JP2015057088A - おむつ及びおむつの検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレスで水濡れた状態を検知可能なおむつ及びおむつの検知システムを提供する。
【解決手段】おむつ本体２１、少なくとも１つの通信チップ２３、少なくとも１つの金属アンテナ２５、及び信号読み取り機３を備える。通信チップ２３及び金属アンテナ２５はおむつ本体２１の外側に貼付されていると共に互いに接続されＲＦＩＤタグ（Ｔａｇ）を形成する。おむつ本体が濡れた状態では、おむつ本体の誘電係数が変化し金属アンテナの抵抗値も変化する。よって、ＲＦＩＤタグから伝送される電磁波信号の波長も変化する。信号読み取り機は応答電磁波の波長を根拠におむつ本体が濡れているか判断する。これにより、本発明のおむつの検知システムは介護者が素早く着用者のおむつを新しいのに交換することができ、介護者が自分で着用者のおむつを着脱させておむつが尿で濡れているか否かを確認する必要がなくなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、外貼り式の高周波識別タグを有し、ワイヤレスでおむつの水濡れ状態を検知可能なおむつに関する。

高齢化社会の到来により、現在多くの医療期間や医学界、医療メーカー等が介護用品の研究開発に積極的に取り組んでおり、被介護者（例えば、高齢者、患者等）の介護問題の解決に尽力している。なお、高齢者は行動が不自由で反応も衰えているため、生活上の多くの物事の処理に他人の支援を必要とする。例えば、高齢者が「尿失禁」した場合、ズボンやベッドが汚れるのを防ぐため、通常紙おむつを使用する。前記紙おむつが尿で濡れた場合は即交換せねばならないが、前記高齢者は紙おむつの交換前後にズボンの着脱動作をせねばならず、体の重心を移動させて両足をズボンに入れるのは困難であり、机や壁等の支えがなければ平衡を保てずに転倒して怪我をし易かった。このため、高齢者が紙おむつを交換する場合、通常は家族や介護者が支援して事故の発生を防ぐ。

従来の介護施設の介護福祉士は通常一人で多くの高齢者を介護せねばならないため、常に一人の高齢者に付き添うことが出来ず、よって高齢者が必要な時だけ介護（紙おむつの交換等）を行う。何人かの高齢者が疾病の影響（例えば中風）により、口内が汚れたり、意識が朦朧としたり、感覚が鈍くなると、迅速に介護者に通知し紙おむつを交換してもらう事が出来なくなり、時間が経つと別の疾病（おむつかぶれ等）を引き起こし、高齢者が違和感を感じる。前述の問題を解決するため、介護施設では通常高齢者に尿濡れ検知機能を有するおむつを履かせる。前記おむつは遠隔伝送機能を有し、おむつが濡れるとすぐに介護者に通知し支援を求めることができる。これにより時間的制限を克服し、介護者が高齢者の需要を素早く察知することで、高齢者の衛生状態及び快適性を有効的に高める。

従来のおむつの構成を図１に示す。前記おむつ１は第一不織布層１１、吸水層１２、第二不織布層１３、２つの誘導電極１４及びプラスチックス層１５を備え、排泄した尿は前記第一不織布層１１の一側面に吸収される。前記吸水層１２は吸水材料で構成され、一側面は前記第一不織布層１１の他側面に貼付されると共に前記第一不織布層１１の尿を吸収させ、前記吸水層１２内に保持させる。前記第二不織布層１３の一側面は前記第一不織布層１１及び吸水層１２の他側面に貼付され、前記吸水層１２は前記第一不織布層１１と第二不織布層１３との間に挟着されて定位され、前記第二不織布層１３の一側面により前記吸水層１２から漏れた尿が吸収され、前記２つの誘導電極１４はそれぞれテープ状を呈し、一側面は前記第二不織布層１３の他側面にそれぞれ貼付される。前記２つの誘導電極１４は尿に接触されると相互に電気が導通される。前記プラスチックス層１５の一側面は前記第二不織布層１３及び前記２つの誘導電極１４の他側面に貼付され、前記２つの誘導電極１４は前記第二不織布層１３とプラスチックス層１５との間に挟着されて定位され、前記第二不織布層１３から漏れた尿を受け止め、尿がおむつ１の外に漏れるのを防ぐ。おむつ１の製造メーカーは前記第一不織布層１１、吸水層１２、第二不織布層１３、誘導電極１４、及びプラスチックス層１５を順に封入して固定させて一体にした後、前記２つの誘導電極１４をおむつ１内に定位させ、一端をおむつ１の外に露出させる。

