FI94433C - Method for making crosslinked discrete cellulose fibers - Google Patents

Method for making crosslinked discrete cellulose fibers Download PDF

Info

Publication number
FI94433C
FI94433C FI872844A FI872844A FI94433C FI 94433 C FI94433 C FI 94433C FI 872844 A FI872844 A FI 872844A FI 872844 A FI872844 A FI 872844A FI 94433 C FI94433 C FI 94433C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fibers
crosslinking
crosslinked
crosslinking agent
individual
Prior art date
Application number
FI872844A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI94433B (en
FI872844A (en
FI872844A0 (en
Inventor
Howard Leon Schoggen
Jeffrey Todd Cook
Robert Michael Bourbon
Original Assignee
Procter & Gamble
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Procter & Gamble filed Critical Procter & Gamble
Publication of FI872844A0 publication Critical patent/FI872844A0/en
Publication of FI872844A publication Critical patent/FI872844A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI94433B publication Critical patent/FI94433B/en
Publication of FI94433C publication Critical patent/FI94433C/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/12Aldehydes; Ketones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

9443394433

Menetelmä silloitettujen erillisselluloosakuitujen valmistamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää silloitettujen 5 erillisselluloosakuitujen valmistamiseksi.The present invention relates to a process for producing crosslinked discrete cellulose fibers.

Olennaisesti toisistaan erotetussa muodossa silloitettuja kuituja ja erilaisia menetelmiä sellaisten kuitujen valmistamiseksi on kuvattu alan kirjallisuudessa. Ilmaus "silloitetut erilliskuidut" tarkoittaa selluloosakui-10 tuja, jotka sisältävät pääasiallisesti kuidunsisäisiä kemiallisia ristisidoksia. Toisin sanoen ristisidokset ovat pääasiallisesti yksittäisen kuidun selluloosamolekyylien välillä eikä eri kuitujen selluloosamolekyylien välillä. Silloitettuja erilliskuituja pidetään yleensä käyttökel-15 poisina imukykyisissä tuotteissa. Yleisesti ottaen on esi tetty kolmeen ryhmään kuuluvia menetelmiä silloitettujen erilliskuitujen valmistamiseksi. Näistä menetelmistä, joita kuvataan jäljempänä, käytetään tässä nimityksiä 1) kui-vasilloitusmenetelmät, 2) vesiliuossilloitusmenetelmät ja 20 3) menetelmät, joissa silloitus tapahtuu olennaisesti ve dettömässä liuoksessa. Itse kuidut ja silloitettuja erilliskuituja sisältävät imukykyiset rakenteet ovat yleensä ainakin yhden merkittävän imukykyominaisuuden osalta parempia kuin tavanomaiset silloittamattomat kuidut. Tämä 25 imukyvyn paraneminen ilmaistaan usein imukapasiteetin * avulla. Lisäksi silloitetuista erilliskuiduista valmistetuilla imukykyisillä rakenteilla on yleensä suurempi kimmoisuus märkänä ja kuivana kuin silloittamattomista kuiduista valmistetuilla imukykyisillä rakenteilla. Termi 30 "kimmoisuus" tarkoittaa jäljempänä selluloosakuiduista , , valmistettujen litteiden tyynyjen kykyä palautua alkupe- I « '·· räiseen laajentuneeseen tilaansa puristavan voiman vaiku tuksen lakattua. Kimmoisuus kuivana tarkoittaa nimenomaan imukykyisen rakenteen kykyä laajentua siihen kohdistuneen 35 puristavan voiman vaikutuksen lakattua, kun kuidut ovat • · , 94433 olennaisesti kuivassa tilassa. Kimmoisuus märkänä tarkoittaa nimenomaan imukykyisen rakenteen kykyä laajentua siihen kohdistuneen puristavan voiman vaikutuksen lakattua, kun kuidut ovat kostuneessa tilassa. Tämän keksinnön pää-5 määrien ja selityksen yhdenmukaisuuden vuoksi märkäkimmoi-suus huomioidaan ja ilmoitetaan sellaiselle imukykyiselle rakenteelle, joka on kostunut kyllästymispisteeseensä saakka.Crosslinked fibers in substantially separated form and various methods for making such fibers have been described in the literature. The term "crosslinked discrete fibers" refers to cellulosic fibers that contain predominantly intra-fiber chemical crosslinks. That is, the crosslinks are primarily between the cellulose molecules of a single fiber and not between the cellulose molecules of different fibers. Crosslinked discrete fibers are generally considered useful in absorbent articles. In general, three groups of methods for making crosslinked discrete fibers have been proposed. These methods, described below, are referred to herein as 1) dry crosslinking methods, 2) aqueous solution crosslinking methods, and 3) methods in which crosslinking occurs in a substantially anhydrous solution. The fibers themselves and the absorbent structures containing the crosslinked discrete fibers are generally superior to conventional non-crosslinked fibers for at least one significant absorbency property. This improvement in absorbency is often expressed in terms of absorption capacity *. In addition, absorbent structures made of crosslinked discrete fibers generally have higher wet and dry resilience than absorbent structures made of non-crosslinked fibers. The term "resilience" hereinafter means the ability of flat pads made of cellulosic fibers to return to their original expanded state upon cessation of the compressive force. Dry resilience specifically refers to the ability of an absorbent structure to expand upon the cessation of the compressive force applied to it when the fibers are in a substantially dry state. Wet resilience specifically refers to the ability of an absorbent structure to expand upon the cessation of the compressive force applied to it when the fibers are in a wetted state. For purposes of the main amounts of this invention and the consistency of the disclosure, wet resilience is contemplated and reported for an absorbent structure that has wetted to its saturation point.

Menetelmiä silloitettujen erilliskuitujen valmis-10 tamiseksi kuivasilloitustekniikalla kuvataan US-patentti-julkaisussa 3 224 926 (L. J. Bernardin), joka on julkaistu 21. joulukuuta 1965. Silloitettuja erilliskuituja valmistetaan kyllästämällä paisutetut kuidut vesiliuoksessa ristisidoksia muodostavalla aineella (silloitusaineella), 15 poistamalla vesi ja defibroimalla kuidut mekaanisesti sekä kuivaamalla kuidut korotetussa lämpötilassa silloittu-misen aikaansaamiseksi, samalla kun kuidut ovat olennaisesti toisistaan erotetussa tilassa. Kuidut silloitetaan luonnostaan paisuttamattomassa, kokoonpainuneessa tilassa, 20 joka on tuloksena veden poistamisesta ennen silloitusta. Menetelmiä, joista on annettu esimerkkejä US-patenttijulkaisussa 3 224 926 ja joissa ristisidosten muodostuminen aiheutetaan kuitujen ollessa paisuttamattomassa, kokoonpainuneessa tilassa, kutsutaan menetelmiksi "kuivasilloi-25 tettujen” kuitujen valmistamiseksi. Kuivasilloitetuille • < * kuiduille on ominaista, että niillä on alhainen nesteen-pidätysarvo (FRV). US-patenttijulkaisussa 3 440 135 (R. Chung), joka on julkaistu 22. huhtikuuta 1969, on ehdotettu kuitujen liottamista ristisidoksia muodostavan aineen 30 vesiliuoksessa kuitujen välisten sidosten muodostumiskyvyn . . pienentämiseksi ennen kuivasilloitusprosessin, joka on sa- ** manlainen kuin US-patenttijulkaisussa 3 224 926 kuvattu, toteuttamista. Tämän aikaa vievän (edullisesti noin 16 -48 tuntia kestävän) esikäsittelyn väitetään parantavan 35 tuotteen laatua pienentämällä epätäydellisestä defibroitu-misesta seurauksena olevaa kuitunuppusisältöä.Methods for making crosslinked discrete fibers by the dry crosslinking technique are described in U.S. Patent 3,224,926 (LJ Bernardin), issued December 21, 1965. Crosslinked discrete fibers are prepared by impregnating expanded fibers in aqueous solution with a crosslinking agent (crosslinking agent) and defibrillating fiber. mechanically and by drying the fibers at an elevated temperature to effect crosslinking, while the fibers are in a substantially separated state. The fibers are crosslinked in an inherently unexpanded, compressed state, resulting from the removal of water prior to crosslinking. The methods exemplified in U.S. Patent No. 3,224,926, in which the formation of crosslinks is caused with the fibers in an unexpanded, compressed state, are termed methods for making "dry-crosslinked" fibers. Dry crosslinked fibers are characterized by low liquid retention. U.S. Patent No. 3,440,135 (R. Chung), issued April 22, 1969, proposes soaking fibers in an aqueous solution of a crosslinking agent 30 to reduce the ability of fibers to form interfiber bonds prior to a similar dry crosslinking process. as described in U.S. Patent No. 3,224,926 This time-consuming (preferably about 16 to 48 hours) pretreatment is claimed to improve the quality of the product by reducing the fiber knob content resulting from incomplete defibration.

• ·.• ·.

Il f · Iitit III II I I I «I i l 3 94433Il f · Iitit III II I I I «I i l 3 94433

Menetelmiä vesiliuoksessa silloitettujen kuitujen valmistamiseksi on esitetty esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 3 241 553 (F.H. Steiger), joka on julkaistu 22. maaliskuuta 1966. Silloitettuja erilliskuituja valmiste-5 taan silloittamalla kuidut ristisidoksia muodostavaa ainetta ja katalyyttiä sisältävässä vesiliuoksessa. Tällä tavalla tuotetuista kuiduista käytetään jäljempänä nimitystä "vesiliuoksessa silloitetut" kuidut. Veden sellu-loosakuiduissa aiheuttaman paisutusvaikutuksen vuoksi ve-10 siliuoksessa silloitettavat kuidut silloitetaan kokoon-painumattomassa, paisutetussa tilassa. Kuivasilloitettui-hin kuituihin verrattuna vesiliuoksessa silloitetuilla kuiduilla, joita on esitetty US-patenttijulkaisussa 3 241 553, on suurempi joustavuus ja pienempi jäykkyys ja niille 15 on ominaista suurempi nesteenpidätysarvo (FRV). Vesiliuoksessa silloitetuista kuiduista valmistetuilla imukykyisil-lä rakenteilla on pienempi kimmoisuus märkänä ja kuivana kuin kuivasilloitetuista kuiduista valmistetuilla tyynyillä.Methods for making crosslinked fibers in aqueous solution are described, for example, in U.S. Patent 3,241,553 (F.H. Steiger), issued March 22, 1966. Crosslinked discrete fibers are prepared by crosslinking the fibers in an aqueous solution containing a crosslinking agent and a catalyst. The fibers produced in this way are hereinafter referred to as "aqueous solution crosslinked" fibers. Due to the swelling effect of water in the cellulose fibers, the fibers to be crosslinked in the ve-10 silicon solution are crosslinked in an uncompressed, expanded state. Compared to dry-crosslinked fibers, the aqueous-crosslinked fibers disclosed in U.S. Patent No. 3,241,553 have greater flexibility and lower stiffness and are characterized by a higher fluid retention value (FRV). Absorbent structures made of crosslinked fibers in aqueous solution have lower resilience when wet and dry than pads made of dry crosslinked fibers.

20 US-patenttijulkaisussa 4 035 147 (S. Sangenis, C. Guiroy ja J. Quere), joka on julkaistu 12. heinäkuuta 1977, on esitetty menetelmä silloitettujen erilliskuitu-jen valmistamiseksi saattamalla paisuttamattomat kuidut, joista on poistettu vesi, kosketuksiin ristisidoksia muo-25 dostavan aineen ja katalyytin kanssa olennaisesti vedettömässä liuoksessa, joka sisältää riittämättömästi vettä paisuttaakseen kuidut. Ristisidosten muodostuminen tapahtuu kuitujen ollessa tässä olennaisesti vedettömässä liuoksessa. Tämän tyyppisestä menetelmästä käytetään jäl-30 jempänä nimitystä "vedettömässä liuoksessa tapahtuva sil-loitusmenetelmä" ja sillä tuotetuista kuiduista nimitystä "vedettömässä liuoksessa silloitetut" kuidut. US-patentti julkaisussa 4 035 147 esitetyt vedettömässä liuoksessa silloitetut kuidut eivät paisu edes ollessaan pitkään kos-35 ketuksissa sellaisten liuosten kanssa, jotka ovat alan • · 4 94433 ammatti-ihmisten paisutusreagensseina tuntemia. Ristisi-dokset jäykistävät suuresti niitä kuten kuivasilloitettu-jakin kuituja, ja niistä valmistetuilla imukykyisillä rakenteilla on suuri kimmoisuus märkänä ja kuivana.U.S. Patent 4,035,147 (S. Sangenis, C. Guiroy, and J. Quere), issued July 12, 1977, discloses a process for making crosslinked discrete fibers by contacting non-expanded, dehydrated fibers with crosslinks. 25 with a dosing agent and a catalyst in a substantially anhydrous solution containing insufficient water to swell the fibers. The formation of crosslinks occurs when the fibers are in this substantially anhydrous solution. This type of process is hereinafter referred to as the "anhydrous solution crosslinking process" and the fibers produced therein are referred to as "anhydrous solution crosslinked" fibers. The anhydrous solution crosslinked fibers disclosed in U.S. Patent 4,035,147 do not swell even when in prolonged contact with solutions known to those skilled in the art as blowing agents. Crosslinks greatly stiffen them like dry crosslinked jacket fibers, and the absorbent structures made from them have high resilience when wet and dry.

5 Kuvattujen silloitettujen kuitujen uskotaan olevan käyttökelpoisia pienehkön tiheyden omaavissa imukykyisissä tuotteissa kuten vaipoissa, ja myös suuremman tiheyden omaavissa imukykyisissä tuotteissa kuten kuukautissuoja-tuotteissa. Sellaiset kuidut eivät ole kuitenkaan tarjon-10 neet riittävää imukykyetua, ottaen huomioon niiden haittapuolet ja hinta, tavanomaisiin kuituihin verrattuna, jotta tuloksena olisi ollut huomattava kaupallinen menestys. Silloitettujen kuitujen kaupallinen vetovoima on kärsinyt myös turvallisuushuolien vuoksi. Kirjallisuudessa yleisim-15 min esitetty ristisidoksia muodostava aine, formaldehydi, ärsyttää ikävä kyllä ihmisihoa, ja siihen on liittynyt muitakin ihmisen turvallisuutta koskevia huolia. Tekniset ja taloudelliset syyt ovat estäneet vapaan formaldehydin määrän alentamisen silloitetussa tuotteessa riittävän al-20 haiselle tasolle, jotta vältetään ihon ärsytys ja muut huolet, jotka koskevat ihmisen turvallisuutta.The crosslinked fibers described are believed to be useful in lower density absorbent articles such as diapers, and also in higher density absorbent articles such as menstrual pads. However, such fibers have not provided a sufficient absorbent advantage, given their disadvantages and cost, over conventional fibers to result in significant commercial success. The commercial appeal of crosslinked fibers has also suffered due to safety concerns. The most commonly used cross-linking agent in the literature, formaldehyde, is irritating to the human skin, and has been associated with other human safety concerns. Technical and economic reasons have prevented the reduction of the amount of free formaldehyde in the crosslinked product to a sufficient level of al-20 to avoid skin irritation and other concerns for human safety.

Myös silloitetuissa kuiduissa, jotka on valmistettu muista ristisidoksia muodostavista aineista kuin formaldehydistä, saattaa olla mukana ristisidoksia muodosta-25 vaa ainetta suurempia määriä kuin on edullista ihmisihon • 4 * lähellä käyttöä ajatellen. Sen vuoksi saattaa olla toivot tavaa käsitellä kuidut silloituksen jälkeen tavalla, joka alentaa jäljellä olevan epästabiilin silloitusaineen tasoa kuiduissa. Eräs menetelmä tämän toteuttamiseksi on pestä 30 kuidut vedellä silloituksen jälkeen. Tämä menetelmä on . tehokas mutta ei alenna jäljellä olevan silloitusaineen *' tasoa toivottavalle tasolle. Lisäksi sellaiset silloituk sen jälkeiset pesut aiheuttavat välttämättä lisää pääoma-ja käyttökustannuksia, jotka liittyvät kuitujen pesuun ja 35 kuivaukseen.Crosslinked fibers made from crosslinking agents other than formaldehyde may also be present in greater amounts than the crosslinking agent than is preferred for use close to human skin. Therefore, it may be desirable to treat the fibers after crosslinking in a manner that lowers the level of residual unstable crosslinker in the fibers. One method of accomplishing this is to wash the fibers with water after crosslinking. This method is. effective but does not reduce the level of residual crosslinker * 'to the desired level. In addition, such post-crosslinking washes necessarily incur additional capital and operating costs associated with fiber washing and drying.

•« 5 94433 Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan menetelmä silloitettujen erilliskuitujen valmistamiseksi, joissa jäljellä olevan silloitusaineen taso on alhainen, jolloin pääomasijoitukset laitteisiin ja niihin liittyvät käyttö-5 kustannukset on minimoitu.It is an object of the present invention to provide a method for producing crosslinked discrete fibers in which the level of residual crosslinking agent is low, thereby minimizing capital investment in equipment and associated operating costs.

On havaittu, että edellä mainittu päämäärä voidaan saavuttaa ja voidaan saada aikaan silloitettuja erillis-kuituja, joissa jäljellä olevan epästabiilin silloitusaineen taso on alentunut, käyttämällä seuraavaa menetelmää, 10 jolle on tunnusomaista, että a) hankitaan kosteita selluloosakuituja, joiden kosteuspitoisuus on vähintään noin 30 paino-%; b) defibroidaan mainitut kuidut niiden saattamiseksi olennaisesti irralliseen muotoon ja kuivataan kuidut 15 kosteuspitoisuuteen 18 - 30 paino-% olosuhteissa, jotka olennaisesti estävät kuitujen välisten vetysidosten muodostumisen; c) saatetaan mainitut kuidut kosketuksiin silloi-tusliuoksen kanssa, joka sisältää vedetöntä veteen sekoit- 20 tuvaa, polaarista laimennusainetta, sellaisen määrän vet tä, joka on riittämätön paisuttamaan kuituja paisumisas-teeseen, joka vastaa kuituja, joiden kosteuspitoisuus on noin 30 paino-%, ja ristisidoksia muodostavaa ainetta, jolloin ristisidoksia muodostava aine valitaan ryhmästä 25 C2-C8-dialdehydit, C2-C8-dialdehydihappoanalogit, joissa on » < ainakin yksi aldehydiryhmä, sekä mainittujen dialdehydien ja dialdehydihappoanalogien oligomeerit, ja mainittu ristisidoksia muodostava aine saatetaan reagoimaan kuitujen kanssa kuitujen ollessa kosketuksissa silloitusliuoksen 30 kanssa kuitujenvälisten sidosten puuttuessa olennaisesti , . kokonaan, jolloin muodostuu kuitujensisäisiä ristisidok- • < **' siä, ja kuidut saatetaan kosketuksiin riittävän määrän kanssa ristisidoksia muodostavaa ainetta, niin että 0,5 mooli-% - 3,5 mooli-% ristisidoksia muodostavaa ainetta, 35 laskettuna selluloosan anhydroglukoosimoolimäärästä, rea- • 4 Ä 94433 6 goi kuitujen kanssa kuitujensisäisten ristisidosten muodostamiseksi; ja d) defibroidaan kuidut olennaisesti erillismuotoon ja kuivataan erilliskuidut olosuhteissa, jotka olennaises-5 ti estävät kuitujen välisten vetysidosten muodostumisen, jolloin mainituilla erilliskuiduilla on vedenpidätysarvo 25 - 60.It has been found that the above object can be achieved and crosslinked discrete fibers in which the level of residual unstable crosslinker is reduced by using the following method, characterized in that a) wet cellulosic fibers having a moisture content of at least about 30% by weight are obtained -%; b) defibrating said fibers to render them substantially loose and drying the fibers to a moisture content of 18 to 30% by weight under conditions that substantially prevent the formation of hydrogen bonds between the fibers; c) contacting said fibers with a crosslinking solution containing an anhydrous water-miscible polar diluent in an amount insufficient to swell the fibers to a degree of expansion corresponding to fibers having a moisture content of about 30% by weight; and a crosslinking agent, wherein the crosslinking agent is selected from the group consisting of C2-C8 dialdehydes, C2-C8 dialdehyde acid analogs having at least one aldehyde group, and oligomers of said dialdehydes and dialdehyde acid analogs, and said crosslinking agent is obtained in contact with the crosslinking solution 30 in the substantial absence of interfiber bonds,. completely to form intracellular crosslinks, and the fibers are contacted with a sufficient amount of crosslinking agent so that 0.5 mole to 3.5 mole percent of the crosslinking agent, based on the molar amount of cellulose anhydroglucose, - • 4 Ä 94433 6 goi fibers to form intra-fiber crosslinks; and d) defibrating the fibers to a substantially discrete form and drying the discrete fibers under conditions that substantially prevent the formation of hydrogen bonds between the fibers, said discrete fibers having a water retention value of 25 to 60.

Kuidut pestään edullisesti alkalisella liuoksella, jonka pH on suurempi kuin noin 9. Niinikään edullisesti 10 kuidut saatetaan kosketuksiin riittävän määrän kanssa jotakin edullista ristisidoksia muodostavaa ainetta, jotta mainittujen kuitujen kanssa reagoiva määrä ristisidoksia muodostavaa ainetta on noin 0,5 - 3,5 mol-% selluloosan anhydroglukoosimoolimäärästä laskettuna, ja mainittujen 15 kuitujen vedenpidätysarvo on pienempi kuin noin 60.The fibers are preferably washed with an alkaline solution having a pH greater than about 9. Likewise, preferably the fibers are contacted with a sufficient amount of a preferred crosslinking agent to provide an amount of about 0.5 to 3.5 mol% of crosslinking agent that reacts with said fibers. based on the anhydroglucose molar amount of cellulose, and said 15 fibers have a water retention value of less than about 60.

