DE102004019476A1

DE102004019476A1 - Method for producing an absorbent fiber product

Info

Publication number: DE102004019476A1
Application number: DE200410019476
Authority: DE
Inventors: Kilian Saueressig
Original assignee: Saueressig GmbH and Co KG
Current assignee: Saueressig GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-24
Also published as: WO2005102235A1; EP1740138A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines absorbierenden Faserproduktes, mit den Schritten: DOLLAR A a) Einbringen von expandierbaren Partikeln in ein Vor-Faserprodukt; DOLLAR A b) Erzeugen eines Zwischen-Faserproduktes, das die expandierbaren Partikel enthält; DOLLAR A c) Expandieren der eingebrachten expandierbaren Partikel und Fertigstellen des Faserproduktes. Wenn expandierbare Partikel in faserartiger Form vorliegen, können diese, wenn sie expandiert werden, direkt zu einem Faserprodukt verarbeitet werden.The invention describes a method of making an absorbent fibrous product comprising the steps of: DOLLAR A a) introducing expandable particles into a pre-fiber product; DOLLAR A b) producing an intermediate fiber product containing the expandable particles; DOLLAR A c) Expanding the introduced expandable particles and finishing the fiber product. When expandable particles are in fibrous form, when they are expanded, they can be processed directly into a fiber product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein absorbierendes Faserprodukt und in diesem enthaltene absorbierende Partikel. Die Erfindung betrifft auch ein nach dem Herstellungsverfahren hergestelltes absorbierendes Faserprodukt.The The invention relates to a manufacturing method for an absorbent fiber product and in this contained absorbent particles. The invention relates also an absorbent produced by the manufacturing process Fiber product.

Faserprodukte, wie Hygieneprodukte oder sogenannte Nonwovens, wie zum Beispiel Papier für Küchenrollen, Toilettenpapier und Tissues etc., zeichnen sich durch ihre hohe Absorptionsfähigkeit aus. Die Absorptionsfähigkeit, Haptik und Festigkeit eines Faserproduktes bestimmt dessen Qualität und Wert. Ganz überwiegend eingesetzte Faserarten sind z. B. Fasern aus Holzzellstoffen.Fiber products such as hygiene products or so-called nonwovens, such as Paper for kitchen rolls, Toilet paper and tissues, etc., are characterized by their high Absorbency. The absorption capacity, The feel and firmness of a fiber product determines its quality and value. Mostly used fiber types are z. B. fibers of wood pulp.

Die Absorptionsfähigkeit eines Faserproduktes wird dabei im wesentlichen durch das freie Volumen ein einem solchen Faserprodukt bestimmt. Dabei kommt es hauptsächlich auf die Anordnung der Fasern zueinander an, die statistisch zum einen mit einem Abstand voneinander beabstandet vorliegen und sich zum andern in Berührungspunkten berühren. Die Zwischenräume zwischen den Fasern können zur Aufnahme von Flüssigkeiten aller Art dienen. Daneben spielt auch die Aufnahmefähigkeit der Faser selbst eine Rolle. Die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen der Faser, Oberflächengeometrie als auch die spezifische Oberflächenenergie der Faser haben einen wesentlichen Einfluß auf die Absorptionsfähigkeit.The absorbency a fiber product is thereby essentially by the free Volume determines such a fiber product. It happens mainly on the arrangement of the fibers to each other, the statistically to one with a distance apart and present to the other in touch points touch. The gaps between the fibers can for holding liquids of all kinds. In addition, the receptiveness also plays the fiber itself a role. The surface in relation to the volume of the fiber, surface geometry as well as the specific surface energy The fibers have a significant influence on the absorption capacity.

Zur Herstellung von absorbierenden Faserprodukten bekannte Verfahren begnügen sich mit der Herstellung eines Faserproduktes, dessen Absorptionsfähigkeit durch die genannte Anordnung der Fasern sowie durch die Eigenschaft der Fasern selbst im Herstellungsprozess bestimmt ist. Hinsichtlich Faserprodukte sind bislang keinerlei Maßnahmen bekannt, die außerdem die Absorptionsfähigkeit solcher Faserprodukte erhöhen könnte und dabei auf die spezifischen Eigenschaften von Faserprodukten Rücksicht nehmen.to Production of Absorbent Fiber Products Known Methods content itself with the production of a fiber product, its absorption capacity by the said arrangement of the fibers and by the property the fibers themselves is determined in the manufacturing process. Regarding Fiber products are so far no known measures that also the absorbency increase such fiber products could while paying attention to the specific properties of fiber products to take.

Ebenso sind Faserprodukte bekannt, die mit einem Absorber, beispielsweise quer vernetztem Natriumpolyacrylat, versehen sind, dieser ist in der Regel in Form von Pulver zwischen zwei oder mehrere Lagen des Faserproduktes eingestreut. Bei solchen Faserprodukten besteht die Gefahr, daß der Absorber ausrieselt und die Absorptionsfähigkeit verloren geht. In diesen Produkten befinden sich der Absorber in Taschen zwischen den einzelnen Lagen des Produktes. Aus diesem Grund kommen hier nur mehrlagige Produkte zum Einsatz.As well Fiber products are known with an absorber, for example cross-linked sodium polyacrylate, are provided, this is in usually in the form of powder between two or more layers of the Fiber product interspersed. In such fiber products consists of Danger that the Absorber trickles and the absorption capacity is lost. In these Products are the absorber in pockets between each Layers of the product. For this reason, only multi-layered come here Products used.

Bei beiden zuvor beschriebenen Faserprodukten wird die Verbindung der einzelnen Fasern und damit der Zusammenhalt des Faserproduktes durch Wasserstoffbrückenbindung und mechanische Verkrallung der Fasern untereinander erzielt. Werden die Lagen naß, so wird die Wasserstoffbrückenbindung aufgehoben, und der Zusammenhalt des Faserproduktes wird deutlich reduziert.at Both fiber products described above, the compound of individual fibers and thus the cohesion of the fiber product by hydrogen bonding and mechanical interlocking of the fibers with each other achieved. Become wet the layers, so the hydrogen bond is removed, and the cohesion of the fiber product is significantly reduced.

