具有濒临泄漏传感器的吸收性制品

摘要

根据本发明的一个实施方案，公开了一种能指示尿液的存在与否以及尿液濒临泄漏的吸收性制品。所述吸收性制品包括：液体基本上不可渗透层、液体可渗透层、和置于液体基本上不可渗透层与液体可渗透层之间的吸收芯。多个传感器被贯穿所述制品的宽度集成到制品中，并且传感器的放置使得当制品的穿戴者提供尿液时，传感器与尿液流体连通。至少一个所述传感器包括pH指示剂。至少一个所述传感器能指示尿液的存在与否，并且至少一个所述传感器能指示尿液濒临从制品中泄漏。

说明书

背景

一次性吸收性制品，例如纸尿裤、训练裤、失禁垫等，具有高吸收性，并且可以有效地将水分从穿戴者身上吸走，以减少由于长时间潮湿暴露所引起的皮肤刺激。由于这些制品吸收性很强，以至于穿戴者可能意识不到他们已经排尿，尤其是如果他们还是缺乏经验的孩子时，可能不能认识到与排尿有关的身体感觉的意义。因此，已经应用可视机制来显示吸收性制品内湿度的存在。目前存在大量的湿度传感技术，包括基于电子的湿度传感器、基于颜色的湿度传感器和基于酶的湿度传感器。

但是，这些常规传感器通常设计为在仅仅单次排尿事件后即被触发。而某些消费者在吸收性制品达到最大吸收容量之前不愿意更换它们。因此，尽管尿液的存在与否可以用常规传感器检测，但是制品的剩余吸收容量却是未知的。因此，消费者需要猜测吸收性制品是否需要更换或者其吸收容量是否剩余。这种不确定性可能导致消费者继续使用吸收性制品直至制品的湿度超出它的吸收容量。这可能最终会导致在制品更换前出现泄漏，这是不合乎需要的。

因此，需要一种包括能指示濒临泄漏的传感器的吸收性制品。使用这种吸收性制品的方法也是有益的。

概述

根据本公开的一个实施方案，公开了一种能指示尿液存在与否以及尿液濒临泄漏的吸收性制品。所述吸收性制品包括液体基本上不可渗透层、液体可渗透层以及置于液体基本上不可渗透层和液体可渗透层之间的吸收芯。将多个传感器贯穿所述制品的宽度集成到制品中，并且传感器的放置使得当制品的穿戴者提供尿液时，传感器与尿液流体连通。至少一个所述传感器包括pH指示剂。至少一个所述传感器能指示尿液的存在与否，并且至少一个所述传感器能指示尿液濒临从制品中泄漏。

在本发明的另一个实施方案中，公开了一种检测吸收性制品中尿液存在与否以及尿液濒临泄漏的方法。该方法包括使尿液与具有多个传感器集成于其中的吸收性制品接触。至少一个所述传感器包括pH指示剂。贯穿所述制品的宽度放置所述传感器，使得当制品的穿戴者提供尿液时，传感器与尿液流体连通。至少一个所述传感器能指示尿液的存在与否，并且至少一个所述传感器能指示尿液濒临从制品中泄漏。通过观察传感器中的一个或多个来确定吸收性制品中尿液的存在与否以及尿液是否濒临从制品中泄漏。

本发明的其它特点和方面将在下文中进行更详细的讨论。

附图简述

在说明书的其余部分，将结合附图更具体地阐述对本领域普通技术人员而言充分和可实施的公开内容，包括其最佳实施方式，附图包括：

图1是本发明的吸收性制品的一种实施方案的透视图；

图2A-2C是本发明的吸收性制品的某些实施方案的透视图。

本说明书和附图中重复使用的附图标记用于表示本发明中相同或相似的特征或元件。

详述

下面将对本发明的各种实施方式进行详细描述，将其中的一个或多个实施例列于下文。提供的各个实施例是用于阐释本发明，而非限制本发明。事实上，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不背离本发明范围和精神下对本发明做出各种修改和变更。例如，作为一种实施方式的一部分阐明或描述的特征，可以应用于另一种实施方式，而得到又一种实施方式。因此，本发明旨在包含这些属于随附的权利要求及其等同含义范围内的修改和变更。

总体而言，本发明涉及具有濒临泄漏传感器的吸收性制品。本文所述的吸收性制品提供了一种简单、用户友好、价格经济的快速确定吸收容量的方法，从而避免泄漏，还能最佳地利用吸收容量。

传统上，置于吸收性制品中的湿度传感器仅能检测尿液的存在。这类湿度传感器不能用于估计制品中尿液的含量，因为它们通常被放置在制品的中心。例如，如果排尿位置靠近传感器，可能仅发生少量尿液的单次排泄就能触发湿度传感器。相比之下，如果排尿位置远离传感器，相同的传感器可能通过大量尿液的多次排泄才被触发。本发明的目的是提供一种通知使用者或看护者吸收性制品接近泄漏但还没有泄漏的方法。

本发明的发明人发现，通过使用贯穿吸收性制品宽度的多个湿度传感器，不仅可以检测尿液存在与否，还可以检测制品的剩余吸收容量。

例如，在本发明的一个实施方案中，吸收性制品包括贯穿所述制品的宽度集成于其中的多个传感器。放置上述传感器使得一个传感器被激活表明吸收性制品具有剩余容量，而两个传感器都被激活则表明吸收性制品已经达到了一定的尿液容量，例如濒临泄漏容量。

在这方面，吸收性制品中尿液的准确量难以确定。但是，通常，当尿液充满吸收性制品时可以检测出来，对于所述制品，充满的趋势是从目标区域到制品的末端，例如从制品的中心区域沿着制品的宽度向外。

随着制品中尿液量的增加，吸收时间会增加而制品的容量下降，因此，泄漏的倾向会增加。根据本发明，尿液的液体前沿位置可近似地与制品中尿液的量相关，并且可用于估计泄漏几率。可以通过向制品中施加液体并跟踪液体前沿直至达到最大吸收容量对本文所述的任何合适的吸收性制品进行测试，其中，最大吸收容量是显而易见的，因为在达到最大吸收容量后，将会发生泄漏。根据泄漏几率，可确定濒临泄漏。这种泄漏几率可以基于尿液在制品中扩散了多远准确预测泄漏是否即将发生。

