JP5773723B2 - 水分センサー - Google Patents

Description

本発明は、成人用おむつや人工透析用シートに搭載される水分センサーの構造に関するものである。

痴呆症状が現れた成人は、介護が必要となる。たとえば、排泄補助のためにオムツ（成人用）が使用されることがある。従来のオムツは、排尿等を検知する水分センサーを備えており、介護者が被介護者の排泄の有無を認知することができるようになっている。

また、人工透析の処置は長時間を要するため、痴呆症状が現れた患者は、処置中に自ら針を抜いてしまい、腕から出血することがある。このため、人工透析の際には患者の腕の下に人工透析用シートが配設され、これに上記水分センサーが設けられることにより、漏れた血液が検出されるようになっている。

図５は、介護が必要な成人が着用する従来のオムツの斜視図である。

このオムツ１に排尿を検知する水分センサー２が内蔵されている。水分センサー２は、細長のシート状に形成されており、これに報知装置３が取り付けられている。報知装置３は、水分センサー２が尿を検出すると警告音を発するようになっている。この警告音によって、介護者等は、被介護者の排尿及びオムツ１の取替時期を把握することができる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図６は、従来のオムツの平面図である。

同図が示すように、水分センサー２は、オムツ１の略中央部に配置されている。水分センサー２は、尿を検知するための一対の電極４、５を備えており、通常は、一対の電極４、５間が電気的に絶縁されている。ただし、この一対の電極４、５は、排尿によって電気的に接続され、導通状態となる。報知装置３は、この電極４、５に接続されるコネクタ６を備えている。そして、このコネクタ６は、一対の電極４、５間に架け渡すように水分センサー２に取り付けられる。排尿により一対の電極４、５が電気的に接続されると、報知装置３は、コネクタ６を介して一対の電極４、５間の導通を検知し、警告音を発する。

図７は、従来の水分センサーの具体的構造を模式的に示す図である。図８は、この水分センサーの断面構造を模式的に示す図である。

上記水分センサー２は、６層構造を備えている。水分センサー２は、防水フィルム７、和紙８、電極９、１０及び和紙１１を備えている。この電極９、１０は、帯状に裁断されたアルミ箔からなる。防水フィルム７は、ノリ（化学ノリ）１２を介して和紙８の下面に接着されている。また、和紙８の上面に電極９、１０が接着されている。接着剤としてパラフィン（不図示）が採用される。和紙８と和紙１１との間に導電性接着剤１３が介在されており、この導電性接着剤１３に電極９、１０が埋設されている。この導電性接着剤１３は、本願出願人が保有する特許権に係る特許公報（特許第３２７４１３０号公報）に開示されており、乾燥状態では絶縁性を示し、水分を吸収したときに導電性を示すものである。

たとえば和紙１１上に排尿された場合は、尿の水分が和紙１１を通過して導電性接着剤１３に至る。これにより、当該導電性接着剤１３が導電性を示し、電極９及び電極１０間が導通され、水分センサー２が排尿を検知する。

特開２００２−５５０７４号公報 特開２０１１−７５３４７号公報

上記電極９、１０は、シート状に形成されたアルミ箔が前述のように帯状に裁断されることにより構成される。ただし、このような工程で電極９、１０が形成されるためには、生産技術上、アルミ箔の周面（表裏面）に所要の防錆処理が必要となる。アルミ箔周面が剥出状態であれば、原料としてのシート状アルミ箔が腐食するおそれがあるからである。

ところが、このような防錆処理が施されることにより良好な導電性を示す部分は裁断面のみとなり、電極９、１０の導電性が阻害されることは否めない。しかも、製造工程が複雑になり、水分センサー２の製造コストが上昇する。さらに、前述のように、電極９、１０はパラフィンを介して和紙８に接着されているが、このパラフィンは疎水性を示すことから、電極９、１０が撥水性を帯びてしまう。そして、このような事情から、水分センサー２が設計上の感度を発揮することができないという問題があった。

