WO2006008866A1

WO2006008866A1 - 水分センサ

Info

Publication number: WO2006008866A1
Application number: PCT/JP2005/008604
Authority: WO
Inventors: Mitsuru Fujiwara; Keizo Sakamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Awajitec
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-01-26
Also published as: KR20070043692A

Abstract

　水分センサ１は、ベースシート及び当該ベースシートに配置された一対の電極１１を有する電極シート３を備えている。この電極シート３は、乾燥状態で絶縁性を呈すると共に水分を含んだ状態で導電性を呈する。この電極シート３にフィルタシート５が重ね合わされている。フィルタシート５は、撥水性を有し、多数の小孔３１を有する。上記電極１１間を電気的に接続する電気抵抗素子２７が配置されている。上記フィルタシート５は、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルムからなる。上記電極１１は、導電性インクからなる。

Description

明細書

水分センサ

技術分野

[0001] 本発明は、水分を検知するセンサに関するものである。より詳細には、本発明は、人工透析処置における血液の漏れを検知するためのセンサの構造に関するものである。

背景技術

[0002] 電極が比較的多量の水分を検知することによって、おむつの取り替え時期が報知される技術が知られている。例えば、従来力尿検知装置が提案されている（例えば、特許文献 1参照)。この尿検知装置の作動状態は、低い電圧の下でチェックされるようになつている。この尿検知装置は、塩入り接着剤を備えている。この塩入り接着剤は、乾燥状態で絶縁性を示す。この塩入り接着剤は、尿に含まれる水分を吸収すると導電率が高くなる。したがって、この塩入り接着剤は、尿に含まれる水分により導通する尿検知スィッチとして機能する。このスィッチがオンになると、ブザーその他の報知手段が尿 (水分)の存在を報知する。

[0003] ところで、例えば医療現場における血液の漏れや、点滴等における薬剤の漏れが検出される場合には、より高い精度の水分の検知が要求されている。具体的には、誤検知の要因としての人の汗その他の攪乱要因が排除されなければならない。典型的な例としては、血液透析治療が挙げられる。この治療では、透析監視装置が使用される。この透析監視装置は、透析液の濃度の異常等を検出する機能を備えている。ただし、この治療において、抜針による出血は、医療関係者がチェックしなけれればならない。この抜針事故の原因はさまざまであり、患者の意識障害が原因となることもあり、また、痒みや肩腰痛等による体動のほか、治療中の昏睡が原因となることもある。

[0004] そのため、抜針事故が防止されるためには、看護士による巡回見回りが、例えば 15 分ごとに行われる必要がある。ところが、看護士が業務多忙であるときもあり、また、そもそも人間によるチェックには限界がある。したがって、人の注意力に頼った抜針のチェックにはリスクがある。そこで、従来では、人工透析における血液等の被検知液の漏れをより正確に検知するための水分検知装置が提案されている（例えば、特許文献 2参照)。

[0005] 図 9は、従来の水分検知装置 41を示している。図 10は、この水分検知装置 41に備えられた水分センサ 43の部分拡大断面図である。

[0006] この水分センサ 43は、吸水材 45を有している。この吸水材 45は、吸水性を備えた上敷き Uと下敷き Lとを有する。上敷き U及び下敷き Lは、乾燥状態で電気絶縁性を示す。下敷き Lと上敷き Uとの間に電極 49が挟み込まれている。この電極 49は、電気抵抗素子 47を有している。下敷き Lと上敷き Uとの間に導電性接着剤 51が介在されている。上記電極 49は、この導電性接着剤 51を介して下敷き Lと上敷き Uとの間に挟み込まれている。この導電性接着剤 51は、吸水時に導電率が高くなるように (電気抵抗値が数キロ Ω程度となるように)構成されている。この水分センサ 43では、上記電気抵抗素子 47の抵抗値は、例えば 20ΚΩ程度に設定されている。これにより、従来の水分検知装置 41は、常時において、当該水分検知装置 41の接触不良等を自己チェックすることができる。また、この水分検知装置 41は、上記導電性接着剤 51 が十分な水分を含んだときに上記電気抵抗値が低下することから、通常の汗を検知することはなく、血液等の被検知液を確実に検知することができる。

[0007] しかし、人の体質はきわめて多様であり、汗の中の塩分濃度は、 0. 3質量％から 1.

