專(zhuān)利名稱(chēng)：含有潤(rùn)濕劑的多孔聚烯烴吸收劑材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸收劑材料，特別是，本發(fā)明涉及吸收劑材料和工業(yè)用途中的擦拭用品。
背景技術(shù)：
一般地，工業(yè)上的吸收劑材料過(guò)去曾經(jīng)用于吸收或“吸取”廢棄的液體，這些液體源自于溢流、泄漏或其他方式。作為一個(gè)例子，吸收劑材料曾經(jīng)用作一種收集或吸收油和油基液體的工具。此外，吸收劑同樣已用于收集或吸收含水液體。作為一個(gè)具體的例子，吸收劑材料已經(jīng)用作商店或工廠的地板墊，以確保工作區(qū)域不會(huì)變得滑溜，反之則由于液體濺到地板上而產(chǎn)生不安全問(wèn)題。吸收劑擦拭用品也已經(jīng)用于去除工作臺(tái)和其他表面上不理想的液體。此外，吸收劑材料也已經(jīng)用作截留有害的或者破壞環(huán)境的液體的工具，例如在欄油柵內(nèi)。
吸收劑材料希望具有高吸收能力，因?yàn)檫@就可以更有效地利用吸收劑材料，無(wú)論是從使用少量的材料來(lái)吸收較多液體的能力來(lái)說(shuō)還是對(duì)于減少當(dāng)作廢棄物的飽和材料的用量都是如此。其中吸收有害或破壞環(huán)境的材料的濕吸收劑材料的處理可以是相當(dāng)昂貴的，因?yàn)槲談┎牧系奶幚砜赡芤蟀凑諏?zhuān)門(mén)的和也許是高價(jià)的處理方法進(jìn)行。此外，希望吸收劑材料具有快速吸收或使液體吸入制品的能力。當(dāng)試圖清洗或去除硬表面上的液體時(shí)，使用不能快速吸收液體的吸收劑材料特別是擦拭用品時(shí)是不方便的。另外，同樣希望吸收劑材料具有截留一旦吸入至織物內(nèi)的液體的能力。當(dāng)吸收劑材料不能截留吸收的液體時(shí)，一旦吸收劑材料從載體中去除下來(lái)它們就易于泄漏或流滴，從而使清潔更困難和/或使液體不希望地再滲開(kāi)，這便是其缺點(diǎn)。因此，強(qiáng)烈要求能夠快速吸收巨量液體并同時(shí)具有截留這些液體能力的吸收劑材料。
然而，許多吸收劑材料只是對(duì)于某些類(lèi)型的液體才具有固有的良好吸收性和持液特性。例如，聚烯烴非織造纖維網(wǎng)目前已經(jīng)用于吸收油或油基液體，因?yàn)榫巯N非織造擦拭布具有天生的親油性和疏水性。聚烯烴非織造擦拭布需要用某些方法處理以便使之具有良好的潤(rùn)濕特性或?qū)τ谒推渌后w的吸收性。因此，為了提高吸收劑制品的吸收性能，這里已經(jīng)應(yīng)用了許多種化學(xué)潤(rùn)濕劑(wetting chemistries)。作為一個(gè)例子，Meitner等在專(zhuān)利US No.4328279中公開(kāi)了用作潔凈室應(yīng)用中的擦拭布的低絨非織造纖維網(wǎng)的使用方法。聚烯烴非織造擦拭布具有固有的疏水性，但是通過(guò)添加化學(xué)潤(rùn)濕劑包括烷基苯氧基乙醇和磺基丁二酸二辛酯，Meitner得到了一種低絨的吸收劑材料，它具有良好的吸水和吸油特性。其他種種潤(rùn)濕化學(xué)劑也已經(jīng)用來(lái)與吸收劑結(jié)合以提高它們的吸收特性。因此，當(dāng)預(yù)先知道被吸收液體的組成時(shí)，可以選擇一種合適的吸收劑材料用于這種特定的目的。
研究室、制造工廠、維修車(chē)間、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和其他團(tuán)體在它們?nèi)粘２僮髦薪?jīng)常使用或接觸眾多的化學(xué)品或其他化合物。因此，認(rèn)為可以被吸收的液體的具體類(lèi)別或組成可能每天都在變化、甚至每次使用時(shí)都不一樣。甚至于，濺出的或無(wú)意中排放的液體的具體組成對(duì)于那些負(fù)責(zé)清潔或收集的人員來(lái)說(shuō)，可能是未知的。然而，如上所述，許多吸收劑材料只對(duì)某些特定的液體具有良好的吸取或吸收特性而對(duì)于其他類(lèi)型的液體則沒(méi)有足夠的吸收性。例如，一種吸收劑擦拭用品可能對(duì)油基懸浮液或乳液表現(xiàn)出良好的親和性而對(duì)水卻沒(méi)有親和性。此外，對(duì)于含水液體來(lái)說(shuō)，該擦拭用品對(duì)于酸性含水液體可能表現(xiàn)出良好的吸收特性而對(duì)堿性含水液體卻沒(méi)有，反之亦然。因此，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生這樣的問(wèn)題，即對(duì)于任何出現(xiàn)的溢出物，吸收劑材料在吸收和/或截留這種特定的液體時(shí)，可能是無(wú)效或完全無(wú)效的。