在一定程度上，吸收性产品中不同位置液体的准确量是在使用和穿戴过程中产品位置的函数。但是，通常，当液体填充吸收性产品时，其趋势是从产品的目标区域到产品的末端。大家也知道，随着产品中液体量的增加，吸收时间增加，并且因此，泄漏的几率增加。于是构思是使液体的前沿位置与产品中液体的某些量相关，并将其转化为泄漏几率。例如，如果想保持泄漏几率低于5％，可确定等价的液体加载水平。随后将其转化为变色指示剂可在产品中放置的位置。当这些指示剂被触发时，就警示消费者濒临泄漏。也可使用多个标记(1％、5％等)以给消费者提供更多的信息。

对于吸收性制品，可以预设泄漏几率，并且可以基于泄漏几率放置传感器。当尿液扩散到与泄漏几率相关联的某个距离时，传感器可以在那个距离检测到尿液并指示泄漏几率。例如，在本发明的某些实施方案中，基于泄漏几率放置一个或多个传感器，使得当尿液与传感器接触时，存在预设的泄漏几率。可在具有不同预设的泄漏几率的多个位置放置多个传感器。在一些实施方案中，预设的泄漏几率可以为大于约80％，例如约90％，在另外一些实施方案中，预设的泄漏几率为约95％，而在其它一些实施方案中，预设的泄漏几率为约99％。

如前所述，在本发明的吸收性制品中存在多个传感器，以便检测尿液并允许准确预测泄漏几率。所述传感器可以是本领域公知的任何合适的传感器，并且如果需要的话，在同一个吸收性制品中可以使用各种不同类型的传感器。例如，在本发明中可使用常规的湿度传感器。所述传感器贯穿吸收性制品的宽度放置。

本文使用的“吸收性制品”通常是指能吸收水或其它流体的任何制品。一些吸收性制品的例子包括但不限于个人护理吸收性制品，例如纸尿裤、训练裤、吸收性内裤、失禁制品、女性卫生用品(例如，卫生巾)，泳装、婴儿尿布等；医疗吸收性制品，例如服装、开窗术材料、下身带、床带、绷带、吸收性布单(absorbent drapes)、医用拭巾；食品服务纸巾；衣物用品等。适合形成这些吸收性制品的材料和方法是本领域技术人员所公知的。通常，吸收性制品包括液体基本上不可渗透层(例如，外覆层)、液体可渗透层(例如，体侧内衬、浪涌层(surge layer)等)以及吸收芯。现在对可以根据本发明形成的吸收性制品的各种实施方案做更详细的描述。仅为了示例的目的，图1中纸尿裤101为吸收性制品。在上述示例性的实施方案中显示，纸尿裤101在解开的构形中具有沙漏形状。但是，当然可以采用其他形状，例如大体上为矩形、T-形或I-形。如图所示，纸尿裤101包括由各种组件形成的底片，该底片包括外覆层117、体侧内衬105、吸收芯103和涌流层107。然而，应该理解的是，在本发明的示例性实施方式中还可以使用其他层。同样地，在本发明的某些示例性实施方案中，图2中所示的一个或多个层也可被去除。

体侧内衬105通常用于帮助使穿戴者的皮肤与容纳在吸收芯103中的液体相隔离。例如，内衬105的朝向身体的表面通常是舒适、柔软且不刺激穿戴者皮肤的。通常，内衬105的亲水性也不如吸收芯103，这使得它的表面对于穿戴者能保持相对干燥。如上所述，内衬105可以是液体可渗透的，以允许液体易于穿过其厚度渗透。包括非织造纤网的示例性的内衬构造在以下专利或专利申请中有所描述：Proxmire等人的美国专利No.5,192,606、Collier，IV等人的美国专利No.5,702,377、Stokes等人的美国专利No.5,931,823、Paul等人的美国专利No.6,060,638和Varona的美国专利No.6,150,002，以及Jameson的美国专利申请公开No.2004/0102750；Morman等人的美国专利申请公开No.2005/0054255；和Baldwin等人的美国专利申请公开No.2005/0059941，在此通过引用将上述专利或专利申请的全部内容引入本发明以用于各种目的。

纸尿裤101也可包括涌流层107，它有助于减缓和分散可被快速引入吸收芯103内的液体涌流或喷泄。期望在将液体释放到吸收芯103的储存或保持部分之前，涌流层107快速吸收并暂时容纳液体。例如，在示例性实施方案中，可以将涌流层107插入体侧内衬105的朝内表面116和吸收芯103之间。可替代地，涌流层107可被置于体侧内衬105的朝外表面118上。涌流层107通常可由高液体渗透性的材料制成。合适的涌流层的实例在Bishop等人的美国专利No.5,486,166和Ellis等人的美国专利No.5,490,846中有所描述，在此通过引用将这两篇专利的全部内容引入本发明中以用于各种目的。

外覆层117通常可由液体基本上不可渗透的材料制成。例如，外覆层117可由薄塑料膜或其他柔性液体不可渗透材料制成。在一个实施方案中，外覆层117由厚度为约0.01毫米至约0.05毫米的聚乙烯膜制成。该膜可以为液体不可渗透性的，但气体和水蒸气可透过(即“可呼吸”)。这允许水蒸气从吸收芯103中挥发，但仍可阻止液体分泌物透过外覆层117渗出。如果想更有衣服的感觉，外覆层117可由层压到非织造纤网上的聚烯烃膜制成。例如，可以把拉伸变薄的聚丙烯膜热压到聚丙烯纤维的纺粘纤网上。

