DK156228B - Fremgangsmaade til kontinuerlig fremstilling af et let af uorganiske fibre bestaaende baneformet materiale - Google Patents

Description

x DK 156228 B

FREMGANGSMÀDE TIL KONTINUERLIG FREMSTILLING AF ET LET AF UORGANISKE FIBRE BESTÂENDE BANEFORMET MATERIALE.

Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til kontinuerlig frem-5 stilling af et let af uorganiske fibre bestâende banefor-met materiale, ved hvilken fremgangsmâde de uorganiske fibre dispergeres i et dispergeringsmedium, og i tilslutning dertil f0res dispersionen efter yderligere fortynding u-middelbart til banedannelseszonen i et anlæg til dannelse 10 af baner ved vâdlægning, i hvilket anlæg det af fibre bestâende baneformede materiale dannes under fraskillelse af dispergeringsmediet.

Kontinuerligt, baneformet materiale af uorganiske fibre 15 for eksempel glasfiberpapir, er blevet fremstillet igennem relativ lang tid, men fremstillingen har hele tiden frem-budt fabrikanterne specielle problemer med hensyn til fi-berfordelingens manglende homogenitet. I denne forbindelse har man fundet, at homogenitet i fiberdispersion inden 20 dannelsen af materialebanen er ubetinget n0dvendig for at opnâ en homogen fiberstruktur i det resulterende banemate-riale. Pâ grund af de vanskeligheder, som er forbundet med opnâelsen af den n0dvendigvis homogène fiberopslæmning, fik de resulterende uorganiske, finfibrede materialer en 25 stor fladevægt, det vil sige omkring 50 g/m2 og derover, eftersom de tungere materialer var tilstrækkeligt tykke til at skjule det resulterende fibersystems ikke-homogene struktur. I den typiske papirfremstillingsfremgangsmâde med vâdlægning har glasfibrene en diameter af mikrometer-30 st0rrelse og tilf0res dispergeringsmediet i form af bund-ter afskâret af kontinuerlige, flertrâdede glasrowings. Dispergeringsmediet er normalt en sur vandig opl0sning og kan være noget tyktflydende for at fremme og opnâ dispersionen og isoleringen af de enkelte fibre i de flertrâdede 35 bundter. Fibrene i dispergeringsmediet bearbejdes i en hollænder for at frembringe en deling af fiberbundterne, og derefter overf0res massen til forrâdstanke, som inde-

DK 156228 B

2 holder konventionelle omr0rere til at holde fibrene i den 0nskede spredte tilstand. Det indses, at en undladelse af at udf0re tilstrækkelig omr0ring under den indledende dis-pergering af fibrene bevirker en ufuldstændig adskillelse 5 af glasfibrene, hvorved fiberbundterne bliver synlige i det resulterende kontinuerlige fibermateriale.

I de senere âr er der anvendt glasfibre med st0rre længde end den normale til papirfremstilling, nemlig fibre med en 10 længde pà mellem ca. 0,63 og 2,54 cm og derover. Da disse fibre blev dispergeret ved hjælp af den kendte teknik, viste det sig imidlertid, at de enkelte fibre havde en tendens til at klumpe sammen i hollænderen og forrâdstan-kene og ikke let kunne adskilles igen, hvilket resulterede 15 i klumper eller andre uregelmæssigheder i banematerialet.

Det viste sig ogsâ, at de lange glasfibre klumpede sig sammen til fiberbundter af form s.om "h0stakke" eller "ed-derkopper". Sk0nt disse "h0stakke" kan tillades i tunge og grove materialer og til visse anvendelser, hvor varens æ-20 stetiske udseende ikke spiller nogen afg0rende rolle, men de anses for at være alvorlige fejl i lette materialer og til sâdanne anvendelser, hvor glasbanematerialet er bereg-net til overfladebeklædning eller til at danne en glat og jævn overflade pâ armeret plast.

25

Der er blevet anvendt tykkere eller tyndere skiver i vi-nylgulvplade og lignende for at frembringe en dimensions-stabilitet. Det tungere glasmateriale har imidlertid dâr-lige harpiksindtrængningsegenskaber og dermed dârlig lami-30 nering, som medf0rer en tendens til delaminering. Tynde og lette pr0veark med en god fiberfordeling kan fremstilles individuelt, hvis man er meget forsigtig. Den homogène fiberfordeling, som kræves til fjernelse af den synlige totale tæthedsvariation, der benævnes "sky-effekt", og som 35 er forbundet med en anselig begrænsning af isolerede fiberbundter eller "h0stakke", har imidlertid ikke kunnet opnâs ved fremstilling af lettere glasfiberpapir og lig-

DK 156228 B

3 nende materialer.

