PT85418B

PT85418B - Processo de fabrico de uma tela fibrosa aquosa contendo um ou mais pos finos

Info

Publication number: PT85418B
Application number: PT85418A
Authority: PT
Inventors: Bronislaw Radvan; Anthony John Willis
Original assignee: Wiggins Teape Group Ltd
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1987-07-27
Publication date: 1993-07-30
Also published as: EP0255318B1; FI873265A; GR3002956T3; JPS6343000A; GB8618733D0; DK170539B1; KR950006814B1; JP2666138B2; NO873140D0; ES2024513B3; FI873265A0; IE872030L; KR880001410A; BR8703884A; IE59732B1; NO873140L; DK389887A; DK389887D0; FI87090B; DE3772661D1

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA presente invento refere-se ao processo de fabrico de uma tela fibrosa em meio aquoso, tal como uma tela de papel ou uma tela de material plástico que compreende fibras reforçadoras para consolidação e moldagem numa folha ou artigo plástico reforçado com fibras.

Em telas de papel, é frequentemente necessário incorporar materiais na forma de partículas ou pós, tais como pigmentos e agentes de enchimento. No caso de telas de materiais plásticos com fibras reforçadoras, podem incluir-se um ou mais tipos de materiais plásticos na forma de partículas, conjuntamente com materiais tais como pigmentos, agentes de enchimento e antioxidantes, na forma de pós com diâmetros de partícula substancialmente menores do que os das partículas de material plástico.

processo de fabrico destas telas em meio aquoso requer, como pré-requisito, a formação de uma dispersão aquosa das fibras e dos materiais na forma de partículas a partir da qual se vai formar a tela. Preferivelmente, usa-se uma dispersão espumosa tal como se descreve no Pedido de Patente Europeia copendente n2 85300031.3 da requerente (Patente Europeia n^e0148760) sendo o assunto desse Pedido de Patente aqui incorporado como referência. Ã dispersão assim formada é então drenada num suporte foraminoso, tal como o retículo de Fourdrinier de uma máquina de papel, para formar a tela.

Do mecanismo de formação da tela, com mais do que um material na forma de partículas, numa dispersão aquosa ou espumosa, tal como foi anteriormente referido, resultam dois problemas .

Em primeiro lugar, as condições electroquímicas nestas dispersões tomam difícil conseguir uma mistura homogénea dos vários componentes na dispersão, e isto reflecte-se como uma falta de homogeneidade na tela quando depositada no suporte foraminoso.

Em segundo lugar, haverá uma tendencia para se perder

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-3material na forma de partículas durante o processo de reposição húmida, dependendo das dimensões relativas das partículas de pó e das aberturas no elemento foraminoso, por exemplo da dimensão da malha de um retículo de Fourdrinier.

Quando se dispersam certas partículas ou fibras em água, pensa-se que se forma um filme aquoso à volta de cada partícula ou fibra individual, iniciando-se um regime electroquímico tal, que as outras partículas são repelidas. Como resultado, quando se adicionam individualmente pós finos, estes não se aglomeram nem com eles próprios, nem com outros componentes sólidos da dispersão. Assim quando se deposita a dispersão no retículo de Fourdrinier, as partículas finas passam através do retículo com a água como drenagem.

presente invento refere-se particularmente a uma téç nica que melhorará a homogeneidade da dispersão e da folha resultante, e que, quando for necessário incorporar na folha,parti cuias de dimensão superior ou inferior, aumentará a retenção das partículas de dimensão inferior onde a dimensão relativa da malha é tal, que elas seriam de outro modo substancialmente perdidas na drenagem através do elemento foraminoso.

De acordo com o presente invento, o processo de fabrico de uma tela fibrosa contendo pelo menos dois materiais na forma de partículas compreende a mistura dos materiais na forma de partículas sob condições substancialmente anidras, sendo a mistura anidra usada para preparar pelo menos parte de uma dispersão aquosa de fibras, e a drenagem da dispersão para formar uma tela.

Assim, se se está a fabricar uma tela de material plástico reforçado com fibras, os materiais na forma de partículas podem ser uma mistura de termoplásticos na forma de partículas, Altemativamente, pode misturar-se um polímero termoplástico ou termoendurecivel com um pó fino, tal como negro de carbono ou dióxido de titânio, sendo a mistura anidra dispersa numa dispersão aquosa de fibras antes da drenagem para formar uma tela. As fibras podem ser, por exemplo, fibras de vidro.

processo do presente invento é adequado para utilização

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-4- ZÇ com o processo para a formação de uma tela fibrosa descrito no Pedido de Patente Europeia copendente n2 85300031.3 da requerente (Patente Europeia n² 0148760) sendo o assunto desse Pedido de Patente aqui incorporado como referência.

presente invento pode ainda ser utilizado no fabrico de uma tela na qual o material na forma de partículas é uma fibra, sendo a mistura anidra usada para formar uma dispersão aquosa de fibras que é drenada para formar uma tela.

processo pode também ser utilizado quando se pretender, incorporar duas ou mais fibras diferentes numa tela, actuando uma ou mais dessas fibras como o material na forma de partículas, que é pré-misturado a seco com o pó fino anidro antes de se formar uma dispersão aquosa.

