專利名稱：海綿狀材料及其生產(chǎn)方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海綿狀材料及其制備方法和尤其在家用海綿和包括海綿狀基元的制品如用于清潔表面的刷子和刮器的生產(chǎn)中的應(yīng)用。
在家用清潔領(lǐng)域，主要使用以再生纖維素為基礎(chǔ)的植物來源海綿和通常由聚氨酯開孔泡沫構(gòu)成的合成海綿。
作為一般規(guī)則，盡管以再生纖維素為基礎(chǔ)的海綿在吸水性和持水能力、擦拭能力、柔性、彈性、機械強度以及耐水、耐洗滌劑和耐熱能力等方面具有非常令人滿意的性能，但是其生產(chǎn)過程引發(fā)嚴(yán)重問題。
這是因為這些海綿是由這樣一種方法生產(chǎn)的首先將纖維素轉(zhuǎn)化成粘膠漿，該轉(zhuǎn)化通過將纖維素用氫氧化鈉處理來進行的，將這樣形成的堿性纖維素溶解在二硫化碳中，以及采用鈉堿液處理所得到的黃原酸纖維素。隨后，在將增強纖維(大麻，亞麻，棉花等)，染料和硫酸鈉晶體摻合到這樣獲得的粘膠漿中之后和在通過模塑或擠出成形之后，加熱混合物，這使得可能由此通過二硫化碳的蒸發(fā)讓粘膠固化和讓纖維素被再生，以及導(dǎo)致硫酸鈉晶體熔化，通過除去它們，可以在它們原來的地方留下了許多孔。
因此，在工業(yè)實施這些方法時，由于所用產(chǎn)物具有強腐蝕性和毒性，所以需要很特殊的生產(chǎn)設(shè)施，且在投資和操作成本兩方面都耗費巨大，盡管這些設(shè)施包括凈化設(shè)備和采取了措施以限制對環(huán)境的有害影響，但是仍然產(chǎn)生嚴(yán)重污染，并且具有相對低的生產(chǎn)產(chǎn)量。
聚氨酯泡沫海綿由具備明顯地較低限制條件的生產(chǎn)方法來獲得，該方法是以多元醇和聚異氰酸酯在水相中的縮合反應(yīng)為基礎(chǔ)的。但這些泡沫具有相對疏水性質(zhì)的缺點，這導(dǎo)致了不充分的潤濕性，水分保持和擦拭性能，盡管在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有人提出許多用于使聚氨酯泡沫更具親水性的處理方法。
而且，在US-A-4,559,243中建議以幾毫米厚的片材形式生產(chǎn)海綿狀結(jié)構(gòu)，通過將膠乳和包括纖維素，粘膠或甚至聚乙烯醇纖維之類親水纖維的混合物制成的泡沫沉積在載體如織物、無紡織物或塑料片材上，然后再將復(fù)合物經(jīng)受加熱操作以便通過干燥和交聯(lián)來凝固泡沫和將它穩(wěn)定成開孔結(jié)構(gòu)。盡管這些海綿狀結(jié)構(gòu)(如聚氨酯泡沫海綿)的生產(chǎn)沒有生產(chǎn)植物來源海綿的方法的缺點，然而，結(jié)果證明這些結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯限制其重要性的低吸收能力。
因此，本申請人試圖提供這樣一種海綿它具有家庭用品所需的全部性質(zhì)，尤其吸收大量的水和在人們不試圖主動排除水份的長時間內(nèi)保留所吸收的水的能力，而且具有在手?jǐn)Q的作用下釋放該水的能力和高擦凈能力，這種海綿的生產(chǎn)容易實施，不需要大的工業(yè)投資，既不使用腐蝕性物質(zhì)也不使用毒性物質(zhì)，不會對環(huán)境產(chǎn)生影響，以及以經(jīng)濟上令人感興趣的生產(chǎn)效率為特征。
依據(jù)本發(fā)明由包括纖維素纖維和至少一種彈性體的混合物的海綿狀材料實現(xiàn)該目的，其特征在于它具有由尺寸在0.01-10mm之間的孔形成的多孔結(jié)構(gòu)；在0.03-0.1之間的相對密度；至少750％的水吸收能力；和低于100％的手?jǐn)Q后的持水能力。
在本發(fā)明的上下文中，詞語“水吸收能力”應(yīng)該理解成指當(dāng)完全浸沒于大量水中時能夠被海綿狀材料吸收的水的質(zhì)量與該海綿狀材料的干燥質(zhì)量的比率(按百分?jǐn)?shù)表示)，以及詞語“手?jǐn)Q后的持水能力”應(yīng)該理解為指在被手?jǐn)Q后保留在海綿狀材料中的水的質(zhì)量與上述海綿狀材料的干燥質(zhì)量的比率(也按百分?jǐn)?shù)表示)。
適用于本發(fā)明的纖維素纖維是所有天然纖維素纖維，如木質(zhì)纖維素纖維或造紙纖維(樹脂或闊落葉纖維，漂白或非漂白的)，棉花，亞麻，大麻，黃麻或劍麻纖維或其它來自破布的再生纖維。
而且，它們可以是長纖維(這就是說纖維長度在1cm以上)，短纖維(具有小于3mm的長度)或中間長度的纖維(長度在3mm和1cm之間)，或者它們可以由各種長度的纖維混合物組成。如此，例如，通過使用約900μm長的長纖維素纖維(通過將一張張棉絨切成幾厘米尺寸的碎片來生產(chǎn))本身或者它們與短纖維素纖維(如由Rettenmaier&Sohne以ARBOCELL商品名銷售的那些)的結(jié)合物或中間長度的纖維素纖維(也是通過將一張張棉絨切成具有大約8mm和1cm之間的長度的碎片來生產(chǎn))，已經(jīng)獲得了優(yōu)異的結(jié)果。
而且，無論它們的長度多少，能夠用于本發(fā)明的纖維素纖維有利地已經(jīng)預(yù)先經(jīng)受適合于促進它們在彈性體內(nèi)的纏結(jié)和因此提高它們對該彈性體的粘附性的處理。例如，這種處理可以包括讓它們相互纏繞的細(xì)纖維化處理(即具有在纖維的表面分離出原纖維之效果的機械攪拌作用)，或者紫外線曝照，通過使反應(yīng)活性部位在纖維表面形成從而讓這些纖維實現(xiàn)化學(xué)鍵接。作為已經(jīng)經(jīng)受細(xì)纖維化處理的可市購纖維素纖維的實例，可以提及由Courtaulds化學(xué)品公司以LYOCELL商品名銷售的纖維。
用于本發(fā)明的彈性體選自許多彈性體，只要這些彈性體與纖維素相容和因此沒有明確的疏水性即可。
