JP6019115B2 - 液体検知センサー - Google Patents
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Description
その結果、抵抗値に基づいて漏液状態や接続の正常状態とエラー状態とを判別することができるため、正常な検知が不可能になった原因を外部に報知し、ひいては早急に正常状態に復旧することが可能になる。
上記の構成によれば、電極部材が粘着剤を含む導電性粘着剤を有することにより導電性及び接着性を有している。これにより、加圧することで電極部材を絶縁シートに転写することができる。
図1に示すように、本実施形態に係る液体検知センサー1は、液体の介在により導電性を発揮する絶縁シート4と、導電性及び接着性を有し、当該接着性により絶縁シート4の一方面に接触状態で設けられていると共に、互いに電気的に分離された複数の電極部材5(電極部材5a・5b)と、電極部材5同士を結び付けるように接続された抵抗部材8とを有している。そして、抵抗部材8は、絶縁シート4が導電性を発揮したときの抵抗値よりも大きな抵抗値であって、且つ、抵抗部材8による電極部材5同士の接続が解除されたときの抵抗値よりも小さな抵抗値を有している。
また、液体検知センサー1は、計測装置7を有している。電極部材5a・5bには、それぞれ計測装置7の端子部71(第1コネクタ71a、第2コネクタ71b)が接続されている。
液体検知センサー1のより具体的な構成について、図2乃至図4を参照して説明する。
本実施形態に係る液体検知センサー1は、図2に示すように、絶縁シート4と、接着剤層9と、抵抗部材8と、2つの電極部材5(電極部材5a・5b)と、粘着部材6とが順に積層された構造を有している。液体検知センサー1は、絶縁シート4側が設置対象に接触されるように、設置対象に固着される。尚、液体検知センサー1には、粘着部材6の外形状と同一形状である剥離シート3が設けられていてもよい。
また、液体検知センサー1は、医療用では滅菌処理が施されていることが好ましい。特に、液体検知センサー1は、エチレンオキサイドガス(EOG)による滅菌処理が施されていることが好ましい。
なお、前記接着剤層9は抵抗部材8を絶縁シートに印刷、塗布、真空蒸着、スパッタリングなどにより形成する場合は、なくてもよい。
絶縁シート4は、液体検知センサー1の外形と相似する、液体検知センサー1よりも小さな平面視四角形状の外形を有し、液体検知センサー1の中央部に配置される。尚、液体検知センサー1は、平面視四角形状に限定されるものではなく、三角形状や五角形状等の多角形状であっても良いし、楕円形状や円形状であっても良い。また、絶縁シート4は、このような液体検知センサー1に相似する形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。
本実施形態では、図2に示すように、液体検知センサー1には、2つの電極部材5(電極部材5a・5b)が設けられる。電極部材5a・5bには、計測装置等の信号線が夫々に接続される。これにより、漏液等により絶縁シート4が導電性を発揮することに起因する2つの電極部材5a・5b間の導通が検知可能となる。
抵抗部材8は、並行配置された電極部材5a・5bと垂直に、電極部材5a・5bと接触するように設けられる。抵抗部材8は、絶縁シート4と電極部材5との間に挟持されるように、接着層9によって絶縁シート4に接着される。
抵抗部材8が存在することによって、電極部材5間の抵抗値を測定すると、絶縁シート4が導電性を発揮する漏液状態と、抵抗部材8による電極部材5同士の接続が解除されたエラー状態(液体検知センサーをセットした後で、電極部材5と漏液検知測定器との接続が解除され測定できなくなった状態)と、これらの状態以外の正常状態(測定準備完了状態)とを検知することができる。
保護層50と金属層52とは、導電性接着剤層51の接着性により導電性接着剤層51の両面に接着されている。導電性接着剤層51は、少なくとも保護層50が積層されない箇所については、金属層52の全面に配置されることが好ましい。尚、保護層50が積層される箇所については、分散配置されていても良いし、保護層50と金属層52との接合面全部に配置されていても良い。
