JP2019141190A - 吸収部材、吸収部材本体及び電極部材 - Google Patents

Abstract

【課題】尿のような液体とは別に、便のような半固形又は固形の液体含有物が吸収部材に位置したことを検出する。【解決手段】吸収部材は、第１面５１と前記第１面の反対面である第２面５２とを有する吸収体５０と、前記吸収体に接するように配置された第１正極６１及び第１負極６２を備える第１発電部６０と、前記第２面に対向する対向面８１と前記対向面の反対面８２とを有するセパレータ８０と、第２正極７１及び第２負極７２を備え、半固形又は固形の液体含有物３００が前記反対面側に位置することで発電する第２発電部７０であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主な発生経路１２０になるように、前記第２正極及び前記第２負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された第２発電部と、少なくとも前記第２発電部で発電されたことを検出する検出装置と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、使い捨ておむつなどの吸収部材、吸収部材本体、及び電極部材に関する。

特許文献１は、排尿検知のため、１対の電極が吸収体に排泄された尿と接触することによって起電力を発生させることを開示している。

特開２０１５−２２９００３号公報

おむつなどの吸収部材には、尿だけでなく便が排泄されることもある。便も液体を含有しているため、特許文献１のように排尿検知のための構造は、排便検知にも用いることはできる。

しかし、特許文献１の技術では、排尿と排便を区別することは困難である。尿のような液体とは別に、便のような半固形又は固形の液体含有物が吸収部材に位置したことを検出することが望まれる。

この課題は、例えば、半固形又は固形の液体含有物が発電電流の主たる発生経路になる発電部を吸収部材に設けることにより解決される。更なる詳細は、後述の実施形態として説明される。

図１は、吸収部材及び管理装置を有するシステム全体図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３は、検出装置の回路図である。 図４は、検出処理及び受信処理のフローチャートである。 図５は、検出装置の変形例の回路図である。 図６は、電極配置の変形例を示す断面図である。 図７は、電極構成例を示す図である。 図８は、第１検証実験の結果を示す図である。 図９は、第１検証実験の結果を示す図である。 図１０は、第２検証実験の結果を示す図である。 図１１は、第２検証実験の結果を示す図である。

＜１．吸収部材、吸収部材本体、電極部材、及び検出装置の概要＞

（１）実施形態に係る吸収部材は、例えば、人体に装着される。人体に装着される吸収部材は、例えば、おむつである。おむつは、使い捨ておむつであるのが好ましい。おむつは、乳幼児用であってもよいし、大人用であってもよい。

吸収部材は、吸収体を備えることができる。吸収体は、液体を吸収する。多くの液体を吸収できるように、吸収体は、高吸収性ポリマーを含有するのが好ましいが、高吸収性ポリマーを含有していなくてもよい。吸収体は、単一の部材として構成されていてもよいし、複数の部材の組み合わせによって構成されていてもよい。

吸収体は、第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する。人体に装着される吸収部材の場合、吸収部材が人体に装着されると、第２面は、例えば、人体側の面となる。

吸収部材は、第１発電部を備えることができる。第１発電部は、第１正極及び第１負極を備える。前記第１正極及び第１負極は、前記吸収体に接するように配置されるのが好ましい。この場合、吸収体が液体を吸収すると、第１正極及び第１負極間に電流が発生する。ここで、第１正極及び第１負極は、前記吸収体の外表面に接するように配置されていてもよいし、前記吸収体に接するように前記吸収体の内部に配置されていてもよい。

吸収部材は、セパレータを備えることができる。セパレータは、前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有する。セパレータは、後述の第２正極及び第２負極の少なくとも一方の電極と、吸収体と、を区切る。

吸収部材は、第２発電部を備えることができる。第２発電部は、第２正極及び第２負極を備える。第２発電部は、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する。前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記第２正極及び前記第２負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置されている。

発電電流の主たる発生経路とは、第２正極及び第２負極間に流れる発電電流の経路のうち、電流量が最も多い経路をいう。例えば、液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主たる発生経路になるには、第２正極及び第２負極間に流れる発電電流のうち、液体含有物を流れる電流が、吸収体を通る電流よりも多ければよい。

吸収部材は、検出装置を備えることができる。検出装置は、少なくとも前記第２発電部で発電がなされたことを検出する。第２発電部は、液体含有物によって発電するため、第２発電部で発電がなされたことを検出することで、液体含有物を検出することができる。

（２）前記セパレータは、液透過性を有し、前記吸収体よりも保水性が低いのが好ましい。液透過性を有することで、セパレータが、吸収体による液体の吸収を阻害するのを抑制することができる。ここで、吸収体が複数の部材から構成される場合、吸収体を構成する複数の部材のうち、保水性が最も高い部材よりも、セパレータの保水性が低ければ足りる。吸収体全体の保水性は、もっとも高い部材によって規律されるからである。例えば、吸収体が、高吸収性ポリマーを含有する部材を含む複数の部材によって構成される場合、セパレータは、高吸収性ポリマーを含有する部材よりも保水性が低いのが好ましい。

