專利名稱：超吸收聚合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有超吸收性能的改性纖維素、木素纖維素或多糖，和更具體地涉及硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖。
背景技術(shù)：
個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品，如嬰兒紙尿布、成人失禁墊片和婦女護(hù)理產(chǎn)品，典型地含有吸收芯，該吸收芯包括在纖維基質(zhì)內(nèi)分布的超吸收聚合物顆粒。超吸收劑是對體液具有高吸收容量的水可溶脹的、通常水不溶的吸收材料。常用的超吸收聚合物(SAP)大部分衍生于丙烯酸，而丙烯酸本身衍生于油，一種不可再生的原料。丙烯酸聚合物和SAP通常被認(rèn)為不可生物降解。盡管它們的廣泛使用，但一部分的吸收產(chǎn)品市場涉及不可再生的油衍生材料的使用和它們的不可生物降解本性。丙烯酸基聚合物也包括紙尿布和失禁墊片的成本結(jié)構(gòu)的重要部分。SAP的用戶對較低成本的SAP感興趣。高成本部分來源于丙烯酸的制造成本結(jié)構(gòu)，而其成本結(jié)構(gòu)反過來取決于波動的油價(jià)。同樣，當(dāng)紙尿布用后棄置時(shí)，它們通常含有顯著小于其最大或理論含量的體液。換句話說，就它們的流體保持容量來說，它們被“過度-設(shè)計(jì)(over-design)”。在SAP的使用中，這種“過度—設(shè)計(jì)”構(gòu)成了低效率。低效率部分來自于SAP被設(shè)計(jì)成具有高的凝膠強(qiáng)度(通過在負(fù)載或AUL下的高吸收率來證明)的事實(shí)。目前使用的SAP顆粒的高凝膠強(qiáng)度(當(dāng)溶脹時(shí))有助于保留顆粒之間有大量空隙，這有助于快速的流體吸收。然而，這一高的顆粒之間的“孔隙體積”同時(shí)導(dǎo)致處于飽和狀態(tài)下的產(chǎn)品內(nèi)存在許多隙間(顆粒之間)液體。當(dāng)存在許多隙間液體時(shí)，犧牲了吸收產(chǎn)品的“再濕潤”值或“濕潤感覺”。
在個(gè)人護(hù)理的吸收產(chǎn)品中，美國南方的松木短纖維常與SAP聯(lián)合使用。這種短纖維在全世界被認(rèn)為是吸收產(chǎn)品的優(yōu)選纖維。這一優(yōu)選基于短纖維的有利的高纖維長度(約2.8mm)，和它相對容易由濕法成網(wǎng)的紙漿片材加工成氣流成網(wǎng)的紙幅。同樣由可再生和可生物降解的纖維素紙漿纖維制造短纖維。與SAP相比，按質(zhì)量為基礎(chǔ)，這些纖維便宜，但按液體保留單位為基礎(chǔ)，則傾向更貴。這些短纖維大多數(shù)在纖維之間的隙間吸收。由于該原因，當(dāng)施加壓力時(shí)，纖維基質(zhì)容易釋放已接收的液體。在使用吸收產(chǎn)品的過程中釋放已接收液體的傾向可導(dǎo)致顯著的皮膚濕度，其中所述吸收產(chǎn)品包括僅由纖維素纖維形成的芯。這種產(chǎn)品同樣傾向于泄漏已接收的液體，這是因?yàn)橐后w不會有效地保留在該纖維吸收芯內(nèi)。
因此，仍需要由可生物降解、可再生的原料，如纖維素或其它木素纖維素或多糖(它便宜)制造的，同時(shí)當(dāng)飽和時(shí)具有低的孔隙體積的超吸收材料。按照這一方式，可在吸收產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用該超吸收劑，所述設(shè)計(jì)在更接近它們的理論容量，而不使穿著者感到濕潤時(shí)使用更有效。通過以下列出的本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)這些和其它目的。
發(fā)明概述一方面，本發(fā)明提供一種超吸收聚合物。本發(fā)明的聚合物是具有超吸收性能的改性纖維素、改性木素纖維素或改性多糖。所述改性聚合物是硫酸化聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物是硫酸化纖維素；在另一實(shí)施方案中，是硫酸化木素纖維素；和在再一實(shí)施方案中，是硫酸化多糖。本發(fā)明的聚合物是水可溶脹的、水不溶性聚合物，它具有高的液體吸收容量和低的自由流體值。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物的液體吸收容量大于約20g/g。在另一實(shí)施方案中，基于所吸收的液體總量，該聚合物的游離液體值小于約40重量％。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，基于所吸收的液體總量，該聚合物的游離液體值小于約30重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述改性聚合物是交聯(lián)的聚合物。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造超吸收聚合物和摻有該超吸收聚合物的吸收產(chǎn)品的方法。
附圖簡要說明通過參考下述詳細(xì)說明，并當(dāng)與附圖結(jié)合考慮時(shí)，將更容易地理解本發(fā)明的前述方面和許多附帶的優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是摻有本發(fā)明代表性聚合物且具有接收(acquisition)層的吸收結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖2是摻有本發(fā)明代表性聚合物且具有接收層和分配層的吸收結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖3A-C是摻有復(fù)合材料的吸收制品的截面視圖，其中所述復(fù)合材料包括本發(fā)明的代表性聚合物和圖1與2分別所示的吸收結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明一方面，本發(fā)明提供一種超吸收聚合物。本發(fā)明的聚合物是具有超吸收性能的改性纖維素、改性木素纖維素或改性多糖。所述改性聚合物是硫酸化聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物是硫酸纖維素；在另一實(shí)施方案中，是硫酸木素纖維素；和在再一實(shí)施方案中，是硫酸多糖。
