質的には、参照記号Ｒで示されているように、抵抗器として機能する。観察領域７４が乾燥状態の場合（例えば排尿が存在する前）には、観察領域の抵抗は、例えば２００ｋΩを超える抵抗などのように、比較的高い。観察領域７４が湿潤状態にある場合には、尿の電気的導電性により、２００ｋΩより小さい抵抗にまで、抵抗が低下する。

別の実施形態においては、パンツ２０の観察領域７４の電気伝導力が測定される。上記したように、尿は、電気的に導電性であり、物品２０は、一般的には電気的に導電性ではない。したがって、パンツ２０の観察領域７４が湿潤すると、その電気伝導力が、乾燥時より大きくなる。パンツ２０の、インピーダンスを含む他の電気的特性は、本発明の範囲から外れることなく測定することができる。

測定装置８５は、パンツ２０の観察領域７４の電気特性のアナログ出力信号（図６）指標を発信する。例えば、測定装置８５は、観察領域７４の抵抗低下を計測し、生じた電圧低下に対応するアナログ出力信号を発信する。出力電圧信号は、当技術に知られている適当な計算を実施して、又は照合表を使用して、抵抗又は電流などの他の電気特性を求めるために使用することができる。例えば当業者によく知られているように、電流が一定の場合、電圧低下は、パンツの抵抗の指標となる。このように、以下に詳細に説明しているように、パンツ２０の抵抗は、測定装置８５のアナログ出力信号を使用して求めることができる。

一実施形態においては、パンツ２０の測定された抵抗に、百分率割合差テストが実施され、パンツが使用者に着用された時、パンツ内での排尿の存在（又は、排尿の不足）が判断される。この実施形態においては、時間によるパンツの観察領域の測定された電気特性における比率差（例えば、百分率割合差）が求められ、この比率差を、差の閾値と比較して、パンツに排尿が存在するかどうかが定められる。

図７に示されているこの実施形態の１つの例においては、アナログ・デジタル変換機８９は、測定装置８５からアナログ出力信号を受信し、その信号をデジタル出力信号に変換する。マイクロプロセッサー９３は、パンツ２０の電気特性（例えば、抵抗）の大きさを表わすデジタル出力信号を受信して、排尿の存在を判断するために分析する。マイクロプロセッサー９３が、排尿の存在を検知すると、排尿警告９５を作動させることができる。アナログ・デジタル変換機８９は、アナログ信号を、マイクロプロセッサーが読み取ることができるデジタル信号に変換するための、通常の装置である。本実施形態のアナログ・デジタル変換機８９は、別個の装置とすることができるか、又はマイクロプロセッサー９３の一部分とすることもできる。説明の目的のために、電気特性は、今後は抵抗を意味するものとするが、上記したように、湿潤を示すあらゆる変化する衣類の特性とすることができる。

吸収性物品における従来の観察システムの唯一の電源Ｂは、電池であった。電池により供給される電流は、時間と共に消耗する。このように、従来の観察システムは、電池を交換する必要があるか、又は交換できない電池を備えたシステムにおいては、観察システムは、制限された寿命しかないかのいずれかであるという欠点を有していた。

本発明の観察システムは、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む。周囲エネルギーは、使用者の周囲に一般的に存在しており、電気装置を作動させるものではないエネルギーのいずれかである。周囲エネルギーの例としては、動き、光、温度勾配、及び振動を含む。周囲エネルギーは、吸収性物品の使用者から得ることができる。例えば、周囲エネルギーは、使用者の動き、又は使用者の皮膚と室温との間の温度勾配とすることができる。周囲エネルギーは、使用者が室外にいる場合には、例えば太陽光線の下にいるか、或いは使用者が室内にいる場合には、電気照明の下にいるという環境から得ることができる。

周囲エネルギーからの電気エネルギーを形成する電源は、時間と共に消耗する電源に、幾つかの利点を与える。これらの利点は、貯蔵寿命を長くすること及び使用期間を長くすることができることである。これらの利点は、吸収性物品に組み込まれる観察システムの状況に有益である。

