本发明涉及具有高流体吸收性的纤维素纤维，特别是涉及由该 纤维素纤维制备的吸收构造物。更特别是本发明涉及含有单个化的 交联的纤维素纤维的吸收构造物。

按基本上单个的形式交联的纤维，以及制造该纤维的各种方法， 在现有技术中已有描述。术语“单个化交联纤维”是指主要具有纤 维内化学交联键的纤维素纤维。这就是说，交联键主要是在单个纤 维的纤维素分子之间而不是在各个纤维纤维素分子之间。单个化的 交联纤维一般是应用于作吸收制品的。纤维本身和含有单个化交联 纤维的吸收构造物比普通的未交联的纤维至少在特有的吸收性能上 有所改进。通常，用吸收能力来表示吸收性改进。此外，由单个化 交联纤维所制造的吸收构造物，比未交联的纤维所制造的吸收构造 物，一般提高其湿回弹性和干回弹性。术语“回弹性”在下文是指 由纤维素纤维制造的垫片当消除其压缩力后恢复到膨胀的原来状态 的能力。干回弹性特别是指纤维基本上是处于干燥条件下，当消除 其施加的压缩力后，吸收构造物的膨胀能力。湿回弹性特别是指纤 维是在潮湿条件下，当消除其施加的压缩力后，吸收结构物的膨胀 能力。为了使本发明的目的与所述的一致性，湿回弹性是指吸收构 造物在潮湿饱和状态下所已观察和记录的。

总之，有三种方法报道了制备单个化交联纤维。下面将叙述这 些方法，即干交联法、水溶液交联法和基本上是非水溶液交联法。

采用干交联法技术来制备单个化交联纤维的方法已公布于US- 3224926(L．J．Bernardin，公布于1965年12月21日)。是将含有交联 剂的水溶液浸渍溶胀纤维来制备单个化交联纤维，用机构作用使纤 维脱水和脱纤维，在高温下干燥纤维进行交联，而纤维处于基本上 是在单个状态。由于纤维在交联前进行脱水，结果纤维在非溶胀、 皱缩状态下被固有交联。在US-3224926中作为例子所述该方法， 其中是当纤维是处于未溶胀、皱缩状态下交联的，即称为“干交联” 纤维的制造方法。干交联纤维一般由交联键所赋于的高的刚性，和 其所制备的吸收构造物具有相对较高的湿和干回弹性。干交联纤维 进一步特点是具有纸的流体保留值(FRV)。

生产水溶液交联纤维的方法已经被公开过，例如US-3241553 (F．H．Steiger，公布于1966年3月22日)。用含有交联剂和催化剂的 水溶液中交联纤维来生产单个化交联纤维。用这种方法所产生的纤 维以下简称“水溶液交联”纤维。当在未皱缩、溶胀状态下，由于 水对纤维素纤维的膨胀作用，水溶液交联纤维被交联了。正如US- 3241553所叙述，相对于干交联纤维，水溶液交联纤维具有较高的 柔软性和较小的刚度，并以具有较高的流体保留值(FRV)为其特征。 由水溶液交联纤维所制备的吸收构造物比由干交联纤维所制备的吸 收构造物具有较低的湿和干回弹性。

在US-4035147中(Sangenis等人，公布于1977年7月12日)，公 开了采用脱水的非溶胀纤维和交联剂及催化剂在基本上非水溶液 (即含有不足引起纤维溶胀的水)中接触来制备单个化交联纤维的方 法，当纤维是在这种基本上是非水溶液中发生交联，这类型的方法 在以下简称为非水溶液交联法；以及用此方法所生产的纤维简称为 非水溶液交联纤维。在US-4035147中公开了非水溶液交联纤维即 使与本技术领域中已知的溶胀剂溶液延长接触也是不会溶胀的。像 干交联纤维那样，由交联键所赋予的较高的刚性，以及由它们所制 备吸收构造物具有相对高的湿和干回弹性。

如上所述的交联纤维相信可用于较低密度吸收制品如尿布，也 可用于高密度吸收制品如月经纸。但是，这类纤维不具备足够的吸 收能力，从其损害和成本来看，优于普通纤维，从而导致商业上的 成功。商业要求的交联纤维也会经历安全问题。在文献中大部分交 联剂是甲醛和甲醛的加成产品，已知的如N-羟甲基试剂或N-羟甲 基酰胺。不幸的是，这些试剂引起对人体皮肤的刺激并且涉及人体 其它安全有关，除去游离的甲醛，使在交联制品中有足够低的含量 而避免了刺激皮肤和其他人体安全有关，是受到技术和经济两因素 的制约。

如上所述，将甲醛和各种甲醛的加成产物用于交联纤维素纤维 在本领域是已知的。参阅其例子，如US-3224926(Bernardin，公布 于1965年12月21日)；US-3241553(Steiger，公布于1966年3月22 日)；US-3932209(chatterjee，公布于1976年1月13日)；US-4035  147(Sangenis等人，公布于1977年7月12日)和US-3756913(wodka， 公布于1973年9月4日)。不幸地，这些参考资料中描述了甲醛蒸汽 对于眼睛和皮肤的刺激是一种极坏的缺点。明显地需要不含甲醛或 其不稳定的衍生物的纤维素纤维交联剂。

其它参考资料描述了采用二醛交联剂，参考其例子，如US- 4689118(Makoui等人，公布于1987年8月25日)，US-4822453(Dean 等人，布于1989年4月18日)。Dean等人参考资料叙述了含有单个的 交联纤维的吸收构造物，其中的交联剂是选自含有C2～C8二醛，而 以戊二醛为较佳。这些参考资料表明，克服了涉及甲醛和／或甲醛加 成产物的很多不利因素。但是，采用二醛交联剂如戊二醛生产交联 纤维所涉及的成本可能太高，不能导致商业上的成功，所以，有必 要寻求一种既在使用上对人体皮肤安全又有商业上可行的纤维素纤 维的交联剂。

使用多羧酸给予棉花纤维具有抗皱性能，这在本领域是已知的。 参阅其例子，如US-3526048(Roland等人，公布于1970年9月1日)； US-2971815(Bullock等人，公布于1961年2月14日)和US-4820307 (Weleh等人，公布于1989年4月11日)。这些参考资料都有关于采用 多羧酸和特殊固体催化剂来处理棉花纺织纤维，从而改善了其抗皱 性能和耐久性。

现已叙述通过使用特殊的多羧酸交联剂，酯交联可以进入单个 的纤维素纤维中。用多羧酸交联剂所形成的酯交联键与从用单和二 醛交联剂形成的乙缩醛交联键是不同的，申请人发现从这些单个的、 酯-交联纤维所制成的吸收构造物相对于含有未交联纤维提高湿回 弹性和干回弹性，以及改善对潮湿的适应性。重要的，在本发明所 用的多羧酸是无毒的，不像在现有技术中所用的甲醛和甲醛加成产 物。此外，较好的多羧酸交联剂，例如，柠檬酸，可以较低的造价 从市场上大量购得，与醛类交联剂在商业上有竞争力，而没有任何 对人体安全所关切的事。

本发明的一个目的是提供用多羧酸交联剂交联的单个的纤维、 以及由该纤维制备的吸收构造物，其中由该交联纤维所制备的吸收 构造物相对没有交联纤维所制备的吸收构造物具有较高的吸收能力， 并且比没有交联纤维制备的构造物具有较高的湿回弹性和干回弹性。

本发明的又一个目的是提供用多羧酸交联剂交联的单个的纤维， 以及由此纤维制备的吸收构造物，如上所述，该纤维比过去已知的 交联纤维具有优良平衡的吸收性。

本发明的另一个目的是提供具有商业价值的单个化的交联纤维 和由该纤维所制备的吸收构造物。如上所述，它能安全用于人体皮 肤近处。

本发明的再一个目的是提供具有改进吸收容易和性能，在实际 应用上，提供高水平的耐磨物皮肤干燥度。

业已发现可遇到上述相同目的，采用单个化的交联纤维以及把 这些纤维加到吸收构造物中(如下所述)。最好是用含有约0．5摩尔％ 到约10．0摩尔％、更好是含有约1．5摩尔％到约6．0摩尔％交联剂 (以纤维素葡糖酐摩尔计)的该单个化的交联纤维与纤维以纤维内交 联键形式反应，其中交联剂选自含有C2～C9多羧酸。该交联剂与纤 维以纤维内交联键的形式反应。该纤维的特征是其水保留值(WRV′S) 从约25到约60，更好是从约28到约50，业已发现是与日本的单个化 的交联纤维是完全一致的，并提供在应用吸收构造物上有意想不到 的良好吸收性能。

