[發(fā)明專利]包含微原纖纖維素的纖絲、纖維無紡纖網(wǎng)以及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380054083.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104736749A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: D·M·杰克遜;C·O·呂特根
• 申請（專利權）人: 金伯利-克拉克環(huán)球有限公司
• 主分類號: D01F2/00
• 分類號: D01F2/00;D01D1/02;D04H1/4258
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅;李渤

本申請要求于2012年10月31日提交的美國臨時申請第61/720,510號的優(yōu)先權權益。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及的領域是來自可再生資源的纖維素纖絲的制造和用途以及包含這樣的纖絲的產品。

能源和資源保護是關注不斷增加的領域。能源成本持續(xù)上升并且許多材料來源如石油基材料的成本和可用性持續(xù)受到關注。其中該情況尤其真切的一個領域是在一次性和半耐久性商品方面，尤其是在用于個人、家庭和商業(yè)應用的消費品的領域中。

現(xiàn)今的消費者日常生活通常涉及使用這樣的產品，即單次使用的產品或僅僅使用數(shù)次然后丟棄的產品。這樣的產品的非限制性例子包括但不限于個人護理吸收性制品、衛(wèi)生相關的產品和用于家庭、企業(yè)和商業(yè)應用的清潔產品。個人護理吸收性制品的例子包括但不限于尿布、尿布褲、訓練褲、女性衛(wèi)生用品、成人失禁裝置、濕和干擦布(wipers)、繃帶等等。衛(wèi)生相關的產品包括但不限于清潔揩巾(wipes)、化妝和美容揩巾和墊。清潔產品包括但不限于家用揩巾和毛巾、紙毛巾(paper?towels)、拖把罩等等。

前述和其他產品中的許多均使用石油基材料，比如在制造用于吸收和/或分配流體的纖維無紡纖網(wǎng)中采用的聚烯烴和其他聚合物基纖絲。例如，個人護理吸收性制品中的許多層是由聚合物基纖維無紡布制備的。

已經(jīng)持續(xù)地努力從而由可持續(xù)資源制備這樣的纖絲和無紡布并且遠離更多的石油基產品。一個領域已經(jīng)涉及由纖維素基的可再生原料制造這樣的纖絲和無紡布。一種熟知的方法被稱為Lyocell方法，其是需要化學基溶劑(N-甲基嗎啉N-氧化物)來溶解纖維素以允許它被成型為纖維的方法的許多例子之一。一旦纖維成型，即使用其他化學品比如胺氧化物來凝結纖維，其后必須在水中洗滌纖維，以去除成型化學品。明顯地，這涉及許多加工步驟、使用另外的化學品，所述另外的化學品花費更多錢來使用、提取和回收，并且這涉及就該方法中使用的化學品的使用和處理而言的潛在環(huán)境問題。所以，期望具有更簡化的方法，其涉及更少的步驟、使用更少的化學品并且因此就制造而言成本更低。本發(fā)明涉及這樣的努力。

發(fā)明概述

本發(fā)明公開了利用微原纖(microfibrillar)纖維素的纖維素紡織品纖絲，該纖絲是用非常少的化學添加劑由水基方法制備的，所述水基方法簡化了其用于制造的組分和加工步驟。不像其他方法，比如上述的Lyocell方法，不需要使用化學品如N-甲基嗎啉N-氧化物來溶解纖維素原料以便制備可擠出的纖維原液(fiber?dope)，該纖維原液在成型之后必須經(jīng)歷另外的化學品的使用和隨后的提取和/或洗滌過程，以去除在纖維成型方法的初始階段使用的化學品。因此本發(fā)明的方法更多地是物理方法，而不是化學/溶解方法，例如Lyocell方法的情況。另外，微原纖纖維素可由幾乎無限數(shù)量的、全都是可再生的纖維素植物原料制備，并且在一些情況下可由其他纖維素基方法的副產物制備。結果，纖絲、纖維無紡纖網(wǎng)和終端產品可由完全可再生資源，以更少的步驟和更少的化學品制備。這進而意味著通過本發(fā)明產生的材料可以是在許多產品中用于替換的適當候選物，所述產品目前依賴于基于石油和其他非可再生基材的纖維和纖維無紡纖網(wǎng)。

本發(fā)明的纖絲由纖維素紡織品纖絲前體原液制備，其包含基于前體原液的總重計約7至約20重量百分比的微原纖纖維素纖維、約0.2至約3重量百分比的增稠劑和約75至約95重量百分比的水基溶劑。微原纖纖維素纖維分散在水基溶劑中，而增稠劑溶解在該溶劑中。前體原液的動態(tài)粘度范圍應為在100秒倒數(shù)(reciprocal?seconds)的剪切速率下約400至約3000帕斯卡秒。

在某些實施方案中，其他組分，包括但不限于物理和化學粘合劑，可添加至前體原液，以改善由前體原液形成的所得纖絲的完整性。

一旦形成，在一種實施方案中，基于纖絲的總干重，纖維素紡織品纖絲可包含約80至約99.5重量百分比的微原纖纖維素纖維和約20至約0.5重量百分比的增稠劑。當計算形成的纖絲的干百分比時，該百分比基于干成分的總重并且不包括任何殘留的水分。因此，例如，如果纖絲或樣品的總重為110克，包括80克的微原纖纖維素、20克的增稠劑和10克的殘留的水分，那么干重百分比是按重量計80％的微原纖纖維素和按重量計20％的增稠劑。

在供選擇的實施方案中，基于纖絲的總干重，纖維素紡織品纖絲可由約75至約99重量百分比的微原纖纖維、約20至約0.5重量百分比的增稠劑和0.5至約5百分比的其他組分組成。另一組分的一個例子是粘合劑。