經處理的多孔粒子及其製備和使用方法

2023-09-23 11:24:30 1

專利名稱：經處理的多孔粒子及其製備和使用方法
經處理的多孔粒子及其製備和使用方法相關專利串請的交叉引用本申請要求2009年11月23日提交的美國臨時申請No. 61/263，573和2009年11月23日提交的美國臨時申請No. 61/263，580的優先權，這些專利申請全文以引用方式併入本文。
背景技術：
某些多孔粒子在化學領域中有廣泛的用途。例如，疏水氧化物材料廣泛用於不同的氣相和液相分離工藝。尤其廣泛使用的例子是矽膠，已知矽膠可用於多種應用，包括生物活性化合物和藥物製劑的色譜法、吸附和純化以及多組分體系的穩定。然而，天然二氧化矽的表面特性並非總是適用於所需應用。表面改性可通過(例如)親水矽烷醇基團轉化為疏水基團來實現，該轉化通常會降低改性二氧化矽相對於水的親和力。通常，熟知的矽膠疏水處理旨在使外表面和內部孔表面均變為疏水的。在其他工藝中，使用各種技術來降低某些環境中的相對溼度。在個人護理行業，在一次性吸收衣服穿著期間由過度溼度所引起的不適和皮疹問題是熟知的。一次性吸收衣服(如失禁用內衣、尿布和女性衛生產品)通常包括液體可透過的體側內襯、液體不可透過的外覆蓋物以及設置於體側內襯和外覆蓋物之間的吸收組分。為了避免滲漏，所述吸收衣服必須迅速吸收液體，以避免液體在體側內襯面向身體的表面上過度匯集。由衣服吸收和保留下來的任何液體均導致使用者皮膚附近的相對溼度增大。使用者出汗也會導致相對溼度增大。接觸使用者皮膚的環境中的相對溼度高可引起不適或皮膚紅疹(如尿布疹)。已知採用可透過水蒸氣的透氣材料製造吸收衣服的外覆蓋物(即底片)，以使得衣服外部的新鮮空氣可以與使用者皮膚附近環境中的高溼度空氣交換，並且使液體能夠蒸發到外界環境中。然而，高度多孔薄膜作為提供蒸發冷卻的底片，卻可能不足以抑制製品中的滲漏。將減溼劑(如乾燥劑和/或溼潤劑)摻入一次性吸收衣服的組分中以降低使用者皮膚附近環境的相對溼度也是已知的。儘管一次性吸收衣服的研製工作取得了進展，但仍然需要持續和可靠地降低使用者皮膚附近的相對溼度。

發明內容
本發明涉及具有外表面上的疏水基團和親水內部的經處理的多孔粒子及其製備方法。經處理的多孔粒子可以用作(例如)用於控制吸收製品環境內的溼度的乾燥劑。吸收製品(如衛生巾和衛生尿布)的芯部區域中通常包含超吸收聚合物(SAP)和/或木漿，以吸收和保持流體。在存在SAP或木漿的情況下，本文所公開的經處理的粒子顯示出降低與吸收製品使用者皮膚附近環境類似的環境中的溼度的能力。在一個方面，本發明提供包括外表面和內部孔表面的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子的外表面的至少大部分包含疏水基團，並且其中內部孔表面是基本上未經處理的。在一些實施例中，疏水基團包括烷基或芳基中的至少一者，其中烷基和芳基各自任選地被氟取代。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的乾燥劑粒子。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的矽膠粒子、經處理的蒙脫石粘土粒子、經處理的沸石粒子、經處理的分子篩或經處理的活性炭粒子。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的矽膠粒子或經處理的活性炭粒子。在一些實施例中，疏水基團包括具有烷基、芳基或它們的組合的矽氧烷。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是矽膠粒子，如通過X射線光電子能譜所確定，該矽膠粒子外表面最多至50埃深度處具有最多5原子％的矽原子。本發明還提供包括外表面和內部孔表面的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子的外表面的至少一部分包含疏水基團，所述疏水基團包括烷基或芳基中的至少一者，其中所述烷基和芳基被氟取代，並且其中內部孔表面為至少部分親水的。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的乾燥劑粒子。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的矽膠粒子、經處理的蒙脫石粘土粒子、經處理的分子篩或經處理的活性炭粒子。在一些實施例中，疏水基團包括具有烷基、芳基或它們的組合的矽氧烷。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是矽膠粒子，如通過X射線光電子能譜所確定，該矽膠粒子外表面最多至50埃深度處具有最多5原子％的娃原子。本發明還提供包括經處理的多孔粒子的多個粒子。在一些實施例中，所述多個粒子還包括未經處理的乾燥劑粒子(如矽膠、蒙脫石粘土、分子篩、沸石或活性炭)。在一些實施例中，所述多個粒子基本上不含其中外表面和內部孔表面均用疏水基團處理的粒子。在一些實施例中，所述多個粒子還包括吸收粒子或纖維，所述吸收粒子或纖維包含超吸收聚合物、親水性非織造布或木漿中的至少一者。在根據本發明的經處理的粒子或所述多個粒子的一些實施例中，當經處理的多孔粒子被噴灑在水面上以形成單層時，至少75%的粒子浮在水面上，並且經處理的多孔粒子在30°C和50%的相對溼度下保持24小時之後吸收其重量至少20%的水蒸氣。在這些實施例中的一些中，將一克經處理的多孔粒子撒到盛在20mL小瓶中的10毫升(mL)水上。在一些實施例中，在30°C和80%相對溼度下，該粒子的水蒸氣吸收率是不包含所述疏水基團的多個對比粒子的水蒸氣吸收率的至少60%。在一些實施例中，當所述多個粒子的至少一部分暴露於含水液體時，與不包含疏水基團的多個對比粒子相比，所述多個粒子會更大程度地降低相對溼度。在另一方面，本發明提供包含吸收材料與本文所公開的多個經處理的多孔粒子的結合的吸收組分。在一些實施例中，吸收材料為木漿、超吸收聚合物或丙烯酸系泡沫中的至
少一者。在另一方面，本發明提供包含上述任何方面或實施例中所述的吸收組分的吸收製品，或包含上述任何方面或實施例中所述的多個粒子的吸收製品。在一些實施例中，吸收製品是腋下襯墊、胸墊、汗墊、鞋墊、傷口敷料、床墊或襯墊、尿布或衛生巾。在一些實施例中，吸收製品包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片以及設置於頂片和底片之間的吸收組分和/或上述多個粒子。在另一方面，本發明提供本文所公開的經處理的多孔粒子(或本文所公開的多個粒子)作為乾燥劑的用途。在一些實施例中，乾燥劑暴露在含水液體中。在一些實施例中，乾燥劑用於吸收製品中。在另一方面，本發明提供乾燥方法，所述方法包括將本文所公開的經處理的多孔粒子(或本文所公開的多個粒子)置於潮溼環境中，其中經處理的多孔粒子從潮溼環境中吸收水。在一些實施例中，水是水蒸氣。在一些實施例中，經處理的多孔粒子與含水液體接觸。在一些實施例中，潮溼環境位於吸收製品中(如穿著者的身體上)。在另一方面，本發明提供本文所公開的經處理的多孔粒子(或本文所公開的多個粒子)作為氣味控制劑的用途。在一些實施例中，氣味控制劑暴露在含水液體中。在一些實施例中，氣味控制劑用於吸收製品中。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的活性炭粒子。在另一方面，本發明提供控制氣味的方法，所述方法包括將本文所公開的經處理的多孔粒子(或本文所公開的多個粒子)置於具有一定量臭味劑的環境中，其中經處理的多孔粒子可減少環境中臭味劑的量。在一些實施例中，經處理的多孔粒子與含水液體接觸。在一些實施例中，環境位於吸收製品中(如穿著者的身體上)。在一些實施例中，經處理的多孔粒子是經處理的活性炭粒子。 在另一方面，本發明提供製備根據上述任一實施例所述的經處理的多孔粒子的方法，所述方法包括在使多孔粒子的內部孔表面保持基本上未經處理的同時，用疏水劑處理多孔粒子的外表面。在一些實施例中，只有多孔粒子的外表面才用疏水劑處理。根據本發明和/或可用於實踐本發明的經處理的多孔粒子的外表面為至少部分疏水的。通常，經處理的多孔粒子以比類似的未經處理的多孔粒子低得多的速率或低得多的程度吸收液態水(和其他含水液體)。因此，外表面上的疏水基團有助於排斥含水液體。基本上親水的內部孔表面吸收水蒸氣。雖然將乾燥劑(如矽膠)摻入吸收製品的組分中以降低穿著者皮膚附近環境的相對溼度是已知的，但當這些乾燥劑暴露於含水液體時，它們的效力會減退或不一致，並且往往會引起吸收製品穿著者的溼滑或粘糊感。將乾燥劑封裝在由以下材料製成的小袋中是已知的，這種材料可允許水蒸氣滲透並排斥含水液體的材料(如通過熱致相分離製成的微孔膜或粒子填充膜)。將此類小袋置於吸收製品中可能需要特殊的工藝技術，並且可能因此是不可取的。本文所公開的經處理的多孔粒子通常排斥含水液體，並且在本發明中顯示出比未經處理的乾燥劑粒子更為持續和可靠地降低穿著者皮膚附近的相對溼度的能力。可將它們添加到吸收製品中，而不需要使用小袋或其他麻煩的物理隔離技術。相似地，當暴露於含水液體時，氣味控制劑(如活性炭和矽膠)的效力會減退或不一致。本文所公開的經處理的多孔粒子通常排斥含水液體，並且在本發明中顯示出在潤溼時比未經處理的乾燥劑粒子更為可靠地降低氣味的能力。它們也可在不需要使用小袋或其他麻煩的物理隔離技術的情況下添加到吸收製品。定義在本專利申請中諸如「一個」和「所述」這樣的術語並非旨在指單個實體，而是包括一般類別，其中的具體例子可用來作舉例說明。術語「一個」和「所述」可與術語「至少一個」互換使用。後面跟著兩個或更多個項目的列表的短語「中的至少一者」是指列表中項目的任一個以及列表中兩個或更多個項目的任意組合。「親水的」描述可被接觸表面的含水液體(即，包含水的液體)潤溼的表面。潤溼性可通過液體在表面上的接觸角而測定。通常，當水在表面上的接觸角為小於90°時，表面為親水的。「疏水基團」描述可使得表面不被接觸表面的含水液體(即，包含水的液體)潤溼的官能團。通常，當水在表面上的接觸角為大於90°時,表面為疏水的。「外表面的至少一部分」和「外表面的至少大部分」可包括疏水基團均勻或不均勻地分布在粒子的外表面上。在一些實施例中，疏水基團均勻分布在粒子的外表面上。在一些實施例中，粒子的整個外表面被疏水基團覆蓋。「乾燥劑」是指可從周圍大氣環境吸收水分的材料。在此所用的乾燥劑可通過物理吸收方式將水或水蒸氣吸收到多孔結構中。
