СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ВЫДЕЛЕНИЙ ИЗ ТЕЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫДЕЛЯЮЩЕГО ГАЗ ВЕЩЕСТВА, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ИНТЕРАКТИВНОГО ПРИУЧЕНИЯ К ТУАЛЕТУ
SYSTEM FOR DETECTING AND MONITORING BODY EXCRETIONS USING GAS RELEASING SUBSTANCE INTENDED FOR INTERACTIVE INUREMENT TO TOILET

Уровень техники
Дети обычно носят впитывающие изделия, такие как подгузники, тренировочные трусики (трусики-подгузники) и аналогичные изделия, пока не научатся самостоятельно пользоваться туалетом. Взрослые также могут носить или использовать впитывающие изделия в случае инконтиненции, в качестве предметов женской гигиены или для других применений. Кроме того, лица, осуществляющие уход (далее - ухаживающие лица), могут использовать впитывающие изделия, такие как постельные прокладки, в период приучения детей к туалету или при осуществлении ухода за больным или пожилым человеком. Впитывающие изделия обычно содержат проницаемый для жидкости вкладыш, прилегающий к телу, непроницаемую для жидкости наружную оболочку и впитывающее ядро, которое обычно помещается между наружной оболочкой и вкладышем и служит для приема и удерживания выделений организма пользователя. Впитывающее ядро может, например, состоять из сверхпоглощающих частиц.
Одно из применений впитывающих изделий связано с приучением к туалету. Чтобы научить ребенка самостоятельно пользоваться туалетом, ребенок должен сначала научиться опознавать момент, когда выделения выходят из его тела, после чего он может научиться пользоваться туалетом вместо того, чтобы полагаться на удерживание загрязнений, в частности жидких выделений, впитывающим изделием. Поскольку выделения организма часто имеют место, когда ребенок активен настолько, что он не замечает эти выделения, такое опознавание может представлять существенную проблему в процессе приучения. Кроме того, способность ребенка научиться определять, что имеет место выделительный процесс, может тормозиться использованием одноразового впитывающего белья улучшенного качества, способного, например, после поступления выделений быстро отводить мочу и удерживать ее на расстоянии от кожи пользователя.
Тщательный мониторинг ребенка со стороны ухаживающего лица может ускорить и улучшить качество процесса приучения ребенка к туалету. Поэтому представляется полезным обеспечить немедленное уведомление ухаживающего лица и/или верификацию поступления жидких выделений (которые могут включать мочу или текучие продукты дефекации) для того, чтобы родители и/или ухаживающее лицо могли интенсифицировать свои усилия по приучению ребенка к туалету, пока факт выделений является еще свежим, и, тем самым, помочь ребенку научиться оставаться сухим. Было сделано несколько попыток улучшить средства для тренировочных трусиков (трусиков для приучения к туалету), помогающие приучить ребенка к туалету. Например, были разработаны тренировочные трусики, снабженные средством изменения температуры и/или средством изменения размеров. Эти средства создают у ребенка, носящего трусики, ощущение изменения температуры или давления, что сигнализирует ребенку о том, что произошло мочеиспускание. Использовались также дополнительные обучающие средства, извещающие ухаживающее лицо и/или ребенка о произошедшем мочеиспускании. Такие обучающие средства включают исчезающую графику, находящуюся на наружной оболочке трусиков, использование предупреждающих звуковых сигналов, датчики вибраций и световые индикаторы, способные обеспечить визуальную или иную сенсорную индикацию мочеиспускания.
Использование известных тренировочных трусиков, снабженных одним или более обучающими средствами, извещающими о загрязнении трусиков только пользователя или только ухаживающее лицо, вызывает длительные дебаты между ребенком и ухаживающим лицом на тему, имел ли место соответствующий инцидент. Кроме того, детектирование поступления загрязнений может занять некоторое время, и эта задержка может привести к упущенной возможности активного приучения ребенка к туалету. Поэтому одна из первых проблем, которую необходимо решить, чтобы добиться успеха в приучении к туалету, состоит в том, чтобы научить ребенка распознавать момент, когда выделения покидают его тело, и лишить ребенка возможности отрицать подобное событие. Таким образом, существует потребность в создании соответствующего впитывающего изделия, которое облегчает процесс приучения к туалету как для ребенка, так и для обучающего его лица.
В связи с этим были предложены различные типы индикаторов влажности, мокрости или дефекации для использования во впитывающих изделиях с целью детектировать присутствие в них мочи или продуктов дефекации, чтобы облегчить процесс приучения к туалету. Эти индикаторы могут включать тревожные или сигнальные устройства, предназначенные помогать родителям или ухаживающим лицам быстро идентифицировать мокрый или загрязненный подгузник. Подобные устройства формируют визуальный или звуковой сигнал.
В некоторых вариантах впитывающее изделие снабжалось индикатором мокрости, чтобы детектировать поступления мочи; в других вариантах вводился датчик для детектирования запаха, чтобы детектировать загрязнение продуктами дефекации. В данных вариантах во впитывающее изделие встраиваются электропроводные материалы, а для того, чтобы индикатор смог детектировать поступление загрязнений, они должны находиться в плотном контакте с электропроводными материалами. В частности, электропроводные материалы служат для сигнального устройства как провода, образующие в изделии разомкнутый контур, который может замыкаться, посредством жидкости организма, такой как моча. Однако оказалось довольно сложно разработать впитывающие изделия с электропроводными материалами, обеспечивающие для замыкания разомкнутого электрического контура достаточно надежный контакт этих материалов с загрязнениями, чтобы оперативно известить пользователя или ухаживающее лицо о произошедшем загрязнении. Как следствие, существует потребность в способе быстрого детектирования поступления во впитывающее изделие жидких загрязнений без применения электропроводных контактов, т.е. способствующего более эффективному интерактивному приучению к туалету.
При этом индикаторы, применявшиеся ранее для уведомления о том, что имело место поступление загрязнений во впитывающее изделие, представляют собой, в основном, варианты визуальной графики на самом впитывающем изделии. В результате для родителя/ухаживающего лица может оказаться затруднительным наблюдать эту графику без раздевания ребенка или пользователя, а для ребенка или носителя/пользователя изменения графики могут быть трудноразличимыми. Таким образом, существует потребность в создании улучшенных впитывающего изделия и способа извещения ухаживающего лица и/или пользователя впитывающим изделием о произошедшем поступлении загрязнений, что обеспечит возможность более тщательного мониторинга загрязнений и соответствующей реакции и/или модификации поведения. Кроме того, существует потребность в системе, способной осуществлять мониторинг нахождения впитывающего изделия в сухом состоянии и передавать соответствующую информацию родителю, ухаживающему лицу и/или пользователю и, следовательно, позволяющей родителю или ухаживающему лицу поощрять ребенка/пользователя за поддержание впитывающего изделия свободным от загрязнений.
Раскрытие изобретения
Изобретение направлено на разработку системы, содержащей впитывающее изделие, по меньшей мере одно испускающее газ вещество и по меньшей мере одно устройство, содержащее чувствительную к газу композицию, а также на разработку способа передачи информации ухаживающему лицу и/или пользователю, носящему впитывающее изделие.
Система для детектирования и мониторинга выделений организма может содержать впитывающее изделие, по меньшей мере одно находящееся во впитывающем изделии вещество, испускающее газ, и по меньшей мере одно ассоциированное с впитывающим изделием устройство. По меньшей мере одно испускающее газ вещество способно испускать по меньшей мере один газ в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями. Газ может испускаться, когда любые выделения организма, такие как моча, продукты дефекации, пот или продукты менструации приходят во впитывающем изделии в контакт с испускающим газ веществом. По меньшей мере одно ассоциированное с впитывающим изделием устройство, которое может содержать по меньшей мере одну чувствительную к газу композицию, способно изменять свой вид при контактировании по меньшей мере с одним газом. Согласно изобретению данное устройство необязательно должно находиться на самом впитывающем изделии при условии, что оно расположено по отношению к этому изделию достаточно близко для того, чтобы по меньшей мере один газ, отходящий от впитывающего изделия при поступлении в него жидких загрязнений, вызывал изменение вида устройства, например изменение цвета.
В другом варианте система может содержать первое испускающее газ вещество, способное испускать первый газ при первом контакте впитывающего изделия с жидкими загрязнениями, и второе испускающее газ вещество, способное испускать второй газ, когда впитывающее изделие близко к состоянию максимального насыщения. Система может содержать также по меньшей мере одно ассоциированное с впитывающим изделием устройство, содержащее по меньшей мере две чувствительные к газу композиции и способное изменять свой вид первым образом, когда оно контактирует с первым газом, и вторым образом, когда оно контактирует со вторым газом.
По меньшей мере одно находящееся во впитывающем изделии вещество, испускающее газ, может содержать альдегиды, бензиловый эфир, фенол, аромат iso rose, бикарбонат натрия, бикарбонат кальция или бикарбонат калия. По меньшей мере один газ, испускаемый по меньшей мере одним испускающим газ веществом, может быть диоксидом углерода. При этом по меньшей мере одно испускающее газ вещество может содержать бикарбонат натрия и лимонную кислоту и может находиться в виде, например, порошков, частиц, хлопьев, волокон, агломератов, гранул, шариков, таблеток, капсул, покрытий или кремов.
В одном варианте по меньшей мере одно ассоциированное с впитывающим изделием устройство может находиться по отношению к впитывающему изделию достаточно близко, чтобы детектировать по меньшей мере один газ. По меньшей мере одна чувствительная к газу композиция может содержать pH-индикатор, увлажняющее средство, основное соединение, спирт с короткой цепью и воду. pH-индикатор может быть выбран из фенолфталеина, тимолфталеина, α-нафолфталеина и о-крезолфталеина. Увлажняющее средство выбрано из этаноламинов, полиалкиленгликолей и глицерола. Основное соединение выбрано из гидроксида натрия, карбоната натрия и ацетата натрия, а спирт с короткой цепью выбран из метанола, этанола, пропанола и бутанола.
Система для детектирования и мониторинга выделений организма может содержать также бесконтактный газовый датчик, выполненный с возможностью осуществлять мониторинг уровня концентрации по меньшей мере одного газа.
Система может дополнительно содержать контроллер и сигнальное устройство. Контроллер может быть сконфигурирован для детектирования изменения в области выше порогового уровня концентрации по меньшей мере одного газа в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями. Повышение уровня концентрации газа по меньшей мере одного газа может указывать на поступление жидких загрязнений. При этом контроллер может быть дополнительно сконфигурирован с возможностью непрерывного осуществления мониторинга нахождения впитывающего изделия в сухом состоянии. В результате сигнальное устройство может извещать пользователя и/или ухаживающее лицо о присутствии во впитывающем изделии жидких загрязнений и/или о продолжительности периода, в течение которого впитывающее изделие непрерывно находилось в сухом состоянии.
Согласно следующему варианту сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, представляющий собой акустический сигнал, вибрационный сигнал, визуальный сигнал или их комбинацию. Предупреждающий сигнал может быть дистанционно послан на часы, радиоприемник, смартфон и/или компьютерное устройство. Компьютерное устройство и/или смартфон могут быть выполнены с возможностью получать данные от сигнального устройства, генерировать по меньшей мере одно сообщение, используя по меньшей мере часть данных, и обеспечивать пользователю доступ к данным и по меньшей мере к одному сообщению. Сигнальное устройство может быть выполнено с возможностью деактивирования из зоны на впитывающем изделии или вблизи него или дистанционно. Система может содержать также корпусной блок, заключающий в себе бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство и находящийся по отношению к впитывающему изделию достаточно близко, чтобы детектировать по меньшей мере один газ.
В другом своем аспекте изобретение относится к сигнальному устройству, содержащему по меньшей мере одну чувствительную к газу композицию, бесконтактный газовый датчик и контроллер. По меньшей мере одна чувствительная к газу композиция обеспечивает сигнальному устройству возможность изменяться при контактировании по меньшей мере с одним газом, испускаемым по меньшей мере одним находящимся во впитывающем изделии веществом, испускающим газ в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями. Бесконтактный газовый датчик может осуществлять мониторинг уровней концентрации по меньшей мере одного газа. Контроллер может быть сконфигурирован для детектирования изменений в области выше порогового уровня концентрации по меньшей мере одного газа в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями. Кроме того, контроллер может быть сконфигурирован с возможностью непрерывного осуществления мониторинга нахождения впитывающего изделия в сухом состоянии. Сигнальное устройство может извещать пользователя впитывающим изделием и/или ухаживающее лицо о присутствии во впитывающем изделии жидких загрязнений, о степени насыщения впитывающего изделия и о продолжительности периода, в течение которого впитывающее изделие непрерывно находилось в сухом состоянии.
