帶有前攝傳感器的一次性用品的製作方法

2023-11-04 10:44:02

專利名稱：帶有前攝傳感器的一次性用品的製作方法
技術領域：
本發明涉及一次性用品，特別涉及帶有前攝傳感器的一次性用品，該傳感器能夠預測與穿用者、用品或排洩物有關的事件的發生。
背景技術：
目前，如尿布、褲式尿布、訓練褲、成人失禁短褲、衛生巾和棉塞這樣的一次性用品已廣泛用於照料嬰幼兒和初學走路的孩子，以及在照料失禁成人的情況下用於盛裝、隔離和處理身體排洩物的裝置。作為這些應用場合優選的方式，這種用品由於其方便性和可靠性，已經基本上代替了那些重複使用的、可洗滌的布質衣物。一次性用品通過吸收和容納沉積在用品上的身體排洩物而響應排便、排尿或排洩事件。有些一次性用品當排便、排尿或排洩事件發生後(例如潤溼指示器、溫度變化探測器)發出信號。然而，這些用品不能預測何時事件要發生，並為預測事件的發生準備用品並且讓穿用者和護理者作好準備。通用的一次性用品具有這樣的結構，即在施用時便於使用的構形，或者直到排洩時或之後很短的時間才能被利用的構形。當用品用於穿用者時，例如阻擋收口處於適當位置。僅僅當已經排尿時，如熱指示器或視覺指示器這樣的信號裝置發出排尿事件發生的信號。例如，已知的便壺訓練裝置，然而，一旦排便或排尿事件已經發生時再發現和發出信號，不能使得穿用者及時到達廁所來防止意外事件的發生。
發明概述本發明涉及一種一次性用品，其預測與身體排洩物、穿用者、用品有關的事件的發生，或者涉及採用前攝傳感器的一次性用品組件，通過以下方式響應預測，即對用品或者穿用者作用，而為預測事件的發生作好準備，或延遲這一預測事件的發生，或者向管理者或穿用者發出信號，指示預測事件將要發生。在一個具體實施例中，一次性用品包括可操作地連接於該用品的傳感器或傳感器系統，其中傳感器適合於檢測與將要發生的身體排洩物排洩有關的穿用者外部肛門括約肌的電活性變化，並給穿用者，護理者或者包括通高穿用者、護理者的用品部分，或者迫近事件的用品部分提供信號。
附圖的簡要說明

圖1是按照本發明製造的用品即尿布的平展狀態的平面圖，其中結構中的有些部分被去除，以便更清楚地表示出用品的構造；圖2表示作用之前處於壓縮狀態的本發明的身體排洩物隔離裝置的透視圖；圖2A表示沿圖2中線2A-2A截取的截面圖；圖3A表示示例性開環響應系統方框圖；圖3B表示示例性閉環響應系統方框圖；圖3C表示包括控制器的示例性開環響應系統方框圖；圖3D表示包括控制器的示例性閉環響應系統方框圖；圖4A表示有單個閾值的本發明的不連續響應系統的理想輸出函數；圖4B表示有多個閾值的本發明的不連續響應系統的理想輸出函數；圖5A表示本發明不連續響應系統的示例性輸出函數及輸出函數的一階、二階和三階導數；圖5B表示具有一系列具有相同時間常數的第一級延遲的控制系統的傳遞函數；圖6A和6B表示包括電敏凝膠的本發明響應系統的一個實施例；圖7A、7B和7C表示包括電敏凝膠的本發明響應系統的另一個實施例；圖8是本發明排洩物袋實施例的透視圖；圖9是一個包括排洩物袋的尿布實施例的透視圖；圖10a是表示一個與排便有關的外部肛門括約肌的基本電活性增加的圖解實施例；圖10b是是表示一個與排便有關的外部肛門括約肌的基本電活性減小的圖解實施例。
發明詳述這裡所採用的術語「吸溼用品」是指吸收或容納身體分泌物的裝置，特別是指戴在穿用者身體上或置於穿用者身體附近的裝置，用以吸收和容納身體的各種排洩分泌物。這裡所用的術語「一次性」是指通常不打算洗滌、作為吸溼用品回收或再利用的吸溼用品(即當一次用過後打算丟棄，最好回收、製成肥料或另外以與環境相容的方式處理)。(這裡所採用的術語「設置」意思是尿布的一個組成元件以一種特定的位置與尿布的其它元件形成一個整體結構，或者作為一個單獨元件結合到該尿布的其它元件上。這裡採用的術語「連接」包含這樣的構造，即通過將尿布的元件直接附著在其另一元件上而直接將該尿布的這一元件固定到另一元件上，也包含這樣的構造，即通過將尿布的一元件附著在一個與其另一元件附著的中間元件上來將該尿布的這一元件間接固定到另一元件上。)一個「整體」吸溼用品指由幾個單一部分結合在一起形成一個協調整體的吸溼用品，以便它們不需要象單個支撐物或墊片那樣分別操作。本發明吸溼用品的一個優選實施例是一個整體一次性吸溼用品，如圖1所示的尿布20。如這裡採用的術語「尿布」指的是通常由嬰幼兒和失禁成人穿用的吸溼用品。本發明也用於其它的吸溼或非吸溼用品，如失禁短褲、失禁內衣、吸溼插墊、尿布支撐物和墊片、自然肛門和人造肛門的結腸造口術袋、女性衛生衣、棉塞、抹布、一次性毛巾、棉紙、吸水用品、吸油用品、溢出物清除袋、去溼袋、一次性拖把、繃帶、治療包裹、支撐物、一次性加熱墊片和類似物。
圖1表示按照本發明製造的用品即尿布20的平展狀態的平面圖，其中結構中的有些部分被去除，以便更清楚地表示出尿布20的構造。尿布20面向穿用者的部分向著觀察者。如圖1所示，尿布20最好包括可透液體頂片24；不透液體底片26；吸溼芯28，其最好設置在至少一部分頂片24和底片26之間；側片30；彈性腿部收口32；彈性腰件34；以及一個總體標記為40的固定組件。尿布20在圖1中示出，具有第一腰區36，與第一腰區相對的第二腰區38和位於第一腰區和第二腰區之間的襠區37。尿布20的周邊由尿布20的外邊緣限定，其中縱向邊緣50大致平行於尿布20的縱向中心線100延伸，並且端邊52在縱向邊緣50之間大致平行於尿布20的橫向中心線110延伸。
尿布20的主體22構成尿布20的主要部分。主體22包括吸溼芯28的至少一部分並且優選包括頂片24和底片26的外部覆蓋層。如果吸溼用品包括單獨的支撐物和墊片，則主體22通常包括支撐物和墊片。(例如，支撐物可以包括一個或者多個材料層以形成用品的外部覆蓋物並且墊片可以包括具有頂片、底片和吸溼芯的吸溼組件。在這種情形下，支撐物和/或墊片可以包括在整個使用時間內將墊片保持就位的固定件。)對於整體吸溼用品，主體22包括尿布的主要結構，附加有其它的部件以形成複合的尿布結構。儘管頂片24、底片26和吸溼芯26可以以多種公知的構型組合，優選的尿布構型在如下專利中通常有所描述1975年1月14日授予Kenneth B.Buell的標題為「用於一次性尿布的可收縮側面部分」的美國專利3860003；1992年9月9日授予Buell的美國專利5151092；和1993年6月22日授予Buell的美國專利5221274；和1996年9月10日授予Roe等人的標題為「具有多區結構的類彈性薄膜幅片可延伸腰件的吸溼用品」的美國專利5554145；1996年10月29日授予Buell等人的標題為「一次性套穿褲」的美國專利5569234；1996年12月3日授予Nease等人的標題為「用於生產一次性吸溼用品的側片的零廢料法」；和在1997年8月20日以Robles等人的名義申請的標題為「具有多向可延伸側片的吸溼用品」的美國專利申請08/915471；各個專利在此引用作為參考。
底片26通常是鄰近吸溼芯28的朝向衣物表面45設置的尿布20的部分，其阻止吸收和容納在此的排洩物弄髒可能接觸尿布20的用品(諸如床單和內衣)。在優選的實施例中，底片26是不透液體的(如，尿液)並且包括薄的塑料薄膜，這種薄膜諸如厚度是大約0.012mm(0.5mil)到大約0.051mm(2.0mils)的熱塑性薄膜。合適的底片薄膜包括由Tredegar IndustriesInc.of Terre Haute,IN並以商品名X15306,X10962和X10964銷售的產品。其它合適的底片材料可以包括透氣材料，其使蒸汽從尿布中脫離，而仍阻止排洩物通過底片26。示範性的透氣材料包括諸如織造幅片、無紡幅片、諸如薄膜塗覆的無紡幅片等複合材料、和諸如由日本Mitsui Toatsu Co.生產的品名為ESPOIR NO和由EXXON Chemical Co.,of Bay City,TX生產的品名為EXXAIRE的微孔薄膜。包括聚合物混合物的合適的透氣複合材料從Clopay Corporation,Cincinnati,OH獲得，品名為HYTREL混合物P18-3097。這種透氣複合材料在下述文獻中有詳細描述在1995年6月22日以E.I.DuPont名字公布的PCT申請WO95/16746，和在1996年11月6日以Curro名字申請的待審理的美國專利申請08/744487。包括無紡幅片和有孔成形薄膜的其它透氣底片在1996年11月5日授予Dobrin等人的美國專利5571096中有所描述。這些文獻均在此引用作為參考。
底片26或者它的任何部分在一個或者多個方向是彈性可延伸的。在一個實施例中，底片26可以包括結構上類彈性薄膜(「SELF」)幅片。結構上類彈性薄膜幅片是可延伸的材料，其在伸長方向不使用附加的彈性材料而呈現類彈性的特性。適合於本發明的SELF幅片在1996年5月21日授予Chappell等人的標題為「呈現類彈性特性的幅片材料」的美國專利5518801中有更加完整地描述，其在此引用作為參考。在另一個實施例中，底片26可以包括由彈性體薄膜、泡沫、線股、或者這些物質或其它材料與無紡物或合成薄膜的組合物。