因此，彈性體有利地選自聚丁二烯橡膠，丁二烯-苯乙烯共聚物，丁二烯-丙烯腈共聚物(丁腈橡膠)，乙烯-丙烯共聚物和三元共聚物，苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，源自聚烯烴的熱塑性彈性體(如購自AES的SANTOPRENE和購自Hutchinson的VEGAPRENE)，辛烯-乙烯共聚物(如由DuPont-Dow以ENGAGE的商品名銷售的那些)，丙烯酸乙酯和其它丙烯酸酯的共聚物，如丙烯酸酯-乙烯-丙烯酸三元共聚物(如由DuPont de Nemours和Exxon分別以VAMAC和ATX325的商標(biāo)銷售的那些)或丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯三元共聚物(如購自Goodyear的SUNIGUM)，氯丁橡膠，氯化聚乙烯，以及它們的混合物。
而且，至于上述聚烯烴彈性體，和尤其聚丁二烯，丁二烯-苯乙烯和丁二烯-丙烯腈橡膠，這些彈性體的羧基衍生物的使用已經(jīng)證實是特別有利的，因為它們在二價或三價金屬如鋅，鈣或鋁存在下通過羧基官能團之間的離子橋具有形成網(wǎng)絡(luò)的能力，這些網(wǎng)絡(luò)在賦予海綿狀材料以令人滿意的內(nèi)聚力方面起了一定作用。
根據(jù)本發(fā)明，除了纖維素纖維以外，海綿狀材料還可以包括合成纖維，它適合于用作彈性體中的增強材料，使得可在必要時進一步增加海綿狀材料的內(nèi)聚力和機械強度，或是減少為獲得合適內(nèi)聚力所需要的彈性體的量和因此降低上述材料的生產(chǎn)成本。
作為適合的合成纖維的實例，可以提及聚酰胺纖維，聚酯纖維，聚乙烯纖維，聚丙烯纖維，聚丙烯腈纖維和聚乙烯醇纖維，當(dāng)然，無論被選用的纖維具備何種化學(xué)性質(zhì)，優(yōu)選使用既具有使它們能夠?qū)崿F(xiàn)作為增強纖維的作用的足夠韌性，又具有防止它們使最終獲得的海綿狀材料硬化的足夠柔性的纖維。無論什么情況，當(dāng)這種增強纖維存在于海綿狀材料中時，它們有利地占存在于該材料中的纖維總質(zhì)量的至多20％，優(yōu)選5和15％之間。
本發(fā)明的海綿狀材料也可以有利地包括一種或多種適用作纖維素纖維(和視具體情況存在的合成纖維)和彈性體之間的界面試劑并且有助于它們互相粘附的聚合物。為此，這種或這些聚合物優(yōu)選具有比彈性體更親水的性質(zhì)。
作為能夠使用的聚合物的實例，可以提及聚乙烯醇(購自DuPont deNemours的ELVANOL，購自Nippon Goshei的GOHSENOL，等等)，蜜胺-甲醛樹脂(購自Cytec的CYREZ963E，購自MONSANTO的RESIMENE3521，等等)，乙烯基粘合劑或木質(zhì)粘合劑，或者聚氨酯。當(dāng)這種聚合物存在于海綿狀材料中時，它們具有至多35質(zhì)量份/每100質(zhì)量份彈性體。
另外，海綿狀材料可以包括根據(jù)所需要給予它的性能而合適地從通常用于聚合物工業(yè)的添加劑中選擇的一種或多種添加劑。因此，它可以含有硅石，碳酸鹽，粘土，白堊或高嶺土類型的淺色填料，增塑劑，染料或顏料，穩(wěn)定劑如抗氧化劑，UV穩(wěn)定劑，抗臭氧劑，殺真菌劑，殺菌劑，微囊密封的香料，以及適用于促進其生產(chǎn)過程的加工助劑，如增稠劑，表面活性劑，膠乳促凝劑或交聯(lián)劑，這些將在以下說明。
根據(jù)本發(fā)明海綿狀材料的第一個優(yōu)選實施方案，纖維的總質(zhì)量(纖維素纖維和視具體情況而存在的合成纖維)與存在于該材料中的彈性體質(zhì)量的比率在2和0.2之間，優(yōu)選在1.5和0.3之間。
根據(jù)本發(fā)明，海綿狀材料可具有所有相同或幾乎相同尺寸的孔。然而，優(yōu)選這些孔的尺寸是不均勻的和分布在寬范圍內(nèi)，以使得在海綿狀材料中形成小空腔和大空腔的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠增強這種材料的吸水能力以及在擰干之前的持水能力(以致水不會由于重力的作用而滴落)，另外還賦予它一種為使其易于被擰干所需的柔性。
根據(jù)本發(fā)明海綿狀材料的另一優(yōu)選實施方案，該材料具有0.03和0.08之間的相對密度和900和1200％之間的吸水能力。
根據(jù)本發(fā)明海綿狀材料的又一個有利實施方案，該材料具有至少0.1MPa的拉伸強度。
因此，本發(fā)明海綿狀材料具有許多優(yōu)點除了具有高的吸水性以外，在只要人們不試圖主動排出水的情況下還能夠保留所吸收的水，同時在手?jǐn)Q的作用下還會將水釋放出來。而且，它具有高的擦凈能力。另外，它是柔性的，使得容易處理，而且還是彈性的，讓它在每次手?jǐn)Q操作之后恢復(fù)初始形狀。此外，它具有極為令人滿意的機械性能，尤其是拉伸強度。
本發(fā)明海綿狀材料因此特別好地適合用于海綿，尤其是洗刷海綿和表面清潔用海綿的制造。為此，它優(yōu)選具有在1和15cm之間，特別優(yōu)選在1.5和10cm之間，以及甚至更優(yōu)選在2和5cm之間的厚度，以便于手持這些海綿。
本發(fā)明還涉及制備以上定義的海綿狀材料的方法，其特征在于包括a) 制備至少包括纖維素纖維和一種彈性體的混合物；b) 使該混合物成形；c)在步驟a)或步驟b)的過程中，將一種能夠視具體情況而定通過物理狀態(tài)的變化賦予步驟b)獲得的產(chǎn)物以多孔結(jié)構(gòu)的試劑摻合到混合物中，以及如果必要；d)對在步驟b)獲得的產(chǎn)物施加能夠?qū)е律鲜鲈噭┑奈锢頎顟B(tài)變化和/或上述產(chǎn)物的交聯(lián)的處理。
按照本發(fā)明方法的第一個優(yōu)選實施方法，彈性體是以膠乳形式使用的可交聯(lián)彈性體，以及該方法包括
a)在水相中分散纖維素纖維，在適當(dāng)選擇的交聯(lián)體系存在下用膠乳混合該分散體，以及將冰塊摻合到所得到的混合物中；b)通過冷凍使該混合物成形；和c)加熱由冷凍得到的產(chǎn)物以便熔化其中所含有的冰塊，將其干燥并且交聯(lián)。
