專利名稱：多羧酸單獨(dú)交聯(lián)的纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高液體吸收性能的纖維素纖維、由這樣的纖維素纖維制得的吸收性結(jié)構(gòu)以及制備這樣的纖維和結(jié)構(gòu)的方法。更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維、制備這樣的纖維的方法以及含單獨(dú)交聯(lián)形式纖維素纖維的吸收性結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)中已敘述過主要以單獨(dú)的形式交聯(lián)的纖維以及制備這種纖維的各種方法;術(shù)語“單獨(dú)交聯(lián)的纖維”指的是主要有纖維內(nèi)化學(xué)交聯(lián)鍵的纖維素，也就是說，交聯(lián)鍵主要是在單根纖維的纖維素分子之間，而不是在獨(dú)立的纖維的纖維素分子之間。通常認(rèn)為，單獨(dú)交聯(lián)的纖維可用于吸收性產(chǎn)品，纖維本身以及含單獨(dú)交聯(lián)的纖維的吸收性結(jié)構(gòu)，相對(duì)于常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維來說，通常，至少在一個(gè)重要的吸收性能方面有改進(jìn)，通常在吸收性方面的改進(jìn)是對(duì)吸收容量而言的。此外，相對(duì)于由未交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)來說，由單獨(dú)交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)常常顯示出增加的濕彈性和干彈性，術(shù)語“彈性”在下文指的是在壓縮力釋放時(shí)，由纖維素纖維制成的墊片恢復(fù)至膨脹的原始狀態(tài)的能力。準(zhǔn)確地說，干彈性指的是，在纖維基本上處于干燥的條件下，釋放施加的壓縮力時(shí)，吸收性結(jié)構(gòu)的膨脹能力。濕彈性指的是在纖維基本上處于濕的條件下，釋放施加的壓縮力時(shí)，吸收性結(jié)構(gòu)的膨脹能力。為了本發(fā)明以及公開的一致性，濕彈性將在吸收性結(jié)構(gòu)弄濕至飽和狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)和記錄。
一般地說，已報(bào)道了三類制備單獨(dú)交聯(lián)的纖維的方法。如下所述的這些方法被稱之為干交聯(lián)法、水溶液交聯(lián)法以及基本上無水溶液交聯(lián)法。
在1965年12月21日出版的美國(guó)專利US3，224，926(L.J.Bernardin)中，敘述了用干交聯(lián)工藝制備單獨(dú)交聯(lián)的纖維的方法。該單獨(dú)交聯(lián)的纖維是這樣制備的首先將在水溶液中的潤(rùn)脹纖維用交聯(lián)劑浸漬，借助機(jī)械作用，再對(duì)纖維進(jìn)行脫水和分離纖維，并在纖維基本上處于單獨(dú)的狀態(tài)高溫干燥纖維使之發(fā)生交聯(lián)。由于交聯(lián)前進(jìn)行脫水的結(jié)果，纖維在未潤(rùn)脹的收縮狀態(tài)常發(fā)生交聯(lián)。在纖維處于未潤(rùn)脹的收縮狀態(tài)時(shí)發(fā)生交聯(lián)，如在美國(guó)專利US3，224，926中列舉的方法，被稱之為“干交聯(lián)”纖維的制備方法。通常，干交聯(lián)纖維被交聯(lián)鍵高度硬化。并且由它們制得的吸收性結(jié)構(gòu)顯示出相對(duì)高的濕彈性和干彈性。干交聯(lián)纖維的進(jìn)一步的特點(diǎn)在于低的液體保留值(FRV)。
例如，在US3，241，553(1966年3月22日出版，F(xiàn).H.Steiger)中，公開了水溶液交聯(lián)的纖維的制備方法。單獨(dú)交聯(lián)的纖維是借助將在含交聯(lián)劑和催化劑的水溶液中的纖維進(jìn)行交聯(lián)而制得的，用這種方法制得的纖維在下文稱之為“水溶液交聯(lián)”的纖維。由于水對(duì)纖維素纖維的潤(rùn)脹作用，因此，水溶液交聯(lián)的纖維是在未收縮的潤(rùn)脹的狀態(tài)進(jìn)行交聯(lián)的。相對(duì)于干交聯(lián)的纖維來說，如在US3，241，553中公開的水溶液交聯(lián)的纖維具有較大的柔性和較小的硬性，其特點(diǎn)在于更高的液體保留值(FRV)。由水溶液交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)與由干交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)相比，顯示出更低的干彈性和濕彈性。
在US4，035，147(1977年7月12日授于Sangenis等人)中，公開了一種單獨(dú)交聯(lián)的纖維的生產(chǎn)方法，該方法包括，將脫水的、未潤(rùn)脹的纖維與在基本上無水的溶液中的交聯(lián)劑和催化劑接觸;基本上無水的溶液含不足以引起纖維潤(rùn)脹的水量。交聯(lián)在纖維處于該基本無水的溶液中時(shí)發(fā)生，這種類型的方法在下文將稱之為無水溶液交聯(lián)法，由此制得的纖維稱之為無水溶液交聯(lián)的纖維。在US4，035，147中公開的無水溶液交聯(lián)的纖維，甚至在與那些對(duì)技術(shù)熟練人員是已知的用作潤(rùn)脹劑的溶液接觸很久時(shí)也不發(fā)生潤(rùn)脹。與干交聯(lián)的纖維一樣，它們被交聯(lián)鍵高度硬化，并且由它們制得的吸收性結(jié)構(gòu)顯示出相對(duì)地較高的干彈性和濕彈性。
如上所述的交聯(lián)的纖維確信能用作低密度吸收性產(chǎn)品，如尿布，以及也可用作高密度吸收性產(chǎn)品如月經(jīng)帶。然而，這樣的纖維沒有提供足夠的吸收性益處，但就它們的損失及成本而言，它們超過了常規(guī)的纖維，導(dǎo)致商業(yè)上重大的成功。交聯(lián)纖維的商業(yè)上的要求，還因安全問題而遭受損失，在文獻(xiàn)中提及的最廣泛使用的交聯(lián)劑是甲醛或甲醛加成產(chǎn)物，已知的如N-甲醇劑或N-甲醇酰胺;不幸的是，這些交聯(lián)劑對(duì)人的皮膚會(huì)產(chǎn)生刺激，并涉及了其它的人類安全問題。在交聯(lián)產(chǎn)品中除去游離甲醛至足夠低的水平，以避免對(duì)皮膚的刺激及其他人類安全問題，已被工藝及經(jīng)濟(jì)兩個(gè)障礙所阻礙。
如上所述，利用甲醛和各種甲醛加成產(chǎn)物交聯(lián)纖維素纖維在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，如US3，224，926，Bernardin，1965年12月21日出版;US3，241，553，Steriger，1966年3月22日出版;US3，932，209，Chatterjee，1976年1月13日出版;US4，035，147，Sangenis等人，1977年7月12日出版;以及US3，756，913，Wodka，1973年9月4日出版。不幸的是，甲醛蒸氣對(duì)眼睛和皮膚的刺激作用是上述參考文獻(xiàn)的明顯的缺點(diǎn)，很明顯，對(duì)于纖維素纖維交聯(lián)劑來說有一個(gè)需要，就是不用甲醛或其不穩(wěn)定的衍生物。
其它的一些參考文獻(xiàn)公開了使用二醛交聯(lián)劑，如見US4，689，118，Makoui等人，1987年8月25日出版;和US4，822，453，Dean等人，1989年4月18日出版。Dean等人的文獻(xiàn)公開了含單獨(dú)交聯(lián)的纖維的吸收性結(jié)構(gòu)，其中，交聯(lián)劑選自C2-C8二醛，優(yōu)選戊二醛。這些文獻(xiàn)似乎克服了涉及甲醛和/或甲醛加成產(chǎn)物的許多缺點(diǎn)，然而，用二醛交聯(lián)劑如戊二醛交聯(lián)的纖維的生產(chǎn)成本可能會(huì)很高，以致不能在商業(yè)上獲得重大成功。因此，存在著這樣一個(gè)需要，就是找到纖維素纖維交聯(lián)劑，這些交聯(lián)劑使用時(shí)不但對(duì)人的皮膚是安全的，而且在商業(yè)上也是可行的。
使用多羧酸賦予棉織品以抗皺性能在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，如見US3，526，048，Roland等人，1970年9月1日出版;US2，971，815，Bullock等人，1961年2月14日出版;和US4，820，307，Welch等人，1989年4月11日出版。這些文獻(xiàn)都是涉及用多羧酸和特定的固化催化劑處理棉紡織物，以改進(jìn)被處理織物的抗皺性能和耐用性能。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過使用特定的多羧酸交聯(lián)劑，能在單獨(dú)的纖維素纖維上形成酯交聯(lián)。由多羧酸交聯(lián)劑形成的酯交聯(lián)鍵與由單醛和二醛交聯(lián)劑產(chǎn)生的交聯(lián)鍵不同，單醛和二醛交聯(lián)劑形成縮醛交聯(lián)鍵。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于含未交聯(lián)的纖維的結(jié)構(gòu)來說，由這些單獨(dú)酯交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)顯示出增強(qiáng)的濕彈性和干彈性，并改善了濕響應(yīng)性，重要的是，用于本發(fā)明的所公開的多羧酸是無毒的，這和現(xiàn)有技術(shù)中常用的甲醛和甲醛加成物不一樣，而且，優(yōu)選的多羧酸交聯(lián)劑即檸檬酸可以較低的價(jià)格大量得到，這使得它與甲醛和甲醛加成物相比在商業(yè)上有競(jìng)爭(zhēng)力，也沒有任何與人類安全有關(guān)的問題。