Yllättävästi tämän keksinnön mukaisesti valmistetuilla kuiduilla on suurempi vedenpidätysarvo kuin kuiduilla, joissa silloittumisaste on sama ja jotka on valmistettu muuten vastaavin silloitusmenetelmin, paitsi että 20 niissä on käytetty täydellisesti valkaistuja kuituja. Tämän keksinnön mukaisista kuiduista valmistetuilla vastaavilla imukykyisillä rakenteilla on paremmat absorptio-ominaisuudet, kimmoisuus märkänä ja reagointi kostumiseen mukaan luettuina.Surprisingly, the fibers made in accordance with this invention have a higher water retention value than fibers having the same degree of crosslinking and otherwise made by similar crosslinking methods, except that they use fully bleached fibers. Corresponding absorbent structures made from the fibers of this invention have improved absorption properties, including wet resilience and wetting response.

25 Monenlaista luonnollista alkuperää olevat selluloo- • · : ' sakuidut soveltuvat tähän keksintöön. Edullisesti käyte tään hyväksi havupuusta, lehtipuusta tai puuvillalintte-reistä saatuja hajotettuja kuituja. Myös espartoheinästä, bagassista, kovista karvoista, pellavasta ja muista lig-30 niini- ja selluloosakuitulähteistä saatavia kuituja voidaan käyttää raaka-aineena tässä keksinnössä. Kuidut voi-daan hankkia lietteen muodossa, ei-levymäisessä muodossa tai levymäisessä muodossa. Märän tai kuivan märkätaitetun massa-arkin muodossa tai muussa levymäisessä muodossa han-35 kitut kuidut muutetaan edullisesti ei-levymäiseen muotoon • · <1 : «a t- *144 i > 4 -a* > ' ‘ 7 94433 hajottamalla arkki mekaanisesti, edullisesti ennen kuitujen saattamista kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen kanssa. Kuidut hankitaan myös edullisesti märässä tai kostutetussa tilassa. Edullisimmin kuidut ovat koskaan 5 kuivaamattomia. Kuivan märkätaitetun massa-arkin tapauksessa on edullista kostuttaa kuidut ennen mekaanista hajotusta kuitujen vahingoittumisen minimoimiseksi.Cellulosic fibers of various natural origins are suitable for the present invention. Preferably, decomposed fibers obtained from softwood, hardwood or cotton liners are utilized. Fibers from esparto grass, bagasse, hard hair, flax, and other sources of ligin and cellulose fibers can also be used as a raw material in this invention. The fibers can be obtained in the form of a slurry, in a non-sheet form or in a sheet form. Fibers obtained in the form of a wet or dry wet-folded pulp sheet or in another sheet-like form are preferably converted to a non-sheet-like form • · <1: «a t- * 144 i> 4 -a *> '' before the fibers are contacted with the crosslinking agent. The fibers are also preferably obtained in a wet or humidified state. Most preferably, the fibers are never undried. In the case of a dry wet-folded pulp sheet, it is preferred to moisten the fibers prior to mechanical disintegration to minimize fiber damage.

Edullisin tämän keksinnön yhteydessä käytettävä kuitulähde riippuu kulloinkin ajatellusta käyttötarkoituk-10 sesta. Massakuidut, jotka on valmistettu kemiallisella massanvalmistusprosessilla, ovat yleensä edullisia. Täydellisesti valkaistut, osittain valkaistut ja valkaisemattomat kuidut ovat käyttökelpoisia. Usein saattaa olla toivottavaa käyttää valkaistua massaa sen korkeamman valkoi-15 suusasteen ja enemmän kuluttajaa miellyttävän ulkomuodon vuoksi. Eräässä keksinnön mukaisessa uudessa suoritusmuodossa, jota kuvataan tarkemmin jäljempänä, kuidut valkaistaan osittain, silloitetaan ja valkaistaan sen jälkeen täydellisesti. Sellaisiin tuotteisiin kuin paperipyyhkeet 20 ja vaippoihin, terveyssiteisiin, kuukautissuojatuotteisiin ja muihin samankaltaisiin imukykyisiin paperituotteisiin tarkoitettuihin imukykyisiin tyynyihin on erityisen edullista käyttää etelän havupuista valmistetusta massasta saatuja kuituja niiden parempien absorptio-ominaisuuksien 25 vuoksi.The most preferred fiber source to be used in connection with the present invention depends on the intended use in each case. Pulp fibers made by a chemical pulping process are generally preferred. Fully bleached, partially bleached and unbleached fibers are useful. It may often be desirable to use bleached pulp because of its higher degree of whiteness and a more pleasing appearance to the consumer. In a new embodiment of the invention, described in more detail below, the fibers are partially bleached, crosslinked and then completely bleached. For products such as Paper Towels 20 and absorbent pads for diapers, sanitary napkins, menstrual pads, and other similar absorbent paper products, it is particularly advantageous to use fibers derived from southern softwood pulp because of their improved absorption properties.

Kehitettyyn menetelmään soveltuvia ristisidoksia muodostavia aineita ovat C2_8-dialdehydit samoin kuin sellaisten dialdehydien happoanalogit, jotka sisältävät ainakin yhden aldehydiryhmän, sekä sellaisten dialdehydien 30 ja niiden happoanalogien oligomeerit. Nämä yhdisteet ky- ; kenevät reagoimaan ainakin kahden hydroksyyliryhmän kans- sa, jotka sijaitsevat yhdessä selluloosaketjussa tai lähinnä toisiaan olevissa selluloosaketjuissa yhdessä kuidussa. Silloitusaineisiin perehtyneet tietävät, että dial-25 dehydisilloitusaineet esiintyvät tai voivat reagoida mo- 94433 8 nessa eri muodossa edellä mainitut happoanalogi- ja oli-gomeerimuodot mukaan luettuina. Kaikkien sellaisten muotojen on tarkoitus kuulua keksinnön piiriin. Tietyllä ris-tisidoksia muodostavalla aineella tarkoitetaan siis jäl-5 jempänä sekä kyseistä ristisidoksia muodostavaa ainetta että sen muita muotoja, joita saattaa esiintyä vesiliuoksessa. Yksittäisiä ristisidoksia muodostavia aineita, joita on mahdollista käyttää keksinnön yhteydessä, ovat glu-taraldehydi, glyoksaali ja glyoksyylihappo. Erityisen 10 edullinen on glutaraldehydi, koska sillä on saatu aikaan kuituja, joiden imukyky ja kimmoisuus ovat korkeinta tasoa, sen uskotaan olevan turvallinen ja ihmisihoa ärsyttä-mätön reagoineessa, ristisidoksia muodostaneessa tilassa ja se on muodostanut stabiileimpia ristisidoksia. Monoal-15 dehydiyhdisteiden, jotka eivät sisällä lisäksi karboksyy-liryhmää, kuten asetaldehydin ja furfuraalin, ei ole todettu saavan aikaan imukykyisiä rakenteita, joiden imuka-pasiteetti, kimmoisuus ja reagointi kostumiseen olisi toivottua tasoa.Suitable crosslinking agents for the developed process include C 2-8 dialdehydes as well as acid analogs of dialdehydes containing at least one aldehyde group, and oligomers of such dialdehydes and their acid analogs. These compounds can; react with at least two hydroxyl groups located in one cellulose chain or in closely spaced cellulose chains in one fiber. Those skilled in the art of crosslinking agents will recognize that dial-dehyde crosslinking agents exist or may react in many different forms, including the acid analog and oligomeric forms mentioned above. All such forms are intended to be included within the scope of the invention. Thus, a particular crosslinking agent is hereinafter referred to as both the crosslinking agent and other forms thereof that may be present in aqueous solution. Individual crosslinking agents that can be used in the context of the invention include Glu taraldehyde, glyoxal and glyoxylic acid. Glutaraldehyde is particularly preferred because it provides fibers with the highest levels of absorbency and elasticity, is believed to be safe and non-irritating to the human skin in a reacted, crosslinked state, and has formed the most stable crosslinks. Monoal-15 dehyde compounds that do not additionally contain a carboxyl group, such as acetaldehyde and furfural, have not been found to provide absorbent structures with the desired level of absorbency, resilience, and wetting response.

20 On yllättäen havaittu, että paremmat imutyynyomi- naisuudet voidaan saavuttaa silloitusasteilla, jotka ovat huomattavasti alempia kuin aikaisemmin käytetyt. Yleensä odottamattoman hyviä tuloksia saavutetaan ilmatyynyillä, jotka on valmistettu silloitetuista erilliskuiduista, 25 joissa kuitujen kanssa reagoineen ristisidoksia muodosta- I · : van aineen määrä on noin 0,5 - 3,5 mol-% selluloosan an- hydroglukoosimoolimäärästä laskettuna.Surprisingly, it has been found that better suction pad properties can be achieved with degrees of crosslinking that are significantly lower than previously used. In general, unexpectedly good results are obtained with air cushions made of crosslinked discrete fibers in which the amount of crosslinking agent reacted with the fibers is about 0.5 to 3.5 mol% based on the molar amount of cellulose anhydroglucose.

Ristisidoksia muodostava aine saatetaan edullisesti kosketuksiin kuitujen kanssa nestemäisessä väliaineessa 30 sellaisissa olosuhteissa, että ristisidoksia muodostava . aine tunkeutuu erillisten kuiturakenteiden sisäosiin.The crosslinking agent is preferably contacted with the fibers in the liquid medium 30 under conditions such that the crosslinking agent. the substance penetrates the interior of the individual fibrous structures.

Muutkin menetelmät silloitusainekäsittelyn toteuttamiseksi, kuten kuitujen ruiskutus niiden ollessa toisistaan erotetussa fluffimuodossa, kuuluvat keksinnön piiriin.Other methods of carrying out the crosslinking agent treatment, such as spraying the fibers in a separated fluff form, are within the scope of the invention.

11 I Ml I'ltl III··-· • · 9 9443311 I Ml I'ltl III ·· - · • · 9 94433

Kuidut käsitellään yleensä myös sopivalla katalyytillä ennen silloitusta. Katalyytin tyyppi ja määrä sekä menetelmä, jolla katalyytti saatetaan kosketuksiin kuitujen kanssa, riippuvat kulloinkin käytettävästä silloitus-5 menetelmästä. Näitä vaihtelevia seikkoja käsitellään yksityiskohtaisemmin jäljempänä.The fibers are generally also treated with a suitable catalyst prior to crosslinking. The type and amount of catalyst and the method by which the catalyst is contacted with the fibers depend on the crosslinking-5 method used in each case. These variations are discussed in more detail below.

Käsiteltäessä kuituja ristisidoksia muodostavalla aineella ja katalyytillä ristisidoksia muodostava aine reagoi kuitujen kanssa kuitujen välisten sidosten puut-10 tuessa olennaisesti kokonaan, ts. samalla kun kuitujen välinen kontakti säilytetään vähäisenä fluffiksi käsittelemättömiin massakuituihin verrattuna, tai kuidut ovat upotettuina liuokseen, joka ei edistä kuitujen välisten sidosten, erityisesti vetysidosten, muodostumista. Tämä 15 johtaa siihen, että muodostuu ristisidoksia, jotka ovat luonteeltaan kuidunsisäisiä. Näissä olosuhteissa ristisidoksia muodostava aine reagoi muodostaen ristisidoksia yksittäisen selluloosaketjun hydroksyyliryhmien välille tai yksittäisessä selluloosakuidussa lähinnä toisiaan si-20 jaitsevien selluloosaketjujen hydroksyyliryhmien välille.When the fibers are treated with a crosslinking agent and a catalyst, the crosslinking agent reacts substantially completely with the fibers in the absence of interfiber bonds, i.e., maintaining little interflow contact with the untreated pulp fibers, or the fibers are embedded in a non-fibrous solution. especially the formation of hydrogen bonds. This results in the formation of crosslinks that are intracellular in nature. Under these conditions, the crosslinking agent reacts to form crosslinks between the hydroxyl groups of a single cellulose chain or between the hydroxyl groups of the cellulose chains located in the single cellulose fiber.

Ristisidoksia muodostavan aineen arvellaan reagoivan selluloosan hydroksyyliryhmien kanssa muodostaen hemi-asetaali- ja asetaalisidoksia, joskaan sitä ei ole osoitettu eikä tarkoituksena ole rajoittaa keksinnön piiriä.The crosslinking agent is believed to react with the hydroxyl groups of the cellulose to form hemi-acetal and acetal bonds, although this has not been demonstrated and is not intended to limit the scope of the invention.

25 Asetaalisidosten, joiden uskotaan olevan toivottava, sta- • i biileja ristisidoksia tuottava sidostyyppi, muodostumista suosivat happamat reaktio-olosuhteet. Tästä syystä happo-katalyyttiset silloitusolosuhteet ovat erittäin edulliset tämän keksinnön mukaisiin tarkoituksiin.Acid reaction conditions favor the formation of acetal bonds, which are believed to be the desired type of bond producing stable crosslinks. Therefore, acid-catalytic crosslinking conditions are highly preferred for the purposes of this invention.

30 Kuidut defibroidaan edullisesti mekaanisesti "fluf- fina" tunnettuun erilliskuitumuotoon, jonka tiheys on pieni, ennen ristisidoksia muodostavan aineen reaktiota kuitujen kanssa. Mekaaninen defibrointi voidaan toteuttaa monin eri menetelmin, jotka ovat alalla nykyisin tunnettu-35 ja tai selviävät jäljempänä. Edullisesti mekaaninen defib- • · 10 94433 rointi toteutetaan menetelmällä, jossa kuitunuppujen muodostuminen ja kultujen vahingoittuminen on mahdollisimman vähäistä. Eräs laitetyyppi, joka on todettu erityisen hyvin selluloosakuitujen defibrointiin soveltuvaksi, on kol-5 mivaiheinen fluffinmuodostuslaite, joka on esitetty US-pa-tenttijulkaisussa 3 987 968 (D.R. Moore ja O.A. Shields), joka on julkaistu 26. lokakuuta 1976 ja joka sisällytetään täten tähän selitykseen lähdeviittauksena. US-patenttijulkaisussa 3 987 968 esitetyssä fluffinvalmistuslaitteessa 10 kosteisiin sellukuituihin kohdistetaan mekaanisen iskun, mekaanisen sekoituksen, ilmasekoituksen ja rajoitetun il-makuivauksen yhdistelmä olennaisesti kuitunuputtoman fluf-fin muodostamiseksi. Erilliset kuidut ovat antaneet sille suuremman kiharuus- ja kiertyrnisasteen kuin mitä sellai-15 sissa kuiduissa luonnostaan esiintyy. Tämän lisääntyneen kiharuuden ja kiertymisen uskotaan parantavan viimeistellyistä silloitetuista kuiduista valmistettujen imukykyis-ten rakenteiden kimmoisaa luonnetta.The fibers are preferably mechanically defibrated into a low density discrete fiber form known as "fluff" prior to the reaction of the crosslinking agent with the fibers. Mechanical defibration can be accomplished by a variety of methods that are currently known in the art and are described below. Preferably, the mechanical defibration is carried out by a method in which the formation of fiber buds and damage to the cults is kept to a minimum. One type of equipment that has been found to be particularly well suited for defibrating cellulosic fibers is the three-stage fluff-forming apparatus disclosed in U.S. Patent 3,987,968 (DR Moore and OA Shields), issued October 26, 1976, which is hereby incorporated by reference. to the explanation as a reference. In the fluff making apparatus 10 disclosed in U.S. Patent No. 3,987,968, wet pulp fibers are subjected to a combination of mechanical shock, mechanical agitation, air mixing, and limited air drying to form a substantially fiber-free fluff. The discrete fibers have given it a higher degree of curl and twist than is naturally present in such fibers. This increased curl and twist is believed to enhance the resilient nature of absorbent structures made of finished crosslinked fibers.

Muita käyttökelpoisia menetelmiä selluloosakuitujen 20 defibroimiseksi ovat käsittely Waring-sekoittimella ja kuitujen käsittely tangentiaalisesti pyörivällä levyjauhi-mella tai vanunkiharjalla, mutta ne eivät rajoitu näihin. Kuituihin on edullista suunnata ilmavirta tällaisen defib-roinnin aikana, jotta kuitujen erottaminen olennaisesti ' 25 irralliseen muotoon on helpompaa.Other useful methods for defibrating cellulosic fibers include, but are not limited to, treatment with a Waring mixer and treatment of the fibers with a tangentially rotating plate grinder or wadding brush. It is preferred to direct an air stream to the fibers during such defibration to facilitate separation of the fibers into a substantially loose form.

* Riippumatta siitä mekaanisesta laitteesta, jota fluffin muodostamiseen kulloinkin käytetään, kuidut käsitellään edullisesti mekaanisesti sellaisina, että ne sisältävät alussa vähintään noin 20 % ja edullisesti noin 40 30 - 60 % kosteutta.* Regardless of the mechanical device used to form the fluff in each case, the fibers are preferably mechanically treated to initially contain at least about 20% and preferably about 40 to 60% moisture.

. Kuitujen, joiden sakeus on suuri, tai osittain kui- ·· ** vattuje nkuitujen mekaanista jauhamista voidaan myös käyt tää hyväksi kuitujen kihartamiseksi tai kiertämiseksi sen kiharuuden tai kiertymisen lisäksi, jonka mekaaninen de-35 fibrointi saa aikaan.. Mechanical grinding of high density fibers or partially dried fibers can also be utilized to curl or twist the fibers in addition to the curl or twist caused by mechanical de-fibrillation.

• · u 94433 Tämän keksinnön mukaisesti valmistetuilla kuiduilla on ainutlaatuisesti yhdistynyt jäykkyys ja kimmoisuus, mikä tekee mahdolliseksi sen, että kuiduista valmistetut imukykyiset rakenteet säilyttävät korkean imukykytason, ja 5 niillä on suuri kimmoisuus ja kuivan puristetun imukykyi-sen rakenteen laajenemisreagointikyky kostumiseen. Sen lisäksi, että silloitettujen kuitujen silloittumisaste on ilmoitetuissa rajoissa, niille on tunnusomaista, että niiden vedenpidätysarvo (WRV) on pienempi kuin noin 60, edul-10 lisesti noin 28 - 45, tavanomaisten kemiallisesti kuidu-tettujen paperinvalmistuskuitujen ollessa kysymyksessä. Tietyn kuidun WRV antaa viitteitä kuidun silloittumisas-teesta ja paisunta-asteesta silloitushetkellä. Alan anunat-ti-ihmiset tietävät, että mitä paisuneempi kuitu on sil-15 loitushetkellä, sitä suurempi WRV on tietyllä silloittu-misasteella. Hyvin korkean silloittumisasteen omaavien kuitujen, kuten edellä esitetyillä, aikaisemmin tunnetuilla kuivasilloitusmenetelmillä aikaansaatavien kuitujen WRV:n on todettu olevan pienempi kuin noin 25 ja yleensä 20 pienempi kuin noin 20. Kulloinkin käytettävä silloitus-menetelmä vaikuttaa luonnollisesti silloitetun kuidun WRV:hen. Kaikkien menetelmien, jotka johtavat ilmoitetuissa rajoissa olevaan silloittumisasteeseen ja WRV:hen, uskotaan kuitenkin kuuluvan ja niiden on tarkoitus kuulua 25 tämän keksinnön piiriin. Käyttökelpoisia silloitusmenetel- • « miä ovat hakemuksen alussa yleisesti käsitellyt kuivasil- loitusmenetelmät ja menetelmät, joissa silloitus tapahtuu vedettömässä liuoksessa. Eräitä edullisia, tämän keksinnön piiriin kuuluvia kuivasi1loitusmenetelmiä ja menetelmiä, 30 joissa silloitus tapahtuu vedettömässä liuoksessa, käsi- ,· tellään yksityiskohtaisemmin jäljempänä. Vesiliuossilloi- « tusmenetelmät, joissa liuos aiheuttaa kuitujen voimakkaan paisumisen, tuottavat tulokseksi kuituja, joiden WRV on suurempi kuin noin 60. Näiden kuitujen aikaansaama jäyk-35 kyys ja kimmoisuus ovat riittämättömiä tämän keksinnön tarkoituksiin.The fibers made in accordance with this invention have a uniquely combined stiffness and resilience, which allows the absorbent structures made of the fibers to maintain a high level of absorbency, and have high resilience and the ability of the dry compressed absorbent structure to expand into wetting. In addition to the degree of crosslinking of the crosslinked fibers within the stated limits, they are characterized by a water retention value (WRV) of less than about 60, preferably about 28 to 45, in the case of conventional chemically fiberized papermaking fibers. The WRV of a particular fiber provides an indication of the degree of crosslinking and the degree of expansion of the fiber at the time of crosslinking. Anunat-ti people in the art know that the more swollen the fiber at the time of crosslinking, the higher the WRV at a given degree of crosslinking. Fibers with a very high degree of crosslinking, such as those obtained by the previously known dry crosslinking methods described above, have been found to have a WRV of less than about 25 and generally less than about 20. The crosslinking method used naturally affects the WRV of the crosslinked fiber. However, all methods that result in the degree of crosslinking and WRV within the stated limits are believed to be within and are intended to be within the scope of this invention. Useful crosslinking methods include dry crosslinking methods generally discussed at the beginning of the application and methods in which crosslinking occurs in an anhydrous solution. Some preferred dry crosslinking methods within the scope of this invention and methods in which crosslinking occurs in an anhydrous solution are discussed in more detail below. Aqueous solution crosslinking processes in which the solution causes the fibers to swell strongly result in fibers having a WRV greater than about 60. The stiffness and resilience provided by these fibers are insufficient for the purposes of this invention.

• · 12 94433• · 12 94433

Mitä nimenomaan kuivasilloitusmenetelmiin tulee, silloitettuja erilliskuituja voidaan valmistaa sellaisella menetelmällä hankkimalla tietty määrä selluloosakuitu-ja, saattamalla kultullete kosketuksiin ristlsldoksla muo-5 dostavan aineen kanssa, jonka tyyppi ja määrä on esitetty edellä, erottamalla kuidut mekaanisesti, esimerkiksi de-fibroimalla olennaisesti irralliseen muotoon ja kuivaamalla kuidut ja saattamalla ristisidoksia muodostava aine reagoimaan kuitujen kanssa katalyytin läsnäollessa, jol-10 loin muodostuu ristisidoksia kuitujen säilyessä samalla olennaisesti irrallisessa muodossa. Defibrointivaiheen, kuivausvaiheesta riippumatta, uskotaan lisäävän kiharuut-ta. Sen jälkeistä kuivausta seuraa kuitujen kiertyminen kuitujen kihartuneen muodon lisätessä kiertymisastetta.Specifically with respect to dry crosslinking processes, crosslinked discrete fibers can be prepared by such a process by obtaining a certain amount of cellulosic fibers, contacting the culturate with a crosslinking agent of the type and amount set forth above, separating the fibers mechanically, e.g. fibers and reacting the crosslinking agent with the fibers in the presence of a catalyst to form crosslinks while maintaining the fibers in a substantially loose form. The defibration step, regardless of the drying step, is believed to increase the curl. Subsequent drying is followed by twisting of the fibers as the curled shape of the fibers increases the degree of twisting.

