專利名稱：水觸發(fā)的顏色顯現(xiàn)油墨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水介質(zhì)的指示組合物。特別地，本發(fā)明描述了在水溶液的存在下可以由無(wú)色變?yōu)橛猩慕橘|(zhì)或油墨。置量當(dāng)產(chǎn)品包括可以向使用者傳達(dá)或者發(fā)送特殊條件的信號(hào)或者指示使用的相對(duì)水平或程度的特征時(shí)，包括消費(fèi)品、健康護(hù)理產(chǎn)品和專業(yè)產(chǎn)品在內(nèi)的許多產(chǎn)品由最終使用者更加有效地使用。實(shí)例是引起產(chǎn)品改變顏色或外觀的視覺(jué)指示劑。顏色指示劑可以通過(guò)由“無(wú)色”變?yōu)椤坝猩?或反之亦然)或者通過(guò)由一種顏色變?yōu)椴煌念伾珌?lái)指示條件的改變或使用的程度。可以使用顏色指示劑監(jiān)測(cè)的示例性條件包括物理?xiàng)l件例如水分的存在，以及化 學(xué)條件例如PH的改變。通過(guò)摻入適合的顏色指示劑可以更加有效的并給最終使用者傳送更多益處的示例性消費(fèi)品包括吸收性制品、面巾紙、濕紙巾、紙巾、家庭清潔物品和個(gè)人清潔擦拭巾。通過(guò)摻入適合的顏色指示劑可以更加有效的并且給最終使用者傳送更多益處的示例性的專業(yè)產(chǎn)品包括醫(yī)用產(chǎn)品、救生衣、工業(yè)清潔產(chǎn)品和無(wú)紡材料。顏色指示劑是眾所周知的并且可以各種形式得到。希望的性能屬性包括耐用性和良好的保持性(即在使用顏色指示劑的產(chǎn)品中顏色指示劑保持在預(yù)期位置并且不滲漏到產(chǎn)品的其他組分中)。根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用，具有顏色指示劑在其中使用的、可潤(rùn)濕的但水不溶性的結(jié)構(gòu)也是想要的。出于將顏色指示劑應(yīng)用到產(chǎn)品組件的目的，具有可以在室溫下以液體形式應(yīng)用的顏色指示劑也是想要的。當(dāng)顏色指示劑在室溫下為液體形式時(shí)，可以將顏色指示劑印刷(正如油墨組合物)到想要的產(chǎn)品組件上。已經(jīng)被摻入到消費(fèi)品中的顏色指示劑的實(shí)例包括具有濕度傳感器的尿布。在尿布中使用的一些濕度傳感器改變顏色以指示濕度，而另一些濕度傳感器響應(yīng)濕度而失去顏色(即當(dāng)其被水溶解時(shí)顏色褪去或者消失)。將改變顏色的組合物摻入到可穿戴制品(例如一次性尿布)中的構(gòu)思在本領(lǐng)域中是已知的。例如，授予Klofta等人的第7，159, 532號(hào)美國(guó)專利(下文中“‘532專利”)涉及指示濕度的組合物，所述組合物具有供可穿戴制品使用的改進(jìn)的著色劑保持性和耐用性?！?32專利的指示濕度的組合物具有第一粘合劑和第二粘合齊U。當(dāng)著色劑處于其初始顏色狀態(tài)時(shí)第一粘合劑固定著色劑，而當(dāng)著色劑處于其最終顏色狀態(tài)時(shí)第二粘合劑固定著色劑。在‘532專利提供的實(shí)例中使用的組分材料在室溫下是固態(tài)的，如以下描述所示所述組分材料需要通過(guò)加熱熔化從而使它們結(jié)合。雖然‘532專利的指示濕度的組合物能夠響應(yīng)刺激而改變顏色，但其不能夠應(yīng)用于室溫下為液體形式的制品O雖然在本領(lǐng)域中已知的改變顏色的組合物提供了某些益處，但仍然需要可以應(yīng)用于基材的成膜組合物。還需要耐用的、具有良好保持性并且當(dāng)在產(chǎn)品中使用組合物時(shí)顯示快速和顯著的顏色改變的組合物。如果組合物的目的是用于檢測(cè)濕度的存在，則需要耐水的和水不溶性的組合物。此外，需要可以在室溫下例如通過(guò)印刷應(yīng)用的組合物，從而使組合物可以在不經(jīng)加熱的情況下應(yīng)用于基材。
發(fā)明概沭

本發(fā)明部分涉及用于指示介質(zhì)或油墨溶液的顯色組合物或分子體系。油墨形式的顯色組合物干燥時(shí)可以在基材上形成各種圖案和形狀的薄膜，而膜在與水介質(zhì)接觸時(shí)可以產(chǎn)生顏色。所述溶液組合物或分子體系包括均溶解于揮發(fā)性有機(jī)溶劑介質(zhì)中的至少四種組分。所述四種組分為以下組分的集合1)隱色染料或隱色染料的組合，2)吸電子顯色劑或顯色劑的組合，所述吸電子顯色劑或顯色劑的組合當(dāng)在適當(dāng)?shù)臈l件下與隱色染料聯(lián)合時(shí)可以形成有色的復(fù)合物，和3)隔離物或隔離物的組合，所述隔離物或隔離物的組合以適當(dāng)?shù)牧咳芙庥隗w系中時(shí)，可以阻止有色的復(fù)合物的形成，所述組分I )、2 )和3 )均包含在4 )聚合物封裝基質(zhì)中。所述封裝基質(zhì)由至少成膜且水不溶性的聚合物組成。所述組合物可以是指示介質(zhì)的部分，所述指示介質(zhì)為基于有機(jī)溶劑的濕度油墨(wetness ink)。因?yàn)闆](méi)有水存在于原始溶液中與組分相互作用，所述油墨在其原始狀態(tài)下是無(wú)色的并且由油墨經(jīng)有機(jī)溶劑蒸發(fā)而形成的膜也是無(wú)色的。