Способ получения волокнистого полотна из целлюлозных волокон в процессе сухой укладки
Изобретение относится к способу получения волокнистого слоя с поглощающими свойствами и к волокнистому слою, полученному указанным способом. Способ получения волокнистого полотна включает следующие технологические этапы: сухую укладку волокон, по существу, равномерной толщины из несвязанных волокон с малым, лежащим в области остаточной влажности содержанием влаги. Далее способ включает преобразование укладки волокон прессованием и тиснением в волокнистый слой с образованием тисненого рисунка с уплотненными зонами связанных волокон, в которых волокна связаны друг с другом, по существу, путем взаимного связывания и увлажнение волокнистого полотна, по меньшей мере, на одной внешней стороне водно-латексной смесью, осаждение латекса путем сушки со связыванием волокон внутри и снаружи зон связанных волокон. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении впитывающей способности и снижении пылеобразования. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
Изобретение относится к способу получения волокнистого слоя с поглощающими свойствами из целлюлозных волокон в процессе сухой укладки. Кроме того, изобретение относится к волокнистому слою, который был получен вышеуказанным способом.
Волокнистые слои согласно изобретению должны быть пригодными для получения предметов гигиены, в частности для изделий от недержания, одноразовых пеленок, ежедневных прокладок или гигиенических подкладок, причем они служат по существу поглощающими центральными зонами для указанных предметов гигиены. Следующий вид применения представляет собой впитывающие вкладки для упаковок для пищевых продуктов. Другие виды применения, в которых встречается применение целлюлозных волокон в отсутствие использования других волокнистых материалов, специалисту известны.
Получение волокнистых слоев из целлюлозных волокон в процессе сухой укладки, когда волокна иначе, чем в мокром способе укладки, укладываются в потоке воздуха на полосу и уплотняются нажимными валиками, известно много лет.
Под целлюлозными волокнами, которые могут применяться для предметов гигиены, понимаются, в частности, так называемые волокна из распушенной целлюлозы, которые получают из северной мягкой древесины или из американской южной сосны. Средняя длина волокна таких целлюлозных волокон составляет примерно 2,4-2,8 мм. Впитывающая способность несвязанных уплотненных сухих волокон составляет примерно 10-12 г жидкости на грамм волокон. Соответствующие данные приведены в документе WO 9316228 (Norlander), таблица 2, для необработанного контрольного материала или в документе WO 8804704 (Graef), таблица 7. Известно введение дополнительного поглощающего материала в матрицу волокон, в частности, для этой цели известны так называемые суперпоглощающие полимеры (SAP) с впитывающей способностью существенно выше, чем 10 г жидкости на грамм полимера, которые также получают в виде волокон (SAF = суперпоглощающие волокна).
В описании к патенту US 3692622 описан впитывающий волокнистый композитный материал в виде полотна из целлюлозных волокон для получения бумажных платков, причем полотно снабжено заранее заданным тисненым узором. Волокнистое полотно является континуумом из уложенных сухими, по существу несвязанных волокон длиной менее 1,27 см, которое путем тиснений, покрывающих от 5 до 40% поверхности полотна и отстоящих друг от друга на расстояние, меньшее длины отдельных волокон, так связаны в связное полотно, что толщина нетисненых областей по меньшей мере в 2,5 раза больше, чем у тисненых областей.
У волокнистых полотен, которые состоят исключительно из целлюлозных волокон, стоит задача поднять впитывающую способность и одновременно сохранить пылеобразование низким. Хотя известно изготовление волокнистых полотен с плавящимися синтетическими волокнами, также так называемыми двухкомпонентными волокнами с низким образованием пыли, однако перед изобретением стоит частная задача отказаться от добавок таких синтетических волокон. Напротив, нужно получить волокнистое полотно из целлюлозных волокон, у которого истирание из-за расползания, так называемый диапазон пыли, составляет менее 0,1% от исходного полотна. При этом применение латексных связующих должно сохраняться на низком уровне, то есть плотность в сухом состоянии должна лежать в области менее 5 г/м2.
