KR101506057B1 - 습윤 센서 - Google Patents

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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명의 한 실시양태에 따라, 뇨의 존재를 검출하는 방법이 기재된다. 이 방법은 뇨와 접촉시 색 전환이 가능한 pH 표시제가 비확산적으로 고정되어 있는 다공성 매트릭스를 갖는 뇨 표시 센서를 제공하는 것을 포함한다. 뇨를 센서의 매트릭스와 접촉시키고, pH 표시제가 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 판정한다.

Description

습윤 센서 {WETNESS SENSORS}
기저귀, 배변 연습용 팬츠, 요실금 패드 등과 같은 일회용 흡수 용품은 흡수성이 높으며 효율적으로 수분을 착용자로부터 끌어당김으로써, 장시간의 습윤 노출에 의해 야기되는 피부 자극을 감소시킨다. 그러나 이들 용품은 흡수성이 너무 높아서, 착용자는, 특히 배뇨와 연관된 신체 감각의 의미를 인지할 수 없는 미숙한 아이일 경우, 자신이 배뇨했다는 사실을 깨닫지 못할 수 있다. 즉 착용자는 자신의 배뇨 조절 실패를 인식할 수 없거나, 또는 용품을 교체해야 한다는 것을 지각할 수 없다. 나아가, 부모나 보호자가 흡수 용품의 교체가 필요하다는 것을 인지할 수 없다.
시각적 메커니즘이 또한 흡수 용품의 습윤 발생을 표시하는데 사용되고 있다. 전자 공학 기반 습윤 센서, 색 기반 습윤 센서, 및 효소 기반 습윤 센서를 비롯하여 다수의 습윤 감지 기술이 현존하고 있다. 그러나 그러한 통상의 센서는 종종 복잡하고 고가이다. 또한, 그러한 센서에 의해 발생하는 신호는 종종 짧은 시간 동안만 존재한다. 이에 더하여, 통상의 감지 기술은 정확한 시험 결과를 확증하는 백업(back-up)을 제공하지 않는다.
따라서, 정확한 뇨 검출을 얻기 위해 면밀한 감시를 필요로 하지 않는 효율적인 센서에 대한 필요성이 있다. 그러한 센서를 포함한 흡수 용품은 특히 이로울 것이다.
본 발명의 한 실시양태에 따라, 뇨의 존재를 검출하는 방법이 기재된다. 이 방법은 뇨와 접촉시에 색 전환이 가능한 pH 표시제가 비확산적으로 고정되어 있는 매트릭스를 갖는 뇨 표시 센서를 제공하는 것을 포함한다. 뇨를 센서의 매트릭스와 접촉시키고, pH 표시제가 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 판정한다.
본 발명의 다른 실시양태에서, 뇨의 존재를 검출하는 방법이 기재된다. 이 방법은 열변색(thermochromic) 물질과, 뇨와 접촉시 열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환을 일으킬 수 있는 온도 변화제의 혼합물이 배치되어 있는 다공질 매트릭스를 갖는 뇨 표시 센서를 제공하는 것을 포함한다. 뇨를 센서의 매트릭스와 접촉시키고, 열변색 물질이 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 판정한다.
본 발명의 다른 특징 및 측면을 이하 더욱 상세히 논의하겠다.
당업자를 위한 최선의 형태를 포함한 완전하고 실시가능한 개시가 명세서의 나머지 부분에 더욱 구체적으로 첨부 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 센서의 한 실시양태의 투시도이고;
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 센서의 한 실시양태의 투시도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복 사용은 발명에서 동일하거나 유사한 특징이나 요소를 표시하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시양태를 자세히 참조할 것이며, 그의 하나 이상의 실시예를 기재하겠다. 각 실시예는 본 발명의 설명을 위해 제공된 것이지, 발명의 제한은 아니다. 실제로, 본 발명의 범위 또는 사상에서 벗어남 없이 본 발명에 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 한 실시양태의 일부로서 예시되거나 기재된 특징을 다른 실시양태에 사용하여 또 다른 실시양태를 도출할 수 있다. 따라서, 본 발명은 그러한 변형 및 변경을 첨부한 청구범위 및 그의 등가물 이내에 드는 것으로서 포함하고자 한다.
개략적으로, 본 발명은 대체로 뇨의 존재 또는 부재를 판정하기 위한 센서에 관한 것이다. 센서는 뇨의 존재 또는 부재를 정확히 검출하기 위해 비확산적으로 고정된 pH 표시제 및/또는 열변색 혼합물을 이용할 수 있다.
고체 매트릭스 상의 pH 표시제의 비확산적 고정은 뇨 검출 신호가 다수의 배설 후에도 안정하게 유지되는 시간을 크게 연장할 수 있다. 유사하게, 본원에 기재된 열변색 혼합물은 장기간 안정하게 유지되면서도 다수의 배설을 견딜 수 있는 신호를 생성할 수 있다. pH 표시제와 열변색 혼합물을 조합한 센서는 뇨에 대한 신뢰할만한 백업 검출을 제공할 수 있다.
본원에 기재된 센서는 뇨에 의해 초래된 습윤에 대한 신속한 판정을 위한 간단하고 사용하기 편하며 비용 효율적인 접근법을 제공한다. 이에 더하여, 본원에 기재된 센서는 기저귀 및 요실금 용품과 같은 흡수 용품에 뇨 습윤 검출을 보조하기 위해 도입될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 센서 (20)의 한 실시양태를 더욱 상세히 설명하겠다. 나타낸 바와 같이, 센서 (20)은 매트릭스 (22)를 포함한다. 일반적으로, 매트릭스 (22)는 뇨가 통과할 수 있는 임의의 다양한 물질로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 (22)는 합성 또는 천연 물질, 예를 들어 다당류(예컨대 종이와 같은 셀룰로오스 재료 및 셀룰로오스 유도체, 예컨대 셀룰로오스 아세테이트 및 니트로셀룰로오스); 폴리에테르 술폰; 폴리에틸렌; 나일론; 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF); 폴리에스테르; 폴리프로필렌; 실리카; 무기 물질, 예컨대 불활성화 알루미나, 규조토, MgSO4, 또는 기타 미세 분쇄 무기질 재료가 다공질 중합체 매트릭스 내에 균일하게 분산된 것 (여기에서 중합체는 비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드-프로필렌 공중합체, 및 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 것임); 천연 천(예, 면) 및 합성 천(예, 나일론 또는 레이온); 다공성 겔, 예컨대 실리카겔, 아가로스, 덱스트란, 및 젤라틴; 중합체 필름, 예컨대 폴리아크릴아미드; 등으로부터 제조된 다공성 막일 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 매트릭스 (22)는 폴 코포레이션(Pall Corporation)에서 제조한 양으로 하전된 나일론 막인 Biodyne® Plus 막으로부터 형성된다. 또 다른 실시양태에서, 매트릭스는 양으로 하전된 중합체 처리를 통해 양으로 하전된 여과지 및 티슈와 같은 다공성 셀룰로오스계 재료로부터 형성된다.
