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JP2004523665A - Cellulose fibers with low water retention and low capillary discharge pressure - Google Patents

Cellulose fibers with low water retention and low capillary discharge pressure Download PDF

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JP2004523665A
JP2004523665A JP2002541168A JP2002541168A JP2004523665A JP 2004523665 A JP2004523665 A JP 2004523665A JP 2002541168 A JP2002541168 A JP 2002541168A JP 2002541168 A JP2002541168 A JP 2002541168A JP 2004523665 A JP2004523665 A JP 2004523665A
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cellulose fiber
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JP2002541168A
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デイヴィッド・ジェイ・スミス
ハワード・レオン・ショーゲン
ロバート・アーヴィン・ベル
ジェームズ・アール・グロス
Original Assignee
ビーケイアイ・ホールディング・コーポレーション
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Publication date
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Abstract

本発明は、改善された流体排出性および液体流動性を示す、放出圧中央値が低く保水値(WRV)が低いセルロース繊維を提供する。これらの繊維は特に、取込み層、分配層および取込み分配層において、また、吸収体コア構造において用いるのに適している。本発明の1つの実施態様は、濾水度が約300から約700mlCSFとなるようにセルロース繊維を精砕し、精砕セルロース繊維を架橋することによるセルロース繊維の製造方法である。本発明の別の実施態様は、飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸およびアミンカルボン酸から選択される少なくとも1種類の架橋剤により架橋された繊維である。架橋反応時、架橋剤の効果を高めるためにシュウ酸などの架橋助剤を存在させてもよい。本発明のさらに別の実施態様は、SAP粒子と可逆的に架橋された繊維を含む吸収コアである。The present invention provides cellulosic fibers with low median discharge pressure and low water retention value (WRV) that exhibit improved fluid drainage and liquid flow properties. These fibers are particularly suitable for use in uptake, distribution and uptake distribution layers, as well as in absorbent core structures. One embodiment of the present invention is a method for producing cellulose fibers by refining cellulose fibers to a freeness of about 300 to about 700 ml CSF and cross-linking the refined cellulose fibers. Another embodiment of the present invention is a fiber cross-linked by at least one cross-linking agent selected from saturated dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, cycloalkyl dicarboxylic acids, difunctional monocarboxylic acids and amine carboxylic acids. . At the time of the crosslinking reaction, a crosslinking aid such as oxalic acid may be present in order to enhance the effect of the crosslinking agent. Yet another embodiment of the present invention is an absorbent core comprising fibers reversibly crosslinked with SAP particles.

Description

【技術分野】
【0001】
本願は、2000年11月10日に出願された米国仮出願60/247,078号および2001年4月25日に出願された米国仮出願60/286,298号に基づく利益を主張するものであり、これらは両方とも参照によって本願に組み込まれる。
【0002】
本発明は、保水値が低く、毛管吸収放出サイクルで測定される放出圧中央値が低いセルロース繊維、これらの繊維を製造する方法、およびこれらの繊維を含む吸収体構造に関する。
【背景技術】
【0003】
吸収体構造は、幼児用おむつ、成人用失禁製品、生理用ナプキンその他の女性用衛生製品等を含め、広範囲の使い捨て吸収体物品において重要である。これらおよび他の吸収体物品は、一般に体液を受容し保持する吸収体コアを備えている。従来の吸収体構造では、吸収体コアは液体透過性トップシート(その機能はコアまで流体を通すことである)と液体不透過性のバックシート(その機能は流体を保持し、それが吸収体物品を通り抜けて吸収体物品の着用者の衣服に達するのを防止することである)の間に設けられる。
【0004】
おむつ、成人用失禁パッドおよび女性用衛生物品のための吸収体コアは、多くの場合、繊維が離解され、緩く、けば立った、親水性のセルロース繊維からなる中綿またはウェブを含む。こうした繊維からなる中綿は、幾分かの液体を吸収して保持し得るマトリックスを形成する。しかし、それらがそうした機能を果たす能力は限定されている。このため、それ自体の重量よりも多くの倍率の重量の液体を吸収できる超吸収性ポリマー(SAP)粒子、顆粒、フレークまたは繊維(集合的に粒子)を吸収体コアに含有させ、実質的にコアのかさばりを増す必要を伴わずにコアの吸収容量を増加させることがしばしば行われている。マトリックス繊維とSAP粒子を含む吸収体コアにおいて、繊維は物理的にSAP粒子を分離し、吸収体コアに構造上の一体性をもたらし、流体がコアを通り抜ける流路を提供する。
【0005】
SAP粒子を含む吸収体コアは成功してきたが、近年、より薄く、より吸収性が大きく、かつより快適な吸収体物品に対する市場の需要が増している。コア吸収力が改善されるにつれ、吸収体物品の着用者の皮膚と物品のトップシートの間を乾いた環境に保つためには、コアが吸収体物品のトップシートから迅速に流体を排出させる能力が重要になってきた。
【0006】
吸収体構造において吸収体コアがその直上の層から流体を排出させる能力は、重力によって、吸収体コア中の非占有体積(空孔または孔)のサイズや数および空間的な方向性によって、ならびに流体の流れに影響するコア・コンポーネントの特性(そのコンポーネントが取り込んだ流体によってどの程度湿潤するかなど)によってコントロールされ、接触角、取り込んだ流体の表面張力および取り込んだ流体の粘性などによって示される。取込み層、分配層または取込み分配層をトップシートと吸収体コアとの間の吸収体構造に含有させて、吸収体コアへの流体の流出を促進することができる。
【0007】
流体容量およびコア利用について吸収体構造の性能を最適化するためには、吸収体コアが取り込んだ流体をコアの湿潤領域からコアの乾燥領域に急速に移動させることが重要である。コアの湿潤領域からコアの乾燥領域に吸収体コアが流体を迅速に移動させる能力は、その浸透性によって記述できる。吸収体コアの浸透性は液体が吸収体コアを通り抜けて流れる能力として定義される。
【0008】
主として取込み層および分配層などの第二の基材から毛管力によって流体を排出する吸収体コアなどの第一の基材の能力は、基材の分配性(partition property)として知られている。
【0009】
良好な流体分配特性を備えた吸収体コアを含む吸収体構造は、流体浸透性では不良な結果を示すことが当業者には知られている。同様に、良好な流体浸透性を有する吸収体構造が示す流体分配特性は不良である。したがって、吸収体コアに使用される従来の繊維よりもおむつ着用者の重量の下で取込み層に使用される繊維がより高い強堅性すなわち弾力性(乾燥圧縮性として測定される)を有することが重要である。この弾力性により、おむつの着用によって液体透過性トップシートを通っておむつの吸収構造内に急速に流体を吸収する一方で、取込み層内の繊維間空隙すなわち空孔を保つことができる。
【0010】
さらに、湿潤時、吸収体コア内への、および吸収体コアを通る流体の流れが制限される程度までコア繊維の密度が高まらないようにすることも重要である、さらに、コア繊維はSAP粒子の分離を維持するのに十分な物理的な一体性を有しなければならない。これにより粒子の膨潤に対しゲル・ブロッキングが最小化されるあるいは解消される。
【0011】
繊維の強堅性および弾みを増加させる1つの方法は、これらを架橋することである。セルロース繊維は、繊維内架橋(つまり同一繊維の2つの異なる部分間の架橋)により強堅化可能であり、繊維間架橋(つまり、2本の異なる繊維間の架橋)ではその程度は低い。
【0012】
Herronらに対し発行された米国特許第5,190,563号は、ある種の脂肪族および脂環式C2〜C9ポリカルボン酸による繊維内架橋を開示している。Herronらが定義する「C2〜C9ポリカルボン酸」は、2個以上のカルボキシル基およびカルボキシル基が結合する2〜9個の鎖状または環状の炭素原子を含む有機酸である。適当なC2〜C9ポリカルボン酸は、少なくとも3個のカルボキシル基を含むか、2個のカルボキシル基を含みそのうち1個または両方のカルボキシル基に対してアルファ、ベータ位に炭素炭素二重結合を備えたものである。2個のカルボキシル基が炭素炭素二重結合で隔てられているか両者が同一の環に結合している場合、2個のカルボキシル基はcis配置でなければならない。このようなポリカルボン酸の例としては、クエン酸、1,2,3-プロパントリカルボン酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸(BTCA)およびオキシジコハク酸が挙げられる。Herronらは、4個のカルボキシル基を含む脂肪族のアルカン(すなわちBTCA)で架橋されたセルロース繊維は、3個のカルボキシル基を含むそうしたもの、すなわち、クエン酸、1,2,3-プロパントリカルボン酸よりも保水値が低いことを見出した。通常は、低い保水値を備えた繊維は保水値がより高いものより強堅である。
【0013】
繊維内架橋を有するセルロース繊維と異なり、大半の紙に見られるように繊維間架橋を有するセルロース繊維は乾燥時には強堅であるが、湿潤時には必ずしもその強堅性を維持しない。クエン酸および1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸で繊維間架橋した紙、マレイン酸、クエン酸および1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸で繊維間架橋した織布の繊維間架橋が、D.F. Caulfield, TAPPIJ., 77(3): 205-212 (1994); D. HorieおよびC.J. Biermann, TAPPIJ, 77(8):135-140 (1994); Y.J. Zhou, P. LunerおよびP. Caluwe, J Appl. Polymer Sci., 58:1523-1534 (1995);ならびにD. D. GagliardiおよびF. B. Shippee, Am. Dyestuff Reptr., 52:300 (1963)に開示されている。
【0014】
Zhouらは、以前に、ある種のポリカルボン酸で(繊維間)架橋した紙の湿潤強度を研究した。一般に、繊維間架橋は、紙繊維の湿潤強度を高める。Zhouらは、ポリカルボン酸の官能性(つまりポリカルボン酸中のカルボキシル基の数)が増加につれて紙の湿潤強度が増すことを見出した。たとえば、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸(BTCA)(4カルボキシル基)は、トリカルバリル酸(TCA)(3カルボキシル基)より効果があり、一方、これはコハク酸(2カルボキシル基)より著しく効果的であることがわかった。コハク酸で処理した紙は湿潤強度をほとんど示さなかった。
【0015】
H. J. CampbellおよびT. Francis, Textile Res. J, 35:260 (1965)は、特定のポリカルボン酸で綿セルロースを架橋した。反応はトリフルオロ酢酸無水物(TFAA)で触媒し、TFAAの加水分解を防ぐために非水系溶媒(この場合はベンゼン)の使用を必要とした。CampbellとFrancisは、コハク酸とグルタル酸は綿セルロースとわずかな反応性しか示さなかったと報告している。さらに、彼らは、シュウ酸ではエステル化(すなわち架橋)は起こらないと報告している。マロン酸は綿セルロースで容易に反応して、反応の度合によって黄色化した織布を生じることが判明した。
【0016】
多くの場合、架橋されたセルロース繊維は、それらが吸収体構造に組み込まれる場所からは離れた場所で製造される。架橋された繊維はかさばっていて、繊維同士の接触がほとんどないので、それらは互いにうまく結合しない。このため、架橋された繊維から形成されたシートは容易に離解してしまう。このため、架橋されたセルロース繊維は一般に梱包して出荷される。その結果、架橋された繊維は出荷コストおよび吸収体構造を製造する際のコストが増大する。したがって、架橋剤を含有するセルロース繊維シートを製造することが望ましいであろう。
【0017】
ウェブまたはシート状に形成された「架橋可能な」セルロース繊維製品が、国際公開公報WO00/65146に開示されている。架橋可能な製品は、セルロース繊維のマットに架橋剤を塗布し、次いで、実質的に架橋が生じないように処理したマットを(架橋剤を硬化させるのに十分な温度に加熱することなく)乾燥させることにより形成され、この製品は実質的に架橋を含まない。
【0018】
米国特許第6,059,924号、フラフ・パルプの乾燥圧縮特性および吸い上げ(wicking)特性を増強する方法を開示する。この方法はフラフ・パルプ・シートの形成に先立ったケミカル・パルプ・スラリーを温和な条件で精砕することを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
取込み層、分配層、および取込み-分配層に組み込むための、保水値が低く且つ放出圧中央値が低い、改善されたセルロース繊維が依然として必要とされている。吸収体コア内へのおよびコアを通る流体の流れを促進するとともに十分な物理的な一体性を維持して、膨潤SAP粒子のゲル・ブロッキングを最小限にし、あるいは解消するコアまたはマトリックス用の繊維も必要とされている。さらにまた、架橋可能なセルロース繊維シートを製造する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0020】
本発明は、毛管吸収放出サイクルによる測定で低い放出圧中央値を有し、かつ低保水値(WRV)を有するセルロース繊維を提供するものであり、これらは改善された排水特性および流体の流れ特性を発揮する。これらの繊維は、特に、取込み、分配および取込み-分配層における、および吸収コア構造における使用に適している。
【0021】
1つの実施態様によれば、本発明の繊維は架橋されており、且つsZ毛管吸収放出サイクルにおける測定で15cm以下の放出圧中央値を有する。好ましくは、セルロース繊維は、さらに45%以下のWRVを有する。これらの繊維は、濾水度が約300〜約700mlカナダ標準形濾水度試験器(CSF)の範囲のセルロース繊維を精砕し、精砕繊維を架橋することにより製造できる。好ましい実施態様によれば、精砕後、繊維をクエン酸で架橋する。
【0022】
本発明の別の実施態様は、少なくとも1種類の飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸またはアミンカルボン酸によって架橋された繊維である。架橋剤の効果を改善するためにシュウ酸などの架橋助剤を架橋反応中に存在させてもよい。1つの好ましい実施態様によれば、セルロース繊維はさらにそれらを強堅にするために架橋に先立って精砕される。
【0023】
別の実施態様は、(a)飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸およびアミンカルボン酸から選択される少なくとも1種類の架橋剤を用いてセルロース繊維を架橋する工程、および(b)架橋されたセルロース繊維を脱架橋する工程を含む、架橋可能なセルロース繊維の製造方法である。好ましくは、この実施態様における架橋剤は4個以下の炭素原子を含む。2種類の好ましい架橋剤はシュウ酸およびクロロ酢酸ナトリウムである。架橋可能な繊維はシート状にすることができ、これにより輸送しやすくなる。さらに、架橋可能な繊維は、脱架橋されたセルロース繊維を硬化させることにより再架橋できる。
【0024】
本発明のさらに別の実施態様は、本発明のセルロース繊維を含む取込み層、分配層または取込み分配層である。
【0025】
さらに別の実施態様は、セルロース繊維を含む吸収体コアである。吸収体コアはコア内への、およびコアを通しての改善された流体の流れ特性を示す。1つの好ましい実施態様によれば、吸収体コアは、SAP粒子および可逆的に架橋された繊維を含む。可逆的に架橋された繊維はSAP粒子を分離し、吸収体コアの湿潤領域から乾燥領域に向けてSAP粒子周囲に流体の流路をもたらす。さらに、可逆的に架橋された繊維は、短時間での(たとえば噴出)多量の尿(または他の流体)の吸収を促進する。いったん尿または他の流体が吸収体コアに入ると、架橋された繊維は脱架橋を開始する。脱架橋された繊維は、永久に架橋されたままの繊維よりも多量の尿その他の流体を保持する。その結果、吸収体コアは、従来のフラフ繊維を含む吸収体コアと比較して改善された初期噴出容量を有し、永久に架橋された繊維を含む吸収体コアと比較して、改善された再湿潤性能を有する。
【0026】
さらに別の実施態様は、本発明の取込み層、分配層または取込み分配層および/または本発明の吸収体コアを含む吸収体構造である。好ましくは、吸収体構造は最上(取込み、分配または取込み分配)層および最上層との流体の流通が可能な最下(貯蔵)層を含む。吸収体構造は、従来の吸収体構造と比較して、取込みおよび/または分配層から貯蔵層への優れた分配性を示す。
【0027】
さらに別の実施態様は、本発明の吸収体構造を含む吸収体物品である。
【0028】
(定義)
「毛管吸収放出サイクル」(毛管収着サイクル(capillary sorption cycle)すなわちCSCとしても知られている)という用語は、液体が吸収体構造に入り、引き続いて吸収体構造から流体が排出される間の吸収体構造の空孔体積と毛管圧力の関係を測定する方法を指す。毛管吸収放出サイクルは、吸収体構造が、吸収体構造の繊維間の空孔内に流体を引きつけ、保持し分配する能力の指標である。本願実施例に記載した方法に示すように短い間隔で毛管圧力を系統的に低下および上昇させることにより吸収体構造をこのサイクルに従わせることができる;"Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", A. A. BurgeniおよびC. Kapur, Textile Research Journal, 37:356-366 (1967);ならびにP.K. Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology 7, Chapter 11, pp. 63-65, Elsevier Science Publishers (1985)。その内容は参照によって本願に組み込まれる。
【0029】
毛管吸収放出サイクルで測定される「放出圧中央値」という用語は、水膨潤セルロース繊維の水放出能力を指す。たとえば、強力に水を保持するセルロース繊維試料は、容易に水を放出する膨潤セルロース繊維試料よりはるかに高い放出圧中央値を示す。ここで議論する放出圧中央値は、本願の実施例に記載する方法によって決定される; "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", A. A. BurgeniおよびC. Kapur, Textile Research Journal, 37:356-366 (1967);ならびにP.K. Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology 7, Chapter 11, pp. 63-65, Elsevier Science Publishers (1985)。その内容は参照によって本願に組み込まれる。この試験方法は、水膨潤したセルロース繊維が静水圧に抗して水を保持する能力を測定する。
【0030】
セルロース繊維の「保水値」(WRV)は、TAPPI Useful Methods, UM 256およびP.K. Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology Z, Chapter II, pp. 62-63, Elsevier Science Publishers (1985)に記載の方法によって測定できる(これらは両者とも参照によって本願に組み込まれる)。試験は、水飽和セルロース繊維を遠心分離した後にその試料中に残存する水の重量を測定し、繊維の乾燥重量に基づく重量パーセントとしてその量を表わす。セルロース繊維のWRVはその排水能力と関係がある。
【0031】
木材パルプに由来するものなど、任意の天然セルロース繊維を含む当技術分野で知られたいかなる「セルロース繊維」も、本発明の方法において出発原料として使用できる。好ましいセルロース繊維としては、軟材、硬材または綿リンターに由来する、クラフト、予備加水分解クラフト、ソーダ、亜硫酸塩、ケミ-サーマル・メカニカル、サーマル・メカニカル処理した繊維などの消化繊維が挙げられるがこれらに限定されない。より好ましいセルロース繊維としては、クラフト消化繊維(予備加水分解クラフト消化繊維)が挙げられるがこれらに限定されない。
【0032】
一般に、厚壁を有するセルロース繊維は、同様のより薄い壁を有する繊維より粗くより強堅なので好ましい。繊維の繊維壁は、繊維のルーメン(すなわち、繊維の中空の内部)と繊維の外表面によって確定される。たとえば、南洋軟材の繊維壁は、北洋軟材のものより平均して厚いため、南洋軟材に由来する繊維が好ましい。より好ましくは、セルロース繊維は、松、モミおよびエゾマツなどの軟材に由来する。
【0033】
他の適当なセルロース繊維としては、アフリカハネガヤ、バガス、ケンプ、亜麻そ他のリグニン質およびセルロース質繊維源に由来するものなどが挙げられる。セルロース繊維はスラリーまたは非シート状もしくはシート状で供給できる。
【0034】
本発明で利用される最適の繊維源は、具体的に想定されている最終用途に依存するであろう。一般に、パルプ繊維は化学的パルプ化方法によって作られたものが好ましい。完全に漂白された繊維、部分的に漂白された繊維および無漂白の繊維を用いることができる。その優れた明るさおよび消費者への訴求性から、多くの場合、漂白パルプを利用することが望ましいであろう。紙タオル、おむつや生理用ナプキン、生理用品その他同様の吸収用紙製品のための吸収体パッドについては、その特に優れた吸収特性により、南洋軟材パルプに由来するセルロース繊維を使用することが特に好ましい。
【0035】
より好ましいセルロース繊維としては、Foley Flufff(商標)の下で販売されている漂白クラフト南洋松繊維(これはテネシー州メンフィスのBuckeye Technologies Inc.から入手可能である)が挙げられるが、これに限定されない。
【0036】
セルロース繊維はどのような繊維長を有するものでもよい。しかし、通常、より長い繊維では、より短い繊維から製造した場合と比べ、より低い放出圧および保水値を有する架橋されたセルロース繊維が製造される。
【0037】
(精砕架橋繊維)
驚くべきことに、また予想外にも、セルロース繊維を精砕し架橋した場合には、得られる繊維は毛管吸収放出サイクルで測定される放出圧中央値が低く保水値(WRV)も低いことが見出だされた。さらに、これらの繊維は、未精砕な点以外は同様な繊維と比較して、取込み層および/または分配層において改善された流体排水性を示す。
【0038】
架橋されたセルロース繊維は毛管吸収放出サイクルにおける測定において15cm以下の放出圧中央値を有する。特定の理論に拘束されるものではないが、発明者は、この特性がセルロース繊維内の繊維内架橋の結果であると信じる。より望ましくは、本発明のセルロース繊維は毛管吸収放出サイクルにおける測定において14cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において13cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、ここに示す本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において12cm以下の放出圧中央値を有する。
【0039】
精砕され架橋されたセルロース繊維は、典型的には45パーセント以下;より望ましくは38パーセント以下;さらに望ましくは30パーセント以下のWRVを有する。
【0040】
セルロース繊維は、約300から約700mlCSF濾水度までセルロース繊維を精砕し、架橋することにより製造できる。1つの好ましい実施態様によれば、精砕する際の出発原料であるセルロース繊維はウェット・ラップである。別の好ましい実施態様によれば、セルロース繊維は精砕に先立って漂白および/またはけば立てを行う。精砕された繊維は、当技術分野では知られた任意の方法、たとえば、架橋剤と繊維を反応させることによって架橋することができる。
【0041】
放出圧中央値および保水値を改善した繊維は、最初に繊維を精砕し、次いで種々様々の架橋剤のうちのいずれかで繊維を架橋することにより生産できる。適当な架橋剤としては、後述するものならびに脂肪族および脂環式C2〜C9ポリカルボン酸などの他のポリカルボン酸が挙げられるが、これらに限定されない。本願において「C2〜C9ポリカルボン酸」という用語は、2個以上のカルボキシル基(COOH)を含み、カルボキシル基が結合している鎖または環が2〜9個の炭素原子を含む有機酸を指す。カルボキシル基は、鎖または環中の炭素原子の数のうちには含まない。たとえば、1,2,3-プロパントリカルボン酸は3個のカルボキシル基を含むC3ポリカルボン酸と考えることになる。また、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸は4個のカルボキシル基を含むC4ポリカルボン酸と考えられるであろう。
【0042】
本発明でセルロース架橋剤として使用するのに適するC2〜C9ポリカルボン酸は、分子当たり少なくとも3個、好ましくはそれ以上のカルボキシル基を有する(炭素-炭素二重結合が一方または両方のカルボキシル基に対してアルファ、ベータに存在する場合)、飽和またはオレフィン性不飽和の脂肪族と脂環式の酸を含む。さらに、セルロース水酸基のエステル化において反応性とするために、脂肪族脂環式ポリカルボン酸中の与えられたカルボキシル基は、少なくとも2個の炭素原子かつ高々3個の炭素原子によって別のカルボキシル基から隔てられることが好ましい。特定の理論に拘束されるものではないが、カルボキシル基を反応性とするためには、ポリカルボン酸分子中の近隣のカルボキシル基と5員または6員の無水物環を形成可能であることが必要なようである。2個のカルボキシル基が炭素炭素二重結合によって分離されるか、両方とも同じ環に接続される場合、それらがこのように相互作用をするのであれば、2個のカルボキシル基は、互いにcis配置でなければならない。
【0043】
(新規な架橋繊維)
本発明の別の実施態様は、少なくとも1種類の飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸またはアミンカルボン酸で架橋された、毛管吸収放出サイクルにおける測定で低い放出圧中央値および低保水値を示すセルロース繊維である。これらの架橋された繊維は、取込み層および/または分配層において改善された流体排出性を示し、吸収体コアにおいては改善された浸透性を示す。
【0044】
一般に、これらの架橋されたセルロース繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定で25cm以下の放出圧中央値を有する。特定の理論に拘束されるものではないが、この特性はセルロース繊維内の繊維内架橋の結果であると信じられている。
【0045】
