DE69727051T2

DE69727051T2 - Verfahren zur herstellung von zellstoffbrei, in absorbierender produkte zu verwendende zellstoffbrei und absorbierendes produkt

Info

Publication number: DE69727051T2
Application number: DE69727051T
Authority: DE
Inventors: Leif Norlander
Original assignee: Stora Enso AB
Current assignee: Stora Enso AB
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: US6340408B1; RU2182198C2; DE69727051D1; SE9601412D0; EP0894163B1; AU2654797A; CA2251866A1; WO1997039188A1; SE508898C2; CA2251866C; EP0894163A1; SE9601412L

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zellstoffs, der in der Lage ist, für die Herstellung eines Absorptionsstoffes, der als eine Komponente in Absorptionsprodukte eingebracht werden soll, zerfasert (geflockt) zu werden. Die Erfindung betrifft auch den Zellstoff, den Absorptionsstoff und das Absorptionsprodukt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Chemischer Zellstoff, insbesondere gebleichter chemischer Zellstoff, und gebleichter und ungebleichter chemothermomechanisch hergestellter Zellstoff, so genanntes CTMP, werden als Materialien zur Herstellung von Absorptionsstoffen benutzt, die als eine Hauptkomponente in Absorptionsprodukte, wie z. B. Windeln, Damenbinden, Inkontinenzprodukte und andere Hygieneprodukte sowie einige Typen von Servietten und dergleichen, eingebracht werden sollen.
Gebleichter chemischer Zellstoff weist eine gute Benetzbarkeit und anfänglich ein gutes Flüssigkeitsverteilungsvermögen und folglich eine hohe Absorptionsgeschwindigkeit auf. Andererseits ist er aufgrund seines hohen Faser-Faser-Bindevermögens schwierig richtig zu zerfasern. Dies ist ein Nachteil, weil eine bessere Fasertrennung eine größere Netzwerkfestigkeit und folglich dem Absorptionsprodukt erhöhte Festigkeit verleiht. In diesem Zusammenhang soll erwähnt werden, dass eine erhöhte Festigkeit für Anwendungen wie Servietten und Damenbinden ein zunehmend wichtiges Merkmal und in vielen Fällen ein entscheidendes Merkmal ist, da eine Tendenz besteht, den Gehalt an Flockenzellstoff in solchen Absorptionsprodukten zu verringern, um sie dünner zu gestalten. Deshalb werden dem chemischen Zellstoff oftmals Ablösemittel zugegeben, um die Zerfaserungseffizienz zu verbessern. Dies beeinträchtigt jedoch das Flüssigkeitsverteilungsvermögen des zerfaserten Zellstoffs und folglich dessen Absorptionsgeschwindigkeit, was ein Nachteil ist.
Was CTMP betrifft, sind die Bedingungen anders. Jene Art von Zellstoff ist nicht so gut benetzbar wie chemisch zerfaserter Zellstoff in seinem zerfaserten Zustand und weist daher gewöhnlich nicht so gute Verteilungsmerkmale wie letzterer auf. Andererseits sind die Zerfaserungsmerkmale günstiger, wodurch der Bedarf an Ablösemitteln verringert ist.
