SE504030C2 - Spunlacematerial med hög bulk och absorptionsförmåga samt förfarande för dess framställning - Google Patents

Description

504 030 2 Qppfinningens endemål eeh viktigeete känneteeken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett spunlacematerial, vilket uppvisar förbättrade absorptionsegenskaper, mjukhet och hög bulk. Detta har genom uppfinningen lösts genom att materialet innehåller en viss andel massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemitermo- mekanisk typ och/eller kemiska massafibrer som på kemisk väg fórstyvats eller tvärbundits på sådant sätt att fibrernas förmåga att bilda vätebindningar i samband med vätning har väsentligen reducerats och att sagda fibrer företrädes- vis blandats med andra fibrer, såsom kemiska massafibrer, växtfibrer, syntet- fibrer eller regenererade cellulosafibrer i en våt- eller skumformad fiberbana som hydroentanglats med tillräcklig energi för att bilda ett kompakt absorberande material.

Andelen massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemi- termomekanisk typ och/eller kemiskt förstyvade eller tvärbundna massafibrer bör utgöra minst 5 och företrädesvis minst 10 vikts-% av den totala ñbervikten. I materialet kan vidare ingå ett våtstyrkemedel eller ett bindemedel.

Uppfinningen avser vidare ett förfarande för framställning av nonwovenmaterialet ifråga.

Beskriming ev ritningen Fig. 1 visar i diagramform inverkan av CTMP-halten på bulk och total vattenabsorption i några skumformade spunlacematerial.

Beskrivning ev uppfinningen I spunlacematerialet enligt uppfinningen ingår en viss andel massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemitermomekanisk typ och/eller kemiskt förstyvade eller tvärbundna massafibrer.

Mekanisk massa framställs genom slipning eller raffinering och principen vid mekanisk massaframställning är att veden sönderdelas på mekanisk väg. Hela vedmaterialet utnyttjas och ligninet finns således kvar i fibrerna, som är relativt korta och styva. Framställning av termomekanisk massa (TMP) sker genom raffineringi en skivraffinör vid ett förhöjt ångtryck. Även här finns ligninet kvari fibrerna. 504 030 En termomekanisk massa kan modifieras genom tillsats av små mängder kemikalier, vanligen sulfit, som tillsätts före rafïineringen. Denna massa benämns kemimekanisk massa (CMP) eller kemitennomekanisk massa (CTMP). En variant av CTMP beskrivs i den internationella patentansökan PCT/SE9l/00091 samt i svenska patentansökan nr. 9402101-1, vilka massor även innefattas av uppfinningen. En effekt av kemikaliebehandlingen är att fibrerna friläggs lättare.

En kemimekanisk eller kemitermomekanisk massa innehåller mer hela fibrer och mindre spet (fiberaggregat) än en mekanisk eller termomekanisk massa.

Egenskaperna hos de kemimekaniska eller kemitermomekaniska massorna närmar sig de kemiska massomas, men det finns väsentliga skillnader bland annat beroende på att i kemimekanisk och kemitermomekanisk massa är fibrerna grövre och innehåller en hög andel lignin, hartser och hemicellulosa.

Lígninet ger fibrerna mer hydrofoba egenskaper och minskad förmåga att bilda vätebindningar.

Detta är egenskaper som tidigare inte ansetts önskvärda hos de fibrer som använts för framställning av spunlacematerial, där man i stället eftersträvat att använda flexibla fibrer som lätt kan haka fast i varandra och trasslas samman till ett starkt material.

Det har nu överraskande visat sig att inblandning av massafibrer av ovan nämnt slag i spunlacematerial ökar dettas absorptionsförmåga, bulk och mjukhet i väsentlig grad. Dragstyrkan hos materialet reduceras visserligen, men är för många applikationer fullt tillräcklig. Dragstyrkan kan dock ökas genom tillsats av ett våtstyrke- eller bindemedel, företrädesvis i en mängd motsvarande mellan 0,1 och 10 vikts-%, och helst mellan 0,2 och 5 vikts-% räknat på materialets totala vikt. Av de ovannämnda massorna är kemitermomekanisk massa (CTMP) att föredra.