单个化的交联纤维(没有限制本发明的范围)最好是成压缩吸收 构造物形式，在潮湿时能膨胀。吸收构造物可以附加含有水凝胶- 形成物质，即采用水凝胶形成物质配合单个化交联纤维可获得明显 地改进皮肤干燥性和吸收能力以及磨损物皮肤干燥性。采用单个化 的交联纤维与水凝胶形成物质相对于利用普通的未交联纤维素纤维 与水凝胶形成物质得到明显改善了芯吸和吸收能力。令人惊奇的按 照采用较低量的水凝胶形成物质(以重量计)的含有单个化的交联纤 维的衬垫比普通纤维素纤维衬垫获得这种改进结果。

本发明可以采用各种天然源纤维素纤维，最好使用来自软木、 硬木或棉绒纤维的消化纤维。来自茅草、蔗渣、枪麻(Kenp)、亚麻、 和其它木质的及纤维素纤维源的纤维也可用作本发明的原料。采用 的纤维可以浆液、非片状或片状形式使用，以湿卷、干卷或其它片 状形式使用的纤维最好是将纤维与交联剂相接触之前最好用机械粉 碎，将非片状形式变成片材。同样，较佳的纤维也可以在湿或潮湿 条件下提供。最好的纤维是从未干燥过的纤维。在采用干卷的情况 下，为了把损坏纤维减少到最低限度，在机械粉碎前湿润此纤维是 有利的。

本发明所用最佳纤维源取决于所设想的最终用途。一般是采用 化学料浆方法来制备纸浆液纤维为最好。完全漂白、部分漂白和未 漂白的纤维都可用。经常希望采用漂白浆料，这因其有优良的白度 以及用户所需要的。为了生产尿布、卫生巾、月经纸和其它类似 的吸收纸产品的纸巾和吸收衬垫，特别优选的是采用南方软木浆料 的纤维，这是由于它们具有优质的吸水特性。

应用于本发明的交联剂包括脂肪的和脂环的C2-C9多羧酸。如 下所用的。述语“C2-C9多羧酸”是指含有2个或更多个羧基(COOH) 基团和2个到9个碳原子的链或环(羧基与环或链相连接)的有机酸。 当测定链上或环上的碳原子数时，羧基没有包括在内，例如，1，2， 3-丙烷三羧酸被认为是含有三个羧基的C3的多羧酸。类似的， 1，2，3，4-丁烷四羧酸被认为是含有四个羧基的C4的多羧酸。

更特别是适合于用作本发明的纤维素交联剂的C2-C9多羧酸包 括脂肪酸和脂环酸，在其每个分子至少有三个和更有更多个羧基的 烯属饱和或不饱和的，或者如果碳-碳双键存在于一个或两个羧基 的α、β位置上，每个分子带有二个羧基。另 外要求是在酯化纤维素羟基的反应中，在脂肪或脂环多羧酸中，所 给出的羧基必须由被不少于2个碳原子和不多于3个碳原子所分开的 第二羧基。无须联系到理论，从这些要求中表明对于待反应的羧基， 它必须在多羧酸分子中相邻的羧基，能形成5或6节的酐环。此指的 两个羧基的地方是被碳-碳双键所分开的，或二个羧基连接于同一 环，如果二个羧基相互作用是按这样的方式，则它们必须是相互之 间成顺式构型。

在每个分子含有3个或更多个羧基的脂肪族多羧酸中，与羧基 α-碳原子相连的羟基，不干扰由酸对纤维素纤维的酯化和交联。 因此，多羧酸例如柠檬酸(也称2-羟基-1，2，3丙烷三羧酸)和酒 石酸单琥珀酸是适用于本发明的交联剂。

脂肪的或脂环的C2-C9多羧酸交联剂在与羧基相连接的链内或 环内还可含有氧或硫原子。因此，多羧酸如氧联二琥珀酸(也称作 2，2′-氧-双(丁二酸)，硫联二琥珀酸等都包含在本发明的范围 内。为了达到本发明的目的，氧联二琥珀酸可被认为是含有四个羧 基的C4多羧酸。

在本发明范围内的特殊多羧酸的实例包括下面的：马来酸、柠 康酸(也称甲基马来酸)、柠檬酸、衣康酸(也称亚甲丁二酸)、丙三 羧酸(也称1，2，3丙烷三羧酸)、反乌头酸(也称反-1-丙烯-1， 2，3-三羧酸)、1，2，3，4-丁烷四羧酸、全顺式-1，2，3，4 环戊烷四羧酸、苯六甲酸(也称苯六羧酸)和氧联二琥珀酸(也称2， 2′-氧-双(丁二酸)。上述所列的特殊多羧酸仅是作例子的。并不 是包括所有一切。重要的是，交联剂必须能与至少位于单个纤维素 纤维中纤维链上最接近两个羟基反应。

较好的，这里所用的C2-C9多羧酸是脂肪的、饱和的并含有至 少三个羧基。用于本发明的较好的多羧酸交联剂一组包括柠檬酸 (也称2-羟基-1，2，3丙烷三羧酸)、1，2，3丙烷三羧酸和1，2， 3，4丁烷四羧酸、柠檬酸特别好，这是由于其能提供具有高吸收能 力和回弹性的纤维，以及对人体皮肤是安全和无刺激的，并能提供 稳定的交联键。此外，柠檬酸由于廉价可大量购得，故使它用作交 联剂在商业上是可行的。

用于本发明的另一组较好的交联剂包括饱和的C2-C9多羧酸， 在其羧基相连接的链上含有至少一个氧原子。此化合物的例子包括 氧联二琥珀酸，酒石酸单琥珀酸，具有下列结构式： 和具有下列结构式的酒石酸二琥珀酸： 更详细地描述酒石酸单琥珀酸、酒石酸二琥珀酸和其盐类，可 以在US-4663071(Bush等人，公布于1987年5月5日)找到，在此引 证加以参考。

在多羧酸领域中的这些知识，将认识到上述的脂肪的和脂环的 C2-C9多羧酸交联剂可以有各种形式，例如是游离酸形式和其盐类。 虽然以游离酸形式较好，但所有形式都适用于本发明的范围内。

用于本发明吸收结构物中的单个化的交联纤维有与纤维按纤维 内交联键形式反应的有效量的C2-C9多羧酸交联剂。这里的“有效 量的交联剂”的量足以使纤维本身和／或含有单个化的交联纤维的 吸收构造物比普通的、没有交联的纤维的构造物至少改善其明显的 吸收性能。明显地的吸收性能改善的一个例子是滴流容量，是以吸 收构造物的流体吸收容量和流体吸收速率相结合的度量。测定滴流 量的程序将在下文加以详述。

特别是，从具有约0．5摩尔％到约10．0摩尔％，更好是约1．5摩 尔％到约6．0摩尔％的与纤维反应的交联剂的单个化的交联纤维制 得的吸收衬垫有意想不到的好结果。其摩尔数是以纤维素葡糖酐的 摩尔为基础的)。

较好是将交联剂于液体介质中与纤维接触，在此条件下，交联 剂渗透进入单个纤维结构中。但是，交联剂处理的其它方法，包括 喷雾处于单个的起毛形式的纤维也在本发明的范围内。

申请人业已发现无催化剂PH保持在特定范围内(以后将详加讨 论)交联反应能以实用速度下进行，这是与现有技术报道的用多羧 酸交联剂(商业上可得到的)必须有特定催化剂才能达到足够的速度 进行酯化和交联纤维状纤维素是相反的。参阅US-4820307(Welch 等人，公布于1989年4月11日)。

当然，如有需要，此纤维也可在交联前与适宜的催化剂相接触。 申请人业已发现与纤维接触的催化剂的种类、数量和接触方法是取 决于特定的实际交联工艺，这些可变因素将在下面更详细讨论。

一旦用交联剂(和催化剂，如果使用催化剂)处理纤维，使交联 剂与基本上不存在纤维内键的纤维进行反应，即相对于未起毛浆料 纤维，当纤维间接触是保持在较低的发生程度时，或将纤维浸在溶 液里，是不容易形成纤维间键合，特别是氢键合。这种结果所形 成的交联键在本质上是在纤维内部的。在这些条件下，交联剂在单 个纤维素链的羟基之间或位于单个纤维素纤维的纤维素链邻近的羟 基之间反应形成交联键。

