[发明专利]多羧酸单独交联的纤维

说明书

本发明涉及具有高液体吸收性能的纤维素纤维、由这样的纤维素纤维制得的吸收性结构以及制备这样的纤维和结构的方法。更准确地说，本发明涉及单独交联的纤维素纤维、制备这样的纤维的方法以及含单独交联形式纤维素纤维的吸收性结构。

现有技术中已叙述过主要以单独的形式交联的纤维以及制备这种纤维的各种方法；术语“单独交联的纤维”指的是主要有纤维内化学交联键的纤维素，也就是说，交联键主要是在单根纤维的纤维素分子之间，而不是在独立的纤维的纤维素分子之间。通常认为，单独交联的纤维可用于吸收性产品，纤维本身以及含单独交联的纤维的吸收性结构，相对于常规的、未交联的纤维来说，通常，至少在一个重要的吸收性能方面有改进，通常在吸收性方面的改进是对吸收容量而言的。此外，相对于由未交联的纤维制成的吸收性结构来说，由单独交联的纤维制成的吸收性结构常常显示出增加的湿弹性和干弹性，术语“弹性”在下文指的是在压缩力释放时，由纤维素纤维制成的垫片恢复至膨胀的原始状态的能力。准确地说，干弹性指的是，在纤维基本上处于干燥的条件下，释放施加的压缩力时，吸收性结构的膨胀能力。湿弹性指的是：在纤维基本上处于湿的条件下，释放施加的压缩力时，吸收性结构的膨胀能力。为了本发明以及公开的一致性，湿弹性将在吸收性结构弄湿至饱和状态进行观测和记录。

一般地说，已报道了三类制备单独交联的纤维的方法。如下所述的这些方法被称之为：干交联法、水溶液交联法以及基本上无水溶液交联法。

在1965年12月21日出版的美国专利US3,224,926(L.J.Bernardin)中，叙述了用干交联工艺制备单独交联的纤维的方法。该单独交联的纤维是这样制备的：首先将在水溶液中的润胀纤维用交联剂浸渍，借助机械作用，再对纤维进行脱水和分离纤维，并在纤维基本上处于单独的状态高温干燥纤维使之发生交联。由于交联前进行脱水的结果，纤维在未润胀的收缩状态常发生交联。在纤维处于未润胀的收缩状态时发生交联，如在美国专利US3,224,926中列举的方法，被称之为“干交联”纤维的制备方法。通常，干交联纤维被交联键高度硬化。并且由它们制得的吸收性结构显示出相对高的湿弹性和干弹性。干交联纤维的进一步的特点在于低的液体保留值(FRV)。

例如，在US3,241,553(1966年3月22日出版，F.H.Steiger)中，公开了水溶液交联的纤维的制备方法。单独交联的纤维是借助将在含交联剂和催化剂的水溶液中的纤维进行交联而制得的，用这种方法制得的纤维在下文称之为“水溶液交联”的纤维。由于水对纤维素纤维的润胀作用，因此，水溶液交联的纤维是在未收缩的润胀的状态进行交联的。相对于干交联的纤维来说，如在US3,241,553中公开的水溶液交联的纤维具有较大的柔性和较小的硬性，其特点在于更高的液体保留值(FRV)。由水溶液交联的纤维制成的吸收性结构与由干交联的纤维制成的吸收性结构相比，显示出更低的干弹性和湿弹性。

在US4,035,147(1977年7月12日授于Sangenis等人)中，公开了一种单独交联的纤维的生产方法，该方法包括，将脱水的、未润胀的纤维与在基本上无水的溶液中的交联剂和催化剂接触；基本上无水的溶液含不足以引起纤维润胀的水量。交联在纤维处于该基本无水的溶液中时发生，这种类型的方法在下文将称之为无水溶液交联法，由此制得的纤维称之为无水溶液交联的纤维。在US4,035,147中公开的无水溶液交联的纤维，甚至在与那些对技术熟练人员是已知的用作润胀剂的溶液接触很久时也不发生润胀。与干交联的纤维一样，它们被交联键高度硬化，并且由它们制得的吸收性结构显示出相对地较高的干弹性和湿弹性。

如上所述的交联的纤维确信能用作低密度吸收性产品，如尿布，以及也可用作高密度吸收性产品如月经带。然而，这样的纤维没有提供足够的吸收性益处，但就它们的损失及成本而言，它们超过了常规的纤维，导致商业上重大的成功。交联纤维的商业上的要求，还因安全问题而遭受损失，在文献中提及的最广泛使用的交联剂是甲醛或甲醛加成产物，已知的如N-甲醇剂或N-甲醇酰胺；不幸的是，这些交联剂对人的皮肤会产生刺激，并涉及了其它的人类安全问题。在交联产品中除去游离甲醛至足够低的水平，以避免对皮肤的刺激及其他人类安全问题，已被工艺及经济两个障碍所阻碍。