Настоящее изобретение относится к индикаторной композиции, которая изменяет цвет в присутствии водного раствора. В частности, настоящее изобретение относится к среде или краске, отличающейся низкой липкостью при нанесении на различные полимерные основы (подложки), которая в присутствии водного раствора превращается из по существу бесцветной или слабоокрашенной в краску, цвет которой имеет более высокую интенсивность.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Множество изделий, включающих потребительские товары, изделия для ухода за здоровьем и профессиональные изделия, более эффективно используются конечным потребителем, если изделие включает элемент, который может сообщать или подавать потребителю сигнал определенного состояния или указывать на относительный уровень или степень использования. Одним из примеров таких элементов является визуальный индикатор, обеспечивающий наличие цвета на изделии. Цветовые индикаторы могут указывать на изменение состояния или на степень использования посредством перехода из бесцветного в цветное состояние или посредством повышения интенсивности цвета.
Примером состояния, которое может быть отслежено с помощью цветового индикатора, является присутствие влаги. Примеры потребительских изделий, которым может быть придана более высокая эффективность и которые могут предоставлять конечным потребителям большее количество полезных свойств за счет включения подходящего цветового индикатора, включают абсорбирующие изделия, имеющие в своем составе синтетические полимерные основы, например подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету, изделия для лиц, страдающих недержанием, и подобные изделия. Основы таких изделий часто применяют в качестве барьеров, препятствующих проникновению жидкости.
Цветовые индикаторы хорошо известны и доступны в различных формах. Многие из известных цветовых индикаторов могут быть нанесены на основы при комнатной температуре в жидком виде с помощью различных способов печати, таких как тиснение, струйная, флексографическая и глубокая печать. Однако доступные на данный момент приобретающие цвет типы цветовых индикаторов остаются липкими после их нанесения на синтетические полимерные основы. Таким образом, подобные цветовые индикаторы не подходят для применения в абсорбирующих изделиях, поскольку их использование приводит по меньшей мере к появлению липкости, которая создает проблемы при производстве изделий.
Несмотря на то что известные в данной области техники изменяющие цвет композиции имеют определенные полезные свойства, все еще остается необходимость создания цветового индикатора, способного приобретать цвет, который можно было бы наносить на определенные полимерные основы и который имел бы низкую липкость. Кроме того, имеется необходимость создания долговечной не поддающейся вымыванию композиции, имеющей цветовой переход, легко различимый в процессе использования композиции в изделии. Дополнительно имеется необходимость создания композиции, обладающей перечисленными выше характеристиками, которую можно наносить на основы способами печати.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В частности, настоящее изобретение относится к приобретающей цвет композиции (проявляющейся композиции), подходящей для применения в составе индикаторной среды или раствора краски. Приобретающая цвет композиция включает цветообразующий лейкокраситель, проявитель цвета и десенсибилизатор. Десенсибилизатор представляет собой небольшую цвиттер-ионную молекулу, молекулярная масса которой составляет от 100 до 800.
Согласно другому аспекту изобретения из основы, на которую нанесена краска, получают изменяющий цвет материал. Краска включает цветообразующий лейкокраситель, проявитель цвета и десенсибилизатор. Десенсибилизатор представляет собой бетаин и/или реактив Жирара (Girard).
Другой аспект изобретения относится к абсорбирующему изделию, содержащему изменяющий цвет элемент, причем абсорбирующее изделие включает верхний лист, нижний лист, имеющий обращенную к одежде поверхность и противоположную ей обращенную к телу поверхность, и абсорбирующую внутреннюю часть, расположенную между верхним листом и нижним листом. Изменяющую цвет композицию, содержащую лейкокраситель и проявитель, наносят на обращенную к телу поверхность нижнего листа. Изменяющая цвет композиция дополнительно включает десенсибилизатор, представляющий собой небольшую цвиттер-ионную молекулу, молекулярная масса которой составляет от 100 до 500.
Дополнительные признаки и полезные эффекты композиции согласно изобретению рассмотрены в нижеследующем подробном описании. Следует понимать, что приведенное выше общее описание и приведенное ниже подробное описание и примеры приведены для иллюстрации изобретения и предназначены для лучшего понимания объема рассматриваемого изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На Фиг. 1А представлена основа, на которую была нанесена и затем высушена композиция краски согласно настоящему изобретению, причем в этом случае краска по существу находится в бесцветном состоянии.
На Фиг. 1Б представлено появление цвета на основе, изображенной на Фиг. 1А, после протекания реакции водного раствора с композицией краски.
На Фиг. 2 представлен вид спереди в аксонометрии одного из примеров осуществления абсорбирующего изделия.
На Фиг. 3 представлен вид сверху абсорбирующего изделия, изображенного на Фиг. 2, которое показано в незастегнутом, развернутом и растянутом на плоскости состоянии.
СВЕДЕНИЯ. ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к приобретающей цвет композиции, которая может быть нанесена на поверхность основы традиционными способами печати. Приобретающая цвет композиция превращается из по существу бесцветной или слабо окрашенной в композицию, имеющую визуально различимый или яркий цвет, под действием изменений, происходящих в непосредственном физическом или химическом окружении композиции в результате введения в это окружение водного раствора.
Настоящее изобретение относится к приобретающей цвет композиции, которая содержит по меньшей мере три основных компонента: (1) лейкокраситель или комбинацию лейкокрасителей, (2) электроноакцепторный проявитель цвета или комбинацию проявителей цвета, которые могут образовывать окрашенные комплексы с лейкокрасителями, и (3) десенсибилизатор или комбинации десенсибилизаторов, предназначенных для временного предотвращения действия проявителя таким образом, чтобы до смачивания водным раствором лейкокраситель находился в по существу бесцветной форме. Все перечисленные выше компоненты совместно растворяют в среде летучего органического растворителя, получая гомогенный раствор.