如此，在本發(fā)明方法的第一個優(yōu)選實施方案中，能夠賦予海綿狀材料以多孔結(jié)構(gòu)的試劑包括冰塊，這些冰塊通過在被冷凍之前被摻合到纖維素纖維分散體/膠乳混合物中，在該混合物被冷凍和隨后凝固的同時借助它們在上述混合物中所占據(jù)的位置構(gòu)筑孔部位。在冷凍之后，產(chǎn)物的隨后加熱熔化了它所含有的冰塊并同時交聯(lián)和干燥該產(chǎn)物，使得可能形成多孔結(jié)構(gòu)。
事實上，所用冰塊的形狀和尺寸決定了海綿狀材料中孔的形狀和尺寸。這些冰塊也根據(jù)所需要賦予海綿狀材料的多孔結(jié)構(gòu)來選擇。因此，根據(jù)這種情況，有可能使用不規(guī)則形狀的冰塊如通過例如研磨和破碎獲得的碎冰，或者正好相反，使用規(guī)則形狀的冰塊如由模制、成粒作用或任何其它方法獲得的球形或卵球形的冰塊，或者使用這些冰塊的混合物。而且，盡管一般優(yōu)選使用具有不同尺寸的冰塊混合物以獲得具有寬分布孔尺寸的海綿狀材料，但如果需要海綿狀材料的孔基本上全部是相同尺寸，也可能使用具有相同或基本上相同尺寸的冰塊。
根據(jù)這第一個優(yōu)選實施方法的有利方式，被摻合到纖維素纖維分散體/膠乳混合物中的冰塊由直徑在0.1和10mm之間的接近球形冰塊的混合物組成。
存在于纖維素纖維分散體/膠乳混合物中的干物質(zhì)質(zhì)量與被引入到該混合物中的冰塊質(zhì)量的比率決定了海綿狀材料的最終密度。因此可以根據(jù)需要給予海綿狀材料的密度來有利地選擇。
如此，例如，通過按照第一個優(yōu)選實施方法制備其中纖維素纖維的干質(zhì)量與彈性體的干質(zhì)量的比率接近1的海綿狀材料，已經(jīng)獲得了優(yōu)異的結(jié)果-考慮到被添加到其中的添加劑(交聯(lián)體系和視具體情況而存在的促凝劑，填料，染料等)，在摻合冰塊之前，通過將具有接近10％纖維濃度的纖維素纖維分散體與具有接近42％干彈性體含量的膠乳按比例混合，使得干物質(zhì)質(zhì)量與存在于該混合物中的水質(zhì)量的比率約為0.2；和-通過將適合于將干物質(zhì)質(zhì)量與存在于該混合物中的水質(zhì)量(包括由冰塊代表的水)的比率降低到大約0.1的那一用量的冰塊摻合到上述混合物中。
通過將這些纖維引入到預(yù)先裝有適當(dāng)選擇的水量的混合機中并且經(jīng)受適當(dāng)?shù)臋C械攪拌(一般，纖維素纖維越長，攪拌越劇烈)，以及保持?jǐn)嚢柚钡将@得勻漿為止，纖維素纖維可以被分散在水相中。無論什么類型用于制備分散體的攪拌機(葉輪分散機，行星式拌和機，裝有抗絮凝葉片的攪拌機，等等)，有利地都裝有防止或至少限制分散體升溫的體系如內(nèi)壁冷卻體系)。
根據(jù)執(zhí)行第一個優(yōu)選實施方法的另一有利方式，在摻合冰塊之后，纖維素纖維分散體/膠乳混合物通過冷卻該混合物到-10和-40℃之間的溫度和保持在該溫度下2-5小時(取決于其厚度)來冷凍。然而，也可使用例如大約-50到-60℃的更低溫度。
冷凍之后的產(chǎn)物用加熱裝置如微波或紅外管，蒸汽管，直接蒸汽或熱氣高壓釜，強制通風(fēng)爐或熱風(fēng)爐或高頻烘箱，或者連續(xù)使用這些裝置中的幾個，優(yōu)選在100和200℃之間的溫度加熱。
應(yīng)該指出的是，如果要求海綿狀材料除了纖維素纖維以外還含有合成纖維，按照第一個優(yōu)選實施方法，很有可能將這些合成纖維添加到纖維素纖維中，例如通過將它們與后者一起在水相中分散。
類似地，如果需要使用一種或多種適合用作在纖維和彈性體之間起界面劑作用的聚合物和/或一種或多種添加劑，以及尤其適合于促進膠乳在冷凍步驟過程中凝固的試劑(氯化鈣，氯化銨，硝酸鈣，等等)，它們可以或是被摻合到纖維素纖維分散體中，或是被摻合到膠乳中，要不被摻合到如在步驟a)獲得的其混合物中。
按照本發(fā)明方法的第二個優(yōu)選實施方法，彈性體是以膠乳形式使用的可交聯(lián)的彈性體，該方法包括
a)在水相中分散纖維素纖維，在適當(dāng)選擇的交聯(lián)體系存在下讓該分散體與膠乳混合，將所得到的混合物轉(zhuǎn)化成泡沫；b)通過凝固使該泡沫成形；和c)加熱從該凝固過程獲得的產(chǎn)物以使它們交聯(lián)和干燥。
如此，在本發(fā)明方法的第二個優(yōu)選實施方法中，能夠賦予海綿狀材料以多孔結(jié)構(gòu)的試劑包括被引入到纖維素纖維分散體/膠乳混合物中的氣體，該氣體將在該混合物中產(chǎn)生許多氣泡并將它轉(zhuǎn)化成泡沫。該泡沫隨后凝固，在仍然保留它所含有的氣泡的同時發(fā)生固化，導(dǎo)致了有利地以寬分布孔尺寸為特征的互連多孔結(jié)構(gòu)的形成。
優(yōu)選地，氣體是空氣，通過將該混合物例如在葉輪分散機中(其中同樣裝有適合于防止或最低限度限制混合物升溫的系統(tǒng)，如內(nèi)壁冷卻系統(tǒng))經(jīng)受幾分鐘劇烈機械攪拌，有利地在800-1200rpm之間，氣體被引入到纖維素纖維分散體/膠乳混合物中。然而，還可使用除了空氣以外的氣體例如惰性氣體進行該發(fā)泡操作。
纖維素纖維分散體/膠乳混合物進行機械攪拌的速度和該攪拌持續(xù)時間控制最終獲得的海綿狀材料的密度和孔的尺寸，也就是說攪拌越劇烈和越持久，該密度和尺寸就越小，該攪拌的速度和持續(xù)時間將有利地根據(jù)所需要賦予海綿狀材料的性能來選擇。
根據(jù)第二個優(yōu)選實施方法的第一個變化形式，通過冷凍來獲得泡沫的凝固。有利地，冷凍由冷卻泡沫到-10和-30℃之間的溫度和保持在該溫度下2到5小時(取決于它的厚度)來進行。
根據(jù)第二個優(yōu)選實施方法的另一變化形式，泡沫通過熱敏化它所含有的膠乳來凝固。這種熱敏化操作要求在該泡沫中存在能夠在泡沫的溫度增高的作用下-也就是說，在實踐中當(dāng)后者被加熱時-發(fā)生反應(yīng)的促凝劑，如有機硅氧烷。該促凝劑優(yōu)選按照0.05-0.5質(zhì)量份/每100份存在于該膠乳中的彈性體干質(zhì)量的比例添加到膠乳中。
有利地，通過在例如微波或紅外管，蒸汽管，直接蒸汽或熱空氣高壓釜，強制通風(fēng)爐或熱風(fēng)爐或高頻烘箱中將泡沫升到至少25℃，優(yōu)選35℃以上的溫度和保持泡沫在該溫度下足以使它膠化的時間(即實際上1到5小時之間，取決于泡沫的厚度，膠乳和促凝劑的性質(zhì)以及促凝劑用量)的熱敏化操作，膠乳被凝固。