Ved kontinuerlig fremstilling af papir i industriel mâle-stok fremstilles langfibret materiale typisk af meget for-5 tyndede fiberopslæmninger med anvendelse af en papirmaski-ne med en skrâtstillet vire eller lignende type papirma-skine. I en sâdan maskine anvendes en konventionel âben indl0bsbeholder med tilstrækkeligt volumen til at frem-bringe en jævn og relativ tungt flydende str0m frem til og 10 ind i vèdpartiets banedannelseszone. Fordelene ved en sâdan indl0bsbeholder er, at fiberopslæmningens opholdstid i indl0bsbeholderen bliver tilstrækkelig til, at luftblærer-ne kan frig0re sig fra fiberopslæmningen f0r dannelsen af fibermaterialebanen. Den 0nskede jævne og tungt flydende 15 fremf0ring har imidlertid en tydelig ulempe, nâr det gæl-der opslæmninger med lange glasfibre. Det har nemlig vist sig, at luftblærerne, nâr de frig0res i indl0bsbeholderen, let har en tendens til at tillade og til endog at fremme dannelsen af "h0stakke" af fibre. Blærerne bringer disse 20 fiberansamlinger frem til banematerialets overflade, hvor de sætter sig under banens dannelsesproces. Derved fâs en papirbane, som er uacceptabel ikke bare med hensyn til ud-seendet, men ogsâ fordi banen fâr en ujævn eller ru overflade, som let registreres ved simpelthen at stryge med 25 hânden hen over banens overflade.

Fra DE offentligg0relsseskrift 2.454.354 kendes der ganske vist et af glasfibre bestâende baneformet materiale med en bindemiddelandel pâ 15%, dog var fiberfordelingen fuld-30 stændig utilfredsstillende. Fibrene var klumpet sammen, og mâtten udviste meget grove inhomogeniteter og et dertil svarende dârligt udseende (side 18, linie 7-12). Til opnâ-else af en ensformet fiberdispersion, det vil sige for at reducere forekomsten af fiberaggregater i slutproduktet, 35 blev det i henhold til dette teknikkens stade foreslâet at gennemf0re en forbehandling af udgangsglasfibrene med et kationisk grænsefladeaktivt middel, der indeholder en or-

DK 156228 B

4 ganisk bestanddel eller et sait, der opviser nitrogen, svovl, phosphor eller antimon. Mekanismen til dannelse af fiberdispersionen forekommer konventionel og arbejdsmâden med forbehandling forbundet med store udgifter.

5 I US patentskrift 3.758.375 er en fremgangsmâde til frem-stilling af et baneformet fibermateriale ud fra glasfibre gjort kendt, hvilke glasfibre dispergeres i en væske, hvorpâ dispersionen bringes pâ en gennemtrængelig, sig be-10 vægende bærer, pà hvilken fibrene bliver holdt tilbage, medens væsken fjernes. Den befatter sig især med dannelse af baneformede materialer ud fra lange fibre (i omrâdet med en længde pâ 20 mm), og den er rettet mod problemet med undgâelse af dannelsen af klumper, duske eller knolde 15 af fibre.

Denne kendte fremgangsmâde er tilpasset til at undgâ dannelsen af knolde og lignende ved udretning og adskillelse af fibrene, inden de nâr frem til den dispergerede væske.

20 I henhold til dette teknikkens stade skal endog enhver væ-sentlig turbulens undgâs, sâsom det konstateres i spalte 4, linie 53-54: "er det ikke 0nskeligt at anvende omr0- rings- eller blandingsapparater, der ville hâve en tendens til at brække eller at forkorte de længere fibre".

25 I betragtning af dette teknikkens stade er det formâlet med opfindelsen at forbedre en fremgangsmâde af den i krav l's indledning angivne art pâ en sàdan màde, at der i pro-duktionsmâlestok kan fremstilles lette, ensartede, af 30 glasfibre bestàende baneformede materialer med et minimum af enkeltfiberbundtfej1 og uden synlige fibertæthedsving-ninger.

Dette formâl opnâs med det i krav 1 angivne.

Opfindelsen skal i det f01gende beskrives nærmere under henvisning til den medf01gende blokskematiske fremstilling 35

DK 156228 B

5 af et anlæg og en fremgangsmàde til kontinuerlig fremstil-ling af lette af uorganiske fibre bestàende banemateriale.