本發(fā)明的目的是提供用多羧酸交聯(lián)劑單獨(dú)交聯(lián)纖維和由這樣的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)，其中，與由未聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)相比，由交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)具有更高的吸收容量;與由未交聯(lián)的纖維制成的結(jié)構(gòu)相比，交聯(lián)的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)顯示出更高的濕彈性和更高的干彈性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用多羧酸交聯(lián)劑單獨(dú)交聯(lián)的纖維和由這樣的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu);如上所述，與先前已知的交聯(lián)的纖維相比，它們具有優(yōu)異的吸收性能的平衡。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供在商業(yè)上可行的單獨(dú)交聯(lián)的纖維以及由這樣的纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu);如上所述，它們能靠近人的皮膚安全地使用。
如在此公開的內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述確定的目的可借助單獨(dú)交聯(lián)的纖維和將這些纖維摻入吸收性結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。通常，這些目的和其它的益處借助具有有效量多羧酸交聯(lián)劑的單獨(dú)交聯(lián)的纖維來實(shí)現(xiàn);以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)為計(jì)，交聯(lián)劑的量?jī)?yōu)選為約0.5mol%至約10.0mol%;更優(yōu)選為約1.5mol%至約6.0mol%，交聯(lián)劑與上述纖維是以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵的形式進(jìn)行反應(yīng)的。多羧酸交聯(lián)劑選自C2-C9多羧酸，該交聯(lián)劑與纖維是以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵的形式進(jìn)行反應(yīng)的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特點(diǎn)在于具有保水值(WRV′S)在約28至約60的上述纖維能完成涉及單獨(dú)交聯(lián)的纖維所確定的目的，并能在吸收性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中提供預(yù)想不到的好的吸收性能。
各種各樣的天然纖維素纖維可用于本發(fā)明，優(yōu)選使用由針葉木、闊葉木或棉短絨蒸煮得到的纖維，由西班牙草、甘蔗渣、搶麻、亞麻屬和其它木質(zhì)纖維和纖維素纖維源得到的纖維也可用作本發(fā)明的原料。纖維可以懸浮液、未制成片的或制成片材的形式提供。以濕漿板、干漿板或其它制成的片材形式提供的纖維，最好在與交聯(lián)劑接觸之前，借助機(jī)械力離解片材，使之碎成非片狀的形式，另外，優(yōu)選在濕的或是潤(rùn)濕的條件下提供纖維，最優(yōu)選的纖維是從沒干燥過的纖維。在干漿板的情況下，為了最低限度地?fù)p傷纖維，最好在機(jī)械離解前潤(rùn)濕纖維。
與本發(fā)明一起使用的最佳纖維源將取決于特定的最終用途。通常，優(yōu)選由化學(xué)制漿方法制得的紙漿纖維;可以使用全漂白，部分漂白和未漂白的纖維;為了得到很高的白度以及消費(fèi)者的要求，常常希望使用漂白紙漿，對(duì)于一些產(chǎn)品如毛巾紙，以及用于尿布、婦女衛(wèi)生紙、月經(jīng)帶以及其它類似吸收紙產(chǎn)品的吸收墊來說，特別優(yōu)選使用南方針葉木漿纖維，這是因?yàn)樗鼈冇袃?yōu)越的吸收特性。
可用于本發(fā)明的交聯(lián)劑包括脂族和脂環(huán)族C2-C9多羧酸，如在此使用的術(shù)語“C2-C9多羧酸”指的是含兩個(gè)或兩個(gè)以上羧基(COOH)且羧基連接的鏈或環(huán)中有2至9個(gè)碳原子的有機(jī)酸，在確定鏈或環(huán)中碳原子數(shù)時(shí)，不包括羧基，例如，1，2，3-丙三羧酸被認(rèn)為是含三個(gè)羧基的C3多羧酸，同樣地，1，2，3，4-丁四羧酸被認(rèn)為是含四個(gè)羧基的C4多羧酸。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明中適用作纖維素交聯(lián)劑的C2-C9多羧酸包括脂肪酸和脂環(huán)酸，其中，每個(gè)分子中至少帶有三個(gè)最好三個(gè)以上的羧基，并且是烯屬飽和的或烯鍵不飽和的;或者，如果雙鍵存在于一個(gè)或兩個(gè)羧基的α、β位的話，每個(gè)分子可只帶兩個(gè)羧基。另外的一個(gè)要求就是，對(duì)酯化纖維素羥基而言，羧基是活性的，在脂族或脂環(huán)族酸中指定的一個(gè)羧基必須由不少于2個(gè)碳原子、不多于3個(gè)碳原子與第二個(gè)羧基分開。不被理論所束服，根據(jù)這些要求，是活性的羧基一定能形成5元或6元環(huán)酸酐，并在多羧酸分子中帶有相鄰的羧基。其中，多羧酸分子中的兩個(gè)羧基被雙鍵分開或兩個(gè)都連接至同樣的環(huán)上，如果他們以這種方法相聯(lián)系的話，兩個(gè)羧基相互必須是順式構(gòu)型。
在每分子含三個(gè)或三個(gè)以上羧基的脂族多羧酸中，連接至羧基α碳原子的羧基不影響借助酸的纖維素纖維的酯化和交聯(lián)，因此，如檸檬酸(也即2-羥基-1，2，3-丙三酸)和酒石酸單丁二酸這樣的多羧酸可用作本發(fā)明的交聯(lián)劑。
脂族或脂環(huán)族C2-C9多羧酸交聯(lián)劑在羧基連接的鏈或環(huán)中還可含有氧原子或硫原子，因此，如氧化二丁二酸(也即2，2′-氧代二(丁二酸))硫代二丁二酸等這樣的多羧酸包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。對(duì)于本發(fā)明，氧代二丁二酸將被認(rèn)為是含四個(gè)羧基的多羧酸。
落入本發(fā)明范圍的多羧酸的具體例子包括如下馬來酸，檸康酸也即甲基馬來酸，檸檬酸，衣康酸也即亞甲基丁二酸，丙三羧酸也即1，2，3-丙三羧酸，反烏頭酸也即反式-1-丙-1，2，3-三羧酸，1，2，3，4-丁四羧酸，全順式-1，2，3，4-環(huán)戊四羧酸，苯六甲酸也即苯六羧酸以及氧代二丁二酸也即2，2′-氧代二(丁二酸)。上面列出的具體的多羧酸只是作為舉例用的，并不是全部包括在內(nèi)的。重要的是，交聯(lián)劑必須能與單根纖維素纖維中纖維素鍵上最近的至少兩個(gè)羧基反應(yīng)。
在此所使用的C2-C9多羧酸最好是脂族飽和的多羧酸，并且每分子至少含三個(gè)羧基。用于本發(fā)明的多羧酸交聯(lián)劑的一組優(yōu)選例子包括檸檬酸也即2-羥基-1，2，3-丙三羧酸，1，2，3-丙三羧酸和1，2，3，4-丁四羧酸。特別優(yōu)選檸檬酸，這是由于它能給纖維提供高吸收性能和高彈性，并是安全的、對(duì)人皮膚沒有刺激，還能提供穩(wěn)定的交聯(lián)鍵，而且，檸檬酸能以較低價(jià)格大量地得到，因此，使之用作交聯(lián)劑，在商業(yè)上是可行的。
另一組優(yōu)選用于本發(fā)明的交聯(lián)劑包括飽和的C2-C9多羧酸，在羧基連接的鏈中至少含一個(gè)氧原子。上述化合物的例子包括氧代二丁二酸，具有下述結(jié)構(gòu)式的酒石酸單丁二酸
和具有下面結(jié)構(gòu)式的酒石酸二丁二酸
酒石酸單丁二酸，酒石酸二丁二酸和它們的鹽的更詳細(xì)的說明能在US4，663，071(Bush等人，1987年5月5日出版)中找到，在此引入作為參考。
