本发明专利技术提供一种具有独特性质的改性牛皮纸浆纤维。所述改性纤维可以是与其常规的对应物几乎不可区分的改性漂白牛皮纸纤维，不同的是其具有低聚合度(DP)。本发明专利技术还提供了用于制造所述改性纤维的方法和由其制造的产品。所述方法可以是可合并为多段漂白工艺中的单一阶段的单步酸性、铁催化过氧化物处理工艺。所述产品可以是化学纤维素原料、微晶纤维素原料、绒毛浆和由其制造的产品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及纤维素纤维的化学改性。更具体地讲，本公开涉及来源于表现出一系 列独特特性的漂白牛皮纸浆的化学改性纤维素纤维，将其性能改善至超越来源于牛皮纸浆 的标准纤维素纤维并且使其可用于迄今局还限于昂贵纤维（例如，棉花或高a含量亚硫酸 盐纸浆）的应用。具体地讲，所述化学改性漂白牛皮纸纤维可表现出一种或多种以下有益 特性，包括但不限于改进的气味控制、改善的可压缩性和/或增加的白度（brightness)。所 述化学改性漂白牛皮纸纤维可表现出一种或多种这些有益特性，同时也保持非化学改性漂 白牛皮纸纤维的一种或多种其它特性，例如，保持纤维长度和/或游离度。当用一种或多种 活性试剂处理纤维时，可进一步增强改性纤维益处。 本公开进一步涉及来源于表现出低聚合度或超低聚合度的漂白软木和/或硬木 牛皮纸浆的化学改性纤维素纤维，使其适于用作吸收性产品的绒毛浆，用作包括纤维素醚 和酯的纤维素衍生物生产及消费品中的化学纤维素原料。本文中使用的"聚合度"可缩写 为"DP"。本公开更进一步涉及来源于具有小于约80的平衡聚合度的化学改性牛皮纸纤维 的纤维素。更具体地讲，本文中描述的化学改性牛皮纸纤维表现出低聚合度或超低聚合度 (本文中称为"LDP"或"ULDP"），可通过酸性或碱性水解处理以进一步将其聚合度降低至小 于约80 (例如降低至小于约50)，以使其适于多种下游应用。 本公开也涉及用于制造所描述的改性纤维的方法。本公开部分程度上提供一种用 于同时增加牛皮纸纤维的羧基和醛基官能度的方法。所描述纤维经历催化氧化处理。在一 些实施方式中，将所述纤维用铁或铜氧化，然后再进一步漂白以提供具有有益的白度特性 的纤维，所述有益的白度为例如可与标准漂白纤维相比的白度。此外，本专利技术公开至少一种 工艺，其可提供上述改善的有益特性而不引入用于对漂白纤维进行后处理的成本增加的步 骤。在这个低成本的实施方式中，所述纤维可在牛皮纸工艺（诸如牛皮纸漂白工序）的单 个阶段中处理。另一个实施方式涉及包括D QE1D1E2D2工序的五段漂白工序，其中第四（E2) 段包括催化氧化处理。 最后，本公开涉及使用所描述的化学改性纤维素纤维制造的所有消费品、纤维素 衍生物（包括纤维素醚和酯）和微晶纤维素。 专利技术背景 纤维素纤维和衍生物广泛用于纸张、吸收性产品、食品或食品有关应用、药物和工 业应用。纤维素纤维的主要来源是木纸浆和棉花。纤维素源和纤维素处理条件通常决定了 纤维素纤维的特性，并且因此决定了所述纤维对于某些目标用途的适用性。对处理成本相 对较低但用途非常广泛且从而使其能够用于多种应用的纤维素纤维存在需求。 纤维素通常以包含数百至成千上万个葡萄糖单位的聚合物链存在。氧化纤维素的 各种方法是已知的。在纤维素氧化中，纤维素链的糖苷的羟基可被转化成（例如）诸如醛基 或羧基的羰基。根据使用的氧化方法和条件，羰基修饰的类型、程度和位置可能不同。已知 某些氧化条件可使纤维素链本身降解，例如通过使纤维素链中的糖苷环裂解导致解聚。大 多数情况下，解聚纤维素不仅粘度降低，而且纤维长度比起纤维素原料更短。当纤维素降解 时（诸如通过解聚和/或显著地降低纤维长度和/或纤维强度），其可能难以处理和/或可 能不适于许多下游应用。对于可增加羧酸和醛官能度两者的改性纤维素纤维的方法仍有需 求，这些方法不会使纤维素纤维广泛地降解。本公开提供解决一个或多个这些不足的独特 方法。 已做出各种尝试来氧化纤维素以向纤维素链提供羧基和醛官能度而不使纤维素 纤维降解。在传统的纤维素氧化方法中，当在纤维素上存在醛基时，可能难以控制或限制纤 维素的降解。先前解决这些问题的尝试包括使用多步氧化工艺，例如在一个步骤中以位点 特异性方式修饰某些羰基，并且在另一个步骤中氧化其它羟基，和/或提供调节剂和/或保 护剂，所有步骤都可能对纤维素氧化工艺带来额外费用和副产物。