虽然，并没有提出或想要限制本发明的范围，但相信在多羧酸 交联剂上的羧基与纤维素的羟基反应形成酯键。酯键的形成(相信 可以得到所需的稳定交联键)在酸性反应条件下进行是有利的。所 以在酸性交联条件下，即PH范围为约1．5到约5对本发明的目的非常 适宜。

在交联剂与纤维反应前，纤维最好进行机械脱纤维使其成低密 度、单个化纤维状的(称为“起毛”)。机械脱纤维可采用目前本领 域已知的或以后可知的各种方法来完成。

机械脱纤维最好是采用结节形成以及使纤维损坏达到最小的方 法进行。在US-3987968(D．R．Moore和O．A．Shields，公布于1976年 10月26日)叙述了一种装置，发现对纤维素纤维进行脱纤维特别有 用，它是三段起毛装置，该专利在这里加以引证参考。在US- 3987968中所述的起毛装置是将湿的纤维素浆料纤维加入到一个机 械撞击、机械搅拌、空气搅拌相配合的装置中，限定干燥的空气而 产生基本上是不结节起毛的。单个化的纤维(相对于该纤维自然存 在的卷曲和加捻)使其提高了卷曲和加捻的程度。这就可相信这种 增加的卷曲和加捻提高了由处理过的交联纤维所制备的吸收构造物 的回弹性。

其它用于纤维素纤维脱纤维的方法包括(但不局限于此)采用一 个Waring混合机使纤维与旋转盘均料浆机或钢丝刷成切线接触进行 处理，较好地是进行所述脱纤维过程中将空气流直接吹向纤维，有 助于地纤维分离成基本上是单个形成。

可不管用来形成起毛的特别机械装置，纤维最初含有至少约20％ 水分，更好含有约40％到65％水分的机械处理更好。除了由于机械 脱纤维而卷曲或加捻外，可将处在高稠度纤维或部分干燥的纤维进 行机械细化也可用于提供卷曲和加捻。

根据本发明所制的纤维具有十分好的刚度和回弹性，由此纤维 所制备的吸收构造物保持着高的吸收性和具有高的回弹性和膨胀性 (对于干燥、压缩的吸收构造物遇潮所相应的膨胀性)。对于普通的 化学纸浆造纸纤维而言，除了具有规定范围内的交联水平之外，该 交联纤维其特征是具有水保留值(WRV′S)小于约60，较好是约28到约 50，更好是在30到45之间。特定纤维的WRV是说明其交联程度。十 分高的交联纤维，例如在先有技术先前讨论的已知的交联方法所生 产的这些交联纤维，业已发现其WRV′S是小于约25，一般小于约20。 当然，使用特殊的交联方法将影响交联纤维的WRV。无论如何，任 何方法产生的交联程度和WRV′S都被确信在规定的范围内，并希望 在本发明的范围内。可采用的交联方法包括干交联法和非水溶液交 联法如在本发明的背景技术中所通常讨论的。对于制备本发明单个 化的交联纤维某种较好的干交联法，将在以下更详细讨论。水溶液交 联法，其中的溶液引起纤维高度溶胀，结果使纤维的WRV′S超过的60。 这些纤维是不能满足本发明要求的刚度和回弹性的目的。

特别关于干交联法，可将批量的纤维素纤维采用此法来生产单 个化的交联纤维素。该方法将纤维的浆液如上所述与某一类型和数 量的交联剂相接触，机械分离，如脱纤维，把纤维分成基本上是单 个的形式，再干燥此纤维，并在催化剂存在下使交联剂与此纤维起 反应形成交联键，同时此纤维保持着基本上单个形式。除干燥步 骤外，脱纤维步骤，是赋予附加的卷曲。通过纤维的加捻来完成随 后的干燥，由于纤维的卷曲几何形状增加了加捻程度。在这里，纤 维的“卷曲”是指纤维在纵轴上的几何曲率。“加捻”是指纤维沿 纵轴作垂直截面的方向旋转。本发明的优选例的纤维是在纤维内键 的形式形成单个化交联的，并且是高加捻和卷曲的。

这里所用的术语“加捻数”是指纤维在某一长度上出现加捻结 的数目。加捻数是用来衡量纤维沿纵轴旋转的程度。术语“加捻结” 是指纤维纵轴基本上旋转180℃，其中纤维部分(即“结”)在显微 镜下用透射光观察到黑点(相对于纤维的其它部分)。结之间的距离 是相应于轴旋转180℃。本领域的技术人员是会了解上述情况的， 它主要是进行观察而不是物理现象。但是在某一长度的纤维上加捻 结的数目(即加捻数)是直接说明纤维加捻的程度，它是一种纤维的 物理参数。加捻结的外观和数量是随此纤维是夏材纤维还是春材纤 维而变化。加捻结和总加捻数是采用在本发明实验方法部分中所述 的加捻数成像分析法来测定的。平均加捻数是指本发明的纤维采用 上述加捻数方法进行适度测定的。当计数加捻结时，纤维变暗黑部 位是由于纤维破坏或纤维被压缩，这应与由于纤维的加捻而出现纤 维变黑的部位分别开来。

任何给定纤维样品的实际加捻数随春材纤维与夏材纤维的比而 变化。任何特殊的春材或夏材纤维的加捻数是随纤维与纤维之间的 不同而变化，尽管如上所述，平均加捻数的限定在定义本发明中是 有用的。这些限定应用来不考虑春材和夏材纤维的特殊结合。这就 是说，任何具有加捻数(被包含在所说的加捻数限定内)是符合本发 明的范围内的，只要符合其它的权利要求的限定就可。

在测量纤维样品的加捻数时，重要的是为了准确地表示各种单 个纤维加捻水平的平均加捻数，要检测足够量的纤维才行。为了要 提供有代表性纤维的加捻数，故建议试验大量有代表性的纤维样品 的总的纤维长度至少为5英寸。

用类似干纤维加捻数的方法来测量和描述湿纤维加捻数，所述 方法的改变仅仅是纤维在处理前用水湿润，然后用加捻数成像分析 法来计数湿纤维的加捻数。

较好地，平均干纤维加捻数至少每毫米为2．5加捻结，平均湿 纤维的加捻数每毫米至少1．5加捻结，以及至少比其干纤维加捻数 每毫米至少小1．0加捻结。最好的是平均干纤维加捻数每毫米至少3．0 加捻结，以及平均湿纤维加捻数每毫米至少2．0加捻结，比其干纤 维加捻数每毫米少至少1．0加捻结。

除了加捻以外，本发明的纤维是卷曲的，纤维卷曲可以说是由 于纤维的扭接、加捻和／或弯曲而使纤维部分缩短。本说明的目的 是纤维卷曲应是二度空间来衡量的。纤维卷曲的程度是根据纤维卷 曲指数来定的。纤维卷曲因素(是卷曲的二度空间量度)是观察纤维 在二度空间平面来确定的。测量纤维投影的长度作为长方形所围的 纤维的最长线度LR和纤维的实际长度LA，然后由下列等式计算纤 维卷曲因素

(1)卷曲因素=(LA／LR)-1

用纤维卷曲指数成像分析法来测量LR和LA。这方法在本说明实 验方法部分加以说明。此方法的背景资料叙述在1979年Interation alpaper physics conference Symposium中(The Harrison Hotel Harrison Hot Springs，British Columbia，9月17-19，1979年 论文题目是“Application of Image Analysis to pulp Fibre characterization；第一部分，B．D．Jordan和D．H．Page，104-114 页，加拿大纸浆和纸协会(Montreal，Quebec，加拿大)，此参考资 料被引入本说明书上加以参考。

较好的是纤维具有卷曲因素至少约0．3和更好是至少约0．50。

在干燥和交联时，保持纤维基本上是单个形式使纤维在干燥过 程中进行加捻和随后交联处于这样的加捻、卷曲状态的纤维。在可 进行加捻和卷曲的条件下干燥纤维是指基本上在不限制的条件下来 干燥纤维的。在另一方面，干燥以片状形式的纤维产生的干燥纤维， 不和基本上是以单个形式干燥的纤维一样高的加捻和卷曲。确信纤 维内的氢键合“限制”有关纤维发生的加捻和卷曲。

