NO811169L - Fremgangsmaate for fremstilling av en formet gjenstand - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører fibrøse materialer og spesielt formede gjenstander som inneholder amino/formaldehyd-harpiksfibre.

Amino/formaldehyd-harpiksfibre er nyttige som fibrøse bestanddeler i formede gjenstander, spesielt ark-lignende gjenstander, så som papir, hvor de vanligvis anvendes blandet med cellulosefibre.

Papir som er laget av bare amino/formaldehyd-harpiksfibre er tilbøyelig til å ha liten eller ingen fasthet pga.

at fibrene vanligvis har liten eller ingen selv-adhesjon. Når de er blandet med cellulosefibre, gir cellulosefibrene fasthet til papiret, men i mange tilfeller ville det være ønske-

lig å forbedre fastheten enda mer.

En måte til å forbedre fastheten er å anvende delvis herdede (herdegrad 50 - 90%) amino/formaldehyd-harpiksfibre. Ifølge europeisk patentskrift 14026 blir papir dannet fra delvis herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre som er fremstilt ved anvendelse av bare milde herdeforhold, dvs. svake herde-katalysatorer, lave herdetemperaturer og/eller korte herde-tider. Delvis herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre kan også fremstilles som beskrevet i US-patentskrift 4 202 959 ved å utføre omsetningen av aminoforbindelsen med formaldehydet i nærvær av kilder for visse uorganiske oksysyre-radikaler, f.eks. sulfitt-radikaler. Delvis herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre kan også fremstilles som beskrevet i US-patentskrift 4 172 057 ved å utføre omsetningen av aminoforbindelsen med formaldehydet i nærvær av visse karbohydrater.

Herdegraden for amino/formaldéhyd-harpiksfibre måles ved

å oppslutte en nøyaktig målt prøve (ca. 5g) av tørre fibre i 200 ml vann i 2 timer ved 50°C. De uoppløste fibre blir utvun-net ved filtrering, tørket ved 100°C i luft i 2 timer, og så veid på nytt. Herdegraden er forholdet mellom vekten av de ut-vunne fibre og den opprinnelige fibervekt, og uttrykkes her som prosent..

Selv om amino/formaldehyd-harpiksfibre som bare er blitt delvis herdet, kan fremvise noe selv-adhesjon og således kan anvendes som den eneste fibrøse komponent i papir, så lider de av den ulempe at noen av fibrene kan gå tapt under' den konven- sjonelle våt-legnings-papirfremstilling pga. den delvise vann-løselighet av den delvis herdede harpiks, og også av at fritt formaldehyd kan utvikles under papirfremstillingen og således utgjøre en helsefare.

Det er nå funnet, under visse forhold, at gjenstander, f.eks. papir med forbedret fasthet som inneholder amino/formaldehyd-harpiksf ibre med høy herdegrad, kan fremstilles.

Ved foreliggende oppfinnelse er fremstillingsforholdene slik at de forårsaker sveising av amino/formaldehyd-harpiksfibrene til hverandre og/eller til andre fibrøse materialer som er til stede, i det minste på noen steder hvor fibrene kommer i kontakt, med hverandre. Slik sveising blir her refe-rert til som inter-fiber-binding. Inter-fiber-binding kan ob-serveres ..ved anvendelse av et mikroskop. Dersom således en prøve av gjenstanden, f.eks. papir, blir observert ved anvendelse av en forstørrelse på X100 eller mer, kan det ses svei-singer mellom i det minste noen av fibrene. Det vil forstås at det for å oppnå nyttige forbedringer med hensyn til fasthet, ikke er nødvendig at alle fibrene blir sveiset til andre fibre. Graden av inter-fiber-binding bør imidlertid fortrinnsvis være slik at mindre enn 50 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibrene kan fjernes fra prøven som individuelle fibre uten at noen andre fibre er klebet til dem, når prøven blir undersøkt med en fin sonde.

Det er i britisk patentskrift 1 574 344 foreslått å danne papir fra en blanding av cellulosemasse og urea/formaldehyd (UF)-harpiksfragmenter, spesielt fragmenter av et UF-skum, som er blitt delvis herdet ved surgjøring ved en temperatur under 60°C. Etter dannelse av cell.ulosemasse/UF-fragmentene til ark-form, blir sistnevnte oppvarmet ved over 80°C for å bevirke ytterligere herding av UF-harpiksen. Det er angitt at denne fremgangsmåte gir et kontinuerlig kjemisk bundet nett-verk i papiret.

Inter-fiber-bundne gjenstander dannet i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse skiller seg fra' produktene ifølge britisk patent 1 574 344 på forskjellige måter.

