DE2634994B2

DE2634994B2 - Celluloseregeneratfasern mit eingelagertem Acrylpolymerisat und hoher Absorptionsfähigkeit

Info

Publication number: DE2634994B2
Application number: DE19762634994
Authority: DE
Inventors: Thomas Clark Allen; David Berrie Denning
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1975-08-11
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2634994C3; FR2320998B1; FR2320998A1; DE2634994A1

Description

Die vorlegende Anmeldung bezieht sich auf kardierbare Celluloseregeneratfasern mit hoher Absorptionsfähigkeit, die nach dem Viskoseverfahren aus Zellstoff oder anderen cellulosischen Materialien hergestellt werden und für die Produktion von Vliesstoffartikeln wie Windeln, Tampons, Damenbinden, medizinischen Tupfern, Bodenmulchen, Wischtüchern usw. von Nutzen sind. In jedem dieser Einsatzgebiete wird ein Material mit einer ausgeprägten Fähigkeit, Wasser und andere wäßrige Flüssigkeiten, insbesondere Körperflüssigkeiten, zu absorbieren und zurückzuhalten, benötigt. In diesen und ährlichen Einsatzbereichen finden Cellulosefasern wegen des hydrophilen Verhaltens des Cellulosemoleküls und seiner faserartigen Struktur, die dem Vliesstoff Zusammenhalt, Form, Saugfähigkeit und Flüssigkeitsrückhaltevermögen verleiht, in großem Umfang Verwendung.

Einige Beispiele von Versuchen, die Absorptionsfähigkeit von Reyonfasern zu erhöhen, finden sich in der FR-PS 22 16 387 sowie in US-PS 38 44 289, nach dem Alkalimetall- und Ammoniumsalze der Polyacrylsäure in regenerierte Cellulose eingelagert sind, um die Flüssigkeitsabsorptionsfähigkeit der daraus hergestellten Reyonfasern zu erhöhen. Ein weiteres Beispiel für die Einlagerung von hydrophilen Polymerisaten in Viskose zur Verbesserung des hydrophilen Verhaltens der Fasern ist der Zusatz von Carboxymethylcellulose und Carboxyäthyl-Stärke, wie er in den US-PS 34 23 167 bzw. 38 47 636 beschrieben ist.

Es ist bereits bekannt, daß das Wasseraufnahmevermögen eines Materials vom Grad seiner Hydrophilie abhängt. Bei Bestimmungen des Wasseraufnahmevermögens wie der Ermittlung des Quellwertes und des Wasserrückhaltevermögens nach dem Schleudern kann man davon ausgehen, daß diese vom Grad der Ionisierung abhängen. Je höher also der Säuregrad eines in eine Faser eingelagerten Materials ist, desto größer ist deren Absorptionsfähigkeit. Im Falle von Polyacrylsäure würde man also angesichts ihres höheren Säure-, d. h. Ionisationsgrades, als bei Polymethacrylsäure annehmen, daß Reyonfasern, in die Polyacrylsäure eingespritzt wurde, ein höheres Wasserrückhaltevermögen besitzen als Fasern, die Polymethacrylsäure enthalten. Dies wurde auch nachgewiesen, wie später noch gezeigt werden soll.

Ein Problem, das bei der Einlagerung der anionischen hydrophilen Polymerisate in die Cellulosefasem aufgetaucht ist, ist die negative Auswirkung auf das Kardierverhalten. Eine wichtige Eigenschaft, die Fasern, die in den obengenannten Bereichen, insbesondere bei der Herstellung von Tampons eingesetzt werden seilen, besitzen müssen, ist die Kardierfähigkeit auf konventionellen Karden. Es wurde festgestellt, daß bei der Einlagerung von Polyacrylsäure in Viskose-Reyon-Fasern in einem Injektionsverfahren der Zusammenhalt des Bandes wesentlich verringert wird. Die Haftungseigenschaften sind bei der industriellen Verarbeitung von Reyonfasern zu brauchbaren Produkten wie Tampons jedoch von großer Bedeutung. Wenn die Haftung zu gering ist, hält das Fasermaterial nicht zusammen, so daß eine Verringerung der Produktionsgeschwindigkeit oder andere Verfahrensänderungen erforderlich werden oder die Faser sich überhaupt nicht mehr verarbeiten läßt. Daher ist ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung die Herstellung einer Reyonfaser mit verbessertem Flüssigkeitsaufnahmevermögen ohne eine übermäßige Verringerung der Faserhaftung

