DK172436B1 - Absorberende struktur, der indeholder individualiserede, tværbundne cellulosefibre samt en absorberende éngangsartikel, der - Google Patents

Description

i DK 172436 B1

Den foreliggende opfindelse angår en absorberende struktur, der indeholder individualiserede, tværbundne cellulosefibre samt en absorberende éngangsartikel, der indeholder en sådan absorberende struktur.

5 Fibre, som er tværbundne i hovedsagelig individualiseret form, samt forskellige fremgangsmåder til fremstilling af sådanne fibre er blevet beskrevet inden for fagområdet. Udtrykket "individualiserede, tværbundne fibre" henviser til cellulosefibre, som primært har kemiske intrafibertværbindinger. Da fibrene har foreligget løse 10 eller særskilte under tværbindingen, findes tværbindingerne primært mellem cellulosemolekyler i den enkelte fiber i stedet for mellem cellulosemolekyler i separate fibre. Individualiserede, tværbundne fibre kan anvendes i absorberende produkter. Alment er der blevet beskrevet tre proceskategorier til fremstilling af individualisere-15 de, tværbundne fibre. Disse metoder, som er beskrevet nedenfor, omtales herefter som 1) tørtværbindingsmetoder, 2) metoder til tværbinding i vandig opløsning og 3) metoder til tværbinding i en i det væsentlige ikke-vandig opløsning. Selve fibrene og de absorberende strukturer, som indeholder individualiserede, tværbundne 20 fibre, udviser almindeligvis en forbedring med hensyn til mindst én signifikant absorptionsegenskab i forhold til traditionelle, ikke-tværbundne fibre. Denne forbedring af absorptionsevnen udtrykkes ofte ved absorptionskapaciteten. Ydermere udviser absorberende strukturer fremstillet ud fra Individualiserede, tværbundne fibre 25 almindeligvis forhøjet vådelasticitet og forhøjet tørelasticitet i forhold til absorberende strukturer fremstillet ud fra ikke-tvær-bundne fibre. Udtrykket "elasticitet" refererer i det følgende til evnen hos puder, der er fremstillet af cellulosefibre, til at vende tilbage til en ekspanderet, oprindelig tilstand efter ophævelse af 30 en sammenpresningskraft. Tørelasticitet refererer specifikt til en absorberende strukturs evne til ekspansion efter ophævelse af en sammenpresningskraft, som er påført fibrene, medens de var i en i det væsentlige tør tilstand. Vådelasticitet refererer specifikt til en absorberende strukturs evne til ekspansion efter ophævelse af en 35 sammenpresningskraft, som er påført fibrene, medens de var i en fugtig tilstand. I forbindelse med den foreliggende opfindelse og for at opnå konsistens i redegørelsen bedømmes og angives vådelasticiteten for en absorberende struktur, der er befugtet til mætning.

2 DK 172436 B1

Fremgangsmåder til fremstilling af individualiserede, tværbundne fibre med tørtværbindingsteknologi er beskrevet i US patent nr. 3.224.926, udstedt til L.J. Bernardin, 21. december, 1965. Individualiserede, tværbundne fibre fremstilles ved at imprægnere 5 opsvulmede fibre i en vandig opløsning med tværbindingsmidlet, afvande og defibrere fibrene ved mekanisk påvirkning og tørre fibrene ved en forhøjet temperatur til effektuering af tværbinding, medens fibrene befinder sig i en i det væsentlige individuel tilstand. Fibrene bliver ufravigeligt tværbundet i en ikke-opsvulmet, 10 kollaberet tilstand som resultat af at være dehydratiseret forud for tværbindingen. Fremgangsmåder, som de, der er eksemplificeret i US patent nr. 3.224.926, hvor der frembringes tværbinding, medens fibrene befinder sig i en ikke-opsvulmet, kollaberet tilstand, omtales som fremgangsmåder til fremstilling af "tørtværbundne" 15 fibre. Tørtværbundne fibre er karakteriseret ved lave væsketilbageholdelsesværdier (FRV), stor stivhed og ringe bøjelighed, roen forholdsvis stor våd- og tørelasticitet. I beskrivelsen til US patent nr. 3.440.135, udstedt til R. Chung, 22. april, 1969, foreslås det at gennemvæde fibrene i en vandig opløsning af et tværbin-20 dingsmiddel for at nedsætte interfiberbindingskapaciteten forud for, at der udføres en tørtværbindingsoperation i lighed med den, der er beskrevet i US patent nr 3.224.926. Denne tidsforbrugende forbehandling, som fortrinsvis udføres i fra ca. 16 til 48 timer, påstås at forbedre produktkvaliteten ved at nedsætte indholdet af "lusekim" 25 (eng.: nit), der fremkommer ved ufuldstændig defibrering.

Fremgangsmåder til fremstilling af i vandig opløsning tværbundne fibre omtales f.eks. i US patent nr 3.241.553, udstedt til F. H.

Steiger, 22. marts, 1966. Individualiserede, tværbundne fibre fremstilles ved at tværbinde fibrene i en vandig opløsning, som indehol-30 der et tværbindingsmiddel og en katalysator. Fibre, der er fremstillet på denne måde, omtales i det følgende som "i vandig opløsning tværbundne" fibre. På grund af vandets kvældende virkning på cellulosefibre er i vandig opløsning tværbundne fibre tværbundet i en ikke-kollaberet, opsvulmet tilstand. I forhold til tørtværbundne 35 fibre har i vandig opløsning tværbundne fibre, som omtalt i US patent nr. 3.241.553, en større bøjelighed og en mindre stivhed og er karakteriseret ved en højere væsketilbageholdelsesværdi (FRV). Absorberende strukturer fremstillet ud fra i vandig opløsning tværbundne fibre udviser en lavere vådelasticitet og tørelasticitet 3 DK 172436 B1 end puder fremstillet ud fra tørtværbundne fibre. En nogenlunde tilsvarende tørtværbindingsfremgangsmåde er også beskrevet i US patent nr. 3.932.209 udstedt til P.K. Chatterjee (1976).

I US patent nr. 4.035.147, udstedt til S. Sangenis, G. Guiroy 5 og J. Quere, 12. juli, 1977, omtales en fremgangsmåde til fremstil ling af individualiserede, tværbundne fibre ved at kontakte dehydra-tiserede, ikke-opsvulmede fibre med et tværbindingsmiddel og en katalysator i en i det væsentlige ikke-vandig opløsning, som indeholder en utilstrækkelig mængde vand til at få fibrene til at svulme 10 op. Tværbinding finder sted, medens fibrene befinder sig i den i det væsentlige ikke-vandige opløsning. Denne type fremgangsmåde omtales i det følgende som en tværbindingsproces i ikke-vandig opløsning, og de herved fremstillede fibre omtales som i ikke-vandig opløsning tværbundne fibre. De i ikke-vandig opløsning tværbundne fibre, der 15 er omtalt i US patent nr. 4.035.147, svulmer ikke op selv ved længere tids kontakt med opløsninger, der af fagmanden kendes som opsvulmningsreagenser. Ligesom tørtværbundne fibre er de gjort meget stive af tværbindinger, og absorberende strukturer fremstillet herudfra udviser forholdsvis høj vådelasticitet og tørelasticitet.

20 De ovenfor beskrevne tværbundne fibre bruges til lavvægtfyl- dige, absorberende produkter, såsom bleer, og også til højere vægtfyldige absorberende produkter, såsom menstruationsbind. Sådanne fibre har imidlertid ikke tilvejebragt tilstrækkelige absorpstions-fordele i forhold til deres mangler og omkostninger i sammenligning 25 med traditionelle fibre til, at det har resulteret i nogen væsentlig kommerciel succes. Tværbundne fibres kommercielle tiltrækning har også haft sikkerhedsproblemer. Selv om dialdehyder i patentlitteraturen omtales som mulige tværbindingsmidler, er det eneste tværbindingsmiddel , der i praksis er blevet benyttet, og som der hyp-30 pigst refereres til i litteraturen, formaldehyd, der imidlertid uheldigvis fremkalder irritation af menneskehud og også har været forbundet med andre sikkerhedsproblemer i forbindelse med mennesker.

Fjernelse af fri formaldehyd til opnåelse af tilstrækkeligt lave niveauer i det tværbundne produkt, således at irritation af hud og 35 andre sikkerhedsproblemer i forbindelse med mennesker undgås, er blevet forhindret af både tekniske og økonomiske barrierer.

Skønt i vandig opløsning tværbundne fibre er brugbare til visse højvægtfyldige, absorberende puder, såsom kirurgiske forbindinger, tamponer og hygiejnebind, hvor densiteten almindeligvis er ca. 0,40 3 4 DK 172436 B1 g/cm , er disse fibre overdrevent bøjelige, når de forefindes i våd tilstand, og resulterer derfor i absorberende strukturer, som har en lav vådelasticitet. Ydermere bliver i vandig opløsning tværbundne fibre ved befugtning for bøjelige til strukturelt at kunne afstive 5 puder med lave fiberdensiteter. Den befugtede pude kollaberer derfor, og den absorberende kapacitet nedsættes.

Tørtværbundne fibre og i ikke-vandig opløsning tværbundne fibre resulterer almindeligvis i fibre med usædvanlig stor stivhed og tørelasticitet, hvorved det bliver vanskeligt at forme dem til kom-10 primerede ark beregnet til transport og efterfølgende frembringelse af fylde uden fiberødelæggelse. Når disse fibre er komprimeret i tør tilstand, udviser puder, der er fremstillet af fibrene, endvidere en lille modtagelighed over for befugtning. Det vil sige, at når de én gang er komprimeret i tør tilstand, har de ikke vist evne til at 15 genvinde en væsentlig del af deres tidligere absorberende kapacitet ved befugtning.

En anden vanskelighed, som man er stødt på hos tørtværbundne fibre og i ikke-vandig opløsning tværbundne fibre, er, at fibrene hurtigt flokkulerer ved vådlægning på et småhullet formgivningsnet.

20 Dette har forhindret dannelse af absorberende, vådlagte strukturer såvel som dannelse af komprimerede ark, hvilket ellers kunne fremme en økonomisk transport af fibrene til et omdannelsesanlæg.

En yderligere vanskelighed, som man er stødt på hos tørtværbundne fibre og i ikke-vandig opløsning tværbundne fiber, er, at 25 skønt puder, der er fremstillet ud fra sådanne fiber, udviser høj sugeevne og absorptionskapacitet, har sådanne puder i faktisk brug resulteret i højere fugtniveauer på bærerens hudoverflader 1 forhold til puder, der er fremstillet ud fra traditionelle fibre.

Ved den foreliggende opfindelse tilvejebringes absorberende 30 strukturer fremstillet ud fra sådanne individualiserede, tværbundne fibre, hvilke absorberende strukturer har en højere absorptionsevne i forhold til absorberende strukturer, som er fremstillet ud fra ikke-tværbundne fibre, udviser større vådelasticitet og lavere tørelasticitet end strukturer, der er fremstillet ud fra hidtil 35 kendte tørtværbundne fibre og fibre, der er tværbundet i ikke-vandig opløsning, og som udviser en større vådelasticitet og strukturel integritet (fibrenes evne til at understøtte strukturelt efter befugtning) end strukturer, der er fremstillet ud fra hidtil kendte fibre, der er tværbundet i vandig opløsning.

DK 172436 B1 5

Ved opfindelsen tilvejebringes desuden absorberende strukturer, der er fremstillet ud fra sådanne individualiserede, tværbundne fibre, som har større modtagelighed for befugtning i forhold til hidtil kendte tværbundne fibre og traditionelle, ikke-tværbundne 5 fibre.

Ved opfindelsen tilvejebringes tillige kommercielt anvendelige absorberende strukturer, der er fremstillet ud fra sådanne individualiserede, tværbundne fibre, hvilke absorberende strukturer kan anvendes i nærheden af menneskehud.

10 Ved opfindelsen tilvejebringes yderligere absorberende struk turer med forbedret absorptionskapacitet og sugeevne, som i brug tilvejebringer høje niveauer af hudtørhed hos bæreren.

Den foreliggende opfindelse angår en absorberende struktur, der indeholder individualiserede cellulosefibre, der er tværbundet med 15 et tværbindingsmiddel udvalgt blandt Cg-Cg-dialdehyder, Cg-Cg-di- aldehydsyreanaloger med mindst en aldehydgruppe samt oligomerer af di aldehyderne og di aldehydsyreanalogerne under dannelse af i ntrafi-ber-tværbindinger, og som er ejendommelig ved, at fibrene beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasis indeholder fra 0,5 mol% til 3,5 20 mol% af tværbindingsmidlet, at fibrene er blevet bevaret i en i alt væsentligt individualiseret delvis opsvulmet form under tørring og tværbinding, har en vandtilbageholdelsesværdi (WRV) som beskrevet heri på fra 25 til 60 og har den egenskab at sætte den absorberende struktur i stand til at opnå en ligevægtsvåddensitet, som er mindre 25 end dens tørdensitet, idet ligevægtsvåddensiteten beregnes på tørfiberbasis.

Opfindelsen angår også en absorberende éngangsartikel med et topark, et bagbeklædningsark, der er forbundet med toparket, og en absorberende struktur ifølge opfindelsen, som er anbragt mellem 30 toparket og bagbeklædningsarket.

De individualiserede, tværbundne fibre formes til komprimerede absorberende strukturer, som ekspanderer ved befugtning, eller til lavvægtfyldige absorberende strukturer, som fortrinsvis stort set bevarer konstant volumen ved befugtning.

35 De absorberende strukturer ifølge opfindelsen kan ydermere indeholde hydrogeldannende materiale. Væsentlig forbedret absorberende kapacitet samt hudtørhed hos bæreren kan opnås ved at anvende hydrogeldannende materiale sammen med ovennævnte individualiserede, tværbundne fibre. Væsentligt forbedret sugeevne og 6 DK 172436 B1 absorptionskapacitet opnås ved at anvende individualiserede, tværbundne fibre med hydrogel dannende materiale i forhold til anvendelse af traditionelle, tværbundne cellulosefibre sammen med hydrogel-dannende materiale. Sådanne forbedrede resultater kan opnås 5 samtidig med anvendelsen af lavere omfang af hydrogeldannende materiale, beregnet på vægtbasis, i puder, der fremstilles ud fra ovennævnte individualiserede, tværbundne fibre, i sammenligning med puder, der fremstilles ud fra traditionelle cellulosefibre.