より望ましくは、架橋されたセルロース繊維は毛管吸収放出サイクルにおける測定において20cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において18cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、ここに示す本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において15cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、ここに示す本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において14cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、ここに示す本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において13cm以下の放出圧中央値を有する;さらに望ましくは、ここに示す本発明の繊維は、毛管吸収放出サイクルにおける測定において12cm以下の放出圧中央値を有する。
【0046】
精砕され架橋されたセルロース繊維は、典型的には50パーセント以下;より望ましくは45パーセント以下;さらに望ましくは38パーセント以下;さらに望ましくは30パーセント以下のWRVを有する。
【0047】
架橋されたセルロース繊維は、一般に、本願の実施例に記載する操作によって測定される飽和容量(Burgeniら(上記);およびChatterjeeら(上記))が、試料1グラムあたり(g/g) 食塩水少なくとも10グラムである。好ましい実施態様によれば、架橋されたセルロース繊維は、少なくとも11、12、13、14、または15 g/gの飽和容量を有する。
【0048】
本発明の架橋されたセルロース繊維は、セルロース繊維を本発明の1種または複数の架橋剤で架橋することによって製造される。架橋された繊維の放出圧中央値および保水値は、架橋に先立ち繊維を精砕することにより低減することができる。さらに、架橋剤の効果を改善するために、架橋反応は、本発明の1種または複数の架橋助剤の存在下に行ってもよい。
【0049】
(精砕(refining))
精砕は、機械的な精砕を含む当技術分野で知られている任意の方法によって行うことができる。パルプ精砕は、一般には水スラリーの状態で(ただし、それに限られるものではない)、繊維上に負荷を施すことを含む。たとえば、繊維はそれらを切断し、これにより平均繊維長さを低減して精砕することができる。あるいは、応力または圧力をかけて繊維を互いにおよび不規則な表面に対して擦りつけることにより精砕してもよい。これは、表面のスコアリング(scoring)および摩滅により、繊維の外部表面積を増加させる。さらに、精砕の際に繊維に加えられた負荷は、繊維の内部壁および表面の層割れ(delamination)を引き起こす。結果として繊維壁が弱まり、未精砕繊維よりも多くの水を吸収し、より大きく膨潤するようになる。また、乾燥させない精砕繊維は、同様の乾燥させない未精砕繊維より柔軟である。さらに、精砕繊維を乾燥後シート状にすると、乾燥未精砕繊維によるものよって生産されるものよりも強度および強堅性がより大きいシートが製造される。
【0050】
セルロース繊維の精砕方法としては、J. d'A. Clark, Pulp Technology and Treatment for Paper, 2nd Ed., Chapter 8, pp. 160-183, Chapter 12, pp. 277-305, Chapter 13, pp. 306-355, Chapter 14, pp. 356-407, Miller Freeman Pub., San Francisco (1985)に記載されている叩解およびフィブリル化法が挙げられるが、これに限定されない。セルロース繊維を精砕する好ましい方法はフィブリル化である。セルロース繊維は、たとえばディスク精砕器またはマサチューセッツ州LeeのValley Mill Corporationから入手できるValley叩解器を用いて精砕することができる。精砕は通常は環境温度および圧力で行われる。たとえば、セルロース繊維の水性スラリーを、希望の濾水度が得られるまで15分間隔でValley叩解器に通すことによりセルロース繊維を精砕できる。
【0051】
一般に、繊維を精砕に先立って水分で濡らす(すなわち湿潤状態にする)。ナノグラムはした。1つの好ましい実施態様によれば、精砕に先立ちセルロース繊維を漂白する。
【0052】
セルロース繊維は、濾水度が約300から約700mlCSFとなるまで、好ましくは濾水度が約500から約700mlCSFとなるまで広く精砕する。好ましい実施態様によれば、セルロース繊維は濾水度が約650から約700CSFとなるまで精砕する。本願で議論するセルロース繊維の濾水度はTAPPI法T-227による。
【0053】
(架橋)
精砕されたセルロース繊維または未精砕のセルロース繊維は繊維内共有結合架橋により強堅化される。好ましくは、セルロース繊維は、架橋剤および架橋助剤と反応させるに先立ち、水分で濡らす(すなわち湿潤状態にする)。望ましくは、実施態様によっては、セルロース繊維は非乾燥(never-dried)セルロース繊維であることが望ましい。
【0054】
繊維は架橋剤および、場合によっては本発明の架橋助剤(たとえば、後記のもの)とそれらを反応させることにより架橋される。好ましくは、高度にねじった状態で繊維を架橋する。通常は反応工程は実質的に非拘束の条件の下で、つまり、個々の繊維が近隣の繊維と相互作用せずに自由に動くことができ、何らの実質的な緊張または圧力下にない状態で行われる。繊維は架橋剤および、場合によっては架橋助剤の存在下で硬化させることにより、架橋剤および、場合によっては架橋助剤と反応させることができる。
【0055】
一般に、繊維は、(i)架橋剤および、場合によっては架橋助剤と混合し、(ii)繊維内架橋を引き起こすのに十分な条件の下で繊維を硬化させることにより架橋させる。通常は、繊維内架橋の形成を引き起こすのに有効な量の架橋剤および、場合によっては架橋助剤をセルロース繊維と混合する。好ましくは、架橋剤と繊維の反応によって形成される繊維内架橋結合の数または割合を増加させるのに有効な量の架橋助剤をセルロース繊維と混合する。一般に、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約0.5から約40モルパーセント、好ましくは約1から約30モルパーセントの架橋剤および架橋助剤を繊維と混合する。架橋剤がジカルボン架橋剤である場合は、一般に、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約5から約21モルパーセントの架橋剤を繊維と混合する。一般に、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約1.8から約9モルパーセントの架橋助剤を繊維と混合する。繊維と架橋剤を含む混合物は、好ましくは、繊維の乾燥重量を基準として約5から約10重量%の架橋剤を含む。
【0056】
架橋剤を繊維と混合した後、好ましくは、たとえば、繊維をけば立て、または繊維をけば立てるとともに離解させることにより繊維を分離個別化する。繊維分離によって、繊維間の架橋が最小限となる一方、繊維内架橋は最大限になる。好ましくは、繊維は繊維内共有結合の形成によって架橋される。
【0057】
ウェット・ラップ、ドライ・ラップその他のシート状形状で供給されたセルロース繊維は、機械的にそれらを分解して非シート状に分離してもよい。ドライ・ラップの場合には、繊維を可塑化して繊維の損傷を最小限にするために機械的な分解に先立って、たとえば水分量40%(繊維と水の全重量に基づいて固形分60%)まで繊維を湿らせることが有利である。
【0058】
架橋剤を水溶液として繊維に適用する場合、硬化に先立って繊維を乾燥させる。好ましくは繊維中の水をすべて除去するように繊維を乾燥して繊維内架橋を形成すべく硬化させる。乾燥は当技術分野で知られている任意の方法によって行うことができる。乾燥は、通常約50℃から約225℃の温度に繊維を熱することにより行う。好ましくは乾燥は約105℃から約175℃で行う。繊維は通常は一定重量になるまで乾燥させる。繊維を乾燥させる温度にかかわらず、全水分が繊維から蒸発するまでの乾燥プロセスにおける繊維温度は、一般に100℃(水の沸点)を超えない。T. Lindstrom, Paper Structure and Properties, International Fiber and Technology Series 8, Chapter 5, pp 104-105, Marcel Dekker Inc., New York (1986)で議論されているように、セルロース繊維の乾燥は典型的には、再湿潤時の繊維の膨潤能力を不可逆に減少させる。この現象は一般にホーニフィケーション(hornification)と呼ばれる。特定の理論に拘束されるものではないが、繊維壁中の微小繊維は乾燥プロセスにおいて互いに結合し、これにより繊維壁の空孔のサイズが減少すると信じられている。これは乾燥前の繊維に比べ、繊維を強堅にする。これに続く硬化段階は繊維内共有結合の形成(これは乾燥繊維の強堅性および位置関係を固定する)を促進する。
【0059】
硬化は、一般に、繊維内共有結合を生じさせるのに十分な温度で実行される。硬化は、広く約105℃から約225℃の温度で行う。好ましくは、約150℃から約190℃の温度でセルロース繊維を硬化させる。より好ましくは、約160℃から約175℃の温度で硬化させる。硬化は、15、30、45、または60分以上の間行うことができる。
【0060】
1つの好ましい実施態様によれば、繊維は、(i)架橋剤、および場合によって架橋助剤の水溶液をセルロース繊維を含む水性混合物に接触させ、(ii)水性混合物から水分を除去し (iii) 繊維を実質的に個別の形に機械的に分離し、(iv)繊維を乾燥させ、(v) 繊維を架橋剤と反応させて繊維中に架橋を生じさせる。一般に、工程(ii)は水性混合物から大半の水分を除去することを含む。好ましくは、繊維と水の100%の全重量に基づき固形分を約40から約80重量%有する混合物を得るために十分な量の水分を水性混合物から除去する。より好ましい実施態様によれば、工程(ii)では、繊維と水の100%の全重量に基づき固形分を約60重量%有する混合物を得るために十分な量の水分を水性混合物から除去する。水分の除去、分離および乾燥工程は、繊維に高度にねじられた状態にする。ねじられた状態は一般に、完全にそのままではないが少なくとも部分的には架橋反応によって永久に固定される。
【0061】
たとえば、本発明の架橋剤および架橋助剤を米国特許第5,190,563号中の架橋剤に代えて米国特許5,190,563号(これは参照によって本願に組み込まれる)に記載された方法によって繊維を架橋してもよい。米国特許第5,190,563号では、セルロース繊維をC2〜C9ポリカルボン酸架橋剤を含む溶液と接触させる。次いで、繊維を実質的に個別繊維の形まで機械的に分離し、乾燥させ、繊維内架橋結合を形成するように実質的に個別繊維の形を保つ間に架橋剤と反応させる。個別化したセルロース繊維を、繊維に繊維内架橋結合を形成させるのに有効な量の架橋剤と接触させる。好ましくは、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約0.5モルパーセントから約6.0モルパーセントの架橋剤を繊維と接触させる。
【0062】
架橋剤が反応させられるアミノあるいはアミン基を含む場合、好ましくは架橋反応に先立ってまたは反応と同時に架橋剤を活性化させる。ここで「活性化させる」という用語は、アミノ基あるいはアミン基の窒素原子がより反応的な状態となるように、つまり、より反応しやすくなるように架橋剤を修正することを指す。架橋剤は当技術分野で知られている任意の方法によって活性化してもよい。たとえば、アミンあるいはアミノ基の窒素原子を含む架橋剤を亜硝酸と反応させて活性化してもよい。
【0063】
繊維は架橋反応の間における繊維の黄色化を防ぐ還元剤(酸化防止剤)の存在下に架橋してもよい。適当な還元剤として、次亜燐酸ナトリウムなどの次亜燐酸塩;亜硫酸水素ナトリウム;燐酸ナトリウム;またこれらのうちのいずれか任意の組合せが含まれるが、これらに限定されない。好ましい還元剤は次亜燐酸ナトリウムである。
【0064】
繊維の外観を改善するために、架橋反応の間に、またはその反応後に漂白してもよい。たとえば、繊維は、漂白剤と反応させることにより漂白してもよい。当技術分野で既知のいずれの漂白剤も使用できる。適当な漂白剤としては過酸化水素が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【0065】
たとえば、繊維に適用される架橋剤を含む水溶液に漂白剤を含有させてもよい。好ましくは、水溶液を繊維に加えて得られる混合物が、繊維の乾燥重量に基づいて約2.5から約5重量%の漂白剤を含有するように繊維の水溶液には十分な量の漂白剤を含有させる。
【0066】
(飽和ジカルボン酸架橋剤)
「飽和ジカルボン酸」という用語は炭素炭素二重または三重結合を含まないジカルボン酸を指す。飽和ジカルボン酸は、線状または分岐鎖の脂肪族鎖(すなわち、これらは非環状である)を含み得る。好ましい飽和ジカルボン酸は、C2〜C8飽和ジカルボン酸を含むが、これに限定されない。「C2〜C8飽和ジカルボン酸」という用語は、炭素原子(カルボキシル基炭素を含む)の総数が、2〜8に及ぶジカルボン酸を指す。C2〜C8飽和ジカルボン酸の例は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、またスベリン酸であるが、これに限定されない。特にC2〜C6飽和ジカルボン酸およびC2〜C4飽和ジカルボン酸がよい。
【0067】
1つの好ましい実施態様によれば、C3〜C8飽和ジカルボン酸などのC3以上の飽和ジカルボン酸を、シュウ酸などの架橋助剤とともにセルロース繊維に適用する。
【0068】
飽和ジカルボン酸のもう1つのタイプは飽和ヒドロキシジカルボン酸である。「飽和ヒドロキシジカルボン酸」という用語は、少なくとも1つの水酸基を置換基として含む、飽和ジカルボン酸を指す。適当な飽和ヒドロキシジカルボン酸としては、C2〜C8飽和ヒドロキシジカルボン酸(つまり2〜8個の炭素原子を含むもの)が挙げられるが、これらに限定されない。特にC2〜C8飽和ポリヒドロキシジカルボン酸がよい。C2〜C8飽和ポリヒドロキシジカルボン酸の例は、酒石酸、リンゴ酸、糖酸および粘液酸であるがこれらに限定されない。
【0069】
(芳香族ジカルボン酸架橋剤)
「芳香族ジカルボン酸」という用語は、式HOOC-R-COOH(式中、Rは置換されたまたは置換されていないフェニル基である)を有する芳香族化合物を指す。本願において「置換された」という用語は、以下の置換基(これらに限定されるものではない)の少なくとも1つ、水酸基、C1〜C4アルコキシ基、C1〜C4アルキル、アミノ、ハロゲン、およびニトロを含む。
【0070】
好ましい芳香族ジカルボン酸は次式を有する:
【化9】

Figure 2004523665
(式中、R1、R2、R3およびR4は独立して水素、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノ、ハロゲン、またはニトロである)。好ましい芳香族ジカルボン酸はフタル酸である。
【0071】
(シクロアルキルジカルボン酸架橋剤)
「シクロアルキルジカルボン酸」という用語は、カルボキシル基に対してαまたはβ位に炭素炭素二重結合を含まないシクロアルキルジカルボン酸を指す。1つの実施態様によれば、シクロアルキルジカルボン酸は次式を有する:
【化10】
Figure 2004523665
(式中、R6、R7、R10およびR11は独立して水素、水酸基、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノまたはニトロであり;
R8およびR9は独立して水素、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、またはC1〜C4アルキルである)。好ましいシクロアルキルジカルボン酸は1,2,5,6-テトラヒドロフタル酸である。
【0072】
(2官能性モノカルボン酸架橋剤)
「2官能性モノカルボン酸」は、(a)カルボキシル基を1個だけおよび(b)官能基(それはカルボキシル基でない)を有し、カルボキシル、カルボン酸、アミノ、またはポリマーの水酸基と反応し得る有機酸を指す。好ましくは、2官能性モノカルボン酸は、2個の官能基(つまりカルボキシル基ともう1つの官能基)のみを含む。
【0073】
適当な2官能性モノカルボン酸は、アミノ酸、ハロ酢酸塩、ヒドロキシモノカルボン酸、ヒドロキシモノカルボン酸の酸誘導体(ヒドロキシモノカルボン酸の酸エステルなど)含むが、これらに限定されない。
【0074】
好ましいハロ酢酸塩はクロロ酢酸ナトリウムである。特定の理論に拘束されるものではないが、クロロ酢酸ナトリウムとセルロース繊維との水性混合物を乾燥硬化させると、塩素を含むクロロ酢酸ナトリウム分子の炭素とセルロース水酸基との反応によってエーテルが形成されると信じられている。このエーテル化反応は塩酸分子を放出するが、これは新たに形成されたセルロースに基づく酸のナトリウム塩によって直ちに中和される。高い温度では、この酸は付随する水の放出と共に、繊維中で近接した水酸基のエステル化に利用可能である。エーテルおよびエステル形成後に、塩化ナトリウムが副産物として残る。
【0075】
適当なヒドロキシカルボキシル酸およびその酸誘導体としては、グリコール酸、グリコール酸のメタンスルホン酸エステルおよびグリコール酸のパラトルエンスルホン酸エステルが挙げられるが、これらに限定されない。
【0076】
(アミンカルボン酸架橋剤)
適当なアミンカルボン酸架橋剤は、1級、2級および3級アミンおよび芳香族アミンを含むが、これらに限定されない。好ましい1級アミンにはアミノ酸が含まれるが、これに限定されない。特に次式のアミノ酸がよい:
【化11】
Figure 2004523665
(式中、R12は結合、C1〜C12アルキルまたはカルボキシル基、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノもしくはニトロで置換されたC1〜C12アルキル基である)である。
【0077】
好ましいアミノ酸は次式を有する
【化12】
Figure 2004523665
(式中、R5は線状または分岐鎖のC1〜C8アルキルである)ものであるが、これに限定されない。好ましい実施態様によれば、R5はC2〜C4アルキルである。これらに限定されるものではないが、他の適当なアミノ酸の例としてはアスパラギン酸およびグルタミン酸が挙げられる。
【0078】
他の適当なアミンカルボン酸架橋剤としては、エチレンジニトリロ酢酸(EDTA)が挙げられるが、これに限定されない。
【0079】
(架橋助剤)
本発明の架橋助剤は、架橋剤の効果を増加させる。好ましい架橋助剤はシュウ酸である。特定の理論に拘束されるものではないが、架橋剤のエステル化のための酸性触媒としてシュウ酸(pKa=1.23)が役立つと信じられている。あるいは、シュウ酸は架橋剤と混合無水物を形成し、次いで、これがセルロース繊維のエステル化を促進するのかもしれない。
【0080】
(架橋の可逆性)
本発明の短い架橋剤(つまり、シュウ酸およびクロロ酢酸ナトリウムのように4個の炭素原子(たとえば、3個以下の炭素原子)を含むもの)により架橋された繊維は、脱架橋可能であり、しかも後に架橋することができる。こうした繊維の架橋は一般に、実質的に可逆的である、すなわち、架橋された繊維の少なくとも約50重量%は脱架橋することができる。1つの実施態様によれば、架橋された繊維の少なくとも約60、70、80、90、または95重量%を脱架橋できる。
【0081】
架橋された繊維は、脱架橋に十分な時間、それらを水に浸漬することにより脱架橋できる。典型的には、架橋された繊維は、約0.5から約4時間浸漬する。好ましい実施態様によれば、繊維は約2時間浸漬する。架橋された繊維は、それらを、本願の実施例に記載されるような毛管吸収放出サイクルにさらすことにより脱架橋することができる(Burgeniら(上記)およびChatterjeeら(上記))。
【0082】
繊維は乾燥または乾燥硬化により再架橋できる。この現象は、米国特許第5,137,537号、5,183,707号および5,190,563号に開示されている共有結合架橋繊維では観察されなかった。
【0083】
特定の理論に拘束されるものではないが、架橋された繊維が水を吸収し膨潤するにつれて、セルロース・ポリマー鎖が吸収された水を収容しようと分かれだすため架橋部分が引っ張られると信じられている。シュウ酸またはクロロ酢酸ナトリウムなどで処理した繊維のように、架橋分子の長さが非常に短い場合(2個の炭素原子が、近接するセルロース・ポリマー鎖の上の水酸基を分離する)、膨潤した繊維における歪みは、繊維を架橋している2つの共有結合のうち1つの加水分解および分裂を促進するのに十分である。これとは対照的に、米国特許第5,137,537号; 第5,183,707号および第5,190,563号に開示されているようなクエン酸で架橋された繊維では、セルロース・ポリマー鎖間の空隙を橋懸けする分子の長さがはるかに長い(4個または5個の炭素原子が、近接するセルロース・ポリマー鎖の上の水酸基を分離する)。したがって、繊維が吸収し膨潤する際のより長い架橋分子に対する張力は架橋共有結合のうちの1つの開裂を促進するのには十分でない。
【0084】
本発明の繊維を脱架橋することができるので、それらはバルクな状態や梱包した状態を取る代わりに、シート状にして乾燥させ輸送し、または保存できる。これは出荷コストおよび保存コストを低減する。繊維は目的地でまたは所望な任意の時点でたとえば分離硬化して再架橋できる。いったん繊維が再架橋されれば、これをたとえば吸収体構造と一体化できる。
【0085】
「可逆的に架橋された繊維」「可逆的に架橋されたセルロース繊維」という用語は、本願では、架橋された繊維の約50、60、70、80、90、または95重量%が水中に4時間以下の浸漬で脱架橋され、脱架橋された繊維の約50、60、70、80、90、または95%が、105℃以上の温度での乾燥で再架橋できる架橋された繊維または架橋されたセルロース繊維を指す。
【0086】
本発明の可逆的に架橋された繊維は、超吸収体ポリマー(SAP)粒子を含む吸収体コアで使用するに特にふさわしい。架橋された繊維はSAP粒子を分離し、吸収体コアの湿潤領域から乾燥領域に向けてSAP粒子周囲に流体の流路をもたらす。さらに、可逆的に架橋された繊維は、短時間(たとえば噴出)での多量の尿(または他の流体)の吸収を促進する。いったん尿または他の流体が吸収体コアに入ると、架橋された繊維は脱架橋を開始する。1つの実施態様によれば、尿その他の流体への0.5〜4.0時間さらされた後には、湿潤繊維の大半が脱架橋される。脱架橋された繊維は、永久に架橋された繊維よりも多量の尿その他の流体を保持して保つ。その結果、吸収体コアは、従来のフラフ繊維を含む吸収体コアと比較して改善された初期噴出容量を有し、永久に架橋された繊維を含む吸収体コアと比較して、改善された再湿潤性能を有する。
【0087】
(吸収体構造)
本発明のセルロース繊維は、身体浸出物を吸収し保持する目的で、一般に着用者の身体に近接して配置されるか保持される任意の使い捨てまたは非使い捨て吸収体構造に組み込むことができる。こうした吸収体構造は、使い捨てまたは非使い捨て吸収体物品に広く用いられている。使い捨ての吸収体物品の例としては、幼児用おむつ、成人用失禁製品、躾用パンツ、生理用ナプキンその他の女性用衛生製品が挙げられるが、これらに限定されない。本発明のセルロース繊維を組み入れ得る吸収体構造の例としては、国際公開公報WO98/47456、WO99/63906、WO99/63922、WO99/63923、WO99/63925、WO00/20095、WO00/38607、WO00/41882、WO00/71790、およびWO00/74620ならびに米国特許第5,695,486号(これらはすべて参照によって本願に組み込まれる)に記載の例が挙げられるが、これらに限定されない。
【0088】
(取込み分配層)
本発明のセルロース繊維は、取込み層、分配層または取込み-分配層に組み込むことができる。こうした層は、一般に、使い捨ての吸収体物品に含まれる吸収体構造で用いられている。取込みおよび/または分配層は、当技術分野で知られている任意の方法によって製造し、吸収体構造に組み込むことができる。1つの実施態様によれば、吸収体構造は、最上層(これは本発明の取込みおよび/または分配層を含む)と底部貯蔵層(吸収体コアとしても知られている)を含む。取込み層および分配層は、単一の層でもよいし2つの別個の層(つまりトップの取込み層とその下側の分配層)でもよい。下側の分配層は取込み層からの流体を迅速に排出し、貯蔵層に流体を分配する。
【0089】
本発明の取込み層は、取込み層の全重量を100%として、通常、約90から約100重量%までの本発明のセルロース繊維を含む。取込み層の密度は、約0.04から約0.07g/cm3まで広い範囲に及ぶ。
【0090】
(吸収体コア)
本発明のセルロース繊維、吸収体コア(貯蔵層としても知られている)に組み込むことができる。吸収体コアは、液体を吸収する当技術分野で知られている任意の材料を含み得る。適当な材料としては、繊維離解した、緩い、けば立った、および/もしくは親水性セルロース繊維または本発明の繊維から造られた繊維の中綿またはウェブ;超吸収性ポリマー(SAP)粒子、小粒、フレークまたは繊維(集団的に粒子);およびこれらのものの任意の組合せを含むが、限定されない。一般に、SAP粒子は、それ自体の重量よりも多くの倍率の重量の液体を吸収でき、実質的に層のかさばりを増加させずに、吸収体コアの吸収容量を著しく増加させる。
【0091】
超吸収性物質ポリマー粒子またはSAP粒子という用語は、不規則な形の顆粒、球状粒子(ビーズ)、粉末、フレーク、短繊維および他の細長い粒子を含め任意形状の微粒子超吸収性ポリマーも含むものとする。SAPは、通常、架橋によって実質的に水不溶性にした水溶性ポリマーを指すが、一般に少なくともその重量の10倍、好ましくは少なくとも15倍の生理食塩類水を吸収することができる。SAP粒子は任意のサイズまたは形状でよい。超吸収性材料の多数の例およびそれらの製造方法は、たとえば、米国特許第4,102,340号;第4,467,012号;第4,950,264号;第5,147,343号;第5,328,935;第5,338,766号;第5,372,766号;第5,849,816号;第5,859,077号;およびRe.32,649に見ることができる。適当なSAP粒子の例としては、加水分解デンプン-アクリレート・グラフト・コポリマーなどのデンプン・グラフト・コポリマー共重合体;架橋カルボキシメチルセルロースおよびその誘導体;鹸化されたアクリル酸エステル・ビニル・コポリマー、中和化架橋ポリアクリル酸および架橋ポリアクリレート塩などの修正された親水性ポリアクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。
【0092】
好ましくは、SAP粒子は流体を吸収によりヒドロゲルを形成する。より好ましくは、SAP粒子は高いゲル・ボリュームまたはヒドロゲルの剛性率(shear modulus)による測定で高いゲル強度を有する。こうしたSAP粒子は、通常は合成尿(いわゆるエクストラクタブル(extractables))との接触によって抽出可能なポリマー材料を比較的少量含む。こうしたSAP粒子の例は、ヴァージニア州PortsmouthのHoechst-Celanese社からIM1000(登録商標)として入手できるデンプン・グラフト・ポリアクリレート・ヒドロゲルである。SAP粒子を含むヒドロゲルの他の例としては、SANWET(商標)(日本の三洋化成工業株式会社から入手可能);SUMIKA GEL(商標)(日本の住友化学株式会社から入手可能);Favor(商標)(ルイジアナ州GaryvilleのStockhausen社から入手可能);およびASAP(商標)(マサチューセッツ州AberdeenのBASFから入手可能)として販売されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
【0093】
1つの好ましい実施態様によれば、吸収体コアは(a)SAP粒子および(b)フラフ繊維、マトリックス繊維、本発明の繊維またはこれらのものの任意の組合せを含む。繊維は吸収体コアに構造上の一体性をもたらし、流体がコアを通り抜ける流路を提供する。
【0094】
別の実施態様によれば、吸収体コアは、吸収体コアの全重量を100%として、約30重量%から約70重量%のSAP粒子と、約70重量%から約30重量%の本発明のセルロース繊維を含む。一般に、吸収体コアの体積密度は約0.15から0.25g/cm3まで変動する。
【0095】
さらに別の実施態様によれば、吸収体コアは、本発明のSAP粒子および可逆的に架橋された繊維を含む。1つの好ましい実施態様によれば、可逆的に架橋された繊維は、シュウ酸、クロロ酢酸ナトリウムまたはそれらの混合物で架橋される。一般に、吸収体コアは、吸収体コアの全重量を100%として、約30重量%から約70重量%のSAP粒子と、約70重量%から約30重量%の本発明の可逆的に架橋された繊維を含む。別の好ましい実施態様によれば、取込み層および/または分配層ならびに吸収体コアは、シュウ酸で架橋された繊維を含む。
【0096】
本発明の吸収体構造は、おむつ、成人用失禁パッドおよび女性用衛生用品などの使い捨ておよび非使い捨て吸収体物品に組み込むことができる。吸収体物品は、取込み層および/または分配層上に液体透過性トップシート(その機能は取込み層および/または分配層まで流体を通すことである)と液体不透過性のバックシート(その機能は流体を保持し、それが吸収体物品を通り抜けて吸収体物品の着用者の衣服に達するのを防止することである)を含むことができる。
【0097】
