專利名稱：具有改善的著色劑保留和耐久性的濕度指示劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及濕度指示組合物，所述組合物同時具有改善的著色劑保留和耐久性，還涉及包含這種濕度指示組合物的可穿用制品。
背景技術：
自從采用一次性吸收制品，包括采用濕度指示組合物以來，已經取得了許多進展。這些組合物可包含著色劑，當其在物品里與液體如尿、月經接觸時會改變其外觀，即出現、消失、變色等等。曾經做過一些嘗試來保留著色劑，例如，將著色劑摻入具有高熔融溫度的粘合劑組合物中。
然而，現有的濕度指示組合物卻存在些問題。如果不是全部，大部分現有濕度指示組合物的一個問題是當與液體接觸時，組合物中著色劑的保留很少。就是說，著色劑從組合物中擴散出來，即滲出，并且向和可能通過部分包含該著色劑的吸收制品移動，如一次性吸收制品的底片和/或頂片，最終到穿著者身上。這可能帶給消費者負面作用，例如衣物或被褥沾污，和/或可導致濕度指示劑透過底片難看地露出來。例如，濕度指示組合物所使用的圖案可能變得模糊、不清楚、或換句話講不美觀。
另一個問題是在高濕度環境下過早活化，這可能使濕度指示劑在檢測和/或指示液體存在時變得不太有效。例如，暴露在高濕度水平中可能使不高度防著色劑滲漏的濕度指示組合物部分活化，并且因此使液體存在時產生的任何顏色變化變得不明顯。
最后，粘合在底物，如一次性吸收制品的底片上的任何濕度指示組合物需要具有足夠的潮濕和干燥附著力和/或柔韌性以將其完全保留在底物上。與底物使用有關的通常的彎曲、折曲和/或折疊，例如穿用一次性吸收制品時，會在濕度指示組合物上施加應力，可能導致部分濕度指示劑組合物從其施用的底物上脫落。
然而，仍然需要濕度指示劑組合物，所述組合物高度防止如上所述的著色劑滲漏，并且在高濕度環境下防止過早活化。此外，粘合在底物上的任何濕度指示組合物需要具有足夠的潮濕和干燥附著力和/或柔韌性以將其完全保留在底物上。
發明概述本發明的第一個方面提供一種濕度指示組合物，該組合物包含(a)著色劑，所述著色劑具有初始顏色狀態和最終顏色狀態，所述初始顏色狀態與組合物的第一狀態有關，而所述最終顏色狀態與組合物的第二狀態有關；和(b)基質，所述基質包含第一接合劑和第二接合劑的混合物；其中當著色劑處于所述初始顏色狀態時，第一接合劑使其固定，而當著色劑處于所述最終顏色狀態時，第二接合劑使其固定。
本發明的第二方面提供一種一次性吸收制品，該制品包含粘在制品結構部分的濕度指示組合物，所述濕度指示組合物包含(a)著色劑，所述著色劑具有初始顏色狀態和最終顏色狀態，所述初始顏色狀態與組合物的第一狀態有關，而所述最終顏色狀態與組合物的第二狀態有關；和(b)基質，所述基質包含第一接合劑和第二接合劑的混合物；其中當著色劑處于所述初始顏色狀態時，所述第一接合劑使其固定，而當它處于所述最終顏色狀態時，所述第二接合劑使著色劑固定，并且第一接合劑和第二接合劑的比率為約2∶1至約40∶1。
所有引用的文獻均在相關部分引入本文以供參考；任何文獻的引用不可解釋為對其可作為本發明的現有技術的認可。
應當理解，在整個說明書中給出的每一限定值將包括每一個下限或上限，視具體情況而定，即如同該下限或上限在本文中也有明確表示一樣。在整個說明書中給出的每一范圍將包括包含在該較大數值范圍內的所有較小的范圍，即如同該較小的范圍在本文中也有明確表示一樣。
除非另外指明，所有百分比、比率和比例均以重量計，且所有溫度均為攝氏度(C)。除非另外指明，所有的量度都以SI為單位進行。
發明詳述濕度指示劑組合物本發明的濕度指示劑組合物包含著色劑、基質和任選附加成分，所有這些將在本文更詳細地舉例說明。此外，本發明的濕度指示劑組合物還可任選地粘合在底物上，例如吸收制品的結構部分。底物、一次性吸收制品及其結構部分將在本文更詳細地舉例說明。
(a)著色劑本發明的濕度指示劑組合物包含著色劑。所述著色劑具有初始顏色狀態，該狀態與該濕度指示劑組合物的第一狀態有關。這種初始顏色狀態的實施例包括，但不限于，人眼可見的顏色，如紅、藍、綠、靛藍、紫羅蘭、黃、橙、紫等等；人眼不可見的顏色，如電磁波頻譜的紫外(或UV)、或紅外(或IR)區可見的顏色等等。初始顏色狀態可為半透明的或不透明的。所述著色劑還具有最終顏色狀態，該狀態與該濕度指示劑組合物的第二狀態有關。這種第二顏色狀態的實施例包括，但不限于，人眼可見的顏色，如紅、藍、綠、靛藍、紫羅蘭、黃、橙、紫等等；人眼不可見的顏色，如電磁波頻譜的UV或IR區可見的顏色等等。當與初始顏色狀態相比時，第二顏色狀態可為半透明的、不透明的、或在亮度或視覺特殊性上有變化等等。著色劑的初始顏色狀態以某些形式與最終顏色狀態不同。例如，初始顏色狀態可為第一種顏色，如紅色，而第二顏色狀態可為不同的顏色，如藍色；或者初始顏色狀態可為第一種顏色，如紅色，而第二顏色狀態可為透明的，如一種人眼不可見，而只在電磁波頻譜的UV區可見的顏色。
