NO163018B - Alkalisk, bygget vaske/blekemiddel. - Google Patents

Abstract

Vaske/blekemidler som omfatter et peroksydforbindelse-blekemiddel, en mangan-blekekatalysator og natrium-seskvisilikat og/eller natrium-metasilikat, som har en løsnings-pH på 9,5-13. Produktene viser forbedret blekeeffekt og er egnet for tøyvask ved lavere temperaturer på mellom 20 og 60°C.

Description

Fremgangsmåte og anordning for påføring av et overflatebelegg på en løpende materialbane, f. eks. papir.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for påføring av forskjellige flytende, halvflytende og kondenser bare belegningsmater ialer på en materialbane. Mer spesielt vedrører denne oppfinnelse fremgangsmåte og apparat for avsetting eller påføring av forskjellige flytende, halvflytende og kondenser bare belegnings - materialer på en løpende eller bevegelig materialbane. En mer spesiell side ved oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for avsetting av ikke-ledende, kjemiske belegningsmidler slik som overflatemidler (surfactants), smøremidler, oljeemulsjoner og andre organiske belegg på en materialbane.

Hittil har det vært vanlig å sprøyte et belegningsmateriale slik som et over flatemiddel, smøremidler og lignende på bevegelige papir-baner og lignende materialer ved å benytte pneumatiske eller hydrauliske sprøyteinnretninger. Ved denne type påføring er anordnet en rekke adskilte dyser eller sprøytehoder over materialbanen og det benyttes

trykk for å presse en fin dusj eller tåke av belegningsmaterialet på den bevegelige materialbane. Det oppstår en rekke vanskeligheter ved slike trykkbelegningsoperasjoner. Slikt sprøyteutstyr krever f. eks. heller kritisk kontroll med omgivelsene. Det er åpenbart at en fin tåke eller dusj av et flytende eller halvflytende materiale kan føres bort fra den bane som blir behandlet ved vanlige luftstrømmer, hvorved det dannes ujevnt belegg og dette resulterer også i vesentlig svinn av belegningsmaterialet. Mer spesielt har det blitt funnet at når det benyttes trykk-sprøyteutstyr av beste type som kan skaffes for tiden blir opptil 40% av belegningsmaterialet tapt til atmosfæren. Hvis man forsøker å overvinne problemet med tap av belegningsmateriale ved å forstørre stør-relsen av de utsprøytede partikler eller dråper, blir tapet til atmosfæren nedskåret på bekostning av ujevn dekning av materialbanen. Under slike omstendigheter blir belegningsmaterialet påført i dråpeform og et prikket eller flekket sprøytemønster blir tilsvarende dannet på banen. Det er klart at et annet alternativ vil være å øke trykket under sprøytebélegningen eller å øke den mengde belegningsmateriale som påføres. Økning av sprøytetrykket fører også til et vesentlig svinn av belegningsmaterialet fordi økning av trykket bak det utsprøytede materialet tjener bare til å få materialet til å absorberes i materialbanens innvendige porer i motsetning til å danne en film på overflaten. Økning av mengden av det påførte materialet resulterer i fullstendig dekning, men slik dekning er ujevn eller for tykk på enkelte steder. I tillegg vil uavhengig av sprøyteteknikken oppnås ujevn dekning når det benyttes mer enn ett sprøytehode, fordi det er nødvendig med en viss grad av overlapping eller så vil man ha mulighet for å fullstendig ute-late enkelte striper eller felter. En annen faktor som har blitt funnet å være en alvorlig hindring for påføring av belegningsmateriale på en bevegelig bane er at det vil bygges opp et luftlag eller en barriere på begge sider av banen på grunn av dennes bevegelse. Et sprøytemøn-ster som er justert for dekning i en viss avstand over banen vil så - ledes ha et fullstendig forskjellig mønster umiddelbart mot banen, og det er nødvendig med ytterligere sprøytetrykk for å overvinne mot-standen av dette luftlag. Luftlaget vil selvsagt endre i karakter og tykkelse avhengig av banens bevegelseshastighet. Således er også banens bevegelseshastighet en kritisk faktor i sprøytebelegningsopera-

sjoner. En annen ulempe ved sprøytebelegning, spesielt av et absorberende materiale slik som papir, er det faktum at meget viskøse eller halvflytende materialer ikke kan sprøytes uten at det foregår en tiltet - ning av sprøyteenheten. Følgelig må mange papir -belegningsmaterialer, slik som cverflatemidler (surfactants), smøremidler og lignende bli sterkt fortynnet med oppløsningsmidler eller vann for at materialet skal kunne sprøytes. Slik fortynning vil også innvirke på den jevne belegning av banen, men enda mer viktig er at det blir påkrevet å føre banen igjennom en varmeenhet av en eller annen type for å fordampe den overskytende mengde vann eller oppløsningsmiddel.

En annen og til og med mindre anvendelig teknikk for påføring av belegningsmaterialer til papir og lignende er å dyppe banematerialet i belegningsoppløsningen eller påføre denne ved hjelp av gjennomfuktede valser. Denne metode blir ofte benyttet når klistermaterialer , slik som stivelse, polyetylenemulsjoner og lignende, blir påført forskjellige papirtyper. De mange ulemper som fremkommer ved disse metoder, innbefattet materialsvinn , over metting ,. ujevn belegning, nødvendigheten av å tørke overskytende belegningsmateriale og bærer etc. er nesten for åpenbare til å kreve ytterligere kommentar. I tillegg vil i en dyp-pebelegningsprosess mange av belegningsmaterialene ha en tendens til å skumme. Den eneste måte som slik skumming kan reduseres på i vesentlig grad, er en drastisk reduksjon av den hastighet som banen føres gjennom badet med. Dette vil selvsagt resultere i unødig forsink-else og overfukting når det bare er en overflatefilm som vanligvis er ønskelig å påføres.

Nærmere bestemt angår således denne oppfinnelse en fremgangsmåte for påføring av et over flatebelegg på en løpende materialbane, f. eks. papir, omfattende forstøvning av et belegningsmateriale og føring av dette mot den ene side av den løpende materialbane, opprettholdelse av en elektrisk ladning nær den annen side av banen og utsendelse av det forstøvede belegningsmateriale fra et apparat, hvilket belegningsmateriale har en dielektrisitetskonstant som er vesentlig lavere enn den for vann for derved å danne en kondensator som etablerer kraftlinjer som fører det forstøvede belegningsmateriale mot banen. Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i første rekke at apparatet holdes på jordpotensial og at polariteten av den elektriske ladning som er til stede på den løpende materialbane blir bestemt og en ladning av samme polaritet blir påført den annen side av banen.

Oppfinnelsen omfatter videre et apparat for utførelse av ovennevnte fremgangsmåte og omfattende en elektrodeinnretning plasert nær banen og på den ene side av denne, samt elektrisk isolert fra omgivende elektrisk ledende jordede elementer, en høyspenningskilde for likestrøm,

en elektrisk forbindelse mellom elektrodeinnretningen og spennings-kilden, og i det nevnte apparat en forstøvningsinnretning til å forstøve og dispergere væskeformige belegningsmaterialer som er plasert over elektrodeinnretningen og på motsatt side av banen i forhold til denne. Apparatet ifølge oppfinnelsen er i hovedsaken karakterisert ved en elektrisk forbindelse mellom forstøvningsinnretningen og jord.