Изобретение относится также к способу передачи информации пользователю впитывающим изделием и/или ухаживающему лицу. Способ включает: мониторинг присутствия по меньшей мере одного газа, испускаемого одним находящимся во впитывающем изделии веществом, испускающим по меньшей мере один газ в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями, а также извещение пользователя и/или ухаживающего лица о поступлении жидких загрязнений.
В другом варианте способ может включать мониторинг присутствия первого газа, который может испускать первое испускающее газ вещество при первом контакте впитывающего изделия с жидкими загрязнениями, а также мониторинг присутствия второго газа, который может испускать второе испускающее газ вещество, когда впитывающее изделие близко к состоянию максимального насыщения. Способ может также включать предоставление информации пользователю и/или ухаживающему лицу. Информация может генерироваться по меньшей мере одним ассоциированным с впитывающим изделием устройством, которое содержит по меньшей мере две чувствительные к газу композиции и вид которого может изменяться первым образом, когда оно контактирует с первым газом, и вторым образом, когда оно контактирует со вторым газом.
В другом варианте способа, предусматривающем передачу информации, бесконтактный газовый датчик может детектировать присутствие по меньшей мере одного газа в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями. При этом контроллер может быть сконфигурирован для детектирования изменений в области выше порогового уровня концентрации по меньшей мере одного газа, а также для непрерывного осуществления мониторинга нахождения впитывающего изделия в сухом состоянии. Сигнальное устройство может при этом уведомлять носителя впитывающего изделия и/или пользователя о присутствии во впитывающем изделии жидких загрязнений и/или о продолжительности периода, в течение которого впитывающее изделие непрерывно находилось в сухом состоянии. Сигнальное устройство может генерировать по меньшей мере один предупреждающий сигнал, представляющий собой акустический сигнал, вибрационный сигнал, визуальный сигнал или их комбинацию, причем предупреждающий сигнал может быть дистанционно передан на часы, радиоприемник, смартфон, компьютерное устройство или на их комбинацию по меньшей мере с возможностью восприятия указанного сигнала за пределами впитывающего изделия и одежды пользователя и деактивирования указанного сигнала из зоны на впитывающем изделии или вблизи него или дистанционно.
В одном варианте компьютерное устройство или смартфон могут быть выполнены с возможностью получать данные от сигнального устройства, генерировать по меньшей мере одно сообщение, используя по меньшей мере часть данных, и обеспечивать пользователю доступ к данным и по меньшей мере к одному сообщению. При этом пользователю и/или ухаживающему лицу посредством по меньшей мере одного сообщения может быть представлена информация о количестве поступлений загрязнений во впитывающее изделие, о степени насыщения изделия и/или о продолжительности периода, в течение которого впитывающее изделие непрерывно находилось в сухом состоянии, чтобы обеспечить осуществление мониторинга и облегчить интерактивное приучение к туалету.
Другие признаки и свойства изобретения будут подробно рассмотрены далее.
Краткое описание чертежей
В остальной части описания, со ссылками на прилагаемые чертежи и с рассмотрением наилучшего варианта, раскрыта сущность изобретения с полнотой и подробностью, достаточной для осуществления изобретения специалистом в соответствующей области.
На фиг. 1 показано, на виде в плане, впитывающее изделие, содержащее в своем впитывающем ядре, в зоне поступления загрязнений, вещество, испускающее газ в результате контактирования впитывающего изделия с жидкими загрязнениями.
На фиг. 2 показано, на виде в плане, впитывающее изделие, содержащее в своем впитывающем ядре, по периметру впитывающего изделия, вещество, испускающее газ, когда впитывающее изделие находится в состоянии насыщения в отношении находящегося в нем одного или более жидких загрязнений.
На фиг. 3 представлено, в перспективном изображении, впитывающее изделие, содержащее на своей наружной поверхности вещество, испускающее газ, когда впитывающее изделие находится в состоянии насыщения в отношении находящегося в нем одного или более жидких загрязнений.
На фиг. 4 представлены различные виды устройства, которое пользователь впитывающим изделием может носить или использовать, чтобы определять, имело ли место поступление жидких загрязнений и/или находится ли впитывающее изделие в состоянии насыщения.
На фиг. 5 представлен, в перспективном изображении, вариант изобретения, содержащий вариант корпусного блока с бесконтактным газовым датчиком, контроллером и сигнальным устройством, причем пользователь впитывающим изделием может носить данный блок или использовать его, чтобы определять, имело ли место поступление жидких загрязнений, или чтобы осуществлять непрерывный мониторинг с целью определить, как долго впитывающее изделие оставалось сухим.
На фиг. 6 представлена блок-схема варианта корпусного блока, который может содержать датчик диоксида углерода, контроллер и сигнальное устройство, которое может находиться у поясного отверстия или кромки впитывающего изделия или быть выполнено с возможностью передавать сигнал на радиоприемник, компьютерное устройство, смартфон или индикатор/дисплей, находящийся на корпусном блоке или рядом с ним.
На фиг. 7 приведена блок-схема, иллюстрирующая, как вариант сигнального устройства может передавать данные на компьютер или смартфон, который, в результате, сможет генерировать сообщения, предназначенные для пользователя или ухаживающего лица.
На фиг. 8 представлен вариант крепежного механизма для прикрепления корпусного блока к впитывающему изделию согласно изобретению.
На фиг. 9 представлен другой вариант крепежного механизма для прикрепления корпусного блока к впитывающему изделию согласно изобретению.
Осуществление изобретения
Далее будут подробно рассмотрены, на приводимых примерах, различные варианты изобретения. Каждый пример приводится только для пояснения изобретения и не имеет ограничительного характера. Фактически, специалистам в этой области будет понятно, что в рамках данного описания возможны различные модификации и изменения, не выходящие за границы идеи или объема изобретения. Например, особенности, описанные или проиллюстрированные для одного варианта, могут быть использованы в другом варианте с получением еще одного варианта осуществления. Таким образом, подразумевается, что данное описание охватывает все модификации и изменения, соответствующие прилагаемой формуле изобретения, причем как буквально, так и с учетом эквивалентов.
Изобретение направлено на создание способа и системы, способных обеспечивать информацией о впитывающем изделии ухаживающее лицо и пользователя этим изделием. Информация может быть связана с фактом поступления загрязнений во впитывающее изделие, такое как подгузник или тренировочные трусики, которые носит ребенок или использует другой человек, или такое как постельная прокладка. Хотя на некоторых фигурах проиллюстрирован вариант тренировочных трусиков для ребенка, должно быть понятно, что могут использоваться и другие впитывающие изделия, такие как постельные прокладки, изделия для детей или взрослых людей, страдающих инконтиненцией. Впитывающее изделие может также являться, например, предметом женской гигиены, частью одежды медработника или бандажом. Хотя в качестве одного из применений способа и системы по изобретению рассматривается интерактивное приучение к туалету, различные варианты изобретения могут иметь и другие применения, например мониторинг избыточности в одежде, повышенной температуры или влаги в любом окружении. Изобретение может иметь также различные конкретные применения непосредственно в контексте приучения к туалету. Так, в одном варианте изделие по изобретению может находиться на сидении туалета или на полу у этого сиденья, чтобы детектировать ситуацию, когда ребенок, пока он учится пользоваться туалетом, способен мочиться в туалет, а не за его пределы.
Чтобы извещать ухаживающее лицо или пользователя о поступлении жидких загрязнений, впитывающее изделие для интерактивного приучения к туалету может содержать испускающее газ вещество, взаимодействующее с устройством, которое может содержать чувствительную к газу краску. В другом варианте оно может содержать электронный газовый датчик, который может быть сконфигурирован так, чтобы индицировать поступление жидких загрязнений посредством не только краски, но и звуковых, вибрационных и/или визуальных сигналов. Датчик может также посылать предупреждающие сигналы посредством беспроводной связи на радиоприемник, компьютерное устройство или смартфон. При этом устройство, содержащее чувствительную к газу краску и электронный датчик, может быть способно одновременно извещать пользователя и/или ухаживающее лицо, которое может не находиться настолько близко, чтобы заметить изменение вида устройства, использующего чувствительную к газу краску. Электронный датчик может находиться вместе с контроллером и сигнальным устройством в корпусном блоке, прикрепляемом, например, у поясного отверстия тренировочных трусиков или изделия для страдающих инконтиненцией или на кромке постельной прокладки. Однако, в зависимости от чувствительности используемого типа датчика, чтобы детектировать поступление жидких загрязнений, прикрепления непосредственно к впитывающему изделию может и не требоваться. Например, носитель впитывающего изделия (пользователь) может использовать жетон, часы, стикер, татуировку или другое средство, которое может содержать краску, чувствительную к газу. Электронный газовый датчик и устройство, содержащее вместо этого датчика чувствительную к газу композицию, может и не быть в непосредственной близости к изделию при условии, что они находятся достаточно близко для того, чтобы детектировать газы, испускаемые одним или более веществами, присутствующими во впитывающем изделии. Так, электронный газовый датчик и/или устройство с чувствительной к газу композицией могут находиться в радиусе около 30 см или даже на большем расстоянии от впитывающего изделия. Следует отметить, что устройство, содержащее чувствительную к газу краску, может применяться в комбинации с электронным датчиком, чтобы обеспечить предупреждающие сигналы различных типов, как это было описано выше. При этом само впитывающее изделие может быть одноразовым, т.е. рассчитанным на выбрасывание после кратковременного использования, а не на отправку в стирку или на иное восстановление для повторного применения, тогда как устройство на основе чувствительной к газу краски может быть как одноразовым, так и используемым многократно, а электронный газовый датчик рассчитан на многократное применение.
В одном варианте впитывающее изделие может содержать вещество, испускающее газ в случае поступления жидких загрязнений, таких как моча или текучие продукты дефекации, а устройство, содержащее чувствительную к газу композицию/краску или электронный газовый датчик, может осуществлять мониторинг газа, испускаемого данным веществом. Преимущество использования вещества, испускающего газ, состоит в том, что объем газа, образующегося сразу же после поступления загрязнений, может быть сделан настолько большим, что это поступление может быть обнаружено быстрее, чем в случае присутствия только газов, ассоциированных с поступившими загрязнениями. Действительно, газы, ассоциированные с мочой или продуктами дефекации, могут не присутствовать в таком же большом количестве, как газ, ассоциированный с испускающим его веществом, так что в его отсутствие детектирование поступления загрязнений может занять более длительное время. При этом газ, ассоциированный с веществом, испускающим газ, может образовываться, когда с впитывающим изделием контактируют даже очень малые количества жидкости. Кроме того, можно получить большие количества газа, который быстро распространится и достигнет находящегося поблизости устройства, содержащего по меньшей мере одну чувствительную к газу композицию, или электронного газового датчика.
Например, во впитывающее изделие (в процессе его изготовления или в другой момент, предшествующий использованию этого изделия потребителем) можно ввести смесь бикарбонат натрия/лимонная кислота или другое вещество, способное испускать газ. Вещества, которые можно ввести во впитывающее изделие, могут быть в виде порошков, частиц, хлопьев, волокон, агломератов, гранул, шариков, таблеток или кремов, причем они могут быть или не быть инкапсулированы. Так, применительно к одной реакции порошок или частицы испускающего газ вещества могут быть включены в композитный материал впитывающего изделия или в отдельный компонент (например во вкладыш для трусиков), который может быть присоединен к впитывающему изделию. В результате контактирования жидких загрязнений с порошком или частицами может иметь место реакция с выделением газа.
Для получения задержанной во времени реакции, которая может быть использована, чтобы детектировать степень насыщения впитывающего изделия, можно поместить внутрь впитывающего изделия микроинкапсулирующую пленку или оболочку, заключающую в себе вещество, испускающее газ. Альтернативно, одно испускающее газ вещество может быть помещено непосредственно в область, в которую попадают загрязнения, в частности в паховую область, тогда как другое подобное вещество можно поместить на наружную поверхность впитывающего изделия или вдоль кромок впитывающего материала в составе впитывающего изделия. Вещества, каждое из которых может выделять газ, инициирующий определенную реакцию, например изменение цвета, можно разместить в виде концентричных колец. В этом случае в одно или более устройств можно поместить определенные композиции, чувствительные к газу, чтобы индицировать уровень насыщения впитывающего изделия. При таком выполнении пользователь и/или ухаживающее лицо сможет различать ситуации присутствия загрязнений и близости впитывающего изделия к полному насыщению. Кроме того, чтобы отличить поступление загрязнений от приближения изделия к насыщению, можно использовать различные газовые датчики, генерирующие различные звуковые, вибрационные и/или визуальные предупреждающие сигналы.