術語「吸收組分」是指通常用作吸收製品的主要吸收組分的組分，例如吸收製品的吸收芯。它還包括諸如本文所述的起到芯吸或儲存作用的第二頂片的吸收組分。然而，術語「吸收組分」排除了通常僅用作吸收製品的頂片或底片的組分。「一次性」通常理解為意指在執行其預期功能的能力耗竭前使用期有限的事物。就衣服而言，「一次性」衣服通常未構造成能夠經受洗滌。「含水」意指包含水。術語「含水流體」涵蓋生物流體。「烷基」和前綴「烷」包括直鏈和支鏈基團兩者以及環狀基團。除非另外指明，否則本文中的烷基具有最多至20個碳原子。環狀基團可為單環或多環的，在一些實施例中，具有3至10個環碳原子。「亞烷基」是「烷基」的二價形式。術語「氟烷基」包括其中所有C-H鍵都被C-F鍵取代的直鏈、支鏈和/或環狀的烷基基團，以及其中存在氫或氯原子而非氟原子的基團，前提條件是對於每兩個碳原子存在最多至一個氫原子或氯原子。在氟烷基的一些實施例中，當存在至少一個氫或氯時，所述氟烷基包括至少一個三氟甲基。術語「全氟烷基」包括直鏈、支鏈和/或環狀烷基，其中所有的C-H鍵都被C-F鍵所取代。「芳基亞烷基」是指連接芳基的「亞烷基」部分。在此所用的術語「芳基」包括碳環型芳族環或環體系，例如具有1、2或3個環並且任選在環中包含至少一個雜原子(如0、S或N)。芳基的例子包括苯基、萘基、聯苯基、芴基以及呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吲哚基、異吲哚基、三唑基、吡咯基、四唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基和噻唑基。「亞芳基」是如上定義的「芳基」的二價形式。「烷基亞芳基」是指連接烷基的「亞芳基」部分。「等離子體處理」是指在多孔粒子存在的氣氛中使用高頻電場或磁場產生特定氣體的自由基的過程。自由基對多孔粒子的表面進行改性。術語「等離子體處理」可涵蓋「等離子體沉積」，其中由等離子體形成的膜沉積在表面的至少一部分上，並且通常通過共價鍵附接到表面。除非另外指明，否則所有數值範圍均包括它們的端點以及端點之間的非整數值。


參照以下結合附圖對本發明的多個實施例的詳細說明，可更全面地理解本發明，其中圖I是根據本發明的一些實施例的製備經處理的多孔粒子的方法和所得的經處理的多孔粒子的示意圖；圖2A是用於測量如實例中所述的吸收製品中的相對溼度的裝置的示意性俯視圖；圖2B是用於測量如實例中所述的吸收製品中的相對溼度的裝置的示意性側視圖；圖3A是根據本發明的一些實施例的用於在蒸氣相中處理多孔粒子的裝置的示意性側視圖，所述處理採用的是製備經處理的多孔粒子的示例性方法；圖3B是圖3A的裝置的粒子攪拌器部分的示意性透視圖； 圖3C是根據本發明的一些實施例的使用第一蒸氣相和第二蒸氣相處理多孔粒子所用的另一種示例性裝置的示意性側視圖，所述處理採用的是製備經處理的多孔粒子的另一個示例性方法；圖4A-4D是根據本發明的一些實施例的製備經處理的多孔粒子的方法和所得的經處理的多孔粒子的示意圖；並且圖5是根據本發明的示例性吸收製品的示意性分解圖。
具體實施例方式粒子圖I示出根據本發明一些實施例的處理多孔粒子I以及經處理的多孔粒子5的示意圖。在圖示實施例中，多孔粒子I具有親水的外表面和親水的內部孔表面。在該實施例中，親水的外表面和內部孔表面由於具有多個羥基(-0H)而為親水的，羥基在圖中示出在代表多孔粒子I的圓圈的外表面上和內部。當使用疏水劑和根據本發明的方法處理多孔粒子I時，形成經處理的多孔粒子5。在圖示實施例中，經處理的多孔粒子5具有疏水的外表面，該疏水的外表面以外表面上的多個疏水基團(R)表示。然而，經處理的多孔粒子5的內部孔表面仍然保持親水性，該內部孔表面也以在代表經處理的多孔粒子5的圓圈內部示出的輕基表不。在根據本發明的經處理的多孔粒子5的任何實施例中，所述經處理的多孔粒子的外表面的至少一部分包含疏水基團R。不例性R基包括燒基和氣代燒基，所述燒基和氣代燒基具有最多至20、18、15、12、10或8個碳原子(如在I至20、1至15、1至10、1至5或I至3個碳原子的範圍內)。R基的其他例子包括芳基、芳基亞烷基或烷基亞芳基，所述基團中的每一者都可被一個或多個氟基取代。在一些實施例中，R基包括甲基、三氟甲基、二氟甲基或氟代甲基中的至少一者。在一些實施例中，疏水基團R包括矽氧烷，所述矽氧烷具有烷基、芳基、芳基亞烷基(如苄基)、烷基亞芳基或它們的組合。在這些實施例中的一些中，經處理的多孔粒子5是經處理的矽膠粒子。矽氧烷上的烷基具有最多至20、18、15、12、10或8個碳原子(如在I至20、1至15、1至10、1至5或I至3個碳原子的範圍內)，並且可以任選地被一個或多個氟基取代。通常，外表面區域的主要部分(如大於50%或至少51%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%)被疏水基團覆蓋。在一些實施例中，外表面的大部分(如至少90%、95%、96%、97%、98%或99%最多至100%)包含疏水基團。用於分析粒子外表面覆蓋率的技術在本領域中是已知的(如紅外、拉曼和核磁共振光譜)；參見如L. A. Belyakova et al. , Colloidsand SurfacesA:Physicochemical and Engineering Aspects, 154(1999), pp. 285-294(L. A. Belyakova等人，《膠體與表面，A輯物理化學問題和工程問題》，第154卷第285-294頁，1999年)。粒子的外表面也可使用電子能譜化學分析法(ESCA)進行分析。ESCA可用於記錄表面上各種元素的原子百分比。結果取決於(例如)表面上的特定疏水基團以及將它們施加到表面的方法。在一些實施例中，包含疏水基團的外表面的大部分是指如通過ESCA確定的表面上不存在組成多孔粒子的元素。在一些實施例中(如，其中經處理的多孔粒子5為經處理的矽膠粒子的實施例)，如通過X射線光電子能譜所確定，外表面最多至50埃深度處不含矽原子。粒子的外表面也可使用飛行時間次級離子質譜法(TOF-SIMS)進行分析。TOF-SIMS可用於檢測通常深度範圍為5至20埃的表面上的化學組成。結果取決於(例如)表面上的特定疏水基團以及將它們施加到表面的方法。使用SIMS進行相對定量是可以的，通常通過取所關注質量計數與基準離子計數的比率、或所關注質量計數與總光譜積分計數的比率來進行。通常，當經處理的多孔粒子5浮在水面上時，本文所公開的經處理的多孔粒子5的 外表面的大部分包含疏水基團。當液體的表面張力足夠高以平衡在氣/液界面處的粒子重力時，粒子被表述為浮在表面上。當根據本發明的經處理的多孔粒子5被噴灑在水面上時，經處理的多孔粒子5的潤溼性可能與粒子下沉所用的時間相關。在一些實施例中，經處理的多孔粒子5無限期地保留在水面上。在一些實施例中，經處理的多孔粒子5保留在水面上至少8小時、6小時、4小時、2小時或30分鐘。漂浮粒子法在本領域中是已知的用於評估粒子的表面潤溼性的技術;(參見如 M. Lazghab et al. , Powder Technology, 157 (2005), p. 83(M. Lazghab等人，《粉末技術》，第157卷第83頁，2005年))。通過將經處理的多孔粒子5噴灑在水面上以形成單層來評估根據本發明的多個經處理的多孔粒子5的外表面的疏水性。通常，至少75% (在一些實施例中80%、85%、90%或至少95%)的粒子浮在水面上。在一些實施例中，該評估可通過以下方法來進行將一克經處理的多孔粒子置於盛在20mL小瓶中的10毫升(mL)水面上並觀察粒子是否浮在表面上。當搖晃裝有經處理的粒子和水的小瓶時，粒子通常會團聚。隨著時間的推移，團聚的粒子通常會分散開，並在水中再次浮起。當搖晃水中的未經處理的親水粒子時，通常未觀察到此類塊狀形成物。相反，未經處理的親水粒子通常沉入水中。並非所有的疏水處理都會形成浮在水面上的粒子。例如，一些疏水處理(如當表面羥基通過等離子體處理被氟取代時)在接觸液態水時可能發生水解。現已觀察到，用NF3等離子體處理的粒子粒子不會浮在水面上，相反會沉入水中。本發明提供的疏水處理是穩固的，並且在將粒子置於水面上時不會水解。