CN1791708A - 超吸收剂纤维素纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及超吸收剂纤维素纤维，它包括纤维素和至少一种烯键式不饱和单体。本发明还涉及生产该超吸收剂纤维的方法，和含该超吸收剂纤维的吸收剂制品。

Description

超吸收剂纤维素纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及可在个人护理产品中使用的、具有超吸收性能的纤维素基纤维。本发明进一步包括制造该纤维的方法。可在含水介质中，在交联剂和自由基引发剂存在下，通过在纤维素纤维上接枝水溶性烯键式不饱和单体，获得本发明的纤维。
背景技术
拟用于个人护理的吸收剂制品，如成人失禁垫、妇女护理产品和婴儿尿布，通常由至少一片顶部片材、背面片材、置于顶部片材和背面片材之间的吸收剂芯，和有时置于顶部片材与吸收剂芯之间的捕获层组成。吸收剂芯通常包括纤维材料和超吸收剂颗粒的混合物。这种超吸收剂聚合物通常能吸收并保留其自身重量10-100倍或更多的液体。因此，将超吸收剂材料引入到吸收剂产品内使得可使用较少的纸浆，因此组装较小和较薄的吸收产品。
超吸收剂聚合物以各种化学形式获得，其中包括天然基聚合物和合成聚合物。天然基聚合物包括例如琼脂、羧烷基纤维素、树胶、果胶、羧烷基淀粉、硫酸纤维素，和淀粉丙烯腈接枝聚合物的水解产物。合成聚合物包括例如聚丙烯酸酯、磺化聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚乙烯基吡咯烷、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺和水解的聚丙烯酰胺。尽管这种天然基吸收剂材料已知用于个人护理产品中，但在这种产品中它们没有得到广泛使用，这是因为其吸收性能通常低于合成吸收剂材料，如聚丙烯酸钠的吸收性能。这些材料许多高的成本也阻碍了它们在消费吸收剂产品中的使用。此外，天然基超吸收剂材料当用液体溶胀时倾向于形成凝胶状软物料。这种凝胶物料在吸收剂产品内的存在倾向于限制液体在吸收剂制品内的传输和分布。这一现象称为凝胶封锁(block)。凝胶封锁是指其中超吸收剂材料的颗粒在溶胀过程中变形并封锁颗粒之间的隙间空间，从而妨碍液体流动的状况。一旦发生凝胶封锁，则产品不可能有效地吸收随后进入的液体，和吸收剂制品倾向于泄漏。
与天然基吸收剂聚合物相反，合成超吸收剂聚合物常常能吸收大量的液体同时维持相对高的凝胶强度。因此，合成超吸收剂材料可掺入到吸收剂制品内，同时最小化凝胶封锁的可能性，普通的合成SAP颗粒的高凝胶强度(一旦溶胀时)有助于它们维持颗粒之间的许多孔隙空间，这些孔隙空间有助于快速的流体吸收。然而，这种高的孔隙体积同时导致在处于饱和状态下的产品内增加的(颗粒之间的)隙间液体。当隙间液体过多时，牺牲了吸收剂产品的再湿润价值或湿润感。
合成超吸收剂聚合物典型地以在整个吸收剂纤维素产品内分布的粒状粉末、颗粒或纤维形式提供，以增加产品的吸收度。在例如美国专利Nos.4160059、4676784、4673402、5002814和5057166、5669894和5559335中一般性地公开了超吸收剂颗粒。在例如美国专利Nos.3669103和3670731中公开了掺入超吸收剂水凝胶的吸收剂制品如尿布。
在吸收剂产品中典型地使用的合成超吸收剂材料通常以两步法制备。在第一步中，使用自由基引发剂聚合烯键式不饱和单体，然后在独立的步骤中表面交联。因此，两步法使得该工艺在技术上困难且昂贵。
与合成超吸收剂聚合物伴随的数种其它的缺点是例如不可生物降解。另外，可包含在吸收剂制品的纤维母体内的超吸收剂材料的用量不应当超过一定限度。若超过这一限度，则在制造和运输过程中，吸收剂材料倾向于在纤维素纤维中物理地移动。从纤维中分离超吸收剂材料降低产品的吸收度并减少超吸收剂材料的有效性。此外，当超吸收剂材料的用量超过给定限度时，由于不存在显著的液体虹吸(wicking)和所捕获液体通过吸收剂制品的储存层的分布导致芯可能不能起作用。此外，这种吸收剂芯还可能缺少足够的强度保持其干燥的结构、形状和完整性。
为了克服这些问题，研发了合成超吸收剂纤维。然而，这种纤维因数种显著的障碍而告终，例如与纤维素纤维相比，超吸收剂纤维难以加工，它们在负载下具有差的吸收度、拉伸强度差，和这种纤维的成本显著高于超吸收剂颗粒。结果，超吸收剂聚合物纤维没有大量地用于吸收剂产品中。
本领域的其它科学家尝试通过将超吸收剂颗粒附着在纤维上，克服超吸收剂颗粒从纤维素纤维移动到吸收剂芯内的问题。在美国专利4410571中公开了附着超吸收剂颗粒的方法，其中水可溶胀的吸收剂聚合物被转化成非粒状的固定汇合(confluent)层。通过在多羟基有机化合物如甘油、乙二醇或丙二醇等内塑化聚合物颗粒，将其转化成涂布的膜。超吸收剂为可在基底上发泡的非粒状的固定形式。在这一方法中，超吸收剂聚合物的单个颗粒的本性丧失。超吸收剂材料的附聚性质也可导致凝胶封锁，其中当水溶胀的聚合物封锁流经膜层的液体流过时，吸收性下降。
许多其它专利描述了将超吸收剂颗粒附着到纤维上的方法。实例包括美国专利2757150、美国专利4584357和美国专利4600462。一般来说，将超吸收剂聚合物附着到纤维上的方法遭遇到数个障碍，其中包括在附着工艺过程中产生增加量的废颗粒，和由于在运输过程中纤维的搬运导致一些颗粒从纤维中过多地移动。
具有超吸收剂性能的纤维形式的改性纤维素材料是本领域已知的，且在数篇专利中被公开，例如美国专利No.6500947公开了通过磺化纤维素纤维，制造纤维形式的超吸收剂聚合物的方法。在有机溶剂中，使用大比例的硫酸进行磺化。已知纤维素纤维的主链在硫酸作用下经历水解，结果硫酸化纤维倾向于变短且微粒含量高。除此以外，硫酸化纤维当用液体溶胀时，倾向于形成软凝胶物料，这使得纤维不适于在拟用于身体废物处理的吸收剂制品中使用。
仍需要超吸收剂聚合物化学附着在其上的纤维吸收剂材料，其吸收容量类似于合成吸收剂纤维的吸收容量。还需要纤维形式的超吸收剂材料，它兼有常规超吸收剂聚合物的液体吸收容量和纤维素纤维的有利的液体分布性能的优点。此外，还需要基于可生物降解和可再生的起始材料的超吸收剂纤维。
此处关于已知纤维素超吸收剂纤维的一些优点和缺点及其制备方法的说明不打算限制本发明的范围。确实，本发明可包括以上所述的一些或所有方法和化学试剂且没有相同的缺点。
发明内容
需要纤维素基超吸收剂纤维，其具有基于石化产品的常规超吸收剂纤维所提供的优点。尤其需要纤维素基超吸收剂纤维，当水合时，它不形成软凝胶物料，具有良好的吸收性能。还需要简单、常规和廉价的制造这种纤维的方法。此外，需要提供吸收剂制品，它包括使用基于可再生农业材料的超吸收剂纤维的吸收剂芯。
希望提供超吸收剂聚合物共价耦合到其上的纤维素纤维材料，其显示出特别好的液体吸收和保留性能，特别是对含盐液体。还希望提供纤维形式的超吸收剂材料，它兼有常规超吸收剂聚合物的液体吸收容量的优点和纤维素纤维的液体分布性能的优点。
列出本发明的实施方案，以满足对熟练本领域的技术人员来说显而易见的这些需要和其它需要。例如，本发明的一个实施方案提供由可再生和可生物降解的天然产品制造的超吸收剂纤维，其中纤维提供与可商购的合成超吸收剂纤维相当的在负载下的吸收度和凝胶强度。此外，本发明的超吸收剂纤维显示出优异的吸收速度。
本发明的一个方面涉及制造超吸收剂纤维素纤维的方法，其中在交联剂存在下，含至少一个酸性基团的烯键式不饱和单体接枝到在高稠度下的纤维素纤维上。这一方法的一个优选的实施方案包括：
制备包括含至少一个酸性基团的烯键式不饱和单体和交联剂的水溶液；
使纤维素纤维和该水溶液接触，
同时，在惰性氛围下，用自由基引发剂处理该纤维；和
回收接枝的纤维素纤维。
根据本发明实施方案的一个特征，提供在有效量交联剂存在下，在纤维素纤维上接枝水溶性烯键式不饱和单体的方法，其中接枝效率大于约75％。
根据本发明实施方案的另一特征，提供拟用于身体废物处理的吸收剂芯和吸收剂制品，它包括本发明的超吸收剂纤维。
本发明各种实施方案的超吸收剂纤维不同于常规的合成超吸收剂纤维，在于它们基于可再生和可生物降解的原材料，和它们更加多孔。提高的孔隙度辅助降低凝胶封锁和提高吸收速度。本发明实施方案的超吸收剂纤维还具有较高的接枝烯键式不饱和单体的效率，所述单体甚至在洗涤之后，保持接枝在纤维素主链上。
根据本发明实施方案的一个特征，提供超吸收剂纤维，它包括纤维素和接枝到该纤维素上的至少一个烯键式不饱和单体。优选超吸收剂纤维具有大于约75％的水溶性烯键式不饱和单体的接枝效率。
根据本发明实施方案的另一特征，提供超吸收剂纤维，它包括纤维素和至少一个烯键式不饱和单体，其中超吸收剂纤维，当掺入到吸收剂芯内时，提供第三超吸入量(insult)捕获时间小于约25秒的吸收剂芯。
根据本发明实施方案的另一特征，提供超吸收剂纤维，它包括纤维素和至少一个烯键式不饱和单体，其中超吸收剂纤维的吸收保留效率为约0.65-约0.99，其中吸收保留效率用下述方程式表示：
吸收保留效率(％)＝在负载下的吸收度/在负载下的保留×100
根据本发明实施方案的另一特征，提供超吸收剂纤维，它包括纤维素和至少一个烯键式不饱和单体，其中超吸收剂纤维，当掺入到吸收剂芯内时，提供吸收效率为约0.56-约0.95的芯，其中吸收效率用下述方程式表示：
吸收效率(％)＝在负载下的吸收度/吸收容量×100
根据本发明优选实施方案的下述说明，本发明这些和其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是在200×倍放大下丝光处理的纤维的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图2是在200×倍放大下本发明的超吸收剂纤维的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3是在400×倍放大下本发明的超吸收剂纤维的扫描电子显微镜(SEM)照片。图2和3示出的纤维根据实施例3制备。
具体实施方式
本发明涉及超吸收剂纤维素纤维，含该纤维的吸收剂材料，和制造该纤维的方法。超吸收剂纤维素纤维优选具有改进的接枝效率，优选数量级大于约75％，交联密度小于约20％，自由溶胀度大于约10g/g合成盐水/g纤维，和离心保留度大于约4.0g/g合成盐水/g纤维。该方法包括在纤维素纤维上涂布含酸性基团的烯键式不饱和单体，并将该纤维暴露于引发剂下，所述引发剂通过在纤维表面上生成反应性自由基位点，能引发纤维表面上的接枝共聚反应。因此自由基位点通过在纤维表面的反应性位点处形成共价键，将单体接枝到纤维上。
此处和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一(a，an)”和“这个，该(the)”包括复数形式，除非另有清楚地说明。因此，例如，对“一个寄主细胞”的说明包括多个这种寄主细胞，和对“一个抗体”的说明是一个或多个抗体和熟练本领域的技术人员已知的等价物的说明，等等。
此处所使用的术语“吸收剂服装”、“吸收剂制品”或简单地“制品”或“服装”是指吸收且容纳体液和其它身体渗出液的构置。更具体地说，这些术语是指贴着穿戴者身体或者与其相邻放置以吸收并容纳从身体中排出的各种渗出液的服装。吸收剂服装的非穷举列举的实例包括尿布、尿布覆盖物、可弃置的尿布、训练裤、妇女卫生产品和成人失禁产品。这种服装可在一次使用之后弃置或者部分弃置(“可弃置”服装)。这种服装可包括基本上单一的不可分离的结构(“一体”服装)或者它们可包括可更换的插入物或其它可互换的部件。
本发明可毫无限制地与所有前述种类的吸收剂服装一起使用，不管是可弃置还是其它的。此处所述的一些实施方案提供婴儿尿布作为例举的结构，然而，这不打算限制要求保护的发明范围。要理解本发明毫无限制地囊括所有种类和类型的吸收剂服装，其中包括此处所述的那些。
术语“组件”可以指代，但不限于，所指定的选择区域，如边缘、角落、侧面等；结构元件，如弹性长条、吸收剂垫、可拉伸层或板，材料层等。在整个说明书中，术语“布置”，和措辞“置于......之上”、“置于......上方”、“置于......之下”和“置于......中”、“置于......之间”和各种变体拟指一个元件可与另一元件构成整体，或者一个元件可以是粘结到另一元件上或者与其一起放置或者相邻放置的独立的结构。因此，“置于”吸收剂服装元件上的组件，可形成或者直接或间接施加到该元件表面上，形成或者施加在多层元件的各层之间，形成或者施加到与该元件一起放置或者相邻放置的基底上，形成或施加到元件的一层内或者另一基底内，或者上述的其它变体或其结合。
