SE439731B - Separata cellulosafibrer belagda med vattenoloslig och vattenabsorberande polymer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 H0 7805lr9lß-7 2 absorbera stora mängder vatten eller vattenhaltiga saltlösningar.

Många av dessa absorberande material är tvärbundna, i vatten svällbara, men vattenolösliga polysackaridderivat. Exempel på dessa är tvärbunden natriumkarboximetylcellulosa, tvärbunden karboximetylcellulosa med partiellt fri syra (karboximetylcellu- losa kommer här att betecknas som GMC), tvärbundna syntetiska polymerer, såsom tvärbundna akrylamid-natriumakrylatsampolymerer och cellulosahaltiga polymerer och stärkelse, ympade med vinyl- material, såsom akrylsyrasalter, akrylnitril och akrylamid. Ma- terial av denna typ kommer här att betecknas som “superabsorbe- rande material".

Medan material av beskriven typ är höggradigt absorberan- de, har de icke varit helt tillfredsställande vid användning så- som sådana i absorberande produkter. I många fall är deras ab- sorptionsförmåga så stor, att de bildar geler vilka fördröjer eller förhindrar ytterligare absorption av vätska. De flesta saknar tillräcklig vekverkan för att fungera tillfredsställande såsom absorberande medel. Dessa material är dessutom ofta i form av fina partiklar, vilket gör det svårt att bilda stabila blandningar av dem med långa cellulosahaltiga fibrer.

Enligt föreliggande uppfinning omfattar en cellulosahal- tig fiber med snabb absorptionshastighet och hög absorptionsför- måga för vatten eller vattenhaltiga saltlösníngar en långfibrig cellulosa i form av separata eller diskreta fibrer, som på sina ytor har en beläggning av vattenolöslig, vattenabsorberande po- lymer i en mängd av 15-90 viktprocent, räknat på totalvikten av den belagda fibern.

Uppfinningen avser även ett förfarande för framställning av cellulosahaltiga fibrer med snabb absorptionshastighet och hög absorptionsförmåga för vatten eller vattenhaltiga saltlös- ningar, varvid förfarandet innefattar stegen med att en vatten- haltig suspension av separata och diskreta, långfibriga cellu- losafibrer innehållande en vattenolöslig, vattenabsorberande po- lymer framställes, att denna suspension omröres, tills den vat- tenolösliga, vattenabsorberande polymeren bildar en vattenhal- tig gel, att denna suspension sättes till ett inert, med vatten blandbart spädningsmedel, i vilket polymeren är vare sig löslig eller svällbar, för utfällning av polymeren på ytan av den lång- fibriga cellulosan, samt att de belagda fibrerna därefter avvatt- nas genom att de bringas i kontakt med ett med vatten blandbart "' *T'“*-":~w~..-.--.. _. “ÜGR Qfišåliíïïf 10 15 20 25 35 '7805494-7 3 spädningsmedel, i vilket polymeren är vare sig löslig eller svällbar, att spädningsmedlet avlägsnas och att separata och diskreta, långfibriga cellulosafibrer utvinnes. De på så sätt framställda, diskreta, belagda cellulosafibrerna uppvisar ytterst goda absorptionsegenskaper vad beträffar såväl absorp- tionshastighet som fluidvolym, som de kan absorbera.

På bifogade ritning visar fig l och 2 grafiskt värden, som åskådliggör absorptionsegenskaperna hos några utföringsfor- mer av uppfinningen, vilka kommer att exemplifieras, och jäm- förelse av föreliggande produkter med fysikaliska blandningar av superabsorptionsmedel och substrat med långa fibrer och med samma halt av superabsorptionsmedel.

Användbara superabsorptionsmedel innefattar vilka som helst vattenolöslíga, i vatten svällbara polymerer, inklusive syntetiska polymerer, såsom tvärbundna akrylamíd-natriumakry- latsampolymerer. Lämpliga superabsorberande material enligt uppfinningen grundas på polysackarider, antingen naturliga el- ler syntetiska. Material av denna klass innefattar exempelvis tvärbundna, normalt vattenlösliga cellulosaderivat, som är tvärbundna till vattenolösliga, i vatten svällbara föreningar, såsom tvärbunden natrium-GMC och tvärbunden hydroxietylcellulo~ sa, tvärbunden CMC med partiellt fri syra och cellulosa, stär- kelse och guargummi, ympade med akrylamid och akrylsyrasalter i kombination med divinylföreningar, t ex metylen-bis-akrylamid.

De lämpligaste materialen är CMC-derivat, antingen tvärbundna med natrium-CMC eller CMC med partiellt fri syra. Båda dessa material är kända att vara höggradigt absorberande.

Natrium-CMC kan vara tvärbunden med någon av ett antal reaktanter, som är difunktionella med avseende på cellulosa. På natrium-CMC tillämpliga tvärbíndningsmetoder diskuteras exempel- vis i de amerikanska patentskrifterna 3 168 ü2l och 5 589 36k.

Reaktanter, som är difunktionella med avseende på cellulosa, innefattar formaldehyd, epiklorhydrin och diepoxidreaktanter.

Epiklorhydrin är ett speciellt lämpligt tvärbindningsmedel.

Tvärbindning kan åstadkommas genom antingen våt eller torr me- tod, såsom beskrives i angivna patentskrifter. Endera tekniken ger en vattenolöslig, men uppsugande, höggradigt absorberande produkt, som kan användas vid utövandet av föreliggande uppfin- ning. w-vrvnn-r--w PG OR QUÄL. 10 15 20 25 BO 35 7805104-7 H GMC med partiellt fri syra är även ett känt material. Det är väsentligen olösligt i vatten, men kommer att absorbera och kvarhålla stora mängder vatten. Det framställes av det konven- tionella natriumsaltet av CMC genom surgöring, t ex genom den me- tod som beskrives i amerikanska patentskriften 3 379 720. Vid torkning anses CMC tvärbindas genom en inre förestringsreaktion, vilken leder till det höggradigt absorberande tillstånd, som är önskvärt enligt föreliggande uppfinning och som beskrives i ame- rikanska patentskriften 3 678 031. Denna patentskrift beskriver ett förfarande för framställning av denna produkt direkt utan att det fullständigt neutraliserade natriumsaltet först bildas.