除了吸收性外，希望吸收劑材料具有快速釋放電荷的能力，因?yàn)樗鼈儙缀醪豢赡軅鲗?dǎo)或釋放靜電。從這一點(diǎn)考慮，吸收劑材料常用于靠近電子敏感性的設(shè)備，例如集成電路和/或微電子設(shè)備，并希望具有良好的抗靜電性能。盡管產(chǎn)生于靜電的電流在許多情況下都較小，但是對(duì)于集成電路和其他微電子設(shè)備內(nèi)通過(guò)相互連接形式形成的所要求的電氣載荷來(lái)說(shuō)，這種電流是比較大的。因此，靜電能夠?qū)@種設(shè)備造成致命的損害。此外，當(dāng)收集或盛裝可燃液體時(shí)，同樣十分希望這種纖維網(wǎng)具有優(yōu)異的抗靜電性能以避免引燃該液體。然而，盡管經(jīng)常要求抗靜電性能，使用具有抗靜電性能的傳統(tǒng)離子型化合物對(duì)吸收劑材料的乳液穩(wěn)定性、加工性和吸收特性會(huì)有負(fù)面影響。
因此，需要存在一種揮發(fā)性的吸收劑材料，它對(duì)于具有各種物理和化學(xué)組成的眾多液體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是速率還是數(shù)量來(lái)說(shuō)都具有優(yōu)異的吸收性能。此外，需要存在一種吸收劑材料，它能夠同時(shí)吸收極性和非極性液體，例如，含水和烴類(lèi)(即油)基液體、乳液和/或懸浮液都能夠被吸收。此外，需要存在一種這樣的擦拭用品，它能夠有效地和有利地吸收強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性液體。此外，需要存在一種這樣的具有優(yōu)良抗靜電性能吸收劑材料，而且還需要存在這樣的吸收劑材料，它是穩(wěn)定的(例如化學(xué)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定)且它能夠快速生產(chǎn)。
發(fā)明概述通過(guò)本發(fā)明中包括在其表面含有化學(xué)潤(rùn)濕劑的多孔基材的吸收劑材料完成了上述需要、克服了本領(lǐng)域的技術(shù)人員遇到的上述問(wèn)題，其中化學(xué)潤(rùn)濕劑包括苷和/或苷衍生物；脂肪酸酯乙氧基化物和一種或多種選自烷基醇乙氧基化物和它們的鹵化物類(lèi)似物、芳基醇乙氧基化物和它們的鹵化物類(lèi)似物、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和/或硫酸化脂肪酸酯的表面活性劑?；瘜W(xué)潤(rùn)濕劑要求基本上貫穿多孔基材而存在，例如貫穿非織造纖維網(wǎng)的纖維表面。另一方面，化學(xué)潤(rùn)濕劑希望包含約0.1wt％～20wt％的吸收劑。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是適于用作本發(fā)明的多孔基材的部分正視圖。
圖2是制備本發(fā)明吸收劑材料的工藝流程圖。
圖3是制備本發(fā)明吸收劑材料的工藝流程圖。
定義本文使用的術(shù)語(yǔ)“包括”是單舉的或開(kāi)式的，并不排斥其他未引述的元素、組合物的組成或方法步驟。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“片材”是指層狀材料，它可以是機(jī)織材料、針織材料、紗布、非織造纖維網(wǎng)或其他類(lèi)似材料。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“縱向”或MD意指織物生產(chǎn)時(shí)長(zhǎng)度方向。術(shù)語(yǔ)“橫向”或CD意指織物的寬度方向，即一般垂直于MD的方向。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“液體”是指一般不考慮形態(tài)的流體，包括溶液、乳液、懸浮液等。
發(fā)明詳述本發(fā)明的吸收劑材料包括在其表面具有化學(xué)潤(rùn)濕性的多孔基材，其中化學(xué)潤(rùn)濕劑包括(a)約10％～80％(重量計(jì))的苷和/或苷的衍生物；(b)約10％～80％(重量計(jì))的脂肪酸酯乙氧基化物；(c)0％～約50％(重量計(jì))的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基醇乙氧基化物、芳基醇乙氧基化物、烷基和芳基醇乙氧基化物的氟代類(lèi)似物；和(d)約0％～約50％(重量計(jì))選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和/或硫酸化的脂肪酸酯。要求化學(xué)潤(rùn)濕劑包括下列物質(zhì)的混合物(a)約20％～約60％(重量計(jì))的苷和/或苷的衍生物；(b)約20％～約60％(重量計(jì))的脂肪酸酯乙氧基化物；(c)約5％～約30％(重量計(jì))的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基醇乙氧基化物、芳基醇乙氧基化物、烷基和芳基醇乙氧基化物的鹵代類(lèi)似物；和(d)約5％～約30％一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和/或硫酸化的脂肪酸酯。更希望組分(c)和(d)選擇地不包括超過(guò)35％(重量計(jì))的化學(xué)潤(rùn)濕劑。在本發(fā)明的特別實(shí)施方案中，組分(a)∶(b)∶(c)∶(d)之比約為2∶2∶1∶1(重量計(jì))。