В некоторых вариантах вещество, испускающее газ, может быть инкапсулировано в растворимую в воде оболочку. Например, если данное вещество включает в себя кислоту и основание, они могут быть по отдельности инкапсулированы в растворимый инкапсулирующий материал, чтобы удерживать эти компоненты разделенными до намокания устройства. Альтернативно, если вероятность реакции между кислотой и основанием в отсутствие жидкости на основе воды мала, компоненты в виде кислоты и основания можно инкапсулировать вместе. В данном варианте может, в качестве опции, присутствовать сурфактант, инкапсулированный отдельно или вместе с кислотой и/или с основанием. Материал оболочки, используемой для инкапсулирования, желательно сформировать таким, чтобы он освобождал вещество, испускающее газ, при контакте с водосодержащими жидкостями, такими как моча, смешанные текучие среды или другие выделения организма. Водосодержащие жидкости могут вызывать растворение, диспергирование, набухание или дезинтеграцию материала оболочки. Альтернативно, этот материал может быть неплотным, т.е. дезинтегрирующимся или освобождающим инкапсулированный материал при контакте с водосодержащими жидкостями.
Подходящие для оболочки материалы включают полимерные материалы на базе целлюлозы (например этилцеллюлозу), материалы на базе углеводов (например крахмалы и сахара) и их производные (например декстрины и циклодекстрины), а также другие материалы, совместимые с тканями человека. Чтобы инкапсулировать испускающее газ вещество, можно применить поставляемые фирмой MonoSol, LLC (США) водорастворимые пленки, например получаемые из поливинилового спирта и полисахаридов. Толщина оболочки (пленки) может варьировать в зависимости от инкапсулируемого в ней вещества. Обычно она выбирается такой, чтобы инкапсулируемое вещество было покрыто тонким слоем инкапсулирующего материала, который может являться монослоем или более толстым ламинатом, или слоем композита. Данный слой должен быть достаточно толстым, чтобы препятствовать растрескиванию или разрушению оболочки при обращении с продуктом или при его транспортировании, или при ношении или использовании изделия, что не должно приводить к повреждению инкапсулирующего материала. Кроме того, материал оболочки должен быть таким, чтобы атмосферная влажность при хранении, транспортировании или ношении не приводила к разрушению микроинкапсулирующего слоя. В некоторых вариантах может иметься по меньшей мере один стимулирующий слой, содержащий полезную добавку, создающую дополнительный положительный эффект для пользователя. Примеры полезных добавок включают сурфактанты, частицы ионообменной смолы, увлажнители, умягчители, ароматические вещества, жидкие модификаторы, добавки для контроля запаха, pH-буферы для кожи, оздоровительные добавки для вагинальной области, материалы для ухода за кожей, витамины, медикаменты и т.д.
Испускающее газ вещество может быть также помещено на поверхность впитывающего изделия, чтобы облегчить быстрое извещение о поступлении загрязнений, поскольку чем меньше слоев впитывающего изделия, сквозь которые газ должен пройти, тем быстрее он может достичь чувствительной к газу краски или датчика, чтобы уведомить ребенка и/или ухаживающее лицо о поступлении загрязнений.
Как было упомянуто, тогда как вещество, испускающее газ, может быть введено в само впитывающее изделие, например путем разбрызгивания, или встроено каким-то иным образом во впитывающее ядро, его, альтернативно, можно ввести в компонент (такой как вкладыш для трусиков), который может быть добавлен к впитывающему изделию в более поздний момент независимо от формы вещества, испускающего газ (порошок, частицы, хлопья, волокна, агломераты, гранулы, шарики, таблетки, капсулы, покрытия, кремы и т.д.). Применительно к жидким загрязнениям испускающее газ вещество, которым может быть, например, порошкообразная смесь бикарбонат натрия/лимонная кислота, может испускать газ, который не присутствует в загрязнениях типа мочи или продуктов дефекации. Этим газом может быть диоксид углерода или другой газ, причем в результате диффузии выделенного газа он может быть детектирован посредством реакции с чувствительной к газу композицией или посредством бесконтактного газового датчика, предназначенного для конкретного газа, например для диоксида углерода. Газ может образовываться в результате реакции кислота-основание. Эта реакция требует наличия кислоты и основания, хотя она может происходить и с участием амфотерных веществ, способных реагировать, как кислота или как основание.
Так, бикарбонат натрия - это амфотерное соединение, придающее водным растворам слабые щелочные свойства. Реакция между бикарбонатом натрия и лимонной кислотой приводит к образованию соли и угольной кислоты, которая быстро разлагается на диоксид углерода и воду. Например, когда во впитывающее изделие вводили 1 г смеси бикарбонат натрия/лимонная кислота и добавляли 10 мл деонизированной воды, объем образовавшегося диоксида углерода составил 130 мл. Реакция и объем выделившегося диоксида углерода будут такими же и при замене деонизированной воды мочой. Благодаря большому объему генерируемого диоксида углерода и его способности распространяться на значительные расстояния устройство с чувствительной к газу краской или электронный газовый датчик можно поместить на внешнюю одежду пользователя впитывающим изделием. В результате пользователю или ухаживающему лицу будет легче заметить, что имело место поступление жидких загрязнений. Другими словами, небольшой объем поступивших жидких загрязнений может приводить к образованию значительного объема газа, что может в результате привести к почти немедленному обнаружению поступления загрязнений, даже если устройство с чувствительной к газу краской или электронный газовый датчик не прикреплено (прикреплен) к впитывающему изделию, содержащему испускающее газ вещество. Следует отметить, что, хотя газ, образующийся в реакции бикарбоната натрия и лимонной кислоты с жидкими загрязнениями, может быть диоксидом углерода, изобретение не ограничивается использованием для получения диоксида углерода только бикарбонатом натрия и лимонной кислотой. Могут применяться и другие вещества, например альдегиды, бензиловый эфир, фенол, аромат iso rose и другие ингредиенты ароматизирующих композиций, которые могут быть инкапсулированы в водорастворимой мембране, такой как пленка из поливинилового спирта или полисахаридов. Кроме того, для получения газа (такого как диоксид углерода), который может быть детектирован чувствительной к этому газу композицией, могут быть использованы бикарбонаты, например натрия, кальция или калия, хотя испускаемый в этом случае газ может не быть диоксидом углерода.
Один из способов, посредством которого вещество, испускающее газ, может быть введено во впитывающее изделие, описан в патентной заявке США 2011/0152806А1, опубликованной 23.06.2011, содержание которой включено в данное описание посредством ссылки. Однако применимы и другие способы, известные специалистам в соответствующей области. Дополнительные данные о том, как вещество, испускающее газ, может быть введено во впитывающее изделие, будут приведены далее, при рассмотрении фиг.1.
Когда жидкость приходит в контакт с испускающим газ веществом, которое, как пример, может быть смесью бикарбонат натрия/лимонная кислота, образующийся газ может быть затем детектирован, например, чувствительной к газу композицией или краской. Можно использовать любое нетоксичное вещество при условии, что газ, выделяемый им при поступлении жидких загрязнений, отличается от газов, испускаемых самими жидкими загрязнениями. В этом случае детекторное устройство, например устройство на основе чувствительной к газу краски, не действует как химический различитель запахов, распознающий поступление конкретного загрязнения, а, вместо этого, детектирует определенный газ, образующийся в результате реакции между загрязнениями и определенным веществом, находящимся во впитывающем изделии.
Устройство, использующее чувствительную к газу краску, может быть жетоном, часами, стикером или другим устройством, которое ребенок может носить снаружи своей одежды. Пока во впитывающем изделии отсутствуют жидкие загрязнения, на устройстве может иметься изображение, например звезды, цветка, радуги или другого объекта, которое может нравиться ребенку. Однако, когда произойдет поступление жидких загрязнений, в результате реакции использованной в изображении краски с газом, испускаемым соответствующим веществом, это изображение может потускнеть, исчезнуть или превратиться в изображение, которое может быть неприятно для ребенка, например в черный или коричневый круг. Альтернативно, чтобы показать, что произошло поступление загрязнений, может появиться изображение в месте, где ранее его не было. Например, ребенок может носить цветной жетон или стикер с изображением звезды или улыбающегося лица, а после поступления загрязнений звезда может исчезнуть или улыбка на лице смениться недовольной гримасой в результате того, что газ, выделившийся после поступления загрязнений, проконтактировал с чувствительной к газу краской или композицией. В дополнение, изображение на устройстве, содержащем по меньшей мере одну чувствительную к газу композицию, может изменяться при достижении впитывающим изделием различных уровней насыщения. Чтобы отличать поступление загрязнений от достижения насыщения, можно использовать различные газы, вызывающие различные изменения цветов. При этом сочетания появляющихся и исчезающих красок можно использовать по отдельности или в разных комбинациях, чтобы извещать ухаживающее лицо или пользователя о поступлении загрязнений или об уровне насыщения впитывающего изделия. Различные виды устройства в зависимости от присутствия или отсутствия загрязнений или от степени насыщения можно использовать в качестве позитивных или негативных стимулов в процессе приучения к туалету. При этом ребенок/пользователь может носить устройство поверх своей одежды, поскольку объем выделяющегося газа достаточен, чтобы газ мог распространиться до зоны вне впитывающего изделия, например до объекта, удаленного от изделия примерно на 30 см и более. В частности, ребенок может носить жетон на рубашке или на трусиках или часы на запястье. Альтернативно, жетон или другое устройство можно поместить рядом с ребенком на постельную прокладку. Это позволит родителю или ухаживающему лицу/пользователю, а также ребенку осуществлять мониторинг поступления жидких загрязнений и насыщения впитывающего изделия.
В одном варианте, в котором в качестве испускающего газ вещества используется смесь бикарбонат натрия/лимонная кислота, применяемые в устройстве композиции или краски могут быть чувствительны к диоксиду углерода. Однако могут использоваться, по отдельности или в различных сочетаниях, и другие композиции, реагирующие с другими газами, выделяемыми различными испускающими газ веществами. Основными компонентами красок, способных реагировать с диоксидом углерода, являются соли щелочных металлов, вода, спирты с короткой цепью и pH-индикаторы, изменяющие свои цвета при значениях pH в пределах от 8 до 10. Когда краска на поверхности подвергается воздействию диоксида углерода на уровнях, превышающих атмосферный, соли щелочных металлов способны реагировать с диоксидом углерода с образованием соответствующих кислот. Образование кислот может приводить к изменению значения pH и, как следствие, к изменению цвета устройства, такого как жетон, часы или стикер. Данная технология с использованием красок является недорогой и коммерчески доступной, причем имеется широкий выбор соединений для использования в краске. Кроме того, при введении в краску соответствующего pH-индикатора обеспечивается возможность настройки цвета.
В частности, рассчитанная на взаимодействие с диоксидом углерода краска, цвет которой исчезает или тускнеет при ее реакции с диоксидом углерода, может содержать следующие компоненты: подходящие pH-индикаторы, агенты против засыхания или увлажняющие средства, соответствующие основные соединения, спирты с короткой цепью и воду. Подходящими pH-индикаторами могут быть, например, фенолфталеин, тимолфталеин, α-нафолфталеин и о-крезолфталеин. Увлажняющие средства могут включать, например, этаноламины, полиалкиленгликоли и глицерол. Соответствующими основными соединениями могут быть, в частности, гидроксид натрия, карбонат натрия и ацетат натрия. Подходящими спиртами с короткой цепью являются, например, метанол, этанол, пропанол и бутанол.