干燥的膜中水的存在或?qū)⑺氲礁稍锏哪ぶ袑⒓せ罱M合物以觸發(fā)顏色顯示。本發(fā)明屬于一類基于有機(jī)溶劑的濕度顯示油墨，所述油墨在干燥時(shí)可以在各種基材上形成薄膜，并且所述膜可以在潤(rùn)濕時(shí)，例如當(dāng)與水性的流體如尿液接觸時(shí)可以實(shí)現(xiàn)快速且顯著的顏色顯現(xiàn)?？梢酝ㄟ^(guò)各種技術(shù)手段例如柔性版印刷和凹版印刷，將油墨應(yīng)用到各種基材例如聚乙烯膜上。在另一個(gè)方面，本發(fā)明是無(wú)色或淺色的、非水性的均勻溶液，所述溶液具有組合物，所述組合物包含a) —種或多種隱色染料；b) —種或多種隔離物或減感劑，所述隔離物或減感劑是非揮發(fā)性的并且在揮發(fā)性有機(jī)溶劑和水兩者中是顯著可溶的；c)一種或多種吸電子顯色劑，所述顯色劑在顯著量的隔離物的存在下而沒(méi)有水的存在下與所述隱色染料不能形成有色的復(fù)合物，但在水的存在下可以與所述隱色染料形成有色的復(fù)合物，其中所述組合物處于在水中不溶但在揮發(fā)性有機(jī)溶劑中可溶的封裝基質(zhì)中。所述組合物還可以包含一種或多種揮發(fā)性有機(jī)溶劑。在又一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于濕度傳感器的指示器或裝置，所述濕度傳感器具有均勻溶液可以應(yīng)用于或印刷在其上的固體表面。此外，本發(fā)明還涉及摻入至少一個(gè)組件的吸收性制品，所述組件具有應(yīng)用到其上或者印刷到其上的均勻溶液。本發(fā)明的分子體系和均勻組合物的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下的詳細(xì)描述中進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般描述和以下的詳細(xì)描述和實(shí)例僅是本發(fā)明的代表，并且旨在提供理解所要求保護(hù)的發(fā)明的概況。附圖
的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖I是在根據(jù)本發(fā)明的分子體系中三種組分(隱色染料、吸電子顯色劑和隔離物或減感劑)的最初關(guān)系，以及當(dāng)封裝時(shí)分子體系的三種組分彼此之間是如何作用的示意圖。圖2是當(dāng)暴露于水溶液或溶劑時(shí)分子體系中三種組分如何相互作用從而由最初的無(wú)色外觀顯示顏色的示意圖。圖3A-3C是印刷有含有本發(fā)明分子體系的油墨組合物的聚合物膜或無(wú)紡織物或纖網(wǎng)基材的一系列圖解說(shuō)明。圖3A顯示了具有基本上無(wú)色外觀的初始階段的基材。圖3B顯示了將水溶液應(yīng)用于基材的印刷油墨的區(qū)域之后不久的相同基材。圖3C顯示了當(dāng)水溶液與油墨組合物中的分子體系更加完全地反應(yīng)時(shí)的顏色顯示。
發(fā)明詳沭本發(fā)明部分涉及具有包含多組分的組合物的均勻溶液。所述均勻溶液可以通過(guò)常規(guī)印刷技術(shù)手段作為油墨材料應(yīng)用到基材表面并且可以在基材上形成膜層的部分。所述組合物可以作為在溶劑蒸發(fā)時(shí)凝固為薄的、自組裝的膜或基質(zhì)的單相溶液。所述膜層包括顯色組合物，當(dāng)使膜層暴露于由于水介質(zhì)或混合物的引入而在其直接的物理或化學(xué)環(huán)境方面改變中時(shí)，所述顯色組合物可以引起膜層由基本上無(wú)色或淺色外觀改變?yōu)橐曈X(jué)上明顯的或清晰的顏色。第I部分-顯色組合物或分子體系
本發(fā)明涉及顯色組合物或分子體系，所述顯色組合物或分子體系包含至少四種主要組分(1)隱色染料或隱色染料的組合，(2)吸電子顯色劑或顯色劑的組合，所述吸電子顯色劑或顯色劑的組合可以與隱色染料形成有色的復(fù)合物，和3)隔離物或隔離物的組合，所述隔離物或隔離物的組合當(dāng)以足夠的量存在于體系中時(shí)，可以阻止在顯色劑和隱色染料之間形成有色的復(fù)合物，所述組分1)、2)和3)均包含在(4)封裝基質(zhì)中，所述封裝基質(zhì)包含至少一種成膜且水不溶性的聚合物。封裝的基質(zhì)包含至少一種可以在塑料基材表面上形成具有良好粘著力的薄膜的聚合物樹(shù)脂。將所有的前述組分一起溶解于揮發(fā)性有機(jī)溶劑介質(zhì)中，從而形成均勻溶液。在溶液中，隱色染料、顯色劑和隔離物組分彼此之間不是相分離的。除了四種主要組分外，所述溶液還可以包含用于調(diào)節(jié)它們的物理特性的其他添加齊U。所述組合物可以包含用于調(diào)節(jié)溶液粘度的試劑，或者可以包括用于改進(jìn)干燥時(shí)組合物與某些基材表面的粘著力的化學(xué)品。所述組合物還可以具有調(diào)整在基材表面上的組合物隨后的潤(rùn)濕性的化學(xué)品。圖I是在聚合物封裝介質(zhì)中組分的最初關(guān)系的示意圖。隱色染料I和顯色劑2通過(guò)在封裝(encapsulation)4內(nèi)的隔離物3隔離而彼此之間不反應(yīng)。在組合物中使用的隱色染料和顯色劑在有機(jī)溶劑中顯示良好的溶解性但在水介質(zhì)中顯示差的溶解性。在另一方面，隔離物在水溶劑和有機(jī)溶劑兩者中均顯示良好的溶解性。