TW201234001A - State quantity distribution measuring device, and method for measuring state quantity distribution of sample - Google Patents
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Description
201234001 / 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明,是關於狀態量分布測量裝置、及測量試料之 狀態量分布的方法。 【先前技術】 於吸收性物品的開發中,在吸收到液體時之吸收性物 0 品的特定區域特性,例如,在吸收面的狀態量分布’其中 例如,水分的分布、濕度的分布、溫度的分布等進行適切 地評估,對於產品的改良十分重要。 又,例如,關於吸收性物品的濕潤感,吾人從經驗得 知,穿著者並不會依隨著吸收性物品所吸收到之液體的總 量而感受濕潤感,而是易於從殘留在吸收性物品之吸收面 極爲表面的水分來感受到濕潤感。這是因爲吸收性物品的 內部,特別是已被吸收至吸收體中的液體,即使被施加體 Q 壓(因身體姿勢或重量的壓力)等之壓力的情況時,也不 容易滲漏至吸收性物品之外。因此,如何能夠適切地評估 吸收性物品的特定區域特性的狀態量分布便十分重要。 但是,例如,用來評估吸收性物品之吸收面的水分量 ’在本技術領域中,目前所採用的評估方法,如第8圖所 示’是對吸收性物品24,滴下人工排泄液等液體,在設 置於平面上之吸收性物品的上面,設置濾紙、纖維紙等的 吸收紙25,然後在上述吸收紙,載置法碼26來施加一定 荷重’並經過一定時間後’來測量移動至吸收紙液體的量 -5- 201234001 (專利文獻1〜3 )。 不過,在上述的評估方法中,(1 )由於吸收性物品 之吸收面的凹凸,形成與吸收紙接觸的部分以及沒有接觸 的部分,再者所施加之壓力會因吸收面之部位而有所不同 。因此,會有無法進行全面網羅肌膚接觸之可能性的範圍 且要在一定條件下進行測量的問題點。再者,在上述的評 估方法中,(2 )液體的移動,是受吸收紙的吸液能力所 左右,不過由於因吸收紙其吸收能力的不均變異較大,所 以測量誤差會變大,並且(3 )由於液體朝向吸收紙的移 動量較小,所以測量誤差較大等之問題點更爲加劇。再者 ’上述評估方法,尙無法測量吸收性物品之特定區域的狀 態量分布。 又,爲了測量吸收性物品之特定區域的狀態量,亦被 考慮使用水分感測器、濕度感測器、溫度感測器、熱流速 感測器、風速感測器等之感測器。 但是,由於吸收性物品的吸收面本來就是具備有一般 性的凹凸,所以要以一定的條件,例如,以一定的壓力來 測量在吸收性物品之吸收面的狀態量分布,實爲困難。 再者,例如,爲了測量吸收性物品之吸收面的水分量 ,也被考慮到使用水分感測器,而作爲上述水分感測器者 ’周知有靜電容量式、紅外線吸收式、微波式、電氣抵抗 式等的水分感測器。該等之中,用以測量吸收性物品之特 定區域的水分量者,被認爲以靜電容量式的水分感測器最 爲適合。 -6- 201234001 [先前技術文獻] 專利文獻1 曰 專利文獻2 曰 專利文獻3 日 專利文獻4 日 本特開平09-290000號 本特開2002-165830號 本特開2006-512159號 本特開平1 1 - 1 740 1 5號 【發明內容】 [發明所欲解決之問題] 然而,例如,如專利文獻4所記載,上述靜電容量式 的感測器作爲檢測對象之水分率爲低水分率,例如,專利 文獻4所記載的感測器,如其請求項8所記載,是被設定 在用來測量〇〜50質量%之範圍的水分率,一般而言’吾 人周知使用水分感測器,是難以測量高水分率區域。靜電 容量式的感測器,難以測量高水分率區域之理由之一’可 舉出感測器一旦附著到水,測量誤差就會變大。 因此,本發明的目的,是在於提供一種狀態量分布測 量裝置,其可以簡易地測量出具有凹凸之吸收性物品的狀 態量分布。 又,本發明之更進一步的目的,是在於提供一種狀態 量分布測量裝置,其使用靜電容量式的水分感測器,可以 簡易地測量出具有凹凸之吸收性物品之高水分率區域中之 水分率。 [發明解決問題之技術手段] -7- 201234001 本發明者們,爲了解決上述問題,精心深入檢討的結 果,硏究出藉由以下之狀態量分布測量裝置而可以解決上 述問題,因而完成本發明。該狀態量分布測量裝置,具備 有:感測器、_料台、支撐機構、移動機構、以及測量機 構;該感測器,是從測量試料之狀態量的水分感測器、濕 度感測器、溫度感測器、熱流速感測器、以及風速感測器 所組成的群中所選擇出;該試料台,是載置由吸收性物品 所形成之所要測量之試料的試料台,並具有用來將上述試 料置放於其上的凸面;該支撐機構,爲上述感測器的支撐 機構,是使相對於上述試料之接觸壓大致成爲一定之方式 來支撐上述感測器;該移動機構,是用以使上述感測器及 上述試料之至少一方移動,來使上述感測器對上述試料進 行相對性移動;該測量機構、是藉由控制上述移動機構, —邊使上述感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊 藉由上述感測器’於複數處測量試料的狀態量,並藉此測 量出上述試料的狀態量分布。 在具體上,本發明具有以下的態樣。 [態樣1] 一種狀態量分布測量裝置,具備有:感測器、試料台 、支撐機構、移動機構、以及測量機構; 該感測器,是從測量試料之狀態量的水分感測器、濕 度感測器、溫度感測器、熱流速感測器、以及風速感測器 所組成的群中所選擇出; -8- 201234001 _胃式料台,是載置由吸收性物品所形成之所要測量之 ΐί料的試料台,並具有用來將上述試料置放於其上的凸面 » 該支撐機構,爲上述感測器的支撐機構,是使相對於 上述試料之接觸壓大致成爲一定之方式來支撐上述感測器 該移動機構,是用以使上述感測器及上述試料之至少 ^ 一方移動’來使上述感測器對上述試料進行相對性移動; 該測量機構,是藉由控制上述移動機構,一邊使上述 感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊藉由上述感 測器’於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出上述試 料的狀態量分布。 [態樣2] 如態樣1之狀態量分布測量裝置,其中上述感測器, 爲靜電谷里式的水分感測窃1 ’並更進一步地具備絕緣薄膜 ,該絕緣薄膜是被配置在上述感測器與上述試料之間且用 以覆蓋上述試料’並與上述感測器爲不同個體。 [態樣3] 如態樣2之狀態量分布測量裝置,其中上述感測器, 具備相隔一預先決定的間隔而平行配置的一對電極。 [態樣4 ] -9- 201234001 如態樣1、2或3之狀態量分布測量裝置,其中上述 試料台的上述凸面,是構成圓柱之側面全部或是一部分的 曲面。 [態樣5 ] 如態樣4之狀態量分布測量裝置,其中上述移動機構 ’是使上述試料台繞上述圓柱之中心軸線旋轉,藉此使上 述感測器對上述試料進行相對性移動。 [態樣6] 如態樣4之狀態量分布測量裝置,其中上述移動機構 ’是使上述試料台,與上述圓柱的中心軸線成平行地移動 ,藉此,使上述感測器對上述試料進行相對性移動。 [態樣7] 如態樣1、2或3之狀態量分布測量裝置,其中上述 支撐機構,是使上述接觸壓爲作用於鉛直方向且使上述感 測器可以移動於上下之方式來保持上述感測器。 [態樣8] 如態樣7之狀態量分布測量裝置,其中上述支撐機構 爲天平秤。 -10- 201234001 [態樣9 ] 如態樣1、2或3之狀態量分布測量裝置,其中更具 備有顯不測量結果的顯示機構。 [態樣1 0 ] —種 '測量試料之狀態量分布的方法,係包含: (a )準備具備下列構成之狀態量分布測量裝置的步 八 驟’ C) (1)感測器,是從測量試料之狀態量的水分感測 益、濕度感測器、溫度感測器、熱流速感測器、以及風速 感測器所組成的群中所選擇出; (11 ) S式料台,是載置由吸收性物品所形成之所要 測重之δ式料的試料台’並具有用來將上述試料置放於其上 的凸面; (111)支撐機構’是使上述感測器之相對於上述試 〇 ?斗的接觸壓’以大致成爲-定之方式來支撐上述感測器; (1 ν)移動機構’是用以使上述感測器及上述試料 之至少一方移動’來使上述感測器對上述試料進行相對性 移動;以及 (V )測量機構; (b )將上述試料載置於上述試料台的凸面的步驟, (c )將上述感測器置於上述試料之上的步驟,然後 (d )上述測量機構,藉由控制上述移動機構,一邊 使上述感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊藉由 -11 - 201234001 上述感測器’於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出 上述試料的狀態量分布的步驟。 [態樣1 1] —種測量試料之狀態量分布的方法,係包含: (a)準備具備下列構成之狀態量分布測量裝置的步 驟, (i)靜電容量式的水分感測器,是用以測量試料 的水分率; (11)試料台,是載置由吸收性物品所形成之所要 _胃t試料的試料台,並具有用來將上述試料置放於其上 的凸面; (iii )支撐機構,是使上述感測器之相對於上述試 半斗的接觸壓’以大致成爲一定之方式來支撐上述感測器; (iv )移動機構,是用以使上述感測器及上述試料 之至少一方移動,來使上述感測器對上述試料進行相對性 移動; (v )測量機構;以及 (v i )絕緣薄膜,是被配置在上述感測器與上述試 料之間且用以覆蓋上述試料,並與上述感測器爲不同個體 » (b )將上述試料載置於上述試料台的凸面的步驟, (e )將上述絕緣薄膜置於上述試料之上的步驟, (d )於上述試料之上’放置上述感測器,而將上述 -12- 201234001 絕緣薄膜夾於中間的步驟’然後 (e )上述測量機構’藉由控制上述移動機構,一邊 使上述感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊藉由 上述感測器,於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出 上述試料的狀態量分布的步驟。 [態樣1 2 ] 0 如態樣1 〇或11之測量試料之狀態量分布的方法,其 中上述狀態量分布測量裝置’更具備有顯示測量結果的顯 示機構。 [發明效果] 本發明的狀態量分布測量裝置,可以簡易地測量吸收 性物品的狀態量分布。 本發明的狀態量分布測量裝置,更可藉由使用靜電容 Q 量式的水分感測器,可以簡易地測量出位於具有凹凸之吸 收性物品之高水分率區域中的水分率。 【實施方式】 關於本發明的狀態量分布測量裝置,詳細說明如下。 上述狀態量分布測量器,是可以用來測量:由吸收性 物品所形成之所要測量之試料的狀態量分布。作爲上述吸 收性物品者’並沒有特別的限定,例如是衛生用品,可舉 出例如:用後即棄型紙尿褲、防止尿液漏出用薄片、失禁 -13- 201234001 患者用的吸尿棉墊、生理用品,其例如生理用衛生棉及平 曰用棉墊。 