Tém-se verificado que, quando a mistura se realiza a seco, se melhora a homogeneidade da tela. Tém-se também verificado que a mistura a seco provoca a adesão do pó fino ao material na forma de partículas substancialmente mais grossas, tal como as dum termoplástico, e que esta adesão persiste quando a mistura anidra se torna parte de, ou forma, a dispersão aquosa. Uma vez que o pó fino se toma assim parte de um componente aglomerado da dispersão,de dimensões substancialmente maiores, fica assim retido na tela.

Tém-se também verificado que pelo processo, de acordo com o presente invento, se pode incorporar, com sucesso, na tela, um pó fino de pigmento para conseguir uma coloração muito uniforme das peças moldadas produzidas utilizando a tela fibrosa produzida de acordo com o processo do presente invento, ainda que se possam utilizar alternativa ou adicionalmente aos pigmentos, outros pós finos para outros propósitos, tais como p. e. antioxidantes.

Será de notar que o processo do presente invento pode também ser utilizado no fabrico de papel para aumentar a retenção de aditivos em pó.

pó fino e os materiais na forma de partículas podem ser convenientemente pré-misturados em misturadores do tipo de

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-5corte elevado.

presente invento pode ser realizado de várias formas. Descrever-se-á agora uma das concretizações do presente invento como exemplo e com referência à carta de fluxo anexa, que mostra as vantagens do presente invento em relaçao a tecnologia conhecida.

A carta de fluxo refere-se à preparação de uma dispersão aquosa espumosa para utilização no fabrico de uma tela pigmentada de fibra reforçadora e de material plástico na forma de partículas, tal como se descreve e reivindica no Pedido de Patente Europeia n^ 85300031.3 (Patente n2 0148760).

A técnica apresentada pode ser usada para a preparação de dispersões de dois ou mais materiais plásticos na forma de partículas, por forma a conseguir uma mistura homogénea, ou de um ou mais materiais na forma de partículas com pós muito mais finos de, por exemplo, pigmentos ou antioxidantes, por forma a conseguir, quer a homogeneidade, quer a retenção do pó durante o processo de deposição húmida da tela.

Porém, para ilustrar o presente invento de uma forma compreensível, a carta de fluxo mostra a técnica da invenção tal como é utilizada para misturar dois polímeros na forma de partículas de dimensões relativamente grosseiras, por exemplo de 100 a 500 micra com um pigmento com partículas de dimensão de, por exemplo, 10 a 100 micra.

Tal como se mostra nas linhas a cheio, na carta de fluxo, os dois materiais plásticos na forma de partículas e o pigmento, são primeiro carregados num misturador de pó de corte elevado 1, por exemplo num Winkworth Ribbon Refiner Batch Mixer, num Gloucester Materiais Handling High Shear Batch Blender ou num Continuous Gerick E Blender (Tipo Powteck GAL 351). 0 microdiagrama 2 mostra que, após a mistura, os dois materiais plásticos na forma de partículas 3a e 3b, estão intimamente misturados e que estão ambos revestidos com o pigmento 4.

As partículas 3a e 3b revestidas com pigmento são transferidas para um dispositivo de hidropolpação 5 no qual tinha

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-6sido previamente formada uma dispersão espumosa aquosa de fibras de vidro 6. Em virtude da mistura homogénea realizada previamente no misturador 1, é assegurada a homogeneidade da dispersão de fibras e partículas,assim formada no dispositivo de hidropolpação 5. Além disso, substancialmente todo o pigmento em pó 4 continua a aderir ás partículas poliméricas maiores 3a e 3b, tal como se pode observar melhor no microdiagrama 7.

A dispersão aquosa espumosa formada no dispositivo de hidropolpação 5 é então usado na formação de uma tela colocada em água pelo processo 8 que é realizado de acordo com o processo descrito no Pedido de Patente Europeia anteriormente referido. A tela resultante compreende fibras de vidro e partículas poliméricas bem distribuídas, retendo ainda as partículas poliméricas pigmentos aderentes, tal como se pode observar melhor no microdiagrama 9.

