SE420510B - Kontinuerlig vattenformad oorganisk fibermaterialbana med lag vikt och likformig fiberfordelning samt sett att framstella densamma - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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".

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ett godtagbart arbetsområde ligger mellan 2och ca 6 minuter, och den särskilt före- dragna uppehållstiden ligger mellan omkring 2,5 och 5 minuter.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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".

Ett exempel på den hydroxietylcellulosa som användes är det vattenlösliga ämne som sa- lu-föres av firman Chemical Co. under handelsnmanet “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.

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.

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.

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.

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.

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.

Det relativa rotorförhållandet bör, som nämnt, kombineras med en hastig genom- strömning resp, liten uppehållstid för den genom blandarkamaren passerande fibermälden.

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.

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.

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 %.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

TABELL UTVIKTENS MAKRÛVARIATION 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.

' 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.

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.

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.

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.

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. .

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.

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.

EXEMPEL XI Proceduren enligt Ex. X upprepades med utelämnande av polyesterfibrerna; endast 5 viktprocent polyvinylalkoholfibrer användes, och glasfibrerna hade en diameter av 611m.

Det resulterande banformiga materialet hade ett antal synliga defekter lika med 0 och en mikrovariation i ytvikt av 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.

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.

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.

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.

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.

Claims (18)

” 7aa791z-4 PATENTKRAV

1. Kontinuerlig vattenformad (våt- eller vattenlagd), maskintillverkad oorganisk fibermaterialbana med låg vikt och likformig, homogen fiberfördelning, k ä n n e - t e c k n a d a v att densamma innehåller oorganiska fibrer med en fiberlängd av ca 0,635 cm eller däröver samt upp till ca 15 % av ett bindemedel för de oorganiska fibrer- na, varvid materialbanan har en ytvikt av ca 5-30 9/m2, en mikrovariation i ytvikt un- derstigande 10 %, en makrovariation i ytvikt understigande 5 %, ett antal isolerade yt- fel understigande 10 per 9,23 m2, där varje flerfibrigt ytfel utgöres av en ansamling av fibrer, som orsakar lokaldifferens i banans tjocklek på 0,0125 mm eller mera, samt en visuell iakttagbar homogen fiberfördelning, väsentligen fri från s.k. "molneffekt" i form av variationer i fibertätheten.

2. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de o- organiska fibrerna är glasfibrer.

3. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att hal- ten av oorganiska fibrer är minst ca 85 viktprocent.

4. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den- samma har en ytvikt av ca 10-25 g/m2.

5. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de oorganiska fibrerna är glasfibrer med en diameter på mellan 5 och 15,Mm och en längd av 0,635 - 2,54 cm. i

6. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de oorganiska fibrerna utgöres av en blandning av glasfibrer med olika diametrar av mi- krometerdimension. '

7. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de oorganiska fibrerna utgör ca 90 % av materialbanans vikt och består av glasfibrer med en fiberdiameter på 5 - 1510n, och att materialbanan uppvisar ett antal större ytfel understigande 10 per 9,23 m2.

8. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att densamma uppvisar större ytfel av ca 5 eller mindre per 9,23 m2.

9. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att bindemedlet från början är införlivat i banan i fiberform.

10. Fibermaterialbana enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de oorganiska fibrerna är glasfibrer med en diameter understigande 151Am och en längd av ca 2,54 cm eller mindre, varvid nämnda glasfibrer utgör minst 90 % av materialba- nans vikt, att bindemedlet består av ett termoplastmaterial, som från början är inför- livat i fiberform, varvid nämnda bana har en ytvikt av ca 25 g/m2 eller mindre och uppvisar ett antal större ytfel uppgående till ca 5 eller mindre per 9,23 m2.

