Датчик влажности для применения в абсорбирующем изделии

Датчик влажности для применения в абсорбирующем изделии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Возможность ощущать влажность одноразового абсорбирующего изделия (например, подгузника, трусов, приучающих ребенка к туалету, прокладки для страдающих недержанием и т.д.) является желательной особенностью многочисленных современных гигиенических изделий. Поскольку такие изделия отличаются высокой абсорбирующей способностью, например, пользователи (т.е. индивидуумы, на которых изделие надето) могут не замечать произошедшего мочеотделения, в особенности, если этими пользователями являются неопытные маленькие дети, которые еще могут не распознавать физические ощущения, связанные с мочеотделением. Таким образом, пользователь может не ощущать отсутствие контроля мочеотделения или может не понимать, что изделие пора сменить. Родители или лица, осуществляющие уход, также могут пропустить момент, когда абсорбирующее изделие пора менять. Предпринимались многочисленные попытки устранить указанные выше проблемы. Например, в патентной публикации US 2010/0030173, Song, et al., описан датчик влажности, полученный на основе лейкокрасителя и проявителя цвета (например, салицилата цинка), который, будучи в сухом состоянии, создает визуальный сигнал. При контакте с физиологической жидкостью, например, мочой, сигнал начинает выцветать или полностью исчезает. К сожалению, для достаточного смачивания поверхности абсорбирующего изделия в таких датчиках часто применяют поверхностно-активное вещество, что повышает стоимость и сложность изготовления датчика. Кроме того, такие датчики относительно нечувствительны к воздействию небольших количеств жидкостей, и для требуемого изменения цвета таких датчиков иногда требуется довольно длительный период времени.

Таким образом, существует необходимость создания усовершенствованного датчика влажности, способного быстро изменять цвет при воздействии упомянутых физиологических жидкостей.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения, описано абсорбирующее изделие, которое включает по существу непроницаемый для жидкости слой, проницаемый для жидкости слой и абсорбирующую внутреннюю структуру, расположенную между по существу непроницаемым для жидкости слоем и проницаемым для жидкости слоем. Датчик влажности встроен в изделие и расположен таким образом, что датчик находится в жидкостном соединении с физиологическими жидкостями, поступающими от пользователя изделия. Датчик влажности содержит чернила, включающие протоноакцепторный хромоген и протонодонорный агент, который содержит алифатическую карбоновую кислоту. При контакте с физиологической жидкостью цвет чернил подвергается видимому изменению.

Согласно другому примеру осуществления настоящего изобретения, описан датчик влажности для абсорбирующего изделия, который включает чернила, нанесенные на подложку (основу). Чернила содержат лейкокраситель и протонодонорный агент, который включает алифатическую карбоновую кислоту, растворимость которой в воде составляет более приблизительно 5 граммов на 100 миллилитров воды при температуре 20°C, а первая константа кислотной диссоциации кислоты составляет от приблизительно 0 до приблизительно 10. При контакте с водной жидкостью цвет чернил подвергается видимому изменению.

Другие признаки и аспекты настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Полное и подробное описание настоящего изобретения, включающее наилучшие примеры его осуществления, предлагаемое вниманию специалистов в данной области техники, приведено ниже и сопровождается следующими графическими материалами, в которых:

На Фиг.1 представлен вид сверху одного из примеров осуществления абсорбирующего изделия, которое может быть применено в комбинации с датчиком влажности согласно настоящему изобретению; и

На Фиг.2 представлено изображение в перспективе другого примера осуществления абсорбирующего изделия, которое может быть применено в комбинации с датчиком влажности согласно настоящему изобретению.

Обозначения, многократно упоминаемые в предлагаемом описании и графических материалах, относятся к одинаковым или аналогичным признакам или элементам изобретения.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже с помощью одного или более примеров подробно описаны различные варианты осуществления изобретения. Каждый пример приведен для иллюстрации изобретения и не ограничивает настоящее изобретение. Действительно, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в настоящем изобретении могут быть произведены различные модификации и изменения, не выходящие за пределы объема или сущности изобретения. Например, признаки, показанные или описанные как часть одного примера осуществления, могут быть включены в другой пример осуществления, в результате чего получают дополнительный пример осуществления. Таким образом, настоящее изобретение включает все подобные модификации и изменения.