Ved den foreliggende opfindelse kan der anvendes cellulosefibre 10 af forskellig naturlig oprindelse. Blødgjorte fibre fra nåletræsved, løvtræsved eller bomuldlinters anvendes fortrinsvis. Fibre fra esparto-græs, bagasse, stikkelhår, hør og andre vedagtige fiberkilder og cellulosefiberkilder kan også anvendes som råmateriale ved opfindelsen. Fibrene kan leveres i opslæmning, ikke tildannede i 15 plader eller tildannede i plader. Fibre leveret som vådruller, tør-ruller eller i anden pladeform bringes fortrinsvis i en ikke plade-tildannet form ved mekanisk desintegration af pladen, fortrinsvis før fibrene kontaktes med tværbindingsmidlet. Fibrene bringes fortrinsvis også i en våd eller fugtig tilstand. Fibrene er mest 20 fortrinsvis aldrig-tørrede fibre. I tilfælde med vådruller er det fordelagtigt at befugte fibrene før mekanisk desintegration for at formindske ødelæggelse af fibrene.

Den optimale fiberkilde, som anvendes i forbindelse med den foreliggende opfindelse, vil afhænge af den påtænkte, bestemte 25 slutanvendelse. Generelt foretrækkes pulpfibre fremstillet ved kemiske forpulpningsmetoder. Fuldstændig afblegede, delvis afblegede eller ikke-blegede fibre kan anvendes. Det kan ofte være ønskeligt at anvende bl eget pulp på grund af dens overlegne klarhed og forbruger-appeal. I en ny udførelsesform for opfindelsen, som beskrives 30 herefter i større detaljer, afbleges fibrene delvis, tværbindes og afbleges derefter fuldstændig. For produkter, såsom papirhåndklæder og absorberende puder til bleer, hygiejnebind, menstruationsbind og andre lignende absorberende papirprodukter er det specielt foretruk-kent at anvende fibre fra sydlig nåletræsvedpulp på grund af deres 35 gode absorptionsegenskaber.

Foretrukne tværbindingsmidler, som kan anvendes ved den foreliggende udvikling, inkluderer Cg-Cg-dialdehyder såvel som syreana-loger af sådanne dialdehyder, hvor syreanalogen indeholder mindst én aldehydgruppe, samt oligomerer af sådanne dialdehyder og 7 DK 172436 B1 syreanaloger. Disse forbindelser er i stand til at reagere med mindst 2 hydroxylgrupper i en enkelt cellulosekæde eller på tæt ved hinanden anbragte cellulosekæder i en enkelt fiber. En fagmand på tværbindingsmiddel området vil indse, at de ovenfor beskrevne dialde-5 hydtværbindingsmidler vil være til stede eller kan reagere i en række former, herunder syreanalogformen og oligomerformerne identificeret ovenfor. Det er hensigten, at alle sådanne former ligger inden for opfindelsens rækkevidde. Henvisning til et bestemt tværbindingsmiddel refererer derfor herefter til dette bestemte tværbin-10 dingsmiddel såvel som andre former, der kan være til stede i en vandig opløsning. Specielle tværbindingsmidler, som er beregnet til brug ved den foreliggende opfindelse, er glutaraldehyd, glyoxal og glyoxylsyre. Glutaraldehyd foretrækkes navnlig, eftersom det bibringer fibrene de højeste absorptionsniveauer og elasticitetsniveauer, 15 det formodes at være sikkert og ikke-irriterende for human hud, når det foreligger i en omsat, tværbunden tilstand, og det har tilvejebragt de mest stabile tværbindinger. Monoaldehydforblndel ser, som ikke har en yderligere carboxyl syregruppe, såsom acetaldehyd og furfural, har ikke vist sig at tilvejebringe absorberende strukturer 20 med de ønskede niveauer af absorberende kapacitet, elasticitet og modtagelighed over for befugtnlng.

Det har uventet vist sig, at der kan opnås en bedre absorberende funktion af puder ved brug af tværbindingsniveauer, som er væsentlig lavere end de tværbindingsniveauer, der hidtil har været 25 praktiseret. Almindeligvis opnås uventede gode resultater for absorberende puder fremstillet ud fra individualiserede, tværbundne fibre, hvor mellem ca. 0,5 molX og ca. 3,5 mol% tværbindingsmiddel, beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasis, er omsat med fibrene.

Tværbindingsmidlet bringes fortrinsvis i kontakt med fibrene i 30 et flydende medium under sådanne betingelser, at tværbindingsmidlet trænger 1nd i det indre af de individuelle fiberstrukturer. Imidlertid ligger også andre metoder til behandling med tværbindingsmiddel, inklusiv påsprøjtning af fibrene, medens de findes i en individualiseret, dunet form, også inden for opfindelsens rækkevid-35 de.

Almindeligvis vil fibrene også blive bragt i kontakt med en hensigtsmæssig katalysator før tværbinding. Katalysatortypen, mængden og kontaktmetoden mellem katalysatoren og fibrene vil afhænge af den specielle tværbindingsmetode, der udføres. Disse 8 DK 172436 B1 variabler vil blive omtalt i større detaljer nedenfor.

Når fibrene er behandlet med tværbindingsmiddel og katalysatoren, bringes tværbindingsmidlet til at reagere med fibrene i stort set fravær af interfiberbindinger, det vil sige medens interfiber-5 kontakt holdes på et lavt hyppighedsniveau i forhold til ikke-opdu-nede pulpfibre, eller fibrene neddykkes i en opløsning, som ikke letter dannelsen af interfiberbindinger, navnlig hydrogenbinding.

Dette resulterer i dannelsen af tværbindinger, som er intrafiber af natur. Under disse betingelser reagerer tværbindingsmidlet til 10 dannelse af tværbindinger mellem hydroxyl grupper på en enkelt cel!ulosekæde eller mellem hydroxyl grupper på i nærheden af hinanden liggende cel!ulosekæder i en enkelt cellulosefiber.

Skønt det ikke er fremlagt eller det ikke er hensigten at begrænse rækkevidden af opfindelsen formodes det, at tværbindings-15 midlet reagerer med hydroxyl grupperne i cellulosen til dannelse af hemiacetal- og acetal bindinger. Dannelsen af acetalbindinger, som formodes at være de ønskelige bindingstyper, som tilvejebringer stabile tværbindinger, begunstiges under sure reaktionsbetingelser.

Derfor er syrekatalyserede tværbindingsbetingelser meget foretrukne 20 ved den foreliggende opfindelse.

Fibrene defibreres fortrinsvis mekanisk til en lavvægtfyldig, individualiseret, fibrøs form, kendt som "dun", før tværbindings-midlet omsættes med fibrene. Mekanisk defibrering kan udføres ved en række metoder, som er kendte på nuværende tidspunkt eller som bliver 25 kendte herefter. Mekanisk defibrering udføres fortrinsvis ved en metode, hvor knudedannelse og fiberødelæggelse gøres mindst mulig.

En type anordning, som har vist sig at være speciel brugbar til defibrering af cellulosefibre, er den tretrinsopdunlngsanordning, som er beskrevet i US patent nr. 3.987.968, udstedt til D.R. Moore 30 og O.A. Shields, 26. oktober, 1976. Den opduningsanordning, der er beskrevet i US patent nr. 3.987.968 udsætter fugtige cellulosepulp-fibre for en kombination af mekanisk stød, mekanisk rystning, luftrystning og en begrænset mængde lufttørring for at skabe en stort set knudefri dun. De individualiserede fibre kan således 35 bibringes en forøget grad af krølning og snoning i forhold til mængden af krølning og snoning, som naturligt er til stede i sådanne fibre. Det antages, at denne yderligere krølning og snoning forøger den elastiske karakter hos absorberende strukturer fremstillet ud fra de færdige, tværbundne fibre.

9 DK 172436 B1

Andre anvendelige metoder til defibrering af cellulosefibre inkluderer, men er ikke begrænset til, behandling med en Waring-blender og tangentiel kontakt af fibrene med en roterende plade-raffinør eller trådbørste. Her rettes fortrinsvis en luftstrøm mod 5 fibrene under en sådan defibrering for at hjælpe med til at separere fibrene i i det væsentlige individuel form.

Ligegyldig hvilken speciel mekanisk anordning, der anvendes til at frembringe det dunede materiale, behandles fibrene fortrinsvis mekanisk, medens de initielt indeholder mindst ca. 20% fugt og for-10 trinsvis mellem ca. 40% og ca. 60% fugt.

Mekanisk reffinering af fibre ved høj stoftæthed eller af delvis tørrede fibre kan også anvendes til at bibringe fibrene krølning eller snoning i tillæg til den krølning eller snoning, der fremkommer som et resultat af mekanisk defibrering.

15 Absorberende strukturer ifølge den foreliggende opfindelse bevarer deres høje absorptionsniveauer og udviser høje elasticitetsniveauer og en ekspansiv modtagelighed over for befugtning af en tør, komprimeret absorberende struktur. Vandtilbageholdelsesværdien for en bestemt fiber er indikativ for tværbindingsniveauet og 20 opsvulmningsgraden af fiberen på tværbindingstidspunktet. En fagmand vil vide, at jo mere opsvulmet en fiber er på tværbindingstidspunktet, des højere vil vandtilbageholdelsesværdien være for et bestemt tværbindingsniveau. Meget tværbundne fibre, såsom de, der fremstilles ved de kendte tørtværbindingsmetoder, som er omtalt tidligere, 25 har vist sig at have vandtilbageholdelsesværdier på mindre end ca.

25 og almindeligvis mindre end ca. 20. Den bestemte tværbindingsmetode, som anvendes, vil selvfølgelig påvirke tværbundne fibres vandtilbageholdel sesværd i. Anvendelige tværbindingsmetoder inkluderer tørtværbindingsmetoder og tværbindingsmetoder 1 ikke-vandig 30 opløsning, som omtalt generelt under omtalen af den kendte teknik.

Visse foretrukne tørtværbindingsmetoder og tværbindingsmetoder i ikke-vandig opløsning vil neden for blive diskuteret 1 større detaljer. Tværbindingsmetoder i vandig opløsning, hvor opløsningen får fibrene til at blive meget opsvulmede, vil resultere i fibre med 35 vandtilbageholdelsesværdier, som ligger over ca. 60. Disse fibre vil tilvejebringe utilstrækkelig stivhed og elasticitet, som gør dem uegnede til anvendelse ifølge den foreliggende opfindelse.

Idet der specifikt henvises til tørtværbindingsmetoder, kan individualiserede, tværbundne fibre fremstilles ved en sådan metode 10 DK 172436 B1 ved at tilvejebringe en mængde cellulosefibre, kontakte en opslæmning af fibrene med et ovenfor beskrevet tværbindingsmiddel i den ovenfor beskrevne mængde, mekanisk separere fibrene, f.eks. ved defibrering, til stort set individuel form, og tørre fibrene og 5 bringe tværbindingsmidlet til at reagere med fibrene i nærværelse af en katalysator til dannelse af tværbindinger, medens fibrene holdes i en stort set individuel form. Defibreringstrinnet bortset fra tørringstrinnet antages at tilvejebringe yderligere krølning. Efterfølgende tørring følges af snoning af fibrene, idet snonings-10 graden forøges af fiberens krøllede geometri. Det her anvendte udtryk "fiberkrølning" refererer til en en geometrisk krumning af fiberen langs fiberens lsngdeakse. "Snoning" refererer til en rotation af fiberen omkring det vinkelrette tværsnit af fiberens længdeakse. Eksempelvis og uden at specifikt begrænse opfindelsens 15 rækkevidde er der blevet observeret individualiserede, tværbundne fibre inden for opfindelsens rækkevidde med et gennemsnit på ca. 6 (seks) snoninger pr millimeter fiber.

Bevarelse af fibrene i en stort set individuel form under tørring og tværbinding tillader fibrene at sno sig under tørring og 20 derved blive tværbundet i en sådan snoet, krøllet tilstand. Tørring af fibre under sådanne betingelser, at fibrene kan sno sig og krølle, omtales som tørring af fibrene under stort set frie betingelser. På den anden side resulterer tørring af fibre i pladeform i tørrede fibre, som ikke snoes og krølles, sådan som fibre tørret i 25 stort set individualiseret form. Det antages, at interfiberhydro- genbinding "begrænser" den relative hyppighed af snoning og krølning af fiberen.

Der findes forskellige metoder, hvorved fibrene kan kontaktes med tværbindingsmidlet og katalysatoren. I én udførelsesform bringes 30 fibrene i kontakt med en opløsning, som i begyndelsen indeholder både tværbindingsmidlet og katalysatoren. I en anden udførelsesform bringes fibrene i kontakt med en vandig opløsning af tværbindingsmidlet og får lov til at blive gennemvædet, før katalysatoren tilsættes. Katalysatoren tilsættes derefter. I en tredie udførelses-35 form tilsættes tværbindingsmidlet og katalysatoren til en vandig opslæmning af cellulosefibrene. Andre metoder end de her beskrevne vil være indlysende for en fagmand, og det er hensigten, at de ligger inden for opfindelsens rækkevidde. Ligegyldigt ved hvilken bestemt metode fibrene bringes i kontakt med tværbindingsmiddel og DK 172436 B1 π katalysator, blandes cellulosefibrene, tværbindingsmidlet og katalysatoren fortrinsvis, og/eller de får lov til at gennemvæde fibrene tilstrækkeligt til at sikre fuldstændig kontakt med og imprægnering af de individuelle fibre.

5 Alment kan et hvilket som helst stof, som katalyserer tværbin dingsmekanismen, anvendes. Anvendelige katalysatorer inkluderer organiske syrer og syresalte. Specielt foretrukne katalysatorer er salte, såsom aluminium-, magnesium-, zink- og calciumsalte af chlo-rider, nitrater eller sulfater. Et specifikt eksempel på et fore-10 trukkent salt er zinknitrathexahydrat. Andre katalysatorer inkluderer syrer, såsom svovlsyre, saltsyre og andre mineralske syrer eller organiske syrer. Den udvalgte katalysator kan anvendes som det eneste katalyserende middel eller i kombination med en eller flere andre katalysatorer. Det formodes, at kombinationer af syresalte og 15 organiske syrer som katalyserende midler tilvejebringer bedre tværbindingsreaktionseffektivitet. Uventede høje reaktionsafslutningsniveauer er blevet observeret for katalysatorkombinationer af zinknitratsal te og organiske syrer, såsom citronsyre, og anvendelsen af sådanne kombinationer foretrækkes. Mineral syrer er brugbare til 20 justering af fibrenes pH-værdi, medens de kontaktes med tværbindingsmidlet i opløsning, men anvendes fortrinsvis ikke som den primære katalysator.