盡管不受理論的束縛，圖2是單個(gè)組分彼此之間如何相互作用而顯色的理論示意圖。據(jù)推測(cè)，當(dāng)通過(guò)溶劑蒸發(fā)的方式干燥基材上的組合物而顯示無(wú)色或淺色的弱的顏色狀態(tài)時(shí)，隱色染料I和顯色劑2通過(guò)隔離物3彼此分隔開(kāi)。當(dāng)隔離物在水溶液的存在下溶解或分散時(shí)，隱色染料和顯色劑能夠相互作用而顯示顏色。在潤(rùn)濕時(shí)或者當(dāng)液體可滲透封裝基質(zhì)遇到水性的溶液時(shí)，流體進(jìn)入膠囊(capSule)4。一些隔離物3溶解于水介質(zhì)中或者與復(fù)合物解離進(jìn)入水介質(zhì)中。水分子滲透進(jìn)入封裝中從而使得微環(huán)境更加親水。該事件允許其他兩種組分，隱色染料分子I與顯色劑2相互作用而形成有色的復(fù)合物10。隱色染料一般被稱為無(wú)色或淺色的堿性染料，因?yàn)槿玖戏肿涌梢垣@得兩種形式，其中一種是無(wú)色的。盡管不希望受到理論的束縛，認(rèn)為顯色劑具有路易斯酸功能，其從隱色染料分子中吸取電子從而產(chǎn)生共軛體系。因此，隱色染料似乎從最初的無(wú)色狀態(tài)顯示顏色。例如，螺環(huán)(spiso)形式的嗪是無(wú)色的隱色染料；嗪的共軛體系和分子的另一個(gè)芳香部分通過(guò)SP3-雜化的“螺環(huán)”碳分開(kāi)。在使分子的一部分質(zhì)子化、用紫外光照射或引入其他種類的此種改變之后，在螺環(huán)碳和嗪之間的鍵斷開(kāi)，環(huán)打開(kāi)，螺環(huán)碳實(shí)現(xiàn)SP2雜化并變成平面，芳香基團(tuán)旋轉(zhuǎn)，使H軌道與分子的剩余部分水平排列，并形成共軛體系，該共軛體系具有吸附可見(jiàn)光光子的能力，并因此出現(xiàn)多種顏色。可以使用的隱色染料可以選自多種染料，包括例如苯酞(phthalide)隱色染料、三芳基甲烷隱色染料和熒烷(fluoran)隱色染料。實(shí)例可以包括(I)基于三芳基甲烷的染料，例如3，3-雙(對(duì)-二甲氨基苯基)-6_ 二甲氨基苯酞、3，3-雙(對(duì)-二甲氨基苯基)-苯酞、3-(對(duì)-二甲氨基苯基)-3- (1，2- 二甲基吲哚-3-基)苯酞、3-(對(duì)-二甲氨基苯基)-3-(2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3，3-雙(1，2-二甲基吲哚-3-基)-5-二甲氨基苯酞、3，3-雙(I，2-二甲基吲哚-3-基)-6-二甲氨基苯酞、3，3-雙(9-乙基咔唑-3-基)-6-二甲氨基苯酞、3，3-雙(2-苯基吲哚-3-基)-6- 二甲氨基苯酞、3-對(duì)-二甲氨基苯基-3-(1-甲基吡咯-3-基)-6- 二甲氨基苯酞等；(2)基于二苯基甲烷的染料，例如4，4'-雙二甲氨基 二苯甲基芐醚、N-鹵苯基隱色金胺、N-2，4，5-三氯苯基-隱色金胺等；(3)基于內(nèi)酰胺的染料，例如若丹明-B-苯胺基內(nèi)酰胺、若丹明_(對(duì)-硝基苯胺基)內(nèi)酰胺、若丹明_(鄰-氯苯胺基)內(nèi)酰胺等；(4)基于熒烷的染料，例如3- 二甲氨基-7-甲氧基熒烷、3- 二乙氨基-6-甲氧基突燒、3- 二 -乙氨基-7-甲氧基突燒、3- 二乙氨基-7-氯突燒、3- 二乙氨基-6-甲基-7-氯熒烷、3- 二 -乙氨基-6，7- 二甲基熒烷、3- (N-乙基-對(duì)-甲苯氨基)-7-甲基突燒、3-二乙氨基-7-(N-乙酰-N-甲氨基)突燒、突燒、3-二乙氨基-7-(N-甲氨基)突燒、3_ 二乙氨基-7- 二節(jié)氨基突燒、3- 二乙氨基-7_(N-甲基-N-節(jié)氨基)突燒、3- 二乙氨基-7-(N-氯乙基-N-甲氨基)熒烷、3-二乙氨基-7-N-二乙氨基熒烷、3-(N-乙基-對(duì)-甲苯氨基)-6_甲基-7-苯氨基熒烷、3-(N-乙基-對(duì)-甲苯氨基)-6-甲基-7-(對(duì)-甲苯氨基)突燒、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯氨基突燒、3-二丁氨基-6-甲基-7-苯氨基突燒、3-二乙氨基-7-(2-羰基甲氧基苯氨基)熒烷、3-(N-環(huán)己基-N-甲氨基)-6-甲基_7_苯氨基突燒、3-卩比咯燒基-6-甲基-7-苯氨基突燒、3-哌唳基-6-甲基-7-苯氨基突燒、3- 二乙氨基-6-甲基-7-(2, 4- 二甲氨基)突燒、3- 二乙氨基_7_(鄰-氯苯氨基)突燒、3- 二丁氨基-7-(鄰-氯苯氨基)突燒、3-批咯燒基_6_甲基_7_(對(duì)-丁基苯氨基)突烷、3-(N-甲基-N-正-戊基氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷、3-(N-乙基-N-正-戊基氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷、3-(N-乙基-N-異戊基氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷、
