RU2399708C2 - Method of preparing mercerised fibre - Google Patents
Method of preparing mercerised fibre Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399708C2 RU2399708C2 RU2007118408/12A RU2007118408A RU2399708C2 RU 2399708 C2 RU2399708 C2 RU 2399708C2 RU 2007118408/12 A RU2007118408/12 A RU 2007118408/12A RU 2007118408 A RU2007118408 A RU 2007118408A RU 2399708 C2 RU2399708 C2 RU 2399708C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- mercerized
- cellulose
- mercerizing
- equal
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 10
- 238000005517 mercerization Methods 0.000 claims description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract 1
- 238000009992 mercerising Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 31
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 31
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 30
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 20
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 20
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 13
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 8
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 5
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 3
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 3
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 3
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 2
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 2
- 108091005944 Cerulean Proteins 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 206010021639 Incontinence Diseases 0.000 description 2
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 2
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 2
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 2
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229920000247 superabsorbent polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 description 2
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 2
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- 240000000491 Corchorus aestuans Species 0.000 description 1
- 235000011777 Corchorus aestuans Nutrition 0.000 description 1
- 235000010862 Corchorus capsularis Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229920000825 Fique Polymers 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIALWIXNOYTADT-UHFFFAOYSA-N [He].[N].[Ar] Chemical compound [He].[N].[Ar] DIALWIXNOYTADT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 1
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- VQBIMXHWYSRDLF-UHFFFAOYSA-M sodium;azane;hydrogen carbonate Chemical compound [NH4+].[Na+].[O-]C([O-])=O VQBIMXHWYSRDLF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/001—Modification of pulp properties
- D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
- D21C9/004—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives inorganic compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H15/00—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution
- D21H15/02—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution characterised by configuration
- D21H15/04—Pulp or paper, comprising fibres or web-forming material characterised by features other than their chemical constitution characterised by configuration crimped, kinked, curled or twisted fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к способу производства мерсеризованных целлюлозных волокон и волокнистых изделий, приготовленных из них. Изобретение также относится к целлюлозным волокнам, целлюлозным листовым материалам, содержащим волокна, и изготовленным из них изделиям, таким как масло для автомобилей, воздушные фильтры и табачные изделия.The present invention relates to a method for the production of mercerized cellulosic fibers and fibrous products prepared from them. The invention also relates to cellulosic fibers, cellulosic sheet materials containing fibers, and articles made therefrom, such as automobile oil, air filters and tobacco products.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Мерсеризованные волокна и изготовленные из них изделия известны и описаны в патентах США №5,766,159 и 6,063,982, включенных в настоящий документ в полном объеме путем ссылки.Mercerized fibers and articles made therefrom are known and described in US Pat. Nos. 5,766,159 and 6,063,982, incorporated herein by reference in their entirety.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Один признак настоящего изобретения относится к мерсеризованным целлюлозным волокнам, которые образуют волокнистое полотно, имеющее воздушную проницаемость, равную или больше приблизительно 100 куб. футов в минуту на кв. фут, определенную по процедуре TAPPI Т251 ст-85 на листах ручной отливки 60 гсм при давлении 125 Па, и предпочтительно имеющее показатель изгиба равный или больше 2,5 и показатель скручиваемости равный или больше 0,28, измеренные анализатором качества волокон (FQA), выпускаемым канадской компанией Optest. Еще один признак настоящего изобретения относится к пористому волокнистому полотну или бумажной или картонной основе, содержащей мерсеризованные волокна настоящего изобретения. Характеристики пористости полотна делают его пригодным для применения там, где желательна пористость полотна.One feature of the present invention relates to mercerized cellulose fibers that form a fibrous web having an air permeability equal to or greater than about 100 cubic meters. feet per minute per sq. ft as determined by TAPPI T251 st-85 on 60 gsm hand-cast sheets at a pressure of 125 Pa, and preferably having a bend index equal to or greater than 2.5 and a curl index equal to or greater than 0.28, measured by a fiber quality analyzer (FQA), manufactured by the Canadian company Optest. Another feature of the present invention relates to a porous fibrous web or paper or paperboard containing mercerized fibers of the present invention. The porosity characteristics of the web make it suitable for use where porosity of the web is desired.
Еще один признак настоящего изобретения относится к пористой или непористой бумажной или картонной основе, содержащей мерсеризованные волокна настоящего изобретения. Еще один вариант осуществления настоящего изобретения относится к производственному изделию, все тело или часть которого выполнена из волокнистого полотна, содержащего мерсеризованные волокна настоящего изобретения. Существуют также и другие изделия, которые не ограничены абсорбирующим изделием для впитывания жидкости, такие как предметы личной гигиены, санитарные салфетки, тампоны, подгузники, прокладки для недержания, хирургические губки, компрессы, бандажи и носовые платки, которые раскрыты и описаны в патентах США № 5766159 и 6063982, а также фильтрующие изделия, такие как воздушные фильтры, которые раскрыты и описаны в патентах США № 6797044 и 6767391, и масляные фильтры, которые раскрыты и описаны в патентах США № 6706181 и 6379537. Еще один признак настоящего изобретения относится к способу изготовления мерсеризованных волокон настоящего изобретения, который содержит обработку целлюлозных волокон с помощью мерсеризующего агента при концентрации и температуре и в течение времени, которые достаточны для изготовления мерсеризованных целлюлозных волокон настоящего изобретения. Для получения планируемых результатов важно, чтобы эта операция проводилась с помощью мерсеризующей жидкости с большой концентрацией растворенных углеводов, такой как оборотный мерсеризующий раствор "как есть" в его полностью щелочном состоянии.Another feature of the present invention relates to a porous or non-porous paper or cardboard base containing mercerized fibers of the present invention. Another embodiment of the present invention relates to a manufacturing product, the whole body or part of which is made of a fibrous web containing mercerized fibers of the present invention. There are also other products that are not limited to an absorbent liquid absorbent product, such as personal care products, sanitary napkins, tampons, diapers, incontinence pads, surgical sponges, compresses, bandages and handkerchiefs that are disclosed and described in US Pat. 5766159 and 6063982, as well as filter products, such as air filters, which are disclosed and described in US patent No. 6797044 and 6767391, and oil filters, which are disclosed and described in US patent No. 6706181 and 6379537. Another feature of the present invention eniya relates to a manufacturing method of the present invention, mercerized fibers, which comprises treating cellulosic fibers using merserizuyuschego agent at a concentration and temperature and for a time sufficient for the manufacture of mercerized cellulosic fibers present invention. To obtain the planned results, it is important that this operation is carried out using a mercerizing liquid with a high concentration of dissolved carbohydrates, such as a reverse mercerizing solution "as is" in its fully alkaline state.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Вышеизложенные и другие признаки и преимущества изобретения будут далее описаны вместе с прилагаемыми чертежами, где:The foregoing and other features and advantages of the invention will be further described with the accompanying drawings, in which:
на Фиг.1 показано немерсеризованное волокно;figure 1 shows non-mercerized fiber;
на Фиг.2 показана мерсеризованная форма волокна с Фиг.1;figure 2 shows the mercerized form of the fiber of figure 1;
на Фиг.3 показана контурная длина волокна; иfigure 3 shows the contour length of the fiber; and
на Фиг.4 приведен график, иллюстрирующий воздушную проницаемость различных образцов мерсеризованного волокна при испытании по TAPPI T251 cm-85 на листах ручной отливки 60 гсм при давлении 125 Па.Fig. 4 is a graph illustrating the air permeability of various samples of mercerized fiber when tested according to TAPPI T251 cm-85 on 60 gsm manual casting sheets at a pressure of 125 Pa.