In SE 500 871 sind Versuche beschrieben, die zeigen, dass die Verteilungsmerkmale und die Absorptionsgeschwindigkeit von CTMP-Flockenzellstoff durch Imprägnierung der Fasern in wässriger Suspension mit einem Aluminiumsalz in wässriger Lösung bei einem pH-Wert, der vorzugsweise in dem Bereich von 8,5 bis 9,5, insbesondere bei 9 liegen sollte, verbessert werden können. Gemäß SE 500 858 desselben Anmelders werden das verbesserte Verteilungsvermögen und die verbesserte Absorptionsgeschwindigkeit der Bildung einer porösen Schicht hydrophiler Chemikalien zugeschrieben, die an der Faseroberfläche haften, was die spezifische Oberfläche der Fasern beträchtlich vergrößert. In EP 500 858 wird empfohlen, Aluminiumionen in der Form von Polyaluminiumchlorid oder – sulfat, Aluminiumphosphat oder Natriumaluminat oder Mischungen dieser zuzugeben, und es wird auch festgestellt, dass Polyaluminiumionen effizienter zu wirken scheinen als gewöhnliche Aluminiumionen. In EP 500 571 werden Polyaluminiumchlorid, Polyaluminiumsulfat, Natriumaluminat und andere basische Aluminiumverbindungen empfohlen, im wesentlichen jedoch nur Versuche beschrieben, die mit Zugaben von Polyaluminiumchlorid und Polyaluminiumsulfat zu CTMP bei einem pH-Wert von 9 gemacht wurden. In einem Fall wurden CTMP-Fasern mit Wasserglas imprägniert, das bei einem pH-Wert von 9 mit Alaun und Polyaluminiumchlorid gefällt wurde. Eine bedeutende Erhöhung der Absorptionsgeschwindigkeit konnte im Falle von Alaun nicht festgestellt werden und ebenfalls keine Erhöhung der Netzwerkfestigkeit. Nur in SE 500 871 sind Versuche mit chemischem Zellstoff beschrieben, Beispiel 1 und 17. Bei diesen Versuchen wurde der Zellstoff mit Polyaluminiumsulfat bei einem pH-Wert von 3 und von 11 bzw. mit Polyaluminiumchlorid bei einem pH-Wert von 9 imprägniert. In beiden Fällen wurde die Absorptionsgeschwindigkeit erhöht. In dem ersten Fall war jedoch unklar bei welchem pH-Wert; auch die Netzwerkfestigkeit wurde zu einem gewissen Grad erhöht: von 3,7 auf 4,3 N.
KURZE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, die Deflorationseffizienz von chemischem Zellstoff zu verbessern, um den Knotengehalt zu verringern und die Netzwerkfestigkeit von chemischem Zellstoff durch verbesserte Trennung der Fasern zu erhöhen. Aufgrund der verbesserten Zerfaserungseffizienz kann auch die Zerfaserungsenergie, die bei der Zerfaserung zugeführt wird, verringert werden und der Bedarf an Ablösemitteln ausgeschaltet oder bedeutend verringert werden. Es ist auch eine Aufgabe, einen Zellstoff mit guten Absorptionsmerkmalen, einschließlich Verteilungsmerkmalen und einer hohen Absorptionsgeschwindigkeit, insbesondere mit im Vergleich zu chemischem Flockenzellstoff verbessertem Verteilungsvermögen bereitzustellen, dessen Zertaserungseffizienz durch die Zugabe von organischem Ablösemittel verbessert worden ist.
Versuche sind auch mit CTMP durchgeführt worden, die zeigen, dass das Verfahren der Erfindung die Absorptionsgeschwindigkeit dieses Typs Zellstoff bedeutend verbessern kann, jedoch seine Zerfaserungseftizienz hinsichtlich verringerter Zerfaserungsenergie und/oder erhöhter Netzwerkfestigkeit nicht nennenswert verbessert.
Die obigen Aufgaben können dadurch gelöst und die Wirkungen können dadurch erreicht werden, dass die Erfindung durch dasjenige gekennzeichnet ist, was in den angefügten Patentsprüchen angegeben ist. Weitere kennzeichnende Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der durchgeführten Versuche und der damit in Verbindung stehenden Erörterung offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In der folgenden Beschreibung der durchgeführten Versuche wird Bezug auf die angefügten Zeichnungen genommen, wobei
1 und 2 die Zerfaserungsenergie bzw. den Knotengehalt gegen den Aschegehalt bei im Labormaßstab durchgeführten Versuchen zeigen,
3A das Verteilungsvermögen verschiedener geprüfter Zellstoffe zeigt,
3B das Absorptionsvermögen gegen die Absorptionszeit für verschiedene Zugaben von Aluminiumsulfat zeigt,
4 die Abhängigkeit des Aschegehaltes, der Zerfaserungsenergie und des Knotengehaltes von dem pH-Wert bei der Behandlung mit Aluminiumsalz zeigt,
5 ein Diagramm aus Paper Chemistry, An Introduction, Dan Eklund, Tom Lindström, DT Paper Science Publications, S. 134 bis 144 ist,
6 den Knotengehalt gegen die zugefügte Menge Aluminiumsulfat bei Pilotversuchen zeigt und
7 den Knotengehalt bezogen auf die Zerfaserungsenergie bei verschiedenen Dosierungen von Aluminiumsulfat zeigt.
