РАСПУШЕННАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА И СЕРДЦЕВИНА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ САП
FLUFF PULP AND CORE WITH HIGH SAP CONTENT

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
[001] Изобретение относится к распушенной целлюлозе, способам ее изготовления и ее использованию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[002] Варианты осуществления описаны в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:
[003] Фиг. 1 - удержание САП в примере варианта осуществления и сравнительном примере.
[004] Фиг. 2 - значения по Муллену в примере варианта осуществления и сравнительном примере.
[005] Фиг. 3 - значения энергии измельчения в примере варианта осуществления и сравнительном примере.
[006] Фиг. 4 - качество измельченного материала в процентных показателях приемлемых и коротких волокон (мелочи) для примера варианта осуществления и сравнительного примера.
[007] Фиг. 5 - качество измельченного материала в процентах спутанных волокон и комков для примера варианта осуществления и сравнительного примера.
[008] Фиг. 6 - впитывание измельченного материала как абсорбционная способность и скорость для примера варианта осуществления и сравнительного примера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[009] Один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, способам ее изготовления и использованию. Другой вариант осуществления относится к пуху, выполненному из распушенной целлюлозы, способам его изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к сердцевине, выполненной из такого пуха, способам ее изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к продуктам, которые включают одно или больше из распушенной целлюлозы, пуха и/или сердцевины, способам их изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к тонкой сердцевине, выполненной из такого пуха, способам ее изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к гибкой сердцевине, выполненной из такого пуха, способам ее изготовления и использованию. Еще один вари ант осуществления относится к САП-(сверхабсорбирующий полимер) наполненной сердцевине, выполненной из такого пуха и САП-частиц, способам ее изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к тонкой сердцевине с высоким содержанием САП, выполненной из такого пуха, способам ее изготовления и использованию. Еще один вариант осуществления относится к использованию волокон лиственной древесины и волокон хвойной древесины в распушенной целлюлозе. Еще один вариант осуществления относится к использованию волокон лиственной древесины и волокон хвойной древесины и простого сахара или немного разветвленного сахара в распушенной целлюлозе или высушенном полотне. В одном варианте осуществления волокна лиственной древесины дают тонкую сердцевину с низкой пористостью для улавливания САП-частиц. В одном варианте осуществления короткие волокна лиственной древесины ограничивают количество спутанных волокон, чтобы ослабить сердцевину при сжатии до очень малой толщины. В одном варианте осуществления молекулы сахара также могут предотвращать или ингибировать сильную связь между волокнами при сжатии путем создания реакции вязкой текучей среды. В одном варианте осуществления предотвращение или ингибирование связи между волокнами и/или спутанных волокон посредством использования одних или обеих из коротких волокон лиственной древесины и молекул сахара позволяет сердцевине изменять форму вместе с телом. В одном варианте осуществления сахар или раствор сахара помогает удерживать САП-частицы в сердцевине благодаря липким или клейким свойствам сахара. В одном варианте осуществления сердцевина гибкая.
[010] Авторы изобретения исследовали, как получить тонкую сердцевину с высоким содержанием САП.
[011] Один вариант осуществления относится к абсорбирующей сердцевине, имеющей повышенное удержание САП. Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, имеющей хорошие значения по Муллену. Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, имеющей пониженную энергию измельчения. Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, имеющей улучшенное качество измельченного материала. Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, имеющей хорошую абсорбцию измельченного материала. Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, имеющей хорошие характеристики повторного смачивания.
[012] Один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, включающей волокна хвойной древесины и от 3 до 35% по массе волокон лиственной древесины.
[013] Один вариант осуществления относится к способу изготовления распушенной целлюлозы, включающему контакт первой водной суспензии, включающей волокна хвойной древесины, с второй водной суспензией, включающей волокна лиственной древесины, чтобы сформировать композицию варочного котла, подача композиции на движущуюся сетку, чтобы сформовать полотно, сушка, по выбору с отжимом, полотна, чтобы получить распушенную целлюлозу.
[014] Один вариант осуществления относится к пуху, включающему распушенную целлюлозу в форме отдельных волокон.
[015] Один вариант осуществления относится к способу изготовления пуха, включающему роспуск распушенной целлюлозы на волокна.
[016] Один вариант осуществления относится к сердцевине, включающей пух и один сверхабсорбирующий полимер (САП) или больше.
[017] Один вариант осуществления относится к способу изготовления сердцевины, включающему контакт пуха и одного сверхабсорбирующего полимера или больше.
[018] Один вариант осуществления относится к впитывающему продукту, бумажному продукту, продукту для личной гигиены, медицинскому продукту, изоляционному продукту, строительному продукту, конструкционному материалу, цементу, пищевому продукту, ветеринарному продукту, упаковочному продукту, подгузнику, тампону, гигиенической салфетке, марле, бинту, огнестойкому материалу или их сочетанию, включающему сердцевину и опорную конструкцию.
[019] Один вариант осуществления относится к способу изготовления впитывающего продукта, включающему контакт по меньшей мере части сердцевины с опорной конструкцией.
[020] Один вариант осуществления относится к способу изготовления распушенной целлюлозы, включающему формование полотна, включающего волокна лиственной и хвойной древесины, и сушку, чтобы получить распушенную целлюлозу, имеющую волокна хвойной древесины и 3-35% по массе волокон лиственной древесины.
[021] В одном варианте осуществления формование включает одно или больше из контакта смеси распушенной целлюлозы, включающей волокна распушенной целлюлозы и воду, со столом в бумагоделательной машине, удаление по меньшей мере части воды из смеси распушенной целлюлозы, включающей волокна распушенной целлюлозы и воду с отсасывающим ящиком под столом в бумагоделательной машине, по меньшей мере частичную сушку смеси распушенной целлюлозы, включающей волокна распушенной целлюлозы и воду в флотационной сушильной машине, нагрев смеси распушенной целлюлозы, включающей волокна распушенной целлюлозы и воду, или их сочетание.
[022] В одном варианте осуществления полотно может быть высушено в сушильной машине, чтобы получить высушенное полотно или распушенную целлюлозу. Полотно можно высушить до подходящей степени в сушильной секции. Можно использовать любой способ сушки, общеизвестный в области изготовления распушенной целлюлозы. Сушильная секция может включать сушильный барабан, флотационную сушильную машину, сушку на цилиндрах, устройство Condebelt, инфракрасную сушку или другие сушильные средства и механизмы, известные в данной области. Распушенная целлюлоза может быть высушена до любого выбранного содержания воды. В одном варианте осуществления, полотно сушат, используя флотационную сушильную машину.
[023] Используемый здесь термин "распушенная целлюлоза" можно использовать взаимозаменяемо с термином "высушенное полотно". Если не указано иное, процент по массе или массовый процент относится к массе распушенной целлюлозы, пуха или сердцевины, в зависимости от конкретного случая. Используемый здесь термин "пух" означает распущенную на волокна или измельченную распушенную целлюлозу, причем термины "распущенный на волокна" и "измельченный" используются здесь взаимозаменяемо, как и вообще в данной области. Используемый здесь термин "сердцевина" означает композицию, включающую пух и по меньшей мере САП-частицы.
[024] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза может иметь базовую массу от 500 до 1100 г/м2. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны, например, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 757, 775, 800, 825, 850. 875, 900, 950, 1000, 1150 и 1100 г/м2, или любое их сочетание или диапазон в этих пределах.
[025] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет содержание влаги 15% по массе или меньше. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6,3, 7, 8, 8,5, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и 15% по массе, или любое их сочетание или диапазон в этих пределах. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет содержание влаги 20% или меньше. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет содержание влаги 10% или меньше. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет содержание влаги от 6 до 9%. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет содержание влаги приблизительно от 6,3 до 8,5%. Содержание влаги можно измерить, используя стандарт TAPPI Т 412.
[026] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет плотность от 0,1 до 0,75 г/см3 (не сжатая тестом на сжимаемость (определен ниже). Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4, 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,7 и 0,75 г/см3, или любой диапазон в этих пределах.
[027] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет толщину 0,5-3 мм или любой диапазон в этих пределах. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны, включая 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,2,1, 2,3, 2,5, 2,7, 2,9 и 3 или любой диапазон в этих пределах. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет толщину 1,1-1,5 мм. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет толщину 1,3±0,2 мм.