前記セパレータは、吸収体が吸収能力を維持している場合には、その内部に液体を実質的に保持しない程度に保水性が低いのが好ましい。

前記セパレータは、例えば、不織布又は織布によって形成されているのが好ましい。

（３）前記吸収体は、高吸収性ポリマーを含有し、前記セパレータは、前記高吸収性ポリマーを含有せず、液透過性を有し、前記高吸収性ポリマーよりも保水性が低いのが好ましい。高吸水性ポリマーの保水性は非常に高いため、セパレータが、高吸収性ポリマーを含有しないことで、セパレータの保水性を、吸収体に比べて十分に小さくできる。

（４）前記セパレータは、非液透過性材料により形成され、前記セパレータ外の範囲において、前記吸収体への液の移動を許容するように配置されていてもよい。

（５）前記第１正極及び第１負極の少なくともいずれか一方の電極は、前記第１面に接するように配置されていてもよい。

（６）前記第１正極及び第１負極の両方が、前記第１面に接するように配置されていてもよい。

（７）前記第２正極及び前記第２負極の両方が、前記反対面側に配置されていてもよい。

（８）前記第１正極及び前記第１負極のいずれか一方の電極と、前記第２正極及び第２負極のいずれか一方の電極とは、共通化されていてもよい。

（９）前記検出装置は、前記第１発電部及び前記第２発電部により発電された電力を蓄える第１キャパシタと、前記第２発電部により発電された電力を蓄える第２キャパシタと、前記第２発電部及び前記第２キャパシタから前記第１キャパシタへ向かう電流の流れを許容し、前記第１発電部及び前記第１キャパシタから前記第２キャパシタへ向かう電流の流れを阻止する整流素子と、前記第２キャパシタの電位に基づいて、前記第２発電部で発電がなされたことを検出する検出回路と、を備えることができる。

（１０）前記検出回路は、前記第１キャパシタに蓄えられた電力を電源として動作するよう構成されていてもよい。

実施形態に係る検出装置は、吸収部材本体への排便の検出装置であって、前記吸収部材本体へ排泄された液体によって発電する第１発電部及び前記吸収部材本体へ排泄された半固形又は固形の液体含有物によって発電する第２発電部により発電された電力を蓄える第１キャパシタと、前記第２発電部により発電された電力を蓄える第２キャパシタと、前記第２発電部及び前記第２キャパシタから前記第１キャパシタへ向かう電流の流れを許容し、前記第１発電部及び前記第１キャパシタから前記第２キャパシタへ向かう電流の流れを阻止する整流素子と、前記第２キャパシタの電位に基づいて、前記第２発電部で発電がなされたことを検出する検出回路と、を備える検出装置であってもよい。

（１１）実施形態に係る吸収部材本体は、第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する吸収体と、前記吸収体に接するように配置された第１正極及び第１負極を備える第１発電部と、前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有するセパレータと、第２正極及び第２負極を備え、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する第２発電部であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記第２正極及び前記第２負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された第２発電部と、を備える。

（１２）実施形態に係る吸収部材本体は、第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する吸収体と、前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有するセパレータと、正極及び負極を備え、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する発電部であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記正極及び前記負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された発電部と、を備えてもよい。

（１３）実施形態に係る電極部材は、吸収体を備える吸収部材本体に取り付けられる。電極部材は、液透過性を有し、前記吸収体よりも保水性が低い材料により形成されているセパレータと、前記セパレータの一面側に保持された正極及び電極と、を備える。

（１４）前記一面側は、前記電極部材が前記吸収部材に取り付けられたときに、前記セパレータが前記吸収体に対向する面の反対側であるのが好ましい。

＜２．吸収部材の例＞

図１は、吸収部材１０の一例として、装着者に装着される使い捨ておむつを示している。図１に示す吸収部材１０は、吸収部材本体２０と検出装置９０とを備えている。

＜２．１ 吸収部材本体＞

実施形態の吸収部材本体２０は、おむつとしての基本構成を備える。すなわち、図２に示すように、吸収部材本体２０は、表面シート３０、裏面シート４０、及び吸収体５０を備える。さらに、実施形態の吸収部材本体２０は、排泄物を検出するため、電極６１，６２，７１，７２を備える。

図１に戻り、吸収部材本体１０は、展開状態における平面視において、ほぼ矩形状である。吸収部材本体１０は、装着者に装着されたときに、おおむね装着者の股下に位置する中央部２１と、装着者正面側に位置する前側２２と、装着者背面側に位置する後側２３と、を有する。

吸収体５０は、表面シート３０と裏面シート４０との間に配置されている。ここで、表面は、吸収部材１０が装着者に装着されたときにおける、装着者側の面である。裏面は、表面の反対の面である。図２に示すように、吸収体５０は、第１面５１及び第２面５２を有する。第１面５１は、裏面シート４０側の面である。第２面５２は、表面シート３０側の面である。装着者の排泄物は、第２面側５２から吸収体５０へ与えられる。

表面シート３０は、ほぼ矩形状の液透過性シートである。表面シート３０は、装着者への装着時において、装着者の肌に接触する。表面シート３０は、トップシートともよばれる。表面シート３０は、例えば、不織布又は織布によって形成されている。表面シート３０は、液の透過性を向上させ、透過した液体が装着者側へ逆戻りし難いように構成されている。これにより、装着者から排泄された尿を吸収体５０へ迅速に透過させることができる。したがって、表面シート３０は、排尿があっても、吸収体５０の吸水能力に余力がある限り、実質的に尿を保持せず、実質的に乾燥状態にある。この結果、装着者の肌に尿が接触するのが抑制される。

