JP6518908B2

JP6518908B2 - 液体検知布

Info

Publication number: JP6518908B2
Application number: JP2014265810A
Authority: JP
Inventors: 昭二上杉; 敦士増田; 千尋帰山; 尭宏辻
Original assignee: Fukui Prefecture; Japan Wool Textile Co Ltd
Current assignee: Fukui Prefecture; Japan Wool Textile Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016123549A

Description

本発明は、導電糸を織り込んだ液体検知布に関する。さらに詳しくは、体液や注射液が漏れて落ちたときに短絡することにより検知する液体検知布に関する。

透析患者は長時間の透析を受けるため、注射針を腕に刺した状態で静かにベッドに横になる必要がある。このとき外部に血液や体液が漏出してしまうこともあり、早めに検知しないと重大事故につながることがある。透析患者以外にも輸血、薬剤液、栄養剤液等の点滴を長時間受けなければならない患者の場合も同様である。また、薬剤液や栄養剤液等が漏出すると、人体への正確な注入量が不明になってしまう問題や、高価な医薬を受ける患者の場合は、医薬が漏出すると多大なコストがかかる問題がある。

このような問題を解決するため、特許文献１には多孔性金属シートと孔の無い金属シートとで挟持した通水性シートを用いることが提案されている。特許文献２には光ファイバを用いて血液漏出を検知することが提案されている。特許文献３にはアルミ箔による回路パターンを使用することが提案されている。特許文献４には合成樹脂フィルムに回路パターンを作成した液漏れセンサで検知することが提案されている。特許文献５には腕に巻き付けるタイプの検知センサが提案されている。

特開２００７−１４３８９５号公報特表２００８−５０３３１８号公報特開２００５−３３１３９８号公報特開２００５−２５３６５４号公報特表２００７−５０２１４８公報

しかし、従来の技術は使い勝手があまり良くないという問題やコストが高いという問題があった。

本発明は、前記従来の問題を解決するため、使い勝手が良く、コストも安い液体検知布を提供する。

本発明の液体検知布は、導電糸Ａ，Ｂをテキスタイル構造内に配置した液体検知布であって、前記テキスタイル構造を構成する糸の一部には前記導電糸Ａが所定の間隔をあけて平行状に配列され、前記導電糸Ａと直交する方向には、導電糸Ｂが少なくとも２本所定の間隔をあけて平行状に配列され、かつ前記平行状に配列された導電糸Ａと１本おきに交互に電気的接続されており、前記導電糸ＡＢの一方は金属繊維で電気絶縁糸の表面をカバーリングした糸であり、他方は金属繊維を複数本引き揃え、撚り合わせ、又は組み紐にしたものであり、前記導電糸Ａ，Ｂ以外の糸は電気絶縁糸であり、前記導電糸Ｂは、織物構造により前記導電糸Ａと１本おきに交互に電気的接続されており、交互に電気的接続されていない部分は前記導電糸Ａと前記導電糸Ｂとの間に前記電気的絶縁糸が配置されており、前記導電糸Ａと同じ方向に配置された電気的絶縁糸の吸水速度は、前記導電糸Ｂと同じ方向の電気的絶縁糸の吸水速度より遅いことを特徴とする。

本発明の液体検知布は、前記少なくとも２本の導電糸Ｂに電圧を印加しておくと、液体によって検知布が濡れたとき、平行状に配列された導電糸Ａ間が短絡し、液体を検出することができる。液体による導通を検出することから、正確な検知がで、使い勝手が良く、コスト的にも好適である。

図１は本発明の一実施例の液体検知布を示す平面図である。図２Ａは経導電糸と緯導電糸が電気的に接続している説明図、図２Ｂは経導電糸と緯導電糸との間に電気的絶縁糸が配置されることにより電気的に非接続状態となっている説明図である。図３Ａは本発明の一実施例に用いるカバーリング糸の側面説明図、図３Ｂは別の実施例の側面説明図である。