Эта задача, т.е., в частности, предотвращение распыления волокон («пухообразование»), решена способом получения волокнистого полотна с поглощающими свойствами из целлюлозных волокон в процессе сухой укладки со следующими технологическими этапами:
- создают сухую укладку волокон, по существу, равномерной толщины из несвязанных волокон с малым содержанием влаги, лежащим в области остаточной влажности;
- прессованием и тиснением укладку волокон преобразуют в волокнистый слой с образованием тисненого рисунка с уплотненными зонами связывания волокон, в которых волокна связаны друг с другом в основном посредством взаимного связывания;
- увлажняют волокнистое полотно по меньшей мере на одной из внешних сторон смесью воды с латексом с высокой долей воды, причем применение латексных связующих рассчитывают таким образом, что плотность латекса в сухом состоянии составляет менее 5 г/м2;
- осаждают латекс путем сушки со связыванием волокон внутри и снаружи зон связывания волокон.
В качестве целлюлозных волокон подходят волокна из распушенной целлюлозы, реализуемые такими производителями, как Weyerhaeuser или Tartas, которые поставляются в уплотненных рулонах и с помощью молотковых дробилок снова переводятся в состояние волокнистой ваты и отдельных волокон. Длина волокон, перерабатываемых в волокнистые полотна, в зависимости от исходного материала составляет порядка 2,0-3,0 мм, предпочтительно от 2,3 до 2,8 мм.
Применение латекса для связывания волокон в принципе известно. Вообще, латекс применяют только для того, чтобы достичь связывания нетисненых полотен из целлюлозных волокон. Однако оказалось, что образования тисненого рисунка с уплотненными зонами связанных волокон, в которых волокна связаны друг с другом, по существу, посредством взаимного связывания, наряду со связыванием с помощью латекса, имеющим место в наружной области волокнистого полотна, достаточно, чтобы существенно подавить распыление волокон, называемое также «пухообразованием» или размочаливанием.
Под «остаточной влажностью» понимается естественная влажность целлюлозных волокон после их получения.
Под термином взаимное связывание ("self-bonding") следует понимать известную склонность целлюлозных волокон сцепляться при высоком давлении в отсутствие заранее подведенной влаги.
Предпочтительно, если плотность сухого волокнистого слоя устанавливают в диапазоне от 20 до 500 г/м2, предпочтительно от 100 до 200 г/м2.
При осуществлении способа является более предпочтительным, если верхнюю и нижнюю стороны полотна увлажняют водно-латексной смесью на следующих друг за другом этапах.
Дальнейшему упрочнению способствует нанесение после процесса прессования водно-латексной смеси с предпочтительно высоким содержанием воды, причем обычно применяется смесь, на 90-99 мас.%, состоящая из воды с добавкой от 10 до 1 мас.% латекса, причем более предпочтительно, если водно-латексная смесь содержит от 92 до 99 мас.% воды и от 8 до 1 мас.% латекса, и более предпочтительно, если водно-латексная смесь содержит от 95 до 99 мас.% воды и от 5 до 1 мас.% латекса. Количество наносимой воды важно, так как вода, когда она испаряется, создает водородные мостиковые связи между целлюлозными волокнами.
При этом во время и/или после увлажнения волокнистого полотна проникновение в волокнистое полотно усиливают с помощью приложенного к волокнистому полотну вакуума.
Прессование и тиснение укладки волокон происходит в валяльном устройстве с нажимными валиками. Предпочтительно по меньшей мере один из валиков является игольчатым валиком. При этом прикладываемое линейное давление зависит от массы на единицу площади (плотность), составляющей укладку волокон; давления предпочтительно лежат в диапазоне от 30 Н/мм до 120 Н/мм.
К волокнистому полотну прикладывается пониженное давление, так чтобы во время и/или после увлажнения волокнистого полотна водно-латексной смесью можно было регулировать проницаемость. В зависимости от используемых целлюлозных волокон и их средней длины и/или плотности волокнистого полотна требуется разная глубина проникновения. Чтобы повысить впитывающую способность, в укладку волокон или волокнистое полотно перед прессованием и тиснением добавляют волокна или гранулят из суперпоглощающих полимеров (так называемые SAP). Суперпоглощающие полимеры могут добавляться под укладываемые волокна или вводиться в укладку волокон с образованием слоя.