Produkten som härrör från detta förfarande, är likaledes höggra- digt absorberande och lämplig att använda vid föreliggande upp- finning. När hänvisning i det följande sker till CMC med par- tiellt fri syra, kan det anses angiva det torkade, tvärbundna, vattenolösliga materialet. “ Vid utövandet av föreliggande förfarande sättes superab- sorberande material och substrat med lång fiber till en mängd vatten eller vattenhaltigt organiskt medium i överskott utöver det som det superabsorberande materialet kan absorbera. Hyd- ratisering av det superabsorberande materialet inträder till den punkt vid vilken de enskilda partiklarna sväller och bildar en vattenhaltig geluppslamning. Vid omröring dispergeras dessa su- perabsorberande partiklar i hela den vattenhaltiga suspensionen av substrat med lång fiber (t ex kemisk bomull, massa från ved, stapelfibrer av bomull, rayon, växtfibrer).

Cellulosan med lång fiber kan vara kemisk bomull, massa från ved, stapelfibrer av bomull, rayon eller växtfibrer. Van- ligen har sådana fibrer en längd av cirka 2-50 mm. Fibrerna är diskreta, dvs i fibröst tillstånd i stället för att vara inför- livade i ett tyg eller någon annan nätstruktur.

Det superabsorberande medlet kan tillsättas före, efter eller under tillsatsen av den långfibriga cellulosan. I vilket fall som helst fortsättes omröring under tillräcklig tid för bildning av en homogen blandning av diskreta cellulosafibrer i gelen och för impregneríng av fibrerna med gel. Omröringen bör vara tillräckligt kraftig för dispergering av partiklarna av gelat superabsorberande medel, medan den icke skadar den lång- fibriga cellulosan. 10 15 20 25 50 M0 vsosuaa-7 5 Det superabsorberande materialet utvinnes från geltillstån- det och utfälles på.da1lângfibriga cellulosan genom att gelupp- slamningen, medan den kontinuerligt omröres, bringas i kontakt med en med vatten blandbar, organisk vätska, som vare sig löser eller sväller cellulosan eller det superabsorberande medlet. Ut- fällningen av det superabsorberande medlet följes av borttagande av överskott av vätska (genom centrübgering, vakuum- och/eller tryckfiltreríng eller pressning och dekantering). Dehydratise- ring med samma med vatten blandbara organiska icke-lösningsmedel eller genom ett annat medel, som uppfyller samma begränsningar, följer därefter. Dehydratisering kan utföras genom att produk- ten från utfällningssteget bringas i kontakt med successiva por- tioner med vatten blandbart icke-lösningsmedel. Produkten tor- kas därefter för avlägsnande av det med vatten blandbara, orga- niska icke-lösningsmedlet. Lämpliga med vatten blandbara icke- lösningsmedel är med vatten blandbara ketoner och lägre alkoho- ler.

Den angivna metoden för vattenborttagning är kritisk. I praktiken kan torkning utföras genom enkel avdunstning av vattnet.

Torkning genom denna teknik är svår och mycket tidsödande på grund av det superabsorberande materialets affinitet för vatten.

Ett mycket allvarligare problem är emellertid om torkning utfö- res genom enkel avdunstning, att gelpartíklarna tenderar att smälta samman allt eftersom vattnet avdunstar och bilda en grund- massa, i vilken cellulosafibrerna är sammansmälta i stället för att vara separata och diskreta. Denna grundmassa är styv och hornliknande och otillfredsställande såsom absorberande material i många användningsområden, eftersom den saknar absorptionsförmå- ga och snabb absorptionshastighet.

När dehydratisering utföres genom här angiven metod, av- lägsnas däremot vatten från det superabsorberande medlet utan sammansmältning och grundmassabildníng, såsom beskrivits. Disk- reta fibrer utvinnes, vilka är fluffiga och mjuka för känseln.

De uppvisar utomordentlig vattenabsorptionsförmåga såväl beträf- fande mängd som absorptionshastighet. De uppvisar även utomor- dentlig vekverkan, så att absorberat vatten kan förflyttas ge- nom en fiberkropp snabbt och relativt likformigt.

Det superabsorberande materialet tillsättes till den lång- fibriga cellulosan i tillsatsnivåer om cirka 15-90 % och företrä- desvis cirka H0-90 %, räknat på vikten av belagd långfibrig cel- v. ._ _ " f. fflm-p _ m. _ ,_ d' , . _ . \Å 'i W *s-W- ae o- -.~_~.~..; 10 15 20 25 S0 35 40 '7805h9l+-'? lulosa. Betydande förbättringar i absorptionsegenskaper gentemot det fibrösa substratet inträder emellertid till och med vid till- satsnivåer av superabsorberande medel av l5-30 %, räknat på vik- Pl ten av belagd lång fiber. Å andra sidan börjar över cirka 90 N tillsats den totala absorptionsförmågan och absorptionshastighe- ten att nedgå.

Vid observation av den totala absorptionsförmågan och ab- sorptionshastigheten hos den belagda långfibriga cellulosan har det visat sig, att det superabsorberande materialet ökar absorp- tionsförmågan hos långfibrig cellulosa synergistiskt vid till- satsnivåer över cirka 50 %. Den belagda långfibriga cellulosan kommer med andra ord att absorbera lika bra eller bättre än en- bart det superabsorberande materialet.

Föreliggande belagda långfibriga cellulosa kan användas ensamt såsom absorptionsmedel eller i kombination med obelagd långfibrig cellulosa i sådant förhållande, att den totala kon- centrationen av superabsorberande medel är mellan cirka 15 och 80 % för bildning av höggradigt absorberande produkter för an- vändning i exempelvis medicinsk vård och hälsovård och för pro- dukter för användning vid menstruation. Använd i kombination med obelagd lângfibrig cellulosa ger den belagda fiberns vekver- kan god total absorptionsförmåga för en därmed framställd pro- dukt. I de flesta fall är absorptionsförmågan hos en blandning av belagda och obelagda fibrer större än hos en fysikalisk blandning av superabsorberande medel och obelagd cellulosa med en ekvivalent total halt superabsorberande material. En sådan egenskap är av betydande ekonomisk betydelse, eftersom den möjlig- gör framställningen av överlägsna absorberande produkter med läg- re koncentrationer av det dyrare superabsorberande materialet.