Eine weitere Möglichkeit, den Zusammenhalt des Faserproduktes zu erhöhen, besteht darin, den Fasern Klebstoffe oder thermoplastische Fasern (Thermobonding) beizumengen, um so die Verbindung der Faser zu erhöhen. Diese Klebstoffe oder thermoplastischen Fasern reduzieren jedoch die Flüssigkeitsaufnahmefähigkeit, da sie eine Diffusionsbarriere bilden.A another possibility increasing the cohesiveness of the fiber product is to make the fibers To add adhesives or thermoplastic fibers (thermobonding), so as to increase the connection of the fiber. These adhesives or thermoplastic However, fibers reduce the liquid receptivity, because they form a diffusion barrier.

Herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten erfolgen über einen energieaufwendigen Naßprozeß in einem wasserhaltigen Medium.conventional Process for the production of fiber products take place via a Energy-intensive wet process in one aqueous medium.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines absorbierenden Faserproduktes zur Verfügung zu stellen, das eine erhöhte Saugfähigkeit und Naßreißfähigkeit des Faserproduktes bewirkt und möglichst eine ebenso verbesserte Haptik besitzt. Ein weiteres Ziel ist es, eine kostengünstigere Herstellung von Faserprodukten zu gewährleisten. Der Rohstoffverbrauch an Zellstoff oder anderen Ausgangsmaterialien soll reduziert werden, ebenso wie der Energieverbrauch im Herstellungsprozeß.It It is the object of the present invention to provide a method for manufacturing an absorbent fiber product that provides increased absorbency and wet tear ability causes the fiber product and possible has an equally improved feel. Another goal is one cost-effective To ensure production of fiber products. The consumption of raw materials pulp or other raw materials should be reduced as well as the energy consumption in the manufacturing process.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 28 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by a method according to claim 1 or 28. advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines absorbierenden Faserproduktes zur Verfügung gestellt, das die Schritte aufweist:

a) Einbringen von expandierbaren Partikeln in ein Vor-Faserprodukt;
b) Erzeugen eines Zwischen-Faserproduktes, das die expandierbaren Teilchen enthält;
c) Expandieren der eingebrachten expandierbaren Partikel und Fertigstellen des Faserproduktes.

According to a first aspect of the invention, there is provided a method of making an absorbent fibrous product comprising the steps of:

a) introducing expandable particles into a pre-fiber product;
b) producing an intermediate fiber product containing the expandable particles;
c) expanding the introduced expandable particles and finishing the fiber product.

Vorteilhaft ist eine feine Partikelgröße.Advantageous is a fine particle size.

"Feine Partikel" bedeutet dabei, daß die Partikelgröße so gewählt wird, daß die Partikel in das Innere des Faserproduktes in der Weise verteilt sind, daß sie möglichst zwischen vielen Fasern anzutreffen sind und keine Agglomerate bilden."Fine particles" means that the Particle size is chosen so that the Particles distributed in the interior of the fiber product in the manner they are preferably are found between many fibers and do not form agglomerates.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen eines absorbierenden Faserproduktes die Schritte auf:

a) Bereitstellen von expandierbaren Partikeln in faserartiger Form;
b) Expandieren der Partikel;
c) Verarbeiten der expandierten faserartigen Partikel zu einem Faserprodukt.

According to a second aspect of the invention, a method for producing an absorbent fiber product, the steps are:

a) providing expandable particles in fibrous form;
b) expanding the particles;
c) processing the expanded fibrous particles into a fibrous product.

Die Wahl der expandierbaren Partikel wird danach getroffen, welche Flüssigkeit absorbiert werden soll. In der Regel wird dies Wasser sein, so daß die expandierbaren Partikel so ausgewählt werden, daß sie eine möglichst große Affinität zum Wasser aufweisen. Bereits auf dem Markt befindliche "Superabsorber" können die Basis für solche Partikel sein. Die expandierbaren Partikel können aber auch aus thermoplastischem Kunststoff bestehen.The Choice of expandable particles is then hit, which liquid should be absorbed. In general, this will be water, so that the expandable Particles so selected they will one possible size affinity to the water. Already on the market "Superabsorber" can the base for be such particles. But the expandable particles can also made of thermoplastic material.

Gegebenenfalls müssen diese auf eine bestimmte Partikelgröße vermahlen werden, wie dies weiter unten erläutert ist.Possibly have to These are ground to a certain particle size, as is further explained below is.

Die expandierbaren Partikel können aus synthetischen und natürlichen Rohstoffen hergestellt werden. Die Expansion der Partikel erfolgt vorzugsweise chemisch, thermisch oder physikalisch. Die Expansion der Partikel durch Einwirkung von Wasser oder anderen Medien wird in dem Fall ausgeschlossen, bei dem das Wasser chemisch mit dem Partikel reagiert, so daß dieser mit Wasser irreversibel gesättigt ist. Dieser Spezialfall würde die Möglichkeit des expandierten Partikels, später eine Flüssigkeit aufzunehmen eliminieren bzw. deutlich reduzieren. Für andere Anwendungen, in denen z.B. das Produktgewicht im unbenutzten Zustand lediglich über eine höhere Eigenmasse verfügen soll kann dieser Effekt auch gewollt sein. Die erhöhte Saugwirkung durch den erhöhten Faserabstand bleibt erhalten. Es kann sogar die Saugleistung erhöhen. Dies ist dann der Fall, wenn der durch die Vorquellung des expandierten Partikels der Faserabstand noch weiter vergrößert wird und somit die Flüssigkeit schneller in das Faserprodukt eindringen kann.The expandable particles can made of synthetic and natural Raw materials are produced. The expansion of the particles takes place preferably chemically, thermally or physically. The expansion the particle becomes by the action of water or other media excluded in the case in which the water chemically with the Particle reacts so that this irreversibly saturated with water is. This special case would the possibility of the expanded particle, later a liquid eliminate or significantly reduce. For others Applications in which e.g. the product weight in unused condition only about a higher one Own mass should this effect also be wanted. The increased suction effect through the raised Fiber distance is maintained. It can even increase the suction power. This is then the case when the by the pre-swelling of the expanded Particles of the fiber spacing is further increased and thus the liquid can penetrate faster into the fiber product.

