CN114207198A - 改性的纤维素纤维 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维，并且，所述纤维用阳离子化合物进行处理。本公开还提供了将改进的季铵化合物相容性赋予纤维材料的方法，所述方法包括：提供包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维；任选地，用碱对纤维材料进行预处理；用至少一种阳离子化合物对纤维材料进行处理以赋予改进的季铵化合物相容性；以及任选地，进一步用聚合物或树脂对经处理的纤维材料进行处理。

Description

改性的纤维素纤维
发明领域
本发明涉及纤维素纤维的处理。
背景技术
来源于植物的纤维素纤维长期以来一直用于生产传统梭织布和针织布以及非织造布。通常，天然纤维素纤维具有三种基本类型：种子纤维(例如棉花和木棉)、叶纤维(例如蕉麻和剑麻)以及韧皮纤维(例如亚麻、大麻、黄麻和洋麻)。种子纤维的柔软性是众所周知的，并且结合棉纤维的长度，使种子纤维是制造纱线和布料、特别是用于服装非常需要的。韧皮和叶纤维通常更粗糙、更硬，历史上常常将其更多地用于绳索、结网和编垫子(matting)。
除了动物的头发和纤维以及丝绸(其化学上是蛋白质纤维)外，几个世纪以来，天然纤维素也是纺织加工的纤维来源。在过去的几个世纪中，纺织品和纤维的发展一直是出于一种愿望：对这些材料进行改性以提供新的或增强的性质或提高加工效率。尽管许多方法都依靠机械手段来改善纤维的加工性能，或依靠耕种(husbandry)来改善纤维性能，但还可以使用化学方法来改善纤维的美观性(例如通过染色)和柔软性(例如通过洗毛(scouring)或沤麻(retting)以去除与天然纤维表面相关的某些化学物质)。
但是仍然对具有超出天然纤维所能达到的性能和经济性的纤维存在着需求和科学兴趣。1846年人造纤维的发明标志着合成纤维发展的开始。利用大自然作为发明提示，已将人造纤维(一种再生纤维素)开发为一种更具成本效益的丝绸纤维替代品。在1900年代，基于石油化学产品的合成纤维的发展产生了工业变革发明，一些主要的例子为：例如，聚酰胺、聚酯、聚芳酰胺和聚烯烃纤维等。具有聚合物化学特定性质的合成纤维的列表支持了整个人类工业中常用的纤维基材料的扩展。随之而来的是对已使用了多个世纪的纺织类产品的改进以及20世纪和21世纪技术需求催生的新产品。
虽然合成纤维和天然纤维的开发已经为利用这些纤维生产的产品提供了广泛的设计选择，但是仍然存在对这些纤维的表面进行改性的需要和兴趣，其有利于改变这些纤维的表面活性，而不会对纤维的物理性能产生负面影响。.例如，纤维素纤维与用于为由这些纤维衍生的产品提供消毒功能的季铵化合物不相容。此外，纤维素纤维特别易燃，并且已知某些表面处理可提高这些纤维的阻燃性。然而，许多历史上著名的纤维阻燃处理化学品已知具有环境和健康负面影响，因此与纤维化学和使用者健康兼容的化学品在行业中具有价值。
因此，本领域仍然需要用化学表面处理赋予某些纤维多种性能特征的方法，所述化学表面处理不会对这样处理的纤维的物理或美学性质具有负面影响。
发明概述
本发明的某些实施方式的一个方面是，天然或合成纤维素纤维以及在一些部分中使用这些纤维(作为单一纤维组分或作为与其它合成或天然纤维的共混物)制造的产品可使用阳离子化合物溶液处理，所述阳离子化合物溶液可改变经处理纤维素纤维的表面活性。本发明的另一方面是，在某些实施方式中，所述处理对于用水冲洗和洗涤剂洗涤是耐久的。
本发明的某些实施方式的另一方面是，经处理的纤维素纤维的这种改性表面化学成分可表现为期望的功能性，例如当处理阳离子为例如明矾或醋酸铝时起收敛剂(astringent)作用。在这些纤维和由这些纤维生产的产品与皮肤或伤口接触时，这种作用为其提供了某些有利功能，例如但不限于通过促进血管收缩来促进血液凝固。
本发明某些实施方式的另一方面是，经如此处理的纤维素纤维的表面活性提高了这些纤维与季铵化合物(quaternary ammonium compounds,QAC)的相容性。未经处理的天然或合成纤维素纤维(包括韧皮纤维)与QAC产生负面反应，并中和了QAC消毒效果。本公开的某些实施方式的经处理纤维以及由这些纤维生产的产品使QAC的消毒功能基本不受影响，其中，该功能可用于擦拭产品，以便对产品接触的表面进行消毒。
虽然韧皮纤维是众所周知的纤维素纤维并且可用于多种产品，但已发现，对于由卷曲的韧皮纤维制成的产品，通过机械或化学方法对这些纤维施加卷曲具有一定美学和性能优势。因此，本发明的某些实施方式的一个方面是，当采用韧皮纤维时，在阳离子化合物处理之前或之后，这些韧皮纤维已进行处理以施加卷曲。该韧皮纤维包括但不限于洋麻、荨麻、鹰嘴豆、黄麻、竹子、苎麻、大麻和亚麻。施加卷曲的方式可以是化学或机械的。
本发明某些实施方式的另一方面是，所述韧皮纤维已进行处理，使得从植物来源回收的使单根纤维成束粘合在一起的天然果胶已经以足够措施进行去除，以使韧皮纤维单根化(individualized)，用于在非织造布成形工艺中生产非织造布。
本发明某些实施方式的另一方面是，阳离子化合物处理可以用于对天然或合成蛋白质纤维的表面化学性质或表面行为进行改性，所述纤维包括但不限于动物毛(animalhair)、毛皮(fur)或羊毛、丝(包括通过各种昆虫或蛛形纲动物(如蜘蛛)产生的丝和合成丝)。
本发明的某些实施方式的产品可以包括但不限于：散纤维(bulk fiber)形式(例如，捆(bale)、棉铃(boll)、球(ball)、簇(tuft)、垫(mat)、絮体(batt)和网状物(web))和由已知方法(包括梭织(weave)、针织(knit)、编织(braid))生产的单一织物以及非织造布。术语非织造布理解为包括各种布料成型技术以及相关的粘合方式，所述布料成型技术包括但不限于：湿法成网法(wetlaid)、气流成网法(airlaid)、干法成网法(drylaid)，所述相关的粘合方式包括但不限于：热粘合、化学粘合和粘合剂粘合。本发明预期了可包括一种或多种组分/部件的复合且复杂的产品结构。在这些复合且复杂的产品结构中，可从本文所列的超过一种类型的组合物或构造中提取多个组分/部件。
在某些实施方式中，本发明涉及用阳离子化合物对纤维素纤维进行表面处理，使如此处理的纤维具有某些功能。更具体地说，本发明涉及经明矾或醋酸铝处理的纤维素纤维，由此为纤维和含有这些纤维的产品提供收敛功能，其中，该功能可用于某些皮肤护理和伤口护理产品。某些其他优点与用阳离子化合物溶液对纤维素纤维进行处理有关，例如，改进与季铵化合物的相容性，在某些实施方式中为纤维和用这些纤维制成的产品提供消毒功能以及可能的某种水平的阻燃性。已发现蛋白质纤维显示出与相同类型的阳离子化合物溶液表面处理相关的类似官能化。
本公开内容包括但不限于以下实施方式：
实施方式1：一种包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维，并且其中，所述纤维用一种或多种阳离子化合物和醇进行处理。
实施方式2：如实施方式1所述的纤维材料，其中，与处理前的纤维相比，经处理的纤维显示出如下性能中的一种或多种：改进的收敛性能、改进的与季铵化合物的相容性和改进的阻燃性。
实施方式3：如实施方式1至2中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物处理提供了最高达纤维重量约20％的阳离子化合物干添加量。
实施方式4：如实施方式1至3中任一项所述的纤维材料，其中，阳离子化合物是溶液形式的，其中，基于溶液的总重量，阳离子化合物的浓度为至少0.0001重量％且最高达阳离子化合物的饱和极限或最高达99.99重量％。
实施方式5：如实施方式1至4中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物选自下组：碱金属盐、碱土金属盐以及过渡金属或后过渡金属的盐，例如，铝盐、铜盐、锌盐、锰盐和铁盐。
实施方式6：如实施方式1至5中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是选自下组的盐：硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐。
实施方式7：如实施方式1至6中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是碱性盐，并且在溶于水时产生碱性溶液，例如，碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠或碳酸钙。
实施方式8：如实施方式1至7中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是酸性盐，并且在溶于水时产生酸性溶液，例如，氯化铝、醋酸铝、硫酸铝、硫酸铝钾或氯化铵。
实施方式9：如实施方式1至8中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是中性盐，并且在溶于水时产生既非碱性也非酸性的溶液，例如，氯化钠。
实施方式10：如实施方式1至9中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是季铵化合物。
实施方式11：如实施方式1至10中任一项所述的纤维材料，其中，所述季铵化合物具有结构为NR4 +的带正电荷多原子离子，其中，各R独立地选自下组：氢，烷基基团和芳基基团，例如，苯扎氯铵(benzalkonium chloride)、苄索氯铵(benzethonium chloride)、甲基苄索氯铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵(cetalkonium chloride)、氯化十六烷基吡啶鎓(cetylpyridinium chloride)、西曲氯铵(cetrimonium)、溴化十六烷基三甲铵(cetrimide)、多法氯铵(dofanium chloride)、溴化四乙铵(tetraethylammoniumbromide)、双十烷基二甲基氯化铵(didecyldimethylammonium chloride)和度米芬(domiphen bromide)。
实施方式12：如实施方式1至11中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是表面活性剂。
实施方式13：如实施方式1至12中任一项所述的纤维材料，其中，所述表面活性剂具有阳离子头基(head group)，例如，伯胺、仲胺或叔胺。
实施方式14：如实施方式1至13中任一项所述的纤维材料，其中，阳离子化合物包括明矾或醋酸铝。
