可逆变色墨料合成物和无纺型抹布的制作方法

文档序号:3750342阅读:261来源:国知局
专利名称:可逆变色墨料合成物和无纺型抹布的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于消毒剂溶液的变色墨料合成物和无纺型抹布。当无纺型抹布 中的消毒剂浓度降至门限水平以下时,颜色从第一颜色变为第二颜色,而当消毒剂浓度再 次升至门限水平以上时,颜色从第二颜色变回到第一颜色,可重复循环使用。
背景技术
具有颜色指示器的织物抹布在授予Fenn等人的美国专利4,311,479和授予 Fellows的美国专利4,678,704中公开。Fenn等人公开一种以抗菌剂组分浸溃的布料,抗菌 剂组分在与诸如水之类的液体接触时被激活,并以离子化结合到布料。浸溃布料的一小部 分被指示器染料染色,指示器染料优选地结合到抗菌剂组分中,使得当抗菌剂组分耗尽时, 所述染料将会从布料褪去。
Fellows公开一种浸溃的织物材料,所述织物材料具有活性阳离子浸溃剂,所述浸 溃剂与织物材料的织物基底结合。与更深层的阳离子组份相结合的阴离子指示器染料也结 合到基底。染料结合到更深层的阳离子组份比结合到基底更容易,而且更深层的阳离子组 份与浸溃剂争先地与染料结合。在擦拭布料的情况下,当染料已经褪去暗示着活性成分已 经耗尽,在布料上保留足够的活性成分可以提供一个安全界限。
上述及类似的现有技术中的纤维织物具有颜色指示器以指示浸溃剂的耗散。但 是,所述指示器仅一次有用,并只变一次颜色。如果织物再次被浸溃剂充浸,例如通过将织 物浸没入桶中,那么不能恢复原来的颜色,同样也不能恢复指示器的功能。
Farrugia等人在2010年2月8日提交的尚待批准的美国专利申请12/702,138,该 专利通过提供可逆变色消毒剂指示器而在某种程度上解决了该问题。可逆变色墨料合成物 以墨料合成物的干重为参照,包括:重量百分比约占10-50%的聚合物粘合剂;重量百分比 约占10-50%的润湿剂;重量百分比约占0-10%的离子稳定剂;和重量百分比约占1-10% 的阴离子指示器化合物。变色墨料合成物使用聚合物粘合剂与无纺型织物抹布结合。适用 的聚合物粘合剂包括醋酸纤维素和醋酸纤维素衍生物。
虽然聚合物粘合剂浓度接近Farrugia所述的范围的上限时,可以提高墨料合成 物的粘合性能,但是这种情况也会弱化或冲淡由墨料合成物产生的颜色。需要或希望的是, 具有一种可逆变色的墨料合成物和无纺型抹布,其在产生足量的颜色的同时,可使用更多 的其它种类的聚合物粘合剂,并因而可以提供更持久的粘合。发明内容
本发明涉及一种可逆变色墨料合成物和用所述可逆变色墨料合成物浸溃的无纺 型抹布。可逆变色墨料合成物包括更多的聚合物粘合剂,并包含一种组分,该组分即使在粘 合剂浓度更高的情况下也可提供足够鲜明的颜色。改进的可逆变色墨料合成物为使用其的 无纺型抹布提供更持久的粘合。因此,该无纺型抹布在使用过程中可能能够多次地循环地 可逆变色。
无纺型抹布可用于擦净桌子和工作台,例如,直到抹布中的消毒剂的浓度降至门 限浓度以下时。此时,无纺型抹布颜色从第一颜色变为第二颜色。无纺型抹布之后可被再 次充浸,例如通过将抹布浸没在装有消毒剂溶液的桶中。被再次充浸的无纺型抹布会变回 到第一颜色,并可一直使用,直到消毒剂浓度降至门限浓度以下,这时颜色再次变为第二颜 色。无纺型抹布再次被充浸,颜色变化重复循环,直到无纺型抹布由于弄脏或损坏而被耗尽 时,或者清洁任务完成时。