매트릭스 (22)의 크기 및 모양은 당업자가 금방 인지할 수 있는 바와 같이 대체로 다양할 수 있다. 예를 들어, 매트릭스는 약 10 내지 약 100 밀리미터, 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 80 밀리미터, 및 일부 실시양태에서는 약 40 내지 약 60 밀리미터의 길이 및 폭을 가질 수 있다. 매트릭스의 두께는 약 500 마이크로미터 미만, 일부 실시양태에서는 약 250 마이크로미터 미만, 및 일부 실시양태에서는 약 150 마이크로미터 미만일 수 있다.
뇨의 존재 또는 부재의 검출을 개시하기 위해, 사용자는 시험 샘플을 매트릭스 (22)의 일부에 직접 적용할 수 있다. 도시된 실시양태에서, 매트릭스 (22)는 pH 표시제 구역 (26) 및 열변색 구역 (28)을 갖는다. 그러나 어떤 실시양태에서는 pH 표시제 구역 또는 열변색 구역 중 어느 하나가 매트릭스 상에 존재하는 유일한 구역일 수 있음을 알아야 한다.
뇨의 검출을 용이하게 하기 위해, pH 표시제는 pH 표시제 구역 (26)에 비확산적으로 고정된다. pH 표시제는 매트릭스 (22)에 직접 도포되거나, 또는 먼저 용액을 형성한 후 도포될 수 있다. 아세토니트릴, 디메틸술폭시드(DMSO), 에틸 알코올, 디메틸포름아미드(DMF), 및 다른 극성 유기 용매와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 용매를 용액 형성에 이용할 수 있다. 용액 중 pH 표시제의 양은 용매의 밀리리터 당 약 0.001 내지 약 100 밀리그램, 및 일부 실시양태에서는 용매의 밀리리터 당 약 0.1 내지 약 10 밀리그램의 범위일 수 있다. pH 표시제 농도는 목적하는 수준의 검출 감도가 제공되도록 선택적으로 조절할 수 있다.
pH 조절제는 그것이 실질적으로 매트릭스 (22)를 통해 확산되지 않도록(즉, 비확산적으로 고정되도록) 하는 방식으로 도포되는 것이 요망된다. pH 표시제는 뇨의 전형적인 pH 범위(약 5.5 초과 또는 약 10 미만) 이내인 pH 수준에 노출시 색 전환이 되도록 구성된다. pH 표시제는 뇨의 전형적인 pH 범위 밖의 pH(약 5.5 미만 또는 약 10 초과)에서 초기 색상을 생성한다. 뇨 샘플이 pH 표시제에 접촉하면, 뇨가 pH 변화를 초래하여 뇨가 매트릭스에 접촉하였음을 알리는 pH 표시제의 색 변화를 유도한다.
바람직한 pH 표시제 및 그의 유도체는 약 10 초과 또는 약 5.5 미만의 색 전환 pH를 갖는다. 약 5.5 미만에서 색 전환이 되는 적합한 pH 표시제의 예로는 클로로브로모페놀 블루, 브로모페놀 블루, 브로모크레졸 블루, 메틸 바이올렛, 메틸 오렌지, 콩고 레드, 류코말라카이트 그린, 메틸 옐로우, 브로모페놀 블루, 말라카이트 그린, 브릴리언 그린, 크리스탈 바이올렛, 에리트로신 B, 메틸 그린, 메틸 바이올렛 2B, 피크르산, 나프톨 옐로우 S, 퀴날딘 레드, 염기성 푹신을 들 수 있다. 약 10 초과에서 색 전환이 되는 pH 표시제의 예로는 나일 블루 A, 티몰프탈레인, 아닐린 블루 W.S., 알리자린 옐로우 GG, 모르간트 오렌지 I, 트로파에올린 O, 오렌지 G, 산 푹신, 티아졸 옐로우 G, 인디고 카르민, 페놀프탈레인, 티몰프탈레인, 알리자린 옐로우 R을 들 수 있다. 이러한 pH 표시제의 유도체도 본 발명에 따른 센서를 제조하는데 유용하다.
그러나 당업계에 공지되어 있는 임의의 적합한 pH 표시제가 본 발명에의 사용에 고려된다.
특정 실시양태에서, 고정된 pH 표시제의 초기 색은 표시제를 pH 조절제(산, 완충제, 염기, 또는 이들의 일부 조합)와 함께 고정함으로써 쉽게 조정할 수 있다. 초기 색은 가능한 한 크게 뚜렷한 색 대조를 제공하는데 있어서 중요하다. 예를 들어, 브로모티몰 블루를 표시제로서 사용하는 경우, 염기성 조건에서 표시제 구역은 생생한 녹색을 띄며, 이것은 약간 산성인 조건 하에서의 황색과 명확하게 구분된다. 유사하게, 브로모크레졸 그린을 표시제로서 이용하는 경우, 산성 조건에서 표시제 구역은 황색을 띄며, 이것은 중성 또는 염기성 조건 하에서의 녹색과 명확하게 구분된다.
이에 더하여, 다른 적합한 pH 조절제로는 무기산, 술폰산(예, 2-[N-모르폴리노]에탄 술폰산("MES")), 카르복실산, 및 중합체 산을 들 수 있다. 적합한 무기산의 구체적인 예는 염산, 질산, 인산, 및 황산이다. 적합한 카르복실산의 구체적인 예는 시트르산, 글리콜산, 락트산, 아세트산, 말레산, 갈산, 말산, 숙신산, 글루타르산, 벤조산, 말론산, 살리실산, 글루콘산, 및 이들의 혼합물이다. 적합한 중합체 산의 구체적인 예로는 직쇄 폴리(아크릴)산 및 그의 공중합체(예, 말레산-아크릴산, 술폰산-아크릴산, 및 스티렌-아크릴산 공중합체), 분자량이 약 250,000 미만인 가교된 폴리아크릴산, 폴리(메타크릴)산, 및 카라긴산, 카르복시메틸 셀룰로오스, 및 알긴산과 같은 천연 중합체 산을 들 수 있다. 마찬가지로, pH 조절제가 뇨의 전형적인 pH 범위 밖의 초기 pH(약 5 미만 또는 약 10 초과)를 생성함으로써, pH 표시제는 뇨와 접촉시 색 전환이 가능하다.
pH 조절제로는 또한 염기(무기 염기 또는 유기 염기)를 들 수 있다. 그러한 염기의 예로는 탄산나트륨과 같은 카르보네이트의 염, 중탄산나트륨과 같은 비카르보네이트의 염, 붕산나트륨과 같은 보레이트의 염, 수산화나트륨과 같은 히드록시드의 염을 들 수 있다.
pH 조절제로는 약산 또는 약염기로부터 제조된 완충액을 들 수 있다. 그러한 완충액의 예로는 포스페이트 완충 염수 및 아세트산 완충액을 들 수 있다.
pH 표시제는 그것이 실질적으로 매트릭스 (22)를 통해 확산되지 않도록(즉, 비확산적으로 고정되도록) 하는 방식으로 도포되는 것이 요망된다. 이것은 사용자로 하여금 pH 표시제와 뇨의 반응시 발생하는 색의 변화를 쉽게 검출할 수 있도록 하며, 또한 pH 표시제가 매트릭스 (22) 밖으로 삼출되는 것을 방지한다. 고정은 화학적 결합, 물리적 흡수, 또는 중합체 또는 입자와 같은 담체의 사용과 같은 여러 방법에 의해 달성될 수 있다. 한 바람직한 실시양태에서, 고도로 하전된 다공성 물질이 반대로 하전된 표시제를 효율적으로 고정할 수 있다. 이와 관련하여 유용한 하전된 다공성 기재로는 폴 코포레이션으로부터의 Biodyne® Plus와 같은 양으로 하전된 나일론 막을 들 수 있다. Kymene®으로 처리된 종이 티슈와 같은 다공성 부직재도 음으로 하전된 표시제를 고정하기에 적합한 하전된 재료임이 밝혀졌다.
