DK170539B1 - Fiberbane og fremgangsmåde til fremstilling af en fiberbane, der i mellemrummene indeholder partikler af mindst ét plastmateriale og mindst ét pulverformigt materiale med en partikelstørrelse, der er væsentlig mindre end plastpartiklernes - Google Patents

Description

i DK 170539 B1

Opfindelsen angår en fiberbane omfattende armeringsfibre, der i mellemrummene indeholder partikler af mindst ét plastmateriale og mindst ét pulverformigt materiale med en partikelstørrelse, der er væsentlig mindre end plast-5 partiklernes.

I papirbaner er det hyppigt nødvendigt at inkorporere partikelformede materialer eller pulvere, såsom pigmenter eller fyldstoffer. I tilfælde af baner af plastmateriale 10 og armeringsfibre kan man inkorporere en eller flere arter af partikelformet plastmateriale, sammen med sådanne materialer som pigmenter, fyldstoffer og antioxidanter i form af pulvere med væsentligt mindre partikelstørrelse end plastmaterialet.

15 I US patentskrift nr. 3 205 085 er beskrevet en metode til forøgelse af papirs titandioxidtilbageholdelsesevne.

Før indførslen i papirråmassen formales titandioxid og natriumcarboxymethylcellulose sammen i en hammermølle.

20 Derved dannes en homogen blanding af partikler. Partikelstørrelsen af titandioxid og natriumcarboxymethylcellulose er i det væsentlige ens.

I GB patentskrift nr. 448 138 beskrives en sammensætning, 25 der forøger papirs tilbageholdelsesevne over for fyldmateriale. For at opnå denne sammensætning omsættes basiske og sure materialer (kalk og alun) med hinanden i vand, hvori der endvidere foreligger et fyldstof, som f.eks. en lerart, eller et pigment, såsom titandioxid. Derved dan-30 nes en tyk pasta, som tilføres papirråmassen, før papirbanen nedlægges.

Fremgangsmåden til fremstilling af sådanne baner, der er nedlagt ved hjælp af vand, kræver som en forudsætning 35 dannelsen af en vandig dispersion af fibrene og partikelformede materialer, hvoraf banen skal dannes. Fortrinsvis anvender man en opskummet dispersion, som beskrevet i EP

DK 170539 B1 2 patentskrift nr. 0 148 760. Den således dannede dispersion bliver derpå drænet på en netformet bærer, såsom Fourdrinier-trådvævsbanen i en papirmaskine, til dannelse * af banen.

5 *

Der opstår to problemer i mekanismen, når man arbejder med mere end et partikel formet materiale i en vandig eller opskummet dispersion, som før anført.

10 For det første gør de elektromekaniske betingelser i sådanne dispersioner det vanskeligt at opnå en homogen blanding af de forskellige komponenter i dispersionen, og dette reflekteres som mangel på homogenitet i banen, netop som den er lagt ned på den netformede bærer.

15

For det andet vil der være en tendens til, at det partikelformede materiale går tabt under den våde nedlægningsproces, i afhængighed af de relative dimensioner af pulverpartiklerne og åbningerne i det netformede element, 20 f.eks. maskestørrelsen af en Fourdrinier-trådvævsbane.

Når visse partikler eller fibre dispergeres i vand, antages det, at der dannes en vandig film rundt omkring hver individuel partikel eller fiber, og at den etablerer 25 et elektrokemisk potential på en sådan måde, at andre partikler frastødes. Når fine pulvere tilsættes individuelt, vil de som resultat deraf ikke agglomerere, hverken med sig selv eller med andre faste komponenter i dispersionen. Når dispersionen lægges ned på Fourdrinier-30 trådvævsbanen, passerer de fine partikler gennem trådvæ- * vet sammen med vandet som dræningsvæske.

Opfindelsen angår især en teknik, der vil forbedre homo- k geniteten af dispersionen og den resulterende bane og som 35 i tilfælde af, at det er nødvendigt at inkorporere større og mindre partikler i banen, vil forøge retentionen af de mindre partikler, når den relative sigtestørrelse er en -*« DK 170539 B1 3 sådan, at de i modsat fald i det væsentlige ville gå tabt ved dræningen gennem det netformede element.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er af den i ind-5 ledningen til krav 1 angivne art, er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Opfindelsen angår endvidere en fiberbane af den i indledningen til krav 8 angivne art, som er ejendommelig ved 10 det i krav 8's kendetegnende del angivne.

Hvis man således fremstiller et fibrøst, armeret plastmateriale, kan det partikelformede materiale være en blanding af partikelformede termoplastiske materialer.

