IT201800001900A1

IT201800001900A1 - Indicatore di umidità con indurenti e cristallizzanti

Info

Publication number: IT201800001900A1
Application number: IT201800001900A
Authority: IT
Inventors: Italo Corzani; Thomas James Klofta
Original assignee: Savare I C S R L
Priority date: 2018-01-25
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2019-07-25
Also published as: EP3743119A1; WO2019145892A1; US20200352795A1

Description

INDICATORE DI UMIDITA' CON INDURENTI E CRISTALLIZZANTI

DESCRIZIONE

CAMPO DELL'INVENZIONE

Vengono qui descritte formulazioni utilizzabili come indicatori di umidità, le quali contengono indurenti, cristallizzanti, coloranti e stabilizzanti. STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

Molti articoli, tra i quali ad esempio molti assorbenti igienico-sanitari comprendono un indicatore di umidità. La maggior parte delle composizioni indicatrici di umidità possono comprendere un colorante capace di cambiare il suo aspetto, e cioè apparire, sparire, cambiare di colore eccetera, per contatto, all'interno dell'articolo, con liquidi contenenti acqua, ad esempio, all'interno di un articolo assorbente igienico-sanitario, con fluidi corporei quali urina, feci liquide, sangue mestruale e così via. I coloranti e comunque le sostanze attive utilizzati in molte composizioni indicatrici di umidità sono spesso indicatori di pH. Tuttavia le attuali composizioni indicatrici di umidità contenenti indicatori di pH possono essere inaffidabili, poiché presentano problemi di lavorabilità e di corretta applicazione all'interno dell'articolo finale, difetti quali cambiamenti di colore prematuri durante l'immagazzinamento e/o di trasferimento del colorante al di fuori della composizione, oltre ad avere limiti nella possibile varietà di colore iniziale e finale ottenibili. Pertanto esiste una necessità continua per composizioni indicatrici di umidità che possano fornire una varietà ampia di possibili colori accoppiata ad una migliorata stabilità di dette composizioni indicatrici di umidità all'interno di prodotti assorbenti igienico-sanitari.

DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE

Vengono rivelate composizioni indicatrici di umidità le quali comprendono almeno un colorante, almeno uno stabilizzante, e da circa 0,1% a circa 70% in peso di almeno un agente indurente e di un agente cristallizzante, le quali composizioni indicatrici di umidità presentano almeno tre dei seguenti parametri:

i. una velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta (G')/Delta (°C) da circa 3.800 a circa 27.000 Pa/°C;

ii. una temperatura di solidificazione da circa 60°C a circa 110°C; iii. una velocità di sforzo di taglio limite all'infinito da circa 0,02 a circa 0,5 s<- 1>;

iv. una velocità di fusione da freddo a caldo da circa 3.700 a circa 11.000 Pa/°C; e.

v. una temperatura di fusione da circa 58°C a circa 135°C.

Tuttavia dall'ambito di protezione della presente invenzione è espressamente escluso l'utilizzo delle composizioni indicatrici di umidità dell'invenzione in articoli per la cura del bambino o la cura della donna.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE PREFERITE FORME DI ESECUZIONE

Definizioni

"Articolo assorbente" o "articolo igienico-sanitario" si riferiscono ad articoli che assorbono e contengono, confinati al loro interno, dei liquidi. Secondo una forma di esecuzione preferita, questi articoli assorbono fluidi corporei e più specificamente sono articoli che vengono posizionati a contatto del corpo dell'utilizzatore, e che assorbono e contengono, confinati al loro interno, i vari liquidi fisiologici essudati od escreti dal corpo. Gli articoli assorbenti igienico-sanitari includono, senza esservi limitati, pannolini per bambini, pannolini assorbenti per i primi passi dei bambini, pannolini assorbenti per adulti incontinenti, prodotti assorbenti per l'igiene femminile, prodotti assorbenti per il seno di donne allattanti, bavaglini per infanti, materassini assorbenti per uso medico-sanitario, prodotti per la ricopertura di ferite, e simili.

Secondo l'accezione qui utilizzata, le espressioni "fluidi corporei" o "essudati corporei" includono urina, sangue, scariche vaginali, latte umano, sudore, feci; ma non si limitano ad essi.

Secondo l'accezione qui utilizzata, l'espressione "colorante" si riferisce a qualsiasi materia colorante, pigmento, inchiostro, inchiostri contenenti coloranti o pigmenti, indicatori di pH, indicatori che cambiano colore in presenza di metalli, indicatori che cambiano colore per ossidazione o riduzione, coloranti solvato-cromici, indicatori biologici i quali cambiano di colore per contatto con certi componenti o fluidi biologici corporei, coloranti e pigmenti alimentari, coloranti e pigmenti naturali, o comunque qualsiasi materiale che ha la proprietà di cambiare il proprio colore o il colore dell'ambiente in cui si trova, nonché tutte le loro combinazioni.

Secondo l'accezione qui utilizzata, l'espressione "colorante permanente" si riferisce ad un colorante che mantiene il proprio colore indipendentemente da qualsiasi fattore ambientale o che non cambia il proprio colore nella maggior parte delle possibili situazioni, quali ad esempio cambiamenti di pH, contatto con un certo liquido o composto, alta umidità, alte o basse temperature, oppure persino alte pressioni all'interno dell'imballaggio.

"Comprendente", "(che) comprende" sono espressioni generali, ciascuna delle quali indica la presenza di ciò che segue, ad esempio un componente, ma non preclude la presenza di altre caratteristiche, componenti, elementi, e così via, già conosciuti nella tecnica nota o rivelati qui.

"Che consiste essenzialmente di" è qui usato per limitare, ad esempio in una rivendicazione, il campo di una proprietà a specifici materiali, caratteristiche, fasi di lavorazione e così via distinguendoli da altri che non definiscono le nuove caratteristiche di base dell'oggetto dell'invenzione.

Una considerazione importante per una composizione indicatrice di umidità è la sua lavorabilità, ossia la sua capacità di essere facilmente e rapidamente trasformata e inserita in un articolo finale. Idealmente una composizione indicatrice di umidità termofusibile (detta anche, con espressione inglese, uno "hot-melt" indicatore di umidità) si solidifica, cioè si trasforma da un liquido fuso ad alta temperatura in un solido, in un intervallo di tempo sufficientemente breve da rimanere nel punto preciso in cui il materiale è stato applicato; ma tuttavia non troppo rapido, e cioè prima che esso possa distribuirsi e penetrare leggermente nel substrato su cui è stato depositato. Le composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione hanno un punto di solidificazione e una velocità di solidificazione da caldo a freddo tali da permettere una facile applicazione all'interno di un articolo permettendo un ottimo controllo di tutto il processo.

Molte composizioni indicatrici di umidità comprendono un colorante che è un indicatore di pH, cioè un composto che cambia il proprio colore in presenza di un cambio di pH. Questo meccanismo di cambio del colore ove il pH determina la colorazione, è chiamato anche alocromismo. Tale cambio di colorazione basato sul pH è in particolare utilizzato per l'urina in pannolini assorbenti. Per tali coloranti aiocromici, il logaritmo dell'inverso della loro costante di dissociazione acida, o pKa, può essere un mezzo per misurare o predire a quale pH il colore del composto cambierà quando entra a contatto con fluidi acquosi, quali acqua pura o urina, o altre soluzioni contenenti acqua.

Tipicamente la maggior parte delle composizioni indicatrici di umidità per pannolini assorbenti utilizzano dei coloranti indicatori di pH che hanno valori di pKa che sono acidi e cioè sotto il valore di 7.

Inoltre molte composizioni indicatrici di umidità commerciali sono volutamente formulate in modo da non contenere acqua. Infine, il fatto di non possedere una carica ionica nella loro forma di acidi liberi, permette a molti coloranti indicatori di pH, quali ad esempio il Verde Bromocresolo, di essere facilmente formulati all'interno di una matrice organica che non contiene acqua.

Un esempio di un colorante aiocromico è appunto la forma di acido libero del Verde Bromocresolo, che ha un valore di pKa pari a circa 4,6. Perciò in una soluzione acquosa di Verde Bromocresolo, se il pH è inferiore a 4,6, più del cinquanta per cento delle molecole di Verde Bromocresolo sono protonate e di colore giallo. Se invece il pH della soluzione acquosa di Verde Bromocresolo viene innalzato sopra 4,6 più del cinquanta per cento delle molecole sono nel loro stato anionico che è di colore blu-verde. Inoltre la solubilità del Verde Bromocresolo sarà anche maggiore in acqua il cui pH è maggiore di 4,6 poiché la maggior parte delle molecole saranno nello stato di anioni, stato in cui sono più solubili in acqua. Se il pH della soluzione fosse esattamente 4,6 il risultato cromatico sarebbe quello di combinare un 50% di molecole gialle con un 50% di molecole verde-blu.

Per composizioni indicatrici di umidità che hanno pKa acidi, inferiori a 7, quali il Verde Bromocresolo, il colorante indicatore di pH sarà utilizzato, nella formulazione allo stato secco, in un ambiente acidificato, in modo che esso sia nella sua forma di acido libero. Per il Verde Bromocresolo, la forma di acido libero ha un colore giallo, e tale forma di acido libero è facilmente formulata in composizioni indicatrici di umidità organiche che in generale non contengono acqua. Tra le composizioni indicatrici di umidità contenenti Verde Bromocresolo, la forma neutra e protonata di acido libero viene stabilizzata mediante l'aggiunta di composti acidi solubili nella composizione.

Vari coloranti indicatori di pH possiedono un desiderabile colore giallo, quando essi siano acidificati ad un pH al di sotto del valore delle loro rispettive pKa. Alcuni esempi comprendono il Verde Bromocresolo, il Violetto Bromocresolo, il Blu Bromofenolo, tutti composti che mostrano varie tonalità di giallo nelle loro forme di acido libero quando vengano acidificati e protonati al di sotto dei loro valori di pKa. Molti tra gli acidi usati per mantenere il colorante indicatore di pH nella sua forma di acido libero all'Interno di una composizione organica indicatrice di umidità, contengono gruppi acidi, quali gruppi carbossilici, gruppi acidi dell'acido fosforico, gruppi acidi solfonati, o altri gruppi organici a carattere acido. Tipicamente questi gruppi acidi hanno valori di pKa inferiori al pKa dei coloranti, in modo che questi ultimi rimangano nella loro forma protonata. Come definito meglio più avanti, queste sostanze acide vengono chiamate anche stabilizzanti acidi.

Un indicatore di pH utilizzato in una composizione indicatrice di umidità può sia essere stabilizzato con uno stabilizzatore, quale ad esempio uno stabilizzatore acido, sia può non esserlo. La funzione dello stabilizzatore acido è quella di mantenere il colore desiderato della forma acida allo stato secco del colorante, all'interno della composizione indicatrice di umidità, fino a che essa non entri a contatto con un fluido fisiologico a pH più alto, quale ad esempio urina. Perciò uno stabilizzante acido che funzioni bene, è tale da essere in grado di mantenere, all'interno della composizione indicatrice di umidità, il desiderato colore acido del colorante anche se il pannolino assorbente venga conservato in ambienti ad alta temperatura e umidità dell'aria. Per coloranti indicatori di pH con valori di pKa inferiori a 7, lo stabilizzante acido assicura che l'indicatore di pH rimanga nel suo primo stato di colore acido. Questo stato di colore a basso pH del colorante viene a formarsi poiché lo stabilizzante acido è più acido del colorante e ha un pKa inferiore ad esso. Se il pKa dello stabilizzante acido è più basso di quello del colorante indicatore di pH, ciò significa anche che lo stabilizzante è più acido dell'indicatore di pH.

Alcuni coloranti indicatori di pH possono avere più di un valore di pKa, poiché la loro molecola possiede più di un protone acido. Per tali coloranti con più valori di pKa, tutti i loro gruppi acidi rimarranno protonati se è presente almeno uno stabilizzante acido il quale è più acido di qualsiasi gruppo acido del colorante, se cioè esso ha un valore di pKa inferiore al valore di pKa minore tra i valori multipli di pKa posseduti dal colorante. Oltre ad avere un valore di pKa più basso, la quantità presente di stabilizzante acido deve anche essere tale da mantenere il colorante indicatore di pH completamente protonato. Infatti se la concentrazione dello stabilizzante acido è inferiore a quella del colorante indicatore di pH, non tutti i gruppi acidi del colorante saranno nella forma protonata e stabilizzata.

Sia un pKa minore che una concentrazione maggiore dello stabilizzante acido rispetto al colorante indicatore di pH assicurano che il colorante rimane nella sua forma acida, allo stato secco e all'interno di un pannolino assorbente, fino a che la reazione di cambio del colore venga innescata dal pH maggiore dell'urina (o di qualsiasi altro fluido corporeo) che ha un pKa maggiore sia dello stabilizzante che del colorante. È importante ottimizzare la quantità di stabilizzante acido nella composizione, poiché troppo stabilizzante può mantenere il colorante nella sua forma protonata troppo a lungo.

L'incremento di pH sopra il pKa sia dello stabilizzante che del colorante è il risultato del contatto della composizione con il pH più elevato dell'urina, che ha un pKa maggiore sia del colorante che dello stabilizzante acido. Poiché il pKa dell'urina è maggiore sia di quello del colorante che dello stabilizzante acido, vengono a formarsi la base coniugata e le forme anioniche di questi ultimi.

Nel Verde Bromocresolo, la forma basica coniugata anionica possiede un colore verde-blu. Questa conversione del colorante indicatore di pH nella sua forma di base coniugata ha perciò come risultato un cambio del colore, dovuto sia ad una diversa struttura dei legami all'interno della molecola del colorante, sia a cambi di coniugazione. Tale forma di base coniugata anionica del colorante indicatore di pH ha inoltre tipicamente la proprietà di essere più ionica e più solubile in fluidi acquosi quali l'urina.

L'urina, con il suo pKa maggiore sia rispetto al colorante che allo stabilizzante, inoltre stacca il protone dello stabilizzante acido rendendolo inefficace nella sua azione di mantenere il colorante nella sua forma di acido libero. Come già detto, è importante ottimizzare la quantità di stabilizzante acido utilizzato nella composizione indicatrice di umidità, poiché se viene usato troppo stabilizzante acido ciò ha conseguenze negative sia sulla intensità del cambio di colore sia sulla sua cinetica. In presenza di troppo stabilizzante acido l'intensità del cambio di colore verrà diminuita e la sua cinetica sarà rallentata. In altre parole, troppo stabilizzante acido schiarirà il cambio di colore e rallenterà la sua velocità. È perciò importante ottimizzare la quantità di stabilizzante all'interno della composizione indicatrice di umidità, in modo tale da avere una composizione stabile a secco, che tuttavia, quando entri a contatto con un fluido acquoso quale l'urina, cambi colore in modo veloce e con un'elevata intensità visiva.

Nell'uso all'interno di un pannolino assorbente, la composizione indicatrice di umidità entra a contatto ad esempio con urina che ha mediamente un pH uguale circa a 6. Pertanto, per funzionare in modo ottimale, i pKa sia del colorante che dello stabilizzante acido devono essere minori di circa 6. Come detto, lo stabilizzante acido deve avere un valore di pKa anche inferiore a quello del colorante, in modo da poterlo mantenere nella forma protonata all'interno della composizione indicatrice di umidità allo stato secco, prima che questa venga bagnata da un fluido corporeo quale l'urina. Invece, una volta bagnati dall'urina a pH maggiore, sia il colorante indicatore di pH che lo stabilizzante acido vengono deprotonati ed entrambi si trasformano nelle loro rispettive forme di basi coniugate anioniche.