Кроме трех основных компонентов, гомогенный раствор может содержать связующее вещество, облегчающее применение раствора в качестве краски, подходящей для печатания, и способствующее высушиванию раствора на воздухе без нагревания. Согласно изобретению подходящие связующие вещества включают, без ограничений, композиции, которые в основном состоят из органических растворимых смолообразных полимеров, например модифицированных целлюлоз, сложных полиэфиров и полиамидов. Подходящими связующими композициями также являются лаки на основе органических растворителей.
Могут быть использованы другие добавки, например, для регулирования физических свойств композиции. Композиция может содержать реагенты, предназначенные для регулирования вязкости раствора, или может включать химические вещества, повышающие сцепление композиции с определенными поверхностями основы после сушки. Композиция может дополнительно включать химическое вещество, создающее впоследствии требуемую смачиваемость поверхности основы композицией.
Обычно лейкокрасителями называют бесцветные или слабоокрашенные основные красители, поскольку молекулы красителя могут существовать в двух формах, одна из которых является бесцветной. Не ограничиваясь какой-либо теорией, можно предположить, что проявитель цвета действует, как кислота Льюиса, которая оттягивает электроны из молекулы лейкокрасителя, образуя сопряженную систему. Вследствие этого лейкокраситель переходит из первоначального бесцветного состояния в окрашенное.
Например, спироформа оксазина представляет собой бесцветный лейкокраситель; сопряженная система, образованная оксазином и другой ароматической частью молекулы, разделена sp3-гибридизованным спироатомом углерода. После протонирования части молекулы, облучения УФ-светом или обеспечения подобного превращения иным способом, связь между спироатомом углерода и оксазином разрывается, цикл раскрывается, спироатом углерода приобретает sp2-гибридизацию, образуя планарную структуру, и ароматическая группа поворачивается, выравнивая свои π-орбитали с остальной частью молекулы, в результате чего образуется сопряженная система, которая может поглощать фотоны видимого света и таким образом приобретать окраску.
Лейкокрасители, которые могут быть использованы, могут быть выбраны из множества красителей, примеры которых включают фталидные лейкокрасители, триарилметановые лейкокрасители и флуорановые лейкокрасители. Примеры лейкокрасителей могут включать: (1) красители на основе триарилметана, например, 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-метил пиррол-3-ил)-6-диметиламинофталид и т.д.; (2) красители на основе дифенилметана, например простой бензиловый эфир 4,4ʹ-бисдиметиламинобензгидрила, N-галогенофениллейкоаурамин, N-2,4,5-трихлорфениллейкоаурамин и т.д.; (3) красители на основе лактама, например родамин-В-анилинолактам, родамин-(пара-нитроанилино)лактам, родамин-(орто-хлоранилино)лактам и т.д.; (4) красители на основе флуорана, например 3-диметиламино-7-метоксифлуоран, 3-диэтиламино-6-метоксифлуоран, 3-диэтиламино-7-метоксифлуоран, 3-диэтиламино-7-хлорфлуоран, 3-диэтиламино-6-метил-7-хлорфлуоран, 3-диэтиламино-6,7-диметилфлуоран, 3-(N-этил-пара-толуидино)-7-метилфлуоран, 3-диэтиламино-7-(N-ацетил-N-метиламино)флуоран, флуоран, 3-диэтиламино-7-(N-метиламино)флуоран, 3-диэтиламино-7-дибензиламинофлуоран, 3-диэтиламино-7-(N-метил-N-бензиламино)флуоран, 3-диэтиламино-7-(N-хлорэтил-N-метиламино)флуоран, 3-диэтиламино-7-N-диэтиламинофлуоран, 3-(N-этил-пapa-толуидино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(N-этил-пapa-толуидино)-6-метил-7-(пapa-толуидино)флуоран, 3-диэтиламино-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-дибутиламино-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-диэтиламино-7-(2-карбометоксифениламино)флуоран, 3-(N-циклогексил-N-метиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-пирролидино-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-пиперидино-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-диэтиламино-6-метил-7-(2,4-диметиламино)флуоран, 3-диэтиламино-7-(орто-хлорфениламино)флуоран, 3-дибутиламино-7-(орто-хлорфениламино)флуоран, 3-пирролидино-6-метил-7-(пара-бутилфениламино)флуоран, 3-(N-метил-N-н-амиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(N-этил-N-н-амиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(N-этил-N-изоамиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(N-метил-N-н-гексиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(Ν-этил-Ν-н-гексиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран, 3-(N-этил-N-β-этилгексиламино)-6-метил-7-фениламинофлуоран и т.д. Выбор основных красителей, которые могут быть использованы согласно изобретению, не ограничен перечисленными выше примерами, и по меньшей мере два красителя могут быть использованы в виде смеси.
Примеры подходящих проявителей включают бисфенол А, хлорид цинка, салицилат цинка и фенольные полимеры. Другие примеры материалов-проявителей цвета, которые могут быть использованы в комбинации с лейкокрасителями, могут включать: 4-трет-бутилфенол, α-нафтол, β-нафтол, 4-ацетилфенол, 4-трет-октилфенол, 4,4ʹ-втор-бутилиденфенол, 4-фенилфенол, 4,4ʹ-дигидроксидифенилметан, 4,4ʹ-изопропилидендифенол, гидрохинон, 4,4ʹ-циклогексилидендифенол, 4,4-дигидроксидифенилсульфид, 4,4ʹ-тиобис(6-трет-бутил-3-метилфенол), 4,4ʹ-дигидроксидифенилсульфон, простой монобензиловый эфир гидрохинона, 4-гидроксибензофенон, 2,4-дигидроксибензофенон, 2,4,4ʹ-тригидроксибензофенон, 2,2ʹ,4,4ʹ-тетрагидроксибензофенон, диметил-4-гидроксифталат, метил-4-гидроксибензоат, этил-4-гидроксибензоат, пропил-4-гидроксибензоат, втор-бутил-4-гидроксибензоат, пентил-4-гидроксибензоат, фенил-4-гидроксибензоат, бензил-4-гидроксибензоат, толил-4-гидроксибензоат, хлорфенил-4-гидроксибензоат, фенилпропил-4-гидроксибензоат, фенэтил-4-гидроксибензоат, пара-хлорбензил-4-гидроксибензоат, пара-метоксибензил-4-гидроксибензоат, фенольные полимеры типа новолака, фенольные полимеры и аналогичные фенольные соединения.
