SE420510B

SE420510B - CONTINUOUS WATER-SHAPED INORGANIC FIBER MATERIAL COVER WITH LAW WEIGHT AND SIMILAR FIBER DISTRIBUTION AND WAY TO MAKE IT SAME

Info

Publication number: SE420510B
Application number: SE7807913A
Authority: SE
Inventors: B W Conway; N L Fegley; J Moran
Original assignee: Dexter Corp
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1981-10-12
Also published as: SE7807913L

Description

77387913-4 z av fiberknippena, och därefter överfördes mälden till förrådstankar, innehållande kon- ventionella omrörare för att hålla fibrerna i det önskade suspenderade tillståndet. Det inses, att en underlåtenhet att utföra tillräcklig omröring under inledningsfasen av fibrernas dispersion ger upphov till en ofullständig separering av glasfibrerna, vari- genom fiberknippen blir synliga i det slutliga kontinuerliga fibermaterialet. 77387913-4 z of the fiber bundles, and then the stock was transferred to storage tanks, containing conventional stirrers to keep the fibers in the desired suspended state. It will be appreciated that failure to perform sufficient agitation during the initial phase of the dispersion of the fibers gives rise to an incomplete separation of the glass fibers, whereby the fiber bundles become visible in the final continuous fibrous material.

På senare år har glasfibrer av större längd än den för papperstillverkning vanli- ga, nämligen fibrer med en längd av mellan ca 0,63 och 2,54 cm och däröver, kommit till användning. Då dessa fibrer har dispergerats i enlighet med förut kända förfaranden, visade det sig emellertid, att de enskilda fibrerna fick en tendens att haka upp sig eller trassla ihop sig i holländaren och förrådstankarna och icke lätt kunde disperge- ras igen, utan det erhölls klumpar och andra oregelbundenheter i den tillverkade pap- persvaran. Det visade sig också, att de långa glasfibrerna trasslade ihop sig till fi- berknippen, som till formen liknade "höstackar" eller "spindlar". Sådana "höstackar" kan visserligen tillåtas i tyngre, grövre varor och för vissa ändamål, där varans este- tiska utseende icke spelar någon avgörande roll, men de anses som allvarliga fel i lät- tavaroroch för sådana ändamål, där glaspapperet är avsett som ytbeklädnad eller att bilda en slät och jämn yta på ett föremål av armerad plast.In recent years, glass fibers of greater length than that common to papermaking, namely fibers with a length of between about 0.63 and 2.54 cm and above, have come into use. However, as these fibers have been dispersed according to prior art methods, it was found that the individual fibers had a tendency to get stuck or tangled in the Dutchman and the storage tanks and could not be easily dispersed again, but lumps were obtained and other irregularities in the manufactured stationery. It also turned out that the long glass fibers tangled into the fiber bundles, which in shape resembled "haystacks" or "spiders". Although such "haystacks" may be permitted in heavier, coarser goods and for certain purposes, where the aesthetic appearance of the goods does not play a decisive role, they are considered as serious defects in light goods and for such purposes where the glass paper is intended as a surface coating or to form a smooth and even surface on an object of reinforced plastic.

Tjockare och tyngre skivor har använts i vinylgolvplattor o.d. för att åstadkomma måttstabilitet. Det tyngre glasmaterialet har emellertid dåliga hartsinträngningsegen- skaper och därmed dålig laminering, medförande en tendens till delaminering. Tunna, läte ta provark med god fiberfördelning kan framställas ett i sänder, om man är mycket för- siktig. Den homogena fiberfördelning, som erfordras för eliminering av den synliga, to- tala densitetsvariation, som brukar benämnas "molnighetseffekt" och som är förknippad med en avsevärd begränsning av_isolerade fiberknippen eller “höstackar", har emellertid icke kunna uppnås vid kontinuerlig arbetande papparsmaskiner vid tillverkning av lät- tare glasfiberpapper och liknande material.Thicker and heavier boards have been used in vinyl floor tiles and the like. to achieve dimensional stability. However, the heavier glass material has poor resin penetration properties and thus poor lamination, leading to a tendency to delamination. Thin, sound-proof samples with good fiber distribution can be produced one at a time, if you are very careful. However, the homogeneous fiber distribution required to eliminate the visible, total density variation, commonly referred to as the "cloud effect" and associated with a significant limitation of insulated fiber bundles or "haystacks", has not been achieved with continuous paper machines in the manufacture of lighter fiberglass paper and similar materials.

Vid kontinuerlig tillverkning av papper i industriell skala, framställes lângfib- rigt material i allmänhet av mycket starkt utspädda fibersuspensioner med användning av en pappersmaskin med lutande vira eller liknande typ. Vid en sådan maskin användes en konventionell, öppen inloppslåda av tillräcklig volym för att åstadkomma en jämn och relativt lugnt framflytande ström fram till och in i våtpartiets banformningszon. För- delen med en sådan inloppslåda är att fibersuspensionens uppehållstid i inloppslâdan blir tiïlräcklig, för att luftblåsor skall hinna frigöra sig ur fibersuspensionen före fibermaterialbanans bildande. Den önskade jämna och lugna utbredningen av suspensionen av viran har emellertid en viss nackdel, när det gäller suspensioner med långa glasfib- rer. Det har nämligen befunnits, att luftblåsorna, då de frigöres i närheten av inlopps- g lådan, har en tendens att tillåta och t.o.m. befrämja bildandet av "höstackar" av fib- rer. Blåsorna medbringar dessa fiberanhopningar till banmaterialets yta, där de bringas att avsätta sig på denna yta under banans formningsprocess. Därigenom erhålles en pap- persbana, som är oacceptabel inte endast utseendemässigt, utan även därigenom att varan 3 7iÛ7913-4 får en ojämn eller skrovlig ytbeskaffenhet eller “känsel“, vilken lätt upptäckes genom att helt enkelt stryka med handen över varans yta.In the continuous manufacture of paper on an industrial scale, long fiber material is generally made from very highly dilute fiber suspensions using a paper machine with inclined wire or the like. In such a machine, a conventional, open headbox of sufficient volume is used to provide a smooth and relatively calmly flowing current up to and into the web forming zone of the wet section. The advantage of such a headbox is that the residence time of the fiber suspension in the headbox is sufficient for air bubbles to have time to release from the fiber suspension before the formation of the fibrous material web. However, the desired even and calm distribution of the suspension of the wire has a certain disadvantage, in the case of suspensions with long glass fibers. Namely, it has been found that the air bubbles, when released in the vicinity of the inlet g box, have a tendency to allow and t.o.m. promote the formation of "haystacks" of fibers. The blisters carry these fiber accumulations to the surface of the web material, where they are caused to settle on this surface during the web forming process. This results in a paper web which is unacceptable not only in appearance but also in that the product has an uneven or rough surface or "feel", which is easily detected by simply stroking the surface of the product with his hand.

Ett primärt syfte med föreliggande uppfinning har följaktligen varit att erbjuda ett nytt, förbättrat långfibrigt glasmaterial i banform, som är extremt lätt och har homogen fiberfördelning samt kan tillverkas med pappersmaskin av normal industriell storlek. Ännu ett syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma ett nytt, förbättrat glas- fibermaterial i banform av angivet slag, vilket uppvisar en visuellt iakttagbar, totalt homogen fiberfördelning och ett minimum av isolerade flerfibriga felställen. I detta syfte ingår att âstadkoma ett lätt glasmaterial i banform med kontinuerlig längd och vilket praktiskt taget saknar synliga fibertäthetsvariationer i form av "molnighet".Accordingly, a primary object of the present invention has been to provide a new, improved long-fiber glass material in web form which is extremely light and has a homogeneous fiber distribution and can be manufactured with a paper machine of normal industrial size. Yet another object of the invention has been to provide a new, improved glass fiber material in the form of a web of the type indicated, which exhibits a visually observable, totally homogeneous fiber distribution and a minimum of insulated multi-fiber fault locations. This purpose includes providing a lightweight glass material in continuous continuous web form and which practically lacks visible fiber density variations in the form of "cloudiness".

Ytterligare ett syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma ett lätt glasfi- bermaterial, som har förbättrade estetiska och fysikaliska egenskaper och gör materia- let väl ägnat för användning i armerade plastfilmer, golv- och väggplattor o. liknande produkter.Another object of the invention has been to provide a lightweight glass fiber material which has improved aesthetic and physical properties and makes the material well suited for use in reinforced plastic films, floor and wall tiles and similar products.

Fibermaterialbanan enligt uppfinningen kännetecknas härvid av att densamma inne- håller oorganiska fibrer med en fiberlängd av ca 0,635 cm eller däröver samt upp till ca 15 % av ett bindemedel för de oorganiska fibrerna, varvid materialbanan har en yt- vikt av ca 5 - 30 g/m2, en mikrovariation i ytvikt understigande 10 %, en makrovaria- tion i ytvikt understigande 5 %, ett antal isolerade.ytfel understigande 10 per 9,23 m2, där varje flerfibrigt ytfel utgöres av en ansamling av fibrer, som orsakar lokal diffe- rens i banans tjocklek på 0,0l25 mm eller mera, samt en visuellt iakttagbar homogen fi- berfördelning, väsentligen fri från s.k. “molneffekt“ i form av variationer i fibertät- heten.The fibrous web according to the invention is characterized in that it contains inorganic fibers with a fiber length of about 0.635 cm or more and up to about 15% of a binder for the inorganic fibers, the web having a basis weight of about 5 - 30 g / m2, a micro variation in basis weight less than 10%, a macro variation in basis weight less than 5%, a number of isolated surface defects less than 10 per 9.23 m2, where each multi-fiber surface defect consists of an accumulation of fibers, which causes local difference in the web thickness of 0.0l25 mm or more, and a visually observable homogeneous fiber distribution, substantially free of so-called "Cloud effect" in the form of variations in fiber density.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett nytt, för- bättrat förfarande för kontinuerlig beredning av en jämn, homogen dispersion av långa fibrer, vilken är väl ägnad för tillverkning av i huvudsak felfritt, vâtlagt fiberma- terial i banform.A further object of the present invention is to provide a new, improved process for the continuous preparation of a smooth, homogeneous dispersion of long fibers, which is well suited for the manufacture of substantially flawless, wet fibrous material in web form.

Ett annat syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma ett nytt, förbättrat förfarande av angivet slag, som medger snabb dispersion av långa konstfibrer inom ett omrâde med stark turbulens. I detta syfte ingår också möjligheten att upprätthålla ett dylikt turbulensområde under fibrernas passage genom detsamma för att påskynda disper- sionsförloppet. Ännu ett syfte med uppfinningen har varit att åstadkomma ett nytt, förbättrat för- farande av angivet slag, vilket underlättar en snabb och fullständig dispersion av myc- ket långa fibrer i en kontinuerlig genomströmningsoperation med användning av en icke fiberkapande blandningsrotor, som alstrar en zon eller ett område med reducerat tryck i förening med stark turbulens. I detta syfte ingår att åstadkomma en process, som är tillämplig på båda oorganiska och organiska fibrer med stor längd.Another object of the invention has been to provide a new, improved process of the type indicated which allows rapid dispersion of long man-made fibers within an area of strong turbulence. This purpose also includes the possibility of maintaining such a turbulence area during the passage of the fibers through it to accelerate the dispersion process. Yet another object of the invention has been to provide a new, improved process of the type indicated which facilitates a rapid and complete dispersion of very long fibers in a continuous flow-through operation using a non-fiber-cutting mixing rotor which produces a zone or an area of reduced pressure in combination with strong turbulence. This purpose includes providing a process which is applicable to both inorganic and high length organic fibers.