15 Kuidun "kiharuudella" tarkoitetaan tässä kuidun kaartumista pitkittäisakselinsa ympäri. "Kiertymisellä" tarkoitetaan kuidun kiertoa pitkittäisakselinsa kohtisuoran poikkileikkauksen ympäri. Pelkästään esimerkin vuoksi ja aikomatta nimenomaisesti rajoittaa keksinnön piiriä voidaan 20 mainita, että on pantu merkille keksinnön piiriin kuuluvia silloitettuja erilliskuituja, jotka sisältävät keskimäärin noin kuusi kiertymää millimetriä kohden.15 "Curl" of a fiber is used herein to mean the curvature of the fiber about its longitudinal axis. By "twisting" is meant the rotation of a fiber about a cross section perpendicular to its longitudinal axis. By way of example only, and without expressly limiting the scope of the invention, it may be mentioned that crosslinked discrete fibers within the scope of the invention have been noted which contain an average of about six turns per millimeter.

Kuitujen säilyttäminen kuivauksen ja silloituksen aikana olennaisesti irrallisessa muodossa mahdollistaa # 25 kuitujen kiertymisen kuivauksen aikana ja siten niiden silloittamisen sellaisessa kiertyneessä ja kihartuneessa tilassa. Kuitujen kuivausta sellaisissa olosuhteissa, että ne voivat kiertyä ja kihartua, kutsutaan kuitujen kuivaamiseksi olennaisesti ei-rajoittavissa olosuhteissa. Sitä 30 vastoin kuitujen kuivaus levymäisessä muodossa tuottaa ; tulokseksi kuivattuja kuituja, jotka eivät ole kiertyneet • · «· ja kihartuneet kuten olennaisesti irrallisessa muodossa kuivatut kuidut. Kuitujen välisten vetysidosten arvellaan "rajoittavan" kuitujen suhteellista kiertymistä ja kiha-35 ruutta.Preserving the fibers during drying and crosslinking in a substantially loose form allows the # 25 fibers to be twisted during drying and thus crosslinked in such a twisted and curled state. Drying the fibers under conditions that can twist and curl is called drying the fibers under substantially non-limiting conditions. In contrast, drying the fibers in sheet form produces; resulting in dried fibers that are not twisted • · «· and curled like fibers dried in a substantially loose form. Hydrogen bonds between the fibers are thought to "limit" the relative twisting of the fibers and the curl-35.

» «»«

Il lll-t liiti I I «-M · 1 13 94433Il lll-t joined I I «-M · 1 13 94433

On olemassa monenlaisia menetelmiä, joilla kuidut voidaan saattaa kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen ja katalyytin kanssa. Eräässä suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketuksiin liuoksen kanssa, joka sisältää 5 alusta alkaen sekä ristisidoksia muodostavaa ainetta että katalyyttiä. Toisessa suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen vesiliuoksen kanssa ja niiden annetaan liota ennen katalyytin lisäystä.There are a variety of methods by which fibers can be contacted with a crosslinking agent and a catalyst. In one embodiment, the fibers are contacted with a solution containing, starting from the beginning, both a crosslinking agent and a catalyst. In another embodiment, the fibers are contacted with an aqueous solution of a crosslinking agent and allowed to soak before the catalyst is added.

Sen jälkeen lisätään katalyytti. Kolmannessa suoritusmuo-10 dossa ristisidoksia muodostava aine ja katalyytti lisätään selluloosakuitujen vesilietteeseen. Muut menetelmät tässä esitettyjen lisäksi ovat selviä alan ammatti-ihmisille, ja niiden on tarkoitus kuulua tämän keksinnön piiriin. Riippumatta siitä nimenomaisesta menetelmästä, jolla kuidut 15 saatetaan kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen ja katalyytin kanssa, selluloosakuituja, ristisidoksia muodostavaa ainetta ja katalyyttiä edullisesti sekoitetaan ja/tai niiden annetaan liota riittävästi, jotta varmistetaan perusteellinen kosketus irrallisten kuitujen kanssa 20 ja niiden kyllästyminen.The catalyst is then added. In a third embodiment, the crosslinking agent and the catalyst are added to the aqueous slurry of cellulose fibers. Other methods in addition to those disclosed herein will be apparent to those skilled in the art and are intended to be within the scope of this invention. Regardless of the particular method of contacting the fibers 15 with the crosslinking agent and catalyst, the cellulosic fibers, crosslinking agent, and catalyst are preferably mixed and / or soaked sufficiently to ensure thorough contact with and saturation of the loose fibers 20.

Yleensä voidaan käyttää mitä tahansa sellaista ainetta, joka katalysoi ristisidosten muodostumismekanismia. Sopivia katalyyttejä ovat orgaaniset hapot ja happosuolat. Erityisen edullisia katalyyttejä ovat suolat, kuten alu-25 miini-, magnesium-, sinkki- ja kalsiumkloridit, -nitraatit * ja -sulfaatit. Eräs erityisesimerkki edullisesta suolasta on sinkkinitraattiheksahydraatti. Muita katalyyttejä ovat hapot, kuten rikkihappo, suolahappo ja muut mineraalihapot ja orgaaniset hapot. Valittua katalyyttiä voidaan käyttää 30 yksinomaisena katalysoivana aineena tai yhteen tai useampaan muuhun katalyyttiin yhdistettynä. Happosuolojen ja orgaanisten happojen yhdistelmien käytön katalyytteinä uskotaan saavan aikaan tehokkaimman silloittumisreaktion. Reaktion on havaittu menevän yllättävän hyvin loppuun 35 sinkkinitraattisuolojen ja orgaanisten happojen kuten sit- ·· * 14 94433 ruunahapon, muodostamien katalyyttiyhdistelmien avulla, ja sellaiset yhdistelmät ovatkin edullisia. Mineraalihapot soveltuvat kuitujen pH:n säätöön saatettaessa ne kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen kanssa 5 liuoksessa, mutta niitä ei edullisesti käytetä ensisijaisena katalyyttinä.In general, any substance that catalyzes the mechanism of crosslinking can be used. Suitable catalysts are organic acids and acid salts. Particularly preferred catalysts are salts such as aluminum, magnesium, zinc and calcium chlorides, nitrates * and sulphates. A particular example of a preferred salt is zinc nitrate hexahydrate. Other catalysts include acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and other mineral acids and organic acids. The selected catalyst can be used as the sole catalyst or in combination with one or more other catalysts. The use of combinations of acid salts and organic acids as catalysts is believed to provide the most efficient crosslinking reaction. The reaction has been found to be surprisingly complete with catalyst combinations of zinc nitrate salts and organic acids such as sitic acid, and such combinations are preferred. Mineral acids are suitable for adjusting the pH of the fibers by contacting them with a crosslinking agent in solution, but are preferably not used as the primary catalyst.

Edullisin käytettävä määrä ristisidoksia muodostavaa ainetta ja katalyyttiä määräytyy kulloinkin käytettävän ristisidoksia muodostavan aineen, reaktio-olosuhtei-10 den ja kulloisenkin tuotteen tulevan käytön mukaan.The most preferred amount of crosslinking agent and catalyst to be used depends on the particular crosslinking agent used, the reaction conditions and the future use of the particular product.

Edullisesti käytettävä katalyyttimäärä riippuu luonnollisesti kulloisestakin ristisidoksia muodostavan aineen tyypistä ja määrästä sekä reaktio-olosuhteista, erityisesti lämpötilasta ja pH:sta. Tekniset ja taloudel-15 liset seikat huomioon ottaen katalyytin määrä on yleensä edullisesti noin 10 - 60 p-% selluloosakuituihin lisättävästä silloitusainemäärästä. Esimerkiksi siinä tapauksessa, että käytettävä katalyytti on sinkkinitraattiheksa-hydraatti ja ristisidoksia muodostava aine on glutaralde-20 hydi, edullinen määrä katalyyttiä on noin 30 p-% lisättävästä glutaraldehydimäärästä. Edullisimmin katalyytiksi lisätään myös orgaanista happoa, kuten sitruunahappoa, noin 5-30 p-% glutaraldehydin määrästä. Lisäksi on toivottavaa säätää selluloosakuitulietteen vesiosan tai ris-25 tisidoksia muodostavan aineen liuoksen pH tavoitearvoon, * joka on noin 2-5, edullisemmin noin 2,5 - 3,5, risti- sidoksia muodostavan aineen ja kuitujen välisen kosketuksen aikana.The amount of catalyst preferably used depends, of course, on the type and amount of crosslinking agent in question and on the reaction conditions, in particular temperature and pH. In view of the technical and economic considerations, the amount of catalyst is generally preferably about 10 to 60% by weight of the amount of crosslinking agent to be added to the cellulosic fibers. For example, in the case where the catalyst used is zinc nitrate hexahydrate and the crosslinking agent is glutaraldehyde, the preferred amount of catalyst is about 30% by weight of the amount of glutaraldehyde to be added. Most preferably, an organic acid such as citric acid is also added as a catalyst in an amount of about 5-30% by weight of glutaraldehyde. In addition, it is desirable to adjust the pH of the aqueous portion of the cellulosic fibrous slurry or crosslinking agent solution to a target value * of about 2-5, more preferably about 2.5 to 3.5, during contact between the crosslinking agent and the fibers.

Selluloosakuiduista tulisi yleensä poistaa vettä ja 30 mahdollisesti ne tulisi kuivata. Sopiva ja edullisin kon- . sistenssi vaihtelee sen mukaan, minkä tyyppistä fluffin- ·· ·» muodostuslaitetta käytetään. Edullisissa suoritusmuodoissa kuiduista poistetaan vettä ja ne kuivataan optimaalisesti niin, että konsistenssiksi tulee noin 30 - 80 %. Vielä 35 edullisemmin kuiduista poistetaan vettä ja niitä kuivataan ·· 15 94433 niin, että konsistenssiksi tulee noin 40 - 60 %. Kuitujen kuivaus näissä edullisissa rajoissa olevaan kosteuspitoisuuteen helpottaa yleensä kuitujen defibrointia erillis-muotoon ilman liiallista kuitunuppujen muodostumista, mikä 5 liittyy suurempiin kosteuspitoisuuksiin, ja ilman kuitujen suurta vahingoittumista, mikä liittyy pienempiin kosteuspitoisuuksiin .Cellulose fibers should generally be dewatered and possibly dried. Suitable and most preferred con-. the resistance varies depending on the type of fluffin ·· · »forming device used. In preferred embodiments, the fibers are dewatered and optimally dried to a consistency of about 30-80%. Even more preferably, the fibers are dewatered and dried to a consistency of about 40-60%. Drying the fibers to a moisture content within these preferred limits generally facilitates defibrating the fibers to a discrete form without excessive fiber knob formation, which is associated with higher moisture contents, and without major fiber damage, which is associated with lower moisture contents.

Veden poisto voidaan toteuttaa esimerkiksi sellaisin menetelmin kuin massan mekaaninen puristus, sentrifu-10 gointi ja ilmakuivaus. Lisäkuivaus suoritetaan menetelmin, jotka tunnetaan alalla ilmakuivauksena tai hiutalekuivauk-sena, sellaisissa olosuhteissa, että korkean lämpötilan pitkäaikainen hyväksikäyttö ei ole tarpeen. Liian korkea lämpötila prosessin tässä vaiheessa saattaa johtaa sil-15 loittumisen ennenaikaiseen käynnistymiseen. Noin 160 eC:tta korkeampia lämpötiloja ei edullisesti ylläpidetä pitempään kuin 2-3 sekuntia. Mekaaninen defibrointi toteutetaan edellä kuvatulla tavalla.The dewatering can be carried out, for example, by methods such as mechanical compression of the pulp, centrifugation and air drying. Further drying is performed by methods known in the art as air drying or flake drying, under conditions such that long-term utilization of high temperature is not necessary. Too high a temperature at this stage of the process may lead to premature onset of silylation. Temperatures higher than about 160 eC are preferably not maintained for more than 2-3 seconds. The mechanical defibration is carried out as described above.

Defibroidut kuidut kuumennetaan sitten sopivaan 20 lämpötilaan riittäväksi ajanjaksoksi, jotta ristisidoksia muodostava aine saadaan kovettumaan, toisin sanoen reagoimaan selluloosakuitujen kanssa. Silloittumisnopeus ja -aste riippuvat kuitujen kuivuudesta, lämpötilasta, katalyytin ja ristisidoksia muodostavan aineen määrästä ja tyy- ,,25 pistä sekä silloitusta tehtäessä kuitujen kuumentamiseen ja/tai kuivaukseen käytettävästä menetelmästä. Kuitujen, joilla on määrätty alkukosteuspitoisuus, silloittuminen tietyssä lämpötilassa tapahtuu suuremmalla nopeudella, kun siihen liittyy jatkuva kuivaus ilmaa läpipuhaltamalla, 30 kuin kuivauksen/kuumennuksen tapahtuessa staattisessa uunissa. Alan ammatti-ihmiset tietävät, että ristisidoksia • muodostavan aineen kovettamisessa lämpötila ja aika voivat riippua toisistaan monella tavalla. Tavanomaiset paperin kuivauksessa käytettävät lämpötilat (esimerkiksi 50 - 35 65 eC) noin 30 - 60 minuutin jakson ajan staattisissa il- • 16 94433 makehäolosuhteissa tuottavat yleensä tulokseksi riittävän kovettumistehon kuitujen kosteuspitoisuuden ollessa pienempi kuin noin 5 %. Alan ammatti-ihmiset käsittävät myös, että korkeammat lämpötilat ja ilmavirtaus lyhentävät ko-5 vettumiseen vaadittavaa aikaa. Kovetuslämpötila pidetään kuitenkin edullisesti noin 160 °C:n alapuolella, koska sellaisissa noin 160 °C:tta korkeammissa lämpötiloissa kuidut saattavat kellastua tai vahingoittua muulla tavalla.The defibrated fibers are then heated to a suitable temperature for a period of time sufficient to cause the crosslinking agent to cure, i.e., react with the cellulosic fibers. The rate and degree of crosslinking depends on the dryness of the fibers, the temperature, the amount and type of catalyst and crosslinking agent, and the method used to heat and / or dry the fibers when crosslinking. The crosslinking of fibers with a certain initial moisture content at a given temperature takes place at a higher rate when it is accompanied by continuous drying by blowing air, than when drying / heating takes place in a static oven. Those skilled in the art know that the temperature and time of curing a crosslinking agent can depend on each other in many ways. Conventional temperatures used to dry paper (e.g., 50 to 35 65 eC) for a period of about 30 to 60 minutes under static air conditions generally result in sufficient curing power at a fiber moisture content of less than about 5%. Those skilled in the art will also appreciate that higher temperatures and airflow will reduce the time required for co-wetting. However, the curing temperature is preferably kept below about 160 ° C, because at such temperatures above about 160 ° C, the fibers may turn yellow or otherwise damaged.

10 Suurin silloittumisaste saavutetaan kuitujen olles sa oleellisesti kuivia (niiden kosteuspitoisuuden ollessa pienempi kuin noin 5 %). Tämän veden puuttumisen vuoksi kuidut silloittuvat olennaisesti paisumattomassa, kokoon-painuneessa tilassa. Tämän vuoksi niille on ominaista al-15 hainen nesteenpidätysarvo (FRV) tähän keksintöön soveltuviin arvoihin verrattuna. FRV tarkoittaa sitä nestemäärää (kuivien kuitujen pohjalta laskettuna), joka säilyy kui-tunäytteeseen imeytyneenä sen jälkeen, kun näytettä on liotettu ja sen jälkeen sentrifugoitu kuitujen välisen 20 nesteen poistamiseksi. (Jäljempänä FRV määritellään tarkemmin ja esitetään menetelmä FRV:n määrittämiseksi.) Se nestemäärä, jonka silloittuneet kuidut kykenevät imemään, riippuu niiden kyvystä paisua kyllästyessään, eli toisin sanoen niiden sisäläpimitästä tai tilavuudesta paisutetta-25 essa ne maksimitasoonsa. Tämä puolestaan riippuu silloit- > · · tumisasteesta. Kuidun ja menetelmän säilyessä muuttumattomana kuidun FRV laskee, kunnes kuitu ei paisu lainkaan koetuessaan, kuidunsisäisen silloittumisasteen kohotessa. Kuidun FRV-arvo kuvaa siis rakenteellisesti kuidun fysi-30 kaalista tilaa kuidun kyllästymispisteessä. Ellei toisin ole nimenomaan mainittu, tässä esitettävät FRV-tiedot an-• netaan kuitujen vedenpidätysarvoina (WRV). Myös muita nes teitä kuten suolavettä ja synteettistä virtsaa, voidaan edullisesti käyttää nesteväliaineena analyysissä. Tietyn 35 kuidun, joka on silloitettu menetelmin, joissa kovettumi- 17 94433 nen riippuu suuresti kuivauksesta, kuten esimerkiksi tämän keksinnön mukaisella menetelmällä, FRV riippuu yleensä pääasiassa ristisidoksia muodostavasta aineesta ja sil-loittumisasteesta. Kuitujen, jotka on silloitettu tällä 5 kuivasilloitusmenetelmällä tähän keksintöön soveltuvia silloitusainemääriä käyttäen, WRV on yleensä pienempi kuin noin 50 ja suurempi kuin noin 25 ja edullisesti noin 28 -45. Valkaistujen SSK-kuitujen, jotka sisältävät noin 0,5 - 2,5 mol-% kuitujen kanssa reagoinutta glutaraldehydiä sello luloosan anhydroglukoosimoolimäärästä laskettuna, WRV:n on vastaavasti havaittu vaihtelevan noin 40:stä noin 28:aan. Valkaisuasteen ja silloituksen jälkeisten valkaisuvaihei-den on todettu vaikuttavan WRV:hen. Tätä vaikutusta tarkastellaan yksityiskohtaisemmin jäljempänä. Etelän haw-15 puusta saatujen kraftkuitujen (SSK-kuitujen), jotka on valmistettu ennen tätä keksintöä tunnetuin kuivasilloitus-menetelmin, silloittumisaste on tässä esitettyä korkeampi ja WRV pienempi kuin noin 25. Kuten aikaisemmin on mainittu, sellaisten kuitujen on havaittu olevan liian jäykkiä 20 ja niillä on havaittu olevan pienempi imukapasiteetti kuin tämän keksinnön mukaisilla kuiduilla.10 The maximum degree of crosslinking is achieved when the fibers are substantially dry (with a moisture content of less than about 5%). Due to this lack of water, the fibers crosslink in a substantially unexpanded, compressed state. Therefore, they are characterized by an al-15 low fluid retention value (FRV) compared to the values applicable to this invention. FRV means the amount of liquid (calculated on the basis of dry fibers) that remains absorbed into the fiber sample after the sample has been soaked and then centrifuged to remove the inter-fiber liquid. (The FRV is further defined and the method for determining the FRV is described.) The amount of liquid that crosslinked fibers are able to absorb depends on their ability to swell when saturated, i.e., their internal diameter or volume when expanded to their maximum level. This in turn depends on the degree of crosslinking. With the fiber and process remaining unchanged, the FRV of the fiber decreases until the fiber does not swell at all when tested, with an increase in the degree of introfibrous crosslinking. The FRV value of a fiber thus structurally describes the physical state of the fiber at the point of fiber saturation. Unless explicitly stated otherwise, the FRV data presented herein are given as fiber retention values (WRV). Other fluids such as brine and synthetic urine can also be advantageously used as the liquid medium in the analysis. The FRV of a particular fiber crosslinked by methods in which curing is highly dependent on drying, such as the method of this invention, generally depends primarily on the crosslinking agent and the degree of crosslinking. The WRV of fibers crosslinked by this dry crosslinking process using amounts of crosslinking agent suitable for the present invention is generally less than about 50 and greater than about 25, and preferably about 28-45. The WRV of bleached SSK fibers containing about 0.5 to 2.5 mole percent glutaraldehyde reacted with the fibers, based on the anhydroglucose molar amount of cellulose, has been found to range from about 40 to about 28, respectively. The degree of bleaching and the bleaching steps after crosslinking have been found to affect WRV. This effect is discussed in more detail below. Southern haw-15 wood-derived kraft fibers (SSK fibers) prepared by the dry crosslinking methods known prior to this invention have a higher degree of crosslinking than described herein and a WRV of less than about 25. As previously mentioned, such fibers have been found to be too rigid and they have been found to have a lower absorption capacity than the fibers of this invention.

