Настоящая заявка претендует на приоритет предварительной патентной заявки, серийный номер US 61/419981, озаглавленной "Композиция, изменяющая цвет", поданной в Ведомство США по патентам и торговым знакам 10 декабря 2010 года. Предварительная патентная заявка под серийным номером US 61/419981 полностью включена в настоящее описание посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к гомогенной изменяющей цвет композиции, которая включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса, нейтральное поверхностно-активное вещество и органический растворитель. Гомогенная композиция, изменяющая цвет, может быть нанесена на подложку печатанием. Нанесение гомогенной композиции, изменяющей цвет, на подложку может вызывать изменение цвета этой подложки при изменении физических или химических свойств среды, окружающей подложку с нанесенной на нее композицией. Например, подложка с нанесенной композицией может представлять собой нетканый материал, который применяют в качестве компонента абсорбирующего изделия. В присутствии мочи гомогенная композиция, изменяющая цвет, может становиться бесцветной.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многие товары, включающие потребительские товары и специализированные изделия, эффективнее используются непосредственными пользователями, если они включают деталь, которая указывает на определенное состояние или степень использования. Примером визуального индикатора является цветовой индикатор. Цветовые индикаторы могут указывать либо на изменение состояния, либо степени использования изделия посредством перехода от "цветного" к "бесцветному" (или наоборот) или посредством перехода от одного цвета к другому цвету.
Примеры состояний, которые можно отслеживать с помощью цветовых индикаторов, включают физические состояния, такие как наличие влаги, и химические состояния. Примеры более эффективно используемых потребительских товаров, обеспечивающих большее количество преимуществ непосредственному пользователю за счет включения подходящего цветового индикатора, включают абсорбирующие изделия, салфетки для лица, банные впитывающие полотенца, бумажные полотенца, бытовые чистящие изделия и салфетки для личной гигиены. Примеры более эффективно используемых специализированных изделий, обеспечивающих большее количество преимуществ непосредственному пользователю за счет включения подходящего цветового индикатора, включают изделия для медицинского использования, защитную одежду, промышленные чистящие изделия и нетканые материалы.
Цветовые индикаторы хорошо известны и доступны в различных формах. Требуемые эксплуатационные характеристики включают долговечность и хорошее удержание (т.е. цветовой индикатор должен оставаться там, куда его поместили, и не просачиваться в другие компоненты изделия, в котором он находится). В зависимости от применения изделия также может быть желательно, чтобы структура, в которую помещают цветовой индикатор, была смачиваемой, но нерастворимой в воде. Для того чтобы пользователю было легче определить изменение физического состояния изделия также может быть желательно, чтобы цветовой индикатор имел отчетливое или резкое изменение цвета и малое время реагирования. Для нанесения цветового индикатора на компонент изделия также может быть желательно, чтобы цветовой индикатор можно было наносить в жидком виде при комнатной температуре (стандартный диапазон, установленный Американской Ассоциацией инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. (ASHRAE)), составляет от 20°C до 25°C при относительной влажности от 40% до 60%). Если при комнатной температуре цветовой индикатор находится в жидком состоянии, то он может быть легко нанесен печатанием (подобно красочным композициям) на требуемый компонент изделия.
Примеры включения цветовых индикаторов в уже имеющиеся потребительские товары включают подгузники, имеющие датчики влажности. Некоторые датчики влажности, включаемые в подгузники, обесцвечиваются при контакте с влагой, в то время как другие при контакте с влагой окрашиваются (т.е. цвет появляется при растворении индикатора в воде). Концепция включения композиции, изменяющей цвет, в пригодное для ношения изделие (например, одноразовый подгузник) известна в данной области техники. Например, опубликованная патентная заявка US 2010/0030173, Song et al. (далее "публикация ′173"), относится к датчику влажности, предназначенному для абсорбирующего изделия. Изменяющая цвет композиция согласно публикации ′173 включает электронодонорный лейкокраситель и электронодефицитный реципиент. Композиция, указывающая на наличие влаги, может включать поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активные вещества могут представлять собой неионные поверхностно-активные вещества, ионные поверхностно-активные вещества или их смесь. Композиция, указывающая на наличие влаги, согласно публикации ′173 меняет цвет от исходного на менее интенсивный и, возможно, полностью обесцвечивается под воздействием содержащих воду жидкостей. Композиция, указывающая на наличие влаги, согласно публикации ′173 может обесцвечиваться при длительном воздействии и при воздействии повышенных количеств жидкости, содержащей воду. Интенсивный цвет индикаторных материалов выцветает пропорционально количеству жидкости, содержащей воду, и продолжительности контакта с ней (т.е. композиция может указывать на различные степени или уровни влажности в течение времени). Несмотря на то, что композиции, указывающие на наличие влаги, согласно публикации ′173 могут становиться бесцветными, эти композиции не обеспечивают быстрого и отчетливого изменения цвета после воздействия содержащих воду жидкостей. Присутствие поверхностно-активного вещества, содержащегося в композиции согласно публикации ′173, не требуется для исчезновения цвета.
Другой пример композиции, изменяющей цвет, известный в данной области техники, представляет собой краска (чернила), применяемая для письма с помощью инструментов. Иногда бывает желательно удалить знаки, случайно нанесенные такой краской на бумагу, стены или мебель. Например, патент US 5417748, Kawashima (далее "патент ′478") относится к пишущему инструменту, содержащему цветные чернила. Цветные чернила согласно патенту ′478 состоят из определенных электронодонорных окрашивающих соединений и определенных электроноакцепторных проявляющих соединений. Цветные чернила согласно патенту ′478 превращаются из цветных в бесцветные при воздействии на них жидкостей, содержащих воду. Цветные чернила согласно патенту ′478 предназначены для удобного и полного удаления краски с поверхности. При использовании цветных чернил согласно патенту ′478 не обязательно, чтобы чернила оставались на поверхности, на которую они нанесены, до тех пор, пока композиция не изменит цвет. При использовании цветных чернил согласно патенту ′478 также не требуется быстрое и отчетливое изменение цвета. Таким образом, патент ′478 не устраняет необходимость введения в цветные чернила дополнительных компонентов, кроме электронодонорных окрашивающих соединений и электроноакцепторных проявляющих соединений.