Для краски, способной исчезать или тускнеть, когда имеет место реакция с диоксидом углерода, может потребоваться pH-индикатор, который демонстрирует заметное изменение цвета при изменении pH от щелочного к нейтральному. Например, можно использовать индикаторы на основе фталеинов, поскольку они демонстрируют заметные изменения цвета при уменьшении pH от примерно 10 до примерно 7. Так, α-нафолфталеин имеет рабочий интервал pH примерно 7,3-8,7 и изменяет цвет от красновато-коричневого до сине-зеленого. О-крезолфталеин имеет рабочий интервал pH примерно 8,2-9,8 и из бесцветного становится пурпурным. Фенолфталеин имеет рабочий интервал pH примерно 8,3-10 и из бесцветного становится фиолетовым. Тимолфталеин имеет рабочий интервал pH примерно 9,3-10,5 и из бесцветного становится синим. Для создания эффекта исчезновения краски пригодны и другие индикаторы при условии, что они обеспечивают заметное изменение цвета при переходе от щелочного к нейтральному pH. Может быть приготовлена композиция для краски, содержащая в качестве агентов, препятствующих засыханию, этаноламин, триэтаноламин, N-метилэтаноламин, N-β(аминоэтил)этаноламин, диэтилэтаноламин, глицерол, этиленгликоль и полиэтиленгликоль и их смеси.
Преимущество изобретения состоит в том, что газ, испускаемый используемым для этого веществом, которое может быть локализовано на или во впитывающем изделии, выделяется в очень высокой концентрации и реагирует с чувствительной к газу композицией, что уменьшает вероятность ложных срабатываний, вызываемых низкими уровнями содержащейся влаги или метеоризмом, которые необязательно свидетельствуют о присутствии во впитывающем изделии жидких загрязнений. Кроме того, чтобы газ был детектирован или даже просто образован, должно произойти поступление жидких загрязнений. Это снижает риск ложных сигналов, которые могут иметь место в других устройствах. Патентная заявка США №12/976,734, которая озаглавлена "Впитывающие изделия с различной активной графикой" (и содержание которой включено в данное описание посредством ссылки), описывает различные краски, которые также могут применяться с впитывающими изделиями. Приводимые в этой заявке композиции сначала могут быть бесцветными и переходить из исходного бесцветного состояния в окрашенное; альтернативно, они сначала могут иметь цвет, который может исчезнуть при поступлении жидких загрязнений. Эти композиции или краски можно использовать по отдельности или в комбинации с описанными ранее композициями с исчезающим цветом при разработке изображений или графики, которые могут появляться на самом впитывающем изделии, а также на устройстве, таком как жетон, часы или стикер, при поступлении жидких загрязнений. Технология применения красителей, которая может быть использована в рамках изобретения, описана также в патентной заявке США №2010/0030173, озаглавленной "Впитывающие продукты с датчиками мокрости", содержание которой включено в данное описание посредством ссылки.
В дополнение к использованию устройства, применяющего чувствительную к газу краску или композицию для извещения о поступлении жидких загрязнений, в изобретении может использоваться также, самостоятельно или в комбинации с данным устройством, бесконтактный газовый датчик, который может быть способен детектировать газы, испускаемые по меньшей мере одним предназначенным для этого веществом, когда с ним вступает в контакт поступившее загрязнение. В частности, одним из испускаемых газов может быть диоксид углерода. Газовый датчик может быть также сконфигурирован для детектирования газов, ассоциированных непосредственно с загрязнениями.
Ребенок, пользователь или ухаживающее лицо может осуществлять мониторинг состояния впитывающего изделия, используя бесконтактный газовый датчик, контроллер, сигнальное устройство, передатчик и приемник. Контроллером может быть микропроцессор типа анализатора многокомпонентных данных. Бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство могут быть размещены в единственном корпусном блоке. В другом варианте бесконтактный газовый датчик, контроллер и передатчик могут размещаться отдельно друг от друга (т.е. не находиться в единственном корпусном блоке). Газовый датчик может осуществлять мониторинг газа, испускаемого предназначенным для этого веществом после поступления во впитывающее изделие жидких загрязнений. Газ, мониторинг которого осуществляется, отличается от газов, испускаемых летучими соединениями (ЛС), такими как жирные кислоты с короткой цепью (например уксусная кислота), аммиак, метан, сероводород, диметилсульфид и тиолы (такие как меркаптаны, скатол и индол), присутствующими в жидких загрязнениях, таких как моча или текучие продукты дефекации. Термин "летучее соединение" в контексте изобретения охватывает органические и неорганические метаболические газы и соединения, вырабатываемые микробами, присутствующими в выделениях организма.
1
2
8
10
Конкретные ЛС могут быть ассоциированы с одним или более типами выделений организма, в том числе (но неисключительно) с мочой и продуктами дефекации. ЛС, обычно ассоциированные с мочой, включают, в частности, аммиачные соединения (например гидроксид аммония), кислоты с короткой цепью (С-С) (например уксусную кислоту), альдегиды со средней цепью (С-С) (например нонаналь), кетоны (например метилэтилкетон), крезол (например метилфенол), диметилдисульфид, триметиламин, лимонен (например 4-изопропенил-1-циклогексан), метилбензоат, бензамид, бензальдегид и триэтиламин. ЛС, обычно ассоциированные с дефекацией или ее продуктами, включают, в частности, скатол (например 3-метил-1Н-индол и 3-метилиндол), тиолы, такие как меркаптаны (например 2-меркаптоэтанол), сероводород, жирные кислоты с короткой цепью (например миристиновую кислоту), метантиол (например 2-меркаптоэтанол) и диметилсульфид. Наиболее типичные ЛС в продуктах дефекации включают жирные кислоты с короткой цепью, индол и диметилсульфид. Другие ЛС в продуктах дефекации включают (не ограничиваясь ими) 4-метилфенол, пентановую кислоту, 2- или 3-метилфуран, сероуглерод, бутановую кислоту, этановую кислоту, 6-метил-5-гептен-2-он, 2-пантанон 2-бутанон, бутандион-2.3, ацетальдегид, ацетон, 2-гептанон, пропаналь, гексаналь и 3-метил.
Изобретение обеспечивает мониторинг газов, которые испускаются предназначенным для этого веществом и которые отличны от газов, испускаемых упомянутыми летучими соединениями при поступлении жидких загрязнений, хотя оно способно обеспечить и мониторинг газов, ассоциированных с указанными ЛС. Газ, мониторинг которого должен осуществляться, присутствует в намного больших количествах, чем газы, ассоциированные с ЛС в выделениях организма, поэтому бесконтактный газовый датчик может быть расположен в расширенной зоне чувствительности, т.е. на большем удалении от впитывающего изделия, составляющем, например, 30 см или более. Однако он может быть помещен и у поясного отверстия впитывающего изделия, такого как тренировочные трусики, или у кромки впитывающего изделия, такого как постельная прокладка.
Мониторинг газа, испускаемого предназначенным для этого веществом при поступлении во впитывающее изделие жидких загрязнений, может осуществляться бесконтактным газовым датчиком совместно с контроллером. Бесконтактный датчик может детектировать конкретный газ, например диоксид углерода, после чего контроллер (в частности микропроцессор) может использовать процесс распознавания паттерна или какие-то другие средства, чтобы идентифицировать этот конкретный газ. Когда газ, выделившийся в ходе реакции находящегося во впитывающем изделии испускающего газ вещества с жидкими загрязнениями, приходит в контакт с бесконтактным газовым датчиком, датчик способен идентифицировать газ, ассоциированный с этим конкретным веществом. Бесконтактные газовые датчики коммерчески доступны, причем датчиком может быть датчик проводимости, пьезоэлектрический или оптический датчик или датчик на МОП-структуре (МОП-датчик). МОП-датчики находят широкое применение благодаря их высокой чувствительности к широкому спектру органических соединений и газов. Однако коммерчески доступными являются также и другие типы датчиков (включая упомянутые выше), а также датчики, использующие технологии недиспергирующих инфракрасных анализаторов, транзисторов на тонкой органической пленке и хемирезисторов.
Один тип функционирования датчика, когда в контакт с ним вступает объем конкретного газа, на осуществление мониторинга которого рассчитан данный датчик, заключается в том, что происходит изменение его физических или химических свойств. Это, в свою очередь, приводит к изменению электрического сигнала, которое может быть выявлено контроллером. Контроллер может быть заранее настроен на распознавание того, что некоторые паттерны ассоциированы с определенными газами, и, следовательно, способен детектировать газ, испускаемый в результате реакции между поступившими жидкими загрязнениями и соответствующим испускающим газ веществом, находящимся во впитывающем изделии.
Решение вопроса, какой именно датчик использовать в бесконтактном газовом датчике, зависит от газа, подлежащего детектированию. Могут быть выбраны индивидуальные датчики, предназначенные для измерения уровней концентрации газа и ассоциированные с конкретным газом. Специалист в данной области будет способен, после ознакомления с данным описанием, легко и быстро оценить пригодность конкретного датчика для мониторинга газа, испускаемого предназначенным для этого веществом.
В одном варианте контроллер, связанный с бесконтактным газовым датчиком, может принимать решение о присутствии газа по результатам анализа сигналов или данных от бесконтактного газового датчика. При этом бесконтактный газовый датчик и контроллер могут сначала произвести измерения для окружающей среды, причем любые отклонения от заданного уровня контролируемого газа записываются в контроллер. Так, если контролируемым газом является диоксид углерода, его содержание в атмосфере может быть заранее определено и записано в качестве порогового уровня данного газа. После этого контроллер может посылать на сигнальное устройство сигнал о том, что произошло поступление загрязнений, только если измеренное содержание диоксида углерода превысит заданный пороговый уровень, соответствующий атмосферному диоксиду углерода.
Контроллер может быть "натренирован" на детектирование конкретной концентрации газа и на ассоциирование этой концентрации с присутствием во впитывающем изделии жидких загрязнений, таких как моча или текучие продукты дефекации. Контроллер может использовать сигналы, полученные при измерениях посредством бесконтактного газового датчика, для анализа получаемых от датчика данных, которые служат основой для определения того, что жидкие загрязнения поступили и идентифицированы. Например, чтобы найти оценку величины сигнала, можно произвести накопление массива данных в виде зависимости сигналов от времени, пикового или квантильного значения сигнала или результатов предварительной обработки сигналов (например скользящего среднего, градиента или иной комбинации результатов). Используя те же или другие результаты предварительной обработки сигналов, можно также найти оценку наклона сигнальной кривой, а также, например, максимального, минимального, среднего, квантильного значений, или других параметров измерений. Дополнительным параметром может быть суммарная площадь под предварительно обработанным сигналом. Применимы и другие параметры, причем следует отметить, что уровень сигнала, наклон сигнальной кривой и общая площадь упомянуты только в качестве примеров точечных оценок.
В другом варианте могут быть разработаны различные классификаторы первичных и вторичных признаков, чтобы определять количество поступлений загрязнений в течение определенного периода или в период времени между поступлениями загрязнений. В дополнение, с использованием первичных и вторичных признаков могут быть также разработаны другие потенциальные индикаторы здоровья ребенка или пользователя. Чтобы отличать атмосферные условия от ситуации, когда имело место поступление жидких загрязнений, данные, полученные в процессе тренировки, могут быть использованы для разработки классификатора паттернов для контроллера. Чтобы максимизировать различия между характеристиками классов и минимизировать предсказанную остаточную сумму квадратов для тестовых ("невидимых") данных, могут быть также добавлены модельные переменные, соответствующие определенным параметрам. Классификаторы включают, среди прочих составляющих, дискриминантный анализ линейности/нелинейности, нейронные сети, классификационные и регрессионные деревья и другие методы для формирования непрерывного или дискретного сигнала, посылаемого пользователю.
Еще в одном варианте контроллер может осуществлять непрерывный мониторинг нахождения впитывающего изделия в сухом состоянии. Используя информацию, которая может поступать от бесконтактного газового датчика и контроллера и подаваться на сигнальное устройство, ухаживающее лицо будет в состоянии осуществлять, из места вблизи впитывающего изделия или на расстоянии, мониторинг продолжительности времени, в течение которого пользователь носил впитывающее изделие без поступления жидких загрязнений в виде мочи или текучих продуктов дефекации. В соответствии с командами от ухаживающего лица сигнальное устройство может передать предупреждающий сигнал ребенку после того, как впитывающее изделие оставалось сухим в течение заданных периодов времени. Предупреждающий сигнал может быть в форме приятной ребенку песенки и/или картинки на дисплее. Этот предупреждающий сигнал может передаваться самим сигнальным устройством. В другом варианте ухаживающее лицо и/или пользователь могут получать сигнал, указывающий, как долго впитывающее изделие непрерывно находилось в сухом состоянии.