在整个说明书中，术语“顶部片材”和“背面片材”表示这些材料或层相对于吸收剂芯的关系。要理解，额外的层可存在于吸收剂芯和顶部片材与背面片材之间，和额外的层和其它材料可存在于吸收剂芯上的与顶部片材或背面片材相对的一侧上。
本发明涉及可在吸收剂制品中使用的超吸收剂纤维素纤维，和尤其在形成吸收剂制品内的吸收剂芯或捕获层中有用的超吸收剂纤维素纤维。吸收剂制品的特殊结构对本发明来说不是关键的，和任何吸收剂制品可受益于本发明。在例如美国专利Nos.5281207和6068620中公开了合适的吸收剂服装，每一篇公开的内容，其中包括各自的各幅附图在此通过参考全文引入。熟练本领域的技术人员在利用此处提供的教导的情况下，能在吸收剂服装、芯、捕获层等中使用本发明的超吸收剂纤维。
本发明的超吸收剂纤维素纤维优选具有在吸收剂制品内所需的特征。例如，超吸收剂纤维优选接枝效率大于约75％，更优选大于约85％，和最优选大于约95％。接枝效率是烯键式不饱和单体接枝到纤维素材料上的效率的量度。本发明的超吸收剂纤维还优选具有小于约20％的交联密度。
本发明的超吸收剂纤维也可在吸收剂芯中使用，其方式使得吸收剂芯具有小于约25秒的超吸入量捕获时间。优选地，含本发明超吸收剂纤维的吸收剂芯具有小于约22.5秒的第三超吸入量捕获时间，更优选小于约20秒的超吸入量捕获时间，甚至更优选小于约19秒，甚至更优选小于约16.5秒，和最优选小于约15秒。
本发明的超吸收剂纤维还优选具有约0.65-约0.99的吸收保留效率，其中吸收保留效率用下述方程式表示：
吸收保留效率(％)＝在负载下的吸收度/在负载下的保留×100
优选地，吸收保留效率为约0.70-约0.99，更优选约0.75-约0.98，和最优选约0.8-约0.96。
本发明的超吸收剂纤维还可在吸收剂芯中使用，其方式使得吸收剂芯的吸收效率为约0.56-约0.95，其中吸收效率用下述方程式表示：
吸收效率(％)＝在负载下的吸收度/吸收容量×100
优选地，吸收效率为约0.57-约0.90，更优选约0.57-约0.80，和最优选约0.58-约0.75。
本发明的超吸收剂纤维素纤维还优选具有大于约4g合成盐水/g纤维(下文“g/g”)的离心保留容量，和优选大于约6g/g。离心保留容量测量在离心力作用下纤维保留流体的能力。另外，超吸收剂纤维素纤维具有所需的性能，如自由溶胀度大于约10g/g。自由溶胀度测量在没有进行抑制或限制压力的情况下纤维吸收流体的能力。优选通过此处所述的Teabag方法测量自由溶胀度。根据实施例中更详细地描述的工序测定本发明的超吸收剂纤维素纤维的特定特征。
根据本发明制造的纤维素纤维优选具有与由其衍生的纤维素纤维相同的纤维结构。此外，本发明的纤维是水可溶胀、水不溶性的，具有高的吸收度，高的吸收速度，和高的膨胀速度。优选通过包括下述的方法制备本发明的纤维：纤维在烯键式不饱和单体，和优选含有至少一个酸性基团的烯键式不饱和单体的水溶液内悬浮。悬浮液还优选包括交联剂或交联剂的混合物。在一起混合以上所述的组分之后，优选压制纤维，以除去过量的溶液，并提供大于15％的稠度。然后可通过用自由基引发剂，优选在去氧氛围内，处理纤维素纤维，从而接枝聚合该纤维素纤维。
此处所使用的术语“稠度”是指在混合物内纤维素纤维的浓度。正因为如此，稠度表示存在于混合物中的纤维素纤维的重量除以混合物的总重量乘以100。此处以wt％形式列出稠度。
与已知的方法相比，本发明的方法导致许多优点。例如，本发明的方法使得可使用小量的水(即高稠度)生产接枝纤维素纤维。另外，在本发明最优选的实施方案中，本发明的方法使得可在大于95％的接枝效率下接枝水溶性单体如丙烯酸。此处所使用的术语“接枝效率”是指在接枝之后，不可能从纤维中洗出的烯键式不饱和单体的重量百分数。正因为如此，根据下述方程式测量接枝效率：
％接枝效率＝(接枝纤维的干重-起始纤维的干重)/烯键式不饱和单体的重量×100
形成本发明的高吸收性纤维所使用的合适的纤维素纤维包括主要衍生于木浆的那些。可由任何常规的化学方法，例如Kraft和亚硫酸盐法，且有或无随后的漂白的情况下获得合适的木浆。优选的纤维是从各种软木木浆中获得的那些，如美国长叶松、白干松、加勒比松树、西部铁杉、各种云杉(例如美国西加云杉)、黄杉属或混合物及其结合。也可在本发明中使用由硬木木浆资源如树胶、槭树、栎树、桉树、杨树、榉树和山杨，或混合物及其结合获得的纤维。也可在本发明中使用衍生于籽棉绒、甘蔗渣、抢麻(kemp)、亚麻和草的其它纤维素纤维。纤维可由两种或多种上述纤维素纸浆产品的混合物组成。形成本发明的超吸收剂纤维使用的特别优选的纤维是衍生于由Kraft和亚硫酸盐造浆法制备的木浆的那些。
在本发明另一方面中，在本发明中使用的合适纤维包括精制和碱处理的纤维素纤维或“丝光处理的纤维”。图1示出了在200×放大下丝光处理的纤维的扫描电子显微(SEM)照片。可通过本领域已知的任何方法，如在Cellulose and Cellulose Derivatives，Vol.V，Partl，Ott，Spurlin，和Grafllin，eds.，Interscience  Publisher(1954)中所述的那些，进行碱处理。可通过在碱金属的水溶液，如氢氧化钠中混合纸浆，洗涤，中和或洗涤并中和，和任选地干燥纸浆，从而进行纸浆的碱处理。
在碱处理中所使用的苛性碱充当提取在纸浆化和漂白工艺之后可残留在纸浆上的残渣如木质素和半纤维素等的作用。另外，用特定浓度的苛性碱溶液处理能将纤维素从其天然结构形式，纤维素I转化成其中羟基更易接近化学品的热动力学更加稳定和较少结晶形式的纤维素II。
适合于苛性碱处理的试剂包括，但不限于，碱金属氢氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化铷，氢氧化锂，和苄基三甲基氢氧化铵。氢氧化钠是在苛性碱处理中使用的特别优选的试剂，以便产生适合于形成本发明的超吸收剂纤维素纤维的纤维素纤维。基于溶液的重量，优选用含约4-约30wt％，更优选约6-约20％，和最优选约12-约16wt％的氢氧化钠(或者任何其它合适的苛性碱材料)的水溶液处理纸浆。可在漂白、纯化和干燥之中或之后进行碱处理。优选地，在漂白和/或干燥工艺期间进行碱处理。
在本发明中，优选在室温或接近室温下进行碱处理。熟练本领域的技术人员能使用此处提供的教导，在合适的温度下用苛性碱处理纤维。在苛性碱提取之后，纤维素纤维可以是任何纯度，和优选具有含大于65wt％α-纤维素的高纤维素纯度。
适合于在本发明中使用的可商购的苛性碱提取的纸浆包括，例如获自Rayonier Performance Fibers Division(Jesup，GA)的Porosanier-J-HP，获自Buckeye Technologies(Perry，FL)的Buckeye′s HPZ，和获自Weyerhaeuser公司(Federal Way，WA)的TRUCELL。
应当优选选择本发明的烯键式不饱和单体，以便实现所需的接枝聚合反应和能提供具有所需性能的纤维。优选地，适合于在本发明中使用的烯键式不饱和单体是含有下式的部分：
并经历自由基聚合的那些单体。更具体地说，烯键式不饱和单体可包括丙烯酸单体、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基取代的杂环化合物或其混合物。
在本发明中，优选烯键式不饱和单体含有至少一个酸性基团。合适的含有至少一个酸性基团的烯键式不饱和单体是具有下面通式的丙烯酸单体：
Figure A20048001364500182
其中R表示氢、甲基或乙基。特别优选的烯键式不饱和单体包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺基丙磺酸、巴豆酸、α-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、异巴豆酸、衣康酸、碱金属盐和铵盐及其混合物。
烯键式不饱和单体可进一步包括丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺部分。这种单体也是熟练本领域的技术人员已知的，和包括诸如丙烯酸胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺，相应的甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸及其盐、乙烯基磷酸及其盐之类的具体化合物。丙烯腈也适合用作烯键式不饱和单体。
更优选的烯键式不饱和单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、巴豆酸、α-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、异巴豆酸及其碱金属盐和铵盐；衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸及其盐。
特别优选的丙烯酸类单体是丙烯酸、甲基丙烯酸。它们各自的盐形式如碱金属或铵盐，及其混合物。
为了改进纤维的性能，优选使用能与亲水烯键式不饱和单体共聚的额外的疏水烯键式不饱和单体。可将这些疏水单体以约0-约20wt％，优选不大于约15％，更优选不大于约10％，和最优选不大于约5％的用量范围加入到反应混合物中。适合在本发明中使用的疏水单体的实例包括，但不限于，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯及其混合物。
本发明使用的优选丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、及其混合物。
可在与纤维混合之前，使用未被中和或者已中和或者部分中和的酸单体，进行接枝。优选地，在接枝工艺中所使用的酸单体没有被中和。尽管不打算受到任何理论的束缚，但发明人发现，中和的丙烯酸显示出较低的接枝倾向并导致具有较低接枝效率的产品。若烯键式不饱和单体被中和，则优选通过使含水单体与用量足以中和约20至约95％存在于酸单体内的酸基团的碱性材料接触，从而实现中和。优选地，碱性材料的用量足以中和约40％至约85％，和最优选约55％至约75％存在于酸单体内的酸基团。
可用于中和单体中的酸基团的化合物典型地为在没有有害地影响聚合工艺的情况下足以中和酸性基团的那些。这种化合物的实例包括碱金属氢氧化物，和碱金属碳酸盐和碳酸氢盐。优选地，使用钠或钾的氢氧化物或碳酸盐中和单体。在测定所需的中和度时，典型地要求仔细以确保所得接枝纤维(所述接枝纤维将与待吸收的含水流体接触或者分散在其内)的pH维持在纤维所打算应用的合适范围内。优选地，使用未中和的单体进行接枝，然后中和，这是本领域已知的。
存在于反应混合物内的单体量可以是适合于形成具有超吸收性能、以及此处所述的其它所需性能的任何量。优选基于反应物的总重量计，本发明所使用的单体量在约5％-约50wt％范围内。优选基于反应物的总重量，本发明所使用的单体量在约10％-约50wt％范围内，和更优选约15％-40wt％。
在本发明中，优选在自由基引发剂存在下，用烯键式不饱和单体接枝纤维素纤维。本发明中使用的合适的自由基引发剂包括例如，水溶性过硫酸盐，如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠和其它碱金属过硫酸盐，过氧化氢，硝酸铈铵，和可使用水溶性偶氮化合物，如2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)盐酸盐。这些引发剂中的一些，如过氧化氢可与还原物质如铁、亚硫酸盐或胺结合，形成引发接枝反应所需的已知氧化还原类型的引发剂。这些引发剂可以以其中两种或多种的混合物形式使用。过硫酸盐和硝酸铈铵是特别优选用于本发明的引发剂。
基于纤维素纤维和烯键式不饱和单体的总重量，所使用的引发剂的总量可以是从约0.01-约1.0wt％，优选约0.01-约0.5wt％范围内的任何值。
为了增加在负载下纤维的吸收度和最小化形成均聚物，优选在交联剂存在下，使纤维素纤维与烯键式不饱和单体反应。优选地，纤维具有小于约15％，更优选小于10％，和最优选介于0.05％至5％的交联密度(它涉及交联的程度或者发生了多少交联)。