본 발명의 특정 실시양태에서, pH 표시제를 함유하는 가교된 네트워크가 본원에 기재된 센서의 매트릭스 상에 형성된다. 이론에 의해 제한할 의도는 없으나, 가교된 네트워크는 pH 표시제를 내구성 있게 고정하는 것을 보조함으로써 사용자로 하여금 사용 동안의 그의 색 변화를 더욱 쉽게 검출하도록 할 수 있다. 가교된 네트워크는 "내부 가교"(즉, 단일 분자 내의 관능기들 사이의 공유 결합) 및/또는 "상호 가교"(즉, 상이한 분자들 간의 공유 결합, 예컨대 2개의 pH 표시제 분자들 사이, 또는 pH 표시제 분자와 기재 표면 사이의 공유 결합)을 함유할 수 있다. 가교는 표시제의 자체 가교를 통해서, 및/또는 별도의 가교제의 도입을 통해서 실시될 수 있다. 적합한 가교제로는 예를 들어 폴리글리시딜 에테르, 예컨대 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르 및 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르; 아크릴아미드; 1개 이상의 가수분해성 기, 예컨대 알콕시기(예, 메톡시, 에톡시 및 프로폭시); 알콕시알콕시기(예, 메톡시에톡시, 에톡시에톡시 및 메톡시프로폭시); 아실옥시기(예, 아세톡시 및 옥타노일옥시); 케톡심기(예, 디메틸케톡심, 메틸케톡심 및 메틸에틸케톡심); 알케닐옥시기(예, 비닐옥시, 이소프로페닐옥시 및 1-에틸-2-메틸비닐옥시); 아미노기(예, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 부틸아미노); 아미녹시기(예, 디메틸아미녹시 및 디에틸아미녹시); 및 아미드기(예, N-메틸아세트아미드 및 N-에틸아세트아미드)를 함유하는 화합물을 들 수 있다.
다양한 여러 가지 가교 메커니즘 중의 임의의 것을 본 발명에 이용할 수 있으며, 예를 들어 열 개시(예, 축합 반응, 부가 반응 등), 전자기선 등이 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 전자기선의 일부 적합한 예로는 전자빔 방사선, 천연 및 인공 방사선 동위원소(예, α, β 및 γ 선), x-선, 중성자 빔, 양으로 하전된 빔, 레이저 빔, 자외선 등을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전자빔 방사선은 예를 들어 전자빔 장치에 의한, 가속화된 전자의 생산을 포함한다. 전자빔 장치는 일반적으로 당업계에 주지되어 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 전자빔 장치는 미국 매사추세츠주 워번의 에너지 사이언시즈, 인크.(Energy Sciences, Inc.)로부터 "Microbeam LV"라는 명칭으로 입수가능한 것을 사용할 수 있다. 적합한 전자빔 장치의 다른 예는 미국 특허 제5,003,178호(Livesay), 제5,962,995호(Avnery), 제6,407,492호(Avnery, et al.)에 기재되어 있으며, 상기 특허는 모든 목적을 위해 그 전문을 본원에 참조인용한다. 방사선의 파장 λ은 전자기선 스펙트럼의 상이한 방사선 유형에 따라 약 10-14 미터 내지 약 10-5 미터와 같이 다양할 수 있다. 전자빔 방사선은 예를 들어 약 10-13 미터 내지 약 10-9 미터의 파장 λ을 갖는다. 전자기선의 특정 파장 λ를 선택하는 것 이외에, 다른 파라미터를 선택하여 가교도를 조절할 수도 있다. 예를 들면, 선량이 약 0.1 메가래드(Mrads) 내지 약 10 Mrads, 및 일부 실시양태에서 약 1 Mrads 내지 약 5 Mrads 범위일 수 있다.
전자기 방사선의 선원은 당업자에게 공지된 임의의 방사선원일 수 있다. 예를 들어, 엑시머 램프, 또는 D-벌브를 갖는 수은 램프를 사용할 수 있다. 상당히 좁은 방출 피크에서 방사선을 방출하는 다른 스페셜티-도프트 램프(specialty-doped lamp)를 등가의 최대흡수점을 갖는 광개시제와 함께 사용할 수 있다. 예를 들어, 퓨젼 시스템스(Fusion Systems)로부터 입수가능한 V-벌브는 사용하기에 적합한 또 다른 램프이다. 이에 더하여, 특이적 방출 밴드를 갖는 스페셜티 램프를 하나 이상의 특이적 광개시제와 함께 사용하기 위해 제조할 수 있다.
일부 실시양태에서는, 선택된 가교 기법의 기능을 향상시키는 개시제를 이용할 수 있다. 예를 들어 어떤 실시양태에서는, 아조, 퍼옥시드, 퍼술페이트, 및 리독스 개시제와 같은 열 개시제를 이용할 수 있다. 적합한 열 개시제의 대표적인 예로는 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴, 1,1'-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴), 2,2'-아조비스(메틸 이소부티레이트), 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드, 및 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴)과 같은 아조 개시제; 벤조일 퍼옥시드, 아세틸 퍼옥시드, 라우로일 퍼옥시드, 데카노일 퍼옥시드, 디세틸 퍼옥시디카르보네이트, 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 및 디쿠밀 퍼옥시드와 같은 퍼옥시드 개시제; 포타슘 퍼술페이트, 소듐 퍼술페이트, 및 암모늄 퍼술페이트와 같은 퍼술페이트 개시제; 상기 퍼술페이트 개시제와 소듐 메타비술파이트 및 소듐 비술파이트와 같은 환원제의 조합, 유기 퍼옥시드 및 3급 아민에 기초한 시스템, 및 유기 히드로퍼옥시드 및 전이 금속에 기초한 시스템과 같은 리독스(산화-환원) 개시제; 피나콜과 같은 다른 개시제; 등 (및 이들의 혼합물)을 들 수 있다. 아조 화합물 및 퍼옥시드가 일반적으로 바람직하다. 광개시제, 예를 들어 치환 아세토페논, 예컨대 벤질 디메틸 케탈 및 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤; 치환 알파-케톨, 예컨대 2-메틸-2-히드록시프로피오페논; 벤조인 에테르, 예컨대 벤조인 메틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르; 치환 벤조인 에테르, 예컨대 아니소인 메틸 에테르; 방향족 술포닐 클로라이드; 광활성 옥심; 등 (및 이들의 혼합물)을 마찬가지로 이용할 수 있다. 다른 적합한 광개시제는 미국 특허 제6,486,227(Nohr, et al.) 및 미국 특허 제6,780,896호(MacDonald, et al.)에 기재되어 있으며, 이들 두 특허 모두 본원에 참조인용한다.