В качестве SAP подходят, в частности, полимеры, образующие гидрогели, соли щелочных металлов следующих органических кислот: полиакриловая кислота, полиметакриловая кислота; сополимеры акриловой кислоты и метакриловой кислоты с акриламидом, виниловым спиртом, сложными акриловыми эфирами, винилпирролидоном, винилсульфоновыми кислотами, винилацетатом, винилморфолиноном и простыми виниловыми эфирами; гидролизованные, модифицированные крахмалы; сополимеры малеинового ангидрида с этиленом, изобутиленом, стиролом и винилом; полисахариды, как карбоксиметилкрахмалы, карбоксиметилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза; полиакриламиды; поливинилпирролидон; поливинилморфолинон; поливинилпиридин; сополимеры и смеси вышеуказанных веществ. Полимеры, образующие гидрогели, предпочтительно сшиты, чтобы они были водонерастворимыми. В частности, применяется слабосшитый полиакрилат натрия. Сшивка может индуцироваться облучением или быть вызвана ковалентными, ионными связями или силами Ван-дер-Ваальса, а также водородными мостиковыми связями. Суперпоглощающие полимеры могут примешиваться в произвольной, подходящей для конкретного вида обработки форме, так, например, в виде гранулята, в виде волокон, как группы волокон (филаменты), в виде хлопьев, как шарики, палочки и тому подобное.
Предпочтительно суперпоглощающие полимеры (SAP) добавляют перед укладкой волокон к целлюлозным волокнам равномерно распределенными.
Плотность зон связанных волокон соответствует требуемой прочности на разрыв. Обычно на 1 см2 волокнистого полотна вводится от 16 до 49 уплотненных зон связанных волокон. При этом уплотненные зоны связывания волокон покрывают предпочтительно площадь от 0,03 до 1 мм каждая.
Водно-латексная смесь может быть нанесена на волокнистое полотно с помощью увлажнения валиками в виде пены или путем опрыскивания, удаление воды для осаждения латекса может осуществляется с помощью теплового излучения или посредством продувки волокнистого полотна теплым воздухом.
В качестве латекса могут применяться, например, вещества, обычные для промышленного производства продуктов по технологии "Air-laid". В качестве примера следует назвать эмульсию этилен/винилацетата, которая имеется в продаже под торговыми марками AIRFLEX (производитель Air Products and Cemicals Inc., Allentown, США). Могут применяться также биологически разложимые латексы, в частности латекс на основе крахмала. Если дополнительно получают также суперпоглощающий полимер на биологически разложимой основе, то волокнистое полотно можно после использования разложить на этапе компостирования.
Особое внимание уделяется также латексу. Он может сразу с помощью соответствующего оборудования быть настроен так, чтобы после осаждения и связывания волокнистого полотна иметь гидрофильные или гидрофобные свойства, по меньшей мере на одной стороне волокнистого полотна, при этом латекс на одной стороне волокнистого полотна может быть гидрофильным, а на другой гидрофобным. При этом для противолежащих сторон волокнистого полотна могут применяться разные латексы. Например, для пеленок на стороне, обращенной от тела, применяется гидрофобное волокнистое полотно, а для стороны, обращенной к телу, выбирается гидрофильная вставка.
Изобретение относится также к волокнистому полотну, полученному с малым содержанием латексного связующего, у которого степень запыления, измеренная по стандартизированному способу, составляет менее 0,2%.
При этом доля суперпоглащающих полимеров в сухом волокнистом полотне составляет от 0 до 70 мас.%, а масса латекса, связанного с волокнистым полотном, в сухом состоянии составляет от 1 до 5 г/м2.
Стандартизированный способ для определения содержания пыли в волокнистых полотнах, как он применяется в CONCERT GmbH, представляет собой следующее:
Используемые приборы:
Тестер для определения пыли с прозрачной изолированной камерой, с вращающимся диском с двумя перпендикулярными стержнями, зажимы для крепления образцов, мотор с числом оборотов 150 об/мин, таймер, полиэфирная пленка для поддержки образцов; настольный аппарат для нарезания образцов; фоточасы; лабораторные перчатки и аналитические весы AG 204 от METTLER.
