SK130998A3

SK130998A3 - Absorbent material and production thereof

Info

Publication number: SK130998A3
Application number: SK1309-98A
Authority: SK
Inventors: Ingemar Thebrin; Svante Wahlen; Erik Lindgren; Kerstin Malmborg
Original assignee: Eka Chemicals Ab
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 1999-06-11
Also published as: EP0889994B1; PL328992A1; CZ290239B6; PT889994E; BR9708289A; ID16308A; CA2240130A1; AU2314397A; ATE219189T1; JP2000508033A; AU707581B2; EP0889994A1; DE69713310T2; CZ301898A3; MX9803751A; NZ330307A; WO1997036047A1; ES2176724T3; CN1205041A; TW343147B

Description

Pri výrobe absorpčného materiálu, ktorý obsahuje celulózové vlákna, sa vlákna ošetria hydrofóbnou látkou so špecifickou povrchovou plochou aspoň 50 m²/g v prítomnosti vody. Táto látka sa uvedie do blízkosti vlákien alebo do kontaktu s vláknami, ktoré majú obsah sušiny aspoň 20 %. Hydrofóbnou látkou je aktívne uhlie alebo zeolit, ktorý má hydrofobicitu nižšiu ako približne 0,99 % hmotnosti reziduálneho butanolu.

Absorpčný produkt a spôsob jeho výroby

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby absorpčného materiálu so zvýšenou sorpčnou kapacitou, absorpčného materiálu vyrobeného týmto spôsobom a absorpcných výrobkov obsahujúcich tento materiál. Vynález sa ďalej týka spôsobu výroby absorpčnej štruktúry obsahujúcej tento absorpčný materiál.

Doterajší stav techniky

Výraz sorpčná kapacita ako je tu použitý, označuje rýchlosť, ktorou absorpčný materiál sorbuje tekutiny,: napríklad vodu alebo vodné roztoky vrátane telových tekutín , napríklad moču, krvi a menštruačných tekutín, alebo kapacitu zadržovania tekutiny absorpčného materiálu, alebo obidve tieto vlastnosti. Sorpčným mechanizmom môže byť adsorpcia alebo absorpcia alebo kombinácie týchto mechanizmov.

Výraz absorpčný materiál, ako je tu použitý, zahrňuje okrem iného ľubovoľný papier alebo papieru podobnú štruktúru, ktorých hlavnou zložkou sú celulózové'vlákna a ktoré nachádzajú uplatnenie najmä pri absorbovaní kvapalín, napríklad vody, alebo vodných roztokov vrátane telových tekutín, napríklad moču, krvi a menštruačných tekutín. Príkladom takýchto papierov sú hygienický papier a papier, ktorý sa impregnuje termosetovými živicami pri výrobe dekoratívnych laminátov.

Ako uvádza Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry, zv. A 18, strana 663, 1991, výraz hygienický papier zahrňuje celulózový sací papier, hodvábny a krepový papier, ktoré sa používajú v domácnosti alebo v zdravotníctve. -Je známe, a kapacita zadržiavania že rýchlosť sorp.cie kvapaliny kvapaliny sú dôležité pri využití hygienického papiera v zmienených oblastiach. To platí najmä pokiaľ ide o absorpčné výrobky akými sú slipového typu, inkontinentné

Dobrá absorpcia napríklad hygienické vložky, vložky tampóny, detské plienky, bandáže, nohavičky pre dospelých a podobne, kvapaliny a kapacita zadržiavania kvapaliny sú zjavne nevyhnutným predpokladom na funkčnosť týchto produktov. Ale aj tak je produkt pri použití tohto druhu konštantné vystavený tlaku, ktorý vyvoláva hmotnosť a pohyby nositeľa, a je teda dôležité, aby bola kapacita zadržiavania tekutiny absorpčného výrobku dostatočne vysoká na zadržanie absorpčnej tekutiny aj pod tlakom. Na pohodlie nositeľa je dalej dôležité, aby nedochádzalo na spätné zmáčanie kože nositela tekutinou absorbovanou absorpcným produktom. Túto požiadavku ešte zvyšuje nárok na kapacitu zadržiavania kvapaliny Na zvýšenie sorbčnej kapacity bežne používajú určité polymérne materiály, ktoré pokiaľ prídu do kontaktu s vodou tvoria hydrogély. Tieto materiály sú známe ako superabsorbenty. Aj ked sa zvýši sorpčná kapacita výrobku v dôsledku naviazania kvapaliny na častice superabsorbenta,’ sorpčná aktivita celulózových vlákien, ktorá tvorí hygienický papier ako taký, sa v skutočnosti použitím týchto superabsorbentov nezvýši.

