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DE19983882B4 - Fiber material with high specific volume, high strength and permanent fiber morphology - Google Patents

Fiber material with high specific volume, high strength and permanent fiber morphology Download PDF

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DE19983882B4 DE19983882T DE19983882T DE19983882B4 DE 19983882 B4 DE19983882 B4 DE 19983882B4 DE 19983882 T DE19983882 T DE 19983882T DE 19983882 T DE19983882 T DE 19983882T DE 19983882 B4 DE19983882 B4 DE 19983882B4
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Abstract

Prozess zur Erzeugung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie, wobei der Prozess umfaßt:
(a) Durchführung einer mechanischen Verformung bei einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser mit einer Übergangsfasermorphologie führt, die einen Kräuselindex von zumindest 0,15 aufweist;
(b) Durchführung einer Behandlung der Faser mit der Übergangsfasermorphologie mit Dampf auf Temperatur oberhalb von Atmosphärentemperatur und Druck oberhalb von Atmosphärendruck für einen ausreichenden Zeitraum, damit die Fasermorphologie permanent wird; und
(c) explosionsartiges Ablassen des Dampfes mit höherem Druck als Atmosphärendruck und höherer Temperatur als Atmosphärentemperatur;
wobei die sich bei diesem Prozess ergebende Faser einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 aufweist.
A process for producing a fiber having a permanently modified fiber morphology, the process comprising:
(a) performing mechanical deformation on a papermaking fiber without substantial fiber breakage resulting in a fiber having a transition fiber morphology having a crimp index of at least 0.15;
(b) performing treatment of the fiber with the transition fiber morphology with steam at temperature above atmospheric and pressure above atmospheric for a time sufficient to make the fiber morphology permanent; and
(c) explosively venting the steam at a higher pressure than atmospheric pressure and higher than atmospheric temperature;
wherein the fiber resulting from this process has a permanent curl index of at least 0.2.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft allgemein Fasermaterialien, und genauer gesagt Fasermaterialien, die aus Holzerzeugnissen hergestellt sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Mischung aus Materialien, die aus entstippten Fasern und gemahlenen Fasern besteht, und sowohl ein hohes spezifisches Volumen als auch eine hohe Festigkeit aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung Prozesse, welche permanent die Fasermorphologie einer entstippten Holzfaser ändern, was zu Holzfasererzeugnissen führt, die ein sich nicht änderndes, hohes spezifisches Volumen aufweisen, eine maximierte Oberfläche, und eine niedrige Dichte. Diese Eigenschaften treten infolge der permanenten Eigenschaft der Verschlingung, Verdrehung, Kräuselung oder anderer krummliniger Verformungen auf, die bei der Faser hervorgerufen werden. Die gemischten Fasern gemäß der Erfindung können in Papiertüchern, Verteilungsschichten, Filterpapieren und anderen Anwendungen verwendet werden, bei denen sich in vorteilhafter Weise das hohe spezifische Volumen, die große Oberfläche und die niedrige Dichte nutzen lassen, die infolge der Fasermorphologie auftreten.The This invention relates generally to fiber materials, and more particularly Fiber materials made from wood products. Farther For example, the invention relates to a mixture of materials that have been de-spun Fibers and ground fibers, and both a high specific Has volume as well as a high strength. Furthermore the invention processes which permanently deflate the fiber morphology of one Change wood fiber, which leads to wood fiber products, which is a non-changing, have high specific volume, a maximized surface, and a low density. These properties occur as a result of permanent Property of entanglement, twisting, curling or other curvilinear deformations on, which are caused by the fiber. The mixed fibers according to the invention can in paper towels, Distribution layers, filter papers and other applications be, in which advantageously the high specific Volume, the big one surface and use the low density due to the fiber morphology occur.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Verwendung der Dampf- oder Explosionsdekompression zum Zerkleinern von Holzfasern ist auf diesem Gebiet wohlbekannt. Beispielsweise beschreibt Mason die allgemeinen Verfahren der Dampfexplosionsbehandlungen in US 1,586,159 A ; US 1,578,609 A ; US 1,655,618 A ; US 1,824,221 A ; US 1,872,996 A ; und US 1,922,313 A . Alle diese Patente betreffen allgemein den Aufschluß primär zellulosehaltiger Materialien, beispielsweise Holzspäne.The use of steam or explosive decompression to comminute wood fibers is well known in the art. For example, Mason describes the general methods of steam explosion treatments in US Pat US 1,586,159 A ; US 1,578,609 A ; US 1,655,618 A ; US 1,824,221 A ; US 1,872,996 A ; and US 1,922,313 A , All of these patents generally relate to the digestion of primarily cellulosic materials, such as wood chips.

Spätere Patente beschreiben schrittweise Verbesserungen und Verfeinerungen bei Dampfexplosionsbehandlungen. Beispielsweise betrifft US 2,516,847 A von Boehm eine Vorrichtung zum Leimen der explodierten Fasern. Mitscherling schlägt in US 1,793,711 A die Verwendung einer Vakuumquelle vor, um flüchtige Harze vor den Druckbeaufschlagungs- und Explosionsdekompressionsschritten zu entfernen. Birdseye verfeinert in US 2,711,369 A die Explosionsdekompressionsbehandlung durch Hinzufügen einer Reihe von Explosionsschritten. Anscheinend unterstützt dies den gleichmäßigeren Aufschluß der Fasern. Diese Reihe von Explosionsschritten gestattet den Einsatz niedrigerer Drucke und Temperaturen.Later patents describe gradual improvements and refinements in steam explosion treatments. For example, concerns US 2,516,847 A Boehm a device for gluing the exploded fibers. Mitscherling beats in US 1,793,711 A the use of a vacuum source to remove volatile resins prior to the pressurization and explosion decompression steps. Birdseye refined in US 2,711,369 A the explosion decompression treatment by adding a series of explosion steps. Apparently, this supports the more uniform digestion of the fibers. This series of explosive steps allows the use of lower pressures and temperatures.

Maurers et al, US 4,163,687 A betrifft eine einzigartig ausgebildete Düse zur Unterstützung der Freisetzung von Fasern aus Zellulosematerial während des Holzaufschlusses mittels Explosion. Die Düse weist mehrere innere Stangen auf, die einen verschlungenen Weg ausbilden, durch den Material hindurchgehen muß. O'Connor schlägt in US 3,707,436 A vor, Ammoniak anstelle von Dampf einzusetzen. Offenbar sind Verbindungen wie Ammoniak dazu wirksam, Holz aufzuquellen und weich zu machen. Morgan, US 2,234,188 A betrifft die Herstellung leicht gefärbter Zellulosefasern. Dies wird dadurch erzielt, daß zuerst die Späne oder anderen kleinen Holzstücke mit einem alkalischen Sulfit eines Alkalimetalls behandelt werden, beispielsweise Natriumsulfit oder Kaliumsulfit.Maurers et al. US 4,163,687 A relates to a uniquely designed nozzle for assisting the release of fibers from cellulosic material during wood digestion by means of an explosion. The nozzle has a plurality of inner rods which form a tortuous path through which material must pass. O'Connor beats in US 3,707,436 A to use ammonia instead of steam. Apparently compounds such as ammonia are effective to swell and soften wood. Morgan, US 2,234,188 A relates to the production of lightly colored cellulose fibers. This is accomplished by first treating the chips or other small pieces of wood with an alkaline sulfite of an alkali metal, for example, sodium sulfite or potassium sulfite.

US 4,488,932 A von Robert J. Eber et al beschreibt ein verbessertes spezifisches Volumen und eine verbesserte Weichheit, die durch Verwendung entstippter Fasern erzielt werden. Die Kräuselungen und Verschlingungen relaxieren allerdings signifikant während des Naßherstellungsprozesses. Dies führt dazu, daß das Patent den Schaumformprozeß der Herstellung von Papiertüchern beschreibt. Die entstippten Fasern werden in einem wässrigen Schaum dispergiert, was die Absorption von Wasser minimiert und daher die Rückkehr der behandelten Fasern zu ihrer ursprünglichen Form. US 4,488,932 A by Robert J. Eber et al. describes improved specific bulk and softness achieved by using de-spun fibers. However, the ripples and entanglements relax significantly during the wet-making process. As a result, the patent describes the foam molding process of making paper towels. The de-spun fibers are dispersed in an aqueous foam which minimizes the absorption of water and therefore the return of the treated fibers to their original form.

US 5,102,501 A , ebenfalls von Robert J. Eber et al, beschreibt die Verbesserung des spezifischen Volumens und der Weichheit durch Ablagern der entstippten Fasern auf dem Formgebungsdraht, und Entwässern in einem ausreichend kürzeren Zeitraum, so daß die entstippten Fasern ihre das spezifische Volumen erhöhenden Eigenschaften beibehalten. US 5,102,501 A also by Robert J. Eber et al. describes the improvement in specific volume and softness by depositing the de-spun fibers on the forming wire, and dewatering in a sufficiently shorter period of time that the de-spun fibers retain their specific volume increasing properties.

Zwar haben Versuche in der Vergangenheit zu Verfahren zum Steuern der Größen-, Absorptions- und Eigenschaften in Bezug auf das spezifische Volumen geführt, jedoch gibt es kaum, falls überhaupt, eine Lehre in Bezug auf Verfahren, die nützlich dazu sind, die Kräusel- und Verschlingungseigenschaften der entstippten Fasern zu verbessern und beizubehalten. Darüber wird durch Nichts in der Vergangenheit vorgeschlagen, daß eine Mischung der entstippten und mit Dampfexplosion behandelten Fasern mit stark gemahlenen Fasern eine Bahn mit höherem spezifischen Volumen ohne Festigkeitsverlust erzeugt.Though have attempts in the past to provide methods of controlling the Size, Absorption and properties in terms of specific volume, however there is hardly, if any, an apprenticeship with regard to methods that are useful to the crimping and To improve entangling properties of the entsprippten fibers and maintain. About that Nothing in the past suggests that a mixture the deflaked and steam-blasted fibers with strong milled fibers a higher specific volume web produced without loss of strength.

Daher ist Bedürfnis nach einem Material vorhanden, welches ein hohes spezifisches Volumen aufweist, unter Beibehaltung einer hohen Festigkeit.Therefore is need according to a material which has a high specific volume has, while maintaining a high strength.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß einer ersten Zielrichtung der Erfindung wird ein Prozess zur Herstellung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie zur Verfügung gestellt. Der Prozess umfaßt:

  • (a) Durchführung einer mechanischen Verformung bei einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser mit einer Übergangsfasermorphologie führt, die einen Kräuselindex von zumindest 0,15 aufweist;
  • (b) Durchführung einer Behandlung bei der Faser mit der Übergangsfasermorphologie mit Dampf oberhalb von Atmosphärentemperatur und oberhalb von Atmosphärendruck über einen ausreichenden Zeitraum, um die Fasermorphologie permanent auszubilden; und
  • (c) explosionsartiges Ablassen des Dampfdrucks oberhalb Atmosphärendruck.
According to a first aspect of the invention, there is provided a process for producing a fiber having a permanently modified fiber morphology. The process includes:
  • (a) performing mechanical deformation on a papermaking fiber without substantial fiber breakage resulting in a fiber having a transition fiber morphology having a crimp index of at least 0.15;
  • (b) performing a treatment on the fiber having the transition fiber morphology with vapor above atmospheric temperature and above atmospheric pressure for a time sufficient to permanently form the fiber morphology; and
  • (c) explosive release of vapor pressure above atmospheric pressure.

