包封的活性颗粒及其制备和使用方法技术

本发明专利技术涉及通过使用可以除去的包封剂保持活性颗粒的性能。包封剂可保护活性颗粒避免过早失活。视需要，可除去包封剂，再生活性颗粒。可实施各种方法引入包封的颗粒到可在各种产品中使用的包埋物质内。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及活性颗粒性能的保持。特别地，本专利技术涉及用可除去的保护物质包封至少一部分活性颗粒的方法。
技术介绍
众所周知，一些颗粒可用于增加不同形式的材料如气体、液体和固体的性能性质。这些颗粒可具有适于气味吸附、湿气控制、紫外光保护、化学保护、生物危险性保护、阻燃、抗细菌保护、抗病毒保护、抗真菌保护、抗微生物保护和其它因素及其组合的性能。这些颗粒可提供这种性能，是因为它们具有“活性”。活性颗粒之所以具有活性，是因为它们具有吸附或捕获物质的能力，其中包括本身可能是固体、液体和/或气体的物质，例如花粉、水、丁烷和环境空气。活性颗粒具有吸附性能，是因为每种颗粒具有多个孔隙(例如数量级为每一个颗粒数千、数万或数十万的孔隙)。正是这些孔隙提供具有吸附能力的活性颗粒。例如，活性颗粒如活性炭可通过在活性炭的孔隙内捕获物质从而吸附物质(例如丁烷)。将活性颗粒暴露于物质下可因封闭或抑制孔隙，使活性颗粒过早失活，从而降低活性颗粒的吸附能力。也就是说，一旦孔隙被物质封闭或抑制(inhibit)，则那些被封闭或抑制的孔隙可阻止进一步的吸附。然而，可通过除去封闭或抑制孔隙的这些物质来增加或恢复活性颗粒的吸附能力。从而可再生(例如再活化)活性颗粒。与活性颗粒常常有关的常见问题是，它们可过早失活。当活性颗粒过早失活时，颗粒不可能吸附最初打算吸收的物质，而是吸附一些非所需的物质。过早吸附的一些物质可能是有害物质。有害物质是不可能容易地从活性颗粒中除去并因此降低活性颗粒进一步吸附能力的物质。例如，有害物质如熔融聚合物可使活性颗粒过早失活。例如，不可能在没有破坏活性颗粒或围绕活性颗粒周围的物质的情况下除去熔融聚合物。过早吸附的其它物质可相对容易地除去。也就是说，可采用不破坏活性颗粒或周围物质的再生或再活化的已知方法，来除去这类物质。例如，当非有害物质如甲烷被吸附时，可通过加热颗粒从活性颗粒中除去它。生产活性颗粒包含在其中的材料的进展已受到当制造这种材料时遇到的不利条件限制。一种这样的方法包括，例如，挤塑工艺，该工艺用于生产合成纱线的绳股。在挤塑工艺中，该工艺典型地以将基础材料如聚合物转化成熔融混合物作为开始。然后，使用该熔融混合物，通过挤塑装置挤出所需材料(例如纱线)。然而，当活性颗粒被混合到熔融混合物内时，熔融混合物可能因填充颗粒的孔隙导致活性颗粒失活，从而抑制活性颗粒吸附的能力。已尝试各种挤塑方法来防止活性颗粒失活，但所有方法产生无效或基本上削弱基础材料的结果。使用活性炭的一种方法已导致约4wt％活性炭包埋在其中作为活性物质的材料。然而，该方法要求活性炭的高负载，以便产生纱线，该纱线具有最好也仅仅4％的活性出自于包埋在纱线内的所有碳。负载必须大的纱线的缺点是，它导致拥有活性炭(或颗粒)的物理特征，而不是生产纱线所使用的基础材料的物理特征的纱线。因此，使用该方法生成的纱线或织物具有碳(或颗粒)添加剂，而不是基础材料占主导的手感和触感。此外，随着碳(或颗粒)负载的增加，基础材料的拉伸强度下降，从而导致发脆和非拉伸的织物。鉴于前述问题，本专利技术的目的是保持具有可除去保护物质的活性颗粒。另外，本专利技术的目的是除去可除去的保护物质，以便视需要再生或再活化活性颗粒。本专利技术另一目的是提供用可除去的包封剂使之失活的活性颗粒，以避免过早失活。专利技术概述通过用可除去物质(例如包封剂)使活性颗粒失活，以避免过早失活，从而实现本专利技术的目的。在活性颗粒之上或与之一起使用的可除去物质通过封闭或抑制活性颗粒的孔隙使活性颗粒失活。尽管可除去物质可能取消或降低活性颗粒的吸附能力，但吸附能力的这种损失不是永久的。因此，当从活性颗粒中除去可除去物质时，吸附能力增加或恢复。