absorpčné h o p r o d u k t u týchto výrobkov sa

Ďalšou oblasťou, pre ktorú je sorpčná kapacita celulózových materiálov dôležitá, sú lamináty, najmä tzv. dekoratívne lamináty, ktoré popisuje napríklad patentová prihláška US-A-3,375,071. Tieto lamináty bežne obsahujú aspoň tri vrstvy: nosnú povrchovú vrstvu; potlačenú alebo štruktúrovanú vrstvu,· ktorá leží pod nosnou povrchovou vrstvou; nesúcu nosnú povrchovú vrstvu a Všetky tieto vrstvy tvoria impregnovanú termosetovou živicou, vrstvu lepidla spravidla tvorí impregnovaný melamínovou živicou.

a strednú vrstvu, potlačenú vrstvu, papierovú fóliu, Nosnú povrchovú priesvitný papier, Táto impregnácia sa robí ponorením papiera do vodného roztoku živice. Je zjavné, že sorpčná kapacita papiera je kritickým parametrom na účinnosť impregnácie.

Cieľom vynálezu je teda poskytnúť spôsob výroby absorpčného materiálu so zlepšenou sorpčnou kapacitou.

Podstata vynálezu

Ako už bolo uvedené, vynález poskytuje spôsob výroby absorpčného materiálu so zlepšenou sorpčnou kapacitou, pričom tento materiál obsahuje celulózové vlákna. Tento spôsob zahrňuje ošetrenie vlákien hydrofóbnou látkou, ktorá má špecifickú povrchovú plochu aspoň 50 m²/g v prítomnosti vody, uvedením tejto látky do blízkosti alebo do kontaktu s vláknami,· ktoré majú obsah sušiny aspoň SO %.

Dá sa predpokladať, že dôvodom zlepšených sorpčných vlastností, ktoré vykazujú hydrofóbne látky uvedeného druhu, môže byť to, že tieto látky absorbujú povrchovo účinné látky, ktoré sa prirodzene vyskytujú v celulózových vláknach alebo na celulózových vláknach.

Ošetrenie vlákien hydrofóbnou látkou znamená, že sa častice látky uvedú do blízkosti vlákien alebo do kontaktu s vláknami, ktorých obsah sušiny je približne aspoň 30 %, výhodnejšie približne aspoň 35 % a najvýhodnejšie aspoň približne 50 %. To znamená, že spôsob podľa vynálezu možno uskutočňovať v rámci spôsobu výroby absorpčného papiera, a to po odvodnení rúna papieroviny. Častice sa udržujú v blízkosti alebo v kontakte s vláknami približne aspoň 10 sekúnd, výhodnejšie približne aspoň 5 sekúnd a zvlášť výhodne aspoň približne 3 sekundy.

Špecifická povrchová plocha Častíc hydrofóbnej látky, stanovená štandardnou metódou DIN 66131, modifikovanou nižšie popísaným spôsobom, je približne aspoň 50 m²/g, výhodne približne aspoň 100 m²/g a najvýhodnejšie približne aspoň 300 m²/g. Špecifická povrchová plocha aktívneho uhlia je približne 1000 m²/g, zeolitu typu ZSM-5 a typu A je približne 500 m²/g, zatiaľ čo ako zeolit X tak teolit Y majú špecifickú povrchovú plochu približne 800 m ²/g.