裏面シート４０は、ほぼ矩形状の非液透過性シートである。裏面シート４０は、吸収体５０によって吸収された尿が、裏面側に漏れ出すのを防止する。裏面シート４０は、防水フィルム等を有して構成される。

実施形態の吸収体５０は、パルプなどの吸収性繊維と、高吸収性ポリマーと、によって構成されている。高吸収性ポリマーによって、多くの液体を吸収体５０に保持することができる。吸収体５０は、ほぼ矩形状のマット体である。吸収体５０は、吸収部材本体１０の前側２２と後側に跨って配置されている。したがって、吸収体５０は、前側２２で排泄された尿を吸収するとともに、後側２３で排泄された便に含まれる液体を吸収することができる。

吸収体５０の第１面５１側には、排尿検出用の第１発電部６０が配置されている。第１発電部６０は、一対の電極６１，６２を有する。一対の電極６１，６２は、第１正極６１と第１負極６２と、を有する。

正極６１は、例えば、長尺シート状のカーボン電極によって構成される。カーボン電極は、例えば、活性炭を含む。負極６２は、例えば、長尺シート状のアルミニウム電極によって構成される。

図１に示すように、電極６１，６２は、吸収部材１０の幅方向に間隔を置いて配置される。電極６１，６２は、吸収体５０の長手方向長さと同程度の長手方向長さを有する。電極６１，６２は、それらの長手方向が、吸収部材１０の長手方向と一致するように配置され、吸収部材本体１０の前側２２及び後側２３の両方に跨って存在する。

電極６１，６２は、吸収体５０の第１面５１に接するように、吸収体５０と裏面シート４０との間に配置されている。吸収体５０及び裏面シート４０とは５０が吸収した液体が６１，６２に接することで、電流が発生する。したがって、液体を吸収した吸収体５０が、第１発電部６０における電極６１，６２間の電流の発生経路１１０となる。このように、第１発電部６０は、吸収体５０が吸収した液体によって発電するため、吸収体５０への液体吸収の検出用に用いられる。

なお、電極６１，６２は、吸収体５０に貼付等されることにより吸収体５０一体的に設けられていてもよい。また、電極６１，６２は、裏面シート４０に貼付等されることにより裏面シート４０に一体的に設けられていてもよい。電極６１，６２は、吸収体５０及び裏面シート４０とは別体として設けられていてもよい。

電極６１，６２は、吸収体５０に吸収された液体に接触可能であればよく、その位置は、第１面５１側に限られるものではない。ただし、電極６１，６２を第１面５１側に配置させると、吸収体５０に吸収された液体の量が十分に多くなってから、電流を発生させることができる。すなわち、電極６１，６２間に電流が流れるのは、第２面５２側から与えられた液体が第１面５１側に到達してからである。したがって、吸収部材１０の交換が不要な程度の非常にわずかな排尿を直ちに検出してしまうのを抑制することができる。

図２に示すように、吸収体５０の第２面５２側には、電極部材２００が配置されている。実施形態において電極部材２００は、排便検出用である。電極部材２００は、排便検出用の第２発電部７０とセパレータ８０とを備える。第２発電部７０は、一対の電極７１，７２を有する。一対の電極６１，６２は、第２正極７１と第２負極７２と、を有する。実施形態において、第２正極７１と第２負極７２とは、例えばセパレータ８０に貼付されることで、セパレータ８０に一体化されている。

なお、電極７１，７２は、表面シート３０に貼付等されることにより表面シート３０に一体的に設けられていてもよい。電極７１，７２は、セパレータ８０及び表面シート４０とは別体として設けられていてもよい。

正極７１は、例えば、長尺シート状のカーボン電極によって構成される。カーボン電極は、例えば、活性炭を含む。負極７２は、例えば、長尺シート状のアルミニウム電極によって構成される。

図１に示すように、電極７１，７２は、吸収部材１０の幅方向に間隔を置いて配置される。電極７１，７２は、電極６１，６２よりも、長手方向長さが短い。電極７１，７２は、それらの長手方向が、吸収部材１０の長手方向と一致するように配置され、吸収部材１０の後側２３だけに存在し、前側２２には存在しない。排便の検出には、電極７１，７２が、排便位置である後側２３だけに配置されているのが好適である。なお、電極７１，７２は、前側２２にも存在していてもよい。

図２に示すように、実施形態のセパレータ８０は、吸収体５０と電極７１，７２との間を区切る。セパレータ８０は、電極７１，７２が吸収体５０に吸収された液体に接触する度合いを、電極６１，６２が吸収体５０に吸収された液体に接触する度合いよりも下げることができる。この結果、第１発電部６０及び第２発電部７０の両方を吸収体５０近傍に配置したとしても、第２発電部７０の尿の検出感度を、第１発電部よりも低くすることができる。

実施形態のセパレータ８０は、不織布によって形成されたシートである。セパレータ８０は、吸収体５０に対向する対向面８１（図２において下面）と、対向面８１の反対面８２（図２において上面）と、を有する。反対面８２には、電極７１，７２が配置されている。不織布は、液透過性を有する。セパレータ８０を構成する不織布は、高吸収性ポリマーを含有しないので、吸収体５０よりも保水性が低い。