上述狀態量分布測量器,是在上述吸收性物品之中, 藉由適當地選擇感測器,而可以測量吸收性物品之特定區 域特性,例如,位於透液性表面薄片,尤其是極爲表面的 狀態量、位於吸收體內部的狀態量、位在透液性背面薄片 的狀態量。 第1圖,是顯示本發明的狀態量分布測量裝置之第1 實施形態的圖面。 於第1圖所顯示的狀態量分布測量裝置1,係具備: 測量試料之狀態量的感測器2、及載置由吸收性物品形成 所要測量之試料的試料台,且是具有用以將上述試料放置 於其上之凸面的試料台3、及以對上述試料之接觸壓大致 成一定之方式來支撐上述感測器之感測器的支撐機構5、 及用以使上述感測器及上述試料之至少一方移動,來使上 述感測器對上述試料可進行相對性移動的移動機構6、以 及藉由控制移動機構,一邊使感測器對試料進行相對性移 動’同時一邊藉由感測器,於複數處測量試料的狀態量, 並藉此測量出試料之狀態量分布的測量機構9。 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中,感測器2 爲靜電容量式的水分感測器。又’於第1圖所示之狀態量 分布測量裝置1中,試料台3係具有:以通過中心軸線的 面將正圓柱予以切斷,藉此所形成的半正圓柱型。再者, 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中,支撐機構5, -14- 201234001 是可以藉由法碼8的位置來調整施加於試料4之荷重的天 平秤,可以對第1圖中以B所示的鉛直方向(以下,亦會 稱之爲「方向B」)施加一定的荷重。 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中,移動機構 6,係可使試料台3,沿著繞正圓柱之中心軸線的方向A 旋轉,且可以使試料台3,與正圓柱之中心軸線成平行地 移動’亦即’在第1圖中,從紙面前方至紙面後方方向進 Q 行往復運動。移動機構6,藉由使試料台3朝方向A旋轉 ’再加上使試料台3從紙面前方至紙面後方方向進行往復 運動,而可以評估試料的狀態量分布。 又,在本專利說明書中’會將測量試料的狀態量分布 ,稱之爲掃描試料。 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中,感測器2 ’是經由支撐機構5接連於測量機構9,而移動機構6是 直接接連於測量機構9。 〇 於第1圖之狀態量分布測量裝置1中,試料4,是被 安置在試料台3上’而絕緣薄膜7,是被配置在感測器2 與試料4之間,並且覆蓋著試料4。 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中,測量試料 4之水分率分布的步驟如下。首先’準備第1圖所示之狀 態量分布測量裝置1。其次’於試料台3的凸面,載置試 料4,然後於試料4之上,放置絕緣薄膜7,並且將絕緣 薄膜7夾在中間地’於試料4之上設置感測器2。其次, 操作測量機構9來控制移動機構6,使試料台3,繞試 -15- 201234001 台3之正圓柱中心軸線的方向Α ί疋轉 並且使試料台3, 從紙面前方至紙面後方移動。隨著如此動作’使感測器2 ,測量位在複數處之試料4的水分率。藉由組合此等動作 結構,進行試料4之水分率的分布測量° 又,於第1圖雖沒有圖示出來’但狀態量分布測量裝 置1,也可以更進一步地具備顯示測量結果的顯示機構, 例如,監視器、列印機構等。藉由上述顯示機構,可以將 測量的結果,以圖表等狀態來顯示。 於第1圖所示之狀態量分布測量裝置1中’雖是說明 靜電容量式之水分感測器的例子,不過上述感測器,並不 限定在靜電容量式的水分感測器’上述感測器’例如,也 可以是靜電容量式以外的水分感測器’例如’紅外線吸收 式、微波式、電氣抵抗式等之水分感測器。再者,上述感 測器,也不限定是水分感測器,而也可以是濕度感測器、 溫度感測器、熱流速感測器、風速感測器等。對於靜電容 量式、紅外線吸收式、微波式、電氣抵抗式等之水分感測 器,以及濕度感測器、溫度感測器、熱流速感測器、以及 風速感測器,可以直接使用市售的感測器。 上述狀態量分布測量裝置所使用的感測器,爲水分感 測器之情形時,如上所述,以靜電容量式的水分感測器爲 適切。 如上所述般,對於吸收性物品的濕潤感受,由於穿著 者,易於由殘留在吸收性物品之吸收面極爲表面的水份來 感受到濕潤感,而靜電容量式的水分感測器,在其測定原 -16- 201234001 理上,可以測量出殘留在吸收性物品之吸收面極爲表面的 水分。 上述感測器,爲靜電容量式之水分感測器的情形時, 如上所述般地,雖可以任意採用市售的靜電容量式的水分 感測器,不過該靜電容量式的水分感測器,可以具有如第 2圖所示的斷面形狀。 第2圖所顯示的感測器2,係具有相隔一預先決定的 間隔而平行配置的一對電極l〇a及l〇b。一對電極l〇a及 Ο 1 〇b之間的靜電容量,是經由金屬線所測量。第2圖所示 的感測器2並包含用以支撐一對電極10a及10b的電極支 撐部1 1。第2圖所示的感測器2,是於電極支撐部1 1之 測量側的面,安裝有一對的電極l〇a及10b。 作爲上述電極支撐部者,爲了不對水分率之測量產生 影響,以具有與後述之絕緣薄膜同等的相對介電係數、含 水率、以及透水性者爲佳。作爲上述電極支撐部之材料的 0 例子,例如,可以舉出以Bakelite等周知之商品名的苯酣 樹脂。 又,於第2圖所示的感測器2中,於一對的電極10a 及1 〇b之間,並無任何東西存在,但在本發明之狀態量分 布測量裝置的其他實施形態中,亦可以使上述電極支撐部 配置於一對的電極10a及10b之間。