合適的葡糖苷包括單葡糖苷和聚苷。然而希望苷包括烷基聚苷，甚至更希望在烷基鏈上含有約8～約10個(gè)碳原子的烷基聚苷。典型的烷基葡糖苷和聚苷已公開(kāi)在Aleksejczyk等的美國(guó)專(zhuān)利No.5385750和Gross的美國(guó)專(zhuān)利No.5770549中，上述專(zhuān)利中的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考，烷基聚苷是商售的，例如購(gòu)自PA,Henkel Corporation ofAmber的商品名APG、GlUCOPON和PLANTAREN。一種典型的烷基聚苷是含有C10～C16的烷基取代基的D-吡喃葡糖苷，例如由Henkel公司提供的商品名為GLUCOPON 600 UP的化合物。其他典型的烷基聚苷是辛基聚苷，例如由Henkel公司提供的商品名為GLUCOPON 220 UP的化合物，其聚合度約為1.4并有下列化學(xué)式 X=0～3關(guān)于組分(b)，令人驚奇的發(fā)現(xiàn)是，使用脂肪酸酯乙氧基化物可與一種或多種其他組分發(fā)生互相協(xié)調(diào)作用，從而極大地提高了化學(xué)潤(rùn)濕劑及其處理過(guò)的吸收劑材料的抗靜電性能。脂肪酸酯乙氧基化物要求包括如下化學(xué)式的化合物R3-CO2-(EtO)m-R4其中R3=C4～C22烷基，更希望約C8～C20或C7～C16的烷基苯基；R4=C1～C20烷基，更希望C1～C6；和m=2～25，更希望約3～15。
希望第三組分包括聚(乙二醇)酯，例如聚(乙二醇)單月桂酸酯；聚(乙二醇)二油酸酯；聚(乙二醇)單油酸酯；聚(丙三醇)單油酸酯等。優(yōu)選的材料是聚(乙二醇)單月桂酸酯，它購(gòu)自Henkel公司的商品EMEREST 2650。
關(guān)于組分(c)，優(yōu)選的醇乙氧基化物希望包括具有如下化學(xué)式的物質(zhì)R1-O-(EtO)n-R2其中R1=C4～C22烷基和更希望約C8～C20或C7～C22的烷基苯基和更希望C9～C16；R2=C1～C10烷基，更希望C1～C6；EtO=環(huán)氧乙烷n=2～25，更希望約3～15。
一種合適的商售芳基醇乙氧基化物購(gòu)自聯(lián)碳公司的商品TRITON，例如TRITON X-102，它包括一種具有大約十一個(gè)環(huán)氧乙烷(EtO)單元的辛基酚乙氧基化物。此外，一種特別優(yōu)選的醇乙氧基化物包括在烷基鏈上含有約5～約18個(gè)碳原子的脂肪醇乙氧基化物。典型的商售脂肪醇乙氧基化物購(gòu)自ICI Surfactants的商品名RENEX KB或SYNTHRAPOL KB，它包括含有平均約5.5個(gè)環(huán)氧乙烷(EtO)單元的聚氧化乙烯癸醇。
關(guān)于組分(d)，典型的表面活性劑包括，但不局限于此的烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽、硫酸化的脂肪酸酯等。商售的烷基硫酸鹽購(gòu)自Henkel公司的商品SULFOTEX OA，它包括2-乙基己基硫酸鈉、購(gòu)自ICI Surfactants的商品名G271，它包括N-乙基-大豆嗎啉乙基硫酸鹽。此外，烷基化硫酸鹽例如月桂基硫酸鈉也適合用于本發(fā)明。商售的烷基磺酸鹽例如烷基萘磺酸鹽購(gòu)自Cytec Industries,Inc.的商品AEROSOL OS。此外，硫酸化的表面活性劑也認(rèn)為適用于本發(fā)明，包括烷基磺基丁二酸鹽，例如二辛基磺基丁二酸鈉、二己基磺基丁二酸鈉、二環(huán)己基磺基丁二酸鈉、異癸基磺基丁二酸二鈉等。被認(rèn)為適用于本發(fā)明的商售二辛基磺基丁二酸鈉購(gòu)自Cytec Industries,Inc.的商品名為AEROSOL OT-75。此外，商售的硫酸化脂肪酸酯購(gòu)自ICISurfactants的商品名為CALSOLENE OIL HA，它包括一種硫酸化的油酸酯。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，吸收劑材料可以包括一種其中已經(jīng)加入了化學(xué)潤(rùn)濕劑的纖維狀片材，其中化學(xué)潤(rùn)濕劑包括約20％～60％(重量計(jì))的聚苷；約20％～60％(重量計(jì))的脂肪酸酯乙氧基化物；和約5％～35％(重量計(jì))的烷基醇乙氧基化物。在另一個(gè)實(shí)施方案中，化學(xué)潤(rùn)濕劑可以包括約20％～60％(重量計(jì))的聚苷；約20％～60％的脂肪酸酯乙氧基化物；約5％～約35％的烷基醇乙氧基化物；和約5％～35％的烷基硫酸鹽和/或烷基磺酸鹽。在另一個(gè)實(shí)施方案中，吸收劑材料可以包括一種其中已經(jīng)加入了化學(xué)潤(rùn)濕劑的纖維狀片材，其中化學(xué)潤(rùn)濕劑包括20％～60％(重量計(jì))的聚苷；約20％～60％(重量計(jì))的脂肪酸酯乙氧基化物；和約5％～35％(重量計(jì))的烷基硫酸鹽和/或烷基磺酸鹽。
