CN114072489A - 染料捕获非织造织物及其生产方法 - Google Patents

染料捕获非织造织物及其生产方法 Download PDF

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CN114072489A CN202080048030.3A CN202080048030A CN114072489A CN 114072489 A CN114072489 A CN 114072489A CN 202080048030 A CN202080048030 A CN 202080048030A CN 114072489 A CN114072489 A CN 114072489A
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阿明·鲍尔
马泰·纳吉
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Abstract

本发明涉及一种用于生产染料捕获非织造织物的方法，该方法包括提供非织造基材和将组合物施加到非织造基材上的步骤，该组合物具有粘合功能和染料捕获功能。本发明进一步涉及可通过这样的方法获得的染料捕获非织造织物，以及包括包含纤维素纤维的非织造基材和通过粘合剂粘附在非织造基材上的染料捕获剂和/或被吸收到非织造基材中的染料捕获剂的染料捕获非织造织物。

Description

染料捕获非织造织物及其生产方法
技术领域
本发明涉及用于生产染料捕获非织造织物如捕色洗衣片(color catcherlaundry sheet)的方法，并涉及染料捕获非织造织物。特别地，该染料捕获非织造织物能够在洗涤衣物时从洗涤液(washing liquor)中捕获染料，并且能够防止任何释放的染料在衣物上的再沉积(redeposition)。
背景技术
捕色洗衣片可在洗涤期间与衣物一起放入洗衣机中，以防止在洗涤过程中颜色从一件衣物转移到另一件衣物。捕色洗衣片通常由基片(base sheet)和化学键合(bonded)到基片上的特殊捕色物质组成。基片通常由纤维和粘合剂组成。纤维可以是各种类型的(例如合成的、天然的和/或再生的纤维素)，但至少一种纤维含有OH基团，例如纤维素纤维(cellulose fibers)。基片可以通过湿法成网(wet-laid)、气流成网(air-laid)或水刺(spunlace)工艺制造。
通常，颜色捕获官能化(color capture functionalization)是通过在高pH值(例如大于10)下对非织造基材进行阳离子预处理(cationisation)来实现的。已知技术利用例如氢氧化钠、季铵(quartery ammonium)化合物例如缩水甘油三甲基氯化铵(glycidetrimethylammonium chloride，GMAC)、2-二乙氨基氯乙烷(DEC)和聚乙烯胺。在GMAC化学(GMAC chemistry)等的情况下，与纤维素的羟基形成共价键要求高pH环境(例如碱性pH)。关于此类二次化学处理(secondary chemistry treatment)，围绕此类化合物的处理和加工以及潜在致癌物的存在和释放引起了健康和安全问题。此外，GMAC接枝(grafting)的持续时间通常在24到36小时之间。接枝后，要求用HCl中和+洗涤+干燥，如WO97/48789所公开的。WO2018/083170A1和WO 2016/096715A1中公开了另外的常规捕色洗衣片，其中捕色物质(color catching substance)共价键合至基片。
关于在洗衣机中的应用，一个重要的要求是捕色物质和捕获的染料保留在基片上并且不会渗出到包含衣物的洗涤液中。否则，衣物将再次被已经粘合到捕色洗衣片上的颜色弄脏。根据现有技术，这是通过如上所述的捕色物质与基片的共价键合来实现的。
然而，还已知此类阳离子化合物的共价键会削弱基片，导致最终洗衣应用中的潜在强度问题和破裂问题。此外，GMAC方法的一个缺点是GMAC仅与基片的纤维素组分键合，这意味着仅基片的某个部分可以被官能化(functionalized)。例如，粘合剂迄今为止对颜色捕捉效果没有贡献。
