CN106687009A - 结构改性设备 - Google Patents

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J·R·亚当斯
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V·M·梅兰德兹
R·A·沃森
P·A·索维恩
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Abstract

本发明公开了一种用于活化设置在目标结构上的化学品的设备，该设备包括柄部；可旋转地附接到该柄部并适于在目标结构上滚动但不滑动的结构接触元件；以及具有至少部分地位于所述结构接触元件内的发射出口的辐射能量源，其中所述接触元件对所述辐射能量是至少部分透明或半透明的。

Description

结构改性设备
技术领域
本发明涉及用于通过电磁和机械相互作用改性制备的目标结构的设备。本发明具体地涉及通过电磁活化施用于目标结构的化学改性剂同时向所述结构施加机械力的改性。
背景技术
已经描述了适用于与纤维和纤维结构相互作用并改性纤维和纤维结构的机械特性的化学组合物。此类组合物可用于改变纤维结构的外观和/或改变纤维和整体结构的机械特性。组合物可施用于纤维/结构的表面并且随后通过暴露于适当波长和强度的电磁辐射来活化。该暴露将组合物活化。在活化时，该组合物通过改变的纤维来改变纤维和结构的机械特性。这种改变可至少部分地通过组合物内的元素与待改性的纤维/结构共价键合来实现。
所述改变的一种形式是保留具有在活化时存在的形式的纤维和结构。直的纤维和平坦结构可以在暴露于辐射之后保持该形状，并且起皱的和/或以其它方式弯曲或成形的结构可以保持其起皱和/或以其它方式弯曲或成形的状态。期望一种设备，其适于同时赋予结构期望的机械状态并适当照射所述结构以在预期使用所述设备时活化施用于所述结构的组合物。
发明内容
在一个方面，用于活化设置在目标结构上的化学品的设备包括柄部；可旋转地附接到柄部并适于在目标结构上滚动但不滑动的结构接触元件；以及具有至少部分地位于所述结构接触元件内的发射出口的辐射能量源，其中所述接触元件对所述辐射能量是至少部分透明或半透明的。
附图说明
图1提供了本发明的一个实施方案的示意性透视图。
图2为示出本发明的一个实施方案的示意性侧视图。
具体实施方式
下文示出本发明的众多不同实施方案的广泛说明。本说明应被视为仅是示例性说明，并未述及每一个可能的实施方案，因为描述每一个可能的实施方案即便是可能的话，也是不切实际的，并且应当理解，本文所述的任何特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法均可被删掉、全部或部分地与本文所述的任何其它特征、特性、组件、组成、成分、产品、步骤或方法相组合或用后者取代。可使用当前技术或在本专利的申请日期之后开发的技术来实施众多另选的实施方案，所述另选的实施方案将仍然落在本权利要求书的范围内。
还应当理解，除非一个术语在本专利中用句子“如本文所用，术语‘______’被定义为是指…”或类似的句子明确定义，否则并不意图将该术语的含义明确或隐含地限制超出其平常的或普通的含义，并且此类术语不应当被解释为被限制在基于本专利任一部分中所作出的任何语句(除了权利要求书的语言之外)的范围之内。没有任何术语对本发明而言是必不可少的，除非这样规定。当在本专利中以符合单一意义的方式来提及本专利最后权利要求书中叙述的任一术语时，只是为了清晰起见以便不使读者感到困惑，且并不旨在隐含地或换句话讲将这种权利要求术语限制为该单一的含义。最后，除非权利要求元素是通过描述该词“装置”和功能而没有描述任何结构而定义的，否则并不旨在基于应用35U.S.C.§112第六款来解释任一权利要求元素的范围。
设备包括电磁辐射源和适于与目标结构机械相互作用的元件。所述设备还包括使设备的使用者能够将其抓握并通过结构接触表面针对目标结构施加力的柄部。
电磁辐射源可以下列形式提供：电阻性白炽灯源、基于半导体的发光二极管(LED)源、其中射线源自通过燃烧燃料组合物加热元件的源、激光源、电弧灯或如本领域已知的任何其它电磁源。在一个方面，电磁辐射可具有一般被认为在电磁光谱的可见光范围内的波长(例如，介于约400nm和约700nm之间)。在另一个方面，电磁辐射可具有一般被认为在电磁光谱的紫外光范围内的波长(例如，介于约100nm和约400nm之间)。在另一个方面，电磁辐射可具有一般被认为在电磁光谱的红外光范围内的波长(例如，介于约700nm和约1000nm之间)。
在另一个方面，所述源的发射光谱可被调制成包括仅与施用于目标表面的组合物的化学组分中任一种最有效地相互作用的那些波长。可提供所述源使得发射光谱广义地包括此类波长或使得发射光谱狭义地包括此类波长或此类发射光谱包括单色辐射输出。在一个实施方案中，所述源可发射与中间体组合物有效相互作用的波长的光谱，从而导致中间体组合物随后发射辐射。这种发射的辐射随后与组合物的化学组分中的任一种，诸如光活化组分相互作用。光活化组分的非限制性示例可包括光酸、光碱、光活性电子转移剂、光活化能转移剂等。
