Прикрепляемое устройство для беспроводного детектора влажности для впитывающего изделия
Система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, содержит удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление содержит первую присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней, и сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней; при этом второй крепежный элемент имеет площадь и соразмерен отношению площади к массе системы; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см. Система также содержит устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Впитывающие изделия, такие как подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету, урологические прокладки, женские гигиенические прокладки, нижнее белье для плавания и т. п., традиционно содержат проницаемую для жидкости прилегающую к телу подкладку, непроницаемое для жидкости внешнее покрытие и впитывающую структуру. Впитывающая структура, как правило, расположена между внешним покрытием и подкладкой для того, чтобы она впитывала в себя и удерживала жидкости (например, мочу), выделяемые организмом носящего. Впитывающая структура может быть изготовлена, например, из частиц суперабсорбента. Многие впитывающие изделия, в частности предлагаемые фирмой Kimberly-Clark Corporation, поступающие в продажу под торговым наименованием HUGGIES, настолько эффективно впитывают жидкости, что иногда трудно установить, загрязнено или нет впитывающее изделие выделением организма, особенно когда впитывающее изделие носит новорожденный или другие носящие младшего возраста. Количества загрязнений у таких носящих обычно бывают очень малыми. У других носящих загрязнения тоже могут вырабатываться в очень малых количествах.
Поэтому для использования во впитывающих изделиях предложены различные типы индикаторов влаги или влажности. К индикаторам влажности относятся различные пассивные индикаторы, такие как индикаторные полоски, печатные элементы или другие устройства, находящиеся внутри впитывающего изделия, в результате чего лицу, осуществляющему уход, приходится оплачивать стоимость индикатора влажности в каждом впитывающем изделии независимо от того, имеет или нет лицо, осуществляющее уход, намерение воспользоваться индикатором влажности. К индикаторам влажности также могут относиться устройства тревожной сигнализации, предназначенные для оказания помощи родителям или обслуживающему персоналу в раннем распознавании состояния впитывающего изделия. Эти устройства могут вырабатывать звуковой, осязательный, электромагнитный или визуальный сигнал. Многие из этих устройств выполнены на базе электронных компонентов, включая проводящие элементы, находящиеся внутри каждого впитывающего изделия, что может вести к увеличению себестоимости впитывающего изделия.
В некоторых конструкциях, например, во впитывающих изделиях, размещены проводящие нити или фольга, которые проходят от передней стороны изделия до задней стороны изделия. Проводящие материалы служат в качестве проводящих выводов для устройства сигнализации и образуют в изделии разомкнутую цепь, которая может быть замкнута, когда эту цепь замыкает жидкость организма, такая как моча.
Однако внедрение во впитывающие изделия проводящих выводов вызвало различные проблемы. Например, впитывающие изделия, как правило, изготавливаются массово на машинном оборудовании с очень быстрым движением. При обычных скоростях на машинном оборудовании внедрение проводящих выводов во впитывающее изделие является проблематичным.
Кроме того, впитывающие изделия в упаковке обычно пропускаются через детектор металла, чтобы убедиться, что в упаковке отсутствуют инородные объекты. Если проводящие выводы изготовлены из металла или содержат его, детектор металла может сработать, ошибочно регистрируя положительный результат. Внедрение во впитывающие изделия металлических материалов, кроме того, может вызывать проблемы у лиц, носящих изделия, при попытке пройти через арочные металлоискатели, содержащие металл.
На основании указанного выше на сегодняшний момент существует необходимость в такой системе сигнализации, предназначенной для впитывающего изделия, для которой не нужны проводящие элементы, содержащие металл, или другие устройства, которые должны вставляться внутрь изделия.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Авторами настоящего изобретения выполнен большой объем научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, направленных на усовершенствование впитывающих изделий, в частности таким образом, чтобы применять индикатор влажности только тогда, когда это нужно лицу, осуществляющему уход, и без увеличения стоимости впитывающего изделия. Существует общая потребность в выявлении влажности во впитывающих изделиях и урологических прокладках. Предпочтительной является технология, которую можно реализовать без внесения изменений в конструкцию впитывающего изделия.
Настоящее изобретение в целом направлено на создание различных систем сигнализации, которые особенно хорошо подходят для применения совместно с впитывающими изделиями. Системы сигнализации, например, могут быть подключены к устройству сигнализации, которое может быть выполнено с возможностью подачи такого сигнала, как звуковой, осязательный, электромагнитный или визуальный сигнал, для указания пользователю на присутствие во впитывающем изделии жидкости организма. Например, в одном варианте осуществления изобретения впитывающее изделие содержит подгузник, и система сигнализации выполнена с возможностью индикации присутствия мочи или стула. Однако в других впитывающих изделиях системы сигнализации могут быть выполнены с возможностью индикации присутствия дрожжей или метаболитов.