7質量％程度のバラツキがある。さらに、発汗量も人によってさまざまである。そのため、水分検知装置 41の水分センサ 43が、例えば人の腕に巻き付けられて使用される場合において、長時間が経過すると、吸収材 45が多量の汗を吸収することがある。このような場合には、水分検知装置 41は、当該汗を血液等の被検知液であると誤検知するおそれがある。

[0008] 特許文献 1 :特開 2002— 55074公報

特許文献 2：特開 2004 - 177120公報

発明の開示

[0009] 本発明は、力かる背景のもとになされたものであり、その目的は、被検知液以外の汗等が原因となる誤検知が生じにくい水分センサを提供することである。 [0010] 上記目的が達成されるため、本発明に係る水分センサは、ベースシート及び当該ベースシートに配置された一対の電極を有する電極シートを備えて、る。この電極シートは、乾燥状態で絶縁性を呈すると共に水分を含んだ状態で導電性を呈する。この水分センサは、この電極シートに重ね合わされた撥水性を有するフィルタシートと、このフィルタシートに重ね合わされた透水性及び保水性を備えたシートとを備えている。そして、このフィルタシートには、多数の小孔が穿設されている。

[0011] 上記電極シートと上記透水性及び保水性を備えたシートとを接着する接着層が上記フィルターシートを兼ねて、てもよ、。

[0012] 上記一対の電極間を電気的に接続する電気抵抗素子が配置されていることが好ましい。

[0013] 上記フィルタシートは、肉厚寸法が 10 μ m以上 100 μ m以下のエチレン酢酸ビ- ル共重合体フィルム力なることがより好まし、。

[0014] 上記小孔は、水分センサの有効領域において、全体として均等に並んでおり、小孔の内径が lmm力 4mmに設定されているのが好ましい。そして、この小孔の密度は、 100cm²あたり 50から 500個に設定されていることが好ましい。

[0015] 上記電極は、上記ベースシートに導電性インクを用いて印刷されているのが好ましい。

[0016] 上記ベースシートは、親水性シートと、これらの間に挟み込まれたポリエステルからなる補強フィルムとを有することが好まし、。

[0017] 上記電極は、水分を吸収して導電性を高める導電性接着剤に接していることが好ましい。

[0018] 上記導電性接着剤が、親水性ポリマとしての澱粉と電解質水溶液としての 10%以上 21 %以下の食塩水とを含む糊であることが好ましい。

[0019] 上記導電性接着剤は、親水性シートに塗布され又は親水性シートに浸透させられているのが好ましい。

[0020] この発明に係る水分センサは、人の汗には反応せずに、血液や尿等に含まれる水分が局所的に多く存在したときに、これを確実に検知する。したがって、この水分センサは、人工透析治療等の現場において、血液などの被検知液が漏れたときに、これを確実に検知する。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る水分センサの斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の II— II線に沿った断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 1の実施形態に係る水分センサの分解斜視図である。

[図 4]図 4は、本発明の第 1の実施形態に係る検知装置の配線図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 1の実施形態に係る水分センサの使用状態を示す斜視図である。

[図 6]図 6は、人工透析における本発明の第 1の実施形態に係る水分センサと患者の腕との間の電気回路を模式的示す図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 2の実施形態に係る水分センサの分解斜視図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 2の実施形態に係る水分センサの接着層の形成装置を模式的に示す図である。

[図 9]図 9は、従来の水分検知装置が示された概念図である。

[図 10]図 10は、水分検知装置の検知部である水分センサの部分拡大断面図である発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

[0023] <第 1の実施形態 >

[0024] 図 1が示すように、水分検知装置 Aは、検知部としての水分センサ 1と、表示部 Dとを有する。水分センサ 1と表示部 Dとは、コネクタ Cを介して接続されている。図 1〜図 3に基づき、水分センサ 1の構造が説明される。なお、図 3において上側が、この水分センサ 1の使用状態にぉ、て、被検知液が接触する側である。

[0025] この水分センサ 1は、電極シート 3と、フィルタシート 5と、透水性及び保水性を備えたシート 7とを備えている。電極シート 3は、乾燥状態で絶縁性を呈すると共に水分を含んだ状態で導電性を呈する。この電極シート 3は、ベースシート 9と、このベースシート 9に配置された一対の電極 11 (1 la、 l ib)とを備えている。電極シート 3は、電解質物質を含んでおり、親水性に富む。したがって、電極シート 3に水分が含まれると、電極シート 3の導電率が高くなる。すなわち、電気抵抗値が小さくなる。

[0026] 電極シート 3のベースシート 9の材質は、電極 11が安定して支持されるならば、特に限定されない。換言すれば、ベースシート 9は、小さな力で容易に破れない機械的強度と、空気中の水分を自己吸湿して膨潤又は溶解することがない耐水性を備えていればよい。図 2が示すように、この電極シート 3では、ベースシート 9は、上敷きベースシート 13と下敷きベースシート 15とを有する。上敷きベースシート 13は、下敷きべ一スシート 15よりも被検知液が先に接する位置にある。下敷きベースシート 15は、電極 11を下力支持する位置にある。

[0027] 電極 11は、ベースシート 9上に配設される。このベースシート 9は、乾燥状態において電気絶縁性を有する。また、このベースシート 9は、親水性を有し柔軟性のあるものが好ましい。ベースシート 9の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビュル、ポリ塩ィ匕ビュデン、ポリイミド、シリコーンゴム、シリコーン榭脂、布、紙等が採用され得る。特に、ベースシート 9を構成する材料として、親水性であるセルロース繊維カゝらなる紙、布、不織布等が好ましく用いられる。これらのなかでも、和紙が好適である。和紙は、環境に優しぐ薄くても丈夫であり、親水性を備えているからである。

