专利名称：具有改进的着色剂保持性的湿度指示剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有改进的着色剂保持性的湿度指示组合物以及涉及包含这种湿度指示组合物的可穿着制品。
背景技术：
诸如尿布之类的可穿着吸收制品已为本领域所熟知。吸收制品典型地具有吸收芯，在使用期间通过扣紧系统将其紧贴穿着者的身体固定或定位，以使该制品捕获身体渗出物。典型的吸收制品包括面向穿着者的顶片和底片，所述顶片允许液体渗出物透过，而所述底片则防止渗出物从吸收制品中渗出。
自从使用一次性吸收制品以来，本领域已经取得了很多进展，包括使用与制品外覆盖层的内表面相结合的湿度指示组合物。这些组合物包含着色剂，当与制品中的尿液接触时，所述着色剂外观适宜于变化，即显示、消失、改变颜色等。然而，这些组合物典型地不能将着色剂充分保持在组合物内，致使着色剂从组合物中滤出并进入可穿着制品的各个部分或滤出到穿着者身上。本领域已经进行了保持着色剂的某些尝试，例如将着色剂掺入高熔化温度的粘合剂组合物中。然而，现有技术还不能提供具有足够着色剂保持性能的尿液指示组合物。因此，希望提供从载体基质中滤出最少或不滤出着色剂的湿度指示组合物。也希望提供包含这些尿液指示组合物的吸收制品。

发明内容
本发明涉及一种湿度指示组合物，其包含置于载体基质中的着色剂。当着色剂被尿液活化时提供一种可视信号。着色剂通过化学键合或通过分子间力结合到载体基质的组件上防止从该载体基质中滤出。


图1表示本发明的一次性尿布实施方案的平面图。
图2表示图1的一次性尿布的一部分的横截面视图。
图3表示本发明的备选一次性尿布实施方案的平面图。
图4表示本发明的另一种备选一次性尿布实施方案的平面图。
图5表示图4的一次性尿布的一部分的横截面视图。
图6表示在不同暴露时间下pH指示剂滤出的量。
图7表示在不同暴露时间下pH指示剂滤出量的柱状图。
具体实施例方式
本发明涉及一种湿度指示剂，其可以，例如与可穿着制品，包括但不限于一次性吸收制品结合使用。本文所用术语“可穿着制品”是指适合在某个时段，并且通常在穿着者的正常活动期间施用于或贴置于或毗连于穿着者的一部分器官的制品。可穿着制品可围绕或至少部分围绕穿着者身体的一部分，例如腰带、尿布、训练裤、内衣等情况。这样的可穿着制品可包括可弹性延展的和/或扣紧部件以确保对穿着者正好合身和/或扣紧部件便于护理人员使用和从穿着者身上去除该制品。可供选择地，除了上述的特征外，至少一部分可穿着制品可粘附地固定在穿着者的皮肤上。在某些实施方案中，可穿着制品可包括分离组件，例如粘贴到或毗连于该可穿着制品的衬垫。可供选择地，可穿着制品可包括衬垫，该衬垫适合于连接或毗连到诸如内衣或尿布罩之类衣物的耐用或半耐用制品上。尽管并不限于此类实施方案，以下本发明一般被描述为与一次性吸收制品有关。
本文所用术语“吸收制品”是指吸收和容纳身体排泄物的装置，更具体地讲，是指紧贴或邻近穿着者身体放置以吸收和容纳各种身体排泄物的装置。本文所用术语“一次性的”是指通常不打算洗涤、恢复或作为吸收制品重复使用的吸收制品，即，它们设计成在使用一次后丢弃，优选将其回收利用、堆肥处理或以其它环境相容的方式废弃。“一体的”吸收制品是指由不同部分连接在一起形成的协同实体的吸收制品，以使其不需要分开的控制部件，如分开的夹持器和/或衬垫。本发明优选的吸收制品实施方案为一体的一次性吸收制品，如图1所示的尿布20。本文所用术语“尿布”是指通常由婴儿和大小便失禁者在其躯干下部穿着的吸收制品。本发明还适用于其它吸收制品，如失禁贴身短内裤、大小便失禁内裤、吸收性插件、尿布支持物和衬垫、妇女卫生内衣、绷带等等。
图1为本发明的尿布20处于平展状态下的平面图，其部分结构被切除以更清楚地显示尿布20的构造。尿布20的面对穿着者的部分朝向观察者。如图1所示，尿布20优选地包括液体可透过的顶片24；液体不可透过的底片26；优选地设置在至少一部分顶片24和底片26之间的吸收芯28；侧片30；弹性化的腿箍32；弹性腰件34和通常表示成40的扣紧系统。如图1所示的尿布20具有第一腰区36、与第一腰区36相对的第二腰区38和位于第一腰区36和第二腰区38之间的裆区37。尿布20的周边由尿布20的外缘所限定，其中纵向边缘50通常平行于尿布20的纵向中心线100，而在纵向边缘50之间延伸的端边52通常平行于尿布20的横向中心线110。
尽管顶片24、底片26和吸收芯26可以各种各样的熟知的构型进行组装，优选的尿布构型通常描述于以下专利中1975年1月14日授予KennethB.Buell的名称为“Contractible Side Portions for Disposable Diaper”的美国专利3,860,003；1992年9月9日授予Buell的美国专利5,151,092；和1993年6月22日授予Buell的美国专利5,221,274；和1996年9月10日授予Roe等人的名称为“Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-LikeFilm Web Extensible Waist Feature”的美国专利5,554,145；1996年10月29日授予Buell等人的名称为“Disposable Pull-On Pant”的美国专利5,569,234；1996年12月3日授予Nease等人的名称为“Zero Scrap Method ForManufacturing Side Panels For Absorbent Articles”的美国专利5,580,411；和1999年12月21日授予Robles等人的名称为“Absorbent Article WithMulti-Directional Extensible Side Panels”的美国专利6,004,306；上述每一个专利均引入本文以供参考。
底片26通常是尿布20位于临近吸收芯28的面向衣服表面45的那部分，该部分防止其中所吸收和容纳的渗出物弄脏可接触尿布20的用品，例如床单和内衣。顶片24优选地位于邻近吸收芯28的朝向身体表面47，并可用本领域已知的任意连接方式将其连接到面向身体表面和/或底片26上。本发明中所使用的术语“连接”包括通过将组件直接粘贴到其它组件上而将组件直接固定到另一个组件上的结构，和通过将组件粘贴到中间组件，中间组件又粘贴到其它组件上而将组件间接地连接到另一个组件上的结构。顶片24优选地具有舒适性、感觉柔软并且不刺激穿着者的皮肤。此外，至少一部分顶片24为液体可透过的，允许液体迅速穿透其整个厚度。