また、図１及び図２に示すように、使用者（例えば高齢者、幼児、患者等）が前記おむつ１ を着用後、介護者は電気検知装置１６のホルダー１８の２つのクリップ１７（Ａｌｌｉｇａｔｏｒ Ｃｌｉｐｓ）を前記２つの誘導電極１４の外に露出される一端にそれぞれ挟着させ、着用者が排尿すると尿は前記第一不織布層１１、吸水層１２、及び第二不織布層１３を順に通過し前記２つの誘導電極１４に接触し、前記２つの誘導電極１４がショートすることで電気的導通が形成される。この際、前記電気検知装置１６はホルダー１８の２つのクリップ１７により前記２つの誘導電極１４が電気的導通状態にあると検知させ、警報を発し、介護者は警報によりおむつ１内の尿の量が一定量に達したと分かり、着用者の清拭と介護を行い、おむつ１を交換する。

特開２００５−２６１５５４号公報

しかしながら、前述した従来のおむつの構成は、前述のおむつ１には実際の使用に於ける欠点が存在する（図１及び図２参照）。前記２つの誘導電極１４の一端は外に露出され、前記２つのクリップ１７により対応する誘導電極１４の一端がそれぞれ挟着されるが、但し前記ホルダー１８及びクリップ１７の構造が複雑であるため、体積が大きくなり、着用者がおむつ１を着用しベッドに伏せると、ホルダー１８及びクリップ１７に圧迫されて不快感を催す。このほか、ホルダー１８及びクリップ１７の体積が大きいため、誘導電極１４の一端に挟着されると、着用者に圧迫されたり引っ張られて変位され、前記電気検知装置１６が尿を精確に検知できなくなる問題がある。このため、介護者が前記おむつ１を素早く交換できず、着用者の下半身の皮膚が長時間尿に接触することでかぶれてしまい、炎症を引き起こす問題も存在する。このほか、前記２つの誘導電極１４はおむつ１内に製造されるため、メーカーはおむつ１の製造ラインを変更させねばならず、製造コストが大幅に上昇し、前記２つの誘導電極１４を設置させる工程は時間を余計に費やした。

従来の尿漏れ検知機能を具備するおむつは、おむつ構成の製造工程を改変させる必要があり、メーカーの製造コストが上昇し、着用者も強い違和感を感じる。そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、本発明のワイヤレスで水濡れ状態検知可能なおむつを有する構成及びおむつの検知システムを開発するに至った。本発明は着用者及びメーカーにとって従来のおむつ構成に改変を加えることなく、外貼り式のＲＦＩＤタグにより水濡れ状態を検知させ、有効的に前述の問題を解決させる。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記問題を解決するため、本発明は、ワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつ及びおむつの検知システムを提供することを主目的とする。すなわち、従来のおむつに大幅な改良を加えず、おむつが濡れた状態を迅速に検知可能にする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るおむつは、ワイヤレスで水濡れ状態検知可能なおむつであり、おむつ本体、通信チップ、および金属アンテナを備える。おむつ本体は、少なくとも布層、漏れ防止層、及び吸水材料層からなり、布層が側に位置されており、漏れ防止層が外側に位置すると共に尿を内側に閉じ込め、吸水材料層が吸水材料で構成されており布層と漏れ防止層との間に設けられており、布層を通過し吸水材料層に吸い込まれた尿により、漏れ防止層の誘電係数が変化する。
通信チップは、漏れ防止層の外側に貼付されている。
金属アンテナは、漏れ防止層の外側に貼付されており、通信チップに接続することで高周波識別タグを形成し、通信チップが電磁波信号を伝送或いは受信するのに用いられ、吸水材料層により吸い込まれた尿により漏れ防止層の誘電係数が変化することで抵抗値が変化し、高周波識別タグから伝送される電磁波信号の波長が変化する。

また、本発明によるおむつの検知システムは、ワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつの検知システムであり、おむつ及び信号読み取り機を備える。おむつの構成は前述のおむつの構成と同じである。信号読み取り機は、高周波識別タグに対し検知電磁波を発信し、内部には設定値が保存されている。設定値は漏れ防止層の内側が濡れていない場合に金属アンテナから伝送される電磁波の所定波長である。着用者がおむつ本体内で排尿することで、吸水材料層および漏れ防止層の内側が濡れ、金属アンテナの抵抗値が変化する場合、高周波識別タグが検知電磁波を受信し、通信チップが応答信号を発信し、応答信号が金属アンテナの抵抗値が変化することで応答電磁波を伝送する。応答電磁波の波長が設定値と異なる場合、信号読み取り機は、おむつ本体が濡れたと判断し、警報信号（例えば、音声や閃光等）を発信し、介護者がすぐおむつを交換するようにする。