根據(jù)本發(fā)明，不管是進行冷凍還是熱敏化，凝固后對由該凝固獲得的產(chǎn)物進行加熱，在第一種情況，該操作是用來融化，干燥和交聯(lián)該產(chǎn)物，在第二種情況，它的作用局限于將其干燥和交聯(lián)。優(yōu)選通過將上述產(chǎn)物經(jīng)受100到200℃之間的溫度，再次使用包括微波或紅外管，蒸汽管，直接蒸汽或熱空氣高壓釜，強制通風(fēng)爐和熱風(fēng)爐或高頻烘箱這類的加熱裝置，或者這些裝置中順序連接的幾個，以及根據(jù)情況保持該溫度1-5小時來進行該加熱操作。
在實踐中，如果泡沫通過熱敏化膠乳來凝固，有可能和甚至有利地以單步和在單個加熱裝置中進行該凝固和所得到的產(chǎn)物的干燥和交聯(lián)，通過將泡沫直接放置在處于預(yù)熱到對于干燥和交聯(lián)所選擇的溫度下的裝置中，在泡沫的溫度上升的過程中發(fā)生凝固。
按照本發(fā)明方法的這第二個優(yōu)選實施方法，根據(jù)情況，它還包括將以下物質(zhì)摻合到纖維素纖維分散體，膠乳或它們的混合物中-適合于促進纖維素纖維分散體/膠乳混合物轉(zhuǎn)化成泡沫的表面活性劑；作為已經(jīng)證實特別適用于實施本發(fā)明方法的表面活性劑的實例，可以提及磺基琥珀酸鹽如由Cytec公司以AEROSOL的商品名銷售的那些；當(dāng)使用這樣一種表面活性劑時，優(yōu)選在膠乳與纖維素纖維分散體混合之前和按2-6質(zhì)量份/每100份干質(zhì)量的存在于該膠乳中的彈性體的比例被添加到膠乳中；-在泡沫形成以后適合于穩(wěn)定它的試劑；這種試劑可以尤其是增稠劑如纖維素酯或纖維素醚(羥乙基纖維素，羥丙基甲基纖維素，等等)；而且，該試劑有利地按存在于膠乳中的彈性體干質(zhì)量的0.5-4質(zhì)量份的比例被摻合到纖維素纖維分散體中；-當(dāng)凝固由冷凍來實現(xiàn)時，氯化鈣，氯化銨或硝酸鈣類的適合于促進泡沫凝固的試劑。
作為實例，根據(jù)第二個優(yōu)選實施方法，通過將具有8-15％之間的纖維濃度的纖維素纖維分散體與具有大約55％的干彈性體含量的膠乳按比例混合，考慮到被添加到它們中的添加劑(交聯(lián)體系和視具體情況而存在的填料，表面活性劑，增稠劑，促凝劑，等等)，使得干物質(zhì)的質(zhì)量與存在于該混合物中的水質(zhì)量的比率約為0.3，制備具有纖維素纖維干質(zhì)量與彈性體干質(zhì)量的比率接近0.5的海綿狀材料，已經(jīng)獲得優(yōu)異結(jié)果。
在本發(fā)明方法這第二個優(yōu)選實施方法中，纖維素纖維可以在與上述第一個優(yōu)選實施方法相同的條件下被分散在水相中。
而且，根據(jù)第二個優(yōu)選實施方法，也可能將合成纖維添加到纖維素纖維中，例如通過將它們與后者一起分散在水相中，以及如果需要，使用一種或多種能夠用作在纖維和彈性體之間起界面劑作用的聚合物和/或一種或多種除了以上特別重視的那些以外的添加劑，將這些成分摻合到纖維素纖維分散體中，或是膠乳中，或步驟a)獲得的其混合物中。
按照本發(fā)明方法的第三個優(yōu)選實施方法，彈性體是可交聯(lián)的彈性體或以干燥形式使用的熱塑性彈性體，該方法包括a)視具體情況而定在適當(dāng)選擇的交聯(lián)體系存在下，將纖維素纖維與彈性體混合，以及將一種或多種發(fā)泡劑摻合到該混合物中；b)通過擠出，壓延和/或模塑使該混合物成形，以及如果必要；c)加熱這樣成形的產(chǎn)物，以分解它所含有的發(fā)泡劑，使它膨脹，以及視具體情況而定使它交聯(lián)。
在本發(fā)明的上下文中，詞語“發(fā)泡劑”應(yīng)該理解為指任何通過在溫度效應(yīng)下發(fā)生分解能夠釋放氣體和隨后使有它在其中的材料膨脹的試劑。
如此，在本發(fā)明方法的第三個優(yōu)選實施方法中，能夠賦予海綿狀材料以多孔結(jié)構(gòu)的試劑包括至少一種發(fā)泡劑，它在纖維素纖維/彈性體混合物成形之前被摻合到該混合物中，在混合物成形過程中或在該成形之后通過分解使得到的產(chǎn)物被膨脹，如此在該產(chǎn)物中形成了多孔結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，幾種具有不同分解動力學(xué)的發(fā)泡劑被摻合到纖維素纖維/彈性體混合物中以便獲得具有寬分布孔尺寸的海綿狀材料。然而，當(dāng)需要海綿狀材料的孔全部具有相同尺寸時，可以僅使用一種發(fā)泡劑。
適用于本發(fā)明的發(fā)泡劑可以尤其選自偶氮二酰胺，偶氮二異丁腈，p，p’-氧雙苯磺酰肼，對甲苯磺酰氨基脲和對甲苯磺酰肼。
當(dāng)彈性體是可交聯(lián)彈性體時，在成形操作之后，而且可以有利地通過改變交聯(lián)劑和發(fā)泡劑的量和性質(zhì)來調(diào)節(jié)產(chǎn)物的膨脹和交聯(lián)動力學(xué)，以致當(dāng)交聯(lián)本身達(dá)到最大限度時實現(xiàn)最大程度膨脹，從而讓該產(chǎn)物在處于最大膨脹狀態(tài)時穩(wěn)定。
根據(jù)第三個優(yōu)選實施方法的第一個變化形式，彈性體是可交聯(lián)彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過在60-80℃的溫度下擠出成形，然后擠出產(chǎn)物在離開擠出機時例如通過經(jīng)過微波管或蒸汽管立即被加熱到120-180℃以使它膨脹和交聯(lián)。
根據(jù)第三個優(yōu)選實施方法的另一變化形式，彈性體是熱塑性彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過在140-180℃之間的溫度下擠出成形，擠出產(chǎn)物在離開模頭時自發(fā)地膨脹。
根據(jù)第三個優(yōu)選實施方法的又一個變化形式，彈性體是可交聯(lián)彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過壓延繼之以壓縮模塑在120-150℃之間的溫度下成形，模塑產(chǎn)物部分交聯(lián)。脫模之后，例如用烘箱或熱空氣高壓釜將該產(chǎn)物加熱到150-200℃之間的溫度，以使其膨脹和交聯(lián)。