DURCHGEFÜHRTE VERSUCHE
Bei den Versuchen wurden Fasern von gebleichtem chemischem Flockenzellstoff, der gemäß dem Sulfat-Zellstoff-Verfahren hergestellt war, behandelt und geprüft. Das Faserrohmaterial war nordisches Nadelholz. Ein Nebenversuch wurde auch mit CTMP-Flockenzellstoff durchgeführt.
In einer ersten Versuchsreihe wurden Gautschstreifen benutzt, die nie getrocknet worden waren, von denen im Labor gemäß Standardverfahren im Papiersieb Bögen angefertigt wurden. Die Zellstoffkonzentration betrug 0,7%. Die Zugabe von Aluminiumsulfat Al₂(SO₄)₃ bzw. verschiedenen Salzen erfolgte zu etwa 1,5 Zellstoffkonzentration vor der Endverdünnung auf dem Papiersieb. Die Aluminiumsulfat-Chemikalie war Aluminiumsulfat in der Form eines handelsüblichen Produktes, das einen Trockengehalt von 75% aufweist, sofern nicht anders angegeben. Das Aluminiumsulfat, das bei den Versuchen benutzt wurde, war von Kemira AB hergestellt. Die pH-Wert-Einstellungen wurden mit H₂SO₄ bzw. NaOH vorgenommen.
Die Verteilungsprüfungen wurden auf einer schiefen Ebene mit 30º Neigung gemäß einem Verfahren durchgeführt, das von dem Anmelder entwickelt und standardisiert wurde. Kurz dargestellt beinhaltet das Verfahren, dass die Prüfprobe auf die schiefe Ebene gebracht wird und dass die untere Kante der Prüfprobe mit der Prüfflüssigkeit in Berührung gebracht wird. Die Menge an Flüssigkeit, die absorbiert wird, wird durch Wiegen während eines Zeitraums von 900 s pro Zeiteinheit aufgezeichnet, wonach die Prüfprobe zerschnitten und Streifen quer zur Fließrichtung geschnitten und gewogen werden. Der Knotengehalt wurde gemäß SCAN-CM 37 : 85 aufgezeichnet. Die Netzwerkfestigkeit wurde mittels einer Messvorrichtung vom Typ Alwetron bei der Geschwindigkeit von 60 mm/min an Prüfproben von 1 g gemäß SCAN 33 : 80 geprüft. Andere Flockeneigenschaften wurden mittels Standardverfahren bewertet, die in WO 93/16 228 desselben Anmelders beschrieben sind. Die Zerfaserung wurde im Labormaßstab mittels einer Hammermühle vom Typ Kamas durchgeführt. Die angegebene Zerfaserungsenergie ist Nettoenergie. Die Ergebnisse der Anfangsversuche sind in der Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Aus der Tabelle 1 ist offensichtlich, dass Aluminiumsulfat einen günstigen Einfluss auf das Zerfaserungsergebnis aufweist. Eine wesentliche Verringerung des Knotengehaltes und der Zertaserungsenergie wird bei einer hohen Zugabe von Aluminiumsulfat, 75 bis 100 kg/t, in der Form eines handelsüblichen Produktes, das einen Trockengehalt von 75% aufweist, erreicht. Die verbesserte Trennung der Fasern führte auch zu einer erhöhten Netzwerkfestigkeit bei einem bewahrten Absorptionsvermögen bei der Messung der Flüssigkeitsverteilung auf der schiefen Ebene. Der Aschegehalt ist ein Maß für die Menge an Aluminium, die von den Fasern zurückgehalten worden ist. Die Zerfaserungsenergie und der Knotengehalt gegen den Aschegehalt und folglich auch gegen die Zugabe von Aluminiumsulfat sind auch in den Diagrammen in der 1 und 2 gezeigt.