ОПИСАНИЕ ЛУЧШИХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF BEST OPTIONS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Мерсеризованные целлюлозные волокна, сформованные в волокнистое полотно, имеют воздушную проницаемость, равную или больше приблизительно 100 куб. футов в минуту на кв. фут, определенную по процедуре TAPPI T251 cm-85 на листах ручной отливки 60 гсм при давлении испытания 125 Па. Предпочтительно воздушная проницаемость равна или больше приблизительно 110 куб. футов в минуту на кв. фут. В более предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения волокнистое полотно имеет воздушную проницаемость равную или больше приблизительно 115 куб. футов в минуту на кв. фут и наиболее предпочтительно равную или больше 120 куб. футов на кв. фут.Mercerized cellulose fibers formed into a fiber web have an air permeability equal to or greater than about 100 cubic meters. feet per minute per sq. ft as determined by TAPPI T251 cm-85 on 60 gsm manual casting sheets at a test pressure of 125 Pa. Preferably, the air permeability is equal to or greater than about 110 cubic meters. feet per minute per sq. foot. In more preferred embodiments, the fibrous web has an air permeability equal to or greater than about 115 cubic meters. feet per minute per sq. ft and most preferably equal to or greater than 120 cubic meters. ft per sq. foot.
Предпочтительно, мерсеризованные волокна настоящего изобретения имеют показатель скручиваемости равный или больше приблизительно 0,26, определенный анализатором качества волокон, изготавливаемым и продаваемым канадской компанией OpTest. Показатель скручиваемости и способы его измерения хорошо известны из уровня техники. В лучших вариантах осуществления настоящего изобретения волокна имеют показатель скручиваемости приблизительно от 0,275. Показатель скручиваемости волокон наиболее предпочтительно составляет приблизительно от 0,275 до 0,370 и наиболее предпочтительно приблизительно от 0,285 до 0,360.Preferably, the mercerized fibers of the present invention have a curl index of equal to or greater than about 0.26, determined by a fiber quality analyzer manufactured and sold by Canadian company OpTest. The curl index and methods for measuring it are well known in the art. In better embodiments of the present invention, the fibers have a curl index of from about 0.275. The fiber curl index is most preferably from about 0.275 to 0.370, and most preferably from about 0.285 to 0.360.
Предпочтительно, мерсеризованные волокна настоящего изобретения имеют показатель изгиба равный или больше приблизительно 2,5, определенный анализатором качества волокон, изготавливаемым и продаваемым канадской компанией OpTest. Показатель изгиба и способы его измерения хорошо известны из уровня техники. В лучших вариантах осуществления настоящего изобретения волокна имеют показатель изгиба приблизительно от 2,50 до 2,80. Показатель изгиба волокон более предпочтительно составляет приблизительно от 2,55 до 2,75 и наиболее предпочтительно приблизительно от 2,60 до 2,70.Preferably, the mercerized fibers of the present invention have a bend of equal to or greater than about 2.5, determined by a fiber quality analyzer manufactured and sold by Canadian company OpTest. The bend index and methods for measuring it are well known in the art. In the best embodiments of the present invention, the fibers have a bend of about 2.50 to 2.80. The fiber bending rate is more preferably from about 2.55 to 2.75, and most preferably from about 2.60 to 2.70.
Мерсеризованные волокна настоящего изобретения могут быть изготовлены из волокон целлюлозы, полученной из лиственной древесины, хвойной древесины или сочетания лиственной и хвойной древесины типа, подготовленного для использования в композиции для производства бумаги любыми известными способами варки, облагораживания и беления, такими как, например, известные механические, термомеханические, химические и полухимические и т.д. способы производства целлюлозы. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть волокон целлюлозы может быть получена из недревесных травянистых растений и/или сельскохозяйственных отходов, включая без ограничения кенаф, выжимки сахарного тростника, коноплю, джут, лен, сизаль или абаку, хотя законодательные ограничения и другие соображения могут сделать использование конопли или других источников волокон непрактичным или невозможным. Источником волокон также могут служить переработанные или вторичные волокна или любые отходы текстиля на основе целлюлозы. В способе настоящего изобретения могут быть использованы волокна беленой или небеленой целлюлозы. В лучших вариантах осуществления изобретения используются смеси волокон целлюлозы, полученной из лиственной и хвойной древесины. В более предпочтительных вариантах осуществления основная часть волокон (больше 50% по массе, предпочтительно больше 60% по массе и наиболее предпочтительно больше приблизительно 80% по массе) получена из беленой целлюлозы хвойных пород древесины и в наиболее предпочтительных вариантах осуществления все или по существу все волокна получены из древесины хвойных пород.Mercerized fibers of the present invention can be made from cellulose fibers obtained from deciduous wood, softwood, or a combination of hardwood and softwood, prepared for use in a paper production composition by any known cooking, refinement and bleaching methods, such as, for example, known mechanical , thermomechanical, chemical and semi-chemical, etc. cellulose production methods. In some embodiments, at least a portion of the cellulose fibers can be obtained from non-woody herbaceous plants and / or agricultural waste, including without limitation kenaf, sugarcane, hemp, jute, flax, sisal or abacus, although legislative restrictions and other considerations may make the use of hemp or other fiber sources is impractical or impossible. Recycled or recycled fibers or any cellulose-based textile waste can also be a fiber source. Bleached or unbleached pulp fibers may be used in the method of the present invention. In the best embodiments of the invention, mixtures of cellulose fibers obtained from deciduous and coniferous wood are used. In more preferred embodiments, the majority of the fibers (greater than 50% by weight, preferably greater than 60% by weight and most preferably greater than approximately 80% by weight) are obtained from bleached softwood pulp and, in most preferred embodiments, all or substantially all of the fibers obtained from coniferous wood.
Мерсеризованные целлюлозные волокна настоящего изобретения подготовлены путем обработки подходящих целлюлозных волокон подходящим мерсеризующим агентом с концентрацией, в течение времени и при температуре, достаточных для получения мерсеризованных целлюлозных волокон, имеющих желательные характеристики. Например, волокна древесной массы, выбираемые из группы, состоящей из беленой и небеленой целлюлозы лиственной древесины, хвойной древесины и выжимок, предпочтительно волокна беленой целлюлозы из хвойной древесины, могут быть соединены с некоторым количеством воды для образования кашицы. Количество воды, добавляемое в древесные волокна, должно быть достаточным для того, чтобы образовать кашицу, предпочтительно имеющую консистенцию в диапазоне приблизительно от 0,1 до 88 мас.%, и предпочтительно в диапазоне приблизительно от 8 до 40 мас.%. Консистенция определяется как масса древесных волокон печной сушки в кашице, деленная на общую массу кашицы. Для достижения высокой пористости важно проводить этап мерсеризации с использованием мерсеризующих растворов с большим содержанием растворенных гемицеллюлоз (непрерывно повторно используемых и/или искусственно обогащенных путем добавления растворимых углеводов), потому что только углеводы с большой молекулярной массой могут повторно осаждаться из раствора на поверхность волокон во время мерсеризации.Mercerized cellulosic fibers of the present invention are prepared by treating suitable cellulosic fibers with a suitable mercerizing agent at a concentration, over time and at a temperature sufficient to produce mercerized cellulosic fibers having the desired characteristics. For example, pulp fibers selected from the group consisting of bleached and unbleached hardwood pulp, coniferous wood and squeezed pulp, preferably bleached softwood pulp fibers, can be combined with some water to form slurry. The amount of water added to the wood fibers should be sufficient to form a slurry, preferably having a consistency in the range of about 0.1 to 88% by weight, and preferably in the range of about 8 to 40% by weight. Consistency is defined as the mass of wood fibers of kiln drying kiln divided by the total mass of slurry. To achieve high porosity, it is important to carry out the mercerization step using mercerizing solutions with a high content of dissolved hemicelluloses (continuously reused and / or artificially enriched by adding soluble carbohydrates), because only carbohydrates with a high molecular weight can be re-deposited from the solution onto the fiber surface during mercerization.
