[发明专利]使用等离子体预处理过的浆粕片材来减少纤维素交联纤维的纤维结

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产具有低的结含量的、单化的(singulated)交联纤维素浆粕纤维的方法和装置。 

背景技术

交联纤维常规地是通过用包含交联剂的溶液润湿经干燥的普通浆粕纤维来生产的。浆粕纤维是片材形式或是经过延伸的片材形式并通常是成卷的。湿的浆粕片材经过锤式粉碎以使浆粕片材中的浆粕纤维个体化(individualize)。然后使经过锤式粉碎的包含交联剂的浆粕运行通过急骤干燥器以使纤维干燥并开始交联过程，并且在烘箱中进一步加热以完成交联过程。所述交联是纤维内交联(intrafiber)，在纤维内交联中，纤维素纤维内的纤维素分子发生交联。纤维内交联赋予纤维素纤维以扭曲和卷曲。纤维内交联还赋予纤维以松厚度(bulk)。 

在交联过程开始时，通过输送装置例如传送带或一系列从动辊将纤维素纤维的片材传送通过纤维处理区域。 

在纤维处理区域，将交联剂制剂应用于纤维素纤维的片材。通过本领域中已知的包括喷射、辊轧或浸渍在内的多种方法中的任一方法，优选将交联剂制剂应用于纤维层(mat)的一个或者两个表面。一旦交联剂制剂已被应用于纤维层，可以通过例如使纤维层通过一对辊而使溶液分布于整个纤维层。 

在已经用交联剂处理纤维片材之后，通过将纤维层送料通过锤式粉碎机来将用交联剂浸渍的湿的片材纤维化。所述锤式粉碎机用于将 纤维层碎裂为其组成的个体的纤维素纤维，其随后被输送通过干燥装置以除去残留水分 

然后将得到的经过处理的浆粕空气输送通过附加的加热区域(例如，干燥器)以使浆粕的温度达到固化温度(cure temperature)。在一个实施方案中，干燥器包括用于接受纤维和用于通过急骤干燥方法从纤维除去残留水分的第一干燥区域，和用于使交联剂固化的第二加热区域。作为替代，在另一个实施方案中，经过处理的纤维被鼓风通过急骤干燥器以除去残留水分，被加热到固化温度，然后被转移到烘箱，随后在烘箱中使经过处理的纤维发生固化。总的说来，使经过处理的纤维干燥，然后在足够的温度固化足够的时间以实现交联。典型地，将纤维进行烘箱干燥并在大约120℃到大约200℃的温度固化大约1分钟到大约20分钟。 

经过交联的纤维具有挺度(stiffness)和回弹性的独特组合，这使得由所述纤维制造的吸收性结构保持高水平的吸收率，并且经过压缩的干燥的吸收性结构在润湿时表现出高水平的回弹性和膨胀响应。 

可用于制造交联纤维素纤维的纤维素纤维主要源自木浆。适用于本发明的木浆纤维可以得自公知的化学方法，诸如硫酸盐法和亚硫酸盐法，随后经过或不经过漂白。浆粕纤维还可以通过热机械法(thermomechanical method)、化学热机械法(chemithermomechanical method)、或所述方法的组合进行处理。可以通过化学方法来生产浆粕纤维。可以使用磨木纤维、回收或二次木浆纤维、以及经漂白和未经漂白的木浆纤维。一种起始材料是从长纤维的针叶树材类制备的，诸如南部松、花旗松、云杉和铁杉。也可以使用硬木纤维，诸如杨树、桦树或桉树。生产木浆纤维的细节是本领域技术人员公知的。适合的纤维可以从包括Weyerhaeuser NR Company在内的许多公司购得。例如，适合于本发明的由南部松生产的适合的纤维素纤维可以以名称CF416、CF405、NF405、NB416、FR416、FR516、PW416和PW405 得自Weyerhaeuser NR Company。 

将交联剂以足以实现纤维内交联的量被应用于纤维素纤维。被应用于纤维素纤维的量，基于纤维的总重量，可以是大约1重量％到大约10重量％。 

如有必要，可以使用多种交联剂和催化剂中的任一种来提供交联纤维。以下是典型的交联剂和催化剂。 

适合的脲基交联剂包括被取代的脲，诸如羟甲基化的脲、羟甲基化的环状脲、羟甲基化的低级烷基环状脲、羟甲基化的二羟基环状脲、二羟基环状脲、和低级烷基取代的环状脲。具体的脲基交联剂包括二甲基二羟基脲(DMDHU，1，3-二甲基-4，5-二羟基-2-咪唑烷酮)、二羟甲基二羟基乙烯脲(DMDHEU，1，3-二羟基甲基-4，5-二羟基-2-咪唑烷酮)、二羟甲基脲(DMU，双[N-羟甲基]脲)、二羟基乙烯脲(DHEU，4，5-二羟基-2-咪唑烷酮)、二羟甲基乙烯脲(DMEU，1，3-二羟基甲基-2-咪唑烷酮)、和二甲基二羟基乙烯脲(DMeDHEU或DDI，4，5-二羟基-1，3-二甲基-2-咪唑烷酮)。