从亲脂流体中除去污染物的制作方法

专利名称：从亲脂流体中除去污染物的制作方法
技术领域：
本发明涉及从亲脂流体中除去污染物的方法，和涉及这类方法使用的吸附材料以及通过这类方法产生的亲脂流体。
背景技术：
亲脂流体，如干洗溶剂，可包括污染物，且经常确实包括污染物，尤其是织物制品已经在干洗方法中被处理之后。
织物制品处理后的亲脂流体中存在污染物由于各种原因是不可取的，尤其是如果希望再利用亲脂流体。原因之一是在亲脂流体处理过程中从织物制品上除去的污垢和/或其它污染物可能会混合和/或与污染物相关联，因此，如果亲脂流体在除去任何污染物之前再利用，那么污垢和/或其它污染物在织物制品或新的织物制品上的再沉积可潜在地发生。
因此，需要一种除去和/或降低亲脂流体中的污染物的方法。
发明概述本发明通过提供从亲脂流体中除去污染物的方法、在这类方法中使用的吸附材料和这类方法产生的亲脂流体而满足上述需要。
在利用亲脂流体的织物护理方法过程中，最终的亲脂流体典型地包含污染物，如表面活性剂、染料、污垢如唇膏，和类脂，如甘油三酯、脂肪酸、角鲨烯、水和/或其它“非亲脂流体物质”。本发明不关注污染物最后是如何存在于亲脂流体中的，相反本发明关注如何除去和/或降低亲脂流体中的污染物而使亲脂流体为纯净的或基本上纯净的。换言之，使纯净的和/或基本上纯净的亲脂流体优选地包括的污染物的含量不会在随后的步骤和/或新的织物护理方法中损害纯净的和/或基本上纯净的亲脂流体的性能。优选地，存在于纯净的或基本上纯净的亲脂流体中的污染物的含量按亲脂流体的重量计为约0％至约1％、更优选约0.00001％至约0.1％、甚至更优选约0.0001％至约0.01％。
在本发明的一个方面，提供了一种从包含污染物的亲脂流体中除去污染物的方法，包括将包含带电试剂的吸附材料与包含污染物的亲脂流体接触的步骤，这样污染物被吸附材料从包含污染物的亲脂流体中除去。
在本发明的另一方面，提供了从包含污染物的亲脂流体中除去污染物的方法，所述方法包括下列步骤a.将包括带电试剂的吸附材料与包含污染物的亲脂流体接触以产生第一洗脱液；和b.可任选地，将包括极性试剂和/或非极性试剂的吸附材料与第一洗脱液接触以产生第二洗脱液；和c.可任选地，重复步骤a和/或步骤b，至少一次；和d.可任选地，回收第二洗脱液。
在本发明的还另一方面，提供了从包含污染物的亲脂流体中除去污染物的方法，该方法包括下列步骤a.将包括带电试剂的吸附材料与包含污染物的亲脂流体接触以产生第一洗脱液；和b.将包括极性试剂和/或非极性试剂的吸附材料与第一洗脱液接触以产生第二洗脱液；和c.回收第二洗脱液；d.将织物与第二洗脱液接触；e.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触以使存在于带电试剂上的残留亲脂流体被释放；f.将包括带电试剂的吸附材料与溶剂接触以使存在于带电试剂上的污染物被释放；和g.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触以使存在于带电试剂上的残留溶剂被释放；和h.可任选地，重复步骤a至g中的任何步骤至少一次。
在本发明的还另一个方面，提供了连续的过滤循环，其中包括带电试剂的吸附材料重复地与包含污染物的亲脂流体接触，这样该吸附材料从亲脂流体中除去污染物。
在本发明的还另一方面，提供了从亲脂流体中除去污染物的方法，其包括a.与具有下式的带电试剂接触[W-Z]T其中W是Si；Z是带电取代基，其选自羧酸盐、伯胺以及它们的混合物；且T是反离子，其选自碱金属、碱土金属以及它们的混合物；和b.可任选地，与硅胶嵌入活性炭的薄板形物接触，这样将污染物被从亲脂流体中除去。
在本发明的甚至还另一方面，提供了根据本发明的方法产生的包含污染物的吸附材料。
在本发明的还另一方面，提供了根据本发明的方法产生的亲脂流体。
发明详述定义本文使用的术语“织物制品”是指任何通常用常规洗涤方法或干洗方法清洁的制品。同样地，该术语包括衣服、亚麻布、纬帐和衣服配件的制品。该术语也包括其它整个或部分地由织物制造的物品，如手提袋、家具罩、防水油布等。
本文使用的术语“亲脂流体”是指任何能除去皮脂的非水流体，下文将作更详细的描述。
本文使用的术语“清洁组合物”和/或“处理组合物”是指任何含有亲脂流体的组合物，它们与待清结的纤维制品直接接触。应当理解，该术语还包括除清洁之外的用途，如调理和定型。另外，任选的清洁助剂如除了上述的那些污染物之外的附加的污染物、漂白剂等可加入到“清洁组合物”中。也就是说，清洁助剂可任选地与亲脂流体混合。这些任选的清洁助剂在下文进行更详细的描述。这些清洁助剂在本发明的清洁组合物中的含量按清洁组合物的重量计为0.01％至约10％。