实施方式15：如实施方式1至14中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维用醇进行预处理，然后进行阳离子化合物处理。
实施方式16：如实施方式1至15中任一项所述的纤维材料，其中，醇是乙醇。
实施方式17：如实施方式1至16中任一项所述的纤维材料，其中，上述多根纤维用聚合物或树脂进行后处理。
实施方式18：如实施方式1至17中任一项所述的纤维材料，其中，聚合物或树脂源自石油或可再生来源，例如，多羟基烷酸酯(例如，PHB)、脂肪族聚酯(例如，聚丁二酸丁二醇酯)和共聚酯、芳香族聚酯(例如，聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)和共聚酯、聚酯酰胺、聚乳酸、聚乙烯醇、聚e-己内酯、热塑性淀粉、改性淀粉、蛋白质或壳聚糖。
实施方式19：如实施方式1至18中任一项所述的纤维材料，其中，聚合物或树脂分散在液体(例如，水)中。
实施方式20：如实施方式1至19中任一项所述的纤维材料，其中，聚合物或树脂是热塑性或热固性的。
实施方式21：如实施方式1至20中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维是选自下组的天然或合成纤维素纤维：粘胶纤维、醋酸纤维、人造纤维、莱赛尔纤维和棉纤维。
实施方式22：如实施方式1至21中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维是两种或更多种纤维类型的共混物。
实施方式23：如实施方式1至22中任一项所述的纤维材料，其中，纤维共混物包含5重量％至100重量％的天然或合成纤维素纤维。
实施方式24：如实施方式1至23中任一项所述的纤维材料，其中，纤维共混物可以包含至多95重量％的天然或合成纤维素纤维，所述天然或合成纤维素纤维是非纤维素纤维。
实施方式25：如实施方式1至24中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维的平均长度大于约1mm。
实施方式26：如实施方式1至25中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维在用阳离子化合物进行处理之前进行机械或化学处理以去除表面杂质。
实施方式27：如实施方式1至26中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物包括明矾。
实施方式28：如实施方式1至27中任一项所述的纤维材料，其中，所述明矾是硫酸铝钾。
实施方式29：如实施方式1至28中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料选自：梭织布、针织布或非织造布，或者包含两种或更多种的所述布。
实施方式30：如实施方式1至29中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料是选自下组的散纤维形式的：垫、絮体、捆、簇、棉铃、球和束。
实施方式31：如实施方式1至30中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料是两种或更多种组分的复合材料形式，其中，各组分可以是多种纤维或布料形式的。
实施方式32：如实施方式1至31中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料选自下组：擦拭物或擦拭布(wipe or wiping cloth)、医疗产品、卫生健康产品(health andwellness product)和伤口护理产品。
实施方式33：如实施方式1至32中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物的存在对于水冲洗和洗涤剂洗涤是耐久的。
实施方式34：如实施方式1至33中任一项所述的纤维材料，其中，天然或合成纤维素纤维包含至少约5重量％的韧皮纤维，其中，所述韧皮纤维已经以化学或机械方式卷曲。
实施方式35：如实施方式1至34中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料与一种或多种天然或合成纤维素纤维共混，所述天然或合成纤维素纤维包括但不限于：粘胶纤维、醋酸纤维、人造纤维、莱赛尔纤维、棉纤维、亚麻、大麻、黄麻、苎麻、竹子、荨麻、鹰嘴豆、洋麻植物，其中，所述韧皮纤维的含量为至少5重量％。
实施方式36：如实施方式1至35中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料与一种或多种天然或合成非纤维素纤维共混，所述韧皮纤维的含量为至少5重量％。
实施方式37：如实施方式1至36中任一项所述的纤维材料，其中，天然或合成蛋白质纤维选自下组：动物毛、羊毛、毛皮和丝。
实施方式38：如实施方式1至37中任一项所述的纤维材料，其中，天然或合成纤维素纤维是木质纤维素纤维，例如，木质素浓度为约0.001重量％至约50重量％的纤维。
实施方式39：一种将改进的季铵化合物相容性赋予纤维材料的方法，所述方法包括：提供包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维；用一种或多种阳离子化合物和醇对纤维材料进行处理以赋予改进的季铵化合物相容性；任选地，进一步用聚合物或树脂对经处理的纤维材料进行处理。
实施方式40：如实施方式39所述的方法，其中，处理步骤提供阳离子化合物的干添加量最高达纤维重量的约20％。
实施方式41：如实施方式39至40中任一项所述的方法，其中，阳离子化合物是溶液形式的，其中，阳离子化合物的浓度为至少0.0001重量％且最高达阳离子化合物的饱和极限。
实施方式42：如实施方式39至41中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是碱性盐，并且在溶于水时产生碱性溶液，例如，碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠或碳酸钙。
实施方式43：如实施方式39至42中任一项所述的方法，其中，在所述处理步骤之前或期间，将碱性溶液的pH调节到约7至约12。
实施方式44：如实施方式39至43中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是酸性盐，并且在溶于水时产生酸性溶液，例如，氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾或氯化铵。
实施方式45：如实施方式39至44中任一项所述的方法，其中，在所述处理步骤之前或期间，将酸性溶液的pH调节到约4至约7。
实施方式46：如实施方式39至45中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是中性盐，并且在溶于水时产生既非碱性也非酸性的溶液，例如，氯化钠。
实施方式47：如实施方式39至46中任一项所述的方法，其中，在所述处理步骤之前或期间，将溶液的pH调节到约5至约9。
实施方式48：如实施方式39至47中任一项所述的方法，其中，处理步骤(b)包括首先用醇对纤维材料进行处理，然后用阳离子化合物对纤维材料进行处理。
实施方式49：如实施方式39至48中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物选自下组：阳离子表面活性剂、季铵化合物、碱金属盐、碱土金属盐，以及铝、铜、锌、锰和铁的盐。
实施方式50：一种包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维，并且其中，所述纤维用至少一种阳离子化合物进行过处理。
实施方式51：如实施方式50所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物选自下组：碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属或后过渡金属盐以及离子液体。
实施方式52：如实施方式50至51中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是铝盐、铜盐、锌盐、锰盐或铁盐。
实施方式53：如实施方式50至52中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是选自下组的盐：硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐。
实施方式54：如实施方式50至53中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是铝盐。
实施方式55：如实施方式50至54中任一项所述的纤维材料，其中，所述铝盐选自下组：氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾和醋酸铝。
实施方式56：如实施方式50至55中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是包含选自下组的阳离子的离子液体：咪唑鎓、铵、吡咯烷鎓、吡啶鎓和鏻。
实施方式57：如实施方式50至56中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物包括聚二烯丙基二甲基氯化铵。
实施方式58：如实施方式50至57中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是包含一个或多个季铵根基团的聚合物(包括低聚物和共聚物)。
实施方式59：如实施方式50至58中任一项所述的纤维材料，其中，所述聚合物是双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
实施方式60：如实施方式50至59中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约20％。
实施方式61：如实施方式50至60中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约10％(例如，最高达约5％或最高达约2.5％或最高达约1.0％或最高达约0.5％)。
实施方式62：如实施方式50至61中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料基本(或完全)不含羧甲基纤维素。
