JP2016038256A

JP2016038256A - 液漏れ検知装置

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Publication number: JP2016038256A
Application number: JP2014160507A
Authority: JP
Inventors: 洋道渡邉; Hiromichi Watanabe
Original assignee: Tt Trading Co Ltd
Current assignee: Tt Trading Co Ltd
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2016-03-22

Abstract

【課題】水、血液等の導電性の液体の漏れを高感度で検知可能な液漏れ検知装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液漏れ検知装置１は、導電性の液体の漏れを検知するもので、電力により作動する報知部２と、該報知部２に電力を供給する電源部３と、液体検知センサー部４とを有する電気回路１０を備えている。電気回路１０は通常開回路となっており、液体検知センサー部４に導電性の液体が接触すると閉回路となり、それによって電源部３からの報知部２への電力の供給が開始されて報知部２が作動するにようにされている。液体検知センサー部４は、２枚の導電紙４１，４１とそれらの間に介在された絶縁層４２とを有する透水性の積層シート４３を含んで構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水、血液等の導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置に関する。

医療現場においては、人体に針を刺してその針から数時間かけて血液を抜く、あるいは該針から血液や薬液等を数時間かけて注入する場合がある。例えば人工透析では通常、患者の腕に透析針を２本刺し、その２本の透析針のうちの１本は、老廃物や余分な水分を含む血液を人体から取り出すのに使用され、他の１本は、人体から取り出され人工腎臓で浄化された血液を再び人体に戻すのに使用される。このような、血液等の液体の人体内外間での出し入れにおいて、液体が系外に流出する液漏れ（漏血）が発生すると、重大事故に繋がるおそれがある。

人工透析の場合、漏血は透析装置内で起こる場合と、透析装置外で起こる場合とがあり、それぞれの状況に適した対策が必要である。透析装置内での漏血防止に関する技術としては、例えば、透析装置に、血液が透析液中に漏れ出したのを検出する漏血センサーを組み込む技術が提案されている（特許文献１参照）。

一方、透析装置外での漏血は、透析針の抜け、透析針と人工腎臓を結ぶ管との接続部の脱落等が原因となる場合が多く、抜針に関しては、痴呆性の患者が自ら透析針を抜く自己抜針も起こり得る。透析装置外での漏血防止に関する技術としては、例えば、医療用の針が人体から抜けかけたことを磁気検出センサーにより検出し、安全機構を作動させる、磁気検出センサーを用いる技術が提案されている（特許文献２参照）。

また、透析装置外での漏血防止に関する他の技術として、通常は開回路状態であるが血液と接触して濡れると閉回路状態となる、回路部品と、該回路部品に電気的に接続されたセンサー本体とを有する透析抜針漏血感知センサーが提案されている（特許文献３参照）。この透析抜針漏血感知センサーは、例えば、前記回路部品を透析針の近傍に取り付けて使用した場合に、該透析針が抜けて血液が漏れ、開回路状態の該回路部品を濡らすと、該回路部品は閉回路状態となって通電し、前記センサー本体としての警報器が鳴作動するようになされている。特許文献３には、前記回路部品の具体例として、銅張積層基板をエッチングして形成したものが記載されている。

特開２０１０−１７２４１９号公報特開２０１０−２０１０９６号公報特開２００６−２０１０９６号公報

透析装置外での漏血防止に関する技術に関し、特許文献２記載の技術は、抜針にしか対応できず、透析針とは無関係な部分での漏血には対応できない。また、特許文献３記載の技術は、透析装置外での漏血全般に対応し得るものの、実質的に漏血センサーとして機能する前記回路部品が、絶縁素材上に銅箔などの導体層を部分的に形成したものであって、該回路部品における血液との接触面に導体部と絶縁部とが混在しているため、血液が絶縁部にのみ接触し導体部には接触しなかった場合にはこれを検知できない。つまり、特許文献３記載の技術は、検知感度の点で改良余地がある。