Oppfinnelsen skal nå beskrives mer detaljert under henvisning

til den medfølgende tegning, som er et skjematisk diagram av et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Som tidligere angitt vedrører oppfinnelsen påføring av forskjellige typer kjemikalier i flytende eller halvflytende form på en materialbane. Oppfinnelsen skal beskrives i forbindelse med en spesiell og pri-mær anvendelsesform med spesiell henvisning til påføring av slike kjemikalier på en bevegelig papirhane.

Det har ovenfor blitt påpekt at en bevegelig papirhane vil danne et luftlag langs papirets overflate som alvorlig forstyrrer påføringen av belegningsmater ialer til banen. Man har f. eks. forsøkt en rekke forskjellige sprøytepåføringsteknikker for avsetting av kjemikalier på en bevegelig papirhane uten noen større suksess. Man har også forsøkt sprøyting uten luft og kontrollert pneumatisk sprøyting, innbefattet trykk, sifong og gravitasjonsmatning. Når man benyttet det beste av disse tidligere kjente sprøytesystemer, et pneumatisk sprøyteanlegg, ble det funnet at til og med under ideelle betingelser ble i virkeligheten bare 40% av sprøytematerialet påført den bevegelige bane mens resten ble tapt til den omgivende luft. I tillegg ble i alle, bortsett fra det beste pnéumatiske system, det påførte materiale funnet å ha vesentlig flekkdannelse og overlapping. Det er derfor meget ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte og apparat for påføring av kjemikalier på en bevegelig papirhane på en slik måte at materialtapet blir vesentlig redusert og at det avsatte materiale blir jevnt fordelt over papirhanen. I tillegg er det ønskelig, i de fleste tilfelle hvor et kjemisk middel skal påføres en papirhane, at det kjemiske middel blir avsatt i form av en film heller enn å mette eller gjennomfukte papir et i hele dets tykkelse eller påføre materialet også i papirets indre porer.

Denne oppfinnelse tilveiebringer derfor en slik effektiv fremgangsmåte og apparat for påføring av kjemiske forbindelser i flytende eller halvflytende form på en bevegelig papirhane. Oppfinnelsen innebærer at det føres en forstøvet kjemisk forbindelse gjennom det kraftfelt som dannes når forstøvnings- eller atomiseringsinnretningen og en elektrode på motsatt side av den bevegelige papirhane danner platene i en elektrisk kondensator. Det er funnet at en karakteristisk elektrisk ladning, enten positiv eller negativ, avhengig av maskinens type, blir dannet i en maskin som tilfører en bevegelig materialbane. En elektrisk ladning med samme retning eller polaritet, dvs. enten positiv.eller negativ, er også blitt funnet å være til stede på den bevegelige papirhane selv om papir i virkeligheten er et ikke-ledende eller isolerende materiale. Selv om ladningens størrelse påvirkes av de atmosfæriske betingelser, vil ladningens polaritet aldri forandres. Denne statiske ladning vil imidlertid forandres fra et maksimum på tørre dager til et minimum som nærmer seg null på fuktige dager. Ladningen er imidlertid blitt funnet å være til stede i de fleste tilfelle og blir utnyttet og trukket fordel av ved foreliggende oppfinnelse. Den innretning som benyttes for å forstøve den kjemiske forbindelse som skal avsettes på den bevegelige bane, er mer spesielt jordet slik at den danner en plate i en elektrisk kondensator mens den annen plate blir dannet på banens annen side ved å anordne en ledende elektrode nær inntil eller grensende mot papirhanen og elektrisk isolert eller fullstendig isolert fra maskinen og det omgivende utstyr. Når det er til stede en ladning på den bevegelige papirhane, har det blitt funnet at denne ladning induserer en tilsvarende ladning i den ledende elektrode. Når et kjemisk middel forstøves og rettes mot papirhanen, under passering mellom de to kondensatorplater , vil det forstøvede materialet følge kondensatorens kraftlinjer. Disse kraftlinjer tjener

til å trekke det forstøvede kjemiske materiale mot den ladede plate og derfor avsettes materialet på papirhanen. Man antar at denne innretning av eller tiltrekking av atomiserte partikler skyldes det faktum at

disse partikler opptar en overflateladning motsatt av ladningen på konden-satorplaten og således blir tiltrukket mot den ladede plate. Denne teknikk er følgelig blitt funnet meget effektiv for påføringen av ikke-ledende materialer med en dielektrisitetskonstant som er vesentlig lavere enn den for

vann. Herved dannes et ikke-ledende i det vesentlige ekte dielektrikum

mellom kondensatorens to plater som ikke er vesentlig forskjellig fra det dielektrikum som dannes av luften mellom platene. I kontrast til dette er det blitt funnet at godt ledende materialer eller materialer med dielektri-sitetskonstanter i nærheten av vann eller høyere ikke blir jevnt og effektivt påført papirhanen selv om det benyttes nøyaktig samme utstyr, under de samme betingelser og på samme måte. I virkeligheten har det blitt

funnet at godt ledende vandige oppløsninger av forskjellige kjemiske forbindelser ikke kan påføres mer effektivt enn ved konvensjonelle sprøyteteknikker, og at det derfor vil være nødvendig å tilsette materialer som endrer eller nedsetter oppløsningens dielektrisitetskonstant i vesentlig grad.

Selv om den ladning som induseres på den ladede plate av ladningen på den bevegelige papirbane ofte kan være så høy som 100.000 volt og i mange tilfelle vil være effektiv for påføring av kjemiske forbindelser på papirhanen, er denne ladning vanligvis for variabel til å kunne legges til grunn under normale produksjonsbetingelser. Beting-elsene kan holdes i det vesentlige konstante i laboratorieomgivelser og effektiv påføring kan der oppnås under de betingelser som er angitt ovenfor. Dette er imidlertid ikke tilfelle i en bedrift hvor fuktigheten varierer over temmelig vide områder, og hvor følgelig ladningen på den bevegelige papirbane varierer sterkt i størrelse. Det er således hensikts-messig at den ladning som er til stede på den bevegelige papirbane og induseres i en isolert plate montert grensende mot banen, kan opprettholdes på en minimumsstørrelse som er tilstrekkelig for effektiv på-føring av kjemiske forbindelser på den bevegelige papirbane, og dette oppnås ved å føre en likestrømsladning med samme polaritet til den isolerte plate. I denne utførelsesform av oppfinnelsen er det derfor nødvendig først å bestemme ladningens polaritet på papiret. Som an-ført ovenfor kan denne ladning variere i forskjellige papirtilførselsmas-kiner, men for en gitt maskin vil dens retning eller polaritet ikke forandres. I henhold til dette må man først fastlegge om ladningen på papiret er positiv eller negativ og deretter tilføre en tilsvarende ladning som vil komme i tillegg heller enn i fratrekk, fra en ytre energi-kilde for likestrøm. Det er klart at hvis det ble tilført en ladning med motsatt polaritet, så ville denne ganske enkelt oppheve den ladning som var indusert i platen av ladningen på papiret og den vil ikke tjene noe nyttig formål.