Die Rohstoffe für die expandierbaren Partikel werden bei der Herstellung mit einem Expansionsmittel versehen, bzw. haben von Natur Eigenschaften, die sie expandierbar machen. Dabei kann vorgesehen sein, eine Trocknung des Faserproduktes gleichzeitig für die thermisch angeregte Expansion der Partikel einzusetzen. Beispiele für Expansionsmittel sind Stoffe, die bei Wärmezufuhr ein Gas oder andere Zersetzungsprodukte bilden, welche die Partikel expandieren. Es können auch Stoffe eingesetzt werden, die bei Bestrahlung Gas oder andere Zersetzungsprodukte bilden, welche die Partikel expandieren. Bevorzugt ist dabei, daß die zum Expandieren der eingebrachten Partikel zugesetzten Stoffe im gleichen Zeitfenster ihre expandierende Kraft entfalten, in dem eine thermoplastische Phase des zu expandierenden Partikel erreicht wird.The Raw materials for the expandable particles are in the production with a Provided with expansion agents, respectively, have by nature properties that make them expandable. It can be provided, a drying of the fiber product at the same time for the thermally stimulated expansion of the Use particles. Examples of expansion agents are substances with heat form a gas or other decomposition products which are the particles expand. It can also substances are used, which upon irradiation gas or other Form decomposition products which expand the particles. Prefers is that the for expanding the introduced particles added substances in the same Time windows unfold their expanding power, in which a thermoplastic Phase of the particle to be expanded is achieved.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Fasern somit mikroskopisch voneinander entfernt, ohne daß sie dabei ihren Zusammenhalt verlieren würden. Bei der Expansion der Partikel tritt der Effekt ein, daß sich nah beieinanderliegende Fasern voneinander entfernen. Damit wird für die zu absorbierenden Flüssigkeit mehr Raum geschaffen, so daß die Flüssigkeitsaufnahmegeschwindigkeit als auch -aufnahme erhöht wird. Mit dem erhöhten Faserab stand wird ebenso die Haptik verbessert. Es entsteht ein weicheres Produkt. Die Fähigkeit der Partikel, selbst Flüssigkeit zu absorbieren, wird durch die Expansion und der damit einhergehenden Oberflächenvergrößerung und Oberflächendefekte deutlich erhöht.With the method according to the invention The fibers are thus removed microscopically from each other, without that she lose their cohesion. In the expansion of Particles occurs the effect that close together Remove fibers from each other. This is for the liquid to be absorbed created more space so that the Liquid absorption rate as well as pickup increased becomes. With the raised Fiber spacing also improves the feel. It arises softer product. The ability the particle, even liquid to absorb, is due to the expansion and the associated Surface enlargement and surface defects clearly increased.

Es wird eine erhöhte und schnellere Flüssigkeitsaufnahme vorzugsweise für wässerige Medien erzielt. Wenn das so hergestellte Produkt mit einer Flüssigkeit in Berührung kommt, so nimmt zunächst die Faser die Flüssigkeit auf, zeitgleich oder aber erst später wird der expandierte Partikel die Flüssigkeit aufnehmen. Zudem kann mehr Flüssigkeit aufgenommen werden als mit einem Faserprodukt, das die erfindungsgemäße Modifikation nicht zeigt.It will be an increased and faster fluid intake preferably for aqueous Media scored. If the product thus prepared with a liquid in touch comes, so first takes the Fiber the liquid on, at the same time or later the expanded particle becomes pick up the liquid. In addition, more fluid be taken as with a fiber product containing the modification of the invention not showing.

Die expandierten Partikel bieten den Fasern zusätzlich Ankerpunkte an denen sie sich verkrallen können, was die Naßreißfestigkeit deutlich erhöht. Bei gleicher Flüssigkeitsaufnahme liegt sie gegenüber anderen Faserprodukten, die konventionell hergestellt sind, deutlich höher.The expanded particles also provide anchor points to the fibers they can dig themselves, what the wet tear strength clearly increased. at same fluid intake she lies opposite other fiber products that are conventionally manufactured higher.

Die expandierbaren Partikel können eine thermoplastische Matrix aufweisen. Sie können auch als Hybridpartikel ausgestaltet sein, die Materialien enthalten, welche nicht expandierbar sind. Bei einem solchen Hybridpartikel können sich die nicht expandierbaren Partikel auf den Oberflächen des expansionsfähigen Stoffes befinden. Weiterhin können die expandierenden Partikel innerhalb einer Matrix und/oder in dem durch die Matrix umschlossenen Bestandteil enthalten sein.The expandable particles can have a thermoplastic matrix. They can also be called hybrid particles be configured containing materials that are not expandable are. In such a hybrid particle, the non-expandable Particles on the surfaces of the expandable Stoffes are located. Furthermore you can the expanding particles within a matrix and / or in the be contained by the matrix enclosed component.

"Hybridpartikel" bedeutet im Sinne der Erfindung sowohl einen Partikel, der aus einem expandierbaren Partikel in Kombination mit nicht expandierbaren Materialien besteht, als auch einen Partikel, in dem mehrere expandierbare Partikel und/oder nicht expandierbare Materialien innerhalb einer Matrix und/oder in dem durch die Matrix umschlossenen Bestandteil enthalten sind."Hybrid particle" means in the sense the invention both a particle consisting of an expandable Particles in combination with non-expandable materials, as well as a particle in which multiple expandable particles and / or not expandable materials within a matrix and / or in the contained by the matrix component.