[028] Энергия роспуска на волокна, иногда называемая энергией измельчения, распушенной целлюлозы, конкретно не ограничена. В подходящих случаях она составляет меньше 170 кДж/кг. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165 и 170 кДж/кг, или любое их сочетание, или любой диапазон в этих пределах. В одном варианте осуществления энергия роспуска на волокна распушенной целлюлозы равна или меньше 160 кДж/кг. В еще одном варианте осуществления энергия роспуска на волокна распушенной целлюлозы составляет от 100 до 160 кДж/кг. В еще одном варианте осуществления энергия роспуска на волокна распушенной целлюлозы составляет от 120 до 160 кДж/кг.
[029] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет значение по Муллену ≥90 фунтов на кв. дюйм. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200, 205, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 245, 250 фунтов на кв. дюйм и больше, или любой диапазон в этих пределах. Значение по Муллену можно легко определить согласно стандарту TAPPI Т 807.
[030] В одном варианте осуществления удержание САП больше приблизительно 60%, больше приблизительно 65%, больше приблизительно 70%, больше приблизительно 75%, больше приблизительно 80% или больше приблизительно 85%, больше приблизительно 90%, включая, но без ограничения, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 и 100%, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах.
[031] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза имеет повышенную сжимаемость, измеренную по толщине и плотности подушечки с использованием теста на сжимаемость (определение дано ниже, в Примере 2) при заданном нагрузочном давлении 161 фунт на кв. дюйм или 225 фунтов на кв. дюйм. Толщина в сжатом состоянии при давлении 161 фунт на кв. дюйм может быть меньше чем приблизительно 280 мил (мил = 0,001 дюйма), меньше чем приблизительно 270 мил, меньше чем приблизительно 260 мил, меньше чем приблизительно 250 мил, меньше чем приблизительно 245 мил, меньше чем приблизительно 240 мил, меньше чем приблизительно 235 мил, меньше чем приблизительно 230 мил, меньше чем приблизительно 225 мил, меньше чем приблизительно 220 мил, меньше чем приблизительно 215 мил, меньше чем приблизительно 210 мил, включая, но без ограничения, 230, 229, 228, 227, 226, 225, 224, 223, 222, 221, 220, 219, 218, 217, 216, 215, 214, 213, 212, 211, 210 и меньше чем 209 мил, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах. Толщина в сжатом состоянии при давлении 225 фунтов на кв. дюйм может быть меньше чем приблизительно 205 мил, меньше чем приблизительно 200 мил, меньше чем приблизительно 190 мил, меньше чем приблизительно 180 мил, меньше чем приблизительно 175 мил, меньше чем приблизительно 170 мил, меньше чем приблизительно 165 мил, меньше чем приблизительно 160 мил, меньше чем приблизительно 155 мил, меньше чем приблизительно 150 мил, включая, но без ограничения, 180, 179, 178, 177, 176, 175, 174, 173, 172, 171, 170, 169, 168, 167, 166, 165, 164, 163, 162, 161, 160 и меньше чем приблизительно 159 мил, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах. Плотность в сжатом состоянии при давлении 161 фунт на кв. дюйм может быть больше приблизительно 0.13 г/см3, больше приблизительно 0,14 г/см3, больше приблизительно 0,15 г/см3, больше приблизительно 0,16 г/см3, больше приблизительно 0,17 г/см3, больше приблизительно 0,18 г/см3, больше приблизительно 0,19 г/см3, больше приблизительно 0,20 г/см3, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах. Плотность в сжатом состоянии при давлении 225 фунтов на кв. дюйм может быть больше чем 0,18 г/см3, больше приблизительно 0,19 г/см3, больше приблизительно 0,20 г/см3, больше чем 0,21 г/см3, больше приблизительно 0,22 г/см3, больше приблизительно 0,23 г/см3, больше чем 0,24 г/см3, больше приблизительно 0,25 г/см3, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах.
3
3
[032] В одном варианте осуществления жесткость по Герли (Gurley) распушенной целлюлозы, измеренная способом определения жесткости по Герли (определение дано ниже, в Примере 2) подушечки (подушечка может иметь любую плотность, включая, но без ограничения, подушечку, имеющую плотность 0,31 г/см (в несжатом состоянии) или подушечку, имеющую плотность 0,62 г/см (в несжатом состоянии)) может быть меньше чем приблизительно 750 мг, меньше чем приблизительно 800 мг, меньше чем приблизительно 850 мг, меньше чем приблизительно 900 мг, меньше чем приблизительно 1000 мг, меньше чем приблизительно 1200 мг, меньше чем приблизительно 1300 мг, меньше чем приблизительно 1350 мг, меньше чем приблизительно 1400 мг, меньше чем приблизительно 1500 мг, меньше чем приблизительно 1600 мг, меньше чем приблизительно 1700 мг, меньше чем приблизительно 1800 мг, меньше чем приблизительно 2000 мг, меньше чем приблизительно 2200 мг, меньше чем приблизительно 2400 мг, меньше чем приблизительно 2500 мг, меньше чем приблизительно 3000 мг, меньше чем приблизительно 4000 мг, меньше чем приблизительно 5000 мг, меньше чем приблизительно 5500 мг, меньше чем приблизительно 6000 мг, меньше чем приблизительно 6800 мг, включая любые и все диапазоны и поддиапазоны в этих пределах. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза кроме того включает одну или больше добавок, таких как отбеливатель, краситель, пигмент, оптический осветлитель, смачивающий агент, связующее, белящий агент, другую добавку или их сочетание. Если она присутствует, то количество добавки конкретно не ограничено. В одном варианте осуществления добавка может присутствовать в количестве приблизительно от 0,005 до 50 по массе. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая приблизительно 0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 и 50 мас. %, или любое их сочетание, от массы смеси распушенной целлюлозы.
[033] Распушенная целлюлоза может включать или не включать разрыхляющее ПАВ. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза включает одно или несколько разрыхляющих ПАВ. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза не включает разрыхляющее ПАВ. Если оно присутствует, разрыхляющее ПАВ может присутствовать в количестве ≥ 0,1 фунта твердых частиц разрыхляющего ПАВ на 1 тонну распушенной целлюлозы. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая ≥ 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4, 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,7, 0,75, 0,8, 0,85, 0,9, 0,95, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4, 4,0, 5, 5,0, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20 фунтов
твердых частиц разрыхляющего ПАВ на 1 тонну распушенной целлюлозы, или больше, или любое их сочетание или любой диапазон в этих пределах. В одном варианте осуществления, если используется больше одного разрыхляющего ПАВ, этот диапазон составляет совокупное количество всех разрыхляющих ПАВ, присутствующих в распушенной целлюлозе.
16
18
[034] Разрыхляющие ПАВ известны в области распушенной целлюлозы и волокон распушенной целлюлозы. Для использования в настоящем изобретении подходит любое разрыхляющее ПАВ, и его выбор осуществляет специалист в области распушенной целлюлозы и волокон распушенной целлюлозы. Некоторые примеры, которые не предназначены для ограничения, включают линейный или разветвленный моноалкиламин, линейный или разветвленный диалкиламин, линейный или разветвленный третичный алкиламин, линейный или разветвленный четвертичный алкиламин, этоксилированный спирт, линейный или разветвленный, насыщенное или ненасыщенное углеводородное ПАВ, амид жирной кислоты, четвертичную аммониевую соль амида жирной кислоты, четвертичную аммониевую соль диалкилдиметила, четвертичную аммониевую соль диалкилимидазолина, четвертичную аммониевую соль диалкилэфира, триэтаноламин-диталловую жирную кислоту, эфир жирной кислоты этоксилированного первичного амина, этоксилированную четвертичную аммониевую соль, диал килам ид жирной кислоты, диалкиламид жирной кислоты, катионное ПАВ, неионное ПАВ, этоксилат ненасыщенного алкилового спирта C-C, имеющееся в продаже соединение с регистрационным номером С AS 68155-01-1, имеющееся в продаже соединение с регистрационным номером CAS 26316-40-5, имеющийся в продаже F60™, имеющийся в продаже Cartaflex TS LIQ™, имеющийся в продаже F639™, имеющийся в продаже Hercules PS9456 ™, имеющийся в продаже Cellulose Solutions 840™, имеющийся в продаже Cellulose Solutions 1009™, имеющийся в продаже EKA 509Н, имеющийся в продаже EKA 639, по отдельности или в любом сочетании. Другие примеры разрыхляющих ПАВ раскрыты в патенте США №4,425,186, содержание которого включено в настоящий документ путем ссылки.