底片26可以通過本領域中公知的任何連接方式連接到尿布20的頂片24、吸溼芯28或者任何其它元件上。例如，連接方式可以包括均勻連續的粘結劑層、有圖案的粘結劑層、或者粘結劑的單線條、螺旋線或者點的排列。一個優選的附著方法包括粘結劑絲的開放圖案網絡，如在1986年3月4日授予Minetola等人的標題為「一次性廢物容納衣物」美國專利4573986中所公開的。其它合適的附著方式包括盤繞成螺旋形圖案的數根粘結劑絲，如在下述專利中示出的裝置和方法說明的，即1975年10月7日授予Sprague,Jr.的美國專利3911173；1978年11月22日授予Ziecker等人的美國專利4785996；和1989年6月27日授予Werennicz等人的美國專利4842666。這些專利均在此引用作為參考。已經發現令人滿意的粘結劑由H.B.FullerCompany of St.Paul,Minnesota生產，並標作「HL-1620」和「HL-1358-XZP」的產品。或者，連接方式可以包括熱粘結、壓力粘結、超聲波粘結、動力機械粘結、或者本領域中公知的任何其它合適的連接方式或者這些連接方式的組合。
頂片24優選鄰近吸溼芯28的身體表面47設置，並且可以用本領域中公知的任何連接方式連接到吸溼芯和/或底片26上。關於將尿布20的底片26連接到其它元件的合適的連接方式在上文描述。在本發明的一個優選的實施例中，頂片24和底片26在一些位置彼此直接連接，並在另外一些位置通過將頂片和底片直連接到尿布20的其它元件而間接連接到一起。
頂片24優選為柔順、觸感柔軟並對穿用者皮膚無刺激的。另外，頂片24的至少一部分是透液體的，使液體很容易地穿透其厚度。合適的頂片24可以用廣泛的材料製造，諸如多孔泡沫；網狀泡沫；有孔塑料薄膜；或者天然纖維(如，木或棉纖維)的織造或無紡幅片，合成纖維(如，聚酯或者聚丙烯纖維)的織造或無紡幅片，或者天然纖維和合成纖維組合的織造或無紡幅片。如果頂片包括纖維，則纖維可以是紡粘的、粗梳的、溼法成網的、熔噴的、水法交織的、或者本領域中公知的其它方法加工的。包括扯樣長度聚丙烯纖維的幅片的一個合適的頂片24由Veratec,Inc.,a Division of InternationalPaper Company,of walpole,Massachusetts生產，品名為「P-8」。
合適的成形薄膜頂片在如下專利中描述1975年12月30日授予Thompson的標題為「具有漸細毛細管的吸附結構」的美國專利3929135；1982年4月13日授予Mullane等人的標題為「具有抗變形頂片的一次性吸溼用品」的美國專利4324246；1982年8月3日授予Radel等人的標題為「呈現類纖維特性的回彈性塑料幅片」的美國專利4342314；1984年7月31日授予Ahr等人的標題為「呈現無光澤可視表面和布狀觸感的宏觀擴張三維塑料幅片」的美國專利4463045；和1991年4月9日授予Baird的標題為「多層聚合物薄膜」的美國專利5006394。其它合適的頂片24根據分別在1986年9月2日和1986年12月16日授予Curro等人的美國專利4609518和4629643製造，兩者均在此引用作為參考。這些形成的薄膜作為「DRI-WEAVE」可從The Procter Gamble Company of Cincinnati,Ohio購得，以及作為「CLIFF-T」從Tredegar Corporation of Terre Haute,Indiana購得。
優選的是，為了將穿用者皮膚與吸溼芯28所含的液體隔絕，頂片24由疏水性材料製造或者處理成疏水性的。如果頂片24由疏水性材料製造，優選至少頂片24的上表面處理成親水性的，從而液體將更快速的通過頂片轉移。該現象減少了身體排洩物將流出頂片24、而不是被抽取通過頂片24並被吸溼芯28吸收的可能性。頂片24可以用表面活性劑處理或者將表面活性劑結合進頂片而賦予親水性。用表面活性劑處理頂片24的合適的方法包括用表面活性劑噴灑頂片24材料和將材料浸入到表面活性劑中。這種處理和親水性的更詳細的說明在如下專利中可見，即1991年1月29日授予Reising等人的標題為「具有多層吸溼層的吸溼用品」的美國專利4988344和1991年1月29日授予Reising的標題為「具有快速吸收性吸溼芯的吸溼用品」的美國專利4988345。用於將表面活性劑結合進頂片的一些合適的方法的更詳細的說明可見於1997年7月1日以Aziz等人的名字公布的美國法定發明登記H1670。這些參考文獻均在此引用作為參考。或者，頂片24可以包括疏水性的有孔幅片或者薄膜。這可以通過下述方法完成，即從生產過程中對頂片24取消親水化處理步驟和/或對頂片24應用疏水性處理，諸如象「SCOTCHGUARD」的聚四氟乙烯化合物或者如下所述的疏水性洗劑組合物。在該實施例中，優選孔足夠大以允許象尿液的含水液體在無顯著阻力的情況下穿透。
如本領域中公知的，頂片24的任何部分可以塗覆有洗劑。合適的洗劑示例包括了在如下專利中所描述的內容，即1997年3月4日授予Roe的標題為「含有潤劑膚和多元醇聚酯固定劑的洗劑處理頂片的一次性吸溼用品」的美國專利5607760；在1997年3月11日授予Roe的標題為「包括液體多元醇聚酯潤膚劑和固定劑的洗劑處理頂片的尿布」美國專利5609587；在1997年6月3日授予Roe等人的標題為「含有聚矽氧烷潤膚劑的洗劑處理頂片的尿布」的美國專利5635191；在1997年7月1日授予「具有洗劑處理項片的尿布」的美國專利5643588。洗劑可以單獨作用或者與如上文所述的疏水處理的另一種試劑結合使用。頂片24還可以包括抗菌劑或者用抗菌劑處理，這樣的一些示例在1995年9月14日以Theresa Johnson名字公布的標題為「在頂片含有抗菌試劑以控制氣味的吸溼用品」的PCT公布WO95/24173中公開。另外，頂片24、底片26、或者頂片24或底片26的任何部分可以壓花和/或無光加工以具有更加似布的外觀。
吸溼芯28可以包括任何吸溼材料，這些材料通常是可壓縮的、貼合的、對穿用者的皮膚無刺激、並且能夠吸收和存留諸如尿液和其它特定身體排洩物等液體。吸溼芯28可以製造成多種尺寸和形狀(如，長方形、沙漏形、「T」形、不對稱形等)，並且可以包括通常用在一次性尿布和等其它吸溼用品中的多種液體吸溼材料，如通常稱作空氣氈的粉碎木漿。其它合適的吸溼材料示例包括起皺纖維素填料；熔噴聚合物，包括共成的聚合物；化學硬化的、改型的或者交聯的纖維素纖維；編織，包括薄紙包裹片和薄紙疊層；吸溼泡沫；吸溼海棉；超吸溼聚合物；吸溼膠體材料；或者任何其它公知的吸溼材料或者這些材料的組合。
吸溼芯28的構型和構造也可以是變化的(如，吸溼芯或者其它的吸溼結構可以具有不同的厚度區，親水性梯度、超吸溼梯度、或者較低的平均密度和較低的平均定量獲取區；或者可以包括一個或多個層片或者結構。)然而，吸溼芯28的總吸溼量應該與尿布20的設計負載和預計用途相容。
用作吸溼芯的示範性吸溼結構在如下專利中有所描述在1986年9月9日授予Weisman等人的標題為「高密度吸溼結構」的美國專利4610678；在1987年6月16日授予Weisman等人的標題為「具有雙層芯的吸溼用品」的美國專利4673402；在1989年5月30日授予Alemany等人的標題為「具有低密度和較低定量獲取區的高密度吸溼件」的美國專利4834735；在1989年9月19日授予Angstadt的標題為「具有鋪粉層的吸溼芯」的美國專利4888231；在1992年8月11日授予Herron等人的標題為「含有單體聚羧酸交聯的木漿纖維素纖維的吸溼結構」的美國專利5137537；在1992年9月15日授予Young等人的標題為「用於失禁處理的高效吸溼用品」的美國專利5147345；在1994年8月30日授予Roe的標題為「用於低粘度糞便物質的一次性吸溼用品」的美國專利5342338；在1993年9月9日授予DesMarais等人的標題為「用於含水體液的吸溼泡沫材料及含有該材料的吸溼用品」的美國專利5260345；在1995年2月7日授予Dyer等人的「用於含水體液的潤溼前較薄(thin-until-wet)吸溼泡沫材料及製造該材料的方法」的美國專利5387207；和1997年7月22日授予DesMarais等人的標題為「由具有極高水油比的高內向乳化液製成的用於含水液體的吸溼泡沫材料」的美國專利5625222。這些專利均在此引用作為參考。
尿布20還可以包括至少一個有助於提供改進的適配性和容納性的彈性腰件34。彈性腰件34通常彈性擴張和收縮以動態地適配穿用者的腰部。彈性腰件34優選從吸溼芯28的至少一個腰緣62至少縱向向外延伸，並通常形成尿布20的端邊緣52的至少一部分。一次性尿布通常構造成具有兩個彈性腰件，即置於第一腰區36的一個腰件和置於第二腰區38的另一個腰件。另外，儘管彈性腰件34或者它的任何組成元件可以包括一個或者多個連接到尿布20上的單獨元件，彈性腰件34可以構造成尿布20的其它元件(諸如底片26、頂片24，或者底片26和頂片24)的延伸部分。
彈性腰件34可以構造成在下述專利中所包括的大量不同構型在1985年5月7日授予Kievit等人的美國專利4515595；在1987年12月1日授予Lash的美國專利4710189；在1992年9月9日授予Buell的美國專利5151092；和1993年6月22日授予Buell的美國專利5221274。其它合適的腰部構型可以包括腰罩件，諸如在1991年6月25日授予Robertson的美國專利5026364和在1989年3月28日授予Foreman的美國專利4816025中所描述的。所有上述提及的文獻在此引用作為參考。