因此，本發(fā)明的吸收劑材料表現(xiàn)出良好的吸收油基液體和水或其他含水液體的性能。此外，本發(fā)明的吸收劑材料也表現(xiàn)出良好的吸收強(qiáng)堿性和強(qiáng)酸性液體的性能。此外，本發(fā)明的吸收劑材料對(duì)于各種物理和化學(xué)組成的液體具有良好的吸收性能。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的吸收劑材料要求對(duì)于如下液體的點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)時(shí)間小于約10秒，并進(jìn)一步小于約5秒石蠟油；水；75％H2SO4、50％的硝酸和30％的NaOH。更進(jìn)一步，吸收劑材料對(duì)于如下液體的點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)小于約10秒，并進(jìn)一步小于約5秒石蠟油；水；98％H2SO4、70％的硝酸和40％的NaOH。另外，吸收劑材料的比容至少約為8g油/g基體，甚至更希望比容至少約為11g油/g基體。除了上述吸收特性外，本發(fā)明的吸收劑材料也可以表現(xiàn)出優(yōu)異的抗靜電性能，其中吸收劑材料的表面電阻率約為1×1014Ω甚至更希望表面電阻率小于1×1011Ω或更小。本發(fā)明的吸收劑材料也可以表現(xiàn)出90％的靜電衰變(使誘導(dǎo)電荷散逸至其初始值的10％時(shí)所需要的時(shí)間(秒))時(shí)間小于約0.5秒甚至小于約0.1秒。甚至，本文提供的揮發(fā)性或多功能的吸收劑材料可以包括全部非離子組分和/或適用于與潔凈室應(yīng)用有關(guān)的組分。
能夠與化學(xué)潤(rùn)濕劑混溶的并且基本上不會(huì)影響化學(xué)潤(rùn)濕劑性能的其他材料能夠任選地加入到本文所述的化學(xué)潤(rùn)濕劑中。作為一個(gè)例子，其他組分可以包括，但不局限于如下物質(zhì)表面活性劑、染料、顏料、香料、抗菌劑、防霉劑、除臭劑等。根據(jù)要求可以在化學(xué)潤(rùn)濕劑中加入其他組分以使吸收劑材料具有其他要求的特性。
本文所述的化學(xué)潤(rùn)濕劑可以與眾多多孔基材復(fù)合使用。參照?qǐng)D1，多孔基材10可以包括纖維狀片材，片材內(nèi)含有許多空間間隙。希望化學(xué)潤(rùn)濕劑置于多孔的耐久基材內(nèi)。典型的多孔基材包括，但不局限于此非織造纖維網(wǎng)、開(kāi)孔泡沫塑料、機(jī)織或針織材料等。然而，希望化學(xué)潤(rùn)濕劑與纖維狀材料如非織造纖維網(wǎng)一起使用。另一方面，非織造纖維網(wǎng)希望包括聚烯烴纖維并且更希望聚丙烯纖維。本文使用的術(shù)語(yǔ)“非織造的”織物或纖維網(wǎng)意指具有獨(dú)立纖維或紗線結(jié)構(gòu)的相互結(jié)合的纖維網(wǎng)，而并不用如針織織物或機(jī)織織物的指定的方法。非織造織物或纖維網(wǎng)可通過(guò)許多方法形成，例如熔噴法、紡粘法、水刺法、氣流成網(wǎng)法和粘合粗梳纖維網(wǎng)法等。
作為一個(gè)特別的例子，紡粘纖維網(wǎng)很適于用作本發(fā)明?；貫榧s14g/m2～約120g/m2、甚至更要求約17g/m2～約68g/m2的紡粘纖維網(wǎng)特別適用于吸收劑材料，它包括擦手巾到地板墊。制備合適的紡粘纖維網(wǎng)的方法包括，但不局限于如下專(zhuān)利Appel等的US No.4340563；Dorschner等的US No.3692618；Matsuki等的US No.3802817；Kinney的US No.3338992和No.3341394；Hartman的US No.3502763；Dobo等的US No.3542615；Pike等的US No.5382400和Pike等的USNo.5759926。例如在Pike等的專(zhuān)利US No.5382400中描述的那些卷曲狀高膨松的多組分紡粘纖維網(wǎng)很適合于與本發(fā)明有關(guān)的應(yīng)用；上述專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。
作為另一個(gè)例子，適于用作本發(fā)明的其他基材包括熔噴纖維網(wǎng)。熔噴纖維的一般制造方法包括使熔融熱塑性材料通過(guò)許多模具毛細(xì)孔擠出，隨著熔融的紗線或長(zhǎng)絲進(jìn)入密集而高速的氣流(如空氣)，通常是熱氣流時(shí)使熔融熱塑性材料的長(zhǎng)絲變細(xì)以減少其直徑。此后，熔噴纖維可通過(guò)高速氣流來(lái)完成，并使其沉積在收集器表面而形成隨機(jī)分散的熔噴纖維網(wǎng)。熔噴法例如描述在下列專(zhuān)利中Butin等的US No.3849241；Weber等的US No.3959421；Haynes等的US No.5652048；和Timmons等的US No.5271883。例如在Haynes等的美國(guó)專(zhuān)利No.5652048中描述的那些具有高膨松性和高強(qiáng)度的熔噴纖維網(wǎng)特別適用于本發(fā)明；上述專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。特別適用于吸收劑擦拭用品或吸油材料的熔噴纖維網(wǎng)的基重為約17g/m2～約510g/m2，更希望約34g/m2～約450g/m2，還希望約68g/m2～300g/m2。