[035] В одном варианте осуществления конечная распушенная целлюлоза может быть распущена на волокна или измельчена в соответствии со способами, известными в данной области. Например, роспуск на волокна или измельчение могут быть осуществлены в молотковой мельнице.
[036] В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза и/или распущенная на волокна или измельченная распушенная целлюлоза, или сердцевина, или их сочетание могут быть подходящим способом включены в один или больше из впитывающего продукта, бумажного продукта, предмета личной гигиены, медицинского продукта, изоляционного продукта, строительного продукта, конструкционного материала, цемента, пищевого продукта, ветеринарного продукта, упаковочного продукта, подгузника, тампона, гигиенической салфетки, марли, бинта, огнестойкого материала или их сочетания. Эти продукты и способы их производства и использования хорошо известны средним специалистам в данной области техники.
[037] Еще один вариант осуществления относится к распушенной целлюлозе, изготовленной способом, описанным в настоящем документе.
[038] Еще один вариант осуществления относится к впитывающему продукту, бумажному продукту, предмету личной гигиены, медицинскому продукту, изоляционному продукту, строительному продукту, конструкционному материалу, цементу, пищевому продукту, ветеринарному продукту, упаковочному продукту, подгузнику, тампону, гигиенической салфетку, марле, бинту, огнестойкому материалу или их сочетанию, включающему распушенную целлюлозу и/или распущенную на волокна или измельченную распушенную целлюлозу, или сердцевину, или их сочетание.
[039] Еще один вариант осуществления относится к использованию впитывающего продукта, бумажного продукта, предмета личной гигиены, медицинского продукта, изоляционного продукта, строительного продукта, конструкционного материала, цемента, пищевого продукта, ветеринарного продукта, упаковочного продукта, подгузника, тампона, гигиенической салфетки, марли, бинта, огнестойкого материала или их сочетания, включающего распушенную целлюлозу и/или распущенную на волокна или измельченную распушенную целлюлозу, или сердцевину, или их сочетание.
[040] Одно или больше чем одно, или любое их сочетание, волокно может быть использовано в распушенной целлюлозе. Волокна могут быть обработанными или необработанными, и они могут, по выбору, содержать одну или больше чем одну добавку, или их сочетание, которые известны в данной области техники. С учетом раскрытия в настоящем документе, уровень обработки, если она желательна, и объем добавок могут быть легко определены средним специалистом в области распушенной целлюлозы и волокон распушенной целлюлозы.
[041] Подобно этому, формование полотна распушенной целлюлозы или волокон распушенной целлюлозы или из смеси распушенной целлюлозы или композиции на столе из напорного ящика в бумагоделательной машине известно специалисту в области распущенной целлюлозы и волокон распушенной целлюлозы.
[042] Тип распушенной целлюлозы или волокон распушенной целлюлозы, подходящий для использования в настоящем изобретении, не предназначен для того, чтобы быть ограничивающим. Распушенная целлюлоза обычно включает волокна целлюлозы. Тип волокон целлюлозы в распушенной целлюлозе не имеет критически важного значения. Например, распушенная целлюлоза может быть изготовлена из волокон, полученных из лиственных деревьев, хвойных деревьев или сочетания лиственных и хвойных деревьев. Распушенная целлюлоза также может включать синтетические волокна в дополнение к одному или нескольким типам волокон целлюлозы. Волокна распушенной целлюлозы могут быть получены в результате одной или нескольких известных операций варки, рафинирования и/или беления, таких как, например, известные способы производства механической, термомеханической, химической и/или полухимической целлюлозы и/или другими хорошо известными способами варки. Термин "лиственные целлюлозы", который может быть использован в настоящем документе, включает волокнистую древесную массу, полученную из древесины лиственных деревьев (покрытосемянных), таких как береза, дуб, бук, клен и эвкалипт. Термин "хвойные целлюлозы ", который может быть использован в настоящем документе, включает волокнистые массы, полученные из древесины хвойных деревьев (голосемянных), таких как разновидности пихты, ели и сосны, например, сосна ладанная, сосна карибская, ель колючая, пихта бальзамическая и пихта дугла-совая. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть волокон древесной массы может быть получена из недревесных травянистых растений, включая, но без ограничения, кенаф, коноплю, джут, лен, сизаль или абаку, хотя правовые ограничения и другие соображения могут сделать использование конопли и других источников волокон непрактичным или невозможным. Могут быть использованы беленые или небеленые волокна распушенной целлюлозы. Также для использования подходят вторичные волокна распушенной целлюлозы. Распушенная целлюлоза может содержать от 30 до 100 мас.% волокон распушенной целлюлозы от совокупной массы распушенной целлюлозы. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза может содержать от 30 до 99 мас.% волокон распушенной целлюлозы от совокупной массы распушенной целлюлозы. В еще одном варианте осуществления распушенная целлюлоза содержит от 40 до 95 мас.% волокон распушенной целлюлозы от совокупной массы распушенной целлюлозы. Эти диапазоны-включают любые и все значения и поддиапазоны в этих пределах, например, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 и 100 мас.% или любой поддиапазон в них, от совокупной массы распушенной целлюлозы.
[043] Распушенная целлюлоза может, по выбору, содержать от 65 до 97 мас.% волокон распушенной целлюлозы хвойных видов деревьев от совокупной массы распушенной целлюлозы. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза может содержать от 70 до 94 мас.% волокон распушенной целлюлозы хвойных видов деревьев. Эти диапазоны включают 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96 и 97 мас.% или любой поддиапазон в них, от совокупной массы распушенной целлюлозы.
[044] Все или часть волокон хвойной древесины могут, по выбору, быть получены из хвойной древесины, имеющей канадскую стандартную степень помола (CSF) от 500 до 800. В одном варианте осуществления распушенная целлюлоза содержит волокна распушенной целлюлозы из хвойной древесины, имеющей значение CSF от 500 до 800. Эти диапазоны включают любые и все значения и поддиапазоны в этих пределах, например, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710, 720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790 и 800 CSF или любой поддиапазон в них. Канадскую стандартную степень помола измеряют согласно стандарту TAPPI Т-227.
[045] Распушенная целлюлоза может, по выбору, содержать от 3 до 35 мас.% волокон распушенной целлюлозы из лиственной древесины. Эти диапазоны включают 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 и 35 мас.%, или любой поддиапазон в них, от массы распушенной целлюлозы.
[046] Все или часть волокон лиственной древесины могут, по выбору, быть получены из лиственной древесины, имеющей канадскую стандартную степень помола от 500 до 650. Этот диапазон включает 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640 и 650 CSF, или любой поддиапазон в них.
[047] В одном варианте осуществления, в котором в распушенной целлюлозе присутствуют только волокна лиственной и хвойной древесины, массовое отношение лиственных /хвойных волокон распушенной целлюлозы может составлять от 3/97 до 35/65. Эти диапазоны включают все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 и 35 (для лиственных волокон) к 100 минус вышеуказанные значения (для хвойных волокон).
[048] Волокна хвойной древесины, волокна лиственной древесины, или и те, и другие могут быть, по выбору, модифицированы физическими и/или химическими способами, чтобы получить распушенную целлюлозу. Примеры физических способов включают, но без ограничения, электромагнитные и механические способы. Примеры электрической модификации включают, но без ограничения, способы с контактом волокон с источником электромагнитной энергии, такой как свет и/или электрический ток. Примеры механической модификации включают, но без ограничения, способы с контактом неодушевленного предмета с волокнами. Примеры таких неодушевленных предметов включают предметы с острыми и/или тупыми кромками. Такие способы также включают, например, резку, перемешивание, измельчение, прокалывание и т.д. и их сочетания.
[049] Если они присутствуют, синтетические волокна не являются ограничивающими. Не ограничивающие примеры таких волокон включают полиэтилен, полипропилен, поливиниловый спирт, волокна сердцевины/оболочки, двухкомпонентные волокна, двухком-понентные или волокна сердцевины/оболочки из полиэтилена и полипропилена. Возможны сочетания разных синтетических волокон.
