NO129188B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for fremstilling av baneformet materiale.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte

for fremstilling av baneformet materiale

bestående av et fibermateriale og et bindemiddel, hvorved en formeflate belegges med

en bindemiddelhinne, som fibermaterialet

påføres ved at der tilveiebringes et elektrostatisk felt mellom formeflaten og et til-førselsorgan for fibermaterialet, hvoretter

fibrene i det herved dannede fiberlag glattes ut, og det dannede baneformede materiale fjernes fra formeflaten og eventuelt

underkastes ytterligere behandlinger.

En relativt tilfeldig orientering i baneformede materialer, som fremstilles ved

kjente fremgangsmåter av den ovennevnte

art, bevirker at produktet ikke oppnår no-en større styrke i noen retning.

Formålet med den foreliggende opp-finnelse er å eliminere denne ulempe og

å tilveiebringe et baneformet materiale

med en stor styrke.

Med henblikk herpå tilveiebringes der

ifølge oppfinnelsen en fremgangsmåte, som

kjennetegnes ved at der efter at bindemiddel og fibre er blitt påført formeflaten, på-føres ytterligere alternerende lag av bindemiddel og fibre, idet der fortrinnsvis foretas en utglatning efter hver påføring av

fibre til dannelse av baneformet materiale

bestående av to eller flere ovenpå hverandre liggende, fast sammenbundne fiberlag, og at fibrene i hvert lag gis en orienteringsretning, som enten er den samme

eller forskjellig fra orienteringsretningen

for fibrene i et nærliggende lag.

Det ved fremgangsmåten ifølge opp-

finnelsen fremstilte baneformede materiale består således av to eller flere sammenbundne lag av forskjellig orienterte fibre. Denne skiftende orientering av fibrene sva-rer således til en «vevning» av disse og bevirker at der oppstår en kraftig sammen-binding av fibrene, hvilket gir seg uttrykk i en stor styrke.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen muliggjør således fremstillingen av et baneformet materiale, som har i det vesent-lige samme egenskaper som papir, uten anvendelse av vann, som det er tilfelle ved den kjente våtprosess til papirfremstilling.

Ved valg av antall fiberlag, lagenes tykkelse, bindemidlets art og mengde, fib-renes relative orientering og andre fakto-rer kan der ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles baneformede materialer med sterkt varierende egenskaper.

Fibrene innenfor et gitt lag kan som nevnt alle gis samme orienteringsretning, men kan også være orientert i et gitt møn-ster, f. eks. et sildebensmønster.

Orienteringen av fibrene der kan foretas med en rekke forskjellige midler og spesielt ved hjelp av en eller flere gass-strømmer, som rettes mot formeflaten efter at fibrene er blitt påført bindemiddel-hinnen, foretas fortrinnsvis umiddelbart før utglatningen.

Ifølge en spesiell utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilles suksessive lag eller grupper av lag av forskjellig fibermateriale. Det er på den-ne måte mulig å fremstille papir, hvis to sider har forskjellige egenskaper, f. eks. er forskjellig farvede.

Det dannede baneformede materiale underkastes hensiktsmessig en sammenpresning mellom valser, som eventuelt kan være oppvarmet før de fjernes fra formeflaten. Eventuelt underkastes de også en infrarød varmebehandling for fjernelse av overskytende fuktighet.

Når det lagdelte materiale har oppnådd en tilstrekkelig styrke til at det er selvbærende, fjernes det hensiktsmessig fra formeflaten og utgjør heretter selv en formeflate. Dette er hensiktsmessig av hensyn til å simplifisere konstruksjonen av trans-portorganene, som skal føre lagdelt materiale forbi de forskjellige stasjoner til på-føring av bindemiddel og fibermateriale.

Såfremt det ønskes å innføre et fyllstoff eller pigment eller begge deler i det baneformede materiale, kan dette hensiktsmessig skje ved å tilføre slike stoffer sammen med fibermaterialet.

Oppfinnelsen angår likeledes et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette apparat kjennetegnes ved at det har en anordning for påføring av en bindemiddelhinne på en formeflate, anordninger til suksessiv påføring av lag av et fibermateriale på formeflaten ved hjelp av et elektrostatisk felt mellom formeflaten og en tilførselsanordning for fibermateriale, anordninger til påføring av en bindemiddelhinne ovenpå hvert fiberlag og anordninger for frembringelse av en ønsket orientering for det på bindemid-delhinnen påførte fibermateriale, samt anordninger for fjernelse av det baneformede materiale fra formeflaten. Ifølge en fore-trukket utførelsesform for apparatet ifølge oppfinnelsen har dette ytterligere anordninger til utglatning av det på bindemid-delhinnen påførte og orienterte fibermateriale.