Dabei ist bevorzugt, daß die Matrix des Hybridpartikels nicht flüssigkeitslöslich, z. B. in Wasser, ist. Es ist weiter bevorzugt, daß die Matrix des Hybridpartikels auch im nassen Zustand die Fasern durch mechanische Verkrallung binden kann.there it is preferred that the Matrix of the hybrid particle is not liquid soluble, e.g. In water. It is further preferred that the Matrix of the hybrid particle through the fibers even when wet can bind mechanical clawing.

Bevorzugt ist die Korngröße der expandierbaren Partikel vor der Expansion kleiner als der mittlere Faserabstand, so daß die Partikel in das Faserbündel auch nachträglich transportiert und nicht nur auf der Oberfläche des Faserproduktes abgeschieden werden können. Daher ist es mit der Erfindung möglich, daß mehrlagige, z. B. dreilagige Faserprodukte auch nachträglich mit expandierbaren Partikeln versehen werden können. Es können folglich bestehende Anlagen, wie Papiermaschine oder Faserleger, nachgerüstet werden oder Neuanlagen können mit nur einer Beschichtungseinheit auskommen, auch wenn mehrere Lagen eines Faserproduktes verarbeitet werden. Das Einbringen der expandierbaren Partikel gelingt durch Walzen mit entsprechenden Öffnungen oder geeignet gewählten Sprühanlagen mit entsprechenden Düsenformen oder anderen Dosieranlagen bzw. Eintragungsmechanismen, wie Siebeinstreuung, Einblasen oder dergleichen. Die expandierbaren Partikel sollten nach ihrer Expansion einen mittleren Durchmesser aufweisen, der größer ist als der mittlere Faserabstand.Preferably, the grain size of the expandier Baren particles before the expansion smaller than the average fiber spacing, so that the particles can also be subsequently transported into the fiber bundle and not only deposited on the surface of the fiber product. Therefore, it is possible with the invention that multilayer, z. B. three-ply fiber products can also be retrofitted with expandable particles. Consequently, existing systems, such as a paper machine or a fiberizer, can be retrofitted or new systems can manage with only one coating unit, even if several layers of a fiber product are processed. The introduction of the expandable particles is achieved by rolling with appropriate openings or suitably selected spray systems with corresponding nozzle shapes or other dosing or registration mechanisms, such as Siebeinstreuung, blowing or the like. The expandable particles after expansion should have a mean diameter greater than the mean fiber spacing.

Je kleiner die Partikelgröße der expandierbaren Partikel ist, desto einfacher können sie in das Innere des Faserproduktes vordringen. Je nach gewähltem Partikel kann die Partikelgröße um ein Vielfaches kleiner sein als der mittlere Faserabstand. Der expandierbare Partikel wird selektiv an den Fasern und in den Zwischenraum applizierbar. Es entsteht ein Produkt, bei dem der expandierbar Partikel sehr gleichmäßig verteilt ist. Somit entsteht auch bei einem sehr kleinen Anteil an expandierbaren Partikeln in dem Faserprodukt eine deutliche Vergrößerung des Volumens des Faserproduktes. Die Absorptionsgeschwindigkeit und spezifische Flüssigkeitsaufnahme von erfindungsgemäß hergestellten Faserprodukten ist daher deutlich höher als bei denen des Standes der Technik.ever smaller the particle size of the expandable Particle is the easier you can they penetrate into the interior of the fiber product. Depending on the selected particle can change the particle size by one Many times smaller than the mean fiber spacing. The expandable Particles become selectively applicable to the fibers and into the gap. The result is a product in which the expandable particles are distributed very evenly is. Thus arises even with a very small proportion of expandable Particles in the fiber product a significant increase in the Volume of the fiber product. The absorption rate and specific fluid intake produced by the invention Fiber products are therefore significantly higher than those of the state of the technique.

Während der Expansion der Partikel erhöht sich die Spannung in den Fasern. Die Spannungserhöhung resultiert aus der Entfernung des mittleren Faserabstandes, dem die vorhandenen Knotenpunkte innerhalb des Faserproduktes entgegen wirken. Durch diese Wechselwirkung werden die Fasern in entstehende Fehlstellen des Partikels (während der Expansion) hineingezogen. Es entsteht ein mechanische Verkrallung der Faser mit dem expandierten Partikel. Die Festigkeit des Faserproduktes im trockenen und nassem Zustand kann somit erhöht werden. Der expandierte Partikel geht also eine dauerhafte Verbindung mit den Fasern ein. Ebenso erfährt der expandierbare Partikel eine irreversible Vergrößerung und kann nicht ausrieseln. Dieser Formschluß der Partikel mit den Fasern gewährleistet folglich auch eine toxikologische Unbedenklichkeit, da die Partikel zum einen fest in dem Produkt gebunden sind und zum anderen eine Größe aufweisen, die eine Lungengängigkeit ausschließen oder stark reduzieren.During the Expansion of the particles increases the tension in the fibers. The increase in voltage results from the distance the mean fiber distance that the existing nodes within counteract the fiber product. Through this interaction will be the fibers in resulting defects of the particle (during expansion) drawn. The result is a mechanical cleavage of the fiber with the expanded particle. The strength of the fiber product in the dry and wet state can thus be increased. The expanded Particles thus enter into a permanent connection with the fibers. Likewise learns the expandable particles an irreversible enlargement and can not trickle out. This form of the Ensures particles with the fibers consequently a toxicological safety, since the particles on the one hand firmly bound in the product and on the other hand one Have size, the respiratory tract exclude or greatly reduce.