Som angivet i det foregâende, bestâr en vigtig faktor for 5 opnâelse af den 0nskede homogène fiberfordeling i den fær-dige vare i, at man kan opnâ en fuldstændig homogen op-slæmning af glasfibrene i dispergeringsmediet, og at denne dispersion kan overf0res uforandret til banedannelsesomrà-det. For at tydeligg0re beskrivelsen og lette forstâelsen 10 skal fremgangsmâden if01ge den foreliggende opfindelse derfor beskrives i forbindelse med den foretrukne teknik og fremgangsmàde.

Flere forskellige faktorer indvirker pâ kvaliteten af fi-15 berfordelingen i vand og muligheden for at overf0re denne til en papirmaskines banedannelsesomrâde. Blandt disse er den anvendte fibertype, inklusive fiberoverfladen og til-standen af den flertràdede rowing, der anvendes til fibre-ne, klipningen eller afskæringen, dispergeringsmediets 20 sammensætning og egenskaber, blandingsapparatets effekti-vitet og behandling af fibermassen, efter at den har for-lagt dispergeringsapparatet. Sk0nt aile disse faktorer er vigtige, har det vist sig i forbindelse med opfindelsen, at en tungtvejende og betydningsfuld faktor udg0res af fi-25 brenes opholdstid i systemet fra det tidspunkt, hvor de kommer ind i dispergeringsapparatet, til det tidspunkt, hvor de flyttes fra dispergeringsapparatet til pa-pirmaskinens banedannelseszone. Det har sâledes vist sig if01ge opfindelsen, at det bedste résultat opnàs ved helt 30 at fjerne de hidtil anvendte forrâdsbeholdere og ved at anvende et serieforbundet dispergeringsapparat i stedet for de hidtil anvendte portionsblandere. I forbindelse med fjernelsen af forrâdsbeholderne sker der en direkte over-f0rsel af de spredte fibre til en fortyndingsstation og en 35 anvendelse af en jævn indl0bsbeholder med lille volumen, som er karakteriseret ved kraftig turbulens og stor gen-nemstr0mningshastighed for fibermassen. I et sàdant System

DK 156228 B

6 varer str0mningen af fiberopslæmningen fra dispergerings-apparatet til papirmaskinens banedannelseszone kun nogle fâ sekunder, og opholdstiden i dispergeringsapparatet er en vigtig tidsbestemmende faktor for glasfibrenes passage 5 gennem systemet. En sàdan tidsstyring er vigtig, da det har vist sig, at en optimal spredning af lange glasfibre opnàs relativt hurtigt, det vil sige inden for omkring Ι-ΙΟ minutter, og at fibrene kun bevares i den mest spredte tilstand i et tidsrum pà kun 4-5 minutter. Derefter har 10 glasfibrene en tendens til at samle sig, hænge fast i hin- anden eller danne de u0nskede "h0stakke" eller klumper med mange fibre, som beskrevet i det foregâende. Man vil sik-kert kunne forstâ, at den vâde papirfremstillingsfrem-gangsmâde, som den her er beskrevet, er et dynamisk sy-15 stem, der pâvirkes af flere andre betingelser eller fakto-rer inde i systemet, sâsom dispergeringsmediets viskosi-tet, fiberkoncentrationen, den hastighed hvormed fibrene tilf0res dispergeringsapparatet og flere andre procesvari-able. Den n0jagtigt opholdstid varierer f01gelig afhængigt 20 af disse forskellige beingelser eller faktorer. De bedste resultater er imidlertid opnâet med styrede opholdstider i dispergeringsapparatet pâ mindre- end 10 minutter og nor-malt fra ca. 1 til 7 minutter. Et acceptabelt arbejdsomrâ-de ligger mellem ca. 2 og ca. 5 minutter, medens den fore-25 trukne opholdstid ligger mellem 2,5 og 5 minutter.

Sk0nt de uorganiske fibre, som kan anvendes if01ge opfin-delsen, omfatter i det væsentlige aile konventionelle uorganiske materialer, der forekommer i fiberform, for eksem-30 pel asbest, mineraluld og lignende foretrækkes glasfibre normalt. Fibrene kan variere meget i tykkelse, selvom fibrene i den foretrukne udf0relsesform ligger inden for det grovere omràde, det vil sige mellem ca. 5 og 15 mikrome- ter. Man vil forstâ, at noget grovere eller finere fibre 35 kan komme pâ taie ved specielle anvendelser. Glasfibrene udg0r den overvejende del af fiberindholdet og sâ vidt mu-ligt den st0rst mulige del heraf. Sâledes kan omkring 85- \

DK 156228 B

7 90% eller mere af fibrene i det færdige banemateriale være uorganiske fibre, og fortrinsvis glasfibre. Som det vises i det efterf01gende eksempel, kan man anvende blandinger med forskellige typer og dimensioner af glasfibre, eller 5 materialet kan fremstilles af glasfibre af kun en enkelt type og st0rrelse.

