DE1561756C2

DE1561756C2 - Verfahren zum Herstellen von Zellulosematerial und unter Verwendung dieses Zellulosematerials hergestellte Hygienewaren

Info

Publication number: DE1561756C2
Application number: DE1561756A
Authority: DE
Inventors: Donald Kirklin Greenwood S.C. George; Laurence Robert Basil Cambridge Mass. Hervey
Original assignee: Riegel Textile Corp New York Ny (vsta)
Current assignee: Riegel Textile Corp New York Ny (vsta)
Priority date: 1966-11-09
Filing date: 1967-02-09
Publication date: 1975-11-27
Also published as: GB1180801A; LU53062A1; BE694400A; DE1561756B1; DK127258B; SE318187B; NL135226C; AT288601B; NL6702327A; US3395708A; ES336599A1; CH453060A; FR1510789A; DK127258C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von lockerem, watteartigem, faserigem Zellulosematerial für flüssigkeitsabsorbierende Hygienewaren.

Im allgemeinen wird bei der Herstellung von Zellulosematerial zuerst ein Zellstoffbrei hergestellt und dieser zu naß verpreßten Bogen geformt und getrocknet. Derartige Zellulosebogen sind relativ kompakt und dicht, und die Fasern haften sehr fest aneinander. Aus diesen Zellulosebogen wird lockerer, faseriger Zellstoff dadurch gewonnen, daß man diese Zellulosebogen in einer Hammermühle oder in einer ähnlichen mechanischen Vorrichtung mechanisch zerfasert und die erzeugten Fasern mittels einer luftbetätigten Ablagerungsvorrichtung zu einer lockeren watteartigen Lage formt. Wegen der Schwierigkeit der mechanischen Zerfaserung von Zellstoffbogen führten die bisherigen Zerfaserungsverfahren zu erheblicher Staubentwicklung und erforderten notwendigerweise einen hohen Energieverbrauch. Der gebildete zerfaserte Zellstoff besaß die unerwünschte Eigenschaft, nicht völlig zerfasert zu sein, was ungleichmäßige Faserlänge, Faserbruch, zurückbleibende Zellstoffblatteilchen usw. zur Folge hatte, so daß der Zellstoff nicht sehr voluminös und locker war undan Saugfähigkeit und Festigkeit einbüßte. Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Wattelagen haben oft eine rauhe, körnige Struktur und sind, wenn sie als Hygienewaren zur Aufsaugung von Körperflüssigkeiten am Körper getragen werden, für den Träger nicht sehr angenehm.

Aufgabe der vorliegen Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen von lockerem, watteartigem, faserigem Zellulosematerial für flüssigkeitsabsorbierende Hygienewaren, bei dem gleichmäßigere und lockerere Waltelagen mit gleichmäßigerer Faserlänge erhalten werden, als es beim bekannten Verfahren der Fall ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem nassen Zellstoffbrei zur Herabsetzung der Haftung zwischen den Fasern etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent (bezogen auf das Trockengewicht der Fasern) eines grenzflächenaktiven Mittels in Form einer kationischen, langkettigen Fettalkyl-Verbindung. die mindestens 12 Kohlenstoffatome in wenigstens einer Alkylkette aufweist, zugesetzt wird. Das erfindungsgemäße Zellulosematerial bietet den Vorteil, daß das Haftvermögen zwischen den Fasern sehr wirksam herabgesetzt ist und daß, wenn das Zellulosematerial getrocknet und einem mechanischen Abrieb- bzw. Zerkleinerungsvorgang unterworfen wird, die schichtbildenden Fasern im wesentlichen vollständig voneinander getrennt werden und sehr lockere Faserlagen bilden. Die Höhe bzw. Bauschigkeit dieser Lagen ist um 33'/3 oder mehr Prozent höher als diejenigen desselben Zellulosematerials, das vor dem Zerfaserungsvorgang nicht chemisch behandelt wurde.