Несмотря на то, что композиции, изменяющие цвет, известные в данной области техники, обеспечивают получение некоторых полезных эффектов, все еще имеется необходимость создания композиции, обеспечивающей быстрое и отчетливое или резкое изменение цвета, облегчающее считывание сигнала, создаваемого композицией, нанесенной на изделие. Кроме того, имеется необходимость создания долговечной композиции, которая прочно закреплена в требуемой части изделия. Если цель применения композиции состоит в обнаружении влажности, то имеется необходимость создания водостойкой и нерастворимой в воде композиции. Также имеется необходимость создания композиции, которая может быть нанесена на подложку печатанием. Дополнительно имеется необходимость создания композиции, которая может быть нанесена, например, печатанием, при комнатной температуре, то есть композиции, которая может быть нанесена на подложку без нагревания. В дополнение к требованиям, перечисленным выше, имеются требования, предъявляемые к многокомпонентным материалам, которые представляют собой компоненты абсорбирующих изделий для личной гигиены, например, одноразовых подгузников. В частности, имеется необходимость создания изменяющей цвет композиции, сохраняющей свою эффективность при ее использовании в сочетании с материалом внешнего покрытия.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к гомогенной изменяющей цвет композиции, которая включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса, нейтральное поверхностно-активное вещество и органический растворитель. Когда композиция, изменяющая цвет, находится в сухом состоянии, лейкокраситель и кислота Льюиса образуют окрашенные комплексы. Механизм исчезновения цвета композиции включает воздействие на композицию, изменяющую цвет, жидкости на водной основе (например, воды или мочи).
Другой аспект настоящего изобретения относится к многокомпонентному материалу, который включает слой, нанесенный печатанием на подложку. Слой, нанесенный печатанием, включает гомогенную композицию, изменяющую цвет. Гомогенная композиция, изменяющая цвет, включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса и нейтральное поверхностно-активное вещество.
Другой аспект настоящего изобретения относится к одноразовому абсорбирующему изделию, включающему многокомпонентный материал, который включает подложку и слой пленки, находящийся на подложке. Слой пленки включает композицию, изменяющую цвет, которая содержит от 20% до 95% образующего матрицу компонента; от 0,1% до 10% лейкокрасителя; от 1% до 20% кислоты Льюиса; и от 2% до 50% нейтрального поверхностно-активного вещества.
Эти и другие аспекты изобретения более подробно описаны ниже. Кроме того, следует понимать, что приведенное выше обобщенное описание и последующее подробное описание приведены для примера и предназначены для лучшего разъяснения предлагаемого изобретения.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем описании изобретения рассмотрены различные его компоненты, элементы, конструкции, конфигурации, структуры и другие признаки, которые также могут быть индивидуально или собирательно названы термином "пример (примеры) осуществления" изобретения или аналогичными терминами. Следует понимать, что различные формы рассматриваемого изобретения могут включать один или более из его различных признаков и примеров осуществления, и такие признаки и примеры осуществления могут быть применены в любой требуемой функциональной комбинации.
Также следует отметить, что в настоящем описании термины "включает", "включающий" и другие производные от основного термина "включать" представляют собой неограничивающие термины, которые определяют наличие любых названных признаков, элементов, целых чисел, этапов или компонентов и не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, элементов, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.
Настоящее изобретение относится к гомогенной композиции, изменяющей цвет, которая включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса, нейтральное поверхностно-активное вещество и органический растворитель. Образующий матрицу компонент может представлять собой нерастворимый в воде пленкообразующий полимер или основу для краски, например, лак (олифу) на основе органического растворителя. Лейкокраситель может быть выбран из красителей типа фталидов или флуорана. Кислота Льюиса может представлять собой кислоту Льюиса на основе соли металла. Нейтральное поверхностно-активное вещество может представлять собой нейтральное поверхностно-активное вещество на основе блок-сополимера. Композиция, изменяющая цвет, может быть растворена в органическом растворителе.
В частности, изобретение относится к композиции, изменяющей цвет, которая содержит по меньшей мере один лейкокраситель и по меньшей мере одну кислоту Льюиса. Лейкокраситель представляет собой электронодонорный компонент, а кислота Льюиса представляет собой электроноакцепторный компонент. Лейкокраситель и кислота Льюиса образуют окрашенные комплексы, когда композиция, изменяющая цвет, находится в сухом состоянии. Механизм обесцвечивания композиции включает воздействие на изменяющую цвет композицию жидкости на водной основе (например, воды или мочи). Кислота Льюиса имеет большее сродство с водой, чем лейкокраситель, и композиция обесцвечивается. Композиция может служить индикатором влажности, поскольку она быстро и отчетливо обесцвечивается в присутствии воды за счет того, что кислота Льюиса, имеющая большее сродство с водой, отщепляется от комплекса с лейкокрасителем.
Образующий матрицу компонент композиции, изменяющей цвет, может включать один или более нерастворимых в воде пленкообразующих полимеров и/или одну или более основ для краски, например, лак на основе органического растворителя. Частично функции образующего матрицу компонента состоят в образовании связующей матрицы, которая предотвращает значительное выщелачивание других компонентов изменяющей цвет композиции, например, поверхностно-активного вещества, лейкокрасителя и кислоты Льюиса, при намокании композиции, и обеспечивает величину вязкости, подходящую для выполнения печати. Одним из полезных свойств изменяющей цвет композиции, включающей пленкообразующий полимер, является то, что композиция эффективно закрепляется на подложке, что предотвращает отслаивание композиции от подложки при высыхании композиции. Если композиция, изменяющая цвет, содержит нерастворимые в воде полимеры и/или лаки, то окрашенный комплекс с меньшей вероятностью выщелачивается из композиции, изменяющей цвет, в присутствии воды или мочи.
В подобном или альтернативном варианте образующий матрицу компонент может включать материал основы для краски. Материал основы для краски может включать небольшие молекулы, полимерный материал или смесь небольших молекул и полимеров. Другим подходящим материалом основы для краски, включаемой в изменяющие цвет композиции согласно изобретению, является лаковая основа, например, лак на основе нитроцеллюлозы, лак на основе этилцеллюлозы, связующие системы на основе полиуретана или лак на основе модифицированного фенольным соединением полиамидного полимера, содержащий сорастворитель. Предположительно основа для краски может способствовать стабилизации композиции, изменяющей цвет. Также полагают, что основа для краски может способствовать закреплению композиции, изменяющей цвет, на подложке. Основа для краски может быть нерастворима в воде.
Нейтральное поверхностно-активное вещество, содержащееся в композиции, изменяющей цвет, может представлять собой нейтральное поверхностно-активное вещество на основе блок-сополимера, включающее блоки двух различных полиалкиленоксидов. Такие поверхностно-активные вещества на основе блок-сополимеров могут быть выбраны из блок-сополимера полиоксипропилена и полиоксиэтилена, блок-сополимера полиэтиленоксида и полипропиленоксида или блок-сополимера пропиленгликоля и этиленгликоля. Нейтральный блок-сополимер действует как агент, повышающий смачивающую способность, и обеспечивает высокую растворимость как в спиртосодержащих растворителях, так и в воде. Лейкокраситель может быть выбран таким образом, что при достижении определенного физического или химического состояния он изменяет свой цвет. Заряженный лейкокраситель образует окрашенный комплекс с кислотой Льюиса, имеющей противоположный заряд. В отличие от заряженного поверхностно-активного вещества, нейтральное поверхностно-активное вещество, присутствующее в композиции, изменяющей цвет, не оказывает значительного влияния на окрашенный комплекс лейкокрасителя и кислоты Льюиса. Нейтральное поверхностно-активное вещество не разрушает окрашенный комплекс лейкокрасителя и кислоты Льюиса и обеспечивает высокую смачивающую способность при незначительном снижении интенсивности цвета. Воздействие заряженного поверхностно-активного вещества значительно снижает интенсивность цвета, затрудняя образование комплекса лейкокрасителя и кислоты Льюиса в композиции, изменяющей цвет.