Förfarandet för framställning av fibermaterialbanan enligt uppfinningen känneteck- nas av att fiberdispersionen beredes genom att en begynnelseuppslamning av fibrer bere- 1ao191s-4 04 des, bestående huvudsakligen av en dispergervätska med en viskositet av minst 2 cP och långa fibrer i form av åtminstone partiellt oöppnade fiberknippen, varvid fibrerna i dessa knippen har en fiberlängd på ca 0,635 cm och däröver och ett förhållande mellan längd och diameter-påmellan ca 400:1 och 3000:1, att fiberuppslamningen kontinuerligt ledes genom en seriekopplad dispergerkammare, försedd med ett flertal icke-fibervid- häftande omrörarrotorer med ett rotorförhållande, dvs rotorbladens diameter dividerat med kammarens volym, på minst 0,067 cm/lit, varvid dessa rotorer är anordnade att bak- om bladen alstra områden med reducerat tryck och strömningsuppslitande turbulens med hög idensitet, så att nämnda uppslamning matas kontinuerligt genom nämnda kanmare i en genomströmningsmängd, som är tillräcklig för att åstadkomma en uppehållstid i kammaren av endast omkring 10 minuter eller mindre, och en dispersionsfaktor, dvs rotorförhâl- landet dividerat med genomströmningsmängden i ton per dygn, överstigande 0,005, att uppslamningen i nämnda områden bearbetas genom turbulens i dessa, vilken turbulens för- mår att snabbt öppna fiberknippena och dispergera de enkla fibrerna under nämnda kam- mare, och att de dispergerade fibrerna jämte vätskan avlägsnas ur kammaren i form av en i huvudsak jämn och homogen fiberdispersion.The process for producing the fibrous web according to the invention is characterized in that the fiber dispersion is prepared by preparing an initial slurry of fibers, consisting mainly of a dispersing liquid having a viscosity of at least 2 cP and long fibers in the form of at least partially unopened fiber bundles. , the fibers in these bundles having a fiber length of about 0.635 cm and above and a length-to-diameter ratio between about 400: 1 and 3000: 1, that the fiber slurry is continuously passed through a series-connected dispersing chamber, provided with a plurality of non-fiber widths. adhesive agitator rotors with a rotor ratio, i.e. the diameter of the rotor blades divided by the volume of the chamber, of at least 0.067 cm / liter, these rotors being arranged to generate areas behind the blades with reduced pressure and high-intensity flow-tearing turbulence, so that said slurry is fed continuously through said kanmer in a flow rate sufficient to f to provide a residence time in the chamber of only about 10 minutes or less, and a dispersion factor, i.e. the rotor ratio divided by the flow rate in tons per day, exceeding 0.005, that the slurry in said areas is processed by turbulence in these, which turbulence causes to rapidly open the fiber bundles and disperse the single fibers below said chamber, and that the dispersed fibers together with the liquid are removed from the chamber in the form of a substantially even and homogeneous fiber dispersion.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas mera speciellt i anslutning till bi- fogade ritningar, på vilka: f fig. 1 är ett blockschema över det förfarande, som företrädesvis tillämpas för framställning av det enligt uppfinningen avsedda lätta materialet i banform; fig. 2 är ett schema över processen enligt fig. 1 och åskådliggör dessutom en fö- reträdesvis använd homogeniserings- eller dispergeringsapparat av serietyp ("in-line disperser") jämte inloppslåda, och fig. 3 visar i större skala och med delar_bortbrutna samt delvis i snitt en i an- ordningen enligt fig. 2 ingående dispergerings- eller homogeniseringsrotor samt åskåd- liggjör särskilt den starka, högintensiva turbulens, som alstras under rotorns arbete.The invention will be described in more detail below in connection with the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a block diagram of the method, which is preferably applied for the production of the light material intended according to the invention in web form; Fig. 2 is a diagram of the process of Fig. 1 and further illustrates a preferably used series-type homogenizer or dispersing apparatus ("in-line disperser") together with headbox, and Fig. 3 shows on a larger scale and with parts_broken and partially on average a dispersing or homogenizing rotor included in the device according to Fig. 2 and illustrates in particular the strong, high-intensity turbulence which is generated during the work of the rotor.

En betydelsefull faktor för erhâllandet av den önskade homogena fiberfördelningen i den färdiga varan är, såsom nämnts i det föregående, att kunna uppnå en fullständig och homogen dispersion eller suspension av fibrerna i dispersionsmediet och att kunna transportera denna dispersion intakt till virapartiet. För att förtydliga beskrivnin- gen och underlätta förståelsen av densamma, kommer därför uppfinningen här att beskri- vas med tillämpning på det förfaringssätt, som företrädesvis kommer till användning, särskilt med tanke på dess användning för framställning av det nya, förbättrade glas- fibermaterialet i banform. ' En mångfald olika faktorer inverkar på kvaliteten av en fiberdispersion i vatten och möjligheten att överföra densamma till en pappersmaskins banformningsomrâde, vira- parti. Bland dessa märkes den avnända fibertypen, inkl. ytbeskaffenhet och det till- stånd, i vilken den flertrâdiga roving befinner sig, vilken användes som källa för fib- rerna, kapningens eller avskärningens utförande, dispersionsmediets sammansättning och egenskaper, blandnings- eller dispergeringsapparaturens effektivitet och fibermäldens behandling efter att den har lämnat denna apparatur.Ehurualla dessa faktorer är vikti- 5 7II7913-4 ga, har det i samband med föreliggande uppfinning befunnits, att en tungt vägande, vik- tig faktor utgöres av fibrernas uppehållstid i systemet från den tidpunkt, vid vilken de inträder i dispergeringsenheten, till den punkt, vid vilken de avlägsnas ur dispersi- onen inom pappersmaskinens viraparti.I enlighet med uppfinningen har det sålunda befun- nits, att bästa resultatet erhålles genom att helt utesluta de hittills använda förråds- tankarna eller -karen för mälden och använda en serieansluten dispergeringsapparat i stället för de tidigare använda satsblandarna. I samband med uteslutningen av förråds- karen sker en direkt överföring av de dispergerade fibrerna till en spädningsstation och användandet av en slät inloppslåda med liten volym som karakteriseras av stark tur- bulens och stor mäldströmningshastighet. I ett sådant system tar fibersuspensionens strömning från dispergeringsapparaten till pappersmaskinens viraparti endast några få sekunder, och uppehållstiden i dispergeringsapparaten är en viktig tidsbestämande fak- tor för glasfibrernas passage genom systemet. En sådan tidsbestämning är viktig, emedan det har befunnits, atten optimal dispersion av långa glasfibrer uppnås relativt snabbt, nämligen inom ca 1-2 minuter, och att fibrerna bibehålles i sitt mest homogent disper- gerade tillstånd under en tid av endast 4-5 minuter. Därefter får glasfibrerna en ten- dens att ansamlas, fastna vid varandra eller bilda sådana ej önskvärda höstacksliknande klungor, som beskrivits i det föregående. Det inses givetvis, att den våta papperstill- verkningsprocessen, sådan den här beskrivits, är ett dynamiskt system, som är beroende även av många andra förhållanden resp. faktorer inom själva systemet, t.ex. av disper- sionsmediets viskositet, fiberkoncentrationen, den mängdström, med vilken fibrerna in- matas i dispergeringsapparaten samt många andra variabla processparametrar. Den exakta uppehållstiden varierar följaktligen i beroende av dessa olika förhållanden eller fak- torer. De bästa resultaten har emellertid uppnåtts med reglerade uppehållstider i dis- pergeringsapparaten understigande 10 minuter, och i allmänhet från ca 1 till 7 minuter.An important factor in obtaining the desired homogeneous fiber distribution in the finished product is, as mentioned above, to be able to achieve a complete and homogeneous dispersion or suspension of the fibers in the dispersion medium and to be able to transport this dispersion intact to the wire portion. In order to clarify the description and facilitate the understanding thereof, the invention will therefore be described here with application to the method which is preferably used, in particular with regard to its use for the production of the new, improved glass fiber material in web form. . A variety of factors affect the quality of a fiber dispersion in water and the possibility of transferring it to a web forming area of a paper machine, wire section. Among these is the used type of fiber, incl. surface condition and the state in which the multi-strand roving is located, which is used as the source of the fibers, the design of the cut or cut, the composition and properties of the dispersion medium, the efficiency of the mixing or dispersing apparatus and the treatment of the fiber stock after leaving this apparatus. While all of these factors are important, it has been found in the context of the present invention that a weighty, important factor is the residence time of the fibers in the system from the time they enter the dispersing unit, to the point In accordance with the invention, it has thus been found that the best result is obtained by completely excluding the stock tanks or vessels used hitherto for the stock and using a series-connected dispersing apparatus instead. for the previously used batch mixers. In connection with the exclusion of the reservoir, the dispersed fibers are directly transferred to a dilution station and the use of a smooth, small-volume headbox is characterized by strong turbulence and high stock flow rate. In such a system, the flow of the fiber suspension from the disperser to the wire portion of the paper machine takes only a few seconds, and the residence time in the disperser is an important time-determining factor for the passage of the glass fibers through the system. Such a timing is important because it has been found that optimal dispersion of long glass fibers is achieved relatively quickly, namely within about 1-2 minutes, and that the fibers are maintained in their most homogeneously dispersed state for a period of only 4-5 minutes. . Thereafter, the glass fibers have a tendency to accumulate, adhere to each other or form such undesirable haystack-like clusters, as described above. It is of course understood that the wet papermaking process, as described here, is a dynamic system, which is also dependent on many other conditions resp. factors within the system itself, e.g. of the viscosity of the dispersion medium, the fiber concentration, the amount of stream with which the fibers are fed into the dispersing apparatus and many other variable process parameters. The exact residence time therefore varies depending on these different conditions or factors. However, the best results have been obtained with regulated residence times in the disperser of less than 10 minutes, and generally from about 1 to 7 minutes.

Ett godtagbart arbetsområde ligger mellan 2och ca 6 minuter, och den särskilt före- dragna uppehållstiden ligger mellan omkring 2,5 och 5 minuter.An acceptable working range is between 2 and about 6 minutes, and the particularly preferred residence time is between about 2.5 and 5 minutes.

Till de organiska fibrer, som kan användas i enlighet med uppfinningen, räknas visserligen alla de organiska material, som förekommer kommersiellt i fiberform, t.ex. asbest, mineralull o. likn., men glasfibrer är i allmänhet att föredra framför andra.Admittedly, the organic fibers which can be used in accordance with the invention include all the organic materials which are commercially available in fiber form, e.g. asbestos, mineral wool and the like, but glass fibers are generally preferable to others.

Fibrerna kan variera avsevärt i tjocklek, men i den särskilt föredragna utföringsfor- men av ifrågavarande material ligger fiberdiametrarna inom det grövre fiberomrâdet, t.ex. mellan ca 5 och ca 151¿m. Det inses dock, att något finare eller grövre fibrer kan komma ifråga vid speciella ändamål. Glasfibrerna utgör den övervägande delen av fi- berhalten företrädesvis största möjliga del därav. Sålunda kan exv. 85-90 % eller mer av fibrerna i det färdiga papperet utgöras av oorganiska fibrer, företrädesvis glasfi- brer. Såsom kommer att exemplifieras i det följande, kan man använda blandningar av o- lika typer och dimensioner av glasfibrer, eller också kan materialet framställas av glasfibrer av endast en typ och dimension.The fibers can vary considerably in thickness, but in the particularly preferred embodiment of the material in question the fiber diameters are within the coarser fiber range, e.g. between about 5 and about 151¿m. It will be appreciated, however, that slightly finer or coarser fibers may be used for special purposes. The glass fibers constitute the predominant part of the fiber content, preferably the largest possible part thereof. Thus, e.g. 85-90% or more of the fibers in the finished paper consist of inorganic fibers, preferably glass fibers. As will be exemplified below, mixtures of different types and dimensions of glass fibers may be used, or the material may be made of glass fibers of only one type and dimension.