3d mit den sich daraus ergebenden Schwierigkeiten bei der Kardierung der Fasern zur Herstellung von Gebrauchsartikeln.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

s> Es wurde festgestellt, daß Alkalimetall- oder Ammoniumsalze bestimmter Copolymerisate das Absorptionsund Rückhaltevermögen von Reyon bei Einspritzen in die Viskose weiter verbessern und daß sich auf diese Weise eine Faser mit einer stärkeren Haftung als bei den obenerwähnten bekannten Materialien herstellen läßt. Die Haftung ist äußerst wichtig unter dem Aspekt des Fasertransports in der Karde vor der Herstellung von handelsüblichen Fertigprodukten aus der Faser. Es ist nicht bekannt, warum die Copolymerisate der

•Γ) vorliegenden Erfindung eine stärkere Haftung gegenüber Polyacrylsäure aufweisen. Einer der Faktoren, von denen die Faserhaftung nach allgemeiner Ansicht wesentlich beeinflußt wird, ist die Stärke der Kräuselung in der Faser. Jedoch führen sowohl die Copolymerisate der vorliegenden Erfindung als auch Polyacrylsäure mit der Erhöhung der in die Faser eingelagerten Materialmenge zu einer Verringerung der Kräuselung. Ein weiterer Faktor, der im Zusammenhang mit der Faserhaftung für wichtig gehalten wird, ist die

^r>> Oberflächenbindung der Faser. Diese Oberflächenbindung, die bei normaler Cellulose vorliegt, soll auf Wasserstoffbrücken und möglicherweise die Steifheit der Faser zurückzuführen sein.

Die Oberflächenbindung wird als der wichtigste

w) Effekt der vorliegenden Erfindung angesehen, der seine Ursache möglicherweise in der Erhöhung der Glasübergangstemperatur (Tg) des Copolymerisates durch die Methacrylsäure hat.

Es wurde gefunden, daß die Einmischung von

b5 Alkalimetall- und Ammoniumsalzen von Copolymerisaten aus Acryl- und Methacrylsäure in die Viskoselösung das Absorptions- und Flüssigkeitsrückhaltevermögen der daraus hergestellten Faser verbessert und entgegen

allen Erwartungen die Erhaltung der Haftung der aus der Viskose gesponnenen Faser in einem Maße bewirkt, daß die Faser ohne Schwierigkeiten auf der Karde verarbeitet werden kann, während die obenerwähnten Fasern, die die gleichen Mengen von Polyacrylsäurenatriumsalz enthalten, sich auf konventionellen Kardieranlagen nicht in befriedigender Weise kardieren ließen.

