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grande capacité de rétention d'un fluide, des produits contenant de telles fibres, et un procédé pour les préparer.
On connaît dans la technique des fibres alliées formées d'une matrice de cellulose régénérée et d'un additif donnant à ces fibres une capacité de rétention d'un fluide supérieure à celle de fibrss classiques de cellulose régénérée. Cet avantage est au moins en partie annulé par leurs coûts de fabrication plus élevés.
Dans la description et les revendications qui suivent, "fibres alliées" désignent des fibres de cellulose dans la matrice de cellulose régénérée desquelles est uniformément dispersé un additif. De façon similaire, "capacité de rétention d'un fluide" se rapporte à la quantité de liquide absorbée dans les fibres d'une masse de fibres alliées, plus la quantité de liquide retenue dans les interstices de cette masse de fibres.
L'invention concerne des fibres courtes de rayonne, alliées, contenant environ 10 à 40 % de carboxymethylcellulose de sodium, et de préférence 15 à 25 %, sur base du poids de la cellulose, et ayant une capacité de rétention d'un fluide d'au
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jusqu'à environ 7 cm /gramme), mesurée par la méthode Syngyna.
Dans la fibre, au moins environ les trois quarts des groupes carboxyliques de la carboxyméthylcellulose sont sous la forme d'un sel de sodium. Les fibres portent un apprêt lubrifiant,
de préférence du mono-laurate de sorbitant et de polyoxyéthylène soluble dans l'eau (par exemple AHC07596T de ICI Industries) ou un monoester de sorbitant et de polyoxyéthylène non ionique similaire d'un acide gras supérieur. La proportion d'apprêt et la proportion des groupes carboxyliques sous la forme d'un sel de sodium sont telles que, lorsque on mouille une masse de fibres
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/les fibres résultantes n'adhèrent essentiellement pas. Le pH des fibres (mesuré sur une bouillie à 1% de ces fibres lubrifiées dans de l'eau dêsionisée) se situe dans l'intervalle d'environ 5,5 à 8,5, de préférence d'environ 6 à 8. De façon générale, les fibres ont un denier d'environ 1 1/2 à 6 et la longueur des fibres coupées se situe dans l'intervalle d'environ 19 à 127 mm.
(par exemple environ 38 mm.).
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à filer le mélange sous la forme de fibres dans un bain de filage acide, à laver pour enlever l'acide adhérant, à désulfurer et à traiter les fibres avec l'apprêt lubrifiant, les conditions étant telles que, pendant ce traitement, au moins environ les trois quarts (par exemple 80, 90 % ou plus) des groupes carboxyliques de la carboxyméthylcellulose sont transformés en sel de sodium.
De préférence, le procédé est un procédé qui donne des fibres "chimiquement frisées", les conditions de filage étant telles que les fibres acides quittant le bain de filage acide sont plastiques et étirables (par exemple étirables de 60 % ou plus en longueur) , et sont ensuite étirées, par exemple dans un bain aqueux chaud, dans une mesure considérable (par exemple 60% ou plus, comme environ 60-70%), après quoi les fibres acides étirées sont découpées et on les laisse se relaxer (par exemple dans de l'eau chaude) et friser.: . les fibres courtes humides sont ensuite lavées, désulfurées et lubrifiées comme décrit ci-dessus, dans un procédé comprenant un stade d'apport de suffisamment d'alcali
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liques en sel de sodium. Les fibres peuvent être coupées et subir immédiatement la relaxation dans l'eau chaude à un stade où la régénération du xanthate de cellulose (en cellulose) n'est pas complètement achevée, par exemple lorsque le degré de régénération (des fibres que l'on coupe) est inférieur à environ 95 % mais supérieur à environ 85 %, par exemple d'environ 90 à 95 %, ou après régénération complète. La relaxation peut se faire dans un bain d'eau chaude classique (dans lequel des mèches de fibres parallèles, formées par découpage de la filasse, tombent directement du dispositif de découpage); cette eau peut être acide, neutre ou alcaline et elle peut par exemple être rendue alcaline avec NaOH pour l'amener à un pH de 8 à 11, par exemple environ
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trois frisures distinctes par centimètre (par exemple environ 3 à 8). On trouve par exemple des discussions du frisage chimique de fibres de rayonne non alliées dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 2.517.694 de Merion et autres," Textile Research Journal vol. 23, pages 137-157 et"Man-Made Fibres"de Moncrief
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degré de transformation des groupes carboxyliques, sont tels que les fibres lubrifiées humides ont une résistance considérable au tassement et tendent à se séparer les unes des autres après avoir été pressées ensemble (pour en exprimer l'eau en excès) et ensuite relâchées. Ainsi, lorsque les fibres sont séchées, elles présentent peu de tendance à adhérer aux fibres voisines et le produit (en particulier après "ouverture" classique de la rayonne) est constitué essentiellement entièrement de fibres séparées et non liées.