术语“污垢”是指在织物制品上存在的、希望被除去的任何不受欢迎的物质。术语“基于水的”或“亲水的”污垢是指污垢在初次与织物制品接触时包括水，或者污垢在织物制品上保留有大量的水分。基于水的污垢的实施例包括，但不限于，饮料；许多食品污垢；水溶性染料；体液如汗液、尿液或血液；室外污垢如草污垢和泥。
术语“能在亲脂流体中悬浮水”是指物质能悬浮、溶剂化或乳化水，该物质与亲脂流体不混溶，使得组分初始混合后，经至少五分钟静置，水保持为可见悬浮、溶剂化或乳化。在本发明组合物的一些实施例中，组合物可具有胶体性质和/或呈现乳状。在本发明组合物的其它实施例中，组合物可以是透明的。
术语“不溶于亲脂流体”是指当加入到亲脂流体中时，添加后5分钟内，物质从亲脂流体中物理分离(即，沉淀、絮凝、漂浮)；反之，“溶于亲脂流体”的物质是指添加后5分钟内，物质不会从亲脂流体中物理分离。
术语“可消耗的洗涤剂组合物”是指当与亲脂流体混合时能产生本发明的清洁组合物的任意组合物。
术语“加工助剂”是指任何能使可消耗的洗涤剂组合物更适于制备、稳定和/或用亲脂流体稀释以形成本发明的清洁组合物的物质。
本文使用的术语“混合”是指混合两种或多种物质(即，流体，更具体地讲是指亲脂流体和可消耗的洗涤剂组合物)，从而形成均匀混合物。适合的混合方法是本领域众所熟知的方法。适合的混合方法的非限制性实施例包括涡旋混合方法和静力混合方法。
亲脂流体本文的亲脂流体在织物制品护理用具的操作条件下，换句话讲，在护理如本发明所述的织物制品期间，呈液相的流体。一般情况下，该亲脂流体在环境温度和压力下可完全为液体，也可以为易熔化的固体，例如，在约0℃至约60℃的温度范围内可以变为液体的物质，或可以包括在环境温度和压力下(例如25℃和1个大气压的压力下)的液体和蒸汽相的混合物。因此，所述亲脂流体不是可压缩气体如二氧化碳。
优选本发明的亲脂流体是不易燃的或具有相对高的闪点和/或较低的VOC(挥发性有机化合物)特性，等于或优选超过已知常规干洗流体的特性，用于干洗工业中的这些术语具有其常规含义。
此外，本发明适合的亲脂流体是易流动的和非粘性的流体。
一般情况下，本发明的亲脂流体必须是能够至少部分地溶解如下文测试中所述的皮脂或身体污垢的流体。亲脂流体的混合物也是适合的，并且，在满足如下所述的亲脂流体测试要求的条件下，该亲脂流体可以包括任何部分的干洗溶剂，特别是包括氟化溶剂或全氟化胺的较新型的干洗溶剂。一些全氟化胺如全氟三丁基胺尽管不适于用作亲脂流体，但可以作为包含亲脂流体的组合物中的许多可能的助剂之一存在。
其它适合的亲脂流体包括，但不限于，二醇溶剂体系，例如，较高级的二醇如C6-或C8-或更高级的二醇，环状和无环类型的有机硅溶剂等，以及它们的混合物。
适合作为本发明组合物的主要成分掺入的优选的非水亲脂流体包括低挥发性无氟化有机物，硅氧烷，特别是除了氨基官能团聚硅氧烷之外的那些，以及它们的混合物。低挥发性无氟化有机物包括例如OLEAN和其它多元醇酯，或某些相对无挥发性的可生物降解的中链的具有支链的石油镏分。
适合作为本发明组合物的主要成分掺入的其它优选的非水亲脂流体包括，但不限于，二元醇醚，例如丙二醇甲基醚、丙二醇正丙基醚、丙二醇叔丁基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇正丙基醚、二丙二醇叔丁基醚、二丙二醇正丁基醚、三丙二醇甲基醚、三丙二醇正丙基醚、三丙二醇叔丁基醚、三丙二醇正丁基醚。适用于作为组合物的主要组分(例如大于组合物的50％)的聚硅氧烷，包括环戊硅氧烷(有时称为“D5”)，和/或具有大约类似的挥发性的线型类似物，可任选地，由其它相容的硅氧烷补充。适合的聚硅氧烷是文献中所熟知的，参见，例如Kirk Othmer的“Encyclopedia of Chemical Technology”，并得自许多商业来源，包括General Electric、Toshiba Silicone、Bayer和Dow Corning。其它适合的亲脂流体购自Procter & Gamble或Dow Chemical和其它供货商。
亲脂流体和亲脂流体测试(LF测试)的鉴定任何非水流体，只要其既能够满足干洗流体的已知需要(例如闪点等)又能够至少部分地溶解皮脂，如下述测试方法所示，就适合用作本发明的亲脂流体。作为一般准则，全氟丁基胺(Fluorinert FC-43)本身(具有或没有助剂)根据定义是参考物质，它不适合用作本发明的亲脂流体(其基本上是非溶剂)，而环戊硅氧烷具有适合的溶解皮脂的性质并溶解皮脂。
下面是研究和鉴定其它物质，例如，其它低粘度、可自由流动的硅氧烷是否适合用作亲脂流体的方法。该方法使用市售的Crisco低芥酸菜子油、油酸(95％纯度，得自Sigma Aldrich Co.)和角鲨烯(99％纯度，得自J.T.Baker)作为皮脂的模型污垢。在评估期间，测试物质应为基本无水的，并且不含任何附加助剂或其它物质。