Den anvendte optimale mængde af tværbindingsmiddel og katalysator vil afhænge af det specielle tværbindingsmiddel, som anvendes, 25 reaktionsbetingelserne og den specielle, påtænkte produktanvendelse.

Den mængde katalysator, som fortrinsvis anvendes, afhænger selvfølgelig af den bestemte type katalysator og mængden tværbindingsmidlet samt reaktionsbetingelserne, navnlig temperatur og pH.

Baseret på tekniske og økonomiske overvejelser foretrækkes alminde-30 ligvis katalysatorniveauer på mellem ca. 10 vægtprocent og ca. 60 vægtprocent, baseret på vægten af tværbindingsmiddel tilsat til cellulosefibrene. I det tilfælde, hvor den anvendte katalysator er zinknitrathexahydrat og tværbindingsmidlet er glutaraldehyd foretrækkes eksempelvis et katalysatorniveau på ca. 30 vægtprocent, 35 baseret på mængden af tilsat glutaraldehyd. Mest fortrinsvis tilsættes også som en katalysator mellem ca. 5% og ca. 30% af en organisk syre, såsom citronsyre, baseret på vægten af glutaraldehyd.

Det er ydermere ønskeligt at indstille den vandige del af cellulosef iberopslæmni ngen eller tværbindingsmiddelopløsningen til en mål 12 DK 172436 B1 pH-værdi på fra ca. 2 til ca. 5, mere fortrinsvis fra ca. 2,5 til ca. 3,5, under kontakttiden mellem tværbindingsmidlet og fibrene.

Cellulosefibrene bør almindeligvis afvandes og eventuelt tørres efter påføring af tværbindingsmiddel og katalysator. De brugbare, 5 optimale stoftætheder vil variere afhængig af den anvendte type opduningsudstyr. I de foretrukne udførelsesformer afvandes cellulosefibrene, og de tørres optimalt til en stoftæthed på fra ca. 30¾ og ca. 80%. Mere fortrinsvis afvandes fibrene og tørres til et stoftæt-hedsniveau på fra ca. 40% til ca. 60%. Tørring af fibrene til Inden 10 for disse foretrukne områder gør almindeligvis defibrering af fibrene til individualiseret form lettere uden usædvanlig stor dannelse af knuder forbundet med højere fugtniveauer og uden høje fiberødelæggelsesniveauer forbundet med lavere fugtniveauer.

Eksempelvis kan afvanding udføres ved hjælp af metoder, såsom 15 mekanisk presning, centrifugering eller lufttørring af pulpen. Yderligere tørring udføres fortrinsvis ved sådanne metoder, der er kendte inden for fagområdet i form af lufttørring eller lyntørring under sådanne betingelser, at det ikke er nødvendigt at anvende høj temperatur 1 en længere tidsperiode. En urimelig høj temperatur på 20 dette trin i processen kan resultere i for tidlig Initiering af tværbinding. Temperaturer på over ca. 160°C opretholdes fortrinsvis ikke i tidsperioder på over 2 til 3 sekunder. Mekanisk defibrering udføres som tidligere beskrevet.

De defibrerede fibre opvarmes derefter til en hensigtsmæssig 25 temperatur i en effektiv tidsperiode for at bringe tværbindingsmidlet til at hærde, dvs. reagere med cellulosefibrene. Tværbindingshastigheden og tværbindingsgraden afhænger af fibrenes tørhed, temperatur, mængden samt typen af katalysator og tværbindingsmiddel samt den metode, som er anvendt til opvarmning og/eller tørring af 30 fibrene, medens tværbinding udføres. Tværbinding ved en bestemt temperatur vil ske med en højere hastighed for fibre med et bestemt initielt fugtindhold, når tværbindingen ledsages af en kontinuerlig luft under tørring, end når den udsættes for tørrlng/opvarmning i en statisk ovn. En fagmand vil vide, at der eksisterer en række tempe-35 ratur-tidsforhold for hærdning af tværbindingsmidlet. Traditionelle papirtørringstemperaturer (f.eks. fra 49°C til ca. 65°C) i perioder på fra ca. 30 minutter til 60 minutter, under statiske, atmosfæriske betingelser vil almindeligvis tilvejebringe acceptable hærdningseffektiviteter for fibre med et fugtindhold på mindre end ca. 5%. En 13 DK 172436 B1 fagmand vil også vide, at højere temperaturer og luftkonvektion nedsætter den tid, der er nødvendig til hærdning. Hærdningstempera* turer holdes imidlertid fortrinsvis på mindre end ca. 160°C, eftersom udsættelse af fibrene for så høje temperaturer som over ca.

5 160°C kan føre til gulning eller anden beskadigelse af fibrene.

Det maximale tværbindingsniveau vil blive opnået, når fibrene stort set er tørre (indeholder mindre end 5% fugt). På grund af dette fravær af vand, tværbindes fibrene, medens de er i en ikke-opsvulmet, kollaberet tilstand. Som følge heraf har de karakter!s-10 tisk lave væsketilbageholdelsesværdier (FRV) i forhold til det område, der kan anvendes ved den foreliggende opfindelse. FRV-værdierne refererer til mængden af væske beregnet på tørfiberbasis, som forbliver absorberet af en prøve af fibre, der er blevet gennemvædet og derefter centrifugeret for at fjerne interfibervæske.

15 (FRV-værdien defineres yderligere og fremgangsmåden til bestemmelse af FRV omtales nedenfor). Den mængde væske, som de tværbundne fibre kan absorbere, er afhængig af deres evne til at svulme op ved mætning eller med andre ord deres indre diameter eller volumen ved opsvulmning til et maximalt niveau. Dette afhænger igen af tværbln-20 dingsniveauet. Når intrafibertværbindingsniveauet for en bestemt fiber og en bestemt fremgangsmåde stiger, vil fiberens FRV-værdi falde, indtil fiberen slet ikke svulmer op ved befugtning. FRV-værdien for en fiber er således strukturelt deskriptiv for fiberens fysiske tilstand ved mætning. Med mindre andet udtrykkeligt angives, 25 angives FRV-resultaterne her udtrykt som fibrenes vandtilbageholdelsesværdi. Andre væsker, såsom saltvand og syntetisk urin, kan også med fordel anvendes som et flydende medium til analyse. FRV-værdien for en bestemt fiber, der er tværbundet ved fremgangsmåder, hvor hærdning stort set afhænger af tørring, således som ved den 30 foreliggende fremgangsmåde, vil generelt primært afhænge af tværbindingsmidlet og niveauet af tværbinding. Vandtilbageholdesværdierne for fibre tværbundet ved denne tørtværbindingsmetode ved tværbindingsmiddelniveauer, som er anvendelige ved den foreliggende opfindelse, er almindeligvis mindre end ca. 50, større end ca. 25 og 35 ligger fortrinsvis mellem ca. 28 og ca. 45. Blegede SSK-fibre (SSK =

Southern Softwood Kraft) med mellem ca. 0,5 mol% og ca. 2,5 mol% glutaraldehyd omsat herpå, beregnet på cellulose-anhydroglucosemol-basis, har vist sig at have vandtilbageholdelsesværdier, som ligger imellem ca. 40 og ca. 28. Blegningsgraden og udførelsen af 14 DK 172436 B1 blegningstrinnene efter tværbinding har vist sig at påvirke vandtilbageholdelsesværdien. Denne effekt vil blive undersøgt i større detaljer nedenfor. Sydlandske nåletræskraftfibre (SSK-fibre) fremstillet ved kendte tørtværbindingsmetoder har højere 5 tværbindingsniveauer end her beskrevet og har vandtilbageholdelsesværdier på mindre end ca 25. Som tidligere omtalt er det observeret, at sådanne fibre er usædvanlig stive og udviser lavere absorberende evne end fibrene ifølge den foreliggende opfindelse.

Ved en kendt fremgangsmåde til fremstiling af individualisere-10 de, tværbundne fibre ved en tørtværbindingsmetode bringes cellulose-fibre i kontakt med en opløsning, som indeholder et tværbindingsmiddel , som ovenfor beskrevet. Enten før eller efter kontakt med tværbindingsmidlet, bringes fibrene i en pladeform. Den opløsning, som indeholder tværbindingsmidlet, indeholder også fortrinsvis en af 15 de katalysatorer, som kan anvendes ved tørtværbindingsmetoder, hvilket også er beskrevet ovenfor. Medens fibrene er i pladeform tørres de og bringes til at tværbinde fortrinsvis ved opvarmning af fibrene til en temperatur på mellem ca. 120°C og ca. 160°C. Efter tværbinding separeres fibrene mekanisk til stort set individuel 20 form. Dette udføres fortrinsvis ved behandling med et fiberopdu- ningsapparat, såsom det, der er beskrevet i US patent nr. 3.987.968, eller kan udføres med andre kendte metoder til defibrering af fibre.

De individualiserede, tværbundne fibre fremstillet ifølge denne pladetværbindingsmetode behandles med en tilstrækkelig mængde 25 tværbindingsmiddel, således at mellem ca. 0,5 mol% og ca. 3,5 mol% tværbindingsmiddel, beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasis og målt efter defibrering, er omsat med fibrene under dannelse af Intrafibertværbindinger. En anden effekt ved at tørre og tværbinde fibrene, medens de findes i pladeform er, at fiber-til-fiber-binding 30 forhindrer fibrene i at sno sig og krølle med stigende tørring.

Sammenlignet med individualiserede, tværbundne fibre fremstillet ved en fremgangsmåde, hvor fibrene tørres under stort frie betingelser og derefter tværbindes i en snoet, krøllet konfiguration, vil absorberende strukturer fremstillet af de forholdsvis usnoede fibre 35 fremstillet ved den ovenfor beskrevne pladehærdningsmetode forventes at udvise en lavere vådelasticitet og lavere modtagel igehed overfor befugtning af en tør, absorberende struktur.

En anden kategori af tværbindingsmetoder, som kan anvendes ved den foreliggende opfindelse, er hærdningstværbindingsmetoder i DK 172436 B1 15 ikke-vandig opløsning. De samme typer fibre, som kan anvendes ved tørtværbindingsmetoder, kan anvendes ved fremstillingen af i ikke-vandig opløsning tværbundne fibre. Fibrene behandles med en tilstrækkelig mængde tværbindingsmiddel, således at fra ca. 0,5 mol% 5 til ca 3,5 mol% tværbindingsmiddel derefter reagerer med fibrene, hvor niveauet af det omsatte tværbindingsmiddel er beregnet efter tværbindingsreaktionen, samt med en hensigtsmæssig katalysator. Tværbindingsmidlet bringes til at reagere, medens fibrene er neddykket i en opløsning, der ikke inducerer nogen væsentlig opsvulm-10 ning af fibrene. Fibrene kan imidlertid indeholde op til ca. 30% vand eller kan på anden måde opsvulmes i tværbindingsopløsningen til en grad, som er ækvivalent med fibre, som har et ca. 30% fugtindhold. En sådan delvis opsvulmet fibergeometri har vist sig at tilvejebringe yderligere uventede fordele, hvilket vil blive disku-15 teret i større detaljer herefter. Tværbindingsopløsningen indeholder et ikke-vandigt, vandblandbart, polært fortyndingsmiddel, såsom eddikesyre, propionsyre eller acetone, men er ikke begrænset hertil.

Foretrukne katalysatorer inkluderer mineral syrer, såsom svovlsyre og halogensyrer, såsom saltsyre. Andre anvendelige katalysatorer 20 inkluderer salte af mineralsyrer og halogensyrer, organiske syrer og salte heraf. Tværbindingsopløsningssystemer, som kan anvendes som et tværbindingsmedium, inkluderer også de systemer, som er omtalt i US patent nr. 4.035.147, udstedt til S. Sangenis, G. Guiroy og J.

Quere, 12. juli, 1977. Tværbindingsopløsningen kan indeholde noget 25 vand eller en anden fibersvulmningsvæske, men mængden af vand er fortrinsvis utilstrækkelig til at fremkalde et opsvulmningsniveau svarende til det pulpfibre med 70% stoftæthed (30% vandig fugtindhold) udsættes for. Ydermere foretrækkes et vandindhold i tværbindingsopløsningen på mindre end ca 10% af det totale opløsningsvolumen 30 eksklusiv fibrene. Vandniveauer i tværbindingsopløsningen på over denne mængde nedsætter tværbindingseffektiviteten og -hastigheden.

Fibrenes absorption af tværbindingsmidlet kan fremkaldes i selve tværbindingsopløsningen eller i et forudgående behandlingstrin, som inkluderer mætning af fibrene med enten en vandig eller en 35 ikke-vandig opløsning, som indeholder tværbindingsmidlet. Fibrene defibreres fortrinsvis mekanisk til individuel form. Denne mekaniske behandling kan udføres ved hjælp af tidligere beskrevne metoder til opduning af fibre i forbindelse med den tidligere beskrevne tørtværbindingsmetode.

16 DK 172436 B1

Ved fremstillingen af dunmaterialet er det specielt foretruk-kent at inkludere en mekanisk behandling, som får de fugtige cellu-losefibre til at antage en krøllet eller snoet tilstand i en grad, der ligger over krølnings- eller snoningsmængden, om nogen, i 5 fibrenes naturlige tilstand. Dette kan opnås ved i ni ti elt at tilvejebringe fibre til opduning, som foreligger i en fugtig tilstand, udsætte fibrene for en mekanisk behandling, såsom de tidligere beskrevne metoder til defibrering af fibrene til stort set individuel form, og i det mindste delvis tørre fibrene.