После получения кашицы она обрабатывается мерсеризующим раствором, полученным путем объединения подходящего мерсеризующего агента или сочетания двух и больше таких агентов с полярным растворителем, таким как вода. Подходящие мерсеризующие агенты включают неорганические основания, такие как гидроксиды щелочных металлов и щелочно-земельных металлов, как например гидроксид калия, гидроксид лития и гидроксид натрия, карбонат натрия и гидроксид аммония, а также различные амины и амиды, используемые при мерсеризации целлюлозных волокон, белый щелок (например, раствор каустика, содержащий Na2S и Na2CO3) или сочетание двух и больше вышеуказанных веществ или смесей с некоторым количеством полярного растворителя, такого как вода. Предпочтительными мерсеризующими агентами являются гидроксиды щелочных металлов и более предпочтительными мерсеризующими агентами являются гидроксид калия и гидроксид натрия.After the slurry is obtained, it is treated with a mercerizing solution obtained by combining a suitable mercerizing agent or combining two or more such agents with a polar solvent such as water. Suitable mercerizing agents include inorganic bases such as alkali metal and alkaline earth metal hydroxides such as potassium hydroxide, lithium hydroxide and sodium hydroxide, sodium carbonate and ammonium hydroxide, as well as various amines and amides used in the mercerization of cellulose fibers, white liquor (for example, a caustic solution containing Na 2 S and Na 2 CO 3 ) or a combination of two or more of the above substances or mixtures with some amount of a polar solvent, such as water. Preferred mercerizing agents are alkali metal hydroxides and more preferred mercerizing agents are potassium hydroxide and sodium hydroxide.
Эффективность обработки зависит как от концентрации мерсеризующего агента и температуры, так и от использования щелочных мерсеризующих растворов "как есть" после непрерывной циркуляции или обогащенных путем добавления углеводов. При пониженных температурах для получения похожего эффекта могут использоваться более слабые растворы. Концентрации мерсеризующих агентов могут изменяться при условии, что достигаются желательные результаты. При использовании предпочтительных мерсеризующих агентов на основе гидроксида натрия концентрации обычно больше приблизительно 12%, более предпочтительно больше приблизительно 14% и наиболее предпочтительно больше приблизительно 15-20%. Температуры мерсеризации могут изменяться при условии, что достигаются желательные результаты. При использовании предпочтительных мерсеризующих агентов на основе гидроксида натрия температуры обычно выше приблизительно 20°С, более предпочтительно выше приблизительно 23°С и наиболее предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 80°С.The processing efficiency depends both on the concentration of the mercerizing agent and the temperature, and on the use of alkaline mercerizing solutions "as is" after continuous circulation or enriched by the addition of carbohydrates. At lower temperatures, weaker solutions may be used to obtain a similar effect. The concentrations of mercerizing agents may vary, provided that the desired results are achieved. When using preferred sodium hydroxide-based mercerizing agents, the concentrations are usually greater than about 12%, more preferably greater than about 14%, and most preferably greater than about 15-20%. Mercerization temperatures may vary, provided that the desired results are achieved. When using preferred sodium hydroxide-based mercerizing agents, temperatures are usually above about 20 ° C, more preferably above about 23 ° C, and most preferably from about 20 to about 80 ° C.
Хотя обработка целлюлозы мерсеризующим раствором относительно не зависит от консистенции кашицы, меньшая консистенция может требовать более щелочного мерсеризующего раствора для того, чтобы поддерживать желательную концентрацию. Кроме того, консистенции кашицы приблизительно 30 мас.% и выше могут требовать более сложных технологий перемешивания для того, чтобы обеспечить достаточный контакт между древесными волокнами кашицы и крепкой щелочью.Although the treatment of cellulose with a mercerizing solution is relatively independent of the slurry consistency, a lower consistency may require a more alkaline mercerizing solution in order to maintain the desired concentration. In addition, slurry consistencies of about 30 wt.% And higher may require more sophisticated mixing techniques in order to ensure sufficient contact between the slurry wood fibers and strong alkali.
Требуемое время обработки может изменяться при условии, что достигаются желательные результаты по мерсеризованному волокну. Время обработки предпочтительно короткое, хотя обработка древесных волокон крепким щелочным мерсеризующим агентом может проводиться в течение 10 часов и больше, если это желательно. Обычно древесные волокна обрабатываются в течение приблизительно от 10 секунд до 1 часа, более предпочтительно от 30 секунд до 30 минут и наиболее предпочтительно от 1 минуты до 5 минут. Во время обработки древесные волокна и мерсеризующий раствор интенсивно перемешиваются для обеспечения достаточного контакта и реакции между волокнами и щелочным раствором.The required processing time may vary, provided that the desired mercerized fiber results are achieved. The processing time is preferably short, although the treatment of wood fibers with a strong alkaline mercerizing agent can be carried out for 10 hours or more, if desired. Typically, wood fibers are processed for about 10 seconds to 1 hour, more preferably 30 seconds to 30 minutes, and most preferably 1 minute to 5 minutes. During processing, the wood fibers and the mercerizing solution are intensively mixed to ensure sufficient contact and reaction between the fibers and the alkaline solution.
Обработка древесных волокон может проводиться при атмосферном давлении, давлении ниже или выше атмосферного. Для облегчения используемых конструкций оборудования и операций наиболее предпочтительным является атмосферное давление.The processing of wood fibers can be carried out at atmospheric pressure, pressure below or above atmospheric. To facilitate equipment designs and operations used, atmospheric pressure is most preferred.