无纺型抹布包括布状无纺型织物,该布状无纺型织物中至少部分由有吸收性的无 纺型纤维制成,该无纺型纤维由纤维素或其他适合的材料制成。人造丝可以制作有吸收性 的纤维。无纺型纤维可单独使用,或者与无吸收性的加强版无纺型纤维组合使用。结构纤 维可由聚酯或其他适合的材料制成。
在布状无纺型织物表面涂盖改进的可逆变色墨料合成物,该可逆变色墨料合成物 牢固地粘合在无纺型织物上,并在重复的循环使用过程中保持粘合。可逆变色墨料合成物 以墨料合成物的干重为参照,包括:重量百分比约占55-98%的聚合物粘合剂;重量百分比 约占0.1-20%的可逆变色染料;重量百分比约占0-40%的增塑剂;重量百分比约占0-30% 的微粒无机填料;和重量百分比约占0-30%的颜色光亮剂。墨料合成物的成份溶解或分散 在有机或无机溶剂中,用于布状无纺型织物。在可逆变色墨料合成物使用和干燥之前或之 后,布状无纺型织物可被切割和转变为单个的无纺型抹布。当可逆变色墨料合成物完全干 燥时,可逆变色墨料合成物不会从无纺型抹布中浙出或消失,并能够在无纺型抹布中的消 毒剂浓度发生变化时,可逆地变色。
无纺型抹布用消毒剂浸溃,适合的消毒剂是以四级铵化合物为基础。无纺型抹布 可设置为已被消毒剂浸溃。可选的,无纺型抹布可设置为不用消毒剂,还可通过用户用消毒 剂浸溃。在优选实施例中,以无纺布的干重为计量基准,期望的无纺型抹布中的四级铵化合 物的最低浓度(可引起变色的)的范围为约ISOppm至约250ppm之间。如下所述,无纺型 抹布可与更多的四级铵化合物浸溃。在使用过程中,当四级铵化合物的浓度降至门限水平 时,最终的颜色变化暗示需要再次充浸。四级铵化合物常存放在水溶液中,应用于在盛放消 毒剂溶液的桶中浸溃无纺型抹布。因为墨料合成物通过粘合剂与无纺型抹布持久地粘合, 因此在使用中浸溃循环可以重复多次。
由于消毒剂的损耗,通过在使用过程中的可逆地变色,无纺型抹布提供一种可靠 的指示,即在使用中何时需要再次充浸。通过再次被充浸和保持合适的消毒剂浓度,例如在 需要完成手边的任务或直到抹布被损坏或严重腐蚀,无纺型抹布可用于多次浸溃和循环使 用。
通过前述思路,本发明的特征和优点在于提供一种具有可逆变色消毒剂指示器的 无纺型抹布,所述无纺型抹布可在提供可靠的消毒剂浓度指示器的情况下,被再次充浸和 多次使用。
本发明的特征和优点还在于,提供一种具有更长的使用寿命的无纺型抹布,这是 由于存在持久的粘合的墨料合成物,所述墨料合成物可以重复地可逆地指示无纺型抹布中 的消毒剂浓度的变化。


图1是根据本发明所述的无纺型抹布的立体图。
具体实施方式
参见图1,本发明的可逆变色消毒剂指示器无纺型抹布8由布状无纺型织物10制 成,无纺型织物10包括大量的无纺型纤维12。无纺型纤维12包括吸收性的无纺型纤维14, 并可选地可包括加强版无纺型纤维16,加强版无纺型纤维16可为吸收性的或非吸收性的。 吸收性的无纺型纤维14可由纤维素或其他适合的吸收性材料制成。适合的纤维素纤维包 括但不限于由木、棉、丝、麦杆、干草、以及其它植物制成的纤维。人造丝纤维特别适合用于 制作吸收性的无纺型纤维14。人造丝纤维是纺织用合成长丝,其通过由棉短线、木屑或其它 纤维素与苛性钠和二硫化碳相作用,并将最终的纤维胶溶液穿过喷丝头制成。
在使用时,加强版无纺型纤维16可通过各种强韧、柔性的聚合物材料形成。适合 的聚合物材料包括但不限于:聚酯、聚丙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚酰胺、聚 四氟乙烯、和上述材料的组合。布状的无纺型织物10、特别是无纺型纤维12,可包括:重量 百分比约占50-100%的吸收性无纺型纤维14 ;和重量百分比约占0-50%的加强版无纺型 纤维16,适当地包括重量百分比约占55-90%的吸收性无纺型纤维14和重量百分比约占 10-45%的加强版无纺型纤维16 ;或者包括重量百分比约占60-80%的吸收性无纺型纤维 14和重量百分比约占20-40%的加强版无纺型纤维16。