尿布20還可以包括固定組件40。固定組件40最好保持第一腰區36和第二腰區38處於交疊的構型，從而提供在尿布20周邊的橫向拉伸以將尿布穿在穿用者身上。儘管任何其它公知的固定裝置是通常可接受的，但固定組件40最好包括帶子接頭和/或鉤圈固定部件。一些示範性固定組件在如下專利中有所公開在1974年11月19日授予Buell的標題為「用於一次性尿布的帶子固定組件」；在1987年5月5日授予Hirotsu等人的標題為「吸溼用品」的美國專利B14662875；在1989年7月11日授予Scipps的標題為「具有改進的固定裝置的一次性尿布」的美國專利4846815；在1990年1月16日授予Nestegard的標題為「具有改進的鉤子固定件部分的一次性尿布」的美國專利4894060；在1990年8月7日授予Battrell的標題為「壓敏粘結劑固定件及製造該件的方法」的美國專利4946527；和本文前述引用的在1992年9月9日授予Battrell的美國專利5151092；和1993年6月22日授予Buell的美國專利5221274。固定組件還可以具有用於支持用品處於處理構型的裝置，如在1990年10月16日授予Robertson等人的美國專利4963140所公開的。這些專利均在此引用作為參考。在另一個實施例中，衣物的相對側可以縫合或者熔接形成褲子。這使用品用作套穿型尿布，諸如訓練褲。
尿布20還可以包括側片30。當尿布20已經承載排洩物時，由於用彈性體製成的側片30使尿布20的側片擴張和收縮，側片30可以是彈性的或者可延伸的，通過初始貼合地將尿布20適配到穿用者上並在穿用的整個時間內保持這種適體性，而提供進一步的舒適性和適體性。因為縱然在應用過程中，尿布使用者將一個用彈性體製成的側片30拉得比其它的側片更遠，尿布20將在穿用中「自我調整」，則側片30也還可以提供更有效的尿布20的應用。
儘管本發明的尿布最好具有設置在第二腰區38中的側片30，但是尿布20可以具有設置在第一腰區36或者設置在第一腰區36和第二腰區38兩者中的側片30。側片30可以構造成任何合適的構型。具有用彈性件製成的側片的尿布示例在如下專利中公開在1989年8月15日授予Wood等人的標題為「具有抽褶耳部的一次性尿布」的美國專利4857067；在1983年5月3日授予Sciaraffa的美國專利4381781；在1990年7月3日授予Van Gompel等人的美國專利4938753；上文引用的在1992年9月9日授予Buell的美國專利5151092；和在1993年6月22日授予Buell的美國專利5221274；在1997年9月23日授予Lavon等人的標題為「具有持續動態適體性的吸溼用品」的美國專利5669897；在1997年8月20日以Robles等人的名字申請的標題為「具有多向可延伸側片的吸溼用品」的美國專利申請08/915471；上述內容均在此引用作為參考。
尿布20最好還包括腿部收口32，其提供對液體和身體排洩物改進的容納。腿部收口還可以稱作腿部帶、側翼、阻擋收口或者彈性收口。美國專利3860003描述了具有可收縮腿部開口的一次性尿布，其具有側翼和一個或者多個彈性件以提供用彈性體製成的腿部收口(襯墊收口)。分別在1989年2月28日和1990年3月20日授予Aziz等人的美國專利4808178和4909803描述了具有「直立」的用彈性體製成的側翼(阻擋收口)的一次性尿布，其改進了腿部區域的容納性。分別在1987年9月22日授予Lawson和在1989年1月3日授予Dragoo的美國專利4695278和4795454，描述了具有雙收口(包括襯墊收口和阻擋收口)的一次性尿布。在一些實施例中，如上所述，用洗劑處理腿部收口全部或者一部分是理想的。
本發明的實施例還可以包括用於接收和容納廢物的袋囊、為廢物提供空隙的間隔件、限制廢物在用品中移動的阻擋物、接收和容納沉積在尿布中的廢物物質的隔室或者空隙等等，或者其中的任何組合。用於吸溼產品的袋囊和間隔物示例在如下文獻中有所描述1996年5月7日授予Roe等人的標題為「具有排放間隔物的尿布」的美國專利5514121；1992年12月15日授予Dreier等人的標題為「具有芯間隔物的一次性吸溼用品」的美國專利5171236；在1995年3月14日授予Dreier的標題為「具有袋囊收口的吸溼用品」的美國專利5397318；在1996年7月30日授予Dreier的標題為「具有頂點的袋囊收口的吸溼用品」的美國專利5540671；在1993年12月3日公開的標題為「用在衛生吸溼用品中的間隔物及具有該間隔物的一次性吸溼用品」的PCT申請WO93/25172；和1994年4月26日授予Freeland的標題為「用在一次性吸溼用品中的柔韌間隔物」的美國專利5306266。隔室或者空隙示例在如下文獻中公開1990年4月6日授予Khan的標題為「一次性有糞便隔室的尿布」的美國專利4968312；在1991年2月5日授予Freeland的標題為「具有用於廢物隔離的彈性襯墊的吸溼用品」的美國專利4990147；在1991年11月5日授予Holt等人的標題為「一次性尿布」的美國專利562840；和在1993年12月14日授予Freeland等人的標題為「用於一次性用品的三分頂片及具有該三分頂片的一次性吸溼用品」的美國專利5269755。合適的橫向阻擋物示例在如下文獻中有所描述在1996年9月10日授予Dreier等人的標題為「具有多個高效高度橫向部分的吸溼用品」的美國專利5554142；在1994年7月7日以Freeland等人的名字公開的標題為「具有直立橫向部分的吸溼用品」PCT申請WO94/14395；和在1997年8月5日授予Roe等人的標題為「具有成角度直立橫向部分的吸溼用品」的美國專利5653703。所有上述引證的文獻在此引用作為參考。
本發明的實施例也可包括如圖8中所示的廢物處理裝置110。該廢物處理裝置110可包括收集糞便、尿或二者的廢物袋111。該廢物袋111可帶有孔121和環繞孔121以便優選地粘接配合到穿用者肛門周圍的邊緣112。進一步，已經發現當結合內衣或尿布、最好是一次性尿布使用時，該廢物處理裝置110特別有用和有益。包括廢物袋111的尿布120的一個例子如圖9所示。如果結合尿布120或其它內衣，可以將廢物袋111放置或連接到用品的任何表面。可以以任何已知的方式(包括這裡描述的連接或附著方式和/或如粘接劑、鉤圈固定件、磁性件、帶子、皮帶、按扣等)將袋111連接到用品。在一個實施例中，廢物袋111被連接到尿布120的頂片124上。
廢物袋111最好是一個用於盛裝排洩糞便或尿的柔性容器。這樣，廢物袋111最好是不滲透液體的，但它還可以是透氣的。進一步，廢物袋111被設計成具有足夠的強度來承受如坐下這樣的典型穿用條件。
廢物袋111可包括一層或多層。在一個實施例中，廢物袋111可包括三層，優選為一層薄膜和兩層無紡層。袋的這些層所用的材料可包括任何材料，優選為袋是不滲透液體的。在本發明的一個優選實施例中，疊層可由一層無紡層和一層薄膜製成。
對於任一薄膜層的合適的薄膜材料最好包括熱塑性材料。這種熱塑性材料可以是透氣或不透氣的，並且可選自所有類型的熱熔粘接劑；聚烯烴(特別是聚乙烯、聚丙烯、無定形聚烯烴、以及類似物；包含可熔化組分的材料，包括纖維或聚合粘合劑，包括如纖維素(木紙漿、棉、黃麻、大麻)這樣的天然纖維，如玻璃纖維、人造絲、聚酯、聚烯烴、丙烯酸、聚醯胺、芳族聚醯胺、聚四氟乙烯、聚醯亞胺這樣的合成纖維，如雙組分高溫熔煉/低溫熔煉聚合物、共聚物聚酯、聚氯乙烯、聚醋酸乙酯/聚氯乙烯共聚物、共聚物聚醯胺、包括混合料的材料(其中一些組成材料是不熔化的)；包括如上相對於底層描述的那些多微孔薄膜的透空氣或蒸汽的材料，和如從DuPont and PebaxTM,ELF Atochem,France買到的HYTRELTM這樣的單體透氣材料。
廢物袋111可具有任何尺寸和形狀。優選的形狀包括扁平圓形袋、圓錐形袋、截圓錐形袋和稜錐形或截稜錐形袋以及扁平T形袋。進一步，廢物袋111可由整件材料片提供，或由一些分離材料片提供，這些分離材料片可以是相同或不同的，可以將它們沿各自的周邊縫合起來。
廢物袋111也可包括吸溼材料。吸溼材料可包括任何能夠吸收和保持液體的吸溼材料。吸溼材料可以包括大量的通常用於一次性尿布和其它吸溼用品的液體吸收材料。一些例子在這裡相對於吸溼芯來描述。
廢物袋111上設置有孔121，藉此在儲存到袋腔內之前從身體接收排洩物或尿。孔121最好由邊緣112圍繞，並且可設置成任何形狀和尺寸，例如圓形、橢圓形、心形，並且可以是對稱或非對稱的，最好孔沿縱向或橫向具有橢圓形形狀。邊緣112可包括與穿用者的會陰部分、生殖器和/或尾骨區域配合的突出部分。
邊緣112應當由柔軟、柔性和能夠變形彎曲的材料製成，以允許邊緣112易於放置於肛門周圍或泌尿生殖器區域。典型的材料包括無紡材料、織造材料、開孔熱塑性泡沫、閉孔熱塑性泡沫、開孔泡沫和拉伸無紡物的複合體，以及薄膜。
廢物袋111最好進一步包括連接或附著件將用品固定到穿用者身體上。這種件可包括這裡所描述的任何連接或附著裝置或本領域已知的其它合適的連接或固定件，如帶、皮帶、鉤圈固定件、針、系帶、按扣和/或與身體相容的施加到廢物袋111部分或邊緣面向穿用者部分的粘接劑。任何不傷皮膚的阻水壓敏粘接劑可用於將製品附著到穿用者的肛門周圍或泌尿生殖器區域，例如水解膠體粘接劑和水凝膠粘接劑。在敏感的肛門周圍將邊緣固定到穿用者皮膚上提供理想粘接性能，並且同時允許相對無痛苦地將其施加和去除的粘接劑由帶有增塑劑的形成三維矩陣的交聯聚合物形成。