Beschreibung der Erfindung

Die Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung erhält man, indem man eine Copolymerisatmenge zwischen 2 und 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Cellulose in der Viskoselösung (nachfolgend werden alle Prozentsätze auf dieser Basis angegeben und als CIV bezeichnet), zu einem beliebigen Zeitpunkt der Viskose- 1 ^r> alterung zugesetzt, vorzugsweise jedoch durch Einspritzen in die voll ausgereifte Viskose. Der Bereich zwischen 10 und 20% CIV wird erfindungsgemäß bevorzugt, weil hier eine Ausgewogenheit zwischen erhöhtem Absorptionsvermögen und Verarbeitungsbedingungen gegeben ist. Die das Copolymerisat enthaltende Viskose wird dann durch die öffnungen einer Spinndüse in ein Säurebad eingesponnen bzw. extrudiert, wo die Cellulosefaser regeneriert wird. Die regenerierte Faser wird in Luft um 0 bis 100% oder, falls 2 > gewünscht, noch stärker verstreckt, vorzugsweise jedoch um ca. 30 bis 50%, und dann durch ein heißes wäßriges Bad geleitet, das eine Temperatur zwischen der Raumtemperatur und 100⁰C, vorzugsweise jedoch zwischen 90 und 97° C aufweist. Das heiße wässerige in Bad enthält verschiedene Mengen verdünnte Schwefelsäure, ZnSCv und Natriumsulfat. In dem heißen Bad wird die Faser nochmals um 0—100% verstreckt. Die Gesamtverstreckung aus beiden Stufen liegt vorzugsweise zwischen 50 und 70%. Wie allgemein bekannt ist, r, verleiht die Verstreckung der fertigen Faser die nötige Festigkeit Die Fäden, die jetzt in Form eines dicken Bündels von endlosen Filamenten bzw. eines Kabels aus der Gesamtproduktion einer Reihe von Spinndüsen vorliegen, werden in kurze Fasern mit der gewünschten 4(1 Länge geschnitten, gewaschen und bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 11% getrocknet und in Ballen verpackt.

Nach Regenerierung der Faser im Säurebad liegt das in die Faser eingeschlossene Copolymerisat in Säure- v, form vor. Um die höchste Absorptionsfähigkeit zu erreichen, muß das Copolymerisat jedoch in Form des Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes vorliegen. Die Umwandlung des Copolymerisats aus Acrylsäure und Methacrylsäure in die Salzform erfolgt in einer ->o alkalischen Natriumsulfid-Waschflotte, wie man sie üblicherweise zur Entfernung von Metall- und Schwefelverunreinigungen verwendet.

In manchen Fällen, besonders wenn der Sulfidwäsche eine Säurewäsche folgt, kann es wünschenswert sein, die v, Faser mit einer Base, z. B. einer verdünnten Natriumbikarbonat-, Natriumhydroxyd- oder einer ähnlichen Lösung zu behandeln, um die Umwandlung abzuschließen und sicherzustellen, daß ein hoher Prozentsatz des Copolymerisates in Salzform vorliegt. Auch kann es sich ho als nötig erweisen, den Grad der Umwandlung in die Salzform bei bestimmten Anwendungsbereichen, wo das Material mit dem Körper in Berührung kommen kann, zu begrenzen, da ein pH-Wert, der wesentlich über 7 — 7,5 vorliegt, empfindliche Hauptpartien reizen ei kann und das Wachstum von schädlichen Mikroorganismen fördert. Schließlich kann nch eine Behandlung mit einer konventionellen Avivage, z. B. einem oberflächenaktiven Mittel erfolgen. Danach wird die Stapelfaser in einem kontinuierlichen Trockner bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, der sich nach dem speziellen Verwendungszweck der Faser richtet.

Die Faser kann dann zu Ballen zusammengefaßt oder kardiert '.verden, um dann zu einem der obenerwähnten Endprodukte verarbeitet zu werden. Ein besonders geeignetes Einsatzgebiet für die erfindungsgemäße Faser sind Tampons, die z. B. nach einem der Verfahren gemäß US-PS 36 99 965 oder nach anderen bekannten Methoden hergestellt werden können.

Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisate können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Am einfachsten wird jeweils eine bestimmte Menge monomerer Acrylsäure und Methacrylsäure, die so berechnet ist daß man das gewünschte Durchschnittsverhältnis im Copolymerisat erhält zusammen mit einem Polymerisationsinitiator in einem Reaktionsgefäß vermischt wo man sie bis zur Beendigung des Polymerisationsprozesses beläßt Zur Herstellung von Spezialpolymerisaten können auch dem Fachmann bekannte Spezialverfahren angewandt werden, wie z. B. Einsatz von Kettenübertragungsmitteln und anderen Molekulargewichtsreglern, Netzmitteln, oberflächenaktiven Mitteln, Redox-Systemen, kontrollierter Monomer-Zusatz u. ä. Bevorzugt ist ein Copolymerisat, das jeweils 50% von Acrylsäure und Methacrylsäure abgeleitete Einheiten enthält, obwohl ein Verhältnis zwischen 90:10 (Acrylsäure/Methacrylsäure) und 10 :90 ist ebenfalls brauchbar.