実施形態のセパレータ８０は、液透過性を有するため、排泄物に含まれる液体が供給される第２面５２側に位置していても、吸収体５０による液体の吸収を阻害しない。特に、電極７１，７２の間の位置は、液が通過する主要な位置であるが、電極７１，７２の間にセパレータ８０があっても、吸収体５０による液体の吸収が阻害されない。一方、２つの電極７１，７２間にセパレータ８０があることで、２つの電極７１，７２をセパレータ８０により一体化した電極部材２００として構成することができ、吸収部材１０の製造時等における電極７１，７２の取り扱いが容易となる。

セパレータ８０としては、表面シート３０と同様に、液透過性に優れ、透過した液体が逆戻りし難いように構成された不織布からなるシートを用いることができる。そのようなシートをセパレータ８０として用いることで、セパレータ８０の反対面８２から対向面８１側へ透過した液体が、反対面８２側へ逆戻りするのを抑制できる。また、表面シート３０と同様に構成されたセパレータ８０は、吸収体５０の吸水能力に余力がある限り、液が透過した後においては、実質的に液体を保持せず、実質的に乾燥状態にある。

この結果、排尿があって、吸収体５０に尿が吸収されても、セパレータ８０の反対面８２はほぼ乾燥した状態にあり、反対面８２に設けられた第２発電部７０はほとんど発電しない。つまり、吸収体５０及びセパレータ８０は、第２発電部７０における電極７１，７２間の電流の発生経路にならないか、発生経路になっても、第１発電部６０に比べて少ない電流しか流れない。したがって、第２発電部７０は、排尿の検出感度が、第１発電部６０よりも低い。

また、セパレータ８０は、高吸収性ポリマーを含有していない不織布によって構成されているため、高吸収性ポリマーを含有している吸収体５０に比べて、保水性能に大きな差がある。すなわち、セパレータ８０は、吸収体５０に含有されている高吸収性ポリマーよりも、保水性が低い。保水性の差は、セパレータ８０の反対面８２から対向面８１側へ透過した液体が、反対面８２側へ逆戻りするのを抑制するために有利である。

セパレータ８０としては、表面シート３０に用いられるような機能性に優れた特殊な不織布である必要はない。セパレータ８０は、例えば、比較的目が粗いことで、良好な液透過性と低い保水性を有する一般的な不織布又は織布であってもよい。

さて、排便があると、半固形の液体含有物である便３００は、装着者の皮膚と表面シート３０との間（図２において表面シート３０の上方）に位置する。つまり、便は、セパレータ８０の反対面８２側に位置する。便３００に含まれる液体が、第２発電部７０を構成する電極７１，７２に接することで、電流が発生する。したがって、液体含有物である便３００が、第２発電部７０における電極７１，７２間の発電電流の主たる発生経路１２０となる。このように、第２発電部７０は、便によって発電するため、排便の検出用に用いられる。

＜２．２ 検出装置＞

図３は、検出装置９０を示している。検出装置９０は、第１キャパシタＣ１を備える。キャパシタＣ１は、第１発電部６０及び第２発電部７０により発電された電力を蓄える。検出装置９０において、第１発電部６０と第２発電部７０とは並列接続されている。いずれの発電部６０，７０から発生した電流であっても、キャパシタＣ１に流れることができる。

検出装置９０は、第２キャパシタＣ２を備える。キャパシタＣ２は、第２発電部７０により発電された電力を蓄える。キャパシタＣ２の容量は、キャパシタＣ１の容量よりも小さい。したがって、キャパシタＣ２は、蓄えられる電力が少なくても、電位レベルが上昇し易い。

検出装置９０は、整流素子９３を備える。整流素子９３は、第２発電部７０及びキャパシタＣ２から第１キャパシタＣ１へ向かう電流の流れを許容する。さらに、整流素子９３は、第１発電部６０及びキャパシタＣ１からキャパシタＣ２へ向かう電流の流れを阻止する。したがって、キャパシタＣ２には、第１発電部６０によって発生した電流は流れないが、第２発電部７０によって発生した電流は流れることができる。

この結果、キャパシタＣ１には、尿及び便によって発生した電力が充電され、キャパシタＣ２には、主に、便によって発生した電力が充電される。

検出装置９０は、検出回路９４を備える。検出回路９４の電源端子ＶＤＤには、キャパシタＣ１が接続されている。検出回路９４は、キャパシタＣ１を動作電源として動作する。キャパシタＣ１への充電より、キャパシタＣ１の電位が検出回路９４の動作電圧まで上昇すると、キャパシタＣ１は、検出回路９４へ放電する。これにより、検出回路９４は、検出処理を実行することができる。検出回路９４が検出処理の実行によってキャパシタＣ１の電力を消費すると、キャパシタＣ１の電位が低下し、検出回路９４は、動作を停止する。第１発電部６０又は第２発電部７０の発電が行われていれば、キャパシタＣ１には再び充電がなされる。

第１発電部６０又は第２発電部７０の発電が行われている間、キャパシタＣ１は充放電を繰り返す。これに伴い、検出回路９４は、検出処理を繰り返し実行する。繰り返しの周期の長さは、キャパシタＣ１への充電スピードに依存する。充電スピードは、発電量が多いほど早くなる。したがって、繰り返しの周期は、第１発電部６０又は第２発電部７０の発電量が多いほど、短くなり、発電量が少ないほど、長くなる。