根據本發明的經處理的多孔粒子5的疏水性也可(例如)使用接觸角測量法進行評估，該方法採用本領域中已知的技術對單個粒子或大批粒子進行測量。在一些實施例中，小水滴與經處理的多孔粒子5的接觸角為至少120、110、100或95度(如，範圍從90至100度、95至110度、100至115度、110至130度或115至125度)。在根據本發明的經處理的多孔粒子5的任何實施例中，經處理的多孔粒子5的內部孔表面為至少部分親水的。在一些實施例中，當經處理的多孔粒子5的內部孔表面具有親水官能團時，將它們表述為親水的。根據粒子的性質，親水官能團通常包括羥基、矽烷醇基或其他金屬氧化物基團。在一些實施例中，當多孔粒子I具有包括羥基或矽烷醇基的內部孔表面時，經處理的多孔粒子5具有至少50%、60%、70%、75%、80%、85%或90%的羥基或矽烷醇基，這些基團在處理前就存在於多孔粒子I中。評估多孔粒子的內部孔表面的方法在本領域中是已知的。例如，通常使用吸收技術(如使用甲醇、乙醇、水、苯或氮)。由於多孔粒子中的大百分比的表面積位於內部孔表面中，因此當內部孔表面的潤溼性改變時，通常會導致吸收發生很大的變化。例如，如使用常規吸收技術所測定，經處理的多孔粒子5至少90%、95%、96%、97%或98%的羥基或矽烷醇基在處理前就存在於多孔粒子I中，內部孔表面可表述為「基本上未經處理的」。多孔粒子也可以是剖面的，它們內部化學組成使用上述ESCA或TOF-SMS進行分析。在一些實施例中，使用這些技術在經處理的多孔粒子內部觀察到極少量甚至沒有疏水基團。在這些實施例中，將內部孔表面表述為「基本上未經處理的」。在一些實施例中，本文所公開的經處理的多孔粒子的內部孔表面具有極少量甚至沒有烷基或芳基，所述烷基或芳基任選地被氟取代，如TOF-SMS所證實的那樣。就TOF-SMS而言，對疏水與親水官能團進行相對定量是可以的，通常通過取疏水基團的質量計數與親水基團的計數的比率來進行。可將來自外表面的計數比率與來自內表面的計數比率進行比較。在一些實施例中，本文所公開的經處理的多孔粒子5在30°C和50%的相對溼度下放置24小時後吸收其重量至少20% (在一些實施例中至少22%、25%、28%、30%或32%)的水蒸氣。一般來講，該吸收在不存在液態水的情況下的溼度箱中進行，並且使用分析天平稱量粒子的重量。多孔粒子I或本文所公開的經處理的多孔粒子5可吸收的水蒸氣的量取決於粒子的類型。例如，通常報導矽膠粒子吸收其重量約40%的水。在一些實施例中，在30°C和80%相對溼度下，經處理的多孔粒子的水蒸氣吸收率是多個不包含疏水基團的對比粒子的水蒸氣吸收率的至少50%、55%、60%、65%、70%、75%或80%。在一些實施例中，當經處理的多孔粒子的內表面在30°C和80%相對溼度下的水蒸氣吸收率是多個不包含疏水基團的對比粒子的水蒸氣吸收率的至少60%、65%、70%、75%或80%時，將該內表面表述為「基本上未經處理的」。多個不包含疏水基團的對比粒子是指與所述多個經處理的粒子相同的、但未經疏水處理的多個粒子。例如，在此類多個對比粒子被處理前，其尺寸和孔徑分布與所述多個經處理的粒子相同，並且化學組成與經處理的多孔粒子相同。根據本發明的經處理的多孔粒子5包括經處理的矽膠粒子、經處理的沸石粒子、經處理的蒙脫石粘土粒子、經處理的分子篩和經處理的活性炭。經處理的多孔粒子的平均粒度範圍可以為0. 075毫米(mm)至IOmm(如從0. Imm至10mm、0. 5mm至5mm或0. 5mm至1mm)。當經處理的多孔粒子用作乾燥劑時，只要孔大得足以允許水分子進入，中值孔徑就可以有差別。在一些實施例中，內孔的中值孔徑的範圍為I納米(nm)至IOnm(如，2nm至3nm、2nm至7nm、4nm至7nm、8nm至IOnm或4nm至10nm)。在一些實施例中，經處理的多孔粒子具有雙峰多孔結構，其中孔具有自所列範圍中的任何者的兩種不同的中值孔徑。處理前的多孔粒子 I 可得自多種商購來源(如 AGM Container Controls, Inc. (Tucson, AZ)、InternationalSilica Gel Co.，LTD (Shandong, China)和 SIGMA-ALDRICH(St. Louis, MO))。在一些實施例中，經處理的多孔粒子可包含變色指示劑(如氯化鈷)，以在吸收水分時顯示顏色變化。雖然矽膠粒子的疏水處理是已知的，但通常該疏水處理旨在使外表面和內部孔表面均變為疏水的。部分經處理的粒子可得自將外表面和內部孔表面均處理為疏水的方法，並且如果外表面未被足夠量的疏水基團覆蓋或如果疏水基團在接觸水時水解，則所述粒子 可能不會浮在水中。另外，如果外表面和內表面的大部分被製備為疏水的，則此類部分經處理的粒子可能不會吸收(例如)其重量至少20%的水。通常，此前已知的用於矽膠粒子疏水處理的溶劑和蒸氣技術，不會輕易允許反應在內部孔表面未被處理的點處停止。另外，作為單獨處理劑的射頻四氟化碳等離子體處理矽膠的內部孔表面和外表面；參見如K. Furukawaet al. , Journal of Materials Science Letters, 19(2000), pp. 1545-1547 (K. Furukawa等人，《材料科學雜誌快報》，第19卷第1545-1547頁，2000年)。相比之下，根據本發明的和/或根據本發明製備的經處理的多孔粒子包括親水內部孔表面，該親水內部孔表面使經處理的粒子可用作(例如)乾燥劑。其中外表面和內部孔表面均為疏水的疏水性矽膠將不能用作乾燥劑。在一些實施例中，多個經處理的多孔粒子包括小於25% (在一些實施例中，小於20%、15%、10%、5%、4%、3%、2%或1%)的粒子，其中外表面和內部孔表面均用疏水基團處理。所述多個經處理的多孔粒子可稱為基本上不含粒子，其中外表面和內部孔表面均用疏水基團處理。粒子製備方法製備根據上述任何實施例中的經處理的多孔粒子5的方法包括使多孔粒子I的內 部孔表面保持基本上未經處理的同時，用疏水劑處理多孔粒子I的外表面。「基本上未經處理的」具有與上述相同的含義。在一些實施例中，只有多孔粒子I的外表面才用疏水劑處理。多孔材料的等離子體處理法在美國專利No. 6, 878, 419 (David等人)中提供。另外，用於等離子體處理粒子的方法和裝置在美國專利No. 6，015，597 (David)和No. 6, 197, 120 (David)中提供，這些專利的公開內容均以引用方式併入本文。在一些實施例中，製備經處理的多孔粒子的方法包括通過等離子體沉積在多孔粒子的至少一部分外表面上形成包含矽、氫和碳的層。形成該層的步驟可通過電離包含有機矽化合物的氣體而進打，所述有機娃化合物選自燒基娃燒、燒氧基娃燒、亞燒基聚娃燒、燒基聚娃燒、稀基娃燒、芳基娃燒以及它們的組合。不例性燒基娃燒包括四甲基娃燒、甲基娃燒、_■甲基娃燒、_■乙基娃燒、_■乙基甲基娃燒、丙基娃燒、二甲基娃燒和乙基娃燒。不例性燒氧基娃燒和娃氧燒包括原矽酸四乙酯(TEOS)和四甲基環四矽氧烷(TMCTS)。示例性亞烷基聚矽烷包括二矽甲基甲烷、二(甲基矽亞甲基)甲烷、1，2_ 二矽甲基乙烷、1，2_ 二(甲基矽亞甲基)乙烷、2，2-二矽甲基丙烷、二甲基二矽亞甲基乙烷、二甲基二矽亞甲基丙烷、四甲基二矽次甲基乙燒和四甲基~■娃次甲基丙燒。不例性稀基娃燒包括稀基甲基娃燒和_■乙稀基_■甲基娃燒。示例性芳基矽烷包括苯基矽烷、苯基二甲基矽烷和苯基三甲基矽烷。示例性烷基聚矽烷包括1，1,2, 2-四甲基二矽烷、六甲基二矽烷、1，1,2, 2，3，3-六甲基三矽烷和1，1，2，3，3-五甲基三矽烷。有機矽化合物的取代基可以是例如氨基、羥基和/或滷素(如氟、溴、氯)的基團，但它們通常是未取代的。在一些實施例中，有機矽化合物具有至少一個C-H鍵，該C-H鍵可以是sp3、sp2或sp C-H鍵。通常，有機矽具有多個C-H鍵，例如至少2個、至少3個、至少5個、至少9個和/或甚至至少12個C-H鍵，或者更多。通常可用的有機矽化合物在形成等離子體的等離子體處理條件下具有足夠的蒸氣壓。在製備經處理的多孔粒子的方法的一些實施例中，所述方法還包括用含氟化合物(如通過等離子體處理或沉積)處理包含矽、氫和碳的層的至少一部分。含氟化合物通常是烴，其中氫原子中的至少一些被氟原子取代。含氟化合物可以是直鏈的、支鏈的或環狀的，並且可以是完全飽和的或部分不飽和的。含氟化合物通常包含最多5個碳原子(如最多4個、3個或2個)。對於等離子體沉積而言，含氟化合物通常包含至少2個或3個碳原子。在一些實施例中，含氟化合物是全氟化的(即，所有C-H鍵都被C-F鍵取代)。在一些實施例中，含氟化合物選自全氟丙烷、四氟化碳、三氟甲烷、二氟甲烷、五氟乙烷、全氟丙烯、全氟丁烷和全氟丁烯以及它們的組合。