Более конкретно, в соответствии с настоящим изобретением предлагается система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия; удерживающее приспособление содержит первую присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней, и сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом второй крепежный элемент имеет площадь и соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм, и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см. Система также содержит устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
Настоящее изобретение также направлено на систему обнаружения влажности, предназначенную для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление имеет обращенную к изделию поверхность и содержит присоединительную лапку и сенсорную полосу, содержащую датчик, при этом обращенная к изделию поверхность покрыта крепежным элементом, который имеет площадь и соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюймов на один грамм, и имеет силу отрыва, составляющую, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм, и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см. Система также содержит устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
Настоящее изобретение также направлено на систему обнаружения влажности, предназначенную для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление содержит присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней, и сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом сила отрыва второго крепежного элемента составляет, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см. Система также содержит устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
Настоящее изобретение также направлено на систему обнаружения влажности, предназначенную для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности, при этом удерживающее приспособление содержит присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней, и сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом второй крепежный элемент имеет площадь и представляет собой липучки с микрокрючками, которые полностью покрывают обращенную к изделию сторону сенсорной полосы, имеет силу отрыва, составляющую, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм, и соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм, и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см. Система также содержит устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
Другие признаки и варианты осуществления настоящего изобретения более подробно рассматриваются ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Более полное понимание сущности настоящего изобретения будет достигнуто и дополнительные признаки станут очевидны из следующего ниже подробного описания и прилагаемых графических материалов. Графические материалы служат исключительно для наглядного пояснения на примере и не предполагают ограничение объема формулы изобретения.
На фиг. 1 представлен вид в перспективе спереди впитывающего изделия, содержащего систему обнаружения влажности согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 2 в графическом представлении показаны результаты испытания на прочность на отрыв материалов, которые могут применяться вместе с системой обнаружения влажности по фиг. 1.
Повторное использование ссылочных позиций в данном описании и в графических материалах имеет целью представление одинаковых или аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения. Графические материалы приведены для наглядности и необязательно изображены в масштабе. Их определенные пропорции могут быть увеличены, тогда как другие могут быть уменьшены.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Специалисту в данной области необходимо понимать, что настоящее рассмотрение представляет собой описание только иллюстративных вариантов осуществления и не предполагает ограничения более широких вариантов осуществления настоящего изобретения.
Настоящим изобретением в целом относится к системам сигнализации для впитывающих изделий, которые показывают пользователю, когда жидкость организма оказала загрязняющее воздействие на изделие. Например, в одном варианте осуществления изобретения система сигнализации выполнена с возможностью подачи сигнала, когда во впитывающем изделии выявлена моча. Особым преимуществом является то, что системы сигнализации, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут обнаруживать присутствие жидкости организма внутри впитывающего изделия и при этом нет необходимости в выполнении впитывающего изделия с элементами или датчиками, заключенными внутри изделия. В прошлом, например, внутри впитывающего изделия обычно размещали металлические проводящие выводы. Системы сигнализации, предлагаемые согласно настоящему изобретению, с другой стороны, могут обнаруживать присутствие жидкости организма с внешней поверхности изделия, что позволяет значительно упростить внедрение системы сигнализации в изделие.
В соответствии с настоящим изобретением система сигнализации может иметь различные конфигурации и варианты дизайна. Как показано на фиг. 1, для иллюстративных целей, впитывающее изделие 20, которое может применяться вместе с системами сигнализации согласно настоящему изобретению. Впитывающее изделие 20 может быть или не быть изделием одноразового использования. Необходимо понимать, что настоящее изобретение может быть использовано с различными другими впитывающими изделиями, предназначенными для персонального ношения, включая без ограничения подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету, нижнее белье для плавания, женские гигиенические прокладки, урологические прокладки, медицинскую одежду, хирургические мягкие подкладки и поддерживающие повязки, другую персональную гигиеническую или лечебную одежду и т. п., без отклонения от объема настоящего изобретения.
Исключительно для целей пояснения, различные материалы и способы выполнения впитывающих изделий, таких как впитывающее изделие 20, представляющих собой различные варианты осуществления настоящего изобретения, раскрыты в международной заявке на патент WO 00/037009, опубликованной 29 июня 2000 года, A. Fletcher и др.; патенте США 4940464, выданном 10 июля 1990 года Van Gompel и др.; патенте США 5766389, выданном 16 июня 1998 года Brandon и др.; и патенте США 6645190, выданном 11 ноября 2003 года Olson и др., которые путем ссылки включены в данный документ в той мере, в которой они согласуются с данным документом (то есть не находятся в противоречии с ним).
Впитывающее изделие 20 наглядно изображено на фиг. 1. Впитывающее изделие 20 определяет две продольные концевые области, иначе называемые в данном документе передней областью 22 и задней областью 24, а также центральную область, иначе называемую в данном документе промежностной областью 26, проходящую в продольном направлении между передней и задней областями 22, 24 и соединяющую их между собой. Впитывающее изделие 20 также определяет внутреннюю поверхность 28, подогнанную таким образом (например, размещенную относительно других компонентов впитывающего изделия 20), чтобы быть обращенной к носящему, и внешнюю поверхность 30, расположенную напротив внутренней поверхности 28. Передняя и задняя области 22, 24 - это те части впитывающего изделия 20, которые при ношении полностью или частично покрывают или охватывают талию или средне-нижнюю часть туловища носящего. Промежностная область 26, в целом, является той частью впитывающего изделия 20, которая при ношении расположена между ногами носящего и покрывает нижнюю часть туловища и промежность носящего. Впитывающее изделие 20 имеет два расположенных в поперечном направлении напротив друг друга боковых края 36 и два расположенных напротив друг друга в продольном направлении поясных края, соответственно обозначенных как передний поясной край 38 и задний поясной край 39.