本發(fā)明的聚合物是水可溶脹的、水不溶性聚合物，它具有高的液體吸收容量。通過硫酸化賦予聚合物水可溶脹性。該聚合物的硫酸基取代度足以提供良好的水可溶脹性。與未改性的短纖維相比，該聚合物具有增加的液體吸收容量。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物的液體吸收容量大于約20g/g。
適于在形成本發(fā)明的改性纖維素聚合物中使用的纖維素纖維基本上是水不溶的且不是高度水可溶脹的。根據(jù)本發(fā)明硫酸化之后，所得改性聚合物具有所需的吸收特征，是水可溶脹，且水不溶的。
本發(fā)明的聚合物在水中基本上不溶。正如此處所使用的，當(dāng)材料基本上溶解在過量水中形成溶液，從而導(dǎo)致喪失其形狀并基本上均勻分布在整個(gè)水溶液中時(shí)，認(rèn)為該材料是水溶性的。
本發(fā)明的聚合物是水可溶脹的水不溶聚合物，此處所使用的術(shù)語“水可溶脹的水不溶性聚合物”是指當(dāng)其與過量含水介質(zhì)(例如體液，如尿或血、水、合成尿或氯化鈉在水中的1wt％的溶液)接觸時(shí)，溶脹到平衡體積，但不溶解在該溶液內(nèi)的聚合物。
本發(fā)明的聚合物除了具有高的液體吸收容量之外，還具有低的游離液體值。此處所使用的術(shù)語“游離液體值”是指在材料內(nèi)存在的，游離的和可容易地從材料中擠出的液體量。游離液體值涉及材料的結(jié)構(gòu)。具有高孔隙體積(例如大的隙間間隔)的材料將具有相對高的游離液體值，和具有較小孔隙體積和較小間隙的材料將具有相對低的游離液體值。包括常規(guī)超吸收聚合物、形狀基本上為球形且已被設(shè)計(jì)為具有高凝膠強(qiáng)度的材料具有相對較大的孔隙體積，并因此保留相對較大量的自由液體。這些材料與包括本發(fā)明聚合物的材料相反，所述包括本發(fā)明聚合物的材料具有小的孔隙體積和保留相對較小量的自由液體。自由液體的差別反映兩種吸收材料的結(jié)構(gòu)。常規(guī)的基本上呈球形的聚合物的堆積導(dǎo)致能保留相對較大量自由液體的隙間空間。本發(fā)明的聚合物在沒有形成如此大的隙間空間的情況下堆積，并因此保留相對較少的自由液體。
此處所使用的術(shù)語“游離液體值”定義為隨后可從材料中離心排出的，已被材料吸收的液體百分?jǐn)?shù)。通過使材料在液體內(nèi)溶脹，吸收最大量的該液體，接著離心該液體-溶脹的材料以排出游離的液體，從而測定游離液體值。在起始溶脹之后材料的重量與在離心除去游離液體之后材料的重量之差除以在起始溶脹之后材料的重量是該材料吸收的游離液體百分?jǐn)?shù)，且是游離液體值。如實(shí)施例3所述測定游離液體值。在一個(gè)實(shí)施方案中，基于所吸收的液體總量，本發(fā)明聚合物的游離液體值小于約40重量％。在另一實(shí)施方案中，基于所吸收的液體總量，聚合物的游離液體值小于約30重量％。在表4的實(shí)施例4中描述了本發(fā)明代表性聚合物的游離液體值。
在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維素纖維是制備本發(fā)明聚合物的起始材料。盡管可獲自其它原料，但合適的纖維素纖維主要來自于木漿。可由公知的化學(xué)方法，如硫酸鹽制漿法和亞硫酸鹽制漿法，在有或無隨后的漂白工藝的情況下，獲得本發(fā)明使用的合適的木漿纖維。也可由熱機(jī)械、化學(xué)熱機(jī)械法或其組合加工紙漿纖維。堿抽提紙漿如TRUCELL(商購于Weyerhaeuser Company)也是合適的木漿纖維。優(yōu)選的紙漿纖維通過化學(xué)方法生產(chǎn)?？墒褂醚兴榈哪纠w維、回收或二手木漿纖維和漂白與未漂白木漿纖維?？墒褂密浤竞陀材尽＿x擇木漿纖維的細(xì)節(jié)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。這些纖維商購于許多公司，其中包括Weyerhaeuser Company(本發(fā)明的受讓人)。例如，由南方松木生產(chǎn)的本發(fā)明可用的合適的纖維素纖維以牌號CF416、NF405、PL416、FR416和NB416獲自Weyerhaeuser Company。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造本發(fā)明聚合物可用的纖維素纖維是以牌號NB416商購于Weyerhaeuser Company的南方松木纖維。在其它實(shí)施方案中，纖維素纖維可在北方軟木纖維、桉樹纖維、麥草纖維和棉纖維當(dāng)中選擇。
具有寬范圍聚合度的纖維素纖維適合于形成本發(fā)明的聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維素纖維具有相對高的聚合度，大于約1000，和在另一實(shí)施方案中，為約1500。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的聚合物是硫酸化纖維素聚合物。此處所使用的“硫酸化纖維素”是指通過與硫酸化試劑反應(yīng)被硫酸化的纖維素。應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語“硫酸化纖維素”包括硫酸纖維素的游離酸和鹽形式。合適的金屬鹽尤其包括鈉、鉀和鋰鹽?？赏ㄟ^使硫酸化試劑與纖維素中的羥基反應(yīng)，提供纖維素硫酸酯(即碳-氧-硫酯)，從而生產(chǎn)硫酸化纖維素聚合物。根據(jù)本發(fā)明形成的硫酸化纖維素聚合物不同于其中硫原子直接連接到纖維素鏈的碳原子上的其它含硫的纖維素化合物，例如，磺酸纖維素的情況；或其中硫原子間接連接到纖維素鏈的碳原子上的纖維素化合物，例如，纖維素烷基磺酸酯的情況。