Die Faser, die sich bei diesem Prozess ergibt, weist einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 auf.The Fiber resulting in this process has a permanent crimp of at least 0.2.

Ein anderer Aspekt der Erfindung ist ein Prozess für die Herstellung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie. Der Prozess umfaßt:

  • (a) Durchführung von Hammermahlen bei einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser mit einer krummlinigen Struktur führt, die einen Kräuselindex von zumindest 0,2 aufweist;
  • (b) Durchführung einer Behandlung bei der Faser mit der krummlinigen Struktur mit Dampf auf Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und auf einem Druck oberhalb Atmosphärendruck über einen Zeitraum von etwa 0,5 Minuten bis etwa 20 Minuten, wodurch die Fasermorphologie permanent wird; und
  • (c) explosionsartiges Ablassen des Dampfdrucks von oberhalb Atmosphärendruck.
Another aspect of the invention is a process for making a fiber with a permanently modified fiber morphology. The process includes:
  • (a) performing hammer milling on a papermaking fiber without substantial fiber breakage, resulting in a fiber having a curvilinear structure having a crimp index of at least 0.2;
  • (b) subjecting the fiber of the curvilinear structure to treatment at temperature above atmospheric and at a pressure above atmospheric for a period of time from about 0.5 minutes to about 20 minutes, thereby rendering the fiber morphology permanent; and
  • (c) explosively releasing the vapor pressure from above atmospheric pressure.

Die Faser, die sich bei diesem Prozess ergibt, weist einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 auf.The Fiber resulting in this process has a permanent crimp of at least 0.2.

Einen weiteren Aspekt der Erfindung stellt ein verbessertes Fasermaterial dar, welches ein erhöhtes spezifisches Volumen aufweist, das eine Mischung aus Fasern mit permanenter Fasermorphologie mit einem Kräuselindex von zumindest 0,2 umfaßt. Diese modifizierte Faser ist das Ergebnis eines Prozesses, bei dem zuerst mechanisch eine Papierherstellungs-Holzfaser verformt wird, und mit der sich ergebenden Faser eine Behandlung mit Dampf auf einer Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und auf einem Druck oberhalb von Atmosphärendruck durchgeführt wird, um die permanente Fasermorphologie zu erhalten. Diese modifizierte Faser wird mit einer gemahlenen Papierherstellungs-Holzfaser gemischt. Es sind etwa 0,01 bis etwa 100 Teile der Faser mit permanenter Fasermorphologie für jedes Gewichtsteil der gemahlenen Papierherstellungsfaser vorhanden. Dieses verbesserte Fasermaterial weist ein spezifisches Volumen von mehr als 3,0 cm3/g auf.Another aspect of the invention is an improved fibrous material having an increased specific volume comprising a blend of permanent fiber morphology fibers having a crimp index of at least 0.2. This modified fiber is the result of a process of first mechanically deforming a papermaking wood fiber and, with the resulting fiber, treating with steam at a temperature above atmospheric and at a pressure above atmospheric to increase the permanent fiber morphology receive. This modified fiber is blended with a ground papermaking wood fiber. There are about 0.01 to about 100 parts of the permanent fiber morphology fiber for each part by weight of the milled papermaking fiber. This improved fiber material has a specific volume of more than 3.0 cm 3 / g.

Das Fasermaterial kann Bahnen mit hohem spezifischen Volumen und hoher Festigkeit ausbilden. Dieses Fasermaterial kann in Papiertüchern verwendet werden, in Handtuch- oder Sättigungspapierbasisbahnen. Darüber hinaus kann dieses Material als Dochtverteilungsmaterial verwendet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fasermaterial, das aus einer Mischung aus entstippten und gemahlenen Fasern hergestellt wird.The Fiber material can be webs with high specific volume and high Form strength. This fiber material can be used in paper towels be in towel or saturation paper base sheets. About that In addition, this material can be used as a wick distribution material become. The invention further relates to a fiber material, the is made from a mixture of dipped and ground fibers.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES.

1 ist ein Graph des Zugverformungsindex in Abhängigkeit vom spezifischen Volumen. Drei Linien sind in dem Graphen aufgetragen. Eine Linie stellt die Kontrolldaten (unbehandelt) dar. Eine andere Linie stellt die Dampfexplosionsdaten dar. Eine endgültige Linie stellt die Entstippungs/Dampfexplosionsdaten dar. 1 is a graph of the tensile strain index as a function of the specific volume. Three lines are plotted in the graph. One line represents the control data (untreated). Another line represents the steam explosion data. A final line represents the defrost / steam explosion data.

2 hat den Titel Kräuselleistung, und ihn ihr ist der Kräuselindex in Abhängigkeit von der Aufschlußzeit aufgetragen. Drei Gruppen von Daten sind in den Graphen eingezeichnet. Eine Gruppe sind die Entstippungsdaten. Eine Gruppe sind die Dampfexplosionsdaten. Eine endgültige Gruppe sind die Entstippungs/Dampfexplosionsdaten. 2 has the title of curling power, and it is applied with the crimp index depending on the digestion time. Three groups of data are plotted in the graphs. One group is the de-stippage data. One group is the steam explosion data. One final group is the defrost / steam explosion data.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein Prozess für die Herstellung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie. Der Prozess umfaßt:

  • (a) Durchführung einer mechanischen Verformung einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser führt, die eine Übergangsfasermorphologie mit einem Kräuselindex von zumindest 0,15 aufweist:
  • (b) Durchführung einer Behandlung bei der Faser mit der Übergangsfasermorphologie mit Dampf auf Druck oberhalb von Atmosphärendruck und Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur über einen ausreichend langen Zeitraum, so daß die Fasermorphologie permanent wird und
  • (c) explosivartiges Ablassen des Dampfdrucks oberhalb von Atmosphärendruck.
A process for the production of a fiber with a permanently modified fiber morphology. The process includes:
  • (a) Perform mechanical deformation of a papermaking fiber without substantial fiber breakage resulting in a fiber having a transition fiber morphology with a crimp index of at least 0.15:
  • (b) performing a treatment on the fiber having the transition fiber morphology with steam at pressure above atmospheric pressure and temperature above atmospheric temperature for a sufficiently long period of time so that the fiber morphology becomes permanent and
  • (c) explosive release of vapor pressure above atmospheric pressure.

Die sich bei diesem Prozess ergebende Faser weist einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 auf.The Fiber resulting in this process has a permanent crimp of at least 0.2.

Es wurde festgestellt, daß unter Verwendung eines Prozesses mit mechanischer Verformung und Dampfexplosion zur Behandlung von Zellulosefasern unter den geeigneten Behandlungsbedingungen modifizierte Zellulosefasern, welche gewünschte Eigenschaften zeigen, durch einen effizienten und wirksamen Prozess hergestellt werden können.It it was found that under Use of a process with mechanical deformation and steam explosion for the treatment of cellulose fibers under the appropriate treatment conditions modified cellulosic fibers showing desired properties be produced through an efficient and effective process can.

Viele verschiedene Zellulosefasern können bei dem Prozess gemäß der Erfindung verwendet werden. Beispiele für Zellulosefasern umfassen, sind jedoch nicht hierauf beschränkt, Holz und Holzerzeugnisse, beispielsweise Holzschlifffasern, holzfreie Papierherstellungsfasern aus Baumwolle, aus Stroh und Gras, beispielsweise Reis und Espartogras, aus Rohr und Schilfrohr, beispielsweise Zuckerrohrrückstände, aus Bambus, aus Halmen mit Bastfasern, beispielsweise Jute, Flachs, Hibiskus, Kanabis, Leinen und Ramie, und aus Blattfasern, beispielsweise Manilahanf und Sisal. Es ist ebenfalls möglich, Mischungen einer oder mehrerer Zellulosefasern zu verwenden. In geeigneter Weise stammt die Zellulosefaser von einer Holzquelle. Geeignete Holzquellen umfassen Weichholzquellen, beispielsweise Kiefern, Fichten, und Tannen, sowie Hartholzquellen wie beispielsweise Eichen, Eukalyptus, Pappeln, Buchen und Espen.Lots different cellulose fibers can in the process according to the invention be used. Examples of cellulose fibers include, but are not limited to, wood and wood products, for example, wood pulp fibers, woodfree papermaking fibers cotton, straw and grass, such as rice and esparto grass, from reed and cane, for example sugar cane residues Bamboo, of stalks with bast fibers, for example jute, flax, Hibiscus, Kanabis, linen and ramie, and from leaf fibers, for example Manila hemp and sisal. It is also possible to mix one or two to use several cellulose fibers. Suitably comes the cellulose fiber from a wood source. Include suitable wood sources Softwood sources, such as pines, spruces, and firs, as well Hardwood sources such as oak, eucalyptus, poplar, Beech and aspens.

Der hier verwendete Begriff "Faser" oder "fasrig" soll ein teilchenförmiges Material bezeichnen, bei welchem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser dieses teilchenförmigen Materials größer als etwa 10 ist. Im Gegensatz hierzu soll ein "nicht fasriges" oder "faserfreies" Material ein teilchenförmiges Material bezeichnen, bei dem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des teilchenförmigen Materials etwa 10 oder weniger oder eher zwei oder weniger ist.Of the As used herein, "fiber" or "fibrous" is intended to be a particulate material denote, in which the ratio of length to diameter of this particulate Material larger than is about 10. In contrast, a "non-fibrous" or "fiber-free" material is intended to be a particulate material denote, in which the ratio of length to diameter of the particulate Material is about 10 or less, or more like two or less.

Bei der Erfindung ist erwünscht, daß die Zellulosefasern in einer Form verwendet werden, in welcher die Zellulosefasern bereits zu einem Holzschliff gemahlen wurden. Ansich liegen die Zellulosefasern im wesentlichen in Form einzelner Zellulosefasern vor, obwohl derartige einzelne Zellulosefasern in vereinigter Form vorliegen können, etwa als Holzschliffbahn. Der vorliegende Prozess steht im Gegensatz zu bekannten Dampfexplosionsprozessen, die üblicherweise Zellulosefasern behandeln, die typisch in Form jungfräulicher Holzspäne oder dergleichen vorliegen. Der vorliegende Prozess ist daher ein Zellulosefaserabänderungsprozess nach dem Holzschliff, verglichen mit bekannten Dampfexplosionsprozessen, die üblicherweise für die Holzschliffherstellung mit hoher Ausbeute oder Abfallrecyclingprozesse verwendet werden.at the invention is desired that the Cellulose fibers are used in a form in which the cellulose fibers already ground to a groundwood. Ansich lie the Cellulose fibers substantially in the form of individual cellulose fibers although such single cellulosic fibers are in unified form can, for example as a wood grinding track. The present process is in conflict to known steam explosion processes, commonly cellulosic fibers Treat, typically in the form of virgin wood chips or the like. The present process is therefore a cellulose fiber modification process the groundwood compared to known steam explosion processes, the usual for the Wood pulp production with high yield or waste recycling processes be used.

