NO782477L - Fremgangsmaate til fremstilling av en homogen fiberdispersjon - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en

homogen fiberdispersjon.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt fiberdispersjoner som anvendes for papirfremstilling og for fremstilling av andre våtlagte uorganiske fibermaterialer i ark- eller baneform. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av homogene fiberdispersjoner og av lette glassfibermaterialbaner med homogen fiberfordeling ved hjelp av papirmaskiner for produksjon i stor, industriell målestokk .

Kontinuerlig, baneformet materiale av uorganiske fibrer, f.eks. glassfiberpapir, er blitt fremstilt i forholdsvis lang tid, men fremstillingen har hele tiden gitt produsentene spesielle problemer når det gjelder fiberfordelingens manglende homogenitet. I forbindelse med dette har man funnet at homogenitet hos fiberdispersjonen før formingen av materialbanen er ubetinget nødvendig for at en homogen fiberstruktur skal oppnås i det resulterende banemateriale. På grunn av de vanskeligheter som er forbundet med frembringelsen av den nødvendige, homogene fibersuspensjon, fikk de resulterende uorganiske, finfibrete materialer stor flatevekt, nemlig 50 g/m 2 og mer idet de tyngre materialer var tilstrekkelig tykke til å skjule det resulterende fibersystems ikke-homogene struktur. Ifølge den typiske våtlagte papirfremstillingsprosess har glassfibrene en diameter av mikrometerstørrelse og innføres i dispersjonsmediet i form av bunter som er avskåret av kontinuerlige multifilament-fiberkabler. Dispersjonsmidlet er vanligvis en sur vannløsning og kan være noe tyktflytende for å bidra til å bibeholde dispersjonen og isoleringen av de enkelte fibrer i multifilamentbuntene. Fibrene i dispersjonsmediet bearbeides i en hollender for å frembringe separering av fiberbuntene, og deretter overføres dispersjonen til forrådstanker som er utstyrt med konvensjonelle omrørere for å holde fibrene i denønskete suspenderte tilstand. Det vil innses at dersom man unnlater å utføre tilstrekkelig omrøring i begynnelsen av dispergeringen av fibrene vil dette gi en ufullstendig separering av glassfibrene, hvorved fiberbunter blir synlige i det ferdige, kontinuerlige fibermateriale.

I de senere år er glassfibrer med større lengde enn den

som er vanlig for papirfremstilling, nemlig fibrer med en lengde på mellom 0,63 og 2,54 cm og mer, kommet til anvendelse. Idet disse fibrer er dispergert ifølge kjente fremgangsmåter, har det imidlertid vist seg at de enkelte fibrer fikk en tilbøyelig-het til å henge seg fast i hollenderen og forrådstankene og ikke lett kunne dispergeres igjen, idet det dannet seg klumper og andre uregelmessigheter i den fremstilte papirvare. Det viste seg også at de lange glassfibrer klumpet seg sammen til fiberbunter som i form liknet høystakker eller edderkopper. Slike "høystakker" kan riktignok tillates i tyngre, grovere varer og for visse formål hvor varens estetiske utseende ikke spiller noen avgjørende rolle, men de ansees som alvorlige feil i lette varer og for slike formål hvor glasspapiret danner overflate-slør eller en slett og jevn flate på en gjenstand av armert plast.

Tykkere og tyngre plater er blitt anvendt i vinylgulvfliser eller liknende for å frembringe dimensjonsstabilitet. Det tyngre glassmaterialet har imidlertid dårlige harpiksinntrengningsegen-skaper og derved dårlig laminering, noe som medfører en til-bøyelighet til delaminering. Tynne, lette prøveark med god fiberfordeling kan fremstilles individuelt dersom man er meget for-siktig. Den homogene fiberfordeling som er nødvendig for eli-minering av den synlige, totale densitetsvariasjon som pleier betegnes "skyeffekt" (cloud effect) og som er forbundet med ehbetydelig begrensning av isolerte fiberbunter eller "høystakker", har imidlertid ikke kunnet oppnås ved kontinuerlig arbeidende papirmaskiner ved fremstilling av lettere glassfiberpapir og liknende materialer.

Ved kontinuerlig fremstilling av papir i industriell målestokk fremstilles langfibret materiale vanligvis av meget sterkt fortynnete fibersuspensjoner under anvendelse av en papirmaskin med skråttstilt vire eller av liknende type. Ved en slik maskin anvendes det en konvensjonell, åpen innløpskasse med tilstrekkelig volum for å frembringe en jevn og forholdsvis rolig flytende strøm frem til og inn i baneformingssonen. Fordelen med en slik innløpskasse er at fibersuspensjonens oppholdstid i innløps-kassen blir tilstrekkelig til at luftblærer skal få tid til å frigjøre seg av f ibersuspens jonen før dannelsen av f ibermaterialr-banen. Den ønskete jevne og rolige utbredelse av suspensjonen på viren har imidlertid en viss ulempe når det gjelder suspen-sjoner med lange glassfibrer. Det har nemlig vist seg at luft-blærene når de frigjøres i nærheten av innløpskassen har en tilbøyelighet til å tillate og til og med fremme dannelsen av "høystakker" av fibrer. Blærene bringer disse fiberopphopninger med til banematerialets overflate hvor de bringes til å avsette seg på denne flate under banens forming. Derved oppnås det en papirbane som er uakseptabel ikke bare utseendemessig, men også ved at varen får en ujevn eller ru overflatebeskaffenhet eller "følelse", noe som lett iakttas ved å stryke hånden over varens overflate.

Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse er følgelig å frembringe en fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av en jevn, homogen dispersjon av lange fibrer, som er velegnet til fremstilling av stort sett feilfritt, våtlagt fibermateriale i baneform.

Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte av angitte type som muliggjør hurtig dispergering av lange, fibrer i et område med sterk turbulens. I dette formål inngår også muligheten til å opprettholde et slikt turbulens-område når fibrene passerer gjennom området, for å påskynde dispergeringsforløpet.

Enda et formål med oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte av angitte type, som letter en hurtig og fullstendig dispergering av meget lange fibrer i en kontinuerlig gjennom-strømningsoperasjon under anvendelse av en ikke fiberkuttende blandingsrotor som frembringer en sone eller et område med redusert trykk sammen med sterk turbulens. I dette formål inngår det også å frembringe en fremgangsmåte som kan utøves med både uorganiske og organiske fibrer med stor lengde.

Ytterligere et formål med oppfinnelsen er å frembringe

et langfibret glassmateriale i baneform, som er særlig lett og har homogen fiberfordeling samt som kan fremstilles ved hjelp av papirmaskiner med normal industriell størrelse.

Enda et formål med oppfinnelsen er å frembringe et glassfibermateriale i baneform av angitte type, som har en visuelt iakttagbar, totalt homogen fiberfordeling og et minimum av isolerte, flerfibrete feilsteder. I dette formål inngår det også å frembringe et lett glassmateriale i baneform med kontinuer-^lig lengde og praktisk talt mangler synlige fibertetthetsvaria-sjoner i form av "skyeffekt".

Ytterligere et formål med oppfinnelsen er å frembringe et lett glassfibermateriale som har særlig gode estetiske og fysi-kalske egenskaper og som er godt egnet for anvendelse i armerte plastfilmer, gulv- og veggplater og liknende produkter.