Per il Verde Bromocresolo la forma di base coniugata è verde-blu, come conseguenza di un cambio dei legami all'interno della molecola e quindi di un cambio nell'assorbimento di diverse frequenze di radiazione luminosa. Pertanto, se il pKa del colorante indicatore di pH è più alto del pH dell'urina, non si osserva alcun cambio di colore poiché il pH dell'urina è sufficientemente acido da mantenere il colorante indicatore di pH nella sua forma protonata di acido libero. Se il pKa del colorante indicatore di pH è identico al pH dell'urina, circa metà delle molecole del colorante saranno nella loro forma di acido libero e l'altra metà nella loro forma di base coniugata. Ciò ha come risultato un colore complessivo che è il risultato di un miscuglio tra il colore dell'acido libero e il colore della base coniugata.

Per avere invece un cambio di colore fortemente evidente e di grande contrasto visivo, il pH dell'urina deve essere maggiore del pKa del colorante almeno di un'unità, preferibilmente di due unità. La concentrazione sia dello stabilizzante acido, sia del colorante deve inoltre essere ottimizzata in modo da provocare un cambio di colore fortemente visibile e veloce.

Come già detto, la concentrazione dello stabilizzante acido può influenzare la cinetica del cambio di colore. Lo stabilizzante acido funziona in modo tale da mantenere il colorante nella sua forma di acido libero poiché lo stabilizzante è più acido del colorante indicatore di pH, e ha un pKa inferiore. Per mantenere il colorante acidificato nella sua forma colorata acida, lo stabilizzante acido deve avere un pKa inferiore al pKa del colorante. Se la composizione indicatrice di umidità ha una concentrazione molto alta di stabilizzante acido, può darsi che l'urina, pur avendo un pH maggiore, non sia in grado di dissociare tutti i protoni acidi presenti, sia quelli del colorante che quelli dello stabilizzante. In questo caso non si osserverà alcun cambio di colore per contatto con urina; oppure si osserverà un cambio di colore molto debole. Questo capita come conseguenza della concentrazione troppo elevata di stabilizzante acido che causa un eccesso di protoni nell'ambiente del colorante indicatore di pH. Pertanto molte molecole del colorante vengono mantenute nella loro forma acida neutra. È perciò necessario ottimizzare sia l'acidità dello stabilizzante acido, espressa ad esempio dal suo valore di pKa, sia la sua concentrazione.

Mentre alcune composizioni indicatrici di umidità della tecnica nota possono funzionare anche in modo discreto, i possibili colori che sono disponibili in tali sistemi sono in numero limitato a causa dei costi, della bassa stabilità delle formulazioni e della loro insoddisfacente lavorabilità, nonché a causa di mutate preferenze da parte dei consumatori, e anche di problemi tossicologici e di purezza dei componenti.

Esiste perciò una continua necessità di nuove composizioni indicatrici di umidità che possiedano una larga varietà di possibili colori, sia per quanto riguarda il primo stato colorato che il secondo. Per composizioni indicatrici di umidità che vengano correttamente formulate è possibile persino avere un terzo od anche un quarto stato colorato. Anche se è possibile ottenere stati colorati multipli, rimane essenziale il fatto che comunque il primo stato colorato, della composizione a secco, rimanga stabile durante tutta le fasi della vita del pannolino che precedono il suo utilizzo per l'assorbimento di fluidi corporei, ad esempio durante i vari possibili immagazzinamenti o spedizioni che possono aver luogo tra lo stabilimento in cui il pannolino viene prodotto e il suo utilizzo finale sul corpo di un bambino o di un adulto incontinente. In particolare il colore della composizione indicatrice di umidità deve rimanere stabile allo stato secco anche se il pannolino viene immagazzinato in ambienti a temperatura e umidità relativa elevate.

Inoltre il colore iniziale a secco della composizione indicatrice di umidità deve anche essere stabile nei confronti di altri materiali presenti all'interno del pannolino stesso. Ciò è particolarmente vero per alcuni materiali che sono alcalini e che possono venire a contatto con la composizione indicatrice di umidità e innescare anche a secco, a causa del loro pH alcalino, un prematuro cambio di colore della composizione indicatrice di umidità.

Al fine di mantenere stabile il colore allo stato secco, è importante ottimizzare sia la quantità che il pKa dello stabilizzante acido.

È stato inaspettatamente trovato che la durezza e la cristallinità dei componenti della composizione indicatrice di umidità possono avere un'influenza molto alta nel rendere maggiormente stabili le composizioni della presente invenzione.

Perciò sia indurenti che cristallizzanti possono contribuire a migliorare la stabilità del colore a secco della composizione indicatrice di umidità. Si è trovato che composizioni indicatrici di umidità più dure possono essere molto più stabili e più resistenti a cambi di colore non voluti prima dell'uso, che possono avvenire per varie cause all'interno di un pannolino. Inoltre sostanze cristallizzanti, che cioè possono favorire una cristallizzazione più elevata delle composizioni, durante la produzione dell'articolo assorbente, oltre ad aumentare la durezza delle composizioni, possono favorire anche una solidificazione più veloce delle stesse composizioni indicatrici di umidità, quando queste vengano ad esempio applicate allo stato fuso sotto forma di composizioni adesive termofusibili (comunemente indicate nel settore con il termine inglese "hotmelt"). Tale solidificazione più veloce impedisce il possibile trasferimento delle composizioni indicatrici di umidità allo stato fuso in parti del pannolino in cui possono venire a contatto con materiali alcalini, i quali possono innescare un non desiderato cambio di colore prematuro, anche in assenza di urina.

Questi "innescanti" sono definiti come qualsiasi materiale o evento fisico esterno che possano causare anche a secco un cambio del colore della composizione nel suo stato colorato iniziale. Ad esempio uno stato fisico di alta temperatura può agire da innescante, e può causare un cambio di colore nella composizione indicatrice di umidità a causa di una possibile ossidazione. In molti casi, ambienti ad elevata umidità relativa possono agire da innescanti e causare un cambio di colore anche in assenza di fluidi acquosi. All'interno stesso del pannolino, materiali quali polimeri super-assorbenti, cariche minerali come il biossido di titanio o il carbonato di calcio, tensioattivi alcalini, film plastici e tessuti-non-tessuti, o anche alcuni adesivi, possono essere sufficientemente basici da agire da innescanti e causare un cambio prematuro di colore della composizione indicatrice di umidità.

Ad esempio, un innescante può cambiare il colore iniziale giallo a secco della composizione indicatrice di umidità nel suo colore blu o verde-blu, tipico dello stato bagnato, anche se in realtà non vi è stato ancora alcun contatto con urina o altri fluidi acquosi. Oppure un innescante quale uno stato di temperatura elevata può ossidare il colore iniziale gialla ad un non desiderato colore arancio scuro.

Tipicamente per coloranti stabilizzati con stabilizzanti acidi, tali innescanti (quando si tratti di materiali o composti chimici) hanno un pKa più alto sia del pKa dello stabilizzante acido che del colorante, in modo tale che i loro protoni possano esserne estratti. Senza per questo essere vincolati ad alcuna teoria, si può ipotizzare che composizioni indicatrici di umidità più dure siano capaci di essere meno deformate dal contatto con innescanti chimici che possono venire a contatto con le composizioni all'interno di un pannolino, in particolare quei materiali o composti che hanno un pKa più elevato di quello del colorante.

Oggi molti produttori di pannolini e altri articoli igienico-sanitari confezionano i loro prodotti in imballaggi all'interno dei quali gli stessi prodotti sono sottoposti ad un'alta compressione/pressione, ciò al fine di massimizzare il numero di articoli all'interno di ciascun imballaggio e risparmiare quindi sia nella quantità dei materiali di imballaggio che nei costi di spedizione. Tuttavia a causa di queste alte pressioni, vi è un contatto molto maggiore fra i pannolini, e fra i vari materiali componenti all'interno di ogni singolo pannolino. Materiali ad alta durezza i quali possiedano pure valori di pKa maggiori sia dello stabilizzante acido che del colorante possono essere fortemente dannosi poiché la loro durezza permette una penetrazione maggiore all'interno di materiali più morbidi quali sono tipicamente le composizioni indicatrici di umidità o gli adesivi. Inoltre il maggior pKa di questi innescanti duri può trasformare il colorante nel colore della sua base coniugata anche in assenza di liquidi. Pertanto componenti duri tipici di pannolini e altri prodotti assorbenti igienicosanitari i quali possono agire da innescanti possono essere ad esempio polimeri super-assorbenti, biossido di titanio, ossido di zinco o carbonato di calcio.

Tuttavia, anche se i granuli di polimeri super-assorbenti possono avere pKa simili o anche maggiori del pKa di molti coloranti indicatori di pH, se la loro penetrazione dentro la composizione indicatrice di umidità viene impedita da un'alta durezza superficiale della composizione stessa, la stabilità allo stato secco iniziale della composizione indicatrice di umidità viene fortemente aumentata.

Perciò la miglior stabilità in composizioni indicatrici di umidità con coloranti indicatori di pH i quali abbiano pKa inferiori a 7, si osserva quando una composizione indicatrice di umidità dura venga combinata con la concentrazione ottimale di uno stabilizzante acido il quale abbia un pKa minore del pKa del colorante indicatore di pH, e inoltre applicando tale composizione indicatrice di umidità in condizioni di processo tali che essa solidifichi rapidamente sul materiale sul quale viene applicata.

Un indurente può essere definito come un materiale che viene formulato all'interno della composizione indicatrice di umidità per ridurre la deformazione della stessa composizione sotto sforzo meccanico, sforzo meccanico ad esempio causato da un altro materiale componente di un pannolino assorbente igienico-sanitario, pannolino entro cui tale materiale può o meno essere sottoposto a pressione oppure può o meno essere immagazzinato in un ambiente a temperatura e umidità relativa elevate.

Come definito nella decima edizione di "The Condense Chemical Dictionary (revise by Gessner G. Hawley", la durezza è la resistenza di un materiale alla deformazione causata da un secondo materiale che penetra in esso sotto un carico definito, avendo detto secondo materiale dimensioni e forma specificati. Pertanto una composizione indicatrice di umidità più dura può resistere meglio alla eventuale deformazione causata da materiali a pKa maggiore, quali i granuli di polimeri super-assorbenti, i quali, all'interno di un pannolino, vengono a trovarsi sotto pressione e posizionati vicino alla composizione indicatrice di umidità.

Molti indurenti sono contemporaneamente anche efficaci cristallizzanti, a causa delle loro molecole a struttura lineare che accelerano la nucleazione e la solidificazione finale della composizione. Per ottenere stabilità migliorate e ottimali delle composizioni indicatrici di umidità, è importante che dette composizioni induriscano e solidifichino il più velocemente possibile sopra il substrato, in modo tale che vi sia una scarsa probabilità che la composizione possa migrare ad altre regioni del pannolino nelle quali possono essere presenti degli innescanti.

Per questo è ottimale usare indurenti che cristallizzino velocemente per impedire la migrazione della composizione indicatrice di umidità mentre essa si sta raffreddando sul substrato immediatamente dopo l'applicazione. Nella presente invenzione, i cristallizzanti (o agenti cristallizzanti) vengono definiti come quegli ingredienti che accelerano la nucleazione e la solidificazione della composizione indicatrice di umidità dopo l'applicazione ad esempio all'interno di un articolo assorbente. Tipicamente la composizione indicatrice di umidità viene fusa allo stato liquido ad alta temperatura poiché la maggior parte delle composizioni indicatrici di umidità sono formulate in modo tale da essere composizioni adesive termofusibili (comunemente indicate nel settore con il termine inglese "hot-melt") le quali vengono applicate allo stato fuso ad alta temperatura.

Tuttavia le caratteristiche comportamentali tipiche di una composizione indicatrice di umidità vengono rilevate dall'utilizzatore quando la composizione è allo stato solido e in adesione sopra il film esterno di un pannolino assorbente o in vicinanza ad esso. Una di queste caratteristiche comportamentali è la stabilità, poiché l'utilizzatore si aspetta che la composizione rimanga costantemente nel suo stato colorato iniziale, indicatore di mancanza di liquidi all'interno del pannolino, e che la stessa composizione cambi di colore solo quando chi indossa il pannolino, ad esempio un bambino, urina. Chi si prende cura di adulti o bambini i quali indossino pannolini assorbenti si aspetta anche che la differenza dei colori tra lo stato secco e lo stato umido in presenza di urina sia sufficientemente diversa ed evidente, e tale da attrarre l'attenzione e indicare la presenza di urina.

Nel lavorare la composizione indicatrice di umidità, se l'intervallo di tempo fra lo stato fuso nell'applicatore e lo stato solidificato nel pannolino viene abbreviato, si ottiene un pannolino con indicatore di umidità che mostra maggiore stabilità nell'indicare correttamente la presenza di liquidi al suo interno. Senza per questo essere vincolati ad una teoria, si può pensare che il cristallizzante velocizzi la nucleazione e la solidificazione da caldo a freddo, poiché le sue molecole più ordinate e lineari possono allinearsi l'una con l'altra più rapidamente formando una composizione più dura e cristallina all'interno del pannolino. Tipicamente la composizione indicatrice di umidità, fusa ad alta temperatura, viene applicata sulla faccia interna del film plastico esterno di un pannolino assorbente. Nel contatto con detto film plastico più freddo, la composizione indicatrice di umidità subisce un rapido decremento dell'entropia del sistema dovuta alla formazione di strutture cristalline ordinate all'interno della composizione indicatrice di umidità. Questo porta anche ad un contemporaneo incremento di entalpia dovuta alla formazione nella stessa composizione delle strutture cristalline fortemente impaccate e ordinate. Molecole le quali, raffreddandosi dallo stato fuso, più probabilmente cristallizzano in strutture ordinate e strettamente impaccate sono tipicamente molecole lineari e a punto di fusione relativamente alto poiché esse formano centri di nucleazione all'interno della composizione, i quali centri accelerano la cristallizzazione di tutta la composizione fusa. Questi cristallizzanti contribuiscono pure all'indurimento della composizione indicatrice di umidità. Un metodo di misura che può essere utilizzato per misurare questa velocità di solidificazione da caldo a freddo, utilizza un reometro a stress controllato per misurare il parametro Delta(G')/Delta(°C) . Esso viene calcolato dividendo Delta (G') (che è la variazione di G' in unità di Pascal) per Delta (°C) (che è la variazione di temperatura in unità di gradi Celsius). Questa misura viene chiamata velocità di solidificazione da caldo a freddo poiché la composizione indicatrice di umidità viene dapprima riscaldata sopra il suo punto di fusione e quindi viene lentamente raffreddata (si veda più avanti per maggiori dettagli). In questo caso G' è il modulo elastico della composizione indicatrice di umidità misurato in unità di Pascal (Pa); mentre °C è la temperatura in unità di gradi Celsius. In questo metodo reologico per misurare Delta (G'/°C) la composizione indicatrice di umidità viene dapprima riscaldata fino allo stato di liquido fuso; e poi la si lascia raffreddare ad una velocità di raffreddamento controllata (si veda più avanti per maggiori dettagli). Poiché la composizione indicatrice di umidità viene prima riscaldata fino allo stato di liquido fuso e poi lasciata raffreddare, questo metodo è specificamente denominato "velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta(G')/Delta(°C)". Come già detto questo valore di Delta(G')/Delta(°C) è correlato con la velocità di solidificazione della composizione indicatrice di umidità, la quale velocità è importante sia alta, in modo tale che la composizione possa solidificare velocemente evitando così migrazioni verso altri materiali componenti l'articolo assorbente. Alti valori di Delta(G')/Delta(°C) sono inoltre correlati anche a forme più definite e precise dello strato di composizione indicatrice di umidità applicata all'interno dell'articolo assorbente permettendo così colori più uniformi sia a secco che ad umido. Tale spessore uniforme dello strato depositato assicura inoltre una più uniforme stabilità della composizione indicatrice di umidità. In una forma di esecuzione della presente invenzione la velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta(G')/Delta(°C) può avere un valore nell'intervallo fra circa 3.800 e circa 27.000 Pa/°C. In altre forme di esecuzione, tale velocità di solidificazione da caldo a freddo può avere un valore nell'intervallo fra circa 4.600 e circa 21.400 Pa/°C.

