CN106460330B - 聚丙烯酸交联的纤维素纤维中糠醛含量的降低 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有降低的糠醛含量的漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维。所述降低的糠醛含量伴有与交联的纤维相关的恶臭的强烈减少。减少糠醛的方法包括在将聚丙烯酸交联的纤维素纤维固化之后，在不存在碱性试剂或其他漂白剂的情况下用过氧化氢处理。处理过的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的某些实施方式具有低于1.3ppm的糠醛含量。在某些实施方式中，与未处理的交联的纤维相比处理过的交联的纤维的糠醛含量降低至少55％。在某些实施方式中，随着处理过的交联的纤维的老化，糠醛含量降低。

Description

聚丙烯酸交联的纤维素纤维中糠醛含量的降低
交叉引用
本申请享有并要求2014年5月6日提交的题为“降低聚丙烯酸交联的纤维素纤维中的糠醛含量(REDUCED FURFURAL CONTENT IN POLYACRYLIC ACID CROSSLINKED CELLULOSEFIBERS)”的美国非临时专利申请系列号14/271,146的优先权权益，所述申请的内容通过参考并入本文。
技术领域
本公开涉及聚丙烯酸交联的纤维素纤维，具体来说涉及减少在交联过程的固化阶段中产生的糠醛和伴随的恶臭。
背景技术
纤维素纤维是吸收性产品例如尿布的基本组分。这些纤维形成液体吸收性结构，这是吸收性产品的关键要素。纤维素绒毛浆这种形式的纤维素纤维，由于提供了高空隙体积或高松散度(bulk)的液体吸收性纤维结构，是用于这种应用的适合的纤维。然而，这种结构倾向于在润湿期间坍塌，并且这种纤维结构松散度的降低减少了可以保留在被润湿的结构中的液体体积，并且也抑制了液体芯吸到所述纤维素纤维结构的未被润湿的部分中。结果，不能实现干燥的高松散度纤维结构的潜在容量，并且正是纤维结构的湿松散度决定了整个纤维结构的液体保有容量。
由交联的纤维素纤维形成的纤维结构与由未交联的纤维形成的纤维结构相比通常具有提高的湿松散度。所述提高的松散度是作为交联的结果而被赋予给纤维的刚度、扭曲和卷曲的结果。因此，在有利情况下，将交联的纤维掺入到吸收性产品中以提高它们的湿松散度。
多羧酸已被用于交联纤维素纤维。例如，含有用C2-C9多羧酸交联的个体化的(individualized)纤维素纤维的吸收性结构被描述在US5137537、US5183707和US5190563等中。由这些个体化的交联的纤维制成的吸收性结构相对于含有未交联的纤维的结构，表现出提高的干和湿回弹性以及对润湿的改进的响应性。此外，柠檬酸这种单体多羧酸可以以相对低的价格大量获得，使得它在商业上与甲醛和甲醛加成产物或尿素-乙二醛缩合产物具有竞争力。
然而，使用单体多羧酸例如柠檬酸交联的纤维素纤维倾向于随时间失去它们的交联并回复到未交联的状态。例如，柠檬酸交联的纤维在储存后显示出相当大的交联损失。这种交联的逆转通常使提高纤维的松散度和容量这一纤维交联的目的失败。因此，使用这些单体多羧酸交联的纤维的有用储存期相对短，并使纤维的用途多少有些受限。
相反，聚合多羧酸交联的纤维诸如在例如US6620865中所公开的那些纤维，表现出在从这些纤维制备的纤维网的使用期内保持基本上不变的密度。这种对老化或密度逆转的抗性与使用这些聚合交联剂形成的稳定的纤维内交联相关。使用柠檬酸交联的纤维素纤维显示出相当大的密度增加，并且随时间伴有松散度和吸收容量的损失。一般来说，密度增加表明纤维中交联水平的降低(即逆转)。除了密度增加之外，纤维网中交联的损失产生松散度更低的网，并因此降低了吸收容量和液体获取能力。