[0028] 図 2及び図 3が示すように、下敷きベースシート 15は、補強シート 17と、上側シート 19及び下側シート 21とを備えている。補強シート 17を挟んでベースシート 9の表面側に上側シート 19が配設され、補強シート 17を挟んでベースシート 9の裏面側に下側シート 21が配設されている。補強シート 17、上側シート 19及び下側シート 21は、一体的に形成されている。この下敷きベースシート 15は、後述のように、電極 11が印刷される場合においても柔軟性を維持しつつ、しわにならない。補強シート 17の材質や厚み寸法等については、特に制限はない。ただし、補強シート 17を構成する材料は、比較的高い剛性を有すると共に一定の柔軟性を備えたもの（典型的には、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩ィ匕ビュル等の榭脂フィルム）が採用され得る。

[0029] 下敷きベースシート 15が前述のような積層構造を備えていることから、電極 11の取付作業が容易になる。上側シート 19及び下側シート 21を構成する材料として和紙が採用される場合は、補強シート 17の上下両面に接着剤が用いられることが好ましい。これにより、上側シート 19及び下側シート 21の密着性が確保される。上記ベースシート 9の大きさは、水分センサ 1の用途に応じて適宜決定される。例えば人工透析における血液の漏れを監視するために水分センサ 1が用いられる場合には、ベースシート 9の大きさは、紙の A4版程度のものが標準的である。ベースシート 9の厚み寸法は、電極 11、ベースシート 9の材質、ベースシート 9の積層構造に応じて異なる。ただし、ベースシート 9の厚み寸法は、 0. 5mm以上 3mm以下程度であることが好ましい。これにより、ベースシート 9は、一定の柔軟性を有し、その取り扱いが容易となる。

[0030] このベースシート 9は、通常、親水性の材料により構成される。ベースシート 9は、所定の電解質溶液が浸透され、その後に乾燥される。そして、電極シート 3は、このべースシート 9に上記一対の電極 l la、 l ibが平行に配置されることによって構成される。また、上記一対の電極 l la、 l ibがベースシート 9に平行に配置された後、このべースシート 9に所定の電解質溶液が浸透され、乾燥されることによって上記電極シート 3が構成されてもよい。この電解質溶液は、後述されるように親水性ポリマを含むことが好ましい。上記電解質溶液の電解質としては、食塩、塩ィ匕カリウム、硝酸ナトリウム等の無機塩類、アンモ-ゥム塩、脂肪酸のアルカリ金属塩又はグルタミン酸のアル力リ金属塩が例示される。これらの塩は、水に溶けてイオンィ匕するので導電性を呈する。これらの電解質のなかでも特に食塩が好ましい。なぜなら、食塩は、強電解質であり、温度による溶解度の違いが少なぐ安定した導電率が得られると共に安価である力もである。この食塩は、 10質量％以上 21質量％以下の水溶性液とされることが好ましい。

[0031] 電極シート 3が局部的に水分を含むことによって上記電極 11間が導通された場合には、誤った検知がなされる確率が高い。正確な検知が実現されるためには、一定量の（例えば 5ccないし lOcc程度の）水分が電極シート 3に拡散されたときに、当該水分が検知されることが重要である。水分の比較的均一な拡散が実現されるために、親水性ポリマーを含む電解質溶液が好適に用いられる。

[0032] さらに、親水性ポリマーを含む電解質溶液が採用された場合には、水分が電極シート 3に均一に拡散されると共に、当該水分が乾燥した場合には、電極シート 3の電気的絶縁性は、安定的に保持される。この親水性ポリマーは水溶性であることが好ましい。この親水性ポリマーとしては、セルロース、澱粉、ぺクチン等が例示される。特に、米澱粉、小麦澱粉、馬鈴薯澱粉、コーンスターチ等の澱粉が好ましい。これらは、接着剤としても機能するという利点がある。さらに、上記澱粉のなかでも、粘着度が高、馬鈴薯澱粉がより好ましく用いられる。

[0033] 電解質を含む水溶性接着剤 24として、具体的には、例えば馬鈴薯 1質量％以上 5 質量％以下、食塩 15質量％以上 21質量％以下及び水が 74質量％以上 84質量％以下力もなる糊が採用され得る。この食塩の量は、常温で水に溶解し得る飽和溶解度付近の量でもよい。この糊は、水、食塩及び馬鈴薯澱粉が混合され、加熱しながら撹拌されることによって生成される。そして、この撹拌生成物が均一な粘稠性を呈すれば、これが冷却されることにより、導電性の糊が製造される。