필수적이지는 않으나, pH 표시제의 고정을 용이하게 하기 위해 가교된 네트워크 내부에 추가의 성분을 이용할 수도 있다. 예를 들어, pH 표시제를 매트릭스의 표면에 연결하고 센서 상에서의 pH 표시제의 내구성을 더욱 향상시키는 정착(anchoring) 화합물을 이용할 수 있다. 전형적으로, 정착 화합물은 pH 표시제보다 크기가 더 크며, 이에 따라 사용 동안에 크로마토그래피 매질의 표면상에 잔류할 가능성이 커진다. 예를 들어, 정착 화합물로는 거대분자 화합물, 예를 들어 중합체, 올리고머, 덴드리머, 입자 등을 들 수 있다. 중합체 정착 화합물은 천연, 합성 또는 이들의 조합일 수 있다. 천연 중합체 정착 화합물의 예로는 예를 들어 폴리펩티드, 단백질, DNA/RNA 및 다당류(예, 글루코오스계 중합체)를 들 수 있다. 합성 중합체 정착 화합물의 예로는 예를 들어 폴리아크릴산 및 폴리비닐 알코올을 들 수 있다. 다당류 정착 화합물의 한 특정 예는 활성 덱스트란이다. 일부 실시양태에서, 정착 화합물은 입자일 수 있다(때때로 "비드" 또는 "마이크로비드"라고 함). 천연 입자, 예컨대 핵, 마이코플라스마, 플라스미드, 색소체, 포유류 세포(예, 적혈구 허깨비), 단세포 미생물(예, 박테리아), 다당류(예, 아가로스) 등을 사용할 수 있다. 또한, 합성 입자를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 라텍스 미세입자를 이용할 수 있다. 임의의 합성 입자를 사용할 수 있으나, 입자는 전형적으로 폴리스티렌, 부타디엔 스티렌, 스티렌아크릴-비닐 삼원 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐피리딘, 폴리디비닐벤젠, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 아크릴로니트릴, 비닐클로라이드-아크릴레이트 등, 또는 이들의 알데히드, 카르복시, 아미노, 히드록실, 또는 히드라지드 유도체로부터 형성된다. 이용될 경우, 입자의 형상은 대체로 다양할 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 예를 들어, 입자는 구 형상이다. 그러나 판, 막대, 원반, 봉, 관, 불규칙 형상 등과 같은 다른 형상도 고려할 수 있음을 알아야 한다. 또한, 입자의 크기도 다양할 수 있다. 예를 들어, 입자의 평균 크기(예, 직경)는 약 0.1 나노미터 내지 약 1,000 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 0.1 나노미터 내지 약 100 마이크로미터, 및 일부 실시양태에서는 약 1 나노미터 내지 약 10 마이크로미터 범위일 수 있다.
정착 화합물이 pH 표시제와 매트릭스를 연결하는데 사용되는 방식은 다양할 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 정착 화합물을 pH 표시제에 부착한 후에 이 둘을 매트릭스에 도포한다. 다른 실시양태에서, 정착 화합물을 매트릭스에 결합시킨 후에 pH 표시제를 도포할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 물질들을 별도의 성분으로서 매트릭스에 도포하고, 부착 반응이, 임의로는 네트워크의 가교와 동시에, 제자리에서(in-situ) 발생할 수 있다. 예를 들어, pH 표시제는 정착 화합물에 결합할 수 있고, 정착 화합물은 매트릭스에 결합할 수 있으며, 동시에 가교 반응이 정착 화합물들 사이, 표시제들 사이, 또는 이들 둘 사이에서 일어날 수 있다. 그러한 한 실시양태에서, 이렇게 형성된 가교된 네트워크는 매트릭스와 계의 다른 성분들을 결합시킬 필요없이 매트릭스 상에 물리적으로 고정될 수 있다. 특히, 가교된 네트워크는, 그의 일부가 매트릭스의 공극들의 내부 및 사이로 연장될 수 있어, 매트릭스와 가교된 네트워크의 성분들 사이에 특별한 결합이 형성되지 않더라도, 매트릭스 상에 물리적으로 억류될 수 있다.
센서 성분들 사이에 결합이 형성되는 경우, 정착 화합물의 매트릭스에의 부착뿐 아니라 정착 화합물의 pH 표시제에의 부착은, 카르복실, 아미노, 알데히드, 브로모아세틸, 요오도아세틸, 티올, 에폭시, 또는 다른 반응성 관능기, 및 잔류 자유 라디칼 및 라디칼 양이온을 통해 달성될 수 있으며, 이들을 통해 결합 반응이 열 공정, 광개시 공정, 촉매화 공정 등의 임의의 적합한 방법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스를 아민-함유 화합물, 예컨대 3-아미노프로필트리에톡시 실란과의 접촉을 통해 아민-관능화시켜 표면의 아민 관능성을 증가시키고, 정착 화합물을 예를 들어 정착 화합물의 알데히드 관능기를 통해 표면에 결합시킬 수 있다. 표면 관능기는 또한 입자형 정착 화합물 상에, 예를 들어 입자의 표면이 비교적 높은 표면 농도의 극성 기를 함유하는 경우, 반응성 관능기로서 도입될 수도 있다. 어떤 경우에는, 입자는 추가로 개질할 필요 없이 매트릭스 및/또는 pH 표시제에 직접 결합이 가능할 수 있다.
공유결합 이외에 다른 부착 기술, 예를 들어 전하-전하 상호작용이 또한 정착 화합물을 크로마토그래피 매질에 부착하기 위해서 및/또는 pH 표시제를 정착 화합물에 부착하기 위해서 이용될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 하전된 정착 화합물, 예컨대 양으로 하전된 고분자전해질 정착 화합물을 음으로 하전된 매트릭스, 예컨대 음으로 하전된 다공성 니트로셀룰로오스 막 상에 이들 둘 사이의 전하-전하 상호작용을 통해 고정할 수 있다. 유사하게, 음으로 하전된 표시제, 예컨대 디아조늄 이온을 양으로 하전된 정착 화합물 상에 고정할 수 있다.
도시된 실시양태에서, 매트릭스 (22)는 또한 열변색 구역 (28)을 갖는다. 뇨의 검출을 용이하게 하기 위해, 열변색 물질과 온도 변화제의 혼합물을 열변색 구역에 배치할 수 있다. 온도 변화제는 뇨와 접촉시 열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환을 일으킬 수 있다.
이와 관련, 열변색 물질로는 열변색 액정 물질, 열변색 잉크, 열변색 염료, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 본원에 기재된 열변색 잉크는 온도 표시 메커니즘으로서 가능하기 위한 것이다. 본원에 사용되는 "열변색"이란 반사색이 온도의 함수로서 변하는 물질을 가리킨다. 색이 바뀔 수 있는 열변색 염료는 전형적으로 류코 염료라 불린다. 적합한 열변색 잉크는 폴리텍스 드피어(Polytex D'Pere)로부터 상업적으로 입수가능하다. 이외의 적합한 열변색 잉크는 미국 특허 제4,121,011호, 제4,826,550호, 제5,389,093호, 및 제5,221,228호에 상세히 기재되어 있다. 사용되는 열변색 물질은 미세 안료 입자, 미세피복 물질, 분자 물질 등의 형태일 수 있다.
본원에 기재된 열변색 물질은 가열 또는 냉각의 결과로서 색이 바뀔 수 있다. 그러한 색 변화를 초래하는 온도는 선택된 특정 열변색 물질에 따라 달라질 수 있다.