准备三个小瓶，每个小瓶包含一种类型的亲脂污垢。第一个小瓶中放入1.0g低芥酸菜子油；第二个小瓶中放入1.0g油酸(95％)，第三个也是最后一个小瓶中放入1.0g角鲨烯(99.9％)。向每个小瓶中加入1g待测亲脂流体。在标准涡旋搅拌器上以最大设置分别在室温和室压下将每个包含亲脂污垢和待测流体的小瓶混合20秒。将小瓶放置在工作台上并在室温和室压下保持15分钟。静止后，如果在所有包含亲脂污垢的小瓶中都形成了透明单一相，则该非水流体具有资格适合作为如本发明所述的“亲脂流体”。然而，如果在所有三个小瓶中形成了两个或多个独立层，则在拒绝或接受该非水流体为合格物质之前，要对溶解在油相中的非水流体的量进行进一步的测定。
在这样的情况下，用注射器小心地从每个小瓶的各个层中吸取200微升样品。在测定了三个模型污垢和被测流体的每个校准试样的保留时间后，将用注射器吸取的层样品置于GC自动取样器小瓶中并进行常规GC分析。如果通过GC，发现在任何一层中都存在大于1％，优选更多的测试流体，所述层由油酸、低芥酸菜子油或角鲨烯组成，则该测试流体也有资格用作亲脂流体。如果需要，该方法可使用二十七氟代三丁胺进一步校准，即，Fluorinert FC-43(失败)和环戊硅氧烷(通过)。适合的GC是装备有分流/无分流注射器和FID的惠普气相色谱HP5890系列II。用于检测亲脂流体存在量的适合的柱是J&W Scientific毛细管柱DB-1HT，30米，内径0.25mm，膜厚0.1um，目录号1221131。该GC适合在下列条件下操作
载气氢气柱前压9psi流量柱流量@～1.5ml/分钟分流流量@～250-500ml/分钟隔膜净化流量@1ml/分钟注射HP 7673自动取样机，10ul注射器，1ul注射量注射器温度350℃检测器温度380℃烘箱升温程序起始温度60℃，保持1分钟速率25℃/分钟。
最终温度380℃，保持30分钟。
适用于本发明的优选的亲脂流体在具有优良的衣物护理特征的基础上有资格进一步使用。衣物护理特征测试是本领域所熟知的，并涉及使用各种衣物或织物制品组分，包括织物、纱线、接缝等中使用的弹性体和各种纽扣来测试待鉴定流体。用于本发明的优选的亲脂流体具有优良的衣物护理特征，例如它们具有较好的收缩性和/或织物起皱特征，并且不会明显地损坏塑料钮扣。皮脂移除方面合格的用作亲脂流体的某些物质例如乳酸乙酯，由于它们易于溶解钮扣而不能采用，并且如果此类物质将要用于本发明的组合物中，应将其用水和/或其它溶剂配制，以使整个混合物基本上不损坏钮扣。其它亲脂流体，例如D5，很好地满足了这种衣物护理需求。一些适合的亲脂流体可参见授权的下列美国专利5,865,852、5,942,007、6,042,617、6,042,618、6,056,789、6,059,845和6,063,135，这些文献均引入本文以供参考。
亲脂流体可包括线型和环状的聚硅氧烷、烃和氯化烃，不包括PERC和DF2000，它们明确地不属于本文所定义的亲脂流体。更优选的是线型和环状的聚硅氧烷以及二元醇醚、乙酸酯、乳酸酯族的烃。优选的亲脂流体包括在760mm Hg下沸点低于约250℃的环状硅氧烷。用于本发明的具体优选的环状硅氧烷是八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷。优选地，环状硅氧烷包括十甲基环五硅氧烷(D5，五聚物)和基本上不含八甲基环四硅氧烷(四聚物)和十二甲基环六硅氧烷(六聚物)。
然而应当理解，有用的环状硅氧烷混合物除了优选的环状硅氧烷之外，还可包含微量的其它环状硅氧烷。
所述环状硅氧烷包括八甲基环四硅氧烷和六甲基环三硅氧烷或更高级的环，如十四甲基环六硅氧烷。一般情况下，可用于环状硅氧烷混合物中的这些其它环状硅氧烷的量少于混合物总重量的约百分之十。环状硅氧烷混合物的工业标准是该混合物包括按混合物的重量计少于约1％的八甲基环四硅氧烷。
因此，本发明的亲脂流体按亲脂流体的重量计优选包括大于约50％、更优选大于约75％、甚至更优选至少约90％、最优选至少约95％的十甲基环五硅氧烷。可供选择地，亲脂流体可包括环状硅氧烷混合物的硅氧烷，所述混合物具有按混合物重量计大于约50％、优选大于约75％、更优选至少约90％、最优选至少约95％至最多约100％的十甲基环五硅氧烷，和按混合物重量计少于约10％、优选少于约5％、更优选少于约2％、甚至更优选少于约1％、最优选少于约0.5％至约0％的八甲基环四硅氧烷和/或十二甲基环六硅氧烷。
当存在于如本发明所述的织物制品护理组合物中时，亲脂流体的含量按该织物制品护理组合物的重量计优选为约70％至约99.99％、更优选为约90％至约99.9％、甚至更优选为约95％至约99.8％。
