FI94435C - Cross - linked, twisted and twisted discrete cellulose fibers and method for their production - Google Patents

Cross - linked, twisted and twisted discrete cellulose fibers and method for their production Download PDF

Info

Publication number
FI94435C
FI94435C FI872846A FI872846A FI94435C FI 94435 C FI94435 C FI 94435C FI 872846 A FI872846 A FI 872846A FI 872846 A FI872846 A FI 872846A FI 94435 C FI94435 C FI 94435C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fibers
crosslinking
crosslinking agent
crosslinked
mole
Prior art date
Application number
FI872846A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI872846A0 (en
FI872846A (en
FI94435B (en
Inventor
Walter Lee Dean
Danny Raymond Moore
James William Owens
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 FI872846A0 publication Critical patent/FI872846A0/en
Publication of FI872846A publication Critical patent/FI872846A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI94435B publication Critical patent/FI94435B/en
Publication of FI94435C publication Critical patent/FI94435C/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • 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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Individualized, crosslinked fiber, and process for making such fibers. The individualized, crosslinked fibers have between about 0.5 mole % and about 3.5 mole % crosslinking agent, calculated on a cellulose anhydroglucose molar basis, reacted with fibers in the form of intrafiber crosslink bonds, wherein the crosslinking agent is selected from the group consisting of C2 - C8 dialdehydes, C2 - C8 dialdehyde acid analogues having at least one aldehyde functionality, and oligomers of such C2 - C8 dialdehydes, and dialdehyde acid analogues. Preferably, the crosslinking agent is glutaraldehyde, and between about 0.75 mole % and about 2.5 mole % crosslinking agent react to form the intrafiber crosslink bonds. The individualized crosslinked fibers are useful in a variety of absorbent sturcture applications.

Description

9443594435

Verkkoutetut, kierretyt ja kiharretut erillisselluloosa-kuidut ja menetelmä niiden valmistamiseksi Tämä keksintö koskee selluloosakuituja, joilla on 5 hyvät nesteen absorptio-ominaisuudet, sekä menetelmiä tällaisten kuitujen valmistamiseksi. Tämä keksintö koskee erityisemmin absorboivia selluloosakuituja ja menetelmiä tällaisten kuitujen valmistamiseksi käyttäen hyväksi selluloosakuituja, jotka ovat erillisessä, verkkoutetussa 10 muodossa.This invention relates to cellulosic fibers having good liquid absorption properties, and to methods for making such fibers. More particularly, this invention relates to absorbent cellulosic fibers and methods of making such fibers utilizing cellulosic fibers in a discrete, crosslinked form.

Tällä alalla on selostettu kuituja, jotka on verk-koutettu oleellisesti erillisessä muodossa, sekä eri menetelmiä tällaisten kuitujen valmistamiseksi. Termillä "erilliset, verkkoutetut kuidut" tarkoitetaan selluloosa-15 kuituja, joissa on pääasiallisesti kuidunsisäisiä kemiallisia ristikytkentäsidoksia. Toisin sanoen ristikytkentä-sidokset ovat pääasiallisesti yksittäisen kuidun selluloo-samolekyylien välissä eivätkä erillisten kuitujen sellu-loosamolekyylien välissä. Erillisiä, verkkoutettuja kuitu-- 20 ja pidetään yleensä käyttökelpoisina absorboivissa tuote-sovellutuksissa. Yleisesti on esitetty kolme menetelmäka-tegoriaa erillisten, verkkoutettujen kuitujen valmistamiseksi. Näistä jäljempänä selostetuista menetelmistä käytetään tässä seuraavia nimityksiä: 1) kuivana suoritetut 25 verkkoutusmenetelmät, 2) vesiliuoksessa suoritetut verk- koutusmenetelmät ja 3) oleellisesti vedettömässä liuoksessa suoritetut verkkoutusmenetelmät. Itse kuidut ja erillisiä, verkkoutettuja kuituja sisältävät absorboivat rakenteet ovat parempia ainakin yhdessä merkittävässä absorp-30 tio-ominaisuudessa verrattuna tavanomaisiin, ei-verkkou- tettuihin kuituihin. Usein tämä parannus absorptiokyvyssä ilmoitetaan absorptiokapasiteettina. Lisäksi erillisistä, verkkoutetuista kuiduista valmistetuilla absorboivilla rakenteilla on parantunut märkäjoustavuus ja parantunut 35 kuivajoustavuus verrattuna ei-verkkoutetuista kuiduista . 94435 2 valmistettuihin absorboiviin rakenteisiin. Termillä "joustavuus" tarkoitetaan seuraavassa selluloosakuiduista valmistettujen "tyynyjen" kykyä palautua laajennettua alkuperäistä tilaa kohti sen jälkeen, kun ne on vapautettu pu-5 ristuksesta. Kuivajoustavuudella tarkoitetaan erityisesti absorboivan rakenteen kykyä laajeta rakenteeseen kohdistetun puristusvoiman vapauttamisen jälkeen kuitujen ollessa oleellisesti kuivassa tilassa. Märkäjoustavuudella tarkoitetaan absorboivan rakenteen kykyä laajeta siihen kohdis-10 tetun puristusvoiman vapauttamisen jälkeen kuitujen ollessa kostuneessa tilassa. Tämän keksinnön tarkoitusten ja selostuksen yhdenmukaisuuden vuoksi märkä joustavuus huomioidaan ja ilmoitetaan absorboivan rakenteen osalta sen ollessa kostuneena kyllästyspisteeseen asti.Fibers that have been crosslinked in a substantially separate form, as well as various methods for making such fibers, have been described in the art. The term "discrete, crosslinked fibers" refers to cellulose-15 fibers having predominantly intra-fiber chemical crosslinking bonds. That is, the crosslinking bonds are primarily between the cellulose molecules of a single fiber and not between the cellulose molecules of the individual fibers. Separate, crosslinked fibers - 20 and are generally considered useful in absorbent article applications. In general, three categories of methods have been proposed for making discrete, crosslinked fibers. These methods described below are referred to herein as: 1) dry crosslinking methods, 2) aqueous crosslinking methods, and 3) substantially anhydrous crosslinking methods. The fibers themselves and the absorbent structures containing discrete, crosslinked fibers are superior in at least one significant absorption property compared to conventional, non-crosslinked fibers. Often, this improvement in absorbency is expressed as absorption capacity. In addition, absorbent structures made of discrete, crosslinked fibers have improved wet flexibility and improved dry flexibility compared to non-crosslinked fibers. 94435 2 made of absorbent structures. The term "flexibility" as used herein refers to the ability of "pads" made from cellulosic fibers to return to an expanded original state after being released from the crimp. By dry resilience is meant in particular the ability of an absorbent structure to expand after the release of a compressive force applied to the structure when the fibers are in a substantially dry state. Wet elasticity refers to the ability of an absorbent structure to expand after the release of a compressive force applied to it when the fibers are in a wetted state. For purposes of this invention and the consistency of the disclosure, wet flexibility is contemplated and reported for the absorbent structure when it is wetted to the point of saturation.

15 Menetelmiä erillisten, verkkoutettujen kuitujen valmistamiseksi kuivaverkkoutusteknologian avulla selostetaan US-patentissa 3 224 926, joka on julkaistu L.J. Bernardin' in nimissä 21. joulukuuta 1965. Erillisiä, verk-koutettuja kuituja valmistetaan kyllästämällä turvonneet 20 kuidut vesiliuoksessa verkkoutusaineella, poistamalla niistä vesi ja defibroimalla kuidut mekaanisesti ja kuivaamalla kuidut kohotetussa lämpötilassa verkkoutumisen aikaansaamiseksi kuitujen ollessa oleellisesti erillisinä. Kuidut verkkoutetaan luonnostaan ei-turvonneessa, kokoon-25 painuneessa tilassa seurauksena siitä, että niistä on poistettu vesi ennen verkkouttamista. Sellaisia menetelmiä, joista on esitetty esimerkkejä US-patentissa 3 224 926 ja joissa verkkouttaminen saatetaan tapahtumaan kuitujen ollessa ei-turvonneessa, kokoonpainuneessa tilassa, 30 nimitetään menetelmiksi "kuivaverkkoutettujen" kuitujen .. valmistamiseksi. Kuivaverkkoutetuille kuiduille on tun- *' nusomaista alhaiset nesteenpidätysarvot (FRV). US-paten tissa 3 440 135, joka on julkaistu R. Chung'in nimissä 22. huhtikuuta 1969, ehdotetaan, että kuituja liotetaan verk-35 koutusaineen vesiliuoksessa kuitujen välisen sitoutumisky- 3 94435 vyn heikentämiseksi ennen kuivana suoritettavan verkkou-tuskäsittelyn suorittamista samanlaisella menetelmällä kuin US-patentissa 3 224 926 on selostettu. Tämän aikaa-vievän esikäsittelyn, joka kestää edullisesti noin 16 - 48 5 tuntia, väitetään parantavan tuotteen laatua pienentämällä epätäydellisestä defibroinnista tuloksena olevaa pienten kuitukimppujen määrää.Methods for making discrete crosslinked fibers using dry crosslinking technology are described in U.S. Patent 3,224,926, published to L.J. In the name of Bernardin, December 21, 1965. Separate, crosslinked fibers are made by impregnating swollen fibers in an aqueous solution with a crosslinking agent, dewatering them, and mechanically defibrating the fibers and drying the fibers at elevated temperature to provide crosslinking with substantially separate fibers. The fibers are inherently crosslinked in a non-swollen, compressed state as a result of being dewatered prior to crosslinking. Methods exemplified in U.S. Patent 3,224,926, in which crosslinking is effected with the fibers in a non-swollen, compressed state, are termed methods for making "dry crosslinked" fibers. Dry crosslinked fibers are characterized by low fluid retention values (FRV). U.S. Patent 3,440,135, issued to R. Chung on April 22, 1969, proposes that the fibers be soaked in an aqueous solution of a crosslinking agent to reduce the ability of the fibers to bind between the fibers before performing a dry crosslinking treatment in a manner similar to U.S. Patent 3,224,926 discloses. This time-consuming pretreatment, which preferably lasts about 16 to 48 hours, is claimed to improve product quality by reducing the number of small fiber bundles resulting from incomplete defibration.

Menetelmiä vesiliuoksessa verkkoutettujen kuitujen valmistamiseksi selostetaan esimerkiksi US-patentissa 10 3 241 553, joka on julkaistu F.H. Steiger'in nimissä 22.Methods for making crosslinked fibers in aqueous solution are described, for example, in U.S. Patent 10,241,553, issued to F.H. In the name of Steiger 22.

maaliskuuta 1966. Erillisiä, verkkoutettuja kuituja valmistetaan verkkouttamalla kuidut vesiliuoksessa, joka sisältää verkkoutusainetta ja katalyyttiä. Tällä tavalla valmistetuista kuiduista käytetään jäljempänä nimitystä 15 "vesiliuoksessa verkkoutetut" kuidut. Selluloosakuituihin kohdistuvan veden turvotusvaikutuksen vuoksi vesiliuoksessa verkkoutetut kuidut verkkoutuvat niiden ollessa ei-ko-koonpainuneessa turvonneessa tilassa. Verrattuna kuiva-verkkoutettuihin kuituihin vesiliuoksessa verkkoutetuilla • 20 kuiduilla on, kuten US-patentissa 3 241 553 on selostettu, suurempi joustavuus ja pienempi jäykkyys, ja niille on tunnusomaista korkeampi nesteenpidätysarvo (FRV). Vesi-liuoksessa verkkoutetuista kuiduista valmistetuilla, absorboivilla rakenteilla on alhaisempi märkä- ja kuivajous-25 tavuus kuin tyynyillä, jotka on valmistettu kuivaverkkou-tetuista kuiduista.March 1966. Separate, crosslinked fibers are prepared by crosslinking the fibers in an aqueous solution containing a crosslinking agent and a catalyst. Fibers prepared in this manner are hereinafter referred to as "aqueous solution crosslinked" fibers. Due to the swelling effect of water on the cellulosic fibers, the fibers crosslinked in the aqueous solution crosslink when they are in a non-compressed swollen state. Compared to dry crosslinked fibers, aqueous crosslinked fibers have, as described in U.S. Patent 3,241,553, 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 a lower wet and dry spring capacity than pads made of dry crosslinked fibers.

US-patentissa 4 035 147, joka on julkaistu S. San-genis'in, G. Guiroy'n ja J. Quere'n nimissä 12. heinäkuuta 1977, selostetaan menetelmä erillisten, verkkoutettujen 30 kuitujen valmistamiseksi saattamalla dehydratoidut, ei- turvotetut kuidut kosketukseen verkkoutusaineen ja katalyytin kanssa oleellisesti vedettömässä liuoksessa, joka sisältää vesimäärän, joka on riittämätön kuitujen turvot-tamiseen. Verkkoutuminen tapahtuu kuitujen ollessa tässä 35 oleellisesti vedettömässä liuoksessa. Tästä menetelmätyy- 94435 4 pistä käytetään jäljempänä nimitystä vedettömässä liuoksessa suoritettu verkkoutusmenetelmä, ja tällä tavoin valmistetuista kuiduista käytetään nimitystä vedettömässä liuoksessa verkkoutetut kuidut. US-patentissa 4 035 147 5 selostetut vedettömässä liuoksessa verkkoutetut kuidut eivät turpoa edes oltuaan pitkän aikaa kosketuksessa liuosten kanssa, joiden alan ammattimiesten tietävät olevan turvotusreagensseja. Samoin kuin kuivaverkkoutetut kuidut, ne ovat ristikytkentäsidosten voimakkaasti jäykis-10 tämiä ja niistä valmistetuilla absorboivilla rakenteilla on suhteellisen korkea märkä- ja kuivajoustavuus.U.S. Patent 4,035,147, issued to S. Sennis, G. Guiroy, and J. Quere on July 12, 1977, discloses a process for making discrete, crosslinked fibers by subjecting dehydrated, non-swollen fibers. contact with the crosslinking agent and the catalyst in a substantially anhydrous solution containing an amount of water insufficient to swell the fibers. Crosslinking occurs with the fibers in this substantially anhydrous solution. This type of method is hereinafter referred to as an anhydrous solution crosslinking process, and the fibers thus prepared are referred to as anhydrous solution crosslinked fibers. The fibers crosslinked in the anhydrous solution described in U.S. Patent 4,035,147 do not swell even after prolonged contact with solutions known to those skilled in the art to be edema reagents. Like dry crosslinked fibers, they are strongly stiffened by crosslinking bonds and the absorbent structures made from them have a relatively high wet and dry elasticity.

Edellä selostettujen verkkoutettujen kuitujen uskotaan olevan käyttökelpoisia tiheydeltään alhaisia absorboivia tuotesovellutuksia varten, jollaisia ovat esimer-15 kiksi vauvanvaipat, sekä tiheydeltään suurempia absorboivia tuotesovellutuksia kuten terveyssiteitä varten. Tällaisille tuotteille ei kuitenkaan ole saatu riittävästi absorptiohyötyä huomioon ottaen niiden haitat ja kustannukset verrattuna tavanomaisiin kuituihin, jotta tuloksena '20 olisi huomattava kaupallinen menestys. Verkkoutettujen kuitujen kaupallinen vetovoima on myös kärsinyt turvallisuuden osalta. Kirjallisuudessa laajimmin selostettu verk-koutusaine, formaldehydi, aiheuttaa valitettavasti ihmisen ihon ärsytystä ja siihen on liittynyt muitakin huolenai-25 heitä ihmisen turvallisuudesta. Vapaan formaldehydin poistamisen riittävän alhaisille tasoille verkkoutetussa tuotteessa, niin että vältetään ihon ärsytys ja muutkin huolet ihmisen turvallisuudesta, ovat estäneet sekä tekniset että taloudelliset esteet.The crosslinked fibers described above are believed to be useful for low density absorbent product applications, such as baby diapers, as well as for higher density absorbent product applications such as sanitary napkins. However, taking into account their disadvantages and costs compared to conventional fibers, such products have not received sufficient absorption benefits to result in significant commercial success in the '20s. The commercial appeal of crosslinked fibers has also suffered in terms of safety. Unfortunately, the most widely used cross-linking agent in the literature, formaldehyde, causes irritation to human skin and has been associated with other human safety concerns. The removal of free formaldehyde to sufficiently low levels in a crosslinked product to avoid skin irritation and other human safety concerns has been hampered by both technical and economic barriers.

30 Esimerkiksi kuivaverkkoutetuista kuiduista ja ve- · dettömässä liuoksessa verkkoutetuista kuiduista on yleensä ollut tuloksena kuituja, joilla on liiallinen jäykkyys ja kuivajoustavuus, mikä tekee ne vaikeasti muutettaviksi tiiviiden levyjen muotoon kuljetusta varten ja jälkeenpäin 35 kuohkeutettaviksi uudelleen ilman, että kuidut vaurioitu- 94435 5 vat. Lisäksi kuivassa tilassa kokoonpuristettuina näistä kuiduista valmistetuilla tyynyillä on ollut alhainen kos-tumisalttius. Toisin sanoen kerran kuivassa tilassa kokoonpuristettuina ne eivät ole osoittaneet kykyä saada 5 takaisin oleellista määrää niiden aikaisemmasta absorptio-kyvystä kostutettaessa.For example, dry crosslinked fibers and fibers crosslinked in an anhydrous solution have generally resulted in fibers having excessive stiffness and dry elasticity, making them difficult to convert to compact sheets for transport and subsequently re-fluffed without damaging the fibers. In addition, when compressed in a dry state, pads made of these fibers have had a low susceptibility to wetting. That is, once compressed in a dry state, they have not shown the ability to recover a substantial amount of their previous absorbency upon wetting.

Vielä eräs vaikeus, joka on kohdattu kysymyksen ollessa kuivana ja vedettömässä liuoksessa verkkoutetuista kuiduista on se, että kuidut muodostavat nopeasti flokkeja 10 kerrostettaessa ne vedessä läpäisevälle muodostusviiralle. Tämä on estänyt absorboivien, vedessä kerrostettujen rakenteiden muodostamisen samoin kuin tiiviiden levyjen muodostamisen, mikä helpottaisi kuitujen taloudellista kuljetusta jalostuslaitokseen.Another difficulty encountered when it comes to dry and non-aqueous solution of crosslinked fibers is that the fibers rapidly form flocs 10 when deposited on a water-permeable forming wire. This has prevented the formation of absorbent, water-layered structures as well as the formation of dense sheets, which would facilitate the economical transport of the fibers to the processing plant.

15 Vaikkakin vesiliuoksessa verkkoutetut kuidut ovat käyttökelpoisia määrättyjä erittäin tiiviitä absorboivia tyynysovellutuksia varten, kuten haavasiteitä, tamponeja ja terveyssiteitä varten, joissa tiheydet ovat tavallisesti noin 0,40 g/cm3, ovat ne liian joustavia kostuneessa • 70 tilassa, ja sen vuoksi niiden käytöstä on tuloksena absor-voivia rakenteita, joilla on alhainen märkäjoustavuus. Lisäksi kastumisen yhteydessä vesiliuoksessa verkkoutetut kuidut tulevat liian joustaviksi kannattaakseen rakenteellisesti tyynyä kuitutiheyden ollessa alhainen. Kastunut 25 tyyny painuu sen vuoksi kokoon ja menettää imukykynsä.15 Although aqueous crosslinked fibers are useful for certain high-density absorbent pad applications, such as wound dressings, tampons, and sanitary napkins, which typically have densities of about 0.40 g / cm 3, they are too flexible in a wetted • 70 state and therefore result in absorbent structures with low wet elasticity. In addition, upon wetting, the fibers crosslinked in the aqueous solution become too flexible to structurally support the pad when the fiber density is low. The wetted pad 25 therefore collapses and loses its absorbency.

Tämän keksinnön kohteena on aikaansaada erillisiä, verkkoutettuja kuituja. Tällaisista verkkoutetuista kuiduista valmistetuilla absorboivilla rakenteilla on korkeat absorptiotulokset verrattuna absorboiviin rakenteisiin, 30 jotka on valmistettu ei-verkkoutetuista kuiduista, niillä on suurempi märkäjoustavuus ja alempi kuivajoustavuus kuin rakenteilla, jotka on valmistettu aikaisemmin tunnetuista kuivaverkkoutetuista ja vedettömässä liuoksessa verkkoutetuista kuiduista, ja niillä on suurempi märkäjoustavuus ja 35 rakenteellinen eheys kuin rakenteilla, jotka on valmistet- 6 94435 tu aikaisemmin tunnetuista vesiliuoksessa verkkoutetuista kuiduista.It is an object of the present invention to provide discrete, crosslinked fibers. Absorbent structures made from such crosslinked fibers have high absorption results compared to absorbent structures made from non-crosslinked fibers, have higher wet flexibility and lower dry elasticity than structures made from previously known dry crosslinked and anhydrous solution. 35 structural integrity than structures made of previously known aqueous solution crosslinked fibers.

Tämän keksinnön lisäkohteena on aikaansaada edellä kuvatunlaisia erillisiä, verkkoutettuja kuituja, joilla on 5 parantunut kastumisalttius verrattuna aikaisemmin tunnettuihin verkkoutettuihin kuituihin ja tavanomaisiin, ei-verkkoutettuihin kuituihin.It is a further object of this invention to provide discrete crosslinked fibers as described above having improved wettability compared to previously known crosslinked fibers and conventional non-crosslinked fibers.

Tämän keksinnön kohteena on vielä aikaansaada kaupallisesti käyttökelpoisia, edellä kuvatunlaisia erillisiä 10 verkkoutettuja kuituja. Tällaisista kuiduista valmistettu ja absorboivia rakenteita voidaan käyttää huoletta ihmisen ihon läheisyydessä.It is a further object of this invention to provide commercially useful discrete crosslinked fibers as described above. Absorbent structures made of such fibers can be used without concern in the vicinity of human skin.

Tämän keksinnön kohteena on vielä aikaansaada menetelmä erillisten, verkkoutettujen kuitujen muodostamiseksi 15 vedessä kerrostettujen arkkien muotoihin.It is a further object of this invention to provide a method of forming discrete, crosslinked fibers in the form of sheets layered in water.

Esillä oleva keksintö koskee siten verkkoutettuja, kierrettyjä ja kiharrettuja erillisselluloosakuituja, jotka kuidut käsittävät selluloosakuituja olennaisesti erillisessä muodossa ja jotka on pidetty olennaisesti erillis-20 muodossa kuivauksen ja silloituksen aikana, jolloin verk-koutusaine on valittu ryhmästä C2-C8-dialdehydit, mainittujen dialdehydien happoanalogit, joissa kunkin mainitun dialdehydin yksi aldehydiryhmä on korvattu karboksyyliryh-mällä, sekä mainittujen dialdehydien ja dialdehydihappo-25 analogien oligomeerit, joille kuiduille on tunnusomaista, että kuiduissa on reagoineena 0,5 mooli-% - 3,5 mooli-% verkkoutusainetta laskettuna selluloosan anhydroglukoosi-moolimäärästä, että verkkoutusaineen kanssa reagoivien kuitujen kosteuspitoisuus on enintään 30 % kuivien kuitu-30 jen painosta laskettuna ja että verkkoutusaine on reagoi-.. nut riittävästi kuitujen kanssa kuitujensisäisten ris-** tisidosten muodossa, jolloin kuiduille saadaan vedenpi-dätysarvo 28 - 45.The present invention thus relates to crosslinked, twisted and curled discrete cellulose fibers, the fibers comprising cellulose fibers in a substantially discrete form and kept substantially discrete during drying and crosslinking, wherein the crosslinking agent is selected from the group consisting of C2-C8 dialdehydes, acid analogues of said dialdehydes, wherein one aldehyde group of each of said dialdehydes is replaced by a carboxyl group, and oligomers of said dialdehydes and dialdehyde acid analogs, the fibers being characterized in that the fibers react with 0.5 mole to 3.5 mole mole of crosslinking agent based on cellulose anhydride that the moisture content of the fibers reacting with the crosslinking agent is not more than 30% by weight of the dry fibers and that the crosslinking agent has reacted sufficiently with the fibers in the form of intramibrous cross-linked bonds to give the fibers a water retention. horn 28 - 45.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle näiden kierretty-35 jen, verkkoutettujen erillisselluloosakuitujen valmistami-The process according to the invention for the production of these twisted, crosslinked discrete cellulose fibers

Il «Η < im; i I i M : - 1 - 94435 7 seksi on tunnusomaista, että kuivausvaihe d) tehdään osittain turvonneiden kuitujen aikaansaamiseksi, joiden kosteuspitoisuus on enintään 30 paino-%, että reaktiovaihe e) tehdään niin, että 0,5 mooli-% - 3,5 mooli-% verkkoutusai-5 netta, laskettuna selluloosan anhydroglukoosimoolimääräs- tä, saatetaan reagoimaan kuitujen kanssa kuitujensisäisten ristisidosten muodostamiseksi, jolloin kuitujen vedenpidä-tysarvo kuivaus- ja silloitusvaiheiden jälkeen on 28 - 45.Il «Η <im; i I i M: - 1 to 94435 7 is characterized in that the drying step d) is carried out to obtain partially swollen fibers having a moisture content of not more than 30% by weight, that the reaction step e) is carried out in such a way that 0.5 mol% to 3, 5 mol% of crosslinking agent, based on the molar amount of cellulose anhydroglucose, is reacted with the fibers to form intra-fiber crosslinks, the water retention value of the fibers after the drying and crosslinking steps being 28-45.

Kuidut verkkoutetaan edullisesti niiden ollessa 10 erittäin kierteisessä tilassa. Edullisimmissa suoritusmuodoissa kuidut saatetaan kosketukseen verkkoutusaineen ja katalyytin kanssa vesiliuoksessa, niistä poistetaan vesi, ne erotetaan mekaanisesti oleellisesti erilliseen muotoon ja sen jälkeen kuivataan ja saatetaan verkkoutumaan oleel-15 lisesti esteettömissä olosuhteissa. Vedenpoistamisvaihe, mekaaninen erotusvaihe ja kuivausvaihe sallivat kuitujen kiertyä suuresti ennen verkkoutumista. Kierteinen tila säilyy sen jälkeen ainakin osittain joskin vähemmän kuin täydellisesti tuloksena verkkoutumisesta. Vaihtoehtoisesti * 20 voidaan selluloosakuidut verkkouttaa erillisessä muodossa oleellisesti vedettömässä verkkoutusliuoksessa, joka sisältää veden kanssa sekoittuvaa polaarista liuotinta kuten etikkahappoa, ja sellaisen määrän vettä, joka on riittämätön turvottamaan kuituja enemmän kuin sen verran, mikä 25 vastaa kuitujen kosteuspitoisuutena 30 % vettä.The fibers are preferably crosslinked in a highly helical state. In the most preferred embodiments, the fibers are contacted with the crosslinking agent and catalyst in aqueous solution, dewatered, mechanically separated into a substantially separate form, and then dried and crosslinked under substantially unobstructed conditions. The dewatering step, the mechanical separation step, and the drying step allow the fibers to rotate greatly before crosslinking. The helical state is then preserved, at least in part, though less than completely, as a result of networking. Alternatively, the cellulosic fibers may be crosslinked in a separate form in a substantially anhydrous crosslinking solution containing a water-miscible polar solvent such as acetic acid and an amount of water insufficient to swell the fibers to more than 30% water at a moisture content of the fibers.