[0034] 電極 11は、別途作成される。この電極 11は、ベースシート 9に挟み込まれる。電極 11は、柔軟且つ細ヽ導電線が所定の間隔で平行に配置されることにより構成される。この導電線の厚み寸法は、 0. 3mm以下に設定される。電極 11は、フィルム状に形成され、可撓性を有するものが好ましい。電極 11は、導電糸又は金属細線によって形成されていてもよい。例えば、ベースシート 9が織布、不織布等力もなる場合は、電極 11は、ベースシート 9に直接縫い込まれていてもよい。上記導電糸としては、金属繊維を撚り合わせたものでもよい。また、電極 11は、薄く延ばされたテープ状の導電板 (例えば、アルミ箔）により構成されていてもよい。

[0035] 電極シート 3は、具体的には、下敷きベースシート 15の上に電極 11が配線された後、上敷きベースシート 13が下敷きベースシート 15の上に被せられることによって製造される。電極 11は、この下敷きベースシート 15と上敷きベースシート 13とに密着される。これにより、当該水分センサ 1は、安定した検知動作が可能である。また、上記電解質溶液を含む導電性接着剤 24が用いられることにより、当該水分センサ 1の検知動作がより安定する。前述のように、導電性接着剤 24はポリマー成分を含んでいるので、吸収される水の量に比例して一対の電極 l la、 l ib間が湿る。したがって、吸収される水の量が所定量に達したときに、電極 11間が電気的に導通される。つまり、水分センサ 1が乾燥状態にあるときの電極 11間の導電率と、水を含んだときの電極 1 1間の導電率との差が明瞭となる。

[0036] 上記導電性接着剤 24は、親水性シートに塗布され又は浸透させられている。上敷きベースシート 13の下面 (電極 11と対向する面）が上記導電性接着剤 24で被覆されていることが好ましい。これにより、電極 11と下敷きベースシート 15とが一体ィ匕される。また、上敷きベースシート 13の下面全体に上記導電性接着剤 24が設けられ、当該上敷きベースシート 13が下敷きベースシート 15に貼り合わされることにより、電極 11 とベースシート 9とが一体化される。具体的には、この上敷きベースシート 13の下面に上記澱粉糊が吹き付けられる。この澱粉糊は、前述のようにほぼ飽和量の食塩を含む。そして、この上敷きベースシート 13が下敷きベースシート 15に貼り付けられる。ただし、電極 11が水溶性糊に埋め込まれた状態でベースシート 9内に挟み込まれ、その後、この水溶性糊が乾燥されてもよい。

[0037] 電極 11は、ベースシート 9に印刷されているのが好ましい。この場合、電極 11を構成する材料として導電性インク 25が採用される。これにより、均質な電極シート 3の製造が容易になる。電極 11に用いられる導電性インク 25としては、導電性金属ペーストが好適である。導電性金属ペーストとしては、金、銀、白金、パラジウム、銅等の微粒子がバインダー榭脂に分散され、ペースト化されたものが採用される。この導電性金属ペーストが和紙、ポリイミド等の耐熱性のベースシート 9に印刷されることにより、電極 11が形成される。本実施形態では、電極 11は、同じ種類の一対の導電性金属ペーストからなる。各導電性金属ペーストは、図 1及び図 3が示すように、一対の電極端子 Tから等間隔で並行しており、ベースシート 9のほぼ全面に配置されている。一対の電極端子 Tは、ベースシート 9の一端部の 2力所に設けられている。電極 11は、ベースシート 9の全面をカバーするように、均等に蛇行して!/、る。

[0038] この導電性金属ペーストに含まれる金属粒子は、超微粒子であり均一に分散されている。電極 11は、およそ 120°Cから 240°C程度の低温で焼成される。これにより、電極 11は、ベースシート 9を傷めることなくベースシート 9上に印刷形成される。図 3 が示すように、本実施形態では、ベースシート 9に銀ペーストからなる電極 11が印刷されている。本実施形態では、印刷される電極 11の幅寸法は、約 2mmである。 [0039] この一対の電極 11間には、当該一対の電極 11間を電気的に接続する電気抵抗素子 27が配置されている。この電気抵抗素子 27が設けられることにより、電極シート 3 に水分が含まれて、な、ときでも電極 11間が通電される。電気抵抗素子 27が設けられることにより、水分センサ 1は、高い電圧が用いられることなく作動が可能になる。また、水分センサ 1は、存在する水分が、検知しょうとする被検知液かあるいはそれ以外の水分かの区別をすることができる。この電気抵抗素子 27の抵抗値は通常、 20k Ω力 50ΚΩ程度に設定される。なお、この電気抵抗素子 27の作用効果については後に詳述される。