3-(N-甲基-N-正-己氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷、3-(N-乙基-N-正-己氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷、3- (N-乙基-N- β -乙基己氨基)-6-甲基-7-苯氨基熒烷等。本發(fā)明中有用的堿性染料不限于以上舉例說(shuō)明的那些，并且它們中的至少兩種可以混合使用。隔離物或減感劑可以是任何已知的、在水和有機(jī)溶劑兩者中顯示良好的溶解性的組分劑。一般地，所述隔離物優(yōu)選為不帶電荷的中性分子，例如〈1000道爾頓的聚烷撐二醇、〈10000道爾頓的聚環(huán)氧烷、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇嵌段共聚物、聚氧化乙烯-壬基苯基醚、聚氧乙烯-二苯乙烯化苯基醚(polyoxyethylene distyrenated phenyl ether)、中性表面活性劑。此種隔離物的其他實(shí)例可以包括甘油；十二胺；2，4，4-三甲基-2-噁唑啉；聚烯烴二醇，例如聚乙二醇、聚丙二醇以及乙二醇和丙二醇的共聚物；聚氧化乙烯-十二烷基醚、聚氧乙烯-油基醚、聚氧化乙烯-壬基苯基醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐單十二酸酯、聚乙二醇單硬脂酸酯。一般地，顯色劑在有機(jī)溶劑中顯示良好的溶解性。適合的顯色劑的實(shí)例包括雙酚A、氯化鋅、水楊酸鋅和酚樹(shù)脂。與隱色染料結(jié)合使用的顯色物質(zhì)的其他實(shí)例可以包括
4-叔丁基苯酚、α-萘酚、β-萘酚、4-乙酰苯酚、4-叔辛基苯酚、4，4'-仲亞丁基苯酚、4-苯酚、4，4' - 二羥基二苯基甲烷、4，4'-異亞丙基二苯酚、氫醌、4，4'-亞環(huán)己基二苯酚、4，4- 二羥基二苯硫醚、4，4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4，4' - 二羥基二苯砜、氫醌單芐醚、4-羥基二苯甲酮、2，4- 二羥基二苯甲酮、2，4，4'-三羥基二苯甲酮、2,2'，4，4'-四羥基二苯甲酮、4-羥基鄰苯二甲酸二甲酯、4-羥基苯甲酸甲酯、4-羥基苯甲酸乙酯、4-羥基苯甲酸丙酯、4-羥基苯甲酸仲丁酯、4-羥基苯甲酸戊酯、4-羥基苯甲酸苯酯、4-羥基苯甲酸芐酯、4-羥基苯甲酸甲苯酯、4-羥基苯甲酸氯苯酯、4-羥基苯甲酸苯丙酯、4-羥基苯甲酸苯乙酯、4-羥基苯甲酸對(duì)氯苯酯、4-羥基苯甲酸對(duì)甲氧基芐酯、酚醛型酚樹(shù)脂、酚聚合物等酚化合物。由無(wú)色到各種顏色的指示濕度的油墨對(duì)于多種個(gè)人護(hù)理和健康護(hù)理相關(guān)的應(yīng)用是高度需要的，所述個(gè)人護(hù)理和健康護(hù)理相關(guān)的應(yīng)用例如，諸如尿布或成人失禁制品等的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品。然而，實(shí)際的指示濕度的油墨在市場(chǎng)上不可得到。與一些水敏性著色片材不同，例如第5，130，290號(hào)美國(guó)專利中所描述的，該專利涉及水性的指示濕度的組合物，在紙上或基于紙漿纖維的基材上，該組合物為懸浮液而不是均勻溶液，而本發(fā)明的組合物是基于溶液的并且是均勻的?！?90專利所描述的組合物是基于水的并且需要熱干燥。所述組 合物是懸浮液并且不均勻，而不是基于溶液的油墨。本發(fā)明的組合物可以作為基于有機(jī)溶劑的指示濕度的油墨的部分被摻入。油墨中所有組分在有機(jī)溶劑或混合有機(jī)溶劑體系中均是可溶的并且所述油墨是均勻的。所述油墨可以誘導(dǎo)顏色的顯著視覺(jué)外觀變化，所述顯著視覺(jué)外觀變化的Λ E值的范圍為至少5或10至約20-40-60。通常，根據(jù)活性組分濃度和尿液的量或其他液體破壞，顏色將在5或10分鐘內(nèi)很好地被消除。根據(jù)某些實(shí)例，在將組合物施用到著色劑(stain)之后約6分鐘內(nèi)拔染顏色或者為了更快作用在約3分鐘內(nèi)拔染顏色。人們可以觀察到，脫色或著色的顏色減少了 >5。在某些其他實(shí)施方案中，著色的可觀察到的顏色減少了至少15或20的ΛΕ值，這種減少使著色淡化至通過(guò)肉眼實(shí)際上感覺(jué)不到的程度。通常，脫色或著色可以減少約25-40的Λ E值，理想地高達(dá)約50至70或80的Λ E值。如將更加詳細(xì)地描述的，Δ E是通過(guò)3D顏色空間測(cè)量所定義的顏色變化的測(cè)量值。第II部分-分子體系封裝根據(jù)本發(fā)明，所述組合物還包含封裝所述分子體系的水可滲透性有機(jī)聚合物籠或基質(zhì)。所述封裝基質(zhì)包含在有機(jī)溶劑中可溶但在水介質(zhì)中適應(yīng)不好(not well adapted)或不溶的至少一種聚合物。所述聚合物可以是共聚物、嵌段共聚物、線性聚合物或無(wú)規(guī)共聚物，或者它們的組合。所述聚合物可以是天然聚合物、合成聚合物或者天然聚合物和合成聚合物兩者的混合聚合物。所述封裝基質(zhì)在干燥時(shí)，尤其是在風(fēng)干后應(yīng)當(dāng)能夠在各種基材上形成穩(wěn)定的膜。適合的聚合物的實(shí)例可以包括，例如來(lái)自International SpecialtyProducts, Inc.