辐射能量源可设置在结构接触元件内使得从所述源发射的辐射具有通向结构接触元件的直接透射路径。另选地，辐射能量源可邻近结构接触元件设置使得从所述源发射的辐射具有通向被处理表面的直接透射路径，使得辐射一般与表面接触元件同时撞击在表面上。
另选地，所述源可以设置在结构接触元件外部，并且发射的辐射经由波导件、光纤导管或其它装置透射到结构接触元件内的后续发射点。
在一个实施方案中，所述源可包括照明元件阵列，诸如以规则布置设置在设备的柄部的外表面上和弯曲的外壳内的LED，所述弯曲的外壳对于由LED发射的辐射是至少部分透明的。LED在输出时可以是窄谱或广谱。它们可在阵列的相应元件中在输出方面基本上相似或可在阵列元件中包括明显不同的输出光谱的集合。在一个实施方案中，LED源具有基本上由波长介于约100nm和约400nm之间的辐射构成的发射光谱，(UV)。在一个实施方案中，所述源可具有介于约400nm和约700nm之间的光谱，(可见光)。在一个实施方案中，所述源可具有介于约700nm和约1000nm之间的光谱，(红外)。
另选地，所述结构接触元件可包括上述中间体组合物。在此类实施方案中，所述源的射线与中间体组合物相互作用，从而导致组合物的后续发射。结构接触元件的至少一部分对该后续透射光谱的至少一部分可以是透明的，使得目标结构将被光谱的所述部分照射。
可认为所述源包括适于支撑辐射发射的电力元件。示例性电力元件包括：便携式能量存储元件诸如电池，与电网的有线连接诸如120VAC，通过壁装电源插座和有线插头的家用电源，电容器或存储能量的其它形式，太阳能电池，化学能量电池，压电电池，可燃流体诸如甲烷、丙烷或丁烷的燃烧，或能够与辐射源相互作用以产生电磁辐射的能量传递的其它形式。
所述设备还包括适于控制向辐射源提供电力的开关元件。示例性开关元件包括：摇臂开关、膜开关、滑块开关、旋转开关、以及如本领域已知的其它开关元件。在另一个实施方案中，开关元件可包括自动开关特征结构。在一个方面，自动开关特征结构可包括根据暴露的持续时间致动向辐射源提供电力和/或在给定时间长度之后致动向辐射源提供电力和/或致动向辐射源的电力脉冲，包括向辐射源提供电力的间隔之间的电力持续时间和/或终止持续时间。在另一个实施方案中，自动开关特征结构可包括根据设备的另一种刺激来致动对辐射源提供电力的反馈元件。在一个方面，反馈元件可根据施用于接触元件的压力来致动向辐射源提供电力，如由结合在设备内的负荷传感器所指示的，从而根据设备的用途来提供自动开/关特征结构。在另一个方面，反馈元件可根据施用于柄部的压力来致动向辐射源提供电力，如由结合在设备内的负荷传感器所指示的，从而根据设备被使用者保持或释放来提供自动开/关特征结构。
在另一个方面，设备的操作可由结构接触元件的旋转来触发。结构接触元件可具有适于应用目标表面的期望机械成型的任何形状或形式。在一个方面，所述机械成型可包括所述目标表面的变平/平滑/去皱，诸如织物的平滑/去皱。在另一个方面，所述机械成型可包括使所述目标表面卷曲/成形，诸如毛发的卷曲。所述结构接触元件可以或可以不完全包封辐射源。在一个方面，结构接触元件是球形。在一个方面，结构接触元件是圆柱形。在另一个方面，结构接触元件是锥形或截头圆锥形。
结构接触元件可被构造成在目标结构的表面上滚动但不滑动。滚动但不滑动使得元件能够在所述结构接触元件时在目标上赋予垂直于所述结构的力，但不产生由于接触元件沿表面被拖动的在所述结构上的力和由于接触元件的此类拖动在目标结构中的伴随应力。相似地，滚动但不滑动使得元件能够更容易地使目标表面(例如毛发)卷曲。
用于滚动但不滑动的结构接触元件的构型代表理想的情形，并且在实际操作中，构造的元件可在其在目标表面或结构上移动时在一定程度上滑动。
接触元件的滚动可通过在基本上类似于(如果不与之相同)圆柱形接触元件的轴的轴上利用滚动元件轴承支撑圆柱形接触元件来促进。可利用单个轴承元件，并且从所述轴承元件或一对轴承元件悬伸的接触元件可与圆柱形接触元件的每个端部处的一个元件一起使用，以分配施加到圆柱体的每个端部处的元件的负荷。
结构接触元件的至少一部分可对所述源的发射光谱的至少一部分是透明的。该构造有利于接触结构暴露于光谱的透射部分。该暴露使得设备能够活化已经设置在表面上的化学品。用于制造接触元件的透明部分的示例性材料包括玻璃和聚合物，其参照期望的透射光谱根据其透射特性来选择。根据沉积的目标化学品的活化特性，发射光谱的部分可能对于表面透射而言是更加期望的。
结构接触元件的外表面可包括平滑表面或另选地，具有在其上形成的规则或不规则结构的表面。在使用时，在设置的化学组合物被活化时，目标结构可适形于结构接触元件的外表面的形状，从而通过沉积的化学品的活化赋予目标结构以接触表面的形状。
可构造结构接触元件的外表面以便相对于被处理的表面具有特定的摩擦系数。在一个方面，结构接触元件的外表面可具有相对于被处理表面的低摩擦系数(COF)以有利于结构接触元件在表面上的滑行。不受理论的约束，据信当将表面平滑/去皱时，可优选低COF。在另一方面，结构接触元件的外表面可具有相对于被处理表面的高摩擦系数(COF)以有利于结构接触元件对表面的抓握。不受理论的约束，据信当将表面卷曲/成形时，诸如毛发的卷曲，可优选高COF。