本發(fā)明的硫酸化纖維素的特征可在于具有約0.1-約2.0的平均硫酸基取代度。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸化纖維素具有約0.2-約1.0的平均硫酸基取代度。在另一實(shí)施方案中，硫酸化纖維素具有約0.3-約0.5的平均硫酸基取代度。此處所使用的“平均硫酸基取代度”是指在聚合物中每摩爾葡萄糖單元上硫酸基的平均摩爾數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明形成的聚合物包括具有如上所述的平均硫酸基取代度分布的硫酸酯改性聚合物。
本發(fā)明的聚合物是硫酸化聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物來自于纖維素纖維?？赏ㄟ^使纖維素纖維(例如交聯(lián)或未交聯(lián)的纖維素纖維)與硫酸化試劑反應(yīng)，制造硫酸化纖維素纖維。合適的硫酸化試劑尤其包括濃硫酸(95-98％)、發(fā)煙硫酸(發(fā)煙硫酸)、三氧化硫和包括三氧化硫/二甲基甲酰胺和三氧化硫/吡啶絡(luò)合物的有關(guān)絡(luò)合物以及氯磺酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸化試劑是濃硫酸。
優(yōu)選將硫酸化試劑以有機(jī)溶劑溶液的形式施加到纖維上。合適的有機(jī)溶劑包括醇、吡啶、二甲基甲酰胺、醋酸(包括冰醋酸)和二噁烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)溶劑是具有最多約6個(gè)碳原子的醇。合適的醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、戊醇和己醇。在一個(gè)實(shí)施方案中，醇選自異丙醇和異丁醇。
在該溶液內(nèi)，硫酸對醇的摩爾比可從約1∶1變化到約4∶1。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸對醇的摩爾比為約2.4∶1，例如硫酸在異丙醇內(nèi)的80∶20(重量/重量)的溶液。在硫酸化反應(yīng)中，硫酸對纖維素纖維的重量比可從約5∶1變化到約30∶1。在低的硫酸比下，反應(yīng)緩慢且不完全，和在高硫酸比下，可發(fā)生纖維素聚合物的顯著降解。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫酸對紙漿纖維的重量比為約10∶1-約25∶1。在另一實(shí)施方案中，硫酸對紙漿纖維的重量比為約24∶1。
高度酸性的含水環(huán)境容易降解纖維素纖維。據(jù)報(bào)道，不可能使用濃硫酸制備硫酸化纖維素，因?yàn)橛昧蛩崽幚砝w維素導(dǎo)致可溶的產(chǎn)品，所述可溶的產(chǎn)品是通過硫酸酸解纖維素主鏈而形成的，參見WO96/15137。然而，已報(bào)道，由含水硫酸或溶解在揮發(fā)性有機(jī)溶劑如甲苯、四氯化碳或低級烷醇中的硫酸的直接作用由活化纖維素(20-30％的水)來制備水溶性硫酸纖維素?！癈ellulose Chemistry and ItsApplications”，T.P.Nevell和S.H.Zeronian編輯，Halstead Press，JohnWiley and Sons，1985，350頁。
盡管已知纖維素在含水酸性溶液中降解，但本發(fā)明提供了在沒有顯著的纖維素水解情況下制造硫酸化纖維素聚合物的方法。在本發(fā)明的方法中，通過在非水環(huán)境和/或在低溫(例如在約4℃或低于約4℃)下，用硫酸化試劑處理纖維素纖維，基本上避免了纖維素的降解(即聚合度的降低)。為了進(jìn)一步保護(hù)纖維素防止降解(例如水解)，可將吸收水(包括在硫酸化反應(yīng)過程中形成的水)的穩(wěn)定劑或脫水劑加入到硫酸化反應(yīng)混合物中。合適的穩(wěn)定劑或脫水劑包括，例如三氧化硫、硫酸鎂、醋酸酐和分子篩。在一個(gè)實(shí)施方案中，在約4℃的溫度下，纖維素纖維與硫酸化試劑反應(yīng)，并在反應(yīng)之前，將纖維素纖維與硫酸化試劑二者冷卻到約4℃。在另一實(shí)施方案中，纖維素纖維，包括冷卻的纖維與硫酸化試劑在脫水劑存在下反應(yīng)。
根據(jù)所需的硫酸化程度，纖維與硫酸化試劑反應(yīng)的時(shí)間為約10-約300分鐘。在這一反應(yīng)時(shí)間之后，和在中和所得硫酸化纖維之前，將硫酸化纖維與過量硫酸化試劑分離。在一個(gè)實(shí)施方案中，在中和之前，用醇洗滌硫酸化纖維。
在進(jìn)一步處理硫酸化纖維素(例如交聯(lián))，以提供本發(fā)明聚合物之前，可采用中和劑至少部分中和該纖維。中和劑適當(dāng)?shù)厝芙庠诹蛩峄軇﹥?nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，中和劑是堿如堿性堿(例如鋰、鉀、鈉或鈣的氫氧化物；鋰、鉀或鈉的醋酸鹽)?；蛘撸泻蛣┛砂ǘ鄡r(jià)金屬鹽。合適的金屬鹽尤其包括鈰、鎂、鈣、鋯和鋁的鹽，如硝酸鈰銨、硫酸鎂、氯化鎂、氯化鈣、氯化鋯、氯化鋁和硫酸鋁。使用多價(jià)金屬鹽作為中和劑還提供纖維內(nèi)交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)。因此，通過使用多價(jià)金屬鹽，可部分中和并部分交聯(lián)硫酸化纖維素。如此處理過的纖維可進(jìn)一步用其它交聯(lián)劑，包括以上所述的交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)。
纖維硫酸化的程度取決于各種反應(yīng)條件，其中包括反應(yīng)時(shí)間。例如，在一系列的代表性硫酸化反應(yīng)中，25分鐘的反應(yīng)時(shí)間提供包括約3.8wt％硫的纖維；35分鐘的反應(yīng)時(shí)間提供包括約4.9wt％硫的纖維；和45分鐘的反應(yīng)時(shí)間提供包括約6.4wt％硫的纖維。然而，在這些實(shí)驗(yàn)中，延長的硫酸化反應(yīng)時(shí)間對纖維長度具有負(fù)面影響(即在延長的反應(yīng)條件下發(fā)生纖維素的水解)。在粘度實(shí)驗(yàn)中，25和35分鐘的反應(yīng)條件所生產(chǎn)的硫酸化纖維提供分類為具有加氏管H粘度(即約200厘沲)的纖維素溶液，而45分鐘的反應(yīng)所生產(chǎn)的硫酸化纖維提供分類為具有C粘度(即約85厘沲)的纖維素溶液。結(jié)果表明，在延長的反應(yīng)時(shí)間下，可發(fā)生顯著的纖維素降解。在實(shí)施例3中描述了由硫酸化纖維制備的改性纖維的吸收容量。
