NO742833L - - Google Patents

Description

Impregnert papir og fremgangsmåte til

dets fremstilling.

Oppfinnelsen vedrører impregnert papir og en fremgangsmåte til dets fremstilling. Spesielt vedrører oppfinnelsen fremstilling av slike impregnerte papir som kan forarbeides under anvendelse av varme og eventuelt trykk i papir med øket stivhet.

Impregnert papir har stor teknisk betydning, eksempelvis i elektroindustrien til fremstilling av isolerpapir, til fremstilling av fuktighetsbestandige formlegemer med liten vekt for kjøleanlegg, til fremstilling av forråtningsbestandige, kastningsstive fyllinger for dørelementer og lignende i bygningsindustrien, til fremstilling av lagstoffplater, som armeringselementer for. kunststoff-skumstoffer og for ytterligere anvendelsesformål.

Til fremstilling av impregnerte papir er det kjent å inndyppe ferdig fremstillet papir med god sugeevne, eksempelvis av cellulose, i flytende harpikser, f.eks. i fenolharpikser av resoltypen eller å impregnere ferdigfremstillet papir på impregnerings-maskiner med flytende harpiks. Papiret suger opp den flytende harpiks og tørkes deretter i en tørkekanal, vanligvis på luftputer. Tørkningen gjennomføres ved forhøyet temperatur og styres således

at harpiksen ved viderekondensasjon overføres i en tilstand hvor den ikke mere kleber, imidlertid også dessuten ikke er utherdet. Etter denne behandling opprulles papiret og lagres til endelig forarbeidelse (utherdning).

Puktning eller impregnering og etterfølgende tørkning av det ferdig fremstilte papir er ekstra arbeidstrinn. Den i det opprullede papir tilstedeværende harpiks -kondenserer også langsomt videre ved værelsestemperatur, alt etter omgivelsesbetihgelser kan det dermed komme til sammenklebning av de enkelte papirsjikt. Således impregnert papir kan for det meste bare lagres en begrenset tid og avfall av sammenklebet, ubrukbart papir kan være stort.

Videre er det kjent, ved papirfremstilling til råstoffene å sette pigmenter, fyllstoffer eller lignende, f.eks. av organiske kunstharpikser. Videre er det kje± pressmasser'av tørket tremel, asbestfiber, stenmel eller lignende materialer med novolak av fenol, heksametylentetramin, sinkstearat og magnesiumoksyd.

Oppfinnelsens oppgave er å tilveiebringe en enkel fremgangsmåte til fremstilling av impregnert papir, som kan forarbeides etter praktisk talt ubegrenset lagringstid under anvendelse av varme og eventuelt trykk til papir med forhøyet stivhet, samt et slikt papir.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av impregnert papir erkarakterisert vedat det til papirråstoffet settes novolak og heksametylentetramin.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat papirråstoffet oppslemmes i vann inntil et faststoff innhold fra 0,2 til 2,1%, til denne oppslemning settes novolak og heksametylentetramin og fordeles jevnt heri. Den dannede oppslemning forarbeides etter kjente metoder til papir-'baner og papirbanen tilføres med et vanninnhold fra 75 til 50% til den avsluttende tørkning under fordampning av vann.

Ved en spesielt foretrukket utførélsesform tilføres papirbanen med et vanninnhold fra 70 til 65% til den avsluttende tørkning under fordampning av vannet.

Papirråstoffet inneholder som cellulose vanligvis sulfitcellulose, sodacellulose eller kraftcellulose, en halvkjemisk cellulose, kortslip eller blandinger av disse stoffer. På den annen

f

side kan papirråstoffet også inneholde asbestfibre, stehfibre, glass-fibre, knuste filler eller kutt fra brukt papir. Papirråstoffet kan videre inneholde fyllstoffer, lim, pigmenter, tilsetning for økning av tørr- og/eller våtfasthet eller ytterligere tilsetning.