В общем, настоящее изобретение относится к датчику влажности для абсорбирующего изделия, который получен из чернил. Чернила включают протоноакцепторный хромоген и протонодонорный агент (или проявитель цвета). Перед использованием чернила обычно находятся в сухом состоянии в протонированной форме, в которой чернила имеют видимый цвет. Однако, при контакте с физиологическими жидкостями (например, мочой, каловыми массами, слизью, менструальной кровью, влагалищной жидкостью и т.д.), воздействие воды, содержащейся в жидкости, может приводить к депротонированию хромогена, что, в свою очередь, приводит к сдвигу максимумов поглощения хромогена либо по направлению в красную область спектра (“батохромный сдвиг”), либо в синюю область спектра (“гипсохромный сдвиг”). Механизм изменения цвета зависит от множества факторов, которые включают тип протоноакцепторного хромогена и присутствие любых дополнительных нечувствительных к изменениям температуры хромогенов. Например, в одном из примеров осуществления визуально наблюдаемый цвет чернил, находящихся в сухом состоянии, выцветает или исчезает при их контакте с физиологической жидкостью.

Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что для повышения скорости изменения цвета в процессе использования можно применять протонодонорный агент определенного типа. В частности, протонодонорный агент представляет собой алифатическую карбоновую кислоту, хорошо растворимую в физиологической жидкости (например, моче), которая может обеспечить очень быстрое изменение цвета, которое может быть обнаружено в течение относительно небольшого периода времени. Например, визуальное изменение цвета может происходить в течение приблизительно 30 секунд или менее, в некоторых примерах осуществления приблизительно 15 секунд или менее, и в некоторых примерах осуществления, приблизительно 5 секунд или менее. В общем случае степень изменения цвета также достаточна для обнаружения влажности на поверхности абсорбирующего изделия “в режиме реального времени”. Такое изменение цвета может, например, быть представлено в виде определенного изменения измеряемых величин поглощения, полученных в традиционном испытании, известном как “CIELAB”, которое рассмотрено в публикации Pocket Guide to Digital Printing, F. Cost, Delmar Publishers, Albany, New York. ISBN 0-8273-7592-1, на страницах 144 и 145. В рассматриваемом способе используют три переменных: L*, а* и b*, которые соответствуют трем характеристикам различаемого цвета, полученным на основании оппонентной теории восприятия цвета. Три названных переменных имеют следующие значения:

L* = светлота (или яркость), которая изменяется в диапазоне от 0 до 100, где 0 = темнота и 100 = свет;

a* = ось красный/зеленый, включающая шкалу от приблизительно -100 до 100, в которой положительные значения соответствуют красноватым тонам, а отрицательные значения соответствуют зеленоватым тонам; и

b* = ось желтый/синий, включающая шкалу от приблизительно -100 до 100, в которой положительные значения соответствуют желтоватым тонам, а отрицательные значения соответствуют синеватым тонам.

Так как цветовое пространство CIELAB до некоторой степени визуально однородно, то можно определить единственное значение, которое представляет собой разность между двумя цветами в том виде, в котором ее воспринимает человек. Эта разность называется ΔE, и ее вычисляют как квадратный корень из суммы квадратов трех разностей (ΔL*, Δа* и Δb*) между двумя цветами. В цветовом пространстве CIELAB каждая единица ΔE приблизительно равна “едва различимой” разнице между двумя цветами. Таким образом, CIELAB представляет собой удобное средство для создания объективной и не зависящей от показаний приборов системы обозначения цвета, которая может быть использована в качестве эталонного цветового пространства для определения цветов и выражения изменений цвета. Значения интенсивности цвета (L*, а*, и b*) в этом испытании могут быть измерены с помощью, например, ручного спектрофотометра, поставляемого Minolta Co. Ltd., Osaka, Япония (модель # CM2600d). В этом устройстве применяют D/8 геометрию, соответствующую стандартам CIE No.15, ISO 7724/1, ASTME1164 и JIS Z8722-1982 (рассеянное излучение / 8-градусная система наблюдения). Свет D65, отраженный поверхностью образца под углом 8 градусов к нормали поверхности, регистрируется оптической системой исследования образца. Обычно изменение цвета выражают в виде ДЕ, которое составляет приблизительно 2 или более, в некоторых примерах осуществления приблизительно 3 или более, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 5 до приблизительно 50.

