[發明專利]用于使磁致彈性材料薄膜部件具有增強彎曲剛度的方法、通過該方法獲得的產品以及傳感器

有效

• 申請號: 200680054855.6
• 申請日: 2006-06-08
• 公開（公告）號: CN101460837A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: S·內德斯塔姆
• 申請（專利權）人: SCA衛生用品公司
• 主分類號: G01N29/00
• 分類號: G01N29/00;G01N27/72;A61F13/42;H01F1/153
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王瓊先;王永建

技術領域

本發明涉及一種用于使具有初始彎曲剛度的磁致彈性材料薄膜部件在 第一方向上具有增強的彎曲剛度的方法。另外，本發明涉及一種包括磁致 彈性材料薄膜部件的產品，該產品通過所述方法獲得。本發明還涉及一種 包括磁致彈性材料薄膜部件的傳感器，該部件在第一方向上具有初始彎曲 剛度。此外，本發明涉及包括根據本發明的傳感器的吸收性結構和吸收性 物品以及包括根據本發明的吸收性結構的感應吸收系統。

背景技術

存在許多不同類型的吸收性物品，例如目前已知的用于吸收、保持和 隔離體內廢物例如尿、糞便和血液的尿布、內褲式尿布、失禁內衣、衛生 巾、床保護層、抹布、毛巾、紙巾、棉塞狀產品和傷口或創痛包扎品。這 些已知的吸收性物品中的一些包括在吸收性物品之上或之內在吸收之后響 應事件例如排尿或排便的傳感器。所述響應例如可以是事件已經發生之后 的信號并且可以根據對例如濕度、生物分析和/或化學分析的測量。事件的 信號使使用者、患者、照顧者、護理人員等能夠輕易確定所發生的事件。 在一些吸收性物品上采用的一種傳感器是磁致彈性傳感器。已經由Grimes 等人描述了磁致彈性傳感器(Biomedical?Microdevices，2：51-60，1999)。

磁致彈性傳感器包括通常為條帶的磁致彈性材料件。適于作為磁致彈 性傳感器中的磁致彈性材料的材料是具有非零磁致伸縮和高磁致彈性耦合 的材料，例如鐵鎳合金、稀土金屬、自然鐵、例如類晶石型自然鐵(Fe₃O₄， MnFe₂O₄)、硅鐵合金、許多其它不同的合金以及它們的混合物。可以采用 軟磁致彈性材料、合金和它們的混合物以及非晶型磁致彈性材料、合金和 它們的混合物。非晶型磁致彈性合金的實例是金屬化玻璃，例如 Fe₄₀Ni₃₈Mo₄B₁₈、例如金屬化玻璃2826MB^TM(Honeywell?Amorphous?Metals， Pittsburg，PA，USA)、(FeCo)₈₀B₂₀、(CoNi)₈₀B₂₀和(FeNi)₈₀B₂₀。

術語“磁致伸縮”指的是材料在存在外部磁場時尺寸發生變化的現象。 尺寸變化的大小取決于對材料的磁化，當然還包括材料屬性。磁致伸縮現 象歸因于材料中原子磁矩之間的相互作用。

術語“高磁致彈性耦合”指的是具有高磁致彈性耦合的材料將磁能有 效轉化為機械彈性能的事實，反之亦然。當通過時變磁場對可將磁能轉化 為機械彈性能的材料進行激勵時，彈性波使具有與其長度成反比例的機械 共振頻率的材料機械變形。如果材料還是磁致伸縮的，則當材料機械變形 時，其產生磁通量，所述磁通量遠程延展并且可以通過采集線圈來檢測。

此外，當得到外部磁場激勵時，磁致彈性傳感器的磁致彈性材料以磁 致彈性模式存儲磁能。當磁場切斷時，磁致彈性材料表現為具有特定頻率 的阻尼振蕩，所述特定頻率被稱為磁聲共振頻率。這些振蕩引起隨時間改 變的磁通量，該磁通量可以通過采集線圈遠程檢測。如果脈沖磁場例如脈 沖正弦波磁場施加在磁致彈性材料上，則可以檢測磁脈沖之間的特性共振 頻率，也就是磁聲效果。磁聲共振頻率與磁致彈性材料件的長度成反比。 可以監控磁聲共振頻率的變化以測量或檢測多個環境參數。

WO2004/021944描述了一種一次性感應吸收性結構，其包括至少一個 吸收層和至少一個感應裝置，該感應裝置包括磁致彈性薄膜。感應吸收性 結構可以包含在吸收性物品例如尿布、內褲式尿布、失禁保護件、衛生巾 或床保護層中。在一種實施方式中，感應裝置被用于檢測濕度。隨后利用 與濕物質、液體或濕氣相互作用的濕敏感聚合物涂敷感應裝置的磁致彈性 薄膜。濕敏感聚合物通過吸收或吸附與濕物質例如尿相互作用，由此改變 感應裝置的質量。這種質量變化將增強或降低磁致彈性薄膜的磁聲共振頻 率。因而，質量變化是可測的并與同濕敏感聚合物相互作用的濕物質的量 相關。在另一實施方式中，利用適于檢測體內廢物、體內滲出物或使用者/ 穿用者皮膚的至少一個目標生物和/或化學分析的至少一種檢測分子直接 或間接涂敷感應裝置的磁致彈性薄膜。WO2004/021944全部內容在此引入 作為參考。