Композиция, изменяющая цвет, представляет собой жидкость при комнатной температуре и может быть нанесена подобно краске на подложку, например, способом печати, распыления или штампования. Композиция, изменяющая цвет, может быть растворена в органическом растворителе, который действует как носитель и испаряется после нанесения композиции, изменяющей цвет, на слой, нанесенный печатанием, или после нанесения самой композиции в виде слоя, нанесенного печатанием. Органический растворитель, содержащийся в композиции, изменяющей цвет, может представлять собой низкомолекулярный спирт, выбранный из этанола, пропанола и бутанола. Органический растворитель также может быть выбран из ацетона, тетрагидрофурана, бензола, толуола и ацетонитрила.
Композиция, изменяющая цвет, представляет собой гомогенную смесь. Визуально композиция остается прозрачной и не образует осадка при центрифугировании со скоростью до 14000 оборотов в минуту; композиция также не образует осадка после выдерживания в течение двух лет без внешнего перемешивания. Многие типы красочных композиций негомогенны. Например, некоторые композиции красок представляют собой суспензию частиц пигмента в матрице краски. Некоторые композиции красок включают инкапсулированные в красителях частицы, также суспендированные в матрице краски. Другие композиции красок получены на основе эмульсий, то есть включают более одной фазы. Гетерогенные композиции красок, включающие множество фаз, по своей природе не являются наиболее стабильными красочными композициями. Именно по причине присущей им нестабильности гетерогенные композиции красок имеют ограниченный срок годности. Гомогенные композиции красок согласно настоящему изобретению содержат только одну фазу и более стабильны, чем гетерогенные краски.
В отличие от изменяющих цвет композиций согласно предшествующему уровню техники, композиции, изменяющие цвет, согласно настоящему изобретению представляют собой жидкости при комнатной температуре и могут быть нанесены на подложку без нагревания. Например, композиция, изменяющая цвет, может быть нанесена, подобно краске, на подложку печатанием при комнатной температуре. Эта особенность изменяющих цвет композиций облегчает работу с ними во время изготовления абсорбирующих изделий, на которые наносят такие композиции. Дополнительно, композиции, изменяющие цвет, согласно настоящему изобретению после нанесения, например, печатью, на подложку и последующей сушки образуют подобный пленке слой. Преимуществом изменяющей цвет композиции, которая образует на подложке пленку, является хорошее сцепление с подложкой и предотвращение растрескивания композиции.
После нанесения в виде слоя пленки на подложку, изменяющие цвет композиции согласно изобретению становятся смачиваемыми, но нерастворимыми в воде. Эта особенность изменяющих цвет композиций позволяет вводить их в изделия, в которых композиции будут подвергаться воздействию влаги. Эта особенность также позволяет получать долговечные композиции, изменяющие цвет, не подвергающиеся выщелачиванию из наносимого печатанием пленкоподобного слоя. Наносимый печатанием слой может быть нанесен на подложку в виде требуемого изображения, которое может включать полосы, точки, геометрические фигуры и фигуры неправильной формы и комбинации таких элементов изображения. Наносимый печатанием слой также может быть нанесен на подложку в виде буквенно-цифрового знака, антропоморфного изображения, изобразительного представления животного, изобразительного представления неодушевленного предмета, героя мультфильма, логотипа изделия или компании и товарного знака или бренда, или комбинаций таких изобразительных элементов.
Один из аспектов настоящего изобретения относится к многокомпонентному материалу, который включает подложку и слой, нанесенный печатанием. Подложка может быть получена из пенопористого материала, сетчатой пены, целлюлозных впитывающих материалов, полимерной пленки, тканого материала или нетканого материала. Полимерные пленки, подходящие для формования подложки, могут включать полиэтиленовые пленки и полипропиленовые пленки. Подходящие тканые материалы включают тканые материалы, получаемые из натуральных волокон, синтетических волокон или комбинаций натуральных и синтетических волокон. Натуральные волокна включают волокна из хлопка, шелка и шерсти, а синтетические волокна включают волокна из сложных полиэфиров, полиэтилена и полипропилена. Подходящие нетканые материалы включают нетканые материалы, получаемые традиционными способами, например, материалы, полученные из расплава полимера фильерным способом (материалы спанбонд), материалы, полученные аэродинамическим способом из расплава, и скрепленные кардным способом (кардочесанные) полотна. Материалы, полученные из расплава фильерным способом, материалы, полученные аэродинамическим способом, и скрепленные кардным способом полотна могут быть получены из подходящих синтетических волокон, например, волокон из сложного полиэфира, полиэтилена и полипропилена. Подложка может включать комбинации перечисленных выше материалов, например, подложка может включать как пенопористый, так и нетканый материал, или подложка может включать как полимерную пленку, так и нетканый материал.
Многокомпонентные материалы согласно изобретению также включают нанесенный печатанием слой, закрепленный на подложке. Нанесенный печатанием слой включает композицию, изменяющую цвет. Слой, нанесенный печатанием, может быть получен из самой композиции, изменяющей цвет, или композиция, изменяющая цвет, может быть нанесена поверх нанесенного печатанием слоя или введена в такой слой. Поскольку изменяющие цвет композиции согласно изобретению при комнатной температуре представляют собой жидкости, они могут быть нанесены печатью или штампованием непосредственно на подложку (то есть сами образовывать слой, наносимый печатанием) или на предварительно нанесенный слой пленкоподобной структуры, соединенный с подложкой.
Изменяющая цвет композиция включает компонент, образующий матрицу. Образующий матрицу компонент может включать один или более нерастворимых в воде пленкообразующих полимеров и/или одну или более основ для краски. Образующий матрицу компонент композиции, изменяющей цвет, образует среду, обеспечивающую тесный контакт лейкокрасителя, кислоты Льюиса и поверхностно-активного вещества. Образующий матрицу компонент формирует среду, которая придает композиции, изменяющей цвет, такие свойства как смачиваемость и одновременно нерастворимость в воде, и позволяет образовывать на подложке слой пленки, а не вытекать/выщелачиваться с подложки.
Нерастворимые в воде пленкообразующие полимеры при комнатной температуре представляют собой твердые вещества, которые растворимы в органическом растворителе или в смешанных органических растворителях, то есть при их добавлении в композицию, изменяющую цвет, она представляет собой жидкость при комнатной температуре. Материалы основы для краски при комнатной температуре находятся в жидкостном растворе в растворенном состоянии. Если образующий матрицу компонент содержит материал основы для краски, то применение органического растворителя может быть не обязательным. Желательно, чтобы нерастворимые в воде пленкообразующие полимеры/сополимеры содержали достаточное количество, более приблизительно 0,5% масс., полярных атомов, таких как кислород и азот. Полярные атомы могут находиться в полярных функциональных группах, например, в амидах, карбоновых кислотах и сложных эфирах. Предпочтительно, нерастворимые в воде полимеры/сополимеры растворимы в органическом растворителе, например, этаноле, ацетоне, метаноле, ацетонитриле, тетрагидрофуране, бензоле, толуоле и смесях таких растворителей.