Как указано выше, алифатическая карбоновая кислота согласно настоящему изобретению хорошо растворяется в физиологических жидкостях, что приводит к быстрому изменению цвета, которое может быть легко обнаружено обслуживающим лицом или пользователем. Поскольку физиологические жидкости обычно содержат значительное количество воды, кислота также обычно имеет высокую растворимость в воде, которая при температуре 20°C составляет, например, более приблизительно 5 граммов на 100 миллилитров воды, в некоторых примерах осуществления более приблизительно 15 граммов на 100 миллилитров воды, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 30 до приблизительно 200 граммов на 100 миллилитров воды, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 50 граммов до приблизительно 150 граммов на 100 миллилитров воды. Однако, выбираемая кислота, наряду с высокой растворимостью в воде, должна представлять собой кислоту, которая обычно считается “слабой”, то есть может безопасно контактировать с кожей пользователя, но при этом быть достаточно сильной для создания требуемого уровня pH. В связи с этим, первая константа кислотной диссоциации кислоты (pK_a1), определяемая при 25°C, обычно составляет от приблизительно 0 до приблизительно 8, в некоторых примерах осуществления приблизительно 0,5 до приблизительно 6, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 5. Добавление такой кислоты может приводить к тому, что значение pH чернил будет составлять приблизительно 5 или менее, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 4.

Подходящие алифатические карбоновые кислоты, имеющие отмеченные выше характеристики, могут включать, например, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, адипиновую кислоту, малеиновую кислоту, яблочную кислоту, олеиновую кислоту, винную кислоту (например, декстовинную кислоту, мезовинную кислоту и т.д.), лимонную кислоту, муравьиную кислоту, уксусную кислоту, гликолевую кислоту, щавелевую кислоту, пропионовую кислоту, глутаровую кислоту, глюконовую кислоту, молочную кислоту, аспарагиновую кислоту, глютаминовую кислоту, итаконовую кислоту, трифторуксусную кислоту и т.д. Полимерные кислоты, например, полиакриловая или полиметакриловая кислота и их сополимеры (например, сополимеры малеиновой и акриловой кислот, сополимеры сульфоновой и акриловой кислоты и стиролакриловые сополимеры), также могут быть подходящими для применения в настоящем изобретении. Особенно подходящими кислотами являются многоосновные кислоты (например, двухосновные, трехосновные и т.д.), например, α-винная кислота (pK_a1 2,98 и pK_a2 4,34, растворимость 133 грамма на 100 миллилитров воды), щавелевая кислота (pK_a1 1,23 и рК_а2 4,19, растворимость 90 граммов на 100 миллилитров воды), лимонная кислота (pK_a1 3,13, pK_a2 4,76 и pK_a3 6,40, растворимость 73 грамма на 100 миллилитров воды) и т.д.

В общем, в чернила может быть добавлен любой из множества различных протоноакцепторных хромогенов. Одним из особенно подходящих классов протоноакцепторных хромогенов являются лейкокрасители, предпочтительно имеющие бесцветную депротонированную форму. Подходящие лейкокрасители могут включать, например, фталиды, фталаны, ацил-лейкометиленовые соединения, флуораны, спиропираны, кумарины и т.д., а также смеси любых из перечисленных веществ. Примеры флуоранов включают, например, 3,3'-диметоксифлуоран, 3,6-диметоксифлуоран, 3,6-дибутоксифлуоран, 3-хлор-6-фениламинофлуоран, 3-диэтиламино-6-диметилфлуоран, 3-диэтиламино-6-метил-7-хлорфлуоран и 3-диэтил-7,8-бензофлуоран, 3,3'-бис-(пара-диметиламинофенил)-7-фениламинофлуоран, 3-диэтиламино-6-метил-7-фениламино-флуоран, 3-диэтиламино-7-фениламинофлуоран и 2-анилино-3-метил-6-диэтиламинофлуоран. Аналогично, примеры фталидов включают 3,3',3”-трис(пара-диметиламинофенил)фталид, 3,3'-бис(пара-диметиламинофенил)фталид, 3,3-бис(пара-диэтиламинофенил)-6-диметиламинофталид, 3-(4-диэтиламинофенил)-3-(1-этил-2-метилиндол-3-ил)фталид и 3-(4-диэтиламино-2-метил)фенил-3-(1,2-диметилиндол-3-ил)фталид. Другие подходящие хромогены описаны в патентах US 4620941, Yoshikawa, et al.; US 5281570, Hasegawa, et al.; US 5350634, Sumii, et al.; и US 5527385, Sumii, et al., содержания которых полностью включены в настоящее описание для всех целей.