Un esempio di cristallizzante sono le cere paraffiniche, costituite da idrocarburi paraffinici saturi a struttura prevalentemente lineare, con un numero di atomi di carbonio tipicamente nell'intervallo fra C18H38 e C32H66, sebbene questo intervallo possa variare a causa di diverse possibili composizioni della materia prima di origine e dei diversi processi di raffinazione usati per la separazione e purificazione di queste cere. Per cere paraffiniche sintetiche, anche il processo di sintesi influenza l'intervallo delle lunghezze di catena finali. A causa di questa struttura lineare dei normal-alcani saturi entro le cere paraffiniche, queste molecole a struttura lineare possono impaccarsi strettamente una vicino all'altra a causa delle alte forze di van der Waals esistenti tra dette lunghe catene lineari di carboni. Come detto, composizioni dure e cristalline più facilmente si formano quando esse contengono ingredienti lineari e a temperatura relativamente alta, quali le cere paraffiniche. Esempi di cere paraffiniche comprendono le cere IGI-1230A, IGI-1250A, and IGI-1260A fornite da International Group (USA); le cere Wax 200 e 400 di Shell. Cere paraffiniche come le cere Paraffin 150/160 della Frank B. Ross Company (USA) possono funzionare contemporaneamente da indurenti e da cristallizzanti. Altre cere lineari e cristalline che funzionano anche da agenti cristallizzanti comprendono cere polietileni che quali le cere Performalene M prodotte da Baker Hughes (USA) quali le cere M70, M80, M90, la cera M400 (punto di fusione 84 °C), la cera M655 (punto di fusione 100 °C) e così via. Fra le cere poliolefiniche cristalline, quelle che contengono gruppi acidi, quali le cere ossidate o modificate con anidride maleica, le cere derivata dall'acido montanico (cera montana), le cere che sono copolimeri tra etilene con anidride maleica ed esteri maleici, e altre cere acide simili, possono essere vantaggiosamente utilizzate nelle presenti composizioni.

Anche alcoli lineari primari e completamente saturi possono agire da agenti cristallizzanti; fra questi sono compresi l'alcol stearilico, l'alcol behenilico e altri alcol primari ad alto peso molecolare con numeri di atomi di carbonio fra C20 e C40, come quelli commerciati con i marchi Performacol 350 e Performacol 425 prodotti da Baker Hughes. Un altro alcol cristallizzante simile venduto da Baker Hughes e contenente da 30 a 50 atomi di carbonio è venduto con il marchio Performacol 550. La International Group vende simili alcoli saturi primari ad alto peso molecolare e a struttura lineare con il marchio Acculinol. Altri cristallizzanti appropriati comprendono acidi carbossilici lineari primari, come ad esempio l'acido paimitico, l'acido stearico, l'acido behenico, oppure acidi carbossilici lineari primari a punto di fusione maggiore, commerciati con il marchio Unicid dalla Baker Hughes e con il marchio Accucid dalla International Group. Tali acidi carbossilici lineari primari ad alto peso molecolare comprendono Unicid 350 (punto di fusione 92 °C), Unicid 425 e Unicid 550 della Baker Hughes. Data la loro natura acida combinata con la loro alta cristalli nità e durezza superficiale, detti acidi carbossilici lineari primari possono funzionare contemporaneamente come stabilizzanti acidi, come indurenti e come cristallizzanti. Fra gli indurenti e cristallizzanti non acidi, anche i poliesteri alifatici possono essere utilmente impiegati nelle composizioni indicatrici di umidità qui descritte.

Una composizione indicatrice di umidità può comprendere fra circa lo 0,1% e circa il 70% in peso di un agente cristallizzante, che può essere un singolo cristallizzante oppure una miscela di più cristallizzanti, come qui rivelato. In alcune forme di esecuzione della presente invenzione, la quantità di agente cristallizzante nella composizione indicatrice di umidità può essere almeno di circa il 5% in peso, o almeno di circa il 10% in peso, o almeno di circa il 20% in peso, o almeno di circa il 25% in peso, o almeno di circa il 30% in peso, o almeno di circa il 50% in peso, o persino almeno di circa il 60% in peso. In alcune forme di esecuzione, l'agente cristallizzante può essere presente in quantità fra circa il 15% e il 70% in peso, fra circa il 15% e il 40% in peso, fra circa il 25% e il 50% in peso, fra circa il 25% e il 60% in peso, fra circa il 30% e il 70% in peso, fra circa il 30% e il 60% in peso, fra circa il 40% e il 70% in peso, fra circa il 40% e il 60% in peso, fra circa il 50% e il 70% in peso, fra circa il 55% e il 70% in peso, fra circa il 60% e il 70% in peso della composizione indicatrice di umidità.

La durezza delle composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione può essere misurata ad esempio mediante il cosiddetto metodo della "penetrazione di ago" secondo il metodo ASTM D1321-04. Le formulazioni della presente invenzione hanno una "penetrazione di ago" non maggiore di circa 40 dmm a 23 °C e preferibilmente non maggiore di circa 170 dmm a 55 °C.

Una composizione indicatrice di umidità può comprendere fra circa lo 0,1% e circa il 70% in peso di un indurente, che può essere un singolo indurente oppure una miscela di più indurenti, come qui divulgato.

In alcune forme di esecuzione della presente invenzione, la quantità di indurente nella composizione indicatrice di umidità può essere almeno di circa il 5% in peso, o almeno di circa il 10% in peso, o almeno di circa il 20% in peso, o almeno di circa il 25% in peso, o almeno di circa il 30% in peso, o almeno di circa il 50% in peso, o persino almeno di circa il 60% in peso. In alcune forme di esecuzione, l'indurente può essere presente in quantità fra circa il 15% e il 70% in peso, fra circa il 15% e il 40% in peso, fra circa il 25% e il 50% in peso, fra circa il 25% e il 60% in peso, fra circa il 30% e il 70% in peso, fra circa il 30% e il 60% in peso, fra circa il 40% e il 70% in peso, fra circa il 40% e il 60% in peso, fra circa il 50% e il 70% in peso, fra circa il 55% e il 70% in peso, fra circa il 60% e il 70% in peso della composizione indicatrice di umidità.

Come detto, composizioni le quali solidifichino velocemente in un materiale duro possono dar luogo a composizioni più stabili verso gli innescanti che possono essere presenti in un articolo assorbente. La maggior parte di questi indurenti e cristallizzanti hanno una struttura chimica lineare, e quando vengono sottoposti a sforzi di taglio durante l'applicazione allo stato fuso all'interno di un pannolino, le composizioni indicatrici di umidità che li contengono possono diminuire fortemente la loro viscosità allo stato fuso sotto notevoli sforzi di taglio. Per processi di applicazione per estrusione a testa piana, questa drastica riduzione di viscosità delle composizioni indicatrici di umidità può portare a vari inconvenienti quali ad esempio: 1) gocciolamento del materiale alla testa di estrusione il che può contaminare la linea di produzione o altre aree dell'articolo assorbente; 2) cattiva forma geometrica dello stato di composizione indicatrice di umidità applicata sul substrato con conseguente strati depositati che sono esteticamente brutti e di spessore non uniforme; 3) una notevole riduzione di viscosità delle composizioni indicatrici di umidità può anche causare problemi nel corretto pompaggio della formulazione.

Per queste e altre ragioni, le composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione hanno una "velocità di sforzo di taglio limite all'infinito" compresa fra circa 0,02 e circa 0,5 secondi inversi (s<-1>)· I dettagli per misurare questo parametro vengono dati più avanti; ma in sostanza si usa un reometro a stress controllato e si fissa la temperatura del reometro alla temperatura a cui viene effettivamente processata e applicata la composizione indicatrice di umidità in esame. Quindi si registra la misura della viscosità della composizione mano a mano che la velocità di sforzo di taglio imposta al materiale dal reometro viene aumentata ad una velocità controllata sino a raggiungere il massimo sforzo di taglio desiderato (in genere vari ordini di grandezza). Ad alte velocità di sforzi di taglio la composizione mostrerà un brusco decremento nella viscosità, e tale parametro continuerà a diminuire al crescere dello sforzo di taglio imposto. Quindi si riportano i dati ottenuti su un grafico che ha sull'asse delle ordinate (asse Y) la viscosità in Pascal-secondo, e sull'asse delle ascisse (asse X) la velocità di sforzo di taglio. Si raccordano quindi i dati ottenuti mediante una curva nella parte in cui la viscosità cade più velocemente. Il valore di velocità di sforzo di taglio in cui tale curva di interpolazione dei dati attraversa l'asse X viene preso come "velocità di sforzo di taglio limite all'infinito" (nota anche con terminologia Inglese "infinite shear rate"). In alcune forme di esecuzione, la "velocità di sforzo di taglio limite all'infinito delle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione possono avere valori nell'intervallo fra circa 0,02 e circa 0,5 sec<-1>. In altre forme di esecuzione fra circa 0,05 e circa 0,1 sec <-1>.

Per le ragioni sopra descritte, l'inclusione di indurenti e cristallizzanti può portare ad una migliorata stabilità delle composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione. Tuttavia alcuni indurenti e cristallizzanti hanno punti di fusione eccessivamente alti; il che può causare tempi molto lunghi per le composizioni indicatrici di umidità per fondere all'interno dei fusori; o ancor peggio, tali alte temperature possono causare la fusione dei substrati polimerici su cui la composizione viene applicata. Per capire meglio il comportamento in fusione delle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione, si può misurare la loro "velocità di fusione da freddo a caldo".

In questo metodo di misura reologico, un reometro a stress controllato è utilizzato per misurare in modo continuo il modulo elastico G' della composizione mentre essa viene riscaldata ad una velocità controllata dallo stato solido a bassa temperatura, ad esempio temperatura ambiente (si veda più avanti per maggiori dettagli). Mano a mano che la temperatura della composizione cresce, il suo modulo elastico e la sua viscosità ad un certo punto crolleranno, nel momento in cui essa fonde e diviene completamente liquida senza alcuna traccia di parti solide ancora presenti. La pendenza della parte discendente della curva del modulo G' viene chiamata la "velocità di fusione da caldo a freddo" del materiale. Riportando in un grafico il modulo elastico G', in unità di Pascal (Pa), sull'asse delle ordinate (asse Y), e la temperatura in gradi Celsius (°C) sull'asse delle ascisse (asse X), è possibile calcolare la pendenza dividendo la variazione del modulo elastico, Delta (G'), per la corrispondente variazione di temperatura, Delta (°C), e arrivare a stabilire la "velocità di fusione da freddo a caldo" Delta(G')/Delta(°C). Le sua unità di misura è espressa in Pa/°C.In alcune forme di esecuzione, la "velocità di fusione da freddo a caldo" per le composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione può avere un valore nell'intervallo tra circa 3.700 e circa 11.000 Pa/°C. In altre forme di esecuzione, tra circa 4.000 e circa 7.300 Pa/°C.

Per le composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione, il punto di fusione (o temperatura di fusione) è preferibilmente definito mediante un criterio reologico, ad esempio come quella temperatura, nel campo di temperature al di sopra della temperatura ambiente, che soddisfa i criteri sotto specificati.

Si identificano due gruppi consecutivi di punti di temperatura (ciascun gruppo essendo formato da quattro punti di temperatura) in corrispondenza dei quali, passando da un punto al punto successivo, il valore di G' diminuisce di almeno il 5% o più. Quando questo criterio è soddisfatto, si sceglie il primo punto di temperatura del primo gruppo di punti e si definisce la temperatura corrispondente, espressa in gradi Celsius, come il punto di fusione. In generale tale punto è misurato in modo più preciso mediante un metodo reologico che va da freddo a caldo mediante una velocità di riscaldamento controllata.

In alternativa, si può usare come punto di fusione la temperatura a cui il modulo elastico G' e il modulo viscoso G" si intersecano; o anche (il che è equivalente per definizione) la temperatura a cui il parametro Tan Delta è uguale ad 1. Infatti a temperature al di sotto di tale punto, il modulo elastico G' (che esprime il "carattere solido" del materiale) prevale sul modulo viscoso (che esprime la "fluidità" del materiale) e perciò il materiale si comporta come un solido.

Al contrario, a temperature al di sopra di detto punto, è vero l'opposto: cioè G" prevale su G' e pertanto il materiale si comporta come un fluido o un liquido.

Da questa misura della velocità di fusione da freddo a caldo, si possono ottenere dati che indicano quanto velocemente la composizione fonde all'interno di un fusore. Durante i tempi di fermata della linea di produzione, la temperatura dei fusori viene abbassata per evitare possibili degradazioni. Quando la linea riparte la temperatura dei fusori viene alzata alla opportuna temperatura di processo. Per evitare perdite di tempo eccessive in queste fermate e riavvii della produzione, è importante che le composizioni indicatrici di umidità fondano il più velocemente possibile nei fusori, per mantenere gli obiettivi di produzione della linea. Questa "velocità di fusione da freddo a caldo" può anche indicare quanto rapidamente le composizioni indicatrici di umidità possano rammollire per esposizione ad alte temperature. È importante conoscere questo parametro per evitare che le composizioni indicatrici di umidità rammolliscano all'interno dell'articolo assorbente il che può causare una migrazione in altre aree dell'articolo o anche degradazione della forma geometrica dello strato depositato.

Un'altra caratteristica importante e fondamentale per le composizioni indicatrici di umidità è il loro punto di fusione o temperatura di fusione, misurato in gradi Celsius. Il punto di fusione è importante è importante per una corretta miscelazione dei componenti durante la sua preparazione, per assicurare un'uniforme omogeneità della formulazione. Una temperatura un po' superiore alla temperatura di fusione deve anche essere mantenuta durante il processo e l'applicazione della composizione indicatrice di umidità per assicurare sia omogeneità di applicazione che una rapida solidificazione. Il punto di fusione è importante anche per regolare in modo opportuno sia il fusore che la testa di estrusione per ottenere, nell'articolo assorbente, uno strato depositato di alta qualità, e per mantenere anche stabilità nella linea di produzione. Oltre a questo, il punto di fusione è indicativo di quanto sia stabile sia la composizione indicatrice di umidità, durante il trasporto e lo stoccaggio, nonché all'interno dell'articolo assorbente. Se il punto di fusione è troppo alto, la composizione fusa può danneggiare altri materiali termosensibili all'interno dell'articolo; o può richiedere tempi troppo lunghi per fondere nel fusore. Se il punto di fusione è troppo basso la composizione indicatrice di umidità potrebbe migrare all'interno dell'articolo assorbente se ad esempio inavvertitamente l'utilizzatore lo immagazzina ad alte temperature.

In alcune forme di esecuzione della presente invenzione, la temperatura o punto di fusione può avere valori nell'intervallo fra circa 58 °C e circa 135 °C. In altre forme di esecuzione può essere fra circa 65 °C e circa 120 °C.

Insieme a cristallizzanti e indurenti, è importante che queste composizioni indicatrici di umidità contengano stabilizzanti acidi o basici che mantengano il colorante nel suo colore tipico dello stato secco. Perciò entrambe queste strategie di stabilizzazione contribuiscono a rendere stabile una composizione indicatrice di umidità.

