本发明专利技术涉及从等离子体处理过的浆粕制造的纤维素交联纤维。本发明专利技术涉及用于生产具有更低的结含量和更高的湿松厚度的纤维素交联纤维及其生产方法。所述纤维与未处理过的浆粕片材相比具有更低的结含量和更高的湿松厚度。本发明专利技术还提供了形成所述纤维的方法。
【技术实现步骤摘要】
从等离子体处理过的浆粕制造的纤维素交联纤维与相关申请的交叉引用本申请要求了 2013年I月3日提交的US13/733, 622的优先权，US13/733，622是2010年6月30日提交的US12/827，007的部分继续申请，所述美国申请的全部公开内容通过参考并入本文。
本专利技术涉及用于生产具有更低的结含量和更高的湿松厚度的纤维素交联纤维及其生产方法。
技术介绍
交联纤维常规地通过用含有交联剂的溶液润湿经干燥的普通浆柏纤维来生产。浆柏纤维采取片材或者拉长片材的形式，并通常是成卷的。润湿的浆柏片材经过锤磨以使浆柏片材中包含的衆柏纤维单个化(individualize)。然后使锤磨过的含有交联剂的衆柏运行通过急骤干燥器以使纤维干燥并开始交联反应，并且在烘箱中进一步加热以完成交联过程。所述交联是纤维内(intrafiber)交联，其中纤维素纤维内的纤维素分子发生交联。纤维内交联赋予纤维素纤维以扭曲和卷曲以及松厚度(bulk)。在交联过程开始时，通过输送装置例如传送带或一系列从动辊将纤维素纤维的片材传送通过纤维处理区。在纤维处理区，向纤维素纤维的片材施加交联剂制剂。优选地，使用包括喷射、辊轧或浸溃在内的多种方法中的任一方法，向片材的一个或两个表面施加交联剂制剂。一旦交联剂制剂已被施加到片材，可以通过例如使片材通过一对辊而使溶液均匀分布于整个片材。在已经用交联剂处理纤维片材之后，通过将片材进料通过锤磨机，将用交联剂浸溃的湿片材纤维化。所述锤磨机用于将片材碎裂为构成它的单个的纤维素纤维，随后将其空气输送通过干燥装置以除去残留水分。然后将得到的经过处理的浆柏空气输送通过附加的加热区(例如，干燥器)，以使浆柏的温度达到固化温度。在一种实施方案中，干燥器包含用于接受纤维和用于通过急骤干燥法从纤维除去残留水分的第一干燥区，和用于使交联剂固化的第二加热区。作为替代，在另一种实施方案中，将经过处理的纤维鼓风通过急骤干燥器以除去残留水分，加热至固化温度，然后转移到烘箱，随后在烘箱中使经过处理的纤维发生固化。总的说来，将经过处理的纤维干燥，然后在足够的温度下固化足够的时间以实现交联。通常，将纤维进行烘箱干燥，并在约120°C至约200°C的温度下固化约I分钟至约20分钟。用于生产交联的纤维素纤维的代表性方法公开在美国专利号7，147，446和7，399，377中，二者的全部内容通过参考并入本文。经过交联的纤维具有挺度(stiffness)和回弹性的独特组合,这使得由所述纤维制成的吸收性结构保持高水平的吸收率，并且干燥的经过压缩的吸收性结构在润湿时表现出高水平的回弹性和膨胀响应。可用于制造交联纤维素纤维的纤维素纤维主要源自木浆。适用于本专利技术的木浆纤维可以从公知的化学方法例如硫酸盐法和亚硫酸盐法获得，随后进行或不进行漂白。浆柏纤维还可以通过热机械法(TMP)、化学热机械法(CTMP)或其组合进行处理。浆柏纤维可以通过化学方法来生产。也可以使用碎木纤维、回收或二次木浆纤维以及漂白和未漂白的木浆纤维。一种起始材料从长纤维的针叶树材类制备，诸如南部松、花旗松、云杉和铁杉。也可以使用硬木纤维，诸如杨树、桦树或桉树。生产木浆纤维的细节是本领域技术人员公知的。适合的纤维可以从包括Weyerhaeuser NR Company在内的许多公司购得。例如,可用于本专利技术的由南部松生产的适合的纤维素纤维，可以在名称CF416、CF405、NF405、NB416、FR416、FR516、PW416 和 PW405 下从 Weyerhaeuser NR Company 获得。将交联剂以足以实现纤维内交联的量施加到纤维素纤维。被施加到纤维素纤维的量，以纤维的总重量计，可以是约I重量％至约10重量％。可以使用多种交联剂中的任一种以及如有必要的话使用催化剂来产生交联纤维。以下是代表性的交联剂和催化剂。适合的脲基交联剂包括被取代的脲，诸如羟甲基化的脲例如二羟甲基脲(DMU，双-[N-羟甲基]脲)、羟甲基化的环状脲、羟甲基化的低级烷基环状脲、羟甲基化的二羟基环状脲、二羟基环状脲和低级烷基取代的环状脲。具体的基于环状脲的交联剂包括二羟甲基二羟基乙烯脲(DMDHEU，I, 3- 二羟基甲基_4，5- 二羟基-2-咪唑烷酮)、二羟基乙烯脲(DHEU，4，5- 二羟基-2-咪唑烷酮)、二羟甲基乙烯脲(DMEU，I, 3- 二羟甲基_2_咪唑烷酮)和二甲基二羟基乙烯脲(DMeDHEU或DDI，4，5- 二羟基-1，3- 二甲基-2-咪唑烷酮)。