尿布20也可包括一個或多個「前攝傳感器60」。如在這種應用場合採用的術語「前攝傳感器」指的是一個傳感器或傳感器系統，其能夠檢測或監控在穿用者身體上或身體內部的、在用品或廢物中的變化或信號(即輸入量)，其直接和與身體廢物、穿用者、用品或其一個或多個組件有關的迫近事件的出現有關或至少相關聯。前攝傳感器可響應一個或多個具體輸入量。為了預測一個迫近事件可通過本發明的前攝傳感器檢測的輸入量的例子包括但不僅限於姿勢、壓力、運動、振動、收縮、張力、血液流動、溼度、溫度、酶、細菌、PH、傳導性、阻力、電容、感應係數或其它化學、生化學、生物學、機械或電性能和/或身體廢物成分。傳感器60例如可以是化學的、機械的、電的和熱的等。化學傳感器可以響應化學和/或生化學輸入量，例如通常存在於身體排洩物內的酶、PH值、水、溼度或溼氣，和/或生物學輸入量，如細菌、血液或任何其它身體排洩物成分(如糞便、尿或月經)等。化學或生化學傳感器的例子包括可溶解或可破裂薄膜、膠囊、細胞、封條等，其響應一個特定的化學、生化學或生物學輸入量或一個特定種類的化學、生化學或生物學輸入量而溶化或破裂。機械傳感器也可響應運動、姿勢、壓力等。機械傳感器的例子是一個膜盒式傳感器，其中，在排便之前當骨盆底下降時，壓力向下壓在膜盒上，以使得傳感器部分膨脹。機械傳感器也可以包括這樣一個傳感器或傳感器部分，其在前述的施加壓力作用下破裂或分離。電傳感器也可響應溼氣、尿、糞便、月經、壓力、熱量、溫度、傳導性、電阻、電容、電感等。例如電傳感器可包括這樣的傳感器，其中如尿液這樣的導電輸入量接通一個電路；如壓力、張力或熱量閉合一個電觸頭而接通電路的傳感器；通過由穿用者或穿用者一部分(例如由於運動或肌肉緊張性)引起的壓力產生一個信號的壓電傳感器；當傳感器響應的輸入量(例如，穿用者皮膚導電性)出現時電阻、電容或電感變化的傳感器；或者通過一個觸點從穿用者身體(例如從皮下肌肉)接收電信號的傳感器，例如皮膚接觸傳感器。也可以使用一個熱傳感器來監測溫度的變化。可選擇地，傳感器可以是一個本領域已知的生物傳感器(例如一個酶傳感器、細胞器傳感器、組織傳感器、微生物傳感器或電化學傳感器)。這種傳感器適合於檢測蛋白質、糖、膽汁組分等，如在1987年1月13日授予Kenji Ogura等人的題目為「馬桶裝置」的美國專利4636474中描述的那樣。生物傳感器可以包括生物識別系統，如固定在物理-化學變換器表面不動的抗體這樣的典型酶或結合蛋白。生物傳感器可以檢測身體排洩物組分，例如氨和苯酚這樣的組分(如通過包括酶電極這樣的生物傳感器)。一個特定的菌株可通過使用靠該菌株飼養的抗體的生物傳感器被檢測。可用於檢測苯酚(例如在尿或糞便中的)的示範性酶電極包括分別在1997年10月14日授予Joseph Wang等人的題目為「遠程電化學傳感器」的美國專利5676820和1992年2月25日授予Anthony P.F.Turner等人的題目為「用於有機溶劑的生物酶電極」的美國專利5091299中描述的酪氨酸酶基電極或多酚氧化酶電極。
此外，本發明的傳感器也可以是可逆的或不可逆的。溶解性薄膜或膠囊是不可逆傳感器的一個例子，而一個從穿用者身體接收電信號的電傳感器可以連續接收多個信號。
前攝傳感器60可檢測迫近事件或檢測直接與迫近事件的出現有關或至少相關聯的參數。通過本發明的前攝傳感器60可被檢測或預測的迫近事件可包括例如排尿、排便、痱子、皮膚刺激或皮疹、皮膚壓痕，或如內在傳染病(如黃疸)、維生素缺乏、膽管堵塞、念珠菌病、寄生蟲、潛在慢性皮膚病或皮膚刺激等這樣的穿用者生病或體檢狀態。與一個事件相關的參數是任何可測量的輸入量、信號，如上面列出的一個或多個潛在輸入量，它們在系統的參考框架內(即，由排洩物或穿用者引起的信號)與事件的發生有關。前攝傳感器60可例如預測排便、排尿或排洩身體排洩物的發生，或者能夠檢測可以預示皮疹或皮膚刺激的信號。在用品中的前攝傳感器60為了預測一個事件可以測量許多不同的輸入量。例如，前攝傳感器60可監測外部肛門括約肌，用於監測預示排便或排尿的肛門括約肌的收縮或鬆弛，監測臀部的分開，監測腹部的壓力變化，用品中氣體的濃度，骨盆底的下降或任何其它可用於預測或預料如排便、排尿或排洩身體排洩物這樣的事件發生的指示。可替換地，本發明的前攝傳感器60可監測預示皮膚刺激的信號。例如，該傳感器可以檢測殘餘排洩物對穿用者皮膚的汙染(例如，當處理乾淨被弄髒的尿布後殘留在穿用者皮膚上的排洩物酶)，這會在一段時間後刺激皮膚。對高PH值的檢測和導致增加皮膚電導率或減小阻抗的增大的皮膚水合作用、特定微生物和排洩物酶的檢測也可用於預測潛在皮膚刺激。
前攝傳感器60可被放置於和/或可操作地連接到一次性用品的任何部分，該部分將暴露於傳感器設計檢測的輸入量。為了本發明的目的，術語「可操作地連接」指的是一種聯通方法，以致當前攝傳感器60檢測輸入量時該前攝傳感器60可給用品20的一些部分發出信號。前攝傳感器60可與其另一部分、另一傳感器60、致動器70、控制器80或用品20的一些其它部分或組件分開或可操作地連接。「可操作地連接」例如可以包括通過導線或傳導件、通過如射頻、紅外線或其它傳輸頻率通信方式的傳輸信號的電連接。可替換地，前攝傳感器60可通過如氣動連接或液壓連接這樣的機械連接方式可操作地連接。
在用品20中，例如，前攝傳感器60可被放置於前腰區36、後腰區38或用品20的襠區37，並且可與主體22、頂片24、底片26、吸溼芯28、側片30、腿部收口32、腰件34、固定組件40、縱向邊緣50或端緣52等整體形成、相鄰設置、連接起來或構成一部分。前攝傳感器60可與用品20整體形成，或由被護理者或穿用者安裝。前攝傳感器60可被完全包含在如用品20這樣的用品內，或可具有置於用品內以便其與所需的輸入量接觸的接收部分，和如置於用品內或用品外的傳輸部分的其它部分。前攝傳感器60可在用品20的外面，但可操作地與用品20的一些部分相連接，以致前攝傳感器60可檢測用品20外部的輸入並且給控制器80和/或致動器70提供信號。在一些實施例中，傳感器可與用品分開(例如，分離地施加到穿用者的一些部分上)和/或可具有一個或多個與用品分開的組件。
前攝傳感器60可進一步包括具有兩個或多個傳感器的傳感「系統」，每一個傳感器可從相同或不同的源檢測相同或不同的信號。該傳感系統可包括位於用品內部、外部和/或與用品分開的元件。例如，傳感系統可包括在用品內部的傳感器，其檢測穿用者外部肛門括約肌內的電信號；和在用品外部的傳感器，其檢測穿用者腹部的運動、張力力或肌肉運動。傳感系統也可包括或可選擇地包括除用品內部、外部和/或與用品分開的傳感元件之外的元件。例如，該傳感系統可包括一個在用品外部的發送器，並且將信號傳送給與用品20連接的或設置在用品20內的該系統的其它部分。
用品20最好也包括一個致動器70。如在這裡所用的術語「致動器」指的是一個裝置，其包括「潛能」和轉換潛能以執行或驅動「響應功能」的裝置。致動器70的潛能可包括儲存的或潛在的能量或儲存的材料。這樣，致動器70可通過將潛能轉換為動能或通過釋放或傳輸儲存的材料來完成響應功能。為了本發明的目的，「響應功能」定義為作用在身體排洩物、穿用者、用品或其一個或多個組件(分)上的功能，或者向穿用者或護理者發出的信號。身體排洩物組分可包括例如溼氣、電解液、酶、揮發性氣體、細菌、血液等。穿用者組件也可包括皮膚、生殖器、肛門、外部肛門括約肌等。用品組件也可包括腿部收口、腰部收口或其它廢物阻擋件和/或封閉件、側片、耳片、主體、吸溼芯、獲取件、固定組件、縱向或端部邊緣等。潛能可被儲存為機械能、電能、化學能或熱能。這裡使用的「動能」指的是如上做功或實施響應功能的能量(例如，壓縮裝置的膨脹、扭轉裝置的旋轉、當變相時運動的凝膠、皮膚或糞便的覆蓋或處理、酶的抑制、PH值的調節等)。
起動三維結構的形成以收集廢物，例如包括施加在用品組件上和最終施加於廢物上的響應功能。例如收集廢物、擦拭穿用者皮膚、用糞便改性劑處理糞便、或護膚組合物處理皮膚都是作用在廢物和/或穿用者上的響應功能。調整用品的幾何形狀(一維、二維或三維)或物理性能(例如抗彎模數、幾何形狀等)是這種作用在用品上的響應功能的例子。給護理者和/或穿用者發出信號指示一個事件將要出現也被認為是實現本發明目的的一個響應功能。例如，一次性用品的致動器可釋放或傳送一種除臭劑、酶抑制劑、護膚組合物或PH控制劑；收集、擦拭、覆蓋、限制、固定、密封、抽吸或儲存身體排洩物；或起動用於實施上述一個或多個功能的結構或件的釋放或形成，或任何其它作用到排洩物、穿用者、用品或其組件(分)的響應功能。
本發明的致動器70可釋放潛能來執行或啟動作用在排洩物、穿用者、用品或其組件(分)上的響應功能。這種潛能的釋放可以將機械潛能、電潛能、化學或熱潛能轉換為機械動能、電動能、或化學動能，來完成這種響應功能。致動器可被輸入量的閾值起動，以釋放潛能完成響應功能，或者如下地連續響應輸入量。例如，壓縮泡沫已經儲存了壓縮機械潛能，並且當其被釋放時可提供機械動能。扭轉泡沫已經儲存了扭轉機械潛能，當其被釋放時，可提供機械動能即旋轉運動。此外，被儲存的化學能、電能或熱能可被用於釋放電動能、機械動能、化學或熱動能。一次性用品致動器可包括例如下列中的一個或多個儲存的洗液、糞便改性劑、酶抑制劑、PH緩衝器、染料、加壓氣體、壓縮泡沫、扭轉泡沫、抽水器、閉合系統液體傳輸件、電敏凝膠、PH感應凝膠、鹽濃度凝膠等。潛能可以在需要它之前以足以保持/抑制住的任何方式被儲存。例子包括呈未反應反應劑形式的電池和/或電容器、彈性拉緊的材料或結構、扭轉拉緊的材料或結構、壓縮拉緊的材料或結構，和能夠完成物理或化學作用的材料(例如，吸溼劑、潤膚劑、PH緩衝劑、酶抑制劑、糞便改性劑、壓縮氣體等)。
