包含纤维素的混合聚合物超吸收性纤维制造技术

一种混合聚合物复合纤维，包括羧烷基纤维素，半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物，和纤维素纤维。一种制备包含纤维素纤维的混合聚合物复合纤维的方法，其中纤维素纤维分散在水溶液中，所述水溶液包含水中的羧烷基纤维素，半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物以提供水性纤维分散体；用第一交联剂处理水分散体以提供一种凝胶；将凝胶与水可混溶性溶剂混合以提供复合纤维；用第二交联剂处理复合纤维以提供交联的纤维。

【技术实现步骤摘要】
包含纤维素的混合聚合物超吸收性纤维
技术介绍
个人护理吸收性产品，比如婴儿尿布、成年人失禁用垫，和女性 护理产品，典型的包括吸收核心，所述核心包括分布在纤维基质中的 超吸收性聚合物粒子。超吸收剂是可水膨胀的，通常不溶于水的吸收性材料，对体液具有高吸附力。常用的超吸收性聚合物(SAP )主要 来源于丙烯酸，其本身来源于石油， 一种不可再生的原料。丙烯酸聚 合物和SAPs通常被认为是不可生物降解的。尽管它们使用广泛，对吸 收性产品的部分市场的关注在于来源于不可再生的石油原料的使用和 它们不能生物降解的性质。基于丙烯酸的聚合物还包含尿布和失禁用 垫的相当部分的成本构成。SAP的用户对更低成本的SAPs感兴趣。高 成本部分地来源于制造丙烯酸的成本构成，而这相应依赖于石油的浮 动价格。而且，当使用后丢弃尿布时，通常它们包含的量比它们的最 大或者理论吸附的体液含量要少得多。换句话说，按照它们的液体保 持容量，它们是过度设计的。这种过度设计造成SAP使用时 的低效。低效部分源于以下的事实SAPs被设计具有高的凝胶强度(被 高的加压吸收量或者AUL证明)。目前使用的SAP粒子的高凝胶强度 (在膨胀时)帮助它们保持粒子间的大量空隙，这有助于快速的流体 吸收。然而，这种高空隙容积同时导致饱和状态下产品中存在大 量空隙(在粒子之间的)液体。当存在大量孔隙液体时，吸收性产品 的再湿值或者湿感被损害。在个人护理吸收性产品中，美国南方松绒毛浆通常与SAP联用。 这种绒毛在世界上被认可为吸收性产品优选的纤维。这种偏爱基于绒 毛浆有益的高纤维长度(大约2.8 mm)和其相对容易的从湿地浆片加 工为气流沉降网。绒毛桨也是由可再生和可生物降解的纤维素浆纤维 制造的。与SAP相比，这些纤维在每质量基数上是便宜的，但在每单位保持的液体基数上趋向于更贵。这些绒毛浆纤维主要在纤维间的空 隙内吸收。因此，在施压时纤维性基质容易释放所得液体。这种释放 所得液体的倾向可能导致使用吸收性产品期间显著的皮肤潮湿，所述 吸收性产品包括完全由纤维素纤维形成的核心。这种产品也趋向于渗 漏所得液体，因为液体没有有效地保持在这种纤维性吸收性核心内。在一些应用中以纤维形式产生的超吸收剂相对粒子形式具有明显 的优势。这种超吸收性纤维可被制成护垫，无需添加非超吸收性纤维。 这种护垫因为去除或者减少了非超吸收性纤维的使用，也较轻便。液 体获取将比具有移动的超吸收性粒子的纤维护垫更均一。因此需要纤维性的超吸收性材料，所述材料同时由可生物降解的 可再生资源如便宜的纤维素制成。这样，超吸收性材料可用于有效的 吸收性产品的设计。下面阐述的本专利技术可以获得这些以及其他目标。专利技术简述本专利技术提供一种混合聚合物复合纤维，包括羧垸基纤维素，半乳 甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物，和纤维素纤维。混合聚合物 复合纤维包括大量的非永久性纤维内部金属交联。本专利技术还提供制备包含纤维素的混合聚合物复合纤维的方法。该 方法包括以下步骤将纤维素纤维分散在水溶液中，所述水溶液包含 水中的羧烷基纤维素，半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物以 提供水性纤维分散体；用第一交联剂处理水分散体以提供凝胶；将凝 胶与水可混溶性溶剂混合以提供复合纤维；用第二交联剂处理复合纤维以提供交联的纤维。 附图描述当与附图结合，参考下列详细说明，可以更透彻地理解相同内容，从而更容易的理解本专利技术的上述方面和许多相关优点，其中附图说明图1是本专利技术的典型混合聚合物复合纤维的图片； 图2是本专利技术的典型混合聚合物复合纤维的图片；和 图3是本专利技术的典型混合聚合物复合纤维的(横截面)的扫描电 子显微图片(1000X)。专利技术详述本专利技术提供一种混合聚合物复合纤维。本专利技术提供制备混合聚合 物复合纤维的方法。混合聚合物复合纤维是一种包含羧垸基纤维素，半乳甘露聚糖聚 合物或者葡甘露聚糖聚合物，以及纤维素的纤维。羧烷基纤维素，其 主要是钠盐形式，也可能是其他盐形式例如钾和铵盐形式。混合聚合 物复合纤维是由混合聚合物分子分子间交联形成的，是不溶于水和可 水膨胀的。在一方面，本专利技术提供一种还包括纤维素的混合聚合物复合纤维。 此处使用的术语混合聚合物复合纤维是指一种纤维，即至少三种 不同聚合物的复合物(即，混合聚合物)。