在多羧酸領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，上述脂族和脂環(huán)族C2-C9多羧酸交聯(lián)劑可以多種形式存在，如游離酸形式以及它們的鹽的形式。雖然優(yōu)選游離酸形式，但所有這些形式都被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維含有有效量的C2至C9多羧酸交聯(lián)劑，它與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵的形式起反應(yīng)，在此使用的“有效量交聯(lián)劑”指的是相對(duì)于常規(guī)的未交聯(lián)的纖維來說，交聯(lián)劑的量足以給纖維本身和/或含單獨(dú)交聯(lián)的纖維的吸收性結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)重要的吸收性能提供改進(jìn)。重要吸收性能的一個(gè)例子是滴下容量，它是吸收性結(jié)構(gòu)的液體吸收容量和液體吸收率的綜合測(cè)量值;下文中將提供滴下容量測(cè)量步驟的詳細(xì)說明。
特別是，由單獨(dú)交聯(lián)的纖維制成的吸收墊獲得了預(yù)想不到的好效果，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)，該纖維含約0.5mol%-約10.0mol%，較好約為1.5mol%-約6.0%mol%的與纖維起反應(yīng)的交聯(lián)劑。
最好是，交聯(lián)劑與纖維在液體介質(zhì)中接觸，在這樣的條件下，能使得交聯(lián)劑滲入單獨(dú)的纖維結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。然而，交聯(lián)劑的其它處理方法，包括在纖維是單獨(dú)的，松散形式時(shí)的噴淋，也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在沒有催化劑、并使PH值保持在一特定范圍(在下面將更詳細(xì)的討論)下，交聯(lián)反應(yīng)能以切實(shí)可行的速率完成。這與現(xiàn)有技術(shù)相反，現(xiàn)有技術(shù)告訴我們，必須要使用特定的催化劑，以提供多羧酸交聯(lián)劑和纖維的纖維素之間足夠快的酯化和交聯(lián)是商業(yè)上可行的速度，例如，見US4，820，307，welch等人，1989年4月11日出版。
然而，如果希望的說，也可在交聯(lián)前將纖維與適當(dāng)?shù)拇呋瘎┙佑|。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于纖維的催化劑的種類、用量以及接觸方法將取決于實(shí)際應(yīng)用的特定的交聯(lián)方法，這些變量將在下文進(jìn)行詳細(xì)的討論。
相對(duì)于未松散的紙漿纖維，或浸在不利于纖維間鍵特別是氫鍵形成的溶液中的纖維來說，一旦纖維用交聯(lián)劑(以及催化劑，如果使用的話)處理，交聯(lián)劑將與纖維以基本上無纖維間鍵即纖維間的接觸保持在很低的程度發(fā)生反應(yīng)，這將導(dǎo)致交聯(lián)鍵的形成實(shí)際上是纖維內(nèi)的，在這些條件下，交聯(lián)劑反應(yīng)形成單個(gè)纖維素鍵的羥基之間的交聯(lián)鍵，或者形成緊靠在單根纖維素纖維的纖維素鏈的羧基之間的交聯(lián)鍵。
雖然不想或不試圖限制本發(fā)明，但確信，多羧酸交聯(lián)劑上的羧基與纖維素的羥基發(fā)生了反應(yīng)，并形成酯鍵，在酸性條件下，有利于形成酯鍵(確信是提供穩(wěn)定交聯(lián)鍵所希望的鍵型)，因此，在酸性交聯(lián)條件，即PH約1.5-約5的范圍，對(duì)本發(fā)明是特別優(yōu)選的。
在交聯(lián)劑和纖維反應(yīng)之前，最好將纖維分離成低密度、單獨(dú)的、纖維形式，也即“松散”的形式?？山柚鞣N機(jī)械方法分離纖維，這些方法是至今現(xiàn)有技術(shù)上已知的或隨后將成為已知的方法。最好借助打結(jié)和纖維損傷最小的方法機(jī)械分離纖維。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)分離纖維素纖維特別有用的一種裝置是在US3，987，968(D.R.Moore和O.A.Shields，1976年10月26日出版)中敘述的三段松散裝置，因此，特意將所說的專利引入本發(fā)明作為參考。在US3，987，968中描述的松散裝置使?jié)駶?rùn)的纖維素紙漿纖維經(jīng)受機(jī)械沖擊、機(jī)械攪拌、空氣攪拌和有限量的熱風(fēng)干燥的綜合作用，以制出基本上無結(jié)的松散的纖維。相對(duì)于自然存在于上述纖維中的適量卷曲和扭曲來說，單獨(dú)的纖維又賦予了增強(qiáng)的卷曲和扭曲程度。確信這種輔助的卷曲和扭曲增強(qiáng)了由已加工的交聯(lián)纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)的彈性特性。
其它可用于分離纖維素纖維的方法包括(但并不是加以限制)用韋林氏攙合器處理和用轉(zhuǎn)盤精制機(jī)或鋼絲刷成切線地與纖維接觸。在上述的分離纖維期間，最好直接向纖維通空氣流，以幫助將纖維分離成基本上單獨(dú)的形式。
不管使用什么樣的用來形成松散纖維的特別的機(jī)械裝置，機(jī)械處理的纖維最好至少含初水分約20%，優(yōu)選在約40%-約65%之間。
除了由于機(jī)械分離纖維而賦予卷曲和扭曲外，還可使用高濃或部分干燥的纖維進(jìn)行機(jī)械精制，以給纖維提供卷曲和扭曲。
根據(jù)本發(fā)明制得的纖維具有極好的剛性和彈性的結(jié)合，它將使得由此纖維制成的吸收性結(jié)構(gòu)保持很高的吸收性，并顯示出很好的彈性以及很好的干的、壓縮的吸收性結(jié)構(gòu)的濕膨脹響應(yīng)性。對(duì)于常規(guī)的化學(xué)制漿得到的造紙纖維，除了在指出的范圍有交聯(lián)外，交聯(lián)纖維的特點(diǎn)還在于保水值(WRV′S)小于約60，更好在約28-約50，最好在約30-約45。特定纖維的WRV表示出了交聯(lián)程度，很高交聯(lián)度的纖維，如借助前述許多已知的現(xiàn)有技術(shù)交聯(lián)方法制得的那些纖維，已被發(fā)現(xiàn)WRV′S小于約25，通常在約20以下。當(dāng)然，使用的特定的交聯(lián)法將影響交聯(lián)的纖維的WRV，然而，導(dǎo)致交聯(lián)度和WRV′S在指定極限內(nèi)的任何方法被認(rèn)為是(規(guī)定為)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。可用的交聯(lián)法包括如在本發(fā)明背景技術(shù)中常說的干交聯(lián)法和無水溶液交聯(lián)法，某些用于制備本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維的優(yōu)選的干交聯(lián)法和無水溶液交聯(lián)法將在下文進(jìn)行更詳細(xì)的討論。水溶液交聯(lián)法將使纖維的WRV′S超過約60，該方法中，溶液使纖維成為高度潤(rùn)脹，對(duì)于本發(fā)明，這些纖維將不能提供足夠的硬性和彈性。
特別要指出的是干交聯(lián)法，根據(jù)這樣的一個(gè)方法可制備單獨(dú)交聯(lián)的纖維，它們是這樣制備的，首先提供一些纖維素纖維，將纖維懸浮液與上述類型及用量的交聯(lián)劑接觸，機(jī)械分離，例如分離纖維成基本上單獨(dú)的形式，干燥纖維并使交聯(lián)劑在催化劑存在下與纖維反應(yīng)，在纖維保持基本上單獨(dú)的形式的同時(shí)形成交聯(lián)鍵。除干燥步驟外，認(rèn)為分離纖維步驟還賦予纖維輔助的卷曲。接著的干燥通過纖維的扭曲而完成，扭曲度被纖維卷曲的幾何結(jié)構(gòu)而增加。如在此使用的纖維“卷曲”指的是纖維環(huán)繞纖維縱軸的幾何彎曲?！芭で敝傅氖抢w維環(huán)繞纖維縱軸垂直截面的轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明優(yōu)選的纖維是以纖維內(nèi)鍵的形式的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，并是高度扭曲和卷曲的。
如在此使用的術(shù)語“扭曲數(shù)”指的是在一定長(zhǎng)度纖維中存在的扭曲節(jié)的數(shù)量，使用扭曲數(shù)是作為測(cè)量纖維環(huán)繞其縱軸旋轉(zhuǎn)程度的方法。術(shù)語“扭曲節(jié)”指的是環(huán)繞纖維縱軸基本上是180°的軸向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)在顯微鏡下用透射光進(jìn)行觀察時(shí)，相對(duì)于纖維的其它部分來說，其中一部分纖維(即“節(jié)”)出現(xiàn)暗色。節(jié)之間的距離表示180°的軸向旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中的熟練技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，如上所述扭曲節(jié)的出現(xiàn)基本上是直觀的，而不是什么物理觀象，然而，一定長(zhǎng)度纖維的扭曲節(jié)的數(shù)量(即扭曲數(shù))直接表示纖維扭曲的程度，這是纖維的一個(gè)物理參數(shù)。扭曲節(jié)的外形及數(shù)量將根據(jù)纖維是晚材還是早材而變化。扭曲節(jié)和總扭曲數(shù)借助扭曲數(shù)圖象分析法(Twist Count Image Analysis Method)測(cè)量，該分析法描述于本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法這一部分，在描述本發(fā)明的纖維中所涉及的平均扭曲數(shù)通過前述扭曲數(shù)法適當(dāng)?shù)販y(cè)量。當(dāng)計(jì)算扭曲節(jié)時(shí)，必須將由于纖維損傷或纖維壓縮而使纖維變暗的部分與由于纖維扭曲而使纖維出現(xiàn)暗色的部分區(qū)分。