Tegningen viser skjematisk «it apparat i henhold til den foreliggende oppfinnelse for påføring av et kjemisk materiale på en bevegelig papirbane. Papirhanen 10 er vist bevegelig i pilens retning fra en papirtilførselsmaskin (ikke vist). Papirbanen 10 forutsettes å ha positiv statisk ladning. En elektrisk ledende metallplate eller elektrode 12 er montert nedenfor og grensende mot papirbanen 10. Metallplaten 12 har fortrinnsvis en tykkelse på 3,2 mm og en lengde på fra omtrent 15 cm til omtrent 50 cm i retning av banens bevegelse. Platens bredde er lik banens bredde, eller hvis banen'skal belegges i mindre bredde, så bred som den bredde som skal belegges. Selv om det er vist en flat metallplate kan andre elektrodetyper benyttes i stedet, f. eks. et flatt metallgitter, en metallvalse , et buet stykke platemetall eller trådduk eller lignende ledende innretninger. Platen 12 er elektrisk isolert fra de omgivende seksjoner av maskinen eller hvilke som helst andre deler som kan være jordet eller ledende gjennom isolerende ben 14. Benene 14 kan være kompakte eller hule og fremstillet av et materiale slik som steotit. På grunn av at papirbanen 10 er forsynt med en positiv elektrisk ladning, vil der induseres en ladning av samme polaritet i den ledende plate 12 idet banen 10 løper over platen. Når ladningen på banen 10 ikke har tilstrekkelig størrelse til å gi den nødvendige minimale ladning på platen 12, kan en ladning med samme polaritet tilføres fra en ytre likestrømskilde, slik som en transformator 16. Transformatoren 16 er tilkoblet en kontrollenhet 18 som er avpasset til å variere trans-formatorens 16 utgangsspenning fra omtrent 150.000 volt eller mere ned til omtrent 0 volt. Utmatningen fra transformatoren føres til den ledende plate 12 ved hjelp av over før ingsledningen 20 som er avpasset for høy spenning. Derved kan opprettholdes en variabel og kontrollerbar minimum s spenning , noe som er nødvendig for god kjemisk påføring, på platen 12 ved riktig justering av kontrollenheten 18. Når det ikke finnes . noen spenning på den bevegelige bane , er det nødvendig med et minimum på omtrent 10.000 volt pr. lineære 2.5 cm mellom forstøvningspunktet og den ladede plate for skikkelig påføring under normale driftsbetingelser . En roterende tallerkenforstøver 22 er montert overplaten 12 og papirbanen 10. Den roterende skive - eller tallerkenforstøver 22 er av konven-sjonell konstruksjon og avpasset til å forstøve det kjemiske materiale som påføres banen 10. Det kjemiske materiale som skal påføres lagres i et reservoar 24 og pumpes fra dette gjennom en strømningsmåler (ikke vist) til for støveren 22 ved hjelp av en pumpe 26. Det kjemiske middel som skal påføres banen 10, og som lagres i reservoaret 24, kan oppvar-mes når det er ønskelig å påføre et materiale som er fast ved omgivelsenes temperatur, men som skal påføres i flytende eller halvflytende form. Atomiseringsinnretningen eller forstøveren 22 drives ved hjelp av en luftturbin 28. Luftturbinen 28 tilføres trykkluft fra en passende trykkluft kilde 30 gjennom måleventilen 32. Forstøvningsinnr etningen 22 er opphengt over banen 10 ved hjelp av en justerbar stang 34 som kan senke eller løfte forstøvningshodet av grunner som vil fremgå nedenfor. Hele forstøvningsmekanismen holdes ved jord-potensial ved hjelp av en elektrisk ledning 36 som forbinder forstøvningsinnretningen med jord. Således vil forstøvningsinnretningen 22 og den ladede plate 12 danne de to plater i en elektrisk kondensator med luft som dielektrikum mellom platene. Størrelsen av kraftlinjene mellom forstøvningsinnr etningen 22 og platen 12 kan selvsagt variere i henhold til de krav som må stil-les i en viss situasjon ved å variere avstanden mellom forstøvningsinn-r etningen og platen og/eller variere ladningen på platen 12. I alle tilfelle vil imidlertid avstanden mellom hodet 22 og platen 12 være fra omtrent 5 cm til 28 cm for en forstøvningsskive med en diameter på 3,4 cm. Det skal også presiseres at for å hindre lysbuedannelse og direkte over-føring av elektrisk energi mellom atomiseringshodet 22 og platen 12, bør spenningen på platen 12 ikke være for høy. Ytterligere bør avstanden av platen 12 fra ledende eller jordede deler unntatt atomiser ingsinnretningen 22 være minst to ganger avstanden mellom atomiser ingsinnretningen 22 og platen 12. Hvis platen 12 og/eller jordet maskineri blir isolert med materialer slik som Micarta, ikke-ledende Teflon etc. , vil den til-latte driftsavstarid mellom jordede elementer og maskineriet kunne reduseres vesentlig.

Som vist på tegningen vil den foretrukne drift av apparatet ta fordel av gravitasjonskreftene på de forstøvede partikler. Det har imidlertid blitt funnet at disse gravitasjonskrefter bare har liten innvirkning på de fint fordelte partikler og at derfor stillingene for banen 10, platen 12, ogforstøvningsinnretningen22 kan varieres på hvilken som helst ønsket måte for å tilpasses en spesiell driftssituasjon. Platen 12 og forstøv-ningsinnretningen 22 kan f. eks. bytte stilling, de kan plaseres i en vin-kel med banen eller anordnes på hvilken som helst annen mulig måte. Det eneste kriterium må være at papirbanen 12 er plasert mellom for-støvingsinnretningen 22 og platen 12. Den relative stilling av papiret 10 mellom platen 1 2 og forstøvningsinnr etningen 22 kan varieres i vesentlig grad, fra en stilling i virkelig berøring med platen 12 til en stilling omtrent 2,5 cm fra den roterende forstøvningsskive 22.

Det skal gjentas og understrekes på dette trinn at under driften

av det foreliggende apparat er der i virkeligheten ingen strømovergang fra for støvningsmekanismen til den ladede plate eller omvendt og det forstøvede belegningsmateriale ser ut til å ha bare en over flate ladning i motsetning til at hele partikkelen er ledende noe som er tilfelle når sterkt ledende fluida blir benyttet . Følgelig vil systemet virke som en ekte elektrisk kondensator med luften mellom for støvningsinnret-ningen og elektroden, og også det forstøvede belegningsmateriale mel-

lom disse to deler, tjenende som et dielektrikum. Det blir derfor ingen leding av strøm gjennom den flom av forstøvede partikler av belegningsmaterialet som beveger seg fra for støvningsinnretningen til den ladede plate. En annen betydningsfull faktor er den observasjon at graden av forstøvning ikke påvirkes av platens ladning, men kontrolleres nesten utelukkende av for støvningsmekanismens driftsbetingelser . Som et resultat av dette vil platens ladning bare innvirke på innretting-en av det atomiserte materiale.

Som tidligere angitt er den foreliggende metode anvendelig for hvilke som helst banematerialer . Disse materialer kan innbefatte tek-stiler , metallfolier, plast, papir etc. så lenge som disse har tilstrekkelig bøyelighet til å kunne betegnes som et banemater iale. Et slikt banemateriale kan være porøst eller ikke-porøst, forutsatt at porøsi-teten ikke er så stor at det passerer anselig mengder av kjemikalier gjennom banen. Metoden har blitt funnet spesielt egnet for å påføre en rekke forskjellige kjemiske forbindelser på fibrøse banematerialer slik som papir. Når det gjelder anvendelsen på papir, kan materialer med så lave grunnvekter som silkepapir og med så høye grunnvekter som kar-tong behandles. Basert på ris med flater på 267,5 m (2880 kv.ft.) kan basisvekter på fra omtrent 1,5 kg pr. ris til omtrent 55 kg pr. ris eller høyere gis som eksempler. Papir med basisvekter på fra omtrent 3,3 til 15,6 kg pr. ris har blitt ganske effektivt behandlet.

