ВПИТЫВАЮЩЕЕ ИЗДЕЛИЕ, СНАБЖЕННОЕ ДАТЧИКАМИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИМИ ВОЗМОЖНОЕ ПРОТЕКАНИЕ
ABSORBENT PRODUCT PROVIDED WITH LEAKAGE SENSORS

Одноразовые впитывающие изделия, такие как подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету, урологические прокладки и т.п., обладают высокой впитывающей способностью и эффективно отводят влагу от потребителя, снижая возможность раздражения кожи, вызываемую длительным воздействием влаги. Вследствие того, что эти изделия обладают такой впитывающей способностью, пользователи могут не ощущать, что произошло мочеиспускание, в частности, это касается не имеющих опыта маленьких детей, которые могут не осознавать значения своих ощущений, связанных с ощущениями, сопровождающими мочеиспускание. В результате, для сигнализации о присутствии влаги во впитывающем изделии были использованы визуальные механизмы. Существует большое количество технологий для определения присутствия влаги, которые в настоящее время включают в себя электронные датчики влажности, цветовые датчики влажности и ферментные датчики влажности.
Однако такие традиционные датчики изготавливаются таким образом, чтобы срабатывать только после одного акта мочеиспускания. Некоторые пользователи не желают менять впитывающие изделия до тех пор, пока они не используют весь впитывающий потенциал. Таким образом, хотя присутствие или отсутствие мочи может быть определено традиционными датчиками, оставшийся впитывающий потенциал изделия остается неизвестным. В результате, пользователям остается только догадываться о том, требует ли впитывающее изделие замены или у него еще осталась возможность впитывания. Эта неопределенность может привести к тому, что пользователь будет продолжать использовать впитывающее изделие до тех пор, пока в изделии не накопится влага, в количестве, превышающем его впитывающую способность. В итоге, в результате этого до того, как изделие будет заменено, может возникнуть протекание, что нежелательно.
Таким образом, существует необходимость во впитывающем изделии, которое включает в себя датчики, которые могут определять возможность протекания. Способ использования такого впитывающего изделия будет также рассмотрен.
В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения заявлено впитывающее изделие, обладающее способностью определять присутствие или отсутствие мочи, а также возможности протекания мочи. Впитывающее изделие включает, по существу, не пропускающий жидкость слой, пропускающий жидкость слой и впитывающую сердцевину, расположенную между, по существу, не пропускающим жидкость слоем и пропускающим жидкость слоем. Множество датчиков включено в изделие по ширине изделия и расположено таким образом, чтобы датчики находились в жидкостном сообщении с мочой, выделяемой пользователем изделия. По меньшей мере, один датчик включает в себя pH-индикатор. По меньшей мере, один из датчиков способен определять присутствие или отсутствие мочи и по меньшей мере один датчик способен определять возможное протекание мочи из изделия.
В другом варианте настоящего изобретения, заявлен способ определения присутствия или отсутствия мочи, а также возможного протекания мочи во впитывающем изделии. Способ предусматривает взаимодействие мочи с впитывающим изделием, снабженным множеством датчиков, интегрированных в него. По меньшей мере один из датчиков включает в себя pH-индикатор. Датчики располагаются по ширине изделия таким образом, чтобы датчики находились в жидкостном сообщении с мочой, выделяемой пользователем изделия. По меньшей мере один датчик способен определять присутствие или отсутствие мочи и по меньшей мере один датчик способен определять возможное протекание мочи из изделия. Присутствие или отсутствие мочи во впитывающем изделии и наличие или отсутствие возможного протекания мочи из изделия определяется наблюдением за показаниями одного или более датчиков.
Ниже более детально описаны другие признаки и объекты настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Полное описание настоящего изобретения, включая наилучший вариант его выполнения для специалиста в данной области, изложено более подробно в оставшейся части описания, включая ссылку на сопровождающие чертежи, на которых
Фиг.1 - вид в перспективе одного из вариантов впитывающего изделия по настоящему изобретению; и
Фиг.2A-2C - виды в перспективе частных вариантов впитывающего изделия по настоящему изобретению.
Повторное использование ссылочных позиций в данном описании и на чертежах предназначено для обозначения одних и тех же аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Теперь будет сделана детальная ссылка на различные варианты этого изобретения, один или более примеров которого приведены ниже. Каждый пример представлен в виде объяснения изобретения, не ограничивая изобретение. Фактически, специалистам в данной области будет понятно, что различные модификации и варианты настоящего изобретения могут быть применены без отхода от сути и объема настоящего изобретения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного из вариантов, могут быть использованы в другом варианте для производства дополнительного варианта. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает такие модификации и варианты, как описано в объеме прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов.
Настоящее изобретение, в общем, касается впитывающих изделий, снабженных датчиками возможных протеканий. Описанные здесь впитывающие изделия обеспечивают простой, удобный для пользователя, рентабельный способ быстрого определения впитывающей способности с целью избежать протеканий, пока впитывающая способность может быть оптимально использована.
Традиционно, датчики влаги, которые располагаются во впитывающих изделиях, способны только определять присутствие мочи. Такие датчики влаги не могут быть использованы для оценки количества мочи, находящейся в изделии, потому что они зачастую располагаются в центре изделия. Например, датчик влаги может быть приведен в действие только одним актом мочеиспускания с небольшим количеством мочи, если место мочеиспускания находится вблизи датчика. Напротив, тот же датчик может воспринимать много актов мочеиспускания с большим количеством мочи для приведения его в действие, если место мочеиспускания находится далеко от датчика.
Целью настоящего изобретения является обеспечение устройств коммуникации с пользователем или обслуживающим персоналом, при нахождении впитывающего изделия в состоянии, близком к протеканию, но до возникновения протекания.
Автор изобретения обнаружил, что посредством использования множества датчиков влажности, расположенных по ширине впитывающего изделия, может быть выполнено определение не только наличия или отсутствия мочи, но также и оставшейся впитывающей способности потенциала изделия.
Например, в одном варианте настоящего изобретения, впитывающее изделие включает множество датчиков, включенных в него по ширине изделия. Датчики располагаются таким образом, что активизация одного датчика показывает, что впитывающее изделие имеет остаточный потенциал, в то время как активизация обоих датчиков показывает, что во впитывающем изделии достигнут определенный объем мочи, например объем, способный вызвать возможное протекание.
В связи с этим, может быть трудно установить точное количество мочи во впитывающем изделии. Однако было определено, что обычно, по мере того, как моча заполняет впитывающее изделие, у изделия имеется тенденция наполняться от целевой области по направлению к периферическим концам изделия, например, наружу от центральной области изделия по ширине изделия.
Поскольку количество мочи в изделии возрастает, время приема (впитывания) может увеличиться, в то время как емкость уменьшается и, следовательно, возрастает предрасположение к возникновению протеканий. В соответствии с настоящим изобретением, положение фронта жидкой мочи может быть приблизительно коррелировано (сопоставлено) с количеством мочи в изделии и может быть оценена возможность протекания. Такая оценка может быть произведена у любого приемлемого впитывающего изделия, описанного здесь, посредством добавления жидкости в изделие и отслеживания фронта жидкости до того момента, когда будет достигнут максимальный впитывающий объем, который будет несомненным, потому что после того как достигается максимальный впитывающий объем, произойдет протекание. В зависимости от возможности протекания, может быть определено возможное протекание. Такая возможность протекания может точно предсказать, неминуемо ли протекание, основываясь на том, насколько далеко продвинулась моча внутри изделия.