Die Zellulosefasern, die bei dem Dampfexplosionsprozess verwendet werden, sind in wünschenswerter Weise Zellulosefasern mit niedriger Ausbeute. Hierbei sollen unter Zellulosefasern mit "niedriger Ausbeute" derartige Zellulosefasern verstanden werden, die durch Holzschliffprozesse erzeugt werden, die eine Ausbeute von etwa 85 % oder weniger ergeben, geeignet etwa 80 % oder weniger, und besonders geeignet etwa 55 % oder weniger. Im Gegensatz hierzu sind Zellulosefasern mit "hoher Ausbeute" derartige Zellulosefasern, die durch Holzschliffprozesse erzeugt werden, die in vorteilhafter Weise eine Ausbeute von etwa 85 % oder mehr ergeben. Bei derartigen Holzschliffprozessen bleibt bei den sich ergebenden Zellulosefasern ein hohes Niveau an Lignin übrig.The Cellulose fibers used in the steam explosion process are more desirable Way cellulose fibers with low yield. Here are under Cellulose fibers with "lower Yield "such Cellulose fibers are understood by wood pulp processes producing a yield of about 85% or less, suitable about 80% or less, and especially suitable about 55% Or less. In contrast, "high yield" cellulosic fibers are such cellulosic fibers, which are produced by wood pulp processes, which in advantageous Way yield of about 85% or more. In such Wood pulping processes remain with the resulting cellulosic fibers a high level of lignin is left over.

Der hier verwendete Begriff "permanente Fasermorphologie" ist als Fasereigenschaft definiert, die übrigbleibt, nachdem die Faser bis zu 300 Minuten, und bevorzugt zwischen 150 und 300 Minuten, aufgeschlossen wurde. Der Begriff "Übergangs- oder temporäre Fasermorphologie" ist als Fasereigenschaft definiert, die nicht übrigbleibt, nachdem die Faser bis zu 150 Minuten aufgeschlossen wurde.Of the term used here "permanent Fiber morphology "is Defined as a fiber property that remains after the fiber up to 300 minutes, and preferably between 150 and 300 minutes, was unlocked. The term transitional or temporary Fiber morphology "is Defined as a fiber property that does not remain after the fiber was unlocked for up to 150 minutes.

Bei dem Prozess gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß der Einsatz einer mechanischen Verformung, an den sich eine Dampfexplosion anschließt, Fasern erzeugt, welche eine permanente Kräuselmorphologie zeigen. Diese permanente Änderung der Fasermorphologie hat positive Auswirkungen auf das spezifische Volumen und die Absorptionseigenschaften von Bahnen, die aus derartigen Fasern hergestellt werden. Diese Faserkräuselmorphologie wird zu einer permanenten Eigenschaft der Faser, die nicht im Verlauf der Zeit relaxiert, durch Kontakt mit anderen Behandlungen oder im Gebrauch.In the process according to the invention it has been found that the use of a mechanical Ver Forming, followed by a steam explosion, produces fibers that show a permanent Kräuselmorphologie. This permanent change in fiber morphology has beneficial effects on the bulk and absorption properties of webs made from such fibers. This fiber-crimp morphology becomes a permanent property of the fiber that does not relax over time, through contact with other treatments or in use.

Die Fasern können mechanisch verformt werden, um eine temporäre Kräuselmorphologie zu erzielen. Diese mechanische Verformung sollte keinen wesentlichen Faserbruch hevorrufen. Verschiedene Mahl- und Hammermahlverfahren, die auf dem Gebiet bekannt sind, können zur Bereitstellung einer temporären Kräuselmorphologie verwendet werden. Die bevorzugte Vorrichtung zum mechanischen Verformen der Faser stellt die Hammermühle dar.The Fibers can be mechanically deformed to achieve a temporary Kräuselmorphologie. These Mechanical deformation should not cause significant fiber breakage. Various grinding and hammer milling methods known in the art are, can to provide a temporary curl morphology be used. The preferred device for mechanical deformation the fiber represents the hammer mill represents.

Üblicherweise gelangen die Fasern in die Hammermühle mit einem Gleichgewichtsfeuchtegehalt von 15 Gewichtsprozent hinein. Die Fasern verlassen die Hammermühle mit einem Gleichgewichtsfeuchtegehalt von 1 bis 5 Gewichtsprozent. Die Hammermühle arbeitet im Temperaturbereich von gewöhnlich zwischen 50 °C und 100 °C.Usually the fibers enter the hammer mill with an equilibrium moisture content of 15% by weight. The fibers leave the hammer mill an equilibrium moisture content of 1 to 5 weight percent. The hammer mill works in the temperature range of usually between 50 ° C and 100 ° C.

Die temporäre Kräuselmorphologie, die durch die Hammermühle erzeugt wird, wird hauptsächlich durch Scherkräfte bei den Fasern hervorgerufen, wenn sie zwischen dem Amboß und dem Drehhammer hindurchgehen. Die mittlere Aufenthaltszeit der Fasern in der Hammermühle ist im allgemeinen kleiner als 1 Sekunde. Nach der mechanischen Verformung weist die Faser einen Kräuselindex auf, der üblicherweise größer als 0,15, und gewöhnlich größer als 0,2 ist. Die temporäre Kräuselmorphologie der Faser wird durch die nachfolgende Dampfexplosionsbehandlung verstärkt und permanent ausgebildet.The temporary curl morphology, through the hammer mill is generated mainly by shear caused by the fibers when between the anvil and the Rotary hammer go through. The mean residence time of the fibers in the hammer mill is generally less than 1 second. After the mechanical Deformation, the fiber has a Kräuselindex, which is usually greater than 0.15, and usually greater than Is 0.2. The temporary curl morphology The fiber is made by the subsequent steam explosion treatment reinforced and permanently trained.

Nach der mechanischen Verformung wird mit den Fasern eine Dampfexplosionsbehandlung durchgeführt. Weiterhin kann die Verwendung einer Dampfexplosion allein dazu ausreichend sein, in der Auswirkung Zellulosefasern so zu modifizieren, daß die modifizierten Zellulosefasern gewünschte Eigenschaften aufweisen, insbesondere die gewünschten Flüssigkeitsabsorptionseigenschaften. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß die Zellulosefasern in einer Umgebung aus gesättigtem Dampf gekocht werden, die im wesentlichen frei von Luft ist. Das Vorhandensein von Luft in der druckbeaufschlagten Kochumgebung kann zu Oxidation der Zellulosefasern führen. Ansich ist es erwünscht, daß die Zellulosefasern in einer Umgebung aus gesättigtem Dampf gekocht werden, die vorzugsweise weniger als etwa 5 Gewichtsprozent Luft aufweist, geeignet weniger als etwa 3 Gewichtsprozent, und besonders geeignet weniger als etwa 1 Gewichtsprozent, auf der Grundlage des Gesamtgewichts der Gasumgebung, die in der Druckbeaufschlagungskochumgebung vorhanden ist.To the mechanical deformation becomes a steam explosion treatment with the fibers carried out. Furthermore, the use of a steam explosion alone may be sufficient be in effect to modify cellulose fibers so that the modified Cellulose fibers desired Have properties, in particular the desired liquid absorption properties. In general, it is desirable that the cellulose fibers in a saturated environment Steam are cooked, which is substantially free of air. The Presence of air in the pressurized cooking environment can lead to oxidation of the cellulose fibers. Of course, it is desirable that the cellulose fibers in a saturated steam environment boiled, preferably less than about 5 weight percent Air, suitably less than about 3 weight percent, and particularly suitable less than about 1 weight percent, based on the Total weight of the gas environment in the pressurization environment is available.

Die einzelnen Zellulosefasern werden mit Dampf bei hoher Temperatur und unter hohem Druck gekocht. Im allgemeinen ist jede Kombination aus einem hohen Druck, einer hohen Temperatur und einer Zeit zum Einsatz bei der Erfindung geeignet, die dazu ausreicht, ein gewünschtes Ausmaß an Modifikation zu erzielen, ohne eine unerwünschte Beschädigung der Zellulosefasern, so daß die Zellulosefasern die hier geschilderten, erwünschten Faserkräuseleigenschaften aufweisen.The single cellulosic fibers are steamed at high temperature and cooked under high pressure. In general, every combination is from a high pressure, a high temperature and a time to Use suitable in the invention, which is sufficient to a desired Extent To achieve modification without unwanted damage to the Cellulose fibers, so that the Cellulose fibers the here described, desired fiber curling properties exhibit.

Im allgemeinen tritt, wenn die eingesetzte Temperatur zu niedrig ist, keine wesentliche und/oder wirksame Modifikation der Zellulosefasern auf. Wenn die eingesetzte Temperatur zu hoch ist, kann im allgemeinen eine beträchtliche Beeinträchtigung der Zellulosefasern auftreten, welche negativ die Eigenschaften beeinflußt, welche die behandelten Zellulosefasern zeigen. Ansich, als allgemeine Regel, werden die Zellulosefasern bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von etwa 130 °C bis etwa 250 °C behandelt, geeignet von etwa 150 °C zu etwa 225 °C, besonders geeignet von etwa 160 °C zu etwa 225 °C, und am geeignetsten von etwa 160 °C bis etwa 200 °C.in the general occurs when the temperature used is too low, no substantial and / or effective modification of the cellulose fibers on. If the temperature used is too high, in general a considerable impairment the cellulose fibers occur which negatively affect the properties affected which show the treated cellulose fibers. Ansich, as a general Usually, the cellulose fibers are kept at a temperature within of the range of about 130 ° C up to about 250 ° C treated, suitable from about 150 ° C at about 225 ° C, especially suitable from about 160 ° C at about 225 ° C, and most suitably about 160 ° C up to about 200 ° C.

Im allgemeinen werden die Zellulosefasern einem erhöhten Druck oberhalb von Atmosphärendruck über einen Zeitraum im Bereich von etwa 0,1 Minuten bis etwa 30 Minuten ausgesetzt, bevorzugt von etwa 0,5 Minuten bis etwa 20 Minuten, und besonders geeignet von etwa 1 Minute zu etwa 10 Minuten. Im allgemeinen ist, je höher die eingesetzte Temperatur ist, der Zeitraum desto kürzer, der im allgemeinen dazu erforderlich ist, ein gewünschtes Ausmaß der Modifikation der Zellulosefasern zu erreichen. Hierbei kann es möglich sein, im wesentlichen gleichwertige Ausmaße der Modifikation für unterschiedliche Zellulosefaserproben durch Verwendung unterschiedlicher Kombinationen hoher Temperaturen und Zeiten zu erzielen.in the Generally, the cellulosic fibers become elevated in pressure above atmospheric pressure Period in the range of about 0.1 minutes to about 30 minutes, preferably from about 0.5 minutes to about 20 minutes, and especially suitable from about 1 minute to about 10 minutes. In general, The higher the temperature used is the shorter the period generally required to achieve a desired level of modification to reach the cellulose fibers. This may be possible in the Substantially equivalent degrees of modification for different Cellulose fiber samples by using different combinations high temperatures and times to achieve.