某些交联剂在执行交联反应所需的高温下可以引起白色纤维素纤维的变色，即发黄。至少对于柠檬酸来说，可能的机制是产生乌头酸的脱水反应和可归因于C＝C发色团的黄色着色。
消费者对更亮更白的浆粕的普遍需求驱使制造商追求减少变色的方法。例如，漂白是用于提高浆粕亮度(正如由浆粕和造纸工业技术联合会(Technical Association ofthe Pulp&Paper Industry)(“TAPPI”)或国际标准化组织(International Organizationfor Standardization)(“ISO”)所定义的)的常见方法。用于改善绒毛浆的外观的工业实践是漂白浆粕以提高其亮度。传统的漂白剂包括元素氯、二氧化氯和次氯酸盐。然而，漂白、特别是使用含氯试剂的漂白，可能是环境严苛、昂贵的，并且是制造瓶颈的来源。因此，已有许多尝试来减少在漂白方法中使用的漂白剂的数目、性质和量。
此外，尽管高度漂白的浆粕比漂白较少的材料“更白”，但这些浆粕通常仍为黄白颜色。消费者研究表明对蓝白色的偏好性明显高于黄白色，这是因为前者与后者相比令人感觉到更白，即清新、新和干净，而后者被认为旧、褪色或脏。
为应对这种偏好性，例如US7513973建议白度属性而不是TAPPI或ISO亮度更好地与消费者对产品白度的偏好性相关，并且公开了试图改善使用聚合的多羧酸交联剂交联的纤维素纤维的白度指数的漂白方法，例如包括使用氢氧化钠和/或过氧化氢的方法。
通常认为，在包括过氧化氢的漂白操作中发色团消除的活性机制涉及过氢氧根离子OOH—。根据下述反应，可以例如通过在漂白阶段中提高pH来增加过氢氧根阴离子的形成：
H2O2+OH—←→OOH—+H2O
因此，工业实践是在碱性体系中进行过氧化氢漂白，例如通过在漂白阶段中与过氧化氢协同地添加碱性试剂(例如氢氧化钠)。
在US5562740中，已观察到在漂白阶段中，在至少5.5的pH下，碱性试剂(例如氢氧化钠)与氧化剂(例如过氧化氢)的组合减少了用α-羟基羧酸交联剂例如柠檬酸交联的纤维素纤维的“烟熏和烧焦”气味，此外还提高亮度。所述‘740专利的理论认为，所述恶臭是由包括挥发性酚类化合物、硫化氢、各种糖的分解产物(例如糠醛、甲基糠醛和愈创木酚)、柠檬酸酐的许多物质集体存在造成的，并且气味减少可能是由在至少5.5的pH下碱性试剂和氧化剂的组合引起的这些物质的可能的减少造成的。
尽管这种“烧焦”气味具体来说在例如‘740专利中最初作为柠檬酸交联的纤维素纤维的特征被鉴定到，但已知所述“烧焦”气味也伴随着使用聚合多羧酸例如聚丙烯酸交联的纤维素纤维。
因此，对于表现出高松散度、高亮度和白度以及减少的恶臭的用聚合多羧酸交联的纤维素纤维，仍存在着需求。
发明内容
本文中公开了具有降低的糠醛含量的漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维以及通过用过氧化氢处理聚丙烯酸交联的纤维素纤维来降低交联的纤维的糠醛含量的方法的各种不同实施方式。
出人意料的是，发现了糠醛水平的降低伴随着与聚丙烯酸交联的纤维素纤维相关的“烧焦”恶臭的强烈减少。
一方面，本公开提供了随后在不存在氢氧化钠的情况下用过氧化氢处理的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的实施方式，其中在处理过的聚丙烯酸交联的纤维中糠醛的量，从在所述聚丙烯酸交联的纤维处理后至少一天确定的第一个值降低到在处理后的21天以内确定的第二个后续值。
一方面，本公开提供了具有少于约1.3ppm糠醛的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的实施方式，所述纤维例如已随后在不存在碱性试剂或其他漂白剂的情况下用过氧化氢进行处理。