实施方式63：如实施方式50至62中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料用醇、碱、季铵化合物和聚合物或树脂中的一种或多种进行进一步处理。
实施方式64：如实施方式50至63中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料用季铵化合物和碳酸盐碱或碳酸氢盐碱(carbonate or bicarbonate base)中的一种或多种进行进一步处理。
实施方式65：如实施方式50至64中任一项所述的纤维材料，其中，与未用阳离子化合物处理的相同纤维材料相比，所述纤维材料呈现出改进的与季铵化合物的相容性。
实施方式66：如实施方式50至65中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料的特征为：在室温下将纤维材料浸入浓度为1000ppm的苯扎氯铵溶液中5分钟后，通过苯扎氯铵溶液的紫外光谱测定，在苯扎氯铵溶液中的季铵化合物保留率大于40％(或50％或60％或70％或80％或90％)。
实施方式67：如实施方式50至66中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维包括选自下组的天然或合成纤维素纤维：粘胶纤维、醋酸纤维、人造纤维、莱赛尔纤维、棉纤维、韧皮纤维及其共混物。
实施方式68：如实施方式50至67中任一项所述的纤维材料，其中，基于纤维材料的总干重量，所述纤维材料包含至少约5重量％(例如，至少约10％或20％或30％或40％或50％或60％或70％或80％或90％)的韧皮纤维。
实施方式69：如实施方式50至68中任一项所述的纤维材料，其中，所述韧皮纤维选自下组：洋麻、荨麻、鹰嘴豆、黄麻、竹子、苎麻、大麻、亚麻及其共混物。
实施方式70：如实施方式50至69中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料选自：梭织布、针织布或非织造布，或者包含两种或更多种的所述布。
实施方式71：如实施方式50至70中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料是散纤维(bulk fiber)形式或产品形式的，所述散纤维形式选自下组：垫、絮体、捆、簇、棉铃、球和束，所述产品形式选自下组：擦拭物或擦拭布、医疗产品、卫生健康产品和伤口护理产品。
实施方式72：一种将改进的季铵化合物相容性赋予纤维材料的方法，所述方法包括：提供包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维；任选地，用碱对纤维材料进行预处理；用至少一种阳离子化合物对纤维材料进行处理以赋予改进的季铵化合物相容性；以及任选地，进一步用聚合物或树脂对经处理的纤维材料进行处理。
实施方式73：如实施方式72所述的方法，其中，用阳离子化合物进行处理包括：用处理液对纤维材料进行处理，基于纤维重量，所述处理液含有浓度为0.1重量％至约40重量％(例如，约5％至约30％或约10％至约25％)的阳离子化合物。
实施方式74：如实施方式72至73中任一项所述的方法，所述方法包括：用处理液对纤维材料进行处理，基于纤维重量，所述处理液含有浓度为至少约20重量％(例如，至少25％或至少30％或至少35％或至少40％)的阳离子化合物。
实施方式75：如实施方式72至74中任一项所述的方法，其中，用至少一种阳离子化合物对纤维材料进行处理包括：用含有至少一种阳离子化合物的水性溶液、浆料、固体或离子液体对纤维材料进行处理。
实施方式76：如实施方式72至75中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物选自下组：碱金属盐、碱土金属盐以及过渡金属或后过渡金属的盐。
实施方式77：实施方式72至76中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是铝盐、铜盐、锌盐、锰盐或铁盐。
实施方式78：如实施方式72至77中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是选自下组的盐：硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐。
实施方式79：如实施方式72至78中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是铝盐。
实施方式80：如实施方式72至79中任一项所述的方法，其中，所述铝盐选自下组：氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾和醋酸铝。
实施方式81：如实施方式72至80中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是包含选自下组的阳离子的离子液体：咪唑鎓、铵、吡咯烷鎓、吡啶鎓和鏻。
实施方式82：如实施方式72至81中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物包括聚二烯丙基二甲基氯化铵。
实施方式83：如实施方式72至82中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是包含一个或多个季铵根基团的聚合物(包括低聚物和共聚物)。
实施方式84：如实施方式72至83中任一项所述的方法，其中，所述聚合物是双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
实施方式85：如实施方式72至84中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料基本(或完全)不含羧甲基纤维素。
实施方式86：如实施方式72至85中任一项所述的方法，其中，预处理(b)包括用碳酸盐碱或碳酸氢盐碱对纤维材料进行处理。
实施方式87：如实施方式72至86中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料在用阳离子化合物进行处理之前用醇进行进一步处理。
实施方式88：如实施方式72至87中任一项所述的方法，其中，醇是乙醇或异丙醇。
实施方式89：如实施方式72至88中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料用至少一种季铵化合物进行进一步处理。
实施方式90：如实施方式72至89中任一项所述的方法，其中，纤维材料用至少一种阳离子化合物和至少一种季铵化合物同时进行处理。
实施方式91：如实施方式72至90中任一项所述的方法，所述方法还包括：所述纤维材料在用阳离子化合物进行处理之前进行机械或化学处理以去除表面杂质。
实施方式92：如实施方式72至91中任一项所述的方法，其中，聚合物或树脂分散在液体中。
实施方式93：如实施方式72至92中任一项所述的方法，其中，聚合物或树脂是多羟基烷酸酯、脂肪族聚酯或共聚酯、芳香族聚酯或共聚酯、聚酯酰胺、聚乳酸、聚乙烯醇、聚e-己内酯、热塑性淀粉、改性淀粉、蛋白质或壳聚糖。
实施方式94：如实施方式72至93中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料是非织造材料。
实施方式95：如实施方式72至94中任一项所述的方法，所述方法包括：以卷形式提供非织造材料；使得来自卷的非织造材料进料通过包含液体的涂料托盘，所述液体含有阳离子化合物，以使得阳离子化合物与非织造材料接触；对非织造材料进行压延以去除多余液体；对非织造材料进行干燥，以降低非织造材料内的持液率，从而形成经处理的非织造材料；和任选地，将经处理的非织造材料缠绕成卷的形式。
实施方式96：如实施方式72至95中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是聚二烯丙基二甲基氯化铵或双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
实施方式97：如实施方式72至96中任一项所述的方法，其中，基于液体的总重量，液体中阳离子化合物的浓度为约0.5重量％至约10重量％(例如，约0.5％至约5％或约1％至约4％，或低于约5％或低于约4％)。
实施方式98：如实施方式72至97中任一项所述的方法，其中，经处理的非织造材料中阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约20％(例如，最高达约15％或最高达约10％或最高达约5％)。
实施方式99：如实施方式72至98中任一项所述的方法，其中，非织造材料和经处理的非织造材料基本不含(或完全不含)羧甲基纤维素。
实施方式100：如实施方式72至99中任一项所述的方法，其中，非织造材料包含至少约5重量％(例如，至少约10％或20％或30％或40％或50％或60％或70％或80％或90％)的韧皮纤维。
由以下详细描述，本公开的这些和其它特征、方面和优点将变得显而易见。本发明包括两种、三种、四种或更多种上述实施方式的组合，以及两个、三个、四个或更多个本文所阐述的特征或元素的组合，无论这些特征或元素是否在本文所描述的特定实施方式中明确组合。本文旨在用于整体性阅读，所公开的方法在任何其各种方面和实施方式中的任何可分割特征或元素都应当被视为旨在成为可组合的特征或元素，除非上下文中另有明确规定。本发明的其他方面和优点将从以下变得显而易见。
附图简要说明
为了提供对本发明实施方式的理解，参考所附附图。附图仅是示例性的，不应将其理解为限制本发明。在附图中通过示例而非限制的方式示出了本文描述的公开内容。
图1是显示实施例1中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图2是显示实施例2中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图3是显示实施例3中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图4是显示实施例4中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图5是显示实施例5中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图6是显示实施例6中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图7是显示实施例7中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图8是显示实施例8中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图9是显示实施例9中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