Disse og andre liknende formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at fremgangsmåten til kontinuerlig fremstilling av en homogen fiberdispersjon for våtfremstilling av papir av bunter av lange-fibrer kjennetegnes ved

a) at det dannes en begynnelsesoppslemming av fibrer som hovedsakelig består av dispersjonsvæske med en viskositet på

minst ca. 2 cP og lange fibrer i form av i det minste delvis uåpnete fiberbunter, hvor fibrene i disse bunter har en fiberlengde på ca. 0,63 5 cm og mer og et forhold mellom lengde og diameter på mellom 4 00:1 og 3000:1,

b) at denne fiberoppslemming får strømme kontinuerlig gjennom et dispergeringskammer som er koplet i serie og som er

utstyrt med et antall ikke-fiberskjærende omrørere med en stør-relse i forhold til kammerets volum på minst 0,067 cm/liter,

idet disse omrørere er innrettet til bak skovlene å danne områder med redusert trykk og strømningssprengende turbulens med høy intensitet, hvorved oppslemmingen mates kontinuerlig gjennom kammeret i en gjennomstrømningsmengde som er tilstrekkelig mye større enn i konvensjonelle papirfremstillingsfiber^-disperger-ingskamrer til å frembringe en oppholdstid i kammeret på bare ca. 10 minutter eller mindre, og en dispersjonsfaktor på over 0,005, hvor denne faktor defineres som forholdet mellom omrører-størrelsen og oppslemmingens gjennomstrømningsmengde i tonn pr. døgn,

c) at oppslemmingen i områdene bearbeides ved hjelp av turbulensen i disse, som har tilstrekkelig intensitet til hurtig

å åpne fiberbuntene og dispergere de enkelte fibrer i løpet av oppholdstiden i kammeret, samt

d) at dispergerte fibrer samt væsken fjernes fra kammeret

i form av en stort sett jevn og homogen fiberdispersjon for deretter å formes til en fibermaterialbane i en våt papirfremstil-lingsoperasjon.

Materialet som fremstilles ifølge denne fremgangsmåte består ifølge oppfinnelsen av en kontinuerlig, maskinfremstilt, lett, uorganisk fibermaterialbane som inneholder uorganiske fibrer med en fiberlengde på ca. 0,63 5 cm eller mer og opptil ca. 15% av et bindemiddel for de uorganiske fibrer, idet materialbanen har en flatevekt på ca. 5-3 0 g/m 2, en mikrovariasjon i flatevekt på under 10%, en makrovariasjon i flatevekt på under 5%, et antall isolerte fiberbuntfeil på under 10 pr. 9,23 m 2, hvor hver flerfibret fiberbuntfeil utgjøres av en ansamling av fibrer som forårsaker lokal differanse i banetykkelse på 0,0125 mm eller mer, samt en visuelt iakttagbar homogen fiberfordeling som er stort sett fri for såkalt "skyeffekt" i form av variasjoner i fibertetthet.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et blokkskjema av en foretrukket utførelses-form av fremgangsmåten til fremstilling av det lette banemateriale ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et skjematisk diagram av fremgangsmåten i

fig. 1 og viser dessuten et riss av et foretrukket homogeniser-ings- eller dispergeringsapparat av serietype (in-line disperser) samt innløpskasse.

Fig. 3 viser i større målestokk, med deler fjernet og delvis i snitt, en dispergerings- eller homogeniseringsomrører som inngår i apparatet i fig. 2, og viser spesielt den sterke, in-tense turbulens som dannes når omrøreren arbeider.

En betydningsfull faktor for oppnåelse av den ønskete homogene fiberfordeling i den ferdige vare er som nevnt ovenfor å kunne oppnå en fullstendig og homogen dispersjon eller suspensjon av fibrene i dispersjonsmediet og å kunne transportere denne dispersjon intakt til virepartiet. For å gjøre beskrivelsen tydelig og lette forståelsen av denne vil derfor oppfinnelsen bli beskrevet i forbindelse med den foretrukne fremgangsmåte som benyttes, særlig i forbindelse med dens anvendelse til fremstilling av det baneformete glassfibermateriale.

Mange forskjellige faktorer innvirker på kvaliteten av en fiberdispersjon i vann og muligheten for å overføre denne til en papirmaskins baneformingsområde, vireparti. Blant disse merkes den anvendte fibertype, inklusive overflatebeskaffenhet og den tilstand fiberkabelen befinner seg i, som anvendes som kilde for fibrene, utførelsen av kappingen eller avskjæringen, dispersjons- mediets sammensetning og egenskaper, blandings- eller disperger-*-ingsapparaturens effektivitet og fiberdispersjonens behandling etter at denne har forlatt denne apparatur. Selv om alle disse faktorer er viktige har det i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse vist seg at en tungtveiende, viktig faktor utgjøres av fibrenes oppholdstid i systemet fra det tidspunkt hvor de kommer inn i dispergeringsenheten, til det tidspunkt hvor de fjernes fra dispersjonen i papirmaskinens vireparti. Ifølge oppfinnelsen har det således vist seg at det beste resultat oppnås ved helt å eliminere de hittil anvendte forrådstanker eller -kar for dispersjonen og anvende et seriekoplet dispergeringsapparat istedenfor de tidligere anvendte satsblandere. I forbindelse med utelatelsen av forrådskarene foregår det en direkte overføring av de dispergerte fibrer til en tynningsstasjon, og anvendelsen av en slett innløpskasse med lite volum, som kjennetegnes av sterk turbulens og stor dispersjonsstrømningshastighet.

I et slikt system tar fibersuspensjonens strømning fra dispergeringsapparatet til papirmaskinens vireparti bare noen få sekunder, og oppholdstiden i dispergeringsapparatet er en viktig tidsbestemmende faktor for glassfibrenes passering gjennom systemet. En slik tidsbestemmelse er viktig idet det har vist seg at en optimal dispersjon av lange glassfibrer oppnås forholdsvis hurtig, nemlig i løpet av 1-2 minutter, og at fibrene bibeholdes 1 sin mest homogent dispergerte tilstand i et tidsrom på bare 4-5 minutter. Deretter får glassfibrene en tilbøyelighet til å samle seg sammen, feste seg til hverandre eller danne slike ikke-ønskelige høystakkliknende klumper som er beskrevet ovenfor. Det er klart at våtfremstillingen av papir slik den er beskrevet her er et dynamisk system, som er avhengig også av mange andre fore-hold respektivt faktorer i selve systemet, f.eks. av dispersjons-mediets viskositet, fiberkonsentrasjonen, den hastighet hvormed fibrene innføres i dispergeringsapparatet samt mange andre variable prosessparametrer. Den nøyaktige oppholdstid varierer følgelig avhengig av disse forskjellige forhold eller faktorer.

De beste resultater er imidlertid oppnådd med regulerte oppholds-tider i dispergeringsapparatet på under 10 minutter, vanligvis fra 1 til 7 minutter. Et godtagbart arbeidsområde ligger mellom 2 og 6 minutter, og den spesielt foretrukne oppholdstid ligger mellom 2,5 og 5 minutter.

Til de uorganiske fibrer som kan anvendes ifølge den fore liggende oppfinnelse reknes riktignok alle de uorganiske materialer som forekommer i fiberform, f.eks. asbest, mineralull og liknende, men glassfibrer er generelt å foretrekke fremfor de andre. Fibrene kan variere betydelig i tykkelse, men i de særlig foretrukne utførelsesformer av vedkommende materiale ligger fiber-diametrene i det grove fiberområdet, f.eks. mellom 5 og 15 pm.