Мерсеризованные волокна настоящего изобретения могут использоваться в любых целях использования мерсеризованных и обычных целлюлозных волокон. Например, эти волокна, либо отдельно, либо в физической смеси с обычными целлюлозными волокнами, либо сшитые с такими обычными целлюлозными волокнами, описанные более подробно в опубликованной патентной заявке США 2004/0177935, могут использоваться для получения волокнистых полотен с использованием известных способов и устройств. Смотрите, например, способы и устройства, описанные в Руководстве по технологиям целлюлозно-бумажного производства (Handbook For Pulp & Paper Technologies), 2nd Edition, G.A.Smook, Angus Wilde Publications (1992) и указанных в нем справочных материалах. Предпочтительно эти волокнистые полотна изготовлены способом, содержащим: а) получение водной суспензии целлюлозы и b) формование полотна и сушку водной суспензии целлюлозы для получения бумажного или картонного полотна или волокнистой основы.Mercerized fibers of the present invention can be used for any purpose using mercerized and conventional cellulosic fibers. For example, these fibers, either alone or in physical admixture with conventional cellulosic fibers, or crosslinked with such conventional cellulosic fibers, described in more detail in published US patent application 2004/0177935, can be used to make fibrous webs using known methods and devices. See, for example, the methods and devices described in the Handbook For Pulp & Paper Technologies, 2nd Edition, G. A. Smook, Angus Wilde Publications (1992) and the references therein. Preferably, these fibrous webs are made by a process comprising: a) preparing an aqueous suspension of cellulose and b) forming the web and drying the aqueous suspension of cellulose to produce a paper or cardboard web or fibrous base.
В этапе (а) лучшего варианта осуществления настоящего изобретения используется водная суспензия целлюлозы. Способы получения водных суспензий целлюлозы хорошо известны в области изготовления бумаги и картона и не будут описаны подробно. Смотрите, например, публикацию G.A.Smook, указанную выше, и указанные в ней справочные материалы. Компонентом целлюлозных волокон в композиции может являться любая целлюлоза химической варки, такой как беленая крафт-целлюлоза, хотя не считается, что изобретение ограничено крафт-целлюлозами, которая также может использоваться давая хороший результат с другими химическими целлюлозами, такими как сульфитные целлюлозы, механические целлюлозы, например целлюлозы из древесной массы, и другие разновидности целлюлозы и их смеси, такие как химико-механическая и термомеханическая целлюлозы. Также подходящими источниками волокон являются переработанные волокна и/или текстильные отходы.In step (a) of a better embodiment of the present invention, an aqueous suspension of cellulose is used. Methods for preparing aqueous pulp suspensions are well known in the art of paper and paperboard and will not be described in detail. See, for example, the G.A.Smook publication cited above and the references therein. The cellulosic fiber component in the composition can be any chemical pulp, such as bleached kraft pulp, although it is not believed that the invention is limited to kraft pulps, which can also be used to give good results with other chemical pulps, such as sulfite pulps, mechanical pulps, for example cellulose from wood pulp, and other types of cellulose and mixtures thereof, such as chemical-mechanical and thermomechanical cellulose. Recycled fibers and / or textile waste are also suitable fiber sources.
Хотя это и несущественно для настоящего изобретения, целлюлоза предпочтительно подвергается белению для удаления лигнинов и достижения желательной степени белизны при использовании одного или нескольких способов обработки, известных из уровня техники, включая, например, последовательности беления атомарным хлором, последовательности беления с использованием диоксида хлора, последовательности беления без применения хлора, последовательности беления без применения атомарного хлора, а также сочетания или вариации этапов любого из вышеуказанного и других последовательностей и этапов, относящихся к белению. После завершения беления, промывки и пропуска целлюлозы через сита, она обычно подвергается облагораживанию на одном или нескольких этапах.Although not essential for the present invention, the pulp is preferably bleached to remove lignins and achieve the desired degree of whiteness using one or more processing methods known in the art, including, for example, bleaching sequences with atomic chlorine, bleaching sequences using chlorine dioxide, sequences bleaching without the use of chlorine, the sequence of bleaching without using atomic chlorine, as well as combinations or variations of the steps of any of the above and other sequences and steps related to bleaching. After bleaching, washing and passing the pulp through sieves, it is usually subjected to refinement at one or several stages.
На этапе (b) способа настоящего изобретения суспензия целлюлозы из этапа (а) формуется в полотно и подвергается сушке для получения сухого бумажного или картонного полотна. Способы и устройства для формования полотна и сушки суспензии целлюлозы хорошо известны в области изготовления бумаги и картона. Смотрите, например, публикацию G.A.Smook, указанную выше, и указанные в ней справочные материалы. Могут использоваться любые известные способы формования полотна и сушки. Следовательно, эти способы не будут описаны в настоящем документе подробно. Для примера, водная композиция сырья для изготовления бумаги, содержащая целлюлозу и другие добавки, выкладывается из загрузочного резервуара подходящей бумагоделательной машины для формования однослойного или многослойного полотна на бумагоделательной машине, такой как длинносеточная машина, или любой другой подходящей бумагоделательной машине, известной из уровня техники, а также на тех, которые могут стать известными в будущем. Например, так называемый "срез" композиции, состоящей из водной кашицы относительно низкой концентрации из волокон целлюлозы вместе с микросферами и различными добавками и наполнителями, диспергированными в ней, выталкивается из загрузочного резервуара на пористую бесконечную движущуюся ленту или сетку, на которой масса обезвоживается путем постепенного дренирования через небольшие отверстия в сетке под действием вакуума в секции формования до тех пор, пока на сетке не будет сформовано полотно из волокон целлюлозы и других материалов. Обезвоженное влажное полотно переносится из секции формовки в секцию прессования на специальные конструкции валов, где оно проходит несколько зон контакта прессов, в которых удаляется вода и уплотняется влажное полотно бумаги. Полотно затем пропускается в секцию начальной сушки для удаления большей части оставшейся влаги и дальнейшего уплотнения волокон полотна с целью получения заданной толщины, плотности и базовой массы.In step (b) of the method of the present invention, the cellulose suspension from step (a) is formed into a web and dried to obtain a dry paper or cardboard web. Methods and devices for forming the web and drying the cellulose suspension are well known in the field of paper and paperboard manufacturing. See, for example, the G.A.Smook publication cited above and the references therein. Any known methods of forming the web and drying may be used. Therefore, these methods will not be described herein in detail. For example, an aqueous paper feed composition containing cellulose and other additives is laid out from the loading tank of a suitable papermaking machine to form a single or multilayer web on a papermaking machine, such as a long mesh machine, or any other suitable papermaking machine known in the art, as well as those that may become famous in the future. For example, the so-called “slice” of a composition consisting of water pulp of a relatively low concentration of cellulose fibers, together with microspheres and various additives and fillers dispersed in it, is pushed out of the loading tank onto a porous endless moving belt or mesh on which the mass is dehydrated by gradual draining through small openings in the mesh under vacuum in the molding section until a web of cellulose fibers and other materials is formed on the mesh . The dehydrated wet sheet is transferred from the forming section to the pressing section on special shaft structures, where it passes through several contact areas of the presses in which water is removed and the wet sheet of paper is compacted. The web is then passed into the initial drying section to remove most of the remaining moisture and further densify the web fibers to obtain a predetermined thickness, density and base weight.
Полотна мокрой или воздушной укладки могут использоваться для различных целей. Например, полотна настоящего изобретения могут использоваться для целей, когда пористость полотна является преимуществом. Например, волокна и полотна настоящего изобретения могут использоваться для изготовления сигаретной бумаги известными способами, как, например, способами, описанными более подробно в патентах США № 6722889, 6202650 и 5540242.Wet or aerial sheets can be used for a variety of purposes. For example, the webs of the present invention can be used for purposes where the porosity of the web is an advantage. For example, the fibers and webs of the present invention can be used for the manufacture of cigarette paper by known methods, such as, for example, methods described in more detail in US patent No. 6722889, 6202650 and 5540242.
