JP2014511487A - 湿気センサー付きの着用可能な物品 - Google Patents

Abstract

【課題】
ユーザによって着用される、湿気センサー電極を含んだ着用可能な物品が提供する。
【解決手段】
ユーザによって着用されるための湿気センサー電極を含んだ着用可能な物品であって、湿気センサー電極は、着用可能な物品が通常の使用中に電解性の液体によって湿ったときに湿った電解性の液体と接触するようになっており、湿ったときに湿気センサー電極の接触端子に直流電流が流れるとコンデンサとして作動し、湿気センサー電極を介して静電容量を測定して、着用可能な物品の湿気情報が提供されることを特徴とする。
【選択図】 図６Ａ

Description

本発明は湿気センサー装置を備えた着用可能な物品に関し、特に湿気センサー電極を有するオムツに関する。本発明は電解レベルの検出にも関する。

湿気センサーを有するオムツなどの着用可能な物品は世話要員または医療関係者による利用のため、または参考のために湿気情報を提供するために有用である。例えば、電子湿気センサーを有するオムツは、実際にオムツを調べなくてもオムツの湿り状態を検知できるので、保健医療専門家にとって有用ある。電子湿気センサー構造を有するオムツの利用可能性は寝たきり患者または体の不自由な老人の生活の質を大きく向上させている。

着用可能な物品における湿気検知は典型的には抵抗または静電容量の測定によって提供される。湿気検知を可能にするため、通常では、湿気センサー電極は着用可能な物品上に形成されており、その後に電極の瞬間的な静電容量または抵抗値がそのような着用可能な物品の湿り程度を決定するために測定される。しかしながら、従来の湿気検知システムは、着用可能な物品が湿っているかについて非常に粗い情報を提供するだけであり、湿気のレベル、程度または部位などのさらに正確または詳細な湿気情報を提供することができない。

抵抗値検知手法を利用する着用可能な物品での従来の湿気検知は、例えば、湿気の程度についての情報を提供できないなどの知られた欠点を有する。また、静電容量検知を利用する従来の湿気検知は、電極の静電容量が典型的には数ピコファラッドの領域内であるため、電極の静電容量が小さいので外部の干渉の影響を受ける。さらに、そのような小さな静電容量の測定は、検知回路の複雑性を増し、干渉に敏感な高周波発振回路が必要性となる。抵抗または静電容量測定を利用する従来の電解レベルの検知でも同様な欠点が存在し、アノードオキシデーション（陽極酸化）が知られた問題である。

従って、ユーザによって着用される、湿気センサー電極を含んだ着用可能な物品が提供される。

湿気センサー電極は、着用可能な物品が通常の使用時に電解性の液体によって湿ったときに、電解性の液体と接触するようになっており、湿ったときに、湿気センサー電極の接触端子に直流電流が流れるとコンデンサとして作動し、湿気センサー電極を介して静電容量を測定して着用可能な物品の湿気情報が提供される。電解性の液体の存在下で直流電流が流れるとコンデンサとして作動する電極はマイクロファラッド範囲内で特徴的な静電容量値を有することが知られているので、湿気検知にはさらに適している。

１実施態様では、着用可能な物品は股間領域と尻領域とを形成するオムツであり、湿気センサー電極は失禁対策のための接触部を提供している。湿気センサー電極は第１長形電極と、第１長形電極に沿って延びる第２長形電極とを含むことができる。湿気センサー電極はカーボンインクのプリント体でもよい。カーボンインク電極は長形ポリエチレン膜上にプリントできる。

別な実施態様では、湿気センサー電極はスーパーコンデンサとしても知られている電気二重層を有するコンデンサとして作動するように設計されており、尿などの電解性の液体による湿りなどの湿気検知のために使用される。

例えば、湿気センサー電極の少なくとも一方は高誘電率の絶縁金属酸化物によって覆われたストリップメタル（金属帯板）でよく、両電極間の静電容量は絶縁金属酸化物で覆われた電極の湿った表面積、絶縁酸化物の厚みおよび誘電率によって決定される。

１実施態様では、湿気センサー電極の少なくとも一方はストリップメタル電極を含んでおり、ストリップメタル電極はそれぞれ絶縁誘電層としての酸化アルミニウムまたは酸化タンタルで覆われたアルミニウムまたはタンタルを含んでいる。