在一个方面，包括结构接触元件的材料可具有适于设备所期望的功能的摩擦系数。示例性摩擦系数包括大于约0.1的值，以及小于约1.5的值，如根据ASTM 3702所测定的。在另一方面，可改性结构接触元件的表面以便具有期望的摩擦系数。在一个实施方案中，所述结构接触元件的所述改性可通过利用润滑剂或粘合剂表面涂覆结构接触元件来实现。
在另一方面，结构接触元件和目标表面之间期望的摩擦系数还可受组合物影响。在一个实施方案中，可将润滑剂加入化学组合物中以减小结构接触元件和目标表面之间的摩擦系数。在另一个实施方案中，可将具有粘合性能的材料加入化学组合物中以增加结构接触元件和目标表面之间的摩擦系数。
所述设备还可包括被设置用于部分封闭滚动元件的外表面的覆盖件元件。通过覆盖件封闭有效庇护设备的使用者免于射线同时持续使得目标表面暴露于这些射线。覆盖件可包括内表面，所述内表面反射设备的射线的全部或至少一部分，从而提高设备使用期间目标结构暴露于其中的通量水平。
所述设备还可包括化学组合物分配系统。就最广义而言，该系统可包括组合物贮存器、分配元件、和使得组合物能够从贮存器流入和流出分配元件的触发机构。所述分配元件可包括一个或多个出口，所述出口被设置成使得组合物将在结构暴露于设备的射线之前被分配到目标结构上。
实际上，使用者可在通过设备施加力之前或同时将处理组合物施用于结构。为此目的可使用设备的分配系统或者出于提供处理组合物的目的可利用独立的分配元件。可提供设备用作套件，所述套件包括设备本身连同一种或多种处理组合物并且可包括独立的处理组合物分配/施用元件。
如图1所提供的，设备1000的实施方案包括联接到结构接触元件200的柄部100，设置在结构接触元件内的辐射能量源阵列300，开关400，覆盖件500，以及分配元件600。
如图2所提供的，设备2000包括联接到截头圆锥形结构接触元件200的柄部100，以及开关400，所述截头圆锥形结构接触元件具有在其结构接触表面上的三维图案。
处理组合物
本发明的处理组合物包含活性剂和光催化剂。处理组合物任选地还包含载体。出于本发明的目的，处理组合物涵盖以在使用前随后进行稀释的浓缩的组合物，以及待用的经稀释组合物。
活性剂
本发明的活性剂可包含硫醇。硫醇通常包括带有作为至少一个官能团的一部分的至少一个硫原子的有机物类。硫醇可为带有一个含至少一个硫原子的官能团的单硫醇，带有两个含至少一个硫原子的官能团的二硫醇，或者带有大于两个含至少一个硫原子的官能团的多硫醇。另外，硫醇可以为带有巯基基团的伯硫醇，其中硫原子带有一个氢原子和一个有机部分(基团1)，带有硫化物基团的硫醇醚，其中硫原子带有两个有机部分(基团2)，二硫化物，其中硫原子与另一个硫原子键合(基团3)，带有亚磺酰基基团的亚砜，其中硫原子还包含与氧原子的双键(基团4)，带有磺酰基基团的砜，其中硫原子还包括与氧原子的两个双键(基团5)，带有亚磺基基团的亚磺酸，其中硫原子还包括与氧原子的双键和羟基基团(基团6)，带有磺基基团的磺酸，其中硫原子还包括与氧原子的两个双键和羟基基团(基团7)，带有硫代羰基基团的硫酮，其中硫原子还包括与碳原子的双键(基团8)，或者硫醛，其中硫原子还包括与碳原子的双键，所述碳原子还包括氢原子(基团9)，如下表中反映的：
在上表中，R独立地选自C1-C32烷基、C1-C32取代的烷基、C5-C32或C6-C32芳基、C5-C32或C6-C32取代的芳基、C6-C32烷基芳基、C6-C32取代的烷基芳基、C1-C32羟基、C1-C32烷氧基、C1-C32取代的烷氧基、C1-C32烷基氨基和C1-C32取代的烷基氨基。
本发明的活性剂可包含高极性官能团，优选地选自羟基基团、羧酸基团、以及它们的组合。据信这些高极性官能团就其占据活性分子的主要部分而言会不利地影响活性物质的效力，原因是这些高极性基团具有广泛的氢键合能力。因此，针对可包含所述高极性官能团的活性物质的部分，包含高极性官能团的本发明活性剂优选地包括下列局限中的一个或多个。
本发明的活性剂可包含非酸性羰基或非酸性羰基的等同形式。非酸性羰基通常包括有机物类，所述有机物类带有至少一个羰基基团作为官能团的一部分，其中所述官能团不为羧酸。据信较高极性的羧酸部分尤其是在使酸处于其共轭碱形式并带有正电荷的pH下限制其扩散到纤维材料中。如本文所述的非酸性羰基极性较小并且在任何pH下不带有形式电荷。据信，相对于非酸性羰基而言，非酸性羰基则更易于渗透纤维材料。非酸性羰基官能团的非限制性示例包括酮、酯、醛、酰胺、卤酰和碳酸酯。非酸性羰基的等同形式包括缩醛、半缩醛、缩酮和半缩酮。
本发明的活性剂可包含糖。糖是可用的，因为其为天然来源，相对于合成化合物，其被消费者优选。这不仅是由于自感健康状况和敏感的原因，而且是由于可持续性和环境原因—糖自然且快速分解并且不需要特殊的处理方法。此外，糖还易于得到且相对较为廉价。
本发明的活性剂可包含单胺、二胺或多胺。胺通常包括带有至少一个氮原子的有机物质作为官能团的一部分。胺可为带有含至少一个氮原子的一个官能团的单胺，带有各自包含至少一个氮原子的两个官能团的二胺，或带有各自包含至少一个氮原子的大于两个官能团的多胺。