貯蔵寿命が長いことは、トイレ訓練のために使用される吸収性物品にとって、特に有益である。介護人は、トイレ訓練の目的のために、観察システムを備えたオムツ又は訓練用パンツの梱包を購入することができる。物品の梱包を使い果たす前に、物品の使用者のトイレ訓練が終了したら、物品が残される。これらの物品は、廃棄されるか、他人に与えるか、又は家族の別の子どもが使用するために貯蔵することができる。この最後の場合は、物品は、数ヶ月、又はこれ以上、数年間使用せずに置いておくことになる。周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムを有する吸収性物品は、観察システムが、最初の子どもがすぐに使用し、かつ将来、二番目の子どもが使用する場合も有益であるという信頼感を、介護人に与える。

使用期間が長いことは、又トイレ訓練のために使用される吸収性物品において有益である。観察システムの電源は、第一吸収性物品から第二吸収性物品に移動するように設計されるシステムの、耐久性のある部分に含むことができる。訓練中の何人かの使用者は、何ヶ月も、或いは一年以上にわたって、電源を含むこの耐久性のある部分を使用することができる。システムの耐久性のある部分が次の年に使用されても、寿命は、更に長いものとすることができる。周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源は、論理的には、一定の反応を与えながら、無限に観察システムを作動することができる。この一定した反応が、効率的なトイレ訓練において重要なものである。電池だけに頼る観察システムは、電池が消耗されると、一定しない反応を与えることとなる。

多くの吸収性物品は、使用者の腰部及び脚部の近くに、又はその周囲に適合するように設計される。更に、これらの物品は、できるだけ区分されたものとなるように設計することができる。これらの物品に組み込まれた観察システムは、腰部及び脚部の近くに又はその周囲に位置し、できるだけ区分されたものとなるように設計される。周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する観察システムは、電源を提供すること以外に、更なる機能を提供するように設計することができる。例えば、電歪型ポリマーの場合には、電源は、吸収性物品、例えば腰部弾性部材５４、５６、脚部弾性部材５８、又はフラップ弾性部材５３における１又はそれ以上の弾性部品を構成することができる。この多機能性態様は、小さめの、別個の観察システムを形成することができる。

上記したように、周囲エネルギーは、温度勾配とすることができる。この場合には、熱電式発電機が、熱勾配を利用して、シーベック効果により電流を発生する。熱電式発電機は、底部プレート、上部プレート、及び箔セグメントの列から構成することができる。箔セグメントの列は、底部プレートと上部プレートとの間に、並置配列で介在させられる。各々の箔セグメントは、底部プレートと上部プレートとの間に垂直に配置され、熱接触状態とする。一連の交流接続のｎ型とｐ型熱電式脚部は、各々の箔セグメントの基体上に配置される。熱電式脚部は、一般的には、ビスマステルル化物型熱電式材料から製造されるが、あらゆる適当な材料を使用することができる。上部プレートは、底部プレートの上に間隔を持つ関係で配置される。

底部プレート及び上部プレートは、ほぼ直交する形態を有し、セラミック材料などのあらゆる剛性材料から製造することができる。底部プレート及び上部プレートは、温度勾配が交流接続のｎ型とｐ型熱電式脚部に発展することができるように、熱シンクと熱源との間に熱接触するように形成される。底部プレートは、使用者の周囲の空気と熱により接続され、上部プレートは、使用者の肌と熱により接続することができる。

各々の箔セグメントの１つは、前基体表面と、該前基体表面と反対側の後基体表面とを有することができる。箔セグメントは、箔セグメントの後基体表面が、近接する箔セグメントの前基体表面に面するように配列される。間隔を持つ、交流接続のｎ型とｐ型熱電式脚部は、前基体表面上に互いが平行配列となるように配置することができる。各々のｎ型とｐ型熱電式脚部は、ほぼ約５ミクロン（μｍ）から約１００μｍの範囲の厚さを、好ましくは約７μｍの厚さを有する熱電式材料で形成することができる。前基体表面上に、ｎ型とｐ型熱電式脚部を反復して形成することを容易にするために、前基体表面は、後基体表面より滑らかな表面粗さを有するものとすることができる。

ｐ型とｎ型熱電式脚部の対は、熱電式発電機の熱電対を形成する。熱電式脚部の幅は、約１０μｍから約１００μｍの範囲とすることができる。熱電式脚部の長さは、約１００μｍから約５００μｍの範囲とすることができる。ｎ型とｐ型熱電式脚部の好ましい長さは、約５００μｍである。ｎ型熱電式脚部の好ましい幅は、約６０μｍであるが、ｐ型熱電式脚部の好ましい幅は約４０μｍである。それぞれのｎ型とｐ型熱電式脚部の形状は、各々のｎ型とｐ型熱電式脚部の電気導電性における差に応じて、ある程度の範囲で調整することができる。