[050] Простой сахар или немного разветвленный сахар могут, по выбору, присутствовать в распушенной целлюлозе, пухе или сердцевине. Не ограничивающие примеры включают сахарозу, фруктозу, декстрозу, гексозу, L-арабинозу, олигосахарид, моносахарид, дисахарид, глюкозу, галактозу, мальтозу, лактозу, сахарную массу, багассу, массу сахарного тростника, массу сахарной свеклы или их сочетание. Если он присутствует, сахар может присутствовать в количестве от 1 до 40% по массе, включая все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40% по массе или любое их сочетание или поддиапазон. Сахар, по желанию, может быть добавлен в любое время при изготовлении распушенной целлюлозы, пуха и/или сердцевины. В одном варианте осуществления сахар может быть введен в контакт с распушенной целлюлозой до, во время или после воздушной укладки или в сочетании этих временных отрезков.
[051] Не ограничивающие примеры химической модификации включают известные способы химической обработки волокон, такие как беление, сшивание и/или осаждение комплексов на волокнах. Другие примеры подходящих модификаций волокон включают приведенные в патентах США №6,592,717, 6,592,712, 6,582,557, 6,579,415, 6,579,414, 6,506,282, 6,471,824, 6,361,651, 6,146,494, Н1,704, 5,731,080, 5,698,688, 5,698,074, 5,667,637, 5,662,773, 5,531,728, 5,443,899, 5,360,420, 5,266,250, 5,209,953, 5,160,789, 5,049,235, 4,986,882, 4,496,427, 4,431,481, 4,174,417, 4,166,894, 4,075,136 и 4,022,965, все содержимое которых включено в настоящий документ независимо друг от друга путем ссылки.
[052] Как сказано в настоящем документе, по желанию можно использовать добавки, такие как средство для корректировки рН, отбеливатель, краситель, пигмент, оптический осветлитель, смачивающий агент, связующее, белящий агент, трехвалентный катионный металл, квасцы, другая добавка или их сочетание. Такие соединения известны в данной области техники и имеются в продаже. С учетом изложенного в настоящей заявке, средний специалист в области распушенной целлюлозы и изготовления бумаги будет способен выбрать и использовать их в подходящих случаях. Если она присутствует, количество добавки конкретно не ограничено. В одном варианте осуществления добавка может присутствовать в количестве приблизительно от 0,005 до приблизительно 20 мас.% от массы распушенной целлюлозы. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая приблизительно 0,005, 0,006, 0,007, 0,008, 0,009, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 и 20 мас.%, или любое их сочетание или поддиапазон от массы конечной распушенной целлюлозы.
[053] По выбору, может присутствовать один или больше оптических осветлителей. Обычно оптическими осветлителями являются флуоресцентные красители или пигменты, которые поглощают ультрафиолетовое излучение и затем испускают его на больших длинах волн в видимом спектре (синем), этим придавая белый яркий вид распушенной целлюлозе, но можно использовать любой оптический осветлитель. Примеры оптических осветлителей включают, но без ограничения, азолы, бифенилы, кумарины, фураны, стиль-бены, ионные осветлители, включая анионные, катионные, и анионные (нейтральные) соединения, такие как Eccobrite и Eccowhite, предлагаемые компанией Eastern Color & Chemical Со. (Провиденс, штат Род-Айленд); нафталимиды; пиразены; замещенные (например, сульфонированные) стильбены, такие как линейка оптических осветлителей Leucophor™ компании Clariant Corporation (Мюттенц, Швейцария) и Tinopal™ компании Ciba Specialty Chemicals (Базель, Швейцария); соли таких соединений, включая, но без ограничения, соли щелочных металлов, соли щелочноземельных металлов, соли переходных металлов, органические соли и аммониевые соли таких осветлителей; и сочетания из одного или нескольких вышеуказанных соединений.
[054] Примеры необязательных наполнителей включают, но без ограничения, глину, карбонат кальция, сульфат-гемигидрат кальция и сульфат-дегидрат кальция, мел, молотый карбонат кальция, осажденный карбонат кальция и т.д.
[055] Примеры необязательных связующих включают, но без ограничения, поливиниловый спирт, Amres (кименового типа), Bayer Parez, полихлоридную эмульсию, модифицированный крахмал, такой как гидроксиэтиловый крахмал, крахмал, полиакриламид, модифицированный полиакрил амид, полиол, продукт присоединения карбонила к полиолу, конденсат этандиала/полиола, полиамид, эпихлорогидрин, глиоксаль, глиоксаль мочевина, этандиал, алифатический полиизоцианат, изоцианат, 1,6-гексаметилен диизоцианат, ди-изоцианат, полиизоцианат, полиэфир, полиэфирную смолу, полиакрилат, полиакрилатную смолу, акрилат и метакрилат. Другие необязательные вещества включают, но без ограничения, кремнеземы, такие как коллоиды и/или золи. Примеры кремнеземов включают, но без ограничения, силикат натрия и/или боросиликаты.
[056] Композиция может, по выбору и дополнительно, включать один или несколько пигментов. Не ограничивающие примеры пигментов включают карбонат кальция, каолиновую глину, обожженную глину, алюминия тригидрат, диоксид титана, тальк, пластиковый пигмент, молотый карбонат кальция, осажденный карбонат кальция, аморфный кремнезем, модифицированный карбонат кальция, модифицированную обожженную глину, силикат алюминия, цеолит, оксид алюминия, коллоидный кремнезем, коллоидную суспензию оксида алюминия, модифицированный карбонат кальция, модифицированный молотый карбонат кальция, модифицированный осажденный карбонат кальция или их смесь.
[057] Волокна распушенной целлюлозы могут быть сформованы в однослойное или многослойное полотно на бумагоделательной машине, такой как машина Фурдринье или любая другая подходящая бумагоделательная машина, известная в данной области техники. Основные способы, применяемые для изготовления распушенной целлюлозы на бумагоделательных машинах разных конфигураций, хорошо известны средним специалистам в данной области техники и, соответственно, здесь подробно описаны не будут. В одном варианте осуществления одна или несколько композиций распушенной целлюлозы, суспензия лиственной древесины и суспензия хвойной древесины могут иметь форму водной суспензии относительно низкой концентрации волокон целлюлозы, по выбору вместе с одной или несколькими добавками. В одном варианте осуществления композицию распушенной целлюлозы подают из напорного ящика на стол, например, на пористый бесконечный движущийся лист или сетку, где жидкость, например, вода, постепенно стекает через небольшие отверстия в сетке, по выбору, с помощью одного или нескольких отсасывающих ящиков, до формирования на сетке полотна волокон целлюлозы и, по выбору, других материалов. В одном варианте осуществления все еще мокрое полотно переносят с сетки на мокрый пресс, где происходит большее уплотнение волокон, и влага дренируется в большей степени. В одном варианте осуществления полотно затем пропускают в секцию сушки, чтобы удалить часть, большинство или по существу всю оставшуюся влагу и далее уплотнить волокна в полотне. После сушки высушенное полотно или распушенная целлюлоза может быть далее обработана с помощью формующего опрыскивания, опрыскивающей штанги и т.д.
[058] По желанию, распушенная целлюлоза может быть скатана в рулон, чтобы получить рулон распушенной целлюлозы, или она может быть разрезана на листы и уложена в кипу, чтобы получить кипу распушенной целлюлозы. Альтернативно, полотно (мокрое) может быть направлено в мгновенную сушильную камеру или подобное устройство и там высушено, а затем уложено в мешки, чтобы получить мешки с распушенной целлюлозой.
[059] Распушенная целлюлоза, после того как она получена, может быть распущена на волокна или измельчена для получения пуха. Пух включает распушенную целлюлозу в форме волокон.
[060] В одном варианте осуществления пух имеет значение повторной смачиваемости в нескольких дозах, равное 3-8 граммам для второй и третьей дозы. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 3, 3.5, 4, 4,5, 5, 5,25, 5,5, 5,75, 6, 6,25, 6,5, 6,75, 7, 7,5 и 8 граммов.
