CN1629390A - 用稠化剂和油处理的纤维素纤维 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用稠化剂和油处理的纤维素纤维，其具有的致密性优于未用稠化剂处理但用油处理的纤维、和优于未用油或稠化剂处理的纤维素纤维。用稠化剂和油处理的纤维素纤维可用于包含超吸收性材料的吸收制品中。

Description

用稠化剂和油处理的纤维素纤维

技术领域

本发明涉及用油和稠化剂处理以改变其性质的纤维素纤维及制备这样的改性纤维素纤维的方法。

背景技术

在制备吸收制品如尿布和失禁装置时，已知可混合超吸收性材料和纤维素纤维来形成吸收芯。吸收芯容纳待吸收的流体并保留所述流体。当超吸收性材料为粉末或小颗粒形式时，难以在吸收芯中保留超吸收性材料，所述吸收芯包括纤维的基质，通常是纤维素纤维。已描述了在吸收芯中保留超吸收性材料的各种方法。例如，已提出将纤维素纤维嵌入到超吸收性材料的表面。

另一种方法描述于转让给本申请的受让人的国际公开WO94/04352和WO 94/04351，其在超吸收性材料和纤维之间提供了聚合的或非聚合的粘合剂。粘合剂被描述为通过氢键或配位共价键使超吸收性材料附着于纤维。所述的国际公开描述了，向颗粒或纤维中添加少量水分可令人满意地促进在超吸收性材料和纤维之间的粘合。水分被描述为通过周围环境来天然提供，例如当超吸收性材料、粘合剂和纤维发生混合的环境中的相对湿度为约60％至75％，或更高。在某些情况下，其中确定水分是必需的，且相对湿度低于所需水平，可以使用固定设备来增湿制造区域，在那里将超吸收性材料、粘合剂和纤维接触。当增湿制造区域为有效时，需要资本投资并增加制造成本。

在吸收芯内将超吸收性材料保留较长时间是制造商面临的另一个困难。在吸收芯内超吸收性材料的保留经一段时间后可能会失败，这是由多种因素引起的，例如剧烈处理吸收芯，这可导致超吸收性材料的移位，或吸收芯的水分含量减少。

包括由超吸收性材料和纤维素纤维组成的吸收芯的尿布典型地通过混合纤维素纤维和超吸收性材料的方法来制造。在这样的方法中，没有超吸收性材料的纤维素的卷或包通过纤维化装置如锤磨机纤维化。这些纤维化的纤维素纤维被夹带入空气中，超吸收性材料被引入加气的纤维中。纤维素纤维和超吸收性材料的加气混合物被递送至气流成网装置如制垫机中，所述装置将纤维和超吸收性材料吸到筛子上，并将纤维和超吸收性材料制成特定形状。然后将这些制得的衬垫从衬垫模具中去除，进行进一步加工，包括压缩所制得的衬垫，通过减少厚度来压实衬垫。

减少在尿布中所用的所制得衬垫的厚度对尿布制造商来说是很重要的，由此他们可以减少包装的大小，这样他们可以在每单位体积中运输更多的尿布，并在有限的架藏空间内陈列更多的尿布。另外，消费者会发现较薄的尿布更理想。

本申请的发明人已在2003年8月5日提交的在先申请10/635,062中描述将油施用于纤维或超吸收性材料以使超吸收性材料附着于纤维。本发明人在这个领域的另外的研究发现，当油施用于纤维，并从这些油处理的纤维制得衬垫时，被压缩以提高密度的衬垫的压实程度不如包括未用油处理的纤维的衬垫的压实程度高。

对于这个背景，本发明人已研究解决上述问题，并已开发了组合物和方法，其使用油来协助保留超吸收性材料，且所述组合物可被压缩以得到具有所需密度的制品。

发明内容

本发明提供了用油和稠化剂处理的纤维，所述纤维用于由处理过的纤维和超吸收性材料制成的吸收芯。本发明的组合物可被制为吸收制品，以吸收流体例如含水流体如尿液或血液。组合物可用于这种方法中，所述方法用于在纤维网或纤维块中保留超吸收性材料，所述纤维网或纤维块通常用作吸收制品如尿布、失禁装置和女性卫生用品的吸收结构。该方法提供了能在一定水平保留超吸收性材料的吸收结构，这会使吸收制品制造商感到满意。本发明的组合物可被压缩至使吸收制品制造商满意的密度。

在一个方面，本发明涉及纤维素浆板，其包括纤维素纤维、被施用于纤维素纤维的油、和被施用于纤维素纤维的稠化剂。纤维素浆板可被纤维化，制得单根化纤维，制成衬垫，然后被压缩。本发明还涉及制造纤维素浆板的方法，其包括下列步骤：提供纤维素浆板，将油施用于纤维素浆板，将稠化剂施用于纤维素浆板。

在另一个方面，本发明涉及制造致密纤维素纤维网的方法，其包括提供纤维素纤维的步骤。纤维素纤维在被纤维化之前用油和稠化剂处理。纤维化的纤维素纤维被压缩制成致密纤维网。