Точное количество жидкости в различных местоположениях во впитывающем продукте зависит в определенной степени от положения продукта в процессе использования и пользователя. Однако, обычно, по мере того как жидкость заполняет впитывающий продукт, у продукта наблюдается склонность к заполнению от целевой области по направлению к периферическим концам продукта. Также известно, что поскольку количество жидкости в продукте возрастает, возрастает и время приема (впитывания) и, следовательно, возрастает предрасположение к возникновению протекания. Таким образом, цель изобретения - коррелировать (сопоставить) положение фронта жидкости с определенным количеством жидкости в продукте, что будет преобразовано в возможность возникновения протекания. Например, если существует желание поддерживать возможность протекания на уровне ниже 5%, устанавливается уровень загрузки жидкости для эквивалентного продукта. Это, по существу, осуществляется в позициях на продукте, где могут быть расположены изменяющие цвет индикаторы. Когда они срабатывают, пользователь предупреждается о возможном протекании. Также возможно использование множественных меток (1%, 5% и т.д.) для обеспечения пользователя большей информацией.
Возможность протекания может быть задана для впитывающего изделия и датчики могут быть расположены, основываясь на возможности протекания. Когда моча проходит определенное расстояние, которое было сопоставлено (коррелировано) с возможностью протекания, датчик может определить присутствие мочи на этом расстоянии и определить возможность протекания. Например, в частных вариантах настоящего изобретения, один или более датчиков располагаются на основе возможности протекания, так что, когда моча контактирует с таким датчиком, возникает заданная вероятность протекания. Множественные датчики могут быть расположены во множественных местоположениях, имеющих различные заданные возможности протекания. В частных вариантах, заданная возможность протекания может превышать около 80%, а также около 90%, в то время как в других вариантах, заданная возможность протекания составляет около 95%, в то время как в еще одних вариантах, заданная возможность протекания составляет около 99%.
Как описано выше, множество датчиков присутствует во впитывающих изделиях по настоящему изобретению для того, чтобы определять присутствие мочи и позволять точно прогнозировать вероятность протекания. Датчики могут представлять собой любые приемлемые датчики, известные в технике и, при желании, различные виды датчиков могут быть использованы в одном впитывающем изделии. Например, традиционные датчики влажности могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением. Датчики располагаются по ширине впитывающего изделия.
Используемый здесь термин «впитывающее изделие» обычно относится к любому изделию, способному впитывать воду или другие жидкости. Примеры некоторых впитывающих изделий включают в себя, но не лимитировано, индивидуальные гигиенические впитывающие изделия, такие как, подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету, впитывающие трусы, урологические изделия, продукты женской гигиены (например, гигиенические салфетки), одежду для плавания, влажные салфетки для новорожденных и т.п.; медицинские впитывающие изделия, например одежду, пористые материалы, пеленки, постельные принадлежности, перевязочные материалы, впитывающие хирургические простыни и влажные медицинские салфетки; впитывающие полотенца (салфетки) для посуды; предметы одежды и т.п. Материалы и технологические процессы, приемлемые для формирования таких впитывающих изделий, хорошо известны специалистам в данной области. Обычно, впитывающие изделия включают в себя, по существу, не пропускающий жидкость слой (например, наружное покрытие), пропускающий жидкость слой (например, обращенная к телу подкладка, слой приема жидкости и т.п.) и впитывающую сердцевину.
Различные варианты впитывающего изделия, которое может быть изготовлено в соответствии с настоящим изобретением, теперь будут описаны более детально. Только в иллюстративных целях, впитывающее изделие, показанное на Фиг.1, представляет собой подгузник 101. В показанном варианте подгузник 101 показан, имеющим форму песочных часов в незастегнутом состоянии. Однако, конечно, могут быть использованы и другие формы, например как обычно, прямоугольная форма, Т-образная форма или l-образная форма. Как показано, подгузник 101 включает в себя основу, выполненную из различных элементов, включая наружное покрытие 117, обращенную к телу подкладку 105, впитывающую сердцевину 103 и слой приема жидкости 107. Однако, следует понимать, что в примерных вариантах настоящего изобретения могут также быть использованы и другие слои. Более того, ссылаясь на Фиг.2, один или более слоев могут также быть исключены в частных примерных вариантах настоящего изобретения.
Обращенная к телу подкладка 105 обычно используется для того, чтобы помочь изолировать кожу пользователя от жидкостей, находящихся внутри впитывающей сердцевины 103. Например, подкладка 105 представляет собой обращенную к телу поверхность, которая обычно является эластичной, мягкой и не раздражающей кожу пользователя. Обычно подкладка 105 является также менее гидрофильной, чем впитывающая сердцевина 103, вследствие чего ее поверхность остается относительно сухой для пользователя. Как было отмечено выше, подкладка 105 может быть пропускающей жидкость для того, чтобы позволить жидкости быстро проникнуть сквозь ее толщину. Примерные исполнения подкладки, которые содержат нетканое полотно, описаны в Патентах US №№5192606 авт. Проксмайэр и др.; 5702377 авт. Кольер, IV и др.; 5931823 авт. Стоукс и др.; 6060638 авт. Пол и др.; и 6150002 авт. Варона, а также в Заявках на Патенты US №№2004/0102750 авт. Джеймсон; 2005/0054255 авт. Морман и др.; и 2005/0059941 авт. Болдуин и др., которые все включены здесь по ссылке в полном объеме.
Подгузник 101 может также включать в себя слой приема жидкости 107, который помогает замедлить и рассеять (распространить) потоки (выбросы) или излияния жидкости, которые могут быть быстро введены во впитывающую сердцевину 103. Желательно, чтобы слой приема жидкости 107 быстро принимал и временно удерживал жидкость до того момента, когда она будет выпущена в накопитель или влагозадерживающие участки впитывающей сердцевины 103. Например, в представленном на чертежах варианте слой приема жидкости 107 помещен между обращенной внутрь поверхностью 116, обращенной к телу подкладки 105 и впитывающей сердцевиной 103. Альтернативно, слой приема жидкости 107 может быть расположен на обращенной наружу поверхности 118, обращенной к телу подкладки 105. Слой приема жидкости 107 обычно выполняется из материалов с высокой степенью пропускания жидкости. Примеры приемлемых слоев приема жидкости описаны в Патентах US №№5,486166 авт. Бишоп и др.; и 5490846 авт. Эллис и др., которые включены сюда по ссылке в полной мере.
Наружное покрытие 117 обычно изготавливается из материала, который по существу непроницаем для жидкости. Например, наружное покрытие 117 может быть изготовлено из тонкой пластиковой пленки или другого гибкого не пропускающего жидкость материала. В одном варианте, наружное покрытие 117 изготовлено из полиэтиленовой пленки, имеющей толщину от около 0,01 мм до около 0,05 мм, пленка может быть непроницаемой для жидкостей, но проницаемой для газов и водяного пара (т.е. «дышащей»). Это позволяет парам выходить из впитывающей сердцевины 103, но однако предотвращает просачивание жидких выделений через наружное покрытие 117. Если желательно достигнуть ощущения более подобного тканевой поверхности, наружное покрытие 117 может быть изготовлено из полиолефиновой пленки, ламинированной с нетканым полотном. Например, утончающаяся при растягивании полипропиленовая пленка может быть термически ламинирована к полотну из полипропиленовых волокон фильерного способа производства.
