包括纳米结构成形材料的一次性制品

申请号 CN200980114522.1 申请日 2009-04-21 公开(公告)号 CN102014836A 公开(公告)日 2011-04-13
申请人 宝洁公司; 发明人 唐纳德·C·罗; 戴维·S·撒鲁姆; 布兰顿·E·怀斯; 弗拉迪米尔·加特斯坦; 费兹·F·舍曼;
摘要 本 发明 公开了一次性处理制品或一次性清洁制品,所述制品包括疏 水 性 纳米多孔材料 。该一次性处理制品或清洗制品被构造成 接触 某一表面并且将纳米多孔材料施加到该表面上。该纳米多孔材料被构造成在施加活化刺激时在某一表面上形成疏水性纳米结构。该纳米结构向其上设置了该纳米结构的表面提供抗污染有益效果。
权利要求

1.一次性处理制品,所述制品用于接触身体表面并改善身体表面的抗污染性,其特征在于:
所述一次性处理制品包括一个或多个基底(120),所述基底包括可活化的纳米结构成形材料(10),其中当所述可活化的纳米结构成形材料(10)被活化并且所述纳米结构成形材料(10)的至少一部分沉积在身体表面上时,所述纳米结构成形材料(10)向身体表面上提供疏性纳米结构(30),所述疏水性纳米结构(30)包括多个纳米级突起(35)和凹陷(36),其中所述纳米结构成形材料(10)在被活化和施用到身体表面上时减少污染物(340)对身体表面的粘附。
2.如权利要求1所述的一次性处理制品,其中当根据“粪便排泄物抗粘附测试”测量时,所述纳米结构成形材料(10)在被活化和施用到身体表面上时使粪便模拟物对身体表面的粘附减少至少约50%。
3.如权利要求1或2中任一项所述的一次性处理制品,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)包括可压碎的纳米多孔材料、气凝胶、聚合物、和颗粒中的至少一者。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一次性处理制品,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)包括一个或多个颗粒,所述颗粒在所述可活化的纳米结构成形材料(10)的活化之前具有大于约1微米的平均直径。
5.如权利要求1至4中任一项所述的一次性处理制品,其中在所述纳米结构(30)设置在身体表面上之后,其上设置了所述疏水性纳米结构(30)的身体表面具有大于约90°的水接触
6.如权利要求1至5中任一项所述的一次性处理制品,所述制品还包括一种或多种载体,其中所述纳米结构成形材料(10)为悬浮在所述一种或多种载体中和设置在所述一种或多种载体上这两种情况中的至少一种。
7.如权利要求6所述的一次性处理制品,其中在被结合到所述一个或多个基底(120)中之后,所述载体的至少一部分被蒸发掉。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一次性处理制品,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)通过选自由下列组成的组的活化方法活化:施加压碎、施加剪切力、施加压碎压力、与酶相互作用、与水相互作用、与醇相互作用、与油相互作用、与一种或多种细菌相互作用、与体液相互作用、与存在于身体表面上的污染物相互作用、以及它们的组合。
9.如权利要求8所述的一次性处理制品,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)被大于0.1N的剪切力和压碎力中的至少一者活化。
10.如权利要求8所述的一次性处理制品,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)
2
被大于6N/m 的压碎压力活化。
11.一种用于接纳并贮存身体流出物并适于围绕穿着者的下体穿着的一次性尿布,所述尿布的至少一部分适于向被所述尿布部分接触的身体表面提供抗污染有益效果,其特征在于
所述一次性尿布包括:
a.顶片、底片、设置在所述顶片和底片之间的吸收芯、第一腰区、第二腰区、和设置在所述第一腰区和第二腰区之间的裆区;
b.至少一个与所述尿布的身体接触部分液体连通的载体,所述载体适于将纳米结构成形材料(10)粘附到所述尿布的身体接触部分的表面上,使得当所述纳米结构成形材料(10)接触到身体表面时,所述纳米结构成形材料(10)的至少一部分沉积在身体表面上;

c.一种或多种可活化的纳米结构成形材料(10),所述纳米结构成形材料可释放地接合到载体上,其中当所述纳米结构成形材料(10)的至少一部分被活化和沉积在身体表面上时,所述一种或多种纳米结构成形材料(10)向身体表面提供多个疏水性纳米结构,其中根据“粪便排泄物抗粘附测试”,所述纳米结构成形材料(10)在被活化和至少部分地设置在身体表面上时使粪便排泄物对身体表面的粘附减少至少约10%。
12.如权利要求11所述的尿布,其中所述可活化的纳米结构成形材料(10)设置在所述顶片、所述底片、所述吸收芯、所述第一腰区、所述第二腰区、和所述裆区中的至少一者上。
13.如权利要求11或12中任一项所述的尿布,其中所述纳米结构成形材料(10)为疏水性聚合物颗粒。
14.如权利要求11至13中任一项所述的尿布,其中所述载体为护肤组合物。
15.如权利要求11至14中任一项所述的尿布,其中所述载体为乙醇凝胶。

说明书全文

包括纳米结构成形材料的一次性制品

发明领域

[0001] 本公开涉及一次性处理制品,所述制品包括疏性纳米结构成形材料。 具体地讲,本公开涉及一次性处理制品,所述制品适于将疏水性纳米结构成形材料传送到身体表面上以在其上形成纳米结构,以便减小污染物粘着或粘附到身体表面上的可能性。
[0002] 发明背景
[0003] 一次性处理制品是本领域已知的并且包括例如一次性吸收制品、一次性清洁制品和一次性递送制品。一次性吸收制品常常用于接纳和贮存身体流出物。 此类一次性吸收制品的实例包括尿布、尿布插件、训练裤、成人失禁制品、和妇女卫生制品诸如卫生巾和绷带。 示例性的已知一次性清洁制品包括纸巾、一次性非织造擦拭物、卫生纸、面巾纸、毛发清洁擦拭物、牙齿清洁擦拭物、和其它工具,所述工具适于从多种表面(例如一个或多个身体表面)上移除污染或其它不可取的物质。 示例性的已知一次性递送制品包括面部擦拭物、润湿擦拭物、护手擦拭物、清洁垫、牙齿美白制品、和热敷带。 一次性递送制品通常适于将一种或多种有益物质或能量例如护肤活性物质、洗剂或热递送到多种表面上,诸如一个或多个身体表面上。
[0004] 一次性吸收制品可包括液体可透过的顶片、液体不可透过的底片、和设置在顶片和底片之间的吸收芯。 吸收芯可被构造成吸收很多倍其自身重量的液体,以便贮存较低粘度的身体流出物诸如尿液、经液、和/或易流动的或低粘度粪便。 尽管吸收芯可吸收与其接触的液体,但常常被吸收制品接纳的任何固体或高度粘稠或包含颗粒的物质例如固体或糊状粪便通常将至少部分地保留在顶片上,并且在此类情况下可接触到吸收制品穿着者的皮肤。 人们熟知皮肤和身体流出物诸如粪便之间的接触可增加不可取的皮疹或其它疾病发生的机会。 粘附或粘着到穿着者皮肤上的粪便排泄物(即,由肠运动导致的身体流出物)或其它身体流出物通常必须由吸收制品的穿着者或穿着者的护理人员清除掉。 将粪便排泄物从例如皮肤上清除掉对于吸收制品的穿着者和穿着者的护理人员来讲均可为不可取的任务。 鉴于这种不可取性,一次性吸收制品的一些制造商已寻求将吸收制品中所包含的任何粪便排泄物与吸收制品穿着者的皮肤隔离的方法。 此外,从皮肤上完全移除粪便常常较困难。 甚至当先前被脏污的皮肤在视觉上显得清洁时,尚有微量的污染可保留在皮肤上并且有助于增加皮肤刺激。
[0005] 一种隔离粪便排泄物的方法包括提供在顶片中具有开口的吸收制品,粪便排泄物可穿过所述开口到达吸收制品的更隔离的部分诸如邻近吸收芯的内部。 在粪便排泄物穿过开口之后,顶片可被构造成在粪便排泄物和穿着者的皮肤之间提供屏障。 在一些实施方案中,顶片可被构造成具有面向穿着者的亲水侧和面向制品吸收芯的疏水侧。 顶片可被构造成具有两个疏水侧,以便当身体流出物从顶片的穿着者侧流到吸收芯时,可抑制或阻止它们从吸收芯流回到穿着者的皮肤上。 然而,该方法可增加一次性吸收制品的复杂性和/或制造成本,并且仍然可留下穿着者的一部分皮肤接触到粪便。
[0006] 解决皮肤上的粪便排泄物问题的另一种方法是在顶片上提供屏障组合物,所述组合物排斥或至少抑制粪便排泄物粘着到皮肤表面上。 例如已知某些洗剂和护肤组合物可至少减小粪便排泄物粘着到皮肤上的倾向(当将它们施用到皮肤表面上时)。 此类洗剂和护肤组合物在性质上通常为亲水的或疏水的。 与在吸收制品的顶片上使用亲水性洗剂相关联的一个缺点是,与洗剂接触的皮肤部分会发生过度水合现象。 皮肤的过度水合可导致皮肤刺激和/或皮肤湿感,因此可能不能够提供合适的用于粪便排泄物隔离的选择。 另一方面,疏水性洗剂可提供对至少一些粪便排泄物的隔离,并且可能不会显著地促成皮肤的过度水合,但疏水性洗剂可包括其它不可取的特征诸如妨碍顶片的功能、具有低可清洗性(例如在穿着者的皮肤上留下不可取的残余)、具有负面感觉或外观、和/或不具有足够的皮肤清洁能。 因此,吸收制品的很多制造商均期望有一种方法来将疏水性赋予身体表面,而又不产生上述的负面影响。
[0007] 用于身体表面的一次性清洁制品可包括一个或多个干燥或湿法成网非织造材料层,所述材料包括适于从皮肤、毛发或牙齿上移除污染的合成纤维或天然纤维。 例如面巾纸通常为适于从皮肤上尤其是从身体的口腔和鼻部区域中移除鼻粘液或其它垃圾的湿法成网纤维素网。 卫生纸通常为适于从使用者的肛周区域移除粪便的湿法成网纤维素网。 面部擦拭物可包括适于从使用者的面部区域移除脏物、化妆物和其它污染的合成非织造纤维网或泡沫材料。 一种增加一次性清洁制品的功效的方法是增加制品的基重,这通常将增加制品的吸收容量。 尽管这对于低粘度污染可至少部分地有效,但可证明其难于吸收高度粘稠的污染物、粘弹性污染物、或具有高浓度颗粒物质的污染物,而与吸收材料的基重无关。 为了处理高度粘稠的污染物,一次性清洁制品的一些提供者可通过如下方式增加制品的3维性:例如在制品表面上包括凹陷、脊、皱纹等以便提供针对难以吸收的污染物的贮存容量。 然而,对于趋于与某个表面形成强力粘结的高度粘合性或粘性污染物来讲,这些方法仍然可能不奏效。 一种减小这些种类的污染物的粘合性或粘性特性的方法是破坏污染物和其所粘附的表面之间的粘结。 在某些情况下,这可通过使用液体清洁剂来实现,所述清洁剂包括例如水、洗剂、和/或表面活性剂。 然而,液体清洁助剂可难以透入污染物和其所接合的表面之间的界面中,因此甚至用液体清洁助剂也可能移除不了污染物。 另一种方法可为包括有益组合物,将所述组合物可释放地包含在一次性清洁制品中。 例如可将疏水性护肤组合物包括在面巾纸和/或卫生纸中,以便在将组合物施用到皮肤时减小不可取地污染皮肤的可能性。 尽管疏水性护肤组合物可提供所期望的有益效果而减小皮肤对污染刺激效应的易感性,但其仍然存在上文关于一次性吸收制品所述的相同的缺点。