Pâ grund af den type af glasfibre, som fortrinsvis anven-des, er det normalt 0nskeligt at anvende et bindemiddel i 10 det uorganiske, baneformede fibermateriale. Sk0nt et bindemiddel kan tilsætttes som en fortyndet opl0sning, efter at fiberbanen er dannet, eller indf0res i fibermaterialet som en del af dispergeringsmediet, foretrækkes det normalt at anvende fibre af bindemiddel, som udg0r op til omkring 15 10-15% af det samlede fiberindhold og fortrinsvis omkring 5-10% heraf. Der kan bruges forskellige fibre af bindemid-ler med et godt résultat, heriblandt har polyvinylalkohol-fibre vist sig at give meget fine resultater i forhold til metoden med pâspr0jtning af lim og lignende efter banedan-20 nelsen. Bindefibrene indvirker ogsâ heldigt pâ fiberbane-materialets hândteringsegenskaber ved transporten gennem papirmaskinen. Fibrene aktiveres eller bl0dg0res i det mindste i maskinens t0rredel for at bibringe banemateria-let den 0nskede strukturelle sammensætning.

25

Bindefibrene tilsættes fortrinsvis til fiberopslæmningen under eller efter fortyndingen af fiberkoncentrationen og f0r opslæmningens indl0b i papirmaskinens indl0bsbeholder.

De polyvinylalkoholfibre, som fungerer som bindemiddelkom-30 ponent i fibermaterialebanen, kan sâledes bekvemt tilsættes ved hjælp af en propelpumpe med regulerbar hastighed pâ nedstr0mssiden af fortyndingstrinnet, uden at gribe ind i dispergeringen af glasfibrene i den jævnt fordelte fi-bermasse. Hvis det 0nskes, kan man udf0re en efterf01gende 35 behandling i en limpresse eller andre limbehandlinger, af-hængig af det specielle formâl, som banematerialet er be-regnet til.

DK 156228 B

8

For herefter at henvise mere specielt til den medf0lgende tegning har det vist sig 0nskeligt i den foretrukne teknik at anordne en styret eller afmàlt tilf0rsel af lange glas-5 fibre for at opnâ de bedste fiberdispersionsegenskaber. Fibrene tilf0res fortrinsvis i en udvalgt mængde pr. tids-enhed ind i et kontinuerligt, serieforbundet disperge-ringsapparat og fra dette direkte til den konventionelle papirmaskines fortyndings- og baneformningszone. Ved denne 10 anordning undgâs n0dvendigheden af at opbevare de disper-gerede fibre i et lager eller anden forrâdsbeholder eller -tank og efterf01gende forringelse af dispersionens kvali-tet. Desuden medf0rer opfindelsen den fordel, at det kon-tinuerlige dispergeringsudstyr er at en relativ enkel kon-15 struktion samt billig i forhold til tidligere anvendt, konventionelt udstyr til bearbej dning af fibermassen. Hvis det 0nskes, kan fibrene skæres til i forvejen og tilf0res af en t0rfiberdoseringsanordning eller tilf0res som konti-nuerlige strenge og skæres eller klippes, nâr disse tilf0-20 res det serieforbundne dispergeringsapparat.

Det har vist sig fordelagtigt at anbringe en skæringsan-ordning ved indl0bet til dispergeringsapparatet sâledes, at kontinuerlige længde af glasrowings kan tilf0res fra 25 spoler og skæres af til direkte tilf0rsel til dispergeringsapparatet. Denne tilf0rsel af kontinuerlige trâde gi-ver en meget god mulighed for styring af bâde fiberlængden og den mængde pr. tidsenhed, der tilf0res dispergeringsapparatet. Desuden giver den fleksibilitet ved at tillade 30 brugen af forskellige fiberlængder og regulerbar styring af fiberlængderne.

Hvor i forvejen afklippede eller afskârne fibre anvendes, er det muligt at styre fibertilf0rslen pr. tidsenhed til 35 dispergeringsapparatet ved at anvende et vejebând eller lignende mellem t0rfiberdosereren og fiberdispergeringsap-paratet, i hvilket tilfælde t0rfiberdoseringsanordningen

DK 156228 B

9 fungerer som et for-tilf0rselsapparat, hvis hastighed er moduleret og styret af et signal fra vejebândet sâledes, at den 0nskede tilf0rsel af fibre opnâs.