[061] В одном варианте осуществления пух имеет время адсорбции SCAN-C 33:80<4,0 с. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3, 3,0, 3,1, 3,2, 3.3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, <4,0 с или любой диапазон в этих пределах.
[062] В одном варианте осуществления пух имеет абсорбционную способность от 4 до 10 г/г. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5 и 10 г/г, или любой диапазон в этих пределах. Абсорбционная способность, иногда называемая абсорбцией измельченного материала, может быть измерена подходящим образом с использованием описанного ниже теста абсорбции по скандинавскому стандарту.
[063] В одном варианте осуществления пух при ситовом анализе имеет % пригодности ≥50%. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100% или любой диапазон в этих пределах.
[064] В одном варианте осуществления пух при ситовом анализе имеет % мелочи ≤40%. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40% или любое их сочетание или любой диапазон в этих пределах.
[065] В одном варианте осуществления пух при ситовом анализе имеет % кусков ≤30%. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30%, или любое их сочетание или любой диапазон в этих пределах.
[066] Один вариант осуществления относится к сердцевине, включающей пух и один или несколько сверхабсорбирующих полимеров (САП).
[067] Один вариант осуществления относится к способу изготовления сердцевины, включающему контакт пуха с одним или несколькими сверхабсорбирующими полимерами.
[068] В ходе изготовления сердцевины пух может быть объединен с одним или несколькими сверхабсорбирующими полимерами (САП). Такие САП известны в области впитывающих продуктов и конкретно не ограничены. Не ограничивающие примеры САП включают сополимер крахмала и акрилонитрила, сополимер гидролизованного крахмала и акрилонитрила, (со)полимер акриловой кислоты, (со)полимер акриламида, поливиниловый спирт, сополимеры полиакрилата/полиакриламида, (со)полимеры полиакриловой кислоты, полиакрилат натрия, сополимер этилена и малеинового ангидрида, сшитую карбоксиме-тилцеллюлозу, сополимер поливинилового спирта, оксид полиэтилена, оксид сшитого полиэтилена и сополимер полиакрилонитрила с привитым крахмалом, их соли и их сочетания.
[069] Количество САП в сердцевине конкретно не ограничено и может в подходящих случаях составлять от 1 до 95 мас.% по массе сердцевины. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 и 95% по массе сердцевины. В одном варианте осуществления "большое" количество добавляемого САП составляет ≥50% по массе сердцевины.
[070] САП может быть введен в подходящий контакт с пухом во время воздушной укладки, в ходе изготовления сердцевины.
[071] В одном варианте осуществления сердцевина имеет толщину от 2 до 500 мм. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400 и 500 и любой диапазон в этих пределах. В одном варианте осуществления сердцевина имеет толщину 2-50 мм. В одном варианте осуществления "небольшая" толщина сердцевины составляет 2-25 мм.
[072] В одном варианте осуществления к объему сердцевины относится пористость. В одном варианте осуществления повышенная пористость связана с повышенным объемом, и пониженная пористость связана с уменьшенным объемом. Единицей измерения пористости являются секунды, то есть продолжительность времени, требующаяся данному объему воздуха для прохождения через образец. Образец с повышенной пористостью позволит данному объему воздуха пройти через него быстрее чем образец с пониженной пористостью. В одном варианте осуществления повышенная доля лиственной целлюлозы приводит к повышенной плотности и к пониженной пористости. Например, для большинства типов бумаги наблюдаются объемные значения 1-5 см3/г, и значение 6 см3/г будет считаться высоким.
[073] В одном варианте осуществления сердцевина может иметь объемное значение 2-6 см3/г. Этот диапазон включает все значения и поддиапазоны в этих пределах, включая 2, 3, 4, 5, 6 см3/г или любой поддиапазон.
[074] В одном варианте осуществления сердцевина может быть получена способом воздушной укладки. Этот способ включает один или несколько этапов: роспуск на волокна, формование полотна, связывание полотна или сочетание из двух и больше таких этапов.
[075] Для роспуска на волокна распушенная целлюлоза или высушенное полотно может быть подано в одну или несколько молотковых мельниц, пильных мельниц и/или штифтовых мельниц, или в любое их сочетание. Они могут иметь последовательность пил, или штифтов, или небольших молотков, которые, например, вращаются с высокой частотой вращения, разделяя целлюлозу на отдельные волокна. Затем волокна транспортируют в систему формования полотна. На этой стадии также могут быть добавлены синтетические волокна, натуральные волокна или и те, и другие. Они могут поступать в форме компактных кип для подачи в системы открывания кип, которые раскрывают кипы и разделяют их на отдельные волокна.
[076] При формировании полотна для получения полотна пуха воздушной укладки могут быть использованы любые известные способы формования. В одном варианте осуществления распущенные волокна распушенной целлюлозы просеивают через грубое сито и с помощью вакуума осаждают на расположенную ниже формующую сетку. В еще одном варианте осуществления могут быть использованы барабанные формирователи, в которых волокна проходят через последовательность отверстий или прорезей в большом цилиндре, который охватывает всю ширину формующей сетки. В одном варианте осуществления полотно пуха удерживают на месте вакуумной системой, расположенной под формующей сеткой, и на этой стадии в полотно могут быть введены добавки, такие как сверхабсорбирующие полимеры или порошки для устранения запаха.
[077] Для повышения гибкости в формовании полотна и увеличения производительности линии можно использовать больше одного формирователя полотна. Этот способ часто позволяет контролировать состав и структуру полотна, чтобы обеспечить разные требуемые функции. Перед связыванием полотно может быть уплотнено большими валами, чтобы обеспечить целостность и сцепление. На нем также может быть вытиснен рисунок или логотип по требованию заказчика.
[078] Для связывания и уплотнения полотна можно использовать любой желательный способ. Например, можно использовать латексное, тепловое и/или водородное связывание. В одном варианте осуществления используется мультисвязывание, при котором используют несколько способов связывания в сочетании. В одном варианте осуществления можно использовать латексное и тепловое связывание. Также возможны другие сочетания.
[079] Для связывания полотна может быть использовано латексное связывание, при котором латексное связующее контактирует с полотном. В одном варианте осуществления верхнюю сторону уплотненного полотна опрыскивают латексом и полотно сушат в печи. Затем полотно переворачивают, чтобы можно было опрыскать другую сторону. Затем полотно проходит через вторую печь, в которой связующее сушат и отверждают, после чего полотно охлаждают, делают в нем разрезы по длине и скатывают в рулоны. В еще одном варианте осуществления вместо спрея используют латексную пену.
[080] При тепловом связывании присутствуют синтетические связывающие волокна. В одном варианте осуществления синтетические связывающие волокна включают двухкомпонентные волокна из полиэтилена и полипропилена. В одном варианте осуществления полотно после уплотнения транспортируют в печь, где оболочки волокон размягчают и расплавляют так, что они сплавляются между собой и связывают компоненты полотна. Затем, по желанию, полотно может быть пропущено через каландр для получения требуемой толщины, охлаждено и подано в систему выполнения разрезов и сматывания.
[081] При водородном связывании волокна целлюлозы связывают при удалении естественной влаги, содержащейся в волокнах, в условиях, когда волокна находятся в тесном контакте. Это может быть подходящим образом осуществлено в условиях высокой температуры и давлении. Синтетические связующие могут быть добавлены в полотно воздушной укладки или могут быть удалены из полотна воздушной укладки.
[082] В одном варианте осуществления мультисвязывания используют сочетание латексного и теплового связывания; полотно связывают тепловым способом, и латекс, по желанию, распыляют на обе стороны полотна, чтобы уменьшить количество линта, который часто высвобождается при операциях скоростного преобразования.
[083] Пух или сердцевина могут быть подходящим образом использованы во впитывающем продукте, бумажном продукте, предмете личной гигиены, медицинском продукте, изоляционном продукте, строительном продукте, конструкционном материале, цементе, пищевом продукте, ветеринарном продукте, упаковочном продукте, подгузнике, тампоне, гигиенической салфетке, марле, бинте, огнестойком материале или в их сочетании, включающем распушенную целлюлозу и/или распущенную на волокна или измельченную распушенную целлюлозу, или сердцевину, или их сочетание. Эти продукты обычно включают пух или сердцевину (как все или часть абсорбирующей части) и одну или несколько опорных конструкций или материалов.