一定纖維試樣的實(shí)際扭曲數(shù)將隨早材與晚材纖維的比例而變化，任一特定的早材或晚材纖維的扭曲數(shù)也將因纖維不同而變化。盡管已公開了上述的扭曲數(shù)，但在限定本發(fā)明中，平均扭曲數(shù)的限定是有用的。并且不管早材纖維和晚材纖維的特定組合，這些限定都要運(yùn)用。也就是說，只要滿足其它要求的限定，具有包括在上述說明的扭曲數(shù)限定范圍內(nèi)的扭曲數(shù)的任何纖維都被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在纖維試樣扭曲數(shù)的測(cè)量中，重要的是，要測(cè)試足夠量的纖維，以精確地表示可變單獨(dú)纖維扭曲值的平均扭曲值。為了提供有代表性的纖維扭曲數(shù)，建議測(cè)試至少累計(jì)纖維長(zhǎng)度為5英寸的有代表性的纖維試樣。
濕纖維的扭曲數(shù)與干纖維的扭曲數(shù)相類似地進(jìn)行描述和測(cè)量，所述的方法只是有下述不同在進(jìn)行處理前，用水將纖維弄濕，隨后根據(jù)Twist Count Image Analysis Method在濕潤(rùn)時(shí)計(jì)算扭曲節(jié)。
干纖維的平均扭曲數(shù)最好是至少約2.5扭曲節(jié)/毫米，濕纖維的平均扭曲數(shù)最好是至少約1.5扭曲節(jié)/毫米，至少比干纖維的扭曲數(shù)小1.0扭曲節(jié)/毫米;最優(yōu)選的是干纖維的平均扭曲數(shù)至少為3.0扭曲節(jié)/毫米，濕纖維的平均扭曲數(shù)至少約2.0扭曲節(jié)/毫米，至少比干纖維的扭曲數(shù)小1.0扭曲節(jié)/毫米。
本發(fā)明的纖維除被扭曲外，還被卷曲;纖維的卷曲可說成是由于纖維的扭結(jié)、扭曲和/或彎曲而使纖維相對(duì)的縮短。對(duì)于本申請(qǐng)來說，纖維的卷曲將根據(jù)二維領(lǐng)域來測(cè)量。纖維的卷曲值將涉及纖維卷曲指數(shù);該纖維卷曲因子、卷曲的二維測(cè)量是這樣確定的，把纖維看成在二維平面內(nèi)，并測(cè)量纖維的投影長(zhǎng)度作為長(zhǎng)形環(huán)繞纖維的最長(zhǎng)尺寸LR和測(cè)量纖維的實(shí)際長(zhǎng)度LA，隨后按下列等式計(jì)算纖維的卷曲因子。
(1)卷曲因子＝(LA/LR)-1使用纖維卷曲指數(shù)圖象分析法(A Fiber Curl Index Image Analysis Method)測(cè)量LR和LA，該方法被描述于本申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)方法部分，該方法的背景資料由B.D.Jordan和D.H.Page在加拿大制漿造紙協(xié)會(huì)(加拿大魁北克省蒙特利爾市)第104-114頁中論文題目為“Application of Image Analysis To Pulp Fibre CharacterizationPart1”，于1979年9月17-19日的1979國(guó)際紙張物理座談會(huì)(1979International Paper Physics Coference Symposium，The Harrison Hotel，Harrison Hot springs，British Columbia)中進(jìn)行了描述。所說的參考文獻(xiàn)在此引入本申請(qǐng)作為參考。
優(yōu)選纖維至少具有約0.30的卷曲因子，更佳至少約為0.50。
在干燥和交聯(lián)期間維持纖維以基本上單獨(dú)的形式，使之在干燥期能扭曲，并且在如此扭曲、卷曲的狀態(tài)進(jìn)行交聯(lián)。在纖維可能發(fā)生扭曲和卷曲的條件下干燥纖維被稱之為在基本上無限制的條件下干燥纖維。另一方面，對(duì)制成片材的纖維進(jìn)行干燥將使得干燥的纖維不如以基本上單獨(dú)的形式干燥的纖維那樣具有高度的扭曲和卷曲，認(rèn)為這是由于纖維間氫鍵“限制”了相應(yīng)的纖維扭曲和卷曲的出現(xiàn)。
有多種方法可使纖維與交聯(lián)劑和催化劑(如果使用催化劑的話)相接觸。在一個(gè)具體例中，纖維和初始含交聯(lián)劑和催化劑的溶液接觸。在另一個(gè)具體例中，纖維與交聯(lián)劑水溶液接觸，并在添加催化劑之前使之浸漬，催化劑是隨后加入的。在第三個(gè)具體例中，將交聯(lián)劑和催化劑加至纖維素纖維的水懸浮液中。除在此描述的方法以外，其它的方法對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的熟練技術(shù)人員來說是顯而易見的，并規(guī)定包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。與特定的方法[由此纖維與交聯(lián)劑和催化劑接觸(如果使用催化劑的話)]無關(guān)，最好是將纖維素纖維、交聯(lián)劑和催化劑混合和/或使之與纖維進(jìn)行足夠的浸漬，以保證徹底與單獨(dú)的纖維接觸和浸漬作用。
申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，如果含交聯(lián)劑的溶液的PH值保持在下文特定的范圍內(nèi)，不使用催化劑也能完成交聯(lián)反應(yīng)。特別是，在交聯(lián)劑和纖維接觸期間，纖維素纖維懸浮液或交聯(lián)劑溶液的液態(tài)部分必須調(diào)節(jié)至約1.5-約5，更佳約2.0-約3.5的預(yù)定PH值。最好是將堿如NaOH添加至交聯(lián)劑溶液中來調(diào)節(jié)PH值。
盡管上面已經(jīng)描述過，但只要能催化交聯(lián)歷程的任何物質(zhì)，通常都可以使用，可用的催化劑包括堿金屬次磷酸鹽、堿金屬亞磷酸鹽，堿金屬多磷酸鹽、堿金屬磷酸鹽和堿金屬硫酸鹽。特別優(yōu)選的催化劑是堿金屬次磷酸鹽、堿金屬磷酸鹽和堿金屬硫酸鹽。雖然不知道催化劑的作用原理，但申請(qǐng)人相信，催化劑可真正地起緩沖劑的作用，并保持PH值在希望的范圍內(nèi)。在此有用的更完全的催化劑一覽表可在US4，820，307(Welch等人，1989年4月11日出版)中找到，在此引入作為參考。可以使用一種精選的催化劑作為唯一的催化劑，或與一種或多種其它的催化劑結(jié)合使用。
當(dāng)然，最選使用的催化劑的用量取決于交聯(lián)劑的特定的類型和用量以及反應(yīng)條件、特別是溫度和PH值。通?；诠に嚭徒?jīng)濟(jì)的角度考慮，以加入纖維素纖維的交聯(lián)劑重量計(jì)，優(yōu)選催化劑的用量通常在約5%(重量)和約80%(重量)之間。作為例子之目的，在催化劑是次磷酸鈉和交聯(lián)劑是檸檬酸情況下，以添加的檸檬酸的量計(jì)，優(yōu)選使用約50%(重量)的催化劑。此外，在交聯(lián)劑和纖維接觸期間，希望將纖維素纖維懸浮液或交聯(lián)劑溶液的液態(tài)部分調(diào)節(jié)至約1.5-約5，更佳為約2.0-約3.5的預(yù)定PH值。
通常，纖維素纖維將進(jìn)行脫水以及可有可無的干燥。切實(shí)可行的濃度和最佳濃度將取決于使用的松散設(shè)備的型號(hào)。在優(yōu)選具體例中，纖維素纖維被脫水并最適宜地干燥至約20%-約80%的濃度，更優(yōu)選的是，將纖維脫水，并干燥至約35%至約60%的濃度。在這些優(yōu)選的范圍內(nèi)干燥纖維通常將有助于纖維分離成單獨(dú)的形式，而不會(huì)象高含水量纖維那樣，形成過多的漿節(jié)，也不會(huì)象低含水量纖維那樣，對(duì)纖維有過多的損傷。
作為例子之目的，可借助如機(jī)械壓縮、離心分離或熱風(fēng)干燥紙漿來完成脫水。雖然在前述35-60%濃度范圍內(nèi)對(duì)纖維的輔助干燥是可有可無的，但最好借助在現(xiàn)有技術(shù)中稱之為熱風(fēng)干燥的方法對(duì)纖維進(jìn)行干燥，干燥是在不需要高溫和不長(zhǎng)一段時(shí)間的條件下進(jìn)行的。在該階段，過高的溫度和過長(zhǎng)的時(shí)間將使纖維干燥至超過60%的濃度，由此，在隨后的分離纖維階段，可能產(chǎn)生過多的纖維損傷。如前所述，在脫水后，纖維被機(jī)械的分離。
隨后，借助現(xiàn)有技術(shù)中稱之為閃擊干燥的方法，將分離的纖維干燥至60%-100%的濃度。在該階段，當(dāng)水從纖維中除去時(shí)，給予纖維以輔助的扭曲和卷曲，雖然借助此輔助干燥步驟除去的水量是可變的，但相信，與干燥至60%-100%范圍較低部分的閃擊干燥相比，閃擊干燥達(dá)到的濃度越高，將提供越多的扭曲和卷曲。在優(yōu)選的具體例中，纖維被干燥至約90%-95%濃度。認(rèn)為，在不需要更高的溫度和達(dá)到100%濃度需要的保持時(shí)間下，該水平的閃擊干燥提供了希望的纖維扭曲和卷曲。閃擊干燥纖維至在60%-100%范圍的較高部分(如90%-95%的濃度)還減少了在閃擊干燥后的固化階段必須完成的干燥量。