有各种方法使纤维与交联剂和催化剂相接触(如用催化剂的话)。 在一个例子中，纤维是与开始含有交联剂和催化剂的溶液相接触。 在另一例子中，纤维是在催化剂加入之前与交联剂水溶液相接触并 浸泡，然后加入催化剂。在第三个例子中，交联剂和催化剂都加到 纤维素纤维的水浆液中。除此所述以及的其他方法对于本领域的技 术人员是显而易见的，并有意包括在本发明的范围内。除将纤维与 交联剂和催化剂(如用催化剂的话)相接触的特殊方法之外，纤维素 纤维、交联剂和催化剂最好是混合和／或使纤维充分浸入来保证单 个化的纤维能彻底接触和侵入。

申请人已发现如果含有交联剂的溶液的PH保持在特定的范围内， 则可以不用催化剂而进行交联反应，以后加以叙述。特别的是，在 交联剂与纤维相接触期间，纤维素纤维的浆料或交联剂溶液的含水 部分必须把PH值调到约1．5至约5之间，更好是在约PH为2．0到约PH 3．5之间。最好是加入碱来调节PH，如将氢氧化钠加到交联剂中去。

尽管如上所述，一般情况下，任何能催化交联机理的物质都可 采用。能用的催化剂包括碱金属次磷酸盐、碱金属亚磷酸盐、碱金 属多磷酸盐、碱金属磷酸盐和碱金属硫酸盐。特别优选的催化剂是 碱金属次磷酸盐、碱金属磷酸盐和碱金属硫酸盐。催化的机理是已 知的。尽管申请人相信催化剂可单纯的起着缓冲剂的作用，但保持 PH值在所希望的范围内。关于更完整列出的有用催化剂清单可参阅 US-4820307(Welch等人，公布于1989年4月11日)，这里引入加以 参考。选择的催化剂可作为唯一的催化剂使用或与一种或多种其它 催化剂混合使用。

当然，选择使用的催化剂的用量，取决于交联剂的种类和数量 以及反应条件特别是温度和PH。一般是以技术和经来考虑的。催化 剂用量最好是在约5重量％到约80重量％(以加入到纤维素纤维中的 交联剂重量计)。为了达到此目的，在此情况下，其中所用催化剂 是次磷酸钠和交联剂是柠檬酸，催化剂的量约50重量％(以加入的 柠檬酸重量计)为佳。另外，当交联剂和纤维接触期间要调节纤维 素纤维浆料的PH或交联剂溶液的含水部分到目标PH值，即在约PH为 1．5到约PH为5。更好是约PH为2．0到约PH为3．5之间。

纤维素纤维通常应脱水和任意干燥的。其可加工性和最佳的稠 度将随所用起毛设备的类型而变。在优选例中，纤维素纤维的脱水 和最佳的干燥到稠度在约20％到约80％之间。更好的纤维被脱水和 干燥到稠度在约35％到约60％之间。将此纤维一般干燥到这些优选 的范围内使纤维很容易脱纤维成单个形式而没有过量形成与较高湿 度相联系的结节和没有与较低湿度相联系的高纤维的破损。

对于典型目的，脱水可用如机械压缩、离心或用空气干燥浆料 那些方法来完成。此外纤维的干燥到如前面所述的使其稠度在35～ 60％范围内是任意的，但是较好的方法是用本领域已知的如空气干 燥方法来进行，在使用高温条件下无需延长时间。过高的温度和过 长时间，在此阶段会导致干燥的纤维超过60％稠度，这样在最后脱 纤维步骤有可能过量的纤维被破损。脱水后，然后如前所述将纤维 进行机械脱纤维。

然后将脱纤维过的纤维采用本领域已知的方法如闪蒸干燥法干 燥到60％到100％的稠度。此阶段中当水从纤维中除去时，给予纤 维附加的加捻和卷曲。当采用这种附加干燥步骤来除去水量是可以 变化的。可以相信闪蒸干燥到较高稠度，比闪蒸干燥到较低稠度如 60％～100％范围能提供较大程度的纤维加捻和卷曲。在优选实施 例中，纤维被干燥到约90％～95％的稠度。相信这种闪蒸干燥程度 能够提供所期望的纤维加捻和卷曲程度而无需较高闪蒸干燥温度和 所需停留时间而达到100％的稠度。闪蒸干燥纤维到达某一稠度， 如90～95％，在60％～100％范围的上沿也可降低其干燥量，这必 须在闪蒸干燥后的固化阶段来完成。

然后将闪蒸干燥的纤维加热到适宜的温度，使在此有效时期促 进交联剂的固化，即与纤维素纤维进行反应。交联的速度和程度取 决于纤维的干燥度、温度、PH、催化剂和交联剂的量和种类以及进 行交联时加热和／或干燥纤维的方法，对于有某一初始含湿量的纤 维来说，当用连续的通空气干燥比采用在静止的烘箱干燥／加热时， 在特定温度下以较高的速度同时进行交联，这对本领域的技术人员 来说是可以知道的。对于交联剂的固化，存在温度一时间关系数值。 对于水含量少于约10％的纤维来说，干燥温度从约145℃到165℃， 时间为约30分与60分之间，在静止的、大气压条件下一般能提供可 接受的固化效果。这些本领域的技术人员也能理解的是在较高的温 度和强制通风对流可降低固化所需时间。这样，对于湿含量少于10％ 的纤维来说，干燥温度约170℃到约190℃，时间为约2分钟到约20 分钟之间，在一个通空气的烘箱也能提供可接受的固化效果。固化 温度必须保持在小于约225℃，较好小于约200℃，这是由于纤维暴 露在这样的高温下可导致纤维的变黑或其它的损伤。

无需联系到理论，相信纤维素纤维与C2-C9多羧酸交联剂的化 学反应并不是开始就进行，要直到这些原料的混合物在固化烘箱中 加热时才发生。在固化阶段过程中，酯交联键是在C2-C9多羧酸交 联剂与纤维素分子之间形成的。这些酯交联在加热的影响下是会移 动的，由于酯基转移反应发生在酯基与在纤维素纤维上相邻近的未 酯化的羟基之间进行的。进一步可以相信，酯基转移作用的过程是 最初酯键被形成之后发生的，结果在上述纤维与没有固化足以让酯 基转移作用发生的纤维相比提高了吸收性能。

随交联步骤之后，如需要则洗涤纤维。洗涤后，将纤维进行脱 纤维和干燥，当纤维仍处于潮湿条件时可以进行第二机械脱纤维步 骤，此步骤是在反流态化和干燥步骤之间使交联纤维加捻和卷曲。 如前所述相同的设备和方法用于脱纤维的纤维是可用于这第二机械 脱纤维步骤的。如本节所用的术语“脱纤维”是指任何可用于机械 分离纤维成基本上单个形式，即使纤维已经是这种形式也好，因此 “脱纤维是指机械处理纤维的步骤，成单个形式或成更紧密的形式， 其中机械处理步骤是：a)将纤维分离成基本上单个形式(如果它们不 是这种形式的话)，b)在干燥时给予纤维以卷曲和加捻。

这种第二脱纤维处理，是在纤维已交联后进行的。相信会提高 浆料的加捻、卷曲特性。这种增加纤维的加捻和卷曲构型会导致增 加吸收构造物的回弹性和对潮湿的适应性。

当纤维基本上是干的(水分小于约5％)，可达到最大程度的交 联，这是由于没有水，纤维被交联而基本上处于不溶胀、皱缩状态。 随后，它们的特点是(相对于本发明可用的范围)有较低的流体保留 值(FRV)。FRV是指以干纤维为基准计算流体量，它是将已被浸泡的 然后离心除去纤维间流体的纤维样品所吸收保留吸收性能。FRV进 一步的定义和FRV的测定程序在下面叙述。交联纤维可能吸收的流 体量是取决于在饱和时的溶胀能力，换句话说，取决于它们在高溶 胀到最大程度时的内径或容积，这个取决于交联度。对于给定的纤 维和方法随所用纤维内部交联的提高，而纤维的FRV将下降。因此， 纤维的FRV值是在饱和下纤维物理条件的结构描述。除非另有表示 指出，在这里所述的FRV数据将用纤维的水保留值(WRV)来表示。其 它流体，例如盐水和合成尿，同样可有利用作分析用流体介质。总 之，由很大程度取决于干燥如本发明的方法的固化程度所交联的特 殊纤维的FRV主要取决于交联剂和交联程度。采用这种干交联法交 联的纤维WRV′S，在本发明可用的交联剂水平下，一般小于约60和 大于约28，较好是小于约50，更好是在约30到约45之间。已观察到 含有约1．5摩尔％到约6．0摩尔％之间的反应的柠檬酸的漂白的SSK 纤维(是以纤维素葡糖酐摩尔计)的WRV′S相对应为约28到约40。漂 白度和后一交联漂白步骤的实验，业已发现对WRV有影响，采用现 有技术已知的交联法制备的南方软木牛皮纸(SSK)纤维具有的交联 度高于这里所述的程度，而WRV′S则小于约25。此种纤维(如前面所 述)已观察到比本发明的纤维过度刚性和表现出较低的吸收性能。

