Разделенный на волокна целлюлозный продукт, абсорбирующие прокладки и способ получения такого продукта

Разделенный на волокна целлюлозный продукт, абсорбирующие прокладки и способ получения такого продукта

Реферат

 

Целлюлозный продукт и абсорбционная прокладка из этого продукта относятся к разделенному на волокна целлюлозному продукту, в частности измельченной целлюлозе, имеющей волокнистую структуру, характеризующуюся хорошей прессуемостью при воздействии тепла и давления. Волокнистая структура получена путем сшивки в сухом состоянии целлюлозных волокон, пропитанных эффективным количеством сшивающего агента и по меньшей мере одним би-, три- или полифункциональным спиртом и разделенных на волокна перед проведением реакции сшивки. Абсорбирующие прокладки состоят по меньшей мере частично из целлюлозного продукта, полученного в соответствии со способом его получения. Способ получения целлюлозного продукта, в частности измельченной целлюлозы, включает разделение целлюлозных волокон и их сшивку. Целлюлозные волокна пропитывают эффективным количеством химических реагентов, включающих сшивающий агент и по меньшей мере один би- три- или полифункциональный спирт. Пропитанное вещество сушат. Разделяют на волокна не позднее чем после сушки. Разделенные целлюлозные волокна сшивают в сухом состоянии путем нагрева высушенного разделенного на волокна целлюлозного продукта. В результате полученный целлюлозный продукт характеризуется хорошей прессуемостью при воздействии тепла и давления в сочетании с хорошими абсорбционными свойствами. Техническим результатом является создание целлюлозного продукта для использования в абсорбирующих продуктах, в частности прокладках, предназначенных для сбора жидкостей, которые выделяет организм. 3 с. и 40 з.п. ф-лы, 8 ил., 7 табл.

Настоящее изобретение относится к разделенному на волокна целлюлозному продукту, в частности измельченной целлюлозе, содержащему сшитые волокна целлюлозы. Изобретение также относится к абсорбирующим изделиям, состоящим по меньшей мере частично из указанного целлюлозного продукта, и к способу получения целлюлозных прокладок, в частности из измельченной целлюлозы, включающему разделение, иными словами, отделение друг от друга, целлюлозных волокон с использованием механических устройств и их сшивку.

В течение многих лет сохраняется интерес к химически сшитой измельченной целлюлозе, которую предложено использовать в качестве абсорбирующих продуктов в гигиенических целях. Это предложение основано, в частности, на благоприятных свойствах сшитой целлюлозы, в том числе, в отношении таких свойств, как абсорбционная способность, удельная влагоемкость и скорость абсорбции, которые исключительно важны при производстве абсорбирующих продуктов гигиены, например, подгузников (салфеток), гигиенических полотенец и т.п.

В литературе (патент US N 3224926, 1965 г.) описано применение формальдегида для сшивки разделенных волокон целлюлозы в сухом виде. Помимо этого, было предложено также использовать другие сшивающие агенты: бифункциональные альдегиды, полифункциональные карбоксильные кислоты и производные дигидроксиэтиленмочевины (заявка WO 93/016228, 1993 г.). Разделенная на волокна целлюлоза, т. е. отделенные друг от друга волокна, например измельченная целлюлоза, полученная в соответствии с этими способами, характеризовалась существенно улучшенной абсорбционной способностью, удельной влагоемкостью и скоростью абсорбции.

Кроме того, стало известно (WO 88/04794, 1988 г.), что целлюлозный продукт, полученный путем обработки целлюлозы полифункциональными альдегидами в качестве сшивающих агентов в присутствии этиленгликолей, пропиленгликолей или полиэфиргликолей, обладает улучшенными абсорбционными свойствами, в основном скоростью абсорбции. При необходимости проведения реакции сшивки ее осуществляют в обычном сушильном аппарате с целлюлозными волокнами в виде листов, т.е. при наличии контакта волокно-волокно, при температурах, не превышающих 100^oC. Определено также, что содержание сухого вещества, связанного в реакции сшивки, составляет от 1 до 20%, т.е. волокна частично набухают в воде. Разделение листов осуществляют в последующих стадиях традиционными методами в сухом состоянии перед формованием абсорбирующих изделий, например детских подгузников, предметов женской гигиены и т.п. Увеличение абсорбционной способности по сравнению с совершенно необработанными волокнами составляет приблизительно 15%.