15 Som et alternativ kan man blande en termoplastisk eller en termohærdende polymer med et fint pulver, såsom kønrøg eller titanoxid, hvorefter den tørre blanding dispergeres i en vandig dispersion af fibre før dræningen til dannelse af en bane. Fibrene kan f.eks. være glasfibre.

20

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er velegnet til anvendelse ved processen til dannelse af en fiberformet bane angivet i ansøgerens EP patentskrift nr. 0 148 760.

25 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også anvendes til fremstilling af en bane, hvori det partikelformede materiale er en fiber, hvorved den tørre blanding anvendes til dannelse af en vandig dispersion af fibre og drænes til dannelse af en bane.

30

Fremgangsmåden kan også anvendes, når man skal inkorporere to eller flere forskellige fibre i en bane, hvorved en eller flere af fibrene fungerer som det partikelformede materiale, som bliver tørt forblandet med det tørre, fine 35 pulver, før der dannes en vandig dispersion.

DK 170539 B1 4

Det har vist sig, at homogeniteten af banen forbedres, når man blander tørt. Det har også vist sig, at tørblanding bevirker, at fint pulver adhærerer til væsentligt « grovere partikelformet materiale, såsom termoplaster, og 5 at denne adhæsion vedvarer, når den tørre blanding bliver en del af eller danner den vandige dispersion. Da det fine pulver således bliver en del af en væsentligt større agglomereret komponent af dispersionen, bliver det tilbageholdt på banen.

10

Det har også vist sig, at opfindelsen tilvejebringer en med godt resultat gennemført fremgangsmåde til at inkorporere et fint pigmentpulver i banen, således at man frembringer en meget ensartet farvning af formelegemer 15 fremstillet under anvendelse af den fiberformede bane fremstillet ved fremgangsmåden, skønt man naturligvis kan anvende andre fine pulvere til andre formål, såsom anti-oxidanter, som alternativer eller udover pigmenter.

20 Det vil forstås, at fremgangsmåden også kan anvendes ved fremstillingen af papir for at forbedre retentionen af pulverformede additiver.

Det fine pulver og de partikelformede materialer kan hen-25 sigtsmæssigt blive forblandet i blandere, som er af den type, der har høj forskydningskraft.

Opfindelsen kan udøves på forskellige måder, og der skal nu beskrives en udførelsesform derfor under henvisning 30 til et eksempel og under henvisning til strømningsdiagrammet, der viser fordelene ved opfindelsen til sammenligning med kendt teknik.

Strømningsdiagrammet angår fremstilling af en opskummet 35 vandig dispersion til anvendelse ved fremstillingen af en pigmenteret bane af armeringsfibre og partikelformet plastmateriale, som angivet i EP patentskrift nr. 148 760.

DK 170539 B1 5

Den viste teknik kan anvendes til fremstilling af dispersioner af to eller flere partikelformede plastmaterialer 5 med henblik på opnåelse af en homogen blanding af et eller flere partikelformede materialer med meget finere pulvere af f.eks. pigmenter eller antioxidanter, således at man både opnår homogenitet og retention af pulveret under nedlægningsprocessen for den våde bane.

10

For imidlertid at illustrere opfindelsen på en udtømmende måde viser strømningsdiagrammet teknikken ifølge opfindelsen, sådan som den anvendes til blanding af to partikelformede polymere med relativt grov partikelstørrelse, 15 f.eks. 100 til 500 urn, med et pigment, der har en partikelstørrelse af f.eks. 10 til 100 Mm.

Som vist med de fuldt optrukne linier i strømningsdiagrammet bliver de to partikelformede plastmaterialer og 20 pigmenter først indført i en pulverblander med høj forskydningsstyrke, f.eks. en Winkworth Ribbon Refiner portionsblander, en Glouchester Materials Handling portionsblander med høj forskydningsstyrke eller en kontinuerlig Gerick E blander (Powteck type GAL 351). Mikrodiagram 2 25 viser, at de to partikelformede plastmaterialer 3a og 3b efter blanding er homogent blandet, og at de begge er overtrukket med pigmentet 4.

De pigmentovertrukne partikler 3a og 3b overføres til en 30 hydropulper 5, hvori en opskummet vandig dispersion af glasfibre 6 tidligere er dannet. På grund af den homogene blanding, som tidligere har fundet sted i blanderne 1, er homogeniteten af dispersionen af således dannede fibre og partikler i hydropulperen 5 sikret. Desuden fortsætter i 35 det væsentlige hele mængden af det pulverformede pigment 4 med at adhærere til de større polymere partikler 3a og 3b, sådan som det tydeligt fremgår af mikrodiagrammet 7.