Det innses imidlertid at litt finere eller grovere fibrer kan komme på tale for spesielle formål. Glassfibrene utgjør den overveiende del av fiberinnholdet, fortrinnsvis størst mulig del av dette. Således kan f.eks. 85-90% eller mer av fibrene i det ferdige papir utgjøres av uorganiske fibrer, fortrinnsvis glassfibrer. Slik det vil bli gitt eksempel på i det etterfølgende kan man anvende blandinger av forskjellige typer og dimensjoner av glassfibrer, eller også kan materialet fremstilles av glassfibrer av bare en type og dimensjon.

På grunn av den type glassfiber som fortrinnsvis anvendes, er det vanligvis ønskelig å anvende et bindemiddel i det uorganiske, baneformete fibermateriale, papirvaren, dvs. å lime papiret. Selv om et slikt bindemiddel kan tilføres som en utspedd løsning, enten etter dannelsen av fibermaterialbanen, eller også inn-leires i fibersuspensjonen som en del av dispersjonsmediet, foretrekkes det vanligvis å anvende bindefibrer i en mengde på høyst 10-15% av det totale fiberinnhold, fortrinnsvis 5-10%

av dette. Flere forskjellige typer bindefibrer kan anvendes med godt resultat, blant annet har polyvinylalkoholfibrer vist seg å gi meget gode resultater sammenliknet med sprøyting med klebe-midler og liknende etter formingen av banen. Bindefibrene innvirker også gunstig på fibermaterialbanens håndteringsegenskaper under transporten gjennom papirmaskinen. Fibrene aktiveres eller i det minste myknes i maskinens tørkeparti, hvorved papir-produktet bibringes sin ønskelige, strukturelle helhet.

Bindefibrene tilsettes fortrinnsvis til fibersuspensjonen under eller etter tynningen av denne og før suspensjonens inn-strømming i papirmaskinens innløpskasse. De polyvinylalkoholfibrer som funksjonerer som bindemiddelskomponent i den uorganiske fibermaterialbane, kan således tilsettes bekvemt ved hjelp av en roterende trykkpumpe med regulerbar hastighet på nedstrømssiden for tynningsstedet uten å forstyrre glassfibrenes dispersjon i den homogent dispergerte dispersjon. Dersom det er ønskelig kan det utføres en etterfølgende behandling i limpresse eller også andre limingsbehandlinger, avhengig av det spesielle

anvendelsesformål som materialet er beregnet for.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til uorganiske fibrer. Lange fibrer fremstilt av syntetiske organiske materialer kan også anvendes med godt resultat. Således kan syntetiske fibrer, såsom fibrer av nylon, rayon, polyvinylacetat, polyester, polyolefin og liknende eller kombinasjoner av disse komme til anvendelse. Slike syntetiske fibrer utgjør hensikts-messig den overveiende fiberkomponent sammen med mindre mengder naturfibrer, men de kan også anvendes utelukkende som eneste fiberkomponent. Fibrene er lange, dvs. lengre enn 6,35 mm, og de kan ha en meget lav denier. Således kan man uten videre anvende fibrer av 1,5 denier, men med en lengde på 19 mm eller mer. Selv om disse lange, smale og bøyelige fibrer typisk har et forhold mellom lengde og diameter på 700:1 - 2000:1, hvorved utmerkete resultater oppnås ved forhold på mellom 1000:1 og 1600:1, kan man også anvende fibrer som faller i det videre område mellom 400:1 og 3000:1. Typiske eksempler på særlig egnet materiale er 1,5-1,8 dpf rayon- eller polyesterfibrer med en lengde på 19 mm samt 6 dpf polyesterfibrer med en lengde på 25,4 og 38 mm. Disse lange fibrer gir økt strekk- og rivefasthet, krever mindre mengde bindemiddel og tillater hardere mekanisk behandling av fibermaterialbanen, selv i våt tilstand.

Under henvisning til den medfølgende tegning har det i

den spesielt egnete utførelsesform av fremgangsmåten vist seg ønskelig å anordne en regulert innmating av de lange glassfibrer for at man skal oppnå de beste dispersjonsegenskaper. Fibrene mates fortrinnsvis inn i et kontinuerlig seriedispergerings-apparat i en valgt mengde pr. tidsenhet og mates fra dette apparat direkte til en konvensjonell papirmaskins tynnings-

og baneformingsområde. Ved hjelp av dette arrangement unngås behovet for å holde de dispergerte fibrer tilbake i et massekar eller annen forrådsbeholder eller -tank, med resulterende reduksjon av dispersjonens kvalitet. Dessuten er det en fordel med den foreliggende oppfinnelse at det utstyr som anvendes for kontinuerlig fiberdispersjon er nokså enkel av konstruksjon og er billig sammenliknet med konvensjonelt, voluminøst dispersjons-fremstillingsutstyr. Dersom det er ønskelig kan fibrene være tilskåret på forhånd og innmates ved hjelp av en målende tørr-fibermater, eller fibrene kan på forhånd være blandet inn i et dispergeringsmedium, eller også kan de mates i form av kontinuerlige strenger og skjæres eller hugges opp når disse strenger

føres inn i det seriekoplete dispergeringskar.

I den særlig foretrukne utførelsesform som vises i fig. 2 har det vist seg fordelaktig å anbringe en fiberkutter, f.eks.

en kutter 10 med to ruller, som er anordnet over en innløpstrakt 12 til en dispergeringstank eller dispersjonsblander 14, på slik måte at kontinuerlige lengder eller filamenter 16 av glassfiberkabler eller syntetiske fiberkabler kan mates frem fra sp&ler 18 og kuttes for umiddelbar innmating i dispersjonsblanderen. Denne innmating av de kontinuerlige filamenter gir en utmerket kon-troll over både fiberlengden og den mengde pr. tidsenhet som fibrene innmates i dispersjonsblanderen med. Dessuten muliggjør den fleksibilitet ved utførelsen av fremgangsmåten, ved at den muliggjør anvendelse av forskjellige fiberlengder og mulighet for regulering, respektivt justering av fiberlengdene. I det foreliggende tilfelle mates også det væskeformete dispergerings^-medium til dispersjonsblanderen 14 gjennom ledningen 20 via innløpstrakten 12.

Dersom man anvender ferdigskårete eller -huggete fibrer,

er det mulig å regulere fibrenes innmatningsmengde pr. tidsenhet i blandingskaret ved å anvende et veiebånd eller liknende mellom den veiende tørrfibermåler, f.eks. kutteren 10, og dispersjonsblanderen 14. I dette tilfelle funksjonerer tørrfibermåleren som en formater, hvis hastighet moduleres og reguleres av et signal fra veiebåndet, slik at den ønskete innmatingsmengde fibrer oppnås. Alternativt kan fibrene forblandes i en dispergeringsvæske slik at man oppnår en preliminær fibersuspensjon med kjent konsentrasjon, som kan mates inn i serieblanderen i oppmålt mengde. I en slik dispersjon er en del av fibrene altså allerede dispergert, men mange fibrer foreligger i form av delvis uåpnete fiberbunter.