Предпочтительно функциональный десенсибилизатор согласно настоящему изобретению имеет низкую молекулярную массу. Наиболее предпочтительно, десенсибилизатор представляет собой цвиттер-ионную молекулу, молекулярная масса которой составляет от приблизительно 100 до приблизительно 500, которая имеет высокую растворимость в воде и органических растворителях. Одним из таких десенсибилизаторов является бетаин:
Также может быть предпочтительным использование цвиттер-ионной молекулы, молекулярная масса которой составляет от приблизительно 100 до приблизительно 800 или в альтернативном варианте приблизительно 200 до приблизительно 400. Подходящие типы бетаинов включают комплекс полисахарида и бетаина С, комплекс сложного эфира бетаина и ментола и бетаина гидрохлорид. Другие цвиттер-ионные молекулы включают гидроксид 2-(метакрилоилокси)этил-3-сульфопропил)аммония.
Все компоненты изменяющей цвет композиции растворимы в одном или более летучих органических растворителях, например растворителях, применяемых для флексографической и глубокой печати. Так же, как и лейкокрасители, проявители цвета обычно хорошо растворимы в органических растворителях. Подходящие летучие органические растворители могут включать, например, этанол, метанол, пропанол, изопропанол, бутанол, ацетон, тетрагидрофуран (ТГФ), бензол и толуол, метиленхлорид, хлороформ или их комбинации. При образовании смеси, изменяющей цвет композиции и органического растворителя, при комнатной температуре эта смесь представляет собой жидкость. После нанесения изменяющей цвет композиции на основу летучий органический растворитель испаряется.
Применение связующих веществ обусловлено по меньшей мере тремя причинами. Во-первых, связующие вещества служат для повышения вязкости изменяющей цвет композиции и таким образом делают ее более подходящей для нанесения печатью. Во-вторых, связующие вещества служат для защиты молекул, отвечающих за изменение цвета, от воздействия влаги, находящейся в окружающей среде и представляющей собой влажность воздуха. Наконец, связующие вещества обеспечивают более прочное сцепление между молекулами композиции и подложкой, на которую наносят изменяющую цвет композицию. Подходящие связующие вещества включают нитроцеллюлозу, ацетатпропионат целлюлозы, ацетатбутират целлюлозы и другие нерастворимые в воде связующие вещества.
Количество лейкокрасителей в композиции может составлять от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 10% масс. Обычно количество лейкокрасителя может составлять от приблизительно 0,05 или 0,1% масс. до приблизительно 4 или 5% масс., или 6 или 7% масс.; предпочтительно диапазон составляет от приблизительно 0,5 или 1% масс. до приблизительно 2,5, 3 или 5% масс. включительно. Количество проявителей цвета обычно составляет от приблизительно 1% масс. до приблизительно 10% масс. или 25% масс. Количество десенсибилизаторов обычно составляет от приблизительно 1% масс. до приблизительно 15% масс. или 30% масс. В альтернативном варианте количество десенсибилизаторов может составлять от приблизительно 1, 10 или 25% масс. до приблизительно 1, 5 или 15% масс. включительно. Количество летучих органических растворителей может составлять от приблизительно 20% масс. до приблизительно 90% масс.; обычно от приблизительно 25, 30 или 35% масс. до приблизительно 80, 85 или 88% масс. включительно. Количество связующих веществ может составлять приблизительно 10, 20 или 30% масс.
Краска, указывающая на присутствие влаги, может быть нанесена на основы из различных материалов способами печати (например, флексографической и глубокой печати), трафаретной печати (шелкографии), распылением, погружением или любым другим способом нанесения композиции краски на поверхность основы. Например, композиция краски согласно настоящему изобретению может быть нанесена на материал, применяемый в качестве компонента абсорбирующего изделия. Краска, указывающая на присутствие влаги, может быть высушена на воздухе и может быть бесцветной или практически бесцветной (т.е. не иметь цвета или иметь очень слабое фоновое окрашивание).
После нанесения гомогенного раствора печатью и высушивания на поверхности основы высушенный раствор может приобретать цвет при контакте с водной средой. Согласно определенным примерам осуществления краску предпочтительно наносят на по меньшей мере часть основы или она образует знаки на видимой поверхности основы. Наличие знаков может быть полезно в том случае, когда основа представляет собой часть абсорбирующего изделия или изделия личной гигиены, которая может контактировать с водным раствором, например мочой. Абсорбирующее изделие может представлять собой, например, подгузник, женскую гигиеническую прокладку, изделие для взрослых, страдающих недержанием, или обтирочный материал.
Абсорбирующее изделие может включать полимерную пленку или нетканую поверхность основы, где на по меньшей мере часть поверхности основы нанесена печатью композиция краски согласно настоящему изобретению. Основа может представлять собой санитарно-гигиеническую бумагу на основе целлюлозы, бумагу, пористую пленку или непористую пленку или комбинацию пленок обоих типов. Пористые пленки могут включать нетканые материалы или газопроницаемые (ʹʹдышащиеʹʹ) пленки, например полиэтиленовые и полипропиленовые пленки, в которые введен карбонат кальция.