Die Benetzbarkeit der mit Aluminiumsulfat behandelten Fasern, ausgedrückt als Flüssigkeitsverteilung an der schiefen Ebene, wurde auch mit Fasern verglichen, die mit organischen Ablösemitteln behandelt wurden. Der Vergleich wurde mit vollständig und halb behandeltem handelsüblichem Flockenzellstoff (Stora Fluff), der quaternäre Ammoniumverbindungen enthält (Berocell 509-Eka Nobel), die heute ein herkömmlicher Typ von Ablösemittel sind, durchgeführt. Der vollständig und halb behandelte Flockenzellstoff war mit 2 bzw. 4 kg/t des Ablösemittels behandelt worden. Auch ist völlig unbehandelter Flockenzellstoff vom Typ Stora Cell ECO1, im Folgenden mit Bez. bezeichnet, in diese Vergleichsprüfung einbezogen. Die gemessenen Verteilungswerte sind in der 3A dargestellt. Die Graphen in der 3A zeigen, dass der unbehandelte Flockenzellstoff und die mit Aluminiumsulfat behandelten Zellstoffe im wesentlichen gleich gutes Verteilungsvermögen aufwiesen, das dem der mit Ablösemittel behandelten Flockenzellstoffen deutlich überlegen ist.
Die Versuche, die in der Tabelle 1 angegeben sind, wurden an Flockenzellstoffbögen durchgeführt, die bei einem pH-Wert von 6 bis 7 zu Bögen gebildet worden waren. Um die Rolle des pH-Wertes für die Erzielung der verbesserten Zerfaserungseigenschaften zu untersuchen, die von der Zugabe von Aluminiumsulfat herrühren, wurden auch Versuche bei niedrigeren und höheren pH-Werten durchgeführt. In allen Versuchen wurde Aluminiumsulfat in einer Menge zugegeben, die 100 bis 114 kg/t entsprach. Die gemessenen Werte sind in der Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Aus der Tabelle 2 kann geschlossen werden, dass die Zurückhaltung von Aluminium auf den Fasern in der Form des gemessenen Aschegehaltes und insbesondere die Zerfaserungsenergie und der Knotengehalt in hohem Maße mit dem pH-Wert in Zusammenhang stehen. Dies ist auch graphisch in der 4 gezeigt.
Aus der Tabelle 4 und aus der 4 kann auch geschlossen werden, dass zu den verbesserten Zerfaserungseigenschaften von Flockenzellstoffbögen, die bei einem pH-Wert von 6 bis 7 zu Bögen gebildet wurden, bei niedrigeren und höheren pH-Werten keine Entsprechung festgestellt wurde. Paper Chemistry, An Introduction, Dan Eklund, Tom Lindström, DT Paper Science Publications, S. 134 bis 144 beschreibt Untersuchungen, die zeigen, dass Aluminium, das aus wasserlöslichen Aluminiumsalzen stammt, bei 4 < pH < 8, vorzugsweise bei einem pH-Wert von 5 bis 7 in der Form verschiedener Hydroxykomplexe vorliegt; siehe 5. Die Gegenwart dieser Komplexe in Verbindung mit dem Bilden des Bogens scheint eine Vorraussetzung für die Erzielung eines besseren Zerfaserungsergebnisses zu sein, was darauf hinweist, dass auch von anderen nichtpolymeren Aluminiumsalzen als Aluminiumsulfat, wie z. B. Aluminiumnitrat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxyhydroxid, Aluminiumoxychlorid oder anderen Salzen nichtpolymerer Aluminiumverbindungen, die in Säure oder Alkali gelöst werden können, so dass bei der nachfolgenden pH-Wert-Einstellung in dem pH-Wert-Bereich 4 < pH < 8, vorzugsweise pH-Wert 5 bis 7 die oben erwähnten aktiven Aluminiumkomplexe gebildet werden, erwartet werden kann, dass sie zu der erwünschten Verbesserung der Zerfaserungsfähigkeit führen. Diese Annahme wird auch von der Tatsache gestützt, dass das Verhältnis Aluminium/Schwefel in den Bögen wesentlich größer ist als in Aluminiumsulfat, was anzeigt, dass es die Aluminiumhydrokomplexe und nicht die Sulfationen sind, die in dem gelösten Salz die aktiven Teile sind; siehe Tabelle 4 unten. Ohne die Erfindung an eine besondere Theorie zu binden, kann der Einfluss auf die Zertaserungsfähigkeit möglicherweise dadurch erklärt werden, dass sich Aluminiumhydrokomplexe an geladene Gruppen in Zellulose, Hemizellulose und Ligninrückständen binden, was einen Einfluss auf das Faser-Faser-Bindevermögen der Fasern besitzt.