代替的には、上記したように、周囲エネルギー源は、動き又は振動とすることができる。この場合には、ピエゾ電気型発電機又は電歪型ポリマーによって、動き又は振動を利用し、電流を形成することができる。

振動の場合には、ピエゾ電気発電機は、電流を形成するために振動を利用することができる。ピエゾ電気発電機においては、１対の電極がピエゾ電気プレートに設けられる。ピエゾ電気プレートが振動する時に、該ピエゾ電気プレートは、振動中に膨張又は収縮するように動く。この膨張及び収縮が、ＡＣ電圧を発生する。互いに直交する振動プレートの組み合わせは、振動を二次元方向又は三次元方向に分割できるように使用することができる。この振動は、例えば、歩く又は這うなどの使用者による大きい動きにより、或いは例えば呼吸などの着用者の小さい動きにより発生させることができる。

動きの場合には、ピエゾ電気型発電機又は電歪型ポリマーは、電流を形成するために動きを利用することができる。電歪型（又は同義的に、電気作動型）ポリマーは、低質量作動装置（人工筋肉）として使用できることが知られていた。１つのこのような人工筋肉の用途においては、ポリマーを曲げるか、延伸するか、又は移動或いは変形させて、電極を介して電圧が電歪型ポリマーに付与される。電歪型ポリマーは、ピエゾ電気材料よりかなり大きい範囲まで、寸法を変えることができる。電歪型ポリマーのこの特性は、逆に、人が歩行又は這うなどの物体の一般的動きからの電気力を得る又は発生するために使用することができる。上記したように、電歪型ポリマーは、吸収性物品の弾性要素を含むことができる。

ポリマーは、種々異なる方法で配列することができる。この用途に対する幾つかの候補となるポリマーは、例えば、ＰＡＡと呼ばれることがあるポリアクリル酸、及び塩化ポリビニル（ＰＶＣ）である。更に、ＰＰＢと省略されるポリ（３、３’−フタリジリデン−４、４’−ビフェニレン）が、候補となる電歪型ポリマーである。

発電のための有望なポリマー電極形態は、例えば、本質的には、ポリマー材料と電極が挟まれているサンドイッチ構造である。導電性シートの間の、ポリマーのこの組み合わせは、イオン交換ポリマー金属複合体又はＩＰＭＣｓと呼ぶことができる。

電極は、「直列」形態で結線する（接続する）ことができる。この形態においては、近接する正の電極が、最も近接する負の電極に取り付けられる。インターリーブ配列された電極のこの直列接続形態は、各々のポリマー間で発生した電圧を加乗させることができ、比較的高い最終出力電圧が、該システムにより発生する。代替的には、並列接続を形成することができる。更に別の形態においては、直列及び並列接続の組み合わせが可能である。

上記したように、周囲エネルギーは、光とすることができる。この場合には、電流を形成するために、太陽電池によって光を利用することができる。太陽電池は、シリコンなどの半導電体材料から構成することができる。太陽電池においては、薄い半導電体ウエーハが、一方に正を、他方に負の電界を形成するように特に処理される。光エネルギーが太陽電池に当たると、半導電体材料における原子から電子が遊離させられる。電気導電体が、正及び負の側に取り付けられると、電気回路を形成し、電流の形態で電極を捕獲することができる。

光起電力モジュールは、互いに電気的に接続され、支持構造体又は枠に取り付けられた多くの太陽電池である。モジュールは、一般的な１２ボルトシステムなどの電圧で、電気を供給するように設計される。形成される電流は、直接的に、どの程度の光がモジュールに当たったかによる。

周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムを有する吸収性物品は、周囲エネルギーの単一の供給源を利用することができる。例えば、供給源は、熱電式発電機だけを利用する温度勾配とすることができる。代替的には、例えば、熱電式発電機を利用する温度勾配、及び太陽電池を利用する光などの周囲エネルギーの複数の供給源を利用することができる。この第二形態は、単一の供給源が安定して電流を供給することができない場合に、有益なものとすることができる。これらの場合には、多数の電流の供給源は、特定の吸収性物品及び観察システムの電流の需要に応じて選択することができる。