可替換地，本發明的致動器70可包括一些被儲存材料，其具有執行或啟動作用在排洩物、穿用者、用品、或其任何組成物之上的響應功能的能力。例如在一個實施例中，致動器70可釋放或傳送完成響應功能的被儲存材料。在該實施例中，致動器70可被輸入量的閾值啟動，以在給定時間內斷續地或者連續地釋放或傳送儲存物質。致動器70例如可包括儲存的洗液、護膚組合物、糞便改性劑、酶抑制劑、PH緩衝劑、染料等。在某些優選實施例中，如膨脹彈性材料、釋放高壓氣體等這樣的材料可被致動器70傳送。
在一個實施例中，如圖2所示，用品包括一個致動器，該致動器包括在水溶性薄膜92(例如PVA薄膜)下真空密封的壓縮泡沫隔離物94。當從前攝傳感器接收到合適的信號，致動器閉合一個開關，釋放少量的儲存水以接觸並溶化水溶性薄膜。這導致在壓縮泡沫中儲存的機械能的釋放。泡沫膨脹並形成一個隔離室以為初排出的糞便提供空間容積。可替換地，開關的閉合可釋放兩種化學製品，其結合併形成起泡系統，當排便時這將保護性地塗敷皮膚和/或吞沒糞便。為迫近排尿事件而準備的類似系統也被包括在本發明的範圍內。
在其它實施例中，響應系統可包括一個致動器，其警告護理者或穿用者如排便或排尿這樣的一個迫近事件的發生。如果響應系統警告護理者，例如護理者可準備更換用品，以縮短身體排洩物與穿用者皮膚的接觸時間，可保證便盆或一個吸溼用品被放置於合適位置，以當排便時接收身體排洩物，或在排出排洩物之前幫助穿用者到達衛生間。可替換地，如果響應系統警告穿用者，則該響應系統可用作發信號裝置，其在實際事件發生之前警告迫近排便或排尿的穿用者。
可替換地，傳感器和/或致動器可包括閉合系統液體傳輸件。「閉合系統液體傳輸件」或「傳輸件」包括具有入口和出口的液體填充件，其隨著甚至很少量的液體在入口處的接收幾乎立即在出口處釋放液體。從出口處釋放的液體可用作一個輸入傳感器的信號，例如，液體可以是水，當傳輸件在入口處接收尿時其被釋放，這用來溶化一個密封件以釋放被儲存的機械能而形成糞便容納空間。可替換地，傳輸件本身可起動致動器(例如，與作用物混合來完成化學作用)，或者可執行至少一部分起動功能(例如，被釋放的水由設置在特定幾何體內的超吸溼性聚合物吸收，該超吸溼性聚合物膨脹並形成糞便容納空間)。
通過這種傳輸件的液體傳輸基於直接吸收，而不是毛細作用。液體穿過沒有大量的空氣(或其它氣體)進入的區域傳輸。液體流過這種傳輸件的驅動力可由與傳輸件液體連通的液體槽(例如，毛細作用或滲透性吸溼結構)或者液體源形成。這樣，液體傳輸件必須具有相對高的液體滲透性。
在傳輸件內最好至少具有兩個具有不同孔徑的區域，即帶有小孔的一個或多個埠區域，和帶有很大的孔徑的內部區域。傳輸件的內部區域的滲透性比埠區域的滲透性高(較高的液體滲透性提供較小的流體阻力)，埠區域可以是限制內部/大部分區域的一部分外部/壁區域。適合於用作內部區域材料的高多孔率材料的非限定例子包括纖維性結構，其包括聚烯烴、PET、纖維素、和纖維素基纖維、以及多孔開孔泡沫(如網狀泡沫、纖維素海綿、聚亞安酯泡沫、以及HIPE泡沫)。在一個實施例中，內部區域空間基本上完全充滿基本上不能壓縮的液體。術語「基本上完全」指的是這樣一種狀態，其中內部區域的足夠空間體積充滿液體，以致在入口和出口之間可建立一條連續流動通道。
傳輸件的埠區域包括滲透傳輸液體但一旦由傳輸液體潤溼則不滲透周圍氣體(象空氣)的材料。通常，這種材料被描述為隔膜，其被限定為滲透液體、氣體或顆粒在液體或氣體中的懸浮液的區域。隔膜例如可包括一個微孔區域，以通過毛細作用提供液體滲透性。在一個替換的實施例中，隔膜可包括單片區域，該區域包括通過擴散傳輸液體的嵌段共聚物。埠區域隔膜的典型例子包括醋酸纖維素(如1992年4月28日授予White的題目為「用於吸溼用品的隔膜」的美國專利5108383中披露的那樣)、在EP-A-0451797中公開的PET薄膜、硝化纖維隔膜、硝酸纖維素隔膜、PTFE隔膜、聚醯胺隔膜和聚酯。其它合適的材料是聚合物網狀織物，如可從Verseidag in Geldern-Waldbeck,Germany，或從SEFAR in Ruschlikon,Switzerland買到的聚醯胺或聚乙烯網狀物。
另一種方案是，致動器70可包括電敏凝膠。電敏凝膠是聚合凝膠網狀物，當至少部分用水泡脹時其在電流或電場的作用下改變了體積和/或幾何形狀。例如，一定的部分離子化聚丙烯醯胺凝膠當浸入丙酮和水中時在弱電場(例如0.5伏/釐米)的作用下，將經受約50％的各向異性收縮。替換的電敏凝膠在存在水和表面活性劑的情況下可經受電感應彎曲，或者在受到振動電場時會經歷振動波運動。相信通過在電場中負電荷凝膠上集中正電荷表面活性劑分子，凝膠的一部分(例如，在凝膠的一側)會引起局部收縮。當一側長度減小時(例如，條帶狀的凝膠會捲曲)，改變電場的強度和/或極性導致凝膠的運動。電敏凝膠可包括不同的幾何形狀，例如矩形、圓形、網格圖案等，以便提供釋放材料的閥，當它們改變體積和/或幾何形狀時允許身體排洩物流過、防止身體排洩物流過、封裝身體排洩物等。當預示排便或排尿的外部肛門括約肌的電活性被檢測出時，條帶狀的電敏凝膠例如會被彎曲，以提供有效空間。在圖6A和6B中，例如，示出在電路中的電敏凝膠條帶，其中排洩物溼氣會橋接觸點485，並且允許電流通過電敏凝膠，使其彎曲或伸直。可替換地，當迫近的小便被檢測出時，形成網格圖案的電敏凝膠(如圖7A,7B和7C)可由電引起膨脹或收縮，以形成一個閥，允許和/或防止尿流到用品20的其它部分。例如，圖7A示出包括電敏凝膠網格圖案的電路。圖7B和7C進一步分別示出顯微鏡下看到的凝膠收縮和膨脹狀態下的視圖。一種典型材料是弱交聯PAMPs凝膠(聚(丙烯醯胺-2-甲基丙烷)磺酸)。這種類型的凝膠可以完成多種功能，例如施加或傳送化學糞便處理劑。其它典型的電敏凝膠在1990年3月31日授予Tanaka的美國專利5100933和WO9202005中描述。可替換地，採用分別在特定PH值或鹽濃度下改變體積和/或幾何形狀的PH感應凝膠或鹽濃度感應凝膠作為本發明的致動器。
致動器70可放置在一次性用品的任何部分內和/或與之可操作地相連，這將允許致動器完成作用到身體排洩物、穿用者、用品或其組件之上的響應功能。在用品20中，例如，致動器70可被置於用品的前腰區36、後腰區38或襠區37，且可與主體22的組件、頂片24、底片26、吸溼芯28、側片30、腿部收口32、腰件34、固定組件40、縱向邊緣50或端部邊緣52等件一體形成、靠近或相連接的位置。致動器70也可以完全被容納在如用品20這樣的用品內，可具有於用品內的部分和置於用品外的部分，或者可被完全置於用品20的外面。致動器70或其一部分可被可操作地與一個或多個傳感器60、一個或多個控制器80、致動器70的其它部分或用品20的其它部分相連。進一步，致動器70可與用品20形成一體，或者可由護理者或穿用者安裝。
用品20也可以包括控制器80。「控制器」為了這種應用而被定義為一種裝置，該裝置從傳感器接收輸入並確定是否要採取一個或多個動作。該控制器可從傳感器60接收信號並且指示致動器70將響應功能作用到身體排洩物、穿用者、用品或其組件上。可替換地，致動器70可接收直接來自傳感器60的信號，並且將響應功能作用到穿用者、排洩物、用品或其組件上。控制器可包括經受化學或物理變化的材料，可以是化學、機械或電裝置，其處理來自傳感器等的信息。例如，在具有真空下用溼氣可溶解袋封裝或限制的壓縮塑性泡沫材料的用品中，傳感器60可包括溼氣可溶解袋。決定在薄膜溶解之前多少輸入量必須存在的薄膜的物理和化學特徵，即聚合物的類型和厚度等作為控制器，並且決定輸入量的閾值，在控制器80允許致動器70釋放儲存的能量以作用響應功能之前，必須達到輸入量閾值。致動器70是壓縮泡沫和真空損耗的結合，其允許壓縮泡沫儲存的機械能被釋放。在該實施例中，控制器80用作一次性(one-time)開關。然而，從傳感器60接收信號(例如穿用者肌肉電活性)的電控制器80可接收和監控多個電信號，並且可重複啟動致動器。控制器可與傳感器組件、致動器組件一體形成，或者是該系統的一個分離組件。
控制器80可置於一次性用品的任何部分中和/或可操作地與之相連，用品允許控制器80從傳感器60接收信號並給致動器70提供信號。在用品20中，例如，控制器80可位於用品20的前腰區36、後腰區38或襠區37，且可被整體形成，可與主體22的組件、頂片24、底片26、吸溼芯28、側片30、腿部收口32、腰件34、固定組件40、縱向邊緣50或端部邊緣52等件一體形成、靠近或相連接的位置。控制器80可與用品20一體形成，或者由護理者或穿用者安裝。控制器80可被完全包容在如用品20的用品內，可具有置於用品內的部分和置於用品外的部分，或者可被完全置於用品20的外部。控制器80或控制器80的一部分可被可操作地連接到一個或多個傳感器60、一個或多個致動器70、該控制器80的其它部分或用品20的其它部分。控制器80例如可接收來自傳感器60的信號，並且給致動器70提供信號，例如通過射頻傳輸。
儘管不同的結構件可完成傳感器60、致動器70和控制器80的功能，但是本發明的傳感器60、致動器70和/或控制器80的功能不必由不同的結構件來完成。傳感器60和控制器80的功能例如可由相同結構件(如與排洩物組分接觸就溶化的薄膜)實現。在該實施例中，薄膜用作一個傳感器，並且與身體排洩物的輸入組分響應。決定在薄膜溶解之前多少輸入量必須存在的薄膜的物理和化學特徵，即聚合物的類型和厚度等作為控制器，並且決定輸入量的閾值，在控制器允許致動器釋放儲存的能量以作用響應功能之前，必須滿足輸入量閾值。