Es wurden auch Versuche durchgeführt, um die mögliche Wirkung anderer wasserlöslicher Salze als Aluminiumsalze, Na₂SO₄, CaCl₂ und FeCl₃, auf die Zerfaserungseigenschaften zu prüfen. Wie aus der Tabelle 3 offensichtlich ist, konnte nicht festgestellt werden, dass diese Salze irgendeinen Einfluss auf das Bindevermögen der Fasern in der Form verringerter Zerfaserungsenergie und Knotengehalt oder erhöhter Netzwerkfestigkeit bei einem Aschegehalt von etwa 2 bis 4 in der Lage aufweisen.
Tabelle 3
Um die Wiederholbarkeit der erzielten Ergebnisse zu überprüfen, wenn die Erfindung auf einen größeren Maßstab angewendet wird und auch zur Bewertung der Eigenschaften von Absorptionskörpern, die aus dem Flockenzellstoff hergestellt sind, der erfindungsgemäß behandelt wurde, wurde dann eine Reihe von Prüfungen in einem Pilotmaßstab durchgeführt.
Der Zellstoff, der bei diesen Prüfungen benutzt wurde, bestand aus gebleichtem (delignifiziertem) Flockenzellstoff, der gemäß dem Sulfat-Zellulose-Verfahren aus nordischem Nadelholz hergestellt wurde. Der Zellstoff wurde als feuchter Zellstoff von der Zellstoffmühle geliefert, Trockengehalt etwa 35%. Chargen von etwa 60 kg konzipierten Trockengehalts wurden eingewogen, dem Zerfaserer zugeführt und zu einer Zellstoffkonzentration von etwa 2,5% eingedickt. In dem Zellstoffbehälter wurde die Zellstoffkonzentration auf 1,5% eingestellt und Aluminiumsulfat wurde zugegeben. Der pH-Wert wurde auf etwa 6,5 eingestellt. Danach wurde das Ausgangsmaterial vor dem Beginn der Bogenbildung 15 min lang gerührt. Die Zellstoffkonzentration wurde in dem Stoffauflaufkasten bei etwa 0,4% gehalten. Die Geschwindigkeit des Drahtes betrug 2,5 m/min, und die gebildete Bahn wurde in einer Einfachfilz-Quetschwalze auf einen Trockengehalt von etwa 50 entwässert. Das Trocknen auf einen Trockengehalt von 92 bis 95 wurde auf einem Zylindertrockner durchgeführt. Die Zerfaserung wurde in einer Hammermühle vom Typ Kamas H01 bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 3.000 bzw. 3.500 U/min durchgeführt.
Alle Angaben bezüglich der Zugabe von Aluminiumsulfat auch während dieser Versuche beziehen sich auf Aluminiumsulfat in der Form eines handelsüblichen Produktes, Hersteller Kemira AB, mit einem Trockengehalt von etwa 75%, sofern nicht anders angegeben.
Die Ergebnisse sind aus der Tabelle 4 und der Tabelle 5 offensichtlich.