絶縁酸化層は２ナノメータ以上、好適には２０ナノメータまでの厚みを有する。

この実施態様では、湿気センサー電極の少なくとも一方はナノ孔質材料のスリップ電極（帯状電極、細長い電極）を含んでおり、ナノ孔質ストリップ電極は湿気センサーのために利用するときに電気二重層を形成するように設計されている。

別の点では、ここで開示されている着用可能な物品と共に使用するための湿気評価装置が提供され、その装置は、直流電流が流れると湿気センサー電極間の静電容量、または静電容量変化を測定する湿気検知回路を含んでいる。

この装置は、場所ごとの詳しい情報を提供するため、湿気センサー電極の抵抗または抵抗の変化を測定するための手段をさらに含むことができる。

さらに別な実施態様では、第１電極と、第２電極と、検知回路とを含んだ電解レベル検知装置が提供され、第１電極と第２電極はそのレベルが検知される対象である電解性の液体中に浸されるように設計されており、検知装置は、直流電流によるレベル情報を提供するよう、第１電極と第２電極間の静電容量を測定するように設計されている。１実施態様では、少なくとも一つの個別の湿気レベルマーカが、電解性の液体のレベルの表示を提供するよう、少なくとも一方の電極の上に形成されている。別な実施態様では、電解性の液体の個別の湿気レベルの表示を提供するため、少なくとも一方の電極の上に複数の個別の湿気レベルマーカが形成されている。湿気マーカは静電容量対湿気レベルの関係において局所的で平坦な段部を形成する静電容量マスクでよい。

本発明の実施態様を添付の図面に図示した実施例を利用して解説する。

本発明による第１実施例の着用可能な物品の内面の平面図と長手方向の断面図をそれぞれ示した概略図である。 本発明による第１実施例の着用可能な物品の内面の平面図と長手方向の断面図をそれぞれ示した概略図である。 本発明による第２実施例の長手方向の断面図の概略図である。 本発明の第３実施例のオムツの長手方向の断面図の概略図である。 本発明の第４実施例のオムツの長手方向の断面図の概略的斜視図である。 本発明の第５実施例のオムツの内面の平面図の概略図である。 使用中の図５のオムツの湿気レベルに関する静電容量の変化の例示的特徴を示した概略図である。 オムツの回路と、オムツの異なる領域に対する簡略均等回路をそれぞれ示した概略図である。 オムツの回路と、オムツの異なる領域に対する簡略均等回路をそれぞれ示した概略図である。 湿気評価回路を備えたオムツの使用を示す概略図と例示的湿気評価回路のブロック図である。 湿気評価回路を備えたオムツの使用を示す概略図と例示的湿気評価回路のブロック図である。 本発明による湿気レベル検知装置の概略図である。

着用可能な物品の一例として、図１に概略的に示されたオムツ１００は、可撓性オムツ本体１２０と、第１電極１５０と、第２電極１５２とを含んでいる。可撓性オムツ本体１２０は液体浸透性内側層１２２と、液体不浸透性外側層１２４と、内側層と外側層との中間にある液体吸収層１２６とを含んでいる。内側層１２２は、レーヨン、アセテート、綿、パルプまたは合成樹脂の繊維から作られた不織布などの非アレルギー性液体浸透性または親水性材料で作られている。内側層１２２は、使用中にユーザの皮膚を外側の湿った吸収層１２６と直接接触させないように、ユーザの皮膚と接触して着用されるように設計された内面１３０を含んでいる。外側層１２４は合成樹脂膜シートなどの液体不浸透性材料で作られている。外側層１２４は、オムツ１００からの液漏れを軽減または防止するよう、防水性であるか、または実質的な防水性を有する。吸収層１２６は、内側層１２２を通過後、吸収層１２６に進入する尿またはその他の体液を収集して保持するように設けられている。吸収層１２６は、通常はパルプ、レーヨン、アセテート、天然綿、高吸収性ポリマー、合成繊維、またはこれらの組合せか混合体で作られている。吸収層１２６の典型的な厚みは約０．５ｃｍから約１ｃｍ、または１．５ｃｍでもよく、通常は綿毛状の尿または液体吸収詰物で充填されている。

