高吸收性多糖纖維及其用圖
【專利說明】高吸收性多糖纖維及其用途
[0001] 本發明設及新型的高吸收性多糖纖維、其制備和性能及其用途。 現有技術
[0002] 無紡布料(英語"Nonwovens")是由紡織纖維構造的多孔平面織物。鑒于所用纖維 的長度，區分為可通過紡絲工藝后直接鋪設纖維而獲得的由連續纖維制成的紡粘無紡布， 和由具有特定切割長度的纖維制成的纖維紡粘無紡布。它們通過干法或濕法制造，其中干 法是例如通過梳理條子的壓制，如棉條制造的情況那樣，濕法是例如類似于具有隨后凝固 的紙張制造。除了天然纖維如羊毛或棉外，也使用化學纖維，其中包括聚丙締或聚醋。在吸 收性無紡布產品的領域內，由于其極其親水的特性，主要大部分地使用纖維素纖維。其高吸 收力歸因于纖維素與水分子形成強氨鍵的性質。此外，運些纖維的特征在于完全的生物可 降解性。除了棉和纖維素外，尤其使用人造纖維素纖維，所謂的纖維素再生纖維，如粘膠纖 維或萊賽爾纖維，運是因為它們在清潔性(Reinheit)、軟度和吸收性能方面在寬領域中超 越天然纖維素纖維例如棉。粘膠法和莫代爾法對于本發明的目的而言應當也概況性地稱作 "黃原酸醋法"，運是因為其中始終是多糖與CS2轉化為相應的黃原酸醋。用于制備纖維素纖 維的黃原酸醋法是本領域技術人員幾十年來就基本已知的。
[0003] 對于吸收性無紡布產品的實例包括擦布和清潔布、衛生用品例如棉條或衛生巾、 用于醫學應用的無菌蓋布或傷口護理產品和美容產品例如清潔墊或提神濕巾。對運些產品 的要求根據使用目的在某些情況下變化巨大。雖然存在一定的最低要求，尤其在纖維伸長 和互扣強度方面，W實現無問題地梳理，但是對纖維的機械性能的要求比在紡織領域中小 得多。吸收性無紡布的根本任務設及在各種使用條件下的液體的吸收、運輸、分布、釋放和/ 或保留。為了評估運些性能，已建立了眾多測試方法，其中包括按照DIN 53814的保水能力、 浸沒時間、持水能力、根據需求-可濕性-試驗的吸收容量和吸收速度、厚度膨脹和水蒸氣吸 收。對吸收性無紡布領域中所用纖維的最重要的要求是對水或一般而言的液體的，包括血 液或尿的高吸收能力。對于其定量，尤其使用保水能力和持水能力。
[0004] 保水能力，也稱為"膨脹值"，W百分率為單位描述了基于纖維的初始干重計在潤 濕和特定離屯、分離后所保留的水量。它主要通過超分子纖維結構和孔隙特性測定。
[0005] 持水能力對應于在浸入水中和特定滴干后由纖維團所持有的那些水量。它尤其是 在纖維之間的毛細空間中所持有的水。主要的影響參數設及纖維的纖度、卷曲、橫截面形狀 和呀光。
[0006] 由文獻已知的用于制備具有高吸收能力的纖維素再生纖維的方法可W分為Ξ類：
[0007] 1.纖維結構的物理影響：
[000引對于纖維結構物理改性的可能性是多種多樣的并且從紡絲溶液和紡絲浴的組成 的變化直至細絲噴出和拉伸的影響。中空纖維、塌陷的中空纖維結構或具有多邊的 (mehr schenke 1 i g)所謂多葉形的橫截面的纖維的特征在于特別的吸收力。中空纖維可W例 如通過添加用于粘膠的碳酸鋼來制備。在與酸性紡絲浴接觸的情況下，釋放二氧化碳，其使 纖維鼓起并且導致中空結構的形成。US4129679(A)描述了按照運種工藝制備的纖維。該方 法的一個特點是，鼓起的纖維塌陷并由此形成多邊的橫截面。制備具有多葉形橫截面形狀 的纖維的其它可能性是通過噴絲頭噴出纖維素溶液，該噴絲頭的開口具有Ξ個或更多個 邊，優選具有2:1或更大的邊長/寬比。運種方法描述在W08901062(A1)中。具有高卷曲度的 纖維同樣具有明顯的親水性質。可W影響粘膠纖維的卷曲，運例如通過使用可選的賦予卷 曲的改性劑和/或低的改性劑濃度，其例如描述在EP0049710(A1)中并在某些情況下可減小 至零，并結合改變的粘膠組成和紡絲條件。
[0009]該橫截面改性的纖維的一個缺點是在進一步加工步驟(例如梳理）中明顯變差的 可加工性。
[0010] 2.通過引入吸收性物質，特另鳩聚合物的影響：
