SE514310C2 - Absorberande alster och förfarande för framställning av en absorberande struktur - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 514 310 2 ett helt annat processförfarande och en annan processutrustning än det vanligen använda luftläggningsförfarandet, där cellulosamassa í bal- eller arkform torrdefibreras till s k fluffmassa och luftläggs till en massamatta tillsammans med superabsorbentpartiklar.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för framställning av en absorberande struktur bildad genom ett luftläggningsförfarande och vilken struktur uppvisar avsevärt förbättrade styrkeegenskaper. Detta har enligt uppfinningen åstadkommits genom att man bildar en luftlagd struktur innehållande minst 3 % och högst 30 % superabsorberande partiklar och fuktar åtminstone en del av den luftlagda strukturen till en fukthalt i det fuktade området på minst 15 %, företrädesvis minst 20 % och helst minst 30 %, räknat på strukturens totala vikt, och att man därefter torkar strukturen till en fukthalt på högst 12 %, företrädesvis högst 10 %.

Vid fuktning eller blötning av den absorberande strukturen till en hög fukthalt kan man pressa ut en del av vattnet innan torkningen.

Fuktning sker företrädesvis med destillerat eller avjoniserat vatten.

Förfarandet enligt uppfinningen är flexibelt då det är möjligt att fukta endast vissa partier av strukturen för att erhålla en förbättrad styrka.

Man kan således fukta strukturen i ett lämpligt mönster, t ex i stråk elleri ett nätverksmönster. Hos profilerade strukturer där olika partier uppvisar olika stor ytvikt kan det vara lämpligt att fukta endast de partier som uppvisar den lägsta ytvikten och därmed den lägsta styrkan.

Beskrivning av figurer Figur 1 är ett elektronmikroskopfotografi av en fluffmassastruktur innehållande superabsorbentpartiklar.

Figur 2 är ett motsvarande fotografi av en motsvarande struktur behandlad enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 514 310 Beskrivning av uppfinningen Den absorberande strukturen formas genom ett konventionellt luftlägg- ningsförfarande, se t ex EP O 122 042, enligt vilket cellulosamassa torrdefibreras till cellolosafluffmassa, varefter en blandning av denna samt superabsorbentpartiklar luftläggs till en bana eller i formar på ett s k mattbildarhjul, fór att forma den absorberande strukturen.

Superabsorbentpartiklarna kan alternativt appliceras som ett lager mellan massalager i stället fór att blandas med massafibrerna. Det är även möjligt att bilda två eller flera skikt ovanpå varandra, vilka skikt kan innehålla olika andel superabsorbent, olika typer av massafibrer och/eller superabsorbent för att ge den absorberande strukturen önskade egenskaper såsom vätskeinsläpps-, spridnings- och lagringsförmåga.

Bildandet av sådana absorberande strukturer är välkänd teknik, varför den ej kommer att beskrivas närmare här.

Cellulosafibrerna kan utgöras av kemisk massa, mekanisk massa, termo- mekanisk eller kemitermomekanisk massa (CTMP). Även fibrer av på kemisk väg tvärbunden cellulosa kan användas. Andra typer av hydrofila fibrer är regenererad cellulosa (viskos), polyester samt hydrofoba fibrer vilka behandlats med ett hydrofiliseringsmedel.

S k superabsorbenter kan vara av många olika slag. Gemensamt för dem är att de är polymerer vilka förmår absorbera och binda många gånger sin egen vikt av vatten eller kroppsvätska. Exempel på polymerer som används för detta ändamål är polyakrylater, alginater, polysackarider såsom cellulosaderivat, stärkelsederivat m m samt sampolymerer och ymppolymerer av dessa.

Strukturen innehåller minst 3% superabsorbentp artikar räknat på strukturens totalvikt, företrädesvis minst 5%, och högst 30% superabsorbentpartiklar.