可撓性オムツ本体の内面１３０は、長手方向に沿って配置されている局部領域１３６と、股領域１３４と、尻領域１３２の三つの主領域を含んでおり、股部１３４は尻領域１３２と局部領域１３６の中間にある。長手方向とは使用中にユーザの体軸に平行またはほぼ平行な方向である。尻領域および局部領域のそれぞれは、股領域からの最も遠い端部である長手方向の端部で横方向に延びる腰取付部を有している。局部領域と尻領域のそれぞれの腰取付部１３８と１４０は、ユーザに着用されているときは係合し、互いにユーザの腰を囲む引張状態の腰取付部を形成する。

尻領域と局部領域のそれぞれは、オムツ本体１００の中間で狭い股領域１３４を形成するよう、腰取付部１３８と１４０のそれぞれから股領域側に向かって細くなっている。股領域１３４はオムツ本体１００の最も狭い部分であり、ユーザの太腿部間にフィットするように設計されており、使用中にオムツの最も下位の尿収集部を形成する。さらに、尻領域１３２と局部領域１３６は、股領域１３４に対してほぼ左右対称である。

図１と図１Ａで示す第１実施例のオムツでは、第１電極１５０と第２電極１５２の両方は、活性電極の表面が、親水性層１２２の内側の吸収層１２６と直接的にまたは密着して接触するよう、内側親水性層１２２の内側に取り付けられることによって、オムツ本体１００の内側親水性層１２２上に形成されている。電極は互いに平行またはほぼ平行に延びており、オムツ本体１００の同じ内面１３０上で長手方向に沿って並んで延びている。第１電極１５０と第２電極１５２はそれぞれ長形であり、オムツ１００の局部領域１３６からオムツ１００後方の尻領域１３２へと延びている。電極１５０と１５２は腰取付部１３８と１４０で終結しており、接触端子を形成するよう、オムツ本体１００の少なくとも一つの長手方向端部で露出している。接触端子は、湿気データがオムツ１００から外部湿気検知装置へと通過できるよう、外部湿気検知出装置と電気的に接続する。

電極１５０と１５２および吸収層１２６は、オムツ１００の湿り状態を検知するための湿気センサー構造体を集合的に形成する。特に、第１電極１５０と第２電極１５２は、使用中にオムツ１００が湿ったときに吸収層１２６によって捕捉された液体（例：尿）と直接接触するように設計された湿気センサー電極である。電極１５０と１５２および吸収層１２６は、電極１５０と１５２と湿った吸収層１２６とを含んだ湿気センサーが主として、電解コンデンサまたはスーパーコンデンサなどの電気化学コンデンサの静電容量特性または振る舞いを有する静電容量センサーであるように設計されている。高静電容量値が、オムツでの使用に適したストリップ電極またはフィルム電極などの比較的に小型の電極によって得られるため、電気化学コンデンサの静電容量特性が望ましい。

第１実施例では、第１電極１５０と第２電極１５２のそれぞれはカーボンインクなどの導電性インクでプリントされており、導電性インクは長形ポリエチレン(ＰＥ）系のフィルム上にプリントされる。第１電極１５０と第２電極１５２のそれぞれは長さが９０ｃｍ、幅０．８ｃｍで、総直列抵抗は１００ｋΩである。第１および第２電極１５０、１５２が湿っているときにこれらの全長で測定される総静電容量は２００μＦである。当業者であれば、電極の長さと幅はオムツのサイズに応じて調節できることを理解するであろう。一般的に、電極の長さは２５０ｍｍ以上で、幅は２ｍｍ以上であろう。尿に浸されたときのオムツの電極は、直流電流が流れたときのスーパーコンデンサの原理と構造と類似することは理解できよう。