상술한 바와 같이, 열변색 물질은 선택된 열변색 물질의 종류에 따라 냉각제 또는 승온제(warming agent)와 같은 온도 변화제와 조합된다.
다양한 냉각제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유용한 냉각제로는 특히 멘톨, 크실리톨, 소르비톨, 에리트리톨, 멘탄, 멘톤, 케탈, 멘톤 케탈, 멘톤 글리세롤 케탈, 치환 p-멘탄, 비환형 카르복사미드, 모노 멘틸 글루타레이트, 치환 시클로헥산아미드, 치환 시클로헥산 카르복사미드, 치환 우레아 및 술폰아미드, 치환 멘탄올, p-멘탄의 히드록시메틸 및 히드록시메틸 유도체, 2-메르캅토-시클로-데카논, 2-이소프로파닐-5-메틸시클로헥산올, 탄소 원자가 2 내지 6개인 히드록시카르복실산, 시클로헥산아미드, 멘틸 아세테이트, 이소풀레골, 멘틸 락테이트, 멘틸 살리실레이트, N,2,3-트리메틸-2-이소프로필 부탄아미드(WS-23), N-에틸-p-멘탄-3-카르복사미드(WS-3), 멘틸 숙시네이트, 3,1-멘톡시프로판 1,2-디올, p-멘탄-3,8-디올, 및 글루타레이트 에스테르를 들 수 있다. 상기 및 다른 적합한 냉각제는, 모두 그 전문을 본원에 참조인용하는 하기 미국 특허에 추가로 기재되어 있다: 미국 특허 제4,230,688호, 제4,032,661호, 제4,459,425호, 제4,136,163호, 제5,266,592호, 제6,627,233호. 그러한 냉각제는 뇨와 접촉시 온도 저하를 초래할 수 있다.
유사하게, 다양한 승온제가 본 발명에 이용될 수 있다. 승온제로는 일본 도꾜의 다까사고 퍼퓨머리 캄파니 리미티드(Takasago Perfumary Company Limited)에 의해 공급되는 바닐릴 알코올 n-부틸에테르(TK-1000), 바닐릴 알코올 n-프로필에테르, 바닐릴 알코올 이소프로필에테르, 바닐릴 알코올 이소부틸에테르, 바닐릴 알코올 n-아미노에테르, 바닐릴 알코올 이소아밀에테르, 바닐릴 알코올 n-헥실에테르, 바닐릴 알코올 메틸에테르, 비닐릴 알코올 에틸에테르, 진저올, 쇼가올, 파라돌, 진저온, 캡사이신, 디히드로캡사이신, 노르디히드로캡사이신, 호모캡사이신, 호모디히드로캡사이신, 에탄올, 이소프로필 알코올, 이소-아밀알코올, 벤질 알코올, 글리세린, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 이러한 승온제는 뇨와 접촉시 온도 상승을 초래할 수 있다.
열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환이 일어나도록 임의의 적합한 양의 냉각제 또는 승온제를 이용할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 어떤 실시양태에서는, 냉각제 또는 승온제는 열변색 혼합물의 약 1 내지 약 99 중량％, 특히 약 15 내지 약 30 중량％의 양으로 존재할 수 있다. 어떤 실시양태에서는, 열변색 물질은 열변색 혼합물의 약 99 내지 약 1 중량％ 범위의 양으로 존재할 수 있다.
열변색 혼합물은 매트릭스에 임의의 적합한 방식으로 도포할 수 있으며, 문자, 단어, 그래픽 심볼, 아이콘, 상표, 지시 문구 등을 형성하도록 도포할 수 있다.
어떤 실시양태에서는, 본 발명에 따라 제조된 센서는 신호 강도를 약 10분 이상, 더욱 특히는 약 30분 이상, 더욱 특히는 약 1시간 이상 동안 유지할 수 있다. 이에 더하여, 그러한 센서는 다수의 배뇨에 접하여서도 여전히 정확한 시험 결과를 생성할 수 있다.
이하, 도 1의 센서 (20)을 사용한 뇨의 존재 또는 부재를 검출하는 방법의 한 특정 실시양태를 더욱 상세히 설명하겠다. 먼저, 뇨 시험 샘플을 매트릭스 (22)에 적용한다. 뇨 샘플은 pH 표시제 구역 (26)에 접촉하며, 여기에서 뇨와 접촉시 색 전환이 가능한 pH 표시제에 의해 pH의 변화가 검출된다. 유사하게, pH 표시제는 열변색 구역 (28)에 접촉하여, 온도 변화제가 열변색 잉크의 온도를 변화시켜 색 전환을 유발하도록 한다.
본 발명은 뇨의 존재 또는 부재를 정확히 검출하기 위한, 비교적 간단하고 소형이고 비용 효율적인 센서를 제공한다. 시험 결과는 시험을 수행하는 인원에 의해 즉각적인 방식으로, 매우 신뢰성 있고 일관적인 시험 결과를 얻기에 좋은 시험 조건하에서 쉽게 관찰되도록 가시적일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본원에 기재된 하나 이상의 센서를 흡수 용품 내에 통합시킬 수도 있다. "흡수 용품"이란 일반적으로 물이나 다른 유체를 흡수할 수 있는 임의의 용품을 가리킨다. 일부 흡수 용품의 예로는 개인 위생 흡수 용품, 예를 들어 기저귀, 배변 연습용 팬츠, 흡수성 속옷, 요실금 용품, 여성 위생 제품(예, 생리대), 수영복, 아기용 닦개 등; 의료용 흡수 용품, 예를 들어 의복, 천공 물질, 언더존(underzone), 베드존(bedzone), 붕대, 흡수성 드레이프, 및 의료용 닦개; 요식업소용 닦개; 천 용품; 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 흡수 용품의 형성에 적합한 재료 및 방법은 당업계에 주지되어 있다. 전형적으로, 흡수 용품은 실질적으로 액체 불투과성인 층(예, 외부 커버), 액체 투과성 층(예, 신체측 라이너, 서지층(surge layer) 등), 및 흡수 코어를 포함한다.
이하, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 흡수 용품의 다양한 실시양태를 더욱 상세히 설명하겠다. 단지 예시를 위하여, 흡수 용품을 도 2에 기저귀 (101)로서 나타내었다. 도시된 실시양태에서, 기저귀 (101)은 미체결 형태에서 모래시계 모양을 갖는 것으로서 나타내었다. 그러나 다른 모양, 예컨대 일반적으로 직사각형 모양, T-모양, 또는 I-모양을 물론 사용할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 기저귀 (101)은 외부 커버 (117), 신체측 라이너 (105), 흡수 코어 (103), 및 서지층 (107)을 비롯하여 다양한 성분에 의해 형성된 섀시를 포함한다. 그러나 다른 층들도 본 발명의 예시적인 실시양태에 사용될 수 있음을 알아야 한다. 마찬가지로, 도 2에 도시된 하나 이상의 층은 또한 본 발명의 어떤 예시적인 실시양태에서는 제거될 수 있다.