Hydrofóbnou látkou môže byť ľubovoľná látka, ktorá je v podstate nerozpustná vo vode. Hydrofóbna látka nemá pri vyššie naznačenej špecifickej povrchovej ploche rozpustnosť vyššiu ako približne 1 g/100 g vody a výhodne nie vyššiu ako výhodne približne 0,1 g/100 g vody. Príkladom použiteľných hydrofóbnych látok sú aktívne uhlie, hydrofóbne zeolity a polytetrafluoretylény (t.j. teflon). Tieto látky sú výhodne pórovité. Pri zvlášť výhodnom uskutočnení je hydrofóbnou látkou aktívne uhlie alebo zeolit, ktorý má hydrofobicitu nižšiu ako približne 0,99 %, výhodne nižšiu ako približne 0,90 % a vhodne nižšiu ako približne 0,70. % hmotnosti reziduálneho butanolu, stanovené pomocou nižšie popísaného Testu reziduálneho butanolu. Zvlášť výhodnými zeolitmi sú tie, ktoré majú molárny pomer SÍO2/AI2O3 približne 5.

keď hydrofóbna ako v suchom pokiaľ

Aj vláknami výhodné, látka môže byť kontaktovaná s tak aj v mokrom stave, je je táto látka obsiahnutá vo vodnej zmesi, spravidla vo forme disperzie alebo suspenzie. Zmes sa na rúno papieroviny aplikuje postrekom a to v množstve približne 0,1 až 10 kg/t suchej papieroviny, výhodne približne 0,5 až 5 kg/t. Hydrofóbnu látku možno prípadne aplikovať polievaním rúna touto látkou, výhodne obsiahnutou vo vodnej zmesi alebo ponorením rúna do tejto zmesi.

Ošetrenie je možno uskutočňovať v prítomnosti retenčného činidla, ktorého úlohou je zaistiť, aby sa dostatočné množstvo častice hydrofóbnej látky udržalo v kontakte s vláknami alebo v ich blízkosti dostatočne dlho na dosiahnutie dostatočného efektu. Príkladom výhodných retenčných činidiel sú polysacharidy, napríklad škrob, deriváty celulózy, xantanová guma, guarová guma a synteticky pripravené homopolyméry, napríklad polyakrylamid (PAM), poiyamidamín (PAA), polydialyldimetylamoniumchlorid (polyDADMAC), polyetylenimín (PEI) a polyetylenoxid (PEO) alebo ich kopolyméry.

sorpčného účinku v Aj tak v niektorých

Aj ked môže táto látka po . ošetremí zostať v absorpčnom papieri, nemôžeme túto podmienku považovať za podstatnú pre vynález. V skutočnosti, aj ked po ošetrení zostane v absorpčnom papieri menej ako približne 65 %, povedzme menej ako 30 % alebo dokonca približne len 1 % látky použitej pri ošetrovaní, dôjde na pomerne podstatné zvýšenie porovnaní s neošetreným papierom, prípadoch môže byť zanechanie podstatnejšieho množstva na papieri výhodné, napríklad pokiaľ je touto látkou hydrofóbny zeolit, ktorý eliminuje zápach charakteristický pre absorpčné výrobky, akými .sú napríklad plienky a dámske hygienické absorpčné produkty, vid patentová prihláška US-A-4,8S6,487 a WO 81/11877. Ale je treba povedať, nepopisujú použitie zeolitu na ošetrenie vlákien v prítomnosti vody.

Vynález sa rovnako týka absorpčného materiálu, vyrobeného spôsobom podľa vynálezu, najmä hygienického papiera a absorpóných výrobkov, akými sú napríklad plienky, hygienické vložky, vložky slipového typu, tampóny, bandáže, inkontinentné nohavičky pre dospelých , toaletný papier, vreckovky, utierky, uteráky na ruky, uteráky na tvár, servítky a podobné výrobky obsahujúce tento papier. Vynález sa dalej týka spôsobu výroby absorpčnej štruktúry obsahujúcej tento absorpčný materiál.

Pri dalšom uskutočnení je absorpčným materiálom papier, ktorý má byť napustený termosetovou živicou a použitý pri výrobe laminátu, najmä ako vrchnej vrstvy dekoratívnych laminátov.