在一些實施例中，等離子體處理分兩步完成。例如，當製備經處理的多孔粒子的方法包括通過等離子體沉積在多孔粒子的至少一部分外表面上形成包含矽、氫和碳的層，以及通過等離子體沉積用含氟化合物處理包含矽、氫和碳的層的至少一部分時，第一步等離子體處理通常包括在真空下用氣體(如上述有機矽化合物)處理多孔粒子1，並點燃等離子體。儘管無意於受理論的束縛，但據信當氣體為(例如)四甲基矽烷(TMS)時，經處理的多孔粒子的外表面被包含甲基的層覆蓋，該甲基提供了疏水的外表面。當使用第二步等離子體處理時，通常包括在真空下用第二氣體(如上述含氟化合物)處理所述經處理的多孔粒子5，並點燃等離子體。儘管無意於受理論的束縛，但據信第二步將用氟取代多孔粒子表面上的一些氫(如C-H鍵)，以在表面上生成CF、CF2或CF3基團。如果使用沉積含氟化合物等離子體(如，其中含氟化合物具有至少2個或3個碳原子)，則據信包含碳氟化合物的層在表面上形成。所述兩個處理步驟中的每一個的進行時間總共都可以為(例如)至少5分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘或60分鐘或更長。通常，等離子體處理在最多約1000、750、500、250,100 或 75 毫託(133、100、67、33、13 或 IOPa)的壓力下進行。等離子體處理通常需要混合多孔粒子1，以使暴露於等離子體的外表面面積的量最大化。當等離子體處理以實驗室規模進行時，可手動進行混合。例如，在上述兩步式工藝中，每一個步驟都可中斷多次(如2、3或4次)以攪拌多孔粒子。然後再次引入氣體，並且再次點燃等離子體。在較大規模處理中，可以使用(例如)混合槳葉進行混合，所述混合槳葉在處理期間可以連續旋轉。使用等離子體製備根據本發明的經處理的多孔粒子的方法通常還包括提供具有電容耦合系統的反應室，該電容耦合系統包括至少一個接地電極和至少一個由射頻源供電的電極；在反應室內生成包含反應物的等離子體，從而導致離子殼層在所述電極中的至少一個的周圍形成；以及確定多個多孔粒子在離子殼層中的位置。在一些實施例中，所述方法還包括按以下方式攪拌所述多個多孔粒子使它們的外表面暴露於等離子體中的反應物。在上述等離子體處理中，等離子體(如矽烷等離子體或氟等離子體)可包括其他氣體組分，例如氮氣或氨氣，只要所述氣體組分不抑制外表面變為疏水的即可。因此，在其中使用了氣體的實施例中，術語「氣體」是指單一化合物或兩種或更多種化合物的混合物。等離子體處理可以形成具有獨特結構的經處理的多孔粒子，因為它通常僅處理粒子的外表面。通常，對於本文所公開的經處理的多孔粒子，孔徑在最多至數十納米的範圍內，而等離子體中反應物的平均自由程(即，物質在與另一種物質碰撞前行進的平均距離)為不小於20微米。另外，等離子體沉積法可在表面上形成疏水物質層。在上述任何實施例中描述的方法都可提供包括外表面和內部孔表面的經處理的矽膠粒子，其中如通過X射線光電子能譜所確定，外表面最多至50埃深度處具有最多5 (如4、3、2. 5、2或I)原子％的矽原子。在這些實施例中的一些中，外表面不含矽原子。在一些實施例中，如通過X射線光電子能譜所確定，由等離子體處理而製備的經處理的多孔粒子在其外表面50埃深度處具有至少10、20、30或40原子％的氟原子。在一些實施例中，如通過X射線光電子能譜所確定，由等離子體處理而製備的經處理的多孔粒子在其外表面50埃深度處具有小於20、15、10或5原子％的氧原子。在任何這些實施例中，內部孔表面通常都為至少部分親水的。在一些實施例中，製備根據上述經處理的多孔粒子的任何實施例的經處理的多孔粒子5的方法都包括將多孔粒子I暴露在水蒸氣、甲醇蒸氣或乙醇蒸氣中的至少一者中，隨後將多孔粒子暴露在包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣中。該方法在下文中稱為「第二方法」。用反應性有機矽烷化合物處理二氧化矽表面在(例如)半導體和印刷行業中是已知的。在半導體行業中，矽片用二氯二甲基矽烷蒸氣處理。在印表機硒鼓中，內部孔表面和外表面均用二氯二甲基矽烷經處理的矽膠粒子用作潤滑劑。在無孔二氧化矽粒子的評估中已經證明，二氯二甲基矽烷和二氧化矽表面之間的反應由於表面水的存在而增強。在本文所公開方法的一些實施例中，已意外地發現蒸氣相反應性有機矽烷化合物和多孔粒子I之間的反應優先地將疏水基團摻入多孔粒子的外表面上，而不影響粒子內部孔表面的乾燥能力。在製備經處理的多孔粒子5的第二方法的第一步中，將多孔粒子I暴露在水蒸氣、乙醇蒸氣或甲醇蒸氣中的至少一者中。該暴露可在環境壓力(如，在例如50%至95%相對溼度的溼度箱中)或減壓(如，使用圖3A和圖3B中示出的裝置300)下、以及環境溫度或高溫(如，在25°C至40°C或25°C至35°C的範圍內)下進行。從不希望受到理論束縛的角度出發，據信在一些實施例中，水蒸氣、甲醇蒸氣或乙醇蒸氣的至少一部分在多孔粒子的多個孔的至少一部分內凝結，從而至少部分地封閉內部孔表面。在製備經處理的多孔粒子5的第二方法的第二步中，將多孔粒子I暴露在包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣中。該暴露通常在減壓(如，在0. 5託至150託(67Pa至
2X IO4Pa)的範圍內)下進行，並且可在環境溫度或高溫(如，在25°C至40°C或25°C至35°C的範圍內)下進行。在一些實施例中，包含反應性有機娃燒化合物的蒸氣在接觸粒子時的壓力為至少400Pa、650Pa、1000Pa、1300Pa或至少lOOOOPa。已經意外地發現當包含反應性有機矽烷化合物的蒸氣的壓力為至少IOOOPa (如約1300Pa)時，粒子作為乾燥劑(如當暴露於含水液體時)的性能得到了改善。儘管無意於受理論的束縛，但據信至少IOOOPa的壓力將反應性有機矽烷化合物擴散到粒子的孔中的程度降至最低，以使得處理停留在外表面上。當反應性有機矽烷化合物的蒸氣壓為大於10託(1300Pa)時，可方便地使用10託(1300Pa)的工藝壓力；通常，在粒子的孔內部的水蒸氣、乙醇蒸氣或甲醇蒸氣不會在此壓力下排出。在上述的第一步或第二步中，所述方法還可以包括按以下方式攪拌多個多孔粒子使它們的外表面暴露於水蒸氣或第二蒸氣中的至少一者中。所述第一和第二步可使用(例如)圖3A和圖3B中示出的裝置300進行。如圖3A所示，可使用兩個液體保持器組件360 (—個用於反應性有機矽烷化合物，一個用於水)將蒸氣遞送到與真空泵350連接的真空室340中。真空室通常為能夠被抽空到最多為10_6託(I(T4Pa)的背景壓力的中空圓柱體。每一個液體保持器組件都可包括在一端處密封的真空兼容玻璃管362、364，以及控制蒸氣源開/關的連接閥366。如果暴露於水蒸氣在(例如)如上述溼度箱中進行，則不需要使用兩個液體保持器組件中的一個(其包括管362)。真空室340的內部是具有蒸氣入口埠 330的粒子攪拌器320。可(例如)使用質量流量控制器或針形閥對進入溼度箱340中的包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣進行計量。可使用常規技術監測消耗的反應性有機矽烷的質量。、
代表性的粒子攪拌器320在圖3B中更詳細地示出。粒子攪拌器320是具有矩形開口 328的中空圓柱體。攪拌器320配有與其軸線對齊的軸326，四個矩形漿片322用螺栓連接到該軸上，這就在攪拌器320中形成用於粒子的攪拌機構或槳輪。槳片322各自包含兩個洞44，以促進粒子體積之間的流通，該粒子體積包含在由槳片322與攪拌器圓柱體320形成的四個象限中的每一個中。該裝置300的使用方式在下面的實例中有所描述。圖4A至圖4D示意性地示出了製備本文所公開的經處理的多孔粒子的第二方法的不同實施例，其中暴露於水蒸氣進行不同長度的時間。粒子420在暴露於水蒸氣前可使用常規乾燥技術乾燥。圖4A至圖4D中示出的實施例的粒子401具有由於暴露在水蒸氣中不同長度的時間而獲得的不同量的表面吸收水和不同量的表面羥基。圖4D示出了最長的水蒸氣暴露時間，圖4A示出了最短的暴露時間，圖4B和圖4C示出了中間量暴露時間。在圖4A至圖4D中示出的實施例中的粒子440是由暴露於反應性有機矽烷化合物而得到，該化、合物與粒子401中存在表面水和/或表面矽烷醇的區域發生反應。已將圖4A至圖4D中示出的經處理的多孔粒子405乾燥，以除去剩餘的表面吸收水。根據暴露於水蒸氣(得到粒子401)的時長，經處理的多孔粒子405可具有不同的覆蓋程度。儘管短時間地暴露於水蒸氣可導致不均勻的處理，但較長時間的暴露可得到更均勻的疏水基團覆蓋，以及粒子更好、更一致的乾燥劑性能(如當暴露於液態水時)。在一些實施例中，將多孔粒子暴露於水蒸氣至少15、20、25或30分鐘最多至約1、2或3小時。暴露於反應性有機矽烷化合物的時間也可影響表面上疏水基團的量。在一些實施例中，製備根據本發明的經處理的多孔粒子的方法包括在有機矽烷蒸氣到達多孔粒子之前預反應或預聚合蒸氣相的有機矽烷。該方法在下文中稱為「第三方法」。通過預聚合蒸氣相的有機矽烷而形成二聚物、三聚物和高級低聚物，所得的二聚物、三聚物和高級低聚物將達到的分子大小足以排除預聚合的有機矽烷滲入多孔粒子的孔中的可能性。例如，對於具有廣泛粒度分布的多孔粒子而言，該方法可能是有利的。然而，因為DDMS的二聚物、三聚物和高級低聚物在環境條件下的蒸氣壓較低，並且往往會在真空室的內表面上凝結，所以可能有必要顯著增加處理時間、或以其它方式優化處理條件(如溫度、壓力、有機矽烷和水、甲醇或乙醇的蒸氣壓等等)。在用於處理多孔粒子5的外表面的第三方法的一些實施例中，可以有利地使用將有機矽烷蒸氣遞送至真空室以及有待表面處理的粒子的表面的可供選擇的方法。用於執行第三方法的一種示例性裝置301的示意圖在圖3C中示意性地示出。如圖3C所示，可使用兩個液體保持器組件360 (—個用於反應性有機矽烷化合物，一個用於水、甲醇或乙醇)將蒸氣遞送至真空室340。真空室340連接到能夠將真空室340抽真空至約10_6託(I(T4Pa)或更低的背景壓力的真空泵350。真空室340的內部是具有單個入口埠 382的粒子攪拌器320 (可以如圖3B中一般性地示出)，該單個入口埠 382用於組合的第一和第二蒸氣流。如圖3C所示，一個液體保持器組件可包括在一端處密封的真空兼容管364，以及用於打開或關閉包含反應性有機矽烷化合物的第一蒸氣源的連接閥366。第二蒸氣源可通過以下方式形成使來自源376的惰性氣體(如氮氣)通過流量計量裝置(如質量流量控制器374和/或針形閥372)、然後進入氣體擴散管370 (所述氣體擴散管370浸入裝有液態水、甲醇或乙醇的氣體起泡器368中)，從而形成與水、甲醇或乙醇蒸氣平衡的惰性氣體氣泡378。