5 Væsken, der bruges som dispergeringsmedium, f0res ligele-des til dispergeringsapparatets indl0b for at tilvejebrin-ge den 0nskede fiberkoncentration i dette. Denne væske er en sur vandig opl0sning, som kan indeholde et passende middel til styring af dispergeringsmediets viskositet. I-10 f01ge den foretrukne udf0relsesform er der sâledes anvendt en vandig opl0sning af fortyndet svovlsyre med en pH-værdi mellem 2 og 4, og indeholdende en passende mængde viskosi-tetskabende midel. Opl0sningen har typisk en viskositet mellem ca. 5 og 20 mPa*s. Det viskositetskabende middel 15 kan være et naturligt eller syntetisk materiale eller blandinger eller kombinationer deraf. Det foretrukne middel er vandopl0selige materialer, sâsom harpiks eller naturligt gummi, som kan bruges alene eller i kombination med andre materialer for at opnâ den 0nskede viskositet.

20 Et eksempel pâ naturlige gummimaterialer er johannesbr0d-og guargummiarter. Blandt disse foretrækkes guargummiar-terne, og der er opnâet meget gode resultater med en vandig opl0sning af en guargummi art, som sælges af General Mills Company under varemærket "GENDRIV". Foruden de na-25 turlige viskositetsgivende midler er det ogsâ muligt at anvende syntetiske materialer, sâsom h0jere molekylære harpikser, dispergeringsmidler, grænsefladeaktive midler og lignende til at styre dispergeringsmediets egenskaber.

Disse syntetiske materialer er fortrinsvis vandopl0selige 30 og er stabile i det sure milj0, som anvendes til glasfib-re. Blandt de syntetiske viskositetsskabende materialer er den foretrukne harpiks polyacrylamidpolymerer, som kan bruges i fortyndede vandopl0sninger ved lav koncentration (for eksempel 0,025-0,2%) for at muligg0re den 0nskede 35 styring af viskositeten. Et typisk eksempel pâ sâdanne materialer er polyacrylamidharpiksen, som sælges af Dow Chemical Company under varemærket "SEPARAN AP-30", og af

DK 156228 B

10 firmaet American Cyanamide Company under varemærket "CYTAME 5".

Det viskose dispergeringsmedium anvendes, da det forhind-5 rer sammenfiltring af fibrene under dispergeringsoperatio-nen og hjælper med til at bevare fibrene i deres disperge-rede tilstand under opslæmningens passage gennem disperge-ringsapparatet.

10 Som man vil forstâ, vil opl0snignens viskositet indvirke pà den n0dvendige opholdstid og skal justeres til den an-vendte specielle fiber og fiberkoncentration. Et medium med h0j viskositet og en kort opholdstid kan f0re til en under-dispergeret fibermasse, mens en lav viskositet og en 15 lang opholdstid kunne f0re til en over-dispergeret fibermasse og dannelsen af "h0stakke" samt andre alvorlige fejl. En viskositet i omrâdet ca. 5-10 mPa»s og en opholdstid pâ ca. 2,2-5,0 minutter har vist sig at give gode dispergeringsresultater. Som man vil kunne forstâ, kan an-20 dre tilsætningsmidler, sâsom dispergeringshjælpemidler, for eksempel grænsefladeaktive midler, sâsom natriumhexa-metaphosphat, som sælges under varemærket "GALGON”, til-sættes dispergeringsmediet for at opnâ den 0nskede styring af de dispergerede fibre og hjælpe med til at forhindre, 25 at fibrene sammenfiltres pâny i u0nskede "h0stakke"-dan-nelser eller klumper.

Det har som nævnt vist sig, at fibrene dispergeres temme-ligt hurtigt i dispergeringsmediet og opnâr et procentuelt 30 dispergeringsmaksimum i 10bet af relativ kort tid, hvoref-ter fibrene har tendens til at klumpe sig noget sammen og denne de u0nskede "h0stakke". Efter sâledes at hâve opnâet en optimal dispergering, er det 0nskeligt at bevare omr0-ringen i en begrænset tidsperiode og styre fibrenes op-35 holdstid i dispergeringsapparatet sâledes, at en langvarig omr0ring undgâs. I den forbindelse har det ogsâ vist sig, at selv efter at den optimale dispergering er nâet ved den

DK 156228 B

11 0nskede opholdstid, kan omr0reren i dispergeringsapparatet ikke standses uden beskadigelse af dispersionskvaliteten. Selvf01gelig vil en overfladebehandling af fibrene, som man vil kunne forstâ, hovedsageligt indvirke pâ fibrenes 5 evne til at tâle en langvarig opholdstid. For de fleste glasfibre, som i 0jeblikket findes i handelen, har det i-midlertid vist sig, at den optimale opholdstid ligger mel-lem 2,5 og 5 minutter ved anvendelse af et dispergerings-medium med en viskositet pâ ca. 5-10 mPa*s og en pH-værdi 10 pâ ca. 2-3 ved en opl0sningstemperatur pâ ca. 27-38°C og en fiberkoncentration pâ omkring 0,3-1,0%.