本发明旨在克服上述问题和缺点。特别地，本发明的一个目的可以是提供一种具有增加的基片的官能化程度和增强的染料上染(pick-up dye)能力的染料捕获非织造织物，涉及在制造时降低健康和安全风险的染料捕获非织造织物和/或染料捕获非织造织物的加速且有成本效益的制造(例如，通过不必进行二次化学处理步骤)。
发明内容
本发明人进行了认真的研究并发现，通过将组合物施加到作为基片的非织造基材，其中该组合物具有粘合功能和染料捕获功能(binding and dye-capturingfunctionalities)，能够为基片基本上完全地(即不仅在其表面上)提供染料捕获官能团(functionality)。不希望受任何理论束缚，本发明人假设，在引起可以由例如酸(即在酸性环境中，而不是在危险的碱性环境中)触发的粘合剂(或湿强剂(wet-strength agent))的聚合反应时，混合(blend)到粘合组合物中的至少一部分染料捕获官能团或染料捕获剂可以被包封或嵌入成型聚合物(forming polymer)(基质)并因此键合或连接到，特别是非共价键合或连接到非织造基材(特别是基本上完全和/或均匀地遍及基材)的纤维上。特别地，染料捕获官能团或染料捕获剂可以由此被吸收(absorbed)在基片中，而不是如已知的例如使用GMAC的常规化学阳离子化(cationising)共价键合。结果，能够实现增加的染料上染率(DPU)，例如上染率增加超过20％。此外，由于染料捕获官能团或染料捕获剂可以非共价键合到纤维上，因此可以避免由于共价键合引起的强度以及破裂方面的任何问题，并且所得非织造织物可以保持足够的强度性能，特别是湿拉伸强度(wet tensile strength)，或者甚至可以表现出提高的强度性能。此外，该组合物可以在非织造基材的制造或成型(formation)期间，作为单次在线处理(single inline treatment)来施用，从而降低成本并提高制造速度。特别地，随后的二次化学处理步骤(例如通过例如GMAC的阳离子化步骤)可以是不必要的，但是如果应用，能够进一步提高染料上染性能。更进一步，如前所述，可以避免阳离子预处理中的碱性条件以及潜在致癌物的存在和释放，从而减少了制造以及在洗涤期间使用染料捕获非织造织物(或捕色洗衣片)的健康和安全问题。
因此，本发明涉及一种用于生产染料捕获(或捕色)非织造织物(或洗衣片)的方法，包括提供非织造基材(或基片)和将组合物施加到非织造基材上的步骤，该组合物具有粘合(特别是聚合)官能团和染料捕获官能团(使得至少一部分染料捕获官能团(例如，染料捕获剂)通过粘合(特别是聚合)粘附到非织造基材(特别是不可释放和/或非共价粘附)和/或使得至少一部分染料捕获官能团(例如，染料捕获剂)通过粘合(特别是聚合)被吸收到非织造基材中)。
本发明进一步涉及染料捕获(或捕色)非织造织物(或洗衣片)，其可以通过如本文所述的生产染料捕获非织造织物的方法获得。
此外，本发明涉及染料捕获(或捕色)非织造织物(或洗衣片)，其包括非织造基材(或基片)和通过粘合剂(或湿强剂)粘附(特别是不可释放和/或非共价粘附或粘合)到非织造基材的染料捕获剂和/或被吸收到非织造基材中的染料捕获剂。
通过参考本发明的实施方案的以下详细描述，将更容易地理解且更好地理解本发明的实施方案的其他目的和许多伴随的优点。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的细节及其其他特征和优点。然而，本发明不限于以下具体描述，而是仅出于说明的目的。
应当注意的是，结合一个示例性实施方案或示例性方面描述的特征可以与任何其他示例性实施方案或示例性方面组合，特别是用染料捕获非织造织物的任何示例性实施方案描述的特征可以与染料捕获非织造织物的任何其他示例性实施方案以及用于生产染料捕获非织造织物的方法的任何示例性实施方案组合，反之亦然，除非另有特别说明。
除非另有特别说明，否则如果在提及单数术语时使用不定冠词例如“一(a)”、“一个(an)”或定冠词“该(the)”，则该术语的复数也包括在内，反之亦然，而单词“一个(one)”或数字“1”，如本文所用，通常表示“仅一个(just one)”或“恰好一个(exactly one)”。
如本文所用，表述“包含(comprising)”不仅包括“包含(comprising)”、“包括(including)”或“含有(containing)”的意思，而且还可以包括“基本上由……组成(consisting essentially of”)”和“由……组成(consisting of)”的意思。