混合聚合物复合纤维是包括两个相连的水溶性聚合物的均一组合物(i)羧烷基纤维素和(2) 半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物。用于制备混合聚合物复合纤维的羧垸基纤维素具有的羧基置换度(DS)从大约0.3到大约2.5。在一个实施方案中，羧烷基纤维素的羧 基置换度从大约0.5到大约1.5。虽然各种羧烷基纤维素适合用于制备混合聚合物复合纤维，在一 个实施方案中，羧垸基纤维素是羧甲基纤维素。在另一个实施方案中， 羧垸基纤维素是羧乙基纤维素。混合聚合物复合纤维中羧烷基按重量计占混合聚合物复合纤维重量的大约60到大约99%。在一个实施方案中，混合聚合物复合纤维中 羧烷基按重量计占混合聚合物复合纤维重量的大约80到大约95%。除 了来源于包含羧烷基半纤维素的木浆羧烷基纤维素外，来源于非木浆 例如棉绒的羧烷基纤维素也适合于制备混合聚合物复合纤维。对来源 于木制品的羧烷基纤维素，混合聚合物纤维包括按重量计占混合聚合 物复合纤维重量的大约20%的羧垸基半纤维素。用于制备本专利技术的混合聚合物复合纤维的半乳甘露聚糖聚合物可 以包括多种半乳甘露聚糖聚合物中的任意一种。在一个实施方案中， 半乳甘露聚糖聚合物是瓜耳豆胶。在另一个实施方案中，半乳甘露聚 糖聚合物是刺槐豆胶。在另一个实施方案中，半乳甘露聚糖聚合物是 他拉胶。用于制备本专利技术的混合聚合物复合纤维的葡甘露聚糖聚合物可以 包括多种葡甘露聚糖聚合物中的任意一种。在一个实施方案中，葡甘 露聚糖聚合物是魔芋胶。在另一个实施方案中，半乳甘露聚糖聚合物 是剌槐豆胶。在另一个实施例中，半乳甘露聚糖聚合物是他拉胶。半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物按重量计占混合聚合 物复合纤维重量的大约1到大约20%。在一个实施方案中，半乳甘露 聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物按重量计占混合聚合物复合纤维重 量的大约1到大约15%。纤维素按重量计占混合聚合物复合纤维重量的大约2到大约15%。 在一个实施方案中，纤维素按重量计占混合聚合物复合纤维重量的大 约5到大约10%。虽然可以从其他来源中获得，合适的纤维素纤维主要来源于木桨。 供本专利技术使用的合适木浆纤维获自公知的化学步骤，例如牛皮纸和亚 硫酸盐法，含有或者没有后续漂白。浆纤维还可以通过热机械，化学7热机械方法或者其联用来加工。高a -纤维素浆也是合适的木浆纤维。优选的浆纤维由化学法生产。可以使用磨木(ground wood )纤维，再 生或者次生木浆纤维，以及漂白和未漂白的木桨纤维。可以使用软木 和硬木。许多公司商品化提供合适的纤维，包括Weyerhaeuser公司。 例如，用于本专利技术的产自美国南方松的纤维素纤维由Weyerhaeuser公 司提供，编号为CF416, NF405, PL416, FR516和NB416。其他的合 适纤维包括北方软木和桉树纤维。混合聚合物复合纤维的制备是一个多步骤过程。第一步，水溶性 的羧垸基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物溶于水 中以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合聚合物复合纤维，包含羧烷基纤维素，半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物，和纤维素纤维，还包含纤维内多价金属离子交联，所述交联包括选自铝化合物，钛化合物，铋化合物，硼化合物和锆化合物中的一种或多种的金属离子。

【技术特征摘要】
US 2006-10-2 11/537,918;US 2006-10-2 11/537,9121. 一种混合聚合物复合纤维，包含羧烷基纤维素，半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物，和纤维素纤维，还包含纤维内多价金属离子交联，所述交联包括选自铝化合物，钛化合物，铋化合物，硼化合物和锆化合物中的一种或多种的金属离子。2. 权利要求l所述的纤维，其中羧烷基纤维素的存在量按重量计占纤维总重量的大约60到大约99%。3. 权利要求l所述的纤维，其中半乳甘露聚糖聚合物或者葡甘露聚糖聚合物的存在量按重量计占纤维总重量的大约1到大约20%。4. 权利要求l所述的纤维，其中纤维素纤维的存在量按重量计占纤维总重量的大约2到大约15%。5. —种制备以上任一项权利要求所述的纤维的方法，包含(a) 将纤维素纤维分散在水溶液中以提供水性纤维分散体...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿南达威拉韦诺，苏冰，
申请(专利权)人：韦尔豪泽公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]