根据本发明,布状的无纺型织物10表面涂盖可逆变色墨料合成物,所述可逆变色 墨料合成物敏锐感应无纺型抹布8中的四级铵化合物的浓度变化。以干重为基准计算, 可逆变色墨料合成物包括重量百分比约占55-98 %的聚合物粘合剂,或适当地包括约占 65-96%或者约占75-95%的聚合物粘合剂。聚合物粘合剂有助于将织物10的无纺型纤维 12粘合到一起,而且还可在无纺型织物10和可逆变色墨料合成物之间形成持久地粘合。粘 合剂聚合物的高含量和结合强度可确保可逆变色墨料合成物在无纺型抹布8的使用寿命 期间保持完整和功用。
适合的聚合物粘合剂包括:聚酰胺粘合剂,聚氨酯粘合剂,和上述材料的组合。适 合的聚酰胺粘合剂包括但不限于:可溶于醇类、醋酸盐/酯、和/或其它有机溶剂中的聚酰 胺。本发明的示例包括可来自亚利桑那化学公司的标有UNIREZ 商标的各种聚酰胺树脂。 一种类似的聚酰胺粘合剂是UNiREZ 2215。适合的聚氨酯粘合剂包括但不限于:可溶于 醇类、醋酸盐/酯、和/或其它有机溶剂中的聚氨酯。本发明的示例包括可来自Scholle公 司的聚氨酯,包括但不限于Scholle公司的溶液5110。
其它适合的聚合物粘合剂包括:水分散性聚氨酯、水溶性丙烯酸聚合物、和上述 物质的组合。适合的水溶性聚醚的示例是自交联脂肪聚氨酯,可来自Lubrizol并标有 PERMAX 300商标。适合的水溶性丙烯酸聚合物的示例是自交联丙烯酸乳剂,可来自道 氏化学公司并标有RHOPLEX E-358商标。这些聚合物粘合剂在使用无纺型抹布8后 的干燥过程中自交联,从而在可逆变色墨料合成物与无纺型抹布之间提供高强度地持久粘口 ο
可逆变色墨料合成物还包括可逆变色染料,少量使用所述可逆变色染料便能为墨 料合成物提供的颜色。以墨料合成物的干重为基准计算,可逆变色墨料合成物包括重量百 分比约占0.1-20%的可逆变色染料,或适当地包括重量百分比约占0.3-10%或者0.5-5%的可逆变色染料。
适合的可逆变色染料包括溴化合物,所述溴化合物在约5.5至8.0之间的中性pH 范围时能可逆地变化颜色。一种适合的溴化合物是溴百里酚蓝,也称作二溴百里酚磺酞,所 述溴百里酚蓝具有C27H28Br205S的分子式。溴百里酚蓝在pH值高于7.6的蓝色和pH值 低于6.0的明黄色之间可逆地变化。由于包含四级铵化合物的消毒剂略呈碱性,因而本发 明的经包含溴百里酚蓝的墨料合成物处理的无纺型抹布8将在被四化铵消毒成份充分浸 溃时,能呈现蓝色或蓝绿色。
当使用无纺型抹布8,且其中的消毒剂成份耗尽时,pH值将会变为中性或略呈酸 性,使得无纺型抹布8的颜色变为黄色。然后,把无纺型抹布浸溃于含有四化铵消毒成份溶 液中,使得无纺型抹布被再次充浸。这种再次充浸将会使无纺型抹布8的颜色从黄色变回 蓝色。因为可逆变色墨料合成物与无纺型抹布的持久性粘合且不会分开,使得这种循环使 用和可逆变色可以重复多次。
以所述可逆变色墨料合成物的干重为基准计算,可逆变色墨料合成物可包括重量 比约占40%的增塑剂,或适当地重量比约占30%或20%的增塑剂。在使用中,增塑剂有助 于保持添加了可逆变色墨料合成物的无纺型抹布8的柔性,即,通过软化可逆变色墨料合 成物从而使得无纺型抹布8不会变硬。适合的增塑剂包括但不限于:由Aldrich化学公司 销售的酞酸二丁酯和柠檬酸三乙酯。其它适合的增塑剂包括但不限于:己二酸双(2-丁氧 基乙)酯,双(2-乙基己基)癸二酸酯,邻苯二甲酸二乙酯,和前述三个物质的组合。