第２実施例では、第１電極１５０と第２電極１５２のそれぞれは中サイズのオムツの長手方向に沿って延びる幅約０．８ｃｍ、長さ約９０ｃｍの長形のアルミホイルである。第１電極１５０と第２電極１５２のアルミ片は、オムツ１００の股部１３４が湿ったときに、尿またはその他の体液によって浸させるため、アルミ片が内側層１２２と吸収層１２６との間になるよう、横方向（側部間）に約０．８ｃｍ離れ、内側層１２２の内側に接着されている。第１電極１５０は陽極となるように設計されており、絶縁酸化層の１例として酸化アルミニウムで覆われている。酸化アルミニウムは約１０の誘電率を有しており、１．２ナノメータあたり１ボルト、または１マイクロナノメータあたり８００ボルト（８００Ｖ/μｍ）以上の電界強度に耐えることができる。２ナノメータ以上の厚みを有する酸化アルミニウム層が本発明では十分であろう。酸化アルミニウム層の厚みは２０ナノメータまででよい。アルミニウム上の酸化絶縁層は通常は陽極処理によって形成される。天然のアルミニウムは、１．５ボルトの電圧に耐えることができる酸化膜を有し、本発明では専用の表面処理をせずにアルミニウム電極を容易に利用できる。タンタルは、普遍性を失うことなく、湿気センサー電極としての使用に適した同様な静電容量特性の別な物質である。オムツ用のアルミニウムおよびタンタル系の湿気センサーは共に同様な範囲の静電容量を有する。アルミニウムおよびタンタル系の湿気センサーは、従来のオムツの湿気センサーのピコファラッド（ｐＦ）領域よりもかなり大きなマイクロファラッド（μＦ）領域に典型的な静電容量値を有する。一般的に、アルミニウム電極系の湿気センサーは湿った吸収層上で１μｍと１００μＦとの間に典型的な静電容量値を有する。尿に浸され、直流電流が流れたときの電極は電解コンデンサの構造および作動と同様に作動することは理解できよう。

電解コンデンサの静電容量は電極の表面積と、関連する高誘電酸化層の厚みによって大きく影響されるため、電解コンデンサの特徴を有する湿気センサー電極が望ましい。この特徴はオムツまたは衣料への利用に特に適した、ストリップ電極（帯状電極、細長い電極）の形態でさらに大きい静電容量値を可能にする。

その他の電極実施例では、電気二重層コンデンサ（ＥＬＤＣ）またはスーパーコンデンサを形成するために適した物質が湿気検知電極に利用される。そのような物質は例えば、純粋炭素、活性化炭素、炭素複合材、カーボンファイバ複合材、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンインク、導電性ゴム、酸化金属、水性合成物質、金属複合材、および導電性ポリマーなどが含まれる。これらの実施例では、電極および湿った吸収層は非常に小さな体積で非常に大きな静電容量を有するスーパーコンデンサを集合的に形成する。

電極をオムツの定位置に維持するため、および電極間の分離状態を維持するため、炭素電極またはＥＬＤＣ電極などのその他のフレキシブルな電極が、ＰＶＡ膜のような高重合数の親水性膜上にまず固定され、その後にモジュール式取付部としてオムツに取り付けられる。

導電性インク系の湿気センサーなどのＥＬＤＣ系の湿気検知電極は、オムツの従来の湿気センサーのピコファラッド（ｐＦ）静電容量よりもずっと大きなマイクロファラッド（μＦ）領域に典型的な静電容量値を有する。一般的にプリントされた導電性インク系の湿気センサーは尿で湿った吸収層上で１００μＦから６００μの間に典型的な静電容量値を有する。そのような静電容量範囲は、非常に高い静電容量値では測定速度が遅くなるであろうから、測定速度と干渉作用への抵抗作用に対する抵抗との間で良好なバランスを提供する。

使用の際、湿ったオムツの静電容量が、例えば、一定の電流を流すことで、電極の電圧の変化率を測定することによって測定される。湿りの程度は、第１電極と第２電極のオムツの静電容量が湿った面積の増加と共に増加するため、湿気評価回路によって評価される。

図２に示す第２実施例のオムツ２００では、第１電極２５０と第２電極２５２は共にオムツ本体２００、外側防水層２２４の内側で使用者側の表面に形成されている。さらに特定すれば、電極２５０と２５２は吸収層２２６の内側で漏防止層２２４に接して配置されている。電極２５０と２５２は互いに平行に、またはほぼ平行に延びており、オムツ本体２００の同じ内面上に長手方向に沿って並んで延びている。第１電極２５０と第２電極２５２は腰取付部まで延び、外部湿気検知装置と電気的に接続するため、オムツ本体２００の長手方向の少なくとも一つの端部で露出している。第２実施例のオムツの部材は第１実施例のそれらと実質的に同一であるため、同じまたは均等な機能の部材は１００を足した同じ数字で表示されている。

