Область техники
В общем, изобретение относится к системе и способу для обнаружения поступления экскрементов, например кала и мочи, в частности, жидких экскрементов. В частности, изобретение относится к впитывающему изделию, содержащему температурный датчик, пригодный для упомянутых системы и способа. Кроме того, изобретение относится к набору, содержащему впитывающее изделие и температурный датчик.
Уровень техники
В технике известны системы для обнаружения и распознавания поступления мочи и поступления кала. Например, в документе WO 2006/119523 раскрывается система для медицинского ухода, содержащая блок датчиков, расположенный в подгузнике, и процессорный блок. Блок датчиков измеряет температуру и влажность через короткие промежутки. На основании данных измерений процессорный блок обнаруживает и проводит различие между калом и мочой.
Однако система, раскрытая в документе WO 2006/119523, может иметь недостаток в том, что температурные датчики, как правило, подвержены ложным тревогам. Кроме того, существует риск необнаружения, когда разность между температурой впитывающей сердцевины сухого или частично влажного подгузника и температурой мочи, кала или других экскрементов невелика.
В связи с этим существует потребность в усовершенствованных системах, которые, по меньшей мере, частично устраняют проблемы систем известного уровня техники и обеспечивают точное обнаружение, даже если пользователь впитывающего изделия, например, подгузника, находится в настолько теплой окружающей среде, что разность между температурой впитывающей сердцевины сухого или частично влажного подгузника и температурой мочи, кала или других экскрементов невелика, как под одеялом в кровати или в теплом климате.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение основано на понимании, что разность между температурой впитывающей сердцевины впитывающего изделия и температурой мочи или кала, поступающих во впитывающее изделие, часто является совсем небольшой, и поэтому разность может быть трудно обнаруживаемой. Следовательно, задачей настоящего изобретения является устранение или, по меньшей мере, частичное устранение вышеупомянутых проблем. В соответствии с одним аспектом изобретения, упомянутые задачи достигаются с помощью впитывающего изделия, имеющего признаки, определенные в прилагаемой формуле изобретения. Предпочтительные варианты осуществления впитывающего изделия описаны в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.
Впитывающее изделие содержит температурный датчик и, по меньшей мере, один изменяющий температуру материал, расположенный так, что данный материал способен регулировать изменение температуры вследствие поступления экскрементов, и так, что упомянутый температурный датчик способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры.
В данном случае термин «впитывающее изделие» относится к впитывающему изделию для взрослых, подгузникам для младенцев или начинающих ходить детей, гигиеническим полотенцам, прокладочным материалам или другим известным впитывающим изделиям. Кроме того, под температурным датчиком подразумевают датчик, который выполнен с возможностью реакции на/восприятия и/или измерения изменения температуры. Температурный датчик может быть интегрирован в упомянутое впитывающее изделие или может быть отдельным от упомянутого впитывающего изделия и смонтированным во впитывающем изделии с помощью подходящего крепежного средства, чтобы упомянутый датчик мог воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры. Поступление экскрементов следует понимать как поступление мочи, кала, менструальных жидкостей и т.п. Более того, формулировки «поступление экскрементов» и «количество поступивших экскрементов» применяются в настоящей заявке попеременно в вышеописанном обозначенном смысле. Изменяющий температуру материал следует понимать как материал, который может быть активирован жидкостью, т.е. водой, в составе экскрементов, например, мочи или кала, которую приводят в контакт с изменяющим температуру материалом для изменения температуры изменяющего температуру материала. В настоящей заявке определение «активированный» следует понимать в том смысле, что изменяющий температуру материал вызывает изменение температуры посредством растворения в воде, посредством вступления в реакцию с водой, посредством реагирования после растворения и т.п. Таким образом, изменяющий температуру материал может быть любым материалом, который регулирует и изменяет температуру внутри впитывающего изделия вследствие поступления жидкости. Изменяющий температуру материал может быть экзотермическим материалом или эндотермическим материалом. В альтернативном варианте впитывающее изделие может содержать сочетание разных изменяющих температуру материалов. Кроме того, регулирование изменения температуры следует понимать в том смысле, что либо повышение температуры увеличивается так, что данное повышение больше, чем было бы без изменяющего температуру материала, либо вместо повышения будет иметь место снижение температуры.
Благодаря изменяющему температуру материалу, изменение температуры во впитывающей сердцевине/внутренней части впитывающего изделия вследствие поступления экскрементов, например, кала или мочи, имеющих температуру, отличающуюся от температуры сухой внутренней части/впитывающей сердцевины, может быть больше, чем без изменяющего температуру материала. Однако в зависимости от положения изменяющего температуру материала по отношению к стороне изделия, которая обращена к области промежности пользователя, количество жидкости кала, реагирующей или приходящей в контакт с изменяющим температуру материалом и, следовательно, активирующей упомянутый материал, будет изменяться. Если вся жидкость кала впитывается впитывающей сердцевиной до достижения изменяющего температуру материала, то реакции между текучей средой кала и изменяющим температуру материалом не будет. Таким образом, вертикальное положение температурного датчика влияет на разность между зарегистрированным сигналом для мочи и кала, соответственно. В настоящей заявке вертикаль должна означать вертикальное направление, когда впитывающее изделие в соответствии с изобретением находится в употреблении или уложено горизонтально, с обращенным вверх верхним листом. При расположении температурного датчика вблизи нижнего листа впитывающего изделия разность между соответствующими зарегистрированными сигналами будет больше, а при расположении температурного датчика вблизи верхнего листа впитывающего изделия, разность между соответствующими зарегистрированными сигналами будет меньше.
Если изменяющий температуру материал является эндотермическим материалом, то изменение температуры будет снижением температуры, а если изменяющий температуру материал является экзотермическим материалом, то изменение температуры будет увеличенным повышением температуры. Поэтому, если во впитывающем изделии расположен изменяющий температуру материал, то температурный датчик может обнаруживать более выраженное изменение температуры, чем в отсутствие изменяющего температуру материала, то есть с одним только температурным датчиком. В настоящей заявке формулировка «более выраженный» может означать либо более сильный регистрируемый сигнал, либо сигнал другого типа, т.е. снижение вместо увеличения. Следовательно, изменяющий температуру материал будет обеспечивать, в результате, более точное обнаружение поступления экскрементов и, в частности, поступление мочи или другой жидкости. Поэтому, даже если разность температур между температурой в сухой впитывающей сердцевине впитывающего изделия и экскрементами является совсем небольшой, поступление экскрементов можно обнаруживать точнее, чем в отсутствие изменяющего температуру материала.
Кроме того, моча и кал имеют разные температурные характеристики. В общем, моча соотносится с большим и более быстрым повышением температуры в единицу времени, чем кал. Во время использования, когда экскременты поступают во впитывающее изделие, изменяющий температуру материал, расположенный вблизи температурного датчика, будет активироваться поступившими экскрементами и регулировать разность между температурными характеристиками мочи и кала. Следовательно, можно также обеспечить точное различение поступления мочи и поступления кала.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, изменяющий температуру материал расположен рядом с температурным датчиком. В настоящей заявке предполагается, что расположенный рядом означает находящийся в абсолютной близости или поблизости от температурного датчика.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, расстояние между температурным датчиком и изменяющим температуру материалом составляет 0-10 мм, предпочтительно 0-5 мм и более предпочтительно 0-2 мм.
Если изменяющий температуру материал расположен близко к температурному датчику, то требуется меньшее количество изменяющего температуру материала, с получением, в результате, экономичного впитывающего изделия.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал расположен в физическом контакте с, по меньшей мере, участком упомянутого температурного датчика.
Выражение «в физическом контакте» должно означать, что изменяющий температуру материал нанесен в виде покрытия на, по меньшей мере, участок температурного датчика или расположен рядом с температурным датчиком в абсолютной близости к нему. В альтернативном варианте изменяющий температуру материал может, по меньшей мере, частично охватывать температурный датчик. Кроме того, изменяющий температуру материал может быть расположен непрерывно вдоль участка температурного датчика или на отдельных участках, разнесенных между собой.