Vid utvärdering av föreliggande produkters absorptions- prestanda användes huvudsakligen två provningar. Dessa betecknas såsom "CAP-test", som mäter absorptionsförmågan och absorptionens initialhastighet och "sprut-test", som mäter absorptionshastighe- ten och vekverkan.

Den för CAP-test använda apparaten består av en Büchner- tratt av sintrat glas med en gummislang fäst vid pipen; slangen är vid andra änden fäst vid en 50 ml byrett. Byretten fylles med provningslösning och vätskenívån får stiga, tills den just kommer i kontakt med botten på sinterglaset i tratten. Vätske- nivån i byretten kan vara 0-60 cm under botten på detta sinter- Uk 10 15 20 50 HO 780514914-7 7 Provet placeras ovanpå sinterglaset och en vikt, som utövar Provningen på- glas. ett tryck av 0,7-2,8 kPa (övertryck) på provet. börjas därefter och fluidförlusten i byretten registreras såsom funktion av tiden och ger absorptionshastigheten. När jämvikt uppnås, beräknas absorptionsförmågan genom division av total mängd absorberad fluid vid jämvikt eller efter M5 min med vikten av polymerprovet. De betingelser, som användes vid CAP-test för detta arbete, var: (l) Det på provet utövade trycket var 0,76 kPa; (2) Alla provningarna skedde med vätskan i byretten 2 cm under det sintrade glaset från början. Denna nivå tilläts förändras kontinuerligt allt eftersom absorp- tion inträdde; (5) Porstorleken hos sinterglaset var cirka A-5,5 pm.

Vid utförandet av sprutprovningen fylles en 10 cmš kalib- rerad spruta med 1,0 g av provet och pressas med sprutkolven för åstadkommande av en likformig materialpelare. Den volym, till vilken materialet sammanpressades, varierade med provets volumi- nösitet. För de flesta fibrösa prover var den sammanpressade volymen 5 ml, men ett fåtal mycket voluminösa prover kunde sam- manpressas endast till cirka 8 cm. Granulära material intog en volym mellan l och 3 cm.

Sprutan utan kolv eller nål, nedsänkes till märket l cm Upptagningshas- 3 i en bägare med en lösning som är färgad blå. tigheten för provningslösningen iakttages och antingen tiden, som erfordras för en höjning av 5 ml eller den vid 50 min upp- nådda volymen registreras .

Uppfinningen åskådliggöres i följande exempel. exempel visas absorptionsegenskaperna med en l-procentig NaCl- lösning för efterliknande av människans kroppsvätskor. Andra saltlösningar eller rent vatten skulle även kunna användas be- roende på den användning, som avses för produkten.

Exempel l 1A) I kärlet till en Waring Blender innehållande H00 ml vat- ten dispergerades 1 g kemisk bomull av kvalitet 85 (Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, USA). Härtill sattes 9 g CMC med partiellt fri syra (framställt av kemisk bomull av kva- litet 85) och omröring fortsattes i 5 min. Uppslamningen fick därefter stå vid rumstemperatur i l0 min. Efter ytterligare l min omröring vid låg hastighet överfördes den vattenhaltiga I dessa "rflw L, lO 15 20 25 50 '7805lr94-7 s uppslamningen till en 2 1 bägare. Härtill sattes under omröring Blandningskärlet sköljdes med ytterligare 200 ml Efter 10 min om- röring vid låg hastighet i bägaren avlägsnades överskott vätska 600 ml aceton. aceton, som även sattes till bägaren om 2 l. genom omväxlande pressning och dekantering av överskiktad fluid.

Provet doppades därefter tre gånger i 600 ml volymer aceton under cirka 5 min varje gång. överskott aceton avlägsnades därefter genom pressníng och dekantering och provet torkades i vakuum vid 6o°c under 1,5 n. lB) Exempel 1A upprepades under användning av 8,0 g CMC med partiellt fri syra och 2,0 g kemisk bomull. lC) Förfarandet i exempel 1A upprepades, förutom att 3 g ke- misk bomull användes och 7 g GMC med partiellt fri syra. 1D) Exempel lC upprepades, förutom att vattenuppslamningen sat- tes till 800 ml aceton i bägaren om 2 l. lE) Exempel 1A upprepades med B g kemisk bomull och 6 g tvär- bunden GMC med partiellt fri syra. lF) Förfarandet i exempel 1A upprepades med 5 g kemisk bomull och 5 g CMC med partiellt fri syra. 1G) Exempel 1A upprepades under användning av 6 g kemisk bomull och 4 g GMC med partiellt fri syra. lH) Exempel 1A upprepades under användning av 7 g kemisk bomull och 3 g CMC med partiellt fri syra. lI) Exempel 1A upprepades under användning av 8,5 g kemisk bomull och 1,5 g CMC med partiellt fri syra.

Vart och ett av angivna material provades på absorptions- förmåga med l-procentig NaCl-lösning under användning av de be- skrivna provningarna. Samtidiga kontrollprovningar utfördes un- der användning av obelagd kemisk bomull och fibrös GMC med par- tiellt fri syra; Uppnådda värden för dessa material visas i ta- bell I. 7805494-7 cfluzhmm a mfiwcmmflnfiomz mfiucmuonmnfi hmm HE m mfiwcwæ: Hawa flflß ^>opm w\flEv mcwcmæfiøwnofixfiswnuwc w«»Hms:mp»m> .wwvsmuonanfl >m cwco«uQaown< CfiE .n .Hwflwnu .NMMHO UH> m NH - m.: m.: m.< m.: ~.n W mw @.@ m.@ m.@ æ.@ @.w m.m W 0: m.> m.~ m.> m.~ @.> w.m m mm >.w Nnw ~.æ >.æ m.@ m.> :ns m~.m | H.m H.m fl.m @.w =.m :we m.n - - n.m fi.m m.m Q.m | H.oH H.Q~ H.oH o.@H m.m w.m ans m | ~.oH ~.oH N.oH ~.oH w.m :ne Q | 1 w.o~ @.oH w.@H m.oH :Ms m.= | | ~.~fi ~«HH ~.HH m.HH nns id @.m w.@ @.m m.m @.m m.> R«w@»m>wm:fic>o;m»3»mm mn om mm am mä CH n n n n n P'\Lf\r-{C\II*'\L\J|-{O\\O CUÜO n n n 2f n G ml n n n n n n n n mu I\ I! NLflLn-:rmm-:PJPGNH R n n n n n n n n n H' Pamn o a\~4.4 m uxrn a m 0 I! A facv H o1cu H f«f4 H Q uHHm>nmu:wwufi»\cofipmnown< H dflmm MM ma om oz om om ow ow om om OOH 020 u Ha ma wa ha MH ma OH ma mm xm 10 15 20 25 30 35 7805194-7 10 CAP-testvärdena i tabell I visar, att jämviktsabsorp- tionsförmågan hos den belagda kemiska bomullen når ett maxi- mum vid cirka 90 % tillsats av CMC med partiellt fri syra.