La méthode Syngyna implique le processus suivant :
les fibres sont cardées pour former une nappe et sont ensuite séparées en portions de 2,5 grammes d'environ 152 mm. de long.
Chaque portion de nappe est ensuite roulée séparément dans le sens de la largeur pour donner un rouleau de 152 mm., dont le centre est entouré d'une bague. Chaque rouleau est ensuite replié sur lui-même à l'endroit de la bague et est entraîné dans un
tube de 1/2 pouce (12,7 mm.) dans lequel il est comprimé par
une mâchoire et un piston, formant ainsi un tampon. Les tampons
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tes (pendant lesquelles les tampons récupèrent un poids spécifique d'environ 0,4 gramme/cm , et sont ensuite examinés quant à leur capacité de rétention de l'eau par la méthode Syngyna, comme décrit par G.W. Rapp dans la publication du mois de juin 1958 du Department of Research, Université de Loyola, Chicago, Illinois.
Les fibres alliées de l'invention sont adaptées à un usage dans différents articles, comme des pansements chirurgicaux, des tampons et des tampons vaginaux, pour lesquels une grande rétention d'un fluide est une caractéristique essentielle.
Dans la fabrication de ces produits, les fibres alliées peuvent être utilisées de la même manière et avec la même installation que celle employée avec des fibres de rayonne classiques. Elles peuvent être mélangées à d'autres fibres qui peuvent ou non renforcer les propriétés d'absorption du produit résultant.
Les fibres auxquelles les fibres alliées de l'invention peuvent être mélangées comprennent, par exemple : rayonne, coton, rayonne ou coton modifiés chimiquement, acétate de cellulose, nylon, polyester, acrylique, polyoléfine, etc. De façon typique, un tampon est une nasse cylindrique allongée de fibres comprimées, qui peut être livré à l'intérieur d'un tube servan.: d'applicateur <EMI ID=10.1>
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textiles.
Le bain de filage est un bain acide contenant de l'acide sulfurique et du sulfata de sodium, et usuellement du sulfate de zinc. D'autres agents modifiant la coagulation peuvent être présents si on le souhaite. On préfère que la concentration de
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(les autres conditions étant appropriées) dans l'intervalle d'environ 5,5 - 8 % . Pendant le filage de la viscose dans le bain acide, des ions hydrogène diffusent dans le courant de
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l'acide avec la soude caustique dans la viscose produit du sulfate de sodium et de l'eau; l'acide décompose également les groupes xanthate. La présence de sulfate de sodium dans le bain de filage induit une coagulation des courants de viscose du fait de la déshydratation de l'intérieur des courants. Les ions zinc dans le bain de filage agissent, au moins à la surface des courants, pour transformer le xanthate de cellulose et de sodium de la viscose en xanthate de cellulose et de zinc qui est décomposé
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un état plus étirable et orientable.
De façon typique, la température du bain acide se situe dans l'intervalle d'environ 45 à 65[deg.]C (par exemple environ 50-
55[deg.]C) et, après être passée dans le bain acide, la fibre passe dans un bain d'eau (ou d'acide dilué), d'abord à température élevée comme environ 80[deg.]C jusqu'au point d'ébullition, par exemple environ 85-95'Ce et/ou dans de la vapeur d'eau, et ensuite dans de l'eau à une température modérée d'environ 40 à 50[deg.]C.