Le composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione possono anche comprendere uno o più coloranti, essendo ogni colorante stabilizzato nel suo primo stato colorato da un appropriato stabilizzante specifico. Poiché il primo colorante e il primo stabilizzante possono avere pKa simili, e un secondo colorante e un secondo stabilizzante possono anche avere un pKa simile, ogni colorante della composizione indicatrice di umidità può essere mantenuto (o stabilizzato) nel suo stato colorato primario fino a che il suo viraggio ad altro colore venga innescato da urina o da qualche altro fluido corporeo acquoso. In qualche caso, il pKa del colorante può essere basso e può essere stabilizzato con stabilizzanti molto acidi. In altri casi il pKa può essere alto e il colorante può essere stabilizzato con stabilizzanti basici ad alto pKa maggiore di 7. In ogni caso, l'uso nella presente invenzione di appropriati stabilizzanti può permettere l'utilizzo di una varietà di coloranti molto più ampia nelle composizioni indicatrici di umidità qui descritte. Con una formulazione ottimale di queste composizioni con coloranti multipli e stabilizzanti multipli, è possibile persino far sì che colori diversi appaiano a tempi diversi, a partire dal momento in cui un fluido acquoso quale l'urina sia entrata a contatto con la composizione indicatrice di umidità. Oltre a ciò, una corretta selezione dello stabilizzante più appropriato può portare ad una migliorata stabilizzazione allo stato secco nel colore primario secco. Come già detto, tale stabilizzazione chimica unita a formulazioni che solidifichino velocemente in composizioni ad alta durezza durante l'applicazione nell'articolo assorbente, può portare ad una migliorata stabilizzazione allo stato secco di tale articolo assorbente prima del suo utilizzo.

In qualche forma di esecuzione della presente invenzione, una composizione indicatrice di umidità comprende un primo stabilizzante che ha un pKa il quale è al massimo di un'unità maggiore oppure è di diverse unità minore del pKa del primo colorante, e un secondo stabilizzante pKa il quale è al massimo di un'unità maggiore oppure è di diverse unità minore del pKa del secondo colorante. Come detto, si possono incorporare persino un terzo o anche un quarto colorante e quindi un terzo o anche un quarto stabilizzante. In qualche forma di esecuzione la composizione indicatrice di umidità comprende un primo e un secondo colorante e un primo e un secondo stabilizzante, essendo il pKa del primo stabilizzante da circa due unità minore a circa un'unità maggiore del pKa del primo colorante, e il pKa del secondo stabilizzante è da circa due unità minore a circa un'unità maggiore del pKa del secondo colorante. In qualche forma di esecuzione, il pKa del primo stabilizzante può essere da circa un'unità minore a circa un'unità maggiore del pKa del primo colorante, e il pKa del secondo stabilizzante può essere da circa un'unità minore a circa un'unità maggiore del pKa del secondo colorante. In qualche forma di esecuzione, i pKa dei due coloranti (e stabilizzanti) possono essere di valore abbastanza simile, ma in altre forme di esecuzione i pKa dei due coloranti (e dei loro rispettivi stabilizzanti) possono anche essere identici o al massimo diversi tra circa 4 e 5 unità. Se i pKa dei coloranti sono relativamente simili o persino identici, può essere possibile stabilizzare la composizione mediante un solo stabilizzante.

Oppure se i coloranti hanno valori di pKa molto diversi tra di loro, un solo stabilizzante può essere utilizzato per creare un'interessante tavolozza di diversi colori che appaiono a tempi diversi dopo che la composizione indicatrice di umidità è entrata a contatto con un fluido fisiologico acquoso, quale l'urina. Per composizioni in cui i pKa dei coloranti sono molto diversi tra di loro, ogni colorante probabilmente richiederà un suo proprio stabilizzante specifico all'interno della composizione indicatrice di umidità. Quanto più i pKa dei vari coloranti sono diversi tra di loro, tanto più si allunga l'intervallo di tempo nel quale, dopo contatto con un fluido acquoso quale urina, ciascun colorante vira ad un colore differente. Tale fenomeno può essere vantaggiosamente sfruttato per creare colori differenti a tempi differenti a partire dal momento in cui l'urina contatta la composizione indicatrice di umidità.

Attualmente, parecchie composizioni indicatrici di umidità usate in articoli igienico-sanitari virano da un colore giallo a secco ad un colore verdeblu dopo contatto con urina. Ciò è dovuto alla scelta del Verde Bromocresolo come indicatore di pH in molte di queste composizioni indicatrici di umidità. Il Verde Bromocresolo è usato frequentemente poiché il suo viraggio da giallo a verde blu è gradito agli utilizzatori e il suo pKa uguale a 4,6 è ottimale per il suo utilizzo in composizioni indicatrici di umidità. Inoltre la sua forma gialla di acido libero è facilmente solubile nella maggior parte degli ingredienti I ipofili utilizzati nelle composizioni adesive indicatrici di umidità. Tale pKa pari a 4,6 è ideale poiché lo stato di acido libero giallo del Verde Bromocresolo può essere stabilizzato allo stato secco mediante ingredienti di basso costo aventi uno o più gruppi carbossilici, dato che molte molecole contenenti gruppi carbossilici hanno pKa simili o minori del pKa del Verde Bromocresolo. In funzione della struttura chimica del particolare acido carbossilico, ci si può attendere che il suo pKa cada nell'intervallo fra 3 e 5, il che è sufficientemente acido per trasformare il Verde Bromocresolo nella sua forma gialla di acido libero. Sebbene gli acidi carbossilici siano ideali come stabilizzanti per un colorante quale il Verde Bromocresolo, essi possono non essere sufficientemente acidi per stabilizzare altri coloranti indicatori di pH che hanno pKa minori e sono più acidi del Verde Bromocresolo. Perciò, il pKa dello stabilizzante acido deve essere simile e preferibilmente minore del pKa del colorante indicatore di pH in modo che detto colorante venga stabilizzato nella sua forma colorata di acido libero all'interno delle composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione. Preferibilmente lo stabilizzante acido è un acido più forte e possiede un pKa minore del colorante in modo da assicurare che questo sia completamente protonato nel suo stato di acido libero. Oltre a ciò, il pKa del Verde Bromocresolo pari a 4,6 è molto minore del pH medio dell'urina, in modo che, una volta che sia bagnato da urina, esso rapidamente vira al colore blu-verde a causa del rilascio di un protone dalla molecola neutra del colorante trasformandolo nella sua base coniugata che è di colore blu-verde. Pertanto poiché il pKa del Verde Bromocresolo sta fra il pKa di molti acidi carbossilici e il pH dell'urina, questo colorante è un indicatore ottimale di pH con esteticamente piacevoli colori sia allo stato secco che bagnato. Il Verde Bromocresolo possiede un piacevole viraggio di colore dallo stato secco acido giallo allo stato bagnato verde-blu per trasformazione nella sua base coniugata dopo che l'urina, di per sé più basica, entra a contatto con la composizione indicatrice di umidità.

Alcuni utilizzatori preferirebbero varietà di colori differenti o aggiuntive in una composizione indicatrice di umidità. Per esempio, un viraggio da un colore arancio allo stato secco, quando un pannolino nuovo è fatto indossare ad un bambino, ad un colore blu quando il bambino urina all'interno del pannolino; oppure giallo allo stato secco e violetto allo stato bagnato. Ad esempio per un viraggio da giallo a violetto, il Violetto Bromocresolo potrebbe essere un candidato ideale, col suo cambio di colore dal giallo della forma di acido libero al violetto quando esso viene deprotonato e forma la sua base coniugata. Però il Violetto Bromocresolo ha un pKa maggiore, pari a 6,3 rispetto al 4,6 del Verde Bromocresolo. Perciò, sebbene il pKa maggiore del Violetto Bromocresolo possa essere stabilizzato più facilmente nel suo stato di acido libero secco con stabilizzanti contenenti gruppi carbossilici, dato che essi sono più acidi del Violetto Bromocresolo, questo colorante non vira facilmente di colore da giallo a violetto per contatto con urina a causa del fatto che il suo pKa è più alto del pH medio dell'urina. Questa vicinanza di valori fra il pH dell'urina e il pKa del Violetto Bromocresolo causa un viraggio di colore più lento e può passare anche molto tempo, dopo il contatto con urina, prima che esso mostri un viraggio ad un evidente colore violetto. In base alla acidità della composizione indicatrice di umidità, il Violetto Bromocresolo può restare protonato e persino mai virare al violetto trasformandosi nella sua base coniugata. Per ottenere un colore violetto scuro dal Violetto Bromocresolo è necessario alzare il pH di una o due unità al di sopra del valore di pKa pari a 6,3. Questo assicura che tutto il Violetto Bromocresolo si trasforma nella sua forma di base coniugata di colore violetto. Si potrebbe aggiungere un ingrediente alcalino alla composizione indicatrice di umidità per innalzare il pH al momento del contatto con urina; ma questo tipicamente può degradare la composizione e peggiorarne la stabilità nel colore giallo acido. Inoltre prima dell'uso, l'ingrediente alcalino può anche reagire, ad esempio in ambienti umidi, con il colorante e trasformarlo nella sua base coniugata di colore violetto. Come detto, questa stabilità di colore allo stato secco è particolarmente difficile da ottenere i ambienti ad alta umidità, ove tale umidità può solubi lizzare e far reagire il componente alcalino. In questo caso la solubilizzazione dell'ingrediente alcalino può alzare il pH sopra il pKa del Violetto Bromocresolo e innescare un viraggio di colore da giallo a violetto anche in assenza di urina.

La presente invenzione rivela anche che i colori sia a secco che ad umido di una composizione indicatrice di umidità possono essere opportunamente variati se almeno due coloranti indicatori di pH vengono combinati nella stessa formulazione. Ad esempio una composizione indicatrice di umidità può comprendere un primo e un secondo colorante, come pure un primo e un secondo stabilizzante, ove il primo colorante e il primo stabilizzante hanno pKa simili e ove anche il secondo colorante e il secondo stabilizzante hanno pKa simili. Come già detto, gli stabilizzanti mantengono, nei coloranti, il colore tipico dello stato secco anche quando la composizione indicatrice di umidità sia sottoposta a condizioni ambientali critiche, quali alte umidità e temperature, o persino il contatto con innescanti che potrebbero destabilizzare l'indicatore di umidità. Inoltre, composizioni dure, che solidificano velocemente dallo stato fuso al momento dell'applicazione contribuiscono a stabilizzare ulteriormente la composizione. In qualche forma di esecuzione della presente invenzione, il pKa del primo stabilizzante è tra circa due unità inferiore a circa un'unità maggiore del pKa del primo colorante, e il pKa del secondo stabilizzante è tra circa due unità inferiore a circa un'unità maggiore del pKa del secondo colorante. In qualche forma di esecuzione, il pKa del primo colorante e stabilizzante possono essere tra circa 1,5 e circa 3,5, mentre il pKa del secondo colorante e stabilizzante possono essere tra circa 3,0 e circa 5,0, in qualche caso tra circa 3,5 e circa 5,5.

Ad esempio, la combinazione di due coloranti quali la Floxina B acida e l'acido libero del Blu Bromofenolo possono dare un viraggio di colore sia da giallo a violetto, sia da arancione a violetto. Ciò si può ottenere mediante un'attenta selezione degli stabilizzanti acidi per ciascuno dei due coloranti.

Se si vuole un viraggio da giallo a violetto, si può scegliere uno stabilizzante acido derivato dall'acido fosforico, quale il cetil fosfato, il quale ha un pKa sufficientemente basso per acidificare sia la Floxina, con il suo pKa di circa 2,9, sia il Blu Bromofenolo con il suo pKa di circa 4,0.

Si può sottolineare che gli stabilizzanti alchil-fosfatici, come il cetil fosfato, lo stearil fosfato, il cetearil fosfato, possono essere in realtà miscele complesse di molecole diverse. Perciò un cetil fosfato di un certo produttore può contenere tracce di acido fosforico, monocetil fosfato, dicetil fosfato, e tricetil fosfato. Questa miscela può essere efficace nell'acidificare il colorante perché alcuni - se non tutti - tra i componenti della miscela possono essere più acidi del colorante. Ad esempio, l'acido fosforico ha un pKa molto basso e pertanto gli stabilizzanti contenenti tracce di acido fosforico possono essere assai efficaci nell'acidificare i coloranti di una composizione indicatrice di umidità. Inoltre se lo stabilizzante è sostanzialmente una sola molecola, cioè se ha una purezza di almeno 90% circa di una sola molecola, in qualche caso di almeno 95% e in qualche altro caso di almeno 99%, il pKa dello stabilizzante si può considerare coincidente con il pKa della molecola presente in quantità prevalente. Molti stabilizzanti acidi, o basici, sono in realtà miscele di più composti acidi o basici; e una loro caratteristica fondamentale per un corretto funzionamento all'interno di una composizione indicatrice di umidità, è che essi sia acidi più forti oppure basi più forti del colorante, rispettivamente acido o basico, che essi devono stabilizzare.

Ad un pH inferiore ai loro valori di pKa, la Floxina è incolore e il Blu Bromofenolo è giallo. Se il pH è invece al di sopra dei loro valori di pKa, la Floxina è rossa e il Blu Bromofenolo è blu, in modo che, miscelando rosso più blu, si ottiene un colore complessivamente violetto per lo stato umido della composizione. In questo modo lo stato secco è complessivamente giallo mentre lo stato umido, dopo essere entrato a contatto con urina, appare violetto. Solo una piccola concentrazione dello stabilizzante acido fosforoso può essere impiegata in quanto esso è molto più acido del Blu Bromofenolo mentre ha un'acidità un po' più simile alla Floxina. Se si usa troppo cetil fosfato, il quale può contenere anche tracce di acido fosforico, può accadere che l'urina non sia più in grado di deprotonare lo stabilizzante acido. In questo caso può darsi che rimanga un numero di protoni acidi sufficiente per mantenere sia la Floxina che il Blu Bromofenolo nei loro stati acidi protonati.

Essendo un acido forte, con un pKa inferiore sia di quello della Floxina sia di quello del Blu Bromofenolo, questo stabilizzante acido cetil fosfato è capace di stabilizzare sia la Floxina che il Blu Bromofenolo nel loro stato di acidi liberi. Come detto, se si usa troppo stabilizzante acido fosforoso, si ottiene un colore giallo; però il viraggio a violetto dopo contatto con urina è molto lento e il colore è molto debole. Ciò perché lo stabilizzante fosforoso, fortemente acido, ostacola l'incremento di pH sopra il pKa del Blu Bromofenolo. In pratica il sistema può essere così acido che la formazione delle basi coniugate dei coloranti viene ostacolata o avviene in modo troppo lento dopo il contatto con urina.

Per avere un viraggio al colore violetto della base coniugata con una cinetica accettabile, si deve utilizzare una piccola percentuale di uno stabilizzante acido fosforoso come il cetil fosfato, venduto da Clariant con il marchio Hostaphat CC-100; e insieme ad esse si utilizza anche un ingrediente che sia un acido carbossilico per l'acidificazione del Blu Bromofenolo.

Per una composizione indicatrice di umidità che contenga entrambi questi coloranti, cioè l'acido libero della Floxina e l'acido libero del Blu Bromofenolo, un livello ottimale dello stabilizzante Hostaphat CC-100 sta circa fra 0,5% e 1,5% in peso. Questo equivale a circa fra 0,05% e 0,15% di fosforo elementare derivante dallo stabilizzante acido. Poiché non è troppo forte come stabilizzante acido e in quanto ha un pKa simile a quello del colorante, l'acido carbossilico è in grado di mantenere il Blu Bromofenolo acidificato nel suo stato colorato giallo, senza tuttavia ostacolare un viraggio di colore veloce a violetto, dopo contatto con urina, per questa particolare combinazione di Floxina, Blu Bromofenolo, e i due stabilizzanti acidi.

Lo stabilizzante acido formato dall'acido carbossilico è sufficientemente forte da mantenere il colore giallo a secco, ma non così forte da ostacolare un incremento del pH ben al di sopra del pKa del Blu Bromofenolo, dopo che la composizione sia stata bagnata da urina. L'aggiunta dell'acido carbossilico come stabilizzante aiuta a mantenere il colore giallo anche se il pannolino viene esposto ad alte umidità e temperature.