一方面，本公开提供了随后在不存在碱性试剂或其他漂白剂的情况下用过氧化氢处理的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的实施方式，其中与未处理的聚丙烯酸交联的纤维素纤维(即除了没有被给予上述后续处理之外都相同的聚丙烯酸交联的纤维素纤维)相比，处理过的交联的纤维中糠醛的量减少至少55％。
一方面，本公开提供了减少聚丙烯酸交联的纤维中与糠醛的存在相关的恶臭的方法，所述方法包括在将所述交联的纤维固化之后，在不存在其他漂白剂的情况下向所述交联的纤维施加过氧化氢。
一方面，本公开提供了降低聚丙烯酸交联的纤维的糠醛含量的方法，所述方法包括向聚丙烯酸交联的纤维单独地施加过氧化氢，其中用单独的过氧化氢处理的聚丙烯酸交联的纤维中糠醛的量，从在用过氧化氢处理所述聚丙烯酸交联的纤维后至少一天确定的第一个值降低到在用过氧化氢处理后的21天以内确定的第二个后续值。
上面简单描述的概念、特点、方法和组分配置，将参考下面的详细描述进行阐明。
具体实施方式
在整个本公开中对“实施方式”或“一个实施方式”等的指称，表明与所述实施方式相结合描述的特定特点、步骤、技术、方法或其他特征被包含在至少一个实施方式中。然而，对“实施方式”或“一个实施方式”的指称并不必定都指称同一个实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，所述特定特点、步骤、技术、方法和其他特征可以以任何适合的方式组合。
在本公开中引用的所有参考文献各自明确地通过参考整体并入本文。
正如上面指出的，尽管具体来说“烧焦”气味作为柠檬酸交联的纤维素纤维的特征而被鉴定到，但已知所述恶臭也伴随着使用聚合多羧酸例如聚丙烯酸交联的纤维素纤维。
已发现，用聚合多羧酸交联的纤维素纤维中的糠醛，通过在交联后用过氧化氢处理所述纤维而减少。在一个实施方式中，当在不存在氢氧化钠或其他碱性试剂的情况下使用过氧化氢时，糠醛减少的程度相对于存在这些试剂时的糠醛减少程度来说提高。还出人意料地发现，糠醛水平的降低伴随着与所述纤维相关的恶臭的强烈减少。因此建立起一种理论，即糠醛是引起所述恶臭的主要的散发气味的挥发性有机化合物，并且使用过氧化氢的处理将所述化合物替换为提供干净、清新气味的反应产物。根据下面提出的机制，在制浆过程期间伴随着纤维素纤维从木材获得的半纤维素被认为是在纤维素纤维的热处理(例如固化)期间产生糠醛的主要来源。
Figure BDA0001138978550000061
因此，一方面，本公开提供了随后用过氧化氢处理的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的实施方式，其中处理过的聚丙烯酸交联的纤维中糠醛的量，从在所述聚丙烯酸交联的纤维处理后至少一天确定的第一个值降低到在处理后的21天以内确定的第二个后续值。
还已发现，在某些情况下，在不存在碱性试剂例如氢氧化钠的情况下使用过氧化氢的糠醛减少，与在存在这种碱性试剂的情况下使用过氧化氢的后续处理相比更加显著。因此，与预期相反，已发现例如使用碱性试剂如氢氧化钠将交联的纤维的pH调整到至少5.5，对于执行糠醛和伴随的恶臭的减少来说并不需要，从而潜在地减少了这些试剂在漂白过程中的使用(或需求)。
本文中讨论的漂白的聚丙烯酸交联的纤维由聚丙烯酸交联的纤维素纤维制成。这些交联的纤维素纤维通过用一定量的聚丙烯酸交联剂处理纤维素纤维以提供具有提高的松散度的纤维内交联的纤维素纤维来获得。
聚丙烯酸交联的纤维素纤维和用于制造聚丙烯酸交联的纤维素纤维的方法被描述在例如US5549791、US5998511、US6306251中，并且漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维被描述在US7513973中。
