特許 6846809 含水率測定機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6846809

(24)【登録日】2021年3月4日

(45)【発行日】2021年3月24日

(54)【発明の名称】含水率測定機

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3554 20140101AFI20210315BHJP

   G01N 21/3563 20140101ALI20210315BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/3554

   G01N21/3563

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2018-22859(P2018-22859)

(22)【出願日】2018年2月13日

(65)【公開番号】特開2019-138790(P2019-138790A)

(43)【公開日】2019年8月22日

【審査請求日】2019年10月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】599005686

【氏名又は名称】有限会社オーテック

(74)【代理人】

【識別番号】100103654

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100165755

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 典彦

(72)【発明者】

【氏名】大谷 元秀

(72)【発明者】

【氏名】岡田 昌也

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５７５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４９６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１６８６９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７−２１／６１

Ｇ０１Ｎ １３／０４

Ｇ０１Ｎ ２２／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

人体の臀部の形状を模した湾曲形態のカートリッジの外表面に吸収性物品の表面を隣接し、前記カートリッジの内部に含水率を測定するための前記吸収性物品と非接触の状態で検出するセンサを備えた含水率測定装置であって、
前記カートリッジは下面において開口した開口部を有し、
前記センサは、センサ本体とアタッチメントとを連結してなり、
前記アタッチメントは、前記センサ本体の下面に固定する筒状形態であり、内部が空洞となる空洞部と、前記空洞部の周囲に所定の肉厚となる肉厚部と、前記アタッチメントの上面側では前記空洞部の内方へせり出して前記センサ本体を固定する止部と、を有し、
前記アタッチメントは、前記カートリッジの前記開口部の外縁に接触し、前記吸収性物品との間に間隙を有することを特徴とする含水率測定機。

【請求項2】

カートリッジは、開口部とアタッチメントとの接触部分に溶接加工することで前記カートリッジ内部への入水を防止する防水手段を施したことを特徴とする請求項１に記載の含水率測定機。

【請求項3】

人体の臀部の形状を模した湾曲形態のカートリッジの外表面に吸収性物品を隣接するように配置した後に、前記吸収性物品に対して所定量の水分を供給し、前記カートリッジの内部に配置されたセンサにより前記吸収性物品の含水率を測定する含水率測定方法であって、
前記カートリッジは下面において開口した開口部を有し、
前記センサは、センサ本体とアタッチメントとを連結してなり、
前記アタッチメントは、前記センサ本体の下面に固定する筒状形態であり、内部が空洞となる空洞部と、前記空洞部の周囲に所定の肉厚となる肉厚部と、前記アタッチメントの上面側では前記空洞部の内方へせり出して前記センサ本体を固定する止部を有し、
前記アタッチメントは、前記カートリッジの前記開口部の外縁に接触し、前記吸収性物品との間に間隙を有し、
前記センサと前記アタッチメントは、前記吸収性物品に非接触となる状態で、前記開口部を通して前記吸収性物品の含水率を検出することを特徴とする含水率測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体を吸収させたオムツなどの吸収性物品の含水率を測定する含水率測定機及び含水率測定方法である。

【背景技術】

【0002】

従来、吸収性・快適性に優れたオムツなどの吸収性物品を研究開発・製造する際に、適切な吸収性素材の選択や配置等を評価する一つの指標として吸収性物品に液体を滴下した際の含水率を測定することが行われている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載された水分測定装置は、オムツなどの吸収性物品である試験体の表面に残存する水分層に光線を照射して散乱光を発生させ、その散乱光を光電変換器によって電圧に変換して検出することで、試験体の表面に残存する水分を測定する表面水分測定装置が提案されている。