Dans le traitement aqueux à haute température, les fibres sont étirées. Bien que la plupart des utilisations des fibres ne demandent pas des propriétés de résistance élevées, on a trouvé que les fibres alliées conservent dans une très large mesure les propriétés physiques de la rayonne non alliée. De façon typique, les fibres alliées de l'invention ne sont pas fragiles et peuvent être traitées à peu près de la même façon que la rayonne ordinaire.
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d'un acide gras supérieur (par exemple de la série AHCO) soit un apprêt préféré, il rentre dans le cadre de l'invention d'employer d'autres apprêts lubrifiants, appliqués de préférence en solution ou dispersion aqueuses, comme des savons, des huiles sulfonées, des acides gras éthoxylés, des esters gras éthoxylés d'alcools polyhydriques, des esters d'acides gras combinés à des émulsion-
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ple dans l'intervalle d'environ 0,1 à 0,5 % ou 0,1 à 0,3 %.
De préférence, elle n'est pas telle qu'elle donne aux fibres un touché huileux.
Les exemples qui suivent servent à illustrer l'invention.
EXEMPLE 1.
En utilisant une installation de filage classique de rayonne, une solution aqueuse alcaline de carboxyméthylcellulose de sodium de qualité 7M (Hercules) ayant un degré de substitution moyen de 0,7 unité carboxyméthyl par unité anhydroglucose de la cellulose, et ayant un poids moléculaire tel que la viscosité d'une solution à 2% de celle-ci dans l'eau est d'environ 300 cps, est injectée par une pompe à débit mesuré dans un courant de viscose pendant son passage dans un mélangeur, et le mélange est ensuite extrudé. Pendant cette opération, le mélange est soumis
à un cisaillement mécanique important. La composition de la viscose est la suivante : 9,0 % de cellulose, 6,0 % d'hydroxyde
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de carbone. La viscosité de la viscose mesurée par chute de la bille est de 60, et son test au sel commun donne 7. Dans la réalisation de la solution d'alimentation alcaline de carboxyméthylcellulose, la carboxyméthylcellulose de sodium est ajoutée à une solution aqueuse à 6 % de NaOH pour former une solution uniforme ayant une viscosité mesurée par chute de la bille de 120 secondes
(ce qui correspond à une viscosité d'environ 13.000 cps). La quantité de carboxyméthylcellulose est telle que l'on en obtient
20 % sur base du poids de la cellulose.
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sodium est extrudé par une filière (à 980 trous circulaires ayant chacun 0,09 mm. de diamètre) dans un bain de filage aqueux comprenant 6,0 % en poids d'acide sulfurique, 21 % en poids de
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La filasse formée dans le bain de filage passe autour d'un cylindre mené et est ensuite entraînée (par un second cylindre mené) à travers un bain d'étirage aqueux (par exemple conte-
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cylindre mené) est de 40 mètres par minute, et le rapport de
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la filasse est étirée d'environ 60 à 70 % dans le bain d'étirage.
La longueur du trajet de la filasse dans le bain de filage est d'environ 0,4 mètre et d'environ 2 mètres dans le bain d'étirage. Après avoir quitté le second cylindre mené, la filasse tombe dans un dispositif de découpage et les fibres coupées produites tombent dans de l'eau chaude en circulation
(environ 85 à 90[deg.]C) où se produit une relaxation (et'un frisage) . Les fibres coupées,de <3> deniers,sont reprises sous la forme d'une nappe, sont lavées à l'eau chaude pendant 8 minutes à 90[deg.]C, traitées pendant 8 minutes dans une solution à 0,5 % de NaOH à
40[deg.]C.
(ou une solution équivalente de carbonate de sodium ou de sulfure de sodium) pour neutraliser l'acide adhérant, de nouveau lavées dans l'eau pendant 4 minutes à 40[deg.]C, blanchies et désulfurées dans une solution aqueuse d'hypochlorite de sodium contenant environ 0,2 % de chlore libre et environ 0,2 % de NaOH à
40[deg.]C pendant 3 minutes, lavées dans de l'eau tiède pendant
8 minutes à 40[deg.]C (si le pH du produit séché final indique la présence d'alcali libre (par exemple NaOH) dans la fibre, le
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dilué à l'eau de lavage, en quantité suffisante pour neutraliser l'alcali libre).