除上述组件外，纸尿裤101还可包括本领域公知的各种其他组件。例如，纸尿裤101还可包括基本上亲水的薄包裹片(tissue wrapsheet)(未示出)，它有助于维持吸收芯103的纤维结构的完整性。该薄包裹片通常被置于吸收芯103周围遍及其至少两个主要朝向的表面上，并由吸收性纤维素材料构成，如皱纹包装纸或高湿强度纸。形成该薄包裹片以提供芯吸层，从而帮助把液体快速分散在吸收芯103的吸收性纤维体上。可将在吸收性纤维体一侧的包装片材料与位于该纤维体另一侧的包装片连接在一起，以有效地包裹吸收芯103。此外，纸尿裤101还可包括置于吸收芯103和外覆层117之间的通气层(未示出)。在使用时，通气层可有助于将外覆层117与吸收芯103隔离，从而降低外覆层117中的湿度。这种通气层的例子可以包括层压到可呼吸膜上的非织造纤网，例如在Blaney等人的美国专利No.6,663,611中所描述的，在此通过引用将该专利的全部内容引入本发明以用于各种目的。

在一些实施方案中，纸尿裤101还可包括一对侧片(或耳部)(未示出)，其从纸尿裤101的侧边缘132延伸到腰部区域中的一个。所述侧片可以与选定的纸尿裤组件整体成形。例如，侧片可以与外覆层117整体成形，或由用于提供顶表面的材料制成。在可替代的构造中，所述侧片可由连接和组合到外覆层117、顶表面的部件、外覆层117和顶表面之间的部件提供，或为各种其他构造。如果需要的话，所述侧片可以是经弹性化处理的，或另外通过使用本发明的弹性非织造复合材料使其具有弹性。包括经弹性处理的侧片以及选择性构造的固定翼片的吸收性制品的实例在Roessler等人的PCT专利申请WO 95/16425、Roessler等人的美国专利No.5,399,219、Fries的美国专利No.5,540,796和Fries的美国专利No.5,595,618中有所描述，在此通过引用将这些专利的全部内容引入本发明以用于各种目的。

如图1中的代表性示例所示，纸尿裤101还可以包括一对防护翼112，其被构造为提供屏障，从而限制身体分泌物的横向流动。防护翼112可以位于沿着邻近吸收芯103侧缘的体侧内衬105的横向相对侧边缘132。防护翼112可沿着吸收芯103的整个长度纵向延伸，或仅部分地沿着吸收芯103的长度延伸。当防护翼112的长度短于吸收芯103的长度时，可选择性地将其置于沿着裆部区110内的纸尿裤101的侧边缘132的任何位置。在一种实施方案中，防护翼112沿着吸收芯103整个长度延伸以更好地限制身体分泌物。这样的防护翼112通常为本领域技术人员所公知。例如，防护翼112的合适的结构和布置在Enloe的美国专利No.4,704,116中进行了描述，在此通过引用将该专利的全部内容引入本发明以用于各种目的。

为了提供改进的适合度并有助于减少身体分泌物泄漏，可用合适的弹性部件对纸尿裤101进行弹性处理，如下文进一步所述。例如，如图1中的代表性示例所示，纸尿裤101可包括腿部松紧带106，腿部松紧带106被构造成可操作地使纸尿裤101的侧边缘收紧，以提供可紧密贴合穿戴者腿部周围的经弹性处理的腿带(leg bands)，从而减少泄漏并提供改进的舒适度和外观。也可使用腰部松紧带108使纸尿裤101的末端边缘弹性化以提供经弹性处理的腰带(waistbands)。构造腰部松紧带108用于在穿戴者腰部周围提供有弹性的、舒适的紧密贴合。

纸尿裤101也可包括一个或多个扣件130。例如，如图2所示，把两个柔性扣件130设置在腰部区的相对侧边缘上，从而为穿戴者形成腰部开口和一对腿部开口。扣件130的形状通常可为各种各样，但可包括，例如，通常的长方形、正方形、圆形、三角形、椭圆形、直线形状等。例如，所述扣件可包括，例如，钩-环材料(hook-and-loop material)、钮扣、别针、按扣、粘扣带扣件、粘结物品(cohesives)、织物-环扣件等。在一个具体的实施方案中，每个扣件130包括贴附于柔性背衬(backing)的内表面的钩状材料的独立片段。

可使用任何已知的连接技术将纸尿裤101的各个区域和/或组件组装在一起，如粘合、超声接合、热接合等。合适的粘合剂可以包括，例如，热熔粘合剂、压敏粘合剂等。在使用时，可将粘合剂涂布为均匀层、图案化层、喷雾图案或任何分开的线状、旋涡状或点。在图示的实施方案中，例如，使用粘合剂将外覆层117和体侧内衬105互相组装在一起并与吸收芯103组装。可替换地，可用常规的扣件如钮扣、钩-环型扣件、粘合型扣件等将吸收芯103连接到外覆层117上。类似地，其他纸尿裤组件如腿部松紧带106、腰部松紧带108和扣件130也可使用任何连接技术组装到纸尿裤101中。

一般来说，可以以不同的取向和布局将本发明的传感器集成到吸收性制品中。在这方面，已确定将传感器贯穿所述制品的宽度集成到制品中，并且使得传感器与尿液流体连通，从而能指示尿液的存在与否以及尿液濒临从制品中泄漏。

回到图1中所示的本发明的一个实施方案，传感器120通常贯穿纸尿裤101的宽度排列成一排。传感器120对使用者或看护者来说是可视的，从而提供简单、准确和快速的湿度指示。可用各种方式实现可视性。例如，在一些实施方案中，吸收性制品可包括透明或半透明部分140(例如窗口、薄膜等)，以允许在不从穿戴者身上取下该吸收性制品和/或不拆开该吸收性制品的情况下，可以很容易地观察到传感器。在其它实施方案中，传感器可延伸穿过该吸收性制品上的用于观察的孔或缝隙。在另外的实施方案中，可以简单地将传感器置于该吸收性制品的表面上用于观察。