I stället för mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk och kemitermomekanisk massa kan även användas på kemisk väg förstyvade cellulosafibrer av kemisk massa. Med detta avses fibrer som på kemisk väg har förstyvats för att öka fiberns styvhet under både torrt och vått tillstånd. Detta innebär tillsats av kemikalier vilka exempelvis lägger sig som en beläggning utanpå fibem eller tränger in i denna. Det inkluderar även sådan behandling som syftar till att förändra cellulosans kemiska struktur, exempelvis genom tvärbindning mellan cellulosamolekylerna. Kemikaliebehandlingen reducerar fibrernas förmåga att 504 030 9 bilda vätebindningar och de har i vissa avseenden likartade egenskaper som kemitermomekaniska massafibrer, i synnerhet vad gäller våtspänstighet. De kemiskt fórstyvade cellulosafibrerna kan även uppvisa ett s k curl-värde, d v s vara vridna längs sin axel Exempel på fórstyvningskemikalier som kan belägga eller impregnera cellulosa- fibrer är katjoniskt modifierad stärkelse med aminogrupper, latex, våtstyrkemedel som polyamid-epiklorhydrinhartser, polyakrylamidhartser, urea-formaldehyd- hartser, melamin-formaldehydhartser samt polyetylenirriinhartser. Exempel på tvärbindningskemikalier som förmår tvärbinda cellulosamolekyler är C2-C8 monoaldehyder och C2-C8 dialdehyder, exempelvis formaldehyd eller glutar- aldehyd, samt polykarboxylsyror, exempelvis citronsyra.

Det är naturligtvis även möjligt att använda en kombination av kemitermo- mekanisk (eller annan mekanisk) massa samt kemiskt forstyvade cellulosafibrer. Även om spunlacematerialet kan innehålla enbart fibrer av ovannämnt slag ingår företrädesvis även andra fibertyper, såsom kemiska massañbrer, växtfibrer, syntetfibrer och/eller regenererade cellulosañbrer, dvs viskos eller rayon.

Härigenom ökas materialets dragstyrka. Exempel på lämpliga syntetfibrer är polyester, polypropen och polyamid.

Exempel på växtfibrer som kan användas är bladfibrer såsom abaca, ananas och phorrnium tenax; bastfibrer såsom lin, hampa och ramie och fröhårsñbrer såsom bomull, kapok och mílkweed. Vid inblandning av sådana långa hydrofila växtfibrer kan det vara nödvänding att tillsätta ett dispergeringsmedel, t ex en blandning av 75% bis(hydrogenereradtalgalkyl)dimetylammoniumklorid och 25% propylen- glykol. Detta beskrivs närmare i svenska patentansökan nr. 9403618-3.

Uppfinningen innebär att man våt- eller skumformar en fiberbana innehållande den önskade fiberblandningen och avvattnar den på en vira. Vid skurnfornuiing dispergeras fibrema i uppskummad vätska innehållande en skumbildande tensid och vatten, varefter fiberdispersionen på motsvarande sätt som vid våtformning avvattnas på en vira. Ett exempel på ett lämpligt sådant skumformnings- forfarande finns i svenska patentansökan nr. 9402470-0. 5 504 oso Den sålunda bildade fiberbanan utsätts för hydroentangling med en energiinsats som lämpligen ligger i intervallet 200-800 kWh/ton. Hydroentanglingen sker med konventionell teknik och med utrustning som tillhandahålles av maskintillverkare.

Efter hydroentanglingen pressas och torkas materialet samt rullas upp. Det färdiga materialet konverteras sedan på känt sätt till lämpligt format och förpackas.