当存在于如本发明所述的可消耗的洗涤剂组合物中时，亲脂流体的含量按该可消费洗涤剂组合物的重量计优选为约0.1％至约90％、更优选为约0.5％至约75％、甚至更优选为约1％至约50％。
亲脂流体助剂在应用亲脂流体的织物护理方法过程中，最终的亲脂流体典型地包含污染物组分和/或污染物、水和/或其它“非亲脂流体物质”。
a.污染物组分通过使用两种物质的织物护理过程，可将污染物组分和/或常规的污染物与亲脂流体混合，或者在使用亲脂流体进行织物护理过程之前，可以将污染物组分和/或常规的污染物加入到亲脂流体中。污染物组分和/或常规的污染物如何加入到亲脂流体中对于本发明来说并不是特别重要。本发明解决了从亲脂流体中除去污染物组分和/或常规的污染物的问题。
污染物组分(即具有类似于污染物性质的物质)和常规的污染物可加入到本发明的含有污染物的亲脂流体中。
许多常规的污染物可在本发明的护理组合物中用作护理剂。
这些其它污染物的非限制性实施例包括常规的阴离子、非离子、阳离子和两性离子的污染物。
包括在本发明的护理组合物中的污染物占组合物的重量的至少0.01％、优选至少约0.1％、更优选至少约0.5％、甚至更优选至少约1％、最优选至少约3％至约80％、更优选为约60％、最优选约50％，这取决于所使用的具体污染物和所希望实现的效果。
污染物可以是非离子、阴离子、两性、双亲和性、两性离子、阳离子、半极性非离子以及它们的混合物，其非限制性实施例公开于美国专利5,707,950和5,576,282。这些污染物的阴离子、非离子、两性和两性离子种类的典型列表公开于1972年5月23日授予Norris的美国专利3,664,961。优选的组合物包括非离子污染物和/或非离子污染物与其它污染物、尤其是阴离子污染物的混合物。
可用于本发明的污染物的非限制性实施例包括常规的C8-C18烷基乙氧基化物(“AE”)，其EO为约1-22，包括所谓的窄峰烷基乙氧基化物和C6-C12烷基酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基)、烷基二烷基胺氧化物、烷酰基葡萄糖酰胺、C11-C18烷基苯磺酸酯和伯烷基硫酸盐、仲烷基硫酸盐和无规烷基硫酸盐、C10-C18烷基烷氧基硫酸盐、C10-C18烷基聚糖苷和它们相应的硫酸化聚糖苷、C12-C18α-硫酸化脂肪酸酯、C12-C18烷基和烷基酚烷氧基化物(尤其是乙氧基化物和混合的乙氧基/丙氧基)、C12-C18甜菜碱、schercotaines和磺基三甲铵乙内酯(“磺基甜菜碱)、C10-C18氧化胺等。其它常规的有用污染物列于标准教科书中。
污染物组分和/或污染物可包括下列非限制性实施例a)阴离子污染物(例如烷基或芳基硫酸盐、气溶胶衍生物等)；b)阳离子或碱性污染物(例如，季盐污染物、伯胺和仲胺等)；c)非离子污染物(例如，Brij污染物、Neodol污染物等)；本发明的污染物组分是能够在亲脂流体中悬浮水并能增强亲脂流体的污垢去除效果的物质。作为它们的性能条件，所述物质可溶于亲脂流体中。
一类物质可包括硅氧烷基表面活性剂(硅氧烷基物质)。本申请中的硅氧烷基表面活性剂可以是用于其它应用的硅氧烷聚合物。所述硅氧烷基表面活性剂的重均分子量典型地为500至20,000。衍生自聚(二甲基硅氧烷)的这类物质是本领域所熟知的。在本发明中，并非所有的这种硅氧烷基表面活性剂都适用，因为与亲脂流体本身提供的清洁程度相比，它们并不提供改善的污垢清洁效果。
适合的硅氧烷基表面活性剂包括下式的聚醚硅氧烷MaDbD′cD″dM′2-a其中a是0至2；b是0至1000；c是0至50；d是0至50，条件是a+c+d至少为1；M是R13-eXeSiO1/2，其中R1独立地是H或一价烃基，X是羟基，且e是0或1；M’是R23SiO1/2，其中R2独立地是H、一价烃基或(CH2)f-(C6H4)gO-(C2H4O)h-(C3H6O)i-(CkH2kO)j-R3，条件是至少一个R2是(CH2)f-(C6H4)gO-(C2H4O)h-(C3H6O)i-(CkH2kO)j-R3，其中R3独立地是H、一价烃基或烷氧基，f是1至10，g是0或1，h是1至50，i是0至50，j是0至50，k是4至8；D是R42SiO2/2，其中R4独立地是H或一价烃基；D′是R52SiO2/2，其中R5独立地是R2，条件是至少一个R5是(CH2)f-(C6H4)gO-(C2H4O)h-(C3H6O)i-(CkH2kO)j-R3，其中R3独立地是H、一价烃基或烷氧基，f是1至10，g是0或1，h是1至50，i是0至50，j是0至50，k是4至8；和D″是R62SiO2/2，其中R6独立地是H、一价烃基或(CH2)l(C6H4)m(A)n-[(L)o-(A’)p-]q-(L’)rZ(G)s，其中l是1至10；m是0或1；n是0至5；o是0至3；p是0或1；q是0至10；