1つの実施態様によれば、本発明の吸収体構造は、使い捨ての幼児のおむつに組み入れられる。これは、一般に正面のウエストバンド領域、後部ウエストバンド領域およびその間の股領域を含む。おむつの構造は、一般に液体透過性トップシート、液体不浸透性バックシート、吸収体構造、弾性部材および固定タブを含む。使い捨てのおむつの代表的な設計例は、たとえば、米国特許第4,935,022号および第5,149,335号に見ることができる。
【0098】
別の実施態様によれば、本発明の吸収体構造は、米国特許第5,961,505号に開示されているような女性用衛生パッドに組み入れられる。
【0099】
以下の実施例により本発明を説明するが、これは発明を限定するものではない。特に断らない限り、部およびパーセンテージはすべて重量で与えられる。例において使用されるすべての架橋剤、架橋助剤、および他の化学的試薬はすべて、ウィスコンシン州MilwaukeeのAldrich Chemical Companyから入手可能である。
【実施例】
【0100】
毛管圧力および放出圧ならびに飽和容量の測定
毛管の吸収および放出圧力は、"Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", A. A. Burgeni and C. Kapur, Textile Research Journal, 37:356-366 (1967)に記載の操作によって測定された。この操作の詳細は以下に記載する。
【0101】
個別化された繊維試料0.75gは、直径およそ55〜60mmのディスクで形成される。試料を150mlの粗フリットPyrex(登録商標)ガラス漏斗(Corning第36060番(ジョージア州SuwaneeのVWR社から入手可能))。試料の直径に匹敵する直径の、0.22psiの圧力を加えるのに十分な錘を試料の上に置く。漏斗の底は、減少する直径を備えたアダプターに取り付け、Tygon(登録商標)管No.R-3603(長さおよそ2フィート)がアダプターの一方の端に、他方の端には重さ0.01gを測定可能な電子秤に載せた流溜めに接続するように取り付けられる。管は液溜めの底部側面に取り付ける。液溜めは0.9%塩溶液を含む。液溜め中の塩溶液の高さは管取り付け位置の上およそ1インチである。漏斗をフリットより下にして、フリットが塩溶液で湿っているが塩溶液がフリットより上には出ないように、管を食塩水で満たす。液溜めからフリットまでの塩溶液の柱は柱内に空気を含まないように連続している。
【0102】
吸収サイクルは以下のとおりである。たとえば液溜めの食塩水のレベルの上20、30、または80cmの高さから始めて、試料に塩溶液を吸収させ平衡させて定常状態とする。定常状態は、液溜めの下の電子秤で1分間、0.04gを超える食塩水の重量変化がないものとして測定される。定常状態が達成されると、試料を液溜めの食塩水の液面に5cm接近するように低下させ、平衡が達成されるまでそこに保つ。試料をさらに5cm下げ、この操作を繰り返す。試料が液溜めの塩溶液面と同じ高さの平衡にある場合、操作を逆にすることにより(つまり、5cmの増分で上向きの試料を移動させることによって)試料を放出サイクルにさらす。
【0103】
液溜め中の食塩水と同じレベルにあるときの試料中の食塩水の重量が、試料の飽和容量である。下方への(吸収)サイクルで飽和容量の50%において液溜め中の塩溶液面からの試料の高さ(cmで報告する)(吸収圧力中央値)と上向きの(放出)カーブ(放出圧中央値)を外挿によって測定する。飽和容量の値は試料グラムあたりの食塩水のグラムとして表の中に報告する。
【0104】
実施例1〜8
表1中の実施例1〜8は以下のようにして製造した。
【0105】
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(テネシー州MemphisのBuckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)を、水中でスラリーとし、環境温度および圧力でヴァリー(valley)叩解器によって適当な濾水度となるまで精砕した。繊維を遠心分離し、手で分離し、60%固形分になるまで風乾した。40%固形分のシートをもたらすのに十分な稀釈度を有するクエン酸水溶液を繊維に吹きかけることにより、適当な濃度のクエン酸(乾燥繊維基準)で繊維を架橋した。次いで、繊維を60%固形分まで風乾し、けば立たせ、一定重量になるまで乾燥し、表1の中に示す温度でさらに30分間加熱した。
【0106】
硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を測定した。硬化したセルロース繊維の保水値は、TAPPI Useful Methods, UM 256に記載された操作によって測定した。毛管吸収圧および放出圧は上に記載された操作によって測定した。
【0107】
結果を表1に示す。
【0108】
比較例9
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(テネシー州MemphisのBuckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)を、100℃で乾燥した。硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を実施例1と同様にして測定した。
【0109】
結果を下記表1に示す。
【0110】
比較例10
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(Buckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)に、40%固形分とするのに十分な水を吹きかけた。繊維を60%固形分となるように乾燥し、機械的にけば立て、150℃で一定の重量になるまで乾燥させた。次いで、繊維を同じ温度でさらに30分間加熱した。硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を実施例1と同様にして測定した。
【0111】
結果を表1に示す。
【0112】
比較例11
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(Buckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)をスラリー化し、ヴァリー(valley)叩解器によって濾水度がおよそ500mlCSFとなるまで精砕した。繊維を遠心分離し、手で分離し、60%固形分になるまで風乾し、150℃で一定の重量になるまで乾燥させた。次いで、繊維を150℃でさらに30分間加熱した。硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を実施例1と同様にして測定した。
【0113】
結果を表1に示す。
【0114】
比較例12
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(Buckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)をスラリー化し、ヴァリー(valley)叩解器によって濾水度がおよそ500mlCSFとなるまで精砕した。繊維を遠心分離し、手で分離し、60%固形分になるまで風乾した。クエン酸で処理した時、繊維と水の混合物のpHを実施例1において観察されたのと同じpHとするため、セルロース繊維にpH3の硫酸水溶液を固形分40%となるまで吹きかけた。繊維を60%固形分となるように乾燥し、機械的にけば立て、150℃で一定の重量になるまで乾燥させた。次いで、繊維を150℃でさらに30分間加熱した。硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を実施例1と同様にして測定した。
【0115】
結果を表1に示す。
【0116】
比較例13
740mlCSFの濾水度を有する未精砕のセルロース繊維(Buckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能)に、シートの固形分が40%となるように十分に希釈したクエン酸水溶液を吹きかけ、繊維を5%のクエン酸(乾燥繊維基準)で架橋した。繊維を60%固形分となるように乾燥し、機械的にけば立て、150℃で一定の重量になるまで乾燥させた。次いで、シートを150℃でさらに30分間加熱した。硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を実施例1と同様にして測定した。
【0117】
結果を表1に示す。
【0118】
比較例14
5%のクエン酸の代わりに10%のクエン酸で繊維を架橋したこと以外は比較例13の操作を繰り返した。結果を表1に示す。
【0119】
【表1】
Figure 2004523665
【0120】
表1の結果に示されるように精砕され架橋された繊維は、未精砕な他は同様の架橋された繊維よりも、より低いWRVおよび放出圧を示した。
【0121】
実施例15
Buckeye Technologies Inc.から入手可能な非乾燥Foley Fluff (商標)を2.75〜3.25重量%含む水性スラリーを調製した。水性スラリーを、環境温度および圧力で精砕器によりBauerモデルNo.444、24" (約61cm)ポンプを通した。Bauer精砕器プレートはNo.A24313とした。
【0122】
精砕器は、178倍(178 amps)流で、かつ毎分255ガロン(969リットル)のスラリー・フロー率で操作した。これらの条件は、繊維の絶乾米トン(約0.907t)当たり30〜60馬力時間の負荷を生じた。生産された繊維は、680mlCSFの濾水度を有していた。
【0123】
脱塩
精砕されたパルプ・スラリーを2.75〜3.25%のコンシステンシーとして二重底タンクに汲み入れた。パルプ・スラリーの撹拌中、名目pH2.0となるまで硫酸を添加した。少なくとも10分間撹拌した後に、水性スラリーを、最低3時間、二重底スクリーンを通して脱水した。次いで、スラリーを2.0%のコンシステンシーとなるまでナトリウム軟水で希釈し、pHを4.5〜5.0に調整した。
【0124】
シート形成
パルプのシート化は、ニューヨーク州Hudson FallsのSandy Hill Corporationから入手可能な抄紙機を用いて行った。デクル(シート幅)は最大36インチとした。2%パルプ・スラリーをスタッフ・ボックス(stuff box)および坪量バルブ(basis weight valve)を通して、白水サイロ内にコントロールされた流量で送り込んだ。直接に蒸気を当てることでサイロ温度を130〜150°Fに増加し、サイロ内のスラリーを1.0〜1.25%のコンシステンシーとなるまで白水で希釈した。
【0125】
次いで、スラリーを抄紙機ヘッドボックス(head box)に供給し、抄紙機の長網抄紙パート(Fordrinier section)の移動ワイヤー上に移した。形成されたシートが約32%のコンシステンシーでカウチ・プレス(couch press)を出るまで、自然排水および真空支援排水をほどこした。シート形成後カウチ・プレス前に、湿潤シートを、2つのジェット水で24インチ・デクルになるようにトリミングした。次いで、約32%のコンシステンシーを有する繊維シートを2台のウェット・プレスに通した(ここでは一層の水分除去およびシートの高密度化が生じた)。第2のウェット・プレスを出た後に、繊維シートはおよそ48%のコンシステンシーで第1乾燥機セクションに入った。第1乾燥機セクションでは、パルプ・シートはおよそ300〜325°Fの13台の回転蒸気缶上を通過した。次いで、パルプ・シートは、第2乾燥機・セクション中で8台の回転蒸気缶で通り、水分量4〜8%で乾燥機を出た。シートを約23インチのデクルでロール状に巻いた。このロール状シートの坪量は1平方フィートおよそ0.126ポンドであり、密度は1立方センチメートル当たりおよそ0.60グラムであった。
【0126】
スリッティング
パルプ・ロールを新しい芯上に巻き、スリッティングによってより小さなロール(幅10インチ)とした。
【0127】
化学的処理
10インチ幅のパルプ・シートをロールから解き、パドル・プレス(puddle press)をゆっくりと通した。パドル・プレスのニップ(nip:ロール間隙)には、クエン酸および次亜燐酸ナトリウム水溶液を満たした。次亜燐酸ナトリウムは、高温でのパルプ暗色化を抑える。液張りニップ(flodded nip)でのクエン酸および次亜燐酸ナトリウムの重量濃度は、それぞれおよそ14%および7%であった。パドル・プレスを通してシートは十分な量の水溶液を吸収し、約40%の含水率に達した。
【0128】
シート分解およびフラッフィング
パドル・プレスに続いて、シートをシュレッダ、プレブレーカおよびピッカを通してより細かな断片に分断した。次いで、分解したパルプを、5.5mmのギャップ値を設定して、Sunds Defibratorモデル3784 RO Fluffer (Sunds Defibrator(スウェーデンのSundsvall ABから入手可能)の導入口に吹き込んだ。この繊維離解器でパルプをフラッフィング(けば立たせ)し、分離された繊維の集塊とした。およそ380°Fで熱風の高い速度流を用いてフラッフ・パルプをRO Flufferから掃き出した。
【0129】
乾燥および硬化
RO Flufferからのフラフ(けば立てられた)繊維を運んだ熱風フローにさらにファンを用いフラッシュ・乾燥機を通し、ここで繊維中の全水分またはほとんどすべての水分を蒸発させた。乾燥パルプは、機械的インレット・コンベヤ上に落下してコンベヤ上に低密度の嵩高ベッド(high bulk bed)を形成した。次いで、繊維をペンシルヴェニア州HorshamのProctor & Schwartz, Inc.から入手可能なProctor & SchwartzK16476トンネル乾燥機に搬送した。一連の熱循環気流によって、乾燥機中の3つの部屋を通る際にフラフ繊維ベッドは加熱され、次いで冷却された。第1室では、ベッド温度が325〜330°Fに達した。第2室では、ベッド温度は385〜390°Fに増加させた。第3室では、ベッド温度は355〜360°Fまで減少した。トンネル乾燥機中の時間の合計はおよそ11.5分であった。
【0130】
梱包
架橋された繊維は、トンネル乾燥機の出口側においてコンベヤから落下し、梱包機モデルNo.3445(オハイオ州BellevueのAmerican Baler Companyから入手可能)に移り、ここで重さおよそ70〜80ポンドの梱包物に圧縮された。
【0131】
実施例16
以下のようにして表2の試料を製造した。
【0132】
Buckeye Technologies Inc.(テネシー州Memphis)からFoley Fluff (商標)として入手可能な740mlCSFの濾水度を有する未精砕セルロース繊維を水性スラリーとし、環境温度および圧力で精砕器によりBauerモデルNo.444、24" (約61cm)ポンプを通して適当な濾水度に達するまで精砕した。場合によっては、繊維を希硫酸で洗浄(酸洗)し、無機成分を除去した。精砕された繊維をシート化し乾燥した。
【0133】
1枚のシートを、架橋剤およびシュウ酸の溶液を含むトレーに沈めた。次いで、この紙片をひっくり返し、架橋剤およびシュウ酸の第2溶液に沈めた。これらの溶液は併せて架橋剤を10%(乾燥繊維基準)およびシュウ酸を5%(乾燥繊維基準)含んでいた。溶液は紙片を固形分40%とするに十分な希釈性を有していた。紙片を密封したポリエチレン・バッグ内に1時間置いた。繊維を60%固形分になるまで風乾し、けば立て、一定重量になるまで乾燥し、175℃でさらに30分間加熱した。
【0134】
硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を測定した。硬化したセルロース繊維の保水値は、TAPPI Useful Methods, UM 256に記載された操作によって測定した。毛管吸収および放出圧は上に記載された操作によって測定した。
【0135】
結果を表2に示す。
【0136】
【表2】
Figure 2004523665
【0137】
実施例17
以下のようにして表3の試料を製造した。
【0138】
Buckeye Technologies Inc.(テネシー州Memphis)からFoley Fluff (商標)として入手可能な740mlCSFの濾水度を有する未精砕セルロース繊維を水性スラリーとし、環境温度および圧力で精砕器によりBauerモデルNo.444、24" (約61cm)ポンプを通して適当な濾水度に達するまで精砕した。精砕繊維をシート化し乾燥した。繊維がウェット・ラップである場合は、次いで遠心分離した。
【0139】
1枚のシートを、架橋剤、次亜燐酸ナトリウム(および場合によってはシュウ酸)の溶液を含むトレーに沈めた。次いで、この紙片をひっくり返し、架橋剤、次亜燐酸ナトリウム(および場合によってはシュウ酸)の第2溶液に沈めた。これらの溶液は併せて、架橋剤を10%(乾燥繊維基準)、次亜燐酸ナトリウムを5%(乾燥繊維基準)およびシュウ酸を1%(乾燥繊維基準)含んでいた。溶液は紙片を固形分40%とするに十分な希釈性を有していた。紙片を密封したポリエチレン・バッグ内に1時間置いた。繊維を60%固形分になるまで風乾し、けば立て、一定重量になるまで乾燥し、175℃でさらに30分間加熱した。
【0140】
硬化したセルロース繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を測定した。硬化したセルロース繊維の保水値は、TAPPI Useful Methods, UM 256に記載された操作によって測定した。毛管吸収および放出圧は上に記載された操作によって測定した。
【0141】
結果を表3に示す。
【0142】
【表3a】
Figure 2004523665
【表3b】
Figure 2004523665
【表3c】
Figure 2004523665
【0143】
実施例18
下記表4に記載する試料を以下のようにして製造した。
【0144】
表4中に特定される架橋剤および架橋助剤のストック溶液を、蒸留水の22.5g中、表に示す量の架橋剤および架橋助剤を溶かすことにより製造した。
【0145】
試料は適当な溶液により以下のように処理した。Buckeye Technologies Inc.(テネシー州Memphis)からFoley Fluff (商標)として入手可能な740mlCSFの濾水度を有するシート化された未精砕セルロース繊維試料15g(乾燥基準)を架橋剤および架橋助剤を含む適当なストック溶液で処理した。これにより、混合物の繊維が固形分は40%に減少した。混合物を環境温度下密閉容器内に60分間置き、次いで60%固形分になるまで風乾した。繊維を機械的に分離し、個別化し、実験室用のけば立て機においてけば立て、一定重量になるまで175℃の強制循環空気オーブン中で乾燥した。同じ温度で30分間繊維を硬化させた。
【0146】
対照は以下のように製造した。Buckeye Technologies Inc.(テネシー州Memphis)からFoley Fluff (商標)として入手可能な740mlCSFの濾水度を有するシート化された未精砕セルロース繊維試料を40%固形分になるまで水で希釈した。混合物のpHを硫酸でpH3に調節した。上記操作で繊維に適用されたストック溶液は、典型的は3であった。次いで、この混合物を環境温度下密閉容器内に60分間置き、次いで60%固形分になるまで風乾した。繊維を機械的に分離し、個別化し、実験室用のけば立て機においてけば立て、一定重量になるまで175℃の強制循環空気オーブン中で乾燥した。同じ温度で30分間繊維を硬化させた。
【0147】
Pampers(登録商標)使い捨ておむつ(オハイオ州CincinnatiのProctor and Gamble社から入手可能)の取込み分配層から繊維を得て第2のコントロールとして使用した。
【0148】
繊維の保水値、飽和容量、毛管吸収圧力および毛管放出圧を測定した。セルロース繊維の保水値は、TAPPI Useful Methods, UM 256に記載された操作によって測定した。毛管吸収および放出圧は上に記載された操作によって測定した。
【0149】
結果を表4に示す。
【0150】
【表4a】
Figure 2004523665
【表4b】
Figure 2004523665
【表4c】
Figure 2004523665
【0151】
実施例19
1.5gのクロロ酢酸ナトリウムを用い実施例18に記載の方法によって、架橋された繊維試料を製造した。第2の試料は、クロロ酢酸ナトリウムの代わりに1.5gのシュウ酸を用いて製造した。
【0152】
比較目的のために、10重量%クエン酸を含むストック溶液を使用し実施例18における操作によって架橋された繊維の試料を製造した。
【0153】
試料について上記操作による第1の毛管吸収放出サイクルを行った。次いで、試料について同じ操作による第2の毛管吸収放出サイクルを行った。両方のサイクルで観察された吸収および放出圧力を下記表5に示す。
【0154】
この試験を脱架橋されたFoley Fluff (商標)繊維でも繰り返した。
【0155】
【表5】
Figure 2004523665
【0156】
実施例20
実施例19に記載の試料を製造し、2回の毛管吸収放出サイクルを施した。試料を105℃の強制循環空気オーブン中で夜通し乾燥させた。あるいは、試料は105℃で一定の重量になるまで乾燥させ、175℃でさらに30分間加熱(硬化)した。試料の飽和容量ならびに吸収および放出圧を測定した。
【0157】
結果を表6に示す。
【0158】
【表6】
Figure 2004523665
【0159】
実施例21
化学的処理
10重量%シュウ酸溶液151ポンド、50重量%次亜燐酸ナトリウム溶液15ポンドおよび1ポンドの水を混合することにより、シュウ酸および次亜燐酸ナトリウムの水溶液を調製した。
【0160】
Buckeye Technologies Inc.からFoley Fluff (商標)として入手可能な10インチ幅のパルプ・シートをロールから解き、パドル・プレスをゆっくりと通した。パドル・プレスのニップは、シュウ酸および次亜燐酸ナトリウム水溶液で満たした。次亜燐酸ナトリウムは、高温でのパルプ暗色化を抑える。パドル・プレスを通してシートは十分な量の水溶液を吸収し、約47%(乾燥繊維の全重量を100%とする)の含水率に達した。処理したシートは、10重量%のシュウ酸および5%の次亜燐酸ナトリウムを含んでいた(乾燥繊維の全重量を100%とする)。
【0161】
シート分解およびフラッフィング
パドル・プレスに続いて、シートをシュレッダ、プレブレーカおよびピッカを通してより細かな断片に分断した。次いで、分解したパルプを、5.5mmのギャップ値を設定して、Sunds Defibratorモデル3784 RO Fluffer (Sunds Defibrator(スウェーデンのSundsvall ABから入手可能)の導入口に吹き込んだ。この繊維離解器でパルプをフラッフィング(けば立たせ)し、分離された繊維の集塊とした。およそ380°Fで熱風の高い速度流を用いてフラッフ・パルプをRO Flufferから掃き出した。
【0162】
乾燥および硬化
RO Flufferからのフラフ(けば立てられた)繊維を運んだ熱風フローにさらにファンを用いてフラッシュ乾燥機を通し、ここで繊維中の全水分を蒸発させた。乾燥パルプは、機械的インレット・コンベヤ上に落下してコンベヤ上に低密度の嵩高「ベッド」(high bulk "bed")を形成した。次いで、繊維をペンシルヴェニア州Horsham のProctor & Schwartz, Inc.から入手可能なProctor & SchwartzK16476トンネル乾燥機に搬送した。一連の熱循環気流によって、乾燥機中の3つの部屋を通る際にフラフ繊維ベッドは加熱され、次いで冷却された。第1室では、ベッド温度が330〜340°Fに達した。第2室では、ベッド温度は375〜385°Fに増加させた。第3室では、ベッド温度は355〜360°Fまで減少した。3つの加熱ゾーンを経た後、繊維ベッドを最後に、さらなる加熱は行わない断熱室(1室)に通した。トンネル乾燥機中の時間の合計はおよそ11.5分であった。
【0163】
梱包
架橋された繊維は、トンネル乾燥機の出口側においてコンベヤから落下し、梱包機モデルno.3445(オハイオ州BellevueのAmerican Baler Companyから入手可能)に移され、ここで重さおよそ85〜100ポンドの梱包物に圧縮された。
【0164】
本明細書で参照した文献はすべて本願に組み込まれる。本明細書と文献とで矛盾する部分については、本願の開示の文言に従うものとする。【Technical field】
[0001]
This application claims the benefit of U.S. Provisional Application No. 60 / 247,078 filed November 10, 2000 and U.S. Provisional Application No. 60 / 286,298 filed April 25, 2001. Both are incorporated herein by reference.
[0002]
The present invention relates to cellulosic fibers having a low water retention value and a low median release pressure as measured in a capillary absorption and release cycle, a method for producing these fibers, and an absorbent structure comprising these fibers.
[Background Art]
[0003]
Absorbent construction is important in a wide range of disposable absorbent articles, including infant diapers, adult incontinence products, sanitary napkins and other feminine hygiene products. These and other absorbent articles generally include an absorbent core that receives and retains bodily fluids. In conventional absorber structures, the absorber core consists of a liquid-permeable topsheet (its function is to pass fluid to the core) and a liquid-impermeable backsheet (its function is to retain the fluid, Between the article and the wearer's clothing of the absorbent article).
[0004]
Absorbent cores for diapers, adult incontinence pads, and feminine hygiene articles often include a batting or web of loose, fuzzy, hydrophilic cellulosic fibers. Filling of these fibers forms a matrix that can absorb and retain some liquid. However, their ability to perform such functions is limited. For this reason, the absorbent core contains superabsorbent polymer (SAP) particles, granules, flakes or fibers (collectively particles) capable of absorbing a liquid of a weight greater than its own weight, and substantially It is often practiced to increase the absorption capacity of the core without having to increase the bulk of the core. In an absorbent core comprising matrix fibers and SAP particles, the fibers physically separate the SAP particles, providing structural integrity to the absorbent core and providing a flow path for fluid to pass through the core.
[0005]
Although absorbent cores containing SAP particles have been successful, in recent years there has been an increasing market demand for thinner, more absorbent and more comfortable absorbent articles. As the core absorbency is improved, the ability of the core to quickly drain fluid from the absorbent article topsheet in order to maintain a dry environment between the absorbent article wearer's skin and the article topsheet. Has become important.