Den luftlagda absorberande strukturen fuktas med vatten till en fukthalt i det fuktade området på minst 15%, företrädesvis minst 20% och helst minst 30% räknat på strukturens totala vikt. Med fuktning inkluderas även blötning av strukturen med vatten upp till dess mättnadsgrad i de 10 15 20 25 30 35 514 310 4 blötta områdena. Företrädesvis används destillerat eller avjoniserat vatten, vilket påverkar superabsorbentens absorptionsförmåga efter fuktning och torkning i så liten utsträckning som möjligt.

Fuktning kan ske av hela strukturen eller endast av delar av denna.

Man kan således fukta strukturen i längs- eller tvärgående stråk, i ett nätverksmönster eller i något annat mönster som bedöms lämpligt. Hos absorberande strukturer uppvisande ett profilerat utseende, där olika partier uppvisar olika stor ytvikt, kan det vara lämpligt att fukta endast de partier som uppvisar den lägsta ytvikten och därmed den lägsta styrkan.

Strukturen torkas därefter på lämpligt sätt till en fukthalt på högst 12%, företrädesvis högst 10% räknat på strukturens totalvikt. Eventuellt kan innan torkning en del av vätskan pressas ut på mekanisk väg, vilket kan vara lämpligt i de fall fuktning skett med mycket vätska. Den absorberande strukturen bör vara fuktad under en tid av minst 1 minut, Detta för att superabsorbentpartiklarna skall hinna absorbera vätska och svälla. Genom denna svällning erhålls en viss vidhäftning mellan superabsorbent och massafibrer och man kan säga att den svällda superabsorbenten fungerar som ett bindemedel i fiberstrukturen, vilken ökar styrkan hos denna. Såsom framgår av Figur 1 och 2 bibehåller inte superabsorbentkornen sin ursprungliga partikelform efter behandlingen, utan kommer i stället att ”smetas ut” längs och mellan fibrerna.

Efter torkning kan en komprimering ske till önskad densitet, företrädesvis mellan 0,06 och 0,3 g/cm3. Den sålunda framställda absorberande strukturen uppvisar en avsevärt förbättrad dragstyrka jämfört med en motsvarande struktur som inte fuktbehandlats.

Den absorberande strukturen kan inkorporeras som absorptionskropp i ett absorberande alster, såsom en blöja, ett inkontinensskydd, en dambinda och liknande. Den innesluts härvid på vanligt sätt mellan ett vätskegenomsläppligt ytmaterial, vilket lämpligen består av ett nonwoven-material eller av en perforerad plastfilm, samt ett vätsketätt baksidesmaterial, vanligen en plastfilm av t ex polyeten. Mellan ytmaterial och absorptionskropp kan i vissa fall vara anordnat ett 10 15 20 25 514 310 5 vätskemottagningsmaterial i form av en porös vadd eller nonwoven. Det absorberande alstret kan även vara försett med elastikorgan för att ge alstret önskad passform.

För att utröna hur en sådan fuktbehandling påverkar den absorberande strukturens egenskaper genomfördes försök på följande massa/superabsorbentblandningar: A) Stora CTMIP + 7% superabsorbent IM 7100 från Hoechst.

B) Korsnäs Vigorfluff A (kemisk massa) + 30% superabsorbent IM 7100 C) Weyerhaeuser NB 416 (kemisk massa) + 30% superabsorbent IM 7100.

Provkroppar med måtten 50x100 mm innehållande en blandning av massafibrer och superabsorbentpartiklar stansades ut. Komprimering skedde till bulkvärde 6 cm3/g (densitet 0,17 g/cm3) varefter provkropparna konditionerades under 24 h. Dragstyrkan mättes i Instron-app arat. Provkropp arna blöttes därefter med avjoniserat vatten väsentligen till mättnad, varefter de torkades vid 50°C 10-14 timmar.

Proven konditionerades och bulken justerades till 6 cm3/g (densitet 0,17 g/cm3). Dragstyrkan mättes på samma sätt som ovan. De erhållna resultaten redovisas i nedanstående tabeller.