包含水、甲醇或乙醇蒸氣的惰性氣體通過環形混合噴嘴380，在此處所述惰性氣體與有機矽烷化合物混合，然後通過出口管382進入粒子攪拌器320中，所述出口管382連接到粒子攪拌器320的入口管330 (參見圖3B)。連接閥366可以用於打開或關閉第一蒸氣源和第二蒸氣源。可使用常規質量平衡技術監測消耗的反應性有機矽烷的質量。在處理多孔粒子的第三方法中，工藝參數類似於第二方法中使用的那些參數；然而，第三方法旨在將有機矽烷與水、甲醇或乙醇蒸氣的預混合混合物遞送到真空室。通過讓已知流速的氮氣通過水/甲醇起泡器368，在環形混合噴嘴380處產生預先確定量的水蒸氣、甲醇蒸氣、或乙醇蒸氣或甲醇蒸氣中的至少一者，快速聚合有機矽烷單體以形成較高分子量的低聚物是可以的。通過控制在環形混合噴嘴380處的水、甲醇或乙醇蒸氣的量，可在反應產物沉積在多孔粒子上之前完成所需的二聚物、三聚物或高級低聚物的形成。在製備本文所公開的經處理的多孔粒子的第二方法或第三方法的一些實施例中， 所述方法還包括將多孔粒子暴露於包含不與反應性有機矽烷反應的揮發性化合物的第三蒸氣，再將所述多孔粒子暴露於水蒸氣、甲醇蒸氣、或乙醇蒸氣和有機矽烷蒸氣中的至少一者，其中揮發性化合物的至少一部分在多孔粒子的所述多個孔的至少一部分內凝結，從而至少部分地封閉內部孔表面。在這些實施例中的一些中，揮發性化合物選自分子態氮氣、二氧化碳、甲烷、乙烷以及它們的組合。在某些此類示例性實施例中，所述方法還包括在將多孔粒子暴露於包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣之後，基本上從孔內除去凝結的揮發性化合物，可任選地，其中基本上從孔內除去凝結的揮發性有機化合物的步驟通過加熱粒子、將粒子暴露於真空或它們的組合而實現。在一些實施例、包括如上所述第二方法或第三方法的上述任何實施例中，反應性有機矽烷化合物在25°C下的蒸氣壓都為133Pa至26，600Pa。在一些實施例中，處理多孔粒子的外表面的步驟在總蒸氣壓為1，330Pa至26，600Pa的條件下進行。在一些實施例、包括如上所述第二方法或第三方法的上述任何實施例中，所述多個孔都顯示具有的中值孔徑為最多4nm，並且將多孔粒子暴露於包含反應性有機矽烷化合物的蒸氣的步驟在總蒸氣壓為1，330Pa至19，950Pa的條件下進行。在其他實施例中，所述多個孔顯示具有的中值孔徑為大於4nm，並且將多孔粒子暴露於包含反應性有機矽烷化合物的蒸氣的步驟在總蒸氣壓為6，650Pa至26，600Pa的條件下進行。例如，當使用第二方法來處理具有廣泛孔徑分布的多孔粒子時，後一個蒸氣壓範圍是可用的。在一些實施例、包括如上所述第二方法或第三方法的上述任何實施例中，所述方法都還包括在將多孔粒子暴露於包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣之後，基本上從孔內除去凝結的水蒸氣、甲醇蒸氣或乙醇蒸氣，可任選地，其中基本上從孔內除去凝結的水蒸氣、甲醇蒸氣或乙醇蒸氣的步驟通過加熱粒子、將粒子暴露於真空或它們的組合而實現。在一些實施例、包括本文所述方法的上述任何實施例中，所述方法都還包括將經處理的多孔粒子暴露於乙酸。所得的粒子在其孔內可以包含乙酸，該粒子可以與(例如)用作氣味控制劑的經處理的多孔粒子一起使用。在一些實施例、包括如上所述第二方法或第三方法的上述任何實施例中，反應性有機矽烷化合物都由式RxSiY4_x表示，其中每一個Y都獨立地為可水解基團，該基團可選自滷素(即-F、-Cl、-Br或I)、烷氧基(如具有I至6、1至4或I至2個碳原子)、芳氧基(如苯氧基)或醯氧基(如具有I至6、I至4或I至2個碳原子)，每一個R都獨立地為烷基、烯基、芳基、芳基亞烷基或烷基亞芳基，它們中的每一個都可任選地被(如氰基或滷素)取代，並且X都為1、2或3。在一些實施例中，X為I或2。在一些實施例中，Y為滷素或烷氧基。通常，Y為氣。在一些實施例中，每Iv R為燒基(如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、異辛基、2，2，4-三甲基戊基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十八烷基、環戊基、環己基、環庚基或甲基環己基)。在一些實施例中，每一個R都獨立地為甲基、乙基或苯基。在一些實施例中，每一個R都為甲基。示例性烯基包括乙烯基、烯丙基和5-己烯-I-基。示例性芳基包括苯基、萘基、蒽基和非基。不例性燒基亞芳基包括鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、_■甲苯基和乙基苯基，並且示例性芳基亞烷基包括苄基以及a-和3 -苯乙基。示例性氟代烷基包括3，3，3-三氟正丙基、2，2，2，2』，2』，2』 -六氟異丙基、8-七氟異丙基。以式RxSiY4_x表示的多種反應性有機娃燒化合物可(如從 Huls America, Inc. (Cincinnati, OH)和 Sigma-Aldrich)商購獲得；以式RxSiY4_x表示的其他有機矽烷化合物可根據已知的方法製備。在一些實施例中，反應性有機矽烷化合物選自二氯二甲基矽烷、二氯二乙基矽烷、三氯甲基矽烷、氯代三甲基矽烷以及它們的組合。 儘管無意於受理論的束縛，但據信以化學式RxSiY4_x表示的反應性有機矽烷化合物將首先與預吸收的表面水發生水解反應，以形成矽烷醇。矽烷醇可與表面-SiOH基團和/或反應性有機矽烷化合物的其他分子發生縮合反應，以生成短聚矽氧烷單元。具有末端-SiOH基團的聚矽氧烷也可通過縮合反應與表面矽烷醇基團發生反應。所得的矽氧烷和聚矽氧烷上的由式RxSiY4_x表示的有機矽烷化合物的R基使得經處理的多孔粒子的表面為疏水的。吸收製品根據本發明的經處理的多孔粒子可用作(例如)摻入到吸收製品中的乾燥劑。吸收製品通常具有吸收組分和根據吸收製品的穿戴或使用方式而特有的其他結構組分。示例性吸收製品衛生巾500在圖5中示出，但也可設想其他吸收製品(如腋下襯墊、胸墊、汗墊、鞋墊、傷口敷料、尿布、床墊或襯墊、或失禁用內衣)。在一些實施例中，吸收製品是一次性的。根據本發明的吸收組分包括吸收材料和多個本文所述的經處理的多孔粒子。吸收材料通常是可吸收和保持液體(如含水液體)的天然、合成或改性的天然有機聚合物。在一些實施例中，聚合物是交聯的。術語「交聯」是指有效地使通常可溶於水的材料變為基本上不溶於水但具有溶脹性的材料的任何方式。此類方式的例子包括物理纏結、晶疇、共價鍵合、離子絡合和締合、親水締合例如氫鍵、以及疏水締合或範得瓦爾力。此類吸收材料通常旨在迅速吸收液體並將其保持，並且通常不會釋放。在此所用的術語「吸收材料」並不意味著將乾燥劑粒子包括在內。在一些實施例中，吸收材料通常能夠保持的液體為至少約0. 05克/平方釐米，該值可通過以下方法測得將吸收材料浸入蒸餾水中，將樣品從水中移除，然後使樣品滴水30秒。在一些實施例中，吸收材料在水中可吸收的液體為至少約其重量的100% (如至少150%、200%、250%、300%、350%或400%)，如通過以下實例部分中提供的測試方法所確定。吸收組分可以具有多個形狀(如矩形、I形或T形)中的任何者。吸收組分的尺寸和吸收容量應當與預期穿著者的尺碼和由吸收製品的預期用途所賦予的液體載荷量一致。可將吸收材料分區並且選擇其組成，以將液體從湧入的初始位置移動到更遠的儲存位置。此類設計可以更有效地利用吸收製品中的空間。在一些實施例中，吸收材料與所述多個經處理的多孔粒子直接接觸。例如，經處理的多孔粒子可與要載入吸收製品中的SAP或木漿混合。在其他實施例中，經處理的多孔粒子可固定在要置於吸收製品中的網上。在根據本發明的吸收組分和/或根據本發明的包括吸收材料的多個粒子的一些實施例中，吸收材料是纖維素材料、SAP或它們的混合物。在根據本發明的吸收組分的一些實施例中，吸收材料是丙烯酸系泡沫吸收劑(如美國專利No. 5，817，704 (Shiveley等人)及其引用的參考文獻中描述的泡沫，所述泡沫通過例如高內相比乳液的聚合反應進行製備)。在一些實施例中，吸收組分包括親水纖維(如木漿絨毛、合 成熔噴纖維或它們的組合)基質和SAP粒子。SAP粒子可以與親水纖維基本上均勻地混合、或可以與親水纖維不均勻地混合。同樣，吸收材料和根據本發明的經處理的多孔粒子可以是基本上均勻混合的或不均勻混合的。親水纖維和超吸收粒子可以有選擇地置於吸收組分的所需區域中，以更好地容納和吸收身體分泌物。SAP粒子的濃度也可以在吸收組分的整個厚度中變化。在一些實施例中，吸收組分包括纖維網和SAP的層合物或將超吸收材料保持在局部區域中的其他合適裝置。