Перед нанесением на подложку нерастворимый в воде пленкообразующий полимер и другие компоненты композиции, изменяющей цвет, могут быть растворены в органическом растворителе. Органический растворитель является носителем композиции, наносимой на подложку. После получения смеси изменяющей цвет композиции и органического растворителя, смесь представляет собой гомогенный жидкий раствор при комнатной температуре. После нанесения изменяющей цвет композиции на слой, нанесенный печатанием, или после формирования слоя, нанесенного печатанием, из самой композиции, органический растворитель испаряется. Органический растворитель может представлять собой единственный растворитель или смесь растворителей. Подходящие растворители для получения изменяющей цвет композиции включают этанол, изопропанол, ацетон, метанол, ацетонитрил, тетрагидрофуран, бензол и толуол. Может быть использовано более одного органического растворителя.
Количество образующего матрицу компонента в изменяющих цвет композициях согласно изобретению составляет от 20% до 95% от общей массы изменяющей цвет композиции. Предпочтительно количество образующего матрицу компонента в изменяющих цвет композициях согласно изобретению составляет от 20% до 90% от общей массы изменяющей цвет композиции.
Подходящие нерастворимые в воде пленкообразующие полимеры включают сополимеры акрилатов и акриламидов, клеящие вещества на основе полиуретана, сополимеры винилпирролидона и сополимеры диметиламинопропил-метакриламида. Подходящие коммерчески доступные полимеры включают полимер DERMACRYL 79 и полимер AMPHOMER НС, каждый из которых представляет собой сополимер акрилата и октилакриламида, поставляемый Akzo Nobel. Другой пример коммерчески подходящего доступного полимера - полимер GANTREZ SP, который представляет собой сложный моноалкиловый эфир сополимера простого метилвинилового эфира и малеиновой кислоты, поставляемый International Specialty Products Inc.
Подходящие материалы основы для краски могут представлять собой вещества, включающие небольшие молекулы, полимерные материалы или смесь небольших молекул и полимеров. Примеры подходящих материалов основы, содержащих небольшие молекулы, включают гликоли, включающие триглицеролы и их производные. Примеры подходящих полимерных материалов, которые могут быть использованы в качестве основы для красок, включают поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, полиэтиленгликоль, водорастворимые производные полиакрилатов и полиакриламидов, полигидроксиэтилметакрилаты, полигидроксиэтилакрилаты, карбоксиметил-целлюлозу, метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, желатин и гуммиарабик. Другой подходящей основой для краски в композициях, изменяющих цвет, согласно изобретению является лаковая основа, например, лак на основе соединений нитро целлюлозы или лак на основе модифицированного фенольным соединением полиамидного полимера, содержащий сорастворитель. Дополнительно, материал основы для краски может представлять собой лак на основе органического растворителя. Предположительно основа для краски может способствовать стабилизации композиции, изменяющей цвет. Также полагают, что основа для краски может повышать сцепление изменяющей цвет композиции с подложкой из многокомпонентного материала. Основа для краски может быть растворима или нерастворима в воде.
Изменяющая цвет композиция согласно изобретению также включает по меньшей мере одно окрашивающее вещество, содержащее лейкокраситель. Лейкокраситель представляет собой электронодонорный краситель, выбранный из красителей типа фталидов или флуоранов. Лейкокрасители фталидного типа включают арилметанфталиды, например, триарилметанфталиды и диарилметанфталиды, моногетероциклические замещенные фталиды, например, гетероциклические замещенные фталиды, диарилметилазафталиды, бисгетероциклические замещенные фталиды, 3-гетероциклические замещенные азафталиды, 3,3-бисгетероциклические замещенные азафталиды, алкенилзамещенные фталиды, мостиковые фталиды и бисфталиды. Конкретные примеры лейкокрасителей фталидного типа включают: 3,3-бис(пара-диметиламинофенил)-6-диметиламинофталид; 3,3-бис(пара-диметиламинофенил)фталид; 3-(пара-диметиламинофенил)-3-(1,2-диметилиндол-3-ил)фталид; 3-(пара-диметиламинофенил)-3-(2-метилиндол-3-ил)фталид; 3,3-бис(1,2-диметилиндол-3-ил)-5-диметиламинофталид; 3,3-бис(1,2-диметилиндол-3-ил)-6-диметиламинофталид; 3,3-бис(9-этилкарбазол-3-ил)-6-диметиламинофталид; 3,3-бис(2-фенилиндол-3-ил)-6-диметиламинофталид; 3-пара-диметиламинофенил-3-(1-метилпиррол-3-ил)-6-диметиламинофталид; 3,3-бис(1-н-бутил-2-метил-3-индолил)фталид; 3,3-бис(4-диэтиламино-2-этоксифенил)-4-азафталид и 3-(4-диэтиламино-2-этоксифенил)-3-(1-этил-2-метил-3-индолил)-4-азафталид.
Флуорановые лейкокрасители включают 3′,6′-диметоксифлуоран; N-ацетиллаурамин; N-фениллаурамин; 3,6-дигексилоксифлуоран; 2′-хлор-6′-аминофлуоран; 3,6-бис(диэтиламино)флуоран-γ-(4′-нитро)-анилинолактам; 2′-хлор-6′-диэтиламинофлуоран; родамин-В лактам; 6-диэтиламино-бензо[α]-флуоран; 2-(фенилиминоэтандилиден)-3,3-триметил-индолин; 3′,6′-бис-(дифениламино)флуоран; лактон кристаллический фиолетовый; бензоил-лейкометиленовый синий; этил-лейкометиленовый синий; метоксибензоил-лейкометиленовый синий; 2′,6′-бис(диэтиламино)флуоран; лактон малахитовый зеленый; 2′-анилино-3′метил-6′-(N-метил-N-н-пропиламино)флуоран; 3-циклогексилметиламино-6-метил-7-анилинофлуоран; 1,3,3-триметил-индолино-7′-хлор-β-нафтоспиропиран и ди-β-нафтоспиропиран. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению включают лейкокраситель в количестве от 0,1% до 10% от общей массы изменяющей цвет композиции. Предпочтительно, изменяющие цвет композиции согласно изобретению включают лейкокраситель в количестве от 0,5% до 5% от общей массы изменяющей цвет композиции. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению могут включать более одного лейкокрасителя. Могут быть скомбинированы один или более лейкокрасителей, которые имеют визуально различающиеся цвета, или могут быть скомбинированы лейкокрасители, имеющие не различающиеся визуально цвета.