作為另一個(gè)例子，本發(fā)明也能夠與多層層壓制品和其他吸收劑制品或設(shè)備一起使用。這里使用的“多層層壓制品”意指二層或多層如下材料的一種層壓制品，例如紡粘/熔噴(SM)層壓制品；熔噴/紡粘/熔噴(SMS)層壓制品；紡粘/薄膜(SF)層壓制品；熔噴/薄膜層壓制品等。多層非織造層壓制品的例子也在如下專(zhuān)利中公開(kāi)Brock等的USNo.4041203、Hotchkiss等的US No.4436780和Kebbell等的USNo.4906513；上述文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考。這里所述的化學(xué)潤(rùn)濕劑可以根據(jù)要求應(yīng)用于一層或多層層壓制品。僅舉一例，其他復(fù)合材料，適用于本發(fā)明的層壓制品和/或制品也已經(jīng)在如下專(zhuān)利中描述Cotton的US No.5281463；Johnson等的US No.4904521；Cotton等的US No.5223319；Adam的US No.5639541；Malhotra等的US No.5302249；Lamers等的US No.4659609；Currie等的US No.5249854；Anderson等的US No.4100324；Georger等的US No.5350624和Everhart等的USNo.5389202。盡管本發(fā)明的主要討論與各種工業(yè)應(yīng)用中的吸收劑擦拭用品和/或墊有關(guān)的應(yīng)用，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其有用之處并不局限于這些特別應(yīng)用。
用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何一種方法可以使化學(xué)潤(rùn)濕劑用于基材。希望化學(xué)潤(rùn)濕劑基本上均勻地應(yīng)用于整個(gè)基材內(nèi)。處理基材的一種方法參考圖2在下面進(jìn)行描述。多孔基材22，例如一種非織造纖維網(wǎng)從喂入輥20上退卷并沿著其中標(biāo)記的箭頭方向前進(jìn)。然而，應(yīng)該理解，多孔基材可以被制成相對(duì)于從喂入輥退卷時(shí)的直線狀。多孔基材22接著在給液器24下通過(guò)，例如一種噴射柵，其中含有化學(xué)潤(rùn)濕劑的含水液體26施加于或噴射到多孔基體22上。真空裝置28可以任選地置于多孔基材22的下方以助于含水液體26穿過(guò)纖維網(wǎng)并提高處理過(guò)程的均勻性。然后，表面含水液體26的多孔基材任選地根據(jù)需要穿過(guò)干燥箱27以驅(qū)除任何殘留的水分。在驅(qū)除水分的同時(shí)，固體或化學(xué)潤(rùn)濕劑殘留在基體22上面或中間，從而提供吸著材料23，它具有改進(jìn)的吸收特性。希望化學(xué)潤(rùn)濕劑包括干燥的吸收劑材料總重量的約0.2％～約20％，并且更希望包括為干燥的吸收劑材料總重量的約0.3％～約10％，更希望為，化學(xué)潤(rùn)濕劑包括增加的重量為基材重量的約0.3％～約5％。干燥后的吸收劑材料23然后可以在卷入輥29(如圖)上卷繞進(jìn)行下游使用和/或加工。替代地，干燥后的吸收劑材料23可以要求立即加工成其他制品。
從圖2可見(jiàn)，含水液體26可以由罐或容器30供給。含水乳液或溶液26希望包括約50％～約99.5％(重量計(jì))的水和約0.5％～約50％的固體，且更希望約97％的水和約3％的固體。這里所用的“固體”統(tǒng)一指上述化學(xué)潤(rùn)濕劑中每個(gè)組份的總和。使用較高的重量百分?jǐn)?shù)的固體在使用較低產(chǎn)量能力時(shí)可改善效率，從而減少浪費(fèi)、改善干燥效果。然而百分含固量的增加會(huì)增加含水乳液的粘度，從而更難實(shí)現(xiàn)多孔基材的均勻處理。另外，為了避免在含水溶液中使用保護(hù)劑和其他類(lèi)似的試劑，最好在開(kāi)始處理基材之前使水溶液加熱至約40℃～約80℃，更希望加熱至約50℃，目的是防止水溶液中可能存在的細(xì)菌的繁殖或其他不理想的有機(jī)物生長(zhǎng)。然而，對(duì)于這方面應(yīng)該注意的是，如果所使用的共表面活性劑的濃度太低，例如使用聚(乙二醇)酯和/或烷基聚苷時(shí)，醇乙氧基化物受熱會(huì)產(chǎn)生相分離。