[084] Например, опорная конструкция или материал могут включать один или несколько нетканых слоев, нетканых верхних листов, слоев капиллярного распространения, пленок, листов на оборотной стороне, барьеров для влаги, непористых слоев, слоев сбора и распределения и т.д., или их сочетание. Опорная конструкция или материал могут обеспечивать или не обеспечивать функцию поддержки для сердцевины; например, они могут просто включать сердцевину или создавать барьер между пользователем и сердцевиной или между сердцевиной и окружающей средой. Женская гигиеническая прокладка может включать сердцевину и нетканый и/или капиллярный слой между сердцевиной и кожей пользователя; и лист на оборотной стороне или барьер для влаги на оборотной стороне прокладки для снижения или предотвращения потери жидкости или окрашивания; и, по выбору, одно или несколько крылышек, липких полосок, дезодорант и т.д. Тампон может включать сердцевину, нетканый или капиллярный материал между сердцевиной и пользователем, нить для удаления и, по выбору, устройство для введения, включающее оболочку, захват, поршень и т.д. Подгузник может включать сердцевину и нетканый слой, капиллярный слой и т.д. и непористый наружный слой, такой как наружный слой из полипропилена или полиэтилена. Медицинский продукт может включать сердцевину и нетканый или капиллярный слой между сердцевиной и пользователем и, по выбору, непористый слой на оборотной стороне. Бинт может кроме того включать липкий слой для крепления бинта, содержащего сердцевину, к коже. Маслозадерживающий слой может включать сетку или пористый слой, окружающий всю сердцевину или ее часть. Такие опорные конструкции известны в данной области техники. С учетом изложенного в настоящем документе в сочетании со знанием среднего специалиста в соответствующей области, можно легко получить впитывающий продукт, включающий по меньшей мере сердцевину и опорную конструкцию.
[085] Порядок определения энергии измельчения. Для измельчения распушенной целлюлозы используют молотковую мельницу Kamas, которая является моделью коммерческого оборудования, изготавливаемого и поставляемого компанией Kamas Industri АВ для использования в производстве продукции распушенной целлюлозы. Как и коммерческое оборудование, эта мельница имеет переменную частоту вращения ротора, переменную скорость подачи целлюлозы и сменные сита. Полосы целлюлозы вручную подают в мельницу и разделяют их на волокна с помощью свободно ходящих молотков до достаточной степени измельчения получаемого пуха, чтобы он проходил через отверстия сита. В помещении для испытаний пуха используют регулируемые условия, а именно 72°F и 55% (+/-5%) относительной влажности; и используют лабораторный дефибратор Kamas типа Н 01. Образцы готовили путем кондиционирования листов целлюлозы в помещении для испытаний в течение по меньшей мере 4 часов. Для листов, сформованных в лаборатории, обрезать приблизительно ½ дюйма с краев. Разрезать листы целлюлозы (в продольном направлении) на полосы, 5-10 полос для 1 образца, ширина 2 дюйма. Записать массу. Расход потока воздуха должен составлять 32,5-35 л/с. Установить частоту вращения ротора на 3300 об/мин, подачу на ~15 см/с, время на 7 с и использовать сито 10 мм, если не указано иное. Подать следующую полосу образца и повторить. Собрать измельченную целлюлозу в приемную воронку сита. Высыпать пух в пластиковый мешок, перемешать вручную, затем герметично закрыть мешок и энергично встряхнуть, чтобы получить однородную смесь пуха.
[086] Качество измельченного материала: распределение волокон в сухой измельченной целлюлозе можно определить путем фракционирования на четырех ситах. Поток воздуха, движущийся с высокой скоростью, диспергирует измельченную целлюлозу в закрытом стандартном испытательном сите, при этом отдельные волокна удаляются через проволочную сетку с помощью прилагаемого вакуума. Количество пуха, оставшегося на сите, определяют по массе. Волокно подвергают фракционированию на последовательности сит с последовательно увеличивающимися размерами отверстий. Фракции вычисляют в процентах от исходной массы пуха. Устройство включает генератор турбулентности воздуха для пуха и сепаратор, стандартные испытательные сита США: диаметр 8 дюймов × высоту 2 дюйма - USA Std #200 (размер отверстия 75 мкм); USA Std #50 (размер отверстия 300 мкм); USA Std #14 (размер отверстия 1400 мкм); USA Std #8 (размер отверстия 2360 мкм). Это испытание должно проводиться в помещении с регулируемыми условиями: относительная влажность 48% - 52%, температура 70°F - 72°F.
[087] Порядок испытания: (1) Кондиционировать измельченную целлюлозу по меньшей мере 4 часа в помещении для испытаний. Перемешать пух в пластиковом мешке рукой и путем энергичного встряхивания герметично закрытого мешка, который содержит воздушное пространство, достигнуть однородного распределения фракций волокон и получить представительный образец для испытаний. (2) Взять целлюлозу из нескольких мест мешка и отвесить 5 г (+/- 0,01 г). Записать массу и поместить целлюлозу на тарированное сито #200. Поместить сито на фракционатор пуха и закрыть крышку. Герметизировать место контакта сита с большой резиновой прокладкой, чтобы воздух/вакуум мог распределиться более равномерно. (3) Установить таймер на 5 мин и запустить фракционатор. Отрегулировать давление сжатого воздуха на 30 фунтов на кв. дюйм и вакуум на 4 дюйма. Мелочь будет проходить через сито в вакуум. После окончания удалить сито, снять крышку и взвесить сито с целлюлозой на тарированных весах. Записать массу целлюлозы, оставшейся на сите #200. Масса мелочи будет являться разницей в массе целлюлозы до и после фракционирования. (4) Тарировать сито #50 и перенести целлюлозу с этапа 3 на сито #50, закрыть крышку, поместить на фракционатор и герметизировать. Установить таймер на 5 мин. Запустить фракционатор и продолжать как в этапе 3 (при необходимости отрегулировать воздух и вакуум). Записать массу целлюлозы, оставшейся на сите #50. (5) Тарировать сито #14 и перенести целлюлозу с сита #50 на сито #14, закрыть крышку, поместить на фракционатор и герметизировать как на этапе 2. Установить таймер на 5 мин. Повторить пуск, установив ручку на ОТКЛ., затем опять на АВТО. Запустить фракционатор и продолжить как на этапе 3 (при необходимости отрегулировать воздух и вакуум). Записать массу целлюлозы, оставшейся на сите #14. (6) Перенести целлюлозу с сита #14 на сито #8. Повторить процедуру, описанную выше (5 мин, 30 фунтов на кв. дюйм, вакуум 4 дюйма) и записать массу целлюлозы, оставшейся на сите #8. Вычисления: для вычислений: (1) исходная масса пуха, (2) масса, оставшаяся на сите #200, (3) масса, оставшаяся на сите #50, (4) масса, оставшаяся на сите #14, и (5) масса, оставшаяся на сите #8. Процент прохождения через сито #200={(1)-(2)}/(1)×100=% мелочи. Процент, задержанный на сите #200={(2)-(3)}/(1)×100=% пригодной целлюлозы. Процент, задержанный на сите #50-{(3)-(4)}/(1)×100=% пригодной целлюлозы. Процент, задержанный на сите #14={(4)-(5)}/(1)×100=% комков (скоплений волокон). Процент, задержанный на сите #8=(5)/(1)×100=% кусков. Процент, прошедший через сито #200, указывается как мелочь. Процент, задержанный на сите #200, но прошедший через сито #50, указывается как пригодная целлюлоза. Процент, задержанный на сите #50, но прошедший через сито #14, указывается как пригодная целлюлоза. (Совокупность пригодной целлюлозы является сумма двух пригодных фракций). Процент, задержанный на сите #14, но прошедший через сито #8, указывается как комки (скопления волокон). Процент, задержанный на сите #8, указывается как куски. Рекомендуется выполнить не меньше трех испытаний для каждого образца.