还在另一个方面，本发明涉及改变用油处理的纤维素纤维的致密性的方法。在这个方面，纤维在用油处理之前和在施加和去除压缩载荷之后，可被压实至第一密度。油处理的纤维在受到并释放相同压缩载荷后，可被压实至第二密度，其中第一密度大于第二密度。本发明的这一方面的方法包括将稠化剂施用于油处理的纤维。稠化剂以一定的量施用于油处理的纤维，使得用油和稠化剂处理的纤维在受到并释放压缩载荷后，被压实至第三密度。第三密度大于第一密度。

吸收制品制造商将会发现，由于根据本发明处理的纤维素浆粕纤维的致密性，本发明的用油和稠化剂处理的纤维可用于他们的吸收产品中。本发明的方法提供了合适的方法来制备具有超吸收保留性和致密性的纤维素浆粕纤维，所述性质会令吸收制品制造商感到满意。

附图说明

参照下面的详细描述并结合附图，本发明的上述方面和许多附带的优点将变得显而易见，其中：

图1说明了确定吸收结构的致密性的压缩试验结果，所述吸收结构包含根据本发明处理的纤维素纤维；

图2说明了确定吸收结构的致密性的压缩试验的结果，所述吸收结构包括根据本发明处理的纤维素纤维、和超吸收性材料；

图3是湿法成网纤维网生产线的示意图，其说明了根据本发明将稠化剂施用于湿法纤维素纤维网。

具体实施方式

如本发明所使用的，术语“纤维”是指天然或合成的纤维。这些纤维可以被物理地预处理，例如将使纤维经受汽蒸；或被化学预处理，例如交联所述纤维。纤维还可按需要进行扭曲或卷曲。

纤维的具体类型是纤维素纤维。纤维素纤维的具体实例是木浆纤维。木浆纤维可以是硬木浆纤维或软木浆纤维。浆粕纤维可以是化学的、热机械的、化学热机械的或其组合。这些木浆纤维可得自熟知的化学方法如牛皮纸制桨法或亚硫酸盐制浆法。其它纤维素纤维包括莱赛尔、亚麻布、短丝纤维、蔗渣、大麻、黄麻、水稻、小麦、竹子、玉米、剑麻、棉花、亚麻、洋麻、泥煤苔及其混合物。当纤维为纤维素纤维时，它们可以用化学物质预处理，得到富含木质素或纤维素的纤维表面。另外，纤维可以被漂白。

合成纤维的实例包括丙烯酸、聚酯、羧化聚烯烃和聚胺纤维。

如本发明使用的，术语“超吸收性材料”是指聚合物在接触水后膨胀并通过吸收大量水而形成水合凝胶(水凝胶)。超吸收性材料能够吸收大量液体，即每份超吸收性材料能吸收超过10至15份的液体。这些超吸收性材料通常分为三类，即淀粉接枝共聚物、交联羧甲基纤维素衍生物和改性的亲水聚丙烯酸酯。这些吸收性聚合物的实例为水解的淀粉-丙烯腈接枝共聚物、中性淀粉-丙烯酸接枝共聚物、皂化丙烯酸酯-乙酸乙烯酯共聚物、水解的丙烯睛共聚物或丙烯酰胺共聚物、改性的交联聚乙烯醇、中性自交联聚丙烯酸、交联聚丙烯酸盐、羧化纤维素和中性交联异丁烯-马来酸酐共聚物。

超吸收性颗粒有市售，例如淀粉接枝聚丙烯酸酯水凝胶细粒(IM1000F)，得自Hoechst-Celanses的Portsmouth，VA，或较大粒子如粒。其它市售超吸收性颗粒的商品名为SANWET(得自Sanyo Kasei KogyoKabushiki Kaisha)、SUMIKA GEL(得自Sumitomo Kagaku KabushikiKaisha，其为乳液聚合的，呈球状，与溶液聚合的细磨粒子不同)、FAVOR(得自Greensboro，North Carolina的Stockhausen)和NORSOCRYL(得自Atochem)。

所使用的术语“油”通常涉及许多物质。油可以得自动物或植物种子或坚果，这些类型的油在化学上倾向于等同于脂肪，唯一区别是室温下的稠度不同。动物油和植物油主要由脂肪酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸的甘油三酯组成。油还可得自石油来源。来自石油的油通常包括烃混合物。如本发明所使用的，术语“油”是指熔点低于将其施用于纤维时的温度的油，这将在下面更详细地描述。这些温度通常低于25℃，但可能较高。如果油的熔点大于将其施用于纤维时的周围温度，那么油可被加热而液化。这保证了油在施用于纤维时保持为液体。可用于本发明的油还应具有足够低的蒸汽压，以防止在施用或使用时被蒸发。

油不应快速渗透纤维壁，以免在超吸收性材料接触油处理的纤维时，不能保留超吸收性材料。在由纤维制成的吸收制品的使用寿命期间，油优选存在于纤维表面。为此，具有较高分子量的油比具有较低分子量的油较慢地穿透纤维壁。