本発明の液体検知布は、導電糸Ａ，Ｂを織物、編物もしくは不織布の構造内に製造工程で配置した検知布である。一般的に織物、編物もしくは不織布のテキスタイル構造体は吸水性があり、液体を吸収しやすい。この性質を利用して液体検知布としたものである。液体は血液、尿等の人体の液体、透析液、薬液、栄養剤液等いかなる液体であっても良い。

液体検知布を構成する導電糸Ａ，Ｂは導電線そのままでもよいし、液体が導電線に到達する構成であれば電気絶縁糸材料で被覆されていてもよい。例えば、電圧が付加された導電線Ａ，Ｂが直接肌に触れないように、電気的絶縁糸でカバーリングされた糸であっても良く、カバーリングはシングルカバーリングヤーンでもよいし、ダブルカバーリングヤーンでもよいが、しっかりしたカバーリングとするためにはダブルカバーリングヤーンが好ましい。好ましくは前記導電糸Ａ及びＢの一方は、金属繊維で電気絶縁糸の表面をカバーリングされた糸とし、他方は金属繊維を複数本引き揃え、撚り合せ、又は組み紐にしたものとする。

本発明のテキスタイルは、一方方向の糸の一部に導電糸Ａが所定の間隔をあけて平行状に配列されている。好ましい間隔は２〜３０ｍｍであり、さらに好ましくは３〜２５ｍｍ、より好ましくは４〜２０ｍｍである。間隔があまり狭いと短絡が起こりやすく、誤作動しやすい。間隔があまり大きいと、検知に必要な液体漏出量が多くなる。これらの問題を検討して間隔を決めるのが好ましい。平行状に配列されている導電糸Ａの好ましい本数は、２〜１００本程度である。

平行状に配列された導電糸Ａと直交する方向の糸には導電糸Ｂを少なくとも２本所定の間隔をあけて平行状に配列され、前記少なくとも２本の導電糸Ｂは、平行状に配列された導電糸Ａと１本おきに交互に電気的接続されている。電気的接続は、織編等のテキスタイル構造で物理的に接触させることで電気的に接続させる方法、縫製や刺繍による方法、ハンダや導電ペースト、導電性接着剤等で電気的に接続させる方法があるが、液体検知布として電気的接続が保持できる方法であればよい。

織編等のテキスタイル構造で物理的に接触させることで電気的に接続させる方法は、テキスタイルの伸長や曲げ等の変形時にも電気的接続を維持しやすく、軽量・薄層・フレキシブル等のテキスタイルの特性を損なわない。

はんだ等による固定の場合は、はんだは電気絶縁糸を移動させて導電糸Ａ，Ｂ同士を接触させて行う。導電糸Ａ，Ｂ以外の経糸及び緯糸は電気絶縁糸とする。

前記少なくとも２本の導電糸Ｂは、電極取り出し部として使用する。

導電糸Ａを平行状に配列するのは、織物の場合たて糸およびよこ糸のいずれでもよく、たて糸に導電糸Ａを平行状に配列した場合、よこ糸は導電糸Ｂを少なくとも２本所定の間隔をあけて平行状に配列する。編物の場合も、ウエール方向とコース方向に同様に配置する。

本発明の液体検知布は、少なくとも２本の導電糸Ｂには電圧を印加しておき、検知布が液体によって濡れたとき、平行状に配列された導電糸Ａ間の短絡を検出する。これにより漏出液体を検知する。電圧は人体に影響の出ない低圧電圧が好ましい。

導電糸Ａ，Ｂは、印加した電圧の変化を測定できる程度の電気抵抗であればよいが電気抵抗が高いと発熱等もあるため、好ましくは１００Ω/ｍ以下、より好ましくは１０Ω/ｍ以下である。