図３に示す第３実施例のオムツ３００では、第１電極３５０と第２電極３５２は互いに平行、またはほぼ平行に延びており、長手方向でオムツ本体３００の長さに沿って延びている。電極３５０と電極３５２は、第１電極３５０と第２電極３５２との中間のオムツ本体３００の吸収層３２６と実質的に重なって配置されている。電極３５０は内側層３２２の内側に固定されている。電極３５０と電極３５２は吸収層３２６と直に接触するように設計されているので、使用中に吸収層３２６が湿ったときに集められた尿と直に接触する。第１電極３５０と第２電極３５２は腰取付部まで延びており、外部湿気検知装置と電気的に接続するため、オムツ本体３００の縦方向の少なくとも一つの端部で露出している。第３実施例のオムツの部材は第１実施例のそれらと実質的に同一であるため、同じまたは均等な機能の部材は２００を足した同じ数字で表示されている。

図４に示す第４実施例のオムツ４００では、第１電極４５０と第２電極４５２はオムツ本体４００の長さに沿って長手方向で互いに平行またはほぼ平行に延びている。第１電極４５０と第２電極４５２は、第１電極４５０と第２電極４５２との中間のオムツ本体４００の吸収層４２６と実質的に重なるように配置されている。さらに、第３電極４５４と第４電極４５６は長手方向でオムツ本体の長さに沿って互いに平行またはほぼ平行に延びている。第３電極４５４と第４電極４５６もまた、第３電極４５４と第４電極４５６との中間のオムツ本体の吸収層４２６と実質的に重なるように配置されている。さらに、第１電極４５０と第２電極４５４は同じ内側向きの面で隣接して配置されており、第２電極４５２と第４電極４５６は防水外側層４２４の同じ内面に隣接して配置されている。これら４電極は吸収層４２６と直接接触するように設計されているので、使用中に吸収層４２６が湿ったときに尿と直接的に接触する。これら４電極は腰取付部まで延びており、外部湿気検知装置と電気的に接続するためにオムツ本体４００の少なくとも一つの端部で露出している。第４実施例のオムツの部材は実質的に第１実施例のそれらと同じであるため、同じまたは均等な機能の部材は３００を足した同じ数字で表示されている。

内側層１２２は通常の使用中にユーザの皮膚に直接接触するかまたは近辺に存在し、コンデンサ形成電極を内側層に配置することで、失禁したら直ちに尿を検知させる。一方、外側層１２４に配置されたコンデンサ形成電極間の静電容量の実質的な増加は尿が吸収層１２６を通過したことを意味するであろうから、外側層１２４に配置されたコンデンサ形成電極は湿りの程度の有益な表示を提供するであろう。したがって、湿りの程度の有益な情報は、内側層１２２と外側層１２６に配置されたコンデンサ形成電極の静電容量値の変化を参考にして集めることができるため、コンデンサ形成電極をオムツの異なる層に配置することは有利であろう。

図５に概略的に示されている第５実施例のオムツでは、第１電極５５０と第２電極５５２は互いに平行またはほぼ平行に延びており、第１および第２実施例のオムツと同様に長手方向にオムツ本体５００の長さに沿って延びている。複数のレベルマーカの例としてのマーカ５６２、５６４、５６６の三つのセットが電極５５０と５５２それぞれの長さに沿って離れて配置されている。電極のマーカは、第１および第２電極の対応するマーカは使用中に同じ湿気レベルを表すように分散されている。それぞれのマーカは、増加する湿気と共に静電容量の増加を遅らせる静電容量マスクを含むことによって、図５Ａに示すような静電容量の段部領域１８０を形成する。さらに特定すれば、第１マーカ５６２、第２マーカ５６４および第３マーカ５６６は、オムツが着用されたときにそれぞれＬ２、Ｌ３およびＬ４のレベルに対応するように設計されており、Ｌ１は最も低いレベルに対応する。

電極のそれぞれのマーカは、電極の縦部分を覆う防水絶縁層の長手部分を含んでいる。この絶縁層は追加の静電容量の寄与を小さくすることで、静電容量の段部を形成している。図５に示すように、第１絶縁マーカ５６２の下方端部はレベルＬ１に対応する電極の自由端から離れて配置されているので、その電極の最も先端の自由端で露出している。