本文的活性剂具有低于约1000g/mol、低于约750g/mol、低于约500g/mol、低于约300g/mol、约50g/mol至约250g/mol、或约80g/mol至约150g/mol的分子量。据信活性剂的分子量相对较低有利于活性剂渗透到纤维材料的纤维结构中，从而使得纤维材料能够通过本发明的方法成型。
本发明的处理组合物优选地包含按所述处理组合物的重量计约0.1％至约99.99％、约0.1％至约40％、约0.1％至约15％、约1％至约10％、或约2％至约7％的活性剂。
光催化剂
光催化剂可为任何在暴露于电磁辐射时pKa(或pKb)值降低(或升高)的光酸或光碱(或它们的缀合物)。电磁辐射可具有导致pKa或pKb相应降低或增大的任何合适的波长，并且优选地在约300nm至约750nm的范围内。例如，所述电磁辐射可为环境光、日光、白炽光、荧光、LED光、激光、太阳光等。电磁辐射可根据电磁波谱落入任何分类中，但是优选可见光。对本领域的普通技术人员显而易见的是，光的一种或多种适当波长将取决于所采用的一种或多种光催化剂的特性。
此外，可通过任何能够照射纤维材料的光源来提供适宜的光。例如，环境日光、白炽光、荧光等可提供适宜波长的电磁辐射。因此，可通过常规的光源诸如灯和便携式或电池供电式发光体来提供电磁辐射。此外，可改进具体的装置或使具体的装置适于与本文所述的组合物和方法一起使用。例如，可使用毛发刷，该毛发刷被构造成用于并入提供适宜波长的光的LED。
在各种实施方案中，光催化剂为光酸，诸如例如羟基化芳族化合物(即羟基取代的芳族化合物)、磺化芘化合物、鎓盐、重氮甲烷衍生物、双砜衍生物、二磺胺二甲唑(disulfuno)衍生物、硝基苄基磺酸酯衍生物、磺酸酯衍生物、N-羟基酰亚胺的磺酸酯、或它们的组合。光酸优选地为羟基取代的芳族化合物。
光酸催化剂可包括例如羟基取代的芳族，诸如例如8-羟基喹啉、8-羟基喹啉硫酸酯、8-喹啉醇-1-氧化物、5-羟基喹啉、6-羟基喹啉、7-羟基喹啉、5-碘-7-磺基-8-羟基喹啉、5-氟-8-羟基喹啉、5-氟-7-氯-8-羟基喹啉、5-氟-7-溴-8-羟基喹啉、5-氟-7-碘-8-羟基喹啉、7-氟-8-羟基喹啉、5-氯-8-羟基喹啉、5,7-二氯-8-羟基喹啉、5-氯-7-溴-8-羟基喹啉、5-氯-7-碘-8-羟基喹啉、7-氯-8-羟基喹啉、5-溴-8-羟基喹啉、5-溴-7-氯-8-羟基喹啉、5,7-二溴-8-羟基喹啉、5-溴-7-碘-8-羟基喹啉、7-溴-8-羟基喹啉、5-碘-8-羟基喹啉、5-碘-7-氯-8-羟基喹啉、5,7-二碘-8-羟基喹啉、7-碘-8-羟基喹啉、5-磺酸-8-羟基喹啉、7-磺酸-8-羟基喹啉、5-磺酸-7-碘-8-羟基喹啉、5-氰硫基-8-羟基喹啉、5-氯-8-羟基喹啉、5-溴-8-羟基喹啉、5,7-二溴-8-羟基喹啉、5-碘-8-羟基喹啉、5,7-二碘-8-羟基喹啉、7-氮杂吲哚、7-氰基-2-萘酚、8-氰基-2-萘酚，5-氰基-2-萘酚、1-羟基-3,6,8-三磺酸芘、反式-3-羟基芪、2-羟甲基苯酚、花葵素、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括鎓盐，诸如例如双(4-叔丁基苯基)碘鎓全氟-1-丁磺酸盐、二苯基碘鎓全氟-1-丁磺酸盐、二苯基碘鎓-9,10-二甲氧基蒽-2-磺酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓硝酸盐、二苯基鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、(4-甲基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-甲硫基苯基)甲基苯基锍三氟甲磺酸盐、2-萘基二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-苯氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-苯硫基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、硫代双(三苯基锍六氟磷酸盐)、三芳基锍六氟锑酸盐、三芳基锍六氟磷酸盐、三苯基锍全氟-1-丁磺酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、三(4-叔丁基苯基)锍全氟-1-丁磺酸盐、三(4-叔丁基苯基)锍三氟甲磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓对甲苯磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、(4-溴苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(叔丁氧基羰基甲氧基萘基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(叔丁氧基羰基甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-叔丁基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-氯苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