Som nevnt mates også den som dispergeringsmedium anvendte væske gjennom ledningen 20 til innløpstrakten 12 for å innføres i dispersjonsblanderen 14 og frembringe den ønskete fiberkonsentrasjon i denne. Ved dispergering av lange fibrer av vilkårlig type bør dispergeringsmediet fortrinnsvis inneholde en tilstrekkelig mengde av et viskositetsmodifiserende middel. Typisk kan løsningen ha en viskositet på ca. 2 cP og høyere, vanligvis mellom 5 og 20 cP. Dette viskositetsmodifiserende middel kan være et naturprodukt, f.eks. kolofonium eller liknende, eller et syntetisk produkt, f.eks. hydroksyetylcellulose, eller et annet harpiksprodukt, samt også blandinger eller kombinasjoner av slike stoffer. Disse midler er fortrinnsvis vannløselige produkter som anvendes alene eller i kombinasjon med andre materialer for å oppnå den ønskete viskositet. Eksempler på naturprodukter som kan anvendes er naturlige kolofoniumarter, f.eks. Johannestre^-harpiks- eller guarharpiksderivater. Av disse foretrekkes guar-harpiksderivatene, og utmerkete resultater er oppnådd med en vannløsning av en guarharpiksderivat med varemerket "Gendriv". Foruten de naturlige viskositetsmodifiserende midler er det også mulig å anvende syntetiske stoffer, f.eks. høymolekylære harpikser, dispergeringsmidler, overflateaktive stoffer og liknende for regulering av dispergeringsmediets egenskaper. Disse syntetiske stoffer er fortrinnsvis vannløselige og er stabile i det sure miljø som anvendes for glassfibrene. Av de syntetiske fortyk-ningsmidler er særlig egnete harpikser akrylamidpolymerisater som kan anvendes i uttynnete vannløsninger i lav konsentrasjon (f.eks. 0,025-0,2%) for å muliggjøre denønskete regulering av viskositeten. Et typisk eksempel på slike stoffer er polyakryl-amidharpiksen "Sepran AP-30" og "Cytame 5". Et eksempel på den hydroksyetylcellulose som anvendes er . "Natrosol".

Det viskøse dispergeringsmedium anvendes idet dette hindrer sammenfiltring av de lange, smale og- bøyelige fibrer under dispergerings- eller blandeoperasjonen og medvirker til å holde fibrene i dispergert tilstand under dispersjonens eller suspensjonens passering gjennom dispersjonsblanderen. Det vil forståes at løsningens viskositet innvirker på den nødvendige oppholdstid og må reguleres for den aktuelle fiber og fiberkonsentrasjon. Et medium med høy viskositet og kort oppholdstid kan medføre

at man oppnår en for lite dispergert fiberdispersjon, mens en for lav viskositet og en for lang oppholdstid skulle kunne gi en for sterk dispergert dispersjon og at det dannes fiberopphopninger ("høystakker") og andre alvorlige defekter. En viskositet i området 5-10 cP og en oppholdstid på 2,5-5,0 minutter har vist seg å gi gode dispersjonsresultater. Ved dispergering av glassfibrer består mediet av en sur vannløsning, som også

kan inneholde et egnet viskositetsregulerende middel. Således kan man i den særlig foretrukne utførelsesform anvende en vann-løsning av fortynnet svovelsyre med en pH på mellom 2 og 4. Det skulle være klart at også andre tilsetninger, f.eks. disper-geringshjelpemidler, f.eks. overflateaktive stoffer såsom

natriumheksametafosfat, som selges under varemerket "Calgon", kan tilsettes til dispergeringsmediet for å oppnå ønsket kon-troll over de dispergerte fibrer og bidra til å hindre at fibrer klumper seg sammen på nytt til ikke ønskelige ansamlinger eller klumper.

Det har som nevnt vist seg at fibrene dispergeres nokså hurtig i dispergeringsmediet og at det oppnås en prosenvis dispersjonstopp i løpet av forholdsvis kort tid, hvoretter fibrene er tilbøyelig til å klumpe seg sammen noe og danne de ikke ønskelige fiberansamlinger eller -klumper. Etter at optimal dispersjon er oppnådd er det derfor ønskelig å fortsette omrør-ingen i et visst begrenset tidsrom og regulere fibrenesnoppholds-tid i dispersjonskaret slik at det unngås en altfor lang omrør-ingstid. I denne forbindelse har det også vist seg at omrørerne i dispergeringskaret, selv etter at det er oppnådd optimal dispersjon under den ønskete oppholdstid, ikke kan stoppes umiddelbart uten at dispersjonens kvalitet forringes. Det vil selv-følgelig innses at en overflatebehandling av fibrene har en betydelig innvirkning på fibrenes evne til å tåle en lengre oppholdstid. For de fleste glassfibrer som for tiden forekommer i handelen har det imidlertid vist seg at den optimale oppholdstid ligger mellom 2,5 og 5 minutter ved anvendelse av et dispergeringsmedium med en viskositet på 5-10 cP. For glassfibrer bør dispergeringsvæsken ha en pH på 2-3 ved en noe høyere løs-ningstemperatur på 27-38°C og en fiberkonsentrasjon på 0,3-1,0 vektsprosent.

Dispergeringsapparatet eller dispersjonsblanderen bør fortrinnsvis være av den type som har en forholdsvis slett inner-flate og er fri for kanter eller hjørner som de lange glassfibrer eller syntetiske fibrer kan bli hengende fast i eller vikle seg rundt. Dispergeringsapparatet kan imidlertid bestå

av flére blande- eller dispergeringsstasjoner med kontinuerlig strømning direkte fra stasjon til stasjon for å oppnå de ønskete egenskaper når det gjelder oppholdstid. En egenskap som er kjennetegnende for dispergeringsapparatet eller dispersjonsblanderen ifølge den foreliggende oppfinnelse er dens kompakte område for høyintensiv turbulens. Dette oppnås ved å anvende en omrører som er stor i forhold til omrørerkammerets volum,

og en hurtig gjennomstrømning respektivt kort oppholdstid for den fiberdispersjon som kontinuerlig passerer gjennom dispersjonsblanderen. Istedenfor å anvende en unormal stor omrører

i et for papirmaskiner vanlig dispersjonskar, foretrekkes det at den seriekoplete dispersjonsblander er betydelig mindre, enklere og billigere enn slikt utstyr. Den mindre størrelse medfører også den fordel at det på hvert gitt tidspunkt behøver å foreligge mindre mengder fibrer i systemet.

Som vist i fig. 2 kan en seriedispersjonsblander 14, som er blitt anvendt med meget gode resultater, bestå av en stort sett rektangulær dispergerings- eller blanderkasse, som er delt i fem eller flere separate kamre 22, som er forbundet med hverandre ved hjelp av strømningsporter 24, som leder strømmen av fiberdispersjon suksessivt fra et kammer til det neste når den passerer kontinuerlig gjennom dispersjonsblanderen eller disper^-geringstanken 14. Hvert kammer kan være utstyrt med en eller flere omrørere 26 for utførelse av den høyintensive, sterke omrøring som anses nødvendig for oppbryting av fiberbuntene og dannelse av den nødvendige, homogene og jevne dispersjon av disse i dispergeringsmediet. I den særlig egnete utførelsesform er omrørerne 26 utstyrt med aksialtrykkfrie skovler, f.eks. skovler 28, slik at de ikke nødvendigvis behøver å drive eller medvirke til å drive dispers jonen gjennom kammeret 22. Isteden^-for bør omrørerne være slik at de frembringer et stort område med høyintensiv turbulens i kammeret i hele dennes utstrekning, hvorved dispersjonen ved gjennomstrømning av kammeret under-kastes denne høyintensive turbulens som bringer fiberbuntene til å brytes opp i sine enkelte fiberkomponenter. Omrørerne kan også ha slike skovler at enkelte fibrer ikke kan innfanges og feste seg på dem og således danne bunter, klumper og liknende. En slik bueformet, bred skovl er vist i fig. 2 og 3, hvor fig. 3 viser dannelsen av en "kjølevanns"- eller undertrykkssone 30 umiddelbart bak omrørerskovlen 28 samt en lengre bak opptredende, rystende turbulens strømning 3 2 som bearbeider fibrene i kammeret 22.