聚丙烯酸交联的纤维素纤维可以通过以足以实现纤维内交联的量向所述纤维素纤维施加聚丙烯酸来制备。施加到纤维素纤维的量以纤维的总重量计可以为约1至约10重量％。在一个实施方式中，施加的交联剂的量以干燥纤维的总重量计为约4至约6重量％。
聚丙烯酸交联的纤维素纤维可以使用交联催化剂来制备。适合的催化剂可以包括酸性盐、硫酸铵和含磷的酸的碱金属盐。在一个实例中，所述交联催化剂是次磷酸钠。使用的催化剂的量以干燥纤维的总重量计可以在约0.1至约5重量％之间变化。
尽管可以从其他来源获得，但可用于制造本公开的漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的纤维素纤维主要源自于木浆。用于本发明的适合的木浆纤维可以从公知的化学方法例如硫酸盐和亚硫酸盐制浆法，使用或不使用随后的漂白来获得。浆粕纤维也可以通过热机械法、化学热机械法或其组合来加工。通常，所述浆粕纤维通过化学方法来生产，尽管也可以使用碎木纤维、重循环的或二次木浆纤维和漂白或未漂白的木浆纤维。适合的起始原料从长纤维针叶树种例如南方松、花旗松、云杉和铁杉制备。木浆纤维生产的详细情况对于本领域技术人员来说是已知的。适合的纤维可以从大量公司(包括韦尔豪泽(Weyerhaeuser)公司)商购。例如，从南方松生产的可用于制造本发明的适合的纤维素纤维可以从韦尔豪泽公司在名称CF416、CF405、NB416、NF405、FR416和FR516下获得。
适合按照本发明使用的木浆纤维也可以在使用之前进行预处理。该预处理可以包括物理处理例如使纤维经历蒸汽或化学处理。尽管不被解释为限制，但对纤维进行预处理的实例包括向纤维施加阻燃剂，以及表面活性剂或修改纤维的表面化学的其他液体例如溶剂。其他预处理包括掺入抗微生物剂、颜料和稠化剂或软化剂。也可以使用用其他化学品例如热塑性或热固性树脂预处理的纤维。另一类物理预处理是使纤维经历等离子体，包括电晕放电，以改善交联剂的浸渍过程。也可以利用预处理的组合。
适合按照本公开使用的聚丙烯酸交联的纤维素纤维可以通过在例如US5447977中描述的系统和装置来制备。下面的交联过程的描述将这种系统作为说明性实例进行参考，尽管可以使用任何适合的系统。简单来说，所述系统包括用于将纤维素纤维的毡或网运输通过纤维处理区的输送装置；用于在纤维处理区处将处理物质从来源施加到纤维的施加器；用于分离构成所述毡的个体纤维素纤维以形成包含基本上不断裂并且基本上单个的纤维素纤维的纤维输出物的成纤器；与所述成纤器偶联用于快速蒸发残留湿气的干燥机；以及用于纤维的额外加热的受控温度区和用于固化所述交联剂以形成干燥和固化的个体化交联的纤维的烘箱。
当在本文中使用时，术语“毡”是指包含未共价结合在一起的纤维素纤维或其他纤维的任何非织造片状结构。所述纤维包括从木浆或其他来源获得的纤维，所述其他来源包括碎棉布、麻、草、甘蔗、玉米秆、玉米穗壳或可以铺展成片的纤维素纤维的其他适合来源。所述纤维素纤维的毡优选地为伸展的片状形式，并且可以是许多尺寸不连续的捆扎片之一，或者可以是连续的卷。
每个纤维素纤维的毡通过输送装置例如传送带或一系列驱动辊进行运输。所述输送装置携带所述毡通过纤维处理区。在纤维处理区处，将交联剂溶液施加到所述纤维素纤维的毡。使用本领域中已知的各种不同方法(包括喷洒、滚压或浸渍)中的任一者将所述交联剂溶液施加到毡的一个或两个表面。一旦将所述交联剂溶液施加到毡之后，可以例如通过将所述毡穿过一对辊使所述溶液均匀分布在整个毡中。
在所述毡的纤维已用交联剂处理后，通过将浸渍过的毡进料通过锤磨机使所述毡成为纤维。锤磨机将所述毡瓦解成其组分单体纤维素纤维，然后所述单体纤维素纤维被空气输送通过干燥装置以除去残留的湿气。在优选实施方式中，将所述纤维毡湿法成纤。