Информация, передаваемая на компьютерное устройство или смартфон в отношении продолжительности сухого состояния, может быть затем передана ухаживающему лицу различными способами. Продолжительность сухого состояния может усредняться по часам, дням, неделям, месяцам. В одном варианте эта продолжительность может быть сегментирована согласно типичному поведению ребенка. Например, средняя продолжительность сухого состояния может быть рассчитана для различных частей суток, таких как утро, день и вечер. Отдельно данная продолжительность может быть рассчитана для времени, когда ребенок спит.
В одном варианте эта продолжительность может записываться и храниться с использованием электронной коммуникационной среды, такой как интерактивный Интернет-сайт, который может быть доступен через Интернет с помощью смартфона или компьютерного устройства. Это позволит осуществлять мониторинг продолжительностей сухого состояния в течение длительного периода времени с целью определить, был ли достигнут прогресс после того, как ухаживающее лицо приступило к приучению ребенка к туалету.
Контроллер может считывать уровни газа, отслеживаемого посредством бесконтактного газового датчика, а затем анализировать данные, чтобы идентифицировать поступление жидких загрязнений на базе присутствия газа, испускаемого предназначенным для этого веществом в случае поступления во впитывающее изделие жидких загрязнений. Контроллер может сначала считать начальные уровни концентрации газов, контролируемых (детектируемых) бесконтактным газовым датчиком. С использованием этих уровней может быть проведена калибровка для получения нулевых (исходных) значений, после чего можно будет отследить любое отклонение от этих исходных значений. Если изменение уровней газовой концентрации, температуры или влажности превысит определенный порог, контроллер может, посредством сигнального устройства, выдать тревожный (извещающий) сигнал.
Сигнальное устройство, самостоятельно или совместно с описанным устройством, использующим чувствительную к газу краску, может обеспечивать питание контроллера и формировать звуковой, визуальный и/или вибрационный сигнал, указывающий пользователю и/или ухаживающему лицу на присутствие жидких загрязнений. Выдача сигнальным устройством любого предупреждающего (извещающего) сигнала может активироваться дистанционно или отображаться на дисплее смартфонов или компьютеров. В другом варианте предупреждающий сигнал может посылаться на радиоприемник или на индикатор или дисплей, имеющийся на корпусном блоке или в каком-то другом месте вблизи впитывающего изделия, чтобы пользователь или другой человек, находящийся поблизости от него, например ухаживающее лицо, мог быть извещен о поступлении загрязнений. После того как пользователем или ухаживающим лицом будет получен предупреждающий сигнал о том, что произошло поступление загрязнений, может быть инициирован процесс интерактивного приучения к туалету. Кроме того, сигналы, извещающие о том, что впитывающее изделие остается сухим в течение продолжительного времени, также могут инициировать процесс интерактивного приучения посредством положительного стимулирования или давать родителям/ухаживающему лицу возможность определить свои следующие шаги, основываясь на указанной продолжительности. Выдача сигналов может быть прекращена дистанционно или из зоны вблизи сигнального устройства. Выдача сигналов может быть, в частности, прекращена, если ребенку/пользователю требуется сделать перерыв в процессе приучения к туалету или он находится на расстоянии от впитывающего изделия. Поскольку предупреждающие сигналы могут быть визуальными, звуковыми и/или вибрационными и/или посылаться на радиоприемник, компьютерное устройство или смартфон, ухаживающее лицо может модифицировать тип предупреждающего сигнала в зависимости от желательного уровня приватности. Например, если ухаживающее лицо находится дома у пользователя изделием, наиболее подходящим может быть звуковой сигнал; если же ухаживающее лицо и пользователь находятся в общественном месте, более уместным может быть сигнал, посылаемый на смартфон, или бесшумный, в частности визуальный, сигнал.
Хотя само впитывающее изделие, как правило, является одноразовым, бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство или другое устройство, используемое для извещения ребенка/пользователя или родителя/ухаживающего лица, может переноситься с изделия на изделие. Соответственно, изобретение направлено на разработку бесконтактного газового датчика, контроллера, сигнального устройства и крепежных средств, обеспечивающих быстрое и точное детектирование жидких загрязнений, чтобы обеспечить возможность реализации мер по интерактивному приучению к туалету сразу же после того, как имело место загрязнение. Независимо от того, используются ли устройство с чувствительной к газу краской или бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство, детектирование поступления жидких загрязнений может быть почти немедленным благодаря быстрой диффузии газа в воздухе при большом количестве газа, испускаемого предназначенным для этого веществом, проконтактировавшим лишь с небольшим количеством жидкости.
При использовании бесконтактного газового датчика, контроллера и сигнального устройства они могут находиться в корпусном блоке, который может крепиться к краю поясного отверстия впитывающего изделия посредством зажима или иного средства. Альтернативно, корпусной блок может находиться недалеко от изделия, например на расстоянии около 30 см или более. Если бесконтактный газовый датчик используется в варианте, предусматривающем корпусной блок, в этом блоке могут быть выполнены небольшие отверстия, открытые в сторону впитывающего изделия, чтобы сделать возможным поступление к бесконтактному газовому датчику достаточного объема газа. Альтернативно, корпусной блок может быть прикреплен к впитывающему изделию каким-то другим образом при условии, что бесконтактный газовый датчик будет находиться достаточно близко к впитывающему изделию, чтобы детектировать газ, испускаемый предназначенным для этого веществом. Бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство могут все вместе находиться в единственном корпусном блоке, прикрепляемом с помощью зажима или другого средства к поясному отверстию подгузника или тренировочных трусиков или к кромке (краю) впитывающего изделия, такого как постельная прокладка. Корпусной блок может быть также помещен снаружи периметра впитывающего изделия, например на одежду пользователя.
Как это было описано выше, бесконтактный газовый датчик в комбинации с сигнальным устройством можно сконфигурировать с возможностью сообщать о присутствии жидких загрязнений во впитывающем изделии и о количестве поступлений таких загрязнений. Эта информация может затем использоваться в рамках приучения к туалету. Однако конкретный тип загрязнений, подлежащих детектированию, может зависеть от конкретного типа впитывающего изделия и его желательного применения. Например, в одном варианте впитывающее изделие является подгузником, тренировочными трусиками или аналогичным изделием, а сигнальное устройство сконфигурировано для индикации присутствия мочи. Кроме того, сигнальное устройство может быть сконфигурировано для индикации присутствия и других жидких выделений организма пользователя во впитывающем изделии.
Как показано на фиг. 1 и 2, одноразовое впитывающее изделие 20 по изобретению содержит композит 88, содержащий испускающее газ вещество и расположенный во впитывающем изделии 20 так, чтобы оно вступало в контакт с жидкими загрязнениями, поступившими во впитывающее изделие. Композит с испускающим газ веществом может быть селективно помещен в месте, в котором ожидается присутствие выделений организма, например в паховой части впитывающего изделия. Следует отметить, что, тогда как на фиг.1 композит с испускающим газ веществом показан образующим часть впитывающего изделия, он может быть прикреплен к впитывающему изделию, например посредством вкладыша. Кроме того, чтобы добиться максимально быстрой реакции при поступлении загрязнений, испускающее газ вещество может наноситься в виде покрытия или крема на поверхность впитывающего изделия, обращенную к пользователю. С композитом 88, содержащим испускающее газ вещество, можно связать продольное и поперечное направления, которые (когда изделие находится в разложенном состоянии) могут совместно задавать плоскость, именуемую далее "плоскостью x-y". Композит 88, содержащий испускающее газ вещество, может быть помещен во впитывающее изделие так, чтобы он задавал поверхность 87, обращенную в процессе использования изделия к телу пользователя (т.е. внутреннюю поверхность), и (неизображенную) поверхность, обращенную, в процессе использования изделия, к одежде, а не к пользователю, т.е. наружную поверхность, противоположную по отношению к внутренней поверхности.
Композиту 88 с испускающим газ веществом может быть придана во впитывающем изделии любая желательная форма. Чтобы детектировать поступление загрязнений в случае впитывающего изделия типа подгузника или тренировочных трусиков, он, как показано на фиг. 1, может быть помещен непосредственно в зону поступления загрязнений, например в паховую область. При этом он может иметь двумерную или трехмерную конфигурацию, в частности прямоугольную, треугольную, круглую, овальную, прямоугольную с закругленными краями, i-образную, Т-образную или в виде песочных часов. В некоторых вариантах композит 88, содержащий испускающее газ вещество, может иметь не какую-то определенную, а произвольную форму, т.е. его размеры по меньшей мере в плоскости x-y могут выбираться по желанию. Толщина (размер композита 88 в z-направлении) также может выбираться по желанию. При этом, как это показано на фиг. 2, композит 88, который может содержать то или иное испускающее газ вещество, способное реагировать с различными чувствительными к газу композициями для получения различных изменений цвета, может быть помещен на расстоянии от центра впитывающего изделия, например по периметру впитывающего ядра 44. Этот вариант может быть использован, чтобы индицировать степень насыщения изделия. В альтернативном варианте (не изображен) композит можно расположить не по периметру, а в форме концентрических колец. В дополнение к контролю насыщения, расположение композита с испускающим газ веществом по периметру впитывающего ядра 44 или в виде концентрических колец может быть использовано для определения способности ребенка удерживать определенный объем жидкости в своем мочевом пузыре до его опустошения. Это может быть полезно на различных стадиях приучения к туалету. В некоторых предпочтительных вариантах композит 88 будет иметь гибкость, соответствующую гибкости изделия 20 в целом. В вариантах по фиг. 1 и 2 испускающее газ вещество может быть в виде порошков, частиц, хлопьев, волокон, агломератов, гранул, шариков, таблеток, капсул, покрытий или кремов, причем оно может быть или не быть инкапсулировано. В других вариантах испускающее газ вещество может быть добавлено к впитывающему изделию как покрытие или отдельный материал, такой как вкладыш.
Поскольку содержащееся в композите испускающее газ вещество выделяет большой объем газа, способность пользователя или ухаживающего лица детектировать ситуацию, в которой произошло (и/или происходит) поступление жидких загрязнений, будет улучшена благодаря ускорению процесса изменения цвета и/или выдачи предупреждающих сигналов (визуальных, звуковых, вибрационных). Композит 88 с испускающим газ веществом может находиться в изделии 20 в любом положении, в котором поступающие жидкие загрязнения могут достичь этого вещества, реакция в котором приведет к выделению большого объема газа. Так, в некоторых вариантах композит 88, содержащий испускающее газ вещество, может быть расположен смежно с обращенной к телу поверхностью впитывающего ядра 44 и в контакте с ней. В других вариантах этот композит может быть расположен смежно с поверхностью, обращенной к одежде, и/или с обращенной к телу поверхностью верхнего слоя и в контакте с ней. В другой группе вариантов композит 88, содержащий испускающее газ вещество, может быть расположен, например, смежно с обращенной к телу или к одежде поверхностью распределяющего (surge) слоя. Как это будет легко понятно специалистам, изобретение допускает и другие конфигурации при условии, что жидкие загрязнения могут вступать в контакт с испускающим газ веществом.
Согласно изобретению композит 88, содержащий испускающее газ вещество, может быть ламинатом, содержащим несущий слой (не изображен), который представляет собой отдельное полотно из материала, по меньшей мере частично или полностью проницаемого для жидкости. Испускающее газ вещество может находиться внутри несущего слоя. Подходящие проницаемые для жидкости материалы включают слои из тканых материалов; из нетканых материалов, например из мелтблауна, коформных материалов, спанбонда, материала спанбонд-мелтблаун-спанбонд; из кардных лент; из перфорированных пленок; из пеноматериала и т.д.
В некоторых вариантах композит 88 с испускающим газ веществом может содержать частицы или порошок из смеси бикарбонат натрия/лимонная кислота, которая может быть использована для образования диоксида углерода в случае поступления во впитывающее изделие жидких загрязнений. Однако применимы и другие частицы или порошки, генерирующие нетоксичный газ. В одном варианте испускающее газ вещество содержит по меньшей мере одну кислоту и по меньшей мере одно основание. При смачивании кислота и основание реагируют с образованием газа, например газообразного диоксида углерода. Выбор конкретного газа, выделяемого системой генерации газа, некритичен при условии, что образующийся газ, по существу, безвреден для кожи пользователя и существуют чувствительная к газу краска и бесконтактный газовый датчик, чувствительный к этому газу. Следует, однако, отметить, что смесь необязательно должна быть в виде порошков или частиц: она может быть введена в крем или другое вещество, наносимое на контактирующую с телом поверхность нетканого материала. Таким образом, композит 88 с испускающим газ веществом должен контактировать с жидкими загрязнениями, такими как моча, смешанные текучие среды или другие водосодержащие выделения организма, чтобы выделить газ, например диоксид углерода.