図５の目盛りを付けた電極を組み込んだオムツが、徐々にレベルＬ１からＬ４になるまで湿ると、（Ｌ４は使用中の最も高い垂直位置のマーカ）増加する尿浸透による第１電極と第２電極との間の特徴的な静電容量値は図５Ａに示すように変化し、特徴的な段部領域１８０を含む。この段部領域は電極の追加的絶縁によって存在し、絶縁カバー領域、または段部領域にある間に、湿気レベルが増加している状態で静電容量出力の増加がないか、または最小限の増加であることを意味している。他方、静電容量出力値は、湿気レベルが覆われていない電極領域で増加するとき、実質的に直線状に増加するであろう。静電容量の特徴的な段部領域は、正確な静電容量の目盛りまたは事前の目盛り付けをしなくとも、明確で、所定のレベルに到達したことの有用な情報を提供するであろう。

この実施例ではマーカは局部領域５３６だけに存在するが、普遍性を失うことなく、さらに高機能なオムツを提供するため、マーカは尻領域５３２にも提供されることは理解できよう。

オムツの湿り程度の情報を提供するのに加えて、本発明の電極を組み込んだオムツはまた湿気位置情報を提供するためにも利用できる。

図６は、前述の図１のオムツ１００の簡易等価回路図を示す概略回路図であり、図６Ａには尿で湿った部分が図示されている。図６Ａでは、２体の湿った部分、すなわち、前方の股領域１３６の第１の湿った部分１３７と後方の尻領域１３２の第２の湿った部分１３３が存在する。簡易等価回路図では、電極は電極に沿った分散抵抗を有する分散回路と、電極間の分散静電容量として表わされる。説明の目的のために簡易化された例では、第1電極１５０は直列に接続されている第１抵抗部Ｒ１０と第２抵抗部分Ｒ１２によって表わされている。第２電極１５２は、直列に接続されている第１抵抗部分Ｒ２０と第２抵抗部分Ｒ２２によって表わされている。分散静電容量はＲ１０、Ｒ１２、Ｒ２０およびＲ２２に接続された第１の湿った部分１３７内の第１容量性要素Ｃ１２と、Ｒ１２とＲ２２にのみ接続された第２の湿った部分１３３内の第２の容量性要素Ｃ２２によって表わされている。

図６の等価回路図では、抵抗要素Ｒ１０、Ｒ２０と容量性要素Ｃ１２は湿った局部領域１３６の総インピーダンスを集合的に表わしており、抵抗要素Ｒ１０、Ｒ１２、Ｒ２０、Ｒ２２および容量性要素Ｃ２２は湿った尻領域１３２の総インピーダンスを集合的に表わしている。容量性要素Ｃ１２とＣ２２の値は、吸収層１２６の尻領域１３２および局部領域１３６がそれぞれ尿で湿るまで無視できることは理解できるであろう。

局部領域１３６が湿ると、電極１５０と１５２で測定される総インピーダンスはＲ１０＋Ｒ２０＋Ｃ１２であろう。尻領域１３２が湿ると、電極１５０と１５２で測定される総インピーダンスはＲ１０＋Ｒ１２＋Ｒ２０＋Ｒ２２＋Ｃ２２であろう。尻領域１３２と局部領域１３６が湿ると、電極１５０と１５２で測定される総インピーダンスはＲ１０＋Ｒ１２＋Ｒ２０＋Ｒ２２＋Ｃ１２＋Ｃ２２であろう。湿った場所を確認するため、電極１５０と１５２の抵抗要素が測定される。容量値を決定するために、定電流が流れ、電極１５０と１５２を通る容量値を決定するために、電圧上昇時間または電圧変化率が測定される。前述の関係に関して電極の容量値および抵抗値を分析することで、湿った場所を特定することができる。

図１のオムツ１００の湿り程度を決定するための１例では、図６の等価分散回路値に示されている分散抵抗Ｒ１０とＲ２０の合計は２５ｋΩであり、Ｒ１２とＲ２２の合計は７５ｋΩであり、Ｃ１２とＣ２２のそれぞれの静電容量は１００μＦである。１μＡの定電流が外部湿気検知装置１６０によって電極の腰端部１３８の接触端子に流れる。接触端子の定常電圧降下を測定することで、抵抗値を得ることができる。前述のごとく、この抵抗値は湿った部分の総面積によって異なるであろう。一方、湿った部分の総静電容量値は、静電容量値に反比例する電圧変化率を測定することで得られる。前述の組み合わせに従って測定抵抗値と静電容量値とを比較することで、湿気の面積と場所が得られる。