吸收芯28可包括通常是可压缩的、适形的、对穿着者皮肤无刺激的，并能吸收和容纳诸如尿液之类的液体和其它某种身体排泄物的任何吸收材料。吸收芯28可以各种各样的尺寸和形状进行生产，并可包括各种各样的液体吸收材料，所述液体吸收材料通常用于一次性尿布和其它吸收制品如粉碎的木浆，所述木浆通常称为透气毡。其它适用的吸收材料实施例包括绉纱纤维素填料；熔喷聚合物，包括共成型；化学硬化、改性或交联的纤维素纤维；薄纸，包括薄纸包装材料和薄纸层压材料；吸收泡沫；吸收海绵；超吸收聚合物；吸收胶凝材料；或其它任何已知的吸收材料或材料的组合物。
如上所述，尿布20也可包括一个扣紧系统40。扣紧系统40优选地将第一腰区36和第二腰区38保持为一种构型，以提供尿布20周围的侧向张力，从而将尿布20固定在穿着者身上。扣紧系统40优选地包括诸如带状搭头、钩型和环形扣紧部件和/或两性扣紧部件之类的表面扣件，尽管任何其它已知的扣件通常也是可以接受的。在可供选择的实施方案中，将制品的相对的两侧缝合或接合形成短裤。这使得所述制品可用作套穿型尿布，如训练短裤。
护理人员经常想要知道吸收制品例如尿布中是否存在尿液，和/或存在多少尿液。这可能是出于对健康的关心，例如孩子是否摄入了足够的流体，或出于对皮肤健康/密封性的关心，例如，尿布是否包含足够多的尿液需要更换。尿液的存在可通过在本用法中被称作“尿液指示剂”的湿度指示剂用颜色或对比度变化向护理人员发出信号，这种变化可在至少一部分制品中察觉到，并可在去除制品之前看见，例如透过制品的外罩。可将着色剂，例如在被尿液润湿时改变颜色的食品级染料和pH指示剂用于这方面。本领域记述了许多采用这些类型着色剂的尿液或湿度指示剂方法，包括将它们掺入吸收芯中或涂敷于或结合到底片的内表面。常用的一种方法，包括用于日本现在销售的PAMPERSTM尿布中的物质，是配制一种包含少量pH指示剂的热熔融粘合剂。这些物质被称为热熔融湿度指示剂(HMWI)。
本领域所述的HMWI和其它着色剂基湿度指示剂的主要问题是着色剂易于从载体基质中滤出。载体基质是用于将湿度指示剂固定或保持在产品中所需位置的一些材料，这样尿液将与其接触，并使得湿度指示剂的物理变化，如颜色变化，可被穿着者或护理人员察觉到。在本发明的某些实施方案中，由于形成了分子间结合力，载体基质的各组分也有助于减少着色剂的滤出。尿液过多可使着色剂从载体基质中扩散出去，即滤出，并向着底片和/或顶片迁移并可能透过它们。这可导致诸如衣服或被褥被沾污，使消费者产生反感，和/或可使湿度指示剂透过底片显得很难看，即所采用的湿度指示剂组合物图案可变得模糊不清或不美观。非常希望湿度指示剂能够防止着色剂从基质中滤出，从而将有关着色剂在制品内的迁移或迁移出制品的影响减至最小。
如上所述，优选的湿度指示组合物是高度抗着色剂滤出的，并且在高湿度环境中抗过早活化，过早活化可使湿度指示剂在检测或指示可穿着制品中存在的尿液方面不太有效。例如，将湿度指示剂暴露于高湿度中可使不是高度抗着色剂滤出的湿度指示剂部分活化，并因此使由于尿液的存在而产生的任何颜色变化不显著。另外，优选的湿度指示组合物应该具有优良的信号清晰度和动力学，即信号应该在接触尿液后不久即可见到。
本发明的湿度指示剂通常包含至少一种置于载体基质中的着色剂。该着色剂可被尿液活化，即该着色剂可随着与尿液或其组分接触而改变颜色、出现、消失或改变亮度或视觉特殊性。载体基质包含一种或多种组分，所述组分可有助于将湿度指示剂组合物加入到诸如可穿着制品之类的最终产品中和/或在开始放置期间或使用期间保持该着色剂。当与尿液接触时，在防止原始或活化状态的着色剂滤出载体基质进入周围环境如可穿着制品的吸收芯的同时，载体基质优选地使足够多的尿液能够接触着色剂并产生外观变化。可按任何所期望的图案或构型，包括但不限于条纹、圆点、字母数字式字符、生物或非生物体的图形或它们的任何组合或排列，将本发明的湿度指示剂加入到制品中。
接触湿度指示剂的尿液至少部分地扩散进载体基质中，在此处其接触到着色剂。如果该着色剂为pH指示剂，与具有比指示剂阈值更高的pH值的尿液相接触会导致颜色变化，例如，黄色变为蓝色等。如果该着色剂为食品级染料，与尿液相接触可使染料溶解，使其能够浮散在载体基质的表面内部或上面，致使染料的颜色变深。
某些pH指示剂的电荷为中性的并且在酸性pH条件下为浅色。例如，在酸性pH条件下，溴甲酚绿、溴甲酚紫和溴酚蓝均为电中性并颜色为黄色。当pH值超过指示剂的pKa值时，产生了电荷和相应的颜色变化。例如，在pH值大于其为约4.0的pKa值条件下，溴酚蓝从黄色中性状态变成蓝色阴离子状态。
在这些实施方案中，pH指示剂以其中性酸式被加入到载体基质中。pH指示剂的电荷中性使其能够更易于溶解在疏水体系中。在与pH值典型地在5.5至8.0的范围内的尿液接触时，指示剂改变颜色，例如从黄色变为蓝色。除颜色改变之外，在pH值超过其pKa值的情况下，pH指示剂上的电荷也从中性变为阴离子。这种在pH指示剂上的负电荷不仅使染料分子改变颜色，而且阴离子更大的极性也增强了染料进入含水环境的溶解性和滤出性。
在本发明的某些实施方案中，将着色剂即指示剂或染料加入到优先将分子“锁”进基质的疏水基质中可抑制阴离子着色剂滤出到尿液中。在这些实施方案中，由于分子间结合力的存在，阴离子着色剂可优先被吸收进基质中。导致抑制着色剂滤出到尿液中的某些分子间作用力的类型包括氢键、静电力、范德华力和疏水作用。因此，即使原始状态的着色剂的荷电部分与尿液中的水产生水合作用，由于基质材料和该着色剂间分子间结合力的存在，可抑制着色剂的滤出。
然而，在本发明的优选的实施方案中，着色剂被以化学方法结合到载体基质的至少一种组分例如阳离子物质上。化学键包括共价键、离子键和金属键。在其中载体基质包括阳离子物质的实施方案中，阳离子物质可起滤出抑制剂的作用以减少或完全消除阴离子染料着色剂从载体基质中的滤出。具体地讲，通过在湿度指示剂组合物中添加永久荷电的阳离子分子，优选抑制阴离子染料指示剂的滤出。例如，季铵离子化合物通过抑制着色剂从基质中滤出并增强湿度指示剂图案的对比度和清晰度而成为特别有效的滤出抑制剂。不受理论的束缚，据信由于阴离子染料和阳离子季铵化合物之间的强静电力的存在，阳离子季铵化合物与荷负电的pH指示剂形成了以离子键结合的凝聚层。阴离子染料和阳离子季铵化合物之间形成的凝聚层复合物中合了两类物质的电荷，并急剧降低这两类物质在诸如水或尿之类的极性溶剂中的溶解度。因此显著抑制着色剂从载体基质中滤出。如上所述，在凝聚层和载体基质间的分子间力还可限制着色剂扩散和迁移到诸如尿液之类的含水环境中。
这种滤出抑制特别有利于将湿度pH指示剂或染料直接固定在底片上的湿度指示剂中而不允许染料或指示剂自由扩散穿过尿布芯部并可能污染尿布顶片。另外，在将染料或pH指示剂固定在基质中的实施方案中，可产生更清晰和更明显的湿度指示剂图案。如所提及的那样，扩散到湿度指示剂图案之外的染料或pH指示剂易于显得模糊或不太清楚。