另一方面，同時(shí)處理許多多孔基材也是可能的。除了有助于干燥基材纖維網(wǎng)外，這種處理過(guò)程可能提供改進(jìn)的均勻性。作為一個(gè)例子，見(jiàn)圖3，可通過(guò)使熔噴纖維42沉積在泡沫狀線條44上制備熔噴纖維網(wǎng)43。這里，熔噴纖維通過(guò)一系列或一排熔噴模頭45噴出到移動(dòng)的發(fā)泡狀線條或帶44上。噴射柵48可以置于每排或每系列熔噴頭45附近，目的是在泡沫狀線條44上的熔噴纖維網(wǎng)43形成之前用含水液體50噴射噴出的纖維42。噴出后纖維受熱使大部分水分蒸發(fā)，使化學(xué)潤(rùn)濕劑留在纖維表面。如此可以避免分離和其他干燥步驟。處理基材的其他方法也適用于本發(fā)明，例如“浸漬和擠壓”法、刷涂法等。
測(cè)試吸收能力先稱(chēng)重4英寸×4英寸的樣品，然后使稱(chēng)重后的樣品在一盆測(cè)試液(例如石蠟油或水)中浸潤(rùn)3分鐘。盆中測(cè)試液至少深度至少為2英寸(5.08cm)。樣品從測(cè)試液中取出后以“鉆石”形的位置懸掛(即使一個(gè)角處于最低點(diǎn))并空干。樣品的允許空干時(shí)間對(duì)于水為3分鐘，而對(duì)于油為5分鐘。在指定的空干時(shí)間后將樣品放置于稱(chēng)重盤(pán)上進(jìn)行稱(chēng)重。根據(jù)用于測(cè)試水的吸收能力的步驟來(lái)測(cè)試粘度和水十分接近的酸或堿的吸收性能。吸收能力(g)=濕重(g)-干重(g)；比容(g/g)=吸收能力(g)/干重(g)。下列更充分地描述這種測(cè)試。
點(diǎn)滴測(cè)試(吸收速率)將樣品置于不銹鋼燒杯的上方并用模板覆蓋以固定樣品。使用移液管，在樣品上方0.5～1英寸之間將0.5ml液體垂直滴落到樣品上。在液體滴落到樣品上的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)液體被完全吸收時(shí)，停止計(jì)時(shí)。當(dāng)液體被吸收到液體表面不反光時(shí)即達(dá)到了終點(diǎn)。至少三次測(cè)試的平均值用來(lái)計(jì)算點(diǎn)滴測(cè)試時(shí)間。
靜電衰減這種測(cè)試決定了材料的靜電性能，測(cè)量方法為電荷以材料表面散逸所需要的時(shí)間。除了具體說(shuō)明外，這種測(cè)試根據(jù)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào)191A的方法5930進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，使3.5英寸×6.5英寸的樣品定型，包括去除任何現(xiàn)存的電荷，然后使樣品置于靜電衰減測(cè)試儀中充電到5000伏。一經(jīng)樣品接受電荷就撤消充電電壓并使電極接地。記錄樣品中的預(yù)定數(shù)量電荷消失所耗的時(shí)間(例如50％或90％)。這里參考樣品的靜電衰減時(shí)間采用校準(zhǔn)的靜電衰減儀來(lái)測(cè)定，靜電衰減儀型號(hào)為SDM406C和406D，購(gòu)自PA,Glenside的Electro-techsystems,Inc.。
電阻率(表面電阻率)這種測(cè)試測(cè)量“電阻率”或穩(wěn)態(tài)電流穿過(guò)織物時(shí)織物所承受的抗穿透能力和定量電荷從織物上散逸的難易程度。表面電阻率或電阻率數(shù)值反映出織物耗散電荷的能力和/或織物積聚靜電荷的趨勢(shì)。除了下面說(shuō)明外，根據(jù)INDA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法IST40.1(95)進(jìn)行測(cè)試。一般來(lái)說(shuō)，將1英寸×4英寸的樣品置于相隔1英寸的兩個(gè)電極之間以使樣品和電極之間具有1平方英寸的空間。然后加上100伏直流電，并在電流表上讀出實(shí)際穿過(guò)樣品的電流值。這里所述的數(shù)據(jù)是用電流表測(cè)得的，如OH,Cleveland的Keithley Instruments,Inc.的Model 610C型電流表。
實(shí)施例實(shí)施例1制備11.5盎司每平方碼含有聚丙烯纖維的熔噴織物，織物中含有化學(xué)潤(rùn)濕劑。化學(xué)潤(rùn)濕劑中，聚氧化乙烯癸醇∶聚(乙二醇)單月桂酸酯∶辛基聚苷的重量比為1∶1∶0.6，添加量為0.7wt％。根據(jù)參考圖3中所一般描述的方法在纖維上應(yīng)用化學(xué)潤(rùn)濕劑。使用上面描述的點(diǎn)滴測(cè)試方法測(cè)得纖維網(wǎng)對(duì)各種液體的吸收特性。結(jié)果如下面表1所示。處理后的吸收劑材料有下列抗靜電性能表面電阻率(縱向，正面)5.48×1010Ω表面電阻率(縱向，砧)4.70×1010Ω靜電衰減(50％，正電荷，橫向，砧)0.043s靜電衰減(50％，正電荷，橫向，正面)0.020s靜電衰減(50％，負(fù)電荷，橫向，砧)0.037s靜電衰減(50％，負(fù)電荷，橫向，正面)0.023s