Absorpčný materiál, napríklad hygienický papier, možno vyrábať ľubovolným vhodným papierenským spôsobom. Hodvábny papier a celulószvý sací papier sa spravidla vyrába pomocou tzv. stroja Yankee, stroja, v ktorom sa uskutočňuje Yankee, alebo v sušičke Yankee, čo

t.j. papierenského sušenie na valci je sušiaci valec s veľkým priemerom a lešteným povrchom, ktorý veľkou mierou zodpovedá za sušenie rúna papieroviny. Mokré rúno sa spravidla prichytí pomocou jedného alebo dvoch tlakových valcov pri SO až 35 % vysušení k valcu ošetrenie podľa vynálezu pomoci . rozprašovacích

Yenkii, takže uskutočňovať možno spŕch, za umiestnených pred prvým tlakovým valcom.

Vlákna tvoriace rún dezintegráciou dreva, ktoré triesok na vlákna alebo zv vynálezu je možné zväz ekvivalent výrazu vlákna, tieto účely získať spôsobom v danom odbore, napríklad buničiny (MP), dezintegrc kameňov (SGW), tlakovým dez rafinérskym mechanický termomechanickým spôsobom chemicko-mechanickým s chemicko-termomechanickým (CTMP). Výhodnými buničín napríklad sulfátová ai Celulózovými vláknami môžu Ďalším možným zdrojom vlak odpadového papiera.

o sa spravidla získavajú sa bežne nachádza vo forme äzky vlákien, pričom v rámci ok vlákien považovať za Separované vlákna možno pre , ktorý je známy odborníkom mechanickým spôsobom výroby vaním buničiny za pomoci integrovaním buničiny (PGW), m spôsobom (RMP), výroby buničiny (TMP), pôsobom (CMP) alebo spôsobom výroby buničiny ami sú chemické buničiny, ebo sulfitová buničina.

byť tiež bavlnené vlákna, len sú recyklované vlákna z

Vynález bude dalej podrobnejšie popísaný pomocou nasledujúcich príkladov. Ak nie je inak stanovené, je treba nižšie uvedené diely a percentá považovať za hmotnostné. v uvedených príkladoch sa pri získanom absorpčnom materiáli testovala kapacita zadržiavania kvapaliny a/alebo rýchlosť ‘absorpcie kvapaliny.. Na určenie rýchlosti absorpcie sa použila metóda SCAN-P 61-87 a na test sa použila vzorka, tvorená šiestimi vrstvami absorpčného papiera, ktorý sa testoval zariadením špeciálne navrhnutým na túto testovaciu metódu, ktoré bolo opatrené elektródami na detekciu vody prenikajúcej v pozdĺžnom smere, v priečnom smere, resp. v smere kolmom na povrch absorpčného papiera. Pri teste sa zaznamenávala doba, ktorá prebehla od aplikovania určitého množstva vody na papier do okamžiku, keď elektródy detekovali penetráciu v príslušných smeroch. Cím je kratšia doba, potrebná na preniknutie materiálom, tým vyššia je rýchlosť absorpcie uvedeného materiálu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1-2 vyrooený z sulfátovej sulfátovej buničiny buničiny smreka. vzorku zeolitu

Na tento príklad sa použil papier buničinovej kompozície obsahujúci 40 % z eukalyptového dreva, 36 % z borovice a 24 % , sulfitovej buničiny zo

Plošná hmotnosť papiera bola 18,6 g/m². Na sa nastriekal vodný roztok obsahujúci 0,2 % typu Y, ktorý hmotnosti reziduálneho reziduálneho butanolu, mal hydrofobicitu 0,28 % butanolu, stanovené Testom a pomer SÍO2/AI2O3 29.

Špecifická povrchová plocha činila približne 800 m²/g, stanovené modifikovanou metódou DIM 66131 (tzv. BET metódou), pri ktorej sa plocha stanovuje v jednom mieste pri relatívnom tlaku P/Po 0,03. Množstvo zeolitu pridaného do vzorky zodpovedalo 3 kg zeolitu/tonu suchého papiera. Papierová vzorka sa nechala usušiť a nasledovne sa použila na testy, stanovujúce rýchlosť absorpcie. Príklad 1 predstavuje kontrolný príklad bez pridania zeolitu. Výsledky sú zhrnuté v nižšie uvedenej Tabuľke I.