På grund av den typ av glasfibrer, som företrädesvis användes, är det i allmänhet önskvärt att använda ett bindemedel i det oorganiska, banformiga fibermaterialet, pap- rsaieis-4 ' 6 persvaran, dvs att limma papperet. Ehuru ett dylikt bindemedel kan tillföras såsom en utspädd lösning, antingen efter fibermaterialbanans bildande, eller också införlivas i fibermälden såsom en del av dispersionsmediet, föredras i allmänhet att använda bind- fibrer i en mängd av högst omkring 10-15 % av den totala fiberhalten, företrädesvis om- kring 5-10 % av denna. Flera olika slags bindfibrer kan användas med gott resultat: bl.a. har polyvinylalkoholfibrer befunnits ge överlägsna resultat, jämfört med efter banans formning utförd ytlimning genom besprutning med limlösningar e.d. Bindfibrerna inverkar också gynnsamt på fibermaterialbanans hanteringsegenskaper under transporten genom papersmaskinen. Fibrerna aktiveras eller åtminstone uppmjukas i maskinens tork- parti, varigenom pappersprodukten bibringas sin önskvärda strukturella sammanhållning.Due to the type of glass fibers preferably used, it is generally desirable to use a binder in the inorganic, web-shaped fibrous material, the paper-4-6 press product, i.e., to glue the paper. Although such a binder may be added as a dilute solution, either after the formation of the fibrous web, or also incorporated into the fiber stock as part of the dispersion medium, it is generally preferred to use binder fibers in an amount not exceeding about 10-15% of the total fiber content. preferably about 5-10% of this. Several different types of binder fibers can be used with good results: i.a. polyvinyl alcohol fibers have been found to give superior results, compared with surface gluing performed after the formation of the web by spraying with gluing solutions or the like. The binder fibers also have a favorable effect on the handling properties of the fibrous material web during transport through the paper machine. The fibers are activated or at least softened in the drying section of the machine, whereby the paper product is imparted its desired structural cohesion.

Bindfibrerna tillsättes företrädesvis till fibersuspensionen under eller efterden- nas utspädning och före suspensionens inströmning i pappersmaskinens inloppslåda. De polyvinylalkoholfibrer, som fungerar som bindemedelskomponent i den oorganiska fiberma- terialbanan, kan sålunda tillsättas bekvämt med hjälp av en roterande tryckpump med reglerbar hastighet på nedströmssidan om spädningsstället utan att störa glasfibrernas dispersion i den homogent dispergerade fibermälden. Om så önskas, kan en efterföljande behandling i limpress, eller också kan andra limningsåtgärder tillämpas, beroende på det speciella användningsändamål, för vilket materialet är avsett.The binder fibers are preferably added to the fiber suspension during or after dilution and before the suspension flows into the paper machine headbox. The polyvinyl alcohol fibers, which act as a binder component in the inorganic fibrous web, can thus be conveniently added by means of a rotary pressure pump at an adjustable speed on the downstream side of the dilution point without disturbing the dispersion of the glass fibers in the homogeneously dispersed fiber stock. If desired, a subsequent treatment in gluing press, or other gluing measures can be applied, depending on the particular use for which the material is intended.

Förfarande enligt föreliggande uppfinning är icke begränsat till oorganiska fibren Långa fibrer framställda av organiska konstmaterial, kan också användas med god fram- gäng. Sålunda kan konstfibrer, sådana som nylon-, rayon-, polyvinylacetat-, polyester-, polyolefin- och liknande fibrer eller kombinationer av sådana komma till användning. Så- dana konstfibrer utgör lämpligen den övervägande fiberkomponenten tillsanmans med mind- re mängder naturfibrer, men de kan också användas uteslutande såsom enda fiberkomponent Fibrerna är långa, dvs längre än 6,35 mm, och de kan vara av mycket fin denier. Sålunda kan man utan vidare använda fiber av 1,5 denier, men med en längd av 19 mm eller mera.The process of the present invention is not limited to the inorganic fibers. Long fibers made from organic art materials can also be used with good success. Thus, synthetic fibers such as nylon, rayon, polyvinyl acetate, polyester, polyolefin and the like or combinations thereof may be used. Such synthetic fibers suitably constitute the predominant fiber component together with smaller amounts of natural fibers, but they can also be used exclusively as a single fiber component. The fibers are long, ie longer than 6.35 mm, and they can be of very fine denier. Thus, one can easily use fibers of 1.5 denier, but with a length of 19 mm or more.

Ehuru dessa långa, smala och böjliga fibrer typiskt uppvisar ett förhållande mellan längd och diameter av ca 70021 till 20UO:1, varvid utmärkta resultat.erhålles vid för- hållanden mellan 1000:1 och 16UD:1, kan man också använda fibrer som faller inom det vidare området mellan 400:1 och 3000:1. Typiska exempel på särskilt lämpliga material är 1,5 - 1,8 dpf rayon- eller polyesterfibrer med en längd av 19 mm samt 6 dpf poly- esterfibrer med en längd av 25,4 och 38 mm. Dessa långa fibrer ger ökad drag, och in- rivningshâllfasthet, kräver mindre mängd bindemedel och tillåter hårdare mekanisk be- handling av fibermaterialbanan även i vått tillstånd.Although these long, narrow and flexible fibers typically have a length to diameter ratio of about 70021 to 20UO: 1, with excellent results obtained at ratios between 1000: 1 and 16UD: 1, fibers falling within the wider range between 400: 1 and 3000: 1. Typical examples of particularly suitable materials are 1.5 - 1.8 dpf rayon or polyester fibers with a length of 19 mm and 6 dpf polyester fibers with a length of 25.4 and 38 mm. These long fibers provide increased tensile, and tear strength, require less binder and allow harder mechanical treatment of the fibrous web even in the wet state.

För att härefter hänvisa till bifogade ritning, har det i den särskilt lämpliga utföringsformenav processen ifråga befunnits önskvärt att anordna en reglerad innßtning av de långa glasfibrerna för att man skall uppnå de bästa dispersionsegenskaperna. Fib- rerna matas företrädesvis i en kontinuerlig seriedispergeringsapparati en utvald mängd per tidenhet samt matas från denna apparat direkt till en konventionell pappersmaskins spädnings- och banformningsområde. Genom detta arrangemang undvikes nödvändigheten av att hålla de dispergerade fibrerna kvar i ett massakar eller annan förrådsbehållare el- 7 7oo791s-4 ler -tank, med åtföljande försämring av dispersionens kvalitet. Dessutom är det en för- del med föreliggande uppfinning, att den härvid använda utrustningen för kontinuerlig fiberdispersion är av tämligen enkel konstruktion och är billig i jämförelse med den hittills allmänt använda, skrymmande mäldberedningsutrustningen. Om så önskas, kan fib- rerna vara tillskurna i förväg och inmatas medelst en mätande torrfibermatare, eller fi- brerna kan i förväg vara inblandade i ett dispergeringsmedium, eller också kan de matas in i form av kontinuerliga strängar och skäras eller huggas upp, då dessa strängar infö- res i det serieanslutna dispergeringskärlet.In order to refer hereafter to the accompanying drawing, in the particularly suitable embodiment of the process in question, it has been found desirable to provide a controlled insertion of the long glass fibers in order to obtain the best dispersion properties. The fibers are preferably fed in a continuous series dispersing apparatus a selected amount per unit time and are fed from this apparatus directly to a dilution and web forming area of a conventional paper machine. This arrangement avoids the need to keep the dispersed fibers in a pulper or other storage container or tank, with a consequent deterioration in the quality of the dispersion. In addition, it is an advantage of the present invention that the equipment used for continuous fiber dispersion is of fairly simple construction and is inexpensive in comparison with the hitherto generally used, bulky stock preparation equipment. If desired, the fibers may be pre-cut and fed by means of a measuring dry fiber feeder, or the fibers may be pre-mixed in a dispersing medium, or they may be fed in the form of continuous strands and cut or chopped. these strands are inserted into the series-connected dispersing vessel.

I den särskilt föredragna utföringsformen, som visas i fig. 2, har det befunnits fördelaktigt att anbringa en fiberkap, t.ex. den 2-rullars valskap 10, som visas monte- rad över inloppstratten eller -fickan 12 till dispergeringstanken eller mäldblandaren 14 på sådant sätt, att kontinuerliga längder eller trådar 16 av glasroving ellerkonstfiben strängar kan matas fram från spolar 18 och kapas för omedelbar inmatning i mäldblandaen dispergeringstanken. Denna inmatning av de kontinuerliga trådarna erhålles en utmärkt kontroll över såväl fiberlängden som den mängd per tidenhet, i vilken fibrerna matas in i mäldblandaren. Dessutom erbjuder den flexibilitet vid processens genomförande, genom att den medger användning av olika fiberlängder och möjlighet till reglering resp. jus- tering av fiberlängderna. I föreliggande fall matas också vätskeformiga dispergerings- mediet till mäldblandaren 14 genom ledningen 20 via inlopps- eller matartratten 12.In the particularly preferred embodiment shown in Fig. 2, it has been found advantageous to apply a fiber cutter, e.g. the 2-roll roller 10 shown mounted above the inlet funnel or pocket 12 of the dispersing tank or stock mixer 14 in such a way that continuous lengths or wires 16 of glass roving or synthetic fiber strands can be fed from coils 18 and cut for immediate feed into the stock mixer dispersion tanks. This feeding of the continuous threads gives an excellent control over both the fiber length and the amount per unit time in which the fibers are fed into the stock mixer. In addition, it offers flexibility in the implementation of the process, by allowing the use of different fiber lengths and the possibility of regulation resp. adjustment of the fiber lengths. In the present case, the liquid dispersant is also fed to the stock mixer 14 through the conduit 20 via the inlet or feed hopper 12.

Använda man färdigskurna eller -huggna fibrer, är det möjligt att reglera fibrer- nas inmatningsmängd per tidenhet i blandningskärlet genom att använda ett vägningsband e.d. mellan en vägande torrfibermätare exv. kapen 10, och mäldblandaren 14, i vilket fall torrfibermätaren fungerar som en förmatare, vars hastighet moduleras och regleras av en signal från vägningsbandet, så att den önskade inmatningsmängden fibrer uppnås.If ready-cut or chopped fibers are used, it is possible to regulate the feed amount of the fibers per unit time in the mixing vessel by using a weighing belt or the like. between a weighing dry fiber meter e.g. the cap 10, and the stock mixer 14, in which case the dry fiber meter acts as a feeder, the speed of which is modulated and regulated by a signal from the weighing belt, so that the desired amount of fiber input is achieved.

Alternativt kan fibrerna förblandas i en dispergeringsvätska, så att man erhåller en preliminär fibermäld eller -suspension av känd koncentration, vilken kan matas in i se- rieblandaren i uppmätt mängd. I en dylik mäld är en del av fibrerna alltså redan disper- gerade, men många fibrer föreligger i form av partiellt oöppnade fiberknippen.Alternatively, the fibers can be premixed in a dispersing liquid, so as to obtain a preliminary fiber stock or suspension of known concentration, which can be fed into the series mixer in measured amount. In such a stock, some of the fibers are thus already dispersed, but many fibers are present in the form of partially unopened bundles of fibers.