[0011] 通過向纖維素溶液添加親水性聚合物例如簇甲基纖維素化S4289824(A))、藻酸或 其鹽(AT402828(B))、瓜爾膠(W09855673(A1))或由丙締酸和甲基丙締酸組成的共聚物，可 W劇烈增加纖維素再生纖維的吸水能力。在DE2550345(A1)中描述了由再生纖維素基體制 成的混合纖維，其由于分散在該基體中的N-乙締基酷胺聚合物而具有高的保液能力。 US3844287(A)提出了由纖維素再生物基料制成的混合纖維制備高吸收性材料，該基料包含 均勻分布的聚丙締酸鹽。在兩種情況下都按照粘膠法進行纖維制備。
[0012] 3.纖維素再生纖維或所用纖維素的化學改性：
[0013] 該方法的目的是，通過直接在纖維素再生纖維上或形成纖維的纖維素上進行的化 學反應來提高吸收能力。實例為纖維素與丙締酸的接枝共聚合或低取代范圍的粘膠纖維的 簇甲基化。運種方法是例如肝冊351366(A)的內容。
[0014] 從應用技術角度看，保水能力是吸收性無紡布領域中最重要的參數，運是因為與 持水能力相反，它更強地符合實際情況。例如，棉條或傷口敷料僅吸收體液是不夠的。對于 使用能力而言重要的是，所吸收的液體即使在外力影響下也被保持在纖維材料內部。
[0015] 所述物理纖維改性基本上設及表面性能，例如纖維的橫截面形狀和卷曲，并因此 僅導致吸水能力的提高。保水能力不受或幾乎不受影響。
[0016] 通過化學改性和/或通過引入吸收性物質，可W改變纖維的保水能力，但是非纖維 素種類的引入不是沒有問題的。例如在某些情況下，不再能獲得完全程度的生物可降解性。 運例如是引入由丙締酸和甲基丙締酸形成的共聚物時的情況。另一個缺點在于超過最大允 許的提取物含量或灰分含量的危險。例如，在含簇酸鋼基團的纖維素纖維灰化的情況下，總 是形成一定量的碳酸鋼。帶電基團的引入使預定的pH容許范圍的保持變得困難。含簇酸鋼 基團的無紡布例如經常具有明顯在堿性范圍內的pH值。
[0017] US7,000,000描述了運樣的纖維，其通過基本上由通過α(1 一 3)糖巧鍵連接的己糖 重復單元所組成的多糖的溶液的紡絲而獲得。該多糖可W通過使薦糖水溶液與分離自唾液 鏈球菌的葡糖基轉移酶（GtfJ)相接觸來制備（Simpson等人，Microbiology,第41卷，第 1451-1460頁（1995))/'基本上"在上下文中意味著在該多糖鏈內部可出現個別缺陷，在其 處出現另外的鍵合構型。運些多糖對于本發明的目的而言應被稱作"0(1^3)葡聚糖"。
[001引根據US7，000,000,應使該α(1 一3)葡聚糖衍生化，優選乙酷化。溶劑優選為有機 酸、有機面素化合物、氣代醇或此類組分的混合物。運些溶劑是昂貴的并且其再生是復雜 的。關于W此方式制備的纖維的吸收性能，US7,000,000未作公開。
[0019]總之可W確定，設及纖維素或纖維素再生纖維的化學改性和將高吸收性物質引入 纖維素基體中的方法還未得w實現。對此的原因是多種多樣的并且例如在于由于額外工藝 步驟的額外花費太高，所用高吸收性物質太貴或從生理學和/或毒理學角度看不可接受，未 獲得所希望的吸收性能或未達到一定的機械最低標準，例如在必要的高填充度的情況下。
[0020] 發明目的
[0021] 發明目的相對于現有技術而言在于，提供纖維及其制備方法，其不要求橫截面改 性和化學改性，并且從生理學和/或毒理學角度看完全不令人擔屯、，但是盡管如此仍具有明 顯提局的保水能力。
[0022] 發明描述
[0023] 上述目的的實現方式在于，用于按照黃原酸醋法制備高吸收性多糖纖維的方法， 其中形成纖維的物質包含由纖維素和α(1^3)葡聚糖組成的混合物。根據本發明，運通過向 纖維素黃原酸醋溶液添加含0(1^3)葡聚糖的氨氧化鋼溶液來實現。該葡聚糖溶液的添加 可W在工藝的各種位置處進行。此類多糖纖維對于本發明的目的而言應同樣被稱為粘膠纖 維或莫代爾纖維，盡管它除了纖維素外還包含另一形成纖維的多糖，即α(1^3)葡聚糖。
[0024] 對于本發明的目的，術語"纖維"應不僅包括具有特定切割長度的短纖維，而且包 括連續長絲。下述所有發明原理基本上不僅適用于短纖維，而且適用于連續長絲。
[0025] 根據本發明的纖維的單個纖維纖度可W為0.1至10分特（dtex)。其優選為0.5至 6.5分特和特別優選為0.9至6.0分特。在短纖維的情況下，切割長度通常為0.5至120mm，優 選為20至70mm和特別優選為35至60mm。在連續長絲的情況下，長絲紗線中單絲的數目為50 至10000,優選為50至3