图10是显示实施例10中测试的各种纤维的剩余QAC百分比的曲线图。
发明详述
定义
提供以下定义以用于解释本发明的权利要求和说明书。术语“包含”、“包括”、“含有”、“包括但不限于”、“包有”、“含”不应被视为与所要求保护的发明有关的限制或排除。当在元件或部件之前时，“一个”和“一种”不被视为指示枚举。术语“发明”、“该发明”或“本发明”不是限制性术语，而是用于传达和结合权利要求书和说明书中描述和讨论的所有方面。如纺织科学和工程领域的技术人员已知的那样，用作量修饰语的术语“约”是指按已知和理解发生于测量和处理程序中的变化。下文是技术术语和参考的其它定义。
纤维素塑料(cellulosics)和纤维素纤维是指天然纤维或化学上为纤维素的醚或酯的合成纤维。该天然纤维是从植物的树皮、木材、叶子、茎或种子中获得的。合成纤维素纤维是由经消化的木浆制成的，并且可以包括纤维素分子上取代的侧基，从而为这些纤维提供特定的性能。
韧皮纤维由韧皮部或某些植物茎的韧皮获得，所述植物包括但不限于黄麻、洋麻、亚麻、大麻和苎麻。韧皮纤维最初以个体纤维束的形式回收，这些纤维束通过果胶粘合，随后果胶必须去除至一定程度以使韧皮纤维能够进行进一步加工。
卷曲是自然发生的纤维波纹卷积，或者是由化学或机械方法引起的相同性质(例如合成纤维的卷曲)。将卷曲施加成特定频率，所述频率定义为每单位纤维长度的卷曲数量。
天然纤维是直接来源于植物、动物或矿物质的那些，请注意，此类纤维可能需要进行特定预处理以使其可用于纺织品制造目的。合成纤维是通过聚合过程使用天然存在且有可持续来源的原料或石油衍生原料生产的那些。
常产纤维(staple fiber)是具有离散长度的纤维，并且可以是天然或合成纤维。连续纤维的长度不确定或难以测量，例如丝绸或来自某些合成纤维纺丝过程的那些。可以将任意长度的纤维切成离散的长度，然后将所切产品称为常产纤维。
气流成网(有时也称为气流铺网)是一种使用短的或长的常产纤维或其共混物生产纤维垫或絮体(batt)的方法。在此过程中，使用空气从该过程的纤维开口和对齐部分转移纤维，然后将这些纤维输送到形成表面，在此处收集纤维垫或絮体，然后进行进一步粘结或固结步骤，以生产气流成网非织造布。
干法成网是通过使用机械纤维开口和对齐(例如梳理)的过程来生产纤维垫或絮体的方法，其中，纤维垫或絮体通过机械而不是通过空气转移到输送机表面，随后使纤维垫或絮体进行进一步粘结或固结步骤，以生产干法成网非织造布。
湿法成网(有时也称为湿法铺网)是一种通过类似于造纸的方法生产纤维片材的方法，其中，纤维悬浮在水性介质中，并且通过在传送带或多孔鼓上对悬浮液进行过滤而形成网状物。取决于最终用途应用和用于生产布料的纤维，可能需要一些粘结或固结方法以实现布料的最终性能。
纤维垫或絮体的粘结或固结是用于生产非织造布的各种技术中常见的加工步骤。粘结或固结方法通常被认为是机械、热或粘结剂，并且这些术语中的每一个都存在几种不同的方法。通常，机械方法依赖于在纤维之中和之间产生缠结以产生所需的物理性能，其中，针刺和水力缠结是这些方法的非排他性示例。热粘结利用布料中至少一些纤维的热塑性，从而在有压力或无压力的情况下施加热量会导致一部分纤维软化并且彼此之间变形和/或熔融，并在热塑性材料冷却并固化时交叉点处在纤维之间和之中形成固体连接。粘合剂方法施涂某种形式的胶粘剂，从而在交叉点处在纤维之间和之中建立物理粘结，该方法非排他性地包括液体粘合剂、干粘合剂(dry adhesive)、热熔性粘合剂。这些粘合剂可以喷雾或泡沫施涂至垫或絮体，或者通过本领域已知的方法进行施涂，所述方法包括但不限于浸渍蘸挤或凹版上胶辊。
相对于纤维或布料的重量百分比(例如，基于纤维的重量百分比，以“基于纤维重量的％”(％wof)表示)是给定固体组分的重量除以纤维或布料的总重量，表示为基于干纤维布料总重量的百分比。
强度-重量比是布料的归一化拉伸强度值的表达，其中，布料的拉伸强度随后可以相对于类似布料来考虑，而没有样品布料之间或布料等级之间基重差异的影响。由于单纯基重本身会影响给定布料的抗张强度值，因此强度/重量比允许评估由于包含特定纤维或工艺参数变化而对布料强度产生的影响，作为该指标有效性的非排他性示例。
蓬松厚度(loft)依赖于布料的蓬松度和回弹性。在技术术语上，膨松度是密度的倒数，而在通常情况下，膨松度等于简单的布料厚度。弹性是布料在施加面积载荷后抵抗永久压缩(伴随着体积损失)的能力。
抗微生物功效是对产品减少细菌、病毒或真菌污染的能力的考虑，无论是作为产品本身的生物负载，还是作为产品用于对二级或三级材料或产品进行清洁或消毒。抗菌功能可以通过多种方式利用各种化学和生物化学材料赋予纺织品布料。
季铵化合物(QAC)是目前使用最广泛的抗微生物处理剂，具有良好的稳定性和表面活性、异味小、与其他清洁剂的反应性强，并且毒理学效果良好。QAC对大多数细菌以及某些病毒形式和某些真菌具有活性。此外，QAC易于施加到表面(包括布料构造中的纤维表面)，在该表面上QAC可以由那些表面保持并且还可以从纤维转移至其它表面以用于清洁或消毒的目的。虽然已知合成纤维表面基本上不会与QAC发生反应，但某些纤维素纤维(包括韧皮纤维)会与QAC反应，从而在将这些纤维用于意图用作擦拭材料的布料时，会降低QAC作为消毒剂和清洁剂的功效。通常，QAC具有结构为NR4 +的带正电荷多原子离子，其中，各R独立地选自下组：氢、烷基基团和芳基基团，例如，苯扎氯铵、苄索氯铵、甲基苄索氯铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵、氯化十六烷基吡啶鎓、西曲氯铵、溴化十六烷基三甲铵、多法氯铵、溴化四乙铵、双十烷基二甲基氯化铵和度米芬。
就本发明的目的而言，阳离子化合物是以一种或多种阳离子基团为特征且其化学结构中至少有一个带正电荷基团的任何化学品和聚合物(包括低聚物和共聚物)。该化合物可以多种形式提供，包括水性溶液或浆料、固体或离子液体的形式。含有阳离子化合物的溶液的示例包括但不限于：明矾溶液、醋酸铝溶液(例如，乙酸铝(aluminum ethanoate)、三醋酸铝(aluminum triacetate)、二醋酸铝(aluminum diacetate)、一醋酸铝(aluminummonoacetate))，和聚二烯丙基二甲基氯化铵(通常称为“PDDA”和/或“PolyDADMAC”和/或“聚季铵-6”)。通常，阳离子处理材料作为一个整体可以表征为阳离子或中性，只要存在至少一种阳离子化合物即可。明矾是阳离子化合物的示例，其中，明矾是铝和钾的水合双硫酸盐。然而，明矾溶液通常是中性的，尽管其中存在Al3+阳离子。醋酸铝溶液有时由市售可购得的硫酸铝十四水合物和醋酸钙一水合物的粉末混合物形成。一些阳离子化合物(例如，醋酸铝)在水中的溶解度受限，因此实施本发明不需要特定的溶解度水平。在一些实施方式中，阳离子化合物表征为存在一个或多个季铵基团，包括本文所述用作消毒剂的任何QAC。
通常，阳离子化合物和含有这些阳离子化合物的溶液的类型可能会变化。例如，溶液可包含选自下组的阳离子化合物：碱金属盐、碱土金属盐、硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐，以及铝盐、铜盐、锌盐、锰盐和铁盐。在一些实施方式中，所述溶液可以包含碱性盐阳离子化合物，并且在溶于水时产生碱性溶液，例如，碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠或碳酸钙。在一些实施方式中，所溶液可以包含酸性盐阳离子化合物，并且在溶于水时产生酸性溶液，例如，氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾或氯化铵。在一些实施方式中，所述溶液可以包含中性盐阳离子化合物，并且在溶于水时产生既非碱性也非酸性的溶液，例如，氯化钠。在一些实施方式中，溶液可含有阳离子表面活性剂，例如，具有阳离子头基的表面活性剂，例如伯胺、仲胺和/或叔胺。在一些实施方式中，阳离子化合物可以包括：例如，离子液体，其通常在室温下为离子性的并且是液体(也称为液体电解质、离子熔体、离子流体或液体盐)；该液体的示例性阳离子包括咪唑鎓(imidazolium)、铵、吡咯烷鎓(pyrrolidinium)、吡啶鎓(pyridinium)和鏻(phosphonium)。离子液体可包括聚合的离子液体(也称为聚离子液体)，聚季铵盐、阳离子聚合物或阳离子聚电解质。
在某些实施方式中，阳离子化合物是带正电荷的聚合物(包括低聚物和共聚物)。例如，该阳离子聚合物可包含一个或多个季铵盐基团，或一种或多种其它阳离子，例如咪唑鎓(imidazolium)、吡咯烷鎓(pyrrolidinium)、吡啶鎓(pyridinium)或鏻(phosphonium)基团。在一个实施方式中，阳离子聚合物是阳离子淀粉，例如用季铵基团改性的淀粉。在一些实施方式中，阳离子聚合物的数均分子量可以为约100至约500,000Da。在某些实施方式中，其可以有利地利用较低的聚合物分子量，以提高聚合物在整个纤维材料中的分布。分子量的示例性范围可以小于约100,000Da，或小于约75,000Da，，或小于约50,000Da，或小于约10,000Da，或小于约5,000Da(例如，约100至约100,000Da，或约100Da至约50,000Da，或约100Da至约25,000Da)。
在一些实施方式中，阳离子化合物可以包括任何含有或源自胺(例如，含有或源自NR3结构，其中，各R基团为氢、烷基或芳基或任意组合)、胺衍生物、氨基基团、胍、胍衍生物、氰基胍、氰基胍衍生物、胍氰基聚合物及其衍生物、含氯化铵的胍氰基聚合物以及含氯化铵和甲醛的胍氰基聚合物的化学品、聚合物、共聚物。在一些实施方式中，聚合物可以表征为聚胺、聚胺共聚物、阳离子聚胺、聚酰胺、聚酰胺共聚物或阳离子聚酰胺。在某些实施方式中，聚合物是二甲胺-环氧氯丙烷共聚物或聚己缩胺(polyhexanide)(也称为聚六亚甲基双胍或PHMB)。示例性阳离子化合物可以商品名例如LEVOGEN和SUPERFLOC购自芬兰赫尔辛基的凯米拉公司(Kemira Oyj of Helsinki,Finland)。