可将传感器以侧面贯穿制品(例如，纸尿裤护垫)宽度的任何合适的排列方式放置。根据某些可选择的实施方案，本发明构思避开了沿吸收性制品纵轴的中线。所述传感器可以形成直线、波浪线或者曲线(例如，在一些实施方案中为抛物线或类似Ω形)以穿过护垫的前片和/或后片。图2A-C显示了本发明的吸收性制品的各种实施方案。在一个实施方案中，传感器曲线的末端朝向沿着两侧纵向面的腿部开口，并且曲线的中心远离浸润区域的中心，或者在其它实施方案中，相反地，曲线的中心靠近浸润区域。例如，在图2A中，将传感器120贯穿所述制品的宽度排列成多排放置，各排基本上互相平行。在图2B中，将传感器120放置使其形成曲线，曲线的中心最靠近浸润区域的中心。在图2C中，将传感器120放置以形成曲线，曲线的中心远离浸润区域的中心。在另外的实施方案中，可以有两排平行的传感器，一排在前片，一排在后片。当摊平放置吸收性制品纸尿裤时，传感器的最近位置是距离制品的吸收芯区域的中心至少50％。上述距离要大于或等于吸收性制品沿其纵轴的总尺寸的50％。指示剂的颜色可从一种向另一种变化：或者从有色变为无色，或者从无色变为有色。在背景为有色的设计中可存在半透明层。

应该理解的是，只要将传感器沿着吸收性制品的宽度排列，传感器的任何合适的排列都是本发明所预期的。所述传感器可以形成直线、波浪线、如抛物线等的曲线或者类似形状。此外，可以将传感器放置于距离其它传感器或吸收性制品的其它部分的任何合适的距离。例如，在某些实施方案中，多个传感器中的至少一个被放置在距离吸收性制品的每个腿部开口小于5cm的位置。在其它实施方案中，多个传感器中的至少一个被放置在距离吸收性制品的每个腿开口小于2cm的位置。

如前所述，在本发明中可以使用多个传感器。例如，在某些实施方案中，可使用2个传感器。在其他一些实施方案中，可使用3个传感器，而在另外一些实施方案中，可使用多于3个传感器。

无论采用何种特定的方式集成传感器，尿液可被直接排放到该传感器的一部分、液体可透过覆盖层或围绕传感器的其他材料，或可被排放到将传感器120集成于其中的吸收性制品的组件上。

如上所述，可在本发明中使用任何合适的传感器。下面将对根据本发明形成的传感器的某些实施方案进行更详细的描述。

本发明的传感器可包括由尿液能通过的任何材料制成的基体。例如，所述基体可以为合成或天然存在的物质形成的多孔膜，例如多糖(例如，纤维素材料，如纸和纤维素衍生物，例如醋酸纤维素和硝化纤维素)；聚醚砜；聚乙烯；尼龙；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚酯；聚丙烯；二氧化硅；无机材料，如减活化的氧化铝、硅藻土、MgSO₄、或其它均匀分散在多孔聚合物基体中的无机细微材料，其中聚合物如氯乙烯、氯乙烯-丙烯共聚物和氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；天然存在的(例如棉花)和合成的(例如，尼龙或人造纤维)布料；多孔凝胶，例如硅胶、琼脂糖、葡聚糖和明胶；聚合膜，例如聚丙烯酰胺；等等。在一个具体的实施方案中，所述基体由Pall公司生产的BiodynePlus膜制成。

如本领域技术人员很容易认识到的，通常基体的尺寸和形状有很多种。例如，基体的长度和宽度为约10至100毫米，并且在一些实施方案中，为约20至约80毫米，并且在一些实施方案中，为约40至约60毫米。基体的厚度可以小于约500微米，在一些实施方案中，小于约250微米，并且在一些实施方案中，小于约150微米。

为了开始检测尿液存在与否，向基体22的一部分施加尿液。为了方便尿液的检测，可在基体上非扩散地固定pH指示剂。pH指示剂可直接施加于基体或者可在施加前先形成溶液。可使用各种溶剂形成溶液，例如但不限于，乙腈、二甲基亚砜(DMSO)、乙醇、二甲基甲酰胺(DMF)和其它极性有机溶剂。溶液中pH指示剂的含量为每毫升溶剂约0.001至约100毫克，并且在一些实施方案中，为每毫升溶剂约0.1至约10毫克。可以选择性地控制pH指示剂的浓度以提供理想水平的检测灵敏度。

在某些实施方案中，需要以一定的方式施加pH指示剂，以使它基本上不会通过基体扩散(即非扩散地固定)。设置pH指示剂，使得当其暴露于尿液的通常pH值范围的pH水平(或者高于约5，或者低于约10)时，具有颜色转变。pH指示剂在尿液的通常pH范围之外的pH值(低于约5或者高于约10)下呈现初始颜色。一旦尿液样品与pH指示剂接触，pH值改变在pH指示剂中引起颜色变化，从而表明尿液已经与基体接触。

例如，在某些实施方案中，酞色原构成一种合适的pH-敏感色原，这种pH-敏感色原可应用于本发明中。例如酚红(即苯酚磺酰酞)，在pH值为6.6至8.0的范围内显示出由黄色到红色的变化。当pH值大于约8.1时，酚红变成亮粉红色(紫红色)。酚红的衍生物在本发明中也是适用的，例如被氯、溴、甲基、羧酸钠、羧酸、羟基和胺官能团取代的衍生物。示例性的取代酚红试剂包括，例如：甲酚紫(间甲酚磺酰酞)、甲酚红(邻甲酚磺酰酞)、儿茶酚紫(邻二苯酚磺酰酞)、氯酚红(3′，3″-二氯酚磺酰酞)、二甲酚蓝(对二甲苯酚磺酰酞的钠盐)、二甲酚橙、媒介蓝3(C.I.43820)、3，4，5，6-四溴酚磺酰酞、溴二甲苯酚蓝、溴酚蓝(3′，3″，5′，5″-四溴酚磺酰酞)、溴氯酚蓝(二溴-5′，5″-二氯酚磺酰酞的钠盐)、溴甲酚紫(5′，5″-二溴邻甲酚磺酰酞)、溴甲酚绿(3′，3″，5′，5″-四溴对甲酚磺酰酞)、等等。还有一些其他适合的酞色原是本领域所公知的，可以包括溴百里酚蓝、百里酚蓝、溴甲酚紫、百里酚酞以及酚酞(常用指示剂的普通组分)。例如，溴百里酚蓝在pH值约6.0至7.6的范围内显示由黄色到蓝色的变化；百里酚酞在pH值约9.4至10.6的范围内显示由无色到蓝色的变化；酚酞在pH值约8.2至10.0的范围内显示由无色到粉红色的变化；百里酚蓝在pH值约1.2至2.8的范围内显示由红色到黄色的第一次变化，并且在pH值8.0至9.6的范围内显示由黄色到蓝色的第二次变化；溴酚蓝在pH值约3.0至4.6的范围内显示由黄色到紫色的变化；溴甲酚绿在pH值约3.8至5.4的范围内显示由黄色到蓝色的变化；溴甲酚紫在pH值约5.2至6.8的范围内显示由黄色到紫色的变化。