Изображенное впитывающее изделие 20 содержит каркас 32, который, в данном варианте осуществления изобретения, содержит переднюю область 22, заднюю область 24 и промежностную область 26. Как видно из фиг. 1, каркас 32 содержит внешнее покрытие 40 и прилегающую к телу подкладку 42, которая может быть соединена с внешним покрытием 40 таким образом, что они наложены друг на друга, с помощью адгезивов, способом соединения ультразвуковой сваркой, тепловым соединением или другими известными способами. Каркас 32 еще может содержать впитывающую структуру (не показана).
Впитывающее изделие 20, кроме того, может сдержать две противолежащие эластичные боковые панели (не показаны), которые присоединяются к задней области 24 каркаса 32. Боковые панели могут быть натянуты вокруг талии и/или бедер носящего для закрепления одежды на месте. В альтернативном варианте осуществления изобретения эластичные боковые панели могут быть также выполнены как одно целое с каркасом 32. Например, боковые панели могут содержать продолжение прилегающей к телу подкладки 42, внешнего покрытия 40 или как прилегающей к телу подкладки 42, так и внешнего покрытия 40. Однако необходимо понимать, что в качестве альтернативы боковые панели могут быть соединены с передней областью 22 изделия 20.
Эластичные боковые панели могут быть соединены при помощи застегивающей системы (не показана) для образования трехмерной конфигурации впитывающего изделия, имеющей отверстие 50 для талии и два отверстия 52 для ног. Отверстие 50 для талии впитывающего изделия 20 образовано поясными краями 38 и 39, которые охватывают талию носящего.
Боковые панели могут крепиться с возможностью снятия к передней области 22 изделия 20 при помощи застегивающей системы. В других вариантах осуществления изобретения боковые панели могут быть соединены без возможности снятия с каркасом 32 на каждом конце. Боковые панели могут быть неразъемно соединены, например, при изготовлении трусов для приучения ребенка к туалету или одежды для купания с впитывающей прокладкой.
Впитывающее изделие 20, в дополнение к тому, что оно может иметь эластичные боковые панели, может содержать различные поясные эластичные элементы (не показаны) для обеспечения эластичности вокруг отверстия 50 для талии.
Впитывающее изделие 20 может содержать систему 110 обнаружения влажности, которая может быть применена для обнаружения влажности, такой как влажность от мочи, экскрементов или других выделений организма во впитывающем изделии 20. Система 110 обнаружения влажности содержит устройство 120 сигнализации многоразового использования и удерживающее приспособление 150.
Устройство 120 сигнализации многоразового использования приспособлено для обнаружения влажности без применения проводников внутри впитывающего изделия 20. К числу подходящих технологий для обнаружения влажности относятся емкостные датчики, такие как описанные в совместно рассматриваемой заявке на патент США № 12/648645, индуктивные датчики, такие как описанные в совместно рассматриваемой заявке на патент США № 11/983970, и основанные на отражении инфракрасного излучения датчики, такие как описанные в совместно рассматриваемой заявке на патент США № 12/636888, каждая из которых включена путем ссылки в данный документ в той мере, в которой она не противоречит данному документу. Возможно применение любой другой подходящей технологии для обнаружения влажности.
Датчики, как описанные в данном документе, также описаны, например, в публикации заявки на патент США № 2008/0048786, которая путем ссылки включена в данный документ в той мере, в которой она не противоречит данному документу.
Устройство 120 сигнализации может содержать корпус 125. Корпус 125 может быть выполнен таким образом, что устройство 120 сигнализации сводит к минимуму возникающее при ношении неудобство. Однако устройство 120 сигнализации, прикрепленное к впитывающему изделию 20, должно быть не только удобным, но и износостойким. На основе антропоморфного моделирования устройства 120 сигнализации, выполняемые в соответствии с настоящим изобретением, изготавливают с размерами, находящимися в требуемых пределах. Кроме того, устройство 120 сигнализации может также иметь закругления на углах устройства 120 сигнализации, которые ограничены совокупностью требуемых пределов для того, чтобы углы не наталкивались на поверхность тела, не царапали или не оказывали на него толчкового воздействия.