Dispergeringsapparatet b0r fortrinsvis være af den type, som har en relativ glat indre overflade og er fri for 15 skarpe kanter eller overflader, hvorpà de lange glasfibre kan hænge fast. Dispergeringsapparatet kan imidlertid ogsâ bestâ af et antal blande- eller dispergeringsstationer eller -kamre med kontinuerlig str0mning direkte fra en station eller et kammer til den eller det næste for at sikre 20 de 0nskede egenskaber med hensyn til opholdstid.

Som man vil forstâ, kan dispergeringsapparatets specifikke udformning variere, sâ længe det opfylder den 0nskede funktion, som er at dele de enkelte fibre fra fiberbund-25 terne, som tilf0res dispergeringsapparatet og danner en homogen dispergering af de enkelte fibre, nâr fiberdisper-geringen passerer gennem dette med den krævede opholdstid.

Man vil ogsâ kunne forstâ, at fibrene doseres ind i dis-pergeringsmediet, der str0mmer gennem dispergeringsappara-30 tet i en sâdan mængde, at dispersionen opnàr den 0nskede fiberkoncentration. Denne koncentration er som regel 10-100 gange sâ h0j som fiberkoncentrationen i indl0bsbehol-deren.

35 If01ge den foretrukne udf0relsesform er fiberkoncentrationen mindre end 2% og ligger normalt i omrâdet mellem ca.

0,3 og 1,3%, fortrinsvis mellem ca. 0,5 og 0,9%.

DK 156228B

12

Som angivet i det foregâende, str0mmer fiberdiskpergerin-gen hurtigt fra dispergeringsapparatet til papirmaskinens banedannelseszone, og nâr faktisk dannnelsesviren i 10bet 5 af fâ sekunder efter, at den har forladt dispergeringsapparatet. I 10bet af denne période justeres dispersionens fiberkoncentration imidlertid sàledes, at fibermassen bli-ver fortyndet kraftigere. Dette opnâs ved at tilf0re dis-persionen til en særskilt gennemstr0mnings- og blandetank, 10 hvori den blandes med hovedstr0mmen af tilbagel0bsvand fra banedannelsesoperationen. Fiberkoncentrationen formindskes herved fra en værdi pâ 0,3-2% til en værdi pâ ca. 0,005-0,05%. Det indses sâledes, at fortyndingen er st0rre end 10:1 og normalt mellem 15 og 25:1 for at danne den stærkt 15 fortyndede fiberopslæmning, som tilf0res papirmaskinens indl0bsbeholder.

Som antydet pà tegningen, er den if01ge den foreliggende opfindelse anvendte indl0bsbeholder forskellig fra den âb-20 ne indl0bsbeholder, der anvendes ved konventionelle papir-maskiner med skrâtstillet vire, og har en glat kontur og et reduceret volumen sâledes, at den stærkt fortyndede fiberopslæmning hurtigt str0mmer gennem indl0bskammeret pâ vejen til banedannelsesomrâdet. Indl0bsbeholderen med det 25 reducerede volumen og den glatte kontur for0ger ikke blot fiberopslæmningens hastighed gennem dette, men for0ger og-sâ den tilfældige turbulens umiddelbart over banedannelsesomrâdet. Det for0gede turbulensniveau forhindrer den ansamling af skum- og fibermasser, som ellers ville flyde 30 op til overfladen og danne "h0stakke" eller andre fiber-fejl. Man vil kunne forstâ, at styringen af str0mningen af den fortyndede fiberdispergering kan opnâs ved hjælp af en passende reguleringsmekanisme, sàsom en propelpumpe med variabel hastighed, dog under forudsætning af, at pumpens 35 gennemstr0mningskanal har glatte vægge og er fri for ele-menter, som kunne skabe hvirvler i str0mningen eller pâ anden màde forârsage en fibersammenfiltring. Den indl0bs-

DK 156228 B

13 beholder, som anvendes if01ge den foreliggende opfindelse, forhindrer sâledes, at fiberdispergeringen bevares i læn-gere tid, hvorved de dispergerede fibre forhindres i at klumpe sammen og danne fejl i glaspapirbanens struktur.