On applique ensuite aux fibres une solution aqueuse de 0,3 % AHC07596T, après quoi les fibres sont pressées pour enlever l'eau et sont séchées (par exemple à environ 90[deg.]C) sans
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10 cm. d'épaisseur) de fibres courtes passe entre des cylindres presseurs en acier inoxydable, la nappe restant dans le pincement entre ces cylindres pendant moins de 2 secondes et la pression étant telle que la teneur en eau moyenne de la nappe est ramenée à moins d'environ 100 % (par exemple environ 80 %). La nappe passe ensuite sur un batteur pourvu d'un cylindre rotatif à pointes qui la déchire en tronçons (par exemple d'un diamètre de 2 à 5 cm. ou plus) avant séchage, par exemple dans de l'air chaud à 50 ou 90[deg.]C..
Pour des additions de 20 % de carboxyméthylcellulose, sur base du poids de la cellulose, la capacité de rétention d'un
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On prépare une solution de viscose contenant 9 % de
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cellulose et on la laisse vieillir, en vue du filage, jusqu'à une viscosité mesurée par chute de la bille de 44 secondes et
un indice au sel de 5,8.
On prépare une solution de carboxymëthylcellulose de sodium (CMC7L, Hercules, Inc.) contenant 9 % de carboxyméthylcel-
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La solution de carboxymêthylcellulose est mélangée à la solution de viscose, juste avant filage, en utilisant une pompe à débit mesuré. Les solutions mélangées sont pompées à travers une filière à 980 trous avec un débit assurant la réalisation de filaments de <3> deniers, les courants sortant étant immergés dans
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bain de filage, le faisceau de fils passe autour d'un guide, une roue à godets, dans un auget à cascade et autour d'une paire de tambours de lavage. L'auget à cascade contient une solution
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une vitesse périphérique suffisamment plus élevée que celle de la roue à godets pour que le fil soit étiré d'environ 76 %. Le fil est lavé à l'eau jusqu'à ce qu'il soit débarrassé des produits chimiques du bain de lavage.
Des parties du fil sont découpées en longueurs d'environ 3,8 cm., traitées avec suffisamment de NaOH à 1/2 % pour transformer tous les groupes carboxyliques en sel de sodium, lavées à l'eau et immergées dans une solution à 0,3 % de AHCO 759 L'excès des solutions est enlevé par centrifugation. Les échantil Ions sont séchés et testés par la méthode Syngyna pour leur capacité de rétention d'un fluide.
On réalise le même processus avec un témoin et avec différentes proportions de carboxyméthylcellulose injectées
dans la solution de viscose, avec les résultats suivants en ce qui concerne la capacité de rétention d'un fluide :
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de la cellulose, obtenu en divisant le poids de
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tion de viscose par le poids de la cellulose dans cette solution (avant addition).
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On utilise une solution de viscose semblable à celle utilisée à l'exemple II, avec une solution de carboxyméthylcellulose (Hercules 4M6SF) dans laquelle 540 g. de carboxyméthylcellulose 4M6SF sont dispersés dans 1000 ml. d'isopropanol et sont ensuite mélangés à une solution de 2000 g. d'hydroxyde de sodium à 18 % et 2675 ml. d'eau. La solution ainsi préparée est mélangée en différentes proportions à de la viscose et est filée. Les fibres filées sont traitées comme dans les exemples précédents pour transformer la carboxyméthylcellulose ae la fibre en la forme sel AHCO 759. On utilise ici comme apprêt du GT. On teste ensuite des portions de la fibre pour leur capacité de rétention d'un fluide en utilisant la méthode Syngyna. Les résultats sont les suivants :
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L'invention a été illustrée plus particulièrement en liaison avec de la carboxyméthylcellulose de sodium ayant un degsé de substitution dans l'intervalle d'environ 0,6 à 1, comme
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cose, mais dont le degré de polymérisation est d'environ 300) ou le produit 4M de Hercules (ayant environ 0,38-0,55 groupe carbo-
<EMI ID=37.1> d'environ 500) . Il rentre également dans le cadre de l'invention d'employer de la carboxyméthylcellulose plus fortement substituée, par exemple jusqu'à environ 0,9 ou même 1,2 ou 1,4, et de la carboxyméthylcellulose de poids moléculaire supérieur ou inférieur
(par exemple un degré de polymérisation d'environ 1000 à environ
200 ou même 100) .