[0008] 一次性递送制品可适于将有益物质或效应传送给使用者的皮肤,并且包括面部擦拭物、润湿擦拭物、护手擦拭物、清洁垫、牙齿美白制品、和热敷带。 这些制品一般来讲在递送有益物质方面是有效的,但常常缺乏保护身体表面免受可接触到该表面的污染物侵害的能力。 可高度有益地为这些制品提供这种通过建立高度疏水性表面来附加地有利于移除不可取的污染物的能力。
[0009] 现有的在本质上是表现出固有疏水性的表面(例如荷叶表面)。该现象有时候被称作超疏水性。 某些天然表面的固有疏水性可至少部分地归因于由一种或多种天然存在的疏水性材料提供在表面上的疏水性纳米结构和/或微米结构。 在某些情况下,该材料可由生物体天然地产生,所述表面是所述生物体的一部分。 在荷叶的情形中,莲株产生疏水性蜡并将所述蜡渗出到其叶片表面上。 莲株的疏水性蜡具有包括疏水性微米结构和纳米结构的表面,所述结构向荷叶赋予固有的疏水性。 荷叶的微米结构和纳米结构化表面包括多个突起和凹陷,其中至少一些突起的高度和至少一些突起之间的距离为纳米数量级,即,为“纳米级”。 当包括纳米结构的材料为疏水性材料时(诸如在荷叶的实例中),突起的相对间距可提供一种表面,水和其它极性液体不能够透入所述表面中或粘附到其上。 此外,当水或其它类似的液体接触到此类天然的疏水性表面时,所述水或其它液体可“滚落”疏水性表面,因而带走任何污染。 该现象有时候被称作“荷叶效应”,并且可导致表面在暴露于水时基本上可自清洁。 纳米结构已通过如下方法复制在一些人造表面上:例如等离子蚀刻、等离子聚合、化学气相沉积、和表面偶合反应。 然而,这些方法通常均不适用于某些生物表面,诸如皮肤。
[0010] 对荷叶效应和/或包括纳米结构的表面的描述可见于以下文献中:授予Nun等 人 的 US2002/0150724A1;授 予Barthlott的US6660363B1;授 予 Julian等 人 的 US5500216A;授 予Keller 等 人 的 US6683126B2;授 予 Keller 等 人 的US2004/0014865A1;授 予Morgan等 人 的US2003/0096083A1; 授 予 Oles等 人的US2003/0124301A1;授予Oles等人的US2004/0154106A1;授予Reihs等人的EP1144536B1;授予Reihs等人的EP1144537B1;授予Reihs等人的EP1144733B1;授予Rose等人的US6787585B2;授予Zuechner等人的US2004/0023824A1;以及Barthlott等人的Biologie in Unserer Zeit,第28卷,第5期,第314-322页。
[0011] 因此,期望提供一种一次性处理制品,所述制品在所述制品的正常使用期间将用于在身体表面上产生纳米结构的组合物传送给身体表面,其中纳米结构能够防止、减少、或阻止污染物粘附到身体表面上。 也期望在一次性处理制品上提供一种纳米结构形成组合物,所述组合物赋予皮肤良好的抗污染特性,并且不与皮肤的过度水合相关联。还期望在一次性处理制品上提供纳米结构形成组合物,所述组合物使生物表面成为基本上疏水的。
[0012] 发明概述
[0013] 为了解决上述问题中的一个或多个,一个实施方案公开了一种一次性处理制品,所述制品用于接触一个或多个身体表面并且增加身体表面的抗污染性。 该一次性处理制品包括一个或多个基底和可活化的纳米结构成形材料。 纳米结构成形材料被结合到这些基底中的一个或多个中。 当可活化的纳米结构成形材料被活化并且纳米结构成形材料的至少一部分设置在身体表面上时,纳米结构成形材料被构造成为身体表面提供疏水性纳米结构。 疏水性纳米结构包括多个纳米级突起和凹陷。当被活化并施用到身体表面上时,纳米结构成形材料减小污染物对身体表面的粘附。
[0014] 另一个实施方案公开了一种包括可压碎的纳米多孔材料的商业制品,所述材料2 4 2
适于在施加介于6N/m 和7×10N/m 之间的压碎压力时形成多个纳米结构。 该制品也包括施用装置,所述施用装置适于将纳米多孔材料施用到身体表面上。 当设置在身体表面上时,纳米结构减少污染物对身体表面的粘附。
[0015] 附图概述
[0016] 图1A和1B示出了被压碎的纳米结构成形材料。
[0017] 图2和3为设置在纤维质基底上的纳米结构成形材料的SEM显微照片的图示。
[0018] 图4A为在显微镜下观察到的荷叶表面上的纳米结构的SEM显微照片的图示。
[0019] 图4B为图4A的纳米结构的一个例证。
[0020] 图5为荷叶上的小水滴的SEM显微照片的图示。
[0021] 图6为基底表面的AFM图像的图示。
[0022] 图7为图6的基底表面的形貌的图形例证。
[0023] 图8为包括纳米结构成形材料的基底表面的AFM图像的图示。
[0024] 图9为图8中的基底表面的形貌的图形例证。
[0025] 图10A、10B和10C为基底表面和包括纳米结构成形材料的基底表面的SEM显微照片的图示。
[0026] 发明详述
[0027] 定义
[0028] “粘附”是指一种材料粘着或粘连到另一种材料上并且阻抗分离的能力。
[0029] “气凝胶”是指通过用气体来置换凝胶中的液体而形成的极低密度、多孔的固体。通常,气凝胶包括硅基材料、三聚氰胺基材料、或基材料,并且表现出在0.003至3
0.8g/cm 范围内的密度。
[0030] “身体表面”是指人的身体的表面,包括某些身体腔体,所述表面通常会通过正常的日常活动活动而受到污染。 身体表面的非限制性实例包括皮肤、毛发、指甲、趾甲、鼻孔、牙釉、齿龈、肛周区域、会阴区域、粘膜(例如在鼻腔中)等。
[0031] “身体接触部分”或“身体接触”是指在制品的正常使用期间触碰身体表面或与身体表面液体连通的制品的部分。
[0032] “载体”是指第一材料或组合物,其承载、保持、和/或定位第二材料或组合物,以便有利于将第二材料从一个位置传送至另一个位置。 例如洗剂可承载纳米结构成形材料,将纳米结构成形材料保持在一次性处理制品上或保持在其中,然后在身体表面接触洗剂时将纳米结构成形材料从制品传送到身体表面上。 载体的合适的实例更详细地描述于下文中。
[0033] “污染物”或“污染”在本文中是指存在于身体表面上的不可取或有害的物质。 非限制性实例包括尿液、粪便、经液、粘液、油脂、牙斑、食物残渣等。
[0034] “压碎力”在本文中是指单向或多向力(均匀的或可变的),所述力足以使纳米结构成形材料的内部区域的至少一部分暴露于外部环境,例如通过将纳米结构成形材料碎裂或断裂成两个或更多个纳米颗粒、细观颗粒、和/或宏观颗粒来实现。
[0035] “压碎压力”是指将压碎力施加到该力所施加的区域上。
[0036] “凹陷”是指材料的区域,所述区域在Z方向上向内且背离材料的总体平面延伸,并且一般来讲表示该表面的凹入。
[0037] “一次性处理制品”( “DTA”)是指一般来讲不打算洗涤或换句话讲不打算恢复或重新使用的制品(即,打算在单次使用后就丢弃它们,并且可回收、堆肥处理、或换句话讲以环境相容的方式进行废弃处理)。
[0038] “设置”一般来讲是指一个元件在特定地点或位置与其它元件作为一体结构或者作为接合到另一个元件上的单独元件形成(接合和定位)。
[0039] “突起”是指材料的区域,所述区域在Z方向上向外且背离材料的总体平面延伸,并且表示该表面的凸出。 尽管突起一般来讲向外且背离在其上设置了纳米结构成形材料的表面而延伸,但应当了解,被表征为突起的材料的区域也可在相同的区域中包括一个或多个较小的突起和/或凹陷。 例如材料的区域可包括起向外且背离材料的总体平面延伸500nm的第一突起、和一个或多个向外且背离第一突起的表面延伸50nm的第二突起。
[0040] “乳液”是指两种不可溶合的物质的混合物,其中一种物质(分散相)分散在另一种物质(连续相)中。
[0041] 如 本 文 所 用,“亲 水 性” 是 指 根 据The American Chemical Society Publication “Contact Angle,Wettability,and Adhesion”具有<90°的接触的材料,所述文献由Robert F.Gould编订并于1964年获得版权
[0042] 如 本 文 所 用,“疏 水 性” 是 指 根 据The American Chemical Society Publication “Contact Angle,Wettability,and Adhesion”来讲接触角≥90°的材料,所述文献由Robert F.Gould编订并于1964年获得版权。 在某些实施方案中,包括疏水性纳米结构的材料可表现出>120°,>140°,或甚至>150°的接触角。
[0043] “连接”是指这样一些构型:其中通过将一个元件直接连接到另一个元件上而使该元件直接固定到另一个元件上;其也指这样一些构型:其中通过将一个元件连接到中间构件上、继而再将中间构件连接到另一个元件上,而使该元件间接固定到另一个元件上。
[0044] “液体连通”是指液体从制品或系统的一个元件流到第二元件,例如从尿布的顶片流到尿布的吸收芯的能力。 此类连通可起因于所述两个元件之间的直接物理接触或可涉及到居间元件。 本系统的元件可据说在没有液体的情况下也是液体连通的,只要此类元件以如下方式协同作用即可:当存在液体时,液体能够从一个元件流到另一个元件。