Anordningene for frembringelse av en ønsket orienteringsretning for det på bin-demiddelhinnen påførte fibermateriale består hensiktsmessig av dyser, hvorved der kan frembringes en gass-strøm. Før det baneformede materiale fjernes fra formeflaten, føres det hensiktsmessig gjennom en anordning bestående av et oppvarmet valsesett, hvorved der skjer en sammenpresning av lagene.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan vi-dere omfatte en anordning for infrarød bestråling av det baneformede materiale før dette forlater formeflaten.

Oppfinnelsen skal i det etterfølgende beskrives nærmere under henvisning til

tegningene, hvor et utførelseseksempel på en maskin til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er illustrert.

Fig. 1 viser skjematisk en flertrinns-maskin for utførelse av oppfinnelsen. Fig. 2 viser en detalj ved apparatet iføl-ge fig. 1. Fig. 3 er et skjematisk sideoppriss av en ytterligere flertrinns-maskin ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser perspektivisk og delvis i

snitt en detalj vedrørende fig. 3.

Fig. 5 viser et oppriss med delvis bort-skårne partier i en modifisert form og en matningsenhet. Fig. 6 viser sett i plan en detalj ved-rørende fig. 5, og fig. 7 viser anordningen for overføring av cellulosefibre til matningsenheten. Den på fig. 1 viste flertrinns-maskin for utførelse av oppfinnelsen omfatter et endeløst bånd 13 som drives av en valse 14 og belegges ved hjelp av en overførings-sylinder 2 med bindemidler fra beholderen 1. Båndet 13 føres forbi et matningssted 15 for et fibrøst materiale og over en valse 16 anbragt på skrå, tvers under båndet 13

og drevet i retning som angitt med pilen. Valsen 16 glatter ut fibrene i en retning og de utglattede fibre blir derpå oversprøy-tet med et ytterligere belegg av bindema-terialet fra munnstykket 17. Derpå følger et ytterligere matningssted 15a for det fibrøse materiale og en valse 16a som glatter ut fibrene efter en avvikende retning sammenlignet med valsen 16. Disse trinn kan gjentas slik at man kan få et ark med en hvilken som helst ønsket tykkelse.

Båndet 13 blir derpå ført mellom oppvarmede pressvalser 18 og så gjennom et hus 19 som inneholder infrarøde lamper for oppvarmning av det formede ark på båndet 13. Det formede ark 5 fjernes fra båndet i området for drivvalsen 14 ved hjelp av en skavekniv 6 og arket 5 utsettes derpå for en passende efterbehandling. Båndet 13 er fortrinnsvis utformet av alu-miniumplate som i sideretning er forster-ket med metallstenger.

Den anvendte spenning for tilveiebrin-gelse av det elektrostatiske felt kan være 10—100 KV med maksimalstrømstyrke på 3mA tilrørt fra en transformator 20 hvis utgangseffekt blir likerettet og kobles mellom rammen 21 for apparatet og fibermat-ningsenhetene 15.

Fig. 2 viser en form for fibermatning omfattende en trakt 22 for fibermateriale som munner ut i en frem- og tilbakebeve-gelig sikt som gir tilførsel til et bånd 24 der løper over valser 25 som roterer slik som angitt ved pilene og holdt på et høyt potensial. Båndet 24 fører fibrene til et om-råde under båndet 13 hvor det elektrostatiske felt trer i virksomhet og fører fibrene opp mot båndet 13 slik som vist.

Alternativt kan det fibrøse materiale blåses mot båndet 24.

I fig. 3 vises et endeløst metallbånd 101 som føres over en rekke valser 102, 103, 104, 105, understøttet av rammen 106.

Båndet blir efter at det har forlatt valsen 105, renset ved hjelp av en vann-dusj 107 samt roterende børster 108 hvor-på det tørkes ved hjelp av en oppvarm-ningsanordning 109.