Кроме вышеупомянутых элементов, подгузник 101 может также включать в себя различные другие элементы, как это известно в данной области техники. Например, подгузник 101 может также включать в себя, по существу, гидрофильную тканевую обертку (не показано), которая помогает сохранять целостность волокнистой структуры впитывающей сердцевины 103. Тканевая обертка обычно располагается вокруг впитывающей сердцевины 103 поверх, по меньшей мере, двух ее основных лицевых поверхностей и выполняется из впитывающего целлюлозного материала, такого как крепированный материал для набивки или ткани с высокой степенью влагостойкости. Тканевая обертка может быть выполнена таким образом, чтобы создавать слой продольного капиллярного распространения влаги, который помогает быстро распределить жидкость по массе впитывающих волокон впитывающей сердцевины 103. Оберточный материал на одной стороне впитывающей волокнистой массы может быть присоединен к обертке, расположенной на противоположной стороне волокнистой массы с целью эффективного захватывания впитывающей сердцевины 103. Кроме того, подгузник 101 может также включать в себя вентиляционный слой (не показано), который располагается между впитывающей сердцевиной 103 и наружным покрытием 117. При использовании вентиляционный слой может содействовать изоляции наружного покрытия 117 от впитывающей сердцевины 103, таким образом уменьшая влажность наружного покрытия 117. Примеры таких вентиляционных слоев могут включать в себя нетканое полотно ламинированное к дышащей пленке, как описано в Патенте US №6663611 авт. Блэни и др., который включен здесь по ссылке в полном объеме.
В некоторых вариантах, подгузник 101 может также включать в себя пару боковых панелей (не показано), которые проходят от боковых краев 132 подгузника 101 в одну из поясных областей. Боковые панели могут быть выполнены заодно с отдельными элементами подгузника. Например, боковые панели могут быть выполнены заодно с наружным покрытием 117 или из материала, используемого для создания верхней поверхности. В альтернативных исполнениях, боковые панели могут создаваться элементами, присоединенными и скомбинированными с наружным покрытием 117, верхней поверхностью, между наружным покрытием 117 и верхней поверхностью или различными другими конфигурациями. При желании, боковые панели могут быть эластизированы или, иначе, им может быть придана эластичность посредством использования нетканого элемента по настоящему изобретению, примеры впитывающих изделий, включающих в себя эластичные боковые панели и селективно выполненные застегивающие контакты описаны в РСТ Международном Патенте WO 95/16425 авт. Роэсслер; в Патенте US №5399219 авт. Роэсслер и др.; в Патенте США US №5540796 авт. Фрайс и в Патенте  US №5595618 авт. Фрайс, каждый из которых включен сюда по ссылке в полном объеме.
Как показательно изображено на Фиг.1, подгузник 101 может также включать в себя пару герметизирующих (защитных) клапанов 112, которые выполнены для создания барьера и ограничения бокового потока физиологических выделений. Герметизирующие клапана 112 могут быть расположены вдоль противоположных боковых краев 132 обращенной к телу подкладки 105 вблизи боковых краев впитывающей сердцевины 103. Герметизирующие клапана 112 могут проходить продольно по внутренней длине впитывающей сердцевины 103 или могут только частично проходить по длине впитывающей сердцевины 103. Когда герметизирующие клапана 112 короче по длине, чем впитывающая сердцевина 103, они могут быть избирательно расположены в любом месте по длине боковых краев 132 подгузника 101 в области ластовицы 110. В одном варианте, герметизирующие клапана 112 проходят по внутренней длине впитывающей сердцевины 103 для обеспечения лучшего удерживания физиологических выделений. Такие герметизирующие клапана 112 обычно хорошо известны специалистам в данной области. Например, приемлемые конструкции и конфигурации герметизирующих клапанов 112 описаны в Патенте US №4704116 авт. Энлоу, который включен сюда по ссылке в полном объеме.
Для обеспечения улучшенной посадки и для содействия в уменьшении протекания физиологических выделений подгузник 101 может быть эластифицирован при помощи приемлемых эластичных элементов, как будет объяснено ниже. Например, как иллюстративно показано на Фиг.1, подгузник 101 может включать в себя ножные эластичные элементы 106, выполненные для рабочего растяжения боковых кромок (краев) подгузника 101, для создания эластичных ножных полос, которые могут плотно садиться вокруг ног пользователя для уменьшения протекания и создавать больше комфорта и улучшать внешний вид. Поясные эластичные элементы 108 могут также быть применены для придания эластичности концевым кромкам подгузника 101 для создания эластичного пояса. Поясные эластичные элементы 108 выполнены таким образом, чтобы обеспечивать упругую, удобную плотную посадку вокруг талии пользователя.
Подгузник 101 может также включать в себя один или более застегивающих элементов 130. Например, два гибких застегивающих элемента 130 показаны на Фиг.2 на противоположных боковых краях поясной области для создания поясного отверстия и пары ножных отверстий для пользователя. Форма застегивающих элементов 130, как правило, варьируется, но может, например, включать в себя в большинстве случаев прямоугольные формы, квадратные формы, круглые формы, треугольные формы, овальные формы, линейные формы и т.п. Застегивающие элементы могут включать в себя, например, материал типа крючок-петля, пуговицы, зажимы, защелки, клеевые ленточные застегивающие элементы, сцепления, застегивающие элементы типа ткань-петля и т.п. В одном частном варианте, каждый застегивающий элемент 130 включает в себя отдельный кусок снабженного крючками материала, присоединенного к внутренней поверхности гибкой основы.
Различные области и/или элементы подгузника 101 могут быть объединены вместе с использованием любого известного механизма присоединения, например, адгезива ультразвуковых, термических связей и т.п. Приемлемые адгезивы могут включать в себя, например, термоплавкие адгезивы, чувствительные к давлению адгезивы и т.д. При использовании, адгезив может быть нанесен в виде равномерного слоя, фигурного слоя, напыленного рисунка или любых отдельных линий, завитков или точек. В представленном варианте, например, наружное покрытие 117 и обращенная к телу подкладка 105 присоединены друг к другу и к впитывающей сердцевине 103 с использованием адгезива. Альтернативно, впитывающая сердцевина 103 может быть присоединена к наружному покрытию 117 с использованием традиционных застегивающих элементов, таких как пуговицы, застегивающие элементы типа крючок-петля, адгезивные ленточные застегивающие элементы и т.п. Подобным же образом другие элементы подгузника, например ножные эластичные элементы 106, поясные эластичные элементы 108 и застегивающие элементы 130 могут быть смонтированы в подгузнике 101 с использованием любого механизма присоединения.
В целом, датчики по настоящему изобретению могут быть интегрированы во впитывающее изделие во множестве различных расположений и конфигураций. В связи с этим, было установлено, что датчики, интегрированные во впитывающее изделие по ширине изделия и расположенные таким образом, что датчики находятся в жидкостном сообщении с мочой, могут определять присутствие или отсутствие мочи, равно как и возможное протекание мочи из изделия.
Возвращаясь к Фиг.1, показан один из вариантов настоящего изобретения, в котором датчики 120 обычно выставлены в ряд по ширине подгузника 101. Датчики 120 могут быть видны пользователю или обслуживающему персоналу, тем самым может быть обеспечено простое, точное и быстрое определение содержания влаги. Визуальность может быть достигнута различными способами. Например, в некоторых вариантах, впитывающее изделие включает прозрачный или полупрозрачный участок 140 (например, окошко, пленку и т.п.), который позволяет быстро осматривать датчики, не снимая впитывающее изделие с пользователя и/или не отсоединяя их от впитывающего изделия. В других вариантах, датчики могут протягиваться через прорезь или отверстие во впитывающем изделии для осмотра. В еще других вариантах, датчики могут просто быть расположены на поверхности впитывающего изделия для осмотра.