Если изменяющий температуру материал расположен в физическом контакте с температурным датчиком, то для обеспечения требуемого регулирования изменения температуры требуется меньшее количество изменяющего температуру материала. Следовательно, можно обеспечить более точное обнаружение поступления экскрементов и/или различение между поступлением мочи и поступлением кала при использовании меньшего количества изменяющего температуру материала. Поэтому упомянутое впитывающее изделие будет экономичнее для производства. Кроме того, меньшее количество изменяющего температуру материала, расположенного рядом с температурным датчиком, оказывает влияние на текучую среду в непосредственной близости от датчика, а текучая среда в остальной части изделия может сравнительно быстро стабилизировать изменения температуры, и изделие будет более комфортным для пользователя. Кроме того, меньшее количество изменяющего температуру материала приводит к тому, что температура не будет изменяться настолько значительно и быстро, как при большем количестве. Тем самым снижается риск дискомфорта для пользователя впитывающего изделия вследствие быстрых изменений температуры.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, температурный датчик допускает многократное использование и размещение во впитывающем изделии таким образом, что температурный датчик способен воспринимать регулируемое изменение температуры.
Соответственно, упомянутый многократно используемый датчик допускает отделение от упомянутого впитывающего изделия после использования. Поскольку многократно используемый датчик допускает применение одного температурного датчика с множеством впитывающих изделий, впитывающее изделие с многократно используемым температурным датчиком будет дешевле. Соответственно, впитывающее изделие содержит индикацию, например, в форме отпечатанной метки или отверстий, для правильного положения температурного датчика, обеспечивающего такое расположение температурного датчика, при котором упомянутый датчик воспринимает изменение температуры, регулируемое изменяющим температуру материалом.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, впитывающее изделие дополнительно содержит участок удерживания датчика, выполненный с возможностью вмещения и удерживания температурного датчика, при этом упомянутый участок удерживания датчика расположен так, что температурный датчик, вставленный в упомянутый участок удерживания датчика, способен воспринимать регулируемое изменение температуры.
Участок удерживания датчика может быть каналом или выемкой, расположенным(ой) рядом с впитывающей сердцевиной впитывающего изделия, сообщающимся(ейся) со сквозным отверстием в нижнем листе или верхнем листе впитывающего изделия, через которое можно вставлять температурный датчик. В альтернативном варианте, участок удерживания датчика может быть карманом или другим подходящим удерживающим средством, расположенным на нижнем листе или верхнем листе впитывающего изделия. Однако упомянутое средство удерживания датчика расположено так, чтобы оно не повышало риск утечки или неудобство для пользователя.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал расположен на, по меньшей мере, двух отдельных участках, разнесенных между собой.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый температурный датчик выполнен с возможностью формирования электрического или визуального выходного сигнала и, предпочтительно, электрического сигнала.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, количество упомянутого изменяющего температуру материала соответствует изменению температуры, которое способен воспринимать упомянутый температурный датчик.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутое впитывающее изделие содержит нижний лист, верхний лист и впитывающую сердцевину, расположенную между нижним листом и верхним листом, при этом температурный датчик и изменяющий температуру материал расположены рядом с нижним листом впитывающего изделия, в контакте с впитывающей сердцевиной, причем упомянутый температурный датчик расположен, по существу, продольно вдоль впитывающего изделия.
То есть, продольная протяженность температурного датчика расположена, по существу, продольно во впитывающем изделии.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал, по меньшей мере, частично покрыт водорастворимым полимером.
В настоящей заявке предполагается, что определение «покрытый» означает покрытый с, по меньшей мере, одной стороны, полностью заключенный в оболочку или сочетание данных вариантов покрытия. Упомянутое покрытие из водорастворимого полимера полезно потому, что, как правило, изменяющие температуру материалы гигроскопичны и, поэтому, нуждаются в защите от влаги перед использованием впитывающего изделия. Кроме того, упомянутая оболочка может также защищать материал от небольших количеств влаги из-за испарины по время использования.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, температурный датчик и упомянутый изменяющий температуру материал расположены на материале подложки.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, количество упомянутого изменяющего температуру материала соответствует изменению энтальпии ΔΗ на ±(0,1-500) Дж, предпочтительно ±(0,4-400) Дж и более предпочтительно ±(1-250) Дж при каждом поступлении экскрементов.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, регулируемое изменение температуры ΔΤ равно произведению коэффициента C на упомянутое изменение температуры вследствие поступления экскрементов, C×Δt, где C является либо положительной, либо отрицательной величиной. То есть, ΔT=C×Δt.
Для изменяющего температуру материала, являющегося эндотермическим материалом, коэффициент C является отрицательным. Кроме того, для изменяющего температуру материала, являющегося экзотермическим материалом, коэффициент C является положительным.
Температурный датчик и упомянутый изменяющий температуру материал могут быть размещены на подложке или материале подложки посредством печатания или другим подходящим способом. Соответственно, водорастворимый полимер также может быть размещен на упомянутом материале подложки посредством печатания или другим подходящим способом.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал является эндотермическим материалом.
Эндотермический материал полезен тем, что с ним отсутствует риск создания данным материалом некомфортного ощущения жжения у человека, носящего впитывающее изделие, вследствие активации изменяющего температуру материала.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, изменяющий температуру материал является экзотермическим материалом.
Экзотермический материал полезен тем, что упомянутый материал обеспечивает повышение температуры, которое суммируется с повышением температуры, обусловленным поступлением экскрементов. Следовательно, в данном случае будет отсутствовать риск снижения температуры, обусловленный присутствием эндотермического материала и равный повышению температуры вследствие поступления экскрементов. Упомянутое равенство приведет к регистрации постоянной температуры, и в таком случае невозможно обнаружить изменение температуры вследствие поступления экскрементов. Вместо этого, равенство будет приводить к ошибкам обнаружения поступления экскрементов.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, количество упомянутого изменяющего температуру материала соответствует положительному регулируемому изменению температуры ΔΤ при активации водой на, по меньшей мере, 2°C, предпочтительно, по меньшей мере, 5°C и более предпочтительно, по меньшей мере, 10°C.
В настоящей заявке предполагается, что термин «вода» означает воду, входящую в состав композиции некоторого вида, термин «вода» не должен означать чистую воду. Все виды экскрементов содержат воду, которая может активировать изменяющий температуру материал. Следовательно, вода для активации изменяющего температуру материала содержится в экскрементах, поступающих во впитывающее изделие. Соответственно, для исключения риска, что пользователь впитывающего изделия испытает ощущение жжения, положительное изменение температуры, ΔΤ, не превышает 20°C. То есть, положительное изменение температуры ΔΤ составляет 2-20°C, предпочтительно 5-20°C и более предпочтительно 10-20°C.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, количество упомянутого изменяющего температуру материала соответствует изменению энтальпии ΔΗ на ±(0,4-150) Дж и предпочтительно ±(1-50) Дж при каждом поступлении экскрементов.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал содержит химическое вещество, которое активируется в контакте с водой, предпочтительно, гидроксид металла или соединение железа.
В настоящей заявке предполагается, что определение «активированный» следует понимать в том смысле, что изменяющий температуру материал вызывает изменение температуры посредством растворения в воде, посредством реагирования с водой, посредством реагирования после растворения и т.п.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал содержит смесь химических веществ, которые реагируют, когда растворяются в воде, предпочтительно слабых кислоты и основания, более предпочтительно органической кислоты и гидрокарбоната, еще более предпочтительно лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия NaHCO3.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал содержит хлорид металла, предпочтительно хлорид магния, хлорид калия или хлорид кальция.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый изменяющий температуру материал содержит аммониевую соль, предпочтительно хлорид аммония.
Второй аспект изобретения относится к системе для обнаружения поступления экскрементов. Система содержит впитывающее изделие в соответствии с первым аспектом изобретения, выполненное с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего температуру, и процессорный блок, выполненный с возможностью обработки выходного сигнала, сгенерированного температурным датчиком. Процессорный блок выполнен с возможностью определения изменения температуры, при этом упомянутое изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом, и обнаружения поступления экскрементов в упомянутое впитывающее изделие на основании упомянутого изменения температуры при условии, что поступление экскрементов сопровождается изменением температуры.