Il est connu dans la technique (brevet des Etats-Unis d'Amérique N[deg.] 3.005.456 au nom de Graham) que la carboxyméthylcellulose sous forme fibreuse et à faible degré de substitution
(c'est-à-dire pas plus de 0,35 radicaux carboxyalkyle par résidu de glucose dans la cellulose) est essentiellement insoluble dans l'eau et peut accroître la capacité d'absorption pour un fluide de tampons qui en sont tirés.
L'invention fournit un moyen pour utiliser de la carboxyaéthylcellulose à degré de substitution supérieur à 0,35, y compris des degrés de substitution de 0,4 à 1,2, pour fabriquer des fibres qui ont une plus grande capacité d'absorption pour
un fluide, sous la forme de tampons. Les fibres de l'invention sont formées d'une composition polymère mixte dans laquelle la cellulose est le composant principal-et la carboxyméthylcellulose le composant annexe. Ces fibres sont insolubles dans l'eau et, alors même que le composant de carboxyméthylcellulose est soluble dans l'eau, la plus grande partie de celle-ci ne peut passer en solution du fait qu'elle est enfermée dans la matrice de cellulose.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.
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1. Fibres courtes, en rayonne, alliées, caractérisées en
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lose de sodium sur base du poids de la cellulose, au moins environ les 3/4 des groupes carboxyliques de la carboxyméthylcellulose de sodium étant sous la forme de sel de sodium, les fibres
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par gramme, mesurée par la méthode Syngyna.
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high fluid retention capacity, products containing such fibers, and a process for preparing them.
Allied fibers are known in the art formed from a regenerated cellulose matrix and an additive giving these fibers a higher fluid retention capacity than that of conventional regenerated cellulose fibers. This advantage is at least partially offset by their higher manufacturing costs.
In the following description and claims, "alloy fibers" mean cellulose fibers in the regenerated cellulose matrix from which an additive is uniformly dispersed. Similarly, "fluid retention capacity" refers to the amount of liquid absorbed into the fibers of a mass of alloy fibers, plus the amount of liquid retained in the interstices of that mass of fibers.
Disclosed are short, alloyed rayon fibers containing about 10 to 40% sodium carboxymethylcellulose, and preferably 15 to 25%, based on the weight of the cellulose, and having a fluid retention capacity. 'at
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up to approximately 7 cm / gram), measured by the Syngyna method.
In fiber, at least about three quarters of the carboxylic groups of the carboxymethylcellulose are in the form of a sodium salt. The fibers carry a lubricating finish,
preferably water soluble polyoxyethylene sorbitant mono-laurate (eg, AHC07596T from ICI Industries) or a similar nonionic polyoxyethylene sorbitant monoester of a higher fatty acid. The proportion of size and the proportion of carboxylic groups in the form of a sodium salt are such that, when wetting a mass of fibers
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/ the resulting fibers essentially do not adhere. The pH of the fibers (measured on a 1% slurry of such fibers lubricated in deionized water) is in the range of about 5.5-8.5, preferably about 6-8. Generally, the fibers are about 1 1/2 to 6 denier and the staple fiber length is in the range of about 19 to 127 mm.
(eg about 38 mm.).
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spinning the mixture into the form of fibers in an acidic spinning bath, washing to remove the adhering acid, desulphurizing and treating the fibers with the lubricating size, the conditions being such that during this treatment at least about three quarters (eg 80, 90% or more) of the carboxyl groups of the carboxymethylcellulose are converted to the sodium salt.