5

De f01gende eksempler vises for at tydeligg0re effektivi-teten af den foreliggende opfindelse. Eksemplerne skal kun betragtes som illustration og begrænser pâ ingen mâde ram-merne for opfindelsens udf0relse. Med mindre andet er op-10 givet, angiver tallene vægt eller vægtprocenter.

Eksempel I

En let glasfibermaterialebane fremstillede ved anvendelse 15 af en papirmaskine af normal, industriel produktionsst0r-relse. Glasfiber med en fiberdiameter pâ 9 mikrometer blev skâret i længder af 1,27 cm fra glasrowingbundter, som tilf0rtes fra spoler. De afskârne fibre leveredes direkte til et serieforbundet dispergeringsapparat med en hastig-20 hed af 0,454 kg/min. Det serieforbundne dispergeringsapparat havde en kapacitet pâ 379 liter og arbejde med en gen-nemstr0mningsmængde pâ 114 liter pr. minut, hvilket sâledes giver en opholdstid pâ lidt mere end 3 minutter. Dis-pergeringsmediet, som blev brugt, var en fortyndet svovl-25 syreopl0sning indeholdende en guargummiart ("GENDRIV"-492 SR) i en mængde, der var tilstrækkelig til at give en op-10sningsviskositet pâ ca. 5 mPa*s ved en pH-værdi pâ 2,3 og en temperatur pâ 31°C. Fiberdispersionen med en fiber-koncentration pâ 0,4% blev tilf0rt fra dispergeringsappa-30 ratet til en blandetank, hvor fiberkoncentrationen blev fortyndet i forholdet ca. 24:1. Polyvinylalkoholfibre blev tilsat den fortyndede opslæmning i en mængde, der var tilstrækkelig til at give en polyvinylalkoholfiberkoncentra-tion pâ 8% af glasfibrenes totale vægt. Fiberdispersionen 35 blev derefter tilf0rt til en indl0bsbeholder med lav volu-men og stor genneml0bshastighed med en koncentration pâ 0,017% og en glasfiberbane blev dannet ved en middelh0j

DK 156228 B

14 produktionshastighed.

Det resulterende banemateriale havde en basisvægt pâ 13,6 g/m2, en tykkelse pâ 84 mikrometer og en luftpor0sitet pâ 5 8263 liter pr. minut pr. 100 cm2 ved 12,7 mm H20 tryk. Det lette banemateriale havde en t0r trækstyrke pâ 507 g/25 mm i maskinretningen, og 333 g/25 mm 1 tværretningen. Den ud-viste en "tongue tear" pâ 34 g 1 maskinretningen og 44 g i tværretningen.

10

Pr0ver taget fra forskellige dele af banematerialet udvis-te st0rre fejl i et antal pâ 0-2, og mindre fejl i et an-tal pâ 0-5 pr. 9,3 m2, korrigeret til en fladevægt pâ 17 g/m2. En st0rre fejl klassificeres som et fiberbundt af 15 enten ikke-dispergeret eller delvis dispergeret natur el-ler af en "h0stak,,-form, mens en mindre fejl er klassifi-ceret som to eller tre fibre, der er forblevet samlet eller er blevet f0rt sammen. Som i handlen acceptable let-vægtsmaterialer betragtes dem, der har ca. 10 eller min-20 dre, og helst 5 eller mindre, st0rre fejl pr. 9,3 m2 banemateriale. De mindre fejl anses ikke for at hâve nogen be-tydning. Banematerialet udviser ogsâ en homogen fiberfor-deling, der i det væsentlige er fri for tæthedsvariationer ved visuel unders0gelse.

25

Eksempel II-VI

Fremgangsmâden i eksempel I blev gentaget pâ den samme pa-pirmaskine med undtagelse af variationer i fremgangsmâdens 30 arbejdsbetingelser, fibermassen og basisvægten for det producerede materiale. Resultaterne er opf0rt i f01gende tabel:

DK 156228 B

15

TABEL I

Ex.II Ex.III Ex.IV Ex.V Ex.VI

Fiber: 5 9μπι(%) 70 46 90 70 22 13μιη(%) 22 46 — 22 70

Bindmid. (%) 8 8 10 8 8 10 Basisvægt (g/m2) 19,8 18,3 - 22,0 22,4 23,1

Tykkelse (μιη) 123 115 133 138 115

Luftpor0sitet (1/min.) 5648 6552 4742 5512 6149 T0r træstyrke 15 (g/25 mm) i maskinret. 1109 609 1828 1456 1121 i tværret. 915 765 1034 1362 1037 "tongue tear" (g) 20 i maskinret. 51 60 40 62 89 i tværret. 51 44 60 63 99

Antal fejl pr.