Упомянутая система дает преимущество в том, что обеспечивает более точное обнаружение поступления экскрементов, в частности, поступления мочи или жидкости, даже несмотря на то, что разность температур между впитывающей сердцевиной впитывающего изделия и экскрементами, поступающими во впитывающее изделие, является относительно небольшой. Другие преимущества упомянутой системы аналогичны преимуществам вышеописанного первого аспекта изобретения.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, упомянутый процессорный блок дополнительно выполнен с возможностью различения между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала на основании упомянутого изменения температуры.
Третий аспект изобретения относится к способу обнаружения и различения между поступлением мочи и поступлением кала во впитывающее изделие в соответствии с первым аспектом изобретения. Способ содержит этапы определения изменения температуры, при этом упомянутое изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом; и обнаружения поступления экскрементов на основании упомянутого изменения температуры.
Упомянутый способ дает преимущество в том, что обеспечивает более точное обнаружение поступления экскрементов, в частности, поступления мочи или жидкости, даже несмотря на то, что разность температур между впитывающей сердцевиной впитывающего изделия и экскрементами, поступающими во впитывающее изделие, является относительно небольшой. Другие преимущества упомянутого способа аналогичны преимуществам вышеописанного первого аспекта изобретения.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления, способ содержит этап различения между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала на основании упомянутого изменения температуры.
Четвертый аспект изобретения относится к набору, содержащему впитывающее изделие и температурный датчик, при этом упомянутое впитывающее изделие содержит, по меньшей мере, один изменяющий температуру материал, расположенный так, что данный материал способен регулировать изменение температуры вследствие поступления экскрементов, и так, что упомянутый температурный датчик способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры при расположении в контакте с упомянутым впитывающим изделием.
В настоящей заявке предполагается, что выражение «в контакте» означает любой тип контакта, который дает, в результате, требуемый эффект, т.е. то, что температурный датчик способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры. То есть, температурный датчик может быть вставлен в упомянутое впитывающее изделие с использованием средств, известных специалисту в данной области техники, или закреплен к нижнему листу или верхнему листу впитывающего изделия с использованием подходящего удерживающего средства. В качестве еще одной альтернативы, впитывающее изделие может содержать средство удерживания датчика, выполненное с возможностью вмещения и удерживания температурного датчика таким образом, что температурный датчик способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры, когда температурный датчик размещен внутри участка удерживания датчика. Упомянутое средство удерживания датчика может быть каналом, расположенным смежно впитывающей сердцевине впитывающего изделия, сообщающимся со сквозным отверстием в нижнем листе или верхнем листе впитывающего изделия, через которое можно вставлять температурный датчик. Однако упомянутое средство удерживания датчика расположено так, чтобы оно не повышало риск утечки или неудобство для пользователя.
Датчик набора может быть многократно используемым датчиком, и набор не ограничен одним единственным впитывающим изделием; напротив, набор может содержать множество впитывающих изделий. Упомянутый набор с многократно используемым температурным датчиком дает преимущество в том, что один и тот же температурный датчик можно использовать с множеством впитывающих изделий. Следовательно, набор будет дешевле, чем набор с одним датчиком на каждое впитывающее изделие.
Примерные варианты осуществления набора имеют признаки и преимущества, подобные впитывающему изделию в соответствии с изобретением, за исключением температурного датчика.
В общем, все термины, используемые в формуле изобретения, следует интерпретировать в соответствии с их обычным значением в технике, если в настоящей заявке явно не указано иначе. Все ссылки на элемент, устройство, компонент, средство, этап и т.п. в единственном числе следует интерпретировать прямо как ссылки на, по меньшей мере, один пример упомянутого элемента, устройства, компонента, средства, этапа и т.п., если прямо не указано иначе.
Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного раскрытия, из прилагаемых зависимых пунктов формулы изобретения, а также из чертежей.
Краткое описание чертежей
Далее приведено подробное описание вышеизложенных и других аспектов настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, изображающие вариант(ы) осуществления изобретения, на которых:
фиг. 1 - схематический вид в плане впитывающего изделия в соответствии с, по меньшей мере, первым примерным вариантом осуществления одного аспекта настоящего изобретения;
фиг. 2 - схематическое поперечное сечение впитывающего изделия, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - изображение системы для обнаружения поступления экскрементов в соответствии с, по меньшей мере, первым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 - способ для обнаружения поступления экскрементов в соответствии с, по меньшей мере, первым примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 - изображение экспериментального оборудования для экспериментальных изменений для варианта осуществления в соответствии с изобретением;
фиг. 6 - изображение впитывающего изделия и участка экспериментального оборудования в соответствии с фиг. 5 для демонстрации положений температурных датчиков во время экспериментов;
фиг. 7 - данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6;
фиг. 8 - данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6; и
фиг. 9 - данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6.
Все фигуры являются очень схематичными, не обязательно начерченными в масштабе, и данные фигуры показывают только те части, которые необходимы для пояснения изобретения, при этом другие части не показаны или просто предполагаются.
Подробное описание чертежей
Ниже изобретение подробно описано для примера со ссылкой на варианты осуществления и на прилагаемые чертежи. В настоящей заявке такие выражения, как верхний, нижний, под, над и т.п., должны иметь их обычное значений в вертикальном направлении, когда впитывающее изделие в соответствии с изобретением используют. Таким образом, верхний участок является участком, который находится ближе к пользователю, чем нижний участок. Кроме того, предполагается, что передние и задние участки впитывающего изделия означают участки, которые находятся спереди и сзади, соответственно, по отношению к пользователю, когда впитывающее изделие используют.
На фиг. 1 и 2 изображено впитывающее изделие 1 в соответствии с, по меньшей мере, одним примерным вариантом осуществления изобретения. Обычно, впитывающее изделие содержит верхний лист 2, нижний лист 3 и впитывающую сердцевину 4, расположенную между упомянутыми листами, как показано в сечении на фиг. 2. Во время использования верхний лист 2 обращен к участку промежности пользователя, и нижний лист 3 находится на противоположной стороне впитывающей сердцевины 4. В продольном направлении впитывающее изделие обычно содержит передний участок 9, задний участок 10 и промежностный участок 11, расположенный между упомянутыми участками. На фиг. 1 и 2 показано впитывающее изделие в форме впитывающего изделия для взрослых, т.е. подгузника 1. Однако принципы настоящего изобретения применимы к другим впитывающим изделиям, например, подгузникам для младенцев или начинающих ходить детей, гигиеническим полотенцам или другим известным впитывающим изделиям. Подгузник 1, который изображен на фиг. 1 и 2, является примером обычного подгузника, отличающегося присутствием температурного датчика 5 и изменяющего температуру материала 6.
Температурный датчик в соответствии с формулой изобретения приведен для примера в настоящей заявке в виде термометра 5 с проводящими нитями, формирующего электронный сигнал в ответ на изменение температуры. Термометр 5 с проводящими нитями расположен, по существу, продольно по подгузнику 1, то есть таким образом, что продольная протяженность термометра 5 с проводящими нитями, по существу, совпадает с продольным направлением подгузника 1. Соответственно, термометр 5 с проводящими нитями продолжается вдоль участка продольного направления впитывающей сердцевины 4, который, как предполагают, должен увлажняться при поступлении экскрементов и, в частности, мочи. Следовательно, подгузник может быть дешевле для изготовления в сравнении с подгузником, содержащим термометр 5 с проводящими нитями вдоль всей продольной протяженности впитывающей сердцевины 4. Однако в качестве альтернативы, термометр 5 с проводящими нитями может продолжаться вдоль другого участка впитывающей сердцевины 4 или вдоль всей продольной протяженности впитывающей сердцевины 4. Кроме того, термометр 5 с проводящими нитями расположен рядом с нижним слоем 3 под впитывающей сердцевиной 4 подгузника 1. Предпочтительным является термометр 5 с проводящими нитями, расположенный вблизи стороны впитывающей сердцевины 4, обращенной к нижнему слою 3. Термометр 5 с проводящими нитями может быть вклеен или вшит в подгузник 1.