以可逆变色墨料合成物的干重为基准计算,可逆变色墨料合成物还可包括重量比 约占30%的微粒无机填料,或适合地包括重量比约占0.5-20%或1-10%的微粒无机填料。 在使用时,微粒无机填料为无纺型抹布8提供坚固性和完整性,并可为无纺型抹布8提供更 耐磨的质地,从而方便擦洗坚硬的表面。适合的微粒无机填料包括但不限于:二氧化硅,碳 酸钙,粘土,滑石,和前述物质的组合。
以可逆变色墨料合成物的干重为基准计算,可逆变色墨料合成物还可包括重量比 约占30%以上的颜色光亮剂,或适合地包括重量比约占0.5-20%或1-10%的颜色光亮剂。 在使用时,通过增强可逆变色墨料合成物的颜色,颜色光亮剂进一步能够实现仅使用少量 可逆变色染料。适合的颜色光亮剂包括但不限于:二氧化钛,硫酸钡,和前述物质的组合。
为了制作可逆变色墨料合成物,各组成成份可在挥发性有机溶剂和/或水中充分 混合,适合地采用重量百分比约占15-50%的墨料合成物成份和重量百分比约占50-85% 的有机溶剂和/或水。挥发性有机溶剂和/或水的选择将主要取决于聚合物粘合剂是否溶 于有机溶剂、水、或有机溶剂和水的混合物,如前所述。适合的挥发性有机溶剂包括但不限 于:n_丙醇,醋酸盐/酯,丙酮,甲乙酮,甲苯,四氢呋喃,乙酸乙酯,和前述物质的组合。
可逆变色墨料合成物可通过蘸没、滴淋、浸没、喷涂、刷涂、辊涂、印刷或其他合适 的技术而应用于无纺型织物10。被涂盖后的无纺型织物10然后可在加热和/或真空的条 件下干燥以去除挥发性有机溶剂,留下变色墨料成份牢固粘合到无纺型织构10。通常情况 下,需要约60°C至100°C的干燥温度。干燥的时间取决于无纺型织物10的具体成份、结构 和基重,以及变色墨料合成物的具体成份,可在数分钟至数小时的范围内变化。无纺型织物 10可在使用可逆变色墨料合成物之前或之后,可被切割和修改为单块的无纺型抹布8。
在干燥之后,可逆变色墨料组分约占无纺型抹布8的重量的0.1_10%,适合地约0.1-2%。可逆变色墨料组份的含量是基于在含有四化铵化合物的消毒剂溶液充浸无纺型抹布8之前,干燥的无纺型抹布8的重量而言。
在使用过程中,通过将无纺型抹布8浸入或沉浸入盛有消毒剂溶液,或尤其经水稀释过的消毒剂溶液的清洁桶中,使得无纺型抹布8与以四化铵化合物为基础的消毒剂溶液充分反应。无纺型抹布8也可被设置为预充浸的抹布,所述预充浸的抹布已经被包含四化铵化合物为基础的消毒剂溶液浸溃。一种适合的包含四化铵化合物为基础的消毒剂是前述的来自St印an公司的STEPANQUAT 2125M-P40。再者,这种消毒剂为包括重量百分比约占50%的N-烷基(60%的C14、30%的C16、5%的C12和5%的C18) 二甲基苄基氯化铵和重量百分比约占50%的N-烷基(68%的C12和32%的C14) 二甲基乙基苄基氯化铵的混合物。所述消毒剂可以为粉末状。当作为消毒溶液使用时,所述粉末可加入一定量的水中,从而形成水溶液,所述水溶液中四化铵化合物的浓度为四化铵化合物的重量比约占0.195-0.225%。
消毒剂水溶液使用在无纺型抹布8上,如前所述,通过将无纺型抹布8蘸没或浸没到消毒剂溶液中。被无纺型抹布8吸收的消毒剂溶液的量取决于无纺型抹布8的结构特征、 基重和吸收特性。消毒剂溶液可适合地包含约180至400ppm,适合地约180至250ppm的四化铵化合物。当无纺型抹布8被充分充浸时,以无纺型抹布8的干重为基准计算,无纺型抹布8可适合地包含重量百分比约占300-800%,或适合地约占400-600%的消毒剂水溶液。 以无纺型抹布8的干重为基准计算,无纺型抹布8中的自由四化铵化合物含量适合地可为约300至1200ppm,或者约500ppm至lOOOppm。“自由四化铵的含量”的术语是指:由消毒剂溶液提供的四化铵化合物的量。