藉由使上述電極支撐 部配置在一對的電極l〇a及10b之間,可以更加地將電極 與試料之間的間隔保持一定。 於第2圖所示的感測器2,是將絕緣薄膜7夾在中間 -17- 201234001 之方式來抵接於試料4。於感測器2,由於被施加有鉛直 方向之一定的荷重,所以感測器2,可以一邊將一對電極 1 0a及1 Ob與試料4的距離保持於一定,同時一邊測量靜 電容量。 上述感測器,爲靜電容量式的水分感測器之情形時, 狀態量分布測量裝置,係以包含被配置在上述感測器與上 述試料之間,且用以覆蓋上述試料之與感測器爲不同個體 的絕緣薄膜爲佳。其理由如以下所述。 作爲所要測量之試料的吸收性物品,例如,用後即棄 型紙尿褲的吸收面,在排尿後,會有水分率到達幾近 1 0 0 %的情形。在如此的高水分率的狀況下,若要使用水 分感測器來測量水分率時,水分的一部分,會保持附著在 感測器,尤其是附著在電極附近,而容易成爲於測量結果 中包含有誤差。因此,於感測器與試料之間,藉由將絕緣 薄膜以不同於感測器之個體的方式來配置,可以防止水分 附著於感測器。 又,狀態量分布測量裝置包含絕緣薄膜之情形時’感 測器該物,如第2圖所示,在與試料抵接的面’以不具有 用以保持作爲電極之電容性質的絕緣部亦可。又’如周知 或是市售之靜電容量式的水分感測器般地’感測器於與試 料抵接的面,具有用以保持作爲電極之電容性質的絕緣部 亦可。 上述絕緣薄膜,在用以測量水分率的特質上’與真空 的介電係數的比(以下,僅稱之爲「相對介電係數」)’ -18- 201234001 在約3 0以下爲佳,約2 0以下爲較佳,約1 〇以下爲更佳 理想,而約5以下爲最理想。這是因爲相對介電係數較高 時、就會成爲測量誤差的原因。 又’上述絕緣薄膜’爲了減少測量誤差’所以以膜厚 較薄且具有均等性者較佳。 作爲上述膜厚度者,以在約3 00μιη以下爲佳,約 200μιη以下爲較佳’約ΙΟΟμιη以下爲更佳,約5〇μηι以下 0 爲更佳理想,而約30μιη以下爲最爲理想。 作爲上述均等性者’以任意於3 0點所測量之膜厚的 變動係數在約2 0 °/。以下爲佳,約1 0 %以下爲較佳,而約 5%以下爲理想。 又’變動係數,是藉由以下的數式(1)計算出其値 變動係數(% ) =1 00x標準偏差/相加平均 數式(1) 又’上述絕緣薄膜,爲了減少測量誤差,以具有低含 水率者較佳。此乃由於當含水率較高時、絕緣薄膜的相對 介電係數就會變高,故有可能使測量誤差變大。 作爲上述含水率的參考目標値者,在25 t,浸漬水 中2 4小時之後的含水率,約未滿3質量%者爲佳,約未 滿1質量%者較佳,而約未滿〇 · 5質量%爲更佳。 再者’上述絕緣薄膜,以具有較低的透水性爲佳。作 爲上述透水性之較低的參考目標値者,只要於測量中,感 測器’特別是電極不會被水浸濕之程度即可。若電極被水 -19- 201234001 浸濕時,就無法測量靜電容量。 作爲上述絕緣薄膜之材料者,只要能滿 ,並沒有特別的限制,例如,可舉聚醯胺、 化合物、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氯乙烯、 甲基戊烯等。 上述狀態量分布測量裝置,藉由包含上 而可以測量較佳爲約〇質量%〜約1 〇〇質量 1質量%〜約9 0質量%,更佳爲約5質量% -之具有非常大範圍之水分率的試料。 又,上述絕緣薄膜,只要在測量上不會 ,除了靜電容量式之水分感測器以外的感測 。藉由使用上述絕緣薄膜,可以減少水分附 起因的測量誤差。 於第1圖所示的狀態量分布測量裝置中 雖具有半正圓柱型,不過試料台的形狀,並 圓柱型,例如,只要具有用以將試料置於其 可,並沒有特別地限制。 例如,試料其所要測量之面具有凹凸之 t 之情形時,使該試料,載乘於具有凸面的試 收性物品之所要測量的面,會沿著試料台的 可以縮小感測器與試料的接觸面積,所以受 影響的情形較少,而可以順利地測量狀態量 試料台的凸面,以能夠使感測器的電極與試 保持一定的面爲佳。 足上述特性者 美耐皿、環氧 聚氯乙烯、聚 述絕緣薄膜, :%,較佳爲約 〜約8 0質量% 產生不良影響 器亦可適用之 著於感測器所 ,試料台3, 不限定於半正 上之凸面者即 吸收性物品等 料台,由於吸 凸面彎曲,而 到試料凹凸所 的分布。又, 料的接觸面積 -20- 201234001 作爲上述凸面者,例如,可以是構成圓柱之側面的全 部或是一部分的凸面。 在此,於本專利說明書中,對於「圓柱」,係包含斷 面爲圓的正圓柱、斷面爲橢圓的橢圓柱、斷面爲大致圓形 的大致圓柱、斷面大致爲橢圓形的大致橢圓柱等。 將其凸面爲構成正圓柱之側面全部或是一部分的曲面 來作爲試料台的例子,顯示於第3圖。第3圖(a ),是 0 使凸面21構成爲正圓柱之側面23全部之曲面的例子。又 ,符號22 ’是表示正圓柱的中心軸線。第3圖(b )〜( d ) ’是使凸面構成爲正圓柱之側面一部分之曲面的例子 。在第3圖(b)〜(d)中,原本整個的正圓柱,是以點 線顯不。第3圖(b)及(c),是其斷面的中心角0 (在 第3圖(b)中,0<18〇。;並且在第3圖(c)中,0 >180 )爲扇形的例子。 又’對於其凸面,爲構成正圓柱的側面全部或是一部 Q 分的曲面來作爲試料台,亦包含:如第3圖(d)所示地 ’不包含中心軸線2 2,其斷面是由圓弧及弦所形成之圖 形的試料台。 使用其凸面爲構成正圓柱的側面全部或是一部分的曲 面的試料台,再將感測器之相對於試料的接觸壓,以與正 圓柱的中心軸線垂直且通過正圓柱的中心軸線之方式來進 行施加’藉此可以將接觸壓,施加在試料的厚度方向。 