NO124193B

NO124193B -

Info

Publication number: NO124193B
Application number: NO353670A
Authority: NO
Inventors: E Boehmer; K Knutsen
Original assignee: Star Paper Mill As; Papirind Forskningsinst
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1970-09-17
Publication date: 1972-03-20
Also published as: NL7112586A; BE772650A; GB1365118A; DK128401B; DE2146305A1

Description

Absorberende materialer. Absorbent materials.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer anvendelse av ekstrahert tremasse eller halvkjemisk masse, som væskeabsorberende middel. Ved ferdigfremstilling av bleier, sanitærbind, tamponger og kompresser er det tidligere kjent å benytte en meget ren cellulose, som bleket sulfit- eller sulfatcellulose, bomull eller kombinasjoner av disse. The present invention relates to the use of extracted wood pulp or semi-chemical pulp as a liquid absorbent. In the finished production of nappies, sanitary napkins, tampons and compresses, it was previously known to use a very pure cellulose, such as bleached sulphite or sulphate cellulose, cotton or combinations thereof.

Den blekede sulfit- eller sulfatcellulose anvendes som re-gel i form av en vatt eller i opprevet tilstand. Slike celluloser er relativt kostbare, idet ca. halvparten av vedens vekt som utgjores av ligninholdige bestanddeler, fjernes under fremstillingen ef-terfulgt av en blekeprosess som ytterligere gjor produktet mere kostbart. Hvis der til dette formål kunne anvendes en mekanisk tremasse, dvs. en masse hvor fibrene er blitt frigjort ved en mekanisk defibrering, eller en halvkjemisk masse, dvs. hvor tremateria-let er blitt utsatt for en mild kjemisk behandling for å mykgjbre veden for defibeering, ville dette være et vesentlig billigere materiale. Slike mekaniske masser er imidlertid ikke anvendbare for et slikt formål på grunn av sitt innhold av naturharpikser og andre organiske forbindelser som gjor at mekanisk masse efter lagring i torr tilstand undergår en reaksjon som innen faget kalles "selvliming". Denne selvliming gjor at mekanisk masse, efter torking, blir hydrofob. Av denne grunn er mekanisk masse, når den skal anvendes for fremstilling av papirprodukter, blitt lagret og transportert i fuktig tilstand med et vanninnhold på ca. 50 %, eller tdrket ved en spesiell metode som er kjent under navnet "flashtdrking". The bleached sulphite or sulphate cellulose is used as a rule in the form of a wadding or in a torn state. Such celluloses are relatively expensive, since approx. half of the wood's weight, which is made up of lignin-containing components, is removed during production, followed by a bleaching process, which further makes the product more expensive. If a mechanical wood pulp could be used for this purpose, i.e. a pulp where the fibers have been released by mechanical defibration, or a semi-chemical pulp, i.e. where the wood material has been subjected to a mild chemical treatment to soften the wood for defibration , this would be a significantly cheaper material. However, such mechanical pulps are not usable for such a purpose due to their content of natural resins and other organic compounds which cause mechanical pulp after storage in a dry state to undergo a reaction known in the field as "self-gluing". This self-gluing means that mechanical pulp, after drying, becomes hydrophobic. For this reason, mechanical pulp, when it is to be used for the production of paper products, has been stored and transported in a moist state with a water content of approx. 50%, or dried by a special method known as "flash drying".

Man har lenge vært klar over at denne ulempe kunne unngås hvis de harpikslignende bestanddeler kunne fjernes, f.eks. ved ekstraksjon med et egnet opplosningsmiddel. Norsk patent nr. 51.852 vedrdrer ekstralesjon av slipmasse av furu for derved å kunne benytte også furu til fremstilling av slipmasse. På grunn av furuens hdye innhold av harpiksbestanddeler kan furu i sin alminnelighet ikke anvendes som råstoff til fremstilling av mekanisk masse. Det har også vist sig at ekstraksjon med et egnet opplosningsmiddel og-så forbedrer styrkeegenskapene for papir laget av ekstrahert mekanisk masse (Brandal & Lindheim, Pulp Paper Mag. Canada 67, nr. 10, T 431-435, 1966). Ekstrahert mekanisk masse undergår liten foran-dring under lagring, og der skjer ingen selvliming som gjor den mekaniske tremasse hydrofob og vanskelig å slå opp. It has long been recognized that this disadvantage could be avoided if the resin-like constituents could be removed, e.g. by extraction with a suitable solvent. Norwegian patent no. 51,852 relates to the extraction of sanding compound from pine in order to thereby also be able to use pine for the production of sanding compound. Due to pine's high content of resin components, pine cannot generally be used as a raw material for the production of mechanical pulp. It has also been shown that extraction with a suitable solvent also improves the strength properties of paper made from extracted mechanical pulp (Brandal & Lindheim, Pulp Paper Mag. Canada 67, No. 10, T 431-435, 1966). Extracted mechanical pulp undergoes little change during storage, and there is no self-gluing that makes the mechanical wood pulp hydrophobic and difficult to break up.