Tabelle 4
Tabelle 5
Aus der Tabelle 4 und der Tabelle 5 ist offensichtlich, dass die Verbesserungen bezüglich der Zerfaserungsenergie und des Knotengehaltes, die beim Labormaßstab festgestellt wurden und die vorstehend beschrieben worden sind, auch in der Pilotanlage unter Bedingungen, die denjenigen der Großproduktion ähnlich sind, erreicht wurden. Die Verringerung des Knotengehaltes ist in der 6 und der 7 auch graphisch dargestellt. Insbesondere die 7 veranschaulicht die Verringerung an verbrauchter Zerfaserungsenergie bezogen auf dasselbe Zerfaserungsergebnis, aufgezeichnet als Knotengehalt.
Flockenzellstoff, der mit Aluminiumsulfat behandelt wurde, weist in Anbetracht des geringeren Knotengehaltes auch eine größere Netzwerkfestigkeit auf; siehe insbesondere die Tabelle 5. Dies wird als eine sehr wesentliche Verbesserung betrachtet, da es einen Trend gibt, in Windeln und anderen Hygieneprodukten einen verringerten Gehalt an Flockenzellstoff zu benutzen. Daher ist die Festigkeit (Netzwerkfestigkeit) in dem Absorptionskörper zunehmend von Bedeutung.
Absorptionskörper, wie z. B. Windeln, Damenbinden, Inkontinenzprodukte und ähnliche Hygieneartikel, werden zunehmend im verdichteten Zustand, was Dichten von mehr als 150 kg/m³ einschließt, und in einem größeren Ausmaß mit der Zugabe eines Superabsorberproduktes (SAP) benutzt. Daher ist es, was die Absorptionseigenschaften des Flockenzellstoffs angeht, von wesentlicher Bedeutung, wie der Zellstoff in seinem verdichteten Zustand, d. h., wenn er zu einer großen Dichte verdichtet worden ist, und in der Gegenwart von SAP wirkt. In der Tabelle 6 ist gezeigt, dass der Flockenzellstoff, der mit Aluminiumsulfat behandelt worden ist, in seinem verdichteten Zustand und in Verbindung mit Superabsorberprodukt (SAP = Favor SXM 75, Handelsname) im Vergleich mit dem nicht mit Aluminiumsulfat behandelten, jedoch SAP-haltigen Bezugszellstoff eine bedeutend erhöhte Absorptionsgeschwindigkeit erlangt, und dass das Rückfeuchten bedeutend verringert ist, in einem Fall um 41%, Mittelwert 30%.
Tabelle 6
In der Tabelle 7 unten sind die Ergebnisse für Prüfproben angegeben, die zu einer Trockendichte von etwa 170 kg/m³ verdichtet wurden. Aus dieser Tabelle ist offensichtlich, dass die relative Erhöhung der Absorptionsgeschwindigkeit, verglichen mit vergleichbaren Proben mit höherer Dichte, wesentlich kleiner ist. Die Erhöhung beträgt nur 6% und ist möglicherweise unbedeutend, da die Bezugsprobe ein etwas geringeres Gesamtgewicht als die Prüfproben aufweist. Das Rückfeuchten ist jedoch in einer ähnlichen Weise wie bei den verdichteten Proben verbessert.
Tabelle 7
Die kürzere Absorptionszeit gemäß SCAN wurde durch Untersuchung der Absorptionszeit für Prüfproben, die aus chemischem Zellstoff ohne Volumenänderung hergestellt wurden, überprüft, wobei die Prüfprobe in ihrem trockenen Zustand auf ein spezifisches Volumen von 7,1 dm³/kg verdichtet wurde. Der Zweck dieser Prüfung war, mögliche Wirkungen, die durch die Tatsache bedingt sind, dass der Flockenkörper seine Abmessungen ändert, wenn er angefeuchtet wird, auszuschalten. Das Ergebnis ist in der Tabelle 8 gezeigt. Das Ergebnis kann möglicherweise als eine erhöhte Benetzbarkeit der Fasern des chemischen Zellstoffs gedeutet werden, jedoch wurde bei der Untersuchung des Absorptionsvorgangs auf der schiefen Ebene keine entsprechende Erhöhung der Absorptionsgeschwindigkeit festgestellt; siehe 3B. Die wirklichen Gründe für das Ergebnis sind somit nicht klar, da die Proben auch einen verschiedenen Grad an Trennung der Fasern aufweisen, was die Deutung komplizierter gestaltet.