A tela formada passa então ás etapas de secagem, prensagem e moldagem 10 requeridas, que nao formam parte do presente invento.

Se se adicionam os dois polímeros na forma de partículas 3a e 3b e o pigmento 4 directamente ao dispositivo de hidropolpação 5 como é indicado pelas linhas a tracejado 11, não sendo pré-misturados num estado substancialmente anidro no misturador 1, é mais difícil conseguir a mistura homogénea com as fibras 6 na dispersão. Além disso, o pigmento em pó torna-se disperso na forma de partículas individuais na dispersão espumosa tal como se pode observar melhor no microdiagrama 12. Como resultado estas tem tendência a perder-se na drenagem durante o processo de deposição húmida de modo que, muito poucas ou nenhumas, permanecem na tela formada, tal como se observa no microdiagrama 14.

Será de notar que os materiais que podem ser pré-misturados tal como se descreve, não se limitam a polímeros na forma de partículas ou a pigmentos. As fibras de vidro ou de madeira, argilas e outros agentes de enchimento são também abrangidos pela designação “materiais na forma de partículas” que podem ser assim pré-misturados.

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-7Quando se pretende incluir materiais plásticos, estes podem compreender partículas de plásticos termoplásticos ou termoendurecíveis de vários tipos, sozinhos ou na forma de misturas com outros plásticos, por exemplo, como aquelas que se seguem:

Acrilonitrilo-butadieno-estireno com Poli(cloreto de vinilo) Acrilonitrilobutadieno-estireno com Polipropileno.

Éter polifenilénico com Polipropileno

Éter Polifenilénico com ~PqT iami da.

Policarbonato com Poli(tereftalato de alceno)

Policarbonato com Poliestercarbonatos

Poli(cloreto de Vinilo) com Penolformaldeído Polipropileno com Lenhina.

Quando se incorporam tais polímeros, sozinhos ou como misturas, podem-lhe ser adicionados antioxidantes finamente pulverizados, por pré-mistura tal como anteriormente se descreve, conjuntamente, se desejado, com pigmentos tais como negro de carbono ou dióxido de titánio ou enchimentos tais como o carbonato de cálcio. Alternativamente, ou em adição, um dos dois plásticos poliméricos na forma de partículas a ser incluído pode ser primeiramente moído até uma menor dimensão e depois adicionado ao outro plástico por pré-mistura tal como anteriormente se descreveu.

Tal como foi anteriormente referido o material na forma de partículas pode ser as próprias fibras e assim o processo do presente invento pode ser utilizado num processo de fabrico de papel por mistura do pó fino, de novo, por exemplo um pigmento corante, com as fibras, por exemplo, fibras de celulose numa forma anidra sendo então a mistura usada para formar uma dispersão aquosa que é colocada no retículo, formando-se uma tela de papel pelo processo usual.

processo pode também ser usado se se utiliza na tela mais do que um tipo de fibra, sendo os pós finos misturados a seco com uma ou mais fibras a serem usadas antes da formação da dispersão aquosa.

Claims

REIVINDICAgOBS

I^a. - Processo de fabrico de uma tela fibrosa contendo pelo menos dois materiais na forma de partículas caracterizado por se misturarem estes dois materiais na forma de partículas sob condições substancialmente anidras, sendo a mistura anidra usada para preparar pelo menos parte de uma dispersão aquosa de fibras, seguido de drenagem da dispersão para formar uma tela.
2^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de os materiais na forma de partículas serem polímeros termoplásticos ou termoendurecíveis e por a mistura anidra ser dispersa numa dispersão aquosa de fibras antes da drenagem para formar uma tela.

5^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de pelo menos um dos materiais na forma de partículas ser um pó substancialmente mais fino do que pelo menos um dos outros materiais na forma de partículas.
4^a. - Processo de acordo com a reivindicação 3 caracterizado pelo facto de o pó mais fino ser um pigmento em pó.
5^a. - Processo de acordo com a reivindicação 4 caracterizado pelo facto de o pigmento ser negro de carbono ou dióxido de titânio.
6^a. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações de 1 a 5 caracterizado pelo facto de as fibras serem fibras de vidro.
7^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo facto de o material na forma de partículas ser uma fibra e de a mistura anidra ser usada para formar uma dispersão aquosa de fibras e ser drenada para formar uma tela.
8^a. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado pelo facto de serem incorporadas numa tela duas ou mais fibras diferentes, sendo uma ou mais fibras prá-misturadas com um pó fino sob condições substancialmente anidras antes de se formar a dispersão aquosa.
9^a. - Processo de acordo com qualquer das reivindicações

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-9de 1 a 8 caracterizado pelo facto de a mistura ser efectuada num misturador do tipo de corte elevado.