1 1 '--1 \| \| Tabuľka I \|
	n \|Rýchlosť absorpcie	1 \|Rýchlosť absorpcie	1 1 \|Rýchlosť absorpcie\|
\|Pr	\|v pozdĺžnom smere,	\|v priečnom smere,	\|v smere kolmom na \|
	1 ^s 1	1 ^s	\|povrch papiera, s \| I I
\| 1	1 1 . 8,88 .1..........	1 1 0,81	1 1 \| 0,06. \|
1 ⁸ 1	1 \| 3, 48 1	1 \| 0,68 1	1 1 \| 0,04 \| J I

Z tabuľky je jasné, že papier ošetrený spôsobom podľa vynálezu absorbuje rýchlejšie ako neošetrený papier.

Claims

1. Spôsob výroby absorpčného materiálu so zvýšenou sorpčnou Kapacitou, Ktorý obsahuje celulózové vlákna, vyznačujúci sa t ý m,₍ že sa vláKna ošetria hydrofóbnou látkou, majúcou špecifickú povrchovú plochu aspoň 50 m²/g, v prítomnosti vody, uvedením tejto látky do blízkosti vlákien alebo do kontaktu s vláknami, ktoré majú obsah sušiny aspoň 20 %.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci satým, že sa rúno vytvorí odvodnením vodnej suspenzie celulózových vlákien a následným lisovaním a/alebo sušením tohto rúna a tým, že rúno je po odvodnení ošetrené uvedenou hydrofónbou látkou.

5. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý. m., že sa vlákna postriekajú zmesou ob sahujúcou hydroŕóbnu látku a vodu.

4. Spôsob podľa niektorého' z nárokov 1 až 3, v y z n a č u j ú c i sa tým, že hydrofóbnou látkou je aktívne uhlie alebo zeolit, ktorý má hydrofobicitu nižšiu ako približne 0,99 % hmotnosti reziduálneho butanolu, stanovené Testom reziduálneho butanolu.

5. Absorpčný materiál pripravený spôsobom podľa nároku 1 až 4.

6. Absorpčný materiál podľa nároku 5, v y z n a čujúci sa tým, že predstavuje papier.

7. Absorpčný materiál podľa nároku 5 alebo 6, v y z n a č u j ú c i sa t ý m,že predstavuje hygienický papier.

8. Absorpčný materiál podľa nároku 7, v y s n a Čujúci sa tým, že hygienickým papierom je sací, hodvábny alebo krepový papier.

9. Absorpčný materiál podľa niektorého s nárokov 5 až 8, v y z n a č u j ú c i s a tým, že má plošnú hmotnosť, menšiu ako približne 30 g/m².

10. Absorpčný výrobok obsahujúci absorpčný materiál podľa niektorého z nárokov 5 až 9.

11. Absorpčný výrobok podľa nároku 10, vyznačujúci sa t ý m, že výrobkom je detská plienka, hygienická vložka, vložka slipového typu, tampón, bandáž, inkontinentné nohavičky pre dospelých, toaletný papier, vreckovka, utierka, uterák na ruky, uterák na tvár alebo servítka.

'

12. Absorpčný 'materiál podľa nároku 6,·v y z.n a čujúci sa t ý m, že papierom je poťahová vrstva použiteľná pri dekoratívnych laminátoch.

13. Dekoratívny laminát obsahujúci papier podľa nároku lň.

14.Spôsob výroby absorpčnej štruktúry obsahujúcej absorpčný materiál so zvýšenou sorpčnou kapacitou, ktorý obsahuje celulózové vlákna, vyznačujúci sa t ý m, že sa vlákna ošetria hydrofóbnou látkou, ma júcou Špecifickú povrchovú prítomnosti vody, uvedením vlákien alebo do kontaktu s vláknami, ktoré majú obsah sušiny aspoň SO %.