Целлюлозный продукт, содержащий обработанные, сшитые в сухом виде волокна, обычно характеризуется высокой упругостью в сухом виде, означающей, что для сжатия продукта до достижения им высокой плотности, например более 0,20-1,00 г/см³, требуется использование высокого давления и высоких температур. Из литературы (заявка PCT/US92/01668, 1992 г.) известно, что для достижения такой плотности необходимо приложение давления от 55 до 7930 бар (от 800 до 115 000 фунт/дюйм²) и температуры от 60 до 180^oC. По нескольким причинам высокая упругость является недостатком. Например, для сжатия до достижения высокой плотности требуется мощное и, следовательно, дорогое оборудование.

Из патента США 4888093, D 21 M 5/12, D 21 H 5/12, 1989, известен целлюлозный продукт, разделенный на волокна, например измельченная целлюлоза, имеющий волокнистую структуру, полученную путем сшивки в сухом состоянии целлюлозных волокон, пропитанных эффективным количеством сшивающего агента и разделенных на волокна перед проведением реакции сшивания. Однако этот продукт обладает недостаточно хорошей прессуемостью и не позволяет ее регулировать.

Задачей настоящего изобретения является создание разделенного на волокна целлюлозного продукта описанного выше типа, который бы обладал волокнистой структурой, имеющей улучшенную, предпочтительно регулируемую, прессуемость. Более конкретно, задачей настоящего изобретения является создание целлюлозного продукта для использования в абсорбирующих продуктах, в частности абсорбирующих прокладках, предназначенных для сбора жидкостей, которые выделяет организм, например продуктов, включающих детские подгузники, гигиенические полотенца и продукты для использования при недержании. Кроме того, задачей настоящего изобретения является более эффективное использование транспортных средств и складских помещений, а также снижение затрат на транспортировку и хранение благодаря более высокой прессуемости продукта.

Указанная задача решается тем, что в целлюлозном продукте, разделенном на волокна, например измельченной целлюлозе, имеющей волокнистую структуру, полученную путем сшивки в сухом состоянии целлюлозных волокон, разделенных на волокна перед проведением реакции сшивания и пропитанных эффективным количеством сшивающего агента, волокнистая структура получена при пропитывании целлюлозных волокон также и эффективным количеством по меньшей мере одного бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта, при этом она характеризуется хорошей прессуемостью при сшивке и воздействии тепла и давления.

Целлюлозные волокна могут быть сшиты при температуре от 100 до 210^oC, предпочтительно при температуре выше 120^oC.

Целлюлозные волокна могут быть сшиты при температуре от 140 до 190^oC.

Сшитые целлюлозные волокна могут состоять из набухших и, в результате этого, размягченных полимеров целлюлозы, которые могут быть получены путем пропитки целлюлозных волокон эффективным количеством по меньшей мере одного бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта.

Целлюлозный продукт может иметь плотность после прессования, которая при тех же самых условиях, а именно времени прессования, температуре и давлении, по меньшей мере на 15% выше плотности целлюлозного продукта, волокна которого не пропитаны бифункциональным, трифункциональным или полифункциональным спиртом или не обработаны каким-либо иным методом с аналогичным эффектом и волокна которого в остальных отношениях относятся к тому же типу и сшиты тем же сшивающим агентом, что и волокна указанного первым целлюлозного продукта.

Указанный бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт может иметь молекулярную массу более 60 г/моль.

В углеродной цепи указанного бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта могут содержаться один или более гетероатомов, любой из которых может представлять собой кислород или азот.

Указанный бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт может содержать одну или две полярные функциональные группы, относящиеся к группам, включающим альдегидные, кетоновые и карбоксильные группы.

Целлюлозные волокна могут быть пропитаны 2-150 г бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта.

Целлюлозные волокна могут быть пропитаны 5-50 г бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта.