Wenn der eingesetzte Druck zu niedrig ist, tritt im allgemeinen keine wesentliche und/oder effektive Modifikation der Zellulosefasern auf. Wenn der eingesetzte Druck zu hoch ist, kann darüber hinaus im allgemeinen eine beträchtliche Beeinträchtigung der Zellulosefasern auftreten, welche negativ die Eigenschaften beeinflußt, die von den kreuzvernetzten Zellulosefasern gezeigt werden. Als allgemeine Regel werden die Zellulosefasern bei einem Druck behandelt, der höher als Atmosphärendruck (also oberhalb des normalen Atmosphärendrucks) ist, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 277 kPa bis etwa 2792 kPa (von etwa 40 bis etwa 405 Pfund pro Quadratzoll), besonders bevorzugt von etwa 277 kPa bis 1586 kPa (von etwa 40 bis 230 Pfund pro Quadratzoll), und am geeignetsten von etwa 621 kPa bis etwa 1586 kPa (von etwa 90 bis etwa 230 Pfund pro Quadratzoll).If the pressure used is too low, generally no substantial and / or effective modification of the cellulosic fibers will occur. In addition, if the pressure used is too high, there may generally be a considerable deterioration of the cellulose fibers, which negatively affects the properties affected by cross-linked cellulose fibers. As a general rule, the cellulosic fibers are treated at a pressure higher than atmospheric pressure (ie above normal atmospheric pressure), preferably within the range of about 277 kPa to about 2792 kPa (from about 40 to about 405 pounds per square inch), more preferably from about 277 kPa to 1586 kPa (from about 40 to 230 pounds per square inch), and most suitably from about 621 kPa to about 1586 kPa (from about 90 to about 230 pounds per square inch).

Der hier verwendete Begriff "Konsistenz" soll die Konzentration der Zellulosefasern bezeichnen, die in wässriger Mischung vorhanden sind. Die Konsistenz wird in Gewichtsprozent angegeben, nämlich als Gewichtsbetrag der Zellulosefaser, die in einer wässrigen Mischung vorhanden sind, dividiert durch das Gesamtgewicht der Zellulosefasern und des Wassers, die in einer derartigen Mischung vorhanden sind, multipliziert mit 100.Of the used here term "consistency" is the concentration of the cellulose fibers present in an aqueous mixture are. The consistency is given in weight percent, namely as Weight amount of cellulose fiber used in an aqueous Mixture present divided by the total weight of the cellulose fibers and the water present in such a mixture multiplied by 100.

Im allgemeinen können die Zellulosefasern bei dem Prozess gemäß der Erfindung entweder im trockenen oder im nassen Zustand eingesetzt werden. Allerdings kann es wünschenswert sein, eine wässrige Mischung zu erzeugen, welche die Zellulosefasern enthält, wobei die wässrige Mischung in Bewegung versetzt, gerührt oder gemischt wird, um wirksam die Zellulosefasern im Wasser zu verteilen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist es erwünscht, daß die Zellulosefasern mit Dampf gekocht werden, wenn die Zellulosefasern in Form einer wässrigen Holzschliffmischung vorhanden sind, die vorzugsweise eine Konsistenz zwischen etwa 10 bis 100 Gewichtsprozent aufweist, besonders bevorzugt zwischen etwa 20 und 80 Gewichtsprozent, und am bevorzugsten zwischen etwa 25 und etwa 75 Gewichtsprozent Zellulosefasern, auf der Grundlage des Gesamtgewichtsprozentsatzes der wässrigen Holzschliffmischung.in the general can the cellulose fibers in the process according to the invention either in the dry or when wet. However, you can it desirable be a watery one To produce a mixture containing the cellulose fibers, wherein the watery Mixture is set in motion, stirred or mixed to effective to distribute the cellulose fibers in the water. In one embodiment of the Invention it is desirable that the Cellulose fibers are cooked with steam when the cellulose fibers in Form of an aqueous Wood pulp mixture are present, preferably a consistency between about 10 to 100 weight percent, more preferably between about 20 and 80 weight percent, and most preferably between about 25 and about 75 weight percent cellulosic fibers, based on the total weight percentage of the aqueous pulp mixture.

Die Zellulosefasern werden typischerweise mit einer wässrigen Lösung gemischt, die bevorzugt zumindest etwa 30 Gewichtsprozent Wasser enthält, besonders bevorzugt 50 Gewichtsprozent Wasser, noch bevorzugter etwa 75 Gewichtsprozent Wasser, und am bevorzugsten 100 Gewichtsprozent Wasser. Wenn eine andere Flüssigkeit zusammen mit dem Wasser eingesetzt wird, umfassen derartige andere, geeigneten Flüssigkeiten Methanol, Ethanol, Isopropanol und Aceton. Die Verwendung oder das Vorhandensein derartiger anderer, nicht-wässriger Flüssigkeiten kann jedoch die Ausbildung einer im wesentlichen homogenen Mischung stören, so daß die Zellulosefasern nicht wirksam in der wässrigen Lösung dispergiert werden, und sich wirksam oder gleichförmig mit dem Wasser mischen. Eine derartige Mischung sollte allgemein unter solchen Bedingungen erzeugt werden, die dazu ausreichen, daß sich die Zellulosefasern und das Wasser wirksam mischen können. Im allgemeinen umfassen derartige Bedingungen die Verwendung einer Temperatur, die zwischen etwa 10 °C und etwa 100 °C liegt.The Cellulose fibers are typically mixed with an aqueous one solution preferably at least about 30 weight percent water contains most preferably 50 weight percent water, more preferably about 75 weight percent water, and most preferably 100 weight percent Water. If another liquid is used together with the water, such other, suitable liquids Methanol, ethanol, isopropanol and acetone. The use or the However, the presence of such other non-aqueous liquids can be Training disturb a substantially homogeneous mixture, so that the Cellulose fibers are not effectively dispersed in the aqueous solution, and effective or uniform mix with the water. Such a mixture should be general be generated under conditions sufficient to allow the Cellulose fibers and the water can mix effectively. In general, include Such conditions require the use of a temperature between about 10 ° C and about 100 ° C lies.

Im allgemeinen werden Zellulosefasern durch Aufschluß oder andere Herstellungsprozesse erzeugt, bei denen die Zellulosefasern in einer wässrigen Lösung vorhanden sind. Zur Verwendung bei der Dampfexplosionsbehandlung gemäß der Erfindung kann es daher möglich sein, eine wässrige Lösung direkt aus derartigen Herstellungsprozessen zu verwenden, ohne daß die Zellulosefasern getrennt zurückgewonnen werden müssen.in the Generally, cellulose fibers are broken down or otherwise Produced manufacturing processes in which the cellulose fibers in one aqueous solution available. For use in steam explosion treatment according to the invention It may therefore be possible be a watery one solution directly from such manufacturing processes without the cellulose fibers recovered separately Need to become.

Nach dem Dampf kochen der Zellulosefasern wird der Druck abgelassen, und explodieren die Zellulosefasern in einen Ablaßbehälter hinein. Der Druck kann durch Abblasen freigegeben werden, oder durch verschiedene, auf dem Gebiet bekannte Verfahren.To steaming cellulose fibers, the pressure is released, and the cellulose fibers explode into a drain tank. The pressure can be released by blowing off, or by different, known in the art.

Die Ausrüstung oder das Verfahren, die zur Verwendung der Zellulosefasern mittels Dampfexplosion verwendet werden, sind im allgemeinen nicht kritisch. Geeignete Ausrüstungen und Verfahren für die Dampfexplosion finden sich beispielsweise in CA 1,070,537 A , datiert 29. Januar 1980; in CA 1,070,464 A , datiert 29. Januar 1980; in CA 1,119,033 A , datiert 2. März 1982; in CA 1,138,708 A , datiert 4. Januar 1983; und in US 5,262,003 A , ausgegeben am 16. November 1993, die sämtlich jeweils insgesamt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen werden.The equipment or process used to use the cellulosic fibers by means of steam explosion are generally not critical. Suitable equipment and methods for the steam explosion can be found, for example, in CA 1,070,537 A dated January 29, 1980; in CA 1,070,464 A dated January 29, 1980; in CA 1,119,033 A dated March 2, 1982; in CA 1,138,708 A dated January 4, 1983; and in US 5,262,003 A , issued Nov. 16, 1993, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Der Dampfexplosionsprozess führt im allgemeinen dazu, daß die Zellulosefasern modifiziert werden. Ohne hierdurch eingeschränkt werden zu wollen wird angenommen, daß der Prozess der mechanischen Verformung und der Dampfexplosion dazu führt, daß bei den Zellulosefasern ein Kräuseleffekt auftritt. Die mittels Dampfexplosion behandelten Zellulosefasern, zusätzlich dazu, daß sie modifiziert wurden, haben sich als verbesserte Eigenschaften aufweisend herausgestellt, welche derartige, mit Dampfexplosion behandelte Zellulosefasern geeignet macht zum Einsatz in Flüssigkeitsabsorptions- oder Flüssigkeitsmanagementanwendungen.Of the Steam explosion process leads in general, that the Cellulose fibers are modified. Without this being restricted it is believed that the Process of mechanical deformation and steam explosion leads, that at the cellulose fibers have a curling effect occurs. The steam explosion treated cellulose fibers, additionally to her have been modified have exhibited as improved properties which treated such steam explosion Cellulose fibers suitable for use in liquid absorption or Fluid management applications.

Zellulosefasern, die zum Einsatz bei der Erfindung geeignet sind, weisen im allgemeinen kein beträchtliches Ausmaß der Kräuselung vor dem Prozess der mechanischen Verformung und Dampfexplosion auf (im allgemeinen einen kleineren Kräuselindex als 0,2). Nach einem derartigen Prozess mechanischer Verformung und Dampfexplosion weisen die behandelten Zellulosefasern im allgemeinen einen gewünschten Pegel an stabiler Kräuselung auf (im allgemeinen einen Kräuselindex von größer als 0,2). Ansich benötigt der Prozess gemäß der Erfindung im allgemeinen nicht den Einsatz irgendwelcher zusätzlicher Additive bei den Zellulosefasern während des Dampfexplosionsprozesses oder bei irgendwelchen Nachbehandlungsschritten nach der Dampfexplosion der Fasern, um die gewünschten Kräuselungen zu erzielen.Cellulose fibers, which are suitable for use in the invention have, in general not a considerable one Extent of ripple before the process of mechanical deformation and steam explosion on (im generally a smaller curl index as 0.2). After such a process of mechanical deformation and steam explosion generally have the treated cellulosic fibers a desired one Level of stable crimp (generally a crimp index from bigger than 0.2). Ansich needed the process according to the invention generally not the use of any additional Additives to the cellulose fibers during the steam explosion process or any post-treatment steps after the steam explosion the fibers to the desired Ripples to achieve.

Bei einer Ausführungsform werden die Zellulosefasern als wirksam durch den Dampfexplosionsprozess behandelt angesehen, wenn die Zellulosefasern einen effektiven Naßkräuselwert von größer als 0,2 aufweisen.at an embodiment The cellulose fibers are considered to be effective by the steam explosion process treated when the cellulose fibers have an effective wet crimp value from bigger than 0.2.