Условия испытания:
Образцы, применяемые для измерения, должны исследоваться в следующих условиях:
комнатная температура 23°С±2°С;
относительная влажность 50%±2%.
Принцип анализа:
Анализируемые образцы вставляют в тестер и там выбивают в течение определенного времени (вытрясание пыли). По разнице веса образца перед и после процедуры определяется потеря пыли и из нее рассчитывается содержание пыли в процентах.
Проведение анализа:
a) Подготовка образцов:
Образцы для измерения пыли перед определением должны по меньшей мере два часа акклиматизироваться в лаборатории в вышеуказанном микроклимате. Так как образцы являются гигроскопичными и поглощают влагу, за них нужно по возможности браться в перчатках, чтобы избежать влияния на результат анализа.
b) Проведение определения содержания пыли для Air-laid типов полотен без SAP:
аа) Из соответствующего места отбора образцов для анализа вырезаются два образца размером 125 мм × ширину полосы (=1 отдельный образец), а также кусок полиэфирной пленки такого же размера.
bb) Отдельный образец после стабилизации в течение 20 секунд (фоточасы) взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.
сс) Затем отдельный образец вставляют в зажим в тестер пыли следующим образом: оба образца складывают конгруэнтно предполагаемыми запыленными сторонами наружу, над ними или под ними идет поддерживающая полиэфирная пленка. Этот элемент короткими сторонами, примерно на 4-5 см (остаток торчит наружу вверх), нужно вставлять в зажим настолько, чтобы стержни вращающегося диска встретились с отдельным образцом в середине. Для этого нужно открыть дверцу камеры и снова закрыть.
dd) Запуск тестера для определения содержания пыли с переключением направо (по часовой стрелке) или налево (против часовой стрелки) так, чтобы сначала встретился образец (но не пленка). Прибор работает при числе оборотов примерно 150 об/мин и имеет таймер, который через одну минуту автоматически отключает прибор. В течение этого времени образец получит примерно 300 ударов, так чтобы имеющаяся пыль осыпалась.
ее) Через одну минуту образец поворачивают и вставляют в зажим с другой стороны. При этом образцы также переворачивают (наружная сторона станет внутренней стороной) и у пленки меняют стороны (перед образцом, за образцом). Затем прибор включают еще на одну минуту, но соответственно в противоположном направлении.
ff) Затем отдельный образец снова взвешивают с точностью до 0,0001 г. При этом весы нужно стабилизировать ровно 20 секунд.
с) Проведение определения содержания пыли в Airlaid-изделиях, содержащих SAP:
ааа) Из соответствующего места для отбора образцов для анализа вырезаются два образца размером 125 мм × ширину полосы (=1 отдельный образец), а также кусок полиэфирной пленки такого же размера.
bbb) Отдельный образец после стабилизации в течение примерно трех минут (фоточасы) взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.
ссс) Затем отдельный образец вставляют в зажим в тестер пыли следующим образом: оба образца складывают конгруэнтно предполагаемыми запыленными сторонами наружу, над ними или под ними идет поддерживающая полиэфирная пленка. Этот элемент короткими сторонами, примерно на 4-5 см (остаток торчит наружу вверх), нужно настолько вставить в зажим, чтобы стержни вращающегося диска встретились с отдельным образцом в середине. Для этого нужно открыть дверцу камеры и снова закрыть.
ddd) Запуск тестера пыли с окошком направо (по часовой стрелке) или налево (против часовой стрелки) так, чтобы сначала попал образец (но не пленка). Прибор работает с числом оборотов примерно 150 об/мин и имеет таймер, который через одну минуту автоматически отключает прибор. В течение этого времени образец получит примерно 300 ударов, так чтобы имеющаяся пыль осыпалась.
еее) Через одну минуту образец поворачивают и вставляют в зажим с другой стороны. При этом образцы также переворачивают (наружная сторона становится внутренней стороной) и у пленки меняют стороны (перед образцом, за образцом). Затем прибор включают еще на одну минуту, но соответственно в противоположном направлении.
fff) Затем отдельный образец снова взвешивают с точностью до 0,0001 г. При этом весы нужно стабилизировать ровно 3 минуты.