10 De relative mængder af krølning og snoning, som bibringes fibrene, er delvis afhængige af fibrenes fugtindhold. Det antages, at fibrene snor sig naturligt ved tørring under betingelser, hvor fiber-til-fiber-kontakten er lav, dvs. når fibrene er i en individualiseret form. Initiel mekanisk behandling af fugtige fibre får også 15 fibrene til at blive krøllet. Når fibrene derefter tørres eller delvis tørres under i det væsentlige frie betingelser, bliver de snoet, idet snoningsgraden forøges af den yderligere mængde krølning, der er tilvejebragt mekanisk. Defibreringsopduningstrinnene udføres fortrinsvis på fugtig pulp med stor stoftæthed eller pulp, 20 som er blevet afvandet til fibertæthed på fra ca 45% til ca. 55% (bestemt forud for påbegyndelse af defibrering).

Efter defibrering bør fibrene tørres til et fugtindhold på mellem 0% og ca. 30%, før de bliver bragt i kontakt med tværbindingsopløsningen, hvis ikke defibreringstrinnet allerede har tilveje-25 bragt fibre med et fugtindhold inden for dette område. Tørringstrinnet bør udføres, medens fibrene er under stort set frie betingelser.

Det vil sige, at fiber-til-fiber-kontakt bør gøres så lille som mulig, således at snoningen af fibrene, som er forbundet med tørring, ikke hæmmes. Både lufttørring og lyntørringsmetoder er egnede 30 til dette formål.

De individualiserede fibre bringes derefter i kontakt med en tværbindingsopløsning, som indeholder en vandubl andbar, ikke-vandig fortynder, et tværbindingsmiddel og en katalysator. Tværbindingsopløsningen kan indeholde en begrænset mængde vand. Vandindholdet i 35 tværbindingsopløsningen bør være mindre end ca. 18% og fortrinsvis mindre end ca. 9%.

En klump af fibre, som ikke er blevet mekanisk defibreret, kan også bringes i kontakt med en tværbindingsopløsning som ovenfor beskrevet.

DK 172436 B1 17

De anvendte mængder af tværbindingsmiddel og syrekatalysator vil afhænge af sådanne reaktionsbetingelser som fibertæthed, temperatur, vandindhold i tværbindingsopløsningen og fibrene, typen af tværbindingsmiddel og fortynder i tværbindingsopløsningen samt hvor 5 stor tværbinding, der ønskes. Den anvendte mængde tværbindingsmiddel ligger fortrinsvis i området fra ca. 0,2 vægtprocent til ca. 10 vægtprocent (baseret på den totale fiberfrie vægt af tværbindingsopløsningen). Det foretrukne syrekatalysatorindhold er yderligere afhængig af surhedsgraden af katalysatoren i tværbindingsopløs-10 ningen. Der kan generelt opnås gode resultater med et katalysator-indhold, inklusiv saltsyre, på mellem ca. 0,3 vægtprocent og ca. 5 vægtprocent (på basis af vægten af den fiberfrie tværbindingsopløsning) i tværbindingsopløsninger, som indeholder eddikesyre som fortyndingsmiddel, foretrukne niveauer af glutaraldehyd og en be-15 grænset mængde vand. Opslæmninger af fibre og tværbindingsopløsning med en fibertæthed på mindre end ca. 10 vægtprocent foretrækkes til tværbinding 1 forbindelse med de oven for beskrevne tværbindingsopløsninger.

Tværbindingsreaktionen kan udføres ved omgivelsestemperatur 20 eller for accelererede hastigheder ved forhøjet temperatur, fortrinsvis mindre end ca. 40°C.

Der findes en række metoder, ved hvilke fibrene kan bringes i kontakt med tværbindingsopløsningen og tværbindes heri. I én udførelsesform bringes fibrene i kontakt med opløsningen, som inltielt 25 indeholder både tværbindingsmidlet og syrekatalysatoren. Fibrene får lov til at gennemvæde i tværbindingsopløsningen, i løbet af hvilken tidsperiode tværbinding finder sted. I en anden udførelsesform bringes fibrene i kontakt med fortynderen og får lov til at gennemvæde forud for tilsætning af syrekatalysatoren. Derefter tilsættes 30 syrekatalysatoren, hvorpå tværbinding begynder. Andre metoder ud over de beskrevne vil være nærliggende for en fagmand og har til hensigt at ligge inden for opfindelsens rækkevidde.

Tværbindingsmidlet og de betingelser, ved hvilke tværbinding udføres, vælges fortrinsvis for at lette intrafibertværbinding. Det 35 er således fordelagtigt, at tværbindingsreaktionen finder sted i væsentlig udstrækning efter, at tværbindingsmidlet har haft tilstrækkelig tid til at trænge ind i fibrene. Reaktionsbetingelserne vælges fortrinsvis således, at man undgår øjeblikkelig tværbinding, med mindre tværbindingsmidlet allerede er trængt ind i fibrene. Der 18 DK 172436 B1 foretrækkes reaktionsperioder, hvor tværbindingen stort set er afsluttet i løbet af en periode på ca. 30 minutter. Længere reaktionsperioder formodes at give minimale marginale fordele med hensyn til fiberfunktion. Både kortere perioder inklusiv i det væsentlige 5 øjeblikkelig tværbinding samt længere perioder ligger imidlertid inden for opfindelsens rækkevidde.

Der er også tænkt på kun delvis hærdning i opløsning og efterfølgende fuldstændig tværbindingsreaktion senere 1 fremgangsmåden ved tørrings- og opvarmningsbehandlinger.

10 Efter tværbindingstrinnet drænes og vaskes fibrene. Fortrinsvis tilsættes i vasketrinnet en tilstrækkelig mængde af en basisk substans, såsom kautisk soda, for at neutralisere enhver syre, som er tilbage i pulpen. Efter vasken fjernes væsken fra fibrene, og de tørres fuldstændig. Fibrene udsættes fortrinsvis for et andet de-15 fibreringstrin, som får de tværbundne fibre til at krølle, f.eks. opduning ved defibrering, mellem trinnet til fjernelse af væske og tørringstrinnet. Ved tørring tilvejebringer fibrenes krøllede tilstand yderligere snoning som tidligere beskrevet i forbindelse med krølningsbehandlingen forud for kontakt med tværbindingsopløs-20 ningen. Det samme apparatur og de samme fremgangsmåder til induce-ring af snoning og krølning, som er beskrevet i forbindelse med det første mekaniske defibreringstrin, kan anvendes ved dette andet mekaniske defibreringstrin. Det her anvendte udtryk "defibrering" refererer til en hvilken som helst af de fremgangsmåder, som kan 25 anvendes til mekanisk separering af fibrene i stort set individuel form, selv om fibrene måske allerede foreligger i en sådan form. "Defibrering" refererer derfor til et trin med mekanisk behandling af fibrene i enten individuel form eller i mere kompakt form til et mekanisk behandlingstrin, som a) vil separere fibrene i stort set 30 individuel form, hvis de da ikke allerede forefindes i en sådan form, og b) tilvejebringer krølning og snoning i fibrene ved tørring.

Denne anden defibreringsbehandling, efter at fibrene er blevet tværbundet, har vist sig at forøge den snoede, krøllede karakter af 35 pulpen. Denne forøgede snoede, krøllede konfiguration af fibrene fører til forøget elasticitet og modtagelighed over for befugtning 1 absorberende strukturer. Der kan udføres en anden defibreringsbehandl ing på en hvilken som helst af de her beskrevne tværbundne fibre, som findes i en fugtig tilstand. Det er imidlertid en speciel 19 DK 172436 B1 fordel ved tværbindingsmetoden i ikke-vandig opløsning, at et andet defibreringstrin er muligt, uden at det er nødvendigt med et yderligere tørringstrin. Dette skyldes den kendsgerning, at den opløsning, i hvilken fibrene tværbindes, holder fibrene bøjelige efter 5 tværbindingen, selv om de ikke får fibrene til at antage en uønsket meget opsvulmet tilstand.

Det har ydermere uventet vist sig, at der kan opnås en stigende grad af ekspansion af den absorberende struktur efter befugtning af komprimerede puder for strukturer fremstillet ud fra fibre, som er 10 blevet tværbundne, medens de foreligger i en tilstand, som er snoet, men delvis opsvulmet i forhold til fibre, som er blevet grundigt tørret for vand forud for tværbinding.

De opnåede, forbedrede resultater for individualiserede, tværbundne fibre, som er blevet tværbundne under betingelser, hvor 15 fibrene er tørret til mellem ca. 18% og ca. 30% vandindhold før kontakt med tværbindingsopløsningen. I det tilfælde, hvor en fiber tørres fuldstændigt, før den kontaktes med tværbindingsopløsningen foreligger den i en ikke-opsvulmet, kollaberet tilstand. Fiberen bliver ikke opsvulmet ved kontakt med tværbindingsopløsningen på 20 grund af det lave vandindhold i opløsningen. Som diskuteret ovenfor er et kritisk aspekt ved tværbindingsopløsningen, at den ikke fremkalder nogen væsentlig opsvulmning af fibrene. Når fortynderen i tværbindingsopløsningen absorberes af en allerede opsvulmet fiber, bliver fiberen imidlertid faktisk "tørret” for vand, men fiberen 25 bevarer den tidligere eksisterende delvise opsvulmede tilstand.

For at beskrive den grad, til hvilken fibrene er opsvulmet, er det igen nyttigt at referere til væsketilbageholdelsesværdien (FRV) for en fiber efter tværbinding. Fibre, som har højere FRV-værdier svarer til fibre, som er blevet tværbundne i en mere opsvulmet 30 tilstand, i forhold til fibre, som er tværbundne i en mindre opsvulmet tilstand, når alle andre faktorer er ens. Uden at begrænse opfindelsens rækkevidde antages det, at delvis opsvulmede, tværbundne fibre med forhøjede FRV-værdier har større vådelasticitet og modtagelighed overfor befugtning end fibre, som er blevet tværbund-35 ne, medens de findes 1 en ikke-opsvulmet tilstand. Fibre med denne forøgelse af vådelasticitet og modtagelighed overfor befugtning er lettere i stand til at ekspandere eller sno sig op, når de befugtes i et forsøg på at vende tilbage til deres naturlige tilstand. På grund af den stivhed, som tilvejebringes ved tværbinding, er fibrene 20 DK 172436 B1 dog stadig i stand til at bibringe en mættet pude fremstillet ud fra fibrene den strukturmæssige støtte. Numeriske FRV-resultater, som beskrives her i forbindelse med delvis opsvulmede, tværbundne fibre, er vandtilbageholdelsesværdier. Når vandtilbageholdelsesværdierne 5 stiger til over ca. 60, antages fibrenes stivhed at blive utilstrækkelig til tilvejebringelse af den vådelasticitet og modtagelighed overfor befugtning, som er ønsket for at bære en mættet, absorberende struktur.

Ved en alternativ fremgangsmåde til tværbinding af fibrene i 10 opløsning gennemvædes fibrene først i en vandig opløsning eller en anden fiberopsvulmningsopløsning, væsken fjernes, fibrene tørres til et ønsket niveau og neddykkes efterfølgende i en vandubl andbar tværbindingsopløsning, som indeholder en katalysator og et tværbindingsmiddel, som tidligere beskrevet. Fibrene bliver fortrinsvis 15 mekanisk defibreret i dunform efter fjernelse af væske og forud for yderligere tørring for at opnå fordelene med forøget snoning og krølning, som tidligere beskrevet. Mekanisk defibrering udført efter at fibrene er blevet kontaktet med tværbindingsopløsningen er mindre ønskelig, eftersom en sådan defibrering ville forflygtige opløs-20 ningsmidlet, hvilket således muligvis ville føre til atmosfærisk kontaminering eller høje investeringer i luftbehandling på grund af tværbindingsmidlet.

I en modifikation af den umiddelbart ovenfor beskrevne fremgangsmåde defibreres fibrene, og de forgennemvædes derefter i en 25 højkoncentreret opløsning af tværbindingsmidlet og et fortyndingsmiddel til fiberopsvulmning, fortrinsvis vand. Koncentrationen af tværbindingsmidlet er tilstrækkelig høj til at hæmme vandinduceret opsvulmning af fibrene. Vandige opløsninger med 50 vægtprocent af tværbindingsmidlerne, fortrinsvis glutaraldehyd, har vist sig at 30 være brugbare opløsninger til forgennemvædning af fibrene. Væsken fjernes fra de forgennemvædede fibre, og fibrene neddykkes i en tværbindingsopløsning, som indeholder en vandubl andbar, polær fortynder, en katalysator og en begrænset mængde vand, og fibrene tværbindes som tidligere beskrevet. Som ligeledes beskrevet ovenfor 35 kan væsken fjernes fra de tværbundne fibre, og de kan derefter udsættes for et andet mekanisk defibreringstrin forud for yderligere bearbejdning til en plade eller en absorberende struktur.

Forgennemvædning af fibrene med tværbindingsmiddel i en vandig opløsning forud for, at tværbindingsmidlet bringes til at reagere, 21 DK 172436 B1 tilvejebringer uventet høj absorberende evne hos absorberende puder fremstillet ud fra de tværbundne fibre endog i forhold til puder fremstillet ud fra tvaerbundne fibre ved de kendte hærdningsmetoder i ikke-vandig opløsning, hvor fibrene ikke blev forgennemvædet med en 5 opløsning, som indeholdt tværbindingsmidlet.

Tvaerbundne fibre fremstillet som beskrevet ovenfor kan anvendes direkte til fremstilling af luftlagte, absorberende kerner. Ydermere kan de tvaerbundne fibre på grund af deres stivhed og elastiske karakter vådlægges til en ikke-komprimeret, lavvægtfyldig plade, 10 som, når den efterfølgende tørres, direkte kan bruges som en absorberende kerne uden yderligere mekanisk bearbejdning. De tvaerbundne fibre kan også vådlægges i form af komprimerede pulpplader til salg eller transport til fjerne steder.

Når de invidualiserede, tværbundne fibre er fremstillet, kan de 15 luftlægges og direkte formes til absorberende strukturer, eller de kan vådlægges og formes til absorberende strukturer eller komprimerede pulpplader. Fibrene ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringer en række væsentlige funktionsfordele. Det er imidlertid vanskeligt at forme sådanne fibre til en glat, vådlagt plade 20 ved hjælp af traditionelle vådpiadeformningsmetoder. Dette skyldes, at individualiserede, tværbundne fibre hurtigt flokkulerer, når de er i opløsning. En sådan flokkulerlng kan finde sted både i forrådsbeholderen og ved aflejring på det småhullede formgivningswire.