交联剂优选以有效地使水溶性烯键式不饱和单体和纤维素纤维共价交联的用量存在。可基于吸收容量的所需程度和所需强度以保留所吸收的流体(即在负载下的所需吸收度(AUL))，来决定交联剂的优选用量。可以以提供纤维此处所述的所需交联密度的用量使用交联剂。优选地，基于单体和纤维的总重量，以约0.05-约5wt％的用量范围使用交联剂。更优选，基于单体和纤维的总重量，交联剂的用量范围为约0.1-约1wt％。通常若交联剂的使用量超过约5wt％，则所得纤维可能具有太高的交联密度，和可显示出降低的吸收容量和增加的强度以保留所吸收的流体。另一方面，若交联剂的使用量小于约0.05wt％，则接枝的纤维具有太低的交联密度，和当与待吸收的流体接触时，可变得发粘和显示出较低的起始吸收速度和较低的在负载下的吸收度。使用此处提供的教导，熟练本领域的技术人员能决定本发明中使用的交联剂的合适用量。
可在交联剂存在下，通过使纤维素纤维与水溶性烯键式不饱和单体反应，实现所需的交联。适合在本发明中使用的交联剂包括具有能在自由基引发剂存在下聚合的多官能团的那些交联剂，或者能使相邻单体的羧基和羟基同时反应的那些交联剂。
适合在本发明中使用的多官能团交联剂选自下述：
乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯；三羟甲基丙烷和季戊四醇的三丙烯酸酯和三甲基丙烯酸酯；高度乙氧化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；季戊四醇的四丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸烯丙酯；和四烯丙基氧基乙烷；
双丙烯酰胺，例如N，N′-亚甲基双丙烯酰胺、N，N′-亚乙基双甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺；
环氧丙烯酸酯，例如缩水甘油基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸3-(丙烯酰氧基)-2-羟丙酯、乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇三丙烯酸酯、1，1，1-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧基三丙烯酸酯和三甘油三丙烯酸酯；
烯丙基胺，例如二和三烯丙基胺；
聚环氧化物，例如聚缩水甘油醚，例如乙二醇二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油丙氧化三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇缩水甘油醚、1，4-环己醇二甲醇二缩水甘油醚、二缩水甘油基1，2-环己烷二羧酸酯、N，N-二缩水甘油基苯胺、N，N-二缩水甘油基-4-缩水甘油基氧基苯胺和二缩水甘油基1，2，3，4-四氢邻苯二甲酸酯；
环氧硅烷，其中包括环氧丙氧基甲基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基三乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基乙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、4-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、4-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基丁基三乙氧基硅烷、(3，4-环氧基环己基)甲基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧基环己基)甲基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基甲基甲基二甲氧基硅烷、环氧丙氧基甲基甲基二乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基乙基甲基二甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基乙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-环氧丙氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-环氧丙氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、2-环氧丙氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、1-环氧丙氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、1-环氧丙氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、(3，4-环氧基环己基)甲基甲基二甲氧基硅烷、和(3，4-环氧基环己基)甲基甲基二乙氧基硅烷；
甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基硅烷，其中包括2-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三(甲氧基乙氧基)甲氧基硅烷；
氨基硅烷，其中包括具有氨基的(烷基)烷氧基硅烷，如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基烷基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氧基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(环己基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷和1，2-双[N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基]-1，1，2，2-四甲基二硅氧烷。
也可使用这些交联剂的混合物和/或共混物。
尽管交联剂典型地可溶于烯键式不饱和单体的水溶液内，但在没有消极隐含含义的情况下，交联剂可分散在这种溶液内。在美国专利No.4833222中公开了这种分散剂的用途，其公开内容在此通过参考全文引入。合适的分散剂包括羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇及其混合物。基于烯键式不饱和单体和纤维的总重量计，通常以介于约0.005至约0.1wt％的浓度提供这种分散剂。
在另一优选的实施方案中，可通过各种方法制备本发明的纤维素基超吸收剂纤维。在一种方法中，将纤维素纤维以约6.0％的稠度，优选以约4％的稠度浸渍在烯键式不饱和单体和交联剂的过量溶液内。在搅拌约10分钟，优选20分钟，和最优选30分钟之后，通过本领域已知的任何方式除去过量溶液。优选地，通过抽滤或离心除去过量溶液，获得稠度在约15％-约35％范围内的纤维。可通过使用单体和交联剂的水溶液，其浓度为基于纤维吸液率提供在纤维上所需的wt％单体和交联剂，从而实现纤维上所需的wt％单体和交联剂。使用此处所提供的教导，本领域的熟练技术人员能利用合适量的单体和交联剂，并使它们接触足够的时间段以实现所需的性能。
已发现，存在于反应混合物内的水量可影响接枝效率。例如，已发现，在高稠度下进行接枝方法导致高的接枝效率，其数量级大于75％，优选大于80％，和更优选大于90％，和最优选大于95％。
优选地，在水存在下进行接枝反应，然而，可使用其它溶剂，其中包括冰醋酸和类似物。熟练的技术人员在使用此处提供的教导的情况下，能进行此处所述的接枝反应，以实现超吸收剂纤维所需的接枝效率和其它所需性能(例如，捕获时间、吸收效率等)。
然后可将浸渍纤维引入到配有搅拌且可在惰性氛围下进行反应的方式构造的反应容器内。合适的反应容器包括，例如高Parr反应器(水平或垂直)、反应釜、曲拐式刀片(blade)、带状刀片、销式刀片(pin blade)等。优选的反应容器包括具有玻璃或不锈钢表面的那些。在反应器内部的空气被惰性氛围置换之后，优选将自由基引发剂溶液藉助Teflon管道逐滴加入或者注射到纤维、交联剂和烯键式不饱和单体的混合物内。当在高Parr反应器内进行接枝时，优选通过真空使反应混合物脱气。
在另一实施方案中，纤维素纤维可如前所述浸渍在烯键式不饱和单体和在水中具有相对高溶解度的含盐的交联剂的水溶液内。优选地，基于溶液的总重量，盐浓度为约5wt％，更优选约10％，和最优选约20wt％。因此，基于溶液的总重量，盐浓度可以是约5-约20wt％的任何浓度。在接枝方法内包括盐使得可在低稠度下进行接枝共聚且没有牺牲接枝效率。稠度可以低至5％，和优选稠度介于约5至约10％。在本发明中使用的合适的成盐剂包括，但不限于钠、钾和铵盐。
在本发明的另一实施方案中，可将含湿量不大于50％的从未干燥的纤维素纤维引入到反应器内，并将单体的水溶液喷洒在纤维上。烯键式不饱和单体和交联剂优选加入到纤维素纤维上，其用量提供具有此处所述的所需性能的纤维。优选地，将烯键式不饱和单体加入到溶液内，其浓度提供纤维素纤维约15％-约30％范围内的稠度。优选地，盐包括在溶液内，和基于溶液的总重量，盐浓度可以是约5wt％-约20wt％内的任何值。当包括盐时，稠度可以是约5％-约30％内的任何值。在单体溶液加入到纤维素纤维中之后，可从反应器中除去空气，然后可添加自由基引发剂溶液。在另一实施方案中，在施加含烯键式不饱和单体和交联剂的溶液之前，施加含自由基引发剂的溶液。
优选地，在用自由基引发剂处理之前，将纤维素纤维悬浮在烯键式不饱和单体和交联剂的过量溶液内。这种处理产生单体的均匀分布并提供单体在纤维素晶体区域内较好的渗透和促进接枝反应。
反应温度以及反应时间段部分地取决于所使用的自由基引发剂，和本领域的熟练技术人员使用此处提供的教导，能决定合适的反应温度和时间。例如，引发剂如硝酸铈铵典型地不要求加热生成自由基，因此反应可在室温下进行。优选地，接枝聚合反应在约20-约40℃范围内的温度下进行。作为额外的实例，当使用过硫酸盐引发剂时，反应优选在约50℃和约80℃范围内的温度下进行。反应优选进行一段时间直到残留的单体含量低于固体总重量的5wt％。在本发明的上下文中，反应完成所要求的时间，一般来说可以是约30分钟-约120分钟范围内的任何值。
反应优选在惰性气体如氮气、氩气、氦气、氖气和二氧化碳等的环境大气压下进行。然而，也可在压力推动下进行反应或者任选地在压力推动下进行反应。优选地，压力小于150psi，更优选小于100psi，甚至更优选小于80psi，和最优选小于50psi。压力通常可以是约1psi-150psi的任何值。
在除去为延长单体储存期与单体包括在一起的任何抑制剂的情况下，可加速反应。然而，通常不需要除去包含在单体内的抑制剂。
在反应完成之后，可从反应器中取出接枝纤维，并使用可在没有对纤维性能具有有害影响的情况下，用于中和单体酸性基团的化合物，中和到范围为约4-约8范围内的pH。这种化合物的实例包括碱金属氢氧化物，碱金属碳酸盐，和碱金属碳酸氢盐，氢氧化铵，和氨气。优选地，使用氢氧化钠或钾或其碳酸盐中和单体。优选使用过量水，在约6％，优选4％，和最优选3％的稠度下进行中和。在中和之后，优选从水溶液中取出纤维。在没有不可接受地负面影响接枝纤维吸收性能的情况下，从水溶液中回收接枝纤维的任何方法对于本发明的使用来说是可接受的。被接受的方法的实例包括蒸发干燥、冷冻干燥、临界点干燥、使用有机溶剂脱水等。
此处所使用的从水溶液中回收接枝纤维是指从纤维中除去在纤维中和中所使用的基本上所有水，和若存在的话，未反应的单体和均聚物。优选地，通过脱水从水溶液中回收接枝纤维，在所述脱水中，将脱水剂如丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇加入到纤维的含水混合物中。然后可通过抽滤或离心，回收脱水纤维。
在前面所述的纤维脱水中所使用的小量水或溶剂可保持截留在接枝纤维的纤维结构内。优选地，基于接枝纤维的重量，在回收接枝纤维之后，残留在纤维内的水量小于200wt％，更优选小于100wt％的纤维，和最优选基于接枝纤维的重量，小于50wt％的纤维。然后可在室温下或者在烘箱中，优选在低于100℃的温度下进行纤维干燥。