Каждый анализ проводится как дублирующее определение, тем что использовались оба зажима в тестере пыли соответственно с двумя одинаковыми образцами (отдельными образцами).
По меньшей мере после каждого четвертого анализа нужно удалять вытрясенную пыль из тестера.
Расчет:
Пыль (%)=(А-В)·100/А
А = вес образца перед испытанием;
В = вес образца после испытания.
Из дублированных анализов следует рассчитать среднее значение.
Один пример осуществления последовательности процесса описывается при помощи фигуры 1.
Из ударной дробилки (не показана) целлюлозные волокна 10 со средней длиной волокна 2,4 мм непрерывно укладываются с первого формующего устройства 1.1 на конвейер 3 в виде несвязанного нетканого холста 11, так что образуется слой из лежащих друг на друге целлюлозных волокон. Этот слой еще, по существу, не уплотнен. Следующий предварительно формованный слой целлюлозных волокон укладывается с помощью формующего устройства 1.2 в виде слоя. Затем с помощью формующего устройства 1.3 укладывается третий слой. Отдельные укладки волокон могут также содержать разные волокна и отличаться по плотности волокон. Кроме того, к волокнам можно примешивать суперпоглощающие полимеры, чтобы повысить их впитывающую способность. При этом речь идет о стандартных продуктах, которые с некоторого времени применяются в области гигиены и уже были описаны. Добавка в последовательность слоев проводится из запасных емкостей 2.1 и 2.2. Однако суперпоглощающий полимер может также равномерно примешиваться к волокнам до их насыпания.
Влажность смеси волокна-SAP определяется только так называемой остаточной влажностью. Остаточная влажность у натуральных волокон, какие применяются здесь, составляет примерно от 6 до 10 мас.%. В качестве SAP в описанном примере осуществления используются полиакрилаты натрия в сшитой форме, какие широко предлагаются на рынке под торговыми марками Favor, производитель Stockhausen GmbH & Co. KG, в частности, для предметов гигиены.
Посредством транспортирующего устройства 4, называемого "web transfer", осуществляется предварительное уплотнение и транспортировка к паре валиков 5, включающей один валик 5.1 для тиснения и подключенный к нему гладкий валик 5.2. Оба валика выровнены горизонтально друг к другу. Лента формующего устройства не проходит целиком через валики. Материалом валиков является сталь.
Валик 5.1 для тиснения имеет иглы, которые имеют сравнительно крутые боковые поверхности. Высота игл составляет от 0,3 до 1,0 мм. Высокое линейное давление между этими двумя нажимными валиками служит для достижения разности высот между нетиснеными и тиснеными поверхностями по меньшей мере 1:8, предпочтительно по меньшей мере 1:10. При этом в зависимости от плотности укладки волокон требуются разные давления.
Зоны тиснения занимают примерно от 8 до 40% всей поверхности полотна. Слишком большие доли поверхности отрицательно влияют на впитывающую способность, а слишком маленькие доли поверхности настолько снижают прочность на разрыв, что ее оказывается недостаточно. Для полотна добиваются прочности на разрыв, по меньшей мере, 15 Н на 50 мм ширины полотна.
Помимо доли поверхности всех зон связывания важна также плотность связей, которая должна охватывать зоны связывания волокон, распределенные в регулярном двухмерном рисунке. Расстояния между отдельными зонами связывания должны быть меньше средней длины волокон. Благоприятным диапазоном значений оказалось от 16 до 49 уплотненных зон связанных волокон на см2 волокнистого полотна.
При уплотнении в зонах связывания должно создаваться достаточное давление, чтобы волокна могли в отдельной зоне связывания вступить во взаимное связывание. При укладках волокон в районе 500 г/м2 требуется линейное давление примерно 40 Н/мм; при укладке волокон в области 150 г/м2 давление составляет примерно 110 Н/мм.
Благодаря проведенному уплотнению волокнистое полотно приобретает высокую прочность на разрыв и целостность, то есть расщепления не происходит, так как в Z-направлении волокнистого полотна наблюдается высокое сцепление.