Som nämnt, matas också den som dispergeringsmedium använda vätskan genom ledningen 20 till inloppstratten 12 för att införas i mäldblandaren 14 och åstadkomma den önskade fiberkoncentrationen i denna. Vid dispergering av långa fibrer av vilken typ som helst, bör dispergeringsmediet företrädesvis innehålla en tillräcklig mängd av ett viskositets- modifierande medel. Typiskt kan lösningen ha en viskositet av ca 2 cP och däröver, van- ligen mellan ca 5 och 20 cP. Detta viskositetsmodifierande medel kan vara en naturpro- dukt, t.ex. kolofonium e. likn., eller en konstprodukt, t.ex. hydroxietylcellulosa, eller någon annan hartsprodukt, liksom även blandningar eller kombinationer av dylika ämnen. Dessa medel är företrädesvis vattenlösliga produkter, som kan användas enbart el- ler i kombination med andra material för att åstadkomma den önskade viskositeten. Exem- pel på naturprodukter som kan användas är naturliga kolofoniumarter, t.ex. karobharts- och guarhartsderivat. Av dessa föredras guarhartsderivaten, och utmärkta resultat har uppnåtts med en vattenlösning av ett guarhartsderivat, som saluföres av firman General 7ao7913-4, 8 Mills Co. under handelsnamnet "Gendriv". Förutom de naturliga viskositetsmodifierande medlen, är det också möjligt att använda syntetiska ämnen, t.ex. högmolekylära hartser, dispergermedel (peptisermedel), tensider (ytaktiva ämnen) o.d. för reglering av disper- geringsmedlets egenskaper. Dessa syntetiska ämnen är företrädesvis vattenlösliga och är stabila i den sura miljö som användes för glasfibrerna. Av de syntetiska förtjock- ningsmedlen utgöres de särskilt lämpliga hartserna av akrylamidpolymerisat, vilken kan användas i utspädda vattenlösningar i låg koncentration (t.ex; 0,025-0,2 %) för att möjliggöra den önskade regleringen av viskositeten. Ett typiskt exempel på sådana ämnen är det polyakrylamddharts, som saluföres av firman Dow Chemical Co. under handelsnamnet "Separan AP-30" och av firman American Cyanamide Co. under handelsnamnet "Cytame 5".As mentioned, the liquid used as the dispersing medium is also fed through the conduit 20 to the inlet funnel 12 to be introduced into the stock mixer 14 and to achieve the desired fiber concentration therein. When dispersing long fibers of any type, the dispersing medium should preferably contain a sufficient amount of a viscosity modifier. Typically, the solution may have a viscosity of about 2 cP and above, usually between about 5 and 20 cP. This viscosity modifier can be a natural product, e.g. rosin or the like, or an art product, e.g. hydroxyethylcellulose, or any other resin product, as well as mixtures or combinations of such substances. These agents are preferably water-soluble products, which can be used alone or in combination with other materials to achieve the desired viscosity. Examples of natural products that can be used are natural rosin species, e.g. carob resin and guar resin derivatives. Of these, the guar resin derivatives are preferred, and excellent results have been obtained with an aqueous solution of a guar resin derivative marketed by the company General 7ao7913-4, 8 Mills Co. under the tradename "Repeat". In addition to the natural viscosity modifiers, it is also possible to use synthetic substances, e.g. high molecular weight resins, dispersants (peptizers), surfactants (surfactants) and the like for regulating the properties of the dispersant. These synthetics are preferably water soluble and are stable in the acidic environment used for the glass fibers. Of the synthetic thickeners, the particularly suitable resins are acrylamide polymer, which can be used in dilute aqueous solutions in low concentration (eg; 0.025-0.2%) to enable the desired control of the viscosity. A typical example of such substances is the polyacrylamide resin marketed by Dow Chemical Co. under the trade name "Separan AP-30" and by the company American Cyanamide Co. under the trade name "Cytame 5".

Ett exempel på den hydroxietylcellulosa som användes är det vattenlösliga ämne som sa- lu-föres av firman Chemical Co. under handelsnmanet “Natrosol“.An example of the hydroxyethylcellulose used is the water-soluble substance marketed by Chemical Co. during the trading period "Natrosol".

Det viskösa dispergeringsmediet användes, emedan det förhindrar hoptrassling av de långa, smala och böjliga fibrerna under dispergerings- eller blandningsoperationen och hjälper till att hålla fibrerna i dispergerat tillstånd under dispersionens, eller sus- pensionens, passage genom mäldblandaren. Det torde inses, att lösningens viskositet in- verkar på den erforderliga uppehållstiden och mäste justeras för den aktuella fibern och fiberkoncentrationen. Ett medium med hög viskositet och kort uppehâllstid kan med- föra, att man erhåller en för svagt dispergerad fibermäld, medan en för låg viskositet och en för lång uppehällstid skulle kunna ge en för starkt dispergerad mäld och det bildas fiberanhopningar ("höstackar“) och andra allvarliga defekter. En viskositet inom omrâdet ca 5-10 cP och en uppehâllstid av ca 2,5-5,0 min har befunnits ge goda disper- sionsresultat. Vid dispergering av glasfiber utgöres mediet av en sur vattenlösning, som också kan innehålla ett lämpligt viskositetsreglerande medel. Sålunda kan man i den särskilt föredragna utföringsformen använda en vattenlösning av utspädd svavelsyra med ett pH av mellan ca 2 och 4. Det torde inses, att även andra tillsatser, t.ex. disper- geringshjälpmedel, t.ex. tensider, såsom natriumhexametafosfat, som saluföres under han- delsnamnet fßalgon", kan tillsättas till dispergeringsmediet för att uppnå önskad kon- troll över de dispergerade fibrerna och bidra till förhindra att fibrer trasslar ihop sig på nytt till ej önskvärda ansamlingar eller klumpar.The viscous dispersing medium is used because it prevents entanglement of the long, narrow and flexible fibers during the dispersing or mixing operation and helps to keep the fibers in a dispersed state during the passage of the dispersion, or suspension, through the stock mixer. It should be understood that the viscosity of the solution affects the required residence time and must be adjusted for the fiber in question and the fiber concentration. A medium with a high viscosity and short residence time can result in a too weakly dispersed fiber stock, while a too low viscosity and a too long residence time could result in a too highly dispersed stock and fiber accumulations ("haystacks") are formed and A viscosity in the range of about 5-10 cP and a residence time of about 2.5-5.0 minutes have been found to give good dispersion results.When dispersing glass fiber, the medium consists of an acidic aqueous solution, which may also contain a Thus, in the particularly preferred embodiment, an aqueous solution of dilute sulfuric acid having a pH of between about 2 and 4 may be used. It will be appreciated that other additives, such as dispersing aids, such as surfactants , such as sodium hexametaphosphate, which is marketed under the trade name fßalgon ", can be added to the dispersing medium to achieve the desired control over the dispersed fibers and help to prevent fiber r tangles again into unwanted accumulations or lumps.

Det har, som nämnts, befunnitsattfibrerna dispergeras tämligen snabbt i disperge- ringsmediet och uppnår en procentuell dispersionstopp inom relativt kort tid, varefter fibrerna tenderar till att slingra sig samman något och bilda de ej önskvärda fiberan- samlingarna eller -klumparna. Sedan optimal dispersion uppnåtts, är det därför önskvärt att fortsätta omröringen under en viss,begränsad tidsperiod och reglera fibrernas uppe- hållstid ídispersionskärlet (mäldblandaren) så, att en alltför lång omröringstid undvi- kes. I detta sammanhang har det också befunnits, att omrörarna i dispergeringskärlet, även efter det att optimal dispersion har uppnåtts under denönskade uppehâllstiden, ic- ke kan stoppas genast, utan att dispersionens kvalitet försämras. Det inses givetvis, att en ytbehandling av fibrerna har en avsevärd inverkan på fibrernas förmåga att tåla en förlängd uppehållstid. För de flesta glasfibrer, som f.n. förekommer i handeln, har 9 7007913-4 det emellertid befunnits, att den optimala uppehållstiden ligger mellan 2,5 och 5 min. vid användning av ett dispergeringsmedium med en viskositet av ca 5 - 10 cP. För glas- fibrer bör dispergeringsvätskan ha ett pH av ca 2 - 3 vid en något högre lösningstempe- ratur av ca 27 - 38°C och en fiberkoncentration av ca 0,3 - 1,0 viktprocent.It has been found, as mentioned, that the fibers are dispersed rather rapidly in the dispersion medium and reach a percentage dispersion peak within a relatively short time, after which the fibers tend to coil slightly and form the undesirable fiber accumulations or lumps. After optimal dispersion has been achieved, it is therefore desirable to continue stirring for a certain, limited period of time and regulate the residence time of the fibers in the dispersion vessel (stock mixer) so that an excessively long stirring time is avoided. In this context, it has also been found that the agitators in the dispersing vessel, even after optimal dispersion has been achieved during the desired residence time, cannot be stopped immediately without deteriorating the quality of the dispersion. It will be appreciated, of course, that a surface treatment of the fibers has a significant effect on the ability of the fibers to withstand an extended residence time. For most glass fibers, which at present is commercially available, however, it has been found that the optimum residence time is between 2.5 and 5 minutes. when using a dispersion medium with a viscosity of about 5 - 10 cP. For glass fibers, the dispersing liquid should have a pH of about 2 - 3 at a slightly higher solution temperature of about 27 - 38 ° C and a fiber concentration of about 0.3 - 1.0% by weight.

Dispergeringsapparaten, eller mäldblandaren, bör företrädesvis vara av den typ, son har relativt slät inre yta ochär Fri från kanter eller hörn, kring vilka de långa glas- eller syntetfibrerna kan fastna eller linda sig. Dispergeringsapparaten kan emellertid bestå av ett flertal blandnings-ellerdispergeringsstationer eller -fickor med kontinu- erlig strömning direkt från station till station för att åstadkomma de önskade egenska- perna med avseende på uppehållstid. Enegenskap, somär'karakteristisk för dispergerings- apparaten eller mäldblandaren enligt föreliggande uppfinningärdess kompakta område för högintensiv turbulens. Detta åstadkommas genom att använda en omrörarrotor, som är stor i förhållande till cnntharkammarens volym, samt en snabb genomströmning resp. kort uppe- hållstid för den fibermäld, som kontinuerligt passerar genom mäldblandaren. I stället för att användaen onormalt stor blandarrotori ett för pappersmaskiner vanligt mäldkar, föredras attden i serie inkopplade mäldblandaren är avsevärt mindre,enklare och mindre dyrbar än en dylik utrustning. Denunindre storleken medför också den fördelen, att det i varje given tidpunkt behöver finnas endast mindre kvantiteter fibrer i systemet.The dispersing apparatus, or stock mixer, should preferably be of the type which has a relatively smooth inner surface and is free from edges or corners around which the long glass or synthetic fibers can stick or wrap. However, the dispersing apparatus may consist of a plurality of mixing or dispersing stations or pockets with continuous flow directly from station to station in order to achieve the desired characteristics with respect to residence time. A characteristic which is characteristic of the dispersing apparatus or stock mixer according to the compact area of the present invention for high-intensity turbulence. This is achieved by using a stirrer rotor, which is large in relation to the volume of the inner chamber, as well as a fast flow resp. short residence time for the fiber stock, which continuously passes through the stock mixer. Instead of using an abnormally large mixer rotor, which is common for paper machines, it is preferred that the mixer connected in series is considerably smaller, simpler and less expensive than such equipment. The smaller size also has the advantage that at any given time there need be only smaller quantities of fibers in the system.

Såsom visas i fig. 2 på ritningen, kan en seriemäldblandare 14, somhar-använts med ypperliga resultat, bestå av en i huvudsak rektangulär dispersions- eller blandarlåda, som är uppdelad i fem eller flera enskilda fack eller fickor 22, förbundna med varandra genom förbindelseöppningar 24, som leder strömmen av fibermäld successivt från en ficka till nästa, då den passerar kontinuerligt genom mäldblandaren eller dispergeringstanken 14. Varje ficka kan innehålla en eller flera omrörare eller rotorer 26 för utförande av den högintensiva, starka omröring, som anses nödvändig för att sönderdela fiberknippen och bilda den erforderliga homogena och jämna dispersionen därav i dispergeringsmediet.As shown in Fig. 2 of the drawing, a series mixer 14, which has been used with excellent results, may consist of a substantially rectangular dispersion or mixer box, which is divided into five or more individual compartments or pockets 22, connected to each other by connection openings. 24, which directs the flow of fiber stock successively from one pocket to the next as it passes continuously through the stock mixer or dispersion tank 14. Each pocket may contain one or more agitators or rotors 26 for performing the high intensity, strong agitation deemed necessary to disintegrate. fiber bundles and form the required homogeneous and even dispersion thereof in the dispersion medium.