在本发明的另一优选实施方案中，本发明的超吸收剂纤维可形成为手抄纸。这种手抄纸可通过或者湿法成网或者气流成网法形成。可如实验部分所述，通过在含与水混溶的有机溶剂的水溶液内悬浮纤维，从而制备湿法成网的手抄纸。合适的与水混溶的有机溶剂包括醇和酮，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮及其混合物。然后可或者通过压缩该片材并致密化，或者它可制成具有低的密度(例如辊压物品)以供在吸收剂制品中直接使用。
可通过表面交联进一步改进本发明纤维的性能特征。可以以常规方式，使用能与接枝纤维的官能团反应的交联剂进行表面交联。优选将交联剂施加到为片材或绒毛形式，优选含与水混溶的有机溶剂如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮及其混合物的水溶液形式的纤维表面上。
合适的表面交联剂包括例如：
多环氧化物和硅烷化合物如在本专利前面所述的那些。
多元醇如乙二醇、甘油、1，2-丙二醇、1，4-丙二醇、聚乙二醇、聚甘油、季戊四醇、山梨醇。
碳酸衍生物如脲、胍(guadine)和二氰胺。
特别优选的表面交联剂是多环氧化物和硅烷。
优选将交联剂溶液通过喷涂施加到纤维表面上，同时纤维为片材或绒毛形式，接着在空气强制烘箱内，在约100-约220℃的温度下，优选约120-约200℃，和最优选约140-约190℃下加热处理过的纤维约5-约30分钟。
本发明的纤维素基超吸收剂纤维的特征在于，具有高的结构完整度。此处所使用的结构完整度涉及常规纤维素纤维的形状、强度、劲度和回弹性。本发明的纤维因高的吸收容量、高的离心保留率、高的吸收速度和良好的液体输送性以及虹吸性能也是值得注意的。
本发明的超吸收剂纤维素纤维根据此处列出的试验工序测定的自由溶胀度大于10.0g/g合成盐水(0.9wt％NaCl)/g纤维。更优选自由溶胀度大于20.0g/g，和最优选高于25g/g。自由溶胀度可以是约8-约35g/g，更优选约10-约30g/g，和最优选约12-约25g/g中的任何值。
此处列出的试验工序测定的本发明的超吸收剂纤维素纤维的离心保留容量，优选大于4.0g/g合成盐水(0.9wt％NaCl)/g纤维。更优选离心保留容量大于6.0g/g，和最优选高于10.0g/g。离心保留容量可以是在约4.0-约13.0g/g中的任何值。
根据本发明制备的超吸收剂纤维素纤维可例如用作吸收剂芯内的吸收剂材料或者吸收剂制品的捕获/分布层。这些应用典型地要求良好的吸收度和孔隙度。超吸收剂纤维可例如在非织造、绒毛吸收剂应用中使用。可独立地使用该纤维，或者使用常规技术，如气流成网技术，将其掺入到其它纤维素纤维内，形成共混物。在气流成网法中，纤维单独或结合于与其它纤维的共混物中，典型地在成形筛网上喷吹或者藉助真空在筛网上拉伸。也可使用湿法成网法，结合本发明的超吸收剂纤维与其它纤维素纤维，形成共混物的片材或网辐。
可将本发明的超吸收剂纤维掺入到优选拟用于身体废物处理的各种吸收剂制品，如成人失禁垫、妇女护理产品和婴儿尿布内。也可采用本发明的超吸收剂纤维，和其它吸收剂产品如滤纸制造毛巾和擦拭巾(wipe)。因此，本发明的额外特征是提供包括本发明的超吸收剂纤维的吸收剂芯，或者吸收剂制品的其它组件。
正如本领域公知的，典型地使用虹吸液体的绒毛纸浆，和储存液体的吸收剂聚合物(有时称为超吸收剂聚合物(SAP))，从而制备吸收剂芯。如前所述，本发明的超吸收剂纤维具有在吸收剂芯中使用的许多所需性能。此外，本发明的超吸收剂纤维高度多孔。因此，本发明的超吸收剂纤维可用作SAP的替代或者与SAP结合，制备具有改进的孔隙度、松密度、回弹性、虹吸、柔软度、吸收剂容量、在负载下的吸收度、低的第三超吸入透印性(third insult strikethrough)、高离心保留容量等的吸收剂复合材料(或芯)。该吸收剂复合材料可用作拟用于身体废物处理的吸收剂制品的吸收剂芯。
在本发明中，优选基于复合材料的总重量，超吸收剂纤维以约10-约80wt％范围的用量存在于吸收剂复合材料内。更优选，超吸收剂纤维以约20-约60wt％的用量存在于吸收剂复合材料内。也可使用常规的纤维素纤维和本发明的超吸收剂纤维以及任选的额外SAP的混合物制造吸收剂复合材料。优选地，基于纤维混合物的总重量，本发明的超吸收剂纤维以约1-80wt％的用量存在于纤维混合物内，和更优选以约10-约60wt％的用量存在。任何常规的纤维素纤维可结合本发明的超吸收剂纤维一起使用。合适的额外的常规纤维素纤维包括任何一种如前所述的木纤维、苛性碱处理的纤维、人造丝、棉绒、及其混合物和结合。
可使用任何合适的SAP或其它吸收剂材料作为任选的组分形成本发明的吸收剂复合材料、吸收剂芯和吸收剂制品。SAP可以是例如纤维、薄片或颗粒形式，和优选能吸收数倍其重量的盐水(0.9％NaCl在水中的溶液)和/或血液。SAP当经历负载时，还优选能保留液体。在本发明中使用的超吸收剂聚合物的非限制性实例包括目前在市场上可获得的任何SAP，其中包括，但不限于，聚丙烯酸酯聚合物，淀粉接枝的共聚物，交联的羧甲基纤维素衍生物，及其混合物和结合。
基于复合材料的总重量，根据本发明制造的吸收剂复合材料优选含有总量为约20-约60wt％，和更优选约30-约60wt％的本发明的超吸收剂纤维和任选的SAP。
制造本发明的吸收剂复合材料的方法可包括形成纤维，纤维素或其它纤维，或超吸收剂纤维和其它纤维的混合物的垫，并将超吸收剂纤维和任选的超吸收剂聚合物颗粒掺入到该垫内。该垫可湿法成网或者气流成网。优选该垫气流成网。
优选含本发明超吸收剂纤维的吸收剂芯的干燥密度介于约0.1g/cm3至约0.50g/cm3，和更优选约0.2g/cm3-0.4g/cm3。可将吸收剂芯掺入到各种吸收剂制品，优选拟用于身体废物处理的那些制品，如尿布、训练裤、成人失禁产品、妇女护理产品和毛巾(湿和干擦拭巾)内。
尽管不打算受到任何操作理论的限制，以下所示的反应流程代表纤维素纤维与含有羧酸基团的烯键式不饱和单体和交联剂3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反应的可能机理之一。为了阐述目的，而不是限制本发明的接枝反应，提供该流程：
为了评价本发明的各特征，使用数个试验，表征由目前所述方法导致的超吸收剂纤维的性能改进。
下述实施例阐述而不是限制本发明。尽管参考特别优选的实施方案和实施例描述了本发明，但本领域的熟练技术人员会意识到，可在没有脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种改性。
实施例
使用下述试验方法测量并确定本发明的超吸收剂纤维素纤维的各种物理特征。
试验方法
Teabag方法
Teabag方法是测量本发明的超吸收剂纤维素纤维在零负载下的吸收容量或“自由溶胀度”而使用的试验方法。在该试验中，将以干重为基础计，2.000g(±0.001g)超吸收剂纤维放置在预称重(±0.001g)的布制茶袋内，随后用熨斗封合装有超吸收剂纤维的茶袋的开口端。然后，将茶袋和内容物放置在0.9％盐水溶液的平锅内，并使之浸泡30分钟，然后从该溶液中取出茶袋，在滴落支架上悬挂，并使之滴干10分钟。称重茶袋和内容物，并测定保留在纤维内的溶液含量。不含纤维的茶袋在类似的条件下进行试验，并充当对照空白。使用该结果计算保留在每克超吸收剂纤维素纤维内以克计的盐水量并以单位g/g的形式表达为自由溶胀度。根据下述方程式测定自由溶胀度：
自由溶胀度＝[样品重量-(干燥样品的重量+茶袋的重量+被空白吸收的液体重量)]/干燥样品的重量。
吸收度试验方法
使用吸收度试验方法确定本发明的超吸收剂纤维在负载下的吸收度和在负载下的保留。在100目金属筛网粘附在圆柱体底部“池”(其含有直径0.995英寸的塑料圆隔板)上且重量为约4.4g的内径1英寸的塑料圆柱体内进行吸收度试验。在该试验中，测定到含圆隔板的池的重量最接近0.0001g，然后从该圆柱体中取出隔板，并将约0.35g(以干重为基础)超吸收剂纤维在圆柱体内气流成网。然后将圆隔板插回到纤维上的圆柱体内，并称重该圆柱体组为最接近0.0001g。用4psi的负载压榨在池内的纤维60秒，然后除去负载，并使纤维垫平衡60秒。测量垫片厚度，并使用该结果计算交联纤维的干燥松密度。
然后，通过放置100g重物到圆隔板之上，施加0.3psi的负载到纤维垫上，并使垫片平衡60秒，之后测量垫片厚度。然后在含有足量盐水溶液(0.9wt％盐水)的培养皿内悬挂该池及内容物以接触池底。使该池在培养皿内静置10分钟，然后取出并悬挂在另一倒空的培养皿内并使之滴落30秒，然后除去100g重物，并测定该池和内容物的重量。然后，测定每克纤维所吸收的盐水溶液的重量并以在负载下的吸收度(g/g)形式表达。再次在零负载下，在含盐水溶液的托盘内悬挂含纤维的池。使该池与盐水溶液接触10分钟。然后，将0.3psi的负载放回到该池内的纤维上，并使该池与盐水溶液接触另外10分钟。然后除去100g重物，并测定池和内容物的重量。然后，测定每克纤维所吸收的盐水溶液的重量并以在负载下的保留(g/g)形式表达。
然后，在1400rpm下离心该池3分钟(Centrifuge Model HN，International Equipment Co.，Needham HTS，USA)并称重。利用所得结果计算每克纤维保留的盐水溶液的重量，并以离心保留容量(g/g)形式表达。
实施例1
该实施例提供在高稠度下制造本发明超吸收剂纤维的代表性方法。
以33.7％固体湿棉卷形式获得从未干燥过的Rayfloc-J-LD样品，其获自Jesup，Georgia的Rayonier mill，和它是由RayonierPerformance Fibers Division，Jesup，GA和Fernandina Beach，FL销售的、在要求良好吸收度的产品，例如在尿布内的吸收剂芯等中使用的未处理的美国长叶松牛皮纸浆。将40.0g(以干重为基础)样品悬浮在丙烯酸(180.0g)和亚甲基双丙烯酰胺(5.0g)的水溶液(1.0L，考虑到在从未干燥过的纸浆内存在的水量)内。搅拌该混合物约15分钟，然后通过抽滤(离心或机械压榨)除去过量液体，获得吸液率为约110.0g的纤维。这一吸液率在纤维上提供约20.0g丙烯酸和0.55g亚甲基双丙烯酰胺。将此处理的纤维加料在一2升Pyrex反应釜中。该反应釜配有通过橡胶塞插入的热电偶、在与机械混合器相连的玻璃柄上的Teflon刀片式搅拌器，通过配有橡胶塞的接管插入的气体入口聚乙烯管道，和与用油部分填充的气阱相连的气体出口接管。搅拌在反应釜内的纤维并用氮气吹扫至少30分钟，以除去氧气。然后，藉助注射器逐滴添加硝酸铈(IV)铵溶液(在100ml 0.1N硝酸内，0.5g)。反应混合物的最终稠度为约16％。使所得反应混合物在室温下反应约10-20分钟，然后在40℃下约1小时。然后使用英国的开毛机，通过将所得接枝纤维分散在水(约1L)内，彻底洗涤所得接枝纤维，然后过滤。然后，使用英国的开毛机，通过在1升含碳酸氢钠(4.0g)的水内搅拌约5分钟，中和纤维到约6-7的pH。然后将所得凝胶转移到塑料容器(4L)内，并用丙酮(2L)稀释，使纤维脱水并沉淀。然后通过抽滤收集所得纤维，并空干，得到57.0g干燥纤维(85％接枝效率)。
实施例2
以43.3％固体湿棉卷形式从Jesup，Georgia的Rayonier mill获得从未干燥过的Porosanier-J的样品(商购于Jesup，Georgia的Rayonier mill的丝光处理的纤维)。将40.0g(以干重为基础)样品悬浮在丙烯酸(180.0g)和亚甲基双丙烯酰胺(5.0g)的水溶液(1.0L，考虑到在从未干燥过的纸浆内存在的水量)内。搅拌该混合物约15分钟，然后通过抽滤(离心或机械压榨)除去过量液体，获得吸液率为约110.0g的纤维。这一吸液率在纤维上提供约20.0g丙烯酸和0.55g亚甲基双丙烯酰胺。将处理过的纤维引入到与实施例1所述一样配备的2L Pyrex反应釜内。搅拌在反应釜内的纤维并用氮气吹扫至少30分钟，以除去氧气。然后，藉助注射器逐滴添加过硫酸钾(在100ml蒸馏水内，0.5g)。反应混合物的最终稠度为约16％。使所得反应混合物在室温下反应约10-20分钟，然后在70℃下约1小时。然后使用英国的开毛机，通过将所得接枝纤维分散在约1L水内，彻底洗涤所得接枝纤维，然后过滤。然后，使用英国的开毛机，通过在1升含碳酸氢钠(4.0g)的水内搅拌约5分钟，中和纤维到约6-7的pH。然后将所得凝胶转移到塑料容器(4L)内，并用丙酮(2L)稀释，使纤维脱水并沉淀。然后通过抽滤收集所得纤维，并空干，得到56.0g干燥纤维(80％接枝效率)。
实施例3