Med novolaker forstås innen rammen av foreliggende opp-finnelse smeltbare metylen-sammenknyttede polykondensater av fenol og/eller homologer av fenol med formaldehyd, hvor det på grunn av molforholdet fenol (fenoler.): formaldehyd = 1 : 1 ikke er å vente noen egenherdning. Slike novolaker er praktisk talt uoppløselig i vann, de sveller imidlertid, ved tilsetning av vann opp noe og lar seg godt dispergere. i vann. Por fremstilling omsettes vanligvis fenol med et underskudd av formaldehyd. Eksempelvis sammenblandes l880 g fenol ved 50°C med 50 ml konsentrert saltsyre og denne blanding oppvarmes til ca. 85°C Til denne blanding settes langsomt under omrøring 1500 ml av en 30%-ig vandig formaldehydoppløsning. Por fullstendiggjøring av. reaksjonen kokes noen timer under'tilbake-løp inntil formaldehydlukten er forsvunnet. Deretter lar man det stå rolig noen tid, adskiller varmt'det vandige sjikt fra det seigt-flytende harpikssjikt og vasker flere ganger med varmt vann. Der.etter behandles harpiksen ved en temperatur fra ca. 110 til l40°C i vakuum ved ca. 12 til 15 torr for å fjerne vann og resterende fenol. Man får ca. 1900 g av en lett gulaktig, fullstendig klar harpiks. Harpiksen uthelles ennu i flytende tilstand, avkjøles og knuses.

En ifølge oppfinnelsen spesielt brukbar novolak fåes

etter følgende fremgangsmåte:

2 kg ren fenol blandes med 1,52 kg 37%-ig vandig formal-dehydoppløsning og bringes med 20%-ig saltsyre til en pH-verdi på 1. Deretter kokes blandingen i 95 minutter ved 100°C under omrøring

og tilbakeløp. Man blander med 1,5 til 2,0 liter vann og lar harpiksen sette seg av. Deretter avhelles det overstående vann, for fjerning av resterende vann destillerer man harpiksresiduet i vakuum (15 til 20 torr) inntil en indre temperatur fra 105 til 115°C. Den dannede, flytende novolak helles ut, avkjøles og knuses.

Overraskende har det vist seg at retensjonen av novolaken på råstoff-fibrene og egenskapene av det impregnerte papir avhenger sterkt av den anvendte novolaks kornstørrelse. Som godt egnet viser det seg novolaker med en kornstørrelse under 120^u. Spesielt gode resultater ble oppnådd med novolaker med kornstørrelse mellom 10 og 60^u. Knusningen av novolakene til ønsket malegrad kan gjennomføres i kjente innretninger, eksempelvis i en avkjølet kulemølle.

I noen tilfelle har det vist seg hensiktsmessig å foreta knusingen av novolakene i nærvær av heksametylentetramin. I dette tilfellet grovknuses den flytende novolak etter uthelning og avkjøling og blandes med heksametylentetramin.. Hensiktsmessig blandes novolaken med den ifølge oppfinnelsen nødvendige mengde heksametylentetramin. Som godt egnet viser det seg blandinger av 80 til 95% novolak og 5

til 20% heksametylentetramin. Blandingen males i en.avkjølt kule-mølle til det fåes en enhetlig blanding med en kornstørrelse under 120/U. Spesielt foretrekkes en blanding som i det minste har 92

til 9&% av en kornstørrelse under 60^u.

Por papirfremstilling oppslemmes papirråstoffet eller råstoffene i vann. Til denne oppslemningen kan novolak tilsettes i tørr form eller som vandig oppslemning. Heksametylentetraminet kan tilsettes i fast form.eller som vandig oppløsninga

Tilsetningen av novolak og heksametylentetramin til oppslemningen av papirråstoffene kan foregå samtidig.. I noen til-feller er det hensiktsmessig å sette novolaken med cellulose-

eller asbestfibrene til oppslemningen eller sammen med et ytterligere tilsetningsstoff mens heksametylentetramin tilsettes ved et senere tidspunkt. Heksametylentetramin kan eksempelvis også settes til det ferdige•papirblad på papirmaskinens wire ved spyling med heksametylentetraminholdig vann.

Hensiktsmessig tilsettes til den vandige oppslemning

av papirråstoffet en finmalt blanding av novolak og heksametylentetramin. Fortrinnsvis har den tilsatte blanding en kornstørrelse under 120^u. Som spesielt egnet viser det seg en blanding som til 92 til 98% har en kornstørrelse under 60^u.