[0045] “宏观颗粒”是指具有大于1000纳米( “nm”)的粒度的颗粒。 宏观颗粒可通过聚集纳米颗粒来形成。 例如具有宏观颗粒尺寸的气凝胶结构可通过聚集纳米颗粒来形成。
[0046] “细观颗粒”是指具有在101nm至1000nm范围内的粒度的颗粒。
[0047] “纳米颗粒”是指具有在1nm至100nm范围内的粒度的颗粒。
[0048] “纳米结构”是指一种结构例如突起,其中该结构在至少一个维度上的长度在1nm至100nm,例如1nm至50nm,1nm至10nm,或甚至1至5nm的范围内。 包括纳米结构的表面通常被称作“纳米织构化的”。 纳米织构化表面一般来讲在至少一个维度上具有纳米结构(即,纳米织构化表面的厚度介于1和100nm之间)。 在某些实施方案中,纳米结构可显现为宏观表面上的纳米级元件(即,该元件具有至少一个1nm至100nm的维度)。 在这种实施方案中,该元件可为1维、2维、或3维的,其中这些维度中的一个或多个为纳米级的。 在某些实施方案中,纳米结构可包括设置在颗粒或颗粒片段的表面上的多个突起和凹陷。 在某些实施方案中,任何两个邻近纳米结构之间的最大距离可小于100nm,但并非必须如此。 下文所提供的实例、图和书面描述进一步限定了纳米结构的含义。
[0049] “纳米结构成形材料”(NFM)是指一种材料或组合物,所述材料或组合物在将NFM施用到基底上时在基底上形成多个具有纳米级形貌的结构。该NFM可为可活化的,或该NFM不经过活化即可提供纳米结构。 可活化的NFM一般来讲利用活化刺激例如合适量的压碎压力以便提供期望量的纳米结构,从而实现抗污染有益效果。可活化的NFM的其它实例更详细地描述于下文中。NFM可作为液体、悬浮液、乳液、混合物、或固体施用到基底上。 疏水性或亲水性NFM为具有表面基团的NFM,它们分别为固有地疏水性或亲水性的。
[0050] “颗粒”是指相对小粒的固体物质(例如具有介于1nm和10mm之间的最长尺度)。 颗粒的合适的非限制性形式包括微粒、粉粒、球体、聚集体、附聚物、它们的组合等。颗粒可具有任何形状或形状组合,例如立方体;杆状;多面形;球形;圆形;角形;不规则形状;无规尺寸的不规则形状(即,碾磨或粉碎步骤产生的粉状产品)。 颗粒可为有机的、无机的、或它们的任何组合。 尽管本文所述的某些实施方案描述的是呈颗粒形式的NFM,但应当了解,本文也设想包括诸如针状、薄片状、或纤维状之类形状的NFM。
[0051] “剪切力”是指导致或趋于导致相同材料的两个区域在平行于所施加的力向量的方向上相对于彼此滑动的力。
[0052] “护肤组合物”是指包括一种或多种试剂的任何组合物,例如洗剂。 当从制品上传送到穿着者的皮肤上时,所述组合物提供治疗和/或保护皮肤的有益效果。 皮肤组合物的合适的实例可见于以下美国专利中:授予Roe的5,607,760;授予Roe的5,609,587;授予Roe等人的5,635,191;授予Roe等人的5,643,588;和授予Paul等人的
6,217,890。
[0053] “胶态悬浮液”是指悬浮在液体中的胶态固体,其中液体为连续相。 胶态悬浮液可通过本领域通常已知的任何合适的方法来制备,诸如分散或凝聚方法(即,沉淀)或溶胶-凝胶方法。 胶态悬浮液可适于提供纳米结构成形材料,例如通过将悬浮液沉积在基底上以形成薄膜(例如通过蘸涂或旋涂),从而将悬浮液浇铸到具有所期望形状的合适的容器中(例如用以获得单片陶瓷、玻璃、纤维、膜、气凝胶),或使用该悬浮液来合成粉末(例如微球体、纳米球体)。
[0054] “润湿”一般来讲是指流体和表面之间的相互作用(当使所述两者接触时)。当液体具有高表面张力(强内部粘结)时,其可形成小滴;而具有低表面张力的液体则趋于在某个区域上展开(润湿表面)。 如果某个表面具有高表面能(或表面张力),则小滴可展开或润湿表面;但如果表面具有低表面能,则可形成小滴。 该现象一般来讲归因于流体和表面之间的界面能的最小化。
[0055] “干凝胶”是指通过无阻碍收缩(例如90%)地干燥而由胶态悬浮液形成的材料,并且可类似于对明胶进行干燥。 干凝胶一般来讲被理解为是通过蒸发或类似的方法去除了醇凝胶中的液体部分后所剩下的部分。 干凝胶通常保持高孔隙率(例如25%)和2
高表面积(例如150-900m/g),同时还具有相对小的孔径(例如1-10nm)。 在某些实施方案中,干凝胶可被构造为薄膜,所述薄膜随后被破裂/粉碎/碾磨以产生具有纳米结构化表面的颗粒。 可用于本文的合适干凝胶的实例包括在干燥和润湿条件下保持它们的形状、尺寸、和/或几何条件的干凝胶。 “醇凝胶”为一种混合物,该混合物在胶凝点时形成刚性物质(醇凝胶)。 醇凝胶通常可从其初始容器中取出并且可自立。 醇凝胶通常由两个部分即固体部分和液体部分组成。 固体部分由三维的联接颗粒例如化物颗粒的网络形成。 液体部分(溶胶的初始溶剂)填充固体部分周围的自由空间。 醇凝胶的液体部分和固体部分占据相同的表观体积。
[0056] 一次性处理制品
[0057] 一些消费者可感知到目前的DTA只能对身体表面提供极小的污染抗性或根本不能够提供污染抗性。在其中感知到DTA提供至少一些污染抗性的情形中,DTA可具有消费者发现不可取的其它特性,例如皮肤的过度水合。 令人惊讶的是,已发现通过在DTA中包括一种或多种疏水性纳米结构成形材料(“NFM”),可将疏水性纳米结构层布置在身体表面上。 纳米结构化层所起的作用可非常类似于针对多种污染物例如粪便排泄物的抗粘附屏障,从而使得特定污染物更加难以粘附到身体表面上。以该方式,用于清洁和/或接触身体表面的DTA可适于为身体表面提供至少一些污染抗性,同时避免了其它DTA的至少一些不可取的特性。
[0058] 可使用本文所述的DTA的受关注的身体表面包括至少偶尔暴露于外部环境和污染物的那些。 常见的污染物无限制地包括人类生物材料诸如血液、脱落的皮肤细胞、身体流出物(例如粪便、尿液、经液、鼻或气管粘液、汗液、和皮脂)、细菌、细菌分泌物、污垢、油脂、涂料、食物、化妆物、牙斑、它们的组合等。 身体表面可相对连续地、直接或间接地暴露于环境,或可为仅间歇地暴露的关闭或包封的区域。
[0059] 适用于本文的DTA包括旨在接触或清洁一个或多个身体表面诸如皮肤、牙齿和/或毛发的任何一次性制品。 DTA的非限制性实例包括:尿布、尿布插件、训练裤、成人失禁制品、卫生巾、女性内裤衬垫、擦拭物、卫生纸,纸巾、餐巾纸、面巾纸、一次性牙齿清洁装置、一次性毛发清洁装置、它们的组合等。DTA的合适的实例、DTA的构型、和制造DTA的方法描述于以下美国专利中:授予Buell的3,860,003;授予Buell等人的5,151,092;授予Buell等人的5,221,274;授予Roe等人的5,554,145;授予Buell等人的5,569,234;授予Nease等人的5,580,411;授予Robles等人的6,004,306。 擦拭物的合适的实例描述于以下专利中:授予Curro等人的美国专利6,808,791;授予Roe等人的美国专利6,706,028;授予Zink的等人的美国专利6,986,932;授予Bond的美国专利公布20050227563;授予Hasenoehrl等人的美国专利公布20040242097;和授予Hoying等人的美国专利公布20040265533。 纸巾的合适的实例描述于授予Trokhan等人的美国专利
5,893,965中。 卫生纸的合适的实例描述于授予Warner等人的美国专利5,716,692中。
[0060] 适用于本文的DTA可包括基底,所述基底由本领域通常已知的任何合适的材料构成,例如非织造材料、聚烯薄膜、泡沫、弹性体、或纤维素材料。 基底可包括一种或多种组合物以有助于使用者完成适合使用该DTA的特定任务。 例如擦拭物可包括洗剂或皂组合物,而用于清洁牙齿的处理制品可包括研磨剂、口气清新剂、或美白组合物。有益组合物可设置在处理制品的一个或多个表面上,或该组合物可浸渍在处理制品的基底中。该DTA可包括一个或多个疏水性NFM。NFM可设置在DTA上或设置在其中的任何合适的位置中,例如设置在DTA的一个或多个表面上。 当制品如预期的那样使用时,所述表面通常接触身体表面。NFM可通过本领域通常已知的任何合适的方法固定到DTA上,例如通过静电力、范德瓦尔斯力、机械力、夹持、嵌置、磁力、粘合力、它们的组合等。在一个尤其合适的实施方案中,NFM可悬浮在设置在一次性尿布上的一种或多种载体或有益组合物中。 示例性一次性尿布可包括面向穿着者的顶片、面向衣服的底片、吸收芯、一个或多个腿箍、以及涂覆在顶片和/或腿箍的一个或多个部分上的疏水性护肤组合物。该实例中的护肤组合物可作为用于承载NFM的基质,并且当尿布穿着在穿着者身上时,其在使用期间通常接触穿着者的皮肤的顶片可用作施用装置以用于将护肤组合物和NFM施用到穿着者的皮肤上。在某些实施方案中,载体的至少一部分可蒸发掉而将NFM留在顶片上,在所述顶片上NFM可用来接触并传送到穿着者的皮肤上。 在某些实施方案中,通常包括纤维质基底和液体有益组合物的一次性湿擦拭物可适于将NFM施加并沉积在湿擦拭物使用者的皮肤上。 在这种实施方案中,液体有益组合物例如含水清洁组合物可用作用于承载NFM的基质。
[0061] DTA可为任何合适的湿法成网或气流成网、通干燥(TAD)或常规干燥、起绉或未起绉的纤维结构。在某些实施方案中,本发明的纤维结构可为一次性的。 例如本发明的纤维结构为非纺织物纤维结构。 在某些实施方案中,本发明的纤维结构为可冲洗掉的,诸如卫生纸。