在實(shí)施例1和4中描述了制備硫酸化纖維素聚合物的代表性方法。
在一個(gè)實(shí)施方案中，改性聚合物是交聯(lián)的聚合物。在授予Graef等的美國專利Nos.5,437,418和5,225,047中揭示了交聯(lián)的纖維素纖維及其制備方法，本文將其全文引入作為參考。
可通過用交聯(lián)劑處理纖維來制備交聯(lián)的纖維素纖維。生產(chǎn)該聚合物可用的合適的交聯(lián)劑通?？扇苡谒?或醇。合適的纖維素纖維交聯(lián)劑包括醛、二醛和有關(guān)的衍生物(例如甲醛、乙二醛、戊二醛、甘油醛)，和脲-基甲醛加合物(例如N-羥甲基化合物)。參見，例如美國專利No.3,224,926、3,241,533、3,932,209、4,035,147、3,756,913、4,689,118、4,822,453、授予Chung的美國專利No.3,440,135、授予Lash等的美國專利No.4,935,022、授予Herron等的美國專利No.4,889,595、授予Shaw等的美國專利No.3,819,470、授予Steiger等的美國專利No.3,658,613和授予Graef等的美國專利No.4,853,086，本文將其全文引入作為參考。也可借助羧酸交聯(lián)劑(包括多羧酸)交聯(lián)纖維素纖維。美國專利Nos.5,137,537、5,183,707和5,190,563公開了使用含有至少3個(gè)羧基的C2-C9多羧酸(例如檸檬酸和氧聯(lián)二琥珀酸)作為交聯(lián)劑。
合適的脲-基交聯(lián)劑包括羥甲基化脲、羥甲基化環(huán)脲、羥甲基化烷基取代的環(huán)脲、羥甲基化的二羥基環(huán)脲、二羥基環(huán)脲和低級烷基取代的環(huán)脲。具體的優(yōu)選脲-基交聯(lián)劑包括二羥甲基脲(DMU，雙[N-羥甲基]脲)、二羥甲基亞乙基脲(DMEU，1，3-二羥甲基-2-咪唑烷酮)、二羥甲基二羥基亞乙基脲(DMDHEU，1，3-二羥甲基-4，5-二羥基-2-咪唑烷酮)、二羥甲基亞丙基脲(DMPU)、二羥甲基乙內(nèi)酰脲(DMH)、二甲基二羥基脲(DMDHU)、二羥基亞乙基脲(DHEU，4，5-二羥基-2-咪唑烷酮)和二甲基二羥基亞乙基脲(DMeDHEU，4，5-二羥基-1，3-二甲基-2-咪唑烷酮)。
合適的多羧酸交聯(lián)劑包括檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、戊二酸、檸康酸、衣康酸、酒石酸單琥珀酸酯、馬來酸、1，2，3-丙三酸、1，2，3，4-丁四酸、全-順式-環(huán)戊烷四甲酸、四氫呋喃四甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸和苯六甲酸。其它多羧酸交聯(lián)劑包括聚合多羧酸，如聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(馬來酸)、聚(甲基乙烯基醚-共-馬來酸酯)共聚物、聚(甲基乙烯基醚-共-衣康酸酯)共聚物、丙烯酸的共聚物，和馬來酸的共聚物。在Weyerhaeuser Company提交的美國專利No.5998511中公開了使用聚合多羧酸交聯(lián)劑如聚丙烯酸聚合物、聚馬來酸聚合物、丙烯酸的共聚物，和馬來酸的共聚物，本文將其全文引入作為參考。
其它合適的交聯(lián)劑包括二環(huán)氧化物，如二氧化乙烯基環(huán)己烯、二氧化丁二烯和二縮水甘油醚；砜，如二乙烯基砜、雙(2-羥乙基)砜、雙(2-氯乙基)砜和三(β-硫酸根合乙基)锍二鈉內(nèi)鹽和二異氰酸酯。
也可使用交聯(lián)劑的混合物和/共混物。
對于用交聯(lián)劑交聯(lián)的聚合物的實(shí)施方案來說，可使用催化劑來促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)。合適的催化劑包括酸性鹽，如氯化銨、硫酸銨、氯化鋁、氯化鎂，和含磷酸的堿金屬鹽。
施加到聚合物的交聯(lián)劑用量合適地為使聚合物基本上不溶于水所需的量。施加到聚合物的交聯(lián)劑用量將取決于特定的交聯(lián)劑，和基于聚合物的總重量合適地在約0.01-約8.0wt％范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基于聚合物的總重量，施加到聚合物的交聯(lián)劑的用量在約0.20-約5.0wt％范圍內(nèi)。
根據(jù)實(shí)施例3所述的離心容量試驗(yàn)測量的本發(fā)明聚合物的液體吸收容量為至少約20g/g。在一個(gè)實(shí)施方案中，改性聚合物的容量為至少約10g/g。在另一實(shí)施方案中，聚合物的容量為至少約15g/g，和在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，聚合物的容量為至少約20g/g。實(shí)施例3中描述了根據(jù)本發(fā)明形成的代表性聚合物的吸收容量。
本發(fā)明另一方面提供了一種制造超吸收聚合物的方法。在該方法的一個(gè)實(shí)施方案中，通過纖維與硫酸化試劑的反應(yīng)來硫酸化纖維素纖維。
為了有效的硫酸化，可在硫酸化之前，使用溶脹劑溶脹纖維素纖維，包括干纖維。合適的溶脹劑包括，例如水、冰醋酸、醋酸酐、氯化鋅、硫酸、三氧化硫和氨?？稍诶w維與硫酸化試劑反應(yīng)之前，通過將纖維與溶脹劑混合，接著除去過量的溶脹劑，來溶脹纖維。
因此，在另一實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種制造超吸收聚合物的方法，該方法包括以下步驟用溶脹劑溶脹纖維素纖維，包括干纖維；將過量溶脹劑與溶脹的纖維分離；使溶脹的纖維與硫酸化試劑反應(yīng)；將過量的硫酸化試劑與纖維分離；和至少部分中和該硫酸化纖維，以提供硫酸化的纖維素纖維。