Mengden av ekstraktivstoffer i nåletrær som vanligvis benyt-tes ved fremstilling av mekanisk masse, ligger i stdrrelsesordenen 2-4 vektprosent, avhengig av vekstbetingelser, klimatiske forhold og lignende. De stoffer som lar sig ekstrahere, er en kompleks blanding av forskjellige kjemiske forbindelser som stort sett utgjd-res av ca. 10 % fettsyrer, ca. 30 % harpikssyrer, ca. 40 % estere og ca. 20 % uforsåpbare forbindelser. Disse forbindelser lar sig ekstrahere med organiske opplosningsmidler, da særlig aceton, som også kan anvendes for ekstraksjon av fuktig tremasse, hvorved man oppnår den dobbelte effekt ved at såvel vann som ekstrativstoffene fjernes fra tremassen. Ekstraksjonen kan utfores efter de innen faget kjen-te metoder og under anvendelse av kjent apparatur. The amount of extractives in conifers that are usually used in the production of mechanical pulp is in the order of 2-4 percent by weight, depending on growing conditions, climatic conditions and the like. The substances that can be extracted are a complex mixture of different chemical compounds which mostly consist of approx. 10% fatty acids, approx. 30% resin acids, approx. 40% esters and approx. 20% unsaponifiable compounds. These compounds can be extracted with organic solvents, particularly acetone, which can also be used for extracting moist wood pulp, thereby achieving the double effect of removing both water and the extractive substances from the wood pulp. The extraction can be carried out according to the methods known in the field and using known equipment.

Fra tysk patentskrift nr. 363.666 er det kjent at man kan fjerne harpiks, fett, voks og lignende fra plantematerialer, og spesielt fra ved og vedcellulose. under anvendelse av vandige opplosniri-ger av fortynnede alkalier (0,5 - 2 %). From German patent document no. 363,666 it is known that resin, fat, wax and the like can be removed from plant materials, and especially from wood and wood cellulose. using aqueous solutions of dilute alkalis (0.5 - 2%).

De refererte patenter har i forste rekke anvist metoder som vil gjore mekanisk masse bedre egnet for fremstilling av papir og forbedre papiregenskaper, men man. har, ikke tidligere funnet- ut at slik masse kan anvendes som et billig og velegnet materiale for ab-sorpsjon av væsker, fortrinnsvis.vann, og at ekstrahert tremasse med fordel kan anvendes som en fullgod erstatning for bleket sulfit- eller sulfatcellulose i f.eks. bleier, sanitærbind, tamponger, kompresser og lignende. Prisen på bleket cellulose, til slike formål, er for tiden ca. 1600 kr. pr. tonn, mens den antatte salgspris for ekstrahert mekanisk masse vil ligge på 750 - 8CO kr. pr. tonn, hvor-av ca. ICO kr. utgjores av ekstraksjonsomkostningene. Anvendelse av ekstrahert tremasse byr således på store okonomiske fordeler, og og-så en vesentlig bedre utnyttelse av det tilgjengelige råstoff, idet nesten 100 % av vedens torrvekt kan utnyttes i motsetning til de ca. The patents referred to have primarily indicated methods that will make mechanical pulp better suited for the production of paper and improve paper properties, but man. have not previously found out that such pulp can be used as a cheap and suitable material for the absorption of liquids, preferably water, and that extracted wood pulp can be advantageously used as a perfectly good substitute for bleached sulphite or sulphate cellulose in e.g. e.g. nappies, sanitary napkins, tampons, compresses and the like. The price of bleached cellulose, for such purposes, is currently approx. NOK 1,600 per tonne, while the assumed selling price for extracted mechanical pulp will be NOK 750 - 8CO. per tonnes, of which approx. ICO NOK is made up of the extraction costs. The use of extracted wood pulp thus offers great economic advantages, and also a significantly better utilization of the available raw material, as almost 100% of the wood's dry weight can be used in contrast to the approx.

50 % som utnyttes når veden kokes til cellulose og blekes: 50% that is used when the wood is boiled into cellulose and bleached:

De tidligere nevnte harpiksbestanddeler kan ekstraheres med organiske opplosningsmidler, fortrinnsvis aceton, spesielt da mekanisk masse ekstrahert med aceton utviser de beste absorpsjons-egenskaper. The previously mentioned resin components can be extracted with organic solvents, preferably acetone, especially as mechanical pulp extracted with acetone exhibits the best absorption properties.