Eräässä toisessa menetelmässä silloitettujen eril-liskuitujen valmistamiseksi kuivasilloitusmenetelmällä selluloosakuidut saatetaan kosketuksiin liuoksen kanssa, .,25 joka sisältää edellä esitetyn kaltaista ristisidoksia muodostavaa ainetta. Kuidut järjestetään levymäiseen muotoon joko ennen niiden saattamista kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen kanssa tai sen jälkeen. Ristisidoksia muodostavaa ainetta sisältävä liuos sisältää edullisesti 30 myös jotakin kuivasilloitusmenetelmiin soveltuvaa katalyyttiä, jollaisia on myös esitetty edellä. Levymäisessä • muodossa olevat kuidut kuivataan ja silloitetaan edulli sesti kuumentamalla ne noin 120 - 160 °C:n lämpötilaan. Silloituksen jälkeen kuidut erotetaan mekaanisesti olen-35 naisesti irralliseen muotoon. Tämä toteutetaan edullises- « 18 94433 tl käsittelemällä kuidut fluffinmuodostuslaltteella, kuten esimerkiksi laitteella, joka on esitetty US-patentti-julkaisussa 3 987 968, tai se voidaan toteuttaa muilla alalla tunnetuilla kuitujen defibrointimenetelmillä. Täl-5 lä levysilloitusmenetelmällä valmistetut silloitetut eril-liskuidut käsitellään riittävällä määrällä ristisidoksia muodostavaa ainetta, jotta kuitujen kanssa, kuidunsisäisiä ristisidoksia muodostaen, reagoiva silloitusainemäärä on noin 0,5 - 3,5 mol-% selluloosan anhydroglukoosimoolimää-10 rästä laskettuna ja defibroinnin jälkeen mitattuna. Toinen seuraus kuitujen kuivaamisesta ja silloittamisesta levymäisessä muodossa on se, että kuitujen välinen sitoutuminen estää kuitujen kiertymisen ja kihartumisen lisäkui-vauksen myötä. Verrattuna silloitettuihin erilliskuitui-15 hin, jotka on valmistettu menetelmällä, jossa kuidut kuivataan olennaisesti ei-rajoittavissa olosuhteissa ja silloitetaan sen jälkeen kiertyneessä ja kihartuneessa muodossa, olisi odotettavissa, että imukykyisillä rakenteilla, jotka on valmistettu edellä kuvatulla levykovetusmene-20 telmällä valmistetuista suhteellisen kiertymättömistä kuiduista, on pienempi kimmoisuus märkänä ja heikompi reagointikyky kuivan imukykyisen rakenteen kostumiseen.In another method for producing crosslinked discrete fibers by the dry crosslinking method, the cellulosic fibers are contacted with a solution containing a crosslinking agent as described above. The fibers are arranged in a plate-like form either before or after contact with the crosslinking agent. The solution containing the crosslinking agent preferably also contains a catalyst suitable for dry crosslinking processes, such as those described above. The fibers in sheet form are preferably dried and crosslinked by heating to a temperature of about 120-160 ° C. After crosslinking, the fibers are mechanically separated into a substantially loose form. This is preferably accomplished by treating the fibers with a fluff-forming pad, such as the device disclosed in U.S. Patent 3,987,968, or may be accomplished by other fiber defibration methods known in the art. The crosslinked discrete fibers prepared by this sheet crosslinking process are treated with a sufficient amount of crosslinking agent to provide an amount of crosslinking agent that reacts with the fibers to form intramibular crosslinks of about 0.5 to 3.5 mole percent based on the anhydroglucose mole of cellulose and after defibration. Another consequence of drying and crosslinking the fibers in plate-like form is that the bonding between the fibers prevents the fibers from twisting and curling with further drying. Compared to crosslinked monofilaments made by a process in which the fibers are dried under substantially non-limiting conditions and then crosslinked in a twisted and curled form, it would be expected that absorbent structures made from relatively untwisted fibers made by the sheet curing method described above would has lower wet elasticity and poorer reactivity to wet wetting of the absorbent structure.

Toisen ryhmän tähän keksintöön soveltuvia silloi-tusmenetelmiä muodostavat silloitusmenetelmät, joissa ko- . 25 vetus tapahtuu vedettömässä liuoksessa. Samoja kuitutyyp-( · · · pejä, jotka soveltuvat kuivasilloitusmenetelmiin, voidaan käyttää vedettömässä liuoksessa silloitettujen kuitujen valmistuksessa. Kuidut käsitellään riittävällä määrällä ristisidoksia muodostavaa ainetta, jotta kuitujen kanssa 30 sen jälkeen reagoiva silloitusainemäärä on noin 0,5 - 3,5 mol-% mainitun silloittumisreaktion jälkeen laskettuna, ja 1 * sopivalla katalyytillä. Silloitusaine saatetaan reagoimaan kuitujen ollessa upotettuina liuokseen, joka ei aiheuta kuitujen olennaista paisumista. Kuidut voivat kuitenkin 35 sisältää jopa noin 30 % vettä tai olla silloitusliuoksessa • 19 94433 muulla tavoin siinä määrin paisutettuja, että ne vastaavat kuituja, joiden kosteuspitoisuus on noin 30 %. Sellaisten osittain paisutettujen kuitujen muodon on todettu tarjoavan odottamattomia lisäetuja, joita käsitellään tarkemmin 5 jäljempänä. Silloitusliuos sisältää vedetöntä, veteen sekoittuvaa, polaarista laimennusainetta kuten etikkahappoa, propaanihappoa tai asetonia, mutta sopivat laimennusaineet eivät rajoitu näihin. Edullisia katalyyttejä ovat mineraa-lihapot kuten rikkihappo, ja halogeenihapot kuten suola-10 happo. Muita käyttökelpoisia katalyyttejä ovat mineraali-happojen ja halogeenihappojen suolat, orgaaniset hapot sekä niiden suolat. Silloitusväliaineina käytettäviksi soveltuviin silloitusliuossysteemeihin kuuluvat myös systeemit, jotka on esitetty US-patenttijulkaisussa 4 035 147 15 (S. Sangenis, G. Guiroy ja J. Quere), joka on julkaistu 12. heinäkuuta 1977 ja joka sisällytetään täten tähän selitykseen lähdeviittauksena. Silloitusliuos voi sisältää jonkin verran vettä tai muuta kuituja paisuttavaa nestettä vesimäärän ollessa kuitenkin riittämätön saamaan aikaan 20 sellaista paisumista, joka vastaa massakuitujen, joiden konsistenssi on 70 % (vesipitoisuus 30 %), paisumista. Silloitusliuoksen vesipitoisuus on edullisesti pienempi kuin noin 10 % liuoksen kokonaistilavuudesta, ottamatta huomioon kuituja. Tätä suuremmat vesimäärät silloitusli-25 uoksessa alentavat silloituksen tehokkuutta ja silloittu- • · · misnopeutta.Another group of crosslinking methods suitable for this invention are crosslinking methods in which the. The hydrogenation takes place in an anhydrous solution. The same types of fibers (· · · suitable for dry crosslinking processes) can be used in the preparation of crosslinked fibers in an anhydrous solution. The fibers are treated with a sufficient amount of crosslinking agent to provide a crosslinking agent reacting with the fibers of about 0.5 to 3.5 mole percent. calculated after the crosslinking reaction, and 1 * with a suitable catalyst The crosslinking agent is reacted when the fibers are immersed in a solution which does not cause substantial swelling of the fibers, however, the fibers may contain up to about 30% water or be otherwise expanded in the crosslinking solution. fibers with a moisture content of about 30% The shape of such partially expanded fibers has been found to provide unexpected additional benefits, which are discussed in more detail below 5. The crosslinking solution contains an anhydrous, water-miscible, polar diluent weft. n acetic acid, propanoic acid or acetone, but suitable diluents are not limited thereto. Preferred catalysts are mineral acids such as sulfuric acid, and halogen acids such as hydrochloric acid. Other useful catalysts include salts of mineral acids and halogen acids, organic acids and their salts. Crosslinking solution systems suitable for use as crosslinking media also include those disclosed in U.S. Patent 4,035,147 (S. Sangenis, G. Guiroy, and J. Quere), issued July 12, 1977, which is hereby incorporated by reference. However, the crosslinking solution may contain some water or other fiber-expanding liquid when the amount of water is insufficient to produce an expansion corresponding to the expansion of pulp fibers having a consistency of 70% (water content 30%). The water content of the crosslinking solution is preferably less than about 10% of the total volume of the solution, excluding fibers. Higher amounts of water in the crosslinking solution reduce the crosslinking efficiency and the crosslinking rate.

Ristisidoksia muodostavan aineen imeyttäminen kuituihin voidaan toteuttaa itse silloitusliuoksessa tai esi-käsittelyvaiheessa, jollaisiin kuuluu kuitujen kyllästämi-30 nen joko silloitusainetta sisältävällä vesiliuoksella tai vedettömällä liuoksella, mutta sopivat esikäsittelyvaiheet : : eivät rajoitu näihin. Edullisesti kuidut defibroidaan me kaanisesti irralliseen muotoon. Tämä mekaaninen käsittely voidaan toteuttaa menetelmin, joita on esitetty aikaisem-35 min fluffin muodostamiseen kuiduista edellä kuvatun kui-vasilloitusmenetelmän yhteydessä.The impregnation of the crosslinking agent into the fibers may be accomplished in the crosslinking solution itself or in a pretreatment step, which includes, but is not limited to, impregnation of the fibers with either an aqueous solution containing the crosslinking agent or an anhydrous solution. Preferably, the fibers are mechanically defibrated to a loose form. This mechanical treatment can be accomplished by the methods previously described for 35 min fluff formation from fibers in connection with the dry crosslinking process described above.

• 20 94433• 20,94433

On erityisen edullista sisällyttää fluffin valmistukseen mekaaninen käsittely, joka saa kosteat selluloo-sakuidut omaksumaan sellaisen kiertyneen ja kihartuneen tilan, joka ylittää sen mahdollisen kiertymisen ja kiha-5 ruuden, joka on kuitujen luonnollinen tila. Tämä voidaan toteuttaa hankkimalla alun perin fluffin muodostusta varten kosteita kuituja käsittelemällä niitä mekaanisesti, esimerkiksi edellä esitetyin menetelmin, kuitujen defib-roimiseksi olennaisesti irralliseen muotoon ja kuivaamalla 10 kuidut ainakin osittain.It is particularly advantageous to include in the manufacture of the fluff a mechanical treatment that causes the moist cellulosic fibers to assume a twisted and curled state that exceeds its possible twist and curl-5, which is the natural state of the fibers. This can be accomplished by initially obtaining wet fibers for fluff formation by mechanically treating them, e.g., by the methods described above, to defibrate the fibers to a substantially loose form and at least partially drying the fibers.

Kuituihin aikaansaadun kiertymisen ja kiharuuden suhteellinen määrä riippuu osaksi kuitujen kosteuspitoisuudesta. Kuitujen arvellaan, keksinnön piiriä rajoittamatta, kiertyvän luonnostaan sellaisissa olosuhteissa suo-15 ritettavassa kuivauksessa, joissa kuitujen välinen kos ketus on vähäinen, ts. kuitujen ollessa toisistaan erotetussa muodossa. Kosteiden kuitujen mekaaninen käsittely aiheuttaa myös aluksi kuitujen kihartumisen. Kun kuidut sen jälkeen kuivataan kokonaan tai osittain olennaisesti 20 ei-rajoittavissa olosuhteissa, ne kiertyvät mekaanisesti aikaansaadun lisäkiharuuden kohottaessa kiertymisastetta. Vaiheissa fluffin muodostamiseksi defibroimalla käytetään edullisesti suuren konsistenssin omaavaa kosteata massaa eli massaa, josta on poistettu vettä niin, että kuitukon-25 sistenssiksi on tullut noin 45 - 55 % (ennen defibroinnin aloittamista määritettynä).The relative amount of twist and curl applied to the fibers depends in part on the moisture content of the fibers. Without limiting the scope of the invention, the fibers are believed to rotate naturally in drying conditions where there is little contact between the fibers, i.e., the fibers are in a separated form. Mechanical treatment of wet fibers also initially causes the fibers to curl. When the fibers are then completely or partially dried under substantially non-limiting conditions, they rotate mechanically as the additional curl provided increases the degree of rotation. In the steps of forming a fluff by defibering, a high consistency moist pulp is preferably used, i.e. a pulp from which water has been removed so that the fiber-25 has a resistance of about 45 to 55% (as determined before the start of defibration).

Defibroinnin jälkeen kuidut tulisi kuivata niin, että niiden kosteuspitoisuudeksi tulee noin 0 - 30 %, ennen kuin kuidut saatetaan kosketuksiin silloitusliuoksen 30 kanssa, ellei defibrointivaihe ole jo tuottanut tulokseksi kuituja, joiden kosteuspitoisuus on mainittujen rajojen • · sisällä. Kuivausvaihe tulisi toteuttaa kuitujen ollessa olennaisesti ei-rajoittavissa olosuhteissa. Kuitujen välinen kosketus tulisi toisin sanoen minimoida, jotta kuitu-35 jen luontainen kiertyminen kuivauksen aikana ei esty. Sekä 21 94433 ilmakuivaus- että hiutalekuivausmenetelmät soveltuvat tähän tarkoitukseen.After defibration, the fibers should be dried to a moisture content of about 0 to 30% before the fibers are contacted with the crosslinking solution 30, unless the defibration step has already resulted in fibers having a moisture content within said limits. The drying step should be performed with the fibers under substantially non-limiting conditions. In other words, the contact between the fibers should be minimized so that the inherent rotation of the fibers during drying is not prevented. Both 21 94433 air drying and flake drying methods are suitable for this purpose.

Tolsistaan erotetut kuidut saatetaan seuraavaksl kosketuksiin silloitusliuoksen kanssa, joka sisältää ve-5 teen sekoittuvaa vedetöntä laimennusainetta, ristisidoksia muodostavaa ainetta ja katalyyttiä. Siilo!tusliuos voi sisältää rajoitetun määrän vettä. Silloitusliuoksen vesi-pitoisuuden tulisi olla pienempi kuin noin 18 %, edullisesti pienempi kuin noin 9 %.The fibers separated from the toluene are subsequently contacted with a crosslinking solution containing a water-miscible anhydrous diluent, a crosslinking agent and a catalyst. The silage solution may contain a limited amount of water. The water content of the crosslinking solution should be less than about 18%, preferably less than about 9%.

10 Kuitukimppu, jota ei ole mekaanisesti defibroitu, voidaan myös saattaa kosketuksiin edellä esitetyn silloitusliuoksen kanssa.A bundle of fibers that is not mechanically defibrated can also be contacted with the crosslinking solution described above.

Käytettävä silloitusaine- ja happokatalyyttimäärä riippuvat sellaisista reaktio-olosuhteista kuin konsis-15 tenssi, lämpötila, silloitusliuoksen ja kuitujen vesipitoisuus sekä silloitusliuoksen sisältämän ristisidoksia muodostavan aineen ja laimennusaineen tyyppi, ja halutusta silloittumisasteesta. Käytettävä siilo!tusainemäärä on edullisesti noin 0,2 - 10 p-% koko silloitusliuoksen mas-20 sasta, ottamatta huomioon kuituja. Happokatalyytin edullinen pitoisuus riippuu lisäksi katalyytin happamuudesta silloitusliuoksessa. Yleensä voidaan saavuttaa hyviä tuloksia katalyyttipitoisuuden ollessa noin 0,3 - 5 p-% (silloitusliuoksen massasta ilman kuituja) silloitusliuok-25 sissa, jotka sisältävät laimennusaineena etikkahappoa, glutaraldehydiä edullisina pitoisuuksina sekä rajoitetun määrän vettä. Kuituja ja silloitusliuosta sisältävät lietteet, joiden kuitukonsistenssi on pienempi kuin noin 10 p-%, ovat edullisia silloitukseen edellä esitettyjä 30 silloitusliuoksia käyttäen.The amount of crosslinking agent and acid catalyst used depends on the reaction conditions such as consistency, temperature, water content of the crosslinking solution and fibers, the type of crosslinking agent and diluent contained in the crosslinking solution, and the degree of crosslinking desired. The amount of silicone to be used is preferably about 0.2 to 10% by weight of the total mass of the crosslinking solution, excluding the fibers. The preferred concentration of acid catalyst further depends on the acidity of the catalyst in the crosslinking solution. In general, good results can be obtained with a catalyst content of about 0.3 to 5% by weight (based on the mass of the crosslinking solution without fibers) of crosslinking solutions containing acetic acid, glutaraldehyde in preferred concentrations and a limited amount of water as a diluent. Slurries containing fibers and a crosslinking solution having a fiber consistency of less than about 10% by weight are preferred for crosslinking using the crosslinking solutions described above.

Silloitusreaktio voidaan toteuttaa ympäristön läm- « ' pötilassa tai, reaktionopeuden kohottamiseksi, korotetus sa lämpötilassa, joka on edullisesti alempi kuin noin 40 °C.The crosslinking reaction may be carried out at ambient temperature or, to increase the rate of the reaction, at an elevated temperature, preferably less than about 40 ° C.

22 9443322 94433

On olemassa monenlaisia menetelmiä, Joilla kuidut voidaan saattaa kosketuksiin silloitusliuoksen kanssa Ja silloittaa siinä. Eräässä suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketuksiin liuoksen kanssa, Joka sisältää alusta 5 alkaen sekä ristisidoksia muodostavaa ainetta että happo-katalyyttiä. Kuitujen annetaan liota silloitusliuoksessa,There are a variety of methods by which fibers can be contacted with and crosslinked in a crosslinking solution. In one embodiment, the fibers are contacted with a solution comprising, from the beginning, both a crosslinking agent and an acid catalyst. The fibers are allowed to soak in the crosslinking solution,

Jona aikana tapahtuu ristisidosten muodostuminen. Toisessa suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketuksiin laimennus-aineen kanssa Ja niiden annetaan liota ennen happokatalyy-10 tin lisäystä. Sen Jälkeen lisätään happokatalyytti, Jolloin alkaa ristisidosten muodostuminen. Muut menetelmät tässä esitettyjen lisäksi ovat selviä alan ammatti-ihmisille, ja niiden on tarkoitus kuulua tämän keksinnön piiriin.During which time cross-linking occurs. In another embodiment, the fibers are contacted with a diluent and allowed to soak prior to the addition of the acid catalyst. After that, an acid catalyst is added, whereupon the formation of crosslinks begins. Other methods in addition to those disclosed herein will be apparent to those skilled in the art and are intended to be within the scope of this invention.

15 Ristisidoksia muodostava aine ja silloitusolosuh- teet valitaan edullisesti niin, että ne edistävät kuidun-sisäisten ristisidosten muodostumista. Silloittumisreak-tion on siis edullista tapahtua pääosaltaan sen jälkeen, kun ristisidoksia muodostava aine on ehtinyt tunkeutua 20 kuitujen sisään. Reaktio-olosuhteet valitaan edullisemmin sellaisiksi, että vältetään välitön ristisidosten muodostuminen, ellei ristisidoksia muodostava aine ole jo tunkeutunut kuitujen sisään. Noin 30 minuutin reaktioajat, jona aikana silloittuminen menee olennaisesti loppuun, 25 ovat edullisia. Pitempien reaktioaikojen uskotaan tuotta- « -·· · van vain mitätöntä etua kuitujen ominaisuuksien kannalta.The crosslinking agent and crosslinking conditions are preferably selected to promote the formation of intramibular crosslinks. Thus, it is preferred that the crosslinking reaction occur substantially after the crosslinking agent has penetrated the fibers. The reaction conditions are more preferably selected to avoid immediate crosslinking unless the crosslinking agent has already penetrated the fibers. Reaction times of about 30 minutes, during which time crosslinking is substantially complete, are preferred. Longer reaction times are believed to provide only a negligible advantage in terms of fiber properties.

Sekä lyhyempien aikojen, jokseenkin välitön ristisidosten muodostuminen mukaan luettuna, että pitempien aikojen on kuitenkin tarkoitus kuulua keksinnön piiriin.However, both shorter times, including the relatively immediate formation of crosslinks, and longer times are intended to be within the scope of the invention.

30 On myös mahdollista suorittaa kovetus vain osaksi liuoksessa ja päättää silloitusreaktio sitten prosessin ; myöhemmässä vaiheessa kuivaus- tai kuumennuskäsittelyillä.It is also possible to carry out the curing only in solution and then terminate the crosslinking reaction process; at a later stage by drying or heating treatments.

Silloitusvaiheen jälkeen kuiduista valutetaan neste ja ne pestään. Pesuvaiheessa on edullista lisätä riit-35 tävästi jotakin emäksistä ainetta, kuten natriumhydroksi- 94433 23 dia, massassa mahdollisesti jäljellä olevan hapon neutra-loimiseksi. Pesun jälkeen kuiduista poistetaan neste ja ne kuivataan täydellisesti. Edullisesti kuidut defibroidaan mekaanisesti toiseen kertaan, joka toinen defibrointivaihe 5 saa silloitetut kuidut kihartumaan, esimerkiksi niistä muodostetaan fluffia defibroimalla, nesteenpoisto- ja kui-vausvaiheen välissä. Kuivattaessa kuitujen kihara tila lisää kiertymistä, kuten aikaisemmin on esitetty ennen kuitujen saattamista kosketuksiin silloitusliuoksen kansio sa toteutettavan kiharruskäsittelyn yhteydessä. Samat laitteet ja menetelmät, joita on kuvattu ensimmäisen mekaanisen defibrointivaiheen yhteydessä, kiertymisen ja kihartumisen aikaansaamiseksi ovat käyttökelpoisia tässä toisessa mekaanisessa defibrointivaiheessa. Tässä käytet-15 tynä ilmaus "defibrointi" tarkoittaa mitä tahansa menettelytapaa, jota voidaan käyttää kuitujen erottamiseen mekaanisesti olennaisesti irralliseen muotoon, joskin kuidut voidaan hankkiakin jo sellaisessa muodossa. "Defibrointi" tarkoittaa sen vuoksi mekaanista käsittelyvaihetta, joka 20 a) erottaa kuidut olennaisesti irralliseen muotoon, elleivät ne jo ole sellaisessa muodossa, ja b) saa aikaan kuitujen kihartumisen ja kiertymisen kuivauksessa.After the crosslinking step, the fibers are drained and washed. In the washing step, it is preferable to add a sufficient amount of a basic substance, such as sodium hydroxy-94433 23 dia, to neutralize any acid remaining in the pulp. After washing, the fibers are dehydrated and dried completely. Preferably, the fibers are mechanically defibrated a second time, which second defibration step 5 causes the crosslinked fibers to curl, for example to form a fluff by defibrating, between the dewatering and drying steps. When drying, the curly state of the fibers increases the twisting, as previously described in connection with the curling treatment to be carried out before the fibers are brought into contact with the crosslinking solution folder. The same devices and methods described in connection with the first mechanical defibration step for causing twisting and curling are useful in this second mechanical defibration step. As used herein, the term "defibrating" means any procedure that can be used to mechanically separate fibers into a substantially loose form, although fibers may already be obtained in such a form. "Defibrillation" therefore means a mechanical treatment step which a) separates the fibers into a substantially loose form, unless they are already in such a form, and b) causes the fibers to curl and twist in drying.