Erilaiset luonnon alkuperää olevat selluloosakuidut ovat sovellettavissa keksintöön. Edullisesti käytetään havupuusta, lehtipuusta tai puuvillalinttereistä kuidutta-malla saatuja kuituja. Esparto-ruohosta, bagassista, ko-30 vista karvoista (kemp), pellavasta ja muista puu- ja sel-luloosakuitulähteistä saatuja kuituja voidaan myös käyttää raaka-aineena keksinnössä. Kuidut voidaan toimittaa lietteenä, arkittamattomassa tai arkitetussa muodossa. Märkänä massa-arkkina, kuivana massa-arkkina tai muussa 35 arkitetussa muodossa toimitetut kuidut saatetaan edulli- „ 94435 8 sesti ei-arkitettuun muotoon hajottamalla arkki mekaanisesti, edullisesti ennen kuitujen saattamista kosketukseen verkkoutusaineen kanssa. Kuidut saatetaan edullisesti myös märkään tai kostutettuun tilaan. On edullisinta, ettei 5 kuituja ole koskaan aikaisemmin kuivattu. Kysymyksen ollessa kuivasta massa-arkista, on edullista kostuttaa kuidut ennen mekaanista hajottamista kuitujen vahingoittumisen minimoimiseksi.Various cellulosic fibers of natural origin are applicable to the invention. Preferably, fibers obtained by softening softwood, hardwood or cotton linters are used. Fibers derived from esparto grass, bagasse, Kemp-hair, flax, and other sources of wood and cellulose fibers can also be used as a raw material in the invention. The fibers can be supplied in slurry, non-sheeted or sheeted form. Fibers delivered as a wet pulp sheet, dry pulp sheet, or other sheeted form are preferably brought into a non-sheeted form by mechanically disintegrating the sheet, preferably prior to contacting the fibers with the crosslinking agent. The fibers are preferably also placed in a wet or humidified state. It is most preferred that the 5 fibers have never been dried before. In the case of a dry pulp sheet, it is preferable to moisten the fibers before mechanical disintegration to minimize damage to the fibers.

Tämän keksinnön yhteydessä käytetty optimaalinen 10 kuitulähde riippuu tarkoitetusta erityisestä lopullisesta käytöstä. Kemiallisilla massankeittomenetelmillä valmistetut massakuidut ovat yleensä edullisia. Täysin valkaistut, osittain valkaistut ja valkaisemattomat kuidut ovat sopivia käytettäviksi. Usein saattaa olla toivottua käyt-15 tää valkaistua massaa sen vuoksi, että sillä on oivallinen vaaleus ja se vetoaa kuluttajaan. Keksinnön eräässä uudessa toteutusmuodossa, jota jäljempänä selostetaan yksityiskohtaisemmin, kuidut valkaistaan osittain, verkkoutetaan ja sen jälkeen valkaistaan lopullisesti. Sellaisia tuot-20 teitä varten, kuten paperipyyheliinat ja absorboivat tyynyt vauvanvaippoja, haavasiteitä, terveyssiteitä ja muita vastaavanlaisia absorboivia paperituotteita varten on erityisen edullista käyttää etelän havupuumassasta saatuja kuituja niiden oivallisten absorptio-ominaisuuksien takia.The optimal fiber source used in connection with this invention depends on the particular end use intended. Pulp fibers made by chemical pulping methods are generally preferred. Fully bleached, partially bleached and unbleached fibers are suitable for use. It may often be desirable to use bleached pulp because it has excellent brightness and appeals to the consumer. In a new embodiment of the invention, which will be described in more detail below, the fibers are partially bleached, crosslinked and then finally bleached. For products such as paper towels and absorbent pads for baby diapers, wound dressings, sanitary napkins and other similar absorbent paper products, it is particularly advantageous to use fibers derived from southern softwood pulp due to their excellent absorption properties.

25 Esillä olevassa keksinnössä soveltuvia verkkoutus- aineita ovat C2-C8-dialdehydit samoin kuin tällaisten di-aldehydien happoanalogit, joissa happoanalogeissa on vähintään yksi aldehydiryhmä, sekä tällaisten dialdehydien ja happoanalogien oligomeerit. Tällaiset yhdisteet kykene-30 vät reagoimaan ainakin kahden hydroksyyliryhmän kanssa, jotka ovat yksittäisessä selluloosaketjussa tai yksittäisessä kuidussa lähekkäin sijaitsevissa selluloosaketjuis-sa. Verkkoutusaineista perillä olevat henkilöt ymmärtävät, että edellä kuvatut dialdehydiverkkoutusaineet voivat 35 esiintyä tai ne voivat reagoida useissa muodoissa, joita t 94435 9 ovat edellä identifioidut happoanalogi- ja oligomeerimuo-dot. Kaikkien näiden muotojen tarkoitetaan sisältyvän keksinnön piiriin. Tämän vuoksi jäljempänä oleva viittaus johonkin erityiseen verkkoutusaineeseen tarkoittaa tätä 5 erityistä verkkoutusainetta samoin kuin muita muotoja, joita voi olla läsnä vesiliuoksessa. Keksinnön yhteydessä käytettäviksi tarkoitettuja erityisiä verkkoutusaineita ovat glutaarialdehydi, glyoksaali ja glyoksyylihappo. Glu-taarialdehydi on erityisen edullinen, koska sitä käyttäen 10 on saatu kuituja, joilla on korkeimmat imukyky- ja jousta-vuusarvot, sen uskotaan olevan vaaraton ja ihmisihoa är-syttämätön sen ollessa reagoineessa, verkkoutetussa tilassa, ja sillä aikaansaadaan lujimmat ristikytkentäsidokset. Sellaisten monoaldehydiyhdisteiden, joissa ei ole lisäkar-15 boksyyliryhmää, kuten asetaldehydin ja furfuraalin, ei ole todettu tuottavan absorboivia rakenteita, joilla on toivotut absorptiokyky-, joustavuus- ja kostumisalttiusarvot.Crosslinking agents suitable for use in the present invention include C2-C8 dialdehydes as well as acid analogs of such di-aldehydes having at least one aldehyde group in the acid analogs, and oligomers of such dialdehydes and acid analogs. Such compounds are capable of reacting with at least two hydroxyl groups present in a single cellulose chain or in adjacent cellulose chains in a single fiber. It will be appreciated by those skilled in the art of crosslinking agents that the dialdehyde crosslinking agents described above may exist or react in a variety of forms, which are the acid analog and oligomeric forms identified above. All such forms are intended to be included within the scope of the invention. Therefore, the reference below to a particular crosslinking agent refers to this particular crosslinking agent as well as other forms that may be present in aqueous solution. Particular crosslinking agents for use in the invention include glutaraldehyde, glyoxal and glyoxylic acid. Glutaraldehyde is particularly preferred because it provides fibers with the highest absorbency and elasticity values, is believed to be harmless and non-irritating to human skin when reacted, in a crosslinked state, and provides the strongest crosslinking bonds. Monoaldehyde compounds without an additional carboxyl group, such as acetaldehyde and furfural, have not been found to produce absorbent structures with the desired absorbency, flexibility, and wettability values.

Yllättäen on huomattu, että voidaan saavuttaa pa-rempitehoinen absorptiotyyny käyttämällä verkkoutusaine-20 määriä, jotka ovat huomattavasti pienempiä kuin aikaisemmin käytetyt verkkoutusainemäärät. Yleensä saavutetaan odottamattoman hyviä tuloksia absorboivilla tyynyillä, jotka on valmistettu erillisistä, verkkoutetuista kuiduista, jotka sisältävät noin 0,5 mooli-% - noin 3,5 mooli-% 25 verkkoutusainetta, laskettuna selluloosa-anhydroglukoosin molaariselta pohjalta, reagoineena kuitujen kanssa.Surprisingly, it has been found that a better effective absorption pad can be achieved by using amounts of crosslinking agent 20 that are significantly less than the amounts of crosslinking agent previously used. In general, unexpectedly good results are obtained with absorbent pads made of discrete, crosslinked fibers containing from about 0.5 mol% to about 3.5 mol% of crosslinking agent, calculated on a molar basis of cellulose anhydroglucose, reacted with the fibers.

Verkkoutusaine saatetaan edullisesti kosketukseen kuitujen kanssa nestemäisessä väliaineessa sellaisissa olosuhteissa, että verkkoutusaine tunkeutuu yksittäisten 30 kuiturakenteiden sisään. Muunkinlaiset verkkoutusaineella suoritetut käsittelymenetelmät, mukaan lukien kuitujen suihkuttaminen niiden ollessa erillisessä, kuohkeutetussa tilassa, kuuluvat myös keksinnön piiriin.The crosslinking agent is preferably contacted with the fibers in a liquid medium under conditions such that the crosslinking agent penetrates the individual fibrous structures. Other methods of treatment with a crosslinking agent, including spraying the fibers in a separate, fluffed state, are also within the scope of the invention.

Kuidut saatetaan myös yleensä kosketukseen sopivan 35 katalyytin kanssa ennen verkkouttamista. Katalyytin tyyp- 94435 10 pi, määrä ja menetelmä sen saattamiseksi kosketukseen kuitujen kanssa on riippuvainen kyseisestä käytetystä verk-koutusmenetelmästä. Näitä vaihtoehtoja selostetaan yksityiskohtaisemmin jäljempänä.The fibers are also generally contacted with a suitable catalyst prior to crosslinking. The type, amount and method of contacting the catalyst with the fibers depends on the particular crosslinking method used. These options are described in more detail below.

5 Sen jälkeen kun kuituja on käsitelty verkkoutusai- neen ja katalyytin kanssa, saatetaan verkkoutusaine reagoimaan kuitujen kanssa kuitujen ollessa sellaisessa tilassa, että niiden välillä ei ole oleellisesti kuitujen välisiä sidoksia, so. jolloin kuitujen väliset kontaktit 10 pysytetään alhaisina verrattuna massakuituihin, joita ei ole kuohkeutettu, tai kuidut upotetaan liuokseen, joka ei helpota kuitujen välisten sidosten, erityisesti vetysidos-ten muodostumista. Tästä on seurauksena ristikytkentäsi-dosten muodostuminen, jotka ovat luonteeltaan kuidun si-15 säisiä. Näissä olosuhteissa verkkoutusaine reagoi muodostaen ristikytkentäsidoksia yksittäisen selluloosaketjun hydroksyyliryhmien välillä tai yksittäisen selluloosakui-dun lähekkäin sijaitsevien selluloosaketjujen hydroksyyliryhmien välillä.After the fibers have been treated with a crosslinking agent and a catalyst, the crosslinking agent is reacted with the fibers with the fibers in a state such that there are essentially no bonds between the fibers, i. wherein the interfiber contacts 10 are kept low compared to pulp fibers which have not been fluffed, or the fibers are immersed in a solution which does not facilitate the formation of interfiber bonds, in particular hydrogen bonds. This results in the formation of crosslinking bonds which are fibrous in nature. Under these conditions, the crosslinking agent reacts to form crosslinking bonds between the hydroxyl groups of a single cellulose chain or between the hydroxyl groups of adjacent cellulose chains in a single cellulose fiber.

20 Vaikkakaan ei ole tarkoitus rajoittaa keksinnön piiriä, otaksutaan, että verkkoutusaine reagoi selluloosan hydroksyyliryhmien kanssa muodostaen hemiasetaali- ja ase-taalisidoksia. Asetaalisidosten muodostumista, joiden otaksutaan olevan toivotun tyyppisiä sidoksia, jotka ai-25 kaansaavat lujia ristikytkentäsidoksia, suosivat happamat reaktio-olosuhteet. Tämän vuoksi hapolla katalysoidut verkkoutusolosuhteet ovat erittäin edullisia tämän keksinnön tarkoituksia varten.Although not intended to limit the scope of the invention, it is believed that the crosslinking agent reacts with the hydroxyl groups of the cellulose to form hemiacetal and acetal bonds. The formation of acetal bonds, which are believed to be the desired type of bonds that provide strong cross-linking bonds, is favored by acidic reaction conditions. Therefore, acid-catalyzed crosslinking conditions are highly preferred for the purposes of this invention.

Kuidut defibroidaan edullisesti mekaanisesti tihey-30 deltään alhaiseen, erillisten kuitujen muodostamaan kuoh-. keutettuun muotoon ennen kuin verkkoutusaine saatetaan reagoimaan kuitujen kanssa. Mekaaninen defibrointi voidaan suorittaa monilla menetelmillä, jotka ovat nykyisin tällä alalla tunnettuja tai jotka saattavat tulla jälkeenpäin 35 tunnetuiksi. Mekaaninen defibrointi suoritetaan edullises- 94435 11 tl sellaisella menetelmällä, jossa kultunuppujen muodostuminen ja kuitujen vahingoittuminen on mahdollisimman vähäistä. Eräs laitetyyppi, jonka on todettu olevan erityisen käyttökelpoinen selluloosakuitujen defibroimiseen, on 5 kolmivaiheinen kuohkeutuslaite, joka on selostettu US-pa-tentissa 3 987 968, joka on julkaistu D.R. Moore'n ja O.A. Shields'in nimissä 26. lokakuuta 1976, joka patentti sisällytetään tähän yhteyteen nimenomaan viittauksena. US-patentissa 3 987 968 selostettu kuohkeutuslaite kohdis-10 taa kosteisiin selluloosamassakuituihin käsittely-yhdistelmän, johon sisältyvät mekaaniset iskut, mekaaninen sekoittaminen, ilmalla sekoittaminen sekä rajoitettu ilma-kuivaus, tarkoituksella aikaansaada oleellisesti kuitunup-puvapaa kuohkea kuitumassa. Erilliset kuidut ovat saaneet 15 siihen suurentuneen kiharuus- ja kierteisyysasteen verrattuna siihen kiharuus- ja kierteisyysasteeseen, joka luontaisesti on tällaisissa kuiduissa. Otaksutaan, että tämä lisäkiharuus ja -kierteisyys parantaa näin käsitellyistä, verkkoutuneista kuiduista valmistettujen absorboivien ra-20 kenteiden joustavuusominaisuutta.The fibers are preferably mechanically defibrated to a low density, formed by discrete fibers. before the crosslinking agent is reacted with the fibers. Mechanical defibration can be performed by a variety of methods currently known in the art or which may become known subsequently. The mechanical defibration is preferably carried out by a method in which the formation of cultivars and damage to the fibers are kept to a minimum. One type of device that has been found to be particularly useful for defibrulating cellulosic fibers is the three-stage flocculation device described in U.S. Patent 3,987,968 to D.R. Moore and O.A. In the name of Shields on October 26, 1976, which patent is incorporated herein by reference. The fluffing device described in U.S. Patent 3,987,968 applies to wet cellulosic pulp fibers a treatment combination that includes mechanical shocks, mechanical agitation, air agitation, and limited air drying to provide a substantially fibrous button-free fluff in the fiber. The discrete fibers have been given an increased degree of curl and twist compared to the degree of curl and twist inherent in such fibers. It is believed that this additional curl and twist improves the flexibility property of the absorbent structures made of crosslinked fibers thus treated.

Muita käyttökelpoisia menetelmiä selluloosakuitujen defibroimiseksi ovat, joskaan eivät ainoastaan nämä, käsittely Waring blender -laitteella sekä kuitujen saattaminen tangentiaalisesti kosketukseen pyörivän levyjauhimen 25 tai vanunkiharjan kanssa. On edullista, että ilmavirta suunnataan kuituja vastaan tällaisen defibroinnin aikana kuitujen oleellisesti erillisiksi erottamisen helpottamiseksi .Other useful methods for defibrating cellulosic fibers include, but are not limited to, treatment with a Waring Blender and tangential contact of the fibers with a rotary disc grinder 25 or pad. It is preferred that the air flow be directed against the fibers during such defibration to facilitate separation of the fibers substantially separately.

Katsomatta siihen, mitä erityistä mekaanista lai-30 tetta käytetään kuohkean massan muodostamiseen, kuituja käsitellään edullisesti mekaanisesti niiden sisältäessä aluksi vähintään noin 20 % kosteutta ja edullisesti noin 40 % - noin 60 % kosteutta.Regardless of the particular mechanical device used to form the fluffy pulp, the fibers are preferably mechanically treated, initially containing at least about 20% moisture and preferably about 40% to about 60% moisture.

Erittäin sakean kuitumassan tai osittain kuivattu-35 jen kuitujen mekaanista jauhamista voidaan myös käyttää 12 94435 kiharuuden tai kierteisyyden saamiseksi kuituihin sen ki-haruuden tai kierteisyyden lisäksi, joka on aikaansaatu tuloksena mekaanisesta defibroinnista.Mechanical grinding of very thick pulp or partially dried fibers can also be used to obtain 12,94435 curl or twist in the fibers in addition to the curl or twist provided as a result of mechanical defibration.

Esillä olevan keksinnön mukaan valmistetuilla kui-5 dullia on ainutlaatuinen yhdistelmä jäykkyyttä ja joustavuutta, joka mahdollistaa sen, että kuiduista valmistetut absorboivat rakenteet säilyttävät hyvän absorptiokyvyn ja korkeat joustavuusarvot sekä paisumisalttiuden kuivan, kokoonpuristetun absorboivan rakenteen kostumiseen. Mai-10 nittujen rajojen sisällä olevien verkkoutusasteiden lisäksi verkkoutuneille kuiduille on tunnusomaista vedenpidä-tysarvot (WRV), jotka ovat pienempiä kuin noin 60 ja edullisesti välillä noin 28 - 45 kysymyksen ollessa tavanomaisista, kemiallisesti kuidutetuista paperimassakuiduista.The fibers of the present invention have a unique combination of rigidity and flexibility that allows the absorbent structures made of the fibers to maintain good absorbency and high flexibility values, as well as the susceptibility to expansion for wetting the dry, compressed absorbent structure. In addition to the degrees of crosslinking within said limits, the crosslinked fibers are characterized by water retention values (WRV) of less than about 60 and preferably between about 28 and 45 in the case of conventional chemically fiberized pulp fibers.

15 Tietyn kuidun WRV-luku osoittaa verkkoutusastetta ja kuidun turpoamisastetta verkkoutuksen hetkellä. Alan ammattimiehet käsittävät, että mitä turvonneempi kuitu on verkkoutuksen hetkellä sitä suurempi on WRV-luku annetulle verkkoutusasteelle. Hyvin voimakkaasti verkkoutetuilla 20 kuiduilla, kuten sellaisilla, jotka on valmistettu aikaisemmin tunnetuilla, edellä mainituilla kuivaverkkoutusme-netelmillä, on todettu WRV-lukujen olevan pienempiä kuin noin 25 ja yleensä pienempiä kuin noin 20. Käytetty erityinen verkkoutusmenetelmä vaikuttaa luonnollisestikin 25 verkkoutetun kuidun WRV-lukuun. Jokaisen menetelmän, jonka käytöstä on tuloksena verkkoutusasteet ja WRV-luvut mainituissa rajoissa, uskotaan kuuluvan ja tarkoitetaan kuuluvan tämän keksinnön piiriin. Käyttökelpoisia verkkoutus-menetelmiä ovat kuivaverkkoutusmenetelmät ja vedettömässä 30 liuoksessa suoritetut verkkoutusmenetelmät, kuten yleisesti on esitetty keksinnön taustan selostuksen yhteydessä. Eräitä esillä olevan keksinnön piiriin kuuluvia edullisia kuivaverkkoutusmenetelmiä ja vedettömässä liuoksessa suoritettuja verkkoutusmenetelmiä selostetaan yksityiskohta!-35 semmin jäljempänä. Vesiliuoksessa suoritetuista verkkou-15 The WRV of a particular fiber indicates the degree of crosslinking and the degree of fiber swelling at the time of crosslinking. It will be appreciated by those skilled in the art that the more swollen the fiber at the time of crosslinking, the higher the WRV for a given degree of crosslinking. Very strongly crosslinked fibers, such as those made by the previously known dry crosslinking methods mentioned above, have been found to have WRV numbers less than about 25 and generally less than about 20. The particular crosslinking method used naturally affects the WRV of the 25 crosslinked fibers. Any method that results in degrees of networking and WRV numbers within the stated limits is believed to be within, and is intended to be, within the scope of this invention. Useful crosslinking methods include dry crosslinking methods and crosslinking methods performed in an anhydrous solution, as generally described in connection with the description of the background of the invention. Some of the preferred dry crosslinking methods within the scope of the present invention and crosslinking methods performed in an anhydrous solution are described in more detail below. Networking in aqueous solution

Il IH I Hill I i t « I . IIl IH I Hill I i t «I. I

94435 13 tusmenetelmistä, joissa liuos saa kuidut turpoamaan voimakkaasti, on tuloksena kuituja, joiden WRV-luvut ovat suurempia kuin noin 60. Tällaisten kuitujen jäykkyys ja joustavuus ovat riittämättömät esillä olevan keksinnön 5 tarkoituksia varten.94435 13 methods in which the solution causes the fibers to swell strongly result in fibers having WRVs greater than about 60. The stiffness and flexibility of such fibers are insufficient for the purposes of the present invention.

Viitaten erityisesti kuivaverkkoutusmenetelmiin, voidaan erillisiä, verkkoutettuja kuituja valmistaa tällaisella menetelmällä ottamalla jokin määrä selluloosakui-tuja, saattamalla kuitujen muodostama liete kosketukseen 10 tietyn tyyppisen ja tietyn määrän kanssa edellä selostettua verkkoutusainetta, erottamalla kuidut mekaanisesti, esim. defibroimalla oleellisesti erillisiksi ja kuivaamalla kuidut ja saattamalla verkkoutusaine reagoimaan kuitujen kanssa katalyytin läsnäollessa ristikytkentäsidosten 15 muodostamiseksi, samalla kun kuidut pidetään oleellisesti erillisinä. Defibroimisvaiheen otaksutaan, kuivatusvai-heesta riippumatta, tuottavan lisäkiharuutta. Myöhempää kuivatusta seuraa kuitujen kiertyminen, jolloin kuidun kihartunut geometria parantaa kierteisyysastetta. Tässä 20 käytettynä tarkoittaa kuidun "kiharuus" kuidun geometrista kaarevuutta kuidun pituusakselin ympäri. "Kierre" tarkoittaa kuidun kiertymistä kuidun pituusakselia vastaan kohtisuoran poikkileikkauksen ympäri. Mainittakoon ainoastaan esimerkiksi ja tarkoittamatta millään tavoin erityisesti 25 rajoittaa keksinnön piiriä, että keksinnön piiriin kuuluvissa erillisissä, verkkoutetuissa kuiduissa on todettu olevan keskimäärin noin kuusi kierrettä mm:ä kohti kuitua.With particular reference to dry crosslinking methods, discrete, crosslinked fibers can be prepared by such a method by contacting an amount of cellulosic fibers, contacting the fiber slurry with a certain type and amount of the crosslinking agent described above, separating the fibers mechanically, e.g. react with the fibers in the presence of a catalyst to form crosslinking bonds 15 while keeping the fibers substantially separate. The defibration step is assumed to produce additional curl, regardless of the drying step. Subsequent drying is followed by twisting of the fibers, whereby the curled geometry of the fiber improves the degree of twisting. As used herein, "curl" of a fiber means the geometric curvature of the fiber about the longitudinal axis of the fiber. "Thread" means the rotation of a fiber about a longitudinal cross-section perpendicular to the longitudinal axis of the fiber. It should be mentioned only by way of example and without in any way specifically limiting the scope of the invention that the discrete, crosslinked fibers within the scope of the invention have been found to have an average of about six turns per mm of fiber.

Kuitujen pysyttäminen oleellisesti erillisinä kuivauksen ja verkkoutuksen aikana sallii kuitujen kiertyvän 30 kuivauksen aikana ja siten verkkoutua tällaisessa kiertyneessä, kihartuneessa tilassa. Kuitujen kuivaamisella sellaisessa tilassa, että kuidut voivat kiertyä ja kihartua, tarkoitetaan kuitujen kuivausta oleellisesti esteettömissä olosuhteissa. Toisaalta kuitujen kuivaamisesta arkitetussa 35 muodossa on tuloksena kuivattuja kuituja, jotka eivät ole 94435 14 kiertyneitä ja kihärtuneita kuten oleellisesti erillisinä kuivatut kuidut. Uskotaan, että kuitujen välinen vetysidos "estää" kuidun suhteellisen kiertymisen ja kihartumisen.Keeping the fibers substantially separate during drying and crosslinking allows the fibers to rotate during drying and thus crosslink in such a twisted, curled state. By drying the fibers in such a way that the fibers can twist and curl is meant drying the fibers under substantially unobstructed conditions. On the other hand, drying the fibers in the sheeted form 35 results in dried fibers that are not 94435 14 twisted and curled like substantially separately dried fibers. It is believed that the hydrogen bond between the fibers "prevents" the relative twisting and curling of the fiber.

On olemassa menetelmiä, joilla kuidut voidaan saat-5 taa kosketukseen verkkoutusaineen ja katalyytin kanssa. Eräässä suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketukseen liuoksen kanssa, joka alkuaan sisältää sekä verkkoutusai-netta että katalyyttiä. Eräässä toisessa suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketukseen verkkoutusaineen vesiliuok-10 sen kanssa ja annetaan liota ennen katalyytin lisäämistä. Katalyytti lisätään sen jälkeen. Kolmannessa suoritusmuodossa lisätään verkkoutusaine ja katalyytti selluloosakui-tujen vesilietteeseen. Muut lisäysmenetelmät edellä esitettyjen lisäksi ovat ilmeisiä alan ammattimiehille ja 15 niiden tarkoitetaan sisältyvän tämän keksinnön piiriin. Riippumatta siitä erityisestä menetelmästä, jolla kuidut saatetaan kosketukseen verkkoutusaineen ja katalyytin kanssa, selluloosakuidut, verkkoutusaine ja katalyytti edullisesti sekoitetaan ja/tai annetaan liota riittävästi 20 kuitujen kanssa perusteellisen kosketuksen takaamiseksi erillisten kuitujen kanssa ja näiden kyllästämiseksi.There are methods by which the fibers can be contacted with a crosslinking agent and a catalyst. In one embodiment, the fibers are contacted with a solution that initially contains both a crosslinking agent and a catalyst. In another embodiment, the fibers are contacted with an aqueous solution of the crosslinking agent and allowed to soak prior to the addition of the catalyst. The catalyst is then added. In a third embodiment, a crosslinking agent and a catalyst are added to the aqueous slurry of cellulose fibers. Other methods of addition in addition to those set forth above will be apparent to those skilled in the art and are intended to be included within the scope of this invention. Regardless of the particular method by which the fibers are contacted with the crosslinking agent and catalyst, the cellulosic fibers, crosslinking agent and catalyst are preferably mixed and / or allowed to soak sufficiently with the fibers to ensure thorough contact with and impregnate the individual fibers.