將在硫酸化步驟中形成的硫酸化聚合物溶解在含水介質(zhì)中，接著從介質(zhì)中沉淀該聚合物，以顆粒形式提供本發(fā)明的聚合物。用聚合物在其中具有低溶解度的可混溶溶劑稀釋含聚合物的含水介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)從含水介質(zhì)中沉淀聚合物。由該方法制備的聚合物顆粒稱為“再生”聚合物顆粒，因?yàn)槭峭ㄟ^從聚合物溶液中沉淀來生產(chǎn)的聚合物顆粒?？墒褂梅呛牧?，如醇(例如異丙醇)或鹽，來實(shí)現(xiàn)聚合物的沉淀。實(shí)施例4描述了制備再生聚合物顆粒的方法。或者，也可簡單地通過從水溶液中干燥除掉水，從溶液中回收(或“再生”)聚合物。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的聚合物是硫酸化并交聯(lián)的聚合物。因此，可進(jìn)一步用交聯(lián)劑交聯(lián)如上所述制備的硫酸化聚合物，以提供超吸收聚合物。在實(shí)施例2中描述了制造硫酸化且交聯(lián)的超吸收聚合物的代表性方法。
可將本發(fā)明的聚合物摻入到個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品中。也可將該聚合物形成為復(fù)合材料摻入個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品中?？捎稍摼酆衔飭为?dú)的，或?qū)⒃摼酆衔锱c其它材料(包括纖維材料、粘合劑材料、其它吸收材料和在個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品中常用的其它材料)結(jié)合形成復(fù)合材料。合適的纖維材料包括合成纖維，如聚酯、聚丙烯和雙組分粘合纖維，和纖維素纖維，如短纖維、交聯(lián)纖維素纖維、棉纖維和CTMP纖維。合適的吸收材料包括天然吸收劑，如泥炭蘚和合成超吸收劑，如聚丙烯酸酯(例如SAP)。
衍生于或包括本發(fā)明聚合物的吸收復(fù)合材料可有利地?fù)饺氲礁鞣N各樣的吸收制品內(nèi)，如紙尿布(包括一次性紙尿布和訓(xùn)練褲(trainingpants))；婦女的護(hù)理產(chǎn)品(包括衛(wèi)生巾和胸罩襯里)；成人失禁產(chǎn)品；毛巾；外科和牙科海綿；繃帶；食品托盤等。因此，另一方面，本發(fā)明提供包括該聚合物的吸收復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)體和吸收制品。
本發(fā)明的超吸收聚合物可以以吸收芯或儲存層的形式摻入到個(gè)人護(hù)理吸收產(chǎn)品如紙尿布中。該復(fù)合材料可單獨(dú)或結(jié)合一層或多層其它層，如接收和/或分配層來使用，以提供可用的吸收結(jié)構(gòu)體。
圖1和2示出了摻有包括本發(fā)明聚合物的吸收復(fù)合材料的代表性吸收結(jié)構(gòu)體。參考圖1，結(jié)構(gòu)體100包括與上層接收層20結(jié)合的以儲存層形式使用的復(fù)合材料10(即包括本發(fā)明聚合物的復(fù)合材料)。
除了如上所述包括吸收復(fù)合材料和接收層的結(jié)構(gòu)體之外，進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)體可包括夾在接收層與復(fù)合材料之間的分配層。圖2說明了具有夾在接收層20與復(fù)合材料10之間的中間層30(例如分配層)的結(jié)構(gòu)體110。
復(fù)合材料10和結(jié)構(gòu)體100與110可摻入到吸收制品內(nèi)。一般地，圖3A-C所示的吸收制品200、210和220包括液體可滲透的面層22、液體不可滲透的襯里層24，和分別有復(fù)合材料10、結(jié)構(gòu)體100、結(jié)構(gòu)體110。在這一吸收制品中，面層可連接到襯里層上。
應(yīng)當(dāng)理解的是，可設(shè)計(jì)除摻入本發(fā)明聚合物和包括該聚合物的復(fù)合材料的其它吸收產(chǎn)品。
提供下述實(shí)施例，目的是用于說明，而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例1硫酸化纖維素纖維的制備在該實(shí)施例中，描述了形成硫酸化纖維素纖維的代表性方法。
在硫酸化之前，用醋酸活化紙漿。將10g已在105℃下烘箱干燥過的纖維化漂白牛皮紙南方黃松木短纖維(NB416，WeyerhaeuserCompany，F(xiàn)ederal Way，WA)加入600ml冰醋酸中。然后，將紙漿/酸漿料放置在真空室內(nèi)并抽出空氣。使?jié){料在真空下靜置30分鐘，之后，使真空室加壓到大氣壓。然后，在再經(jīng)歷另外30分鐘的真空之前，使?jié){料在環(huán)境條件下靜置45分鐘。在第二次施加真空之后，使?jié){料在大氣壓下再次靜置45分鐘。然后，將漿料傾入到布氏漏斗中，在此收集紙漿并壓制，一直到殘留的醋酸重量等于烘箱干燥紙漿重量的2倍(即所收集的紙漿的總重量為30g)。將所收集的紙漿放置在塑料袋中，并在冷凍機(jī)內(nèi)冷卻到-10℃。
通過混合240g濃硫酸與60g異丙醇和0.226g硫酸鎂，制備硫酸化母液。通過將異丙醇傾入到在冰浴中維持在4℃下的燒杯中，來制備母液。然后將硫酸鎂加入到異丙醇中，和將混合物急冷到4℃。稱取硫酸放入燒杯內(nèi)并在緩慢混合到異丙醇和硫酸鎂混合物內(nèi)之前獨(dú)立地急冷到9℃，然后使所得硫酸化母液冷卻到4℃。
將冷卻的醋酸活化的紙漿(-10℃)攪拌到冷卻的硫酸化母液(4℃)內(nèi)。在持續(xù)的攪拌下，使紙漿和硫酸化母液的所得漿料反應(yīng)35分鐘。在35分鐘之后，將紙漿/硫酸化母液傾入到布氏漏斗中，并收集硫酸化紙漿和用冷卻的異丙醇(-10℃)真空洗滌。然后，在韋林氏摻合器中，用冷異丙醇(-10℃)將所收集的紙漿制漿，并傾回到布氏漏斗中，在此再次用冷卻的異丙醇(-10℃)洗滌紙漿。