在本發明的濕度指示劑組合物中，初始顏色狀態與該濕度指示劑組合物的第一狀態有關。濕度指示劑組合物的第一狀態包括，但不限于具體的pH或pH范圍；缺少或存在一種具體的化合物或多種化合物，如水、尿素、溶解的氧、離子例如，但不限于鐵、鈣、鈉、氯離子及它們的組合、糖如葡萄糖、酶和它們的組合；微生物植物群和動物群，如細菌等；化合物或組合物的一些閾值含量，例如水、尿等在一定量以下；和它們的組合。
在本發明的濕度指示劑組合物中，最終顏色狀態與該濕度指示劑組合物的第二狀態有關。濕度指示劑組合物的第二狀態包括，但不限于具體的pH或pH范圍；缺少或存在一種具體的化合物或多種化合物，如水、尿素、溶解的氧、離子例如，但不限于鐵、鈣、鈉、氯離子及它們的組合、糖如葡萄糖、酶和它們的組合；微生物植物群和動物群，如細菌等；化合物或組合物例如水、尿、月經、血等的一些閾值含量；和它們的組合。
在本發明的一個實施方案中，第一狀態是具體的pH或pH范圍，而第二狀態是不同于第一狀態的具體pH或pH范圍的具體pH或pH范圍。在本發明的一個任選實施方案中，第二狀態是在人體溫(典型地37.6℃)下作為純溶液測量時尿，優選人尿的pH或pH范圍。尿的pH或pH范圍典型地為約5.5至約8.0。在這個任選實施方案中，第一狀態可以是比第二狀態更酸性或更堿性的一個具體的pH值或pH范圍，也就是說，小于約5.5或大于約8.0的pH值。在本發明的一個任選實施方案中，著色劑為pH指示劑。合適的pH指示劑的非限制性實施例包括磺酞pH指示劑，例如，溴甲酚綠、間甲酚紫、甲酚紅、氯酚紅、溴百里酚藍、溴鄰苯三酚紅、溴二甲苯酚藍，和溴酚藍；單偶氮染料，如酸性茜素紫N；單偶氮吡唑啉酮染料，如酸性黃34；重氮染料，如酸性黑24；酸性蒽醌染料，如酸性黑48；兩性蒽醌染料，如酸性藍45；三苯甲烷染料，如酸性品紅；酞類染料，如鄰甲酚酞；氧雜蒽染料，如2’，7’-二氯熒光黃、曙紅B；雜環吖啶芳族，如吖啶橙；二苯甲烷染料，如金胺O；三苯甲烷染料，如堿性品紅；陽離子噻嗪染料，如天青C；陽離子蒽醌染料，如堿性藍47；酞菁類染料，如酞菁銅；季銨化酞菁類染料，如alcec藍；陽離子聚甲炔染料，如astrazon橙G；蒽醌類，如茜素；中性復合物染料，如天青A eosinate；萜烯類染料，如反式-β-胡蘿卜素；和它們的組合。
在本發明的一個任選實施方案中，著色劑為磺酞pH指示劑，例如，但不限于，溴甲酚綠、間甲酚紫、甲酚紅、氯酚紅、溴百里酚藍、溴鄰苯三酚紅、溴二甲苯酚藍、溴酚藍，以及它們的組合。處于酸性狀態時，磺酞類指示劑具有“中性的”電荷，典型地為黃色。中性的電荷增加了這些pH指示劑在上述第一接合劑中的溶解度。當與pH值大于它們的pKa值的液體接觸時，如尿，磺酞類pH指示劑典型地變成藍-綠色。
在本發明的另一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可包含兩個或多個著色劑，每一個具有至少一種不同的第一和第二狀態，即不同的pKa值、pH和酶引發物等、顏色或其它性質。不同的第一和第二狀態可使得提供關于制品相對充盈度/濕度信息或僅僅提供娛樂和/或美觀性的交互性畫面、序列、或標記更容易。例如，濕度指示劑組合物可包含一個與尿接觸變藍的著色劑和另一個與尿接觸變紅的著色劑。可供選擇地，與液體如尿、月經、血等接觸時，一部分圖形出現而另一部分消失。
在本發明的另一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可包含兩個或多個著色劑，每個著色劑具有的第一和第二狀態相同。
著色劑在組合物中的用量典型地為有效指示液體存在的量，按組合物的重量計，優選地為約0.001％至約5％，更優選地為約0.005％至約2％，甚至更優選地為約0.01％至約1％。
(b)基質本發明的組合物包括基質，該基質包含第一和第二接合劑，這兩種接合劑將在本文更詳細地舉例說明。基質的作用是在與液體接觸之前、之中和之后將著色劑保留在適當的位置。本發明的基質優選高度防止著色劑滲漏，并且優選地在高濕度環境下防止過早活化。當與液體如尿、月經、血等接觸時，該基質使得有足夠的液體與著色劑接觸并引起外觀的變化。同時基質防止著色劑在其初始顏色狀態或最終顏色狀態從基質中滲漏到周圍的環境中，如一次性吸收制品的吸收芯。
滲漏抑制特別有益于將基質中的著色劑固定在底物上，例如，一次性吸收制品的底片，而不會使著色劑通過一次性吸收制品的各部分自由擴散，如吸收芯、頂片等。此外，還可生產更清晰和更明顯的濕度指示劑圖案，其中著色劑被固定在基質中。如以上所提到的，從濕度指示劑圖案中擴散出來的著色劑看起來不清楚且不明顯。
此外，當濕度指示劑組合物被粘合在底物上時，基質、因而組合物應具有足夠的潮濕和干燥附著力和/或柔韌性以將其完全保留在底物上。換句話講，組合物應保持足夠的柔韌性和附著力以防止部分組合物分離，例如，部分組合物從剩余的組合物和/或底物上脫離或剝落。