Die Viskosität des Copolymerisats gibt Aufschluß über dessen Polymerisationsgrad und das Molekulargewicht. Ein weiterer Bereich des Polymerisationsgrades hat sich als brauchbar erwiesen, und eine Begrenzung des Polymerisationsgrades ergibt sich in erster Linie aus den Verarbeitungsbedingungen. Zum Beispiel wird ein Copolymerisat mit einem höheren Molekulargewicht im allgemeinen in größeren Mengen in der Faser zurückbleiben; soll jedoch das Copolymerisat in die Viskose eingespritzt werden, ist das Molekulargewicht durch die Viskosität, bei der sich die Masse noch pumpen läßt, begrenzt.

Es gibt jedoch allgemein verfügbare Pumpanlagen, mit denen sich auch Flüssigkeiten mit einer Viskosität von lOOOOcps und mehr fördern lassen. Gibt man das Copolymerisat zum Lösungsmittel, kann man auch Copolymerisate mit einem großen Viskositätsbereich verwenden.

Die Absorptionsfähigkeit der Fasern läßt sich mit verschiedenen Testverfahren ermitteln. Ein allgemein bekanntes Maß für die Absorptionsfähigkeit ist das Wasserrückhaltevermögen oder der Quellwert (»Q«), der in der in der obenerwähnten FR-PS 22 16 387 beschriebenen Weise bestimmt wird, auf die hier noch einmal Bezug genommen wird. Bei dem Test wird die in der Faser nach 15minütigem Schleudern bei 2500- bis 3000facher Schwerkraft zurückbleibende Wassermenge gemessen, aus der der in der Probe zurückbleibende Wassergehalt in % (auf der Basis des Trockengewichts der Faserprobe) errechnet wird. In neuerer Zeit wurde ein Test entwickelt, der mit Praxisversuchen gut übereinstimmt, dem sogenannten »Demand Wettability Test« (Lichstein, Eternard, International Nonwovens and Disposables Association, 2. Jährliches Symposium über Vliesstoff-Produktentwicklung, 5.-6. März 1974, Washinton, EXC). Hier wird ein neues Gerät verwendet, mit dem sich das Volumen und die Geschwindigkeit der Aufnahme einer Flüssigkeit

dadurch messen lassen, daß man das absorbierende Material auf einen hydrostatischen Druck von Null einstellt, so daß eine Befeuchtung nur nach Bedarf des absorbierenden Materials stattfindet. Somit erfolgt eine Flüssigkeitsaufnahme nur aufgrund der Fähigkeit des absorbierenden Materials, Flüssigkeit aufzusaugen, wobei der Flüssigkeitsstrom bei Erreichen des Sättigungspunktes sofort zum Stillstand kommt Änderungen der Methode zur Simulierung eines Endproduktes sind möglich. Beispielsweise kann man z. B. die Fasermasse komprimieren, um einen Tampon zu simulieren.

Die komprimierte Faser kann man mit dem Gerät bei verschiedenen Außendrücken und Testflüssigkeiten prüfen.

Um Fasern mit Erfolg zu brauchbaren Produkten wie 10

15

Tampons oder anderen Vliesstoffartikeln verarbeiten zu können, müssen die Fasern vor der Herstellung des Produktes in einer Richtung ausgerichtet werden, was häufig durch Kardieren der Fasern erreicht wird.

Die Kardierbarkeit der Faser hängt von der Haftung zwischen den Fasern ab, d.h. der Fähigkeit der einzelnen Fasern »zusammenzuhalten« und die Handhabung des Faserbandes ohne ein Auseinanderbrechen der zusammenhängenden Masse zu ermöglichen. Der hier an der kardierten Faser vorgenommene Haftungstest besteht lediglich darin, die Kraft in Gramm zu messen, die erforderlich ist, um ein Kardenband zu zerreißen oder zu zertrennen. Der Bandhaftungsfaktor wird ausgedrückt als die pro Grain in (0,0648 g) der Faser erforderliche Kraft in Gramm.