Den i vann praktisk talt uoppløselige novolak blandes godt med oppslemning av papirråstoffer. Da novolak med en kornstør-relse under 120^u lar seg godt dispergere i vann og slik novolak absorberes godt av papirråstoffene resp. opptrekkes godt på fibrene, er det for jevn fordeling av novolaken i og på fibermassen vanligvis ikke nødvendig med noen ekstra forholdsregler, således at de vanlige fremgangsmåter for papirfremstilling kan anvendes.

Heksametylentetramin oppløser seg omtrent fullstendig

i vann, derfor bør ved den felles tilsetning av. novolak og heksametylentetramin til oppslemningen av papirråstoffene og til etter-følgende papirfremstilling anvendes en begrenset mengde vann, for å sikre en tilstrekkelig konsentrasjon.av heksametylentetramin; hensiktsmessig føres for papirfremstillingen det heksametylentetra-minholdige vann i kretsløp. Konsentrasjonen av heksametylentetra-amin i vannet som føres i kretsløp bør minst utgjøre 0,0001%. Heksametylentetraminkonsentrasjoner over.0,4% er'uønsket, da derved vannets rensning vanskeliggjøres unødvendig.

Som godt egnet viser det seg en oppslemning som har et tørrinnhold av papirråstoffer fra 0,2 til 2,1%. Fortrinnsvis anvendes en vandig oppslemning med et tørrinnhold fra 0,4 til 1,6%.

Til slike vandige oppslemninger av papirråstoffer settes, referert

til tørrinnhold 4 til 62%. novolak og 0,25 til 13% heksametylentetramin. Til papirråstoffenes oppslemning kan det også settes en god blanding av 80 til 95% novolak og 5 til 20% heksametylentetramin. Fortrinnsvis settes til oppslemningen, referert til tørrmasse, 5 til 65% av denne gode blanding av novolak og heksametylentetramin. Ved en spesielt foretrukket utførelsesform settes det til oppslemningen, referert til tørrmasse, 15 til 48% av den gode blanding av novolak og heksametylentetramin.

Den videre papirfremstilling kan foregå etter kjente fremgangsmåter på en trådwire av en vanlig papirmaskin. Ved dan-nelsen av papirbanene på papirmaskinens, wire avlagrer novolaken seg meget fint på papirråstoffets fibre.'Man får eh meget enhetlig fordeling av novolaken inne i papirbanen. Den for den senere herdning nødvendige mengde av heksametylentetramin absorberes delvis fra papirfibrene og/eller forblir ved fordampning av det heksametylen-tetraminholdige vann.under papirbanens tørkning tilbake på de enkelte fibre. Det anvendte vanns rensning byr ingen vanskeligheter, da de ifølge oppfinnelsen anvendte novolaker praktisk talt er uoppløselig i vann og likeledes holdes tilbake ved en vanlig filtrering av vannet for utskillelse 'av de fineste fiberdeler.

De fuktige papirbaner frasuges etter kjente fremgangsmåter og overskytende heksametylentetraminholdig vann avpresses ved pressvalser. Før den avsluttende tørkning av papirbanen med varm-luft bør papirbanen ha et vanninnhold fra 50 til 75%. Spesielt gode resultater oppnås med papirbaner som har et vanninnhold på 65 til 70%. Disse papirbaner tørkes som vanlig på oppvarmede tørkesylindre. Etter tørkning og avkjøling av papiret impregnert ifølge oppfinnelsen, kan dette etterbehandles etter kjente fremgangsmåter, når dette er ønskelig. Det ferdige papir opprulles og lagres til videre forarbeidelse .

Lagringstiden er praktisk talt ubegrenset. Derved opp-trer i motsetning til slike papir, som f.eks. var blitt impregnert med flytende fenolharpikser av resoltypen, ingen sammenklebning av de opprullede papirbaner resp. av de i stabler lagrede papirark. Eksempler:

I. 15 g ubleket sulfatcellulose og 3,6 g novolak slås

opp i 2,5 liter vann. Den tilsatte novolak var fremstillet som angitt ovenfor, hadde en kornstørrelse på 55/U. Etter 20 minutter tilsettes 0,6 g harpikslim, 0,8 g våtfastforbedrere (hertil ble det anvendt en kondensasjonsharpiks av.urinstoff og formaldehyd) og 0,9 g heksametylentetramin. Den vandige oppslemning ble formet på vanlig måte med hånden til ark. Den oppnådde fuktige matte ble'deretter fjernet fra wiren og med et vanninnhold på 68% tilført til en avsluttende tørkning under fordampning av vannet. De tørre ark hadde god fasthet og inneholdt novolaken og heksametylentetramin i jevn fordeling. Etter en lagringstid på 9 måneder ved 23 - 25°C viste over hverandre lagrede ark av dette impregnerte papir ingen sammenklebning mellom de enkelte ark. Etter denne lagringstid ble det impregnerte papir ved herdning av novolaken ved l65°C videre forarbeidet til papir med høy stivhet^/ Det ble dannet forstivet papir med jevn fasthet over det samlede området.