Волокнистая структура может быть получена путем пропитывания целлюлозных волокон эффективным количеством глицерина.

В полученной из целлюлозного продукта воздушно-сухой абсорбционной прокладке, спрессованной до достижения в сухом состоянии плотности, которая по меньшей мере на 50 кг/м³ выше плотности воздушно-сухой абсорбционной прокладки, полученной из необработанных волокон, ее удельная влагоемкость по меньшей мере может по существу соответствовать удельной влагоемкости необработанного спрессованного продукта, т.е. целлюлозного продукта, по существу состоящего из целлюлозных волокон, которые не были сшиты и не были пропитаны бифункциональными, трифункциональными или полифункциональными спиртами или любым другим эквивалентным реагентом.

В воздушно-сухой абсорбционной прокладке, полученной из целлюлозного продукта и спрессованной до достижения в сухом состоянии плотности, которая по меньшей мере на 50 кг/м³ выше плотности воздушно-сухой абсорбционной прокладки, полученной из необработанных волокон, ее абсорбционная способность по меньшей мере может соответствовать или превышать абсорбционную способность спрессованного продукта, полученного из необработанной целлюлозной пульпы, т. е. целлюлозного продукта, по существу состоящего из целлюлозных волокон, которые не были сшиты и не были пропитаны бифункциональными, трифункциональными или полифункциональными спиртами или любым другим эквивалентным реагентом, при этом абсорбционная прокладка, полученная из необработанных целлюлозных волокон, была спрессована до достижения плотности 200 кг/м³.

Целлюлозный продукт может содержать от 10 до 150 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон.

Целлюлозный продукт может содержать от 20 до 60 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон.

Химические сшивки между целлюлозными молекулами могут быть образованы одним веществом или более из группы сшивающих агентов, включающей бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные органические кислоты, бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные альдегиды, а также гетероциклические соединения, содержащие в кольце помимо углерода по меньшей мере два атома азота, включая дигидроксиэтиленмочевину, диметилдигидроксиэтиленмочевину, а также производные двух последних соединений.

Химические сшивки могут быть образованы в реакциях с катализатором - одним веществом или более из группы, включающей гипофосфит щелочного металла, полифосфат щелочного металла, фосфат щелочного металла, сульфат щелочного металла, фторборат натрия, карбонат натрия, кислоты Льюиса, например треххлористое железо, и органические амины.

Целлюлозные волокна, которые подвергают сшивке, могут быть выбраны из группы, включающей беленые, частично беленые и небеленые волокна, делигнифицированные волокна сульфатной и сульфитной целлюлозы, из хвойной и лиственной древесины, термомеханическую и термомеханохимическую древесную массу, а также смеси указанных материалов, при этом целлюлозные волокна предпочтительно состоят из беленой сульфатной древесной массы хвойных пород.

Целлюлозный продукт может иметь форму волокнистой ткани, спрессованной после разделения волокон и сшивки, при этом он еще раз может быть подвергнут разделению волокон с последующим формованием в виде абсорбционных прокладок или части абсорбционных прокладок с низкой плотностью.

Из международной заявки WO 088/04704 A1, D 21 C 9/00, 1988, известна абсорбирующая прокладка, содержащая целлюлозный продукт, разделенный на волокна, например, измельченной целлюлозы, имеющая волокнистую структуру, полученную путем сшивки целлюлозы, пропитанной заданным (эффективным) количеством сшивающего агента. Однако известная прокладка, которая содержит известный целлюлозный продукт, не обладает хорошей прессуемостью и не является достаточно тонкой и удобной.

Задачей изобретения также является создание более тонких и удобных абсорбирующих прокладок, чем имеющиеся на данный момент, вместе с тем обладающих хорошими абсорбционными свойствами.

Указанная задача решается тем, что абсорбирующая прокладка, содержащая целлюлозный продукт, разделенный на волокна, например, измельченной целлюлозы, имеющая волокнистую структуру, полученную путем сшивки целлюлозы, пропитанной заданным (эффективным) количеством сшивающего агента, состоит, по меньшей мере частично, из целлюлозного продукта согласно данному изобретению.