隨后，將閃擊干燥的纖維加熱至適當(dāng)?shù)臏囟缺３忠欢斡行У臅r(shí)間，以使交聯(lián)劑發(fā)生固化，即使交聯(lián)劑與纖維素纖維發(fā)生反應(yīng)。交聯(lián)的速率和程度取決于纖維的干度、溫度、PH值、催化劑和交聯(lián)劑的用量和類型以及在進(jìn)行交聯(lián)的同時(shí)用于加熱和/或干燥纖維所使用的方法。在特定的溫度，對(duì)于一定初始含水量的纖維來說，當(dāng)用連續(xù)的通風(fēng)干燥時(shí)將發(fā)生比在靜態(tài)烘箱中經(jīng)受干燥/加熱時(shí)更高速率的交聯(lián)。在現(xiàn)有技術(shù)中的熟練技術(shù)人員將知道，對(duì)于交聯(lián)劑的固化來說，溫度和時(shí)間存在著若干聯(lián)系;對(duì)于含水量低于約10%的纖維，在靜態(tài)的、大氣壓條件下，在約145℃-約165℃干燥約30-約60分鐘，通常會(huì)提供可接受的固化效率。在現(xiàn)有技術(shù)中的熟練技術(shù)人員還將知道，更高的溫度和強(qiáng)制空氣傳遞將縮短固化所需的時(shí)間，因此，對(duì)于含水量低于約10%的纖維，在通風(fēng)爐中約170℃-約190℃干燥約2-約20分鐘，通常將提供可接受的固化效率。固化溫度必須保持在低于約225℃，最好是低于約200℃，由于纖維暴露于這樣的高溫下，可能會(huì)導(dǎo)致纖維變黑或其它的損傷。
不被現(xiàn)有理論束服，認(rèn)為纖維素纖維和C2-C9多羧酸交聯(lián)劑的化學(xué)反應(yīng)直到這些物質(zhì)的混合物在固化爐中加熱時(shí)才開始，在固化階段，C2-C9多羧酸交聯(lián)劑和纖維素分子之間形成酯交聯(lián)鍵，由于酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)是在酯基和在纖維素纖維上相鄰的未酯化的羥基之間發(fā)生，因此，在加熱的影響下，這些酸交鍵是不移定的。而且，還認(rèn)為，與沒有足夠地固化使之發(fā)生酯基轉(zhuǎn)移的纖維相比，在形成初始酯鍵后發(fā)生的酯基轉(zhuǎn)移方法，將使纖維具有改進(jìn)的吸收性能。
跟隨交聯(lián)步驟之后是洗滌纖維(如果希望的話)。洗滌完成后，纖維進(jìn)行脫液和干燥。在脫液和干燥步驟之間，可以將仍保持濕態(tài)的纖維經(jīng)受能使交聯(lián)的纖維發(fā)生扭曲和彎曲的第二機(jī)械分離步驟，對(duì)于該第二機(jī)械分離步驟，可用與前述的分離纖維相同的裝置和方法。如在這一節(jié)用的術(shù)語“分離纖維”指的是可用來將纖維機(jī)械地分離成基本上單獨(dú)的形式的任何方法，即使纖維可能已經(jīng)以這樣的形式提供。因此，“分離纖維”的是，以或者單獨(dú)的形式、或者更緊密的形式的纖維的機(jī)械處理步驟;其中，機(jī)械處理步驟是(a)將纖維分離成基本上單獨(dú)的形式(如果它們還不是單獨(dú)的形式)，和(b)干燥時(shí)賦予纖維以卷曲和扭曲。
認(rèn)為，在纖維交聯(lián)后的第二分離纖維處理，將增加紙漿的扭曲和卷曲特性。纖維被扭曲、卷曲構(gòu)型的增加，導(dǎo)致吸收結(jié)構(gòu)彈性和濕響應(yīng)性的增加。
當(dāng)纖維基本上是干的時(shí)(含少于約5%水份)，將取得最大的交聯(lián);由于沒有水，纖維是在基本上未潤(rùn)脹、收縮的狀態(tài)被交聯(lián)，因此，相對(duì)于對(duì)本發(fā)明適用的范圍來說，在特性上他們具有低的液體保留值(FRV)。FRV是以干纖維成份計(jì)的液體量，也就是已浸漬的并隨后離心除去纖維間液體的纖維試樣的吸收剩余物。(FRV被進(jìn)一步限定以及測(cè)定FRV的步驟描述如下。)交聯(lián)的纖維能吸收的液體量取決于它們潤(rùn)脹至飽和的能力;換句話說，或取決于纖維潤(rùn)脹至最大值時(shí)的內(nèi)徑或體積，這又取決于交聯(lián)量。對(duì)于一定的纖維和方法，當(dāng)纖維內(nèi)交聯(lián)量增加時(shí)，纖維的FRV將減小。因此，纖維的FRV值是飽和狀態(tài)纖維物理?xiàng)l件的結(jié)構(gòu)上的描述。除非另有特別的說明，在此描述的FRV數(shù)據(jù)將以纖維的保水值(WRV)來說明。其它的液體如鹽水和合成尿也可以方便地用作分析用的液體介質(zhì)，通常，由固化主要取決于干燥如本發(fā)明的方法這樣的方法交聯(lián)的特定纖維的FRV將主要取決于交聯(lián)劑和交聯(lián)量。在對(duì)本發(fā)明適用的交聯(lián)劑量下，借助該干交聯(lián)法交聯(lián)的纖維的WRV通常小于約60，大于約28，優(yōu)選小于約50，更優(yōu)選在約30和約45之間。已觀測(cè)到，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)，具有在其上反應(yīng)的檸檬酸在約1.5mol%和約6.0mol%之間的漂白南方針葉木硫酸鹽漿(SSK)纖維具有WRV從約28至約40。已發(fā)現(xiàn)，漂白程度和運(yùn)用后交聯(lián)漂白步驟將影響WRV。由許多現(xiàn)有技術(shù)中已知的交聯(lián)方法制備的SSK纖維具有的交聯(lián)量比在此描述的更高，WRV小于約25。已知觀測(cè)到，如先前討論的，這樣的纖維過于硬，并顯示出比本發(fā)明纖維更低的吸收能力。
在借助干交聯(lián)法制備單獨(dú)交聯(lián)的纖維的另一個(gè)方法中，纖維素纖維是與含如上所述交聯(lián)劑的溶液相接觸。在與交聯(lián)劑接觸之前或之后，纖維是以片狀形式提供的。最好通過將纖維加熱至約120℃和約160℃之間的溫度，對(duì)以制成片狀形式的纖維進(jìn)行干燥，并使之發(fā)生交聯(lián)。在交聯(lián)之后，纖維被機(jī)械地分離成基本上單獨(dú)的形式，最好是用如US3，987，968中描述的纖維松散裝置的處理進(jìn)行纖維分離，或用現(xiàn)有技術(shù)中已知的分離纖維的其它一些方法進(jìn)行纖維分離。根據(jù)該片材交聯(lián)法制得的單獨(dú)交聯(lián)的纖維用足夠量的交聯(lián)劑如有效量的交聯(lián)劑進(jìn)行處理并于分離后測(cè)量，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)，交聯(lián)劑量最好為約0.5mol%和約10.0mol%之間，交聯(lián)劑是以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵與纖維反應(yīng)。對(duì)以片狀形式的纖維進(jìn)行干燥和交聯(lián)的方法的另一個(gè)作用是隨著進(jìn)一步的干燥纖維與纖維之間的鍵將限制纖維的扭曲和卷曲。與根據(jù)纖維是在基本上限制的條件和隨后以扭曲、卷曲的構(gòu)型交聯(lián)制得的單獨(dú)交聯(lián)的纖維相比，由上述片材固化法制得的含相對(duì)不扭曲纖維的吸收性結(jié)構(gòu)，將預(yù)料到會(huì)顯示較低的濕彈性和較低的濕響應(yīng)性。
還設(shè)想在干燥和交聯(lián)步驟之間，將纖維機(jī)械地分離成基本上單獨(dú)的形式，也就是，首先將纖維與交聯(lián)劑接觸，隨后在片狀形式進(jìn)行干燥。在交聯(lián)前，纖維是單獨(dú)的將有利于纖維內(nèi)交聯(lián)。該可供采用的交聯(lián)方法以及對(duì)那些在本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說將是顯而易見的其它的一些變化，規(guī)定包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
另一類可用于本發(fā)明的交聯(lián)法是無水溶液固化交聯(lián)法。與用于干交聯(lián)法相同類型的纖維可用于無水溶液交聯(lián)成纖維的制備，纖維用足夠量的交聯(lián)劑如有效量的交聯(lián)劑進(jìn)行處理，接著交聯(lián)劑與纖維以及適當(dāng)?shù)拇呋瘎?如希望的話)反應(yīng)。交聯(lián)劑和催化劑(如果使用的話)的用量將取決于上述的反應(yīng)條件，如濃度、溫度、交聯(lián)劑溶液和纖維的含水量、交聯(lián)劑和交聯(lián)劑溶液的稀釋劑的類型以及所希望的交聯(lián)量。在纖維被浸于基本上無水交聯(lián)溶液中時(shí)，使交聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)。該無水交聯(lián)溶液含無水的、水可溶混的、極性稀釋劑，例如(但并不是限制)乙酸、丙酸或丙酮。交聯(lián)溶液還可含限量的水或其它的纖維潤(rùn)脹液，然而，水量最好是不足以誘導(dǎo)任何顯著量的纖維潤(rùn)脹?？捎米鹘宦?lián)介質(zhì)的交聯(lián)溶液體系包括US4，035，147，1977年7月12日授權(quán)給S.Sangenis，G.Guirog和J.Quere的那些交聯(lián)溶液體系，在此引入本申請(qǐng)作為參考。
本發(fā)明的交聯(lián)的纖維最好是根據(jù)前述的干交聯(lián)法制備，本發(fā)明的交聯(lián)的纖維可直接用于干抄吸收芯層的制備;此外，由于它們的挺硬特性和彈性特征，交聯(lián)的纖維可濕抄成不緊密的、低密度的片材，當(dāng)隨后干燥時(shí)，片材不需要進(jìn)一步的機(jī)械加工，可直接用作吸收芯層，交聯(lián)的纖維還可濕抄成緊密的漿板出售或運(yùn)送至遠(yuǎn)方。