Tämän toisen defibrointikäsittelyn, joka seuraa kuitujen silloituksen jälkeen, on havaittu lisäävän massan 25 kiertynyttä ja kihartunutta luonnetta. Tämä kuitujen kier- > >·« tyneen ja kihartuneen muodon lisääntyminen johtaa imuky-kyisten rakenteiden suurempaan kimmoisuuteen ja siihen, että ne reagoivat paremmin kostumiseen. Toista defibroin-tikäsittelyä voidaan soveltaa kaikkiin tässä kuvattuihin 30 kuituihin, jotka ovat kosteassa tilassa. Menetelmän, jossa silloitus tapahtuu vedettömässä liuoksessa, erityisetuna i : *· on kuitenkin se, että toinen defibrointivaihe on mahdolli nen sen edellyttämättä välttämättä lisäkuivausvaihetta.This second defibration treatment, which follows the crosslinking of the fibers, has been found to increase the twisted and curled nature of the pulp 25. This increase in the twisted and curled shape of the fibers results in greater resilience of the absorbent structures and a better response to wetting. The second defibroin treatment can be applied to all of the fibers described herein that are in a wet state. A particular advantage of the process in which the crosslinking takes place in an anhydrous solution is: * · that a second defibration step is possible without necessarily requiring an additional drying step.

Tämä johtuu siitä, että liuos, jossa kuidut silloitetaan, 35 pitää kuidut joustavina ristisidosten muodostumisen jäi- 24 94433 keen vaikka ei aiheutakaan kuitujen ei-toivottua voimakasta paisumista.This is because the solution in which the fibers are crosslinked 35 keeps the fibers flexible to the formation of crosslinks even though it does not cause undesired strong expansion of the fibers.

Lisäksi on yllättäen havaittu, että voidaan saavuttaa imukykyisten rakenteiden suurempi paisuminen puristet-5 tujen tyynyjen kostuessa rakenteiden ollessa valmistettu kuiduista, jotka on silloitettu kiertyneessä mutta osaksi paisuneessa tilassa, kuin kuiduista, jotka on kuivattu täysin vedestä ennen silloitusta.In addition, it has surprisingly been found that greater swelling of absorbent structures can be achieved when the compressed pads are wetted when the structures are made of fibers crosslinked in a twisted but partially expanded state than fibers that have been completely dried from water prior to crosslinking.

Parantuneita tuloksia saavutetaan silloitetuilla 10 erilliskuiduilla, jotka on kuivattu suunnilleen 18 - 30 %:n vesipitoisuuteen, ennen kuin kuidut on saatettu kosketuksiin silloitusliuoksen kanssa. Kun kuidut on kuivattu täydellisesti ennen niiden saattamista kosketuksiin silloitusliuoksen kanssa, ne ovat paisumattomassa, kokoon-15 painuneessa tilassa. Kuidut eivät paisu joutuessaan kosketuksiin silloitusliuoksen kanssa liuoksen alhaisen vesipitoisuuden vuoksi. Kuten aikaisemmin on mainittu, silloitusliuoksen ratkaiseva piirre on se, että se ei aiheuta kuitujen olennaista paisumista. Silloitusliuoksen laimen-20 nussineen imeytyessä jo paisuneeseen kuituun kuitu itse asiassa "kuivuu" vedestä mutta säilyy aikaisemmassa, osaksi paisuneessa tilassa.Improved results are obtained with crosslinked discrete fibers dried to a water content of approximately 18-30% before the fibers are contacted with the crosslinking solution. When the fibers are completely dried before they are brought into contact with the crosslinking solution, they are in an unexpanded, compressed state. The fibers do not swell when in contact with the crosslinking solution due to the low water content of the solution. As previously mentioned, the crucial feature of the crosslinking solution is that it does not cause substantial swelling of the fibers. When the diluent-diluent of the crosslinking solution is absorbed into the already expanded fiber, the fiber actually "dries" out of the water but remains in the previous, partially expanded state.

Kuidun paisumisasteen kuvaamiseksi on taas käytännöllistä viitata kuidun nesteenpidätysarvoon (FRV) silloi-25 tuksen jälkeen. Kuiduilla, jotka on silloitettu paisuneem-* massa tilassa, on suurempi FRV kuin kuiduilla, jotka on silloitettu vähemmän paisuneessa tilassa, kaikkien muiden tekijöiden ollessa samoja. Keksinnön piiriä rajoittamatta arvellaan, että osaksi paisuneilla silloitetuilla kuiduil-30 la, joilla on kohonnut FRV, on suurempi kimmoisuus märkänä ja parempi reagointikyky kostumiseen kuin kuiduilla, jotka - - on silloitettu paisumattomassa tilassa. Kuidut, joilla on tämä suurentunut kimmoisuus märkänä ja parantunut reagointikyky kostumiseen, kykenevät paisumaan tai kostuneina 35 purkamaan kiertyneisyytensä helpommin yrittäessään palau- 25 94433 tua luonnolliseen tilaansa. Silloittumisen aikaansaaman jäykkyyden johdosta kuidut pystyvät kuitenkin tarjoamaan vielä rakenteellisen tuen kuiduista valmistetulle kyllästetylle tyynylle. Osaksi paisuneisiin silloitettuihin kui-5 turhin liittyvät numeeriset FRV-arvot, jotka on esitetty tässä, ovat vedenpidätysarvoja (WRV). WRV:n kohotessa noin 60:tä suuremmaksi kuitujen jäykkyyden arvellaan käyvän riittämättömäksi tarjotakseen sellaisen kimmoisuuden märkänä ja reagointikyvyn kostumiseen, jotka ovat toivottavia 10 kyllästetyn imukykyisen rakenteen tukemisen kannalta.Again, to describe the degree of fiber expansion, it is practical to refer to the fluid retention value (FRV) of the fiber after crosslinking. Fibers crosslinked in a more expanded state have a higher FRV than fibers crosslinked in a less expanded state, all other factors being the same. Without limiting the scope of the invention, it is believed that partially expanded crosslinked fibers having an elevated FRV have greater wet resilience and better wettability than fibers crosslinked in the unexpanded state. Fibers with this increased wet resilience and improved wettability are able to swell or, when wetted, more easily unwind when attempting to return to their natural state. However, due to the stiffness provided by the crosslinking, the fibers are still able to provide structural support to the impregnated cushion made of fibers. The numerical FRV values associated with partially expanded crosslinked fiber-5 fractions presented herein are water retention values (WRV). As the WRV rises above about 60, the stiffness of the fibers is believed to be insufficient to provide the wet and wetting resilience that is desirable to support the impregnated absorbent structure.

Eräässä vaihtoehtoisessa menetelmässä kuitujen sil-loittamiseksi liuoksessa kuituja liotetaan ensin vesi-liuoksessa tai muussa kuidut paisuttavassa liuoksessa, neste poistetaan niistä ja ne kuivataan halutussa määrin, 15 ja sen jälkeen ne upotetaan veteen sekoittuvaan silloitus-liuokseen, joka sisältää edellä esitetyn kaltaista katalyyttiä ja ristisidoksia muodostavaa ainetta. Nesteen poiston jälkeen ja ennen lisäkuivausta kuidut edullisesti defibroidaan mekaanisesti fluffin muotoon, jotta saavute-20 taan edellä esitetyt lisääntyneen kiertymisen ja kiharuu-den tarjoamat edut. Mekaaninen defibrointi sen jälkeen, kun kuidut on saatettu kosketuksiin ristisidoksia muodostavan aineen kanssa, ei ole erityisen toivottavaa, koska sellainen defibrointi haihduttaisi ristisidoksia muodosta-25 van aineen ja johtaisi siten mahdollisesti ristisidoksia muodostavan aineen aiheuttamaan ilman saastumiseen tai suuriin ilmankäsittelyinvestointeihin ristisidoksia muodostavan aineen vuoksi.In an alternative method of crosslinking the fibers in solution, the fibers are first soaked in an aqueous solution or other fiber swelling solution, dewatered and dried to the desired extent, and then immersed in a water-miscible crosslinking solution containing a catalyst and crosslinking agent as described above. agent. After removal of the liquid and before further drying, the fibers are preferably mechanically defibrated into a fluff to achieve the above advantages of increased twist and curl. Mechanical defibration after contacting the fibers with the crosslinking agent is not particularly desirable, as such defibration would evaporate the crosslinking agent and thus potentially lead to air pollution by the crosslinking agent or large air treatment investments due to the crosslinking agent.

Eräässä juuri edellä kuvatun menetelmän muunnelmas-30 sa kuidut defibroidaan ja niitä esiliotetaan sen jälkeen .' väkevässä liuoksessa, joka sisältää ristisidoksia muodos- tavaa ainetta ja kuituja paisuttavaa laimennusainetta, edullisesti vettä. Ristisidoksia muodostavan aineen pitoisuus on riittävän suuri, jotta se estää veden aiheuttaman 35 kuitujen paisumisen. Keksinnön mukaisten silloitusainei- • i < 26 94433 den, edullisesti glutaraldehydin, 50 p-%:isten vesiliuosten on todettu olevan sopivia liuoksia kuitujen esiliotta-miseen. Esiliotetuista kuiduista poistetaan neste ja ne upotetaan silloitusliuokseen, joka sisältää veteen sekoit-5 tuvaa polaarista laimennusainetta, katalyyttiä ja rajoitetun määrän vettä, ja sen jälkeen ne silloitetaan edellä esitetyllä tavalla. Silloitetuista kuiduista voidaan poistaa neste ja ne voidaan defibroida mekaanisesti toiseen kertaan ennen jatkokäsittelemistä levyksi tai imukykyisek-10 si rakenteeksi, jotka nesteenpoisto ja defibrointi toteutetaan myös edellä esitetyllä tavalla.In a variation of the method just described, the fibers are defibrated and then pre-soaked. in a concentrated solution containing a crosslinking agent and a fiber swelling diluent, preferably water. The concentration of the crosslinking agent is high enough to prevent water-induced swelling of the fibers. Aqueous solutions of 50% by weight of the crosslinking agents according to the invention, preferably glutaraldehyde, have been found to be suitable solutions for pre-soaking the fibers. The pre-soaked fibers are dewatered and immersed in a crosslinking solution containing a water-miscible polar diluent, a catalyst and a limited amount of water, and then crosslinked as described above. The crosslinked fibers can be dewatered and mechanically defibrated a second time before further processing into a sheet or absorbent structure, which dewatering and defibration is also performed as described above.

Kuitujen esiliottaminen ristisidoksia muodostavan aineen kanssa vesiliuoksessa, ennen kuin ristisidoksia muodostava aine saatetaan reagoimaan, antaa silloitetuis-15 ta kuiduista valmistetuille imutyynyille odottamattoman hyvät absorptio-ominaisuudet jopa verrattuna tyynyihin, jotka on valmistettu edellä esitetyin menetelmin, joissa kovetus tapahtuu vedettömässä liuoksessa, silloitetuista kuiduista esiliottamatta kuituja ristisidoksia muodostavaa 20 ainetta sisältävässä liuoksessa.Pre-soaking the fibers with the crosslinking agent in aqueous solution before reacting the crosslinking agent gives the crosslinked fiber absorbent pads unexpectedly good absorption properties even compared to pads made by the above methods in which curing is performed in anhydrous solution from crosslinked fibers. in a solution containing 20 crosslinking agents.

Silloitetut kuidut, joita muodostuu edellä esitettyjen kuivasilloitusmenetelmien ja menetelmien, joissa silloitus tapahtuu vedettömässä liuoksessa, tuloksena, ovat tämän keksinnön mukaisia tuotteita. Keksinnön mukai-25 siä kuituja voidaan käyttää suoraan ilmakerrostettujen imukykyisten sisusten valmistamiseen. Jäykän ja kimmoisan luonteensa vuoksi silloitetut kuidut voidaan lisäksi mär-käkerrostaa tiivistämättömäksi levyksi, jonka tiheys on pieni ja joka on, sen jälkeen kun se on kuivattu, suoraan 30 ilman mekaanista jatkokäsittelyä käyttökelpoinen imukykyi-, senä sisuksena. Silloitetut kuidut voidaan märkäkerrostaa myös tiiviiksi, myytäviksi tai pitkälle kuljetettaviksi tarkoitetuiksi massalevyiksi.The crosslinked fibers formed as a result of the above-described dry crosslinking methods and methods in which crosslinking takes place in an anhydrous solution are the products of this invention. The fibers of the invention can be used directly to make air-laid absorbent cores. In addition, due to their rigid and resilient nature, the crosslinked fibers can be wet-laid into an uncompacted sheet having a low density which, after drying, is useful directly as an absorbent core without further mechanical treatment. The crosslinked fibers can also be wet-laid into compact, commercial or long-distance pulp sheets.

Kun silloitetut erilliskuidut on valmistettu, ne 35 voidaan kuivakerrostaa ja muovata suoraan imukykyisiksi Λ · · il i m i Hi·li i i t « - i 27 94433 rakenteiksi tai märkäkerrostaa ja muovata imukykyisiksi rakenteiksi tai tiiviiksi massalevyiksi. Tämän keksinnön mukaiset kuidut tarjoavat suuren määrän merkittäviä toi-mintaetuja. Sellaisista kuiduista on kuitenkin vaikeata 5 muodostaa tasaisia märkäkerrostettuja levyjä tavanomaisin märkälevyjen muodostustavoin. Tämä johtuu silloitettujen erilliskuitujen nopeasta flokkuloitumisesta liuoksessa. Sellainen flokkuloituntinen voi tapahtua sekä perälaati-kossa että reikäiselle muodostusviiralle kerrostettaessa.Once the crosslinked discrete fibers have been made, they 35 can be dry-laid and formed directly into absorbent structures or wet layers and formed into absorbent structures or dense pulp sheets. The fibers of this invention offer a large number of significant operational benefits. However, it is difficult to form uniform wet-laid sheets from such fibers by conventional wet sheet-forming methods. This is due to the rapid flocculation of the crosslinked discrete fibers in solution. Such a flocculation hour can occur both in the headbox and when deposited on the perforated forming wire.

10 Yritysten muodostaa silloitetuista erilliskuiduista arkkeja menetelmin, joilla massasta tavanomaisesti muodostetaan arkkeja, on todettu johtavan suureen määrään flokkuloitu-neiden kuitujen muodostamia kasautumia. Tämä johtuu kuitujen jäykästä kiertyneestä luonteesta, kuitujen välisten 15 sidosten vähäisestä määrästä ja arkinmuodostusviiralle kerrostettujen kuitujen suuresta suotautuvuudesta. Sen vuoksi tunnetaan huomattavaa kaupallista huolta siitä, että pitäisi saada aikaan käyttökelpoinen menetelmä levyjen muodostamiseksi silloitetuista erilliskuiduista, jolla 20 menetelmällä voidaan muodostaa märkäkerrostettuja imuky-kyisiä rakenteita ja tiiviitä, kuljetettaviksi ja sen jälkeen defibroitaviksi tarkoitettuja massa-arkkeja.Attempts to form sheets from crosslinked discrete fibers by methods conventionally used to form sheets from pulp have been found to result in a large number of agglomerates of flocculated fibers. This is due to the rigid twisted nature of the fibers, the low number of bonds between the fibers, and the high permeability of the fibers deposited on the sheeting wire. Therefore, there is considerable commercial concern that a useful method of forming sheets from crosslinked discrete fibers should be provided, which method can be used to form wet-laid absorbent structures and dense pulp sheets for transport and subsequent defibering.

Niinpä on kehitetty uusia menetelmiä levyjen muodostamiseksi silloitetuista erilliskuiduista, jotka pyr-25 kivät flokkuloitumaan liuoksessa, jossa menetelmässä silloitettuja erilliskuituja sisältävä liete kerrostetaan ensin reikäiselle muodostusviiralle, kuten tasoviirakoneen viiralle, samalla tavalla kuin tavanomaisissa menetelmissä arkkien muodostamiseksi massasta. Silloitettu erilliskui-30 tu-luonteensa vuoksi nämä kuidut kerrostuvat muodostusvii-ralla suurena määränä kuitukasautumia. Kerrostettuihin ♦ kasautuneisiin kuituihin kohdistetaan ainakin yksi neste-virta, edullisesti vesivirta. Edullisesti muodostusviiralle kerrostettuihin kuituihin kohdistetaan sarja suihkuja 35 niin, että toisiaan seuraavilla suihkuilla on pienenevä . · · : 28 94433 tilavuusvirtausnopeus. Suihkuilla tulisi olla riittävä nopeus, jotta nesteen iskeytyminen kuituihin estää kuitujen flokkuloitumista ja hajottaa jo muodostuneet kuituflo-kit. Kuitujen laskeuttamisvaihe on edullista toteuttaa 5 sylinterimäisellä viiralla, kuten viirarullalla, tai jollakin muulla vastaavalla tavalla toimivalla laitteella, joka on alalla tunnettu tai on mahdollisesti tuleva sellaiseksi. Laskeuttamisen jälkeen kuitulevy voidaan sitten kuivata ja mahdollisesti puristaa tiiviimmäksi, miten vain 10 halutaan. Suihkujen väli vaihtelee kuitujen kulloisenkin flokkuloitumisnopeuden, muodostusviiran linjan nopeuden, muodostusviiran läpi tapahtuvan vedenpoistumisen ja suihkujen lukumäärän sekä niiden nopeuden ja niiden kautta tulevan tilavuusvirtauksen mukaan. Suihkut ovat edullises-15 ti riittävän lähellä toisiaan, jotta huomattavaa flokku-loitumista ei ilmene.Thus, new methods have been developed for forming sheets of crosslinked discrete fibers that tend to flocculate in solution, in which a slurry containing crosslinked discrete fibers is first deposited on a perforated forming wire, such as a flat wire machine wire, in the same manner as conventional methods for forming sheets from pulp. Due to their crosslinked discrete nature, these fibers are deposited on the forming wire in a large number of fiber agglomerates. At least one liquid stream, preferably a water stream, is applied to the layered ♦ stacked fibers. Preferably, a series of jets 35 are applied to the fibers deposited on the forming wire so that the successive jets are decreasing. · ·: 28 94433 volumetric flow rate. The jets should have a sufficient velocity so that the impact of the liquid on the fibers prevents the fibers from flocculating and disintegrates the fiber flocs already formed. The step of settling the fibers is preferably carried out with a cylindrical wire, such as a wire roll, or some other similar device known in the art or possibly becoming such. After settling, the fiberboard can then be dried and possibly compressed more tightly as desired. The spacing of the jets varies depending on the respective flocculation rate of the fibers, the speed of the forming wire line, the dewatering through the forming wire and the number of jets, as well as their speed and the volume flow through them. The showers are preferably close enough to each other to avoid significant flocculation.

Kuitujen flokkuloitumisen ehkäisemisen ja kuitu-flokkien hajottamisen lisäksi kuituihin suihkutettava neste myös kompensoi silloitettujen erilliskuitujen erittäin 20 nopeata suotautumista tarjoamalla käyttöön lisää nestemäistä väliainetta, johon kuidut voivat dispergoitua myöhempää arkinmuodostusta varten. Suuri määrä suihkuja, joilla on pienenevä tilavuusvirtausnopeus, helpottaa lietteen konsistenssin systemaattista absoluuttista lisäystä, 25 samalla kun se saa aikaan toistuvan kuituflokkeja hajotta- van ja kuitujen flokkuloitumista estävän vaikutuksen. Tämä johtaa suhteellisen tasaisen kuitukerrostuman muodostumiseen, jotka kuidut asetetaan sitten välittömästi, ts. ennen uudelleen flokkuloitumista, levymäiseen muotoon anta-30 maila nesteen valua pois ja puristamalla kuidut reikäistä viiraa vasten.In addition to preventing the flocculation of the fibers and breaking up the fiber flocs, the liquid sprayed onto the fibers also compensates for the very rapid infiltration of the crosslinked discrete fibers by providing additional liquid medium into which the fibers can be dispersed for subsequent sheeting. The large number of jets with decreasing volume flow rate facilitates a systematic absolute increase in the consistency of the slurry, while providing a repetitive effect of disintegrating fiber flocs and preventing fiber flocculation. This results in the formation of a relatively uniform layer of fibers, which fibers are then placed immediately, i.e. before re-flocculation, in a sheet-like form, allowing the liquid to drain away and pressing the fibers against the perforated wire.

Tämän keksinnön mukaisista silloitetuista kuiduista valmistetut massa-arkit ovat vaikeammin puristettavissa sellaisiksi, että niillä on tavanomaisten massa-arkkien 35 tiheys, kuin tavanomaisista, silloittamattomista selluloo-Pulp sheets made from the crosslinked fibers of this invention are more difficult to compress to have a density of conventional pulp sheets 35 than conventional, non-crosslinked cellulosic materials.

• · I• · I

29 94433 sakuiduista valmistetut massa. Sen vuoksi saattaa olla edullista yhdistää silloitettuihin kuituihin silloittamat-tomia kuituja, kuten kuituja, joita tavanomaisesti käytetään imukykyisten sisusten valmistuksessa. Jäykkiä silloi-5 tettuja kuituja sisältävät massa sisältävät edullisesti silloitettuihin erilliskuituihin sekoitettuina noin 5 -90 % silloittamattomia selluloosakuituja arkin kokonais-kuivapainosta laskettuna. Erityisen edullista on sisällyttää niihin noin 5-30 % pitkälle jauhettuja silloittamatto-10 mia selluloosakuituja levyn kokonaiskuivapainosta laskettuna. Sellaiset pitkälle jauhetut kuidut on hierretty tai jauhettu niin, että niiden jauhautumisaste on pienempi kuin noin 300 ml CSF ja edullisesti pienempi kuin noin 100 ml CSF. Silloittamattomat kuidut sekoitetaan edulli-15 sesti silloitettujen erilliskuitujen vesilietteeseen. Tästä seoksesta voidaan sitten muodostaa tiivis massa-arkki myöhemmin defibroitavaksi ja imutyynyiksi muovattavaksi. Silloittamattomien kuitujen sisällyttäminen massa-arkkiin helpottaa sen puristamista tiiviimmäksi, samalla kun se 20 alentaa yllättävän vähän myöhemmin muodostettavien imu-tyynyjen imukykyä. Lisäksi silloittamattomat kuidut lisäävät massa-arkin ja joko siitä tai suoraan silloitettujen ja silloittamattomien kuitujen seoksesta valmistettavien imutyynyjen vetolujuutta. Riippumatta siitä, valmistetaan-25 ko silloitettujen ja silloittamattomien kuitujen seoksesta ensin massa-arkki ja siitä muodostetaan imutyyny vai muo-dostetaanko seoksesta suoraan imutyyny, imutyyny voi olla ilmakerrostettu tai märkäkerrostettu, kuten edellä on esitetty.29 94433 Pulp of saku fibers. Therefore, it may be advantageous to combine non-crosslinked fibers with crosslinked fibers, such as fibers conventionally used in the manufacture of absorbent cores. The pulp containing rigid crosslinked fibers preferably contains about 5-90% of non-crosslinked cellulosic fibers, based on the total dry weight of the sheet, mixed with the crosslinked discrete fibers. It is particularly preferred to include about 5-30% of the highly ground non-crosslinked cellulosic fibers based on the total dry weight of the sheet. Such highly ground fibers are ground or ground to a degree of milling of less than about 300 ml CSF and preferably less than about 100 ml CSF. The uncrosslinked fibers are preferably mixed with an aqueous slurry of crosslinked discrete fibers. This mixture can then be formed into a dense pulp sheet for later defibrillation and molding into suction pads. The inclusion of uncrosslinked fibers in the pulp sheet facilitates its compression, while surprisingly reducing the absorbency of the suction pads to be formed later. In addition, uncrosslinked fibers increase the tensile strength of the pulp sheet and suction pads made either from it or directly from a mixture of crosslinked and non-crosslinked fibers. Regardless of whether the mixture of cross-linked and non-crosslinked fibers is first made into a pulp sheet and formed into a suction pad or whether the mixture is directly formed into a suction pad, the suction pad may be air-laid or wet-laid, as described above.