• ' Offenbar wird durch die ausgewählten hochwirksamen Chemikalien die übliche zwischen den Fasern bestehende Bindung sehr.wirksam herabgesetzt. Die Oberflächenaktivität von langkettigen Aminsalzen und deren Verwendung als Textilhilfsmittel bei der Imprägnierung von Zellulose oder Baumwolle und Seide ist bereits bekannt. Dabei wird das aus Zellulosefasern bestehende Textilmaterial mit Hilfe eines langkettigen Aminsalzes behandelt, welches mit Aldehyden reagieren kann. Anschließend wird das mit dem Aminsalz behandelte Material mit einem Aldehyd umgesetzt. Aufgabe des bekannten Verfahrens ist es, das Textilmaterial hydrophob, d. h. wasserabstoßend, zu machen. Dabei ist die erste Behandlung mit dem Amin nur ein vorbereitender Schritt für den zweiten dort wesentlichen Behandlungsschritt, nämlich die Behandlung mit dem Aldehyd. Das Aminsalz stellt daher bei dem bekannten Verfahren nur ein Hilfsmittel dar. Aus »TAPPI«, Band 43, Nr. 5, 1960, S. 484 bis 489 ist es bekannt, daß durch Behandeln des Zellstoffbreis mit kationischen, grenzflächenaktiven Mitteln die physikalischen Eigenschaften des aus dem so behandelten Zellstoffbrei hergestellten Zellulosebogens in dem Sinne verändert werden können, daß seine Festigkeit verringert wird. In dieser Druckschrift ist jedoch gesagt, daß kationische, grenzflächenaktive Mittel durch ihre hydrophilen Endgruppen an die Zellulosefasern angezogen werden und dadurch die Fasern hydrophob machen. Aus den Angaben dieser Druckschrift wäre also zu erwarten gewesen, daß mit kationischen, grenzflächenaktiven Mitteln behandelte Zellulosefasern zur Verwendung als flüssigkeitsabsorbierende Faserlagen bei Hygienewaren ungeeignet sind. Außerdem ist in dieser Druckschrift nichts darüber ausgesagt, daß die erfindungsgemäß verwendeten Fettalkylverbindungen mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen in einer Alkylkette besondere Eigenschaften besitzen. Überraschenderweise hat sich auch gezeigt, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zellulosematerial nicht hydrophob, sondern im Gegenteil saugfähiger als nicht chemisch behandeltes Material ist. Vorzugsweise dienen dabei als grenzflächenaktive, die Haftung zwischen den Fasern herabsetzende Mittel quaternärc Ammoniumsalze der Dialkylfettamine. Das grenzflächenaktive, die Haftung zwischen den Fasern herabsetzende Mittel wird in den Zellulosefaserbrei vor

der Formung der Schicht eingebracht. Wie bekannt, lassen sich die mittels Luftströmungen bzw. Luftwirbel bei der mechanischen Zerfaserung entstehenden ZeII-stoffasern besonders vorteilhaft zu lockeren, voluminösen Zellstofflagen formen. ■

Diese lockeren, voluminösen Zellstofflagen werden bei der Herstellung von Hygienewaren im allgemeinen mittels einer feuchügkeitsdurchlässigen Hülle umschlossen. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zur Umhüllung ein Zellulosefasermaterial zu verwenden, bei dem während der Herstellung die feuchten Zellulosematenalbahnen, solange sie noch eine Feuchtigkeit von mindestens · 60% aufweisen, mit hochmolekularen wasserlöslichen Polymeren imprägniert worden sind. Derartige Umhüllungen besitzen sowohl hohe Trockenfestigkeit und hohe Saugfähigkeit und auch die.Eigenschaft, leicht zu zerfallen, d.h. sich leicht physikalisch aufzulösen, wenn sie einer großen Menge Wasser ausgesetzt werden, so daß die so hergestellten Hygienewaren als
sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen an einem Äusführungsbeispiel näher setzen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das kationische, die Haftfestigkeit herabsetzende Mittel mindestens etwa während 10 Minuten in dem nassen Zellstoffbrei zu belassen, ehe man diesen auf der Papiermaschine verarbeitet. Das kationische, die Haftfestigkeit herabsetzende Mittel wird auf Grund seiner positiven Ladung von dem Holzzellstoff angezogen und im wesentlichen darauf absorbiert und- schwächt die dem Holzzellstoff innewohnenden Faserkohäsionskräfte während der Bildung des naß verpreßten Holzzellstoffbogens auf der Papiermaschine. Diese Einwirkung führt offenbar dazu, daß die Holzzellstoffpappe leichter zu vollständig zerfasertem, lockerem Holzzellstoff mechanisch zerfasert werden kann, was die oben beschriebenen verbesserten Eigenschaften des Ηοίζ-zellstoffs zur Folge hat.