為了這種應用的目的，「響應系統」定義為一種系統，該系統包括傳感器60和致動器70，當傳感器60檢測到合適的啟動輸入時，該致動器作用於身體排洩物、穿用者、用品或其一個或多個組件上。當檢測到給定的輸入參數時，致動器70實現儲存能量的釋放或者儲存材料的釋放或傳送，以實現響應功能。當前攝傳感器60檢測到一個迫近事件時，致動器實現儲存能量的釋放。通過在迫近事件之前檢測輸入信號，用品中的響應系統可被啟動，以便為該事件做準備或者給迫近事件的護理者或穿用者發出信號。這允許用品的構造特徵為排洩物處理技術一開始「隱藏起來」或不顯眼，但是剛好在使用前或需要時會獲得這種用品，或者該用品會提供給護理者或穿用者事先準備時間的機會。無論特定的輸入如何，這些實施例中的前攝傳感器60可啟動致動器以給用品穿用者或外部環境施加作用，使其為這一事件的發生作準備，或者給護理者發出信號指示迫近事件就要發生。例如，一個迫近的排便或排尿通過外部肛門括約肌的電活性被檢測到，系統最好通過與肛門括約肌的反射性收縮或放鬆有關的信號被啟動。然後致動器可實施諸如以下的功能處理穿用者皮膚以防止或減小皮膚刺激；通過啟動糞便空間隔離物而準備身體排洩物處理裝置；打開閥以允許尿流入儲存裝置；釋放酶抑制劑，護膚組合物，PH值控制劑或其它如本領域已知的皮膚處理手段；或者給護理者或穿用者提供可聽到、能觸覺或可看到的警告信號。如果傳感器60包括傳感系統，則一個致動器可由不同的傳感器和/或信號啟動，或者不同的致動器可由不同的傳感器和/或信號啟動。可替換地，一個傳感器和/或信號啟動多個致動器。
響應系統可以「連續」或「不連續」的方式響應。如在這種應用場合所採用的「連續響應系統」指的是一種響應系統，其中輸出在量上取決於輸入的量，即需要連續增加的輸入量實現連續增加的輸出量，或者響應系統的輸出包括儲存材料的被動釋放。在用品吸溼芯中的超吸溼聚合物例如提供連續的響應，其中輸出在量上取決於輸入的量，即當增加的液體排洩物量接觸超吸溼聚合物時，增加量的聚合物容納液體，直到用盡聚合物容量為止。化學計量的化學反應是具有連續響應增加輸出的系統的另一個實例。例如，在反應A+過量B→C中，轉化為C的過量B的量被化學計量，所以「連續」地與系統中獲得的A的數量有關。連續響應系統的一個例子在1994年7月19日授予Gary D.Lavon等人的題目為「具有可膨脹隔離物的一次性吸溼用品」的美國專利NO.5330459中描述，其中當如尿這樣的液體接觸包括氣體的材料時可膨脹隔離物通過化學計量的化學反應膨脹以提供儲存糞便的空間(即一種連續響應系統)。連續響應系統的另一個例子在1981年1月27日授予Schroder等人的題目為「包括溼氣響應密封裝置的尿布」的美國專利4246900中描述，其中，一次性用品通過如尿這樣的液體溶化薄膜而釋放保持在擴展狀態下的腿部收口來改進與穿用者的配合性。然而，無論材料本身如何被釋放，被動地釋放儲存材料的響應系統通常提供連續的反應，這是由於作用在身體排洩物、穿用者、用品或它們的組件(分)上的實際響應功能是由材料來實現的，而不是由材料的釋放實現的。這樣，無論材料是響應給定輸入來連續釋放，還是當檢測到一個給定輸入的閾值時在個別時間不連續釋放，由釋放材料進行的響應功能被實現，以致需要連續增加輸入的量來實現連續輸出的增加量，直到材料被釋放盡為止。
然而，本發明的「不連續響應系統」指的是一種響應系統，其具有基本上與超出閾值水平的輸入量獨立的輸出函數。例如，當滿足一個或多個給定輸入的閾值水平時，響應系統將釋放其儲存的所有能量或其儲存能量的預定部分，或者，輸送(即主動傳送)其儲存的所有能量或其儲存能量的預定部分，以實現特定的響應功能。在本發明一個理想實施例中，輸出函數f(x)包括如圖4A所示的「臺階型」函數。在這一實施例中，當輸入量大於或小於閾值時，隨著輸入量增加的輸出量的變化率(d(輸出)/d(輸入))，即輸出函數f(x)的斜率或一階導數最好基本上為零。可是在閾值處，變化率d(輸出)/d(輸入)最好接近無限。這樣，在理想的不連續響應中，當ε→0時函數f(x-ε)的極限不等於當ε→0時函數f(x+ε)的極限，即limf0(x-)limf0(x+)]]>然而，本發明認識到在客觀世界中，在閾值水平理想的瞬間步驟變化是不必要的，而且在許多情況下甚至是不可能的。在一個優選實施例中，僅需要輸出函數在輸入閾值水平或圍繞該閾值水平隨著輸入量的很小變化具有一個實際的臺階變化。這樣，本發明打算具有這樣的不連續響應系統，即，其輸出函數在過渡區域以充分不連續的方式響應，以致在該過渡區域輸出函數具有至少最小的相對陡度。儘管不希望限於所描述的或示範的不連續系統的特定方法，但是在確定給定的輸出函數是否以為了實現本發明的目的所限定的充分不連續方式執行的一個優選方法中，在拐點處的輸出曲線的斜率與在過渡區域的第一和最後點之間的線的相對斜率進行比較。例如，圖5A示出典型輸出函數f(x)和對齊的該典型輸出函數的導數，即一階導數f』(x)、二階導數f」(x)和三階導數f』』』(x)的曲線。輸出函數f(x)表示出輸入(X或者I)對輸出或響應(R(I))的影響。為了本發明的目的，過渡區域被定義為在輸出函數f(x)的二階導數f」(x)的相對最大值R(I1)和最小值R(I2)之間的區域。相對最大值R(I1)和最小值R(I2)是三階導數f』』』(x)等於零的點。拐點I0被定義為在過渡區域中二階導數f」(x)等於零的點，即，d2RdI2|I=I0=0]]>拐點處輸出函數的斜率與在過渡區域的第一點和最後點之間的線的斜率的比較由下列等式描述dRdI|I=I0=k(RT)(IT)]]>在這一等式中，拐點處的dR/dI是輸出函數在該點的一階導數。術語ΔIT是指在過渡區域的第一點I1和最後點I2之間的響應系統輸入量的變化，即I2-I1，術語ΔRT是指在過渡區域的第一點I1和最後點I2之間的響應輸出函數的變化，即R(I2)-R(I1)。係數k是一個比例常數，其描述在拐點I0處的輸出函數的斜率與過渡區域的第一點I1和最後點I2之間的線的斜率之間的相對陡度。為了響應系統具有不連續的輸出函數，比例常數k必須至少為約2.0，優選至少為約3.0，更優選為至少約5.0，甚至更優選為至少約10.0，至少約100.0最為優選。
在某些實施例中，在不連續響應系統的過渡區域中的相對陡度也可通過具有一系列整數n的控制系統的傳遞函數模擬，第一級延遲具有相等的時間常數。為了本發明的目的，響應系統的傳遞函數被定義為輸出(響應改變)與輸入(幹擾變化)之間的拉氏變換比值。例如見1984年McGraw Hill,Inc.出版的Robert H Perry與Don Green合著的《(Perry手冊》(第六版)第22章。如在圖5B中所示，輸出函數的相對陡度可近似地由下列公式表示KG(s)=K/(Ts+1)n，其中KG(s)是傳遞函數，K是比例成分，T是系統的時間常數，n是第一級時間延遲的整數。在這種模式中，當整數n增加時，在過渡區域的輸出函數的陡度增加，該模式開始近似於不連續響應系統。當n大於或等於約25時，本發明的一些不連續響應系統可由上述的公式模擬，n大於或等於約50時更優選，n大於或等於約100時最優選。
如圖4A所示，本發明的響應系統可包括一個閾值水平，在該閾值水平響應系統可釋放其所有的儲存能量來完成一個特定的響應功能，或者可包括多個閾值水平，在閾值水平系統可釋放其儲存能量的一個預定部分以在每一個閾值水平實現一個或多個特定的響應功能。例如在具有一個閾值水平的實施例中，當達到閾值水平時響應系統可釋放其所有的儲存能量以實現整個響應功能。在這種具有一個閾值水平的實施例中，不連續響應系統包括具有如開或關兩種狀態的系統。當如身體排洩物這樣的輸入閾值量在吸溼用品中出現時，響應系統可對排洩物、穿用者、用品或其組件或組分作用一個響應功能，例如將排洩物包裹起來遠離穿用者的皮膚。這樣，該不連續響應系統可實施一次性「類似開關」的作用，這種類似開關在輸入閾值出現的情況下從一個狀態變化到另一個狀態。
可替換地，如圖4B所示，響應系統可具有多個閾值水平，當達到每一個閾值水平時，系統會釋放給定的能量「量子」或者傳遞給定的材料量以實現特定的響應功能。在該實施例中，當達到每一個閾值水平時，可實現整個響應功能的一部分作用，和/或依據所達到的不同閾值水平可實現不同的單獨響應功能。例如，響應系統可監控糞便酶，當達到每一個閾值酶水平時可傳遞相同或不同數量的酶抑制劑或洗液，或在第一閾值水平傳遞一種PH緩衝劑並且在第二閾值水平執行另一種響應功能，如傳遞一些酶抑制劑。在每一個過渡區域，響應系統作出基本上與在上面描述的單個閾值實施例中的過渡區域相同的反應。
此外，一個響應系統可監控多個如溼氣和/或一種或多種糞便酶這樣的輸入，以便達到不同輸入的閾值水平時執行一個或多個響應功能，或者當不同輸入的兩個或多個閾值水平達到時僅執行一個響應功能。這樣，控制器可監控多個不同的輸入，並且當達到不同的輸入閾值水平時可執行不同的響應功能。可替換地，控制器可執行邏輯「或門」型功能，以致當達到多個輸入的一個或多個閾值水平時執行響應功能。控制器也可以執行邏輯「與門」型作用，以致當達到兩個或多個不同輸入的每一個閾值水平時執行響應功能。