Указанный целлюлозный продукт может находиться в смеси с полимерными суперабсорбентами, под которыми понимают полимеры, способные к образованию гелей, содержащих по меньшей мере 10 г воды на г полимера.

Абсорбционная прокладка дополнительно может содержать синтетические волокна в качестве усиливающих волокон, включая синтетические волокна, предпочтительно в смеси с указанным целлюлозным продуктом.

Целлюлозный продукт в абсорбционной прокладке может находиться в смеси с несшитыми целлюлозными волокнами или быть прослоен ими.

Абсорбционная прокладка может иметь градиент плотности.

Абсорбционная прокладка может быть получена из двух или более различных вариантов целлюлозного продукта, при этом указанные варианты перед сборкой могут быть сформованы и спрессованы до достижения различной плотности.

Абсорбционная прокладка может иметь слои, характеризующиеся различной прессуемостью и, следовательно, различной плотностью после прессования, при этом указанные слои могут быть получены путем добавления различного относительного количества бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта или эквивалентного импрегнирующего агента.

Абсорбционная прокладка может состоять из одного или более продуктов, включающих детские подгузники, гигиенические полотенца и продукты, применяющиеся при недержании, или другие продукты, предназначенные для сбора жидкостей, выделяемых организмом.

Абсорбционная прокладка может иметь один или более слоев, обращенных к потребителю, при этом указанные слои могут иметь более низкую плотность, чем нижележащие слои с тем, чтобы обладать способностью к поглощению относительно больших количеств жидкости за короткий период времени.

Кроме того, задача изобретения решается тем, что предложен способ получения целлюлозного продукта, в частности, измельченной целлюлозы, включающий разделение целлюлозных волокон и их сшивку, в котором целлюлозные волокна пропитывают эффективным количеством химических реагентов, включающих сшивающий агент и по меньшей мере один бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт, пропитанное вещество сушат, разделяют на волокна после сушки и разделенные целлюлозные волокна сшивают в сухом состоянии путем нагрева высушенного разделенного на волокна целлюлозного продукта, в результате чего полученный целлюлозный продукт характеризуется хорошей прессуемостью при воздействии тепла и давления в сочетании с хорошими абсорбционными свойствами.

Реакцию сшивки можно проводить в сухом состоянии при температуре волокон от 100 до 210^oC.

Реакцию сшивки можно проводить в сухом состоянии при температуре волокон от 140 до 190^oC.

Целлюлозные волокна можно пропитывать эффективным количеством химического реагента, вызывающего набухание волокон и, вследствие этого, размягчение полимеров целлюлозы, в результате чего улучшается прессуемость целлюлозного продукта при воздействии тепла и давления.

Указанный бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт может иметь молекулярную массу более 60 г/моль.

В углеродной цепи указанного бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта может содержаться один или более гетероатомов, любой из которых может представлять собой кислород или азот.

Указанный бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт может содержать одну или две полярные функциональные группы, относящиеся к группам, включающим альдегидные, кетоновые и карбоксильные группы.

Целлюлозные волокна можно пропитывать 2-150 г бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта.

Целлюлозные волокна можно пропитывать 5-50 г бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта.

Целлюлозные волокна могут быть пропитаны глицерином.

Сшивающий агент можно добавлять в количестве, соответствующем 10-150 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон.

Сшивающий агент можно добавлять в количестве, соответствующем 20-60 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон.

В качестве сшивающего агента можно добавлять одно вещество или более из группы сшивающих веществ, включающей бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные органические кислоты, бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные альдегиды, а также гетероциклические соединения, содержащие в кольце помимо углерода по меньшей мере два атома азота, включая дигидроксиэтиленмочевину, диметилдигидроксиэтиленмочевину, а также производные двух последних соединений.

Реакцию сшивки можно катализировать веществом, выбранным из группы, включающей гипофосфит щелочного металла, полифосфат щелочного металла, фосфат щелочного металла, сульфат щелочного металла, фторборат натрия, карбонат натрия, кислоты Льюиса, например треххлористое железо, и органические амины.