На Фиг. 1А-1Б представлены изображения, на которых показана поверхность основы, на которую была нанесена печатью краска согласно настоящему изобретению. На Фиг. 1А показана основа на начальном этапе, являющаяся по существу бесцветной. На Фиг. 1Б представлена та же основа практически непосредственно после контакта участков, на которые была нанесена печатью композиция, с водной жидкостью.
Обычно после смачивания при комнатной температуре поверхности с нанесенной печатью композицией окрашивание появляется в течение нескольких секунд в зависимости от концентрации изменяющего цвет компонента в композиции краски и объема мочи или объема выброса другой жидкости.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для демонстрации эффективности применения низкомолекулярного десенсибилизатора согласно настоящему изобретению смешивали перечисленные ниже компоненты краски, получая композиции или краски, указывающие на наличие влаги.
- Краситель: Раствор CVL: лактон кристаллический фиолетовый (англ. Crystal Violet Lactone, сокращенно CVL) и 22,5 мг/мл ацетона.
- Краситель: Раствор RED 40: RED 40 и 31 мг/мл ацетоновой суспензии.
- Проявитель: Раствор салицилата цинка: салицилат цинка и 34,4 мг/мл ацетона.
- Проявитель: Раствор пропилгаллата: пропилгаллат и 48,9 мг/мл ацетона.
- Десенсибилизатор: Раствор бетаина: бетаин и 160 мг/мл этанола.
Пример 1
100 мкл раствора CVL, 20 мл раствора салицилата цинка и 50 мкл раствора пропилгаллата смешивали, получая синий раствор. После добавления 10 мкл раствора бетаина к 60 мкл синего раствора синий раствор немедленно превратился в бесцветный. Никаких связующих веществ не добавляли. Бесцветный раствор наносили на полипропиленовую пленку и высушивали на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости (англ. Tack Index Evaluation) получали значение индекса липкости, составляющее 1. После промокания бумагой влажной области на пленке вымывания красителя CVL не наблюдали.
Пример 2
100 мкл CVL, 30 мкл раствора салицилата цинка и 70 мкл раствора пропилгаллата смешивали, получая синий раствор. После добавления 10 мкл раствора бетаина к 60 мкл синего раствора синий раствор немедленно превратился в бесцветный. Никаких связующих веществ не добавляли. Бесцветный раствор наносили на полиэтиленовые пленки, содержащие карбонат кальция, и высушивали на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 1. После промокания бумагой влажной области на пленке вымывания красителя CVL не наблюдали.
Пример 3
100 мкл красителя RED 40, 30 мкл раствора салицилата цинка и 70 мкл раствора пропилгаллата смешивали, получая розовый раствор. К 60 мкл розового раствора добавили 10 мкл раствора бетаина и розовый раствор немедленно превратился в бесцветный. Бесцветный раствор наносили на полиэтиленовые пленки, содержащие карбонат кальция, и оставляли сушиться на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 1. Для удаления остаточной воды использовали пипетку; вымывания красителя RED 40 не наблюдали.
Пример 3-1
34,5 мг 4,4ʹ-дигидроксибензофенона и ацетатбутират целлюлозы растворяли в 200 мкл 1:1 смеси н-пропилацетата и этанола. К полученному выше розовому раствору добавили 1,4 мг красителя Red 40 и полученный раствор становился красно-пурпурным. После добавления 100 мкл раствора бетаина к 100 мкл красно-пурпурного раствора раствор становился бесцветным. Бесцветный раствор наносили на полиэтиленовую пленку, содержащую карбонат кальция, и высушивали на воздухе, получая бесцветную пленку. Бесцветную пленку помещали на обращенную к телу поверхность внешнего покровного слоя одноразового подгузника (торговое наименование HUGGIES). Как показано на Фиг. 2, при орошении подгузника водой бесцветная пленка становится розовой и видимой на обращенной к одежде поверхности внешнего покровного слоя.
Пример 3-2
Бесцветным раствором, полученным в Примере 6, на полиэтиленовую пленку, содержащую карбонат кальция, с помощью каучукового штампа наносили печатью надпись НоНо! (не показана) и оставляли сушиться на воздухе. Пленку с нанесенными буквами затем использовали в качестве внешнего покровного слоя подгузника, ориентируя таким образом, чтобы поверхность с нанесенными буквами совпадала с обращенной к телу поверхностью внешнего покровного слоя. Подгузник орошали водой, в результате чего на внешнем покровном слое быстро появлялись розовые буквы НоНо!, ясно различимые на обращенной к одежде поверхности. Визуально различимое сообщение может представлять собой любое буквенно-цифровое обозначение или знак, например слова ʹʹChange Me (Замени меня)ʹʹ, как показано на Фиг. 2.
Пример 3-3
Бесцветную пленку, полученную в Примере 3-2, помещали в стеклянный флакон, который герметизировали. Стеклянный флакон помещали в камеру с изменяемой влажностью воздуха, в которой поддерживали температуру 40°C и 80% относительной влажности. При плотной герметизации флакона надпись на пленке оставалась бесцветной в течение трех часов. Если герметизация флакона была нарушена, то появлялась розовая надпись НоНо!
Пример 4
0,0367 г лактона кристаллического фиолетового, 0,0123 г салицилата цинка и 0,0624 г пропилгаллата растворяли в 1 мл ацетона, получая окрашенный в синий цвет раствор лактона кристаллического фиолетового (англ. Crystal Violet Lactone, сокращенно CVL). Бетаин растворяли в этаноле до достижения концентрации 80 мг/мл. 100 мкл окрашенного в синий цвет раствора CVL смешивали с 100 мкл раствора нитроцеллюлозы (связующее вещество) и 160 мкл раствора бетаина. Синий раствор немедленно превратился в бесцветный. Бесцветный раствор наносили валиком на кусок пропиленовой пленки и оставляли сушиться на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 1. После воздействия на высушенную бесцветную пленку воды в области контакта немедленно проявился темно-синий цвет.