Датчики могут быть расположены в любом приемлемом порядке сбоку по ширине изделия (например, прокладки подгузника). В соответствии с частными альтернативными вариантами, настоящая изобретательская концепция избегает центральную линию по продольной оси впитывающего изделия. Датчики могут формировать либо прямую линию, волнистую или изогнутую линию (например, параболическую или Ω-образную форму в некоторых вариантах) через переднюю и/или заднюю часть прокладки. Ссылаясь на Фиг.2A-C, показаны различные варианты впитывающего изделия по настоящему изобретению. В одном варианте, концы ряда датчиков изгибаются по направлению к ножным отверстиям по каждой продольной стороне, с расположением центра кривой удаленно от центра области воздействия, или в других вариантах, поворачивают таким образом, что центр кривой находится приближенно к области воздействия. Например, на Фиг.2A датчики 120 располагаются в виде множества рядов по ширине изделия, ряды, по существу, параллельны друг другу. Возвращаясь к Фиг.2B, датчики 120 располагаются таким образом, чтобы сформировать кривую линию с центром кривизны, наиболее приближенным к центру области воздействия. На Фиг.2C датчики 120 располагаются таким образом, чтобы сформировать кривую линию с центром кривизны, удаленным от центра области воздействия. В других вариантах, могут встречаться два параллельных ряда датчиков, передний и задний. Когда впитывающее изделие - подгузник разложен на плоскости, ближайшее расположение датчиков составляет, по меньшей мере, 50% расстояния от центра области впитывающей сердцевины изделия. Расстояние составляет более чем или равно 50% от общей величины впитывающего изделия по его продольной оси. Цвет индикатора может изменяться от одного к другому, либо от окрашенности до бесцветности, от бесцветности к окрашенности. Полупрозрачный слой может находиться поверх основного цветного рисунка.
Следует понимать, что любое приемлемое расположение датчиков рассматривается в настоящем изобретении, поскольку датчики располагаются по ширине впитывающего изделия. Датчики могут формировать прямую линию, волнистую линию, изогнутую линию, подобную параболической линии, и т.п. Дополнительно, датчики могут быть расположены на любом приемлемом расстоянии друг от друга или от других участков впитывающего изделия. Например, в частных вариантах, по меньшей мере, один из множества датчиков располагается менее чем в 5 см от каждого ножного отверстия впитывающего изделия. В некоторых других вариантах, по меньшей мере, один из множества датчиков располагается в менее чем 2 см от каждого ножного отверстия впитывающего изделия.
Как было отмечено ранее, в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано множество датчиков. Например, в частных вариантах может быть использовано два датчика. В других вариантах, может быть использовано три датчика, в то время как в еще одной группе вариантов может быть использовано более чем три датчика.
Независимо от конкретного способа, каким они используются, моча может напрямую сливаться на участок, снабженный датчиками, пропускающее жидкость покрытие или другой материал, окружающий датчики, или может сливаться на элемент впитывающего изделия, в который были интегрированы датчики 120.
Как обсуждалось выше, любой приемлемый датчик может быть использован с настоящим изобретением. Некоторые варианты датчиков, которые могут быть изготовлены в соответствии с настоящим изобретением, будут теперь обсуждены более детально.
4
Датчик, в соответствии с настоящим изобретением, может включать в себя подложку, выполненную из любого из множества материалов, через которые способна проходить моча. Например, подложка может представлять собой пористую мембрану, выполненную из существующих синтетических или натуральных материалов, таких как полисахариды (например, целлюлозные материалы, такие как бумага и производные целлюлозы, например ацетилцеллюлоза и нитроцеллюлоза); полиэфир сульфон; полиэтилен; нейлон; поливинилиденфторид (PVDF), полиэстер; полипропилен; диоксид кремния; неорганические материалы, такие как дезактивированная окись алюминия, диатомит; MgSO или другой неорганический тонкоизмельченный материал, равномерно распределенный в пористой полимерной подложке, совместно с полимерами, такими как, винилхлорид, сополимер винилхлоридпропилен и сополимер винилхлорид-винилацетат; ткань, как натуральная (например, хлопок), так и синтетическая (например, нейлон или вискоза); пористый гель, такой как силикагель, агароза, декстран и желатин; полимерные пленки, такие как полиакриламид и т.п. В одном частном варианте, подложка выполнена из пленки Biodyne Plus, выпускаемой ф.Pall Corporation.
Размер и форма подложки могут, как правило, варьироваться, что охотно признается специалистами в данной области, например, подложка может иметь длину и ширину, составляющие от около 10 до около 100 мм, в некоторых вариантах от около 20 до около 80 мм, и в некоторых вариантах от около 40 до около 60 мм. Толщина подложки может составлять менее чем около 500 микрометров, в некоторых вариантах менее чем около 250 микрометров и в некоторых вариантах менее чем около 150 микрометров.
Для инициации определения присутствия или отсутствия мочи мочу наносят на участок подложки 22. Чтобы облегчить определение присутствия мочи, на подложке может быть жестко зафиксирован pH- индикатор. pH-индикатор может быть нанесен непосредственно на подложку или первично введен в раствор до нанесения. Различные растворители могут быть использованы для изготовления раствора, например, но не лимитировано, ацетонитрил, диметилсульфоксид (ДМСО), этиловый спирт, диметилформамид (ДМФ) и другие полярные органические растворители. Количество pH индикатора в растворе может колебаться от около 0,001 до около 100 миллиграмм на миллиметр растворителя, а в некоторых вариантах от около 0,1 до 10 миллиграмм на миллиметр растворителя. Концентрация pH индикатора может выборочно контролироваться для обеспечения желаемого уровня чувствительности обнаружения.
В некоторых вариантах, желательно, чтобы pH-индикатор был нанесен таким способом, чтобы он, по существу, не диффундировал (распространялся) через подложку (т.е. жестко зафиксирован). pH- индикатор изготавливается таким образом, чтобы осуществлять цветовой переход подвергаясь воздействию уровней pH, которые находятся в пределах обычных pH для мочи (либо более чем около 5, либо менее чем около 10). pH-индикатор имеет исходный цвет, обоснованный уровнем pH вне пределов обычных уровней pH для мочи (менее чем около 5 или более чем около 10). После того, как образец мочи контактирует с pH- индикатором, уровень pH изменяется и вызывает изменение цвета pH- индикатора, что сигнализирует о том, что моча вступила во взаимодействие с подложкой.
Например, в некоторых вариантах, фталеиновые хромогены составляют один класс приемлемых pH-чувствительных хромогенов, которые могут быть использованы в настоящем изобретении. Например, Фенол красный (т.е. фенолсульфонефталеин) показывает переход от желтого цвета к красному при уровне pH в пределах 6,6-8,0. При уровне pH, превышающем 8,1, Фенол красный приобретает ярко-розовый цвет (цвет фуксии). Производные Фенола красного могут также быть применены для использования по настоящему изобретению, например те, которые замещаются хлоро-, бромо-, метил-, карбоксилата натрия, карбоновой кислоты, гидроксил и амин функциональными группами. Примерные замещающие Фенол красный составы включают в себя, например, Метакрезол пурпурный (мета-крезолсульфонефталеин), Крезол красный (ортокрезолсульфонефталеин), Пирокатекол фиолетовый (пирокатеколсульфонефталеин), Хлорофенол красный (3',3-дихлорфенолсульфонефталеин), Ксиленол синий (натриевая соль параксиленолсульфонефталеина), Ксиленол оранжевый, Мордант (ядовитый) синий 3 (C.I. 43820), 3,4,5,6-тетрабромофенолсульфонефталеин, Бромоксиленол синий, Бромофенол синий (3',3'',5',5''-тетрабромофенолсульфонефталеин), Бромохлорофенол синий (натриевая соль дибромо-5',5''-дихлорофенолсульфонефталеина), Бромокрезол пурпурный (5',5''-дибромо-ортокрезолсульфонефталеин), Бромокрезол зеленый (3',3'',5',5''-тетрабромо-ортокрезолсульфонефталеин) и т.п. Другие приемлемые фталеиновые хромогены хорошо известны в данной области техники и могут включать в себя Бромотимол синий, Тимол синий, Бромокрезол пурпурный, тимофталеин и фенолфталеин (обычный компонент универсальных индикаторов). Например, Бромотимол синий показывает переход от желтого цвета к синему при уровне pH в пределах от 6.0 до 7,6; тимофталеин показывает переход от бесцветного к синему при уровне pH в пределах от около 9,4 до 10,6; фенолфталеин показывает переход от бесцветного к розовому при уровне pH в пределах от 8,2 до 10,0; Тимол синий показывает первый переход от красного к желтому при уровне pH в пределах от около 1,2 до 2,8 и второй переход от желтого к синему при уровне pH в пределах от 8,0 до 9,6; Бромофенол синий показывает переход от желтого к фиолетовому при уровне pH в пределах от около 3,0 до 4,6; Бромокрезол зеленый показывает переход от желтого к синему при уровне pH в пределах от около 3,8 до 5,4; и Бромокрезол пурпурный показывает переход от желтого к фиолетовому при уровне pH от около 5,2 до 6,8.