より具体的には、図3に示すように、電極部材5a・5bは、導電性接着剤層51、及び、金属層52が順次積層されると共に、導電性接着剤層51の一端部領域に保護層50が積層されている。電極部材5a・5bは、絶縁シート4によって、導電性接着剤層51、及び、金属層52のみで積層された箇所が覆われているとともに、保護層50が積層されている箇所の少なくとも一部が覆われている。尚、これに限定されず、保護層50が積層されている箇所が絶縁シート4によって覆われていなくてもよい。即ち、電極部材5a・5bは、保護層50が絶縁シート4から露出される箇所のみに積層されるものであってもよい。
金属層52は、電極部材5の最も粘着部材6側に設けられる。金属層52は、金属箔または金属薄膜等である。
金属層52は、厚みの下限は、0.05μmであり、厚みの上限は、200μmである。尚、スパッタや蒸着法により金属層52を形成した場合には、0.05〜1μmの厚みが好ましい。導電インキ印刷法により金属層52を形成した場合には、2〜200μmの厚みが好ましい。金属箔で金属層52を形成した場合には、2〜100μmの厚みであることが好ましい。
導電性接着剤層51は、金属層52に塗布されて形成される。導電性接着剤層51の厚みの下限は、1μmが好ましく厚みの上限は、1000μmが好ましいが、用途によりこれに限定されない。
保護層50は、電極部材5において絶縁シート4から露出される導電性を有する箇所が、液体検知センサー1の設置箇所に接触しないようにカバーする。また、電極部材にクリップ電極部で挟持される箇所を除いて保護層50でカバーしてもよい。また、このように保護層50のようなオーバーコート樹脂層を設けることで、絶縁シート4が外部の力で伸びることによる電極部材5および抵抗部材8の導通不良を防止することができる。従って、電極部材5の夫々で非導通箇所が形成されることを回避し、液体の検知範囲の低下を防止することができる。また、オーバーコート樹脂層には樹脂層を貫通する孔を複数設けてもよい。これにより空気と一緒に湿気も抜けるので、湿気による誤動作を防止することができる。保護層50は、導電性接着剤層51の接着性によって、導電性接着剤層51に接着される。
抵抗部材8は、並行配置された電極部材5a・5bと垂直に、電極部材5a・5bと接触するように設けられる。抵抗部材8の厚みは、0.1〜30μmであるが、特に限定される必要はなく適宜設定可能である。抵抗部材8は、絶縁シート4と電極部材5との間に挟持されるように、接着層9によって絶縁シート4に接着される。
また、ニッケル、アルミ等の金属粒子を絶縁シート4に付着させ、付着させた箇所に複数の電極部材5を接触させる構成でもよい。
また、抵抗部材8は、樹脂と導電性粒子とを含む薄膜層であってもよい。これにより、樹脂と導電性粒子とを含む導電性接着剤を薄膜状に絶縁シート4や基材に塗布するのみで抵抗部材を容易に形成することができる。樹脂及び導電性粒子の材料の例としては、上記の導電性接着剤層51で挙げたものを使用できる。その場合、抵抗部材とするため、樹脂に対する導電性粒子の配合割合を調整して、所定の抵抗値になるようにする。
粘着部材6は、絶縁シート4及び電極部材5を保持すると共に、これら絶縁シート4、電極部材5及び抵抗部材8を覆うように形成される。粘着部材6は露出箇所に粘着性を有している。従って、液体検知センサー1の絶縁シート4、電極部材5及び抵抗部材8を粘着部材6により容易に所望箇所に取り付けることが可能になる。
粘着剤61は、外周部における領域が設置対象に貼り付けられるようになっている。また、中心部においては、電極部材5a・5bが貼り付けられ、その周囲に電極部材5a・5bを覆う絶縁シート4が貼り付けられる。粘着剤61は、アクリル系、天然ゴム、合成ゴム系を用いることができる。
上記の粘着剤61は、粘着用フィルム62の一方面に形成されている。粘着用フィルム62は、粘着剤61のベースフィルムとなるものであり、液体検知センサー1における絶縁シート4とは反対側の面に配置されている。粘着用フィルム62は、絶縁シート4及び電極部材5a・5bよりも大きなサイズに形成されている。これにより、粘着用フィルム62は、粘着剤61の保持と共に、設置状態の液体検知センサー1における絶縁シート4及び電極部材5a・5bをカバーすることによって、絶縁シート4及び電極部材5a・5bを衝撃や擦れによる外力から保護するようになっている。