Затем тисненое волокнистое полотно опрыскивают водно-латексной смесью с помощью устройства 6.1 для опрыскивания жидкостью. Водно-латексная смесь в примере осуществления содержит 96% воды и 4% латекса (мас.%). Эти значения по соображениям специалиста должны варьироваться в соответствии с типом применяемого латекса и видом и уплотнением волокон. Высокая доля воды дополнительно помогает связыванию, когда вода испаряется, как это известно для получения бумаги из волокон. Кроме того, существенно, что из-за высокой доли воды в наносимой водно-латексной смеси и из-за фильтрующего действия волокнистого полотна латекс проникает только в наружную область волокнистого полотна и тем самым связывание латекса происходит только в лежащих снаружи областях волокон. Вода проникает в волокнистое полотно глубже и служит для образования вышеуказанного связывания.
Чтобы повысить проникновение водно-латексной смеси, под конвейером 13 расположен отсос 16.1, причем регулировкой разрежения можно достичь различной глубины проникновения.
В качестве латекса применяется синтетический полимер, а именно сополимер этилена с винилацетатом в виде водной эмульсии, который имеет самосшивающиеся группы (например, AIRFLEX, производитель Air-Products and Chemical Allentown, PA, США). В зависимости от прочности волокнистого полотна достаточно от 1 до 5 граммов латекса (в сухом состоянии) на квадратный метр.
Сушка воды проводится с помощью комбинированной инфракрасно-тепловоздушной сушилки 7.1. Затем волокнистое полотно переворачивают и при необходимости также опрыскивают водно-латексной смесью с обратной стороны (позиция 6.2). Здесь также на глубину проникновения можно влиять с помощью отсоса 16.2. Предусмотрена также дополнительная сушилка 7.2. Затем проводится намотка и сборка обычным образом посредством наматывающих устройств 8, 9.
После сушки, осаждения и сшивки латекса больше практически не наблюдается образования пыли волокнами, обрывками волокон, SAP-гранулятом и пылью, которая выходит из волокнистой зоны. Кроме того, обработка латексом облегчает получение упругого, не так сильно склонного к разламыванию поведения волокнистого полотна, какое желательно, в частности, для зигзагообразной укладки волокнистого полотна, причем это требуется для компактной формы упаковки.
В отличие от обычных, имеющихся на рынке продуктов образование пыли снижено на 90% и более.
На фиг.2 в 11-кратном увеличении показаны темные и светлые области структуры волокон, какая получается для волокнистого полотна согласно изобретению после этапов обработки. Темные области 20 являются отпечатками игольчатого валика и одновременно областями, в которых на поверхности оказался латекс, окрашенный здесь темным. Очевидно, что получилось двумерное, не сквозное увлажнение латексом. Увлажнение является связным, однако для определенных площадей, которые лежат параллельно поверхности, не сплошным, так что хорошая впитывающая способность волокнистого полотна сохраняется. Можно видеть также уплотненные зоны 20 связывания волокон, у которых толщина волокнистого полотна существенно снижена.
На фиг.3 и 4 показаны снимки растровой микроскопии зон 20 связывания, из которых видно взаимное связывание волокон, которые сдавливаются высоким давлением валиков. Фиг.3 имеет 50-кратное увеличение и показывает весь центр давления, тогда как на фиг.4 при 500-кратном увеличении показана только часть области связывания.
Волокна, использующиеся в опытах, являются так называемой распушенной целлюлозой (от Weyerhaeuser или Tartas). Похожие картины получаются при применении других натуральных волокон, таких как хлопок, или химически, термически или механически модифицированной целлюлозы, которые вместе также применимы. От применения суперпоглощающих полимеров также можно отказаться.