Poiché l'Hostaphat CC-100 possiede una catena alchilica lineare e satura, esso può funzionare anche come cristallizzante, sebbene la sua efficacia in tale funzione possa essere diminuita dalla bassa concentrazione a cui viene usato.

L'esempio 1 è una composizione indicatrice di umidità il cui colore vira da giallo allo stato secco ad un colore blu-verde allo stato bagnato. Tale composizione contiene tre stabilizzanti acidi, e cioè il Forai AX-E, l'Hostaphat CC-100 e l'Unicid 550. Lo stabilizzante acido Unicid 550 funziona anche da agente cristallizzante e indurente. Pertanto l'Esempio 1 possiede sia stabilità chimica, grazie alla inclusione degli stabilizzanti acidi, sia stabilità fisica, grazie all'inclusione di cristallizzanti e indurenti, i quali permettono a questa composizione indicatrice di umidità di solidificare velocemente in un solido duro quando essa venga applicata su un substrato dallo stato fuso. La sua veloce solidificazione sul substrato impedisce che essa possa migrare in altre zone dell'articolo assorbente, zone nelle quali possono essere presenti degli innescanti. La durezza superficiale della composizione secondo l'Esempio 1, impedisce la penetrazione di innescanti entro la composizione solido, mentre gli stabilizzanti mantengono stabili i coloranti nei loro stati colorati secchi anche in ambienti caldi e umidi.

Esempio 1 - viraggio da giallo a verde-blu.

Performathox 450 e Performathox 480 sono due tensioattivi non-ionici forniti da Baker Hughes (USA); Unicid 550 è una miscela di acidi carbossilici lineari ad alta cristall inità fornita dalla stessa Società; Forai AX-E è una resina acida di colofonia fornita da Eastman USA); Hostaphat CC-100 è Cetil Fosfato fornito da Clariant (Svizzera); Irganox 1010 è un antiossidante per composizioni hot-melt fornito da BASF (Germania). Il colorante Verde Bromocresolo è stato fornito dalla Società TCI Chemicals (Giappone). Nell'Esempio 1, la inclusione dell'Unicid 550, che è un composto acido duro e cristallino con un punto di fusione alto pari a circa 101 °C, aumenta la temperatura di solidificazione della composizione indicatrice di umidità. La temperatura di solidificazione (espressa in gradi centigradi) è una proprietà reologica e è calcolata da un grafico bidimensionale in cui il modulo elastico, espresso in Pascal (Pa), è rappresentato sull'asse delle ordinate (asse Y) come funzione della temperatura, espressa in gradi Celsius (°C), rappresentata sull'asse delle ascisse (asse X).

Per le composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione, la temperatura di solidificazione è preferibilmente definita secondo un criterio reologico; cioè come quella temperatura, nel campo di temperature al di sopra della temperatura ambiente, che soddisfa i sotto elencati requisiti.

Si identificano due gruppi consecutivi di punti di temperatura (ciascun gruppo essendo formato da quattro punti di temperatura) in corrispondenza dei quali, passando da un punto al punto successivo, il valore di G' aumenta di almeno il 5% o più. Quando questo criterio è soddisfatto, si sceglie il primo punto di temperatura del primo gruppo di punti e si definisce la temperatura corrispondente, espressa in gradi Celsius, come il punto (o Temperatura) di Solidificazione. In generale tale punto è misurato in modo più preciso mediante un metodo reologico che va da caldo a freddo mediante una velocità di riscaldamento controllata. Il punto di solidificazione è quella temperatura in cui G' comincia a salire notevolmente e è calcolata come il punto di inflessione, nel grafico bidimensionale, della curva di G' come funzione della temperatura. Il punto finale di temperatura di solidificazione per i gruppi di punti che rappresentano le temperature viene determinato quando il criterio sopra menzionato per la variazione di G' in funzione del decremento di temperatura non è più soddisfatto. Pertanto il punto finale sarà determinato dall'ultimo punto di temperatura, all'interno dell'ultimo gruppo di punti di temperatura che soddisfa il sopra menzionato criterio di variazione di G' in funzione del decremento di temperatura.

La temperatura di solidificazione rappresenta la temperatura a cui la composizione indicatrice di umidità diviene solida. È importante che la temperatura di processo delle composizioni indicatrici di umidità sia un poco più alta della sua temperatura di solidificazione, all'incirca da 1 °C a 15 °C più alta, nel momento in cui la composizione viene a contatto con il substrato il quale è a temperatura inferiore.

In questo modo, si permette alla composizione indicatrice di umidità di solidificare velocemente in modo da evitare qualsiasi migrazione della composizione stessa in altre aree dell'articolo assorbente.

Come già accennato, una rapida solidificazione porta anche ad avere una forma dell'adesivo deposto con contorni più netti e uno spessore più uniforme.

In alcune forme di esecuzione della presente invenzione, la temperatura di salificazione delle presenti composizioni indicatrici di umidità può stare nell'intervallo fra circa 60 °C e circa 110 °C.

Esempio 2 - viraggio da giallo a verde-blu.

L'Esempio 2 è una leggera variazione dell'Esempio 1: in esso è stato aggiunto un copolimero Etilene - Acido Acrilico venduto da Honeywell con il marchio AC - 5120, il quale funziona sia da stabilizzante acido che da modificatore della reologia della composizione.

Nell'Esempio 2, il copolimero AC - 5120 innalza la viscosità allo stato fuso rendendo possibile una migliore lavorabilità, pur mantenendo una rapida solidificazione in una composizione dura che è stabile verso la maggior parte degli innescanti e che inoltre resiste pure a condizioni di temperatura e umidità elevate. L'Esempio 2 è una composizione indicatrice di umidità che in presenza di fluidi contenenti acqua cambia colore da giallo a verde-blu e che contiene quattro stabilizzanti acidi, e cioè Forai AX-E, Hostaphat CC-100, AC-5120 e Unicid 550.

Come detto, lo stabilizzante acido Unicid 550 funziona anche da indurente e cristallizzante. Pertanto questa composizione indicatrice di umidità dell'Esempio 2 possiede sia stabilità chimica grazie alla presenza degli stabilizzanti acidi, sia stabilità fisica grazie alla presenza di indurenti e cristallizzanti i quali fanno sì che la composizione, applicata da fuso, solidifichi molto rapidamente in un solido duro. La sua rapida solidificazione sul substrato sul quale essa è applicata, impedisce che essa possa migrare verso altre regioni dell'articolo in cui viene utilizzata, regioni nelle quali possono essere presenti degli innescanti. La durezza superficiale della composizione dell'Esempio 2 inibisce la penetrazione di materiali innescanti mentre gli stabilizzanti acidi mantengono lo stato acido protonato del colorante anche in ambienti caldi e umidi.

Viene qui di seguito riportata la composizione dell'Esempio 2 che mostra non solo il metodo per ottenere una stabilizzazione chimica, ma anche una stabilizzazione fisica tramite l'inclusione di indurenti e cristallizzanti.

Esempio 3 - viraggio da giallo a verde-blu.

L'Esempio 3 è una leggera modificazione dell'Esempio 2 in cui l'Unicid 550 viene sostituito con Unicid 350, sempre fornito da Baker Hughes (USA). Questo Esempio mostra un'altra composizione indicatrice di umidità che vira dal colore giallo allo stato secco, al colore blu-verde allo stato umido. Esso contiene quattro stabilizzanti acidi, e precisamente Forai AX-E, Hostaphat CC-100, AC-5120 e Unicid 350. Come già notato, lo stabilizzante acido Unicid 350 funziona anche come cristallizzante e indurente. Pertanto, la composizione dell'Esempio 3 possiede sia stabilità chimica, grazie all'inclusione di stabilizzanti acidi, sia una stabilità fisica, grazie all'inclusione di cristallizzanti e indurenti i quali permettono alla composizione indicatrice di umidità di solidificare velocemente in un solido duro incollato sul substrato. La sua veloce solidificazione le impedisce di migrare in altre aree dell'articolo assorbente in cui viene applicata, altre aree nelle quali potrebbero essere presenti sostanze che possano agire da "innescanti" per un viraggio di colore prematuro. La durezza allo stato solido della composizione dell'Esempio 3 impedisce inoltre la penetrazione di eventuali "innescanti" all'interno della composizione stessa, neutralizzando quindi la benefica azione degli stabilizzanti acidi che mantengono i colori dei coloranti allo stato secco protonato, anche se in presenza di ambienti caldi e umidi.

Viene sotto riportata la composizione dell'Esempio 3, che esemplifica non solo una stabilizzazione chimica ma anche una stabilizzazione fisica, mediante l'inclusione di indurenti e cristallizzanti.

Esempio 4 - viraggio da giallo a verde-blu.

L'Esempio 4 è un'altra modifica degli Esempi 2 e 3 in cui si utilizza una miscela di Unicid 425 (sempre fornito da Baker Hughes - USA) con Unicid 550. La composizione dell'Esempio 4 è un altro indicatore di umidità che vira dal colore giallo allo stato secco ad un colore verde-bluastro nello stato umido. Esso contiene quattro stabilizzanti acidi e cioè Forai AX-E, Hostaphat CC-100, AC-5120 e la miscela fra Unicid 425 e Unicid 550. Come già notato gli stabilizzanti acidi Unicid 425 e Unicid 550 funzionano anche da cristallizzanti e indurenti. Pertanto questo Esempio 4 possiede sia stabilità chimica, grazie alla inclusione di stabilizzanti acidi, sia stabilità fisica, grazie alla inclusione di cristallizzanti e indurenti i quali permettono alla composizione indicatrice di umidità di solidificare rapidamente in un solido duro incollato sul substrato.

La sua veloce solidificazione le impedisce di migrare in altre aree dell'articolo assorbente in cui viene applicata, altre aree nelle quali potrebbero essere presenti sostanze che possano agire da "innescanti" per un viraggio di colore prematuro. La durezza allo stato solido della composizione dell'Esempio 4 impedisce inoltre la penetrazione di eventuali "innescanti" all'interno della composizione stessa, neutralizzando quindi la benefica azione degli stabilizzanti acidi che mantengono i colori dei coloranti allo stato secco protonato, anche se in presenza di ambienti caldi e umidi.

Viene sotto riportata la composizione dell'Esempio 4, che esemplifica non solo una stabilizzazione chimica ma anche una stabilizzazione fisica, mediante l'inclusione di indurenti e cristallizzanti.

Esso contiene, come plasticizzante, anche una piccola quantità di Olio Siliconico a bassa viscosità (10 cSt) fornito da Dow Corning (USA).

Esempio 5 - viraggio da giallo a violetto.

L'Esempio 5 mostra una composizione indicatrice di umidità che vira, a contatto con urina o altri fluidi contenenti acqua, da un colore giallo a secco ad un colore violetto allo stato umido.

In questa composizione dell'Esempio 5 sono presenti vari stabilizzanti acidi, essendo il copolimero etilene-acido acrilico lo stabilizzante principale per il Blu Bromofenolo nella sua forma di acido libero.

L'acido libero del Cetil Fosfato contenuto nell'Hostaphat CC-100, è un acido sufficientemente forte da protonare sia la Floxina B acida nella sua forma incolore, sia il Blu Bromofenolo nella sua forma acida gialla.

La resina idrogenata, a base di colofonia, venduta da Eastman con il marchio Forai AX-E, può funzionare sia come resina adesivizzante sia come stabilizzante acido. Essendo idrogenata la resina Forai AX-E possiede un colore molto chiaro e basso odore, e è più stabile che non resine adesivizzanti non idrogenate.

Lo stabilizzante acido Cetil Fosfato venduto con il marchio Hostaphat CC-100, è sufficientemente acido da protonare sia l'acido libero della Floxina B sia l'acido libero del Blu Bromofenolo, in quanto il pKa del Cetil Fosfato è inferiore al pKa di entrambi questi coloranti.

Nella composizione dell'Esempio 5, il plasticizzante Benzoflex 98-8 è fornito da Eastman Chemicals (USA); il sistema di protezione per la luce UV, denominato Tinuvin Protettori UV, è costituito da una miscela al 50% di Tinuvin 123 e Tinuvin 384-2, entrambi forniti da BASF Italia; infine i due coloranti, Bromofenolo Blu (acido libero) e Floxina B (acido libero) sono entrambi forniti da TCI Chemicals (Giappone).

I coloranti che possono essere utilizzati nella presente invenzione comprendono i coloranti elencati nella Tabella 1 sotto riportata, ma non si limitano ad essi. La Tabella 1 riporta il colore a pH basso, l'intervallo di pH in cui avviene il viraggio, il colore a pH alto e il pKa di ciascun colorante. (Orndorff, W.R.;Purdy, A.C. J. Am. Chem. Soc. 1926, 48, 2216; vedi anche il libro "The Sigma Aldrich Handbook of Stains, Dyes, and indicators," by Floyd J. Green, 2<nd >edizione, pubblicata nel 1991 da Aldrich Chemical Company, Milwaukee (USA), ; vedi pure "The Handbook of Acid-Base indicators," di R.W. Sabnis pubblicato nel 2008 da CRC Press New York).

Tabella 1:

Le composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione possono comprendere da circa 0,01% a circa 15 % in peso di uno o più coloranti. Lo stabilizzante o gli stabilizzanti, quando presenti, è/sono tipicamente impiegati nelle composizioni indicatrici di umidità a livelli efficaci nello stabilizzare il colorante, da circa 0,001 a circa 30 %, da circa 0,1% a circa 15% e anche da circa 0,5% a circa 10% in peso della composizione.

La composizione indicatrice di umidità può comprendere uno o più coloranti addizionali. Coloranti addizionali adatti a questo scopo, includono coloranti solubili in acqua, quali coloranti diretti, coloranti acidi, coloranti basici; e vari coloranti solubili in solventi. Esempi di coloranti inoltre includono -senza esservi limitati - coloranti organici, pigmenti inorganici, macromolecole colorate, nano-particelle colorate e altri materiali colorati. In qualche forma di esecuzione, può essere aggiunto un colorante permanente.

Qualche esempio di coloranti permanenti solubili in olio, includono D&C Giallo N. 11, D&C Rosso N. 17, D&C Rosso N. 21, D&C Rosso N. 27, D&C Rosso N. 31, D&C Violetto N. 2, D&C Verde N. 6, FD&C Rosso 3, D&C Arancio N. 4, D&C Arancio N. 17, e D&C Arancio N. 5. Coloranti permanenti addizionali includono Rosso Pigmento 146 (Numero CAS5280-68-2), Rosso Pigmento 122 (Numero CAS 980-26-7), Arancio Pigmento 16 (Numero CAS 6505-28-8), estrato di rapa rossa, ftalocianina di Manganese e altre ftalocianine metalliche come le ftalocianine di rame e ftalocianine o porfirine alchilate, betacarotene, e loro miscele. Ulteriori coloranti addizionali adatti allo scopo includono quelli elencati in U.S. Ser. No. 62/147,258.

Stabilizzanti adatti allo scopo includono - senza esservi limitati- quelli elencati, insieme ai loro pKa, nella Tabella 2 seguente.

In qualche forma di esecuzione possono essere utilizzati due, tre, quattro o più stabilizzanti. Come detto sopra, la funzione degli stabilizzanti aedi è di mantenere il colorante indicatore di pH, allo stato di indicatore secco, in uno stato protonato al di sotto del suo valore di pKa. Perciò, poiché i coloranti indicatori di pH possiedono una moltitudine di pKa diversi, si richiede un'ampia gamma di diversi acidi con diversi pKa, per stabilizzare tali vari coloranti indicatori di pH, sebbene, in alcuni casi, uno stabilizzante acido molto forte possa funzionare bene con un'ampia gamma di coloranti che abbiano valori di pKa inferiori a 7.