Die starke Vergrößerung des Partikels, die mit der Expansion einhergeht, vergrößert seine Oberfläche um einige Prozent bis hin zu einem Vielfachen. Die größere exponierte Oberfläche ermöglicht es, Flüssigkeiten schneller zu absorbieren. Die absolute Oberflächenenergie wird also deutlich erhöht.The strong enlargement of the Particles that accompany expansion increase its surface by a few Percent up to a multiple. The larger exposed surface makes it possible liquids to absorb faster. The absolute surface energy is therefore clear elevated.

Bei herkömmlichen Produkten, die einen Superabsorber enthalten, befindet sich der Absorber in hermetisch abgedichteten Taschen und ist nicht gleichmäßig im Produkt verteilt. Ebenso kann nach dem Stand der Technik der Absorber nur bei mehrlagigen Produkten eingesetzt werden, nicht bei einlagigen. Mit der Erfindung wird es möglich, Produkte mit geringen Materialstärken und niedrigen Flächengewichten beispielsweise im Bereich von 20 bis 30 g/m² hochsaugfähig, trockenfest, naßfest und mit hoher Absorptionsgeschwindigkeit zu gestalten, beispielsweise Küchenrollen, Taschentücher und dergleichen.In conventional products containing a superabsorber, the absorber is in hermetically sealed pockets and is not evenly distributed throughout the product. Likewise, according to the prior art, the absorber can be used only in multi-layer products, not in single-layer. With the invention it is possible to make products with low material thicknesses and low basis weights, for example in the range from 20 to 30 g / m ² highly absorbent, dry-resistant, wet-strength and high absorption rate, for example kitchen rolls, handkerchiefs and the like.

Die erhöhte spezifische Flüssigkeitsaufnahmekapazität in Bezug auf das Flächengewicht reduziert die Rohstoffkosten eines in der Erfindung beschriebenen Produktes deutlich.The increased specific fluid absorption capacity in relation on the basis weight reduces the raw material costs of a described in the invention Product clearly.

Ebenso werden durch die Erfindung Rohstoffe einsetzbar, die über keine große Affinität gegenüber Wasser verfügen. Mit Hilfe der Erfindung können z. B. handelsübliche Thermoplaste entsprechend mit einem Expansionsmittel versehen werden und somit für die Nutzung in Faserprodukten wirtschaftlich nutzbar gemacht werden.As well be used by the invention, raw materials that have no size affinity across from Have water. With the help of the invention z. B. commercial Thermoplastics are provided accordingly with an expansion agent and thus for the use in fiber products can be made economically usable.

Bevorzugt können die expandierbaren Partikel eine Ummantelung aufweisen. Eine solche Ummantelung ist bevorzugt gegenüber einen Wasserstrahl mit hohem Druck beständig. Dies bedeutet insbesondere, daß die expandierbaren Partikel und/oder die nicht expandierbaren Partikel eine Ummantelung aufweisen, die den expandieren Partikel bei der Verarbeitung vor einer Flüssigkeitsaufnahme schützt. Insbesondere sollte die Ummantelung es zulassen, die Partikel auch naß zu verarbeiten. Dann nämlich wird es nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens möglich, daß das Faserprodukt naß verarbeitet wird und die Expansion nach dem Naßprozeß erfolgt.Prefers can the expandable particles have a sheath. Such Sheath is preferred over a water jet with high pressure resistant. This means in particular that the expandable particles and / or the non-expandable particles have a jacket which expand the particles in the Processing protects against fluid intake. Especially the sheathing should allow the particles to be wet processed. Then that is According to a preferred embodiment of the method, it becomes possible for the fiber product to be processed wet is done and the expansion after the wet process.

Durch den Aufbau der expandierbaren Partikel ist es ebenso möglich, diese Partikel wirtschaftlich sinnvoll in einen nassen (wässerigen) Prozeß in das Faserprodukt einzubringen. Die anschließende Energieverbrauch zur Trocknung des Produktes ist deutlich geringer als bei herkömmlichen Faserprodukten. Der Grund dafür ist die Expansion der Partikel nach der Naßverarbeitung. Die Absorptionsfähigkeit der Partikel wird also nach dem Trocknungsprozeß bzw. während des Trocknungsprozesse aktiviert.By it is also possible to build up the expandable particles Particles make economic sense in a wet (watery) Process in to introduce the fiber product. The subsequent energy consumption for Drying of the product is significantly lower than conventional Fiber products. The reason for this is the expansion of the particles after wet processing. The absorption capacity The particle is thus after the drying process or during the drying processes activated.

Die expandierbaren Partikel können auch eine Ummantelung aufweisen, die im trockenen Faserprodukt zerstört wird, wobei die Aktivierung beispielsweise mechanisch, physikalisch oder chemisch erfolgt. Zum Beispiel kann die Ummantelung während der Expansion durch den dann herrschenden Expansionsdruck zerstört werden.The expandable particles can also have a shell that is destroyed in the dry fiber product, wherein the activation, for example, mechanically, physically or chemically. For example, the sheath during the Expansion can be destroyed by the then prevailing expansion pressure.

Es ist auch vorteilhaft, die Form der expandierbaren Partikel gezielt zu beeinflussen, um ein größtes gewichtsspezifisches Volumen und/oder viele Verankerungspunkte für die Fasern zu erhalten. Dazu können die expandierten Partikel über ein starkes Oberflächenrelief verfügen, das die Verankerung der Fasern des Faserproduktes begünstigt.It It is also advantageous to target the shape of the expandable particles to influence, to a maximum weight-specific To obtain volume and / or many anchoring points for the fibers. To can the expanded particles over a strong surface relief feature, which promotes the anchoring of the fibers of the fiber product.