周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムを有する吸収性物品は、電源から電気負荷を蓄積する蓄電器を含むことができる。上記したように、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源は、安定した電気エネルギーの供給を与えることができないので、蓄電器を観察システム内に組み込むことができる。過度の量の電気エネルギーが、周囲エネルギーにより形成される間は、蓄電器が過度の電気エネルギーを貯蔵することができる。周囲エネルギーにより形成される電気エネルギーが不足する場合には、その間、蓄電器から電気エネルギーを放出することができる。

蓄電器は、電気負荷を蓄積し、貯蔵し、更に放出するようにされたあらゆる装置とすることができる。蓄電器は、例えば化学的に、電気的に、又は機械的に、あらゆる形態で電気負荷を貯蔵するものとすることができる。適当な装置は、電池、コンデンサ、はずみ車、及び同様のものを含む。単一の蓄電器を使用することができ、代替的には複数の類似した又は類似していない蓄電器を使用することができる。

周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムを有する吸収性物品は、周囲エネルギーからではない電気エネルギーを形成する第二電源を含むことができる。この第二電源は、電池とすることができる。第二電源は、ＦＲＩＤ装置において使用されるような、同調した電磁無線周波数を得るアンテナとすることができる。第二電源は、例えば尿の付加などの導電性流体が付加される時、電極対を形成する１対の電極とすることができる。

本発明の要素又はこれらの実施形態を示す場合に、「１つの」、「その」及び「前記」という単語は、１又はそれ以上の要素があることを意味するものと意図される。「から成る」、「含む」及び「有する」という用語は、包括的であり、述べた要素以外に付加的要素があることを意味するように意図される。

本発明の範囲から外れることなく、様々な変更が、上記した構成、製品及び方法に成すことができるが、上記した説明に含まれ、及び添付した図面に示されるすべての事柄は、説明のものであり、限定する意味はないものと理解される。

２０ パンツ
７０ 観察システム
７４ 観察領域
７９ スナップ締結具
８２ ハウジング
８５ 測定装置
８９ アナログ・デジタル変換機
９３ マイクロプロセッサー
９５ 排尿警告

Claims (18)

1. 外カバー材料と、
   ライナーと、
   前記外カバー材料と前記ライナーとの間に位置決めされる吸収性構造体と、
   観察システムと、
   から成り、
   前記観察システムは、周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含むことを特徴とする吸収性物品。
2. 前記周囲エネルギーは、温度勾配であることを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
3. 前記周囲エネルギーは、動きであることを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
4. 前記周囲エネルギーは、光であることを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
5. 前記周囲エネルギーは、振動であることを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
6. 前記電源から電気負荷を蓄積する蓄電器を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
7. 前記蓄電器は、電池であることを特徴とする請求項６に記載の吸収性物品。
8. 前記蓄電器は、コンデンサであることを特徴とする請求項６に記載の吸収性物品。
9. 周囲エネルギーではない電気エネルギーを形成する第二電源を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の吸収性物品。
10. 前記第二電源は、電池であることを特徴とする請求項９に記載の吸収性物品。
11. 前記第二電源は、同調した電磁無線周波数を得るようにされたアンテナであることを特徴とする請求項９に記載の吸収性物品。
12. 前記第二電源は、電極対を形成するために、導電性流体の付加を必要とする１対の電極であることを特徴とする請求項９に記載の吸収性物品。
13. 外カバー材料と、
    ライナーと、
    前記外カバー材料と前記ライナーとの間に配置される吸収性構造体と、
    温度勾配、動き、光、又は振動である周囲エネルギーから電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムと、
    前記電源からの電気負荷を蓄積する蓄電器と、
    から成ることを特徴とする吸収性物品。
14. 前記電源は、熱電式発電機であることを特徴とする請求項１又は請求項１３に記載の吸収性物品。
15. 前記電源は、ピエゾ電気発電機であることを特徴とする請求項１又は請求項１３に記載の吸収性物品。
16. 前記電源は、電歪型ポリマーであることを特徴とする請求項１又は請求項１３に記載の吸収性物品。
17. 前記電源は、太陽電池であることを特徴とする請求項１又は請求項１３に記載の吸収性物品。
18. 外カバー材料と、
    ライナーと、
    前記外カバー材料と前記ライナーとの間に位置決めされる吸収性構造体と、
    周囲エネルギーからの電気エネルギーを形成する電源を含む観察システムと、
    前記電源からの電気負荷を蓄積する蓄電器と、
    から成り、
    前記蓄電器は、電池であることを特徴とする吸収性物品。

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