さらに、本発明によるおむつの検知システムは、ワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつの検知システムであり、おむつ及び信号読み取り機を備える。おむつの構成は前述のおむつの構成と同じである。前記信号読み取り機は高周波識別タグに対し検知電磁波を発信し、内部に設定値が保存されている。前記設定値は、漏れ防止層の内側が濡れた場合に金属アンテナにより伝送される電磁波の波長である。着用者がおむつ本体内で排尿することで、吸水材料層および漏れ防止層の内側が濡れ、金属アンテナの抵抗値が変化する場合、高周波識別タグが検知電磁波を受信し、通信チップが応答信号を発信し、応答信号が金属アンテナの抵抗値が変化することで応答電磁波を伝送する。応答電磁波の波長が設定値と同じ場合、信号読み取り機は、おむつ本体が濡れたと判断し、警報信号（例えば、音声や閃光等）を発信し、介護者がすぐおむつを交換するようにする。

本発明によれば、着用者及びメーカーが従来のおむつの構成を変更させずに、外貼り式ＲＦＩＤタグにより水濡れ状態を検知することができ、従来の問題を解決することができる。

従来のおむつの構成を示す分解図である。 従来のおむつ及び電気検知装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるおむつの構成を説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるおむつの検知システムを説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるおむつの検知システムの特性を説明する模式図である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（一実施形態）
高周波識別（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；以下ＲＦＩＤと略称する）は電磁波を利用してデータの伝送を行い、固体識別を行う技術である。一般的には、ＲＦＩＤは主にリーダ（Ｒｅａｄｅｒ）及びタグ（Ｔａｇ）で構成される非接触式の自動識別技術である。動作原理はメモリーを有する通信チップ（例えば、集積回路）がタグに埋め込まれ、タグに設置されるアンテナ（Ａｎｔｅｎｎａ）を介して通信チップのデータがリーダに伝送され、識別を行う。このほか、アンテナは貼付される基板材料の比誘電率（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ）の大きさに基き特性が変化し、以下にその関係式を数式１および数式２で示す。
ｖは電磁波信号の材料中での速度率を表し、ｃは光速を表し、εｒは材料の比誘電率を表し、ｆは周波数を表し、λは波長を表す。材料の比誘電率が大きくなるほど、波長は短くなる。即ち、アンテナが貼付される基板材料の比誘電率を変えると、電磁波信号の波長も変化する。本発明者は前述の特性を利用し、本発明のワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつ及びおむつの検知システムを提案した。

図３に示すように、本実施形態では、おむつ２はおむつ本体２１、少なくとも１つの通信チップ２３、及び少なくとも１つの金属アンテナ（Ａｎｔｅｎｎａ）２５を備える。おむつ本体２１は、布層２１１、吸水材料層２１３、及び漏れ防止層２１５を少なくとも含む。布層２１１はおむつ本体２１の内側に位置されており、尿を吸収して通過させる。漏れ防止層２１５はおむつ本体２１の外側に位置されており、尿を内側面に閉じ込め、尿がおむつ本体２１の外側に滲み出すのを防ぐ。吸水材料層２１３は吸水材料で構成され、布層２１１と漏れ防止層２１５との間に設けられている。布層２１１を通過した尿は吸水材料層２１３内に吸収されて保持される。漏れ防止層２１５の内側の吸水材料層２１３の表面に尿が吸水されると、漏れ防止層２１５本体の誘電係数が変化する。

すなわち、おむつ本体２１（図３参照）は、おむつの基本構造に過ぎず、本発明は市場で販売されている各種のおむつに応用可能であり、おむつが布層２１１、吸水材料層２１３、及び漏れ防止層２１５を有し、内側が布層２１１であり、外側が漏れ防止層２１５であれば、メーカーが布層２１１と吸水材料層２１３との間に他の材質（例えば、多層の不織布）を増設するか、或いは吸水材料層２１３と漏れ防止層２１５との間に他の材質（例えば、多層の不織布）を増設するか等を問わず、全て本発明でのおむつ本体２１として使用可能である。