Båndet 101 blir derpå forsynt med et fett belegg, f. eks. vaselin eller lignende fra en beholder 110, idet belegget tilføres ved hjelp av valsesystemet 111. Efter å ha passert over valsen 102 føres båndet 101 under pneumatisk eller elektrostatisk matningsanordning 112 for fibrøst materiale og en lett valse 113 som glatter ut fibrene. En dusj 114 tilfører så et belegg av klebemidler f. eks. 9 pst. vandig polyvinylacetat-opp-løsning og matningen, valsingen og på-sprøytningen gjentas flere ganger ved hjelp av lignende anordninger 112, 113 og 114.

Arkmaterialet som dannes på båndet 101 er derpå robust nok til å utholde ytterligere behandling, og efter å ha forlatt f. eks. den femte matningsanordning angitt med 112a utsettes det for en rekke tversgående rettede luftstrømmer fra en anordning 116, som skal beskrives mere detaljert under henvisning til fig. 4. Disse luftstråler har den virkning at fibrene som er avsatt på båndet ved hjelp av matningsanordningen 112 blir rettet inn i en retning tvers på båndet og de innvalses i denne stilling av en etterfølgende valse 113. Da arkmaterialet nå har en større tykkelse, er det nødvendig å innføre en mellomliggende tørring ved hjelp av en strøm av varm luft fra munnstykket 117.

Båndet passerer derpå under en tyngre valse 118 og hele prosessen med påsprøyt-ning, matning, orientering av fibrene, valsning, tørring og ytterligere valsning blir derpå gjentatt inntil dette arkmateriale på båndet har den ønskede tykkelse.

På dette trinn føres arkmaterialet over de oppvarmede valser 103, 104 og 105, som kan holdes på progressivt høyere tempera-tur f. eks. henholdsvis 100° C, 130° C og 160° C samt fjernes fra båndet 101 ved en skavekniv 119 og/eller luftstråle«blad» 120. Arket blir derpå utsatt for slik etterbe-handling som måtte være ønskelig f. eks. glansning, farving og trykkbehandling samt endelig tørring.

Prosessen er kontinuerlig og kan omfatte f. eks. 12—16 trinn, men for tykkere

materiale kan også 30 eller 40 trinn anvendes.

Matningsanordningen 112 fører fibrene, f. eks. cellulosefibre, fra en beholder ved hjelp av en luftstrøm tilveiebragt ved vifter 121, anordnet i et rør 122 forsynt med suksessive fine sikt 123, 124 og 125, anbragt under viftene. Røret 122 utvider seg derpå slik at det dannes et kammer

126 for hvilket endeveggen er utformet av

gitterverk av rektangulær metallduk anbragt f. eks. 25 mm over båndet 101 og for-løpende efter dettes fulle bredde. En spre-der 127 er anordnet for å spre ut luft-strømmen og kan være gjennomhullet ved

128 for å hindre dannelse av en sentral

dødsone. Stort sett tangentialt rettede luftstrømmunnstykker 130 er også anordnet for å bidra til dette.

Siktene 123, 124 og 125 er glidbart og tettende montert i røret 122 slik at de kan trekkes ut f", eks. for rensning og kan være forlenget slik at erstatning samtidig fin-ner sted. Derved kan også variasjon i mas-kestørrelsen oppnås. På samme måte kan endeveggen erstattes og varieres og denne gjennomløpes av en frem- og tilbakegående rake angitt ved 129 for stadig å holde denne vegg klar og hindre at metallduken tet-ter seg igjen og at fibrene bunter seg.

Det elektrostatiske felt påtrykkes mellom endevegg-gitteret for matningsanordningen 112 og båndet 101 ved hjelp av en høyspenningskilde 131. Strømmen er av størrelsesorden f. eks. 30 KV for en avstand på omkring 25 mm.

Den påskyndende matning som tilveiebringes ved tilførselsanordningen 112 mu-liggjør at maskinen kan kjøres med høyere hastigheter enn hva som ville være mulig med bare elektrostatisk og gravitasjonsfelt, f. eks. 2 m pr. sekund.