В зависимости от требуемого изменения цвета, относительное количество протоноакцепторного хромогена (хромогенов) и протонодонорного агента (агентов) может быть различным. А именно: протонодонорный агент добавляют в количестве, достаточно высоком для достижения требуемого быстрого изменения цвета, но не настолько высоком, чтобы оно ухудшало способность хромогена оставаться видимым до начала использования. В связи с этим, массовое отношение количества протонодонорного агента к количеству хромогена обычно составляет от приблизительно 0,4 до приблизительно 10, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,5 до приблизительно 8, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 1 до приблизительно 4. Например, протонодонорные агенты могут составлять от приблизительно 5% масс. до приблизительно 60% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 10% масс. до приблизительно 50% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 15% масс. до приблизительно 40% масс. от содержания сухого вещества в чернилах. Соответственно, хромогены могут составлять от приблизительно 40% масс. до приблизительно 95% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 50% масс. до приблизительно 90% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 60% масс. до приблизительно 85% масс. от содержания сухого вещества в чернилах.

Для улучшения требуемого изменения цвета, а также для повышения стабильности чернил после их нанесения на подложку, чернила также могут содержать множество необязательных компонентов. Для повышения долговременной стойкости чернил и улучшения образования стабильных пленок на различных подложках после сушки могут быть, например, применены органические связующие вещества. Поскольку чернила предназначены для контакта с водными физиологическими жидкостями (например, мочой), иногда требуется применение гидрофобных органических связующих веществ. Одним из примеров такого связующего вещества является термореактивный полимер, способный отверждаться при нанесении на подложку. Подходящие термореактивные полимеры могут включать, например, полимеры на основе сложных полиэфиров, полиуретановые полимеры, меламиновые полимеры, эпоксидные полимеры, диаллилфталатные полимеры, полимеры на основе сложных виниловых эфиров и подобные им вещества. Дополнительно или в комбинации с такими гидрофобными связующими веществами, чернила также могут содержать гидрофильное связующее вещество, например, альгиновую кислоту и ее соли, каррагенан, пектин, желатин и подобные им вещества, полусинтетические макромолекулярные соединения, например, метилцеллюлозу, катионизированный крахмал, карбоксиметилцеллюлозу, карбоксиметилированный крахмал, виниловые полимеры (например, поливиниловый спирт), поливинилпирролидон, полиакриловую кислоту, полиакриламид, сополимеры малеиновой кислоты, ацетат целлюлозы, бутират целлюлозы и т.д., а также их комбинацию. Коммерчески доступные системы связующих веществ, которые могут быть применены согласно изобретению, включают, например, сложные моноалкиловые эфиры сополимера метилвинилового эфира/малеиновой кислоты, выпускаемые под серийным наименованием GANTREZ® SP, ES или AN (International Specialty Products, Inc.), карбоксилированные акриловые сополимеры, выпускаемые под серийным наименованием DERMACRYL® (Akzo Nobel), и амфотерные акриловые сополимеры, выпускаемые под серийным наименованием AMPHOMER® (Akzo Nobel).