Die Kräuselung einer Faser kann durch einen Kräuselwert quantifiziert werden, welcher die Verkürzungsanteile einer Faser infolge von Verschlingungen, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser mißt. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Kräuselwert einer Faser anhand einer zweidimensionalen Ebene gemessen und durch Betrachtung der Faser in einer zweidimensionalen Ebene bestimmt. Zur Bestimmung des Kräuselwertes einer Faser werden sowohl die projizierte Länge einer Faser als längste Abmessung eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Faser enthält, nämlich I, als auch die tatsächliche Länge L der Faser gemessen. Ein Bilduntersuchungsverfahren kann zur Messung von L und I eingesetzt werden. Ein geeignetes Bilduntersuchungsverfahren ist in US 4,898,642 A beschrieben, das insgesamt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.The crimp of a fiber can be quantified by a crimp value which measures the shortening rates of a fiber due to entanglements, twists, and / or bends in the fiber. For purposes of the present invention, the crimp value of a fiber is measured from a two-dimensional plane and determined by observing the fiber in a two-dimensional plane. To determine the crimp value of a fiber, both the projected length of a fiber as the longest dimension of a two-dimensional rectangle containing the fiber, namely I, and the actual length L of the fiber are measured. An image inspection method can be used to measure L and I. A suitable image inspection method is in US 4,898,642 A which is incorporated by reference in its entirety by reference.

Der Kräuselwert einer Faser kann dann aus folgender Gleichung berechnet werden: Kräuselwert = (L/I) – 1 The crimp value of a fiber can then be calculated from the equation: Crimp value = (L / I) - 1

Abhängig von der Art und Weise der Kräuselung einer Zellulosefaser kann eine derartige Kräuselung stabil sein, wenn die Zellulosefaser trocken ist, jedoch instabil, wenn die Zellulosefaser feucht ist. Bei den Zellulosefasern, die mit dem Prozess gemäß der Erfindung hergestellt wurden, hat sich herausgestellt, daß sie eine im wesentlichen stabile Faserkräuselung aufweisen, wenn sie feucht sind. Diese Eigenschaft der Zellulosefasern kann durch einen Naßkräuselwert quantifiziert werden, gemessen mit dem hier beschriebenen Testverfahren, nämlich als mit der Länge gewichteter Kräuselmittelwert einer festgelegten Anzahl an Fasern, beispielsweise etwa 4000, aus einer Faserprobe. Hierbei ist der Naßkräuselwert die Summe der einzelnen Naßkräuselwerte für jede Faser, multipliziert mit der tatsächlichen Länge L der Faser, dividiert durch die Summe der tatsächlichen Längen der Fasern. Hierbei wird darauf hingewiesen, daß der so bestimmte Naßkräuselwert so berechnet wird, daß nur die erforderlichen Werte für jene Fasern mit einer Länge von mehr als etwa 0,4 mm verwendet werden.Depending on the way of rippling a cellulose fiber, such a crimp can be stable when the Cellulose fiber is dry, but unstable when the cellulose fiber is wet. For the cellulose fibers produced by the process according to the invention have been found to have a substantially stable fiber ripple exhibit when they are wet. This property of cellulose fibers can by a Naßkräuselwert quantified, measured by the test method described here, namely as with the length weighted crimp average a fixed number of fibers, for example about 4000 a fiber sample. Here, the Naßkräuselwert is the sum of the individual Naßkräuselwerte for every Fiber, multiplied by the actual length L of the fiber, divided by the sum of the actual lengths the fibers. It should be noted that the Naßkräuselwert so determined is calculated that only the required values for those fibers with a length of more than about 0.4 mm.

Hierbei werden die Zellulosefasern als wirksam durch die Dampfexplosionsbehandlung behandelt angesehen, wenn die Zellulosefasern einen Naßkräuselwert aufweisen, der größer als etwa 0,2 ist, vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 0,4 beträgt, besonders bevorzugt etwa 0,2 bis etwa 0,35 beträgt, noch bevorzugter etwa 0,22 bis etwa 0,33 beträgt, und am bevorzugsten etwa 0,25 bis etwa 0,33 beträgt. Im Gegensatz hierzu weisen Zellulosefasern, die nicht behandelt wurden, im allgemeinen einen Naßkräuselwert auf, der kleiner als etwa 0, 2 ist.in this connection The cellulose fibers are considered to be effective by the steam explosion treatment treated when the cellulose fibers have a wet crimp value that is larger than is about 0.2, preferably about 0.2 to about 0.4, especially preferably about 0.2 to about 0.35, more preferably about 0.22 to is about 0.33, and most preferably about 0.25 to about 0.33. In contrast, point Cellulosic fibers that have not been treated generally have a Wet Curl value which is less than about 0, 2.

Nachdem mit den Zellulosefasern eine wirksame mechanische Verformung und Dampfexplosion durchgeführt wurde, sind die behandelte Zellulosefasern geeignet zum Einsatz bei vielen verschiedenen Anwendungen. Abhängig von der angestrebten Nutzung der behandelten Zellulosefasern können diese behandelten Zellulosefasern mit Wasser gewaschen werden. Wenn zusätzliche Bearbeitungsvorgänge geplant sind, infolge der speziellen Verwendung, für welche die behandelten Zellulosefasern gedacht sind, sind auch andere Rückgewinnungs- und Nachbehandlungsschritte wohlbekannt.After this with the cellulose fibers an effective mechanical deformation and Steam explosion performed was, the treated cellulose fibers are suitable for use in many different applications. Depending on the intended use The treated cellulose fibers may contain these treated cellulose fibers be washed with water. If additional machining operations are planned due to the particular use for which the treated cellulosic fibers are meant to be other recovery and post-treatment steps are well known.

Neue Fasermaterialien können durch Mischung stark gemahlener Fasern mit den durch mechanische Verformung und Dampfexplosion behandelten Fasern mit hohem spezifischen Volumen erzeugt werden. Hochgemahlene Fasern sind Rohfasern, die bis zu einem Mahlgrad von etwa 300 bis 500 C.S.F. gemahlen wurden. Wie in Tabelle 2 und 3 und 1 gezeigt, bilden bei bestimmten Mischungsverhältnissen die gemischten Fasern eine Bahn mit höherem spezifischen Volumen, ohne die Festigkeit zu verlieren, verglichen mit Bahnen aus unbehandelten Fasern.New fiber materials can be made by blending heavily ground fibers with the high specific volume fibers treated by mechanical deformation and steam blast. Highly ground fibers are raw fibers which have been ground to a freeness of about 300 to 500 CSF. As in Tables 2 and 3 and 1 For example, at certain blending ratios, the blended fibers form a higher specific volume web without losing strength compared to webs of untreated fiber.

Die mit dem Prozess gemäß der Erfindung behandelten Zellulosefasern sind zum Einsatz bei Einweg-Absorptionserzeugnissen geeignet, beispielsweise Windeln, Erzeugnissen für inkontinente Erwachsene, und Bettauflagen; bei Menstruationserzeugnissen wie etwa Binden und Tampons; bei anderen Absorptionserzeugnissen, beispielsweise Wischtüchern, Lätzchen, Wundverbänden, und Operationskitteln oder Operationsabdeckungen; und Erzeugnisse auf der Grundlage von Papiertüchern, beispielsweise Gesichts- oder Badezimmertücher, Haushaltshandtücher, Wischtücher und verwandte Erzeugnisse. Daher betrifft bei einem anderen Aspekt die Erfindung ein Einweg-Absorptionsprodukt, das die Zellulosefasern aufweist, die gemäß dem erfindungsgemäßen Prozess behandelt wurden.The with the process according to the invention treated cellulosic fibers are for use in disposable absorbent products diapers, products for incontinent adults, and Mattress; in menstrual products such as bandages and tampons; other absorbent products, such as wipes, bibs, Wound dressings, and surgical gowns or surgical drapes; and products based on paper towels, For example, facial or bath towels, household towels, wipes and related products. Therefore, in another aspect, the Invention a disposable absorbent product containing the cellulose fibers comprising, according to the process of the invention were treated.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die behandelten Fasern, die entsprechend dem Prozess gemäß der Erfindung hergestellt wurden, zu einem handgeschöpften Blatt ausgeformt, das ein Erzeugnis auf der Grundlage eines Papiertuchs repräsentieren kann. Ein derartiges handgeschöpftes Blatt kann entweder durch einen Naßschöpfungsprozess oder einen Luftschöpfungsprozess ausgebildet werden. Ein naß von Hand geschöpftes Blatt kann nach dem Verfahren hergestellt werden, das hier in dem Abschnitt Testverfahren beschrieben wird.at an embodiment According to the invention, the treated fibers corresponding to the Process according to the invention were made into a hand-made sheet, the represent a product based on a paper towel can. Such a handmade Leaf can either be through a wet creation process or an air creation process be formed. A wet by hand scooped Sheet can be made by the method described here in the Section Test procedure is described.

Es wurde festgestellt, daß ein naß von Hand geschöpftes Blatt, das aus den behandelten Zellulosefasern hergestellt wurde, die gemäß dem erfindungsgemäßen Prozess hergestellt wurden, eine Dichte aufweisen kann, die niedriger ist als bei einem naß von Hand geschöpften Blatt, das aus Zellulosefasern hergestellt ist, die nicht mit dem erfindungsgemäßen Prozess behandelt wurden.It was found to be a wet from Hand-scooped Sheet made from the treated cellulose fibers, the according to the process of the invention may have a density which is lower as in a wet of Hand-scooped Sheet made of cellulose fibers that does not match the inventive process were treated.

Weiterhin wurde festgestellt, daß ein naß von Hand geschöpftes Blatt, das aus den behandelten Zellulosefasern hergestellt wurde, die nach dem erfindungsgemäßen Prozess erzeugt wurden, ein erhöhtes spezifisches Volumen und eine höhere Absorptionsfähigkeit aufweisen kann als ein naß von Hand geschöpftes Blatt, das aus Zellulosefasern hergestellt wurde, die nicht entsprechend dem erfindungsgemäßen Prozess behandelt wurden.Farther was found to be a wet from Hand-scooped Sheet made from the treated cellulose fibers, the according to the process of the invention generated, an increased specific volume and higher absorbency may have as a wet of Hand drawn leaf, which was made from cellulose fibers that are not adequate the process of the invention were treated.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden die behandelten Zellulosefasern, die nach dem erfindungsgemäßen Prozess erzeugt wurden, als Fasermatrix zum Einbau in eine absorbierende Anordnung ausgebildet. Eine Fasermatrix kann beispielsweise die Form eines Klumpens einer pulverisierten Holzschlifffluse aufweisen, einer Papiertuchschicht, eines durch Wassereinwirkung verfilzten Blattes, oder eines mechanisch erweichten Holzschliffblattes.at an embodiment The invention relates to the treated cellulosic fibers produced after inventive process produced as a fiber matrix for incorporation into an absorbent Arrangement formed. A fiber matrix can be, for example, the Have the form of a lump of pulverized wood pulp fluff, a paper toweling layer, one matted by the action of water Leaf, or a mechanically softened groundwood leaf.