Belagda prover innehållande mellan cirka 60 och 90 % GMC med partiellt fri syra har även absorptíonsförmågor som är lika med eller större än den partiellt fria syran själv. Belagda produkter, som innehåller ÄO-90 % CMC med partiellt fri syra, har snabbare begynnelsehastigheter för absorptionen än CMC med partiellt fri syra själv.

Lägre sprutprovningsvärden för de belagda proverna vi- sar bättre vekuppsugningsförmåga och snabbare absorptionshas- tighet än enbart GMC med partiellt fri syra.

Exempel 2 2A) I 400 ml vatten i en Waring Blendor uppslammades 6 g fluffad massa från ved tillsammans med Ä g GMC med partiellt fri syra, som framställts från rivna ark av kemisk bomull. Ef- ter cirka 5 min omröring hälldes uppslamningen i 800 ml aceton och omrördes med hög hastighet med en luftdriven omrörare. överskott vätska avlägsnades, såsom beskrivits i exempel l, och uppslamningen stöptes tre gånger i 600 ml aceton under cir- ka 5-10 min varje gång. Efter avlägsnande av överskott aceton, såsom beskrives i exempel l, torkades ett prov i vakuum vid 60°C under cirka 1,5 h. 2B) Exempel 2A upprepades under användning av 5 g fluffad massa från ved och 5 g CMC med partiellt fri syra. 20) Exempel 2A upprepades under användning av 4 g fluffad massa från ved och 6 g CMC med partiellt fri syra. 2D) Exempel 2A upprepades under användning av 5 g fluffad massa från ved och 7 g CMC med partiellt fri syra. 2E) Exempel 2A upprepades under användning av 2 g fluffad massa från ved och 8 g GMC med partiellt fri syra. 2F) Exempel 2A upprepades under användning av l g fluffad massa från ved och 9 g GMC med partiellt fri syra.

' Dessa prover provades på sin absorptionsförmåga under användning CAP-test och samtidigt utförande av kontrollförsök med obelagd, fluffad massa från ved och den GMC med partiellt Resultaten visas i fri syra, som användes för beläggningen. tabell II. 78051494-7 ll .nas a nwvflu mxflfio nfi> ^>opm w\HEv wcfismmfiufiomz wfipcwøopmnfi >m :ofiumhown | | o.Hfl @.Hfl @.HH m.oH >.ofi n.m > w.m m.m >.H QOH @.nH m.nH @.nH =.nH @.m~ m.~fl m.oH m.@ ~.m @.: >.~ Om - - n.~H m.~H n.- H.~H ~.Hfi m.m °.@ H.= @.H Om - 1 m.HH m.Hfl n.HH ~.HH w.oH m.m @.w fl.: >.H O» 1 | » w.QH w.oH m.oH ~.øH ~.ofi m.@ æ.= H.~ Gm - | 1 @.m w.m w.m >.m ~=.m m.@ æ.= H.~ om - - - @.w @.w @.@ m.@ :.æ @.@ o.m ~.~ 03 ~.m o.m @.m m.: >.= m.: 0.: =.m H.~ =.H >.@ Q mm oz mn omm mm om ma ofi m M a UEQ u fififißxvhöäflfiWUM@\COM9Q.HOWD< HH Qdmmqä mm mm GN om mm ac um _ 10 15 20 25 35 78054911-7 12 CAP-testvärdena i tabell II visar, att jämviktsabsorp- tionsförmågan hos den belagda massan från ved när ett maximum vid cirka 90 % tillsats av CMC-med partiellt fri syra. Belag- da prover innehållande mellan cirka 60 och 90 % GMC med par- tiellt fri syra har absorptionsförmågor, som är lika med eller större än den för GMC med partiellt fri syra själv. De belag- da prover, som innehåller H0-90 % GMC med partiellt fri syra, har begynnelseabsorptionshastigheter, som är lika med eller större än de för CMC själv med partiellt fri syra.

Dessa resultat står i överensstämmelse med CAP-testvär- dena för serien i exempel 1, där en annan tvärbunden GMC och fibröst substrat användes.

Exempel 3 SA) Till en vidhalsad 900 g plastflaska sattes H00 ml vatten och 3,0 g bomullsstapelfiber (extra lång fiberråvara). Däref- ter tillsattes 7 g GMC med partiellt fri syra, vilken fram- ställts av kemisk bomull av kvalitet 85. Flaskan tillslöts, placerades på valsar och rullades i l h. Innehållet överfördes därefter till en 2 1 bägare och bomullsfibrerna, som hade bil- dat matta och intrasslat sig i varandra, plockades isär för hand för ästadkommande av en mer likformig uppslamning i bäga- ren, varefter 600 ml aceton hälldes i bägaren. Flaskan skölj- des med ytterligare 200 ml aceton, som även sattes till bägaren.

Uppslamningen omrördes för hand med en spatel under cirka 5 min, varefter den fick stå vid rumstemperatur under 15 min. Över- skott vätska avlägsnades genom pressning, varefter provet avvatt- nades genom stöpning med tre 600 ml portioner aceton under l0 min för varje stöpning. Efter avlägsnandet av överskott aceton torkades provet i vakuum vid 6000 under 1,5 h. Erhållet prov prövades på absorptionsegenskaper under användning av CAP-test och l-procentig natriumkloridlösning. Ett kontrollprov utfördes samtidigt under användning av obelagd bomull. Kontrollprovet från serien i exempel l tjänade såsom kontrollprov för CMC med partiellt fri syra i detta fall.