かかる問題を解決するために、本願出願人は、上記特許文献２に係る水分センサーを発明し、特許出願した。この水分センサーでは、水分の存在を検知するための一対の電極が水溶性の導電性インク（水性カーボンインク）からなり、当該インクを用いて電極がシートに印刷されている。これにより、水分の検知感度が向上している。

しかしながら、上記水性カーボンインク等により電極が構成された場合には、当該電極の耐久性が低下してしまう。すなわち、大量の水分が電極の周辺に存在する場合には、当該電極が溶融するおそれがある。電極が溶融すれば、検知感度が著しく低下するばかりか、検知不能となる場合も考えられる。

本発明は、かかる背景のもとになされたものであって、その目的は、高いセンシング精度を発揮すると共に耐久性優れ、しかも安価な成人用オムツや人工透析用シートに採用される水分センサを提供することである。

(1) 本発明に係る水分センサーは、吸水性を有する第１シートと、第１シートの上面に所定距離を隔てて並設された一対の帯状電極と、導電性を有しない接着剤を介して上記一対の帯状電極を挟み込むように第１シートの上面に接着された第２シートとを備え、上記一対の帯状電極は、上記第１シート上に塗布された導電性を有する糊からなる。

上記帯状電極は、導電性をする糊からなるので、当該帯状電極は、耐腐食性に優れる。このため、一対の帯状電極は、特に表面防錆処理等が施されることなく剥き出し状態で第１シートの上面に配置され得る。したがって、各帯状電極の導電性が妨げられることがない。また、上記帯状電極が上記導電性を有する糊からなるので、大量の水分が存在する環境においても、当該帯状電極が容易に溶融することがなく、水分のセンシング機能が著しく低下することがない。

(2) 上記導電性を有する糊は、馬鈴薯１質量％以上５質量％以下及び水が７４質量％以上８４質量％以下を含む水溶性の糊に親水性カーボンブラックが混練されたものであるのが好ましい。

この構成では、いわゆる天然素材によって上記帯状電極が形成されるので、使用者の身体に害を与えることがない。しかも、上記帯状電極が安価に製造される。

(3) 上記一対の帯状電極は、上記導電性を有する糊をインクとするグラビア印刷により形成されるのが好ましい。

この構成では、一対の帯状電極が簡単に且つ一層安価に形成される。

(4) 上記第１シートの下面に撥水性シートが重ね合わされているのが好ましい。さらに、当該撥水性シートの上記帯状電極に対応する位置に、蛍光塗料が付されていてもよい。

この構成では、撥水性シートが設けられているので、水分が第１シートを通過することがない。このため、たとえば当該水分センサーが成人用オムツや人工透析用シートに採用された場合に、着用者の衣類やシーツが汚れることが防止される。また、成人用オムツや人工透析用シートは定期的に交換されるものであるが、これらの交換時には上記帯状電極に対してコネクタが着脱される。この作業は夜間に行われることもあり、その場合、介護者は、帯状電極の位置が確認しずらい。しかし、この構成では、上記帯状電極に対応する位置に蛍光塗料が付されているので、介護者は帯状電極の位置が確認しやすく、成人用オムツや人工透析用シートの交換作用が容易である。

本発明によれば、耐腐食性及び耐久性（耐水性）に優れた導電性の糊により帯状電極が形成されているので、当該帯状電極に表面防錆処理等が施される必要はない。したがって、当該帯状電極の導電性が妨げられることがなく、高いセンシング精度が維持される。

図１は、本発明の一実施形態に係る水分センサが搭載された成人用オムツの斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る水分センサが搭載された成人用オムツの平面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る水分センサの構造を示す模式図である。 図４は、本発明の一実施形態の変形例に係る水分センサの構造を示す模式図である。 図５は、介護が必要な成人が着用する従来のオムツの斜視図である。 図６は、従来のオムツの平面図である。 図７は、従来の水分センサーの具体的構造を模式的に示す図である。 図８は、従来の水分センサーの断面構造を模式的に示す図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