Yleensä voidaan käyttää jokaista sellaista ainetta, joka katalysoi verkkoutusmekanismin. Käyttökelpoisia katalyyttejä ovat orgaaniset hapot ja happosuolat. Erityisen 25 edullisia katalyyttejä ovat kloridien, nitraattien tai * sulfaattien alumiini-, magnesium-, sinkki- ja kalsiumsuo- lat. Eräs erityinen esimerkki edullisesta suolasta on sinkkinitraattiheksahydraatti. Muita katalyyttejä ovat hapot, kuten rikkihappo, kloorivetyhappo ja muut mineraa-30 lihapot sekä orgaaniset hapot. Valittua katalyyttiä voi-. daan käyttää ainoana katalysoivana aineena tai yhdessä yhden tai useamman muun katalyytin kanssa. Arvellaan, että happosuolojen ja orgaanisten happojen yhdistelmät katalysoivina aineina tuottavat oivallisen verkkoutusreaktiotu-35 loksen. Reaktio on mennyt odottamattoman pitkälle loppuun - 94435 15 sinkkinitraattisxiolojen ja orgaanisten happojen kuten sitruunahapon, muodostamien katalyyttiyhdistelmien kohdalla, ja tällaisten yhdistelmien käyttöä pidetään edullisena. Mineraalihapot ovat käyttökelpoisia kuitujen pH-arvon sää-5 tämiseen niiden ollessa kosketuksessa verkkoutusaineen kanssa liuoksessa, mutta niitä ei ole edullista käyttää ensisijaisena katalyyttinä.In general, any substance that catalyzes the crosslinking mechanism can be used. Useful catalysts include organic acids and acid salts. Particularly preferred catalysts are the aluminum, magnesium, zinc and calcium salts of chlorides, nitrates or 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, as well as organic acids. The selected catalyst can be. may be used as the sole catalyst or in combination with one or more other catalysts. Combinations of acid salts and organic acids as catalysts are believed to produce an excellent crosslinking reaction result. The reaction is unexpectedly advanced to catalyst combinations of zinc nitrate xiols and organic acids such as citric acid, and the use of such combinations is preferred. Mineral acids are useful for adjusting the pH of the fibers when in contact with the crosslinking agent in solution, but are not preferred for use as the primary catalyst.

Käytetyn verkkoutusaineen ja katalyytin optimaalinen määrä riippuu käytetystä erityisestä verkkoutusainees-10 ta, reaktio-olosuhteista ja kyseisen tuotteen aiotusta käytöstä.The optimal amount of crosslinking agent and catalyst used depends on the particular crosslinking agent used, the reaction conditions, and the intended use of the product in question.

Edullisesti käytetty katalyytin määrä on luonnollisesti riippuvainen kysymyksessä olevan verkkoutusaineen tyypistä ja määrästä sekä reaktio-olosuhteista, erityises-15 ti lämpötilasta ja pH-arvosta. Teknillisen ja taloudellisen tarkastelun perusteella yleensä edullisia ovat kata-lyyttimäärät, jotka ovat välillä noin 10 paino-% - noin 60 paino-% laskettuna selluloosakuituihin lisätystä verkkoutusaineen painosta. Esimerkkinä mainittakoon, että tapauk-20 sessa, jossa käytettynä katalyyttinä on sinkkinitraatti-heksahydraatti ja verkkoutusaineena on glutaarialdehydi, katalyytin määrä on edullisesti noin 30 paino-% laskettuna lisätystä glutaarialdehydin määrästä. Edullisimmin lisätään myös katalyytiksi noin 5 % - noin 30 % orgaanista 25 happoa, kuten sitruunahappoa, laskettuna glutaarialdehydin painosta. Lisäksi on toivottavaa säätää selluloosakuitu-lietteen vesiosa tai verkkoutusaineliuos tavoiteltuun pH-arvoon välille noin pH 2 - noin pH 5, edullisemmin välille noin pH 2,5 - noin pH 3,5, verkkoutusaineen ja kuitujen 30 välisen kontaktin ajaksi.The amount of catalyst preferably used will, of course, depend on the type and amount of crosslinking agent in question, as well as the reaction conditions, in particular temperature and pH. From a technical and economic point of view, amounts of catalyst ranging from about 10% to about 60% by weight of the crosslinking agent added to the cellulosic fibers are generally preferred. By way of example, in the case where the catalyst used is zinc nitrate hexahydrate and the crosslinking agent is glutaraldehyde, the amount of catalyst is preferably about 30% by weight based on the amount of glutaraldehyde added. Most preferably, about 5% to about 30% of an organic acid, such as citric acid, based on the weight of glutaraldehyde, is also added as a catalyst. In addition, it is desirable to adjust the aqueous portion of the cellulosic fiber slurry or crosslinking agent solution to a desired pH between about pH 2 and about pH 5, more preferably between about pH 2.5 and about pH 3.5, during contact between the crosslinking agent and the fibers.

Selluloosakuiduista tulee yleensä poistaa vesi ja ne tulee mahdollisesti kuivata. Käsittelykelpoiset ja optimaaliset sakeudet vaihtelevat riippuen käytetyn kuohkeu-tuslaitteen tyypistä. Edullisissa suoritusmuodoissa sellu-35 loosakuiduista poistetaan vettä ja ne kuivataan optimaali- • 94435 16 sestl sakeuteen, joka on välillä noin 30 % - noin 80 %. Edullisemmin kuiduista poistetaan vettä ja ne kuivataan sakeusasteeseen, joka on välillä noin 40 % - noin 60 %. Kuitujen kuivaaminen näiden edullisten rajojen puitteisiin 5 helpottaa kuitujen defibrointia erilliseen muotoon ilman, että tapahtuu korkeisiin kosteuspitoisuuksiin liittyvää liiallista kuitunuppujen muodostumista ja ilman, että tapahtuu alhaisiin kosteuspitoisuuksiin liittyvää suurta kuitujen vahingoittumista.Cellulose fibers should generally be dewatered and possibly dried. The processable and optimal consistencies vary depending on the type of fluffing device used. In preferred embodiments, the cellulose fibers are dewatered and dried to an optimum consistency of between about 30% and about 80%. More preferably, the fibers are dewatered and dried to a degree of consistency of between about 40% and about 60%. Drying the fibers within these preferred limits 5 facilitates defibrating the fibers into a discrete form without excessive fiber knob formation associated with high moisture contents and without high fiber damage associated with low moisture contents.

10 Veden poistaminen voidaan suorittaa esimerkiksi sellaisilla menetelmillä kuin mekaaninen puristaminen, sentrifugointi tai massan ilmakuivaus. Lisäkuivausta suoritetaan edullisesti sellaisilla menetelmillä, jotka tällä alalla tunnetaan ilmakuivauksena tai hiutalekuivauksena 15 (flash drying), sellaisissa olosuhteissa, ettei tarvita korkean lämpötilan käyttämistä pitkähköä aikaa. Liian korkean lämpötilan käyttämisestä menetelmän tässä vaiheessa voi olla tuloksena verkkoutumisen ennenaikainen alkaminen.Dewatering can be performed, for example, by methods such as mechanical compression, centrifugation, or air drying of the pulp. Further drying is preferably performed by methods known in the art as air drying or flash drying under conditions that do not require the use of high temperatures for extended periods of time. Using too high a temperature at this stage of the process can result in premature onset of crosslinking.

On edullista, että yli noin 160 °C:n lämpötiloja ei yllä-20 pidetä 2-3 sekuntia pitempää aikaa. Mekaaninen defib-rointi suoritetaan edellä kuvatulla tavalla.It is preferred that temperatures above about 160 ° C are not maintained for more than 2-3 seconds. Mechanical defibration is performed as described above.

Defibroidut kuidut kuumennetaan sen jälkeen sopivaan lämpötilaan tehokkaan pituiseksi ajaksi verkkoutusai-neen kovettumisen aikaansaamiseksi, so. reagoimiseksi sel-25 luloosakuitujen kanssa. Verkkoutusnopeus ja -aste riippuvat kuitujen kuivuudesta, lämpötilasta, katalyytin ja verkkoutusaineen määrästä ja tyypistä sekä kuitujen kuumentamiseen ja/tai kuivaamiseen käytetystä menetelmästä verkkoutusta suoritettaessa. Verkkoutuminen tietyssä läm-30 pötilassa tapahtuu suuremmalla nopeudella kysymyksen ol-• lessa kuiduista, joilla on määrätty alkukosteuspitoisuus, johdettaessa jatkuvasti ilmaa kuivauksen aikana, kuin suoritettaessa kuivaus/kuumennus staattisessa uunissa. Alan ammattimiehet käsittävät, että on olemassa lukuisia lämpö-35 tila/aika-suhteita verkkoutusaineen kovettumiselle. Tavan-The defibrated fibers are then heated to a suitable temperature for an effective length of time to effect curing of the crosslinking agent, i. to react with cellulose 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 during crosslinking. The crosslinking at a certain temperature takes place at a higher rate, in the case of fibers with a certain initial moisture content, by continuously passing air during drying than by carrying out drying / heating in a static oven. It will be appreciated by those skilled in the art that there are numerous thermal-35 space / time relationships for the curing agent to cure. customary

Il : itt.t liiti I I I MI < . IIl: itt.t liiti I I I MI <. I

94435 17 omaiset paperinkuivauslämpötilat (esim. 49 °C - noin 66 °C) käsittelyaikojen ollessa välillä noin 30 minuuttia - 60 minuuttia aikaansaavat staattisissa, ilmakehän olosuhteissa yleensä hyväksyttävät kovetustulokset kysymyksen 5 ollessa kuiduista, joiden kosteuspitoisuudet ovat pienempiä kuin noin 5 %. Alan ammattimiehet käsittävät myöskin, että korkeammat lämpötilat ja ilmavirtaus lyhentävät kovettumiseen tarvittavaa aikaa. Kovetuslämpötilat pidetään kuitenkin edullisesti alempana kuin noin 160 °C, koska 10 kuitujen alttiinaolo niinkin korkeille lämpötiloille, jotka ovat noin 160 °C:n yläpuolella, voi johtaa kuitujen kellertymiseen tai muulla tavalla vahingoittumiseen.94435 17 paper drying temperatures (e.g., 49 ° C to about 66 ° C) with treatment times between about 30 minutes and 60 minutes provide generally acceptable static, atmospheric curing results for question 5 for fibers having a moisture content of less than about 5%. Those skilled in the art will also appreciate that higher temperatures and airflow reduce the time required for curing. However, curing temperatures are preferably kept below about 160 ° C, as exposure of the fibers to temperatures as high as about 160 ° C can result in yellowing or other damage to the fibers.

Verkkoutumisen maksimiaste saavutetaan kuitujen ollessa oleellisesti kuivina (niiden kosteus on pienempi 15 kuin noin 5 %). Veden tämän puuttumisen johdosta kuidut verkkoutuvat oleellisesti ei-turvonneessa, kokoonpainu-neessa tilassa. Tämän johdosta niillä on tyypillisesti alhaiset nesteenpidätysarvot (FRV) verrattuna tässä keksinnössä käyttökelpoiseen alueeseen. FRV-luku tarkoittaa sitä 20 nestemäärää, laskettuna kuivasta kuituaineesta, joka pysyy imeytyneenä kuitunäytteeseen, jota on liotettu ja sen jälkeen sentrifugoitu kuitujen välisen nesteen poistamiseksi. (Jäljempänä määritellään termi FRV lähemmin ja selostetaan menetelmä FRV-luvun määrittämiseksi). Nestemäärä, jonka 25 verkkoutuneet kuidut voivat absorboida, on riippuvainen ‘ niiden kyvystä turvota kyllästyessään eli toisin sanoen niiden sisähalkaisijasta tai tilavuudesta niiden turvotessa maksimimäärän. Tämä vuorostaan on riippuvainen verk-koutusasteesta. Kun kuidun sisäinen verkkoutusaste suure-30 nee kysymyksen ollessa määrätystä kuidusta ja menetelmästä, pienenee kuidun FRV-luku siksi, kunnes kuitu ei lainkaan turpoa kastettaessa. Tällöin kuidun FRV-luku kuvaa rakenteellisesti kuidun fysikaalista tilaa kyllästyspis-teessä. Ellei toisin ole nimenomaan mainittu, ilmoitetaan 35 jäljempänä esitetyt FRV-tulokset kuitujen vedenpidätysar- 94435 18 voina (WRV). Muita nesteitä, kuten suolavettä ja synteettistä virtsaa, voidaan myös edullisesti käyttää nestemäisenä väliaineena analyysiä varten. Sellaisilla menetelmillä, joissa kovettuminen on suuresti riippuvainen kuivauk-5 sesta, kuten esillä olevalla menetelmällä, verkkoutetun erityisen kuidun FRV-luku on yleensä ensisijassa riippuvainen verkkoutusaineesta ja verkkoutusasteesta. Tämän kuivaverkkoutusmenetelmän avulla verkkoutettujen kuitujen WRV-luvut verkkoutusainemäärien ollessa sellaiset kuin 10 tässä keksinnössä on käyttökelpoista, ovat yleensä pienempiä kuin noin 50, suurempia kuin noin 25 ja edullisesti välillä noin 28 - noin 45. Valkaistuilla SSK-kuiduilla, joissa on kuitujen kanssa reagoineena noin 0,5 mooli-% -noin 2,5 mooli-% glutaarialdehydiä, laskettuna selluloosa-15 anhydroglukoosin molaariselta pohjalta, on todettu olevan WRV-luvut vastaavasti välillä noin 40 - noin 28. Valkaisu-asteen ja verkkoutuksen jälkeisten valkaisuvaiheiden suorittamisen on todettu vaikuttavan WRV-lukuun. Tätä vaikutusta tutkitaan jäljempänä yksityiskohtaisemmin. Ennen 20 esillä olevaa keksintöä tunnettujen verkkoutusmenetelmien avulla valmistettujen etelän havupuiden kraftmassan (SSK) kuiduilla ovat verkkoutusasteet korkeammat kuin tässä esitetyt ja niillä on WRV-luvut pienemmät kuin noin 25. Kuten aikaisemmin mainittiin, tällaisten kuitujen on todettu 25 olevan erittäin jäykkiä ja niillä on havaittu olevan alempi absorptiokykykuin esillä olevan keksinnön mukaisilla kuiduilla.The maximum degree of crosslinking is achieved when the fibers are substantially dry (having a moisture content of less than about 5%). Due to this lack of water, the fibers crosslink in a substantially non-swollen, compressed state. As a result, they typically have low fluid retention (FRV) values compared to the range useful in this invention. The FRV number refers to the amount of liquid, calculated from the dry fibrous material, that remains absorbed in a fiber sample that has been soaked and then centrifuged to remove the interfiber liquid. (The term FRV is defined in more detail below and the method for determining the FRV is described). The amount of liquid that can be absorbed by the crosslinked fibers depends on their ability to swell when saturated, i.e., their inner diameter or volume as they swell to a maximum. This in turn depends on the degree of networking. As the degree of internal crosslinking of the fiber increases to 30 for a given fiber and method, the FRV of the fiber decreases until the fiber does not swell at all. In this case, the FRV number of the fiber structurally describes the physical state of the fiber at the saturation point. Unless explicitly stated otherwise, the FRV results shown below 35 are reported as fiber retention values (WRV) for the fibers. Other liquids, such as brine and synthetic urine, may also be advantageously used as a liquid medium for analysis. In methods where curing is highly dependent on drying, such as the present method, the FRV of a particular crosslinked fiber is generally primarily dependent on the crosslinking agent and the degree of crosslinking. The WRVs of the fibers crosslinked by this dry crosslinking process, with amounts of crosslinking agent useful in the present invention, are generally less than about 50, greater than about 25, and preferably between about 28 and about 45. Bleached SSK fibers having about 0 , 5 mole percent to about 2.5 mole percent glutaraldehyde, calculated on a molar basis of cellulose-15 anhydroglucose, has been found to have WRV numbers in the range of about 40 to about 28, respectively. The degree of bleaching and post-crosslinking bleaching apart. This effect is examined in more detail below. Southern coniferous kraft pulp (SSK) fibers prepared by the crosslinking methods prior to the present invention have higher degrees of crosslinking than disclosed herein and have WRV numbers less than about 25. As previously mentioned, such fibers have been found to be highly rigid and found to have lower absorbency than the fibers of the present invention.

Toisessa menetelmässä erillisten, verkkoutettujen kuitujen valmistamiseksi kuivaverkkoutusmenetelmällä, sel-30 luloosakuidut saatetaan kosketukseen liuoksen kanssa, joka sisältää sellaista verkkoutusainetta kuin edellä on esitetty. Joko ennen saattamista kosketukseen verkkoutusai-neen kanssa tai sen jälkeen kuidut saatetaan arkin muotoon. Verkkoutusainetta sisältävä liuos sisältää edulli-35 sesti myös jotain sellaista katalyyttiä, joka on käyttö- • 94435 19 kelpoinen sellaisissa kuivaverkkoutumismenetelmissä kuin edellä on esitetty. Kuidut kuivataan niiden ollessa arkin muodossa ja saatetaan verkkoutumaan edullisesti kuumentamalla kuituja lämpötilassa, joka on välillä noin 120 eC -5 noin 160 °C. Verkkouttamisen jälkeen kuidut erotetaan mekaanisesti oleellisesti erilliseen muotoon. Tämä suoritetaan edullisesti käsittelemällä kuituja kuohkeutuslait-teella, esimerkiksi sellaisella kuin US-patentissa 3 987 968 on esitetty, tai käsittely voidaan suorittaa muilla 10 tällä alalla tunnetuilla, kuitujen defibroimiseen käytetyillä menetelmillä. Tämän arkkiverkkoutumismenetelmän mukaan valmistettuja erillisiä, verkkoutettuja kuituja käsitellään riittävällä määrällä verkkoutusainetta, niin että noin 0,5 mooli-% - noin 3,5 mooli-% verkkoutusainetta 15 laskettuna selluloosa-anhydroglukoosin molaariselta pohjalta ja mitattuna defibroinnin jälkeen reagoi kuitujen kanssa muodostaen kuidunsisäisiä ristikytkentäsidoksia. Arkin muodossa olevien kuitujen kuivauksen ja verkkoutuk-sen eräs toinen vaikutus on se, että kuitujen välinen si-20 dos estää kuituja kiertymästä ja kihartumasta kuivausta lisättäessä. Verrattuna erillisiin, verkkoutettuihin kuituihin, jotka on valmistettu menetelmän mukaan, jossa kuidut kuivataan oleellisesti esteettömissä olosuhteissa ja sen jälkeen verkkoutetaan kiertyneessä, kihartuneessa kon-25 figuraatiossa, saattaisi odottaa, että absorboivilla rakenteilla, jotka on valmistettu edellä kuvatulla arkkiko-vetusmenetelmällä valmistetuista verraten kiertymättömistä kuiduista, on alempi märkäjoustavuus ja kuivan absorboivan rakenteen alempi kostumisalttius.In another method for producing discrete crosslinked fibers by the dry crosslinking method, the cellulose fibers are contacted with a solution containing a crosslinking agent as described above. Either before or after contact with the crosslinking agent, the fibers are formed into a sheet. The crosslinking agent solution preferably also contains a catalyst useful in dry crosslinking processes such as those described above. The fibers are dried in the form of a sheet and are preferably crosslinked by heating the fibers at a temperature between about 120 ° C and about 160 ° C. After crosslinking, the fibers are mechanically separated into a substantially separate shape. This is preferably accomplished by treating the fibers with a fluffing device, such as that disclosed in U.S. Patent 3,987,968, or by other methods known in the art for defibrating fibers. The discrete, crosslinked fibers prepared by this sheet crosslinking method are treated with a sufficient amount of crosslinking agent so that about 0.5 mole percent to about 3.5 mole percent crosslinking agent 15, calculated on a molar basis of cellulose anhydroglucose and measured after defibration, reacts with the fibers to form intracellular bonds. Another effect of drying and crosslinking the fibers in the form of a sheet is that the inter-fiber si-20 dos prevents the fibers from twisting and curling as drying increases. Compared to discrete, crosslinked fibers made by a process in which the fibers are dried under substantially unobstructed conditions and then crosslinked in a twisted, curled configuration, it could be expected that absorbent structures made from the sheet twisted sheets prepared by the sheet-drawn stretching method described above has lower wet flexibility and lower wettability of the dry absorbent structure.

30 Toinen verkkoutusmenetelmien kategoria, joka on käyttökelpoinen esillä olevassa keksinnössä, on vedettömässä liuoksessa suoritetut kovetusverkkoutusmenetelmät. Saman tyyppisiä kuituja, jotka ovat käyttökelpoisia kuiva-verkkoutusmenetelmiin, voidaan käyttää valmistettaessa 35 vedettömässä liuoksessa verkkoutettuja kuituja. Kuituja 20 · 94435 käsitellään riittävällä määrällä verkkoutusainetta, niin että noin 0,5 mooli-% - noin 3,5 mooli-% verkkoutusainetta reagoi sen jälkeen kuitujen kanssa, jolloin reagoineen verkkoutusaineen määrä lasketaan mainitun verkkoutusreak-5 tion jälkeen, sekä käyttämällä sopivaa katalyyttiä. Verk-koutusaine saatetaan reagoimaan kuitujen ollessa upotettuna liuokseen, joka ei aiheuta mitään oleellista kuitujen turpoamista. Kuidut voivat kuitenkin sisältää enintään noin 30 % vettä tai olla muuten turvonneina verkkoutus-10 liuoksessa sen verran, että tämä vastaa kuituja, joiden kosteuspitoisuus on noin 30 %. Tällaisella osittain turvonneella kuitugeometrialla on todettu olevan odottamattomia lisäetuja, kuten jäljempänä lähemmin selostetaan. Verkkoutusliuos sisältää vedetöntä, veden kanssa sekoittu-15 vaa, polaarista laimennusainetta, kuten esim. etikkahap-poa, propionihappoa tai asetonia, rajoittamatta kuitenkaan laimennusainetta näihin. Edullisia katalyyttejä ovat mine-raalihapot kuten rikkihappo, ja halogeenihapot kuten kloo-rivetyhappo. Muita käyttökelpoisia katalyyttejä ovat mine-20 raalihappojen ja halogeenihappojen suolat, orgaaniset hapot ja näiden suolat. Verkkoutusliuosjärjestelmiä, jotka soveltuvat käytettäviksi verkkoutuksen väliaineena, ovat myös ne, jotka on esitetty US-patentissa 4 035 147, joka on julkaistu S. Sangenis'in, G. Guiroy'n ja J. Quere'n 25 nimissä, 12. heinäkuuta 1977, joka patentti esitetään tässä viittauksena. Verkkoutusliuos voi sisältää jonkin verran vettä tai muuta kuitua turvottavaa nestettä, joskin veden määrä on edullisesti riittämätön aikaansaamaan tur-votusmäärää, joka vastaa kuitumassan 70 %:n sakeutta 30 (30 %:n vesipitoisuus). Verkkoutusliuoksen vesipitoisuu- • det, jotka ovat pienempiä kuin noin 10 % liuoksen koko naistilavuudesta kuidut poislukien, ovat edullisia. Tätä määrää suuremmat vesipitoisuudet verkkoutusliuoksessa vähentävät verkkoutustehoa ja -nopeutta.Another category of crosslinking methods useful in the present invention are curing crosslinking methods performed in an anhydrous solution. Fibers of the same type useful in dry crosslinking methods can be used to make fibers crosslinked in anhydrous solution. The fibers are treated with a sufficient amount of crosslinking agent so that about 0.5 mole percent to about 3.5 mole percent crosslinking agent is then reacted with the fibers to calculate the amount of reacted crosslinking agent after said crosslinking reaction, and using a suitable catalyst. The web-forming agent is reacted while the fibers are immersed in a solution that does not cause any substantial swelling of the fibers. However, the fibers may contain up to about 30% water or be otherwise swollen in the crosslinking-10 solution to the extent that this corresponds to fibers with a moisture content of about 30%. Such a partially swollen fiber geometry has been found to have unexpected additional benefits, as will be explained in more detail below. The crosslinking solution contains, but is not limited to, an anhydrous, water-miscible, polar diluent such as, for example, acetic acid, propionic acid, or acetone. 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 a crosslinking medium also include those disclosed in U.S. Patent 4,035,147, issued to S. Sangenis, G. Guiroy, and J. Quere, July 12, 1977. which patent is incorporated herein by reference. The crosslinking solution may contain some water or other fiber swelling liquid, although the amount of water is preferably insufficient to provide an amount of swelling corresponding to a consistency of 70% (30% water content) of the pulp. Water contents of the crosslinking solution that are less than about 10% of the total female volume of the solution, excluding fibers, are preferred. Higher water concentrations in the crosslinking solution reduce the crosslinking efficiency and rate.

• 94435 21• 94435 21

Verkkoutusaineen absorptio kuituihin voidaan toteuttaa itse verkkoutusliuoksessa tai esikäsittelyvaihees-sa, johon kuuluu, joskaan ei tähän rajoitettuna, kuitujen kyllästäminen joko vesipitoisella tai vedettömällä liuok-5 sella, joka sisältää verkkoutusainetta. Kuidut defibroi-daan edullisesti mekaanisesti erilliseen muotoon. Tämä mekaaninen käsittely voidaan suorittaa menetelmillä, joita on aikaisemmin selostettu kuitujen kuohkeuttamiseksi aikaisemmin selostetun kuivaverkkoutusmenetelmän yhteydessä.The absorption of the crosslinking agent into the fibers can 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 or non-aqueous solution containing the crosslinking agent. The fibers are preferably mechanically defibrated into a separate shape. This mechanical treatment can be performed by the methods previously described for fluffing fibers in connection with the dry crosslinking method previously described.

10 On erityisen edullista sisällyttää kuohkean massan valmistukseen mekaaninen käsittely, joka saa kosteat sel-luloosakuidut omaksumaan kihartuneen tai kiertyneen tilan sellaisessa määrässä, joka on suurempi kuin se kiharuuden tai kierteisyyden määrä, joka kuiduilla on luonnontilassa, 15 jos tällaista silloin on. Tämä voidaan toteuttaa hankkimalla alunperin kuohkeuttamista varten kuituja, jotka ovat kosteassa tilassa, suorittamalla kuiduille sellainen mekaaninen käsittely kuin edellä on selostettu kuitujen de-fibroimiseksi oleellisesti erilliseen muotoon ja kuivaa-20 maila kuidut ainakin osittain.It is particularly advantageous to include in the manufacture of the fluffy pulp a mechanical treatment which causes the moist cellulosic fibers to assume a curled or twisted space in an amount greater than the amount of curl or twist that the fibers have in their natural state, if any. This can be accomplished by initially obtaining fibers for fluffing that are in a moist state, subjecting the fibers to a mechanical treatment as described above to de-fibrousize the fibers to a substantially separate shape, and dry the fibers at least in part.