Possono essere anche richiesti stabilizzanti alcalini; e qui la funzione dello stabilizzante alcalino/basico è quella di mantenere il colorante indicatore di pH nella sua forma di base coniugata al di sopra del suo valore di pKa, allo stato di indicatore secco.

Nella Tabella di stabilizzanti acidi e alcalini sotto riportata, alcuni di essi hanno più di un valore di pKa poiché quella particolare molecola ha più di una funzionalità acida o alcalina. Ad esempio l'acido citrico possiede tre protoni acidi che hanno diverse forze acide. Più frequentemente, il primo pKa è il più piccolo poiché il primo protone è quasi sempre il più acido. Dopo il rilascio del primo protone, la molecola diviene anionica e tale carica negativa rende più difficile alla molecola dell'acido citrico rilasciare il secondo protone. Pertanto il secondo protone è meno acido del rilascio del primo protone e il secondo pKa(2) è maggiore del primo pKa(l). Infine dopo il rilascio di due protoni dall'acido citric, la molecola possiede ora una doppia carica negative, e questo attrae il rimanente protone, caricato positivamente, in modo tale che esso è il protone più debole dei tre, nella molecola di acido citrico. Perciò il pKa(3) dell'acido citrico è maggiore del pKa(2) del suo secondo protone, il quale a sua volta è maggiore del più acido pKa(1).

Inoltre, alcuni stabilizzanti acidi e alcalini possono essere miscele complesse, che contengono molecole con pKa diversi. Per esempio, come già detto, lo stabilizzante acido Cetil Fosfato, venduto da Clariant con il marchio Hostaphat CC-100, può contenere tracce di acido fosforico e di altro composti acidi.

Il punto importante è che lo stabilizzante acido o basico abbia uno o più componenti che siano capaci di stabilizzare il colorante nel suo stato secco. Nel caso degli stabilizzanti acidi, essi devono essere più acidi e possedere un pKa minore del colorante che esso deve acidificare. Nel caso degli stabilizzanti basici, essi devono essere più alcalini e possedere un pKa maggiore del colorante, cosi che il colorante basico venga mantenuto, nella sua forma basica, allo stato secco, all'interno della composizione indicatrice di umidità.

Tabella 2.

La Tabella 3 sotto riportata riporta la velocità di solidificazione da caldo a freddo, la temperatura di solidificazione, la velocità di fusione da freddo a caldo, la temperatura di fusione e la velocità di sforzo di taglio limite all'infinito per sette composizioni indicatrici di umidità. Le formulazioni Riferimento A e Riferimento B sono esempi comparativi presi da formulazioni commerciali in vendita nel mercato degli adesivi termo fusibili indicatori di umidità. Le formulazioni degli Esempi da 1 a 5 corrispondono agli Esempi secondo la presente invenzione sopra riportati.

In generale, come già discusso, per mostrare una migliorata stabilità una composizione indicatrice di umidità deve possedere almeno tre dei seguenti cinque parametri:

i. una velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta (G')/Delta (°C) da circa 3.800 a circa 27.000 Pa /°C;

ii. una temperatura di solidificazione da circa 60°C a circa 110°C; iii. una velocità di sforzo di taglio limite all'infinito da circa 0,02 a circa 0,5 s<-1>;

iv. una velocità di fusione da freddo a caldo da circa 3.700 a circa 11.000 Pa/°C:

v. una temperatura di fusione da circa 58°C a circa 135°C.

I dati riportati nella Tabella 3 mostrano che le formulazioni secondo la presente invenzione possiedono almeno tre dei summenzionati parametri e possono pertanto mostrare una stabilità migliorata. In alcune forme di esecuzione, le composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione possono avere tre dei cinque parametri sopra citati, in altre forme di esecuzione possono averne quattro su cinque, e in altre forme di esecuzione ancora possono avere tutti e cinque i parametri predetti.

Tabella 3

La Tabella 4 riporta I valori di Penetrazione di Ago per i cinque Esempi secondo la presente invenzione. La bassa Penetrazione di Ago (misurata in decimi di millimetro o dmm, secondo il metodo ASTM D1321-04) indica l'alto livello di durezza di queste composizioni indicatrici di umidità, il che si traduce in una migliorata stabilità.

Tabella 4

Matrice Legante Termofusibile

Le composizioni indicatrici di umidità utilizzate nella presente invenzione comprendono una matrice legante termo fusibile, detta anche con terminologia Inglese "matrice hot-melt". Per lavorare una matrice legante termo fusibile significa fondere insieme i componenti ad una temperatura tipicamente compresa fra circa 50°C e circa 170°C, in qualche forma di esecuzione fra circa 60°C e circa 130°C, e in qualche altra forma di esecuzione fra circa 80°C e circa 120°C. Affinché sia processabile come hot-melt, la composizione indicatrice di umidità deve essere riscaldata ad una temperatura tale che l'adesivo fluisca facilmente, ma non tanto alta da causare degradazioni ad una velocità inaccettabile. Per questo è di uso comune aggiungere un antiossidante ad una composizione hot-melt per rallentare la velocità di decomposizione.

Può essere difficile raggiungere compatibilità e stabilità per tali composizioni indicatrici di umidità se fossero processate a temperatura ambiente. Può essere pure difficile - in certi processi di stampaggio- stampare tali composizioni su un substrato. Tuttavia i componenti della presente invenzione vengono fusi assieme a temperature elevate, e l'hot-melt liquido viene applicato e in adesione ad un substrato a una temperatura alta per mantenere la composizione nel suo stato di liquido fuso.

La composizione legate termo fusibile può comprendere agenti leganti i quali possono essere qualsiasi materiale possa immobilizzare il colorante, o la combinazione di coloranti, all'interno della matrice stessa, impedendo il trasferimento del/dei colorante(i) nello strato assorbente o in altre aree dell'articolo assorbente. Per ottimizzare il contrasto e la vivacità dei colori, è preferibile "legare" il colorante all'interno della matrice sia prima che dopo il contatto con un fluido quale l'urina. Gli agenti leganti possono non solo impedire il trasferimento del colore al di fuori della matrice, ma possono anche aiutare nel legare l'intera composizione indicatrice di umidità ad un certo componente dell'articolo assorbente. Per esempio, il legante può aiutare a formare un forte legame tra la superficie del film plastico esterno di un pannolino assorbente e la composizione indicatrice di umidità.

Esistono vari materiali adatti ad essere usati come agenti leganti in una matrice legante termo fusibile delle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione. Vari polimeri e miscele polimeriche usate negli adesivi hot-melt possono essere qui utilizzate come agente legante primario, per combinare e miscelare i coloranti indicatori di pH con gli stabilizzanti acidi o alcalini, e altri ingredienti opzionali quali resine adesivizzanti, cere, tensioattivi, modificatori di viscosità, cariche minerali, antiossidanti, stabilizzanti UV e altri coloranti. Alcuni di questi materiali possono funzionare anche da cristallizzanti e indurenti per contribuire a migliorare la stabilità delle composizioni indicatrici di umidità.

Tali polimeri, copolimeri, terpolimeri e altri materiali per adesivi hotmelt che possono funzionare come agenti leganti includono gli etilene-vinilacetati (ÈVA), poliolefine come polietilene a bassa densità (LDPE) e polietilene ad alta densità (HDPE), polipropilene atattico e omopolimeri di polipropilene, cere che sono compolimeri tra propilene ed etilene come Licocene PP-1502 fornito da Clariant, polietileni ossidati come AC 6702 e AC 330, forniti da Honeywell, oppure come la gamma di poliolefine Technomelt fornita da Henkel oppure poliammidi come Macromelt 6072 fornita da Henkel.

Altri componenti per hot-melt che possono funzionare come agenti leganti, includono il poli-metil-metacrilato, gli etilene-vinil-acetati della gamma Elvax prodotta da Dupont, acido polimetacrilico, acido poliacrilico, copolimeri etilene-acido acrilico (EAA) quale il prodotto AC 5120 di Honeywell, sali parzialmente o totalmente neutralizzati dei copolimeri etilene-acido acrilico, etilene-etil acetato, poliacrilati, copolimeri ossidati di etilene-vinil-acetato quale AC 645P di Honeywell, copolimeri etilene - anidride maleica, copolimeri propilene-anidride maleica, polietilenimmine (PEI) quali i prodotti Lupasol di BASF, poliuretani quale il poliuretano termoplastico da policaprolattone denominato Pearlbond 120 prodotto da Lubrizol, poliacrilammidi, copolimeri ramificati comprendenti unità monomeriche derivate da acido acrilico e/o da composti di ammonio quaternario e/o acrilammide, copolimeri ramificati comprendenti una o più unità monomeriche derivate da composti di ammonio quaternario, composti amminici, composti dell'acrilammide, composti dell'acido acrilico, e loro miscele in vari rapporti in peso all'interno del polimero.

Un altro esempio è un copolimero di acrilamide reagita con uno o più altri monomeri non ionici, per esempio monomeri diversi dall'acrilammide, quali un idrossi-alchil-acrilato, ad esempio l'idrossi-propil-acrilato. Un ulteriore esempio è un copolimero ramificato di acrilammide reagita con bis-metilen-acrilammide, che è un agente vulcanizzante, il quale trasforma una tipica acrilammide lineare in una struttura polimerica ramificata. Un altro esempio è un copolimero ottenuto dalla reazione fra un'unità monomerica non ionica derivante da un composto dall'acrilammide e un'unità monomerica anionica derivata dall'acido acrilico o altri monomeri adatti, che possano dare gruppi anionici, i cui esempi includono monomeri anionici scelti tra: monomeri che abbiano almeno una funzione carbossilica, ad esempio acidi carbossilici con insaturazioni α,β, o le corrispondenti anidridi, quali le anidridi o gli acidi acrilico, metacrilico e maleico, l'acido fumarico, l'acido itaconico, la N-metacriloil-alanina, la N-acriloil-glicina, e i loro sali solubili in acqua; monomeri che siano precursori di funzioni carbossiliche, quali il tert-butil-acrilato, i quali, dopo polimerizzazione, generano funzioni carbossiliche per idrolisi; monomeri che abbiano almeno una funzione solfato o solfonato, quali il 2-sulfo-ossi-etil metacrilato, l'acido vinil-benzen solfonico, l'acido allil-solfonico, l'acido 2-acrilamido-2-metilpropan-solfonico (AMPS), il solfo-etil acrilato o metacrilato, il solfo-propil acrilato o metacrilato, e i loro sali solubili in acqua; monomeri che abbiano almeno una funzione fosfato o fosfonato, quali l'acido vinil-fosforico ecc., gli esteri dei fosfati etilenicamente insaturi, quali i fosfati derivati dall'idrossi-etil metacrilato (Empicryl 6835 prodotto da Rhodia) e quelli derivati dai poli-ossi-alchilen metacrilati, e i loro sali solubili in acqua, nonché il 2-carbossi-etil acrilato (CEA).

Senza per questo dipendere da alcuna teoria, si può pensare che la inclusione di funzioni con un potenziale anionico all'interno della catena principale del polimero può aiutare a diminuire il trasferimento di una forma cationica blu di un colorante mediante la formazione di un complesso fra il polimero anionico e il colorante cationico.

Altri agenti leganti possono formare forti legami con molecole di coloranti mediante altre forze di legame, come forze di van der Waals o legami idrogeno.

L'hot-melt può inoltre comprendere polimeri con un gruppo monomerico cationico, quali un'unità monomerica cationica derivata da monomeri cationici selezionati tra: N,N-(di-alchil-ammino-GO-alchil) ammidi di acidi carbossilici insaturi con insaturazioni α,β-monoetileniche, quali la N,N,-di-metilammino-metil-acrilammide o -metacrilammide, la 2-(N,N-di-metil-ammino) etil-acrilammide o -metacrilammide, la 3-(N,N-di-metil-ammino)-propil-acrilammide o -metacrilammide, e la 4-(N,N-di-metil-ammino)-butil-acrilammide or -metacrilammide; ammino-esteri insaturi con insaturazioni α,β-monoetileniche, quali il 2-(di-metil-ammino)-etil acrilato (DMAA), il 2-(di-metil-ammino)-etil metacrilato (DMAM), il 3-(di-metil-ammino)-propil metacrilato, il 2-(tert-butil-ammino)-etil metacrilato, il 2-(di-pentil-ammino)-etil metacrilato, e il 2-(di-etil-ammino)-etil metacrilato; vinilpiridine, vinilammine, vini limidazoline, monomeri che sono precursori di funzionalità amminiche, quali la N-vinil-formammide, la N-vinil-acetammide, che generano funzionalità amminiche primarie per semplice idrolisi acida o basica; monomeri acriloil- o acriloil-ossi-ammonio, quali il cloruro di tri-metil-ammonio-propil-metacrilato, il cloruro o bromuro della tri-metil-ammonio-etil-acrilammide o metacrilammide, il metil-solfato della tri-metil-ammonio-butil-acrilammide o -metacrilammide, il metil-solfato della tri-metil-ammonio-propil-metacrilammide, il cloruro del (3-metacrilamido-propil)-tri-metil-ammonio (MAPTAC), il metilsolfato del (3-metacrilamido-propil)-tri-metil-ammonio (MAPTA-MES), il cloruro del (3-acrilamido-propil)-tri-metil-ammobio (APTAC), il cloruro o il metilsolfato del metacriloil-ossi-etil-tri-metil-ammonio, il cloruro dell'acriloil-ossietil-tri-metil-ammonio: il bromuro, cloruro o metil-solfato deN'1-etil-2-vinilpiridinio o 1-etil-4-vin il-piridinio ; monomeri derivati da N,N-di-alchil-di-allilammine, quali il cloruro di N,N-di-metil-di-allil-ammonio (DADMAC); monomeri poliquaternari, quali il cloruro di di-metil-aminopropil-metacrilammide, il N-(3-cloro-2-idrossi-propil)-tri-metil-ammonio (DIQUAT), il cloruro di 2-idrossi- N<1>-(3-(2((3-metacril-ammido-propil)-di-metil-ammino)-acetamido)-propil) -N<1>, N<1>, N<3>, N<3>, N<3 >-penta-metil-propano-1,3-di-ammino (TRIQUAT).

In un esempio, la unità monomerica cationica comprende un'unità monomerica di ammonio quaternario, ad esempio un'unita monomerica di ammonio mono-quaternario, un'unita monomerica di ammonio di-quaternario e un'unità monomerica tri-quaternaria.

In un esempio, la unità monomerica cationica è derivata dal MAPTAC. In un altro esempio, la unità monomerica cationica è derivata dal DADMAC. In un ulteriore altro esempio, la unità monomerica cationica è derivata dal cloruro di 2-idrossi- N<1>-(3-(2((3-metacril-ammido-propil)di-metil-ammino)-acetamido)propil)-N<1>, N<1>, N<3>, N<3>, N<3 >-penta-metil-propano-1,3-di-ammino.

Altri polimeri che possono essere componenti dell'hot-melt comprendono poliammidi, polipirroli, poli-imidazoli, policarbonati, poliesteri, copolimeri stirenici a blocchi, PVP, copolimeri PVP-VA quali il prodotto PVP-VA S-630 di Ashland, poliacrilammidi, poliacrildestrano, poli-alch il-ciano-acrilati, acetato di cellulosa, butirrato di cellulosa, nitrocellulosa, metil-cellulosa e altri derivati della cellulosa, chitosano e derivati del chitosano, chitina e derivati della chitina, nailon 6-10, nailon 6-6, nailon 6, poli-tera-ftalammide e altre poliammidi, policaprolattoni, polidimetilsilossani e altri silossani, gomme siliconiche, poliesteri alifatici e aromatici, ossido di polietilene, acido poi iglicolico, acido polilattico e i suoi copolimeri, copolimeri poli(metil-vinil-etere/anidride maleica), polistirene, poli-vinil-acetato-ftalato, alcol polivinilico e suoi copolimeri, polivinilpirrolidone, resina shellac, amido e amidi modificati, alcoli grassi, alcoli primari a catena di carbonio lunga comprendenti fra 24 e 50 atomi di carbonio, alcoli grassi etossilati, alcoli primari etossilati a catena di carbonio lunga comprendenti fra 24 e 50 atomi di carbonio, cere quali cere paraffiniche, cere microcristalline sintetiche come cere di polietilene, cere naturali quali cera d'api, cera carnauba e loro miscele. Come già detto, alcune di queste cere e i materiali a peso molecolare maggiore possono funzionare anche sia come indurenti che come cristallizzanti.