30 Silloitetuista erilliskuiduista tai seoksista, jot ka sisältävät myös silloittamattomia kuituja, valmistettu-: jen arkkien tai rainojen neliömetripaino on edullisesti pienempi kuin noin 800 g/m2 ja tiheys edullisesti pienempi kuin noin 0,60 g/cm3. Aikomatta mitenkään rajoittaa keksin-35 nön piiriä, erityisen sopivia käytettäviksi suoraan imuky- 30 94433 kyisinä sisuksina kertakäyttötuotteissa, kuten vaipoissa, tamponeissa ja muissa kuukautissuojatuotteissa, ovat mär-käkerrostetut levyt, joiden neliömetripaino on noin 300 -600 g/m2 ja tiheys noin 0,15 - 0,30 g/cm3. Tätä tasoa suu-5 remman neliömetripainon ja tiheyden omaavien rakenteiden arvellaan soveltuvan parhaiten myöhemmin jauhettaviksi ja ilma- tai märkäkerrostettaviksi niin, että muodostuu pienemmän tiheyden ja neliömetripainon omaava rakenne, joka on käyttökelpoisempi imukykyä vaativissa sovellutuksissa.Sheets or webs made from crosslinked discrete fibers or blends that also contain non-crosslinked fibers preferably have a basis weight of less than about 800 g / m 2 and a density of preferably less than about 0.60 g / cm 3. Without intending to limit the scope of the invention in any way, particularly suitable for use as direct absorbent interiors in disposable products such as diapers, tampons and other menstrual pads are wet-laid sheets having a basis weight of about 300-600 g / m2 and a density of about 0, 15 - 0.30 g / cm 3. Structures with a higher basis weight and density than this level are considered to be best suited for subsequent grinding and air or wet layering to form a structure with a lower density and basis weight that is more useful in applications requiring absorbency.

10 Sellaisilla rakenteilla, joilla on suurempi neliömetripaino ja tiheys, on kuitenkin yllättävän hyvä imukyky ja reagointikyky kostumiseen. Muita mahdollisia käyttökohteita tämän keksinnön mukaisille kuiduille ovat pehmopaperiar-kit, joiden tiheys voi olla alle 0,10 g/cm3.10 However, structures with a higher basis weight and density have a surprisingly good absorbency and wettability. Other possible applications for the fibers of this invention are tissue paper sheets which may have a density of less than 0.10 g / cm 3.

15 Sellaisissa tuotteissa, joissa silloitetut kuidut sijoittuvat ihmisihoa vasten tai lähelle ihmisihoa, käyttöä varten on toivottavaa jatkokäsiteliä kuidut ylimääräisen, reagoimattoman silloitusaineen poistamiseksi. Reagoimattoman silloitusaineen pitoisuus on edullista alentaa 20 ainakin noin 0,03 %:n alapuolelle selluloosakuitujen kuivapainosta laskettuna. Eräs tulokselliseksi todettu käsit-telysarja sisältää, toisiaan seuraavina, silloitettujen kuitujen pesun, kuitujen liottamisen vesiliuoksessa varsin pitkään, kuitujen nostamisen pois seulan avulla, veden 25 poistamisen kuiduista esimerkiksi sentrifugoimalla niin, a että konsistenssiksi tulee noin 40 - 80 %, kuitujen, joista on poistettu vettä, mekaanisen defibroinnin edellä esitetyllä tavalla ja kuitujen ilmakuivauksen. Tämän prosessin on todettu alentavan jäljellä olevan vapaan silloitus-30 aineen pitoisuuden noin 0,01 %:n ja 0,15 %:n välille.In products in which the crosslinked fibers are located against or close to human skin, for further use, it is desirable to further treat the fibers to remove excess, unreacted crosslinking agent. It is preferred to reduce the concentration of unreacted crosslinking agent to below at least about 0.03% by dry weight of the cellulosic fibers. One treatment series that has been found to be successful includes washing successively the crosslinked fibers, soaking the fibers in an aqueous solution for quite a long time, lifting the fibers through a sieve, removing water from the fibers, for example by centrifugation, to a consistency of about 40-80%. water, mechanical defibration as described above, and air drying of the fibers. This process has been found to reduce the residual free crosslinker content to between about 0.01% and 0.15%.

·. Toisessa menetelmässä jäljelle jääneen silloitus- ainemäärän pienentämiseksi helposti uutettavissa oleva silloitusaine poistetaan emäksisin pesuin. Emäksisyys voidaan synnyttää emäksisillä yhdisteillä, kuten natriumhyd-35 roksidilla, tai vaihtoehtoisesti hapettavilla aineilla, t • · « 31 94433 kuten kemikaaleilla, joita käytetään yleisesti valkaisuaineina, kuten natriumhypokloriitilla, tai aminoyhdisteillä, esimerkiksi ammoniumhydroksidilla, jotka yhdisteet hydrolysoivat hemiasetaalisidoksia, jolloin muodostuu Schiff-5 emäksiä. pH pidetään edullisesti vähintään 7:nä ja edullisemmin vähintään noin 9:nä asetaaliristisidosten palautumisen estämiseksi. Hemiasetaalisidosten katkeamisen aiheuttaminen on edullista, samalla kun ei vaikuteta asetaa-lisidoksiin. Sen vuoksi sellaiset uuttoaineet, jotka toi-10 mivat voimakkaasti emäksisissä olosuhteissa, ovat edullisia. Yhden ainoan pesun 0,01 N ja 0,1 N ammoniumhydroksidilla havaittiin alentavan jäljellä olleen silloitusaine-pitoisuuden noin 0,0008 %:n ja noin 0,0023 %:n välille liotusajan ollessa 30 minuutista kahteen tuntiin. Noin 30 15 minuuttia pitemmän liotusajan ja noin 0,01 N väkevämpien ammoniumhydroksidiliuosten uskotaan tuottavan vain mitätöntä 1i säetua.·. In another method, to reduce the amount of crosslinking agent remaining, the easily extractable crosslinking agent is removed by alkaline washing. The basicity can be generated with basic compounds such as sodium hydroxide, or alternatively with oxidizing agents, such as chemicals commonly used as bleaching agents such as sodium hypochlorite, or amino compounds, for example, ammonium hydroxide, which hydrolyze the compounds to hemiacidize them. bases. The pH is preferably maintained at at least 7, and more preferably at least about 9 to prevent recovery of acetal crosslinks. It is advantageous to cause cleavage of the hemiacetal bonds while not affecting the acetal bonds. Therefore, extractants that operate under strongly basic conditions are preferred. A single wash with 0.01 N and 0.1 N ammonium hydroxide was found to reduce the residual crosslinker content to between about 0.0008% and about 0.0023% with a soaking time of 30 minutes to two hours. A soak time of about 30 to 15 minutes and about 0.01 N more concentrated ammonium hydroxide solutions are believed to produce only a negligible 1i radius.

Sekä yksivaiheinen että monivaiheinen hapetus on todettu tehokkaiksi menetelmiksi jäljelle jääneen silloi-20 tusaineen poistamiseksi. Yksivaiheisen pesun natriumhypokloriitilla käytettävissä olevan kloorimäärän (av. Cl) ollessa noin 0,1 - 0,8 % kuitujen kuivapainosta havaittiin alentavan jäljellä olevan silloitusaineen määrän noin 0,0015 %:n ja noin 0,0025 %:n välille.Both single-step and multi-step oxidation have been found to be effective methods for removing residual crosslinker. A single step wash with sodium hypochlorite at an amount of available chlorine (av. Cl) of about 0.1 to 0.8% of the dry weight of the fibers was found to reduce the amount of residual crosslinker between about 0.0015% and about 0.0025%.

25 Eräässä uudessa menetelmässä silloitettujen eril- liskuitujen valmistamiseksi raaka-ainekuidut valkaistaan tavanomaisella monivaiheisella ketjuprosessilla, mutta kesken ketjua valkaisuprosessi keskeytetään ja kuidut silloitetaan tämän keksinnön mukaisesti. Kovetuksen jälkeen 30 valkaisuprosessi saatetaan päätökseen. Tällä tavalla on todettu voitavan saavuttaa riittävän alhainen jäljellä olevan silloitusaineen taso (alempi kuin noin 0,006 %). Tämän menetelmän uskotaan muodostavan edullisen tavan tuottaa silloitettuja kuituja, koska ylimääräisten pesu-35 ja uuttolaitteiden ja prosessin lisävaiheiden aiheuttamat • · 32 94433 pääomakustannukset ja käsittelyhankaluudet vältetään val-kaisuvaiheen ja jäämien poistamisvaiheen yhdistymisen ansiosta. Käytettävä valkaisuketju ja se piste, jossa ketju katkaistaan silloitusta varten, voivat vaihdella suu-5 resti, mikä lienee selvää alan ammatti-ihmisille. Monivaiheisten valkaisuketjujen, joissa silloitusta seuraavat DEP* - tai DEH* -vaiheet, on kuitenkin havaittu tuottavan toivottuja tuloksia (*D - klooridioksidi, E uutto alkalilla, P - peroksidi, H - natriumhypokloriitti). Valkaisuketjun 10 silloitusta seuraavat vaiheet ovat edullisesti emäksisiä käsittelyjä, jotka toteutetaan noin arvoa 7 ja edullisemmin noin arvoa 9 korkeammassa pH:ssa.In a new method for producing crosslinked discrete fibers, the raw material fibers are bleached by a conventional multi-stage chain process, but in the middle of the chain the bleaching process is interrupted and the fibers are crosslinked in accordance with the present invention. After curing, the bleaching process is completed. In this way, it has been found that a sufficiently low level of residual crosslinker (less than about 0.006%) can be achieved. This method is believed to be an advantageous way to produce crosslinked fibers because the capital and processing difficulties caused by additional washing and extraction equipment and additional process steps are avoided due to the combination of the bleaching step and the residue removal step. The bleaching chain used and the point at which the chain is cut for crosslinking may vary from mouth to grate, which will be apparent to those skilled in the art. However, multi-stage bleaching chains with cross-linked DEP * or DEH * steps have been found to produce the desired results (* D - chlorine dioxide, E alkali extraction, P - peroxide, H - sodium hypochlorite). The steps following crosslinking of the bleach chain 10 are preferably basic treatments performed at a pH above about 7 and more preferably above about 9.

Sen lisäksi, että silloituksen jälkeiset emäksiset käsittelyt alentavat tehokkaasti jäljelle jääneen silloi-15 tusaineen määrää, niiden on havaittu helpottavan suuremman FRV:n (nesteenpidätysarvon) omaavien kuitujen aikaansaantia samalla silloitusasteella. Suuremman FRV:n omaavilla kuiduilla on pienempi kimmoisuus kuivana, ts. ne on helpompi tiivistää kuivassa tilassa, samalla kun niillä 20 säilyy olennaisesti sama kimmoisuus märkänä ja reagointi-kyky kosteuteen kuin kuiduilla, jotka ovat muuten vastaavia mutta silloitettu sen jälkeen, kun valkaisu on suoritettu loppuun. Tämä oli erityisen yllättävää ottaen huomioon, että korkeampi FRV on tähän saakka johtanut absorp-25 tio-ominaisuuksien heikkenemiseen.In addition to effectively reducing the amount of residual crosslinking agent after post-crosslinking, they have been found to facilitate the production of fibers with a higher FRV (liquid retention value) at the same degree of crosslinking. Fibers with a higher FRV have lower dry elasticity, i.e., they are easier to compact in the dry state, while retaining substantially the same wet elasticity and moisture reactivity as fibers that are otherwise similar but crosslinked after bleaching. out. This was particularly surprising given that the higher FRV has so far led to a deterioration in absorption properties.

* Tässä esitetyt silloitetut kuidut soveltuvat monenlaisiin imukykyisiin tuotteisiin, kuten kertakäyttövaip-poihin, kuukautissuojatuotteisiin, terveyssiteisiin, temponeihin ja siteisiin (mutta ne eivät rajoitu näihin), 30 joista tuotteista kullakin on tässä esitettyjä silloitet-tuja erilliskuituja sisältävä imukykyinen rakenne. Esimer- * kiksi kertakäyttövaippa tai muu samankaltainen tuote, jossa on nestettä läpäisevä pintakerros, pintakerrokseen kiinnitetty nestettä läpäisemätön taustakerros ja silloi- 35 tettuja erilliskuituja sisältävä imukykyinen rakenne, tu- > · · 33 94433 lee erityisesti kysymykseen. Sellaisia tuotteita kuvataan yleisesti US-patenttijulkaisussa 3 860 003 (Kenneth B. Buell), joka on julkaistu 14. tammikuuta 1975 ja joka sisällytetään täten tähän selitykseen lähdeviittauksena.* The crosslinked fibers disclosed herein are suitable for, but are not limited to, a variety of absorbent articles such as, but not limited to, disposable diapers, menstrual pads, sanitary napkins, temples, and bandages, each having an absorbent structure comprising the crosslinked discrete fibers disclosed herein. For example, a disposable diaper or other similar product having a liquid-permeable surface layer, a liquid-impermeable backing layer attached to the surface layer, and an absorbent structure comprising crosslinked discrete fibers is particularly contemplated. Such products are generally described in U.S. Patent 3,860,003 (Kenneth B. Buell), issued January 14, 1975, which is hereby incorporated by reference.

5 Vaippoihin ja kuukautissuojatuotteisiin tarkoite tut imukykyiset sisukset valmistetaan tavanomaisesti jäy-kistämättömistä silloittamattomista selluloosakuiduista, jolloin imukykyisten sisusten tiheys kuivana on noin 0,06 g/cm3 ja noin 0,12 g/cm3. Imukykyisen sisuksen kostuessa 10 sen tilavuus tavallisesti pienenee.Absorbent cores for diapers and menstrual pads are conventionally made of unstiffened uncrosslinked cellulosic fibers, with a dry density of the absorbent cores of about 0.06 g / cm 3 and about 0.12 g / cm 3. As the absorbent core wets 10, its volume usually decreases.

On havaittu, että tämän keksinnön mukaisia silloitettuja kuituja voidaan käyttää sellaisten imukykyisten sisusten valmistamiseen, joilla on huomattavasti paremmat nesteenabsorptio-ominaisuudet, kuten imukapasiteetti ja 15 kapillaarinen imeytymisnopeus, verrattuna imukykyisiin sisuksiin, joilla on sama tiheys mutta jotka on valmistettu tavanomaisista, silloittamattomista tai aikaisemmin tunnetuista silloitetuista kuiduista, mutta paremmat ominaisuudet eivät rajoitu mainittuihin. Sitä paitsi nämä pa-20 remmat imukykytulokset voidaan saavuttaa samalla, kun saavutetaan suurempi kimmoisuus märkänä. Imukykyisiin sisuksiin, joiden tiheys on noin 0,06 - 0,15 g/cm3 ja joiden tilavuus säilyy olennaisesti muuttumattomana niiden kostuessa, on erityisen edullista käyttää silloitettuja kui-25 tuja, joiden silloittumisaste on sellainen, että ne sisältävät noin 2,0 - 2,5 mol-% kuitujen kanssa reagoinutta silloitusainetta kuivan selluloosan anhydroglukoosimooli-määrästä. Sellaisista kuiduista valmistetuissa imukykyi-sissä sisuksissa yhtyvät toivotulla tavalla rakenteellinen 30 integriteetti, so. puristuslujuus, ja kimmoisuus märkänä. Tämän keksinnön yhteydessä ilmaisu "kimmoisuus märkänä" - · :· tarkoittaa kostuneen tyynyn kykyä palautua alkuperäiseen muotoonsa ja tilavuuteensa, kun siihen on kohdistunut puristava voima ja sen vaikutus on lakannut. Tämän keksinnön 35 mukaisista kuiduista valmistetut imukykyiset sisukset saa- 34 94433 vuttavat takaisin huomattavasti suuremman osuuden alkuperäisestä tilavuudestaan märkäpuristusvoimien vaikutuksen lakattua kuin käsittelemättömistä ja aikaisemmin tunnetuista silloitetuista kuiduista valmistetut sisukset.It has been found that the crosslinked fibers of this invention can be used to make absorbent cores with significantly better liquid absorption properties, such as absorbent capacity and capillary absorption rate, compared to absorbent cores having the same density but made from conventional, uncrosslinked or previously known crosslinked fibers, but the better properties are not limited to those mentioned. Moreover, these pa-20 better absorbency results can be achieved while achieving higher wet resilience. For absorbent cores having a density of about 0.06 to 0.15 g / cm 3 and a substantially constant volume when wetted, it is particularly preferred to use crosslinked fibers having a degree of crosslinking such that they contain about 2.0 to 2 , 5 mol% of crosslinking agent reacted with the fibers of the anhydroglucose mole of dry cellulose. Absorbent cores made of such fibers combine structural integrity as desired, i. compressive strength, and resilience when wet. In the context of the present invention, the term "wet resilience" means the ability of a wetted pad to return to its original shape and volume when subjected to a compressive force and ceases to have an effect. The absorbent cores made from the fibers of this invention 35 regain a significantly greater portion of their original volume after the wet compression forces have ceased than the cores made from untreated and previously known crosslinked fibers.

5 Eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa sil loitetuista erilliskuiduista muodostetaan joko ilmaker-rostettu tai märkäkerrostettu (ja sen jälkeen kuivattu) imukykyinen sisus, joka puristetaan niin, että sen tiheys kuivana on pienempi kuin tyynyn märkätiheys tasapainoti-10 lassa. Märkätiheys tasapainotilassa on tyynyn tiheys kuivien kuitujen mukaan laskettuna, kun tyyny on täysin nesteen kyllästämä. Muodostettaessa kuiduista imukykyinen sisus, jonka tiheys kuivana on pienempi kuin märkätiheys tasapainotilassa, sisus painuu kyllästymispisteeseensä 15 saakka kostuttuaan kokoon, kunnes se saavuttaa märkäti-heytensä tasapainotilassa. Muodostettaessa kuiduista sen sijaan imukykyinen sisu, jonka tiheys kuivana on suurempi kuin märkätiheys tasapainotilassa, sisus paisuu kyllästymispisteeseensä saakka kostuttuaan, kunnes se saavuttaa 20 märkätiheytensä tasapainotilassa. Tämän keksinnön mukaisista kuiduista valmistettujen tyynyjen märkätiheys tasapainotilassa on huomattavasti pienempi kuin tyynyjen, jotka on valmistettu tavanomaisista silloittamattomista kuiduista. Tämän keksinnön mukaiset kuidut voidaan puristaa 25 tiheydeltään tasapainotiheyttä suuremmaksi, jolloin muodostuu ohut tyyny, joka kostuttuaan laajenee, mikä kohottaa imukapasiteetin huomattavasti suuremmaksi kuin on saavutettavissa silloittamattomilla kuiduilla.In another preferred embodiment, the crosslinked discrete fibers are formed into either an air-laid or wet-laid (and then dried) absorbent core, which is compressed so that its dry density is less than the wet density of the pad at equilibrium. Wet density at equilibrium is the density of the pad, calculated on the basis of dry fibers, when the pad is completely impregnated with liquid. When forming an absorbent core from fibers having a dry density less than the wet density at equilibrium, the core compresses to its saturation point 15 after wetting until it reaches its wet density at equilibrium. Instead of forming the fibers into an absorbent core having a density in the dry state greater than the wet density at equilibrium, the core expands to its saturation point after wetting until it reaches its wet density at equilibrium. The equilibrium wet density of pads made from the fibers of this invention is significantly lower than that of pads made from conventional non-crosslinked fibers. The fibers of this invention can be compressed at a density greater than the equilibrium density to form a thin pad that expands upon wetting, increasing the suction capacity to a much greater extent than is achievable with non-crosslinked fibers.