なお、使用する導電糸Ａ，Ｂの種類としては、銅、ステンレス、スズメッキ銅などの金属繊維、炭素繊維、ポリエステルやナイロンなど電気的絶縁糸に銀や銅、銅ニッケル等の金属メッキや金属蒸着を施した糸、電気的絶縁糸と金属繊維を、紡績、撚糸（合撚）、カバーリングおよび組み紐等で合わせた構造の糸であってもよい。

また、幅５ｍｍ以下、好ましくは幅２ｍｍ以下であれば、銅やアルミなどの金属箔のテープ状の糸でもよい。テープ形状の幅が５ｍｍ以上となると汎用のテキスタイル生産設備での加工が困難となるため好ましくない。

導電線は金属フィラメントであるのが好ましい。金属フィラメントであれば導通不良が起きにくい。金属フィラメントとしては、一例として銅線に錫メッキを施しておく。これにより防錆できる。導電線の単線の直径は２０〜１００μｍが好ましく、この単線を２〜２０本引き揃え、撚り合せ、又は組み紐にして使用する。組み紐の場合は３〜１６本程度の本数が好ましい。

電気絶縁糸としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル繊維、６，６−ナイロン等のポリアミド繊維、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、アクリル系繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリ乳酸繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリケトン繊維、ポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、羊毛繊維、綿繊維、麻繊維、セルロース繊維等の糸を使用できる。強度及びコスト面からはポリエステル繊維又はポリアミド繊維の糸が好ましい。糸の形態は紡績糸でもよいし、フィラメント糸でもよい。フィラメント糸の場合は、生糸でもよいし、ウーリー等の加工糸でもモノフィラメントでもよい。また、前述の糸単体でもよいし、２種類以上の電気絶縁糸を複合した糸でもよい。電気絶縁糸の繊度は５０〜４００dtexが好ましく、さらに好ましくは１００〜３００dtexである。

テキスタイルを構成する電気絶縁糸のうち、導電糸Ｂと同一方向に配置される電気絶縁糸は、平行状に配列された導電糸Ａと同じ方向に配置される電気絶縁糸よりも吸水性の高い糸を使用することが好ましい。このように吸水特性に異方性を付加することにより、本発明の液体検知布が液体により濡れたとき、平行状に配列された導電糸Ａ間の短絡を促進することで検出しやすくなる。この導電糸Ｂと同一方向に配置される電気絶縁糸の吸水速度を向上させる方法として、糸径の細いハイカウント糸の使用、異型断面糸やミクロポーラスのある糸を使用する方法等がある。また、逆に導電糸Ａと同じ方向に配置される電気絶縁糸の吸水速度を低下する方法として、モノフィラメント糸、撚糸した糸、及び／又は樹脂加工した糸を使用するなどの方法がある。

本発明の液体検知布を構成する織物組織は、平織、綾織（ツイル）、朱子織、その他の変化織等どのような組織であっても良い。好ましくは導電糸を織り込む領域を２重組織にすることがよい。導電糸の部分の２重組織は経２重組織、緯２重組織、もしくは経緯２重組織でもよい。編組織で構成する場合も同様であり、経編、よこ編、丸編に関わらず、導電糸を織り込む領域を２重組織にすることがよい。２重組織とすることにより、導電糸の保護ができるとともに直接外部との接触をさえぎることも可能となる。

この液体検知布の単位面積当たりの重量（目付）は１００〜４００ｇ／ｍ²が好ましく、さらに好ましくは１５０〜３００ｇ／ｍ²である。
この液体検知布の厚みは、０．２〜２ｍｍが好ましく、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。

液体検知布の片面を樹脂でコーティングもしくはラミネートすることにより、もう一方より滴下された液体を液体検知布内に保持し、検知速度を上げることもできる。また、この方法は液体検知布に滴下された液体を外部に流出することを防ぐ効果もある。なお、樹脂加工後の重量（目付）および厚みは樹脂の付着量分増加する。