-氟苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、[4-[2-羟基十四烷基)氧基]苯基]苯基碘鎓六氟锑酸盐、(4-碘苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、(4-甲氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、二苯基碘六氟磷酸盐、二苯基碘六氟砷酸盐、二苯基碘六氟锑酸盐、二苯基对甲氧基苯基三氟甲磺酸盐、二苯基对亚苄基三氟甲磺酸盐、二苯基对异丁基苯基三氟甲磺酸盐、二苯基对叔丁基苯基三氟甲磺酸盐、三苯基锍六氟磷酸盐、三苯基锍六氟砷酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、二丁基萘基锍三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、三苯基锍三氟甲磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)二苯基锍三氟甲磺酸盐、双(对叔丁氧基苯基)苯基锍三氟甲磺酸盐、三(对叔丁氧基苯基)-锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、(对叔丁氧基苯基)二苯基锍对甲苯磺酸盐、双(对叔丁氧基苯基)苯基锍对甲苯磺酸盐、三(对叔丁氧基苯基)锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍九氟丁磺酸盐、三苯基锍丁磺酸盐、三甲基锍三氟甲磺酸盐、三甲基锍对甲苯磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍对甲苯磺酸盐、二甲基苯基-锍三氟甲磺酸盐、二甲基苯基-锍对甲苯磺酸盐、二环己基苯基锍三氟甲磺酸盐、二环己基苯基锍对甲苯磺酸盐、三萘基锍三氟甲磺酸盐、环己基甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、(2-降冰片基)甲基(2-氧代环己基)锍三氟甲磺酸盐、乙烯双-[甲基(2-氧代环戊基)锍三氟甲磺酸盐、1,2'-萘基羰基甲基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括重氮甲烷衍生物，诸如例如双(苯磺酰基)-重氮甲烷、双(对甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(二甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)-重氮甲烷、双(环戊基磺酰基)重氮甲烷、双(正丁基磺酰基)重氮甲烷、双(异丁基磺酰基)-重氮甲烷、双(仲丁基磺酰基)重氮甲烷、双(正丙基磺酰基)重氮甲烷、双(异丙基磺酰基)-重氮甲烷、双(叔丁基磺酰基)重氮甲烷、双(正戊基磺酰基)重氮甲烷、双(异戊基磺酰基)-重氮甲烷、双(仲戊基磺酰基)重氮甲烷、双(叔戊基磺酰基)重氮甲烷、1-环己基磺酰基-1-(叔丁基磺酰基)重氮甲烷、1-环己基磺酰基-1-(叔戊基磺酰基)重氮甲烷、1-叔戊基磺酰基-1-(叔丁基磺酰基)重氮甲烷、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括乙二肟衍生物，诸如例如双邻(对甲苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-α-二环己基-乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-2,3-戊二酮-乙二肟、双邻(对甲苯磺酰基)-2-甲基-3,4-戊二酮乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-α-二环己基乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-2,3-戊二酮乙二肟、双邻(正丁磺酰基)-2-甲基-3,4-戊二酮乙二肟、双邻(甲磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(三氟-甲磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(1,1,1-三氟乙磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(叔丁磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(全氟辛磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(环己磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(p-氟苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