Ved fremgangsmåten ifølge britisk påtentl 574 344 er det vesentlig å anvende en cellulosemasse, og det er postulert at det blir dannet en kjemisk binding mellom UF-fragmentene og cellulosen. Det blir antydet at papir dannet fra ikke-cellulose-f ibre og fragmentene har ubetydelig fasthet. Derimot kan det dannes inter-fiber-bundne gjenstander med betydelig fasthet ved foreliggende oppfinnelse ved anvendelse av amino/- formaldehyd-harpiksfibre alene eller i blanding med ikke-cellulose-f iberma ter ia ler .

Videre er det angitt i britisk patentskrift 1 574 344 at inkorporering av UF-fragmentene forårsaker liten eller ingen økning i papirets bulk. Bulken er angitt å øke med mindre enn 0,1 cm 3/g for hver 10 vektprosent av inkorporerte UF-fragmenter. I motsetning til dette fremviser inter-fiber-bundne gjenstander som inneholder amino/formaldehyd-harpiksfibre og cellulosefibre, en betydelig bulk-økning, idet bulken øker med minst ca. 0,15 cm 3/g for hver inkorporering av 10 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre. Økningen i bulk blir vanligvis mer fremtredende når malegraden av cellulosemassen øker.

I motsetning til fremgangsmåten i GB-patentskrift

1 574 344, er amino/formaldehyd-harpiksen ved foreliggende oppfinnelse i form av fibre som ikke er blitt varmeherdet i en høy grad før den formede gjenstand blir fremstilt derav.

I henhold til foreliggende oppfinnelse tilveiebringes

en fremgangsmåte for fremstilling av en formet gjenstand, hvilken omfatter å

(i) forme en løsning av en amino/formaldehyd-harpiks og en herde-katalysator for denne til fibre, (ii) herde nevnte fibre ved å oppvarme dem ved en temperatur over 100°C inntil herdegraden er over 93%, (iii) danne en vandig masse ved å dispergere fibrøst materiale i vann, idet det fibrøse materialet inneholder minst 5 vektprosent av nevnte herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre,

(iv) danne en formet gjenstand fra nevnte masse, og

(v) befordre inter-fiber-binding ved å oppvarme nevnte formede gjenstand ved en tilstrekkelig høy temperatur over 80°C,

i en tilstrekkelig tid, og i nærvær av en tilstrekkelig mengde vann over 10 vektprosent av den totale vekt av fibrøst materiale som er tilstede, ved anvendelse av trykk, før eller under

nevnte oppvarming, i det minste tilstrekkelig til å forårsake kontakt mellom tilstøtende fibre, for å forårsake at i det minste noen av amino/formaldehyd-harpiksfibrene sveises til hverandre og/eller til annet fibrøst materiale som er.tilstede,

ved i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre.

Selv om søkerne ikke ønsker å være bundet til den føl-gende teori, så har man tenkt at, ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, i det minste noen av de sterkt herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre blir svakt hydrolysert ved sine overflater, og at de således blir noe klebrige under de rådende temperatur- og fuktighetsforhold. Når slike fibre" som er blitt klebrige kommer i kontakt med andre fibre, f.eks.

■ved punkter hvor fibrene krysser hverandre (enten de andre fibre er andre amino/formaldehyd-harpiksfibre som er gjort klebrige eller ikke)', foregår det smelting eller sveising ved kontaktstedene. Da det imidlertid ikke er påvist noen kleb-righet for fibrene i det endelige produkt, har man tenkt at det foregår dehydratisering og rekondensering av de klebrig-gjorte fiberoverflater når varming og tørking fortsetter.

Forekomsten av inter-fiber-binding i vann-sensitive gjenstander,.f.eks. papir som inneholder noen cellulosefibre, kan også vurderes ved å måle våt-fastheten til prøven. Dersom det har foregått inter-fiber-binding, vil våt-fastheten til prøven øke. Det foretrekkes at våtfastheten økes med minst 25% sammenlignet med en lignende prøve hvori det ikke forekom-mer noen inter-fiber-binding. Våtfastheten til en prøve i form av papir kan måles ved Tappi Standard Method T456.

Det vil forstås at når det er et bindemiddel tilstede i gjenstanden, vil ikke våtfasthet-målingen og undersøkelsen vise nærvær av inter-fiber-binding, men slik inter-fiber-binding kan påvises ved mikroskopering.

Når gjenstanden inneholder få eller ingen cellulosefibre, kan det være liten eller ingen forskjell mellom våt- og tørr-fastheten til gjenstanden.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir den formede gjenstand, for å utvikle inter-fiber-binding, utsatt for innvirkning' av vann ved forhøyet temperatur.