根據(jù)第三個優(yōu)選實施方法的再一個變化形式，它在其中彈性體是可交聯(lián)彈性體和其中彈性體是熱塑性彈性體的情況下都適用。纖維素纖維/彈性體混合物通過部分地填充一種注射模具或轉(zhuǎn)移模具，然后通過膨脹上述混合物，以及視具體情況而定同時讓它在模具內(nèi)交聯(lián)以使其完全填充模具來最終成形。當(dāng)彈性體是可交聯(lián)彈性體時，模具被預(yù)熱到例如150-200℃之間的溫度。
按照本發(fā)明方法的第四個優(yōu)選實施方法，彈性體是以干燥形式使用的熱塑性彈性體，該方法包括a)將纖維素纖維與彈性體混合；和b)通過擠出使混合物成形，以及在成形的同時將膨脹劑摻合到該混合物中。
根據(jù)第四個優(yōu)選實施方法的第一個變化形式，膨脹劑是水或氣體如丙烷或氟利昂，在纖維素纖維/彈性體混合物被增塑的同時它被引入到擠出機中，擠出產(chǎn)物在離開模頭時通過蒸發(fā)它所含有的水或氣體而自發(fā)膨脹。
例如通過在模頭出口處施加適合于產(chǎn)生熱力學(xué)不平衡的溫度和壓力條件，以及隨后使擠出產(chǎn)物中含有的水或氣體從液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變到氣體狀態(tài)來實現(xiàn)上述過程。
根據(jù)第四個優(yōu)選實施方法的另一變化形式，膨脹劑包括一種或多種在給入纖維素纖維/彈性體混合物的同時被引入擠出機的發(fā)泡劑，擠出產(chǎn)物在離開模頭時自發(fā)膨脹。
在所有情況下，擠出過程有利地在140-190℃之間的溫度下進行。
無論是本發(fā)明方法的哪一種實施方式，在纖維素纖維/彈性體混合物的制備過程中，一旦使用可交聯(lián)彈性體，該方法都包括摻合根據(jù)該彈性體來適當(dāng)選擇的除了嚴(yán)格意義上的交聯(lián)試劑(硫或過氧化物)以外還可以包括交聯(lián)促進劑和加速劑的交聯(lián)體系。
同樣，一旦使用其交聯(lián)過程需要特定交聯(lián)體系存在的聚合物-例如，聚乙烯醇的情況-作為在纖維素纖維(和視具體情況而存在的合成纖維)和彈性體之間的界面劑，該方式包括添加同樣不僅包括嚴(yán)格意義上的交聯(lián)試劑，還包括交聯(lián)促進劑和加速劑的交聯(lián)體系。
而且，無論本發(fā)明方法的哪一種實施方式，還包括將獲得的海綿狀材料切成適合于其目的用途的尺寸和形狀(塊狀，板材，片材，等等)。
本發(fā)明還涉及其特征在于包括上述海綿狀材料的海綿。
這些既可用于洗刷表面又可用于清潔表面的海綿優(yōu)選具有1-15cm，特別優(yōu)選1.5-10cm和甚至更優(yōu)選2-5cm的厚度，以便于手持。
此外，本發(fā)明還涉及包括海綿狀基元的家用制品，如用于清潔表面(地板，墻，鏡子，窗玻璃，等等)的刷子和刮器，其特征在于上述海綿狀基元包括上述海綿狀材料。
借助后續(xù)內(nèi)容和本發(fā)明海綿狀材料實施例及其性能說明實施例，將更清楚理解本發(fā)明。
然而，這些實施例僅用于說明本發(fā)明主題，而不構(gòu)成任何限制。
實施例1從膠乳和纖維素纖維制備海綿狀材料在葉輪分散機(購自Lodige公司)中借助劇烈攪拌(1200-1500rpm)逐漸將235g預(yù)先被切成幾厘米尺寸的長條棉絨片分散在2.225kg的水中且保持?jǐn)嚢璐蠹s10分鐘，來制備長纖維素纖維漿狀物。
141g CaCl2的10％水溶液(用來促進膠乳的凝固)被傾入這樣制備的纖維漿中，在1200-1500rpm下被混合1分鐘。然后在緩和攪拌(300rpm)下，摻入559g具有42％干橡膠含量和含有由1份氧化鋅，1份硫和1份二丁基二硫代氨基甲酸鋅(交聯(lián)加速劑和給硫體)/每100份干橡膠形成的硫化體系的羧基化丁二烯-丙烯腈橡膠膠乳，隨后摻入1.359kg其直徑規(guī)則地分布在0.1-10mm之間的球形冰塊(粒狀冰)。
所得到的混合物被傾倒入模具中，以使得在模具中獲得大約10cm深度的混合物，模具在-30℃的冷藏箱中放置至少3小時。
在冷凍和脫模之后，這樣獲得的冷凍塊被封閉金屬固定柵欄，在具有140℃的直接蒸汽高壓釜中放置30分鐘，以熔化它所含有的冰塊，除去熔化產(chǎn)生的水和使膠乳交聯(lián)，然后在130℃強制通風(fēng)爐中放置3小時30分鐘進行干燥。所得到的海綿狀材料然后被切成所需的尺寸。
實施例2從膠乳和纖維素纖維的混合物制備海綿狀材料在葉輪分散機中通過緩和攪拌(300-350rpm)逐漸將117g預(yù)先被切成幾厘米尺寸的長條形棉絨片分散在1.127kg水中，來制備長纖維素纖維的漿狀物。在全部絨片已經(jīng)被引入到水中后，攪拌速度增加到900rpm且保持5-10分鐘。
同時，在行星式拌和機中通過緩和攪拌(300rpm)將117g ARBOCELLPWC 500纖維(Rettenmaier&Sohne公司)分散在1.127kg水中和通過連續(xù)攪拌直到獲得勻漿來制備短纖維素纖維的漿狀物。
仍然在緩和攪拌下，長纖維漿被引入到這樣獲得的短纖維漿中，繼續(xù)攪拌幾分鐘以獲得均勻的混合物。
在緩和攪拌下以下物質(zhì)接連地被添加到在行星式拌和機容器中的2.490kg該混合物中·141g CaCl2的10％水溶液；·559g PERBUNANN VT膠乳(由Bayer公司銷售的羧基化丁二烯-丙烯腈橡膠膠乳，具有42％干橡膠含量)；·9.4g硫，4.7g二乙基二硫代氨基甲酸鋅(ZDEC，交聯(lián)加速劑和給硫體)和4.7g巰基苯并噻唑鋅(ZMBT，交聯(lián)加速劑和給硫體)；和·2kg其直徑規(guī)則地分布在0.1-10mm之間的球形冰塊。
這樣獲得的混合物立即被傾倒入模具中以在該模具中獲得大約10cm深度的混合物，模具被放進在如實施例1描述的同樣條件下的冷藏箱中。
在冷凍和脫模之后，如實施例1所述，冷凍塊被封閉在金屬固定柵欄中，放置在140℃直接蒸汽高壓釜中大約30分鐘，然后放置在120℃強制通風(fēng)爐中3小時30分鐘。