[0040] 上記電極 11と同様に、電気抵抗素子 27も導電性インク 25により印刷されていることが好ましい。電気抵抗素子 27を構成する導電性インク 25としては、カーボンインクが採用され得る。このカーボンインクに用いられるカーボンとしては、フエノール榭脂、フルフリルアルコール、塩ィ匕ビユリデン、セルロース、木等の難黒鉛化性材料が好適に採用される。このインクは、カーボン粉末と、フエノール、エポキシ等の榭脂からなるバインダとが混練されてペーストイ匕されたものである。この電気抵抗素子 27を構成する導電性インク 25は、上記下敷きベースシート 15の上側シート 19の表面に印刷される。本実施形態では、図 3が示すように、電気抵抗素子 27は、上記上側シート 19上であって図中左側に印刷されている。すなわち、電気抵抗素子 27は、上記電極端子 Tが配置されて、る側と反対側の縁部に印刷されて、る。この電気抵抗素子 27は、上側シート 19の幅方向全体にわたって帯状に印刷されている。電気抵抗素子 27の幅寸法は、約 3mmから 5mmに設定されている。図 2が示すように、この印刷された電気抵抗素子 27の上に交差するように、電極 11が重ねて印刷されている。

[0041] 図 3が示すように、前述のようにして作成された電極シート 3の上にフィルタシート 5 が配置されている。このフィルタシート 5は、撥水性を有すると共に多数の小孔 31を有している。フィルタシート 5は、この小孔 31を通じてのみ水分の通過を許容する。このフィルタシート 5の一定の領域を濡らすような量の水分が存在するときに、この水分がフィルタシート 5の小孔 31を通過する。このフィルタシート 5は、電極シート 11の全体を覆うように形成されている。つまり、このフィルタシート 5は、電極シート 3の有効領域全体をカバーするように配置される。ここで、「有効領域」とは、電極シート 3が被検知液を検知することが可能な領域である。したがって、導電性を具備しない余白の端部領域等は、有効領域から除外される。

[0042] 上記フィルタシート 5は、電極シート 3と、透水性及び保水性を備えたシート 7との間に単純に挟み込まれていてもよい。ただし、フィルタシート 5は、電極シート 3及び透水性及び保水性を備えたシート 7と一体ィ匕されていることが好ましい。これにより、フィルタシート 5の取り扱いが容易である。フィルタシート 5は、電極シート 3と上記シート 7 との間に接着剤が用いられて接着されていてもよい。フィルタシート 5は、柔軟性を備えているのが好ましい。これにより、フィルタシート 5が電極シート 3と一体化された場合であっても、電極シート 3等の変形に追従することができる。

[0043] フィルタシート 5を構成する材料は、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体フィルムが好適に採用される。このエチレン酢酸ビュル共重合体フィルムは、柔軟性に富むと共にベースシート 9等に加熱接着することができる。このエチレン酢酸ビュル共重合体フィルムが加熱接着されることにより、フィルタシート 5は、確実に電極シート 3と一体化する。フィルタシート 5を構成する材料としては、ポリテトラフルォロエチレンフィルムも採用され得る。このポリテトラフルォロエチレンフィルムも電極シート 3に加熱接着することができる。このフィルタシート 5の肉厚寸法は、薄すぎると破損しやすくなるため、 10 m以上であることが好ましい。より好ましくは、フィルタシート 5の肉厚寸法は、 2 0 μ m以上であり、さらに好ましくは 30 μ m以上である。フィルタシート 5が厚すぎると柔軟性が乏しくなるため、 100 m以下程度であることが好ましい。このため、フィルタシート 5の厚さは、 80 m以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、フィルタシート 5の厚さは、 60 μ m以下である。

[0044] フィルタシート 5の小孔 31の形状及び大きさは特に限定されない。要するに、前述のように、一定量の水分が存在するときに、この水分が小孔 31を通過するように小孔 31の形状及び大きさが決定されていればよい。上記フィルタシート 5の小孔 31は、フィルタシート 5が格子状に編まれた結果、形成された網目であってもよい。本実施形態では、この網目も、フィルタシート 5に設けられた小孔に含まれる。この多数の小孔 31は、均等な間隔で分散して配置されている。小孔 31は、小さすぎると異物その他のものによって埋まりやすくなる。そのため、小孔 31の内径寸法は 1. Omm以上であることが好ましい。より好ましくは、小孔 31の内径寸法は 1. 2mm以上であり、さらに好ましくは、 1. 5mm以上である。

[0045] 小孔 31が大きすぎると被検知液以外の水分を通過させてしまう確率が高くなる。そのため、小孔 31の内径寸法は 4. Omm以下であることが好ましい。より好ましくは、小孔 31の内径寸法が 3. 5mm以下、さらに好ましくは 3. Omm以下である。隣接する小孔 31間の間隔は、内径寸法が 2. Ommの小孔 31の場合には 10mm程度に設定される。ただし、小孔 31間の間隔は、適宜設定され得る。上記小孔 31の密度は、小さすぎると被検知液が通過しにくぐ検知が遅れる。そのため、フィルタシート 5の面積 1 00cm²あたりの小孔 31の個数は 50個以上 500個以下程度に設定されていることが好ましい。