(对叔丁基苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双邻(二甲苯磺酰基)-α-二甲基-乙二肟、双邻(樟脑磺酰基)-α-二甲基乙二肟、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括双砜衍生物，诸如例如双萘基磺酰基甲烷、双三氟甲基磺酰基甲烷、双甲基磺酰基甲烷、双乙基磺酰基甲烷、双丙基磺酰基甲烷、双异丙基磺酰基甲烷、双-对甲苯磺酰基甲烷、双苯磺酰基甲烷、2-环己基-羰基-2-(对甲苯磺酰基)丙烷(β-酮砜衍生物)、2-异丙基-羰基-2-(对甲苯磺酰基)丙烷(β-酮砜衍生物)、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括二砜衍生物，诸如例如二苯基二砜、二环己基二砜、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括硝基苄基磺酸酯衍生物，诸如例如对甲苯磺酸2,6-二硝基苄酯、对甲苯磺酸2,4-二硝基苄酯、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括磺酸酯衍生物，诸如例如1,2,3-三(甲磺酰基氧基)苯、1,2,3-三(三氟-甲磺酰基氧基)苯、1,2,3-三(对甲苯磺酰基氧基)苯、或它们的混合物。
光酸催化剂可包括N-羟基酰亚胺的磺酸酯，诸如例如甲磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、乙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯，1-丙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-丙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-戊磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-辛磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、对甲氧基苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-氯乙磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2,4,6-三甲基-苯磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、1-萘磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、2-萘磺酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-2-苯基琥珀酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基马来酰亚胺酯、乙磺酸N-羟基马来酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-2-苯基马来酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基戊二酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基戊二酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、苯磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、甲磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二羧酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二羧酰亚胺酯、对甲苯磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二羧酰亚胺酯、三氟甲磺酸N-羟基萘邻二甲酰亚胺酯、全氟-1-丁磺酸N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二酰亚胺酯、或它们的混合物。
光酸催化剂也可包括荧光素及其衍生物；优选卤素取代的荧光素；更优选溴代荧光素和碘代荧光素诸如二溴荧光素、二碘荧光素、孟加拉玫瑰红、食用樱桃红、伊红(例如伊红Y)；
羟基黄酮及其衍生物；优选羟基黄酮、二羟基黄酮、三羟基黄酮、四羟基黄酮；更优选3-羟基黄酮、7-羟基黄酮、5,7-羟基黄酮、4’,5,7-三羟基黄酮和槲皮素；
羟基三苯甲烷，优选FD&C Green 3；
花青素和花青苷；优选矢车菊素、二甲花翠素、天竺葵色素(palargonidin)和含有花青素诸如接骨木莓、蓝莓、越橘、覆盆子、红球甘蓝、高粱、黑莓、黑加仑、樱桃红和黑树莓的提取物。