Пример 5
0,0367 г лактона кристаллического фиолетового, 0,0123 г салицилата цинка и 0,0624 г пропилгаллата растворяли в 1 мл ацетона, получая раствор окрашенного в синий цвет лактона кристаллического фиолетового (CVL). Бетаин растворяли в этаноле до достижения концентрации 80 мг/мл. 100 мкл окрашенного в синий цвет раствора CVL смешивали с 60 мкл этанольного раствора гидроксипропилцеллюлозы (связующее вещество) и 160 мкл раствора бетаина. Синий раствор немедленно превратился в бесцветный. Бесцветный раствор наносили кистью на кусок пропиленовой пленки и оставляли сушиться на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 1. После воздействия на высушенную бесцветную пленку воды в области контакта немедленно проявился темно-синий цвет.
Пример 6
0,0122 г лактона кристаллического фиолетового (CVL) и 0,021 г 4,4ʹ-дигидроксибензофенона растворяли в 333 мкл раствора связующего вещества (1 мл н-пропилацетат: 1 мл этанол и 0,2 г ацетата-пропионата целлюлозы), получая синий раствор. Бетаин растворяли в этаноле до достижения концентрации 80 мг/мл. 100 мкл синего раствора смешивали с 100 мкл раствора бетаина. Синий раствор немедленно превратился в бесцветный. Бесцветный раствор наносили печатью на кусок пропиленовой пленки и оставляли сушиться на воздухе.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 1. После воздействия на высушенную бесцветную пленку воды в области контакта немедленно проявился темно-синий цвет.
Пример 7
Полиэтиленгликоль (ПЭГ), имеющий молекулярную массу MW от 200 до 35000, 200 мг лактона кристаллического фиолетового и 900 мг 4,4ʹ-дигидроксибензофенона растворяли в 8 мл раствора нитроцеллюлозы (лак), получая синий раствор.
При смешивании 100 мкл полиэтиленгликоля (MW 200) с 200 мкл синего раствора синий раствор немедленно превратился в бесцветный.
Бесцветный раствор наносили кистью или валиком на кусок пропиленовой пленки и оставляли сушиться на воздухе, в результате чего получали бесцветную пленку.
В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 5. После воздействия водного раствора на часть высушенной бесцветной пленки смоченная область немедленно приобрела темно-синий цвет. Аналогичные результаты были получены для других видов ПЭГ, которые имели различные молекулярные массы, составляющие от 200 до 35000.
Пример 8
Простой диметиловый эфир полиэтиленгликоля (ПЭГ-ДЭ), имеющий молекулярную массу MW от 250 до 2000, 100 мг лактона кристаллического фиолетового и 225 мг 4,4ʹ-дигидроксибензофенона растворяли в 2 мл раствора нитроцеллюлозы (лак), получая синий раствор.
При смешивании 10 мкл ПЭГ-ДЭ (MW 1000) с 200 мкл синего раствора синий раствор немедленно превратился в бесцветный.
Бесцветный раствор наносили кистью или валиком на кусок пропиленовой пленки и оставляли сушиться на воздухе, в результате чего получали бесцветную пленку. В результате проведения определения индекса липкости получали значение индекса липкости, составляющее 5. После воздействия водного раствора на части высушенной бесцветной пленки смоченная область немедленно приобрела темно-синий цвет.
При смачивании аналогичных композиций, содержащих ПЭГ-ДЭ с молекулярной массой MW 250 или ПЭГ-ДЭ с молекулярной массой MW 500, их реакции отличались от реакции композиции, содержащей ПЭГ-ДЭ с молекулярной массой MW 1000. Композиции, содержащие ПЭГ-ДЭ с молекулярными массами MW 250 и MW 500, отличались относительно медленным появлением цвета и не достигали темно-синего оттенка. Напротив, их цвет был более светлым и менее интенсивным.
При смачивании аналогичной композиции, содержащей ПЭГ-ДЭ с молекулярной массой MW 2000, цветная окраска не появлялась вовсе; напротив, образец оставался бесцветным.
Пример 9
100 мг лактона кристаллического фиолетового (лейкокраситель) и 225 мг 4,4ʹ-дигидроксибензофенона (проявитель) растворяли в 2 мл раствора нитроцеллюлозы (лак), получая окрашенный в синий цвет раствор лактона кристаллического фиолетового (Раствор В). При смешивании 10 мкл простого диметилового эфира полиэтиленгликоля (MW 1000) (десенсибилизатор) с 200 мкл раствора В синий раствор немедленно переходил в практически бесцветный (бледно-голубой).
Бесцветный раствор наносили валиком на кусок пропиленовой пленки и высушивали на воздухе, в результате чего получали по существу бесцветную пленку.
В результате проведения определения индекса липкости получали индекс липкости, составляющий 5. После воздействия воды или синтетической мочи на образец образец немедленно приобрел темно-синий цвет.
Пример 10
100 мг лактона кристаллического фиолетового (лейкокраситель) и 225 мг 4,4ʹ-дигидроксибензофенона (проявитель) растворяли в 2 мл раствора нитроцеллюлозы (лак), получая окрашенный в синий цвет раствор лактона кристаллического фиолетового (Раствор В). 10 мкл простого диметилового эфира полиэтиленгликоля (MW 2000) (десенсибилизатор) смешивали с 200 мкл раствора В. Однако синий раствор не превращался в бесцветный. Таким образом, эта композиция не пригодна для использования в качестве цветного индикатора.
Пример 11
Были получены пять растворов, составы которых указаны в Таблице 1. С использованием этих пяти растворов согласно модифицированному способу испытаний, рассмотренному ниже, были получены пять образцов. Результаты испытания представлены в Таблице 2.