在本发明的某些实施方案中，添加季铵化合物也可起到加深磺酞pH指示剂，特别是那些属于磺酞类的pH指示剂的颜色变化的作用。不受理论的束缚，据信这可能是由以下几种因素造成的1)季铵原材料内的碱性杂质，2)由于凝聚层的形成而产生的吸收偏移和吸收率系数增加，和，或3)阴离子染料形成物的增加。例如，碱性杂质可能使染料周围的环境碱性更大。因此，在pH值较高的条件下，形成了更高浓度的蓝色阴离子染料物质，并产生了更深的颜色。另外，阴离子pH指示剂和阳离子季胺化合物之间形成的凝聚层可使吸收性光谱移动和吸收率系数增大，使得与阳离子物质结合时染料的颜色变得更深。最后，在接触尿液后，凝聚层形成物可随之降低阴离子染料物质的浓度。这种阴离子物质浓度的降低会导致平衡偏移，这样由勒夏特利埃原理形成了更多的阴离子染料物质。这种较高浓度的蓝色阴离子染料指示剂导致较深的蓝色。当然，较深的蓝色可能是这些现象任意组合的结果。
如前所述，可认为阳离子季铵化合物可通过形成不溶解的凝聚层减少阴离子染料的滤出。可供选择地，通过将阴离子化合物加入到湿度指示剂的载体基质中来抑制阳离子染料或阳离子pH指示剂的滤出是可能的。例如，很多聚丙烯酸聚合物和诸如硬脂酸之类的有机酸在pH值超过约5的条件下荷负电。如果pH指示剂在5.5至8.0的典型尿液pH条件下转变为阳离子物质，则会形成不溶解的凝聚层，以类似于上述体系的方式抑制滤出。
载体基质可包含调节相应的亲水性/疏水性(亲水亲油平衡比)、调节湿度指示组合物的熔点、改变指示组合物的柔韧性、增强对底片材料的附着力、影响着色剂的滤出和/或改变该组合物的抗湿性的组分。例如，某些蜡增加组合物的柔韧性和疏水性，同时也增加对底片的粘着性。由于分子间结合力的作用，某些蜡也减少着色剂滤出到含水环境中。合适的天然和合成蜡的非限制性实施例包括高度支链化的蜡，例如微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、聚乙二醇型蜡、硅氧烷蜡、蜂蜡、地蜡、纯地蜡和巴西棕榈蜡。
诸如硬脂醇之类的直链伯醇可被添加到载体基质中并可起辅助乳化剂的作用，并增强组合物的稳定性。载体基质可包含优选以液体形式施用到底物，即诸如吸收制品的底片、顶片或吸收芯之类的制品结构部件上的任何组合物，所述液体形式在施用到底物上后至少部分固化。优选地，组合物在底片底物上的固化相当快以避免组合物可能转移和损失到制品和/或加工设备的其它区域。
如果载体基质为乳液或溶液，通过诸如水或其它安全溶剂的溶剂蒸发可产生固化。在本发明湿度指示组合物的优选实施方案中，载体基质为一种可熔组合物并通过冷却而快速固化，即形成固体或半固体物理状态。在某些实施方案中，加入诸如石蜡之类的结晶物质能提高组合物的固化速率。载体基质可以是粘合剂或熔点在室温之上的其它可熔组合物，例如护肤组合物或其组分。示例性的护肤组合物被描述于美国专利5,607,760、5,609,587、5,635,191、5,643,588、6,118,041、6,107,537和5,968,025中，其引入本文以供参考。
载体基质可包括诸如微晶、石蜡、天然、合成、聚乙烯型、聚乙二醇型、硅氧烷型等类型的蜡之类的组分、诸如乙氧基化醇、脂肪醇、高分子量醇、酯、聚合物之类的表面活性剂和本领域已知的任何其它的天然或合成蜡或烯属物质。可任选地，载体基质也可包括增粘剂和/或硬化剂。合适的增粘剂实施例包括诸如在橡胶分子两端上具有聚苯乙烯嵌段的嵌段共聚物之类的聚合增稠剂、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、氢化蓖麻油、聚合物、脂肪酸金属盐、二氧化硅和/或衍生二氧化硅、诸如改性和未改性锂蒙脱石和膨润土之类的有机粘土、诸如硅酸镁铝粘土之类的改性合成锂皂石粘土、二亚苄基山梨醇、烷基半乳甘露聚糖、铝镁氢氧化物硬脂酸酯/油掺合物和月桂酰谷氨酸二丁酰胺。硬化剂可包括前述的蜡、C14-22脂肪醇、C23-60醇、C14-22脂肪酸、C23-60羧酸、氢化植物油、聚合物、脱水山梨糖醇酯和其它高分子量酯。
着色剂优选地被吸引到载体基质或其一种组分上，并与其形成离子键或共价键，即，离子键合或共价键合到其上。如前所述，载体基质可包括一种能够与阴离子着色剂分子如活化pH指示剂形成离子键的阳离子物质，因此可显著降低着色剂从湿度指示剂组合物中滤出的可能性。其它合适的滤出抑制剂物质包括阳离子粘土物质，例如钠蒙脱石，其可吸引并离子键合阴离子着色剂，如本文所述的活化pH指示剂。其它具有已知阴离子粘合能力的粘土即阳离子粘土包括贝得石、囊脱石、滑石粉、蛭石、高岭石和与诸如四甲基氯化铵和聚季胺之类的季化合物反应的粘土。
可供选择地，着色剂可共价连接到载体基质的至少一个组分上。例如，染料或pH指示剂可被官能化到聚合物主链上，以使染料或pH指示剂共价键合到该聚合物上。具体地讲，通过氰尿酰氯活化作用，磺酞类pH指示剂可共价连接到含胺和羟基的物质上。可通过氰尿酰氯被连接到磺酞指示剂上的含胺物质的实施例包括脱乙酰壳多糖、聚乙烯亚胺、聚胺和聚丙烯酰胺。氰尿酰氯耦合剂也可用来将着色剂耦合到含羟基的分子或聚合物上，如纤维素和聚乙二醇。要抑制耦合络合物在诸如尿液之类的含水液体中的溶解度，借助于本领域已知的任何方法，可将诸如长烷基链之类的疏水水不溶性官能团衍生到着色剂或聚合物主链上。可用于将着色剂共价连接到载体基质组分上的其它耦合剂包括可将羧基部分链接到胺部分上的碳二亚胺、可将胺官能团彼此链接的戊二醛、可将羟基链接到胺部分上的溴化氰和可将酰胺链接到醛官能团上的联胺。
在某些备选实施方案中，载体基质可包含至少一种着色剂基本可溶于其中并对其具有强亲和力的组分。例如，载体基质可包括具有芳基的组分，pH指示剂的芳族基对该芳族基具有亲和力。例如，载体基质可包括具有苯乙烯部分的物质，如苯乙烯嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯或SBS共聚物，而pH指示剂可包括溴酚蓝。因为两种分子都包含芳香环烃，所以存在有助于抑制染料滤出效应的分子间力。在另一个实施例中，载体基质可包括着色剂对其具有亲和力的粘土物质。例如，改性有机粘土锂蒙脱石流变学添加剂包含与含烷基链的染料和指示剂相互作用的长烷基链，减弱了着色剂从载体基质中滤出的倾向。如所提及的那样，加入到载体基质中的蜡和直链伯醇这类物质也可通过这些分子间的吸引力减少着色剂的滤出。