Nach einer besonderen Ausgestaltung ist die Form der expandierbaren Partikel faserartig. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die expandierbaren Partikel oder Fasern durch Extrusion hergestellt werden. Die expandierbaren Partikel in faserartiger Form sind selbst zur Herstellung eines absorbierenden Faserprodukte geeignet.To a particular embodiment is the shape of the expandable particles fibrous. This can be achieved, for example, that the expandable Particles or fibers are produced by extrusion. The expandable Particles in fibrous form are themselves used to make an absorbent Fiber products suitable.

In allen Ausgestaltungen weist das Faserprodukt im trockenen Zustand ein höheres gewichtsspezifisches Volumen auf als herkömmliche Faserprodukte. Dabei sollte das Faserprodukt einen Faserabstand aufweisen, der an die zu absorbierenden Flüssigkeiten angepaßt ist. Die expandierbaren Partikel selbst können flüssigkeitslöslich oder flüssigkeitsunlöslich sein.In In all embodiments, the fiber product is in the dry state a higher one weight-specific volume than conventional fiber products. there the fiber product should have a fiber spacing adjacent to the to absorb liquids customized is. The expandable particles themselves may be liquid-soluble or liquid-insoluble.

Es kann die Expansion der expandierenden Partikel nur partiell erfolgen, was somit die Oberfläche des Faserproduktes zusätzlich vergrößert. Eine ähnliche Wirkung wird dadurch erreicht, daß die expandierbaren Partikel nur in partiellen Bereichen des Vor-Faserproduktes eingebracht werden. Auch ein kombinierter Einsatz von expandierbaren Partikeln und nicht expandierbaren Partikeln ist möglich.It the expansion of the expanding particles can only be partial, what is the surface? of the fiber product in addition increased. A similar Effect is achieved in that the expandable particles be introduced only in partial areas of the pre-fiber product. Also a combined use of expandable particles and not expandable particles is possible.

Die Partikel können lösemittelbeständig sein oder eine lösemittelbeständige Ummantelung besitzen. Dann können sie über ein flüssiges Medium in das Faserprodukt eingeschwämmt werden, ohne mit diesem zu reagieren. Es wird dann eine deutlich geringere Trockenleistung im Vergleich zu Wasser benötigt. Wenn Lösemittel als Transport- oder Verarbeitungsmedium im Herstellungsprozeß anstelle von Wasser eingesetzt werden, können Fasern, ob expandierbar oder nicht, in einem flüssigen Medium verarbeitet werden, das nicht oder nur zu einem geringen Teil aus Wasser besteht.The Particles can be solvent resistant or a solvent resistant sheath have. Then can she over a liquid Medium are injected into the fiber product, without this to react. It then becomes a significantly lower drying performance needed compared to water. If solvent as a transport or processing medium in the manufacturing process instead can be used by water Fibers, whether expandable or not, are processed in a liquid medium, that does not or only to a small extent consists of water.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß eine Wasserstoffbrückenbindung der Fasern untereinander oder mit den Partikeln durch einen Durchdampfungsprozeß erzielt wird. Diese Wasserstoffbrückenbindung der Fasern untereinander oder mit den Partikeln kann durch eine Gas-Wasser-Emulsion erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Partikel mit Hilfe von flüssigen Medien wie Lösemitteln bearbeitet werden, die es den Partikeln ermöglichen, in das Innere des Faserproduktes vorzudringen, ohne die Wasserstoffbrückenbindung zwischen den Fasern zu zerstören.Advantageous is provided that a Hydrogen bonding the fibers with each other or with the particles achieved by a vapor deposition process becomes. This hydrogen bond of the Fibers with each other or with the particles can be made by a gas-water emulsion. It is preferably provided that the Particles with the help of liquid Media such as solvents be processed, which allow the particles in the interior of the fiber product penetrate without the hydrogen bonding between the fibers to destroy.

Die Trocknung des Faserproduktes kann in oder auf einem Formwerkzeug mit einhergehender Fixierung der Formstruktur im Faserprodukt als auch einer Oberflächenvergrößerung vorgenommen werden. Gleiches gilt für das Expandieren. In einer Variante kann auch vorgesehen sein, daß bei der Expansion eine Schaumbildung begünstigt wird.The Drying of the fiber product can be done in or on a mold with concomitant fixation of the mold structure in the fiber product as also made a surface enlargement become. The same applies to expanding. In a variant can also be provided that in the Expansion favors foaming becomes.

Aus dem Vorstehenden sollte deutlich geworden sein, daß die expandierbaren Partikel einem speziellen Expansionsprozeß unterworfen werden, bevor sie durch Flüssigkeitsaufnahme aufquellen.Out The above should make clear that the expandable Particles are subjected to a special expansion process before they by fluid intake swell.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft beschrieben werden. Es zeigt:in the Following, the invention will be described by way of example with reference to the drawing become. It shows:

1a eine erste Ausführungsform eines expandierbaren Partikel zum Einsatz beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; 1a a first embodiment of an expandable particle for use in the method according to the present invention;

1b den Partikel der 1a im expandierten Zustand; 1b the particle of 1a in the expanded state;

1c den expandierten Partikel, nachdem er mit einer Flüssigkeit in Kontakt gekommen ist; 1c the expanded particle after coming in contact with a liquid;

2a eine zweite Ausführungsform eines expandierbaren Partikels; 2a a second embodiment of an expandable particle;

2b den Partikel der 2a nach der Expansion; 2 B the particle of 2a after the expansion;

3a eine dritte Ausführungsform eines expandierbaren Partikels; 3a a third embodiment of an expandable particle;

3b den Partikel der 3a nach der Expansion; 3b the particle of 3a after the expansion;

4a expandierbare Partikel, die in ein Vor-Faserprodukt eingebracht sind; 4a expandable particles incorporated in a pre-fiber product;

4b das Faserprodukt nach der Expansion; und 4b the fiber product after expansion; and

5 eine vierte Ausführungsform eines expandierbaren Partikels. 5 a fourth embodiment of an expandable particle.