Preferably, the process is one which results in "chemically crimped" fibers, the spinning conditions being such that the acidic fibers leaving the acidic spinning bath are plastic and stretchable (e.g. stretchable by 60% or more in length), and are then stretched, for example in a hot water bath, to a considerable extent (eg 60% or more, such as about 60-70%), after which the drawn acid fibers are cut and allowed to relax (eg in hot water) and curl .:. the wet short fibers are then washed, desulfurized and lubricated as described above, in a process comprising a step of supplying sufficient alkali
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liques in sodium salt. The fibers can be cut and immediately undergo relaxation in hot water at a stage when the regeneration of the cellulose xanthate (to cellulose) is not fully completed, for example when the degree of regeneration (of the fibers being cut) is less than about 95% but greater than about 85%, for example about 90-95%, or after complete regeneration. The relaxation can be done in a conventional hot water bath (in which strands of parallel fibers, formed by cutting the tow, fall directly from the cutting device); this water can be acidic, neutral or alkaline and it can for example be made alkaline with NaOH to bring it to a pH of 8 to 11, for example approximately
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three distinct crimps per centimeter (for example approximately 3 to 8). For example, discussions of the chemical crimping of unalloyed rayon fibers are found in US Patent No. [deg.] 2,517,694 to Merion et al., "Textile Research Journal vol. 23, pages 137-157. and "Man-Made Fibers" from Moncrief
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degree of conversion of carboxylic groups, are such that wet lubricated fibers have considerable resistance to compaction and tend to separate from each other after being pressed together (to squeeze out excess water) and then released. Thus, when the fibers are dried, there is little tendency for them to adhere to neighboring fibers and the product (especially after conventional "opening" of the rayon) consists essentially entirely of separate and unbound fibers.
The Syngyna method involves the following process:
the fibers are carded to form a web and then separated into 2.5 gram portions of about 152 mm. long.
Each portion of the web is then rolled separately in the direction of the width to give a roll of 152 mm., The center of which is surrounded by a ring. Each roll is then folded back on itself at the location of the ring and is drawn into a
1/2 inch (12.7 mm.) tube in which it is compressed by
a jaw and a plunger, thus forming a tampon. Tampons
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tests (during which the buffers regain a specific weight of about 0.4 gram / cm3, and are then examined for their water-holding capacity by the Syngyna method, as described by GW Rapp in the publication of the month of June 1958 from the Department of Research, Loyola University, Chicago, Illinois.
The alloyed fibers of the invention are suitable for use in a variety of articles, such as surgical dressings, tampons and vaginal tampons, where high fluid retention is an essential characteristic.
In the manufacture of these products, the alloy fibers can be used in the same manner and with the same facility as that employed with conventional rayon fibers. They may be mixed with other fibers which may or may not enhance the absorption properties of the resulting product.
The fibers with which the alloy fibers of the invention can be blended include, for example: rayon, cotton, rayon or chemically modified cotton, cellulose acetate, nylon, polyester, acrylic, polyolefin, etc. Typically, a tampon is an elongated cylindrical net of compressed fibers, which may be delivered inside an applicator tube: <EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
textiles.
The spinning bath is an acid bath containing sulfuric acid and sodium sulphate, and usually zinc sulphate. Other coagulation modifying agents may be present if desired. It is preferred that the concentration of
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(other conditions being appropriate) in the range of about 5.5 - 8%. During the spinning of the viscose in the acid bath, hydrogen ions diffuse in the flow of
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the acid together with the caustic soda in the viscose produces sodium sulfate and water; the acid also breaks down xanthate groups. The presence of sodium sulfate in the spinning bath induces coagulation of the viscose streams due to the dehydration of the interior of the streams. Zinc ions in the spinning bath act, at least at the surface of the streams, to convert the cellulose sodium xanthate in viscose into cellulose zinc xanthate which is broken down
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a more stretchable and orientable state.
Typically, the temperature of the acid bath will be in the range of about 45 to 65 [deg.] C (eg about 50-
55 [deg.] C) and, after passing through the acid bath, the fiber passes through a water (or dilute acid) bath, first at high temperature such as about 80 [deg.] C up to at boiling point, eg about 85-95 ° C and / or in water vapor, and then in water at a moderate temperature of about 40-50 [deg.] C.