신체측 라이너 (105)는 일반적으로 흡수 코어 (103)에 보유된 액체로부터 착용자의 피부를 격리하는 것을 보조하기 위해 사용된다. 예를 들어, 라이너 (105)는 전형적으로 유연하고 촉감이 부드러우며 착용자의 피부를 자극하지 않는 신체측 표면을 제공한다. 전형적으로, 라이너 (105)는 또한 흡수 코어 (103)에 비해 덜 친수성이므로, 그의 표면은 착용자에 대해 비교적 건조하게 유지된다. 상기한 바와 같이, 라이너 (105)는 액체가 그의 두께를 쉽게 통과할 수 있도록 액체 투과성일 수 있다. 부직 웹을 함유하는 예시적인 라이너 구조물은 미국 특허 제5,192,606호(Proxmire, et al.); 제5,702,377호(Collier, IV, et al.); 제5,931,823호(Stokes, et al.); 제6,060,638호(Paul, et al.); 및 제6,150,002호(Varona), 및 미국 특허 출원 공개 제2004/0102750호(Jameson); 제2005/0054255호(Morman, et al.); 및 제2005/0059941호(Baldwin, et al.)에 기재되어 있으며, 이들은 모두 그 전문을 모든 목적을 위해 본원에 참조인용한다.
기저귀 (101)은 또한 흡수 코어 (103)에 신속하게 도입될 수 있는 액체의 급증 또는 분출을 감속하고 확산시키는 것을 보조하는 서지층 (107)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 서지층 (107)은 액체를 신속하게 수용하여 일시적으로 보유한 후, 그것을 흡수 코어 (103)의 저장부 또는 보유부 내로 방출한다. 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 서지층 (107)은 신체측 라이너 (105)의 내향 표면 (116)과 흡수 코어 (103)의 사이에 개재된다. 다르게는, 서지층 (107)은 신체측 라이너 (105)의 외향 표면 (118) 상에 배치될 수 있다. 서지층 (107)은 전형적으로 액체 투과성이 높은 재료로 구성된다. 적합한 서지층의 예는 미국 특허 제5,486,166호(Ellis, et al.) 및 제5,490,846호(Ellis, et al.)에 기재되어 있으며, 이들은 그 전문을 모든 목적을 위해 본원에 참조인용한다.
외부 커버 (117)은 전형적으로 실질적으로 액체에 불투과성인 재료로부터 형성된다. 예를 들어, 외부 커버 (117)은 얇은 플라스틱 필름 또는 다른 가요성 액체 불투과성 재료로부터 형성될 수 있다. 한 실시양태에서, 외부 커버 (117)은 약 0.01 밀리미터 내지 약 0.05 밀리미터의 두께를 갖는 폴리에틸렌 필름으로부터 형성된다. 필름은 액체에 대해서는 불투과성이나, 기체 및 수증기에 대해서는 투과성일 수 있다(즉, "통기성"). 이것은 증기가 흡수 코어 (103)로부터 탈출하는 것을 허용하면서도, 액체 배출물이 외부 커버 (117)을 통과하는 것은 여전히 방지한다. 더욱 천 같은 느낌이 요망되는 경우, 외부 커버 (117)은 부직 웹에 적층된 폴리올레핀 필름으로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 신장에 의해 얇게 만든 폴리프로필렌 필름을 폴리프로필렌 섬유의 스펀본드 웹에 열적으로 적층시킬 수 있다.
상술한 성분들 이외에도, 기저귀 (101)은 또한 당업계에 알려진 다양한 다른 성분들을 함유할 수 있다. 예를 들어, 기저귀 (101)은 또한 흡수 코어 (103)의 섬유상 구조의 일체성 유지를 보조하는 실질적으로 친수성인 티슈 랩시트(도시하지 않았음)를 함유할 수 있다. 티슈 랩시트는 전형적으로 흡수 코어 (103) 둘레로, 적어도 그의 두 주요 표면 위에 배치되며, 흡수성 셀룰로오스 재료, 예컨대 크레이프트 와딩(creped wadding) 또는 고 습윤강도 티슈로 구성된다. 티슈 랩시트는 흡수 코어 (103)의 흡수성 섬유 덩어리 위로 액체를 신속하게 분산시키는 것을 보조하는 흡상층(wicking layer)을 제공하도록 구성될 수 있다. 흡수성 섬유 덩어리의 한면 상의 랩시트 재료는 섬유 덩어리의 반대면 상에 배치되는 랩시트에 결합되어 흡수 코어 (103)을 효과적으로 옭아맬 수 있다. 나아가, 기저귀 (101)은 흡수 코어 (103)과 외부 커버 (117) 사이에 배치되는 통풍층(나타내지 않았음)을 또한 포함할 수 있다. 이용될 경우, 통풍층은 외부 커버 (117)을 흡수 코어 (103)으로부터 단리함으로써 외부 커버 (117)의 눅눅함을 감소시키는 것을 보조할 수 있다. 그러한 통풍층의 예로는, 그 전문을 모든 목적을 위해 본원에 참조인용하는 미국 특허 제6,663,611호(Blaney, et al.)에 기재된 것과 같은 통기성 필름에 적층된 부직 웹을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 기저귀 (101)은 또한 기저귀 (101)의 측면 엣지 (132)로부터 허리 영역의 한쪽으로 연장되는 한 쌍의 측면 패널(또는 귀)(나타내지 않았음)을 포함할 수 있다. 측면 패널은 선택된 기저귀 성분과 함께 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 측면 패널은 외부 커버 (117)과 함께, 또는 상부 표면을 제공하기 위해 사용되는 재료로부터, 일체형으로 형성될 수 있다. 다른 구성에서, 측면 패널은 외부 커버 (117), 상부 표면, 외부 커버 (117)과 상부 표면 사이에, 또는 기타 다양한 구성으로 연결 및 조립되는 부재에 의해 제공될 수 있다. 원할 경우, 측면 패널은 본 발명의 탄성 부직 복합재의 사용에 의해 탄성화되거나 또는 달리 엘라스토머성이 되게 할 수 있다. 탄성화 측면 패널 및 선택적으로 구성된 패스너 탭을 포함하는 흡수 용품의 예는 PCT 특허 출원 WO 95/16425호(Roessler); 미국 특허 제5,399,219호(Roessler et al.); 미국 특허 제5,540,796호(Fries); 및 미국 특허 제5,595,618호(Fries)에 기재되어 있으며, 이들은 각각 그 전문을 모든 목적을 위해 본원에 참조인용한다.
도 2에 대표적으로 도시한 바와 같이, 기저귀 (101)은 또한 장벽을 제공하고 신체 배출물의 측방향 흐름을 제한하도록 구성되는 한 쌍의 억제 플랩 (112)를 포함할 수 있다. 억제 플랩 (112)는 신체측 라이너 (105)의 측방향으로 마주보는 측면 엣지 (132)를 따라, 흡수 코어 (103)의 측면 엣지에 인접하여 배치될 수 있다. 억제 플랩 (112)는 흡수 코어 (103)의 전체 길이를 따라 종방향으로 연장되거나, 또는 흡수 코어 (103)의 길이를 따라 단지 부분적으로만 연장될 수 있다. 억제 플랩 (112)가 흡수 코어 (103)보다 길이가 더 짧을 경우, 억제 플랩 (112)는 가랑이 영역 (110)에서 기저귀 (101)의 측면 엣지 (132)를 따라 임의의 곳에 선택적으로 배치될 수 있다. 한 실시양태에서, 억제 플랩 (112)는, 신체 배출물을 더욱 잘 억제하기 위해 흡수 코어 (103)의 전체 길이를 따라 연장된다. 그러한 억제 플랩 (112)는 당업자에게 일반적으로 주지되어 있다. 예를 들어, 억제 플랩 (112)를 위한 적합한 구조 및 배열은, 그 전문을 모든 목적을 위해 본원에 참조인용하는 미국 특허 제4,704,116호(Enloe)에 기재되어 있다.