载体基质优选地包括表面活性剂以提供或增强组合物的相稳定性和润湿性。表面活性剂同时包括极性和疏水性两部分。由于这种独特的结构，它们有助于同时含极性和疏水成分的组合物的稳定。例如，本发明中所用的表面活性剂使极性季胺化合物与微晶蜡能够混合和稳定。除有助于相异材料的混合之外，含表面活性剂也可增加尿液接触该组合物后pH指示剂颜色改变的速度。因为这些组合物中可包含相当高浓度的诸如蜡和直链伯醇之类的疏水成分，这样一种基质与尿液的润湿性通常并不理想，妨碍pH指示剂被浸湿和以所期望的速率改变颜色。为此，优选地将表面活性剂添加到本发明的湿度指示组合物中以增强该组合物的可润湿性。例如，诸如乙氧基化醇之类的非离子表面活性剂有效地提高很多湿度指示组合物的可润湿性，使湿度指示剂的颜色在少于约5分钟内改变。可改善稳定性和可润湿性的其它表面活性剂种类的非限制性实施例包括阴离子和阳离子表面活性剂、诸如PEG-20硬脂酸酯之类的烷氧基化的烷基化物、末端基团封端的烷氧基化醇、诸如PEG-30甘油基硬脂酸酯之类的烷氧基化甘油基和聚甘油基烷基化物、诸如甘油基硬脂酸酯之类的甘油基烷基化物、烷氧基化氢化蓖麻油、烷氧基化羊毛脂和氢化羊毛脂、烷氧基化脱水山梨糖醇烷基化物、诸如烷基糖苷和糖酯之类的糖衍生表面活性剂、泊洛沙姆、聚山梨酸酯和磺基琥珀酸烷基酯。
优选地，最好对在指示组合物内的每种组分的浓度和结构的如下几个重要的性质同时进行优化1)着色剂滤出最少，2)颜色变化对比度高，3)颜色变化动力学快，4)在存储期间对于湿度的稳定性，5)对底片的附着力，6)加工的便利性和7)低成本。如上所述，在某些优选的实施方案中，着色剂滤出的抑制可能主要是由于在诸如季铵化合物之类的阳离子物质和阴离子活化着色剂间形成了荷中性电荷的凝聚层。如上所述，包含在载体基质中的疏水蜡、直链伯醇或含芳族的材料有助于将此凝聚层和着色剂固定在载体中。在某些实施方案中，蜡、直链伯醇或含芳族的材料也可有助于提高在高湿度环境中的稳定性。
含有酸性材料也对稳定该体系起着重要的作用，防止因暴露于潮湿环境而引起颜色的过早变化。含有酸性材料有助于在pH指示剂的周围维持低pH值环境，即使当该系统暴露于高湿度环境时也是如此。这种低pH值环境的维持使pH指示剂保持在其中性和浅色状态。在高湿度环境对于稳定湿度指示剂配方特别有效的酸包括诸如单硬脂酰磷酸酯之类的有机酸、诸如单硬脂酰柠檬酸酯之类的柠檬酸酯，甘醇酸酯、乳酸酯、诸如硬脂酸和棕榈酸之类的脂肪酸、醚羧酸、N-酰基肌氨酸表面活性剂、N-酰基谷氨酸表面活性剂、N-酰基乙二胺三酸表面活性剂、烷烃磺酸、α-烯烃磺酸、α-磺酸脂肪酸甲基酯、硫酸酯、诸如柠檬酸、水杨酸之类的果酸和诸如磷酸之类的无机酸。
在载体基质内加入太多的酸或疏水材料可抑制颜色变化的亮度和这种变化的动力学。因此，仔细地平衡配方中每种成分的量以使湿度指示剂组合物的性质最优化是非常重要的。如所提及的那样，这些配方中的另一种重要成分是润湿剂。既然这样，已经发现乙氧基化醇特别有效。润湿剂的作用是提高颜色改变动力学的速度和增强所有配制的混合物的稳定性。因为诸如疏水蜡之类的物质和荷电的季胺化合物可能不相容，含有具有疏水和亲水部分的乙氧基化醇表面活性剂有助于将这些不相容的材料弥合进稳定的基质中。添加直链醇和羧酸共乳化剂，如硬脂醇和二十二醇，可起到增强这些体系的稳定性和可润湿性的作用。
对于包括滤出抑制剂如季铵化合物的尿液指示组合物来说，如上所述，由于阳离子滤出抑制剂和阴离子活化着色剂之间的强吸引力，对阳离子着色剂的着色剂滤出抑制作用最大。磺酞类的pH指示剂为特别优选的着色剂。在酸性状态中，磺酞类指示剂具有“中性”电荷并典型地呈黄颜色。如上所述，该中性电荷提高这些pH指示剂在相对疏水的载体基质中的溶解度。在与pH值高于其pKa值的尿液接触时，磺酞类pH指示剂典型地变成蓝绿色并具有阴离子电荷，使pH指示剂能够被阳离子季胺化合物所清除。合适的磺酞pH指示剂的实施例包括溴甲酚绿、溴甲酚紫、间甲酚紫、甲酚红、氯酚红、溴百里酚蓝、溴邻苯三酚红、溴二甲苯酚蓝和溴苯酚蓝。
在其酸性状态为中性及与尿液接触后为阴离子的pH指示剂和染料的其它实施例包括诸如酸性茜素紫N之类的单偶氮染料、诸如酸性黄34之类的单偶氮吡唑啉酮染料、诸如酸性黑24之类的重氮基染料、诸如酸性黑48和二水茜素氨羧络合剂之类的酸性蒽醌染料、诸如酸性蓝45之类的两性蒽醌染料、诸如酸性品红之类的三苯甲烷染料、诸如邻甲酚酞之类的酞类染料和诸如2’，7’-二氯荧光黄和曙红B之类的氧杂蒽染料。
可供选择地，阳离子染料或阳离子pH指示剂可用阴离子滤出抑制剂进行清除。在其碱性状态为中性的及与尿液接触后为阳离子的染料和/或pH指示剂包括诸如吖啶和吖啶橙之类的杂环吖啶芳族、诸如金胺O之类的二苯甲烷染料、诸如碱性品红之类的三苯甲烷染料、诸如天青C之类的阳离子噻嗪染料、诸如碱性蓝47之类的阳离子蒽醌染料和诸如铜酞菁之类的酞菁类染料。可用阴离子滤出抑制剂进行清除的永久荷电的阳离子染料和pH指示剂包括诸如alcec蓝之类的季铵化的酞菁类染料和诸如astrazon橙G之类的阳离子聚次甲基染料。可因上述分子间力结合到基质上的中性染料和pH指示剂包括诸如茜素之类的蒽醌类、诸如天青A曙红之类的中性复合染料和诸如反式-β-胡萝卜素之类的萜烯类。
如上所述，当不带电的酸性、即活化时为阴离子的pH指示剂接触pH值大于其pKa的尿液时，该指示剂改变颜色并呈现阴离子电荷，即该指示剂被“活化”。在包括作为滤出抑制剂的阳离子物质的优选实施方案中，滤出抑制剂优选为阳离子季胺化合物，其适于与pH指示剂，特别是磺酞类pH指示剂的活化阴离子形式结合。二烃基二甲基季胺化合物对于减少阴离子染料或pH指示剂的滤出特别有效。合适的实施例包括双椰油烷基二甲基氯化铵、二(氢化牛脂烷基)二甲基氯化胺和双硬脂酰二甲基氯化铵。特别优选的阳离子季胺化合物为2-乙基己基氢化牛脂烷基二甲基甲酯硫酸铵。烷基三甲基氯化铵也可在某些实施方案中起滤出抑制剂的作用。实施例包括十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基甲酯硫酸铵和十八烷基三甲基氯化铵。可起滤出抑制剂作用的阳离子季盐的其它类别包括咪唑啉季类、一、二、三和四酰胺季类、一、二、三和四烷基季类、一、二、三和四苯甲基季类、苄基甲基季类阳离子化合物、阳离子双季类和阳离子乙氧基化的季类。最后，应该注意的是，用于阳离子季化合物中和作用的反阴离子并不具体限于氯离子。也可采用其它的阴离子以及非限制性实施例包括甲酯硫酸根和亚硝酸根。