Антрахиноны составляют другой приемлемый класс pH-чувствительных хромогенов для использования по настоящему изобретению. Антрахиноны имеют следующую общую структуру:
Цифры 1-8, показанные в общей формуле, представляют расположение на сплавном кольце структуры, на котором может осуществлять замещение функциональной группы. Некоторые примеры таких функциональных групп, которые могут быть замещены на сплавном кольце структуры, включают в себя галогенные группы (например, группы хлора и брома), сульфонильные группы (например, соли сульфоновой кислоты), алкильные группы, бензиловые группы, аминовые группы (например, первичные, вторичные, третичные и четвертичные амины), карбоксиновые группы, цианогруппы, гидроксигруппы, фосфористые группы и т.д. Функциональные группы, которые имеют следствием создание ионизационной способности, часто именуются «хромофорами». Замещение кольцевой структуры хромофорами вызывает смещение в спектральной поглощательной способности длины волны структуры. Таким образом, в зависимости от типа хромофора (например, гидроксильные, карбоксильные, амино и т.д.) и объема замещения, может быть создан обширный ряд хинонов различных цветов и интенсивности. Другие функциональные группы, например сульфоновые кислоты, могут также быть использованы для придания некоторым видам структур (составов) (например, антрахинонам с высоким молекулярным весом) свойства растворимости в воде.
Некоторые приемлемые антрахиноны, которые могут быть использованы по настоящему изобретению, классифицированные по своему «CI» числу, включают в себя Кислотный черный 48, Кислотный синий 25 (D&C Зеленый №5), Кислотный синий 40, Кислотный синий 41, Кислотный синий 45, Кислотный синий 80, Кислотный синий 129, Кислотный зеленый 25, Кислотный зеленый 27, Кислотный зеленый 41, Кислотный фиолетовый 43, Ядовито-красный 11 (Ализарин), Ядовито-черный (Ализарин Иссиня-черный B), Ядовито-красный 3 (Ализарин красный S). Ядовито- фиолетовый 5 (Ализарин фиолетовый 3R), Ализарин комплексон, Натуральный красный 4 (Карминная кислота), Размытый синий 1, Размытый синий 3, Размытый синий 14, Натуральный красный 16 (Пурпурин), Натуральный красный 8, Химически активный синий 2 (Procion синий HB), Химически активный синий 19 (Ремазол Бриллиант синий R), Ализарин, Ализарин желтый R, Ализарин желтый GG, Ализарин S, Nuclear Fast красный, Квинализарин. Эмодин, амино-4-гидроксиантрахинон и т.п. Например, карминная кислота показывает первый переход от оранжевого к красному при уровне pH в пределах от около 3,0 до 5,5 и второй переход от красного к пурпурному при уровне pH в пределах от около 5,5 до 7,0. С другой стороны, Ализарин желтый R показывает переход от желтого к оранжево-красному при уровне pH в пределах от около 10,1 до 12,0.
Еще одним приемлемым классом pH-чувствительных хромогенов, который может быть применен, являются ароматические азосоставы, имеющие общую структуру
1
2
X-R-N=N-R-Y
1
где R  - ароматическая группа;
2
R - выбрано из группы, состоящей из алифатических и ароматических групп; и
2
2
3
1
2
1
2
X и Y независимо выбрано из группы, состоящей из водорода, галоидов, -NO, -NH, арильных групп, алкильных групп, алкоксильных групп, сульфонатных групп, -SOH -OH, -COH, -COOH, галоидов и т.п. Также приемлемыми являются азопроизводные, такие как азосоставы (X-R-N=NO-R-Y) или гидроазосоставы (X-R-NH-NH-R-Y). Частные примеры таких азосоставов (или их производных) включают Метиловыйй фиолетовый, Метиловый желтый, Метиловый оранжевый, Метиловый красный и Метиловый зеленый. Например, Метиловый фиолетовый переходит от желтого к сине-фиолетовому при уровне pH в пределах от около 0 до 1.6, Метиловый желтый переходит от красного к желтому при уровне pH в пределах от около 2,9 до 4,0, Метиловый оранжевый переходит от красного к желтому при уровне pH в пределах от около 3,1 до 4,4 и Метиловый красный переходит от красного к желтому при уровне pH в пределах от 4,2 до 6,3.
Арилметаны (например, диарилметаны и триарилметаны) представляют еще один класс приемлемых pH-чувствительных хромогенов для применения по настоящему изобретению. Например, триарилметан лейкооснования имеют следующую общую структуру:
где R, R' и R'' - независимо выбраны из замещенных и незамещенных ариловых групп, таких как фениловые, нафтиловые, антрацениловые. Ариловые группы могут быть замещены функциональными группами, такими как аминовые, гидроксильные, карбониловые, карбоксиловые, сульфоновые, алкильные и/или другие функциональные группы. Примеры таких триарилметан лейкооснований включают в себя Лейкомалахит зеленый, Парарозанилин базовый, Кристаллический фиолетовый лактон, Кристаллический фиолетовый лейкокраситель, Кристаллический фиолетовый, CI Базовый фиолетовый 1, CI Базовый фиолетовый 2, CI Базовый синий, CI Виктория синий, N-бензоил лейкометилен и т.д. Также приемлемые диарилметан лейкооснования могут включать в себя 4, 4'-бис (диметиламин) бензгидрол (также известный как «Гидрол Майклера»), Гидрол Майклера лейкобензотриазол, Гидрол Майклера лейкоморфолин, Гидрол Майклера лейкобензиныглфонамид и т.д. В одном из частных вариантов, хромогеном является Лейкомалахит зеленый карбинольный (Растворитель зеленый 1) или его аналог, который в обычном состоянии бесцветен и имеет следующую структуру:
В кислотной среде, одна или более аминовых групп формы Лейкомалахита зеленого карбинольного может быть протонирована с целью создания Малахитовой зелени (так же известной как Анилиновая зелень, Базовая зелень, Базовая зелень 4, Бриллиантовая зелень B или Виктория зелень B), которая имеет следующую структуру:
Малахитовая зелень обычно показывает переход от желтого к сине-зеленому при уровне pH в пределах от 0,2 до 1.8. При уровне pH, превышающем около 1,8, малахитовая зелень приобретает темно-зеленый цвет.
