JP6890904B2 - 湿度センサ - Google Patents
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Description
1.吸収性物品(例えば、おむつ、使い捨ておむつ、トイレトレーニングおむつなど)に内蔵されているため、吸収性物品とともに製造しなければならず、その他の吸収性物品と組み合わせることができない。
2.吸収コアを介して液体を吸収した後、湿潤した吸収コアにより液体排泄センサの導線を導通させて電気信号を出力するため、吸収コアの湿潤度が隣接する導線を導通させることができない場合、液体排泄センサは電気信号を出力することができず、該液体排泄センサの感度が低くなる。
3.液体排泄センサは金属導線を有し、金属導線をおむつ、失禁用製品などに集積しているため、金属導線が折れて利用者に傷害を与える危険性が存在し、かつ金属導線はコストが高く、人体に寄せた場合、人体の違和感が強く、快適性が低い。
一部の好ましい実施形態において、湿度検出部は複数あり、各湿度検出部は導通される場合に導通信号を出力し、複数の湿度検出部が導通される場合には累積的な導通信号を出力する。例えば、導通信号はブザー音であり、1つの湿度検出部のみが導通される場合、単位時間内に1回のブザー音を出力する。2つの湿度検出部が導通される場合、単位時間内に2回のブザー音を出力し、N個の湿度検出部が導通される場合、単位時間内にN回のブザー音を出力する。または、1つの湿度検出部が導通される場合、1単位強度のブザー音を出力し、N個の湿度検出部が導通される場合、N*単位強度のブザー音を出力する。導通信号は光信号であってもよく、端末に伝送される警告信号などであってもよい。湿度検出部の導通数は、液体量および湿度の拡散範囲を表す。一部の実施形態において、湿度検出部は基材の異なる位置に設けられるため、異なる位置の湿潤状況を検出することができる。
好ましい実施形態として、基材は吸湿性紙テープである。例えば、濾紙、画仙紙、草木繊維の吸収紙などのように良好な吸湿性を有し、液体が勝手に拡散しない紙材ならば、いずれも基材として用いることができる。
好ましい実施形態として、被覆導線は複数本あり、被覆導線同士は交差しない。全ての被覆導線は同一層に位置し、被覆導線の間には交点がないため、信号干渉が発生しない。
好ましい実施形態として、湿度センサは接着層を有する。接着層は、物質を湿度の検知が必要である任意の箇所に貼り付けまたは付着させることができ、例えば、接着層は粘着ラベル層である。被覆導線は、接着層と基材との間に位置する。接着層は、接着の役割を果たすだけでなく、さらに被覆導線および電気化学媒体を接着層と基材との間に密封する。使用する場合、液体は基材を透過しなければ湿度検出部Sに達して電気化学媒体を湿潤させることができないため、液体の流動性により基材に吸収されずに直接湿度検出部Sに達して電極の不適切な検知および液体量に対する不適切な判断が生じることを避ける。電気化学媒体は電極より高く、接着層は電気化学媒体および電極を覆う。
好ましい実施形態として、接着層には離型シート本体層が分離可能に貼り付けられている。離型シート本体層は、樹脂フィルムである。離型シート本体層は基材を完全に覆い、離型シート層と基材との間には自由分離部があり、接着層は基材の自由分離部以外の領域を覆う。自由分離部は、離型シート本体層を基材から分離しやすくする。
湿度センサのコイル材は、複数の湿度センサを含み、湿度センサは先端と末端が接続されて長手方向に沿って順に配列され、最初の1つの湿度センサの先端は自由端であり、最後の1つの湿度センサの末端は自由端であり、湿度センサは最初の1つの湿度センサから順にコイル材に巻き取られる。
湿度センサのコイル材は、複数の湿度センサを含み、湿度センサは先端と末端が接続されて長手方向に沿って順に配列され、最初の1つの湿度センサの先端は自由端であり、最後の1つの湿度センサの末端は自由端であり、前後に隣接する湿度センサは折り畳まれ、折り畳み箇所は2つの湿度センサの境界線である。複数の湿度センサは、1つの湿度センサの長さに折り畳まれるため、収納しやすい。
1.湿度センサは独立した機器であり、いずれの吸収性物品(例えば、おむつ、使い捨ておむつ、レインコートなど)を合わせて使用することができ、適用対象に対する要求がなく、適用性が広く、且つ湿度センサは単独に製造することができる。
湿度検出とは液体または蒸気の量を表し、液体は、尿、液体付き糞便、血液、組織液、分泌物、唾液、精製水、雨水、水蒸気凝結による水、人体体表の熱蒸気凝結による分泌物または排泄物を含むがこれらに限定されず、蒸気は、蒸発による水蒸気、湿った空気中の蒸気、人体体表の熱蒸気、固体または半固体排泄物中の蒸気を含むがこれらに限定されない。また、湿度検出とは液体の拡散範囲を表す。
