NO141055B - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av en skummet fiberdispersjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av en skummet fiberdispersjon av en dispersjon av luft og fibre i en væske som inneholder et overflateaktivt middel for fremstilling av ikke-vevet fibrøst materiale. Oppfinnelsen er særlig egnet for bruk ved fremstilling av ikke-vevede fibrøse materialer, som f. eks. papir.

Det har tidligere vært foreslått å tilsette et overflateaktivt middel til vannet ved vannlegging av fiberbaner på en papirmaskin, og ved omrøring å tildanne oppskummet fiberdispersjon med luftinnhold på minst 65 volumprosent for å lette dannelsen av en jevn fiberbane, og særlig under fremstilling av en fiberbane med fibre som er lengre enn de som vanligvis benyttes ved vannlegging av fiberbaner på en papirmaskin, dvs. fibre som har større lengde enn ca. 3 mm.

De metoder som er kjent for dannelse av en slik oppskummet fiberdispersjon innbefatter at man utsetter vann som inneholder et overflateaktivt stoff for kraftige skjærbevegel-ser, f. eks. ved å benytte et apparat som omfatter en beholder som inneholder vannet, og hvor det er montert et skovlhjul som roterer slik at vannet utsettes for en skjærbevegelse mellom skovlhjulets blader og det indre av beholderen. Gjennom bru-ken av et slikt apparat kan fibrene tilføres vannet enten før dette oppskummes eller til skum som allerede er dannet.

Kjente apparater for dannelse av oppskummede dispersjoner er effektive med hensyn til å danne dispersjoner med ønskede egenskaper, men har den ulempe at de omfatter innbyrdes bevegede deler, dvs. skovlhjul og beholder, og derfor krever tilførsel av energi for å gi den nødvendige bevegelse. Videre innebærer den relative bevegelse av delene en viss slitasje på apparatene.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av en skummet fiberdispersjon for bruk ved fremstilling av ikke-vevede fibrøse materialer, og som ikke omfatter bevegelige deler .

Dette oppnås ved en fremgangsmåte og et apparat som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Når fiberdispersjonen som tilføres innløpsmanifolden føres inn i rørene og passerer de områder hvor tverrsnittet er innsnevret, dannes det turbulent strømning av fiberdispersjonen, slik at denne skummer opp under sin gang gjennom rørene.

En fordel ved apparatet i henhold til oppfinnelsen er at det kan anbringes i linje mellom en kilde av luft og fibre dispergert i vann som inneholder et overflateaktivt stoff, og en perforert bærekonstruksjon hvorpå den oppskummede fiberdispersjon som dannes i apparatet dreneres, uten bruk for en pumpean-ordning som kunne forstyrre karakteristikken av fiberdispersjonen, mellom apparatet og den perforerte bæreanordning. Den skummede fiberdispersjon kan mates rett fra apparatet i henhold til oppfinnelsen og ut på den perforerte bærekonstruksjon kun ved hjelp av en sprederanordning, f. eks. et rør som er utformet slik at det sprer strømmen fra apparatet over bredden av bære-konstruksjonen, men mates fortrinnsvis ved hjelp av en "innløps-kasse", åpen eller lukket av den type som benyttes for papirma-skiner .

Utførelsesformer av apparatet i henhold til oppfinn-sen vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp av eksempler, under henvisning til tegningen, som viser: fig. 1 et grunnriss av en utførelsesform av apparatet, fig. 2 et sideriss av apparatet på fig. 1,

fig. 3 et snitt gjennom en forbindelse mellom innløps-manif olden og et skumdannende rør i apparatet,

fig. 4 et planriss som skjematisk viser en annen ut-, førelsesform av apparatet,

fig. 5 et snitt som skjematisk viser en del av apparatet på fig. 4, og

fig. 6 et blokkskjema som viser en del av en produksjonslinje for fremstilling av ikke-vevede fiberbaserte materialer, og som omfatter et apparat i henhold til oppfinnelsen.

På fig. 1 og 3 er vist et apparat som omfatter flere skumdannende rør 1 som hvert er forsynt med minst en sone med innskrenket tverrsnitt, i form av en rørinnsats 2 som kan være av sirkulært eller annet ønskelig tverrsnitt. En innløpsmani-fold, som utgjøres av et innløpsrør 3, og en utløpsmanifold, som dannes av et utløpsrør 4, er forundet innbyrdes via de skumdannende rør 1.