包括第一和第二接合劑的基質在組合物中的用量典型地為能夠使著色劑充分固定的量，按組合物的重量計，優選地為約5％至約95％，更優選地為約10％至約80％，甚至更優選地為約25％至約75％。
(i)第一接合劑第一接合劑可以是當著色劑處于初始顏色狀態時使著色劑固定的任何物質。有許多物質適合用作本發明濕度指示組合物的第一接合劑。選擇作為第一接合劑的物質可以是當著色劑處于初始顏色狀態時使其固定的任何物質。在本發明的一個實施方案中，可能的第一接合劑包括，但不限于，松香酯、聚合松香、苯乙烯化萜烯、多萜烯樹脂、萜烯酚醛塑料，以及它們的組合。
在本發明的一個任選實施方案中，第一接合劑是松香酯。松香酯，也稱為酯樹膠，是通過松香與多元醇，如甘油的酯化作用獲得的“化合物”。松香是從一種松樹，如長葉松的分泌物中提取松脂后剩下的樹脂。一種合適的松香酯是購自Arizona Chemical Incorporated(Jacksonville，FL)的Sylvatac RE99-70。
除了作為合適的第一接合劑以外，松香酯也還是這些濕度指示劑組合物中一些其它任選成分的有效溶劑。此外，不受理論的約束，松香酯的酸性據信有助于保持特別的著色劑，例如，但不限于，pH指示劑。
當著色劑處于初始顏色狀態時第一接合物質使其固定。當著色劑處于初始顏色狀態時第一接合物質如何使其固定，取決于第一接合物質和著色劑是什么。例如，如果著色劑處于其初始顏色狀態時為不帶電荷的長鏈分子，而第一接合物質為別的不帶電荷的長鏈分子，那么形成的鍵可能是，例如，共價鍵、氫鍵等等。另一個例子，如果著色劑處于其初始顏色狀態時是總電荷為零的分子，如兩性離子，而第一接合物質為不帶電荷的長鏈分子，那么形成的鍵可能是，例如，共價鍵、氫鍵、極性共價鍵等等。
在本發明的一個實施方案中，當著色劑處于其初始顏色狀態時，第一接合劑通過一個或多個力使著色劑固定，這些力選自附著力、氫鍵、極性共價鍵、范德華力、偶極-偶極力、色散力和它們的組合組成的組。
第一接合劑在組合物中的用量典型地為使初始狀態的著色劑充分固定的量，按組合物的重量計，優選地為約4％至約90％，更優選地為約10％至約75％，甚至更優選地為約20％至約65％。
(ii)第二接合劑第二接合劑可以是當著色劑處于最終顏色狀態時使該著色劑固定的任何物質。有許多物質適用作本發明的濕度指示劑組合物的第二接合劑。
在本發明的一個實施方案中，第二接合劑可選自，但不限于季銨化合物，例如但不限于，乙氧基化的季銨化合物、烷基三甲基銨化合物、二烷基二甲基銨季化合物等等；胺酸鹽；聚丙烯酰胺丙基氯化三銨；甜菜堿，例如但不限于，烷基甜菜堿、烷基酰氨基甜菜堿、咪唑啉甜菜堿；季銨化聚乙烯吡啶；氨基胺酸鹽；聚亞胺酸鹽；聚乙烯亞胺酸鹽；陽離子聚丙烯酰胺；聚乙烯胺酸鹽；陽離子紫羅烯聚合物；聚乙烯基咪唑啉鹽；季銨化的硅氧烷化合物，例如但不限于，diquaternary聚二甲基硅氧烷；聚乙烯醇季物質；陽離子瓜耳膠；聚二甲基二烯丙基氯化銨；陽離子交換樹脂；陰離子交換樹脂；乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨的共聚物；酸化的聚乙稀基聚吡咯烷酮；酸化的乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯共聚物；酸化的乙烯基吡咯烷酮和二甲氨基甲基丙烯酸乙酯共聚物；乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨的共聚物；季銨化乙烯基吡咯烷酮和二甲氨基甲基丙烯酸乙酯共聚物；酸化的乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯共聚物；酸化的乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸共聚物；陽離子高分子電解質聚合物；陽離子粘土，例如但不限于，鈉蒙脫石、蛭石、高嶺石；與季化合物反應的粘土，如氯化四甲銨；聚季銨；酸化的n-烷基-2-吡咯烷酮；聚丙烯酸聚合物；C8C24有機酸，例如但不限于，硬脂酸；和它們的組合。
在本發明的一個任選實施方案中，第二接合劑選自季銨化合物、陽離子粘土、聚丙烯酸聚合物、有機酸，以及它們的組合。合適的季銨化合物的實施例包括，但不限于，二甲基(2-乙基已基氫化牛油烷基)甲酯硫酸銨、椰子烷基甲基[乙氧基化(15)]氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基甲酯硫酸銨、十八烷基三甲基氯化銨、二椰子烷基二甲基氯化銨、二(氫化牛油烷基)二甲基氯化銨，和二硬脂酰二甲基氯化銨。