在另一种采用干交联法来制备单个的交联纤维的方法中，将纤 维素纤维如上所述与一种含有交联剂的溶液相接触。既可由在与交 联剂相接触前或后，而纤维则是以片状的形来提供的。纤维当以片 状形式时，最好将纤维加热到约120℃到约160℃之间温度来干燥和 使其交联，交联之后将纤维机械分离成基本上单个的形式。这种方 法最好是采用纤维起毛装置处理(如US-3，987，968所述那样)来 进行的，或者可用本领域已知的脱纤维纤维的其他方法来进行。据 这种片材交联法来制造单个的交联纤维是用足够量的交联剂进行处 理，交联剂的有效量较好在约0．5摩尔％到约10．0摩尔％交联剂(以 纤维素葡糖酐摩尔计)并在脱纤维后测定的，它是与纤维以纤维内 部的交联键的形式反应的。另一种有效的干燥和交联纤维的纤维是 以片材的形式，这样纤维与纤维的键合，随着干燥的进展阻碍了纤 维的加捻和卷曲。与本工艺所制备的单个化的交联纤维相比(其中 纤维是在基本上不受限制的条件下进行干燥的并随后交联或一种加 捻、卷曲的构型)，采用含有如上所述此片材固化工艺制造的相对未 加捻纤维吸收结构物具有较低的湿回弹性和较低的对潮湿的适应性。

同样也注意到在干燥和交联步骤间，把纤维机械分离成基本上 是单个形式。也就是说纤维(以片材形式)与交联剂接触随后干燥， 交联之前，纤维被单个化易于进行纤维内部的交联，这种变更的交 联方法和其他的变动对本领域的技术人员是显而易见的，都属于本

发明的范围内。

可应用于本发明的另一种交联法是非水溶液固化交联法。可用 于干交联法的同类纤维也可用于生产非水溶液交联的纤维。用足够 量的交联剂处理纤维，有效量的交联剂随后与纤维反应，如需要并 采用适宜的催化剂。所用交联剂和催化剂(如采用的话)的量取决于 反应条件如稠度、温度、交联液和纤维的水含量、交联剂和在交联 剂溶液中的稀释剂的种类以及所需的交联量。当纤维浸在基本上是 非水溶液中，交联剂就引起反应。非水交联剂溶液含有非水的，水 可溶的、极性稀释剂，例如但不限于醋酸、丙酸或丙酮。交联溶液 也可含有限定量的水或其他润湿纤维的液体，但是水量最好不足以 诱导大量纤维的溶胀。在交联剂溶液体系中可用作交联介质的包括 US-4，035，147(S．Sangenis，G．Guiroy，和J．Quere，公开了1977 年7月12日)中所公开的那些介质，在此引证加以参考。

用在本发明的吸收构造物的交联纤维，最好按照上述的干交联 法来制备。交联纤维可以直接用空气加捻吸收芯来制造，此外，由 于它们的刚性和回弹性，交联纤维可以湿加捻成未紧压实的低密度 片，随后进行干燥，可直接采用而无需作进一步的机械加工片，如 吸收芯。交联纤维也可湿加捻成压缩纸浆片便于出售或长距离远输。

相对于从普通的，未交联纤维素纤维所制成的纸浆片，由于本 发明的交联纤维所制成的纸浆片是较困难压缩到普通纸浆片的密度。 因此，可以希望采用交联纤维与未交联纤维相结合，例如一般用于 制造吸收芯，含有加强的交联纤维纸浆片，最好含有约5％到约90％ 的未交联的纤维素纤维(以总干片重量计)与单个的交联纤维相混合。 特别好的是包括约5％到约30％之间的高精细的，未交联纤维素纤 维(以干片总重量计)。此高精细的纤维是精细化或敲打到打浆度为 小于约300毫升CSF，较好少于100毫升CSF。未交联纤维最好是与单 个化的交联纤维的水浆液相混合。此混合物然后可以形成密集的纸 浆片。为了以后脱纤维和制成吸收衬垫。把未交联纤维的易于压缩 的纸浆片成密集形式，然后加工成吸收垫。其吸收性能损失出奇的 小。未交联纤维附加提高纸浆片的抗张强度和从此纸浆片或直接从 交联和未交联纤维的混合物制成吸水衬垫的抗张强度。不管是否是 交联和未交联纤维的混合是无关重要的，首先是先制造成纸浆片， 然后再制成吸收衬垫或直接制成吸收衬垫。二吸收衬垫可以空气加捻 或者湿加捻(air-laid or wet laid)。

从单个化交联纤维或从也含有未交联纤维的混合物所制成的片 或卷材，较好是小于约800克／米2重量，其密度小于0．60克／厘米3。 虽然并不打算限制本发明的范围，但具有重量为300克／米2到约600 克／米2之间和密度在0．07克／厘米3到约0．30克／厘米3之间的湿加捻 片，直接用作一次性制品，例如尿布、止血塞和其他月经制品的吸 收芯特别被注意。具有较高重量和密度的构造物比认为最有用的那 些随后采用粉碎和空气加捻或湿加捻所制成的低密度和低重量的构 造物更适用于作吸收物。虽然，这些较高重量较高密度的构造物也 具有惊奇的吸收性能和对潮湿的适应性。本发明的纤维的其他应用 包括低密度薄片，其密度可以小于约0．03克／毫升。

如需要，交联纤维可进一步加工以除去过量未反应的交联剂。 业已发现成功地除去过量交联剂的一系列处理步骤，包括以顺序洗 涤此交联纤维，把此纤维浸入水溶液到某一合适时间，筛分此纤维， 纤维的脱水，即采用离心法以便达到约40％到约80％的稠度，如上 所述，机械脱纤维此已脱水的纤维，并用空气干燥此纤维。如有必 要，可将足够量的酸性物质加入到此洗涤液中去，保持此洗涤液的 PH值小于7。无需联系到理论，可以相信，酯交联在碱条件下并不稳 定，保持洗涤处理的PH值在酸性范围内以防止已生成的酯交联的复 原。可通过加入无机酸如硫酸或者酸性漂白化学品形式如二氧化氯 和连二亚硫酸钠(也可加入增白剂到交联纤维中去)来获得酸度。已 发现此法可降低残留的游离的交联剂的含量到约0．01到约0．15％之 间。

在这里所述的交联纤维用于各种吸收制品包括(并不限于此)： 薄片、一次性尿布、月经纸、月经带、止血塞和绷带，其中所述的 每种制品是含有这里所述的单个化的交联纤维的吸收构造物。例如 一次性尿布或类似具有一种液体可渗透的顶片(topsheet)、一种与 顶片相连接的液体不渗透底片和一种含有单个化的交联纤维的吸收 构造物是特别引人注意的。该制品在US-3860，003(kennethB， Buell，公布于1975年1月14日)已有叙述，本说明书加以引证参考。

通常尿布和月经纸的吸收芯是由非硬挺的非交联的纤维素纤维 所制成的，其中的吸收芯的干密度为约0．06克／毫升和约0．12克／毫 升之间。根据潮湿情况，此吸收芯通常显示其容积缩小。

业已发现，本发明的交联纤维能用来制备吸收芯，相对于普通 未交联纤维或现技术已知的交联纤维所制备的等密度吸收芯相比， 具有显著高的流体吸收性能，包括(但并不限于此)吸收容量和芯吸 速率。此外，在取得这些改进吸收性结果同时提高了湿回弹性水平 。对于密度为约0．05克／毫升到约0．15克／毫升之间的吸收芯，在潮 湿时能保持基本上恒定值。特别优选使用具有交联度在约5．0摩尔％ 到约10．0摩尔％(以干纤维葡糖酐摩尔计)的交联剂的交联纤维。由 该纤维制备的吸收芯具有所期望的结构完整性，即耐压缩性和湿回 弹性相结合的性能。术语湿回弹性，在本文中是指潮湿衬垫，暴露 在和免除压缩力后弹回到原来形状和体积的能力。对比于从未处理 的纤维和现技术已知的交联纤维制成的芯，由本发明的纤维所制成 的吸收芯，当免除湿压缩力后恢复到基本上较高比例的原体积。