Другие приемлемые pH-чувствительные хромогены, которые могут быть использованы, включают в себя Конго красный, Лакмус (азолитмин), Метиловый синий, Нейтральный красный, Реактив Шиффа, Индиго кармин, Бриллиантовая зелень, Пикриновая кислота, Метаниловый желтый, m-Крезоловый пурпурный, Квиналдиновый красный, Тропаэолин OO, 2,6-динитрофенол, Флоксин B, 2,4-динитрофенол, 4-диметиламиноазобензин, 2.5-динирофенол, 1-Нафтиловый красный, Хлорофенольный красный, Гематоксилин, 4-нитрофенол, нитразиновый желтый, 3-нитрофенол, Щелочной синий, Эпсилон синий, Нильский синий A, универсальные индикаторы и т.д. Например, Конго красный переходит из синего в красный при уровне pH в пределах от около 3,0 до 5,2, Лакмус переходит из красного в синий при уровне pH в пределах от около 4,5 до 8,3 и Нейтральный красный переходит из красного в желтый при уровне pH в пределах от около 11,4 до 13,0.
Однако любой приемлемый pH индикатор, известный в технике, рассматривается для использования по настоящему изобретению.
В некоторых вариантах, первоначальный цвет фиксированного pH- индикатора может быть легко отрегулирован посредством фиксации индикатора совместно с pH-регулятором, либо кислотным, амортизационным, основным, либо их сочетаниями. Первоначальный цвет важен для обеспечения четкого цветового контраста, насколько это возможно. Например, при использовании бромотимольного синего в качестве индикатора, основное состояние обеспечивает зоне индикатора яркий зеленый цвет, который четко отличим от желтого цвета при наличии подкисленной среды.
Дополнительно, другие приемлемые pH-регуляторы могут включать в себя минеральные кислоты, сульфоновые кислоты (например, 2-[N-морфолино] этан сульфоновую кислоту («МЭС»), карбоновые кислоты и полимерные кислоты. Особыми примерами приемлемых минеральных кислот являются соляная кислота, азотная кислота, фосфорная кислота и серная кислота. Особыми примерами приемлемых карбоновых кислот являются лимонная кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, уксусная кислота, малеиновая кислота, галловая кислота, яблочная кислота, глутаровая кислота, бензойная кислота, малоновая кислота, салициловая кислота, глюконовая кислота и их смеси. Особые примеры приемлемых полимерных кислот включают в себя полиакриловую кислоту с неразветвленной цепью и ее сополимеры (например, малеиново-акриловые, сульфольно-акриловые и стиролакриловые сополимеры), полиакриловые кислоты с поперечными связями, имеющие молекулярный вес ниже, чем около 250,000, поли(метакриловая) кислота и существующие естественные (природные) полимерные кислоты, такие как карагеиновая кислота, карбоксиметилцеллюлоза и альгиновая кислота. Опять же, pH-регулятор дает в результате первоначальный уровень pH, находящийся за пределами диапазона обычных уровней pH для мочи (либо менее чем около 5, либо более чем около 10), посредством чего pH индикатор способен осуществлять цветовой переход при контакте с мочой.
Желательно, чтобы pH-индикатор был нанесен таким способом, чтобы он по существу не диффундировал через подложку (т.е. жестко зафиксирован). Это дает возможность пользователю быстро определять изменение цвета, которое возникает в процессе реакции взаимодействия pH индикатора с мочой, а также предохраняет pH-индикатор от выщелачивания из подложки. Фиксирование может быть достигнуто многими способами, например химическим соединением, физическим впитыванием или использованием удерживающего вещества, например, полимера или включения. В одном предпочтительном варианте, пористый материал с высоким зарядом может эффективно фиксировать индикатор с противоположным зарядом. В связи с этим, полезные заряженные пористые подложки могут включать в себя нейлоновые пленки, такие как Biodyne Plus, производимые ф.Pall Corporation. Также было обнаружено, что пористые нетканые материалы, такие как тонкая (папиросная) бумага обработанная средством Kymene, являются приемлемыми заряженными материалами для фиксирования отрицательно заряженных индикаторов.
В отдельных вариантах настоящего изобретения, межпластовый каркас, содержащий pH-индикатор, формируется на подложке датчика, описанного здесь. Не ограничиваясь теорией, считается, что межпластовый каркас может содействовать надежной защите pH-индикатора, таким образом позволяя пользователю более быстро определять изменение его цвета в процессе использования. Межпластовый каркас может содержать «внутриперекрестные связи» (т.е. ковалентные связи между функциональными группами одной молекулы) и/или «межперекрестные связи» (т.е. ковалентные связи между различными молекулами, например между двумя молекулами pH-индикатора или между молекулой pH-индикатора и поверхностью подложки). Перекрестные связи могут осуществляться посредством собственных перекрестных связей индикатора и/или через включение отдельного агента имеющего перекрестные связи. Приемлемые агенты, имеющие перекрестные связи, например, могут включать в себя полиглицидиловые эфиры, например этилен гликоль диглицидил эфир и полиэтилен гликоль диглицидил эфир; акриламиды; составы содержащие одну или более гидролизуемые группы, например алоксилированные группы (например, метоксильные, этоксильные и пропоксильные); алоксилированные-алоксилированные группы (например, метокси-этоксильные, этокси-этоксильные и метокси-пропоксильные); ацилоксильные группы (например, ацетоксильные и октанооксильные); кетоксимные группы (например, диметилкетоксимные, метилкетоксимные и метилэтилкетоксимные); алкенилоксильные группы (например, винилоксильные, изопропенилоксильные и 1-этил-2-метилвинилоксильные); аминовые группы (например, диметиламиновые, диэтиламиновые и бутиламиновые); аминоксильные группы (например, диметиламиноксильные и диэтиламиноксильные) и амидные группы (например, N-метилацетамидные и N-этилацетамидные).
-14
-5
-13
-9
Любой из множества разнообразных механизмов перекрестной связи может быть использован в настоящем изобретении, например термальная инициация (например, реакции конденсации, реакция добавления и т.д.), электромагнитное облучение и т.п. Некоторые приемлемые примеры электромагнитного облучения, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают в себя, но не лимитировано, облучение электронным пучком, природными и искусственными радиоизотопами (например, α, β и γ лучами), рентгеновскими лучами, пучками нейтронов, положительно заряженными пучками, лучами лазера, ультрафиолетовым излучением и т.д. Например, облучение электронным пучком включает в себя создание быстрых электронов при помощи устройства излучения пучка электронов. Устройство излучения пучка электронов хорошо известно в технике. Например, в одном из вариантов, может быть использовано устройство излучения пучка электронов поставляемое ф.Energy Sciences, Inc., Вобум, Массачусетс под наименованием «Microbeam LV». Другие примеры приемлемых устройств излучения электронного пучка описаны в Патентах US №№5003178 авт. Ливси; 5,962,995 авт. Эвнери; 6407492 авт. Эвнери и др., которые включены сюда по ссылке в полном объеме. Длина волны λ излучения может варьироваться для различных видов излучения спектра электромагнитного излучения, например, от около 10 метров до около 10 метров. Например, излучение электронного пучка имеет длину волны λ от около 10 метров до около 10 метров. Кроме выбора длины волны λ электромагнитного излучения, могут также быть выбраны другие параметры для контроля степени создания перекрестных связей. Например, доза может находиться в пределах от около 0,1 мегарада (Мрад) до около 10 Мрад, а в некоторых вариантах, от около 1 Мрад до около 5 Мрад.
Источником электромагнитного излучения может служить любой источник, излучения известный специалистам в данной области техники. Например, может быть использована эксимерная лампа или ртутная лампа с D-образной колбой. Другие лампы со специальными добавками, которые испускают излучение с достаточно узкой амплитудой излучения, могут быть использованы совместно с фотоинициаторами, которые имеют эквивалентный максимум поглощения. Например. V-образная колба, поставляемая ф.Fusion Systems, является еще одной приемлемой лампой для использования. Дополнительно, особые лампы, имеющие характерную полосу испускания спектра, могут производиться для использования с одним или более особыми фотоинициаторами.