響應系統也可包括「閉環」或「開環」系統。「閉環」系統(其也被稱為「反饋控制環」系統)包括不同的傳感器60和致動器70，並且依據輸入執行響應功能。在一些優選實施例中，系統也可採用一個件的檢測或測量值或一種輸出條件的參數作為依據輸入執行的響應功能的至少一個觸發器。當致動器70已經具有機會在輸入條件下執行響應功能後，輸出條件可以是該輸入條件的狀態。例如，如果傳感器60監控到皮膚的水合程度並且皮膚的水合程度達到閾值水平時(即系統的輸出條件)，該響應系統可釋放預定量的乾燥劑，以使得皮膚的水合作用恢復到理想的目標水合作用或水合作用範圍，或者響應系統會釋放乾燥劑，直到水合作用返回到目標水合作用或水合作用範圍。吸溼材料(如超吸溼聚合物，其連續地吸收液體輸入，直到該液體已全部被吸收為止，或者已達到聚合物的吸溼能力為止)不被認為構成閉環系統，因為吸溼材料不含有不同的傳感器件60和致動器件70。當輸出條件達到一個閾值水平時可執行響應功能，或者僅當達到輸出條件和一個或多個其它條件時執行響應功能。對輸入起作用可包括對被檢測元素起作用(例如檢測PH值並對PH值起作用)，或者可包括被檢測件是一個整體組件時對其組分起作用，例如檢測糞便酶或糞便溼氣並對糞便起作用。如上所述，反饋控制環系統包括至少兩個不同的組件傳感器60和致動器70。傳感器60檢測事件或與該事件有關的參數。致動器70接收信號並且依據由傳感器60檢測到的輸入條件執行響應功能。反饋控制環可進一步包括控制器80。在這種情況下，傳感器60可給控制器80提供信號，控制器80可指示致動器70執行依據輸入條件的響應功能。控制器80可以是響應系統的一個分離元件，或者控制器的作用可由傳感器60和/或致動器70完成。
本發明閉環控制系統的優選實施例包括能夠檢測括約肌(尤其是外部肛門括約肌)電活性大小變化的電傳感器，其與身體排洩物的迫近釋放或潛在釋放有關；以及包括一個裝置，該裝置將所需的電脈衝(或電刺激)傳遞到穿用者肛周皮膚，以引起肛門括約肌的暫時收縮以作為一種克制的幫助。(這種過程在醫學文獻中也可被稱之為動態股薄肌成形術(graciloplasty)神經刺激)。為了本發明的目的，在這裡稱之為外部肛門括約肌電活性的電活性可另外包括與外部肛門括約肌有關的其它骨盆底肌肉電活性。可選擇的是，一種可視、可聽和/或可觸覺(即振動)的信號被傳遞到穿用者和/或護理者，提示他們作好排除潛在排洩物的準備。這種方法也可用於外部尿道括約肌。這種電刺激可包括一個或多個電脈衝，或可以是一個連續刺激。儘管電刺激的最大強度可以是約35伏，但是電刺激優選為約0.05到5伏的電壓範圍，更優選為約0.3到1伏的電壓範圍。優選地，電刺激電流在約0.1到約100mA範圍內。最好電刺激頻率在約10到約100Hz範圍內，更優選為在約20到約80Hz範圍內，甚至更優選為在約60到約80Hz範圍內。如果刺激是一個脈衝(一個或多個脈衝)，則每一脈衝的持續時間優選在約0.1到約5ms範圍內，更優選是在約0.5到約1ms範圍內。在一些實施例中(其中刺激包括多個脈衝)，整組脈衝或「脈衝列」可具有約0.1秒到約15秒的持續時間，脈衝列之間的間隔為約1秒到約60秒之間。優選地，電刺激電壓、頻率、脈衝列中的脈衝數量和頻率以及脈衝列數量、持續時間和它們之間的間隔可由穿用者或護理者更改和/或控制。可採用本領域已知的能夠滿足這些參數的任何電路來傳遞或控制對外部肛門括約肌或身體其它部位的電刺激。例如，具有脈衝發生系統的3伏的手錶電池可操作地與前攝傳感器連接(如與這裡所述的EMG表面電極連接)，用於在肛周範圍給穿用者皮膚傳遞一個或多個電刺激。一個示範性電刺激裝置是從Dr.Rowedder Biomedizinische Geraete in Muehbrook,Germany買到的Prosper e.i.s.5000系統。這種系統可替換地與這裡所述的粘接EMG表面電極一起使用。
在作為克制輔助的外部肛門括約肌刺激(即收縮)的一個可替換實施例中，來自傳感器的信號可被導引到穿用者身體的其它部位來引起肛門直腸的反射。例如，傳感器可觸發肛周皮膚、穿用者膝蓋後部皮膚、腳底或任何其它能夠導致肛門直腸反射表達部位的電或機械刺激。
反饋控制環可以是「非調製」或「調製」的。在一個「非調製」反饋控制環響應系統中，響應系統作為一次性開關，其中當滿足輸出條件閾值水平時，致動器執行依據輸入的響應功能。例如，傳感器60可檢測特定的微生物，致動器70可給潛在開始排便的護理者發出信號。在這個例子中，致動器70對由傳感器60檢測到的輸入起作用。如果傳感器60檢測到穿用者外部肛門括約肌的電信號預示迫近排便，致動器70釋放被壓縮的泡沫材料以產生一個容納糞便的足夠大體積的成形空間，可是致動器對一些不是由傳感器60檢測的輸入起作用(如對糞便起作用而不是對括約肌電活性起作用)，因此不是一個反饋控制環。然而「調製」反饋控制環包括傳感器60、致動器70和控制器80。在調製反饋控制環中，輸出條件被不斷重複地監控，控制器80指示致動器依據輸入執行響應功能，以便在所需設置點或所需範圍內保持這種輸出條件。調製響應系統可不斷重複地測量肛門括約肌電活性，並且將信號傳遞到該肛門括約肌，以保持外部肛門括約肌在所需的時間段內關閉，而提供反饋控制環響應系統。
然而，「開環」系統是一種依據輸入而不採用反饋來執行響應功能的系統，即，輸出對檢測到的進入該系統的輸入不起作用。開環系統可包括如下響應系統，該系統具有一個裝置執行傳感器60和致動器70的作用，或者可具有不同的傳感器60和致動器70，其中致動器對不是輸入的一些量起作用。例如，置於一次性吸溼用品的吸溼芯中的超吸溼聚合物提供開環響應，這是因為該聚合物僅包括一個實現傳感器60和致動器70功能的裝置。可替換地，開環響應系統可包括檢測身體排洩物或身體排洩物組分的傳感器60，以及以連續或不連續方式對由傳感器60檢測到的輸入以外的量執行響應功能的致動器70。如上所述，例如傳感器60可檢測括約肌電活性，致動器70可截獲或儲存糞便。
圖6A示出一種典型的具有傳感器60和致動器70的開環響應系統方框圖。一種包括傳感器60、致動器70和控制器80的可替換的開環響應系統框圖在圖6C中示出。一種典型的具有傳感器60和致動器70的閉環響應系統方框圖在圖6B中示出。一種包括傳感器60、致動器70和控制器80的可替換的閉環響應系統框圖在圖6D中示出。
其它的響應系統在1998年6月29日提交的題目為「具有不連續響應系統的一次性吸溼用品」的美國專利申請09/106424(PG案號7197)；1998年6月29日提交的題目為「具有包括反饋控制環的響應系統的一次性吸溼用品」的美國專利申請09/107563(PG案號7198)；以及1998年6月29日提交的題目為「具有包括機械致動器的響應系統的一次性吸溼用品」的美國專利申請09/106225(PG案號7199)中描述，每一個專利申請在此作為參考。
圖1示出包括前攝傳感器的本發明的尿布20的一個例子。在該實施例中，皮膚接觸傳感器系統包括電傳感器60，該傳感器包括三個電極64、65和66。本發明的傳感器60可包括兩個或多個電極。在一個實施例中，電極64和65是帶電的，電極66可以是一個參考電極。這形成一種雙峰電拾取器。皮膚接觸傳感器系統可釋放地固定到穿用者皮膚上，以便從穿用者的肌肉或肌肉群接收電信號。例如，可將皮膚接觸傳感器放置在儘可能地靠近穿用者肛門的地方(在解剖學上是接近肛門點處的皮膚)，以便探測器可檢測到外部肛門括約肌的信號。如果傳感器不是自粘接的，則在將其放置到皮膚上之前可將一種導電粘接凝膠放置在皮膚接觸探測器電極上。在該實施例中，可由護理者將皮膚接觸傳感器放置在穿用者身體上，或者與用品一體形成，以致當將用品放置在穿用者身體上時，它們自動地設置好並放置在靠近穿用者肛周的皮膚上。相信一種7mm粘接一次性表面電極(由Dantec Medical A/S ofSkovlunde,Denmark製造，可連接到Dantec EMG(型號14D11)接收裝置上)可用於本發明。在該實施例中，例如，可以形成0.2秒屏幕掃描時間的20毫秒/分區的時基設置Dantec EMG裝置。增益放大器可被設置為20微伏/分區。該實施例中的前攝傳感器在大小和製造上可以是多種多樣的，且可選擇地與用品主體一體形成。從傳感器接收信號的裝置可與用品分開或與之一體形成。如果接收裝置與用品分開(即遙感系統)，則用品可另外包括將信號發射到接收器的發射器。例如，這可通過一種紅外線(IR)或射頻(RF)遙測裝置來完成。根據信號、傳感器和所完成的功能的特定類型，傳感器、發射器(如果需要的話)和接收器的的設置可被改變。
在上述實施例中的皮膚接觸傳感器系統的表面電極64、65和66測量一種或多種肌肉纖維中的電信號。如果電極測量一組肌肉纖維的電活性，則整個電勢變化包括較大的頻率混合。優選地，皮膚接觸傳感器或傳感器系統能夠在從約5Hz到約500Hz的整個頻率範圍內檢測電活性，更優選為在約10Hz到約350Hz的範圍內。最好，電極採用兩個帶電電極64和65和一個參考電極66，形成雙峰電拾取器。由表面電極測量的電活性包括EMG信號、出現在皮膚表面的其它生理性信號(如EKG和皮電活性)以及如來自電子設備或射頻幹擾的60Hz環境人工效應物的結合。當雙峰電極與差動放大器結合使用時，僅僅允許那些不被兩個帶電電極共同檢測到的信號通過。因為由電極拾取的共模信號的大部分不是EMG信號，這可以有益地濾去兩個帶電電極共有的信號。這種共模過濾從傳感器提供更加純粹、離散的信號。
在一個可替換實施例中，本發明的電皮膚接觸傳感器可以是任何其它商業上可獲得的EKG(心電圖)或EMG(肌動電流圖)電極和/或測量系統。例如，從Noraxon U.S.A.,Inc.of Scottsdale,AZ購得的MyoTrace200包括一個能夠檢測16Hz到500Hz範圍內肌肉電活性的寬帶電極(這適合於骨盆底肌肉的慢速抽動)。另一種市售的EMG檢測系統是從MIE Medical research Ltd.,ofLeeds,U.K.購得的MyoSense系統。其它合適的粘接表面電極包括可從Medicotest A/S of Olstykke,Denmark以M-00-S,N-00-S,M-00-A/F,BS3400,BS3500,BR，和BRS購得的電極以及可從Multi Bio Sensor,Inc.of EIPaso,TX以3ST3,3SG3-N，和2DT2購得的電極。其它的合適電傳感器在美國專利5785040、5727549、5337748、5203330和5255677中披露，所有這些在此作為參考。本發明的電極最好包括一種導電粘接劑，以保持與穿用者皮膚的不中斷接觸。