Geeignete kationische, die Kohäsion oder Haftfestigkeit zwischen den Fasern herabsetzende Mittel für den oben beschriebenen Zweck dervorliegenden Erfindung

Ganzes wegspülbar 20 gehören zur Klasse der langkettigen kationischen grenzflächenaktiven Stoffe mit vorzugsweise mindestens 12 Kohlenstoffatomen in mindestenseinerAlkylkette. Als Beispiele seien genannt quaternäre Ammoniumsalze der Dialkylfettamine, tertiäre Aminsalze der

erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine verkleinerte perspektivische Ansicht 25 Alkylmonofettamine, primäre Aminsalze und Aminsalze einer Hygienebinde, bei der das erfindungsgemäß "ungesättigterAlkylfettamine. .· ·

. Die Menge der die Haftfestigkeit zwischen den Fasern herabsetzenden Mittel, die dem feuchten Holzzellstoffbrei zugesetzt werden, kann beträchtlich variieren; in der Praxis werden jedoch Mengen von etwa 0,1 bis 5,0%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Holzzellstoffs, angewendet. Mengen von weniger als 0,1% führen zu nur sehr geringfügigen Verbesserungen beim Zerfaserungsprozeß. Eine typisehe Behandlung, welche zu sehr guten Ergebnissen

verbesserte Zellulosematerial verwendet ist,

F i g. 2 in natürlicher Größe einen Querschnitt durch die Hygienebinde im wesentlichen entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine verkleinerte perspektivische Ansicht einer Windeleinlage, bei der das erfindungsgemäß verbesserte Zellulosematerial verwendet ist und welche in einem Windelhalter gehalten ist,

F i g. 4 in natürlicher Größe einen Querschnitt durch die Windeleinlage im wesentlichen entlang der Linie 4-4 der Fig. 3.

Es hat sich gezeigt, daß ein lockerer, voluminöser Holzzellstoff für die Verwendung bei Hygieneprodukführt, besteht im Zusatz von 1,5% Dimethyl-difettammoniumchlorid mit Fettresten auf der Basis von hydriertem Talg oder von 1,0% Dimethyl-disojafettammoniumchlorid. Die erfindungsgemäß verbesserte, in

ten od. dgl. dadurch verbessert werden kann, daß er im 40 lockeren Schichten liegende, faserige Holzzellstoffwat-

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wesentlichen vollständig zerfasert wird, um unerwünschte restliche Blatteilchen zu beseitigen und Faserbruch und Staubentwicklung auf ein Minimum herabzudrücken, so daß längere, festere und gleichmäßigere Fasern und damit eine weichere, voluminösere Watte mit höherer Saugfähigkeit und größerer Festigkeit erzielt werden. Die Verbesserung wird dadurch erreicht, daß einem Brei von Holzzellstoff ein grenzflächenaktives Mittel in Form einer kationischen, langkettigen Fettalkylverbindung beigesetzt wird und daß die getrockneten Bogen mechanisch zerfasert werden, wobei ein im wesentlichen vollständig zerfaserter, lockerer und voluminöser Holzzellstoff entsteht. Gewöhnlich werden die naß verpreßten Holzstoffte ist insbesondere geeignet zur Verwendung bei der Herstellung der oben beschriebenen Hygienewaren oder für andere ähnliche Waren, welche eine innere Einlage von zerteilbarem, faserigem Absorptionsmaterial erfordern, welche geeignet ist, die Körperflüssigkeiten des Trägers aufzusaugen.