的 Gantrez 系列聚合物、來(lái)自 National Starch 的 Dermacryl 97 以及來(lái)自Akzo Nobel的Amphomer。封裝基質(zhì)還可以是溶解于有機(jī)溶劑體系中的各種化學(xué)品的混合物。這種體系的實(shí)例可以包括基于有機(jī)溶劑的清漆，例如由Sunchemical Co.制備的清漆。在有機(jī)溶劑中基本上可溶的聚合物和共聚物的實(shí)例可以包括苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯酸酯聚合物、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯；聚乙烯醇縮丁醛、聚乙酸乙烯酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸類樹(shù)脂、苯乙烯樹(shù)脂、聚酯類樹(shù)脂、以及聚乙酸乙烯酯、氯乙烯乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、異丁烯-順丁烯二酸酐共聚物、聚乙烯醇縮丁醛。根據(jù)本發(fā)明，所述組合物還包含揮發(fā)性有機(jī)溶劑體系。該揮發(fā)性有機(jī)溶劑或混合溶劑體系的實(shí)例可以包括低分子量的醇類，例如丁醇、乙醇、丙醇，和丙酮或四氫呋喃或它們的混合物。第III部分-油墨介質(zhì)如前所述，本發(fā)明涉及具有組合物的無(wú)色或淺色的、非水性的均勻溶液，所述組合物包含a) —種或多種隱色染料；b) —種或多種隔離物或減感劑，所述隔離物或減感劑是非揮發(fā)性的并且在揮發(fā)性有機(jī)溶劑和水兩者中均是顯著可溶的；c)一種或多種吸電子顯色齊U，所述顯色劑在顯著量的所述隔離物的存在下而沒(méi)有水的存在下與所述隱色染料不可以形成有色的復(fù)合物，但在水的存在下可以與隱色染料形成有色的復(fù)合物，其中所述組合物處于在水中不溶但在揮發(fā)性溶劑中可溶的封裝基質(zhì)中。所述組合物可以包括一種或多種揮發(fā)性有機(jī)溶劑。所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑可以包括，例如乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、四氫呋喃(THF)、苯和甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷或它們的組合。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以將所述封裝的顯色組分分子體系混合到均勻溶液中從而形成油墨。所述油墨可以施用到塑料基材的表面，所述塑料基材例如聚乙烯、聚丙烯或其他聚烯烴。所述油墨具有揮發(fā)性有機(jī)基溶劑的組合物或不同揮發(fā)性有機(jī)溶劑的混合物、包括至少一種有機(jī)可溶性的但水不溶性的成膜聚合物或共聚物的固定組合物、兩者均僅在有機(jī)溶劑中可溶的隱色染料和顯色劑、以及在有機(jī)溶劑和水中均可溶的隔離物。所述油墨在水不存在下最初是無(wú)色的，而當(dāng)存在水時(shí)顯示顏色。可以存在于組合物中的隱色染料可以為約O. Olwt. %至約IOwt. %。通常，隱色染料的量可以為約O. 05wt. %或O. Iwt. %至約4wt. %或5wt. %,或6wt. %或7wt. % ;期望的是，該范圍為約O. 5wt. %或Iwt. %至約2. 5wt. %、3wt. %或5wt. %。通常，所述隔離物存在的量為約Iwt. %至約20wt. %或25wt. %?？晒┻x擇地,所述隔離物存在的量可以為約I. 5wt. %、2wt. %或3wt. %至約15wt. %、17wt. %或18wt. %。存在的顯色劑的量可以為約O. 5wt. %或Iwt. %至約IOwt. %或12wt. % ;通常為約lwt%或2wt%至約7wt%、8wt%或10wt%。在封裝基質(zhì)中存在的聚合物樹(shù)脂為約IOwt. %至約80wt. %。通常，聚合物樹(shù)脂的量為約12wt%、15wt%或20wt%至約65wt. %、70wt. %或78wt. %?？梢源嬖诘膿]發(fā)性有機(jī)溶劑為約20wt. %至約90wt. % ;通常為約 25wt%、30wt% 或 35wt% 至約 80wt%、85wt% 或 88wt%。第IV部分-印刷的制品可以將均勻的濕度油墨印刷在各種材料基材上，例如塑料、聚乙烯或聚丙烯膜或基于纖維素的紙和薄紙?？梢詫⑺鲇湍L(fēng)干以顯示無(wú)色或接近無(wú)色狀態(tài)的外觀(即沒(méi)有顏色或非常弱的背景底紋)。干的油墨依據(jù)所使用的隱色染料的種類在潤(rùn)濕時(shí)顯示各種的顏色。例如，膜層可以在用作吸收性制品的組分的無(wú)紡材料上?？梢詫⑺蝗苄缘某赡ぞ酆衔锖透淖冾伾慕M合物的其他組分溶解于有機(jī)溶劑中，然后施用到基材上。當(dāng)形成改變顏色的組合物和有機(jī)溶劑的混合物時(shí)，所述混合物在室溫下是液態(tài)的。當(dāng)使改變顏色的組合物施用到膜層或者形成膜層時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)溶劑蒸 發(fā)。