r是0至3；s是0至3；C6H4是未取代的或用C1-10烷基或链烯基取代；A和A’各自独立地是代表酯、酮、醚、硫代基、酰氨基、氨基、C1-4氟代烷基、C1-4氟代链烯基、支链或直链的聚亚烷基氧化物、磷酸盐、磺酰基、硫酸根、铵，以及它们的混合物的连接部分；L和L’各自独立地是C1-30直链或支链烷基或链烯基或未取代的或取代的芳基；Z是氢、羧酸、羟基、磷酸盐(phosphato)、磷酸酯、磺酰基、磺酸酯、硫酸盐、支链或直链的聚亚烷基氧化物、硝酰基、甘油基、未取代的或用C1-30烷基或链烯基取代的芳基、未取代的或用C1-10烷基或链烯基或铵取代的碳水化合物；G是阴离子或阳离子，如H+、Na+、Li+、K+、NH4+、Ca+2、Mg+2、Cl-、Br-、I-、甲磺酸盐或甲苯磺酸盐。
本文上述的该类硅氧烷基表面活性剂的实施例可参见EP-1,043,443A1、EP-1,041,189和WO-01/34,706(全部授予GE Silicones)和美国专利5,676,705、美国专利5,683,977、美国专利5,683,473和EP-1,092,803A1(全部授予Lever Brother)。
适合的硅氧烷基表面活性剂的市售非限制性实施例是TSF 4446(例如，General Electric Silicones)、XS69-B5476(例如，General ElectricSilicones)；Jenamine HSX(例如，DelCon)和Y12147(例如，OSiSpecialties)。
另一类优选的适用于表面活性剂组分的物质具有有机性质。优选的物质是具有约6至约20个碳原子碳链的有机磺基琥珀酸酯表面活性剂。最优选的是包含二烷基链的有机磺基琥珀酸酯，其中每个烃链带有约6至约20个碳原子的碳链。还优选的是包含芳基或烷基芳基、取代的或未取代的、支链的或直链的、饱和的或不饱和的基团的链。
适合的有机磺基琥珀酸酯表面活性剂的市售非限制性实施例能够以商品名Aerosol OT和Aerosol TR-70(例如，Cytec)获得。
在一个实施方案中，护理剂不溶于水。在另一个实施方案中，护理剂不溶于水，但溶于亲脂流体中。在又一个实施方案中，护理剂不溶于水，但可溶于亲脂流体，其HLB值为约1至约9、或约1至约7、或约1至约5。
在又一个实施方案中，护理剂不溶于水，也不溶于亲脂流体。在又一个实施方案中，护理剂与增溶剂至少部分地溶于亲脂流体和/或水中。在增溶剂实施方案中，在护理组合物中的护理剂的量按护理组合物的重量计为约0.001％至约5％、或约0.001％至约3％、或约0.001％至约1％。
适合的护理剂的非限制性实施例包括市售护理剂，如购自Dow Corning的商品名为例如DC1248、SF1528、DC5225C和DCQ43667的护理剂；和购自Silwets from Witco的商品名为例如L8620、L7210、L7220的护理剂。
当存在于包含污染物的亲脂流体中时，污染物组分能以任何含量存在，典型地，污染物组分的含量按包含污染物亲脂流体的重量计为约0.01％至约10％、更优选为约0.02％至约5％、甚至更优选为约0.05％至约2％。
可存在于包含污染物的亲脂流体中的另一种污染物组分/污染物的特征为非硅氧烷添加剂。非硅氧烷添加剂优选包括强极性和/或氢键首基。强极性和/或氢键首基的实施例有醇、羧酸、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、膦酸盐和含氮物质。优选的非硅氧烷添加剂有含氮物质，其选自伯胺、仲胺和叔胺、二胺、三胺、乙氧基化胺、胺氧化物、酰胺、甜菜碱(甜菜碱的非限制性实施例是可商购自Scher Chemicals的Schercotaine物质)、阳离子物质，如阳离子表面活性剂和/或季表面活性剂和/或季铵盐，如氯化铵(氯化铵的非限制性实施例是可商购自Akzo Nobel的Arquad物质和/或得自Goldschmidt的Varisoft物质)和阳离子织物软化添加剂、非离子物质，如非离子表面活性剂(即，醇乙氧基化物、多羟基脂肪酸酰氨)、gemini表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂，以及它们的混合物。烷基胺是尤其优选的。此外，烷基链上的支化以辅助降低熔点是高度优选的。甚至更优选的是包括约6至约22个碳原子的烷基伯胺。
尤其优选的伯烷基胺是油烯基胺(以商品名Armeen OLD购自Akzo)、十二烷基胺(以商品名Armeen 12D购自Akzo)、支链C16-C22烷基胺(以商品名Primene JM-T购自Rohm & Haas)以及它们的混合物。
在另一个实施方案中，包含污染物的亲脂流体包括选自下列的污染物阴离子污染物、阳离子污染物、非离子污染物、两性离子污染物，以及它们的混合物。