實施例3從膠乳和纖維素纖維與聚酰胺纖維的混合物制備海綿狀材料在用造粒機將棉絨片切成大約8mm-1cm長度的長條后，141.7g這樣獲得的長條，12.3g聚酰胺纖維(購自Le Flockage公司)和1.386kg水被引入到葉輪分散機中，在850rpm下攪拌3分鐘。如此，獲得了1.540kg包括纖維素纖維和聚酰胺纖維的混合物的纖維漿，在該混合物中，后一種纖維占纖維總質(zhì)量的8％。
而且，接連地將以下物質(zhì)添加到處在裝有磁力攪拌器(指數(shù)6的磁力攪拌器)的容器中的560g CHEMIGUM248膠乳(由Goodyear公司銷售的丁二烯-丙烯腈橡膠膠乳，具有55％干橡膠含量)中·12.3g AEROSOL22(購自Cytec公司的表面活性劑)；和·49.2g通過在裝有抗絮凝葉片的攪拌器(購自Rayneri)中劇烈攪拌將100g硫，50g ZDEC和50g ZMBT分散在200ml含有5％亞甲基雙(萘-鈉)的溶液(可從BASF公司購得的商標(biāo)為TAMOL的分散劑)中來預(yù)先制備的交聯(lián)體系；以及攪拌繼續(xù)進行幾分鐘以獲得均勻的混合物。
184.8g CaCl2的10％溶液和3.08g CELACOL(由Courtaulds化學(xué)品公司銷售的羥丙基甲基纖維素)在緩和攪拌下被連續(xù)添加到處在葉輪分散機中的前面獲得的纖維漿中，然后將膠乳摻合到所得到的混合物中，在800rpm下攪拌5分鐘以使泡沫形成。該泡沫然后通過增加攪拌速度到1000rpm從葉輪分散機中排出，在燒杯中收集泡沫以便將它直接傾入模具中到大約6cm深度。在弄平泡沫表面以便獲得均勻的模具填充深度之后，模具立即被放進溫度在-20℃的冷藏箱中并在該溫度下保持至少3小時。
在該冷凍和脫模之后，冷凍塊被放進溫度設(shè)定在120℃的強制通風(fēng)爐中保持大約3小時以便干燥(該干燥隨之帶來塊料質(zhì)量變化)和使膠乳交聯(lián)。在除去外殼之后，這樣獲得的海綿狀材料能夠被切成所需尺寸。
實施例4從膠乳，硅石和纖維素纖維與聚酰胺纖維的混合物制備海綿狀材料通過仿效類似上述實施例3的、但有以下不同條件的操作規(guī)程來獲得本發(fā)明的海綿狀材料通過將75g硫，25g ZDEC，25g ZMBT和125g氧化鋅分散在200ml TAMOL的5％水溶液中來制備交聯(lián)體系；在被引入到膠乳中之前，該交聯(lián)體系與250g ULTRASILVN3(由Rhone-Poulenc公司銷售的硅石)混合，配料在球磨機中研磨以便充分均化，以及最后；在以800rpm的速度下(而不象實施例3中在1000rpm下)繼續(xù)攪拌該混合物的同時，排出通過在葉輪分散機中攪拌纖維/膠乳混合物(包括交聯(lián)體系和硅石在內(nèi))形成的泡沫。
實施例5從膠乳，聚乙烯醇和纖維素纖維與聚酰胺纖維的混合物制備海綿狀材料通過進行與實施例3描述的、但有以下不同條件的類似操作規(guī)程來獲得本發(fā)明的海綿狀材料纖維(即141.7g棉絨條和12.3g聚酰胺纖維)被分散在1.185kg水中以獲得1.338kg纖維漿；除了CaCl2溶液，CELACOL和膠乳以外，205g含有30.8g GOHSENOL(由Nippon Goshei公司銷售的聚乙烯醇)的水溶液和1.2g RESIMENs3521(由Monsanto公司銷售的蜜胺-甲醛樹脂和這里用作交聯(lián)劑的聚乙烯醇)，以及0.6g CYCAT 600(由Cytec公司銷售的磺酸，用作交聯(lián)加速劑的聚乙烯醇)被摻合到該漿中；和最終混合物(纖維+膠乳+交聯(lián)體系+聚乙烯醇+添加劑)在850rpm下被攪拌5分鐘以形成泡沫，以及該泡沫通過增加該混合物被攪拌的速度到950rpm從葉輪分散機中排出。
實施例6從膠乳，乙烯粘合劑和纖維素纖維與聚酰胺纖維的混合物制備海綿狀材料通過仿效類似于實施例5中描述的操作規(guī)程同樣獲得本發(fā)明海綿狀材料，不同之處是使用30g乙烯粘合劑(購自Sader公司)替代聚乙烯醇和它的交聯(lián)體系。
實施例7從膠乳，碳酸鈣和纖維素纖維制備海綿狀材料在葉輪分散機中通過將209.8g預(yù)先被切成大約8mm-1cm長的長條棉絨片分散在1.615kg水中和在850rpm下攪拌配料3分鐘來制備纖維素纖維漿。然后過濾該混合物，由此除去361g水，以獲得1.464kg具有14.3％(m/m)纖維素纖維含量的漿。
而且，接連將以下物質(zhì)添加到處在裝有磁力攪拌器(指數(shù)6的磁力攪拌器)的容器中的636g CHEMIGUM6271膠乳(由Goodyear公司銷售的丁二烯-丙烯腈橡膠膠乳，具有46％干橡膠含量)中·58.6g通過在裝有抗絮凝葉片的攪拌器(購自Rayneri)中在劇烈攪拌下將47g硫，35g ZDEC和117.5g氧化鋅分散在200ml含有5％TAMOL的溶液中來預(yù)先制備的交聯(lián)體系；49.2g CaCO3的60％水溶液(購自O(shè)MYA公司的HYDROCARB)；和12.3g HANSA促凝劑4710的5％水溶液(由Goldschimitt集團公司銷售的有機硅氧烷)，以及攪拌繼續(xù)進行幾分鐘以獲得均勻混合物。
2.9g CELACOL被添加到處在葉輪分散機中的前面獲得的纖維漿中，然后加入膠乳，混合物在850rpm下被攪拌5分鐘以獲得泡沫。該泡沫然后通過繼續(xù)在850rpm下攪拌從葉輪分散機中排出，在燒杯中收集以便將它直接傾倒入模具中，填充到大約6cm的深度。
在弄平該泡沫表面以便獲得均勻的模具填充深度后，模具立即被放進溫度在120℃的強制通風(fēng)爐中，并在該爐中保持大約6小時以凝固泡沫和干燥從該凝固獲得的產(chǎn)物，以及使膠乳交聯(lián)。在除去外殼后，這樣獲得的海綿狀材料可以被切割成所需尺寸。
本發(fā)明海綿狀材料的性能本發(fā)明海綿狀材料的性能通過測定以下指標(biāo)來評價它們的相對密度；它們的吸水能力；它們在手?jǐn)Q后的持水能力；它們的拉伸強度；和它們的擦凈能力。
相對密度通過采用海綿狀材料的密度與水的密度的比率(d)來測定。
吸水能力通過對海綿狀材料在它們被完全干燥和沉浸于大量水中之后稱重和根據(jù)下式計算比率(A)來測定