適合的水不溶性成膜聚合物包括丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物、聚氨酯粘合劑、乙烯吡咯烷酮的共聚物和二甲基氨丙基甲基丙烯酰胺的共聚物。市場(chǎng)上可得到的適合的聚合物包括DERMACRYL 79聚合物和AMPHOMER HC聚合物，其二者均為可得自Akzo Nobel的丙烯酸酯/辛基丙烯酰胺共聚物。市場(chǎng)上可得到的適合的聚合物的另一種實(shí)例是GANTREZ SP聚合物，該聚合物為可得自International Specialty Products, Inc.的聚(甲基乙烯基醚/順丁烯二酸)共聚物的單烷基酯。本發(fā)明的改變顏色的組合物包括水不溶性的成膜聚合物，該聚合物的量為改變顏色的組合物的總重量的20%至95%。最理想的是，本發(fā)明的改變顏色的組合物包括水不溶性的成膜聚合物，該聚合物的量為改變顏色的組合物的總重量的60%至90%。均勻溶液一旦被印刷在基材的表面上并干燥，干的溶液可以形成薄膜，當(dāng)所述薄膜與含水介質(zhì)接觸時(shí)可以顯示顏色。根據(jù)某些實(shí)施方案，理想的是薄膜覆蓋在視覺(jué)上可感知的基材表面上或者在在視覺(jué)上可感知的基材表面上形成圖案。當(dāng)印刷的基材是采用可以與水溶液或尿液接觸的基材形成的吸收性制品或個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的部分時(shí)，該特征將是有用的。吸收性制品可以是，例如尿布、女性衛(wèi)生墊、成人失禁制品或擦拭布(wiper cloth)。
所述制品可以包括聚合物膜或無(wú)紡基材表面，所述聚合物膜或無(wú)紡基材表面具有印刷有顯色介質(zhì)的所述基材表面的至少一部分，所述顯色介質(zhì)包含由均包含在水可滲透性聚合物基質(zhì)中的隱色染料、吸電子顯色劑和隔離物所形成的復(fù)合物，其中所述隔離物在水溶劑和有機(jī)溶劑中均是可溶的，并且當(dāng)所述隔離物在水溶液的存在下溶解或分散時(shí)，所述隱色染料和顯色劑能夠相互作用以顯示顏色。所述基材可以是多孔膜或無(wú)孔膜，或者兩種膜的組合。所述多孔膜可以包括基于纖維素的薄紙、紙、無(wú)紡材料或透氣性膜，例如嵌有碳酸鈣的聚乙烯和聚丙烯膜。圖3A-3C是顯示了已經(jīng)印刷有根據(jù)本發(fā)明的油墨的基材表面的圖解說(shuō)明，所述基材表面可以是多孔的或無(wú)孔的、聚合的或基于纖維素的。圖3A顯示了具有基本上無(wú)色外觀的初始階段的基材。圖3B顯示了在印刷的區(qū)域與水性的流體接觸后即刻的相同基材。圖3B顯示了當(dāng)使更加水性的流體更加完全地施用或散布到印刷區(qū)域，并且與本發(fā)明的顯色組合物接觸時(shí)，顏色的進(jìn)一步顯示。第V.部分-經(jīng)驗(yàn)的實(shí)施例I.向六個(gè)玻璃小瓶中的每一個(gè)(分別標(biāo)記為小瓶1、2、3、4和5)中加入500 μ I的結(jié)晶紫內(nèi)酯的乙醇溶液(12mg/ml)和500 μ I的雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)。將18、30、60、120和18mg的不同量的聚乙二醇(PEG，MW :200)分別加入到小瓶1、2、3、4和5中。向每個(gè)小瓶中進(jìn)一步加入來(lái)自Sunchemical Co.的Iml清漆(Varnish)并將混合物潤(rùn)旋2分鐘。向小瓶6中加入節(jié)索氯銨(benzethonium chloride)的乙醇溶液(12mg/ml)并混勻。使用刷子將每個(gè)小瓶中的混合物用于在聚乙烯膜上形成薄膜，然后將薄膜風(fēng)干4小時(shí)。來(lái)自每個(gè)小瓶的膜的顏色，小瓶1、2、3、4和5分別為微藍(lán)色、微藍(lán)色、無(wú)色、無(wú)色和藍(lán)色。在用水或合成的尿液潤(rùn)濕時(shí)，所有的膜在5分鐘內(nèi)變?yōu)樗{(lán)色。實(shí)施例2.將實(shí)施例I中來(lái)自小瓶4的油墨施加到來(lái)自金佰利-克拉克的XEROX，KLEENEX -上標(biāo)薄紙的打印機(jī)復(fù)印紙(printer-copy paper)并風(fēng)干5小時(shí)。紙和薄紙的顏色為白色。在與水或合成尿液接觸時(shí)，紙和薄紙變?yōu)樗{(lán)色。
實(shí)施例3.將約25mg水楊酸鋅和120mg聚乙二醇(分子量200)加入到500 μ I的結(jié)晶紫內(nèi)酯(12mg/ml)的乙醇溶液中。該混合物為藍(lán)色。添加Iml清漆，而顏色保持藍(lán)色。將油墨刷到聚乙烯膜上并風(fēng)干。干的膜保持藍(lán)色。在與水或合成尿液接觸時(shí)，沒(méi)有觀察到顏色改變。使用25mg芐索氯銨來(lái)代替PEG使得油墨甚至更藍(lán)。實(shí)施例4.將約Iml結(jié)晶紫內(nèi)酯(20mg/ml)的丙酮溶液與500 μ I芐索氯銨的乙醇溶液(50mg/ml)混合。加入Iml Sunchemical的清漆并混合以制備油墨。將油墨刷在聚乙烯膜上以形成薄膜。干燥所述薄膜并顯示弱的藍(lán)色顏色。在用水或合成尿液潤(rùn)濕時(shí)，弱的藍(lán)色顏色變成深藍(lán)色。實(shí)施例5.