Eine mit dem erfindungsgemäßen verbesserten, lockeren, faserigen Zellstoff hergestellte Inneneinlage ist insbesondere erwünscht zur Verwendung in Kombination mit wegspülbaren Papierumhüllungen von der Art, wie sie in der deutschen Patentanmeldung, amtl. Aktenzeichen P 15 11 295.5 (R 44 091), veröffentlicht am 31.7.1969 als Offenlegungsschrift Nr. 15 11295, beschrieben ist. Derartige Papierumhüllungen besitzen

pappen dadurch gebildet, daß man Holz zu Holzstoff 55 sowohl hohe Trockenfestigkeit und hohe Saugfähigkeit

zerkleinert, so daß ein nasser Holzstoffbrei entsteht. Danach wird der feuchte Holzstoffbrei zu einer üblichen Papiermaschine oder zu einer anderen geeigneten Vorrichtung geführt und zu einer dünnen Schicht verarbeitet, die darauf naß verpreßt und getrocknet wird. Diese Arbeitsweise ist üblich und dem Fachmann allgemein bekannt.

Erfindungsgemäß hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dem nassen Holzzellstoffbrei nach der Holzzellstoffbereitung und vor dem Papiererzeugungsschritt in einem Vorratsbehälter oder in einem anderen Lagerraum grenzflächenaktive Mitte! in Form einer kationischen langkettigen Fettalkyl-Verbindung zuzu- und auch die Eigenschaft, leicht zu zerfallen, d.h. sich leicht physikalisch aufzulösen, wenn sie einer großen Menge Wasser ausgesetzt werden. Diese Papierumhüllungen werden aus Zellulosefasermaterial hergestellt, wobei während der Herstellung die feuchten Zellulosematerialbahnen, solange sie noch eine Feuchtigkeit von mindestens ■ 60% aufweisen, mit hochmolekularen wasserlöslichen Polymeren, insbesondere Methylcellu-Iose, Äthylcellulose, Gelatine, lösliche Stärke, !Dextrin, wasserlösliches Gummi, Polyvinylalkohol und Polyvinylpyrrolidon imprägniert worden sind.

Die Zeichnungen zeigen zwei Beispiele von handelsüblichen Hygienewaren, die im folgenden beschrieben

werden sollten.'Es'wird-jedoch' bemerkt, · daß auch andere .handelsübliche Hygienewaren unter Verwendung des erfindungsgemäßen: Holzzellstoffes hergestellt werden.können. ■;.'.: : ■ ·■■■<■■ .^;·.·.'