通信チップ２３は、漏れ防止層２１５の外側に貼付されている。金属アンテナ２５は、漏れ防止層２１５の外側に貼付されており、通信チップ２３に接続されＲＦＩＤタグ（Ｔａｇ）を形成する。特に、図３に図示す金属アンテナ２５の形状は本発明の一例に過ぎず、本発明の他の実施形態では、メーカーの必要に応じ金属アンテナ２５の形状を調整可能である。なお、通信チップ２３は金属アンテナ２５により電磁波信号の伝送或いは受信を行い、また、金属アンテナ２５は漏れ防止層２１５に貼付されているため、漏れ防止層２１５の内側の吸水材料層２１３の表面に尿が吸入されると、漏れ防止層２１５本体の誘電係数が変化する。前述のように、金属アンテナ２５が貼付される基板材料の比誘電率が変化すると電磁波信号の波長も変化するため、ＲＦＩＤタグから伝送される電磁波信号の波長も変化する。つまりは、漏れ防止層２１５の内側に尿が吸入されていない場合と、漏れ防止層２１５の内側に尿が吸入されている場合とは、ＲＦＩＤタグから伝送される電磁波信号の波長が完全に異なる。

図３及び図４に示すように、信号読み取り機３はＲＦＩＤタグに対し検知電磁波を発信し、内部には設定値が保存されている。設定値は漏れ防止層２１５の内側が濡れていない場合に伝送される電磁波の波長値である。本実施形態では、着用者がおむつ本体２１内で排尿し、吸水材料層２１および漏れ防止層２１５の内側が濡れると、漏れ防止層２１５の外側に貼付されている金属アンテナ２５の抵抗値が変化し、ＲＦＩＤタグにより検知電磁波が受信された後、通信チップ２３は応答信号を発信する。応答信号記金属アンテナ２５の抵抗値が変化した場合に応答電磁波を伝送し、応答電磁波の波長は、設定値とは異なる。信号読み取り機３は応答電磁波を受信すると、内部に保存された設定値と比較し、おむつ本体２１が濡れているか否かを迅速に判断する。このため、医療機関や介護機関の介護者は信号読み取り機３のデータに基き、或いは信号読み取り機３が発する警報信号（例えば音声、閃光等）に基き、おむつを交換する。介護者は着用者のおむつを逐一検視せず尿漏れ状態を確認することができ、おむつを着脱する手間を省ける。このほか、本発明の他の実施形態では、メーカーは設定値の内容を変更することができる。設定値は漏れ防止層２１５の内側が濡れている場合に伝送される電磁波の波長であってもよい。本実施形態の態様に限定されず、本発明の利便性を高めることができる。

上述したように、おむつ本体２１により尿が吸収されて飽和状態になると、おむつ本体２１の誘電係数が大幅に上昇し、おむつ本体２１に貼付されているＲＦＩＤタグの金属アンテナ２５の抵抗に影響を与える。金属アンテナ２５のインピーダンス整合も追随して変化する。また、本実施形態では、金属アンテナ２５は、通信チップ２３に直接に接続されており、マッチングネットワーク（Ｍａｔｃｈｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）の電子部材が省略されるため、製造コストが抑制されると同時に、マッチングネットワークの電子部材が占める面積を節約することができる。また、通信チップ２３の給電点（Ｆｅｅｄ ｐｏｉｎｔ）から金属アンテナ２５に向いた抵抗により低い実数抵抗（５０オームより低い）及び高い虚数誘導リアクタンス（誘導リアクタンスは１００以上）を呈する。図５は模擬インピーダンス整合図であり、実数抵抗を実線で表示し、虚数誘導リアクタンスを破線で表示する。図５から理解できるように、実数抵抗は５０オームより低く、虚数誘導リアクタンスは１００以上であるため、金属アンテナ２５は一般的に市販される通信チップ２３に直接応用可能である。前述の実測データから分かるように、本発明のＲＦＩＤタグはおむつ本体２１に貼付され、人体に被覆されていてもＲＦＩＤ信号読み取り機３から伝送されるエネルギーをスムーズに受信することができ、信号読み取り機３にデータを返信し、介護者におむつを交換させる必要があると知らせることができる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

２ おむつ、
２１ おむつ本体、
２１１ 布層、
２１３ 吸水材料層、
２１５ 漏れ防止層、
２３ 通信チップ、
２５ 金属アンテナ、
３ 信号読み取り機。

Claims (5)