Общая концентрация связующих веществ обычно может быть различной и зависеть от целевых свойств получаемой подложки. Например, высокая общая концентрация связующих веществ может обеспечивать улучшенные физические свойства подложки с покрытием, но также может оказывать отрицательное влияние на другие свойства, например, абсорбционную емкость подложки, на которую они нанесены. Напротив, низкая общая концентрация связующих веществ может не обеспечивать требуемую степень долговременной стойкости. Таким образом, в большинстве примеров осуществления общее количество добавляемых в чернила связующих веществ, включающих как гидрофильные, так и гидрофобные связующие вещества, составляет от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 10% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,05% масс. до приблизительно 5% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 4% масс. в пересчете на массу сухого вещества. Например, гидрофильные связующие вещества могут составлять от приблизительно 0,001% масс. до приблизительно 10% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 5% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 2% масс. в пересчете на массу сухого вещества. Соответственно, гидрофобные связующие вещества могут составлять от приблизительно 0,001% масс. до приблизительно 10% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 5% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 2% масс. в пересчете на массу сухого вещества.

Чернила также могут содержать другие компоненты, известные в данной области техники. Например, в зависимости от конкретного типа подложки, чернила могут включать смачивающий агент, улучшающий нанесение и закрепление чернил на подложке. Подходящие смачивающие агенты могут включать, например, поверхностно-активное вещество (например, неионное, катионное, анионное или цвиттер-ионное) или смесь поверхностно-активных веществ. Поверхностно-активные вещества также могут повышать чувствительность и контрастность, создаваемую окрашивающим веществом. Особенно предпочтительными поверхностно-активными веществами являются неионные поверхностно-активные вещества, например, этоксилированные алкилфенолы, этоксилированные и пропоксилированные жирные спирты, блок-сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, этоксилированные сложные эфиры жирных (C₈-C₁₈) кислот, продукты конденсации этиленоксида с длинноцепочечными аминами или амидами, продукты конденсации этиленоксида со спиртами, ацетиленовые диолы и смеси перечисленных веществ. Конкретные неограничивающие примеры подходящих неионных поверхностно-активных веществ включают метилглюцет-10 (methyl gluceth-10), ПЭГ-20 (полиэтиленгликоль-20) дистеарат метилглюкозы, ПЭГ-20 сесквистеарат метилглюкозы, C₁₁-C₁₅ парет-20 (pareth-20), цетет-8 (ceteth-8), цетет-12 (ceteth-12), додоксинол-12, лаурет-15 (laureth-15), ПЭГ-20 касторовое масло, полисорбат 20, стеарет-20 (steareth-20), простой цетиловый эфир полиоксиэтилена-10, простой стеариловый эфир полиоксиэтилена-10, простой цетиловый эфир полиоксиэтилена-20, простой олеиловый эфир полиоксиэтилена-10, простой олеиловый эфир полиоксиэтилена-20, этоксилированный нонилфенол, этоксилированный октилфенол, этоксилированный додецилфенол или этоксилированный жирный (C₆-C₂₂) спирт, включающий от 3 до 20 этиленоксидных фрагментов, простой изогексадециловый эфир полиоксиэтилена-20, полиоксиэтилен-23-глицеринлаурат, полиоксиэтилен-20-глицерилстеарат, простой эфир метилглюкозы и ППГ-10 (полипропиленгликоля-10), простой эфир метилглюкозы и ППГ-20, сложные моноэфиры сорбитана и полиоксиэтилена-20, модифицированное полиоксиэтиленом-80 касторовое масло, простой тридециловый эфир полиоксиэтилена-15, простой тридециловый эфир полиоксиэтилена-6, лаурет-2, лаурет-3, лаурет-4, модифицированное ПЭГ-3 касторовое масло, диолеат ПЭГ 600, диолеат ПЭГ 400 и смеси перечисленных веществ. Коммерчески доступные неионные поверхностно-активные вещества могут включать поверхностно-активные вещества на основе ацетиленовых диолов, поставляемые Компанией Air Products and Chemicals, Allentown, Pa. под наименованиями SURFYNOL®, и полиоксиэтиленовые поверхностно-активные вещества, поставляемые Компанией Fischer Scientific, Pittsburgh, Pa., под наименованиями TWEEN®. Применение таких смачивающих агентов возможно, однако желательно, чтобы получение чернил все же не включало использования таких агентов. Это не только повышает эффективность производства, но и снижает стоимость чернил. Разумеется, следует понимать, что хотя обычно композиция не содержит таких смачивающих агентов, небольшое их количество все же может находиться в получаемой композиции. Независимо от этого, чернила обычно содержат смачивающие агенты в количестве, составляющем менее приблизительно 10% масс., в некоторых примерах осуществления менее приблизительно 5% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 2% масс.