[088] Испытание на абсорбцию по стандарту Scan может определить абсорбционные свойства (абсорбция измельченным материалом, иногда называемая абсорбционной способностью) подушечек распушенной целлюлозы. Этот способ основан на скандинавском стандарте SCAN-C 33:80, содержание которого в полном объеме включено в настоящий документ путем ссылки. Объем пуха, скорость абсорбции и абсорбционную способность измеряют путем помещения подушечки для испытаний на устройство, приложения равномерной нагрузки и позволяя подушечке впитывать жидкость снизу до насыщения. Устройством является тестер абсорбции SCAN, который включает формирователь образца для испытаний, абсорбционное устройство и устройство отсчета времени. Реагенты включают солевой раствор концентрации 0,9% (NaCl). Порядок действий: (1) Приготовить солевой раствор, 0,9% хлорида натрия в деионизированной воде (например, 180 г/20 л) и перелить в оплетенную бутыль для подачи солевого раствора. (2) Промыть электродную пластину и насухо промокнуть ветошью; промыть сито и резервуар, чтобы удалить остатки, высушить и установить в тестер. Открыть кран на оплетенной бутыли и дать солевому раствору течь до тех пор, пока он не станет переливаться через край бадьи; закрыть кран; при необходимости стабилизировать прибор, пропустив через него несколько образцов перед анализом образцов для испытания. (3) Перемешать пух, энергично встряхивая надутый мешок для образцов; отвесить приблизительно 3,20 г распушенной целлюлозы (взять несколько небольших порций из разных мест мешка, чтобы получить представительный образец). (4) Тарировать формующую трубку (плексигласовая цилиндрическая форма с ситом 50 мм в основании) и осторожно поместить на формирователь подушечки (убедиться в том, что она плотно установлена на прокладку). Включить вакуум и подавать целлюлозу в формирователь небольшими количествами, позволяя волокнам максимально возможно разделяться. Избегать подачи комков целлюлозы. (5) После формирования подушечки отключить вакуум и удалить узел формы/сита. Поместить тарированный узел с подушечкой на весы и удалить лишнюю целлюлозу, чтобы получить конечную массу 3,00 г +/- 0,01. Расправить целлюлозу при необходимости, чтобы получить равномерную толщину. Волокна иногда скапливаются на одной стороне трубки, особенно при высоком содержании комков. Сначала удалить целлюлозу из этой области, чтобы получить 3,00 г, затем при необходимости расправить, осторожно поднимая мат/волокна и переносы в более тонкую область. Осторожно уплотнить перемещенные волокна, чтобы получить равномерную толщину. Приготовить 6-8 подушечек для одного образца. (6) Масса образца 3,00 г. (7) Предварительно смочить корзинку для образцов тестера SCAN и удалить лишнюю жидкость ветошью. Опустить электродную пластину и датчик нулевой высоты. Поднять и зафиксировать электродную пластину. (8) Удалить нижнее сито с формующей трубки. Поместить плексигласовую трубку на проволочную корзинку устройства SCAN; осторожно опустить электродную пластину (с нагрузкой на верхнюю часть вала) на подушечку; осторожно поднять форму (удерживать неподвижно); запустить таймер, затем перевернуть держатель и поместить на него трубку. Избегать касаться проводов и вала трубкой. Запустить поток солевого раствора приблизительно через 18-20 с; через 30 с поднять резервуар одним плавным движением и удерживать неподвижно. После соответствующей подсказки опустить резервуар, закрыть кран солевого раствора и дать подушечке стечь. После соответствующей подсказки поднять электродную пластину через трубку формирователя. Если подушечка пристанет к пластине, осторожно постучать по краю трубки, чтобы освободить подушечку, которая должна упасть на корзину. Зафиксировать электродную пластину, удалить формующую трубку и осторожно перенести подушечку на весы. Записать массу мокрой подушечки. Ввести массу мокрой подушечки в компьютер. Записать высоту в сухом состоянии (толщина в мм), удельный объем (см3/г), время абсорбции (с) и массу в мокром состоянии в таблицу. Указать время абсорбции (с), скорость абсорбции (см/с), удельный объем (г/см3) и абсорбционную способность (г/г). Выполнить 6-10 испытаний для одного образца. Записать средние значения и стандартное отклонение.
3
[089] Порядок испытания на получение нескольких доз: Образец измельченной распушенной целлюлозы 5 дюймов × 12 дюймов воздушной укладки сжимают до плотности 0,15 г/см. На верх сжатого образца помещают покрывающий лист. В центр верхней поверхности образца помещают дозирующую трубку диаметром 1 дюйм и массой 1000 г. Дозируют 30 мл 0,9% солевого раствора с расходом 7 мл/с. Отсчет времени начинается после начала дозирования и заканчивается, когда весь солевой раствор будет впитан, записывают время абсорбции. Спустя 300 с после впитывания первой дозы подают вторую дозу солевого раствора, порядок отсчета времени повторяют, записывают время абсорбции. Спустя 300 с после впитывания второй дозы подают третью дозу, порядок отсчета времени повторяют, и записывают время абсорбции.
[090] Порядок испытания по повторное увлажнение несколькими дозами / увлажнение двумя дозами: Образец измельченной распушенной целлюлозы 5 дюймов × 12 дюймов воздушной укладки сжимают до плотности 0,15 г/см3. На верх сжатого образца помещают покрывающий лист. В центр верхней поверхности образца помещают дозирующую трубку диаметром 1 дюйм и массой 1000 г. Дозируют 30 мл 0,9% солевого раствора с расходом 7 мл/с. Спустя 300 с подают вторую дозу солевого раствора. Спустя 300 с после второй дозы дозирующую рубку удаляют, и на верх помещают предварительно взвешенный лист 8 дюймов × 8 дюймов промокательной бумаги Verigood, прилагают нагрузку 3 кПа на 50 см2 на 60 с. Затем нагрузку снимают, и промокательную бумагу взвешивают. Разницу между мокрой и сухой бумагой записывают как значение повторного увлажнение.
[091] Порядок испытания на удержание САП: Получить распушенную целлюлозу, разделив листы на волокна в молотковой мельнице Kamas Н01 при определенных условиях. Сформовать подушечки массой 1,9 г следующим образом: установить сито 14 мм в молотковую мельницу. Установить ротор на ~800 об/мин. Поместить носитель из нетканого материала на формующее сито 50 кв. дюймов, прикрепить сито к воронке и установить в вакуумную камеру. Отвесить ~1,9 г распушенной целлюлозы в чашке весов. Отвесить желательный процент САП для испытания. Равномерно распылить САП по пуху. Запустить ротор и подать всю целлюлозу за один раз в измельчитель по переднему желобу. Остановить ротор и удалить воронку из нижней камеры. Использовать уплотнительное устройство для сжатия целлюлозы на формующей сетке. Снять верхнюю воронку. Удалить подушечку и нетканый носитель вместе. Сложить нетканый материал на верху подушечки. Поместить прижимное кольцо на нейлоновый блок. Поместить подушечку внутрь кольца нижней стороной вниз и поместить стержень в кольцо. Приложить груз 1000 г к стержню и поместить в лабораторный пресс Carver. Сжать до давления 1000 фунтов на кв. дюйм и сбросить давление. Установить звуковой просеиватель на амплитуду 2. Подготовить набор сит с сеткой 60 меш наверху и 400 меш внизу. Удалить подушечку из нетканого материала и поместить на сито 60 меш. Установить набор сит в просеиватель. Установить таймер на 3 мин и нажать кнопку ПУСК. Собрать и взвесить САП из нетканого материала и сит 60 и 400 меш. Вычислить оставшийся САП.
2
[092] Порядок испытания на сжимаемость: сжимаемость проверяли на подушечках 900 г/м2 воздушной укладки. Подушечки изготовили, сформовав 9 г кондиционированной (50% относительной влажности, 77°F) распущенной на волокна распушенной целлюлозы на круглой формующей пластине площадью 100 см. Подушечки воздушной укладки затем поместили в кольцо 100 cm и на верх подушечки поместили цилиндр. Подушечку, кольцо и цилиндр поместили в пресс Carver создали давление нагрузки (должна быть определена научным работником) (в Примере 2, ниже, заданное давление нагрузки составляло 161 и 225, соответственно) на 1 мин. После этого давление сбросили и сжатую подушечку удалили из кольца. Через 20 мин измерили толщину подушечки и вычислили ее плотность.