Beispiel

Es wurde eine Lösung eines Copolymerisates 90/10 Acrylsäure mit Methacrylsäure hergestellt und in eine Viskose mit einer Konzentration von 5% CIV eingespritzt, gründlich mit der Viskose vermischt und in ein übliches Säurespinnbad mit 8,5% Schwefelsäure, 5,0% MgSO₄, 3,0% ZnSOt, 18,2% Na₂SO₄ und 30 bis 35 ppm Laurylpyridiniumchlorid bei 49 bis 51°C eingesponnen zwecks Koagulierung und Regenerierung der Cellulose und zur Herstellung eines Garnes von 1100 den mit 480 Filamenten. Das entstandene Garn wurde dann durch ein frisches heißes Wasserbad von 93 3d bis 95⁰C geleitet und darin um 37% verstreckt. Dann wurde das Garn in einen Spinntopf in Kuchenform abgelegt, bei 30⁰C gewaschen, dann 40 Minuten bei 52°C mit 0,50%iger wäßriger Natriumsulfidlösung und 0,05 bis 0,10% Natriumhydroxyd, 80 Minuten bei 30° mit Wasser, 40 Minuten bei 30⁰C mit 0,01%iger Essigsäure und schließlich 40 Minuten bei 40⁰C mit einer 0,2%igen Emulsion eines Mineralöls mit einem pH-Wert von 7 bis 8 behandelt, 4,5 Minuten entwässert und 70 bis 8O⁰C über Nacht getrocknet.

Weitere Faserproben wurden in der gleichen Weise hergestellt, jedoch unter Verwendung von Copolymerisaten aus Acrylsäure und Methacrylsäure mit einem Gewichtsverhältnis von 80 :20 bzw. 50 :50. In der nachfolgenden Tabelle ist das Wasserrückhaltevermögen dieser Fasern dem der gleichen Fasern ohne Copolymerisatzusatz gegenübergestellt.

Polymerisatzusatz

pH % Feststoffe % Feststoffe als Viskosität

freie Säue be- (Brookfield)
rechnet Spindle No. 2

Wasserrückhaltevermögen

90/10 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,6

(AA/MAA)

80/20 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,4

50/50 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,0

*) Zurückgehaltenes Wasser in Gramm pro Gramm Faser.

19,44

25,08
21,32

3750

1400
2150

0,97
1,36

1,30
1,27

Eine Lösung aus einem Homopolymerisat aus Acrylsäure wurde bis zu einem pH-Wert von 5,2 teilweise neutralisiert und dann in eine Viskose mit einer Konzentration von 10% ClV eingespritzt, gründlich mit der Viskose vermischt und in ein übliches Säurespinnbad mit ca. 5% Schwefelsäure, ca. 20% Natriumsulfat, ca. 1% Zinksulfat und 25 ppm Laurylpyridiniumchlorid bei 56 bis 58° C eingesponnen zum Zwecke der Koagulierung und Regenerierung der Cellulose und zur Herstellung eines Kabels von 22 488 den mit 7496 Filamenten. Das entstandene Kabel wurde in Luft um 40% verstreckt, durch ein zweites Bad von 92 bis 97⁰C, das 3,2% Schwefelsäure und insgesamt ca. 6,15% Salze (NaSO₄ + ZnSO₄) enthielt, geleitet und darin um 18% verstreckt. Dann wurde das Kabel in Fasern von 14,3 mm bis 25,4 mm Länge geschnitten. Die Stapelfaser wurde dann mit Wasser, danach mit 0,30%iger Natriumsulfid-Lösung, darauf mit Wasser, dann mit einer 0,175%igen Schwefelsäurelösung, danach mit Wasser und schließlich mit 0,20%igem Natriumcarbonat gewaschen. Dann wurde das Material mit einer 0,30%igen wäßrigen Lösung von Sorbitan-Monoleat und öthoxylierter Stearinsäure aviviert. Danach wurden die Fasern ca. '/2 Stunde in einem kontinuierlichen Trockner bei ca. 80'C ca. '/2 Stunde bei ca. 7C°C und nochmals ca. '/2 Stunde bei ca. 50⁰C getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug dann Ct₁. 11%. Zusätzliche