适合的二醛交联剂包括C2-C8 二醛(例如乙二醛)、具有至少一个醛基的(:2_(:8二醛酸类似物，和这些醛和二醛酸类似物的低聚物。这一组中的具体交联剂是戊二醛、乙二醛、乙醛酸。其它交联剂是缩醛如2，3- 二羟基-1，I, 4，4-四甲氧基丁烷、3，4- 二羟基-2，5- 二甲氧基四氢呋喃、甘油醛二甲缩醛和具有酸官能团的C2-C8 —元醛。其他适合的交联剂是二氯乙酸、二氯丙-2-醇、双环氧化物如丁二烯双环氧化物、聚环氧化物、N-羟甲基丙烯酰胺，以及二乙烯基砜、甲醛与有机化合物例如脲、硫脲、胍或三聚氰胺或含有至少两个活性氢原子的其它化合物如咪唑啉衍生物的缩合产物；二羧酸；二异氰酸酯；二乙烯基化合物；双环氧化物；含两个卤素的化合物如二氯丙酮和1，3- 二氯丙-2-醇；和卤代醇类例如表氯醇、tetraoxan和四(羟甲基)氯化鱗。这些可与碱性催化剂如氢氧化钠一起使用。在与某些聚合物例如脲-甲醛和三聚氰胺-甲醛一起起作用时，可以随聚合化合物加入无机酸如硫酸。酸可以以足以将水性纤维浆液的PH调整到约3.0至约5.5的量添力口。据信，酸在干燥步骤期间起到催化剂的作用以加速聚合化合物的反应。其它适合的交联剂包括羧酸交联剂，例如含有至少三个羧基的C2-C8单体多元羧酸(例如，柠檬酸、丙烷三甲酸(丙三羧酸)、丁烷四甲酸(BTCA)和氧基二琥珀酸)。具体的适合的多元羧酸交联剂包括单琥珀酸酒石酸酯和/或二琥珀酸酒石酸酯；二羧酸如酒石酸、苹果酸、琥珀酸、戊二酸、柠康酸、衣康酸、马来酸；聚合的多元羧酸例如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚甲基乙烯基醚-共聚-马来酸共聚物、聚甲基乙烯基醚-共聚-衣康酸共聚物、丙烯酸的共聚物、和马来酸的共聚物；通过在聚合过程期间引入次磷酸钠而具有掺入到聚合物链中的磷(作为次膦酸化物)的聚丙烯酸类化合物。用于上述基于脲的羟甲基化的交联剂的适合催化剂可以包括酸式盐如氯化铵、硫酸铵、氯化铝、氯化镁、硝酸镁。不同的明矾类，包括硫酸铝，是用于上述醛交联剂的适合的催化剂。含磷的酸例如磷酸、多磷酸、亚磷酸和次磷酸的碱金属盐，适合用于多羧酸交联剂。如果需要，催化剂的量可以变化。也可以使用交联剂和催化剂的混合物或掺混物。在用交联剂处理之前,纤维素纤维可以用脱粘剂(debonding agent)进行处理。脱粘剂倾向于使纤维间氢键最小化，并使得纤维彼此更容易地分离。然而，在锤磨之前，脱粘剂降低化学处理过的浆柏片材的强度，能够引起料片破坏，尤其是在较高生产率的情况中。脱粘剂可以是阳离子型、非离子型或阴离子型的。阳离子型脱粘剂显得优于非离子型或阴离子型脱粘剂。脱粘剂通常被加入到纤维素纤维原料中。适合的阳离子型脱粘剂包括季铵盐。这些盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
单个的纤维内交联的纤维，其由纤维素木浆制造，所述交联的纤维具有通过声波结试验测量低于20%的结含量，以及通过纤维吸收质量试验测量大于18cm3/g的湿松厚度。
【技术特征摘要】
2013.01.03 US 13/733,6221.单个的纤维内交联的纤维，其由纤维素木浆制造，所述交联的纤维具有通过声波结试验测量低于20%的结含量，以及通过纤维吸收质量试验测量大于18cm3/g的湿松厚度。2.权利要求1的单个的纤维内交联的纤维，其中所述纤维素木浆在形成所述交联纤维之前，用等离子体进行预处理。3.权利要求1的单个的纤维内交联的纤维，其中所述交联纤维具有低于15%的结含量。4.权利要求1的单个的纤维内交联的纤维，其中所述湿松厚度为至少19cm3/g。5.形成单个的纤维内交联的纤维的方法，所述方法包括: 用等离子体处理对纤维素木浆进行处理，以提供等离子体处理过的浆柏； 在将所述等离子体处理过的浆柏以大于30.5m/min的进料速率移动的同时，向所述等离子体处理过的浆柏施加交联剂； 将所述等离子体处理过的浆柏纤维化；以及 使所述等离子体处理过的浆柏交联以提供单个的纤维内交联的纤维。6.权利要求5的方法，其中所述进料速率为33.0m/...
【专利技术属性】
技术研发人员：安吉尔·斯托亚诺夫，查尔斯·E·米勒，
申请(专利权)人：韦尔豪泽NR公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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