Gemäß. Fig. Γ und/.2 kann, eine .Hygienebinde hergestellt werden, welche einen: Umschlag oder eine Hüllschicht 10. umfäßu die.die. geschichtete; gefaltete oder in anderer. Weise.ausgebildete Einlage 12 aus dem erfindungsgemäß verbesserten,, lockeren, . faserigen Zellulosematerial 14 vollständig umschließt. Das Umschläg-oder Hüllmaterial. 10 kannein Gewebe.etwa ein Gazegewebe;Oder· ein anderes übliches Material sein, oder es kann aus- dem wegspülbaren, in der obenerwähntenPatentanmeldungbeschriebehen Papier gebildet· sein.! Das Hüll- oder Umschlagmatcrial ist in der üblichen Form zugeschnitten und kann so um die innere Einlage herumgelegt !werden,- daß zu beiden Seiten.der inneren Einlage. Haheläppen entstehend mit: denen sie beim-.Trägenranv.eihem Gürtel oder.an- einer/ anderen üblichen Haltevorrichtung befestigt wind. ·.;:· ·: ^: . . Bei; einer-wirtschaftlich vorteilhaften; Ausführungsfarm-.!-besteht.;. die„L:inn.ere: -.Einlage ■ \2 aus. einer geschnittenen,- lockeren, ■.faserigen-.Holzzelktofflage 14 mit einer darübergelegten/zugeschnittenen Schicht von gekreppten.Zellulosewatte-16.: Die,Holzzellstofflage 14 upd die gekreppte Zellulosewatteschicht 16 werden dann^mit»· mehreren:; entgegengesetzten, sich in Längsrichtung der.· Einlage .erstreckenden■■■ Falten- gefaltet, so daß:sicheineiin.FigJ2gezeigte mehrschichtige innere Einlage 12 bildet. Die innere Einlage 12 kann ferner eine übliche, feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 18 aus irgendeinem- geeigneten,· feuchtigkeitsundurchlässigen Material umfassen.' ' : " · ■■·.■· ■·■ ■-

Gemäß Fig. 3 und 4 kann · eine : Windelcinlage hergestellt werden, - welche eine . Umschlag-ν oder Hüllschicht 20 umfaßt, die eine geschichtete; gefaltete oder in anderen Weise ausgebildete innere Einlage 22 aus dem verbesserten, lockeren, faserigen. Zellulosematerial-24 gemäß der vorliegenden: Erfindung\vollständig umschließt.· ■: : ■.:· ■ ■'' ' · ''■:■'■:■ ■-.··· ■■·....■.·.■,·.·· Das· Umschlag-^: oder Hüllmatcrial'20 kann :ein

Gewebe, etwa ein Gazegewebe seinoder^ein arideres übliches'" Material, oder 'aber'· es kann :aus' dem

ij wegspülbaren Papier, welches'in der obenerwähnten Patentanmeldung beschrieben wurde,· bestehen. Dieses Umschlag- oder Hüllmaterial karincine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen.^und ist· um:·die .im allgemeinen rechteckige, innere.;Einlage 22 herumgelegt, so daß das Ganze als Windeleinlage verwendet werden kann, die in einem Windelhalter 26 eingelegt werden kann,' mit dessen. Hilfe ■ sie- am. Körper des Trägers in die richtige Position gebracht wird: ' ·..··.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die innere Einlage 22 aus zwei zugeschnittenen Schichten des erfindungsgemäßen ^: Zellulosematerials ' 24. die übereinandergelegt sind und die Schichten aus gekreppter Zellulosewatte28 aufweisen; die dazwischen und auf jeder der Außenflächender Einlage liegen. : : ·.. ·. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen '

Vorlage nicht besser kopierfähig

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von lockerem, watteartigem, faserigem Zellulosematerial für flüssigkeitsabsorbierende Hygienewaren, bei dem ein Zellstoffbrei hergestellt, dieser zu naß verpreßten Bogen geformt, getrocknet und zerfasert wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem nassen Zellstoffbrei zur Herabsetzung der Haftung zwischen den Fasern etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent (bezogen auf das Trockengewicht der Fasern) eines grenzflächenaktiven Mittels in Form einer kationischen, langkettigen Fettalkyl-Verbindung, die mindestens 12 Kohlenstoffatome in wenigstens einer Alkylkette aufweist, zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die Haftung zwischen den Fasern herabsetzendes grenzflächenaktives Mittel quaternäre Ammoniumsalze der Dialkylfettamine verwendet werden.

3. Verwendung des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 2 hergestellten Zellulosematerials zum Herstellen von Hygienewaren mit einer Umhüllung aus einem Zellulosefasermateriäl,. bei dem während der Herstellung die feuchten Zellulosematerialbahnen, solange sie noch eine Feuchtigkeit von mindestens 60% aufweisen, mit hochmolekularen wasserlöslichen Polymeren imprägniert worden sind.