[0006]
The ability of the absorber core to drain fluid from the layer immediately above it in the absorber structure depends on gravity, the size and number of unoccupied volumes (voids or holes) and the spatial orientation in the absorber core, and It is controlled by the properties of the core component that affect fluid flow (such as how much the component gets wet by the captured fluid) and is indicated by the contact angle, surface tension of the captured fluid, and viscosity of the captured fluid. An uptake layer, distribution layer or uptake distribution layer can be included in the absorbent structure between the topsheet and the absorbent core to facilitate the outflow of fluid to the absorbent core.
[0007]
In order to optimize the performance of the absorbent structure with respect to fluid volume and core utilization, it is important that the fluid taken up by the absorbent core be rapidly transferred from the wet area of the core to the dry area of the core. The ability of the absorbent core to rapidly transfer fluid from the wet area of the core to the dry area of the core can be described by its permeability. The permeability of the absorbent core is defined as the ability of the liquid to flow through the absorbent core.
[0008]
The ability of a first substrate, such as an absorber core, to expel fluid by capillary forces primarily from a second substrate, such as an uptake and distribution layer, is known as the partition property of the substrate.
[0009]
It is known to those skilled in the art that an absorber structure including an absorber core with good fluid distribution properties will give poor results in fluid permeability. Similarly, an absorbent structure having good fluid permeability exhibits poor fluid distribution characteristics. Thus, the fibers used in the uptake layer have a higher toughness or elasticity (measured as dry compressibility) under the weight of the diaper wearer than conventional fibers used in the absorbent core. is important. This elasticity allows the diaper to quickly absorb fluid through the liquid permeable topsheet and into the absorbent structure of the diaper while retaining the interfiber voids or voids in the intake layer.
[0010]
It is also important that the density of the core fibers does not increase when wet, to the extent that fluid flow into and through the absorber core is limited. Must have sufficient physical integrity to maintain separation. This minimizes or eliminates gel blocking for particle swelling.
[0011]
One way to increase fiber tenacity and momentum is to crosslink them. Cellulose fibers can be strengthened by intra-fiber cross-linking (ie, cross-linking between two different parts of the same fiber), and to a lesser extent by inter-fiber cross-linking (ie, cross-linking between two different fibers).
[0012]
U.S. Pat.No. 5,190,563 issued to Herron et al. Discloses certain aliphatic and cycloaliphatic C Two ~ C 9 Disclose intra-fiber crosslinking with polycarboxylic acids. "C defined by Herron et al. Two ~ C 9 A "polycarboxylic acid" is an organic acid containing two or more carboxyl groups and 2 to 9 chain or cyclic carbon atoms to which the carboxyl groups are attached. Suitable C Two ~ C 9 The polycarboxylic acid contains at least three carboxyl groups or contains two carboxyl groups, and one or both carboxyl groups have a carbon-carbon double bond at the alpha and beta positions. If two carboxyl groups are separated by a carbon-carbon double bond or they are attached to the same ring, the two carboxyl groups must be in the cis configuration. Examples of such polycarboxylic acids include citric acid, 1,2,3-propanetricarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid (BTCA) and oxydisuccinic acid. Herron et al. Report that cellulose fibers cross-linked with an aliphatic alkane containing four carboxyl groups (i.e.BTCA) are those containing three carboxyl groups, i.e., citric acid, 1,2,3-propanetricarboxylic acid. It was found that the water retention value was lower than that of the acid. Typically, fibers with lower water retention values are stronger than those with higher water retention values.
[0013]
Unlike cellulosic fibers with intra-fiber crosslinks, cellulosic fibers with interfiber crosslinks, as found on most papers, are strong when dry but do not always maintain their firmness when wet. Inter-fiber crosslinked paper with citric acid and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, woven fabric crosslinked with maleic acid, citric acid and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid Crosslinking is due to DF Caulfield, TAPPIJ., 77 (3): 205-212 (1994); D. Horie and CJ Biermann, TAPPIJ, 77 (8): 135-140 (1994); YJ Zhou, P. Luner and P Caluwe, J Appl. Polymer Sci., 58: 1523-1534 (1995); and DD Gagliardi and FB Shippee, Am. Dyestuff Reptr., 52: 300 (1963).
[0014]
Zhou et al. Previously studied the wet strength of paper cross-linked (inter-fiber) with certain polycarboxylic acids. Generally, inter-fiber crosslinking increases the wet strength of the paper fibers. Zhou et al. Have found that as the functionality of a polycarboxylic acid (ie, the number of carboxyl groups in the polycarboxylic acid) increases, the wet strength of the paper increases. For example, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid (BTCA) (4 carboxyl groups) is more effective than tricarballylic acid (TCA) (3 carboxyl groups), while succinic acid (2 carboxyl groups) ) Was found to be significantly more effective. Paper treated with succinic acid showed little wet strength.
[0015]
HJ Campbell and T. Francis, Textile Res. J, 35: 260 (1965) crosslinked cotton cellulose with certain polycarboxylic acids. The reaction was catalyzed with trifluoroacetic anhydride (TFAA) and required the use of a non-aqueous solvent (benzene in this case) to prevent hydrolysis of TFAA. Campbell and Francis report that succinic and glutaric acids showed little reactivity with cotton cellulose. In addition, they report that esterification (ie, cross-linking) does not occur with oxalic acid. Malonic acid was found to react readily with cotton cellulose, producing a yellowed woven fabric depending on the degree of reaction.
[0016]
In many cases, crosslinked cellulosic fibers are manufactured at a location remote from where they are incorporated into the absorbent structure. Since the crosslinked fibers are bulky and there is little contact between the fibers, they do not bond well to each other. For this reason, the sheet formed from the crosslinked fibers easily disintegrates. For this reason, the crosslinked cellulose fiber is generally packed and shipped. As a result, crosslinked fibers increase shipping costs and costs in manufacturing the absorbent structure. Therefore, it would be desirable to produce a cellulosic fiber sheet containing a cross-linking agent.
[0017]
“Crosslinkable” cellulosic fibrous products formed in web or sheet form are disclosed in WO 00/65146. Crosslinkable products are obtained by applying a crosslinking agent to a mat of cellulosic fibers and then drying (without heating to a temperature sufficient to cure the crosslinking agent) the mat which has been treated so that there is substantially no crosslinking. The product is substantially free of crosslinks.
[0018]
U.S. Pat. No. 6,059,924 discloses a method for enhancing the dry compressive and wicking properties of fluff pulp. The method involves refining the chemical pulp slurry under mild conditions prior to forming the fluff pulp sheet.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0019]
There is still a need for improved cellulosic fibers with low water retention and low median release pressure for incorporation in uptake, distribution and uptake-distribution layers. Fiber for the core or matrix that promotes fluid flow into and through the absorbent core and maintains sufficient physical integrity to minimize or eliminate gel blocking of swollen SAP particles Is also needed. Furthermore, there is a need for a method of producing a crosslinkable cellulose fiber sheet.
[Means for Solving the Problems]
[0020]
The present invention provides cellulosic fibers having a low median release pressure as measured by the capillary absorption and release cycle and having a low water retention value (WRV), which have improved drainage characteristics and fluid flow. Demonstrate the characteristics. These fibers are particularly suitable for use in uptake, distribution and uptake-distribution layers, and in absorbent core structures.
[0021]
According to one embodiment, the fibers of the present invention are crosslinked and have a median release pressure of 15 cm or less as measured in the sZ capillary absorption and release cycle. Preferably, the cellulosic fibers further have a WRV of 45% or less. These fibers can be made by refining cellulose fibers having a freeness in the range of about 300 to about 700 ml Canadian Standard Freeness Tester (CSF) and crosslinking the refined fibers. According to a preferred embodiment, after refining, the fibers are crosslinked with citric acid.
[0022]
Another embodiment of the present invention is a fiber cross-linked by at least one saturated dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, cycloalkyldicarboxylic acid, bifunctional monocarboxylic acid or amine carboxylic acid. A crosslinking aid such as oxalic acid may be present during the crosslinking reaction to improve the effect of the crosslinking agent. According to one preferred embodiment, the cellulosic fibers are further comminuted prior to crosslinking to make them stronger.
[0023]
Another embodiment is (a) crosslinking cellulose fibers using at least one crosslinking agent selected from saturated dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, cycloalkyl dicarboxylic acids, difunctional monocarboxylic acids and amine carboxylic acids. And (b) de-crosslinking the crosslinked cellulose fiber. Preferably, the crosslinking agent in this embodiment contains no more than 4 carbon atoms. Two preferred crosslinkers are oxalic acid and sodium chloroacetate. The crosslinkable fibers can be in sheet form, which facilitates transport. Further, the crosslinkable fibers can be recrosslinked by curing the decrosslinked cellulose fibers.
[0024]
Yet another embodiment of the present invention is an uptake layer, distribution layer or uptake distribution layer comprising the cellulose fibers of the present invention.
[0025]
Yet another embodiment is an absorbent core comprising cellulosic fibers. The absorbent core exhibits improved fluid flow characteristics into and through the core. According to one preferred embodiment, the absorber core comprises SAP particles and reversibly crosslinked fibers. The reversibly cross-linked fibers separate the SAP particles and provide a fluid flow path around the SAP particles from the wet area to the dry area of the absorbent core. In addition, reversibly crosslinked fibers promote the absorption of large amounts of urine (or other fluids) in a short period of time (eg, gushing). Once urine or other fluid enters the absorbent core, the crosslinked fibers begin to decrosslink. Decrosslinked fibers retain more urine and other fluids than fibers that remain permanently crosslinked. As a result, the absorbent core has an improved initial squirt volume as compared to an absorbent core containing conventional fluff fibers and is improved as compared to an absorbent core containing permanently crosslinked fibers. Has rewet performance.
[0026]
Yet another embodiment is an absorber structure comprising an uptake layer, distribution layer or uptake distribution layer of the invention and / or an absorber core of the invention. Preferably, the absorbent structure includes a top (uptake, distribution or uptake distribution) layer and a bottom (storage) layer that allows fluid communication with the top layer. The absorber structure exhibits superior distribution from the uptake and / or distribution layer to the storage layer as compared to conventional absorber structures.
[0027]
Still another embodiment is an absorbent article including the absorbent structure of the present invention.
[0028]
(Definition)
The term "capillary absorption-release cycle" (also known as the capillary sorption cycle or CSC) refers to the period during which liquid enters the absorber structure and subsequently drains fluid from the absorber structure. It refers to a method for measuring the relationship between the pore volume of the absorber structure and the capillary pressure. The capillary absorption-release cycle is a measure of the ability of the absorbent structure to attract, retain, and distribute fluid into the voids between the fibers of the absorbent structure. The absorber structure can be made to follow this cycle by systematically reducing and increasing the capillary pressure at short intervals, as shown in the method described in this example; "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", AA Burgeni. And C. Kapur, Textile Research Journal, 37: 356-366 (1967); and PK Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology 7, Chapter 11, pp. 63-65, Elsevier Science Publishers (1985). The contents of which are incorporated herein by reference.