In the high temperature aqueous processing, the fibers are stretched. Although most uses of fibers do not require high strength properties, it has been found that alloyed fibers retain to a very large extent the physical properties of unalloyed rayon. Typically, the alloy fibers of the invention are not brittle and can be treated in much the same way as ordinary rayon.
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of a higher fatty acid (for example of the AHCO series) or a preferred primer, it comes within the scope of the invention to use other lubricating finishes, preferably applied in aqueous solution or dispersion, such as soaps, sulfonated oils, ethoxylated fatty acids, ethoxylated fatty esters of polyhydric alcohols, esters of fatty acids combined with emulsion-
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ple in the range of about 0.1 to 0.5% or 0.1 to 0.3%.
Preferably, it is not such as to give the fibers an oily feel.
The examples which follow serve to illustrate the invention.
EXAMPLE 1.
Using a conventional rayon spinning plant, an alkaline aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose of quality 7M (Hercules) having an average degree of substitution of 0.7 carboxymethyl units per anhydroglucose unit of the cellulose, and having a molecular weight such as the viscosity of a 2% solution thereof in water is about 300 cps, is injected by a measured flow pump into a stream of viscose as it passes through a mixer, and the mixture is then extruded . During this operation, the mixture is subjected
to high mechanical shear. The composition of viscose is as follows: 9.0% cellulose, 6.0% hydroxide
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of carbon. The viscose viscosity measured by falling from the ball is 60, and its common salt test gives 7. In making the alkaline feed solution of carboxymethylcellulose, sodium carboxymethylcellulose is added to a 6% aqueous solution. of NaOH to form a uniform solution having a viscosity measured by falling the ball of 120 seconds
(which corresponds to a viscosity of approximately 13,000 cps). The amount of carboxymethylcellulose is such that it is obtained
20% based on the weight of the cellulose.
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sodium is extruded through a die (980 circular holes each having 0.09 mm. in diameter) into an aqueous spinning bath comprising 6.0 wt% sulfuric acid, 21 wt% sulfuric acid.
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The tow formed in the spinning bath passes around a driven cylinder and is then entrained (by a second driven cylinder) through an aqueous drawing bath (e.g.
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<EMI ID = 21.1>
driven cylinder) is 40 meters per minute, and the ratio of
<EMI ID = 22.1>
the tow is drawn about 60 to 70% in the drawing bath.
The path length of the tow in the spinning bath is about 0.4 meters and about 2 meters in the drawing bath. After leaving the second driven cylinder, the tow falls into a cutting device and the chopped fibers produced fall into circulating hot water
(about 85 to 90 [deg.] C) where relaxation (and crimping) occurs. The staple fibers, <3> denier, are taken up in the form of a web, are washed in hot water for 8 minutes at 90 [deg.] C, treated for 8 minutes in a 0.5% solution. from NaOH to
40 [deg.] C.
(or an equivalent solution of sodium carbonate or sodium sulfide) to neutralize the adhering acid, again washed in water for 4 minutes at 40 [deg.] C, bleached and desulfurized in an aqueous solution of hypochlorite sodium containing approximately 0.2% free chlorine and approximately 0.2% NaOH at
40 [deg.] C for 3 minutes, washed in lukewarm water for
8 minutes at 40 [deg.] C (if the pH of the final dried product indicates the presence of free alkali (eg NaOH) in the fiber, the
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diluted with washing water, in an amount sufficient to neutralize the free alkali).
An aqueous solution of 0.3% AHC07596T is then applied to the fibers, after which the fibers are pressed to remove water and are dried (eg at about 90 [deg.] C) without
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10 cm. thick) of short fibers pass between stainless steel pressure rolls, the web remaining in the nip between these rolls for less than 2 seconds and the pressure being such that the average water content of the web is reduced to less than about 100% (eg about 80%). The web then passes over a beater provided with a rotating cylinder with spikes which tears it into sections (for example with a diameter of 2 to 5 cm. Or more) before drying, for example in hot air at 50 or more. 90 [deg.] C ..