Tabell 1 Dragstyrkan hos provkroppama före och efter behandlingen A före 0,88 Prov A efter 8,32 Bföre 5,75 B efter 16,98 C före 5,76 C efter Drag- 16, 14 styrka (N /50mm) 30 Mätvärdena utgör medelvärdet av 7 mätningar Som synes flerdubblades dragstyrkan som ett resultat av behandlingen.

För att utröna hur absorptionsegenskaperna påverkades av behandlingen genomfördes mätningar av absorptionskapacitet och spridningslängd. De metoder som användes vid mätningarna var följ ande: 514 310 Provkropparna placerades i testutrustningen med en del horisontell och en del med en lutning på 60° och fick absorbera vätska enligt självsugningsprincipen ur en "oändlig" källa. Efter en viss tid 5 (absorptionstiden) mättes hur långt vätskan spridits (spridningslängden). Med hjälp av en våg mättes även hur stor vätskemångd som absorberats (absorptionen).

Därefter placerades provet i vätska där det fick absorbera fritt, varefter 10 det lades på ett galler och belastades med en tyngd på 7,0 kg under en tid av 5 min. Provet vägdes vilket gav den fria absorptionen under belastning. Med hjälp av de erhållna mätvärdena kan sedan ett mått på provets utnyttjandepotential beräknas (utnyttjandegrad) enligt: x 100 (%) 15 Fri abs. - Provvikt Resultaten redovisas i nedanstående Tabell 2.

Tabell 2 20 Absorptionsegenskaper före och efter behandlingen Prov A före A efter B före B efter C före C efter Provvikt (g) 16 15 37 37 37 37 Abs. (g) 125 127 426 432 378 419 Utnyttj.grad (%) 38 45 53 60 54 59 Fri abs. efter 302 259 775 690 764 675 belastning (g) Abslïid (min) 60 60 120 120 120 120 Spridnlängd (cm) 25,5 34 28,5 34 26,5 34,5 Mätvärdena utgör medelvärdet av 3 mätningar Av dessa mätningar kan man utläsa att spridningslängden ökat efter 25 behandlingen, vilket även ger en högre utnyttjandegrad. Däremot erhålls en något lägre fri absorption efter belastning, vilket kan förmodas bero på att superabsorbentens förmåga att ta upp vätska har försämrats efter behandlingen. Detta kompenseras dock av den förbättrade 514 310 7 spridníngslängden varför absorptionen blir ungefárligen lika fóre och efter behandlingen.

Claims (6)

1. 514 310

2. Patentkrav 5 1. Förfarande för framställning av en absorberande struktur innefattande hydrofila fibrer och partiklar av superabsorberande material, varvid man bildar en luftlagd struktur av fibrer och superabsorberande partiklar, kännetecknat av att man bildar en luftlagd struktur innehållande minst 3 % och högst 30 % superabsorberande partiklar och fuktar åtminstone en 10 del av den luftlagda strukturen till en fukthalt i det fuktade området på minst 15 %, företrädesvis minst 20 % och helst minst 30 %, räknat på strukturens totala vikt, och att man därefter torkar strukturen till en fukthalt på högst 12 %, företrädesvis högst 10 %. 15 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att man vid fuktningen använder destillerat eller avjoniserat vatten.

3. Förfarande enligt något av kraven 1 - 2, kännetecknat av att man före torkningen av den fuktade strukturen pressar ut en del av vattnet. 20

4. Förfarande enligt något eller några av föregående krav, kännetecknat av att man fuktar endast vissa partier av strukturen.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att fuktningen sker i ett 25 sådant mönster eller i sådana delar av strukturen att en höjning av strukturens totala dragstyrka uppnås.

6. Absorberande alster såsom en blöja, ett inkontinensskydd, en dambinda eller liknande, kännetecknat av att det innehåller en absorberande 30 struktur enligt något eller några av kraven 1-5.