BB) Exempel 3A upprepades under användning av rayonstapelfib- rer i stället för bomullsstapelfibrer såsom lång fiberrâvara.

Ett kontrollförsök utfördes samtidigt under användning av obe- belagd rayon.

Uppnâdda värden visas i tabell III. 7805494-7 13 K Qi* m .cmuznmw fi wcflcwmfinflomz wflucmooamnfi >m mcflcwms aa m flflflu wflaxx .

.SME H nmwflw mswflo ufl> ^>onQ m\HEv wcfi:wmH:Humz m«ucwuofia:H >m :o«»aaown m :H : : @.m @.m @.m m.m o.m m.> m.: w.~ H.H OCH Hfiofivnom W w ww : A : : m.w m.w m.w =.w >.> H.m ~.m ~.~ 0» mn m md : w.~ @.~ @.~ m.~ m.~ H.~ w.H ~.H @,o =.o 0 fiwnpfim :flmmmum lcoæmn >ø aflonnmom M w =m : : m.m m.m m.m =.m n.m m.æ ~.@ ~.: m.fl oß w O: w.n m.m =.m m.m H.n @.~ m.~ n.~ :.H @.H m.@ Q pwnpflgfißa amumwflfls |EOD >N HHOhuG0% x«wufim> mm: mm: mm: mm: mm: mm: mfl OH m m H 0:0 R mm :mm:fic>onmu:nmm xm HKHfiN>hUßCflWUflv\COwvQhOwQ4 HHH flQmm 10 15 20 25 30 35 H0 '7805l19lr7 lä CAP-testvärdena visar, att belagda fibrer enligt exem- pel BA innehållande 70 % CMC med partiellt fri syra såsom be- läggning har ungefär samma absorptionsförmåga, men snabbare begynnelsehastighet för absorptíonen än CMC själv med par- tiellt fri syra. Exempel BA visar även bättre vekuppsugnings- verkan än CMC själv med partiellt fri syra, som har lägre sprutprovningsvärde för 5 ml på SH s jämfört med 5 ml på lü min för modifierad CMC.

CAP-testvärdena visar, att kontrollprovet av rayonsta- pelfibrer har lägre absorptionsförmåga än stapelfibrer av bomull. Denna skillnad återspeglas i den lägre absorptionsför- mågan i exempel BB jämfört med exempel 3A. Vekuppsugningsver- kan i exempel BB är emellertid jämförbar med den i exempel 3A och är sålunda överlägsen CMC själv med partiellt fri syra.

Exempel 4 HA) Detta exempel jämför vattenhaltiga acetonlösningar med vatten såsom uppslamningsmedium. Till kärlet i Waring Blendor innehållande 200 g vatten sattes 4 g kemisk bomull av kvalitet 85 och 6 g CMC med partiellt fri syra, framställd av finskuren kemisk bomull. Uppslamníngen omrördes under låg hastighet i cirka 5 min, fick stå i 10 min, omrördes i l min och överfördes därefter till 1 l bägare. H00 ml aceton tillsattes för utfäll- ning av CMC på den kemiska bomullen. överskott vätska avlägsnades där- Uppslamningen omrördes i 10 min med en luftomrörare. efter genom sugfiltrering på ett grovt glassinterfilter till cirka 50 % torrsubstanshalt och den våta dynan av prov stöptes tre gånger med 60 ml aceton vid varje stöpning. De tre stöp- ningarna utfördes även på glasfiltret, vilket varje gång till- lät 60 ml aceton att dränera genom den våta dynan av prov under 5 min och även på glasfiltret, varefter sugfiltrerades under cirka 5 min. Sedan överskott aceton avlägsnats från provet ef- ter den tredje stöpningen, torkades provet i vakuum vid 6000 under 1,5 h.

UB) Exempel HA upprepades förutom att uppslamningsmediet var 200 g 20-procentig aceton i vatten och 266 ml aceton användes i utfällningssteget.

UC) Exempel NA upprepades under användning av 200 g 30-pro- centig, vattenhaltig acetonlösníng såsom uppslamningsmedium och 202 ml aceton i utfällningssteget.

HD) Exempel UA upprepades under användning av 200 g U0-pro- PÖÛÉ ån-.L 1 -. 10 15 20 50 35 HO 7805lr9H-7 15 centig, vattenhaltig acetonlösning såsom uppslamningsmedium och 137 ml aceton i utfällningssteget.

HE) Exempel HA upprepades under användning av 200 g 50-pro- centig, vattenhaltig acetonlösning såsom uppslamningsmedium och 72 ml aceton i utfällningssteget.

Sprutprovningsvärden visas i tabell IVa. visas i tabell lVb.

CAP-testvärden TABELL IVa Ex nr Uppslamningsmedium Sprutgrovningsvärdex HA Vatten H,2 ml på 30 min HB 205% aceton i vatten 5 ml på 16 min HC 30 % aceton i vatten 5 ml på 6,5 min HD H0 % aceton i vatten 5 ml på 7 min HE 50 % aceton i vatten 5 ml på 1,25 min xflöjningshastigheten för l-procentig NaCl-lösning i sprutan.

TABELL IVb Ex Absorgtion/tidsintervallx EE _.1__ _5- ___._5 ._12 __1.'5_ ._22 lä HA 2,0 H,9 6,9 8,6 8,8 8,8 8,8 HB 2:3 Eau 7:2 8:5 8:a 8:" 8:14 HC 2,3 5,0 7,7 8,H 8,6 8,6 8,8 HD 2,5 5,7 7,4 8,0 8,1 9,1 8,1 HE 1, HA 6,3 7,6 7,7 7,8 7,8 xAbsorptionen för 1-procentig NaCl-lösning (ml/g prov) vid olika tider i min.

Sprutprovningsvärdena i tabell Iva visar, att belagda produkter, som framställts med vattenhaltig aceton såsom uppslam- ningsmedium har bättre veksugningsverkan än de som framställts i vatten. Vid nivåer om H0 och 50 % aceton i vatten har emeller- tid de belagda proverna obetydligt mindre absorptionsförmâga än det belagda prov, som framställts med vatten såsom uppslamnings- medium, såsom visas i tabell IVb.