従って本発明の課題は、水、血液等の導電性の液体の漏れを高感度で検知可能な液漏れ検知装置を提供することに関する。

本発明は、導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置であって、電力により作動する報知部と、該報知部に電力を供給する電源部と、液体検知センサー部とを有する電気回路を備え、該電気回路は通常開回路となっており、該液体検知センサー部に導電性の液体が接触すると閉回路となり、それによって該電源部からの該報知部への電力の供給が開始されて該報知部が作動するにようにされており、前記液体検知センサー部は、２枚の導電紙とそれらの間に介在された絶縁層とを有する透水性の積層シートを含んで構成されている液漏れ検知装置を提供するものである。

また本発明は、導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置において該液体を電気的に検知するセンサーとして使用可能な透水性の積層シートであって、２枚の導電紙とそれらの間に介在された絶縁紙とを有し、各紙が湿潤状態で抄き合わされて一体化されている積層シートを提供するものである。

本発明の液漏れ検知装置によれば、水、血液等の導電性の液体の漏れを高感度で検知することができ、液漏れ量が少量であってもこれを検知して、液漏れに起因する重大な事故を未然に防止することができる。本発明の液漏れ検知装置は、血液透析治療において血液等の液漏れ検知に特に有用である。

また、本発明の積層シートは、導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置において該液体を電気的に検知するセンサーとして使用可能であり、前記の本発明の液漏れ検知装置においては液体検知センサー部として使用可能である。本発明の積層シートは、検知感度が高く、加工性に優れていて任意の形状に加工可能であり、且つロール状に巻回することも可能で取り扱い性にも優れる。

図１は、本発明の液漏れ検知装置の一実施形態の概略構成図である。図２は、図１に示す液漏れ検知装置における液体検知センサー部（本発明の積層シートの一実施形態）の模式的な分解斜視図である。

以下、本発明の液漏れ検知装置をその好ましい実施形態に基づき、図面を参照しながら説明する。図１には、本実施形態の液漏れ検知装置１の概略が示されている。液漏れ検知装置１は、導電性の液体の漏れを電気的に検知するもので、電力により作動する報知部２と、該報知部２に電力を供給する電源部３と、液体検知センサー部４とを有する電気回路１０を備えている。電気回路１０を構成する各部材２，３，４は導線５によって互いに電気的に接続されている。

電気回路１０は通常開回路となっており、液体検知センサー部４に導電性の液体が接触すると閉回路となり、それによって電源部３からの報知部２への電力の供給が開始されて報知部２が作動するにようにされている。つまり、液体検知センサー部４は、液漏れ検知装置１のスイッチ部として機能し、液漏れ検知対象物から漏れ出した導電性の液体が液体検知センサー部４に接触することによって、液体検知センサー部４が絶縁状態（乾燥状態）から導電状態（湿潤状態）に切り替わるとスイッチオンとなり、また、液漏れが止まる等して、液体検知センサー部４が導電状態（湿潤状態）から絶縁状態（乾燥状態）に切り替わるとスイッチオフとなる。

報知部２による報知方法は特に制限されず、例えば、視覚的、聴覚的又は触覚的な報知方法を採用することができ、これらの２種以上を組み合わせても良い。例えば、視覚的な報知方法を採用した報知部２としては、電球等の発光体が挙げられ、聴覚的な報知方法を採用した報知部２としては、警報器（ブザー）が挙げられる。

電源部３としては、報知部２を作動させ得る電力を供給可能なものであれば良く、例えば各種電池を用いることができる。

液体検知センサー部４は、図２に示すように、２枚の導電紙４１，４１とそれらの間に介在された絶縁層４２とを有する透水性の積層シート４３を含んで構成されている。積層シート４３は３層構造であり、各層は一体化されている。２枚の導電紙４１，４１及び絶縁層４３は、平面視において互いに同形状（矩形形状）且つ同寸法である。２枚の導電紙４１，４１は互いに組成も同じである。