[0046] フィルタシート 5の上に配置される透水性及び保水性を備えたシート 7は、網目状に形成され、あるいは微小孔等を備えた構造を有しているのが好ましい。これにより、水分は、上記シート 7を通過することができる。このシート 7は、一定量の水分を貯留することができる。そして、上記シート 7は、その保水量を超える量の水分を通過させる。このシート 7を構成する材料としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエステル等の合成繊維又はセルロース、綿、麻、羊毛等の天然繊維が採用され得る。そして、これら材料からなる織布、不織布又は紙により、上記シート 7が構成される。保水性又は吸湿性を有する材料としては、綿又はセルロース繊維力もなる不織布がより好ましい。

[0047] この透水性及び保水性を備えたシート 7は、被検知液の一部を保持又は分散させるノッファー効果を発揮する。発汗等では、水分が広い面積力も発せられる。このように広い面積力発せられる水分は、透水性及び保水性を備えたシート 7に吸収、保持されると同時に、気体として発散される。これにより、発汗等の広い面積から発せられる水分は、フィルタシート 5側に進入することができな、。

[0048] 本実施形態に係る水分センサ 1では、例えば人が多量の発汗により水分を発した場合であっても、これを被検知液として検知せず、検知の精度が大幅に向上する。

[0049] 図 4が示すように、水分センサ 1を有する検知装置 Aの表示部 Dは、分割された抵抗回路 Cl、 C2、 C3を備えている。これら抵抗回路の出力値が比較される。この比較結果に応じて、五種類の信号のうち力択一的に選ばれた信号が発せられる。図 4 において、水分センサ 1の抵抗 R0は、 20k Ωに設定されている。抵抗回路 C1は、電源及び抵抗1：1 (= 201^ )からなる。抵抗回路 C2は、抵抗 2 (= 1001^ )と可変抵抗 Rl ( = 10k Ωから 20k Ω )と力もなる。抵抗回路 C3は、抵抗 r3 ( = 20k Ω )及び可変抵抗 R2 ( = 50k Ω力ら 100k Ω )力らなる。

[0050] 本検知装置 Aの配線が正常に接続されている場合は、電源の電圧 V0力可変抵抗 R1と抵抗 rlとに分散される。可変抵抗 R1に付加される電圧及び抵抗 rlに付加される電圧は、それぞれ、比較器 HIの負の信号入力端子及び比較器 H2の正の信号入力端子に入力される。また、水分センサ 1が未接続又は接触不良を起こしている場合には、電源の電圧 V0は、抵抗 rlの存在を理由とする電圧降下が発生する。この降下した電圧の値力比較器 HI及び比較器 H2に入力される。

[0051] 抵抗回路 C2では、比較器 H2の負の信号入力端子に所定の電圧が印加される。

具体的には、例えば、可変抵抗 R1が 20kQに設定されている場合には、 V0 XR1Z (r2+Rl) =V0Z6の電圧が上記比較器 H2の負の信号入力端子に印加される。抵抗回路 C3では、比較器 HIの正の信号入力端子に所定の電圧が印加される。具体的には、可変抵抗 R2が lOOkQに設定されている場合には、 V0 XR2/ (r3+R2) =V0 X 5Z6の電圧が上記比較器 HIの正の信号入力端子に印加される。

[0052] 比較器 HIの出力端子には、抵抗 r4 (=470k Q )、赤色発光ダイオード LR1及びブザー BZ1を介して上記電源が接続されている。比較器 H2の出力端子には、抵抗 r 4 (=470k Ω )、赤色発光ダイオード LR2及びブザー ΒΖ2を介して上記電源が接続されている。上記電源は、抵抗 r4及び抵抗 r5 (= 470k Ω )を介して接地されている。比較器 HI及び比較器 H2の出力端子は、 2入力アンドゲート AGの各信号入力端子に接続されている。 2入力アンドゲート AGの出力端子は、青色発光ダイオード LBに接続されている。

[0053] 水分センサ 1が未接続の状態の場合には、比較器 HIの出力が低レベルになる。この比較器 HIの低レベルの出力は、赤色ダイオード LR1を発光させ、ブザー BZ1を鳴らす。水分センサ 1が接続状態となった場合、比較器 HI及び比較器 H2の 2つの出力がそれぞれ高レベルになる。これら二つの信号は、 2入力アンドゲート AGに入力され、その出力が高レベルに切り換わる。これにより、青色発光ダイオード LBが発光する。水分センサ 1が被検知液 (例えば血液)を吸収し、上記電極 11間の抵抗値が数十 Ωにまで低下した場合、比較器 H2の出力が低レベルになる。これにより、赤色発光ダイオード LR2及びブザー BZ2が作動する。

[0054] 図 5が示すように、本実施形態に係る水分センサ 1は、人工透析における血液の漏れを検知するために使用され得る。人工透析用チューブ 39a、 39bの先端の針から血液が漏れた場合に、水分センサ 1は、当該血液が受け止められる位置に敷かれている。この水分センサ 1は、厚みが薄くフレキシブルである。したがって、 2本の人工透析用のチューブ 39a, 39bが取り付けられた患者の腕に、この水分センサ 1が巻き付けられて固定されることもできる。特に発汗の多い患者の腕に従来の水分センサが巻き付けられた場合には、当該従来の水分センサが短時間に多量の汗を吸収し、この汗が血液であると誤検知する場合があった。しかし、本実施形態に係る水分センサ 1は、上記フィルタシート 5を備えているから、汗が検知されることによる誤検知が回避される。