Изменяющая цвет композиция согласно изобретению включает по меньшей мере одну кислоту Льюиса. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению могут включать смесь более одной кислоты Льюиса. Кислота Льюиса представляет собой электроноакцепторный компонент. Предпочтительно, кислота Льюиса представляет собой кислоту Льюиса на основе соли металла. В качестве кислоты Льюиса на основе соли металла также может быть использована соль ароматической карбоновой кислоты и многовалентного металла, например, цинка, магния, алюминия, кальция, титана, марганца, олова или никеля. Кислота Льюиса на основе соли металла может быть выбрана из хлорида цинка, салицилата цинка, нитрата цинка, хлорида алюминия, нитрата алюминия, сульфата алюминия, хлорида магния и хлорида олова (IV). Предпочтительно изменяющие цвет композиции согласно изобретению включают кислоту Льюиса на основе соли металла в количестве от 1% до 20% от общей массы изменяющей цвет композиции. Заряженный лейкокраситель образует с противоположно заряженной кислотой Льюиса окрашенный комплекс.
Композиция, изменяющая цвет, согласно изобретению также может включать нейтральное поверхностно-активное вещество. Добавление нейтрального поверхностно-активного вещества позволяет регулировать смачивающую способность композиции так, чтобы жидкости, подобные моче, могли проникать в композицию и разлагать окрашенный комплекс лейкокрасителя с кислотой Льюиса, что приводит к превращению композиции в бесцветное вещество. Если нейтральное поверхностно-активное вещество присутствует в умеренном количестве, например, от 1 до 20% от общей массы изменяющей цвет композиции, то оно не оказывает значительного влияния на образование окрашенных комплексов лейкокрасителя и кислоты Льюиса. Если нейтральное поверхностно-активное вещество присутствует в изменяющей цвет композиции в умеренном количестве, то оно придает композиции смачиваемость, но не снижает существенно интенсивность цвета композиции, изменяющей цвет. Присутствие умеренных количеств заряженных поверхностно-активных веществ может затруднять образование комплекса и значительно снижать интенсивность цвета композиции, изменяющей цвет. Одним из эксплуатационных качеств изменяющих цвет композиций согласно изобретению является время реагирования. Время реагирования может быть снижено за счет повышения смачивающей способности композиции, изменяющей цвет (при повышении количества поверхностно-активного вещества), что ускоряет проникновение жидких веществ. Введение нейтрального поверхностно-активного вещества может повышать смачивающую способность, но не оказывать значительного влияния на исходную интенсивность цвета композиции, изменяющей цвет. Напротив, несмотря на то, что заряженные поверхностно-активные вещества обеспечивают создание смачивающей способности, благодаря воздействию дополнительного заряда, привносимого заряженным поверхностно-активным веществом, такие поверхностно-активные вещества сильно затрудняют образование комплекса лейкокрасителя и кислоты Льюиса. Использование заряженных поверхностно-активных веществ является причиной получения очень слабо окрашенных или вообще бесцветных композиций. Таким образом, добавление в изменяющую цвет композицию нейтральных поверхностно-активных веществ позволяет получать композиции, которые перед воздействием содержащей воду жидкости обладают повышенной смачивающей способностью, высокой стабильностью и интенсивным цветом.
Нейтральное поверхностно-активное вещество может представлять собой вещество, состоящее из небольших молекул, или полимер. Полагают, что добавление в изменяющую цвет композицию нейтрального поверхностно-активного вещества повышает скорость реагирования за счет повышения смачивающей способности композиции, изменяющей цвет. Подходящие нейтральные полимерные поверхностно-активные вещества включают поверхностно-активные вещества TWEEN, например, поверхностно-активное вещество TWEEN 20, поверхностно-активное вещество TWEEN 40 и поверхностно-активное вещество TWEEN 80, а также поверхностно-активное вещество TRITON X-100, которые поставляет Sigma-Aldrich, Incorporated. Другие подходящие нейтральные поверхностно-активные вещества включают простой лауриловый эфир полиэтилена, простой нонилфениловый эфир полиоксиэтилена, простой олеилфениловый эфир полиоксиэтилена, полиоксиэтиленсорбитмонолаурат, полиэтиленгликольмоностеарат, полиэтиленгликольсорбитмонолаурат, полиоксиэтиленсорбитмонопальмитат, полиоксиэтиленсорбитмоностеарат, полиоксиэтиленсорбитмоноолеат, полиоксиэтиленсорбиттриолеат, полипропиленгликольсорбитмонолаурат, полиоксипропиленсорбитмонопальмитат, полиоксипропиленсорбитмоностеарат, полиоксипропиленсорбитмоноолеат, полиоксипропиленсорбиттриолеат, полиалкиленгликольсорбитмонолаурат, полиалкиленгликольсорбитмонопальмитат, полиалкиленгликольсорбитмоностеарат, полиалкиленгликольсорбитмоноолеат, полиалкиленгликольсорбиттриолеат и смеси таких нейтральных поверхностно-активных веществ.
Также подходящие нейтральные поверхностно-активные вещества включают нейтральные поверхностно-активные вещества на основе блок-сополимеров. Нейтральные поверхностно-активные вещества на основе блок-сополимеров включают серию блок-сополимеров PLURONIC, например, поверхностно-активные вещества PLURONIC P84 или PLURONIC P85, поставляемые BASF Corporation. Другие подходящие нейтральные поверхностно-активные вещества на основе блок-сополимеров включают нонилфенолэтоксилаты, этоксилаты линейных алкиловых спиртов, блок-сополимер этиленоксида и пропиленоксида, блок-сополимер полиоксипропилена и полиоксиэтилена, блок-сополимер полиалкиленоксида, блок-сополимер полиалкиленоксида и блок-сополимер пропиленгликоля и этиленгликоля.
Количество нейтральных поверхностно-активных веществ в изменяющих цвет композициях согласно изобретению составляет от 2% до 50% от общей массы изменяющей цвет композиции. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению могут включать более одного нейтрального поверхностно-активного вещества. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению не включают заряженных поверхностно-активных веществ и, таким образом, не содержат катионных и анионных поверхностно-активных веществ. Изменяющие цвет композиции согласно изобретению не включают заряженных поверхностно-активных веществ, поскольку заряженные поверхностно-активные вещества предположительно мешают образованию комплекса между лейкокрасителем и кислотой Льюиса.
Относительные количества компонентов композиции, изменяющей цвет, могут быть выбраны таким образом, чтобы они присутствовали в оптимальных соотношениях. Например, предпочтительно, чтобы массовое отношение количества кислоты Льюиса к количеству лейкокрасителя превышало 3. При работе с относительными молярными количествами, предпочтительно, чтобы молярное отношение количества кислоты Льюиса к количеству лейкокрасителя составляло от 2 до 50. Кроме того, предпочтительно, чтобы массовое отношение количества нейтрального поверхностно-активного вещества к количеству лейкокрасителя составляло менее 10.