Forsøg på at pladeforme individualiserede, tværbundne fibre ved 25 hjælp af traditionelle pulppiadeformningsmetoder har vist sig at resultere i dannelsen af en flerhed af klumper af flokkulerede fibre. Dette skyldes fibrenes stive, snoede karakter, et lavt niveau af fiber-til-fiber-binding og en høj dræningsevne hos fibrene, når de er aflejret på et pladeformgivningsnet. Det er derfor et væsent-30 ligt kommercielt anliggende, at der tilvejebringes en brugbar fremgangsmåde til pladeformgivning af individualiserede, tværbundne fibre, hvorved der kan fremstilles vådlagte absorberende strukturer og komprimerede pulpplader til transport og efterfølgende defibre-ring.

35 Der er således blevet udviklet en ny fremgangsmåde til at til danne individualiserede, tværbundne fibre, som har tendens til at flokkulere i opløsning, til plader, ved hvilken fremgangsmåde en opslæmning, som indeholder Individualiserede, tværbundne fibre, in1 -ti el t aflejres på et småhullet formgivningsnet, såsom et 22 DK 172436 B1

Fourdriniernet, på samme måde som ved traditionelle metoder til formgivning af pulp i plader. På grund af disse individualiserede, tværbundne fibres natur aflejres disse fibre imidlertid på formgivningsnettet i en flerhed af klumper af fibre. Mindst én strøm af 5 væske, fortrinsvis vand, rettes mod de aflejrede, klumpede fibre. Fortrinsvis rettes en serie af brusere mod fibrene, der er aflejret på formgivningsnettet, hvor på hinanden følgende brusere har faldende geometriske strømhastigheder. Bruserne skal have en tiistækkelig hastighed, således at vsskeslaget mod fibrene hæmmer dannelsen 10 af flokkulationer af fibrene, og således at flokkulationer af fibre, hvor de allerede er dannet, dispergeres. Fiberaflejringstrinnet udføres fortrinsvis med en cylindrisk skærm, såsom en Dandy-valse, eller med et andet apparatur, som har en analog funktion, som er kendt eller vil blive kendt Inden for fagområdet. Når den fibrøse 15 plade er blevet lagt, kan pladen derefter tørres og eventuelt komprimeres efter ønske. Afstanden mellem bruserne vil variere afhængig af den bestemte fiberflokkuleringshastighed, formgivningsnettets liniehastighed, dræningen gennem formgivningsnettet, antallet af brusere og hastigheden af strømmen gennem bruserne. Bruserne 20 er fortrinsvis anbragt tilstrækkelig tæt sammen til at væsentlige niveauer af flokkulering ikke finder sted.

Ud over at hæmme dannelsen af flokkul erInger og dispergere flokkulering af fibrene, kompenserer den væske, som bruses på fibrene, også for den ekstremt hurtige dræning af individualiserede, 25 tværbundne fibre, ved at tilvejebringe yderligere flydende medium, i hvilket fibrene kan dispergeres til efterfølgende pladedannelse.

Flerheden af brusere med faldende vol umetriske strømhastigheder letter en systematisk nettoforøgelse af opslæmningstæthed, medens der tilvejebringes en repetitiv dispergerende og hæmmende virkning 30 på flokkuleringer af fibrene. Dette resulterer i dannelsen af en relativ glat og jævn aflejring af fibrene, som øjeblikkelig, det vil sige før gen flokkulering, formes i pladeform ved at give væsken lov til at dræne og ved at presse fibrene mod den småhullede wire.

I forhold til pulpplader fremstillet ud fra traditionelle, 35 ikke-tværbundne cellulosefibre er pulppladerne fremstillet ud fra de tværbundne fibre ifølge den foreliggende opfindelse vanskelige at komprimere til traditionelle pulppladers tætheder. Det kan derfor være ønskeligt at kombinere tværbundne fibre med ikke-tværbundne fibre, såsom de fibre, der traditionelt anvendes ved fremstilling af 23 DK 172436 B1 absorberende kerner. Pulpplader, som indeholder stivede, tværbundne fibre indeholder fortrinsvis fra ca. 5% til 90% ikke-tværbundne cel!ulosefibre, baseret på den totale tørvægt af pladen blandet med de individualiserede, tværbundne fibre. Det foretrækkes navnlig at 5 inkludere fra ca. 5% til ca. 30% af meget raffinerede, ikke-tværbundne cellulosefibre, baseret på den totale tørvægt af pladen.

Sådanne stærkt raffinerede fibre er raffineret eller formalet til en formalningsgrad på mindre end ca. 300 milliliter CSF, fortrinsvis mindre end 100 milliliter CSF. De ikke-tværbundne fibre blandes 10 fortrinsvis med en vandig opslæmning af de individualiserede, tværbundne fibre. Denne blanding kan derefter formes til en komprimeret pulpplade til efterfølgende defibrering og formgivning til absorberende puder. Inkorporeringen af de ikke-tværbundne fibre letter komprimeringen af pulppladen til en komprimeret form, medens 15 de bibringer et overraskende lille tab med hensyn til absorptionsevne i den derefter formede absorberende pude. De ikke-tværbundne fibre forøger yderligere brudstyrken af pulppladen og absorberende puder fremstillet enten ud fra pulppladen eller direkte fra blandingen af de tværbundne og de ikke-tværbundne fibre. Ligegyldig om 20 blandingen af de tværbundne og de ikke-tværbundne fibre først formes til en pulpplade og derefter formes til en absorberende pude eller formes direkte til en absorberende pude, kan den absorberende pude enten luftlægges eller vådlægges som tidligere beskrevet.

Plader eller baner fremstillet ud fra individualiserede, tvær-25 bundne fibre, eller fra blandinger, som også indeholder ikke-tværbundne fibre, vil fortrinsvis have gramvægte på mindre end ca. 800 gram/m og tætheder på mindre end ca. 0,60 gram/cm specielt vådlag· 2 2 te plader med gramvægte på mellem 300 gram/ m og ca. 600 gram/m og 3 3 tætheder på mellem 0,15 gram/cm og ca. 0,30 gram/cm til direkte 30 anvendelse som absorberende kerner i engangsartikler, såsom bleer, tamponer og andre menstruationsprodukter. Strukturer, som har gramvægte og tætheder, der er højere end disse niveauer, formodes at være mest brugbare til efterfølgende findeling og luftlægning eller vådlægning til dannelse af en struktur med en lavere tæthed og 35 gramvægt, som er mere anvendelig til absorberende formål. Sådanne strukturer med højere gramvægt og tæthed udviser også overraskende høj absorptionsevne og modtagelighed overfor befugtning. Andre anvendelser, der er tænkt på for fibrene ifølge den foreliggende opfindelse, inkluderer servietter med tætheder, som kan være mindre 3 24 DK 172436 B1 end 0,10 gram/cm .

For produktanvendelser, hvor de tværbundne fibre anbringes op mod en persons hud eller i nærheden af huden, er det ønskeligt at behandle fibrene yderligere for at fjerne overskydende, ikke-omsat 5 tværbindingsmiddel. Niveauet af ikke-omsat tværbindingsmiddel reduceres fortrinsvis til mindst under ca. 0,03%, baseret på tørvægten af cellulosefibrene. En serie behandlinger, der med held kan fjerne overskydende tværbindingsmiddel, omfatter i rækkefølge, vask af de tværbundne fibre, gennemvædning af fibrene i vandig opløsning 10 i en væsentlig tidsperiode, sigtning af fibrene, afvanding af fibrene, f.eks. ved centrifugering, til en s tof tæthed på fra ca. 40% til ca. 80%, mekanisk defibrering af de af vandede fibre, som tidligere beskrevet og lufttørring af fibrene. Denne fremgangsmåde har vist sig at nedsætte restindholdet af frit tværbindingsmiddel til 15 mellem ca. 0,01% og ca. 0,15%.

Ved en anden fremgangsmåde til nedsættelse af restindholdet af tværbindingsmiddel fjernes det let ekstraherbare tværbindingsmiddel ved alkalisk vask. Alkalinitet kan opnås med basiske forbindelser, såsom natriumhydroxid, eller alternativt i form af oxiderende 20 midler, såsom de kemikalier, der almindeligvis anvendes som blegemidler, f.eks. natriumhypochlorit, og aminholdige forbindelser, f.eks. ammoniumhydroxid, som hydrolyserer hemiacetalbindinger til dannelse af Schiff'ske baser. pH-Værdien holdes fortrinsvis på et niveau på mindst ca. 7, og mere fortrinsvis mindst ca. 9, til 25 undgåelse af tilbageomdannelse af acetaltværbindingen. Det fore trækkes at inducere nedbrydning af hemiacetalbindinger, medens man er neutral over for acetalbindinger. Derfor foretrækkes de ekstraktionsmidler, som fungerer ved meget alkaliske betingelser. Enkelte vaskebehandlinger med 0,01N og 0,IN ammoniumhydroxid fandtes at 30 nedsætte restindholdet til fra ca. 0,0008% til ca. 0,0023% for gennemvædningsperloder på fra 30 minutter til 2 timer. Det antages, at man opnår minimale yderligere fordele ved gennemvædningstider på over ca. 30 minutter og for ammoniumhydroxidkoncentrationer på over ca. Ο,ΟΙΝ.

35 Både enkelttrinsoxidation og oxidation med multiple trin fandtes at være effektive metoder til ekstraktion af restindholdet af tværbindingsmidlet. Enkelttrinsvask med fra 0,1% disponibelt chlor til ca. 0,8% disponibelt chlor, baseret på tørvægten af fibrene, tilført i form af natriumhypochlorit blev observeret at 25 DK 172436 B1 nedsætte restindholdet af tværbindingsmiddel til fra ca. 0,0015% til ca. 0,0025%.

Ved en ny fremgangsmåde til fremstilling af tværbundne, individualiserede fibre, udsættes fiberkilden for en traditionel fler-5 trinsblegningssekvens, men midt i sekvensen afbrydes blegningspro cessen, og fibrene tværbindes i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse. Efter hærdning færdiggøres den resterende del af blegningssekvensen. Det har vist sig, at acceptable lave tværbindingsmiddel restniveauer på mindre end ca. 0,006% kan opnås på denne 10 måde. Denne metode antages at inkorporere den foretrukne måde til fremstilling af tværbundne fibre, eftersom udgifterne og behandlingsbesværet med yderligere vaske- og ekstraktionsudstyr og yderligere behandlingstrin undgås på grund af foreningen af blegningstrinnet og nedsættelse af restindholdet. De praktiserede blegnings-15 sekvenser og afbrydningspunktet i sekvenserne for tværbinding kan variere meget, hvilket vil være indlysende for en fagmand. Fler-trinsblegningssekvenser, hvor DEP*- eller DEH*-trin efterfølger tværbinding har vist sig at tilvejebringe ønskelige resultater. (*D - chlordioxid, E - kaustisk ekstraktion, P - peroxid, H -natriumhy-20 pochlorit). Blegningssekvenstrinnene efter tværbinding er fortrinsvis alkaliske behandlinger udført ved pH-værdier på over ca. 7 og mere fortrinsvis over ca. 9.

Udover at tilvejebringe effektiv nedsættelse af restindholdet af tværbindingsmiddel har alkaliske behandlinger efter tværbinding 25 vist sig at lette udviklingen af fibre med højere FRV-værdi (væsketilbageholdelsesværdi) på fra 25 til 60 for ækvivalente tværbindingsniveauer. Fibrene med højere FRV-værdier har lavere tørelasticitet, dvs. de er lettere at komprimere, medens de findes 1 en tør tilstand, medens de stort set bevarer den samme vådelasticitet og 30 fugtmodtagelighed som de ellers ækvivalente fibre, der er tværbundet efter afslutning af blegning. Dette var navnlig overraskende i betragtning af, at højere FRV-værdier hidtil har resulteret i nedsatte absorptionsegenskaber.

De her beskrevne tværbundne fibre er brugbare til en lang række 35 absorberende genstande inklusiv men ikke begrænset til servietter, engangsbleer, menstruationsbind, hygiejnebind, tamponer og bandager, hvor hver af disse artikler har en absorberende struktur, som indeholder de her beskrevne individualiserede, tværbundne fibre.

F.eks. tænkes der specielt på en engangsble eller en lignende 26 DK 172436 B1 artikel med en væskegennemtrængeli g topplade, en væskeugennem-trængelig bagbeklædning forbundet til toppladen og en absorberende struktur, som indeholder individualiserede, tværbundne fibre. Sådanne artikler beskrives alment i US patent nr. 3.860.003, udstedt 5 til Kenneth B. Buell, 14. januar, 1975.

Absorberende kerner til bleer og menstruationsbind fremstilles traditionelt ud fra ikke-stivede, ikke-tværbundne cellulosefibre, hvor de absorberende kerner har tørdensiteter på fra ca. 0,06 gram/cm til ca. 0,12 gram/cm . Ved befugtning udviser den absorbe-10 rende kerne normalt en volumennedsættelse.

Det har vist sig, at de tværbundne fibre kan anvendes til fremstilling af absorberende kerner med væsentlig bedre væskeabsorberende egenskaber inklusiv men ikke begrænset til absorptionskapacitet og vægefunktion i forhold til absorberende kerner med ækviva-15 lent densitet fremstillet ud fra traditionelle, ikke-tværbundne fibre eller kendte tværbundne fibre. Ydermere kan disse forbedrede absorptionsevner opnås sammen med forøgede vådelasticitetsniveauer.

3

Til absorberende kerner med densiteter på fra ca. 0,06 gram/cm til 3 ca. 0,15 gram/cm , som bevarer stort set konstant volumen ved 20 befugtning, foretrækkes det navnlig at anvende tværbundne fibre med tværbindingsniveauer på fra ca. 2,0 mol% til ca. 2,5 mol% tværbindingsmiddel, baseret på tør cellulose-anhydroglucosemolbasis. Absorberende kerner fremstillet ud fra sådanne fibre har en ønskelig kombination af strukturel integritet, dvs. bestandighed mod kompri-25 mering, og vådelasticitet. Udtrykket vådelasticitet i denne sammenhæng refererer til en fugtig pudes evne til at springe tilbage mod dens oprindelige form og volumen efter udsættelse for sammenpressende kræfter og ophævelse heraf. Sammenlignet med kerner fremstillet ud fra ubehandlede fibre og kendte tværbundne fibre, vil de absorbe-30 rende kerner fremstillet ud fra fibrene ifølge den foreliggende opfindelse genvinde en væsentlig højere del af deres oprindelige volumen efter ophævelse af sammenpressende kræfter i våd tilstand.