如本发明使用的术语“油”的实例包括脂肪和它们的脂肪酸组分。如上所述，脂肪为长链羧酸和三元醇甘油的天然酯。这些酯还可称为甘油三酯。脂肪水解产生甘油和三种羧酸组分。通过脂肪水解得到的这些直链羧酸称为脂肪酸，其包括一个羧酸基。脂肪酸可以是饱和的或不饱和的。最常见的饱和脂肪酸是月桂酸、肉豆寇酸、棕榈酸和硬脂酸。其它脂肪酸包括油酸、亚油酸和亚麻酸。通常，脂肪的熔点取决于脂肪酸的不饱和度。含有大量不饱和脂肪酸的脂肪的熔点通常低于约25℃。本发明所使用的术语油的具体实例包括大豆油、棉籽油、亚麻子油、桐油、蓖麻油、椰子油、橄榄油、低芥酸菜子油、红花油、玉米油或霍霍巴油。霍霍巴油在室温下为浅黄色液体，其在技术上不是油或脂肪，而是蜡。蜡是指脂肪酸与长链一元醇形成的酯。本发明所使用的术语油将包括霍霍巴油和其它蜡，所述蜡在某一温度下被施用于纤维时为液体。应理解，上述物质为示例性油的列表，本发明使用的油不必局限于上述油。应理解，本申请所使用的术语“油”不仅是指其本身包括不同脂肪和脂肪酸组分的混合物的油，还包括单个分离的脂肪和当脂肪水解时所产生的分离的脂肪酸。例如，本发明所使用的术语“油”还可指脂肪酸：油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸，它们在得自动物和植物的许多油中形成最常见的甘油三酯，可用于在吸收结构中保留超吸收性材料，所述吸收结构包括油处理的纤维和超吸收性材料。

本发明所使用的术语“油”还可以指未取代的链烷烃、链烯烃、链炔烃、环烷烃、环烯烃、环炔烃、芳烃及其混合物，它们得自石油或动物来源，熔点低于将油施用于纤维时的温度，例如约25℃。这些油通常得自石油来源，但也可得自动物来源。可用于本发明的这类油应具有足够低的蒸汽压，以防止在施用或使用时油被蒸发。这些类型的油的具体实例包括矿物油、石蜡油、十六烷、角鲨烷和角鲨烯。

如本发明使用的，矿物油为高度精制液体石油衍生物的实例。矿物油为轻质、透明、无色、无味，还可称为药用油。矿物油在医药上用作内部润滑剂，用于制备药膏和油膏。

石蜡油为石蜡馏出物经加压蒸馏或干燥蒸馏而得的油的实例，所述石蜡馏出物得自石油蒸馏。

角鲨烷是得自动物来源如皮脂的链烷烃的实例。角鲨烯是链烯烃的实例；更具体地，它是得自动物来源如人皮脂或鲨鱼肝油的萜。角鲨烯也可从得自植物和酵母的油分离得到，所述油为例如橄榄油、麦胚芽油、米糠油。

如本发明使用的，术语糖是指单糖、二糖、寡糖和多糖。

单糖为碳水化合物，其不能水解为更小更简单的碳水化合物。单糖的实例包括葡萄糖、果糖、甘油醛、二羟基丙酮、赤藓糖、苏糖、核糖、脱氧核糖、半乳糖等。

二糖为按摩尔计发生水解可得到仅二摩尔单糖的碳水化合物。二糖的实例包括麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。

寡糖为按摩尔计发生水解可得到3至10摩尔单糖的碳水化合物。寡糖的实例包括那些来自玉米糖浆的物质和其它来自多糖的分解产物的混合物等。

多糖为按摩尔计发生水解可得到多于十摩尔单糖的碳水化合物。多糖的实例包括淀粉、壳多糖、半纤维素如半乳甘露聚糖、其它在海藻中发现的多糖等。

如本发明所使用的术语活性物质是指组合物的无水组分。例如，对于高果糖玉米糖浆，术语“活性物质”是指高果糖玉米糖浆的固体内含物。

应理解，本发明所使用的术语糖不仅是指单独的糖如葡萄糖、果糖或乳糖，而且包括单糖、二糖、寡糖和/或多糖的混合物。

包括单糖、二糖、寡糖或多糖的混合物的糖的实例包括玉米糖浆、高果糖玉米糖浆和蜂蜜。玉米糖浆通常为右旋糖(葡萄糖)、麦芽糖和麦芽糖糊精的混合物，可得自许多市售来源。高果糖玉米糖浆通常包括果糖、右旋糖、二糖和其它糖。玉米糖浆和高果糖玉米糖浆典型地以水溶液形式获得，其固体含量范围为70-85重量％。示例性的高果糖玉米糖浆可得自Archer-Daniels Midland Company，商品名为CornSweet^42。应理解，得自Archer-Daniels Midland Company和其它市售来源的其它高果糖玉米糖浆也可用于本发明。