Det fibrøse materiale kan dannes til den ønskede form

og så fuktes og utsettes for den forhøyede temperatur, eller den formede gjenstand kan dannes fra en vandig oppslemming av de fibrøse materialer og utsettes for den forhøyede temperatur som en del av tørkeprosessen som anvendes for å gjerne vannet. Ved fremstilling av papir-lignende ark-gjenstander kan papiret således dannes ved en konvensjonell våtlegnings-prosess og så utsettes for inter-fiber-bindingsforhold i tørke-trinnene ved papir-fremstillingen.

De forhold som kreves for å utvikle inter-fiber-binding varierer med herdegraden av amino/f.ormaldehyd-harpiksf ibrene. Når således herdegraden øker til over 93 vektprosent, øker den minimale mengde med vann i den formede gjenstand som kreves for å oppnå inter-fiber-binding. Når temperaturen stiger, avtar den nødvendige tørketid.

Temperaturen bør være minst 80°C og fortrinnsvis i området 90 til 180°C. Anvendelse av trykk før, eller fortrinnsvis under, oppvarmingstrinnet befordrer inter-fiber-binding. Tryk-ket kan variere fra akkurat tilstrekkelig til å gi sikkerhet for god kontakt mellom tilstøtende fibre, typisk 0,1 kg/cm<2>til 50 kg/cm 2eller mer i avhengighet av vanninnholdet og tørkeforholdene. Når det anvendte trykk øker, kreves det mindre vann. Selv om anvendelse av trykk ikke alltid er nød-vendig, så muliggjør dets anvendelse at det kan oppnås inter-fiber-binding i noen grensetilfeller hvor det i fravær av til-ført trykk ikke oppnås noen inter-fiber-binding.

Den nødvendige tid kan variere fra ca. 30 sekunder til 10 minutter eller mer, og det vil forstås at det kan anvendes lengre tider enn det som er nødvendig for å oppnå inter-fiber-binding.

Det minimale vanninnhold som kreves for å oppnå inter-fiber-binding varierer fra ca. 10 vektprosent av det fibrøse materiale (ved lav herdegrad, høy temperatur og høyt trykk) til over 30% (ved lav temperatur og lavt trykk og høy herdegrad)-. Det vil igjen forstås at det kan anvendes mer vann enn det minimum som kreves for å oppnå inter-f iber-binding.. Fortrinnsvis anvendes det minst 200 vektprosent vann, basert på tørrvekten av det fibrøse materiale.

Enkle forsøk vil frembringe forhold hvor resulterende inter-fiber-binding kan bestemmes.

Dersom det anvendes et pressetrinn, kan dette være en del av formeprosessen: det fibrøse materiale kan således støpes til den ønskede form samtidig som det utsettes for forholdene med fuktighet og forhøyet temperatur, eller det fibrøse materiale kan formpresses til denønskede form ved omgivelsenes temperatur og så utsettes for forholdene med fuktighet og for-høyet temperatur.

Amino/formaldehyd-harpiksen som anvendes til å fremstille amino/formaldehyd-harpiksfibrene, er et kondensat av en amino-forbindelse, fortrinnsvis et polyamid så som urinstoff eller melamin, med formaldehyd. Aminoforbindelsen er fortrinnsvis urinstoff, alene eller blandet med opptil 5 vektprosent melamin. Molforholdet mellom formaldehyd- og amino-gruppene er fortrinnsvis mellom 0,6 : 1 og 1,5 : 1, og spesielt mellom 0,7 : 1 og 1,3 : 1.

Amino/formaldehyd-harpiksfibrene kan fremstilles ved hvilken som helst egnet fiberdannelses-teknikk, så som våt-eller tørr-spinning, og blir fortrinnsvis fremstilt ved en sen-trifugalspinneprosess, f.eks. som beskrevet i US-patentskrift 4 178 336, og dette gir, hvilket er foretrukket, i alt vesentlig lineære og uforgrenede fibre.

Amino/formaldehyd-harpiksfibrene har fortrinnsvis en gjennomsnittlig lengde på mellom 1 og 10 mm, spesielt mellom 2 og 6 mm. Fortrinnsvis har i alt vesentlig alle amino/formaldehyd-harpiksfibrene en lengde innen området 1 til 10 mm.