除非另有特别说明，否则本文所用的表述“至少一部分(at least a part of)”可以表示其至少5％，特别是其至少10％，特别是其至少15％，特别是其至少20％，特别是其至少25％，特别是其至少30％，特别是其至少35％，特别是其至少40％，特别是其至少45％，特别是其至少50％，特别是其至少55％，特别是其至少60％，特别是其至少65％，特别是其至少70％，特别是其至少75％，特别是其至少80％，特别是其至少85％，特别是其至少90％，特别是其至少95％，特别是其至少98％，并且也可以指其100％。
如本文所用，术语“非织造织物(non-woven fabric)”可以特别指至少部分交织(intertwine)的单根纤维网(a web of individual fibers)，但不像针织或机织织物那样以规则方式交织。在本申请的上下文中，非织造织物也可以表示为“洗衣片(laundrysheet)”，说明其在洗涤过程中，例如在家庭中或在洗衣房中，与衣物一起放入洗衣机中的预期用途。
如本文所用，术语“染料捕获(dye-capturing)”(其也可称为“捕色(colorcapture)”、“颜色捕捉(color catch)”、“染料清除(dye-scavenging)”等)可以具体表示粘合、吸附、吸收，或以其他方式从流体，例如洗涤液中捕获染料或颜料，并保留该染料或颜料的能力，使得染料或颜料不容易再次释放到染料或颜料已被去除的流体中。
如本文所用，术语“染料捕获功能或官能团(dye-capturing functionality)”可以具体表示一种性能或官能团(例如，分子或化合物的，例如染料捕获剂的分子或化合物的)，其能够(或被配置用于)粘合、吸附、吸收或以其他方式从流体例如洗涤液中捕获染料或颜料，并保留这些染料或颜料以使其不容易再次释放到染料或颜料已被去除的流体中。为此，染料捕获官能团可以特别具有阳离子性质(例如，暂时(取决于pH环境)带正电或永久带正电)或表示阳离子官能团(例如叔胺或季胺官能团或部分)，因为可能从一件衣物中释放或渗出到洗涤液中的大多数染料或颜料通常是阴离子化合物(即暂时带负电或永久带负电)。
如本文所用，术语“粘合功能或官能团(binding functionality)”可具体表示一种性能或官能团(例如，分子或化合物的，例如粘合剂或湿强剂的分子或化合物的)，其能够(或被配置用于)粘合或粘附。为此，在本申请的上下文中，粘合功能或官能团可以特别代表聚合功能或官能团。如本文所用，术语“聚合功能或官能团(polymerizingfunctionality)”可以特别表示能够(或被配置用于)进行聚合反应的一种性能或官能团(例如分子或化合物的)。因此，聚合物，例如聚合物基质，可以形成为能够(或被配置用于)包封或嵌入至少一部分混合到粘合组合物中的染料捕获官能团或染料捕获剂，因此所述染料捕获官能团或染料捕获剂可以是键合或粘附，特别是不可释放地和/或非共价地键合或粘附到非织造基材(的纤维)或吸收到非织造基材(或基片)中。
在第一方面，本发明涉及一种生产染料捕获非织造织物的方法，该方法包括以下步骤：
提供非织造基材；
将组合物施加到非织造基材上，该组合物具有粘合功能和染料捕获功能。
最初，该方法包括提供非织造基材(其也可称为“基片(base sheet)”)的步骤。
在一个实施方案中，非织造基材包括基本上构成非织造基材的一种或多种纤维。纤维的合适的实例包括天然纤维和/或合成纤维。
特别地，可以使用纤维素纤维(cellulose fibers)(例如纤维素纸浆)或纤维质纤维(cellulosic fibers)。如本文所用，术语“纤维质纤维(cellulosic fibers)”可特别表示基于纤维素的纤维，特别是改性的或再生的纤维素纤维，例如由纤维素或纤维素衍生物，例如乙基纤维素、醋酸纤维素等制备的纤维。如本文所用，术语“再生的纤维素纤维(regenerated cellulose fibers)”可具体表示通过溶剂纺丝工艺获得的人造纤维素纤维。特别合适的实例包括纤维素纤维、粘胶纤维、莱赛尔(lyocell)纤维、棉花纤维、大麻纤维、马尼拉麻纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、人造丝纤维、蕉麻纤维等，还包括软木浆纤维和硬木浆纤维。粘胶纤维(人造丝)是一种根据粘胶工艺生产的溶剂纺成纤维，该粘胶工艺通常涉及将纤维素中间溶解为黄原酸纤维素(cellulose xanthate)，然后纺成(spinning)纤维。莱赛尔纤维(天丝(tencel))是一种根据胺氧化物工艺生产的溶剂纺纤维，该胺氧化物工艺通常涉及将纤维素溶解在N-甲基吗啉N-氧化物中，然后纺成纤维。