[0029]
The term "median release pressure" as measured in a capillary absorption and release cycle refers to the water release capacity of a water-swollen cellulose fiber. For example, a cellulosic fiber sample that strongly retains water will exhibit a much higher median release pressure than a swollen cellulosic fiber sample that readily releases water. The median release pressure discussed herein is determined by the method described in the Examples of this application; "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", AA Burgeni and C. Kapur, Textile Research Journal, 37: 356-366 (1967) ); And PK Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology 7, Chapter 11, pp. 63-65, Elsevier Science Publishers (1985). The contents of which are incorporated herein by reference. This test method measures the ability of water-swollen cellulose fibers to retain water against hydrostatic pressure.
[0030]
The `` water retention value '' (WRV) of cellulose fibers is determined by the method described in TAPPI Useful Methods, UM 256 and PK Chatterjee, Absorbency, Textile Science and Technology Z, Chapter II, pp. 62-63, Elsevier Science Publishers (1985). Can be measured (both of which are incorporated herein by reference). The test measures the weight of water remaining in the sample after centrifuging the water-saturated cellulose fibers and expresses the amount as a weight percent based on the dry weight of the fibers. The WRV of cellulose fiber is related to its drainage capacity.
[0031]
Any "cellulosic fiber" known in the art, including any natural cellulosic fiber, such as from wood pulp, can be used as a starting material in the method of the present invention. Preferred cellulose fibers include digestive fibers such as kraft, pre-hydrolyzed kraft, soda, sulfite, chemi-thermal mechanical, and thermal mechanically-treated fibers derived from softwood, hardwood or cotton linters. It is not limited to these. More preferred cellulose fibers include, but are not limited to, kraft digested fibers (pre-hydrolyzed kraft digested fibers).
[0032]
In general, thick walled cellulose fibers are preferred because they are coarser and stiffer than similar thinner walled fibers. The fiber wall of the fiber is defined by the lumen of the fiber (ie, the hollow interior of the fiber) and the outer surface of the fiber. For example, since the fiber wall of the southern softwood is on average thicker than that of the northern softwood, fibers derived from the southern softwood are preferable. More preferably, the cellulosic fibers are derived from softwoods such as pine, fir and pine.
[0033]
Other suitable cellulosic fibers include those derived from African honeysuckle, bagasse, kemp, flax and other ligninous and cellulosic fiber sources. Cellulose fibers can be supplied in slurry or non-sheet or sheet form.
[0034]
The optimal fiber source utilized in the present invention will depend on the specific end use envisioned. Generally, the pulp fibers are preferably made by a chemical pulping process. Fully bleached, partially bleached and unbleached fibers can be used. Due to its superior brightness and appeal to consumers, it will often be desirable to utilize bleached pulp. For absorbent pads for paper towels, diapers and sanitary napkins, sanitary products and similar absorbent paper products, it is particularly preferred to use cellulose fibers derived from softwood pulp due to their particularly good absorption properties. .
[0035]
More preferred cellulosic fibers include, but are not limited to, bleached kraft pine pine fiber sold under Foley FlufffTM, which is available from Buckeye Technologies Inc. of Memphis, TN. .
[0036]
Cellulose fibers may have any fiber length. However, longer fibers typically produce crosslinked cellulosic fibers having lower release pressure and water retention values than those made from shorter fibers.
[0037]
(Refined crosslinked fiber)
Surprisingly and unexpectedly, when cellulosic fibers are refined and crosslinked, the resulting fibers have a low median release pressure and a low water retention value (WRV) as measured by the capillary absorption and release cycle. Was found. In addition, these fibers exhibit improved fluid drainage in the uptake and / or distribution layers as compared to similar fibers except that they are unrefined.
[0038]
Crosslinked cellulosic fibers have a median release pressure of 15 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle. Without being bound by a particular theory, the inventors believe that this property is the result of intra-fibrous cross-linking within the cellulosic fibers. More preferably, the cellulosic fibers of the present invention have a median release pressure of 14 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle; even more preferably, the fibers of the present invention have a median release pressure of 13 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle. More preferably, the fibers of the present invention as shown herein have a median release pressure of 12 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle.
[0039]
The refined and crosslinked cellulosic fibers typically have a WRV of no more than 45 percent; more preferably no more than 38 percent; even more preferably no more than 30 percent.
[0040]
Cellulose fibers can be produced by refining and crosslinking cellulosic fibers to about 300 to about 700 ml CSF freeness. According to one preferred embodiment, the starting cellulose fibers for refining are wet wraps. According to another preferred embodiment, the cellulosic fibers are bleached and / or brushed prior to refining. The refined fibers can be crosslinked by any method known in the art, for example, by reacting the fibers with a crosslinking agent.
[0041]
Fibers with improved median release pressure and water retention can be produced by first refining the fibers and then cross-linking the fibers with any of a variety of cross-linking agents. Suitable crosslinking agents include those described below and aliphatic and cycloaliphatic C Two ~ C 9 Other polycarboxylic acids, such as, but not limited to, polycarboxylic acids. In this application, "C Two ~ C 9 The term "polycarboxylic acid" refers to an organic acid that contains two or more carboxyl groups (COOH), and the chain or ring to which the carboxyl group is attached contains 2-9 carbon atoms. Carboxyl groups are not included in the number of carbon atoms in the chain or ring. For example, 1,2,3-propanetricarboxylic acid has a C containing three carboxyl groups. Three It will be considered a polycarboxylic acid. Also, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid is a C containing four carboxyl groups. Four It would be considered a polycarboxylic acid.
[0042]
C suitable for use as a cellulose crosslinking agent in the present invention Two ~ C 9 The polycarboxylic acids have at least 3, preferably more, carboxyl groups per molecule (if a carbon-carbon double bond is present in alpha, beta for one or both carboxyl groups), saturated or olefinic. Includes unsaturated aliphatic and cycloaliphatic acids. Furthermore, to be reactive in the esterification of cellulose hydroxyl groups, a given carboxyl group in an aliphatic cycloaliphatic polycarboxylic acid has another carboxyl group at least two carbon atoms and at most three carbon atoms. It is preferred to be separated from Without being bound by any particular theory, in order for the carboxyl group to be reactive, it must be able to form a 5- or 6-membered anhydride ring with a nearby carboxyl group in the polycarboxylic acid molecule. Seems necessary. If two carboxyl groups are separated by a carbon-carbon double bond or both are connected to the same ring, then if they interact in this way, the two carboxyl groups will be in cis configuration with respect to each other. Must.
[0043]
(New crosslinked fiber)
Another embodiment of the present invention provides a low-capillary absorption-release cycle measured with at least one saturated dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, cycloalkyldicarboxylic acid, bifunctional monocarboxylic acid or amine carboxylic acid. It is a cellulose fiber exhibiting a median release pressure and a low water retention value. These crosslinked fibers exhibit improved fluid drainage in the uptake and / or distribution layers and improved permeability in the absorbent core.
[0044]
Generally, these crosslinked cellulosic fibers have a median release pressure of 25 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle. Without being bound by a particular theory, it is believed that this property is the result of intra-fiber crosslinking within the cellulosic fibers.
[0045]
More preferably, the crosslinked cellulosic fibers have a median release pressure of less than or equal to 20 cm as measured in the capillary absorption and release cycle; even more preferably, the fibers of the present invention have a median release pressure of less than or equal to 18 cm as measured in the capillary absorption and release cycle. More preferably, the inventive fibers shown herein have a median release pressure of 15 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle; more preferably, the inventive fibers shown here have a capillary absorption and release It has a median discharge pressure of 14 cm or less as measured in the cycle; more preferably, the fibers of the present invention as shown herein have a median release pressure of 13 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle; more preferably The inventive fibers shown have a median release pressure of 12 cm or less as measured in the capillary absorption and release cycle. .
[0046]
Refined and crosslinked cellulosic fibers typically have a WRV of no more than 50 percent; more preferably no more than 45 percent; even more preferably no more than 38 percent; and even more preferably no more than 30 percent.
[0047]
Crosslinked cellulosic fibers generally have a saturation capacity (Burgeni et al. (Above); and Chatterjee et al. (Above)) measured by the procedure described in the Examples of the present application, which is equivalent to (g / g) saline per gram of sample. At least 10 grams. According to a preferred embodiment, the cross-linked cellulose fibers have a saturation capacity of at least 11, 12, 13, 14, or 15 g / g.
[0048]
The crosslinked cellulose fibers of the present invention are produced by crosslinking cellulose fibers with one or more crosslinkers of the present invention. The median release pressure and water retention of the crosslinked fibers can be reduced by refining the fibers prior to crosslinking. Further, to improve the effect of the crosslinking agent, the crosslinking reaction may be performed in the presence of one or more crosslinking aids of the present invention.
[0049]
(Refining)
Refining can be performed by any method known in the art, including mechanical refining. Pulp refining generally involves, but is not limited to, applying a load on fibers in the form of a water slurry. For example, the fibers can cut them, thereby reducing the average fiber length and refining. Alternatively, the fibers may be refined by rubbing the fibers together and against irregular surfaces under stress or pressure. This increases the external surface area of the fiber due to scoring and attrition of the surface. In addition, the load applied to the fibers during refining causes delamination of the inner walls and surfaces of the fibers. The result is a weakened fiber wall that absorbs more water and swells more than unrefined fibers. Refined fibers that are not dried are also more flexible than similar unrefined fibers that are not dried. Furthermore, drying the refined fibers into a sheet produces a sheet having greater strength and toughness than that produced by dry unrefined fibers.
[0050]
J. d'A.Clark, Pulp Technology and Treatment for Paper, 2nd Ed., Chapter 8, pp. 160-183, Chapter 12, pp. 277-305, Chapter 13, pp. 306-355, Chapter 14, pp. 356-407, Miller Freeman Pub., San Francisco (1985), including but not limited to the beating and fibrillating methods. A preferred method of refining cellulose fibers is fibrillation. Cellulose fibers can be refined using, for example, a disc refiner or a Valley refiner available from Valley Mill Corporation of Lee, Mass .. Refining is usually performed at ambient temperature and pressure. For example, cellulose fibers can be refined by passing an aqueous slurry of the cellulose fibers through a Valley beater at 15 minute intervals until the desired freeness is obtained.
[0051]
Generally, the fibers are wetted (ie, wetted) prior to refining. Nanogram did. According to one preferred embodiment, the cellulose fibers are bleached prior to refining.
[0052]
The cellulosic fibers are extensively refined to a freeness of about 300 to about 700 ml CSF, preferably to a freeness of about 500 to about 700 ml CSF. According to a preferred embodiment, the cellulose fibers are refined to a freeness of about 650 to about 700 CSF. The freeness of cellulose fibers discussed in this application is based on TAPPI method T-227.
[0053]
(Crosslinking)
Refined or unrefined cellulose fibers are strengthened by covalent crosslinks within the fibers. Preferably, the cellulosic fibers are wetted (ie, wetted) prior to reacting with the crosslinking agent and the crosslinking aid. Desirably, in some embodiments, the cellulose fiber is a never-dried cellulose fiber.
[0054]
The fibers are cross-linked by reacting them with a cross-linking agent and, optionally, a cross-linking aid of the present invention (eg, those described below). Preferably, the fibers are crosslinked in a highly twisted state. Normally the reaction process is under substantially unconstrained conditions, i.e. the individual fibers are free to move without interacting with neighboring fibers and are not under any substantial strain or pressure. Done in The fibers can be reacted with the crosslinking agent and optionally the crosslinking aid by curing in the presence of a crosslinking agent and optionally a crosslinking aid.
[0055]
Generally, the fibers are crosslinked by (i) mixing with a crosslinking agent and, optionally, a crosslinking aid, and (ii) curing the fibers under conditions sufficient to cause intrafiber crosslinking. Usually, an effective amount of a crosslinking agent and, optionally, a crosslinking aid to cause the formation of intra-fiber crosslinks is mixed with the cellulosic fibers. Preferably, an amount of crosslinking aid effective to increase the number or percentage of intra-fiber crosslinks formed by the reaction of the fiber with the crosslinking agent is mixed with the cellulose fibers. Generally, about 0.5 to about 40 mole percent, preferably about 1 to about 30 mole percent, of the crosslinker and coagent, calculated based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose, are mixed with the fiber. When the crosslinker is a dicarboxylic crosslinker, generally about 5 to about 21 mole percent of the crosslinker, calculated based on moles of cellulose anhydroglucose, is mixed with the fiber. Generally, from about 1.8 to about 9 mole percent of the co-agent, based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose, is mixed with the fiber. The mixture comprising the fibers and the crosslinker preferably comprises from about 5 to about 10% by weight of the crosslinker, based on the dry weight of the fibers.
[0056]
After the crosslinker is mixed with the fibers, the fibers are preferably separated and singulated, for example, by fluffing the fibers or by fluffing and disintegrating the fibers. Fiber separation minimizes cross-linking between fibers while maximizing intra-fiber cross-linking. Preferably, the fibers are cross-linked by formation of intra-fiber covalent bonds.
[0057]
Cellulose fibers supplied in wet wrap, dry wrap or other sheet form may be mechanically decomposed and separated into non-sheet forms. In the case of dry wrap, prior to mechanical degradation to plasticize the fiber and minimize fiber damage, e.g., 40% moisture (60% solids based on the total weight of fiber and water) It is advantageous to wet the fibers up to).
[0058]
If the crosslinking agent is applied to the fibers as an aqueous solution, the fibers are dried prior to curing. Preferably, the fibers are dried and cured to form intra-fiber crosslinks to remove any water in the fibers. Drying can be performed by any method known in the art. Drying is usually accomplished by heating the fibers to a temperature of about 50 ° C to about 225 ° C. Preferably, drying is performed at about 105 ° C to about 175 ° C. The fibers are usually dried to constant weight. Regardless of the temperature at which the fiber is dried, the fiber temperature in the drying process until all moisture evaporates from the fiber generally does not exceed 100 ° C. (the boiling point of water). As discussed in T. Lindstrom, Paper Structure and Properties, International Fiber and Technology Series 8, Chapter 5, pp 104-105, Marcel Dekker Inc., New York (1986), drying of cellulose fibers is typically Irreversibly reduces the swelling capacity of the fiber upon rewetting. This phenomenon is commonly called hornification. Without being bound by a particular theory, it is believed that the fibrils in the fiber wall bind together in the drying process, thereby reducing the size of the pores in the fiber wall. This makes the fibers stronger than the fibers before drying. A subsequent curing step promotes the formation of covalent bonds within the fiber, which fixes the firmness and positional relationship of the dried fiber.
[0059]
Curing is generally performed at a temperature sufficient to cause intra-fiber covalent bonding. Curing is generally performed at a temperature of about 105 ° C to about 225 ° C. Preferably, the cellulosic fibers are cured at a temperature of from about 150 ° C to about 190 ° C. More preferably, it is cured at a temperature from about 160 ° C to about 175 ° C. Curing can be performed for 15, 30, 45, or more minutes.
[0060]
According to one preferred embodiment, the fibers are contacted with an aqueous mixture of (i) a crosslinking agent, and optionally a co-agent, with an aqueous mixture comprising cellulose fibers, (ii) removing water from the aqueous mixture, (iii) The fibers are mechanically separated into substantially discrete forms, (iv) the fibers are dried, and (v) the fibers are reacted with a crosslinking agent to cause crosslinking in the fibers. Generally, step (ii) involves removing most of the water from the aqueous mixture. Preferably, sufficient water is removed from the aqueous mixture to obtain a mixture having about 40 to about 80% by weight solids based on 100% total weight of fiber and water. According to a more preferred embodiment, in step (ii), sufficient water is removed from the aqueous mixture to obtain a mixture having about 60% solids by weight based on 100% total weight of fiber and water. The water removal, separation and drying steps leave the fibers highly twisted. The twisted state is generally not permanently, but at least partially, permanently fixed by a crosslinking reaction.
[0061]
For example, the fibers may be crosslinked by the method described in U.S. Pat.No.5,190,563, which is incorporated herein by reference, replacing the crosslinker and coagent in the present invention with the crosslinker in U.S. Pat.No. 5,190,563. Good. In U.S. Pat.No. 5,190,563, cellulose fibers are C Two ~ C 9 Contact with a solution containing a polycarboxylic acid crosslinking agent. The fibers are then mechanically separated into substantially individual fiber forms, dried, and reacted with a crosslinking agent while maintaining substantially individual fiber forms to form intra-fiber crosslinks. The individualized cellulosic fibers are contacted with an effective amount of a cross-linking agent to cause the fibers to form intra-fiber cross-links. Preferably, from about 0.5 mole percent to about 6.0 mole percent of the crosslinker, calculated on the number of moles of cellulose anhydroglucose, is contacted with the fiber.
[0062]
If the crosslinker contains an amino or amine group to be reacted, the crosslinker is preferably activated prior to or simultaneously with the crosslinking reaction. As used herein, the term "activate" refers to modifying the cross-linking agent so that the nitrogen atom of the amino group or amine group becomes more reactive, that is, more reactive. The crosslinker may be activated by any method known in the art. For example, a crosslinking agent containing a nitrogen atom of an amine or an amino group may be activated by reacting it with nitrous acid.
[0063]
The fibers may be crosslinked in the presence of a reducing agent (antioxidant) that prevents the fibers from yellowing during the crosslinking reaction. Suitable reducing agents include, but are not limited to, hypophosphites such as sodium hypophosphite; sodium bisulfite; sodium phosphate; and any combination of any of these. The preferred reducing agent is sodium hypophosphite.
[0064]
Bleaching may be performed during or after the crosslinking reaction to improve the appearance of the fiber. For example, the fibers may be bleached by reacting with a bleach. Any bleach known in the art can be used. Suitable bleaches include, but are not limited to, hydrogen peroxide.
[0065]
For example, a bleach may be included in an aqueous solution containing a crosslinking agent applied to the fibers. Preferably, the aqueous solution of the fiber contains a sufficient amount of bleach such that the resulting mixture of the aqueous solution and the fiber contains about 2.5 to about 5% by weight bleach based on the dry weight of the fiber. .
[0066]
(Saturated dicarboxylic acid crosslinking agent)
The term "saturated dicarboxylic acid" refers to a dicarboxylic acid that contains no carbon-carbon double or triple bonds. Saturated dicarboxylic acids can include linear or branched aliphatic chains (ie, they are acyclic). Preferred saturated dicarboxylic acids are C Two ~ C 8 Including, but not limited to, saturated dicarboxylic acids. "C Two ~ C 8 The term "saturated dicarboxylic acids" refers to dicarboxylic acids having a total number of carbon atoms (including carboxyl group carbons) ranging from 2 to 8. C Two ~ C 8 Examples of saturated dicarboxylic acids include, but are not limited to, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, and suberic acid. Especially C Two ~ C 6 Saturated dicarboxylic acid and C Two ~ C Four Saturated dicarboxylic acids are preferred.
[0067]
According to one preferred embodiment, C Three ~ C 8 C such as saturated dicarboxylic acid Three The above saturated dicarboxylic acid is applied to a cellulose fiber together with a crosslinking aid such as oxalic acid.
[0068]
Another type of saturated dicarboxylic acid is a saturated hydroxy dicarboxylic acid. The term "saturated hydroxydicarboxylic acid" refers to a saturated dicarboxylic acid containing at least one hydroxyl group as a substituent. Suitable saturated hydroxy dicarboxylic acids include C Two ~ C 8 Include, but are not limited to, saturated hydroxydicarboxylic acids (ie, those containing 2-8 carbon atoms). Especially C Two ~ C 8 Saturated polyhydroxydicarboxylic acids are preferred. C Two ~ C 8 Examples of saturated polyhydroxydicarboxylic acids include, but are not limited to, tartaric acid, malic acid, sugar acids and mucus acids.
[0069]
(Aromatic dicarboxylic acid crosslinking agent)
The term "aromatic dicarboxylic acid" refers to an aromatic compound having the formula HOOC-R-COOH, where R is a substituted or unsubstituted phenyl group. As used herein, the term `` substituted '' refers to at least one of the following substituents (including but not limited to), hydroxyl, C 1 ~ C Four Alkoxy group, C 1 ~ C Four Includes alkyl, amino, halogen, and nitro.
[0070]
Preferred aromatic dicarboxylic acids have the formula:
Embedded image
Figure 2004523665
(Where R 1 , R Two , R Three And R Four Is independently hydrogen, hydroxyl, C 1 ~ C Four Alkoxy, C 1 ~ C Four Alkyl, amino, halogen, or nitro). The preferred aromatic dicarboxylic acid is phthalic acid.
[0071]
(Cycloalkyl dicarboxylic acid crosslinking agent)
The term “cycloalkyldicarboxylic acid” refers to a cycloalkyldicarboxylic acid that does not contain a carbon-carbon double bond in the α or β position relative to the carboxyl group. According to one embodiment, the cycloalkyl dicarboxylic acid has the formula:
Embedded image
Figure 2004523665
(Where R 6 , R 7 , R Ten And R 11 Is independently hydrogen, hydroxyl, halogen, C 1 ~ C Four Alkoxy, C 1 ~ C Four Alkyl, amino or nitro;
R 8 And R 9 Is independently hydrogen, halogen, C 1 ~ C Four Alkoxy, or C 1 ~ C Four Alkyl). The preferred cycloalkyldicarboxylic acid is 1,2,5,6-tetrahydrophthalic acid.
[0072]
(Bifunctional monocarboxylic acid crosslinking agent)
A “difunctional monocarboxylic acid” has (a) only one carboxyl group and (b) a functional group (which is not a carboxyl group) and can react with a carboxyl, carboxylic acid, amino, or hydroxyl group of a polymer Refers to organic acids. Preferably, the bifunctional monocarboxylic acid contains only two functional groups (ie, a carboxyl group and another functional group).