Kuiduille aikaansaadun kiharuuden ja kierteisyyden suhteelliset määrät ovat osaksi riippuvaisia kuitujen kosteuspitoisuudesta. Rajoittamatta keksinnön piiriä uskotaan, että kuidut luonnostaan kiertyvät kuivattaessa sel-25 laisissa olosuhteissa, jolloin kuitujen välinen kosketus on vähäinen, s.o. kun kuidut ovat erillisessä muodossa. Myös kosteiden kuitujen mekaaninen käsittely saa aluksi kuidut kihartumaan. Jos kuituja sen jälkeen kuivataan tai osittain kuivataan oleellisesti esteettömissä olosuhteisen sa, ne kiertyvät kierteisyysasteen lisääntyessä kuiduille mekaanisesti aiheutetun lisäkiharuuden johdosta. Defibroi-vat kuohkeutusvaiheet suoritetaan edullisesti erittäin sakealle, kostealle kuitumassalle eli massalle, josta vettä on erotettu niin paljon, että kuitusakeus on välillä 35 noin 45 % - noin 55 % (määritettynä ennen defibroinnin aloittamista).The relative amounts of curl and twist provided to the fibers are in part dependent on the moisture content of the fibers. Without limiting the scope of the invention, it is believed that the fibers are inherently rotated upon drying under conditions such that contact between the fibers is minimal, i. when the fibers are in a separate form. Mechanical treatment of wet fibers also initially causes the fibers to curl. If the fibers are then dried or partially dried under substantially unobstructed conditions, they will rotate as the degree of twisting increases due to the additional mechanical curl applied to the fibers. The defibrating flocculation steps are preferably performed on a very thick, moist pulp, i.e., pulp from which so much water has been separated that the fiber density is between about 45% and about 55% (determined prior to initiating defibration).

• 94435 22• 94435 22

Defibroinnin jälkeen kuidut tulee kuivata kosteuspitoisuuteen, joka on välillä 0 % - noin 30 %, ennen niiden saattamista kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa, ellei defibroimisvaihe ole jo tuottanut kuituja, joiden 5 kosteuspitoisuudet ovat mainitun alueen puitteissa. Kui-vausvaihe tulee suorittaa kuitujen ollessa oleellisesti esteettömissä olosuhteissa. Toisin sanoen kuitujen välinen kosketus tulee tehdä mahdollisimman vähäiseksi, niin ettei kuitujen luontainen kiertyminen esty kuivauksen aikana.After defibration, the fibers should be dried to a moisture content of between 0% and about 30% before being contacted with the crosslinking solution, unless the defibration step has already produced fibers having a moisture content within said range. The drying step should be performed with the fibers under substantially unobstructed conditions. In other words, the contact between the fibers should be kept to a minimum so that the inherent rotation of the fibers is not prevented during drying.

10 Sekä ilmakuivaus- että hiutalekuivausmenetelmät ovat sopivia tähän tarkoitukseen.10 Both air drying and flake drying methods are suitable for this purpose.

Erilliset kuidut saatetaan sen jälkeen kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa, joka sisältää veden kanssa sekoittuvaa, vedetöntä laimennusainetta, verkkoutusainetta 15 ja katalyyttiä. Verkkoutusliuos voi sisältää rajoitetun määrän vettä. Verkkoutusliuoksen vesipitoisuuden tulee olla pienempi kuin noin 18 % ja edullisesti pienempi kuin noin 9 %.The discrete fibers are then contacted with a crosslinking solution containing a water-miscible, anhydrous diluent, crosslinking agent 15 and catalyst. The crosslinking solution may contain a limited amount of water. The water content of the crosslinking solution should be less than about 18% and preferably less than about 9%.

Kuitujen muodostama levy, jota ei ole mekaanisesti 20 defibroitu, voidaan myös saattaa kosketukseen edellä esitetyn verkkoutusliuoksen kanssa.The fibrous sheet, which is not mechanically defibrated, can also be contacted with the crosslinking solution described above.

Verkkoutusaineen ja happokatalyytin käytetyt määrät riippuvat sellaisista reaktio-olosuhteista, kuten sakeu-desta, lämpötilasta, vesipitoisuudesta verkkoutusliuokses-25 sa ja kuiduissa, verkkoutusaineen ja laimennusaineen tyy-• pistä verkkoutusliuoksessa sekä toivotusta verkkoutusas- teesta. Käytetty verkkoutusaineen määrä on edullisesti välillä noin 0,2 paino-% - noin 10 paino-% (laskettuna verkkoutusliuoksen kuituvapaasta kokonaispainosta). Edul-30 linen happokatalyytin pitoisuus on lisäksi riippuvainen . verkkoutusliuoksessa olevan katalyytin happamuudesta. Hy- ‘ viä tuloksia voidaan yleensä saada katalyyttipitoisuudel- la, kuten kloorivetyhapolla, noin 0,3 paino-% - noin 5 paino-% (laskettuna kuituvapaasta verkkoutusliuoksesta) 35 verkkoutusliuoksissa, jotka sisältävät etikkahappoa lai- . 94435 23 mennusaineena, edulliset määrät glutaarialdehydiä ja rajoitetun määrän vettä. Sellaiset kuitujen ja verkkoutusai-neliuoksen muodostamat lietteet, joiden kuitupitoisuudet ovat pienempiä kuin noin 10 paino-%, ovat edullisia verk-5 koutusta varten edellä esitettyjen verkkoutusliuosten yhteydessä.The amounts of crosslinking agent and acid catalyst used depend on reaction conditions such as consistency, temperature, water content in the crosslinking solution and fibers, the type of crosslinking agent and diluent in the crosslinking solution, and the degree of crosslinking desired. The amount of crosslinking agent used is preferably from about 0.2% to about 10% by weight (based on the total fiber-free weight of the crosslinking solution). In addition, the concentration of the preferred acid catalyst is dependent. acidity of the catalyst in the crosslinking solution. Good results can generally be obtained with a catalyst content, such as hydrochloric acid, from about 0.3% to about 5% by weight (based on the fiber-free crosslinking solution) in crosslinking solutions containing acetic acid. 94435 23 as an excipient, preferred amounts of glutaraldehyde and a limited amount of water. Sludges formed by fibers and a crosslinking agent solution having fiber contents of less than about 10% by weight are preferred for crosslinking in connection with the crosslinking solutions described above.

Verkkoutusreaktio voidaan suorittaa ympäristön lämpötiloissa tai reaktionopeuksien kiihdyttämiseksi kohotetuissa lämpötiloissa, jotka ovat edullisesti noin 40 °C:n 10 alapuolella.The crosslinking reaction can be carried out at ambient temperatures or at elevated temperatures to accelerate reaction rates, which are preferably below about 40 ° C.

On olemassa monia menetelmiä, joiden avulla kuidut voidaan saattaa kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa ja verkkouttaa siinä. Eräässä suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketukseen liuoksen kanssa, joka sisältää alkuaan 15 sekä verkkoutusainetta että happokatalyyttiä. Kuitujen annetaan liota verkkoutusliuoksessa, jonka ajan kuluessa verkkoutuminen tapahtuu. Eräässä toisessa suoritusmuodossa kuidut saatetaan kosketukseen laimennusaineen kanssa ja annetaan liota ennen happokatalyytin lisäämistä. Tämän 20 jälkeen lisätään happokatalyytti, jolloin verkkoutuminen alkaa. Näiden selostettujen lisäksi on olemassa muita menetelmiä, jotka ovat ilmeisiä alan ammattimiehille, ja ne ovat tarkoitetut kuuluviksi tämän keksinnön piiriin.There are many methods by which fibers can be contacted and crosslinked with a crosslinking solution. In one embodiment, the fibers are contacted with a solution that initially contains both a crosslinking agent and an acid catalyst. The fibers are allowed to soak in the crosslinking solution, during which time the crosslinking occurs. In another embodiment, the fibers are contacted with a diluent and allowed to soak prior to the addition of the acid catalyst. An acid catalyst is then added, at which point crosslinking begins. In addition to those described, there are other methods that will be apparent to those skilled in the art and are intended to be within the scope of this invention.

Verkkoutusaine ja olosuhteet, joissa verkkouttami-25 nen suoritetaan, valitaan edullisesti siten, että ne helpottavat kuidunsisäistä verkkoutumista. Niinpä verkkoutu-misreaktiolle on edullista, että se tapahtuu oleelliselta osaltaan sen jälkeen, kun verkkoutumisaineella on ollut riittävästi aikaa tunkeutua kuituihin. Reaktio-olosuhteet 30 valitaan edullisesti siten, että vältetään välitön verkkoutuminen, ellei verkkoutusaine ole jo tunkeutunut kuituihin. Sellaisia reaktioaikoja, joiden kuluessa verkkoutuminen tapahtuu oleellisesti täydellisesti noin 30 minuutin kuluessa, pidetään edullisina. Pitempien reaktioaiko-35 jen arvellaan tuottavan minimaalista hyötyä kuitujen omi- 24 94435 naisuuksissa. Sekä lyhyempien käsittelyaikojen, mukaan lukien oleellisesti välitön verkkoutuminen, että pitempien käsittelyaikojen katsotaan kuuluvan tämän keksinnön piiriin.The crosslinking agent and the conditions under which the crosslinking is performed are preferably selected to facilitate intra-fiber crosslinking. Thus, it is preferred for the crosslinking reaction that it occurs substantially after the crosslinking agent has had sufficient time to penetrate the fibers. The reaction conditions 30 are preferably selected so as to avoid immediate crosslinking unless the crosslinking agent has already penetrated the fibers. Reaction times in which crosslinking occurs substantially completely within about 30 minutes are preferred. Longer reaction times are expected to provide minimal benefit in the properties of the fibers. Both shorter processing times, including substantially immediate networking, and longer processing times are considered to be within the scope of this invention.

5 On myös mahdollista tehdä vain osittainen kovetta minen liuoksessa ja sen jälkeen päättää verkkoutusreaktio myöhemmin menetelmässä kuivaus- tai kuumennuskäsittelyjen avulla.5 It is also possible to carry out only partial curing in solution and then to complete the crosslinking reaction later in the process by means of drying or heating treatments.

Verkkoutusvaiheen jälkeen kuiduista poistetaan nes-10 te ja ne pestään. Riittävä määrä emäksistä ainetta, kuten natriumhydroksidia, lisätään edullisesti pesuvaiheessa kaiken massassa jäljellä olevan hapon neutraloimiseksi. Pesun jälkeen kuiduista erotetaan neste ja ne kuivataan lopullisesti. Kuiduille suoritetaan edullisesti toinen 15 mekaaninen defibrointivaihe, joka saa verkkoutetut kuidut kihartumaan, esim. kuohkeuttamalla defibroinnin avulla nesteen erottamisen ja kuivausvaiheen välillä. Kuivauksessa kuitujen kiharainen olotila aikaansaa lisäkierteisyyt-tä, kuten edellä selostettiin kiharruskäsittelyn yhtey-20 dessä ennen kuitujen saattamista kosketukseen verkkoutus-liuoksen kanssa. Samat laitteet ja menetelmät kierteisyy-den ja kiharuuden aikaansaamiseksi, joita selostettiin ensimmäisen mekaanisen defibrointivaiheen yhteydessä, ovat käyttökelpoisia tähän toiseen mekaaniseen defibrointivai-25 heeseen. Tässä käytetty termi "defibrointi" tarkoittaa jokaista menetelmää, jota voidaan käyttää kuitujen erottamiseksi mekaanisesti oleellisesti erilliseen muotoon, siinäkin tapauksessa, että kuidut voivat jo olla saaneet tällaisen muodon. "Defibrointi" tarkoittaa sen vuoksi kuitu-30 jen mekaanista käsittelyvaihetta, kuitujen ollessa joko erillisessä muodossa tai yhteensullotussa muodossa, mekaanista käsittelyvaihetta, joka a) erottaisi kuidut oleellisesti erilliseen muotoon elleivät ne jo olleet tällaisessa muodossa, ja b) antaa kiharuutta ja kierteisyyttä kuiduil-35 le kuivauksen yhteydessä.After the crosslinking step, the fibers are stripped of nes-10 te and washed. A sufficient amount of a basic substance, such as sodium hydroxide, is preferably added in the washing step to neutralize any acid remaining in the pulp. After washing, the fibers are separated into a liquid and finally dried. The fibers are preferably subjected to a second mechanical defibrillation step which causes the crosslinked fibers to curl, e.g. by fluffing by means of defibering between the liquid separation and the drying step. In drying, the curly state of the fibers provides additional twisting, as described above in connection with the curling treatment, prior to contacting the fibers with the crosslinking solution. The same devices and methods for producing twist and curl described in connection with the first mechanical defibration step are applicable to this second mechanical defibration step. As used herein, the term "defibrating" refers to any method that can be used to mechanically separate fibers into a substantially separate shape, even if the fibers may have already taken such a shape. "Defibrillation" therefore means a step of mechanically treating the fibers, either in separate form or in a fused form, a mechanical treatment step which a) separates the fibers into a substantially separate form if they were not already in such form, and b) gives curl and twist to the fibers. le during drying.

25 94435 Tämän toisen defibrointikäsittelyn, sen jälkeen kun kuidut on verkkoutettu, on todettu lisäävän massan kierteistä, kiharaista luonnetta. Tämä kuitujen kiertyneessä, kihartuneessa konfiguraatiossa tapahtuva lisäys parantaa 5 absorboivan rakenteen joustavuutta ja kostumisalttiutta. Toinen defibrointikäsittely voidaan suorittaa kaikille tässä selostetuille verkkoutetuille kuiduille, jotka ovat kosteassa tilassa. Vedettömässä liuoksessa suoritetun verkkoutusmenetelmän eräänä erityisenä etuna on kuitenkin 10 se, että toinen defibrointivaihe on mahdollinen, ilman että täytyy suorittaa lisäkuivausvaihe. Tämä johtuu siitä, että liuos, jossa kuidut verkkoutetaan, pitää kuidut joustavina verkkoutuksen jälkeen vaikkakaan ei saa kuituja omaksumaan ei-toivottavaa, erittäin turvonnutta tilaa.25 94435 This second defibration treatment, after the fibers have been crosslinked, has been found to increase the helical, curly nature of the pulp. This addition in the twisted, curled configuration of the fibers improves the flexibility and wettability of the absorbent structure. The second defibration treatment can be performed on all of the crosslinked fibers described herein that are in a moist state. However, one particular advantage of the crosslinking process performed in the anhydrous solution is that a second defibration step is possible without the need for an additional drying step. This is because the solution in which the fibers are crosslinked keeps the fibers flexible after crosslinking, although it does not cause the fibers to assume an undesirable, highly swollen state.

15 Lisäksi on yllättäen todettu, että kokoonpuristet- tuja tyynyjä kostuttaessa voidaan saada absorboivan rakenteen lisääntynyt paisuminen rakenteiden ollessa valmistettu kuiduista, jotka on verkkoutettu niiden ollessa tilassa, joka on kiertynyt mutta osittain turvonnut, verrattuna 20 kuituihin, jotka on perusteellisesti kuivattu kuiviksi vedestä ennen verkkouttamista.15 Furthermore, it has surprisingly been found that when wetting compressed pads, increased swelling of the absorbent structure can be obtained when the structures are made of fibers crosslinked in a state of twisting but partially swollen compared to fibers thoroughly dried from water prior to crosslinking.

Parantuneita tuloksia saadaan erillisille, verkkou-tuneille kuiduille, jotka on verkkoutettu sellaisissa olosuhteissa, joissa kuidut kuivataan välillä noin 18 % -25 noin 30 % olevaan vesipitoisuuteen ennen niiden saattamista kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa. Siinä tapauksessa, että kuitu kuivataan täydellisesti ennen sen saattamista kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa, se on ei, kokoonpainuneessa tilassa. Kuitu ei turpoa jouduttuaan 30 kosketukseen verkkoutusliuoksen kanssa liuoksen alhaisen vesipitoisuuden johdosta. Kuten edellä selostettiin, verkkoutusliuoksen kriittinen piirre on se, että se ei aiheuta mitään oleellista kuitujen turpoamista. Kuitenkin siinä tapauksessa, että verkkoutusliuoksen laimennusaine on ab-35 sorboituneena jo turvonneeseen kuituun, kuitu on itse asi- 26 94435 assa "kuivattu" vedestä, mutta kuitu säilyttää siinä aikaisemmin olemassa olleen, osittain turvonneen tilan.Improved results are obtained for discrete, crosslinked fibers crosslinked under conditions in which the fibers are dried to a water content of between about 18% and about 30% before being contacted with the crosslinking solution. In the case where the fiber is completely dried before it is brought into contact with the crosslinking solution, it is not in a compressed state. The fiber does not swell upon contact with the crosslinking solution due to the low water content of the solution. As described above, a critical feature of the crosslinking solution is that it does not cause any substantial swelling of the fibers. However, in the case where the crosslinking solution diluent is ab-35 adsorbed on the already swollen fiber, the fiber is actually "dried" from water, but the fiber retains its pre-existing, partially swollen state.

Sen paisunta-asteen kuvaamiseksi, johon kuitu on turvonnut, on hyödyllistä jälleen viitata kuidun nesteen-5 pidätysarvoon (FRV-luku) verkkouttamisen jälkeen. Kuidut, joilla on korkeammat FRV-luvut, vastaavat kuituja, jotka on verkkoutettu enemmän turvonneessa tilassa kuin sellaiset kuidut, jotka on verkkoutettu vähemmän turvonneessa tilassa, kaikkien muiden tekijöiden ollessa toisiaan vas-10 taavat. Rajoittamatta keksinnön piiriä uskotaan, että osittain turvonneilla, verkkoutuneilla kuiduilla, joilla on suurentuneet FRV-luvut, on suurempi märkäjoustavuus ja kostumisalttius kuin kuiduilla, jotka on verkkoutettu niiden ollessa ei-turvonneessa tilassa. Kuidut, joilla on 15 tämä parantunut märkäjoustavuus ja kostumisalttius, kykenevät helpommin turpoamaan tai avautumaan kierteisyydestä kostuneena yrittäessään palautua luonnolliseen olotilaansa. Verkkouttamisen aiheuttaneen jäykkyyden johdosta kuidut ovat silti vielä kykeneviä aikaansaamaan rakenteelli-20 sen tuen kuiduista valmistetulle kyllästetylle tyynylle.To describe the degree of expansion to which the fiber is swollen, it is useful to refer again to the fluid-5 retention value (FRV number) of the fiber after crosslinking. Fibers with higher FRV numbers correspond to fibers crosslinked in a more swollen state than fibers crosslinked in a less swollen state, all other factors being equal. Without limiting the scope of the invention, it is believed that partially swollen, crosslinked fibers with increased FRVs have greater wet flexibility and wettability than fibers crosslinked in the non-swollen state. Fibers with this improved wet flexibility and susceptibility to wetting are more easily able to swell or open when helically wetted in an attempt to return to their natural state. Due to the stiffness caused by the crosslinking, the fibers are still able to provide structural support for the impregnated cushion made of fibers.

Tässä osittain turvonneiden, verkkoutettujen kuitujen yhteydessä esitetyt numeeriset FRV-arvot ovat vedenpidätys-arvoja (WRV-luvut). Kun WRV-luvut suurenevat suunnilleen lukua 60 suuremmiksi, otaksutaan kuitujen jäykkyyden tule-,25 van riittämättömäksi toivotun märkäjoustavuuden ja kostu-misalttiuden aikaansaamiseksi tukemaan kyllästettyä absorboivaa rakennetta.The numerical FRV values presented herein for partially swollen, crosslinked fibers are water retention values (WRV figures). As the WRV numbers increase to approximately greater than 60, the stiffness of the fibers is assumed to be insufficient to provide the desired wet elasticity and wettability to support the impregnated absorbent structure.

Kuitujen liuoksessa suoritetun verkkoutuksen eräässä vaihtoehtoisessa menetelmässä kuituja ensiksi liotetaan 30 vesipitoisessa tai muussa kuituja turvottavassa liuoksessa, kuiduista erotetaan vesi, ne kuivataan toivottuun kui-:· vapi toi suuteen ja sen jälkeen upotetaan veden kanssa se koittuvaan verkkoutusliuokseen, joka sisältää katalyyttiä ja verkkoutusainetta, kuten edellä on selostettu. Kuidut 35 defibroidaan edullisesti mekaanisesti kuohkeaan muotoon 27 94435 nesteen erottamisen jälkeen ja ennen lisäkuivausta tarkoituksena saada lisääntyneen kierteisyyden ja kiharuuden tuottamat edut, kuten edellä on selostettu. Mekaaninen defibrointi suoritettuna sen jälkeen, kun kuidut on saa-5 tettu kosketukseen verkkoutusaineen kanssa, on vähemmän toivottava, koska tällainen defibrointi voisi haihduttaa verkkoutusaineen ja johtaisi mahdollisesti näin verkkoutusaineen aiheuttamaan ilmakehän saastumiseen tai tästä johtuvaan korkeisiin ilmankäsittelyn edellyttämiin inves-10 tointeihin.In an alternative method of crosslinking the fibers in solution, the fibers are first soaked in an aqueous or other fiber swelling solution, separated from the fibers, dried to the desired dryness, and then immersed with water in a crosslinking solution containing a catalyst and crosslinking agent. is described. The fibers 35 are preferably mechanically defibrated to a fluffy form 27,94435 after liquid separation and prior to further drying to provide the benefits of increased twist and curl, as described above. Mechanical defibration performed after the fibers have been brought into contact with the crosslinking agent is less desirable because such defibration could evaporate the crosslinking agent and potentially result in atmospheric contamination by the crosslinking agent or the resulting high levels of air treatment investment.

Juuri edellä kuvatun menetelmän eräässä muunnoksessa kuidut defibroidaan ja sen jälkeen esiliotetaan verkkoutusaineen ja kuituja turvottavan laimennusaineen, edullisesti veden, erittäin konsentroidussa liuoksessa. Verk-15 koutusaineen konsentraatio on riittävän korkea estämään veden aiheuttaman kuitujen turpoamisen. Tämän keksinnön mukaisten verkkoutusaineiden, edullisesti glutaarialdehy-din, 50 paino-%:isten vesiliuosten on todettu olevan käyttökelpoisia liuoksia kuitujen esiliottamiseen. Esiliote-20 tuista kuiduista erotetaan neste ja kuidut upotetaan verk- koutusliuokseen, joka sisältää veden kanssa sekoittuvaa, polaarista laimennusainetta, katalyyttiä ja rajoitetun määrän vettä, ja sen jälkeen suoritetaan verkkouttaminen siten kuin edellä on selostettu. Kuten myös edellä on se-. 25 lostettu, voidaan verkkoutetuista kuiduista erottaa neste ja kuiduille voidaan suorittaa toinen mekaaninen defib-rointivaihe ennen kuitujen edelleen käsittelyä arkkimai-seksi tai absorboivaksi rakenteeksi.In a variation of the method just described, the fibers are defibrated and then pre-soaked in a highly concentrated solution of a crosslinking agent and a fiber swelling diluent, preferably water. The concentration of Verk-15 curling agent is high enough to prevent water-induced swelling of the fibers. 50% by weight aqueous solutions of the crosslinking agents of this invention, preferably glutaraldehyde, have been found to be useful solutions for pre-soaking fibers. A liquid is separated from the pre-extracted fibers and the fibers are immersed in a crosslinking solution containing a water-miscible polar diluent, a catalyst and a limited amount of water, followed by crosslinking as described above. As also above, it-. 25, a liquid can be separated from the crosslinked fibers and the fibers can be subjected to a second mechanical defibration step before further processing the fibers into an sheet-like or absorbent structure.

Kuitujen esiliottaminen verkkoutusaineella vesipi-30 toisessa liuoksessa ennen verkkoutusaineen saattamista reagoimaan tuottaa yllättävän korkeita absorbtio-ominai-suuksia verkkoutetuista kuiduista valmistetuille absorboiville tyynyille, jopa verrattuina tyynyihin, jotka on valmistettu verkkoutetuista kuiduista, jotka on saatu edellä 35 selostetuilla ei-vesipitoisessa liuoksessa suoritetuilla 28 94435 kovetusmenetelmillä, joissa kuituja ei esiliotettu verk-koutusainetta sisältävällä liuoksella.Pre-soaking the fibers with the crosslinking agent in a second solution of water-30 before reacting the crosslinking agent produces surprisingly high absorption properties for absorbent pads made of crosslinked fibers, even compared to pads made of crosslinked fibers obtained with the non-aqueous solutions described above. , in which the fibers were not pre-soaked in a solution containing a crosslinking agent.

Verkkoutetut kuidut, jotka muodostuu tuloksena edellä olevalla kuivaverkkoutusmenetelmällä ja vedettömäs-5 sä liuoksessa suoritetulla verkkoutusmenetelmällä, ovat esillä olevan keksinnön tuotetta. Esillä olevan keksinnön mukaisia verkkoutettuja kuituja voidaan käyttää suoraan ilmassa kerrostettujen absorboivien sisusrakenteiden valmistukseen. Verkkoutettujen kuitujen jäykistyneen ja jous-10 tavan luonteen johdosta voidaan kuidut lisäksi märkäker-rostaa kokoonpuristumattomaksi, tiheydeltään alhaiseksi arkiksi, joka sen jälkeen kuivattuna on suoraan käyttökelpoinen absorboivaksi sisusrakenteeksi ilman enempää mekaanista käsittelyä. Verkkoutetut kuidut voidaan myös märkä-15 kerrostaa kokoonpuristetuiksi massa-arkeiksi myyntiä tai kuljetusta varten muualle.The crosslinked fibers formed by the above dry crosslinking method and the anhydrous solution crosslinking method are the product of the present invention. The crosslinked fibers of the present invention can be used directly in the manufacture of air-laid absorbent core structures. In addition, due to the stiffened and spring-like nature of the crosslinked fibers, the fibers can be wet-laminated into an incompressible, low-density sheet which, when dried, is directly usable as an absorbent core structure without further mechanical treatment. The crosslinked fibers can also be wet-15 layered into compressed pulp sheets for sale or transportation elsewhere.