Как показано на фиг. 1 и 2, изменяющий температуру материал 6 нанесен как покрытие на участок термометра 5 с проводящими нитями, расположенный на промежностном участке 11 подгузника 1. Данное положение изменяющего температуру материала 6 позволяет обнаруживать меньшие количества поступлений экскрементов. Если требуется обнаруживать большие количества экскрементов, то изменяющий температуру материал можно располагать вблизи переднего 9 или заднего 10 участка подгузника 1. При расположении термометра 5 с проводящими нитями и изменяющего температуру материала 6 внутри подгузника 1 под впитывающей сердцевиной 4 проведение различия между калом и мочой облегчается, так как жидкость мочи, приходящая в контакт с изменяющим температуру материалом 6, будет активировать изменяющий температуру материал, а жидкость кала будет впитываться впитывающей сердцевиной 4 вместо того, чтобы достигать и активировать изменяющий температуру материал 6. Следовательно, жидкость кала не будет активировать изменяющий температуру материал 6.
Как показано на фиг. 1 и 2, изменяющий температуру материал 6 заключен в оболочку из водорастворимого полимера 12, например, альгината или поливинилового спирта (PVOH). Данный материал защищает изменяющий температуру материал 6 от влажности во время хранения впитывающих изделий. Вместо полного заключения изменяющего температуру материала 6 в оболочку, изменяющий температуру материал 6 может быть частично покрыт водорастворимым полимером 12. В качестве альтернативы, изменяющий температуру материал 6 может быть частично покрыт водорастворимым полимером 12 и другим водонепроницаемым материалом при условии, что часть оболочки может растворяться водой таким образом, что вода экскрементов может приходить в контакт с изменяющим температуру материалом 6.
Изменяющий температуру материал 6 может быть эндотермическим или экзотермическим материалом, или сочетанием нескольких эндотермических и/или экзотермических материалов. Кроме того, вместо нанесения на все участки термометров 5 с проводящими нитями покрытия из одного материала, каждый участок термометра 5 с проводящими нитями может быть покрыт разными или разнотипными изменяющими температуру материалами 6. Таким образом, один участок термометра 5 с проводящими нитями может быть покрыт экзотермическим материалом, а другой участок может быть покрыт эндотермическим материалом. В качестве еще одной альтернативы, изменяющий температуру материал 6 может быть смесью эндотермического и экзотермического материалов, в подходящем случае. В случае экзотермического материала, повышение температуры будет выше, чем без экзотермического материала. Напротив, в случае эндотермического материала, изменение температуры будет понижением температуры. Подходящие материалы являются химическими веществами, которые каким-то образом активируются жидкостью или водой. Примерами являются: химические вещества, которые реагируют на воду, например, гидроксид металла, соединение железа, кислоты, основания т.п.; смеси химических веществ, которые реагируют при растворении, например, слабые кислота и основание, в частности, лимонная кислота и гидрокарбонат натрия; хлориды металлов, например, хлорид магния, хлорид калия или хлорид кальция; и/или соли аммония, например, хлорид аммония.
Количество изменяющего температуру материала 6 является таким, что получают обнаружимое увеличение или уменьшение изменения температуры. В случае экзотермического материала, количество материала является таким, что при каждом поступлении экскрементов получают увеличение энтальпии ΔH на ±(0,1-150) Дж и предпочтительно на ±(0,4-50) Дж. Например, для хлорида кальция CaCl2 подходящее количество может быть около 0,5 г. Для нескольких поступлений экскрементов количество изменяющего температуру материала умножают с таким расчетом, чтобы полученное повышение температуры было умножено на число поступлений экскрементов, подлежащее обнаружению. То есть, для двух поступлений экскрементов, количество является таким, чтобы полученное в сумме увеличение энтальпии составляло (0,2-300) Дж и предпочтительно (0,8-100) Дж. В случае эндотермического материала количество материала является таким, чтобы изменение энтальпии уменьшалось на ±(0,1-500) Дж, предпочтительно ±(0,4-400) Дж и более предпочтительно ±(1-250) Дж при каждом поступлении экскрементов. Для нескольких поступлений экскрементов количество эндотермического материала соответствует требуемому снижению температуры, умноженному на количество требуемых обнаружимых поступлений экскрементов, подобно случаю с экзотермическим материалом.
Подходящее количество изменяющего температуру материала 6 можно также выразить в зависимости от получаемого изменения температуры. Соответственно, количество экзотермического изменяющего температуру материала соответствует положительному изменению температуры ΔΤ при активации водой на, по меньшей мере, 2°C, предпочтительно, по меньшей мере, 5°C и более предпочтительно, по меньшей мере, 10°C. Для исключения риска появления у пользователя ощущения жжения положительное изменение температуры ΔT не превышает 20°C. То есть, положительное изменение температуры ΔΤ составляет 2-20°C, предпочтительно 5-20°C и более предпочтительно 10-20°C. В подходящем случае количество эндотермического изменяющего температуру материала 6 соответствует, по меньшей мере, обнаружимому отрицательному изменению температуры ΔΤ при активации водой. Изменение температуры ΔΤ содержит изменение температуры вследствие присутствия изменяющего температуру материала и изменение температуры вследствие поступления экскрементов Δt. Изменение температуры ΔΤ равно произведению коэффициента C на упомянутое изменение температуры вследствие поступления экскрементов C×Δt, где C является либо положительной, либо отрицательной величиной. Для изменяющего температуру материала, являющегося эндотермическим материалом, коэффициент C является отрицательным. Кроме того, для изменяющего температуру материала, являющегося экзотермическим материалом, коэффициент C является положительным.
Вместо нанесения на термометр 5 с проводящими нитями покрытия из изменяющего температуру материала 6, изменяющий температуру материал 6 можно удерживать в плотном контакте с термометром 5 с проводящими нитями с помощью листа материала, например, тканевого или нетканого материала, сложенного или обернутого вокруг термометра 5 с проводящими нитями, вложенного между слоев изменяющего температуру материала 6. В качестве еще одной альтернативы, изменяющий температуру материал 5 может быть расположен вдоль, по меньшей мере, одной стороны термометра 5 с проводящими нитями.
В альтернативном варианте, вместо термометра 5 с проводящими нитями в качестве температурного датчика можно применить проволоки или нити любого типа, которые проводят электричество. В общем, упомянутая проволока содержит металл, однако, возможно также использование несущей нити, содержащей углеродные частицы.
Вместо расположения рядом с нижним листом 3, температурный датчик 5 в форме термометра с проводящими нитями или альтернативных вариантов осуществления можно размещать в любом месте подгузника при условии, что упомянутый датчик будет допускать его смачивание экскрементами. Однако, возможно, было бы полезно, если бы температурный датчик 5 не был в непосредственном контакте с кожей пользователя-носителя подгузника 1. Поэтому, в пределах объема изобретения температурный датчик можно расположить по вертикали в любом месте между верхним листом 2 и нижним листом 3, например, ниже верхнего листа 2. Если температурный датчик расположен на участке впитывающей сердцевины 4, который находится около верхнего листа 2, то можно обнаруживать поступление меньшего количества экскрементов в сравнении с вариантом, когда температурный датчик находится на участке впитывающей сердцевины 4, который находится около нижнего листа 3. Кроме того, в качестве альтернативы, термометр 5 с проводящими нитями может быть расположен под верхним листом 2, что повысит вероятность обнаружения кала, поскольку, в данном случае, жидкость кала может активировать изменяющий температуру материал 6 до того, как упомянутая жидкость впитывается впитывающей сердцевиной 4 под изменяющим температуру материалом 6.