[0055] 図 6は、人工透析における水分センサ 1と患者の腕との間の電気回路を模式的示す図である。

[0056] 同図が示すように、血液 50が患者の腕 51から漏れた場合には、この血液 50を介して、腕 51、腕 51に刺された針 52、水分センサ 1の電極 11が相互に電気的に接続されることになる。このとき、血液 50を介して電極 l la、 l ib間が電気的に導通され、電極 l la、 l ib間の電気抵抗値が 20k Ω力も数十 Ωにまで急激に低下する。一方、腕 51を介した電極 l la、 l ib間の電気抵抗値は、皮膚の電気抵抗値に近い値（20k Ω 〜50kQ程度）であり、血液 50を介した電極 l la、 l ib間の電気抵抗値に比べてきわめて大きい。したがって、血液 50が漏れた場合には、血液 50を介して電極 l la、 1 lb間に電流が流れ、腕 51にはほとんど電流が流れない（1〜2 A程度）ことになる。よって、水分センサ 1は、患者にとって身体にやさしいものとなる。

[0057] <第 2の実施形態 >

[0058] 次に、本発明の第 2の実施形態について説明される。図 7においても、同図の上方力水分センサ 40の使用状態にぉ、て被検知液が接触する側である。 [0059] 本実施形態に係る水分センサ 40が上記第 1の実施形態に係る水分センサ 1と異なるところは、上記水分センサ 1では、図 3が示すように、透水性及び保水性を備えたシート 7と上敷きベースシート 13との間にフィルターシート 5が別途配設されていたのに対し、本実施形態に係る水分センサ 40では、図 7が示すように、上記シート 7と上敷きベースシート 13との間に接着層 41が形成されている点である。換言すれば、この接着層 41が上記フィルターシート 5と同様の機能を有するフィルターシートを兼ねている。なお、水分センサ 40のその他の構成は、上記水分センサ 1と同様である。

[0060] 上記接着層 41は、典型的にはウレタン榭脂からなる。ただし、接着層 41は、撥水性を有する材料であれば、他の種々の材料が採用され得る。接着層 41としてウレタン榭脂が採用されることによって、上記シート 7と上敷きベースシート 13とが確実に接着される。この接着層 41は、多数の小孔 42を備えている。接着層 41を構成するウレタン榭脂は撥水性を有することから、この小孔 42が設けられることによって、上記シート 7側力も浸透した水分は、小孔 42のみを通って上敷きベースシート 13側に移動する。この接着層 41の一定の範囲を濡らすような量の水分が存在するときに、この水分が上記小孔 42を通過する。この接着層 41は、被検知液が検知される電極シート 3の有効領域の全体をカバーするように配置されて、る。

[0061] この接着層 41の小孔 42の形状及び大きさには特に制限はない。ただし、この小孔 42は、小さすぎると異物その他のものにより埋まりやすくなる。したがって、小孔 42の内径寸法は 1. Omm以上であることが好ましい。より好ましくは、小孔 42の内径寸法は 1. 2mm以上であり、さらに好ましくは、 1. 5mm以上である。また、この多数の小孔 42は、均等の間隔で分散して設けられている。

[0062] 一方、上記小孔 42が大きすぎると被検知液以外の水分が通過する確率が高くなる。したがって、この小孔 42の内径寸法は、 4. Omm以下であることが好ましい。より好ましくは、小孔 42の内径寸法が 3. 5mm以下、さらに好ましくは、 3. Omm以下である。隣接する小孔 42同士の間隔は、小孔 42の内径寸法が 2. Ommである場合には、 1 Omm程度に設定される。ただし、この間隔は、適宜設定され得る。上記小孔 42の密度が小さすぎると、被検知液が通過しにくく検知が遅れる。したがって、接着層 41の面積 100cm²あたりの小孔 42の個数は 50個以上 500個以下程度に設定されていることが好ましい。

[0063] 図 8が示すように、形成装置 43は、転写ローラー 44及び押圧ローラー 45を備えている。転写ローラー 44は、図示されていない所定の駆動装置によって回転軸 46の周り〖こ回転される。転写ローラー 44は、金属又は榭脂からなり、その周面 47に多数の凹部 48が設けられている。押圧ローラー 45は、榭脂又はゴム等により構成され、転写ローラー 44の径方向に隣接して配置されている。上記上敷きベースシート 13は、これら転写ローラー 44及び押圧ローラー 45の間に送り込まれる。転写ローラー 44と押圧ローラー 45との軸間距離は、両者間に所定の隙間ができるように設定されて!ヽる。これにより、転写ローラー 44と押圧ローラー 45との間を通過する上敷きベースシート 13は、所定の押圧力で押圧されるようになつている。