而手?jǐn)Q后的持水能力通過對這些同樣的海綿狀材料在用力手?jǐn)Q后稱重和根據(jù)下式計算比率(R)來測定
至于拉伸強度，它是通過用設(shè)定在300mm/min.的電子拉伸測試計拉伸測試件直到它們斷裂來測定，該測試件長5-6cm，寬2.5-3.5cm和厚1.5-2.5cm，通過裁切待測試的海綿狀材料來制備。
最后，擦凈能力通過在預(yù)潤濕表面上用上述海綿狀材料擦拭以后水痕的存在或消失來評定。
例如，對于本發(fā)明實施例1，2，3，4和5制備的海綿狀材料(下文稱為材料1，材料2，材料3，材料4和材料5)所獲得的結(jié)果在以下表1中給出。
表1
ND沒有測定。
本發(fā)明決不局限于剛才已經(jīng)清楚描述的這些實施方案，它包含了本領(lǐng)域技術(shù)人員可能遇到的，沒有脫離上下文或本發(fā)明范圍的所有變化。
權(quán)利要求
1.包括纖維素纖維和至少一種彈性體的混合物的海綿狀材料，其特征在于它具有由尺寸為0.1-10mm的孔形成的多孔結(jié)構(gòu)；在0.03-0.1之間的相對密度；至少750％的吸水能力；和小于100％的手?jǐn)Q后的持水能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的海綿狀材料，其特征在于它包括預(yù)先經(jīng)受適合于促進它們在彈性體內(nèi)纏結(jié)的處理的纖維素纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的海綿狀材料，其特征在于它包括預(yù)先經(jīng)受纖維化處理的纖維素纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的海綿狀材料，其特征在于彈性體選自聚丁二烯橡膠，丁二烯-苯乙烯共聚物，丁二烯-丙烯腈共聚物，乙烯-丙烯共聚物和三元共聚物，苯乙烯-丁二烯或苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，源自聚烯烴的熱塑性彈性體，辛烯-乙烯共聚物，丙烯酸乙酯和其它丙烯酸酯的共聚物，氯丁橡膠，氯化聚乙烯及其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的海綿狀材料，其特征在于海綿狀材料包括選自聚酰胺纖維，聚酯纖維，聚乙烯纖維，聚丙烯纖維，聚丙烯腈纖維和聚乙烯醇纖維及其混合物的合成纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的海綿狀材料，其特征在于上述合成纖維占存在于該材料中的纖維總量的至多20％，優(yōu)選5-15％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的海綿狀材料，其特征在于它包括一種或多種用作在纖維和彈性體之間的界面劑的聚合物，它們選自聚乙烯醇，蜜胺-甲醛樹脂，乙烯粘合劑和聚氨酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的海綿狀材料，其特征在于它包括一種或多種選自淺色填料，增塑劑，染料或顏料，穩(wěn)定劑如抗氧化劑，UV穩(wěn)定劑，抗臭氧劑，殺真菌劑，殺菌劑，微囊密封的香料，增稠劑，表面活性劑，膠乳促凝劑和交聯(lián)劑的添加劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的海綿狀材料，其特征在于纖維總量與該材料中彈性體存在量之比在2-0.2之間，優(yōu)選在1.5-0.3之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的海綿狀材料，其特征在于它具有在0.03-0.08之間的相對密度和900-1200％之間的吸水能力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項的海綿狀材料，其特征在于它具有至少0.1MPa的拉伸強度。
12.權(quán)利要求1-11中任一項的海綿狀材料的制備方法，其特征在于它包括a)制備至少包括纖維素纖維和一種彈性體的混合物；b)使該混合物成形；c)在步驟a)或步驟b)期間，將一種能夠視具體情況而定通過改變物理形態(tài)賦予步驟b)獲得的產(chǎn)物以多孔結(jié)構(gòu)的試劑摻合到混合物中，以及如果必要；d)對步驟b)獲得的產(chǎn)物施加能夠?qū)е律鲜鲈噭┌l(fā)生物理狀態(tài)變化和/或上述產(chǎn)物發(fā)生交聯(lián)的處理過程。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于彈性體是以膠乳形式使用的可交聯(lián)彈性體和在于它包括a)在水相中分散纖維素纖維，在由合適選擇的交聯(lián)體系存在下，混合該膠乳和分散體，以及將冰塊摻合到該混合物中；b)通過冷凍使該混合物成形；和c)加熱由冷凍得到的產(chǎn)物以熔化它所含的冰塊，使它交聯(lián)和干燥。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于被摻合到纖維素纖維分散體/膠乳混合物的冰塊由其直徑為0.1-10mm的接近球形的冰塊混合物組成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于在摻合冰塊之后，纖維素纖維分散體/膠乳混合物通過被冷卻到-10和-40℃之間的溫度和保持在該溫度下2-5小時完成冷凍過程。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項的方法，其特征在于由冷凍獲得的產(chǎn)物是通過經(jīng)受100-200℃之間的溫度來加熱。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于彈性體是以膠乳形式使用的可交聯(lián)彈性體，它包括a)在水相中分散纖維素纖維，在適當(dāng)選擇的交聯(lián)體系存在下讓該分散體與膠乳混合，以及將所得到的混合物轉(zhuǎn)化成泡沫；b)通過凝固使該泡沫成形；和c)加熱從該凝固過程獲得的產(chǎn)物以使它們交聯(lián)和干燥。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于纖維素纖維分散體/膠乳混合物向泡沫的轉(zhuǎn)化過程通過經(jīng)受機械攪拌來進行。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于泡沫的凝固通過冷凍來獲得。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于泡沫通過冷卻該泡沫到-10和-30℃之間的溫度來冷凍。