根据本发明使用的蜂蜜包含果糖和葡萄糖作为主要碳水化合物，还存在少量的麦芽糖和蔗糖。蜂蜜可得自许多市售来源。

根据本发明，可利用不同的方法将油施用于纤维上。将油施用于纤维的具体方法不是很重要。将油施用于纤维的技术实例包括使用凹版型辊式涂布机来涂布纤维网。可供选择地，油可被喷涂到纤维网上，或纤维可浸渍在油浴中。当纤维网被破碎时，如其在锤磨机中被破碎，那么油也可被加入到纤维中。施用于纤维的油量应足够保留超吸收性材料，但不能太多，以免对纤维的流体吸收性产生显著的不利效果，所述流体吸收性包括例如流体吸收速率或被纤维网吸收的流体量。吸收制品制造商希望这些吸收结构的流体吸收性类似于或优于他们正在考虑替换的吸收结构的流体吸收性，所述吸收制品包括含有油处理的纤维的吸收结构。理想地，吸收结构的流体吸收性至少与通过未处理纤维制备的类似吸收结构的流体吸收性一样令人满意。施用于纤维上的油量也不能过大，以免它不利地影响油处理的纤维网的纤维化。施用于纤维上的油的合适量包括按烘箱干燥的纤维重量计约0.5重量％至约20重量％的油。较窄的使用范围是按烘箱干燥的纤维重量计1.0重量％至约15重量％的油，甚至更窄的使用范围是按烘箱干燥的纤维重量计1.0重量％至约10重量％的油。

施用有油的纤维的形式可以变化。如果使用辊式涂布机，纤维可以为纤维板形式。例如，油可被施用于湿法成网的纤维板，所述纤维板的基重为至少350克/平方米，密度为至少约400千克/立方米。

可以加入纯油，或它可以用溶剂稀释，所述溶剂在油施用于纤维后被蒸发。溶剂不应不利地影响超吸收性材料与纤维的附着、或吸收制品的流体吸收性和流体保留性，所述吸收制品包含处理过的纤维。

根据本发明，稠化剂可被施用于油处理的纤维上，以改变油处理的纤维的致密性。如上所述，和在本申请的实施例中所说明的，上述用油处理的纤维在受到并释放压缩载荷后，其压实密度不如未用油处理的纤维在受到相同的压缩载荷后所得的密度高。

当根据本发明用稠化剂处理被油处理过的纤维时，用油和稠化剂处理过的纤维在受到并释放压缩载荷后，其压实密度比未用油和稠化剂处理过的纤维在受到并释放相同压缩载荷后所达到的密度高。

根据本发明使用的稠化剂包括糖、具有至少一个氢键键合官能团的试剂、和糖与至少一种具有氢键键合官能团的试剂的组合。有用的糖如上所述。作为稠化剂施用于纤维素浆板的糖的固体含量优选小于约65重量％。当玉米糖浆、高果糖玉米糖浆、蜂蜜或蔗糖用作糖的来源时，它们可用水稀释以将固体含量降低至低于约65重量％。本申请的关于稠化剂的下列描述参照了纤维素浆板。应理解，稠化剂可应用至除纤维素浆板形式之外的纤维，例如从浆板中分离的纤维。

根据本发明，加入到纤维素浆板的稠化剂的量可以在很大范围内变化。在处理过的纤维素片内的稠化剂活性物质的较少量在本发明的范围内；例如按纤维素浆板的干纤维含量计低至约0.5重量％的量在本发明的范围内。在上限，加入到纤维素浆板的稠化剂的量通常限于将纤维素浆板的含水量保持为低于约20重量％的量。在本发明的优选实施方案中，稠化剂以一定的量加入到纤维素浆板中，使得活性物质的含量按处理过的纤维素浆板内的干纤维素纤维重量计为小于约20重量％、更优选小于约10重量％。利用按干纤维计约3重量％至约8重量％的活性物质载荷可达到有用的结果。应向纤维素浆板中加入足量的稠化剂活性物质，使得当纤维素浆板被纤维化时，所得纤维的致密性优于用油处理但未用稠化剂处理的纤维的致密性。如上所述，使用被水稀释的稠化剂可达到这些活性物质的含量。应选择稠化剂的稀释程度及由此所得的水与稠化剂活性物质的比率，以达到稠化剂活性物质的所需程度，但不会向浆板中引入过多的水，以免使浆板变得难以纤维化。众所周知，过湿的浆粕难以纤维化。稀释不能过大，以免当稠化剂溶液被加入到纤维素浆板以实现所需的稠化剂活性物质含量时，用稠化剂和油处理的纤维素浆板没有所需的致密性。在纤维素浆板用稠化剂处理后，所得的纤维素浆板的含水量按产品的总重量计为约10重量％，这是示例性的。基于避免不良纤维化的需要，预计较低含水量的上限为约15-20重量％。

可使用许多不同的方法将稠化剂施用于纤维素浆板上。本发明不限于任何具体的涂敷技术。适合的涂敷技术的实例包括喷涂、辊涂、浸涂等。稠化剂可以施用于纤维素浆板的一面或两面。可供选择地，稠化剂可施用于非片形式的纤维上，例如单根化纤维。稠化剂可以在施用前被加热，尽管这不是必需的。例如，当稠化剂仅包括糖时(这将在下面更详细地描述)，在施用于纤维之前加热稠化剂或将稠化剂在高于约20℃的温度施用会促进改善本发明的纤维的致密性。