[0064] 上記接着層 41は、上記上敷きベースシート 13にウレタン榭脂が転写されることによつて形成される。具体的には、ウレタン榭脂が転写ローラー 43の周面 47に塗布される。このとき、上記凹部 48が設けられているから、周面 47のうち凹部 48に対応する部分にはウレタン榭脂は塗布されないことになる。転写ローラー 44が駆動され、転写口一ラー 44と押圧ローラー 45との間に上敷きベースシート 13が送り込まれると、転写口一ラー 44の周面に塗布されたウレタン榭脂は、上敷きベースシート 13に転写される。このとき、転写ローラー 44には上記凹部 48が設けられているから、上敷きベースシート 13の凹部 48に対応する部分にはウレタン榭脂が転写されず、当該ウレタン榭脂が転写されない部分が、上記小孔 42を構成する。このようにして、上記小孔 42を有する接着層 41は、上敷きベースシート 13上に形成される。もっとも、接着層 41は、これ以外の方法で形成され得ることは勿論である。

[0065] かかる接着層 41は、第 1の実施形態に係るフィルターシート 5の機能に加えて上記シート 7と上敷きベースシート 13とを接着する接着剤としての機能を兼ね備えることになる。換言すれば、上記シート 7と上敷きベースシート 13とを接着する接着剤が、上記フィルターシート 5の機能を備えている。したがって、フィルターシートが別途構成される必要はなぐその結果、水分センサ 40の部品点数が削減され、製造コストが抑えられるという利点がある。

Claims

請求の範囲

[I] ベースシート及び当該ベースシートに配置された一対の電極を有し、乾燥状態で絶縁性を呈すると共に水分を含んだ状態で導電性を呈する電極シートと、

電極シートに重ね合わされた撥水性を有するフィルタシートと、

フィルタシートに重ね合わされた透水性及び保水性を備えたシートとを備え、上記フィルタシートには、多数の小孔が穿設されている水分センサ。

[2] 上記電極シートと上記シートとを接着する接着層が上記フィルターシートを兼ねて

V、る請求項 1に記載の水分センサ。

[3] 上記一対の電極間を電気的に接続する電気抵抗素子が配置されて！ヽる請求項 1 に記載の水分センサ。

[4] 上記一対の電極間を電気的に接続する電気抵抗素子が配置されて！ヽる請求項 2 に記載の水分センサ。

[5] 上記フィルタシートは、肉厚寸法が 10 μ m以上 100 μ m以下のエチレン酢酸ビ- ル共重合体フィルム力なる請求項 1に記載の水分センサ。

[6] 上記フィルタシートは、肉厚寸法が 10 μ m以上 100 μ m以下のエチレン酢酸ビ- ル共重合体フィルム力なる請求項 2に記載の水分センサ。

[7] 上記小孔は、水分センサの有効領域において均等に並んでおり、小孔の内径寸法力 Slmm〜4mmに設定され且つ小孔の密度が 100cm²あたり 50から 500個に設定されて、る請求項 1に記載の水分センサ。

[8] 上記小孔は、水分センサの有効領域において均等に並んでおり、小孔の内径寸法力 Slmm〜4mmに設定され且つ小孔の密度が 100cm²あたり 50から 500個に設定されて、る請求項 2に記載の水分センサ。

[9] 上記電極は、上記ベースシートに導電性インクを用いて印刷されている請求項 1に記載の水分センサ。

[10] 上記電極は、上記ベースシートに導電性インクを用いて印刷されている請求項 2に記載の水分センサ。

[II] 上記ベースシートは、一対の親水性シートと、これらの間に挟み込まれたポリエステルカなる補強フィルムとを有する請求項 1に記載の水分センサ。

[12] 上記ベースシートは、一対の親水性シートと、これらの間に挟み込まれたポリエステルカなる補強フィルムとを有する請求項 2に記載の水分センサ。

[13] 上記電極は、水分を吸収して導電性を高める導電性接着剤に接して配置されている請求項 1に記載の水分センサ。

[14] 上記電極は、水分を吸収して導電性を高める導電性接着剤に接して配置されている請求項 2に記載の水分センサ。

[15] 上記導電性接着剤が、親水性ポリマとしての澱粉と電解質水溶液としての 10%以上 21%以下の食塩水とを含む糊である請求項 13に記載の水分センサ。

[16] 上記導電性接着剤が、親水性ポリマとしての澱粉と電解質水溶液としての 10%以上 21%以下の食塩水とを含む糊である請求項 14に記載の水分センサ。

[17] 上記導電性接着剤が親水性シートに塗布され又は親水性シートに浸透させられて

V、る請求項 13に記載の水分センサ。

[18] 上記導電性接着剤が親水性シートに塗布され又は親水性シートに浸透させられている請求項 14に記載の水分センサ。