Sen jälkeen kun erilliset, verkkoutetut kuidut on valmistettu, voidaan ne kerrostaa kuivana ja suoraan muodostaa absorboiviksi rakenteiksi, tai märkäkerrostaa ja 20 muodostaa absorboiviksi rakenteiksi tai tiivistetyiksi massa-arkeiksi. Esillä olevan keksinnön mukaiset kuidut antavat monia oleellisia käyttöetuja. On kuitenkin vaikeata muodostaa tällaiset kuidut tasaiseksi, märkäkerros-tetuksi arkiksi tavanomaisilla märän arkin muodostusmene-25 telmillä. Tämä johtuu siitä, että erilliset, verkkoutetut kuidut flokkuloituvat nopeasti liuoksessa. Tällainen flok-kuloituminen voi tapahtua sekä perälaatikossa että kuituja kerrostettaessa läpäisevälle muodostusviiralle. Yrityksistä muodostaa arkkeja erillisistä, verkkoutetuista kuiduis-30 ta tavanomaisilla massanarkitusmenetelmillä on todettu olevan tuloksena suuri määrä flokkuloituneiden kuitujen kasaumia. Tämä johtuu kuitujen jäykästä, kiertyneestä luonteesta, kuitujen välisten sidosten alhaisesta määrästä ja kuitujen suuresta suotautuvuudesta sen jälkeen, kun ne 35 on kerrostettu arkinmuodostusviiralle. Tämän vuoksi on 29 94435 huomattava kaupallinen merkitys sillä seikalla, että saadaan käyttökelpoinen menetelmä erillisten, verkkoutettujen kuitujen muodostamiseksi arkiksi, jolloin voidaan muodostaa märkäkerrostettuja absorboivia rakenteita ja tiivis-5 tettyjä massa-arkkeja kuljetusta ja jälkeenpäin suoritettavaa defibrointia varten.After the discrete, crosslinked fibers are made, they can be dry-laid and directly formed into absorbent structures, or wet-laid and formed into absorbent structures or compacted pulp sheets. The fibers of the present invention provide many substantial advantages in use. However, it is difficult to form such fibers into a flat, wet-laid sheet by conventional wet-sheet forming methods. This is because the discrete, crosslinked fibers rapidly flocculate in solution. Such flocculation can occur both in the headbox and when depositing fibers on a permeable forming wire. Attempts to form sheets from discrete, crosslinked fibers by conventional pulp sheeting methods 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 amount of bonds between the fibers, and the high permeability of the fibers after they are deposited on the sheeting wire. Therefore, 29,94435 is of considerable commercial importance in providing a useful method of forming discrete, crosslinked fibers into a sheet for forming wet-laid absorbent structures and compacted pulp sheets for transport and subsequent defibration.

Niinpä on kehitetty uusi menetelmä sellaisten erillisten, verkkoutettujen kuitujen muodostamiseksi arkiksi, joilla on pyrkimystä flokkuloitua liuoksessa, jossa mene-10 telmässä liete, joka sisältää erillisiä, verkkoutettuja kuituja, kerrostetaan aluksi läpäisevälle muodostusviiral-le kuten tasoviiralle samalla tavalla kuin tavanomaisissa massanarkitusmenetelmissä. Erillisten, verkkoutettujen kuitujen luonteen vuoksi nämä kuidut kuitenkin kerrostu-15 vat muodostusviiralle lukuisina kuitukimppuina. Ainakin yksi nestesuihku, edullisesti vesisuihku, suunnataan kerrostetuille, kasautuneille kuiduille. On edullista, että useita suihkusarjoja suunnataan muodostusviiralle kerrostuneille kuiduille, jolloin peräkkäisillä suihkuilla on 20 pienenevät tilavuusvirtausnopeudet. Suihkujen nopeuden tulee olla riittävä, niin että nesteen isku kuituja vastaan vaikuttaa siten, että se estää kuituflokkien muodostumisen ja hajottaa kuituflokit, jotka jo ovat ehtineet muodostua. Kuitujen laskeuttamisvaihe suoritetaan edullisesti , 75 lieriömäisen viiran avulla, kuten viirarullalla, tai jollakin muulla toiminnaltaan sen kanssa analogisella laitteella, joka tällä alalla on tunnettu tai tulee tunnetuksi. Laskeuttamisen jälkeen kuituarkki voidaan sitten kuivata ja mahdollisesti haluttaessa puristaa kokoon. Suihku-30 jen etäisyys voi vaihdella riippuen kysymyksessä olevasta kuitujen flokkuloitumisnopeudesta, muodostusviiran linjanopeudesta, veden poistumisesta muodostusviiran läpi, suihkujen lukumäärästä ja suihkujen kautta tulevan nesteen nopeudesta ja virtausmäärästä. Suihkut ovat edullisesti 35 riittävän lähellä toisiaan niin, että oleellista flokku-loitumista ei pääse tapahtumaan.Thus, a new method for forming discrete, crosslinked fibers with a tendency to flocculate in solution has been developed, in which method a slurry containing discrete, crosslinked fibers is initially deposited on a permeable forming wire such as a flat wire in the same manner as in conventional pulp sheeting methods. However, due to the nature of the individual, crosslinked fibers, these fibers are deposited on the forming wire in a plurality of fiber bundles. At least one liquid jet, preferably a water jet, is directed at the layered, stacked fibers. It is preferred that a plurality of jet sets be directed at the fibers deposited on the forming wire, with successive jets having decreasing volume flow rates. The speed of the jets must be sufficient so that the impact of the liquid against the fibers acts in such a way as to prevent the formation of fiber flocs and to disperse the fiber flocs which have already had time to form. The step of settling the fibers is preferably performed by means of a 75 cylindrical wire, such as a wire roll, or some other device analogous thereto, which is known or will become known in the art. After settling, the fibrous sheet can then be dried and, if desired, compressed if desired. The distance between the jets may vary depending on the rate of flocculation of the fibers in question, the line speed of the forming wire, the removal of water through the forming wire, the number of jets and the velocity and flow rate of the liquid coming through the jets. The jets are preferably sufficiently close together that substantial flocculation cannot occur.

30 9443530 94435

Sen lisäksi, että kuiduille suihkutettu vesi estää kuituflokkien muodostumisen ja hajottaa ne, tämä neste kompensoi nesteen liian nopean erottumisen erillisistä, verkkoutetuista kuiduista tuottamalla lisää nesteväliai-5 netta, jossa kuidut voivat hajaantua seuraavaa arkinmuo-dostusta varten. Tilavuusvirtausnopeuksiltaan heikkene-vien suihkujen lukuisuus helpottaa systemaattista netto-kasvua lietesakeudessa kohdistamalla samalla toistuvan hajottavan ja ehkäisevän vaikutuksen kuituflokkeihin. Täs-10 tä on seurauksena kuitujen rauhallinen ja tasainen kerrostuminen, jotka kuidut sen jälkeen äkkiä, ts. ennen uudel-leenflokkuloitumista, sitoutuvat arkin muotoon sallien nesteen erottua ja kuitujen puristua läpäisevää viiraa vastaan.In addition to preventing and disintegrating the fiber flocs, the water sprayed onto the fibers compensates for the excessively rapid separation of the liquid from the discrete, crosslinked fibers by producing additional liquid media where the fibers can disperse for subsequent sheeting. The number of jets with decreasing volume flow rates facilitates a systematic net increase in slurry consistency while applying a repetitive disintegrating and preventing effect to the fiber flocs. This results in a calm and even deposition of the fibers, which then suddenly, i.e. before re-flocculating, bind to the shape of the sheet, allowing the liquid to separate and the fibers to compress against the permeable wire.

15 Verrattuna massa-arkkeihin, jotka on valmistettu tavanomaisista, ei-verkkoutetuista selluloosakuiduista, esillä olevan keksinnön mukaisista verkkoutetuista kuiduista valmistettuja massa-arkkeja on paljon vaikeampaa puristaa tavanomaisen massa-arkin tiheyksiin. Tämän vuoksi 20 saattaa olla toivottavaa yhdistää verkkoutettuja kuituja ei-verkkoutettuihin kuituihin, esimerkiksi sellaisiin, joita tavanomaisesti käytetään absorboivien sisusosien valmistukseen. Jäykistettyjä, verkkoutettuja kuituja sisältävät massa-arkit sisältävät edullisesti noin 5 % -25 noin 90 % ei-verkkoutettuja selluloosakuituja, laskettuna arkin kokonaiskuivapainosta, sekoitettuna erillisten, verkkoutettujen kuitujen kanssa. On erityisen edullista sisällyttää mukaan noin 5 % - noin 30 % pitkälle jauhettuja, ei-verkkoutettuja selluloosakuituja, laskettuna arkin 30 kokonaiskuivapainosta. Tällaiset erittäin jauhetut kuidut hierretään tai jauhetaan jauhatusasteeseen, joka on pie-“ nempi kuin noin 300 ml CSF ja edullisesti pienempi kuin 100 ml CSF. Ei-verkkoutetut kuidut sekoitetaan edullisesti erillisten, verkkoutettujen kuitujen vesilietteen kanssa.Compared to pulp sheets made from conventional non-crosslinked cellulosic fibers, pulp sheets made from the crosslinked fibers of the present invention are much more difficult to compress to the densities of a conventional pulp sheet. Therefore, it may be desirable to combine crosslinked fibers with non-crosslinked fibers, such as those conventionally used to make absorbent cores. The pulp sheets containing stiffened crosslinked fibers preferably contain from about 5% to about 90% non-crosslinked cellulosic fibers, based on the total dry weight of the sheet, mixed with the individual crosslinked fibers. It is particularly preferred to include from about 5% to about 30% of highly ground, non-crosslinked cellulosic fibers, based on the total dry weight of the sheet 30. Such highly ground fibers are ground or ground to a degree of grinding of less than about 300 ml of CSF and preferably less than 100 ml of CSF. The non-crosslinked fibers are preferably mixed with an aqueous slurry of discrete, crosslinked fibers.

35 Tämä seos voidaan sen jälkeen muodostaa tiiviiksi massa- II i M tl I I 1'M > < t 94435 31 arkiksi jälkeenpäin suoritettavaa defibrointia ja absorboiviksi tyynyiksi muodostamista varten. Ei-verkkoutet-tujen kuitujen sisällyttäminen mukaan helpottaa massan puristamista arkiksi tiiviiseen muotoon aiheuttaen samalla 5 yllättävän vähäisen absorptiokyvyn menetyksen jälkeenpäin muodostetuille absorboiville tyynyille. Ei-verkkoutetut kuidut suurentavat lisäksi massa-arkin ja absorboivien tyynyjen vetolujuutta, jotka tyynyt on valmistettu joko massa-arkista tai suoraan verkkoutettujen ja ei-verkkou-10 tettujen kuitujen seoksesta. Riippumatta siitä, valmistetaanko verkkoutettujen ja ei-verkkoutettujen kuitujen seos ensiksi massa-arkiksi ja sen jälkeen muodostetaan absorboivaksi tyynyksi vai muodostetaanko suoraan absorboivaksi tyynyksi, absorboiva tyyny voidaan valmistaa kerrostamalla 15 kuidut ilmassa tai märkänä.35 This mixture can then be formed into a compact pulp sheet for subsequent defibration and forming into absorbent pads. 31 i M tl I I 1'M> <t 94435 31 sheets. The inclusion of non-crosslinked fibers facilitates the compression of the pulp into a sheet in a compact form, while causing a surprisingly low loss of absorbency to the subsequently formed absorbent pads. In addition, the non-crosslinked fibers increase the tensile strength of the pulp sheet and the absorbent pads, which pads are made either of a pulp sheet or a mixture of directly crosslinked and non-crosslinked fibers. Regardless of whether the mixture of crosslinked and non-crosslinked fibers is first formed into a pulp sheet and then formed into an absorbent pad or formed directly into an absorbent pad, the absorbent pad can be made by layering the fibers in air or wet.

Arkeilla tai rainoilla, jotka on valmistettu erillisistä, verkkoutetuista kuiduista tai myös ei-verkkoutet-tuja kuituja sisältävistä seoksista, ovat m2-painot edullisesti pienempiä kuin noin 800 g/m2 ja tiheydet pienempiä 20 kuin noin 0,60 g/cm3. Vaikkakaan tarkoituksena ei ole rajoittaa keksinnön piiriä, erityisesti sellaiset märkäker-rostetut arkit, joiden neliömetripainot ovat välillä 300 g/m2 - noin 600 g/m2 ja tiheydet välillä 0,15 g/cm3 - noin 0,30 g/cm3, sopivat käytettäviksi suoraan absorboivina si-. 25 suspsina kertakäyttöisissä artikkeleissa kuten vauvanvai-poissa, tamponeissa ja muissa terveyssidetuotteissa. Sellaisten rakenteiden, joiden neliömetripainot ja tiheydet ovat näitä määriä suuremmat, uskotaan olevan käyttökelpoisimpia jälkeenpäin suoritettavaa hienontamista ja kuivana 30 kerrostamista tai märkäkerrostamista varten tiheydeltään ja neliömetripainoltaan alhaisemman rakenteen muodostamiseksi, joka on käyttökelpoisempi absorboivissa käyttösovellutuksissa. Tällaisilla neliömetripainoltaan ja tiheydeltään suurilla rakenteilla on silti myös yllättävän hyvä 35 absorptiokyky ja kostumisalttius. Muita esillä olevan kek- 32 94435 sinnön kuiduille ajateltuja käyttösovellutuksia ovat tiheydeltään alhaiset harsoarkit, joiden tiheydet voivat olla pienempiä kuin 0,10 g/cm3.Sheets or webs made of discrete, crosslinked fibers or also blends containing non-crosslinked fibers preferably have m 2 weights of less than about 800 g / m 2 and densities of less than about 0.60 g / cm 3. Although not intended to limit the scope of the invention, especially wet-laid sheets having basis weights between 300 g / m 2 and about 600 g / m 2 and densities between 0.15 g / cm 3 and about 0.30 g / cm 3 are suitable for direct use. absorbent si-. 25 susps in disposable articles such as baby nappies, tampons and other sanitary napkins. Structures having higher basis weights and densities than these amounts are believed to be most useful for subsequent comminution and dry deposition or wet deposition to form a lower density and basis weight structure that is more useful in absorbent applications. Such structures with a high basis weight and density still also have a surprisingly good absorption capacity and wettability. Other applications contemplated for the fibers of the present invention include low density gauze sheets, which may have densities of less than 0.10 g / cm 3.

Sellaisia tuotesovellutuksia varten, joissa verk-5 koutetut kuidut tulevat ihmisen ihoa vasten tai sen läheisyyteen, on toivottavaa edelleen käsitellä kuituja liiallisen, ei-reagoineen verkkoutusaineen poistamiseksi. Ei-reagoineen verkkoutusaineen määrä vähennetään edullisesti määrään, joka on alle 0,03 %, laskettuna selluloosakuitu-10 jen kuivapainosta. Käsittelysarja, jonka on todettu olevan menestyksellinen liiallisen verkkoutusaineen poistamiseksi, käsittää peräkkäisesti suoritettuina verkkoutettujen kuitujen pesemisen, kuitujen liottamisen vesiliuoksessa huomattavan ajan, kuitujen seulomisen, veden poistamisen 15 kuiduista, esim. sentrifugoimalla, sakeuteen, joka on välillä noin 40 % - noin 80 %, kuitujen, joista vesi on erotettu, mekaanisen defibroinnin edellä kuvatulla tavalla sekä kuitujen ilmakuivauksen. Tämän menetelmän on todettu vähentävän jäljellä olevan vapaan verkkoutusaineen pitoi-20 suuden välille noin 0,01 % - noin 0,15 %.For product applications where the crosslinked fibers come into contact with or near human skin, it is desirable to further treat the fibers to remove excess, unreacted crosslinking agent. The amount of unreacted crosslinking agent is preferably reduced to less than 0.03%, based on the dry weight of the cellulosic fibers. A series of treatments that have been found to be successful in removing excess crosslinking agent include washing the crosslinked fibers sequentially, soaking the fibers in aqueous solution for a substantial period of time, screening the fibers, dewatering the fibers, e.g., by centrifugation, to a consistency of about 40% to about 80%. from which water has been separated, mechanical defibration as described above, and air drying of the fibers. This method has been found to reduce the concentration of residual free crosslinking agent to between about 0.01% and about 0.15%.

Toisessa menetelmässä verkkoutusaineen jäännösmää-rän vähentämiseksi poistetaan helposti uuttautuva verkkou-tusaine alkalipesujen avulla. Alkaliteetti voidaan tuoda lisäämällä emäksisiä yhdisteitä, kuten natriumhydroksidia, 25 tai vaihtoehtoisesti hapettavien aineiden muodossa, esimerkiksi sellaisten kemikaalien muodossa, joita tavallisesti käytetään valkaisuaineina, esim. natriumhypokloriittia, ja aminoryhmän sisältäviä yhdisteitä, esim. ammonium-hydroksidia, jotka yhdisteet hydrolysoivat hemiasetaalisi-30 doksia muodostaen Schiff'in emäksiä. pH pysytetään edullisesti vähintään arvossa noin pH 7 ja edullisemmin vähin-tään noin pH-arvossa 9 asetaaliristikytkentäsidoksen palautumisen estämiseksi. On edullista aikaansaada hemiase-taalisidosten hajoaminen, samalla kun ei vaikuteta asetaa-35 lisidoksiin. Tämän vuoksi ovat sellaiset uuttoaineet edul- I· , «it i i.lfc lii··'· 33 94435 lisiä, jotka vaikuttavat erittäin aikalisissä olosuhteissa. Yksien pesukäsittelyjen, käytettäessä 0,01 N:n ja 0,1 N:n ammoniumhydroksidikonsentraatioita, todettiin vähentävän jäännöspitoisuuden välille noin 0,0008 % - noin 5 0,0023 % liotusaikojen ollessa 30 minuutista kahteen tun tiin. Vähän lisäetua uskotaan saavutettavan liotusaikojen ollessa pitempiä kuin noin 30 minuuttia ja ammoniumhyd-roksidin konsentraatioiden ollessa suurempia kuin noin 0,01 N.In another method to reduce the residual amount of crosslinking agent, the easily extractable crosslinking agent is removed by alkali washing. The alkalinity can be introduced by the addition of basic compounds, such as sodium hydroxide, or alternatively in the form of oxidizing agents, for example chemicals commonly used as bleaching agents, e.g. sodium hypochlorite, and amino group-containing compounds, e.g. ammonium hydroxide, which hydrolyze hemiacetalene-30 Schiff's bases. The pH is preferably maintained at at least about pH 7 and more preferably at least at about pH 9 to prevent recovery of the acetal crosslinking bond. It is preferred to effect degradation of the hemiacetal bonds while not affecting the acetal bonds. Therefore, such extractants are preferred additives which act under very temporal conditions. One wash treatment, using ammonium hydroxide concentrations of 0.01 N and 0.1 N, was found to reduce the residual concentration from about 0.0008% to about 5 0.0023% with soaking times of 30 minutes to two hours. A slight additional advantage is believed to be achieved with soaking times longer than about 30 minutes and ammonium hydroxide concentrations greater than about 0.01 N.

10 Sekä yksivaiheisen hapetuksen että monivaiheisen hapetuksen todettiin olevan tehokkaita menetelmiä verkkou-tusaineen jäännösmäärän poistamiseksi. Yksivaiheisen pesun, käyttämällä käytettävissä olevaa klooria määrän, joka on välillä 0,1 % - noin 0,8 %, laskettuna kuitujen kuiva-15 painosta, ja lisättynä natriumhypokloriitin muodossa, todettiin vähentävän verkkoutusaineen jäännösmäärät välille noin 0,0015 % - noin 0,0025 %.Both single-step oxidation and multi-step oxidation were found to be effective methods for removing residual crosslinking agent. One-step washing, using available chlorine in an amount of from 0.1% to about 0.8%, based on the dry weight of the fibers, and added in the form of sodium hypochlorite, was found to reduce residual crosslinking agents from about 0.0015% to about 0.0025 %.

Eräässä uudessa menetelmässä verkkoutettujen, erillisten kuitujen valmistamiseksi suoritetaan lähtömateriaa-20 Iina oleville kuiduille tavanomainen monivaiheinen valkai-sukäsittely, mutta käsittelyn keskivaiheilla valkaisuprosessi keskeytetään ja kuidut verkkoutetaan esillä olevan keksinnön mukaisesti. Kovetuskäsittelyn jälkeen suoritetaan valkaisukäsittely loppuun. On todettu, että tällä - 25 tavalla voidaan saavuttaa hyväksyttävän alhaisia verkkou tusaineen jäännösmääriä, jotka ovat pienempiä kuin noin 0,006 %. Tämän menetelmän uskotaan muodostavan edullisen tavan valmistaa verkkoutettuja kuituja, koska valkaisuvai-heen ja jäännöskemikaalin määrän vähentämisvaiheen yhdis-30 tämisen johdosta vältytään pääomakustannuksilta ja prosessin hankaluudelta, joita merkitsevät lisäpesun ja uuton edellyttämät laitteistot ja käsittelyn lisävaiheet. Käytetyt valkaisukäsittelyt ja käsittelyjen keskeytyskohta verkkouttamista varten voivat vaihdella laajasti, kuten 35 ammattimies ymmärtää. Kuitenkin sellaisten monivaiheisten - 94435 34 valkaisukäsittelyjen, joissa DEP*- tai DEH* -vaiheet seu-raavat verkkouttamista, on todettu aikaansaavan toivottavia tuloksia. (*D - klooridioksidi, E - uutto natriumhy-droksidilla, P - peroksidi, H - natriumhypokloriitti).In a new method of making crosslinked, discrete fibers, the fibers in the starting material are subjected to the conventional multi-stage bleaching treatment, but in the middle stages of the treatment the bleaching process is interrupted and the fibers are crosslinked in accordance with the present invention. After the curing treatment, the bleaching treatment is completed. It has been found that in this way, acceptable residues of crosslinking agent of less than about 0.006% can be achieved. This method is believed to be an advantageous way to produce crosslinked fibers because combining the bleaching step and the residual chemical reduction step avoids the capital cost and process inconvenience associated with additional washing and extraction equipment and processing steps. The bleaching treatments used and the treatment break point for crosslinking can vary widely, as will be appreciated by those skilled in the art. However, multi-step bleaching treatments in which the DEP * or DEH * steps follow crosslinking have been found to provide desirable results. (* D - chlorine dioxide, E - extraction with sodium hydroxide, P - peroxide, H - sodium hypochlorite).

5 Verkkouttamisen jälkeen suoritetut valkaisukäsittelyvai-heet ovat edullisesti aikalisiä käsittelyjä, suoritettuna pH-arvossa, joka on suurempi kuin noin pH 7, ja edullisemmin suurempi kuin noin pH 9.The bleaching treatment steps performed after crosslinking are preferably temporal treatments performed at a pH greater than about pH 7, and more preferably greater than about pH 9.

Verkkoutusaineen jäännösmäärän tehokkaan vähentä-10 misen lisäksi jälkiverkkouttamisen ja alkalisten käsittelyjen on todettu helpottavan suurempien FRV-lukujen (fluid retention value = nesteenpidätysarvo) omaavien kuitujen aikaansaamista verkkoutusasteiden ollessa samat. Kuiduilla, joilla on suuremmat FRV-luvut, on alhaisempi kuiva-15 joustavuus, so. ne on helpommin tiivistettävissä niiden ollessa kuivassa tilassa, ja samalla ne säilyttävät oleellisesti saman märkäjoustavuuden ja kostumisalttiuden kuin muutoin samanlaiset kuidut, jotka on verkkoutettu valkaisun loppuun suorittamisen jälkeen. Tämä oli erityisen yl-20 lättävää ottaen huomioon, että korkeammista FRV-luvuista oli aikaisemmin tuloksena heikentyneet absorptio-ominaisuudet .In addition to effectively reducing the residual amount of crosslinking agent, post-crosslinking and alkaline treatments have been found to facilitate the production of fibers with higher FRVs (fluid retention values) with the same degrees of crosslinking. Fibers with higher FRV numbers have lower dry-15 elasticity, i. they are more easily compacted when dry, while retaining substantially the same wet elasticity and wettability as otherwise similar fibers crosslinked after bleaching. This was particularly pronounced above 20, given that higher FRVs had previously resulted in impaired absorption properties.

Tässä selostetut verkkoutetut kuidut ovat käyttökelpoisia moniin absorboiviin artikkeleihin, joita ovat, 25 käyttötarkoitusta mitenkään rajoittamatta, harsoarkit, kertakäyttöiset vauvanvaipat, terveyssiteet, haavasiteet, tamponit ja siteet, jolloin jokaisessa mainitussa artikkelissa on absorboiva rakenne, joka sisältää tässä selostettuja erillisiä, verkkoutettuja kuituja. Tällöin tarkoite-30 taan erityisesti esimerkiksi kertakäyttöistä vauvanvaippaa tai vastaavanlaista artikkelia, jossa on nestettä läpäisevä päällysarkki, nestettä läpäisemätön tausta-arkki yhdistettynä päällysarkkiin sekä absorboiva rakenne, joka sisältää erillisiä, verkkoutettuja kuituja. Tällaisia artik-r 35 keleita selostetaan yleisesti US-patentissa 3 860 003, 94435 35 joka on julkaistu Kenneth B. Buell'in nimissä 14. tammikuuta 1975 ja joka on sisällytetty tähän selostukseen viittauksena.The crosslinked fibers described herein are useful in a variety of absorbent articles, including, but not limited to, gauze sheets, disposable diapers, sanitary napkins, wound dressings, tampons, and bandages, each said article having an absorbent structure comprising the separate and crosslinked articles described herein. In this case, we mean in particular, for example, a disposable baby diaper or a similar article having a liquid-permeable cover sheet, a liquid-impermeable backing sheet combined with a cover sheet, and an absorbent structure comprising separate, crosslinked fibers. Such articles are generally described in U.S. Patent 3,860,003, 94,435, issued to Kenneth B. Buell on January 14, 1975, which is incorporated herein by reference.

Tavallisesti absorboivat sisusosat vauvanvaippoja 5 ja terveyssiteitä varten valmistetaan jäykistämättömistä, ei-verkkoutetuista selluloosakuiduista, jolloin absorboivien sisusosien kuivatiheydet ovat välillä noin 0,06 g/cm3 - noin 0,12 g/cm3. Kostuessaan absorboivan sisusosan tilavuus tavallisesti pienenee.Usually, the absorbent liners for baby diapers 5 and sanitary napkins are made of unstiffened, non-crosslinked cellulosic fibers, with dry densities of the absorbent liners ranging from about 0.06 g / cm 3 to about 0.12 g / cm 3. When wetted, the volume of the absorbent core usually decreases.