與由常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維素纖維制得的漿板相比，由本發(fā)明的交聯(lián)的纖維制得的漿板更難于壓縮至常規(guī)漿板的密度，因此，希望將交聯(lián)的纖維與未交聯(lián)的纖維如在吸收芯層制備中常用的那些纖維相結(jié)合。含挺硬的、交聯(lián)的纖維的漿板最好含與單獨(dú)交聯(lián)的纖維混合的約5%-約90%的未交聯(lián)的纖維素纖維(以漿板的總干重計(jì));特別優(yōu)選的是，包含約5%-約30%的高度精制的、未交聯(lián)的纖維素纖維(以漿板的總干重計(jì))。上述高度精制的纖維是被精磨或打至游離度小于約300mlCSF，最好是小于100mlCSF。未交聯(lián)的纖維最好是與單獨(dú)交聯(lián)的纖維的水懸浮液混合，隨后，可將該混合物制成致密的漿板，再進(jìn)行分離纖維，并制成吸收墊。未交聯(lián)的纖維的摻入，能容易地把漿板壓縮成致密的形式，與此同時(shí)，對(duì)隨后形成的吸收墊來說，只給予非常小的吸收性損失。另外，未交聯(lián)的纖維還增加漿板的抗張強(qiáng)度，以及由漿板或直接由交聯(lián)纖維和未交聯(lián)纖維的混合物制成的吸收墊的抗張強(qiáng)度。不管交聯(lián)纖維和未交聯(lián)纖維的摻混物是首先制成漿板，再制成吸收墊，還是直接制成吸收墊，吸收墊都可以是干抄或濕抄的。
由單獨(dú)交聯(lián)的纖維或還含未交聯(lián)的纖維的混合物制成的紙頁或紙幅，最好是定量小于約800g/m2，密度小于約0.60g/cm3。對(duì)于直接用作一次性制品如尿布、止血栓以及其它月經(jīng)帶產(chǎn)品的吸收芯層時(shí)，雖然并不是限制本發(fā)明的范圍，但最理想的濕抄片的定量在300g/m2和約600g/m2之間，密度在0.07g/m2和0.30g/cm2之間。對(duì)于隨后的破碎以及干抄或濕抄以形成更低密度和定量的在吸收應(yīng)用上更為有用的吸收性結(jié)構(gòu)來說，認(rèn)為具有更高密度和定量的結(jié)構(gòu)是最有用的。而且，上述更高定量和密度的結(jié)構(gòu)還顯示出非常高的吸收性和濕響應(yīng)性。本發(fā)明的纖維的其它預(yù)期的應(yīng)用包括具有密度低于約0.03g/cm3的低密度薄頁紙。
如果希望的話，還可進(jìn)一步處理交聯(lián)的纖維以除去多余的、未反應(yīng)的交聯(lián)劑，能有效地除去多余交聯(lián)劑的一系列處理依次包括洗滌交聯(lián)的纖維，讓纖維在水溶液中浸漬一段可觀的時(shí)間;篩分纖維;例如借助離心作用將纖維脫水至約40%-約80%的濃度;如前所述的機(jī)械地分離已脫水的纖維;最后，對(duì)纖維進(jìn)行熱風(fēng)干燥。如果需要的話，可向洗滌液中加入足量的酸性物質(zhì)，以保持洗滌液的PH值小于約7。不被現(xiàn)有的理論所束服，認(rèn)為，在堿性條件下，酯交聯(lián)鍵是不穩(wěn)定的，因此，保持洗滌液在酸性范圍抑制了已形成的酯交聯(lián)鍵的轉(zhuǎn)換反應(yīng)。酸度可通過無機(jī)酸如硫酸，或以酸性漂白劑如二氧化氯和亞硫酸氫鈉(它們還可被增加交聯(lián)的纖維白度)的形式而引入。已發(fā)現(xiàn)該方法能將殘余游離交聯(lián)劑含量降至約0.01%至約0.15%。
在此所描述的交聯(lián)的纖維可用作多種多樣的吸收制品包括(在不是限制)，薄頁紙，一次性尿布，月經(jīng)帶，婦女衛(wèi)生紙，止血栓以及繃帶;其中所說的每一種制品都有含在此所述的單獨(dú)交聯(lián)的纖維的吸收性結(jié)構(gòu);例如，含有液體可滲透的頂層、連接至頂層的液體不可滲透底層以及含單獨(dú)交聯(lián)的纖維的吸收性結(jié)構(gòu)的一次性尿布或類似制品是特別理想的。這樣的制品概述于US3，860，0031975年1月14日授權(quán)給Kenneth B.Buell中，在此引入本申請(qǐng)作為參考。在此所述的交聯(lián)的纖維還可用來制作如過濾介質(zhì)這樣的制品。
通常，尿布和月經(jīng)帶的吸收芯層都由未硬化的、未交聯(lián)的纖維素纖維制成;其中，吸收芯層的干燥密度為約0.06g/cm3-約0.12g/cm3;當(dāng)弄濕時(shí)，吸收芯層常出現(xiàn)體積減小。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與等密度由常規(guī)、未聯(lián)的纖維或先前已知的交聯(lián)的纖維制得的吸收芯層相比，由本發(fā)明的交聯(lián)的纖維制得的吸收芯層，實(shí)際上具有更高的液體吸收性能;這些性能包括(但不是限制)吸收容量和吸水速率。而且，這些改進(jìn)的吸收結(jié)果可與增加的濕彈性一起獲得。對(duì)于密度在約0.05g/cm3和約0.15g/cm3之間吸收芯層來說，弄濕時(shí)其體積基本保持不變，特別優(yōu)選的是使用以干纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)在約5.0mol%和約10.0mol%之間的交聯(lián)劑的交聯(lián)量的交聯(lián)的纖維。由上述纖維制得的吸收芯層具有理想的結(jié)構(gòu)完整性的組合，即抗壓縮和濕彈性的組合。在本文中，術(shù)語濕彈性指的是除去壓力時(shí)濕墊向其原始形狀和體積膨脹的能力，與由未處理過的纖維和先前已知的交聯(lián)的纖維制成的吸收芯相比，在濕壓縮力免除時(shí)，由本發(fā)明的纖維制得的吸收芯層將回復(fù)至其原始體積更高的比例。
在另一個(gè)優(yōu)選的具體例中，用干抄或濕抄(隨后進(jìn)行干燥)方法，將單獨(dú)交聯(lián)的纖維制成被壓縮至一干密度的吸收芯層;干密度小于墊子的平衡濕密度。平衡濕密度是以干纖維成份計(jì)，當(dāng)墊子用液體完全飽和時(shí)墊子的密度。當(dāng)制成具有干密度比平衡濕密度小的吸收芯層時(shí)，在濕潤(rùn)至飽和時(shí)，芯層將收縮至平衡濕密度。另外，當(dāng)制成具有干密度比平衡濕密度大的吸收芯層時(shí)，在濕潤(rùn)至飽和時(shí)，芯層將膨脹至平衡濕密度。由本發(fā)明的纖維制得的墊子的平衡濕密度基本低于由常規(guī)松散纖維制成的墊子。本發(fā)明的纖維能壓制成密度大于平衡濕密度的薄墊，在潤(rùn)濕時(shí)，墊子將膨脹，因此，將吸收容量增加至比未交聯(lián)纖維得到的高得多的程度。
在另一個(gè)優(yōu)選具體例中，對(duì)于以干纖維摩爾數(shù)計(jì)，交聯(lián)值在約1.5mol%和約6.0mol%之間時(shí)，可獲得優(yōu)越的吸收性能、濕彈性、以及濕響應(yīng)性，最好將上述纖維制成干密度大于其平衡濕密度的吸收芯層;最好將吸收芯層壓縮至密度在約0.12g/cm3和約0.60g/cm3之間，其中，相應(yīng)的平衡濕密度小于干壓墊的密度;還優(yōu)選將吸收芯層壓至密度在約0.12g/cm3和約0.40g/cm3之間，其中相應(yīng)的平衡濕密度在約0.08g/cm3和約0.12g/cm3之間，小于干壓芯層的密度，然而，必須認(rèn)識(shí)到，更高密度范圍的吸收性結(jié)構(gòu)能由具有更高交聯(lián)值的交聯(lián)的纖維制成，就如更低密度的吸收性結(jié)構(gòu)能由具有更低交聯(lián)值的纖維制成一樣。相對(duì)于先前已知的單獨(dú)交聯(lián)的纖維來說，所有上述結(jié)構(gòu)都獲得改進(jìn)的性能。
上述討論包括了高、低密度吸收性結(jié)構(gòu)的優(yōu)選具體例，因此必須認(rèn)識(shí)到，吸收性結(jié)構(gòu)的密度和在此分開范圍內(nèi)的交聯(lián)劑用量的多種組合，相對(duì)于常規(guī)纖維素纖維和先前已知的交聯(lián)的纖維來說，將提供優(yōu)越的吸收特性和吸收結(jié)構(gòu)的完整性。這樣的具體例也被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
可使用下述方法測(cè)定纖維素纖維的保水值。將約0.3g-約0.4g的纖維試樣在一帶蓋的容器中，用約100ml蒸餾水或去離子于水室溫浸漬約15至約20小時(shí);將浸漬的纖維在過濾器上收集，并轉(zhuǎn)移至80目的懸筐中，懸筐被支撐在離心管60目篩底上方約1 1/2英寸處，用塑料蓋蓋住離心管，在相對(duì)離心力為1500至1700重力時(shí)將試樣離心分離19至21分鐘，然后，從筐中取出離心處理過的纖維并稱重;再將稱重的纖維在105℃干燥至恒重，并再次稱重，保水值計(jì)算如下(1)WRV＝ ((W-D))/(D) ×100其中W＝離心纖維的濕重，D＝纖維的干重，W-D＝吸水重量。
可使用下述方法測(cè)定吸收芯層的滴下容量。滴下容量是用作芯層吸收容量和吸收速率的綜合測(cè)量值。
將-4×4英寸約7.5g的吸收墊置于篩網(wǎng)上，以8ml/s的速率將合成尿施加至墊子的中央，當(dāng)從墊子的底部或四邊出現(xiàn)合成尿第一次滴下時(shí)，停止施加合成尿;計(jì)算滴下容量如下，將合成尿加入前后，墊子的質(zhì)量差除以絕干纖維成份的質(zhì)量。
可用下述方法測(cè)定吸收性結(jié)構(gòu)的濕壓性能，濕壓性能是用作吸收芯層抗?jié)駢盒阅堋窠Y(jié)構(gòu)的完整性以及濕彈性的量度。