На фиг. 3 представлено впитывающее изделие, содержащее на своей наружной поверхности композит 88 с испускающим газ веществом, которое испускает газ, когда жидкость, присутствующая во впитывающем изделии, достигает его наружной поверхности, например у боковой кромки 36 или у поясной кромки 38, что укажет на насыщение в результате одного или более поступлений во впитывающее изделие жидких загрязнений. Показана обращенная наружу поверхность 89 композита; однако, имеется также обращенная к одежде поверхность (не изображена), которая первой вступит в контакт с загрязнениями, когда впитывающее изделие заполнено и загрязнения начали протекать за его границы. Это приведет к тому, что испускающее газ вещество начнет выделять газ, который может быть детектирован устройством, содержащим чувствительную к газу композицию. Эта композиция может отличаться от всех других аналогичных композиций, используемых в другом устройстве или в других устройствах в составе изделия, чтобы сделать различимыми ситуации разового поступления загрязнений и близости впитывающего изделия к своему предельному насыщению. Как показано на фиг. 3, композит может находиться снаружи впитывающего изделия, в дополнение к его нахождению непосредственно в зоне поступлений загрязнений (см. фиг. 1) или по периметру впитывающего ядра 44 (см. фиг. 2). Способность сделать различимыми разовое поступление загрязнений и близость впитывающего изделия к своему насыщению зависит от испускающих газ веществ, использованных в каждом композите, от газа, испускаемого соответствующим веществом, и от чувствительной к газу краски, используемой в соответствующем устройстве, например в жетоне. Данная способность реализуется, если, благодаря применению различных красок или композиций, после поступления загрязнений и при насыщении генерируются (отображаются) различные сигналы, цвета и/или изображения.
На фиг. 4 иллюстрируется вариант устройства, использующего чувствительную к газу краску, которое закреплено на ребенке или другом пользователе впитывающим изделием. Следует, однако, отметить, что для детектирования поступления загрязнений или насыщения впитывающего изделия устройство необязательно должно носиться ребенком или другим пользователем при условии, что используемая в нем чувствительная к газу краска может вступать в контакт с газом, испускаемым предназначенным для этого веществом. Следует также отметить, что для детектирования поступления загрязнений или степени насыщения изделия можно использовать более одного устройства или устройство может содержать более одной чувствительной к газу композиции или краски. Показано устройство в виде жетона или значка, но можно использовать также часы, стикер, татуировку или другое средство, если оно может содержать одну или более чувствительных к газу композиций/красок. Состояния устройства иллюстрируются на фиг. 4А-4С, причем на фиг. 4А показан жетон в исходном состоянии, пока не произошло поступления жидких загрязнений или какого-либо выделения диоксида углерода. На фиг. 4С показан жетон в другом своем крайнем состоянии, после того как поступления жидких загрязнений привели к выделению большого объема газа, вызвавшего изменение цвета в устройстве, содержащем чувствительную к газу композицию. Как показано на фиг. 4А, сначала, когда впитывающее изделие является сухим и свободным от загрязнений, чувствительная к газу краска, нанесенная в виде звезды, имеет насыщенный (темный) цвет. На фиг. 4В проиллюстрировано изменение в интенсивности цвета той же чувствительной к газу композиции сразу же после ее контакта с газом, испущенным впитывающим изделием вследствие поступления жидких загрязнений. На фиг. 4С проиллюстрировано быстрое исчезновение чувствительной к газу композиции в результате воздействия на нее газа, испущенного впитывающим изделием после поступления загрязнений. Таким образом, как это показано на фиг.4, цвет чувствительной к газу композиции может исчезнуть почти сразу же после того, как впитывающее изделие, содержащее испускающее газ вещество, проконтактирует с небольшим объемом жидкости. Даже при относительно малом объеме жидкости чувствительная к газу композиция может создать визуально наблюдаемый сигнал благодаря тому, что при контактировании с малым объемом жидкости испускающее газ вещество, находящееся во впитывающем изделии, выделит большой объем газа. Хотя данный вариант соответствует быстрому исчезновению изображения в случае поступления загрязнений, в зависимости от типа применяемых композиций (известных специалистам) при поступлении загрязнений изображение может, наоборот, появляться; альтернативно, возможно сочетание исчезающего и появляющегося изображений, чтобы указать на присутствие жидких загрязнений. Кроме того, различные испускающие газ вещества и чувствительные к газу композиции можно использовать в комбинации с одним или более устройствами, чтобы обеспечить различные изменения цвета в зависимости от поступления загрязнений или насыщения впитывающего изделия.
На фиг. 5 представлено, в качестве примера, впитывающее изделие 20, которое может быть использовано при мониторинге поступлений загрязнений во впитывающее изделие. Впитывающее изделие 20 содержит многие из описанных выше компонентов, показанных на фиг. 1 (и имеющих те же обозначения), но в варианте по фиг. 5 дополнительно имеются бесконтактный газовый датчик, контроллер и сигнальное устройство, которые будут описаны далее. Должно быть понятно, что изобретение пригодно для использования и в других впитывающих изделиях, предназначенных для ношения, в том числе (но неисключительно) в подгузниках, тренировочных трусиках, плавках, предметах женской гигиены, изделиях для страдающих инконтиненцией, медицинском белье, хирургических бандажах и вкладышах, постельных прокладках, а также в других видах лечебного белья и в иных подобных изделиях.
Можно отметить, что различные материалы и способы, пригодные для изготовления впитывающих изделий типа впитывающего изделия 20, соответствующего различным аспектам изобретения, описаны в международной заявке WO 00/37009, опубликованной 29.06.2000; в патенте США 4940464, опубликованном 10.07.1990; в патенте США 5766389, опубликованном 16.06.1998, и в патенте США 6645190, опубликованном 11.11.2003, причем содержание этих документов включено, посредством ссылки, в данное описание в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.
Впитывающее изделие 20 представлено на фиг. 5 в частично застегнутом состоянии. У впитывающего изделия 20 имеется пара продольных областей (именуемых также передней областью 22 и задней областью 24) и промежуточная область 26 (именуемая также паховой областью), расположенная в продольном направлении между передней и задней областями 22, 24, соединяя их. Впитывающее изделие 20 имеет внутреннюю поверхность 28, расположенную по отношению к другим компонентам изделия 20 таким образом, что при ношении изделия она обращена к телу пользователя, и наружную поверхность 30, противолежащую внутренней поверхности. Передняя и задняя области 22, 24 соответствуют тем частям впитывающего изделия 20, которые при его ношении полностью или частично закрывают или охватывают талию или среднюю/нижнюю часть торса пользователя. Паховая область 26 соответствует той части впитывающего изделия 20, которая, при его ношении, находится между ногами пользователя и закрывает нижнюю часть торса и пах пользователя. У впитывающего изделия 20 имеются также пара противолежащих в поперечном направлении боковых кромок 36 и пара противолежащих в продольном направлении поясных кромок: передняя и задняя поясные кромки 38, 39.
Проиллюстрированное впитывающее изделие 20 имеет главную часть 32, которая в данном варианте включает в себя переднюю область 22, заднюю область 24 и паховую область 26. Однако в других впитывающих изделиях, например в постельных прокладках, эта часть может быть иной. Как проиллюстрировано на фиг. 1, главная часть 32 содержит наружную оболочку 40 и обращенный к телу вкладыш 42, который может быть наложен на наружную оболочку 40 и прикреплен к ней посредством адгезивов, точечной ультразвуковой сварки, термосоединения или другой известной технологии. Показанный на фиг. 1 вкладыш 42 целесообразно прикрепить к наружной оболочке 40 по периметру главной части 32 с образованием переднего поясного шва и заднего поясного шва. Вкладыш 42 может быть прикреплен к наружной оболочке 40 с формированием пары боковых швов в передней и задней областях 22, 24. Вкладыш 42 может быть расположен по отношению к другим компонентам изделия 20 так, чтобы при ношении впитывающего изделия он был обращен к коже пользователя. Главная часть 32 может содержать также находящуюся между наружной оболочкой 40 и обращенным к телу вкладышем 42 впитывающую структуру для впитывания жидких или твердых выделений организма пользователя, а также пару блокирующих клапанов 46, прикрепленных к обращенному к телу вкладышу 42 для предотвращения движений выделений организма в поперечном направлении.
Эластичные блокирующие клапана 46, показанные на фиг. 1, задают частично неприкрепленную кромку, которая имеет вертикальную конфигурацию по меньшей мере в паховой части 26 впитывающего изделия 20, чтобы образовать уплотнение, примыкающее к телу пользователя. Блокирующие клапана 46 могут быть расположены в продольном направлении по всей длине главной части 32 или только по части этой длины. Подходящие конструкция и расположение блокирующих клапанов 46 хорошо известны специалистам и описаны в патенте США №4704116 от 3.11.1987, содержание которого включено в данное описание посредством ссылки.
Как это известно специалистам, чтобы дополнительно улучшить блокирование и/или поглощение жидких выделений организма, впитывающее изделие 20 желательно снабдить ножными эластичными вставками (не изображены). Ножные эластичные вставки могут быть прикреплены к наружной оболочке 40 и/или к обращенному к телу вкладышу 42 и расположены в паховой области 26 впитывающего изделия 20.
Ножные эластичные вставки могут быть изготовлены из любого подходящего эластичного материала. Как это хорошо известно специалистам, подходящие эластичные материалы включают листы, полоски или полосы из естественного или синтетического каучука или термопластичных эластомерных материалов. Чтобы создать упругое сжимающее усилие, действующее на подложку, эластичные материалы могут крепиться к подложке в растянутом состоянии, крепиться к подложке, собранной в складки, или крепиться к подложке с последующим приданием им эластичных свойств, например с использованием нагрева. В одном конкретном варианте ножные эластичные вставки могут содержать полученные сухим прядением спеченные (коалесцированные) мультифиламентные эластомерные нити из спандекса, предлагаемые под торговым наименованием LYCRA фирмой Invista (США).
В некоторых вариантах впитывающее изделие 20 может дополнительно содержать распределяющий слой (не изображен), который, в качестве опции, может находиться смежно с впитывающей структурой и крепиться известным специалистам образом, например приклеиванием, к различным компонентам изделия 20, например к впитывающей структуре или к обращенному к телу вкладышу 42. Распределяющий слой способен замедлять и рассеивать выбросы жидких или иных выделений организма, которые могут быстро поступить во впитывающую структуру изделия. Распределяющий слой предпочтительно способен быстро принимать и временно удерживать жидкие или иные выделения организма перед тем, как медленно высвобождать их в удерживающие части впитывающей структуры. Примеры подходящих распределяющих слоев описаны в патентах США №5486166 и №5490846. Другие подходящие распределяющие материалы описаны в патенте США №5820973. Содержание этих документов полностью включено в данное описание посредством ссылки в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.
Как показано на фиг.5, впитывающее изделие 20 может дополнительно содержать пару противолежащих эластичных боковых панелей 34, прикрепленных к задней области главной части 32. Как показано на чертеже, боковые панели 34 могут находиться в растянутом состоянии вокруг поясницы и/или бедер пользователя, чтобы удерживать изделие в заданном положении. Как видно из фиг.5, эластичные боковые панели прикреплены к главной части вдоль двух противоположных продольных кромок 37. Боковые панели 34 могут быть прикреплены к главной части 32 с применением любого подходящего метода крепления. Так, боковые панели 34 можно присоединить к главной части посредством адгезивов, точечной ультразвуковой сварки, термосоединения или другой известной технологии.
В альтернативном варианте эластичные боковые панели могут быть выполнены заодно с главной частью 32. Например, они могут представлять собой продолжение обращенного к телу вкладыша 42, наружной оболочки 40 или обоих этих компонентов.
В варианте, показанном на фиг.5, боковые панели 34 присоединены к задней области впитывающего изделия 20 и заходят на переднюю область изделия при фиксации его в заданном положении на теле пользователя. Однако должно быть понятно, что, в качестве альтернативы, боковые панели 34 могут быть присоединены к передней области изделия 20 и при надевании изделия заходить на его заднюю область.
Когда впитывающее изделие 20 находится в застегнутом состоянии, частично проиллюстрированном на фиг. 5, эластичные боковые панели 34 могут быть соединены одна с другой посредством застежек с формированием конфигурации типа трехмерного подгузника, имеющего поясное отверстие 50 и пару отверстий 52 для ног (ножных отверстий). Поясное отверстие 50 изделия 20 задается поясными кромками 38 и 39, охватывающими талию пользователя.