Целлюлозные волокна, которые подвергают сшивке, могут быть выбраны из группы, включающей беленые, частично беленые и небеленые волокна, делигнифицированные волокна сульфатной и сульфитной целлюлозы, из хвойной и лиственной древесины, термомеханическую и термомеханохимическую древесную массу, а также смеси указанных материалов, при этом целлюлозные волокна предпочтительно состоят из беленой сульфатной древесной массы хвойных пород.

Целлюлозные волокна целесообразно сшивать при температуре от 100 до 210^oC, предпочтительно при температуре выше 120^oC, целесообразно при температуре от 140 до 210^oC. В ряде случаев другие импрегнирующие агенты, помимо бифункциональных, трифункциональных или полифункциональных спиртов, могут давать эффект в соответствии с изобретением, т.е. придавать продукту волокнистую структуру, характеризующуюся хорошей прессуемостью при воздействии тепла и давления. В этом случае использование таких химических реагентов также относится к области настоящего изобретения. Указанные сшитые целлюлозные волокна, по видимому, состоят из набухших и, в результате этого, размягченных полимеров целлюлозы, которые могут быть получены путем пропитки целлюлозных волокон эффективным количеством бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта или путем иной обработки, вызывающей набухание волокон.

Продукт в соответствии с изобретением отличается также тем, что после прессования он имеет плотность, которая при тех же самых условиях, а именно времени прессования, температуре и давлении, по меньшей мере на 15% выше плотности целлюлозного продукта, волокна которого не пропитывали бифункциональными, трифункциональными или полифункциональными спиртами или не проводили иную обработку, вызывающую набухание волокон, и волокна которого в остальных отношениях относятся к тому же типу и сшиты в той же степени и тем же агентом, что и волокна целлюлозного продукта в соответствии с изобретением.

На прессуемость разделенного на волокна и сшитого целлюлозного продукта оказывает влияние добавление бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта, предпочтительно в сочетании со сшивающим агентом. При этом наиболее подходящими спиртами являются спирты, имеющие точку кипения (при атмосферном давлении), превышающую температуру протекания реакции сшивки, т.е. имеющие точку кипения выше 100^oC, предпочтительно выше 120^oC и еще целесообразнее выше 140^oC.

В соответствии с рабочей гипотезой, принятой на данном этапе, в реакции участвуют гидроксильные группы полифункциональных спиртов, взаимодействующие со сшивающим агентом таким же образом, что и гидроксильные группы целлюлозы. При этом спирты оказываются связаны ковалентными связями с молекулами целлюлозы, что приводит к изменению ее степени набухания, в связи с чем упругость в сухом состоянии снижается. Добавление спирта приводит, по видимому, к размягчению сшитого полимера целлюлозы, по меньшей мере в сухом виде и, в особенности, при высоких температурах. При этом сшитые таким образом волокна целлюлозы могут быть спрессованы до достижения существенно более высокой плотности при значительно более низком давлении по сравнению с сшитыми в сухом виде волокнами целлюлозы, к которым не добавляли какого-либо из указанных спиртов.

В связи с этим следует отметить также, что указанная гипотеза не ограничивает область приведенного изобретения.

Помимо указанных спиртов к области настоящего изобретения относятся также другие химические реагенты, вызывающие набухание структуры целлюлозы.

Независимо от справедливости вышеупомянутой рабочей гипотезы в изобретении предложен также способ получения целлюлозного продукта, в частности измельченной целлюлозы, включающий разделение целлюлозных волокон и их сшивку в сухом виде, что позволяет заранее регулировать прессуемость конечного продукта. В соответствии с изобретением целлюлозные волокна пропитывают эффективным количеством химических реагентов, вызывающих набухание волокон и, вследствие этого, размягчение полимеров целлюлозы, что приводит к улучшенной прессуемости целлюлозного продукта при воздействии тепла и давления. Таким образом, формируется целлюлозная волокнистая структура при высоком содержании в волокнах по меньшей мере одного из указанных спиртов, которую можно спрессовать до достижения требуемой плотности при умеренных давлениях и температурах и которая в то же время характеризуется по существу такими же абсорбционными свойствами, что и сшитая измельченная целлюлоза, полученная традиционными способами и спрессованная до той же плотности, но с применением значительно более высоких давления и температуры.