Следует отметить, что по результатам оценки липкости и индекса липкости ПЭГ, 18-Краун-6-Эфир и PEI являются неподходящими десенсибилизаторами для композиции краски. Наименьшие индексы липкости и оценки липкости были получены при использовании бетаина и композиций Жирара, которые таким образом являются подходящими десенсибилизаторами для индикаторной композиции, указывающей на присутствие влаги, согласно настоящему изобретению.
Способы испытаний
Определение индекса липкости
Качественную оценку липкости получали с помощью следующего нестандартного способа. Бесцветный раствор краски наносят кистью или валиком на кусок пропиленовой пленки и оставляют сушиться в обычных условиях. Затем к сухой поверхности пленки с нанесенным покрытием притрагиваются указательным пальцем. Липкость пленок с нанесенным покрытием оценивают по десятибалльной шкале, в которой 1 соответствует нелипкому ощущению, а 10 соответствует очень высокой липкости.
Модифицированный стандартный способ ASTM D3330/D3330M-04
Стандартный способ испытания на адгезионную прочность чувствительной к приложению давления ленты
Количественно липкость определяли с помощью модифицированного стандартного способа испытания. В общем, чувствительную к приложению давления ленту заменяли пленкой, на которую была нанесена печатью композиция согласно настоящему изобретению.
Условия проведения испытания были следующими: 25 градусов Цельсия и 50% относительной влажности.
Образцы получали нарезкой полос из полипропиленовой пленки, содержащей наполнитель - карбонат кальция и имеющей достаточную жесткость; каждая из полос имела следующие размеры: ширину 24 мм и длину 300 мм.
К одному из концов каждого образца прикрепляли бумажную полосу, ширина которой составляла приблизительно 24 мм, а длина - 40 мм. Бумажная полоса служила нелипким элементом для захвата.
На одну из сторон образца пленки валиком наносили 300 мкл композиции краски, состав которой представлен в Таблице 1. Каждую из композиций краски наносили на 5 образцов.
Область каждого образца, на которую было нанесено покрытие, покрывают не имеющей покрытия пленкой тех же размеров, что и образец, также имеющий бумажную полосу, таким образом, чтобы их соответствующие оси располагались в одном направлении. Бумажные полосы должны перекрываться.
К каждому образцу в течение пяти минут прикладывают давление с помощью блока массой 2 кг, длина которого составляет 22 см, ширина - 2,5 см и высота - 4,5 см. Поверхность блока размерами 22 см × 2,5 см помещают на образец, создавая давление, составляющее 36,4 г/см2. Блок снимают и образец оставляют сушиться в обычных условиях в течение одного часа.
Испытание на отрыв под углом 180 градусов выполняли в натянутом состоянии с использованием датчика нагрузки величиной 10Н. Применяли устройство для испытаний на растяжение с постоянной скоростью растяжения (англ. constant-rate-of-extension, сокращенно CRE) (например, устройство для испытаний на растяжение INSTRON). Устройство для испытаний включало два зажима, центры которых находились в одной плоскости, параллельной направлению перемещения натягивающего зажима, и расположенные таким образом, что они полностью удерживали образец в той же плоскости. Устройство для испытаний имело средства для перемещения натягивающего зажима с постоянной скоростью, составляющей 0,2 мм/с [0,5 дюйма/мин], и средства для записи величины нагрузки. Устройство было откалибровано с точностью 0,5% полной шкалы, и диапазон шкалы, применяемый для проведения любого испытания, был таким, чтобы средний диапазон получаемых значений составлял от 20 до 80% полной шкалы. Разброс получаемых значений, вероятно, вызван неравномерной толщиной покрытия.
Бумажный конец образца зажимали в подвижном захвате устройства для испытаний, а противоположный конец образца зажимали в другом захвате. Скорость перемещения подвижного захвата устанавливали равной 5,08 см/мин. Подвижный захват приводили в движение, и значения, полученные при механическом отрыве первых 25 мм [1 дюйм] образца, отбрасывали. За величину адгезии принимали среднее значение силы, полученное при отрыве следующих 50 мм образца.
Скорость отрыва составляла 5,08 см/мин. Чувствительность испытания составляла 5 процентов.
Пример абсорбирующего изделия
Композиция согласно настоящему изобретению подходит для нанесения на одноразовые абсорбирующие изделия, например трусы, подгузники и прокладки. Абсорбирующее изделие согласно настоящему изобретению обычно включает абсорбирующую внутреннюю часть и необязательно может включать верхний лист и/или нижний лист, причем абсорбирующая внутренняя часть может быть расположена между верхним листом и нижним листом. Для лучшего понимания настоящего изобретения обратимся к Фиг. 2 и Фиг. 3, на которых в иллюстративных целях представлены в качестве примера трусы для приучения ребенка к туалету и сигнальный композиционный материал согласно настоящему изобретению.
Различные материалы и способы получения трусов для приучения ребенка к туалету рассмотрены в патентах US 6761711, Fletcher et al.; US 4940464, Van Gompel et al.; US 5766389, Brandon et al., и US 6645190, Olson et al., содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению.
На Фиг. 2 представлены трусы 20 для приучения ребенка к туалету в частично застегнутом состоянии, и на Фиг. 3 представлены трусы 20 для приучения ребенка к туалету в незастегнутом и развернутом состоянии. Трусы 20 для приучения ребенка к туалету имеют продольное направление 1, проходящее от передней части трусов для приучения ребенка к туалету до задней части трусов для приучения ребенка к туалету, если они находятся в надетом состоянии. Перпендикулярно продольному направлению 1 располагается боковое (поперечное) направление 2.