在一个具体实施方式中，阳离子化合物是购自凯米拉公司的LEVOGEN。该化学品的CAS号为55295-98-2，并且是带正电荷的共聚物，其包含双氰胺(即，氰基胍)残留物、甲醛残留物和氯化铵残留物。其它名称包括双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物和含氯化铵和甲醛的胍氰基聚合物。
纤维基产品的阻燃性是指用化学试剂或抛光(finish)处理使其在受到火源冲击时耐燃烧的产品。
收敛剂在接触(如面部毛孔和血管)时导致皮肤细胞或其他身体组织收缩。通常，具有收敛性质的纤维或织物在与皮肤或伤口接触时可以提供某些有利的功能，例如但不限于：通过促进血管收缩来帮助血液凝固。
干添加量是描述在去除水分且经处理产品处于干燥状态后，残留在经处理材料上的一种或多种处理化学品的残留量的术语。例如，其可以表示为化学处理剂的克数/未处理材料的克数、处理后增加的克数或基于未处理重量所增加的重量百分比。
耐久的或耐久性是指一种纤维或产品性能改良，其在所述纤维材料或纤维基产品的单次使用后不会耗尽到没有功能或失活的水平。
处理方法
本公开的一个方面涉及通过用阳离子化合物(例如但不限于明矾、醋酸铝和PDDA)对纤维素纤维或蛋白质纤维(以及由这些纤维形成的产品，例如布料)进行处理的表面改性。如上所述，未经处理的天然或合成纤维素纤维或蛋白质纤维(包括韧皮纤维)与QAC发生负面反应，并中和至少部分QAC消毒效果。然而，该处理(例如，使用含有阳离子化合物的溶液)会改变如此处理的纤维的表面活性或反应性。发明人已经意识到与这种处理相关的某些有利特征和性能功能，包括改进的与其他处理剂的相容性，例如，能够成功地用QAC对纤维素纤维或蛋白质纤维进行处理。例如，在某些实施方式中，经处理的纤维和由这些纤维生产的产品使QAC的消毒功能基本不受影响，甚至得到改进。
本发明的一些实施方式具体涉及用于赋予纤维材料改进的与季铵化合物(QAC)的相容性的方法。例如，该方法可包括：提供包含本文所述多根纤维(例如，天然或合成纤维素纤维、天然或合成蛋白质纤维、韧皮纤维等)的纤维材料，并用含有阳离子化合物(例如明矾、醋酸铝和/或PDDA)的溶液对纤维材料进行处理。对纤维或含有纤维的产品进行处理的方法可包括本领域已知的方法，例如，使用润湿辊(kiss roll)或凹印辊(gravure roll)(例如，以涂覆的形式)、浸泡槽(soaking tank)或喷雾来施加含有阳离子化合物的溶液，随后可以通过压辊(press roll)或真空步骤以去除多余水分。也可以在初始压辊或真空箱之前或之后采用水冲洗，在水施加步骤之后将进行额外的水分去除步骤。该处理可包括：在干燥步骤之前的多个冲洗和水分去除步骤，所述干燥步骤将水分去除达到使纤维或产品预备进行进一步加工或包装以供使用的水平。在一些实施方式中，在本发明的纤维或纤维基产品处于湿润状态时，阳离子化合物也可作为固体施加至本发明的纤维或纤维基产品。
阳离子化合物可以不同的量施加至纤维或纤维基产品上。例如，阳离子化合物在处理液(例如，溶液或浆料)中的浓度可以变化。例如，基于溶液的总重量，含有阳离子化合物的溶液的浓度可以为至少约0.0001重量％至最高达约99.99重量％的阳离子化合物。在一些实施方式中，含有阳离子化合物的溶液的浓度可以为至少约1重量％、至少约10重量％、至少约25重量％、至少约50重量％、至少约75重量％或至少约90重量％的阳离子化合物。
处理液中阳离子化合物的浓度也可以表示为％wof(基于纤维重量的％)。例如，基于纤维重量，纤维或纤维基产品可用浓度为约0.1％至最高达约10％、至最高达约20％、至最高达约30％或至最高达约40％的阳离子化合物进行处理。在一些实施方式中，例如，基于纤维重量，纤维或纤维基产品可用浓度为约1％至约50％、约10％至约40％或约20％至约30％的阳离子化合物进行处理。在某些实施方式中，基于纤维重量，阳离子化合物的浓度为至少约1％、至少约5％、至少约10％、至少约15％或至少约20％。注意，提及处理液中的阳离子化合物并不意味着阳离子化合物仅以化合物形式存在。阳离子化合物可在处理液(例如水性溶液)中完全或部分电离。
经过处理和干燥后，纤维结构中阳离子化合物的含量有时被称为干添加量，并且可以基于纤维材料的类型和结构以及阳离子化合物的类型和结构显著变化。在某些实施方式中，基于纤维材料的干重量，干添加量为最高达约20％，例如，基于纤维材料的干重量，约0.1至约15％。在某些实施方式中，基于纤维材料的干重量，干添加量低于约15％，例如，低于约10％、或低于约5％、或低于约2.5％、或低于约1.0％或低于约0.5％。
在一些实施方式中，纤维可以利用与用于纤维清洁相同的设备，例如在加工烹煮机(例如，含有纤维、纱线等的大缸)，用阳离子化合物进行处理。在这些实施方式中，含有阳离子化合物的溶液可以在间歇加工期间(例如，在清洁周期结束时增加的附加阶段)作为涂料施加至溶液。在这些实施方式中，经清洁的纤维可在纤维清洁阶段后的加工烹煮机中直接涂覆。
在一些实施方式中，纤维可在雾化或喷雾通道中进行处理，例如，当纤维在移动传送带上时，将含有阳离子化合物的溶液施加到纤维上。例如，含有阳离子化合物的溶液可在气动和/或传送通道中喷洒或雾化至纤维上(例如，含有涂料溶液的蒸气可存在于至少部分封闭的通道中)。
在一些实施方式中，在形成非织造材料期间，纤维可在水刺水系统(hydroentangling water system)中进行处理。通常，称为水刺的非织造物形成平台依靠高压水射流使得纤维缠结。在一些实施方式中，可将含有阳离子化合物的溶液添加到水刺系统中的循环水中，并在纤维进行水刺时直接施加到纤维上。
在一些实施方式中，纤维可以在在上油室中进行处理，如羊毛行业常用的上油室。例如，油通常在上油室中施加至纤维上，以便在由此形成非织造布之前对这些纤维进行润滑。一般而言，应注意，上油室中的纤维处理可有利地在进行处理的纤维上提供自动且连续的阳离子化合物分布。例如，涂料溶液可通过喷嘴均匀分布在纤维上。在一些实施方式中，阳离子化合物溶液的量可以例如根据不同的纤维共混物组成进行调节。
如上所述，纤维可以使用湿法成网技术形成为布料。在这些实施方式中，含有阳离子的溶液可以施加至湿法成网系统的混合罐中的纤维。通常，湿法成网使用分散在水(例如，混合罐中)的短切纤维(short cut fiber)，水随后流到多孔筛网上，以形成非织造基材。因此，含有阳离子化合物的溶液可以在由此形成非织造基材之前添加到混合罐中。
在一些实施方式中，纤维可以在压延机(calendar)或浸盘(dip tray)中进行处理。在这些实施方式中，纤维可以在形成包含这些纤维的布料或非织造材料后用含有阳离子化合物的溶液进行处理。例如，在一些实施方式中，布料可以行进通过压延机，其中，液体涂料直接施加至非织造布的一个表面或两表面。在一些实施方式中，非织造布可以行进通过含有涂料溶液的浸盘，例如，以将涂料直接施加至非织造布的一个表面或两表面。在其它实施方式中，经涂覆的布料随后可以使用本领域中通常已知的常规技术进行干燥和辊压。
通常，所述处理方法可直应用于纤维，或可应用于其中包括多根纤维的已形成的纤维基产品(例如，梭织布或非织造布、擦拭物(wipe)或布料、医疗产品、伤口护理产品、亚麻布等)。在一个具体实施方式中，已形成的布料卷可以用含有阳离子化合物的溶液进行处理，以改善其与QAC的相容性。首先，布料卷可以使用常规方法展开并进行涂覆处理。例如，未经处理的布料运行穿过包含含阳离子化合物的溶液的涂料托盘，并且停留时间为例如约0.5至约5秒。如本文所述的含有阳离子化合物的任意溶液可适合用作涂料溶液。例如，阳离子涂料溶液可以包含明矾、乙酸铝、LEVOGEN、SUPERFLOC和/或PDDA。在一些实施方式中，取决于压延后的布料性能和布料持液率，阳离子化合物(例如阳离子聚合物，如PDDA)的溶液浓度可以为约0.05重量％至约10重量％。
在一些实施方式中，经涂覆的布料还可以经受压延步骤，例如，其中额外的涂料溶液通过施加压力和/或机械力来去除。通常，取决于涂料溶液的浓度和布料性质，基于纤维重量，压延后的布料持液率量可以为约50重量％至约400重量％。
在一些实施方式中，经涂覆并压延的布料可以任选地经受干燥步骤，例如，其中，持液率降低。本领域中通常使用的任意类型的干燥机构可适用于使经涂覆布料干燥。在一些实施方式中，取决于布料性质和所用干燥单元的特定类型，基于纤维重量，干燥后的布料持液率量可以为约1重量％至约15重量％。在一些实施方式中，经涂覆、压延并干燥的布料可以重新卷绕。
在一些实施方式中，纤维或纤维基产品可以在用含有阳离子化合物的溶液进行处理之前用醇进行预处理。通常，用于该预处理的醇的类型可能会变化。在一些实施方式中，醇预处理可以包括：用例如乙醇或异丙醇对纤维或纤维基产品进行处理。应注意，用醇进行预处理可以提供提高的消毒效果，并且/或者可以提高纤维或纤维基产品的收敛性质。基于处理溶液的总重量，处理溶液中醇的浓度通常为至少约70重量％。
在一些实施方式中，纤维或纤维基产品可以用碱进行预处理。通常，用于该预处理的碱的类型可能会变化。在一些实施方式中，纤维或纤维基产品可以用选自下组的碱进行预处理：氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)等。在某些实施方式中，碱选自：碳酸盐(例如，碱金属碳酸盐，如碳酸钾或碳酸钠)或碳酸氢盐(包括碱金属碳酸氢盐，例如，碳酸氢钠)。应注意，在某些实施方式中，用碱进行预处理改进了阳离子化合物的涂覆效果(涂料与纤维的粘附力)，并为纤维提供清洁/洗毛效果。此外，应注意，在某些实施方式中，用碱(例如，碳酸钠)进行预处理尤其可以改进纤维或纤维基产品的QAC相容性。基于处理溶液的总重量，处理溶液中碱的示例性浓度为约1重量％至约50重量％。
在一些实施方式中，纤维或纤维基产品可以任选地用聚合物或树脂进行后处理。在一些实施方式中，聚合物或树脂源自石油或可再生来源，例如，多羟基烷酸酯(例如，PHB)、脂肪族聚酯(例如，聚丁二酸丁二醇酯)或共聚酯、芳香族聚酯(例如，聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯)或共聚酯、聚酯酰胺、聚胺以及聚胺的共聚物、聚乳酸、聚乙烯醇、聚e-己内酯、热塑性淀粉、改性淀粉(包括阳离子淀粉)、蛋白质和壳聚糖。在一些实施方式中，聚合物或树脂可以在后处理之前分散在液体中，例如，水中。在一些实施方式中，聚合物或树脂是热塑性或热固性的。在某些实施方式中，该纤维后处理改进了阳离子化合物处理的耐久性，例如，通过提高阳离子化合物的处理能力，以抵抗纤维或布料的洗涤。注意，本文所述类别内的某些聚合物示例可以带正电荷，因此也可以用于阳离子化合物处理。基于处理溶液的总重量，处理溶液中聚合物或树脂的示例性浓度为约1重量％至约50重量％。
