NO773854L - Fremgangsmaate ved fremstilling av fibre med hoey vaeskeholdende evne - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av fibre med høy. væskeholdende evne.

Foreliggende oppfinnelse angår alkaliske legeringsfibre med høy væskeholdende evne, formede gjenstander inneholdende slike fibre og en fremgangsmåte ved fremstilling av dem. •Legeringsfibre bestående av en grunnmasse av regenerert cellulose og en tilsetning som gir disse legeringsfibre en væskeholdende evne som er større enn den for konvensjonelle regenererte cellulosefibre erkjent.Denne fordel oppheves i det minste delvis av deres høye fremstillingsomkostninger.

Uttrykket "legeringsfibre er her anvendt for å betegne cel-lulosef ibre med en tilsetning jevnt fordelt gjennom deres grunnmasse av regenerert cellulose. Likeledes er "væskeholdende evne" et mål på væsken absorbert i fibrene med en legeringsfiber-grunnmasse, sammen med væsken som holdes tilbake i mellomrommene

i en slik fibermasse.

I henhold til foreliggende oppfinnelse fremskaffes der en høyt væskeholdende alkalisk legeringsfiber som omfatter en regenerert cellulose-grunnmasse og dispergert deri fra ca. 5% til ca. 30%, beregnet på vekten av cellulosen, av en tilsetning som er istand til å øke fiberens væskeholdende evne, idet mengden av tilsetning er slik at fiberens væskeholdende evne er minst 4,79.cm 3/g, idet fiberen fortrinnsvis har en smørende finish for cellulosen på seg, og som kjennetegnes ved at den eneste tilsetning er et alginsyresalt av et alkalimetall. Fiberen fremstilles ved å blande en alkalisk vandig oppløsning av et alkalimetallalginat med en filamentdannende viskose, forme blandingen til fibre, koagulere og regnerere de formede fibre, og derefter tørre disse. Viskose utgjør hoved-delen av blandingen og de formede legeringsfibre koaguleres og regenereres på kjent vis, fortrinnsvis i et syrebad inneholdende svovelsyre og natriumsulfat. Sinksulfat inkorporeres ofte i badet så vel som andre koaguleringsmodifiserende midler efter ønske.

Ingen spesielle finisher og/eller tørringsprosesser er nødvendige

for å gi legeringsfibrene en form som kan kardes uten vanskelighet.

Viskosen som anvendes for å fremstille legeringsfibrene har fortrinnsvis en sammensetning som den som anvendes ved fremstilling av konvensjonelle regenerte cellulosefibre.

Egnede alkalimetallsalter av alginsyre gir viskositeter i området fra 20-150 sekunder og fortrinnsvis i området fra 40 til 80 sekunder (måling av viskositeten ved tid for en 3 mm diameter stålkule til å falle 20 cm gjennom oppløsningen) i fortynnet natriumhydroxyd eller vandige oppløsninger med en alginatkonsentrasjon på 2-15%, fortrinnsvis 8-10%. Oppløsningens pH er fortrinnsvis ved eller over 7.

Den alginatholdige oppløsning inkorporeres direkte i en

viskose og anvendes i relativt store mengder, varierende fra ca.

5% til.ca. 30%, fortrinnsvis minst 10%, beregnet på vekten av cellulose .i viskosen. Fibre fremstilt av en viskose som inneholder under ca. 5% av et nyttig alginat, skiller seg ikke særlig fra konvensjonelle regenererte cellulosefibre med hensyn til deres væskeholdende evne.

De vandige oppløsninger av alkalimetallsalter av alginsyre

kan injiseres i viskosen efter som den pumpes til spinnedysene for ekstrudering, eller alternativt kan vandige oppløsninger av

slike alginater og viskose føres gjennom en blander eller homo-genisator hvis det er nødvendig å. sikre en mer ensartet disper-

sjon.. Efter spinnings-,koagulerings- og regenereringstrinnene undergår den formede kontinuerlige bunt av filamenter den vanlige behandling, som kan innbefatte strekning om ønskes, og tørres så

på konvensjonelt vis. I alminnelighet blir den kontinuerlige bunt

av filamenter, før tørring, kuttet opp til stapler av ønsket lengde.