Et trekk som er kjennetegnende for oppfinnelsen er som nevnt at omrørerskovlen har en størrelse respektivt radial krum-ning som er uvanlig stor i forhold til volumet eller kapasitete for det kammer hvor omrøreren er montert. F.eks. gjelder at det i et konvensjonelt dispersjonskar for en papirmaskin, med en kapasitet på 56.775 liter, kan det anvendes en omrørerskovl med en diameter på ca. 76,2 cm for blanding av en fiberdispersjon, hvorved det oppnås et relativt omrørerforhold, dvs. omrørerskovl- diameter dividert med karets volum, på ca. 0,00134 cm/liter. Seriedispersjonsblanderen ifølge oppfinnelsen bør derimot ha

et relativt omrørerforhold på minst 0,0677 cm/liter, og har et typisk relativt rotorforhold på 0,13 4 2-0,6711 cm/liter. Det skulle innses at det forholdsvis lave forhold mellom blander-volum og omrørerdiameter vil medføre at det oppnås en særlig heftig turbulenstilstand med høy intensitet i blanderkarets enkelte kamrer. Idet omrøreren dessuten ikke er av aksial-trykktype har den ingen tilbøyelighet til å drive dispersjonen hurtig gjennom høyturbulensområdet, og turbulensen gis tilstrekkelig tid til å kunne bearbeide fiberbuntene. Fibrene bearbeides hele tiden av turbulensen når de befinner seg i blanderkammeret, idet dette kammers relative størrelse og dets form gjør at dannelsen av rolige områder i kamrene unngås.

Det relative omrørerforhold bør som nevnt kombineres med en hurtig gjennomstrømning respektivt kort oppholdstid for fiberdispersjonen som passerer gjennom kammeret. I denne forbindelse har det vist seg at det bør oppnås en dispersjonsfaktor på over 0,01 for at man skal oppnå den ønskete jevne og homogene fiberdispersjon. Dispersjonsfaktoren er forholdet mellom det relative omrørerforhold og dispersjonens gjennom-strømningsmengde i tonn pr. døgn. Således gjelder det f.eks. at et konvensjonelt papirmaskinskar med et relativt omrørerforhold på 0,002 og en gjennomstrømningsmengde på ca. 20 tonn/døgn har en dispersjonsfaktor på 0,0001. Serieblanderen ifølge den foreliggende oppfinnelse har derimot en dispersjonsfaktor som er minst 10 ganger så stor. Det vil innses at dispersjonsfaktoren øker med det relative omrørerforhold og er betydelig større enn 0,005. Den ligger i praksis i størrelsesområde 0,01-2,0, og dens foretrukne verdi ligger mellom 0,05 og 1,0. Som eksempel kan serieblanderen ha et typisk relativt omrørerforhold på mellom 0,2 og 1,0 og arbeide med en gjennomstrømningsmengde på ca. 2 tonn/døgn ved en dispersjonsfaktor på 0,1-0,5.

I den utførelsesform av dispersjonsblanderen eller dispergeringsapparat som er vist på tegningen skal man merke seg at de enkelte kamre 22 i dispergeringskassen har stort sett samme størrelse og har rektangulær form, slik at kammerets vegger funksjonerer som turbulensfremmende ledeskjermer som har en til-bøyelighet til å hindre dannelsen av en virvelstrøm eller skrue-linjeformet strøm av dispersjonen gjennom kammeret. Derved sikres på sin side at fibrene og særlig fiberbuntene kommer i berøring

med de turbulente kraftkomponenter som dannes av omrørerne.

Det vil innses at blandérens spesielle utførelsesform kan variere så lenge de ønskete egenskaper og de ønskete funksjoner å separere de enkelte fibrer fra fiberbuntene som tilføres til blanderen oppnås. Dette bør foregå i løpet av den nominelle oppholdstid, slik at man oppnår en homogen dispersjon av de enkelte fibrer, samt de som fiberdispersjonen hurtig transporteres gjennom dispersjonsblanderen. Som nevnt skal fibrene fortrinnsvis doseres, dvs. mates i regulert mengde pr. tidsenhet inn i dispergeringsmediet som strømmer inn i dispersjonsblanderen, slik at dispersjonen får ønsket fiberkonsentrasjon. Vanligvis er kon-sentrasjonen betydelig høyere enn f iberkonsentras jonen i innløps--kassen, nemlig opptil mellom 10 og 100 ganger så høy som denne.

I den særlig foretrukne utførelsesform er fiberkonsentrasjonen mindre enn 2% og ligger vanligvis mellom 0,3 og 1,3%, fortrinnsvis mellom 0,5 og 0,9%.

Som nevnt ovenfor strømmer fiberdispersjonen hurtig fra dispersjonsblanderen til papirmaskinens vireparti 36 og kommer faktisk til viren 38 i løpet av noen få sekunder etter at den har forlatt dispersjonsblanderen. I løpet av dette tidsrom jus-teres imidlertid dispers jonens f iberkonsentras jon slik at fiber-dispersjonen tynnes mer. Dette kan oppnås ved å føre fiberdispersjonen inn i en spesiell gjennomstrømningsblandertank 40 hvor den blandes med utstrømmende bakvann som tilføres gjennom en ledning 42 fra virepartiet. Fiberkonsentrasjonen senkes ved denne tynning fra en verdi på 0,3-1,3% til 0,005-0,05%. Det innses således at tynningen overstiger 10;1 og utgjør vanligvis mellom 15 og 25:1, for å frembringe den sterkt fortynnete fibersuspensjon som tilføres papirmaskinens innløpskasse. Som vist kan til-setningsstoffer, såsom midler for modifisering av viskositeten og andre funksjoner, reguleres ved egnet tilsetning til bakvannet fra en tank 44 til ledningen 42.

Som vist på tegningen er den ifølge den foreliggende oppfinnelse anvendte innløpskasse kortere enn den åpne innløpskasse i konvensjonelle papirmaskiner med skråttstilt vire, og er utstyrt med en jevn, buet innsatsvegg 4 6 for reduksjon av volumet av den sterkt fortynnete fibersuspensjon i innløpskassen, slik at denne kan strømme hurtig gjennom innløpskassen til maskinens vireparti hvor materialbanen begynner å dannes. Innløpskassens reduserte volum og jevnt buete innsåtsprofil medfører ikke bare en økning av den hastighet hvormed fibersuspensjonen strømmer gjennom inn- løpskassen, men også en økning av omfatningen av tilfeldig turbulens umiddelbart over virepartiets begynnelse. Den økete turbulens hindrer en ansamling av skum og fibermasser som ellers ville stige opp til overflaten og danne "høystakker" eller andre fiberdefekter. Det vil innses at en regulering av den fortynnete fiberdispersjons mengdestrømning kan frembringes ved hj§lp av en egnet reguleringsmekanisme, f.eks. i form av en vingepumpe 48

med variabelt omløpstall, dog under forutsetning av at pumpens gjennomstrømningskanal har jevne, slette vegger og er fri for detaljer som skulle kunne forårsake sammenfiltring av fibrene. Denne innløpskasse som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse hindrer således at fiberdispersjonen holdes tilbake i et lengre tidsrom, hvorved de dispergerte fibrer hindres i å filtre seg sammen og danne defekter i glasspapirbanens struktur.