В варианте по фиг. 5 боковые панели разъемно прикреплены к передней области 22 изделия 20 посредством застежек. Однако должно быть понятно, что в других вариантах боковые панели могут быть неразрывно прикреплены к главной части 32 у каждого ее конца. Боковые панели могут быть связаны неразъемным образом, например, если они используются в тренировочных трусиках или впитывающих купальных принадлежностях.
Каждая эластичная боковая панель 34 имеет продольную наружную кромку (не изображена), кромку 70 со стороны ноги, смещенную в направлении центра продольной оси подгузника 20, и кромки 72 со стороны поясного конца, смещенные в направлении продольного конца впитывающего изделия. Кромки 70 со стороны ног впитывающего изделия 20 могут быть соответствующим образом изогнуты и/или наклонены, чтобы лучше фиксироваться вокруг ног пользователя. Однако должно быть понятно, что, без выхода за пределы изобретения, можно сделать изогнутой или наклоненной только одну из этих кромок, например кромку задней области 24; альтернативно, ни одна из кромок со стороны ног может не иметь изгиба или наклона. Боковые панели 34 согласованы по положению с поясной областью 90 главной части 32.
Застежки могут включать противолежащие в поперечном направлении первые застежечные компоненты 82, предназначенные для расцепляемого соединения с соответствующими им вторыми застежечными компонентами (не изображены). В представленном варианте первый застежечный компонент 82 находится на эластичных боковых панелях 34, а второй застежечный компонент может быть наложен на переднюю область 22 главной части 32. В одном варианте передняя (наружная) поверхность каждого из застежечных компонентов снабжена множеством сцепляющихся элементов. Сцепляющиеся элементы первых застежечных компонентов 82 способны многократно сцепляться и расцепляться с соответствующими сцепляющимися элементами вторых застежечных компонентов, чтобы поддерживать, с возможностью освобождения, изделие 20 в его трехмерной конфигурации.
Можно использовать любые застежечные компоненты, пригодные для впитывающих изделий, например адгезивные, когезионные или механические застежки. В некоторых конкретных вариантах для большей надежности застежечные компоненты содержат механические сцепляющиеся элементы. Эти элементы могут быть снабжены геометрически взаимно соответствующими частями, такими, например, как крючки, петли, части в виде луковиц, грибков, стрелок, шариков на стержнях, охватываемые/охватывающие детали, пряжки или защелки.
Первые застежечные компоненты 82 могут содержать, например, крючки, а вторые застежечные компоненты могут содержать соответствующие им петли. Альтернативно, первые застежечные компоненты 82 могут содержать петли, а вторые застежечные компоненты могут быть дополнительными по отношению к ним крючками. В другом варианте застежечными компонентами могут быть однотипные сцепляющиеся поверхностные застежки или клейкие и когезионные сцепляющиеся элементы типа комбинации клейкой застежки и приемной клейкой зоны (клейкого материала). Специалисту будет понятно, что форму, плотность и состав полимера, из которого изготовлены крючки и петли, можно выбрать так, чтобы обеспечить желательный уровень сцепления между застежечными компонентами. Подходящие застежки описаны, в частности, в упомянутых выше международной заявке WO 00/37009 и в патенте США 6645190.
В изображенном варианте застежечные компоненты 82 прикреплены к боковым панелям 34 вдоль их кромок. В этом варианте застежечные компоненты 82 не являются упругими или растягивающимися. Однако в других вариантах застежечные компоненты могут быть выполнены заодно с боковыми панелями 34. Так, застежечные компоненты могут быть закреплены непосредственно на поверхностях боковых панелей 34.
В дополнение к используемым в некоторых вариантах эластичным боковым панелям, впитывающее изделие 20 может содержать различные поясные эластичные вставки для придания эластичности зоне вокруг поясного отверстия. Например, как показано на фиг. 1, впитывающее изделие 20 может быть снабжено передней поясной эластичной вставкой 54 и/или задней поясной эластичной вставкой 56.
Показанные на фиг.5 и 6, в качестве примера, бесконтактный газовый датчик 104, контроллер 106 и сигнальное устройство 110, образующие части системы на основе впитывающего изделия, могут находиться в корпусном блоке 102, который показан прикрепленным к впитывающему изделию 20. В этом варианте сигнальное устройство 110 содержит передатчик 112, который обеспечивает связь с приемником 114, которым может быть радиоприемник, компьютерное устройство или смартфон. Передатчик 112 может находиться в корпусном блоке 102 вместе с бесконтактным газовым датчиком 104 и контроллером 106. Когда на или во впитывающем изделии 20 присутствуют загрязнения, контроллер 106 детектирует изменения в уровнях газов, отслеживаемых бесконтактным газовым датчиком 104, что, в свою очередь, активирует сигнальное устройство 110. В одном варианте бесконтактный газовый датчик способен осуществлять мониторинг уровней газов через дискретные отверстия 108 в корпусном блоке 102. В другом варианте корпусной блок может быть изготовлен из пористого материала, благодаря чему в этот блок может поступить количество газов, достаточное, чтобы бесконтактный газовый датчик смог детектировать присутствие любого из газов, ассоциированных с испускающим газ веществом.
Еще в одном варианте передатчик 112 способен посылать беспроводной предупреждающий сигнал на приемник 114, который в этом случае укажет пользователю, что во впитывающем изделии присутствуют жидкие загрязнения. Чтобы уведомить пользователя о том, что детектировано поступление загрязнений, сигнальное устройство 110 может генерировать звуковой, визуальный и/или вибрационный сигнал. Другие предупреждающие сигналы или комбинации предупреждающих сигналов могут быть использованы, чтобы указать, что впитывающее изделие оставалось сухим в течение определенного времени. Звуковой сигнал может, например, просто состоять из одного или более гудков или представлять собой музыкальную мелодию. Аналогично, в случае испускания сигнальным устройством 110 видимого сигнала, этот сигнал может содержать несколько световых импульсов или подаваться на интерактивный дисплей. Еще в одном варианте приемник 114 сигнального устройства 110 может быть сконфигурирован с возможностью вибрировать в случае детектирования поступления загрязнений.
Как это было описано выше, сигнальное устройство 110 может быть сконфигурировано, чтобы указывать на поступление во впитывающее изделие 20 любых загрязнений, например мочи и/или текучих продуктов дефекации. В варианте по фиг. 5 и 6 сигнальное устройство 110 содержит передатчик 112 в комбинации с приемником 114. Однако должно быть понятно, что сигнальное устройство может быть единственным блоком, который находится на впитывающем изделии 20 или рядом с ним. Так, сигнальное устройство может быть прикреплено к впитывающему изделию и испускать визуальный и/или звуковой сигнал непосредственно из самого изделия, так что пользователь или находящийся поблизости другой человек, например ухаживающее лицо, будет уведомлен о поступлении загрязнений. Кроме того, должно быть понятно, что данные от сигнального устройства могут быть переданы на радиоприемник, компьютер или смартфон по беспроводной сети или иным образом. Должно быть понятно, что сигнальное устройство может быть деактивировано или удалено, когда нужно сделать перерыв в процессе приучения к туалету или когда неуместно уведомлять ребенка/пользователя или родителя/ухаживающее лицо о поступлении загрязнений посредством сигнального устройства. При этом сигнальное устройство 110 может использоваться совместно с описанной выше чувствительной к газу краской, которую можно также легко удалить, если желательно сделать перерыв или если ее использование неуместно.
В варианте, показанном на фиг. 6, в корпусном блоке 102, который может быть прикреплен к впитывающему изделию, размещены бесконтактный газовый датчик 104, в состав которого могут входить по меньшей мере один индивидуальный датчик, контроллер 106 и сигнальное устройство 110. Оно может содержать передатчик 112 и приемник 114. Кроме того, в сигнальном устройстве могут иметься отверстия 108, которые делают возможным поступление к бесконтактному газовому датчику 104 порции газа, достаточной, чтобы детектировать присутствие газа, выделившегося в результате реакции во впитывающем изделии 20 жидких загрязнений с испускающим газ веществом. В другом варианте порция газа может достигать бесконтактного газового датчика 104, проходя сквозь корпусной блок, выполненный из пористого материала. Еще в одном варианте корпусного блока, если сигнал выдается пользователю, приемник должен находиться на самом корпусном блоке или рядом с ним. Если же сигнал выдается другому пользователю, например ухаживающему лицу, с помощью соответствующих средств, например беспроводного радиоприемника, компьютерного устройства или смартфона, передатчик может посылать беспроводной сигнал приемнику, находящемуся на некотором расстоянии от передатчика и сигнального устройства. При осуществлении мониторинга и детектирования пороговых уровней концентраций газа контроллер 106 может считывать данные и вычислять уровни, чтобы принять решение об уведомлении пользователя и/или ухаживающего лица посредством звукового, визуального и/или вибрационного сигнала, который может передаваться или не передаваться беспроводным образом на радиоприемник, смартфон, компьютерное устройство или другое средство отображения данных.
На фиг. 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая вариант связи сигнального устройства с компьютерным устройством или смартфоном, которое (который) в результате может генерировать сообщения для пользователя/родителя/ухаживающего лица. В одном варианте после того, как бесконтактный газовый датчик осуществил мониторинг по меньшей мере одного уровня газа и контроллер, используя процесс распознавания паттерна и анализ данных, детектировал повышение этого уровня, превышающее пороговое значение, указывающее на присутствие жидких загрязнений, сигнальное устройство может передать предупреждающий сигнал в зону у поясного отверстия впитывающего изделия, чтобы проинформировать пользователя и/или находящееся поблизости от него ухаживающее лицо. В другом варианте пользователь или ухаживающее лицо может предпочесть получать данный сигнал в удаленной точке, например посредством радиоприемника. Еще в одном варианте пользователь или ухаживающее лицо может предпочесть посылку предупреждающих сигналов на компьютерное устройство или смартфон. В случае посылки предупреждающего сигнала на компьютерное устройство или смартфон этот сигнал может быть визуальным и/или звуковым; альтернативно, он может храниться в качестве данных вместе с предыдущими и последующими сигналами. В этом случае пользователь или ухаживающее лицо может вызывать данные из компьютерного устройства или смартфона, чтобы определить количество поступлений во впитывающее изделие загрязнений, мониторинг которых осуществляется. Пользователь или ухаживающее лицо может видеть и использовать для различных целей сообщение, сгенерированное на компьютерном устройстве или смартфоне на базе сигнала, поступившего на компьютерное устройство или смартфон от сигнального устройства.
В одном варианте ухаживающее лицо получает сообщение, чтобы определить, насколько успешно проходит процесс приучения пользователя к туалету, просматривая данные за несколько часов, дней, недель, месяцев или за другой подходящий временной период, например за часть суток (ночь, время дневного сна и т.д.). Пользователь и/или ухаживающее лицо могут получать данные с целью узнать, имеются ли какие-либо изменения в продолжительности периода, когда впитывающее изделие остается сухим, чтобы проверить, приучается ли пользователь к туалету или готов ли он для приучения к туалету, поскольку это требует способности достаточное время удерживать определенный объем жидкости в мочевом пузыре. На основе этой информации, полученной описанным способом, ухаживающее лицо может модифицировать свой подход к приучению к туалету.
Далее, со ссылками на фиг. 8 и 9, будут подробно описаны различные крепежные механизмы для прикрепления корпусного блока, содержащего бесконтактный электронный датчик, контроллер и сигнальное устройство у поясного отверстия впитывающего изделия. Следует отметить, что, хотя представленный на чертежах крепежный механизм содержит две пластины, образующие его боковые стороны, в одном варианте бесконтактный газовый датчик может находиться на одной пластине, т.е. на стороне, обращенной внутрь впитывающего изделия, чтобы иметь возможность детектировать газы и изменения влажности и температуры, обусловленные поступлением загрязнений.