10 On huomattu, että esillä olevan keksinnön mukaisia verkkoutettuja kuituja voidaan käyttää absorboivien sisus-osien valmistamiseen, joilla on oleellisesti paremmat nesteen absorboimisominaisuudet, joita ovat, näihin kuitenkaan rajoittamatta, absorptiokyky ja nesteensiirtonopeus 15 (wicking rate), verrattuna tiheydeltään vastaavanlaisiin absorboiviin sisusosiin, jotka on valmistettu tavanomaisista ei-verkkoutetuista kuiduista tai aikaisemmin tunnetuista verkkoutetuista kuiduista. Nämä parantuneet absorp-tiotulokset voidaan lisäksi saada yhdessä parantuneiden 20 märkäjoustavuusarvojen kanssa. Kysymyksen ollessa absorboivista sisusosista, joiden tiheydet ovat välillä noin 0,06 g/cm3 - noin 0,15 g/cm3 ja jotka säilyttävät kosteus-saan tilavuutensa oleellisesti vakiona, on erityisen edullista käyttää sellaisia verkkoutettuja kuituja, joiden 25. verkkoutusasteet ovat välillä noin 2,0 mooli-% noin 2,5 mooli-% verkkoutusainetta, laskettuna kuivan selluloosa-anhydroglukoosin molaariselta pohjalta. Tällaisista kuiduista valmistetuilla absorboivilla sisusosilla on toivottuna tavalla sekä rakenteellinen eheys, so. vastustuskyky 30 puristusta vastaan, että märkäjoustavuus. Termillä märkä-joustavuus tarkoitetaan esillä olevassa selostuksessa kostuneen tyynyn kykyä palautua puristuksen jälkeen takaisin alkuperäiseen muotoonsa ja tilavuuteensa tyynyä kokoonpu-rostettaessa ja siitä jälleen vapautettaessa. Verrattuna 35 sisusosiin, jotka on valmistettu ei-käsitellyistä kuiduis- „ 5Ί«5 ta ja aikaisemmin tunnetuista verkkoutetuista kuiduista, esillä olevan keksinnön mukaisista kuiduista valmistetut absorboivat sisusosat saavuttavat oleellisesti korkeamman osuuden alkuperäisestä tilavuudestaan märkäpuristusvoimien 5 vapauttamisen jälkeen.It has been found that the crosslinked fibers of the present invention can be used to make absorbent cores having substantially better liquid absorption properties, such as, but not limited to, absorbency and wicking rate, compared to absorbent cores of similar density, which are made of conventional non-crosslinked fibers or previously known crosslinked fibers. In addition, these improved absorption results can be obtained in conjunction with improved wet flexibility values. In the case of absorbent cores having densities between about 0.06 g / cm 3 and about 0.15 g / cm 3 and which maintain a substantially constant volume in their moisture content, it is particularly advantageous to use crosslinked fibers having a degree of crosslinking between about 2 and about 2. .0 mole% to about 2.5 mole% crosslinking agent, calculated on a molar basis of dry cellulose anhydroglucose. Absorbent interiors made of such fibers desirably have both structural integrity, i.e. resistance to 30 compression against that wet elasticity. By the term wet resilience in the present specification is meant the ability of a wetted pad to return to its original shape and volume after compression when the pad is compressed and released therefrom. Compared to the inserts 35 made of untreated fibers and previously known crosslinked fibers, the absorbent inserts made of the fibers of the present invention achieve a substantially higher proportion of their original volume after the release of the wet compression forces.

Eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa muodostetaan erilliset, verkkoutetut kuidut joko ilmassa kerrostetuksi tai märkäkerrostetuksi (ja sen jälkeen kuivatuksi) absorboivaksi sisusosaksi, joka puristetaan kuiva-10 tiheyteen, joka on pienempi kuin tyynyn märkätiheys tasapainotilassa. Märkätiheys tasapainotilassa on tyynyn tiheys laskettuna kuivan kuituaineen pohjalta, kun tyyny on täysin nesteen kyllästämä. Kun kuiduista valmistetaan absorboiva sisusosa, jonka kuivatiheys on pienempi kuin mär-15 kätiheys tasapainotilassa, niin kyllästymiseen asti tapahtuvassa kostumisessa sisusosa painuu kokoon tasapainotilan märkätiheyteen. Vaihtoehtoisesti, kun kuiduista muodostetaan absorboiva sisusosa, jonka kuivatiheys on suurempi kuin märkätiheys tasapainotilassa, niin kyllästymiseen 20 asti koetuessaan sisusosa turpoaa tasapainotilan märkätiheyteen. Esillä olevan keksinnön mukaisista kuiduista valmistetuilla tyynyillä on tasapainotilan märkätiheydet, jotka ovat oleellisesti alemmat kuin tavanomaisista kuohkeutetuista kuiduista valmistetuilla tyynyillä. Esillä 25 olevan keksinnön mukaiset kuidut voidaan puristaa kokoon ’ tiheyteen, joka on suurempi kuin märkätiheys tasapainoti lassa, ohuen tyynyn muodostamiseksi, joka koetuessaan paisuu, mikä lisää siten absorptiokykyä huomattavasti suuremmaksi kuin mitä ei-verkkoutetuilla kuiduilla saadaan.In another preferred embodiment, the discrete, crosslinked fibers are formed into either an air-laid or wet-laid (and then dried) absorbent core, which is compressed to a dry-density 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 fibrous material when the pad is completely saturated with liquid. When the fibers are made into an absorbent core having a dry density less than the wet hand density at equilibrium, in wetting to saturation, the core compresses to the wet density of the equilibrium state. Alternatively, when the fibers are formed into an absorbent core having a dry density greater than the wet density at equilibrium, the core will swell to the wet density of the equilibrium state as it experiences saturation. Pads made from the fibers of the present invention have equilibrium wet densities that are substantially lower than pads made from conventional fluffed fibers. The fibers of the present invention can be compressed to a density greater than the wet density equilibrium to form a thin pad that, when tested, expands, thereby increasing the absorbency to a much greater extent than is obtained with non-crosslinked fibers.

30 Erityisen hyvät absorptio-ominaisuudet, märkäjous tavuus ja kostumisalttius voidaan saada verkkoutusasteil-la, jotka ovat välillä noin 0,75 mooli-% - noin 1,25 moo-li-%, laskettuna kuivan selluloosan molaariselta pohjalta. Tällaisista kuiduista muodostetaan edullisesti absorboivia 35 sisusosia, joiden kuivatiheydet ovat suuremmat kuin niiden tl . 14·» ΙΊ4· t i t ai t 37 94435 märkätiheydet tasapainotilassa. Absorboivat sisusosat puristetaan edullisesti tiheyksiin, jotka ovat välillä noin 0,12 g/cm3 - noin 0,60 g/cm3, jolloin vastaava tasapainotilan märkätiheys on pienempi kuin kuivan kokoonpuristetun 5 tyynyn tiheys. Myöskin on edullista, että absorboivat sisusosat puristetaan tiheyteen, joka on välillä noin 0,12 g/cm3 - noin 0,40 g/cm3, jolloin vastaavat tasapainotilan märkätiheydet ovat välillä noin 0,08 g/cm3 - noin 0,12 g/cm3 ja ne ovat pienemmät kuin kuivien, kokoonpuristettu-10 jen sisusosien tiheydet. Verrattuna verkkoutettuihin kuituihin, joiden verkkoutusasteet ovat välillä 2,0 mooli-% - noin 2,5 mooli-%, edelliset kuidut ovat vähemmän jäykkiä, mikä tekee ne sopivammiksi kokoonpuristamista varten suurempaan tiheyteen. Edellisillä kuiduilla on myös suu-15 rempi kostumisalttius siinä suhteessa, että ne kostuttuaan ponnahtavat auki suuremmalla nopeudella ja paisuvat suuremmassa määrin kuin mitä tekevät kuidut, joiden verkkoutusasteet ovat välillä 2,0 mooli-% - 2,5 mooli-%, niillä on suurempi märkäjoustavuus ja ne säilyttävät lähes yhtä 20 suuren absorptiokapasiteetin. On kuitenkin huomattava, että absorboivia rakenteita, joiden tiheys on korkeampi, voidaan valmistaa verkkoutetuista kuiduista, joiden verk-koutusaste on korkeampi, samoin kuin voidaan valmistaa tiheydeltään alempia absorboivia rakenteita verkkoutetuis-25. ta kuiduista, joilla on alemmat verkkoutusasteet. Kaikille tällaisille rakenteille saadaan parantunut suorituskyky verrattuna aikaisemmin tunnettuihin erillisiin, verkkoutettuihin kuituihin.Particularly good absorption properties, wet resilience and wettability can be obtained with degrees of crosslinking ranging from about 0.75 mol% to about 1.25 mol%, calculated on a molar basis of dry cellulose. Such fibers are preferably formed into absorbent cores having dry densities greater than their teas. 14 · »ΙΊ4 · t i t ai t 37 94435 wet densities at equilibrium. The absorbent cores are preferably compressed to densities ranging from about 0.12 g / cm 3 to about 0.60 g / cm 3, with the corresponding equilibrium wet density being less than the density of the dry compressed pad. It is also preferred that the absorbent cores be compressed to a density between about 0.12 g / cm 3 and about 0.40 g / cm 3, with corresponding equilibrium wet densities ranging from about 0.08 g / cm 3 to about 0.12 g / cm 3. and are less than the densities of dry, compressed-10 interiors. Compared to crosslinked fibers with degrees of crosslinking ranging from 2.0 mole percent to about 2.5 mole percent, the former fibers are less rigid, making them more suitable for compression to higher densities. The former fibers also have a greater susceptibility to mouth-15 in that, when wetted, they pop open at a higher rate and swell to a greater extent than fibers with crosslinking rates of 2.0 mole percent to 2.5 mole percent, and have greater wet flexibility. and they retain nearly equal to 20 high absorption capacities. It should be noted, however, that higher density absorbent structures can be made from crosslinked fibers with a higher degree of crosslinking, as well as lower density absorbent structures can be made from crosslinked fibers. fibers with lower degrees of crosslinking. All such structures provide improved performance over previously known discrete, crosslinked fibers.

Vaikkakin edellä oleva selostus sisältää edullisia 30 suoritusmuotoja tiheydeltään suurille ja pienille absorboiville rakenteille, on huomattava, että tässä selostettujen rajojen väleissä olevien absorboivan rakenteen tiheyksien ja verkkoutusainemäärien monet yhdistelmät aikaansaavat parempia absorptio-ominaisuuksia ja absorboivan 35 rakenteen eheyden verrattuna tavanomaisiin selluloosakui- 38 94435 tuihin ja aikaisemmin tunnettuihin verkkoutettuihin kuituihin. Tällaisten toteutusmuotojen tarkoitetaan sisältyvän tämän keksinnön piiriin.Although the foregoing description includes preferred embodiments for high density and low density absorbent structures, it should be noted that many combinations of absorbent structure densities and crosslinking agent amounts within the limits described herein provide better absorption properties and absorbent structure integrity over conventional cellulosic materials. known crosslinked fibers. Such embodiments are intended to be included within the scope of this invention.

Menetelmä nesteenpidätvsarvon määrittämiseksi 5 Seuraavaa menetelmää käytettiin selluloosakuitujen vedenpidätysarvon määrittämiseksi.Method for determining the water retention value 5 The following method was used to determine the water retention value of cellulose fibers.

Näytettä, joka käsittää noin 0,3 g - noin 0,4 g kuituja, liotetaan kannella varustetussa astiassa noin 100 ml:ssa tislattua tai deionisoitua vettä huoneen lämpöti-10 lassa noin 15 - noin 20 tuntia. Liotetut kuidut kootaan suodattimena ja siirretään 80 mesh'in viirakoriin, joka on kannatettu noin 3,81 cm sentrifugiputken 60 mesh'in seulaverkolla varustetun pohjan yläpuolelle. Putki peitetään muovikannella ja näytettä sentrifugoidaan suhteelli-15 sen keskipakoisvoiman ollessa 1500 - 1700 kertaa painovoima 19 - 21 minuuttia. Sentrifugoidut kuidut poistetaan sen jälkeen korista ja punnitaan. Punnitut kuidut kuivataan vakiopainoon 105 °C:ssa ja punnitaan uudelleen. Ve-denpidätysarvo lasketaan seuraavalla tavalla: 20A sample comprising about 0.3 g to about 0.4 g of fibers is soaked in a lid vessel in about 100 ml of distilled or deionized water at room temperature for about 15 to about 20 hours. The soaked fibers are collected as a filter and transferred to an 80 mesh wire basket supported about 3.81 cm above the bottom of a centrifuge tube with a 60 mesh screen. The tubes are covered with a plastic lid and the sample is centrifuged at a relative centrifugal force of 1500 to 1700 times gravity for 19 to 21 minutes. 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: 20

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

jossa 25 W = sentrifugoitujen kuitujen märkäpaino, D = kuitujen kuivapaino ja W-D = absorboituneen veden paino.where 25 W = wet weight of the centrifuged fibers, D = dry weight of the fibers and W-D = weight of water absorbed.

Menetelmä tippumiskapasiteetin määrittämiseksiMethod for determining the dripping capacity

Seuraavaa menetelmää käytettiin absorboivien sisus-30 osien tippumiskapasiteetin (drip capacity) määrittämiseksi. Tippumiskapasiteettia käytetään sisusosien absorptio-kyvyn ja absorptionopeuden yhteisenä mittana.The following method was used to determine the drip capacity of the absorbent cores. Dripping capacity is used as a common measure of the absorbency and absorption rate of the inner parts.

Absorboiva tyyny, jonka mitat ovat 10,16 cm x 10,16 cm ja joka painaa noin 7,5 g, pannaan seulaverkolle.An absorbent pad measuring 10.16 cm x 10.16 cm and weighing about 7.5 g is placed on a sieve.

35 Synteettistä virtsaa lisätään tyynyn keskelle nopeudella 8 ml/sekunti. Synteettisen virtsan lisääminen lopetetaan, 39 94435 kun ensimmäinen tippa synteettistä virtsaa vuotaa tyynyn pohjalta tai sivuilta. Tippumiskapasiteetti lasketaan siitä tyynyn massassa tapahtuvasta erotuksesta, joka saadaan kun tyynyn massasta synteettisen virtsan lisäämisen jäl-5 keen vähennetään sen massa ennen mainittua lisäystä, ja erotus jaetaan kuitujen massalla, joka lasketaan uunikui-vasta painosta.35 Synthetic urine is added to the center of the pad at a rate of 8 ml / second. The addition of synthetic urine is stopped, 39 94435 when the first drop of synthetic urine leaks from the bottom or sides of the pad. The dripping capacity is calculated from the difference in the mass of the pad obtained by subtracting the mass of the pad after the addition of synthetic urine before said addition, and dividing the difference by the mass of fibers calculated from the oven-dry weight.

Menetelmä märkäpuristettavuuden määrittämiseksiMethod for the determination of wet compressibility

Seuraavaa menetelmää käytettiin absorboivien raken-10 teiden märkäpuristettavuuden määrittämiseksi. Märkäpuris-tettavuutta käytettiin absorboivien sisusosien märkäpuris-tusvastuksen, märän rakenteen eheyden ja märkä joustavuuden mittana.The following method was used to determine the wet compressibility of absorbent structures. Wet compressibility was used as a measure of the wet compression resistance, wet structure integrity and wet flexibility of the absorbent cores.

Valmistetaan tyyny, jonka mitat ovat 10,16 cm x 15 10,16 cm ja joka painaa 7,5 g, sen paksuus mitataan ja tiheys lasketaan. Tyyny kuormitetaan synteettisellä virtsalla niin, että sen kuivapaino tulee kymmenkertaiseksi tai että saavutetaan sen kyllästymispiste, kumpi niistä onkin pienempi. Puristusvoima, jonka suuruus on 7 g/cm2 20 (0,1 PSI), kohdistetaan tyynyyn. Noin 60 sekunnin kulut tua, jona aikana tyyny tasapainottuu, mitataan tyynyn paksuus. Puristuskuormitus suurennetaan sen jälkeen arvoon 77 g/cm2 (1,1 PSI), tyynyn annetaan tasapainottua ja paksuus mitataan. Puristuskuormitus pienennetään sen jälkeen 25. arvoon 7 g/cm2 (0,1 PSI), tyynyn annetaan tasapainottua ja paksuus mitataan jälleen. Tiheydet lasketaan tyynylle alkuperäisellä 7 g/cm2:n kuormituksella, 77 g/cm2:n kuormituksella ja toisella 7 g/cm2:n kuormituksella, josta käytetään merkintää 0,1 PSIR-kuormitus (PSI-rebound, kimmah-30 dus). Huokostilavuus, joka ilmoitetaan suureena cm3/g, määritetään sen jälkeen jokaisen kyseisen puristuskuormitukeen osalta. Huokostilavuus on märän tyynyn tiheyden käänteisarvo vähennettynä kuitutilavuudella (0,95 cm3/g). Huo-kostilavuudet kuormituksella 7 g/cm2 ja 77 g/cm2 ovat käyt-35 tökelpoisia osoituksia märkäpuristusvastuksesta ja märän 40 94435 rakenteen eheydestä. Korkeammat huokostilavuudet tavallisille tyynyn alkuperäisille tiheyksille osoittavat suurempaa vastustuskykyä märkäpuristusta vastaan ja suurempaa märän rakenteen eheyttä. Huokostilavuuksien erotus, joka 5 on saatu 0,1 PSI:n ja 0,1 PSIR:n välillä, on käyttökelpoinen absorboivien tyynyjen märkäjoustavuuden vertaamiseksi. Pienempi erotus 0,1 PSI:n huokostilavuuden ja 0,1 PSIR:n huokostilavuuden välillä osoittaa suurempaa märkäjoustavuutta.A pillow measuring 10.16 cm x 15.16 cm and weighing 7.5 g is prepared, its thickness is measured and its density is calculated. The pad is loaded with synthetic urine so that its dry weight becomes ten times or that its saturation point is reached, whichever is lower. A compressive force of 7 g / cm2 20 (0.1 PSI) is applied to the pad. After about 60 seconds, during which the pillow is balanced, the thickness of the pillow is measured. The compressive load is then increased to 77 g / cm2 (1.1 PSI), the pad is allowed to equilibrate and the thickness is measured. The compressive load is then reduced to 25 g / cm 2 (0.1 PSI), the pad is allowed to equilibrate and the thickness is measured again. The densities are calculated for the pad with an initial load of 7 g / cm2, a load of 77 g / cm2 and a second load of 7 g / cm2, denoted 0.1 PSIR (PSI rebound, kimmah-30 dus). The pore volume, expressed in cm3 / g, is then determined for each compression load support in question. Pore volume is the inverse of the wet pad density minus fiber volume (0.95 cm 3 / g). Pore volumes with loads of 7 g / cm 2 and 77 g / cm 2 are useful indications of wet compression resistance and wet structure integrity. Higher pore volumes for standard pad initial densities indicate greater resistance to wet compression and greater wet structure integrity. The difference in pore volumes obtained between 0.1 PSI and 0.1 PSIR is useful for comparing the wet elasticity of absorbent pads. A smaller difference between a pore volume of 0.1 PSI and a pore volume of 0.1 PSIR indicates greater wet flexibility.

10 Myös kuivalle tyynylle ja kyllästetylle tyynylle ennen niiden kokoonpuristamista saatujen paksuuksien eron todettiin olevan käyttökelpoinen osoitus tyynyjen kastu-misalttiudesta.10 The difference in thicknesses obtained for the dry pad and the impregnated pad before they were compressed was also found to be a useful indication of the wettability of the pads.

Menetelmä kuivapuristettavuuden määrittämiseksi 15 Seuraavaa menetelmää käytettiin absorboivien sisus- osien kuivapuristettavuuden määrittämiseksi. Kuivapuris-tettavuutta käytettiin sisusosien kuivajoustavuuden mittana.Method for Determining Dry Compressibility The following method was used to determine the dry compressibility of absorbent cores. Dry compressibility was used as a measure of the dry elasticity of the inner parts.

Valmistetaan ilmassa kerrostettu tyyny, jonka mitat 20 ovat 10,16 cm x 10,16 cm ja joka painaa noin 7,5 g, ja puristetaan kuivana hydraulisella puristimella puristus-paineen ollessa 24 kg/cm2 (5500 paunaa/16 neliötuumaa). Tyyny käännetään ja puristaminen toistetaan. Tyynyn paksuus mitataan ennen puristamista ja sen jälkeen ei-kuor- 2.5 mittavalla mittatulkilla. Tiheys ennen puristamista ja sen jälkeen lasketaan sen jälkeen lausekkeena massa/(pinta-ala x paksuus). Ennen puristamista ja sen jälkeen saadun tiheyden väliset suurehkot erot osoittavat pienempää kuivaj oustavuutta.An air-laid pad measuring 10.16 cm x 10.16 cm and weighing about 7.5 g is prepared and dry pressed with a hydraulic press at a compression pressure of 24 kg / cm 2 (5500 pounds / 16 square inches). The pillow is turned and the pressing is repeated. The thickness of the pad is measured before and after pressing with a non-load-measuring gauge. The density before and after compression is then calculated as the mass / (area x thickness). Larger differences between pre- and post-compression densities indicate less dry flexibility.

30 Menetelmä selluloosakuitulen kanssa reagoineen alutaarialdehvdimäärän määrittämiseksi Seuraavaa menetelmää käytettiin glutaarialdehydi-määrän määrittämiseksi, joka reagoi muodostaen kuidunsi-säisiä ristikytkentäsidoksia erillisten, glutaarialdehy-35 dillä verkkoutettujen kuitujen selluloosakomponentin kanssa.Method for Determining the Amount of Alutaraldehyde Reacted with Cellulose Fiber The following method was used to determine the amount of glutaraldehyde that reacted to form intracellular crosslinks with the cellulose component of discrete fibers crosslinked with glutaraldehyde.

41 94435 41 Näyte erillisiä, verkkoutettuja kuituja uutetaan 0,1 N HClrlla. Uute erotetaan kuiduista ja sama uutto/ erotus-käsittely toistetaan sen jälkeen jokaiselle näytteelle vielä 3 kertaa. Jokaisesta uuttamisesta saatu uutos 5 sekoitetaan erikseen 2,4-dinitrofenyylihydratsonin (DNPH) vesiliuoksen kanssa. Reaktion annetaan edistyä 15 minuuttia, minkä jälkeen seokseen lisätään jokin tilavuus kloroformia. Reaktioseosta hämmennetään sen jälkeen 45 minuuttia. Kloroformi- ja vesikerrokset erotetaan erotussuppilon 10 avulla. Glutaarialdehydin määrä määritetään analysoimalla kloroformikerros korkeapaineisen nestekromatografian (HPLC) avulla DNPH-johdannaisen osalta.41 94435 41 A sample of the individual cross-linked fibers is extracted with 0.1 N HCl. The extract is separated from the fibers and the same extraction / separation treatment is then repeated 3 more times for each sample. The extract 5 obtained from each extraction is mixed separately with an aqueous solution of 2,4-dinitrophenylhydrazone (DNPH). The reaction is allowed to proceed for 15 minutes, after which a volume of chloroform is added to the mixture. The reaction mixture is then stirred for 45 minutes. The chloroform and water layers are separated by means of a separatory funnel 10. The amount of glutaraldehyde is determined by analyzing the chloroform layer by high performance liquid chromatography (HPLC) for the DNPH derivative.

HPLC-analyysiin käytetyt kromatografiset olosuhteet olivat seuraavat: pylväs: C-18 käänteisfaasi; detektori: 15 UV arvolla 360 nm? liikkuva faasi: metanoli/ vesi, 80:20; virtausnopeus; 1 ml/minuutti; suoritettu mittaus; piikin korkeus. Piikin korkeuden ja glutaarialdehydin pitoisuuden kalibrointikäyrä kehitettiin mittaamalla viiden sellaisen standardiliuoksen HPLC:11a saadun piikin 20 korkeudet, joiden glutaarialdehydimäärien tiedettiin olevan välillä 0-25 miljoonasosaa.The chromatographic conditions used for HPLC analysis were as follows: column: C-18 reverse phase; detector: 15 UV at 360 nm? mobile phase: methanol / water, 80:20; flow rate; 1 ml / minute; measurement performed; peak height. The calibration curve for peak height and glutaraldehyde content was developed by measuring the heights of peak 20 obtained by HPLC of five standard solutions known to have glutaraldehyde levels between 0 and 25 ppm.

Jokaisella kuitunäytteellä saadut kaikki neljä klo-roformifaasia analysoitiin HPLC:n avulla, piikin korkeus mitattiin ja vastaava glutaarialdehydin määrä määritettiin 25 kalibrointikäyrästä. Jokaisen uutteen glutaarialdehydikon- sentraatiot laskettiin yhteen ja jaettiin kuitunäytteen painolla (laskettu kuivasta kuituaineesta), jolloin saatiin glutaarialdehydipitoisuus kuivan kuituaineen pohjalta.All four chloroform phases obtained with each fiber sample were analyzed by HPLC, the height of the peak was measured, and the corresponding amount of glutaraldehyde was determined from 25 calibration curves. The glutaraldehyde concentrations of each extract were summed and divided by the weight of the fiber sample (calculated from dry fiber) to obtain the glutaraldehyde content on a dry fiber basis.

30 Kaksi glutaarialdehydipiikkiä oli jokaisessa HPLC- kromatogrammissa. Jompaa kumpaa piikkiä voidaan käyttää kunhan piikkiä käytetään läpi koko menetelmän.There were two glutaraldehyde peaks in each HPLC chromatogram. Either spike can be used as long as the spike is used throughout the method.

Esimerkki 1 Tämä esimerkki esittää verkkoutusaineen, glutaari-35 aldehydin, vaihtelevien määrien vaikutuksen erillisistä, 42 94435 verkkoutetuista kuiduista valmistettujen absorboivien tyy-nyjen absorptiokykyyn ja joustavuuteen. Erilliset, verk-koutetut kuidut valmistettiin kuivaverkkoutusmenetelmällä.Example 1 This example illustrates the effect of varying amounts of a crosslinking agent, glutarose-35 aldehyde, on the absorbency and flexibility of absorbent pads made of discrete 42,94435 crosslinked fibers. Separate, crosslinked fibers were prepared by the dry crosslinking method.