在另一优选例中，单个化的交联纤维成型成空气加捻或湿加捻 (基本上是干燥的)吸收芯，将此芯压缩到其密度小于衬垫的平衡湿 度。当衬垫完全为流体所饱和时，平衡湿密度是衬垫的密度(以干 纤维计)。当纤维成型成具有干密度小于平衡湿密度的吸收芯时， 在潮湿达到饱和时，此芯将膨胀到平衡湿密度。或者，当纤维成型 成具有干密度大于平衡湿密度时，在潮湿大到饱和时，此芯将膨胀 到平衡湿密度。由本发明的纤维所制备的衬垫具有平衡湿密度基本 是小于由普通起毛纤维所制备的衬垫的平衡湿密度。本发明的纤维 可以压缩到密度大于平衡湿密度，成型成一薄衬垫，在潮湿将膨胀， 故提高其吸收容量，达到远大于由未交联纤维所获得的吸收容量。

在另一优选例中，高吸收性能、湿回弹性和对潮湿的适应性可 从交联度在约1．5摩尔％到约6．0摩尔％(以干纤维素摩尔计)所获得。 较好的，由该纤维所成型成干密度大于它的平衡湿密度的吸收芯。 较好的，将此吸收芯压缩到密度为约0．12克／毫升到约0．6克／毫升 之间，其中相对应的平衡湿密度是小于干压缩衬垫的密度。同样， 较好的将吸收芯压缩到密度在约0．12克／毫升到约0．40克／毫升之间， 其中相对应的平衡湿密度是在约0．08克／毫升到约0．12克／毫升之间， 并且是小于干压缩芯的密度。但是必须认识到，吸收构造物是较 高密度范围的则可由较高交联度的交联纤维来制备，而较低密度的 吸收构造物则可由较低交联度的交联纤维来制备。改良有关先前已 知单个的交联纤维的性能可得到所有这种构造物。

当进一步讨论所包括的优选例中对于高和低密度的吸收构造物 时，应当认识到在本发明公开范围内的各种吸收构造物密度和交联 剂用量的各种各样结合相对于普通纤维素纤维和之前已知的交联纤 维将达到优异的吸收特性和吸收结构物完整性。所述实施例是意味 着包括在本发明的范围内。

由单个化的交联纤维所制备的吸收构造物可以附加含有基本上 是水不溶、形成水凝胶物质个别微粒，形成水凝胶的物质是能吸收 流体，并在中等压力下保留流体的化学化合物。

适宜的形成水凝胶物质可以是无机物例如硅胶或有机化合物例 如交联的聚合物。应当知道，此种交联是涉及形成水凝胶的物质有关 时，设想比所期望的要宽的有关交联剂与纤维素纤维的反应形成单 个的交联纤维。交联的形成水凝胶的聚合物可通过共价、离子、范 得瓦耳斯(Van der Waals)，或氢键进行交联。形成水凝胶的物质 的例子包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、乙烯-马来酸酐共聚物、聚乙 烯醚、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯吗啉酮、乙烯基磺酸 的聚合物和共聚物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡啶。其它 适宜的形成水凝胶的物质在US-3，901，236(Assarsson等人，公 布于1975年8月26日)已有叙述，这里引证加以参考。特别好的用于吸 收芯的形成水凝胶的聚合物是水解丙烯腈接枝淀粉、丙烯酸接枝 淀粉，聚丙烯酸酯和异丁烯马来酸酐共聚物或其混合物。可被使用的 形成水凝胶的物质Aqualic．L-73，是一种部分中和聚丙烯酸(由日 本Nippon shokubai公司制造)和Sanwet IM1000，是一种部分中和 丙烯酸接枝淀粉(由日本Sanyo公司生产的)。形成水凝胶的物质具有 相对高的凝胶强度，如在美国专利申请号-746，152，1985年6月 18日申请，这里引证加以参考，是较好用于单个化的交联纤维。

制备形成水凝胶的物质的方法公开在US-4，076，663(Masuda等 人，公布于1978年2月28日)；US-4，286，082(Tsubakimoto等人， 公布于1981年8月25日)和US-3，734，876、3，661，815、3，670， 731、3664343、3，783，871、和比利时专利785，850中，这里引 证加以参考。

形成水凝胶的物质可以分布于整个含有单个化的交联纤维的吸 收构造物中，或限于分布整个吸水构造物的特殊层或部位中。在另 外例子中，形成水凝胶的物质是被粘结或层压到片材或薄膜上，它 们并置于纤维状吸收构造物背衬上，此构造物可以包括单个化的交 联纤维。这种片材或薄膜可以是多层的，以致于形成水凝胶的物质 是包含在层之间。在另外例子中，形成水凝胶的物质可以直接粘到 吸收构造物的表面纤维上。

根据蒸发计测定皮肤的湿度，把潮湿吸水构造物接触到人体的 皮肤上去以后，另人惊奇的发现已观察到本发明的单个化的交联纤维 和形成水凝胶的物质相结合的吸收构造物能大大提高皮肤的干燥度。 此改进可以相信是由于单个化交联纤维(相对普通纤维)有高的芯吸 能力和增加构造物的吸水容量。由单个化的交联纤维制备的构造物 的独特芯吸能力起因地纤维的硬化性质和由此产生的相对大的空隙 空间。但是过高量的交联剂，如可存在于某些原先已知的单个化交 联纤维中，可以降低芯吸，这是由于交联剂的疏水性所致。

已观察到关于由具有干密度大于它的相对应的平衡湿密度(以 干纤维计)的单个化交联纤维所制成的吸收构造物的另一重要的优 点，特别是这类吸收构造物在潮湿时，则体积膨胀。由于这种膨胀 的结果，纤维的内部毛细网络也增大。在普通具有形成水凝胶的物 质混在其中的吸收构造物中，形成水凝胶的物质在体积上膨胀是由 于流体的吸收，并利用构造物的整个流体吸收潜力之前可能堵塞或 降低吸收流体毛细管的通路的尺寸。这种现象称凝胶堵塞。毛细扩 大是由于吸收构造物的纤维状态网络的膨胀降低凝胶堵塞发生。这 就允许采用有较大比例的流体吸收潜力的结构和较高量的形成水凝 胶的物质(如需要)配合到吸收构造物中去，而不会有大量的凝胶堵 塞。

供尿布芯用的含有单个化的交联纤维和形成水凝胶的物质的吸 收构造物较好的具有干密度为约0．15克／毫升到约0．4克／毫升之间和 较好含有小于20％的形成水凝胶的物质(以干纤维重量计)。最好是 单个化的交联纤维具有约1．5摩尔％到约6．0摩尔％的柠檬酸(以纤 维素葡糖酐摩尔计)，并以纤维内交联键形式反应，其中将纤维 成型成相对薄的吸收构造物，足以压缩成干态，以致此种构造物在 潮湿能膨胀。

形成水凝胶的物质可以均匀地分散于全部或部分的吸收构造物 之中。对于含有吸收芯尿布构造物(如叙述于US-3860003中)含有 优选的单个化的交联纤维，其干密度约0．20克／毫升，同样也含有 分散于整个芯的形成水凝胶的物质。现在相信，要获得尿布的芯吸、 总吸收容量、皮肤的湿度和经济上可行的最佳平衡，可由含有以干吸 收芯总重量计的5～20wt．％的形成水凝胶的物质，如Aqualic L-73获得。 形成水凝胶的物质的含量在约8重量％到约10重量％之间的是与含 有单个化的交联纤维的吸收芯最好均匀混合，如在US-3860003所述 那样。

上述吸收构造物也可包括普通的、起毛纤维或高精细纤维，其 中形成水凝胶的物质的量，如前所述是以纤维总重量为基础的。这 里所叙述的实例在本质上是典型的，并不意味着对形成水凝胶的物 质与单个化的交联纤维的应用范围加以限制。