制備重約7.5g4×4英寸的方墊，并測(cè)量其厚度，計(jì)算其密度。不論哪個(gè)更少，用墊子吸收合成尿至其干重的十倍或其飽和點(diǎn)。將0.1磅/英寸2的壓縮負(fù)荷施加于墊子上，約60秒后(在此期間墊子達(dá)到平衡)測(cè)量墊子的厚度;然后將壓縮負(fù)荷增至1.1磅/英寸2，讓墊子達(dá)到平衡，并測(cè)量厚度;再將壓縮負(fù)荷降到0.1磅/英寸2，讓墊子達(dá)到平衡，并再次測(cè)量厚度。在初始0.1磅/英寸2，1.1磅/英寸2和第二個(gè)0.1磅/英寸2(稱之為0.1磅/英寸2返回，PSIR)負(fù)荷下，計(jì)算墊子的密度。隨后，測(cè)定相應(yīng)壓力下的每一個(gè)孔隙體積(以cm3/g記錄)，孔隙體積為濕墊密度的倒數(shù)減纖維的體積(0.95cm3/g)。0.1磅/英寸2和1.1磅/英寸2的孔隙體積是抗?jié)駢盒阅芎蜐窠Y(jié)構(gòu)完整性的指標(biāo)。對(duì)于通常的初始?jí)|密度來說，孔隙體積越大，顯示的抗?jié)駢盒院蜐窠Y(jié)構(gòu)完整性就越好，0.1磅/英寸2孔隙體積和0.1磅/英寸2(PSIR)時(shí)的孔隙體積之間的差值可用來比較吸收墊的濕彈性，0.1磅/英寸2孔隙體積和0.1磅/英寸2(PSIR)孔隙體積的差值越小，就表示濕彈性越高。
還有，發(fā)現(xiàn)在壓縮前，干墊和飽和墊之間的厚度差對(duì)于墊子的濕響應(yīng)性的表示是有用的。
可用下述方法測(cè)量吸收芯層的干壓性能，干壓性能是用作芯層干彈性的量度。
制備質(zhì)量約7.5g4×4英寸干抄墊，并在干燥狀態(tài)，用水壓機(jī)壓至5500磅/16英寸2的壓力;將墊子反轉(zhuǎn)再壓，測(cè)量壓縮前后無載時(shí)墊子的厚度，隨后，以質(zhì)量/(面積×厚度)的形式計(jì)算壓縮前后的密度。壓縮前后的密度差越大，表示干彈性越低。
有多種適于測(cè)量多羧酸和纖維素纖維交聯(lián)量的分析方法，任一適宜方法都能使用。為測(cè)量?jī)?yōu)越的C2-C9多羧酸(例如，檸檬酸、1，2，3-丙三羧酸，1，2，3，4-丁四羧酸和氧化二丁二酸)的量，可使用下述方法;上述多羧酸與本發(fā)明實(shí)施例中的單獨(dú)交聯(lián)的纖維的纖維素成份反應(yīng)形成纖維內(nèi)交聯(lián)鍵。首先，用足量熱水洗滌一交聯(lián)纖維試樣，以除去任何未反應(yīng)的交聯(lián)劑或催化劑，接著，將纖維干燥至平衡濕含量，然后基本根據(jù)T.A.P.P.I.方法T237 OS-77測(cè)量單獨(dú)交聯(lián)的纖維的羧基含量，隨后用下述公式，根據(jù)纖維的羧基含量計(jì)算C2-C9多羧酸的交聯(lián)值
交聯(lián)值(mol%) = (C-30)( (1公斤紙漿)/(1000g紙漿) )( (162g紙漿)/(1mol紙漿＊) )( (0.01當(dāng)量)/(毫克當(dāng)量) )( (1mol多羥酸)/(1當(dāng)量游離羥基) )其中 C＝交聯(lián)纖維的羧基含量，毫克當(dāng)量/公斤30＝未交聯(lián)紙漿纖維的羧基含量，毫克當(dāng)量/公斤＊162g/mol＝交聯(lián)紙漿纖維的分子量(即一個(gè)葡糖酐單元)。
派生出上面公式的假設(shè)為1、交聯(lián)纖維的分子量與未交聯(lián)纖維的分子量相等，即，162g/mol(以纖維葡糖酐摩爾數(shù)計(jì))。
2、檸檬酸的三個(gè)羧基中的兩個(gè)與纖維素上的羥基發(fā)生，形成交聯(lián)鍵，因此，通過羧基試驗(yàn)測(cè)量，只留下一個(gè)游離羧基。
3、丙三羧酸(TCBA，也即1，2，3-丙三羧酸)三個(gè)羧基中的兩個(gè)與纖維素上的羧基反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，因此，通過羧基試驗(yàn)的測(cè)量，只留下一個(gè)游離羧基。
4、1，2，3，4-丁四羧酸(BTCA)四個(gè)羧基中的三個(gè)與纖維素上的羥基反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，因此，通過羧基試驗(yàn)的測(cè)量，只留下一個(gè)游離羧基。
5、氧代二丁二酸(ODS)四個(gè)羧基中的三個(gè)與纖維素上的羥基反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，因此，通過羧基試驗(yàn)的測(cè)量，只留下一個(gè)游離羧基。
6、未交聯(lián)紙漿纖維具有30毫克當(dāng)量/公斤的羧基含量。
7、在交聯(lián)期間，在纖維素上沒有新的羧基產(chǎn)生。
可用下述方法測(cè)定在本申請(qǐng)中分析纖維用的扭曲數(shù)。
將干燥纖維置于一涂有浸漬油薄膜的載片上，然后用條狀蓋板蓋住;浸漬油的作用是使纖維變得透明，而不誘使?jié)櫭?，因此有助于識(shí)別扭曲節(jié)(如下所述)。借助將低濃纖維懸浮液傾倒在載片上將濕纖維置于載片上，載片隨后用條狀蓋板蓋住，水使得纖維變得透明，因此，有助于扭曲節(jié)的識(shí)別。
使用圖象分析儀測(cè)定扭曲數(shù)，該分析儀含有計(jì)算機(jī)控制的顯微鏡，視頻攝象機(jī)，視頻屏幕和裝有QUIPS軟件的計(jì)算機(jī)，可從Cambridge Instruments Limited(Cambridge，England;Buffalo，New York)得到。
借助圖象分析儀測(cè)量在200倍時(shí)顯微鏡載片特定區(qū)域內(nèi)纖維的總長(zhǎng)度;并由操作人員識(shí)別并標(biāo)記扭曲節(jié)，繼續(xù)進(jìn)行該方法，測(cè)量纖維長(zhǎng)度并標(biāo)記扭曲節(jié)，直到分析到總纖維長(zhǎng)度為1270mm英寸為止。借助將標(biāo)記的總扭曲節(jié)數(shù)除以總纖維長(zhǎng)度，根據(jù)該數(shù)據(jù)計(jì)算每毫米扭曲節(jié)數(shù)。
用下述方法測(cè)量纖維的卷曲指數(shù)。將干纖維置于顯微鏡載片上，在纖維上放一個(gè)條狀蓋板，并在邊緣處粘接，利用含軟件控制的顯微鏡、視頻攝象機(jī)、視頻屏幕、視頻監(jiān)測(cè)器和計(jì)算機(jī)的圖象分析儀測(cè)量實(shí)際長(zhǎng)度LA和最大投影長(zhǎng)度LR(相當(dāng)于環(huán)繞纖維矩形的最長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度)，使用的軟件與上述“扭曲數(shù)圖象分析法”中使用的一樣。
一旦得到LA和LR，就可根據(jù)上述等式(1)計(jì)算卷曲因子，對(duì)于每一個(gè)纖維試樣，卷曲因子至少要用250份單獨(dú)的纖維來計(jì)算，然后取平均值，以確定試樣的平均卷曲因子。LA小于0.25mm的纖維在計(jì)算時(shí)除去。
下面例子用于說明本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用，但并不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。
實(shí)施例1使用檸檬酸作為交聯(lián)劑，用干交聯(lián)法制得本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維。制備檸檬酸交聯(lián)的纖維的方法如下1、對(duì)于每一份試樣，提供1735g曾干燥過的南方針葉木硫酸鹽(SSK)紙漿，纖維的濕含量約7%(相當(dāng)于93%濃度)。
2、借助將纖維加至水溶液中形成一懸浮液，水溶液含約2942g檸檬酸，410mol50%的NaOH溶液和59323gH2O，將纖維在懸浮液中浸漬約60分鐘，該步驟被稱之為“浸漬”，該步的PH約為3.0。
3、然后借助離心作用將纖維脫水至約40%至約50%的濃度。該步驟的離心漿液的濃度與在第二步漿液的濾液中多羧酸的濃度相結(jié)合決定了離心作用后纖維上存在的交聯(lián)劑的量，在本實(shí)施例中，在初始離心作用后，纖維上的檸檬酸以干纖維的纖維素葡糖酐成份計(jì)約為6%(重量)。在實(shí)際應(yīng)用中，在漿液濾液中交聯(lián)劑的濃度是借助假設(shè)的目標(biāo)脫水濃度和在纖維上希望的交聯(lián)劑量來計(jì)算的。
4、接著，用12英寸S.W.單動(dòng)盤磨機(jī)(型號(hào)105-A)將脫水的纖維進(jìn)行分離，其磨盤設(shè)定一間隙，使得到的纖維基本上是單獨(dú)的，并且纖維的損傷最小。當(dāng)單獨(dú)的纖維從盤磨中排出時(shí)，在兩個(gè)垂直管中用熱風(fēng)將它們進(jìn)行閃擊干燥，以便給纖維提供扭曲和卷曲，在從兩管中排出的纖維的水份在約10%時(shí)，準(zhǔn)備固化。如果從閃擊干燥管中排出的纖維的水份大于約10%時(shí)，用常溫空氣對(duì)其進(jìn)行干燥，直到濕含量達(dá)到約10%為止。
5、然后將幾乎干燥的纖維置于一淺盤中，置于通風(fēng)干燥爐中在一定的溫度下固化一段時(shí)間，應(yīng)用中實(shí)際上，溫度和時(shí)間取決于檸檬酸的添加量，纖維的干度等，在該實(shí)施例中，試樣在約188℃的溫度固化約8分鐘。在干燥爐中這段時(shí)期完成了交聯(lián)。