[093] Порядок измерения жесткости по Герли: Измерение жесткости по Герли выполнили в соответствии с порядком, описанным ниже, используя порядок Т 543 определения изгибной прочности бумаги (тестер типа Gurley).
ПРИМЕРЫ
[094] Пример 1:
[095] На бумагоделательной машине приготовили четыре партии распушенной целлюлозы, как сказано в настоящем документе. Целлюлоза содержала разные количества волокон лиственной древесины. Четыре партии распушенной целлюлозы содержали 0%, 8%, 15% и 23% по массе волокон лиственной древесины. Эти партии распушенной целлюлозы отличались свойствами распушенной целлюлозы, а также качеством пуха, как сказано ниже. Также определили способность удерживать САП в уплотненной сердцевине распушенной целлюлозы воздушной укладки, как описано ниже.
[096] Фиг. 1 - удержание САП в примере варианта осуществления и сравнительном варианте осуществления.
[097] Фиг. 2 - значения по Муллену в примере варианта осуществления и сравнительном варианте осуществления.
[098] Фиг. 3 - значения энергии измельчения в примере варианта осуществления и сравнительном варианте осуществления.
[099] Фиг. 4 - качество измельченного материала в процентах приемлемых волокон и мелочи для примера варианта осуществления и сравнительного варианта осуществления.
[0100] Фиг. 5 - качество измельченного материала в процентах скоплений и комков для примера варианта осуществления и сравнительного варианта осуществления.
[0101] Фиг. 6 - абсорбция измельченным материалом при абсорбционной способности и скорости для примера варианта осуществления и сравнительного варианта осуществления.
[0102] В таблице 1 приведены данные испытания на получение нескольких доз для примера варианта осуществления и сравнительного варианта осуществления.
[0103]
[0104] В Таблице 2 приведены данные испытания на повторное смачивание несколькими дозами для примера варианта осуществления и сравнительного варианта осуществления.
[0105]
[0106] Эти результаты показывают, что добавление всего 8% волокон лиственной древесины дало значительное улучшение в удержании САП.
[0107] Результаты показывают, что значение по Муллену и энергия измельчения снижаются при замене на волокна лиственной древесины.
[0108] Результаты показывают, что качество измельченного материала сохраняется, при этом количество мелочи в измельченном материале увеличивается.
[0109] Результаты показывают, что скорость получения возрастает с увеличением волокон лиственной древесины, но на повторное смачивание это не влияет.
[0110] Эти результаты предполагают, что небольшое увеличение в количестве волокон лиственной древесины может принести выгоду, заключающуюся в изготовлении сердцевин с высоким содержанием САП и повышенным удержанием САП, при этом возможны более тонкие сердцевины.
[0111] Из приведенных результатов видно, что примеры, подпадающие под объем формулы изобретения, несут в себе значительные выгоды в сравнении со сравнительными примерами.
[0112] Пример 2: Для этих примеров "подушечка" может быть сердцевиной во впитывающем изделии.
[0113] Две партии распушенной целлюлозы были изготовлены на бумагоделательной машине на юго-востоке США. Одна партия распушенной целлюлозы была изготовлена из 100% волокон хвойной древесины (контроль), а еще одна партия распушенной целлюлозы была изготовлена из 82% волокон хвойной древесины и 18% волокон лиственной древесины. Эти партии распушенной целлюлозы была распущены на волокна в 10-дюймовой молотковой мельнице, работавшей при 3000 об/мин и с производительностью 0,24 кг/мин по ширине. Образцы распущенной на волокна распушенной целлюлозы собрали и сформовали из них подушечки воздушной укладки, которые по типу соответствовали впитывающей сердцевине впитывающих изделий. Эти подушечки проверили на сжимаемость и жесткость.
2
2
[0114] Сжимаемость проверили на подушечках воздушной укладки плотностью 900 г/м2. Эти подушечки были изготовлены путем формования 9 г кондиционированной (50% относительной влажности, 77°F) распущенной на волокна распушенной целлюлозы на круглой формующей пластине площадью 100 см. Подушечки воздушной укладки затем поместили в кольцо 100 см, и на верх подушечки поместили цилиндр. Подушечку, кольцо и цилиндр поместили в пресс Carver и на 1 мин приложили определенную нагрузку (указана в Таблице 3, ниже). После этого давление сбросили, и сжатую подушечку удалили из кольца. Через 20 мин измерили толщину подушечки и вычислили ее плотность. Результаты приведены в Таблице 3.
[0115]
[0116] Результате в Таблице 3 ясно указывают, что распушенная целлюлоза, содержащая 18% волокон лиственной древесины была сжата до более тонкого состояния и более высокой плотности чем у контрольной. Распушенная целлюлоза, которая может быть сжата до более тонкой подушечки, является желательной для изготовителей впитывающих изделий, поскольку существует необходимость сделать впитывающие изделия тоньше.
[0117] Изготовление более тонких изделий путем увеличения плотности приводит, однако, к нежелательному повышению жесткости подушечки. Такая более жесткая подушечка будет некомфортна для пользователя впитывающим изделием, так что существует необходимости сделать более тонкую подушечку гибкой и мягкой. Подушечки были изготовлены из контрольной распушенной целлюлозы и распушенной целлюлозы с 18% волокон лиственной древесины, и их жесткость измерили, используя тестер типа Gurley, чтобы измерить прочность на изгиб этих подушечек (см. Порядок измерения прочности бумаги на изгиб Tappi Т 543). Подушечки были изготовлены с плотностью 300 г/м2 и сжаты до разной плотности с использованием разных давлений в прессе Carver. Из круглой подушечки вырезали кусок 1,5 дюйма на 1,0 дюйма и поместили в тестер жесткости Gurley. Результаты приведены в Таблице 4. Дополнительно в этот анализ была включена немного обработанная, выпускаемая в коммерческих объемах распушенная целлюлоза (ST 160). Эту немного обработанную распушенную целлюлозу изготавливают путем добавления небольшого количества разрыхлителя (<1 фунта на 1 тонну) в систему доступа к массе на мокром конце бумагоделательной машины. Разрыхлители обычно добавляют к распушенной целлюлозе для того, чтобы уменьшить количество энергии, требующейся для разделения на волокна распушенной целлюлозы, а также для повышения качества измельченной распущенной на волокна распушенной целлюлозы. Эта распушенная целлюлоза была изготовлена из 100% волокон хвойной древесины с юго-востока США.
[0118]
[0119] Эти результаты ясно показывают, что при данной плотности и толщине (поскольку эти подушечки были изготовлены с одинаковой базовой массой) жесткость подушечек, изготовленных с 18% волокон лиственной древесины, меньше чем у контрольной, изготовленной из 100% волокон хвойной древесины. Эти результаты благоприятно показывают дополнительное преимущество добавления некоторого количества волокон лиственной древесины к распушенной целлюлозе. Добавление волокон лиственной древесины не только позволяет получить более тонкую подушечку и более высокую плотность, но и снижает жесткость подушечки при данной плотности, что желательно для изготовителей впитывающих изделий, которые хотят изготавливать более тонкие изделия, которые были бы гибкими и мягкими.
[0120] Результаты в Таблице 4 также четко показывают резкий эффект, который разрыхлитель оказывает на жесткость. Распушенная целлюлоза, содержащая разрыхлитель, лишь немного увеличивает жесткость с повышением плотности. При наибольшей плотности существует очень большая разница в жесткости этих подушечек. Соответственно, авторы настоящего изобретения также раскрыли один вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому путем объединения эффектов волокон лиственной древесины и разрыхлителя (или, иначе, разрыхленных волокон) может быть получена очень желательная распушенная целлюлоза для изготовителя впитывающих изделий, требующего сжатых гибких полотен, сердцевин, подушечек и т.д.
[0121] Использованные в настоящем документе диапазоны применены как короткая запись для описания каждого значения, которое находится в пределах такого диапазона, включая все поддиапазоны в нем.
[0122] Все остальные ссылки, а также цитируемые в них ссылки, в настоящем документе включены в него по ссылке в отношении соответствующих частей, относящихся к предмету настоящего изобретения и всех вариантов его осуществления.
[0123] В свете вышеприведенного описания возможны многочисленные модификации и изменения настоящего изобретения. Поэтому понимается, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретение может быть осуществлено на практике иначе чем конкретно описано в настоящем документе.