Jokaista näytettä varten hankittiin tietty määrä ei 5 koskaan kuivattua, etelän havupuun kraftmassaa (SSK-mas-sa). Kuitujen kosteuspitoisuus oli noin 62,4 % (mikä vastaa 37,6 %:n sakeutta). Muodostettiin liete lisäämällä kuidut liuokseen, joka sisälsi valitun määrän glutaarial-dehydin 50 %:ista vesiliuosta, 30 % (laskettuna glutaari-10 aldehydin painosta) sinkkinitraattiheksahydraattia, demi-neralisoitua vettä ja riittävän määrän 1 N HCl:a lietteen pH:n alentamiseksi suunnilleen arvoon 3,7. Kuituja liotettiin lietteessä 20 minuutin ajan, ja sen jälkeen poistettiin vesi sentrifugoimalla noin 34 %:n - noin 35 %:n kui-15 tusakeuteen. Tämän jälkeen kuivattiin kuidut, joista vettä oli erotettu, ilmassa noin 55 %:n - noin 56 %:n kuitusa-keuteen puhaltamalla kuivauslaitteen läpi ilmaa, jolla oli ympäristön lämpötila. Ilmakuivatut kuidut defibroitiin käyttämällä sellaista kolmivaiheista kuohkeutuslaitetta 20 kuin US-patentissa 3 987 968 on selostettu. Defibroidut kuidut pantiin kaukaloihin ja kovetettiin 145 °C:ssa oleellisesti staattisessa kuivausuunissa 45 minuutin ajan. Verkkoutuminen tapahtui täydellisesti uunikäsittelyn aikana. Verkkoutetut, erilliset kuidut pantiin viiraseulalle 2.5 ja pestiin noin 20 °C:n lämpöisellä vedellä, liotettiin 1 %:n sakeudessa yhden tunnin ajan 60 °C:n lämpöisessä vedessä, seulottiin, pestiin noin 20 °C:n lämpöisellä vedellä toisen kerran, sentrifugoitiin 60 %:n kuitusakeuteen, defibroitiin sellaisessa kolmivaiheisessa kuohkeutuslait-30 teessä kuin edellä on esitetty, ja kuivattiin lopullisesti .. staattisessa kuivausuunissa 105 °C:ssa 4 tuntia. Kuivatut kuidut kerrostettiin ilmassa absorboivien tyynyjen muodostamiseksi. Tyynyt puristettiin hydraulisella puristimella tiheyteen, jonka suuruus oli 0,10 g/cm3. Tyynyt koestettiin 35 absorptiokyvyn, joustavuuden ja reagoineen glutaarialdehy- 43 94435 din määrän osalta tässä määriteltyjen menetelmien mukaan. Reagoinut glutaarialdehydi ilmoitetaan mooli-%:eissa laskettuna kuivan kuidun selluloosa-anhydroglukoosin pohjalta. Tulokset esitetään taulukossa 1.For each sample, a certain amount of never-dried, southern conifer kraft pulp (SSK-mas) was obtained. 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 selected amount of a 50% aqueous solution of glutaraldehyde, 30% (based on the weight of glutar-10 aldehyde) zinc nitrate hexahydrate, demineralized water, and sufficient 1 N HCl to lower the pH of the slurry. 3.7. The fibers were soaked in the slurry for 20 minutes, and then dewatered by centrifugation to a fiber density of about 34% to about 35%. The water-separated fibers were then air dried to a fiber density of about 55% to about 56% by blowing air at ambient temperature through a dryer. The air-dried fibers were defibrated using a three-stage fluffing device 20 as described in U.S. Patent 3,987,968. The defibrated fibers were placed in trays and cured at 145 ° C in a substantially static drying oven for 45 minutes. The networking took place completely during the oven treatment. The crosslinked, individual fibers were placed on a wire screen 2.5 and washed with water at about 20 ° C, soaked at 1% consistency for one hour in water at 60 ° C, screened, washed a second time with water at about 20 ° C, centrifuged To a fiber consistency of 60%, was defibrated in a three-stage fluffing apparatus as described above, and finally dried .. in a static drying oven at 105 ° C for 4 hours. The dried fibers were layered in air to form absorbent pads. The pads were compressed with a hydraulic press to a density of 0.10 g / cm 3. The pads were tested for absorbance, flexibility, and the amount of reacted glutaraldehyde 43,94435 d according to the methods described herein. The reacted glutaraldehyde is expressed in mole% based on dry fiber cellulose anhydroglucose. The results are shown in Table 1.

55

Taulukko 1table 1

Tippumiskapa- Märkäpuristettavuus Näyte Glutaralde- siteetti kos- (cm3/g) nro hydi(mol-%) tutusnopeudel-Dripping Capacity Wet Compressibility Sample Glutaraldesicity cos- (cm3 / g) No. hyd (mol%)

10 lisätty/ WRV la 8 ml/s 7g/cm3 77g/cm2 7g/cm2R10 added / WRV Sat 8 ml / s 7g / cm3 77g / cm2 7g / cm2R

_reagoinut (%) (σ/s)_ 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_reacted (%) (σ / s) _ 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

15 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 20 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 kuitunäytteestä (N/A) - ei saatavissa 2b Esimerkki 215 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 20 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 fiber sample (N / A) - not available 2b Example 2

Esimerkin 1 mukaisista erillisistä, verkkoutetuis-ta kuiduista muodostettiin kuivana kerrostettuja absorboivia tyynyjä, joiden kuivakuitutiheys oli 0,20 g/cm3. Tyynyjen annettiin paisua esteettömissä olosuhteissa kostutet-50 taessa niitä synteettisellä virtsalla tippumiskapasiteet-timenetelmän suorituksen aikana. Tyynyjä koestettiin sen jälkeen absorptiokyvyn, joustavuuden ja rakenteellisen eheyden osalta edellä selostetun märkäpuristettavuusmene-telmän mukaisesti. Tulokset esitetään taulukossa 2. Tippu-35 miskapasiteetti ja märkäpuristettavuus suurenivat huomattavasti glutaarialdehydimäärän ollessa 0,50 mooli-%.The individual crosslinked fibers of Example 1 were formed into dry-laid absorbent pads with a dry fiber density of 0.20 g / cm 3. The pads were allowed to swell under unobstructed conditions with a Moisturizer-50 covering them with synthetic urine during the performance of the drip capacity method. The pads were then tested for absorbency, flexibility and structural integrity according to the wet compressibility method described above. The results are shown in Table 2. The drop-35 capacity and wet compressibility were significantly increased with a glutaraldehyde content of 0.50 mol%.

44 9443544 94435

Taulukko 2Table 2

Tippumiskapasiteet- Märkäpuristettavuus(cm3/g)Dripping Capacities - Wet Compressibility (cm3 / g)

Näyte ti kostutusnopeu- 7 g/cm2 77 g/cm2 7 g/cm2RThe wetting rate was 7 g / cm2 77 g / cm2 7 g / cm2R

numero della 8 m/s (a/a)__ 5 1 4,56 8,95 5,38 5,90 2 7,84 8,31 4,80 5,72 3* 11,05 11,71 6,63 7,31 4 9,65 8,90 5,11 6,10 10 5 12,23 11,87 6,35 7,52 6 13,37 10,54 6,04 7,25 7 11,09 9,80 5,67 6,92 8 12,04 9,69 5,72 6,86 9 7,99 9,80 5,50 6,74 15 10 3,57 9,25 5,50 6,46 * Otettu eri kuitunäytteestänumber della 8 m / s (a / a) __ 5 1 4.56 8.95 5.38 5.90 2 7.84 8.31 4.80 5.72 3 * 11.05 11.71 6.63 7.31 4 9.65 8.90 5.11 6.10 10 5 12.23 11.87 6.35 7.52 6 13.37 10.54 6.04 7.25 7 11.09 9.80 5.67 6.92 8 12.04 9.69 5.72 6.86 9 7.99 9.80 5.50 6.74 15 10 3.57 9.25 5.50 6.46 * Taken from a different fiber sample

Esimerkki 3 Tämän esimerkin tarkoituksena on osoittaa, että 20 uutettavissa olevan verkkoutusaineen alhaisia määriä voidaan saada suorittamalla kuiduille peräkkäisiä valkaisu-käsittelyjä verkkouttamisen jälkeen. Uutettavissa olevan verkkoutusaineen määrä määritettiin liottamalla kuitunäy-tettä 40 °C:ssa deionisoidussa vedessä 2,5 %:n sakeudessa 25 yhden tunnin ajan. Veteen uuttautunut glutaarialdehydimää-rä mitattiin HPLC:n avulla ja uutettavissa oleva glutaa-·. rialdehydimäärä ilmoitettiin kuivan kuituaineen pohjalta.Example 3 The purpose of this example is to show that low amounts of extractable crosslinking agent can be obtained by performing successive bleaching treatments on the fibers after crosslinking. The amount of extractable crosslinking agent was determined by soaking a fiber sample at 40 ° C in deionized water at a consistency of 2.5% for one hour. The amount of glutaraldehyde extracted in water was measured by HPLC and the extractable glutaraldehyde. the amount of rialdehyde was reported on a dry fiber basis.

Kuidut verkkoutettiin kuivaverkkoutusmenetelmän avulla.The fibers were crosslinked using the dry crosslinking method.

Hankittiin etelän havupuusta valmistettua kraft-30 massaa (SSK). Massakuidut valkaistiin osittain seuraavien peräkkäisten valkaisuvaiheiden avulla: klooraus (C) - sa-keudeltaan 3-4 %:ista lietettä käsiteltiin noin 5 %:lla käytettävissä olevaa klooria noin pH-arvossa 2,5 ja noin 38 eC:ssa 30 minuutin ajan; uutto natriumhydroksidilla -35 sakeudeltaan 12-%:ista lietettä käsiteltiin NaOH:lla (1,4 g/litra) noin 74 °C:ssa 60 minuutin ajan; ja hypokloriit- 45 94435 tikäsittely (H) - sakeudeltaan 12-%:ista lietettä käsiteltiin riittävällä määrällä natriumhypokloriittia pH-välillä 11 - 11,5 lämpötilassa, joka oli välillä 38 eC - 60 °C, 60 minuutin ajan Elretho-vaaleusarvon saamiseksi välille 60 -5 65 ja viskositeetti välille 15,5 - 16,5 mPa*s (cp). Osit tain valkaistuista kuiduista valmistettiin erillisiä, verkkoutettuja kuituja käyttämällä glutaarialdehydiä verk-koutusaineena esimerkissä 1 selostetun menetelmän mukaisesti. Kuituihin pidättyi 2,29 mooli-% glutaarialdehydiä, 10 laskettuna kuivan kuidun selluloosa-anhydroglukoosin mo-laariselta pohjalta. Tällaisten kuitujen uutettavissa oleva glutaarialdehydimäärä on tyypillisesti noin 1000 miljoonasosa (0,1 %).Kraft-30 pulp (SSK) made from southern softwood was procured. The pulp fibers were partially bleached by the following successive bleaching steps: chlorination (C) - a 3-4% slurry was treated with about 5% available chlorine at about pH 2.5 and about 38 eC for 30 minutes; extraction with sodium hydroxide A -35 slurry of 12% consistency was treated with NaOH (1.4 g / liter) at about 74 ° C for 60 minutes; and hypochlorite treatment The slurry with a (H) consistency of 12% was treated with a sufficient amount of sodium hypochlorite at pH 11 to 11.5 at 38 ° C to 60 ° C for 60 minutes to obtain an Elretho brightness value between 60 ° C and 60 ° C. -5 65 and a viscosity between 15.5 and 16.5 mPa * s (cp). Separate bleached fibers were made into discrete, crosslinked fibers using glutaraldehyde as a crosslinking agent according to the method described in Example 1. 2.29 mole% glutaraldehyde, based on the molar basis of dry fiber cellulose anhydroglucose, was retained in the fibers. The extractable amount of glutaraldehyde in such fibers is typically about 1000 parts per million (0.1%).

Osittain valkaistujen, erillisten kuitujen valkai-15 sua jatkettiin sen jälkeen ja täydennettiin käsittelysar-jalla (DEH), joka käsitti käsittelyn klooridioksidilla (D), uuton (E) ja käsittelyn natriumhypokloriitilla (H). Klooridioksidikäsittelyssä (D) liotettiin erillisiä, verkkoutettuja kuituja sakeudeltaan 10-%:isessa vesiliettees-20 sä, joka sisälsi myös riittävän määrän natriumhypokloriittia, niin että käytettävissä olevaa klooria oli 2 % laskettuna kuivan kuituaineen painosta. Sekoittamisen jälkeen lietteen pH alennettiin suunnilleen pH-arvoon 2,5 lisäämällä HCl:a ja sen jälkeen suurennettiin pH-arvoon 4,4 25. lisäämällä NaOH:a. Massaliete pantiin sen jälkeen 70 °C:n lämpöiseen uuniin 2,5 tunnin ajaksi, seulottiin, huuhdeltiin vedellä neutraaliin pH-arvoon ja sentrifugoitiin 61,4 %:n sakeuteen.The bleaching of the partially bleached, discrete fibers was then continued and supplemented with a series of treatments (DEH) comprising treatment with chlorine dioxide (D), extraction (E) and treatment with sodium hypochlorite (H). In the chlorine dioxide treatment (D), discrete, crosslinked fibers were soaked in a 10% aqueous slurry, which also contained a sufficient amount of sodium hypochlorite, so that the available chlorine was 2% by weight of the dry fiber. After stirring, the pH of the slurry was lowered to approximately pH 2.5 by the addition of HCl and then raised to pH 4.4 by the addition of NaOH. The pulp slurry was then placed in a 70 ° C oven for 2.5 hours, screened, rinsed with water to neutral pH, and centrifuged to a consistency of 61.4%.

Uuttovaiheessa käsiteltiin kuitujen, joista vettä 30 oli erotettu, sakeudeltaan 10-%:ista vesilietettä liuoksella, joka sisälsi 0,33 g NaOH/litra vettä, 1,5 tunnin ajan 40 °C:ssa. Sen jälkeen kuidut seulottiin, huuhdeltiin vedellä neutraaliin pH-arvoon ja sentrifugoitiin 62,4 %:n sakeuteen.In the extraction step, a 10% aqueous slurry of fibers from which water had been separated was treated with a solution of 0.33 g NaOH / liter of water for 1.5 hours at 40 ° C. The fibers were then screened, rinsed with water to neutral pH, and centrifuged to a consistency of 62.4%.

46 9443546 94435

Lopuksi valmistettiin natriumhypokloriittivaihetta (H) varten sakeudeltaan 10-%:inen kuituliete, joka sisälsi riittävästi natriumhypokloriittia, niin että läsnä oli 1,5 % käytettävissä olevaa klooria laskettuna kuivan kui-5 tuaineen pohjalta. Lietettä sekoitettiin ja kuumennettiin 50 °C:ssa uunissa yhden tunnin ajan. Sen jälkeen kuidut seulottiin, huuhdeltiin pH-arvoon 5,0 ja sakeutettiin 62,4 %:n sakeuteen. Kuidut, joista vettä oli erotettu, kuivattiin ilmassa, kuohkeutettiin ja kuivattiin lopulli-10 sesti 105 °C:n lämpöisessä uunissa yhden tunnin ajan. Täysin valkaistujen, erillisten, verkkoutettujen kuitujen uutettavissa olevan glutaarialdehydin määrä oli 25 miljoonasosaa (0,0025 %). Tämä on paljon sen uutettavissa olevan glutaarialdehydin maksimiarvon alapuolella, jonka arvon 15 uskotaan olevan hyväksyttävissä sellaisia käyttösovellutuksia varten, joissa kuituja käytetään ihmisihon läheisyydessä .Finally, for the sodium hypochlorite step (H), a fiber slurry with a consistency of 10% was prepared containing sufficient sodium hypochlorite in the presence of 1.5% available chlorine, calculated on a dry fiber basis. The slurry was stirred and heated at 50 ° C in an oven for one hour. The fibers were then screened, rinsed to pH 5.0, and thickened to a consistency of 62.4%. The water-separated fibers were air-dried, fluffed, and finally dried in an oven at 105 ° C for one hour. The amount of glutaraldehyde extractable from fully bleached, discrete, crosslinked fibers was 25 ppm (0.0025%). This is well below the maximum value of extractable glutaraldehyde, which is believed to be acceptable for applications where the fibers are used in the vicinity of human skin.

Todettiin myös, että sellaisista kuiduista valmistetuilla tyynyillä, jotka oli osittain valkaistu, verkkou-20 tettu ja sen jälkeen valkaistu lopullisesti, oli yllättäen korkeammat nesteenpidätysarvo ja nesteensiirtonopeus (wic-king rate) sekä ainakin samanvertainen tippumiskapasiteet-ti ja märkäjoustavuus kuin erillisillä kuiduilla, jotka verkkoutettiin sen jälkeen kun ne oli täydellisesti val-25 kaistu. Kuitenkin suuremmasta WRV-luvusta johtuen, sellaiset kuidut, jotka verkkoutettiin valkaisukäsittelysarjan keskivaiheilla, olivat enemmän kokoonpuristuvia kuivassa tilassa.It was also found that pads made of fibers that had been partially bleached, reticulated and then finally bleached surprisingly had higher fluid retention and wic-king rates and at least the same dripping capacity and wet flexibility as the individual fibers, after they were completely val-25 lane. However, due to the higher WRV number, fibers that were crosslinked in the middle stages of the bleaching treatment series were more compressible in the dry state.

Oleellisesti vastaavanlaisia tuloksia saatiin, kun 30 viimeinen hypokloriittivaihe (H) korvattiin peroksidival-kaisuvaiheella (P). P-vaiheessa käsiteltiin sakeudeltaan 10-%:ista lietettä 0,5 %:lla vetyperoksidia, laskettuna kuituaineen painosta, pH-välillä 11 - 11,5 ja 80 °C:ssa 90 minuutin ajan.Substantially similar results were obtained when the last 30 hypochlorite steps (H) were replaced by a peroxide bleaching step (P). In step P, a slurry with a consistency of 10% was treated with 0.5% hydrogen peroxide, based on the weight of the fiber, at a pH between 11 and 11.5 and 80 ° C for 90 minutes.

Il tt:t 3'ΠΙ !!??! ' IIl tt: t 3'ΠΙ !! ??! 'I

47 9443547 94435

Esimerkki 4 Tämä esimerkki osoittaa, mikä vaikutus on orgaanisen hapon sekoittamisella epäorgaanisen suolakatalyytin kanssa verkkoutusreaktion edistymisasteeseen. Kuidut verk-5 koutettiin kuivaverkkoutusmenetelmän avulla.Example 4 This example shows the effect of mixing an organic acid with an inorganic salt catalyst on the progress of the crosslinking reaction. The fibers mesh-5 were assembled by the dry crosslinking method.

Valmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla erillisten, verkkoutettujen kuitujen ensimmäinen näyte, jolloin 4,0 mooli-% glutaarialdehydiä pidättyi veden erottamisen jälkeen. Verkkouttamisen jälkeen suoritetut kuitujen 10 analyyttiset mittaukset osoittivat, että kuitujen kanssa reagoineen glutaarialdehydin määrä oli 1,58 mooli-%, mikä vastaa noin 37 % täydellisestä reaktiosta.A first sample of discrete, crosslinked fibers was prepared as described in Example 1, with 4.0 mole percent glutaraldehyde retained after water separation. Analytical measurements of the fibers after crosslinking showed that the amount of glutaraldehyde reacted with the fibers was 1.58 mol%, corresponding to about 37% of the complete reaction.

Erillisten, verkkoutettujen kuitujen toinen näyte valmistettiin samalla tavalla kuin tässä esimerkissä se-15 lostettu ensimmäinen näyte, paitsi että sinkkinitraattika- talyytin lisäksi sellainen määrä sitruunahappoa, joka vastasi 10 paino-% glutaarialdehydistä, sekoitettiin sinkki-nitraatin kanssa massalietteeseen lisäkatalyyttinä. Verkkouttamisen jälkeen suoritetut kuitujen analyyttiset mit-20 taukset osoittivat, että kuitujen kanssa reagoineen glutaarialdehydin määrä oli 2,45 mooli-%, joka vastaa noin 61 % täydellisestä reaktiosta (molaariselta pohjalta) ja 55,1 %:n suurenemista reaktion edistymisessä verrattuna näytteeseen, jossa katalyyttinä käytettiin vain sinkkinit-25. raattia.A second sample of individual crosslinked fibers was prepared in the same manner as the first sample described in this example, except that in addition to the zinc nitrate catalyst, an amount of citric acid corresponding to 10% by weight of glutaraldehyde was mixed with zinc nitrate in the pulp slurry as an additional catalyst. Analytical measurements of the fibers after crosslinking showed that the amount of glutaraldehyde reacted with the fibers was 2.45 mol%, corresponding to about 61% of the complete reaction (on a molar basis) and a 55.1% increase in reaction progress compared to the sample in which only zinc-25 was used as a catalyst. stearate.

Esimerkki 5 Tämä esimerkki esittää glyoksyylihapon, dialdehydi-happoanalogin, jossa on yksi aldehydiryhmä, alhaisten määrien käyttöä esimerkissä 1 kuvatussa kuivaverkkoutusmene-30 telmässä.Example 5 This example illustrates the use of low amounts of a glyoxylic acid, a dialdehyde acid analog having a single aldehyde group, in the dry crosslinking method described in Example 1.

Valmistettiin ei koskaan kuivatusta SSK-massasta * kuituliete, joka sisälsi riittävän määrän glyoksyylihappoa arviolta 1,2 %:n suuruisen glyoksaalihappomäärän saamiseksi reagoimaan selluloosakuitujen kanssa, laskettuna sellu-35 loosan anhydroglukoosin molaariselta pohjalta, ja sinkki- t 48 94435 nitraattiheksahydraattikatalyyttiä. Sentrifugoitujen kuitujen kuitusakeus oli noin 38 % ja kuidut sisälsivät noin 1,06 paino-% glyoksyylihappoa kuivan kuituaineen pohjalta laskettuna. Katalyytin suhde verkkouttamisaineeseen oli 5 noin 0,30. Lietteen pH-arvo verkkouttamista aloitettaessa oli noin 2,16. Kuidut hajotettiin erillisiksi ja verkkou-tettiin esimerkissä 1 selostettujen menettelyjen mukaan.A fibrous slurry was prepared from a never dried SSK pulp * containing a sufficient amount of glyoxylic acid to react with an estimated 1.2% glyoxalic acid to react with cellulose fibers, calculated on a molar basis of cellulose anhydroglucose, and zinc 48,94435 nitrate hexahydrate hexahydrate. The centrifuged fibers had a fiber consistency of about 38% and the fibers contained about 1.06% by weight of glyoxylic acid on a dry fiber basis. The ratio of catalyst to crosslinking agent was about 0.30. The pH of the slurry at the start of crosslinking was about 2.16. The fibers were separated and crosslinked according to the procedures described in Example 1.

Toisessa näytteessä noin 0,53 paino-% glyoksyylihappoa, laskettuna kuivan kuituainepainon perusteella, 10 lisättiin kuituihin arviolta noin 0,6 mooli-%:n suuruisen glyoksyylihappomäärän saamiseksi reagoimaan kuitujen kanssa, laskettuna selluloosa-anhydroglukoosin molaariselta pohjalta. Erilliset, verkkoutetut kuidut valmistettiin muutoin juuri edellä selostetun näytteen mukaisesti, pait-15 si että lietteen pH-arvo verkkouttamista aloitettaessa oli noin 2,35.In another sample, about 0.53% by weight of glyoxylic acid, based on dry fiber weight, was added to the fibers to react an estimated amount of glyoxylic acid of about 0.6 mol%, calculated on a molar basis of cellulose anhydroglucose. Separate, crosslinked fibers were otherwise prepared according to the sample just described, except that the pH of the slurry at the start of crosslinking was about 2.35.

Absorboivia rakenteita, joiden tiheydet olivat 0,1 g/cm3 ja 0,2 g/cm3, valmistettiin erillisistä, verkkou-tetuista kuiduista siten kuin esimerkissä 2 on esitetty.Absorbent structures with densities of 0.1 g / cm 3 and 0.2 g / cm 3 were made from discrete, crosslinked fibers as shown in Example 2.

20 Tyynyjen tippumiskapasiteetit, märkäpuristettavuudet ar voilla 0,1 PSI, 1,1 PSI ja 0,1 PSIR sekä nesteensiirtokyky olivat huomattavasti suuremmat kuin tiheydeltään samanlaisilla absorboivilla rakenteilla, jotka oli valmistettu tavanomaisista, ei-verkkoutetuista kuiduista.20 The dripping capacities, wet compressibility values of 0.1 PSI, 1.1 PSI and 0.1 PSIR, and fluid transfer capacity of the pads were significantly higher than those of absorbent structures of similar density made of conventional non-crosslinked fibers.

25 Esimerkki 6 Tämä esimerkki esittää menetelmän erillisten, verk-koutettujen kuitujen valmistamiseksi vedettömässä liuoksessa suoritetun kovetusverkkoutusmenetelmän avulla, jossa kuidut verkkoutetaan oleellisesti ei-turvonneessa, kokoon-30 painuneessa tilassa.Example 6 This example illustrates a process for making discrete, crosslinked fibers by an anhydrous solution curing crosslinking process in which the fibers are crosslinked in a substantially non-swollen, compressed state.

Hankitaan ei koskaan kuivattuja, valkaistuja SSK-kuituja ja kuivataan kuitusakeudeltaan noin 67-%:iseksi. Kuidut defibroidaan mekaanisesti käyttämällä sellaista kolmivaiheista kuohkeutuslaitetta kuin US-patentissa 3 987 35 968 on esitetty. Defibroidut kuidut kuivataan sen jälkeen 49 94435 täydellisesti 105 °C:ssa neljän tunnin kuluessa. Kuivatuista kuiduista valmistetaan sen jälkeen sakeudeltaan 10-%:inen kuitujen ja verkkoutusliuoksen muodostama liete, jolloin verkkoutusliuos sisältää noin 0,5 paino-% - noin 5 6,0 paino-% 50 %:ista glutaarialdehydiliuosta, lisämäärän vettä, jota on noin 1,5 paino-% - noin 13 paino-%, noin 0,3 paino-% - noin 3,0 paino-% happokatalyyttiä (HC1 tai H2S04) sekä loput etikkahappoa. Kuidut pidetään verkkou-tusliuoksessa ajan, joka on 0,5 tuntia - 6 tuntia, noin 10 25 eC:n lämpötilassa, jonka ajan kuluessa ensisijaiset kuidunsisäiset ristikytkentäsidokset muodostuvat. Kuidut pestään sen jälkeen kylmällä vedellä ja sentrifugoidaan kuitusakeuteen, joka on noin 60 paino-% - noin 65 paino-%, defibroidaan kolmivaiheisella kuohkeutuslaitteella ja kui-15 vataan 105 °C:ssa neljän tunnin ajan. Tällaiset kuidut sisältävät niissä reagoineena noin 0,5 mooli-% - noin 3,5 mooli-% verkkoutusainetta, laskettuna selluloosa-anhydro-glukoosin molaariselta pohjalta. Kuivatut kuidut voidaan kerrostaa ilmassa absorboivien rakenteiden muodostamiseksi 20 ja puristaa tiheyteen, joka on 0,10 g/cm3 tai 0,20 g/cm3, hydraulisen puristimen avulla samanlaisiksi tyynyiksi kuin mitä esimerkeissä 1 ja 2 muodostettiin, tai haluttaessa johonkin muuhun tiheyteen.Never dried, bleached SSK fibers are obtained and dried to a fiber density of about 67%. The fibers are mechanically defibrated using a three-stage fluffing device such as that disclosed in U.S. Patent 3,987,358. The defibrated fibers are then completely dried at 49,94435 at 105 ° C for four hours. The dried fibers are then made into a slurry of fibers and a crosslinking solution having a consistency of 10%, wherein the crosslinking solution contains from about 0.5% to about 6.0% by weight of a 50% glutaraldehyde solution, with an additional amount of water of about 1. 5% to about 13% by weight, about 0.3% to about 3.0% by weight of an acid catalyst (HCl or H 2 SO 4) and the remainder acetic acid. The fibers are kept in the crosslinking solution for a period of 0.5 hours to 6 hours at a temperature of about 10 to 25 ° C, during which time the primary intramibular crosslinking bonds are formed. The fibers are then washed with cold water and centrifuged to a fiber density of about 60% to about 65% by weight, defibrated in a three-stage fluffing apparatus, and dried at 105 ° C for four hours. Such fibers contain from about 0.5 mole percent to about 3.5 mole percent crosslinking agent, based on the molar basis of cellulose anhydro-glucose. The dried fibers can be layered to form air-absorbent structures 20 and compressed to a density of 0.10 g / cm 3 or 0.20 g / cm 3 by means of a hydraulic press into pads similar to those formed in Examples 1 and 2, or other densities if desired.