Несмотря на то, что это необязательно, для улучшения иммобилизации чернил на подложке в чернила также могут быть добавлены дополнительные компоненты. Например, может быть добавлено закрепляющее соединение (закрепитель), которое закрепляет чернила на поверхности подложки и дополнительно повышает долговременную стойкость. Обычно, размер молекулы закрепляющего соединения превышает размер молекулы хромогена или протонодонорного агента, что повышает вероятность того, что они остаются на поверхности во время эксплуатации. Например, закрепляющее соединение может включать макромолекулярное соединение, например, полимер, олигомер, дендример, частицу и т.д. Полимерные закрепляющие соединения могут представлять собой натуральные, синтетические вещества или их комбинации. Примеры натуральных полимерных закрепляющих соединений включают, например, полипептиды, белки, ДНК/РНК и полисахариды (например, полимеры на основе глюкозы, активированный декстран и т.д.). В некоторых примерах осуществления закрепляющее соединение может представлять собой частицу (иногда называемую “гранулой” или “микрогранулой”). Могут быть использованы встречающиеся в природе частицы, например, ядра, микоплазма, плазмиды, пластиды, клетки млекопитающих (например, “тени” эритроцитов), одноклеточные микроорганизмы (например, бактерии), полисахариды (например, агароза) и подобные вещества. Кроме того, также могут быть использованы синтетические частицы. Например, в одном из примеров осуществления применяют латексные микрочастицы. Несмотря на то, что могут быть использованы любые синтетические частицы, частицы обычно получают из полистирола, бутадиен-стирольных полимеров, стирол-акрил-винилового терполимера, полиметилметакрилата, полиэтилметакрилата, сополимера стирола и малеинового ангидрида, поливинилацетата, поливинилпиридина, полидивинилбензола, полибутилентерефталата, акрилонитрила, сополимеров винилхлорида и акрилатов и подобных веществ, или их производных, включающих альдегидные, карбоксильные, амино, гидроксильные или гидразидные группы. Если применяют частицы, то их размеры быть разными. Например, средний размер (например, диаметр) частиц может составлять от приблизительно 0,1 нанометра до приблизительно 1000 микрон, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,1 нанометра до приблизительно 100 микрон, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 1 нанометра до приблизительно 10 микрон.

Также могут быть использованы смачивающие агенты (увлажнители), например, этиленгликоль; диэтиленгликоль; глицерин; полиэтиленгликоль 200, 300, 400 и 600; пропан-1,3-диол; простые метиловые моноэфиры пропиленгликоля, например, Dowanol PM (Gallade Химическ Inc., Santa Ana, California); многоосновные спирты; или их комбинации. Также для регулирования цвета, создаваемого чернилами в процессе эксплуатации, могут быть применены дополнительные нечувствительные к температурным изменениям хромогены. Для улучшения эксплуатационных характеристик чернил, в них также могут быть включены другие добавки, например, хелатирующий агент для захвата ионов металлов, которые с течением времени могут вступать в химические реакции, и/или ингибитор коррозии, защищающий металлические компоненты принтера или системы доставки чернил. В чернила могут быть добавлены другие различные компоненты, например, стабилизаторы окрашивающих веществ, фотоинициаторы, наполнители и т.д., например, описанные в патентах US 5681380, Nohr, et al., и US 6542379, Nohr, et al., содержания которых полностью включены в настоящее описание посредством ссылки для всех целей.