根據(jù)本發(fā)明形成的改性纖維的性質(zhì)與質(zhì)量取決于洗滌步驟。首先，優(yōu)選盡可能快速地從紙漿中洗滌酸，以防止持續(xù)的和/或加速的纖維素降解。第二，優(yōu)選維持紙漿的冷卻溫度，以防止纖維素降解。第三，在中和之前，優(yōu)選盡可能徹底地從紙漿中洗滌出酸，以防止在中和步驟過程中形成難以除去的無機(jī)鹽。這些鹽可負(fù)面影響改性纖維素的吸收率。
接下來，將洗滌過的硫酸化紙漿在冷卻的異丙醇(-10℃)中制漿，并逐滴加入氫氧化鈉的乙醇溶液(飽和溶液)，一直到漿料被中和。然后將漿料傾入到布氏漏斗中，再次用室溫下的異丙醇洗滌中和過的硫酸化紙漿。然后，攪拌中和過的硫酸化紙漿，除去可能已在纖維表面上結(jié)皮的任何無機(jī)鹽，之后，在布氏漏斗中，再次用異丙醇洗滌中和過的硫酸化紙漿。最后，使收集的硫酸化紙漿在空氣中干燥。
實(shí)施例2代表性的交聯(lián)硫酸化纖維素纖維的制備在此實(shí)施例中，描述了形成交聯(lián)的硫酸化纖維素纖維的代表性方法。用代表性交聯(lián)劑交聯(lián)如實(shí)施例1所述制備的硫酸化纖維素纖維。
使用催化的脲-甲醛體系交聯(lián)硫酸化纖維素纖維。催化劑包括溶解在88％乙醇/水中的氯化鎂和十二烷基苯磺酸的鈉鹽。該催化劑溶液除了主要功能之外，還充當(dāng)交聯(lián)劑的稀釋劑。通過將脲溶解在37％(w/w)的含水甲醛中獲得交聯(lián)劑。將交聯(lián)劑與催化劑溶液合并并施加到硫酸化纖維。然后，通過在105℃的烘箱中放置60分鐘，熟化處理過的纖維。
在該實(shí)驗(yàn)中，將不同用量的交聯(lián)劑施加到纖維。所使用的交聯(lián)劑的用量范圍為硫酸化纖維重量的1-11％，和所使用的催化稀釋劑的用量是硫酸化纖維重量的250％。下表1示出了制備催化稀釋劑和交聯(lián)劑溶液所使用的材料及其用量。
表1催化稀釋劑和交聯(lián)劑溶液的組成
實(shí)施例3總的吸收容量的測定方法和茶袋體積試驗(yàn)在此實(shí)施例中，描述了總吸收容量的測定方法和茶袋體積試驗(yàn)。通過用以下所述的總吸收容量/茶袋體積試驗(yàn)，評價(jià)在纖維中加入不同含量交聯(lián)劑的，如以上實(shí)施例1和2所述制備的代表性改性纖維的吸收容量，下表2綜合了改性纖維的吸收容量隨施加到纖維的交聯(lián)劑的變化。
確定吸收容量的材料制備、試驗(yàn)方法和計(jì)算如下所述。
材料制備1)茶袋制備展開茶袋材料(Dexter#1234T可熱密封的茶袋材料)并橫向切割成6cm的片材。軸向折疊，使外側(cè)對著外側(cè)(outside-to-outside)。用熨斗熱密封邊緣1/8英寸(高度硬化(high setting))，使頂端開放。從頂部邊緣修剪掉多余的材料，形成6cm×6cm的袋子。制備3個(gè)茶袋。
2)用樣品記號標(biāo)記邊緣。
3)在除去皮重的玻璃紙上稱取0.200g樣品(精確到0.001g)并記錄重量(重量A，參見下文)。
4)用改性纖維樣品填充茶袋。
5)用熨斗密封茶袋頂部邊緣1/8英寸。
6)稱取并記錄用改性纖維樣品填充的茶袋的總重量。在密封的塑料袋中儲存，一直到準(zhǔn)備試驗(yàn)(重量B，參見下文)。
試驗(yàn)方法1)用1wt％的鹽溶液填充容器到至少2英寸的深度。
2)保持茶袋水平并將改性纖維樣品均勻地分布于整個(gè)茶袋。
3)將茶袋平放在鹽溶液的液體表面(開始計(jì)時(shí))，并在浸漬茶袋之前，打濕茶袋(約10秒)。
4)浸泡茶袋30分鐘(注意在實(shí)施例4的樣品情況下，使用2小時(shí))。
5)用鑷子從鹽溶液中取出茶袋并夾持到滴液架上。
6)使茶袋懸掛3分鐘。
7)從夾鉗(clip)中仔細(xì)取出茶袋，并輕輕地觸摸茶袋的飽和角，以除去過量液體。稱取茶袋并記錄重量(即滴液重量)(重量C，參見下文)。
離心之前容量的計(jì)算(Z＝g/g容量)Z＝(C-B)/A這一計(jì)算假定茶袋材料保持的液體可忽略不計(jì)，且是相當(dāng)恒定的因子。
8)通過對著離心機(jī)的壁壓頂部邊緣，將茶袋放置在離心機(jī)的壁上。在離心機(jī)的四周放置茶袋來平衡離心機(jī)。
9)在2800rpm下離心75秒。
10)從離心機(jī)中取出茶袋，稱重并記錄茶袋離心過后的重量(重量D，參見下文)。
離心之后容量的計(jì)算(Y＝g/g容量)Y＝(D-B)/A這一計(jì)算假定茶袋材料保持的液體是可忽略不計(jì)，且是相當(dāng)恒定的因子。
以百分?jǐn)?shù)表示的游離液體值的計(jì)算自由液體％＝((Z-Y)/Z)×100下表2綜合了代表性改性纖維在如上所述測定的離心之后的吸收容量(離心容量，g/g)隨硫酸化反應(yīng)時(shí)間和施加于纖維的交聯(lián)劑的變化。
表2改性纖維的吸收容量交聯(lián)劑濃度和硫酸化反應(yīng)時(shí)間的影響
如表2所示，在到達(dá)某一點(diǎn)之前(to a point)，吸收容量隨增加的硫酸化而增加，因?yàn)樗械牧蛩峄w維的容量比人們對未處理纖維的預(yù)期(僅～1g/g左右)要大。然而，在硫酸化導(dǎo)致降解的點(diǎn)，吸收容量降低。該結(jié)果也證明，在到達(dá)某一點(diǎn)之前，吸收容量隨增加的交聯(lián)而增加。在較高程度的交聯(lián)時(shí)，吸收容量降低。
實(shí)施例4代表性超吸收聚合物顆粒的制備方法在此實(shí)施例中，描述了制備代表性超吸收纖維素聚合物顆粒的方法。在該方法中，首先硫酸化纖維素紙漿，接著溶解在水中，然后沉淀所得硫酸化纖維素紙漿，提供超吸收纖維素聚合物顆粒，從而制備該聚合物。
纖維素紙漿的硫酸化永不干燥(never-dried)紙漿的溶劑交換和預(yù)處理。使用玻璃攪拌棒，在玻璃燒杯中，用2.7L冰醋酸將50g(OD為基礎(chǔ))永不干燥的FR-416紙漿(約25％固體)制漿。使酸/紙漿漿料靜置30分鐘。在布氏漏斗中真空排水并壓榨漿料。使用玻璃攪拌棒在玻璃燒杯中，用2.7L冰醋酸將濾板再制漿。使酸/紙漿漿料靜置30分鐘。在布氏漏斗中真空排水并壓榨漿料。使用玻璃攪拌棒，在玻璃燒杯中，用2.7L冰醋酸將濾板再制漿。使酸/紙漿漿料靜置30分鐘。在布氏漏斗中使?jié){料真空排水并壓榨濾板，一直到殘留的冰醋酸重量等于紙漿烘箱干燥重量的約3倍。濾板的總重量為約200g，其中50g認(rèn)為是紙漿的質(zhì)量，而剩余的150g來自于殘留的醋酸。將濾板撕碎放入ZIPLOC袋內(nèi)并在冷凍器中急冷到-10℃。
