[發(fā)明專利]超吸收性的纖維素纖維

無效

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• 申請日: 2001-01-17
• 公開（公告）號: CN1395638A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿馬爾·N·內(nèi)奧吉;大理查德·H·揚;布倫特·A·彼得森
• 申請（專利權(quán)）人: 韋爾豪澤公司
• 主分類號: D21C9/00
• 分類號: D21C9/00;C08B5/14;C08B15/00;A61L15/28;A61L15/60
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 丁業(yè)平,王維玉

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有超吸收性的改性纖維素纖維，更具體而言，涉及結(jié)構(gòu)與衍生該改性纖維的纖維素纖維基本上相同的交聯(lián)并硫酸化的纖維素纖維。

發(fā)明背景

個人護理用吸收產(chǎn)品例如有嬰兒尿布、成人失禁用襯墊和女性護理用品，一般包含吸收芯，該芯在纖維基質(zhì)中包括超吸收性材料。超吸收性材料是水溶脹性的、一般為水不溶性的吸收材料，其液體吸收容量為其水中重量的至少約10倍，優(yōu)選為約20倍，經(jīng)常高達約100倍。盡管所述吸收芯保留或存儲液體的能力很大部分是歸因于所述超吸收材料，吸收芯的纖維基質(zhì)提供了基本的液體毛細(xì)管作用、襯墊強度和完整性這些功能，并在負(fù)載情況下提供一定程度的吸收性。這些有用特性造成了以下事實，即所述基質(zhì)包括纖維素纖維，一般為纖維形式的木漿短纖。

針對個人護理用吸收產(chǎn)品，美國南方松木短纖漿幾乎是專用的，在全世界都被視為優(yōu)選的吸收產(chǎn)品用纖維。這種選擇是根據(jù)短纖漿有利的高纖維長度(約2.8mm)及其相對易于由濕法成網(wǎng)漿片加工成氣流鋪置網(wǎng)。但是，這些短纖漿纖維在纖維細(xì)胞壁內(nèi)只能吸收約2-3g/g液體(例如水或體液)。纖維的液體保留能力主要存在于纖維間的空隙內(nèi)。基于這個原因，纖維基質(zhì)易于在施加壓力時釋放出所獲得的液體。在包括一種專門由纖維素纖維形成的芯的吸收產(chǎn)品的使用過程中，釋放出所獲得液體的傾向可導(dǎo)致顯著的皮膚濕潤。由于這類纖維吸收芯中不能有效地保留液體，因此這些產(chǎn)品還傾向于漏出所獲得的液體。

在纖維基質(zhì)中包含吸收材料以及向個人護理產(chǎn)品中添加吸收材料是已知的。向這些個人護理產(chǎn)品中加入超吸收材料具有減小產(chǎn)品整體體積的效果，同時增加其液體吸收能力并增強產(chǎn)品使用者的皮膚干燥度。

已公開了在個人護理產(chǎn)品中用作吸收材料的多種材料。在這些材料中包括天然基材料如瓊脂、果膠、樹膠、羧烷基淀粉和羧烷基纖維素纖維如羧甲基纖維素，以及合成材料如聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、以及水解的聚乙烯腈。盡管天然基吸收材料是眾所周知的，但這些材料還沒有廣泛用在個人護理產(chǎn)品中，因為它們與合成吸收材料如聚丙烯酸酯相比，吸收性相對較差。這些材料相對較高的成本也妨礙其用在消費者的吸收產(chǎn)品中。此外，在用液體溶脹時，許多天然基材料傾向于形成軟的凝膠狀物塊。這種凝膠狀物塊在產(chǎn)品芯中的存在會限制芯內(nèi)的液體傳送和分布，并阻止液體隨后被產(chǎn)品有效且有力地吸收。

與天然基吸收材料相比，合成吸收材料一般能吸收大量液體，同時維持相對非凝膠狀的形態(tài)。把通常被稱作超吸收性聚合物(SAP)的合成吸收材料加入吸收制品中，以在壓力下提供較高的吸收度，以及相對于每克吸收材料提供較高的吸收度。超吸收聚合物一般以直徑約20-800微米的顆粒供應(yīng)。由于其在負(fù)載下的高吸收能力，包括超吸收聚合物顆粒的吸收產(chǎn)品的優(yōu)點在于使皮膚干燥。因為超吸收性聚合物顆粒在負(fù)載下吸收相對于其重量約30倍的液體，因此這些顆粒還提供了其他顯著的優(yōu)點，即薄和使使用者舒適。此外，對于負(fù)載下吸收每克液體，超吸收性聚合物顆粒的成本是短纖漿纖維大約一半。基于這些原因，在消費者的吸收產(chǎn)品中越來越傾向于具有較高超吸收顆粒水平和降低的短纖漿水平并不令人驚奇。事實上，一些嬰兒尿布在其儲液芯中包括60-70重量％的超吸收性聚合物。基于成本考慮，由100％超吸收制品制成的存儲芯是合乎需要的。但是，如上所述，由于不存在任何顯著的液體毛細(xì)管作用以及所得液體在整個芯中分布，這類芯的功能將不能令人滿意。此外，這種芯還將缺乏保持其濕和/或干燥結(jié)構(gòu)、形狀以及完整性的能力。

纖維素纖維提供吸收產(chǎn)品以關(guān)鍵的官能度，這種官能度迄今還不能由顆粒超吸收聚合物復(fù)制出來。超吸收材料已經(jīng)以合成纖維形式引入，以期提供具有纖維和超吸收聚合物顆粒二者的官能度的材料。但是，與短纖漿纖維相比，這些超吸收纖維難于加工，而且它們不能象短纖漿纖維一樣很好地彎曲。此外，重要地，合成超吸收纖維比超吸收聚合物顆粒更昂貴，因此不能有效地與之競爭以大量用于個人護理用吸收產(chǎn)品。

經(jīng)化學(xué)改性使纖維素纖維含有賦予纖維以水溶脹性的離子基團如羧基、磺酸和季銨基，還可使其產(chǎn)生高吸收性。盡管這些改性纖維素材料中有一些可溶于水，但有一些是水不溶性的。然而，這些高吸收性改性纖維素材料中均不具有紙漿纖維結(jié)構(gòu)，這些改性纖維素材料通常為粒狀，或具有再生原纖形態(tài)。