可能用来增加滤出抑制作用的其它阳离子物质包括胺酸盐、聚丙烯酰胺丙基三氯化铵(polyacryamidopropyltrimmonium chloride)、PEG-2dimeadowfoamamidoethylmonium硫酸二甲酯、道氏池花甘油基季铵、烷基甜菜碱、烷基酰氨基甜菜碱、咪唑啉离子甜菜碱、磺基甜菜碱、季铵聚乙烯基吡啶、酰胺胺酸盐、聚亚胺酸盐、聚乙烯亚胺酸盐、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯胺酸盐、阳离子聚离子化合物、聚乙烯苯鎓盐、聚乙烯咪唑啉盐、诸如双季胺聚二甲基硅氧烷之类的季铵化硅氧烷化合物、聚乙烯醇季物质、阳离子瓜耳胶、聚二甲基二烯丙基氯化铵、阳离子和阴离子交换树脂和聚合物、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺三甲基氯化铵共聚物、酸化聚乙烯吡咯烷酮、酸化聚乙烯聚吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯酸化共聚物、乙烯基吡咯烷酮和二甲氨基甲基丙烯酸乙酯的酸化共聚物、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵共聚物、季铵化的乙烯基吡咯烷酮和二甲氨基甲基丙烯酸乙酯共聚物、酸化乙烯基己内酰胺基聚合物、乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯酸化共聚物、乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸酸化共聚物、阳离子高分子电解质聚合物和酸化N-烷基2-吡咯烷酮。
应该注意的是，可通过几种不同的方法将前面提到的胺变成阳离子。将胺转换成阳离子荷电物质的一种方法是与尿液本身接触，因为胺在5.5至8.0的典型尿液pH值范围内被质子化。另外，在配制进组合物之前，可用一种或数种酸进行酸化来制备胺的酸式盐。可利用多种无机酸和有机酸来实现此目的。实施例包括诸如柠檬酸和己二酸之类的有机酸，同时无机酸实施例包括磷酸和盐酸。当从供应商处以酸性形式供应时，这些酸化胺盐也能被配制成组合物。
如前面所述，因两种组分中电荷的中和作用，在阳离子着色剂抑制剂和阴离子着色剂间形成的离子键产生一个疏水凝聚层。由于是疏水的，凝聚层在诸如尿液之类的亲水液体中的溶解度很低。另外，由于在凝聚层与载体基质和载体基质内部其它组分间的分子间力，凝聚层在尿液中的溶解度进一步受到限制。例如，含硬脂基的阳离子季铵盐可与活化的阴离子溴甲酚绿形成凝聚层。凝聚层内的硬脂基基团通过与载体基质中其它硬脂基部分的分子间结合力而相互作用。例如，有机酸的单硬脂基磷酸酯和单硬脂基柠檬酸酯预计可与含硬脂基的凝聚层形成分子间的吸引力。另外，硬脂醇和很多蜡的烷基也预期可与含硬脂基的凝聚层形成分子间的吸收力。
因此，凝聚层形成是抑制着色剂在含水尿液中滤出的优选的方法。但是，它并不是抑制着色剂滤出所必需的。无形成凝聚层必需的阳离子物质的组合物也已经显示具有减小滤出的能力。如所提及的那样，这是由于将阴离子着色剂结合在载体基质内的分子间力的缘故。例如，着色剂分子结构内部的疏水区域可与疏水载体基质物质和配制进该载体基质内的组分相互作用。
在离子键导致凝聚层形成和分子间力导致抑制滤出两种情形和只有分子间力导致抑制滤出一种情形的体系中测量了着色剂滤出量。理想地，着色剂滤出量完全受到抑制，致使在尿液或诸如合成尿液之类的其它含水测试溶剂中检测不到着色剂。在某些实施方案中，可允许最低限度的着色剂滤出，因为湿度指示剂图案保持了较高的清晰度和颜色对比度。另外，最低限度的着色剂滤出不会导致尿布顶片的污染。这些组分每种滤出量用以下详述的滤出值测试方法进行测定。在暴露于合成尿液组合物中20分钟的情况下，经以下详述的20分钟滤出值测试方法测定，本发明湿度指示剂的20分钟滤出值优选地为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克(见下面图6和图7中的柱90)，最优选为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克(见下面图6和图7中的柱92)。20分钟滤出值的定义是暴露于合成尿液中二十分钟时，每克湿度指示剂滤出的着色剂微克数。在暴露于合成尿液组合物3小时的情况下，本发明的湿度指示剂的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于600微克(见下面图6和图7中的柱94)，优选为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克(见下面图6和图7中的柱96)，最优选为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克(见下面图6和图7中的柱98)。3小时滤出值的定义是在暴露于合成尿液中三小时后，每克湿度指示剂滤出的着色剂微克数。以下在描述20分钟滤出值测试方法、1小时滤出测试方法、3小时滤出值测试和14小时滤出值测试方法的部分中给出了测定20分钟滤出值和3小时滤出值的详细资料。
20分钟滤出值测试方法采用下列的20分钟滤出值测试方法来测定20分钟滤出值。用圆形模具裁剪出一个直径为38mm的尿布底片材料的圆片。底片材料的非限制性实施例为微孔聚乙烯，其基重为37克每平方米，购自美国弗吉尼亚州Tredegar Industries，Richmond。在分析天平上称量这个空白的圆形底片样本，精确到至少四位小数。记录下这个重量。
在一个加热板上加热并磁力搅拌湿度指示剂制剂，直到其温度达到95-100℃为止。用一个木制的压舌板或金属刮刀，将一薄层的熔化的尿液指示剂物质涂敷到圆形尿布底片材料上，使得圆盘上的湿度指示剂组合物的总重在0.03g和0.15g之间。当通过其肉眼可见的外观鉴定时，底片样本的整个表面应该被一基本均匀的湿度指示剂薄膜盖住。如果未盖住底片样品的整个表面或者如果薄膜基本上不均匀，则舍弃样品。称重每个涂敷着湿度指示剂的底片圆盘并记录下来。计算并记录涂敷在每个底片圆盘上湿度指示剂的重量，精确到千分之十位。舍弃沉积在底片样品上的湿度指示剂的总重不在0.03g和0.15g之间的任何样品。
用丁腈手套的食指套，在温度为20℃的条件下，将约0.05g至0.15g的发粘的微晶蜡(MULTIWAXTMW-835或等价物)涂敷于60ml直径为50mm的玻璃样品广口瓶的底部。将微晶蜡涂在广口瓶的内侧瓶底上，这样它在广口瓶的内侧瓶底中央围住直径为约12mm的一处区域。
仔细地将涂敷湿度指示剂的底片圆盘放置在玻璃广口瓶的内底面中央的微晶蜡上。涂敷湿度指示剂一侧应该朝上。用丁腈手套的食指仔细地将底片样品按进蜡中，以使样品粘到广口瓶的底部。
通过称重并在5000.0克蒸馏水中溶解以下成分配制合成尿液组合物

在加热板上加热并磁力搅拌该合成尿液组合物，直到其温度达到37-39℃并且混合物变为清澈、透明、无色，无颗粒物迹象为止。一直盖住以避免水的蒸发。将20.0克这种热的合成尿液加入包含湿度指示剂样品圆盘的样品瓶中。用其瓶盖紧紧封住该瓶并上下摇晃十次。按每秒约两个循环的频率和约25cm的振幅摇晃。将该瓶在约20℃和1巴的环境条件下放置20分钟。对于这个20分钟暴露时间和所有其它的暴露时间，每种单一的湿度指示剂组合物应该用这种20分钟滤出值测试方法重复测定八次。