又’使用其凸面爲構成正圓柱的側面全部或是一部分 的曲面的試料台,再藉由控制移動機構,以使試料台可繞 -21 - 201234001 上述正圓柱的中心軸線旋轉,而可以一面將試料台上& _ 感測器接觸處所的高度保持一定,同時可以〜面測量_ _ 之1次元狀態量的分布。 再者,使用其凸面爲構成正圓柱的側面全部或 口 β 分的曲面的試料台,再藉由控制移動機構,以使試料 上述正圓柱的中心軸線旋轉,並且使試料台可與正圓柱@ 中心軸線成平行地進行移動,而可以一面將試料台上之^ 感測器接觸處所的高度保持一定,同時可以—面測量試料 之2次元狀態量的分布。 將其凸面爲構成橢圓柱之側面全部或是一部分的曲面 來作爲試料台的例子,顯示於第4圖。第4圖(a),是 使凸面21構成爲橢圓柱之側面23全部之曲面的例子。又 ,付號22,是表不橢圓柱的中心軸線。第4圖(b)及( c ),是使凸面構成爲橢圓柱之側面一部分之曲面的例子 。原本整個的橢圓柱,是以點線顯示。第4圖(b),是 其斷面的中心角0爲大致扇形的例子。 又’對於其凸面’爲構成橢圓柱的側面全部或是一部 分的曲面來作爲試料台,亦包含:如第4圖(^ )所示地 ’不包含中心軸線22 ’其斷面是由橢圓弧及弦所形成之 圖形的試料台。 使用其凸面爲構成橢圓柱的側面全部或是一部分的曲 面的π式料台,再將感測器之相對於試料的接觸壓,以與橢 圓柱的中心軸線垂直且通過橢圓柱的中心軸線之方式來進 行施加,错此可以將接觸壓’施加在試料的大致厚度方向 -22- 201234001 又,使用其凸面爲構成橢圓柱的側面全部或是 的曲面的試料台,再藉由控制移動機構,以使試料台可繞 上述橢圓柱的中心軸線旋轉,而可以一面將試料台上之與 感測器接觸處所的筒度保持大致一疋’问時可以·一•胃胃量 試料之1次元狀態量的分布。 再者,使用其凸面爲構成橢圓柱的側面全部或 0 分的曲面的試料台,再藉由控制移動機構,以使試料台,繞 上述橢圓柱的中心軸線旋轉,並且使試料台可與橢圓|主的 中心軸線成平行地進行移動,而可以一面將試料台上之與 感測器接觸處所的高度保持大致一定,同時可以一面 '測量 試料之2次元狀態量的分布。 上述試料台,只要其具有可以載置吸收性物品的大致 全面的大小之外,其大小並沒有特別的限制,例如,於第 3圖及第4圖所示之試料台的情形,圓柱的直徑或是長徑 Q 可以是約7cm〜約13cm,而圓柱的高度可以是約20cm〜 約 7 0 c m。 在第1圖所示的實施形態中,移動機構6,是藉由使 試料台3沿著繞正圓柱之中心軸線的方向A旋轉,並且 使試料台3可與上述中心軸線成平行地進行移動,來測量 試料的狀態量分布,而移動機構6,並沒有控制感測器2 的動作。 但是,移動機構控制移動的對象,只要狀態量分布測 量裝置能夠測量試料的狀態量分布,並沒有特別地限制, -23- 201234001 例如,在本發明之另一實施形態中’移動機構爲控制感測 器之移動(亦即,移動機構,並不控制試料台的移動)。 又,在本發明之另一實施形態中’移動機構爲控制感測器 及試料台兩者的移動,並可以使感測器及試料台分別朝向 不同的方向,例如,垂直正交的方向移動。於此情形時, 移動機構’亦可以使試料台以旋轉之方式來控制。 在第3圖及第4圖所示的實施形態中,移動機構,藉 由使試料台’繞著圓柱中心軸線地旋轉,使感測器相對於 g式料進行移動爲佳。這是因爲測量狀態量分布時,試料台 之與感測器接觸處所的高度變化較少。 又’上述旋轉的角度,是可依作爲試料之吸收性物品 的开^狀、試料台的大小等而變化’並沒有特別的限制,例 如’可以是約1 8 0。以內,也可以是約9 0。以內。 又’在第3圖及第4圖所示的實施形態中,移動機構 ,是藉由使試料台,與圓柱之中心軸線成平行地進行移動 ’來使感測器相對於試料進行移動爲佳。移動機構,是使 試料台’與圓柱之中心軸線成平行進行移動之距離,是可 依作爲s式料之吸收性物品的形狀而變化,並沒有特別的限 制’例如’可以是約〇cm〜約40cin。 於第5圖,是顯示移動機構,使感測器對於試料進行 相對性移動的移動例。第5圖,是從試料台3上觀察的圖 面,於試料台3之上,作爲試料4之生理用衛生棉,是以 點線表示。於第5圖中,箭頭是表示移動機構使感測器對 於試料進行相對性移動時之感測器的相對性動作,而實線 -24- 201234001 的箭頭,是表示進行掃描時'而點線的箭頭,是 描時。 於第5圖中,在方便上,是以吸收體的長邊 正父方向,分別作爲χ軸方向及y軸方向,並且 圖所示之試料台3左下的點當作爲原點。 第5圖(a ),爲吸收性物品2 4之一掃描例 長邊方向正交之方向的斷面,以改變長邊方向之 〇式反覆進行掃描的例子。爲了進行如第5圖(a 掃描’可進行如下步驟(i)移動機構,僅使感 於第5圖(a )以實線及點線的箭頭所示之順序 (即移動機構,並沒有使試料台移動),(Η) ’僅使試料台,依照於第5圖(a )以實線及點 所示之順序及逆向順序進行移動(即移動機構, 感測器移動),(i i i )移動機構,藉由使試料台 使感測器相對性地朝向y軸的正方向移動;藉由 〇 朝向x軸的負方向移動,而使感測器相對地朝向 方向移動;藉由使試料台旋轉,而使感測器相對 軸的負方向移動;藉由使試料台朝向乂軸的負方 而使感測器相對地朝向X軸的正方向移動,接著 等的順序(移動機構,沒有使感測器移動)等。 又,也可以由試料台來擔任y軸方向的動作 測器來擔任X軸方向的動作。 第5圖(b ),爲吸收性物品2 4之一掃描例 邊方向的斷面,以改變與長邊方向正交之位置的 表示非掃 方向及其 以於第5 ,是對與 位置的方 )所示之 測器依照 進行移動 移動機構 線的箭頭 並沒有使 旋轉,而 使試料台 X軸的正 地朝向y 向移動, ,反覆此 ’且由感 ’是對長 方式反覆 -25- 201234001 進行掃描的例子。