变色组合物和材料的制作方法
【专利说明】变色组合物和材料
[0001] 本发明涉及一种在水性液体的存在下显现颜色的变色组合物。具体地，本发明涉 及一种介质或者油墨，其在高的相对湿度下保持无色或基本上无色并且当被水性液体润湿 时变成更高强度的颜色。
[0002] 发明背景
[0003] 对于包括消费品和专业产品在内的很多产品，当该产品包括能够为使用者传达或 者指示特别的条件或相对的使用水平或程度的特征时，被最终使用者更有效地使用。视觉 的、传达式特征的一个实例是通过向基材施加变色组合物而制备的潮湿指示器。潮湿指示 器可以通过从无色或基本上无色到有色的变化，或者通过在颜色强度上的变化来指示条件 或使用程度中的变化。
[0004] 可以使用潮湿指示器来监测的示例性条件包括物理条件，如水分的存在，以及化 学条件。通过引入适合的潮湿指示器能够更有效并给最终使用者带来更多益处的示例性消 费品包括诸如尿布、训练裤、失禁产品、或者女性卫生垫的吸收性制品。其它示例性消费品 包括面巾纸（facial tissues)、卫生纸（bath tissue)、纸巾（paper towels)、家居清洁物 品和个人清洁揩巾。通过引入适合的潮湿指示器能够更有效并给最终使用者带来更多益处 的示例性专业产品包括用于医疗用途的产品、安全服装、工业清洁产品和非织造材料。很多 消费者和专业产品具有引入其中的合成聚合物基材，该基材通常充当液体屏障。
[0005] 潮湿指示器是众所周知的并可以以各种形式获得。希望的性能属性包括在高的相 对湿度条件下的稳定性，以及当其最有意义时是为使用者指示变化，也就是说，当被水性液 体润湿时，从无色或基本上无色变成有色的能力。还可能希望潮湿指示器具有明显的变色， 以协助使用者识别产品中的物理条件变化。
[0006] 标准室温和标准相对湿度是在大多数家庭和工作区域中维持的条件。标准室温和 标准相对湿度通常被认为是在40 %至60 %的相对湿度范围下、20°C至25°C的温度范围（美 国米暖、制冷与空调工程师学会公司（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.，ASHRAE))。当变色是由于变色组合物被水性液体润湿 而造成时，大多数变色组合物在标准温度和相对湿度条件下都是稳定的。在不束缚于理论 的前提下，所认为的是在变色是由于变色组合物被水性液体润湿而造成的情况下，当超过 标准相对湿度条件时，变色组合物不再能够维持它们原来的颜色状态。例如，印在尿布的聚 合物基材上的变色组合物可能在制造过程期间、仓库储存期间、产品分销期间和最终使用 者储存期间直到使用时刻，经历过早地暴露到非标准室温和标准相对湿度的条件下。变色 组合物过早地暴露到高于标准相对湿度的相对湿度水平，可影响指示器的功效，使得当变 色组合物被水性液体润湿时，最终使用者将不能接收到该变化的视觉传达。这发生在潮湿 指示器在被水性液体润湿之前过早地经历颜色变化的情况下。
[0007] 虽然本领域已知的变色组合物提供了某些益处，但仍然需要在高的相对湿度条件 下保持稳定的变色组合物。还仍然需要当变色组合物变得被水性液体润湿时变成更高强度 的颜色的变色组合物。仍然需要耐用的、不渗析的、防水的和不溶于水的变色组合物。另外 仍然需要能够在室温下使用印刷技术施加到基材的变色组合物。除了以上所述的需要之 外，还存在与使用变色材料作为诸如一次性尿布的个人护理吸收性制品的组件的相关的未 满足的需要。具体地，对于当施加到外罩材料时保持其功效的变色组合物存在需要。
[0008] 发明概沐
[0009]在一个实施方案中，变色组合物包含无色染料（leuco dye)、显色剂、减感剂、粘合 剂和有机溶剂。减感剂选自羧酸四烷基铵、氢氧化四烷基铵、卤化四烷基铵以及它们的组 合。
[0010] 在一个实施方案中，变色材料包括基材和置于基材上的变色组合物。变色组合物 包含无色染料、显色剂、减感剂和粘合剂。减感剂包括羧酸四烷基铵、氢氧化四烷基铵、卤化 四烷基铵或者它们的组合。
[0011] 在一个实施方案中，一次性吸收性制品具有与一次性吸收性制品的外罩邻近的吸 收芯。变色组合物置于吸收芯与外罩之间。变色组合物包含无色染料、显色剂、减感剂和粘 合剂。减感剂包括醋酸四乙铵、醋酸四甲铵、醋酸四丁铵或者它们的组合。
[0012] 附图简沐
[0013] 图IA显示出本发明的油墨组合物沉积在其上并干燥的基材，其中油墨具有基本 上无色的外观。
[0014] 图IB显示出在水性液体已经与油墨组合物反应之后，图IA的基材上的显色。