Вместо нанесения на один участок термометра 5 с проводящими нитями, который служит примером температурного датчика 5 в соответствии с формулой изобретения, покрытия из изменяющего температуру материала 6, изменяющий температуру материал 6 можно расположить по всей длине термометра 5 с проводящими нитями или вдоль отдельных участков термометра 5 с проводящими нитями. Упомянутые отдельные участки формируют зоны обнаружения вдоль термометра 5 с проводящими нитями для обнаружения нескольких поступлений экскрементов. Число поступлений экскрементов, которое может быть обнаружено, соответствует числу отдельных участков изменяющего температуру материала 6. Соответственно, впитывающее изделие содержит два, три, четыре, пять или другое произвольное число отдельных участков изменяющего температуру материала 6. Соответственно, расстояние между двумя соседними отдельными участками составляет 1-20 см, предпочтительно расстояние составляет 2-10 см и более предпочтительно 2-6 см. В случае множества отдельных участков изменяющего температуру материала 6 в форме экзотермического материала, количество изменяющего температуру материала 6 на каждом участке является таким, чтобы при каждом поступлении экскрементов обеспечивалось увеличение энтальпии на 0,1-150 Дж и предпочтительно 0,4-50 Дж. Если, например, следует обнаруживать три поступления экскрементов, то количество материала соответствует суммарному увеличению энтальпии на 10,3-450 Дж и предпочтительно 1,2-150 Дж и нанесено по трем участкам термометра 5 с проводящими нитями. Если изменяющий температуру материал 6 расположен по всей длине термометра 5 с проводящими нитями, то количество изменяющего температуру материала 6, необходимое для обнаружения нескольких поступлений экскрементов, больше, чем в случае отдельных участков.
Вместо применения термометра 5 с проводящими нитями, температурный датчик может быть проводящей краской, содержащей частицы углерода, серебра, платины или другие проводящие частицы и напечатанной на подложке или материале подложки, например, бумаге, нетканом материале, пластиковом листе. В данном случае изменяющий температуру материал может быть нанесен печатанием рядом с напечатанным температурным датчиком 5 в виде требуемого рисунка, например, удлиненных токопроводящих дорожек, отдельных кругов, эллипсов. Кроме того, над основным материалом и изменяющим температуру материалом 6 можно расположить водорастворимый полимер, покрывающий изменяющий температуру материал 6. Данное покрытие защищает, подобно оболочке в варианте осуществления, показанном на фиг. 1, изменяющий температуру материал 6 от влаги во время хранения. Упомянутый температурный датчик можно расположить во впитывающем изделии в процессе изготовления. В процессе изготовления температурный датчик 5 можно подходящим образом расположить под впитывающей сердцевиной 4 со стороны нижнего листа 3, рядом с впитывающей сердцевиной, в произвольном слое над впитывающей сердцевиной 4 и под верхним листом 2, или снаружи (т.е. на стороне, обращенной от впитывающей сердцевины 4) нижнего листа 3, если нижний лист 3 позволяет воде экскрементов приходить в контакт с температурным датчиком 5. В качестве альтернативы, пользователь или другое лицо может расположить упомянутый температурный датчик над верхним листом 2 перед использованием.
Соответственно, короткий край упомянутого материала подложки сформирован с возможностью его разъемного соединения с многократно используемым процессорным/считывающим блоком или вмещения данного блока для сбора данных. Упомянутый процессорный/считывающий блок может также анализировать данные.
В качестве еще одной альтернативы, изменяющий температуру материал может быть расположен смежно нижнему листу 3 под впитывающей сердцевиной 4 подгузника 1, а температурный датчик 5 может быть расположен снаружи нижнего листа 3. В данном случае нижний лист 3, соответственно, содержит индикацию, например, в форме отпечатанной метки или отверстий для правильного положения температурного датчика 5, обеспечивающего такое расположение температурного датчика, при котором упомянутый датчик способен воспринимать изменение температуры, регулируемое изменяющим температуру материалом.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, не показанным на фигурах, впитывающее изделие в форме подгузника содержит изменяющий температуру материал и отверстие в верхнем листе или нижнем листе, через которое будут вставлять многократно используемый температурный датчик, чтобы он был в контакте с впитывающей сердцевиной. Кроме того, подгузник может содержать канал или подобный элемент, сообщающийся со сквозным отверстием, в которое вставляют температурный датчик. В качестве альтернативы, упомянутый многократно используемый температурный датчик можно вставлять в карман или подобный элемент на нижнем листе или верхнем листе подгузника. В качестве еще одной альтернативы, многократно используемый температурный датчик можно прикреплять к нижнему листу или верхнему листу с использованием подходящего крепежного средства, например адгезива. В данном случае верхний лист или нижний лист соответственно содержит индикацию, например, в форме отпечатанной метки для правильного положения температурного датчика, обеспечивающего такое расположение температурного датчика, при котором упомянутый датчик способен воспринимать изменение температуры, регулируемое изменяющим температуру материалом. Кроме того, количество изменяющего температуру материала является таким, что температурный датчик способен воспринимать регулируемое изменение температуры сквозь нижний лист или верхний лист подгузника, соответственно. В общем, упомянутый многократно используемый температурный датчик можно обеспечивать отдельно или в составе набора с подгузником или множеством подгузников.
Даже если подгузник 1 на фиг. 1 и 2 содержит единственный термометр 5 с проводящими нитями, формула изобретения не ограничена единственным термометром 5 с проводящими нитями. Размещение множества термометров 5 с проводящими нитями в подгузнике 1 обеспечивает альтернативный способ обнаружения множества поступлений экскрементов. Кроме того, вместо нанесения на все термометры 5 с проводящими нитями покрытия из одного материала, каждый из термометров 5 с проводящими нитями может быть покрыт разными или разнотипными изменяющими температуру материалами 6. Таким образом, один из термометров 5 с проводящими нитями может быть покрыт экзотермическим материалом, а другой из термометров 5 с проводящими нитями может быть покрыт эндотермическим материалом.
В качестве альтернативы, температурный датчик 5 может быть температурным датчиком любого другого типа, например, жидкокристаллическим термометром, который изменяет цвет для индикации разных температур. Упомянутая наклейка дает визуальный сигнал в форме изменения цвета вместо электронного выходного сигнала. В качестве еще одной альтернативы, температурный датчик 5 может давать постоянную визуальную индикацию, если температура превысила предварительно заданное пороговое значение.
В качестве еще одной альтернативы, перед размещением в подгузнике 1 изменяющий температуру материал 6 может быть соответственно заключен в водонепроницаемый корпус, содержащий сквозные отверстия. Сквозные отверстия данного корпуса позволяют только ограниченному количеству воды экскрементов приходить в контакт с изменяющим температуру материалом 6. Следовательно, меньшее количество воды экскрементов будет активировать изменяющий температуру материал 6. Поэтому требуется меньше изменяющего температуру материала 6.
На фиг. 3 изображена система для обнаружения поступления экскрементов в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления изобретения. Система содержит впитывающее изделие, представленное в данном случае для примера в виде подгузника 1, показанного на фиг. 1 и 2, и процессорный блок 8, расположенный отдельно от упомянутого впитывающего изделия 1. Термометр 5 с проводящими нитями, который является примером температурного датчика в соответствии с формулой изобретения, соединен со считывающим блоком 7. Считывающий блок 7 измеряет сопротивление в нити и преобразует измеренное сопротивление в электронный сигнал, представляющий температуру во впитывающей сердцевине 4. Передатчик 13, соединенный со считывающим блоком 7, передает сигнал в приемник 14, соединенный с процессорным блоком 8. Соответственно, считывающий блок 7 и передатчик 13 допускают многократное использование, прикрепление к впитывающему изделию и отсоединение от него. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, процессорный блок 8 расположен отдельно от подгузника 1, в компьютере 15, содержащем блок 16 отображения. Компьютер 15 может быть, например, персональным компьютером или карманным компьютером.
Процессорный блок 8 содержит микрокомпьютер и программное обеспечение для выполнения анализа данных. Кроме того, процессорный блок 8 выполнен с возможностью обнаружения поступления экскрементов, индикации поступления экскрементов и, в подходящем случае, различения поступления мочи и поступления кала. Индикация может быть уведомлением в любой форме, например, тревожным сигналом или замечанием в отчете.
В качестве альтернативы, процессорный блок 8 может быть расположен в сотовом телефоне или интегрирован во впитывающее изделие 1 или на нем. В качестве еще одной альтернативы, процессорный блок 8, прикрепленный к подгузнику 1, может содержать считывающий блок 7 и может быть выполнен с возможностью анализа, обнаружения и индикации поступления экскрементов. В еще одном альтернативном варианте осуществления индикация поступления экскрементов обрабатывается отдельным блоком тревожной сигнализации.