Комбинация этих компонентов составляет изменяющую цвет композицию согласно изобретению. При нанесении изменяющей цвет композиции в виде слоя, наносимого печатанием на подложку, получают многокомпонентный материал согласно изобретению. Нанесенный печатанием слой согласно настоящему изобретению может быть сформован на нетканой подложке или на пленке. Согласно одному из аспектов, композицию, изменяющую цвет, наносят на нетканую подложку, которую используют как компонент одноразового абсорбирующего изделия. В частности, нетканая подложка может быть получена из материала спанбонд или другого нетканого материала, который используют для получения внешнего покрытия одноразового подгузника. Подложка также может представлять собой полиэтиленовую пленку, закрепленную на нетканом материале, образующем внешнее покрытие одноразового подгузника. Подложка также может иметь воздухопроницаемое («дышащее») внешнее покрытие, пропускающее кислород, но не пропускающее воду или мочу. Часть внешнего покрытия, которую составляет водонепроницаемая пленка, может быть сделана "воздухопроницаемой" посредством введения частиц карбоната кальция.
Поскольку композиции, изменяющие цвет, согласно настоящему изобретению представляют собой жидкости при комнатной температуре, они могут быть легко нанесены на подложку печатанием с помощью таких способов печати, как флексографическая печать, глубокая печать, или любым подходящим для данной подложки способом печати. Поскольку внешнее покрытие абсорбирующего изделия, например, одноразового подгузника, обычно прилегает к абсорбирующей структуре изделия, композицию, изменяющую цвет, наносят на компонент, который при ношении готового изделия находится вблизи абсорбирующей структуры. Таким образом, композиция, изменяющая цвет, может быть применена для обнаружения изменений состояния абсорбирующей структуры, например, влажности.
Другой аспект настоящего изобретения относится к многокомпонентному материалу, который включает слой, нанесенный печатанием на подложку. Слой, нанесенный печатанием, включает композицию, изменяющую цвет, которая становится бесцветной при обнаруживаемом изменении физического или химического состояния. Многокомпонентные материалы согласно изобретению могут быть введены в изделия личной гигиены, например, в виде компонента внешнего покрытия одноразового подгузника или тренировочных брюк. Многокомпонентные материалы согласно изобретению также могут быть использованы в составе конструкций изделий женской гигиены. Композиция, изменяющая цвет, включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса и нейтральное поверхностно-активное вещество. Если многокомпонентный материал представляет собой часть компонента внешнего покрытия одноразового подгузника, то композиция, изменяющая цвет, находится в контакте с абсорбирующим внутренним слоем подгузника, в котором во время использования содержится жидкость.
Лейкокраситель может быть выбран таким образом, чтобы он соответствовал изменению цвета при достижении определенного физического или химического состояния. Композиция, изменяющая цвет, может включать один или более лейкокрасителей. Если используют более одного лейкокрасителя, то выбор лейкокрасителей зависит от требуемого эффекта (например, другого цвета, лучшего визуального распознавания и т.д.).
Другой аспект настоящего изобретения относится к многокомпонентному материалу, который включает подложку и слой, нанесенный печатанием на подложку. Слой, нанесенный печатанием, включает композицию, изменяющую цвет, которая содержит от 20% до 95% образующего матрицу компонента; от 0,1% до 10% лейкокрасителя; от 1% до 20% кислоты Льюиса; и от 2% до 50% нейтрального поверхностно-активного вещества. Аналогично, другой аспект настоящего изобретения относится к одноразовому абсорбирующему изделию, включающему многокомпонентный материал. Многокомпонентный материал включает подложку и слой, нанесенный печатанием на подложку. Слой, нанесенный печатанием, включает композицию, изменяющую цвет, которая содержит от 20% до 95% образующего матрицу компонента; от 0,1% до 10% лейкокрасителя; от 1% до 20% кислоты Льюиса; и от 2% до 50% нейтрального поверхностно-активного вещества.
Другой аспект настоящего изобретения относится к способу получения многокомпонентного материала. Способ включает этап смешивания компонентов композиции, изменяющей цвет, с органическим растворителем с образованием смеси. Композиция, изменяющая цвет, включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса и нейтральное поверхностно-активное вещество. Способ также включает этап нанесения смеси на подложку. После выполнения этапа нанесения, способ включает этап высыхания смеси; во время этапа высыхания смеси происходит испарение органического растворителя, в результате чего смешанная композиция, изменяющая цвет, образует на подложке пленку. Таким образом, органический растворитель применяют для упрощения этапа нанесения смеси на подложку. Органический растворитель не остается в композиции, изменяющей цвет, после высыхания смеси в виде пленки на подложке. Способ согласно изобретению более эффективен и экономичен, чем уже известные способы, поскольку смесь может быть нанесена на подложку при комнатной температуре без нагревания, так как при комнатной температуре смесь представляет собой жидкость.
Примером композиции, изменяющей цвет, согласно изобретению является композиция, которая в качестве нерастворимого в воде пленкообразующего полимера включает сополимерную систему акрилата и октилакриламида; этот полимер может повышать адгезию между комплексом лейкокраситель/кислота Льюиса и подложкой и обеспечивать смачивающую способность в сочетании с водостойкостью. Другим примером композиции, изменяющей цвет, согласно изобретению является композиция, которая в качестве нерастворимого в воде пленкообразующего полимера включает полиуретановый клей, содержащий амидные функциональные группы. Для нанесения на подложку этот нерастворимый в воде пленкообразующий полимер может быть растворен в спирте (впоследствии спирт испаряется). Изменяющие цвет композиции согласно изобретению смачиваются водой, что обеспечивает быстрое изменение цвета комплекса лейкокраситель/кислота Льюиса, но нерастворимы в воде, что предотвращает выщелачивание комплекса. Обе эти характеристики представляют собой целевые свойства.
Ниже приведены различные примеры, которые иллюстрируют аспекты настоящего изобретения.
ПРИМЕРЫ
Получение примеров композиций, изменяющих цвет, и многокомпонентного материала #1
Были получены четыре образца изменяющих цвет композиций, которые представляют собой примеры осуществления настоящего изобретения. Каждый образец включал образующий матрицу компонент, представляющий собой лак на основе органического растворителя (поставляемый Sun Chemical Corporation), в количестве 300 мкл. Каждый образец также включал окрашивающее вещество, представляющее собой лейкокраситель лактон кристаллический фиолетовый, в количестве 10 мг, кислоту Льюиса на основе соли металла, которая представляла собой салицилат цинка, в количестве 50 мг/мл, и органический растворитель этанол в количестве 750 мкл. Затем в каждый из четырех образцов (200 мг/мл в этаноле) было добавлено различное количество нейтрального поверхностно-активного вещества PLURONIC Р85: 100 мкл ("образец 1"), 200 мкл ("образец 2"), 300 мкл ("образец 3") и 400 мкл ("образец 4"), соответственно. Затем каждый образец, содержащий образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса на основе соли металла, органический растворитель и нейтральное поверхностно-активное вещество, перемешивали вихревой мешалкой в течение 5 минут до получения гомогенного раствора.
