NO750011L - - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av et. ikke-veyet fibrøst materiale.

Description

Oppfinnelsen ve:dfcø.iæ.r en fremgangsmåte til fremstilling av

ikke-vevede fibrøse•materialer.

Det er kjent.å fremstille papir eller andre ikke-vevede fibrøse materialer ved dispergering av fibre i et oppskummet væske-medium, utfelling av fiberdispersjonen og det oppskummede flytende medium på en porøs bærer og utføring av en drenering av væsken fra dispersjonen gjennom understøttelsen for. dannelsen av en fibrøstmate-rialbane på understøttelsen.

I britisk patent nr. 1.329.409 er det beskrevet fordelen ved anvendelse av et. oppskummet. flytende medium for fremstillingen av . fiberdispersjonen, hvilken fordel består i at et slikt medium iboende har de krevede egenskaper til høy viskositet, under lave spenninger for å holde fibrene godt dispergert i' det. flytende medium og en lav . viskositet under høye spenninger, slik det. opptrer ved. dispergeringen av. fibrene i væskemediet og dreneringen av væsken fra dispersjonen gjennom den porøse understøttelse.. De viskositeter som omtales er relative viskositeter, og den eneste begrensning av deres verdier er. at den oppskummede. fiberdispersjon må kunne produseres dg anvendes som beskrevet..

I de spesielle eksempler som er beskrevet i britisk patent nr. 1.329.409 bevirkes en oppskumming av en fiber- og/eller partik-keldispersjon for å øke viskositeten for dispersjonen og derved holde fibrene og/eller partiklene i en godt dispergert tilstand før dreneringen av skumdispersjonen på en porøs understøttelse. De spenninger eller påkjenninger som utøves, på skumdispersjonen under dreneringen reduserer viskositeten og tillater, derved en gjennomføring av dreneringen.

Den første økning i viskositet, for dispersjonen ved opp-skummingen er nødvendig, da viskositeten til.en ikke oppskummet dis-per.sjon er relativt lav, særlig på grunn av den lave konsistens, dvs. faststoffinnholdet for dispersjonen. F. eks. er den høyeste konsistens som vanligvis benyttes i tremasseutstyr ikke større enn 2 % og ved mineralfiberutstyr. 2,5 En slik lav konsistens benyttes fordi de. fordeler som oppnås ved anvendelsen av en oppskummet dispersjon benyttes, for å muliggjøre bruken av relativt lange og/eller vanskelig dispergerbare fibre,, eller for å oppnå andre spesielle ef-fekter.

Imidlertid vil det. i visse tilfeller,, f. -eks. ved fremstilling av tykke og/eller relativt tunge materialer, med f. eks.

2

100 g/mn ' eller mer, være ønskelig å benytte dispersjoner med høyere konsistenser enn de-som det. har vært vanlig å bearbeide. For å unngå dreneringsproblemene i konvensjonelle systemer, har det vært nødven-dig for å fremstille tunge materialer, ."å-.fremstille flere enkelte .

tynne materialbaner som så lamineres, til hverandre. Anvendelsen av høykonsistensutstyr ville vesentlig redusere dreneringsproblemene og tillate fremstillingen av en tung materialbane, eventuelt i båre ett enkelt arbeidstrinn.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer således en fremgangsmåte til fremstilling av et tungt papir eller et. ikke-vevet fibrøst materiale, innbefattende en forming og oppskumming av en fiberdispersjon med høy konsistens, dvs. for cellulosefibre et faststoffinnhold på minst 3 % og for mineralfibre et faststoffinnhold på minst 6 %, utfelling av den oppskummede.fiberdispersjon på en porøs understøttelse og drenering av dispersjonen på understøttelsen for forming av en bane.

Anvendelsen av dispersjoner med slike relativt høyefast-stoffinnhold unngås vanligvis på grunn av det faktum at slike dispersjoner har en slik høy viskositet at det ikke er mulig å tvinge dem til å strømme på en porøs understøttelse for drenering, og det er ikke mulig å oppnå en tilfredsstillende drenering, og det er ikke mulig å oppnå en tilfredsstillende dispersjon av fibrene.

Med tunge materialer er det ment et hvilket som helst materiale som vil gi opphav til vesentlige dreneringsproblemer under, fremstillingen som en enkelt bane ved anvendelse av ikke oppskummet eller oppskummet. dispersjon med lav konsistens. Ved høyt f-iberinn-hold er det ment faststoffinnhold på minst 3 1 for cellulosefibre og 6 % tov mineralfibre.. For cellulosef ibre er det, foretrukket et kon-sistensområde fra 3 % til 10 %, mens. for mineralfibre området er. fra

6 % til 30 %. Hva angår dispersjoner. som består av blandinger av

mineralfibre og cellulosefibre (og eventuelle partikkelformede mate-

rialer.), kan 'det benyttes f ast stoff innhold mellom 3 % og 6 %. Den spesielle konsistens som er. egnet, til en spesiell dispersjon kan be-stemmes hurtig empirisk. Det foretrukne luftinnhold er minst 50 %.

Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil viskositeten til en dispersjon som uten oppskumming ville være for viskos til å kunne utfeIles på en tilfredsstillende måte eller dreneres på den porøse understøttelse, først senkes, ved oppskumming av dispersjonen,

og så etter, utfellingen på den porøse understøttelse' vil viskositeten

■senkes videre av spenningene som utøves for å bevirke dreneringen av den' oppskummede dispersjon på den porøse understøttelsen Således kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bli benyttet til fremstilling av-tungvekts ikke-vevede fibrøse materialer ut fra en høykonsistent dispersjon, eventuelt i et enkelt trinn, under, anvendelse av egnet modi-. fiserte vanlige papirfremstillingsmaskiner av den type som er. beskrevet, i britisk patent nr. 1.329..409, eller av den type som er beskrevet, i det følgende.

Eksempler, på ikke-vevede fibrøse materialer som kan frem-stilles er bygningshimlinger og gulvleggingsmaterialer. og fiberar-merte plastmaterialer. Med hensyn til sistnevnte materiale kan anvendelsen av en oppskummet dispersjon gi fordelen av en stor tilbake-holdelse av partikkelformede materialer som ved starten er. innført i dispersjonen, som beskrevet i britisk patent nr. 1.329>409.

Oppfinnelsen skal i det. følgende nærmere beskrives, ved hjelp av utførelseseksempler samt en skjematisk tegning av en pilot-papirfremstillingsmaskin og tilhørende utstyr som er beskrevet i forbindelse med eksempel. 5»

Eksempel 1

30 g sulfatmasse av en myk tretype ble disintegrert i en laboratoriekoker'. Massen ble så konsentrert til ca. 30 vektprosent faststoffinnhold og tilsatt en oppskummet blanding-av luft, vann og et overflateaktivt middel (natriumbenzéndodesylsulfonat). Hele dispersjonen ble så omrørt i en høyhastighet.srører for frembringelse av en godt dispergert oppskummet mengde med en fiberkonsistens på 8 vektprosent og ca. 60 volumprosent luft. 500 ml av denne mengde ble så fordelt på viren til en "British Standard" arkihaskin og tørket under vakuum. Det. ble oppnådd et. godt dispergert ark av ikke-vevet, fibrøst materiale med en vekt på 800 g/m.

. Eksempel. 2 '

12 g glassfibertråder. som var hugget op til 1,28 :em og

108 g polypropylenpulver ble tilsatt til en'oppskummet blanding av luft, vann og overflateaktivt middel i samsvar med eksempel 1. Hele dispersjonen ble så omrørt i en høyhastighetsrører som i eksempel 1, for frembringelse av en godt dispergert oppskummet dispersjon med . en fiberkonsistens på 20 vektprosent og ca. 65 volumprosent luft.

1 liter av denne mengde ble så fordelt på viren i en "British Standard" arkmaskin og drenert under vakuum. Det resulterende ark var en godt dispergert blanding av enkelte glassfibre og polypropylenpulver med en vekt .på 3.600 g/mnC'

Eksempel 3

350 ml vann og 30 ml av en 10 % oppløsning av overflateaktivt middel, ifølge eksempel 1 ble oppskummet i en høyhastighets-rører som i eksempel 1. 20.0 g av disintegrert og fortykket. tremasse med en konsistens på 27,5 vektprosent ble tilsatt til dette skum, som så ble oppskummet. for frembringelse av en oppskummet dispersjon av trefibre med en- f iberkonsistens på 9»5vektprosent.'Et tilfredsstillende tilformet' ark med en vekt på 1220 g/m 'ble frembragt av denne dispersjon på en laboratoriearkmaskin.

Eksempel 4 :

420 ml vann og 25 ml av den overflateaktive oppløsning fra eksempel 3 ble oppskummet som i eksempel 3» 168 g stenull ble langsomt tilsatt og halve blandingen ble så fjernet, for å tiåpasses økningen i volum under, den etterfølgende oppskumming. Den gjenværende blanding ble så oppskummet, idet konsistensen var 27,4 '% 3 og ble benyttet for fremstilling av et godt tilformet ark med en vekt på 1900 g/m 2på en laboratoriearkmaskin.

Eksemplene. 5 - 10 vedrører prøveresultater som ble gjennom-ført på pilotpapirfremstillingsmaskinen. som er vist på tegningen og beskrevet i forbindelse med eksempel. 5-

Eksempel 5

7,2 g knusktørr bleket sulfatmasse av en myk tresort ble tilsatt til ca. 170 liter, vann i blandekassen 1 på pilotpapirfremstillingsmaskinen.