剥離シート3は、粘着剤61の粘着性を長期に亘って維持することを可能にすると共に、必要なときにだけ液体検知センサー1の設置対象に対する粘着性を発揮させることを可能にする。これにより、液体検知センサー1の携帯性は優れたものになる。さらに、剥離シート3は、液体検知センサー1の設置前状態において、粘着部材6とで絶縁シート4及び電極部材5a・5bを保護することを可能にしている。
上記の構成において、液体検知センサー1の製造方法を説明する。
換言すれば、以下の変形例の液体検知センサー(液体検知センサー701、801)は、液体の介在により導電性を発揮する絶縁シート(絶縁シート704、804)と、導電性及び接着性を有し、当該接着性を用いた転写印刷により絶縁シートの一方面に接触状態で設けられていると共に、互いに電気的に分離された複数の電極部材(電極部材705、805)と、前記転写印刷により前記絶縁シートの前記一方面に設けられると共に電極部材同士を結び付けるように接続された抵抗部材(抵抗部材708、808)とを有する。即ち、電極部材705および抵抗部材708が転写印刷により絶縁シート704の一方面に接触状態で設けられている。また、電極部材805および抵抗部材808が転写印刷により絶縁シート804の一方面に接触状態で設けられている。
本変形例では、2つの電極部材705は、接着剤と、導電性粒子とを含む導電性接着剤層751で構成される。導電性接着剤層751に含まれる接着剤としては、ポリエステル系の熱可塑性樹脂が好ましいがこれに限定されず、ガラス転移温度(Tg)=−30℃〜5℃の各種樹脂より適宜選定可能である。例えば、熱可塑性樹脂として、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂等が、熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、アルキッド系樹脂等が挙げられる。
また、導電性粒子としては、銅粉、銀粉、ニッケル粉、銀コ−ト銅粉(AgコートCu粉)、金コート銅粉、銀コートニッケル粉(AgコートNi粉)、金コートニッケル粉があり、これら金属粉は、水アトマイズ法、カーボニル法等により作製することができる。また、上記以外にも、金属粉に樹脂を被覆した粒子、樹脂に金属を被覆した粒子を用いることもできる。導電性粒子は、平均粒子径5〜30μmであることが好ましい。また、導電性接着剤層751を構成する導電性接着剤(印刷用インキ)は、熱可塑性樹脂100重量部に対し、導電性粒子50〜100重量部を混合して形成されることが好ましい。
尚、離型剤はこれに限定されずシリコン系でもよい。また、PETフィルム770の層厚は、6μm〜150μmの範囲が好ましく、25μm程度がより好ましい。
また、スクリーン印刷では、刷版にポリエステル製の製版用メッシュを用いることが好ましい。また、製版用メッシュは、50メッシュ(1インチ当たりの網目の個数)〜350メッシュが好ましく、150メッシュがより好ましい。また、刷版は、乳剤厚みが5μm〜100μmに製版されていることが好ましく、50μmに製版されていることがより好ましい。また、導電性接着剤層751は、10μm〜50μmの範囲の層厚に印刷されることが好ましい。
また、導電性接着剤層751および抵抗部材708の印刷方法としてはスクリーン印刷に限定されず、ロータリースクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、及び、ダイコート印刷等を用いることができる。
尚、本変形例では、転写用フィルム772に抵抗部材708を含め、抵抗部材708と導電性接着剤層751とを絶縁シート704に同時に転写印刷を行ったがこれに限定されない。例えば、抵抗部材708のみ絶縁シート704へ直接印刷を行って、導電性接着剤層751を抵抗部材708が印刷された絶縁シート704へ転写印刷するものであってもよい。
尚、このような連続熱ロール加圧転写法において、繰り出しロールによる加熱温度は、110〜220℃が好ましく、160〜190℃がより好ましい。また、加圧力は1N/cm2〜50N/cm2で、ある程度の加圧時間を費やすことが好ましい。具体的には、繰り出しロールによる加圧時間は、0.5〜60秒が好ましく、1〜15秒がより好ましい
尚、転写印刷は、連続熱ロール加圧転写法に限定されない。例えば、予め所定の大きさに切り取られた転写用フィルム772と絶縁シート704とをプレス機にて加圧及び加熱する枚葉熱加圧転写法であってもよい。この場合、プレス機による加熱温度は、110〜220℃が好ましく、160〜190℃がより好ましい。また、プレス機による加圧力は1N/cm2〜50N/cm2で加圧時間は1秒〜10分であることが好ましい。