如上所述，本发明的稠化剂可包括上述的糖，或它们可包括糖与具有至少一个氢键键合官能团的试剂的组合，或它们可包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。有用的糖如上所述。具有氢键键合官能团的合适试剂在下面进行更详细的描述。

具有至少一个氢键键合官能团的有用试剂可以是聚合的或非聚合的化学物质。具有至少一个氢键键合官能团的许多合适试剂描述于美国专利5,641,561、美国专利5,789,326和美国专利5,547,541，其涉及多种聚合粘合剂和非聚合粘合剂。这些关于聚合粘合剂和非聚合粘合剂及它们影响纤维素的致密性的能力的讨论都清楚地引入本发明以供参考。这些试剂的挥发性小于水。在25℃时，试剂的蒸汽压可能例如小于10mmHg、更优选小于1mmHg。试剂包括具有至少一个官能团的分子，所述官能团能形成氢键。合适的稠化剂包括具有下列官能团的非聚合物质，所述非聚合物质选自羧基、羧酸酯、羰基、磺酸、磺酸酯、磷酸酯、磷酸、羟基、酰胺、胺及其组合。如本发明所使用的，术语“非聚合的”是指单体、二聚体、三聚体、四聚体和低聚物。具有至少一个氢键键合官能团的试剂可用作本发明稠化剂的组分，所述官能团包括上述官能团，所述试剂实例包括羧酸、醇、氨基酸、氨基醇、羟酸、磺酸、磺酸酯、氨基磺酸、非聚合聚酰胺和非聚合聚胺。

合适的羧酸包括非聚合聚羧酸，其包含多于一个的羧酸官能团，如柠檬酸、丙三羧酸、马来酸、丁烷四甲酸、环戊烷四甲酸、苯四甲酸、酒石酸和抗坏血酸。

示例性的醇包括多元醇、伯醇、仲醇或叔醇。多元醇为含有多个羟基的醇，其包括二醇：如二元醇如乙二醇、1，2-丙二醇、丁二醇、二丙二醇、1，3-丙二醇；和三醇如甘油。其它有用的多元醇包括季戊四醇和山梨醇。包含羟基的酯的粘合剂也可以与甘油的一酯和二酯一起使用，如单酸甘油酯和甘油二酯，这是具体实例。

有用的氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、赖氨酸或β-丙氨酸。

示例性的氨基醇为包含氨基(-NR₂)的醇，包括乙醇胺(2-氨基乙醇)和二甘醇胺(2-(2-氨基乙氧基)乙醇)。

有用的羟酸为包含羟基的酸，其包括羟基乙酸、乳酸、酒石酸、抗坏血酸、柠檬酸和水杨酸。

有用的磺酸和磺酸盐含磺酸基(-SO₃H)或磺酸根(-SO₃ ^-)。

有用的氨基磺酸包括牛磺酸，其为2-氨乙基磺酸。

有用的非聚合聚酰胺具有多于一个的酰氨基，如草酰胺、脲和缩二脲。

有用的非聚合聚胺包括具有多于一个氨基的胺，如乙二胺、乙二胺四乙酸、或氨基酸，如天冬酰胺或谷氨酰胺。

其它有用的具有至少一个氢键键合官能团的试剂包括乙二醛、磷酸酯和磷酸。

上述各种试剂能形成氢键，因为它具有包含电负性原子的，尤其是氧原子或氮原子的官能团，或具有电负性基团，尤其是包含氧原子或氮原子且还包括氢原子的基团。氨基醇、氨基酸、羧酸、醇和羟酸都具有羟基，其中氢原子与电负性氧原子结合，产生偶极，使氢原子具有部分正电性。氨基醇、氨基酸、酰胺和胺都具有NR基团，其中氢原子可以与电负性氮原子结合，这也使氢原子具有部分正电性。具有部分正电性的氢原子在两种情况下都能与电负性原子如氧或氮相互作用，形成氢键。聚羧酸、羟酸、氨基酸和胺都具有带电负性氧原子的羧基，所述氧原子能与氢原子相互作用。类似地，具有正偶极的氢原子能与电负性原子如氧原子或氮原子相互作用形成氢键。

具有氢键键合官能团的试剂可用作本发明的稠化剂的组分，具体的试剂包括醇、羟酸和聚羧酸。这些具有氢键键合官能团的试剂是良好的，因为对于用户而言，将本发明纤维引入到产品中在总体上是可接受的。

下列的讨论参照了这些具有氢键键合官能团的试剂的具体实例，但是，应理解本发明不局限于此。下列描述也参照具体的糖—高果糖玉米糖浆来讨论本发明，但是，应理解本发明不局限于此。下列描述同样可适用于稠化剂，其仅包括糖，或仅包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