当非硅氧烷添加剂存在于本发明的护理组合物中时，其含量按护理组合物的重量计优选为约0.01％至约10％、更优选为约0.02％至约5％、甚至更优选为约0.05％至约2％。
极性溶剂本发明的含污染物的亲脂流体可包括极性溶剂。极性溶剂的非限制性实施例包括水、醇、乙二醇、聚乙二醇、醚、碳酸酯、二元酯、酮、其它氧化的溶剂，以及它们的混合物。醇的其它实施例包括C1-C126醇，如丙醇、乙醇、异丙醇等、苄醇和二醇如1，2-己二醇。Dow Chemical的Dowanol系列是适用于本发明的乙二醇和聚乙二醇的实施例，如DowanolTPM、TPnP、DPnB、DPnP、TPnB、PPh、DPM、DPMA、DB，及其它。另外的实施例包括丙二醇、丁二醇、聚丁二醇和更多的疏水二元醇。碳酸酯溶剂的实施例是碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸亚丁酯，如可以商品名Jeffsol获得的那些物质。本发明的极性溶剂可通过它们的可分散性(D)、极性(P)和氢键(H)Hansen溶解度参数来确定。优选的极性溶剂或极性溶剂混合物的分数极性(fP)和分数氢键(fH)值分别为fP＞0.02和fH＞0.10，其中fP＝□P/(□D+□P+□H)，和fH＝□H/(□D+□P+□H)，更优选fP＞0.05，fH＞0.20，最优选fP＞0.07和fH＞0.30。
极性溶剂能以任意含量存在于含污染物的亲脂流体中，典型地，极性溶剂的含量按含污染物的亲脂流体的重量计为约0.001％至约10％、更优选为约0.005％至约5％、甚至更优选为约0.01％至约1％。
在一个实施方案中，含污染物的亲脂流体按其重量计包括约0％至约5％、或约0％至约3％、或约0.0001％至约1％的极性溶剂。
在本发明的护理组合物中，极性溶剂的含量按洗涤剂组合物的重量计为约0至约70％、优选1％至50％、甚至更优选1％至30％。
吸附材料可用于本发明的方法的吸附材料包括极性试剂和非极性试剂。典型地，极性试剂和非极性试剂以约1∶10至约10∶1、或约1∶5至约5∶1、或约1∶2至约3∶1的比率存在于吸附材料中。
在一个实施方案中，吸附材料具有的表面积为约10m2/克至约1000m2/克、或约100m2/克至约1000m2/克、或约250m2/克至约1000m2/克、或甚至约500m2/克至约1000m2/克。
在一个实施方案中，吸附材料的平均粒径为约0.1μm至约250μm。
在另一个实施方案中，吸附材料具有的平均粒径为约0.1μm至约500μm。
在另一个实施方案中，吸附材料包括极性和非极性试剂和其它试剂，其选自极性试剂、非极性试剂和可任选地，带电试剂，其中两种或多种试剂为一体的物理形式的混合试剂的形式。
在又一个实施方案中，吸附材料包括极性和非极性试剂和其它试剂，其选自极性试剂、非极性试剂和可任选地，带电试剂，其中两个或更多试剂呈层状试剂的形式。
在又一个实施方案中，吸附材料包括分离的、离散的极性和非极性试剂和分离的、离散的带电试剂，如此使包含污染物的亲脂流体接触两种分离的、离散的试剂。
在又一个实施方案中，吸附材料包括离散颗粒。
在甚至又一个实施方案中，吸附材料呈离散颗粒的形式。
可供选择地，吸附材料为纤维结构的形式。典型地，纤维结构是无纺的纤维结构。然而，它也可以是织成的纤维结构。
在另一个实施方案中，吸附材料是以离散颗粒的形式嵌入、和/或涂层于、和/或注入、和/或结合于纤维结构。
吸附材料可包括(1)带电试剂和(2)极性和非极性试剂混合在一起。极性试剂典型地为离散颗粒的形式，非极性试剂典型地为纤维结构的形式，其中离散颗粒极性试剂嵌入、和/或涂层于、和/或注入、和/或结合于纤维结构，典型地为无纺纤维结构。
a.极性试剂在一个实施方案中，可用于本发明的吸附材料的极性试剂具有下式Ya-ObX其中Y是Si、Al、Ti、P；a是约1至约5；b是约1至约10；和X是金属。
在另一个实施方案中，适用于本发明的吸附材料的极性试剂选自二氧化硅、硅藻土、硅铝酸盐、聚酰氨树脂、矾土、水凝胶、沸石以及它们的混合物。优选地，该极性试剂是二氧化硅，更具体地讲是硅胶。
包括本发明的水凝胶的单体的非限制性实施例包括羟基烷基丙烯酸盐、羟基烷基异丁烯酸盐、N-取代的丙稀酰胺、N-取代的异丁烯酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-acroyl吡咯烷酮、丙烯酸、异丁烯酸、乙酸乙烯酯、丙稀腈、苯乙烯、丙烯酸、异丁烯酸、巴豆酸、苯乙烯磺酸钠、2-砜乙基异丁烯酸钠、2-丙稀酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基吡啶、氨基乙基异丁烯酸盐、2-异丁烯酰氧基三甲基氯化铵、N，N’-亚甲基双丙稀酰胺、聚(乙二醇)二异丁烯酸盐、2，2’-(对亚苯基二氧)二乙基二异丁烯酸盐、二乙烯基苯和三烯丙基胺。