bn Faserproben wurden in der gleichen Weise hergestellt, jedoch unter Verwendung eines Homopolymerisates aus Polymethacrylsäure und eines Copolymerisats (50/50 Gew.-%) aus Acrylsäure und Methacrylsäure. Die nachfolgende Tabelle enthält die Testergebnisse für das

h^r) Wasser- und Salzrückhaltevermögen (bei Verwendung einer l%igen Natriumchloridlösung anstelle von Wasser) der verschiedenen Proben.

Zugesetztes Polymer

pH

% Feststoffe

% Feststoffe berechnet als freie Säure

Viskosität Brookfield Spindel No. 2

Wasserrückhalteverm.

Salzrückhalteverm.

(g/g)

Polyacryl-Säure 5,2 27,8 20,9 488 1,26 1,11

50/50 Acryl-Säure-Meihacryl-Säure 5,2 26,3 20,9 1300 1,12 0,99

Polymethacryl-Säure 8,3 31,6 22,9 200 1,04 0,93 Beispiel 3

Gemäß Beispiel 2 hergestellte Fasern mit 5 und 10% CIV Polyacrylsäure, 5 und 10% ClV eines Copolymerisate (90/10 Gew.-%) aus Acryl- mit Methacrylsäure und 5 und 10% eines Copolymerisats (50/50 Gew.-%) aus Acryl- mit Methacrylsäure wurden mit dem »Demand Wettability Test« unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens gemäß den Testvorschriften und den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Außendrücken und Lösungen geprüft,

Zusätze	pH	% Fest	% Feststoffe	Viskosität	1 % Natriumchlorid-Lösung	0,014	0,021	Synthetischer
		stoffe	ber. als	Brook-	0,007	kg/cm²	kg/cm²	*Urin)**
			freie Säure	field	kg/cm²			0,007 kg/cm²
				Spindel		(ml/g)	(ml/g)
				Mo. 2	(ml/g)⁺)	16,4		(ml/g)
5% CIV Polyacrylsäure	4,4	27,5	22,0	2550	18,3	16,6	-	_
5% CIV 90/10 Acryls./iMeth-	5,0	27,4	21,2	3000	17,7			-
acrylsäure						17,5	-
5% CIV 50/50 Acryls./Meth-	5,0	26,7	21,7	1837	18,9			-
acrylsäure						14,6	14,9
10% CIV Polyacrylsäure					16,3	15,3	15,4	16,6
10% CIV 90/10 Acryls./Meth-	5,3	27,4	21,0	2800	17.9			15,6
acrylsäure						15,8	15,7
10% CIV 50/50 Acryls./Meth-	5,2	26,3	20,9	1300	17,6			17,5
acrvlsäure

' mi/° ⁼ je OrHiTim Faser absorbierte F!üssi^Dkeit in m!.

*) Beschrieben von Weaver. Fante und Doane in »Highly Absorbent Starch Based Polymers« International Nonwovens D'sposable Association (INDA) 2nd Annual Symposium on Nonwoven Product Development, March 5 and 6, 1974, Washington. O.e.. und bestehend aus: 97.09% dest. Wasser, 1,94% Harnstoff, 0,8% NaCI, 0,11% MgSO₄ · 7 H₂O und

0.06'',

Beispiel 4

Die drei Fasern von Beispiel 3, die 10% CIV der drei verschiedenen Polymerisate enthielten, wurden kardiert. zu Tampons verarbeitet und im Syngina-Gerät getestet, das von GW. R a ρ ρ in seiner Ausarbeitung mit dem Titel »A comparison of The Absorptive Efficiency of The Commercial Catamenial Tampons^, die im Juni 1958 vom Department of Research der Loyola-Universität in Chicago, Illinois, veröffentlicht wurde, beschrieben ist. Als Testflüssigkeit wurde ein synthetisches Exsudat, gemäß der Beschreibung im US-Patent 35 89 364 verwendet, das aus 1 % Natriumchlorid, 0,4% Natriumcarbonat, 10,0% Glyzerin, 0,46% Carbomethylcellulose und 88,14% desL Wasser bestand. Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Bei den Werten handelt es sich um Durchschnittswerte aus fünf Tests.