其他合适的纤维包括合成纤维或热封纤维(heat-sealable fibers)。其实例包括聚乙烯(PE)纤维、聚丙烯(PP)纤维、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚(乳酸)(PLA)的聚酯纤维。其他实例包括双组分纤维，例如皮芯型(sheath-core type)双组分纤维。双组分纤维由两种具有不同物理和/或化学特性，特别是不同熔融特性的聚合物组成。皮芯型双组分纤维通常具有较高熔点组分的芯和较低熔点组分的皮。双组分纤维的实例包括PET/PET纤维、PE/PP纤维、PET/PE纤维和PLA/PLA纤维。
在一个实施方案中，非织造基材包含纤维素或纤维质纤维(cellulosic fibers)。
非织造基材和/或非织造纤维网的克重(grammage)没有特别限制。通常，非织造基材和/或非织造纤维网具有15g/m2至1000g/m2，优选50g/m2至600g/m2或20g/m2至120g/m2的克重。
纤维的长度和粗度没有特别限制。纤维的粗度定义为每单位长度的纤维的重量。通常，纤维可以具有1mm至100mm，例如3mm至80mm的长度。通常，天然纤维或纤维素纤维的粗度为30至300mg/km，例如70mg/km至150mg/km。通常，合成纤维或热封纤维的粗度为0.1分特至5分特，例如0.3分特至3分特。
在一个实施方案中，纤维的平均纤维长度可以为1mm至15mm，例如3mm至10mm。这可能是有利的，特别是当非织造基材通过湿法成网工艺制备时。
在一个实施方案中，纤维的平均纤维长度可以为3mm至100mm，特别是10mm至80mm。这可能是有利的，特别是当非织造基材通过气流成网工艺制备时。
在一个实施方案中，如本文进一步解释的，在将组合物施加到非织造基材之前，可以预先制备非织造基材，例如储存一段时间。也可以通过购买市售的非织造基材来提供非织造基材。
然而，如果提供非织造基材的步骤和将组合物施加到非织造基材的步骤直接一个接一个地或甚至组合进行，特别是通过使用相同的设备，例如同一台造纸机，可能是有利的。
在一个实施方案中，提供非织造基材的步骤包括通过选自以下的至少一种工艺形成非织造基材：湿法成网、气流成网、水刺和纺粘(spunbond)工艺。例如，非织造基材可以使用湿法成网机例如斜线(inclined wire)机或扁线(flat wire)机，通过常规湿法成网工艺形成，或干法成型(dry-forming)气流成网非织造制造工艺形成。例如在US 2004/0129632A1中描述了常规的湿法成网工艺，其公开内容通过引用并入本文。例如在US 3,905,864中描述了合适的干法成型气流成网非织造制造工艺，其公开内容通过引用并入本文。因此，非织造基材可以通过湿法成网工艺或气流成网工艺形成。此外，可以进行水刺工艺。水刺(也可称为水力缠结(hydroentanglement))是一种用于湿或干纤维网的键合工艺，其中细小的高压水射流穿透纤维网并引起纤维缠结，从而提供织物完整性。在示例性纺粘工艺中，(基本上是无限的(endless))纤维或长丝(通常由聚合物制成，例如热塑性或热弹性聚合物)从熔融体或溶液中纺出，然后通过偏转器(deflector)直接分散到网中，或者也可以用空气流引导和拉伸。在一个实施方案中，纺粘工艺还可以包括熔喷工艺，该熔喷工艺通常包括将熔融聚合物纤维挤出通过纺丝网(spin net)或模头(die)以形成细长纤维，当它们从模头落下时，通过在纤维上通过热空气来拉伸和冷却细长纤维。