導電紙４１には、導電性の他に、透水性を有していることが求められる。導電紙４１としては、セルロース繊維等の絶縁性繊維と導電性材料とを含有する紙を用いることができる。このような導電紙の具体例として、１）絶縁性繊維と導電性材料とを含有するスラリーを湿式抄紙してなる、いわゆる抄造タイプの導電紙、２）導電性材料を含まない絶縁紙の片面又は両面に導電性物質を含む塗工層を塗設してなる、いわゆる塗工タイプの導電紙が挙げられる。塗工タイプの導電紙は、導電性材料が厚み方向に偏在しているのに対し、抄造タイプの導電紙は、導電性材料が導電紙の全体に均一に分布しているため、塗工タイプの導電紙に比して安定した導電性を示すことができる。従って、抄造タイプの導電紙を液体検知センサー部４に用いることで、液漏れ検知装置１の検知感度をより一層高めることができる。

導電紙４１に含有可能な導電性材料としては、この種の導電性シートに使用可能なものを特に制限なく用いることができ、形状としては、繊維状等の任意の形状を選択でき、また材質としては、金属、樹脂等を選択できる。導電性材料の具体例としては、導電性金属、導電性カーボン、導電性樹脂等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。導電性金属としては例えば、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄、又はそれらの合金等が挙げられる。導電性カーボンとしては例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラファイト、グラフェン等が挙げられる。導電性樹脂としては例えば、ポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）、ポリアセチレン、ポリチオフェン等が挙げられる。

導電紙４１における導電性材料の含有量は、導電性材料の種類等に応じて適宜設定すれば良い。例えば、導電性材料がカーボンファイバー（炭素繊維）の場合は、導電紙に含まれる絶縁性繊維の全質量に対して、好ましくは３〜５０質量％、さらに好ましくは５〜１５質量％である。ここでいう、「カーボンファイバー」には、カーボンナノファイバー及びカーボンナノチューブが含まれる。導電性材料の含有量が少なすぎると、導電紙に実用上十分な導電性を付与できず、また導電性材料の含有量が多すぎても、導電性材料による作用効果が頭打ちとなって費用対効果が低下し、製造コストだけが高騰することになり、さらには下記１）及び２）の不都合も懸念される。１）特に、セルロース繊維を主体とする繊維材料を湿式抄紙して導電紙を製造する工程において、セルロース繊維どうしの繊維間結合が導電性材料によって阻害されることによって紙が切れてしまう、いわゆる断紙が生じるおそれがあり、また、紙の濾水性が低下するために乾燥効率が低下するおそれがある。２）導電性材料の脱落が発生しやすい。

導電紙４１は、通常、導電性材料の他に、絶縁性繊維を含む。この絶縁性繊維としては、湿式抄紙において通常用いられるセルロース繊維等の繊維状物を特に制限なく用いることができ、例えば、針葉樹晒クラフトパルプ、（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒クラフトパルプ（ＬＢＫＰ）、針葉樹晒サルファイトパルプ（ＮＢＳＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）等の木材パルプ繊維；楮、三椏、雁皮等の靱皮繊維、藁、竹、ケナフ、バガス等の非木材パルプ繊維；セルロース繊維を処理することにより得られるマイクロフィブリル化セルロース繊維、バイオセルロース繊維、レーヨン繊維、その他表面処理したセルロース繊維、カルボキシルメチルセルロース繊維、合成パルプ、合成繊維、半合成繊維、無機繊維等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。導電紙４１における絶縁性繊維の含有量は、特に制限されないが通常、該導電紙の全質量に対して、好ましくは１０〜５０質量％、さらに好ましくは２０〜３０質量％である。

導電紙４１は、実用上十分な導電性を確保する観点から、電気伝導率が５．０×１０^-3Ｓ／ｍ以上であることが好ましく、さらに好ましくは１．０×１０^-2Ｓ／ｍ以上である。導電紙の電気伝導率が斯かる範囲に収まるように、導電性材料の種類の選択、含有量等を適宜調整すれば良い。

導電紙４１には、絶縁性繊維及び導電性材料の他に、所定の性能を損なわない範囲で一般的な抄紙薬品、例えば、サイズ剤、紙力増強剤、填料、消泡剤、歩留向上剤、分散剤等を含有させることができる。