Zusatz

Aufgenommene Flüssigkeit

(g/g)

Polyacrylsäure

50/50 Acryl-ZMethacrylsäure

4,70 5,48 5,62

Beispiel

Die Fasern von Beispiel 3, die 10% CIV Polyacrylsäure bzw. 10% CIV eines Copolymerisats (50/50 Gew.-%) aus Acryl- und Methacrylsäure enthielten, wurden zu einem Faserwattebausch kardiert

Durch Komprimieren und Erhitzen von 3 g dieser Fasern in einem Rohr mit einem Durchmesser von 1"

(2,54 cm) wurden Scheiben hergestellt. Diese Scheiben wurden dann im »Demand Wettability Test« bei einem Außendruck von ca. 0,2 psi (0,014 kg/cm²) und unter

10

Verwendung einer l°/oigen Natriumchloridlösung als Testflüssigkeit geprüft. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Durchschnittswerte aus 15 Prüfungen.

Polymerisatzusatz Aufgen. Flüssigkeit (g/g)

Polyacrylsäure 6,2

50/50 Acryl-/Methacrylsäure 6,4

Beispiel

Nach dem Verfahren von Beispiel 2, wurden Fasern hergestellt, die 15% bzw. 20% CiV eines Copoiymerisats (50/50 Gew.-%) aus Acrylsäure und Methacrylsäure enthielten. Die Rückhaltewerte für Wasser (WRV), Kochsalzlösung l%ig (SRV) und synthetisches Exsudat (ERV) (in Beispiel 4 beschrieben) zeigi die folgende Tabelle.

Polymer-Zusätze	Acryls./Methacryl-	pH	% Fest	% Fest	Viskosität	Wasser	Salzrück	Exudat-
			stoffe	stoffe ber.	Brookfield	rückhalte	haltever	rückhalte-
	Acryls./Methacryl-			als freie	Spindel Nr. 2	vermögen	mögen	vermögen
				Säure		g/g	g/g	g/g
Keine						0,77	0,76	0,55
15% CIV 50/50	5,1	27,0	21,7	1475	1,28	1,10	1,04
säure
20% CIV 50/50	5,1	27,0	21,7	1475	1,37	1,18	1,07
säure
		Beispiel 7

Nach dem Verfahren von Beispiel 2, wurden Fasern hergestellt, die 15% CIV Acryl- und Methacrylsäure in einem Gewichtsverhältnis von 75:25, 25:75 und 10:90 enthielten. Die Wasser- und Salzrückhaltewerte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Polymer-Zusätze

pH

% Feststoffe % Feststoffe
ber. als
freie Säure

Viskosität Brookfield Spindel Nr. 2

Wasserrück-

halte-

vermögen

g/g g/g

Salzriickhaltevermögen

75/25 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,5 29,3 19,7 3057 1,41 1,20

50/50 Acrylsäure/Methacrylsäure 13,0 26,9 15,9 2950 1,37 1,14

50/50 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,5 25,6 21,3 1775 1,33 1,12

25/75 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,8 25,6 20,0 3950 1,28 1,11

10/90 Acrylsäure/Methacrylsäure 5,6 31,8 28,4 1000 1,11 1,01

Keine 0,77 0,76

Beispiel

zusatz (CIV)