In alcune forme di esecuzione, l'agente legante può essere un adesivo hot-melt, in qualche forma di esecuzione una matrice legante a base solvente.

Componenti addizionali di matrice legante a base di un adesivo hotmelt possono includere polimeri, resine adesivizzanti, cere, gomme, agenti bagnanti e antiossidanti. Esempio di polimeri di base usati negli adesivi hotmelt possono comprendere i copolimeri etilene-vinil-acetato (ÈVA) come quelli venduti con il marchio Elvax da Dupont; copolimeri stirenici a blocchi come quelli venduti da Kraton, copolimeri etilene-acido acrilico come quelli venduti da Honeywell con il marchio AC, copolimeri vinil pirrolidone-vinil acetato, omopolimeri di vinil pirrolidone come quelli venduti da BASF con il marchio Luviskol, poliammidi, copolimeri etilene-esteri acrilici, terpolimeri etilene-vinil acetato-anidride maleica, terpolimeri etilene-anidride maleicaesteri acrilici, poliolefine quali polietilene a bassa e alta densità, polipropilene atattico, polietilene ossidato, polibutene-1, poliolefine amorfe come il polipropilene amorfo atattico (APP), il poli-propilene-etilene amorfo (APE), il polipropilene-butene amorfo (APB), il polipropilene-esene amorfo (APH), il terpolimero propilene-etilene-butene; poliammidi, polimeri stirene-acrilici e polimeri stirene-acrilici modificati, policarbonati, gomme siliconiche, polimeri a base di polipirrolo, elastomeri termoplastici, come poli-isoprene naturale o sintetico, gomma polibutadiene, gomma butilica, gomma cloroprenica, gomma etilene-propilene, gomma epicloridiniche, gomme poliacriliche, poliammidi-eteri a blocchi, resine alchiliche, ammino-resine, resine epossidiche, fuoropolimeri.

L'agente legante può essere utilizzato nelle composizioni a livelli che sono efficaci nell'immobilizzare e stabilizzare il colorante nel suo primo stato, e cioè a livelli compresi fra circa 1% e 90%, da circa 10% a circa 75%, da circa 15% a circa 65%, in peso della composizione indicatrice di umidità.

La matrice legante può comprendere un primo e un secondo agente legante.

Il secondo agente legante può essere qualsiasi materiale che può immobilizzare il colorante quando esso è nel suo stato colorato finale.

Tale immobilizzazione aiuta a legare il colorante all'interno della composizione indicatrice di umidità così da prevenire che esso possa trasferirsi ad altre aree deN'articolo assorbente, quali il materassino assorbente. È opportuno notare che, come per il primo agente legante, anche il secondo agente legante può funzionare non solo come inibitore del trasferimento del colorante al di fuori della composizione indicatrice di umidità, ma esso può anche aiutare nel legare l'intera composizione indicatrice di umidità al materiale di interesse all'interno deN'articolo assorbente.

Ad esempio, il secondo agente legante può aiutare a legare la composizione indicatrice di umidità al film plastico esterno deN'articolo assorbente. Esistono vari materiali che sono adatti ad essere usati come agente legante addizionale per le composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione.

Per esempio, l'agente legante potrebbe essere un agente cationico per complessare coloranti anionici. Oppure l'agente legante potrebbe essere un agente anionico per complessare un colorante cationico, come la forma blu e ad anello aperto del Crystal Violet Lactone. In una forma di esecuzione, un agente legante può essere selezionato -ma non è limitato ad essi- tra gli agenti leganti secondari rivelati nel brevetto US 6.904.865 concesso a Klofta.

Le resine adesivizzanti adatte a questi adesivi hot-melt includono -senza essere limitate ad esse- resine naturali come la resina copale, la resina dammar, la resina mastice, la resina sandarac; la colofonia e gli esteri di colofonia e i loro derivati modificati, sia totalmente che parzialmente idrogenati, come la gamma di prodotti Sylvaros PR-R di Arizona Chemical; colofonie polimerizzate come Sylvaros PR 295 di Arizona Chemicals; colofonie parzialmente dimerizzate come i prodotti della gamma Poly-Pale di Eastman; resine terpeniche e terpeniche modificate; resine alifatiche, ciclo-alifatiche e aromatiche come resine alifatiche C%, resine aromatiche C9, resine aromatico-alifatiche C5-C9; colofonie acide e resine acide idrogenate come la resina Forai AX-E di Pinova, le colofonie totalmente idrogenate come Forai AX-E-E di Eastman, resine alchiliche, resine fenoliche e terpeno-fenoliche come Sylvares TP-2040 di Arizona Chemicals, resine idrocarburiche idrogenate, e loro miscele.

Le resine adesivizzanti possono essere impiegate nelle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione a livelli tra circa zero e circa 60% o tra circa zero e circa 40% in peso della composizione.

Cere adatte per adesivi hot-melt includono -senza essere limitate a queste- cere di sintesi come cere paraffiniche e microscristalline; cere di polietilene; cere a base di glicole polietilenico come quelle vendute con il marchio Carbowax; cere polietileniche ossidate; cere polimetileniche; bisstearammidi come la Ν,Ν'-etilen-bis-stearammide venduta col marchio Acrawax da Lonza; cere fortemente ramificate come le cere Vybar di Baker Hughes; cere di ammidi grasse; cere che sono copolimeri di etilene o propilene con anidride maleica e/o con esteri maleici; cere naturali e sintetiche come cera d'api, cera di soia, cera carnauba, ozocerite, ceresina, cera montana, cere poi ialchil iche e cere siliconiche. Molte di tali cere sono specialmente adatte per le composizioni indicatrici di umidità di tipo hot-melt in quanto possono funzionare anche come agenti cristallizzanti e indurenti.

Le cere possono essere impiegate nelle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione a livelli tra circa zero e circa 80% o tra circa zero e circa 70% in peso della composizione.

Additivi addizionali per adesivi hot-melt possono includere elasticizzanti, come il gliceril tribenzoato, gli esteri benzoici come il Benzoflex 9-88 di Eastman, gli alchil benzoati come Dermol 25B di Akzo, i benzoati alchilici C2C22 ove il gruppo alchilico è sia lineare che ramificato e loro miscele, gli alchil citrati, esteri ftalici, oli paraffinci, oli siliconici, e poli-iso-butilene; stabilizzanti UV ; biocidi e conservanti antimicrobici; antiossidanti, come BHT, fosfiti e fosfati; agenti antistatici; pigmenti; agenti bagnanti in polvere o in granuli come l'acido poli-idrossi-stearico; il poligl iceri I iso-stearato l'esil laurato, esteri come l'iso-propil-miristato, il carbonato di propilene, l'isononil-isononanoato, il gliceril behenato/eicosadioato, la tri-idrossi-stearina, alchil benzoati C12-C15, olio di ricino e modificatori di viscosità.

L'agente bagnante può essere una combinazione di un estere come l'isononil-isononanoato e di un tensioattivo come l'acido poli-idrossi-stearico. Opzionalmente solventi come oli minerali, isoparaffine, alcani, fluidi siliconici, esteri, alcoli, polietilen glicoli, glicerina, glicoli, possono essere addizionati per ridurre la viscosità della composizione o per aumentare la solubilità di altri ingredienti o per cambiare altre proprietà strategiche della composizione indicatrice di umidità.

La matrice hort-melt può pure contenere cariche minerali, purché esse non interferiscano con il viraggio di colore degli indicatori di pH contenuti nelle composizioni indicatrici di umidità della presente invenzione. Ad esempio una carica minerale acida come la silice precipitata può funzionare sia come un efficace indurente della formulazione sia come un additivo che mantiene il desiderato ambiente acido.

La matrice, che include sia il primo che il secondo agente legante, può essere impiegata nelle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione a livelli che siano efficaci nell'immobilizzare e stabilizzare il colorante, e cioè da circa 5% a circa 95%, da circa 10% a circa 80%, e da circa 25% a circa 75% in peso della composizione indicatrice di umidità.

Ingredienti addizionali

Ingredienti addizionali delle composizioni indicatrici di umidità secondo la presente invenzione possono comprendere, ad esempio, almeno un tensioattivo, un additivo strutturale e/o solventi. Qualora presenti, tali ingredienti sono tipicamente impiegati nella composizione a livelli che sono efficaci a produrre gli effetti positivi di tale ingrediente o ingredienti, come ad esempio da circa 0,001% a circa 50%, da circa 0,1% a circa 40% o da circa 1% a circa 35% in peso della composizione. I solventi possono comprendere un liquido, un gel o un materiale semi-solido. I solventi possono essere materiali tixotropici, paste, un alcol, il monobutil etere del glicole etilenico, oli minerali, esteri, fluidi siliconici e fluidi siliconici modificati, isoparaffine, alcani, glicoli polietilenici a basso peso molecolare come il PEG 200, glicerina, glicoli, solventi non infiammabili, un materiale adesivo o altre specie organiche. Solventi preferiti possono essere alcoli, acetati o loro combinazioni. Altri solventi adatti che possono essere efficaci comprendono alcol cetilico (alcol grasso), dimeticone, isopropil lanolato, miristato, palmitato, lanolina, gli alcoli e oli della lanolina, ottil-dodecanolo, acido oleico (olio di oliva), pantenolo (derivato complesso della vitamina B), acido stearico, alcol stearilico, glicoli propilenico e butilenico, ciclometicone, glicerina, aloe, petrolato e così via. Adesivi che possono essere utili comprendono ad esempio adesivi alchidici, colle animali, colle a base di caseina, acetati di cellulosa, acetati-butirrati di cellulosa, nitrocellulosa, etil-cellulosa, metil-cellulosa, carbossi-metil-celluosa, resine epossidiche, resine furaniche, poliesteri insaturi, poli-etil-acrilati, polimetil-metacrilati, polistireni, poli-vinil-acetati, poli-vin il-alcoli, poli-vinil acetali, poli-vinil-cloruri, poli-vinil-acetato-cloruri, copolimeri di polivinilidene, siliconi, colle a base di amido, poliuretani, gomme acrilonitrile, gomme polubuteniche, gomme clorurate, gomme polistireniche, e così via.

Cere quali ad esempio, cere poliolefiniche, cera d'api e così via, e geli, quali ad esempio, glicol-dimetacrilato, chitosano, poliacrilati, idrossi-propilcellulosa, gelatine e così via, possono pure essere utili ad influenzare il viraggio di colore.

Tensioattivi adatti ad essere utilizzati nella presente invenzione possono comprendere ad esempio, alcoli etossilati, alcoli grassi, alcoli ad alto peso molecolare, esteri di sorbitano, esteri di sorbitano etossilati come Tween 40 di Croda, tensioattivi pareth-etossilati come Performathox 420, Performathox 450 e Performathox 480 di Baker Hughes, esteri etossilati, esteri del glicerolo, polimeri derivatizzati; tensioattivi anionici, cationici e anfoteri, alchilati alcossilati come lo stearato di PEG-20, alcoli etossilati come i tensioattivi BRIJ di Croda, di cui Brij S-20/ Stearth-20, Brij L-23 e Brij S-2/Steareth-2 sono esempi, polialchilati di glicerolo e di glicerolo alcossilati quali PEG-30-gliceril stearato, alchilati di glicerile quali gliceril stearato, emulsificanti a basso HLB come esteri di sorbitano di cui Span 60 di Croda è un esempio, olio di ricino alcossilato e idrogenato, lanolina alcossilata, alchilati si sorbitano alcossilati, tensioattivi derivati da zuccheri quali alchil-glicosidi ed esteri di zuccheri, poloxameri, polisorbati, ed esteri dell'acido sulfo-succinico dei quali Aerosol OT-SE di Cytec è un esempio.

Ulteriori esempi comprendono tensioattivi non-ionici e tensioattivi anfoteri e ogni loro combinazione; in particolare di-etil-esil-sulfosuccinato di sodio venduto da Croda col marchio Monowet MOE75, la gamma dei sali di sodio dell'acido di-ottil-sulfosuccinico come Aerosol OT-100 di Cetyc, tensioattivi che sono esteri fosforici quali il cetil-fosfato venduto da Croda col marchio Crodafos MCA oppure il sale di potassio del cetil fosfato venduto da Croda col marchio Arlatone MAP160K oppure il cetil fosfato venduto col marchio Hostaphat CC-100 e loro miscele, i tensioattivi derivati dagli acidi alchil-benzensolfonici e alchil-solfonici e i loro sali corrispondenti come l'acido dodecil-benzen-solfonico venduto da Akzo Nobel col marchio Witaconic 1298 Hard Acid, e loro miscele. Altri esempi sono gli eteri grassi del 4-1- amino-etil-fenolpoliossietilene, esteri di poliossietilene e sorbitano, e gli esteri di poliossietilene e acidi grassi.

Altri tensioattivi adatti possono essere tensioattivi che sono polimeri neutri a blocchi, che possono essere scelti fra copolimeri a blocchi di poliossipropilene e poliossietilene, copolimeri a blocchi di (polietilen ossido - polipropilen ossido), copolimeri a blocchi di (propilen glicole - etilen glicole).

Tensioattivi polimerici neutri adatti alla presente invenzione comprendono i tensioattivi TWEEN, come TWEEN 20, TWEEN 40 e TWEEN 80 e il tensioattivo TRITON X-100, tutti venduti da Sigma Aldrich.

Altri tensioattivi neutri adatti comprendono polietilen-lauril-etere, poliossi-etilen-nonil-fenil-etere, poli-ossi-etilen-oleil-fenil-etere, poli-ossi-etilensorbitan-monolaurato, poli-etilen-glicol-monostearato, poli-etilen-gl icol-sorbitan-monolaurato, poli-ossi-etilen-sorbitan-monopalmitato, poli-ossi-etilensorbitan-monostearato, poli-ossi-etilen-sorbitan monooleato, poli-ossi-etilen-sorbitan trioleato, poli-propilen-glicol-sorbitan-monolaurato, poli-ossipropilen-sorbitan-monopalmitato, poli-ossi-propilen-sorbitan-monostearato, poli-ossi-propilen-sorbitan-monooleato, poli-ossi-propilen-sorbitan-trioleato, poli-alchino-glicol-sorbitan-monolaurato, poli-alchino-glicol-sorbitan-monopalmitato, poli-alchino-glicol-sorbitan-monostearato, poli-alchino-glicol-sorbitan-monooleato, poli-alchino-glicol-sorbitan-trioleato, e miscele di tali tensioattivi neutri.

I tensioattivi basati su copolimeri a blocchi neutri comprendono la gamma di copolimeri a blocchi Pluronic, quali i tensioattivi Pluronic P84 o Pluronic P85, forniti da BASF.

Altri tensioattivi basati su copolmeri a blocchi neutri comprendono nonil-fenol-etossilati, alchil-alcol-etossilati lineari, copolimeri a blocchi di ossido di etilene e ossido di propilene, copolimeri a blocchi di poli-ossi-propilene e poli-ossi-etilene, copolimeri a blocchi di poi i-alchilen-ossidi, copolimeri a blocchi di glicole propilenico e glicole etilenico.