Трусы 20 для приучения ребенка к туалету имеют передний участок 22, задний участок 24 и паховый участок 26, расположенный в продольном направлении между передним и задним участками и соединяющий передний и задний участки. Трусы 20 также имеют внутреннюю поверхность (т.е. обращенную к телу поверхность), которая во время использования (например, расположена относительно других компонентов трусов) должна быть обращена к телу пользователя (т.е. человека, на которого надето изделие), и внешнюю поверхность (т.е. обращенную к одежде поверхность), противоположную внутренней поверхности. Трусы 20 для приучения ребенка к туалету имеют пару противоположных друг другу в поперечном направлении боковых краев и пару противоположных друг другу в продольном направлении поясных краев.
Представленные трусы 20 могут включать каркас 32, пару противоположных друг другу в поперечном направлении передних боковых секций 34, направленных наружу вбок от переднего участка 22, и пару противоположных друг другу в поперечном направлении задних боковых секций 734, направленных наружу вбок от заднего участка 24. Трусы 20 дополнительно включают датчик 100, который помещают, например, между абсорбирующей внутренней частью 44 и верхним листом 42 таким образом, чтобы поверхность 87 датчика была открыта с внутренней стороны трусов 20. В альтернативном варианте (не показан) датчик 100 расположен между нижним листом 40 и абсорбирующей внутренней частью 44 таким образом, чтобы он был виден через нижний лист. Датчик 100 может быть установлен на любом участке абсорбирующего изделия, где требуется производить обнаружение влаги.
Каркас 32 включает нижний лист 40 и верхний лист 42, который может быть соединен с нижним листом 40 при наложении с помощью клеящих веществ, ультразвукового скрепления, термического скрепления или других традиционных методик. Каркас 32 может дополнительно включать абсорбирующую внутреннюю часть 44, например, показанную на Фиг.3, расположенную между нижним листом 40 и верхним листом 42 и поглощающую жидкие физиологические выделения, выделяемые пользователем, и может дополнительно включать пару удерживающих клапанов 46, прикрепленных к верхнему листу 42 или абсорбирующей внутренней части 44, которые препятствуют вытеканию физиологических выделений из боковых частей изделия.
Нижний лист 40 может быть получен из нетканого материала. Нижний лист 40 может представлять собой единственный слой из материала, непроницаемого для жидкости, или в альтернативном варианте может представлять собой структуру из многослойного материала, в которой по меньшей мере один из слоев непроницаем для жидкости.
Примеры материалов, подходящих для получения нижнего листа 40, включают полотна спанбонд-мелтблаун (спанбонд - материал, полученный фильерным способом из расплава полимера, англ. термин ʹʹspunbondʹʹ; мелтблаун - материал, полученный аэродинамическим способом из расплава, англ. термин - ʹʹmeltblownʹʹ), полотна спанбонд-мелтблаун-спанбонд, полотна спанбонд или многослойные материалы, включающие такие полотна и пленки, или другие нетканые полотна; эластомерные материалы, которые могут включать пленки, полученные литьем или раздувом, полотна мелтблаун или полотна спанбонд, состоящие из полиэтиленовых, полипропиленовых или полиолефиновых эластомеров, а также их комбинации. Нижний лист 40 может включать материалы, которым с помощью механических средств, печати, нагревания или химической обработки были приданы эластомерные свойства. Например, в таких материалах могут быть проделаны отверстия, материалы могут быть подвергнуты крепированию, растягиванию с сужением, активации при нагревании, тиснению и микродеформации и могут находиться в виде пленок, полотен и многослойных материалов.
Одним из примеров материала, подходящего для получения двуосно-растяжимого нижнего листа 40, является многослойный материал, состоящий из газопроницаемой эластичной пленки/нетканого полотна, например, рассмотренный в патенте US 5883028, Morman et al., содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению. Примеры материалов, обладающих двуосной растяжимостью и способностью к сокращению, рассмотрены в патентах US 5116662, Morman, и US 5114781, Morman, содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению.
Верхний лист 42 предпочтительно имеет податливую структуру, мягкую на ощупь, и не раздражает кожу пользователя. Верхний лист 42 также достаточно проницаем для жидкости, что позволяет жидким физиологическим выделениям легко проникать через этот слой и поступать в абсорбирующую внутреннюю часть 44. Подходящий верхний лист 42 может быть получен из множества различных полотен, например пористых пен, ячеистых пен, полимерных пленок с отверстиями, тканых и нетканых полотен или комбинации любых названных материалов. Например, верхний лист 42 может включать полотно мелтблаун, полотно спанбонд или скрепленное кардочесанное полотно, состоящее из натуральных волокон, синтетических волокон или их комбинаций. Верхний лист 42 может состоять из по существу гидрофобного материала, и гидрофобный материал может быть необязательно обработан поверхностно-активным веществом или обработан иным образом для придания ему требуемых величин смачиваемости и гидрофильности.
Верхний лист 42 также может быть удлиняемым и/или эластомерно удлиняемым. Эластомерные материалы, подходящие для получения верхнего листа 42, могут включать эластичные волоконца, эластичные материалы LYCRA, полученные литьем или раздувом эластичные пленки, нетканые эластичные полотна, эластомерные волокнистые полотна мелтблаун или спанбонд, а также комбинации перечисленных материалов. Примеры подходящих эластомерных материалов включают эластомеры KRATON, эластомеры HYTREL, эластомерные полиуретаны ESTANE (поставляемые Компанией Noveon, имеющей офисы, расположенные в Cleveland, Ohio, США) или эластомеры РЕВАХ. Верхний лист 42 также может быть изготовлен из двуосно-растяжимых материалов, рассмотренных в патенте US 6969378, Vukos et al., содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению.
Изделие 20 может необязательно дополнительно включать слой распределения потока, который может быть расположен вблизи абсорбирующей внутренней части 44 и прикреплен к различным компонентам изделия 20, например абсорбирующей внутренней части 44 или верхнему листу 42, способами, известными в данной области техники, например с помощью клеящего вещества. Примеры подходящих слоев распределения потока рассмотрены в патентах US 5486166, Bishop et al., US 5490846, Ellis et al., и US 5820973, Dodge et al., содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению.