1a zeigt ein Beispiel eines expandierbaren Partikels, der bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. In einer expandierbaren Matrix 10 befindet sich eine Vielzahl nicht expandierbarer Partikel 12 in unterschiedlichsten Formen und Größen, beispielsweise aus als "Superabsorber" (SAP) bekannten Materialien, die vom Material – der Matrix 10 umschlossen sind. Das Material der Matrix 10 kann ein thermoplastischer Kunststoff sein oder ein solches, das mit Hilfe von Expansionsmitteln eine Volumenvergrößerung hervorruft. Erfindungsgemäß wird eine Vielzahl von expandierbaren Partikeln gemäß 1a in ein Faser-Vorprodukt eingebracht. Der Zustand nach der Expansion ist in 1b dargestellt. Die nicht expandierbaren Partikel 12 haben im wesentlichen Form und Größe beibehalten, während die Matrix 10 zumindest in Bereichen 14 expandiert ist, was mit einer Volumenvergrößerung verbunden ist. Aufgrund der Spannungen im Material der Matrix 10 sind Risse 16 und Zerklüftungen entstanden, die für eine vergrößerte Oberfläche des nun expandierten Partikels sorgen. 1c zeigt den expandierten Partikel, nachdem er mit einer Flüssigkeit in Kontakt gekommen ist. Nicht nur die Matrix 10 ist gequollen, sondern auch die nicht expandierbaren Partikel 12, so daß der mittlere Faserabstand im Faserprodukt weiter vergrößert wird, was die Flüssigkeitsaufnahmekapazitäten noch verbessert. 1a shows an example of an expandable particle that can be used in a method according to the present invention. In an expandable matrix 10 There is a large number of non-expandable particles 12 in various shapes and sizes, for example, from known as "superabsorbent" (SAP) materials, the material - the matrix 10 are enclosed. The material of the matrix 10 may be a thermoplastic or one which causes an increase in volume by means of expansion agents. According to the invention, a plurality of expandable particles according to 1a introduced into a fiber precursor. The state after the expansion is in 1b shown. The non-expandable particles 12 have essentially retained shape and size while the matrix 10 at least in areas 14 expanded, which is associated with an increase in volume. Due to the stresses in the material of the matrix 10 are cracks 16 and fractures were created, which provide for an enlarged surface of the now expanded particle. 1c shows the expanded particle after it has come in contact with a liquid. Not just the matrix 10 is swollen, but also the non-expandable particles 12 , so that the average fiber spacing in the fiber product is further increased, which further improves the liquid absorption capacity.

2a zeigt eine Form eines expandierbaren Partikels 20, welcher von einer Ummantelung 22 umschlossen ist. Die Ummantelung 22 schützt den Partikel bei der Verarbeitung vor einer Flüssigkeitsaufnahme, so daß die Partikel auch naß verarbeitet werden können. Die Ummantelung 22 kann auch derart gestaltet sein, daß sie im trockenen Faserprodukt zerstört wird, wie in 2b dargestellt, einige der Bruchstücke sind mit 24 bezeichnet. Dabei kann die Ummantelung 22 durch den Expansionsdruck während der Expansion zerstört werden. 2a shows a form of an expandable particle 20 , which of a sheath 22 is enclosed. The jacket 22 Protects the particle during processing from a fluid intake, so that the particles can be processed wet. The jacket 22 may also be designed so that it is destroyed in the dry fiber product, as in 2 B shown, some of the fragments are with 24 designated. In this case, the sheath 22 be destroyed by the expansion pressure during expansion.

3a zeigt einen expandierbaren Partikel 30, in den Treibmittel bzw. Expansionsmittel eingebracht ist. Dargestellt ist eine inhomogene Verteilung des Treibmittels 32. Nach der Expansion weist der Partikel 30 eine unregelmäßige Struktur auf, welche eine durch Risse 34 stark zerklüftete Oberfläche zeigt. Diese bilden gute Verankerungspunkte für die Fasern. 3a shows an expandable particle 30 , is introduced into the propellant or expansion agent. Shown is an inhomogeneous distribution of the propellant 32 , After expansion, the particle points 30 an irregular structure, which one through cracks 34 strongly rugged surface shows. These form good anchoring points for the fibers.

Bei der Ausführungsform nach 4a ist in das Faser-Vorprodukt aus Fasern 44 eine im wesentliche gleichmäßige Verteilung aus Partikeln eingebracht, wobei expandierbare Partikel 40 und nicht expandierbare Partikel 42 in zufälliger Anordnung vorliegen. 4b zeigt das Faserprodukt nach der Expansion. Die nun stark vergrößerten Partikel 40 sorgen für eine Aufweitung des Faserproduktes in einigen Bereichen, so daß dessen Oberfläche, die die Kontaktfläche für die Aufnahme von Flüssigkeiten bildet, vergrößert wird. Gleichzeitig wird in diesen Bereichen der Faserabstand aufgeweitet. Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn nur expandierende Partikel 40 gezielt in partielle Bereiche des Faser-Vorproduktes eingebracht werden oder wenn die Expansion der expandierbaren Partikel nur partiell erfolgt.In the embodiment according to 4a is in the fiber precursor of fibers 44 introduced a substantially uniform distribution of particles, wherein expandable particles 40 and non-expandable particles 42 in random order. 4b shows the fiber product after expansion. The now greatly enlarged particles 40 provide a widening of the fiber product in some areas, so that its surface, which forms the contact surface for the absorption of liquids, is increased. At the same time, the fiber spacing is widened in these areas. A similar effect can be achieved if only expanding particles 40 specifically introduced into partial areas of the fiber precursor or when the expansion of the expandable particles takes place only partially.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines expandierbaren Partikels mit einer Matrix 10 aus expandierbarem Material, auf deren Oberfläche die nicht expandierenden Partikel 12 angeordnet sind. 5 shows another embodiment of an expandable particle with a matrix 10 made of expandable material, on whose surface the non-expanding particles 12 are arranged.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmalen der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawing and in the claims disclosed features of the invention can both individually and also in any combination for the realization of the invention be essential.