蒽醌类化合物构成另一类合适用于本发明的pH-敏感色原。蒽醌类化合物具有如下结构通式：

通式中所示的数字1-8代表稠环结构上可发生官能团取代的位置。一些可以在稠环结构上发生取代的官能团的例子包括卤素基团(例如氯或溴基团)、磺酰基团(例如磺酸盐)、烷基基团、苄基基团、氨基基团(例如伯胺、仲胺、叔胺或季胺类)、羰基基团、氰基基团、羟基基团、含磷基团等。导致电离能力的官能团通常被称为“生色团”。用生色团在环结构上取代会引起化合物的吸收波长的移动。因此，根据生色团的种类(例如羟基、羧基、氨基等)和取代的程度，可以生成具有不同颜色和强度的多种醌类化合物。也可使用其他官能团，例如磺酸，使某些类型的化合物(例如具有较高分子量的蒽醌)变为水溶性的。

可在本发明中使用的一些合适的蒽醌，根据它们的“CI”数分类，包括酸性黑48、酸性蓝25(D&C绿色5号)、酸性蓝40、酸性蓝41、酸性蓝45、酸性蓝80、酸性蓝129、酸性绿25、酸性绿27、酸性绿41、酸性紫43、媒介红11(茜素)、媒介黑13(茜素蓝黑B)、媒介红3(茜素红S)、媒介紫5(茜素紫3R)、茜素氨羧络合剂(Alizarin Complexone)、天然红色素4(胭脂红酸)、分散蓝1、分散蓝3、分散蓝14、天然红色素16(红紫素)、天然红色素8、活性蓝2(普施安蓝(Procion Blue)HB)、活性蓝19(雷玛唑亮蓝R)；茜素、茜素黄R、茜素黄GG、茜素S、核快红、醌茜素、大黄素、氨基-4-羟基蒽醌等。例如，胭脂红酸在pH约3.0至5.5的范围内显示由橙色到红色的第一次变化，并且在pH约5.5至7.0的范围内显示由红色到紫色的第二次变化。另一方面，茜素黄R在pH约10.1至12.0的范围内显示由黄色到橙红色的变化。

还有可应用的另一类合适的pH-敏感色原为芳香偶氮类化合物，其结构通式如下：

X-R₁-N＝N-R₂-Y

其中，

R₁为芳香基团；

R₂选自脂肪族基团和芳香基团；并且

X和Y独立地选自氢、卤化物、-NO₂、-NH₂、芳基、烷基、烷氧基、磺酸盐基团、-SO₃H、-OH、-COH、-COOH、卤化物等。还适合的有偶氮衍生物，例如氧化偶氮化物(X-R₁-N＝NO-R₂-Y)或者氢化偶氮化物(X-R₁-NH-NH-R₂-Y)。这类偶氮化合物(或其衍生物)的具体例子包括甲基紫、甲基黄、甲基橙、甲基红和甲基绿。例如，甲基紫在pH约0至1.6的范围内经历由黄色到蓝紫色的转变、甲基黄在pH约2.9至4.0的范围内经历由红色到黄色的转变、甲基橙在pH约3.1至4.4的范围内经历由红色到黄色的转变，以及甲基红在pH约4.2至6.3的范围内经历由红色到黄色的转变。

芳基甲烷(例如，二芳基甲烷和三芳基甲烷)也构成在本发明中使用的另一类合适的pH-敏感色原。例如，三芳基甲烷无色母体具有如下结构通式：

其中，R、R′和R″独立地选自取代和未取代的芳基基团，例如苯基、萘基、蒽基等。所述芳基基团可被其它官能团取代，例如氨基、羟基、羰基、羧基、磺酸基、烷基和/或其它已知的官能团。这类三芳基甲烷无色母体的例子包括隐色孔雀石绿、碱性副品红、结晶紫内酯、隐色结晶紫、结晶紫、氯碱性紫1、氯碱性紫2、氯碱性蓝、氯维多利亚蓝、N-苄酰基无色亚甲基等。同样地，合适的二芳基甲烷无色母体可包括4，4′-二(二甲基氨基)二苯基甲醇(也称为“米氏二聚水分子”(Michler’s hydrol))、米氏二聚水分子无色苯并三唑、米氏二聚水分子无色吗啉、米氏二聚水分子无色苯磺酰胺等。在一个具体的实施方案中，色原是隐色孔雀石绿甲醇(溶剂绿1)或其类似物，它们通常为无色，并具有以下结构：

在酸性条件下，隐色孔雀石绿甲醇的一个或多个自由氨基基团可被质子化而形成孔雀石绿(也称为苯胺绿、碱性绿4、钻石绿B或维多利亚绿B)，其具有如下结构：

孔雀石绿通常在pH约0.2至1.8的范围内显示由黄色到蓝绿色的变化。当pH大于约1.8时，孔雀石绿变为深绿色。

还有一些可以使用的其他合适的pH-敏感色原包括刚果红、石蕊(石蕊素)、亚甲基蓝、中性红、酸性品红、靛蓝胭脂红、亮绿、苦味酸、间胺黄、间甲酚紫、喹哪啶红、金莲橙OO、2，6-二硝基酚、焰红染料B、2，4-二硝基酚、4-二甲基氨基偶氮苯、2，5-二硝基酚、1-萘红，氯酚红、苏木精、4-硝基酚、硝嗪黄、3-硝基酚、碱性蓝、依波西隆蓝(Epsilon Blue)、尼罗蓝A、通用指示剂等。例如，刚果红在pH约3.0至5.2的范围内经历由蓝色到红色的转变，石蕊在pH约4.5至8.3的范围内经历由红色到蓝色的转变，以及中性红在pH约11.4至13.0的范围内经历由红色到黄色的转变。