経糸は金属製フィラメントを組み紐にした導電糸とし、緯糸は電気絶縁糸によってカバーリングされた導電糸とすることが好ましい。もしくは導電糸を２本以上複数本並列で使用することが好ましい。このようにすると、経糸と緯糸の電気的接続が取りやすい。

以下、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例の液体検知布を示す平面図である。この液体検知布１は、基布２が緯糸３と経糸４で構成される。基布２を構成する緯糸３と経糸４は電気絶縁糸である。緯糸３の一部として緯導電糸３ａ〜３ｍを、所定間隔をあけて平行状に配列する。経糸４の一部には、前記平行状に配列された緯導電糸３ａ〜３ｍと直交する方向に経導電糸４ａ，４ｂを少なくとも２本所定の間隔をあけて平行状に配列する。前記少なくとも２本の経導電糸４ａ，４ｂは、緯導電糸３ａ〜３ｍと１本おきに交互に電気的接続する。

この電気的接続方法としては、織編等のテキスタイル構造で物理的に接触させることで電気的に接続させる方法、ハンダや導電ペースト、導電性接着剤等で電気的に接続させる方法があるが、液体検知布として電気的接続が保持できる方法であればよい。

テキスタイル構造の一例として織物構造で構成する場合は、織物の多層構造を利用して、図２Ａに示す織物断面図のように経導電糸４ａは緯導電糸３ａ，ｃ，ｅ，ｇ，ｉ，ｋ，ｍと接点５ａ〜５ｇで、経導電糸４ｂは緯導電糸３ｂ，ｄ，ｆ，ｈ，ｊ，ｌと接点５ｈ〜５ｍで物理的かつ電気的に接続している。また、経導電糸４ｂと緯導電糸３ａ，ｃ，ｅ，ｇ，ｉ，ｋ，ｍ、および経導電糸４ａと緯導電糸３ｂ，ｄ，ｆ，ｈ，ｊ，ｌは、図２Ｂに示すように、電気的絶縁糸２０が両者の間に配置されることにより物理的かつ電気的に非接続状態となっている。

また、ハンダや導電接着剤を使用する場合は、経導電糸４ａは緯導電糸との接点５ａ〜５ｇではんだにより固定されており、経導電糸４ｂは緯導電糸の接点５ｈ〜５ｍではんだにより固定されている。他の接点は電気的に絶縁されている。経導電糸の電極取り出し部４ｃ，４ｄは必須ではないが、存在すると液体検知布１の上下関係を問わずに使用できる点、便利である。

経導電糸４ａ，４ｂには人体には感じない程度の低電圧を印加しておく。この状態で液体検知布１上に液体６が落ちると、緯導電糸３ａ〜３ｍのいずれかの部分が導通し短絡を起こす。これにより、低電流の電気が流れ、液体６を検知できる。液体検知後はアラーム、ランプなど様々な方法で監視者に知らせることができる。

図３Ａは本発明の一実施例に用いるシングルカバーリング糸７の側面説明図である。すなわち、電気絶縁糸８の周囲に導電糸９を一方向にカバーリングする。図３Ｂは別の実施例のダブルカバーリング糸１０の側面説明図である。電気絶縁糸８の周囲に導電糸１１，１２を双方向からカバーリングする。

本発明の液体検知布は医療用に好適である。例えば透析液、輸血、薬剤液、栄養剤液等を受ける患者の腕や注液部の下に敷いて、血液、尿等の人体の液体、透析液、薬液、栄養剤液等の液体を検出するのに好適である。その他、液体を検知するための布としても好適である。