Innløpsrørene 3 og utløpsrørene 4 kan ha en innvendig diameter på 115 mm for en strøm på 3000 liter pr. minutt og de skumdannende rør en innerdiameter på ca. 19 mm, og rør-innsatsene kan ha en innvendig diameter på 12 mm. De skumdannende rør 1 er i denne utførelsesform rette rør som går mellom innløps- og utløpsrørene 3, 4 parallelt hverandre og i innbyrdes avstand, og lengden av rørene 1 kan være ca. 3 meter og avstan-den mellom dem kan være ca. 160 mm.

Flenselementer 5 er festet til innløps- og utløps-rørene 3, 4, og en ende av et skumdannende rør er anbragt i navet 6 på flensen, slik som vist på fig. 1. Endepartiene er festet, slik som vist på fig. 3, ved hjelp av to samvirkende muffer 7, 8, den ene i den andre, hvor den indre muffe 7 er festet til enden av røret 1 og den ytre muffe 8, og den ytre muffe 8 er festet til navet 6.

Hver ende av innløps- og utløpsrørene 3, 4 er forsynt med flenser 9 som forbinder de motstående ender av rørene til et innløps- og et utløpsrør, som nedenfor beskrevet.

Noen av de skumdannende rør 1, f. eks. annethvert rør, slik som vist på fig. 1, er forsynt med avstengningsventiler 10, med hvilke gjennomstrømningen i apparatet kan reguleres.

I den utførelsesform av apparatet, som skjematisk er vist på fig. 4 og 5, er innløps- og utløpsmanifoldene dannet av hus 11, 12, og hvert skumdannende rør 1 går sideveis fra et hus og er kveilet opp, såsom ved 13, mellom endene av dette og forbundet henholdsvis til innløps- og utløpshuset. I en fore-trukken utførelsesform er husene 11, 12 sirkulære, og de skumdannende rør går radielt ut fra husene.

Hver ende av de skumdannende rør er forbundet med et hus 11, 12 gjennom en manuelt betjenbar ventil 14 forbundet med en rørstump 15 som går sideveis ut fra huset. De rørformede innsatser 2 er i denne utførelsesform forbundet med ventilene 14 og de skumdannende rør 1, som kan utgjøres av fleksible rør, er anbragt over innsatsene 2, slik som vist på fig. 5.

En ende 16 av innløpshuset 11 er åpen for å slippe

inn en dispersjon av luft og fibre i en væske som inneholder et overflateaktivt stoff og som derved kan strømme inn i huset, og den ende av huset som ligger motsatt til den åpne ende, er lukket av en plugg, fig. 5, med en konisk form 17 som går inn i huset for å forhindre dannelse av luftlommer i innløpshuset 11 og gi overveiende jevn strøm gjennom de skumdannende rør 1. En ende av huset 12 er også åpen slik at strømmen av oppskummet fiberdispersjon kan strømme fra huset.

Med denne utførelsesform kan det være 48 skumdannende rør 1 anbragt i fire rader hver på 12 rør, og husene 11, 12 er fortrinnsvis understøttet uavhengig av hverandre slik at lite eller ingen vibrasjon overføres mellom innløps- og utløpsmani-foldene. Før apparatet benyttes for å fremstille et eller annet produkt velges det antall skumdannende rør som vil benyttes ved hjelp av ventilene 14. Om ønskelig kan antallet skumdannende rør som er i bruk forandres under driften av apparatet, også ved hjelp av entilene 14.

Når apparatet på fig. 4 og 5 er i drift, vil en bland-ing av luft, fibre, overflateaktivt stoff og væske mates inn i innløpsmanifolden 11 og stort sett fordeles likt til hvert rør 1, og rørinnsatsene 2 danner turbulens i blandingen, hvilket medfører dannelse av en skummet fiberdispersjon med de ønskede egenskaper, slik som ovenfor omtalt.