但是，本领域所公知的任何合适的pH指示剂均可考虑用于本发明中。

在某些实施方案中，通过将pH指示剂与pH调节剂固定可以很容易地调节固定的pH指示剂的初始颜色，pH调节剂可以为酸、缓冲剂、碱或它们的一些组合。初始颜色对于提供尽可能强烈的颜色对比是很重要的。例如，当用溴百里酚蓝作指示剂时，碱性条件使指示剂区域呈鲜艳的绿色，这可以与在微酸性条件下的黄色明显区分。

此外，其它合适的pH调节剂可以包括无机酸、磺酸(例如，2-[N-吗啉代]乙磺酸(“MES”)、羧酸和聚合酸。合适的无机酸的具体实例有盐酸、硝酸、磷酸和硫酸。合适的羧酸的具体实例有柠檬酸、乙醇酸、乳酸、醋酸、马来酸、没食子酸、苹果酸、丁二酸、戊二酸、苯甲酸、丙二酸、水杨酸、葡萄糖酸以及它们的混合物。合适的聚合酸的具体实例包括直链聚(丙烯酸)及其共聚物(例如，马来酸-丙烯酸、磺酸-丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸共聚物)、分子量小于约250,000的交联聚丙烯酸、聚(甲基丙烯酸)、以及天然存在的聚合酸，例如角叉菜酸、羧甲基纤维素和海藻酸。此外，pH调节剂产生尿液的通常pH范围外的初始pH值(或小于约5，或大于约10)，据此，当pH指示剂与尿液接触时，能发生颜色转变。

需要以一定的方式施加pH指示剂，以使它基本上不会通过基体扩散(即非扩散地固定)。这使得使用者可以随时检测尿液与pH指示剂发生反应产生的颜色变化并防止pH指示剂从基体中浸出。可通过多种方法实现固定化，例如化学键合、物理吸附、或者使用如聚合物或粒子作载体。在一种优选的实施方案中，高度带电荷的多孔材料能有效地固定带相反电荷的指示剂。在这方面，有用的带电荷多孔基体可包括尼龙膜，例如来自Pall公司的BiodynePlus。还发现多孔无纺材料，比如经Kymene处理的薄纸，是适合的带电荷材料，来固定带相反电荷的指示剂。

在本发明的某些实施方案中，可在本文描述的传感器的基体上形成含有pH指示剂的交联网状结构。不欲受限于理论，据信交联网状结构能有助于持久地固定pH指示剂，从而允许使用者在使用过程中更容易检测它的颜色变化。所述交联网状结构可以包括“内交联”(即单个分子的官能团之间的共价键)和/或“相互交联”(即不同分子之间的共价键，例如两个pH指示剂分子之间或pH指示剂与基体表面之间)。可以通过指示剂的自交联和/或通过加入单独的交联剂进行交联。合适的交联剂可以包括，例如，聚缩水甘油醚，例如乙二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚；丙烯酰胺；含有一个或多个可水解基团的化合物，例如烷氧基基团(例如甲氧基、乙氧基和丙氧基)；烷氧基烷氧基基团(例如，甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基和甲氧基丙氧基)；酰氧基基团(例如，乙酰氧基和辛酰氧基)；酮肟基团(例如，二甲基酮肟、甲基酮肟和甲基乙基酮肟)；烯氧基基团(例如，乙烯氧基、异丙烯氧基和1-乙基-2-甲基乙烯氧基)；氨基基团(例如，二甲胺基，二乙胺基和丁胺基)；氨氧基基团(例如，二甲基胺氧基和二乙基胺氧基)；以及酰胺基团(例如，N-甲基乙酰胺和N-乙基乙酰胺)。

本发明可使用各种不同交联机制中的任何一种，例如热引发(例如，缩合反应、加成反应等)、电磁辐射等。在本发明可使用的一些合适的电磁辐射的例子包括，但不限于：电子束辐射、天然和人工放射性同位素(例如α、β和γ射线)、X-射线、中子束、正电束、激光束、紫外线等。例如，电子束辐射，包括通过电子束装置产生加速电子。电子束装置通常为本领域所公知。例如，在一个实施方案中，可使用购自于马萨诸塞州沃本市(Woburn，Massachusetts)的能源科学公司(Energy Sciences)、名称为“微束LV”(Microbeam LV)的电子束装置。Livesay的美国专利No.5,003,178、Avnery的No.5,962,995、Avnerv的No.6407492等描述了其它合适的电子束装置的例子，这些专利均整体引入本文作为参考以用于各种目的。对于不同类型的电磁辐射光谱的辐射，辐射的波长λ可以不同，例如从约10^-14米到约10^-5米。例如，电子束辐射具有从约10^-13米至约10^-9米的波长λ。除选择电磁辐射的特定波长λ外，也可选择其它参数以控制交联度。例如，剂量范围从约0.1兆拉得(Mrads)至约10Mrads，并且在一些实施方案中，从约1Mrads至约5Mrads。

电磁辐射源可以为本领域普通技术人员已知的任何辐射源。例如，可使用具有D-灯(D-bulb)的准分子灯或汞灯。也可在用光引发剂的情况下使用其他特殊掺杂的灯，所述光引发剂与特殊掺杂的灯具有相同的最大吸收波长。例如，购自Fusion Systems的V-灯泡，是另一种可供使用的灯。此外，可制造用于一种或多种特定光引发剂的具有特定发射带的专用灯。