［概略構成］

図１が示すように、この成人用オムツ２０は、たとえば介護が必要な痴呆症状が現れた成人によって使用される。この成人用オムツ２０は、本発明の一実施形態に係る水分センサー２２を備えている。介護者は、成人用オムツ２０を定期的に取り替えるが、オムツ取替作業は、排尿等の後に直ちに行われるべきである。排尿等の時期は、従来から排尿報知装置２１によって介護者に知らされるようになっている。排尿報知装置２１は、排尿等の時期をブザー等で報知するが、排尿等の有無は、上記水分センサー２２によって検知される。また、排尿放置装置２１はコネクタ２３を備えており、当該コネクタ２３を介して水分センサー２２と排尿報知装置２１とが接続されている。

［オムツ本体］

成人用オムツ２０は、オムツ本体２４を備えている。オムツ本体２４は、既知の構造である。オムツ本体２４は、たとえば所定のポリマーからなる不織布等で構成されており、十分な容量の水分吸収材が内臓されている。図２が示すように、オムツ本体２４の両側部分２５は円弧状に切り欠かれており、端部に固定用テープ２７が設けられている。使用者は、オムツ本体２４を陰部にあてがって固定用テープ２７により固定する。これにより、成人用オムツ２０は、レッグホール２６（図１参照）が形成された下着形状となり、使用者は、優れた装着感が得られるようになっている。

［水分センサ］

水分センサー２２は、オムツ本体２４を構成する不織布の内側に設けられている。水分センサー２２は、短冊状に形成されており、図２が示すように、オムツ本体２４の長手方向に沿って配置されている。したがって、図１が示すように、使用者が成人用オムツ２０を着用したときは、水分センサー２２は、股部を覆うように配置される。

図３が示すように、水分センサー２２は、５層構造を有する。すなわち、水分センサー２２は、メインシート３１（本発明における「第１シート」の一例）と、このメインシート３１の内側に配置されたサブシート３２（本発明における「第２シート」の一例）と、このメインシート３１の外側に配置された防水シート３３（本発明における「撥水シート」の一例）とを有する。そして、メインシート３１とサブシート３２との間に接着剤３４が介在されると共に、メインンシート３１と防水シート３３との間にも接着剤３５が介在されている。これら接着剤３４、３５は、接着剤層を形成している。上記メインシート３１は、一対の電極３６、３７（本発明における「帯状電極」の一例）を備えている。上記サブシート３２は、成人用オムツ２０の内壁面を構成する不織布の直下に配置されており、もし、尿等の水分が当該不織布に付着したならば、当該水分は当該不織布を通過して上記サブシート３２に到達する。

メインシート３１は、細長帯状に形成されており、本実施形態では和紙からなる。メインシート３１を構成する材料は、和紙に限定される必要はない。要するに、吸水性に富むものでありながら水に溶けにくく、乾燥状態において電気絶縁性を有するものであれば、紙のほか布等もメインシート３１の材料として採用され得る。また、メインシート３１の厚さは、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度に設定される。

電極３６、３７は、導電性を有するインクによって構成されている。すなわち、本実施形態では、このインクは、水溶性の糊に親水性カーボンブラックが混練されたものである。この水溶性の糊は、本実施形態では、たとえば馬鈴薯１質量％以上５質量％以下で含み、及び水が７４質量％以上８４質量％以下で含む糊が採用され得る。この水溶性の糊は、水及び馬鈴薯澱粉が混合され、加熱しながら撹拌されることによって生成される。そして、この撹拌生成物が均一な粘稠性を呈すれば、これが冷却されることにより、水溶性の糊が製造される。

もっとも、上記水溶性の糊に食塩が混練されていてもよい。つまり、上記インクに導電性の糊が採用されていてもよい。具体的には、たとえば馬鈴薯１質量％以上５質量％以下、食塩１５質量％以上２１質量％以下及び水が７４質量％以上８４質量％以下からなる糊が採用され得る。混練される食塩の量は、常温で水に溶解し得る飽和溶解度付近の量でもよい。この導電性の糊は、水、食塩及び馬鈴薯澱粉が混合され、加熱しながら撹拌されることによって生成される。そして、この撹拌生成物が均一な粘稠性を呈すれば、これが冷却されることにより、導電性を備えた糊が製造される。