在一个实施方案中，在形成(即在制造)非织造基材的过程中(在线(in-line))施加该组合物。这可以例如通过通常是造纸机的一部分的薄软铜(foulard)或施胶机(sizepress)或通过喷涂来实现。因此，该组合物可以在非织造基材的制造中在线施加，例如，作为在制造或形成非织造基材期间的单次在线处理，不需要后续(第二)工艺，而(第二)工艺通常在常规颜料捕获官能化中是必需的，例如通过GMAC。结果，可以降低制造成本并且可以提高制造速度。
在一个实施方案中，待施加到非织造基材上的组合物是液体组合物，例如溶液或分散体，例如包含水和/或另一种溶剂。这可能有利于例如通过施胶机或薄软铜(foulard)有效且均匀地将组合物施加到非织造基材上。另外地或可选地，该组合物还可以通过流延(casting)、分配(dispensing)、铺展、喷涂、浸涂、幕涂、辊涂、印刷(例如喷墨印刷)等来施加。
施加到非织造基材的组合物具有粘合功能和染料捕获功能。特别地，该组合物可以包含具有粘合功能的一种或多种化合物和具有染料捕获功能的一种或多种(其他)化合物。然而，组合物也可以包含一种或多种具有粘合功能和染料捕获功能二者的化合物，例如具有染料捕获功能的粘合剂或具有粘合功能的染料捕获剂。
通过将具有粘合功能和染料捕获功能二者的组合物施加到非织造基材上，可以通过粘合将染料捕获官能团(例如染料捕获剂)粘附或连接到非织造基材上，特别是其纤维上。特别地，可以将染料捕获官能团(例如染料捕获剂)不可释放地粘附或连接到非织造基材上，特别是其纤维上，即，使得染料捕获剂与水接触时可以不被从非织造基材上释放，例如染料捕获剂可以基本上不被浸出或洗掉。另外地或可选地，可以将染料捕获官能团(例如染料捕获剂)非共价粘附或连接到非织造基材上，特别是其纤维上。特别地，可以在非织造基材中吸收染料捕获官能团或染料捕获剂。例如，通过引起粘合剂或湿强剂的聚合反应，混合在组合物中的染料捕获官能团或染料捕获剂可以被包封或嵌入到成型聚合物(formingpolymer)(基质)中并因此键合或连接到，特别是非共价键合或连接到非织造基材(特别是基本上完全和/或均匀地遍及基材)的纤维上。描述性地说，染料捕获官能团(例如染料捕获剂)可以通过用作胶水或胶粘剂的聚合物粘合剂连接到非织造基材的纤维上，但不会与纤维形成共价(或化学)键。因此，可以实现染料捕获官能团的牢固连接，从而(一旦被染料捕获官能团捕获)基本上避免染料的释放或渗出，而不会损害非织造基材的强度，因为这在常规的颜料捕获官能化，例如通过例如GMAC的阳离子化中是经常出现的情况。更确切地说，甚至可以通过施加具有粘合功能的组合物来增加非织造基材的强度，例如湿拉伸强度。此外，由于可以基本上完全地(即不仅在其表面上)为非织造基材提供染料捕获官能团，因此可以显著增加染料上染能力。
在一个实施方案中，组合物包含阳离子聚合物。阳离子聚合物可以提供粘合功能和/或染料捕获功能。因此，通过采取这种措施，可以通过单一化合物获得具有粘合功能和染料捕获功能二者的组合物。尽管如此，也可以使用每种都具有粘合功能和染料捕获功能二者的两种以上阳离子聚合物的组合。
在一个实施方案中，阳离子聚合物包含胺部分(amine moiety)，特别是伯胺、仲胺、叔胺和季胺部分中的至少一种，更特别是仲胺、叔胺和季胺部分中的至少一种，更进一步特别是叔胺和季胺部分中的至少一种。
在一个实施方案中，阳离子聚合物包含季胺部分。通过采取这种措施，聚合物可以提供染料捕获功能，而与pH环境无关，例如也可在中性或甚至碱性的pH下，如可以是在洗涤液中的情况。
在一个实施方案中，阳离子聚合物在其聚合物主链中具有阳离子部分。例如，阳离子聚合物可以是具有带阳离子部分的聚合物主链的线性聚合物。阳离子基团可以特别地选自叔胺或季胺部分。其合适的实例可以包括聚酰胺多胺环氧氯丙烷(polyamido-amineepichlorohydrin，PAAE)，其已被证明特别适合于解决本发明的目的。
在一个实施方案中，阳离子聚合物具有包含阳离子部分的侧链。例如，阳离子聚合物可以是接枝有包含阳离子部分的侧链的(支化)聚合物。阳离子基团可以特别地选自叔胺或季胺部分。其合适的实例可以包括乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物，其已被证明特别适合于解决本发明的目的。
在一个实施方案中，基于组合物的总重量，该组合物包含0.1重量％至30重量％的量，例如0.2重量％至20重量％的量，例如0.5重量％至15重量％的量，例如0.75重量％至12.5重量％的量，例如1重量％至10重量％的量的阳离子聚合物。