在一些实施方案中可使用引发剂以增强所选的交联技术的效能。例如，在一些实施方案中可使用热引发剂，如偶氮、过氧化氢、过硫酸盐，以及氧化还原引发剂。合适的热引发剂的代表性例子包括偶氮引发剂，例如2，2′-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮二(异丁腈)、2，2′-偶氮-2-甲基丁腈、1，1′-偶氮二(1-环己烷甲腈)、2，2′-偶氮二(异丁酸甲酯)、2，2′-偶氮二(2-异丁基脒)二盐酸盐、和2，2′-偶氮二(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)；过氧化物引发剂，如过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化月桂酰、过氧化癸酰、过氧化二碳酸二(十六烷基)酯、过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯和过氧化二异丙苯；过硫酸盐引发剂，如过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵；氧化还原(氧化-还原)引发剂，例如将上述过硫酸盐引发剂与如焦亚硫酸钠和亚硫酸氢钠等还原剂的组合、基于有机过氧化物和叔胺的体系、和基于有机氢过氧化物和过渡金属的体系；如频哪醇(pinacols)等的其它引发剂；等(以及它们的混合物)。通常优选偶氮化合物和过氧化物。同样可以使用光引发剂，例如取代苯乙酮，例如苄基二甲醛缩苯乙酮和1-羟基环己基苯基酮；取代的α-酮醇，例如2-甲基-2-羟基苯丙酮；安息香醚类，例如安息香甲基醚和安息香异丙基醚；取代的安息香醚类，例如茴香甲基醚(anisoin methyl ether)；芳香磺酰氯(aromatic sulfonyl chloride)；光敏肟；等(以及它们的混合物)。在Nohr等人的美国专利No.6,486,227和MacDonald等人的美国专利No.6,780,896中描述了其它合适的光引发剂，将这两者都整体引入本文作为参考。

虽然不是必需的，在交联网络结构中也可使用其它组分以促进pH指示剂的固定。例如，可使用锚定化合物(anchoring compound)将pH指示剂连接到基体表面并进一步提高pH指示剂在传感器中的耐久性。通常，锚定化合物的尺寸比pH指示剂大，这提高了其在使用过程中保留在色谱介质表面上的可能性。例如，锚定化合物可包括大分子化合物，例如聚合物、低聚物、树枝状聚合物(dendrimer)、颗粒等。聚合的锚定化合物可以为天然的、合成的或者它们的组合。天然聚合锚定化合物的例子包括，例如多肽、蛋白质、DNA/RNA和多糖(例如，葡萄糖基聚合物)。合成聚合锚定化合物的例子包括，例如，聚丙烯酸和聚乙烯醇。多糖锚定化合物的一个具体的例子是活性葡聚糖。在一些实施方案中，锚定化合物可以为颗粒(有时称为“珠”或“微珠”)。天然存在的颗粒，例如晶核、支原体、质粒、质体、哺乳动物细胞(如红血球空胞(erythrocyte ghosts))、单细胞微生物(如细菌)、多糖(如琼脂糖)等都可使用。此外，也可使用合成颗粒。例如，在一个实施方案中，使用乳胶微粒。虽然可使用任何人工合成的颗粒，但颗粒通常由聚苯乙烯、丁二烯苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸-乙烯基三元共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡啶、聚二乙烯基苯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、丙烯腈、氯乙烯-丙烯酸酯等，或者它们的醛基、羧基、氨基、羟基或酰肼衍生物形成。在使用时，颗粒的形状通常可以改变。例如在一些具体的实施方案中，颗粒呈球形。但是应该理解的是，也可预期其他形状，例如片状、棒状、盘状、条状、管状、不规则形状等。此外，颗粒的大小也可以改变。例如，颗粒的平均尺寸(如直径)可以为约0.1纳米至约1000微米，在一些实施方案中，为约0.1纳米至约100微米，并且在一些实施方案中，为约1纳米至约10微米。

使用锚定化合物连接pH指示剂和基体的方式可以有所不同。例如，在一个实施方案中，在将二者施加到基体上之前将锚定化合物连接到pH指示剂上。在另外的实施方案中，在施加pH指示剂之前先将锚定化物键合到基体上。还有一些实施方案中，所述材料可作为单独的组分施加到基体上，并且原位进行连接反应，任选地同时作为网状结构的交联剂。例如，pH指示剂可与锚定化合物键合，锚定化合物可与基体键合，并且同时在锚定化合物之间、指示剂之间、或者二者之间发生交联反应。在一个这样的实施方案中，由此形成的交联网状结构可以物理性地保持在基体上，不需要与基体和体系中的其它组分键合。尤其是能部分地延伸进或沿着基体的孔的交联网状结构，即使在基体和网状结构的组分之间没有形成特定的键，也能物理性地被限制在基体上。

至于在所述传感器组分之间形成的键，锚定化合物与基体的连接以及锚定化合物与pH指示剂的连接可以使用羧基、氨基、醛、溴乙酰基、碘乙酰基、硫醇、环氧或其它活性官能团、以及自由基残基和阳离子自由基完成，通过上述基团发生成键反应并根据任何合适的方法，例如，热处理、光引发过程、催化反应等完成所述连接。例如，通过与如3-氨丙基三乙氧基硅烷的含氨基的化合物接触，可以对基体进行氨基功能化，以增加表面的氨官能度并通过锚定化合物的例如醛官能团将锚定化合物键合到表面上。表面官能团也可作为反应性官能团被整合到颗粒型锚定化合物上，例如当颗粒的表面含有相对高表面浓度的极性基团时。在某些情况下，所述颗粒不需要进一步修饰即可直接键合到基体和/或pH指示剂上。

应该理解的是，除了共价键合，其他连接技术，例如电荷-电荷相互作用，也可用于将锚定化合物连接到色谱介质上和/或将pH指示剂连接到锚定化合物上。例如，可以通过电荷-电荷相互作用将带正电的锚定化合物，例如带正电的聚合电解质锚定化合物，固定在带负电的基体上，例如带负电的多孔硝酸纤维素膜。类似地，可以将带负电的指示剂，例如重氮离子，固定在带正电的锚定化合物上。

本发明的传感器可包括标记以向使用者表明尿液存在与否或尿液濒临从制品中泄漏。例如，所述标记可以包括表明濒临泄漏的数值或图形。在某些实施方案中，所述标记可以包括用于前述预设的泄漏几率的数值。在这种实施方案中，所述标记能指示泄漏的几率百分比。