DK 170539 B1 6

Den opskummede vandige dispersion, der er dannet i hydro-pulperen 5, anvendes derpå til dannelse af en vådt nedlagt bane ved processen 8, som gennemføres i henhold til & den proces, der beskrives i ovennævnte EP patentskrift.

5 Den resulterende bane omfatter godt fordelte glasfibre og f polymere partikler, hvorved de polymere partikler stadig tilbageholder adhærerede pigmenter, sådan som det tydeligt fremgår af mikrodiagrammet 9.

10 Den dannede bane føres derpå til tørrings-, presnings- og formningstrinene 10, i afhængighed af, hvad der er nødvendigt, og dette er ikke nogen del af opfindelsen.

Hvis de to partikelformede polymere 3a og 3b og pigmentet 15 4 tilsættes direkte til hydropulperen 5, som angivet ved de punkterede linier 11, og ikke forblandes i en i det væsentlige tør tilstand i blanderen 1, er det vanskeligere at opnå homogen blanding med fibrene 6 i dispersionen. Yderligere bliver det pulverformede pigment dispergeret 20 som individuelle partikler i den opskummede dispersion, sådan som det bedst fremgår af mikrodiagrammet 12. Som resultat har de tendens til at gå tabt under dræningen under den våde nedlægningsproces, således at få eller ingen forbliver i den dannede bane, som vist på mikrodia-25 grammet 14.

Det vil forstås, at de materialer, der kan forblandes, som beskrevet, ikke er begrænset til partikelformede polymere eller pigmenter. Træ- eller glasfibre, lerarter og 30 andre fyldstoffer skal opfattes som faldende inden for omfanget af betegnelsen "partikelformede materialer", der kan forblandes på denne måde.

De plastmaterialer, der inkorporeres, kan omfatte termo-35 plastiske eller termohærdende plastpartikler af forskel lige arter, alene eller som blandinger med andre plastmaterialer, f.eks. som følger: 7 DK 170539 B1

Acrylonitril-butadien-styren med polyvincylchlorid Acrylonitril-butadien-styren med polypropylen Polyphenylenether med polypropylen

Polyphenylenether med polyamid 5 Polycarbonat med polyalkylenterephthalat

Polycarbonat med polyestercarbonat

Polyvinylchlorid med phenolformaldehyd

Polypropylen med lignin 10 I de tilfælde, hvor sådanne polymere er inkorporeret alene eller som blandinger, kan fint pulveriserede antioxi-danter bringes til at adhærere til dem ved forblanding, som beskrevet i det foregående, om ønsket sammen med pigmenter, såsom kønrøg eller titandioxid, eller fyldstof-15 fer, såsom calciumcarbonat. Som et alternativ, eller derudover kan et af to partikelformede polymere plastmaterialer, som skal inkorporeres, først formales til en mindre dimension og derpå bringes til adhæsion til det andet plastmateriale ved forblanding, som beskrevet i det 20 foregående.

Man kan også anvende processen, hvis der anvendes mere end en type af fibre i en bane, hvorved de fine pulvere bliver tørblandet med en eller flere af de fibre, der 25 skal anvendes før dannelsen af den vandige dispersion.

30 35

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en fiberbane af 5 armeringsfibre, der i mellemrummene indeholder partikler ¥ af mindst ét plastmateriale overtrukket med mindst ét pulverformigt materiale med en partikelstørrelse, der er væsentlig mindre end plastpartiklernes, hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: 10 sammenblanding af plastpartiklerne og det pulverformige materiale i en i det væsentlige tør tilstand således, at det pulverformige materiale overtrækker plastpartiklerne, 15 dispergering af de overtrukne plastpartikler og armeringsfibre i vand til dannelse af en vandig dispersion, og dræning af den vandige dispersion til dannelse af en fi-20 berbane.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den vandige dispersion er opskummet.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at det partikelformede plastmateriale omfatter en termoplastisk eller termohærdende polymer.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet 30 ved, at mindst et af de pulverformige materialer er et pigment.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet v ved, at pigmentet er kønrøg eller titandioxid. 35

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at mindst et af de pulverformige materialer virker 9 DK 170539 B1 som antioxidant for et af plastmaterialerne.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til 6, kendetegnet ved, at fibrene er glasfibre. 5

8. Fiberbane omfattende en matrix af armeringsfibre, der i mellemrummene indeholder partikler af mindst ét plastmateriale, hvilke partikler er overtrukket med mindst ét pulverformigt materiale med en partikelstørrel- 10 se, der er væsentlig mindre end plastpartiklernes. 15 20 25 30 35