Può essere desiderabile aggiungere alle composizioni ulteriori stabilizzanti quando il colorante è un indicatore di pH e quando l'articolo assorbente possa essere immagazzinato in condizioni di alta umidità e di alta temperatura oppure in condizioni tali da essere sottoposto ad intensa luce UV. L'aggiunta di uno stabilizzante e di un assorbitore UV o di entrambi è soprattutto importante per nuovi disegni di articoli assorbenti nei quali possano essere presenti materiali o composti chimici che potrebbero potenzialmente attivare un viraggio di colore prematuro all'interno della composizione. Inoltre la composizione indicatrice di umidità può essere riscaldata e miscelata ad alta temperatura per lungo tempo, nel qual caso l'addizione di antiossidanti può rallentare i processi di degradazione. Pertanto antiossidanti come Irganox 1010 fornito da BASF o Alvinox 100 fornito da 3V-Sigma, possono aiutare nell'evitare ossidazioni e degradazioni premature dei componenti all'interno della composizione indicatrice di umidità. Inoltre, nel caso che la composizione indicatrice di umidità rischi di essere esposta a luce ultravioletta o ad intensa luce solare per lungo tempo, si può aggiungere uno stabilizzante UV - come Uvasorb S130 di 3V-Sigma o Escalol 577 di Ashland Chemicals- per inibire la decolorazione della composizione indicatrice di umidità indotta dalla luce. Altri efficaci stabilizzanti UV forniti da BASF comprendono Tinuvin 928, Tinuvin 770, Tinuvin 384-2, Tinuvin 123, e loro miscele.

Essiccanti possono stabilizzare la composizione intrappolando l'acqua libera che potrebbe attivare prematuramente la composizione indicatrice di umidità. Esempi di essiccanti adatti comprendono silica-gel, bentoniti, allumine attivate, solfato di calcio anidro, solfato rameico e solfato di magnesio anidri.

La presente invenzione può comprendere additivi strutturali, quali modificatori di HLB (Bilancio Idrofilo-Lipofilo), modificatori di viscosità, indurenti, agenti bagnanti, agenti che evitano il trasferimento del colorante, e solventi dei coloranti. Sostanze adatte comprendono polimeri che aumentano la viscosità quali copolimeri a blocchi che hanno due blocchi di polistirene alle due estremità di una catena centrale di un elastomero, i già citati copolimeri di etilene e vinil-acetato, olio di ricino idrogenato, altri polimeri, sali metallici di acidi grassi, silici e silici modificate, organo-argille come bentoniti sia modificate che non modificate, argille modificate come laponiti modificate, di-benilidene-sorbitolo, alchil-galatto-mannano, miscele di oli e idrossi-stearato di magnesio, lauril-glutammic-di-butil-ammide.

Gli indurenti possono comprendere le già citate cere, alcoli grassi C14-C22, acidi grassi C14-C22, acidi carbossilici C23-C60, oli vegetali idrogenati, polimeri, esteri di sorbitano e altri esteri ad alto peso molecolare.

Gli agenti bagnanti possono essere tensioattivi o miscele di tensioattivi. I tensioattivi possono essere tensioattivi non-ionici oppure tensioattivi ionici. I tensioattivi ionici possono avere sia cariche positive sia cariche negative.

Esempi di tensioattivi non-ionici comprendono alchil-poli-etilen-ossido quali copolimeri di poli-etilen-ossido e poli-propilen-ossido (commercialmente detti Poloxameri o Poloxammine), alchil-pol i-glucosidi quali ottil-glucoside e decilmaltoside, alcoli grassi quali alcol cetilico, alcol oleilico, cocammide MEA e cocammide DEA. Esempi di tensioattivi ionici comprendono tensioattivi anionici (ad esempio basati su anioni solfato, solfonato o carbossilato) quali SDS, ammonio-lauril-solfato e altri sali di alchil solfati, sodio lauret-solfato detto anche sodio lauril solfato (SLES), alchil-benzen solfonati, saponi e sali di acidi grassi; e cationici (per esempio basati su cationi di ammonio quaternario) quali cetil-tri-metil-ammonio bromuro (CTAB) detto anche esa-decil-tri-metilammonio bromuro, e altri sali di alchil-tri-metil-ammonio, cloruro di ceti l-piridinio (CPC), ammine poli-etossilate da sego (POEA), benzalconio cloruro (BAC), benzetonio cloruro (BZT); o tensioattivi zwitterionici (anfoteri) quali dodecil-betaina, ossido di dodecili-di-metil ammina, coco-amido-propil-betaina, coco-anfo-glicinato.

Alternativamente l'agente bagnante può anche essere una molecola idrofila. Tali molecole idrofile possono essere molecole piccole quali saccarosio, glucosio e glicerolo. Dette molecole idrofile possono anche essere polimeri quali il glicole polietilenico e i suoi copolimeri.

Substrati.

In una forma di esecuzione della presente invenzione, le composizioni indicatrici di umidità qui descritte possono essere in adesione su e/o entro un certo substrato. Quando siano presenti su un substrato, le composizioni indicatrici di umidità sono tipicamente posizionate sopra e/o entro un substrato, il quale substrato entra poi a contatto con un liquido, come acqua, urina, fluido mestruale, sangue e simili. Tale substrato può comprendere -senza per questo essere limitato a quanto segue- un componente strutturale, come tessuti, tessuti-non-tessuti, film, strati spugnosi, e loro combinazioni. Il substrato può comprendere materiali sintetici e/o naturali. In una forma di esecuzione della presente invenzione, il substrato opzionale può essere un articolo di per sé, come ad esempio un tessuto-non-tessuto continuo. In un'altra forma di esecuzione della presente invenzione il substrato su cui la composizione indicatrice di umidità può essere applicata o comunque fissata, comprende qualsiasi componente strutturale di un articolo assorbente, o le loro combinazioni, inclusi - senza per questo essere limitati solo a quelli citati - i film e i tessuti-non-tessuti esterni e interni di un articolo assorbente, i nastri di chiusura, i materassini assorbenti ecc., o può formare un elemento separato aggiunto e applicato entro l'articolo. In una forma di esecuzione della presente invenzione, le composizioni indicatrici di umidità sono inserite in un articolo assorbente, considerato nella sua totalità.

In alcune forme di esecuzione, le composizioni indicatrici di umidità formano uno strato singolo. Detto strato singolo può essere attaccato ad un substrato o ad un componente strutturale. In alcune forme di esecuzione. La composizione formata in uno strato singolo può essere inserita fra il film esterno dell'articolo e il materassino assorbente, oppure fra il tessuto-nontessuto che forma l'interno dell'articolo e il materassino assorbente.

Le composizioni indicatrici di umidità possono essere deposte su una superficie di detto substrato sia a) secondo una forma di un solo colore monocromico, oppure bi-cromico, o a colori multipli; b) in varie forme e dimensioni geometriche; c) sotto forma di disegni o segni grafici o simboli alfanumerici o lettere, o loro combinazioni. Il viraggio di colore può essere sia a) da colorato a incolore; b) da incolore a colorato; c) variante fra colori diversi oppure d) una combinazione di a) e b) e c).

Le dimensioni e I valori dei parametri qui rivelati non devono intendersi come strettamente imitati all'esatto valore numerico mostrato. Invece, a meno che non sia specificamente detto il contrario, ogni valore numerico qui citato deve intendersi rappresentare sia l'esatto valore mostrato sia un intervallo funzionalmente equivalente nell'intorno di detto valore. Per esempio, se una dimensione è detta essere "40 mm" si deve intendere che ciò significa "circa 40 mm".

Ogni documento qui citato, compresi brevetti o domande di brevetto a cui si fa riferimento, è qui incluso come referenza nella sua totalità, a meno che ciò sia espressamente escluso o comunque limitato. La citazione di qualsiasi documento non costituisce un'ammissione che esso possa essere considerato tecnica nota rispetto alla invenzione qui rivelata e rivendicata, o che tale documento, di per sé o in combinazione con ogni altro documento a cui si faccia riferimento, insegni, suggerisca o riveli alcuna parte della presente invenzione. Inoltre, in tutti i casi in cui qualsiasi definizione o significato di un termine nel presente documento appaia in contraddizione con qualsiasi definizione o significato dello stesso termine in un documento citato come referenza, deve considerarsi prevalente la definizione o il significato dato a tale termine nel presente documento.

Per quanto le forme di esecuzione particolari della presente invenzione siano stati accuratamente illustrate e descritte, potrebbe essere ovvio per persone che abbiano conoscenza dell'arte, fare vari cambi e modifiche, le quali tuttavia non si discostano dallo spirito e dallo scopo della presente invenzione. Si intende pertanto che le rivendicazioni che seguono coprono tutti tali cambi e modifiche che sono all'interno dello scopo della presente invenzione.

Dettagli dei metodi reologici utilizzati

Per le misure reologiche è stato utilizzato un reometro a sforzo controllato modello AR-G2 della TA Instruments, munito di una camera climatizzata per il controllo della temperatura.

I seguenti protocolli di misura sono stati utilizzati per misurare il modulo elastico G', a varie temperature e sforzi di taglio:

Prima fase (da caldo a freddo):

temperatura di partenza = 145°C.

tempo di stabilizzazione = 300 s.

velocità di diminuzione di temperatura = 2°C/min.

temperatura finale = 5°C.

deformazione imposta = 0,01%.

frequenza di sollecitazione = 0,5 Hz.

frequenza di rilevamento punti = 1 punto ogni 30 s.

Seconda fase (da freddo a caldo):

temperatura di partenza = 5°C.

tempo di stabilizzazione = 300 s.

velocità di aumento di temperatura = 2°C/min.

temperatura finale = 145°C.

deformazione imposta = 0,01%.

frequenza di sollecitazione = 0,5 Hz.

frequenza di rilevamento punti = 1 punto ogni 30 s.

Mentre particolari varianti della presente invenzione sono state illustrate e descritte, risulta ovvio per una persona esperta nell'arte che diverse altre variazioni e modifiche si possano fare, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dallo spirito e dall'ambito di protezione della presente invenzione, che risulta unicamente definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Composizione indicatrice di umidità, al di fuori del campo degli articoli per la cura del bambino e per la cura della donna, caratterizzata da ciò che comprende: a) almeno un colorante; b) almeno uno stabilizzante; c) da circa 0,1% a circa 70% in peso di almeno un agente indurente e un agente cristallizzante; e da ciò che detta composizione indicatrice di umidità possiede almeno tre parametri tra i seguenti: i. una velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta (G')/Delta (°C) da circa 3.800 a circa 27.000 Pa /°C; ii. una temperatura di solidificazione da circa 60°C a circa 110°C; iii. una velocità di sforzo di taglio limite all'infinito da circa 0,02 a circa 0,5 s <-1>; iv. una velocità di fusione da freddo a caldo da circa 3.700 a circa 11.000 Pa/°C; v. una temperatura di fusione da circa 58°C a circa 135°C.
2) Composizione indicatrice di umidità della rivendicazione 1, che ha una durezza, espressa come penetrazione di ago secondo il metodo ASTM D1321-4, che non è maggiore di circa 40 dmm a 23°C e non è maggiore di circa 170 dmm a 55°C.
3) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, nella quale l'agente indurente o l'agente cristallizzante comprende nella molecola una catena alchilica lunga.
4) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, nella quale l'agente indurente o l'agente cristallizzante è scelto dal gruppo costituito da acidi carbossilici primari a catena lunga, cere poliolefiniche, cere paraffiniche, cere poliolefiniche ossidate, cere modificate con anidride maleica, cere ed esteri della cera montana, alcoli grassi C14-C50, acidi grassi C14-C50, oli vegetali idrogenati, polimeri semi-cristallini, poliesteri, esteri di sorbitano e altri esteri ad alto peso molecolare, esteri di saccarosio, e loro combinazioni.
5) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, nella quale l'agente indurente o l'agente cristallizzante è un acido carbossilico primario lineare a catena lunga.
6) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che comprende almeno circa il 15% in peso di tale agente indurente o agente cristallizzante.
7) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che comprende da circa 50% a circa 70% in peso di un agente indurente o di un agente cristallizzante.
8) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, nella quale l'almeno un colorante presente è selezionato dal gruppo costituito da acido libero del blu di bromofenolo, acido libero del verde di bromocresolo, acido libero del violetto di bromocresolo e loro combinazioni.
9) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che comprende un ulteriore colorante permanente.
10) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che comprende un'ulteriore matrice legante termofusibile.
11) Composizione indicatrice di umidità della rivendicazione 10, nella quale la matrice legante termofusibile comprende uno o più componenti selezionati dal gruppo costituito da un agente legante, una resina adesivizzante, un tensioattivo, un additivo strutturale, un antiossidante, uno stabilizzante UV, plasticizzanti, e loro combinazioni.
12) Composizione indicatrice di umidità della rivendicazione 11, nella quale la matrice legante termofusibile comprende almeno un agente legante selezionato dal gruppo costituito da leganti a base acrilica, leganti a base ammidica, leganti a base amminica, adesivi, componenti di adesivi termofusibili, cere e cere modificate quali cere ossidate, tensioattivi, esteri di colofonia, colofonie e colofonie polimerizzate, polimeri stirenico-acrilici modificati e i loro sali, glicoli polietilenici e polipropilenici, terpeni modificati con stirene, resine politerpeniche, resine terpeno-fenoliche, composti di ammonio quaternario, polimeri quaternari, gomme, argille cationiche, composti di ammonio quaternario etossilati, composti siliconici quaternizzati, gomme guar cationiche, resine cationiche a scambio ionico, ingredienti anionici quali resine anioniche a scambio ionico, e loro combinazioni.
13) Composizione indicatrice di umidità della rivendicazione 10, nella quale la matrice legante termofusibile comprende un primo agente legante e un secondo agente legante.
14) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, nella quale lo stabilizzante è selezionato dal gruppo costituito da acidi carbossilici primari lineari, cere acide, esteri fosforici acidi, esteri acidi di colofonia, copolimeri di etilene e di acido acrilico o metacrilico, o loro combinazioni.
15) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che comprende almeno circa il 50% in peso di un agente indurente o di un agente cristallizzante.
16) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che ha una velocità di solidificazione da caldo a freddo Delta (G')/Delta (°C) da circa 4.600 a circa 21.400 Pa/°C e una velocità di fusione da freddo a caldo Delta (G')/Delta (°C) da circa 4.000 a circa 7.300 Pa/°C.
17) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che ha una temperatura di fusione da circa 65°C a circa 120°C.
18) Composizione indicatrice di umidità di qualsiasi rivendicazione precedente, che ha una velocità di sforzo di taglio limite all'infinito da circa 0,05 a circa 0,1 s<-1>.
19) Un articolo, al di fuori del campo degli articoli per la cura del bambino e per la cura della donna, comprendente una composizione indicatrice di umidità che comprende: a) almeno un colorante; b) almeno uno stabilizzante; c) da circa 0.1% a circa 70% in peso di almeno un agente indurente e un agente cristallizzante; in cui detta composizione indicatrice di umidità ha una durezza, espressa come penetrazione di ago, misurata secondo ASTM D1321-04, che non è maggiore di circa 40 dmm a 23°C e non è maggiore di circa 170 dmm a 55°C.
20) Articolo comprendente la composizione indicatrice di umidità della rivendicazione 1, al di fuori del campo degli articoli per la cura del bambino e per la cura della donna, in cui detta composizione indicatrice di umidità viene applicata su un componente strutturale dell'articolo, detto componente strutturale essendo tale da essere usato come un elemento adesivo di detto articolo.
21) Articolo della rivendicazione 19, ove detto articolo è un materassino o un lenzuolo o un telo operatorio assorbenti per uso medico o un prodotto per la copertura e la protezione di ferite.
22) Articolo della rivendicazione 19, ove detto articolo è un tappetino o un foglio assorbenti per prodotti alimentari.