21.根據(jù)權(quán)利要求17或18的方法，其特征在于泡沫通過熱敏化它所含有的膠乳來凝固。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于該方法包括在步驟a)的過程中添加能夠在溫度升高的影響下起反應(yīng)的促凝劑，泡沫通過被置于至少25℃，優(yōu)選高于35℃的溫度來凝固。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-22中任一項的方法，其特征在于凝固得到的產(chǎn)物通過經(jīng)受100-200℃之間的溫度來加熱。
24.根據(jù)權(quán)利要求17-23中任一項的方法，其特征在于包括在步驟a)期間添加表面活性劑和/或泡沫穩(wěn)定劑和/或膠乳促凝劑。
25.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于彈性體是可交聯(lián)彈性體或以干燥形式使用的熱塑性彈性體，它包括a)視具體情況而定在適當(dāng)選擇的交聯(lián)體系存在下，將纖維素纖維與彈性體混合，以及將一種或多種發(fā)泡劑摻合到該混合物中；b)通過擠出，壓延和/或模塑使該混合物成形，以及如果必要；c)加熱這樣成形的產(chǎn)物，以分解它所含有的發(fā)泡劑，使它膨脹，以及視具體情況而定使它交聯(lián)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其特征在于幾種具有不同分解動力學(xué)的發(fā)泡劑被摻合到纖維素纖維/彈性體混合物中以獲得具有寬分布孔尺寸的海綿狀材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其特征在于彈性體是可交聯(lián)彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過在60-80℃的溫度下擠出成形，然后擠出產(chǎn)物在離開擠出機時立即被加熱到120-180℃之間的溫度。
28.根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其特征在于彈性體是熱塑性彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過在140-180℃之間的溫度擠出來成形，以及擠出產(chǎn)物在離開模頭時自發(fā)地膨脹。
29.根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其特征在于彈性體是可交聯(lián)彈性體，纖維素纖維/彈性體混合物通過在120-150℃之間的溫度下壓延繼之以壓縮模塑來成形，然后脫模產(chǎn)物被加熱到150-200℃之間的溫度。
30.根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其特征在于纖維素纖維/彈性體混合物通過部分填充一種注射模具或轉(zhuǎn)移模具，然后通過膨脹上述混合物，以及視具體情況而定同時讓它在模具內(nèi)交聯(lián)以完全填充模具來成形。
31.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于彈性體是以干燥形式使用的熱塑性彈性體，它包括a)將纖維素纖維與彈性體混合；和b)通過擠出使混合物成形，以及在其成形過程中將膨脹劑摻合到該混合物中。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于膨脹劑是水或氣體，在纖維素纖維/彈性體混合物被增塑的同時它被引入到擠出機中，以及擠出產(chǎn)物當(dāng)離開模頭時通過它所含有的水或氣體的蒸發(fā)而自發(fā)膨脹。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其特征在于膨脹劑包括一種或多種在給入纖維素纖維/彈性體混合物的同時被引入到擠出機中的發(fā)泡劑，以及擠出產(chǎn)物在離開模頭時自發(fā)膨脹。
34.根據(jù)權(quán)利要求31-33中任一項的方法，其特征在于擠出過程在140-190℃之間的溫度下進行。
35.海綿，其特征在于包括權(quán)利要求1-11中任一項的海綿狀材料。
36.包括海綿狀基元的家用制品，如清潔表面用的刷子和刮器，其特征在于上述海綿狀基元包括權(quán)利要求1-11中任一項的海綿狀材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及多孔材料,其制備方法和其應(yīng)用。該多孔材料包括纖維素纖維和至少一種彈性體的混合物,其特征在于它具有:由尺寸在0.1—10mm之間的孔形成的多孔結(jié)構(gòu);在0.03—0.1之間的相對密度;至少750%的水吸收能力;和低于100%的手?jǐn)Q后的持水能力。本發(fā)明尤其適用于制造海綿和包括海綿狀基元的家用制品如用于清潔表面的刷子和刮器。
文檔編號D04H1/68GK1272049SQ9880958
公開日2000年11月1日 申請日期1998年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月21日
發(fā)明者G·阿格里, A·徹默爾, N·加羅斯, J·特里斯 申請人:哈特奇桑公司