在某些实施方案中，根据本发明制成的传感器能保持至少约10分钟的信号强度，更特别地为至少约30分钟，更特别地为至少约1小时。此外，这种传感器可经受多次尿液浸润并仍能产生准确的测试结果。

现在将更详细地描述一种检测吸收性制品中尿液存在与否以及尿液濒临泄漏的方法的一个具体的实施方案。最初，尿液与本文所述的具有贯穿所述制品的宽度集成到制品中的多个传感器的吸收性制品接触。所述传感器的放置使得当制品的穿戴者提供尿液时，传感器与尿液流体连通。至少一个所述传感器能指示尿液的存在与否，并且至少一个所述传感器能指示尿液濒临从制品中泄漏。通过观察传感器中的一个或多个来确定吸收性制品中尿液的存在与否以及尿液是否濒临从制品中泄漏。

总之，本发明提供了一种用于准确检测吸收性制品中尿液存在与否以及尿液濒临泄漏的比较简单、价格经济的吸收性制品。本发明涉及具有多孔内衬、吸收芯、不可渗透的外覆层和多个湿度传感器的吸收性制品。所述吸收性制品具有较大外廓尺寸和较小外廓尺寸，并且所述传感器贯穿邻近所述吸收性制品每个末端的区域的非纵向取向上较小外廓尺寸或宽度排列成一定形状，使得当一定量的液体与传感器接触时，传感器中的每一个均被激活，并在泄漏前向使用者表明吸收性制品正接近其最大液体容量。每个所述传感器均与吸收芯流体连通。在某些变式中，所述传感器排列成至少一排，在吸收性制品的每个末端贯穿其较小外廓尺寸形成弧形。在另一些变式中，所述传感器排列成基本上相互平行的两排。可通过外覆层可视地观察传感器。所述传感器可在吸收性制品的每个角上排列几组单个或多个的传感器。传感器从a)有色变到无色、b)无色变到有色、c)或从一个色调或颜色变到另一个色调或颜色。在一些实施方案中，所述吸收性制品具有前片和后片，并且在前片和后片上均放置传感器，其位置在适于直接接收液体浸润的目标吸收区域的截面尺寸的至少四分之一到三分之一。所述吸收性制品可以是纸尿裤、训练裤、吸收性内衣、成人失禁产品或女性卫生产品。

本发明还包括使用指示剂以表明个人护理吸收性制品已接近它的容纳给定体积液体的容量的方法。所述方法包括：提供具有前片和后片的吸收性个人护理制品，多个传感器排列在所述前片和后片上的区域中，该传感器靠近所述制品的末端且不在所述吸收性制品的中心区域；用液体浸润所述制品的吸收区域一次或多次，直到液体的部分体积或湿度实际上到达传感器并与前片和后片上的传感接触而触发视觉上可观察的信号。所述传感器与吸收芯流体连通。结果是可视的，使得它们在有益于高度可靠和一致结果的试验条件下易于被关心的人及时地观察到。

参照下面的实施例可以更好地理解本发明。

实施例

实施例1

1.湿度传感器I：将一片来自于Pall Co.的Biodyne加尼龙膜浸入0.2mg/ml溴甲酚绿、2mg/ml柠檬酸和水中十分钟，并在空气中干燥以制成湿度传感器I。传感器带为黄色，并且当用合成尿液或尿液润湿时变为绿色/蓝色。

2.湿度传感器II：将Biodyne加尼龙膜浸入0.2mg/ml焰红染料B和0.02N的HCl中十分钟，并在空气中干燥以制成湿度传感器II。传感器带为白色，并且当用合成尿液或尿液润湿时变为粉红色。

3.在三个好奇(Huggies)新生儿纸尿裤上通过去除一块外表层制造三个洞，并使一个洞位于每个纸尿裤的中心，另外两个洞位于距离每个中心7cm的位置。在每个中心洞里插入一块湿度传感器I，并将其用胶带逆着毛边粘贴。在每块纸尿裤的另外两个洞里各插入一块湿度传感器II并将其逆着毛边粘贴。每个纸尿裤中的湿度传感器I作为湿度事件传感器并且每个纸尿裤中的两个湿度传感器II作为纸尿裤充满的传感器，当两个传感器都显示粉红色时，表明纸尿裤已达到它的容量。

4.将上述三个纸尿裤放在实验台上并且在不同的位置向每个纸尿裤施加50ml合成尿液，一个在纸尿裤的中心，一个在距离纸尿裤中心左侧2.5cm处，并且另一个在距离纸尿裤中心右侧2.5cm处。所有三个纸尿裤的湿度传感器I都从黄色变为绿色，并且三十分钟后仍保持为绿色。所有三个纸尿裤的湿度传感器II都仍为白色。三十分钟后，再次在相同的位置用另外40ml合成尿液浸润每个纸尿裤，除了湿度传感器I变为蓝色外，没有观察到进一步变化。再过三十分钟后，再次用40ml合成尿液浸润每个纸尿裤。浸润后三十分钟，在中心被浸润的纸尿裤没有任何变化，而另外两个纸尿裤每个都是两个湿度传感器II中的一个变为粉红色。向每个纸尿裤进一步施加30ml合成尿液，导致所有三个纸尿裤中的三个湿度传感器均被激活，表明达到了最大容量。

为了简洁明了，本说明书中所述的任何数值范围均被解释为描述任何具有端点的子范围的权利要求的书面记载支持，其值为在所述指定范围内的整数值。借助一个假设的说明性实例，在说明书的公开内容中，范围1-5应被认为支持任何下列子范围的权利要求：1-4；1-3；1-2；2-5；2-4；2-3；3-5；3-4和4-5。

本领域普通技术人员可以对本发明进行这些和其它的修改和变更，而不背离更具体地由随附的权利要求书阐明的本发明的精神和范围。另外，还应理解的是，各种实施方案的各个方面可以整体或部分地互换。此外，本领域的普通技术人员会认识到前文的描述只是举例，并不是为了限制本发明，本发明内容如随附的权利要求书所进一步描述。