Amino/formaldehyd-harpiksfibrene har fortrinnsvis en gjennomsnittlig diameter på mellom 1 og 20 ym, spesielt mellom 2 og 15 ym, og mest spesielt mellom 3 og 10 ym. Fortrinnsvis har i alt vesentlig alle amino/formaldehyd-harpiksfibrene en diameter på mellom 1 og 30 ym. Amino/formaldehyd-harpiksfibrene har fortrinnsvis en gjennomsnittlig fasthet på minst 50 MNm (hvilket tilsvarer tilnærmet 33 Nmg ), spesielt minst 100 MNm"<2>(= 67 Nmg"<1>).

Amino/formaldehyd-fibrene bør ha en herdegrad på minst 93%, fortrinnsvis 94 til 99 vektprosent. Ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse oppnås disse herdegra- der ved inkorporering av-en egnet herdekatalysator, f.eks. ammoniumsulfat, ammoniumklorid, marusyre, dihydrogenammoniumfos-fat eller fosfor-, svovel-, sulfamin- eller saltsyre, i harpiksen før den spinnes til fibre, og så oppvarmes fibrene etter spinningen ved over 100°C, spesielt over 120°C, i f.eks. opptil 3 timer. Vanligvis kreves det ved høyere herdetempe-ratur desto kortere tid. Mens således 3 timer ved 120°C kan gi en herdegrad på ca. 94 vektprosent, kan det kreves bare 5 minutter ved 180°C for å gi en herdegrad på ca. 97%.

Den formede gjenstand kan fremstilles fra amino/formaldehyd-harpiksf ibrene som eneste fibrøse bestanddel eller den kan fremstilles fra amino/formaldehyd-harpiksfibrene blandet med andre fibrøse materialer, hvilke kan være av cellulose eller ikke-cellulose. Amino/formaldehyd-harpiksfibrene bør utgjøre minst 5 vektprosent av det totale fibrøse materiale i den formede gjenstarid.

Spesielt nyttige arkmaterialer, f.eks. papir og papp, kan fremstilles fra blandinger av amino/formaldehyd-harpiksfibre og cellulose-fibre som inneholder 5 til 100 vektprosent, fortrinnsvis 10 til 50 vektprosent, av amino/formaldehyd-harpiksfibre. Cellulosefibre som kan anvendes inkluderer ligninfrie fibre så som bomull-linters eller kjemisk masse av tre, f.eks. papir-dannende masse dannet av råcellulose ved behand-ling med kjemiske midler, så som ved de velkjente sulfat- eller sulfitt-prosesser, eller ligninholdige fibre, så som mekanisk, halvkjemisk eller termomekanisk masse av ved. Blandinger av ligninholdige og ligninfrie cellulosefibre, f.eks. blandinger av mekanisk og kjemisk masse, kan anvendes.

Cellulosefibrene kan være svakt malt eller godt malt, i

avhengighet av den påtenkte anvendelse av den formede gjenstand.

Oppfinnelsen er spesielt egnet ved fremstilling av ark-lignende produkter så som papir og papp fra fibrøse materialer som omfatter amiho/formaldehyd-harpiksfibre alene eller blandet med opptil 90 vektprosent, basert på den totale vekt av fibrøst materiale, av cellulosefibre. Slike produkter har forbedrede mekaniske egenskaper sammenlignet med slike hvori det ikke er noen inter-fiber-binding, og har spesielt bedre våtfastheter. Således har papir med inter-fiber-bundne amino/- aldehyd-harpiksfibre bedre våtfastheter enn papir av 100% cellulose som ikke er blitt behandlet på annen måte for å befordre våtfasthet, f.eks. ved å inkludere et våtfast harpiksbinde-middel.

Som tidligere nevnt vil, i motsetning til papirene beskrevet i britisk patentskrift 1 574 344, anvendelsen av amino-harpiksfibrene blandet med cellulosefibre gi en betydelig økning i bulk. En økning i bulk er vanligvis ønskelig, da dette gjør det mulig å anvende mindre av råmaterialer, med medføl-gende økonomiske fordeler, for å oppnå et papir med gitt volum. Selv om bulken av et papir av bare cellulose kan økes ved å redusere malegraden for cellulosen, så resulterer dette i en reduksjon av papirfastheten. Inkorporeringen av amino/formaldehyd-harpiksf ibrene gjør det mulig å øke bulken uten en slik stor nedsettelse av papirfastheten.

Som tidligere 'nevnt har det inter-fiber-bundne papir i henhold til foreliggende oppfinnelse forbedret våtfasthet

sammenlignet med papir i hvilket det ikke er noen inter-fiber-binding. Dette gjør papir fremstilt i henhold til oppfinnelsen spesielt egnet for slike anvendelser som til filterpapir. Øket bulk er ønsket ved slike anvendelser siden porøsiteten øker med økning i bulk.