Ved en anden foretrukken udførelsesform formes de individualiserede, tværbundne fibre enten til en luftlagt eller vådlagt (og 35 efterfølgende tørret) absorberende kerne, som komprimeres til en densitet i tør tilstand, som er mindre end pudens densitet i våd ligevægt. Densiteten i våd ligevægt er densiteten af puden, beregnet på basis af en tør fiber, når puden er helt mættet med væske. Når fibrene formes til en absorberende kerne med en densitet i tør 27 DK 172436 B1 tilstand, som er mindre end densiteten i våd ligevægt, vil kernen ved befugtning til mætning kollabere til densiteten ved våd ligevægt. Når fibrene alternativt formes til en absorberende kerne med en densitet i tør tilstand, som er større end densiteten i våd 5 ligevægt, vil kernen ved befugtning til mætning ekspandere til densiteten ved den våde ligevægt. Puder fremstillet ud fra fibre fremstillet således, har i våd ligevægt densiteter, som er væsentlig lavere end puder fremstillet ud fra traditionelle, opdunede fibre.

Fibrene kan komprimeres til en højere densitet end densiteten 1 våd 10 ligevægt til frembringelse af en tynd pude, som ved befugtning vil ekspandere, hvorved den absorberende kapacitet forøges i en grad, som er væsentlig større end den, der opnås med ikke-tværbundne fibre.

Specielt stor absorptionsevne, vådelasticitet og modtagelighed 15 overfor befugtning kan opnås med tværbindingsniveauer på mellem ca.

0,75 mol% og ca. 1,25 mol%, baseret på tør cellulosemol basis. Sådanne fibre formes fortrinsvis til absorberende kerner med densiteter i tør tilstand, som er højere end densiteter ved våd ligevægt.

De absorberende kerner sammenpresses fortrinsvis til densiteter på 20 mellem ca. 0,12 gram/cm og ca. 0,60 gram/cm , hvor den tilsvarende densitet ved våd ligevægt er mindre end densiteten af den tørre, sammenpressede pude. De absorberende kerner sammenpresses også 3 fortrinsvis til en densitet på fra ca. 0,12 gram/cm til ca. 0,40 o gram/cm, hvor de tilsvarende densiteter ved våd ligevægt ligger 25 mellem ca. 0,08 gram/cm og ca. 0,12 gram/cm og er mindre end densiteterne af de tørre, sammenpressede kerner. I forhold til tvær-bundne fibre med tværbindingsniveauer på mellem 2,0 mol% og ca. 2,5 mol% er de førstnævnte fibre mindre stive, hvilket gør dem mere egnede til sammenpresning til det højere densitetsområde. De først-30 nævnte fibre har også større modtagelighed over for befugtning, idet de ved befugtning springer op med en større hastighed og i en større udstrækning end fibre med tværbindingsniveauer mellem 2,0 mol% og 2,5 mol%, de har en større vådelasticitet og bevarer næsten lige så meget absorberende kapacitet. Det skal imidlertid bemærkes, at 35 absorberende strukturer inden for det højere densitetsområde kan fremstilles ud fra tværbundne fibre Inden for det højere tværbindingsniveauområde, ligesom absorberende strukturer med lavere densitet kan fremstilles ud fra tværbundne fibre med lavere tværbindingsniveauer. Forbedret funktion i forhold til kendte, 28 DK 172436 B1 individualiserede, tværbundne fibre opnås for alle sådanne strukturer.

Skønt ovennævnte diskussion involverer foretrukne udførelsesformer for højvægtfyldige og lavvægtfyldige absorberende strukturer 5 skal det forstås, at en række kombinationer af densiteter for absorberende strukturer og tværbindingsmiddel niveauer mellem de her omtalte områder vil tilvejebringe en forbedring af absorptionsegenskaber og integritet af den absorberende struktur i forhold til traditionelle cellulosefibre og kendte tværbundne fibre. Det er 10 hensigten, at sådanne udførelsesformer ligger inden for opfindelsens rækkevidde.

Absorberende strukturer fremstillet ud fra individualiserede, tværbundne fibre kan ydermere indeholde adskilte partikler af i det væsentlige vand-uopløseligt, hydrogeldannende materiale. De hydro-15 geldannende materialer er kemiske forbindelser, som er i stand til at absorbere væsker og tilbageholde dem under moderate tryk.

Egnede hydrogeldannende materialer kan være uorganiske materialer, såsom siliciumoxidgeler, eller organiske forbindelser, såsom tværbundne polymerer. Det skal forstås, at tværbinding, når 20 der refereres hertil i forbindelse med hydrogeldannende materialer, antager en bredere betydning end der er tænkt på i forbindelse med reaktionen mellem tværbindingsmidler og cellulosefibre til dannelse af individualiserede, tværbundne fibre. Tværbundne, hydrogel dannende polymerer kan være tværbundet med en covalent, lonisk eller van der 25 Waals binding eller med hydrogenbinding. Eksempler på hydrogel- dannende materialer inkluderer polyacrylamider, polyvinyl al kohol, ethylenmalelnsyreanhydridcopolymerer, polyvinylethere, hydroxy-propylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl morpholi non, polymerer og copolymerer af vinyl sul fonsyre, polyacrylater, polyacryl-30 amider, polyvinylpyridin og lignende. Andre egnede hydrogel dannende materialer er omtalt i beskrivelsen til US patent nr. 3.901.236 til Assarsson et al., udstedt 26. august 1975. Specielt foretrukne hydrogel dannende polymerer til brug i den absorberende kerne er hydrolyseret acrylonitrilpodet stivelse, acrylsyrepodet stivelse, 35 polyacrylater og isobutylenmaleinsyreanhydridcopolymerer eller blandinger heraf. Eksempler på hydrogel dannende materialer, som kan anvendes, er Aqualic L-73, en delvis neutraliseret polyacrylsyre fremstillet af Nippon Shokubai Co., Japan, samt Sanwet IM 1000, en delvis neutraliseret acrylsyrepodet stivelse fremstillet af Sanyo 29 DK 172436 B1

Co., Ltd., Japan. Hydrogel dannende materialer med forholdsvis store gelstyrker, som beskrevet i US patentansøgning nr. 746.152, indleveret 18. juni 1985, foretrækkes til brug sammen med individualiserede, tværbundne fibre.

5 Fremgangsmåder til fremstilling af hydrogeldannende materialer omtales af Masuda et al., i US patentnummer 4.076.663, udstedt 28. februar 1978, af Tsubakimoto et al., i US patent nr. 4.286.082, udstedt 25. august 1981 og yderligere i US patenterne nr. 3.734.876, 3.661.815, 3.670,731, 3.664.343, 3.783.871 og belgisk patent nr.

10 785.850.

Det hydrogeldannende materiale kan være fordelt gennem hele den absorberende struktur, som indeholder individualiserede, tværbundne fibre eller kan være begrænset til fordeling gennem et specielt lag eller sektion af den absorberende struktur. I en anden udførelses-15 form er det hydrogeldannende materiale klæbet eller lamineret på en plade eller folie, som er lagt mod en fibrøs, absorberende struktur, som kan inkludere individualiserede, tværbundne fibre. En sådan plade eller folie kan være fieri åget, således at det hydrogeldannende materiale ligger mellem lagene. I en anden udførelsesform kan 20 det hydrogeldannende materiale være klæbet direkte på overfladen af fibrene i den absorberende struktur.

Der er blevet observeret overraskende store forøgelser i hud-tørhed for absorberende strukturer, som kombinerer de individualiserede, tværbundne fibre ifølge den foreliggende opfindelse og 25 hydrogeldannende materialer, ifølge det hudvådhedsniveau, som er målt med et evaporimeter efter at fugtige absorberende strukturer har kontaktet human hud. Denne forbedring antages at skyldes den høje sugeevne hos individualiserede, tværbundne fibre i forhold til evnen hos traditionelle fibre samt strukturens forøgede absorptions-30 kapacitet. Enestående sugeevne hos strukturer fremstillet ud fra individualiserede, tværbundne fibre hidrører fra fibrenes stive natur og de forholdsvis store hulrum, som er et resultat heraf. Imidlertid kan meget høje niveauer af tværbindingsmiddel, som kan være til stede i visse kendte, individualiserede, tværbundne fibre, nedsætte 35 sugeevnen på grund af tværbindingsmidlets hydrofobe karakter.

En anden vigtig fordel er blevet observeret med hensyn til absorberende strukturer fremstillet ud fra individualiserede, tværbundne fibre med tørdensiteter, som er højere end de tilsvarende 1igevægtsvåddensiteter (beregnet på tørfiberbasis). Denne type 30 DK 172436 B1 absorberende struktur ekspanderer navnlig i volumen ved befugtning.

Som følge af denne ekspansion bliver fibrenes interfiberkapil-lærnetværk også større. I traditionelle absorberende strukturer med hydrogel dannende materiale iblandet, ekspanderer det hydrogeldan-5 nende materiale i volumen på grund af væskeabsorption og kan blokere eller nedsætte størrelsen af kapillærbanerne til væskeabsorpsion, før hele væskeabsorptionspotentialet i strukturen er udnyttet. Dette fænomen er kendt som gelblokering. Kapillærudvidelse på grund af ekspansion af fibernetværket i den absorberende struktur nedsætter 10 forekomsten af gelblokering. Dette gør det muligt at anvende større dele af strukturens væskeabsorberende potentiale og gør det om ønsket muligt at inkorporere højere niveauer af hydrogeldannende materiale i den absorberende struktur uden væsentlige gelblokeringsniveauer.

15 Absorberende strukturer, som indeholder individualiserede, tværbundne fibre og hydrogeldannende materialer til brug 1 ble- 3 kerner, har fortrinsvis tørdensiteter på fra 0,15 g/cm til ca. 0,40 3 g/cm og Indeholder fortrinsvis mindre end ca. 20% hydrogeldannende materiale, beregnet på tørfiberbasis. Mest fortrinsvis har mellem 20 0,75 mol% og ca. 1,25 mo1% gi ut araldehyd, beregnet på cellulose- anhydroglucosemolbasis, reageret med de individualiserede, tværbundne fibre i form af intrafibertværbindinger, hvor fibrene er formet i en forholdsvis tynd absorberende struktur i en tilstrækkelig komprimeret tør tilstand, således at strukturen kan ekspandere 25 ved befugtning.

Det hydrogeldannende materiale kan være homogent dispergeret gennem hele eller dele af den absorberende struktur. En ble-struktur, som omtalt i US patent nr. 3.860.003, kan have en absorberende kerne, som indeholder de foretrukne individualiserede, tværbundne

O

30 fibre, har en tørdensitet på ca. 0,20 g/cm og også indeholder hydrogeldannende materiale dispergeret gennem hele kernen. En optimal balance mellem blesugeevne, total absorptionskapacitet, hudvådhed og økonomisk levedygtighed kan tilsyneladende opnås med indhold af Aqualic L-73 på mellem ca. 5 vægt% og ca. 20 vægt% 35 baseret på den totale vægt af den tørre absorberende kerne. Mellem ca. 8 vægt% og ca. 10 vægt% af det hydrogeldannende materiale, såsom Aqualic L-73, blandes fortrinsvis homogent med absorberende kerner, som indeholder de individualiserede, tværbundne fibre, i produkter, som omtales i US patent nr. 3.860.003.

2 31 DK 172436 B1

De ovenfor beskrevne absorberende strukturer kan også inkludere traditionelle, opdunede fibre eller meget raffinerede fibre, hvor mængden af hydrogel dannende materiale er baseret på den totale vægt af fibrene, som tidligere diskuteret.

j 5 i

Fremgangsmåde til bestemmelse af væsketilbaaeholdelsesværdien

Nedenstående procedure blev anvendt til at bestemme vandtilbageholdelsesværdien for cellulosefibre.

' En prøve på fra ca. 0,3 gram til ca. 0,4 gram fibre blev gen- 10 nemvædet i en tildækket beholder med ca. 100 milliliter destilleret eller de ioniseret vand ved stuetemperatur i fra ca. 15 til ca. 20 timer. De gennemvædede fibre blev opsamlet på et filter og overført til en 80 mesh wirekurv anbragt ca. 3,8 cm over bunden af et centrifugerør, hvor bunden er en 60 mesh sigte. Centrifugerøret blev 15 dækket med et plastdække, og prøven blev centrifugeret ved en relativ centrifugeringskraft på fra 1.500 til 1.700 g i fra 19 til 21 minutter. De centrifugerede fibre blev derefter fjernet fra kurven og vejet. De vejede fibre blev tørret til en konstant vægt ved 105°C og blev vejet igen. Vandtilbageholdelsesværdien blev 20 beregnet på følgende måde: w - n (1) vandtilbageholdelseværdi = -g—- x 100 hvor W = vådvægt af de centrifugerede fibre, 25 D = tørvægt af fibrene, W-D «* vægt af absorberet vand.

Fremgangsmåde til bestemmelse af dryppekapacitet.

Nedenstående fremgangsmåde blev anvendt til at bestemme en 30 absorberende kernes dryppekapacitet. Dryppekapaciteten blev anvendt som et kombineret mål for kernernes absorberende kapacitet og absorptionshastighed.

En 10 cm gange 10 cm stor absorberende pude, som vejede ca. 7,5 gram, blev anbragt på et sigtenet. Syntetisk urin blev påført på 35 midten af puden med en hastighed på 8 mill il iter/s. Strømmen af syntetisk urin blev standset, når den første dråbe syntetisk urin slap ud fra bunden eller siderne af puden. Dryppekapaciteten blev beregnet som forskellen i masse af puden før og efter til føring af den syntetiske urin divideret med massen af fibrene, på knastør 32 DK 172436 B1 basis.

Fremgangsmåde til bestemmelse af vådsammentrvkkeliqhed.

Nedenstående fremgangsmåde blev anvendt til at bestemme absor-3 berende strukturers vådsammentrykkel ighed. Vådsammentrykkelighed blev anvendt som et mål for modstand overfor vådsammentrykning, strukturel integritet i våd tilstand og vådelasticitet af de absorberende kerner.