在又一个实施方案中，适用于本发明的吸附材料的极性试剂的平均粒径为约0.5μm至约500μm。
b.非极性试剂适用于本发明的吸附材料的非极性试剂包括下列一种或多种物质活性炭、聚苯乙烯、聚乙烯和/或二乙烯基苯。活性炭可以是粉末的形式和/或具有约50m2/克至约200m2/克，典型地为大约75m2/克至约125m2/克的表面积。
c.带电试剂在一个实施方案中，带电试剂选自阴离子物质、阳离子物质、两性离子物质以及它们的混合物。
在另一个实施方案中，带电试剂具有下式[W-Z]T其中W是Si、Al、Ti、P或聚合物主链；Z是带电取代基，T是反离子，其选自碱金属和碱土金属以及它们的混合物。例如，T可以是钠、钾、铵、烷基铵衍生物、氢离子；氯、氢氧根、氟、碘、羧酸盐等。
聚合物主链典型地包括选自下列的物质聚苯乙烯、聚乙烯、聚二乙烯基苯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、多糖、聚乙烯醇、这些的共聚物以及它们的混合物。
带电的取代基典型地包括磺酸根、磷酸根、季铵盐以及它们的混合物。带电取代基可包括醇、二醇、羧酸盐、伯胺和仲胺盐以及它们的混合物。
W典型地包括按W重量计约1％至约15％的带电试剂。
在另一个实施方案中，带电试剂能够再生，以使该带电试剂能释放任何污染物，所述污染物在暴露于环境条件后暂时从包含污染物的亲脂流体中除去。如本发明使用的“环境条件”是指任何导致带电试剂释放污染物的物理或化学条件。环境条件的非限制性实施例包括将带电试剂暴露于酸、碱和/或盐。能够再生的带电试剂典型地显示约2至约8的pKa或pKb值。能够再生的带电试剂可被再利用以从亲脂流体中除去多循环污染物。
本发明的方法为了促进从包含污染物的亲脂流体中除去污染物，在包含污染物的亲脂流体与吸附材料接触之前用润湿剂润湿吸附材料是可取的。典型地，润湿剂包括亲脂流体。
在一个实施方案中，从包含污染物的亲脂流体中除去污染物的方法包括下列步骤a.将包括带电试剂的吸附材料与包含污染物的亲脂流体接触以产生第一洗脱液；和b.可任选地，将包括极性试剂和/或非极性试剂的吸附材料与第一洗脱液接触，以产生第二洗脱液；和c.可任选地，重复步骤a和/或步骤b至少一次；和d.可任选地，回收第二洗脱液。
该方法还可包括下列步骤e.将织物与第二洗脱液接触。
类似地，该方法还可包括下列步骤f.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触，以使带电试剂上残留的亲脂流体被释放。环境条件典型地选自将带电试剂暴露于热、真空、应用机械力以及它们的混合物。
该方法还可包括下列步骤g.将包括带电试剂的吸附材料与溶剂接触，以释放存在于带电试剂上的污染物。此时，污染物可以被丢弃。溶剂典型地包括极性溶剂，所述极性溶剂具有约2至约8的pH值和约0.01至约60的离子强度。合适的溶剂的非限制性实施例包括水和/或醇。
该方法还可包括下列步骤h.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触以释放在带电试剂上残留的溶剂。环境条件典型地选自热、真空、应用机械力以及它们的混合。
在一个实施方案中，从包含污染物的亲脂流体中除去污染物的方法包括下列步骤a.将包括带电试剂的吸附材料与包括污染物的亲脂流体接触以产生第一洗脱液；和b.将包括极性试剂和/或非极性试剂的吸附材料与第一洗脱液接触，以产生第二洗脱液；和c.回收第二洗脱液；d.将织物与第二洗脱液接触；e.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触，以释放存在于带电试剂上的残留亲脂流体；e.将包括带电试剂的吸附材料与溶剂接触，以释放存在于带电试剂上的污染物；和f.将包括带电试剂的吸附材料与环境条件接触，以释放存在于带电试剂上的残留溶剂；和h.可任选地，重复a至g中任何步骤至少一次。
在又一个实施方案中，提供了连续过滤循环，其中，包括带电试剂的吸附材料被重复地与包含污染物的亲脂流体接触，以使吸附材料从亲脂流体中除去污染物。存在于连续过滤循环中的带电试剂可暴露于环境条件，以释放吸附材料中的污染物。典型地，在这一实施方案中的环境条件包括将带电试剂暴露于酸、碱和/或盐。
在又一个实施方案中，提供了从亲脂流体中除去污染物的方法，该方法包括a.接触具有下式的带电试剂[W-Z]T其中，W是Si；Z是带电取代基，其选自羧酸盐、伯胺以及它们的混合物；T是反离子，选自碱金属、碱土金属以及它们的混合物；和b.可任选地，接触硅胶嵌入活性炭的薄板形式，以除去亲脂流体中的污染物。