Formede gjenstander fremstilt i henhold til foreliggende oppfnnelse fra en blanding av amino/formaldehyd-harpiksfibre og cellulosefibre, dvs. cellulosemasser som har en bulk på minst

hvor x ér vektprosenten av amino/formaldehyd-harpiksfibre i den fibrøse blanding, og A er bulken av en formet gjenstand fremstilt under lignende forhold fra cellulosefibre alene. Den økning i bulk som oppnås ved inkorporering av amino/formaldehyd-harpiksf ibrene blir større ettersom malegraden for cellulosefibrene øker. Når cellulosefibrene således er svakt malt, slik at det oppnås et papir med høy bulk, kan økningen i bulk være lite mer enn ca. 0,015 xYoocm'9 ' men med en sterkere malt cellulosemasse, spesielt en som gir et papir med bulk un- 3 -1

der ca. 2 cm .g når den er fremstilt fra cellulosefibre alene,

x 3-1

er økningen i bulk vanligvis minst 0,02 x ygg- cm .g

Formede gjenstander fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse fra en blanding av cellulosefibre og tilblandede amino/formaldehyd-harpiksfibre blir fortrinnsvis fremstilt fra fiberblandinger som inneholder 5 til 95, fortrinnsvis 10 til 50, vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre, og tilsvarende 95 til 5, spesielt 90 til 50 vektprosent av cellulose-fibre.

Det er derfor videre i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt en formet gjenstand dannet fra et fibrøst materiale som omfatter 5 til 95 vektprosent amino/formaldehyd-harpiksfibre med en herdegrad på minst 93%, og tilsvarende 95;til 5 vektprosent cellulosefibre, hvor gjenstanden fremviser inter-fiber-binding hvor i det minste noen av amino/- formaldehyd-harpiksfibrene er sveiset til hverandre og/eller til cellulosefibrene på i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre, og gjenstanden har en bulk på minst

hvor x er vektprosenten av amino/formaldehyd-harpiksfibrene i

3 -1

det fibrøse materiale og A er bulken, i cm .g , for en lignende formet gjenstand, fremstilt under sammme forhold fra bare cellulosefibre.

Formede gjenstander kan også fremstilles i henhold til foreliggende oppfinnelse fra fibrøst materiale som inneholder bare amino/formaldehyd-harpiksfibre eller amino/formaldehyd-harpiksfibre blandet med ikke-cellulosefibre. Disse blandinger kan omønskes også inneholde cellulosefibre. Ikke-cellulose-f ibrene kan være syntetiske organiske fibre, så som poly-esterfibre, f.eks. polyetylentereftalat-fibre; polyolefin-fibre, f.eks. polypropylenfibre; eller polyamidfibre; eller uorganiske fibre så som glass- eller asbestfibre.

Når det anvendes ikke-cellulose-fibre eller en blanding av cellulose- og ikke-cellulose-fibre, inneholder det fibrøse materiale minst 5 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre og tilsvarende opptil 95 vektprosent av ikke-cellulose-fibre

eller blanding av cellulose- og ikke-cellulose-fibre. Meng-

den av ikke-cellulose-fibre er fortrinnsvis minst 10 vektprosent av den totale vekt av fibre i den formede gjenstand. Det fibrøse materiale, som er forskjellig fra amino/formaldehyd-harpiksf ibrene , omfatter fortrinnsvis 10 til 100 vektprosent av ikke-cellulose-fibre og tilsvarende 90 til 0 vektprosent av cellulosefibre.

Formede gjenstander, f.eks. papir eller andre ark-lignende produkter, fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse fra amino/formaldehyd-harpiksfibre alene eller fra blandinger som inneholder ikke-cellulose-fibre, har en betydelig fasthet enten de også inneholder cellulosefibre eller ikke.

De kan således ha en sprengfaktor (sprengtrykk målt i henhold til TAPPI-standard-prosessen delt med vekten pr. enhetsareal)

på minst 0,2 kPa m 2 g-1

Det er derfor i henhold til et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen tilveiebrakt en formet gjenstand dannet av fib-røse bestanddeler som omfatter 5 til 100 vektprosent amino/- formaldehyd-harpiksfibre med en herdegrad på minst 93%, og tilsvarende 0 til 95 vektprosent av et fibrøst materiale som består av 10 til 100 vektprosent av ikke-cellulose-fibre og tilsvarende 0 til 90 vektprosent av cellulosefibre, hvor gjenstanden fremviser inter-fiber-binding hvorved i det minste noen av amino/formaldehyd-harpiksfibrene er sveiset til hverandre og/eller til de ikke-celluloseholdige fibre ved i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre, og

2 -1 den formede gjenstand har en sprengfaktor på minst 0,2 kPa m g

Når gjenstanden inneholder cellulosefibre i tillegg til ■ ikke-cellulosefibrene, kan amino/formaldehyd-harpiksfibrene også være sveiset til cellulosefibrene.