然后将得到的处理过的浆粕空气输送通过另外的加热区(例如干燥机)以使浆粕的温度达到固化温度。在一个实施方式中，所述干燥机包括用于接收纤维并通过快速干燥方法从所述纤维除去残留湿气的第一干燥区，以及用于固化所述交联剂以允许化学反应(在这个实施方式中是酯化反应)完成的第二加热区。或者，在另一个实施方式中，将处理过的纤维吹过快速干燥机以除去残留湿气，加热至固化温度，然后转移到烘箱，随后在烘箱中将处理过的纤维固化。总的来说，将处理过的纤维干燥，然后在足够温度下固化足够时间以实现交联。通常，将纤维在约120℃至约200℃的温度下烘箱干燥并固化约1至约20分钟。所述纤维的pH一般在4.5至5左右。
在固化阶段后通常跟随着漂白阶段。一方面，本公开提供了用于制造漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维的方法。在这些方法中，将聚丙烯酸交联的纤维素纤维随后(也就是说在交联反应完成并且将纤维固化后)用一种或多种漂白剂处理，以提供具有降低的糠醛量并伴有减少的恶臭的聚丙烯酸交联的纤维素纤维。
将漂白剂施加到所述聚丙烯酸交联的纤维素纤维。在一个实施方式中，所述漂白剂是过氧化氢。在另一个实施方式中，所述漂白剂是过氧化氢和氢氧化钠的组合。其他可能的漂白剂包括过氧酸(例如过乙酸)、过氧化钠、二氧化氯、氯酸钠和次氯酸钠。也可以使用漂白剂的混合物。由于环境和健康顾虑，除了含氯试剂之外的漂白剂通常是优选的。
所述聚丙烯酸交联的纤维素纤维可以使用每空干公吨纤维约0.1磅(0.045kg)至约20磅(9.07kg)过氧化氢来处理。空干公吨也被称为“ADMT”(2204.6磅或1000kg)，是木浆的重量度量。按照TAPPI标准，空干公吨具有90％的干固体(纤维)含量。因此，上述范围对应于约0.005重量％至约1.01重量％的浆粕上化学品(“COP”)。在某些实施方式中，将所述纤维用每ADMT纤维约3磅(1.36kg)至约10磅(4.54kg)过氧化氢(约0.15重量％至约0.5重量％COP)进行处理。在某些实施方式中，将所述纤维用每ADMT纤维约5磅(2.27kg)过氧化氢(约0.25重量％COP)进行处理。在某些环境中，过氧化氢的量可能受到多种因素限制，例如安全的化学品操作惯例、施加方法、施加装置等。然而，本公开不受这样的限制，并且涵盖了有效降低聚丙烯酸交联的纤维素纤维中的糠醛水平的任何过氧化氢水平。
在所述方法的一个实施方式中，在固化后立即通过使用任何适合的手段将过氧化氢喷洒在纤维上，而将所述漂白剂施加到聚丙烯酸交联的纤维素纤维。在实验室环境中，这可以通过用过氧化氢的水性溶液喷洒置于聚酯薄膜铝密封袋中的润湿的聚丙烯酸交联的纤维来实现。在工厂环境中，这可以通过将过氧化氢的水性溶液喷洒在含有聚丙烯酸交联的纤维的空气流中来实现。可以使用任何适合的施加方法。
在某些实施方式中，在碱性试剂例如氢氧化钠存在下将过氧化氢施加到聚丙烯酸交联的纤维素纤维。例如，在某些实施方式中，可以将最高5磅氢氧化钠/ADMT纤维与过氧化氢一起施加到所述纤维。在其他实施方式中，在不存在氢氧化钠和/或不存在任何碱性试剂或其他漂白剂的情况下施加过氧化氢。在这样的实施方式中，施加到纤维的过氧化氢溶液的pH在约4.5至5之间。正如下面示出的，在某些实验中观察到与在存在氢氧化钠的情况下施加过氧化氢相比，在不存在氢氧化钠的情况下施加过氧化氢后糠醛含量被更大程度地降低。在某些实施方式中，将过氧化氢单独地(即，在不存在除了水之外的任何其他化学化合物或试剂的情况下)施加到聚丙烯酸交联的纤维素纤维。