I den särskilt lämpliga utföringsformen av omrörarrotorerna 26 försedda med sidotrycks- fria skovlar, t.ex. skovlar av paddeltyp 28, så att de icke nödvändigtvis behöver dri- va eller hjälpa -till att driva mäldströmmen genom fickan 22. I stället härför bör ro- torerna vara så beskaffade, att de åstadkommer ett stort område med högintenvis turbu- lens i fickan till dennas hela utsträckning, varigenom mälden vid genomströmning av fickan underkastas denna högintensiva turbulens, som bringar fiberknippena att sönder- delas i sina enskilda fiberkomponenter. Omrörarrotorerna kan också ha så beskaffade skovlar, att enskilda fibrer icke kan infångas och fastna på dem och sålunda bilda knippem klumpar o.d. En dylik, bågformigt bakåtsvept, bredbladig skovel är åskådlig- gjord i fig. 2 och 3, varvid den sistnämnda åskådliggör bildandet av en “kölvattens“- eller undertryckszon 30 omedelbart bakom ett rotorblad 28 samt en längre bak uppträdan- de skakande turbulens strömning 32, som bearbetar fibrerna i kammaren 22.In the particularly suitable embodiment of the stirrer rotors 26 provided with side pressure-free vanes, e.g. paddle type paddles 28, so that they do not necessarily need to drive or assist in driving the stock current through the pocket 22. Instead, the rotors should be of such a nature that they provide a large area with highly internal turbulence in the pocket to its entire extent, whereby the stock, when flowing through the pocket, is subjected to this high-intensity turbulence, which causes the fiber bundles to decompose into their individual fiber components. The stirrer rotors can also have such blades that individual fibers cannot be trapped and stuck to them and thus form bundles of lumps and the like. Such an arcuately rearwardly swept, broad-bladed vane is illustrated in Figures 2 and 3, the latter illustrating the formation of a "wake" or negative pressure zone 30 immediately behind a rotor blade 28 and a longer rearwardly occurring shaking turbulent flow 32. which processes the fibers in the chamber 22.

Ett för uppfinningen karakteristisktdrag är, som nämnt att omrörskoveln uppvisar en storlek resp. radiell krökning, som är ovanligt stor i förhållandetill volymen resp. rymden av den ficka eller kammare, vari rotorn är monterad. Exempelvis gäller, att ett 7aa791a-4 10 konventionellt mäldkar för en pappersmaskin, uppvisande en rymd av ca 56775 liter, kan använda sig av en omrörarskovel med en diameter av ca 76,2 cm för blandning av en fiber- dispersion, sålunda videttrelativt rotorförhâllande, dvs rotorskoveldiameter dividerad med karets rymd, av ca 0,0D134 cm/lit. Seriemäldblandaren enligt föreliggandeuppfinning bör däremot uppvisaettrelativt rotorförhållande av minst 0,0677 cm/litochhar typiskt ett relativt rotorförhâllande av ca 0,134?-0,6711 cm/lit. Det torde inses, att det för- hållandevis lägre förhållandet mellan blandarvolym och rotordiameter medför, att det er- hålles ett synnerligen häftigt turbulenstillstånd med hög intensitet i blandarkärlets enskilda kamrar eller fickor. Då blandarrotorn dessutom icke är av axialtryckstyp, har den ingen tendens att snabbt driva mälden genom högturbulensområdet, utan turbulensen ges tillräcklig tid för att hinna bearbeta fiberknippena. Fibrerna bearbetas hela tiden av turbulensen, då de befinner sig i blandarkammaren, enär denna kammares relativa storlek och densammas form gör, att bildandet av lugna områden i kamrarna undvikes.A characteristic feature of the invention is, as mentioned, that the stirring vane has a size resp. radial curvature, which is unusually large in relation to the volume resp. the space of the pocket or chamber in which the rotor is mounted. For example, a conventional grinder for a paper machine, having a capacity of about 56775 liters, can use a stirrer vane with a diameter of about 76.2 cm to mix a fiber dispersion, thus having a relatively rotor ratio. ie rotor blade diameter divided by the vessel space, of about 0.0D134 cm / liter. The series mixer of the present invention, on the other hand, should have a relative rotor ratio of at least 0.0677 cm / liter and typically have a relative rotor ratio of about 0.134? -0.6711 cm / liter. It should be understood that the relatively lower ratio between mixer volume and rotor diameter means that an extremely violent, high-intensity turbulence condition is obtained in the individual chambers or pockets of the mixer vessel. In addition, since the mixer rotor is not of the axial pressure type, it has no tendency to rapidly drive the stock through the high turbulence area, but the turbulence is given sufficient time to have time to process the fiber bundles. The fibers are constantly processed by the turbulence when they are in the mixing chamber, since the relative size of this chamber and its shape means that the formation of quiet areas in the chambers is avoided.

Det relativa rotorförhållandet bör, som nämnt, kombineras med en hastig genom- strömning resp, liten uppehållstid för den genom blandarkamaren passerande fibermälden.The relative rotor ratio should, as mentioned, be combined with a rapid flow or a short residence time for the fiber stock passing through the mixing chamber.

I detta samband har det befunnits, att en dispersionfaktor överstigande 0,01 bör uppnås för att man skall erhålla den önskade jämna och homogena fiberdispersionen. Dispersi- onsfaktorn är kvoten mellan det relativa rotorförhållandet och mäldens genomströmnings- mängd i ton per dygn. Sålunda gäller exv. att ett konventionellt pappersmaskinskar med ett relativt rotorförhållande av 0,002 och en genomströmningsmängd av omkring 20 ton/ dygn uppvisar en dispersionsfaktor av 0,0001. Serieblandaren enligt föreliggande upp- finning har däremot en dispersionsfaktor, som är minst tio gånger så stor. Det inses, att dispersionsfaktorn ökar med det relativa rotorförhållandet och är avsevärt större än 0,005. Den ligger i praktiken inom storleksomrâdet från ca 0,01 till ca 2,0 och dess föredragna värde ligger mellan ca 0,05 och ca 1,0. Som exempel kan serieblandaren ha ett typiskt relativt rotorförhållande mellan 0,2 och 1,0 och arbeta med en genomström- ningsmängd av ca 2 ton/dygn vid en dispersionfaktor av ca 0,1 - 0,5.In this connection, it has been found that a dispersion factor in excess of 0.01 should be achieved in order to obtain the desired even and homogeneous fiber dispersion. The dispersion factor is the ratio between the relative rotor ratio and the stock's flow rate in tonnes per day. Thus, for example. that a conventional paper machine cutter with a relative rotor ratio of 0.002 and a flow rate of about 20 tons / day has a dispersion factor of 0.0001. The series mixer according to the present invention, on the other hand, has a dispersion factor which is at least ten times as large. It will be appreciated that the dispersion factor increases with the relative rotor ratio and is considerably greater than 0.005. It is in practice in the size range from about 0.01 to about 2.0 and its preferred value is between about 0.05 and about 1.0. As an example, the series mixer can have a typical relative rotor ratio between 0.2 and 1.0 and operate with a flow rate of about 2 tons / day at a dispersion factor of about 0.1 - 0.5.

Vid den på ritningen visade utföringsformen av mäldblandare eller dispergerings- apparat är att märka, att de enskilda facken eller fickorna 22 i blandningskammaren har ungefär samma storlek och rektangulär form, så att fickans väggar fungerar som turbu- lensbefrämjande avskärmningar, vilka har en tendens att förhindra bildandet av en vir- velström eller skruvlinjeformig ström av mälden genom kammaren. Därigenom säkerställes i sin tur att fibrerna och särskilt fiberknippena kommer i kontakt med de turbulenta kraftkomponenter som alstras av blandarrotorerna.In the embodiment of stock mixer or disperser shown in the drawing, it should be noted that the individual compartments or pockets 22 in the mixing chamber have approximately the same size and rectangular shape, so that the walls of the pocket function as turbulence-promoting shields, which have a tendency to prevent the formation of an eddy current or helical current of the stock through the chamber. This in turn ensures that the fibers and especially the fiber bundles come into contact with the turbulent power components generated by the mixer rotors.

Det torde inses, att blandarens specifika utförande kan variera, så länge deavsed- da egenskaperna och de önskade funktionerna att separera de enkla fibrerna från de till blandaren matade fiberknippena uppnås. Detta bör ske inom den nominella uppehållstiden, så att man erhåller en homogen dispersion av de enkla fibrerna, samtidigt som fiberdis- persionen snabbt transporterasgenomnäldblandaren. Som nämnt gäller, att fibrerna före- trädesvis doseras, dvs matas i reglerad mängd per tidenhet, in i det genom mäldblanda- ren strömmande dispergeringsmediet på sådant sätt, att mälden får önskad fiberkoncen- 11 7l07913-4 tration. Vanligen är koncentrationen avsevärt högre än fiberkoncentrationen i inlopps- lâdan, nämligen upp till mellan 10 och 100 gånger så hög som denna. I den särskilt fö- redragna utföringsformen är fiberkoncentrationen mindre än 2 % och ligger i allmänhet mellan ca 0,3 och 1,3 %, företrädesvis mellan ca 0,5 och 0,9 %.It will be appreciated that the specific design of the mixer may vary as long as the intended properties and the desired functions of separating the simple fibers from the fiber bundles fed to the mixer are achieved. This should be done within the nominal residence time, so that a homogeneous dispersion of the simple fibers is obtained, at the same time as the fiber dispersion is quickly transported through the filter. As mentioned, the fibers are preferably dosed, ie fed in a regulated amount per unit time, into the dispersion medium flowing through the stock mixer in such a way that the stock has the desired fiber concentration. Usually the concentration is considerably higher than the fiber concentration in the headbox, namely up to between 10 and 100 times as high as this. In the particularly preferred embodiment, the fiber concentration is less than 2% and is generally between about 0.3 and 1.3%, preferably between about 0.5 and 0.9%.

Såsom nämnts i det föregående, strömmar fiberdispersionen, mälden, snabbt från mäldblandaren till pappersmaskinens 36 viraparti 36 och anländer faktiskt till viran 38 inom några få sekunder efter att den lämnat mäldblandaren. Under denna tid justeras dis- persionens fiberkoncentration för att åstadkomma en ökad utspädning av fibermälden. Det- ta kan uppnâs genom att mata in fiberdispersionen i en särskild genomströmningsblandar- tank 40, i vilken den blandas med det avgående bakvatten, som tillföres genom ledningen 42 från virapartiet. Fiberkoncentrationen reduceras genom denna spädning från ett värde av 0,3 - 1,3 % till omkring 0,005 - 0,05 t. Det inses sålunda, att spädningen översti- ger 1D:l och vanligen uppgår till mellan 15 och 25:l för att åstadkomma den starkt för- tunnade fibersuspension, som tillföres pappersmaskinens inloppslåda. Såsom visas, kan tillsatsämnen, såsom medel för modifiering av viskositeten och andra funktioner regleras genom lämpliga tillsatser till bakvattnet från tanken 44 till ledningen 42.As mentioned above, the fiber dispersion, the stock, flows rapidly from the stock mixer to the wire portion 36 of the paper machine 36 and actually arrives at the wire 38 within a few seconds after leaving the stock mixer. During this time, the fiber concentration of the dispersion is adjusted to achieve an increased dilution of the fiber stock. This can be achieved by feeding the fiber dispersion into a special flow-through mixing tank 40, in which it is mixed with the effluent backwater, which is supplied through the line 42 from the wire section. The fiber concentration is reduced by this dilution from a value of 0.3 - 1.3% to about 0.005 - 0.05 t. Thus, it is understood that the dilution exceeds 1D: 1 and usually amounts to between 15 and 25: 1 to provide the strongly diluted fiber suspension which is fed to the paper machine's headbox. As shown, additives such as viscosity modifiers and other functions can be controlled by appropriate additives to the rearwater from the tank 44 to the conduit 42.