在根據本發明的吸收組分和/或根據本發明的包括吸收材料的多個粒子的一些實施例中，經處理的多孔粒子和吸收材料的重量比為在0.5:1至1:1.5的範圍內。在一些實施例中，經處理的多孔粒子和吸收材料的量大致相等(如在0. 9:1至I: I. I的範圍內)。然而，對於一些應用而言，吸收組分的組分比可以在此範圍外。在一些實施例(如本文所公開的吸收組分或多個粒子的實施例)中，吸收材料為木漿。在這些實施例中的一些中，所述吸收組分或多個粒子基本上不含SAP。在這些實施例中，通常，由於所觀察對照物(無乾燥劑)的相對溼度較高，所以根據本發明的經處理的多孔粒子提供的溼度降低的有益效果更為顯著。由於木漿吸收的液體比SAP少並且吸收液體的速度不如SAP快，所以溼度的基線水平提高。在本文所公開的多個粒子的一些實施例中，吸收粒子或纖維包含SAP。包括本文所公開的經處理的多孔粒子和SAP的多個粒子可用於(例如)包含其他吸收材料(如木漿)的吸收製品或吸收組分。SAP與經處理的多孔粒子的比率可以為在(例如)99:1至1:99、95:5至 5:95、90:10 至 10:90,85:15 M 15:85、80:20 至 20:80、75:25 至 25:75 或 70:30 至 30:70的範圍內。SAP材料的例子包括聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯醯胺)、聚(乙烯基醚)、馬來酸酐與乙烯基醚和a-烯烴的共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙烯基嗎啉酮)、聚(乙烯醇)以及它們的混合物和共聚物的鹼金屬鹽和銨鹽。適用於吸收組分的另外的聚合物包括天然聚合物和改性的天然聚合物，例如水解的丙烯腈接枝澱粉、丙烯酸接枝澱粉、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素以及天然樹膠(如海藻酸鹽、黃多醣膠和刺槐豆膠)。也可使用天然吸收聚合物以及完全或部分合成的吸收聚合物的混合物。SAP材料是本領域的技術人員所熟知的，並且可廣泛地商購獲得(如以商品名「DRYTECH2035」得自 Dow Chemical (Midland, Mich.)或以商品名「FAVOR SXM 880」得自 StockhausenCorporation(Greensboro, N. C.))。吸收材料(如SAP)可以為多種幾何形狀中的任何者。在一些實施例中，吸收材料為離散粒子的形式。然而，吸收材料也可以是纖維、薄片、棒、球體或針狀物中的至少一者的形式。作為一般的規則，根據吸收主體的總重量，高吸收性材料在吸收主體36中存在的量
為約5重量％至約90重量％。在一些實施例中，根據本發明的吸收製品包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片以及位於頂片和底片之間的上述任何實施例中所公開的吸收組分或多個經處理的多孔粒子。此類吸收製品通常包括衛生巾、尿布和其他失禁用製品。根據本發明的吸收製品的示例性實施例的分解示意圖在圖5中示出。參見圖5，沿吸收製品500的厚度方向，頂片520是靠在使用者皮膚上的層，因此是接觸液體或使用者的其他滲出物的第一層。頂片520還起到將使用者的皮膚與吸收組分560中保持的液體隔離開的作用，並且通常是適形、柔軟以及非刺激性的。
可使用各種材料形成根據本發明的吸收製品中的頂片，所述材料包括開孔塑料薄膜、織造織物、非織造纖維網、多孔泡沫和蜂窩狀泡沫。在一些實施例中，頂片是非織造材料。示例性非織造材料包括成纖聚合物長絲(如聚烯烴、聚酯或聚醯胺長絲)的紡粘或熔噴纖維網，以及天然聚合物(如人造絲或棉纖維)和/或合成聚合物(如聚丙烯或聚酯纖維)的粘接粗梳纖維網。非織造網可以用表面活性劑(如，用量為約0. 05重量％和0. 5重量％之間)進行表面處理或以其它方式處理，以賦予所需水平的潤溼性和親水性。如果使用了表面活性劑，則其可以是遷移到表面的內部添加劑或可通過任何常規方法(如噴霧、印刷、浸潰或刷塗)施加到網。底片540有時稱為外側覆蓋件，並且是距離使用者最遠的層。底片540通常由熱塑性薄膜(如聚乙烯薄膜)形成，液體基本上不可透過該薄膜。底片540用來防止容納在吸收組分560中的身體分泌物潤溼或汙染穿著者的衣服、被褥或接觸尿布的其他材料。在一些實施例中，底片是初始厚度為約0. 5密耳(0. 012毫米)至約5. 0密耳(0. 12毫米)的聚乙烯薄膜。聚合物膜可以是壓印的和/或經啞光處理的，從而得到更美觀的外觀。在一些實施例中，底片540包括織造或非織造纖維網，該網已經被構造或處理，以賦予所需水平的液體不可滲透性。在其他實施例中，底片540包括由織造或非織造織物和熱塑性膜形成的層合物。在一些實施例中，底片540包含蒸氣或氣體可透過的微孔「可透氣」材料，液體基本上不可透過該材料。例如，當底片540包括非織造織物時，底片也可起到用於機械緊固件的配合構件的作用。在一些實施例中，根據本發明的吸收製品還包括採集層580，如圖5所示。提供採集層，以迅速接受湧入物，並且吸收、保持、引導或以其它方式管理液體，使得液體不會滲漏到製品外部。採集層也可稱為(例如)湧入層、吸入層、轉移層或傳送層。對於(例如)嬰兒，採集層通常能夠處理的湧入物為約60和100毫升(mL)之間、湧入體積流速為約5至20毫
升/秒。採集層580通常置於頂片520和另一層(如吸收組分560)之間。採集層580通常在頂片520的與使用者皮膚相對的表面下方。為了提高液體轉移，將採集層580的上表面和/或下表面分別附連到頂片和吸收組分560可能是有利的。合適的常規附連技術包括粘結劑粘結(如使用水性、溶劑型或熱活化粘結劑)、熱粘結、超聲粘結、針刺或穿刺成孔中的至少一者。如果(例如)採集層580以粘結方法粘合至頂片520，則粘合劑附加量應當足夠，從而得到所需的粘結水平，同時不會過度限制液體從頂片520流進採集層580中的流速。各種織造與非織造纖維網和泡沫可用於構造採集層580。例如，採集層580可以是由聚烯烴長絲的熔噴或紡粘網構成的非織造織物層。此類非織造織物層可以包含短纖維或其他長度纖維的組合纖維、雙成分纖維和均聚物纖維，以及此類纖維與其他類型纖維的混合物。採集層580也可以是由天然和/或合成纖維構成的粘接粗梳纖維網或氣流纖網。粘接粗梳纖維網可以是(例如)粉末粘接粗梳纖維網、紅外粘接粗梳纖維網或通風粘接粗梳纖維網。湧入層材料的另外的例子可見於美國專利No. 5，490，846 (Ellis等人)和美國專利No. 5，364，382 (Latimer)。採集層580可以由基本上疏水的材料構成，並且該疏水材料可以任選地用表面活性劑處理或以其它方式處理，以賦予所需水平的潤溼性和親水性。在一些實施例中，採集層580可具有通常為均勻的厚度和橫截面積。在根據本發明的吸收製品的一些實施例、包括圖5中圖示的實施例中，使用基本上親水的面巾紙片590來幫助保持吸收組分560的氣流成網纖維結構的完整性。可以使用一個或多個面巾紙片590，或一個面巾紙片590可以環繞吸收組分的兩側。面巾紙片590通常設置在吸收組分560周圍的該吸收組分560的至少兩個主要面向表面上方，並且由吸收性纖維素材料(如縐紗填絮或高溼強度面巾)構成。在一些實施例中，面巾紙片590可被構 造為提供芯吸層，所述芯吸層有助於使液體迅速分布於吸收組分560中的吸收材料上方。在這些實施例中，面巾紙片590可被視為分布層，其可將流體從初始沉積點移動至需要存儲的位置(如吸收組分560)。其他類型和/或額外的分布層可以存在於吸收製品中。這些分布層可以由(例如)織造織物和非織造網製成(如，使用上述用於頂片520和採集層580的材料)。在根據本發明的吸收製品的一些實施例中，所述多個經處理的多孔粒子505位於頂片和吸收材料之間(如，位於吸收組分中)。在這些實施例中的一些、包括圖5的圖示實施例中，所述多個經處理的多孔粒子505直接接觸吸收材料(如，位於吸收組分560中)。在這些實施例中的其他中，所述多個經處理的粒子505可以設置在(例如)採集層580之上、或採集層580和面巾紙層590之間。在一些實施例中，所述多個經處理的粒子505可以設置在(例如)吸收組分560下方，在該處它們對降低使用者皮膚附近的相對溼度仍然有效。在一些實施例中，吸收製品具有細長形狀、縱向中線、橫向中線以及在縱向中線和橫向中線相交處的中心區，其中所述多個粒子未置於中心區中，但置於縱向中線或橫向中線中的至少一者的任一側上。在一些實施例中，吸收製品具有細長形狀、縱向中線、橫向中線以及在縱向中線和橫向中線相交處的中心區，其中所述多個粒子分散在中心區內。「分散」可意味著(例如)粒子之間存在空隙。在根據本發明的吸收製品、吸收組分和/或包括吸收材料的多個粒子的一些實施例中，當所述多個粒子的至少一部分暴露於含水液體時，與多個不包含疏水基團的對比粒子相比，所述多個粒子可在更大程度上(如，以至少大5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%或50%的程度)降低相對溼度。多個不包含疏水基團的對比粒子是指與所述多個經處理的粒子相同的、但未經疏水處理的多個粒子。例如，在此類多個對比粒子被處理前，其尺寸和孔徑分布與所述多個經處理的粒子相同，並且化學組成與經處理的多孔粒子相同。鄰近使用者皮膚的吸收製品中的相對溼度可根據(例如)以下實例部分描述的和圖2A和圖2B中示出的用於測量相對溼度的測試方法進行測量。