在用阳离子化合物对纤维和/或纤维基产品进行处理后，可将QAC溶液施加至经处理的纤维或纤维基产品，以提供消毒功能。纤维或纤维基产品(例如，布料)的QAC处理也可以与阳离子化合物处理同时进行，例如，通过在纤维/布料处理之前使QAC溶液与含有阳离子化合物的溶液合并。用QAC溶液对纤维(或由其制成的产品)进行处理可在上述阳离子化合物处理的相同工艺阶段进行。
通常，为了增加消毒功能，QAC溶液可以以不同的量和/或浓度施加至经处理的纤维。例如，QAC溶液可包含约500ppm至约3000ppm(例如约1000ppm至约2600ppm)的季铵化合物，例如，上文所述的任意季铵化合物。
用本文所述阳离子化合物进行处理的纤维材料可表征为具有改进的QAC相容性，其可如实施例1所述那样进行测量，且通常见述于如Slopek等人的《烷基二甲基苄基氯化铵在不同预处理的非织造棉基材上的吸附》(Adsorption of alkyl-dimethyl-benzyl-ammonium chloride on differently pretreated non-woven cotton substrates)，《纺织研究杂志》(Textile Research Journal)81(15)1617-1624(2011)，所述文献通过引用纳入本文。QAC相容性的实验室测试包括：比较纤维材料浸渍后的苯扎氯铵溶液紫外光谱，并将该紫外光谱与标准溶液的紫外光谱进行比较。使用该比较，可以确定纤维材料浸渍后溶液中QAC浓度的变化，并表示为溶液中季铵化合物保留率的百分比(％)。在本公开的某些实施方式中，经处理的纤维材料可以特征为：在室温下将纤维材料浸入浓度为1000ppm的苯扎氯铵溶液中5分钟后，通过苯扎氯铵溶液的紫外光谱测定，在苯扎氯铵溶液中的季铵化合物保留率为至少约40％。在某些实施方式中，在上述测试后QAC保留率为至少约50％或至少约60％或至少约70％或至少约80％或至少约90％。
应注意，本文所讨论的任意处理方法可以彼此单独使用或以其任意组合使用。例如，可以使用本文所述的单一处理方法，也可以组合使用多种处理方法(例如，纤维或纤维基产品和QAC溶液在相互接触之前都可以用含有阳离子化合物的溶液进行预处理)。在一些实施方式中，如上所述的一种或多种额外的预处理可独立并入一个或多个组合中。通常，在由此形成布料之前、形成布料期间和/或形成布料之后，可以将任意处理或预处理方法应用于纤维。
除非本文另有说明，否则本文所述的各种处理步骤可在大气压或最高达约3巴的升高压力下进行。此外，本文所述的各种处理步骤通常在约室温(例如，25℃)至约130℃的温度下进行。
如上所述，在某些实施方式中，本文提供的各种处理方法(例如，在QAC溶液施加之前的纤维/纤维基产品处理，或在将其施加至纤维/纤维基产品之前的QAC溶液处理)及其组合将使纤维素纤维基本与QAC处理相容。该QAC处理为如此处理的纤维和产品提供消毒功能，并且可以提供增强的实用性，例如当产品是擦拭物或擦拭布时。该产品可用于对通过该擦拭物接触的任意表面进行清洁或消毒。这也是根据本发明处理的纤维和纤维基产品的实用性和有用性的非限制性示例。
在某些实施方式中，根据本发明处理的纤维和纤维基产品所赋予的性质和功能经过上述处理后变成对于用水冲洗和洗涤剂洗涤是耐久的。此外，在某些实施方式中，使用本文讨论的任何方法进行处理的纤维和/或纤维基产品可表征为可重复使用和/或可在冲洗后保留各种功能(例如，QAC保留率和/或消毒功能)。
本发明预期，在某些实施方式中，如此处理的纤维素纤维或蛋白质纤维在用于个人清洁擦拭物(例如用于面部)或医疗产品(用于帮助伤口停止流血，例如敷料、海绵、擦拭物或伤口覆盖物)时可显示出收敛性质。这些仅是示例，并不能认为限制了本发明相对于该功能的实用性。
在某些实施方式中，用某些阳离子化合物(例如明矾、醋酸铝和/或PDDA)处理的纤维和/或纤维基产品可从该处理中获得一定水平的阻燃性。在这种模式下，如此处理的产品或利用如此处理的纤维制造的产品可以在受到火源冲击时表现出更强的抗点燃性(resistance to ignition)。
纤维材料
适合与本文所述的任何处理和/或方法一起使用的纤维类型可以是天然或合成纤维素纤维、天然或合成蛋白质纤维，或其组合。合适的天然或合成纤维素纤维的示例包括但不限于：粘胶纤维，醋酸纤维，人造纤维，莱赛尔纤维，棉纤维，韧皮纤维，例如，大麻、亚麻、苎麻、黄麻、竹子、荨麻、洋麻和鹰嘴豆。在一些实施方式中，天然或合成纤维素纤维可以是木质纤维素纤维，例如，木质素浓度为约0.001重量％至约50重量％的纤维。合适的天然或合成蛋白质纤维的示例包括但不限于：动物毛、羊毛、毛皮、丝等。
在一些实施方式中，纤维可以是多种纤维形式的。在一些实施方式中，所述多种纤维可以包括两种或更多种纤维类型的共混物。例如，在一些实施方式中，纤维共混物可以包含约5重量％至约100重量％的天然或合成纤维素纤维。在一些实施方式中，纤维共混物可以包含至少约10重量％、至少约20重量％、至少约30重量％、至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％或至少约90重量％的天然或合成纤维素纤维。在一些实施方式中，纤维共混物可以包含最高达约95重量％的非纤维素天然或合成纤维。例如，在一些实施方式中，纤维共混物可以包含至多10重量％、至多20重量％、至多30重量％、至多40重量％、至多50重量％、至多60重量％、至多70重量％、至多80重量％或至多90重量％的非纤维素天然或合成纤维。
在一些实施方式中，天然或合成纤维素纤维可以包含至少约5重量％韧皮纤维。在一些实施方式中，天然或合成纤维素纤维可以包含至少约10重量％、至少约20重量％、至少约30重量％、至少约40重量％、至少约50重量％、至少约60重量％、至少约70重量％、至少约80重量％或至少约90重量％韧皮纤维。
在一些实施方式中，本公开中所用的韧皮纤维可以通过机械或化学清洁以例如去除表面杂质来单根化。在一些实施方式中，经机械或化学清洁的纤维的纤维长度(staplelength)为约1mm至约100mm。韧皮纤维的机械清洁是在称为梳打(skutching)或剥皮的过程中进行。在该过程期间，植物的茎被折断并进行梳理以去除非纤维成分，例如半纤维素、果胶、木质素和普通碎片。例如，韧皮纤维捆可以展开至机器中，并且随后破碎辊可以使茎分开，并且露出纤维束。进一步，旋转梳可以用于清除纤维的所有杂物和非纤维材料，以将纤维排出到单独收集区域。剥皮是类似的过程，该过程使用固定圆柱体(pinned cylinder)代替旋转梳。与化学清洁相比，机械清洁可使韧皮纤维单根化并去除较少的果胶。例如，化学清洁可以在漂染缸(keir)中进行。
经机械清洁的纤维已经除去了纤维上的一部分果胶，并且被本申请认为是果胶减少的。果胶/污染物的残留水平随地理区域和生长季节的不同而变化，并且取决于纤维的自然沤麻以及纤维所经受的旋转梳/固定辊的数量。经机械清洁的纤维是司空见惯的，并且果胶减少的纤维的等级是本领域技术人员已知的。
韧皮纤维的化学清洁可通过以下几种方式进行：水浸(water retting)、化学清洁或酶促清洁。在一些实施方式中，用于对韧皮纤维进行化学清洁的过程可称为化学洗毛以去除果胶、木质素和其它非纤维素材料。在池或流中进行自然化学清洁(称为水浸)，将韧皮纤维秆放置在水中数天至一周或更长时间。天然微生物从纤维中去除果胶，从而从纤维中释放出半纤维素，产生清洁的、果胶减少的单根化韧皮纤维。化学清洁是一种较快的过程，并且在经机械清洁的韧皮纤维上以及在具有能够在高于大气压且温度范围为80℃至130℃的范围内工作的设备的工业设施中进行。韧皮纤维要经加热、加压和苛性钠或其他清洁剂作用，以快速去除果胶和木质素。酶促清洁与化学清洁非常相似，其中，一部分苛性钠和其它化学试剂被酶(如果胶酶或蛋白酶)替代。清洁后，韧皮纤维可任选地通过离心机和/或空气干燥器脱水至预设含水量，例如，约2重量％至约20重量％。在经清洗的韧皮纤维未脱水的实施方式中，其可以饱和溶液形式提供，并且可以在任选的纤维卷曲之前任选地干燥至所需含水量。
工业上认为经化学清洁的韧皮纤维基本上不含果胶。Baer等人的US2014/0066872(其通过引用纳入本文)描述了果胶显著降低的纤维，其果胶含量少于天然纤维的10重量％至20重量％，其衍生出基本不含果胶的纤维。
当本发明的纤维素纤维或纤维素纤维基产品包括韧皮纤维或基于韧皮纤维时，发明人已确定，在某些实施方式中，在这些天然直的纤维上施加卷曲对由这些纤维生产的产品中所需的美学和性能特征很重要。因此，本发明的韧皮纤维有利地具有至少约1个卷曲/厘米的卷曲施加水平。在一些实施方式中，卷曲的韧皮纤维每厘米可以包含约1个卷曲至10个卷曲。在其中施加卷曲的各种方式可能是合适的，例如，用于施加卷曲的方式本身可以是机械的或化学的。例如，卷曲方法可包括：使韧皮纤维的纤维垫与一对经加热的卷曲辊接触，以提供卷曲的韧皮纤维，例如，其卷曲度为约1个卷曲/厘米至约10个卷曲/厘米，所述一对经加热的卷曲辊包括第一卷曲辊，所述第一卷曲辊位于靠近纤维垫顶部侧，并与位于靠近纤维垫底部侧的第二卷曲辊相对。
在某些实施方式中，有利的是，本公开中使用的纤维材料基本没有阴离子表面处理，例如，通过羧甲基化处理或用羧甲基纤维素(CMC)进行处理。例如，本公开的纤维材料的某些实施方式可表征为具有小于0.20mol/kg干纤维的阴离子部分(例如，小于0.15mol/kg干纤维或小于0.10mol/kg干纤维)。本公开的某些实施方式可以表征为基本不含CMC，例如，小于约0.5％CMC干重，或小于约0.1％CMC干重或0.0％CMC干重。在某些实施方式中，本公开中所用纤维材料还可以表征为基本不含(例如，参见上述水平)或完全不含外源CMC，外源CMC是指有意地将CMC添加到纤维材料中。在某些实施方式中，这些对包含或存在CMC的情况的限制既适用于用作起始材料的纤维材料，也适用于本文所述的任意处理后的经处理纤维材料。阴离子部分和CMC浓度的测定见述于Kuehn等人的美国专利US2019/0257029，所述文献通过引用纳入本文。
在一些实施方式中，如上所述，本发明的纤维可以纤维形式进行处理，或者作为纳入纤维基产品中的纤维进行处理。在一些实施方式中，该纤维可以可用作散纤维形式的经处理纤维，例如，捆、束、垫、絮体、网状物、棉铃、球或簇。示例性纤维基产品可包括织物、织物复合材料、散纤维组件/组分或具有散纤维组件/组分的其他复合材料。后者的示例可能是拭子(swab)或止血笔(styptic pencil)。在一些实施方式中，纤维基产品可以包括梭织布、针织布或非织造布，或者包含两种或更种的所述布的复合产品。在一些实施方式中，纤维基产品可以是两种或更多种组分的复合产品形式，例如，其中，各组分可以是多种纤维或布料形式的，或者它们的组合。