Et overflateaktivt middel ble tilsatt og en rører 2 slått på for oppskumming av blandingen. Røreren 2 var av den type som er. beskrevet i britisk patent nr. 1.329.409. Blandingen ble oppskummet til et luftinnhold på 53 volumprosent.

Den oppskummede blanding ble så pumpet via en fortrengningspumpe 3 til en innløpskasse '4 :.av typen med en enkelt dysé. Blandingen ble så fordelt på en porøs beveget vire. 5 og drenert gjennom viren ved hjelp av våtsugekasser. 6. Det drenerte skum ble så matet gjennom en separator 7 hvor luft og skum ble adskilt. Det. ble utøvet et. undertrykk ved den øvre del av separtoren 7 ved punkt 8

ved hjelp av en ikke -vist vakuumpumpe, og det adskilte skum ble fjernet via en annen fortrengningspumpe 9 og ført tilbake til blandekas-sén 1.

Arket ble fjernet, fra viren og ble tørket og veiet.. Med en virehastighet. på 14 m/min. ble vekten funnet å være.. 26.0 g/m . Fiberkonsistensen for den oppskummede méngde ble også målt og. funnet, å være 4,2 vektprosent.

Eksempel 6

Som fortsettelse på den prøve som.er beskrevet, i eksempel

5 ble vann og ytterligere overf lateaktivt middel, tilsatt, til blandekassen 1. Fiberkonsistensen. ble således redusert til 3,# vektprosent, konsentrasjonen av overflateaktivt middel øket til 1.800 ppm og luftinnholdet, til' 60 volumprosent. Virehastigheten ble øket til 26. m/min.,' og,. det- ble fremstilt et. ark med en vekt på l4l g/m<2.>

Eksempel 7

I eksempel 6 ble. fiberkonsistensen for mengden øket til "4,4 vektprosent ved tilsetting av masse, og konsentrasjonen av overflateaktivt middel ble redusert til 1.500 ppm ved tilsetting av vann.

Virehastigheten for pilotmaskinen ble satt til 14 m/min., og det ble fremstilt et. ark med en vekt på 230 g/m p.

Eksempel 8

På samme måte som beskrevet i eksempel. 5 - 7 ble det til-veiebragt en oppskummet dispersjon av den samme .masse med et luftinnhold på 72 volumprosent, en fiberkonsistens på 3S4 vektprosent og en konsentrasjon av overflateaktivt middel på 1.000 ppm. Mengden ble tørket på viren ved en hastighet på.l4 m/min. og ga et ark med en vekt på 150 g/m 2.

Eksempel 9

Ved en annen, fremstilling svarende til eksempel. 5 - 7>bledetbbenyttet en oppskummet. dispersjon ay den samme masse med 66 volumprosent luftinnhold og 6,2 vektprosent fiberkonsistens til fremstilling av et ark med en vekt på 153 g/m Pmed' en virehastighet. på 18 m/min.

Eksempel 10

På samme måte som ved. eksemplene 5 7 ble det benyttet en oppskummet dispersjon av den samme masse ved et. luftinnhold på 78 volumprosent, og en fiberkonsistens på 5,9 vektprosent til fremstilling av et ark med en vekt på 121 g/m 2ved en virehastighet på 17 m/min. ■ Eksempel" 11

l600 ml vann, 5 ml av det overflateaktive middel som ble benyttet i eksempel 1, og 126 g stenull ble sammenblandet i en høy-hastighet srører ifølge eksempel 1. Den resulterende mengde hadde et.

luftinnhold på 29,5 volumprosent og en fiberkonsistens på 753vektprosent. Det. ble oppnådd godt tilf ormede ark med 2.750 og J>. 28.0 g/m av denne mengde på en laboratoriearkmaskin.

Claims (1)

1. •1. Fremgangsmåte til fremstilling av et tungt ikke-vevet fibrøst materiale,, f. eks. papir, ved tilforming og oppskumming av en fiberdispersjon, utfelling av den oppskummede dispersjon på en porøs understøttelse og drenering av dispersjonen på understøttelsen for dannelse av én bane, karakterisert ved at dispersjonen oppskummes til den har et. høyt. f ast st of f innhold av fibre på minst 3 % når. fibrene er cellulosef ibre og minst- 6 % når. fibrene er

   . mineralfibre..

   2.-. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dispersjonen har en fiberkonsistens på mellom 3 og 10 3.. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dispersjonen har eri, fiberkonsistens på mellom- 6 og 30 %.

   4.' Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dispersjonen er en blanding av cellulosefibre og mineralfibre og at fiberkonsistensen er mellom 3 og 6 %.

   . 5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1 - 4,.

   karakterisert ved at luftinnholdet, i den oppskummede dispersjon er minst 50 %.

   1