將約6mg結(jié)晶紫內(nèi)酯、18mg雙酹A和72mg Tween 20溶解于Iml乙醇中。將ImlSunchemical清漆加入到溶液中并混勻。將該溶液刷在聚乙烯膜上并風(fēng)干。所述膜顯示白色。在與水或合成尿液接觸時(shí)，白色顏色未改變。實(shí)施例6.使約250 μ I結(jié)晶紫內(nèi)酯(24mg/ml的丙酮溶液)與雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)混合。加入250 μ I Sunchemical清漆和500 μ I PEG (75mg/ml，MW : 1000)的丙酮溶液并混合。將該溶液刷在聚乙烯膜上并且在風(fēng)干時(shí)沒(méi)有顯示顏色。在用水或合成尿液潤(rùn)濕時(shí)，所述膜沒(méi)有顯著的顏色改變。使用PEG (MW :5000)來(lái)代替PEG (MW :100)得到在潤(rùn)濕時(shí)沒(méi)有改變顏色的膜。實(shí)施例7.將約500μ I結(jié)晶紫內(nèi)酯的丙酮溶液(24mg/ml)、500l·! I水楊酸鋅的乙醇溶液(100mg/ml)和Iml清漆混合均勻。將該混合物等分為四部分，各部分各在一小瓶中，分別指定為小瓶1、2、3和4。向小瓶1、2、3和4中分別添加0、100μ 1、200μ I和400μ I的芐索氯銨的異丙醇溶液(50mg/ml)。將每個(gè)小瓶中的混合物刷在聚乙烯膜上并風(fēng)干。由來(lái)自小瓶
1、2、3和4的混合物制備的膜的顏色分別為深藍(lán)色、深藍(lán)色、中度藍(lán)色和弱的藍(lán)色。在用水或合成尿液潤(rùn)濕時(shí)，對(duì)于來(lái)自小瓶I和2的樣品，顏色保持相同。對(duì)于來(lái)自小瓶3的膜，觀察到輕微脫色。對(duì)于來(lái)自小瓶4的樣品，觀察到顯著脫色。實(shí)施例8.將約500 μ I結(jié)晶紫內(nèi)酯的乙醇溶液(24mg/ml)、500l·! I雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)和60 μ I PEG (MW :200)混合均勻。加入Iml Sunchemical清漆并混合均勻。將該混合物施加到具有紡粘層的外罩膜上并風(fēng)干，從而顯示微藍(lán)色顏色。使用片(piece)來(lái)覆蓋從外罩上的新生的尿布上切下的矩形孔。通過(guò)帶(tape)使油墨膜與超吸收芯接觸。將IOml的合成尿液添加到中心的尿布上，使得膜變?yōu)樯钏{(lán)色。實(shí)施例9.將約500 μ I 來(lái)自 Organic Dyestuff Co.的 ORC Red KC 的丙麗溶液(16mg/ml)和500μ I雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)混合。加入200 μ I PEG (麗200)并充分混合。然后將Iml清漆添加到混合物中并充分混合?；旌衔锏念伾珵槲⒓t色。將該混合物施加到一片涂有紡粘型織物的聚乙烯膜上并風(fēng)干，從而顯示微粉色顏色。在與水或合成尿液接觸時(shí)，所述膜變?yōu)樯罘凵?。使用PEG (MW 1000)來(lái)代替PEG (MW :1000)得到在潤(rùn)濕時(shí)沒(méi)有改變顏色的膜。實(shí)施例10.五個(gè)小瓶，每個(gè)小瓶包含500 μ I的結(jié)晶紫內(nèi)酯的乙醇溶液(12mg/ml)和500 μ I的雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)以及500 μ I的基于有機(jī)溶劑的清漆(來(lái)自Sunchemical )。此外，將 18mg、30mg、60mg、120mg、120mg 的聚乙二醇(MW :200)分別添加到小瓶 1、2、3、4和5中。向小瓶5中添加100 μ I的芐索氯銨的乙醇溶液。對(duì)所述混合物進(jìn)行聲浴處理(bath-sonicated) 5分鐘。將少量的各個(gè)混合物施加到聚丙烯膜上,從而形成薄膜。將所述膜風(fēng)干。來(lái)自小瓶1、2、3、4和5的膜的顏色分別為微藍(lán)色、微藍(lán)色、藍(lán)色跡象、無(wú)色和無(wú)色。通過(guò)小瓶1、2、3、4和5中的混合物形成的膜的顏色在與合成尿液接觸時(shí)均變?yōu)樗{(lán)色。
實(shí)施例IL五個(gè)小瓶，每個(gè)小瓶包含約500 μ I的結(jié)晶紫內(nèi)酯的乙醇溶液(12mg/ml)和500 μ I的雙酚A的乙醇溶液(50mg/ml)以及500 μ I的基于有機(jī)溶劑的清漆(來(lái)自Sunchemical )。此外，將 18mg、30mg、60mg、120mg、120mg 的聚乙二醇(MW :200)分別添加到小瓶 1、2、3、4和5中。向小瓶5中添加100 μ I的芐索氯銨的乙醇溶液。對(duì)所述混合物進(jìn)行聲浴處理(bath-sonicated) 5分鐘。將少量的各個(gè)混合物施加到聚丙烯膜上,從而形成薄膜。將所述膜風(fēng)干。來(lái)自小瓶1、2、3、4和5的膜的顏色分別為微藍(lán)色、微藍(lán)色、藍(lán)色跡象、無(wú)色和無(wú)色。通過(guò)小瓶1、2、3、4和5中的混合物形成的膜的顏色在與合成尿液接觸時(shí)均變?yōu)樗{(lán)色。已經(jīng)通過(guò)實(shí)例和附圖的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了一般地和詳細(xì)的描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明不必局限于所具體公開(kāi)的實(shí)施方案，但可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行替代、 修改和各種改變并且其使用不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，除非另外修改脫離如以下的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍，否則改變應(yīng)解釋為包括在本文中。
權(quán)利要求
1.一種顯色分子體系，其包含由隱色染料、吸電子顯色劑和隔離物所形成的復(fù)合物，所述隱色染料、吸電子顯色劑和隔離物均包含在水可滲透性聚合物基質(zhì)中，其中，所述隔離物在水溶劑和有機(jī)溶劑兩者中是可溶的，并且當(dāng)所述隔離物在水溶液的存在下溶解或分散時(shí)，所述隱色染料和顯色劑能夠相互作用，從而顯示顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯色分子體系，其中，所述復(fù)合物封裝在自組裝的聚合物膜內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯色分子體系，其中，所述隱色染料、顯色劑和隔離物組分彼此不是相分離的。