可以使用促进亲脂流体过滤的本领域的技术人员已知的不同技术。例如，包含污染物的亲脂流体可在真空下接触吸附材料。
在依照本发明的过滤方法的一个实施方案中，包含污染物的亲脂流体被引入包含第一吸附剂和第二吸附剂的过滤盒。第一吸附剂是极性吸附材料(二氧化硅、硅藻土等)。在接触极性吸附材料之后，极性污染物被从亲脂流体中除去。然后，亲脂流体通过玻璃料并与第二吸附材料接触。第二吸附材料是非极性吸附剂(例如，活性炭等)。第二吸附材料从亲脂流体中除去任何剩余的污染物。亲脂流体排出盒且可再利用。
在另一个实施方案中，如上所述的第一和第二吸附材料包含于通过管连接的分离的盒。亲脂流体流经该两个盒以使第一吸附材料在包含污染物的亲脂流体接触第二吸附材料之前被包含污染物的亲脂流体接触。亲脂流体排出二级盒(第二吸附材料盒)且可再利用。
实施本发明的方法的结果导致通过依照本发明的的方法而产生的包含污染物的吸附材料。
用本发明的方法产生的亲脂流体在本发明的范围之内。
权利要求
1.用于从亲脂流体中除去污染物的过滤器，所述过滤器包括吸附材料，所述吸附材料包括极性试剂和非极性试剂，其中所述吸附材料的表面积为约10平方米/克至约1000平方米/克。
2.如权利要求1所述的过滤器，其中所述极性试剂具有下式Ya-ObX其中Y是Si、Al、Ti、P；a是约1至约5；b是约1至约10；和X是金属；优选其中所述吸附剂是选自下列的极性试剂二氧化硅、硅藻土、硅铝酸盐、聚酰胺树脂、矾土、水凝胶、沸石以及它们的混合物；更优选其中所述极性试剂包括硅胶。
3.如权利要求1所述的过滤器，其中所述非极性试剂包括一种或多种下列物质活性炭、聚苯乙烯、聚乙烯、聚二乙烯基苯以及它们的混合物。
4.如权利要求1所述的过滤器，其中所述吸附材料还包括带电试剂；优选其中所述吸附剂是具有下式的带电试剂[W-Z] T其中W是Si、Al、Ti、P，或聚合物主链；Z是带电取代基，和T是反离子，其选自碱金属、碱土金属以及它们的混合物；更优选其中所述聚合物主链包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚二乙烯基苯、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、多糖、聚乙烯醇、这些的共聚物以及它们的混合物、和/或其中所述带电取代基包括磺酸盐、磷酸盐、季铵盐以及它们的混合物、和/或其中所述带电取代基包括醇；二醇；羧酸盐、伯胺、仲胺以及它们的混合物、和/或其中W包括按W重量计约1％至约15％的所述带电试剂。
5.如权利要求4所述的过滤器，其中所述带电试剂能再生，以使所述带电试剂能在暴露于环境条件后释放其除去的所述污染物；优选其中所述带电试剂显示约2至约8的pKa或pKb值、和/或其中所述带电试剂在被暴露于酸、碱和盐中的一种或多种后释放所述污染物、和/或其中所述带电试剂能够被再用于多循环污染物去除。
6.如权利要求1所述的过滤器，其中所述吸附材料包括两种或多种呈一体物理形式的混合试剂形式的试剂、和/或其中所述吸附材料包括两种或多种层状试剂形式的试剂、和/或其中所述吸附材料包括两种或多种每个为分离、离散试剂形式的试剂、和/或其中所述吸附材料为离散颗粒形式、和/或其中所述吸附材料为纤维结构的形式，优选其中所述纤维结构是无纺纤维结构、和/或其中所述吸附材料包括两种或多种呈离散颗粒嵌入纤维结构形式的试剂，优选其中所述纤维结构是无纺纤维结构。
7.如权利要求1所述的过滤器，其中所述吸附材料包括与非极性试剂混合的极性试剂；优选其中所述吸附材料包括以离散颗粒形式嵌入纤维结构形式的所述非极性试剂中的极性试剂，优选其中所述纤维结构是无纺纤维结构，和/或其中所述极性试剂和非极性试剂以约1∶10至约10∶1，优选约1∶2至约3∶1的比率存在于所述吸附剂中。
8.如权利要求1所述的过滤器，其中所述吸附材料的平均粒径为约0.1μm至约500μm。
9.如权利要求1所述的过滤器，其中所述过滤器包括外壳，在所述外壳中装有所述吸附材料；优选其中所述外壳包括入口，流体通过所述入口进入所述外壳，以使所述流体接触所述吸附材料。
10.用于从流体中除去污染物的方法，所述方法包括将如前述任一项权利要求所述的过滤器与所述流体接触的步骤，以使所述污染物被所述吸附材料从所述流体中除去。
11.用如权利要求10所述的方法过滤的流体。
全文摘要
本发明涉及用于从亲脂流体中除去污染物的方法、用于这类方法的吸附材料和这类方法产生的亲脂流体。
文档编号B01J20/32GK1553977SQ02817673
公开日2004年12月8日 申请日期2002年9月10日 优先权日2001年9月10日
发明者D·E·布尔顿, A·V·拉多米塞尔斯基, P·A·R·G·弗兰斯, D E 布尔顿, R G 弗兰斯, 拉多米塞尔斯基 申请人:宝洁公司