用于消费品应用的、负载金属的藻生物质纤维制造技术

本发明专利技术涉及藻纤维材料，其包含至少一种金属离子，所述金属离子选自铜、铁、锰、钾、银、镍、锌、镉以及它们的组合，其中所述藻纤维用于选自抗微生物活性、气味去除、气体去除以及它们的组合的个人护理或其它消费品应用。本发明专利技术还涉及包含藻生物质纤维材料的基材，如非织造物，所述藻生物质纤维材料包含至少一种金属离子，所述金属离子选自铜、铁、锰、钾、银、镍、锌、镉以及它们的组合，其中所述负载金属的藻生物质纤维存在的量为按基材的重量计约1％至约30％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于消费品应用的、负载金属的藻生物质纤维专利
本专利技术涉及用于消费品应用的负载金属离子的藻生物质纤维，其向环境、消费者护理行业和消费者提供益处。专利技术背景基于树的纤维素，即一种被充分描述的β(1-4)-D-葡萄糖的聚合物，是被选择用于制备大多数个人护理产品，如面巾纸、厨房用纸、卫生纸、护垫、失禁垫和尿片的纤维。然而，水生生物的纤维素含量并不为人所熟知，一些物种如刚毛藻属(Cladophora)、硬毛藻属(Chaetomorpha)和根枝藻属(Rhizoclonium)包含大量的对于可持续制备个人护理产品而言重要的纤维素。蓝绿刚毛藻属藻不同于其他类型的大型藻，原因是它们在池塘、河流、湖泊和近岸浅水中自然生长。它们的外形是细丝状的并且它们包含高达约45％的纤维素。还已知刚毛藻属藻纤维具有从受污染的水流中有效吸附金属离子的能力。这是因为金属离子存在对可用于金属络合的羧酸盐、胺和磷酸盐官能团的高亲和力。刚毛藻属藻纤维由于其短的收获周期和高收率而是快速可再生资源。然而，这样的使用限于从废水去除重金属和其它工业处理过程。含有金属的废刚毛藻属通常被丢弃在垃圾填埋场或者被烧成灰。如所公知的，含有金属的废刚毛藻属没有进一步的实用性。因此，含有金属的刚毛藻属在消费品应用中用于气味去除或抗微生物功能的用途未被发现。将这种通过金属吸附发挥功能的特定生物质用于个人护理产品的用途是吸引人的，这不仅仅是因为其充足的可利用性、加工简单和成本低廉，而且还因为其在藻生物质的生长期过程中通过有效的CO2固定对环境具有积极贡献的能力。消除可察觉的、令人不愉快的气味是尿失禁和个人卫生产品的优先需求。已经利用超吸收性物质，活性炭和其它气味控制添加剂，如碳酸钙、滑石粉、环糊精、乙二胺四乙酸、活化二氧化硅和其它产品以及化学品来改善气味控制，或降低或掩盖个人护理产品内的气味。这些方法中的大多数降低或抑制不良气味和/或产生气味的细菌的发展。在工业中，一致作为气味吸收的“黄金标准”的活性炭能够吸收很多种有气味的物质，如三甲胺、三乙胺、二甲基二硫醚、异戊酸(isocalericacid)和吡啶。然而，其不能有效吸收由尿素的生物分解所产生的臭气，氨。尽管活性炭纤维具有比由活性炭提供的表面积大得多的表面积和更快的动力学，但其对于氨去除仍旧是无效的。这是伴随婴儿护理和失禁产品的重大问题。此外，在个人护理产品中使用活性炭已经受到限制，原因是活性炭的令人不快的黑色，其可以被视为污染(即在吸收性物质中的灰尘)。沸石是另一种类型的潜在的用于氨去除的多孔材料，但某些因素，如孔径和气味化合物的可及性导致其无效。因此，使用负载金属的藻生物质纤维用于气味去除提供了独一无二的选择。关于抗微生物应用，已经采用许多应用来降低、消除和阻止细菌生长。化学组合物，如三氯生、季铵、如聚乙烯胺和聚(六亚甲基双胍盐酸盐)的聚合物、脱乙酰壳多糖、醇等已被用于抗微生物活性。然而，负载金属的藻生物质用于抗微生物活性的用途尚未被开发。尽管当前可用的气味消除产品和抗微生物应用具有益处，但对于源自天然供给资源的、对环境友好的个人护理产品还有需求。通过聚焦于在气味去除和抗微生物应用中的用途，本专利技术提供了引入对消费者护理行业和消费者的个人护理有益的、改善环境产品的创新方式。专利技术概述本专利技术涉及包含至少一种金属离子的藻生物质纤维材料，所述金属离子选自铜、铁、锰、钾、银、镍、锌、镉以及它们的组合，其中所述藻生物质纤维出人意料地用于消费品应用，所述消费品应用选自抗微生物活性、气味去除、气体去除以及它们的组合。根据本专利技术的一个实施方案，公开了用于形成抗微生物或气味去除的藻纤维的方法，所述方法包括清洁藻生物质纤维材料，用稀酸和碱交替地清洗，和通过吸附负载离子铜或银。金属离子占藻生物质纤维的约0.1wt.％至约6wt.％。本专利技术还涉及包含藻生物质纤维材料的基材，如非织造物，所述藻生物质纤维材料包含至少一种金属离子，所述金属离子选自铜、铁、锰、钾、银、镍、锌、镉以及它们的组合，其中所述负载金属的藻生物质纤维按基材的重量计，以约1％至约30％的量存在。