電極３６、３７は、メインシート３１の上面３８に印刷されている。この場合、上記水溶性の糊に親水性カーボンブラックが混練されたものが、インクとして使用される。前述のように、この水溶性の糊が導電性を備えていてもよい。両電極３６、３７は、メインシート３１の長手方向（すなわち水分センサー２２の長手方向）に直交する方向（図３において矢印３９の方向）に沿って所定距離だけ隔てて配置されている。両者間の隙間ｓは、５ｍｍ〜２５ｍｍ程度に設定され得る。各電極３６、３７の幅ｗは、２ｍｍ〜２５ｍｍ程度に設定される。本実施形態では、各電極３６、３７は、上記インクを用いたグラビア印刷により構成される。したがって、各電極３６、３７の厚さ寸法は、きわめて小さく設定され、その結果、メインシート３１の柔軟性が損なわれることがない。

なお、上記グラビア印刷に代えて、上記インクを用いたシルク印刷により電極３６、３７が構成されてもよい。また、上記親水性カーボンブラックに代えて、アルミニウム合金の粉末その他の金属粉のほか、電極３６、３７の導電率を向上させる材料が採用されてもよい。本実施形態のように、親水性カーボンブラックが採用されることにより、当該成人用オムツ２０を廃棄する場合、水分センサー２２部分（具体的には、電極３６、３７部分）を分別廃棄する必要がなく、一般のゴミとして処理できるという利点もある。

サブシート３２は、メインシート３１と同様の細長帯状に形成されており、メインシート３１の上面３８を完全に覆っている。本実施形態では、サブシート３２も和紙からなり、その厚さは、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度に設定される。サブシート３２を構成する材料も和紙に限定されず、要するに、吸水性に富み、水に溶けにくく、乾燥状態において電気絶縁性を有するものであればよい。

接着剤３４は、本実施形態では、食塩が混練された水溶性接着剤が採用されている。すなわち、接着剤３４は、導電性を有する。なお、サブシート３２がメインシート３１に接着される前に予めサブシート３２に食塩水が吸収され、乾燥されてもよい。これにより、一対の電極３６、３７は、メインシート３１及びサブシート３２によって挟み込まれ、乾燥時に電気的に絶縁され、接着剤３４又はサブシート３２が吸水した状態で導通される。

接着剤３４として、具体的には、上記導電性を有するインクに使用された糊と同様に、たとえば馬鈴薯１質量％以上５質量％以下、食塩１５質量％以上２１質量％以下及び水が７４質量％以上８４質量％以下からなる糊が採用され得る。この食塩の量は、常温で水に溶解し得る飽和溶解度付近の量でもよい。この糊は、水、食塩及び馬鈴薯澱粉が混合され、加熱しながら撹拌されることによって生成される。そして、この撹拌生成物が均一な粘稠性を呈すれば、これが冷却されることにより、導電性を備えた糊が製造される。もっとも、本実施形態では、接着剤３４が導電性を備えているが、上記食塩を含まず導電性を有しない糊が接着剤３４として採用されてもよい。

防水シート３３は、メインシート３１と同様の細長帯状に形成されており、メインシート３１の下面を完全に覆っている。防水シート３３は、たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる。このポリエチレンテレフタレートフィルムは柔軟性に富むので、水分センサー２０の柔軟性が損なわれることがない。防水シート３３を構成する材料は、ポリエチレンテレフタレートフィルムに限定されるものではなく、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム等も採用され得る。なお、この防水シート３３は、省略されてもよい。

接着剤３５は、防水シート３３をメインシート３１に接着する。接着剤３５としては、ウレタン糊その他の汎用の工業用糊が採用され得る。

［作用・効果］

使用者が成人用オムツ２０を着用した状態でたとえば排尿した場合、水分センサー２２が排尿を検知し、排尿放置装置２１によって排尿が介護者等に報知される。水分センサー２２の電極３６、３７が前述の導電性を有する糊から構成されているので、電極３６、３７は耐腐食性に優れる。このため、従来のように、各電極３６、３７の表面に防錆処理等が施される必要はなく、各電極３６、３７は、メインシート３１上に剥き出し状態で配置されている。すなわち、各電極３６、３７の導電性が妨げられることはない。したがって、上記排尿があったときは、メインシート３１に付着した水分が接着剤３４に達し、当該接着剤３４が導電性を発揮すると共に、直ちに電極３６、３７間が導通することになる。その結果、排尿が迅速且つ確実に検知される。