在卧式高Parr反应器(Parr Instrument Company，Moline，Illinois)内装载40.0g如实施例1所述用丙烯酸和亚甲基双丙烯酰胺溶液处理的Porosanier-J纤维样品。该反应器连接到真空泵、惰性气体圆柱体和经Teflon管道连接到高压样品圆柱体。通过使用惰性气体如氮气给反应器加压并使用真空泵抽真空至少2次，使反应器内的纤维脱气。在该高压样品圆柱体内装载如实施例2所述引发剂水溶液并通过用氮气使其加压和用真空泵抽真空进行脱气。在正压下气体加入含引发剂的圆柱体和所述含该处理纤维的Parr反应器处于减压下的同时，搅拌下在纤维中缓慢添加引发剂。在加完引发剂溶液之后，在Parr反应器内用二氧化碳使压力升高到约50psi。在室温下搅拌所产生的反应混合物10分钟。然后，在约30分钟内增加温度到约70℃，并在70℃下维持1小时。在约1小时之后，冷却反应器到室温，从反应器中取出纤维，如实施例1所述纯化和中和，得到约58.5g接枝效率为92.5％的接枝纤维。
在扫描电子显微镜(SEM)下检查根据实施例3制备的纤维，并拍摄200×和400×的纤维照片。分别在图2和3中提供了这些照片。通常丝光处理的纤维(图1)具有如图1所示的圆形的形状，如图2和3所示，在接枝之后，纤维捻转、卷曲且具有扁平的带状形状。
实施例4
重复实施例3，所不同的是在该实验中使用交联剂的混合物。将40.0g(以干重为基础)纤维悬浮在丙烯酸(180.0g)、亚甲基双丙烯酰胺(5.0g)和甘油二缩水甘油醚(3.0g)的水溶液(1.0L)内。接枝纤维的烘干重量为59.0g(95％接枝效率)。
实施例5
重复实施例3，所不同的是在该实验中使用交联剂的混合物。将40.0g(以干重为基础)纤维悬浮在丙烯酸(180.0g)、亚甲基双丙烯酰胺(2.5g)和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(2.5g)的水溶液(1.0L)内。接枝纤维的烘干重量为58.6g(93.0％接枝效率)。
实施例6
该实施例说明了在低稠度下制造本发明的超吸收剂纤维的代表性方法。
将稠度为约33.7％的40.0g(以干重为基础)从未干燥过的Rayfloc-J-LD样品引入到2L Pyrex反应釜内，如实施例1所述的一样配备反应釜。向反应釜内的纤维中添加含丙烯酸(20.0g)、亚甲基双丙烯酰胺(0.6g)的盐水溶液(20％，700g)。搅拌在反应釜内的混合物并用氮气吹扫至少30分钟，以除去氧气。然后，藉助注射器逐滴添加过硫酸钾溶液(在50ml内，0.5g)，产生总重量为约800g和纤维稠度为约5％的浆料。使所得反应混合物在室温下反应约10-20分钟，然后在约70℃下约1小时，以确保反应完成。在约1小时之后，从反应釜中取出所产生的纤维，并用水(3×1L)彻底洗涤，以确保完全除去盐、未反应的单体和均聚物。然后用碳酸氢钠水溶液(4.0g在1L水中)中和纤维到约6-7的pH。将所得凝胶转移到塑料容器(4L)内，并用丙酮(1L)稀释，使纤维脱水并沉淀。然后通过抽滤收集所得纤维，并空干，得到54.3g接枝纤维(71.5％接枝效率)。
实施例7
将40.0g(以干重为基础)从未干燥过的Rayfloc-J-LD样品悬浮在丙烯酸(90.0g)、亚甲基双丙烯酰胺(2.50g)和盐(200.0g)的水溶液(1.0L，考虑到在从未干燥过的纸浆内存在的水量)内。搅拌该混合物约15分钟，然后通过抽滤除去过量溶液，获得吸液率为约220.0g的纤维。这一稠度在纤维上提供约20.0g丙烯酸和0.55g亚甲基双丙烯酰胺。将处理过的纤维装载在高Parr反应器内，并如以上实施例3一样使反应器脱气。将引发剂过硫酸钾的水溶液(0.5g，在100.0g内)装载在脱气过的高压样品圆柱体内，并如实施例3所述加入到Parr反应器内的纤维中。所产生的浆料的总重量为约360.0g，和纤维稠度为约11％。在室温下搅拌浆料约10分钟，然后在约30分钟内，增加温度到70℃，并维持在70℃下1小时。在约1小时之后，冷却反应器到室温，从反应器中取出纤维，然后如实施例6所述洗涤并干燥，产生58.9g接枝效率为约94.5％的接枝纤维。
实施例8
如实施例3所述在高Parr反应器内装载40.0g(干重样品)从未干燥过的Porosanier-J样品通过使用惰性气体如氮气给反应器加压并使用真空泵抽真空至少2次，使反应器内的纤维脱气。在高压样品圆柱体内装载丙烯酸(20.0g)和亚甲基双丙烯酰胺(0.50g)的水溶液(120g)，并在另一高压样品圆柱体内装载过硫酸钾引发剂溶液(0.5g，在100ml水内)。将这两个圆柱体经Teflon管道连接到高Parr反应器上。然后通过加压和抽真空使这两个圆柱体脱气。然后在约5分钟内添加丙烯酸和交联剂的溶液到纤维上，同时纤维仍处于真空下并搅拌，接着添加含引发剂的溶液。在加完引发剂溶液之后，在Parr反应器内的压力升高到约50psi。在室温下搅拌所产生的反应混合物约10分钟。然后，在约30分钟内增加温度到70℃，并在70℃下维持1小时。在约1小时之后，冷却反应器到室温，从反应器中取出纤维，用水彻底洗涤，并中和到pH6-7。然后，如实施例1所述，使用丙酮使溶胀的纤维脱水，得到约59.3g接枝效率为约96.5％的接枝纤维。
实施例9
粉碎40.0g(干重样品)从未干燥过的Porosanier-J样品，然后在玻璃盘上铺开，在纤维上均匀地喷洒丙烯酸(20.0g)和亚甲基双丙烯酰胺的水溶液(120g)。然后如实施例3所述，将处理过的纤维装载在高Parr反应器内，并进行反应。这一工序得到58.7g接枝效率为约93.5％的接枝纤维。
实施例10
重复实施例3，所不同的是使用乙酸作为溶剂替代水进行接枝，并在从未干燥过的Rayfloc-J-LD上进行接枝。接枝纤维的烘干重量为59.5g(90.3％接枝效率)。
实施例11
重复实施例10，所不同的是在从未干燥过的Porosanier上进行接枝。接枝纤维的烘干重量为59.1g(93.5％接枝效率)。
实施例12
该实施例示出了使用Porosanier-J纤维，使用各种用量的丙烯酸对根据实施例3所述在本发明中形成的超吸收剂纤维的自由溶胀度、离心保留容量和在负载下的吸收度的影响。表1概述了结果。
表1
  在纤维上的丙烯酸wt％1   接枝效率(％)   自由溶胀度(g/g)   离心保留容量(g/g)   在负载下的吸收度(g/g)   在负载下的保留(g/g)
  100.075.050.037.525.0   ＞98.095.292.586.078.0   25.025.023.121.523.7   9.610.08.57.04.6   13.013.713.611.49.8   16.216.215.512.112.6
1.wt％在纤维上的丙烯酸＝(加入到纤维上的丙烯酸重量/纤维重量)×100。
实施例13
该实施例描述了制造根据本发明制造的超吸收剂纤维的手抄纸的湿法成网方法。使用获自Adirondack Machine Corporation(Glensfalls，N.Y.)的12英寸×12英寸的湿法成网手抄纸成形机模具，制备织物基本重量为约500g/m2的12英寸×12英寸的标准手抄纸。
获自Testing Machine Incorporation(Amityvile，N.Y.)的英国粉碎机装载有46.5g本发明的超吸收剂纤维，然后向纤维中添加2.0升丙酮(60％)的水溶液。在3000rpm下混合该悬浮液约5分钟。然后在独立的料罐内混合英国粉碎机中的内容物与另外2升丙酮水溶液。然后将全部混合物转移到手抄纸成形机中，混合约30秒，然后通过手抄纸成形机的成形筛网排干。然后从手抄纸成形机中取出该片材，压制，以除去过量溶液，并在室温下或者在低于100℃的烘箱内干燥。
实施例14
该实施例示出了使用过硫酸钾(0.5g，在100ml水中)用作引发剂，使用各种用量的丙烯酸对根据使用Porosanier-J纤维的实施例8所述在本发明中形成的超吸收剂纤维的自由溶胀度、离心保留容量、在负载下的吸收度和在负载下的保留的影响。表2概述了结果。
表2
  在纤维上的丙烯酸wt％   自由溶胀度(g/g)   离心保留容量(g/g)   在负载下的吸收度(g/g)   在负载下的保留(g/g)
  75.050.037.525.0   29.028.518.6   12.09.84.2   13.713.011.88.8   15.714.712.610.0
根据表1和2可看出，本发明的超吸收剂纤维素纤维的吸收剂保留效率在约0.65-约0.99范围内，和吸收效率在约0.56-约0.95范围内。
实施例15
该实施例阐述了形成本发明代表性吸收剂芯的气流成网方法。
使用气流成网装置制备根据本发明形成的气流成网吸收剂芯。将常规纤维、本发明的超吸收剂纤维，和超吸收剂聚合物装载在气流成网装置内。然后施加真空，纤维和超吸收剂聚合物途径通过塑料管道并通过空气涡流结合到其中200目金属筛网粘附到圆柱体底部的塑料圆柱体内。该圆柱体的内径为60mm和高度为50mm。在纤维和超吸收剂聚合物完全使用完之后，中断真空，并从该圆柱体中取出所得垫片。垫片的直径为约60mm和重量为约3.0g(基本重量1061g/m2)。然后，使用水力压机，在700psi的压力下压制垫片10秒到约0.3g/cm3的密度。然后将该垫片用于进一步的评价。
实施例16
在该实施例中，测量如实施例15所述，根据本发明成形的代表性吸收剂芯在负载下的吸收度和吸收容量。将吸收剂芯放置在(如实施例15所述的)含有重物夹具的预称重的塑料圆柱体内。将塑料重物夹具放置在垫片顶部，并在重物夹具上放置0.6PSI的负载。在塑料盘内，放置玻璃糙化的圆柱体，其中光化表面朝上和粗糙表面朝下。该圆柱体的直径为约120mm和厚度为约9mm。在玻璃糙化的圆柱体的中心处放置直径约70mm的黑色条状滤纸(Schleicher and Schnell，Dassel，德国)。将盐水溶液以足以达到玻璃糙化的圆柱体上部边缘的用量加入到托盘内。然后，将在0.6PSI下含垫片的塑料圆柱体放置在滤纸顶部，并使之在托盘内静置约30分钟。在约30分钟之后，从托盘中取出塑料圆柱体，并从塑料圆柱体中除去负载。然后测定塑料圆柱体及其内容物的重量，并使用该结果测定在负载下的吸收度。将含芯的塑料圆柱体放回到在玻璃糙化的圆柱体之上的如上所述放置的含盐水溶液的托盘中，同时在零负载下，使之与盐水溶液接触另外30分钟。然后测定塑料圆柱体及其内容物的重量，并使用该结果计算吸收容量。在制备表3所示的吸收剂芯中所使用的超吸收剂纤维根据实施例3所述的本发明制造。
表3
                  吸收剂芯   在负载下的吸收度(g盐水/g)盐水   吸收容量(g盐水/g)
  绒毛(％)   超吸收剂纤维(％)   超吸收剂聚合物(％)
  454010 45552060100   5555454030   12.416.915.714.112.09.9   22.427.525.622.12015.7
本发明的超吸收剂纤维，当在吸收剂芯中使用时，提供改进的吸收比，其中吸收比是AUL/吸收容量。表3报道的该比值范围，对于常规SAP为约0.55，对于以约20％的用量存在的本发明的SAP纤维来说为约0.64。因此，对于吸收剂芯来说，由于AUL值高于约8，因此本发明的超吸收剂纤维提供约0.56-约0.95的吸收比。
在制备表4所示的吸收剂芯中所使用的超吸收剂纤维是使用37％纤维重量的丙烯酸，根据实施例3所述的本发明制造的。
表4
                 吸收剂芯   在负载下的吸收度(g盐水/g)盐水   吸收容量(g盐水/g)
  绒毛(％)   超吸收剂纤维(％)   超吸收剂聚合物(％)
  453020 4555457060100   555545253020   12.415.714.212.413.112.59.6   22.427.225.019.022.020.413.5
本发明的超吸收剂纤维，当在吸收剂芯中使用时，提供改进的吸收比，其中吸收比是AUL/吸收容量。表4报道的该比值范围，对于常规SAP为约0.55，对于本发明的SAP纤维来说为约0.71。因此，对于吸收剂芯来说，由于AUL值高于约8，因此本发明的超吸收剂纤维提供约0.56-约0.95的吸收比。
实施例16
该实施例示出了使用各种用量的本发明的超吸收剂纤维、绒毛和商业超吸收剂聚合物，在根据以上实施例14所述的本发明成形的代表性吸收剂芯的捕获时间之间的比较。
通过SART测试方法测定捕获时间。该试验测量被吸收剂制品完全吸收的一剂盐水所要求的时间。在由垫片形式的吸收剂芯和保护层组成的吸收剂制品上进行该试验。保护层是由可商购的尿布(Hggies，获自Kimberly-Clark Corporation，Neenah，Wisconsin)获得的交联纤维。