[0062] 用于制造纤维结构的方法的非限制性实例包括已知的湿法成网造纸方法和气流成网造纸方法。 此类方法通常包括制备纤维质元件组合物诸如纤维组合物的步骤,所述组合物呈介质中的悬浮液的形式,所述介质为润湿的,更具体地讲为含水介质(例如水),或为干燥的,更具体地讲为气体介质(例如空气)。含水介质中的纤维的悬浮液常常被称作纤维浆液。 然后纤维质元件悬浮液被用来将多个纤维质元件沉积到成形网或带上(在湿法成网法的情况下),并且沉积到收集装置或带上(在气流成网法的情况下)。可执行对纤维结构的进一步加工,使得成品纤维结构得以形成。 例如在典型的造纸方法中,成品纤维结构是在造纸结束时被卷绕在卷轴上的纤维结构。 该成品纤维结构可随后被转换加工为成品产品(例如薄页卫生纸制品)。 纤维结构可经受一个或多个转换加工操作,诸如压花、生成毛簇、热粘结和压延。NFM可在纤维结构的制造和/或转化加工过程中的任何点沉积到纤维结构上。此外,NFM也可被包含在用来形成纤维结构的纤维质浆液中。在某些实施方案中,NFM可被包含在表面处理组合物诸如表面软化组合物和/或洗剂组合物中,所述处理组合物施加到纤维结构的表面上,例如在纤维结构的制造过程中,通过从干燥带和/或Yankee干燥机传送来施加。 在某些实施方案中,可将NFM印刷到纤维结构的表面上,例如用凹版辊来印刷。NFM也可喷涂到纤维结构的表面上,例如通过喷墨印刷法来喷涂。 NFM甚至可挤出到纤维结构的表面上。
[0063] 纤维结构可由纤维和/或长丝构成。 长丝的非限制性实例包括熔喷和/或纺粘长丝。 可纺成长丝的聚合物的非限制性实例包括天然聚合物诸如淀粉、淀粉衍生物、纤维素(例如人造丝和/或lyocell纤维)、和纤维素衍生物(例如半纤维素和半纤维素衍生物)、以及合成聚合物包括但不限于热塑性聚合物长丝诸如聚酯、尼龙、聚烯烃(例如聚丙烯长丝、和聚乙烯长丝)、以及可生物降解的热塑性纤维诸如聚乳酸长丝、聚羟基链烷酸酯长丝、聚酯酰胺长丝和聚己内脂长丝。
[0064] 这些纤维可为天然存在的纤维,这意味着它们得自天然存在的来源诸如植物来源(例如树木和/或植物)。 此类纤维通常用于造纸并且常常被称作造纸纤维。 可用于本发明的造纸纤维包括一般称为木浆纤维的纤维素纤维。 可适用的木浆包括化学木浆,诸如皮纸浆、亚硫酸盐木浆和硫酸盐木浆,以及机械木浆,包括例如碎木浆、热力学木浆以及化学改性的热力学木浆。 然而,化学木浆可能是优选的,因为它们赋予由其制造的面巾纸片以较好的柔软性触觉。也可利用得自落叶树(在下文中也被称作“硬木”)和针叶树(在下文中也被称作“软木”)的木浆。 硬木纤维和软木纤维可被共混,或者可供选择地以层状沉积,以提供层积的纤维网。 得自回收纸的纤维也适用于本发明的DTA。
[0065] 除了所述各种木浆纤维以外,其它纤维素纤维诸如绒、毛状体的结构、人造丝、lyocell纤维和蔗渣纤维也可用于本发明的纤维结构。
[0066] 除了可用作卫生纸、面巾纸、纸巾和擦拭物以外,DTA也可用于处理硬质表面诸如硬木地板和/或油毡、用作家具擦拭物、玻璃擦拭物、万用擦拭物、健身设备擦拭物、珠宝擦拭物、消毒擦拭物、机动车擦拭物、器具擦拭物、卫生间、浴缸和洗碗池擦拭物以及甚至防毒擦拭物诸如毒葛/毒栎擦拭物。
[0067] 载体
[0068] 在某些实施方案中,期望将载体结合到DTA中以有利于NFM向身体表面的传送和/或接触。 NFM更详细地描述于下文中。 所谓“结合”在本文中一般来讲是指载体成为DTA的一体元件。载体可通过本领域通常已知的任何合适的方法或图案结合到DTA中。在某些实施方案中,载体可通过本领域通常已知的任何方法施加到DTA的一个或多个元件诸如顶片或腿箍的表面上,所述方法无限制地包括槽式涂布、挤出、浸渍、喷涂等。 合适图案的非限制性实例包括全覆盖、在制品表面中的一个或多个上的条、螺旋、和多个规则或不规则形状。 载体可在DTA的装配过程中的任何点结合到一个或多个单体DTA元件或元件的部分中。 作为另外一种选择或除此之外,载体还可在元件形成期间、或在元件形成之后但在元件进入DTA的装配过程之前,结合到一个或多个单体DTA元件中。 在某些实施方案中,载体可在非织造纤维网形成之后但在该纤维网被装运给DTA的制造商之前施加到该纤维网上。 在某些实施方案中,可将各单体纤维暴露于载体并且随后成形为可用作DTA中的元件的纤维质基底。在某些实施方案中,载体可浸渍在DTA的纤维中,例如通过在涉及热塑性组合物的纤维形成过程例如纺粘过程或熔喷过程之前或在形成过程中将载体包括在热塑性熔融组合物(例如聚丙烯)中来浸渍。 可选择或适配载体和热塑性组合物,使得当纤维由热塑性组合物形成时,载体和悬浮在载体中的NFM的至少一部分迁移到纤维的表面上。以该方式,包括此类纤维的DTA可被构造成使纤维(因此载体)接触DTA使用者的皮肤。 在某些实施方案中,载体可作为液体结合到DTA中,但在此类结合之后变成固体或半固体。 例如可将载体在第一高温下作为液体施加到DTA上,然后将其冷却至第二温度,载体在所述第二温度下固化或部分地固化。
[0069] 在某些实施方案中,载体可封装NFM和/或可保持NFM处在或靠近载体的表面。可在将载体结合到DTA中之前、期间或之后,将NFM包括在载体中。 在某些实施方案中,可在将载体施加到DTA上之后,诸如当载体处于液态或半固态时,将NFM施加到载体上。 在这种实施方案中,当载体冷却和/或硬化时,NFM可保持固定。 在某些实施方案中,载体可包括一种或多种挥发性组分,所述组分在NFM在载体中悬浮之后和/或在将包含NFM的载体结合到DTA中之后至少部分地蒸发掉。 可选择或适配NFM,使得在挥发性组分蒸发掉或部分地蒸发掉之后,NFM粘附到DTA的预定部分上,其将在那里理想地接触身体表面。
[0070] 如本文所述,可选择或适配结合到DTA中的载体,以在正常使用DTA时至少部分地传送到身体表面上或如所期望的那样保留在DTA上。 期望提供执行一种或多种辅助功能的载体。 辅助功能的非限制性实例包括提供皮肤保护和/或治疗有益效果;增加DTA的清洁或吸收能力;减小DTA和被DTA接触的身体表面之间的摩擦、这些的组合等。
[0071] 尽管可如上所述地使用载体,但应当了解,本文也设想如下的实施方案,其中在不使用载体的情况下将NFM保持在DTA或其元件上或保持在其内。例如NFM颗粒可夹持在纤维质基质诸如非织造材料或高蓬松材料中,或夹持在具有纤维质或多孔表面的层压结构内。 示例性层压结构包括两个或更多个材料层,所述材料层接合在一起以形成层状结构,其中NFM设置在这些层中的一个或多个上和/或设置在这些层中的一个或多个之间。 层压结构可通过本领域已知的任何合适的方法接合在一起,例如通过粘合剂图案化粘合剂、机械粘结、和声波粘结。 NFM可作为游走组合物设置在该层压体中(即,未粘结或松散地粘结使得NFM可在制品的至少一部分或制品的某个层中自由地迁移)。在某些实施方案中,NFM可用粘合剂或其它合适的接合方法接合到DTA的特定元件或层上。
[0072] 在包括层压结构的实施方案中,期望将DTA和NFM构造成使得在正常使用DTA期间NFM接触身体表面。在接触时,可将NFM选择或适配成在使用者使用DTA之前或使用期间在施加合适的力和/或压力例如合适的压碎压力时会裂开。 所得活化颗粒中的至少一些可足够小以移出纤维质或层压结构并且粘附到被DTA接触的身体表面上。 层压体可具有朝向使用者皮肤取向的第一表面和背离使用者皮肤取向的第二表面。 第一和第二表面可具有不同的孔隙率。 在此类实施方案中,第一表面可具有高于第二表面的孔隙率。 除此之外或作为另外一种选择,第一表面中的孔或开口的尺寸可小于未活化的(例如未压碎的)NFM颗粒或宏观颗粒以在使用之前阻止NFM的迁移或损失。此外,第一表面中的孔径还可被构造成大于活化的细观颗粒或纳米颗粒,使得活化的颗粒可传送到身体表面上并且在其上形成纳米结构化层。在某些实施方案中,NFM可保持在高蓬松材料或其它三维多孔层中的空隙空间内,直到NFM以其它方式被释放以接触使用者的皮肤。无论层压体层的数目、孔隙率或其它特性如何,NFM均可通过本领域已知的任何颗粒保留方法保持在一个或多个层中。包含NFM的层压体或三维结构也可包括如本文所述的载体。在某些实施方案中,NFM可保持在不可透过的保护层诸如薄膜之下,并且通过附加步骤诸如移除或剥离掉保护层,或通过与水接触(例如其中保护层为水溶性的)来释放到身体表面上。 在某些实施方案中,可延展的或弹性的保护层可包括开口,所述开口足够小以阻止NFM或部分地活化的NFM颗粒逸出,但在延伸或拉伸保护层时,这些开口变得足够大以使得NFM或活化的NFM能够穿过而到达身体表面。
[0073] 纳米结构成形材料
[0074] 适用于本文所公开的DTA的NFM可包括多种形状、组合物、粒度、和/或结构上的构型。 尤其合适的NFM无限制地包括可压碎的纳米多孔材料诸如气凝胶;气凝胶状材料(即,3D纳米多孔材料,并且包括按NFM的体积计至少90%的空气);以及干凝胶或干凝胶状材料(即,与气凝胶相比凝聚程度更高的纳米多孔结构)。 在某些实施方案中,NFM可被构造为可压碎的气凝胶,包括二氧化硅诸如煅制二氧化硅、沉淀二氧化硅、和掺杂硅酸盐;氧化;二氧化硅;粉状聚合物;Mg(OH)2;水软铝石(Al(O)OH);羟基磷灰石膨润土;锂蒙脱石;它们的组合等。
[0075] 其它NFM包括有机组合物和结构。 有机NFM结构的实例包括模板化纳米复合材料薄膜、层状、六边形圆柱体;双连续立方体、体心立方球体;和/或生物纳米结构。 有机NFM组合物的实例无限制地包括树状物;有机硅树脂和包含聚合材料的硅氧烷诸如硅氧烷聚醚、硅氧烷季化合物、硅氧烷胺、有机硅磷酸脂、硅氧烷甜菜、硅氧烷氧化胺、烷基化硅氧烷、烷基化硅氧烷、氟化硅氧烷、烷基化硅氧烷联环丙烷、硅氧烷聚醚酯和甲酸酯以及反应硅氧烷(多元醇、异氰酸酯、丙烯酸酯、聚乙烯树脂和环氧化物);以及嵌段共聚物(例如AB两嵌段、环状AB两嵌段、ABC三嵌段、ABA三嵌段、ABC星形嵌段、ABn蜂巢、(AB)n星形、(AB)n多重嵌段)。
[0076] 本文所公开的NFM可为天然疏水性的或亲水性的,或为改性成为疏水性的或亲水性的,例如通过用包含烷基硅烷、氟烷基硅烷和/或二硅氮烷的组合物处理NFM来改性。