電気化学媒体は乾燥した場合に導電せず、湿潤した場合に導電する物質であり、このような物質は任意の化学物質である。例えば、無機塩は乾燥した場合、その自身は導電しないが、無機塩が溶解した場合、例えば、水を溶媒とする場合、溶媒中には自由のイオンが存在し、それにより導電する。このような物質も化学反応を起こす物質である可能性があるが、例えば、これらの物質は乾燥した場合に導電しないが、溶解した場合、化学反応が発生してイオンを生成し、導電する。これらの物質は、例えば、無機塩(NaCl、MgClなど)、または、少なくとも1つの極性または荷電官能基を含有する親水性ポリマーなどであってもよいがこれらに限定されず、電気化学媒体4は能動的吸湿性を有する。ポリマーの主鎖または側鎖には常に親水性官能基が含まれ、CONH2−、−OH、−CONH、−COOH、−SO3H、−NH2を含むがこれらに限定されない。例えば、アクリル酸系はアクリル酸、アクリルアミドおよびポリエチレンなど並びに変性または上記ポリマーの前駆体のそれぞれの共重合による共重合体を含むがこれらに限定されない。アミン機能性ポリマーは、アリルアミン、エチレンイミン、エノールおよびその主鎖または側鎖にアミノ基を含有するその他のポリマーを含むがこれらに限定されない。
本湿度センサは信号システムと組み合わせて使用しなければならないことが多く、液体で湿度センサが湿潤される場合、ユーザーを指示する。例えば、一方、信号システムは湿度センサが液体を検出した場合に信号を発するように設計されている。しかし、本湿度センサは従来の信号システムにマッチングされることができ、湿度センサの構造には信号システムの構造、検出手段が含まれなくてもよい。一方、本発明は、その他の部材、例えば、使い捨ておむつなどの製品と組み合わせられ、尿が生成するか否かを検出することができる。特に、排尿を自己制御することができない人に対する看護に対して、本発明の湿度センサを使用する使い捨ておむつの場合、尿が生成すると、信号警告により、看護職員に尿が生成していることを指導させることにより、適時に処理することができる。本発明のセンサは使い捨ておむつと組み合わせることができるため、使い捨ておむつとバインディングする必要なく、使用しやすく、異なる場所および使用環境に適することもできる。
本発明の湿度センサは、独立して製造することができ、いずれの測定対象部品に合わせられ、金属導線がなく、能動的に吸湿可能であり、湿潤された後に液体量および/または湿度範囲を認識し、直接人体と接触可能なセンサである。
一部の実施例において、図1、3、5、6、8、9、12、13および14に示すように、湿度検出部は1つまたは複数の湿度センシングユニットSまたはTを含む。各湿度検出部Sは導通される場合に導通信号を出力し、複数の湿度検出部Sは導通される場合に累積的な導通信号を出力する。例えば、導通信号はブザー音であり、1つの湿度検出部Sのみが導通される場合、単位時間内に1回ブザー音を出力する。2つの湿度検出部Sが導通される場合、単位時間内に2回ブザー音を出力し、N個の湿度検出部Sが導通される場合、単位時間内にN回ブザー音を出力する。または、1つの湿度検出部Sが導通される場合、1単位強度のブザー音を出力し、N個の湿度検出部が導通される場合、N*単位強度のブザー音を出力する。導通信号は光信号であってもよく、端末に伝送された警告信号などであってもよい。湿度検出部Sの導通数は液体量および湿度拡散範囲を表す。警報信号は電気的接続構造により認識して出力され、または警報信号は電気的接続構造により端末に伝送され、端末により認識して出力する。
基材は被覆導線の担体であり、基材は吸水性および吸湿性を有する。液体または蒸気はまず基材内に浸透し、電気化学媒体は湿潤された後に電気化学反応を起こし、相応する被覆導線および湿潤された湿度検出部から電気信号を出力する。基材は乾燥した場合はは絶縁体であり、基材は液体または蒸気を吸収した後、湿度が不十分で電気化学媒体を電気化学反応させることができない場合、被覆導線が電気信号を出力しても、該電気信号を警報信号として出力することができない。基材により吸収された液体または水分は被覆導線同士を湿潤させるだけで、電気化学媒体は依然として乾燥状態または電気化学媒体の湿度が不十分で電気化学反応させることが出来ない場合、被覆導線の間に電気信号が出力されても、湿度検出部で電気化学反応して出力された電気信号を干渉することが出来ない。
一部の実施例において、図1、3、5、6、8、9、12に示すように、被覆導線は複数本あり、被覆導線同士は交差しない。全ての被覆導線は同一層に位置し、被覆導線の間には交点がないため、信号干渉が発生することがない。