可用产品类型中，与阳离子化合物溶液处理相关的所需性能特征不仅包括擦拭物、擦拭布、服装、服装组件、基于纺织品的家用产品、亚麻布、绷带、伤口护理和外科海绵以及擦拭物和伤口闭合产品。
上述内容被认为是提供本发明原理的示例。可以对本发明进行修改的范围不限于现有技术所赋予的范围，并且列于本文的权利要求书中。
实验部分
通常，以下示例描述了已使用本文所述的各种处理和/或方法进行处理的各种纤维素纤维(例如，大麻纤维和亚麻纤维)的测试。示例和附图中提到的术语“QAC”和“Quat”是可互换的，并且通常是指示例中使用的季铵化合物。
实施例1
进行测试以确定经处理和未处理纤维(亚麻和大麻)的QAC保留率。首先，亚麻和大麻纤维用碳酸钠预处理，使用基于纤维重量5％的碳酸钠溶液在90℃下进行1小时预处理。该预处理用于所有测试的纤维。然后，经预处理的纤维的某些样品用醋酸铝进行处理，使用基于纤维重量20％的醋酸铝溶液在50℃下进行1小时处理。然后去除多余的溶液，并且纤维在冷自来水下冲洗1分钟。随后对纤维进行干燥。将经处理和未处理的亚麻纤维和大麻纤维的1克纤维样品浸入10毫升的2600ppm的QAC溶液(苯扎氯铵)中，并将其在密封瓶中的QAC溶液中静置。2周后从QAC溶液中取出纤维样品。
本体溶液中的QAC浓度通过使用紫外-可见光(UV-vis)分光光度计对每次实验运行结束时的溶液紫外(UV)光谱与标准溶液紫外光谱进行比较来确定，通常见述于如Slopek等人的《烷基二甲基苄基氯化铵在不同预处理的非织造棉基材上的吸附》(Adsorption ofalkyl-dimethyl-benzyl-ammonium chloride on differently pretreated non-wovencotton substrates)，《纺织研究杂志》(Textile Research Journal)81(15)1617-1624(2011)。测试使用从美国瓦里安公司(Varian Inc.,USA)可购得的Cary 50紫外可见分光光度计进行。创建标准QAC溶液，并用于绘制校准曲线，以关联QAC浓度与263nm的吸光度。然后纤维处理后各实验样品溶液比较263nm处的吸光度与校准曲线，以获得QAC浓度。QAC浸泡后，各纤维样品用手进行挤压，视需要去除夹带的QAC溶液，以确保至少5mL的QAC溶液测试样品。所有测试在室温(25℃)下进行。
可通过以下式(1)计算从本体溶液中排出并因此吸收到测试纤维上的QAC百分比：
Figure BDA0003496593990000361
其中，％E是QAC的吸收百分率，Ao是开始时(纤维浸泡前)QAC溶液的吸光度，At是纤维浸泡后QAC溶液的吸光度。从100中减去％E提供了溶液中剩余QAC百分比，在本文中称为“剩余季铵化合物”(Remaining Quat)。
图1显示了经处理的大麻/亚麻纤维、未处理的大麻/亚麻纤维的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物毛巾(SUDSTM一次性毛巾)进行了比较。如图1所示，与市售产品相比，经处理的大麻纤维和经处理的亚麻纤维样品的剩余QAC百分比更高。这表明，与未处理的纤维相比，采用阳离子化合物的纤维处理显著改进了QAC相容性，并且阳离子化合物处理提供的QAC相容性水平也比市售可获得的用于QAC化合物的产品更好。虽然不囿于任何操作理论，但发明人认为，纤维素纤维(如韧皮纤维)缺乏与QAC化合物的相容性，因为该纤维表面带负电荷的性质，导致该纤维吸引并结合了大量QAC化合物。当用QAC化合物处理的纤维材料用作表面擦拭物时，该结合降低了QAC作为消毒剂的有效性。因此，在该试验中，低水平的剩余季铵化合物是纤维材料中显著QAC化合物结合的指标，因此与QAC化合物的消毒功能的相容性较差。
实施例2
进行测试以确定在用醋酸铝进行处理之前，用碳酸钠对大麻纤维和亚麻纤维进行预处理的效果。纤维(亚麻和大麻)在用醋酸铝处理之前先用碳酸钠(苏打灰)进行预处理。使用基于纤维重量5％的碳酸钠溶液在90℃下进行1小时预处理。去除多余的溶液，并且纤维在冷自来水下冲洗10分钟。采用与实施例1中所述相同的步骤完成用醋酸铝溶液进行处理。按照与实施例1相同的步骤，使用1000ppm的QAC浓度和5分钟接触时间来研究QAC相容性。
图2显示了未处理的纤维(在QAC接触之前未进行任何类型预处理)、用醋酸铝处理但未用碳酸钠预处理的纤维以及用碳酸钠预处理后用醋酸铝处理的纤维的剩余QAC百分比。如图2所证实，用碳酸钠预处理后，剩余QAC百分比更高，表明用碳酸钠预处理可改进QAC相容性。
实施例3
进行测试以分析QAC浓度对未处理纤维、经处理纤维和市售可购得合成纤维中QAC保留率的影响。亚麻纤维用与实施例1中所述相同的步骤进行处理。按照与实施例1相同的步骤，使用500ppm、1000ppm和2600ppm的不同QAC浓度和5分钟接触时间来研究QAC相容性。
图3显示了经处理和未处理纤维在各初始QAC浓度水平下的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图3所证实，在所有QAC浓度水平下，与未处理纤维和市售可购得合成纤维相比，经处理纤维显示出溶液中的QAC保留率增加。
实施例4
进行测试以确定与市售可购得的合成纤维相比，经处理亚麻纤维在不同QAC接触期后的QAC保持率。亚麻纤维用与实施例1中所述相同的步骤进行处理。按照与实施例1相同的步骤，使用1000ppm的QAC浓度和1、5、10、30、60、120和180分钟的溶液静置时间来研究QAC相容性。
图4显示了剩余QAC百分比与用于经处理纤维的时间的关系，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图4所证实，与市售可购得的合成纤维相比，经处理的纤维显示出在各接触时间段时溶液中的QAC保留率增加。
实施例5
进行测试以确定醋酸铝浓度对经处理亚麻纤维中QAC保留率的影响。采用与实施例1中所述的相同步骤，用不同浓度的醋酸铝溶液(基于纤维重量1、5、10、20和40％)对亚麻纤维进行处理。对于1000ppm的QAC浓度和5分钟接触时间，按照与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。
图5显示了用不同浓度的醋酸铝溶液所处理纤维的剩余QAC百分比。如图5所证实，经处理的纤维在溶液中的QAC保留率通常随着醋酸铝浓度的增加而增加，在基于纤维重量约20％的浓度下开始明显趋于稳定。
实施例6
进行测试以确定不同QAC溶液对经处理和未处理纤维的有效性。亚麻纤维用与实施例1中所述相同的步骤，用基于纤维重量5％的醋酸铝溶液进行处理。对未处理和经处理的亚麻纤维在三种不同的QAC溶液中的QAC相容性进行了研究：纯1000ppm QAC溶液(苯扎氯铵)、1000ppm QAC溶液中3重量％PDDA以及1000ppm QAC溶液中2重量％的硫酸铝钾(基于溶液总重量的重量百分比)。使用5分钟接触时间，按照与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。
图6显示了经处理和未处理亚麻纤维的剩余QAC百分比，其中，QAC溶液未用阳离子化合物进行预处理(仅季铵化合物)，QAC溶液用3％PDDA进行预处理，QAC溶液用2％硫酸铝钾进行预处理。如图6所证实，在亚麻纤维浸泡后，用硫酸铝钾或PDDA对QAC溶液进行预处理提高了QAC溶液中的QAC保留率，当纤维也用醋酸铝进行处理时，QAC保留率进一步提高。这表明，将阳离子化合物混合到QAC溶液中可以提高经处理纤维的QAC相容性。
实施例7
进行测试以确定不同处理对亚麻纤维的有效性。亚麻纤维使用与实施例1中所述相同的步骤，使用硫酸铝、硫酸铝钾、醋酸铝和PDDA进行处理。对于1000ppm的QAC浓度和5分钟接触时间，使用与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。
图7显示了当使用不同纤维处理时的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图7所证实，在所研究的所有四种处理中，溶液中的QAC保留率都有提高，尤其是用醋酸铝和PDDA处理的纤维的QAC保留率与市售可购得合成纤维相当。
实施例8
进行测试以确定不同处理对85％亚麻和15％TENCELTM莱赛尔纤维的织物的有效性。织物使用与实施例1中所述相同的步骤，使用PDDA和可从凯米拉公司购得的LEVOGEN阳离子聚合物，用3重量％溶液浓度进行处理。处理在25℃下进行1小时。对于400ppm的QAC浓度和5分钟接触时间，使用与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。使用Micro Essential实验室公司(Micro Essential Laboratory Inc.)提供的季铵化合物测试条(Hydrion QT-10)对纤维浸泡后各测试溶液中的QAC浓度进行测量。
图8显示了当使用不同纤维处理时的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图8所证实，在所研究的处理中，溶液中的QAC保留率均提高了，尤其是用LEVOGEN处理的纤维的QAC保留率比市售可购得合成纤维更好。
实施例9
进行测试以确定不同处理对棉织物的有效性。织物使用与实施例1中所述相同的步骤，使用PDDA和可从凯米拉公司购得的LEVOGEN阳离子聚合物，用3重量％溶液浓度进行处理。处理在25℃下进行1小时。对于400ppm的QAC浓度和5分钟接触时间，使用与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。使用Micro Essential实验室公司(Micro EssentialLaboratory Inc.)提供的季铵化合物测试条(Hydrion QT-10)对纤维浸泡后各测试溶液中的QAC浓度进行测量。
图9显示了当使用不同纤维处理时的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图9所证实，在所研究的处理中，溶液中的QAC保留率均提高了，尤其是用LEVOGEN处理的纤维的QAC保留率比市售可购得合成纤维更好。
实施例10
进行测试以确定不同处理对亚麻和大麻纤维样品的有效性。亚麻和大麻使用与实施例1中所述相同的步骤，使用可从凯米拉公司购得的LEVOGEN阳离子聚合物，用3重量％溶液浓度进行处理。处理在25℃下进行1小时。对于400ppm的QAC浓度和5分钟接触时间，使用与实施例1相同的步骤来研究QAC相容性。使用Micro Essential实验室公司(MicroEssential Laboratory Inc.)提供的季铵化合物测试条(Hydrion QT-10)对纤维浸泡后各测试溶液中的QAC浓度进行测量。