4.一種顯色油墨，其包含 無(wú)色或淺色的、非水性的均勻溶液，所述溶液具有組合物，所述組合物包含a)約O.Olwt. %至約IOwt. %的一種或多種隱色染料；b)約Iwt. %至約25wt. %的一種或多種隔離物或減感劑，所述隔離物或減感劑是非揮發(fā)性的并且在揮發(fā)性有機(jī)溶劑和水兩者中是顯著可溶的；c)約O. 5wt.%至約12wt.%的一種或多種吸電子顯色劑，所述顯色劑在顯著量的隔離物的存在下而沒(méi)有水的存在下與所述隱色染料不能形成有色的復(fù)合物，但在水的存在下所述顯色劑可以與所述隱色染料形成有色的復(fù)合物，其中，所述組合物處于在水中不溶但在揮發(fā)性有機(jī)溶劑中可溶的封裝基質(zhì)中； 固定組合物，所述固定組合物包含至少一種有機(jī)可溶性的但水不溶性的成膜聚合物或共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述油墨在沒(méi)有水的情況下是無(wú)色的，而當(dāng)存在水時(shí)顯示顏色。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述封裝基質(zhì)包含約lOwt.%至約80wt.%的至少一種聚合物樹(shù)脂，所述聚合物樹(shù)脂可以在塑料基材表面上形成具有良好粘著力的薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述組合物包含約20wt.%至約90wt. %的揮發(fā)性有機(jī)基溶劑或不同揮發(fā)性有機(jī)溶劑的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述隱色染料選自苯酞隱色染料、三芳基甲烷隱色染料和熒烷隱色染料。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述隔離物包含不帶電荷的中性組分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯色油墨，其中，所述隔離物包含〈1000道爾頓的聚烷撐二醇、〈10000道爾頓的聚環(huán)氧烷、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇的嵌段共聚物、聚氧乙烯-壬基苯基醚、聚氧乙烯-二苯乙烯化苯基醚、中性表面活性劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述顯色劑包括雙酚A、氯化鋅、水楊酸鋅和酚樹(shù)脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯色油墨，其中，所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑包括乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、四氫呋喃(THF)、苯和甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷或它們的組合。
13.一種無(wú)色或淺色基材，所述無(wú)色或淺色基材包含具有根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的顯色油墨或分子體系的薄膜，干燥后，在所述基材中當(dāng)與含水介質(zhì)接觸時(shí)，所述薄膜顯示顏色。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材，其中，所述薄膜覆蓋在視覺(jué)上可感知的所述基材的表面或者使在視覺(jué)上可感知的所述基材的表面形成圖案。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材，其中，所述含水介質(zhì)是水溶液或尿液。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材，其中，所述基材是多孔膜或無(wú)孔膜，或者兩種膜的組八口 ο
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基材，其中，所述多孔膜包括基于纖維素的薄紙、紙、無(wú)紡材料或透氣性膜。
18.—種個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，其包含根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的膜或基材表面,所述膜或基材表面具有印刷有顯色介質(zhì)的所述基材表面的至少一部分，所述顯色介質(zhì)包含由隱色染 料、吸電子顯色劑和隔離物所形成的復(fù)合物，所述隱色染料、吸電子顯色劑和隔離物均包含在水可滲透性聚合物基質(zhì)中，其中，所述隔離物在水溶劑和有機(jī)溶劑兩者中是可溶的，并且當(dāng)所述隔離物在水溶液的存在下溶解或分散時(shí)，所述隱色染料和顯色劑能夠相互作用，從而顯示顏色。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，所述個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品是吸收性制品并且不加熱所述印刷的基材從而干燥所述組合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，其中，所述吸收性制品是尿布、女性衛(wèi)生墊、成人失禁制品或擦拭布。
全文摘要
本發(fā)明描述了顯色組合物，所述顯色組合物包含至少四種主要組分1)隱色染料或隱色染料的組合，2)吸電子顯色劑或顯色劑的組合，所述吸電子顯色劑或顯色劑的組合可以與隱色染料形成有色的復(fù)合物，和3)隔離物或隔離物的組合，所述隔離物或隔離物的組合當(dāng)以足夠的量存在時(shí)，可以阻止在顯色劑和隱色染料之間形成有色的復(fù)合物，所述組分1)、2)和3)均包含在4)封裝基質(zhì)中，所述封裝基質(zhì)包括至少一種成膜且水不溶性的聚合物。將所有的前述組分一起溶解于揮發(fā)性有機(jī)溶劑介質(zhì)中，從而形成可以作為油墨施用在基材上的均勻溶液，所述基材可以作為吸收性制品或個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的部分摻入。
文檔編號(hào)A61L15/56GK102656238SQ201080056837
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者宋旭東 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司