爲了進行如第5圖(b)所示之掃描, 可進行如下步驟:(i )移動機構,僅使感測器依照於第5 圖(b )以實線及點線的箭頭所示之順序進行移動(即移 動機構’沒有使試料台移動)’ (ii)移動機構,僅使試 料台’依照於第5圖(b )以實線及點線的箭頭所示之順 序及逆向順序進行移動(即移動機構,並沒有使感測器移 動),(“丨)移動機構,藉由使試料台朝向x軸的負方向 移動’而使感測器相對地朝向X軸的正方向移動;藉由使 試料台旋轉,使感測器相對地朝向y軸的正方向移動,然 後使感測器相對地朝向X軸的負方向移動,接著藉由使試 料台旋轉’使感測器相對地朝向y軸的正方向移動,反覆 此等的順序(感測器不移動)等。 又’也可以是由試料台來擔任y軸方向的動作,而由 感測器來擔任X軸方向的動作 第5圖(C ) ’爲吸收性物品2 4之一掃描例,是對斜 方向的斷面,以改變位置的方式反覆進行掃描的例子。爲 了進行如第5圖(c )所示之掃描,可進行如下步驟:(i )移動機構,僅使感測器依照於第5圖(c )以實線及點 線的箭頭所示之順序及逆向順序進行移動(即移動機構, 並沒有使試料台移動),(i i )移動機構,僅使試料台依 照於第5圖(c )以實線及點線的箭頭所示之順序及逆向 順序進行移動(即移動機構,並沒有使感測器移動),( iii )移動機構,藉由一面使試料台朝向χ軸的負方向以— 定的速度移動,一面使試料台在一定的範圍內往復旋轉運 -26- 201234001 動(即移動機構,並沒有使感測器移動)等。 又’亦可以由試料台來擔任y軸方向的動作,由感測 器來擔任X軸方向的動作,並藉由將此等動作予以組合來 達成於第5圖(c )所示的動作。 第5圖(d ),爲吸收性物品2 4之一掃描例,是從外 緣朝向內部進行掃描的例子。爲了進行如第5圖(d)所 不之掃描,可進行如下步驟:(i)移動機構,僅使感測 0 器依照於第5圖(d )以實線及點線的箭頭所示之方式進 行移動(即移動機構,並沒有使試料台移動),(ii)移 動機構,僅使試料台依照於第5圖(d )以實線及點線的 箭頭所不之順序及逆向順序進行移動(即移動機構,並沒 有使感測器移動)’ (Hi)移動機構,藉由將試料台於y 軸方向之旋轉、以及於X軸方向之移動予以組合,如第5 圖(d )所示’使感測器相對地移動(即移動機構,並沒 有使感測器移動)等。 Q 又’亦可以由試料台來擔任y軸方向的動作,由感測 器來擔任X軸方向的動作。 於第5圖(a )〜(d )所示的實施形態中,移動機構 以僅使試料台動作爲理想。這是因爲可以利用重力等簡易 地控制感測器相對於試料的接觸壓。 作爲上述移動機構者,例如是馬達。 又’於第5圖所不之試料台3的凸面,如第3圖及第 4圖所示,爲構成圓柱之側面全部或是一部分的曲面之情 形時’ X軸可以是平行於圓柱之中心軸線的方向,而y軸 -27- 201234001 可以是藉由繞圓柱之中心軸線旋轉所形成的方向。 在第1圖所示的狀態量分布測量裝置中,支撐機構爲 天平秤。藉由使用天平秤作爲支撐機構,即使在所要測釐 之試料上具有凹凸情形時,也可以保持一定的接觸壓。 只要是使相對於試料的接觸壓能夠以大致一定之方式 來支撐感測器者,支撐機構,並不限定於第5圖所示的天 平秤。例如,支撐機構,也可以是以使接觸壓作用於鉛直 方向之方式且可以使感測器移動於上下之方式來保持感測 器者。 例如’在感測器並不會太重,且感測器之相對於試料 的接觸壓也不用很小之情形時,可以使用如第6圖所示之 在感測器的相反側不具備有法碼的支撐機構6。 感測器之相對於試料的接觸壓,雖是依測量試料、感 測器的種類等而有所改變,不過例如,可以是大約i g/cm2 〜100g/cm2’ 以大約 2 g/cm2 〜50 g/cm2 爲佳,而以 大約3 g/cm2〜20 g/cm2爲更佳。例如,要一邊模擬呈現 出於穿著時施加於吸收性物品的體壓,同時測量狀態量分 布之情形時’上述接觸壓,可以是大約5 g/cm2〜1 5 g/cm2 ° 作爲上述測量機構者,例如是電腦。 在本發明之另一實施形態中,狀態量分布測量裝置, 亦可更具備有記錄機構,用以記錄由感測器所測量出的狀 態量、以及來自移動機構的位置資訊。上述測量機構與上 述記錄機構,也可以是同一電腦。 -28 - 201234001 在上述狀態量分布測量裝置中,雖亦可在將人工尿液 、人工經血等滴下至作爲試料的吸收性物品之後,然後將 吸收性物品載置於試料台,在一定的條件,例如,於一定 時間之後測量狀態量分布,不過在本發明之另一實施形態 中,狀態量分布測量裝置,亦可更具備有用以將人工尿液 、人工經血等之測試溶液滴下的滴下機構。 在本發明之再另一實施形態中,上述滴下機構,亦可 以是用以模擬實際之排尿、排便等狀態,而可以控制測試 溶液的滴下速度、滴下量、滴下次數、滴下溫度等的滴下 機構。 在本發明之再另一實施形態中,上述滴下機構,亦可 以是藉由電腦,來控制測試溶液的滴下速度、滴下量、滴 下次數、滴下溫度等的滴下機構。於此情形時,該電腦, 可以是與上述測量機構及/或是記錄機構的電腦爲同一電 腦或是不同的電腦。 在本發明之再另一實施形態中,可以藉由以同一電腦 或是不同的電腦來控制感測器、支撐機構、移動機構、記 錄機構、滴下機構等’以全自動方式執行狀態量分布的測 量。 上述狀態量分布測量裝置,亦可更具備有監視器、列 印機構等之用以顯示測量結果的顯示機構。上述顯示機構 ,一般爲接連在上述測量機構。 