Измельченная целлюлоза в соответствии с настоящим изобретением имеет существенно более высокую абсорбционную способность и удельную влагоемкость, чем соответствующая масса, состоящая из необработанных несшитых волокон целлюлозы, при той же исходной плотности в сухом виде перед пропиткой жидкостью.

Возможность регулировать прессуемость измельченной целлюлозной массы, содержащей сшитые волокна целлюлозы, очень важна при производстве абсорбирующих продуктов, например подгузников, гигиенических полотенец и продуктов для использования при недержании. Очевидным преимуществом разделенного на волокна сшитого целлюлозного продукта является то, что он может быть спрессован до достижения высокой плотности при умеренных давлениях и температурах, обладая вместе с тем такими же или более высокими абсорбирующими свойствами, что и волокнистые структуры, полученные с использованием несшитых волокон, имеющих существенно более низкую плотность в сухом виде.

Для оптимального использования целлюлозных волокон продукты в соответствии с изобретением, по видимому, должны иметь градиент плотности, например, содержать ткани, полученные и спрессованные перед сборкой до достижения различной плотности, или массу, имеющую различную прессуемость, которой можно достичь, например, путем введения различных количеств бифункциональных, трифункциональных или полифункциональных спиртов или аналогичных химических реагентов для пропитки целлюлозных волокон, формования в сухом или влажном виде тканей и последующего прессования на обычном оборудовании. Таким образом могут быть получены абсорбирующие изделия, имеющие градиент плотности. Число слоев, используемых в абсорбирующих продуктах, и плотность различных слоев определяется предполагаемой областью применения. Верхний слой продуктов, предназначенных для поглощения больших количеств жидкости за короткий период времени, может иметь низкую плотность, при этом этот слой обращен к потребителю абсорбирующего продукта, в то время как прилегающие к нему слои или слой могут быть спрессованы до более высоких значений плотности.

Детские подгузники современного типа в настоящее время прессуют до достижения в среднем плотности 130-170 кг/м³. Целлюлозная масса в соответствии с изобретением дает прекрасную возможность увеличения средней плотности абсорбирующего изделия в абсорбирующих продуктах и, таким образом, позволяет снизить затраты на транспортировку и хранение этих продуктов.

Целлюлозной массе в соответствии с изобретением можно придать форму волокнистых тканей высокой плотности. Волокнистые ткани могут быть получены по сухой или мокрой технологии, при этом волокна диспергируют в воздухе или воде с получением ткани, формуемой на бесконечной основе. Такие ткани могут быть смотаны в рулон высокой плотности, что существенно снижает затраты на транспортировку и хранение такой массы, используемой в качестве полуфабриката. Волокнистая ткань может быть затем разделена на волокна, например, в молотковой дробилке, после чего из нее можно сформировать продукты требуемой плотности, которая может быть существенно ниже, чем исходная плотность массы и полностью определяется требованиями к абсорбционным свойствам конечного продукта. В качестве альтернативы волокнистая ткань может быть разрезана на части требуемых размеров и размещена в соответствующем месте абсорбирующего продукта. Громадным преимуществом в связи с этим является то, что пульпа, содержащая сшитые в сухом виде целлюлозные волокна в соответствии с изобретением, может быть применена в современном оборудовании для производства подгузников (и продуктов для применения при недержании), а также в установках для производства гигиенических полотенец и воздушной бумаги.

Ткани, полученные из массы в соответствии с изобретением, могут также содержать полимеры суперабсорбента (САП) в форме порошка или волокон. В данном случае САП определены как полимеры, способные к образованию гелей, содержащих по меньшей мере 10 г воды на 1 г полимера. Некоторые области применения могут потребовать усиления массы посредством введения длинных волокон, которые повышают прочность на разрыв. Примерами волокон, оказывающих такое действие, являются вискозные и полиэфирные волокна, однако можно использовать и другие полимерные волокна. Таким образом, могут быть получены ткани, достаточно прочные для осуществления способа, в котором ткани требуемой плотности разрезают на части и размещают в соответствующем месте абсорбирующих продуктов.