如上所述，包括糖和至少一种具有氢键键合官能团的物质的稠化剂可施用于纤维素纤维，所述纤维已用油处理，从而使纤维具有所需的致密性。通过混合糖和具有至少一个氢键键合官能团的试剂可制得稠化剂。水可以加入到混合物中，这取决于不同组分的含水量。

在具体实施方案中，在稠化剂中，糖与具有至少一个氢键键合官能团的试剂的重量比为100∶0(即仅有糖)至约0∶100(即没有糖，仅为无糖稠化剂)。在稠化剂中糖与非糖活性物质组分的比例的较窄范围为约70∶30至约85∶15。示例性的糖∶其它试剂的比率为80∶20。上述重量比基于在组成稠化剂的组分中的活性物质的重量。应理解，随着所施用的稠化剂的量变化，稠化剂中的不同组分的量也会发生变化，以达到上述试剂载荷的所需含量。

图3说明了湿法成网纤维板的生产线，如木纤维素浆板生产线10。在这个生产线中，浆液12从高位调浆箱14经过限制器16递送至长网成型机钢丝18上。浆液12典型地包括木浆纤维，还可包括合成的或其它非纤维素纤维作为浆液的一部分。通过常规真空系统(未显示)从沉积在长网成形机钢丝18上的浆中抽取水，得到沉积的浆板20，所述浆板20通过脱水区操作台22输送，所述脱水操作台在这种情况下被图解说明为两套压光辊24、26，它们分别形成相应的辊隙，浆板或浆垫20可通过该辊隙。浆板20从脱水操作台进入干燥区30。在传统的浆板生产线中，干燥区30可包括多个干燥罐，浆垫20围绕各个干燥罐沿着螺旋路径流动，从干燥区30的出口处以干燥板或干燥垫32的形式出现。其它可供选择的干燥机械，它们是单独的或与干燥罐一起，可被包括在干燥区30中。干燥浆板32根据制造商的规格具有最大水分含量。典型地，最大水分含量按纤维重量计不超过10％，最优选地不超过约6％至8％。除非立即使用过度潮湿的纤维，否则应将这些纤维通过例如模具等进行降解。干燥片32形成卷40，以运输到很远的位置，即一个与浆板生产线不同的地方，如用于制造产品的用户工厂。干燥浆板的基重为约200g/m²至约1000g/m²、或更多，密度的量级为至少约0.5g/cm³至约1.2g/cm³。具有上述基重的干燥浆板在结构上不同于具有较轻基重的湿法成网或气流成网的木浆纤维片，如薄纸、纸巾，或其它类型的类似纸的湿法成网或气流成网的纤维素纤维网。可供选择地，干燥垫32可在打包装置42中收集，由此可得到数包浆粕44以运输至很远的位置。

本发明的油和稠化剂可通过一个或多个涂敷装置施用于浆板，其中一个涂敷装置示出于图3中的50处。可以使用任何涂敷装置，如流化床(streamer)、喷雾器、辊式涂布机、幕帘式涂布机、浸渍涂布机等。喷雾器典型地较易于利用，并包括在浆板生产线中。如箭头52、54和56所示，油和稠化剂可在浆板生产线的不同位置或多个位置上被涂敷，所述位置有例如干燥区30的顶部(以线52示出)、干燥区30的中部(以线54示出)、或干燥区30的下游(以线56示出)。在位置52处，在板或垫20内保留的水倾向于干扰物质渗透到片内。因此，优选在进行某种程度的干燥后，例如在位置54进行油和稠化剂的施用。如果在位置56施用的油和稠化剂的量使得片的水分含量超过所需的最大水平，可将附加的干燥区(未示出)包括在浆生产线中，以使水分含量降低至所需水平。

处理过的湿法纤维网的卷40或包44可被运输到很远的位置，以供用户使用。然后将这些卷或包通过纤维化装置如球磨机再次纤维化，所述纤维化装置可以单独使用或结合其它装置如开松辊等使用，以将片32或包42破碎为单根化的纤维。根据最终用途，单根化纤维可与颗粒材料如超吸收性颗粒混合，和/或进行气流成网并被压实。

用这种方法，处理过的纤维的最终用户可很容易地选择与纤维待混合的颗粒。用户可灵活地使用气流成网方法或其它方法来将本发明的处理过的纤维加工为最终产品。

油和稠化剂处理的纤维和超吸收性材料可被混合，然后按如下方式制成吸收结构。通过纤维化装置如锤磨机将没有颗粒的处理过的纤维卷或纤维包纤维化。单根化纤维被空气夹带，在这段时间内可将超吸收性材料加入其中。然后将加气的纤维和超吸收性材料递送至气流成网装置，如小型成型机中，制成所需形状。将所形成的衬垫从气流成网装置中除去，以便进一步处理，所述处理包括使衬垫经受压缩载荷以减少衬垫厚度并增加其密度。所形成的衬垫为纤维网或纤维块形式，用作吸收制品如上述讨论的那些产品中的吸收结构。纤维网或纤维块的基重为约100至约1000g/cm²(gsm)，厚度为约1-6.66mm，密度为0.15至约1g/cm³。