I alminnelighet undergår de dannede legeringsfibre ingen sammenbinding før tørring, og kan efterpå uten vanskelighet kardes av produsenten av absorberende gjenstander som inneholder slike fibre. Alternativt blir, efter koagulering og i det minste del-

vis regenerering, fibrene strukket, om ønskes, konvensjonelt våt-behandlet og behandlet med et vandig smørende finish-preparat. Fibrene tørres så til et alkalisk, kardbart produkt. Ved den foretrukne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er natriumalginatet

dispergert i viskosen, under fremstillingen til fibre, vekselvis 1 den alkaliske tilstand, den sure tilstand og igjen i den alkaliske '

tilstand. Under passeringen av den modifiserte viskose gjennom det sure koagulerings- og regenereringsbad surgjøres natriumalginatet. For å få alkaliske fibre som inneholder natriumalginat kreves ifølge oppfinnelsen at de våte gelfibre gjøres alkaliske, fortrinnsvis i et bad forut for finish-badet, eller om ønskes i finish-badet.

Natriumsalter av alginsyre, egnet for anvendelse ifølge oppfinnelsen er kommersielt tilgjengelige under betegnelsen "Keltex" alginater som selges i forskjellige kvaliteter bestemt av viskositeten og konsentrasjonen i de vandige dispersjoner.

Eksempel 1

Under anvendelse av konvensjonelt rayonspinneutstyr ble en alkalisk vandig oppløsning av natriumalginat separat injisert av en målepumpe inn i en viskosestrøm under dennes passering gjennom blanderén, og blandingen ble derpå ekstrudert i et spinnebad.

Fremstillingen av en 10% konsentrasjon av natriumalginatopp-løsning var som følger: 300 g natriumalginat ("Keltex") høy-viskositetsteknisk kvalitet av "Kelco" alginat ble tilsatt til

300 ml 18% konsentrasjon av vandig natriumhydroxyd plus 90 ml 30% konsentrasjon av hydrogenperoxyd. Peroxydet tjener til å nedsette molekylvekt og viskositet. Dette system ble efter blanding med en spatel tilsatt til 2250 ml vann under omrøring og ble blandet i 2 timer.

Efter henstand over natten ved værelsetemperatur ble den igjen blandet i ytterligere 2 timer. Kule-fall-viskositet efter 48 timer var 24 sekunder. Polymeren ble tilsatt til viskosen og spunnet ved injeksjon som beskrevet ovenfor. På dette stadium ble blandingen utsatt for høyt mekanisk skjær. Viskosepreparatet var 9,0% cellulose, 6,0% natriumhydroxyd og 32% carbondisulfid (beregnet på vekten av cellulose). Viskosens kule-fall-viskositet var 61 og dens vanlige saltprøve var 6,6.

Blandingen av viskose og natriumalginat ble ekstrudert.gjennom. en 980 hulls spinnedyse inn i et vandig spinnebad bestående av 7,5 vekt% svovelsyre, 20 vekt% natriumsulfat og 1,5 vekt% sinksulfat. Efter passering gjennom spinnebadet ble den erholdte kontinuerlige bunt vasket med vann, avsvovlet med en vandig opp- løsning av natriumhydrosulfid, og igjen vasket med vann. Den frem-deles våte multifilamente bunt ble kuttet til stapelfibre og finished med en oppløsning inneholdende 1% natriumbicarbonat, 0,5% "Span 20" sorbitanmonolaurat-overflateaktivt middel og vann. Fiberen ble så tørret.

Den væskeholdende evne av prøvefibre fremstilt med forskjellige tilnærmede mengder (angitt i tabellen nedenfor) av cellulose og natriumalginat i spinneoppløsningen, ble bestemt ved følgende for-søksmetode.

2,5 g av de forskjellige fibre fremstilt som beskrevet ovenfor, ble separat fremstilt til vaginaltamponger ved følgende metode: Fibrene ble kardet til vev, hver med en lengde på ca. 15 cm og med varierende tykkelse og bredde. Hvert av disse vev ble individuelt rullet i sin bredderetning for å få 15 cm rull og en hyssing ble slått om dens senter. Hver slik rull ble så brettet sammen ved hyssingløkken og trukket inn i et 12 mm rør hvori det ble presset sammen av en klemme og stempel. Efter sammenpressing ble de dannede tamponger tatt ut, hensatt i ca. 3 0 minutter i løpet av hvilken tid tampongene gjenvant en volumtetthet på ca. 0,4 g/cm 3 , og ble såo bedømt på sin evne til å holde vann ved Syhgyna metoden, som beskrevet av G. W. Rapp i en juni 19 58 publikasjon av Department of Research, Loyola University, Chicago, Illinois. Resultatene av denne prøve er angitt i tabell 1 for fibre fremstilt med forskjellige tilnærmede forhold (som angitt i tabell 1)' av cellulose og natriumalginat i spinneoppløsningen.