Инициаторы могут быть использованы в некоторых вариантах, которые улучшают функциональность выбранных технологий образования перекрестных связей. Например, термические инициаторы могут быть использованы в некоторых вариантах, таких как, азотные, перекисные, персульфатные и окислительно-восстановительные инициаторы. Показательные примеры приемлемых термических инициаторов включают в себя азотные инициаторы, такие как, 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрил), 2,2'-азобис(изобутиронитрил), 2,2'-азобис-2-метилбутиронитрил, 1,1'-азобис(1-циклогексанкарбонитрил), 2,2'-азобис(метил изобутират), 2,2'-азобис(2-амидинопропан) дигидрохлорид и 2,2'-азобис(4-метокси-2,4-диметилвалеронитрил); перикисные инициаторы, такие как бензойл пероксид, ацетил пероксид, лавроил пероксид, деканоил пероксид, дицетил пероксидикарбонат, ди(4-t-бутилциклогексил) пероксидикарбонат, ди(2-этилгексил) пероксидикарбонат, t-бутилпероксипивалат, t-бутилперокси-2-этилгексаноат и дикумил пероксид; персульфатные инициаторы, такие как, персульфат калия, персульфат натрия и персульфат аммония; окислительно-восстановительные инициаторы, такие как, соединения указанных выше персульфатных инициаторов с восстановителями, такими как метабисульфит натрия и бисульфит натрия, систем на основе на пероксидах и третичных аминов и систем на основе органических гидроперокидов и переходных металлов; другие инициаторы, такие как пинаконы (пинаколы?) и подобные (и их смеси). Азотные составы и пероксиды обычно предпочтительнее. Также могут быть использованы фотоинициаторы, например замещенные ацетофеноны, такие как бензил диметил кетал и 1-гидроксициклогексил фенил кетон; замещенные альфа-кетолы, например 2-метил-2-гидроксипропиофенон; бензойные эфиры, например бензойный метиловый эфир и бензойный изопропиловый эфир; замещенные анизойный метиловый эфир; ароматические сульфонильные хлориды; фотоактивные оксимы и т.п. (и их смеси). Другие приемлемые фотоинициаторы могут быть описаны в Патенте US №6486,227 авт. Нор и др. и в Патенте US №6780896 авт. МакДональд и др., которые оба включены сюда по ссылке.
Хотя в этом и нет необходимости, вместе с межпластовым каркасом могут также быть использованы дополнительные элементы для защиты pH-индикатора. Например, может быть использована якорная структура, которая соединяет pH-индикатор с поверхностью подложки и далее увеличивает срок службы pH-индикатора на датчике. Обычно якорная структура превышает по размеру pH-индикатор, что увеличивает для него возможность остаться на поверхности хроматографической среды во время использования. Например, якорная структура может включать в себя макромолекулярную структуру, например полимер, олигомер, дендример, включение и т.д. Полимерные якорные структуры могут быть натуральными, синтетическими или смешанными. Примеры натуральных полимерных якорных структур включают в себя, например, полипептиды, протеины, ДНК/РНК и полисахариды (например, полимеры на основе глюкозы). Примеры синтетических полимерных якорных структур включают в себя, например, полиакриловую кислоту и поливиниловые спирты. Одним частным примером полисахаридной якорной структуры является активированный декстран. В некоторых примерах, якорной структурой может быть включение (иногда именуемое «шариками» или «микрошариками»). Могут быть использованы такие существующие включения, как нуклеин, микоплазма, плазмиды, пластиды, клетки млекопитающих (например, следы эритроцитов(?)), одноклеточные микроорганизмы (например, бактерии), полисахариды (например, агароза) и т.д. Далее, могут быть также использованы синтетические включения. Например, в одном варианте, используются микрочастицы латекса. Хотя может быть использовано любое синтетическое включение, обычно включения формируются из полистирола, бутадиен стиролов, стиролакрил-винил тримера, полиметилметакрилата, сополимера стирола малеинового ангидрида, поливинил ацетата, поливинилпиридина, поливинилбензина, полибутилентекэфталата, акрилонитрила, винилхлорид-акрилатов и т.п или альдегида, карбоксила, амино, гидроксила или их гидразидных производных. При использовании, форма включений может варьироваться. Например, в одном частном варианте, включения имеют сферическую форму. Однако следует понимать, что рассматриваются также и другие формы, например плоские, стержнеобразные, дисковые (тарельчатые), в виде брусков, трубок, неправильные формы и т.д. Дополнительно, размер включений может также варьироваться. Например, средний размер (например, диаметр) включений может находится в пределах от около 0,1 нанометра до около 1,000 микрон, в некоторых вариантах, от около 0,1 нанометра до около 100 микрон, а в других вариантах, от около 1 нанометра до около 10 микрон.
Способ, которым якорная структура применяется для соединения pH-индикатора и подложки, может быть различным. Например, в одном варианте, якорная структура присоединяется к pH-индикатору до прикрепления обоих к подложке. В других вариантах, якорная структура может быть прикреплена к подложке до наложения pH-индикатора. В некоторых других вариантах, материалы могут быть нанесены как отдельные элементы на подложку, и реакция присоединения может произойти на месте, необязательно одновременно с межпластовым соединением каркаса. Например, pH-индикатор может объединяться с якорной структурой, якорная структура может объединяться с подложкой и, одновременно, может происходить реакция перекрестного соединения между якорными структурами, между индикаторами или между теми и другими. В еще одном варианте, межпластовый каркас выполненный таким образом, может физически удерживаться на подложке, не нуждаясь в соединении между подложкой и другими элементами системы. В частности, межпластовый каркас, участки которого могут проходить внутри или среди пор подложки, может физически удерживаться на подложке, даже без применения особых соединений, формируемых между подложкой и элементами межпластового каркаса.
В случае, когда между чувствительными элементами формируются связи, прикрепление якорной структуры к подложке, а также прикрепление якорной структуры к pH-индикатору может быть осуществлено с использованием карбоксильных, амино, альдегидных, бромоацетильных, йодоацетильных, тиольных, эпоксидных или других реактивных функциональных групп, а также, остаточных свободных радикалов и радикальных катионов, посредством которых может быть осуществлена реакция связывания и в соответствии с любым приемлемым способом, например термическими процессами, фотоинициирующими процессами, реакциями катализа и т.п., например, подложка может быть амино-функционализирована посредством контакта с содержащим амины составом, например 3-аминопропилтриэтокси силаном, для повышения аминной функциональности поверхности и связывания якорной структуры с поверхностью посредством, например, альдегидной функциональности якорной структуры. Поверхность функциональной группы может также быть нанесена на якорную структуру с включениями в качестве реактивной функциональности, например, когда поверхность включения содержит относительно высокую поверхностную концентрацию полярных групп. В частных случаях, включения могут обладать способностью прямого соединения с подложкой и/или pH-индикатором без необходимости дальнейшей модификации.
Следует понимать, что кроме ковалентных связей, также могут быть применены другие технологии присоединения, например взаимодействия заряд-заряд, для присоединения якорной структуры к хроматографической среде и/или для присоединения pH-индикатора к якорной структуре. Например, заряженная якорная структура, например положительно заряженная полиэлетролитная якорная структура, может быть зафиксирована на отрицательно заряженной подложке, например отрицательно заряженной пористой нитроцеллюлозной пленке, посредством взаимодействия заряд-заряд между ними. Таким же образом, отрицательно заряженный индикатор, например ион диазолина, может быть зафиксирован на положительно заряженной якорной структуре.
Датчики по настоящему изобретению могут включать в себя признаки (характеристики) для информирования пользователя о присутствии или отсутствии мочи или возможности протекания мочи из изделия. Например, признаки (характеристики) могут включать в себя числовые значения или графические изображения, которые показывают возникновение возможного протекания. В некоторых вариантах, признаки (характеристики) могут включать в себя числовое значение для предопределения возможности протекания, обсужденной ранее. В таких вариантах, признаки (характеристики) могут показывать процент возможного протекания.