应理解，在可供选择的实施方案中，在油和稠化剂被空气夹带时可将它们施用于纤维上。

如下面的实施例所说明的，根据本发明将稠化剂添加到油处理的纤维中不会严重影响油处理的纤维的超吸收性材料保留性。如下面的实施例所说明的，根据本发明用稠化剂处理的油处理的纤维具有所需的致密性。

下列实施例用于说明本发明的某些具体实施方案，但不是限制本发明的范围。

实施例1 油和高果糖玉米糖浆处理的纤维素浆粕的制备

两个100英尺的南方松树绒毛浆板的卷，其得自WeyerhaeuserCompany，NB 416规格，产地New Bern，North Carolina，起始水分含量按重量计为6％(基于总片重量)，在Black Brothers凹版型辊式涂布机中将其涂以高果糖玉米糖浆溶液。凹版涂布机使高果糖玉米糖浆溶液均匀涂布在浆板的一个完整表面上，由此它被片迅速吸收。高果糖玉米糖浆得自Decatur，Illinoisde Archer-Daniels Midland Company，商品名为CORN SWEET^42。高果糖玉米糖浆的活性物质含量为71重量％，余量为水。将高果糖玉米糖浆用水稀释，使其活性物质含量按总溶液重量计为48.6重量％，然后将该溶液施用于木浆板，使基于干基的活性物质(即玉米糖浆固体)载荷按浆板的干纤维含量计为5重量％。

在施用高果糖玉米糖浆后，使用Black Brothers凹版型辊式涂布机将片的相反一面涂以油。所述油为矿物油，得自Chevron TexacoCorporation，Superla 35规格。所施用的矿物油载荷按板的干纤维含量计为3重量％。

将所得的片纤维化，使用Fitz锤磨机制成衬垫，所述锤磨机给M&J连续气流成网制垫机进料。所形成的衬垫仅包括处理过的纤维，所述衬垫基重为300克/平方米；包括60重量％的处理过的纤维和40重量％的超吸收性材料的衬垫的总基重为500克/平方米。

从较大的已制得的衬垫上切下三个10cm×10cm的衬垫，在相对湿度为50％的环境中调理至少两个小时。然后使用台板式压机将每个衬垫置于压缩载荷下，其依次为50psi、100psi和150psi。在达到目标压力值后，立即释放通过台板式压机施加的压力。在释放压力后的5秒内测量各个衬垫在各个压力增量下的密度。使用如下方法来来计算衬垫密度：使用不会实质地压缩样品的装置来测量衬垫厚度，称量衬垫，按下式计算密度：密度＝重量/(10cm×10cm×厚度)，其中厚度的单位为厘米，重量的单位为克，密度的单位为克/立法厘米。结果以样品2表示于下表1中，表示为密度百分比，同时包括未处理木浆纤维的对照物按上述方法处理。

重复上述步骤，除了油载荷按干纤维计为5重量％。这个样品的结果概述于下表1，标示为样品3。

重复上述制备样品3的步骤，除了用80/20重量百分比的高果糖玉米糖浆活性物质与丙二醇的混合物作为替代物。丙二醇得自Renton，Washington的Integra Chemical，其含水量小于1％。所得高果糖玉米糖浆和丙二醇溶液含有52.7重量％的活性物质，余量为水。将这个组合物施用于浆板，载荷按干纤维的重量计为6重量％的活性物质。这个样品的结果概述于下表1，标示为样品4。

对于单个100英尺的浆粕卷重复上述制备样品2的步骤。对于这个样品，不施用任何高果糖玉米糖浆或丙二醇，仅施用矿物油，其载荷按干纤维计为10.6重量％。当这个浆粕样品被纤维化时，将其与一卷未处理浆粕一起加料至锤磨机装置中。加料于球磨机的两个浆板组合使最终的油载荷按干纤维计为5.3重量％，所述浆板组合中一个被涂敷，另一个没有被涂敷。这个样品的结果概述于下表1，表示为样品5，作为比较实施例。

表1中所列信息图解示出于图1(没有超吸收性材料)和图2(40重量％超吸收性材料)。图1和2中的参考数字对应于表1中的样品编号。

上述实施例说明，将高果糖玉米糖浆单独或与具有至少一个氢键键合官能团的试剂一起施用于油处理的木浆纤维素，可改善油处理纤维的致密性。

表1

样品密度/对照物密度，单位为百分比
								仅有纤维			纤维和超吸收性材料
压力载荷(psi)	50	100	150	50	100	150
							样品1(对照物)	100	100	100	100	100	100
样品2	113.1	108.4	102.8	116.8	109.3	107.0
							样品3	112.3	110.6	103.9	114.3	110.6	109.7
样品4	119.9	112.9	109.2	118.8	112.4	112.3
							样品5(比较实施例)	94	86	79	93	89	84

Claims (44)