I henhold til oppfinnelsen kan belegningen utføres med materialbanen i bevegelse med hastigheter som ligger hvor som helst fra 0 til omtrent 18000 meter pr. min. eller mer, men ypperlige resultater oppnås ved lavere hastigheter under omtrent 900 meter pr. min. Hastigheten eller fluidumstrømningshastigheten kan selvsagt velges på forhånd og lett endres for å variere den mengde belegningsmateriale som påfør-es banen. Materialet kan derfor påføres enten som en overflatefilm på banen, noe som er ønskelig i de fleste papirbelegningsprosesser , eller det kan påføres tilstrekkelig materiale til å mette eller gjennomfukte banematerialet eller avsette belegningsmaterialet i banematerialets struktur.

Som anført ovenfor kan belegningsmaterialet mates til forstøv-ningsinnr etningen enten i form av en varm eller kald væske eller en halvflytende væske. I henhold til oppfinnelsen har det blitt funnet at belegningsmaterialer som normalt er i fast form ved omgivelsenes temperatur, kan gjøres flytende ved å tilføre varme til lagringstanken eller både til lagringstanken og tilførselsledningen for væske. Det væskeformede eller flytende belegningsmaterialet blir oppdelt av de roterende skovler i skiven når det mates til en forstøvningsinnretning av denne type og utsettes for sterk forstøvning avhengig av rotasjons-hastigheten eller sentrifugalkraften av skiven. Skivens sentrifugalkraft dispergerer fluidet med tilstrekkelig hastighet til at forstøvning eller atomisering finner sted ved friksjon med den omgivende luft. Luftturbinen som driver atomiserings skiven kan tilføres trykkluft med trykk som ligger hvor som helst i et område fra 0,07 til 7 kg pr. cm <2>. Det skal igjen presiseres at for støvningsinnretningen utfører i det vesentlige hele fluidumforstøvningen og at forstøvningsgraden er i det vesentlige uavhengig av ladningen på elektroden.

Den roterende forstøvningsskive virker effektivt både ved høye

og lave strømningshastigheter for fluidet. Det har også blitt funnet i henhold til oppfinnelsen at forstøvningsinnretningen, når den blir benyttet i det foreliggende apparat, kan forstøve flytende og halvflytende materialer med ekstremt høy viskositet. Følgelig er det ikke nødven-dig å fortynne de fleste belegningsmater ialer som benyttes for belegning av papir, og det er derfor ingen betingelse at banen må føres gjennom et varmeapparat for å fjerne overskytende vann eller oppløs-ningsmiddel. Nødvendigheten av å fortynne belegningsmaterialene ,

når det blir benyttet konvensjonelle sprøyteanlegg, resulterer ikke bare i et tidskrevende og kostbart tørketrinn, men kan også ha en skadelig virkning på mange papirer. Når belegningsmaterialet i til-

legg er et fast stoff ved vanlig romtemperatur, er driftsbetingelsene som er angitt normalt slik at materialet i det vesentlige er halvfast eller fast idet det treffer banen. Denne tilstand av belegningsmaterialet, idet det treffer banen, er åpenbart også delvis ansvarlig for det fciktum at det blir påført en film eller et overflatebelegg i motsetning til metning eller gjennomfuktning til materialets indre porer.

De nye belegningsprosesser og de produkter som derved dannes, som er mulig å fremstille ved hjelp av den generiske teknikk ifølge foreliggende oppfinnelse, er diskutert detaljert nedenfor.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen har blitt benyttet for å påføre mykningsmidler og smøremidler til lette papirmateri-aler slik som toalettpapir og ansiktspapir. Påføringen resulterer i at papiret får de myke og smørende egenskaper som er krevet. Dette oppnås bare ved å påføre et tynt belegg av overflatemiddel til en bevegelig papirbane. Overflatemidlet tilføres forstøvningsskiven i form av en væske, og på grunn av avstanden mellom forstøvningsenheten og papiret vil materialet være i det vesentlige halvfast når det treffer banen. Derved vil meget fine overflatepartikler bare feste seg til de ytre partier av overflatefibrene og der er liten eller ingen migrasjon av materialet inn i banen til dennes indre fibre. På grunn av at fiber til fiber sammenbind-ingen av banematerialer av denne type utføres før påføringen av myknings-og smøremidlet og på grunn av at vann eller andre væsker , som er i stand til å oppløse denne fiber sammenbinding, ikke er tilstede i belegningsmaterialet som påføres i henhold til oppfinnelsen, vil der ikke finne sted noen ødeleggelse av fiberbindingene og materialbanens opprinnelige styrke blir bibeholdt.

Vannabsorpsjonshastigheten for dette overflatebehandlede papir

blir også i stor utstrekning øket ved hjelp av denne behandling når produktet blir sammenlignet med standard lettvekts ansikts - og toalettpapir som for tiden markedsføres.

Den mengde av mykningsmiddel og smøremiddel som påføres banen kan variere fra omkring 1 til omtrent 4 vektprosent basert på basisvekten av hvert papirris omtrent 0,20 til omtrent 1,5 vektprosent pr. lag. Et ansiktspapir med en basisvekt på omtrent 4535 g pr. ris (10 lbs./ream) krever en overflatepåføring på omtrent 34 g pr. ris papir (0,075 Ibs/ ream) for å få en mykner påføring på omtrent 0,75 vektprosent pr. lag.

Under kontrollerte lave fuktighetsbetingelser, vil påføringen av en blanding på omtrent 80 vektprosent polyetylenglykoldistearat og omtrent 20 vektprosent polyetylenglykoldilaurat utføres på følgende måte: Temperaturen av fluidet i lagringstanken, fluidumledningen og for-støvningsinnr etningen bør holdes på maksimalt omtrent 93°C. Banehastigheten kan variere mellom omtrent 0 til 900 meter pr. min. På grunn av at banehastigheten bestemmer det tidsrom hvor banen er ikke oppvik-let, bør temperaturen av belegget varieres slik at det oppnås god størk-ning når hastigheten forandres. Spenningen på ladningsplaten bør holdes på et minimum av omtrent 40.000 volt med en avstand mellom ladningsplaten Og papiret på omtrent 6,3 mm eller mer. En forstøvningsskive med diameter på 2,54 cm eller mer kan drives av en turbin som tilføres trykkluft på mer enn 30 psig, mens det pumpes belegningsmateriale til denne med den hastighet som er nødvendig for å tilføre omtrent 0,75 vektprosent kjemisk middel, basert på banehastighet, banens grunnvekt og belegningsbredden. Avstanden mellom for støvningsinnretningen og ladningsplaten kan holdes mellom omtrent 5 og 23 cm.

I én spesiell prøve, under styrte lave fuktighetsbetingelser, ble

en negativ ladning på omtrent 40.000 volt opprettholdt på ladningsplaten

mens den tidligere nevnte esterblanding ble påført et 2-lags ansikts - papir. Spenninger over denne verdi syntes unødvendig for å oppnå tilstrekkelig jevn belegning. Belegningsmaterialet ble holdt ved omtrent 75°C, mens det ble pumpet med en hastighet som ikke oversteg omtrent 2,3 1. Turbinen som drev skiven ble igjen rotert ved hjelp av trykkluft på ikke over omtrent 6,3 kg/cm . Papirhastigheten ble holdt på omtrent 600 m/min. På denne måte ble belagt to omganger hver på 3000 meter papir.