[0077] 可用于如本文所公开的DTA的合适的NFM一般来讲包括如下材料,所述材料在被施用到身体表面上时,在身体表面上提供纳米结构。当使NFM接触身体表面时,期望选择和/或适配NFM以保持在身体表面上以便提供延长的有益效果,诸如延长的抗污染有益效果。 合适的NFM可包括宏观颗粒或细观颗粒,所述颗粒具有毫米、微米或甚至纳米数量级的平均粒度,例如介于1mm和500μm之间,介于499μm和500nm之间,或甚至小于500nm。 在某些实施方案中,NFM可包括纳米多孔材料,所述材料具有约1mm(例如±25%)的平均粒度。纳米多孔材料可被看作是具有蜂窝状结构的颗粒(即,具有相对大开口面积的颗粒,所述开口面积分散在整个颗粒中)。 NFM的内表面或外表面的一个或多个部分可包括纳米结构。作为另外一种选择或除此之外,NFM还可为可活化的。 术语“可活化的”(及其变型)是指在提供期望的纳米结构之前,NFM需要外部刺激例如压碎压力、剪切力、和/或干燥。 可活化的NFM在下文中举例说明。 外部刺激可由DTA的使用者提供,和/或从存在于NFM所暴露于其中的环境来源提供。在某些实施方案中,可选择和/或适配NFM以理想地与通常与身体表面相关联(例如可见于使用者的皮肤、毛发、和/或牙齿上的天然存在的油和/或细菌)的组合物中的一种或多种相互作用。 以该方式,NFM可通过NFM和存在于身体表面上的组合物之间的表面相互作用接合到身体表面上。 在某些实施方案中,可选择和/或适配NFM以通过NFM和身体表面之间的静电力的作用保持在特定身体表面上。 在某些实施方案中,可选择和/或适配NFM以通过NFM和身体表面之间的范德瓦尔斯力的作用保持在特定身体表面上。
[0078] 在某些实施方案中,NFM可为DTA的一个或多个部分提供抗污染性。 例如设置在尿布的顶片和/或其它元件上的NFM可以与NFM增加身体表面的抗污染性相同或类似的方式增加顶片和/或其它元件的至少一部分的抗污染性。 在该实例中,包括活化的NFM的尿布的顶片或其部分可变得阻抗粪便的粘附。 因此,可更方便地移除由穿着者沉积到尿布中的粪便,例如通过将至少一些粪便、理想地全部粪便从尿布中倾倒到卫生间中或倾倒到其它适当的废弃处理容器中。 将粪便从尿布中倒入建立好的下水道系统(其通常被构造成处理此类垃圾)中可减小或甚至消除潜在的包含病原体的粪便进入垃圾掩埋地或其它常规垃圾废弃处理系统中的机会。 除此之外或作为另外一种选择,将粪便从尿布中倒入适当的一次性容器诸如垃圾箱中还可提供机会以至少回收或堆肥处理尿布的可重复使用的和/或可生物降解的部分。
[0079] 图lA和1B示出了可活化的NFM 10的一个实例,所述NFM可通过活化刺激40来活化。在经受活化刺激40之前,NFM 10可在其表面12上包括极少或甚至不包括纳米结构30,如图1A所示。 然而,当经受合适的活化刺激40(例如介于0.1N和5N之间的2 4 2
剪切力和/或压碎力或介于6.9N/m 和6.9×10N/m 之间的压碎压力)时,NFM 10可分离成两个或更多个较小的片段20,如图1B所示。 片段20可在一个或多个表面上包括多个纳米结构30。片段20可包括阻抗进一步压碎的纳米颗粒(即,表现出极小的粒度减小或不表现出进一步的粒度减小)和/或片段20可包括宏观颗粒和/或细观颗粒。 宏观颗粒和细观颗粒(如果存在的话)在施加附加活化刺激40或继续施加相同的活化刺激40时可继续减小尺寸,直到获得期望的粒度、表面积、或形态。 活化刺激的合适的实例包括由使用者施加到NFM上的压碎和/或剪切力/压力;pH或pH范围;温度或温度范围;
酶;细菌;细菌分泌物;水;油;矿物质;身体流出物;通常存在于身体流出物中的组合物;通常存在于身体表面上的其它组合物;以及这些的组合。 宏观颗粒和/或细观颗粒(如果存在的话)在暴露于例如存在于身体表面上的酶和/或其它组合物时可分离成较小的颗粒。 所具有的粒度小于初始NFM 10粒度的10%,1%,0.1%或甚至0.01%的片段20可适于提供所期望的纳米结构。 压碎一个或多个片段20暴露出至少一个包括纳米结构30的表面13,所述纳米结构在活化之前是未暴露的。 纳米结构30可包括突起35和凹陷36。 纳米结构30的高度范围可为1nm至1000nm。 突起35的高度被测量为从突起35的尖端37至邻近凹陷36的底部38的距离。 当纳米结构包括产生不同高度的多个邻近凹陷36时,高度使用产生最大距离的凹陷36来计算。 任何两个邻近突起之间的距离D可在1nm至1000nm范围内。
[0080] 用以活化可活化的NFM的刺激可取决于NFM的形状、组成、粒度、载体和/或结构上的构型而有变化。在某些实施方案中,期望构造NFM以需要相对低的力和/或压力来活化NFM(例如小于5N,3N,0.5N,或0.1N的压碎和/或剪切力,和/或小于4 2 4 2 3 2 2
7×10N/m,3×10N/m,1×10N/m,或6N/m 的压碎压力)。 不受理论的束缚,据信在包含NFM的制品的典型的使用期间,减小用以压碎NFM所需的刺激(例如力或压力)的量会增加NFM在接触使用者的身体表面时被活化的概率,理想地,不对使用者部分产生任何附加作用。用相对低的压碎力活化的NFM可如所期望的那样用在一次性吸收制品诸如尿布的顶片上。在这种实施方案中,可向尿布的穿着者赋予NFM的抗污染有益效果,而只对穿着者的护理人员部分产生极小的作用或不产生作用,除了将尿布穿着在穿着者身上和/或随后的尿布穿着过程以外。
[0081] 在某些实施方案中,期望使用由相对高的力(例如大于5N)和/或压碎压力(例4 2
如大于7×10N/m)活化的NFM,以便减小在结合了NFM的DTA的预期使用之前不可取地活化NFM的可能性。 在一个尤其合适的实例中,可将如下的NFM结合到一次性尿布的顶片中,所述NFM由在尿布的正常使用期间(例如当穿着者行走、爬行、坐下、和/或翻身时)施加在NFM上的力至少部分地活化。 在某些实施方案中,期望使用由相对高的活化力和/或压力活化的NFM以便结合到擦拭物中。擦拭物常常贮存在容器中,所述容器被构造成一次分配一个擦拭物,并且在分配过程中擦拭物很少经受多种力和/或压力。 将高活化力/压力NFM结合到擦拭物中可增加如下的可能性:在分配过程中和/或在擦拭物的日常处理期间,NFM将不会被不可取地活化。 在某些实施方案中,期望将NFM选择和/或适配成由相对高的压碎力/压力来活化,以便提供基本上仅在接触并粘附到身体表面上之后才活化的NFM,诸如在使用面巾纸、卫生纸或其它类似清洁制品的过程中那样。
[0082] 在某些实施方案中,期望包括一种或多种NFM,所述NFM由两种或更多种不同的力、压力、和/或其它刺激来活化。 例如可将两种NFM结合到擦拭物产品诸如婴儿擦拭物中,所述两种NFM可由两种不同量的压碎力/压力来活化。 可将第一NFM选择和/或适配成可由相对低的力/压力来活化,同时第二NFM可由相对高的力/压力来活化。在该实例中,当擦拭物被从容器中分配出来时,第一NFM可基本上被活化,并且第二NFM可保持基本上未被活化。 在使用者向擦拭物施加合适的力/压力时,第二NFM可被活化。 在另一个实例中,可将如下的第一NFM和第二NFM结合到擦拭物产品诸如婴儿擦拭物中,所述第一NFM可通过施加相对低的活化力/压力来活化,并且所述第二NFM可通过施加相对高的活化力/压力来活化。在该实例中,第一NFM可在第一身体表面诸如护理人员或其它使用者的手上提供纳米结构,而第二NFM则在第二身体表面诸如正被用婴儿擦拭物清洁的儿童的臀部上提供纳米结构。继续该实例,通过活化第一NFM而形成的纳米结构可为护理人员的手提供保湿有益效果,同时通过活化第二NFM而形成的纳米结构可为正被用擦拭物清洁的儿童的皮肤提供抗污染有益效果。 在某些实施方案中,第一NFM和第二NFM可通过不同的机理来活化。 例如第一NFM可由压碎力/压力来活化,并且第二NFM可通过接触活化剂诸如水或酶来活化。
[0083] 在某些实施方案中,期望以基本上连续的层将纳米结构布置在身体表面上,从而对身体表面提供基本上连续的表面覆盖。 由于纳米结构所提供的荷叶效应,使得基本上覆盖有纳米结构的身体表面可表现出尤其合适程度的抗污染性。 纳米结构层可具有约100至200nm的厚度。 不受理论的束缚,据信厚度可不影响表面的抗污染现象。 然而,纳米结构层的厚度可影响抗污染现象的耐久性。 例如较厚层可比较薄层提供更长时间段的抗污染性。 层的厚度也可影响DTA或其上设置了纳米结构层的表面的美观性。 不受理论的束缚,还据信纳米结构的纳米级尺度,尤其是当纳米结构布置在基本上连续的层或薄膜中时,可抑制或甚至阻止极性液体和非极性液体诸如水和油润湿其上设置了纳米结构层的身体表面。 当纳米结构包括疏水性材料时,纳米结构可提供一种表面,所述表面排斥极性液体以致极性液体一般来讲将试图背离疏水性纳米结构而移动,例如通过形成球形形状并且滚落纳米结构层。
[0084] 图2示出了NFM 100的扫描电镜(“SEM”)显微照片,所述NFM设置在非织造基底120的纤维110上。 图3示出了图2中的纤维110的10倍放大图。 NFM 100可分散在溶剂中形成分散体并且施加到非织造基底120上。然后可干燥溶剂而在纤维110中的至少一些的一个或多个部分上留下基本上连续的NFM 100的层。 合适溶剂的非限制性实例包括水、环甲基硅酮、乙酸乙酯、乙基醇、异丙醇、异十六烷、和五甲基丙烷。 可按期望将一种或多种分散剂/添加剂包括在分散体中。分散剂和/或NFM也可包括聚合物。在某些实施方案中,分散体可包括疏水性NFM 100的聚集体,所述聚集体具有大于100nm至1mm的尺寸分布范围。悬浮液或乳液中的聚集体尺寸还可受到超声波作用、溶剂选择、和/或固体浓度的控制。 在某些实施方案中,NFM 100可包括疏水性二氧化硅纳米颗粒的聚集体,所述颗粒由环甲基硅酮溶剂递送给非织造基底120。疏水性二氧化硅的一个尤其合适的实例包括得自Degussa AG,Duesseldorf,Germany的AEROXIDE LE1牌疏水性二氧化硅。
[0085] 图4A示出了包括纳米结构230的表面的另一个实例。 图4A所示的纳米结构化表面为纳米结构230的SEM显微照片,所述纳米结构布置在荷叶260上的基本上连续的层中。 该纳米结构230可包括突起235和凹陷236。 图4A所示的纳米结构230一般来讲为圆锥形的,但应当了解,适用于本文所公开的DTA的纳米结构230可包括任何合适的形状或形状的组合。
[0086] 图4B示出了图4A中的纳米结构230的一个例证。 纳米结构230包括微米级隆起238和隆起上的纳米级毛发状元件239。 不受理论的束缚,据信隆起238和毛发状元件239协同起作用以提供与荷叶表面相关联的阻隔特性(例如通过产生纳米级突起和凹陷)。