Для полотен воздушной укладки мерсеризованная целлюлоза может быть измельчена для образования рыхлой целлюлозы с использованием известных способов, как, например, способы, описанные более подробно в патентах США № 5536369, 4676786 и 4269188. Рыхлая целлюлоза затем может использоваться для различного применения. Волокна и рыхлая целлюлоза настоящего изобретения могут быть сформованы в абсорбирующие полотна с использованием известных способов, как, например, способы, используемые для формования полотен воздушной укладки, мокрой укладки, кардованной ваты, полотен нетканых материалов, иглопробивных нетканых полотен, гидросоединения и др.For air-laid webs, mercerized cellulose can be pulverized to form friable cellulose using known methods such as, for example, the methods described in more detail in US Pat. Nos. 5,536,369, 4,667,786 and 4,269,188. The friable cellulose can then be used for various applications. The fibers and loose cellulose of the present invention can be molded into absorbent webs using known methods, such as, for example, methods used to form air-laid, wet-laid, carded cotton, non-woven fabrics, needle-punched non-woven fabrics, hydroconnection, etc.
Например, эти абсорбирующие полотна могут использоваться для изготовления тех изделий, для которых характеристики впитывания/пористости полотна и волокон настоящего изобретения являются преимуществом, например, предметов личной гигиены, таких как подгузники, тампоны, санитарные салфетки, детские слюнявчики и прокладки против недержания, хирургические губки, компрессы, бандажи, носовые платки. Эти изделия и способы их производства описаны более подробно в патентах США № 5019063, 6063982 и 5766159. Например, абсорбирующие изделия настоящего изобретения в виде предметов личной гигиены содержат по меньшей мере один верхний слой, проницаемый для жидкости, по меньшей мере один задний слой, непроницаемый для жидкости, примыкающий к верхнему слою, и по меньшей мере один впитывающий промежуточный слой между верхним слоем и задним слоем. Впитывающий промежуточный слой настоящего изобретения имеет воздушную пористость равную или больше приблизительно 100 куб. футов в минуту на кв. фут, определенную по процедуре TAPPI T251 cm-85 на листах ручной отливки 60 гсм при давлении испытания 125 Па. Предпочтительно воздушная пористость промежуточного слоя равна или больше приблизительно 110 куб. футов в минуту на кв. фут. В лучших вариантах осуществления настоящего изобретения волокнистое полотно имеет воздушную пористость равную или больше приблизительно 125 куб. футов в минуту на кв. фут.For example, these absorbent webs can be used to make products for which the absorption / porosity of the webs and fibers of the present invention is an advantage, for example, personal care products such as diapers, tampons, sanitary napkins, baby bibs and incontinence pads, surgical sponges , compresses, bandages, handkerchiefs. These products and methods for their manufacture are described in more detail in US patent No. 5019063, 6063982 and 5766159. For example, absorbent products of the present invention in the form of personal care products contain at least one top layer, permeable to liquid, at least one back layer, impermeable for liquid adjacent to the upper layer, and at least one absorbent intermediate layer between the upper layer and the back layer. The absorbent intermediate layer of the present invention has an air porosity equal to or greater than about 100 cubic meters. feet per minute per sq. ft as determined by TAPPI T251 cm-85 on 60 gsm manual casting sheets at a test pressure of 125 Pa. Preferably, the air porosity of the intermediate layer is equal to or greater than about 110 cubic meters. feet per minute per sq. foot. In better embodiments of the present invention, the fibrous web has an air porosity equal to or greater than about 125 cubic meters. feet per minute per sq. foot.
Впитывающий промежуточный слой обычно содержит приблизительно от 10 до 100 мас.% рыхлой древесной массы настоящего изобретения. Этот впитывающий слой предпочтительно содержит приблизительно от 20 до 100 мас.% рыхлой древесной массы и наиболее предпочтительно приблизительно 50 мас.% рыхлой древесной массы и приблизительно 50 мас.% необработанного волокна. Как вариант, впитывающий промежуточный слой может состоять приблизительно из 10-90 мас.% рыхлой древесной массы и приблизительно 10-90 мас.% сверхвпитывающих полимеров в форме зерен, порошков, небольших нитей или других форм. Сверхвпитывающие полимеры могут быть смешаны с рыхлой древесной массой или могут быть помещены в отдельный впитывающий слой над или под слоем рыхлой древесной массы для образования составного впитывающего промежуточного слоя.The absorbent intermediate layer typically contains from about 10 to 100% by weight of the loose wood pulp of the present invention. This absorbent layer preferably contains from about 20 to 100 wt.% Loose wood pulp and most preferably about 50 wt.% Loose wood pulp and about 50 wt.% Untreated fiber. Alternatively, the absorbent intermediate layer may consist of about 10-90 wt.% Loose wood pulp and about 10-90 wt.% Superabsorbent polymers in the form of grains, powders, small threads or other forms. Super absorbent polymers can be mixed with loose wood pulp or can be placed in a separate absorbent layer above or below a layer of loose wood pulp to form a composite absorbent intermediate layer.
И материал, проницаемый для жидкости, и материал, непроницаемый для жидкости, когда они используются, хорошо известны специалистам в данной области. Соответственно, верхний слой может быть изготовлен из различных материалов, таких как пористые пены, ячеистые пены, пластиковые пленки с отверстиями, природные (например, древесные или хлопковые) волокна, синтетические волокна (например, полиэфирные или полипропиленовые), или из сочетаний природных и синтетических волокон. Предпочтительно, материал, проницаемый для жидкости, является гидрофобным, который будет эффективно отделять кожу человека от жидкости впитывающим промежуточным слоем. Материал, проницаемый для жидкости, на верхнем слое может быть обработан для того, чтобы облегчить прохождение жидкости через этот слой, при признании того, конечно, что верхний слой должен оставаться относительно гидрофобным по сравнению с впитывающим промежуточным слоем. При наложении на него верхнего слоя из гибкого, проницаемого для жидкости материала образуется изделие - предмет личной гигиены. В одном из лучших вариантов осуществления вторая поверхность промежуточного слоя покрыта задним листом из непроницаемого для жидкости материала, так что впитывающий промежуточный слой находится между верхним слоем и задним слоем. Задний слой предпочтительно изготавливается из тонкой пластиковой полиолефиновой пленки, которая относительно непроницаемая для жидкости. Соответственно, материал заднего слоя выбирается так, чтобы эффективно препятствовать жидкости, впитываемой впитывающим промежуточным слоем, смачивать предметы одежды и другие вещи, контактирующие с предметом личной гигиены. Предпочтительно, задним слоем является полиэтиленовая пленка толщиной приблизительно от 0,012 мм до 0,051 см. Однако любой имеющийся в продаже непроницаемый для жидкости материал, имеющий подходящую гибкость, может быть использован для изготовления заднего слоя.Both liquid permeable material and liquid impermeable material, when used, are well known to those skilled in the art. Accordingly, the top layer can be made of various materials, such as porous foams, cellular foams, plastic films with holes, natural (e.g. wood or cotton) fibers, synthetic fibers (e.g. polyester or polypropylene), or from combinations of natural and synthetic fibers. Preferably, the liquid permeable material is hydrophobic, which will effectively separate the human skin from the liquid with an absorbent intermediate layer. The liquid permeable material on the top layer can be processed in order to facilitate the passage of fluid through this layer, while recognizing, of course, that the top layer should remain relatively hydrophobic compared to the absorbent intermediate layer. When an upper layer is applied to it from a flexible, liquid-permeable material, an article is formed - a personal hygiene item. In one of the best embodiments, the second surface of the intermediate layer is covered with a back sheet of liquid impervious material, so that the absorbent intermediate layer is located between the upper layer and the back layer. The backing layer is preferably made of a thin plastic polyolefin film that is relatively impervious to liquids. Accordingly, the material of the back layer is selected so as to effectively impede the liquid absorbed by the absorbent intermediate layer, to wet the garments and other things in contact with the personal care product. Preferably, the backing layer is a polyethylene film of a thickness of about 0.012 mm to 0.051 cm. However, any commercially available liquid impermeable material having suitable flexibility can be used to make the backing layer.