在已经达到测试时间间隔后，另外上下摇晃该广口瓶5次(与前面所提到的振幅和频率相同)以使所有滤出的着色剂均匀分布。用一个5ml的一次性注射器从样品广口瓶中吸取约3-4ml的液体。将一个注射器过滤器(玻璃纤维，孔径1微米)放在该注射器上并且将液体滤进一个1cm长的分光光度计比色皿中。
利用一个正确校准的可见光或紫外可见光分光光度计在616nm波长处测量样品的吸光率。分光光度计的校准是这样的首先配制一系列的标准溶液，该标准溶液是通过将酸式溴甲酚绿溶解于上述合成尿液中配制而成的。标准溶液应该按以下浓度配制，首先在分析天平上精确地称出0.100g酸式溴甲酚绿，精确到三位小数，并在室温下将该指示剂溶解于2999.9g合成尿液中以得到最大浓度的样品，然后按重量计稀释该最大浓度的样品以产生浓度较低的样品。标准溶液的浓度如下表2用于仪表校正的着色剂标准溶液的组成

标准溶液系列也应该包括合成尿液空白。使用合成尿液空白将分光光度计在616nm处的吸光率调为零。测量每种溴甲酚绿标准溶液和合成尿液空白的吸光率并记录下来。绘出吸光率对浓度的图形并计算出所绘数据的最佳拟合公式。用这个拟合标定曲线公式计算未知扩散样品中溴甲酚绿的浓度。
从所计算的每种未知扩散样品中的着色剂浓度，计算出每个时间间隔从湿度指示剂样品滤出到20.0g合成尿液中的着色剂的实际微克数。将这个计算出的滤出到合成尿液的着色剂数量除以最初涂敷在空白尿液底片圆盘上的湿度指示剂的总重量。以每克湿度指示剂滤出的着色剂的微克数为单位记录下该结果作为滤出值。20分钟滤出值的定义是在暴露于20.0克合成尿液中20分钟，每克湿度指示剂滤出的着色剂的微克数。
1小时滤出值测试方法除了所准备的样品被暴露于20.0克合成尿液的总时间为1小时而不是20分钟之外，1小时滤出值测试方法与20分钟滤出值测试方法完全相同。1小时滤出值的定义是暴露于20.0克合成尿液中1小时期间，每克湿度指示剂滤出的着色剂的微克数。
3小时滤出值测试方法除了所准备的样品被暴露于20.0克合成尿液的总时间为3小时而不是20分钟之外，3小时滤出值测试方法与20分钟滤出值测试方法完全相同。3小时滤出值的定义是暴露于20.0克合成尿液中3小时期间，每克湿度指示剂滤出的着色剂的微克数。
14小时滤出值测试方法除了所准备的样品被暴露于20.0克合成尿液的总时间为14小时而不是20分钟之外，14小时滤出值测试方法与20分钟滤出值测试方法完全相同。14小时滤出值的定义是暴露于20.0克合成尿液中14小时期间，每克湿度指示剂滤出的着色剂的微克数。
下面的表3总结了三种本发明组合物的实施例配方和一种市售的热熔融湿度指示剂(HMWI)组合物的样品在20分钟、1小时、3小时和14小时四种暴露时间下所测量的滤出值，其中HMWI购自美国威斯康星州Bostik-Findley，Milwaukee。这种市售的HMWI被表示成HMWI-1。表1中所列的所有四种组合物的滤出值用前述的滤出值测试方法进行测定；因此，用20分钟滤出值测试方法测试在名称为0.33小时的行内的样品。用1小时滤出值测试方法测试名称为1.00小时的行内的样品。以列的形式列出的每种组合物的平均值为在每个单一的暴露时间每种单一的组合物由八次重复试验所算出的算术平均滤出值。因此例如，配方3暴露3小时计算出的平均值表示通过采用八次重复试验的平均值所计算出的3小时滤出值的平均值为250微克pH指示剂每克湿度指示剂。
表3中称为配方1、配方2和配方3的组合物根据下面给出的说明进行制备。从表中的结果可清楚地看出，在所有的合成尿液暴露时间下，在抑制pH指示剂(溴甲酚绿)滤出方面，包含季铵盐的组合物配方1和配方2优于配方3和HMWI-1二者。如前所述，这假设是由于在阳离子季铵盐和活化阴离子pH指示剂间形成的离子化学键的缘故。由于因为分子间结合力，其在含水合成尿液中的溶解度低并且在载体基质中的溶解度高，所以这个凝聚层抑制pH指示剂的滤出。
注意，这很重要，即使下面列出的不含季胺盐的配方3劣于含季铵盐的配方1和2，它也优于称为HMWI-1的热熔融湿度指示剂。如所提及的那样，在配方3中滤出的抑制是由于在着色剂和其它载体基质其它组分间的分子间结合力的缘故。具体地讲，对于配方3，蜡、硬脂醇、C20-C40 Pareth-40和硬脂基磷酸酯也能参与与活化的溴甲酚绿pH指示剂的分子间结合。
表3

图6表示一个通过前述的方法对于四种合成尿液暴露时间20分钟、1小时、3小时和14小时所测量的滤出值的图形。y轴表示每克湿度指示剂滤出的pH指示剂微克数，而x轴表示暴露时间。该图清楚地显示含阳离子季铵化合物的配方1和2在抑制着色剂滤出方面的优势。在这种情况下，着色剂为活化的溴甲酚绿和滤出抑制剂为阳离子季铵盐。滤出抑制作用较好是由于前述凝聚层的形成和因前述的分子间力将该凝聚层结合在载体基质内。下面给出了配方1到配方3的每一种的详细组成和配方资料。如所提及的那样，下面不含季胺盐的配方3也比HMWI(表示成HMWI-1)更能有效地抑制滤出，这是由于存在于该配方3中的前述分子间结合力的缘故。这些组合物的每一种的滤出量用前述的滤出值测试方法进行测定。当采用前述的20分钟滤出值测试方法进行测量时，图6中标出的柱90表示优选的20分钟滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克，而柱92表示最优选的20分钟滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克。柱94表示最优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于600微克，柱96表示更优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克，柱98表示最优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克。所有的3小时滤出值用如前所述的3小时滤出值测试方法进行测定。