测定流体保留值的方法

下面方法可以用来测定纤维素纤维的水保留值。

将约0．3克到约0．4克纤维样品，浸入装有约100毫升蒸馏水或 脱离子水的有盖容器中，在室温下浸泡约15到约20小时。把浸泡过 的纤维收集在过滤器上并转移到80目钢丝框架约1．1／2英寸上面的 离心管底部中的60目筛上。用一塑料盖盖在管上，样品在1500至1700 重力的离心力下离心19到21分钟，然后将离心过的纤维从框中取出 并称重。称重过的纤维在105℃下进行干燥到恒重再称重，水保留 值的计算如下： $\mathrm{WRV}=\frac{(W-D)}{D}\times 100$ 其中，W=离心过纤维的湿重量

D=干纤维的重量：和

W-D=吸收水的重量

测定滴流量的方法

下列方法可以用来测定吸收芯的滴流量。滴流量被用作芯的吸 收容量和吸收速率结合的量度。

将一个4×4英寸的吸收衬垫重约7．5克，置于一个筛目上，把 合成尿以8毫升／秒的速度施加衬垫的中心。当第一滴合成尿从衬垫 的底部或旁边溢出时，就停止加入。滴流量是由合成尿导入之前和 之后衬垫的质量差再除以纤维的质量(以完全干燥的计)。

测定湿压缩性的方法

下面方法可用来测定吸收构造物的湿压缩性，湿压缩性是用作 衡量耐湿压缩、吸收芯的湿构造物的完整性和回弹性。

制备一个4×4英寸正方形，重约7．5克的衬垫，测量其厚度并 计算其密度。在衬垫上负载10倍干衬垫重量的合成尿，或者达到饱 和点，无论那个是较小的。一个0．1PSI压缩负荷施加在衬垫上，约 60分钟后，当衬垫达到平衡时，测量衬垫的厚度。然后将压缩负荷 增加到1．1psi，使垫达到平衡，并再测量其厚度。然后把压缩负荷 降到0．1psi，待垫达到平衡并再测垫其厚度，计算垫在原0．1psi负 荷的密度。1．1psi负荷和第二次0．1psi负荷的密度(称作0．1psiR (即psi弹回负荷。空隙率以毫升／克来表明。然后测量每一相应的 压缩负荷。空隙率是湿垫密度减去纤维体积(0．95毫升／克)的倒数。 0．1psi和1．1psi的空隙率是耐湿压缩和湿构造物完整性有用标记。 对于通常最初垫密度来说，较高空隙率标明较大耐湿压缩和较大的 湿构造物完整性。0．1psi和0．1psiR空隙率之间差对比较吸收垫的 湿回弹性是有用的。0．1psi空隙率和0．1psiR空隙率有较小的差， 表示有较高的湿回弹性。

同样发现干垫和饱和垫在压缩之前之间厚度差成为垫对潮湿的 适应性的有用标记。

测量干压缩性的方法

下面方法可以用来测定吸收芯的干压缩性。干压缩性是用作芯 的干回弹性的量度。

制备一个4×4英寸正方形的空气加捻垫，质量重约7．5克并在 干状态下采用水压机压缩到5500磅／16平方英寸。把垫翻过来再压 缩，测量垫在压缩前和压缩后(无负荷的厚度)的厚度，然后计算压 前后的密度(质量／(面积×厚度))。密度在压缩前后有较大的差别 说明是有较低的干回弹性。

测定C2-C9多羧酸与纤维素纤维反应量的方法

适合测定多羧酸与纤维素纤维进行交联的量有许多方法。任何 适宜的方法都可被采用。为了测定优选的C2-C9多羧酸(例如柠檬 酸、1，2，3丙烷三羧酸、1，2，3，4丁烷四羧酸和氧联二琥珀酸) 与本发明例子中的单个化的交联纤维的纤维素组分反应形成纤维内 部的交联键的量这一目的，可采用下面的程序。首先，用足够的热 水洗涤交联纤维样品以除去任何未反应的化学品或催化剂。其次， 干燥此纤维到平衡的水含量。然后基本上按T．A．P．P．I．方法T2370S -77，测定单个化的交联纤维的羧基含量。然后从反应后纤维的羧 基含量来计算出交联的C2-C9多羧酸的量，如下式： 其中C=交联纤维的羧基含量，毫克当量／公斤

30=未交联浆料纤维的羧基含量毫克当量／公斤

★162克／摩尔=交联浆料纤维的分子量(即一个葡糖酐单位) 从上式中作出的设想是：

1、交联过的纤维的分子量是相当于未交联浆料的分子量，即 162克／摩尔(以纤维素葡糖酐摩尔计)。

2、柠檬酸的三个羧基中有二个与纤维素上的羟基反应形成交 联键，这样剩下的一个羧基是游离的，用羧基试验法进行测定。

3、丙三羧酸(TCBA，也称1，2，3丙烷三羧酸)的三个羧基中的 二个与纤维素上的二个羟基反应形成交联键，这样留下来的一个游 离羧基可用羧基试验法进行测定。

4、1，2，3，4丁烷四羧酸(DTCA)的四个羧基中三个与纤维素 上的羟基反应形成交联键，这样留下来的一个游离羧基可用羧基试 验法进行测定。

5、氧联二琥珀酸(ODS)的四个羧基中三个与纤维素上的羟基反 应形成交联键，这样留下来的一个游离羧基可以用羧基试验法进行 测定。

6、未交联浆液料纤维具有羧基含量为30毫克当量／公斤。

7、在交联过程中在纤维素上没有新的羧基产生。

加捻数的测定方法

下面的方法可以用来测定纤维的加捻数，在本说明书中已进行 分析过。

把干纤维置于一个用浸渍油的薄膜涂敷的滑片上，然后盖上滑 动盖。浸渍油的作用是使纤维透明而不会导致溶胀，并有助于加捻 结节的鉴定(下面将加以叙述)，通过将低稠度纤维浆料例在滑片上 的方法把湿纤维置于一个滑片上，然后盖上滑盖，水能使纤维透明， 以致于加捻结节的鉴别就容易了。

一个成像分析仪，包括有计算机控制的显微镜、视频照像机、 视频荧光屏和带有QU IP S软件的负荷计算机珂从Cambridgc仪器公 司购得(Cambridge，英国；Buffalo，纽约)，用来测定加捻数。

纤维总长度是处在显微镜滑片特定面积内，用200倍的成像分 析仪进行测定。操作者可鉴定和标记加捻结节。此方法是连续的， 测量纤维的长度和标记加捻结节一直分析到总纤维的长度为1270mm 时为止。由这些数据除以纤维总长度(标记加捻结节的总数)，计算 出每毫米的加捻结节数。

测定卷曲因素的方法

下面方法可用来测定纤维卷曲指数

把干纤维置于显微镜的滑片上，把滑动盖置于纤维上面并粘结 其边缘处，实际长度LA和最大计算长度LR(等于矩形四周纤维的最 长边的长度)用包括有软件控制显微镜、视频照像机、视频荧光屏 和计算机的成像分析仪进行测量。软件相同于上述的加捻数成像分 析法部分。

一旦得到LA和LR，根据上面所示的等式(1)来计算卷曲因素， 计算每一个纤维样品的卷曲因素达至少250根单个纤维，然后取其 平均数作为样品的平均卷曲因素，具有LA小于0．25毫米的纤维应从 计算中除去。

下面的例子是对说明本发明的实施而不是对其限制。

例I

采用干交联法以柠檬酸作交联剂制备单个化的交联纤维，用于 本发明的吸收构造物中。用于生产柠檬酸交联纤维的程序如下。

1、对于每一例子，提供1，735克一次干燥的南方软森牛皮纸 (SSK)浆：该纤维的含水量约7％(相当93％稠度)。

2、把纤维加入到含有约2，942克柠檬酸和410毫升50％氢氧化 钠溶液于59，323克水中的水溶液中形成浆料。纤维被浸在此浆料中 约60分钟。此步骤也称为“浸渍期”，浸渍期的PH值约3．0。

3、然后用离心将纤维脱水达到稠度范围为约40％到约50％， 这步骤的离心浆料的稠度与浆料滤液中羧酸的浓度相结合，在步骤 2中离心后存在在纤维上交联剂的固定量。在此例子中，在最初离 心后约有6重量％的柠檬酸(以干纤维素葡糖酐计)是存在在纤维上。 实际上，交联剂在浆料滤液中的浓度是通过假设一脱水稠度和期望 在纤维上的化学品的量来计算的。