検出回路９４は、キャパシタＣ２の電位を検出する信号入力端子を備える。キャパシタＣ２は、検出回路９４の信号入力端子に接続されている。検出回路９３は、キャパシタＣ２の電位が、所定の閾値を超えたか否かを判断する。キャパシタＣ２の電位が閾値を超えると、排便がなされたものとして取り扱われる。このように、実施形態においては、キャパシタＣ２の電位が、便センシング信号となっている。

図４に示すように、検出回路９４は、検出処理のステップＳ１１において、便検出の判断をする。ここでの便検出の判断は、キャパシタＣ２の電位が、所定の閾値を超えたか否かである。検出回路９４は、続いて、ステップＳ１２又はＳ１３において、無線器９４に検出信号となるパケットＰ１，Ｐ２を送信させる処理を実行する。前述のように、発電が行われていると、検出処理は繰り返し行われるため、パケットＰ１，Ｐ２は繰り返し送信される。パケットの繰り返し送信周期も、発電量に応じて変化する。

パケットＰ１，Ｐ２は、吸収部材１０を示すＩＤと、便ｂｉｔと、を含む。図３においては、ＩＤ＝Ａである。ＩＤは、検出装置９０を示すＩＤであってもよいし、装着者を示すＩＤであってもよい。便ｂｉｔは、排便の有無を示す信号である。便ｂｉｔは、例えば、排便があったときは１にセットされ、排便がないときは、０にセットされる。

キャパシタＣ２の電位が、所定の閾値を超えている場合、排便がなされたものとして、検出回路９４は、パケットＰ１に格納される便ｂｉｔを１にセットする（ステップＳ１２）。一方、キャパシタＣ２の電位が、所定の閾値を超えていない場合、排便がなされていないものとして、検出回路９４は、パケットＰ２に格納される便ｂｉｔを０にセットする（ステップＳ１３）。

実施形態においては、パケットＰ１，Ｐ２は、排尿又は排便がなされて、第１発電部６０又は第２発電部７０による発電があったときにだけ送信されるため、パケットＰ１，Ｐ２自体が、排泄の検出信号となっている。さらに、パケットＰ１，Ｐ２に含まれる便ｂｉｔによって、排便の有無を識別することができる。この結果、便ｂｉｔが１にセットされたパケットＰ１は、排便を示す検出信号となり、便ｂｉｔが０にセットされたパケットＰ２は、排尿を示す信号となる。パケットＰ１、Ｐ２は、後述の管理装置１００によって受信される。なお、パケットは、無線で送信されても、有線で送信されてもよい。

＜３． キャパシタの充電動作＞

＜３．１ 排尿時＞

装着者が排尿すると、尿は、表面シート３０及びセパレータ８０を透過して、吸収体５０によって吸収される。吸収体５０に吸収された尿が、電極６１，６２に接することで、第１発電部６０によって発電がなされる。第１発電部６０により発生した電力は、キャパシタＣ１に充電される。

尿は、表面シート３０及びセパレータ８０を透過する際に、電極７１，７２にも接するが、排尿がなされている間の短時間に限られる。したがって、第２発電部７０による発電は非常に少ないか、第１発電部による発電のようには長時間継続しない。したがって、排尿によって、第２発電部７０が発電されたとしても、便検出として判断されるほどには、キャパシタＣ２の電位は上昇しない。

したがって、排尿時においては、キャパシタＣ１の電位が検出回路９４の動作電圧まで上昇しても、キャパシタＣ２の電位は閾値までは上昇しない。

＜３．２ 排便時のキャパシタの充電動作＞

装着者が、排便すると、便は、半固形又は固形であるため、表面シート３０と装着者との間に位置する。ただし、便に含まれる液体成分は、表面シート３０を透過して、電極７１，７２に到達する。便に含まれる液体が、電極７１，７２に接することで、第２発電部７０によって発電がなされる。第２発電部７０によって発電された電力は、キャパシタＣ１及びキャパシタＣ２に充電される。キャパシタＣ２は、キャパシタＣ１よりも、静電容量が小さいため、電位が上昇し易い。

便に含まれる液体成分の一部は、表面シート３０及びセパレータ８０を透過して、吸収体５０によって吸収される。吸収体５０に吸収された液体成分が、電極６１，６２に接することで、第１発電部６０によって発電がなされる。第１発電部６０により発生した電力は、キャパシタＣ１に充電される。

したがって、検出回路９４は、排便時において、キャパシタＣ１に充電された電力を動作電源として利用することができ、有利である。

＜４． 管理装置＞

パケットＰ１，Ｐ２は、図１に示す管理装置１００によって受信される（ステップＳ２１）。管理装置１００は、例えば、介護施設において、複数の被介護者が装着する使い捨ておむつ１０の交換要否の管理に用いられる。

管理装置１００は、パケットＰ１，Ｐ２を受信する無線器１０１を備える。無線器１０１は、受信したパケットを、プロセッサ１０２に与える。プロセッサ１０２は、メモリ１０３に格納されたプログラムを実行することにより、管理装置１００は、ステップＳ２２，Ｓ２３，Ｓ２４の処理を実行する。