Erityisen suuri imukyky ja kimmoisuus märkänä sekä 30 hyvä reagointikyky kostumiseen voidaan saavuttaa silloit- . tumisasteen ollessa noin 0,75 - 1,25 mol-% kuivan sellu- « • loosan mukaan laskettuna. Sellaisista kuiduista muodos tetaan edullisesti imukykyisiä sisuksia, joiden tiheys kuivana on suurempi kuin niiden märkätiheys tasapainoti-35 lassa. Imukykyiset sisukset puristetaan edullisesti niin, 1« t 35 94433 että niiden tiheydeksi tulee noin 0,12 - 0,60 g/cm3, jolloin vastaava märkätiheys tasapainotilassa on pienempi kuin kuivan puristetun sisuksen tiheys. Imukykyiset sisukset puristetaan myös edullisesti niin, että niiden tihey-5 deksi tulee noin 0,12 - 0,40 g/cm3, jolloin vastaava märkätiheys tasapainotilassa on noin 0,08 - 0,12 g/cm3. Edellä mainitut kuidut eivät ole niin jäykkiä kuin silloitetut kuidut, joissa silloittumisaste on noin 2,0 - 2,5 mol-%, mikä tekee niistä sopivampia suurempaan tiheyteen puris-10 tettaviksi. Edellä mainituilla kuiduilla on myös parempi reagointikyky kostumiseen sikäli, että ne paisuvat nopeammin ja suuremmassa määrin kuin kuidut, joiden silloittumisaste on 2,0 - 2,5 mol-%, niillä on suurempi kimmoisuus märkänä ja niillä säilyy lähes yhtä suuri imukapasiteetti.Particularly high absorbency and resilience when wet, as well as good wettability, can be achieved by crosslinking. with a degree of incorporation of about 0.75 to 1.25 mol%, based on dry pulp. Such fibers are preferably formed into absorbent cores having a dry density greater than their wet density at equilibrium. The absorbent cores are preferably compressed to a density of about 0.12 to 0.60 g / cm 3, with the corresponding wet density at equilibrium being less than the density of the dry compressed core. The absorbent cores are also preferably compressed to a density of about 0.12 to 0.40 g / cm 3, with a corresponding wet density at equilibrium of about 0.08 to 0.12 g / cm 3. The above-mentioned fibers are not as rigid as crosslinked fibers with a degree of crosslinking of about 2.0 to 2.5 mol%, which makes them more suitable for compression at higher densities. The above-mentioned fibers also have a better reactivity to wetting in that they swell faster and to a greater extent than fibers with a degree of crosslinking of 2.0 to 2.5 mol%, have a higher wet elasticity and retain almost equal absorption capacity.

15 Tulisi kuitenkin huomata, että silloitetuista kuiduista, joiden silloittumisaste on korkeampi, voidaan valmistaa imukykyisiä rakenteita, joiden tiheys on suurempi, samoin kuin silloitetuista kuiduista, joiden silloittumisaste on alempi, voidaan valmistaa imukykyisiä rakenteita, joiden 20 tiheys on pienempi. Kaikille sellaisille rakenteille saavutetaan parempi toimintakyky suhteessa aikaisemmin tunnettuihin silloitettuihin erilliskuituihin.However, it should be noted that crosslinked fibers with a higher degree of crosslinking can be made into absorbent structures with a higher density, as can crosslinked fibers with a lower degree of crosslinking be made into absorbent structures with a lower density. All such structures achieve better performance in relation to previously known crosslinked discrete fibers.

Vaikka edellä käsitellään suuren ja pienen tiheyden omaavien imukykyiSten rakenteiden edullisia toteutusmuoto-25 ja, tulisi käsittää, että tiheydeltään erilaisten imuky- k kyisten rakenteiden ja erilaisten silloitusainepitoisuuk-sien yhdistelmät, joissa mainitut tiheydet ja pitoisuudet ovat tässä esitettyjen rajojen sisällä, tarjoavat paremmat absorptio-ominaisuudet ja imukykyisen rakenteen integri-30 teetin tavanomaisiin selluloosakuituihin ja aikaisemmin . tunnettuihin silloitettuihin kuituihin verrattuna. Sellai- ' set toteutusmuodot on tarkoitettu keksinnön piiriin kuulu viksi .Although the preferred embodiments of high and low density absorbent structures are discussed above, it should be understood that combinations of different density absorbent structures and different crosslinker concentrations, wherein said densities and concentrations are within the ranges set forth herein, provide better absorption properties. and integrating the absorbent structure into conventional cellulosic fibers and in the past. compared to known crosslinked fibers. Such embodiments are intended to be included within the scope of the invention.

Menetelmä nesteenpidätvsarvon määrittämiseksi 35 Selluloosakuitujen vedenpidätysarvon määrittämiseen käytettiin seuraavaa menettelytapaa.Method for Determining the Liquid Retention Value 35 The following procedure was used to determine the water retention value of cellulosic fibers.

» · 36 94433»· 36 94433

Noin 0,3 - 0,4 g:n kuitunäytettä liotetaan kannellisessa säiliössä noin 100 ml:ssa tislattua tai deionisoi-tua vettä huoneen lämpötilassa noin 15 - 20 tuntia. Liotetut kuidut kerätään suodattimelle ja siirretään viirako-5 riin, jonka meshluku on 80 ja joka on tuettu noin 3,8 cm (noin 1½ tuumaa) sentrifugiputken verkkopohjan, jonka meshluku on 60, yläpuolelle. Putki peitetään muovilla ja näytettä sentrifugoidaan 19 - 21 minuuttia kiihtyvyydellä 1500 - 1700 x g. Sen jälkeen sentrifugoidut kuidut poiste-10 taan korista ja punnitaan. Punnitut kuidut kuivataan va-kiopainoon 105 °C:ssa ja punnitaan uudelleen. Vedenpidä-tysarvo lasketaan seuraavasti:A fiber sample of about 0.3 to 0.4 g is soaked in a lid container in about 100 ml of distilled or deionized water at room temperature for about 15 to 20 hours. The soaked fibers are collected on a filter and transferred to a wire mesh 5 having a mesh number of 80 and supported about 3.8 cm (about 1½ inch) above the mesh base of a centrifuge tube having a mesh number of 60. The tubes are covered with plastic and the sample is centrifuged for 19 to 21 minutes at 1500 to 1700 x g. The centrifuged fibers are then removed from the basket and weighed. The weighed fibers are dried to constant weight at 105 ° C and reweighed. The water retention value is calculated as follows:

(1) WRV = (W-D) x 100 15 D(1) WRV = (W-D) x 100 15 D

jossa W = sentrifugoitujen kuitujen märkäpaino, D = kuitujen kuivapaino ja 20 W-D = imeytynyt vesimääräwhere W = wet weight of the centrifuged fibers, D = dry weight of the fibers and 20 W-D = amount of water absorbed

Menetelmä tihkukapasiteetin määrittämiseksiMethod for determining the seepage capacity

Imukykyisten sisuksien tihkukapasiteetin määrittämiseen käytettiin seuraavaa menettelytapaa. Tihkukapasi-teettia käytettiin sisusten imukapasiteetin ja absorptio-25 nopeuden yhteisenä mittana.The following procedure was used to determine the seepage capacity of the absorbent cores. Drip capacity was used as a common measure of gut absorption capacity and absorption rate.

Imutyyny, jonka koko on 10 cm x 10 cm ja joka pai-noi noin 7,5 g, asetetaan seulaverkolle. Tyynyn keskelle lasketaan synteettistä virtsaa nopeudella 8 ml/s. Synteettisen virtsan virtaus katkaistaan, kun tyynyn pohjasta tai 30 sivuista vuotaa ensimmäinen pisara synteettistä virtsaa.A suction pad measuring 10 cm x 10 cm and weighing about 7.5 g is placed on a sieve net. Synthetic urine is dropped into the center of the pad at a rate of 8 ml / s. The flow of synthetic urine is interrupted when the first drop of synthetic urine leaks from the bottom or 30 sides of the pad.

Tihkukapasiteetti lasketaan jakamalla synteettisellä virt-*. salia kostuttamista edeltäneen tyynyn massan ja sen jäi- keisen tyynyn massan erotus kuitujen kuivapainolla.Drip capacity is calculated by dividing the synthetic current by *. the difference between the mass of the pad before wetting the hall and the mass of its stiff pad with the dry weight of the fibers.

Menetelmä märkäpuristettavuuden määrittämiseksi 35 Imukykyisten rakenteiden märkäpuristettavuuden mää rittämiseen käytettiin seuraavaa menettelytapaa. Märkäpu- « ·· t 37 94433 ristettavuutta käytettiin imukykyisten sisusten märkäpu-ristuslujuuden, rakenteellisen märkäintegriteetin ja mär-käkimmoisuuden mittana.Method for Determining Wet Compressibility 35 The following procedure was used to determine the wet compressibility of absorbent structures. Wet compressibility was used as a measure of the wet compressive strength, structural wet integrity, and wet resilience of absorbent cores.

Valmistetaan neliömäinen tyyny, jonka koko on 10 cm 5 x 10 cm ja joka painaa 7,5 g, mitataan sen paksuus ja lasketaan sen tiheys. Tyynyyn imeytetään synteettistä virtsaa kymmenkertaisesti sen kuivapaino tai kunnes se saavuttaa kyllästymispisteensä, kumpi sitten onkin pienempi. Tyynyyn kohdistetaan 0,7 kPa:n (0,1 psi) puristus. Tyynyn paksuus 10 mitataan noin 60 sekunnin kuluttua, jona aikana tyyny asettuu tasapainotilaan. Sen jälkeen puristuskuormitus nostetaan 7,6 kpariin (1,1 psi), tyynyn annetaan asettua tasapainotilaan ja sen paksuus mitataan. Sen jälkeen puristuskuormitus lasketaan 0,7 kPa:iin (0,1 psi), sen anne-15 taan asettua tasapainotilaan ja sen paksuus mitataan uudelleen. Lasketaan tyynyn tiheys alkuperäisellä 0,7 kPa:n kuormituksella, 7,6 kPa:n kuormituksella ja toisella 0,7 kPa:n (0,1 psir) kuormituksella, jota nimitetään 0,7 kPa:n kimmokuormitukseksi. Sen jälkeen määritetään huokostila-20 vuus (cm3/g) kullakin eri kuormituksella. Huokostilavuus on tyynyn märkätiheyden käänteisluvun ja kuitutilavuuden (0,75 cm3/g) erotus. Huokostilavuus kuormituksilla 0,7 kPa ja 7,6 kPa ovat hyödyllisiä märkäpuristuslujuuden ja rakenteellisen märkäintegriteetin osoittimia. Suurempi huo-25 kostilavuus tyynyn normaalilla alkutiheydellä on osoitus suuremmasta märkäpuristuslujuudesta ja suuremmasta rakenteellisesta märkäintegriteetistä. Huokostilavuusero kuormituksilla 0,7 kPa ja 7,6 kPa soveltuu imukykyisten tyynyjen märkäkimmoisuuden vertailuun. Pienempi huokostilavuus-30 ero kuormituksilla 0,7 kPa ja 7,6 kPa on osoitus suurem-. masta märkäkimmoisuudesta. Myös paksuuseron kuivan tyynyn - : ja kyllästetyn tyynyn välillä ennen puristusta on todettu olevan käyttökelpoinen tyynyjen reagointikykyä kostumiseen kuvaava indikaattori.A square cushion measuring 10 cm by 5 x 10 cm and weighing 7.5 g is prepared, its thickness is measured and its density is calculated. Synthetic urine is absorbed into the pad ten times its dry weight or until it reaches its saturation point, whichever is lower. A pressure of 0.7 kPa (0.1 psi) is applied to the pad. The thickness of the pad 10 is measured after about 60 seconds, during which time the pad is in equilibrium. The compressive load is then raised to 7.6 kp (1.1 psi), the pad is allowed to equilibrate, and its thickness is measured. The compressive load is then reduced to 0.7 kPa (0.1 psi), allowed to equilibrate, and its thickness measured again. Calculate the density of the pad with an initial load of 0,7 kPa, a load of 7,6 kPa and a second load of 0,7 kPa (0,1 psir) called the elastic load of 0,7 kPa. The pore space-20 volume (cm3 / g) is then determined for each different load. Pore volume is the difference between the inverse of the wet density of the pad and the fiber volume (0.75 cm 3 / g). Pore volume at loads of 0.7 kPa and 7.6 kPa are useful indicators of wet compressive strength and structural wet integrity. The higher wetting volume of huo-25 at the normal initial density of the pad is an indication of higher wet compressive strength and higher structural wet integrity. The pore volume difference at loads of 0.7 kPa and 7.6 kPa is suitable for comparing the wet resilience of absorbent pads. The smaller pore volume-30 difference at loads of 0.7 kPa and 7.6 kPa is an indication of a larger. wet resilience. The difference in thickness between the dry pad and the impregnated pad before compression has also been found to be a useful indicator of the wettability of the pads.

35 . · ·.35. · ·.

38 9443338 94433

Menetelmä kulvapuristettavuuden määrittämiseksiMethod for the determination of angular compressibility

Imukyky!Sten sisusten kulvapuristettavuuden määrittämiseen käytettiin seuraavaa menettelytapaa. Kuivapuris-tettavuutta käytettiin sisusten kuivakimmoisuuden mittana.Absorbency The following procedure was used to determine the angular compressibility of sten cores. Dry compressibility was used as a measure of the dry resilience of the interiors.

5 Valmistetaan ilmakerrostettu tyyny, jonka koko on 10 cm x 10 cm ja joka painaa noin 7,5 g, ja sitä puristetaan kuivassa tilassa hydraulisella puristimella 2,4 MPa:n paineella. Tyyny käännetään toisin päin ja puristus toistetaan. Tyynyn paksuus mitataan ennen puristamista ja sen 10 jälkeen niin, ettei tyynyyn kohdistu samalla kuormitusta.5 An air-laid pad measuring 10 cm x 10 cm and weighing about 7.5 g is prepared and pressed in a dry state with a hydraulic press at a pressure of 2.4 MPa. The pad is inverted and the compression is repeated. The thickness of the pad is measured before and after pressing so that the pad is not subjected to a load at the same time.

Sen jälkeen lasketaan tiheys ennen puristamista ja sen jälkeen jakamalla massa pinta-alan ja paksuuden tulolla. Suurehkot erot puristusta edeltäneen ja sen jälkeisen tiheyden välillä ovat osoituksia pienehköstä kuivakimmoisuu-15 desta.The density is then calculated before and after compression by dividing the mass by the product of area and thickness. Larger differences in pre- and post-compression densities are indicative of lower dry resilience.

Menetelmä selluloosakuituien kanssa reagoineen alu-taraldehvdln määrän määrittämiseksiMethod for determining the amount of alu-taraldehvdl reacted with cellulose fibers

Sen glutaraldehydimäärän, joka reagoi glutaralde-hydillä silloitettujen erilliskuitujen selluloosakompo-20 nentin kanssa kuidunsisäisiä ristisidoksia muodostaen, määrittämiseen käytettiin seuraavaa menettelytapaa.The following procedure was used to determine the amount of glutaraldehyde that reacted with the cellulosic component of the individual fibers crosslinked with glutaraldehyde to form introfibrous crosslinks.

Silloitetuista erilliskuiduista koostuva näyte uutetaan 0,1 N HClrllä. Uute erotetaan kuiduista, ja sama uutto/erotusmenettely toistetaan sitten kullekin näytteel-... 25 le vielä 3 kertaa. Kustakin uutosta saatavaan uutteeseen * sekoitetaan erikseen 2,4-dinitrofenyylihydratsonin (DNPH) vesiliuosta. Reaktion annetaan jatkua 15 minuuttia, minkä jälkeen seokseen lisätään kloroformia. Reaktioseosta sekoitetaan 45 minuuttia lisää. Kloroformi- ja vesikerros 30 erotetaan erotussuppilon avulla. Glutaraldehydimäärä mää ritetään analysoimalla kloroformikerroksesta DNPH-joh-** dannainen suurpainenestekromatografian (HPLC) avulla.A sample of crosslinked discrete fibers is extracted with 0.1 N HCl. The extract is separated from the fibers, and the same extraction / separation procedure is then repeated for each sample -... 25 le 3 more times. An aqueous solution of 2,4-dinitrophenylhydrazone (DNPH) is mixed separately with the extract * obtained from each extract. The reaction is allowed to proceed for 15 minutes, after which chloroform is added to the mixture. The reaction mixture is stirred for an additional 45 minutes. The chloroform and water layers 30 are separated by a separatory funnel. The amount of glutaraldehyde is determined by analysis of the chloroform layer with a DNPH derivative by high performance liquid chromatography (HPLC).

HPLC-analyysissä käytetyt kromatografiaolosuhteet olivat: pylväs - C-18 käänteisfaasi; detektori - UV, aal-35 lonpituus 360 nm; liikkuva faasi - metanoli/vesiseos suh- 39 94433 teessä 80:20; virtausnopeus - 1 ml/min; mittaus - piikin korkeus. Piikin korkeuden ja glutaraldehydisisällön välistä riippuvuutta kuvaava kalibrointikäyrä muodostettiin mittaamalla HPLC-piikkien korkeus viidestä standardiliuok-5 sesta, joiden glutaraldehydipitoisuus oli tunnettu ja alueella 0-25 ppm.The chromatographic conditions used in the HPLC analysis were: column - C-18 reverse phase; detector - UV, wavelength 35 nm 360 nm; mobile phase - methanol / water mixture 39: 3433 in 80:20; flow rate - 1 ml / min; measurement - peak height. A calibration curve describing the relationship between peak height and glutaraldehyde content was generated by measuring the height of HPLC peaks from five standard solutions with known glutaraldehyde content in the range of 0-25 ppm.

Jokainen kullakin kuitunäytteellä saaduista neljästä kloroformifaasista analysoitiin HPLC:n avulla, mitattiin piikkien korkeus ja määritettiin vastaava glutaralde-10 hydisisältö kalibrointikäyrän perusteella. Sen jälkeen kullekin uutolle saadut glutaraldehydipitoisuudet laskettiin yhteen ja summa jaettiin kuitunäytteen massalla (kuivien kuitujen massalla), jolloin saatiin glutaraldehydisi-sältö kuitujen massan mukaan laskettuna.Each of the four chloroform phases obtained with each fiber sample was analyzed by HPLC, the height of the peaks was measured, and the corresponding glutaralde-10 hyd content was determined from the calibration curve. The glutaraldehyde contents obtained for each extraction were then summed and the sum divided by the mass of the fiber sample (dry fiber mass) to obtain the glutaraldehyde content based on the mass of the fibers.

15 Kussakin HPLC-kromatogrammissa esiintyi kaksi glu- taraldehydipiikkiä. Voidaan käyttää kumpaa glutaraldehydi-piikkiä tahansa, kunhan läpi koko proseduurin käytetään samaa piikkiä.There were two glutaraldehyde peaks in each HPLC chromatogram. Either glutaraldehyde peak can be used as long as the same peak is used throughout the procedure.

Esimerkki 1 20 Tämä esimerkki osoittaa silloitusaineen, glutaral- dehydin, erilaisten pitoisuuksien vaikutuksen silloitetuista erilliskuiduista valmistettujen tyynyjen imukykyyn ja kimmoisuuteen. Silloitetut erilliskuidut valmistettiin kuivasilloitusmenetelmällä.Example 1 This example demonstrates the effect of different concentrations of the crosslinking agent, glutaraldehyde, on the absorbency and resilience of pads made of crosslinked discrete fibers. The crosslinked discrete fibers were prepared by the dry crosslinking method.

25 Kuhunkin näytteeseen käytettiin tietty määrä kos- kaan kuivaamatonta, etelän havupuusta valmistettua kraft-massaa (SSK-massaa). Kuitujen kosteuspitoisuus oli noin 62,4 % (joka vastaa konsistenssia 37,6 %). Muodostettiin liete lisäämällä kuidut liuokseen, joka sisälsi tietyn 30 määrän 50-%:ista glutaraldehydin vesiliuosta, 30 % (glu-taraldehydin massasta) sinkkinitraattiheksahydraattia, de-" mineralisoitua vettä ja riittävästi 1 N HCl:ä lietteen pH:n alentamiseksi noin 3,7:ään. Kuituja liotettiin lietteessä 20 minuuttia, ja sen jälkeen niistä poistettiin 35 vettä sentrifugoimalla niin, että kuitukonsistenssiksi tu-A certain amount of never-dried southern softwood kraft pulp (SSK pulp) was used for each sample. The moisture content of the fibers was about 62.4% (corresponding to a consistency of 37.6%). A slurry was formed by adding the fibers to a solution containing a certain amount of 50% aqueous glutaraldehyde, 30% (by weight of glutaraldehyde) zinc nitrate hexahydrate, de-mineralized water, and sufficient 1 N HCl to lower the pH of the slurry to about 3.7. The fibers were soaked in the slurry for 20 minutes and then dewatered by centrifugation to obtain a fiber consistency.

• I• I

40 94433 li noin 34 - 35 %. Sen jälkeen kuituja, joista oli poistettu vettä, kuivattiin läpipuhalluskuivurilla ympäristön lämpöistä ilmaa käyttäen, kunnes kuitukonsistenssi oli noin 55 - 56 %. Ilmakuivatut kuidut defibroitiin US-paten-5 ttijulkaisussa 3 987 968 esitetyn kaltaista kolmivaiheista fluffinmuodostuslaitetta käyttäen. Defibroidut kuidut asetettiin lautasille, ja niitä kovetettiin olennaisesti staattisessa kuivausuunissa 145 °C:ssa 45 minuuttia. Sil-loittuminen meni loppuun uunissaolon aikana. Silloitetut 10 erilliskuidut sijoitettiin seulaverkolle ja pestiin noin 20 eC:isella vedellä, niitä liotettiin tunnin ajan 60 °C:isessa vedessä konsistenssin ollessa 1 %, ja ne nostettiin seulalla ylös, pestiin toiseen kertaan noin 20 eC:isella vedellä, sentrifugoitiin niin, että kuitukon-15 sistenssiksi tuli 60 %, defibroitiin edellä esitetyn kaltaisessa kolmivaiheisessa fluffinmuodostuslaitteessa ja kuivattiin loppuun pitämällä niitä neljä (4) tuntia staattisessa kuivausuunissa 105 °C:ssa. Kuivatut kuidut ilma-kerrostettiin imukykyisten tyynyjen muodostamiseksi. Tyy-20 nyt puristettiin hydraulisella puristimella niin, että niiden tiheydeksi tuli 0,10 g/cm3. Sen jälkeen testattiin tyynyjen imukyky, kimmoisuus ja reagoinut glutaraldehydi-määrä kuvattuja menettelytapoja noudattaen. Reagoinut glu-taraldehydimäärä ilmoitetaan mooliprosentteina kuivien „25 kuitujen selluloosan anhydroglukoosimäärästä. Tulokset on ilmoitettu taulukossa 1.40,94433 li about 34-35%. The dewatered fibers were then dried in a blow dryer using ambient air until the fiber consistency was about 55-56%. The air-dried fibers were defibrated using a three-stage fluff forming apparatus such as that described in U.S. Patent No. 3,987,968. The defibrated fibers were placed on plates and cured in a substantially static drying oven at 145 ° C for 45 minutes. Silylation was complete while in the oven. The crosslinked 10 single fibers were placed on a sieve and washed with water at about 20 ° C, soaked for 1 hour in water at 60 ° C with a consistency of 1%, lifted through a sieve, washed a second time with water at about 20 ° C, centrifuged to remove The resistance to -15 became 60%, was defibrated in a three-stage fluff-forming apparatus as described above, and dried by drying for four (4) hours in a static drying oven at 105 ° C. The dried fibers were air-layered to form absorbent pads. Type-20 was now compressed with a hydraulic press to a density of 0.10 g / cm 3. The pads were then tested for absorbency, resilience and the amount of glutaraldehyde reacted according to the procedures described. The amount of reacted Glu taraldehyde is expressed as a molar percentage of the amount of dry cellulose anhydroglucose in the fibers. The results are reported in Table 1.