6、將交聯(lián)的、單獨(dú)的纖維置于篩網(wǎng)上，用約20℃水漂洗，用約60℃水以1%濃度浸漬1小時(shí)，篩分并用約20℃水進(jìn)行第二次漂洗，離心脫水至約60%的纖維濃度，并用常溫空氣干燥至約8%的平衡濕含量。
最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維保水值為37.6，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)，含3.8mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的檸檬酸。
重要的是，最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維與常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維和先前已知的交聯(lián)纖維相比，具有改進(jìn)的濕響應(yīng)性，并能靠近人的皮膚安全地使用。
實(shí)施例2利用1，2，3，4-丁四羧酸(BTCA)作為交聯(lián)劑，借助干交聯(lián)法制備本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，根據(jù)前述實(shí)施例Ⅰ所述的方法生產(chǎn)該單獨(dú)交聯(lián)的纖維，但有如下變更實(shí)施例Ⅰ的第二步中的懸浮液含150g干紙漿，1186gH2O，63.6gBTCA以及4gNaOH;在第5步中，纖維是在約165℃固化約60分鐘。
最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維的保水值為32.9，并含5.2mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵反應(yīng)的1，2，3，4-丁四羧酸，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
重要的是，相對(duì)于常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維以及先前已知的交聯(lián)的纖維來說，最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維具有改進(jìn)的濕響應(yīng)性，并能靠近人的皮膚安全地使用。
實(shí)施例Ⅲ使用1，2，3-丙三羧酸作為交聯(lián)劑，借助干交聯(lián)制法制備本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，根據(jù)實(shí)施例Ⅰ所述的方法制備該單獨(dú)交聯(lián)的纖維，但有如下變更實(shí)施例Ⅰ的第二步中的懸浮液含150g紙漿，1187g水，63.6g1，2，3-丙三羧酸和3gNaOH;在第5步中，纖維在約165℃固化約60分鐘。
最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維的保水值為36.1，并含5.2mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的1，2，3-丙三羧酸，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
重要的是，相對(duì)于常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維和先前已知的交聯(lián)的纖維來說，最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維具有改進(jìn)的濕響應(yīng)性，且能靠近人的皮膚安全地使用。
實(shí)施例Ⅳ使用氧化二丁二酸作為交聯(lián)劑，借助干交聯(lián)法制備本發(fā)明的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，根據(jù)實(shí)施例Ⅰ所述的方法制備該單獨(dú)交聯(lián)的纖維，但有如下變更實(shí)施例Ⅰ第二步中的懸浮液含140g干紙漿，985gH2O，40g氧化二丁二酸的鈉鹽以及10ml98%的硫酸。
最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維的保水值為44.3并含3.6mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的氧化二丁二酸，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
重要的是，相對(duì)于常規(guī)的、未交聯(lián)的纖維和先前已知的交聯(lián)的纖維來說，最終的單獨(dú)交聯(lián)的纖維具有改進(jìn)的濕響應(yīng)性，并能靠近人的皮膚安全地使用。
權(quán)利要求
1.單獨(dú)交聯(lián)的纖維素纖維，所說纖維的特征包括纖維素纖維是以基本上單獨(dú)的形式存在，并含與所說纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的有效量的C2-C9多羧酸交聯(lián)劑；其中所說的C2-C9多羧酸交聯(lián)劑選自(a)脂族和環(huán)脂族C2-C9多羧酸；它們或都是烯屬飽和的或者是烯屬不飽和的，并且每分子至少含三個(gè)羧基；(b)每分子含二個(gè)羧基的脂族和環(huán)脂族C2-C9多羧酸，并有碳-碳雙鍵存在于一個(gè)或兩個(gè)羧基的α、β位。其中，在所說C2-C9多羧酸交聯(lián)劑中的一個(gè)羧基與第二個(gè)羧基相距兩個(gè)或三個(gè)碳原子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中，所說的纖維含0.5mol%至10.0mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的交聯(lián)劑，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的單獨(dú)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑充分地與所說的纖維以纖維內(nèi)鍵形式反應(yīng)，使所說的纖維具有28至60的保水值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的纖維含1.5mol%至6.0mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的交聯(lián)劑，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中，所說纖維的保水值為30-45。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑選自檸檬酸，1，2，3，4-丁四羧酸以及1，2，3-丙三羧酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑是檸檬酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的纖維含1.5mol%-6.0mol與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的檸檬酸，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說纖維的保水值為30-45。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑選自氧代二丁二酸，如下結(jié)構(gòu)式的酒石酸單丁二酸
以及如下結(jié)構(gòu)式的酒石酸二丁二酸
11.根據(jù)權(quán)利要求10的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑是氧代二丁二酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的纖維含1.5mol%-6.0mol%與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的交聯(lián)劑，以纖維素葡糖酐摩爾數(shù)計(jì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說纖維的保水值為30-45。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的單獨(dú)交聯(lián)的纖維，其中所說的交聯(lián)劑是氧代二丁二酸。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了單獨(dú)交聯(lián)的纖維，以及該纖維的制備方法。該單獨(dú)交聯(lián)的纖維含與纖維以纖維內(nèi)交聯(lián)鍵形式反應(yīng)的C
文檔編號(hào)D06M13/207GK1052875SQ9010986
公開日1991年7月10日 申請(qǐng)日期1990年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月7日
發(fā)明者卡萊爾·米歇爾·赫倫, 戴維·詹姆斯·庫珀 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司