Der blev fremstillet en firkantet pude på 10 cm gange 10 cm og 10 som vejede 7,5 gram, dens tykkelse blev målt og densiteten beregnet.

Puden blev belastet med syntetisk urin til 10 gange dens tørvægt eller til mætningspunktet, hvad der nu er mindst. Puden blev påført en 0,1 PSI sammentrykningsbelastning. Efter ca. 60 sekunder, i hvilket tidsrum puden ækvilibrerede, blev tykkelsen af puden målt.

15 Sammentrykningsbelastningen blev derefter forøget til 1,1 PSI, puden fik lov til at ækvilibrere og tykkelsen blev målt. Sammentrykningsbelastningen blev derefter nedsat til 0,1 PSI, puden fik lov til at ækvilibrere, og tykkelsen blev igen målt. Pudens densiteter blev beregnet ved den oprindelige 0,1 PSI belastning, 1,1 PSI 20 belastningen og den anden 0,1 PSI belastning, omtalt som 0,1 PSIR

3 (PSI-tilbagespring). Hulrumsvolumen, der er angivet i cm /gram, blev derefter bestemt for hver respektiv trykbelastning. Hulrumsvolurnenet er den reciprokke værdi af densiteten af den våde pude minus fiber-

O

volumenet (0,95 cm /gram). Hulrumsvoluminerne ved 0,1 PSI og 1,1 PSI 25 er brugbare indikatorer for modstand mod vådsammenpresning og strukturel integritet i våd tilstand. Større hul rumsvoluminer for fælles i ni ti el 1e pudedensiteter indikerer større modstand over for vådsammenpresning og større strukturel integritet i våd tilstand.

Forskellen mellem 0,1 PSI- og 0,1 PSIR-hulrumsvoluminerne er brugbar 30 til sammenligning af absorberende puders vådelasticitet. En mindre forskel mellem 0,1 PSI-hul rumsvol umen og 0,1 PSIR-hulrumsvolumen indikerer en større vådelasticitet.

Forskellen i målepasserværdi mellem den tørre pude og den mættede pude forud for sammentrykning fandtes også at være en brugbar 35 indikator for pudernes modtagelighed overfor befugtning.

Fremgangsmåde til bestemmelse af tørsammentrvkkeliahed.

Nedenstående fremgangsmåde blev anvendt til at bestemme tørsammen trykkel ighed for absorberende kerner. Tørsammentrykkelighed 33 DK 172436 B1 blev anvendt som et mål for kernernes tørelasticitet.

Der blev fremstillet en kvadratisk luftlagt pude på 10 cm gange 10 cm. med en masse på ca. 7,5, og den blev sammentrykket i tør 2 tilstand med en hydraulisk presse til et tryk på 242 kg/cm . Puden 5 blev vendt om, og trykket blev gentaget. Tykkelsen af puden blev målt før og efter sammenpresning med en ikke-belastende målepasser.

Densitet før og efter sammenpresning blev derefter beregnet som masse/(areal gange tykkelse). Større forskelle mellem densitet før og efter sammenpresning indikerede lavere tørelasticitet.

10

Fremgangsmåde til bestemmelse af det niveau af qlutaraldehvd. som reagerede med cel!ulosefibre.

Nedenstående fremgangsmåde blev anvendt til at bestemme det niveau af glutaraldehyd, som har reageret med cellulosekomponenten i 15 de individualiserede, glutaraldehydtværbundne fibre under dannelse af intrafibertværbindinger .

En prøve af individualiserede, tværbundne fibre blev ekstraheret med 0,IN HC1. Ekstraktet blev separeret fra fibrene, og den samme ekstraktion/separationsprocedure blev gentaget yderligere tre 20 gange for hver prøve. Ekstraktet fra hver ekstraktion blev separat blandet med en vandig opløsning af 2,4-dinitrophenylhydrazon (DNPH). Reaktionen fik lov til at forløbe i 15 minutter, hvorefter der blev tilsat et volumen chloroform til blandingen. Reaktionsblandingen blev blandet yderligere 45 minutter. Chloroformen og de vandige lag 25 blev separeret i en skilletragt. Niveauet af glutaraldehyd blev bestemt ved at analysere chloroformi åget for DNPH-derivat ved hjælp af højtryksvæskechromatografi (HPLC) .

De anvendte chromatografiske betingelser for HPLC-analysen var - søjle: C-18 omvendt fase; detektor: UV ved 360 nm; mobilfase 80:20 30 methanol:vand; flowhastighed: 1 milliliter/minut; måling foretaget: tophøjde. En kalibreringskurve for tophøjde og glutaraldehydindhold blev fremstillet ved at måle HPLC-tophøjder på fem standardopløsninger med kendte niveauer af glutaraldehyd på fra 0 til 25 ppm.

Hver af de 4 chloroformfaser for hver fiberprøve blev analyse-35 ret ved HPLC, tophøjden blev målt, og det tilsvarende glutaralde-hydniveau blev bestemt ud fra kalibreringskurven. Glutaraldehyd-koncentrati onerne for hver ekstraktion blev derefter summeret op og divideret med fiberprøvevægten (tørvægtsbasis) til tilvejebringelse af glutaraldehydindhold på fibervægtsbasis.

34 DK 172436 B1

For hvert HPLC-chromatogram var der 2 glutaraldehydtoppe.

Hvilken som helst af de to toppe kan anvendes, sålænge det er den samme top, der anvendes i hele proceduren.

5 Eksempel 1

Dette eksempel viser den virkning forskellige niveauer af et tværbindingsmiddel, glutaraldehyd, har på absorptionsevnen og elasticiteten af absorberende puder fremstillet ud fra Individualiserede, tværbundne fibre. De individualiserede, tværbundne fibre 10 blev fremstillet ved en tørtværbindingsproces.

For hver prøve blev der anvendt en mængde aldrig tørret sydlandsk nåletræskraftpulp (SSK-pulp). Fibrene havde et fugtindhold på ca. 62,4% (svarende til en stoftæthed på 37,6%). Der blev dannet en opslæmning ved at tilsætte fibrene til en opløsning, som indeholdt 15 en valgt mængde af 50% vandig opløsning af glutaraldehyd, 30% (baseret på vægten af glutaraldehydet) zinknitrathexahydrat, demineraliseret vand og en tilstrækkelig mængde IN HC1 til at nedsætte opslæmningens pH-værdi til ca. 3,7. Fibrene blev gennemvædet i opslæmningen i en periode på 20 minutter og blev derefter afvandet 20 til en fibertæthed på fra ca. 34% til ca. 35% ved centrifugering.

Derefter blev de afvandede fibre lufttørret til en fibertæthed på fra ca. 55% til ca. 56% med en gennemblæsningstørrer under anvendelse af luft med omgivel sestemperatur. De lufttørrede fibre blev defibreret under anvendelse af en tretrinsopduningsanordning som 25 beskrevet i US patent nr. 3.987.968. De defibrerede fibre blev anbragt i bakker og blev hærdnet ved 145°C i en stort set statisk tørreovn i en periode på 45 minutter. Tværbindingen blev afsluttet under opholdet i ovnen. De tværbundne, individualiserede fibre blev anbragt på en maskesigte og blev vasket med ca. 20°C varmt vand, 30 blev gennemvædet ved 1% stoftæthed i en time i 60°C varmt vand, blev sigtet, vasket med ca. 20°C varmt vand i en anden tidsperiode, blev centrifugeret til 60% fibertæthed, blev defibreret i en tretrinsopduningsanordning, som tidligere beskrevet, og blev fuldstændig _ ♦ tørret i en statisk tørreovn ved 105°C i 4 timer. De tørrede fibre 35 blev luftlagt til frembringelse af absorberende puder. De absorberende puder blev sammentrykket med en hydraulisk presse til en densitet på 0,10 g/cm . Puderne blev testet for absorptionsevne, elasticitet og mængden af glutaraldehyd, som har reageret, ved hjælp af de tidligere definerede fremgangsmåder. Det glutaraldehyd, som j 35 UIV 1 ftn s har reageret, angives i mol% beregnet på ter fibercellulose-an-hydroglucosebasis. Resultaterne er angivet i tabel 1. Prøvenummer 3 til 10 er ifølge opfindelsen.

5 TABEL 1

Vandtilbage- Dryppe-

Glutaraldehyd delses- kapacitet Vådsammentrykkelighed

Prøve (mot%) værdi ved 8 ml/s _(cm /g)___

nr. Tiisat/omsat (%) (g/g) 0,1PSI 1,1PSI 0,1 PSIR

1 0/0 79,2 N/A 10,68 6,04 6,46 2 1,73/0,44 51,0 6,98 11,25 5,72 6,57

15 3* N/A/0,50 48,3 N/A N/A N/A N/A

4 2,09/0,62 46,7 N/A 11,25 6,05 6,09 5 3,16/0,99 36,3 15,72 12,04 6,09 6,86 6 4,15/1,54 35,0 15,46 13,34 6,86 8,22 7 6,46/1,99 32,8 12,87 13,34 6,93 8,31 20 8 8,42/2,75 33,2 16,95 13,13 7,38 8,67 9 8,89/2,32 29,2 13,59 12,56 6,51 7,90 10 12,60/3,32 27,7 13,47 12,04 6,63 7,82 25 *Taget fra en separat fiberbatch.

(N/A) - ikke bestemt.

Prøverne 1 og 2 falder udenfor opfindelsens omfang, idet der er 30 utilstrækkeligt tværbindingsmiddel til stede (mindre end 0,5 mol%).

Det fremgår af tabellen, at prøve 3 til 10 ifølge opfindelsen generelt udviser højere vådsammentrykkelighed end prøve 1 og 2.

Dette indikerer større modstandsdygtighed overfor vådsammentrykning og større våd strukturel integritet.

35 36 DK 172436 B1

Eksempel 2

De individualiserede, tværbundne fibre fra eksempel 1 blev formet til tørlagte, absorberende puder med en tørfiberdensitet på o 0,20 g/cm . Puderne fik lov til at ekspandere under frie betingelser 5 ved befugtning med syntetisk urin under udførelse af dryppekapacitetsproceduren. Puderne blev derefter undersøgt for absorptionsevne, elasticitet og strukturel integritet ifølge den tidligere skitserede vådsammentrykkelighedsprocedure. Resultaterne er angivet i tabel 2. Dryppekapaciteten og vådsammentrykkel igheden er højere 10 for prøve 3 til 10 ifølge opfindelsen i sammenligning med prøve 1 og 2.

TABEL 2

Dryppe- 15 kapacitet Vådsammentrykkelighed

Prøve ved 8 ml/s _fCH^/61_

_Q£i. (q/ctL 0Λ PSI 1,1 PSt 0,1 PSIR

1 4,56 8,95 5,38 5,90 20 2 7,84 8,31 4,80 5,72 3* 11,05 11,71 6,63 7,31 4 9,65 8,90 5,11 6,10 5 12,23 11,87 6,35 7,52 6 13,37 10,54 6,04 7,25 25 7 11,09 9,80 5,67 6,92 8 12,04 9,69 5,72 6,86 9 7,99 9,80 5,50 6,74 10 3,57 9,25 5,50 6,46 30 * Taget fra en fiberbatch.

Eksempel 3

Formålet med dette eksempel var at vise, at lave niveauer af ekstraherbart tværbindingsmiddel kan opnås ved at udsætte fibrene 35 for en blegesekvens efter tværbinding. Niveauet af ekstraherbart tværbindingsmiddel blev bestemt ved at gennemvæde en prøve af fibrene i 40°C deioniseret vand ved 2,5% stoftæthed i en time. Det glutaraldehyd, der blev ekstraheret af vandet, blev målt ved HPLC og blev angivet som ekstraherbart glutaraldehyd på tørfibervægtbasis.

37 DK 172436 B1

Fibrene blev tværbundet ved en tørtværbindingsmetode.

Der blev tilvejebragt sydlandsk nåletræskraftpulp (SSK). Pulpfibrene blev delvis bleget ved følgende blegesekvenstrin: Chlorering (C) - en opslæmning med stoftæthed på 3-4 % blev behandlet med ca.

5 5¾ disponibelt chlor ved ca. pH 2,5 og ca. 38°C i 30 minutter; kau- stisk ekstraktion - en opslæmning ved 12% stoftæthed blev behandlet med 1,4 gram/1 NaOH ved ca. 74°C i 60 minutter, og hypochlorit-behandling (H) - en opslæmning med en stoftæthed på 12% blev behandlet med tilstrækkelig natriumhypochlorit ved pH 11-11,5 mellem 10 38°C og 60°C i 60 minutter til tilvejebringelse af en elrethoklarhed på 60-65 og en viskositet på 15,5 - 16,5 cp. De delvis afblegede fibre blev bearbejdet til individualiserede, tværbundne fibre under anvendelse af glutaraldehyd som tværbindingsmiddel i overensstemmelse med den i eksempel 1 beskrevne fremgangsmåde. Fibrene tilbage-15 holdt 2,29 mol% glutaraldehyd, beregnet på tørfibercellulose-anhy-droglucosemolbasis. Sådanne fibre havde typisk niveauer af ekstra-herbart glutaraldehyd på ca. 1.000 ppm (0,1%).

Afblegning af de delvis afblegede, individualiserede fibre blev derefter fortsat og afsluttet med en sekvens med chlordioxid (D), 20 ekstraktion (E) og natriumhypochlorit (H) (DEH). I chlordioxld-trinnet (D) blev individualiserede, tværbundne fibre gennemvædet i en vandig opslæmning med 10% stoftæthed, som også Indeholdt en tilstrækkelig mængde natriumchlorit til tilvejebringelse af 2% disponibelt chlor på tørfibervægtbasis. Efter blanding blev opslæm-25 ningens pH-værdi nedsat til ca. 2,5 ved tilsætning af HC1 og derefter forøget til 4,4 ved tilsætning af NaOH. Pulpopslæmningen blev derefter anbragt i en 70°C varm ovn 1 2,5 timer, blev sigtet, skyllet med vand til neutral pH og blev centrifugeret til en stoftæthed på 61,4%.

30 I ekstraktionstrinnet blev en vandig opslæmning med en stof tæthed på 10% afvandede fibre behandlet med 0,33 gram Na0H/l vand i 1,5 timer ved 40°C. Fibrene blev derefter sigtet, skyllet med vand til neutral pH, og centrifugeret til en stoftæthed på 62,4%.