硫酸化母液的制備。將Hobart混合機(jī)和換熱器放置在絕緣的冷卻箱內(nèi)。將丙二醇傾入到絕緣的冷卻箱內(nèi)，一直到浸漬整個(gè)混合機(jī)槽，但離頂部的槽差2英寸。將換熱器連接到Julabo FPW55-SP水冷的超低制冷的循環(huán)器上。用Baysilone Fluid M3(由GE Bayer Silicones制造的并由Julabo以Thermal HY經(jīng)銷的聚二甲基硅氧烷)填充循環(huán)器的罐。在循環(huán)器內(nèi)將所需溫度編程并啟動裝置。在該實(shí)施例中，使用-10℃的溫度。等待在絕緣冷卻箱內(nèi)的丙二醇到達(dá)設(shè)定程序的溫度。將300g-10℃的異丙醇傾入到混合器的槽內(nèi)。將1.13g硫酸鎂加入到異丙醇中。將1200g 9℃的濃硫酸緩慢地?cái)嚢杓拥疆惐純?nèi)。使硫酸化母液冷卻到所需的反應(yīng)溫度。在硫酸化母液內(nèi)各組分的比例為4份濃硫酸、1份異丙醇和0.004份硫酸鎂。
硫酸化反應(yīng)。通過變阻器安排混合機(jī)的供電。利用設(shè)定在0時(shí)的變阻器，將混合機(jī)打開到其最低設(shè)定值。撥高變阻器，直到混合機(jī)的葉片緩慢轉(zhuǎn)動。將撕碎的-10℃的醋酸活化的FR-416紙漿喂入到運(yùn)轉(zhuǎn)的混合機(jī)內(nèi)，其速度是不使混合機(jī)超載，然而也不會慢到引起第一次喂入的紙漿的硫酸化時(shí)間顯著不同于最后喂入的紙漿。維持合適的反應(yīng)溫度并使紙漿反應(yīng)表3所示的時(shí)間，同時(shí)進(jìn)行持續(xù)的攪拌。硫酸化母液的重量是溶劑交換的、被硫酸化的永不干燥的FR-416紙漿重量的30倍(不包括殘留的醋酸重量)。
硫酸化紙漿的過濾和洗滌。當(dāng)硫酸化反應(yīng)完成時(shí)，將紙漿/硫酸化母液漿料傾入到布氏漏斗中，并盡可能多的從紙漿中除去硫酸化母液。傾倒3L-10℃的異丙醇通過濾板，以洗掉不可能物理地從紙漿中除去的那些酸。在韋林氏摻合器中分解濾板并將所得漿料傾入到布氏漏斗中。傾倒3L-10℃的異丙醇通過濾板。
在洗滌步驟中有4個(gè)重要因素。首先，為了避免因洗滌用的異丙醇與過多硫酸混合導(dǎo)致生成過量熱，在洗滌之前應(yīng)當(dāng)盡可能多地將硫酸化母液從紙漿中壓榨出。第二，必須盡可能快地將酸從紙漿中洗出，以防止纖維素的繼續(xù)和加速的降解。第三，不應(yīng)當(dāng)使紙漿的溫度升高，因?yàn)槔w維素可能被大范圍破壞。第四，在中和之前，必須盡可能徹底地洗滌出酸，以防止形成難以除去的無機(jī)鹽，這些難以除去的無機(jī)鹽對所得聚合物的吸收率絕對具有負(fù)面影響。
硫酸化纖維素的中和。使用氣壓驅(qū)動的混合機(jī)，在4L塑料燒杯中用-10℃異丙醇對洗滌過的硫酸纖維素制漿。維持?jǐn)嚢?，同時(shí)用滴定管，將飽和醋酸鈉的乙醇溶液逐滴加入到漿料中，直到達(dá)到pH為7。在布氏漏斗中真空排水并壓榨漿料。采用Waring摻合機(jī)，在室溫，異丙醇中，攪拌硫酸纖維素鈉，以除去可能在纖維表面上結(jié)皮的任何無機(jī)鹽。在布氏漏斗中真空排水并壓榨漿料。撕碎濾板并在通風(fēng)櫥中使硫酸纖維素鈉在空氣中干燥。
表3代表性聚合物硫酸化的反應(yīng)時(shí)間
硫酸纖維素鈉聚合物的沉淀向13g水中加入1g如上所述制備的中和過的硫酸纖維素樣品。攪拌使纖維溶解。周期性攪拌直到全部溶解(典型地1-24小時(shí))。將約125ml異丙醇加入到硫酸纖維素溶液中沉淀除聚合物。用小的塑料刮匙充分混合，然后將沉淀的材料分開，形成小(最大尺寸為約5mm-約10mm)尺寸的伸長沉淀片。在布氏漏斗中過濾掉過量溶劑。將額外的125ml異丙醇加入到沉淀中進(jìn)行額外的洗滌。再次過濾。在實(shí)驗(yàn)室鼓風(fēng)烘箱中，在105℃下干燥沉淀60分鐘。如實(shí)施例3所述測定游離溶脹和離心容量。下表4綜合了如上所述制備的代表性聚合物在離心之前的容量(參見以上的Z)、在離心之后的容量(參見以上的Y)和游離液體值(游離液體百分?jǐn)?shù))。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)施例4中，與實(shí)施例2相反，在制備超吸收聚合物顆粒中沒有使用交聯(lián)劑。
表4代表性聚合物顆粒的吸收容量
a兩次重復(fù)的平均。
盡管已闡述并公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解可在其中作出各種變化，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
其中要求保護(hù)排他性或特許權(quán)的本發(fā)明實(shí)施方案定義如下。
權(quán)利要求
1.一種超吸收聚合物，該聚合物衍生于游離液體值小于約40％和吸收容量為至少約20g/g的纖維素、木素纖維素或多糖材料。
2.權(quán)利要求1的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
3.權(quán)利要求1的聚合物，其中的聚合物是硫酸化聚合物。
4.權(quán)利要求1的聚合物，其中的聚合物是交聯(lián)聚合物。
5.權(quán)利要求1的聚合物，其中的聚合物是再生聚合物。
6.一種超吸收聚合物，該聚合物衍生于游離液體值小于約30％和吸收容量為至少約20g/g的纖維素、木素纖維素或多糖材料。
7.權(quán)利要求6的聚合物，其中聚合物是硫酸化聚合物。
8.權(quán)利要求6的聚合物，其中聚合物是交聯(lián)聚合物。
9.權(quán)利要求6的聚合物，其中聚合物是再生聚合物。
10.一種再生的超吸收聚合物，該聚合物衍生于游離液體值小于約40％的纖維素、木素纖維素或多糖材料。
11.權(quán)利要求10的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
12.權(quán)利要求10的聚合物，該聚合物的吸收容量為至少約20g/g。