图10显示了当使用不同纤维处理时的剩余QAC百分比，并将其与由合成纤维制成的市售可获得的CHICOPEE一次性季铵化合物分配系统毛巾(SUDSTM牌一次性毛巾)进行了比较。如图10所证实，在所研究的处理中，溶液中的QAC保留率提高了，并且用LEVOGEN处理的纤维的QAC保留率比市售可购得合成纤维更好。

Claims (51)

1.包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维，并且其中，所述纤维用至少一种阳离子化合物进行处理。
2.如权利要求1所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物选自下组：碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属或后过渡金属的盐以及离子液体。
3.如权利要求1所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是铝盐、铜盐、锌盐、锰盐或铁盐。
4.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是选自下组的盐：硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐。
5.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是铝盐。
6.如权利要求5所述的纤维材料，其中，所述铝盐选自下组：氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾和醋酸铝。
7.如权利要求1所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是包含选自下组的阳离子的离子液体：咪唑鎓、铵、吡咯烷鎓、吡啶鎓和鏻。
8.如权利要求7所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物包含聚二烯丙基二甲基氯化铵。
9.如权利要求1所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物是包含一个或多个季铵根基团的聚合物。
10.如权利要求9所述的纤维材料，其中，所述聚合物是双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
11.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约20％。
12.如权利要求11所述的纤维材料，其中，所述阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约10％。
13.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料基本不含羧甲基纤维素。
14.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料用醇、碱、季铵化合物和聚合物或树脂中的一种或多种进行进一步处理。
15.如权利要求14所述的纤维材料，其中，所述纤维材料用季铵化合物和碳酸盐碱或碳酸氢盐碱中的一种或多种进行进一步处理。
16.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，与未用阳离子化合物处理的相同纤维材料相比，所述纤维材料呈现出改进的与季铵化合物的相容性。
17.如权利要求16所述的纤维材料，其中，所述纤维材料的特征为：在室温下将纤维材料浸入浓度为1000ppm的苯扎氯铵溶液中5分钟后，通过苯扎氯铵溶液的紫外光谱测定，在苯扎氯铵溶液中的季铵化合物保留率大于40％。
18.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述多根纤维包括选自下组的天然或合成纤维素纤维：粘胶纤维、醋酸纤维、人造纤维、莱赛尔纤维、棉纤维、韧皮纤维及其共混物。
19.如权利要求18所述的纤维材料，其中，所述纤维材料包含至少约5重量％的韧皮纤维。
20.如权利要求19所述的纤维材料，其中，所述韧皮纤维选自下组：洋麻、荨麻、鹰嘴豆、黄麻、竹子、苎麻、大麻、亚麻及其共混物。
21.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，所述纤维材料选自：梭织布、针织布或非织造布，或者包含两种或更多种的所述布。
22.如权利要求1至3中任一项所述的纤维材料，其中，纤维材料是散纤维形式或产品形式的，所述散纤维形式选自下组：垫、絮体、捆、簇、棉铃、球和束，所述产品形式选自下组：擦拭物或擦拭布、医疗产品、卫生健康产品和伤口护理产品。
23.一种将改进的季铵化合物相容性赋予纤维材料的方法，所述方法包括：
(a)提供包含多根纤维的纤维材料，所述纤维是天然或合成的纤维素纤维或者天然或合成的蛋白质纤维；
(b)任选地，用碱对纤维材料进行预处理；
(c)用至少一种阳离子化合物对纤维材料进行处理以赋予改进的季铵化合物相容性；以及
(d)任选地，进一步用聚合物或树脂对经处理的纤维材料进行处理。
24.如权利要求23所述的方法，其中，处理(c)包括：用处理液对纤维材料进行处理，基于纤维重量，所述处理液含有浓度为0.1％至约40％的阳离子化合物。
25.如权利要求24所述的方法，其中，处理(c)包括：用处理液对纤维材料进行处理，基于纤维重量，所述处理液含有浓度为至少20％的阳离子化合物。
26.如权利要求23所述的方法，其中，用至少一种阳离子化合物对纤维材料进行处理包括：用含有至少一种阳离子化合物的水性溶液、浆料、固体和离子液体对纤维材料进行处理。
27.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物选自下组：碱金属盐、碱土金属盐以及过渡金属或后过渡金属的盐。
28.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是铝盐、铜盐、锌盐、锰盐或铁盐。
29.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是选自下组的盐：硫酸盐、亚硫酸盐、醋酸盐、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、磷酸盐和硝酸盐。
30.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是铝盐。
31.如权利要求30所述的方法，其中，所述铝盐选自下组：氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾和醋酸铝。
32.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是包含选自下组的阳离子的离子液体：咪唑鎓、铵、吡咯烷鎓、吡啶鎓和鏻。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述阳离子化合物包含聚二烯丙基二甲基氯化铵。
34.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述阳离子化合物是包含一个或多个季铵根基团的聚合物。
35.如权利要求34所述的方法，其中，所述聚合物是双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
36.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料基本不含羧甲基纤维素。
37.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，预处理(b)包括用碳酸盐碱或碳酸氢盐碱对纤维材料进行处理。
38.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料在用阳离子化合物进行处理之前用醇进行进一步处理。
39.如权利要求38所述的方法，其中，所述醇是乙醇或异丙醇。
40.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料用至少一种季铵化合物进行进一步处理。
41.如权利要求40所述的方法，其中，纤维材料用至少一种阳离子化合物和至少一种季铵化合物同时进行处理。
42.如权利要求23至26中任一项所述的方法，所述方法还包括：所述纤维材料在用阳离子化合物进行处理之前进行机械或化学处理以去除表面杂质。
43.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，聚合物或树脂分散在液体中。
44.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，聚合物或树脂是多羟基烷酸酯、脂肪族聚酯或共聚酯、芳香族聚酯或共聚酯、聚酯酰胺、聚乳酸、聚乙烯醇、聚e-己内酯、热塑性淀粉、改性淀粉、蛋白质或壳聚糖。
45.如权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述纤维材料是非织造材料。
46.如权利要求45所述的方法，所述方法包括：
(a)以卷形式提供非织造材料；
(b)使得来自卷的非织造材料进料通过包含液体的涂料托盘，所述液体含有阳离子化合物，以使得阳离子化合物与非织造材料接触；
(c)对非织造材料进行压延以去除多余液体；
(d)对非织造材料进行干燥，以降低非织造材料内的持液率，从而形成经处理的非织造材料；和
(e)任选地，将经处理的非织造材料缠绕成卷的形式。
47.如权利要求46所述的方法，其中，所述阳离子化合物是聚二烯丙基二甲基氯化铵或双氰胺-甲醛-氯化铵聚合物。
48.如权利要求46所述的方法，其中，基于液体的总重量，液体中阳离子化合物的浓度为约0.5重量％至约10重量％。
49.如权利要求46所述的方法，其中，经处理的非织造材料中阳离子化合物的干添加量最高达干纤维重量的约20％。
50.如权利要求46所述的方法，其中，非织造材料和经处理的非织造材料基本不含羧甲基纤维素。
51.如权利要求46所述的方法，其中，非织造材料包含至少约5重量％的韧皮纤维。
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