Изделие 20 может дополнительно включать абсорбирующую внутреннюю часть 44. Абсорбирующая внутренняя часть 44 может иметь любую из множества форм. Абсорбирующая внутренняя часть 44 может быть закреплена в абсорбирующем изделии, например прикреплена к нижнему листу 40 и/или верхнему листу 42, например, средствами скрепления, известными в данной области техники, например ультразвуковым соединением, соединением под давлением, клеевым соединением, с помощью отверстий, термическим соединением, прошивкой нитью или жгутом, автогенным соединением или самосклеиванием, соединением типа ʹʹкрючок и петляʹʹ или любой комбинацией перечисленных соединений.
Абсорбирующая внутренняя часть 44 может быть получена способами, известными в данной области техники. Не ограничиваясь конкретным способом получения, можно упомянуть, что абсорбирующая внутренняя часть может быть получена с помощью системы формующих барабанов, см., например, патенты US 4666647, Enloe et al., US 4761258, Enloe, US 6630088, Venturino et al., и US 6330735, Hahn et al., содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению. Примеры методик, с помощью которых выбранное количество необязательно используемых суперабсорбирующих частиц может быть введено в камеру формования, рассмотрены в патентах US 4927582, Bryson, и US 6416697, Venturino et al., содержание каждого из которых включено в настоящее описание посредством ссылки в том объеме, который не противоречит настоящему изобретению.
В некоторых предпочтительных аспектах абсорбирующая внутренняя часть включает целлюлозное волокно и/или синтетическое волокно, например волокно мелтблаун. Таким образом, в некоторых аспектах для получения абсорбирующей внутренней части на линии совместного формования может быть использован аэродинамический способ получения из расплава. В некоторых аспектах абсорбирующая внутренняя часть 44 может обладать значительной растяжимостью.
Дополнительно или в альтернативном варианте абсорбирующая внутренняя часть 44 может содержать абсорбирующий и/или суперабсорбирующий материал. Соответственно, абсорбирующая внутренняя часть 44 может включать соответствующее количество суперабсорбирующего материала и необязательно распушенный материал (ватку), содержащийся в матрице из волокон. Следует понимать, что абсорбирующая внутренняя часть 44 не ограничена использованием суперабсорбирующего материала и необязательно распушенного материала. В некоторых аспектах абсорбирующая внутренняя часть 44 может дополнительно включать такие материалы, как поверхностно-активные вещества, частицы ионообменных смол, увлажняющие средства, мягчительные средства, парфюмерные композиции, модификаторы жидкости, добавки, регулирующие запах, и подобные средства и их комбинаций. Кроме того, абсорбирующая внутренняя часть 44 может включать пену.
Выше приведено как общее, так и подробное описание настоящего изобретения, включающее примеры и графические материалы. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что изобретение необязательно ограничено только приведенными примерами осуществления и что настоящее изобретение и аспекты его применения включают замены, модификации и изменения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения. Таким образом, подобные изменения должны быть включены в настоящее изобретение за исключением тех случаев, когда такие модификации находятся вне объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
Предложена приобретающая цвет композиция, содержащая цветообразующий лейкокраситель, проявитель цвета и десенсибилизатор. При этом десенсибилизатор включает в себя бетаин или реактив Жирара. Также предложен изменяющий цвет материал, включающий в себя описанную выше композицию. Также предложено абсорбирующее изделие, включающее в себя описанную выше композицию. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 11 пр.
1. Приобретающая цвет композиция, содержащая:
- цветообразующий лейкокраситель;
- проявитель цвета; и
- десенсибилизатор;
в которой десенсибилизатор включает бетаин или реактив Жирара.
2. Приобретающая цвет композиция по п. 1, в которой десенсибилизатор растворим в летучем органическом растворителе и воде.
3. Приобретающая цвет композиция по п. 2, в которой летучий органический растворитель включает этанол.
4. Приобретающая цвет композиция по п. 1, в которой лейкокраситель и проявитель цвета нерастворимы в воде.
5. Приобретающая цвет композиция по п. 1, дополнительно включающая связующее вещество.
6. Приобретающая цвет композиция по п. 5, в которой связующее вещество растворимо в воде.
7. Приобретающая цвет композиция по п. 1, в которой проявитель цвета включает бисфенол А, хлорид цинка, салицилат цинка и/или фенольные полимеры.
8. Приобретающая цвет композиция по п. 1, в которой лейкокраситель включает фталидный лейкокраситель, триарилметановый лейкокраситель и/или флуорановый лейкокраситель.
9. Изменяющий цвет материал, включающий основу, на которую нанесена краска;
где краска содержит цветообразующий лейкокраситель; проявитель цвета и десенсибилизатор; и
где десенсибилизатор выбран из группы, состоящей из бетаина и/или реактива Жирара.
10. Изменяющий цвет материал по п. 9, в котором основа представляет собой пористый материал.
11. Изменяющий цвет материал по п. 9, в котором основа включает синтетический полимер.
12. Абсорбирующее изделие, включающее изменяющий цвет элемент, причем абсорбирующее изделие включает:
- верхний лист;
- нижний лист, имеющий обращенную к одежде поверхность и противоположную поверхность, обращенную к телу пользователя;
- абсорбирующую внутреннюю часть, расположенную между верхним листом и нижним листом; и
- изменяющую цвет композицию, представляющую собой приобретающую цвет композицию по пункту 1.
13. Абсорбирующее изделие по п. 12, в котором изменяющая цвет композиция включает бетаин.
14. Абсорбирующее изделие по п. 12, в котором изменяющая цвет композиция образует знаки.
| US 20100030173 A1, 04.02.2010 | |||
| US 5389093 A, 14.02.1995 | |||
| US 20110152805 A1, 23.06.2011. |