Tabelle 8
Es wurden auch Versuche mit Zugaben von Polyaluminiumchlorid zu dem Ausgangsmaterial bei einem pH-Wert von 6,5 durchgeführt. Die Versuche sind in der Tabelle 9 angegeben, die zeigt, dass die Zugabe dieses Aluminiumsalzes einen negativen Einfluss auf die Zerfaserungsfähigkeit aufwies. Der Knotengehalt sowie die Zerfaserungsenergie waren erhöht, was anzeigt, dass die gewünschte Wirkung der Erfindung hinsichtlich der Zertaserungsfähigkeit, die erreicht wurde, wenn die Fasern bei einem pH-Wert von 6 bis 7 mit einem Aluminiumsalz behandelt worden waren, nur unter der Bedingung erreicht wird, dass das (die) Aluminiumsalze) ein nichtpolymeres) Aluminiumsalze) ist (sind), das (die) in Wasser löslich ist (sind).
Tabelle 9
Ein Nebenversuch wurde auch an chemothermomechanischem Zellstoff, CTMP, mit der Zugabe von Aluminiumsulfat, pH = 6,5, durchgeführt. Ein bedeutender Einfluss auf die Zerfaserungsenergie wurde nur für das größte Dosierungsmaß von Aluminiumsulfat, 130 kg/t, festgestellt, Tabelle 10. Ein bedeutender Einfluss auf das Zerfaserungsergebnis in der Form einer erhöhten Netzwerkfestigkeit konnte jedoch nicht festgestellt werden, jedoch wurde eine hohe Zurückhaltung von Aluminium und eine wesentliche Verringerung der Absorptionszeit von 7,8 auf 2,5 s erzielt.
Tabelle 10
Die verbesserten. Zerfaserungseigenschaften können auch eingesetzt werden, wenn mit Aluminiumsulfat behandelte Zellulosefasern mit einer bestimmten Menge, 0 bis 20%, synthetischer Verstärkungsfasern aus z. B. Rayon, Polyester, Polypropylen, Polyethylen oder sogenannten Bindefasern, die durch Erhitzen aktiviert werden, kombiniert werden. Ein gutes Zerfaserungsergebnis mit einem geringen Knotengehalt kann auch mit einem weit offenen Sieb in einer Hammermühle und auch ohne Sieb erhalten werden.
Die obigen Beispiele veranschaulichen das große Vermögen von Aluminiumkomplexen, die in einer wässrigen Lösung gebildet werden, die auf 4 < pH < 8 eingestellt ist, die Zerfaserungseigenschaften von Flockenzellstoff und insbesondere chemischem Flockenzellstoff zu verbessern. Die verbesserten Zerfaserungseigenschaften sorgen für Möglichkeiten, die Festigkeit zu erhöhen und einen geringeren Knotengehalt in dem zerfaserten Material zu erhalten. Diese Verbesserungen von chemischem Zellstoff sind bei bewahrter oder zu einem gewissen Ausmaß verbesserter Benetzbarkeit der Fasern erzielt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Zellstoff, der in der Lage ist, für die Herstellung eines Absorptionsstoffes, der als eine Komponente in Absorptionsprodukte eingebracht werden soll, zerfasert (geflockt) zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsmaterial, das im wesentlichen aus gebleichtem Zellstoff besteht, der aus Zellulosefasern in wässriger Suspension besteht, auf einen pH-Wert von 4 <pH < 8 eingestellt wird, dass mindestens ein wasserlösliches, nichtpolymeres Aluminiumsalz zu dem Ausgangsmaterial gegeben wird, wobei das Salz in wässriger Lösung bei diesem pH-Wert mindestens einen Hydrokomplex mit Aluminium des Typs Al(OH)_n ^x bildet, wobei n eine Zahl zwischen 1 und 3 ist und x 0, + oder 2+ ist, dass das Salz in wässriger Lösung veranlasst wird, auf die Zellulosefasern in der Suspension bei dem pH-Wert während eines Zeitraumes von mindestens 2 min einzuwirken und dass aus dem Zellstoff danach eine Bahn gebildet wird, die entwässert und getrocknet wird, wobei die Fasern aus dem Zellstoff im trockenen Zustand des Zellstoff durch Zerfaserung getrennt werden können.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrokomplex einer oder mehrere der Komplexe ist, die Al(OH)₃ ⁰, Al(OH)₂ ⁺ und Al(OH)²⁺ umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial auf einen pH-Wert zwischen 5 und 7 eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz in wässriger Lösung veranlasst wird, bei dem pH-Wert während eines Zeitraumes von 5 bis 60 min auf die Zellulosefasern einzuwirken.