一部の実施例において、図2および図7に示すように、湿度センサは接着層を有する。接着層は物質を任意の湿度の検知が必要である箇所に貼り付けまたは付着させることができ、例えば、接着層は粘着ラベル層である。被覆導線は接着層と基材との間に位置する。接着層は接着の役割を果たすだけでなく、被覆導線と電気化学媒体を接着層と基材との間に密封させる。使用する場合、液体は基材を通過しなければ湿度検出部Sに到達して電気化学媒体を湿潤させることができず、液体の流動性のため基材に吸収されず直接湿度検出部Sに到達して電極の不適切な検知および液体量の不適切な判断を発生させることを避ける。電気化学媒体は電極より高く、接着層は電気化学媒体および電極を覆う。
一部の実施例において、図2および図7に示すように、接着層には離型シート本体層が分離可能に貼り付けられている。離型シート本体層は樹脂フィルムである。離型シート本体層は基材を完全に覆い、離型シート層と基材の間には自由分離部があり、接着層は基材の自由分離部以外の領域を覆う。自由分離部は離型シート本体層を基材から分離するのに便利である。
湿度センサのコイル材は、複数の湿度センサを含み、湿度センサは先端と末端が接続された長手方向に沿って順に配列され、最初の1つの湿度センサの先端は自由端であり、最後の1つの湿度センサの末端は自由端であり、湿度センサは最初の1つの湿度センサから順にコイル材に巻き取られる。
湿度センサのシート材は、複数の湿度センサを含み、湿度センサは先端と末端が接続された長手方向に沿って順に配列され、最初の1つの湿度センサの先端は自由端であり、最後の1つの湿度センサの末端は自由端であり、前後隣接する湿度センサは折り畳まれ、折り畳まれた箇所は2つの湿度センサの境界線である。複数の湿度センサは収納しやすく1つの湿度センサの長さに折り畳まれている。
本発明の湿度検出部Sの湿度センサは、図1、図2、図3、図4および図5に示すように、本発明の湿度センサの第1の実施例であり、本発明の湿度センサは、図1、図2、図3、図4および図5に示すように、本発明の湿度センサ100の第1の実施例は、基材1および複数の湿度検出部ST1を含む。基材1は互いに対向する正面11および背面12を含み、各湿度検出部ST1は互いに基材1の正面11に並設される。
図6に示されたものは本発明の湿度検出部ST1および該モジュールT1を有する湿度センサ100の実施例2であり、実施例2は上記第1の実施例とほぼ同じであり、差異は全体的形状が第1の実施例の垂直バー状から実施例2のL形の曲がり状に変化したことだけである。その他の構造、例えば、湿度検出部Sは、いずれも実施例1と同じである。
図7に示されたものは本発明の湿度検出部ST2および該モジュールT2を有する湿度センサ100の第3の実施例であり、第3の実施例は上記第1または第2の実施例とほぼ同じであり、差異は保護層3と電気化学媒体4の構造が多少異なることであり、以下に、1つの湿度検出部ST2を例として詳しく説明する。
図8に示すように、湿度センサは、基材を含み、絶縁体基材を含み、基材には被覆導線および湿度検出部Sがあり、湿度検出部Sは少なくとも1つであり、各湿度検出部Sは少なくとも2つの電極を有し、各電極はそれぞれの被覆導線に接続され、電極の間には、乾燥の場合に絶縁され、湿潤の場合に導電する電気化学媒体がある。被覆導線は導電性接着剤(例えば、銀導電性接着剤、カーボン導電性接着剤)または生化学的な印刷用インクなどを使用し印刷または塗布の方式で基材に設けられた導線である。
膨大部以外の領域において、湿度検出部Sは基材の長手方向に沿って分布される。
被覆導線の形状および数以外に、その他の構造はいずれも実施例1〜3のうち1つと同じである。
図9に示すように、本実施例の湿度センサと実施例4との区別は、被覆導線により形成された2つの膨大部はいずれも楕円形を呈し、膨大部の長軸は基材の長手方向に沿うことである。第1の膨大部は複数の長手方向に沿って間隔を置いて配置された湿度検出部Sを有する。第2の膨大部は複数の長手方向に沿って間隔を置いて配置された湿度検出部Sを有する。
図12に示すように、湿度センサは、絶縁体基材を含み、基材には被覆導線および湿度検出部Sがあり、湿度検出部Sは複数あり、各湿度検出部Sは少なくとも2つの電極を有し、各電極はそれぞれの被覆導線に接続され、電極の間には、乾燥の場合に絶縁され、湿潤の場合に導電する電気化学媒体がある。
1 基材、
2 銀導電性接着層、
21 導電部、
211 吸湿穴、
22 接続部、
221 導線接続点、
222 穴体、
3 保護層、
3b カーボン接着層、
31 第2の切り欠き、
32 カーボン接着部、
4 電気化学媒体、
41 充填部、
42 跨部、
5 接着層、
6 離型シート本体層、
7 受信機、
71 電気的接続構造、
711 第1の構造部材、
721 第2の構造部材、
713 導線接続端子、
714 第1の磁性吸着部材、
715 第2の磁性吸着部材、
716 切り込み、