Nach dem Verfahren von Beispiel 2 wurden Fasern hergestellt, die 10,15 und 20% CIV Polyacrylsäure bzw. bo Polymerisat-10, 15 und 20% CIV eines Copolymerisate (50/50 Gew.-%) aus Acryl- und Methacrylsäure enthielten, diese Fasern wurden auf einer konventionellen 1 m Deckelkarde mit einer Geschwindigkeit von 73 kg/Std zu einem Band mit einem Gewicht von 3,86 g/m kardiert

Die folgende Tabelle zeigt die Werte für die Bandhaftung:

65

10%

15% 20% Bandhaftung (g/gr.) +) Polyacrylsäure 50/50 Acryl-/ Methacrylsäure

5,3 7,9

4.8 7,4 5,5 13,8

7.9 7,9

⁺ ) Gramm pro Grain Fasern (1 Grain = 0,0648 g).

Alle in den obigen Beispielen angegebenen Viskositätswerte wurden mit dem Brookfield-Viskosimeter mit einer Spindel Nr. 2 ermittelt.

Aus den Ergebnissen von Beispiel 1 wird deutlich, daß bei Einlagerung von Copolymerisate!!, die Acrylsäure und Methacrylsäure in verschiedenen Anteilen enthielten, das Wasserrückhaltevermögen gegenüber normalem Reyon wesentlich erhöht ist. Eine weitere interessante Erscheinung bei diesem Beispiel ist der Abfall im Wasserrückhaltewert mit Erhöhung des Methacrylsäureanteils im Copolymerisat. Das höhere Wasserrückhaltevermögen von Polyacrylsäure gegenüber Polymethacrylsäure konnte in Beispiel 2 klar nachgewiesen werden. Der Unterschied ist nicht überraschend, wenn man bedenkt, daß das Wasserrückhaltevermögen mit der Quellung der Faser zusammenhängt und daß die Queiiung bei einem anionischen polyelektrolytischen Netzwerk beispielsweise Polyacrylsäure oder ein Copolymerisat aus Polyacrylsäure und Poiymethacrylsäure, proportional zum Ionisalionsgrad des Polyelektrolyts ist. Wenn man berücksichtigt, daß der lonisationsgrad der Polyacrylsäure größer als der lonisationsgrad der Polymethacrylsäure ist, so sind die Ergebnisse von Beispiel 1 und 2 nicht überraschend. Das Wasserrückhaltevermögen bestimmt aber nicht ) allein die Wirksamkeit eines Absorptionsmaterials. In der Literatur werden zahlreiche Testverfahren beschrieben, mit denen versucht wird, das Verhalten der Fasern unter simulierten Praxisbedingungen zu bestimmen. Die Prüfung der Fasern, die die erfindungsgemä-

Ui Ben Copolymerisate enthielten, nach dem »Demand Wettability Test« und dem Syngina-Verfahren gemäß Beispiel 3, 4 und 5 zeigt, daß die Copolymerisate aus Acryl- und Methacrylsäure in der Tat höhere Absorptionswerte als Polyacrylsäure aufweisen. Für dieses

i-j ziemlich unerwartete Ergebnis gibt es vorerst noch keine plausible Erklärung. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Absorptionseigenschaften der Faser in bestimmten Einsatzbereichen noch von einem anderen Mechanismus als der Ionisierung der Carboxylsäure-

2(i gruppe beeinflußt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Celluloseregenerat-Faser mit eingelagertem Acrylpolymerisat und hjher Absorptionsfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in die Cellulose ein Alkalimetall- oder Ammoniumsalz eines Copolymerisates aus Acrylsäure mit Methacrylsäure, mit einem Gewichtsverhältnis der Acrylsäure zu Methacrylsäure im Copoiymerisat zwischen 10 :90 und 90 :10 eingelagert ist und daß die Faser hergestellt worden ist durch Verspinnen einer Viskose, der das Acrylsäure/Methacrylsäure-Copolymerisat in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Cellulose in der Viskose, zugemischt wurde, sowie durch Überführen des eingelagerten Copolymerisats in die Form des Alkalimetall- oder Ammoniumsalzes.

2. Celluloseregenerat-Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Acrylsäure zu Methacrylsäure ca. 50 :50 beträgt.