以下、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
＜経糸＞
経糸はポリエステル（ＰＥＴ）マルチフィラメント糸（繊度１６７dtex、フィラメント数４８本、Ｚ撚り８００ｔ／ｍ）を使用した。導電糸は、錫メッキ銅線、直径６０μｍを８本使用し、アラミド紡績糸（５０／１）を芯に挿入した組み紐を使用した。
＜緯糸＞
緯糸はポリエステル（ＰＥＴ）マルチフィラメントウーリー加工糸、トータル繊度１６７dtex,４８本を使用した。導電糸は経糸に使用したポリエステル糸を芯糸とし、錫メッキ銅線（直径６０μｍ）２本を鞘糸としてｓ・ｚ方向に３，５００ｔ／ｍでダブルカバーリングして使用した。
＜織物＞
織組織は基本組織を２／２ツイルとし、経糸密度１１０本／２５．４ｍｍ，緯糸密度７０本／２５．４ｍｍで作成し、単位面積当たりの重量（目付）は１８８ｇ／ｍ²、厚みは基本組織部が平均０．３２ｍｍ、導電糸交錯部分が平均０．５４ｍｍとした。緯糸導電糸部分は緯２重組織とし、図２Ａ−Ｂに示すように、経・緯の導電糸の接触・非接触を織物構造で制御した。緯糸方向の導電糸は２４０ｍｍの間に２本ずつ、５８箇所平行状に織り込んだ。経糸方向の導電糸２本は１０ｍｍの間隔をあけて平行状に織り込んだ。このようにして図１に示す液体検出布を製造した。
＜液体検出布＞
図１に示す液体検出布の経導電糸４ａ，４ｂ（電極取り出し部）に１．５Ｖのボタン電池を接続した。この状態で液体検知布１上に、スポイトから液体６を落とすと、緯導電糸３ｆ〜３ｉ間が導通し短絡を起こした。これにより、低電流の電気が流れ、液体が検知できた。

本発明の液体検出布は、透析液、輸血、薬剤液、栄養剤液等を受ける患者の腕や注液部の下に敷いて、血液、尿等の人体の液体、透析液、薬液、栄養剤液等の液体を検出するのに好適である。

１液体検知布
２基布（テキスタイル）
３緯糸
３ａ〜３ｍ緯導電糸
４経糸
４ａ〜４ｄ経導電糸
５ａ〜５ｇ接点
６液体
７シングルカバーリング糸
８電気絶縁糸
９，１１，１２導電糸
１０ダブルカバーリング糸
２０電気的絶縁糸

Claims

導電糸Ａ，Ｂをテキスタイル構造内に配置した液体検知布であって、
前記テキスタイル構造を構成する糸の一部には前記導電糸Ａが所定の間隔をあけて平行状に配列され、
前記導電糸Ａと直交する方向には、導電糸Ｂが少なくとも２本所定の間隔をあけて平行状に配列され、かつ前記平行状に配列された導電糸Ａと１本おきに交互に電気的接続されており、
前記導電糸ＡＢの一方は金属繊維で電気絶縁糸の表面をカバーリングした糸であり、他方は金属繊維を複数本引き揃え、撚り合わせ、又は組み紐にしたものであり、
前記導電糸Ａ，Ｂ以外の糸は電気絶縁糸であり、
前記導電糸Ｂは、織物構造により前記導電糸Ａと１本おきに交互に電気的接続されており、交互に電気的接続されていない部分は前記導電糸Ａと前記導電糸Ｂとの間に前記電気的絶縁糸が配置されており、
前記導電糸Ａと同じ方向に配置された電気的絶縁糸の吸水速度は、前記導電糸Ｂと同じ方向の電気的絶縁糸の吸水速度より遅いことを特徴とする液体検知布。
前記少なくとも２本の導電糸Ｂには電圧を印加しておき、前記液体検知布が濡れたとき、前記平行状に配列された導電糸Ａ間の短絡を検出することが可能な請求項１に記載の液体検知布。
前記テキスタイルの重量は１００ｇ〜２５０ｇ／ｍ²の範囲にある請求項１又は２に記載の液体検知布。
前記液体検知布は医療用液体検知布である請求項１〜３のいずれかに記載の液体検知布。