4、其次，将脱水过的纤维采用Sprout-Waldron12＂盘式粉碎机 (型号为105-A)进行脱纤维的，其板固定在一空隙上用来产生基本 上是单个的纤维而使纤维的损坏到最小。由于此单个化纤维是留在 粉碎机上，它们是用热空气在二个直立管中闪蒸干燥，为了供纤维加 捻和卷曲。此纤维在这些管内的含水量接近10％并以备进行固化。 如果在此闪蒸干燥管内纤维的含水量大于10％时，则将此纤维用室 温的空气干燥，直到含水量约10％为止。

5、然后将近于干燥的纤维放在盘上并在有空气流通的烘箱中 固化，时间的长短和温度的高低实际上取决于加入柠檬酸的量、纤 维的干燥度等。在此例子中，样品在温度约188℃固化约8分钟，在 烘箱中期间完成交联。

6、将交联的单个化纤维置于筛目上并用约20℃水漂洗，浸在 60℃水中的稠度为1％约1小时，过筛，再用约20℃水漂洗二次，离 心到约60％的纤维稠度，并用室温空气干燥到平衡含水量约8％。

产生的单个化的交联纤维素纤维具有WRV为37．6并含3．8摩尔％ 的柠檬酸(以纤维素葡糖酐摩尔计)与纤维以纤维内交联键形式进行 反应。

将干燥过的纤维用空气加捻而形成吸收垫。此垫用水压机压缩 到密度为0．20克／毫升，将此垫按这里所述的程度进行稠度、回弹 性和反应的柠檬酸量的试验。反应的柠檬酸是以摩尔％来表示(以 干纤维的纤维素葡糖酐计)。结果列于表1并与普通的，未交联纤维 素纤维所制备的垫进行比较。

表1 样  品   反应的柠檬酸  WRV(％)  滴流量    湿压缩性   #        (摩尔％)       (％)  @毫升／秒 (毫升／克)                                            0．1psi 1．1psi 0．1psiR   1          0         79．2     4．56     8．95   5．38   5．90   2          3．8      37．6    14．55     10．29  6．68   7．38

从表1可以看出，含有单个化的柠檬酸交联纤维(即例2)的吸收 垫相对于含有普通的、未交联纤维(即例1)的吸收垫，具有显著高 的滴流量和在0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR时湿压缩性。除改进对潮 湿的适应性(相对于普通、未交联纤维)以外，含有柠檬酸交联的纤 维的吸收垫，可安全地用于接触人体的皮肤。

例II

将例I的单个化的交联纤维用空气加捻成吸收垫，并用水压机 压缩到密度为0．10克／毫升。随后依照前面概述的湿可压缩性程序 测定垫的吸收性、回弹性和其构造物完整性，结果列于表2

表2 样  品     湿可压缩性．   #        (毫升／克)            0．1PSI  1．1PSI 0．1PSIR   1        0．68    6．04   6．46   2        11．87   7．67   8．48

从表2可以看出，含有单个化的柠檬酸交联纤维即(例2)的吸收 垫(在干纤维密度为0．10克／毫升)相对于含普通的、未交联的纤维 (即例1)的吸收垫，在0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR时具有显著高的湿 压缩性。除改进了对潮湿的适应性以外，含有柠檬酸交联的纤维的 吸收垫，可以安全地接触人体皮肤。

例III    

用于本发明的吸收构造物的单个化的交联纤维是由干交联法采 用1，2，3，4丁烷四羧酸(BTCA)作交联剂而制备的。此单个化的交 联纤维可按以前例1所述的方法来制备，只作下面的改进：在例I的 步骤2中的浆料含有150克干浆料，1186克水，64克BTCA和4克氢氧 化钠。在步骤5中，纤维是在约165℃固化约60分钟。

生成的单个化交联纤维素纤维具有WRV为32．9并含有5．2摩尔％ 的1，2，3，4丁烷四羧酸(以纤维素葡糖酐摩尔计)与纤维按纤维内 交联键形式反应。

将干纤维用空气加捻形成吸收垫，用水压机压缩此垫到密度为 0．20克／毫升，根据这里所规定的程序测定此垫片的吸收性，回弹 性和反应的1，2，3，4丁烷四羧酸(BTCA)，反应的BTCA以摩尔％ (以干纤维的纤维素葡糖酐计)表示，结果列于表3，并与普通的、 未交联的纤维素纤维所制备的吸收垫进行对比。

表3 样  品    反应的BTCA      WRV     滴流量         湿压缩性   #        (摩尔％)      (％)     @8毫升／秒     (毫升／克)                                   (克／克)0．1PSI 1．1PSI 0．1PSIR  1            0          79．2    4．56   8．95   5．38   5．90  3           5．2        32．9    13．43  9．58   6．30   7．05

从表3可以看出，含有单个化的、BTCA交联纤维(即例3)的吸收 垫相对于含有普通、未交联纤维(例1)的吸收垫明显具有较高的滴 流量和在0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR时的湿压缩性。除具有改进对 潮湿的适应性外，含有BTCA交联纤维的吸收垫可以安全地用于接触 人体皮肤。

例IV

将例III中的单个化的交联纤维用空气加捻形成吸收垫并用水 压机压缩到密度为0．10克／毫升，随后按先前概述的湿压缩性程序 试验此垫的吸收性、回弹性和构造物的完整性。结果列于表4

表4 样  品                      湿压缩性(毫升／克)   #                     0．1PSI    1．1PSI    0．1PSIR   1                    10．68      6．04      6．46   3                    11．71      7．52      8．53

从表4可以看出，含有单个化的，BTCA交联的纤维(即例3)的吸 收垫其干纤维密度为0．10克／毫升，相对于含有普通的、未交联纤 维(即例1)的垫在同样密度下，于0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR下具有 明显较高的湿压缩性。除具有改进的对潮湿适应性外，含BTCA交联 纤维的吸收垫，可以安全地与人体皮肤相接触。

在例III和IV中，当用1，2，3，4丁烷四羧酸(BTCA)交联剂来 代替全部或部分等当量的1，2，3丙烷三羧酸，得到基本上类似的 结果。

例V

采用干交联法，用氧联二琥珀酸(ODS)作交联剂来制备单个化 的交联纤维，将其用于本发明的吸收构造物。单个化的交联纤维是 按上述例1的方法来制备，只作下面的改进：在例1的步骤2中，浆料 含有140克干浆料、985克水、40克ODS钠盐和10毫升98％的硫酸。

产生的单个化的交联纤维素纤维具有WRV为44．3并含有3．6摩尔％ 的氧联二琥珀酸(以纤维素葡糖酐摩尔计)，与纤维按纤维内交联键 反应。

将干纤维用空气加捻制成吸收垫，用水压机压缩此垫到密度为 0．20克／毫升。按文中规定的方法试验垫的吸收性、回弹性和反应 的氧联二琥珀酸(ODS)的量，反应ODS用摩尔％记录(以干纤维的纤 维素葡糖酐计)，结果列于表5，并与普通的、未交联纤维素纤维制 备的吸收垫进行比较。

表5 样  品   反应的ODS   WRV    滴流量             湿压缩性   #      (摩尔％)    (％)   @8毫升／秒(克／克) 0．1PSI 1．1PSI 0．1PSIR   1          0       79．2  4．56              8．95   5．38   5．90   4        3．6      44．3  14．3              10．04   6．24  6．86

从表5可以看出，含有单个化的，ODS交联纤维(即例4)的吸收 垫相对于含普通的、未交联纤维(即例1)的垫，具有明显较高的滴 流量和在0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR时的湿压缩性。除具有改进对 潮湿适应性外，含有ODS交联纤维的吸收垫可以安全接触人体的皮 肤。

例VI

例V的单个化、交联纤维用空气加捻成吸收垫，并用水压机压 缩到密度为0．10克／毫升。按前概述湿压缩性程度试验此垫的吸收 性、回弹性和构造物完整性，结果列于表6

表6 样  品             湿压缩性(毫升／克)   #          0．10PSI     1．1PSI    0．1PSIR   1          10．68       6．04      6．46   4          11．25       7．25      7．90

从表6可以看出，含有单个化的交联纤维(即例4)的吸收垫，其 干纤维密度为0．10克／毫升，相对于含有普通的、未交联纤维(即例 1)的垫在同样的密度下，在0．1PSI、1．1PSI和0．1PSIR下具有明显 较高的湿压缩性。除具有改进对潮湿适应性外，含有ODS交联纤维 的吸收垫可以安全接触人体的皮肤。