Anordningen 116 omfatter et indre rør spaltet i bunnen og forbundet med en kil-de for trykkluft. Over dette rør er glidbart festet en ytre hylse 132 som er vist mere detaljert i fig. 4. Hylsen 132 er utformet med en rekke slisser 133, idet hver sliss i en spesiell rekke er likedannet, men variasjo-ner såvel med hensyn til antall og størrel-sen av slissene er mulig mellom rekkene. Slissene 133 er skrådd med 45° i forhold til akslen for hylsen og når således en spesiell rekke av slisser 133 er rettet inn mot slissen i det indre rør tilveiebringes en rekke tversgående stråler mot fibrene på over-flaten. Variasjon av denne rekke ved drei-ning av hylsen 132 muliggjør variasjon av styrken og antallet luftstråler og således fåes en viss grad av reguleringsmuligheter for prosessen.

De suksessive matningsanordninger

112 eller grupper av slike anordninger kan om ønskes anvendes for å mate forskjel-

lige fibre og således frembringe et sam-

mensatt materiale. Båndet 101 kan holdes kontinuerlig så varmt (f. eks. 30° C) at tørringen av arkmateriale som dannes på-

skyndes. I tillegg til dette kan en passende anordning av slissen 133 i hylsen 132 ut-

føres for å bevirke en «sildebensvirkning»

på fibrene i sjiktet.

I fig. 5—7 er det vist en modifisert fremgangsmåte for å orientere fibrene.

Disse deler av apparatet er anordnet for å

erstatte de tilsvarende deler i det tidligere beskrevne anlegg. Fig. 5 viser en metall-

plate 201 med gjennomsiktig, isolerende skjermning 202 ragende ned fra dennes sideflater mot båndet 203. Festet til platen 201 enten fast eller regulerbart er det så

anordnet en samling av spisse metall-lede-

re 204 (se også fig. 6). Fibrene tilføres bån-

det fra et matningsapparat 205 vist mere i detalj i fig. 7. Et luftstrømsmunnstykke 206 er anordnet for å blåse luft mellom matningsapparatet 205 og platen 201.

Med et belte av omkring 1 m vidde vil

lederne 204 være av et antall av f. eks. fire selv om dette ikke vil utgjøre noen be-grensning for oppfinnelsen.

Fig. 7 viser en trakt 207 for cellulose-

flis som transporteres til en disintegrator 208 via en skruetransportør 209 og en led-

ning 211. Disintegratoren kan være av hvil-

ken som helst ønsket form som reduserer råmaterialet til individuelle fibre, f. eks.

en hammermølle eller en form for karde-

apparat. Fra disintegratoren 208 føres fib-

rene ned gjennom en renne 212 til en «sko»

213 som ligger over båndet 203.

Rennen og skoen kan delvis være ut-

formet av gjennomsiktig og isolerende materiale, og delvis av metall som da kan bringes opp til høyt potensial for platen 201 for å utøve en viss innflydelse på fibre-

nes bevegelse. For å øke fiberhastigheten kan en ytterligere luftstrøm tilføres ren-

nen. De gjennomsiktige partier av rennen og skoen såvel som skjermningen 202 er anordnet for å lette observasjonen og re-

gulering av fiberbevegelsene. Skjermningen 202 er anordnet for å hindre at fibrene kan unnslippe og for å beskytte mot sideluft-

trykk som ville forstyrre jevnheten i fiber-fordelingen over båndet 203.

De spisse ledere 204 tilveiebringer hver

en stråle av ionisert luft og den kombinerte

virkning av det viste anlegg vil være at fibrene innrettes med en helling i forhold til båndet langs aksen og lederne 204 er-

statter således anordningen 116.

Ved å tilveiebringe et annet sett av

motsatte slike hellende ledere 204 samt midler for alternativ energisering av disse kan det oppnåes en «sildebensvirkning».

En mellomliggende tørring kan også

utføres ved hjelp av infrarød oppvarmning eller annen passende fremgangsmåte.

Båndet kan være av metallplate eller

netting eller plast, tekstil eller glassfibre belagt med ledende metallsjikt.

I tillegg til fiberlignende eller andre homogene materialer som kan påvirkes i et elektrostatisk felt, slik som dyrehår,

strå, sagmugg eller lignende kan også f.eks. skjellmineraler, farvepigmenter, fyllmate-

riale f. eks. porselensjord eller lignende med fordel komme til anvendelse. Alternativt kan disse føres gjennom rennen ved en ytterligere luftstrøm eller på annen måte. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

kan anvendes for fremstilling av mange typer av ark-lignende materiale slik som papir, kartong, tapet, trekkpapir, filtrer-ingspapir, isolerende plater, bygnings-

plater, takplater, pergament og materialer i likhet med kunstlær, da efter ønske det materialet som fremstilles ved denne fremgangsmåte også kan bringes til å dannes på

allerede fremstilt tekstil eller annet mate-

riale eller bare forsterkning innvendig med slikt materiale.