Til natriumhypochlorittrinnet (H) blev der endelig fremstillet 35 en opslæmning med en stoftæthed på 10% af de fibre, som Indeholdt tilstrækkeligt natriumhypochlorit til tilvejebringelse af 1,5% disponibel chlor på tørfibervægtbasis. Opslæmningen blev blandet og opvarmet i en 50°C varm ovn i en time. Fibrene blev derefter sigtet, skyllet til pH 5,0, og centrifugeret til en stoftæthed på 62,4%. De 38 DK 172436 B1 afvandede fibre blev lufttørret, opdunet og tørret fuldstændig i en 105°C varm ovn i en time. Niveauet af ekstraherbart glutaraldehyd i de helt afblegede, individualiserede, tværbundne fibre var 25 ppm (0,0025%). Dette er et godt stykke under det maximale niveau for 5 ekstraherbart glutaraldehyd, som antages at være acceptabelt til anvendelser, hvor fibrene anvendes i nærhed af human hud.

Det blev ligeledes fundet, at puder fremstillet ud fra de fibre, som var delvis afbleget, tværbundne og derefter afbieget fuldstændig, uventet havde en højere væsketilbageholdelsesværdi og 10 en bedre vægefunktion og mindst ækvivalent dryppekapacitet og vådelasticitet som individualiserede fibre, som var tværbundne efter at være helt afbleget. Som et resultat af den højere vandtilbageholdelsesværdi var fibrene, som var tværbundet midt i blegesekven-sen, Imidlertid mere sammenpresselige 1 tør tilstand.

15 Der blev opnået stort set ækvivalente resultater, når der blev

anvendt et peroxidblegetrin (P) i stedet for det sidste hypochlo-rittrln (Η). I P-trinnet blev en opslæmning med en stoftæthed på 10% behandlet med 0,5 % hydrogenperoxid, på fibervægtbasis, ved pH

11-11,5 og 80°C i 90 minutter.

20

Eksempel 4

Dette eksempel viser den virkning blanding af en organisk syre med en uorganisk saltkatalysator har på hvor langt tværbindings-reaktionen løber mod enden. Fibrene blev tværbundet ved en tør-25 tværbindingsmetode.

Der blev fremstillet en første prøve af individualiserede, tværbundne fibre, som beskrevet i eksempel 1, hvorved 4,0 mol% glutaraldehyd blev tilbageholdt efter påfølgende afvanding. Analytiske målinger af fibrene efter tværbindingen indikerede, at niveauet 30 af glutaraldehyd, som havde reageret på fibrene, var 1,58 mol%, hvilket svarer til en reaktionsafslutningsprocent på ca. 37%.

En anden prøve af individualiserede, tværbundne fibre blev fremstillet på samme måde som den første prøve beskrevet 1 dette eksempel med undtagelse af, at ud over zinknitratkatalysator blev 35 der tilsat en mængde citronsyre ækvivalent til 10 vægtprocent af den glutaraldehyd, som var blandet med zinknitraten i pulpopslæmningen som en yderligere katalysator. Analytiske målinger på fibrene efter tværbinding indikerede, at niveauet af glutaraldehyd, som har reageret på fibrene, var 2,45 mol%, hvilket svarer til en 39 DK 172436 B1 reaktionsafslutningsprocent på ca. 61% (molbasis), en forøgelse på 55,1% i reaktionsafslutning i forhold til den ublandede zi nkn i tratkatalysatorprøve.

5 Eksempel 5

Dette eksempel viser anvendelsen af lave niveauer af glyoxyl-syre, en dialdehydsyreanalog med én aldehydgruppe, i en tørtværbindingsmetode, som beskrevet i eksempel 1.

Der blev fremstillet en fiberopslæmning af aldrig tørret SSK, 10 som indeholdt en tilstrækkelig mængde glyoxylsyre til tilvejebringelse af en beregnet 1,2% glyoxylsyre omsat med cellulosefibre, på cellulose-anhydroglucosemolbasis, og en zinknitrathexahydratkataly-sator. De centrifugerede fibre havde en fibertæthed på ca. 38% og indeholdt ca. 1,06 vægtprocent glyoxylsyre, på tørfiberbasis.

15 Forholdet mellem katalysator og tværbindingsmiddel var ca. 0,30. Opslæmningens pH-værdi ved begyndelsen af tværbindingen var ca.

2,16. Fibrene var individualiserede og tværbundne ifølge de i eksempel 1 beskrevne metoder.

I en anden prøve tilsattes ca. 0,53 vægtprocent glyoxylsyre, 20 baseret på tørfibervægtbasis, til fibrene til tilvejebringelse til et beregnet niveau af glyoxylsyre omsat med fibrene på ca. 0,6 mol%, beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasis. De individualiserede, tværbundne fibre blev ellers fremstillet i overensstemmelse med den prøve, der er beskrevet umiddelbart ovenfor med undtagelse af, at 25 opslæmningens pH-værdi i starten af tværbindingen var ca. 2,35.

Absorberende strukturer ifølge opfindelsen med densiteter på 3 3 0,1 gram/cm eller 0,2 gram/cm blev fremstillet ud fra de individualiserede, tværbundne fibre som beskrevet i eksempel 2. Dryppekapaciteterne, vådsammentrykkel igheden ved 0,1 PSI, 1,1 PSI og 0,1 PSIR 30 samt vægefunktionen af puderne var væsentlig større end for absorberende strukturer med lignende densitet fremstillet ud fra traditionelle, ikke-tværbundne fibre.

Eksempel 6 35 I dette eksempel omtales en fremgangsmåde til fremstilling af individualiserede, tværbundne fibre ved en hærdningstværbindingsproces i ikke-vandig opløsning, hvorved fibrene tværbindes i en 1 det væsentlige ikke-opsvulmet, kollaberet tilstand.

Aldrig tørrede, blegede SKK-fibre blev tilvejebragt og tørret 40 DK 172436 B1 til en fibervægttæthed på ca. 67%. Fibrene blev mekanisk defibreret under anvendelse af en tretrinsopduningsanordning, som beskrevet i US patent nr. 3.987.968. De defibrerede fibre blev derefter tørret fuldstændig ved 105°C i en periode på 4 timer. De tørrede fibre blev 5 derefter anbragt i en opslæmning af 10% fiber og tværbindingsopløsning, hvorved tværbindingsopløsningen indeholdt fra ca. 0,5 vægtprocent til ca. 6,0 vægtprocent 50% glutaraldehydopløsning, en yderligere mængde vand på fra ca. 1,5 vægtprocent til ca. 13 vægtprocent, mellem ca. 0,3 vægtprocent og ca. 3,0 vægtprocent syre- 10 katalysator (HC1 eller HgSO^) og resten eddikesyre. Fibrene blev holdt i tværbindingsopløsningen i en periode på fra 0,5 timer til 6 timer ved en temperatur på ca. 25°C, i hvilken tidsperiode der primært blev dannet intrafibertværbindinger. Fibrene blev derefter vasket med koldt vand og centrifugeret til en fibertæthed på fra ca.

15 60 vægtprocent til ca. 65 vægtprocent, de blev defibreret med en tretrinsopduningsanordning og tørret ved 105°C i en periode på 4 timer. Sådanne fibre vil almindeligvis have reageret med fra ca. 0,5 mol% til ca. 3,5 mol% tværbindingsmiddel, beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasis. De tørrede fibre kan luftlægges til frem- 20 bringe!se af absorberende strukturer og komprimeres til en densitet 3 3 på 0,10 gram/cm eller 0,20 gram/cm med en hydraulisk presse, i lighed med de 1 eksemplerne 1 og 2 frembragte puder, eller til en anden densitet efter ønske.

25 Eksempel 7 I dette eksempel omtales en fremgangsmåde til fremstilling af individualiserede, tværbundne fibre ved en hærdningstværbindingsmetode i ikke-vandig opløsning, hvorved fibrene tværbindes i en delvis, men ikke helt opsvulmet tilstand.

30 Den fremgangsmåde, der blev fulgt, var identisk med den i ek sempel 6 beskrevne fremgangsmåde med undtagelse af, at de aldrig tørrede SSK-fibre i begyndelsen blev tørret til en fibertæthed på fra 50 til 55 vægtprocent før defibrerlng, og at de defibrerede fibre blev tørret til et fugtindhold på mellem ca. 18 vægtprocent og 35 ca. 30 vægtprocent som et resultat af en sådan defibrerlng, og om nødvendig blev de udsat for et yderligere tørringstrin. Fibrene, som havde en delvis opsvulmet konfiguration, blev derefter tværbundet, vasket, centrifugeret, defibreret og tørret som beskrevet i eksempel 6. I forhold til de tværbundne fibre i eksempel 6 havde de delvis 41 DK 172436 B1 opsvulmede, tværbundne fibre i dette eksempel med stort set ækvivalente glutaraldehydniveauer højere vandtilbageholdelsesværdi og frembragte absorberende strukturer med en højere dryppekapacitet og vådsammenpresselighed.

5

Eksempel 8 I dette eksempel omtales en fremgangsmåde til fremstilling af individualiserede, tværbundne fibre ved en tværbindingsmetode i ikke-vandig opløsning, hvorved fibrene på forhånd gennemvædes i en 10 højkoncentreret, vandig opløsning, som indeholder glutaraldehyd, før tværbinding i en stort set ikke-vandig tværbindingsopløsning.

Aldrig tørrede SSK-fibre blev mekanisk separeret med det defi-breringsapparatur, som er beskrevet i US patent nr. 3.987.968, og blev forhåndsgennemvædet i en vandig opløsning, som indeholdt 50 15 vægtprocent glutaraldehyd og 50 vægtprocent vand i en periode på fra ca. 2 minutter til ca. 30 minutter. Fibrene blev derefter mekanisk sammenpresset til tilvejebringelse af delvis opsvulmede glutar-aldehydlmprægnerede fibre. Fibrene blev derefter tværbundet i nærværelse af en katalysator, blev vasket, centrifugeret, defibreret og 20 tørret som beskrevet i eksempel 6. I forhold til tværbundne fibre fra eksemplerne 6 og 7 med ækvivalente tværbindingsniveauer frembragte fibrene fremstillet ifølge nærværende eksempel absorberende strukturer med højere dryppekapaciteter og vådsammenpresseligheder.

25 Eksempel 9

Der blev fremstillet individualiserede, tværbundne fibre ifølge den i eksempel 7 beskrevne fremgangsmåde. Tværbindingsopløsningerne indeholdt: 2% glutaraldehyd, 1,29% HgSO^, 3% vand, resten eddikesyre for prøverne 1 og 2; og 0,5% glutaraldehyd, 0,6% H^SO^, 1,2% vand, 30 resten eddikesyre for prøverne 3 og 4, Fugtindholdet af de fibre, som blev anbragt i tværbindingsopløsningen, var 30% for prøverne 1 og 2 og 18% for prøverne 3 og 4. Glutaraldehyd reagerede med fibrene under dannelse af tværbindinger. Vandtilbageholdelsesværdien, dryppekapaciteten og vådsammentrykkeligheden ved tilbagespring {0,1 35 PSIR) blev målt og er angivet i tabel 3 nedenfor.

Claims (11)

44 DK 172436 B1

1. Absorberende struktur, der indeholder individualiserede cellulosefibre, der er tværbundet med et tværbindingsmiddel udvalgt 5 blandt Cg-Cg-dialdehyder, Cg-Cg-dialdehydsyreanaloger med mindst en aldehydgruppe samt oligomerer af dialdehyderne og dialdehydsyreana-1 ogerne under dannelse af intrafiber-tværbindinger, kendetegnet ved, at fibrene beregnet på cellulose-anhydroglucosemolbasls indeholder fra 0,5 mol% til 3,5 mol% af tværbindingsmidlet, at 10 fibrene er blevet bevaret i en 1 alt væsentligt individualiseret delvis opsvulmet form under tørring og tværbinding, har en vandtilbageholdelsesværdi (WRV) som defineret i beskrivelsen på fra 25 til 50 og har den egenskab at sætte den absorberende struktur i stand til at opnå en 1igevægtsvåddensitet, som er mindre end dens tørden-15 sitet, idet 1igevægtsvåddensiteten beregnes på tørfiberbasis.

2. Absorberende struktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fibrene indeholder fra 0,75 mol% til 2,5 mol% omsat tværbindingsmiddel,

3. Absorberende struktur ifølge krav 1 eller 2, kende-20 tegnet ved, at tværbindingsmidlet er glutaraldehyd.

4. Absorberende struktur ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at vandtilbageholdel sesværdi en ligger mellem 28 og 50.

5. Absorberende struktur ifølge et af kravene 1-4, kende-25 tegnet ved, at den Indeholder mellem 10% og 95% individualiserede, tværbundne fibre og mellem 5% og 90% ikke-tværbundne cellulosefibre.

6. Absorberende struktur ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at strukturen yderiig- 30 ere indeholder et hydrogeldannende materiale anbragt i strukturen.

7. Absorberende struktur ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det hydrogel dannende materiale i det væsentlige er homogent iblandet i det mindste i en del af den absorberende struktur.

8. Absorberende struktur ifølge krav 6, kendetegnet 35 ved, at det hydrogel dannende materiale er anbragt på et ark, hvilket ark er anbragt side om side med fibrene.

9. Absorberende struktur ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at den absorberende struktur har en tørdensitet på fra 0,06 g/cm til 0,15 g/cm, og at DK 172436 B1 45 de individualiserede, tværbundne fibre indeholder mellem 2,0 mol% og 2,5 mol% omsat tværbindingsmiddel.

10. Absorberende struktur ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at den absorberende struktur 3 3 5 har en tørdensitet på fra 0,12 g/cm til 0,60 g/cm , og at de individualiserede, tværbundne fibre indeholder fra 0,75 mol% til 1,25 mol% omsat tværbi ndingsmiddel, beregnet på cellulose-anhydro-glucosemolbasis.

11. Absorberende éngangsartikel med et topark, et bagbeklæd-10 ningsark, der er forbundet med toparket, og en absorberende struktur, som er anbragt mellem toparket og bagbeklædningsarket, kendetegnet ved, at den absorberende struktur er en struktur ifølge et hvilket som helst af de foregående krav.