在该试验中，将保护纤维气流成网为重量约0.7g的垫片，然后在7.6PSI的负载下压制60秒。然后将保护垫片放置在吸收剂芯上，并将二者放置在测试池内。测试池由塑料基体和漏斗杯组成。基体是容纳样品所使用的内径为60.0mm的塑料圆柱体。漏斗杯是具有星形孔隙的塑料圆柱体，漏斗杯的外径为58mm，并将漏斗杯放置在样品之上的塑料基体内。将环形0.6PSI的负载放置在漏斗杯之上。
将该池及其内容物放置在水平面上，并用三次连续的超吸入量(insult)施以剂量，每一超吸入量(insult)为9.0ml盐水溶液，各剂量之间的时间间隔为20分钟。采用Master Flex Pump(ColeParmer Instrument，Barrington，IL，USA)，将各剂量加入到漏斗杯中，和记录每一剂量的盐水溶液从漏斗杯中消失所要求的时间(单位秒)作为捕获时间。下表5提供了结果。
表5
              吸收剂芯                保护时间
  绒毛％   超吸收剂纤维(％)   超吸收剂聚合物(％)3   第一次超吸入(秒)   第二次超吸入(秒)   第三次超吸入(秒)
  452020 60160280   55202020   3.94.13.26.2   8.911.49.517.9   16.814.910.518.7
1.基于纤维重量使用37％丙烯酸，来自实施例3的超吸收剂纤维
2.基于纤维重量使用100％丙烯酸，来自实施例3的超吸收剂纤维
3.获自BASF(P-02-055-01)
本发明的超吸收剂纤维，当掺入到吸收剂芯内时，提供改进的第三超吸入捕获时间。当与单独的常规SAP相比时，本发明的纤维当以约60％的数量级的用量使用时，可有效地显著降低第三超吸入捕获时间。
尽管参考特别优选的实施方案和实施例详细地描述了本发明，但本领域的熟练技术人员应当理解可在没有脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种改性。

Claims (66)

1.一种超吸收性纤维素纤维，它包括纤维素和接枝到该纤维素上的至少一种烯键式不饱和单体，其中超吸收剂纤维素纤维的接枝效率大于约75％。
2.权利要求1的超吸收剂纤维，其中纤维的交联密度小于约20％。
3.权利要求1的超吸收剂纤维，其中纤维的干燥密度为至少约0.04g/cm3。
4.权利要求1的超吸收剂纤维，其中纤维的离心保留大于约4g盐水/g纤维。
5.权利要求1的超吸收剂纤维，其中纤维的自由溶胀度为至少约10g盐水/g纤维。
6.权利要求1的超吸收剂纤维，其中纤维的接枝效率大于约85％。
7.权利要求1的超吸收剂纤维，其中当将超吸收剂纤维掺入到吸收剂芯内时，吸收剂芯的第三超吸入捕获时间小于约25秒。
8.权利要求1的超吸收剂纤维，其中超吸收剂纤维的吸收保留效率为约0.65-约0.99，其中用下述方程式表示吸收保留效率：
吸收保留效率(％)＝在负载下的吸收度/在负载下的保留×100。
9.权利要求1的超吸收剂纤维，其中当将超吸收剂纤维掺入到吸收剂芯内时，吸收剂芯的吸收效率为约0.56-约0.95，其中用下述方程式表示吸收效率：
吸收效率(％)＝在负载下的吸收度/吸收容量×100。
10.权利要求1的超吸收剂纤维，其中所述纤维素纤维是用至少4％的苛性碱溶液处理的纤维。
11.权利要求1的超吸收剂纤维，其中烯键式不饱和单体是具有下式的一种或多种单体：
Figure A2004800136450002C1
其中R表示氢、甲基或乙基。
12.权利要求11的超吸收剂纤维，其中烯键式不饱和单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺基丙磺酸、巴豆酸、α-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、异巴豆酸、和衣康酸的碱金属盐，和铵盐及其混合物中的一种或多种单体。
13.权利要求12的超吸收剂纤维，其中烯键式不饱和单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物中的一种或多种单体。
14.权利要求1的超吸收剂纤维，它通过使纤维素纤维与一种或多种烯键式不饱和单体接触制备。
15.权利要求14的超吸收剂纤维，其中在交联剂存在下，使纤维素纤维与一种或多种烯键式不饱和单体接触。
16.权利要求15的超吸收剂纤维，其中交联剂包括能在自由基引发剂存在下聚合，或者任选地能与相邻单体中的羧基和羟基同时反应的多官能基团。
17.权利要求16的超吸收剂纤维，其中交联剂选自乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、双丙烯酰胺、环氧丙烯酸酯、烯丙胺、聚环氧化物、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷及其混合物。
18.权利要求17的超吸收剂纤维，其中交联剂是双丙烯酰胺和至少一种聚环氧化物或甲基丙烯酰氧基硅烷的混合物。
19.权利要求14的超吸收剂纤维，其中在自由基引发剂存在下进一步制备该纤维。
20.权利要求19的超吸收剂纤维，其中自由基引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、碱金属过硫酸盐、过氧化氢、硝酸铈铵、2，2`-偶氮双(2-脒基丙烷)盐酸盐及其混合物。
21.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维具有大于约85％的烯键式不饱和单体在纤维素上的接枝效率。
22.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维的交联密度小于约20％。
23.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维的干燥密度为至少约0.04g/cm3。
24.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维的离心保留大于约4g盐水/g纤维。
25.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维的自由溶胀度为至少约10g盐水/g纤维。
26.权利要求14的超吸收剂纤维，其中纤维的接枝效率大于约95％。
27.权利要求14的超吸收剂纤维，其中当将超吸收剂纤维掺入到吸收剂芯内时，吸收剂芯的第三超吸入捕获时间小于约25秒。
28.权利要求14的超吸收剂纤维，其中超吸收剂纤维的吸收保留效率为约0.65-约0.99，其中用下述方程式表示吸收保留效率：
吸收保留效率(％)＝在负载下的吸收度/在负载下的保留×100。
29.权利要求14的超吸收剂纤维，其中超吸收剂纤维具有约0.56-约0.95的吸收效率，其中用下述方程式表示吸收效率：
吸收效率(％)＝在负载下的吸收度/吸收容量×100。
30.一种制造超吸收剂纤维素纤维的方法，它包括：
制备水溶液，所述水溶液包括含至少一个酸性基团的烯键式不饱和单体和交联剂；
使纤维素纤维与该水溶液接触；
在惰性氛围下，用自由基引发剂处理纤维；和
回收接枝的纤维素纤维。
31.权利要求30的方法，其中使纤维素纤维和水溶液接触的步骤包括，在稠度为约6.0wt％的烯键式不饱和单体和交联剂的水溶液内悬浮纤维素纤维。
32.权利要求30的方法，其中纤维素纤维是α-纤维素含量为至少90％的苛性碱处理的纤维。
33.权利要求30的方法，其中纤维素纤维衍生于选自棉绒、甘蔗渣、抢麻、亚麻、草及其结合和混合物中的一种或多种组分。
34.权利要求30的方法，其中烯键式不饱和单体是具有下式的一种或多种单体：
Figure A2004800136450005C1
其中R表示氢、甲基或乙基。
35.权利要求34的方法，其中烯键式不饱和单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-氰基丙烯酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺基丙磺酸、巴豆酸、α-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、异巴豆酸、和衣康酸的碱金属盐，和铵盐及其混合物中的一种或多种单体。
36.权利要求35的方法，其中烯键式不饱和单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物中的一种或多种单体。
37.权利要求30的方法，其中交联剂包括能在自由基引发剂存在下聚合，或者任选地能与相邻单体中的羧基和羟基同时反应的多官能基团。
38.权利要求37的方法，其中交联剂选自乙二醇的二丙烯酸酯和二甲基丙烯酸酯、双丙烯酰胺、环氧丙烯酸酯、烯丙胺、聚环氧化物、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基或丙烯酰氧基硅烷、氨基硅烷及其混合物。
39.权利要求38的方法，其中交联剂是双丙烯酰胺和至少一种聚环氧化物或甲基丙烯酰氧基硅烷的混合物。
40.权利要求30的方法，其中自由基引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、碱金属过硫酸盐、过氧化氢、硝酸铈铵、2，2`-偶氮双(2-脒基丙烷)盐酸盐及其混合物。
41.权利要求30的方法，其中纤维具有大于约75％的烯键式不饱和单体在纤维素上的接枝效率。
42.权利要求30的方法，其中纤维的交联密度小于约20％。
43.权利要求30的方法，其中纤维的干燥密度为至少约0.04g/cm3。
44.权利要求30的方法，其中纤维的离心保留大于约4g盐水/g纤维。
45.权利要求30的方法，其中纤维的自由溶胀度为至少约10g盐水/g纤维。
46.权利要求30的方法，其中纤维的接枝效率大于约85％。
47.权利要求30的方法，其中当将超吸收剂纤维掺入到吸收剂芯内时，吸收剂芯的第三超吸入捕获时间小于约25秒。
48.权利要求30的方法，其中超吸收剂纤维的吸收保留效率为约0.65-约0.99，其中用下述方程式表示吸收保留效率：
吸收保留效率(％)＝在负载下的吸收度/在负载下的保留×100。
49.权利要求30的方法，其中当将超吸收剂纤维掺入到吸收剂芯内时，吸收剂芯的吸收效率为约0.56-约0.95，其中用下述方程式表示吸收效率：
吸收效率(％)＝在负载下的吸收度/吸收容量×100。
50.权利要求30的方法，其中使纤维素纤维和水溶液接触的步骤包括在水溶液内悬浮该纤维素纤维。
51.权利要求30的方法，其中使纤维素纤维和水溶液接触的步骤包括向纤维素纤维上喷洒水溶液。
52.权利要求31的方法，其中纤维素纤维以约5％的稠度存在于烯键式不饱和单体和交联剂的水溶液内。
53.权利要求31的方法，其中除去烯键式不饱和单体和交联剂的过量水溶液，获得基于纤维和水溶液的总重量计，稠度介于约8-35wt％的纤维素纤维。
54.权利要求30的方法，其中使纤维素纤维和水溶液接触的步骤包括向纤维上喷洒烯键式不饱和单体和交联剂的水溶液，获得基于纤维和水溶液的总重量计，稠度介于约8-35wt％的纤维。
55.含权利要求1的超吸收剂纤维的吸收制品。
56.权利要求55的吸收剂制品，其中吸收剂制品是选自婴儿尿布、妇女护理产品、训练裤和成人失禁贴身短内裤中的至少一种制品。
57.权利要求55的吸收剂制品，它包括液体可渗透的顶部片材、液体不可渗透的背面片材，保护层，和吸收剂芯，其中保护层置于顶部片材下方，和吸收剂芯置于保护层和背面片材之间。
58.权利要求57的吸收剂制品，其中保护层包括超吸收剂纤维。
59.权利要求57的吸收剂制品，其中吸收剂芯包括超吸收剂聚合物和超吸收剂纤维素纤维的复合材料。
60.权利要求59的吸收剂制品，其中超吸收剂聚合物选自聚丙烯酸酯聚合物、淀粉接枝共聚物、纤维素接枝共聚物、交联羧甲基纤维素衍生物，及其混合物和结合物。
61.权利要求59的吸收剂制品，其中超吸收剂聚合物为纤维、薄片或颗粒形式。
62.权利要求59的吸收剂制品，其中基于吸收剂结构的总重量，超吸收剂纤维素纤维以约20-约80wt％的用量存在。
63.权利要求59的吸收剂制品，除了包括超吸收剂纤维素纤维以外，进一步包括纤维素纤维。
64.权利要求63的吸收剂制品，其中纤维素纤维是选自下述的木浆纤维：硬木木浆，通过Kraft或亚硫酸盐化学法获得的软木纤维素木浆，苛性碱处理的木浆，人造丝，棉绒，及其结合或混合物。