На фиг. 8 представлен вариант крепежного механизма, пригодный для прикрепления корпусного блока 102 у поясного отверстия впитывающего изделия 20. Следует отметить, что впитывающее изделие может не иметь поясного отверстия (например, если оно выполнено в виде постельной прокладки). В таком случае корпусной блок, вместо поясного отверстия, может быть прикреплен к другой кромке впитывающего изделия. В представленном варианте корпусной блок 102 содержит первую, наружную пластину 130, отделенную от второй, внутренней пластины 132. Первая, наружная пластина 130 должна быть помещена на наружную часть впитывающего изделия 20. В одном варианте вторая, внутренняя пластина 132 может быть помещена на внутреннюю часть впитывающего изделия 20. В результате газы, отходящие от впитывающего изделия 20 после поступления загрязнений, будут в состоянии достичь отверстий 108. Когда газы поступят в отверстия 108 в корпусном блоке 102, бесконтактный газовый датчик 104 сможет осуществить мониторинг уровней газовой концентрации, после чего контроллер 106 сможет детектировать любые изменения в уровнях газовой концентрации, обусловленные поступлением загрязнений. Край первой, наружной пластины 130 может быть шарнирно связан с краем второй, внутренней пластины 132 посредством петли 134. При таком выполнении корпусной блок 102 может быть надежно зафиксирован у поясного отверстия или края впитывающего изделия типа постельной прокладки. Альтернативно он может быть встроен во впитывающее изделие. Корпусной блок 102 можно также надежно закрепить на одежде ребенка/пользователя или в другом месте при условии, что бесконтактный газовый датчик 104 находится достаточно близко к впитывающему изделию, чтобы детектировать любые газы, испускаемые предназначенным для этого веществом.
Чтобы обеспечить прикрепление корпусного блока 102 к впитывающему изделию 20, первая, наружная пластина 130 снабжена парой зубцов, служащих в качестве первого и второго фиксаторов 116, 118. Как показано на фиг. 8, пластины 130 и 132 корпусного блока 102 сконфигурированы для помещения на кромку главной части изделия (например на кромку поясного отверстия) и прижатия одна к другой, так что зубцы 116 и 118 прокалывают главную часть и фиксируются в требуемом положении.
На фиг. 9 представлен другой вариант корпусного блока 102, прикрепляемого к впитывающему изделию 20. В этом варианте корпусной блок 102 может содержать зажимное устройство, имеющее первую, наружную пластину 130, смещенную относительно второй, внутренней пластины 132. Пластины 130, 132 выполнены (заодно одна с другой) из гибкого материала, позволяющего отводить их одну от другой, чтобы поместить сигнальное устройство на кромку впитывающего изделия. После того как пластины установлены на впитывающее изделие, они сближаются и удерживают сигнальное устройство в заданном положении. Таким образом, корпусной блок 102 имеет конструкцию типа зажима для бумаг, позволяющую надежно фиксировать корпусной блок 102 у поясного отверстия или у края другого впитывающего изделия, такого как постельная прокладка. Альтернативно, этот блок может являться частью впитывающего изделия. Корпусной блок 102 можно также надежно закрепить на одежде ребенка/пользователя или в другом месте при условии, что бесконтактный газовый датчик 104 находится достаточно близко к впитывающему изделию, чтобы детектировать любые газы, испускаемые предназначенным для этого веществом.
В одном варианте установка второй, внутренней пластины 132 на внутренней стороне впитывающего изделия 20 позволяет газам, отходящим от впитывающего изделия 20 после поступления загрязнений, входить в отверстия 108 в корпусном блоке 102. После того как газы достигнут отверстий 108, бесконтактный газовый датчик 104 сможет осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации; в результате контроллер 106 будет в состоянии детектировать любые изменения в уровнях газовой концентрации вследствие поступления загрязнений.
В вариантах, проиллюстрированных на фиг. 8 и 9, корпусной блок 102 может быть изготовлен из любого подходящего материала. Например, в одном варианте корпусной блок может быть выполнен из гибкого пластика. Однако должно быть понятно, что можно использовать и эластомерные материалы и металлы. Кроме того, по меньшей мере часть корпусного блока может быть выполнена из пористого или сетчатого материала, чтобы обеспечить бесконтактному газовому датчику возможность получать порции газа, достаточные для осуществления мониторинга уровней газов, превышающих пороговый уровень.
Как это было описано выше, изобретение направлено, прежде всего, на разработку способа интерактивного приучения к туалету, при использовании которого система сигнализации о выделениях организма способна детектировать присутствие во впитывающем изделии жидких загрязнений и отличать мочу от продуктов дефекации. Остальные материалы, используемые при изготовлении впитывающего изделия 20 в зоне, окружающей поясные эластичные вставки 54 и 56, могут подбираться в зависимости от конкретного применения и конкретного изготавливаемого изделия.
Например, наружная оболочка 40 может быть воздухопроницаемой и/или непроницаемой для жидкости. При этом данная оболочка может содержать единственный слой, несколько слоев, ламинаты, полотна типа "спанбонд", пленки, полотна типа "мелтблаун", эластичные сетки, микропористые материалы, кардные ленты или пены, полученные из эластомерных или полимерных материалов. Так, наружная оболочка 40 может быть единственным слоем непроницаемого для жидкости материала; альтернативно, это может быть многослойная ламинатная конструкция, по меньшей мере один из слоев которой непроницаем для жидкости. Однако должно быть понятно, что в других вариантах наружная оболочка может быть проницаема для жидкости. В этом случае впитывающее изделие может содержать, например, внутренний барьерный слой для жидкости.
2
Так, наружная оболочка 40 может содержать проницаемый для жидкости наружный слой и непроницаемый для жидкости внутренний слой, которые желательно соединить вместе посредством ламинатного клея, ультразвуковой сварки, термосоединения и т.д. Пригодные ламинатные клеи, которые можно наносить непрерывно или дискретно (в виде капель, спрея, параллельных завитков и т.д.), могут быть получены от фирмы Bostik Findley Adhesives, Inc. (США) или от фирмы National Starch and Chemical Company (США). Проницаемый для жидкости наружный слой может быть из любого подходящего материала, причем желательно, чтобы он обеспечивал текстуру ткани. Примером такого материала является нетканое полипропиленовое полотно "спанбонд" с поверхностной плотностью 20 г/м. Этот слой можно также изготовить из тех же материалов, что и проницаемый для жидкости вкладыш 42, обращенный к телу.
Внутренний слой наружной оболочки 40 может быть непроницаемым для жидкости и пара или непроницаемым для жидкости, но паропроницаемым. Внутренний слой может быть изготовлен из тонкой пластиковой пленки, хотя могут быть использованы и другие непроницаемые для жидкости материалы. Внутренний слой или непроницаемая для жидкости наружная оболочка 40 (когда она состоит из единственного слоя) предотвращает намачивание выделениями организма таких предметов, как простыни и другое постельное белье, а также пользователя и ухаживающее лицо. Непроницаемая для жидкости пленка, подходящая для использования в качестве непроницаемого для жидкости внутреннего слоя или единственного слоя непроницаемой для жидкости наружной оболочки 40, - это полиэтиленовая пленка толщиной 0,02 мм, поставляемая фирмой Pliant Corporation (США).
Обращенный к телу вкладыш 42 является достаточно податливым, создающим ощущение мягкости и не раздражающим кожу пользователя. При этом он достаточно проницаем для жидкости, чтобы позволять жидким выделениям организма легко проходить по его толщине во впитывающую структуру (не изображена). Подходящий вкладыш 42 может быть изготовлен из широкого ассортимента проницаемых материалов, таких как пористые пены, пены на основе сшитого полиуретана, перфорированная пленка, тканые и нетканые сетчатые материалы, или комбинации перечисленных материалов. Так, обращенный к телу вкладыш 42 может содержать сетчатый материал на основе мелтблауна или спанбонда или кардных лент, состоящих из натуральных волокон, синтетических волокон или их комбинаций. Данный вкладыш может состоять из, по существу, гидрофобного материала, который, как вариант, может быть обработан сурфактантом или иным образом, чтобы добиться желательного уровня смачиваемости и гидрофильности.
Между наружной оболочкой 40 и обращенным к телу вкладышем 42 может находиться впитывающая структура. Ею может быть любая структура или комбинация компонентов, которая является сжимаемой, принимающей форму окружающей оболочки, не раздражающей кожи пользователя и способной впитывать и удерживать жидкости и определенные выделения организма. Так, впитывающая структура может содержать, например, впитывающий рулонный материал из целлюлозных волокон (например из волокон вспушенной древесной целлюлозы), другие натуральные или синтетические волокна, тканые или нетканые листовые материалы, холст или другие стабилизирующие структуры, сверхпоглощающий материал, связующие материалы, сурфактанты, определенные гидрофобные материалы, пигменты, кремы, дезодорирующие агенты, а также их комбинации. В конкретном варианте впитывающий рулонный материал является матрицей из флафф-целлюлозы и сверхпоглощающих частиц, образующих гидрогель. Флафф-целлюлоза может представлять собой смесь на основе вспушенной древесной целлюлозы. Один из предпочтительных вариантов флафф-целлюлозы, который поставляется фирмой Bowater (США) под торговой маркой CR 1654, представляет собой беленую, сильновпитывающую древесную пульпу, содержащую преимущественно волокна древесины мягких южных пород. С использованием различных известных способов и технологий впитывающим материалам может быть придана форма ленты. В частности, впитывающая лента может быть получена методом сухого, воздушного или мокрого формования или формования из пены, а также комбинированием этих методов. Способы и аппараты для осуществления подобных операций хорошо известны специалистам. При этом впитывающая структура может содержать в Z-направлении несколько слоев. Преимущество такой многослойной структуры может состоять в различной впитывающей способности слоев; например, можно расположить слой материала с большей впитывающей способностью ближе к вкладышу 42, а слой материала с меньшей впитывающей способностью ближе к слою наружной оболочки 40. Аналогично, отдельные части однослойной впитывающей структуры могут содержать поглотители с большей впитывающей способностью, а другие ее части -поглотители с меньшей впитывающей способностью.
3
Как правило, сверхпоглощающий материал содержится во впитывающей ленте в количестве от около 0 масс.% до около 100 масс.% относительно общей массы ленты. Плотность ленты может составлять примерно 0,10-0,60 г/см.
Сверхпоглощающие материалы, хорошо известные специалистам, могут быть выбраны из природных, синтетических и модифицированных природных полимеров и других материалов. Сверхпоглощающие материалы могут быть неорганическими материалами, такими как силикагели, или органическими соединениями, такими как поперечно-сшитые полимеры. Типичный сверхпоглощающий материал способен впитать количество жидкости, превышающее его массу по меньшей мере примерно в 10 раз, желательно более чем в 25 раз. Подходящие сверхпоглощающие материалы доступны от различных поставщиков, например, от фирмы Evonik Industries (Германия).
После того как он был сформован или разрезан согласно требуемой форме, впитывающий ленточный материал может быть обернут соответствующей тканью, лентой из мелтблауна или иным подходящим оберточным материалом, позволяющим поддерживать целостность и заданную форму впитывающей структуры.
Впитывающий рулонный материал может также являться коформным (coform) материалом. Термин "коформный материал" означает композитный материал, содержащий смесь стабилизированной матрицы из термопластичных волокон и второго, нетермопластичного материала. Например, коформные материалы могут изготовляться посредством процесса, в котором по меньшей мере одну фильеру для технологии "мелтблаун" устанавливают вблизи лотка, по которому в ленту, в процессе ее формирования, вводят другие материалы. Эти другие материалы могут включать, например, волокнистые органические материалы, такие как древесная или недревесная масса, например из хлопка, вискозы, утилизованной макулатуры, флафф-целлюлозы т.д., а также сверхпоглощающие частицы, неорганические впитывающие материалы, обработанные полимерные штапельные волокна и др. В качестве компонента коформного материала, полученного по технологии "спанбонд-мелтблаун", могут применяться различные синтетические полимеры. Например, в некоторых вариантах можно использовать термопластичные полимеры. Примеры пригодных для использования термопластиков включают полиолефины, в том числе полиэтилен, полипропилен и полибутилен; полиамиды и сложные полиэфиры. В одном варианте термопластичным полимером является полипропилен. Некоторые примеры подобных коформных материалов описаны в патентах США №№4100324; 5284703 и 5350624, содержание которых включено в данное описание посредством ссылки в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.
Эти и другие модификации и варианты изобретения могут быть реализованы специалистами в соответствующей отрасли без выхода за границы идеи и объема изобретения, который определен прилагаемой формулой. Должно быть также понятно, что признаки различных вариантов могут, полностью или частично, заменяться признаками других вариантов. Кроме того, специалистам будет очевидно, что приведенное описание представлено только в качестве примера, не ограничивающего объем изобретения, охарактеризованного в прилагаемой формуле.