糠醛的量或含量可以通过任何适合的方法例如标准的GC-FID方法或其他方法来测量，并且糠醛含量的降低可以通过对在糠醛开始产生后的两个(或更多个)不同时间测量到的含量进行比较来计算。由于初始糠醛生成和随后糠醛减少的反应速率不同，因此发现糠醛测量值最好在过氧化氢处理后1天至21天之间的两个时间点获取。例如，在工厂环境中，通常固化的纤维在漂白后被捆扎，同时仍保留来自于固化阶段的热量，因此这种残留的热量可能可以延长糠醛生成反应(甚至在过氧化氢处理和糠醛减少反应开始之后)，直至纤维被冷却。因此，初始糠醛测量值在用过氧化氢处理后至少一天获取。随后的糠醛测量值在允许漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维老化后获取，以确保过氧化氢有足够的时间降低糠醛含量以达到平衡。在生产背景中，老化可能在纤维在处理后被加工或操作时发生。例如，在工厂环境中，在漂白后，通常将交联的纤维运送到捆扎装置，在捆扎装置中将产品纤维捆扎并包裹，然后进行运输。
上述的示例性实施方式说明了许多适合的施加方法及其组合，所有这些方法都被理解为被本公开所涵盖。
下面的实施例描述了随后用过氧化氢处理聚丙烯酸交联的纤维素纤维的说明性而非限制性的实施方式和方法，所述过氧化氢的量能够有效减少交联的纤维中糠醛(和伴随的恶臭)的量。
实施例1
通过用聚丙烯酸(Aquaset 1676,Dow)处理南方松硫酸盐浆纤维(CF416，韦尔豪泽公司)，在实验室规模上制备聚丙烯酸交联的纤维素纤维的样品。将所有样品用标准交联溶液处理并在193℃(380℉)下固化5分钟。将固化的纤维用蒸馏水(作为对照)或含有浓度为2.5、5.0、7.5和10.0磅/ADMT纤维(分别为1.13、2.27、3.40和4.54kg/ADMT)的漂白剂过氧化氢(H2O2)的水重新润湿。蒸馏水的pH为4.46，相应的H2O2溶液的pH为4.93、4.72、4.80和4.65。
下述使用GC-FID设备的程序被用于测量在聚丙烯酸交联的纤维素纤维中产生的糠醛的量及其在施加漂白剂即过氧化氢后的减少。
将1克浆粕样品插入到20ml小瓶中，盖上盖子，并在顶部空间取样器(HP 7694)中在85℃下加热10分钟。挥发性化合物以蒸气形式从浆粕被驱赶到顶部空间中。顶部空间取样器将气体样品通过0.5ml样品环注入到HP 5890Series II气相色谱(GC)上。30米的大孔柱(DB624 0.054mm ID，3.0微米薄膜厚度)通过沸点、分子量和蒸气压的组合分离所述化合物——随着GC柱箱升温，化合物从柱中洗脱出来，并通过火焰离子化检测器(FID)检测。得到的图由分析时间内的不同峰表示。数据通过HP Chemstation软件获取，并通过ThermoTarget软件进行分析。化合物通过其独特的保留时间来鉴定，并且强度(峰面积)指示量。对于糠醛来说，使用范围为0.02–12μg/g(ppm)的9种不同浓度来产生校准曲线。所述校准曲线具有0.999的R平方回归。
所述样品的处理后糠醛水平示出在下面的表1中。“第0天”表示生产和后续漂白处理的当天。
表1
Figure BDA0001138978550000131
在第1天，处理过的样品(1B、1C、1D和1E)的糠醛含量与未处理的对照样品(1A)相比，通常随着施加的过氧化氢的量的增加而降低，在2.5、5.0、7.5和10.0磅/ADMT(1.13、2.27、3.40和4.54kg/ADMT)纤维的水平下观察到分别降低大约14％、21％、17％和28％。
随着老化，分别在2.5和5.0磅/ADMT(1.13和2.27kg/ADMT)纤维的水平下，在样品1B和1C中观察到最大量的糠醛减少。在这两种水平中的每一种水平下，在第1天与第12天之间糠醛含量降低大约48％。
总的来说，在第12天，分别在2.5和5.0磅/ADMT(1.13和2.27kg/ADMT)纤维的水平下，在样品1B和1C中，与未处理的对照样品(1A)相比糠醛的减少最多。在这些水平下，与未处理的对照样品相比样品1B中的糠醛含量降低大约55％，并且与未处理的对照样品相比样品1C中的糠醛含量降低大约59％。
实施例2