Under de ovenfor angitte betingelser ble belegningsmaterialet på-ført papiret på overraskende jevn måte idet dekningsjevnheten var over 90% og det ble funnet at 95% eller mer av belegningsmaterialet faktisk ble påført papiret. Til sammenligning oppnås 60% påføring av belegningsmateriale ved hjelp av de hydrauliske sprøyteanlegg som tidligere ble benyttet for samme formål.

En annen spesiell prøve for fremstilling av ansiktspapir belagt med den tidligere nevnte blanding av myknings- og smøremiddel av polyetylenglykoldistearat og dilaurat, ble belegningsmaterialet benyttet for å beleg-ge de ytterste overflater av en 2-lags bane på 240.000 meter (800.000 fot) med en papirhastighet på omtrent 600 meter pr. min. Den totale påfør-ing av myknings-smøremiddel var omtrent 0,75 vektprosent pr. lag. Basisvekten for 2-lagspapiret var omtrent 9070 g pr. flateenhet (20 Ibs./ ream), og ansiktspapir et inneholdt derfor omtrent 68 g av myknings-smøremidlet på overflaten av 2-lagspapiret. Det ble også tilsatt enpar-fyme til myknings-smøremidlet. Både teksturerte og ikke-teksturerte produkter av den angjeldende karakter ble behandlet.

Under behandlingsforløpet ble følgende betingelser opprettholdt; Spenningen som ble tilført ladningsplaten var omtrent 60.000 volt ved papirhastigheten på 600 m/min. , banebredden og følgelig ladningsplatens bredde var omtrent 17,5 cm, myknings-smøremidlet ble holdt ved en temperatur på omtrent 93°C idet det ble tilført forstøvningsskiven som hadde en diameter på omtrent 3,4 cm, forstøvningsskiven ble drevet av en turbin som ble tilført trykkluft med et trykk på omtrent 4,2 kg/cm . A\ standen mellom papiret og forstøvningsskiven var omtrent 17,7 cm

og avstanden mellom papiret og ladningsplaten var omtrent 6,4 cm.

Den ovenfor angitte behandling resulterte i et produkt som var sterkt forbedret i forhold til et ubehandlet eller "kontroll" produkt av samme karakter og også til sammenlignbare behandlede og ubehandlede konkurrerende produkter.

En enestående egenskap ved det produkt som ble fremstilt i henhold til oppfinnelsen var vannabsorpsjons-hastigheten av det tynne papir. Den etterfølgende tabell sammenligner absorpsjonshastigheten for det behandlede produkt med et ubehandlet produkt og med konkurrerende produkter.

En annen enestående egenskap ved det produkt som ble fremstilt

i henhold til denne prøve var overflatefriksjonen eller smøringsevnen for produktet. Den etterfølgende tabell oppsummerer overflatefriksjons-målinger av det behandlede produkt og ubehandlet produkt og konkurrerende produkter:

Det produkt som ble behandlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse ble også funnet å ha mange andre ønskelige egenskaper slik som en minimal tendens til migrering, motstandsevne overfor oksydasjon og annen ødeleggelse ved aldring og en avkjølende virkning.

Andre materialer som er egnet for bruk som myknings-smøre-midler innbefatter sinkstearat, aluminiumstearat, natriumstearat, kalsiumstearat, magnesiumstearat ( spermacetter , stearylalkohol, "karbovoks", palmitinsyre, oleinsyre, mineralolje, talgglycerid, di - stearylmetylamin, primære og sekundære fettaminer, petrolater, lanolinderivater , glycerin etc.

Andre kjemiske forbindelser slik som parfymer, antiseptiske midler, bakteriedrepende midler, germicider, og optiske hvitnings-midler kan også tilsettes myknings - smøremidlet og påføres banen.

Oppfinnelsen har også blitt utnyttet for å påføre refuktningsmidler til ikke-absorberende papir med et vidt område av basisvekter fra omtrent 4,3 kg pr. ris til omtrent 15,8 kg pr. ris og til ikke-vevede fiormaterialer med i det vesentlige de samme basisvekter.

Slik refuktning eller endring av overflatespenningen i ikke-absorberende bane- eller fiormate rialer kan utføres ved påføring av ikke-ioniske , kationiske og anioniske overflateaktive midler. Et eksempel på et ikke-ionisk overflatemiddel er Igepal CO-630 (en alkylfenol + etylenoksyd) , et passende anionisk over flatemiddel er Gafac RS-710 (en kompleks organisk fosfatester-fri syre), og et kationisk overflate-aktivt middel kan eksemplifiseres ved cetyltrimetylammoniumbromid.

De tidligere nevnte fluida blir forstøvet i form av en væske, men er i det vesentlige i tørr tilstand ved de betingelser hvor produktene benytte s.

Noen få av de andre overflatemidler som kan benyttes i henhold til denne fremgangsmåte for å forbedre absorpsjonshastigheten er: Emulsan A-67, ikke-ionisk, polyetylenoksyd-ko nsentrat med lang-kjedede fettsyrer, Larosol 2-8 ikke-ionisk, Napco DE-115, ikke-ionisk etoksylert fettsyre, Piotron K-31-S, ikke-ioniske polyoksyetylenetere av nonylfenolog polyoksypropylen-polyoksyetylenglykoler , Sandrol 200 CG, ikke-ionisk kokosolje-alkanol- amid, Sterox CD, ikke-ionisk poly-oksyetylenester av talgolje (tall oil), Sulfonic LF-5, ikke-ionisk fett-alkohol og etylenoksydkonsentrat, Synthrapol RWP, ikke-ionisk, Tri-ton X-100, ikke-ionisk alkylalkoholarylpolyeter , og Estranol FTS, amfoterisk natriumsulfonsyre salter av karboksylsyreestere.

Stoffer som tilsvarer refuktningsmidlene kan også påføres tyngre papirgrader med basisvekter som går fra omtrent 7,7 til omtrent 15,8 kg pr. ris. I disse tilfelle påføres en detergent slik som alkylarylsul-fonat, til papiret for å fremstille liva som vanlig er kjent som en såpe-impregnert papirvaskeklut for engangsbruk. Konsentrasjonen av detergent er vanligvis i området på omtrent 30 til 95 vektprosent basert på papirflateenheten (ream).

Under den tidligere kjente påføring av detergent eller vaskemid-del til papirvaskekluter for engangsbruk ble produktet fremstilt enten ved dypningsbelegning eller ved å påføre materialet i en klisterpresse.

I begge disse metoder oppstår alvorlige problemer med skumming.

Dette skumningsproblem blir fullstendig eliminert når den foreliggende oppfinnelse benyttes fordi materialbanen ikke på noe sted under fremgangsmåten løper gjennom en stor konsentrasjon av impregnerings - materialet.