一種合適的季銨化合物是二甲基(2-乙基已基氫化牛油烷基)甲酯硫酸銨，其以商品名HTL8(W)-MS購自Akzo Incorporated，Chicago，IL。另一種合適的季銨化合物是椰子烷基甲基[乙氧基化(15)]氯化銨，其以商品名Ethoquad C/25同樣購自Akzo Incorporated，Chicago，IL。
應當指出與季化合物或任何具有一個或多個陽離子基團的第二接合劑相關的相反陰離子，不特別限于氯離子。也可以使用其它陰離子，其非限制性實施例包括甲酯硫酸根和硝酸根。類似的，任何合適的相反陽離子，例如但不限于鈉、鉀、鈣、銨、取代銨等也可以與具有一個或多個陰離子基團的第二接合劑相關。
當著色劑處于最終顏色狀態時第二接合物質使其固定。當著色劑處于最終顏色狀態時第二接合物質如何使其固定，取決于第二接合物質和著色劑的化學組成。例如，如果著色劑處于最終顏色狀態時為陰離子長鏈分子，而第二接合物質為陽離子分子，那么形成的鍵可能是，例如，離子鍵、共價鍵等等。另一個例子，如果著色劑處于最終顏色狀態時為陽離子分子，而第二接合劑為陰離子長鏈分子，那么形成的鍵可能是，例如，離子鍵、共價鍵等等。
在本發明的一個實施方案中，當著色劑處于其最終顏色狀態時，第二接合劑通過一個或多個力使著色劑固定，這些力選自共價鍵、離子鍵和它們的組合。
不受理論的約束，據信當著色劑處于其最終顏色狀態為陰離子，而第二接合劑為陽離子時，或當著色劑處于其最終顏色狀態時為陽離子，而第二接合劑為陰離子時，第二接合劑與著色劑形成離子性結合的凝聚層。例如，當與著色劑的最終顏色狀態相聯系的最終狀態為尿的pH時，著色劑與尿接觸將使著色劑變為其最終顏色狀態，即陰離子，并且它與陽離子的第二接合劑形成離子鍵。凝聚層的形成是由于著色劑與第二接合劑的相反電荷之間強烈的庫侖相互作用。在著色劑和第二接合劑之間形成的凝聚層復合物中和了兩者的電荷，并且顯著降低了兩者在極性溶劑如水或尿中的溶解度，因此顯著抑制著色劑從基質中滲出。另外，因為陽離子和陰離子物質兩者的電荷通過凝聚層的形成被中和，所以該凝聚層復合物在本質上更疏水。凝聚層的疏水性導致了凝聚層和基質組分之間分子間力的增加。這些分子間力還可限制著色劑擴散或流動到含水的環境，如尿中。
在本發明某些任選實施方案中，使用陽離子季銨化合物作為第二接合劑還有加深或增強某些著色劑的顏色變化的作用，尤其是那些屬于磺酞類的pH指示劑。不受理論的約束，據信這種加深是由于幾種可能的因素1)季銨原材料中的堿性雜質，2)由于凝聚層形成產生的吸收偏移和吸收系數增加，和/或3)增加了處于最終顏色狀態著色劑的形成。
第二接合劑在組合物中的用量典型地為使處于第二狀態的著色劑充分固定的量，按組合物的重量計，優選地為約0.5％至約20％，更優選地為約0.5％至約15％，甚至更優選地為約0.5％至約10％。
第一接合劑與第二接合劑的比率在本發明的一個任選實施方案中，第一接合劑與第二接合劑的比率優選為約2∶1至約40∶1，更優選地為約5∶1至約25∶1，甚至更優選地為約8∶1至約20∶1。
任選附加成分在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可包括任選成分，包括，但不限于，穩定劑、表面活性劑、結構添加劑和它們的組合。
如果存在，任選附加成分在組合物中的用量典型地為有效提供任選附加成分有益效果的量，按組合物的重量計，優選地為約0.001％至約50％，更優選地為約0.1％至約40％，甚至更優選地為約1％至約35％。
(c)穩定劑在本發明的一個任選實施方案中，本發明的濕度指示劑組合物可包括穩定劑。當著色劑為pH指示劑時，尤其優選包括穩定劑。
在本發明的一個實施方案中，任選穩定劑為酸性穩定劑。在本發明的另一個實施方案中，任選穩定劑為堿性穩定劑。
不受理論的約束，據信即使體系暴露在高濕度的環境中，包含的穩定劑可通過在著色劑周圍保持穩定的pH，如在低pH環境中使用酸性穩定劑，起到穩定著色劑的作用使其不因暴露在潮濕的環境中而過早變化。保持穩定的pH環境使得著色劑，特別是當著色劑為pH指示劑時，保持在其初始顏色狀態。高濕度時穩定濕度指示劑配方特別有效的酸性穩定劑包括，但不限于有機酸，例如但不限于，脂肪酸如硬脂酸、棕櫚酸、水果酸如檸檬酸，和水楊酸；酯，例如，檸檬酸酯如檸檬酸單硬脂酸、甘醇酸酯酯、乳酸酯；含磷有機酸，例如，單硬脂酰磷酸酯；醚羧酸；N-酰基sarcosinicacids；N-酰基谷氨酸；N-酰基乙二胺三乙酸；烷烴磺酸；α-烯烴磺酸；α-磺酸脂肪酸甲酯；硫酸酯；無機酸，如磷酸；和它們的組合。合適的堿性穩定劑的實施例包括，但不限于單乙醇胺；二乙醇胺；三乙醇胺；二亞丙基三胺；二異丙胺(diiosopropyl amine)；有機二胺，例如，但不限于，1，3-二(甲胺)-環己烷、1，3-戊二胺；無機堿，例如但不限于，氫氧化鈉、氫氧化鎂，以及它們的組合。
如果存在，穩定劑在組合物中的用量典型地為有效穩定著色劑的量，按組合物的重量計，優選地為約0.001％至約30％，更優選地為約0.1％至約20％，甚至更優選地為約1％至約15％。