В данном варианте осуществления изобретения устройство 120 сигнализации может содержать корпус 125, который вмещает внутренние компоненты. К внутренним компонентам, например, может относиться батарея, и они могут быть выполнены с возможностью генерации звукового сигнала, осязательного сигнала, электромагнитного сигнала, радиосигнала, визуального сигнала, любого другого подходящего сигнала или любой их комбинации. Корпус 125 в данном варианте осуществления изобретения может иметь прямоугольную форму, такую как квадратная форма, с закругленными углами, или корпус 125 может иметь круглую, яйцевидную или любую другую подходящую форму. К корпусам 125, которые подходят для применения в описываемой здесь системе 110 обнаружения влажности, относятся корпуса, также описанные, например, в заявке на выдачу патента США № 11/848714, которая включена в данный документ путем ссылки в той мере, в какой она не противоречит данному документу.
Как видно из фиг. 1, устройство 120 сигнализации может также содержать гибкую сенсорную полосу 130, проходящую от корпуса 125. В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения гибкая сенсорная полоса 130 представляет собой гибкую пластмассовую пленку, содержащую матрицу емкостных чувствительных элементов. Чувствительные элементы могут быть выполнены в виде двух плоских электродов, составляющих виртуальный конденсатор с открытой поверхностью. Гибкая сенсорная полоса 130 может быть выполнена путем травления из тонколистовой меди, наслоенной на гибкую и непроводящую подложку. Такие гибкие и непроводящие подложки содержат полиимид, сложный полиэфир и любой другой подходящий материал. Примером такого материала является пленка KAPTON, изготавливаемая фирмой E. I. du Pont de Nemours and Company из г. Уилмингтон, шт. Делавэр, США. Способ травления широко применяется для изготовления печатных плат в электронной промышленности. Другие способы изготовления гибкой печатной платы включают шелкотрафаретную печать, глубокую печать и флексографическую печать. Проводящий материал, образующий конденсаторы с открытой поверхностью, состоит из таких проводящих материалов, как медь, серебро или углеродная сажа. Гибкая сенсорная полоса 130 может быть электрически соединена с устройством 120 сигнализации с помощью соединителя с нулевым усилием сочленения или любого другого подходящего соединителя.
Что касается описанного здесь конкретного примера, то недавно проведенное исследование показало, что несогласованное или завышенное расстояние между емкостным чувствительным элементом и выявляемым веществом может вызывать изменение или потерю функции обнаружения, что ведет к получению недостоверных результатов. Движение носящего может вызывать или увеличивать несогласованность в расстояниях. В результате этого в случае емкостных чувствительных элементов извлекается польза из надежного прикрепления в пределах всей области обнаружения, которое даже может требоваться, потому что емкость чувствительна к расстоянию и/или глубине.
Кроме того, слишком длинная или слишком короткая сенсорная полоса 130 может также отрицательно влиять на функциональные возможности устройства 120 сигнализации в отношении обнаружения, потому что устройство сигнализации не будет выполнено с надлежащими размерами для приспособления к движению и/или покрытия исследуемую область. Сенсорная полоса 130 может быть любой формы, в том числе прямолинейной, дугообразной, круглой или неправильной, в том числе наличие расширенной части на одном конце сенсорной полосы 130.
В стандартных материалах, используемых в таких областях применения, может быть предусмотрено применение масла, такого как минеральное масло. Масло может отрицательно влиять на способность устройства 120 сигнализации оставаться в достаточной степени прикрепленным к внешней поверхности 30, потому что такое минеральное масло ухудшает способность устройств для прикрепления оставаться прикрепленными к устройству 120 сигнализации. Некоторые полимеры, которые, в остальном, пригодны для такого применения, содержат минеральное масло для придания гибкости частям устройства 120 сигнализации. В одном примере количество минерального масла может быть уменьшено путем выбора определенных полимеров, которые известны специалистам в данной области техники.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения вся обращенная к изделию поверхность сенсорной полосы 130 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Согласно другому варианту осуществления изобретения по существу вся обращенная к изделию поверхность сенсорной полосы 130 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Согласно другому варианту осуществления изобретения большая часть обращенной к изделию поверхности сенсорной полосы 130 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Согласно другому варианту осуществления изобретения половина обращенной к изделию поверхности сенсорной полосы 130 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Наконец, согласно другому варианту осуществления изобретения часть обращенной к изделию поверхности сенсорной полосы 130 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20.
Гибкая сенсорная полоса 130 может содержать крепежный элемент 160, благодаря чему пользователь может прикреплять гибкую сенсорную полосу 130 к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Гибкая сенсорная полоса 130 может прикрепляться к внешней поверхности 30 при помощи адгезивов, когезивов, механических застегивающих приспособлений, таких как липучки, или любого другого крепежного элемента.
Как указано выше, система 110 обнаружения влажности содержит удерживающее приспособление 150. Устройство 120 сигнализации прикрепляется к удерживающему приспособлению 150 или изготовителем, или потребителем. Удерживающее приспособление 150 может быть выполнено как часть устройства 120 сигнализации при изготовлении устройства 120 сигнализации. В других вариантах осуществления изобретения удерживающее приспособление 150 может крепиться к устройству 120 сигнализации посредством литьевого формования, сшивания, соединения при помощи адгезивов, соединения ультразвуковой сваркой или теплового соединения. Удерживающее приспособление 150 может быть также прикреплено к устройству 120 сигнализации с помощью механических средств крепления, таких как гайка и болт, конструкции защелкивающего или свинчивающего типа или любого другого подходящего крепежного элемента.