65.权利要求63的吸收剂制品，其中基于吸收剂芯的重量，吸收剂芯包括约60％的超吸收剂纤维素纤维，约20wt％的纤维素纤维，和约20wt％的超吸收剂聚合物。
66.权利要求57的吸收剂制品，其中吸收剂芯包括纤维素纤维和超吸收剂纤维素纤维的复合材料。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102405063A (zh) * 2009-02-18 2012-04-04 奎克-麦德技术公司 含有过氧化物的超吸收材料
CN102906135A (zh) * 2010-05-07 2013-01-30 赢创斯托豪森有限责任公司 具有容量提高的颗粒状超吸收性聚合物
CN103147148A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 西南科技大学 一种改性淀粉静电纺丝制备纤维的方法
CN103194899A (zh) * 2013-04-28 2013-07-10 北京康安高分子开发中心 由复合纤维构造的纤维海绵
CN103437239A (zh) * 2013-08-20 2013-12-11 大连工业大学 一种木纤维纸浆的有机化处理方法
CN105209083A (zh) * 2013-03-15 2015-12-30 Gp纤维素股份有限公司 来自化学牛皮纸纤维的改性纤维素及其制造和使用方法
CN106367963A (zh) * 2015-07-24 2017-02-01 韦尔豪泽Nr公司 接枝的交联纤维素
CN106414838A (zh) * 2014-02-24 2017-02-15 绿色主题技术有限责任公司 用于将疏水性涂层施用到纤维基底上的组合物及方法
CN108978190A (zh) * 2018-06-25 2018-12-11 太极石股份有限公司 一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用
CN109967008A (zh) * 2019-04-23 2019-07-05 南京林业大学 一种半纤维素基水凝胶及其制备方法和应用
CN110191692A (zh) * 2016-11-22 2019-08-30 萨阿迪公司 具有天然纤维的吸收性制品

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10212702A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-09 Stockhausen Chem Fab Gmbh Durch Hydrierung gewonnenes basisches Polymer
US7777095B2 (en) * 2004-06-29 2010-08-17 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable absorbent material
JP5122821B2 (ja) 2003-11-28 2013-01-16 イーストマン ケミカル カンパニー セルロースインターポリマー及び酸化方法
US20060029567A1 (en) * 2004-08-04 2006-02-09 Bki Holding Corporation Material for odor control
US20060206091A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Tyco Healthcare Retail Services Ag Absorbent article having a channeled absorbent layer and method of making the same
JP4658197B2 (ja) * 2005-07-26 2011-03-23 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 更に向上したボディフィット性を備えている可撓性吸収性物品
US7694379B2 (en) 2005-09-30 2010-04-13 First Quality Retail Services, Llc Absorbent cleaning pad and method of making same
US20070074365A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Carol Erdman Absorbent pad with cleaning cuffs and method of making the same
US20070078422A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Tyco Healthcare Retail Services Ag Absorbent article configured for controlled deformation and method of making the same
US7962993B2 (en) 2005-09-30 2011-06-21 First Quality Retail Services, Llc Surface cleaning pad having zoned absorbency and method of making same
US8138106B2 (en) * 2005-09-30 2012-03-20 Rayonier Trs Holdings Inc. Cellulosic fibers with odor control characteristics
US20070074366A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Glaug Frank S Absorbent cleaning pad and method of making same
US20080082068A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Jian Qin Absorbent articles comprising carboxyalkyl cellulose fibers having permanent and non-permanent crosslinks
US20080082069A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Jian Qin Absorbent articles comprising carboxyalkyl cellulose fibers having non-permanent and temporary crosslinks
US20080147026A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Jian Qin Absorbent fiber with a low absorbent capacity and slow absorption rate
AT505904B1 (de) * 2007-09-21 2009-05-15 Chemiefaser Lenzing Ag Cellulosesuspension und verfahren zu deren herstellung
US8039683B2 (en) * 2007-10-15 2011-10-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent composites having improved fluid wicking and web integrity
CA2800140C (en) * 2010-05-26 2014-10-14 Fpinnovations Hydrophobic lignocellulosic material and process therefor
DE102010047379A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-05 Atlantichem Gmbh Wasser aufnehmende und Wasser speichernde Pfropfpolymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
US20120245662A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 George Page Wrap around cooling apparatus or assembly
EP2744527B1 (en) 2011-08-17 2019-04-17 3M Innovative Properties Company Wound dressing with hydrophilic monomer-grafted fibers
DE102011117127A1 (de) * 2011-10-28 2013-05-02 Basf Se Flüssigkeiten aufnehmende und Flüssigkeiten speichernde Polymere, insbesondere Pfropfpolymere, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
JP5969262B2 (ja) * 2012-05-10 2016-08-17 国立大学法人群馬大学 グラフトポリマー修飾セルロースファイバーの製造方法
US9394637B2 (en) 2012-12-13 2016-07-19 Jacob Holm & Sons Ag Method for production of a hydroentangled airlaid web and products obtained therefrom
EP2992025A1 (en) 2013-04-29 2016-03-09 Basf Se Process for producing high-swellability polymer composites
CN103966917B (zh) * 2014-04-09 2016-05-04 蚌埠市风驰滤清器有限公司 一种柴油滤清器用滤纸及其制备方法
CN103981769B (zh) * 2014-04-09 2016-04-06 蚌埠市风驰滤清器有限公司 一种耐高温高压的滤清器滤纸及其制备方法
CN103981770B (zh) * 2014-04-09 2016-08-17 蚌埠市风驰滤清器有限公司 一种汽油滤清器用滤纸及其制备方法
EP3212855A4 (en) * 2014-10-27 2018-07-18 Henry Company LLC Water-resistant exterior joint compounds
US20160319414A1 (en) * 2015-04-28 2016-11-03 Case Western Reserve University Poly (Acrylic Acid) Modified Cellulose Fiber Materials
US10337150B2 (en) * 2015-07-24 2019-07-02 The Procter & Gamble Company Grafted crosslinked cellulose used in absorbent articles
KR101718473B1 (ko) * 2015-11-09 2017-03-22 한국생산기술연구원 이타콘산 그래프트 전분 공중합체 및 이의 제조방법
US9828725B1 (en) 2016-11-16 2017-11-28 Rayonier Performance Fibers, Llc Specialty pulp with high intrinsic viscosity