DriftsbetingeIsene for påføring av refuktningsmidler til ikke-absorberende papir og av vaskemidler (detergents) til absorberende papir kan være som følger: Spenningen på ladningsplaten kan holdes ved et minimum på omtrent 40.000 volt med en avstand fra papiret til ladningsplaten på omtrent 0,6 til 2,5 cm. Forstøveren kan være en skiveforstøver med omtrent 2,5 cm eller mer i diameter drevet av en luftturbin som tilføres luft med et trykk på 2, 2 kg/cm eller mer. Det kan benyttes en avstand fra forstøvningshodet til papiret på omtrent 5 til 22, 5 cm og en banehastighet hvor som helst i området fra 0 til 1000 meter pr. min. Fluidumbe-holderen, tilførselsledningen for fluidum og forstøvningsinnretningen bør holdes mellom 21 og 60°C for"vaskemiddelpåføring. Temperaturen blir imidlertid først og fremst slik valgt at det oppnås passende kontroll av fluidumstrømmen. Refuktningsmidler kan påføres økonomisk ved hastigheter på opptil omtrent 0,22 vektprosent pr. ris (ream) mens vaskemid-delpåføringen fortrinnsvis i gjennomsnitt utgjør omtrent 48 vektprosent pr. ris.

Det ble foretatt en serie gjennomkjøringer under anvendelse av fem forskjellige overflatemidler ved fuktning av papirhåndkleruller både nylig fremstilte og lagret over et tidsrom. Basisvektene for papirhåndklærne var omtrent 15,2 kg pr. ris for det lagrede papir. Samtlige papirer hadde opprinnelig dårlig absorpsjonsevne. Forskjellige mengder refuktningsmidler fra omtrent 0,05 vektprosent til omtrent 1,25 vektprosent ble påført papirene. Absorpsjonsevnen for papirene ble målt umiddelbart etter påføring av refuktningsmidlet og etter oppvarmning til omtrent 150°C i omtrent fem minutter. Følgende operasjonsbetingelser ble benyttet:

En spenning på ladningsplaten på omtrent 60.000 volt, en banehastighet på omtrent 600 meter pr. min, et turbinlufttrykk på omtrent 2,4 kg/cm , en forstøvningsplatediameter på omtrent 2,2 til 2,5 cm, en fluidumtemperatur på omtrent 20 til 25°C, en avstand fra platen til papiret på omtrent 0,6 cm og en avstand fra for støvningshodet til papiret på omtrent 17,7 cm. Resultatene av absorpsjonsprøvene er gjen-gitt i den følgende tabell:

I de ovenfor angitte prøver ble refuktningsmidlene benyttet i deres konsentrerte form slik som de ble mottatt. Følgelig var det ikke nød-vendig å føre banen til et tørketrinn etter påføringen av refuktningsmidlet for å fjerne overskytende vann eller fortynningsmiddel. Disse konsentrerte oppløsninger av refuktningsmidler varierte i viskositet fra omtrent 85 til 350 centipoiser ved 25°C. Slike høyviskose materialer kan ikke påføres riktig og effektivt ved hjelp av hydraulisk sprøyteut-styr, det foreliggende apparat utnyttet imidlertid lett selv det mest vis-køse materiale.

Målinger av papirets fysiske egenskaper før og etter behandling viste at behandlingen hadde liten eller ingen virkning på fysiske egenskaper slik som strekkfasthet, strekkbarhet osv. av papiret.

I de serier av prøver som er angitt ovenfor ble funnet at den materialmengde som ble påført banen meget lett kunne kontrolleres ved å variere den hastighet med hvilken materialet ble pumpet til forstøvnings-innr etningen.

Ved å studere dataene ifølge tabell III vil sees at i nesten alle tilfelle oppnås den største økning i absorpsjonsevne etter påføringen av de første 0,1% refuktningsmiddel og at ingen vesentlig endring finner sted etter påføring av omtrent 0,2 vektprosent refuktningsmiddel. Det er selvsagt ganske åpenbart fra disse data at heller drastiske forbedringer i papirenes absorpsjonsevne ble oppnådd.

Tilsvarende forsøk ble også foretatt på kommersielle enheter med samme resultater.

En serie prøver ble også foretatt på pilotutstyr med og uten spenning på platen ved påføring av Igepal CO-630 inneholdende 3% av et ultrafiolett aktiverbart tilsetningsmiddel på nytt håndklepapir med en hastighet på omtrent 2,5 1 pr. time. Under disse forsøk var banehastigheten 600 meter pr. min. , turbinlufttrykket 35 psig, fluidumtemper aturen 20°C, forstøvningsskivens størrelse 2,2 - 2,54 cm, avstanden mellom papiret og platen 17,7 cm, og, når platen var ladet, en spenning på 60.000 volt.

Det ble utført visuell inspeksjon og ultrafiolett fotografering av det behandlede papir. I alle tilfelle ble funnet at forstøvningsgraden, bane-dekningen, jevnheten av dekningen og fravær avmerker eller streker grunnet overlapping var helt ypperlig når platen var ladet sammenlignet med de resultater som ble oppnådd når platen ikke var ladet.

Det ble også foretatt gjennomkjøringer med blandinger av Igepal CO-630 pluss 3% optisk hvitningsmiddel for å behandle den nylig fremstilte papirbane mens operasjonsbetingelsene ble variert i et apparat som var utstyrt med to forstøvningsinnretninger. De grunnleggende driftsbetingelser var: En spenning på omtrent 60.000 volt, et turbinlufttrykk på omtrent 2,8 kg/cm , en banehastighet på omtrent 600 meter pr. min. , en fluidumstrømningshastighet på omtrent 2,5 liter pr. time, en fluidumtemper atur på omtrent 25°C , en forstøvningsskive-størrelse på omtrent 2,2 - 2,54 cm, en avstand fra papiret til platen på omtrent 0,6 cm, en avstand fra papiret til forstøvningsskiven på omtrent 17,7 cm og en avstand fra kant til kant mellom hodene på omtrent 5 cm.

I begynnelsen ble lufttrykket til forstøvningsturbinen variert fra omtrent 0 til 5 kg/cm . I denne serie av forsøk ble det funnet at graden eller finheten av forstøvningen av belegningsmaterialet avhang nesten utelukkende av den hastighet som forstøvningsskiven ble drevet med . Følgelig kan det oppnås nøyaktig kontroll av forstøvningsgraden ved ganske enkelt å variere lufttrykket til turbinen. Ypperlig dekning og påføring ble oppnådd med lufttrykk fra omtrent 2, 1 til omtrent 3,5 kg/

2

cm .

Deretter ble væskestrømningshastigheten til forstøvningsinnr etningen variert mellom omtrent 0,45 til omtrent 12 liter pr. time. Over det område som ble undersøkt ble det ikke observert noen uønsket strekdannelse eller overlapping. Variasjon av strømningshastigheten resulterte helt enkelt i variasjon av den materialmengde som ble påført og materialfordelingen var jevn uansett strømningshastigheten.

Den spenning som ble påført ladningsplaten ble variert mellom omtrent 20.000 og omtrent 80.000 volt. Det ble funnet at et spennings-område på omtrent 30.000 til omtrent 60.000 volt er nødvendig ved bane-hastigheter opp til omtrent 600 meter pr. min. Det ble også sluttet at spenninger over dette område, slik som 70.000 og 80.000 volt, hensikts-messig kunne benyttes , men dette er ikke nødvendig for effektiv drift av utstyret.

Avstanden fra papiret til ladningsplaten ble også variert fra omtrent 0,6 til omtrent 5 cm. Dette var funnet å være et passende drifts-område for prosessen mens avstander utenfor dette område gav mindre ønskelige resultater.

Avstanden fra papiret til forstøvningsskiven ble også variert fra omtrent 5 til omtrent 22, 5 cm. Det ble funnet at ved minimums avstanden på omtrent 5 cm var det nødvendig med lavere spenning for å oppnå jevn fordeling og effektiv påføring av belegningsmaterialet. De større avstander krevde høyere spenning. Det blir fortrinnsvis benyttet en avstand på omtrent 10 cm til omtrent 22,5 cm.