Повышенная прочность также желательна для продуктов, имеющих низкую поверхностную плотность, для предотвращения разрывов абсорбирующей прокладки в конечном продукте. Усиливающие волокна представляют также интерес при производстве тканей из целлюлозной массы на обычном оборудовании, например в молотковой дробилке, для использования при плотности, меньшей плотности исходной ткани. Усиливающие волокна вносят вклад в создание волокнистой структуры, имеющей низкую плотность и хорошие абсорбирующие свойства наряду с существенно повышенной прочностью.

Для пропитки волокон целесообразно использовать бифункциональный, трифункциональный или полифункциональный спирт, имеющий молекулярную массу более 60 г/моль. В ряде случаев в углеродной цепи указанного бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта могут содержаться гетероатомы, например кислород или азот. Полифункциональные спирты или эквивалентные им реагенты могут при необходимости содержать одну или две полярные функциональные группы, относящиеся к группам, включающим альдегидные, кетоновые и карбоксильные группы.

В соответствии с изобретением целлюлозные волокна пропитывают 2-150 г бифункционального, трифункционального или полифункционального спирта на 1 кг целлюлозного волокна. Спирт предпочтительно состоит из глицерина, который вводят в количестве от 5 до 50 г на 1 кг целлюлозного волокна. С одной стороны, глицерин относительно дешев, а с другой стороны, он не оказывает токсического или сенсибилизирующего действия. Целлюлозные волокна, которые подвергают сшивке, могут быть выбраны из группы, включающей беленые, частично беленые и небеленые волокна, делигнифицированные волокна сульфатной и сульфитной целлюлозы, из хвойной и лиственной древесины. В качестве целлюлозного волокна можно также использовать термомеханическую и термомеханохимическую древесную массу.

Для получения сшитой в сухом виде прессуемой целлюлозной массы можно использовать следующий способ. Целлюлозные волокна пропитывают водным раствором, содержащим вводимые химические реагенты. При этом предпочтительно используют бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные органические кислоты, бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные альдегиды, производные дигидроксиэтиленмочевины или производные диметилдигидроксиэтиленмочевины. Количество сшивающего агента, добавляемого к целлюлозным волокнам, выбирают в интервале от 5 до 150 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон. Предпочтительно количество сшивающего агента составляет от 15 до 50 г сшивающего агента на кг целлюлозных волокон. Последующая реакция сшивки может быть катализирована так называемыми кислотами Льюиса, например хлоридом железа (III), хлоридом цинка (II) или хлоридом магния (II). Кроме того, вещества, выбранные из группы, включающей гипофосфит щелочного металла, полифосфат щелочного металла, фосфат щелочного металла, сульфат щелочного металла, фторборат натрия, карбонат натрия и органические амины, также могут катализировать указанную реакцию сшивки. Указанные выше бифункциональные, трифункциональные или полифункциональные спирты также добавляют в этот водный раствор.

Полученные целлюлозные волокна затем формуют в виде ткани, которую сушат при температурах, достаточно низких для того, чтобы не произошла активация сшивающего агента до того, как будет проведено разделение на волокна в сухом виде, т.е. при содержании сухих веществ более 80%, предпочтительно от 90% до 95%. Разделение на волокна в сухом виде рекомендуется проводить в молотковой дробилке. В качестве альтернативы целлюлозу разделяют на волокна перед сушкой во влажном виде, что приводит к получению целлюлозных волокон, скрученных в процессе сушки, что хорошо известно в производстве так называемой "целлюлозной массы быстрой сушки". Разделение во влажном виде осуществляют при содержании сухого вещества 30-80%, предпочтительно 40-55%.

Разделенные и высушенные целлюлозные волокна сшивают в сухом и отделенном друг от друга виде сшивающим агентом, который вводят с последующей активацией путем нагрева до температуры сшивки. Нагрев материала предпочтительно осуществляют путем диспергирования разделенных целлюлозных волокон в горячем воздухе. Требуемые температуры реакции зависят от используемого сшивающего агента. Для того чтобы провести реакцию за технологически приемлемый период времени, температура реакции предпочтительно составляет от 140 до 190^oC. При этом реакция сшивки протекает за время от 1 до 30 мин, предпочтительно от 2 до 10 мин.