(d)表面活性劑在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物包含表面活性劑。不受理論的約束，據信任選表面活性劑將提供或增強組合物的相穩定性和可潤濕性，并且還可增加著色劑與液體如尿接觸時從其初始顏色狀態變至其最終顏色狀態的速度。合適的，但非限制性的表面活性劑實施例包括，但不限于，陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑。合適的表面活性劑的非限制性實施例包括乙氧基化醇；烷氧基化烷基化合物例如，但不限于，PEG-20硬脂酸酯；末端基團-封端的烷氧基化醇；烷氧基化甘油基；聚甘油基烷基化合物例如，但不限于，PEG-30甘油基硬脂酸酯；甘油基烷基化合物例如，但不限于，甘油基硬脂酸酯；烷氧基化氫化蓖麻油；甾醇衍生表面活性劑例如，但不限于，烷氧基化羊毛脂、氫化羊毛脂；烷氧基化脫水山梨糖醇烷基化合物；蔗糖衍生表面活性劑例如，但不限于，烷基苷和蔗糖酯；泊洛沙姆；聚山梨酸酯；磺基琥珀酸烷基酯和它們的組合。
不受理論的約束，當濕度指示劑組合物施用于底物上時，據信表面活性劑將通過降低濕度指示劑組合物在底物上的接觸角來提高附著力。接觸角的降低導致潤濕性增強使得濕度指示劑組合物可更有效地涂覆在底物上。
如果存在，任選表面活性劑在組合物中的用量典型地為表面有效量，按組合物的重量計，優選地為約0.1％至約30％，更優選地為約1％至約25％，甚至更優選地為約5％至約25％。
(e)結構添加劑在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可任選包含任選結構添加劑。任選結構添加劑可包括，但不限于，HLB改性劑、粘度改性劑、附加鍵合劑、硬化劑、著色劑增溶劑、其它任選添加劑和它們的組合。
如果存在，任選結構添加劑在組合物中的用量典型地為結構有效量，按組合物的重量計，優選地為約0.001％至約50％，更優選地為約0.1％至約40％，甚至更優選地為約1％至約35％。
(i)任選HLB改性劑在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可任選包含HLB改性劑。HLB(親水親脂平衡值)改性劑可改變濕度指示劑組合物的HLB比率。HLB改性劑典型地添加至本發明的濕度指示劑組合物中既改變濕度指示組合物的熔點又增加濕度指示劑組合物的疏水性、增加濕度指示劑組合物的柔韌性、增強濕度指示劑組合物在任何底物上的附著力、影響著色劑的滲漏，和/或改變濕度指示劑組合物的濕度抵抗力。合適的HLB改性劑的非限制性實施例包括，但不限于，包括高度支鏈蠟的天然和合成蠟，如微晶蠟、石蠟、聚乙烯蠟、聚乙二醇類蠟、硅氧烷蠟、蜂蠟、地蠟、純地蠟、巴西棕櫚蠟和它們的組合。
如果存在，HLB改性劑在組合物中的用量典型地為有效改變濕度指示劑組合物HLB的量，按組合物的重量計，優選地為約0.1％至約40％，更優選地為約1.0％至約30％，且甚還至更優選地為約1.0％至約25％。
(ii)任選粘度改性劑在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可任選包含任選粘度改性劑。不受理論的約束，據信這些粘度改性劑將有助于增加濕度指示劑配方的柔韌性和附著力。合適的粘度改性劑包括，但不限于聚合增稠劑，例如，但不限于，在橡膠分子的兩端具有聚苯乙烯嵌段的嵌段共聚物、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、氫化蓖麻油聚合物、脂肪酸的金屬鹽、二氧化硅和/或衍生二氧化硅、有機粘土例如，但不限于，改性或非改性鋰蒙脫石和膨潤土、改性粘土，例如，但不限于，改性合成鋰皂石粘土、二亞芐基山梨醇、烷基半乳甘露聚糖、氫氧化鋁鎂硬脂酸酯(或鹽)/油混合物、月桂酰谷氨酸二丁基酰胺，以及它們的組合。
在本發明的一個任選實施方案中，粘度改性劑為乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物樹脂，如購自DuPont Incorporated(Wilmington，DE)的Elvax品牌的EVA。
如果存在，任選粘度改性劑在組合物中的用量典型地為有效改變濕度指示劑組合物粘度的量，按組合物的重量計，優選地為約0.01％至約15％，更優選地為約0.1％至約10％，甚至更優選地為約1.0％至約10％。
(iii)任選硬化劑在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可任選包括任選硬化劑。合適的硬化劑的說明性但非限制性實施例包括C14-C22脂肪醇、C23-C60醇、C14-C22脂肪酸、C23-C60羧酸、氫化植物油、聚合物、脫水山梨糖醇酯、其它高分子量酯(除了松香酯)，以及它們的組合。
