[发明专利]包含羧基烷基纤维的超强吸收性颗粒及其制备方法

说明书

背景技术

个人护理吸收性产品，例如婴儿尿布、成人失禁衬垫和妇女护理产品，典型地包含吸收性核，该吸收性核包括分布在纤维基质中的超强吸收性聚合物颗粒。超强吸水剂是水可溶胀的，通常是水不溶性的吸收性材料，其具有对于体液高的吸收能力。通常使用的超强吸收性聚合物(SAP)大多数源自丙烯酸，丙烯酸自身源自石油，一种不可再生的原料。丙烯酸聚合物和SAP通常公认为是不可生物降解的。尽管它们有广泛的应用，但所述吸收性产品市场的一些部分涉及使用源自非可再生石油的材料及其非可生物降解性质。基于丙烯酸的聚合物还包括尿布和失禁衬垫的成本结构的有意义的部分。SAP的使用者的兴趣在于较低成本的SAP。高成本部分地源自生产丙烯酸的成本结构，而生产丙烯酸的成本结构又取决于石油的浮动价格。同样，当在使用后将尿布丢弃时，它们通常包含比它们最大的或理论含量显著更少的体液。换句话说，根据它们的流体保持能力，它们是“过度设计的”。这种“过度设计”构成了在SAP的使用中的低效。该低效部分地是由将SAP设计成具有高的凝胶强度导致的(如由高的在负载下吸收能力或AUL说明)。常用的SAP颗粒的高凝胶强度(当溶胀时)帮助它们保留大量的在颗粒之间的空隙空间，该空间有助于快速吸收流体。然而，这种高的“空隙容积”同时还导致在饱和状态下的产品中存在大量的间隙(在颗粒间)液体。当存在大量的间隙液体时，吸收性产品的“再润湿”值或“湿感觉性”是降低的。

在个人护理吸收性产品中，美国南方松绒毛浆通常与所述SAP一起使用。这种绒毛在世界范围内公认为是用于吸收性产品的优选纤维。所述优选是基于所述绒毛浆的如下优点：高纤维长度(约2.8mm)和它相对易于从湿地浆片(wetland pulp sheet)加工成气流沉降网(airlaidweb)。绒毛浆还可从可再生的和可生物降解的纤维素浆纤维制造。与SAP相比，这些纤维基于每单位质量的成本是低的，但基于每单位保持的液体的成本倾向于更高。这些绒毛浆纤维大多在纤维之间的间隙中吸水。因此，纤维基质在施加压力时易于释放已获得的液体。该释放已获得的液体的倾向可导致在使用包括只由纤维素纤维形成的核的吸收性产品的过程中有显著的皮肤润湿性。这样的产品还倾向于渗漏已获得的液体，因为液体没有有效地保留在这样的纤维吸收性核中。

由可再生天然聚合物制备的超强吸收性复合材料颗粒具有优于得自基于石油的合成聚合物的超强吸收性颗粒的优点：较低的成本、生物可降解能力和源于可再生天然聚合物。同样需要源于可再生天然聚合物的新型超强吸收性组合物。

因此需要复合型超强吸收性材料，其同时是源于如纤维素的生物可降解可再生资源并且其为廉价的。以这种方式，所述超强吸收性材料可用于有效率的吸收性产品设计中。这些和其它目的通过下文阐述的本发明而达到。

发明内容

本发明提供了包括羧基烷基纤维素的超强吸收性颗粒。该颗粒包括羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组合，和多个非永久性金属交联键。

本发明还提供了制造包括羧基烷基纤维素的超强吸收性颗粒的方法。在该方法中，将羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物在水中混合以提供水溶液；用交联剂处理该水溶液以提供凝胶；将该凝胶干燥以提供固体；和将该固体粉碎以提供多个颗粒。在一个实施方案中，所述颗粒是片状物。

发明详述

在一个方面，本发明提供了包含羧基烷基纤维素的超强吸收性颗粒。该颗粒包括羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组合，和多个非永久性金属交联键。

所述颗粒包括羧基烷基纤维素。合适的羧基烷基纤维素具有羧基取代程度为约0.3至约2.5，和在一个实施方案中具有羧基取代程度为约0.5至约1.5。在一个实施方案中，所述羧基烷基纤维素是羧甲基纤维素。所述颗粒包括基于羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖聚合物的总重量计的约60至约99wt％的羧基烷基纤维素。在一个实施方案中，所述颗粒包括基于羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖聚合物的总重量计的约80至约95wt％的羧基烷基纤维素。