Esimerkki 7 25 Tämä esimerkki esittää menetelmän erillisten, verk- koutettujen kuitujen muodostamiseksi vedettömässä liuoksessa suoritetun kovetusverkkoutusmenetelmän avulla, jossa verkkoutetaan osittain, mutta ei täysin turvonneessa tilassa.Example 7 This example illustrates a method of forming discrete, crosslinked fibers by a curing crosslinking process in an anhydrous solution in which the crosslinking is partially but not completely swollen.

30 Seuraava menetelmä on samanlainen kuin esimerkissä 6 on selostettu, paitsi että ei koskaan kuivatut SSK-kui-dut kuivataan aluksi 50 - 55 paino-%:n kuitusakeuteen ennen defibrointia, ja defibroidut kuidut kuivataan kosteuspitoisuuteen, joka on noin 18 paino-% - noin 30 paino-%, 35 tuloksena tällaisesta defibroinnista ja haluttaessa suori- 50 94435 tetaan lisäkuivausvaihe. Tämän jälkeen kuidut, joilla on osittain turvonnut konfiguraatio, verkkoutetaan, pestään, sentrifugoidaan, defibroidaan ja kuivataan esimerkissä 6 esitetyllä tavalla. Verrattuna esimerkin 6 mukaisiin verk-5 koutettuihin kuituihin, tämän esimerkin mukaisilla osittain turvonneilla, verkkoutetuilla kuiduilla, jotka sisältävät oleellisesti ekvivalenttiset määrät glutaarialdehy-diä, on korkeammat WRV-luvut ja niistä voidaan valmistaa absorboivia rakenteita, joilla on suurempi tippumiskapasi-10 teetti ja märkäpuristettavuus.The following method is similar to that described in Example 6, except that the never-dried SSK fibers are initially dried to a fiber density of 50 to 55% by weight prior to defibration, and the defibrated fibers are dried to a moisture content of about 18% by weight to about 18% by weight. 30% by weight, 35 as a result of such defibration and, if desired, an additional drying step is carried out. The fibers with a partially swollen configuration are then crosslinked, washed, centrifuged, defibrated and dried as described in Example 6. Compared to the crosslinked fibers of Example 6, the partially swollen crosslinked fibers of this example, which contain substantially equivalent amounts of glutaraldehyde, have higher WRV numbers and can be made into absorbent structures with higher dripping capacity and wet purity.

Esimerkki 8 Tämä esimerkki esittää menetelmän erillisten, verk-koutettujen kuitujen valmistamiseksi vedettömässä liuoksessa tapahtuvan verkkoutusmenetelmän avulla, jossa kuidut 15 esiliotetaan erittäin konsentroidussa vesiliuoksessa, joka sisältää glutaarialdehydiä, ennen verkkouttamista oleellisesti vedettömässä verkkoutusliuoksessa.Example 8 This example illustrates a process for preparing discrete, crosslinked fibers by an anhydrous solution crosslinking process in which the fibers are pre-soaked in a highly concentrated aqueous solution containing glutaraldehyde prior to crosslinking in a substantially anhydrous crosslinking solution.

Ei koskaan kuivatut SSK-kuidut erotetaan mekaanisesti defibrointilaitteen avulla, joka on selostettu US-20 patentissa 3 987 968, ja esiliotetaan vesiliuoksessa, joka sisältää 50 paino-% glutaarialdehydiä ja 50 paino-% vettä, käsittelyäjän ollessa noin 2 minuuttia - noin 30 minuuttia. Kuidut puristetaan sen jälkeen mekaanisesti osittain turvonneiden, glutaarialdehydillä impregnoitujen kuitujen 25 saamiseksi. Kuidut verkkoutetaan sen jälkeen katalyytin • läsnä ollessa, pestään, sentrifugoidaan, defibroidaan ja kuivataan esimerkissä 6 kuvatulla tavalla. Verrattuna esimerkkien 6 tai 7 mukaisiin verkkoutettuihin kuituihin, joissa verkkoutusasteet ovat samat esillä olevan esimerkin 30 mukaisista kuiduista valmistetuilla absorboivilla rakenteilla on korkeammat tippumiskapasiteetit ja märkäpuris-tettavuudet.The never-dried SSK fibers are mechanically separated by the defibrator described in U.S. Patent No. 3,987,968 and pre-soaked in an aqueous solution containing 50% by weight glutaraldehyde and 50% by weight water for a treatment time of about 2 minutes to about 30 minutes. The fibers are then mechanically compressed to obtain partially swollen fibers impregnated with glutaraldehyde. The fibers are then crosslinked in the presence of a catalyst, washed, centrifuged, defibrated and dried as described in Example 6. Compared to the crosslinked fibers of Examples 6 or 7, in which the degrees of crosslinking are the same, the absorbent structures made of the fibers of the present Example 30 have higher dripping capacities and wet compressibility.

Esimerkki 9Example 9

Erillisiä, verkkoutettuja kuituja valmistettiin 35 esimerkissä 7 esitetyllä menetelmällä. Verkkoutusliuokset ai itzi mu t i i al i 51 94435 sisälsivät: 2 % glutaarialdehydiä, 1,29 % H2S04:ä, 3 % vettä, loput etikkahappoa näytteille 1 ja 2; ja 0,5 % glutaarialdehydiä, 0,6 % H2S04:ä, 1,2 % vettä, loput etikkahappoa näytteille 3 ja 4. Verkkoutusliuokseen lisättyjen kuitujen 5 kosteuspitoisuus oli 30 % näytteille 1 ja 2, ja 18% näytteille 3 ja 4. Glutaarialdehydi reagoi muodostaen risti-kytkentäsidoksia kuitujen kanssa. WRV-luku, tippumiskapa-siteetti ja palautunut märkäpuristettavuus (7 g/cm2R, 0,1 PSIR) mitattiin ja tulokset esitetään seuraavassa 10 taulukossa 3.Separate, crosslinked fibers were prepared by the method described in Example 7. The crosslinking solutions ai itzi mu t i i al i 51 94435 contained: 2% glutaraldehyde, 1.29% H 2 SO 4, 3% water, the remainder acetic acid for samples 1 and 2; and 0.5% glutaraldehyde, 0.6% H 2 SO 4, 1.2% water, the remaining acetic acid for samples 3 and 4. The moisture content of the fibers 5 added to the crosslinking solution was 30% for samples 1 and 2, and 18% for samples 3 and 4. Glutaraldehyde reacts to form cross-linking bonds with the fibers. WRV, dripping capacity and recovered wet compressibility (7 g / cm 2 R, 0.1 PSIR) were measured and the results are shown in Table 3 below.

Taulukko 3Table 3

Kuitujen Reagoinut Tippumiska-Märkäpuris- kosteus- glutar- pasiteetti tettavuus Näyte pitoi- aldehydi Tiheys WRV 8 ml/s (cm3/g) 15 nro suus (%) (mol-%) (g/cm3)(%) (a/a)_(7 g/cmzR) 1 30 3,2 0,10 55 N/A 8,4 2 30 3,2 0,20 55 14,4 7,7Fiber Reacted Drip-Wet Press Moisture Glutar Capacity Sample Concentrated Aldehyde Density WRV 8 ml / s (cm3 / g) No. 15 (%) (mol-%) (g / cm3) (%) (a / a ) _ (7 g / cm 2 R) 1 30 3.2 0.10 55 N / A 8.4 2 30 3.2 0.20 55 14.4 7.7

3 18 1,6 0,10 46 N/A N/A3 18 1.6 0.10 46 N / A N / A

20 4 18 1,6 0,20 46 12,6 7,2 N/A - ei saatavissa20 4 18 1.6 0.20 46 12.6 7.2 N / A - not available

Esimerkki 10 Tämän esimerkin tarkoituksena on valaista menetel-25 mää erillisiä, verkkoutettuja kuituja sisältävien märkä- kerrostettujen arkkien valmistamiseksi.Example 10 The purpose of this example is to illustrate a method of making separate wet-laid sheets containing crosslinked fibers.

' Sakeudeltaan 0,55 %:inen kuituseosliete, joka si sälsi 90 % esimerkissä 1 selostetun menetelmän mukaisesti valmistettuja erillisiä, verkkoutettuja kuituja ja 10 % 30 tavanomaisia, ei-verkkoutettuja kuituja, joiden freeness-jauhautumisaste oli pienempi kuin 100 CSF, kerrostettiin flokkuloiduiksi, kimppuuntuneiksi kuiduiksi tavalliselle 84 mesh’in tasomuodostusviiralle. Ulosvirtausnopeus paperikoneen perälaatikosta oli 430 kg/minuutti. Välittömästi 3b kerrostamisen jälkeen kohdistettiin kuituihin viisi vesi-virtaa, joiden virtausmäärät pienenivät viiran kulkusuunnassa. Viiden vesivirran tuottama yhteenlaskettu virtaus- 94435 52 suhde oli 85 kg vettä/kg uunikuivaa kuituainetta. Suih-kusuuttimet oli kaikki järjestetty välimatkan päähän toisistaan suunnilleen yhden metrin pituiselle alueelle yhdensuuntaisesti muodostusviiran kulkusuunnan kanssa. Jo-5 kainen vesisuihku suihkutettiin kuiduille linjassa olevan sarjan kautta ympyrän muotoisia aukkoja, joiden sisähal-kaisija oli 3,2 mm (1/8") ja joiden väliset etäisyydet olivat 12,7 mm (1/2") ja jotka ulottuivat muodostusviiran leveyden poikki. Virtauksen likimääräinen %-määrä, lasketit) tuna koko virtausmäärästä ja virtausnopeus aukkojen läpi jokaiselle suihkusuuttimelle olivat seuraavat: suihku 1:37 % kokonaisvirtauksesta, 170 m/minuutti; suihku 2:36 % kokonaisvirtauksesta, 165 m/minuutti; suihku 3:13 % kokonaisvirtauksesta, 61 m/minuutti; suihku 4:9 % kokonaisvir-15 tauksesta, 41 m/minuutti; suihku 5:5 % kokonaisvirtauksesta, 20 m/minuutti. Välittömästi viidennen suihkun jälkeen kuidut asetettiin käsittelemällä lieriömäisellä viirarul-lalla, joka tällä alalla tunnetaan eguttöörinä. Eguttööri puristi kuidut, jotka asettamishetkellä olivat erittäin 20 sakean lietteen muodossa, muodostusviiraa vastaan asettaen kuidut märän arkin muotoon. Arkki on ulkonäöltään samanlainen kuin tavanomaiset kuitumassa-arkit.A 0.55% fiber blend slurry containing 90% discrete, crosslinked fibers prepared according to the method described in Example 1 and 10% of 30 conventional non-crosslinked fibers with a freeness degree of less than 100 CSF was deposited as flocculated, bundled fibers for a standard 84 mesh planing wire. The outflow rate from the paper machine headbox was 430 kg / minute. Immediately after deposition 3b, five water streams were applied to the fibers, the flow rates of which decreased in the direction of travel of the wire. The total flow ratio produced by the five water streams was 85 kg water / kg oven dry fiber. The spray nozzles were all arranged at a distance of approximately one meter from each other parallel to the direction of travel of the forming wire. A jet of water was sprayed onto the fibers through a series of circular openings with an inside diameter of 3.2 mm (1/8 ") and spacing of 12.7 mm (1/2") extending across the width of the forming wire. across. The approximate% flow rate, calculators) of the total flow rate and the flow rate through the orifices for each spray nozzle were as follows: spray 1:37% of total flow, 170 m / min; shower 2:36% of total flow, 165 m / minute; shower 3:13% of total flow, 61 m / minute; shower 4: 9% of total flow-15, 41 m / min; shower 5: 5% of total flow, 20 m / minute. Immediately after the fifth spray, the fibers were placed by treatment with a cylindrical roll of wire known in the art as a knife. The egutheran pressed the fibers, which at the time of placing were in the form of a very thick thick slurry, against the forming wire, placing the fibers in the form of a wet sheet. The sheet is similar in appearance to conventional pulp sheets.

<· ta t iin t t i a : i<· Ta t iin t t i a: i

Claims (10)

1. Tvärbundna, tvinnade och krusade individuella cellulosafibrer som omfattar cellulosafibrer i en väsent-5 ligen individuell form och som har upprätthällits i en väsentligen individuell form under torkning och tvärbind-ning, varvid tvärbindningsmedlet är valt bland gruppen C2-C8dialdehyder, syraanaloger av nämnda dialdehyder i vil-ka en aldehydgrupp av var och en av nämnda dialdehyder är 10 ersatt med en karboxylgrupp, och oligomerer av nämnda dialdehyder och dialdehydsyraanaloger, känneteck-n a d e därav, att fibrerna har 0,5 mol-% - 3,5 mol-% av reagerat tvärbindningsmedel beräknat pä cellulosans anhyd-roglukosmolmängd, att fukthalten hos fibrerna som reagerar 15 med tvärbindningsmedlet är högst 30 % beräknat ρέ de torka fibrernas vikt och att tvärbindningsmedlet är tillräckligt reagerat med fibrerna i form av tvärbindningar inuti fibrerna, varvid för fibrerna erhälls ett vattenbindningsvär-de av 28 - 45.1. Crosslinked, twisted and crimped individual cellulose fibers comprising cellulose fibers in a substantially individual form and which have been maintained in a substantially individual form during drying and crosslinking, wherein the crosslinking agent is selected from the group C2-C8 dialdehydes, in which an aldehyde group of each of said dialdehydes is replaced by a carboxylic group, and oligomers of said dialdehydes and dialdehyde acid analogs, characterized in that the fibers have 0.5 mol% - 3.5 mol% of reacted crosslinking agent calculated on the anhydroglucose mole of the cellulose, that the moisture content of the fibers reacting with the crosslinking agent is at most 30% calculated on the weight of the dry fibers and that the crosslinking agent is sufficiently extruded into the fibers, the crosslinking agent is sufficiently reacted with the fibers -th of 28 - 45. 2. Tvärbundna individuella fibrer enligt patentkrav 1, kännetecknade därav, att fibrerna har 0,75 mol-% - 2,5 mol-% av reagerat tvärbindningsmedel beräknat pä cellulosans anhydroglukosmolmängd i form av tvärbindningar inuti fibrerna.2. Crosslinked individual fibers according to claim 1, characterized in that the fibers have 0.75 mole% - 2.5 mole% of reacted crosslinking agent calculated on the anhydroglucose mole amount of the cellulose in the form of crosslinks within the fibers. 3. Tvärbundna individuella fibrer enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknade därav, att tvärbindningsmedlet är valt bland gruppen glutaraldehyd, glyoxal och glyoxylsyra.Crosslinked individual fibers according to claim 1 or 2, characterized in that the crosslinking agent is selected from the group of glutaraldehyde, glyoxal and glyoxylic acid. 4. Förfarande för framställning av tvinnade, tvär-30 bundna individuella cellulosafibrer, varvid a) cellulosafibrer avskaffas; " b) nämnda fibrer kontaktas med en lösning som inne- häller ett tvärbindningsmedel som är valt bland gruppen C2_8dialdehyder, C2_8-dialdehydsyraanaloger i vilka en al-35 dehydgrupp av var och en av nämnda dialdehyder är ersatt 57 94435 med en karboxylgrupp, och oligomerer av nämnda dialdehyder och dialdehydsyraanaloger; c) fibrerna separeras mekaniskt till en väsentligen individuell form; 5 d) fibrerna torkas och e) tvärbindningsmedlet omsättes med fibrerna medan fibrerna är i en väsentligen individuell torkad form för att bilda tvärbindningar inuti fibrerna, känne-t e c k n a t därav, att torkningssteget d) utförs för 10 att ästadkomma delvis svällda fibrer med en fukthalt av högst 30 vikt-%, att reaktionssteget e) utförs sä att 0,5 mol-% - 3,5 mol-% av tvärbindningsmedlet beräknat pä cel-lulosans anhydroglukosmolmängd omsättes med fibrerna för att bilda tvärbindningar inuti fibrerna, varvid fibrernas 15 vattenbindningsvärde efter torknings- och tvärbindnings-stegen är 28 - 45.A process for producing twisted, crosslinked individual cellulose fibers, wherein a) abolishes cellulose fibers; "b) said fibers are contacted with a solution containing a crosslinking agent selected from the group C2-8 dialdehydes, C2-8 dialdehyde acid analogs in which an aldehyde group of each of said dialdehydes is replaced by a carboxyl group, and oligomers of c) the fibers are mechanically separated into a substantially individual form; d) the fibers are dried and e) the crosslinking agent is reacted with the fibers while the fibers are in a substantially individual dried form to form crosslinks within the fibers, characterized therein. that the drying step d) is carried out to produce partially swollen fibers having a moisture content of not more than 30% by weight, that the reaction step e) is carried out such that 0.5 mole% - 3.5 mole% of the crosslinking agent calculated on the cellulose anhydroglucose mole amount is reacted with the fibers to form cross-links within the fibers, the water bond value of the fibers after drying and the crosslinking steps are 28 - 45. 5. Förfarande enligt patentkrav 4, känne-t e c k n a t därav, att tvärbindningsmedlet väljs bland gruppen glutaraldehyd, glyoxal och glyoxylsyra. 205. A process according to claim 4, characterized in that the cross-linking agent is selected from the group of glutaraldehyde, glyoxal and glyoxylic acid. 20 6. Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, k ä n - netecknat därav, att 0,75 mol-% - 2,5 mol-% av tvärbindningsmedlet beräknat pä cellulosans anhydroglukosmolmängd omsättes med fibrerna för att ästadkomma tvärbindningar inuti fibrerna. 256. A process according to claim 4 or 5, characterized in that 0.75 mole% - 2.5 mole% of the crosslinking agent calculated on the anhydroglucose mole amount of the cellulose is reacted with the fibers to effect cross-links within the fibers. 25 7. Förfarande enligt nägot av patentkraven 4-6, kännetecknat därav, att tvärbindningsmedlet omsättes med fibrerna i närvaro av minst en katalyt som väljs bland gruppen mineralsyror, halogensyror, organiska syror, mineralsalter, halogensalter och organiska salter. 30Process according to any one of claims 4-6, characterized in that the crosslinking agent is reacted with the fibers in the presence of at least one catalyst selected from the group of mineral acids, halogen acids, organic acids, mineral salts, halogen salts and organic salts. 30 8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 4-7, kännetecknat därav, att fibrerna kontaktas med en lösning som innehäller tvärbindningsmedlet och minst en av nämnda katalyter.Method according to any of claims 4-7, characterized in that the fibers are contacted with a solution containing the crosslinking agent and at least one of said catalysts. 9. Förfarande enligt patentkrav 8, känne-35 tecknat därav, att lösningen innehäller en mineral-saltkatalyt och en organisk syrakatalyt. 94435 589. A process according to claim 8, characterized in that the solution contains a mineral salt catalytic acid and an organic acid catalytic acid. 94435 58 10. Förfarande enligt patentkrav 9, känne-t e c k n a t därav, att mineralsaltet är ett zinknitrat-salt och den organlska syran är citronsyra och pH är 2-5. « i i.10. A process according to claim 9, characterized in that the mineral salt is a zinc nitrate salt and the organic acid is citric acid and the pH is 2-5. «I i.
FI872846A 1986-06-27 1987-06-26 Cross - linked, twisted and twisted discrete cellulose fibers and method for their production FI94435C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US87967186A 1986-06-27 1986-06-27
US87967186 1986-06-27

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI872846A0 FI872846A0 (en) 1987-06-26
FI872846A FI872846A (en) 1987-12-28
FI94435B FI94435B (en) 1995-05-31
FI94435C true FI94435C (en) 1995-09-11

Family

ID=25374642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872846A FI94435C (en) 1986-06-27 1987-06-26 Cross - linked, twisted and twisted discrete cellulose fibers and method for their production

Country Status (20)

Country Link
EP (1) EP0251676B1 (en)
JP (1) JP2599721B2 (en)
KR (1) KR950002842B1 (en)
AT (1) ATE118833T1 (en)
AU (1) AU618934B2 (en)
CA (1) CA1340278C (en)
DE (1) DE3751077T2 (en)
DK (1) DK171858B1 (en)
EG (1) EG18320A (en)
ES (1) ES2068182T3 (en)
FI (1) FI94435C (en)
GR (1) GR3015748T3 (en)
HK (1) HK89996A (en)
IE (1) IE65730B1 (en)
IL (1) IL82915A (en)
MA (1) MA21017A1 (en)
MX (1) MX169190B (en)
NZ (1) NZ220854A (en)
PH (1) PH25621A (en)
PT (1) PT85179B (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1340434C (en) * 1986-06-27 1999-03-16 Carlisle Mitchell Herron Process for making individualized crosslinked fibers having reduced residuals and fibers thereof
IL82913A (en) * 1986-06-27 1990-11-05 Buckeye Cellulose Corp Twisted,stiffened cellulosic fibers and absorbent structures made therefrom
CA1340299C (en) * 1986-06-27 1999-01-05 Jeffrey Tood Cook Process for marking individualized crosslinked fibers and fibers thereof
US5124197A (en) * 1989-07-28 1992-06-23 Kimberly-Clark Corporation Inflated cellulose fiber web possessing improved vertical wicking properties
JP2911657B2 (en) * 1991-08-22 1999-06-23 株式会社クラレ High moisture-absorbing and water-absorbing ethylene-vinyl alcohol copolymer fiber and method for producing the same
US5348547A (en) * 1993-04-05 1994-09-20 The Procter & Gamble Company Absorbent members having improved fluid distribution via low density and basis weight acquisition zones
DE10048681B4 (en) * 2000-09-30 2006-03-30 Zimmer Ag Process for modifying dyeability and increasing wet modulus of cellulosic shaped bodies
US8426670B2 (en) 2001-09-19 2013-04-23 Nippon Shokubai Co., Ltd. Absorbent structure, absorbent article, water-absorbent resin, and its production process and evaluation method
US7169881B2 (en) * 2004-10-29 2007-01-30 Clariant (France) Aminoplast resin compositions
US9771687B2 (en) * 2016-02-25 2017-09-26 International Paper Company Crosslinked cellulose as precursor in production of high-grade cellulose derivatives and related technology

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL286002A (en) * 1961-11-28
US3224926A (en) 1962-06-22 1965-12-21 Kimberly Clark Co Method of forming cross-linked cellulosic fibers and product thereof
US3241553A (en) 1962-08-27 1966-03-22 Johnson & Johnson Surgical dressing
CH448960A (en) * 1965-05-10 1968-04-11 Raduner & Co Ag Process for the finishing of textile material containing cellulose fibers
US3440135A (en) 1965-12-13 1969-04-22 Kimberly Clark Co Process for crosslinking cellulosic fibers during gas suspension of fibers
US3932209A (en) * 1969-02-24 1976-01-13 Personal Products Company Low hemicellulose, dry crosslinked cellulosic absorbent materials
JPS4931999A (en) * 1972-07-31 1974-03-23
FR2224485B1 (en) 1973-04-05 1977-12-30 Centre Tech Ind Papier
US3860003B2 (en) 1973-11-21 1990-06-19 Contractable side portions for disposable diaper
US3987968A (en) 1975-12-22 1976-10-26 The Buckeye Cellulose Corporation Flow-through moist pulp fiberizing device
JPS5517153A (en) * 1978-07-25 1980-02-06 Nec Corp Centering method of focusing type waveguide lens
US4635147A (en) 1983-11-25 1987-01-06 Electronic Processors, Inc. Cartridge loading and ejecting mechanism for use in a tape transport system
US4822453A (en) * 1986-06-27 1989-04-18 The Procter & Gamble Cellulose Company Absorbent structure containing individualized, crosslinked fibers
CA1340434C (en) * 1986-06-27 1999-03-16 Carlisle Mitchell Herron Process for making individualized crosslinked fibers having reduced residuals and fibers thereof
CA1340299C (en) * 1986-06-27 1999-01-05 Jeffrey Tood Cook Process for marking individualized crosslinked fibers and fibers thereof

Also Published As

Publication number Publication date
IE65730B1 (en) 1995-11-15
DE3751077D1 (en) 1995-03-30
ES2068182T3 (en) 1995-04-16
IL82915A (en) 1991-05-12
DE3751077T2 (en) 1995-09-07
EP0251676A2 (en) 1988-01-07
PT85179A (en) 1987-07-01
DK330387D0 (en) 1987-06-26
FI872846A0 (en) 1987-06-26
JPS6366374A (en) 1988-03-25
EP0251676B1 (en) 1995-02-22
EP0251676A3 (en) 1988-12-21
DK330387A (en) 1987-12-28
NZ220854A (en) 1989-07-27
EG18320A (en) 1993-04-30
FI872846A (en) 1987-12-28
IL82915A0 (en) 1987-12-20
AU7474587A (en) 1988-01-07
KR880000629A (en) 1988-03-28
HK89996A (en) 1996-05-31
KR950002842B1 (en) 1995-03-27
GR3015748T3 (en) 1995-07-31
MX169190B (en) 1993-06-24
JP2599721B2 (en) 1997-04-16
CA1340278C (en) 1998-12-22
DK171858B1 (en) 1997-07-14
MA21017A1 (en) 1987-12-31
IE871717L (en) 1987-12-27
AU618934B2 (en) 1992-01-16
PT85179B (en) 1990-03-30
FI94435B (en) 1995-05-31
PH25621A (en) 1991-08-08
ATE118833T1 (en) 1995-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI94437B (en) Individual crosslinked cellulose fibers containing absorbent fiber structure
US4888093A (en) Individualized crosslinked fibers and process for making said fibers
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
US4898642A (en) Twisted, chemically stiffened cellulosic fibers and absorbent structures made therefrom
FI94436B (en) Method for making discrete crosslinked cellulosic fibers
US4889597A (en) Process for making wet-laid structures containing individualized stiffened fibers
EP0252650B1 (en) Twisted, stiffened cellulosic fibres, and absorbent structures made therefrom
FI94435C (en) Cross - linked, twisted and twisted discrete cellulose fibers and method for their production
CA1340299C (en) Process for marking individualized crosslinked fibers and fibers thereof
FI90678C (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