II. Til en fibergrøt av 12 g ubleket natroncellulose i

3 låter vann ble det satt 2 g av en god blanding av 90% novolak og 10% heksametylentetramin... Den tilsatte blanding hadde i det vesentlige en kornstørrelse på 40^u. Denne blanding ble kraftig omrørt i 30 minutter og deretter tilsatt 0,4 g harpikslim og 0,5 g våtfast-hetsforbedrer (på urinstoff-formaldehyd-basis). Den videre forarbeidelse foregikk som angitt i eksempel I.

I de dannede ark var novolak og heksametylentetramin jevnt fordelt. Etter et års lagring ved ca. 23°C viste en stabel av over hverandre lagrede ark ingen sammenklebning mellom de enkelte ark. Dette impregnerte papir kunne videreforarbeides etter vanlige fremgangsmåter til papir med øket stivhet. III. 15 g finfibrer.t chrysotilasbest (minst 65 vekt% passerte en standarésikt med en maskevidde på 0,6 mm og minst 70 vekt% ble holdt tilbake på en sikt.med en maskevidde på 0,07 mm) ble innrørt i 2,5 liter vann og findispergert i løpet av 30 minutter.

Deretter ble det til oppslemningen satt 3,2 g av en god blanding av $ 0% novolak og 10% heksametylentetramin. Denne blanding hadde en kornstørrelse på ca. 40^u og var fremstillet som nevnt ovenfor. Det ble omrørt videre i 20 minutter og deretter for å øke fastheten tilsatt 5,5 g lateksbindemiddel.' Deretter ble den vandige oppslemning oppslått i 2 minutter og derpå formet med hånd på vanlig måte til ark. Den fuktige, idet vesentlige asbest, be-stående matte ble fjernet fra wiren og med et vanninnhold på 5^% ført til den avsluttende'tørkning under fordampning av vannet.

Det tørkede asbestpapir.viste en meget god strekkfasthet.

Novolak og heksametylentetramin var jevnt fordelt i asbestpapiret. Den jevne fordeling viste seg eksempelvis ved oppvarmning av asbestpapiret i en elektrisk ovn. Innholdet av novolak førte til en lett jevn brunfarvning over papirets samlede område.. Heller ikke ved ytterligere oppvarmning opptrådte noen mørkebrune eller svarte flekker på grunn av novolakens ujevne fordeling.

Stabler av over hverandre lagret asbestpapir kunne lagres ved 23 - 25°C over et tidsrom på 1 år og lenger, uten at det opptrådte sammenklebning mellom de enkelte ark. Dette asbestpapir med et innhold av novolak og heksametylentetramin kunne videreforarbeides på vanlig måte til forstivet asbestlegeme resp. honeycomb.

Lagringsevnen av papir impregnert ifølge oppfinnelsen

er praktisk talt ubegrenset.

20 ruller av papir impregnert ifølge oppfinnelsen viste etter 2 årig lagring ved 17 til 35°C intet avfall. Til videre-forarbeidelse kunne papiret uten vanskeligheter igjen avrulles fra forrådsrullene resp. avtas de enkelte ark fra stablene. Riss ved avrulling eller avtagning ved sammenklebning av enkelte papirsjikt opptrådte ikke.

Derimot opptrådte det ved forarbeidelse av papirruller av vanlig med væskeharpikser impregnerte og forkondenserte papir

betraktelig avfall. Allerede etter 6 til 8 ukers lagring ved 15 til 25°C inntrådte en sammenklebning under samtidig misfarvning av pap-

iret. Dette har til følge at ved avrulling av banen på grunn av rissdannelse fremkommer en meget høy avfallskvotient. Overskrides en lagringstid på ca. 10 uker ved 15 til 25°C, så er det på grunn av fullstendig sammenklebning ikke mere mulig med en avrulling av papirbanen fra rullen, den samlede rulle må kasseres.