Многокомпонентный материал был получен нанесением одноразовой кистью из вспененного материала некоторого количества образца каждой композиции, изменяющей цвет, на пленочный материал с низкой воздухопроницаемостью (который, например, может быть использован для получения внешнего покрытия одноразового абсорбирующего изделия), в результате чего получали тонкую пленку из композиции. Пленку оставляли сушиться в обычных условиях в течение 2 часов, получая вещество синего цвета. Образец 1 имел насыщенный синий цвет, образец 2 имел насыщенный синий цвет, образец 3 имел бледно-синий цвет, и образец 4 имел бледно-синий цвет. Для проверки правильного функционирования композиции, изменяющей цвет, на композицию наносили каплю воды, синтетической мочи или настоящей мочи, в результате чего синий цвет быстро исчезал.
Получение примеров композиций, изменяющих цвет, и многокомпонентного материала #2
Были получены четыре образца изменяющих цвет композиций, которые представляют собой примеры осуществления настоящего изобретения. Каждый образец включал кислоту Льюиса на основе соли металла, представляющую собой салицилат цинка, в количестве 100 мг/мл, образующий матрицу компонент, представляющий собой лак (поставляемый Sun Chemical Corporation) в количестве 400 мкл, комбинацию нейтральных поверхностно-активных веществ, включающую 36 мг поверхностно-активного вещества PLURONIC Р85 и 36 мг поверхностно-активного вещества TWEEN 40, и органический растворитель этанол в количестве 900 мкл. Затем в каждый из этих четырех образцов, количество которых составляло 4 мг, затем был добавлен разный окрашивающий лейкокраситель, соответственно: 3,6-дигексилоксифлуоран; 3,3-бис(4-диэтиламино-2-этоксифенил)-4-азафталид; 3,6-бис(диэтиламино)флуоран-γ-(4′-нитро)-анилинолактам и 3-(4-диэтиламино-2-этоксифенил)-3-(1-этил-2-метил-3-индолил)-4-азафталид. Затем каждый образец, содержащий образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса на основе соли металла, органический растворитель и нейтральное поверхностно-активное вещество, перемешивали вихревой мешалкой в течение 5 минут до получения гомогенного раствора.
Многокомпонентный материал был получен нанесением одноразовой кистью из вспененного материала некоторого количества образца каждой композиции, изменяющей цвет, на пленочный материал с низкой воздухопроницаемостью (который, например, может быть использован для получения внешнего покрытия одноразового абсорбирующего изделия), в результате чего получали тонкую пленку из композиции. Пленку оставляли сушиться в обычных условиях в течение 2 часов. Образец 1 имел желтый цвет, образец 2 имел зеленый цвет, образец 3 имел розовый цвет, и образец 4 имел синий цвет, соответственно. Для проверки правильного функционирования композиции, изменяющей цвет, на композицию наносили каплю воды, синтетической мочи или настоящей мочи, в результате чего каждый из 4 цветов быстро исчезал.
Получение примеров композиций, изменяющих цвет, и многокомпонентного материала #3
Были получены два маточных раствора изменяющих цвет композиций. Композиция 1, изменяющая цвет, содержала лейкокраситель 3,3-бис(1-н-бутил-2-метил-3-индолил)фталид (20 мг/мл) в количестве 900 мкл, кислоту Льюиса на основе соли металла, а именно салицилат цинка (насыщенный раствор в этаноле), в количестве 3 мл, нейтральное поверхностно-активное вещество, представляющее собой смесь поверхностно-активного вещества PLURONIC P85 (200 мг/мл) и поверхностно-активного вещества TWEEN 40 (400 мг/мл) в количестве 900 мкл, и образующий матрицу компонент, а именно лак на основе органического растворителя (поставляемый Sun Chemical Corporation), в количестве 2 мл. Композиция 2, изменяющая цвет, содержала 900 ультралитров фиолетового I (3-(4-диэтиламино-2-этоксифенил)-3-(1-этил-2-метил-3-индолил)-4-азафталида, 20 мг/мл), 3 мл цинка салицилата (насыщенный раствор в этаноле), 900 ультралитров смеси поверхностно-активного вещества PLURONIC P85 (200 мг/мл) и поверхностно-активного вещества TWEEN 40 (400 мг/мл), и 2 мл лака на основе органического растворителя. Каждую композицию, изменяющую цвет, перемешивали вихревой мешалкой в течение 5 минут до получения гомогенного раствора. Затем получали два образца, содержащие различные отношения изменяющих цвет композиций 1 и 2. Образец 1 содержал 1 мл композиции 1, изменяющей цвет, и 0,5 мл композиции 2, изменяющей цвет. Образец 2 содержал 0,5 мл композиции 1, изменяющей цвет, и 1 мл композиции 2, изменяющей цвет.
Два многокомпонентных материала были получены нанесением одноразовой кистью из вспененного материала некоторого количества каждого из образцов 1 и 2 изменяющих цвет композиций на пленочный материал с низкой воздухопроницаемостью (который, например, может быть использован для получения внешнего покрытия одноразового абсорбирующего изделия), в результате чего получали тонкую пленку из композиции. Пленку оставляли сушиться в обычных условиях в течение 2 часов. Образец 1 имел красновато-пурпурный цвет, а образец 2 имел голубовато-пурпурный цвет. Для проверки правильного функционирования композиции, изменяющей цвет, на композицию наносили каплю воды, синтетической мочи или настоящей мочи, в результате чего каждый из двух цветов быстро исчезал.
Определение стабильности многокомпонентных материалов и изменяющих цвет композиций согласно изобретению
Оценивали стабильность примеров изменяющих цвет композиций и многокомпонентных материалов Примера #2. Пленочные материалы и изменяющие цвет композиции 4 выдерживали в печи при 40°C и относительной влажности 75% в течение 4 суток. Затем пленочные материалы извлекали один раз в сутки для визуального сравнения полученного цвета с исходным цветом; ежедневный осмотр выявил лишь небольшие различия между исходным и получаемым цветом. Скорость ответной реакции и изменение цвета при контакте с синтетической мочой или водой или образцами настоящей мочи также оценивали визуально и производили качественное сравнение; цвета быстро исчезали.
Пример сравнения изменяющих цвет композиций согласно изобретению с коммерческой композицией краски, изменяющей цвет
Для оценки степени выщелачивания красителя, изменяющую цвет композицию согласно настоящему изобретению сравнивали с коммерчески доступной изменяющей цвет композицией краски. Коммерчески доступная изменяющая цвет композиция краски, содержавшая синюю краску, была поставлена Компанией PAPY ECO "Water Clear Pen". Композиция PAPY ECO "Water Clear Pen", содержащая синюю краску, предназначена для применения в качестве маркера для лекционных досок. Все, что написано на лекционной доске композицией PAPY ECO "Water Clear Pen", исчезает с доски при контакте краски с влагой. Композиция PAPY ECO "Water Clear Pen" имеет номер патента, JP 3329505 B2, который является Японским эквивалентом патента ′478.