如果存在，任選硬化劑在組合物中的用量典型地為有效硬化濕度指示劑組合物的量，按組合物的重量計，優選地為約1％至約50％，更優選地為約1％至約30％，甚至更優選地為約1％至約20％。
(iv)其它任選添加劑本發明的濕度指示劑組合物可任選包含其它任選添加劑。這種任選輔助成分的說明性但非限制性實施例包括加工助劑、防腐劑、附加鍵合劑、著色劑增溶劑、顏色調節劑如D&C Green#6、D&C Red#17、D&C紫#2、D&C黃#11等等、螯合劑、抗氧化劑、溶劑如水、醇、多元醇如丙二醇等，以及它們的組合。
如果存在，其它任選附加成分在組合物中的用量典型地為有效提供任選輔助成分有益效果的量，按組合物的重量計，優選地為約0.001％至約5％，更優選地為約0.002％至約2％，甚至更優選地為約0.003％至約1％。
(f)(c)、(d)和(e)的組合。
在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物可包含任何一個任選成分(c)、(d)和(e)的組合，所有這些在本文將詳細解釋說明。
底物在本發明的一個實施方案中，本發明的濕度指示劑組合物可在底物上和/或底物中。當存在于底物上時，濕度指示劑組合物應典型地被置于底物上和/或底物中，其中底物應被液體如水、尿、月經、血等接觸。底物可包括，但不限于，紡織物、無紡織物、薄膜、海綿，以及它們的組合。底物可包含合成和/或天然物質。在本發明的一個實施方案中，任選底物本身可為制品，如連續的無紡織物。在本發明的另一個實施方案中，濕度指示劑可被施用或粘貼于其上的底物包含任何一個吸收制品的結構部分或其組合，包括，但不限于，底片、頂片、扣件、吸收材料等等，或者可以是附加或施用于產品上的分離部分。在本發明的一個任選實施方案中，濕度指示劑組合物作為整體被施用于吸收制品上。
用于本發明的底物、吸收制品及其結構組分的制造不是本發明的一部分。下列的討論是為了制劑的方便，但不旨在限定本文所用的這類底物。
本文所用術語“吸收制品”(“吸收制品”)是指吸收和容納身體排泄物的物品，更具體地講，是指緊貼或鄰近穿著者的身體以吸收和容納各種排泄物的物品，所述排泄物包括但不限于從身體中排放出的尿、月經、血等等。吸收制品的非限制性實施例包括繃帶、膠布繃帶、傷口敷料、布尿布、一次性吸收制品如一次性尿布、棉塞、緊身短褲襯里、女性衛生護墊等等。本文所用術語“一次性的”是指通常作為吸收制品不打算洗滌或恢復或再使用的吸收用品(即，它們被用于在一次使用后丟棄，并優選將其回收利用、堆肥處理或以其它環境相容的方式拋棄)。本發明使用的術語“尿布”是指通常由嬰兒和下部軀體失禁者穿著的吸收制品。本發明還適用于其它吸收制品，如失禁貼身短內褲、大小便失禁內褲、吸收性插片、訓練褲、尿布固定物和襯墊等。
在本發明的一個實施方案中，一次性吸收制品為一次性尿布。典型地，新式的一次性尿布包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片、優選置于至少部分頂片和底片之間的吸收芯、側片、彈性化腿箍、彈性腰部組件和扣緊系統。在一個實施方案中，一次性尿布的背面被縫合或接合成短褲。這使得所述制品可用作套穿類尿布，如訓練短褲。關于一次性尿布結構、組合和各組分的附加說明性但非限制性信息可存在于Buell的美國專利3,860,003、Buell的美國專利5,151,092、Buell的美國專利5,221,274、1996年9月10日Roe等人的美國專利5,554,145、Buell等人的美國專利5,569,234、Nease等人的美國專利5,580,411、Robles等人的美國專利6,004,306、LaVon等人的美國專利5,938,648、Curro的美國專利5,865,823、Dobrin等人的美國專利5,571,096、Chappell等人的5,518,801、Minetola等人的美國專利4,573,986、Thompson的美國專利3,929,135、Ahr等人的美國專利4,463,045、Curro等人的美國專利4,609,518、Curro等人的美國專利4,629,643、Allen等人的美國專利5,037,416、Freeland等人的美國專利5,269,775、Weisman等人的美國專利4,610,678、Weisman等人的美國專利4,673,402、Angstadt的美國專利4,888,231、Roe的美國專利5,342,338、DesMarais等人的美國專利5,260,345、Robertson的美國專利5,026,364、Buell的美國專利3,848,594、Scripps的美國專利4,846,815、Battrell的美國專利4,946,527、Robertson等人的美國專利4,963,140、Toussant等人的美國專利4,699,622、Buell等人的美國專利5,591,152、Van Gompel等人的美國專利4,938,753、LaVon等人的美國專利5,669,897、Aziz等人的美國專利4,808,178、Aziz等人的美國專利4,909,803、Lawson的美國專利4,695,278，和授予Dragoo的美國專利4,795,454。