717 バッフル、
A1〜A5 第1〜第5の大面積シング領域、
S 湿度検出部S。
Claims (16)
- 基材を含み、前記基材には被覆導線があり、少なくとも1つの湿度検出部を含み、各湿度検出部は少なくとも2つの電極を含み、各電極はそれぞれの被覆導線と電流が流れるように連通されており、前記電極の間には、乾燥の場合には導電せず、湿潤の場合には導電する電気化学媒体が含まれており、
前記基材の正面には前記被覆導線が設けられており、前記基材の背面には模様が印刷されており、模様は水にあうと発色する材料で印刷されている、ことを特徴とする湿度センサ。 - 前記湿度検出部は複数あり、各湿度検出部は導通される場合に導通信号を出力しており、複数の湿度検出部が導通される場合には累積的な導通信号が出力されている、ことを特徴とする請求項1に記載の湿度センサ。
- 前記複数の湿度検出部は前記基材の異なる位置に設けられている、ことを特徴とする請求項2に記載の湿度センサ。
- 各被覆導線には少なくとも1つの湿度検出部の電極が接続されている、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材は吸水性または吸湿性の材料である、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材は均一幅のシート状の吸湿性紙であり、前記基材の長手方向に沿って間隔を置いて分布された前記湿度検出部がある、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材には位置決め穴が設けられており、前記位置決め穴は前記被覆導線、前記湿度検出部とずらされている、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材が湿潤された場合、前記電気化学媒体を有する前記湿度検出部の電気伝導性能は前記基材の電気伝導性能より大きい、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材には前記被覆導線を含み前記湿度検出部を含まない第1部分および前記湿度検出部を含み前記被覆導線を含まない第2部分が含まれ、前記第1部分は前記電気化学媒体を含まない、ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記第1部分が湿潤された場合、前記被覆導線の間には電流が導通されない、ことを特徴とする請求項9に記載の湿度センサ。
- 前記基材には前記電気化学媒体を含まない部分および前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部があり、前記基材が湿潤された場合、前記電気化学媒体を含まない部分の電気伝導性能は前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部の電気伝導性能より低い、ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材には前記電気化学媒体を含まない部分および前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部があり、前記基材が湿潤された場合、前記電気化学媒体を含まない部分は導電されず電流を導通させることなく、前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部は導電されて電流が流れる、ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材には前記電気化学媒体を含まない部分および前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部があり、前記基材は、乾燥した場合、前記電気化学媒体を含まない部分の電気伝導性能が前記電気化学媒体を含む前記湿度検出部の電気伝導性能に等しい、ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記基材は絶縁体である、ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記電極の極板の被覆層は炭素被覆層である、ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の湿度センサ。
- 前記電気化学媒体の電解質は少なくとも1つの極性または荷電官能基を含む親水性ポリマーを含む、ことを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の湿度センサ。
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