在一个实施方案中，组合物包含粘合剂(或湿强剂)和染料捕获剂。如本文所用，术语“粘合剂(binder)”可以特别地表示具有或表现出粘合功能的化合物。如本文所用，术语“湿强剂(wet-strength agent)可以特别地表示改善非织造网在湿润状态下的拉伸强度，并且可以具有或表现出粘合功能的试剂。如本文所用，术语“染料捕获剂(dye-capturingagent)可以特别地表示具有或表现出染料捕获功能的化合物。
在一个实施方案中，粘合剂或湿强剂包含聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)，其已被证明特别适合于解决本发明的目的。
在一个实施方案中，染料捕获剂选自乙烯基咪唑(更具体地N-乙烯基咪唑)与乙烯基吡咯烷酮(更具体地N-乙烯基吡咯烷酮)的共聚物、乙烯基咪唑(更具体地N-乙烯基咪唑)和乙烯基咔唑(更具体地N-乙烯基咔唑)的共聚物、乙烯基咪唑(更具体地N-乙烯基咪唑)与乙烯基邻苯二甲酰亚胺(更具体地N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺)的共聚物和乙烯基咪唑(更具体地N-乙烯基咪唑)与乙烯基吲哚(更具体地N-乙烯基吲哚)的共聚物。特别地，染料捕获剂可以包含乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物，其已被证明特别适合于解决本发明的目的。
在一个实施方案中，基于组合物的总重量，组合物包含0.1重量％至30重量％的量，例如0.2重量％至25重量％的量，例如0.5重量％至20重量％的量，例如0.75重量％至17.5重量％的量，例如1重量％至15重量％的量的粘合剂或湿强剂。
在一个实施方案中，基于组合物的总重量，组合物包含0.1重量％至20重量％的量，例如0.2重量％至17.5重量％的量，例如0.5重量％至15重量％的量，例如0.75重量％至12.5重量％的量，例如1重量％至10重量％的量的染料捕获剂。
在一个实施方案中，组合物进一步包含酸和/或其盐(即酸式盐)，特别是有机酸和/或其盐(即有机酸盐)。通过采取这种措施，可以适当地调节组合物的pH值，使得在组合物被施加到非织造基材上并例如经受热和/或压力之后，可以触发或引起粘合官能团或粘合剂或湿强剂的聚合反应。其结果是，混合在组合物中的至少一部分染料捕获官能团或染料捕获剂可以包封或嵌入成型聚合物(基质)中，从而键合或连接到，特别是非共价键合或连接到非织造基材的纤维上。
酸的合适的实例包括羧酸，特别是选自一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸，特别是选自脂肪族一元羧酸、脂肪族二元羧酸、脂肪族三元羧酸和脂肪族多元羧酸，优选选自二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸，特别是选自脂肪族二元羧酸、脂肪族三元羧酸和脂肪族多元羧酸。例如，酸可以选自乙酸、马来酸、富马酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、柠檬酸和丁烷四甲酸(butane tetracarboxylic acid)。特别地，酸可以包括柠檬酸，其已被证明特别适合于解决本发明的目的。上述酸的合适盐包括它们的碱金属盐，特别是它们的钠盐和/或钾盐，例如柠檬酸钠。
在一个实施方案中，基于组合物的总重量，组合物包含0.1重量％至5重量％的量，例如0.2重量％至2.5重量％的量，例如0.3重量％至2重量％的量，例如0.4重量％至1.5重量％的量，例如0.5重量％至1重量％的量的酸和/或其盐。
在一个实施方案中，组合物可以具有例如通过向组合物中添加酸和/或其盐而调节的pH值，其范围为pH 2至pH 7，特别是pH 2.5至pH 6，例如pH 3至pH 5，特别是pH 3至pH4。通过采取这种措施，在组合物已经被施加到非织造基材上并例如经受热和/或压力之后，可以触发或引起粘合官能团或粘合剂或湿强剂的聚合反应。其结果是，掺入组合物中的至少一部分染料捕获官能团或染料捕获剂可以被包封或嵌入成型聚合物(基质)中，从而键合或连接到，特别是非共价键合或连接到非织造基材的纤维上。此外，可以避免阳离子预处理中的碱性条件，从而减少在制造和在洗涤过程中使用染料捕获非织造织物(或捕色洗衣片)时的健康和安全问题。