上述狀態量分布測量裝置,藉由具備有顯示機構,可 以將試料的狀態量分布’例如’予以圖表化。 -29- 201234001 作爲藉由上述顯示機構所顯示之圖表者,例如可舉出 以下圖表:(i )以吸收性物品的長邊方向作爲X軸,以 與吸收性物品之長邊方向正交的方向作爲y軸,並以吸收 性物品的狀態量’例如’水分 '濕度、溫度、熱流速、風 速等作爲z軸,來顯示吸收性物品之全面的狀態量分布之 3次元等高線圖、3次元縱棒形圖表等的3次元圖表;( i i )在吸收性物品的長邊方向之某位置中,以與吸收性物 品之長邊方向正交的方向作爲X軸,以吸收性物品的狀態 量作爲y軸,來顯示吸收性物品之斷面的狀態量分布的曲 折線圖、棒形圖 '分布圖等之2次元圖表等。 藉由上述圖表化’便能夠進行作爲試料之吸收性物品 的狀態量分布’例如’吸收體中央附近其水分率較低、而 於長邊方向偏即方的位置其水分率較高,位於該位置之水 分率的多寡’是與穿著時之不舒服感相連繫等之分析。 上述狀態墓分布測量裝置’其感測器爲靜電容量式之 水分感測器的情形時,可以更具備有用以去除試料、感測 器等之靜電的靜電去除機構。在測量試料的狀態量分布之 前’藉由使接地接觸於試料來去除靜電而可以提高測量精 度。 實施例 以下’舉出實施例及比較例來說明本發明,不過本發 明並非受此等實施例所限定。 -30- 201234001
接觸壓爲 將上述標準試料,在20。(:之密封狀 所示之狀態量分布測量裝置。 6的標準試料載置於試料台,然後 量裝置’來測量該等之水分率。感 [實施例1] 使零Suc〇t (商標) 製)含有一定量的水分,製成 6的標準試料。其;^ 態下靜置1曰。 其次,準備第1圖 接者’將指檩1 使用上述狀態鼍分布_ 測器之相對於試$ @ (優你.嬌美股份有限公司 具有不同水分率之指標1〜 8 g/cm2。 於第1表及策— 弟7圖顯不其結果。又,在第1表及第7 圖中,是顯示水分浚,鹿^ θ 〇/、 ... _ ^ 力卞(質重%)、與施加在一對電極間之 電壓(V )的關係。 [第1表] 指標 1 2 3 4 5 6 水分率(質量%) -Χ·〇 52.6 66.5 73.5 79.7 83.1 電壓(V) LiL〇5 1.55 1.72 2.06 2.29 2.57
從第1表及第7圖可以明白地了解到上述狀態量分布 測量裝置’能夠定量性地評估廣大範圍的水分率。 [實施例2] nF3複數名被貫驗者以手指接觸指標1〜6之標準試料 ’並將其狀態以(〇乾燥、(i i )潮濕、(i i i )濕潤、以 及(iv)濕透的4個階段來評估。並將其結果顯示於第2 -31 - 201234001 表。 [第2表] 水份率 (質量%) 比率(%) 指標 乾燥 潮濕 濕潤 濕透 . - 1 0.0 100 0 0 0 2 52.6 3 1 54 15 0 3 66.5 0 54 23 23 __ 4 73.5 0 3 1 54 1 5 5 79.7 0 8 69 23 _ 6 83.1 0 0 23 77 ――— 從以上,大致可以區分成:水分率約0 %〜5 〇%之& 形時爲「乾燥」、及水分率約5 0 %〜7 〇 %之情形時爲「潮 濕」、及水分率約7 0 %〜8 0 %之情形時爲「濕潤」、以及 水分率約8 0 %〜1 0 0 %之情形時爲「濕透」。 以此等資料爲基礎’亦可以將測量結果’不使用水分 率,而是以乾燥狀態爲白色’並以處於濕透狀態爲藍色’ 將吸收性物品之濕潤情形以視覺化方式製成圖表。 [實施例3] 準備一般日用羽翼型俾ί生棉Sofy Bodyfit (商標)( 優你·嬌美株式會社製)作爲試料。於上述試料的中央( 長邊方向的中央且與長邊方向正交之方向的中央),滴下 人工經血6 m L。 其次,在第1圖所不之狀態量分布測量裝置的試料a -32. 201234001 上,載置上述試料’然後於上述試料上,放置由聚偏二氯 乙烯所製成的絕緣薄膜,並且將上述絕緣薄膜夾於中間, 並將感測器置於上述試料上。感測器的接觸壓爲8 g/cm2 〇 將人工經血滴下後經過1分鐘之後,如第5圖(a) 所示之掃描方式測量上述試料之水分率的分布。該測量, 是以與上述試料之長邊方向正交的方向作爲X軸(試料的 右側爲正),以上述試料之長邊方向作爲y軸(試料的前 側爲正),並以上述中心作爲原點時,在y = + 6(mm)之 處、而x = -15〜+15 (mm)之範圍內,以5mm間隔測量共 計7點的靜電容量,然後在y = + 3 ( mm )之處,進行相同 的測量。接著,在y = 〇、_3及-6 ( mm )之處,進行相同 的測量。 於第9圖,是以棒形圖顯示位於y = 0處,與上述試料 之長邊方向正交之方向的靜電容量的分布。又,靜電容量 ’是以所測量的電壓來表示。 於第1 0圖,是以3次元等高線圖來表示上述試料內 之靜電容量的分布。 【圖式簡單說明】 第1圖,是顯示本發明的狀態量分布測量裝置之第1 實施形態的圖。 第2圖,是顯示以水分量作爲狀態量進行測量時之感 測器2與試料4之位置關係例的圖。 -33- 201234001 第3圖,是顯示凸面,構成正圓柱之側面的全部或是 一部分之作爲曲面例的圖。 第4圖,是顯示凸面,構成橢圓柱之側面的全部或是 一部分之作爲曲面例的圖。 第5圖,是顯示移動機構,是用以使感測器相對於試 料進行相對性移動之移動例的圖。 第6圖,是顯示支撐機構之其他例的圖。 第7圖,是顯示實施例1之結果的圖。 ί、 第8圖,是用以說明以往測量吸收性物品之水分量的 5 方法的圖。 第9圖,是顯示實施例3之結果的分布圖。 第1 0圖,是顯示實施例3之結果的棒形圖。 【主要元件符號說明】 1 :狀態量分布測量裝置 2 :感測器 3 :試料台 4 :試料 5 :支撐機構 6 :移動機構 7 :絕緣薄膜 8 :法碼 9 :測量機構 10a、 10b :電極 -34- 201234001 1 1 :電極支撐部 2 1 :凸面 2 2 :中心軸線 2 3 :側面 2 4 :吸收性物品 2 5 :吸收紙 2 6 :法碼 A =試料台的旋轉方向 B :鉛直方向