Чернила согласно настоящему изобретению обычно наносят на подложку. Подложка может служить просто физическим носителем для чернил, или она может выполнять другие функции в абсорбирующем изделии, в котором она находится. Для нанесения чернил их компоненты сначала обычно растворяют или диспергируют в растворителе, получая раствор для нанесения покрытия. Например, один или более из упомянутых выше компонентов может быть смешан с растворителем, как последовательно, так и одновременно, с образованием чернил, которые могут быть легко нанесены на подложку. Подходящим является любой растворитель, в котором могут растворяться или диспергироваться компоненты. Тем не менее, чтобы депротонирование хромогена не происходило до контакта с физиологической жидкостью, обычно применяют органический растворитель. Подходящие органические растворители могут включать, например, спирты, например, этанол или метанол; диметилформамид; диметилсульфоксид; углеводороды, например, пентан, бутан, гептан, гексан, толуол и ксилол; простые эфиры, например, простой диэтиловый эфир и тетрагидрофуран; кетоны и альдегиды, например, ацетон и метилэтилкетон; галогенированные растворители, например, дихлорметан и четыреххлористый углерод; акрилонитрил; и т.д., а также смеси таких веществ. Концентрация растворителя в композиции покрытия обычно достаточно высока для обеспечения простоты нанесения, манипуляций с композицией и т.д.

Если применяют растворитель (растворители), то общая концентрация растворителя (растворителей) может быть различной, но обычно составляет от приблизительно 30% масс. до приблизительно 99% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 40% масс. до приблизительно 95% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 50% масс. до приблизительно 90% масс. от массы композиции покрытия. Разумеется, конкретные количества применяемого растворителя (растворителей) частично зависят от требуемого содержания твердых веществ и/или вязкости композиции. Например, содержание твердых веществ может составлять от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 30% масс., в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 25% масс., и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,5% масс. до приблизительно 20% масс. Регулирование содержания твердых веществ позволяет регулировать содержание цветопеременного хромогена. Например, для получения чернил, содержащих высокую концентрацию хромогена, в композиции может находиться относительно высокое содержание твердых веществ, то есть в чернила может быть введен больший процент хромогена. Кроме того, вязкость композиции покрытия также может быть выбрана в зависимости от способа нанесения и/или типа применяемого растворителя. Тем не менее, вязкость, измеренная с помощью вискозиметра Brookfield DV-1 с использованием стрежня No.18 при скорости 12 об./мин. и 25°C, обычно составляет от приблизительно 1 до приблизительно 200 Паскаль-секунд, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 5 до приблизительно 150 Паскаль-секунд, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 10 до приблизительно 100 Паскаль-секунд. При необходимости, для повышения или снижения вязкости композиции в композицию могут быть добавлены загустители или другие модификаторы вязкости.

Композиция покрытия может быть нанесена на подложку с помощью любой традиционной методики, например, печатью, погружением, распылением, экструзией из расплава, нанесением покрытия (например, нанесением покрытия с помощью растворителя, нанесением порошкового покрытия, нанесением покрытия кистью и т.д.) и аналогичными способами. Например, в одном из примеров осуществления чернила наносят на подложку печатью. Для нанесения чернил на подложку может быть применено множество методик печати, например, глубокая печать, флексографическая печать, трафаретная печать, лазерная печать, ленточная термопечать, плунжерная печать и т.д. В одном из конкретных примеров осуществления для нанесения чернил на подложку применяют методики краскоструйной печати. Краскоструйная печать представляет собой бесконтактную методику печати, при которой чернила продавливаются через крошечное сопло (или множество сопел), образуя капли, которые направляются на подложку. Обычно применяют две методики, а именно: технологию струйной печати с дозированием краски (или капельно-струйную печать, англ. Drop-On-Demand, сокращенно “DOD”) или “непрерывную” краскоструйную печать. В системах непрерывной печати чернила выпускают в виде непрерывного потока под давлением через по меньшей мере одно отверстие или сопло. Поток прерывается с помощью исполнительного устройства, создающего избыточное давление, которое разбивает поток на капли на определенном расстоянии от отверстия. В системах DOD, напротив, исполнительное устройство, создающее избыточное давление, с помощью которого чернила разбивают на капли, устанавливают у каждого отверстия. В каждой системе исполнительным устройством, создающим избыточное давление, может быть пьезоэлектрический кристалл, акустическое устройство, нагревательное устройство и т.д. Выбор типа системы для краскоструйной печати зависит от типа материала, на который наносят печать с помощью печатной головки. Например, для использования систем непрерывной печати иногда требуется применение проводящих материалов, поскольку траектория капель изменяется под действием электростатических сил. Таким образом, если образец получен из диэлектрического материала, то более предпочтительным могут оказаться способы струйной печати с дозированием краски.