ステップＳ２２において、プロセッサ１０２は、パケットＰ１，Ｐ２に含まれる便ｂｉｔを参照する。プロセッサ１０２は、排便の有無に応じて、異なる出力をすることができる。

例えば、便ｂｉｔ＝１である場合、ステップＳ２３において、プロセッサ１０２は、受信したパケットのＩＤが示す吸収部材（おむつ）１０を直ちに交換すべきことを出力装置１０４に出力させる。排便があった場合には、直ちにおむつを交換しないと、装着者が不快感を持ってしまう。直ちに交換指示を出力することで、介護者による迅速なおむつ交換を促すことができる。なお、プロセッサ１０２は、単に、排便があったことを示す情報を出力するだけでもよいし、排便があったことを示す情報とともに、交換指示を出力してもよい。

便ｂｉｔ＝０である場合、ステップＳ２４において、プロセッサ１０２は、排尿量等に応じて、おむつ交換の要否を判断する。プロセッサ１０２は、おむつ交換が必要と判断した場合に、パケットのＩＤが示す吸収部材（おむつ）１０を交換すべきことを出力装置１０４に出力させる。

排尿があったとしても、排尿量が少ない場合は、吸収部材１０を交換する必要がないため、プロセッサ１０２は、排尿量がある程度多くなったときに、おむつ交換が必要であると判断する。これにより、おむつ交換出力を不必要に行ってしまうことを防止できる。

排尿量は、検出信号（パケットＰ２）を受信する周期（頻度）によって判断することができる。排尿量が多くなると、発電量が多くなるため、検出信号の送信周期が短くなるからである。また、排尿量だけでなく、排尿回数も考慮して、おむつ交換の要否を判断してもよい。排尿がなされたことは、検出信号の受信周期の変化によって検出することができるため、検出信号の受信周期の変化の回数を、排尿回数として扱えばよい。

＜５． 検出装置の変形例＞

図５は、検出装置９０の変形例を示している。図５の検出装置９０は、第１発電部６０によって発電された電力を蓄える第１キャパシタＣ１と、キャパシタＣ１に充電された電力によって検出処理を実行する検出回路９６と、無線器９８と、を備える。また、図５の検出装置９０は、第２発電部によって発電された電力を蓄える第２キャパシタＣ２と、キャパシタＣ２に充電された電力によって検出処理を実行する検出回路９７と、無線器９９と、を備える。

検出回路９６の電源端子ＶＤＤには、キャパシタＣ１が接続されている。検出回路９６は、キャパシタＣ１を動作電源として動作する。キャパシタＣ１への充電より、キャパシタＣ１の電位が検出回路９６の動作電圧まで上昇すると、キャパシタＣ１は、検出回路９６へ放電する。これにより、検出回路９６は、検出処理を実行することができる。検出回路９６は、無線器９８に、パケットＰ４を送信させる検出処理を実行する。

検出回路９７の電源端子ＶＤＤには、キャパシタＣ２が接続されている。検出回路９６は、キャパシタＣ１を動作電源として動作する。キャパシタＣ１への充電より、キャパシタＣ１の電位が検出回路９７の動作電圧まで上昇すると、キャパシタＣ１は、検出回路９７へ放電する。これにより、検出回路９７は、検出処理を実行することができる。検出回路９７は、無線器９８に、パケットＰ３を送信させる検出処理を実行する。

キャパシタＣ１，Ｃ２の充放電が繰り返されると、パケットＰ３，Ｐ４は周期的に送信される。パケットＰ３，Ｐ４の送信周期は、第１発電部６０及び第２発電部７０の発電量に応じて変化する。

無線器９８によって送信されるパケットＰ３と、無線器９９によって送信されるＰ４はとは、それぞれ異なるＩＤを持つ。これにより、排便時に送信されるパケットＰ３と、主に排尿時に送信されるパケットＰ４とを、受信側において区別することができる。

このように、図５の検出回路では、排便時に、第１発電部６０により発電された電力を、パケットＰ３に用いることができないものの、図３の検出回路と同様に、排便を示すパケット（検出信号）を送信することができる。

＜６． 電極配置のバリエーション＞

図６は、吸収部材本体２０における電極６１，６２，７１，７２の配置のバリエーションを示している。なお、図６においては、表面シート３０と裏面シート４０とは省略されている。図６に示す各例において、特に説明しない点は、図２に示す吸収部材本体と同様である。

＜６．１ 第１変形例＞

図６Ａに示す第１変形例では、第１発電部６０を構成する電極６１，６２が、吸収体５０の内部に配置されている。この場合も、電極６１，６２は、吸収体５０に吸収された液体に接することができる。

＜６．２ 第２変形例＞

図６Ｂに示す第２変形例では、第１発電部６０を構成する電極６１，６２が、吸収体５０の第２面５２側に配置されている。この場合も、電極６１，６２は、吸収体５０に吸収された液体に接することができる。

電極６１，６２は、例えばセパレータ８０の面８１に貼付されることで、セパレータ８０に一体化されていてもよい。この場合、セパレータ８０、セパレータ８０の一方の面８１に取り付けられた電極６１，６２、及び、セパレータ８０の他方の面８２に取り付けられた電極７１，７２によって、一体化された電極部材２００を構成できる。なお、図６Ｂにおいて、電極６１，６２は、吸収体５０に取り付けられてもよい。