Остальные аспекты и признаки, а также преимущества изобретения ясны из прилагаемой формулы изобретения и следующего описания проведенных экспериментов и предпочтительного варианта реализации изобретения.

Фиг. 1 иллюстрирует измерение абсорбционных свойств и удельного объема в соответствии со Scan-C 33:80.

Фиг.2 иллюстрирует измерение скорости абсорбции (впитывания).

На фиг.3 показана абсорбционная способность как функция начальной плотности в сухом виде при проведении опытов с прессованной измельченной массой, сшитой в сухом виде.

На фиг. 4 показана плотность как функция приложенного к листу давления при 90^oC при прессовании целлюлозной массы, сшитой в сухом виде.

На фиг. 5 показан удельный объем во влажном виде как функция начальной плотности для спрессованной целлюлозной массы, сшитой в сухом виде.

На фиг. 6 представлена в виде диаграммы скорость абсорбции как функция толщины образца целлюлозного продукта в соответствии с изобретением, содержащего порошок суперабсорбента (САП), и материала, который был взят для сравнения и тоже содержал суперабсорбент того же типа.

На фиг. 7 представлена диаграмма, схематически иллюстрирующая предпочтительный пример реализации способа получения измельченной массы или другого разделенного на волокна целлюлозного продукта в соответствии с изобретением.

На фиг. 8 представлена диаграмма, схематически иллюстрирующая другой предпочтительный пример реализации способа получения измельченной массы или другого разделенного на волокна целлюлозного продукта в соответствии с изобретением.

Методика определения удельного объема и абсорбционных свойств в соответствии с модифицированным методом Scan-C 33:80.

Абсорбционная способность: Абсорбционную способность определяют как отношение массы (веса) жидкости, поглощенной стандартным образцом измельченной массы при определенных условиях, к исходной массе (весу) образца.

Удельный объем: Удельный объем определяют как объем единицы массы (или веса) образца целлюлозы в сухом виде (сухой удельный объем) или во влажном виде (влажный удельный объем).

Для измерений используют образец массой 1,0 г и диаметром 50 мм, полученный методом воздушного формования в форме прокладки такого же типа, что и для Scan-C 33:80. Плотность образцов после формования составляет от 45 до 60 кг/м³.

Образцы прессовали при различных давлениях и температурах на лабораторном прессе с термостатируемыми пластинами. Толщину образца определяли на пружинном толщиномере, который оказывает давление 2,5 кПа на круглый образец с площадью поверхности 3,14 см². Толщину прессованного образца определяли по меньшей мере через час после прессования, за которым следовало кондиционирование при 23^oC и 50% относительной влажности.

Для измерений использовали устройство, показанное на фиг. 1. Образец 1 помещали вертикально и нагружали его грузом 2, который оказывал давление 2,5 кПа. Затем образец пропитывали водой, подаваемой снизу из перфорированного поддона 3. Уровень воды устанавливали таким образом, чтобы в воду была погружена только нижняя часть образца. Абсорбцию проводили в течение 30 с, после чего уровень воды снижали. Затем образец оставляли для стекания на 30 с, после чего груз 2 снимали и образец взвешивали.

После взвешивания определяли толщину образца на пружинном толщиномере, который оказывает давление 2,5 кПа на круглый образец с площадью поверхности 3,14 см². Определение проводили в течение 30 с после снятия груза.

Абсорбционную способность рассчитывали по формуле Y = (b-w)/w, где Y - абсорбционная способность г/г; b - масса влажного образца, г.

Удельный объем во влажном виде рассчитывали по формуле X = A h w, где X - удельный объем, дм³/кг; А - площадь поверхности нижнего торца образца, см²; w - масса сухого образца, г, h - высота нагруженного образца в сухом и влажном виде, см.

Плотность в сухом виде рассчитывали по формуле Определение скорости а