按照实施例1中描述的程序在实验室规模上制备聚丙烯酸交联的纤维素纤维的样品。然而，在用交联溶液处理后，将样品在193℃(380℉)下固化10分钟，以便提高从固化产生的初始糠醛水平。将固化的纤维用水(对照)或含有浓度为2.5、5.0、7.5和10.0磅/ADMT(1.13、2.27、3.40和4.54kg/ADMT)纤维的漂白剂过氧化氢(H2O2)的水重新润湿。将一些固化的纤维用含有H2O2(浓度为2.5和5.0磅/ADMT(1.13和2.27kg/ADMT)纤维)和氢氧化钠(NaOH)(浓度为2.5或5.0磅/ADMT(1.13或2.27kg/ADMT)纤维)的水进行处理。
通过实施例1中描述的GC-FID程序确定的样品的处理后糠醛水平示出在下面的表2中。
表2
Figure BDA0001138978550000141
同样地，与未处理的对照样品(2A)相比，处理过的样品的糠醛含量的第1天的值通常随着施加的过氧化氢的量的增加而降低，其中降低的范围为大约32％(在样品2B中)至大约51％(在样品2H中)。在除了过氧化氢之外还用氢氧化钠处理的样品中，与用相同量的过氧化氢单独处理的样品相比，第1天的糠醛含量略低一些。
与实施例1相同，随着老化，在2.5和5.0磅/ADMT(1.13和2.27kg/ADMT)纤维的水平下观察到最大量的糠醛减少。在这些水平中的较低水平下，从第1天到第14天的糠醛减少程度在存在氢氧化钠的情况下略微更大：在样品2B(用单独的H2O2处理)中大约30％，与此相比，在样品2C(在存在NaOH的情况下用H2O2处理)中为大约31％。然而，在这些水平中的较高水平下，在第1天后的糠醛减少程度在存在氢氧化钠的情况下更低：在样品2D(用单独的H2O2处理)中大约26％，与此相比，在样品2E和2F(分别在存在2.5和5.0磅(1.13和2.27kg)NaOH/ADMT纤维的情况下用H2O2处理)中分别为大约21％和18％。
总的来说，在实施例2中，在第14天，在样品2H(在10.0磅/ADMT(4.54kg/ADMT)纤维下)中，与未处理的对照样品(2A)相比糠醛的减少最大，为约62％。
实施例3
进行了工厂试验，以向在Columbus,MS的韦尔豪泽公司的Columbus ModifiedFiber厂生产的聚丙烯酸交联的纤维素纤维施加不同水平的过氧化氢。所述聚丙烯酸交联的纤维从南方松硫酸盐浆纤维(CF416，韦尔豪泽公司)生产。使用含有浓度为2.5、3.5和5.0磅/ADMT(1.13、1.59和2.27kg/ADMT)纤维的漂白剂过氧化氢(H2O2)的水，通过将所述溶液喷洒到含有固化的纤维的空气流中，而将固化的纤维重新润湿。
将所述聚丙烯酸交联的纤维素纤维在固化箱中，在约182℃(360℉)的温度下固化约4.5-5分钟。
通过实施例1中描述的GC-FID程序确定的样品的处理后糠醛水平示出在下面的表3中。
表3
Figure BDA0001138978550000161
与实施例1和2相一致，与未处理的对照样品(3A)相比，处理过的样品的糠醛含量的第1天的值随着在工厂试验中施加的过氧化氢的量的增加而降低，其中降低的范围为大约16.3％至大约57.8％。
随着老化，在5.0磅/ADMT纤维的水平下观察到第1天后糠醛减少的最大量，为约48.3％。在较低水平下的糠醛减少，在3.5磅/ADMT(1.59kg/ADMT)纤维的水平下为大约31.6％，并且在2.5磅/ADMT(1.13kg/ADMT)纤维的水平下为大约22.8％。
总的来说，在工厂试验中，与未处理的对照样品(3A)相比，在第21天的糠醛减少在样品3B(在2.5磅/ADMT(1.13kg/ADMT)纤维下)中为大约35.4％，在样品3C(在3.5磅/ADMT(1.59kg/ADMT)纤维下)中为大约58.4％，并且在样品3D(在5.0磅/ADMT(2.27kg/ADMT)纤维下)中为大约78.2％。