Чтобы сравнить выделение пыли («пухообразование») с другими продуктами, были сделаны сравнительные опыты. Волокнистое полотно VE 150.200 (без SAP) сравнивали с волокнистым полотном VE 150.202 (с SAP), а также с двумя волокнистыми полотнами из поглощающей середины из целлюлозного Airlaid-материала, которые были взяты из прокладок для нижнего белья, так называемых ежедневных прокладок. Результаты измерений показаны в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| VE 150.200 | VE 150.202 | Ср. пример 1 | Ср. пример 2 | |
| Плотность, г/м2 | 150 | 150 | 250 | 200 |
| Содержание SAP, % | 0 | 15 | 23 | 30 |
| Содержание пыли, (%) | 0,0541 | 0,0782 | 0,898 | 0,311 |
Как видно из таблицы 1, в образцах, полученных согласно изобретению, достигается низкая степень пылеобразования.
Даже для случая, когда в качестве латекса используются синтетические полимеры, из-за малого содержания этих полимеров все еще можно достичь возможности компостирования. Это зависит, разумеется, также от вида применяемого суперпоглощающего полимера. Однако здесь также можно использовать SAP, который можно компостировать (торговые марки Lysorb и Sorbfresh, особенно подходящие для впитывающих вкладок для продуктов питания, производитель Lysac Technologies Inc., Канада).
Прочность на разрыв по методу измерений EDANA 20.02.89, составляет после сушки примерно 20 Н на 50 мм ширину полотна, причем часть прочности объясняется вкладом латекса. В качестве латексов подходят водные эмульсии с винилацетатом, полимеры акриловых эфиров, сополимеры этилена с винилацетатом, сополимеры стиролбутадиенкарбоксилата и полиакрилонитрил. В качестве разложимых латексов применяются латексы на основе крахмалов (например, StructureCote от Vinamul-Polymers).
Конечный продукт имеет такую прочность на разрыв, которая подходит для применения в предметах гигиены. В сравнительных опытах согласно следующей таблице 2 было, кроме того, установлено, что при увлажнении 7 мл раствора поваренной соли с 0,9 мас.% содержания соли и распределения по площади в 200 см2 возникает небольшое обратное увлажнение (wetback). Гибридные Airlaid-продукты, у которых целлюлозные волокна соединены с расплавляемыми двухкомпонентными волокнами и имеют латексный напыленный слой, отличаются высоким обратным увлажнением. Лучшее поглощение влаги продуктами, полученными согласно изобретению, основано, очевидно, на несквозном смачивании связующим латексом.
| Таблица 2 | |||||
| VE | VE | А | В | С | |
| 150.200 | 150.202 | 150 г/м2 | 185 г/м2 | 150 г/м2 | |
| Связывание | по изобретению | по изобретению | гибрид | гибрид | гибрид |
| Содержание SAP, % | 0 | 15 | 15 | 10 | 20 |
| Обратное увлажнение в граммах | 0,0108 | 0,0116 | 0,0817 | 0,168 | 0,0536 |
Другие примеры случаев применения явствуют из следующей таблицы 3, в которой показаны примеры смешения для определенных случаев применения. При этом следует отметить, что доля латекса при высокой плотности понижена, тогда как доля используемой воды по отношению к сухому конечному продукту остается постоянной. Это реализуется более сильным разбавлением водно-латексной смеси. Например, может применяться водно-латексная смесь с 6-8 мас.% латекса и 92-94 мас.% воды как вариант (см. таблица 3) с плотностью 120 г/м2. Для волокнистого полотна с плотностью 500 г/м2 может опрыскиванием наноситься дисперсия с содержанием латекса 2-4 мас.%. Количество наносимой воды важно, так как затем, когда она испаряется, вода создает водородные мостиковые связи между целлюлозными волокнами.