I tabellen er vist sammenlignende resultater for vannab-sorpsjonskapasitet og absorpsjonshastighet for noen typer cellulose samt to mekaniske massetyper i ekstrahert og uekstrahert tilstand. The table shows comparative results for water absorption capacity and absorption rate for some types of cellulose as well as two mechanical pulp types in extracted and unextracted state.

Som det fremgår av ovenstående tabell okes absorpsjonsha-stigheten vesentlig ved acetonekstråksjon av de mekaniske masser. Denne forbedrede absorpsjonshastighet avtar svært lite med tiden, men som tidligere nevnt vil mekanisk masse som ikke er blitt ekstrahert, med tiden undergå selvliming som gjor denne masse mere eller mindre hydrofob. As can be seen from the above table, the absorption rate increases significantly with acetone extraction of the mechanical masses. This improved absorption rate decreases very little with time, but as previously mentioned, mechanical pulp that has not been extracted will with time undergo self-gluing which makes this pulp more or less hydrophobic.

Laboratorieforsdk med håndlagede bleier bestående av en kjerne av ekstrahert tremasse med et omlegg av seks lag bleket cel-lulosevatt som var dekket med et "non-woven" materiale, dvs. en opp-bygning som anvendes ved kommersielt fremstillede bleier, viste at absorpsjons tiden var kort såvel for som efter aldring i én time i varmeskap ved 105°C. Absorpsjonskapasiteten var ca. 13 g vann pr. g bleie, hvilket er normalt for bleier på basis av reven cellulose. Efterliming kunne ikke påvises. Laboratory research with hand-made nappies consisting of a core of extracted wood pulp with a cover of six layers of bleached cellulose wadding covered with a "non-woven" material, i.e. a construction used in commercially produced nappies, showed that the absorption time was short both before and after aging for one hour in a heating cabinet at 105°C. The absorption capacity was approx. 13 g of water per g diaper, which is normal for diapers based on shredded cellulose. Post-gluing could not be detected.

Praktiske forsdk med anvendelse av slike bleier på småbarn viste at de hadde normale bruksegenskaper, og den ekstraherte tremasse viste liten tendens til klumpdannelse. Bleier hvis hovedbestand-del av absorberende materiale består av ekstrahert tremasse, er kval-itetsmessig like gode som bleier hvor det absorberende materiale består av den meget kostbarere blekede sulfit- eller sulfatcellulose. Foreliggende oppfinnelse representerer således et teknisk fremskritt, idet man til det nevnte formål kan anvende et materiale hvis pris er ca. halvparten av det konvensjonelt benyttede materiale og hvor man har en vesentlig bedre utnyttelse av de tilgjengelige råstoffer. Practical tests with the use of such nappies on small children showed that they had normal usage characteristics, and the extracted wood pulp showed little tendency to form lumps. Nappies whose main component of absorbent material consists of extracted wood pulp are as good in terms of quality as nappies where the absorbent material consists of the much more expensive bleached sulphite or sulphate cellulose. The present invention thus represents a technical advance, as one can use a material whose price is approx. half of the conventionally used material and where there is a significantly better utilization of the available raw materials.

Claims

1. Process for producing fibers

of heat-softening mineral material consisting of molten material being made to flow from a reservoir, where this flow is momentarily interrupted by the flow being directed on a rotating surface to redirect the molten material outwards by the impact of centrifugal force in the form of elongated primary bodies, which are extracted to fibers by a gas jet carrying a finely divided binder, characterized in that the ejected molten material is deflected downwards with the gas jet in the extraction zone at the same time as the binder is introduced into this zone.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, where a stream of molten material is fed to a rotating spinning member, through whose perforated peripheral wall the material is ejected by the centrifugal force in the form of fibers, the spinning member being surrounded by an annular burner for heating of the perforated peripheral surface and the area adjacent to it and an annular blowing device concentric with the burner which is adapted to emit a jet enveloping the spinner, characterized by a number of distributors for binder arranged around the spinner for introducing binder into the annular jet upon its exit from the blowing device, so that an even distribution of binder over the entire | the beam is achieved before it hits the ejected fibres.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that distributors for binder consist of tubes (31) arranged in the annular opening (30) of the blowing device (26).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that each tube| for introducing binder again consists of two concentric tubes (53, 54), of which the inner conducts binder and the outer a fluid, which serves as a carrier for the binder and causes a dispersion of it.

5. Apparatus according to one of claims 2-4, characterized in that the blowing device and distributors for binder are brought together in a common jacket.

6. Apparatus according to claim 2, characterized in that binder distributors consist of screw feeding devices (33) located in the blowing device's annular opening for controllably introducing powdered binder into the jet from the blowing device (26).

7. Apparatus according to (claim 2, characterized in that liquid or powdery binder is fed out by means of a vibrator (55) with vibrating arms (56) or an e.g. is fed into the jet from the blowing device (61). in