Såsom visas på ritningen, är den i enlighet med föreliggande uppfinning använda in- loppslådan kortare än den öppna inloppslâdan vid konventionella pappersmaskiner med lu- tande vira samt försedd med en rundad insatsvägg 46 för att reducera volymen av den starkt förtunnade fibersuspensionen i inloppslådan, så att den kan strömma snabbt genom inloppslâdan till maskinens viraparti, där materialbanan börjar bildas. Inloppslådans reducerade volym och jämnt rundade insatsprofil medför icke endast en ökning av den ha- stighet, med vilken fibersuspensionen strömmar genom densamma, utan även en ökning av omfattningen av slumpartad turbulens omedelbart över virapartiets början. Den ökade tur- bulensnivân förhindrar en ansamling av skum och fibermassor, som eljest skulle stiga upp till ytanoch bilda "höstackar" eller andra fiberdefekter. Det inses, att en regle- ring av den förtunnade fiberdispersionens mängdström kan åstadkommas med hjälp av en lämplig regleringsmekanism, t.ex. i form av en vingpump 48 med variabelt varvtal, dock under förutsättning att pumpens genomströmningskanal har jämna, släta väggar och är fri från detaljer, som skulle kunna ge upphov till virvelströmmar eller på annat sätt orsa- ka hoptrassling av fibrerna. Den inloppslåda, som användes i enlighet med föreliggande uppfinning, förhindrar sålunda att fiberdispersionen hålles kvar under längre tid, vari- genom de dispergerade fibrerna hindras från att trassla ihop sig och bilda defekter i glaspappersbanans struktur.As shown in the drawing, the headbox used in accordance with the present invention is shorter than the open headbox of conventional inclined wire paper machines and is provided with a rounded insert wall 46 to reduce the volume of the highly thinned fiber suspension in the headbox, so that it can flow quickly through the inlet drawer to the wire section of the machine, where the web of material begins to form. The reduced volume of the headbox and the evenly rounded insert profile not only lead to an increase in the rate at which the fiber suspension flows through it, but also to an increase in the extent of random turbulence immediately over the beginning of the wire section. The increased level of turbulence prevents the accumulation of foam and fibrous masses, which would otherwise rise to the surface and form "haystacks" or other fiber defects. It will be appreciated that a control of the flow rate of the thinned fiber dispersion can be achieved by means of a suitable control mechanism, e.g. in the form of a vane pump 48 with variable speed, provided, however, that the flow channel of the pump has smooth, smooth walls and is free from details which could give rise to eddy currents or otherwise cause entanglement of the fibers. The headbox used in accordance with the present invention thus prevents the fiber dispersion from being retained for a long time, thereby preventing the dispersed fibers from tangling and forming defects in the structure of the glass paper web.

Fibrerna i den starkt förtunnade, homogena fibersuspensionen som tillföres inlopps- lådan, samlar sig snabbt på den lutande, framlöpande viran 38, medan dispergeringsmediet rinner ned genom viran. Det från fibrerna separerade dispergeringsnediet, det s.k. “bak- vattnet“, uppsamlas och ledes i âterlopp i systemet, varvid en del av bakvattnet återfö- res till dispergeringstankens inloppstratt 12 genom ledningen 20 med hjälp av pumpen 50.The fibers in the strongly thinned, homogeneous fiber suspension fed to the headbox rapidly accumulate on the inclined, flowing wire 38, while the dispersing medium flows down through the wire. The dispersion medium separated from the fibers, the so-called The "backwater", is collected and led in return in the system, whereby a part of the backwater is returned to the inlet funnel 12 of the dispersion tank through the line 20 by means of the pump 50.

Huvuddelen av bakvattnet drives av pumpen 52 genom ledningen 42 till spädningstanken 40, 78@7913-4 12 där detta bakvatten användes till att förtunna den från dispergeringsapparaten eller mäldblandaren l4 kommande fiberdispersionen, eller mälden.The main part of the rear water is driven by the pump 52 through the line 42 to the dilution tank 40, 78 where this water is used to dilute the fiber dispersion, or stock, coming from the dispersing apparatus or stock mixer 14.

Den fibermaterialbana, som sålunda bildas kontinuerligt i pappersmaskinen, är som nämnt ett lätt material med homogen fiberfördelning. Homogeniteten hos fiberfördelnin- gen i materialbanan kan bedömas visuellt och subjektivt genom att betrakta materialet under genomlysning av detsamma med svag, jämnt lysande ljuskälla. Såsom anges i den tek- niska litteratur, som avser framställning av banformigt material, t.ex. i det flera vo- lymer omfattande verket av James P Casey med titeln "Pulp and Paper“, (Interscience, New York, 2:a uppl., l96l), särskilt i dettas band 3, p. l277-1279, där det står om ban- formigt fibermaterial att det "is said to have a uniform or close formation if the tex- ture is similar to ground glass when viewed in transmitted light. The formation is said to be poor or wild the fibers are unevenly distributed, giving the sheet a mottled or cloudy appearance in transmitted light". Resultaten av en dylik visuell undersökning kan icke uttryckas i siffror, särskilt som den skenbara likformigheten i banans form- ning pâverkas av papperets transparens, så att ju mera transparant papperet är, desto lättare kan en ojämn fiberfördelning iakttas. Komplicerade och dyrbara avsökningsdon har ibland kommit till användning för mätning av en pappersbanas formningskvalitet, men Ca- sey nämner också tillämpningen av ett förfarande för utvärdering av mikro- och makrova- riationer i ytvikt såsom en teknik för mätning av det banformiga fibermateiralets homo- genitet. “ I föreliggande samband avses med uttrycket "mikrovariation i ytvikt" det aritmetis- ka medeltalet av variationen i vikt hos ett lika stort antal prover av identiskt lika storlek och ur områden med hög och låg skenbar densitet. Den bestämmes genom utskärning och Vägning av fem rondeller (provstycken) med l,27 cm diameter ur områden med hög och områden med låg densitet. Alla proverna skäres ut ur en slumpvis utvald del av material- banan av storleken 0,093 m2. Genom bestämning av den aritmetiska medelvariationen i vikt mellan de tio proverna, kan mikrovariationen i ytvikt bestämmas. Med tillämpning av detta förfarande har det befunnits, att det banformiga glasfibermaterialet enligt före- liggande uppfinning har en mikrovariation som är mindre än l0 % och en medelvariation inom området mellan ca 0,75 och 4,2 % vid ytvikten mellan l7 och 45 g/m2. Den procentu- ella variationen beräknades genom att dividera differensen mellan medelvikten av samtli- ga proverna och de enskilda mätvärdena för provernas vikt med medelvikten. I detta sam- band har det befunnits, att mikrovariationen för glasfiberbanor framställda i enlighet med förut känd teknik faller mellan 21 och 33 %. Sålunda befanns t.ex., att två glasfi- berark, framställda i enlighet med förfarande enligt USA-patentet 3 622 445 uppvisade genomsnittliga mikrovariationer på 3l,5 % och 29,6 % vid ytvikter pâ 45 resp. l9 g/m2, medan tre glasfolier framställda i enlighet med det i USA-patentet 3 749 638 angivna förfarandet hade genomsnittliga mikrovariationer av 32,8, 2l,6 och 22,4 vid ytvikterna 44 resp. l9 resp. l7 g/cmz.The web of fibrous material, which is thus formed continuously in the paper machine, is, as mentioned, a light material with a homogeneous fiber distribution. The homogeneity of the fiber distribution in the material web can be assessed visually and subjectively by looking at the material while illuminating it with a faint, evenly shining light source. As stated in the technical literature, which relates to the production of web-shaped material, e.g. in the multi-volume work by James P. Casey entitled "Pulp and Paper" (Interscience, New York, 2nd ed., l96l), especially in its volume 3, pp. l277-1279, which states om ban- formigt fibermaterial att det "is said to have a uniform or close formation if the tex- ture is similar to ground glass when viewed in transmitted light. The formation is said to be poor or wild the fibers are unevenly distributed, giving the sheet a mottled or cloudy appearance in transmitted light. "The results of such a visual examination cannot be expressed in numbers, especially as the apparent uniformity in the formation of the web Affected by the transparency of the paper, so that the more transparent the paper, the easier an uneven fiber distribution can be observed. micro- and macro-variations in basis weight as a technique for measuring the homogeneity of the web-shaped fibrous material. "In the present context, the term" micro-variation in basis weight "means the arithmetic mean of the variation in weight of an equal number of samples of identical equal size and from areas with high and low apparent density.It is determined by cutting and Weighing a v five discs (test pieces) with 1.27 cm diameter from high and low density areas. All samples are cut out of a randomly selected part of the material web of the size 0.093 m2. By determining the arithmetic mean variation in weight between the ten samples, the microvariation in basis weight can be determined. Using this method, it has been found that the web-shaped glass fiber material of the present invention has a micro variation of less than 10% and an average variation in the range between about 0.75 and 4.2% at the basis weight between 17 and 45 g / m2. The percentage variation was calculated by dividing the difference between the average weight of all the samples and the individual measured values for the weight of the samples by the average weight. In this connection, it has been found that the microvariation for fiberglass webs produced in accordance with prior art falls between 21 and 33%. Thus, for example, it was found that two glass fiber sheets, prepared in accordance with the procedure of U.S. Patent 3,622,445, exhibited average microvariations of 31.5% and 29.6% at basis weights of 45 and 45, respectively. 19 g / m2, while three glass foils produced in accordance with the process disclosed in U.S. Pat. l9 resp. 17 g / cm 2.

Med uttrycket "makrovariationer i ytvikt" avses här viktvariationskoefficientenför ett antal större prover, uttagna från ett större område. Den bestämmes genom slumpartat 13 7101913-4 va1 av tre 0,093 m2 provstycken ur ett provark av dimensionerna 0,914 x 1,829 m. 31 ronde11er med 2,54 cm diameter tas ut i ett spritt mönster ur varje sådant provstycke på 0,093 m2. Variationskoeffecienten för vikterna av de nittiotre ronde11erna med 2,54 cm diameter beräknas därefter för att bestämma makrovariationen. Den i en1ighet med fö- re1iggande uppfinning framstä11da g1asfo1ien hade en variationskoeffeceint gott och vä1 under 5 %, såsom framgår av efterfö1jande tabe11.The term "macro variations in basis weight" as used herein refers to the weight variation coefficient of a number of larger samples taken from a larger area. It is determined by random selection of three 0.093 m2 specimens from a sample sheet of the dimensions 0.914 x 1.829 m. 31 round diameters 2.54 cm in diameter are taken out in a scattered pattern from each such specimen of 0.093 m2. The coefficient of variation for the weights of the ninety-three rounds114 with a diameter of 2.54 cm is then calculated to determine the macro variation. The gas film prepared in accordance with the present invention had a coefficient of variation well below 5%, as shown in the following table.

TABELL UTVIKTENS MAKRÛVARIATION U.S.P. 3 622 445 U.S.P. 3 749 638 P.ans.TABLE OF WEIGHT MACROVARIATION U.S.P. 3 622 445 U.S.P. 3 749 638 P.ans.

Mede1vikt 0 0244 0 0201 0 0235 Std. -avvik O 0030 O 0021 O 0004 Maximum Wt. 0 0340 0 0273 0 0246 Minimum Mt. 0 0172 0 0155 0 0226 Mt. Range 0 0168 0 0118 0 0020 Anta1 93 ' 93 93 Koeff. Var 12 3 % 10 5 % 1 7 % Ett annat sätt att bestämma det banformiga materia1ets homogenitet är att mäta ma- teria1ets tjock1ek. Med hjä1p av en tjock1eksmätare av mode11 549 TMI med ett städ av diametern 1,27 cm och ett tryck av 0,49 - 0,63 kp/cmz är det möj1igt att mäta fo1iens tjock1ek med en noggranhet av 2,54-10-4 cm. Genom att utföra mätningar av tjock1eken pä s1umpvis va1da områden som är skenbart homogena och inbördes 1ika samt inom områden med synbara fiberdefekter, är det möj1igt att mäta tjock1eksvariationen på fe1stä11ena. Med ti11ämpning av denna teknik har det visat sig att mindre fe1 kan k1assificeras som an- sam1ingar e11er agg1omerat av fibrer, vi1ka är visue11t iakttagbara och ger upphov ti11 en 1oka1 differens i materia1tjock1ek på upp ti11 0,00127 cm. Större fe1 är ansam1ingar e11er agg1omerat av fibrer, som är visue11t iakttagbara och orsakar en 1oka1 differens i materia1tjock1ek av 0,0127 cm e11er mera. Vid anvädnning av detta förfarande för att upptäcka och k1assificera fiberfe1 har det befunnits, att det banformiga glasfibermate- ria1et en1igt före1iggande uppfinning uppvisar ett anta1 f1erfiberdefekter 1ika med 1,0754 per kvadratmeter (om man räknar endast de större defekterna) och vi1ket anta1s0m rege1 uppgår ti11 endast 0,3226/ma. I I det fö1jande ges ett anta1 praktiska utföringsexempei för att förtyd1iga uppfin- ningen och pävisa dess effektivitet. Dessa exempe1 avser dock endast att be1ysa uppfin- ningsföremå1et utan att begränsa uppfinningens omfattning. Där icke annat särski1t an- ges, avser mängduppgifterna viktde1ar resp. viktprocent.Medium weight 0 0244 0 0201 0 0235 Std. deviation O 0030 O 0021 O 0004 Maximum Wt. 0 0340 0 0273 0 0246 Minimum Mt. 0 0172 0 0155 0 0226 Mt. Range 0 0168 0 0118 0 0020 Anta1 93 '93 93 Koeff. Where 12 3% 10 5% 1 7% Another way of determining the homogeneity of the web-shaped material is to measure the thickness of the material. Using a mode gauge of mode11 549 TMI with an anvil with a diameter of 1.27 cm and a pressure of 0.49 - 0.63 kp / cm 2, it is possible to measure the thickness of the foil with an accuracy of 2.54-10-4. cm. By performing measurements of the thickness in randomly selected areas which are apparently homogeneous and mutually similar as well as in areas with visible fiber defects, it is possible to measure the thickness variation at the fault locations. With the application of this technique it has been found that smaller defects can be classified as accumulations or agglomerates of fibers, which are visually observable and give rise to a small difference in material thickness of up to 0.00127 cm. Larger defects are accumulations or agglomerates of fibers, which are visually observable and cause a slight difference in material thickness of 0.0127 cm or more. When using this method to detect and classify fiber fibers, it has been found that the web-shaped glass fiber material according to the present invention has a number of fiber fibers defects equal to 1.0754 per square meter (if only the larger defects are counted) and the number of regimens only 0.3226 / ma. In the following, a number of practical embodiments are given to clarify the invention and demonstrate its effectiveness. However, these examples are intended only to illustrate the object of the invention without limiting the scope of the invention. Unless otherwise stated, the quantity information refers to parts by weight resp. weight percent.