在某些方面中，光催化剂为8-羟基喹啉，其可在pH较低的溶液中作为光酸催化剂或者在pH较高的溶液中作为光碱催化剂。在其它方面中，光催化剂为8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠盐(D&C Green 8)。
在某些方面中，光催化剂为光碱。光碱催化剂可包括三苯甲基醇的衍生物，诸如例如孔雀绿。光碱催化剂也可包括吖啶衍生物，诸如例如9-羟基-10-甲基-9-苯基-9,10-二氢吖啶。光碱催化剂也可包括含有氨基甲酸酯的光敏化合物。
光催化剂可以按所述处理组合物的重量计约0.00050％至30％、约0.01％至约15％、约0.01％至约10％、或约0.01％至约5％的量存在于本文所述组合物和方法中。一般来讲，存在光催化剂的优选浓度。优选的光催化剂的浓度部分地取决于多个因素，包括例如催化剂的化学结构、反应介质、反应类型、纤维材料的类型、以及在使用本发明方法之前/期间是否稀释了处理组合物。
载体
本文所述组合物任选地并且优选地进一步包含适用于携带、分散或溶解活性剂、光催化剂的载体，以及有利于制备处理组合物和/或将处理组合物施用到纤维材料上的任何其它组分。载体可包含溶剂、乳化剂、表面活性剂或其它分散剂中的一种或多种。载体也可为生理学上可接受的载体。合适的载体的性质至少部分地取决于组合物中其它组分和待改性的基底的性质。
合适的载体起到了分散或溶解活性物质、光催化剂、以及任何其它组分的作用，并且有利于将所述组合物施用到基底表面上。合适的载体有利于活性物质和基底之间的充分接触。在各种实施方案中，在个人护理产品范围内，生理学上可接受的载体可为例如适于施用到生理组织，诸如人的毛发和人的皮肤上任何载体、溶剂、或包含溶剂的组合物。在各种实施方案中，生理学上可接受的载体为美容或皮肤病学可接受的载体。
合适的载体可为溶剂。例如，在个人护理产品和家用护理产品应用中，水为可用的溶剂。在各种实施方案中，相对于组合物的总重量，本文所述的组合物可以1重量％至98重量％的量包含水。水也是生理学上可接受的载体。附加的溶剂或包含溶剂的生理学上可接受的载体包括但不限于包含羟基的液体(例如醇)、硅氧烷、油、烃、二醇类、以及它们的组合。例如，在某些实施方案中，其中所述活性物质至少部分地不溶于水，可将其它溶剂、分散剂、或乳化剂独自或互相之间和/或与水组合用作生理学上可接受的载体。
醇类诸如乙醇可为有用的载体，尤其有助于使活性剂和/或光催化剂增溶。
因此，一般使用适宜的载体将形成本文所述组合物的组分稀释和/或乳化。合适的载体可溶解组分(真溶液或胶束溶液)，或者组分可完全分散于载体中(悬浮液、分散体或乳液)。载体的悬浮液、分散体或乳液可为其连续相，其中其它组分的悬浮液、分散体或乳液在整个载体中以分子水平或作为离散或团聚的颗粒分布。在这些情况下，这些活性物质的乳液或分散体的制备可为非常重要的。小颗粒有利于所述活性物质、基底和光酸催化剂之间的紧密接触，从而提高反应速度。
对于本领域的普通技术人员显而易见的是，所述适宜的载体取决于在本文所述的组合物中使用的具体的活性剂、光催化剂、以及其它任选的组分。
任选组分
本文所述处理组合物和方法可任选地包括多种组分，其将取决于处理组合物的性质。处理组合物优选地为消费产品组合物，更优选地个人护理产品组合物或家用护理组合物。例如，在各个方面中，本文所述的处理组合物和方法可包括表面活性剂、乳化剂、氧化剂、还原剂、pH调节剂、润肤剂、湿润剂、蛋白质、肽、氨基酸、聚合物添加剂、增光剂、油和/或脂肪酸、润滑剂、多价螯合剂/螯合剂、抗静电剂、流变改性剂、手感剂、填料、染料、防腐剂、香料、其它功能性组分、或它们的组合。具体的任选组分可见于CTFA InternationalCosmetic Ingredient Dictionary,Tenth Edition,2004；和McCutcheon,Detergents andEmulsifiers,North American Edition(1986)中。对本领域的普通技术人员显而易见的是，所采用的具体的任选组分将至少部分地取决于所述组合物和方法的具体应用。
其中可掺入活性剂和光催化剂的处理组合物的非限制性示例包括：
液体衣物洗涤剂，诸如在US 2012/0324653 A1中详细描述的那些；
颗粒状衣物洗涤剂，诸如在US 7,605,116中详细描述的那些；
单位剂量的衣物洗涤剂，诸如在WO 2013/039964 A1、WO 2006/057905 A1、WO2006/130647 A1中详细描述的那些；
液体织物软化剂，诸如在US 7,135,451、US 6,369,025和US 6,492,322中详细描述的那些；
加入干燥剂的织物软化剂片，诸如在US 6,787,510中详细描述的那些；
织物处理喷剂，诸如在US 5,939,060、WO 01/88076、US 2009/0038083 A1和US 6,573,233中详细描述的那些；
洗发水，诸如在US 2013/0080279 A1中详细描述的那些；
毛发调理剂，诸如在US 8,017,108中详细描述的那些；
毛发定型组合物，诸如在US 2009/0061004和EP2570192中详细描述的那些；