尚、このような加圧転写法において、繰り出しロールによる加熱温度は、110〜220℃が好ましく、160〜190℃がより好ましい。また、加圧力は5N/cm2〜50N/cm2である程度の加圧時間を費やすことが好ましい。具体的には、繰り出しロールによる加圧時間は、0.5〜60秒が好ましく、1〜15秒がより好ましい
尚、転写印刷は、連続熱ロール加圧転写法に限定されない。例えば、予め所定の大きさに切り取られた転写用フィルム872と絶縁シート804とをプレス機にて加圧及び加熱する枚葉熱加圧転写法であってもよい。この場合、プレス機による加熱温度は、110〜220℃が好ましく、160〜190℃がより好ましい。また、プレス機による加圧力は5N/cm2〜50N/cm2で加圧時間は1秒〜10分であることが好ましい。
抵抗部材1108は、長尺状に形成された液体検知センサー1101をカットする前に積層されるものであってもよい。また、抵抗部材1108は、長尺状に形成された液体検知センサー1101をカットした後に積層されるものであってもよい。
一例として、抵抗部材の抵抗値を50kΩから300kΩにするには、ポリエステル35質量部、グラファイト系カーボン粉3質量部、ブチルカルビトールアセテート65質量部を配合したものを基材にスクリーン印刷し、それを絶縁シートに熱転写する。熱転写した抵抗部材の厚さは、乾燥後で8μmである。
一例として、電極部材の抵抗値を100Ωから300Ωにするには、ポリエステル35質量部、銀粉65質量部、ブチルカルビトールアセテート65質量部を配合したものを基材にスクリーン印刷し、それを絶縁シートに熱転写する。熱転写した電極部材の厚さは、乾燥後で20μmである。
上記のようにして製造されたシート状の液体検知センサー1は、複数枚が一括された積層状態にまとめられる。そして、これらの液体検知センサー1が作業員のポケットや道具ケース等の収納手段に保管される。即ち、液体検知センサー1は、ガーゼ付き絆創膏のように、作業員に携帯された状態で保管することが可能になっている。
ここで、計測装置7について説明する。
計測装置7は、上述のように電極部材5a・5bと接続されることで、電極部材5a・5b間の抵抗値を検出する機能を有している。これにより、被検出部70(絶縁シート4等)の状態(正常状態、漏液状態、及び、エラー状態)を検出することができる。
図7に示すように、先ず、開始操作が行われたか否かが判定される(S1)。具体的には、入力部73において外部から開始の操作が行われ、当該操作を示す信号が演算部79に送信されたか否かが判定される。開始操作が行われない場合(S1:NO)、S1の処理を再度実行する。即ち、開始操作を待機する待機状態となる。
即ち、S5、S6、S8、及び、S9の各異常判定処理において、異常である場合、警報処理が実行される(S10)。具体的に、スピーカ74が制御されて警報音が出力されると共に、表示部72に異常である旨の表示がなされる。その後、警報解除処理が行われる(S11)。警報解除処理は、液体検知センサー1の管理者等によって入力部73への警報解除の操作がなされることを契機として、上記の警報処理が停止される処理である。そして、検知動作を継続するか否かが判定される(S12)。即ち、液体検知センサー1の管理者等による入力部73への操作が、現在の検知動作を継続するか否かのいずれを示すものであるかを判定する。尚、上記いずれかの操作を行うように、表示部72に示すものであってもよい。
その結果、抵抗値に基づいて漏液状態や接続のエラー状態を判別することができるため、正常な検知が不可能になった原因を外部に報知し、ひいては早急に正常状態に復旧することが可能になる。
以上のように、本実施形態の液体検知センサー1について説明したがこれに限定されるものではない。
