包含羧基烷基纤维的超强吸收性颗粒及其制备方法技术

本申请涉及包含羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组合的颗粒，其中该颗粒包括多个非永久性金属交联键。本申请还涉及制造包含羧基烷基纤维素的颗粒的方法，该方法包括将羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物在水中混合以提供水溶液；用交联剂处理该水溶液以提供凝胶；将该凝胶干燥以提供固体；将该固体粉碎以提供多个颗粒。

【技术实现步骤摘要】
包含羧基垸基纤维的超强吸收性颗粒及其制备方法
技术介绍
个人护理吸收性产品，例如婴儿尿布、成人失禁衬垫和妇女护理 产品，典型地包含吸收性核，该吸收性核包括分布在纤维基质中的超 强吸收性聚合物颗粒。超强吸水剂是水可溶胀的，通常是水不溶性的 吸收性材料，其具有对于体液高的吸收能力。通常使用的超强吸收性聚合物(SAP)大多数源自丙烯酸，丙烯酸自身源自石油， 一种不可再 生的原料。丙烯酸聚合物和SAP通常公认为是不可生物降解的。尽管 它们有广泛的应用，但所述吸收性产品市场的一些部分涉及使用源自 非可再生石油的材料及其非可生物降解性质。基于丙烯酸的聚合物还 包括尿布和失禁衬垫的成本结构的有意义的部分。SAP的使用者的兴 趣在于较低成本的SAP。高成本部分地源自生产丙烯酸的成本结构， 而生产丙烯酸的成本结构又取决于石油的浮动价格。同样，当在使用 后将尿布丢弃时，它们通常包含比它们最大的或理论含量显著更少的 体液。换句话说，根据它们的流体保持能力，它们是过度设计的。 这种过度设计构成了在SAP的使用中的低效。该低效部分地是由 将SAP设计成具有高的凝胶强度导致的(如由高的在负载下吸收能力 或AUL说明)。常用的SAP颗粒的高凝胶强度(当溶胀时)帮助它们 保留大量的在颗粒之间的空隙空间，该空间有助于快速吸收流体。然 而，这种高的空隙容积同时还导致在饱和状态下的产品中存在大 量的间隙(在颗粒间)液体。当存在大量的间隙液体时，吸收性产品 的再润湿值或湿感觉性是降低的。在个人护理吸收性产品中，美国南方松絨毛浆通常与所述SAP — 起使用。这种绒毛在世界范围内公认为是用于吸收性产品的优选纤维。 所述优选是基于所述绒毛浆的如下优点高纤维长度(约2.8mm)和 它相对易于从湿地浆片(wetlandpulp sheet)加工成气流沉降网(airlaidweb)。绒毛浆还可从可再生的和可生物降解的纤维素浆纤维制造。与 SAP相比，这些纤维基于每单位质量的成本是低的，但基于每单位保 持的液体的成本倾向于更高。这些绒毛浆纤维大多在纤维之间的间隙 中吸水。因此，纤维基质在施加压力时易于释放已获得的液体。该释 放已获得的液体的倾向可导致在使用包括只由纤维素纤维形成的核的 吸收性产品的过程中有显著的皮肤润湿性。这样的产品还倾向于渗漏 已获得的液体，因为液体没有有效地保留在这样的纤维吸收性核中。由可再生天然聚合物制备的超强吸收性复合材料颗粒具有优于得 自基于石油的合成聚合物的超强吸收性颗粒的优点较低的成本、生 物可降解能力和源于可再生天然聚合物。同样需要源于可再生天然聚 合物的新型超强吸收性组合物。因此需要复合型超强吸收性材料，其同时是源于如纤维素的生物 可降解可再生资源并且其为廉价的。以这种方式，所述超强吸收性材料可用于有效率的吸收性产品设计中。这些和其它目的通过下文阐述 的本专利技术而达到。
技术实现思路
本专利技术提供了包括羧基烷基纤维素的超强吸收性颗粒。该颗粒包 括羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组 合，和多个非永久性金属交联键。本专利技术还提供了制造包括羧基垸基纤维素的超强吸收性颗粒的方 法。在该方法中，将羧基垸基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露 聚糖聚合物在水中混合以提供水溶液；用交联剂处理该水溶液以提供 凝胶；将该凝胶干燥以提供固体；和将该固体粉碎以提供多个颗粒。 在一个实施方案中，所述颗粒是片状物。专利技术详述在一个方面，本专利技术提供了包含羧基垸基纤维素的超强吸收性颗 粒。该颗粒包括羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖 聚合物的组合，和多个非永久性金属交联键。所述颗粒包括羧基垸基纤维素。合适的羧基烷基纤维素具有羧基 取代程度为约0.3至约2.5，和在一个实施方案中具有羧基取代程度为约0.5至约1.5。在一个实施方案中，所述羧基烷基纤维素是羧甲基纤维素。所述颗粒包括基于羧基垸基纤维素和半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖聚合物的总重量计的约60至约99 wt。/。的羧基垸基纤维素。在一个实 施方案中，所述颗粒包括基于羧基垸基纤维素和半乳甘露聚糖或葡甘 露聚糖聚合物的总重量计的约80至约95 wtM的羧基垸基纤维素。