11. Förfarande för framställning av en kontinuerlig vattenformad (våt- eller vat- temagd), maskintillverkad oorganisk fibermaterialbana med låg vikt och likformig, ho- mogen fiberfördelning enligt patentkrav 1, vilket förfarande innefattm^beredning av en jämn fiberdispersion av knippen av långa fibrer, vilken fiberdispersion därefter bear- 73-97913-4 j 18 betas medelst konventionella metoder med våta vägen för papperstillverkning, k ä n - n e t e c k n a t a v att fiberdispersionen beredes genom att en begynnelseupp- slamning av fibrer beredes, bestående huvudsakligen av en dispergervätska med en visko- sitet av minst 2 cP och långa fibrer i form av åtminstone partiellt oöppnade fiber- knippen, varvid fibrerna i dessa knippen har en fiberlängd på ca 0,635 cm och däröver och ett förhållande mellan längd och diameter på mellan ca 40011 och 3000:1, att fiber- uppslamningen kan kontinuerligt ledes genom en seriekopplad dispergerkammare, försedd med ett flertal icke-fibervidhäftande omrörarrotorer med ett rotorförhållande, dvs. rotorbladens diameter dividerat med kammarens volym, på minst 0,067 cm/lit, varvid des- sa rotorer är anordnade att bakom bladen alstra områden med reducerat tryck och ström- ningsuppslitande turbulens med hög idensitet, så att nämnda uppslamning matas kontinu- erligt genom nämnda kamare i en genomströmningsmängd, som är tillräcklig för att å- stadkomma en uppehållstid i kammaren av endast omkring 10 minuter eller mindre, och en dispersionsfaktor, dvs. rotorförhâllandet dividerat med genomströmningsmängden i ton per dygn, överstigande 0,005, att uppslamningen i nämnda områden bearbetas genom tur- bulensen i dessa, vilken turbulens förmår att snabbt öppna fiberknippena och disperge- ra de enkla fibrerna under nämnda kammare, och att de dispergerade fibrerna jämte vät- skan avlägsnas ur kammaren i form av en i huvudsak jämn och homogen fiberdispersion.

12. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att rotor- förhâllandet överstiger 0,1342 cm/lit och att dispersionsfaktorn uppgår till mellan ca 0,05 och 1,0. g. 0

13. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att disper- gervätskan ges en viskositet av minst 5 cP, att fibrerna ges ett förhållande mellan längd och diameter på mellan 700:1 och 2000:1 och att torra fibrer och nämnda disper- gervätska tillföres dispergertanken i reglerad mängdström, varjämte nämnda fibrer ut- göres av oorganiska fibrer och organiska konstfibrer.

14. '14. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att torra fibrer avskäres från strängar av kontinuerliga fibertrådar och att dessa torrskurna fibrer jämte dispergervätskan matas till dispergertanken i reglerad mängdström.

15. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att torra fibrer skäres och tillsammans med dispergervätskan matas till dispergertanken, varvid nämnda rotorförhållande överstiger 0,1342 cm/lit, nämnda uppehâllstid är omkring 2-6 min och nämnda dispersionsfaktor är mellan 0,05 och 1,0.

16. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att disper- sionen från dispergertanken transporteras till en banformningsyta, där dispersionens fibrer separeras från dispergermediet och uppsamlas i form av en kontinuerlig fiberma- terialbana, sedan dispersionen blivit förtunnad före ankomsten till nämnda formningsyta.

17. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda banformningsyta förese med inloppslâda med relativt liten volym. 0

18. Förfarande enligt patentkrav 11, k ä n n e t e c k n a t a v att disper- gervätskan ges en viskositet av minst 5 cP och fibrerna ett förhållande mellan längdoch 6 i 7ao791s-4 diameter pâ.me11an 1000:1 och 1600:1, att rotorförhåïïandet håïies omkring 0,1342 cm/ ïit, att uppehâiistiden håïies omkring 2-6 minuter, att dispersionsfaktorn håïies mei- lan 0,1 och 0,5 och att dispersionen från dispergertanken överföres ti11 en banform- ningsyta, där dispersionens fibrer separeras från dispergermediet och uppsamïas i form av en kontinueriig fibermateriaïbana, sedan dispersionen bïivit förtunnad före ankomsten ti11 nämnda formningsyta. ANröRDA PUBLIKATIoNER= Sverige 340 269 (Dzia i/oo) Frankrike ass 460 (ozib 1/34) Storbritannien 1 398 954 (D21B 1/32) us 2 679 972 (241-76), a 464 635 (241-61)