Удерживающее приспособление 150 приспособлено для прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20, в частности потребителем. Удерживающее приспособление 150 прикрепляется к внешней поверхности 30 таким образом, чтобы устройство 120 сигнализации прилегало к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. В зависимости от метода изготовления сенсорная полоса 130 может быть частью устройства 120 сигнализации либо частью удерживающего приспособления 150.
Система 110 обнаружения влажности предпочтительно выполняется с такими размерами и располагается таким образом, чтобы сенсорная полоса 130 прилегала к той области впитывающего изделия 20, в которую с наибольшей вероятностью может произойти рассматриваемое загрязнение. В конкретном варианте осуществления изобретения гибкая сенсорная полоса 130 должна иметь такую длину, чтобы она охватывала по меньшей мере четверть длины впитывающего изделия 20, от средней точки впитывающего изделия 20 до передней впитывающего изделия 20. Необходимо понимать, что соответствующие области могут изменяться в зависимости от типа изделия, размера изделия и пола пользователя, для которого оно предназначено.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, изображенном на фиг. 1, удерживающее приспособление 150 содержит гибкие лапки 185. Гибкие лапки 185 крепятся к внешней поверхности 30 потребителем. Удерживающее приспособление 150 и/или гибкие лапки 185 могут крепиться к внешней поверхности 30 при помощи адгезивов, когезивов, механических застегивающих приспособлений, таких как липучки, или при помощи любого другого подходящего крепежного элемента 170.
В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения удерживающее приспособление 150, содержащее гибкие лапки 185, может быть выполнено как одно целое с сенсорной полосой 130, с устройством 120 сигнализации или как с тем, так и с другим. Гибкие лапки 185 могут быть любой формы, в том числе прямолинейной, дугообразной, круговой или неправильной, включая наличие расширенной части на одном конце гибких лапок 185.
В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения крепежный элемент 170 представляет собой в основном липучки, сцепленные с удерживающим приспособлением 150 таким образом, что крючки липучек могут входить в зацепление с внешней поверхностью 30. Для удачного прикрепления удерживающего приспособления 150 к внешней поверхности 30 важны технические характеристики крючков. При слишком большой длине крючка сенсорная полоса 130 будет отстоять на слишком большом расстоянии от внешней поверхности 30. Очень маленький крючок может быть более благоприятен для кожи, но не может надежно входить в зацепление с внешней поверхностью 30.
Для того чтобы устройство 120 сигнализации функционировало требуемым образом, оно должно оставаться на месте и должно соответствовать впитывающему изделию 20 и телу носящего. Для этого по меньшей мере часть удерживающего приспособления 150 вместе с крепежным элементом 170, таким как липучки, и адгезивом, применяемым для обеспечения сцепления липучек с удерживающим приспособлением 150, должна обладать гибкостью. Гибкость в этом варианте осуществления изобретения измеряется в виде жесткости при изгибе, которую определяют с помощью прибора для измерения жесткости на изгиб, в данном случае прибора Model KES-FB2-L совместно с его блоком сбора данных и программой KES-FB System Measurement Program FB2-L только версии 7.09 WJ для Microsoft Windows 98, NT, 2000, который выпускается фирмой Kato Tech Co., Ltd. в Японии. В различных вариантах осуществления изобретения жесткость при изгибе должна быть меньше 100 гс см2/см, меньше 75 гс см2/см, меньше 50 гс см2/см, меньше 35 гс см2/см, меньше 30 гс см2/см или меньше 25 гс см2/см.
В таблице 1 указаны результаты испытания жесткости при изгибе различных материалов и комбинаций материалов, которые могут быть применены в данном устройстве.
ТАБЛИЦА 1. Жесткость при изгибе
| Материал | Изготовитель | Жесткость при изгибе (гс см2/см) |
| Датчик (CY081-B кожух + 97-3257 крючок + емкостная сенсорная полоса из сложного полиэфира) | 29,62 | |
| кожух Dynaflex 7930A | PolyOne Corp., г. Макгенри, шт. Иллинойс, США | 24,70 |
| кожух Dynaflex G-7950 | PolyOne Corp., г. Макгенри, шт. Иллинойс, США | 54,5 |
| Dynalloy 8900-30 | PolyOne Corp., г. Макгенри, шт. Иллинойс, США | 22,38 |
| полиимидная, длиной 2 мил емкостная сенсорная полоса с полученными травлением медными дорожками | Plexus, г. Нина, шт. Висконсин, США | 60,30 |
| полиимидная, длиной 4 мил емкостная сенсорная полоска с полученными травлением медными дорожками | Plexus, г. Нина, шт. Висконсин, США | 127,9 |
| Емкостная сенсорная полоска из сложного полиэфира с печатными дрожками из серебра | фирма Soligie, Inc., г. Савидж, шт. Миннесота, США | 9,62 |
| 97-3257 Липучки | Velcro USA Inc., г. Манчестер, шт. Нью-Гемпшир, США | 1,47 |
CY081-B кожух: 80% Kraton G1645 (от Kraton Polymers) + 20% ESCORENE EVA 7710 (от Exxon Mobil Corporation)
В одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 120 сигнализации может предпочтительно содержать жесткую часть в дополнение к гибкой части. Такая жесткая часть может содержать электронную печатную плату, батарею и любые другие необходимые компоненты или желательные компоненты. В других вариантах осуществления изобретения применение гибких компонентов может исключить необходимость в наличии жесткой части.