Eine Fasermatrix, die bei der Erfindung nützlich ist, kann durch einen Luftablagerungsprozess oder einen Naßablagerungsprozess ausgebildet werden, oder durch im wesentlichen jeden anderen Prozess, der Fachleuten auf diesem Gebiet zur Ausbildung einer Fasermatrix bekannt ist.A Fiber matrix useful in the invention can be obtained by a Air deposition process or a Naßablagerungsprozess trained or by essentially every other process, the professionals known in the art for forming a fiber matrix.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird ein absorbierendes Wegwerferzeugnis erzeugt, das eine flüssigkeitsdurchlässige obere Schicht aufweist, eine an der flüssigkeitsdurchlässigen oberen Schicht angebrachte hintere Schicht, und eine absorbierende Struktur, die zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen oberen Schicht und der hinteren Schicht angeordnet ist, wobei die absorbierende Struktur behandelte Zellulosefasern aufweist, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Prozesses hergestellt wurden.at an embodiment According to the invention, an absorbent throw-away product is produced, the one liquid permeable upper Layer, one on the liquid-permeable upper Layer attached backsheet, and an absorbent structure, the between the liquid-permeable upper layer and the back layer is disposed, wherein the absorbent Structure treated cellulosic fibers using the process of the invention were manufactured.

Beispiele für absorbierende Einwegerzeugnisse sind allgemein in US 4,710,187 A ; US 4,762,521 A ; US 4,770,656 A ; und in der US 4,798,603 A beschrieben, wobei diese Druckschriften insgesamt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen werden.Examples of disposable absorbent products are generally in US 4,710,187 A ; US 4,762,521 A ; US 4,770,656 A ; and in the US 4,798,603 A which references are incorporated by reference into the present application in their entirety.

Fachleute auf diesem Gebiet werden Materialien erkennen, die zur Verwendung als obere und untere Schicht geeignet sind. Beispiele für Materialien, die zum Einsatz als die obere Schicht geeignet sind, sind flüssigkeitsdurchlässige Materialien, beispielsweise Spinvlies aus Polypropylen oder Polyethylen, das ein Basisgewicht von etwa 15 bis etwa 25 Gramm pro Quadratmeter aufweist. Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als die hintere Schicht geeignet sind, sind flüssigkeitsundurchlässige Materialien, beispielsweise Polyolefinfilme, und ebenso dampfdurchlässige Materialien, beispielsweise mikroporöse Polyolefinfilme.professionals In this area, materials will be recognized for use are suitable as upper and lower layers. Examples of materials, suitable for use as the top layer are liquid pervious materials, For example, spin nonwoven made of polypropylene or polyethylene, the a basis weight of about 15 to about 25 grams per square meter having. examples for Materials suitable for use as the backsheet are, are liquid-impermeable materials, for example, polyolefin films, as well as vapor permeable materials, for example, microporous Polyolefin films.

Absorbierende Erzeugnisse und Anordnungen gemäß allen Aspekten der Erfindung werden im allgemeinen im Gebrauch mehreren Angriffen einer Körperflüssigkeit ausgesetzt. Daher sind in wünschenswerter Weise die absorbierenden Erzeugnisse und Anordnungen dazu fähig, mehreren Angriffen von Körperflüssigkeiten in Mengen standzuhalten, denen die absorbierenden Erzeugnisse und Anordnungen im Gebrauch ausgesetzt sind. Die Angriffe sind normalerweise voneinander durch einen Zeitraum getrennt.absorbent Products and arrangements according to all Aspects of the invention will generally become more numerous in use Attacks of a body fluid exposed. Therefore, they are desirable the absorbent products and arrangements capable to do several Attacks of body fluids in quantities to which the absorbent products and Arrangements are exposed in use. The attacks are usually separated from each other by a period of time.

TESTPROZEDURENTEST PROCEDURES

NaßkräuselungNaßkräuselung

Der Naßkräuselungswert für die Fasern wurde unter Verwendung eines Geräts bestimmt, welches schnell, exakt und automatisch die Qualität von Fasern bestimmt, wobei dieses Gerät von der OpTest Equipment Inc., Hawkesbury, Ontario, Canada unter der Bezeichnung Fiber Quality Analyzer, OpTest Product Code DA93 erhältlich ist.Of the Naßkräuselungswert for the Fibers were determined using a device which is fast, exact and automatic the quality determined by fibers, this device from OpTest Equipment Inc., Hawkesbury, Ontario, Canada under the name Fiber Quality Analyzer, OpTest Product Code DA93 is available.

Es wurde eine Probe aus getrockneten Zellulosefasern erhalten. Die Zellulosefaserprobe wurde in einen Kunststoffprobenbecher mit einer Kapazität von 600 Milliliter gegossen, der bei dem Faserqualitätsuntersuchungsgerät verwendet werden soll. Die Faserprobe in dem Becher wurde mit Leitungswasser verdünnt, bis die Faserkonzentration in dem Becher etwa 10 bis etwa 25 Fasern pro Sekunde betrug, zur Bewertung durch die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung.It a sample of dried cellulose fibers was obtained. The Cellulose fiber sample was placed in a plastic sample cup with a capacity of 600 milliliters used in the fiber quality examination apparatus shall be. The fiber sample in the beaker was filled with tap water diluted to the fiber concentration in the cup about 10 to about 25 fibers per second for evaluation by the fiber quality testing facility.

Ein leerer Probenbecher aus Kunststoff wurde mit Leitungswasser gefüllt, und in die Untersuchungskammer der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung eingesetzt. Dann wurde die Taste [Systemüberprüfung] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung gedrückt. War der Probenbecher aus Kunststoff, der mit Leitungswasser gefüllt war, ordnungsgemäß in der Untersuchungskammer angeordnet, wurde dann die Taste [OK] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Dann führt die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung eine Selbstdiagnose durch. Wurde keine Warnung auf dem Bildschirm nach der Selbstdiagnose angezeigt, so war die Maschine bereit zur Untersuchung der Faserprobe.One empty plastic sample cup was filled with tap water, and into the examination chamber of the fiber quality examination device used. Then, the [System Check] key of the fiber quality inspector became pressed. Was the sample cup made of plastic that was filled with tap water, properly in the Examined chamber then became the [OK] button of the fiber quality examination device actuated. Then leads the fiber quality inspection device a self-diagnosis through. There was no warning on the screen displayed after the self-diagnosis, the machine was ready for Examination of the fiber sample.

Der Probenbecher aus Kunststoff, der mit Leitungswasser gefüllt war, wurde aus der Untersuchungskammer entfernt, und wurde durch den Becher für die Faserprobe ersetzt. Die Taste [Messung] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung wurde dann betätigt. Dann wurde die Taste [neue Messung] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Eine Identifizierung der Faserprobe wurde dann in die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung eingetippt. Dann wurde die Taste [OK] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Daraufhin wurde die Taste [Optionen] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Der Faserzählwert wurde auf 4000 eingestellt. Die Parameter zum Skalieren eines auszudruckenden Graphen können automatisch oder auf gewünschte Werte eingestellt werden. Dann wurde die Taste [vorher] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Daraufhin wurde die Taste [Start] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. War der Becher mit der Faserprobe ordnungsgemäß in der Untersuchungskammer angeordnet, so wurde dann die Taste [OK] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Daraufhin begann die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung mit der Untersuchung und Anzeige der Fasern, die durch die Flußzelle hindurchgegangen waren. Die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung zeigte dann auch die Häufigkeit der Fasern an, die durch die Flußzelle hindurchgelangten, die etwa 10 bis etwa 25 Fasern pro Sekunde betragen sollte. Liegt die Faserhäufigkeit außerhalb dieses Bereiches, so sollte die Taste [Stopp] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt werden, und sollte die Faserprobe verdünnt werden, oder sollten ihr mehr Fasern hinzugefügt werden, um die Faserhäufigkeit in den gewünschten Bereich zu bringen. Ist die Faserhäufigkeit ausreichend, so untersucht die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung die Faserprobe, bis sie einen Zählwert von 4000 Fasern erreicht hat, bei dem die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung automatisch anhält.Of the Plastic sample cups filled with tap water, was removed from the examination chamber, and was removed by the Mug for replaced the fiber sample. The [Measurement] key of the fiber quality inspection device was then pressed. Then, the [new measurement] key of the fiber quality examiner became actuated. An identification of the fiber sample was then made into the fiber quality examiner typed. Then, the [OK] key of the fiber quality inspector became actuated. Thereupon, the [Options] button of the fiber quality inspection device became actuated. The fiber count was set to 4000. The parameters for scaling a printout Graphene can automatically or to desired Values are set. Then, the button [before] became the fiber quality inspector actuated. Thereafter, the [Start] key of the fiber quality inspection device was operated. was the beaker with the fiber sample properly in the examination chamber Then, the [OK] button of the fiber quality inspection device was turned on actuated. Then the fiber quality inspection facility started with the examination and display of the fibers that passed through the flow cell were. The fiber quality inspection device then also showed the frequency the fibers that passed through the flow cell, the should be about 10 to about 25 fibers per second. Is that lying fiber frequency outside In this area, the [Stop] button should be used for the Fiber Quality Examiner actuated and should the fiber sample be diluted or should it be added more fibers be to the fiber frequency in the desired To bring area. If the fiber frequency is sufficient, so examined the fiber quality inspection device the fiber sample until it counts of 4000 fibers at which the fiber quality testing facility automatically stops.

Dann wurde die Taste [Ergebnisse] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt. Die Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung berechnet den Naßkräuselungswert der Faserprobe, der dadurch ausgedrückt wird, daß die Taste [Fertig] der Faserqualitätsuntersuchungseinrichtung betätigt wird.Then became the [Results] key of the fiber quality inspector actuated. The fiber quality inspection device calculates the wet crimp value the fiber sample expressed by the button [Finished] the fiber quality inspection device actuated becomes.

Prozeduren zur Erzeugung gemahlener FasernProcedures for the production of ground fibers

Gemahlene Fasern wurden hergestellt unter Verwendung eines Labor-Valley-Holländers gemäß TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry) Testverfahrens (T200 om-89). Der C.S.-Mahlgrad der Faser ist die Messung des Ausmaßes der Mahlung der Faser, und wird entsprechend TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry, Testvervahren T227 om-92) gemessen.ground Fibers were made using a Labor Valley Dutchman according to TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry) test method (T200 om-89). The C.S. freeness of the fiber is the measurement of the extent of the Grinding the fiber, and is made according to TAPPI (Technical Association of pulp and paper industry, test procedure T227 om-92).