향상된 맞음새를 제공하고 신체 배출물의 누출 감소를 보조하기 위해, 기저귀 (101)은 이하 추가로 설명되는 바와 같이 적합한 탄성 부재로 탄성화될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 대표적으로 도시한 바와 같이, 기저귀 (101)은 기저귀 (101)의 측면 가장자리를 기능적으로 팽팽하게 하여 착용자의 다리 둘레에 꼭 맞음으로써 누출을 감소시키고 향상된 편안함 및 외관을 제공할 수 있는 탄성화 다리 밴드를 제공하도록 구성된 다리 탄성체 (106)을 포함할 수 있다. 또한, 기저귀 (101)의 단부 가장자리를 탄성화하여 탄성화 허리밴드를 제공하기 위한 허리 탄성체 (108)이 사용될 수 있다. 허리 탄성체 (108)은 착용자의 허리 둘레에 탄력 있고 편안하게 밀착되는 맞음새를 제공하도록 구성된다.
기저귀 (101)은 또한 하나 이상의 패스너 (130)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에는 착용자 주위의 허리 개구 및 한 쌍의 다리 개구를 생성하기 위한 2개의 가요성 패스너 (130)이 허리 영역의 마주보는 측면 엣지 상에 도시되어 있다. 패스너 (130)의 모양은 대체로 다양할 수 있으나, 예를 들어 대체로 직사각형 모양, 정사각형 모양, 원 모양, 삼각형 모양, 타원 모양, 선 모양 등을 들 수 있다. 패스너로는 예를 들어 후크-앤-루프 재료, 버튼, 핀, 스냅, 접착 테이프 패스너, 점착성 패브릭-앤-루프 패스너 등을 들 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 각 패스너 (130)은 가요성 배킹(backing)의 내부 표면에 고착된, 후크 물질의 분리된 조각을 포함한다.
기저귀 (101)의 다양한 영역 및/또는 성분은 임의의 공지된 부착 메커니즘, 예컨대 접착제, 초음파, 열 결합 등을 사용하여 함께 조립될 수 있다. 적합한 접착제로는 예를 들어 핫 멜트 접착제, 감압 접착제 등을 들 수 있다. 이용될 경우, 접착제는 균일한 층, 패턴화된 층, 분무된 패턴, 또는 임의의 분리된 선, 소용돌이 또는 점으로서 도포될 수 있다. 도시된 실시양태에서, 예를 들어, 외부 커버 (117) 및 신체측 라이너 (105)는 접착제를 사용하여 서로에 및 흡수 코어 (103)에 조립된다. 다르게는, 흡수 코어 (103)은 통상적인 패스너, 예컨대 버튼, 후크-앤-루프형 패스너, 접착 테이프 패스너 등을 사용하여 외부 커버 (117)에 연결될 수 있다. 유사하게, 다른 기저귀 성분, 예컨대 다리 탄성 부재 (106), 허리 탄성 부재 (108), 및 패스너 (130)을 또한 임의의 부착 메커니즘을 사용하여 조립하여 기저귀 (101)로 만들 수 있다.
일반적으로 말해서, 본 발명의 센서는, 센서가 뇨를 수용하고 사용자 또는 보호자에게 뇨의 존재 또는 부재에 대한 신호를 제공할 수 있는 한, 다양한 여러 가지 배향 및 형태로 흡수 용품에 도입될 수 있다. 예를 들어, 센서는 습윤에 대한 간단하고 정확하고 신속한 표시가 제공될 수 있도록 사용자 또는 보호자의 눈에 보일 수 있다. 이러한 가시성은 다양한 방법으로 획득될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시양태에서, 흡수 용품은, 흡수 용품을 착용자로부터 제거하지 않고/거나 흡수 용품의 해체 없이 센서가 쉽게 관찰되도록 허용하는 투명 또는 반투명 부분 (140)(예, 창, 필름 등)을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 센서는 관찰을 위한 흡수 용품 내의 홀 또는 구멍을 통해 연장될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 센서는 관찰을 위해 간단하게 흡수 용품의 표면상에 배치될 수 있다.
센서가 통합되는 특정 방식과 무관하게, 뇨는 센서의 일부, 액체 투과성 커버, 또는 센서 주변의 다른 재료에 직접 방출될 수도 있고, 또는 센서 (120)가 통합되어 들어가 있는 흡수 용품의 성분상에 방출될 수도 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다.
실시예
1. 센서의 제조 및 시험:
물 중의 0.5 mg/ml 브로모클로로페놀 블루 및 5 mg/ml 옥살산을 제조하였다. 용액 10 ml를 페트리 디쉬에 위치시켰다. 폴 코포레이션으로부터의 Biodyne® Plus 막의 10 cm × 10 cm 조각을 페트리 디쉬에 넣고, 용액에 침지시켰다. 막을 10분 동안 침지시킨 후, 45℃에서 2시간 동안 건조시켰다. 막을 5 cm × 1 cm 치수의 조각으로 절단하였다. 센서의 색은 건조시에 황색이었다. 색은 뇨와 접촉 후에는 짙은 청색으로 변하였다.
2. 센서의 제조 및 시험:
물 중의 0.2 mg/ml 브로모크레졸 그린 및 2 mg/ml의 시트르산을 제조하였다. 용액 10 ml를 페트리 디쉬에 위치시켰다. 폴 코포레이션으로부터의 Biodyne® Plus 막의 10 cm × 10 cm 조각을 페트리 디쉬에 넣고, 용액에 침지시켰다. 막을 10분 동안 침지시킨 후, 실온에서 공기 건조시켰다. 막을 5 cm × 1 cm 치수의 조각으로 절단하였다. 센서의 색은 건조시에 황색이었다. 색은 뇨와 접촉 후에는 녹색으로 변하였다.
3. 센서가 있는 흡수 용품:
하기스(Huggies) 기저귀의 외부 커버의 중앙 부근에서 외부 커버의 일부를 제거하여 직사각형 구멍을 만들었다. 이어서, 상기 실시예에서 제조한 센서를 흡수 코어에 접하도록 삽입하였다. 투명 스카치(Scotch) 테이프를 사용하여 센서를 피복, 고정 및 개재시켰다. 5 ml의 뇨를 내측의 중심에 가하였다. 센서는 황색에서 청색 (브로모페놀 블루 사용시) 또는 녹색 (브로모크레졸 그린 사용시)으로 변색되었다.
4. 센서의 제조 및 시험:
워터먼(Waterman)으로부터의 여과지를 허큘리스(Hercules)로부터의 0.5％ Kymene으로 침지시키고 70℃에서 2시간 동안 가열하였다. 이어서, 여과지를 에탄올 중 0.5 mg/ml 브로모크레졸 그린 및 2 mg/ml 시트르산에 5분 동안 침지시켰다. 이어서, 여과지를 실온에서 건조시켰다. 여과지를 5 cm × 1 cm 치수의 조각으로 절단하였다. 센서의 색은 건조시에 황색이었다. 색은 뇨와 접촉 후에는 녹색으로 변하였다.