【0004】

従来の測定装置では、オムツなどの吸収性物品をカートリッジの外面に装着し、カートリッジの内側に備えたセンサにより、カートリッジ越しに吸収性物品の吸水率を測定していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１−１３４２３１号公報（特許第２８１２４４０号）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の測定装置に用いていたカートリッジは、オムツなどの吸収性物品を外周面に装着して、カートリッジの内部に配置するセンサで測定していたため、カートリッジを通して検出せざるを得なかった。カートリッジは樹脂製素材により成型されるものであるため、より精度の高い測定を行うために、カートリッジを介さない測定が求められてきた。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の含水率測定装置は、人体の臀部の形状を模した湾曲形態のカートリッジの外表面に吸収性物品の表面を隣接し、前記カートリッジの内部に含水率を測定するための前記吸収性物品と非接触の状態で検出するセンサを備えた含水率測定装置であって、前記カートリッジは下面において開口した開口部を有し、前記センサは、センサ本体とアタッチメントとを連結してなり、前記アタッチメントは、前記センサ本体の下面に固定する筒状形態であり、内部が空洞となる空洞部と、前記空洞部の周囲に所定の肉厚となる肉厚部と、前記アタッチメントの上面側では前記空洞部の内方へせり出して前記センサ本体を固定する止部と、を有し、前記アタッチメントは、前記カートリッジの前記開口部の外縁に接触し、前記吸収性物品との間に間隙を有することを特徴とするものである。

【0009】

また、カートリッジは、開口部とアタッチメントとの接触部分に溶接加工することで前記カートリッジ内部への入水を防止する防水手段を施したことが好ましい。

【0010】

また、本発明にかかる含水率測定方法は、人体の臀部の形状を模した湾曲形態のカートリッジの外表面に吸収性物品を隣接するように配置した後に、前記吸収性物品に対して所定量の水分を供給し、前記カートリッジの内部に配置されたセンサにより前記吸収性物品の含水率を測定する含水率測定方法であって、前記カートリッジは下面において開口した開口部を有し、前記センサは、センサ本体とアタッチメントとを連結してなり、前記アタッチメントは、前記センサ本体の下面に固定する筒状形態であり、内部が空洞となる空洞部と、前記空洞部の周囲に所定の肉厚となる肉厚部と、前記アタッチメントの上面側では前記空洞部の内方へせり出して前記センサ本体を固定する止部を有し、前記アタッチメントは、前記カートリッジの前記開口部の外縁に接触し、前記吸収性物品との間に間隙を有し、前記センサと前記アタッチメントは、前記吸収性物品に非接触となる状態で、前記開口部を通して前記吸収性物品の含水率を検出することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る含水率測定機及び含水率測定方法によると、開口部を通じてセンサによる含水率を検出することで、より精度の高い測定が可能になる。また、間隙を有することで、センサと吸収性物品とが非接触の状態を保ち、検出位置の自然な含水率を測定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の含水率測定機の含水率測定機の一例を示す正面断面図である。

【図2】本発明のカートリッジの一例を示す斜視図であって、正面側の面を切り欠いて示したものである。

【図3】本発明のセンサの一例であるセンサ本体とアタッチメントを示したもので、（ａ）が両者を分離した分解斜視図、（ｂ）が両者を取り付けた状態の底面図である。

【図4】センサをカートリッジに取り付けた状態の一例を示す一部拡大断面図である。

【図5】図４の別の実施形態である一部拡大断面図である。

【図6】本発明に係る含水率測定機を含む含水率測定装置の全体の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る含有率測定機及び測定方法について実施形態を添付の図面に基づいて説明する。なお、吸収性物品Ｗは水分を吸収するオムツ（或いはオムツや生理用ショーツなどの股下周辺に設けられた吸収パッドなどの吸収体）を例示するものである。

【0014】

本実施形態に係る含水率測定機を含む含水率測定装置は、図６に示すように、吸収性物品Ｗに吸収された含水率を測定する含水率測定機１００と、該含水率測定機１００に液体を供給する液体供給部１０１と、含水率測定機１００及び液体供給部１０１を制御し得る制御部１０２と、を備えてなり、含水率測定機１００は、吸収性物品Ｗを湾曲した状態で載置する載置台１０３と、該載置台１０３上方から吸収性物品Ｗを接触した状態で設置するカートリッジ１を有するものである。なお、本実施形態では、カートリッジ１を内部に有する含水率測定機１００と制御部１０２等が分離したものであるが、これらが一体化したものであってもよい。

【0015】

この含有率測定機１００は、供給管１０４がカートリッジ１内部に配設された液体供給部１０１と接続し、供給された液体を吸収性物品Ｗの表面に供給する。滴下される液体、水分が吸収性物品Ｗに吸収された状態を測定するセンサ１１、１１を有する。