Fibrene i den sterkt tynnete, homogene fibersuspensjon som tilføres innløpskassen, samler seg hurtig på den skråttstilte, løpende vire 38, mens dispergeringsmediet renner gjennom viren. Det fra fibrene dispergerte dispergeringsmedium samles opp og resirkuleres i systemet, hvorved en del av bakvannet tilbake-føres til dispergeringstankens innløpstrakt 12 gjennom ledningen 20 ved hjelp av en pumpe 50. Hoveddelen av bakvannet drives av en pumpe 52 gjennom ledningen 4 2 til tynningstanken 40 hvor dette bakvann anvendes til tynning av . fiberdispersjonen som kommer fra dispergeringsapparatet eller dispersjonsblanderen 14.

Den materialbane som således dannes kontinuerlig i papirmaskinen er som nevnt et lett materiale med homogen fiberfordeling. Homogeniteten hos fiberfordelingen i materialbanen kan bedømmes visuelt og subjektivt ved å iaktta materialet under gjennom-lysning av dette med en svak, jevnt lysende lyskilde. Som angitt i litteraturen som vedrører fremstilling av baneformet materiale, f.eks. i det flere bind omfattende verk av James P Casey med tittelen "Pulp and Paper" (Interscience, New York, 2. opplag, 1961), særlig i dettes bind 3, sider 1277-1279, hvor det står om baneformet materiale at det "is said to have a uniform or close formation if the texture is similar to ground glass when viewed in transmitted light. The formation is said to be poor or wild if the fibers are unevenly distributed, giving the sheet a mottled or cloudy appearance in transmitted light".Resultatene av en slik visuell undersøkelse kan ikke uttrykkes i sifrer, særlig etter som den tilsynelatende ensartethet i banens forming på-virkes av papirets transparens, slik at jo mer transparent papiret er, desto letter kan en ujevn fiberfordeling iakttas. Kompliserte og kostbare fotoelektriske avsøkningsanordninger er iblant blitt anvendt for måling av formingen av en papirbane, men Casey nevner også bruken av en fremgangsmåte for vurdering av mikro-

og makrovariasjoner i flatevekt som en metode til å måle det baneformete fibermaterialets homogenitet.

Ved uttrykket "mikrovariasjon i flatevekt" menes her det aritmetiske middeltall av variasjonen i vekt hos et like stort antall prøver med samme størrelse og fra områder med høy og lav tilsynelatende densitet. Den bestemmes ved utskjæring og veiing av fem prøver med 1,27 cm diameter fra områder med høy og områder med lav densitet. Alle prøver skjæres ut av en tilfeldig valgt del av materialbanen med størrelsen 0,093 m 2. Ved bestemmelse av den aritmetiske middelvariasjon i vekt mellom de ti prøver kan mikrovariasjonen i flatevekt bestemmes. Ved anvendelse av denne fremgangsmåte har det vist seg at det baneformete glass-fibermateiale ifølge den foreliggende oppfinnelse har en mikrovariasjon som er mindre enn 10% og en middelvariasjon i området mellom 0,7 5 og 4,2% ved flatevekter på mellom 17 og 4 5 g/m 2.

Den prosentvise variasjon ble beregnet ved å dividere differansen mellom middelvekten av samtlige prøver og de enkelte måleverdier for prøvenes vekt med middelvekten. I denne forbindelse viste det seg at mikrovariasjonen for glassfiberbaner fremstilt ifølge kjent teknikk ligger mellom 21 og 33%. Således viste det seg at to glassfiberark, som var fremstilt ved fremgangsmåten ifølge US-patentskrift 3.622.44 5 hadde gjennomsnittlige mikrovariasjoner på 31,5 og 29,6% ved flatevekter på henholdsvis 45 og 19 g/m 2, mens tre glassfolier fremstilt ifølge US-patentskrift 3.749.638 hadde gjennomsnittlige mikrovariasjoner på 32,8, 21,6 og 22,4

ved flatevektene henholdsvis 44, 19 og 17 g/cm 2.

Med uttrykket "makrovariasjoner i flatevekt" menes her vekt-variasjonskoeffisienten for et antall større prøver, tatt fra et større område. Den bestemmes ved et tilfeldig valg av tre prøver på 0,093 m 2 av et prøveark med dimensjonene 0,914 x 1,829 m. 31 prøver med 2,54 cm diameter tas ut i et spredd mønster av hver slik prøve på 0,093 m 2. Variasjonskoeffisienten for vektene av de nittitre prøver med 2,54 cm diameter beregnes deretter for bestemmelse av makrovariasjonen. Den ifølge den foreliggende oppfinnelse fremstilte glassfolie hadde en variasjonskoeffisient på godt under 5%, noe som fremgår av tabellen nedenfor.

En annen måte å bestemme det baneformete materiales homogenitet på er å måle materialets tykkelse. Ved hjelp av en tyk-kelsesmåler av modell 54 9 TMImed en ambolt med diameteren 1,27 cm og et trykk på 0,4 9-0,63 kp/cm 2 er det mulig å måle foliens tykkelse med en nøyaktighet på 2,54-10 cm. Ved å utføre mål-inger .av tykkelsen på tilfeldig valgte områder som er tilsynelatende homogene og innbyrdes like samt i områder med synlige fiberdefekter, er det mulig å måle tykkelsesvariasjonen på feil-stedene. Ved anvendelse av denne teknikk har det vist seg at mindre feil kan klassifiseres som ansamlinger eller agglomerater av fibrer, som er visuelt iakttagbar og som forårsaker en lokal differanse i materialtykkelsen på opptil 0,00127 cm. Større feil er ansamlinger eller agglomerater av fibrer som er visuelt iakttagbare og forårsaker en lokal differanse i materialtykkelse på 0,0127 cm eller mer. Ved anvendelse av denne fremgangsmåte for å påvise og klassifisere fiberfeil har det vist seg at det baneformete glassfibermateriale ifølge den foreliggende oppfinnelse oppviser et antall multifiberdefekter på 1,0754/m<2>(dersom man bare regner de større defekter) og vanligvis et antall større defekter på ca. 0,3226/m 2 eller mindre.

Nedenfor vil det bli gitt et antall praktiske utførelses-eksempler for at oppfinnelsens effektivitet skal bli klarere. Når ikke noe spesielt er angitt er alle mengdeangivelser vekt-deler respektivt vektsprosent.