Det ble utført forsøk mens banehastigheten ble variert fra om-

trent 75 til omtrent 600 meter pr. min. Alle hastigheter i dette område ble funnet å frembringe produkter hvor belegget hadde liten partikkel - størrelse. Hastigheter større enn dette område er også brukbare og effektive.

For å finne frem til senteravstanden mellom de to forstøvnings-

skiver ble til slutt undersøkt avstander mellom 5 og omtrent 30 cm.

Det ble funnet at ved de angitte driftsbetingel ser var en senter avstand på omtrent 25 cm optimal. Ved en avstand større en 25 cm ble en del av banens midtparti ubehandlet. Dette kunne selvsagt korrigeres ved å øke forstøvningsskivens hastigheter eller øke avstanden fra skiven til papiret. Ved en øket avstand mellom papiret og skiven vil det imid-

lertid være påkrevet med en svak økning i spenningen.

For å fastlegge effektiviteten ved påføring av refuktningsmidler

til nylig fremstilt håndklepapir , ble foretatt en forlenget gjennomkjøring. Under denne gjennomkjøring ble følgende betingelser opprettholdt: En spenning på omtrent 60.000 volt, et turbinlufttrykk på omtrent 2,4 kg/

cm 2, en banehastighet på omtrent 75 meter pr. min. , en skivestørrel-

se på omtrent 2, 2 - 2,5 cm, en avstand mellom papiret og ladnings-

platen på omtrent 3,5 cm, en avstand mellom papiret og forstøvnings-skiven på omtrent 17,7 cm og en strømningshastighet på 4,5 liter pr.

time, omtrent 5,05 vektprosent.

Under denne undersøkelse av en stor papirhåndklerull ble rullen

først veiet, refuktningsmiddel ble deretter tilført med kjent strømnings-hastighet i et visst tidsrom og rullen ble igjen veiet for å finne den meng-

de forstøvet materiale som var påført. Den materialmengde som var påført i løpet av et bestemt tidsrom ble deretter sammenlignet med den L materialmengde som teoretisk var påført. Etter å ha kjørt denne prøve i 50 minutter, ble oppnådd en påfør ing s effektivitet på over 94%.

Den foreliggende teknikk ble også sammenlignet med et konven-

sjonelt hydraulisk sprøytesystem som for tiden benyttes kommersielt,

under i det vesentlige tilsvarende betingelser. Under denne sammen-

ligning ble påført Synthrapol RWP pluss omtrent 3 vektprosent av et

optisk blekemiddel til den tidligere nevnte nylig fremstilte papirhånd-klebane. Mengden av refuktningsmiddel var omtrent 0,219 vektprosent, belegningsmaterialets temperatur ble holdt på omtrent 25°C, og avstan-

den fra papiret til fordeleren omtrent 17,7 cm. Banehastigheten var

omtrent 600 meter pr. min. når det ble benyttet en ladet plate (omtrent 60.000 volt), og omtrent 450 meter pr. min. når det ble benyttet en hydraulisk sprøyteanordning. Forstøvningsskiven ble drevet av en turbin som utnyttet et lufttrykk på omtrent 35 psig. Under denne side ved side sammenligning var den foreliggende teknikks over-legenhet helt åpenbar. Den hydrauliske sprøytemetode viste klart at det fant sted ujevn dekning, strekdannelse, overlapping av mønster, og delvis forstøvning. I kontrast til dette resulterte den foreliggende teknikk i jevn fordeling, en høy forstøvningsgrad og ingen mønstret overlapping eller strekdannelse. Av enda større betydning var imidlertid at den foreliggende teknikk påførte omtrent 95% av belegningsmaterialet mens det hydrauliske anlegg påførte omtrent 50%. Det hydrauliske system krever også at belegningsmaterialet skal fortyn-nes med omtrent 50% og derfor er det også nødvendig med tørking etter påføring.

Sammenlignende forsøk ble også foretatt under fabrikkdriftsbe-tingelser, hvor papirhåndklematerialet med en basisvekt på omtrent 1 3 , 6 til 14 , 8 kg pr. ris behandlet med varierende mengder Larosol 2-8 ved å benytte et hydraulisk sprøyteanlegg som hadde vært i kom-mersiell drift i en fabrikk for dette formål sammen med apparatet i-følge den foreliggende oppfinnelse.

I det første av disse forsøk ble benyttet omtrent 0,219 vektprosent refuktningsmiddel i samtlige hydrauliske sprøyteoperasjoner, mens det ble benyttet fra omtrent 0,219 til 0,05 vektprosent refuktningsmiddel for å vurdere den foreliggende oppfinnelse i et angitt område på den samme kommersielle maskin. Et fluoreserende fargestoff ble tilsatt refuktningsmidlet i en mengde på omtrent 0,5 vektprosent. Fargestoffet ble deretter soxhlet ekstrahert fra papirhand-kleet ved hjelp av metanol som oppløsningsmiddel og det ekstraherte fargestoff ble analysert i et fotoelektrisk kolorimeter for å måle den optiske tetthet (density). Ut fra disse bestemmelser kan påførings-effektiviteten oppnås.

Følgende betingelser var opprettholdt når det foreliggende apparat ble drevet: Det ble benyttet tre skiver med omtrent 4,4 cm diameter for å avsette materialet over en 120 cm bred papirbane. Spenningen på ladningsplaten ble holdt ved omtrent 50.000 volt. Det ble benyttet en avstand fra platen til forstøvningsskiven på omtrent 12,5 til 1.9 cm og en avstand på omtrent 3 5 cm mellom forstøvnings-skivene. En luftturbin tilført trykkluft med trykk mellom omtrent 40 og 50 psig drev forstøvningsinnretningene. Banehastigheten var mellom omtrent 432 og 356 meter pr. min. Fordi refuktningsmidlet had-

de en viskositet på omtrent 350 eps ved 25°C var det nødvendig å fortynne materialet med vann for å tillate sprøyting i det hydrauliske sprøyteanlegg. Det var imidlertid ikke nødvendig med noen fortynning for den foreliggende oppfinnelse. Med en tilførsel av refuktningsmiddel på omtrent 18 liter pr. time var det nødvendig å benytte omtrent 800 liter vann pr. time for å fortynne materialet tilstrekkelig.

Den gjennomsnittlige mengde refuktningsmiddel som ble påført under det hydrauliske sprøyteforsøk var omtrent 59.4% mens det som ble oppnådd i henhold til den foreliggende oppfinnelse var minst omtrent 90% i alle forsøk og hadde et gjennomsnitt på 94,5%.

Et annet sett med sammenlignende forsøk ble utført ved hjelp av det tidligere nevnte hydrauliske sprøyteanlegg og anlegget ifølge oppfinnelsen for å påføre refuktningsmiddel i mengder fra omtrent 0,05

til 0,219 vektprosent til papir med en basisvekt mellom omtrent 14,2 til 14,5 kg pr. ris (31 , 6 til 32, 4 pund pr. ream). Banehastigheten var tilnærmet 445 til 460 meter pr. min. Fluidumtemperaturen var mellom 28 og 3 2,5°C. Avstanden mellom fordeler hodet og papiret var omtrent 12,5 til 1,25 cm. Når forstøvningssystemet ifølge oppfinnelsen ble benyttet ble det anvendt en strømningshastighet på mellom omtrent 4,73

og 18,3 cm 3 pr. min. pr. for støvningsskive, mens strømningshastig-heten for det hydrauliske system varierte fra omtrent 3,7 til omtrent 17 liter pr. time. Luftturbinen som drev den roterende skiveforstøver ifølge oppfinnelsen benyttet trykkluft mellom omtrent 2,8 og 3,5 kg/cm <2>. Platespenningen i systemet ble holdt ved omtrent 60.000 volt.