Exempel 5 EA) Till H00 ml vatten i kärlet till en Waring Blender sattes 5 g fluffad massa från ved och 5 g GMC med partiellt fri syra, som framställts av rivna ark av kemisk bomull. Efter 5 min omrö- ring fick uppslamningen stå i 10 min, omrördes i 1 min och häll- des därefter i 1700 ml metanol och omrördes häftigt med en luft- driven omrörare. Efter avdragning av överskott vätska stöptes uppslamningen tre gånger i metanol under användning av 6 ml me- tanol för varje stöpning. Stöpningarna varade cirka 5-10 min.

Uh '7805494-7 16 Provet torkades i vakuum vid 60°C under 1,5 h. 5B) Exempel 5A upprepades under användning av 800 ml isopro- panol såsom utspädningsmedel och stöpning med 600 ml ísoprøpanol tre gånger.

Dessa prover provades under användning av CAP~test och Erhâllna värden visas i tabell V. sprutprovning. 78054944 17 mmflwäßmsww wßmwax smusnmm a wcwcmnfiufiumz wwucooonmafl hmm cwuwcmfiuwmcmwcflcwfluwxx cflë w nwuw» mxwflo ufi> ^>ohn w\flEV wcwnmwflnflomz wwucwuohmnfl >m cowumnomn<« cfla mä ma Ha m 1 | m.m @.m w.m >.@ =.m m.m ~.~ uopwom om xxxmw sfls om ma Ha ~.= m.æ m.@ @.m >.æ m.@ Q.@ w.@ n.= ~.H Hozflmonmomfl om mm :Ms m.~ wa Ha m @.m @.m m.m =.m ~.m m.m >.> ~.m m.~ Hocmums om flm »«wvpm>mm=fl= m= O: om mw N mfl OH m H ~wv@emw=«=m@H|wx°H 0:0 fi mm |>onmp:nQm wcfizfiflmmus xm xflHm>nwucflmvflu\GofiuQQown< > AQmm UI 10 20 '78051194-7 18 Medan båda fällningsmedlen gav goda produkter, var isopropa- nol lämpligare än metanol, eftersom den endast erfordrade 800 ml för åstadkommande av ändamålet. Aceton är lämpligare än både me- tanol och isopropanol, eftersom mindre mängd aceton erfordras än metanol och aceton förlänar bättre absorptionsegenskaper åt den belagda fibern än isopropanol.

Exempel 6 Till ett kärl i en Waring Blendor innehållande H00 ml vat- ten, sattes 6 g fluffad massa från ved och H g av en förtätad, pulverformig CMC, som framställts av finskuren cellulosa och som tvärbundits med epiklorhydrin enligt förfarandet i US-PS 3 589 36Ä.

Uppslamningen omrördes i 5 min vid låg hastighet i blandaren och fick därefter stå i 10 min vid rumstemperatur. Efter omröring i l min hälldes uppslamningen i 800 ml aceton, som fanns i en 2 l' bägare. Blandningen omrördes med en luftdriven omrörare. Efter cirka 10 min omröring avlägsnades överskott vätska genom omväx- lande pressning och dekantering och provet avvattnades genom stöp- ning i aceton tre gånger (600 ml aceton per stöpning om cirka 10 min varaktighet). överskott aceton avlägsnades genom omväxlande pressning och dekantering och provet torkades under vakuum vid 60°C. Absorptionsegenskaperna hos dessa material provades enligt CAP-test och sprutprovning. Resultaten visas i tabell VI. 7aos@94~7 19 musnaw w wcflcmmfluflomz wfiucmuonmufl han umcmfiummnmmcwcmflum ^NV :ME fi nmufiu mxfiflo ufl> ^>onm w\HEv wcficmmflufiomz wflucwoonanfi >m,:ofl»anomn< ^Hv Usa =w@=;n»m>» cflhwhzpøfixflmw flwzxx um> >m mmmme umuusfiu .uwmflwnox m NH wa HE m H.m H.m O.m man ~.: m.: 0.: =.n H N J H N O cfla om @fi> O o.w w.> m.~ N.> m.m m.m m.m m.m m.= =.n >.H :Me N wa He m | 1 m.m @.m @.m =.m æ.w ~.> @.: ~.n :.H @vfim>ww=fl=>o&aw=~@m mn o= mm Om mm om md OH m n :ml ANV ÅavHHm>nmucfiwø«v\øo«umnown< H> Jqmm uflfionucoa xxfifionucow m nn xm *q m' _ _' 'muq .m UI 10 20 25 50 55 7805fi9l4-'7 20 CAP-test- och sprutprovningsvärdena i tabell VI visar, att exempel 6 med H0 % tvärbunden GMC såsom beläggning har hög- re absorptionsförmåga och bättre vekuppsugníngsverkan än tvär- bunden CNC själv.

Exempel 7 YA) 8 g kemisk bomull av kvalitet 85 nppslammades i 400 ml vatten, som fanns i kärlet till en Waring Blendor. 2 g finpar- tiklig, vattenolöslig, men i vatten svällbar, tvärbunden, ympad cellulosa (akrylamid-natriumakrylatympning tvärbunden med mety- len-bis-akrylamid) tillsattes. Blandningen omrördes vid låg hastighet i blandaren under 5 min och fick därefter stå i 10 min. Efter ytterligare l min omröring överfördes uppslamningen till en 2 l bägare och 800 ml aceton tillsattes under omröring genom en luftomrörare (Lightning). Omröríngen fortsattes under 10 min, varefter uppslamningen lämnades orörd i 10 min. skott vätska avlägsnades därefter genom omväxlande dekantering och pressning. Provet stöptes i aceton tre gånger under använd- ning av 600 ml aceton per stöpning om minst 10 min varaktighet. Över- Efter avlägsnande av överskott aceton genom dekantering och pressning torkades provet under vakuum vid 60°C under 1,5 h- YB) Förfarandet i exempel 7A upprepades, varvid den tvärbund- na, ympade cellulosan ersattes med 2 g på liknande sätt tvärbun- det, ympat stärkelsepulver och den kemiska bomullen av kvalitet 85 ersattes med 8 g fluffad massa av ved.