Eksempel 1

Et lett, baneformet glassfIbermateriale ble fremstilt ved hjelp av en papirmaskin av industriell størrelse. Glassfibre med en fiberdiameter på 9 mikrometer ble kuttet i lengder på 1,27 cm av glassfiberkabler som ble viklet av spoler. De således oppnådde stapelfibrer ble overført direkte til et seriekoplet dispergeringsapparat eller dispersjonsblander, en vektmengde på 0,4 54 kg/min. Denne dispersjonsblander hadde en kapasitet på

379 liter, et relativt omrørerf orhold på 0, 537 cm/l og ble. brakt til å arbeide med en gjennomstrømningshastighet på 114 l/min, noe som således ga en oppholdstid på noe mer enn 3 minutter. Det anvendte dispergeringsmedium var en fortynnet svovelsyre-løsning som inneholdt et guarharpiksderivat ("Gendriv-492 SR")

i tilstrekkelig mengde til å gi løsningen en viskositet på ca.

5 cP ved en pH på 2,3 og en temperatur på 31°C. Fiberdispersjonen ble matet ved en fiberkonsentrasjon på 0,4% fra dispergeringsapparatet til et blandekar hvor fiberkonsentrasjonen ble senket i et forhold på ca. 24:1. Polyvinylalkoholfibrer ble tilsatt til den tynnete suspensjon i tilstrekkelig mengde til å gi en polyvinylalkoholfiberkonsentrasjon på 8% av glassfibrenes totale vekt. Fiberdispersjonen ble deretter matet til en innløpskasse med lite volum og stor gjennomstrømningshastig-het og i en konsentrasjon på 0,017%, og det ble dannet en glass-fibermaterialbane ved en middels høy produksjonshastighet.

Den ferdige glasspapirvare hadde en flatevekt på 13,6 g/m 2, en tykkelse på 84 um og en luftporøsitet (luftpermeabilitet) på 8263 liter pr. minutt pr. 100 cm 2 ved et trykk på 12,7 mm vann-søyle. Det lette foliemateriale hadde en tørr strekkfasthet på 507 p/25 mm i maskinretningen og 333 p/25 mm i tverretningen. Den hadde en rivestyrke (tongue tear) på 34 p i maskinretningen og 44 p i tverretningen.

Prøver som ble tatt fra forskjellige deler av varen oppviste større feil i et antall på 0-2 og mindre feil i et antall på o 0-5 pr. 9,299 m 2 , korrigert til en flatevekt på 17 g/m 2. En større defekt klassifiseres som en fibersamling eller -gruppe, enten av udispergert eller delvis dispergert natur, eller også av "høystakk"-form, med en tykkelsesvariasjon på 0,0005.2,54 cm eller mer, mens en mindre defekt kan klassifiseres som bestående av to eller tre fibrer, som er blitt udispergert eller har sluttet seg sammen og har en tykkelsesvariasjon på opptil 0,0005.2,54 cm. Som kommersielt godtagbare varer anses slike som har høyst ca. 10, fortrinnsvis høyst 5 større defekter pr. 9,3 m<2>av varen. De mindre defekter anses for å være uten betydning. Materialet hadde også en homogen fiberfordeling, praktisk talt fri for synlige tetthetsvariasjoner ved visuell iakttagelse.

Eksempler II- VI

Den i eksempel I beskrevne fremgangsmåte ble gjentatt med samme papirmaskin, bortsett fra visse variasjoner i prosess-betingelsene, fiberdispersjonen og det fremstilte materialets flatevekt. Resultatene er sammenfattet i tabellen nedenfor:

Eksempel VII- IX

Fremgangsmåten ifølge de foregående eksempler ble gjentatt med en liten produksjonsmaskin under anvendelse av finere glassfibrer og uten bindefibrer. Samtlige tilfeller utgjorde glassfibrene 100% av fiberkomponenten og hadde en lengde på 1,27 cm og en diameter på 6 um.Flatevekten og antallet defekter (flatefeil) pr. 9,3 m 2er angitt i tabellen nedenfor. Det store antallet småfeil skyltes den meget lave fiberdiameter og den subjektive analyse, men materialet er i samtlige tilfeller å anses som fullt godtagbart fra kommersielt standpunkt.

Eksempel X

En kontinuerlig bane av fibermateriale ble dannet av en fiberdispersjon som bestod av 67,5 vektsprosent glassfiber med 9 mikrometer diameter og 1,7 2 cm lengde, 24,5 vektsprosent polyesterfibrer av 1,5 dpf med en lengde på 0,635 cm, samt 10 vektsprosent polyvinylalkoholfibrer. Bare glassfibrene ble dispergert i en serieblander av den type som ble anvendt i de foregående eksempler, dvs. i en blandetank som var inndelt i flere kamre, hvor fibrene og dispergeringsmediet strømmer kontinuerlig rett gjennom tanken fra et kammer til det neste. Blanderen hadde et relativt omrørerforhold på 0,2684 cm/l, og ble brakt til å arbeide med en gjennomstrømningsmende på 1,56 tonn/døgn. Glassfiberdispersjonen ble dannet med vann som dispergeringsmedium hvorved vannet ble regulert til en viskositet på 8 cP under anvendelse av 0,1% av et guarharpiksderivat ("Gendriv 492 SR"), samt 0,075% natriumheksameterfosfat. Fiberkonsentrasjonen var 0,15%, og oppholdstiden i blandetanken (dispergeringsapparatet) var ca. 3,3 minutter.

Polyester- og polyvinylalkoholfibrene ble dispergert i

et kar til en fiberkonsentrasjon på 0,15% i løpet av et tidsrom på ca. 20 minutter. Polyester- og bindefiberdispersjonen fra karet ble blandet med glassfiberdispersjonen, tynnet og tilført til en papirmaskins innløpskasse. Baneformet materiale ble fremstilt med en flatevekt på 4 5 g/m 2 og 22 g/ra 2. Det førstenevnte materiale hadde en mikrovariasjon i flatevekt på 1,7% med variasjoner på fra 0 til 4,6%, og en makrovariasjon i flatevekt på 1,7%, mens det sistnevnte materiale oppviste en mikrovariasjon i flatevekt på 0,7 6% med variasjoner på mellom 0 og 3,1%. Begge materialer hadde et visuelt antall defekter på 0.

Eksempel XI

Fremgangsmåten ifølge eksempel X ble gjentatt, men poly-esterf ibrene ble utelatt. Bare 5 vektsprosent polyvinylalkoholf fibrer ble anvendt, og glassfibrene hadde en diameter på 6 mikrometer. Det resulterende baneformete materiale hadde et antall synlige defekter på 0 og en mikrovariasjon i flatevekt på 4,2%.

Eksempel XII

Et tynt materiale ble fremstilt av 70 vektsprosent poly-esterf ibrer av 1,5 dpf og 1,905 cm lengde samt 3 0% trefibrer under anvendelse av den i de foregående eksempler angitte serieblander for dispergering av fibrene. De tørre polyesterfibrer ble matet til dispergeringstankens innløpstrakt ved hjelp av en tekstilfibermater og et veiebånd. Som dispergeringsvæske ble det anvendt vann som inneholdt "Separan AP-3 0" i en konsentrasjon på 0,016%, noe som ga en viskositet på 6 cP. Væsken hadde en pH på 6,0. og ble anvendt ved en temperatur på 4 0°C. Polyesterfibrenes oppholdstid i dispergeringstanken var 2,8 5 min. Prosessen ifølge de foregående eksempler ble fulgt for fremstilling av en kontinuerlig materialbane som oppviste meget god fiberfordeling, sammenliknbar med glassfibermaterialet ifølge de foregående eksempler.