Claims

Process for producing an absorbent Fiber product, with the steps: a) introducing expandable Particles in a pre-fiber product; b) producing an intermediate fiber product, containing the expandable particles; c) expanding the introduced expandable particles and finishing the fiber product.

Method according to claim 1, characterized in that that the expanding particles are superabsorbers.

Method according to claim 1, characterized in that that the expandable particles made of thermoplastic material.

Method according to claim 1, characterized in that that in the Step c) a drying of the fiber product at the same time for the thermal excited expansion of the particles is used.

Method according to claim 1, characterized in that that to Expanding the incorporated particles substances are used with heat form a gas or other decomposition products which are the particles expand.

Method according to claim 1, characterized in that that to Expanding the incorporated particles substances are used which upon irradiation form gas or other decomposition products which the particles expand.

Method according to Claim 1, 5 or 6, characterized that the for expanding the introduced particles added substances in same time windows unfold their expanding power in which one thermoplastic phase of the particle to be expanded is achieved.

Method according to claim 3, characterized that the expandable particles have a thermoplastic matrix.

Method according to claim 8, characterized in that that the expandable particles are designed as hybrid particles, the Contain materials that are not expandable.

Method according to claim 8 or 9, characterized that at a hybrid particle, the non-expandable particles on the surfaces of the expandable Stoffes are located.

Method according to claim 8 or 9, characterized that the expandable particles within a matrix and / or in the the matrix enclosed component are included.

Method according to claim 12, characterized in that that the Matrix of the hybrid particle is not liquid-soluble (e.g., in water).

Method according to claim 12, characterized in that that the Matrix of the hybrid particle through the fibers even when wet can bind mechanical clawing.

Method according to claim 1, characterized in that that the Grain size of not expanded particles is smaller than the average fiber spacing.

Method according to claim 1, characterized in that that the expandable particles after their expansion has a mean diameter which is larger as the mean fiber distance.

Method according to claim 1, characterized in that that the expandable particles, for example by blowing or sprinkling be introduced into a dry fiber product.

Method according to claim 1, characterized in that that the expandable particles have a sheath.

Method according to claim 7, characterized in that that the Sheath of the expandable particle with respect to a jet of water with high pressure resistant is.

Method according to claim 7, characterized in that that the expandable particles and / or the non-expandable particles have a sheath that the expandable particles at the processing before a fluid intake protects.

Method according to claim 9, characterized in that that the expandable particles may have a sheath which it allows, the Particles too wet too to process.

Method according to claims 17 to 19, characterized that this Fiber product wet processed is done and the expansion after the wet process.

Method according to claim 13, characterized in that that the expandable particles may have a sheath which destroyed in the dry fiber product is, for example, the activation mechanically, physically or chemically.

Method according to claim 22, characterized in that that the Expandable particles have a sheath, which by the Expansion pressure during destroyed expansion becomes.

Method according to claim 8, 9 or 22, characterized in that that the Shape of the expandable particles is specifically influenced, a greatest weight-specific To obtain volume and / or many anchoring points for the fibers.

Method according to Claim 24, characterized that the expanded particles over a strong surface relief feature, which promotes the anchoring of the fibers of the fiber product.

Method according to claim 1, characterized in that that the Form of expandable particles is fibrous.

Method according to claims 8 and 26, characterized that the expandable particles or fibers produced by extrusion become.

Method for producing an absorbent fiber product with the steps: a) providing expandable particles in fibrous form; b) expanding the particles; c) Processing the expanded fibrous particles into a fibrous product.

Method according to claim 1, characterized in that that the fiber product in the dry state a higher weight specific Has volume than conventional Fiber products.

Method according to claim 1, characterized in that that this Fiber product has a fiber spacing, which is to be absorbed Liquids is adapted.

Method according to claim 1, characterized in that that the Expansion of the expandable particles takes place only partially and thus the surface of the Fiber product in addition is enlarged.

Method according to claim 1, characterized in that that the Incorporation of the expandable particles only in partial areas of the pre-fiber product takes place and thus the surface of the Fiber product in addition is enlarged.

Method according to claim 1, characterized in that that the expandable particles are liquid-soluble or liquid insoluble.

Method according to claim 1, characterized in that that at the expansion foaming is favored.

Method according to claim 1, characterized in that that the Particles are solvent resistant or a solvent resistant sheath have.

Method according to claim 1, characterized in that that the Particles over a liquid Medium are injected into the fiber product, without this to react.

Method according to claim 1, characterized in that that the Particles with the aid of a liquid transport medium Swaged into the fiber product be compared to a significantly lower drying performance needed to water.

Method according to claim 1, characterized in that that solvent as a transport or processing medium in the manufacturing process instead be used by water.

Method according to claim 1, characterized in that that fibers, whether expandable or not, are processed in a liquid medium, that does not or only partially consists of water.

Method according to claim 1, characterized in that that one Hydrogen bonding the fibers with each other or with the particles through a vapor deposition process is achieved.

Method according to claim 1, characterized in that that one Hydrogen bonding the fibers with each other or with the particles by a gas-water emulsion he follows.

Method according to claim 1, characterized in that that the Particles with the help of liquid Media such as solvents be processed, which allow the particles in the interior of the Fiber product, without hydrogen bonding to destroy between the fibers.

Method according to claim 1, characterized in that that the Drying of the fiber product in or on a mold with accompanying fixation of the shape structure in the fiber product as well as a Surface enlargement made becomes.

Method according to claim 1, characterized in that that this Expand the particles in or on a mold and thus accompanying fixation of the shape structure in the fiber product as well as a Surface enlargement made becomes.