' ExeMPz-:L i Ett 1ätt, banformigt g1asfibermateira1 framstä11des medeist en pappersmaskin av in- dustrie11 stor1ek. G1asfibrer med en fiberdiameter av Qxßm kapades i 1ängder av 1,27 cm vaersiz-f: i n av strängar av glasroving, som avlindades från spolar. De sålunda erhållna stapelfibrer- na överfördes direkt till en serieansluten dispergeringsapparat, eller mäldblandare, i en viktmängd av 0,454 kg/min. Denna mäldblandare hade en kapacitet av 379 liter, ett re- lativt rotorförhållande av 0,537 cm/lit och hringades att arbeta med en genomströmnings- mängd av ll4 lit/min, vilket således gav en uppehållstid av något mer än 3 min. Det an- vända dispersionsmediet var en utspädd svavelsyrelösning, innehållande ett guarhartsde- rivat ("Gendriv-492 SR“) i tillräcklig mängd för att ge lösningen en viskositet av ca 5 cP vid ett pH av 2,3 och en temperatur av 3l°C. Fiberdispersionen matades vid en fi- berkoncentration av 0,4 % från dispergeringsapparaten till ett blandningskar, där fiber- koncentrationen minskades i ett förhållande av ca 24:l. Polyvinylalkoholfibrer tillsat- tes till den förtunnade suspensionen.i tillräcklig mängd för att ge en polyvinylalkohol- fiberkoncentration av 8 % av glasfibrernas totala vikt. Fiberdispersionen matades däref- ter till en inloppslåda med liten volym och stor genomströmningshastighet och vid en koncentration av 0,0l7 %, och en glasfibermaterialbana formades med en medelhög produk- tionshastighet.'ExeMPz-: L i A light, web-shaped gaseous fiber material1 was made with a paper machine of industrial size. Glass fibers with a fiber diameter of Qxßm were cut into lengths of 1.27 cm vaersiz-f: i n strands of glass roving, which were unwound from coils. The staple fibers thus obtained were transferred directly to a series-connected disperser, or stock mixer, in an amount of 0.454 kg / min by weight. This stock mixer had a capacity of 379 liters, a relative rotor ratio of 0.537 cm / liter and was circulated to operate at a flow rate of 114 liters / min, thus giving a residence time of slightly more than 3 minutes. The dispersion medium used was a dilute sulfuric acid solution, containing a guar resin derivative ("Gendriv-492 SR") in an amount sufficient to give the solution a viscosity of about 5 cP at a pH of 2.3 and a temperature of 31 ° C. The fiber dispersion was fed at a fiber concentration of 0.4% from the disperser to a mixing vessel, where the fiber concentration was reduced in a ratio of about 24: 1. Polyvinyl alcohol fibers were added to the diluted suspension in sufficient quantity to give a polyvinyl alcohol. fiber concentration of 8% of the total weight of the glass fibers, the fiber dispersion was then fed to a low volume, high flow rate inlet box and at a concentration of 0.07%, and a glass fiber web was formed at a medium production rate.

Den färdiga glaspappersvaran hade en ytvikt av l3,6 g/m2, en tjocklek av 84 tmloch en luftporositet (luftperemeabilitet) av 8263 liter per minut per 100 cmz vid ett tryck av l2,7 mm vattenpelare. Det lätta foliematerialet hade en torr draghållfasthet av 507p /25 mm i maskinriktningen och 333 p/25 mm i tvärriktningen. Den hade en rivstyrka (eng. "tongue tear") av 34 p i maskinriktningen och 44 p i tvärriktningen.The finished glass paper product had a basis weight of 13.6 g / m2, a thickness of 84 tm and an air porosity (air permeability) of 8263 liters per minute per 100 cm 2 at a pressure of l2.7 mm water column. The lightweight foil material had a dry tensile strength of 507p / 25 mm in the machine direction and 333 p / 25 mm in the transverse direction. It had a tongue tear of 34 p in the machine direction and 44 p in the transverse direction.

Prover tagna från skilda delar av varan uppvisade större fel i ett antal av 0 - 2 och mindre fel i ett antal av 0 - 5 per 9,299 m2, korrigerat till en ytvikt av l7 g/m2.Samples taken from different parts of the product showed greater errors in a number of 0 - 2 and minor errors in a number of 0 - 5 per 9,299 m2, corrected to a basis weight of 17 g / m2.

En större defekt klassificeras som en fibersamling eller -grupp, antingen av odisperge- rad eller partiellt dispergerad natur, eller också av "höstacks"-form. med en tjockleks- variation av 0,00D5-2,54 cm eller mera medan en mindre defekt kan klassificeras som be- stående av två eller tre fibrer, som har förblivit odispergerade eller har slutit sig samman och har en tjockleksvariation på upp till 0,0005'2,54 cm. Som kommersiellt god- tagbara varor anses sådana, som har högst ca l0, företrädesvis högst 5 större defekter per 9,3 m2 av varan. De mindre defekterna anses sakna betydelse. Materialet hade också en homogen fiberfördelning, praktiskt taget fri från synliga täthetsvariationer vid vi- suell granskning. ' EXEMPEL II - VI Den i Ex. l beskrivna proceduren upprepades med samma pappersmaskin bortsett från vissa variationer i processbetingelserna, fibermälden och det framställda materialets ytvikt. Resultaten är sammanfattade i efterföljande tabell: TABELL Ex. II Ex. III Ex. IV Ex. V Ex. VI Fiber: Qvtm (%) 70 46 90 70 22 13mm (z) 22 46 -- 22 70 w 1øe791s-4 Bindemedel - 8 8 10 8 8 vtvm (g/mz) i 19,8 18,3 22,11 22,4 23,1 Tjaekiek (um) 123 115 133 138 115 Luftp0r0s1tet (lit/min) 5648 6552 4742 5512 6149 Torr draghâllfasthet (g/25 mm) 1 MR 1109 609 1828 1456 1121 1 TR 915 765 1034 1362 1037 Inrivningsstyrka (p) 1 MR 51 60 40 62 89 1 TR 51 44 60 63 99 Antal fel per 9,3 m2: större 0-3 0-4 0-3 0-1 m1ndre 3-4 0-5 7-13 1-4 2-4 EXEMPEL VII - IX Proceduren enligt de föregående exemplen upprepades med en liten produktionsma- skin med användning av finare glasfibrer och inga bindfibrer. I samtliga fall utgjorde glasfibrerna 100 % av fiberkomponenten och hade en längd av 1,27 cm och Gnnidiameter.A major defect is classified as a fiber collection or group, either of an undispersed or partially dispersed nature, or of a "haystack" form. with a thickness variation of 0,00D5-2,54 cm or more, while a minor defect can be classified as consisting of two or three fibers, which have remained undispersed or have joined together and have a thickness variation of up to 0, 0005'2.54 cm. Commercially acceptable goods are those which have a maximum of about 10, preferably a maximum of 5 major defects per 9.3 m2 of the product. The minor defects are considered insignificant. The material also had a homogeneous fiber distribution, practically free from visible density variations on visual inspection. EXAMPLES II - VI The one in Ex. In the procedure described, the same paper machine was repeated except for certain variations in the process conditions, the fiber stock and the basis weight of the material produced. The results are summarized in the following table: TABLE Ex. II Ex. III Ex. IV Ex. V Ex. VI Fiber: Qvtm (%) 70 46 90 70 22 13mm (z) 22 46 - 22 70 w 1øe791s-4 Binder - 8 8 10 8 8 vtvm (g / mz) i 19.8 18.3 22.11 22 , 4 23,1 Tjaekiek (um) 123 115 133 138 115 Luftp0r0s1tet (lit / min) 5648 6552 4742 5512 6149 Dry tensile strength (g / 25 mm) 1 MR 1109 609 1828 1456 1121 1 TR 915 765 1034 1362 1037 Tear strength (p ) 1 MR 51 60 40 62 89 1 TR 51 44 60 63 99 Number of defects per 9.3 m2: larger 0-3 0-4 0-3 0-1 m1ndre 3-4 0-5 7-13 1-4 2 EXAMPLES VII - IX The procedure of the previous examples was repeated with a small production machine using finer glass fibers and no binder fibers. In all cases, the glass fibers constituted 100% of the fiber component and had a length of 1.27 cm and a Gnni diameter.

Ytvikten och antalet defekter (ytfel) per 9,3 m2 är angivna i efterföljande tabell. Det stora antalet småfel beror på den mycket ringa fiberdiametern och den subjektiva ana- lysen, men materialet är i samtliga fall att anses som fullt godtagbart från kommer- siell ståndpunkt. .The basis weight and the number of defects (surface defects) per 9.3 m2 are stated in the following table. The large number of small defects is due to the very small fiber diameter and the subjective analysis, but the material is in all cases to be considered fully acceptable from a commercial standpoint. .

Ytvikt Defekter Ex. nr (5/m2) Större Mindre VII 15,8 1 222 VIII 15,6 Û w 356 IX 17,6 0 198 EXEMPEL X En kontinuerlig bana av fibermaterial formades av en fibermäld, bestående av 67,5 viktprocent glasfibrer med 911m diameter 1,72 cm längd, 24,5 viktprocent polyesterfi- brer av 1,5 dpf med en längd av 0,635 cm samt 10 viktprocent polyvinylalkoholfibrer.Surface Weight Defects Ex. No. (5 / m2) Larger Minor VII 15.8 1 222 VIII 15.6 Û w 356 IX 17.6 0 198 EXAMPLE X A continuous web of fibrous material was formed of a fiber mould, consisting of 67.5% by weight of glass fibers with 911 m diameter 1 .72 cm in length, 24.5% by weight of 1.5 dpf polyester fibers with a length of 0.635 cm and 10% by weight of polyvinyl alcohol fibers.