按照本公开生产的漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维适合于掺入到各种不同的产品中，包括例如纸板、纸巾、毛巾和湿巾，以及个人护理吸收性产品例如婴儿尿布、失禁产品和女性护理产品。因此，另一方面，本公开提供了吸收性产品，包括湿巾、毛巾和纸巾以及婴儿尿布、成人失禁产品和女性卫生产品，其包含具有降低的水平的糠醛和伴随的恶臭的漂白的聚丙烯酸交联的纤维素纤维。
尽管已参考上述操作原理和说明性实施例和实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员来说，显然可以做出形式和细节上的各种不同改变而不背离本发明的精神和范围。本发明旨在涵盖落于权利要求书的范围之内的所有这样的可替选方案、修改和变化。

Claims (12)

1.一种降低聚丙烯酸交联的纤维素纤维的糠醛含量的方法，所述方法包括在固化阶段之后的漂白阶段中，将过氧化氢以每空干公吨纤维0.1磅至20磅（0.045 kg至9.07 kg）的量并在4.5至5之间的pH下，单独地施加到聚丙烯酸交联的纤维素纤维，其中处理过的交联的纤维中糠醛的量，从在交联的纤维处理后第一天确定的第一个值降低到在处理后第12天、第14天和第21天确定的第二个后续值，其中糠醛从所述第一个值到第二个值的降低为至少25%。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将过氧化氢以每空干公吨纤维3.0磅至10磅（1.36kg至4.54 kg）的量施加到所述纤维。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将过氧化氢以每空干公吨纤维5磅（2.27 kg）的量施加到所述纤维。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述过氧化氢单独地喷洒到含有交联的纤维的空气流中来施加所述过氧化氢。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在第12天与未处理的聚丙烯酸交联的纤维素纤维相比，糠醛的降低为至少55%。
6.一种减少聚丙烯酸交联的纤维中与糠醛的存在相关的恶臭的方法，所述方法包括在将所述交联的纤维固化之后，在不存在碱性试剂的条件下向所述交联的纤维施加过氧化氢，与在固化之后未用过氧化氢处理的第0天的聚丙烯酸交联的纤维的糠醛含量相比，在施加过氧化氢后第12天将所述交联的纤维的糠醛含量降低至少55%。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括在施加过氧化氢之后，允许所述交联的纤维在21天以内老化。
8.根据权利要求6所述的方法，其中施加到所述交联的纤维的所述过氧化氢的pH在4.5至5之间。
9.根据权利要求1所述的方法，其中当在过氧化氢处理后的所述处理过的交联的纤维被捆扎并包裹时发生所述处理过的交联的纤维老化至12天，14天或21天。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理过的交联的纤维老化至12天，14天或21天提供足够的时间用于过氧化氢降低糠醛含量以达到平衡。
11.根据权利要求7所述的方法，其中当所述交联的纤维在施加过氧化氢后被捆扎并包裹时发生所述处理过的交联的纤维老化。
12.根据权利要求7的方法，其中所述处理过的交联的纤维老化至12天或21天提供足够的时间用于过氧化氢降低糠醛含量以达到平衡。
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