[0073]
Suitable bifunctional monocarboxylic acids include, but are not limited to, amino acids, haloacetates, hydroxymonocarboxylic acids, acid derivatives of hydroxymonocarboxylic acids (such as acid esters of hydroxymonocarboxylic acids).
[0074]
A preferred haloacetate is sodium chloroacetate. Without being bound by any particular theory, when an aqueous mixture of sodium chloroacetate and cellulose fibers is dried and cured, the reaction between the carbon of the sodium chloroacetate molecule containing chlorine and the cellulose hydroxyl groups forms an ether. Is believed. This etherification reaction releases hydrochloric acid molecules, which are immediately neutralized by the newly formed sodium salt of the cellulose-based acid. At higher temperatures, the acid is available for esterification of adjacent hydroxyl groups in the fiber, with the accompanying release of water. After ether and ester formation, sodium chloride remains as a by-product.
[0075]
Suitable hydroxycarboxylic acids and their acid derivatives include, but are not limited to, glycolic acid, methanesulfonic acid ester of glycolic acid, and paratoluenesulfonic acid ester of glycolic acid.
[0076]
(Amine carboxylic acid crosslinking agent)
Suitable amine carboxylic acid crosslinkers include, but are not limited to, primary, secondary and tertiary amines and aromatic amines. Preferred primary amines include, but are not limited to, amino acids. Particularly preferred are amino acids of the formula:
Embedded image
Figure 2004523665
(Where R 12 Is binding, C 1 ~ C 12 Alkyl or carboxyl group, hydroxyl group, C 1 ~ C Four Alkoxy, C 1 ~ C Four C substituted with alkyl, amino or nitro 1 ~ C 12 Which is an alkyl group).
[0077]
Preferred amino acids have the formula
Embedded image
Figure 2004523665
(Where R Five Is a linear or branched C 1 ~ C 8 But not limited to). According to a preferred embodiment, R Five Is C Two ~ C Four Alkyl. Examples of other suitable amino acids include, but are not limited to, aspartic acid and glutamic acid.
[0078]
Other suitable amine carboxylic acid crosslinkers include, but are not limited to, ethylenedinitriloacetic acid (EDTA).
[0079]
(Crosslinking aid)
The crosslinking aid of the present invention increases the effect of the crosslinking agent. A preferred crosslinking aid is oxalic acid. Without being bound by a particular theory, it is believed that oxalic acid (pKa = 1.23) serves as an acidic catalyst for the esterification of the crosslinker. Alternatively, oxalic acid may form a mixed anhydride with the crosslinker, which in turn may promote esterification of the cellulose fibers.
[0080]
(Reversibility of crosslinking)
Fibers crosslinked with the short crosslinkers of the present invention (i.e., those containing 4 carbon atoms (e.g., 3 or fewer carbon atoms), such as oxalic acid and sodium chloroacetate) are decrosslinkable; Moreover, it can be crosslinked later. Crosslinking of such fibers is generally substantially reversible, ie, at least about 50% by weight of the crosslinked fibers can be decrosslinked. According to one embodiment, at least about 60, 70, 80, 90, or 95% by weight of the crosslinked fibers can be decrosslinked.
[0081]
Crosslinked fibers can be decrosslinked by immersing them in water for a time sufficient for decrosslinking. Typically, the crosslinked fibers are soaked for about 0.5 to about 4 hours. According to a preferred embodiment, the fibers are soaked for about 2 hours. Crosslinked fibers can be decrosslinked by exposing them to a capillary absorption and release cycle as described in the Examples herein (Burgeni et al. (Supra) and Chatterjee et al. (Supra)).
[0082]
The fibers can be recrosslinked by drying or dry curing. This phenomenon was not observed with the covalently crosslinked fibers disclosed in US Pat. Nos. 5,137,537, 5,183,707 and 5,190,563.
[0083]
While not being bound by any particular theory, it is believed that as the crosslinked fibers absorb and swell, the crosslinked portion is pulled as the cellulose polymer chains split off to accommodate the absorbed water. I have. When the length of the cross-linking molecules is very short, such as fibers treated with oxalic acid or sodium chloroacetate (two carbon atoms separate hydroxyl groups on adjacent cellulose polymer chains), they swell. The strain in the fiber is sufficient to promote hydrolysis and fission of one of the two covalent bonds cross-linking the fiber. In contrast, citric acid cross-linked fibers such as those disclosed in U.S. Patent Nos. 5,137,537; Much longer (four or five carbon atoms separate the hydroxyl groups on adjacent cellulose polymer chains). Thus, the tension on the longer cross-linking molecules as the fibers absorb and swell is not sufficient to promote the cleavage of one of the cross-linking covalent bonds.
[0084]
Because the fibers of the present invention can be decrosslinked, they can be dried, transported, or stored in sheets instead of in bulk or packed form. This reduces shipping and storage costs. The fibers can be re-crosslinked at the destination or at any desired time, for example, by separate curing. Once the fibers have been recrosslinked, they can be integrated, for example, with the absorbent structure.
[0085]
The terms `` reversibly crosslinked fiber '' and `` reversibly crosslinked cellulosic fiber '' are used herein to refer to about 50, 60, 70, 80, 90, or 95% by weight of the crosslinked fiber in water. Approximately 50, 60, 70, 80, 90, or 95% of the decrosslinked fibers that have been decrosslinked in less than or equal to immersion for less than or equal to Refers to cellulose fibers.
[0086]
The reversibly crosslinked fibers of the present invention are particularly suitable for use in an absorbent core comprising superabsorbent polymer (SAP) particles. The crosslinked fibers separate the SAP particles and provide a fluid flow path around the SAP particles from the wet area to the dry area of the absorbent core. In addition, reversibly crosslinked fibers promote the absorption of large amounts of urine (or other fluids) in a short time (eg, eruption). Once urine or other fluid enters the absorbent core, the crosslinked fibers begin to decrosslink. According to one embodiment, most of the wet fibers are decrosslinked after 0.5-4.0 hours of exposure to urine and other fluids. The decrosslinked fibers retain and retain more urine and other fluids than the permanently crosslinked fibers. As a result, the absorbent core has an improved initial squirt volume as compared to an absorbent core containing conventional fluff fibers and is improved as compared to an absorbent core containing permanently crosslinked fibers. Has rewet performance.
[0087]
(Absorber structure)
The cellulosic fibers of the present invention can be incorporated into any disposable or non-disposable absorbent structure generally positioned or retained in close proximity to the body of a wearer for the purpose of absorbing and retaining body exudates. Such absorbent structures are widely used in disposable or non-disposable absorbent articles. Examples of disposable absorbent articles include, but are not limited to, infant diapers, adult incontinence products, discipline pants, sanitary napkins, and other feminine hygiene products. Examples of the absorbent structure that can incorporate the cellulose fiber of the present invention include International Publication WO98 / 47456, WO99 / 63906, WO99 / 63922, WO99 / 63923, WO99 / 63925, WO00 / 20095, WO00 / 38607, WO00 / 41882. , WO00 / 71790, and WO00 / 74620, and U.S. Patent No. 5,695,486, all of which are incorporated by reference herein, without limitation.
[0088]
(Intake distribution layer)
The cellulosic fibers of the present invention can be incorporated into an uptake, distribution or uptake-distribution layer. Such layers are commonly used in absorbent structures included in disposable absorbent articles. The uptake and / or distribution layer can be manufactured by any method known in the art and incorporated into an absorber structure. According to one embodiment, the absorber structure includes a top layer (which includes the uptake and / or distribution layers of the present invention) and a bottom storage layer (also known as an absorber core). The uptake and distribution layers may be a single layer or two separate layers (ie, the top acquisition layer and the distribution layer below it). The lower distribution layer quickly drains fluid from the intake layer and distributes the fluid to the storage layer.
[0089]
The uptake layer of the present invention usually comprises from about 90 to about 100% by weight of the cellulose fibers of the present invention, with the total weight of the uptake layer being 100%. The density of the intake layer is from about 0.04 to about 0.07 g / cm Three Up to a wide range.
[0090]
(Absorber core)
The cellulose fibers of the present invention can be incorporated into an absorbent core (also known as a storage layer). The absorber core may include any material known in the art that absorbs liquids. Suitable materials include fiber defibrated, loose, fuzzy, and / or batting or webs made of hydrophilic cellulose fibers or fibers of the present invention; superabsorbent polymer (SAP) particles, granules, Flakes or fibers (collectively particles); and any combination thereof. In general, SAP particles are able to absorb more weight of liquid than their own weight and significantly increase the absorption capacity of the absorber core without substantially increasing the bulk of the layer.
[0091]
The term superabsorbent polymer particles or SAP particles is intended to also include particulate superabsorbent polymers of any shape, including irregularly shaped granules, spherical particles (beads), powders, flakes, short fibers and other elongated particles . SAP usually refers to a water-soluble polymer that has been rendered substantially water-insoluble by crosslinking, but is generally capable of absorbing at least 10 times, preferably at least 15 times, its weight of saline. The SAP particles can be of any size or shape. Numerous examples of superabsorbent materials and methods of making them are described, for example, in U.S. Patent Nos. 4,102,340; 4,467,012; 4,950,264; 5,147,343; 5,328,935; 5,338,766; 5,372,766; 5,849,816; No. 5,859,077; and Re.32,649. Examples of suitable SAP particles include starch-graft copolymer copolymers such as hydrolyzed starch-acrylate graft copolymers; cross-linked carboxymethylcellulose and its derivatives; saponified acrylate-vinyl copolymers, neutralized Modified hydrophilic polyacrylates such as, but not limited to, cross-linked polyacrylic acid and cross-linked polyacrylate salts.
[0092]
Preferably, the SAP particles form a hydrogel by absorbing the fluid. More preferably, the SAP particles have high gel strength as measured by high gel volume or the shear modulus of the hydrogel. Such SAP particles usually contain relatively small amounts of polymeric material that can be extracted by contact with synthetic urine (so-called extractables). An example of such SAP particles is a starch-graft polyacrylate hydrogel available as IM1000® from Hoechst-Celanese, Portsmouth, VA. Other examples of hydrogels containing SAP particles include SANWET (TM) (available from Sanyo Chemical Industries, Japan); SUMIKA GEL (TM) (available from Sumitomo Chemical Co., Japan); Favor (TM) (Available from Stockhausen, Garyville, Louisiana); and those sold as ASAP ™ (available from BASF, Aberdeen, Mass.).
[0093]
According to one preferred embodiment, the absorbent core comprises (a) SAP particles and (b) fluff fibers, matrix fibers, fibers of the invention or any combination thereof. The fibers provide structural integrity to the absorbent core and provide a flow path for fluid to pass through the core.
[0094]
According to another embodiment, the absorbent core comprises from about 30% to about 70% by weight of the SAP particles and from about 70% to about 30% by weight of the present invention, based on 100% by total weight of the absorbent core. Of cellulose fibers. Generally, the volume density of the absorber core is about 0.15 to 0.25 g / cm Three Fluctuate up to
[0095]
According to yet another embodiment, the absorbent core comprises the SAP particles of the invention and reversibly crosslinked fibers. According to one preferred embodiment, the reversibly crosslinked fibers are crosslinked with oxalic acid, sodium chloroacetate or a mixture thereof. Generally, the absorbent core is from about 30% to about 70% by weight of the SAP particles and from about 70% to about 30% by weight of the reversibly crosslinked inventive particles of the present invention, with the total weight of the absorbent core being 100%. Including fibers. According to another preferred embodiment, the uptake and / or distribution layers and the absorber core comprise oxalic acid crosslinked fibers.
[0096]
The absorbent structure of the present invention can be incorporated into disposable and non-disposable absorbent articles such as diapers, adult incontinence pads and feminine hygiene products. The absorbent article comprises a liquid-permeable topsheet (the function of which is to pass fluid to the intake and / or distribution layer) on the uptake and / or distribution layer and a liquid-impermeable backsheet (the function of which is To retain fluid and prevent it from passing through the absorbent article and reaching the wearer's clothing of the absorbent article).
[0097]
According to one embodiment, the absorbent structure of the present invention is incorporated into a disposable infant diaper. This generally includes a front waistband region, a rear waistband region and a crotch region therebetween. Diaper structures generally include a liquid permeable topsheet, a liquid impervious backsheet, an absorbent structure, an elastic member and a securing tab. Representative designs for disposable diapers can be found, for example, in U.S. Patent Nos. 4,935,022 and 5,149,335.
[0098]
According to another embodiment, the absorbent structure of the present invention is incorporated into a feminine hygiene pad as disclosed in US Pat. No. 5,961,505.
[0099]
The following examples illustrate the invention but do not limit the invention. Unless otherwise indicated, all parts and percentages are given by weight. All crosslinkers, coagents, and other chemical reagents used in the examples are all available from Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin.
【Example】
[0100]
Capillary and discharge pressure and saturation capacity measurements
Capillary absorption and release pressures were measured by the procedure described in "Capillary Sorption Equilibria in Fiber Masses", AA Burgeni and C. Kapur, Textile Research Journal, 37: 356-366 (1967). The details of this operation are described below.
[0101]
0.75 g of individualized fiber sample is formed on a disc approximately 55-60 mm in diameter. The sample was placed in a 150 ml coarse frit Pyrex® glass funnel (Corning No. 36060, available from VWR, Suwanee, Georgia). Place enough weight on the sample to apply a pressure of 0.22 psi of a diameter comparable to the diameter of the sample. The bottom of the funnel was attached to an adapter with decreasing diameter, Tygon® tubing No.R-3603 (approximately 2 feet long) at one end of the adapter and 0.01 g at the other end Is mounted to connect to a reservoir on an electronic balance that can be measured. The tube is attached to the bottom side of the reservoir. The reservoir contains a 0.9% salt solution. The height of the salt solution in the reservoir is approximately one inch above the tube mounting location. With the funnel below the frit, fill the tubing with saline so that the frit is wet with the salt solution but does not come out above the frit. The column of salt solution from the reservoir to the frit is continuous so that the column does not contain air.
[0102]
The absorption cycle is as follows. Starting at a height of 20, 30, or 80 cm above the level of the saline solution in the reservoir, for example, the salt solution is absorbed into the sample and allowed to equilibrate to a steady state. Steady state is measured on an electronic balance below the well for 1 minute assuming no weight change of more than 0.04 g of saline. Once steady state is achieved, the sample is lowered to 5 cm close to the level of the saline solution in the well and held there until equilibrium is achieved. Lower the sample by another 5 cm and repeat this procedure. If the sample is in equilibrium at the same height as the saline surface of the reservoir, expose the sample to a release cycle by reversing the procedure (ie, moving the sample upward in 5 cm increments).
[0103]
The weight of saline in the sample when it is at the same level as the saline in the reservoir is the saturation capacity of the sample. Sample height (reported in cm) above the saline surface in the reservoir (reported in cm) at the 50% saturation volume in the downward (absorption) cycle and the upward (release median) curve (median release pressure). Is measured by extrapolation. Saturation capacity values are reported in the table as grams of saline per gram of sample.
[0104]
Examples 1 to 8
Examples 1 to 8 in Table 1 were produced as follows.
[0105]
Unrefined cellulose fiber (available as Foley Fluff (TM) from Buckeye Technologies Inc., Memphis, TN) having a freeness of 740 ml CSF is slurried in water and valley beater at ambient temperature and pressure. To obtain a suitable freeness. The fibers were centrifuged, separated by hand and air dried to 60% solids. The fibers were crosslinked with an appropriate concentration of citric acid (on a dry fiber basis) by spraying the fibers with an aqueous solution of citric acid of sufficient dilution to provide a sheet of 40% solids. The fibers were then air dried to 60% solids, fluffy, dried to constant weight, and heated at the temperature shown in Table 1 for an additional 30 minutes.
[0106]
The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fibers were measured. The water retention value of the cured cellulose fiber was measured by the operation described in TAPPI Useful Methods, UM256. Capillary absorption and discharge pressures were measured by the procedure described above.
[0107]
Table 1 shows the results.
[0108]
Comparative Example 9
Unrefined cellulose fibers having a freeness of 740 ml CSF (available as Foley Fluff ™ from Buckeye Technologies Inc. of Memphis, TN) were dried at 100 ° C. The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fiber were measured in the same manner as in Example 1.
[0109]
The results are shown in Table 1 below.
[0110]
Comparative Example 10
Unrefined cellulose fibers having a freeness of 740 ml CSF (available as Foley Fluff ™ from Buckeye Technologies Inc.) were sprayed with sufficient water to achieve 40% solids. The fiber was dried to 60% solids, brushed mechanically and dried at 150 ° C. to constant weight. The fiber was then heated at the same temperature for another 30 minutes. The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fiber were measured in the same manner as in Example 1.
[0111]
Table 1 shows the results.
[0112]
Comparative Example 11
Unrefined cellulose fibers with a freeness of 740 ml CSF (available as Foley Fluff ™ from Buckeye Technologies Inc.) are slurried and refined with a valley beater to a freeness of approximately 500 ml CSF did. The fibers were centrifuged, separated by hand, air-dried to 60% solids, and dried at 150 ° C. to constant weight. The fiber was then heated at 150 ° C. for another 30 minutes. The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fiber were measured in the same manner as in Example 1.
[0113]
Table 1 shows the results.
[0114]
Comparative Example 12
Unrefined cellulose fibers with a freeness of 740 ml CSF (available as Foley Fluff ™ from Buckeye Technologies Inc.) are slurried and refined with a valley beater to a freeness of approximately 500 ml CSF did. The fibers were centrifuged, separated by hand and air dried to 60% solids. When treated with citric acid, cellulose fibers were sprayed with aqueous sulfuric acid at pH 3 until the solids content was 40%, in order to bring the pH of the mixture of fibers and water to the same pH as observed in Example 1. The fiber was dried to 60% solids, brushed mechanically and dried at 150 ° C. to constant weight. The fiber was then heated at 150 ° C. for another 30 minutes. The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fiber were measured in the same manner as in Example 1.
[0115]
Table 1 shows the results.
[0116]
Comparative Example 13
Unrefined cellulose fibers (available from Buckeye Technologies Inc. as Foley Fluff®) having a freeness of 740 ml CSF are sprayed with a sufficiently diluted aqueous citric acid solution to give a sheet solids content of 40%. The fibers were crosslinked with 5% citric acid (dry fiber basis). The fiber was dried to 60% solids, brushed mechanically and dried at 150 ° C. to constant weight. The sheet was then heated at 150 ° C. for another 30 minutes. The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fiber were measured in the same manner as in Example 1.
[0117]
Table 1 shows the results.
[0118]
Comparative Example 14
The procedure of Comparative Example 13 was repeated except that the fibers were crosslinked with 10% citric acid instead of 5% citric acid. Table 1 shows the results.
[0119]
[Table 1]
Figure 2004523665
[0120]
The milled and crosslinked fibers, as shown in the results in Table 1, exhibited lower WRV and release pressures than unmilled but otherwise similar crosslinked fibers.
[0121]
Example 15
An aqueous slurry was prepared containing 2.75-3.25% by weight of the non-dried Foley Fluff ™ available from Buckeye Technologies Inc. The aqueous slurry was pumped through a Bauer Model No. 444, 24 "(about 61 cm) pump at ambient temperature and pressure with a Bauer Refiner plate No. A24313.
[0122]
The refiner was operated at 178 amps (178 amps) flow and a slurry flow rate of 255 gallons (969 liters) per minute. These conditions resulted in a load of 30-60 hp hours per ton of dry fiber (about 0.907 t) of fiber. The fiber produced had a freeness of 680 ml CSF.
[0123]
Desalination
The refined pulp slurry was pumped into a double bottom tank with a 2.75-3.25% consistency. During the stirring of the pulp slurry, sulfuric acid was added until a nominal pH of 2.0 was reached. After stirring for at least 10 minutes, the aqueous slurry was dewatered through a double bottom screen for a minimum of 3 hours. The slurry was then diluted with soft water sodium to a 2.0% consistency and the pH was adjusted to 4.5-5.0.
[0124]
Sheet formation
Pulp sheeting was performed using a paper machine available from Sandy Hill Corporation of Hudson Falls, NY. The declue (sheet width) was a maximum of 36 inches. A 2% pulp slurry was fed at a controlled rate into the white water silo through a stuff box and a basis weight valve. The silo temperature was increased to 130-150 ° F by direct steaming, and the slurry in the silo was diluted with white water to a consistency of 1.0-1.25%.
[0125]
The slurry was then fed to a paper machine head box and transferred onto a moving wire of a Fourdrinier section of the paper machine. Natural and vacuum assisted drainage was applied until the formed sheet exited the couch press at about 32% consistency. After sheet formation and prior to couch pressing, the wet sheet was trimmed with two jets of water to 24 inch decru. The fibrous sheet having a consistency of about 32% was then passed through two wet presses, which resulted in further moisture removal and densification of the sheet. After exiting the second wet press, the fiber sheet entered the first dryer section with approximately 48% consistency. In the first dryer section, the pulp sheet passed over 13 rotating steam cans at approximately 300-325 ° F. The pulp sheet then passed through eight rotating steam cans in the second dryer section and exited the dryer with a moisture content of 4-8%. The sheet was rolled into a roll with a decru of about 23 inches. The basis weight of the rolled sheet was approximately 0.126 pounds per square foot and the density was approximately 0.60 grams per cubic centimeter.
[0126]
Slitting
The pulp roll was wound onto a new core and slitted into smaller rolls (10 inches wide).
[0127]
Chemical treatment
The 10 inch wide pulp sheet was unwound from the roll and slowly passed through a puddle press. The paddle press nip was filled with aqueous citric acid and sodium hypophosphite. Sodium hypophosphite suppresses pulp darkening at high temperatures. The weight concentrations of citric acid and sodium hypophosphite in the flooded nip were approximately 14% and 7%, respectively. Through the paddle press, the sheet absorbed a sufficient amount of the aqueous solution to reach a water content of about 40%.