US10214858B2 (en) * 2017-04-13 2019-02-26 Rayonier Performance Fibers, Llc Cellulosic material with antimicrobial and defiberization properties
WO2018236293A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-27 Mitr Phol Sugarcane Research Center Co., Ltd. ABSORBENT CELLULOSIC MATERIAL
WO2019045643A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-07 National University Of Singapore PRODUCTION OF NITRIGEL TYPE MATERIALS FROM SOY WASTE
WO2020223562A1 (en) 2019-04-30 2020-11-05 International Paper Company Low-density modifier for fiber cement
KR102236027B1 (ko) * 2019-11-19 2021-04-05 광저우 싱청 이하오 엘티디 생분해성 흡수재
KR102353839B1 (ko) * 2021-04-19 2022-01-19 김현기 해조류를 이용한 흡수제품용 생분해성 흡수제의 제조방법.
CN114907860B (zh) * 2022-06-01 2023-12-01 中国标准化研究院 一种土壤处理剂及其制备方法
CN115305612A (zh) * 2022-09-14 2022-11-08 罗莱生活科技股份有限公司 一种聚酯纤维包芯纱线及其制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2757150A (en) * 1953-01-30 1956-07-31 Weyerhaeuser Timber Co Preparing hot-moldable thermosetting resin and cellulose fiber mixtures
US3670731A (en) * 1966-05-20 1972-06-20 Johnson & Johnson Absorbent product containing a hydrocolloidal composition
US3669103A (en) * 1966-05-31 1972-06-13 Dow Chemical Co Absorbent product containing a hydrocelloidal composition
US3656884A (en) * 1967-08-17 1972-04-18 Takuji Okaya Process for the preparation of grafted solid materials of water-affinitive polymers
US3553306A (en) * 1969-10-24 1971-01-05 American Can Co Films and filaments having ion-exchange properties and process for making same
JPS5913244B2 (ja) * 1976-05-12 1984-03-28 本州製紙株式会社 吸着性不織布およびその製造方法
US4410571A (en) * 1980-08-25 1983-10-18 Johnson & Johnson Absorbent products, process and compositions for immobilization of particulate absorbents
US4600462A (en) * 1981-09-29 1986-07-15 James River/Dixie-Northern, Inc. Incorporation of a hydrophile in fibrous webs to enhance absorbency
US4683132A (en) * 1982-04-30 1987-07-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Compositions, devices, and methods for extended control of insect activity
US4676784A (en) * 1984-05-01 1987-06-30 Personal Products Company Stable disposable absorbent structure
JPS60234836A (ja) * 1984-05-09 1985-11-21 昭和電工株式会社 脱水及び保水用シ−ト
US4584357A (en) * 1984-06-20 1986-04-22 Weyerhaeuser Company Latex treated cationic cellulose product and method for its preparation
JPS61166809A (ja) * 1985-01-19 1986-07-28 Hayashikane Zosen Kk 高吸水性樹脂粉粒体の製造方法
PH23956A (en) * 1985-05-15 1990-01-23 Procter & Gamble Absorbent articles with dual layered cores
DE8712723U1 (zh) * 1986-12-08 1987-12-17 Hanfspinnerei Steen & Co Gmbh, 2000 Hamburg, De
US4833222A (en) * 1987-10-22 1989-05-23 The Dow Chemical Company Crosslinker stabilizer for preparing absorbent polymers
US5057166A (en) * 1989-03-20 1991-10-15 Weyerhaeuser Corporation Method of treating discontinuous fibers
MX9200798A (es) * 1991-02-26 1992-08-01 Weyerhaeuser Co Producto absorbente.
US5599335A (en) * 1994-03-29 1997-02-04 The Procter & Gamble Company Absorbent members for body fluids having good wet integrity and relatively high concentrations of hydrogel-forming absorbent polymer
US5855623A (en) * 1996-09-20 1999-01-05 Intera Technologies, Inc. Process for improving polyamide, acrylic, aramid, cellulosic and polyester properties, and modified polymers produced thereby
US6068620A (en) * 1998-03-30 2000-05-30 Paragon Trade Brands Absorbent laminate
DE19905947B4 (de) * 1999-02-12 2004-05-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung von Superabsorbern und mittels eines solchen Verfahrens hergestellte Superabsorber und deren Verwendung
US6500947B1 (en) * 2001-08-24 2002-12-31 Weyerhaeuser Company Superabsorbent polymer

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102405063A (zh) * 2009-02-18 2012-04-04 奎克-麦德技术公司 含有过氧化物的超吸收材料
US9873751B2 (en) 2009-02-18 2018-01-23 Quick-Med Technologies, Inc. Superabsorbent materials comprising peroxide
CN102405063B (zh) * 2009-02-18 2015-12-09 奎克-麦德技术公司 含有过氧化物的超吸收材料
CN102906135B (zh) * 2010-05-07 2016-04-27 赢创有限公司 具有容量提高的颗粒状超吸收性聚合物
CN102906135A (zh) * 2010-05-07 2013-01-30 赢创斯托豪森有限责任公司 具有容量提高的颗粒状超吸收性聚合物
CN105209083A (zh) * 2013-03-15 2015-12-30 Gp纤维素股份有限公司 来自化学牛皮纸纤维的改性纤维素及其制造和使用方法
CN103147148A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 西南科技大学 一种改性淀粉静电纺丝制备纤维的方法
CN103194899A (zh) * 2013-04-28 2013-07-10 北京康安高分子开发中心 由复合纤维构造的纤维海绵
CN103437239A (zh) * 2013-08-20 2013-12-11 大连工业大学 一种木纤维纸浆的有机化处理方法
CN103437239B (zh) * 2013-08-20 2015-04-22 大连工业大学 一种木纤维纸浆的有机化处理方法
CN106414838A (zh) * 2014-02-24 2017-02-15 绿色主题技术有限责任公司 用于将疏水性涂层施用到纤维基底上的组合物及方法
CN106414838B (zh) * 2014-02-24 2019-08-06 绿色主题技术有限责任公司 用于将疏水性涂层施用到纤维基底上的组合物及方法
CN106367963A (zh) * 2015-07-24 2017-02-01 韦尔豪泽Nr公司 接枝的交联纤维素
CN110191692A (zh) * 2016-11-22 2019-08-30 萨阿迪公司 具有天然纤维的吸收性制品
CN108978190A (zh) * 2018-06-25 2018-12-11 太极石股份有限公司 一种抗菌防螨远红外保健纤维素纤维及其制备方法和应用
CN109967008A (zh) * 2019-04-23 2019-07-05 南京林业大学 一种半纤维素基水凝胶及其制备方法和应用
CN109967008B (zh) * 2019-04-23 2021-08-03 南京林业大学 一种半纤维素基水凝胶及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP1664399A2 (en) 2006-06-07
US20050085150A1 (en) 2005-04-21
EP1664399A4 (en) 2007-08-22
WO2004103412A2 (en) 2004-12-02
JP2007531827A (ja) 2007-11-08
US6844066B2 (en) 2005-01-18
CA2765226A1 (en) 2004-12-02
CA2523265A1 (en) 2004-12-02
WO2004103412A3 (en) 2005-05-06
US20040234760A1 (en) 2004-11-25
CA2523265C (en) 2012-04-03
CA2765226C (en) 2014-07-08

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