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Claims (1)
- 201234001 七、申請專利範圍: 1. 一種狀態量分布測量裝置,其特徵爲具備有·’感 測器、試料台、支撐機構、移動機構、以及測量機構, 該感測器,是從測量試料之狀態量的水分感測器、濕 度感測器、溫度感測器、熱流速感測器、以及風速感測器 所組成的群中所選擇出; 該試料台,是載置由吸收性物品所形成之所要測量之 試料的試料台,並具有用來將上述試料置放於其上的凸面 該支撐機構,爲上述感測器的支撐機構,是使相對於 上述試料之接觸壓大致成爲一定之方式來支撐上述感測器 » 該移動機構,是用以使上述感測器及上述試料之至少 一方移動,來使上述感測器對上述試料進行相對性移動; 該測量機構,是藉由控制上述移動機構,一邊使上述 感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊藉由上述感 測器,於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出上述試 料的狀態量分布。 2. 如申請專利範圍第1項之狀態量分布測量裝置, 其中上述感測器,爲靜電容量式的水分感測器,並更進一 步地具備絕緣薄膜,該絕緣薄膜是被配置在上述感測器與 上述試料之間且用以覆蓋上述試料,並與上述感測器爲不 同個體。 3. 如申請專利範圍第2項之狀態量分布測量裝置, -36- 201234001 其中上述感測器,具備相隔一預先決定的間隔而平行配置 的一對電極。 4 .如申請專利範圍第1、2或3項之狀態量分布測量 裝置,其中上述試料台的上述凸面,是構成圓柱之側面全 部或是一部分的曲面。 5 .如申請專利範圍第4項之狀態量分布測量裝置, 其中上述移動機構,是使上述試料台繞上述圓柱之中心軸 〇 線旋轉’藉此使上述感測器對上述試料進行相對性移動。 6 ·如申請專利範圍第4項之狀態量分布測量裝置, 其中上述移動機構’是使上述試料台,與上述圓柱的中心 軸線成平行地移動,藉此,使上述感測器對上述試料進行 相對性移動。 7.如申請專利範圍第1、2或3項之狀態量分布測量 裝置,其中上述支撐機構,是使上述接觸壓爲作用於鉛直 方向且使上述感測器可以移動於上下之方式來保持上述感 ❹ 測器。 8 .如申請專利範圍第7項之狀態量分布測量裝置, 其中上述支撐機構爲天平秤。 9.如申請專利範圍第1、2或3項之狀態量分布測量 裝置,其中更具備有顯示測量結果的顯示機構。 1 〇 . —種測量試料之狀態量分布的方法,係包含: (a )準備具備下列構成之狀態量分布測量裝置的步 驟, (i )感測器,是從測量試料之狀態量的水分感測 -37- 201234001 器、濕度感測器'溫度感測器、熱流速感測器、以及風速 感測器所組成的群中所選擇出; (11 )試料台’是載置由吸收性物品所形成之所要 澳I里之試料的試料台’並具有用來將上述試料置放於其上 的凸面; (III) 支撐機構,是使上述感測器之相對於上述試 料的接觸壓’以大致成爲-定之方式來支擦上述感測器; (IV) 移動機構,是用以使上述感測器及上述試料 之至少一方移動’來使上述感測器對上述試料進行相對性 移動;以及 (v )測量機構; ()將上述δ式料載置於上述試料台的凸面的步驟, (C )將上述感測器置於上述試料之上的步驟,然後 (d)上述測量機構’藉由控制上述移動機構,一邊 使上述感測器對上述試料進行相對性移動,同時一邊藉由 上述感測器’於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出 上述試料的狀態量分布的步驟。 1 1 ·—種測量試料之狀態量分布的方法,係包含: )^備具備下列構成之狀態量分布測量裝置的步 驟, (1 )靜電容量式的水分感測器,是用以測量試料 的水分率; (11 ) 5式料台’是載置由吸收性物品所形成之所要 測量之試料的# h a 料□’並具有用來將上述試料置放於其上 -38- 201234001 的凸面; (iii )支撐機構,是使上述感測器之相對於上述試 料的接觸壓’以大致成爲一定之方式來支撐上述感測器; (IV)移動機構’是用以使上述感測器及上述試料 之至少一方移動’來使上述感測器對上述試料進行相對性 移動; (V )測量機構;以及 0 ( vi)絕緣薄膜’是被配置在上述感測器與上述試 料之間且用以覆蓋上述試料,並與上述感測器爲不同個體 r (b)將上述試料載置於上述試料台的凸面的步驟, (c )將上述絕緣薄膜置於上述試料之上的步驟, (d )於上述試料之上,放置上述感測器,而將上述 絕緣薄膜夾於中間的步驟,然後 (e )上述測量機構’藉由控制上述移動機構,一邊 Q 使上述感測器對上述試料進行相對性移動,同時~邊藉由 上述感測器’於複數處測量試料的狀態量,並藉此測量出 上述試料的狀態量分布的步驟。 1 2 .如申請專利範圍第1 0或n項之測量試料之狀態 量分布的方法’其中上述狀態量分布測量裝置,更具備有 顯示測量結果的顯示機構。 -39-
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