Волокна и рыхлая целлюлоза настоящего изобретения могут быть изготовлены в форме фильтровальных полотен с помощью способов, хорошо известных из уровня техники. Например, такие фильтровальные полотна могут использоваться для производства изделий, для которых характеристики пористости полотна и волокон настоящего изобретения будут являться преимуществом, например, воздушных фильтров и масляных фильтров. Такие фильтры хорошо известны из уровня техники и не будут описаны в настоящем документе подробно.The fibers and loose cellulose of the present invention can be made in the form of filter sheets using methods well known in the art. For example, such filter webs can be used to manufacture products for which the porosity characteristics of the webs and fibers of the present invention will be an advantage, for example, air filters and oil filters. Such filters are well known in the art and will not be described in detail herein.
Настоящее изобретение теперь будет описано со ссылками на нижеследующие примеры. Эти примеры являются только иллюстративными, и настоящее изобретение не ограничено материалами, условиями или параметрами способов, изложенных в примерах.The present invention will now be described with reference to the following examples. These examples are illustrative only, and the present invention is not limited to the materials, conditions or parameters of the methods set forth in the examples.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Согласно этому способу стандартная беленая крафт-целлюлоза из болотной сосны (необлагороженная, производится на бумажной фабрике Джорджтауна) обрабатывается 15% гидроксида натрия при комнатной температуре в течение 5-7 минут. Рыхлая древесная масса промывается и загущается. Листы изготавливаются с массой приблизительно 750 г на кв. метр, сушатся до содержания влаги приблизительно 7% и проходят испытания. Использование этого способа для производства древесной массы для изготовления абсорбирующих изделий раскрыто в патентах США № 5,766,159 и 6,063,983, включенных в настоящий документ в полном объеме путем ссылки. Ранее проверки качества древесной массы не охватывали пористость или такие другие свойства, как изгиб и скручиваемость, так как эти способы не были известны. Для обработки волокна были выбраны три концентрации каустика (5, 10 и 15%). Изучение волокон под микроскопом выявило, что обработка волокна 15% каустиком дала различия в форме волокон в отношении скручиваемости и спутанности.According to this method, standard bleached pine kraft pulp (unbleached, produced at Georgetown paper mill) is treated with 15% sodium hydroxide at room temperature for 5-7 minutes. The loose wood pulp is washed and thickened. Sheets are made with a mass of approximately 750 g per square meter. meter, dried to a moisture content of approximately 7% and are tested. The use of this method for the production of wood pulp for the manufacture of absorbent products is disclosed in US patent No. 5,766,159 and 6,063,983, incorporated herein in full by reference. Previously, pulp quality checks did not cover porosity or other properties such as bending and curl, as these methods were not known. Three concentrations of caustic (5, 10, and 15%) were selected for fiber treatment. Microscopic examination of the fibers revealed that treating the fiber with 15% caustic yielded differences in fiber shape with respect to curl and tangling.
Для получения значений спутанности использовался анализ качества волокон.An analysis of fiber quality was used to obtain confusion values.
Анализ качества волокон - изгиб и скручиваемость *Fiber Quality Analysis - Bending and Curl *
Анализ качества волокон (FQA) обеспечивает измерение длины, ширины, изгиба и скручиваемости волокон в суспензии. Этот анализ выполняется с помощью анализатора волокон, который содержит цитометрическую проточную кювету, через которую пропускаются волокна. Вся проба берется из лабораторного сосуда, и одна камера высокого разрешения делает снимки отдельных волокон. При измерениях, описанных ниже, используется круговой поляризованный свет.Fiber Quality Analysis (FQA) measures the length, width, bending, and curl of fibers in suspension. This analysis is performed using a fiber analyzer that contains a cytometric flow cell through which fibers are passed. The entire sample is taken from a laboratory vessel, and one high-resolution camera takes pictures of individual fibers. In the measurements described below, circular polarized light is used.
a) Длина волокна: характеризуется как контурная длина (L) или проецируемая длина от конца до конца (I). Смотрите Фиг.3.a) Fiber length: characterized as contour length (L) or projected length from end to end (I). See FIG. 3.
b) Скручиваемость: является постепенной и непрерывной кривизной волокна и определяется показателем скручиваемости:b) Curl: is the gradual and continuous curvature of the fiber and is determined by the curl index:
Показатель скручиваемости = (L/I)-1Curl Index = (L / I) -1
c) Изгиб: резкое изменение кривизны волокна, определяемое показателем изгиба Кибблуайта (Kibblewhite). Модифицированный показатель изгиба является взвешенной суммой количества N(x) изгибов в диапазоне "x" углов изгиба.c) Bending: A sharp change in the curvature of the fiber, as measured by the Kibblewhite bend. The modified bending index is a weighted sum of the number N (x) of bends in the range of "x" bending angles.
Показатель изгиба = [2N(21-45)+3N(46-90)+4N(91-180)/L общую]Bending index = [2N (21-45) + 3N (46-90) + 4N (91-180) / L total]
Проба сравнивалась с необработанной древесной массой, а также с имеющейся в продаже целлюлозой (целлюлоза НВА "изогнутое волокно" компании Weyer-haeuser) и показала следующие отличия:The sample was compared with untreated pulp, as well as with commercially available cellulose (HBA “curved fiber” from Weyer-haeuser) and showed the following differences:
На основе данных анализа FQA и изучения под микроскопом были проведены испытания абсорбции рыхлой целлюлозой. Однако эти испытания были дополнены физическими измерениями, и было выявлено, что мерсеризованная целлюлоза была слишком пористой и вышла за пределы шкалы обычного прибора измерения пористости Tappi Gurley.On the basis of the FQA analysis data and microscopic examination, absorption tests for friable cellulose were carried out. However, these tests were supplemented by physical measurements, and it was found that mercerized cellulose was too porous and went beyond the scale of a conventional Tappi Gurley porosity meter.
Пористость целлюлозы определялась с помощью следующего оборудования:Cellulose porosity was determined using the following equipment:
а) капиллярного поточного пермеаметра - дает постоянную проницаемости Дарси и единицы Gurley; b) пермеаметра "Cerulan PPM 100" - результаты выражаются в единицах Coresta.a) capillary flow permeameter - gives constant permeability of Darcy and Gurley unit; b) permeameter "Cerulan PPM 100" - the results are expressed in units of Coresta.