为了确定无纺型抹布中能够使特定应用的墨料组分在使用的过程中从第一颜色变为第二颜色的自由四化铵化合物的门限浓度,可遵循以下过程处理。首先,测量具有已使用墨料成份的干燥的无纺型抹布8的重量“D”。然后,将无纺型抹布8以消毒剂水溶液浸溃并被称重,以确定完全充浸后的重量“C”。在完全充浸后的无纺型抹布8中的四化铵化合物的量“Q”是通过将清洁水溶液中的四化铵化合物的重量比“R”乘以C与D之差来确定的, 公式如下:
Q = R(C-D)
因此,以无纺型抹布8的干重为基准计算,无纺型抹布8中的四化铵化合物的完全充浸浓度“P” (以PPm为单位)为(Q/D)X106。
为了确定在使用中可引起颜色变化的四化铵化合物的门限浓度,简单地用无纺型抹布8擦拭桌子或工作台,直到颜色开始从第一颜色变为第二颜色时,再对无纺型抹布8进行称重,从而确定被消耗重量“L”。门限浓度T (以ppm为单位)可通过以下公式确定:
权利要求
1.一种可逆变色墨料合成物,以其干重为基准计算,包括:重量百分比约占55-98 %的聚合物粘合剂,其选自由以下材料组成的组中:聚酰胺,聚氨酯,聚醚,丙烯酸聚合物,和前述物质的组合;重量百分比约占0.1-20%的可逆变色染料,其在PH值约为5.5至8.0时,在第一颜色与第二颜色之间可逆地变化;和微粒无机填料和/或颜色光亮剂。
2.如权利要求1所述的可逆变色墨料合成物,其中,所述可逆变色染料包括溴化合物。
3.如权利要求2所述的可逆变色墨料合成物,其中,所述可逆变色染料包括二溴百里酚磺酞。
4.如权利要求1所述的可逆变色墨料合成物,其中,所述微粒无机填料选自由以下材料组成的组中:二氧化硅,碳酸钙,粘土,滑石,和前述物质的组合,所述微粒无机填料所占的重量百分比最高至约30%。
5.如权利要求1所述的可逆变色墨料合成物,其中,所述颜色光亮剂选自由以下材料组成的组中:二氧化钛,硫酸钡,和前述物质的组合,所述颜色光亮剂的重量百分比最高约占 30%。
6.一种可逆变色消毒剂指示的无纺型抹布,包括:布状的无纺型织物;和可逆变色墨料合成物,其粘结到所述无纺型织物;以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述可逆变色墨料合成物包括:重量百分比约占55-98%的聚合物粘合剂,和重量百分比约占0.1-20%的可逆变色染料,所述可逆变色染料在PH值约5.5至8.0的时,在第一颜色与第二颜色之间变化。
7.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述聚合物粘合剂选自由以下材料组成的组中:聚酰胺,聚氨酯,聚醚,丙烯酸聚合物,和前述物质的组合。
8.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述聚合物粘合剂是自交联的。
9.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述可逆变色墨料合成物包括:重量百分比约占65-96%的所述聚合物粘合剂。
10.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述可逆变色染料包括溴化合物。
11.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述可逆变色染料包括二溴百里酚磺酞。
