[发明专利]高的湿松密度的纤维素纤维

说明书

发明领域

本发明一般涉及纤维素纤维，更具体地说，涉及具有高湿松密度的交联的纤维素纤维。

发明背景

纤维素纤维是吸收性产品如尿布的基本组分。虽然是吸收性的，但是纤维素纤维倾向于保留所吸收的液体和因此削弱了液体获取率。在吸收性产品中的湿纤维素纤维无能力进一步获取液体和将液体分配到远离液体接触部位的位置，这能够导致与液体吸收有关的纤维松密度的损失。松密度是纤维复合材料的性能，与所述复合材料的网状结构有关。复合材料芯吸和分配液体的能力一般取决于复合材料的松密度。复合材料在随后的接触中进一步获取液体的能力将取决于复合材料的湿松密度。从纤维素短纤桨(具有极高空隙容积的纤维素纤维的一种形式)制得的吸收性产品在获取液体之后损失松密度和进一步芯吸和获取液体的能力，引起局部饱和。

与未交联的纤维相比，交联的纤维素纤维通常具有增强的湿松密度。增强的松密度是交联赋予纤维硬挺度、扭曲和卷曲的结果。因此，理想的是将交联的纤维引入到吸收性产品中以增强它们的松密度和液体获取率和减少再润湿性。

因为在理想的情况下，吸收性产品快速获取液体、有效地分配液体到远离接触部位的位置、在随后的接触中继续获取液体、并具有低的再润湿性，因此仍然需要湿松密度足以达到这些理想性质的纤维素纤维。本发明意图满足这些需要和提供其它相关的优点。

发明概述

在一个方面，本发明提供具有高的湿松密度的个体化(individualized)纤维素纤维。本发明的高湿松密度的纤维素纤维是用乙二醛交联的纤维素纤维。在一个实施方案中，纤维素纤维优选用乙二醛和丙二醇的结合物进行催化交联。在另一实施方案中，所述纤维用乙二醛和乙二醛衍生树脂的结合物来交联，所述树脂选自乙二醛/多元醇缩合物、环脲/乙二醛/多元醇缩合物和环脲/乙二醛缩合物。

在本发明的另一方面，提供了制备高的湿松密度的纤维素纤维的方法。在这些方法中，纤维素纤维的纤维质基料用乙二醛交联结合物处理，湿纤维化，然后干燥和固化，以提供具有高的湿松密度的个体化纤维素纤维。通常，由本发明的方法制备的纤维在0.6kPa下具有高于约20cc/g的湿松密度，或其湿松密度比市场上可买到的高松密度纤维高至少约30％，优选高至少约50％。

优选实施方案的详细说明

本发明提供具有高湿松密度的纤维素纤维和它们的制备方法。本发明的高湿松密度纤维具有比市场上可买到的高松密度纤维高至少约20％、优选至少约30％和更优选约50％的湿松密度。本发明的纤维在0.6kPa下具有高于约20cc/g、优选高于22cc/g和更优选高于约25cc/g的湿松密度。

这里使用的术语“松密度”是指在0.6kPa的负荷下由气流铺敷的1.0g短纤桨占据的体积(单位：立方厘米，cc)。术语“湿松密度”是指在短纤桨用水润湿之后在0.6kpa的负荷下由1.0g(干重)的短纤桨占据的体积(单位：立方厘米，cc)。在负荷下的湿松密度是在0.6kPa下由FAQ测量并按以下所述以cc/g记录的。

本发明提供具有高的湿松密度的个体化纤维素纤维。本发明的高湿松密度的纤维素纤维是用乙二醛交联的纤维素纤维。这里使用的术语“用乙二醛交联的纤维素纤维”是指已用这里所述的乙二醛交联结合物处理过的纤维素纤维。

在一个实施方案中，本发明提供用乙二醛和任选的二醇催化交联的纤维素纤维。合适的二醇包括乙二醇、二甘醇、丙二醇和一缩二丙二醇。丙二醇是优选的二醇。交联用的催化剂包括强无机酸的铝盐和/或水溶性α-羟基羧酸。在一个优选实施方案中，所述铝盐是硫酸铝且所述羧酸是柠檬酸。

需要交联的纤维素纤维用乙二醛、任选的二醇和一种或多种催化剂的水溶液处理。该纤维用有效量的乙二醛、二醇和催化剂处理以达到这里所述的湿松密度的增强。通常，该纤维用约3-约6wt％乙二醛、至多约2wt％二醇、约0.1-约2wt％铝盐和约0.1-约2wt％羧酸处理，这些重量百分比均基于被处理的纤维的总重量。在一个优选实施方案中，纤维用大约3.94wt％乙二醛、大约0.52wt％丙二醇、大约1.34wt％硫酸铝和大约1.56wt％柠檬酸处理，这些重量百分比均基于被处理的纤维的总重量。从这一结合物制得的纤维的湿松密度是按以上所述测定的并与市场上可买到的高松密度纤维进行比较。这些交联的纤维显示出比商购高松密度纤维有47wt％的湿松密度的增强。结果总结在下表1中。