Всего было получено 10 образцов. Пять образцов включали образующий матрицу компонент, представляющий собой лак (поставляемый Sun Chemical Corporation) на основе органического растворителя, в количестве 300 мкл. Каждый из этих 5 образцов также включал лейкокраситель лактон кристаллический фиолетовый в количестве 10 мг, кислоту Льюиса на основе соли металла, а именно салицилат цинка, в количестве 50 мг/мл и органический растворитель этанол в количестве 750 мкл. Затем в каждый из 5 образцов (200 мг/мл в этаноле) было добавлено по 200 мкл нейтрального поверхностно-активного вещества, PLURONIC Р85. Затем каждый образец, содержащий образующий матрицу компонент, окрашивающее вещество, кислоту Льюиса на основе соли металла, органический растворитель и нейтральное поверхностно-активное вещество, перемешивали вихревой мешалкой в течение 5 минут до получения гомогенного раствора.
Также были получены 5 дополнительных образцов, содержащих синюю коммерчески доступную композицию краски, изменяющей цвет, поставляемую одним или более филиалом PAPY ECO "Water Clear Pens".
Многокомпонентный материал был получен нанесением одноразовой кистью из вспененного материала некоторого количества каждого из 10 образцов композиции, изменяющей цвет, на кусочки материала из воздухопроницаемой пленки (которая, например, может быть использована для получения внешнего покрытия одноразового абсорбирующего изделия) размером 5 см × 5 см, в результате чего на материале получали тонкую пленку из композиции. Пленку оставляли сушиться в обычных условиях в течение 2 часов.
Каждый из 10 образцов выдерживали в течение 12 часов при 37°C. на каждый из 10 образцов было нанесено некоторое количество синтетической мочи. Для определения количества лейкокрасителя лактон кристаллический фиолетовый, который выщелачивался из изменяющих цвет композиций под действием синтетической мочи, производили анализ синтетической мочи, которая стекала с каждого образца. Средняя концентрация лактона кристаллический фиолетовый в смывах синтетической мочи из первых 5 образцов (композиции согласно настоящему изобретению) составляла 39,3 мг/образец. Эта концентрация была как минимум в четыре раза меньше количества, обнаруженного в смывах синтетической мочи, полученных с образцов PAPY ECO "Water Clear Pens". Этот эксперимент показывает, что из композиций краски согласно настоящему изобретению выщелачивается или переходит в синтетическую мочу намного меньшее количество лейкокрасителя по сравнению с выщелачиванием лейкокрасителя из коммерчески доступной композиции краски.
Несмотря на то, что изменяющие цвет композиции и многокомпонентные материалы согласно изобретению были подробно описаны на примере конкретных аспектов, после прочтения и усвоения приведенного выше описания специалистам в данной области техники должно быть понятно, что эти материалы могут быть подвергнуты изменениям и модификациям. Соответственно, объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Изобретение относится к гомогенной композиции, изменяющей свой цвет при воздействии жидкости на водной основе. Композиция включает образующий матрицу компонент, лейкокраситель, кислоту Льюиса на основе соли металла, нейтральное поверхностно-активное вещество (ПАВ) и органический растворитель. Образующий матрицу компонент выбирают из нерастворимых в воде пленкообразующих полимеров и сополимеров. Массовое отношение количества нейтрального ПАВ к количеству лейкокрасителя составляет менее 10. Описываются также многокомпонентный материал, включающий подложку с нанесенным печатанием слоем, содержащим указанную композицию, и два варианта одноразового абсорбирующего изделия, включающего указанный многокомпонентный материал. Предложенная композиция обладает водостойкостью и одновременно хорошей смачиваемостью, что обеспечивает быстрое изменение цвета комплекса лейкокраситель/кислота Льюиса при предотвращении выщелачивания этого комплекса. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 пр.
1. Гомогенная изменяющая цвет композиция, включающая:
образующий матрицу компонент, выбранный из одного или более нерастворимых в воде пленкообразующих полимеров и сополимеров;
лейкокраситель;
кислоту Льюиса на основе соли металла;
нейтральное поверхностно-активное вещество; и
органический растворитель;
в которой массовое отношение количества нейтрального поверхностно-активного вещества к количеству лейкокрасителя составляет менее 10.
2. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой массовое отношение количества кислоты Льюиса к количеству лейкокрасителя превышает 3.
3. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой молярное отношение количества кислоты Льюиса к количеству лейкокрасителя составляет от 2 до 50.
4. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой нерастворимые в воде пленкообразующие полимеры и сополимеры выбраны из сополимеров акрилата и акриламида, клеящих веществ на основе полиуретана, метилцеллюлозы и сополимеров винилпирролидона и диметиламинопропилметакриламида.
5. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой образующий матрицу компонент выбран из лаков и связующей композиции для краски.
6. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой изменяющая цвет композиция включает более одного лейкокрасителя.
7. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой лейкокраситель выбран из флуорановых лейкокрасителей, лейкокрасителей фталидного типа и их смесей.
8. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой изменяющая цвет композиция включает более одной кислоты Льюиса.
9. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой кислота Льюиса выбрана из солей цинка, солей железа, представляющих собой хлориды и салицилаты, и их смесей.
10. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой изменяющая цвет композиция включает более одного нейтрального поверхностно-активного вещества.
11. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой нейтральное поверхностно-активное вещество выбрано из поверхностно-активных веществ на основе полиэтиленгликоля, поверхностно-активных веществ на основе полиоксиалкилена и их смесей.
12. Гомогенная изменяющая цвет композиция по п. 1, в которой изменяющая цвет композиция включает более одного органического растворителя.
13. Многокомпонентный материал, который включает:
подложку и слой, нанесенный печатанием на подложку, где слой, нанесенный печатанием, включает гомогенную изменяющую цвет композицию, а гомогенная изменяющая цвет композиция включает:
образующий матрицу компонент, выбранный из одного или более нерастворимых в воде пленкообразующих полимеров и сополимеров;
лейкокраситель;
кислоту Льюиса на основе соли металла; и
нейтральное поверхностно-активное вещество,
где массовое отношение количества нейтрального поверхностно-активного вещества к количеству лейкокрасителя составляет менее 10;
и где подложка представляет собой нетканый материал или пленку из полиолефина.
14. Многокомпонентный материал по п. 13, в котором слой, нанесенный печатанием на подложку, образует одно или более изображений, выбранных из полос, точек, геометрических фигур, фигур неправильной формы, буквенно-цифровых знаков, антропоморфных изображений, изобразительных представлений животных, изобразительных представлений неодушевленных предметов, героев мультфильмов, логотипов и товарных знаков.
15. Одноразовое абсорбирующее изделие, включающее многокомпонентный материал по п. 13 в виде части внешнего покрытия.
16. Одноразовое абсорбирующее изделие, включающее многокомпонентный материал, который включает: подложку и слой пленки, находящийся на подложке, где слой пленки включает изменяющую цвет композицию, которая включает:
от 20% до 95% образующего матрицу компонента;
от 0,1% до 10% лейкокрасителя;
от 1% до 20% кислоты Льюиса; и
от 2% до 50% нейтрального поверхностно-активного вещества.