雖然未經處理的乾燥劑粒子可用於降低鄰近使用者皮膚的吸收製品中的相對溼度，但未經處理的乾燥劑粒子通常將吸收湧入吸收製品的液體。乾燥劑的外表面和內部孔表面因此不能用於吸收在吸收製品附近的水蒸氣。相比之下，本文所公開的經處理的多孔粒子的外表面通常排斥含水液體。它們吸收的液體不像未經處理的粒子那樣多，因此具有更多的內表面區域用於吸收水蒸氣。在根據本發明的吸收製品的一些實施例中，所述多個經處理的粒子使引入吸收製品頂片的含水液體流轉向。這樣，所述多個經處理的粒子用作分布材料(如上所述)，其將流體從初始沉積點移動至需要存儲的位置。經處理的粒子使液流轉向的程度可以取決於(例如)外表面上的疏水程度，該疏水程度通常與接觸角相關。因此，可選擇對經處理的多孔粒子進行疏水處理，以使給定吸收製品的液流轉向所需的量。在一些實施例中，所述多個經處理的多孔粒子對水的接觸角為在90至100度、95至110度或100至115度的範圍內。根據本發明的經處理的多孔粒子和未 經處理的多孔粒子的混合物可用於使給定吸收製品的液流轉向所需的量。此類混合物既可利用(例如)由經處理的多孔粒子提供的流動轉向和增強的溼度降低兩者、又可利用由未經處理的多孔粒子提供的對液體的吸收。在一些實施例中，經處理的多孔粒子和未經處理的多孔粒子的重量比為在0. 5:1至1:1. 5的範圍內。在一些實施例中，經處理的多孔粒子和未經處理的多孔粒子的量大致相等(如在0. 9:1至I: I. I的範圍內)。然而,對於一些應用而言,可使用在此範圍之外的比率。在一些實施例中，經處理的多孔粒子和未經處理的多孔粒子均為矽膠粒子。在一些實施例中，當經處理的多孔粒子分散在吸收組分的區域中、或與吸收材料混合時，所述經處理的多孔粒子可用於將液流引導到吸收材料中。通常期望的是，經處理的多孔粒子之間存在足夠的空間，以允許液體圍繞經處理的粒子流動並流入吸收材料中。間距取決於(例如)粒子的粒度。乾燥劑粒子在儲存期間可吸收水分。根據本發明的經處理的多孔粒子可以保存在水分不可透過的小袋內，以用於儲存和運輸。已經發現，經處理的多孔粒子在用於吸收製品的標準包裝中(如包裝於阻隔膜中或具有有機矽襯片和三折構造)水分吸收率穩定。本發明的實施例在第一實施例中，本發明提供包括外表面和內部孔表面的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子的外表面的至少大部分包含疏水基團，並且其中內部孔表面是基本上未經處理的。在第二實施例中，本發明提供根據第一實施例所述的經處理的多孔粒子，其中疏水基團包括烷基或芳基中的至少一者，其中烷基和芳基各自任選地被氟取代。在第三實施例中，本發明提供包括外表面和內部孔表面的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子的外表面的至少一部分包含疏水基團，所述疏水基團包括烷基或芳基中的至少一者，其中所述烷基和芳基被氟取代，並且其中內部孔表面為至少部分親水的。在第四實施例中，本發明提供根據第一、第二或第三任一實施例所述的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子是經處理的矽膠粒子、經處理的蒙脫石粘土粒子、經處理的沸石粒子、經處理的分子篩或經處理的活性炭粒子。在這些實施例中的一些中，經處理的多孔粒子是經處理的矽膠粒子或經處理的活性炭粒子。在第五實施例中，本發明提供根據第一至第四任一實施例所述的經處理的多孔粒子，其中疏水基團包括具有烷基、芳基或它們的組合的矽氧烷。
在第六實施例中，本發明提供根據第一至第五任一實施例所述的經處理的多孔粒子，其中經處理的多孔粒子是具有外表面的矽膠粒子，如通過X射線光電子能譜所確定，該矽膠粒子外表面最多至50埃深度處具有最多5原子％的矽原子。在第七實施例中，本發明提供包括根據第一至第六任一實施例所述的經處理的多孔粒子的多個粒子。在第八實施例中，本發明提供根據第七實 施例的所述多個粒子，其中當所述多個粒子被噴灑在水面上以形成單層時，至少75%的所述多個粒子浮在水面上，並且其中所述多個粒子在30°C和50%的相對溼度下保持24小時之後吸收其重量至少20%的水蒸氣。在第九實施例中，本發明提供根據第七或第八實施例的所述多個粒子，其中在30°C和80%的相對溼度下，所述多個粒子的水蒸氣吸收率為不包含所述疏水基團的多個對比粒子的水蒸氣吸收率的至少60%。在第十實施例中，本發明提供根據第七至第九任一實施例所述的多個粒子，其中當所述多個粒子的至少一部分暴露於含水液體時，與不包含疏水基團的多個對比粒子相t匕，所述多個粒子會更大程度地降低相對溼度。在第十一實施例中，本發明提供根據第七至第十任一實施例所述的多個粒子，其中所述多個粒子基本上不含其中外表面和內部孔表面均用疏水基團處理的粒子。在第十二實施例中，本發明提供根據第七至第十一任一實施例所述的多個粒子，所述多個粒子還包括未經處理的乾燥劑粒子。在第十三實施例中，本發明提供根據第七至第十二任一實施例所述的多個粒子，所述多個粒子還包含變色指示劑。在第十四實施例中，本發明提供根據第七至第十三任一實施例所述的多個粒子，所述多個粒子還包括吸收粒子或纖維，所述吸收粒子或纖維包含超吸收聚合物、親水性非織造布或木漿中的至少一者。在第十五實施例中，本發明提供製備根據第一至第六任一實施例所述的經處理的多孔粒子或根據第七至第十一任一實施例所述的多個粒子的方法，該方法包括在使多孔粒子的內部孔表面保持基本上未經處理的同時，用疏水劑處理多孔粒子的外表面。在第十六實施例中，本發明提供根據第十五實施例的方法，其中只有多孔粒子的外表面才用疏水劑處理。在第十七實施例中，本發明提供根據第十五或第十六實施例的方法，其中處理多孔粒子的外表面的步驟包括通過等離子體沉積在多孔粒子的至少一部分外表面上形成包含娃、氫和碳的層。在第十八實施例中，本發明提供根據第十七實施例的方法，其中形成包含矽、氫和碳的層的步驟包括電離包含有機娃化合物的氣體，所述有機娃化合物選自燒基娃燒、燒氧基娃燒、亞燒基聚娃燒、燒基聚娃燒、稀基娃燒、芳基娃燒以及它們的組合。在第十九實施例中，本發明提供根據第十七或第十八實施例的方法，所述方法還包括用含氟化合物處理包含矽、氫和碳的層的至少一部分。在第二十實施例中，本發明提供根據第十九實施例的方法，其中含氟化合物選自全氟丙烷、四氟化碳、三氟甲烷、二氟甲烷、五氟乙烷、全氟丙烯和全氟丁烯以及它們的組
口 o
在第二十一實施例中，本發明提供根據第十九或第二十實施例的方法，其中用含氟化合物處理包含矽、氫和碳的層的至少一部分的步驟包括通過等離子體沉積在包含矽、烴類和碳的層的至少一部分上形成包含氟和碳的層。在第二十二實施例中，本發明提供根據第十五或第十六實施例的方法，其中處理多孔粒子的外表面的步驟包括將多孔粒子暴露於水蒸氣；隨後將多孔粒子暴露於包含反應性有機矽烷化合物的第二蒸氣。
在第二十三實施例中，本發明提供根據第二十二實施例的方法，其中反應性有機矽烷化合物選自二氯二甲基矽烷、三氯甲基矽烷、氯代三甲基矽烷以及它們的組合。在第二十四實施例中，本發明提供根據第二十二或第二十三實施例的方法，其中包含反應性有機矽烷化合物的蒸氣的溫度為最高30°C。在第二十五實施例中，本發明提供根據第二十二至第二十四任一實施例的方法，其中包含反應性有機矽烷化合物的蒸氣的壓力為至少400Pa。在第二十六實施例中，本發明提供包含吸收材料與根據第七至第十三任一實施例所述的多個粒子的結合的吸收組分。在第二十七實施例中，本發明提供根據第二十六實施例的吸收組分，其中吸收材料為木漿、超吸收聚合物或丙烯酸系泡沫中的至少一者。在第二十八實施例中，本發明提供吸收製品，該吸收製品包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片以及位於頂片和底片之間的根據第二十六或第二十七實施例的吸收組分。在第二十九實施例中，本發明提供吸收製品，該吸收製品包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片以及位於頂片和底片之間的根據第十四實施例的所述多個粒子。在第三十實施例中，本發明提供根據第二十八或第二十九實施例的吸收製品，其中所述多個粒子位於頂片和吸收材料之間。在第三十一實施例中，本發明提供根據第二十八至第三十任一實施例所述的吸收製品，其中吸收製品具有細長形狀、縱向中線、橫向中線以及在縱向中線和橫向中線相交處的中心區，並且其中所述多個粒子未置於中心區中，但置於縱向中線或橫向中線中的至少一者的任一側上。在第三十二實施例中，本發明提供根據第二十八至第三十任一實施例所述的吸收製品，其中吸收製品具有細長形狀、縱向中線、橫向中線以及在縱向中線和橫向中線相交處的中心區，並且其中所述多個粒子分散在中心區內。在第三十三實施例中，本發明提供根據第二十八至第三十二任一實施例所述的吸收製品，其中所述多個粒子使引入吸收製品頂片的含水液體流轉向。在第三十四實施例中，本發明提供以下粒子作為乾燥劑的用途根據第一至第六任一實施例所述的經處理的多孔粒子；或根據第七至第十四任一實施例所述的多個粒子。在第三十五實施例中，本發明提供根據第三十四實施例所述的經處理的多孔粒子的用途，其中乾燥劑暴露於含水液體。在第三十六實施例中，本發明提供以下粒子作為氣味控制劑的用途根據第一至第六任一實施例所述的經處理的多孔粒子；或根據第七至第十四任一實施例所述的多個粒子。