[0015] 图2是吸收性制品的一种实施方案的前透视图。
[0016] 图3是呈解开、展开并平铺结构的图2的吸收性制品的平面图。
[0017] 连述
[0018] 本发明将就其各种组分、要素、结构、构造、布置和其它特征来表述，所述其各种组 分、要素、结构、构造、布置和其它特征也可以被本发明的术语"实施方案"或者其它类似术 语，来单独或者共同参照。所预期的是，本发明的各种形式可以并入一种或多种其各个特征 和实施方案，并且这样的特征和实施方案可以以它们的任何希望的、可操作的组合来使用。
[0019] 应当注意的是，当在本发明中使用时，术语"包括（comprise) "、"包含 (comprising) "和其它源自根词"包括（comprise) "的派生词意指开放式术语，其详细说明 了任意列出的特征、要素、整数（integers)、步骤或者组分的存在，并无意于排除一种或多 种其它特征、要素、整数、步骤、组分或者其群组的存在或加入。
[0020] 本发明涉及一种在高的相对湿度条件下保持稳定的变色组合物。当该组合物由于 被水性液体润湿而暴露到其最接近的物理或者化学环境中的变化时，该变色组合物变成更 高强度的颜色。本发明还包括作为变色材料的组分的在高的相对湿度下稳定的显色组合 物。该组合物可以通过常规的印刷技术来施加到基材表面。
[0021] 本发明涉及一种不可逆的显色组合物，其包含至少三种主要组分：（1)无色染料 或者无色染料组合，（2)显色剂或者显色剂组合，其可以通过给予氢阳离子来与无色染料形 成有色的复合物，和（3)减感剂，其用于暂时地阻止显色剂的作用，以使无色染料保持无色 或基本上无色直到被水性液体润湿。所有的前述组分均一起溶解于挥发性有机溶剂介质中 以形成溶液。聚合物粘合剂材料也可以添加到变色组合物。
[0022] 可以使用其它添加剂，以便调节变色组合物的物理性能。变色组合物可以包含用 于调节溶液粘度的试剂，或者可以包含用于改善变色组合物对某些基材表面在干燥时的附 着的化学物质。变色组合物可以进一步包含调节在基材表面上的变色组合物随后的润湿性 的化学物质。
[0023] 本发明的变色组合物起初是无色或基本上无色的，并且当变色组合物在基材上印 刷且干燥并且随后被水性液体润湿时，变成更高强度的颜色。该颜色强度是通过人的裸眼 来判断的。当描述在印刷且干燥的变色组合物已经被水性液体润湿之后形成的初始颜色强 度时，或者当与颜色相同的、印刷且干燥的变色组合物比较时，通过人的裸眼判断的各个颜 色强度水平通常描述为低、较低、最低、中、高、较高或最高。
[0024] 无色染料一般是指无色或浅色（pale-colored)染料，原因是染料分子可以获得 两种形态，其中一种是基本上无色的。在不束缚于理论的情况下，认为显色剂起路易斯酸 的作用，其从充当质子供体的无色染料分子中吸电子以产生共轭体系。同样在不束缚于理 论的情况下，认为适合的非路易斯酸显色剂可以提供氢离子，该氢离子经由加酸显色机制 (halochromaticmechanism)造成无色染料分子的共轭体系的改变。因此，显色的无色染料 由于新形成的能够吸收可见光的光子的共轭体系而从初始的无色状态显现出颜色。
[0025] 无色染料是可选自苯酞（phthalide)或者焚烧（fluoran)型染料的供电子染 料。苯酞型无色染料包括芳甲烷苯酞，如三芳甲烷苯酞和二芳甲烷苯酞，单杂环取代的 苯酞，如杂环取代的苯酞，二芳基甲基氮杂苯酞，双杂环取代的苯酞，3-杂环取代的氮杂 苯酞，3, 3-双杂环取代的氮杂苯酞，烯基取代的苯酞，桥接的苯酞和双苯酞。苯酞型无色 染料的具体实例包括：3, 3-双（对二甲氨基苯基）-6-二甲氨基苯酞；3, 3-双（对二甲 氨基苯基）苯酞；3-(对二甲氨基苯基）-3-(1，2_二甲基吲哚-3-基）苯酞；3-(对二 甲氨基苯基）-3-(2-甲基吲哚-3-基）苯酞；3, 3-双（1，2_二甲基吲哚-3-基）-5-二 甲氨基苯酞；3, 3-双（1，2-二甲基吲哚-3-基）-6-二甲氨基苯酞；3, 3-双（9-乙基咔 唑-3-基）-6-二甲氨基苯酞；3, 3-双（2-苯基吲哚-3-基）-6-二甲氨基苯酞；3-对二甲氨 基苯基-3-(1-甲基吡咯-3-基）-6-二甲氨基苯酞；3, 3-双（1-正丁基-2-甲基-3-吲哚 基）苯酞（Red 40) ;3, 3-双（4-二乙氨基-2-乙氧基苯基）-4-氮杂苯酞；3, 3-双（4-二乙 基苯基）-4-氮杂苯酞（GN2) ;3- (4-二乙氨基-2-乙氧基苯基）-3- (1-乙基-2-