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz aus mindestens einem der Salze besteht, die zu der Gruppe gehören, die aus Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxyhydroxid, Aluminiumoxychlorid und anderen Salzen nichtpolymerer Aluminiumverbindungen besteht, die in Säure oder Lauge gelöst werden können, um bei einer nachfolgenden pH-Einstellung in dem Bereich von 4 < pH < 8 die aktiven Aluminiumhydrokomplexe zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein wasserlösliches, nichtpolymeres Aluminiumsalz in einer Menge, die 3 bis 24 g Al/kg Zellstoff entspricht, zu dem Ausgangsmaterial gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz Aluminiumsulfat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff ein gebleichter (delignifizierter) Zellstoff ist, der gemäß dem Sulfat-Zellulose-Verfahren hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff außer dem gebleichten Zellstoff auch CTMP enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellstoff als eine Mischung mit synthetischen Fasern vorliegt, einschließlich denjenigen Typen synthetischer Fasern, die zu der Gruppe gehören, die aus Rayon-, Polyester-, Polypropylen-, Polyethylen- und sogenannten Bindefasern besteht, die durch Erhitzen aktiviert werden können.
Verfahren zum Herstellen eines Absorptionsstoffes, der als eine Komponente in Absorptionsprodukte einbezogen werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass Zellstoff zerfasert (geflockt) wird, wobei der Zellstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird.
Zellstoff, der in der Lage ist, zur Herstellung eines Absorptionsstoffes, der als eine Hauptkomponente in Absorptionsprodukte eingebracht werden soll, zerfasert (geflockt) zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass er von einem Ausgangsmaterial ausgehend, das im wesentlichen aus gebleichtem Zellstoff besteht, in einer wässrigen Suspension bei 4 < pH < 8 während eines Zeitraumes von mindestens 2 min mit einem wasserlöslichen, nichtpolymeren Aluminiumsalz behandelt worden ist, worauf aus dem Faserstoff eine Bahn gebildet worden ist, die entwässert und getrocknet worden ist, dass das zerfaserte Material eine Netzwerkfestigkeit von mindestens 7 N/1 g besitzt und die nach der Zerfaserung getrennten Fasern einen Knotengehalt von höchstens 8% besitzen.
Zellstoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Fasern einen Knotengehalt von höchstens 7 besitzen.
Zellstoff nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern in dem so behandelten Zellstoff durch Zerfaserung im trockenen Zustand durch eine Zufuhr von Zerfaserungsenergie, die 130 kJ/kg Trockensubstanz, vorzugsweise 120 kJ/kg Trockensubstanz nicht übersteigt, getrennt werden können.
Zellstoff nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zerfaserte Material eine Netzwerkfestigkeit von mindestens 8,0 N/1 g besitzt.
Zellstoff nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zerfaserte Material einen Knotengehalt von höchstens 8% und eine Netzwerkfestigkeit von mindestens 8,0 N/1 g besitzt.
Absorptionsprodukt, d. h. ein Produkt zur Absorption von Flüssigkeiten aus dem menschlichen Körper, das einen Absorptionsstoff enthält, der nach Anspruch 11 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es weniger als 60 Superabsorber enthält und dass es eine Trockendichte zwischen 50 und 500 kg/m³ besitzt.
Absorptionsprodukt nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Superabsorber enthält und zu einer Dichte von mindestens 150 kg/m³ verdichtet ist.