[发明专利]从等离子体处理过的浆粕制造的纤维素交联纤维

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求了2013年1月3日提交的US13/733,622的优先权，US13/733,622是2010年6月30日提交的US12/827,007的部分继续申请，所述美国申请的全部公开内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及用于生产具有更低的结含量和更高的湿松厚度的纤维素交联纤维及其生产方法。

背景技术

交联纤维常规地通过用含有交联剂的溶液润湿经干燥的普通浆粕纤维来生产。浆粕纤维采取片材或者拉长片材的形式，并通常是成卷的。润湿的浆粕片材经过锤磨以使浆粕片材中包含的浆粕纤维单个化（individualize）。然后使锤磨过的含有交联剂的浆粕运行通过急骤干燥器以使纤维干燥并开始交联反应，并且在烘箱中进一步加热以完成交联过程。所述交联是纤维内(intrafiber)交联，其中纤维素纤维内的纤维素分子发生交联。纤维内交联赋予纤维素纤维以扭曲和卷曲以及松厚度(bulk)。

在交联过程开始时，通过输送装置例如传送带或一系列从动辊将纤维素纤维的片材传送通过纤维处理区。

在纤维处理区，向纤维素纤维的片材施加交联剂制剂。优选地，使用包括喷射、辊轧或浸渍在内的多种方法中的任一方法，向片材的一个或两个表面施加交联剂制剂。一旦交联剂制剂已被施加到片材，可以通过例如使片材通过一对辊而使溶液均匀分布于整个片材。

在已经用交联剂处理纤维片材之后，通过将片材进料通过锤磨机，将用交联剂浸渍的湿片材纤维化。所述锤磨机用于将片材碎裂为构成它的单个的纤维素纤维，随后将其空气输送通过干燥装置以除去残留水分。

然后将得到的经过处理的浆粕空气输送通过附加的加热区（例如，干燥器），以使浆粕的温度达到固化温度。在一种实施方案中，干燥器包含用于接受纤维和用于通过急骤干燥法从纤维除去残留水分的第一干燥区，和用于使交联剂固化的第二加热区。作为替代，在另一种实施方案中，将经过处理的纤维鼓风通过急骤干燥器以除去残留水分，加热至固化温度，然后转移到烘箱，随后在烘箱中使经过处理的纤维发生固化。总的说来，将经过处理的纤维干燥，然后在足够的温度下固化足够的时间以实现交联。通常，将纤维进行烘箱干燥，并在约120℃至约200℃的温度下固化约1分钟至约20分钟。

用于生产交联的纤维素纤维的代表性方法公开在美国专利号7,147,446和7,399,377中，二者的全部内容通过参考并入本文。

经过交联的纤维具有挺度(stiffness)和回弹性的独特组合，这使得由所述纤维制成的吸收性结构保持高水平的吸收率，并且干燥的经过压缩的吸收性结构在润湿时表现出高水平的回弹性和膨胀响应。

可用于制造交联纤维素纤维的纤维素纤维主要源自木浆。适用于本发明的木浆纤维可以从公知的化学方法例如硫酸盐法和亚硫酸盐法获得，随后进行或不进行漂白。浆粕纤维还可以通过热机械法（TMP）、化学热机械法（CTMP）或其组合进行处理。浆粕纤维可以通过化学方法来生产。也可以使用碎木纤维、回收或二次木浆纤维以及漂白和未漂白的木浆纤维。一种起始材料从长纤维的针叶树材类制备，诸如南部松、花旗松、云杉和铁杉。也可以使用硬木纤维，诸如杨树、桦树或桉树。生产木浆纤维的细节是本领域技术人员公知的。适合的纤维可以从包括Weyerhaeuser NR Company在内的许多公司购得。例如，可用于本发明的由南部松生产的适合的纤维素纤维，可以在名称CF416、CF405、NF405、NB416、FR416、FR516、PW416和PW405下从Weyerhaeuser NR Company获得。

将交联剂以足以实现纤维内交联的量施加到纤维素纤维。被施加到纤维素纤维的量，以纤维的总重量计，可以是约1重量%至约10重量%。

可以使用多种交联剂中的任一种以及如有必要的话使用催化剂来产生交联纤维。以下是代表性的交联剂和催化剂。

适合的脲基交联剂包括被取代的脲，诸如羟甲基化的脲例如二羟甲基脲（DMU，双-[N-羟甲基]脲）、羟甲基化的环状脲、羟甲基化的低级烷基环状脲、羟甲基化的二羟基环状脲、二羟基环状脲和低级烷基取代的环状脲。具体的基于环状脲的交联剂包括二羟甲基二羟基乙烯脲（DMDHEU，1,3-二羟基甲基-4,5-二羟基-2-咪唑烷酮）、二羟基乙烯脲（DHEU，4,5-二羟基-2-咪唑烷酮）、二羟甲基乙烯脲（DMEU，1,3-二羟甲基-2-咪唑烷酮）和二甲基二羟基乙烯脲（DMeDHEU或DDI，4,5-二羟基-1,3-二甲基-2-咪唑烷酮）。