[0087] 图5示出了纳米结构330的SEM显微照片,所述纳米结构布置在荷叶表面360上的基本上连续的层中。纳米结构330包括突起335,所述突起被示出承载了小水滴350。不受理论的限制,据信由于小水滴350的表面张力和纳米结构330所提供的相对低的表面能,小水滴350形成球形形状以最小化其表面积。 作用在小水滴350上的外力例如重力或流动空气可导致小水滴350在纳米结构330层上移动,例如通过在突起335的最上部分(即,背离荷叶表面360延伸得最远的突起335的部分)上滚动。 如果小水滴350在纳米结构330上移动,则设置在荷叶表面360上的任何污染物340均可粘附到小水滴350的表面上。
[0088] 基底诸如仿皮肤基底的处理过的表面上的纳米结构的存在通常可通过原子力显微镜法( “AFM”)来检测。 AFM图像可相对精确地指示处理过的基底表面上的纳米结构的表面高度和空间分布。 用于描述就其纹理特性诸如方向性、峰、谷和粗糙度而论的表面功能的数学描述是本领域通常已知的。 这种数学描述的一个实例为:
[0089] Zs=fs(X,Y)。
[0090] 其中:
[0091] Zs为表面高度值
[0092] fs为描述测量点的表面高度的函数
[0093] X,Y为表面测量点的平面坐标
[0094] 当处理某个表面以产生纳米结构时,表面的表面粗糙度函数可由于叠加在基底表面上的纳米结构而改变。 一种评估基底表面上的成形纳米结构的效应的方法是比较未处理过的基底表面的表面粗糙度与处理过的基底表面的表面粗糙度。 在某些实施方案中,期望使用具有基本上平坦表面的基底,所述表面例如微电子行业中通常所用的磨光硅片。 在某些实施方案中,期望使用被适配或选择成模拟生物表面诸如皮肤或毛发的基底。
[0095] 通常已知的是,人类的皮肤通常表现出由于皮肤的“垄沟”的主方向而产生的方向性。 不受理论的束缚,据信用纳米结构处理皮肤可使处理过的皮肤的方向性减小,并且因此可指示皮肤上的合适的纳米结构化层的存在。下表1总结了不具有NFM的仿皮肤样本与用一个NFM小珠处理过的仿皮肤样本的方向性比较结果。 NFM小珠为随机选择的、得自Dow Corning Corp.(Midland,MI)的单体VM2260气凝胶颗粒。 将颗粒压碎并且以相对均匀的方式分布在仿皮肤基底的3×3cm样本的表面上。仿皮肤基底的合适的实例描述于授予Belcher等人的美国专利公布2007/0128255中。 处理过的皮肤的方向性的变化可由角频谱的变化来表明。角频谱是使用原子力显微镜的图像计量软件(SPIP)自动生成的。角频谱是基于图像输入并且是根据下文所更详述的方法进行分析的。 可将角频谱的变化表示为90°时的谱幅和另一个角度例如30°和/或150°时的谱幅之间的比率。 表3中的方向性指数(Qd)是根据下式计算的:
[0096] Qd=90°时的振幅/(0.5*(150°时的振幅+30°时的振幅))。
[0097] 基底表面的方向性指数(Qd)减小至少50%,60%,或甚至70%可指示处理过的基底具有能够递送抗污染有益效果的合适的纳米结构化层。如可见于表1,将NFM施用到仿皮肤基底上导致了方向性指数减小60%。
[0098] 表1
[0099]
[0100] 图6示出了其上没有设置NFM的仿皮肤表面600的AFM图像。图6和8中所绘的AFM图像是根据下文所更详述的规程生成的。 仿皮肤表面600具有包括各种突起635和凹陷636的形貌。图7为图700,其示出了沿图6中的线7-7截取的仿皮肤表面600的形貌的横截面图示。 图6的突起635和凹陷636被表示为图曲线715上的高点735和低点736。 图曲线715的相对平滑度是由于仿皮肤表面600上基本上缺乏纳米结构。 如由图7可见,设置在图6的仿皮肤表面600上的突起635的高度和凹陷636的深度的范围可介于约0.5μm和1μm之间。
[0101] 图8示出了仿皮肤表面800的AFM图像,所述表面包括设置在其上的活化的NFM 810。NFM 810可包括可活化的疏水性二氧化硅气凝胶颗粒。基底表面800也可包括较大量级的突起835和凹陷836,所述突起和凹陷相同于或类似于不包括纳米结构的表面例如基底表面600。 设置在仿皮肤表面800上的纳米结构可提供较小的纳米级突起837和凹陷838。 不受理论的束缚,据信较小量级的突起837和凹陷838赋予仿皮肤表面800比图6的仿皮肤表面600更粗糙的外观(如在横截面图形图示上观察到的)。
[0102] 图9为图900,其示出了沿图8中的线9-9截取的仿皮肤表面800的形貌的横截面图示。 图8的突起835和凹陷836被表示为图曲线915上的高点935和低点936。 与图7所示的相对平滑的图曲线715不同,图9的相对粗糙的图曲线915反映出由纳米级突起837和凹陷838所赋予仿皮肤表面800的纳米形貌。 如图9所示,纳米级突起837和凹陷838的尺寸(即,高度和/或深度)可跨越介于约50nm至200nm之间的范围。
[0103] 图10A、10B和10C示出了无纳米结构1030的基底表面1020(在该实例中,为得自WVR International,West Chester,PA的无粉末紫色腈手套)和具有纳米结构1030(在该实例中,为活化的气凝胶)的相同基底表面1020的并列型SEM显微照片,分别放大44倍、2500倍、和10,000倍。 在图10A、10B和10C中的每个中,左侧SEM显微照片
1010A、1010B和1010C分别示出了无纳米结构1030的基底表面1020。 在图10A、10B和10C中的每个中,右侧SEM显微照片1011A、1011B和1011C分别示出了具有纳米结构1030的基底表面1020。
实施例
[0104] 除非另外指明,以下实施例和测试方法中的环境条件均包括23℃±2℃的温度和50%±2%的相对湿度
[0105] 实施例1
[0106] 将得自Cabot Corporation,Boston MA的两克Cabot细小颗粒二氧化硅气凝胶(等级02N)(在下表1中被示出为NFM 1)加入到18克70%W/W乙醇水溶液中并且在得自Flacktek Inc,Landrum,SC的Speed-Mixer DAC400FV搅拌器中以最大的速度设定搅拌1分钟以形成凝胶状组合物(“凝胶A”)。 将由硅氧烷制成的涂覆有防粘纸的掩模放置到2号尺码的PAMPERS SWADDLERS NEW BABY牌一次性尿布的顶片的面向穿着者表面上,所述掩模具有五个平行的宽度为6mm且长度为300mm的矩形开口/孔,每个开口与其它开口间隔开8mm,所述尿布得自The Procter & Gamble Co.,Cincinnati,OH。 将掩模中的开口定位成与尿布的后腰边缘相距10mm并且在大致平行于尿布的纵向轴线的方向上朝向尿布的前部延伸。 通过掩模中的开口之一,将凝胶A的总量的五分之一(大约
0.4g)用被无粉末指套覆盖的手指按均匀的分布手动施加到顶片的整个暴露区域上。对于剩余的四个开口/顶片区段重复该方法。 将总的大约2.0g的凝胶A施加到尿布上。 然后移除掩模,并且将尿布放置在40℃烘箱中持续1小时,以便凝胶A中的乙醇和水可蒸发掉,从而留下粘附到顶片表面上的NFM。 在尿布的处理过的区域中,NFM的基重为
2
大约22g/m(即,五个6mm×300mm的掩模开口上各自具有0.2g的NFM粉末)。 在该实施例中,选择包括NFM的顶片的区域处在尿布的裆区中,以便当尿布穿着在穿着者身上时增加NFM接触穿着者的臀部和/或生殖区的可能性。 然而,应当了解,NFM可按期望在任何合适的位置和/或以任何合适的量设置在任何合适的尿布元件或元件的组合
2 2
上。 通常,包括NFM的尿布表面的累加面积在15cm 至500cm 范围内。
[0107] 实施例2
[0108] 为该实施例制备了实施例1中所述的尿布和模板。 将得自Witco Corporation,2
Greenwich,CT的Super White Protopet凡士林通过指套施加到薄层(390g/cm)中的掩模开口中的暴露顶片上。 凡士林用来代表护肤组合物或洗剂载体。 将得自Dow Corning Corp.,Midland,MI的VM2260气凝胶小珠(在下表1中被示出为NFM 2)以均匀层(约
2
220g/m)施加到顶片的包含凡士林的区域上。 用有指套覆盖的手指轻柔地将小珠按压到凡士林中,使得小珠中的至少一些固定在凡士林中。 尽管小珠中的一些可完全浸没在凡士林中,但被固定的小珠中的至少一些仅部分地浸没在凡士林中。 换句话讲,被固定的小珠中的至少一些的表面区域的一个或多个部分基本上不含凡士林并且暴露于空气中。
2
移除掩模,并且使用压力小于703g/cm 的压缩空气来轻柔地从尿布上吹落剩余的松散小
2
珠,从而导致基本上均匀的具有大约22g/m 基重的小珠层。
[0109] 实施例3
[0110] 将0.5克Cabot细小颗粒二氧化硅气凝胶(等级02N)(NFM 1)加入到9.5克70%W/W乙醇水溶液中并且在搅拌器(见实施例1)中以最大的速度设定搅拌1分钟以形成凝胶B。 将得自The Procter and Gamble Company,Cincinnati OH的BOUNTY牌纸巾折叠成四分之一,从而形成4层且140mm×140mm的基底。使用一次性塑料移液吸移管将40.0g的凝胶B吸移到纸巾上,使得5个基本上相等重量的小珠在纸巾上间隔开25mm。
通过用由无粉末指套覆盖的手指手动散布小珠来将这五个小珠成形为薄膜,使得凝胶B均匀地分布在纸巾基底的整个顶部表面上。 将该样本在环境条件下留在实验室工作台
2
24小时,使水和乙醇可蒸发掉,从而留下10g/m 的NFM粘附到纸巾的表面上。
[0111] 实施例4
[0112] 将得自Bostick Findley,Wauwatosa WI的压敏粘合剂诸如H2031以螺旋图案施加到一片用硅氧烷处理过的防粘纸上。然后将该粘合剂转移到尺度为370mm乘130mm一片15gsm的纺粘聚丙烯非织造材料上,所述材料得自Polymer Group Inc.,Charlotte,NC。