12.如权利要求6所述的无 纺型抹布,其中,以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述可逆变色墨料合成物包括:重量百分比约占0.3-10%的所述可逆变色染料。
13.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述可逆变色墨料合成物进一步包括:增塑剂,以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述增塑剂的含量最高至约占40%。
14.如权利要求13所述的无纺型抹布,其中,所述增塑剂选自由以下材料组成的组中: 邻苯二甲酸二丁酯,柠檬酸三乙酯,己二酸双(2-丁氧基乙)酯,双(2-乙基己基)癸二酸酯,邻苯二甲酸二乙酯,和前述物质的组合。
15.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述可逆变色墨料合成物进一步包括: 微粒无机填料,以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述微粒无机填料的量最高至约占 30%。
16.如权利要求15所述的无纺型抹布,其中,所述微粒无机填料选自由以下材料组成的组中:二氧化硅,碳酸钙,粘土,和前述物质的组合。
17.如权利要求6所述的无纺型抹布,其中,所述可逆变色墨料合成物进一步包括:颜色光亮剂,以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述颜色光亮剂的量最高至约占30%。
18.如权利要求17所述的无纺型抹布,其中,所述颜色光亮剂选自由以下材料组成的组中:二氧化钛,硫酸钡,和前述物质的组合。
19.一种可逆变色消毒剂指示的无纺型抹布,包括:布状的无纺型织物;和可逆变色墨料合成物,其粘结到所述无纺型织物;以所述墨料合成物的干重为基准计算,所述可逆变色墨料合成物包括:重量百分比约占65-96%的聚合物粘合剂,重量百分比约占0.3-10%的包含溴化合物的可逆变色染料,和重量百分比约占0.5-20%的微粒无机填料和颜色光亮剂。
20.如权利要求19所述的可逆 变色消毒剂指示的组分,其中,所述可逆变色墨料合成物包括:重量百分比分别约占0.5-20%的所述微粒无机填料和所述颜色光亮剂。
21.如权利要求19所述的可逆变色消毒剂指示的无纺型抹布,其中,所述可逆变色墨料合成物被印刷到所述布状的无纺型织物上。
全文摘要
提供了一种可逆变色墨料合成物和一种牢固粘结于所述墨料合成物的无纺型抹布。可逆变色墨料合成物包括重量百分比约占55-98%的聚合物粘合剂;重量百分比约占0.1-20%的可逆变色染料,该可逆变色染料在PH值约为5.5至8.0时会在第一颜色与第二颜色之间可逆地变化;和可选量的增塑剂、微粒无机填料和颜色光亮剂。在使用过程中,无纺型抹布浸渍在包含四化铵化合物的消毒剂溶液中。在使用过程中,无纺型抹布在以消毒剂溶液浸渍时的第一颜色与消毒剂溶液耗尽时的第二颜色之间可逆地变化。变为第二颜色指示出需要用消毒剂溶液对无纺型抹布进行再次充浸,使得颜色变回到第一颜色。
文档编号C09D11/00GK103140623SQ201180046276
公开日2013年6月5日 申请日期2011年9月16日 优先权日2010年10月15日
发明者保罗·理查德·耶洛内克, 埃尔纳尼·贝尔纳多 申请人:伊利诺斯工具制品有限公司
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