Under dette sammenlignende sett forsøk ble påføringseffektiviteten igjen målt slik som beskrevet ovenfor og det ble funnet at det hydrauliske sprøytesystem påførte omtrent 59,6% av r efuktningsmidlet mens det foreliggende system påførte omtrent 96,05%.

Det ble også utført en rekke forsøk for å sammenligne en forstøv-ningsskive med 7,5 cm diameter med den tidligere benyttede skive med 4,4 cm diameter. Under denne sammenligning ble funnet at skivestør-reisen utgjorde liten forskjell på strømningshastighetene bortsett fra at større skive krevde litt høyere turbintrykk og tillot en større avstand mellom papiret og skiven. Konkretisert vil dette si at den største skive krevde et lufttrykk på omtrent 3,5 kg/cm 2for å oppnå forstøvning tilsvarende den forstøvning som fant sted ved et lufttrykk på omtrent 2,8 kg/cm 2 når den minste skive ble benyttet, og de ekvivalente minimum-avstander mellom skiven og den ladede plate er omtrent 10 til 1 ,75 cm og omtrent 12,5 til 1,75 cm.

Under det første sett av fabrikkprøver ble spenningen i banen målt med et rørvoltmeter og effektiviteten ved de forskjellige banespenninger fastlagt. Påførings effektiviteten var omtrent 89,7% ved omtrent 13.646 volt spenning, omtrent 93,3% ved omtrent 18,020 volt, omtrent 96,3% ved omtrent 19.600 volt, og omtrent 98,4% ved omtrent 22.546 volt. I alle tilfelle var spenningen på ladningsplaten 500.000 volt. Når bane-spenningen var i det vesentlige 0 og ingen spenning ble tilført platen, var effektiviteten omtrent 41,5% og det ble dannet streker og ujevne områder.

Denne oppfinnelsen har også blitt benyttet for å påføre funksjonelle organiske belegg slik som stivelsesoppløsninger, polyetylenemulsjoner og lignende, for å behandle forskjellige papirtyper med en basisvekt i området 15,5 til 45,3 kg pr. ris. Disse materialer blir påført som et klistermiddel og blir vanligvis påført ved hjelp av klisterpresser eller belegningsinnretninger for neddypning, slik som tidligere omtalt i forbindelse med påføring av vaskemidler. Følgelig eksisterer de samme problemer ved de tidligere kjente fremgangsmåter. I tillegg var banen normalt fullstendig gjennomtrukket med klistermaterialet når det bare er ønskelig med et tynt over flatebelegg. For å påføre et tynt overflatebelegg er det i det foreliggende tilfelle ønskelig å holde hastigheten over omtrent 65 meter pr. min. Her blir igjen vesentlige innsparinger oppnådd fordi den konvensjonelle klisterpresse og dyppebelegningsopera-sjoner har meget begrensede hastigheter på grunn av tendensen til skumming. Ved påføring av klistermaterialer til papir bør det holdes spenninger over omtrent 80.000 volt mens skiven roteres hurtig ved hjelp av et turbinlufttrykk pa o omtrent 6,3 kg pr. cm 2. Som i de foregående eksempler var skivestørr els en minst omtrent 2,5 cm i diameter. Avstanden mellom papiret og ladningsplaten bør være omtrent fra 0,6 til 2,5 cm og avstanden mellom skiven og papiret omtrent 5 til 10 cm. Klisteropp-løsningen holdes ved en temperatur på omtrent 25°C. Under disse betingelser kan oppnås påføringer av klistermaterialet på mellom omtrent 5 og 25 vektprosent.

Sammenlignende forsøk med vandige og ikke-vandige oppløsninger av klistermaterialer viste heller uventet at den foreliggende oppfinnelse er markert overlegen eller bedre når den benyttes ved påføring av ikke-vandige materialer. Det ble funnet at det fant sted et tap på omtrent 50% med vandige oppløsninger og det vanlige tap på omtrent 5% med ikke-vandige oppløsninger. Teoretisk antas det at en ikke-vandig dråpe mottar en overflateladning på grunn av friksjonen når den forstøves mens en vandig dråpe ikke gjør dette. I ethvert tilfelle er det en markert forskjell i henhold til den foreliggende metode.

Oppfinnelsen ble også funnet ganske effektiv ved påføring av latex på 2-lags ansiktspapir. Det ble påført latexmengder i et område på fra omtrent 1 til 20% uten at det fant sted noen tetting av forstøvningsinn-retningen. Det ble oppnådd god forstøvning av belegningsmaterialet uten vesentlig materialtap og det ble oppnådd en meget jevn dekning på banen. På grunn av latexens egenskaper er det også nødvendig med en viss tørking.

Et vann-dispergerbart lecithinmateriale ble påført den matte side av en bane av aluminiumsfolie. I dette tilfelle ble påført omtrent 226 g belegningsmateriale pr. ris, og gode resultater ble oppnådd så lenge som'aluminiumen ikke kom i kontakt med ladningsplaten. På grunn av at belegningsmaterialet var i form av en vandig oppløsning, var påfør-ingens effektivitet dårlig. Denne kan selvsagt bli vesentlig forbedret ved tilsetning av en ikke-vandig eller isolerende væske. Som i det tidligere tilfelle var det påkrevet med tørking av det belagte produkt.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for påføring av et overflatebelegg på en løpende materialbane, f. eks. papir, omfattende forstøvning av et belegningsmateriale og føring av dette mot den ene side av den løpende materialbane, opprettholdelse av en elektrisk ladning nær den annen side av banen og utsendelse av det forstøvede belegningsmateriale fra et apparat, hvilket belegningsmateriale har en dielektrisitetskonstant som er vesentlig lavere enn den for vann for derved å danne en kondensator som etablerer kraftlinjer som fører det forstøvede belegningsmateriale mot banen, karakterisert ved at apparatet holdes på jordpotensial og at polariteten av den elektriske ladning som er til stede på den løpende materialbane blir bestemt og en ladning av samme polaritet blir påført den annen side av banen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at stør-relsen av ladningen på banen blir overvåket eller målt og den ladning som påføres blir innregulert slik at det opprettholdes en forutbestemt minste ladning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den forutbestemte minste ladning svarer til omkring 4000 volt pr. lineær cm av avstanden mellom forstøvningspunktet for belegningsmaterialet og det punkt hvor ladningen påføres.

4. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av de foregående krav, omfattende en elektrodeinnretning plasert nær banen og på den ene side av denne, samt elektrisk isolert fra omgivende og elektrisk ledende og jordede elementer , en høyspenningskilde for like-strøm, en elektrisk forbindelse mellom elektrodeinnretningen og spen-ningskilden, og i det nevnte apparat en forstøvningsinnr etning til å for-støve og dispergere væskeformige og halvt væskeformige belegningsmaterialer som er plasert over elektrodeinnretningen og på motsatt side av banen i forhold til denne, karakterisert ved en elektrisk forbindelse (36) mellom forstøvningsinnretningen (22) og jord.