图7表示通过前述的滤出值测试方法对于四种合成尿液暴露时间20分钟、1小时、3小时和14小时所测量的滤出值的柱形图。y轴表示每克湿度指示剂滤出的pH指示剂微克数，而x轴表示暴露时间。柱状图再一次清楚地显示含阳离子季铵的配方1和2在抑制着色剂的滤出方面的优势。在这种情况下，着色剂为活化的溴甲酚绿和滤出抑制剂为季铵盐。滤出抑制作用较好是由于前述凝聚层的形成和因前述的分子间力将该凝聚层结合在载体基质内。下面给出了配方1到配方3的每一种的详细组成和配方资料。如所提及的那样，不含季胺盐的配方3也比HMWI(表示成HMWI-1)更能有效地抑制滤出，这是由于存在于这种配方3中的前述的分子间结合力的缘故。这些组合物每一种的滤出量用前述的滤出值测试方法进行测定。当通过前述的20分钟滤出值测试方法进行测量时，图7中标出的柱90表示优选的20分钟滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克，而柱92表示最优选的20分钟滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克。柱94表示最优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于600微克，柱96表示更优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于300微克，柱98表示最优选的3小时滤出值为每克湿度指示剂滤出的着色剂小于100微克。所有的3小时滤出值用如前所述的3小时滤出值测试方法进行测定。
示例性实施方案将具有以下组成的特殊混合物作为本发明的例子。每种配方的编号与前述的配方编号相同。
配方1

前述的配方1通过以下步骤制备首先称出正确数量的硬脂醇、微晶蜡和硬脂基磷酸盐放入不锈钢容器中。硬脂醇应该是纯度为至少97％的白色蜡状固体，并且这种硬脂醇可具有不超过2％的二十烷基醇，并可具有56℃至60℃的熔点。购自美国俄亥俄州Cincinnati的The Procter&GambleCompany生产的名称为CO1897的硬脂醇产品为合格原料的一个通用的实施例。微晶蜡应该是由饱和支链和环状非极性烃组成的高分子量石油基蜡，并且这种蜡的熔点可在60℃至95℃范围内。购自美国宾西法尼亚州Petrolia的Crompton Corporation生产的名称为MULTIWAXTMW-835的产品是满足这些要求的微晶蜡的一个良好的实施例。购自美国特拉华州Wilmington的Uniqema Incorporated生产的ArlatoneTMMAP180是硬脂基磷酸盐的一个良好的实施例。在100℃至110℃加热并搅拌这种混合物，直到该混合物变得清澈、透明、无色为止。将正确数量的二甲基(2-乙基己基氢化牛油烷基)甲酯硫酸铵添加到硬脂醇预混物中并在100℃至110℃加热10分钟。二甲基(2-乙基己基氢化牛油烷基)甲酯硫酸铵可具有81.5至84.5％的季盐含量，并可具有17至18的亲水亲油平衡比。购自美国伊利诺斯州Chicago的Akzo-Nobel生产的名称为ARQUADTMHTL8(W)-MS的产品是通常满足这些要求的二烷基二甲基季铵盐的一个良好的实施例。将正确数量的粉状酸式溴甲酚绿(购自美国成斯康星州的Aldrich Chemical Company)添加到这种混合物中。在100℃至110℃加热并搅拌20分钟。最后，将正确数量的已经预热到110℃至110℃的C20-C40 Pareth-40添加到这种混合物中。这样一种C20-C40 Pareth-40的分子量(Mn)可在2200和2400之间，环氧乙烷含量在75％和85％之间，亲水亲油平衡比约为16且熔点在80℃和94℃之间。购自美国德克萨斯州Sugar Land的New Phase Technologies生产的名称为PERFORMATHOXTM480的产品是满足这些要求的C20-C40Pareth-40的一个良好的实施例。在100℃至110℃将所有的成分混合在一起，直到它变为清晰、透明和橙黄色为止。将其分配进适当的容器中并使其冷却到室温。
配方2

前述的配方2通过以下步骤制备首先，称出正确数量的硬脂醇、微晶蜡、二甲基(2-乙基己基氢化牛油烷基)甲酯硫酸铵和季铵-18锂蒙脱石。硬脂醇应该是纯度为至少97％的白色蜡状固体，并且这种硬脂醇可具有不超过2％的二十烷基醇，并可具有56℃至60℃的熔点。购自美国俄亥俄州Cincinnati的The Procter&Gamble Company生产的名称为CO1897的硬脂醇产品为合格原料的一个通用实施例。微晶蜡应该是由饱和支链和环状非极性烃组成的高分子量石油基蜡，并且这种蜡的熔点可在60℃至95℃范围内。购自美国宾西法尼亚州Petrolia的Crompton Corporation生产的名称为MULTIWAXTMW-835的产品是满足这些要求的微晶蜡的一个良好的实施例。二甲基(2-乙基己基氢化牛油烷基)甲酯硫酸铵可具有81.5至84.5％的季铵盐含量，并可具有17至18的亲水亲油平衡比。购自美国伊利诺斯州Chicago的Akzo-Nobel生产的名称为ARQUADTMHTL8(W)-MS的产品是通常满足这些要求的二烷基二甲基季铵盐的一个良好的实施例。购自美国新泽西州Hightstown的Rheox Incorporated生产的BENTONE GELTMMIO是季铵-18锂蒙脱石的一个良好的实施例。将该混合物加热到90℃并用螺旋搅拌器搅拌15分钟。紧接着，用设为16,000rpm的实验室剪切搅拌器剪切该混合物15分钟。在单独的容器中，称出正确数量的C20-C40 Pareth-40、酸式硬脂基磷酸盐、酸式溴甲酚绿(购自美国威斯康星州的Aldrich ChemicalCompany)，并在100℃加热并搅拌，直到该第二种混合物变成清澈、透明和橙色为止。这种C20-C40 Pareth-40的分子量(Mn)可在2200和2400之间，环氧乙烷含量在75％和85％之间，亲水亲油平衡比约为16且熔点在80℃和94℃之间。购自美国宾西法尼亚州Petrolia的Crompton Corporation生产的名称为PERFORMATHOXTM480的产品是满足这些要求的C20-C40Pareth-40的一个良好的实施例。购自美国特拉华州Wilmington的UniqemaIncorporated生产的ArlatoneTMMAP180是硬脂基磷酸盐的一个良好的实施例。在剪切第一种混合物之后，添加已加热的(90℃至100℃)第二种混合物并螺旋搅拌15分钟，直到整个组合物变为不透明的、均匀的和橙色为止。将其分配进适当的容器中并使其冷却到室温。
配方3