Erzeugung eines nach von Hand geschöpften BogensCreation of a hand-drawn bow

  • A) Erzeugung des von Hand geschöpften Bogens Ein von Hand geschöpfter Bogen mit den Abmessungen 19,05 cm (7 1/2 Zoll) mal 19,05 cm (7 1/2 Zoll) mit einem Basisgewicht von etwa 60 Gramm pro Quadratmeter wurde unter Verwendung einer Valley-Handschöpfungsform von 20,32 cm mal 20,32 cm (8 × 8 Zoll) hergestellt. Das Langsieb zur Erzeugung der Bogenform ist ein Edelstahllangsiebtuch von 90 × 90 Mesh, mit einem Langsiebdurchmesser von 0,0022 cm (0,0055 Zoll). Das rückwärtige Langsieb hat eine Siebgröße von 14 × 14 Mesh mit einem Langsiebdurchmesser von 0,053 cm (0,021 Zoll), und besteht aus Bronze. Mit einer ausreichenden Menge des ausreichend gemischten Papierstoffs, um einen handgeschöpften Bogen von etwa 60 Gramm pro Quadratmeter zu erzeugen, wurde der Papierstoffbehälter der Blattform an seinem Ort auf dem Langsieb auf geklemmt. Man ließ mehrere Zentimeter (Zoll) Wasser oberhalb des Langsiebs ansteigen. Der gemessene Papierstoff wurde zugefügt, und die Form wurde mit Wasser bis zu einer Markierung von 15,24 cm (6 Zoll) oberhalb des Langsiebs aufgefüllt. Die durchlöcherte Mischungsplatte wurde in die Mischung in der Form eingeführt, und langsam 7 mal nach oben und unten bewegt. Das Wasserablaßventil wurde sofort geöffnet. Wenn sich die Mischung aus Wasser und Papierstoff entleert hatte und von dem Langsieb entfernt hatte, wurde das Ablaßventil geschlossen. Der Deckel der Blattform wurde angehoben. Ein sauberes, trockenes Löschpapier wurde sorgfältig auf die erzeugten Fasern aufgelegt. Eine trockene Quetschwalze wurde an der Vorderkante des Löschpapiers angeordnet. Die Fasern, die an dem Löschpapier anhaften, wurden von dem Langsieb durch einen Durchgang der Quetschwalze gequetscht, ohne Druck, von vorn nach hinten des Langsiebes.A) Preparation of the hand-scooped sheet A hand-drawn 19.05 cm (7 1/2 inch) by 19.05 cm (7 1/2 inch) sheet with a basis weight of about 60 grams per square meter was placed under Use of a valley hand 20.32 cm by 20.32 cm (8 × 8 inches). The wire-forming wire forming machine is a 90 × 90 mesh stainless steel wire cloth having a 0.0022 inch (0.0055 inch) wire screen diameter. The rear wire has a screen size of 14 × 14 mesh with a 0.023 cm (0.021 inch) wire screen diameter, and is made of bronze. With a sufficient amount of the sufficiently blended stock to produce a hand-made sheet of about 60 grams per square meter, the sheet stock container was clamped in place on the wire. Several centimeters (inches) of water were allowed to rise above the wire. The measured stock was added and the mold was padded with water to a mark 15.24 cm (6 inches) above the wire. The perforated mixing plate was introduced into the mixture in the mold and slowly moved up and down 7 times. The drain valve was opened immediately. When the mixture of water and pulp had emptied and removed from the wire, the drain valve was closed. The lid of the leaf shape has been raised. A clean, dry blotter was carefully applied to the fibers produced. A dry squeegee was placed on the leading edge of the blotter paper. The fibers adhering to the blotter paper were squeezed from the wire through a nip pass, without pressure, from front to back of the wire.
  • B) Pressen des von Hand geschöpften Blattes Das Löschpapier mit der daran anhaftenden Fasermatte wurde in die hydraulische Presse verbracht, mit dem Blatt nach oben, auf zwei benutzten, wieder getrockneten Löschpapieren. Zwei neue Löschpapiere wurden oben auf dem handgeschöpften Blatt angeordnet. Die Presse wurde geschlossen und zusammengeklemmt. Es wurde ein solcher Druck angelegt, daß das Meßgerät 517 kPa (75 psi) in Bezug auf die Fläche des Löschpapiers anzeigte, die von der Presse beeinflußt wurde. Dieser Druck wurde exakt eine Minute lang beibehalten. Dann wurde der Druck der Presse gelöst. Die Presse wurde geöffnet, und die handgeschöpften Blätter wurden entfernt.B) pressing the hand-drawn leaf The blotter with the fiber mat attached to it was placed in the hydraulic press spent, with the leaf up, on two used, again dried Extinguishing papers. Two new blotter papers were added on top of the hand-made Leaf arranged. The press was closed and clamped together. Such a pressure was applied that the gauge was 517 kPa (75 psi) with respect to on the surface of blotting paper which was influenced by the press. This pressure was maintained for exactly one minute. Then the pressure of the press solved. The press was opened and the hand-made leaves were removed.
  • C) Trocknen der von Hand geschöpften Blätter Die von Hand geschöpften Blätter wurden auf die polierte Oberfläche der Blatttrocknungsvorrichtung aufgelegt (Valley-Dampfheißplatte). Die Segeltuchabdeckung wurde sorgfältig über dem Bogen abgesenkt. Das Totgewicht von 5,90 kg (13 lb) wurde an dem mit Blei gefüllten Messingrohr angebracht. Man ließ den Bogen 2 Minuten lang trocknen. Die Oberflächentemperatur, mit entfernter Abdeckung, betrug 100,5 plus oder minus 1 Grad C. Das Blatt wurde aus dem Trockner entfernt, und auf 19,05 × 19,05 cm2 (7 1/2 × 7 1/2 Zoll) geschnitten. Dann wurde der Bogen sofort gebogen.C) Drying of hand-scooped leaves The hands-scooped leaves were placed on the polished surface of the sheet dryer (Valley hot-plate). The canvas cover was lowered carefully over the bow. The 5.90 kg (13 lb.) dead weight was attached to the lead-filled brass tube. The sheet was allowed to dry for 2 minutes. The surface temperature, with the cover removed, was 100.5 plus or minus 1 degree C. The sheet was removed from the dryer and cut to 19.05 x 19.05 cm 2 (7 1/2 x 7 1/2 inches) , Then the bow was bent immediately.
  • D) Untersuchung der handgeschöpften Bögen Die handgeschöpften Bögen wurden bei 50 % Feuchte und 22,8 °C (73 Grad F) untersucht. Das spezifische Volumen, der Berstwiderstand, die Reißfestigkeit und der Zugverformungsindex der handgeschöpften Blätter wurden entsprechend dem Testverfahren (T220 om-88) von TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry) untersucht.D) Examination of the handmade bows The hand-made bows were made at 50% humidity and 22.8 ° C (73 degrees F). The specific volume, the bursting resistance, the tear resistance and the draft index of the handsheets were measured according to the Test Method (T220 om-88) of TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry).

Spezifisches Volumen und Rohdichte einer absorbierenden StrukturSpecific volume and density an absorbent structure

Aus einem von Hand geschöpften Blatt, das nach der hier beschriebenen Prozedur erzeugt wurde, wurde ein Streifen aus einem Material mit einer Breite von etwa 5,08 cm (2 Zoll) und einer Länge von etwa 38,1 cm (15 Zoll) unter Verwendung einer Textilsäge hergestellt, die beispielsweise von Eastman, Machine Corp., Buffalo, New York erhältlich ist. Der Probenstreifen wurde zumindest etwa 2,54 cm (1 Zoll) entfernt von dem Rand des handgeschöpften Blattes geschnitten, um Randeffekte auszuschalten. Der Probenstreifen wurde in Abständen von etwa 10 Millimetern unter Verwendung einer wasserlöslichen Tinte markiert.Out a hand-drawn Sheet created according to the procedure described here became a strip of material about 5.08 cm wide (2 inches) and a length about 38.1 cm (15 inches) using a textile saw, for example, from Eastman, Machine Corp., Buffalo, New York available is. The sample strip was removed at least about 2.54 cm (1 inch) from the edge of the hand-made Sheet cut to eliminate edge effects. The sample strip was in intervals of about 10 millimeters using a water-soluble Ink marked.

Um das spezifische Volumen des Probenstreifens zu messen, wurde ein Meßgerät für das spezifische Volumen verwendet, das eine Genauigkeit von zumindest etwa 0,01 Millimeter aufweist, beispielsweise ein Meßgerät für das spezifische Volumen, das man von der Mitutoyo Corporation erhalten kann. Eine Platte mit einem Durchmesser von etwa 2,54 cm (1 Zoll) wurde dazu verwendet, das spezifische Volumen zu messen, wobei die Platte parallel zur Basis des Meßgerätes für das spezifische Volumen angeordnet wurde. Das spezifische Volumen der Probe wurde in Abständen von etwa 50 Millimetern entlang der Länge des Probenstreifens gemessen, und dann gemittelt. Das durchschnittliche spezifische Volumen des Probenstreifens wurde dann zur Berechnung der Trockendichte des Probenstreifens verwendet, unter Verwendung des Gewichts und der Abmessungen des Probenstreifens. Die Naßdichte des Probenstreifens kann entsprechend festgestellt werden, nachdem der Probenstreifen in Bezug auf Flüssigkeitsflußwerte bewertet wurde.Around to measure the specific volume of the sample strip became Measuring device for the specific volume used that has an accuracy of at least about 0.01 millimeters has, for example, a meter for the specific Volume that can be obtained from Mitutoyo Corporation. A A plate approximately 2.54 cm (1 inch) in diameter was added used to measure the specific volume, with the plate in parallel to the base of the meter for the specific Volume was arranged. The specific volume of the sample was at intervals measured about 50 millimeters along the length of the sample strip, and then averaged. The average specific volume of the Sample strip was then used to calculate the dry density of the Sample strip used, using the weight and the Dimensions of the sample strip. The wet density of the sample strip can be determined accordingly after the sample strip evaluated in terms of liquid flow values has been.

VERSUCHSERGEBNISSETEST RESULTS

Das grundlegende Rohmaterial war ein Kraftpapier aus nördlichem Weichholz (beispielsweise LL19) von Kimberly-Clark. Die Fasern wurden auf zwei Teile aufgeteilt. Mit einem Teil der Rohfasern erzeugte man eine Entstippung unter Verwendung eines Labor-Pullmann-Entstippers; dann wurde mit den entstippten Fasern eine Dampfexplosionsbehandlung durchgeführt. Diese vereinigten Behandlungen können Fasern erzeugen, welche Bögen mit sehr hohem spezifischen Volumen erzeugen, die jedoch sehr schwach sind. Mit dem anderen Teil der Rohfasern wurde ein Mahlvorgang mit sehr niedrigem Mahlgrad (etwa 300 ml C.S.F.) durchgeführt, unter Verwendung eines Labor-Valley-Holländers. Neue Fasermaterialien können durch Mischung der stark gemahlenen Fasern mit den Fasern mit hohem spezifischen Volumen, die schwach sind, bei verschiedenen Verbindungsverhältnissen erzeugt werden. Bei bestimmen Mischungsverhältnissen tritt bei den gemischten Fasern ein erheblich höheres spezifisches Volumen auf, ohne daß sie ihre Festigkeit verlieren, verglichen mit unbehandelten Fasern.The basic raw material was northern softwood kraft paper (eg LL19) from Kimberly-Clark. The fibers were split into two parts. Part of the raw fiber was de-spiked using a laboratory Pullman stamper; then a steam explosion treatment was performed on the de-spun fibers. These combined treatments can produce fibers which produce very high specific volume bows, but which are very weak. The remainder of the raw fiber was subjected to a very low freeness milling process (about 300 mL of CSF) using a Labor Valley Dutchman. New fiber materials can be produced by blending the highly milled fibers with the high specific volume fibers which are weak at different bond ratios. At certain blending ratios, the blended fibers experience a significantly higher specific volume without losing strength compared to untreated fibers.

Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Faser (LL-19), bei ihrem Mahlen zwischen 0 bis 60 Minuten in einem Valley-Holländer.table Figure 1 shows the properties of the fiber (LL-19) as it is ground between them 0 to 60 minutes in a Valley Dutchman.

Tabelle 2 zeigt die physikalischen Eigenschaften verschiedener Mischungen von 60 Minuten lang gemahlenen Fasern (LL-19) und von mit Dampfexplosion behandelten Fasern (LL-19).table Figure 2 shows the physical properties of various mixtures 60 minutes of ground fibers (LL-19) and steam explosion treated fibers (LL-19).

Tabelle 3 zeigt die physikalischen Eigenschaften verschiedener Mischungen von 60 Minuten lang gemahlenen Fasern (LL-19) und von entstippten und mittels Dampfexplosion behandelten Fasern (LL-19).table 3 shows the physical properties of various mixtures 60-minute ground fibers (LL-19) and de-stemmed and steam explosion treated fibers (LL-19).

Figure 00290001
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Die voranstehende Beschreibung, die voranstehenden Beispiele und Daten bilden eine vollständige Beschreibung der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Da zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, ergibt sich die Erfindung aus den nachstehenden Patentansprüchen.The above description, the above examples and data form a complete description the preparation and use of the composition according to the invention. Because numerous embodiments of the invention can be made without departing from the spirit and scope deviate from the invention, the invention results from the following Claims.

Claims (20)

Prozess zur Erzeugung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie, wobei der Prozess umfaßt: (a) Durchführung einer mechanischen Verformung bei einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser mit einer Übergangsfasermorphologie führt, die einen Kräuselindex von zumindest 0,15 aufweist; (b) Durchführung einer Behandlung der Faser mit der Übergangsfasermorphologie mit Dampf auf Temperatur oberhalb von Atmosphärentemperatur und Druck oberhalb von Atmosphärendruck für einen ausreichenden Zeitraum, damit die Fasermorphologie permanent wird; und (c) explosionsartiges Ablassen des Dampfes mit höherem Druck als Atmosphärendruck und höherer Temperatur als Atmosphärentemperatur; wobei die sich bei diesem Prozess ergebende Faser einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 aufweist.Process for producing a fiber with a permanent modified fiber morphology, the process comprising: (A) execution a mechanical deformation in a papermaking fiber without substantial fiber breakage, resulting in a fiber with a transition fiber morphology leads, the one crimp index of at least 0.15; (b) carrying out a treatment of Fiber with transition fiber morphology with steam at temperature above atmospheric temperature and pressure above from atmospheric pressure for one sufficient time for the fiber morphology to become permanent; and (c) explosive release of the vapor at higher pressure as atmospheric pressure and higher Temperature as atmospheric temperature; in which the fiber resulting from this process has a permanent crimp index of at least 0.2. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die Faser eine gereinigte Papierherstellungs-Holzfaser oder recycelte Papierherstellungs-Holzfaser umfaßt.The process of claim 1, wherein the fiber is a purified papermaking wood fiber or recycled papermaking wood fiber includes. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die mechanische Verformung einen Hammermühlenprozeß umfaßt, der dazu ausreicht, die Fasern ohne wesentlichen Faserbruch zu verformen, was zu einer Faser mit einer Krummlinienstruktur führt.Process according to claim 1, wherein the mechanical Deformation includes a hammer mill process that sufficient to deform the fibers without substantial fiber breakage, resulting in a fiber with a curvilinear structure. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur eine Temperatur von etwa 130 °C bis 250 °C umfaßt.Process according to claim 1, wherein the temperature above atmospheric temperature a temperature of about 130 ° C up to 250 ° C includes. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem der Druck oberhalb Atmosphärendruck einen Druck von etwa 276 kPa (40 psi) bis 2792 kPa (405 psi) umfaßt.Process according to claim 1, wherein the pressure above atmospheric pressure a pressure of about 276 kPa (40 psi) to 2792 kPa (405 psi). Prozess nach Anspruch 1, bei welchem der ausreichende Zeitraum ein Zeitintervall von etwa 0,1 Minuten bis 30 Minuten umfaßt.Process according to claim 1, wherein the sufficient Period includes a time interval of about 0.1 minutes to 30 minutes. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die sich bei diesem Prozess ergebende Faser einen permanenten Kräuselindex von etwa 0,2 bis 0,35 aufweist.The process of claim 1, wherein the This fiber gives a permanent crimp index from about 0.2 to 0.35. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die sich aus diesem Prozess ergebende Faser einen permanenten Kräuselindex von etwa 0,22 bis 0,33 aufweist.Process according to claim 1, in which This fiber gives a permanent crimp index from about 0.22 to 0.33. Prozess nach Anspruch 1, bei welchem die Faser mit einer permanenten Fasermorphologie mit einer gereinigten Papierherstellungs-Holzfaser in einem Verhältnis von etwa 1 Teil Papierherstellungs-Holzfaser pro jeweils 0,01 bis 1000 Teile der Faser mit der permanenten Fasermorphologie gemischt wird.The process of claim 1, wherein the fiber comprises a permanent fiber morphology with a purified papermaking wood fiber in a relationship from about 1 part papermaking wood fiber per each 0.01 to 1000 parts of the fiber mixed with the permanent fiber morphology becomes. Prozess zur Erzeugung einer Faser mit einer permanent modifizierten Fasermorphologie, wobei der Prozess umfaßt: (a) Durchführung von Hammermahlen bei einer Papierherstellungsfaser ohne wesentlichen Faserbruch, was zu einer Faser mit einer krummlinigen Struktur führt, die einen Kräuselindex von zumindest 0,2 aufweist; (b) Durchführung einer Behandlung bei der Faser mit der krummlinigen Struktur mit Dampf auf Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und auf einem Druck oberhalb Atmosphärendruck von etwa 0,5 Minuten bis etwa 20 Minuten, wodurch die Fasermorphologie permanent wird; und (c) explosionsartiges Ablassen des Dampfes mit Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und Druck oberhalb Atmosphärendruck; wobei die sich bei diesem Prozess ergebende Faser einen permanenten Kräuselindex von zumindest 0,2 aufweist.Process for producing a fiber with a permanent modified fiber morphology, the process comprising: (A) execution hammer milling in a papermaking fiber without substantial Fiber breakage, resulting in a fiber with a curvilinear structure, the a crimp index of at least 0.2; (b) performing a treatment the fiber with the curvilinear structure with steam at temperature above atmospheric temperature and at a pressure above atmospheric pressure of about 0.5 minutes to about 20 minutes, making the fiber morphology permanent; and (c) explosive discharge of the steam at temperature above atmospheric temperature and pressure above atmospheric pressure; in which the fiber resulting from this process has a permanent crimp index of at least 0.2. Prozess nach Anspruch 10, bei welchem die Faser eine gereinigte Papierherstellungs-Holzfaser umfaßt.The process of claim 10, wherein the fiber a purified papermaking wood fiber. Prozess nach Anspruch 10, bei welchem die Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur eine Temperatur von etwa 150 bis 220 °C innerhalb eines abgedichteten Behälters für einen kontinuierlichen Prozess umfaßt.Process according to claim 10, wherein the temperature above atmospheric temperature a temperature of about 150 to 220 ° C within a sealed container for one continuous process. Prozess nach Anspruch 10, bei welchem der Druck oberhalb Atmosphärendruck einen Druck von etwa 276 kPa (40 psi) bis 1586 kPa (230 psi) innerhalb eines abgedichteten Behälters für einen kontinuierlichen Prozess umfaßt.Process according to claim 10, wherein the pressure above atmospheric pressure a pressure of about 276 kPa (40 psi) to 1586 kPa (230 psi) within a sealed container for one continuous process. Prozess nach Anspruch 10, bei welchem die Behandlung der Faser mit der krummlinigen Struktur mit Dampf auf Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und Druck oberhalb Atmosphärendruck etwa 1 Minute bis etwa 10 Minuten innerhalb eines abgedichteten Behälters für einen kontinuierlichen Prozess erfolgt.The process of claim 10, wherein the treatment fiber with curvilinear structure with steam on temperature above atmospheric temperature and pressure above atmospheric pressure about 1 minute to about 10 minutes inside a sealed container for one continuous process takes place. Prozess nach Anspruch 10, bei welchem die Faser mit einer permanenten Fasermorphologie mit einer gereinigten Papierherstellungs-Holzfaser in einem Verhältnis von etwa 1 Teil der Papierherstellungs-Holzfaser pro jeweils 1 bis 100 Teile der Faser mit der permanenten Fasermorphologie gemischt wird.The process of claim 10, wherein the fiber with a permanent fiber morphology with a purified papermaking wood fiber in a relationship from about 1 part of papermaking wood fiber per every 1 to 100 parts of the fiber mixed with the permanent fiber morphology becomes. Verbessertes Fasermaterial mit erhöhtem spezifischem Volumen, das eine Mischung aus einer Faser mit einer permanenten Fasermorphologie mit einem Kräuselindex von zumindest 0,2 umfaßt; wobei die Faser das Erzeugnis eines Prozesses ist, bei dem zuerst mechanisch eine Papierherstellungs-Holzfaser verformt wird, und die sich ergebende Faser Dampf auf Temperatur oberhalb Atmosphärentemperatur und auf Druck oberhalb Atmosphärendruck ausgesetzt wird, um die permanente Fasermorphologie zu erhalten; mit einer gemahlenen Papierherstellungs-Holzfaser, wobei etwa 0,1 bis 100 Teile der Faser mit einer permanenten Fasermorphologie pro jeweils ein Gewichtsteil der gemahlenen Papierherstellungsfaser vorhanden sind, und das verbesserte Fasermaterial ein spezifisches Volumen von mehr als 3,0 cm3/g aufweist.An improved fibrous material having an increased specific volume comprising a mixture of a fiber having a permanent fiber morphology with a crimp index of at least 0.2; the fiber being the product of a process of first mechanically deforming a papermaking wood fiber, and exposing the resulting fiber to temperature above atmospheric and pressure above atmospheric pressure to obtain the permanent fiber morphology; with a milled papermaking wood fiber, wherein there are about 0.1 to 100 parts of the fiber having a permanent fiber morphology per one part by weight of the milled papermaking fiber, and the improved fiber material has a specific volume of more than 3.0 cm 3 / g. Papiertuchmaterial aus dem Fasermaterial nach Anspruch 16.Paper toweling material of the fibrous material according to claim 16th Handtuchmaterial, das aus einem Fasermaterial hergestellt ist, welches das Fasermaterial von Anspruch 16 umfaßt.Towel material made from a fiber material which comprises the fibrous material of claim 16. Dochtmaterial, das aus dem Fasermaterial von Anspruch 16 hergestellt ist.Wick material made of the fiber material of claim 16 is made. Absorbierender Gegenstand, der das Dochtmaterial von Anspruch 19 enthält.Absorbent article that is the wick material of claim 19.
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