Fig. 6 viser skjematisk bruk av apparatet i henhold til oppfinnelsen i en produksjonslinje for ikke-vevet fiberba-sert materiale. Dette system omfatter en lukket blander 18' i produksjonslinjen, f. eks. en lukket tank med en dreibar skovl, hvor en første dispersjon av luft og fibre i væske, vanligvis vann, og som inneholder et overflateaktivt stoff, dannes. Fra blanderen 18 mates dispersjonen under trykk, ca. 2 kgp/cm 2,

ved hjelp av-en pumpe 19 til et innløpsrør 20 til innløpsmani-folden 2 eller 11, alt ettersom hvilken utførelsesform som er aktuell.

Skummet fiberdispersjon forlater utløpsmanifolden 4 eller 12 gjennom et utløpsrør 23 og mates på et perforert underlag 24 i form av viren til en Fourdrinier papirmaskin. Den skummede fiberdispersjon dreneres på underlaget 24 ved at vakuum påføres undersiden av bærelaget 24, ved hjelp av et vakuumsystem 25. Noe av væsken, som generelt vil være i skummet tilstand og som dreneres vekk fra den skummede fiberdispersjon på bærelaget 24, mates tilbake ved hjelp av en pumpe 26 gjennom røret 27 til en blander 18 for gjentatt bruk, og ytterligere fibermateriale, enten tørt eller i form av en dispersjon mates inn i blanderen 18 gjennom et rør 28 for fordeling i den på nytt benyttede væske. Luft under trykk leveres til en utmålingsinnretning 21 ved hjelp av en kompressor 22 eller lignende, og anordningen 21 leverer utmålte mengder av luft til røret 28. Mengden av luft som til-føres indikeres av utmålingsanordningen 21 og reguleres slik at den fiberdispersjon som skal dannes inneholder en ønsket volumprosent av luft som vil føre til at det dannes en skummet fiberdispersjon med de ønskede egenskaper, i henhold til hva som ovenfor er beskrevet.

Oppfinnelsen er ovenfor blitt beskrevet i forbindelse med fremstilling av en skummet fiberdispersjon fra en første, overveiende ikke-skummet dispersjon av fibre i en væske som inneholder et overflateaktivt stoff og luft, men det er klart at blanderen som beskrevet under henvisning til fig. 6, vil med-føre en viss skumming av blandingen som passerer derigjennom,

og at oppfinnelsen tjener til å gi en regulert oppskummet fiberdispersjon med de ønskede egenskaper.

Videre er det også klart fra beskrivelsen av gjentatt bruk av væske som dreneres fra den skummede fiberdispersjon på det perforerte underlag og som vanligvis vil være i en skummet tilstand at apparatet i henhold til oppfinnelsen, eller den be-skrevne blander, kan tilføres en fiberdispersjon i skummet tilstand, skjønt ikke i en tilstand som kreves for tilføring direkte til det perforerte bærelag.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en skummet fiberdispersjon av en dispersjon av luft og fibre i en væske som inneholder et overflateaktivt middel for fremstilling av ikke-vevet fibrøst materiale, karakterisert ved at dispersjonen av luft og fibre i væsken som inneholder overflateaktivt middel pumpes fra en innløpsmanifold til en utløpsmani-fold gjennom flere rør som hvert tillater gjennomgang av bare en liten volummengde dispersjon og som hvert har minst ett om-råde med mindre tverrsnitt, slik at det dannes turbulens i rø-ret og bevirkes oppskumming uten bruk av bevegede mekaniske deler.

2. Apparat for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for fremstilling av en oppskummet fiberdispersjon av en dispersjon av luft og fibre i en væske som inneholder et overflateaktivt middel for fremstilling av ikke-vevet fibrøst materiale, karakterisert ved en innløpsmanifold (11), en utløpsmanifold (12), flere rør (1) som forbinder innløpsmani-folden (11) med utløpsmanifolden (12) og hvor hvert rør (1) tillater gjennomgang bare av et lite volum av dispersjon og har minst en turbulensdannende sone (2) med redusert tverrsnitt, og en pumpe (19) anordnet for å pumpe dispersjonen gjennom inn-løpsmanif olden (11) og rørene (1) og ut av utløpsmanifolden (12).

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at hvert rør (1) mellom utløpsmanifolden (12) og området (2) med redusert tverrsnitt er utstyrt med en oppkveilet del (13) .

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at området med redusert tverrsnitt dannes av en innsats (2) som er plassert i røret (1).