化妆品，包括睫毛膏组合物，诸如在US 2012/0114585中详细描述的那些。
本发明的处理组合物可以为液体组合物或固体组合物(优选水溶性固体组合物)的形式。如果为液体组合物的形式，则优选将液体组合物包装在不透明包装和/或阻挡电磁辐射(其波长活化处理组合物的光催化剂)的包装(其不一定必须为不透明包装)中，以防止处理组合物过早光活化。固体组合物可优选为不倾向于过早光活化直至接触水性溶液的固体组合物。还优选将固体组合物包装在不透明包装中以进一步防止过早光活化。如果为固体组合物的形式，则固体组合物优选在施用于纤维材料之前溶解于载体诸如水中。
在至少一个方面中，处理组合物基本上不含或完全不含甲醛、甲醛衍生物、亚甲基二醇、福尔马林、以及在加热时产生甲醛的任何化合物。“加热”是指使化合物的温度升高为大于25℃。在至少一个方面中，处理组合物基本上不含或完全不含季铵化合物和/或表面活性剂。在至少一个方面中，处理组合物基本上不含或完全不含神经酰胺化合物、α-羟基酸、硫基乙醇酸盐和/或硫代乳酸盐化合物、硫酸氢盐化合物、粘土、和/或还原剂。在至少一个方面中，处理组合物基本上不含或完全不含碳酸盐化合物。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确地排除或以其它方式限制，否则本文所引用的每个文档，包括该申请要求其优先权或权益的任何交叉引用或相关的专利或申请和任何专利申请或专利，均全文以引用的方式并入本文。任何文献的引用不是对其相对于任何本发明所公开的或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其单独地或以与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了任何此类发明的认可。此外，如果此文献中术语的任何含义或定义与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，将以此文献中赋予该术语的含义或定义为准。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可做出多个其它改变和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于活化设置在目标结构上的组合物的设备，所述设备的特征在于包括：柄部、可旋转地附接到所述柄部并适于在目标结构上滚动的结构接触元件、以及具有邻近所述结构接触元件的发射出口的辐射能量源。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射能量源固定地附接到所述柄部。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射能量源至少部分地被所述结构接触元件包封。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件对于由所述辐射能量源发射的辐射光谱的至少一部分是透明的。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件包括组合物，所述组合物在暴露于来自所述辐射能量源的辐射时发射电磁辐射。
6.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括围绕所述结构接触元件的一部分设置并且封闭所述元件的该部分的覆盖件。
7.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括化学组合物贮存器和与所述贮存器流体连接的组合物分配元件。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件包括基本上平滑的结构接触表面。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件包括具有三维图案的结构接触表面。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件和目标表面之间的摩擦系数小于1.5。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件和所述目标表面之间的摩擦系数大于0.1。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述结构接触元件还包括表面涂层。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射能量源的发射光谱基本上由具有介于100nm和400nm之间的波长的光子组成。
14.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射能量源的发射光谱基本上由具有介于400nm和700nm之间的波长的光子组成。
15.根据权利要求1所述的设备，其中所述辐射能量源的发射光谱基本上由具有介于700nm和1000nm之间的波长的光子组成。
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