図６Ｂの変形例において、電極６１，６２と電極７１，７２とが短絡するのを防止するため、電極６１，６２は、セパレータ８０の面方向（図６において左右方向）において、電極７１，７２とは異なる位置に配置されるのが好ましい。例えば、図６Ｂにおいて、電極６１，６２は、電極７２，７２よりも左右方向外側に配置されている。

＜６．３ 第３変形例＞

図６Ｃに示す第３変形例は、図６Ｂに示す第２変形例において、セパレータ８０と電極６１，６２との間に絶縁体６５，６６を配置したものである。図６に示す変形例においては、電極６１，６２は、セパレータ８０の面方向において、電極７１，７２と重なる位置に配置されている。絶縁体６５，６６があることで、電極６１，６２と電極７１，７２とを重ねても短絡を防止できる。なお、絶縁体６５，６６は、セパレータ８０と電極７１，７２との間に配置してもよい。

＜６．４ 第４変形例＞

図６Ｄに示す第４変形例は、図６Ｂに示す第２変形例における電極６２と電極７２とを、単一の共通電極によって構成したものである。共通電極を用いることで、電極の総数を少なくすることができ、コスト低減に有利である。また、図６Ｄに示す変形例の場合、セパレータ８０は、電極７１だけを吸収体５０から区切るものでよいため、小サイズ化が可能である。

ここで、図２、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示す電極配置の場合、図７Ａに示すように、第１発電部６０は、２つの電極６１，６２を備え、第２発電部７０も、２つの電極７１，７２を備える。電極の総数は、４個である。これに対して、図６Ｄに示す電極配置の場合、図７Ｂに示すように、第１発電部６０及び第２発電部７０は、負極６２，７２が共通化されている。電極の総数は３個である。すなわち、共通電極６２，７２は、第１発電部６０の第１負極６２でもあるし、第２発電部の第２負極７２でもある。

＜６．５ 第５変形例＞

図６Ｅに示す第５変形例は、図２に示す電極配置における電極６１と電極７１とを、単一の共通電極によって構成したものである。図６Ｅに示す変形例の場合、セパレータ８０は、電極７２だけを吸収体５０から区切るものでよいため、小サイズ化が可能である。

＜６．６ 第６変形例＞

図６Ｆに示す第６変形例は、図２に示す電極配置におけるセパレータ８０を、非液透過性材料によって形成したものである。非液透過性材料は、例えば、内部に液が透過する隙間を有しない合成樹脂シートである。図６Ｆにおけるセパレータ８０は、セパレータ外の範囲Ａ２において、表面シート３０側から吸収体５０への液の移動を許容するように配置されている。より具体的には、セパレータ８０は、電極７１，７２とほぼ同程度の大きさに形成され、電極７１，７２の間の範囲Ａ２には存在しないように配置されている。したがって、尿などの液体は、セパレータ８０内の範囲Ａ１においては、移動が阻害されているものの、セパレータ８０外の範囲Ａ２においては、移動が許容される。

＜７． 検証実験＞

検証実験として、第１検証実験と第２検証実験とを行った。第１検証実験では、図１及び図２に示す吸収部材本体２０に、尿の代替として生理食塩水４０ｃｃを注入し、発電部６０，７０それぞれにより生じた電流を計測した。また、第１検証実験では、生理食塩水を単に注入した場合（重し無）と、注入後に２ｋｇの重しを表面シート３０上に載せた場合（重し有）とについて、電流値を計測した。重しは、装着者から吸収部材本体２０への荷重を模擬したものである。

第２検証実験では、図１及び図２に示す吸収部材本体２０に、尿の代替として生理食塩水４０ｃｃを注入するとともに、便５１．６２を表面シートに載せ、発電部６０，７０それぞれにより生じた電流を計測した。また、第２検証実験でも、重し無の場合と、２ｋｇの重し有の場合とについて、電流値を計測した。

＜７．１ 第１検証実験（排尿検出実験）結果＞

図８及び図９は、第１検証実験の結果を示している。図８は、便検出用の第２発電部７０の発電特性を示している。図８Ａは、重し無の場合の結果を示し、図８Ｂは、重し有の場合の結果を示す。図９は、尿検出用の第１発電部６０の発電特性を示している。図９Ａは、重し無の場合の結果を示し、図９Ｂは、重し有の場合の結果を示す。

図８と図９の比較から明らかなように、排尿に相当する生理食塩水注入時においては、便検出用の第２発電部７０の発電量は、尿検出用の第１発電部６０の発電量よりも十分に小さくなっている。したがって、第２発電部７０における排尿に対する検出感度を、第１発電部６０よりも低くできていることが確認された。

＜７．２ 第２検証実験（排尿及び排便検出実験）結果＞

図１０及び図１１は、第１検証実験の結果を示している。図１０、便検出用の第２発電部７０の発電特性を示している。図１０は、重し無の場合の結果を示し、図１０Ｂは、重し有の場合の結果を示す。図１１は、尿検出用の第１発電部６０の発電特性を示している。図１１Ａは、重し無の場合の結果を示し、図１１Ｂは、重し有の場合の結果を示す。