9,3 m2 25 st0rre 0-3 0-4 0-3 0-1 0 mindre 3-4 0-5 7-14 1-4 2-4

Eksempel VII-IX

30 Fremgangsmâden i de foregâende eksempler blev gentaget pâ en lille produktionsmaskine med anvendelse af glasfiber med mindre diameter, men uden bindemiddelfiber. I hvert tilfælde udgjorde glasfibrene 100% af fiberkomponenterne og var 1,27 cm lange og med en diameter pâ 6 mikrometer.

35 Basisvægten og antallet af fejl pr. 9,3 m2 er vist neden-for. Det h0je antal mindre fejl afspejler den meget lille fiberdiameter og subjektive analyse, men materialet anses

DK 156228 B

16 i aile tre tilfælde for at være perfekt set fra et han-delsmæssigt synspunkt.

TABEL II 5

Antal fejl:

Ek. nr.: Basisvægt.: St0rre Mindre VII 15,8 1 241 10 VIII 16,6 0 386 IX 17,6 0 215

Claims (8)

1. Fremgangsmâde til kontinuerlig fremstilling af et let af uorganiske fibre bestâende baneformet materiale, ved 5 hvilken fremgangsmâde de uorganiske fibre dispergeres i et dispergeringmedium, og i tilslutning dertil f0res disper-sionen efter yderligere fortynding umiddelbart til bane-dannelseszonen i et anlæg til dannelse af baner ved vâd-lægning, i hvilket anlæg det af fibre bestâende baneforme-10 de materiale dannes under fraskillelse af dispergeringsme-diet, kendetegnet ved, at de uorganiske fibre opviser en fiberlængde pâ ca. 0,63 cm til 2,54 cm, at de uorganiske fibre genneml0ber et dispergeringsapparat ved en koncentration pâ 0,3 til 1,3% under overholdelse af en 15 opholdstid pâ mindre end 10 minutter og i tilslutning dertil under yderligere fortynding til 0,05% til 0,005% nâr frem til banedannelseszonen efter fâ sekunder, at der til banedannelsen anvendes en indl0bsbehoider, som opviser en glat kontur, og som har et ubetydelig rumfang, i hvilken 20 indl0bsbeholder fiberdispersionen udsættes for h0je grader af turbulens og h0je str0mningshastigheder, hvorved der frembringes et ensformet af fibre bestâende baneformet materiale med en fladevægt pâ 5 til 30 g pr. m2 pâ en sàdan mâde, at der pâ 9,3 m2 kan konstateres mindre en 10 fiber-25 bundter eller -klumper ved en fladevægt pâ 17 g pr. m2, og at der pâ et eller andet sted i fremgangsmâden tilf0res op til 15 vægtprocent bindemiddel.

2. Fremgangsmâde if01ge krav 1, kendetegnet 30 ved, at bindemidlet i begyndelsen indf0res i dispersionen pâ fiberform.

3. Fremgangsmâde if01ge krav 2, kendetegnet ved, at der tilf0res 5 til 10 vægtprocent bindemiddel, 35 fortrinsvis polyvinylalkohol.

4. Fremgangsmâde if01ge krav 1, kendetegnet DK 156228 B ved, at opholdstiden i dispergeringsapparatet er 1 til 7 minutter, fortrinsvis 2,5 til 5 minutter.

5. Fremgangsmâde if01g© krav 1-4, kendetegnet 5 ved, at dispergeringsmediet er en vandig sur opl0sning, der indeholder et viskositeten styrende middel, fortrinsvis en naturlig harpiks eller polyacrylamid.

6. Fremgangsmâde if01ge krav 5, kendetegnet 10 ved, at det vandige dispergeringsmedium har et pH pâ 2 til 4 og en viskositet pà 5 til 20 mPa*s.

7. Fremgangsmâde if01ge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at fiberdispersionen ind- 15 stilles pâ en fiberkoncentration pâ 0,5 til 0,9% i dispergeringsapparatet .

8. Fremgangsmâde if01ge krav 1, kendetegnet ved, at der som uorganiske fibre vælges en blanding af fi- 20 bre med indbyrdes forskellige diamètre i mikrometeromrâ-det.