Кроме того, для вариантов осуществления изобретения, в которых в качестве крепежного элемента 160 и/или 170 применяются липучки, липучки должны иметь отношение площади липучек к массе датчика, равное по меньшей мере 0,1 кв. дюйма на грамм, по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм, по меньшей мере 0,25 кв. дюйма на грамм или по меньшей мере 0,3 дюйма на грамм. Данные, приведенные в таблице 2, были получены в результате исследования применения.
Таблица 2
| Описание | Площадь липучек (кв. дюймов) | Масса датчика (г) | Площадь липучек/масса датчика (дюймов2/г) | % снятия «сенсорной головки» при применении |
| Малые крылья | 8,98 | 37 | 0,24 | 10,5 |
| Средние крылья | 11,65 | 34 | 0,34 | 7,1 |
| Большие крылья | 14,32 | 40 | 0,36 | 0,0 |
К тому же, для вариантов осуществления изобретения, в которых в качестве крепежного элемента 160 и/или 170 применяются липучки, липучки должны иметь прочность на отрыв по отношению к внешней поверхности 30, равную по меньшей мере 5 гс/дюйм (0,2 гс/мм), по меньшей 11 гс/дюйм (0,4 гс/мм), по меньшей мере 25 гс/дюйм (1,0 гс/мм), по меньшей мере 40 гс/дюйм (1,6 гс/мм), по меньшей мере 60 гс/дюйм (2,4 гс/мм) или по меньшей мере 90 гс/дюйм (3,5 гс/мм). Прочность на отрыв липучек измеряли с помощью прибора для испытания на растяжение с постоянной скоростью растяжения образца (CRE) с автоматизированным сбором данных и системой регулировки кадров, такого как MTS TestWorks® для программного обеспечения Windows версии 4.0, поставляемого MTS Systems Corporation, г. Иден-Прери, шт. Миннесота, или Instron Bluehill 2, поставляемого фирмой Instron Corporation, г. Норвуд, шт. Массачусетс, или эквивалентного ему.
Длина базы измерения была задана равной 1,5 ± 0,04 дюйма (38 ± 1 мм) при скорости испытания 40 ± 0.04 дюймов (1016 ± 10 мм) в минуту. С использованием валика массой 2 кг кусок образца липучек шириной 1,5 дюйма (38 мм) и длиной 4 дюйма (101 мм) ввели в зацепление с куском материала внешнего покрытия шириной 2 дюйма (50 мм) и длиной 4 дюйма (101 мм). Образец липучек разместили в верхнем захвате, а образец внешнего покрытия разместили в нижнем захвате прибора для испытания на растяжение. Расстояние отрыва было задано равным 4 дюймам (101 мм). Вычислили среднюю силу отрыва в пределах расстояния отрыва от 1 дюйма (25 мм) до 3 дюймов (76 мм) и затем использовали ее для вычисления средней силы отрыва для ширины образца липучек свыше 1,5 дюйма (38 мм) при конечной единице измерения гс/дюйм.
На фиг. 2 и в таблице 3 показана средняя прочность на отрыв различных липучек, прикрепляющихся к двум разным материалам внешнего покрытия. Материалы 97-3257, 97-1090, HTH 877 и 294-7004 представляют собой липучки, поставляемые фирмой Velcro из США. Внешнее покрытие 1 представляет собой нетканый материал спанбонд плотностью 20 г/м2, на который наслоена полиэтиленовая пленка, поставляемый фирмой Kimberly-Clark Corporation, находящейся в г. Даллас, шт. Техас, США. Внешнее покрытие 2 представляет собой материал бикомпонентный спанбонд плотностью 14 г/см2, на который наслоена полиэтиленовая пленка, поставляемый фирмой Avgol American Inc., находящейся в г. Моксвиль, шт. Северная Каролина, США.