表1
實(shí)施例2制備2盎司每平方碼含有聚丙烯纖維的熔噴纖維織物，織物中含有化學(xué)潤(rùn)濕劑?；瘜W(xué)潤(rùn)濕劑中聚氧化乙烯癸醇∶聚(乙二醇)單月桂酸酯∶辛基聚苷的重量比為1∶1∶0.6。化學(xué)潤(rùn)濕劑的添加量(重量)和對(duì)各種液體的點(diǎn)滴試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下面表2。
表2
實(shí)施例3制備了聚丙烯熔噴纖維的非織造纖維網(wǎng)，基重約為34g/m2，其中含有化學(xué)潤(rùn)濕劑?；瘜W(xué)潤(rùn)濕劑包括1∶0.6∶0.3(重量計(jì))的聚(乙二醇)單月桂酸酯∶辛基聚苷∶月桂基硫酸鈉。化學(xué)潤(rùn)濕劑的添加量為1.9wt％，處理后的非織造纖維網(wǎng)的點(diǎn)滴試驗(yàn)時(shí)間如下25％NaOH為1～2s、40％NaOH為25s、75％H2SO4為2～3s、98％H2SO4為3s和水為1s。
實(shí)施例4制備了聚丙烯熔噴纖維的非織造纖維網(wǎng)，基重約為34g/m2，其中含有化學(xué)潤(rùn)濕劑?；瘜W(xué)潤(rùn)濕劑包括3.0∶0.6∶0.5∶0.3比率(重量計(jì))的聚(乙二醇)單月桂酸酯∶辛基聚苷∶D-吡喃葡糖苷∶月桂基硫酸鈉?；瘜W(xué)潤(rùn)濕劑的添加量為1.9wt％。處理后的非織造纖維網(wǎng)的點(diǎn)滴試驗(yàn)時(shí)間如下25％NaOH為3s、40％NaOH為20s、75％H2SO4為3s、98％H2SO4為5s和水為1s。
各種專(zhuān)利和其它參考資料已經(jīng)在此引入作為參考，同時(shí)在一定程度上在引用資料和本說(shuō)明之間存在的任何不一致時(shí)，以本說(shuō)明書(shū)為準(zhǔn)。此外本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)其中的具體設(shè)施方案、特別是通過(guò)這里描述的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變、改進(jìn)和其它變化。因此旨在將所有這些改進(jìn)、改變和其它變化包括在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1．一種吸收劑材料，包括一種多孔基材，其表面電阻率小于1×1014Ω，且對(duì)石蠟油、水、75％H2SO4和30％NaOH的吸收速率小于10s。
2．權(quán)利要求1的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括聚烯烴纖維的非織造纖維網(wǎng)，且其表面電阻率小于約1×1011Ω。
3．權(quán)利要求2的吸收劑材料，其中所說(shuō)的吸收劑材料的90％靜電衰減小于0.1s。
4．權(quán)利要求2的吸收劑材料，其中所說(shuō)的吸收劑材料對(duì)于石蠟油、水、98％H2SO4和30％NaOH的吸收速率小于約5s。
5．權(quán)利要求4的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括聚烯烴纖維非織造纖維網(wǎng)，且其比容至少約為8g油/g基材。
6．權(quán)利要求5的吸收劑材料，其中所說(shuō)的吸收劑材料對(duì)于40％NaOH的吸收速率小于10s。
7．權(quán)利要求1的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括一種纖維狀材料，且其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑位于纖維的表面，且其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑進(jìn)一步包括(ⅰ)約10wt％～約80wt％的苷和/或苷衍生物；(ⅱ)約10wt％～約80wt％的脂肪酸酯乙氧基化物；和(ⅲ)10wt％～約80wt％的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基醇乙氧基化物及其鹵化物的類(lèi)似物、芳基醇乙氧基化物及其鹵代的類(lèi)似物、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基的類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和硫酸化的脂肪酸酯。
8．一種吸收劑材料，包括一種多孔基材，其表面具有一種化學(xué)潤(rùn)濕劑；所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑包括(ⅰ)約10wt％～約80wt％的苷和/或苷衍生物；(ⅱ)約10wt％～約80wt％的脂肪酸酯乙氧基化物；和(ⅲ)約5wt％～約35wt％的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基醇乙氧基化物及其鹵化物的類(lèi)似物、芳基醇乙氧基化物及其鹵代的類(lèi)似物、烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基的類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和硫酸化的脂肪酸酯。