将0.2g的VM2260大颗粒气凝胶(NFM 2)喷洒到用粘合剂涂覆的非织造材料上,从而形成2cm乘6cm的小珠丘。 将第二且基本上相同的非织造材料片放置在第一非织造材料的顶部之上使其覆盖小珠。 第二非织造材料片的边缘基本上与第一非织造材料片的边缘对齐以形成层压体A。 通过使用罗拉以向层压体周边周围的一英寸宽的条施加压力来密封层压体A的边缘。 从2号尺码的PAMPERS SWADDLERS NEW BABY牌一次性尿布上移除两个阻挡腿箍。 无基材胶带(例如以产品号1524得自3M,St.Paul,MN)施加在层压体A的周边周围以提供0.635cm宽的粘合剂条。 通过将层压A放置在粘合剂之上而将层压体A连结到尿布顶片的面向穿着者侧上。 层压体A被定位成使得其在纵向(即,最长尺度)和与其正交的方向(即,横向)上均基本上居中在尿布上。 使用手压罗拉来在
2
层压体A的周边周围施加大约1000g/cm 的中等压力,以确保足够的粘结。
[0113] 实施例5
[0114] 将得自Procter and Gamble,Cincinnati OH的OLAY日用面部擦拭物折叠成四分之一,从而形成4层厚且大约95mm乘75mm的基底。 将2.0g的凝胶B以5个各自为0.4g的小珠加入到基底中。 用由无粉末指套覆盖的手指将小珠手动散布到薄膜中,使得凝胶B均匀地分布在擦拭物的基本上整个顶部表面上。 将该样本在环境条件下留在实验
2
室工作台上24小时,使水和乙醇可蒸发掉,从而留下大约14g/m 的NFM粘附到基底表面上。
[0115] 实施例6
[0116] 不受理论的束缚,据信使用面巾纸或卫生纸来将NFM施用到身体表面上也可导致在身体表面上形成合适的纳米结构化层,所述层用于提供抗污染有益效果。 面巾纸和卫生纸的合适的实例包括PUFFS牌面巾纸和CttARMIN ULTRA牌卫生纸,两者均得自The Procter and Gamble Company,Cincinnati,OH。 面巾纸基底和卫生纸基底根据实施例3制备,不同的是,使用面巾纸基底或卫生纸基底来替换实施例3的纸巾基底。
[0117] 实施例7
[0118] 在该实施例中,可使用层压结构来将NFM夹持在层压体的各层之间。 第一基底根据实施例3或6中的一个制备。 在醇和水已蒸发掉之后(即,在24小时的干燥期之后),将第二且类似的或基本上相同的基底(无任何NFM或凝胶)以面对面关系接合到第一基底上,使得NFM设置在第一和第二基底之间。通过如下方式将第二基底粘接到第一基底上:通过喷涂方法将得自HB Fuller的TT5000B牌粘合剂施加到第二基底的一个表面上。 粘合剂按基本上均匀的方式以4.5mg/米/喷嘴的速率施加。 将第二基底的用粘合剂处理过的表面放置在第一基底的用NFM处理过的表面上,然后用2kg的HR-100,ASTM 80肖氏橡胶面罗拉以10mm/sec的速度辊轧两个全冲程(即,来回)。
[0119] 表1总结了下文所更详述的在成人前臂上执行的粪便排泄物抗粘附测试的结果。表1示出了抗污染有益效果等事项,所述有益效果可在将NFM直接施用到皮肤上时以及在用DTA将NFM施用到皮肤上时获得。 实施例3和5中所述的包含NFM的DTA中的NFM是根据下文所述的改进的“前臂抗粘附测试方法”施加的。 NFM 1为得自Cabot Corporation,Boston,MA的疏水性甲硅烷基化硅气凝胶粉末(等级02N)。 NFM2为以产品号VM2260得自Dow Corning Co.,Midland,MI的疏水性甲硅烷基化硅气凝胶小珠。 NFM 3为由Cabot Corporation,Boston,MA提供的氟化的活化碳(样本号YBR189-054)。 NFM 4为以产品号HDK H15得自Wacker Chemi,Munich,Germany的疏水改性的热解法二氧化硅。 对照物1示出了未施用NFM的皮肤的抗污染水平。 对照物2示出了皮肤在施用了洗剂之后的抗污染水平,所述洗剂包含41%的硬脂醇、57.9%的凡士林和1.1%的芦荟提取物。
[0120] 表1
[0121]
[0122]
[0123] 如可见于表1,皮肤上的各种累加水平的NFM(例如NFM 1-4)可提供抗粘附有益效果,这与非NFM处理过的皮肤包括用洗剂或其它护肤组合物处理过的皮肤的情况形成对比。在低累加水平时,可发现作为可压碎的纳米多孔NFM的实例的二氧化硅气凝胶表现出了最佳清洁性能。 表1也示出了通过基底诸如吸收处理制品或一次性清洁制品递送到皮肤上的NFM提供了抗粘附有益效果。据信用来生成表1中的数据的前臂测试模拟了一次性清洁和处理制品的典型的使用条件。 此外,还据信粪便排泄物模拟物代表了身体表面的很多其它生物和非生物污染物。 然而,应当了解,本公开设想了与一次性清洁和处理制品以及其它通常已知的污染物相关联的其它使用条件。
[0124] 表2总结了在成人国窝(即,膝部背面的表面)上执行的粪便排泄物抗粘附测试的结果。 表2示出了可由包括NFM的DTA提供的抗污染有益效果等事项。 表2中的第一三个样本是根据实施例1、2和4中所述的规程制备的。对照物1是无NFM处理的1号尺码的PAMPERS SWADDLERS NEW BABY牌一次性尿布。 对照物2是无NFM处理的1号尺码的HUGGIES SNUG‘N DRY牌一次性尿布,得自Kimberly-Clark Corporation,Neenah,Wisconsin。
[0125] 表2
[0126]
[0127]
[0128] 如由表2可见,包括NFM处理的制品比不包括NFM处理的制品向皮肤递送更好的抗粘附有益效果。 样本1、2和3示出了尿布顶片可通过多个载体/递送方法以足以提供所期望的抗粘附有益效果的量向穿着者的皮肤成功地递送NFM(即,形成抗污染的有效纳米结构化表面)。 据信用来生成表2中的数据的“膝部后”抗粘附测试方法代表了各种条件(例如温度、湿度、压力、运动、摩擦等),所述条件是当被穿着者穿着时吸收制品的顶片所接触到的条件。
[0129] 测试方法
[0130] 粪便排泄物抗粘附测试方法
[0131] 该测试的目的是通过如下方式评估污垢或流出物对皮肤的粘附性:量化在处理之后留在皮肤表面上的残余人造糊状粪便排泄物(“人造粪便排泄物”)的百分比,所述人造粪便排泄物被配制成类似于真实的婴儿粪便排泄物。 当经受粪便排泄物抗粘附测试时,通常人造粪便排泄物的仅一部分保留在皮肤表面上,并且人造粪便排泄物的其余部分通常被移除。 理想的是,人造粪便排泄物保留得越少,则该处理就越有效。
[0132] 一个或多个健康的成人专小组成员可参与单一筛选研究。 每位专门小组成员完成四天的冲洗期,期间他们使用OLAY牌无味保湿皂(得自The Procter and Gamble Company,Cincinnati,OH)来洗涤他们的前臂。 指导每位专门小组成员以让他们在包括测试日在内的该冲洗期间禁止在前臂上使用任何局部用产品诸如油膏剂、箱膏、或洗剂。 在测试日,检查每位专门小组成员的手臂以确保它们不具有皮肤异常诸如切口、划伤、和皮疹。 如果存在任何皮肤异常,则不允许该专门小组成员参与测试。
[0133] 使用模板和细尖记号笔在无毛发的前手臂上标记出两个和十个之间的3×3cm的位点,即,具有最大5个位点/前臂。 除了一个之外,将所有其余的这些位点用包括NFM的组合物进行处理。 因此,对于专门小组成员可测试9种不同的NFM。 剩余的位点不接受抗粘附处理,并且用作阴性对照。 测试从左臂上最靠近肘部的位点开始,当每个位点上的测试完成时,接着进行左臂上最靠近手腕的位点,随后是右臂上最靠近肘部的位点,并且最后是右臂上最靠近手腕的位点。 对于每个处理过的位点,用无粉末指套将300μg/cm2的预定量的NFM组合物施加在位点的中心,所述指套得自VWRScientific of West Chester,PA(目录号56613-413)。 然后通过如下方式将所施加的NFM组合物散布在整个位点上(其边界由使用模板所作的标记限定):将指套放置在该试剂或NFM组合物之上并且使用若干左右摇摆和上下运动方式轻微地使指套在皮肤表面上摩擦,持续的总时间为10-15秒。 通过从倾斜角度检查位点,测试人员确保在整个位点区域上已形成均匀薄膜。在施加人造粪便排泄物之前,使该薄膜暴露于空气(不要触碰它),持续大约1分钟。
[0134] 将填充有室温(约21℃)人造粪便排泄物并且不含气泡的具有直径为大约1.5mm的开口的1ml的注射器诸如源自VWR Scientific,West Chester PA的目录号BD-309628放置在配衡过的精确至四位小数的分析天平上。记录人造粪便排泄物的重量。 将装有人造粪便排泄物的注射器保持在前臂上的测试位点中心上方,与皮肤表面相距介于5和10mm之间,并且通过按压压杆并观察注射器上的刻度将0.2ml的人造粪便排泄物分配到皮肤上。 当正确地分配时,人造粪便排泄物在测试位点的中心形成合理地均匀的紧凑小丘。在分析天平上再次称量注射器,并记录该重量。 通过用第一次重量减去第二次重量来计算递送至前臂的人造粘稠粪便排泄物量。
[0135] 将以目录号12578-201得自VWR Scientific of West Chester,PA的一片4×4cm的称量纸在分析天平上配衡,居中置于前臂测试位点上的人造粪便排泄物小丘的上方,并且使用镊子将其轻柔地放低到人造粪便排泄物上。 一定不要用指尖接触称量纸,因为这会将油转移到其表面上。 接下来,将以目录号12766-518得自VWR Scientific of West2
Chester,PA的被构造成提供大约35g/cm 的压力的500g瓶形砝码放置在称量纸上,使得称量纸之下的人造粪便排泄物小丘大致居中位于砝码之下。 砝码可轻柔地保持在适当位置或平衡在前臂上持续30秒。 30秒过后,两个手指小心地置于称量纸的任一侧以使其保持在其位置,并缓慢地提起所述500g砝码。利用一把镊子将称量纸缓慢并小心地剥离测试位点。 将镊子放置在称量纸的右下角,并且在称量纸的左上角方向上以介于30°和
65°之间的角度缓慢地(例如1-2秒)向上剥离称量纸。 移除之后,将称量纸放回到分析天平上,并且记录砝码以确定被称除的人造粪便排泄物的量。 为了阻止人造粪便排泄物干燥,在将人造粪便排泄物施加到前臂测试位点上和将称量纸和砝码放置在人造粪便排泄物上之间所经过的时间可不超过2分钟。