Papirene impregnert ifØLge oppfinnelsen egner seg fremragende til fremstilling av papir med forhøyet stivhet. Hertil utsettes det impregnerte papir i ett sjikt eller i en sammensetning med flere sjikt over et tidsrom mellom ca. 20 og 50 minutter for temperaturer fra 120 til 200°C, fortrinnsvis fra 140 til 180°C.

Por aksellerering av utherdningen kan det i tillegg anvendes for-høyet trykk. Eksempelvis kan det impregnerte papir i 5 til 25 minutter ved temperaturer mellom 120 til 200°C utsettes for trykk fra 6 til 25 kg/cm , idet betingelsene til herdning er avhengig av typen av råstoff som ble anvendt ved papirfremstillingen. Til fremstilling av plater kan 3 til 4 eller flere ark av papir impregnert ifølge oppfinnelsen sammenpresses under oppvarmning og trykkanvendelse.

Anvendelsen av trykk kan også foregå med spesielt formede trykkverktøy i spesielle trykkformer, således at det fåes formlegemer av papir med forhøyet stivhet.. På denne måte kan det f.eks. fremstilles honeycomb av ifølge oppfinnelsen impregnert papir eller asbestpapir, som kan finne anvendelse som innsetninger i kjøletårn eller som fyllinger i ferdigbyggdeler og lignende.

Claims (19)

1. Impregnert papir,karakterisert vedat det inneholder novolak og heksametylentetramin.

2. Impregnert papir av forhøyet fasthet,karakterisert vedat det inneholder en utherdet blanding av novolak og heksametylentetramin.

3. Fremgangsmåte til fremstilling av impregnert papir,karakterisert vedat det til papirråstoffet settes novolak og heksametylentetramin.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisertved at papirråstoffet oppslemmes i vann, til et faststoffinnhold på 0,2 til 2,1%, til oppslemningen settes novolak og heksametylentetramin og fordeles jevnt heri, den dannede oppslemning forarbeides etter kjente metoder til papirbaner og papirbanene tilføres med et vanninnhold fra 50 til 75% til den avsluttende tørkning under fordampning av vannet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav.4,karakterisertved at papirråstoffet oppslemmes i vann til et faststoffinnhold fra 0,4 til 1,6%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat det til oppslemningen, referert til tørr-masse, settes 4 til 62 vekt% novolak.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat det til oppslemningen, referert til tørr-masse, settes 0,25 til 13 vekt% heksametylentetramin.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3 til 5,karakterisert vedat det til papirråstoffet settes en god blanding av novolak og heksametylentetramin.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat det til papirråstof Éb settes en god blanding av 80 til 95% novolak og 20 til.5% heksametylentetramin.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 8 eller 9,karakterisert vedat det til papirråstoffet, referert til tørrmasse, settes 5 til 65% av den gode blanding av novolak og heksametylentetramin.

11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 8 eller 9,karakterisert vedat det til papirråstoffet, referert til tørrmasse, settes 15 til 48% av den gode blanding av novolak og heksametylentetramin.

Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 4,karakterisert vedat novolaken tilsettes med en kornstørrelse mellom 120 og 10/U.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 8 til 11,karakterisert vedat det tilsettes en blanding som har en kornstørrelse under 120^u.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 8 til 11,karakterisert vedat det tilsettes en blanding som til 92 til 98% har en kornstørrelse under 60^u.

15. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 4 til 14,karakterisert vedat papirbanene tilføres med et vanninnhold fra 65 til 70% til den avsluttende tørkning under fordampning av vann.

16. Anvendelsen av de ifølge krav 1 til 15 dannede impregnerte papir til fremstilling av papir med forhøyet stivhet.

17. Anvendelse ifølge krav 16,karakterisertved at det impregnerte papir utherdnes ved temperaturer mellom 120 og 200°C.

18. Anvendelse ifølge krav 17,karakterisertved at det impregnerte papir utherdnes ved temperaturer mellom 120 og 20.0°C og ved trykk mellom 6 og 25. kg/cm^."

19. Impregnert papir, fremstillet ifølge en fremgangsmåte ifølge et av kravene 3 til 18.