特に本実施形態では、電極３６、３７が上記糊からなるので、たとえば大量の尿が排出されたとしても、電極が水分によって容易に溶融することがない。したがって、水分センサー２２のセンシング機能が害されることはなく、耐久性（耐水性）が向上する。なお、オムツ本体２４を構成する材料に所定の導通性を有するポリマー等が採用された場合には、上記接着剤３４は導電性を備える必要はなく、排尿時に上記オムツ本体２４が電極３６、３７間を導通させる。

また、本実施形態では、一対の電極３６、３７は、前述のように上記導電性を備えた糊をインクとしたグラビア印刷により形成される。したがって、電極３６、３７が簡単に且つ安価に形成されるという利点がある。なお、電極３６、３７は、グラビア印刷に代えてシルク印刷によっても形成され得る。

さらに、本実施形態では、メインシート３１の下面に防水シート３３が重ね合わされているので、水分がメインシート３１を通過することがない。このため、排尿等があったときでも、使用者の衣服が汚れることはない。

［変形例］

図４が示すように、この変形例に係る水分センサー４２が上記実施形態に係る水分センサー２２と異なるところは、防水シート３３の下面４３に蛍光塗料４４、４５が塗布されている点である。この蛍光塗料４４、４５は、防水シート３３の下面４３に印刷される。蛍光塗料４４は、細長帯状に塗布されており、電極３６に対向するように配置されている。同様に、蛍光塗料４５も細長帯状に塗布されており、電極３７に対向するように配置されている。

成人用オムツ２０は、定期的に交換されるものである。この交換時には、上記電極３６、３７に対してコネクタ２３が着脱される。ところで、成人用オムツ２０の交換作業は夜間に行われることもあり、その場合、介護者は、電極３６、３７の位置が確認しずらいという問題がある。しかし、本変形例では、上記電極３６、３７に対応する位置に上記蛍光塗料が帯状に塗布されているので、介護者は電極３６、３７の位置が確認しやすく、当該交換作用が容易になるという利点がある。

また、本実施形態では、水分センサー２２、４２は、成人用オムツに適用されているが、水分センサー２２、４２は、人工透析用シート等に搭載されてもよいことは勿論である。ただし、この場合、上記接着剤３４は、導電性を備えていることが好ましい。

２２・・・水分センサー
３１・・・メインシート
３２・・・サブシート
３３・・・防水シート
３４・・・接着剤
３５・・・接着剤
３６・・・電極
３７・・・電極
３８・・・上面
４２・・・水分センサー
４３・・・下面
４４・・・蛍光塗料
４５・・・蛍光塗料

Claims (4)

1. 吸水性を有する第１シートと、
   第１シートの上面に所定距離を隔てて並設された一対の帯状電極と、
   導電性を有しない接着剤を介して上記一対の帯状電極を挟み込むように第１シートの上面に接着された第２シートとを備え、
   上記一対の帯状電極は、上記第１シート上に塗布された導電性を有する糊からなる水分センサー。
2. 上記導電性を有する糊は、馬鈴薯１質量％以上５質量％以下及び水が７４質量％以上８４質量％以下を含む水溶性の糊に親水性カーボンブラックが混練されたものである請求項１に記載の水分センサー。
3. 上記一対の帯状電極は、上記導電性を有する糊をインクとするグラビア印刷により形成されている請求項１又は２に記載の水分センサー。
4. 上記第１シートの下面に撥水性シートが重ね合わされており、当該撥水性シートの上記帯状電極に対応する位置に、蛍光塗料が付されている請求項１から３のいずれかに記載の水分センサー。
   
   

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