導電紙４１は、液漏れ検知装置１の検知感度の向上の観点から、高い透水性を有していることが好ましく、より具体的には、ＪＩＳＰ８１２２（２００４）で測定されるステキヒトサイズ度が５秒以下、特に３秒以下の無サイズ紙又は低サイズ紙が好ましい。無サイズ紙は、サイズ剤無添加の紙であり、低サイズ紙は、サイズ剤が添加されているものの、その添加量がステキヒトサイズ度の前記特定範囲を満たすように比較的少量に抑えられている紙である。導電紙４１のステキヒトサイズ度が大きすぎると、透水性が低く、血液等の導電性の液体の浸透が少なすぎて、これを検知することが困難になるおそれがある

導電紙４１の坪量は、特に制限されないが通常、好ましくは２０〜１２０ｇ／ｍ²、さらに好ましくは３０〜９０ｇ／ｍ²である。導電紙の厚みも特に制限されないが、強度と透水性とのバランスの観点から、好ましくは０．０３０〜０．１８０ｍｍ、さらに好ましくは０．０４５〜０．１３５ｍｍである。

絶縁層４２は、実用上十分な絶縁性を確保する観点から、電気伝導率が１．０×１０^-4Ｓ／ｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．０×１０^-5Ｓ／ｍ以下である。

絶縁層４２には、絶縁性の他に、透水性を有していることが求められる。絶縁層４２の透水性は、導電紙４１と同程度であれば良く、ＪＩＳＰ８１２２（２００４）で測定されるステキヒトサイズ度が５秒以下、特に３秒以下であることが好ましい。

絶縁層４２としては、絶縁性及び透水性を有していることを前提として、紙、織布、不織布の他、厚み方向に貫通する貫通孔を多数有する多孔性の樹脂製シート、ポリオレフィン等を使用した微多孔膜等を用いることができ、これらの２種以上が積層された複合シートを用いることもできる。絶縁層４２は、紙や布のようなシート状物でなくても良く、例えば、２枚の導電紙４１，４１を接着するために設けられた接着層が絶縁層４２となり得る。絶縁層４２として典型的なものは、湿式抄紙法によって得られた紙（絶縁紙）である。絶縁層４２としての絶縁紙は、導電性を有していない点（導電性材料を含有していない点）、より具体的には電気伝導率が１．０×１０^-4Ｓ／ｍ以下である点以外は、導電紙４１と同様に構成することができる。

２枚の導電紙４１，４１と絶縁層４２とは一体となって透水性の積層シート４３を構成している。導電紙４１と絶縁層４２との一体化の形態は特に制限されず、両者は透水性を妨げない範囲で接着剤等の接合手段を介して一体化されていても良いが、特に好ましい一体化の形態は、絶縁層４２が紙（絶縁紙）である場合に、その絶縁紙である絶縁層４２と導電紙４１とが湿潤状態で抄き合わされて一体化されている形態である。即ち、積層シート４３を構成する各層（紙）は湿潤状態で抄き合わされて一体化されていることが好ましい。このように積層シート４３が抄き合わせによって多層化されていると、接着剤等の接合手段を用いて多層化されている場合に比して、積層シート４３全体としての透水性が向上し、液漏れ検知装置１の検知感度をより一層高めることができる。

前述したように、液体検知センサー部４は、導線５を介して、電気回路１０を構成する他の部材２，３と電気的に接続されており、液体検知センサー部４を構成する積層シート４３における２枚の導電紙４１，４１のうちの一方が電源部３の正極と導線５で接続され、他方が電源部３の負極と導線５で接続されている。導線５と導電紙４１との接続は、はんだ付け、ビスや導電性接着剤等の接合手段による接合等の公知の方法により形成することができる。また、導線５を、金属製クリップの如き導電性を有する係止手段に接続し、該係止手段を導電紙４１に係止させるようにしても良い。