1.一种纤维素浆板，所述纤维素浆板包括：

纤维素纤维；

施用于纤维素纤维的油；和

施用于纤维素纤维的稠化剂。

2.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中纤维素纤维为木浆纤维。

3.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油的熔点低于约25℃。

4.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油包括甘油三酯。

5.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油为脂肪酸。

6.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油为橄榄油、大豆油、红花油、棉籽油、亚麻子油、桐油、蓖麻油、椰子油、低芥酸菜子油、玉米油或霍霍巴油。

7.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油为饱和的或不饱和的链烷烃、链烯烃、链炔烃、环烷烃、环烯烃、环炔烃或其组合。

8.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油得自石油。

9.如权利要求8所述的纤维素浆板，其中油选自矿物油、十六烷、角鲨烷和角鲨烯。

10.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中油存在于纤维上，其存在量按干纤维的重量计为约0.5重量％至20重量％。

11.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中稠化剂包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

12.如权利要求1所述的纤维素浆板，其中稠化剂包括糖。

13.如权利要求12所述的纤维素浆板，其中稠化剂还包括至少一种具有氢键键合官能团的试剂。

14.如权利要求11或13所述的纤维素浆板，其中具有至少一个氢键键合官能团的试剂选自醇、羟酸和聚羧酸。

15.如权利要求14所述的纤维素浆板，其中醇选自多元醇和二元醇。

16.如权利要求13所述的纤维素浆板，其中在稠化剂中糖活性物质与在至少一种具有氢键键合官能团的试剂中的活性物质的重量比为约70∶30至约85∶15。

17.如权利要求11或13所述的纤维素浆板，其中致密剂以一定的量存在，以得到按纤维的干重计约0.5重量％至约20重量％的活性物质。

18.如权利要求14所述的纤维素浆板，其中羟酸为乳酸。

19.如权利要求12所述的纤维素浆板，其中糖为高果糖玉米糖浆。

20.如权利要求19所述的纤维素浆板，所述纤维素浆板的稠化剂活性物质含量为约3重量％至约8重量％。

21.如权利要求11所述的纤维素浆板，其中具有至少一个氢键键合官能团的试剂为丙二醇。

22.一种制备纤维素浆板的方法，所述方法包括：

提供纤维素浆粕；

由纤维素浆粕制得纤维素浆板；

将油施用于纤维素浆板；和

将稠化剂施用于纤维素浆板。

23.如权利要求22所述的方法，其中油和稠化剂被同时施用于纤维素浆板。

24.如权利要求20所述的方法，其中油被施用于纤维素浆板的第一面，稠化剂被施用于纤维素浆板的第二面，第一面和第二面是相对的。

25.如权利要求22所述的方法，其中稠化剂包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

26.如权利要求22所述的方法，其中稠化剂包括糖。

27.如权利要求26所述的方法，其中稠化剂还包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

28.如权利要求22所述的方法，其中稠化剂以一定的量施用，以得到按纤维的干重计约0.5重量％至约20重量％的活性物质。

29.一种制备致密纤维素纤维网的方法，所述方法包括：

提供用油和稠化剂处理的纤维素纤维；

纤维化用油和致密剂处理的纤维素纤维；

将纤维化的用油和稠化剂处理的纤维素纤维制成网；和

压缩网。

30.如权利要求29所述的方法，其中稠化剂包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

31.如权利要求29所述的方法，其中稠化剂包括糖。

32.如权利要求31所述的方法，其中稠化剂还包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

33.如权利要求29所述的方法，其中用油和稠化剂处理的纤维素纤维包含按纤维素纤维的干重计约0.5重量％至约20重量％的活性物质。

34.一种改变用油处理的纤维素纤维的致密性的方法，所述纤维素纤维在用油处理前和在施加并除去压缩载荷后被压实至第一密度，所述纤维素纤维在用油处理后和在施加并除去压缩载荷后被压实至第二密度，第一密度大于第二密度，所述方法包括：

将稠化剂施用于油处理的纤维，所述稠化剂以一定的量施用于油处理的纤维，使得被油和稠化剂处理的纤维在施加并除去压缩载荷后被压实至第三密度，第三密度大于第一密度。

35.如权利要求34所述的方法，其中当压缩载荷为150psi或更小时，第三密度比第一密度大至少2％。

36.如权利要求34所述的方法，其中稠化剂包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

37.如权利要求34所述的方法，其中稠化剂包括糖。

38.如权利要求37所述的方法，其中稠化剂还包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

39.如权利要求34所述的方法，其中稠化剂以一定的量施用于纤维素纤维，以得到按纤维素纤维的干重计约0.5重量％至约20重量％的活性物质。

40.一种吸收含水流体的制品，所述制品包括：

纤维素纤维；

超吸收性材料；和

施用于纤维素纤维的油和稠化剂；

41.如权利要求40所述的制品，其中稠化剂包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

42.如权利要求40所述的制品，其中稠化剂包括糖。

43.如权利要求42所述的制品，其中稠化剂还包括具有至少一个氢键键合官能团的试剂。

44.如权利要求40所述的制品，其中稠化剂以一定的量存在，使得按纤维素纤维的干重计约0.5重量％至约20重量％的活性物质存在于纤维素纤维上。

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