Endast glasfibrerna dispergerades i en serieblandare av den typ som användes i de före- gående exemplen, dvs, en i flera fickor eller kamrar indelad blandartank, där fibrerna och dispergeringsmediet strömmar kontinuerligt rakt igenom tanken från en ficka till nästa. Blandaren har ett relativt rotorförhâllande av 0,2684 cm/lit och bringades att arbeta med en genomströmningsmängd av 1,56 ton/dygn. Glasfibermälden bildades med vat- ten som dispergeringsmedium, varvid vattnet reglerades till en viskositet av 8 cP med användning av 0,1 % av ett guargummiderivat (Gendriv 492 SR"), samt 0,075 % natriumhe- xafosfat. Fiberkoncentrationen är 0,15 % och uppehållstiden i blandningstanken (disper- geringsapparaten) var omkring 3,3 minuter. 78EW913-4 16 Polyester- och polyvinylalkoholfibrerna dispergerades i ett mäldkar till en fiber- koncentration av 0,15 % under en tid av ca 20 minuter. Polyester- och bindfibermälden från karet blandades med glasfiberdispersionen, förtunnades och tillfördes en pappers- maskins inloppslåda. Banformigt material framställdes med en ytvikt av 45 g/m2 och 22g/ m2. Det förstnämnda materialet uppvisade en mikrovariation i ytvikt av 1,7 % med varia- tioner av 0 till 4,6 % och en makrovariation i ytvikt av 1,7 %, medan det sistnämnda materialet uppvisade en mikrovariation i ytvikt av 0,76 % med variationer mellan 0 och 3,1 %. Båda materialen hade ett visuellt antal defekter lika med 0.Only the glass fibers were dispersed in a series mixer of the type used in the preceding examples, i.e., a mixing tank divided into several pockets or chambers, where the fibers and the dispersing medium flow continuously straight through the tank from one pocket to the next. The mixer has a relative rotor ratio of 0.2684 cm / liter and was operated at a flow rate of 1.56 tons / day. The glass fiber stock was formed with the water as the dispersing medium, the water being regulated to a viscosity of 8 cP using 0.1% of a guar gum derivative (Gendriv 492 SR "), and 0.075% sodium hexaphosphate. The fiber concentration is 0.15% and the residence time in the mixing tank (disperser) was about 3.3 minutes 78EW913-4 16 The polyester and polyvinyl alcohol fibers were dispersed in a milk vessel to a fiber concentration of 0.15% for a period of about 20 minutes. mixed with the glass fiber dispersion, thinned and fed to a paper machine headbox.Board material was prepared with a basis weight of 45 g / m2 and 22 g / m2 The former material showed a micro variation in basis weight of 1.7% with variations of 0 to 4 , 6% and a macro variation in basis weight of 1.7%, while the latter material showed a micro variation in basis weight of 0.76% with variations between 0 and 3.1%. l defects equal to 0.

EXEMPEL XI Proceduren enligt Ex. X upprepades med utelämnande av polyesterfibrerna; endast 5 viktprocent polyvinylalkoholfibrer användes, och glasfibrerna hade en diameter av 611m.EXAMPLE XI The procedure of Ex. X was repeated omitting the polyester fibers; only 5% by weight of polyvinyl alcohol fibers were used, and the glass fibers had a diameter of 611 m.

Det resulterande banformiga materialet hade ett antal synliga defekter lika med 0 och en mikrovariation i ytvikt av 4,2 %.The resulting web-shaped material had a number of visible defects equal to 0 and a microvariation in basis weight of 4.2%.

EXEMPEL XII Ett tunt material framställdes av 70 viktprocent polyesterfibrer av 1,5 dpf och 1,905 cm längd samt 30 % träfibrer med användning av den i de föregående exemplen an- givna serieblandaren för dispergering av fibrerna. De torra polyesterfibrerna matades till dispergeringstankens inloppstratt medelst en textilfibermatare och ett vägnings- band. Som dispergeringsvätska användes vatten innehållande "Separan AP-30" i en koncen- tration av 0,016 %, som gav en viskositet av 6 cP. Vätskan hade ett pH av 6,0 och an- vändes vid en temperatur av 40°C. Polyesterfibrernas uppehållstid i dispergeringstanken var 2,85 min. Proceduren enligt de föregående exemplen följdes för framställning av en kontinuerlig materialbana som uppvisade ypperlig fiberfördelning, jämförbar med glas- fibermaterialet enligt de föregående exemplen.EXAMPLE XII A thin material was made of 70% by weight polyester fibers of 1.5 dpf and 1.905 cm in length and 30% of wood fibers using the series mixer specified in the previous examples for dispersing the fibers. The dry polyester fibers were fed to the inlet hopper of the dispersing tank by means of a textile fiber feeder and a weighing belt. Water containing "Separan AP-30" at a concentration of 0.016%, which gave a viscosity of 6 cP, was used as the dispersing liquid. The liquid had a pH of 6.0 and was used at a temperature of 40 ° C. The residence time of the polyester fibers in the dispersion tank was 2.85 minutes. The procedure of the previous examples was followed to produce a continuous web of material which exhibited excellent fiber distribution, comparable to the glass fiber material of the previous examples.

Den beskrivna proceduren upprepades med det undantaget att man som viskositetsre- gulator använde hydroxietylcellulosa (“Natrosol") i en koncentration av 0,164 %, resul- terande i en viskositet av 5 cP. Det resulterande fiberfoliematerialet hade också yp- perligt god fiberfördelning.The procedure described was repeated with the exception that hydroxyethylcellulose ("Natrosol") was used as the viscosity regulator at a concentration of 0.164%, resulting in a viscosity of 5 cP. The resulting fibrous film material also had excellent fiber distribution.

EXEMPEL XIII Proceduren enligt Ex. XII upprepades med användning av 100 viktprocent polyester- fibrer av 1,5 dpf och 2,54 cm längd. Dispergeringsvätskans viskositet var 10 cp, dis- persionen var homogen och foliematerialet uppvisade god fiberfördelning.EXAMPLE XIII The procedure of Ex. XII was repeated using 100% by weight polyester fibers of 1.5 dpf and 2.54 cm in length. The viscosity of the dispersing liquid was 10 cp, the dispersion was homogeneous and the foil material showed good fiber distribution.

EXEMPEL XIV Proceduren enligt Ex. XII upprepades, men i stället för polyesterfibrer användes nylonfibrer av 6 dpf och 1,905 cm längd. Det relativa rotorförhållandet bibehölls vid 0,5369 cm/lit och den erhållna dispersionen var ypperlig. Foliematerialet hade inga synbara fel.EXAMPLE XIV The procedure of Ex. XII was repeated, but instead of polyester fibers, nylon fibers of 6 dpf and 1.905 cm in length were used. The relative rotor ratio was maintained at 0.5369 cm / liter and the dispersion obtained was excellent. The foil material had no visible defects.

EXEMPEL XV Proceduren enligt Ex. XIV upprepades, men nylonfibrerna utbytta mot polypropylen- fibrer av 1,9 dpf och 1,27 cm längd. Det resulterande materialet hade få defekter.EXAMPLE XV The procedure of Ex. XIV was repeated, but the nylon fibers were replaced with polypropylene fibers of 1.9 dpf and 1.27 cm in length. The resulting material had few defects.

Claims

”7aa791z-4 PATENT REQUIREMENTS

Continuous aqueous (wet or water-based), machine-made inorganic fibrous web of light weight and uniform, homogeneous fiber distribution, characterized in that it contains inorganic fibers with a fiber length of about 0.635 cm or more and up to about 15% of a binder for the inorganic fibers, the material web having a basis weight of about 5-30 9 / m2, a micro variation in basis weight less than 10%, a macro variation in basis weight less than 5%, a number of insulated surface defects less than 10 per 9 , 23 m2, where each multi-fiber surface defect consists of an accumulation of fibers, which causes local difference in the web thickness of 0.0125 mm or more, and a visually observable homogeneous fiber distribution, substantially free of so-called "cloud effect" in the form of variations in fiber density.

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers are glass fibers.

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the content of inorganic fibers is at least about 85% by weight.

A fibrous web according to claim 1, characterized in that it has a basis weight of about 10-25 g / m2.

5. A web of fibrous material according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers are glass fibers with a diameter of between 5 and 15, mm and a length of 0.635 - 2.54 cm. in

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers consist of a mixture of glass fibers with different diameters of micrometer dimension. '

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers constitute about 90% of the weight of the web and consist of glass fibers with a fiber diameter of 5 - 1510n, and that the web has a number of major surface defects of less than 10 per 9.23 m2.

The fibrous material web according to claim 1, characterized in that it has larger surface defects of about 5 or less per 9.23 m2.

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the binder is initially incorporated into the web in fibrous form.

The fibrous web according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers are glass fibers with a diameter of less than 151 Am and a length of about 2.54 cm or less, said glass fibers constituting at least 90% of the weight of the web, that the binder consists of a thermoplastic material, which is initially incorporated in fiber form, said web having a basis weight of about 25 g / m2 or less and having a number of major surface defects amounting to about 5 or less per 9.23 m2.

A process for producing a continuous aqueous (wet or hydrated), machine-made inorganic fibrous web of light weight and uniform, homogeneous fiber distribution according to claim 1, which process comprises preparing a uniform fiber dispersion of the bundles of long fibers, which fiber dispersion is then processed by conventional methods of wet papermaking, characterized in that the fiber dispersion is prepared by preparing an initial slurry of fibers consisting mainly of a dispersing liquid having a viscosity of at least 2 cP and long fibers in the form of at least partially unopened fiber bundles, the fibers in these bundles having a fiber length of about 0.635 cm and above and a length to diameter ratio of between about 40011 and 3000: 1, that the fiber the slurry can be continuously passed through a series-connected dispersing chamber, provided with a plurality of non-fiber adhesive stirrers rotors with a rotor ratio, ie. the diameter of the rotor blades divided by the volume of the chamber, of at least 0.067 cm / liter, these rotors being arranged to generate areas behind the blades with reduced pressure and high-density flow-torn turbulence, so that said slurry is fed continuously through said chamber in a flow rate sufficient to provide a residence time in the chamber of only about 10 minutes or less, and a dispersion factor, i.e. the rotor ratio divided by the flow rate in tons per day, exceeding 0.005, that the slurry in said areas is processed by the turbulence in these, which turbulence is able to quickly open the fiber bundles and disperse the simple fibers under said chamber, and that the dispersed fibers and hydrogen the scan is removed from the chamber in the form of a substantially even and homogeneous fiber dispersion.

12. A method according to claim 11, characterized in that the rotor ratio exceeds 0.1342 cm / liter and that the dispersion factor amounts to between about 0.05 and 1.0. Mr. 0

A method according to claim 11, characterized in that the dispersing liquid is given a viscosity of at least 5 cP, that the fibers are given a length to diameter ratio of between 700: 1 and 2000: 1 and that dry fibers and said dispersing liquid are supplied the dispersing tank in regulated flow rate, and the said fibers consist of inorganic fibers and organic man-made fibers.

14. '14. A method according to claim 11, characterized in that dry fibers are cut from strands of continuous fibrous threads and that these dry-cut fibers together with the dispersing liquid are fed to the dispersing tank in regulated flow rate.

A method according to claim 11, characterized in that dry fibers are cut and fed together with the dispersing liquid to the dispersing tank, said rotor ratio exceeding 0.1342 cm / liter, said residence time being about 2-6 minutes and said dispersion factor being between 0.05 and 1.0.

A method according to claim 11, characterized in that the dispersion from the dispersing tank is transported to a web forming surface, where the fibers of the dispersion are separated from the dispersing medium and collected in the form of a continuous web of fibrous material, after the dispersion has been thinned before arriving at said forming surface.

17. A method according to claim 11, characterized in that said web forming surface is provided with a relatively small volume headbox. 0

18. A method according to claim 11, characterized in that the dispersing liquid is given a viscosity of at least 5 cP and the fibers a ratio of length to 6 in 7ao791s-4 diameter of 1000: 1 and 1600: 1, that the rotor ratio is about 0, 1342 cm 3, that the residence time is about 2-6 minutes, that the dispersion factor is maintained between 0.1 and 0.5 and that the dispersion from the dispersing tank is transferred to a web-forming surface, where the dispersion fibers are separated from the dispersing medium and collected in the form of a continuous web of fibrous material, after the dispersion has been thinned before arriving at said forming surface. RELATED PUBLICATIONS = Sweden 340 269 (Dzia i / oo) France ass 460 (ozib 1/34) Great Britain 1 398 954 (D21B 1/32) us 2 679 972 (241-76), and 464 635 (241-61)