Eksempel 2

En vandig oppløsning av natriumalginat (fremstilt fra en granular form) ble fremstilt ved å oppløse "Keltex" i vann til en 3%-ig oppløsning. Oppløsningen ble injisert i viskose, hvorved spinneoppløsningen inneholdt 11,1% natriumalginat, beregnet på cellulose. De fremstilte fibre ble derpå behandlet på forskjellige måter og bedømt på væskeholdende evne.

En del av den dannede rayon-bunt ble behandlet med 1%-ig vandig natriumcarbonat og 1%-ig "Span 20" i en oppløsning, og tørret. Stapelfibre ble kardet, og ellers vel åpnet, og derpå kondisjonert ved 24°C og 58% relativ fuktighet. 2 g av slike legeringsfibre ble anbragt i en 25 mm diameter pressform, presset til en tykkelse på 3,2 mm, og holdt under disse betingelser i 1 minutt. Denne pressede tablett av fibre ble tatt ut av formen og anbragt på en porøs plate av en nutsch. Den øvre overflate av pelleten ble så bragt i kontakt med et stempel som var montert for fri vertikal bevegelse, idet stemplet hadde en diameter på 25 mm og en vekt på 1,1 kg.

Nutsch-avløpet ble forbundet med en bøyelig slange, til en dråpeflaske fra hvilken vann ble innført i nutschen for å væte pelletene av fibre. Regulering av vannstrømmen ble utøvet ved stillingen av dråpeflasken. Efter en neddypningsperiode på 2 minutter fikk vannet lov til å renne av fra fiberpelleten i 3 minutter, hvorefter den fremdeles.våte pellet ble tatt ut av nutschen og veiet. Halvparten av vekten av vannet i prøvepelleten er et mål på den væskeholdende evne hos fibrene, uttrykt i cm 3 /g. Dette måo<l>er definert som det potensielle forhold.

En blanding av like deler av denne prøvefiber med en 3 denier kruset rayon ( US patent 3.04 6.983) haddet et potensielt forhold på 4,28 cm 3/g. Rayon-kontrollprøven (ingen alginattilsetning) hadde et potensielt forhold på 2,7 cm /g.

Den vandige alkaliske smørende finish er ofte et bad inneholdende en vandig oppløsning av natriumcarbonat og sorbitanmonolaurat. Andre alkaliske midler og smøremidler kan imidlertid anvendes som kjent for vanlig rayongarn. Alternativt fås god regulering av produktet og fremgangsmåten ved å skille alkaliserings- og finish-behandlingstrinnene.

Noen eksempler på finisher for cellulosefibre innbefatter delvis høyere fettsyreestere av sorbitan eller mannitan og deres polyoxyethylenderivater ; natriumoleat og oljesyre. Noen eksempler på alkaliske midler for å alkalisere fibrene innbefatter diammonium-fosfat, dinatriumfosfat, trinatriumfosfat og natriumtetraborat.

Legeringsfibrene er egnede for anvendelse i en rekke artikler som' sånitærbind og tamponger, i hvilke høy væskeretensjon er en vesentlig egenskap. Ved fremstilling av slike artikler krever legeringsfibrene ingen spesielle teknikker eller utstyr, og de kan blandes med andre fibre som kan eller ikke kan øke de absorberende egenskaper hos de fremstilte artikler.

Claims (4)

1. Alkaliske legeringsfibre innbefattende en regenerert cellulose-grunnmasse og dispergert deri 5-30%, beregnet på vekten av cellulosen, av en tilsetning som er istand til å øke den væskeholdende evne hos fiberen, idet mengden av tilsetning er slik at den væskeholdende evne av fiberen er minst 4,79 cm <3> /g, idet fiberen fortrinnsvis har en smørende cellulosefinish på seg, karakterisert ved at den eneste tilsetning er et alginsyresalt av et alkalimetall.

2. Alkalisk legeringsfibre ifølge krav 1, karakterisert ved at alkalimetallet er natrium og saltet er tilstede i en mengde på minst 10%, beregnet på vekten av cellulosen.

3. Formet gjenstand, som et santitetsbind eller vaginaltampong, karakterisert ved at det omfatter en sammenpresset masse av fibre ifølge krav 1 eller 2 i stapelform.

4. Fremgangsmåte ved fremstilling av alkaliske legeringsfibre ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en overveiende mengde av en filamentdannende viskose blandes med alginsyresaltet av et alkalimetall, at blandingen formes til fibre, fibrene koaguleres og regenereres, en smørende finish påføres eventuelt på fibrene, og fibrene tørres i alkalisk tilstand, og fibrene eventuelt kappes opp til stapelform før tørring.