TC) Förfarandet i exempel 7A upprepades, varvid den tvärbund- na, ympade cellulosan ersattes med 2 g på liknande sätt tvärbun- det, ympat guargummi i form av fina partiklar. 7D) Förfarandet i exempel 7A upprepades, varvid den tvärbund- na, ympade cellulosan ersattes med 3 g-vattenolöslig, men i vat- ten svällbar, finpartiklig akrylamid-natríumakrylatsampolymer, som var tvärbunden med metylen-bis-akrylamid, och under använd- ning av 7 g kemisk bomull av kvalitet 85. Den ursprungliga upp- slamníngen bereddes i 500 ml vatten i detta fall. Uppslamning- en blev alltför tjock för omröring tillräckligt i blandaren, så att blandningen omrördes med en spatel för hand under erfor- derlig nia. fira ___.. 78051494-7 21 pmuufifiw :wmfl Lwuumm :oo Hmm umufifln uw>onm ^ V smpsnßm fl m:«cmmfi|Hom: wflucmøonmufi pmm pmzwflummsmwnflcmflum ^.v ^ V - :ME fl uwvwu mxflfio vw> ^>oLm w\~Ev wcflcmmflcflomz wfløcwoonmua >m m:o«umnomn< w NH wa He m | m.: m.: m.: m.: :Ma Om @fl> Q >.H @.H :.H m.~ ~.H w mn wa He m m.~ m.@ m.~ 0.0 >.m m NH mm He m 1 m.q m.: m.= n.z :fls om u«> o n.n m.m m.fi m.fl N.H m æfl mg HE m | n.~ m.> ~.~ m.@ m NH mm fls m H.m m.: ~.2 m.: 0.: nfls om ufi> Q m.N H.~ m.fl >.H =.fl :Ms OH ma He m m.@ >.@ m.@ fi.w @.m w NH wa He m 1 m.: m.= m.= n.= cfië om u«> o wwfl | 1 | | ^nV»@1U>:^mv w ON ma HE m 1 n.n m.m zßw H.@ ^mvmUAm>mw:flc>0mQu:AQw mm! om mm om ma Nfin o.H CG n.

O O\ §lf\ n n Ö P^'\-fl' C il' r-l n LG w.m ~.o (Û \O Q L'\I m ß N"\ >onmHHouucom x @.o f-INV<\ flm »@»flHm>x HHUÉOQ XWHEUMX :.oL@šfloQEmw»æfi>nxm AHVHHm>§@»=flwu«»\soflp@fiown< HH> JQmm |E:flhumc|n«EmHæL |xm.cwU::ßLm>Bx mw mm uwøHHm>x Hasëon xmfiEmxx flEE:mLm:m ummëæ .»m@==p@m>ax UN um> >m mmmmë umwusflmx mmamxnmum Ummëæ .cwucznnm>Bx mß mm um»wHm>x Hflsëon xwflëwmx mmøflzflfiwu vmmsæ .cmu:snmw>Bx <> nu Hwaëwxm 10 15 20 50 35 40 7805l+94~7 22 Såsom framgår av CAP-test- och sprut-provningsvärdena i tabell VII var belagda fiberprover, som framställts enligt förfarandena i exemplen 7A, TB, 7C och 7D överlägsna deras mot- svarande finpartíkliga superabsorptionsmedel i absorptionsför- måga, absorptionsbegynnelsehastighet och vekuppsugningsförmåga.

Exempel 3 Till kärlet i en Waring Blendor innehållande H00 ml ace- ton sattes 6 g kemisk bomull av kvalitet 85 och N g partiellt fri CMC-syra för bildning av en blandning innehållande H0 % partiellt fri CMC-syra, vari de kemiska bomullsfibrerna icke var belagda. Omröring fortsattes med låg hastighet under 2 min, varefter överskott aceton avlägsnades och provet torka- des under vakuum vid 60°C.

Absorptionsförmågan hos detta material bestämdes genom CAP-test. Resultaten av denna provning, jämfört med exempel 1G, visar att belagd fiber innehållande 40 % partiellt fri GMC-syra såsom tillsats är betydligt mer effektiv såsom absorp- tionsmedíum vad beträffar såväl begynnelsehastighet som ab- sorptionsförmåga än blandningen av partiellt fri CMC-syra och kemisk bomull med samma GMC-halt. Värdena visas grafiskt i fig l.

Exempel 9 9A) 'I kärlet till en Waring Blendor innehållande H00 ml ace- ton blandades 8 g av ett material liknande det i exempel lF innehållande 50 % partiellt fri CMC-syra och 2 g kemisk bomull av kvalitet 85, vilket ledde till ett prov med en total halt partiellt fri CMC-syra av 40 viktprocent. överskott aceton av- lägsnades och provet torkades under vakuum vid 60°C. 98) Exempel 9A upprepades under användning av 6 g av ett ma- terial liknande det i exempel lF och 4 g kemisk bomull av kvali- tet 85, vilket ledde till ett prov med en total halt partiellt fri CMC-syra av 30 viktprocent. 90) Exempel 8 upprepades under användning av 7 g kemisk bom- ull av kvalitet 85 och 3 g partiellt fri GMC-syra för bildning av en blandning innehållande 30 viktprocent partiellt fri CMC-syra och icke innehållande några belagda fibrer.

Absorptionsegenskaperna hos dessa material bestämdes un- Jämförelse av dessa värden med vär- Värdena i denna graf der användning av CAP-test. dena i exempel 8 visas grafiskt i fig 2. visar den förbättrade absorptionsförmågan (snabbare begynnelse- 10 l5 20 25 SO 7805494-'7 23 hastighet och större absorptionsförmåga), som uppvisas av en blandning av belagd fiber och kemisk bomull i jämförelse med en blandning av partiellt fri CMC-syra och obelagd kemisk bomull, vari den totala halten GMC är densamma.

Exempel 10 10A) En vattenhaltig uppslamning framställdes på det i exempel 7D beskrivna sättet. Efter erforderlig omröring överfördes upp- slamningen till ett aluminiumkärl och vattnet avlägsnades genom torkning under vakuum vid 60°C. Det erfordrades lO h för tork- ning till konstant vikt. Provet bildade en tät, spröd matta vid torkning i motsats till det mjuka, fluffiga material, som fram- ställts genom förfarandet i exempel TD, där aceton användes för avlägsnande av vatten före torkningen från det acetonvåta till- ståndet.