Spesielt foretrukne fiber-blandinger omfatter 10 til 90, spesielt 20 til 60 vektprosent amino/formaldehyd-harpiksfibre, 10 til 90, spesielt 20 til 50 vektprosent ikke-cellulose-fibre og 0 til 75, spesielt 10 til 50 vektprosent cellulosefibre.

Oppfinnelsen blir belyst med de følgende eksempler i hvilke alle prosenter er uttrykt i vekt.

EKSEMPEL 1

En kommersielt tilgjengelig vandig urinstoff/formaldehyd-harpiks med et U:F-mol-forhold på 1 : 2 og faststoff-innhold på 67% ble fortynnet med vann til en viskositet på 30 poise. 10%, basert på de faste stoffer, av en vandig løsning som inneholdt 1,6% poly (etylenoksyd) og 6,7% ammoniumsulfat, ble blandet kontinuerlig med harpiks-løsningen når denne ble matet til en spinne-skål i et sentrifugalspinneapparat. Harpiksen ble spunnet ved fremgangsmåten beskrevet i US-patentskrift 4 178 336 ved anvendelse av en spinne-skål med en diameter på 12,7 cm, med 24 rektangulære hull og som roterte med 7000 omdreininger pr. minutt.

Luft med en temperatur på 180°C ble blåst inn i spinne-kammeret "for å tørke fibrene, for å transportere dem fra spinne-skålen og for å bevirke en viss herding. Harpiksen ble spunnet med en hastighet på 100 g.min 1, og fibrene ble kontinuerlig fjernet fra spinneapparatet, og de ble fortsatt herdet ved oppvarming i luft ved 150°C i 40 minutter.

De resulterende fibre, som hadde en gjennomsnittlig diameter på 8,5 ym, hadde en herdegrad på 94,6%.

Fibrene ble skåret til en nominell lengde på 3mm og dis-pergert i en standard laboratorie-masse-pulveriseringsmaskin i vann (konsistens 1,2%) i 17 minutter.

Papirhåndklær (100% UF-harpiksfibre) ble fremstilt ved standard-prosessen ved anvendelse av "British Standard Hand-sheet former" ved å erstatte standard-pressetrinnet med pressing i en presse oppvarmet til 110°C. Før pressingen ble vann sprøytet på håndklærne, og de ble bestemt ved å veie håndklærne før og etter pressing.

Etter pressing ble sprengfaktoren og slitlengden for papirene bestemt.

Sprengfaktor (sprengtrykk i kPa delt med substansen i gm -2) ble.bestemt i henhold til TAPPI-standard-prosessen. Slit-lengdene ble målt på en Instron strekk-tester (bordflate-modell) ved anvendelse av prøver som var 15 mm brede og med en målt lengde på 100 mm. Krysshode-hastigheten var 0,5 cm/min.

Inter-fiber-bindingen ble vurdert mikroskopisk. Dens nærvær er i.den følgende tabell angitt med en avhaking.

EKSEMPEL 2

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av harpiksfiber som var herdet i 120 minutter ved 150°C for å gi en herdegrad på 96,6%.

EKSEMPEL- 3

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av harpiksfibre herdet i 170 minutter ved 150°C for å gi en herdegrad på 97,9%.

EKSEMPEL. 4

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av harpiksfibre herdet ved 150°C i 330 minutter for å gi en herdegrad på 99,0%.

EKSEMPEL 5

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av harpiksfibre herdet i 30 minutter ved 150°C, og dette gav en herdegrad på 96,4%. Ihvert tilfelle var pressetiden 3 minutter ved 110°C.

EKSEMPEL 6

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av fibrer herdet i 30 minutter ved 150°C, og dette gav en herdegrad på 95,9%. I dette eksempel ble de fuktige ark presset ved et trykk på

-2 ca. 0,1 kg cm i varierende tider ved forskjellige tempera-turer.

De papirer fra eksemplene 1 til 6 som fremvisteinter-fiber-binding opprettholdt sin integritet når de ble nedsenket i vann og svakt agitert. Det gjorde ikke slike hvori det ikke var noen inter-f iber-binding ..