在本發明的一個可供選擇的實施方案中，部分吸收制品，如部分或所有頂片、部分或所有阻擋腿箍等，可任選地用本領域所已知的乳液涂敷。合適的乳液的實施例包括，但不限于，那些描述于Roe的美國專利5,607,760、Roe的美國專利5,609,587、Roe等人的美國專利5,635,191、Roe等人的美國專利5,643,588，和Roe等人的美國專利5,968,025。
可通過任何液體或半液體的形式將濕度指示劑施用到底物上，如本領域已知的那樣，包括，但不限于，槽式涂敷、噴霧、凹版印刷、噴墨印刷和數碼印刷。可供選擇地，濕度指示劑可為通過附著粘合、化學粘合或分子間力粘合粘貼到底物上的固體或半固體物質。多個指示劑可以重疊或非重疊排列施用到同一個底物上。可通過使用對流傳質，如果需要蒸發溶劑，或對流或傳導傳熱，例如通過空氣或冷鑄鐵滾筒等冷卻，來加速固化過程。
當存在于底物上時，濕度指示劑組合物優選提供在產品被使用時可從底物外部看出的標記，例如可被穿著者、護理人員、父母等看見。換句話說，濕度指示劑組合物被粘貼在底物的一部分，該部分使它能夠與液體如尿、月經、血等進行流體傳輸，并且使初始顏色狀態到最終顏色狀態的變化可被觀察者看到。例如，能通過底物和/或吸收制品，如一次性尿布制品的底片或面向外衣的遮蓋物看到顏色或對比度的變化，所述制品也與沉積在底物吸收芯和/或吸收制品上的液體如尿、月經、血等進行流體傳輸。
在本發明的一個任選實施方案中，著色劑從其初始顏色狀態到最終顏色狀態的變化可在濕度指示劑組合物與液體如尿、月經、血等接觸后短時間內被看到。在本發明的一個可供選擇的優選實施方案中，著色劑從其初始顏色狀態至最終顏色狀態的變化可在液體如尿、月經、血等與濕度指示劑組合物接觸后約15分鐘內被看到，更優選在約5分鐘內。
在本發明的另一個任選實施方案中，底物或包含底物的吸收制品可設計成使液體如尿、月經、血等與底物或各種吸收量的吸收制品的特定區域內的濕度指示劑組合物相接觸。例如，可將一次性尿布設計成第一次排尿時使尿與位于該產品襠區的濕度指示劑組合物相接觸，只有在一次性尿布內的尿量達到預定的閾值后，才與一次性尿布的其它區域的濕度指示劑組合物相接觸。例如，一次性尿布的吸收芯可具有有限的能力將尿液在一次性尿布的特定區域分散直至它包含足夠的尿液使在該區域濕度指示劑中的著色劑從其初始顏色狀態變至其最終顏色狀態，因此可防止制品鄰近區域的濕度指示劑組合物發生變化直至一次性尿布中吸收的總尿量增加到一定量。隨著一次性尿布內吸收總尿量的增加，一次性尿布的更多區域將包含足夠的尿以使位于這些區域的濕度指示劑中的著色劑從其初始顏色狀態變至其最終顏色狀態。
濕度指示劑組合物可以任何所需的圖案或外形位于底物上，包括，但不限于，帶、點、幾何形狀、不規則形狀、由字母數字組成的字符、動物的圖形表示、無生命物體的圖形表示、卡通人物、人形圖像、標志、商標和它們的任何組合或排列。濕度指示組合物可以任何方式或持久的圖形，如一次性吸收制品外表面上的持久圖形一起使用。
在本發明的一個實施方案中，當濕度指示劑組合物存在于底物上時，其用量典型地為有效使標記可見的量，優選地為約1g每平方米(gsm)至約100gsm，更優選地為約5gsm至約60gsm，甚至更優選地為約10gsm至約30gsm。然而，可以理解底物上濕度指示劑的量應取決于許多因素，例如但不限于，底物類型(例如，厚度、薄、不透明、龐大、致密、其它物理性質等)、底物材料、底物的預期用途(如一次性尿布、緊身短褲襯里、繃帶等)、用于施用濕度指示劑組合物的方法、干燥時或與液體接觸后標記的所需強度、底物上濕度指示劑組合物的所需圖案或外形，以及它們的組合。
關于在底物和/或一次性吸收制品中和/或上引入濕度指示組合物的其它信息可見公開在公布于1977年5月10日Timmons的美國專利Nos.4,022,211；公布于2001年10月2日Olson的美國專利6,297,42；公布于2001年10月23日Cammarota的美國專利6,307,119；和以Cammarota的名義提交于2001年8月13日，公布于2002年1月17日的題目為“Absorbentarticles having wetness indicating graphics incorporating a training zone”的美國專利申請20020007162A1；和以Olson的名義提交于2001年7月24日、公布于2001年12月20日且題目為“Absorbent articles having wetnessindicating graphics providing an interactive training aid”的20010053898A1；以及公布于2000年12月21日并轉讓給Kimberly-Clark Worldwide Inc.的WO 00/76438和公布于2000年12月21日并轉讓給Kimberly-ClarkWorldwide Inc.的WO 00/76443。