在优选的实施方案中，组合物包含聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)、乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物和柠檬酸(和/或其盐，例如柠檬酸钠)，该组合已被证明特别适合于解决本发明的目的。
在一个实施方案中，该方法可以进一步包括干燥步骤，特别是在将具有粘合功能和染料捕获功能的组合物施加到非织造基材的步骤之后，例如在将组合物施加到非织造基材的步骤之后立即进行。例如，可以优选地进行干燥步骤，使得来自组合物或来自非织造基材成型(例如在湿法成网工艺和/或水刺工艺的情况下)的水或任何其他溶剂基本上被去除。此外或可选地，可以优选地进行干燥步骤以使组合物的粘合官能团进行聚合反应，从而将至少一部分染料捕获官能团或染料捕获剂连接或粘合到非织造基材(的纤维)上。为此，干燥温度可以设定在80℃以上，例如100℃以上，例如120℃以上，例如140℃以上，例如180℃以上。
在一个实施方案中，该方法可以进一步包括用(进一步或二次的，例如常规的)阳离子化剂(cationising agent)处理染料捕获非织造织物的步骤，特别是如上所述在施加具有粘合官能团和染料捕获官能团的组合物的步骤之后和/或特别是在(任选的)干燥步骤之后。通过这样的后续或二次化学处理步骤，可以进一步提高染料上染性能。特别地，(二次的)阳离子化剂可以包括缩水甘油三甲基氯化铵(GMAC)，其已被证明特别适合进一步提高根据本发明的染料捕获非织造织物的染料上染性能。
在第二方面，本发明涉及可通过如本文所述的用于生产染料捕获非织造织物的方法获得的染料捕获非织造织物。
在第三方面，本发明涉及染料捕获非织造织物，其包含非织造基材(或基片)和通过粘合剂或湿强剂粘附(特别是不可释放地和/或非共价粘附或粘合)到非织造基材上的染料捕获剂。特别地，染料捕获剂可以被吸收而不是共价键合到非织造基材中。根据第三方面的染料捕获非织造织物可以例如通过如本文所述的用于生产染料捕获非织造织物的方法来制造。
此外，根据第二和/或第三方面的染料捕获非织造织物可以包含非织造基材、染料捕获剂和/或粘合剂(或湿强剂)，如上文结合用于生产染料捕获非织造织物的方法所举例说明的。特别地，染料捕获非织造织物可以包含包封或嵌入聚合物(基质)并因此键合或连接到，特别是非共价键合或连接到非织造基材的纤维的染料捕获官能团或染料捕获剂。特别地，染料捕获官能团或染料捕获剂可以被吸收而不是共价键合到非织造基材中。
在优选的实施方案中，染料捕获剂包括乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物，并且粘合剂或湿强剂包括聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)，该组合已被证明特别适合于解决本发明的目的，如下文进一步说明的。
通过以下典型的反应步骤和实施例进一步描述本发明，这些步骤和实施例仅用于说明具体的实施方案的目的，并且不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)、乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物和柠檬酸的典型反应步骤：
步骤1：
使用环氧氯丙烷(环氧树脂)稳定咪唑基团上的电荷(见图1)。
潜在反应性咪唑基团的量可以通过改变共聚物中的[n/m]比来调节。在方法实例中，使用了乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚物。其他可能使用的共聚物基团如图2所示。
PAAE不需要稳定电荷，因为阳离子电荷在其PAAE基团上是稳定的，如图3/a和3/b所示。因此，由于可用的环氧基团和聚合物主链上的官能阳离子季胺基团，PAAE是湿强度树脂的选择。
步骤2.
活化稳定的带电荷的分子以进行聚合。这意味着用柠檬酸活化(咪唑-环氧氯丙烷)-加合物(IE-加合物)，如图4所示，并且聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)如图5所示。
步骤3.