В некоторых вариантах, датчики, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, способны сохранять интенсивность сигнала в течение, по меньшей мере, 10 минут, более конкретно, по меньшей мере, в течение около 30 минут, и более конкретно, по меньшей мере, около 1 часа, дополнительно, такие датчики могут быть настроены на множественные акты мочеиспускания и показывать точные результаты тестирования.
Теперь будет более детально рассмотрен один из частных вариантов способа определения присутствия или отсутствия мочи, а также возможного протекания мочи во впитывающем изделии. Первоначально, как описано, моча контактирует с впитывающим изделием, имеющим множество датчиков, интегрированных в изделие по ширине изделия. Датчики располагаются таким образом, чтобы они находились в жидкостном сообщении с мочой, выделяемой пользователем изделия. По меньшей мере, один из датчиков способен определять присутствие или отсутствие мочи и, по меньшей мере, один из датчиков способен определять возможное протекание мочи из изделия. Присутствие или отсутствие мочи во впитывающем изделии, а также, возможно или нет протекание мочи, может быть установлено в результате осмотра одного или более датчиков.
Подводя итог вышесказанному, по настоящему изобретению создается относительно простое и экономические выгодное впитывающее изделие для точного определения присутствия или отсутствия мочи, а также возможного протекания физиологических жидкостей или мочи из впитывающего изделия. Изобретение касается впитывающего изделия, снабженного пористой внутренней подкладкой, впитывающей сердцевиной, непроницаемым слоем наружного покрытия и множеством датчиков влажности. Впитывающее изделие имеет большее и меньшее измерение, а датчики располагаются в виде рисунка на меньшем измерении или ширине, в непродольном направлении области вблизи каждого конца вышеупомянутого впитывающего изделия таким образом, чтобы каждый датчик активировался тогда, когда уровень жидкостей контактирует с датчиком и сигнализирует о том, что впитывающее изделие приближается к своему полному жидкостному объему до наступления момента протекания. Каждый из вышеупомянутых датчиков находится в жидкостном сообщении со впитывающей сердцевиной. В некоторых вариантах, датчики упорядочены, по меньшей мере, в один ряд, формируя арку по меньшему измерению на каждом конце впитывающего изделия. В других вариантах, датчики упорядочены в два ряда по существу параллельные друг другу. Датчики визуально наблюдаемы через слой наружного покрытия. Датчики могут быть расположены (упорядочены) группами из одного или множества датчиков, расположенных у каждого угла впитывающего изделия. Датчики осуществляют переход от а) имеющего цвет к бесцветному; б) от бесцветного к имеющему цвет; в) или от одного оттенка или цвета к другому цвету. В других вариантах, впитывающее изделие снабжено передней панелью и задней панелью, а датчики располагаются в определенном месте и на передней, и на задней панелях, что составляет, по меньшей мере, от четверти до трети поперечного измерения целевой впитывающей области, приспособленной легко принимать поток жидкости. Впитывающее изделие может быть подгузником, трусами для приучения ребенка к туалету, впитывающим нижним бельем, урологическим изделием для взрослых или предметом женской гигиены.
Изобретение также охватывает способ использования индикатора для оповещения, что индивидуальное защитное впитывающее изделие приближается к объему, вмещающему заданное количество жидкости. Способ включает в себя предоставление индивидуального защитного впитывающего изделия, снабженного передней панелью и задней панелью, множество датчиков, расположенных в области на вышеупомянутых передней и задней панелях, которые находятся вблизи периферических концов изделия и удалены от центральной области впитывающего изделия; воздействие на впитывающую область изделия один или более раз жидкостью, пока часть объема жидкости или влаги физически не достигнет датчика и не вступит во взаимодействие с датчиками и на передней, и на задней панелях для инициирования визуально наблюдаемого сигнала. Датчики находятся в жидкостном сообщении с впитывающей сердцевиной. Результаты могут быть видимы таким образом, чтобы они легко и оперативно осматривались заинтересованным лицом и в условиях испытания приводили к высоко надежным и стабильным результатам.
Настоящее изобретение может быть лучше понято при рассмотрении следующих примеров.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1:
1. Датчик влажности I: Кусок пленки из Биодин+Нейлон от ф.Раll Со. был выдержан в смеси 0,2 мг/мл бромокрезола зеленого, 0,2 мг/мл лимонной кислоты и воды в течение 10 минут и высушен на воздухе для получения датчика влажности I. Чувствительная полоса - желтая и становится зеленой/синей при смачивании искусственной или естественной мочой.
2. Датчик влажности II: пленка из Биодина+Нейлон была выдержана в смеси 0,2 мг/мл фиоксина B и 0,02 N HCl в течение 10 минут и высушена на воздухе для получения датчика влажности II. Чувствительная полоса - белая и становится розовой при смачивании искусственной или естественной мочой.
3. В трех подгузниках для новорожденных Huggies были выполнены три отверстия посредством удаления куска наружного покрытия и расположения одного отверстия в центре каждого подгузника и расположения двух дополнительных отверстий в семи сантиметрах от каждого центра. Кусок датчика влажности I был вложен в каждое центральное отверстие и прикреплен к пушистой набивке при помощи куска липкой ленты. Кусок датчика влажности II был вложен в каждое из двух других отверстий и прикреплен к пушистой набивке. Датчик влажности I выполнял функцию датчика определения факта влажности, а каждый из двух датчиков влажности II в каждом подгузнике выполнял функцию датчика наполнения подгузника, определяя, что подгузник достиг объема наполнения, когда оба датчика приобретали розовый цвет.
4. Три вышеупомянутых подгузника были разложены на скамейке, и на каждый подгузник было вылито в различных местах по 50 мл искусственной мочи, одна порция в центре подгузника, одна порция в 2,5 см левее от центра подгузника и третья порция в 2,5 см правее от центра. Датчик влажности I во всех трех подгузниках изменил свой цвет с желтого на зеленый и оставался зеленым еще в течение 30 минут. Датчик влажности II оставался белым во всех трех подгузниках. Тридцать минут спустя на каждый подгузник было вылито еще 40 мл искусственной мочи в том же месте и никаких дальнейших изменений не наблюдалось, за исключением того, что датчик влажности I изменил свой цвет на синий. Спустя еще тридцать минут на каждый подгузник было вылито еще 40 мл искусственной мочи. Через тридцать минут после воздействия ничего не изменилось для подгузника, подвергшегося воздействию в центре, в то время как один из двух датчиков влажности II изменил свой цвет на розовый в каждом из двух других подгузников. Дальнейшее добавление 30 мл искусственной мочи в каждый подгузник привело к тому, что все три датчика влажности во всех трех подгузниках были приведены в действие, определив, что полный объем был достигнут.
Короче говоря, любые пункты, предусмотренные в этой спецификации, должны быть истолкованы как письменное описание подкрепляющее формулу изобретения, в которой излагаются любые подпункты, имеющие конечные точки, которые являются целым рядом значений в указанной области, о которой идет речь. В качестве гипотетического иллюстративного примера, изобретение по этой спецификации по пунктам 1-5 будет рассматриваться как подкрепляющее формулу изобретения по любому из следующих подпунктов: 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4 и 4-5.
Эти и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть применены на практике специалистами в данной области, без отхода от сути и объема настоящего изобретения, которое более конкретно изложено в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, должно быть понятно, что объекты различных вариантов выполнения могут быть взаимозаменяемыми как полностью, так и частично. Кроме того, специалистам в данной области будет понятно, что предшествующее описание представлено только для примера и не предназначено для ограничения изобретения, как описано в прилагаемой формуле изобретения.