EKSEMPEL 7

For å vise de oppnådde forbedringer med hensyn til våt-styrke i papirer fremstilt fra blandinger av urinstoff/formaldehyd-harpiksf ibre og cellulosefibre ved foreliggende oppfinnelse, ble det fremstilt håndklær fra 80% bjerkesulfatmasse og 20% urinstoff/formaldehyd-harpiksfibre lik dem som ble anvendt i eksempel 1. Noen av håndklærne ble fuktet dg tørket under innførings-forhold for inter-fiber-binding, og våt-slitlengden ble målt.

Resultatene er vist i den følgende tabell.

Et lignende håndklede fremstilt fra bjerkesulfatmasse alene hadde en våt-slitlengde på 0,09 km.

EKSEMPEL 8

Eksempel 7 ble gjentatt, men ved anvendelse av en 50/50-blanding av bjerkesulfatmassen og urinstoff/forma.ldehyd-harpiksfibrene.

EKSEMPEL 9

Det ble fremstilt papir på en forsøks-papirmaskin fra blandinger av lett-malt bleket løvtre-sulfatcellulosemasse og urinstoff/formaldehyd-harpiksfibre fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 og med en herdegrad på 94,6%. Papiret ble tørket under lett trykk mot sylindere oppvarmet til ca. 100°C. Tørketiden og fuktighets-innholdet var tilstrekkelig til å gi inter-fiber-binding.

Det ble også fremstilt og tørket papir under samme forhold fra en lettmalt masse av bare cellulose. Strekkfasthetene (våt og tørr) i den transversale retning av papiret, dvs. i rett vinkel til maskin retningen, og våt-sprengfaktoren ble målt, og er angitt i tabellen som prosent av de tilsvarende egenskaper til papir av bare cellulose.

3 -1

Det vil ses at bulkøkningen er over 0,017 cm g for hver prosent av inkorporerte urinstoff/f ormaldehyd-fibre.

EKSEMPEL 10

Eksempel 1 ble gjentatt ved anvendelse av urinstoff/formaldehyd-harpiksf ibre med gjennomsnittlig diameter på 9 pm og herdegrad på 94,9%, blandet med glass- eller polyetylentereftalat (PET) -fibre og 'også, i noen tilfeller, med bartre-sulfat-cellulosemasse.

Glassfibrene hadde en midlere diameter på 20 ym mens PET-fibrene var 1,5 denier's, strekte, ukrympede fibre som var vasket i varmt vann for å fjerne all spinne-appretur fra deres overflater.

Glass-, PET- og urinstoff/formaldehyd-fibrene ble skåret for å tilveiebringe en lengdefordeling mellom 1 og 5 mm ved å føre fibrene to ganger gjennom en papir-opptrevlingsmaskin med knivene i en avstand fra hverandre på nominelt 3 mm.

For å befordre inter-fiber-binding ble fibrene fjernet fra viren i ark-formeren, anbrakt på en ikke-klebrig plate, veid, besprøytet jevnt med litt avionisert vann, veid på nytt og så presset på hver side i 30 sekunder ved anvendelse av et husholdnings-strykejern ved 170°C som gir et påført trykk på -2

ca 0,1 kg cm . Vekten av det tørkede papir ble bestemt. Faststoff-innholdet i hvert ark som kom inn i pressen ble således bestemt, og fuktighetsinnholdet som prosent av det totale fiber-innhold ble beregnet.

Det ble.fremstilt to ark for hver variasjon i masse-sam-mensetningen., og sprengfaktoren ble målt fire steder på hvert ark, og den gjennomsnittlige sprengfaktor ble bestemt.

Resultatene er vist i den følgende tabell.

Alle disse papirer fremvisteinter-fiber-binding mellom urin-stof f /f ormaldehyd-harpiksf ibrene og glass- eller PET-fibrene, og med cellulosefibrene når slike også var tilstede. Alle papirene opprettholdt sin integritet når de ble nedsenket i vann.

EKSEMPEL 11 (Sammenligning)

I eksempel 6. i GB-patentskrift 1 573 115 er beskrevet fremstilling av papir fra en blanding av urinstoff/formaldehyd- harpiksfibre og cellulosemasse på en Fourdrinier-papirmaskin. Undersøkelse av en prøve av papiret fremstilt i dette eksempel, fremviste ingen inter-fiber-binding.

EKSEMPEL 12

Urinstoff/formaldehyd-harpiksfibre fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1, og med en herdegrad på 94%, ble blandet i forskjellige mengdeforhold med en malt cellulosemasse, og ble dannet til håndklær ved fremgangsmåten ifølge britisk standard (hvilken involverer luft-tørking ved romtem-peratur, og befordrer ikke inter-fiber-binding).