前述的配方3通过以下步骤制备首先称出正确数量的硬脂醇和微晶蜡放入不锈钢容器中。硬脂醇应该是纯度为至少97％的白色蜡状固体，并且这种硬脂醇可具有不超过2％的二十烷基醇，并可具有56℃至60℃的熔点。购自美国特拉华州Cincinnati的The Procter&Gamble Company生产的名称为CO1897的硬脂醇产品为合格原料的一个通用的实施例。微晶蜡应该是由饱和支链和环状非极性烃组成的高分子量石油基蜡，并且这种蜡的熔点可在60℃至95℃范围内。购自美国宾西法尼亚州Petrolia的CromptonCorporation生产的名称为MULTIWAXTMW-835的产品是满足这些要求的微晶蜡的一个良好的实施例。加热到90℃至100℃并搅拌，直到该硬脂醇和微晶蜡的混合物变为清晰、透明和无色为止。在单独的容器内，称出正确数量的C20-C40 Pareth-40、酸式硬脂基磷酸盐、酸式溴甲酚绿(购自美国威斯康星州Milwaukee的A1drich Chemical Company)并在100℃加热并搅拌，直到该第二种混合物变成清澈、透明和橙色为止。购自美国特拉华州Wilmington的Uniqema Incorporated生产的ArlatoneTMMAP180是一个良好的实施例。这样一种C20-C40 Pareth-40的分子量(Mn)在2200和2400之间，环氧乙烷含量在75％至85％之间，亲水亲油平衡比约为16且熔点在80℃和94℃之间。购自美国德克萨斯州Sugar Land的New Phase Technologies的名称为PERFORMATHOXTM480的产品是满足这些要求的C20-C40Pareth-40的一个良好的实施例。将该第二种混合物加热到温度100℃至110℃并进行搅拌，直到其变为清澈、透明和橙色为止。紧接着，缓慢地将该第二种混合物成分添加到含硬脂醇和微晶蜡的第一种混合物中。加热到90℃至100℃并进行搅拌，直到全部混合物变为清澈、透明和橙色为止。将其分配进适当的容器中并使其冷却到室温。
可通过本领域所熟知的任何施用液体或半液体的方法将湿度指示剂涂敷到底物上，这些方法包括但不限于槽式涂敷、喷涂、凹版印刷、喷墨印刷和数字印刷。可供选择地，湿度指示剂可为通过粘着粘结、化学粘结或分子间力粘结粘附到底物上的固体或半固体物质。可将多种指示剂以重叠或非重叠几何结构涂敷到同一底物上。如果需要蒸发溶剂的话，可通过利用对流质量传递，或者对流或传导传热，例如通过空气或冷铸轧辊等加速固化过程。
涂敷或粘附湿度指示剂的底物可包括制品的任一种结构部件或部件组合，所述部件包括底片、顶片、紧固件、吸收材料等，或可为附加或施用到产品上的单独部件。底物可以是薄膜、无纺材料、纺织材料或泡沫材料以及可包括合成和/或天然材料。
指示剂优选地在产品被穿着时提供可从产品外部看到的信号。优选地，该信号，即颜色或对比度变化，可透过制品的底片或朝向衣服的罩可见。该信号优选地在排尿之后不久即可见到。通常，该信号应该在尿液接触该指示剂约15分钟之内可见。优选地，该信号在与尿液接触约5分钟之内可见。在某些实施方案中，制品的吸收体系可设计成使尿液能够在不同的载荷水平下接触产品特定区域的指示剂。例如，吸收系统可设计成使尿液能够在第一次排尿时在产品的裆区接触湿度指示剂，但是只有在产品中的尿量达到一预定的阈值后才在产品的其它区域接触湿度指示剂。例如，吸收芯可具有从制品的给定区域散布尿液的有限能力，直到其包含的尿液足以活化在该区域中的湿度指示剂为止，因此防止在制品的相邻区域中的湿度指示剂的活化，直到在制品中的总的尿液吸收量增加到给定的量为止。当制品中的总的尿液载荷增加时，制品的更多区域将包含尿液足够的尿液以活化放置在那些区域中的湿度指示剂。
湿度指示剂可包括两种或多种着色剂，其每一种具有不同的活化标准，即不同的pKa值、pH值和酶触发物等、颜色或其它性质。湿度指示剂组合物可以任何图案或和可穿着的制品外表面上的永久图形一起进行涂敷，如授予Timmons的美国专利4,022,211中所公开的那样，其引入本文以供参考。颜色、触发物的多样化可有助于场景、序列的相互配合，或显示提供有关制品的相对充满度/湿度的信息，或只提供娱乐和/或美学价值。例如，湿度指示组合物可包含与尿液接触时变成蓝色的一种着色剂和变成红色的另一种着色剂。可供选择地，在与尿液接触时，图形的一部分可出现以及另一部分可消失。
本发明的湿度指示剂组合物可适于检测穿着者皮肤上的残留粪便。粪便的pH值典型地在约5至约8之间的范围内。在暴露于空气之后，粪便的pH值每30分钟增加约0.5个pH值单位。因此，pH过渡值为约7至8的组合物可在最少约1至2小时内可靠地检测到残留粪便污染的存在。加入到可穿着制品的面向穿着者表面如顶片上这些粪便污染指示组合物容易使该组合物转移到穿着者的皮肤上。皮肤上粪便污染即高pH值物质的存在使着色剂活化并给护理人员显示出一个信号，显示需要额外的或更彻底的皮肤清洁，尤其是在显示存在残留粪便的区域中。与将着色剂单独地涂敷/转移到皮肤上相比，这种实施方案的优点是最终减少了着色剂渗入穿着者皮肤的可能性。在这个实施例中，由于着色剂结合到因太大而不能有效地扩散到皮肤上的湿度指示组合物的各组分上，使着色剂的渗透受到抑制。
权利要求
1.湿度指示组合物，所述湿度指示组合物包含置于载体基质中的着色剂，所述载体基质包含滤出抑制剂，当被尿液活化时，所述着色剂提供可视信号并通过被化学键合或分子间键合到所述滤出抑制剂上防止从所述载体基质中滤出。
2.权利要求1的湿度指示组合物，其中所述着色剂为pH指示剂。
3.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述滤出抑制剂包含阳离子物质。
4.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述载体基质包含微晶蜡。
5.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述载体基质包含表面活性剂。
6.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述着色剂被离子键合或共价键合到所述滤出抑制剂上。
7.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述载体基质包含C12-C50直链伯醇。
8.权利要求1或2的湿度指示组合物，其中所述载体基质包含有机酸。
9.前述任一项权利要求的湿度指示组合物，其中所述载体基质包含增粘剂。
10.前述任一项权利要求的湿度指示组合物，当用本文公开的3小时滤出值测试方法测定时，所述湿度指示组合物的着色剂滤出值为每克所述湿度指示剂滤出不超过300微克着色剂。
全文摘要
一种包含置于载体基质中的着色剂的湿度指示组合物。着色剂在被尿液活化时提供一种可视信号。着色剂通过被化学键合到载体基质的组分上防止从载体基质中滤出。该着色剂可通过离子键或共价键，或通过分子间力进行结合。着色剂可以为pH指示剂。湿度指示剂组合物可被加入到诸如一次性吸收制品之类的可穿着制品中。
文档编号G01D21/00GK1777403SQ03803120
公开日2006年5月24日 申请日期2003年2月15日 优先权日2002年2月19日
发明者托马斯·J·克洛夫塔, 布兰登·E·怀斯, 唐纳德·C·罗伊 申请人:宝洁公司