【0016】

センサ１１、１１は、カートリッジ１内で適切に測定し得るように光学式のものを使用するとともに、供給管１０４の周囲に固定され、含水率の測定位置である所定の位置の近傍に配設される。このセンサ１１は、２種類の波長1.3μm及び1.45μmの赤外線を照射する赤外線ダイオードを主体とする光源と、該光源から照射された赤外線による吸収性物品Ｗの表面の反射光を検出するフォトダイオードを主体とする検出部と、を備えるものである。この２種類の赤外線のうち、波長1.3μmは水に吸収されない参照光としてノイズを除去するために測定するとともに、水に吸収される波長1.45μmの反射光を測定することで、吸収性物品Ｗの含水率を測定するものである。本実施形態では光学式センサを利用するものであるが、検出対象となる吸収性物品Ｗと非接触の状態で検出するセンサであれば光学式以外のセンサであってもよい。

【0017】

このセンサ１１、１１は、供給管１０４周辺の含水率をより一層精密に測定するために少なくとも２つ以上を並列に配設することが好適である。その並列状態は、一方を真下に向けたものとし、もう一方を約１５度傾斜させたものや（図４参照）、一方を真下に向けたものとし、もう一方を約３０度傾斜させたもの（図５参照）が好ましいが、両方を所定の角度で傾けたものでもよく（図１参照）、１つのセンサ１１であってもよい。なお、図４及び図５は、供給管１０４を省略して図示している。

【0018】

図１に含水率測定機１００を示す。カートリッジ１は、吸収性物品Ｗの表面に液体を供給する供給管１０４と、吸収性物品Ｗの含水率を測定するセンサ１１、１１と、供給される水量を確認するための水量確認センサを内包する箱体からなる。

【0019】

図２に示すように、この箱体状のカートリッジ１の形状は、上面を方形状の平面と、下面１ａとなる円周面と、両側方に所定の幅を設けた側面を有するもので、下方に向けた滑らかな凸型湾曲形状である。この下方に向けた凸型湾曲形状としたことで、着用者の着用した状態を再現するために、人体の臀部等の形状等を簡易的に模した形態となる。少なくともオムツ等の吸収性物品Ｗのみに接触し得る程度の面積を有することが必要となる。

【0020】

このカートリッジ１は、幼児用のオムツを吸収性物品Ｗとした場合の形態であるが、例えば高齢者用のオムツを吸収性物品Ｗとする場合（図示しない）は、高さ方向長さを長くし、下方を略鋭角状の先端とする形態で、正面視で滑らかな略逆三角形状となるものを用いることができる。

【0021】

カートリッジ１は、その下面１ａであってセンサを配置する位置である配置位置Ａ、Ａにおいて、カートリッジ１の下方を貫通して開口した開口部２、２を有する。つまり、図2に示す開口部２、２が配置位置Ａ、Ａとなる。本実施形態において、開口部２、２は、二ヶ所に設けたものであるが、別の実施形態として１つの開口部であってもよく、３以上の開口部であってもよい。開口部２、２の外縁は後述のとおり、センサ１１の形態に応じて決定するものであり、少なくとも本実施形態においてはセンサの赤外線照射位置を貫通する孔となることが必要となる。

【0022】

図１に示すように、カートリッジ１の外周面となる下面１ａの表面に隣接して、吸収性物品Ｗを配置する。この吸収性物品Ｗはカートリッジ１に引っ掛けるように留め、載置台１０３との間に隙間を有する取付でもよく、カートリッジ１と載置台１０３との間で挟み込んでもよい。その後に、供給管１０４より液体、水分を供給し、センサ１１、１１により含水率を測定する。

【0023】

次に、センサ１１の具体的な形態について、図３により説明する。なお、図３（ａ）において、左奥側を上側、右手前側を下側として説明する。この上側とは、図３、４に示すように、カートリッジ１にセンサ１１、１１を取り付けた状態で上側、下側となるものであって、傾斜させて取り付けたセンサ１１については、カートリッジ１に接地する側を下側としている。

【0024】

図３（ａ）に示すように、本実施形態のセンサ１１は、センサ本体１２とアタッチメント１３とを連結したものである。アタッチメント１３は、センサ本体１２の赤外線照射距離等の性能に応じて必要となるもので、センサ本体１２によってはアタッチメント１３が無く、センサ本体１２のみからなるものであってもよい。