For additions of 20% carboxymethylcellulose, based on the weight of the cellulose, the retention capacity of a
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<EMI ID = 26.1>
A viscose solution is prepared containing 9% of
<EMI ID = 27.1>
cellulose and allowed to age, for spinning, to a viscosity measured by drop of the ball of 44 seconds and
a salt index of 5.8.
A sodium carboxymethylcellulose solution (CMC7L, Hercules, Inc.) containing 9% carboxymethylcellulose is prepared.
<EMI ID = 28.1>
The carboxymethylcellulose solution is mixed with the viscose solution, just before spinning, using a measured flow pump. The mixed solutions are pumped through a 980-hole die with a flow rate ensuring the production of <3> denier filaments, the outgoing streams being immersed in
<EMI ID = 29.1>
spinning bath, the wire bundle passes around a guide, a bucket wheel, in a waterfall bucket and around a pair of washing drums. The waterfall trough contains a solution
<EMI ID = 30.1>
a peripheral speed sufficiently higher than that of the bucket wheel so that the wire is stretched by about 76%. The yarn is washed in water until it is free of chemicals from the wash bath.
Parts of the wire are cut into lengths of about 3.8 cm., Treated with enough 1/2% NaOH to convert all carboxyl groups to the sodium salt, washed with water and immersed in a 0 solution. , 3% of AHCO 759 The excess of the solutions is removed by centrifugation. The samples are dried and tested by the Syngyna method for their fluid retention capacity.
The same process is carried out with a control and with different proportions of injected carboxymethylcellulose.
in viscose solution, with the following results with respect to the retention capacity of a fluid:
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
cellulose, obtained by dividing the weight of
<EMI ID = 33.1>
tion of viscose by the weight of cellulose in this solution (before addition).
<EMI ID = 34.1>
A viscose solution similar to that used in Example II is used, with a solution of carboxymethylcellulose (Hercules 4M6SF) in which 540 g. of 4M6SF carboxymethylcellulose are dispersed in 1000 ml. of isopropanol and are then mixed with a solution of 2000 g. of 18% sodium hydroxide and 2675 ml. of water. The solution thus prepared is mixed in various proportions with viscose and is spun. The spun fibers are treated as in the previous examples to convert the carboxymethylcellulose in the fiber to the AHCO 759 salt form. GT is used here as a sizing. Portions of the fiber are then tested for their ability to retain fluid using the Syngyna method. The results are as follows:
<EMI ID = 35.1>
The invention has been illustrated more particularly in connection with sodium carboxymethylcellulose having a substitution degree in the range of about 0.6 to 1, such as
<EMI ID = 36.1>
cose, but the degree of polymerization is about 300) or the 4M product of Hercules (having about 0.38-0.55 carbo- group
<EMI ID = 37.1> around 500). It is also within the scope of the invention to employ more highly substituted carboxymethylcellulose, for example up to about 0.9 or even 1.2 or 1.4, and higher or lower molecular weight carboxymethylcellulose.
(for example a degree of polymerization of about 1000 to about
200 or even 100).
It is known in the art (United States Patent No. 3,005,456 in the name of Graham) that carboxymethylcellulose in fibrous form and with a low degree of substitution
(i.e., no more than 0.35 carboxyalkyl radicals per residue of glucose in cellulose) is essentially insoluble in water and can increase the absorptive capacity for a fluid of buffers made from it.
The invention provides a means for using carboxyethylcellulose with a degree of substitution greater than 0.35, including degrees of substitution from 0.4 to 1.2, to make fibers which have a greater absorption capacity for
a fluid, in the form of tampons. The fibers of the invention are formed from a mixed polymer composition in which cellulose is the main component and carboxymethylcellulose is the ancillary component. These fibers are insoluble in water and, even though the carboxymethylcellulose component is soluble in water, most of it cannot go into solution because it is enclosed in the cellulose matrix.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described which have been chosen only as examples.
<EMI ID = 38.1>
1. Short fibers, of rayon, allied, characterized by
<EMI ID = 39.1>
sodium lose based on the weight of the cellulose, at least about 3/4 of the carboxylic groups of the sodium carboxymethylcellulose being in the form of the sodium salt, the fibers
<EMI ID = 40.1>
<EMI ID = 41.1>
per gram, measured by the Syngyna method.