所述颗粒包括半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物。合适的 半乳甘露聚糖聚合物包括瓜耳胶、刺槐豆胶(locust bean gum)和他拉 胶(taragum)。合适的葡甘露聚糖聚合物包括魔芋胶(konjacgum)。 所述半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物可以来自天然来源或得 自遗传改性的植物。所述颗粒包括基于所述羧基烷基纤维素和半乳甘 露聚糖或葡甘露聚糖聚合物的总重量计的约1至约20 wt。/。的半乳甘露 聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物，和在一个实施方案中所述颗粒包括 基于所述羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖或葡甘露聚糖聚合物的总重 量计的约1至约15wty。的半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物。所述颗粒基本上不溶于水，而能够吸收水。所述颗粒通过多个非 永久性的聚合物间金属交联键而成为水不溶性的。所述颗粒具有在聚合物分子之间的分子间金属交联键。所述金属 交联键作为在所述聚合物上的官能团(例如羧基、羧酸酯或羟基)和 多价金属物质之间的联合的相互作用(例如键接)的结果而出现。合 适的多价金属物质包括如下的金属离子其具有三或更高的化合价， 并且可以与聚合物形成联合的相互作用(例如与聚合物的羧基、羧酸酯或羟基反应以形成联合的相互作用)。当所述多价金属物质与在两 个或更多个聚合物分子上的官能团形成联合的相互作用时，所述聚合 物是分子间交联的。交联键可以在一个聚合物分子内形成或者可在两 个或更多个聚合物分子间形成。所述交联程度影响所述颗粒的水溶性 和所述颗粒当与含水液体接触时溶胀的能力。所述颗粒包括在聚合物分子的群体中形成的分子间的和分子内的 两者的非永久性金属交联键。如本文中所用的，术语非永久性交联键指与一个聚合物分子的(分子内)两个或更多个官能团形成的， 或与两个或更多个聚合物分子的(分子间)两个或更多个官能团形成 的金属交联键。将要理解的是，使多价金属离子和聚合物分子分离和 再联合(切断和再形成交联键)的过程是动态的，并且也在获得液体 的过程中发生。在获得水的过程中，所述单独的颗粒溶胀并变成凝胶 状态。在获得水的过程的情况下，非永久性金属交联键的分离和联合 的能力，对所述凝胶赋予更大的自由度以使其可比如果将其严格通过 不具有分离和再联合的能力的永久性交联键进行交联膨胀得更大。共 价有机交联键，例如醚交联键是永久性交联键，其不具有分离和再联 合的能力。在一个方面，本专利技术提供了制造包含羧基垸基纤维素的超强吸收 性颗粒的方法。该方法包括如下步骤(a)将羧基烷基纤维素和半乳 甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物在水中混合以提供水溶液；(b) 用第一交联剂处理该水溶液以提供凝胶；(C)将该凝胶干燥以提供固 体；和(d)将该固体粉碎以提供多个颗粒。在该过程中，将羧基垸基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露 聚糖聚合物在水中混合以提供水溶液。合适的羧基烷基纤维素具有羧 基取代程度为约0.3至约2.5，和在一个实施方案中具有羧基取代程度为约0.5至约1.5。在一个实施方案中，所述羧基烷基纤维素是羧甲基纤维素。所述水溶液包括基于羧基烷基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组合的颗粒，其中该颗粒包括多个多价金属离子交联键，其中所述金属离子选自铝、硼、铋、钛和锆，及其混合物。

【技术特征摘要】
US 2006-10-2 11/537,896;US 2006-10-2 11/537,8881.包含羧基烷基纤维素和半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露聚糖聚合物的组合的颗粒，其中该颗粒包括多个多价金属离子交联键，其中所述金属离子选自铝、硼、铋、钛和锆，及其混合物。2. 权利要求1的颗粒，其中所述的半乳甘露聚糖聚合物或葡甘露 聚糖聚合物以基于所述颗粒总重量的约1至约20 wt。/。的量存在。3. 权利要求1的颗粒，其中所述的羧基垸基纤维素以基于所述颗 粒总重量的约60至约99%的量存在。4. 权利要求l的颗粒，其具有小于约800 /mi的大小。5. 制造权利要求l至4的超强吸收性颗粒的方法，该方法包括(a) 将...

【专利技术属性】
技术研发人员：S阿南达威拉韦诺，罗孟奎，阿莱娜米哈莱克，
申请(专利权)人：韦尔豪泽公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]