【0025】

アタッチメント１３は、上方にセンサ本体１２を連結するもので、アタッチメント１３の下方からビス１４、１４を通し、センサ本体１２の下面とアタッチメント１３の上面とを固定する。アタッチメント１３は、樹脂製素材からなる内部が空洞となる空洞部１３ａを有する筒状形態であり、この空洞部の周囲に所定の肉厚となる肉厚部１３ｃ、１３ｃを有する。また、図２（ｂ）に示すように、アタッチメント１３の上面側では空洞部１３ａの内方へせり出す止部１３ｂ、１３ｂが形成されている。この止部１３ｂ、１３ｂに形成されたビス孔と、センサ本体１２に形成されたビス孔にビス１４、１４を通して、センサ本体１２とアタッチメント１３とを固定する。

【0026】

このようにセンサ本体１２とアタッチメント１３からなるセンサ１１により、センサ本体１２とアタッチメント１３とを接合させるとともに、センサ本体１２の照射レンズ１２ａの照射方向にアタッチメント１３の空洞部１３ａがあることで、アタッチメント１３を介して、検査対象物に対して、なんらの障害物を介さずに検査をすることが可能になる。

【0027】

アタッチメント１３の下面は、設置するカートリッジ１の形状に応じて傾斜、湾曲させる。図３（ａ）に示すアタッチメント１３は、一側方から他側方にかけて湾曲するように形成されたものであるが、この形状に限定されず、設置するカートリッジの形状に応じて、曲率や角度などを適宜変更することが好ましい。

【0028】

図４に示すように、カートリッジ１内から下面１ａの設置位置Ａ、Ａとなる開口部２、２に、センサ１１、１１を設置する。この実施形態におけるこの開口部２の外縁は、センサ１１、１１のアタッチメント１３、１３の空洞部１３ａの外縁と同じとなる。そのため、アタッチメント１３の下面の肉厚部１３ｃ、１３ｃが開口部２の外縁の外方部分に接触する。

【0029】

また、図５に示すように、カートリッジ１の下面１ａの開口部２、２の外縁を、アタッチメント１３、１３自体の外縁と同じくしてもよい。この場合、アタッチメント１３の肉厚部１３ｃ、１３ｃを含めて、開口部２、２に挿入することとなり、アタッチメント１３の下方側の側面が開口部２、２の外縁に接することとなる。

【0030】

センサ１１、１１のアタッチメント１３と吸収性物品Ｗとは非接触の状態を保つために、間隙２ａ、２ａを有している。つまり、図４に示す実施形態では、カートリッジ１の開口部２、２の外縁がアタッチメント１３、１３の空洞部１３ａ１３ａの外縁と一致していることから、アタッチメント１３、１３の肉厚部１３ｃ、１３ｃがカートリッジ１の内面に接触し、アタッチメント１３と吸収性物品Ｗとが直接接触しない。この場合には、カートリッジ１の開口部２、２の開口した部分と間隙２ａ、２ａとが一致することとなる。また、図５に示す実施形態では、カートリッジ１の開口部２、２の外縁がアタッチメント１３、１３の外縁と一致していることから、開口部２にアタッチメント１３が挿入され得るが、完全に挿入せず、吸収性物品Ｗとの間に間隙２ａ、２ａが形成される位置に固定している。

【0031】

このアタッチメント１３、１３と吸収性物品Ｗとの間に間隙２ａ、２ａを有することで、吸収性物品Ｗに加圧を一切かけることなく、自然な状態での吸収状態を測定することができ、より精密な検査を実施することが可能になる。

【0032】

アタッチメント１３、１３とカートリッジ１の内周面との間は、防水処理が施される。具体的には、アタッチメント１３、１３とカートリッジ１との接触部分に溶接加工を施すことにより、吸収性物品Ｗの水分、液体がカートリッジ１内に流入することを防止する。

【符号の説明】

【0033】

１…カートリッジ、１ａ…下面、２…開口部（設置位置Ａ）、２ａ…間隙、１１…センサ、１２…センサ本体、１３…アタッチメント、１００…含水率測定機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】