因此，需要节约成本的和 /或可在单步工艺（诸如牛皮纸工艺）中进行的对纤维素进行改性的方法。 本公开提供新颖的方法，其相比现有技术中尝试的方法提供了巨大的改善。通常， 纤维素牛皮纸纤维的氧化（在现有技术中）是在漂白工序之后进行。意外的是，本专利技术人 发现可使用漂白工序的现有阶段（特别是五段漂白工序的第四段）来氧化纤维素纤维的氧 化。此外，意外的是，本专利技术人发现金属催化剂（特别是铁催化剂）可用于漂白工序中来完 成这种氧化而不影响成品，例如，因为催化剂不会在纤维素中保持结合，使得在漂白工序终 点之前除去至少一些残留的铁比基于本领域知识的预期更加容易。此外，出乎意料地，本发 明人发现可进行此类方法而基本上不使纤维降解。 纤维素纤维（包括牛皮纸浆）可用金属和过氧化物和/或过酸氧化在本领域是 已知的。例如，纤维素可用铁和过氧化物（芬顿试剂（Fenton's reagent))氧化。参见 灯811；1〇1:〇等人，11〇12；1^(^8〇11111^，52卷，第2期（1998)，180-184 页。金属和过氧化物（诸 如芬顿试剂）是相对廉价的氧化剂，使它们一定程度上适于诸如牛皮纸工艺的大规模应 用。就芬顿试剂而言，众所周知这种氧化方法在酸性条件下可降解纤维素。因此，本来就不 期望在牛皮纸工艺中使用芬顿试剂而不广泛地降解纤维，例如在酸性条件下伴有纤维长度 的损失。为了防止纤维素的降解，芬顿试剂经常在碱性条件下使用，不过芬顿反应被显著地 抑制。然而，在碱性条件下使用芬顿试剂可能还存在其它缺点。例如，纤维素仍然可能会降 解或褪色。在牛皮纸浆处理中，纤维素纤维通常在多段工序中漂白，其通常包含强酸性和强 碱性漂白步骤，包括在漂白工序终点或终点附近的至少一个碱性步骤。因此，与本领域所 已知的相反，在牛皮纸漂白工序的酸性段用铁氧化的纤维可产生具有增强的化学性质的纤 维，但没有物理降解或褪色，这是相当惊人的。 因此，需要一种可向纤维素纤维（诸如来源于牛皮纸浆的纤维）引入醛和羧基官 能度而不广泛地降解纤维素和/或使纤维素变得不适于许多下游应用的低成本和/或单步 氧化。此外，还有向纤维素纤维引入高含量的羰基（诸如羧酸、酮和醛基）的需求。例如， 希望在不抑制氧化反应的条件下使用氧化剂（不同于例如在碱性pH使用芬顿试剂）以引 入高含量的羰基。为了提供满足这些需求的方法，专利技术人克服了现有技术的许多困难。 除了在控制纤维素氧化产物的化学结构以及那些产物的降解中的困难之外，已知 氧化方法可影响其它性质，包括化学和物理性质和/或成品中的杂质。例如，氧化方法可影 响结晶度、半纤维素含量、颜色和/或成品中的杂质含量。最后，氧化方法可影响处理用于 工业或其它应用的纤维素产品的能力。 通常进行木纸浆漂白的目的是有选择地增加纸浆的白色或白度（一般通过除去 木素和其它杂质），而不负面地影响物理性质。漂白化学纸浆（诸如牛皮纸浆）通常需要若 干不同的漂白阶段，以获得具有良好选择性的所需白度。通常，漂白工序使用以变化的pH 范围来进行的阶段。这种变化有助于（例如）通过溶解木素分解的产物来除去在漂白工序 中产生的杂质。因此，一般来说，希望在漂白工序中使用一系列酸性阶段（诸如三个依次的 酸性阶段），不会提供与交替的酸性/碱性阶段（诸如酸性-碱性-酸性）相同的白度。例 如，示例性DEDED工序制造出比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造具有改善的压纹能力的吸收芯的方法，所述方法包括：在所述芯中包含牛皮纸纤维，所述牛皮纸纤维已在漂白工序中于酸性环境内被铜催化剂或铁催化剂和过氧化物氧化，并且其用表面活性剂进一步处理，其中所述牛皮纸纤维在施加所述表面活性剂后展现小于约30％的比吸收率增加。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·诺尼，C·E·库尔切尼，D·泰皮，
申请(专利权)人：GP纤维素股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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