實施例實施例1
1松香的偏酯，(Sylvatac RE 99-70購自Arizona Chemical，Jacksonville，FL)2W835微晶蠟，購自Crompton，Petrolia，PA3乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Elvax 240購自DuPont，Wilmington，DE)4硬脂基磷酸酯，(MAP180購自Uniqema，Wilmington，DE)5第二接合劑為兩種陽離子物質的混合物。該混合物為75％或按組合物重量計3.0％的二甲基(2-乙基已基氫化牛油烷基)甲酯硫酸銨，(HTL8(W)-MS)，購自Akzo Incorporated，Chicago，IL)和25％或按組合物重量計1.0％的椰油烷基甲基[乙氧基化(15)]氯化銨(Ethoquad C/25購自Akzo Incorporated，Chicago，IL)。
6溴甲酚綠，Free Acid購自Curtiss Labs，Bensalem，PA7C20-C40 Pareth-10(Performathox 450購自New Phase Incorporated，SugarLand，TX)可如下完成實施例1A和1B混合HLB改性劑和粘度改性劑，并將混合物于120℃加熱大約5小時或直至完全熔融。將此HLB/粘度改性劑預混物的加熱減小至100℃并繼續攪拌。在另一個干凈的玻璃容器中，將第一接合劑、穩定劑和表面表面活性劑混合。于90℃加熱并攪拌此混合物直至完全熔融。將HLB/粘度改性劑預混物加入到第一接合劑/穩定劑/表面活性劑的混合物中，并于90℃加熱和攪拌。在此混合物中加入第二接合劑，并攪拌至溫度達到90℃。最后，在此混合物中加入著色劑，并于90℃攪拌大約1小時直至該混合物澄清、透明并為淺橙色。
盡管已說明和描述了本發明的具體實施方案，但顯而易見的是，本領域的技術人員可在不背離本發明的精神和保護范圍的情況下作出各種變化和修改。因此有意識地在附加的權利要求書中包括屬于本發明范圍內的所有這些變化和修改。
權利要求
1.濕度指示組合物，所述組合物包含(a)著色劑，所述著色劑具有初始顏色狀態和最終顏色狀態，所述初始顏色狀態與所述組合物的第一狀態有關，而所述最終顏色狀態與所述組合物的第二狀態有關；和(b)基質，所述基質包含第一接合劑和第二接合劑的混合物；其中當所述著色劑處于其所述初始顏色狀態時，所述第一接合劑使其固定，而當所述著色劑處于其所述最終顏色狀態時，所述第二接合劑使其固定。
2.權利要求1的濕度指示組合物，其中所述第一接合劑通過一個或多個力使所述著色劑固定，所述力選自基本上由附著力、氫鍵、極性共價鍵、范德華力、離子力、偶極-偶極力、色散力以及它們的組合組成的組。
3.權利要求1或2的濕度指示組合物，其中所述第二接合劑通過共價鍵、離子鍵以及它們的組合使所述著色劑固定。
4.如權利要求1至3中任一項所述的濕度指示組合物，所述組合物還包含選自下列的一個或多個(c)穩定劑；(d)表面活性劑；(e)結構添加劑；和(f)(c)、(d)和(e)的組合。
5.如權利要求1至4中任一項所述的濕度指示組合物，其中所述組合物的所述第一狀態為第一個pH值，所述組合物的所述第二狀態為第二個pH值，其中所述第二個pH值不同于所述第一個pH值，并與尿的pH基本相同。
6.如權利要求1至5中任一項所述的濕度指示組合物，其中所述第一接合劑與所述第二接合劑的比率為2∶1至40∶1。
7.如權利要求1至6中任一項所述的濕度指示組合物，其中所述著色劑為pH指示劑。
8.如權利要求1至7中任一項所述的濕度指示組合物，其中所述第一接合劑為松香酯。
9.包含如權利要求1至8中任一項所述的濕度指示組合物的一次性吸收制品，其中所述組合物粘貼到所述一次性吸收制品的結構部分。
10.權利要求9的一次性吸收制品，其中所述濕度指示組合物以一種或多種圖案粘貼到所述制品上，所述圖案選自帶、點、幾何形狀、不規則形狀、字母數字符號、人形圖案、動物的圖形表示、無生命物體的圖形表示、卡通人物、標志、商標以及它們的組合。
全文摘要
提供了具有改善的著色劑保留和耐久性的濕度指示組合物和包含這種濕度指示組合物的可穿用制品。
文檔編號A61F13/15GK1625379SQ03802997
公開日2005年6月8日 申請日期2003年2月19日 優先權日2002年2月19日
發明者托馬斯·J·克洛夫塔, 布蘭登·E·懷斯, 唐納德·C·羅 申請人:寶潔公司