通过粘合剂混合物的酸固化和热固化来固定活化的带电荷的聚合物片段。由于聚酰胺多胺环氧氯丙烷的羧基活化作用导致阳离子官能化的丧失，因此找到聚合要求(粘合剂强度)和PAAE主链上电荷的损失之间的平衡很重要。在所示方法实例中，在1000L粘合剂溶液中加入6Kg柠檬酸，达到pH3.9。
柠檬酸基本上充当IE-加合物和PAAE之间的连接桥梁。支化聚合物部分上的IE-加合物，聚合物主链上的PAAE，两种基团都具有稳定的阳离子电荷。图6示出了所描述的固化粘合混合物的建议结构，示出了活化聚合物片段：IE-加合物为[R1]，PAAE为[R2]。
实施例
对比例1：
在常规的二次化学处理中，用缩水甘油三甲基氯化铵(GMAC)处理标准非织造基材(66％国际ECF纸浆、34％5mm或8mm×0.95分特的粘胶纤维(Danufil))获得GMAC功能化的对照样品。
实施例1：
通过施加包含以下成分的组合物，将用于对比例1的类似标准非织造基材在线官能化，以获得根据本发明的示例性实施方案的染料捕获非织造织物：
80L Sokalan HP66K(乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物)
130L Kymene GHP20(聚酰胺多胺环氧氯丙烷)
6kg柠檬酸
+786L水
以获得最终pH为3.9的1000L组合物。
实施例2：
在常规二次化学处理中，用缩水甘油三甲基氯化铵(GMAC)另外处理实施例1的染料捕获非织造织物以获得根据本发明另一示例性实施方案的染料捕获非织造织物。
测定了根据对比例1和实施例1和2的非织造织物的各种材料性能，其结果总结在下表1中：
通过类似于ISO 1924-2中描述的测试方法，测定干拉伸强度和湿拉伸强度，其中“拉伸MD”表示在纵向(machine direction)上的相应拉伸强度，而“拉伸CD”表示在横向(cross machine direction)上的相应拉伸强度。
此外，测量了非织造织物的染料上染(DPU)性能。DPU测试是在室内(in house)进行，使用分光仪(Hach Lange DR 6000，在538nm波长下记录测量值)以测量染料吸收的毫克数。关键引用值是“3分钟后染料的吸收毫克数”。
表1
单位 对比例1 实施例1 实施例2
基重 gsm 62.94 59.89 63.06
GMAC含量 g 2.69 0.00 2.71
纵向(MD)干拉伸强度 N/15mm 46.9 50.3 47.6
横向(CD)干拉伸强度 N/15mm 28.1 32.4 28.4
纵向(MD)湿拉伸强度1分钟H2O N/15mm 11.8 13.4 12.2
横向(CD)湿拉伸强度1分钟H2O N/15mm 8 9.2 8.1
消光(Extinction)1分钟 1.244 1.116 1.077
消光2分钟 1.160 1.021 0.854
消光3分钟 1.096 0.948 0.707
1分钟后染料的吸收毫克数 11.623 15.247 20.265
2分钟后染料的吸收毫克数 15.970 19.512 31.806
3分钟后染料的吸收毫克数 19.282 26.941 39.413
+28.4％ +51％
DPU DPU
从表1所示的结果可以看出，在使用和不使用二次GMAC处理的情况下，都记录了优异的染料捕获性能。通过在非织造基材制造期间施加具有粘合功能和染料捕获功能的组合物(实施例1)，与使用GMAC的常规二次处理(对比例1)相比，能够实现DPU性能提高大于25％，此外，纵向和横向干拉伸强度和湿拉伸强度均可提高。通过使用GMAC进行额外的二次处理(实施例2)，与仅使用GMAC的常规二次处理相比(对比例1)，DPU性能可以进一步提高例如大于50％。
虽然已经通过具体实施方案和实施例的方式详细描述了本发明，但是本发明不限于此，并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于生产染料捕获非织造织物的方法，所述方法包括以下步骤：
提供非织造基材；
将组合物施加到所述非织造基材上，所述组合物具有粘合功能和染料捕获功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供非织造基材的步骤包括通过选自湿法成网、气流成网、水刺和纺粘工艺中的至少一种工艺形成非织造基材。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在制造所述非织造基材期间施加所述组合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含阳离子聚合物，特别是具有季胺部分的聚合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述阳离子聚合物在其聚合物主链中具有阳离子部分。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述阳离子聚合物具有包含阳离子部分的侧链。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含粘合剂和染料捕获剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂包含聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述染料捕获剂选自乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物、乙烯基咪唑与乙烯基咔唑的共聚物、乙烯基咪唑与乙烯基邻苯二甲酰亚胺的共聚物以及乙烯基咪唑与乙烯基吲哚的共聚物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含酸和/或其盐，特别是有机酸和/或其盐。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述组合物包含聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)、乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物和柠檬酸。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括用例如缩水甘油三甲基氯化铵(GMAC)的阳离子化剂来处理所述染料捕获非织造织物的步骤。
13.一种可通过根据权利要求1至12中任一项所述的方法获得的染料捕获非织造织物。
14.一种染料捕获非织造织物，其包括
非织造基材，
通过粘合剂粘附在所述非织造基材上的染料捕获剂和/或被吸收到所述非织造基材中的染料捕获剂。
15.根据权利要求14所述的染料捕获非织造织物，其中所述染料捕获剂包含乙烯基咪唑与乙烯基吡咯烷酮的共聚物，并且所述粘合剂包含聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAAE)。
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