На фиг. 4 изображен способ обнаружения поступления экскрементов во впитывающее изделие 1 в соответствии с изобретением. Способ содержит следующие этапы:
- определяют 100a изменение температуры, при этом изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом; и
- обнаруживают 200a поступление экскрементов на основании изменения температуры.
Изменение температуры ΔΤ, регулируемое изменяющим температуру материалом, может быть выражено в виде суммы части, описывающей изменение температуры вследствие поступления экскрементов Δt, и одной части, описывающей изменение температуры, регулируемое изменяющим температуру материалом ΔtC. То есть, ΔΤ=Δt+ΔtC. В качестве альтернативы, изменение температуры ΔΤ, регулируемое изменяющим температуру материалом, может быть выражено в виде ΔΤ=C×Δt, где C означает коэффициент, зависящий от количества изменяющего температуру материала. Если изменяющий температуру материал является экзотермическим, то C является положительным коэффициентом, и если изменяющий температуру материал является эндотермическим, то C является отрицательным коэффициентом.
Кроме того, способ может содержать этап индикации 300 поступления экскрементов и этап различения 400 между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала. В соответствии с изобретением, если изменяющий температуру материал является эндотермическим материалом, то поступление экскрементов в форме мочи соотносится со снижением температуры, а поступление экскрементов в форме кала соотносится с повышением температуры. Если изменяющий температуру материал является экзотермическим материалом, то поступление экскрементов в форме мочи соотносится с, по меньшей мере, в 1,5 раза большим изменением температуры в единицу времени, чем поступление экскрементов в форме кала. В альтернативном варианте, если изменяющий температуру материал является экзотермическим материалом, то поступление экскрементов в форме мочи соотносится с в 5 раз, в качестве альтернативы, в 3 раза и, в качестве еще одной альтернативы, в 1,5 раза большим изменением температуры в единицу времени, чем поступление экскрементов в форме кала. Этап различения между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала требует сложной обработки сигналов.
Изобретение относится также к набору, содержащему впитывающее изделие и отдельный температурный датчик (не показанный). В одном примерном варианте осуществления впитывающее изделие содержит канал или выемку во впитывающей сердцевине или рядом с ней, смежно с нижним листом, сообщающиеся со сквозным отверстием в нижнем листе, которое является примером средства удерживания датчика в соответствии с формулой изобретения. Канал, по меньшей мере, частично окружен изменяющим температуру материалом. Размер канала немного больше, чем размер температурного датчика. Следовательно, температурный датчик может быть вставлен в канал через сквозное отверстие для размещения рядом с изменяющим температуру материалом и, поэтому, будет способен воспринимать изменение температуры, регулируемое изменяющим температуру материалом. Соответственно, сквозное отверстие расположено на участке впитывающего изделия, который не смачивается, предположительно, во время нормального использования и покрыт оболочкой, непроницаемой для жидкости, для снижения риска утечки впитывающего изделия из-за сквозного отверстия. Кроме того, средство удерживания датчика расположено так, что данное средство не будет повышать риск утечки или неудобство для пользователя. Вышеописанный канал может быть также примером участка удерживания датчика в соответствии с пунктами формулы изобретения, относящимися к впитывающему изделию, содержащему многократно используемый температурный датчик.
Датчик набора может быть многократно используемым датчиком, и набор не ограничен одним единственным впитывающим изделием; наоборот, в подходящем случае, набор может содержать множество впитывающих изделий. Упомянутый набор с многократно используемым температурным датчиком дает преимущество потому, что один и тот же температурный датчик можно использовать с множеством впитывающих изделий. Таким образом, набор будет дешевле, чем набор с одним датчиком на одно впитывающее изделие.
Эксперименты
На фиг. 5 представлено экспериментальное оборудование для экспериментальных измерений для варианта осуществления впитывающего изделия в соответствии с изобретением, в данном случае, в форме подгузника 1. Экспериментальное оборудование 20 содержит корпусную камеру 19, выполненную из плексигласа. Корпусную камеру 19 наполняют водой из обычного крана. Воду в корпусной камере 19 нагревают нагревателем (не показанным), соединенным с корпусной камерой 19 трубкой (не показанной). Вода циркулирует из нагревателя в корпусную камеру 19, и нагреватель регулируют на выдачу воды при температуре 37°C. Корпусная камера, наполненная водой, служит для моделирования нижней части тела пользователя, на которой размещают впитывающее изделие.
Как видно из фиг. 6, подгузник, использованный во время экспериментов, представлял собой впитывающее изделие для взрослых типа Tena Flex Super Medium, выпускаемый компанией SCA Hygiene Products AB. Изменяющий температуру материал 6 размещали вблизи температурного датчика 5a. Точнее, изменяющий температуру материал 6 размещали вокруг измерительной части температурного датчика 5a. Затем, вокруг измерительной части температурного датчика 5a и изменяющего температуру материала 6 размещали фильтровальную бумагу таким образом, чтобы изменяющий температуру материал 6 удерживался на своем месте. Фильтровальную бумагу фиксировали на температурном датчике 5a с использованием ленты. Во время экспериментов в подгузнике размещали дополнительный температурный датчик 5b в качестве контрольного температурного датчика 5b, без размещения рядом с ним какого-либо изменяющего температуру материала. На фиг. 6 показаны также положения температурных датчиков 5a, 5b в экспериментальной установке в соответствии с фиг. 5. Измерительные части как температурного датчика 5a с покрытием, так и контрольного температурного датчика 5b располагались в области промежности подгузника 1 с противоположных сторон, на равных расстояниях от трубки 17 поступления мочи, а также трубки 18 поступления кала, полностью в зоне смачивания поступающей искусственной мочи. Оба температурных датчика 5a, 5b размещали под впитывающей сердцевиной 4 на нижнем листе 3 в соответствии с фиг. 2 через соответствующие отверстия в нижнем листе 3. Отверстия вокруг кабелей температурных датчиков 5a, 5b уплотняли с использованием ленты. Температурные датчики 5a, 5b, использованные во время экспериментов, были обычными температурными датчиками 5a, 5b с диапазоном измерений от -10°C до +58°C, выпускаемыми компанией MSR Electronics, GmbH Oberwierstrasse 16, CH-8444 Henggart, Швейцария. Однако температурные датчики 5a, 5b могут быть любого другого подходящего известного типа. Для сбора данных применяли устройство сбора данных MSR 145W, выпускаемое той же вышеупомянутой компанией. Для сбора данных температурные датчики 5a, 5b были подключены к компьютеру и программному обеспечению MSR компании MSR Electronics.
Эксперименты проводили в помещении с искусственным климатом в следующих условиях: 23±1°C и относительная влажность 50±10%.
Во время экспериментов использовали раствор искусственной мочи (SUB). Использовать можно любой из имеющихся составов, известных специалисту в данной области техники. В частности, можно использовать 0,9% раствор NaCl. Для каждого эксперимента 200 мл искусственной мочи дозировали и заливали в лабораторный стакан, который помещали на лабораторную плитку с магнитной мешалкой и нагревали. При этом температура воды в лабораторном стакане была, по существу, одинаковой. Во время нагревания температуру измеряли термометром и искусственную мочу нагревали до 37°C.
Во время экспериментов в качестве искусственного кала применяли колбасу. Колбасу укладывали в пластиковый мешок с пригрузами и заваривали. Пластиковый пакет размещали в лабораторном стакане с водой, который размещали на лабораторной плитке с магнитной мешалкой и нагревали. Таким образом, температура воды в лабораторном стакане была, по существу, одинаковой. Для третьего эксперимента 100 г колбасы нагревали до 37°C и температуру колбасы регулировали с использованием термометра перед подачей ее в подгузник.