[0128]
Sheet disassembly and fluffing
Following the paddle press, the sheet was cut into smaller pieces through a shredder, pre-breaker and picker. The disintegrated pulp was then blown into the inlet of a Sunds Defibrator model 3784 RO Fluffer (available from Sundsvall AB, Sweden) with a gap value of 5.5 mm set. The luff was lumped to a mass of separated fibers, and fluff pulp was swept out of the RO Fluffer using a high velocity stream of hot air at approximately 380 ° F.
[0129]
Drying and curing
The hot air flow carrying the fluffed fibers from the RO Fluffer was further passed through a flash dryer using a fan to evaporate all or almost all of the moisture in the fibers. The dried pulp dropped onto the mechanical inlet conveyor to form a low bulky bulk bed on the conveyor. The fiber was then conveyed to a Proctor & Schwartz K16476 tunnel dryer available from Proctor & Schwartz, Inc. of Horsham, PA. The fluff fiber bed was heated and then cooled as it passed through the three rooms in the dryer by a series of thermal cycling airflows. In the first room, the bed temperature reached 325-330 ° F. In the second room, the bed temperature was increased to 385-390 ° F. In the third room, the bed temperature decreased to 355-360 ° F. The total time in the tunnel dryer was approximately 11.5 minutes.
[0130]
packing
The crosslinked fiber falls off the conveyor at the exit side of the tunnel dryer and travels to a baler model No. 3445 (available from the American Baler Company, Bellevue, Ohio), where it weighs approximately 70-80 pounds. Compressed into something.
[0131]
Example 16
The samples in Table 2 were manufactured as follows.
[0132]
Unrefined cellulose fibers having a freeness of 740 ml CSF, available as Foley Fluff (TM) from Buckeye Technologies Inc. (Memphis, TN), were made into aqueous slurries and Bauer Model No. , 24 "(approx. 61 cm) pump and refined to a suitable freeness. In some cases, the fibers were washed with dilute sulfuric acid (pickling) to remove inorganic components. And dried.
[0133]
One sheet was submerged in a tray containing a solution of the crosslinker and oxalic acid. The piece of paper was then turned upside down and submerged in a second solution of the crosslinker and oxalic acid. These solutions together contained 10% crosslinker (dry fiber basis) and 5% oxalic acid (dry fiber basis). The solution had sufficient dilutability to make the paper pieces 40% solids. The piece of paper was placed in a sealed polyethylene bag for one hour. The fiber was air-dried to 60% solids, fluffed, dried to constant weight and heated at 175 ° C. for an additional 30 minutes.
[0134]
The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fibers were measured. The water retention value of the cured cellulose fiber was measured by the operation described in TAPPI Useful Methods, UM256. Capillary absorption and release pressures were measured by the procedure described above.
[0135]
Table 2 shows the results.
[0136]
[Table 2]
Figure 2004523665
[0137]
Example 17
The samples in Table 3 were manufactured as follows.
[0138]
Unrefined cellulose fibers having a freeness of 740 ml CSF, available as Foley Fluff (TM) from Buckeye Technologies Inc. (Memphis, TN), were made into aqueous slurries and Bauer Model No. , 24 "(approximately 61 cm) pump and refined until adequate freeness was achieved. The refined fibers were sheeted and dried. If the fibers were wet wrap, they were then centrifuged.
[0139]
One sheet was submerged in a tray containing a solution of the crosslinking agent, sodium hypophosphite (and optionally oxalic acid). The piece of paper was then turned upside down and submerged in a second solution of the crosslinking agent, sodium hypophosphite (and optionally oxalic acid). These solutions together contained 10% crosslinker (dry fiber basis), 5% sodium hypophosphite (dry fiber basis) and 1% oxalic acid (dry fiber basis). The solution had sufficient dilutability to make the paper pieces 40% solids. The piece of paper was placed in a sealed polyethylene bag for one hour. The fiber was air-dried to 60% solids, fluffed, dried to constant weight and heated at 175 ° C. for an additional 30 minutes.
[0140]
The water retention value, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure of the cured cellulose fibers were measured. The water retention value of the cured cellulose fiber was measured by the operation described in TAPPI Useful Methods, UM256. Capillary absorption and release pressures were measured by the procedure described above.
[0141]
Table 3 shows the results.
[0142]
[Table 3a]
Figure 2004523665
[Table 3b]
Figure 2004523665
[Table 3c]
Figure 2004523665
[0143]
Example 18
The samples described in Table 4 below were produced as follows.
[0144]
Stock solutions of the crosslinker and coagent identified in Table 4 were prepared by dissolving the amounts of crosslinker and coagent shown in the table in 22.5 g of distilled water.
[0145]
The samples were treated with the appropriate solution as follows. 15 g (dry basis) of a sheeted unrefined cellulose fiber sample with a freeness of 740 ml CSF available as Foley Fluff (TM) from Buckeye Technologies Inc. (Memphis, TN) containing crosslinker and coagent Treated with the appropriate stock solution. This reduced the fiber content of the mixture to 40% solids. The mixture was placed in a closed container at ambient temperature for 60 minutes and then air-dried to 60% solids. The fibers were separated mechanically, singulated, fluffed in a laboratory flicker and dried in a forced air oven at 175 ° C. to constant weight. The fibers were cured at the same temperature for 30 minutes.
[0146]
Controls were made as follows. A sheeted unrefined cellulose fiber sample having a freeness of 740 ml CSF, available as Foley Fluff ™ from Buckeye Technologies Inc. (Memphis, TN), was diluted with water to 40% solids. The pH of the mixture was adjusted to pH 3 with sulfuric acid. The stock solution applied to the fibers in the above procedure was typically 3. The mixture was then placed in a closed vessel at ambient temperature for 60 minutes and then air dried to 60% solids. The fibers were separated mechanically, singulated, fluffed in a laboratory flicker and dried in a forced air oven at 175 ° C. to constant weight. The fibers were cured at the same temperature for 30 minutes.
[0147]
Fiber was obtained from the uptake distribution layer of Pampers® disposable diapers (available from Proctor and Gamble, Cincinnati, Ohio) and used as a second control.
[0148]
The fiber water retention, saturation capacity, capillary absorption pressure and capillary discharge pressure were measured. The water retention value of the cellulose fiber was measured by the operation described in TAPPI Useful Methods, UM256. Capillary absorption and release pressures were measured by the procedure described above.
[0149]
Table 4 shows the results.
[0150]
[Table 4a]
Figure 2004523665
[Table 4b]
Figure 2004523665
[Table 4c]
Figure 2004523665
[0151]
Example 19
A crosslinked fiber sample was prepared by the method described in Example 18 using 1.5 g of sodium chloroacetate. A second sample was prepared using 1.5 g of oxalic acid instead of sodium chloroacetate.
[0152]
For comparative purposes, a sample of crosslinked fiber was prepared by the procedure in Example 18 using a stock solution containing 10% by weight citric acid.
[0153]
The sample was subjected to a first capillary absorption and release cycle according to the above procedure. The sample was then subjected to a second capillary absorption and release cycle with the same procedure. The absorption and release pressures observed for both cycles are shown in Table 5 below.
[0154]
This test was repeated with the decrosslinked Foley Fluff ™ fiber.
[0155]
[Table 5]
Figure 2004523665
[0156]
Example 20
The sample described in Example 19 was prepared and subjected to two cycles of capillary absorption and release. The sample was dried overnight in a 105 ° C. forced air oven. Alternatively, samples were dried at 105 ° C. to constant weight and heated (cured) at 175 ° C. for another 30 minutes. The saturation capacity of the sample and the absorption and release pressure were measured.
[0157]
Table 6 shows the results.
[0158]
[Table 6]
Figure 2004523665
[0159]
Example 21
Chemical treatment
An aqueous solution of oxalic acid and sodium hypophosphite was prepared by mixing 151 pounds of a 10% by weight oxalic acid solution, 15 pounds of a 50% by weight sodium hypophosphite solution and 1 pound of water.
[0160]
A 10 inch wide pulp sheet available from Buckeye Technologies Inc. as Foley Fluff ™ was unwound from the roll and passed slowly through a paddle press. The paddle press nip was filled with an aqueous solution of oxalic acid and sodium hypophosphite. Sodium hypophosphite suppresses pulp darkening at high temperatures. Through the paddle press, the sheet absorbed a sufficient amount of the aqueous solution to reach a water content of about 47% (100% of the total weight of the dry fiber). The treated sheet contained 10% by weight of oxalic acid and 5% of sodium hypophosphite (100% of the total weight of the dry fiber).
[0161]
Sheet disassembly and fluffing
Following the paddle press, the sheet was cut into smaller pieces through a shredder, pre-breaker and picker. The disintegrated pulp was then blown into the inlet of a Sunds Defibrator model 3784 RO Fluffer (available from Sundsvall AB, Sweden) with a gap value of 5.5 mm set. The luff was lumped to a mass of separated fibers, and fluff pulp was swept out of the RO Fluffer using a high velocity stream of hot air at approximately 380 ° F.
[0162]
Drying and curing
The hot air flow carrying the fluffed fibers from the RO Fluffer was further passed through a flash dryer using a fan to evaporate any moisture in the fibers. The dried pulp dropped onto the mechanical inlet conveyor to form a low density bulky "bed" on the conveyor. The fiber was then conveyed to a Proctor & Schwartz K16476 tunnel dryer available from Proctor & Schwartz, Inc. of Horsham, PA. The fluff fiber bed was heated and then cooled as it passed through the three rooms in the dryer by a series of thermal cycling airflows. In the first room, the bed temperature reached 330-340 ° F. In the second room, the bed temperature was increased to 375-385 ° F. In the third room, the bed temperature decreased to 355-360 ° F. After three heating zones, the fiber bed was finally passed through an insulated chamber (1 chamber) without further heating. The total time in the tunnel dryer was approximately 11.5 minutes.
[0163]
packing
The crosslinked fibers fall off the conveyor at the exit side of the tunnel dryer and are transferred to a baler model no. Compressed into packing.
[0164]
All documents referred to herein are incorporated herein. Inconsistent parts between the present specification and the literature shall be governed by the language of the disclosure of the present application.

Claims (138)

毛管吸収放出サイクルにおける測定で15cm以下の放出圧中央値を有するセルロース繊維。Cellulose fibers having a median release pressure of 15 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle. 14cm以下の放出圧中央値を有する、請求項1に記載のセルロース繊維。2. The cellulose fiber according to claim 1, having a median release pressure of 14 cm or less. 13cm以下の放出圧中央値を有する、請求項1に記載のセルロース繊維。2. The cellulose fiber according to claim 1, having a median release pressure of 13 cm or less. 12cm以下の放出圧中央値を有する、請求項1に記載のセルロース繊維。2. The cellulose fiber according to claim 1, having a median release pressure of 12 cm or less. 45パーセント以下の保水値を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulosic fiber according to any one of claims 1 to 4, having a water retention value of 45 percent or less. 38パーセント以下の保水値を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセルロース繊維。5. Cellulose fiber according to any one of the preceding claims, having a water retention value of 38% or less. 30パーセント以下の保水値を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber according to any one of claims 1 to 4, having a water retention value of 30% or less. セルロース繊維が架橋されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber according to any one of claims 1 to 7, wherein the cellulose fiber is cross-linked. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロース繊維を含む、取込み分配層。An uptake distribution layer comprising the cellulose fibers according to any one of claims 1 to 8. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロース繊維を含む、取込み層。An uptake layer comprising the cellulose fibers of any one of claims 1 to 8. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロース繊維を含む、分配層。A distribution layer comprising the cellulose fibers according to any one of claims 1 to 8. (a)毛管吸収放出サイクルにおける測定で15cm以下の放出圧中央値を有するセルロース繊維を含む最上層;および
(b)SAP粒子を含む最下層を含み、第2層が第1層と流体の流通可能である吸収体構造。
(a) a top layer comprising cellulose fibers having a median release pressure of 15 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle; and
(b) An absorber structure including a lowermost layer containing SAP particles, wherein the second layer is capable of flowing fluid with the first layer.
セルロース繊維が14cm以下の放出圧中央値を有する、請求項12に記載の吸収体構造。13. The absorbent structure according to claim 12, wherein the cellulose fibers have a median emission pressure of 14 cm or less. セルロース繊維が13cm以下の放出圧中央値を有する、請求項13に記載の吸収体構造。14. The absorbent structure according to claim 13, wherein the cellulose fibers have a median emission pressure of 13 cm or less. セルロース繊維が12cm以下の放出圧中央値を有する、請求項14に記載の吸収体構造。15. The absorbent structure according to claim 14, wherein the cellulosic fibers have a median emission pressure of 12 cm or less. セルロース繊維が45パーセント以下の保水値を有する、請求項12〜15のいずれか一項に記載の吸収体構造。The absorbent structure according to any one of claims 12 to 15, wherein the cellulosic fibers have a water retention value of 45 percent or less. セルロース繊維が38パーセント以下の保水値を有する、請求項12〜15のいずれか一項に記載の吸収体構造。16. The absorbent structure according to any one of claims 12 to 15, wherein the cellulosic fibers have a water retention value of 38 percent or less. セルロース繊維が30パーセント以下の保水値を有する、請求項12〜15のいずれか一項に記載の吸収体構造。The absorbent structure according to any one of claims 12 to 15, wherein the cellulosic fibers have a water retention value of 30% or less. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のセルロース繊維を含む、吸収体構造。An absorbent structure comprising the cellulose fiber according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の取込み分配層を含む、吸収体構造。An absorber structure comprising the uptake distribution layer according to claim 9. 請求項10に記載の取込み層を含む、吸収体構造。An absorber structure comprising the uptake layer according to claim 10. 請求項11に記載の分配層を含む、吸収体構造。An absorber structure comprising the distribution layer according to claim 11. (a)濾水度が約300から約700mlCSFとなるようにセルロース繊維を精砕する工程;および(b)精砕セルロース繊維を架橋する工程を含む、セルロース繊維の製造方法。A method for producing cellulose fibers, comprising: (a) refining cellulose fibers to have a freeness of about 300 to about 700 ml CSF; and (b) cross-linking the refined cellulose fibers. 工程(a)で精砕されるセルロース繊維がウェット・ラップである、請求項23に記載の方法。24. The method according to claim 23, wherein the cellulosic fibers refined in step (a) are wet wraps. 工程(a)でセルロース繊維を濾水度が約500から約700mlCSFになるまで精砕する、請求項23に記載の方法。24. The method of claim 23, wherein in step (a), the cellulose fibers are refined to a freeness of about 500 to about 700 ml CSF. 工程(a)でセルロース繊維を濾水度が約650から約700mlCSFになるまで精砕する、請求項25に記載の方法。26. The method of claim 25, wherein in step (a) the cellulose fibers are refined to a freeness of about 650 to about 700 ml CSF. 工程(b)が
(i)精砕されたセルロース繊維を架橋剤と混合すること;および
(ii)混合物中のセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項23に記載の方法。
Step (b) is
(i) mixing the refined cellulose fibers with a crosslinking agent; and
24. The method of claim 23, comprising (ii) curing the cellulose fibers in the mixture.
工程(b)が
(i)精砕されたセルロース繊維を架橋剤と混合すること;
(ii)混合物中のセルロース繊維をけば立てること;および
(iii)混合物中でセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項23に記載の方法。
Step (b) is
(i) mixing the refined cellulose fibers with a crosslinking agent;
(ii) fluffing the cellulose fibers in the mixture; and
24. The method of claim 23, comprising (iii) curing the cellulosic fibers in the mixture.
工程(b)(iii)がセルロース繊維を乾燥させ、乾燥したセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, wherein step (b) (iii) comprises drying the cellulose fibers and curing the dried cellulose fibers. 硬化が約150℃から約175℃の範囲の温度で実行される、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, wherein curing is performed at a temperature ranging from about 150C to about 175C. 請求項23〜29のいずれか一項に記載の方法によって製造される、セルロース繊維。Cellulose fiber produced by the method according to any one of claims 23 to 29. (a)請求項23〜29のいずれか一項に記載の方法によってセルロース繊維を製造する工程;および
(b)このセルロース繊維を吸収体構造に一体化する工程を含む、吸収体構造の製造方法。
(a) producing a cellulose fiber by the method according to any one of claims 23 to 29; and
(b) A method for producing an absorbent structure, comprising a step of integrating the cellulose fibers into the absorbent structure.
飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸およびアミンカルボン酸から選択される少なくとも1種類の架橋剤により架橋され、且つ毛管吸収放出サイクルにおける測定で25cm以下の放出圧中央値を有する、セルロース繊維。Crosslinked by at least one crosslinking agent selected from saturated dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids, cycloalkyldicarboxylic acids, difunctional monocarboxylic acids and amine carboxylic acids, and release of 25 cm or less as measured in a capillary absorption / release cycle Cellulose fibers having a median pressure. 飽和ジカルボン酸が2〜8個の炭素原子を有する、請求項33に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber of claim 33, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 8 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が2〜6個の炭素原子を有する、請求項34に記載のセルロース繊維。35. The cellulosic fiber of claim 34, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 6 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が2〜4個の炭素原子を有する、請求項35に記載のセルロース繊維。36. The cellulosic fiber of claim 35, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 4 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項34に記載のセルロース繊維。35. The cellulose fiber of claim 34, wherein the saturated dicarboxylic acid is selected from oxalic, malonic, succinic, glutaric, adipic, pimelic, suberic, and any combination thereof. 飽和ジカルボン酸が、飽和ヒドロキシカルボン酸である、請求項33に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber according to claim 33, wherein the saturated dicarboxylic acid is a saturated hydroxycarboxylic acid. 飽和ヒドロキシカルボン酸が、2〜8個の炭素原子を有する、請求項38に記載のセルロース繊維。39. The cellulosic fiber of claim 38, wherein the saturated hydroxy carboxylic acid has 2 to 8 carbon atoms. 飽和ヒドロキシジカルボン酸が、グリコール酸、酒石酸、リンゴ酸、糖酸、粘液酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項39に記載のセルロース繊維。40. The cellulosic fiber of claim 39, wherein the saturated hydroxy dicarboxylic acid is selected from glycolic acid, tartaric acid, malic acid, sugar acid, mucus acid, and any combination thereof. 芳香族ジカルボン酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R1、R2、R3およびR4は独立して水素、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノ、ハロゲン、またはニトロである)を有する、請求項33に記載のセルロース繊維。
The aromatic dicarboxylic acid has the following formula:
Figure 2004523665
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen, hydroxyl, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, amino, halogen, or nitro. Item 34. The cellulose fiber according to item 33.
芳香族ジカルボン酸がフタル酸である、請求項41に記載のセルロース繊維。42. The cellulose fiber according to claim 41, wherein the aromatic dicarboxylic acid is phthalic acid. シクロアルキルジカルボン酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R6、R7、R10およびR11は独立して水素、水酸基、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノまたはニトロであり;
R8およびR9は独立して水素、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、またはC1〜C4アルキルである)を有する、請求項33のセルロース繊維。
The cycloalkyldicarboxylic acid has the following formula:
Figure 2004523665
Wherein R 6 , R 7 , R 10 and R 11 are independently hydrogen, hydroxyl, halogen, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, amino or nitro;
R 8 and R 9 have hydrogen, halogen, a C 1 -C 4 alkoxy, or C 1 -C 4 alkyl) independently, cellulose fibers of claim 33.
シクロアルキルジカルボン酸が1,2,5,6-テトラヒドロフタル酸である、請求項43に記載のセルロース繊維。44. The cellulose fiber according to claim 43, wherein the cycloalkyl dicarboxylic acid is 1,2,5,6-tetrahydrophthalic acid. 2官能性モノカルボン酸が、ハロ酢酸塩、ヒドロキシモノカルボン酸、ヒドロキシモノカルボン酸の酸誘導体、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項33に記載のセルロース繊維。34. The cellulose fiber of claim 33, wherein the bifunctional monocarboxylic acid is selected from haloacetates, hydroxymonocarboxylic acids, acid derivatives of hydroxymonocarboxylic acids, and any combination thereof. ハロ酢酸塩がクロロ酢酸ナトリウムである、請求項45に記載のセルロース繊維。46. The cellulose fiber of claim 45, wherein the halo acetate is sodium chloroacetate. アミンカルボン酸がアミノ酸である、請求項33に記載のセルロース繊維。34. The cellulose fiber according to claim 33, wherein the amine carboxylic acid is an amino acid. アミノ酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R12は結合、C1〜C12アルキルまたは1個または複数のカルボキシル基、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノおよびニトロで置換されたC1〜C12アルキル基である)を有する、請求項47に記載のセルロース繊維。
The amino acid has the formula:
Figure 2004523665
(Wherein, R 12 is a bond, C 1 -C 12 alkyl or one or more carboxyl, hydroxyl, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, C 1 ~ substituted by amino and nitro having a C 12 alkyl group), cellulose fibers of claim 47.
アミノ酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R5は線状または分岐鎖のC1〜C8アルキルである)を有する、請求項47に記載のセルロース繊維。
The amino acid has the formula:
Figure 2004523665
(Wherein, R 5 is C 1 -C 8 alkyl linear or branched) having, cellulose fibers of claim 47.