使用に際して、図７に示すように、湿気検知装置１６０に接続された電極の出力端子と共にオムツがユーザに着用される。湿気検知装置１６０は図７のオムツとの使用に適しており、湿気検知装置１６０の部材の概略的ブロック図は図７Ａに示されている。実施例の湿気検知装置１６０はオムツとの電極の電気接続を形成するための接触端子と、処理回路と、処理回路から電極を電気的に分離するように設計された絶縁回路とを含んでいる。処理回路は定電流源、極性設定回路、静電容量測定のために定電流に対応した電圧変化率を検出し、前述の抵抗要素を決定するために定電流を利用した定常電圧を測定するように設計された電圧測定回路と、電圧測定によるデータを処理するためのデータ処理回路とを含んでいる。

接触形成機構は湿気検知装置が電極から着脱可能となるように一対の接触クリップでよい。さらに、データ処理回路のデータ出力は、効率的な患者管理のため、ナースステーションなどの離れた中央管理所に無線で送信できる。

図５の実施例もオムツに組み込むことができ、図６に関して前述した状態で利用するように設計できる。そのような組み合わせで、複数の段部領域が容易に識別できるので、図５Ａの段部領域１８０を利用して少ない計算で特定情報がさらに便利に提供される。

前述の湿気検知構造体は例としてオムツに関して解説されたが、湿気検知構造体はその他のものにも利用できる。例えば、図８に示すように個別のマーカを含む湿気検知構造体を電解レベル検知のために使用することができ、水レベルまたは電解レベルの測定を必要とする、やかん、ボイラ、コーヒーマシン、洗濯機またはその他の機器でも利用できる。

前述の説明はオムツに関してされているが、湿気検知構造体を、ダイビングスーツや作業着、保護着衣などのその他の着用可能な物品にも利用できることは理解できるであろう。

オムツ １００
可撓性オムツ本体 １２０
内側層 １２２
外側層 １２４
吸収層 １２６
内面 １３０
尻領域 １３２
第２湿気部分 １３３
股部領域 １３４
局部領域 １３６
第１湿気部分 １３７
前方腰取付部 １３８
後方腰取付部 １４０
第１電極 １５０
第２電極 １５２
段部領域 １８０
第３電極 ４５４
第４電極 ４５６
位置マーカ ５６２、５６４、５６６

Claims (22)