| Таблица 3 | |||||||
| Примеры применения | Плотность в г/м2 (после сушки) | Волокна (распушенная целлюлоза) | SAP, предпочтительно в виде SAF* | Латекс | |||
| % | г/м2 | % | г/м2 | % | г/м2 | ||
| Прокладка для нижнего белья; впитывающая вкладка в пищевые продукты | 120 | 82 | 98,4 | 15 | 18 | 3 | 3,6 |
| Тонкие гигиенические впитывающие прокладки; впитывающие вкладки в пищевых продуктах | 200 | 68 | 136 | 30 | 60 | 2 | 4 |
| Одноразовые пеленки | 500 | 49 | 245 | 50 | 250 | 1 | 5 |
| *) SAF = суперпоглощающие волокна |
1. Способ получения волокнистого полотна, подходящего для получения предметов гигиены, как в частности изделий от недержания, одноразовых пеленок, ежедневных прокладок или гигиенических прокладок, или впитывающих вкладок, фракция волокон в котором состоит исключительно из целлюлозных волокон естественного происхождения или из целлюлозных волокон естественного происхождения и суперпоглощающих волокон, включающий следующие технологические этапы:
создают сухую укладку волокон, по существу, равномерной толщины из несвязанных волокон с малым, лежащим в области остаточной влажности, содержанием влаги;
прессованием и тиснением укладку волокон преобразуют в волокнистый слой с образованием тисненого рисунка с уплотненными зонами связанных волокон, в которых волокна связаны друг с другом, по существу, путем взаимного связывания;
увлажняют волокнистое полотно, по меньшей мере, на одной внешней стороне водно-латексной смесью, причем применение латексных связующих рассчитывают таким образом, что плотность латекса в сухом состоянии составляет менее 5 г/м2;
осаждают латекс путем сушки со связыванием волокон внутри и снаружи зон связанных волокон.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность сухого волокнистого слоя устанавливают в диапазоне от 20 до 500 г/м2, предпочтительно от 100 до 200 г/м2.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхнюю и нижнюю стороны полотна увлажняют водно-латексной смесью на следующих друг за другом этапах.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что водно-латексная смесь содержит от 90 до 99 мас.% воды и от 10 до 1 мас.% латекса.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что водно-латексная смесь содержит от 92 до 99 мас.% воды и от 8 до 1 мас.% латекса.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что водно-латексная смесь содержит от 95 до 99 мас.% воды и от 5 до 1 мас.% латекса.
7. Способ по п.3, отличающийся тем, что во время и/или после увлажнения волокнистого полотна проникновение в волокнистое полотно усиливают с помощью приложенного к волокнистому полотну вакуума.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что прессование и тиснение укладки волокон осуществляют в устройстве с нажимными валиками, причем, по меньшей мере, один валик является игольчатым валиком.
9. Способ по п.1 или 8, отличающийся тем, что в зависимости от плотности укладки волокон прикладывают различные давления в диапазоне линейных давлений от 30 до 120 н/мм.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в укладку волокон или волокнистое полотно перед прессованием и тиснением примешивают суперпоглощающие полимеры (SAP) предпочтительно в виде суперпоглощающих волокон.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что суперпоглощающие полимеры (SAP) вводят в укладку волокон предпочтительно в виде суперпоглощающих волокон с образованием слоя.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что суперпоглощающие полимеры (SAP) добавляют перед укладкой волокон к целлюлозным волокнам равномерно распределенными.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что на 1 см2 волокнистого полотна образуют от 16 до 49 уплотненных зон связанных волокон.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что каждая из уплотненных зон связанных волокон покрывает площадь от 0,03 до 1 мм2.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что водно-латексную смесь наносят с помощью валиков в виде пены или путем опрыскивания.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление воды для осаждения латекса проводят с помощью теплового излучения или продувкой волокнистого полотна теплым воздухом.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют биологический разложимый латекс, в частности латекс на основе крахмала.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что после осаждения и сушки латекс является гидрофильным, по меньшей мере, на одной стороне волокнистого полотна.
19. Способ по п.3, отличающийся тем, что для противоположных сторон волокнистого полотна используют разные латексы.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что латекс после осаждения и сушки на одной стороне волокнистого полотна является гидрофильным, а на другой стороне - гидрофобным.
21. Волокнистое полотно, подходящее для получения предметов гигиены, полученное способом по п.1, со степенью запыления менее 0,2%, измеренной стандартизированным способом.
22. Волокнистое полотно по п.21, отличающееся тем, что доля суперпоглощающих полимеров в сухом волокнистом полотне составляет от 0 до 70 мас.%.
23. Волокнистое полотно по п.21 или 22, отличающееся тем, что масса латекса, связанного с волокнистым полотном, в сухом состоянии составляет от 1 до 5 г/м2.