9．權(quán)利要求8的吸收劑材料，其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑包括(ⅰ)約20％～約60％的苷和/或苷衍生物；(ⅱ)約20％～約60％的脂肪酸酯乙氧基化物；和(ⅲa)約5％～30％的一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基醇乙氧基化物、芳基醇乙氧基化物、烷基醇和芳基醇乙氧基化物的鹵代類(lèi)似物和(ⅲb)約5％～約30％選自下列物質(zhì)的表面活性劑烷基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基膦酸鹽及其芳基類(lèi)似物、烷基磺基丁二酸鹽和/或硫酸化的脂肪酸酯。
10．權(quán)利要求9的吸收劑材料，包括，其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑包括約0.1wt％～約10wt％的吸收劑材料。
11．權(quán)利要求10的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括其中具有許多空間間隙的纖維狀基材。
12．權(quán)利要求11的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括一種非織造纖維網(wǎng)。
13．權(quán)利要求12的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括一種聚烯烴紡粘纖維網(wǎng)，它的基重至少約17g/m2。
14．權(quán)利要求12的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括一種聚烯烴熔噴纖維網(wǎng)，它的基重至少約17g/m2。
15．權(quán)利要求11的吸收劑材料，其中多孔基材的表面電阻率小于1～1014Ω，且對(duì)于石蠟油、水、75％H2SO4和30％NaOH的吸收速率小于10s。
16．權(quán)利要求15的吸收劑材料，其中多孔基材的比容至少約8g油/g基材。
17．權(quán)利要求9的吸收劑材料，其中所說(shuō)多孔基材的包括一種聚烯烴非織造纖維網(wǎng)，且其中所說(shuō)的吸收劑材料的比容至少為8g油/g基材，表面電阻率小于1～1011Ω，且對(duì)于石蠟油、水、98％H2SO4和40％NaOH的吸收速率小于約10s。
18．權(quán)利要求9的吸收劑材料，其中組分(ⅰ)包括一種烷基聚苷。
19．權(quán)利要求18的吸收劑材料，其中組分(ⅱ)包括一種聚(乙二醇)酯。
20．權(quán)利要求19的吸收劑材料，其中所說(shuō)的潤(rùn)濕劑組分(ⅲa)包括一種脂肪醇乙氧基化物。
21．權(quán)利要求18的吸收劑材料，其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑組分(ⅲb)包括一種烷基硫酸鹽。
22．權(quán)利要求19的吸收劑材料，其中所說(shuō)的化學(xué)潤(rùn)濕劑組分(ⅲb)包括一種烷基硫酸鹽。
23．權(quán)利要求19的吸收劑材料，其中所說(shuō)的多孔基材包括一種纖維狀材料，且其中所說(shuō)的吸收劑材料的比容至少為8g油/g基材，表面電阻率小于約1～1011Ω，且對(duì)于石蠟油、水、98％H2SO4和40％NaOH的吸收速率小于約5s。
24．權(quán)利要求23的吸收劑材料，其中所說(shuō)的纖維狀材料包括一種選自下列物質(zhì)的聚烯烴聚合物非織造纖維網(wǎng)紡粘纖維網(wǎng)、熔噴纖維網(wǎng)、水刺纖維網(wǎng)、短纖維網(wǎng)及其多層層壓制品。
全文摘要
提供了一種包括纖維狀片材的萬(wàn)能吸收劑材料,其中纖維狀片材上面含有化學(xué)潤(rùn)濕劑,包括(i)聚苷(polyglycoside);(ii)脂肪酸酯乙氧基化物;和(iii)一種或多種選自下列物質(zhì)的表面活性劑:烷基和芳基醇乙氧基化物,烷基磺酸鹽和硫酸鹽、醇醚硫酸鹽、烷基磷酸鹽和膦酸酯,烷基磺基丁二酸鹽和硫酸化的脂肪酸酯。提供的吸收劑材料具有優(yōu)異的電阻率和對(duì)于眾多液體具有良好的吸收性能,包括石蠟油、水、硫酸和氫氧化鈉。
文檔編號(hào)B01J20/32GK1303319SQ9980685
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月30日
發(fā)明者A·亞希爾歐伊, G·H·亞當(dāng) 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司