Таблица 3
| ID | Средняя прочность на отрыв (гс/дюйм) | Средняя прочность на отрыв (гс/мм) |
| 97-3257 w/aSFL | 10,6 | 0,4 |
| 97-3257 w/BICO | 164,0 | 6,5 |
| 97-1090 w/aSFL | 5,1 | 0,2 |
| 97-1090 w/BICO | 160,7 | 6,3 |
| 877 w/aSFL | 5,6 | 0,2 |
| 877 w/BICO | 114,9 | 4,5 |
| 732 w/aSFL | 3,9 | 0,2 |
| 732 w/BICO | 95,2 | 3,8 |
| 294-1001 w/aSFL | 11,0 | 0,4 |
| 294-1001 w/BICO | 33,3 | 1,3 |
| 294-7004 w/aSFL | 5,0 | 0,2 |
| 294-7004 w/BICO | 38,8 | 1,5 |
| 97-3257 w/3905 | 34,9 | 1,4 |
| 97-3257 w/FNL 251 | 1272,6 | 50,2 |
| 732 w/3905 | 131,3 | 5,2 |
| 732 w/FNL 251 | 983,8 | 38,8 |
Каждая гибкая лапка 185 имеет центральную линию 187 гибкой лапки. Гибкая сенсорная полоса 130 имеет центральную линию 133 сенсорной полосы. Одна или обе гибкие лапки 185 могут выступать от центра удерживающего приспособления 150 таким образом, что центральная линия 187 гибкой лапки образует тупой угол с центральной линией 133 сенсорной полосы для обеспечения дополнительной опоры для поддержания удерживающего приспособления 150 прикрепленным к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. В конкретном варианте осуществления изобретения центральные линии 187 гибких лапок образуют вместе с центральной линией 133 сенсорной полосы Y-образную форму, как видно из фиг. 1.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения все обращенные к изделию поверхности удерживающего приспособления 150 и/или гибких лапок 185 могут обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. В другом варианте осуществления изобретения по существу все обращенные к изделию поверхности удерживающего приспособления 150 и/или гибких лапок 185 могут обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. В другом варианте осуществления изобретения большая часть обращенной к изделию поверхности удерживающего приспособления 150 и/или гибких лапок 185 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. В другом варианте осуществления изобретения половина обращенной к изделию поверхности удерживающего приспособления 150 и/или гибких лапок 185 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20. Наконец, в другом варианте осуществления изобретения часть обращенной к изделию поверхности удерживающего приспособления 150 и/или гибких лапок 185 может обладать способностью прикрепления к внешней поверхности 30 впитывающего изделия 20.
В некоторых вариантах осуществления изобретения сразу после прикрепления потребителем гибких лапок 185 и гибкой сенсорной полосы 130 к внешней поверхности 30 потребитель затем может прикрепить устройство 120 сигнализации к удерживающему приспособлению 150. В других вариантах осуществления изобретения устройство 120 сигнализации прикреплено к удерживающему приспособлению 150 изготовителем, и потребителю нужно лишь прикрепить удерживающее приспособление 150 к внешней поверхности 30. После этого устройство 120 сигнализации готово к обнаружению влажности внутри впитывающего изделия 20. Гибкие лапки 185 и гибкая сенсорная полоса 130 могут быть изготовлены из тканого материала или нетканого материала, такого как СМС, спанбонд, пленки, такой как полипропилен, каучук, другой эластомерный материал или любой другой подходящий материал, или отдельно взятый, или наслоенный на нетканый материал.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения гибкие лапки 185, гибкая полоса 130 и устройство 120 сигнализации могут быть выполнены вместе как один блок из литьевого пластмассового или другого подходящего материала. Крепежный элемент 160, 170 может представлять собой адгезив, когезив, липучки или любой другой подходящий крепежный элемент.
К числу различных устройств для прикрепления относятся такие, как публикация заявки на патент США № 2007/0142797 Long и др., озаглавленной «Garments With Easy-To-Use Signaling Device»; публикация заявки на патент США № 2006/0244614 Long), озаглавленной «Connection Mechanisms»; и публикация заявки на патент США № 2007/0024457 Long и др., озаглавленной «Connection Mechanisms In Absorbent Articles For Body Fluid Signaling Devices», которые являются заявками, рассматриваемыми совместно с данной заявкой и с тем же правопреемником, и которые путем ссылки включены в данный документ в той мере, в которой они согласуются (то есть не находятся в противоречии) с данным документом.
Удерживающее приспособление 150 может быть выполнено изделием одноразового использования вместе с впитывающим изделием 20, к которому оно прикреплено, если для удерживающего приспособления 150 выбраны материалы в целом одноразового использования. Наличие удерживающего приспособления 150, рассчитанного на одноразовое использование вместе с изделием 20, может обеспечить повышение степени чистоты и достижение простоты использования, а также может быть выгодно в том плане, что исчезает необходимость в его удалении из использованного изделия 20. К тому же, если удерживающее приспособление 150 используется более одного раза, его может быть нелегко прикрепить повторно. В этих вариантах осуществления изобретения материалы, из которых изготавливается удерживающее приспособление 150, должны быть относительно недорогостоящими.
Удерживающее приспособление 150 может быть рассчитано на многоразовое использование, если для удерживающего приспособления 150 выбраны материалы, в целом являющиеся износостойкими. Наличие удерживающего приспособления 150 многоразового использования повышает износостойкость, облегчает стирку, и его местоположение легче скорректировать, если вместо адгезива применяется механическое застегивающее приспособление, такое как липучки.