Капиллярный поточный пермеаметрCapillary flow permeameter
В данном оборудовании лист бумаги или целлюлозы устанавливается в камеру для образца и герметизируется с использованием верхнего и нижнего уплотнительных колец для предотвращения утечки на сторонах образца. Диаметр образца, его толщина и желательные контрольные значения (например, перепад давления, расход) вводятся в интуитивно понятное программное обеспечение, и начинаются испытания. После завершения испытаний отчет, генерируемый программным обеспечением, используется для предварительной обработки данных и вычисления значений проницаемости. Могут использоваться различные модели пермеаметров для измерения проницаемости образца в единицах Rayls, Gurley, Frazier и Дарси, а также в других единицах. Постоянная проницаемости по Дарси вычисляется по уравнениюIn this equipment, a sheet of paper or cellulose is inserted into the sample chamber and sealed using the upper and lower o-rings to prevent leakage on the sides of the sample. The diameter of the sample, its thickness and the desired control values (e.g. pressure drop, flow rate) are entered into the intuitive software, and the tests begin. After testing, the report generated by the software is used to pre-process the data and calculate the permeability values. Various permeameter models can be used to measure sample permeability in Rayls, Gurley, Frazier and Darcy units, as well as in other units. The Darcy permeability constant is calculated by the equation
гдеWhere
С = Постоянная проницаемости по Дарси,C = Darcy Constant Permeability,
F = Расход,F = Flow
Т = Толщина образца,T = sample thickness
V = Вязкость газа (см. таблицу ниже),V = Viscosity of gas (see table below),
D = Диаметр образца,D = Diameter of the sample
Р = Давление (атмосфер).P = Pressure (atmospheres).
Таблица значений вязкостиViscosity Table
Наш образец сравнивался с образцами целлюлозы, имеющимися в продаже, и показал следующие отличия:Our sample was compared with commercially available cellulose samples and showed the following differences:
Число Gurley относится к числу секунд, требующихся для пропускания 100 мл воздуха в рабочий объем цилиндра. Наш образец показал следующие результаты:The Gurley number refers to the number of seconds required to allow 100 ml of air to enter the cylinder’s working volume. Our sample showed the following results:
Пермеаметр "Cerulean PPM 100" - Проверка пористости по CorestaCerulean PPM 100 Permeameter - Coresta Porosity Test
Данное оборудование обеспечивает точную проверку воздушной проницаемости для большинства типов бумаги в диапазоне 10-40000 единиц Coresta. Coresta является сокращенным названием Centre de Cooperation pour les Recherches Scienti-fiques Relatives au Tabac (Центра сотрудничества в научных исследованиях, относящихся к табаку) международной организации представителей табачной промышленности, обменивающихся научно-технической информацией, касающейся табачных заводов и табачной продукции.This equipment provides accurate air permeability testing for most types of paper in the range of 10-40000 Coresta units. Coresta is the abbreviation of Center de Cooperation pour les Recherches Scienti-fiques Relatives au Tabac, an international organization of representatives of the tobacco industry that exchanges scientific and technical information related to tobacco factories and tobacco products.
Пористость сигаретной бумаги может быть выражена в мл/мин/см2, объем воздуха в миллилитрах (при 20°С, 760 торр, относительная влажность 55-65%), которых проходит через 1 см2 плоского образца бумаги за 1 минуту при создании отрицательного давления 100 мм водн. ст. на одной стороне образца. При анализе с помощью пермеаметра "Cerulean PPM 100" образец показал следующие результаты:The porosity of cigarette paper can be expressed in ml / min / cm 2 , the volume of air in milliliters (at 20 ° C, 760 torr, relative humidity 55-65%), which passes through 1 cm 2 of a flat sample of paper in 1 minute when creating a negative pressure 100 mm aq. Art. on one side of the sample. When analyzed using a Cerulean PPM 100 permeameter, the sample showed the following results:
Проверка показала, что этот материал с высокой пористостью может использоваться в производстве сигаретной бумаги, чтобы позволить разбавлять никотин путем всасывания воздуха. Материалы с высокой пористостью также могут улучшить технические характеристики автомобильных фильтров или других фильтров в общем. Данный сверхпористый материал также мог бы применяться в акустике, например как звукопоглощающий материал. Наша мерсеризованная целлюлоза может использоваться одна или вместе с другими типами волокон (синтетическими или нет) для улучшения фильтрующей способности.Verification has shown that this material with high porosity can be used in the manufacture of cigarette paper to allow nicotine to be diluted by air suction. High porosity materials can also improve the performance of automotive filters or other filters in general. This superporous material could also be used in acoustics, for example as a sound-absorbing material. Our mercerized cellulose can be used alone or together with other types of fibers (synthetic or not) to improve filtering ability.
Таким образом, абсорбирующие изделия настоящего изобретения содержат целлюлозу, обработанную химическими веществами, обычно используемыми в отрасли. Кроме того, химические вещества, используемые для создания рыхлой целлюлозы, могут быть легко удалены путем простой промывки водой. Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что целлюлоза с повышенной абсорбирующей способностью может быть изготовлена с помощью недорогих химических веществ при относительно коротком времени реакции. Полученная рыхлая древесная масса может использоваться без добавок в качестве впитывающего промежуточного слоя или может быть соединена с другими супервпитывающими соединениями и волокнами для повышения абсорбирующей способности.Thus, the absorbent articles of the present invention contain cellulose treated with chemicals commonly used in the industry. In addition, the chemicals used to create loose pulp can be easily removed by simple washing with water. Another advantage of the present invention is that cellulose with enhanced absorption capacity can be made using inexpensive chemicals with a relatively short reaction time. The resulting loose wood pulp can be used without additives as an absorbent intermediate layer or can be combined with other superabsorbent compounds and fibers to increase the absorbent capacity.
Хотя в настоящем описании раскрыты конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, эти примеры используются просто для иллюстрации изобретения. Специалисты в данной области могут определить многочисленные изменения, модификации и замены для изобретения в сути и объеме прилагаемой формулы изобретения.Although specific embodiments of the present invention are disclosed herein, these examples are used merely to illustrate the invention. Specialists in this field can identify numerous changes, modifications and substitutions for the invention in the essence and scope of the attached claims.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Характеристика воздушной проницаемости нескольких различных коммерческих мерсеризованных целлюлоз против мерсеризованной беленой крафт-целлюлозы из болотной сосны согласно настоящему изобретению оценивалась по процедуре TAPPI T251 сm-85. Результаты приведены в следующей таблице 1.The air permeability characterization of several different commercial mercerized celluloses against mercerized bleached pine marsh kraft pulps according to the present invention was evaluated using the TAPPI T251 cm-85 procedure. The results are shown in the following table 1.
Испытание на воздушную проницаемость проводилось с помощью устройства FX 3300 по стандарту TAPPI T251 cm-85 (образцы 60 гсм, при давлении 125 Па).The air permeability test was carried out using an FX 3300 device according to the TAPPI T251 cm-85 standard (samples 60 gsm, at a pressure of 125 Pa).