Композиция покрытия может быть нанесена на одну или обе поверхности подложки. Например, получаемые чернила обычно находятся на по меньшей мере той поверхности подложки, которая с большой долей вероятности будет контактировать с физиологическими жидкостями в процессе эксплуатации изделия. Кроме того, чернила могут покрывать всю поверхность подложки или могут покрывать лишь часть ее поверхности. При нанесении чернил на множество поверхностей, нанесение на каждую поверхность может быть произведено как последовательно, так и одновременно. Независимо от вида нанесения, получаемая подложка может быть высушена при определенной температуре с целью удаления растворителя из композиции и получения чернил согласно настоящему изобретению. Например, подложка может быть высушена при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 20°C, в некоторых примерах осуществления по меньшей мере приблизительно 25°C, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 25°C до приблизительно 75°C. Снижение количества растворителя в чернилах до минимального позволяет первоначально получать хромоген в депротонированном состоянии. Тем не менее, следует понимать, что некоторое количество растворителя может оставаться в чернилах. Например, чернила могут содержать растворитель в количестве, составляющем менее приблизительно 0,5% масс., в некоторых примерах осуществления менее приблизительно 0,1% масс., и в некоторых примерах осуществления менее приблизительно 0,01% масс.

Чернила согласно настоящему изобретению могут быть нанесены на любую из множества различных подложек. Например, чернила могут быть нанесены на нетканые полотна, тканые полотна, трикотажные ткани, бумажные полотна, пленки, пены, нити (полосы) и т.д. Если используют нетканые полотна, то их неограничивающие примеры могут включать полотна, полученные из расплава полимера фильерным способом (полотна спанбонд) (имеющие или не имеющие отверстия), полотна, полученные аэродинамическим способом (полотна мелтблаун), скрепленные кардочесанные полотна, полотна, полученные суховоздушным формованием, полотна, полученные одновременным формованием, гидросплетенные полотна и подобные материалы. Также могут быть применены нетканые композиционные материалы (например, нетканое полотно, нанесенное ламинированием на пленку или полосы). Обычно температура размягчения или плавления полимеров, применяемых для получения подложки, превышает температуру, требующуюся для удаления из чернил растворителя. Температура размягчения одного или более компонентов таких полимеров может составлять, например, от приблизительно 100°C до приблизительно 400°C, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 110°C до приблизительно 300°C, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 120°C до приблизительно 250°C. Неограничивающие примеры таких полимеров могут включать синтетические полимеры (например, полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, нейлон 6, нейлон 66, KEVLAR®), синдиотактический полистирол, жидкокристаллические сложные полиэфиры и т.д.; целлюлозные полимеры (целлюлозу из хвойной древесины, целлюлозу из лиственной древесины, термомеханическую древесную массу и т.д.); их комбинации; и аналогичные материалы.

Толщина слоя чернил также может быть различной. Например, эта толщина может составлять от приблизительно 0,001 миллиметра до приблизительно 3 миллиметров, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,01 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 0,01 миллиметра до приблизительно 1 миллиметра. Такой относительно тонкий слой чернил может повышать гибкость подложки, в то же время обеспечивая требуемое изменение цвета.

Для сохранения абсорбирующей способности, пористости, гибкости и/или некоторых других характеристик подложки иногда требуется наносить чернила таким образом, чтобы они покрывали менее 100%, в некоторых примерах осуществления от приблизительно 10% до приблизительно 80%, и в некоторых примерах осуществления от приблизительно 20% до приблизительно 60% площади одной или более поверхностей подложки. Например, в одном из конкретных примеров осуществления чернила нанесены на подложку в виде заранее выбранной схемы (например, сетчатого узора, сетки из ромбов, точек и т.д.). Несмотря на то, что это необязательно, нанесение чернил в виде схемы может обеспечить достаточное изменение цвета при нанесении на незначительную часть площади поверхности подложки. Это может быть необходимо для оптимизации гибкости, абсорбирующей способности или других характеристик подложки. Однако следует п