例えば、図8に示すように、液体検知センサーは、電極部材が導電性接着剤によって形成された構成であってもよい。具体的に、図8に示される液体検知センサー101は、絶縁シート104と、2つの電極部材105・105と、粘着部材106と、抵抗部材108とを有している。電極部材105・105は、絶縁シート104上に導電性接着剤層が印刷又は塗布されることにより積層される。抵抗部材108は、絶縁シート104上に積層された電極部材105・105を結び付けるように印刷又は塗布されることにより積層される。粘着部材106は、粘着剤161と、粘着用フィルム162とが積層された構成となっている。絶縁シート104は、電極部材105・105の積層される側が、粘着部材106の粘着剤161側に、粘着部材106から一部突き出た状態で貼り付けられる。これにより、液体検知センサー101は、信号線の末端に取り付けられたクリップ等で挟持可能にされると共に、電極部材105・105が信号線に電気的に接続されることになる。尚、液体検知センサー101には、粘着部材106の外形状と同一形状である剥離シート103が設けられていても良い。
電極部材605の先端部は、絶縁シート604から一部が露出すると共に、その先端が粘着部材606の外側まで達している。抵抗部材608は、2つの電極部材605・605にまたがるように接触状態で載置され、接着剤層609の接着性により絶縁シート604に接着されている。粘着部材606は、粘着剤661と、粘着用フィルム662とが積層された構成となっている。尚、液体検知センサー601には、粘着部材606の外形状と同一形状である剥離シート603が設けられていても良い。
2 設置対象
3 剥離シート
4 絶縁シート
5 電極部材
6 粘着部材
7 計測装置
71a 第1コネクタ
71b 第2コネクタ
8 抵抗部材
9 接着層
50 保護層
51 導電性接着剤層
52 金属層
53 樹脂層
61 粘着剤
62 粘着用フィルム
Claims (8)
- 血液又は薬液の液体の介在により導電性を発揮し、不織布構造、多孔性構造、無孔性材料に1以上の孔が形成された構造、又は、無孔性材料に1以上のスリットが形成された構造であり、材質がセルロース、セラミック、又は、エンジニアリングプラスチックである絶縁シートと、
導電性及び接着性を有し、当該接着性により前記絶縁シートの一方面に接触状態で設けられていると共に、互いに電気的に分離された複数の電極部材と、
前記電極部材同士を結び付けるように接続された抵抗部材とを有し、
前記抵抗部材は、前記絶縁シートが導電性を発揮したときの抵抗値よりも大きな抵抗値であって、且つ、前記抵抗部材による前記電極部材同士の接続が解除されたときの抵抗値よりも小さな抵抗値を有していると共に、前記絶縁シートに導電性インクを印刷することにより形成されており、
前記導電性インクは、カーボンインク、金属酸化物、又は、金属蒸着粉砕物であることを特徴とする液体検知センサー。 - 前記抵抗部材は、基材に印刷された導電性インクを転写することにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体検知センサー。
- 前記抵抗部材は、樹脂と導電性粒子とを含む薄膜層であることを特徴とする請求項1に記載の液体検知センサー。
- 前記電極部材は、前記絶縁シート及び前記抵抗部材に導電性接着剤を印刷または塗布することにより形成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の液体検知センサー。
- 前記電極部材は、さらに、前記導電性接着剤を印刷または塗布することにより形成された層における前記絶縁シート側とは反対側の面に積層された金属層を有することを特徴とする請求項4に記載の液体検知センサー。
- 前記複数の電極部材のうち少なくとも1以上を接続する第1コネクタと、
前記複数の電極部材のうち少なくとも1以上であって、前記第1コネクタに接続された電極部材とは別の電極部材を接続する第2コネクタと、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとの間の抵抗値を測定する測定手段とをさらに有していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の液体検知センサー。 - 前記電極部材および前記抵抗部材が転写印刷により前記絶縁シートの一方面に接触状態で設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体検知センサー。
- 前記複数の電極部材の導電性接着剤層が、粘着剤を含む導電性粘着剤を有することにより前記導電性及び接着性を有していることを特徴とする請求項4乃至7の何れかに記載の液体検知センサー。
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