1. ワイヤレスで水濡れ状態検知可能なおむつであり、
   少なくとも布層、漏れ防止層、及び吸水材料層からなり、前記布層が側に位置されており、前記漏れ防止層が外側に位置すると共に尿を内側に閉じ込め、前記吸水材料層が吸水材料で構成されており前記布層と前記漏れ防止層との間に設けられており、前記布層を通過し前記吸水材料層の表面に吸い込まれた尿により、前記漏れ防止層の誘電係数が変化するおむつ本体と、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されている少なくとも１つの通信チップと、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されており、前記通信チップに接続することで高周波識別タグを形成し、前記通信チップが電磁波信号を伝送或いは受信するのに用いられ、前記吸水材料層により吸い込まれた尿により前記漏れ防止層の誘電係数が変化することで抵抗値が変化し、前記高周波識別タグから伝送される電磁波信号の波長が変化する少なくとも１本の金属アンテナと、を備えることを特徴とするおむつ。
2. ワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつの検知システムであって、
   少なくとも布層、漏れ防止層、及び吸水材料層からなり、前記布層が側に位置されており、前記漏れ防止層が外側に位置すると共に尿を内側に閉じ込め、前記吸水材料層が吸水材料で構成されており前記布層と漏れ防止層との間に設けられており、前記布層を通過し前記吸水材料層の表面に吸い込まれた尿により、前記漏れ防止層の誘電係数が変わるおむつ本体と、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されている少なくとも１つの通信チップと、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されており、前記通信チップに接続することで高周波識別タグを形成し、前記通信チップが電磁波信号を伝送或いは受信するのに用いられ、前記吸水材料層により吸い込まれた尿により前記漏れ防止層の誘電係数が変化することで抵抗値が変化し、前記高周波識別タグから伝送される電磁波信号の波長が変化する少なくとも１本の金属アンテナと、
   前記高周波識別タグに対し検知電磁波を発信し、設定値が記憶されている信号読み取り機と、を備え、
   着用者が前記おむつ本体内で排尿することで、前記吸水材料層および前記漏れ防止層の内側が濡れ、前記金属アンテナの抵抗値が変化する場合、前記高周波識別タグが前記検知電磁波を受信し、前記通信チップが応答信号を発信し、前記応答信号が前記金属アンテナの抵抗値が変化することで応答電磁波を伝送し、前記応答電磁波の波長は、前記設定値と異なることを特徴とするおむつの検知システム。
3. 前記信号読み取り機は、前記応答電磁波の波長が前記設定値と異なると判断すると、警報信号を発信することを特徴とする請求項２に記載のおむつの検知システム。
4. ワイヤレスで水濡れ状態を検知可能なおむつの検知システムであって、
   少なくとも布層、漏れ防止層、及び吸水材料層からなり、前記布層が側に位置されており、前記漏れ防止層が外側に位置すると共に尿を内側に閉じ込め、前記吸水材料層が吸水材料で構成されており前記布層と漏れ防止層との間に設けられており、前記布層を通過し前記吸水材料層の表面に吸い込まれた尿により、前記漏れ防止層の誘電係数が変わるおむつ本体と、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されている少なくとも１つの通信チップと、
   前記漏れ防止層の外側に貼付されており、前記通信チップに接続することで高周波識別タグを形成し、前記通信チップが電磁波信号を伝送或いは受信するのに用いられ、前記吸水材料層により吸い込まれた尿により前記漏れ防止層の誘電係数が変化することで抵抗値が変化し、前記高周波識別タグから伝送される電磁波信号の波長が変化する少なくとも１本の金属アンテナと、
   前記高周波識別タグに対し検知電磁波を発信し、設定値が記憶されている信号読み取り機と、
   着用者が前記おむつ本体内で排尿することで、前記吸水材料層および前記漏れ防止層の内側が濡れ、前記金属アンテナの抵抗値が変化する場合、前記高周波識別タグが前記検知電磁波を受信し、前記通信チップが応答信号を発信し、前記応答信号が前記金属アンテナの抵抗値が変化することで応答電磁波を伝送し、前記応答電磁波の波長は、前記設定値と同じであることを特徴とするおむつの検知システム。
5. 前記信号読み取り機は、前記応答電磁波の波長が前記設定値と同じであると判断すると、警報信号を発信することを特徴とする請求項４に記載のおむつの検知システム。