Устройство 120 сигнализации может подавать любой подходящий сигнал, указывающий пользователю на то, что впитывающее изделие 20 загрязнено. Этот сигнал может представлять собой, например, звуковой сигнал, осязательный сигнал, электромагнитный сигнал, радиосигнал, визуальный сигнал, любой другой подходящий сигнал или любую их комбинацию. Звуковой сигнал, например, может быть просто зуммерным сигналом или же может представлять собой мелодию. В еще одном другом варианте осуществления изобретения устройство сигнализации может подавать радиосигнал, который затем вызывает срабатывание удаленного устройства, такого как телефон или пейджер.
Другие варианты осуществления устройства 120 сигнализации можно найти в публикации совместно рассматриваемой заявки на патент США № 12/347,539, озаглавленной «Remote Detection Systems For Absorbent Articles», которая путем ссылки включена в данный документ в той мере, в которой она не противоречит ему.
В альтернативном варианте осуществления устройство 120 сигнализации может быть выполнено с возможностью его удаления из впитывающего изделия 20, подлежащего утилизации, для его установки на новое впитывающее изделие 20. В действительности, в одном варианте осуществления устройство 120 сигнализации может содержать ряд уставок в зависимости от того, к какому впитывающему изделию 20 оно прикрепляется. Таким образом, система сигнализации может быть модифицирована исходя из характеристик конкретного изделия. Приобретенное изделие может дать потребителю информацию о том, с какой уставкой его использовать.
Рассмотренные выше и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть реализованы на практике специалистами в области техники без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, которые конкретнее определены в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, необходимо понимать, что элементы различных вариантов осуществления изобретения могут быть полностью или частично взаимозаменяемыми. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что приведенное выше описание служит только в качестве примера и не предполагает ограничения изобретения, дополнительно описанного в прилагаемой формуле изобретения, приведенной ниже.
1. Система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит:
удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление содержит
первую присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней; и
сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом второй крепежный элемент имеет площадь и соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см; и
устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второй крепежный элемент представляет собой липучки с микрокрючками.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второй крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону сенсорной полосы.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону первой присоединительной лапки.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сила отрыва второго крепежного элемента составляет, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый крепежный элемент является таким же элементом, что и второй крепежный элемент.
7. Система по п. 1, дополнительно содержащая вторую присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждая присоединительная лапка имеет центральную линию присоединительной лапки, а сенсорная полоса имеет центральную линию сенсорной полосы, при этом центральная линия каждой присоединительной лапки образует тупой угол с центральной линией сенсорной полосы.
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что центральная линия сенсорной полосы и центральные линии присоединительных лапок образуют Y-образный профиль.
10. Система по п. 1, отличающаяся тем, что присоединительная лапка имеет центральную линию присоединительной лапки, а сенсорная полоса имеет центральную линию сенсорной полосы, при этом центральная линия присоединительной лапки образует тупой угол с центральной линией сенсорной полосы.
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство сигнализации выполнено как одно целое с удерживающим приспособлением.
12. Система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит:
удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление имеет обращенную к изделию поверхность и содержит присоединительную лапку и сенсорную полосу, содержащую датчик; при этом обращенная к изделию поверхность покрыта крепежным элементом, который имеет площадь, соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм, и имеет силу отрыва, составляющую, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см; и
устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
13. Система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит:
удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление содержит
присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней; и
сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом сила отрыва второго крепежного элемента составляет, по отношению к внешней поверхности, по меньшей мере 11 гс/дюйм; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см; и
устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что второй крепежный элемент имеет площадь и соразмерен отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм.
15. Система по п. 13, отличающаяся тем, что второй крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону сенсорной полосы.
16. Система по п. 13, отличающаяся тем, что первый крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону присоединительной лапки.
17. Система обнаружения влажности, предназначенная для применения вместе с впитывающим изделием, имеющим внешнюю поверхность, при этом система имеет массу и содержит:
удерживающее приспособление, приспособленное для прикрепления потребителем к внешней поверхности впитывающего изделия, при этом удерживающее приспособление содержит
присоединительную лапку, имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую первый крепежный элемент, зафиксированный на ней; и
сенсорную полосу, содержащую датчик и имеющую обращенную к изделию сторону, содержащую второй крепежный элемент, зафиксированный на ней, при этом второй крепежный элемент имеет площадь и представляет собой липучки с микрокрючками, которые полностью покрывают обращенную к изделию сторону сенсорной полосы, имеют силу отрыва, составляющую, по отношению к внешней поверхности, по меньшей 11 гс/дюйм, и соразмерны отношению площади к массе системы, составляющему по меньшей мере 0,2 кв. дюйма на грамм; и при этом жесткость сенсорной полосы при изгибе составляет менее 30 гс см2/см; и
устройство сигнализации, соединенное с удерживающим приспособлением и электрически связанное с датчиком, при этом система приспособлена для обнаружения влажности внутри изделия без применения проводников внутри впитывающего изделия.
18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что первый крепежный элемент является таким же элементом, что и второй крепежный элемент.
19. Система по п. 17, отличающаяся тем, что второй крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону сенсорной полосы.
20. Система по п. 17, отличающаяся тем, что первый крепежный элемент полностью покрывает обращенную к изделию сторону первой присоединительной лапки.