Den beskrevne fremgangsmåte ble gjentatt med den unntagelse at man som viskositetsregulator anvendte hydroksyetylcellulose ("Natrosol") i en konsentrasjon på 0,164%, noe som resulterte

i en viskositet på 5 cP. Det resulterende fiberfoliemateriale hadde også meget god fiberfordeling.

Eksempel XIII

Fremgangsmåten i eksempel XII ble gjentatt under anvendelse av 100 vektsprosent polyesterfibrer av 1,5 dpf og 2,54 cm lengde. Dispergeringsvæskens viskositet var 10 cP, dispersjonen var homogen og foliematerialet oppviste god fiberfordeling.

Eksempel XIV

Fremgangsmåten ifølge eksempel XII ble gjentatt, men istedenfor polyesterfibrer ble det anvendt nylonfibrer av 6 dpf og 1,905 cm lengde. Det relative omrørerforhold ble bibeholdt på 0,53 69 cm/l, og den oppnådde dispersjon var meget god, foliematerialet hadde ingen synlige feil.

Eksempel XV

Fremgangsmåten ifølge eksempel XIV ble gjentatt, men nylon-fibrene ble utskiftet med polypropylenfibrer av 1,8 dpf og 1,27 cm lengde. Det resulterende materiale hadde få defekter.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig fremstilling av en homogen fiberdispersjon for våtfremstilling av papir av bunter av lange fibrer, karakterisert ved a) at det dannes en begynnelsesoppslemming av fibrer som hovedsakelig består av dispersjonsvæske med en viskositet på minst ca. 2 cP og lange fibrer i form av i det minste delvis uåpnete fiberbunter, hvor fibrene i disse bunter har en fiberlengde på ca. 0,635 cm og mer og et forhold mellom lengde og diameter på mellom 4 00:1 og 3000:1, b) at denne fiberoppslemming får strømme kontinuerlig gjennom et dispergeringskammer som er koplet i serie og som er utstyrt med et antall ikke-fiberskjærende omrørere med en stør-relse i forhold til kammerets volum på minst 0,067 cm/liter, idet disse omrørere er innrettet til bak skovlene å danne områder med redusert trykk og strømningssprengende turbulens med høy intensitet, hvorved oppslemmingen mates kontinuerlig gjennom kammeret i en gjennomstrømningsmengde som er tilstrekkelig mye større enn i konvensjonelle papirfremstillingsfiber-disperger-ingskamrer til å frembringe en oppholdstid i kammeret på bare ca. 10 minutter eller mindre, og en dispersjonsfaktor på over 0,005, hvor denne faktor defineres som forholdet mellom omrører-størrelsen og oppslemmingens gjennomstrømningsmengde i tonn pr.. døgn, c) at oppslemmingen i områdene bearbeides ved hjelp av turbulensen i disse, som har tilstrekkelig intensitet til hurtig å åpne fiberbuntene og dispergere de enkelte fibrer i løpet av oppholdstiden i kammeret, samt

d) at de dispergerte fibrer samt væsken fjernes fra kammeret i form av en stort sett jevn og homogen fiberdispersjon for deretter å formes til en fibermaterialbane i en våt papirfremstil-lingsoperasjon.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det relative omrørerforhold er over 0,134 2 cm/liter, og at dispersjonsfaktoren er mellom 0,05 og 1,0.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at dispergeringsvæsken har en viskositet på minst 5 cP, at fibrene har et forhold mellom lengde og diameter på mellom 700:1 og 2000:1, og at de tørre fibrer og dispergeringsvæsken tilføres dispergeringstanken i regulert mengdestrømning, idet fibrene utgjøres av uorganiske fibrer og organiske, syntetiske fibrer.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at tørre fibrer avskjæres av fiberkabler av kontinuerlige filamenter, og at disse tørre fibrer og dispergeringsvæsken mates til dispergeringstanken i regulert mengde-strømning.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at tørre fibrer skjæres og sammen med dispergeringsvæsken mates til dispergeringstanken, hvorved det relative omrørerforhold er over 0,134 2 cm/liter, oppholdstiden er 2-6 minutter og dispersjonsfaktoren mellom 0,05 og 1,0.

6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterr isert ved at dispersjonen fra dispergeringstanken transporteres til en baneformingflate hvor dispersjonens fibrer separeres fra dispergeringsmediet og oppsamles i form av en kontinuerlig fibermaterialbane etter at dispersjonen er blitt tynnet før ankomsten til formingsflaten.

7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at baneformingsflaten er utstyrt med en innløpskasse med forholdsvis lite volum.

8. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at dispergeringsvæsken har en viskositet på minst 5 cP og fibrene har et forhold mellom lengde og diameter på mellom 1000:1 og 1600:1, mens det relative omrører-forhold er ca. 0,134 2 cm/liter, oppholdstiden 2-6 minutter og dispersjonsfaktoren mellom 0,1 og 0,5, og at dispersjonen fra dispergeringstanken overføres til en baneformingsflate hvor dispersjonens fibrer separeres fra dispergeringsmediet og oppsamles i form av en kontinuerlig fibermaterialbane etter at dispersjonen er blitt tynnet før ankomsten til formingsflaten.

9. Kontinuerlig, våtlagt maskinfremstilt, lett, uorganisk fibermaterialbane med ensartet, homogen fiberfordeling, karakterisert ved at den inneholder uorganiske fibrer med en fiberlengde på ca. 0,63 5 cm eller mer og opptil ca. 15% av et bindemiddel for de uorganiske fibrer, idet materialbanen har en flatevekt på ca. 5-3 0 g/m 2, en mikrovariasjon i flatevekt på under 10%, en makrovariasjon i flatevekt på under 5%, et antall isolerte fiberbuntfeil på under 10 pr. 9,23 m 2, hvor hver flerfibret fiberbuntfeil utgjøres av en ansamling av fibrer som forårsaker lokal differanse i banetykkelse på 0,0125 mm eller mer, samt en visuelt iakttagbar homogen fiberfordeling som..er stort sett fri for såkalt "skyeffekt" i form av variasjoner i fibertetthet.

10. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at de uorganiske fibrer er glassfibrer .

11. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at innholdet av uorganiske fibrer er minst ca. 85 vektsprosent.

12. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at den har en flatevekt på 10-25 g/m 2.

13. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at de uorganiske fibrer er glassfibrer med en diameter på mellom 5 og 15 um og en lengde på 0,635-2,54 cm.

14. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at de uorganiske fibrer utgjøres av en blanding av glassfibrer med forskjellige diametre av mikrometerdimensjon.

15. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at de uorganiske fibrer utgjør ca. 90% av materialbanens vekt og er glassfibrer med fiberdiameter i området 5-15 um, og at materialbanen oppviser større flatefeil i et antall pa under 10 pr. 9,23 m 2.

16. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert/ v ed at den oppviser større flatefeil i et antall på ca. 5 eller mindre pr. 9,23 m 2.

17. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at bindemidlet fra begynnelsen er innleiret i banen i fiberform.

18. Fibermaterialbane i samsvar med krav 9, karakterisert ved at de uorganiske fibrer er glassfibrer med en diameter på under 15 um og en lengde på ca. 2,54 cm eller mindre, idet glassfibrene utgjør minst ca. 90% av materialbanens vekt, at bindemidlet består av et termoplast-materiale som fra begynnelsen er innleiret i banen i fiberform, idet banen har en flatevekt på ca. 25 g/m eller mindre og oppviser større flatefeil i et antall på ca. 5 eller mindre 2 pr. 9,23 m .