5. 센서의 제조 및 시험:
워터먼으로부터의 여과지를 허큘리스로부터의 0.5％ Kymene으로 침지시키고 70℃에서 2시간 동안 가열하였다. 이어서, 에탄올 중 1 mg/ml 브로모크레졸 그린 및 5 mg/ml 시트르산을 여과지 상에 분무하였다. 이어서, 여과지를 실온에서 건조시켰다. 여과지를 5 cm × 1 cm 치수의 조각으로 절단하였다. 센서의 색은 건조시에 황색이었다. 색은 뇨와 접촉 후에는 녹색으로 변하였다.
6. 삼출 시험
상기 절차를 이용하여 제조한 20 cm × 20 cm 센서를 1 cm × 1 cm의 조각으로 절단하고, 100 mg/ml NaCl이 있는 수용액 20 ml 중에 2일 동안 넣었다. 이어서, 센서를 제거하고, 표시제 농도를 분광 광도계로 측정하였다. Biodyne Plus 막을 사용한 센서의 경우, 눈에 띄는 염료의 용액에로의 삼출은 없었다. Kymene으로 처리된 여과지를 사용한 센서의 경우, 6％ 미만의 염료가 삼출되었다.
7. 크실리톨을 폴리텍스 드피어의 열변색 잉크에 첨가하였다. 크실리톨을 잉크에 최초로 첨가했을 때, 색은 매우 선명하였다. 이어서, 혼합된 잉크 용액을 XP-8635Y 필름 상에 바르고 건조시켰다. 잉크는 건조 후에 색 및 가시성이 크게 감소하였다. 필름을 액체에 노출시켰을 때, 잉크는 다시 매우 선명해졌고, 수 분 동안, 일부 경우에는 수 시간 이상까지 잘 보이는 상태로 있었다.
간결성을 위해, 본 명세서에 기재된 모든 수치 범위는, 특정된 당해 범위 내의 정수 값을 끝점으로 하여 모든 하위 범위를 열거하는 청구를 지지하는 기재로서 이해되어야 한다. 가상의 예시적인 보기로서, 본 명세서 중의 1 내지 5의 범위의 기재는 1 내지 4; 1 내지 3; 1 내지 2; 2 내지 5; 2 내지 4; 2 내지 3; 3 내지 5; 3 내지 4; 및 4 내지 5의 하위 범위의 모두에 대한 청구를 지지하는 것으로 간주될 것이다.
당업자는 본 발명에 대한 상기 및 다른 변형 및 변경을, 첨부한 청구범위에 더욱 구체적으로 기재된 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남 없이 실시할 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 측면들은 전체로서 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 알아야 한다. 나아가, 당업자는 상기 설명이 단지 예시를 위한 것이며, 첨부한 청구범위에 추가로 기재된 내용을 제한하기 위한 것이 아님을 알 것이다.

Claims (20)

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  7. 열변색 물질과 온도 변화제의 혼합물이 배치되어 있는 매트릭스를 포함하는 뇨 표시 센서를 제공하고;
    뇨를 센서의 매트릭스와 접촉시키고;
    열변색 물질이 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 판정하는 것을 포함하고,
    온도 변화제는 뇨와 접촉시 온도 상승 또는 온도 저하를 일으키고, 온도 상승 또는 온도 저하시 열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환을 일으키는, 뇨의 존재를 검출하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 열변색 물질이 열변색 액정 물질, 열변색 잉크, 열변색 염료, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 온도 변화제가 폴리올을 포함하는 것인 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    열변색 물질의 색이 그의 본래 색으로 되돌아가는 시간 동안 기다리고;
    뇨를 센서의 매트릭스와 접촉시키고;
    열변색 물질이 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 판정하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 매트릭스 상에 뇨와 접촉시 색 전환이 가능한 pH 표시제가 추가로 비확산적으로 고정되어 있고, pH 표시제가 색 전환을 일으키는지에 기초하여 뇨의 존재를 또한 판정하는 방법.
  12. 열변색 물질과 온도 변화제의 혼합물이 배치되어 있는 열변색 구역을 갖는 매트릭스를 포함하고,
    온도 변화제는 뇨와 접촉시 온도 상승 또는 온도 저하를 일으키고, 온도 상승 또는 온도 저하시 열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환을 일으키는, 뇨의 존재 또는 부재를 판정하기 위한 센서.
  13. 제12항에 있어서, 뇨와 접촉시 색 전환이 가능한 pH 표시제가 비확산적으로 고정되어 있는 pH 표시제 구역을 추가로 포함하는 센서.
  14. 제13항에 있어서, pH 표시제가 클로로브로모페놀 블루, 브로모페놀 블루, 브로모크레졸 블루, 메틸 바이올렛, 메틸 오렌지, 콩고 레드, 류코말라카이트 그린, 메틸 옐로우, 브로모페놀 블루, 말라카이트 그린, 브릴리언 그린, 크리스탈 바이올렛, 에리트로신 B, 메틸 그린, 메틸 바이올렛 2B, 피크르산, 나프톨 옐로우 S, 퀴날딘 레드, 염기성 푹신, 나일 블루 A, 티몰프탈레인, 아닐린 블루 W.S., 알리자린 옐로우 GG, 모르간트 오렌지 I, 트로파에올린 O, 오렌지 G, 산 푹신, 티아졸 옐로우 G, 인디고 카르민, 페놀프탈레인, 티몰프탈레인, 알리자린 옐로우 R, 또는 이들의 유도체 또는 조합을 포함하는 것인 센서.
  15. 제13항에 있어서, pH 표시제는 약 10 미만 및 약 5 초과의 pH에 노출시 색 전환이 가능한 것인 센서.
  16. 제12항에 있어서, 열변색 물질이 열변색 액정 물질, 열변색 잉크, 열변색 염료, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 센서.
  17. 제12항에 있어서, 온도 변화제가 크실리톨, 소르비톨, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 센서.
  18. 실질적으로 액체 불투과성인 층;
    액체 투과성 층;
    실질적으로 액체 불투과성인 층과 액체 투과성 층의 사이에 배치된 흡수 코어; 및
    흡수 용품에 통합되어 있고, 흡수 용품의 착용자에 의해 제공된 뇨와 유체 소통하도록 배치되는 센서를 포함하고,
    센서는 열변색 물질과 온도 변화제의 혼합물이 배치되어 있는 열변색 구역을 갖는 매트릭스를 포함하고,
    온도 변화제는 뇨와 접촉시 온도 상승 또는 온도 저하를 일으키고, 온도 상승 또는 온도 저하시 열변색 물질의 온도 변화를 초래하여 색 전환을 일으키는, 뇨의 존재 또는 부재를 판정할 수 있는 흡수 용품.
  19. 제18항에 있어서, 매트릭스는 뇨와 접촉시 색 전환이 가능한 pH 표시제가 비확산적으로 고정되어 있는 pH 표시제 구역을 추가로 포함하는 것인 흡수 용품.
  20. 제18항에 있어서, 센서를 관찰할 수 있는 창을 갖는 흡수 용품.
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