13.權(quán)利要求10的聚合物，其中的聚合物是硫酸化聚合物。
14.權(quán)利要求10的聚合物，其中的聚合物是交聯(lián)聚合物。
15.一種硫酸化纖維素超吸收聚合物，該聚合物的游離液體值小于約40％和吸收容量為至少約20g/g。
16.權(quán)利要求15的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
17.權(quán)利要求15的聚合物，其中聚合物是交聯(lián)聚合物。
18.權(quán)利要求15的聚合物，其中聚合物是再生聚合物。
19.一種再生的硫酸化纖維素超吸收聚合物，該聚合物的游離液體值小于約40％。
20.權(quán)利要求19的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
21.權(quán)利要求19的聚合物，其中聚合物是交聯(lián)聚合物。
22.一種超吸收聚合物，該聚合物衍生于纖維素、木素纖維素或多糖材料，所述的材料用有效地賦予纖維素、木素纖維素或多糖材料超吸收性能的硫酸用量處理，其中所述聚合物的吸收容量為至少約20g/g。
23.權(quán)利要求22的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約40％。
24.權(quán)利要求22的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
25.權(quán)利要求22的聚合物，其中的聚合物是交聯(lián)聚合物。
26.權(quán)利要求22的聚合物，其中聚的合物是再生聚合物。
27.一種超吸收聚合物，該聚合物衍生于纖維素、木素纖維素或多糖材料，所述的材料用有效地賦予纖維素、木素纖維素或多糖材料超吸收性能的硫酸用量處理。
28.權(quán)利要求27的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約40％。
29.權(quán)利要求27的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
30.權(quán)利要求27的聚合物，該聚合物的吸收容量為至少約20g/g。
31.權(quán)利要求27的聚合物，其中聚合物是交聯(lián)聚合物。
32.一種超吸收聚合物，該聚合物衍生于硫酸化纖維素、硫酸化木素纖維素或硫酸化多糖材料，其中所述的聚合物不用交聯(lián)劑交聯(lián)。
33.權(quán)利要求32的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約40％。
34.權(quán)利要求32的聚合物，該聚合物的游離液體值小于約30％。
35.權(quán)利要求32的聚合物，該聚合物的吸收容量為至少約20g/g。
36.權(quán)利要求32的聚合物，其中的聚合物是再生聚合物。
37.一種制造超吸收聚合物顆粒的方法，該方法包括用硫酸化試劑硫酸化纖維素、木素纖維素或多糖材料，提供硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料；將硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料溶解在含水介質(zhì)中；和從含水介質(zhì)中沉淀硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料，得到聚合物顆粒。
38.權(quán)利要求37的方法，其中的硫酸化試劑包括硫酸。
39.權(quán)利要求37的方法，其中從含水介質(zhì)中沉淀包括將非水材料加入到含水介質(zhì)中。
40.權(quán)利要求37的方法，該方法進(jìn)一步包括在將硫酸化纖維素、木素纖維素或多糖材料溶解于含水介質(zhì)之前，中和所述材料。
41.一種制造超吸收聚合物顆粒的方法，該方法包括用硫酸化試劑硫酸化纖維素、木素纖維素或多糖材料，提供硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料；將硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料溶解在含水介質(zhì)中；和通過干燥使硫酸化的纖維素、木素纖維素或多糖材料從含水介質(zhì)中再生，得到聚合物顆粒。
42.權(quán)利要求41的方法，其中硫酸化試劑包括硫酸。
43.權(quán)利要求41的方法，該方法進(jìn)一步包括在將硫酸化纖維素、木素纖維素或多糖材料溶解于含水介質(zhì)之前，中和所述材料。
44.含有權(quán)利要求1聚合物的吸收復(fù)合材料。
45.權(quán)利要求44的吸收復(fù)合材料，進(jìn)一步包括一種或多種纖維材料。
46.權(quán)利要求45的吸收復(fù)合材料，其中纖維材料是至少一種纖維素纖維和合成纖維。
47.包括權(quán)利要求44復(fù)合材料的吸收制品。
48.權(quán)利要求47的吸收制品，該制品進(jìn)一步包括液體接收層。
49.權(quán)利要求48的吸收制品，該制品進(jìn)一步包括液體分配層。
50.權(quán)利要求47的吸收制品，該制品進(jìn)一步包括液體可滲透的面層和液體不可滲透的襯里層。
51.權(quán)利要求47的吸收制品，其中該吸收制品是至少一種嬰兒紙尿布、成人失禁產(chǎn)品和婦女護(hù)理產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有超吸收性能的衍生于纖維素、木素纖維素或多糖材料的聚合物。本發(fā)明還提供了該制造聚合物和摻有該聚合物的個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的方法。
文檔編號C08H8/00GK1547591SQ02816532
公開日2004年11月17日 申請日期2002年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月24日
發(fā)明者休·韋斯特, 休 韋斯特, A 韋斯特蘭, 約翰·A·韋斯特蘭 申請人:韋爾豪澤公司