Det ble også fremstilt lignende ark, men det ble forår-saket inter-fiber-binding ved tørking av arkene under lett trykk mot en sylinder oppvarmet til ca. 100°C.

Ved en forsøksserie ble det anvendt slipmasse, dvs. mekanisk cellulosemasse, mens det i en annen serie ble anvendt kraft-masse, dvs. kjemisk masse. Sprengfaktorene ble målt.

Det vil ses at inter-fiber-binding gir en betydelig økning i sprengfaktoren.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en formet gjenstand, karakterisert ved å (i) forme en løsning av en amino/formaldehyd-harpiks og et herdemiddel for denne til fibre, (ii) herde nevnte fibre ved å oppvarme dem ved en temperatur over 100°C inntil deres herdegrad er minst 93%, (iii) danne en vandig masse ved å dispergere fibrøst materiale i vann, idet det fibrø se materiale inneholder minst 5 vektprosent av nevnte herdede amino/formaldehyd-harpiksfibre, (iv) danne en formet gjenstand fra nevnte masse, og (v) befordre inter-fiber-binding ved å oppvarme nevnte formede gjenstand ved en tilstrekkelig høy temperatur over 80°C, i en tilstrekkelig tid, og i nærvær av en tilstrekkelig mengde vann over 10 vektprosent av den totale vekt av fibrøst materiale som er tilstede, ved anvendelse av trykk, før eller under nevnte oppvarming, i det minste tilstrekkelig til å forårsake kontakt mellom tilstøtende fibre, for å forårsake at i det minste noen av amino/formaldehyd-harpiksfibrene sveises til hverandre og/eller til annet fibrøst materiale.som er tilstede ved i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at inter-fiber-bindingen blir befordret ved å oppvarme den formede gjenstand ved en temperatur innen området 9 0 til 180°C.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at inter-fiber-bindingen blir beford ret ved å oppvarme den formede gjenstand i nærvær av minst 200 vektprosent vann, basert på den totale vekt av nevnte fibrøse materiale.

4. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at den formede gjenstand er et arkmateriale, og inter-fiber-bindingen blir befordret ved å utsette gjenstanden for temperaturen over 80°C under tørkingen for å fjerne vannet fra massen.

5. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at amino/formaldehyd-harpiksfibrene har en herdegrad på mellom 94 og 99%.

6. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at massen inneholder en blanding av 10 til 50 vektprosent av amino/formalde- . hyd-harpiksfibre og tilsvarende 90 til 50 vektprosent av cellulosefibre.

7. Formet gjenstand fremstilt fra et fibrøst materiale, karakterisert ved at den omfatter 5 til 95 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre som har en herdegrad på minst 93%, og tilsvarende 95 til 5 vektprosent av cellulosefibre, idet den formede gjenstand fremviser inter-fiber-binding hvorvqd i det minste noen av amino/formaldehyd-harpiksf ibrene er sveiset til hverandre og/eller til cellu-losef ibrene ved i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre, og idet nevnte gjenstand har en bulk på minst

hvor x er vektprosenten av amino/formaldehyd-harpiksfibrene i nevnte fibrøse materiale og A er bulken, i cm^g 1, av en lignende formet gjenstand fremstilt under samme forhold fra bare cellulosefibre.

8. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene

1 til 6, karakterisert ved at det fibrøse materiale i massen omfatter 5 til 100 vektprosent av nevnte amino/formaldehyd-harpiksfibre og tilsvarende 0 til 95 vektprosent av et fibrøst materiale som består av 10 til 100 vektprosent av ikke-cellulose-fibre og tilsvarende 0 til 90 vektprosent av cellulosefibre.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, karakterisert ved at det fibrøse materiale i massen omfatter 20 til 60 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre, 20 til 50 vektprosent av ikke-cellulose-fibre og 10 til 50 vektprosent av cellulosefibre.

10. Formet gjenstand fremstilt fra fibrøst materiale, karakterisert ved at den omfatter 5 til 100 vektprosent av amino/formaldehyd-harpiksfibre med en herdegrad på minst 93%, og tilsvarende 0 til 95 vektprosent av en annen fi-brøs komponent som består av 10 til 100 vektprosent av ikke-cellulose-f ibre og tilsvarende 0 til 90 vektprosent av cellulosefibre, idet gjenstanden fremviser inter-fiber-binding hvorved i det minste noen av amino/formaldehyd-harpiksfibrene er sveiset til hverandre og/eller til ikke-cellulose-fibrene ved i det minste noen av de punkter hvor fibrene berører hverandre, og idet den formede gjenstand har en sprengfaktor på minst 2-1

0,2 kPa mg.