Перед каждым экспериментом подгузник с температурными датчиками 5a, 5b плотно размещали вокруг корпусной камеры 19 таким образом, чтобы передняя и задняя части верхних краев подгузника 1 были на равных высотах и со стоящими сборками снаружи подгузника. Для обеспечения того, чтобы подгузник 1 оставался на одном месте во время эксперимента, подгузник 1 закрепляли лентой к наружной стороне корпусной камеры на его верхних концах. Отверстия трубки 17 поступления мочи, а также трубки 18 поступления кала были закрыты колпачками. Перед тем, как начинали эксперимент, предоставляли время для стабилизации температуры подгузника.
Применяли следующий экспериментальный подход. После того, как подгузник 1 располагали на камере 19, начинали сбор данных. Когда температура стабилизировалась через приблизительно 30 минут, к подгузнику подавали искусственную мочу или искусственный кал с требуемой температурой, т.е. 37°C. Искусственную мочу подавали с использованием воронки по трубке 17 поступления мочи. После подачи искусственной мочи трубку 17 поступления мочи закрывали колпачком, чтобы тепло искусственной мочи не могло отводиться через трубку 17 поступления мочи. Искусственный кал подавали с использованием трубки 18 поступления кала, с помощью немного изогнутого стержня, утолщенного на конце, который применяли для проталкивания искусственного кала. После подачи искусственного кала трубку 18 поступления кала закрывали колпачком, чтобы тепло искусственного кала не могло отводиться через трубку 18 поступления кала.
Эксперимент 1
На фиг. 7 представлены данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения во время первого эксперимента с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6. Во время данного эксперимента изменяющий температуру материал содержал экзотермический материал в форме 0,35 граммов хлорида магния и располагался рядом с температурным датчиком 5a, обозначенным как датчик A на графике. Датчик B является контрольным температурным датчиком 5b без изменяющего температуру материала. Сигналы датчиков от обоих датчиков сначала стабильны при температуре приблизительно 32°C (датчик A) и 29°C (датчик B), соответственно. Когда экскременты в форме искусственной мочи, см. выше, подаются в подгузник, температура быстро повышается. Как видно из фиг. 7, когда в подгузник подают экскременты, измеренное суммарное изменение температуры имеет большее значение для датчика A с расположенным рядом экзотермическим материалом, чем измеренное изменение температуры для датчика B без экзотермического материала. Изменение сигнала температуры ΔΤ датчика A имеет значение приблизительно 27°C, и соответствующее изменение температуры Δt для датчика B имеет значение приблизительно 8°C. Кроме того, снижение температуры происходит заметно быстрее для датчика A, чем для датчика B. Посредством размещения 0,35 граммов хлорида магния рядом с температурным датчиком изменение температуры увеличивают, по меньшей мере, в 3 раза. То есть, ΔT≈3×Δt. Измеренное суммарное изменение температуры датчика A ΔΤ можно разложить на одну часть, соответствующую повышению вследствие поступления экскрементов Δt, и одну часть, обусловленную влиянием разности температур вследствие присутствия изменяющего температуру материала ΔtC. То есть, ΔT=Δt+ΔtC. В данном случае ΔtC влияния имеет значение приблизительно 19°C.
Эксперимент 2
На фиг. 8 представлены данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения во время второго эксперимента с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6. Во время данного эксперимента изменяющий температуру материал содержал эндотермический материал в форме 0,6 граммов смеси, содержащей 50% по массе лимонной кислоты и 50% по массе гидрокарбоната натрия NaHCO3, и располагался рядом с температурным датчиком 5a, обозначенным как датчик A на графике. Датчик B является контрольным температурным датчиком 5b без изменяющего температуру материала. Сигналы датчиков от обоих температурных датчиков 5a, 5b сначала стабильны при температуре приблизительно 29°C (датчик A) и 27°C (датчик B), соответственно. Когда экскременты в форме искусственной мочи, см. выше, подаются в подгузник, температура, измеренная датчиком A с расположенным рядом эндотермическим материалом, быстро понижается, и в данном случае на кривой имеется провал перед тем, как температура повышается. Напротив, температура, измеренная датчиком B, быстро повышается. Изменение сигнала температуры ΔΤ датчика A имеет значение приблизительно -1,5°C, и соответствующее изменение температуры Δt для датчика B имеет значение приблизительно 10°C. Кроме того, в то время как температура, измеренная датчиком B, снижается после максимального значения, температура, измеренная датчиком A, повышается после минимального значения. Посредством размещения 0,6 граммов смеси, содержащей 50% по массе лимонной кислоты и 50% по массе гидрокарбоната натрия, рядом с температурным датчиком, изменение температуры регулируют в сторону уменьшения приблизительно в -0,15 раз, вместо повышения вследствие поступления искусственной мочи. То есть, ΔT≈-0,15×Δt. Другими словами, коэффициент C в соответствии с формулой изобретения является отрицательным и равным -0,15. Измеренное суммарное изменение температуры датчика A ΔΤ можно, как поясняется выше, разложить на одну часть, соответствующую повышению вследствие поступления экскрементов Δt, и одну часть, обусловленную влиянием разности температур вследствие присутствия изменяющего температуру материала ΔtC. То есть, ΔT=Δt+ΔtC. Однако, поскольку снижение температуры, обусловленное эндотермическим материалом, должно препятствовать повышению вследствие поступления экскрементов, фактическое отрицательное изменение температуры около датчика A из-за эндотермического материала ΔtC составляет ΔT-Δt=-11,5°C.
Эксперимент 3
На фиг. 9 представлены данные измерений, полученные для одного варианта осуществления изобретения во время третьего эксперимента с использованием экспериментальной установки, изображенной на фиг. 5 и 6. Во время данного эксперимента изменяющий температуру материал содержал эндотермический материал в форме 0,6 граммов смеси, содержащей 50% по массе лимонной кислоты и 50% по массе гидрокарбоната натрия, и располагался рядом с температурным датчиком, обозначенным как датчик A на графике. Датчик B является контрольным температурным датчиком без изменяющего температуру материала. Сигналы датчиков от обоих датчиков сначала стабильны при температуре приблизительно 28,5°C (датчик A) и 28,5°C (датчик B), соответственно. Когда экскременты в форме искусственного кала, обозначенного значком *, см. выше, подаются в подгузник, температура, измеренная датчиком A с расположенным рядом эндотермическим материалом, немного повышается. Температура, измеренная датчиком B, также повышается. Выходные сигналы датчиков A и B в ответ на искусственный кал являются, по существу, сходными. Полагают, что небольшое различие в измеренных выходных сигналах обусловлено небольшими отличиями в том, как искусственный кал выходит из трубки поступления относительно положений датчиков A и B. В данном случае присутствие эндотермического материала не влияет на ΔT, так как эндотермический материал не приходит в контакт с водой искусственного кала вследствие его вертикального положения в подгузнике 1.
После повышения температуры вследствие поступления искусственного кала измеренная температура возвращается в состояние равновесия. Когда в подгузник подают экскременты в форме искусственной мочи, обозначенной значком **, температура, измеренная датчиком A с расположенным рядом эндотермическим материалом, быстро понижается, и в данном случае на кривой имеется провал перед тем, как температура повышается. Напротив, температура, измеренная датчиком B, быстро повышается. Разность сигнала температуры ΔΤE датчика A имеет значение приблизительно -3°C, и соответствующая разность температур ΔtE для датчика B имеет значение приблизительно 8°C. Кроме того, в то время как температура, измеренная датчиком B, снижается после поступления искусственной мочи, температура, измеренная датчиком A, повышается. Посредством размещения 0,6 граммов смеси, содержащей 50% по массе лимонной кислоты и 50% по массе гидрокарбоната натрия, рядом с температурным датчиком разность температур регулируют в сторону уменьшения приблизительно в -0,375 раз вместо повышения. То есть, ΔTE≈-0,375×ΔtC. Измеренную суммарную разность температур датчика A ΔTE можно, как поясняется выше, разложить на одну часть, соответствующую повышению вследствие поступления искусственной мочи ΔtC, и одну часть, обусловленную влиянием разности температур вследствие присутствия изменяющего температуру материала ΔtCa. То есть, ΔTE=ΔtCa+Δta. Однако, поскольку снижение температуры, обусловленное эндотермическим материалом, должно препятствовать повышению вследствие поступления искусственной мочи, фактическая отрицательная разность температур около датчика A из-за эндотермического материала ΔtCa составляет ΔTE-Δta=-11°C.
Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на конкретные примерные варианты его осуществления, специалистами будет выявлено много других изменений, модификаций и т.п. Например, на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения специалистами могут быть дополнительно созданы и внесены изменения в раскрытые варианты осуществления в ходе применения заявленного изобретения. В формуле изобретения формулировка «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и признак единственного числа (в виде неопределенного артикля в оригинале) не исключает множественного числа. Единственный блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.
Изобретение относится к впитывающему изделию (1), содержащему: температурный датчик (5) и, по меньшей мере, один изменяющий температуру материал (6), расположенный так, что данный материал способен регулировать изменение температуры вследствие поступления экскрементов, и так, что упомянутый температурный датчик (5) способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры. Изобретение относится также к системе для обнаружения поступления экскрементов во впитывающее изделие (1), при этом упомянутая система содержит впитывающее изделие (1) в соответствии с изобретением, выполненное с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего температуру, и процессорный блок (8), выполненный с возможностью обработки выходного сигнала, сформированного температурным датчиком (5). Процессорный блок (8) выполнен с возможностью определения изменения температуры, при этом упомянутое изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом (6), и обнаружения поступления экскрементов в упомянутое впитывающее изделие (1) на основании упомянутого изменения температуры при условии, что поступление экскрементов сопровождается изменением температуры. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Впитывающее изделие (1), содержащее:
- температурный датчик (5) и,
- по меньшей мере, один изменяющий температуру материал (6), выполненный так, что данный материал способен регулировать изменение температуры вследствие поступления экскрементов, и так, что упомянутый температурный датчик (5) способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры.
2. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) расположен рядом с температурным датчиком (5).
3. Впитывающее изделие по п. 1, в котором расстояние между температурным датчиком (5) и изменяющим температуру материалом (6) составляет 0-10 мм, предпочтительно 0-5 мм и более предпочтительно 0-2 мм.
4. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) расположен в физическом контакте с, по меньшей мере, участком упомянутого температурного датчика (5).
5. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый температурный датчик допускает многократное использование и размещение в упомянутом впитывающем изделии таким образом, что упомянутый температурный датчик (5) способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры.
6. Впитывающее изделие по п. 5, в котором упомянутое впитывающее изделие дополнительно содержит участок удерживания датчика, выполненный с возможностью вмещения и удерживания упомянутого температурного датчика, при этом упомянутый участок удерживания датчика расположен так, что температурный датчик, вставленный в упомянутый участок удерживания датчика, способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры.
7. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) расположен на, по меньшей мере, двух отдельных участках, разнесенных между собой.
8. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый температурный датчик (5) выполнен с возможностью формирования электрического или визуального выходного сигнала и, предпочтительно, электрического сигнала.
9. Впитывающее изделие по п. 1, в котором количество упомянутого изменяющего температуру материала (6) соответствует изменению температуры, которое способен воспринимать упомянутый температурный датчик (5).
10. Впитывающее изделие (1) по п. 1, в котором упомянутое впитывающее изделие (1) содержит нижний лист (3), верхний лист (2) и впитывающую сердцевину (4), расположенную между нижним листом (3) и верхним листом (2), при этом температурный датчик (5) и изменяющий температуру материал (6) расположены смежно нижнему листу (3) впитывающего изделия (1), в контакте с впитывающей сердцевиной (4), причем упомянутый температурный датчик расположен, по существу, продольно вдоль впитывающего изделия (1).
11. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6), по меньшей мере, частично покрыт водорастворимым полимером.
12. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутый температурный датчик (5) и упомянутый изменяющий температуру материал (6) расположены на материале подложки.
13. Впитывающее изделие по п. 1, в котором количество упомянутого изменяющего температуру материала (6) соответствует изменению энтальпии ΔΗ на ±(0,1-500) Дж, предпочтительно ±(0,4-400) Дж и более предпочтительно ±(1-250) Дж при каждом поступлении экскрементов.
14. Впитывающее изделие по п. 1, в котором упомянутое регулируемое изменение температуры ΔΤ равно произведению коэффициента C на упомянутое изменение температуры вследствие поступления экскрементов, то есть C×Δt, где C является либо положительной, либо отрицательной величиной.
15. Впитывающее изделие по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит эндотермический материал.
16. Впитывающее изделие по любому из пп. 1-14, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит экзотермический материал.
17. Впитывающее изделие по п. 16, в котором количество упомянутого изменяющего температуру материала (6) соответствует положительному регулируемому изменению температуры ΔΤ при активации водой на, по меньшей мере, 2°C, предпочтительно, по меньшей мере, 5°C и более предпочтительно, по меньшей мере, 10°C.
18. Впитывающее изделие по п. 16, в котором количество упомянутого изменяющего температуру материала (6) соответствует изменению энтальпии ΔΗ на ±(0,1-150) Дж и предпочтительно ±(0,4-50) Дж при каждом поступлении экскрементов.
19. Впитывающее изделие по любому из пп. 1-14, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит химическое вещество, которое активируется в контакте с водой, предпочтительно, гидроксид металла или соединение железа.
20. Впитывающее изделие по любому из пп. 1-14, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит смесь химических веществ, которые реагируют, когда растворяются в воде, предпочтительно слабых кислоты и основания, более предпочтительно органической кислоты и гидрокарбоната, еще более предпочтительно лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия NaHCO3.
21. Впитывающее изделие по любому из пп. 1-14, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит хлорид металла, предпочтительно хлорид магния, хлорид калия или хлорид кальция.
22. Впитывающее изделие по любому из пп. 1-14, в котором упомянутый изменяющий температуру материал (6) содержит аммониевую соль, предпочтительно хлорид аммония.
23. Система для обнаружения поступления экскрементов во впитывающее изделие (1), при этом упомянутая система содержит:
- впитывающее изделие (1) по любому из пп. 1-22, в котором упомянутый температурный датчик (5) выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, представляющего температуру упомянутого впитывающего изделия (1), и
- процессорный блок (8), выполненный с возможностью
обработки упомянутого выходного сигнала, сгенерированного температурным датчиком (5), причем
упомянутый процессорный блок (8) выполнен с возможностью
- определения изменения температуры, причем упомянутое изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом (6), и
- обнаружения поступления экскрементов в упомянутое впитывающее изделие на основании упомянутого изменения температуры при условии, что поступление экскрементов сопровождается изменением температуры.
24. Система для обнаружения поступления экскрементов по п. 23, в которой упомянутый процессорный блок (8) дополнительно выполнен с возможностью различения между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала на основании упомянутого изменения температуры.
25. Способ обнаружения поступления экскрементов во впитывающее изделие (1), при этом упомянутое впитывающее изделие (1) является впитывающим изделием по любому из пп. 1-22, причем упомянутый способ содержит следующие этапы:
- определяют (100)a изменение температуры, причем упомянутое изменение температуры регулируется изменяющим температуру материалом (6); и
- обнаруживают (200)a поступление экскрементов на основании упомянутого изменения температуры.
26. Способ обнаружения поступления экскрементов во впитывающее изделие (1) по п. 25, дополнительно содержащий этап различения (400) между поступлением экскрементов в форме мочи и поступлением экскрементов в форме кала на основании упомянутого изменения температуры.
27. Набор, содержащий впитывающее изделие и температурный датчик, при этом упомянутое впитывающее изделие содержит, по меньшей мере, один изменяющий температуру материал, расположенный так, что данный материал способен регулировать изменение температуры вследствие поступления экскрементов, и так, что упомянутый температурный датчик способен воспринимать упомянутое регулируемое изменение температуры при расположении в контакте с упомянутым впитывающим изделием.
| US 2010164733 A1, 01.07.2010 | |||
| US 2012310192 A1, 06.12.2012 | |||
| RU 2007124486 A, 10.02.2009 | |||
| US 20090287172 A1, 19.11.2009 | |||
| US 2010160882 A1, 24.06.2010. |