1. ユーザによって着用されるための湿気センサー電極を含んだ着用可能な物品であって、
   前記湿気センサー電極は、本着用可能な物品が通常の使用中に電解性の液体によって湿ったときに、湿った電解性の液体と接触し、
   さらに、このように湿ったときに、前記湿気センサー電極の接触端子に直流電流が流れるとコンデンサとして作動し、前記湿気センサー電極を介して静電容量を測定して、
   本着用可能な物品の湿気情報が提供されることを特徴とする着用可能な物品。
2. 前記湿気センサー電極は、通常の使用時に本着用可能な物品が尿などの電解性の液体によって湿ったとき、直流電流が流れると電解コンデンサまたは電気化学コンデンサとして作動するように設計されており、
   前記直流電流は、前記電解性の液体の電解が発生する閾値以下であることを特徴とする請求項１記載の着用可能な物品。
3. 前記湿気センサー電極は、第１長形電極と第２長形電極とを含んでおり、
   前記第２長形電極は、前記第１長形電極に沿って延びていることを特徴とする請求項１または２記載の着用可能な物品。
4. 前記湿気センサー電極は、カーボンインクでプリントされていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の着用可能な物品。
5. 前記直流電流が流れて前記湿気センサー電極によって測定される静電容量は、本着用可能な物品が通常の使用時に尿で湿ったときに、１マイクロファラッド（μＦ）以上、好適には１０μＦ以上、さらに好適には１００μＦ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の着用可能な物品。
6. 前記湿気センサー電極は、純粋炭素、活性化炭素、炭素複合材、カーボンファイバ複合材、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ、カーボンインク、導電性ゴム、酸化金属、水性合成物質、金属複合材、および導電性ポリマーから成る群から選択される材料で作られていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の着用可能な物品。
7. 前記湿気センサー電極の少なくとも一方は、高誘電率の絶縁酸化金属で覆われた細長い金属電極を含んでおり、
   前記電極間の静電容量は、前記絶縁酸化金属で覆われた前記電極の湿った表面積と、その厚みと、前記絶縁酸化金属の誘電率によって決定されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の着用可能な物品。
8. 前記細長い金属電極は絶縁誘電層として酸化アルミニウムで覆われたアルミニウム電極、または絶縁誘電層としての酸化タンタルで覆われたタンタル電極を含んでおり、
   前記絶縁酸化層は、２ナノメータ以上、好適には２０ナノメータまでの厚みを有することを特徴とする請求項６記載の着用可能な物品。
9. 前記湿気センサー電極は、特定の湿った場所の情報を出力するために提供されているマーカを含んでいること特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の着用可能な物品。
10. 本着用可能な物品は、吸収層と液体不浸透性外側層とを有するオムツであり、前記湿気センサー電極は、通常の使用時に前記吸収層が前記電解性の液体によって湿ったとき前記湿気センサー電極が液体に浸されるよう、前記吸収層と直接接触することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の着用可能な物品。
11. 前記湿気センサー電極は、２５０ｍｍ以上の長さであることを特徴とする請求項１０記載のオムツ。
12. 前記湿気センサー電極は、２ｍｍ以上の幅であることを特徴とする請求項１０または１１記載のオムツ。
13. 前記吸収層の第１側部は、使用時にユーザの皮膚に面するように設計されており、
    前記吸収層の第２側部は、使用時にユーザとは反対側となるように設計されており、
    前記湿気センサー電極は、前記吸収層の前記同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載のオムツ。
14. 前記吸収層の第１面は、使用中にユーザの皮膚に面するように設計されており、
    前記吸収層の第２面は、使用中にユーザとは反対側の面となるように設計されており、
    前記吸収層は、前記湿気センサー電極の中間に存在することを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載のオムツ。
15. 前記湿気センサー電極は、本オムツの長手方向端部の間にて尻領域、局部領域および股領域を横断するように延びており、
    前記湿気センサー電極は、表示のために領域を特定する湿気位置情報を出力するように設計されていることを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載のオムツ。
16. 着用可能な物品の湿り度を評価するための湿気検知装置であって、
    前記着用可能な物品は、通常の使用時に電解性の液体と接触するようになっている湿気センサー電極を含んでおり、本装置は直流電流源と、前記電極に直流電流が流れると前記湿気センサー電極の静電容量を測定し、湿り状態を決定するために測定された静電容量値を処理するプロセッサとを含んでいることを特徴とする湿気検知装置。
17. 前記直流電流源は、定電流源を含んでいることを特徴とする請求項１６記載の湿気検知装置。
18. 前記電極に流された直流電流の極性を逆にし、さらに逆の極性下で静電容量を測定する極性設定回路を含んでいることを特徴とする請求項１６または１７記載の湿気検知装置。
19. 請求項１から１８のいずれかに記載の前記着用可能な物品と共に使用するための湿気評価装置であって、
    本装置は、直流電流を流すことで、前記湿気センサー電極間の静電容量を測定し、または静電容量の変動を測定する湿気検知回路を含んでいることを特徴とする湿気評価装置。
20. 特定の場所の湿気情報を提供するよう、前記湿気センサー電極の抵抗または抵抗の変化を測定するための手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１６から１９のいずれかに記載の湿気検知装置。
21. 請求項１から２０のいずれかに記載の着用可能な物品と、請求項１から２０のいずれかに記載の湿気検知装置とを含んだ介護装置。
22. 第１電極、第２電極および検知回路を含んだ電解レベル検知装置であって、
    前記第１電極および前記第２電極は、レベル検知対象の電解質に浸されるように設計されており、
    本検知装置は、直流電流によるレベル情報を提供するため、前記第１電極と前記第２電極との間の静電容量を測定するように設計されており、電解レベルの個別表示を提供するため、個別の湿気レベルマーカのうちの少なくとも一つは前記電極の少なくとも一方に形成され、
    前記レベルマーカは、電解液に浸された前記電極の静電容量特性の段部を発生させるように稼動する静電容量マスクを含んでいることを特徴とする電解レベル検知装置。

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