Material som framställs enligt uppfinningen har tillräckligt goda styrkeegenskaper för att kunna användas som torkmaterial även i applikationer där relativt höga styrkor i vått tillstånd erfodras. Genom tillsats av lämpligt bindemedel eller våtstyrkemedel via impregnering, sprayning, filmapplicering eller annan lämplig påfóringsmetod kan egenskaperna hos materialet förbättras ytterligare.

Bindemedlet eller våtstyrkemedlet kan antingen tillsättas till det hydroentanglade materialet eller till fiberrnälden innan våt- eller skumformningen av fiberbanan.

Materialet kan användas som torkmaterial for hushållsändamål eller för storfdrbrukare som verkstäder, industrier, sjukhus och andra offentliga inrättningar. Det är genom sin mjukhet även även användbart som engångsmaterial inom sjukvården, t ex operationsrockar, lakan och liknande.

Genom sin höga absorptionsfórrnåga är det även mycket lämpligt som en komponent i absorptionsprodukter såsom bindor, trosskydd, blöjor, inkontinens- produkter, sängunderlägg, sårfórband, kompresser och liknande.

Exempel Några olika material med olika fibersammansättning och varierande halt av CTMP-fibrer har framställts och testats, varvid jämförelse orts med referens- material som inte innehöll några CTMP-fibrer. CTMP-ñbrerna utgjordes av kommersiellt tillgänglig kemitennomekanisk massa framställd av barrved. De kemiska massafibrema utgjordes utgjordes av blekt kemisk barrvedsmassa . De använda syntetfibrerna utgjordes av polyester 1.7 dtex x 12.7 mm respektive polypropen 1.4 dtex x 18 mm. Fiberbanor framställdes antingen genom våt- forrnning eller skumformning och hydroentanglades därefter med en energiinsats av ca. 600 kWh/ton, pressades lätt och torkades medelst genomblåsning vid 130°.

Materialens egenskaper redovisas i nedanstående Tabell 1 med tillhörande Figur 1. 504 030 02380 000.2 ä 8000020800 000000... ...ßaæssox a. 092.8.. 000.0. à 80.0.0000.. 08000... .šmæesß .0 805.3 >w 25202. 0.805 zn..=w«0Eo=t8..:B< 93.03.... šæflmëëøx .w wmwmëmnšn ÉES. 0.03 2 så 00%... 03.8 00 005080 ._90=80=._.0=m.=m 0 08.8 m5 0.0 0.0 0.8 m... m... 0.0 m... 0... 0.» 0.0 .zoâmomg ._59 00.8 ...zwom 8. 8. 8. <8 08 .8 0. .. 03 00.. šz _.. åmšmoëo ._.<> 00.8 qášm 0.. NB ~.0. 2.0.. 00.. 80. Nå ~å 80 šz :_ §mšmo 00.8 825m 8 å. S. 3 . m0. ~.. 8. 8 8 e, _» 02:80. 00.8 02x00 0. 0. E R N. 2 8 8 R _... J 02.28. 00.8 m.2<0m .8 08 . 80 S0. m8. 83 80. 8. 80 šz _. šmfimoëo 00.8 màšm 000. 8.. 08. 0.8 .m8 88 88 <8. 0.0. šz ._ Émfiwøëa 0.2.3 000.8... 0.0 0.0 0.. 0.0 0.8 0.... m... 0... 0.0 08.5 _52. 00% màqom ._00 0 .0 En m8 E.. 03. 0... Rv 08 .ä .vmdögh 00.0 má<0m 0.8 Nä 0.2 0.0. 0.... 0. .0 ..~0 8.0. 0.8 ~š0 ..C__>._.> mä 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0.8. 0z_z¥mo..wøz_zwfim2ozw0 .ä ä. .ä .š .ä .i ä. ä. .š øzäwmwm.. 08.. 000.. 08.. 000.. 08.. 08.. 08.. 08.. 08. S.z>>v_._0mwzmw0z:oz<»zm .v 0... 0.. 8 0.. 0.. 0.. 0.. - . så. . Kau... zmíomaåo.. __» 8 - - . . - - . 8 8 se E. . nå... mfiwwäöq .s n 8 8 0.. 8 8 0. 0 ä 0 mšomnmšmmå ..._ c 0 0. 8 8 0.. 8 8 8 8 mmmnâwwš xmšmx e. _. mc_c..:o.E3_m mscccnzënxm mcëccfizënxm oc_=.Eo.E3_.«. mc_c..c0.c.=1m mc_cE._0.E3m mciccâëax... mc_c.E0=«> mciEöuw> v__zxm._.m02_z_2mOm wa wa .ä mn Mu H gå ä. mnnfiäum 0z_z0_0w.m5<_mw..<: . .Immšr å* 504 030 Resultaten visar att materialens bulk och absorptionsförrnåga ökade märkbart med ökande inblandning av CTMP-fibrer. Materialen upplevdes även som mjukare. Styrkan hos materialen sjönk emellertid med ökande inblandning av CTMP-fibrer. För många applikationer är dock dessa styrkevärden fullt tillräckliga och som omtalats ovan kan dragstyrkan ökas genom tillsats av ett våtstyrke- eller bindemedel, företrädesvis i en mängd motsvarande mellan 0,1 och 10 vikts-%, och helst mellan 0,2 och 5 vikts-% räknat på materialets totala vikt.