Данные результаты с соответствующими стандартными отклонениями показаны в форме графика на Фиг.4.These results with corresponding standard deviations are shown in graph form in FIG. 4.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
Образцы беленых необлагороженных крафт-целлюлоз из болотной сосны мерсеризовались при вышеуказанных условиях с использованием свежего щелочного раствора или повторно используемых щелочных растворов. После стандартного времени реакции целлюлозы промывали водой, сушили и испытывали на воздушную проницаемость. В таблице 2 ниже приведены данные по улучшению пористости от исходных условий (свежий щелочной раствор, обедненный путем растворения гемицеллюлоз) и для тех же волокон после мерсеризации щелочным растворов, который повторно использовался 2 или 3 раза.Samples of bleached unrefined kraft pulps from bog pine were mercerized under the above conditions using fresh alkaline solution or reused alkaline solutions. After a standard reaction time, the cellulose was washed with water, dried and tested for air permeability. Table 2 below shows data on the improvement of porosity from the initial conditions (fresh alkaline solution depleted by dissolving hemicelluloses) and for the same fibers after mercerization of alkaline solutions, which were reused 2 or 3 times.
Испытание проводилось IPS (Appleton-WI) с помощью устройства FX 3300 по стандарту TAPPI T251 сm-85 (образцы 60 гсм, при давлении 125 Па).The test was carried out by IPS (Appleton-WI) using an FX 3300 device according to the TAPPI T251 cm-85 standard (samples 60 gsm, at a pressure of 125 Pa).
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62367704P | 2004-10-29 | 2004-10-29 | |
US60/623,677 | 2004-10-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007118408A RU2007118408A (en) | 2008-11-27 |
RU2399708C2 true RU2399708C2 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=35997783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007118408/12A RU2399708C2 (en) | 2004-10-29 | 2005-10-28 | Method of preparing mercerised fibre |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060144532A1 (en) |
EP (1) | EP1828472A1 (en) |
CA (1) | CA2584678A1 (en) |
MX (1) | MX2007005023A (en) |
RU (1) | RU2399708C2 (en) |
WO (1) | WO2006050111A1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007016959A1 (en) * | 2007-04-05 | 2008-10-09 | Mcairlaid's Vliesstoffe Gmbh & Co. Kg | Fibrous web |
DE102007030576A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Flasin Faser Gmbh | High-strength fiber material made of natural fiber, process for its production and its use for the production of composite materials |
US8357220B2 (en) | 2008-11-07 | 2013-01-22 | Hollingsworth & Vose Company | Multi-phase filter medium |
MX2011010344A (en) * | 2009-04-30 | 2011-10-28 | Kimberly Clark Co | Nonwoven composite including post-consumer recycled material. |
DE102012106801A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | Delfortgroup Ag | Filter paper rapidly breaking down in water |
CN105264143B (en) | 2013-03-15 | 2017-09-22 | Gp纤维素有限责任公司 | High osmosis cellulose fibre |
EP3494254B1 (en) | 2016-08-04 | 2021-09-29 | PVH Corp. | Non-iron fabrics and garments, and a method of finishing the same |
JP7008596B2 (en) * | 2018-08-31 | 2022-01-25 | 日本製紙パピリア株式会社 | Stool receiving sheet for stool collection |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3340139A (en) * | 1963-12-10 | 1967-09-05 | Rayonier Inc | Method of preparing a papermaking pulp by mercerizing and etherifying in a non-agingcondition |
GB1024096A (en) * | 1963-12-10 | 1966-03-30 | Rayonier Inc | Improvements in process of papermaking and improved paper |
US4270914A (en) * | 1979-10-26 | 1981-06-02 | Borregaard Industries Limited | Process for controlling hemicellulose concentration during the mercerization of cellulose |
US4557800A (en) * | 1982-06-04 | 1985-12-10 | James River Corporation | Process of forming a porous cellulosic paper from a thermal treated cellulosic non-bonding pulp |
US5118390A (en) * | 1990-08-28 | 1992-06-02 | Kimberly-Clark Corporation | Densified tactile imaging paper |
JPH10212690A (en) * | 1997-01-23 | 1998-08-11 | Oji Paper Co Ltd | Low-density body |
US6172276B1 (en) * | 1997-05-14 | 2001-01-09 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Stabilized absorbent material for improved distribution performance with visco-elastic fluids |
CA2305194C (en) * | 1997-09-29 | 2004-08-17 | Susan L. H. Crenshaw | Resin-treated mercerized fibers and products thereof |
US6488809B1 (en) * | 1998-09-29 | 2002-12-03 | Bki Holding Corporation | Resin-treated mercerized fibers and products thereof |
US6620293B2 (en) * | 2001-04-11 | 2003-09-16 | Rayonier Inc. | Crossed-linked pulp and method of making same |
US7285184B2 (en) * | 2003-04-21 | 2007-10-23 | Rayonier, Inc. | Cellulosic fiber pulp and highly porous paper products produced therefrom |
-
2005
- 2005-10-28 WO PCT/US2005/038960 patent/WO2006050111A1/en active Application Filing
- 2005-10-28 EP EP05814867A patent/EP1828472A1/en not_active Withdrawn
- 2005-10-28 US US11/261,147 patent/US20060144532A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-28 CA CA002584678A patent/CA2584678A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-28 RU RU2007118408/12A patent/RU2399708C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-10-28 MX MX2007005023A patent/MX2007005023A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20060144532A1 (en) | 2006-07-06 |
WO2006050111A1 (en) | 2006-05-11 |
CA2584678A1 (en) | 2006-05-11 |
EP1828472A1 (en) | 2007-09-05 |
RU2007118408A (en) | 2008-11-27 |
MX2007005023A (en) | 2007-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4898642A (en) | Twisted, chemically stiffened cellulosic fibers and absorbent structures made therefrom | |
US8247641B2 (en) | Absorbent products and methods of preparation thereof | |
AU711599B2 (en) | Absorbent structure for liquid distribution | |
KR20010100017A (en) | Steam Explosion Treatment with Addition of Chemicals | |
JP2877893B2 (en) | Longitudinal wicking structure of wet crosslinked cellulose fiber | |
CA2191567C (en) | Individualized cellulosic fibers crosslinked with polyacrylic acid polymers | |
Lund et al. | Alkali extraction of kraft pulp fibers: influence on fiber and fluff pulp properties | |
IE55175B1 (en) | Freeze dried microfibrillar cellulose | |
CN108060606A (en) | The core of Time of Fluff Slurry and high SAP load | |
EP0252650B1 (en) | Twisted, stiffened cellulosic fibres, and absorbent structures made therefrom | |
RU2399708C2 (en) | Method of preparing mercerised fibre | |
US20030150065A1 (en) | Liquid ammonia explosion treatment of wood fibers | |
US6024834A (en) | Fractionation process for cellulosic fibers | |
TW202421084A (en) | Absorber for absorbent article, and absorbent article | |
RU2370586C2 (en) | Method and device for manufacturing moulded wet-pressing paper products | |
SE540039C2 (en) | A fluff pulp sheet comprising pulp fibers and a sizing agent | |
JP2023147290A (en) | Pulp sheet for fluff pulp | |
KR100611280B1 (en) | High bulk high strength fiber material with permanent fiber form | |
CN119615660A (en) | High-water-conductivity natural-color bamboo fiber fluff pulp and preparation method thereof | |
AU728094B2 (en) | Process for the treatment of cellulosic fibers | |
CA2293513A1 (en) | Liquid ammonia explosion treatment of wood fibers | |
MXPA01006779A (en) | Steam explosion treatment with addition of chemicals | |
MXPA01006785A (en) | High bulk, high strength fiber material with permanent fiber morphology | |
KR19990076632A (en) | Absorbent structure for liquid distribution | |
MXPA99005655A (en) | Treatment process for cellulosic fibers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111029 |