• · • · 41 94433• · • · 41 94433

Taulukko 1table 1

Tihkumiskapa- Märkäpuristettavuus Näyt- Glutaralde- siteetti kos- (cm3/g) teen hydi(mol-%) tutusnopeudel- 0,7kPa 7,6kPa 0,7kPa 5 nro lisätty/ WRV la 8 ml/s (0,1 (1,1 (0,1 _reagoinut (%) (a/s)_psi) psi) psi) 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 6,57Dripping Capacity- Wet Compressibility Sample- Glutaraldesicity to Water (cm3 / g) Tea Hydr (Mol-%) Introduction Rate- 0.7kPa 7.6kPa 0.7kPa 5 No. Added / WRV Sat 8 ml / s (0.1 (1, 1 (0.1 _reacted (%) (a / s) _psi) psi) psi) 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

3* N/A/0,50 48,3 N/A N/A N/A N/A3 * N / A / 0.50 48.3 N / A N / A N / A N / A

10 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 8 8,42/2,75 33,2 16,95 13,13 7,38 8,67 15 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 * Otettu eri kuituerästä (N/A) - ei käytettävissä 20 Esimerkki 2 Tämän esimerkin tarkoituksena on osoittaa, että suorittamalla kuiduille silloittamisen jälkeen sarja val-kaisuvaiheita voidaan saavuttaa alhainen uutettavissa olevan silloitusaineen taso. Uutettavissa olevan silloitusai-25 neen taso määritettiin liottamalla kuitunäytettä tunnin ajan 40 °C:isessa deionisoidussa vedessä konsistenssin ·· ollessa 2,5 %. Veteen uuttuneen glutaraldehydin määrä mää- ritettiin HPLC:n avulla, ja se ilmoitetaan kuitujen kuiva-painon mukaan laskettuna. Kuidut silloitettiin kuivasil-30 loitusmenetelmällä.10 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 8 8.42 / 2, 75 33.2 16.95 13.13 7.38 8.67 15 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 * Taken from a different batch of fibers (N / A) - not available 20 Example 2 The purpose of this example is to show that by performing a series of bleaching steps on the fibers after crosslinking, a low level of extractable crosslinker can be achieved. . The level of extractable crosslinker was determined by soaking a fiber sample in deionized water at 40 ° C for one hour at a consistency of 2.5%. The amount of glutaraldehyde extracted in the water was determined by HPLC and is expressed as the dry weight of the fibers. The fibers were crosslinked by the dry crosslinking method.

Käytettiin etelän havupuusta valmistettua kraftmas-saa (SSK-massaa). Massakuidut valkaistiin osaksi seuraa-vista vaiheista koostuvalla valkaisuketjulla: klooraus (C) * lietettä, jonka konsistenssi oli 3 - 4 %, käsiteltiin noin 35 pH:ssa 2,5 ja noin 38 °C:n lämpötilassa 30 minuutin ajan niin, että käytettävissä olevan kloorin (av. Cl) määrä oli noin 5 %; alkaliuutto - lietettä, jonka konsistenssi oli • « 42 94433 12 %, käsiteltiin noin 74 °C:n lämpötilassa NaOH:lla (1,4 g/1) 60 minuutin ajan; ja hypokloriittikäsittely (H) - lietettä, jonka konsistenssi oli 12 %, käsiteltiin pH:ssa 11 - 11,5 ja 38 - 60 °C:n lämpötilassa 60 minuutin 5 ajan riittävällä määrällä natriumhypokloriittia, jotta saavutettiin Elretho-valkoisuusaste 60 - 65 ja 15,5 - 16,5 mPa.s:n (15,5 - 16,5 cp) viskositeetti. Osaksi valkaistuista kuiduista valmistettiin silloitettuja erilliskuitu-ja esimerkissä 1 kuvattua menetelmää noudattaen ja käyt-10 täen ristisidoksia muodostavana aineena glutaraldehydiä. Kuituihin pidättyi 2,29 mol-% glutaraldehydiä kuivien kuitujen selluloosan anhydroglukoosimoolimäärästä laskettuna. Uutettavissa oleva glutaraldehydimäärä sellaisissa kuiduissa on tyypillisesti noin 1000 ppm (0,1 %).Southern softwood kraft pulp (SSK pulp) was used. The pulp fibers were partially bleached with a bleaching chain consisting of the following steps: chlorination (C) * A slurry with a consistency of 3-4% was treated at about pH 2.5 and about 38 ° C for 30 minutes so that the available the amount of chlorine (av. Cl) was about 5%; an alkali extraction slurry having a consistency of • <42 94433 12% was treated with NaOH (1.4 g / l) at about 74 ° C for 60 minutes; and a hypochlorite treatment (H) slurry with a consistency of 12% was treated at pH 11-11.5 and 38-60 ° C for 60 minutes with sufficient sodium hypochlorite to achieve an Elretho whiteness of 60-65 and 15. , 5 to 16.5 mPa.s (15.5 to 16.5 cp) viscosity. From the partially bleached fibers, crosslinked monofilaments were prepared according to the procedure described in Example 1 and using glutaraldehyde as a crosslinking agent. 2.29 mol% of glutaraldehyde was retained in the fibers, based on the molar amount of cellulose anhydroglucose in the dry fibers. The extractable amount of glutaraldehyde in such fibers is typically about 1000 ppm (0.1%).

15 Tämän jälkeen jatkettiin osaksi valkaistujen eril- liskuitujen valkaisua ja se saatettiin päätökseen kloori-dioksidikäsittelystä (D), uutosta (E) ja natriumhypoklo-riittikäsittelystä (H) koostuvalla ketjulla (DEH). Kloo-ridioksidivaiheessa (D) silloitettuja erilliskuituja lio-20 tettiin vesilietteessä, jonka konsistenssi oli 10 % ja joka sisälsi myös riittävän määrän natriumhypokloriittia, jotta käytettävissä olevan kloorin määrä oli 2 % kuitujen kuivapainosta. Sekoituksen jälkeen lietteen pH alennettiin noin 2,5:een HCl:ä lisäämällä ja nostettiin sitten 25 4,4:ään NaOH:a lisäämällä. Massaliete sijoitettiin sen jälkeen 70 “Criseen uuniin 2,5 tunniksi, siivilöitiin, huuhdottiin vedellä, kunnes pH oli neutraali, ja sentri-fugoitiin niin, että konsistenssiksi tuli 61,4 %.Bleaching of the partially bleached individual fibers was then continued and completed with a chain of chlorine dioxide treatment (D), extraction (E) and sodium hypochlorite treatment (H) (DEH). In the chlorine dioxide step (D), the crosslinked discrete fibers were lyophilized in an aqueous slurry having a consistency of 10% and also containing a sufficient amount of sodium hypochlorite to provide 2% of the available chlorine by dry weight of the fibers. After stirring, the pH of the slurry was lowered to about 2.5 by the addition of HCl and then raised to 4.4 by the addition of NaOH. The pulp slurry was then placed in a 70 ° C Crise oven for 2.5 hours, filtered, rinsed with water until neutral, and centrifuged to a consistency of 61.4%.

Uuttovaiheessa kuitujen, joista oli poistettu vet-30 tä, konsistenssiltaan 10-%:ista vesilietettä käsiteltiin NaOH:lla (0,33 g/1) 40 °C:ssa 1,5 tunnin ajan. Sen jälkeen ** kuidut siivilöitiin, huuhdottiin vedellä, kunnes pH oli neutraali, ja sentrifugoitiin niin, että konsistenssiksi tuli 62,4 %.In the extraction step, a 10% aqueous slurry of dehydrated fibers was treated with NaOH (0.33 g / l) at 40 ° C for 1.5 hours. The ** fibers were then sieved, rinsed with water until neutral, and centrifuged to a consistency of 62.4%.

11 ; Iti» 01(11 I I 4 «0 . I11; Iti »01 (11 I I 4« 0

., 94453 43., 94453 43

Lopuksi valmistettiin natriumhypokloriittivaihetta (H) varten kuituliete, jonka konsistenssi oli 10 % ja joka sisälsi riittävästi natriumhypokloriittia, jotta käytettävissä olevan kloorin määrä oli 1,5 % kuitujen kuivapainos-5 ta. Lietettä sekoitettiin ja kuumennettiin 50 eC:isessa uunissa tunnin ajan. Sen jälkeen kuidut siivilöitiin, huuhdottiin, kunnes pH oli 5,0, ja sentrifugoitiin niin, että konsistenssiksi tuli 62,4 %. Kuidut, joista oli poistettu vettä, ilmakuivattiin, käsiteltiin fluffiksi ja kui-10 vattiin loppuun pitämällä niitä 105 °C:isessa uunissa tunnin ajan. Uutettavissa olevan glutaraldehydin määrä täydellisesti valkaistuissa silloitetuissa erilliskuiduissa oli 25 ppm (0,0025 %). Tämä on selvästi alempi kuin se uutettavissa olevan glutaraldehydin maksimimäärä, jonka 15 arvellaan olevan hyväksyttävä sovellutuksissa, joissa kuituja käytetään lähellä ihmisihoa.Finally, for the sodium hypochlorite step (H), a fiber slurry having a consistency of 10% and containing enough sodium hypochlorite was prepared so that the amount of chlorine available was 1.5% of the dry weight of the fibers. The slurry was stirred and heated in a 50 ° C oven for one hour. The fibers were then sieved, rinsed until pH 5.0, and centrifuged to a consistency of 62.4%. The dehydrated fibers were air-dried, fluffed, and dried to 10 ° C for one hour. The amount of extractable glutaraldehyde in the fully bleached crosslinked discrete fibers was 25 ppm (0.0025%). This is well below the maximum amount of glutaraldehyde that can be extracted, which is considered acceptable in applications where the fibers are used close to human skin.

Havaittiin myös, että osaksi valkaistuista, silloitetuista ja sen jälkeen loppuun valkaistuista kuiduista valmistetuilla tyynyillä oli yllättävästi korkeampi nes-20 teenpidätysarvo ja kapillaarinen imeytyrnisnopeus ja aina kin yhtä suuri tihkukapasiteetti ja märkäkimmoisuus kuin täydellisen valkaisun jälkeen silloitetuilla erilliskui-duilla. Korkeammasta WRV:stä johtuen kesken valkaisuketjua silloitetut kuidut olivat kuitenkin kokoonpuristuvampia 25 kuivassa tilassa.It was also found that pads made of partially bleached, crosslinked and subsequently bleached fibers had a surprisingly higher nes-20 tea retention value and capillary absorption rate and always the same dripping capacity and wet resilience as those crosslinked after complete bleaching. However, due to the higher WRV, the fibers crosslinked in the middle of the bleaching chain were more compressible in the dry state.

Olennaisesti samanlaisia tuloksia saavutettiin, kun viimeinen hypokloriittivaihe (H) korvattiin peroksidival-kaisuvaiheella (P). Vaiheessa (P) lietettä, jonka konsistenssi oli 10 %, käsiteltiin vetyperoksidilla, jonka määrä 30 oli 0,5 % kuitujen massasta, pH:ssa 11 - 11,5 ja 80 °C:n lämpötilassa 90 minuuttia.Substantially similar results were obtained when the last hypochlorite step (H) was replaced by a peroxide bleaching step (P). In step (P), a slurry having a consistency of 10% was treated with hydrogen peroxide in an amount of 0.5% by weight of the fibers at pH 11-11.5 and 80 ° C for 90 minutes.

· · · • t· · · • t

Claims (2)

1. Förfarande för framställning av tvärbundna indi-viduella cellulosafibrer, kännetecknat därav, 5 att a) fuktiga cellulosafibrer med en fukthalt av minst cirka 30 vikt-% avskaffas; b) nämnda fibrer defibreras för att bringa dem tili en väsentligen individuell form och fibrerna torkas tili 10 en fukthalt av 18 - 30 vikt-% under förhällanden vilka väsentligen förhindrar bildning av vätebindningar mellan fibrerna; c) nämnda fibrer kontaktas med en tvärbindningslös-ning som innehäller ett vattenfritt, i vatten blandbart 15 polart utspädningsmedel, en sädan mängd vatten som är otillräcklig att svälla fibrerna tili en expansionsgrad vilken motsvarar fibrer med en fukthalt av cirka 30 vikt-%, och ett tvärbindningsmedel, varvid tvärbindningsmedlet väljs bland C2-C8-dialdehyder, C2-C8-dialdehydsyraanaloger 20 med minst en aldehydgrupp och oligomerer av nämnda dialde-hyder och dialdehydsyraanaloger, och nämnda tvärbindningsmedel omsättes med fibrerna, dä fibrerna är i kontakt med tvärbindningslösningen i väsentlig fränvaro av bindningar mellan fibrerna, varvid tvärbindningar inuti fibrerna bil-25 das, och fibrerna kontaktas med en tillräcklig mängd av * ett tvärbindningsmedel sä att 0,5 mol-% - 3,5 mol-% av tvärbindningsmedlet, beräknat pä antalet cellulosans an-hydroglukosmoler, reagerar med fibrerna för att bilda tvärbindningar inuti fibrerna; och 30 d) fibrerna defibreras tili en väsentligen indivi duell form och de individuella fibrerna torkas under för-- · hällanden vilka väsentligen förhindrar bildning av väte bindningar mellan fibrerna, varvid nämnda individuella fibrer har ett vattenbindningsvärde av 25 - 60. 35 : ia i iin lii»-· 94433A process for producing cross-linked individual cellulose fibers, characterized in that a) moistened cellulose fibers having a moisture content of at least about 30% by weight are abolished; b) said fibers are defibrated to bring them into a substantially individual shape and the fibers are dried to a moisture content of 18-30% by weight under conditions which substantially prevent the formation of hydrogen bonds between the fibers; c) said fibers are contacted with a crosslinking solution containing an anhydrous, water miscible polar diluent, such an amount of water insufficient to swell the fibers to an degree of expansion corresponding to fibers having a moisture content of about 30% by weight, and a cross-linking agent, wherein the cross-linking agent is selected from C bonds between the fibers, wherein crosslinks within the fibers are formed, and the fibers are contacted with a sufficient amount of a crosslinking agent such that 0.5 mole% - 3.5 mole% of the crosslinking agent, calculated on the number of cellulose anhydroglucose mols. reacts with the fibers to form cross-links within the fibers; and d) the fibers are defibrated to a substantially individual form and the individual fibers are dried under conditions which substantially prevent the formation of hydrogen bonds between the fibers, said individual fibers having a water bond value of 25-60. lii »- · 94433 2. Förfarande för framställning av tvärbundna indi-viduella cellulosafibrer, kännetecknat därav, att a) fuktiga cellulosafibrer med en fukthalt av minst 5 cirka 30 vikt-% avskaffas; b) nämnda fibrer defibreras för att bringa dem tili en väsentligen individuell form och nämnda fibrer torkas tili en fukthalt av 18 - 30 vikt-% under förhällanden vil-ka väsentligen förhindrar bildning av vätebindningar mel- 10 lan fibrerna; c) nämnda fibrer kontaktas med ett tvärbindningsme- del i en vattenhaltig lösning, varvid tvärbindningsmedlet väljs bland C2-C8-dialdehyder, C2-C8-dialdehydsyraanaloger med minst en aldehydgrupp och oligomerer av nämnda dialde- 15 hyder och dialdehydsyraanaloger; d) vätska avlägsnas frän fibrerna och de torkas tili en fukthalt av under 30 vikt-%; e) fibrerna kontaktas med en lösning som innehäller ett vattenfritt, i vatten blandbart polart utspädningsme- 20 del och en sädan mängd vatten som är otillräcklig att svälla fibrerna tili en expansionsgrad vilken motsvarar fibrer med en fukthalt av cirka 30 vikt-%; f) nämnda tvärbindningsmedel omsättes med fibrerna, dä fibrerna är i kontakt med nämnda lösning i väsentlig 25 fränvaro av bindningar mellan fibrerna, varvid tvärbind- • · ningar inuti fibrerna bildas; och g) fibrerna defibreras tili en väsentligen individuell form och fibrerna torkas under förhällanden vilka väsentligen förhindrar bildning av vätebindningar mellan 30 fibrerna, varvid den individuella fibern innehäller 0,5 mol-% - 3,5 mol-% av tvärbindningsmedlet, beräknat pä an-talet cellulosans anhydroglukosmoler, som reagerats med de individuella fibrerna och varvid de individuella fibrerna har ett vattenbindningsvärde av 25 - 60.2. A process for producing cross-linked individual cellulose fibers, characterized in that a) moistened cellulose fibers having a moisture content of at least about 30% by weight are removed; b) said fibers are defibrated to bring them into a substantially individual form and said fibers are dried to a moisture content of 18-30% by weight under conditions which substantially prevent formation of hydrogen bonds between the fibers; c) said fibers are contacted with a crosslinking agent in an aqueous solution, the crosslinking agent being selected from C2-C8 dialdehydes, C2-C8 dialdehyde acid analogs with at least one aldehyde group, and oligomers of said dialdehyde and dialdehyde acid analogs; d) liquid is removed from the fibers and dried to a moisture content of less than 30% by weight; e) the fibers are contacted with a solution containing an anhydrous, water miscible polar diluent and such amount of water which is insufficient to swell the fibers to an degree of expansion corresponding to fibers having a moisture content of about 30% by weight; f) said cross-linking agent is reacted with the fibers where the fibers are in contact with said solution in the substantial absence of bonds between the fibers, thereby forming cross-links within the fibers; and g) the fibers are defibrated to a substantially individual form and the fibers are dried under conditions which substantially prevent formation of hydrogen bonds between the fibers, the individual fiber containing 0.5 mole% - 3.5 mole% of the crosslinking agent calculated on the basis of the fiber. the anhydroglucose mols of the cellulose reacted with the individual fibers and the individual fibers having a water-binding value of 25-60.
FI872844A 1986-06-27 1987-06-26 Method for making crosslinked discrete cellulose fibers FI94433C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87967886A 1986-06-27 1986-06-27
US87967886 1986-06-27

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI872844A0 FI872844A0 (en) 1987-06-26
FI872844A FI872844A (en) 1987-12-28
FI94433B FI94433B (en) 1995-05-31
FI94433C true FI94433C (en) 1995-09-11

Family

ID=25374662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872844A FI94433C (en) 1986-06-27 1987-06-26 Method for making crosslinked discrete cellulose fibers

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0251674B1 (en)
AU (1) AU610068B2 (en)
CA (1) CA1340299C (en)
DE (1) DE3785611T2 (en)
FI (1) FI94433C (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL82915A (en) * 1986-06-27 1991-05-12 Buckeye Cellulose Corp Individualized,crosslinked fibers and their production
US5124197A (en) * 1989-07-28 1992-06-23 Kimberly-Clark Corporation Inflated cellulose fiber web possessing improved vertical wicking properties
US6300259B1 (en) 1999-04-26 2001-10-09 Weyerhaeuser Company Crosslinkable cellulosic fibrous product
WO2018144309A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. High bulk tissue comprising cross-linked fibers
JP7188035B2 (en) * 2018-11-30 2022-12-13 セイコーエプソン株式会社 Fibration method, fibrillation device, sheet manufacturing method, and sheet manufacturing device
EP4096483A4 (en) 2020-01-30 2024-01-17 Kimberly Clark Co Tissue products comprising crosslinked fibers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL286002A (en) * 1961-11-28
CH448960A (en) * 1965-05-10 1968-04-11 Raduner & Co Ag Process for the finishing of textile material containing cellulose fibers
US3932209A (en) * 1969-02-24 1976-01-13 Personal Products Company Low hemicellulose, dry crosslinked cellulosic absorbent materials
FR2224485B1 (en) * 1973-04-05 1977-12-30 Centre Tech Ind Papier
US4822453A (en) * 1986-06-27 1989-04-18 The Procter & Gamble Cellulose Company Absorbent structure containing individualized, crosslinked fibers
IL82915A (en) * 1986-06-27 1991-05-12 Buckeye Cellulose Corp Individualized,crosslinked fibers and their production
CA1340434C (en) * 1986-06-27 1999-03-16 Carlisle Mitchell Herron Process for making individualized crosslinked fibers having reduced residuals and fibers thereof

Also Published As

Publication number Publication date
FI94433B (en) 1995-05-31
DE3785611D1 (en) 1993-06-03
CA1340299C (en) 1999-01-05
AU610068B2 (en) 1991-05-16
EP0251674A2 (en) 1988-01-07
EP0251674A3 (en) 1988-12-07
EP0251674B1 (en) 1993-04-28
FI872844A (en) 1987-12-28
AU7476187A (en) 1988-01-07
FI872844A0 (en) 1987-06-26
DE3785611T2 (en) 1993-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI94437B (en) Individual crosslinked cellulose fibers containing absorbent fiber structure
US4889596A (en) Process for making individualized, crosslinked fibers and fibers thereof
US4889595A (en) Process for making individualized, crosslinked fibers having reduced residuals and fibers thereof
US4888093A (en) Individualized crosslinked fibers and process for making said fibers
FI94436C (en) Process for making individual crosslinked cellulose fibers
US4898642A (en) Twisted, chemically stiffened cellulosic fibers and absorbent structures made therefrom
US4889597A (en) Process for making wet-laid structures containing individualized stiffened fibers
KR940004695B1 (en) Twisted stiffened cellulosic fibers and absorbent structures made therefrom
FI94435B (en) Crosslinked, twisted and crimped individual cellulose fibers and process for making these
FI94433C (en) Method for making crosslinked discrete cellulose fibers
FI90678B (en) A process for preparing wet-assembled compositions containing individual cured fibers

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: THE PROCTER & GAMBLE COMPANY

BB Publication of examined application
FG Patent granted

Owner name: THE PROCTER & GAMBLE COMPANY