Claims (8)

504 oso g Patentkrav

1. Nonwovenmaterial framställt genom hydroentangling av en våt- eller skumformad fiberbana, k ä n n e t e c k n a t a v att materialet innehåller en viss andel massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemitermomekanisk typ och/eller kemiska massafibrer som på kemisk väg förstyvats eller tvärbundits på sådant sätt att fibrernas förmåga att bilda vätebindningar i samband med vätning har väsentligen reducerats och att sagda fibrer företrädesvis blandats med andra fibrer, såsom kemiska massafibrer, växtfibrer, syntetfibrer eller regenererade cellulosafibrer i en våt- eller skumformad fiberbana som hydroentanglats med tillräcklig energi för att bilda ett kompakt absorberande material.

2. Nonwovenmaterial enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att andelen massafibrer av mekanisk, termomekanisk eller kemitermomekanisk typ och/eller kemiskt förstyvade eller tvärbundna massafibrer utgör minst 5 och företrädesvis minst 10 vikts-% av den totala fibervikten.

3. Nonwovenmaterial enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att i materialet ingår ett våtstyrkemedel eller ett bindemedel .

4. Nonwovenmaterial enligt något eller några av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att andelen våtstyrke- eller bindemedel uppgår till mellan 0,1 och 10 vikts-%, företrädesvis mellan 0,2 och 5 vikts-%.

5. Förfarande för framställning av ett nonwovenmaterial enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att man genom våt- eller skumformning bildar en fiberbana innehållande en viss andel massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemitermomekanisk typ och/eller kemiska massafibrer som på kemisk väg förstyvats eller tvärbundits på sådant sätt att fibrernas förmåga att bilda vätebindningar i samband med vätning har väsentligen reducerats och bildar ett kompakt, absorberande material av sammantrasslade fibrer genom att utsätta fiberbanan för hydroentangling och därefter torka materialet.

6. Förfarande enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att andelen massafibrer av mekanisk, termomekanisk, kemimekanisk eller kemitermomekanisk typ och/eller kemiskt förstyvade eller tvärbundna q 504 030 massafibrer som inblandas utgör minst 5 och företrädesvis minst 10 vikts-% av den totala fibervikten

7. Förfarande enligt patentkrav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t a v atti anslutning till hydroentanglingen tillsätts till materialet ett våtstyrkemedel eller ett bindemedel genom sprayning, impregnering, bestrykning eller liknande.

8. Förfarande enligt patentkrav patentkrav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t a v att ett våtstyrkemedel eller bindemedel tillsätts till fibermälden innan våt- eller skum- formningen av fiberbanan.