在第三十七實施例中，本發明提供根據第三十五實施例所述的經處理的多孔粒子的用途，其中氣味控制劑暴露於含水液體。以下非限制性實例進一步說明了本發明的實施例，但是這些實例中所提到的具體材料及其含量以及其他條件和細節均不應被解釋為對本發明的不當限制。SM測試方法漂浮測試 將去離子水(約IOmL)添加到20mL的玻璃小瓶中，然後使用匙形刮刀將粒子小心地噴灑在水面上，其噴灑量為足以形成單層的經處理的粒子。對於粒子實例I至18、說明例I至8和比較例1，經處理的粒子的量為約I克。目視檢查經處理的粒子，並且估計漂浮的經處理的粒子的百分比。當至少約75%的經處理的粒子漂浮在水面上時，則認為經處理的粒子通過了漂浮測試。當直徑粒度為0. 5mm至I. Omm的未經處理的娃膠(可購自AGMContainerControls, Inc. (Tucson, AZ)的A型娃膠,產品編號920014)接受該測試時,粒子沉到小瓶底部並通常伴隨有「噼啪」聲。經處理的粒子的表面分析使用以下步驟對粒子進行電子能譜化學分析(ESCA)。使用以商品名「AXIS ULTRA」購自Kratos Analytical (Chestnut Ridge, New York)的X射線光電子能譜儀對樣品的表面進行三次重複分析，該儀器使用單色Al X射線源激發光電子。在相對於樣品表面的90°飛離角處檢測發射的光電子。通過對主峰面積進行積分並應用丨合當的靈敏度因數，從獲得的光譜來確定表面組成。ESCA是為定量分析，並且代表5A和、U \之間的採樣深度，該深度取決於研究的材料以及該材料中發射的原子芯級電子的電子動能。水蒸氣吸收率 測量經處理的粒子、未經處理的粒子、木漿(紙漿)和超吸收聚合物(SAP)的水蒸氣吸收。稱量兩克樣品置於小瓶中，然後將小瓶置於玻璃廣口瓶中，使樣品暴露在300C和50%的相對溼度下。將小瓶移出廣口瓶，加蓋，並稱量。在下表指示時間點測量重量的改變，並且記錄。液傑水吸收率將多孔玻璃料過濾器裝配到帶側臂的錐形燒瓶上。側臂連接到室內真空系統。將玻璃料用水潤溼，並且施加真空使其乾燥。將粒子(2克)置於玻璃料上，然後沿著玻璃壁注入IOmL去離子水。讓水保持接觸粒子3分鐘。在3分鐘後通過側臂吸真空，稱量排入燒瓶中的水。然後計算水吸收率值。對每一種類型的粒子都重複此步驟三次。粒子實例I至4將商業化的平行板電容耦合式活性離子蝕刻器(2480型，從PlasmaTherm(St.Petersburg, Florida)商購獲得)用於對粒子進行等離子體處理。在樣品位於接近電極的離子殼層中的情況下進行等離子體處理。該反應器包括接地室電極和驅動電極。該腔室為圓柱形，內徑為762mm (30英寸)、高為150mm (6英寸)。在腔室內部設有一個直徑為686mm(27英寸)的圓形電極，並連接有匹配網絡和在13. 56MHz頻率下操作的3kW射頻電源。用由機械泵帶動的羅茨鼓風機對腔室內部抽真空。除非特別指出，否則腔室內的基礎壓力為0.67Pa(5毫託)。通過質量流量控制器或針形閥對進入腔室的工藝氣體進行計量。通過將樣品置於等離子體反應器驅動電極上的玻璃培養皿中而完成所有等離子體處理。矽膠的等離子體處理分兩個單獨的步驟完成。在第一步驟中，在四甲基矽烷(TMS)等離子體中處理粒子，以將具有連接甲基的有機矽層沉積在粒子的外表面上。在第二步驟中，使用全氟丙烷等離子體在表面上生成CF3、CF2和CF基團。將矽膠粒子(A型矽膠，據報導其平均孔徑為在約2至3nm的範圍內，可購自AGMContainer Controls, Inc.，產品編號920014)置於深度為約0. 125至0. 25英寸的玻璃培養皿中，然後將玻璃培養皿置於PlasmaTherm反應系統的驅動電極上。所述腔室被抽空到10毫託(1.3Pa)的壓力，將四甲基矽烷以150標準立方釐米/分鐘(sccm)的流速引入，在1000瓦的功率下產生等離子體。操作在室溫下進行，並且操作壓力為50毫託(6.7Pa)。在第一步驟期間等離子體打開的持續時間為10分鐘，此後關閉氣體，排空腔室，並且手動混合培養皿中的粒子。再次對腔室抽氣，使壓力降回小於10毫託(1.3Pa)。隨後將四甲基矽烷蒸氣以150sCCm的流速重新引入，點燃等離子體並且在1000瓦的功率下再維持10分鐘 時間。此後，再次排空腔室，手動混合乾燥劑粒子，將腔室抽氣降壓，重新引入四甲基矽烷蒸氣，並且將等離子體維持最後10分鐘時間。用四甲基矽烷蒸氣進行等離子體處理的總時間為30分鐘。在用四甲基矽烷蒸氣進行的第三次等離子體處理結束後，將全氟丙烷(C3F8)氣體以150sCCm的流速引入腔室中，重新點燃等離子體，並且在1000瓦下維持10分鐘。操作壓力為50毫託(6.7Pa)。此後，關閉氣體，並且將腔室排空到大氣環境。再重複C3F8等離子體處理兩次，並且在這兩次10分鐘的C3F8等離子體處理步驟之間手動攪拌培養皿中的粒子。因此，C3F8等離子體處理的總時間也為30分鐘。實例2至4各自根據實例I的方法製備，不同的是使用下表I中指示的等離子體處理總時間。對於實例2至4中的每一個，相同的是都再次點燃等離子體三次，但改變維持等離子體的時間，以得到表中示出的處理總時間。實例I至4中的每一個都保存在玻璃廣口瓶中，以避免在測試前吸收水分。實例I至4中的每一個都通過了上述測試方法部分中所描述的漂浮測試，漂浮粒子的百分比在下表I中提供。激I
實例 TMS時間(分鐘) C3F8時間漂浮粒子百分比___(分鐘)__
13098-99%----
2__15__15__98-99%
3__15__6__98-99%
4I45I 無 I 98-99%使用根據上述測試方法的ESCA評價實例I至4。結果在下表2中示出。轟I
權利要求
1.ー種經處理的多孔粒子，其包括外表面和內部孔表面，其中所述經處理的多孔粒子的所述外表面的至少大部分包含疏水基團，並且其中所述內部孔表面是基本上未經處理的。
2.根據權利要求I所述的經處理的多孔粒子，其中所述疏水基團包括烷基或芳基中的至少ー者，其中烷基和芳基各自任選地被氟取代。
3.ー種經處理的多孔粒子，其包括外表面和內部孔表面，其中所述經處理的多孔粒子的所述外表面的至少一部分包含疏水基團，所述疏水基團包括烷基或芳基中的至少ー者，其中所述烷基和芳基被氟取代，並且其中所述內部孔表面為至少部分親水的。
4.根據前述任一項權利要求所述的經處理的多孔粒子，其中所述疏水基團包括矽氧烷，所述矽氧烷具有烷基、芳基或它們的組合。
5.根據前述任一項權利要求所述的經處理的多孔粒子，其中所述經處理的多孔粒子為具有外表面的矽膠粒子，如通過X射線光電子能譜所確定，所述外表面最多至50埃深度處具有最多5原子％的娃原子。
6.多個粒子，所述多個粒子包括根據前述任一項權利要求所述的經處理的多孔粒子。
7.根據權利要求6所述的多個粒子，其中當將所述多個粒子噴灑在水面上以形成單層吋，至少75%的所述多個粒子浮在所述水面上，並且所述多個粒子在30°C和50%的相対溼度下保持24小時之後吸收其重量至少20%的水蒸氣。
8.根據權利要求6或權利要求7所述的多個粒子，其中在30°C和80%的相対溼度下，所述多個粒子的水蒸氣吸收率為不包含所述疏水基團的多個對比粒子的水蒸氣吸收率的至少60%。
9.根據權利要求6至權利要求8中的任一項所述的多個粒子，其中當所述多個粒子的至少一部分暴露於含水液體時，與不包含所述疏水基團的多個對比粒子相比，所述多個粒子會更大程度地降低相対溼度。
10.根據權利要求6至權利要求9中的任一項所述的多個粒子，其中所述多個粒子基本上不含粒子，其中所述外表面和所述內部孔表面用疏水基團處理。
11.根據權利要求6至權利要求10中的任一項所述的多個粒子，其還包括未經處理的乾燥劑粒子或變色指示劑中的至少ー者。
12.根據權利要求6至權利要求11中的任一項所述的多個粒子，其還包括吸收粒子或纖維，所述吸收粒子或纖維包含超吸收聚合物、親水性非織造布或木漿中的至少ー者。
13.ー種吸收組分，其包含吸收材料與根據權利要求6至權利要求12中的任一項所述的多個粒子的結合。
14.一種吸收製品，其包括液體可透過的頂片、液體不可透過的底片、以及在所述頂片與所述底片之間的根據權利要求13所述的吸收組分或權利要求12所述的多個粒子中的至少ー者。
15.以下粒子作為乾燥劑的用途根據權利要求I至權利要求5中的任ー項所述的經處理的多孔粒子；或根據權利要求6至權利要求12中的任一項所述的多個粒子。
16.以下粒子作為氣味控制劑的用途根據權利要求I至權利要求5中的任一項所述的經處理的多孔粒子；或根據權利要求6至權利要求12中的任一項所述的多個粒子。
全文摘要
本發明公開了經處理的多孔粒子，所述經處理的多孔粒子具有外表面和內部孔表面，其中所述經處理的多孔粒子的所述外表面的至少一部分具有疏水基團，並且所述內部孔表面是親水性的。例如，所述經處理的多孔粒子可以用作乾燥劑。本發明還公開了吸收製品，例如，尿布、衛生巾和吸收製品的吸收組分，所述吸收製品的吸收組分包括所述經處理的多孔粒子。
文檔編號A61F13/42GK102665774SQ201080052983
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月23日 優先權日2009年11月23日
發明者巴德理·維爾拉哈萬, 布林達·B·巴德理, 折谷忠人, 榮浩鳴, 莫塞斯·M·大衛 申請人:3M創新有限公司