换句话说，除去可除去物质导致活性颗粒的再生或再活化。用可除去物质使活性颗粒失活的一个优点是，它可防止活性颗粒过早吸附物质。若活性颗粒过早吸附物质(例如有害物质)，或要么暴露于影响吸附的不利条件下，则颗粒在有机会吸附所需物质之前可能失活了。过早失活可包括基于在非所需的早期发生的吸附导致的失活，而不管所吸附物质是否有害、无害或甚至是所打算的目标物。例如，假设为了吸附物质“A”的目的而引入活性颗粒，但在活性颗粒可用于该目的之前，活性颗粒因吸附物质“B”而过早失活，其中“B”是不容易除去的物质。若已用可除去物质使活性颗粒失活，则活性颗粒不可能过早吸附物质“B”。当可除去物质被施加到活性颗粒上时，它包封至少一部分活性颗粒。因此，包封颗粒是以失活状态存在的活性颗粒，且已用可除去物质至少部分填充、覆盖或密封，但一旦除去保护物质可再生或再活化。本专利技术另一优点是，可在可除去物质施加到活性颗粒上之后，在预定或所需的时间处，除去可除去物质。例如，若已知不存在可能引起过早失活的物质。则可以除去可除去物质。在另一实例中，可以将可除去物质无限期地施加在活性颗粒上，或者只要可除去物质实际上可施加到活性颗粒上即可。可除去物质可保持施加在活性颗粒上，一直到施加一种或多种预定条件或物质来除去可除去物质。例如，若可除去物质受到热水的作用，然后干燥，则可除去它。在另一实例中，施加热或光可以除去可除去物质。在没有外部影响的情况下，可除去物质不可能被另一物质替代，除非其它物质首先除去该可除去物质，或者特别地构造为除去该可除去物质。可除去物质能使包封颗粒经受可能引起过早失活的物质的作用。例如，可在将颗粒引入或掺入到包埋物质内的方法中使用包封颗粒。包埋物质可以是形式为固体、液体、气体的物质或不同相的结合。若在该方法中使用有害物质，则包封颗粒被保护避免过早失活。在包封颗粒掺入到包埋物质内之后，可除去至少一部分可除去物质，再活化活性颗粒。一旦除去可除去物质，则活性颗粒可给予包埋物质或材料性能增强的特征(例如，气味吸附、湿气控制等)。活性颗粒除了赋予包埋物质的性能增强特征之外，还可掺入它，其方式使得维持通常与活性颗粒掺入其中之前的包埋物质有关的手感和触感、纹理、耐久性、强度、拉伸性、粘度、压缩性、膨胀性、相对密度以及其它物理和化学性能。附图简述一旦考虑到下述详细说明，并结合附图，本专利技术的目的和优点将变得显而易见，其中在整个说明书中，相同的参考符号是指相同的部件，和其中附图说明图1示出了根据本专利技术原理包封的活性颗粒的截面视图；图2示出了根据本专利技术原理保持活性颗粒的方法的流程图，其中所述活性颗粒经受了可引起过早失活的物质的作用。图3示出了根据本专利技术原理将活性颗粒掺入到包埋物质内的流程图；图4示出了根据本专利技术原理，具有包封颗粒包埋在其中的纤维剖面的截面视图；图5示出了根据本专利技术原理，具有包封颗粒包埋在其中的纤维剖面的截面视图，其中在所述包封颗粒内，从伸到纤维外表面之外或暴露于环境温度下的颗粒中除去可除去物质；图6示出了根据本专利技术原理进行实验获得的数据；和图7示出了根据本专利技术原理进行另一实验获得的数据。专利技术详述活性颗粒是具有孔隙或陷阱的颗粒，它具有吸附形态为固体、液体和/或气相及其结合的物质的能力。这些孔隙的尺寸、形状和数目可随活性颗粒的类型而变化。例如，一些颗粒天然具有孔隙，如火山岩，和可用极高的温度和活化剂如氧气处理其它颗粒如碳，以产生孔隙。活性颗粒是可吸附物质或具有吸附物质可能性的颗粒。活性颗粒可以以失活状态存在。尽管处于失活状态下的活性颗粒的孔隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包封的活性颗粒，它包括被至少一种包封剂至少部分包封的活性颗粒，其中所述包封剂抑制所述活性颗粒的吸附。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GW哈格奎斯特，
申请(专利权)人：创普太克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]