Fremgangsmåten kan modifiseres ved

å løsne det formede ark fra båndet så snart det er sterkt nok til å være selvbærende og derpå føre det igjennom et antall ytter-

ligere matningssteder med elektrostatisk felt mellom stasjonære deler slik at mate-

rialet utgjør sin egen formeflate.

Patentpåstander:

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av baneformet materiale bestående av et fibermateriale og et bindemiddel, hvorved en formeflate belegges med en bindemiddelhinne, som fibermaterialet påføres ved at der tilveiebringes et elektrostatisk felt mellom formeflaten og et tilførselsorgan for fibermaterialet, hvorefter fibrene i det herved dannede fiberlag glattes ut, og det dannede baneformede materiale fjernes fra formeflaten og eventuelt underkastes ytterligere behandlinger, karakterisert ved at der efter at bindemiddel og fibre er blitt påført formeflaten påføres ytterligere alternerende lag av bindemiddel og fibre, idet der fortrinnsvis foretas en utglatning efter hver påføring av fibre til dannelse av baneformet materiale av to eller flere ovenpå hverandre liggende, fast sammenbundne fiberlag, og at fibrene i hvert lag gis en orienteringsretning, som enten er den samme eller forskjellig fra orienteringsretningen for fibrene i et nærliggende lag.

2. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at fibrene innenfor et gitt lag orienteres i et sildebens-mønster.

3. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—2, karakterisert ved at orienteringen av fibrene skjer umiddelbart før utglatningen.

4. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—3, karakterisert ved at orienteringen av fibrene frembringes ved hjelp av en eller flere gass-strømmer.

5. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—4, karakterisert ved at suksessive lag eller grupper av lag fremstilles av forskjellig fibermateriale.

6. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—5, karakterisert ved at det lagdelte materiale sammenpresses mellom valser, som eventuelt kan være oppvarmet før det fjernes fra formeflaten.

7. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—6, karakterisert ved at det lagdelte materiale ytterligere underkastes en infrarød bestråling, før det fjernes fra formeflaten.

8. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—7, karakterisert ved at det lagdelte materiale fjernes fra formeflaten, når det er selvbærende, og derpå selv utgjør formeflaten.

9. Fremgangsmåte som angitt i påstand 1—8, karakterisert ved at der til fibermaterialet, som påføres bindemiddel-hinnen, settes et fyllstoff eller pigment eller begge deler.

10. Apparat for utførelse av fremgangsmåten som angitt i påstandene 1—9, karakterisert ved at det har en anordning (2, 111) til påføring av en bindemiddelhinne på en formeflate (13, 101), anordninger (15, 15a; 112, 112a) til suksessiv påføring av lag av et fibermateriale på formeflaten ved hjelp av et elektrostatisk felt mellom formeflaten og en tilførsels-anordning for fibermaterialet, anordning (17, 114) til påføring av en bindemiddelhinne ovenpå hvert fiberlag og anordninger (16, 16a; 116) for frembringelse av en .ønsket orientering for det på bindemiddel-hinnen påførte fibermateriale samt anordninger (6, 119, 120) til fjernelse av det baneformede materiale fra formeflaten.

11. Apparat som angitt i påstand 10, karakterisert ved anordninger (16, 113) til utglatning av det på bindemiddel-hinnen påførte og orienterte fibermateriale.

12. Apparat som angitt i påstand 10— 11, karakterisert ved at anordningene for frembringelse av en ønsket orienteringsretning for det på bindemiddelhin-nen påførte fibermateriale består av dyser, hvorigjennom der kan frembringes en gass-strøm.

13. Apparat som angitt i påstand 10—• 12, karakterisert ved en anordning bestående'av et oppvarmbart valsesett (18; 103, 104, 105) til sammenpresning av lagene i det baneformede materiale, før dette forlater formeflaten (13; 101).

14. Apparat som angitt i påstand 10— 13, karakterisert ved at det ytterligere har en anordning (19) til infrarød bestråling av det baneformede materiale før dette forlater formeflaten (13).