R5がC2〜C4アルキルである、請求項49に記載のセルロース繊維。R 5 is C 2 -C 4 alkyl, cellulose fibers of claim 49. アミノ酸が、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項47に記載のセルロース繊維。50. The cellulosic fiber of claim 47, wherein the amino acid is selected from aspartic acid, glutamic acid, and any combination thereof. アミンカルボン酸がエチレンジニトリロテトラ酢酸である、請求項33に記載のセルロース繊維。34. The cellulose fiber according to claim 33, wherein the amine carboxylic acid is ethylene dinitrilotetraacetic acid. セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約5から約21モルパーセントの架橋剤で架橋された、請求項33〜52のいずれか一項に記載のセルロース繊維。53. The cellulosic fiber of any one of claims 33 to 52, wherein the cellulosic fiber is cross-linked with about 5 to about 21 mole percent of a cross-linking agent, calculated based on moles of cellulose anhydrous glucose. セルロース繊維が架橋助剤の存在下に架橋された、請求項33〜53のいずれか一項に記載のセルロース繊維。54. The cellulose fiber according to any one of claims 33 to 53, wherein the cellulose fiber has been crosslinked in the presence of a crosslinking aid. 架橋助剤と架橋剤が異なる、請求項54に記載のセルロース繊維。55. The cellulose fiber according to claim 54, wherein the crosslinking aid and the crosslinking agent are different. 架橋助剤がシュウ酸である、請求項54または55に記載のセルロース繊維。56. The cellulose fiber according to claim 54 or 55, wherein the crosslinking aid is oxalic acid. セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約1.8から約9モルパーセントの架橋助剤の存在下に架橋された、請求項54〜56のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber of any one of claims 54 to 56, wherein the cellulose fiber has been crosslinked in the presence of about 1.8 to about 9 mole percent of a crosslinking aid, calculated based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose. . セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約0.5から約40モルパーセントの架橋剤および架橋助剤で架橋された、請求項54〜57のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulosic fiber of any one of claims 54 to 57, wherein the cellulosic fiber is cross-linked with about 0.5 to about 40 mole percent of a cross-linking agent and a cross-linking aid, calculated based on the number of moles of cellulose anhydroglucose. . セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約1から約30モルパーセントの架橋剤および架橋助剤で架橋された、請求項54〜58のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber of any one of claims 54 to 58, wherein the cellulose fiber is cross-linked with about 1 to about 30 mole percent of a cross-linking agent and a cross-linking aid, calculated based on moles of cellulose anhydrous glucose. . セルロース繊維が木材パルプに由来する、請求項33〜59のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber according to any one of claims 33 to 59, wherein the cellulose fiber is derived from wood pulp. セルロース繊維が架橋に先立って精砕されている、請求項33〜60のいずれか一項に記載のセルロース繊維。The cellulose fiber according to any one of claims 33 to 60, wherein the cellulose fiber has been refined prior to crosslinking. セルロース繊維が架橋に先立ち約300から約700mlCSFの濾水度に精砕される、請求項61に記載のセルロース繊維。62. The cellulosic fiber of claim 61, wherein the cellulosic fiber is refined to a freeness of about 300 to about 700 ml CSF prior to crosslinking. セルロース繊維が架橋に先立ち約500から約700mlCSFの濾水度に精砕される、請求項62に記載のセルロース繊維。63. The cellulosic fiber of claim 62, wherein the cellulosic fiber is refined to a freeness of about 500 to about 700 ml CSF prior to crosslinking. セルロース繊維が架橋に先立ち約650から約700mlCSFの濾水度に精砕される、請求項63に記載のセルロース繊維。64. The cellulosic fiber of claim 63, wherein the cellulosic fiber is refined to a freeness of about 650 to about 700 ml CSF prior to crosslinking. セルロース繊維が約105から約225℃の温度で硬化された、請求項33〜64のいずれか一項に記載のセルロース繊維。65. The cellulosic fiber of any one of claims 33 to 64, wherein the cellulosic fiber has been cured at a temperature of from about 105 to about 225 <0> C. セルロース繊維が約150から約190℃の温度で硬化された、請求項65に記載のセルロース繊維。66. The cellulosic fiber of claim 65, wherein the cellulosic fiber has been cured at a temperature of from about 150 to about 190 <0> C. セルロース繊維が約160から約175℃の温度で硬化された、請求項66に記載のセルロース繊維。67. The cellulosic fiber of claim 66, wherein the cellulosic fiber has been cured at a temperature of from about 160 to about 175 <0> C. セルロース繊維が還元剤の存在下に硬化された、請求項33〜67のいずれか一項に記載のセルロース繊維。68. The cellulose fiber according to any one of claims 33 to 67, wherein the cellulose fiber has been cured in the presence of a reducing agent. 還元剤が次亜燐酸塩である、請求項68に記載のセルロース繊維。69. The cellulosic fiber of claim 68, wherein the reducing agent is hypophosphite. 還元剤が次亜燐酸ナトリウムである、請求項69に記載のセルロース繊維。70. The cellulose fiber according to claim 69, wherein the reducing agent is sodium hypophosphite. セルロース繊維の保水値が50パーセント以下である、請求項33〜70のいずれか一項に記載のセルロース繊維。71. The cellulose fiber according to any one of claims 33 to 70, wherein the water retention value of the cellulose fiber is 50% or less. セルロース繊維の保水値が45パーセント以下である、請求項71に記載のセルロース繊維。72. The cellulose fiber of claim 71, wherein the water retention value of the cellulose fiber is 45 percent or less. セルロース繊維の保水値が38パーセント以下である、請求項72に記載のセルロース繊維。73. The cellulose fiber of claim 72, wherein the water retention value of the cellulose fiber is 38 percent or less. セルロース繊維の保水値が30パーセント以下である、請求項73に記載のセルロース繊維。74. The cellulose fiber according to claim 73, wherein the water retention value of the cellulose fiber is 30% or less. 毛管吸収放出サイクルにおける測定で20cm以下の放出圧中央値を有する、請求項33〜74のいずれか一項に記載のセルロース繊維。75. The cellulose fiber of any one of claims 33 to 74, having a median release pressure of 20 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle. 毛管吸収放出サイクルにおける測定で18cm以下の放出圧中央値を有する、請求項75に記載のセルロース繊維。76. The cellulose fiber of claim 75 having a median release pressure of 18 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle. 毛管吸収放出サイクルにおける測定で15cm以下の放出圧中央値を有する、請求項76に記載のセルロース繊維。77. The cellulose fiber of claim 76 having a median release pressure of 15 cm or less as measured in a capillary absorption and release cycle. 架橋が実質的に可逆的である、請求項33〜77のいずれか一項に記載のセルロース繊維。78. The cellulosic fiber of any one of claims 33 to 77, wherein crosslinking is substantially reversible. 架橋剤がシュウ酸であり、架橋が実質的に可逆的である、請求項33〜78のいずれか一項に記載のセルロース繊維。79. Cellulose fiber according to any one of claims 33 to 78, wherein the crosslinking agent is oxalic acid and the crosslinking is substantially reversible. 請求項33〜79のいずれか一項に記載のセルロース繊維を脱架橋する工程により製造される、脱架橋されたセルロース繊維。A decrosslinked cellulose fiber produced by the step of decrosslinking a cellulose fiber according to any one of claims 33 to 79. 架橋剤が4個以下の炭素原子を含む、請求項80の脱架橋されたセルロース繊維。81. The decrosslinked cellulose fiber of claim 80, wherein the crosslinker contains no more than 4 carbon atoms. 架橋剤がシュウ酸である、請求項81に記載の脱架橋されたセルロース繊維。83. The decrosslinked cellulose fiber of claim 81, wherein the crosslinking agent is oxalic acid. 架橋剤がクロロ酢酸ナトリウムである、請求項81に記載の脱架橋されたセルロース繊維。83. The decrosslinked cellulose fiber of claim 81, wherein the crosslinking agent is sodium chloroacetate. 脱架橋工程がセルロース繊維を水に浸漬することを含む、請求項80〜83のいずれか一項に記載の脱架橋されたセルロース繊維。84. The decrosslinked cellulose fiber of any one of claims 80 to 83, wherein the decrosslinking step comprises immersing the cellulose fiber in water. 脱架橋工程がセルロース繊維を約0.5から約4時間、水に浸漬することを含む、請求項84に記載の脱架橋されたセルロース繊維。85. The decrosslinked cellulose fiber of claim 84, wherein the decrosslinking step comprises immersing the cellulose fiber in water for about 0.5 to about 4 hours. 請求項80〜85のいずれか一項に記載の脱架橋されたセルロース繊維を含む、シート。A sheet comprising the decrosslinked cellulose fibers of any one of claims 80 to 85. 請求項33〜79のいずれか一項に記載の繊維を含む、吸収体構造。An absorbent structure comprising the fiber according to any one of claims 33 to 79. 飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸またはアミンカルボン酸の少なくとも1種類により繊維内架橋する工程を含む、架橋されたセルロース繊維の製造方法。A method for producing a crosslinked cellulose fiber, comprising a step of cross-linking in a fiber with at least one of a saturated dicarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, a cycloalkyldicarboxylic acid, a bifunctional monocarboxylic acid or an amine carboxylic acid. 飽和ジカルボン酸が2〜8個の炭素原子を有する、請求項88に記載の方法。89. The method of claim 88, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 8 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が2〜6個の炭素原子を有する、請求項89に記載の方法。90. The method of claim 89, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 6 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が2〜4個の炭素原子を有する、請求項90に記載の方法。91. The method of claim 90, wherein the saturated dicarboxylic acid has 2 to 4 carbon atoms. 飽和ジカルボン酸が、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項89に記載の方法。90. The method of claim 89, wherein the saturated dicarboxylic acid is selected from oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, and any combination thereof. 飽和ジカルボン酸が飽和ヒドロキシカルボン酸である、請求項88に記載の方法。89. The method according to claim 88, wherein the saturated dicarboxylic acid is a saturated hydroxycarboxylic acid. 飽和ヒドロキシカルボン酸が2〜8個の炭素原子を有する、請求項93に記載の方法。94. The method of claim 93, wherein the saturated hydroxy carboxylic acid has 2 to 8 carbon atoms. C2〜C8飽和ヒドロキシジカルボン酸が、グリコール酸、酒石酸、リンゴ酸、糖酸、粘液酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項94に記載の方法。C 2 -C 8 saturated hydroxycarboxylic dicarboxylic acid, glycolic acid, tartaric acid, malic acid, saccharic acid, mucic acid, and is selected from any combination of these The method of claim 94. 芳香族ジカルボン酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R1、R2、R3およびR4は独立して水素、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノ、ハロゲン、またはニトロである)を有する、請求項88に記載の方法。
The aromatic dicarboxylic acid has the following formula:
Figure 2004523665
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently hydrogen, hydroxyl, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, amino, halogen, or nitro. Item 90. The method according to Item 88.
芳香族ジカルボン酸がフタル酸である、請求項96に記載の方法。97. The method of claim 96, wherein the aromatic dicarboxylic acid is phthalic acid. シクロアルキルジカルボン酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R6、R7、R10およびR11は独立して水素、水酸基、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノまたはニトロであり;
R8およびR9は独立して水素、ハロゲン、C1〜C4アルコキシ、またはC1〜C4アルキルである)である、請求項88に記載の方法。
The cycloalkyldicarboxylic acid has the following formula:
Figure 2004523665
Wherein R 6 , R 7 , R 10 and R 11 are independently hydrogen, hydroxyl, halogen, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, amino or nitro;
R 8 and R 9 are independently hydrogen, halogen, C 1 -C 4 alkoxy or C 1 -C 4 alkyl), The method of claim 88.
シクロアルキルジカルボン酸が1,2,5,6-テトラヒドロフタル酸である、請求項98に記載の方法。100. The method according to claim 98, wherein the cycloalkyldicarboxylic acid is 1,2,5,6-tetrahydrophthalic acid. 2官能性モノカルボン酸が、ハロ酢酸塩、ヒドロキシモノカルボン酸、ヒドロキシモノカルボン酸の酸誘導体、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項88に記載の方法。89. The method of claim 88, wherein the bifunctional monocarboxylic acid is selected from a haloacetic acid salt, a hydroxymonocarboxylic acid, an acid derivative of a hydroxymonocarboxylic acid, and any combination thereof. ハロ酢酸塩がクロロ酢酸ナトリウムである、請求項100に記載の方法。The method of claim 100, wherein the haloacetate salt is sodium chloroacetate. アミンカルボン酸がアミノ酸である、請求項88に記載の方法。89. The method according to claim 88, wherein the amine carboxylic acid is an amino acid. アミノ酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R12は結合、C1〜C12アルキルまたは1個または複数のカルボキシル基、水酸基、C1〜C4アルコキシ、C1〜C4アルキル、アミノもしくはニトロで置換されたC1〜C12アルキル基である)である請求項102に記載の方法。
The amino acid has the formula:
Figure 2004523665
(Wherein, R 12 is a bond, C 1 -C 12 alkyl or one or more carboxyl, hydroxyl, C 1 -C 4 alkoxy, C 1 -C 4 alkyl, C 1 ~ substituted by amino or nitro the method of claim 102 is a C 12 alkyl group).
アミノ酸が、次式:
Figure 2004523665
(式中、R5は線状または分岐鎖のC1〜C8アルキルである)である、請求項102に記載の方法。
The amino acid has the formula:
Figure 2004523665
(Wherein, R 5 is a linear or C 1 -C 8 branched alkyl) is a method according to claim 102.
R5がC2〜C4アルキルである、請求項104に記載の方法。R 5 is C 2 -C 4 alkyl, The method of claim 104. アミノ酸が、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびこれらのうちの任意の組合せから選択される、請求項102に記載の方法。103. The method of claim 102, wherein the amino acid is selected from aspartic acid, glutamic acid, and any combination thereof. アミンカルボン酸がエチレンジニトリロ酢酸である、請求項88に記載の方法。89. The method according to claim 88, wherein the amine carboxylic acid is ethylene dinitriloacetic acid. セルロース繊維を、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約5から約21モルパーセントの架橋剤で架橋する、請求項88〜107に記載の方法。108. The method of claims 88-107, wherein the cellulosic fibers are crosslinked with about 5 to about 21 mole percent of a crosslinking agent, calculated based on moles of cellulose anhydrous glucose. 架橋工程が架橋助剤の存在下に実行される、請求項88〜108のいずれか一項に記載の方法。109. The method according to any one of claims 88 to 108, wherein the crosslinking step is performed in the presence of a crosslinking aid. 架橋剤が架橋助剤と異なる、請求項109に記載の方法。110. The method of claim 109, wherein the crosslinking agent is different from the crosslinking aid. 架橋助剤がシュウ酸である、請求項109〜110のいずれか一項に記載の方法。1 12. The method according to any one of claims 109 to 110, wherein the crosslinking aid is oxalic acid. セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約1.8から約9モルパーセントの架橋助剤の存在下に架橋された、請求項109〜111のいずれか一項に記載の方法。112. The method of any one of claims 109-111, wherein the cellulosic fibers are cross-linked in the presence of about 1.8 to about 9 mole percent of a cross-linking aid, calculated based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose. セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約0.05から約40モルパーセントの架橋剤および架橋助剤で架橋された、請求項109〜112のいずれか一項に記載の方法。112. The method of any one of claims 109-112, wherein the cellulosic fibers are cross-linked with about 0.05 to about 40 mole percent of a cross-linking agent and a cross-linking aid, calculated based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose. セルロース繊維が、セルロース無水グルコースのモル数に基づいて計算して約1から約30モルパーセントの架橋剤および架橋助剤で架橋された、請求項109〜113のいずれか一項に記載の方法。114. The method of any one of claims 109-113, wherein the cellulosic fibers are cross-linked with about 1 to about 30 mole percent of a cross-linking agent and a cross-linking aid, calculated based on the number of moles of cellulose anhydrous glucose. 架橋工程が、
(i)セルロース繊維を架橋剤と混合すること;および
(ii)混合物中のセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項88〜114のいずれか一項に記載の方法。
The crosslinking process
(i) mixing the cellulose fibers with a crosslinking agent; and
115. The method of any one of claims 88-114, comprising (ii) curing the cellulose fibers in the mixture.
架橋工程が、
(i)架橋剤とセルロース繊維を混合すること;
(ii)混合物中のセルロース繊維をけば立てること;および
(iii)混合物中でセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項88〜115のいずれか一項に記載の方法。
The crosslinking process
(i) mixing a crosslinking agent and cellulose fibers;
(ii) fluffing the cellulose fibers in the mixture; and
115. The method of any one of claims 88-115, comprising (iii) curing the cellulose fibers in the mixture.
工程(iii)が、セルロース繊維を乾燥させ、乾燥したセルロース繊維を硬化させることを含む、請求項116に記載の方法。117. The method of claim 116, wherein step (iii) comprises drying the cellulose fibers and curing the dried cellulose fibers. 硬化が約150から約175℃の間の温度で実行される、請求項115〜117のいずれか一項に記載の方法。118. The method of any one of claims 115-117, wherein curing is performed at a temperature between about 150 and about 175 <0> C. 繊維が還元剤の存在下に架橋される、請求項88〜118のいずれか一項に記載のセルロース繊維。118. The cellulosic fiber according to any one of claims 88 to 118, wherein the fiber is crosslinked in the presence of a reducing agent. 還元剤が次亜燐酸塩である、請求項119に記載のセルロース繊維。120. The cellulosic fiber according to claim 119, wherein the reducing agent is hypophosphite. 還元剤が次亜燐酸ナトリウムである、請求項120に記載のセルロース繊維。121. The cellulose fiber according to claim 120, wherein the reducing agent is sodium hypophosphite. セルロース繊維が架橋工程に先立って精砕される、請求項88〜121のいずれか一項に記載の方法。122. The method of any one of claims 88-121, wherein the cellulosic fibers are refined prior to the crosslinking step. セルロース繊維が約500から約700mlCSFの濾水度に精砕される、請求項122に記載の方法。133. The method of claim 122, wherein the cellulosic fibers are refined to a freeness of about 500 to about 700 ml CSF. セルロース繊維が約650から約700mlCSFの濾水度に精砕される、請求項123に記載の方法。124. The method of claim 123, wherein the cellulosic fibers are refined to a freeness of about 650 to about 700 ml CSF. 請求項88〜124のいずれか一項に記載の方法によって製造された、セルロース繊維。A cellulose fiber produced by the method according to any one of claims 88 to 124. 飽和ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、シクロアルキルジカルボン酸、2官能性モノカルボン酸またはアミンカルボン酸の少なくとも1種類でセルロース繊維を繊維内架橋する工程;および架橋されたセルロース繊維を脱架橋する工程を含む脱架橋された繊維を製造する方法。The step of intracellularly crosslinking cellulose fibers with at least one of a saturated dicarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, a cycloalkyldicarboxylic acid, a bifunctional monocarboxylic acid or an amine carboxylic acid; and a step of decrosslinking the crosslinked cellulose fibers. A method for producing a decrosslinked fiber comprising: 架橋剤が4個以下の炭素原子を含む、請求項126に記載の方法。127. The method of claim 126, wherein the crosslinker contains no more than 4 carbon atoms. 架橋剤がシュウ酸である、請求項127に記載の方法。130. The method according to claim 127, wherein the crosslinking agent is oxalic acid. 架橋剤がクロロ酢酸ナトリウムである、請求項127に記載の方法。130. The method according to claim 127, wherein the crosslinking agent is sodium chloroacetate. 脱架橋工程が、架橋されたセルロース繊維を水に浸漬することを含む、請求項126〜129のいずれか一項に記載の方法。130. The method of any one of claims 126 to 129, wherein the decrosslinking step comprises immersing the crosslinked cellulose fibers in water. 脱架橋工程が、架橋されたセルロース繊維を約0.5から約4時間、水に浸漬することを含む、請求項130に記載の方法。131. The method of claim 130, wherein the decrosslinking step comprises immersing the crosslinked cellulose fibers in water for about 0.5 to about 4 hours. 請求項126〜131のいずれか一項に記載の方法によって脱架橋されたセルロース繊維を製造する工程、および脱架橋されたセルロース繊維をシート状に形成する工程を含む、脱架橋されたセルロース繊維のシートを製造する方法。A method of producing a decrosslinked cellulose fiber by the method according to any one of claims 126 to 131, and a step of forming the decrosslinked cellulose fiber into a sheet, comprising the steps of: How to make a sheet. (a)請求項126〜131のいずれか一項に記載の方法によって脱架橋されたセルロース繊維を製造する工程;および
(b)セルロース繊維を架橋する工程を含む、架橋されたセルロース繊維を製造する方法。
(a) producing a decrosslinked cellulose fiber by the method of any one of claims 126 to 131; and
(b) A method for producing a crosslinked cellulose fiber, comprising a step of crosslinking the cellulose fiber.
(a)請求項88〜124および133のいずれか一項に記載の方法によってセルロース繊維を製造する工程;および
(b)セルロース繊維を吸収体構造に一体化する工程を含む、吸収体構造を製造する方法。
(a) producing cellulose fibers by the method of any one of claims 88-124 and 133; and
(b) A method for producing an absorbent structure, comprising a step of integrating cellulose fibers into the absorbent structure.
超吸収性ポリマー粒子および可逆的に架橋されたセルロース繊維を含む、吸収体コア。An absorbent core comprising superabsorbent polymer particles and reversibly crosslinked cellulose fibers. 可逆的に架橋されたセルロース繊維が、シュウ酸、クロロ酢酸ナトリウムまたはこれらの混合物で架橋されたものである、請求項135に記載の吸収体コア。135. The absorbent core according to claim 135, wherein the reversibly crosslinked cellulosic fibers are crosslinked with oxalic acid, sodium chloroacetate, or a mixture thereof. 可逆的に架橋されたセルロース繊維がシュウ酸で架橋されたものである、請求項136に記載の吸収体コア。137. The absorbent core according to claim 136, wherein the reversibly crosslinked cellulose fibers are crosslinked with oxalic acid. 吸収体コアが、その全重量を100%として、約30重量%から約70重量%の超吸収性粒子と、約70重量%から約30重量%の可逆的に架橋された繊維を含む、請求項135〜137のいずれか一項に記載の吸収体コア。The absorbent core comprising from about 30% to about 70% by weight of superabsorbent particles and from about 70% to about 30% by weight of reversibly crosslinked fibers, based on a total weight of 100%. Item 140. The absorbent core according to any one of items 135 to 137.
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