在本發明另外的可替換實施例中，遙感系統可以是任何市售的EMG或EKG遙感系統。一種合適的遙感系統從Noraxon U.S.A.,Inc.購得的遙感系統(Telemetry System)，包括電池操作可穿用發射器。另一種合適的遙感系統從MIE Medical Research Ltd.購得的MT8遙感系統。另外的合適遙感系統在美國專利5704351中披露。
對於通過外部肛門括約肌的電活性檢測到臨近的排便或小便的例子來說，前攝傳感器60可響應與外部肛門括約肌反射收縮或鬆弛有關的信號。本發明一些優選的實施例檢測外部肛門括約肌的收縮作為迫近或潛在排便的信號。在能控制排洩能力的成人和較大的孩子和嬰兒中，來自S形交叉點(即結腸較底區域)的糞便快速充滿直腸，引起外部肛門括約肌反射性收縮(即不知不覺地)。這種發射指的是肛門直腸的反射。肛門括約肌活動的急劇增加伴隨著外部肛門括約肌的收縮，並且作為EMG信號通過本發明的傳感器檢測到。剛出生的嬰幼兒是沒有這種反射的，通常大約一歲左右開始有這種發射。所以，本發明的設計檢測增加的外部肛門括約肌活動作為排便預兆的實施例一般更適合於較大的嬰幼兒(約1歲以上)。這種指示直腸充滿的外部肛門括約肌電活性的增加最好至少兩倍於基本外部肛門括約肌電活性，但可至少約三倍於基本電活性，至少約五倍於基本電活性或更高。
在其它優選實施例中，傳感器檢測外部肛門括約肌電活性的急劇減弱或消失。剛好在排便之前或排便期間當外部肛門括約肌鬆弛而打開直腸頸部時出現這種減弱。通常，當肌肉放鬆時，外部肛門括約肌電活性至少幾秒內急劇下降。在緊接排便過程之前或期間這種電活性立即等於或接近零。在這些實施例中，通過肌肉電活性的急劇下降可觸發傳感器60，最好下降大於或等於約50％時，更優選地，下降大於或等於約75％或等於95％時可觸發傳感器60。
由於肌肉電活性通常是「有幹擾的」，所以應當採用振幅(即信號的絕對值)的平均值在各種條件下比較外部肛門括約肌電活性(例如基本狀態和刺激狀態)。圖10a是一種與直腸伸展有關的外部肛門括約肌電活性(例如對於普通成人)急劇增加的圖解表示(肛門括約肌電活性和時間)，這作為潛在或迫近排便的信號是有用的。該圖表示基本括約肌電活性水平(a)，隨後直腸充滿，其導致與肛門直腸反射有關的肛門括約肌電活性值(b)的增加。圖10b表示與迫近或當前排便有關的外部肛門括約肌電活性急劇減弱的圖解表示。在排便期間的括約肌電活性(c)被表示為在肛門直腸反射電活性(b)和基本電活性(a)之間，這種情況是典型的。
優選地，肌肉電活性增加或減小的目標或「觸發」水平(其導致給穿用者或護理者發出信號或施加一種電刺激)可根據不同穿用者由穿用者或護理者改變或控制。在一些實施例中，根據特定的被檢測肌肉電信號傳遞到穿用者身體部分(例如肛周皮膚)的一種或多種電刺激順序可預先在可操作地與傳感器/致動器(即刺激裝置)相連的控制器中編程。
儘管已經描述了本發明的特定實施例和/或個別特徵，應當清楚在不超出本發明精神和範圍的前提下，本領域技術人員可對本發明進行各種各樣的改進。進一步，應當清楚所有這些實施例和特徵的組合是可能的，並且可導致本發明更好的實施。所以，附加的權利要求書打算覆蓋本發明範圍內的所有這些修改和改進。而且，儘管本發明針對一次性尿布進行了描述，但是本發明不限於這一實施例。本發明也可用於例如在施加一次性尿布之前直接施加於穿用者(例如，施加於穿用者肛周或會陰區域)的用品或取代一次性尿布的用品，用於套穿尿布、尿布插入物、衛生巾、棉塞等。所以附加的權利要求書打算覆蓋本發明範圍內的所有這些修改和改進。
權利要求
1．一種用於具有外部肛門括約肌的穿用者的一次性用品，外部肛門括約肌具有基本電活性，該一次性用品包括可操作地連接於該用品的傳感器，所述傳感器適合於檢測和身體排洩物的迫近排洩有關的穿用者外部肛門括約肌電活性，以給穿用者、護理者或用品的元件提供信號。
2．如權利要求1所述的一次性用品，其特徵在於，所述傳感器可檢測在約5Hz到約500Hz範圍內的穿用者外部肛門括約肌電活性。
3．如權利要求1或2所述的一次性用品，其特徵在於，所述傳感器檢測至少約兩倍於外部肛門括約肌基本電活性的穿用者肛門括約肌電活性的增加值，優選至少約三倍於所述外部肛門括約肌基本電活性，更優選為至少約五倍於所述外部肛門括約肌基本電活性。
4．如權利要求1-3中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述傳感器檢測穿用者外部肛門括約肌電活性的減小量至少約為所述基本電活性的50％，優選減小量至少約為所述基本電活性的75％，更優選地減小量至少約為所述基本電活性的95％。
5．一種用於穿用者的一次性用品，包括可操作地連接於該用品的傳感器，該傳感器適合於檢測和穿用者身體排洩物的迫近排洩有關的輸入；給穿用者、護理者或該用品的組成元件提供身體排洩物迫近排洩的信號。
6．一種用於具有外部肛門括約肌的穿用者的一次性用品，所述外部肛門括約肌具有基本電活性，該一次性用品包括可操作地連接於該用品的傳感器，該傳感器適合於檢測和身體排洩物的迫近排洩有關的輸入，並給穿用者身體一部分提供信號，該信號導致穿用者外部肛門括約肌的暫時收縮。
7．如權利要求5-6中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述信號是肛周皮膚的電刺激。
8．如權利要求7所述的一次性用品，其特徵在於，所述電刺激電壓在約0.1伏到約5伏範圍內，和/或電流在約0.1mA到約100mA之間，和/或頻率在約10Hz到約100Hz之間。
9．如權利要求7-8中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述電刺激包括一個或多個脈衝，所述脈衝優選地處於具有約0.1到約15秒的持續時間的脈衝列內。
10．一種用於穿用者的一次性用品，其特徵在於，所述用品包括(a)響應系統，包括(ⅰ)可操作地連接於該用品的傳感器，該傳感器適合於檢測和身體排洩物的迫近排洩有關的輸入，例如排便、排尿和排洩月經；以及(ⅱ)可操作地連接於該傳感器的致動器，當所述傳感器檢測到所述輸入時，該致動器適合於執行響應功能。
11．如權利要求5-10中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述輸入是選自下列組中的一個或多個壓力、壓力變化、氣體濃度、溼氣、酶、溫度、運動、臀部的分開、電信號、括約肌電活性、括約肌電活性的變化、外部肛門括約肌電活性、外部肛門括約肌電活性的變化、生物學活動和化學活動。
12．如權利要求10-11中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述致動器轉換潛在能量以執行所述響應功能，所述潛在能量選自下列組中的一個或多個機械能量、電活性、化學能量。
13．如權利要求10-12中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述響應功能是選自下列組的一個或多個形成空間體積、處理皮膚、形成泡沫系統、給護理者發出信號或給穿用者發出信號。
14．如前述權利要求中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述傳感器包括粘接表面電極，其可粘接到穿用者皮膚上。
15．如前述權利要求中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，進一步包括可操作地與頂片相連的廢物袋，所述廢物袋設置成能夠接收至少一部分穿用者身體排洩物。
16．如前述權利要求中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述一次性用品是廢物物接收用品，其被可粘接地施加於穿用者，以收集來自人造口、肛門或尿道的糞便或尿。
17．如前述權利要求中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，進一步包括接收器和/或發射器。
18．如前述權利要求中任一項所述的一次性用品，其特徵在於，所述傳感器是適合於連接在穿用者外部肛門括約肌的電傳感器，以檢測與身體排洩物的迫近排洩有關的電信號。
19．如前述權利要求任何之一所述的一次性用品，其特徵在於，進一步包括(a)頂片；(b)底片，該底片具有朝向身體表面和朝向衣物表面，所述底片與所述頂片的至少一部分連接；以及(c)設置在頂片和底片之間的吸溼芯。
全文摘要
一種帶有傳感器(60)的一次性用品(20),其預示如排洩身體排洩物這樣的迫近事件。該用品(20)也可包括致動器(70),當傳感器(60)預示迫近事件時,致動器執行響應功能,例如給穿用者或迫近事件的護理者發出信號。
文檔編號A47L13/16GK1309547SQ99808692
公開日2001年8月22日 申請日期1999年6月29日 優先權日1998年6月29日
發明者唐納德·C·羅, 彼得·科爾斯, 米克黑爾·克魯奇寧, 西蒙·S·利特文, 奧利格·N·庫姆傑科夫, 小託馬斯·J·奧斯本 申請人:寶潔公司