図１０及び図１１に示すように、排尿及び排便があったときには、便検出用の第２発電部７０及び尿検出用の第１発電部６０の発電量は、それぞれ十分に大きくなることがわかる。また、図８及び図１０との比較より、便検出用の第２発電部７０の発電量は、便の有無によって、差が生じていることが確認された。

以上の実験結果から、吸収体５０との間にセパレータ８０介在させた電極７１，７２によって、排尿と区別して、便を検出できることが確認された。

＜８．付記＞
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

１０ 吸収部材
２０ 吸収部材本体
２１ 中央部
２２ 前側
２３ 後側
３０ 表面シート
４０ 裏面シート
５０ 吸収体
５１ 第１面
５２ 第２面
６０ 第１発電部（尿用発電部）
６１ 第１正極
６２ 第１負極
６５ 絶縁体
６６ 絶縁体
７０ 第２発電部（便用発電部）
７１ 第２正極
７２ 第２負極
７５ 非液透過性セパレータ（絶縁体）
７６ 非液透過性セパレータ（絶縁体）
８０ セパレータ（液透過性セパレータ）
８１ 対向面
８２ 反対面
９０ 検出装置
９３ 整流素子
９４ 検出回路
９５ 無線器
９６ 検出回路
９７ 検出回路
９８ 無線器
９９ 無線器
１００ 管理装置
１０１ 無線器
１０２ プロセッサ
１０３ メモリ
１０４ 出力装置
１１０第１経路
１２０第２経路
２００ 電極部材
３００ 液体含有物
Ｃ１ 第１キャパシタ
Ｃ２ 第２キャパシタ
Ｐ１ パケット
Ｐ２ パケット
Ｐ３ パケット
Ｐ４ パケット
Ａ１ セパレータ内の範囲
Ａ２ セパレータ外の範囲

Claims (14)

1. 第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する吸収体と、
   前記吸収体に接するように配置された第１正極及び第１負極を備える第１発電部と、
   前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有するセパレータと、
   第２正極及び第２負極を備え、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する第２発電部であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記第２正極及び前記第２負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された第２発電部と、
   少なくとも前記第２発電部で発電がなされたことを検出する検出装置と、
   を備える吸収部材。
2. 前記セパレータは、液透過性を有し、前記吸収体よりも保水性が低い
   請求項１に記載の吸収部材。
3. 前記吸収体は、高吸収性ポリマーを含有し、
   前記セパレータは、前記高吸収性ポリマーを含有せず、液透過性を有し、前記高吸収性ポリマーよりも保水性が低い
   請求項２又は３に記載の吸収部材。
4. 前記セパレータは、非液透過性材料により形成され、前記セパレータ外の範囲において、前記吸収体への液の移動を許容するように配置されている
   請求項１に記載の吸収部材。
5. 前記第１正極及び第１負極の少なくともいずれか一方の電極は、前記第１面に接するように配置されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸収部材。
6. 前記第１正極及び第１負極の両方が、前記第１面に接するように配置されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸収部材。
7. 前記第２正極及び前記第２負極の両方が、前記反対面側に配置されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸収部材。
8. 前記第１正極及び前記第１負極のいずれか一方の電極と、前記第２正極及び第２負極のいずれか一方の電極とは、共通化されている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の吸収部材
9. 前記検出装置は、
   前記第１発電部及び前記第２発電部により発電された電力を蓄える第１キャパシタと、
   前記第２発電部により発電された電力を蓄える第２キャパシタと、
   前記第２発電部及び前記第２キャパシタから前記第１キャパシタへ向かう電流の流れを許容し、前記第１発電部及び前記第１キャパシタから前記第２キャパシタへ向かう電流の流れを阻止する整流素子と、
   前記第２キャパシタの電位に基づいて、前記第２発電部で発電がなされたことを検出する検出回路と、
   を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸収部材。
10. 前記検出回路は、前記第１キャパシタに蓄えられた電力を電源として動作するよう構成されている
    請求項９に記載の吸収部材。
11. 第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する吸収体と、
    前記吸収体に接するように配置された第１正極及び第１負極を備える第１発電部と、
    前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有するセパレータと、
    第２正極及び第２負極を備え、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する第２発電部であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記第２発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記第２正極及び前記第２負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された第２発電部と、
    を備える吸収部材本体。
12. 第１面と前記第１面の反対面である第２面とを有する吸収体と、
    前記第２面に対向する対向面と前記対向面の反対面とを有するセパレータと、
    正極及び負極を備え、半固形又は固形の液体含有物が前記反対面側に位置することで発電する発電部であって、前記液体含有物が前記反対面側に位置したときに前記液体含有物が前記発電部における発電電流の主たる発生経路になるように、前記正極及び前記負極の少なくとも一方の電極が、前記反対面側に配置された発電部と、
    を備える吸収部材本体。
13. 吸収体を備える吸収部材本体に取り付けられる電極部材であって、
    液透過性を有し、前記吸収体よりも保水性が低い材料により形成されているセパレータと、
    前記セパレータの一面側に保持された正極及び電極と、
    を備える電極部材。
14. 前記一面側は、前記電極部材が前記吸収部材に取り付けられたときに、前記セパレータが前記吸収体に対向する面の反対側である
    請求項１３に記載の電極部材。

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