[0136] 重复以上步骤,直到测试完每位专门小组成员的所有测试位点。 对于无处理对照物,则省略NFM组合物的施用而将人造粪便排泄物直接施加到皮肤位点上。根据下式由重量测量计算处理后留在皮肤表面上的残余人造粘稠粪便排泄物的重量百分数(%):
[0137] %残余人造粪便排泄物=((施加的人造粪便排泄物-被移除的人造粪便排泄物)/施加的人造粪便排泄物)×100。
[0138] 计算每种NFM组合物及所有专门小组成员的残余人造粪便排泄物的平均值及平均标准误差。 当所述方法正确执行时,未处理对照物通常得到介于大约30%至35%残余人造粘稠粪便排泄物之间的值。 用于该测试的合适的环境条件为21℃±2℃的温度和30-50%的相对湿度。
[0139] 改进的前臂抗粘附
[0140] 在上述的粪便排泄物抗粘附测试方法的一种变型中,可通过如下方式将NFM施用到基底上并且传送到专门小组成员的前臂上:将包含NFM的基底紧贴专门小组成员前臂的皮肤进行摩擦。 遵循上述的在前臂上进行测试的规程,不同的是,在前臂上标出2
3×3cm的位点之后,用戴着手套的手通过施加大约10g/cm 的中等压力使用十个来回冲程将包含NFM的基底直接在测试位点上紧贴皮肤进行摩擦。然后如上所述地执行粪便排泄物抗粘附测试,并且计算保留在皮肤上的粪便排泄物的百分比。
[0141] 粪便排泄物抗粘附测试方法(膝部后面)
[0142] 该测试的目的是通过如下方式评估污垢或流出物对皮肤的粘附性:量化在用包含NFM的吸收制品处理皮肤之后留在皮肤表面上的残余人造糊状粪便排泄物(“人造粪便排泄物”)的百分比,所述人造粪便排泄物被配制成类似于真实的婴儿粪便排泄物。该测试尝试模拟可在尿布顶片和穿着者的皮肤的界面处经历到的各类接触、压力和运动。
[0143] 将包含NFM组合物的尿布施加到一个或多个专门小组成员的国窝(膝部背面)上。 让专门小组成员站立以便专门小组成员的双腿基本上伸直。 在专门小组成员站立期间,将尿布定位在专门小组成员的膝部背面,使得尿布顶片的包含NFM的部分为基本上平坦的并且接触皮肤。 将尿布包裹在腿部周围并且用2.54cm宽的医用胶带诸如得自3M,St.Paul,MN的BLENDERM牌医用胶带在膝盖处松散地连结。 然后将10.16cm乘162.56cm的弹性绷带包裹在腿部周围,使得这时整个尿布和尿布上方2.54cm和下方2.54cm的区域基本上被覆盖。用医用胶带固定绷带。以相同的方式将第二尿布施加到专门小组成员的另一个膝部上。 该第二尿布可包含NFM,或可为无NFM的尿布以便用作阴性对照。 在施加了尿布之后,专门小组成员可恢复正常活动诸如行走、站立和坐下,所述活动通常涉及膝部的基本弯曲和运动。 然而,必须避免可导致基本上出汗的活动。
据信膝部在正常活动期间的运动会在膝部和尿布顶片之间产生机械摩擦,从而理想地将NFM传送到皮肤上。 在两个小时之后,从专门小组成员的膝部上移除弹性绷带和尿布,并且让专门小组成员躺在有衬垫的工作台上。 使用如上所述的在前臂上进行测试的相同方法在膝部背面上执行粪便排泄物抗粘附测试,不同的是没有NFM施用到膝部上并且对专门小组成员仅测试2个位点,一个位点在每个膝部的背面上。 如上所述地计算保留在皮肤上的粪便排泄物的重量%。
[0144] 人造粪便排泄物的制备
[0145] 获得以下物品:
[0146] -精确至±0.001g的分析天平
[0147] -能够将各成分搅拌成同质的匀化器,诸如得自Ika-Werke GmbH and Co.KG of Staufen,Germany的LABORTECHNIK T25基本或等同匀化器。
[0148] -旨在用于该匀化器的匀化器探针,以目录号S25N 25F得自Ika-Werke GmbH and Co.KG of Staufen,Germany。
[0149] -6.6g的FECLONE牌合成粪便化合物( “FC”),4号粉末,以目录号Feclone BFPS-4得自SiliClone Studio,Valley Forge,PA。
[0150] --6.6g的FC,号6粉末,以目录号BFPS-6得自SiliClone Studio,Valley Forge,PA。
[0151] -6.6g的FC,7号粉末,以目录号BFPS-7得自SiliClone Studio,Valley Forge,PA。
[0152] -0.9g的CARBOPOL 981牌流变改性剂( “C-RM”),得自BF Goodrich,Cleveland,OH。
[0153] -78.78g的去离子水
[0154] 步骤:
[0155] A.C-RM溶液的制备
[0156] 1.在250mL烧杯中称量78.78g±0.01g去离子水。
[0157] 2.在称量纸上称量0.900g±0.001g的C-RM。
[0158] 3.将烧杯放在磁力搅拌器上并设定速度为400rpm。
[0159] 4.将C-RM粉末缓慢地加入到水中,时间跨度为约5分钟。 在加入C-RM的同时,缓慢地增加搅拌速度至600rpm。
[0160] 5.在将C-RM粉末加入到水中之后,覆盖烧杯并在600rpm下继续搅拌15分钟。必须将C-RM粉末完全分散,即形成无任何附聚物的透明凝胶。
[0161] 6.设置加热板为150℃。将C-RM溶液放置在热板上并在600rpm下继续搅拌,直到溶液被加热至81℃至83℃。
[0162] B.人造粘稠粪便排泄物混合物的制备
[0163] 1.分别称量6.600g±0.01g的4号、6号和7号FC粉末,将它们加入到烧杯中并充分混合。
[0164] 2.在进行步骤3之前,使用具有匀化器探针的T25基本或等同匀化器在8000rpm下搅拌C-RM溶液约30秒。
[0165] 3.向正在搅拌的C-RM溶液中缓慢地加入FC粉末混合物,每次加入总量的约四分之一。 确保FC粉末混合物在加入期间通过匀化器探针,即充分混合到所形成的糊状NFM组合物中。如果需要,使用刮刀以有利于将FC粉末混合物掺入到NFM组合物中。
[0166] 4.在加入完所有FC粉末混合物之后,继续用匀化器在8000rpm下再混合5分钟,使用刮刀推动糊状NFM组合物接近匀化器探针。 NFM组合物应当被充分混合且看起来是均匀的。
[0167] 成品人造粪便排泄物可放置在容器中,并且贮存在冷藏机中持续最多30天。30天后,应制备新样本用于另外的实验。 容器必须紧紧密封以避免人造粘稠粪便排泄物变干。 在抗粘附筛选方法中使用人造粪便排泄物之前,必须将人造粪便排泄物从冷藏机中取出并平衡至室温。实现此目的的一种简便方法是,用凉的人造粪便排泄物填充10ml的注射器,然后使注射器在工作台面上平衡至室温。 平衡通常需要约15分钟。 然后可使用10ml的注射器来填充在抗粘附筛选方法中所述的1ml的注射器。 如果不立即使用注射器,则应当将开口端盖封或换句话讲密封以阻止人造粪便排泄物干燥。 如果在人造粪便排泄物的表面上存在冷凝,则应当在加入到注射器中之前用刮刀搅拌以重新分配冷凝水。
[0168] 用来生成AFM图像的规程:
[0169] 样本制备:
[0170] 将仿皮肤基底切割成3×3cm的片材。 将两个气凝胶(无论何种)的小珠(~2
1mm的直径)均匀地散布在仿皮肤的表面上。 沉积量的范围为50至100μg/cm。 将仿皮肤样本传送到AFM台上。
[0171] AFM设定:
[0172] ■以批处理模式使用Nanosurf Nanite B原子力显微镜(Nanosurf AG,Switzerland)。批处理模式扫描表面上的选定区域。扫描尺寸和扫描设定由操作者在用于高通量数据生成的批处理文件中控制。
[0173] ■扫描尖端从型号为ACLA的AppNano开始(悬臂长度225μm,宽度=40μm,厚度=7μm,频率为145-230kHz,具有反射铝涂层的n型硅,弹簧常数介于20-95N/m之间,阻抗:0.001-0.025Ω/cm)。 尖端的半径小于10nm,高度为
12-16μm。
[0174] ■所用的扫描模式为以10秒/行进行的“动态相衬模式”(或轻敲模式)。 描述尺寸为20×20μm。 将扫描方向设定在“向上”方向,使用256点和256行(X比降0,Y比降0),具有5%的过扫描。 禁用恒定高度模式。 在扫描期间,操作者使用设定值60%(其中P增益=15000并且I增益=1501)。 振动振幅为0.2V。
[0175] ■所产生的图像使用用于表面形貌分析的SPIP图像计量软件来分析。
[0176] 用来生成SEM图像的规程:
[0177] 使用扫描电镜以不同的放大水平对基底成像。将所有1样本溅射涂覆65秒。图像使用环境扫描电镱(ESEM)在2-3kV时获得。
[0178] 本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。 相反,除非另外指明,每个这样的量纲均是指所引用的数值和围绕该数值的功能上等同的范围。 例如公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
[0179] 除非明确排除或换句话讲有所限制,本文中引用的每一个文件,包括任何交叉引用或相关专利或专利申请,均据此以引用方式全文并入本文。 对任何文献的引用均不是承认其为本文公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术、或承认其独立地或以与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明。此外,如果此文献中术语的任何含义或定义与任何以引用方式并入本文的文献中相同术语的任何含义或定义相冲突,将以此文献中赋予那个术语的含义或定义为准。
[0180] 尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明,但对于本领域的技术人员显而易见的是,在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此,权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。
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