液体検知センサー部４を構成する積層シート４３は、可撓性を有しているので、液漏れ検知対象物の下に敷いたり、液漏れ検知対象物に巻き付けたりすることができ、しかも、このような使用方法においても短絡することがなく、漏血等の液漏れが少量であってもそれを検知することができる。また、積層シート４３は、鋏やカッター等の入手容易な切断具を用いて任意の平面視形状に容易に切断することができるので、使用者自らが検知対象物の形状等に合わせた適切な形状に加工可能であり、そのため、対応可能な検知対象物の範囲が広い。また、積層シート４３はロール状に巻回することができるので取り扱い性にも優れる。

本実施形態の液漏れ検知装置１を使用するにあたっては、液体検知センサー部４（積層シート４３）を、液漏れ検知対象物の下に敷いたり、液漏れ検知対象物に巻き付けたりする等して、液漏れの発生が懸念される物の近傍に配置する。液漏れ検知対象物において液漏れが起こっておらず、液体検知センサー部４（積層シート４３）が乾燥状態にある場合は、積層シート４３を構成する２枚の導電紙４１，４１間は、絶縁性の絶縁層４２が介在配置されていることによって絶縁状態となっているため、電源部３から報知部２へ電力が供給されず、報知部２は作動しない。液漏れ検知対象物において液漏れが起こり、２枚の導電紙４１，４１のうちの一方の外面に導電性の液体が付着すると、その液体は、透水性の該導電紙４１を厚み方向に透過して絶縁層４２に到達し、さらに透水性の絶縁層４２を厚み方向に透過して他方の導電紙４１に到達する。このとき、絶縁層４２が導電性を発揮し、２枚の導電紙４１，４１間が絶縁状態から導電状態に切り替わる。その結果、電気回路１０が開回路から閉回路に切り替わり、電源部３から報知部２へ電力が供給されて報知部２が作動し、漏液が起きたことが使用者（液漏れ監視人）に伝達される。

本発明の液漏れ検知装置は、導電性の液体であれば検知可能である。導電性の液体は、常温常圧下で液体検知センサー部の積層シートに含浸可能な程度の流動性を有していれば良く、例えば、水、血液、生理食塩水等の薬液、尿等が挙げられる。本発明の液漏れ検知装置の最適な用途の１つとして医療用途があり、中でも、血液透析治療用途に最適である。本発明の液漏れ検知装置を、血液透析治療において血液等の液漏れ検知に使用することで、忙しい医療現場においても液漏れ情報が確実に看護士等の液漏れ監視人に伝達されるので、液漏れに対して早期に対応することができ、重大事故の発生を未然に防止することができる。

以上、本発明について説明したが、本発明は前記実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、液体検知センサー部４を構成する積層シート４３は３層構造であったが、本発明に係る積層シートは、２枚の導電紙とそれらの間に介在された絶縁層とを有していれば良く、例えば、この３層構造の片面又は両面に１層以上が積層された４層以上の多層構造であっても良い。

１液漏れ検知装置
２報知部
３電源部
４液体検知センサー部
４１導電紙
４２絶縁層（絶縁紙）
４３積層シート
５導線
１０電気回路

Claims

導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置であって、
電力により作動する報知部と、該報知部に電力を供給する電源部と、液体検知センサー部とを有する電気回路を備え、該電気回路は通常開回路となっており、該液体検知センサー部に導電性の液体が接触すると閉回路となり、それによって該電源部からの該報知部への電力の供給が開始されて該報知部が作動するにようにされており、
前記液体検知センサー部は、２枚の導電紙とそれらの間に介在された絶縁層とを有する透水性の積層シートを含んで構成されている液漏れ検知装置。
前記絶縁層は紙であり、前記積層シートを構成する各層は湿潤状態で抄き合わされて一体化されている請求項１に記載の液漏れ検知装置。
血液透析治療において血液等の液漏れ検知に使用される請求項１又は２に記載の液漏れ検知装置。
導電性の液体の漏れを検知する液漏れ検知装置において該液体を電気的に検知するセンサーとして使用可能な透水性の積層シートであって、
２枚の導電紙とそれらの間に介在された絶縁紙とを有し、各紙が湿潤状態で抄き合わされて一体化されている積層シート。