附图的简要说明图1显示了负载银的刚毛藻属的抗微生物活性的照片。在通过抑菌圈试验(zoneofinhibitiontest)评估金黄色葡萄球菌(S.aureus)(ATCC25660)时，测量到3.7cm的透明圈。专利技术详述虽然本申请文件以特别地指出本专利技术并清楚地要求保护本专利技术的权利要求书结束，但是认为根据以下描述将更好地理解本专利技术。所有百分比、份数和比例都基于本专利技术的组合物的总重量，除非另有规定。当所有这样的重量与所列成分有关时，其都是基于活性水平的，并且因此不包括可能包括在市售材料中的溶剂或副产物，除非另有规定。术语“重量百分比”在本文中可以表示为“wt.％”。除了其中提供了实际测量值的具体实例的情况以外，本文提及的数值应视为被词“约”限定。如本文所使用的，“包括”是指可以加入不影响最终结果的其他步骤和其他成分。该术语包括术语“由……组成”和“基本上由……组成”。本专利技术的组合物和方法/过程可以包括本文描述的本专利技术的基本元素和限定特征以及本文描述的任意另外的或任选的成分、组分、步骤或限定特征，由本文描述的本专利技术的基本元素和限定特征以及本文描述的任意另外的或任选的成分、组分、步骤或限定特征组成或基本上由本文描述的本专利技术的基本元素和限定特征以及本文描述的任意另外的或任选的成分、组分、步骤或限定特征组成。如本文所使用的，术语“藻纤维或细丝状藻纤维”是指源自水中生长的藻生物质，例如刚毛藻属、硬毛藻属和根枝藻属的任何纤维素性纤维材料。纤维被定义为由天然或合成材料生成的细长、伸长的线状细丝或结构。如本文所使用的，针对金属质量的术语“浓度”是指毫克每升(mg/L)，其相当于ppm(每百万分之份数)。一般来说，化学中更常见的是使用摩尔浓度，以升计的每体积溶液中溶质的摩尔数。通常符号“M”被用作水溶液的化学浓度的单位，是指摩尔每升。摩尔通过将样品重量除以其分子量来计算。如本文所使用的，本文中将“非织造物”定义为一般通过使纤维连接在一起而制备的一类织物。非织造织物通过机械、化学、热、粘合剂或溶剂方式或这些的任意组合来制备。这些可以是湿法或干法工艺。非织造物的制造与编制、针织或簇绒不同。非织造织物可以由合成的热塑性聚合物或天然聚合物如纤维素制备。纤维素薄纸是非织造材料的一个实例。如本文所使用的，术语“湿法非织造物形成装置”一般包括本领域技术人员已知的长网成形器(fourdrinierformer)、双网成形器、圆网造纸机(cylindermachine)、压力成形器(pressformer)和新月形成形器等。如本文所使用的，“BET标称表面积”是指由Brunaer、Emmet和Taller于1931开发的方法，其是通过测量在各种压力条件下气体吸附的量而显示粉末的表面积的方式。得到的BET越大，则主要粒子越小，并且粉末的表面积越大。BET值表示为每克粉末的表面积的平方米数。藻生物质纤维有两种类型的藻生物质，小物种和大物种，其包含数千种菌株。不考虑它们性质的多样性，藻生物质纤维由在它们的藻细胞壁上的羧酸盐、胺和磷酸盐基团组成，所述羧酸盐、胺和磷酸盐基团可容易地用于金属络合，如在以下吸附反应中所显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种藻生物质纤维材料，其包含至少一种金属离子，所述金属离子选自铜、铁、锰、钾、银、镍、锌、镉以及它们的组合，其中所述藻生物质纤维引入选自抗微生物活性、气味去除、气体去除以及它们的组合的消费品应用中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.30 US 13/5619991.一种个人护理产品，其包含得自刚毛藻属(Cladophora)、硬毛藻属(Chaetomorpha)、根枝藻属(Rhizoclonium)或它们的组合的藻生物质纤维材料，并且包含至少一种金属离子，所述金属离子选自铜、银以及它们的组合，其中所述个人护理产品提供抗微生物活性、气味去除、气体去除或它们的组合。2.权利要求1所述的个人护理产品，所述的藻生物质纤维具有吸附能力，其中所述吸附能力范围为每克藻生物质纤维1mg至60mg金属。3.权利要求1所述的个人护理产品，其中在包含量为200mg/L至1000mg/L的金属离子的水溶液中将所述金属离子负载在所述藻生物质纤维上。4.权利要求1所述的个人护理产品，其中制备基材，所述基材具有的负载金属的纤维的含量为按所述基材的干重计1％至30％。5.权利要求4所述的个人护理产品，其中所述基材为非织造物。6.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·石，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US