CAP-testvärdena i tabell VIII visar, att torkning från det acetonvâta tillståndet, såsom i exempel 7D, är mycket över- lägsen torkning från det vattenvâta tillståndet i detta exempel, ledande till snabbare begynnelsehastighet för absorptionen och större absorptionsförmåga. l0B) En vattenhaltig uppslamning framställdes på det i exempel lF beskrivna sättet. Efter erforderlig omröring överfördes upp- slamningen till ett aluminiumkärl och vattnet avlägsnades genom torkning vid 10000 i en ugn med luftdrag. Det erfordrade 7 h för torkning till konstant vikt. Detta prov var, ehuru icke sä tätt och sprött som det i exempel 10A, sprött och hårt. enligt exempel 1D, som torkats från acetonvått tillstånd, var Materialet däremot mjukt och fluffigt. Återigen visar CAP-testvärdena i tabell VIII att överlägs- na absorptionsegenskaper härrör från torkning från acetonvâtt tillstånd i stället för torkning från vattenvått tillstånd. 7805læ9l4-7 TABELL VIII Absorption/tídsíntervall EX 0,1 0,3 0,5 0,7 1,1 1,5 1,8 2,0 2,1 2,3 2,5 0,6 1,7 2,6 '1,5 5,7 6,6 7,2 7,5 1,7 7,9 1,9 0,1» 1,3 2,1 3,7 14,7 5,5 5,7 5,9 6,0 6,2 6,2 1,14 11,0 6,1 8,4 8,9 9,1 9,1 9,1 III' 10A 'ID 1GB lF - f -f-u. -q ^ï”?"' "-'*'“*' 'hl Jd-ï Q 'du an.. q

Claims (17)

'7805494~7 PATENTKRAV

1.Ce1lu1osaha1tíga fibrer med snabb absorptionshastighet och stor absorptionsförmåga för vatten eller vattenhaltiga salt- lösningar, k ä n n e t e c k n a d e av en långfibrig cellulosa, som på sin yta har en beläggning av vattenolöslig, vattenabsorbe- rande polymer i en mängd lika med 15-90 viktprocent, räknat på to- talvikten belagd fiber, varvid fibrerna är i form av separata och diskreta fibrer och varvid de belagda fibrerna har högre absorptionsförmåga än den obelagda långfibriga cellulosan.

2. Fiber enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den vattenabsorberande polymeren utgöres av tvärbunden na- triumkarboximetylcellulosa, tvärbunden, partiellt fri karboxi- metylcellulosasyra, tvärbunden hydroxietylcellulosa, tvärbunden cellulosa-akrylamid-akrylsyrasampolymer eller tvärbunden akryl- amid-akrylsyrasampolymer.

3. Fiber enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den modifierade cellulosan är en epihalogenhydrintvärbunden karboximetylcellulosa.

4. H. Fiber enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den modifierade cellulosan är en partiellt fri karboximetyl- cellulosasyra.

5. Fiber enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den långfibriga cellulosan består av massa från ved, kemisk bomull eller stapelfibrer av bomull.

6. Fiber enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den långfibriga cellulosan är rayonstapelfibrer.

7. Fiber enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av en diskret stapelfiber av bomull, som på sina ytor har en be- läggning innefattande cirka 50-90 viktprocent partiellt fri kar- boximetylcellulosasyra, räknat på den belagda fiberns totalvikt.

8. Fiber enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av en separat och diskret fiber av massa från ved, vilken på sin yta har en beläggning innefattande cirka NO-90 viktprocent par- tiellt fri karboximetylcellulosasyra, räknat på den belagda fi- berns totalvikt.

9. Fiber enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av en separat och diskret fiber av kemisk bomull, vilken på sin yta har en beläggning innefattande cirka H0-90 viktprocent par- tiellt fri karboximetylcellulosasyra, räknat på den belagda fi- berns totalvikt. »mer wfleiï vsosusu-1 ät

10. Blandning av obehandlad långfibrig cellulosa och se- 'Qparata och diskreta fibrer belagda med en vattenolöslig, vatten- absorberande polymer och med sådant förhållande av belagda till obelagda fibrer, att totalkoncentrationen åv vattenolöslig, vat- tenabsorberande polymer i blandningen är cirka 15-80 %.

11. Förfarande för framställning av cellulosahaltiga fib- rer med snabb absorptionshastíghet och hög absorptionsförmåga för vatten eller vattenhaltiga saltlösningar, k ä n n e t e c k n a t därav, att den vattenhaltig suspension av separata och diskreta långfibriga cellulosafibrer innehållande en vattenolöslig, vat- tenabsorberande polymer framställes, att suspensionen omröresg, tills den vattenolösliga, vattenabsorberande polymeren bildar en vattenhaltig gel, att till suspensionen sättes ett inert, med vat- ten blandbart spädningsmedel, i vilket polymeren är vare sig lös- lig eller svällbar, för utfällning av polymeren på ytan av den långfibriga cellulosan och att därefter de belagda fibrerna av- vattnas genom att de bringas i kontakt med ett med vatten bland- bart spädningsmedel, i vilket polymeren är vare sig löslig eller svällbar, att spädningsmedlet avlägsnas och att separata och diskreta fibrer av långfíbrig cellulosa utvinnes därur.

12. Förfarande enligt-krav ll, k ä n n e t e c k n a t därav, att den långfibríga cellulosan utgöres av massa av ved, kemisk bomull eller stapelfibrer av bomull.

13. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t därav, att den vattenolöslíga, vattenabsorberande polymeren är en modifierad polysackarid.

14. Förfarande enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t därav, att polysackariden är cellulosa.

15. Förfarande enligt krav lä, k ä n n e t e c k n a t därav, att den modifierade cellulosan består av epiklorhydrin- tvärbunden karboximetylcellulosa och partiellt fri karboximetyl- cellulosasyra.

16. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t därav, att suspensionen beredes i vatten innehållande upp till 50 % aceton.

17. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t därav, att det med vatten blandbara spädningsmedlet, som använ- des för utfällning av polymeren på cellulosafibern, är aceton och att det med vatten blandbara spädningsmedlet, som användes för avvattníng av de belagda fibrerna, även är aceton.