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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明係有關於製造泡沫成形纖維或紙匹之方法，其中 藉由在分散容器中將天然與/或合成纖維分散在包含有水 與表面活性劑之發泡液體中而形成泡沫纖維分散液，並將 該泡沫纖維分散液輸送至製紙機之網上。 發明背景 紙匹與其他濕鋪式纖維紙匹的製造一般自紙漿或其他綑 包形式之纖維開始的，然後在破碎容器 vessel)中以機械方式加以處理而在載體介質中，—般爲 水，形成纖維供料。其可以添加水來調節纖維濃度至所需 之範圍。有時亦添學品β將纖維供料由破碎機轉移至甕内 ’以供在經由純化與篩選階段輸送至製紙機入口箱 (inlet box)之前先進行另外之稀釋作業。 泡沫成形纖維紙匹，也就是將纖維分散在發泡液體中所 形成之纖維紙匹，也是由類似方法製成的。首先在破碎機 ，水中製備紙漿或纖維供料，其後在將供料與含有界面活性 劑和水之發泡液體混合之前先做某種程度的脱水。纖維是 分散在泡沫中，而泡沫纖維分散液則在網上沉積，利用該 網將基本上爲泡沫形式之液體主要部份去除掉。該技術敘 述於英國專利第1，329, 409號與美國專利第4, 443, 297 號。如此製得之纖維紙匹在纖維的形成上具有高度的均勻 f生與/包沫成形有關的一個問題是在於如何在將泡沐内含 之空氣含量與界面活性劑含量保持良好的平衡下，以一種 可加以控制的方式將系統内自網排洩出之泡沫再循環使用 〇 本紙張尺度中國國家揉率（CNS >以胁（---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .今 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _:一__ _B7 五、發明説明（2 ) 發明標的與最會要衅芦 本發明標的是要提供一種製造泡沫成形紙匹與他種纖維 紙匹之方法’其可以簡單的方式來解決上述問題，其係將 由該網排出之泡沫液體輸送至一個密閉的泡沫槽内，其中 液體會流至槽的底部，而較輕的泡沫則聚集在泡沫槽的頂 部。來自泡沫槽底部之液體將經由第一管路導至分散容器 内，而泡朱則經由泡沫槽頂部之第二管路（丨3 〇 )輸送至分 散容器内’纖维則在該處加入並分散在發泡液體中。 圖式之簡單説明 下文中將藉由參考附囷中所顯示的二個具體實施例來進 一步説明本發明。 圖1顯示出本發明方法的流程圖。 圖2顯示出分散容器與泡沫槽之改良具體實施例。 .具體實施例之説明 圖1顯示根據本發明之泡沫成形方法的製程。泡沫是藉 著在製漿機111中添加界面活性劑而產生的，其内並進行 劇烈的攪拌並混入空氣。泵浦與網i i 8處所產生之擾流也 會在製程中產生額外泡沫。但是要產生泡沫的一個條件是 在於要通入空氣。 界面活性劑可以是任何—種適當的型式；陰離子型，陽 離子型，非離子型或兩性型。英國專利第丨，3 2 9，4 〇 9號 中敘述適用於纖維紙匹之泡沫成形上的界面活性劑。但是 仍有許多其他可取得之界面活性劑適合於此目的。界面活，- 本紙^尺度適用中國國家橾準（CNS > Α4ΜΛ ( 2ΐ0χ 2975^5Π------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .乂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 •380 Λ7 - .....---— ____Β7 五、發明説明（3) --- 性劑之選擇可能會受到例如纖維供料中可能含有之其它添 加劑的化學成份，如澄強化劑、接合劑、起罐劑等的影響 0 在每-種各別的情況中均須對界面活性劑的計量値做適 當的調整’以得到相當穩定的泡朱，而可在泡朱中維持一 個大體上均句的纖維分散液，該計量調整是依例如界面活 性劑型式、水的硬度、水溫與纖維型式等因素而決定的。 水中之適當的界面活性劑含量是在〇 〇2_1〇重量百分比 範圍内，較佳在0.2重量百分比以下。 泡沫的特性會隨著所結合之空氣量而改變。在空氣含量 高達約7 0 - 8 0 %時，空氣存在形式爲自由水所包圍之小球 型空氣泡，即所謂球型泡沫（spherical f〇am)。随著 空氣含量增加，泡沫會轉變成爲所謂的多面型泡沫 (Polyhedral foam)，其中水是以薄膜形式存在於不 -同的空氣泡之間。後一種型式之泡沫是非常濃稠而不易揸 制。 在泡沫成形過程中，一般是使用球型泡沫，即空氣含量 在4 0 - 7 0 %之間。小的空氣泡可充當不同纖維間的隔離物 ，同時由於粘度比水高’故可阻抑液體中的擾流，而減低 纖維間碰撞頻率，進而減少碎屑的形成。泡沫中的氣泡大 小是受到製漿機/泡沫產生機111中攪拌器的型式、授掉 速度，以及界面活性劑用量與型式等因素的影響氣泡的適 當平均直徑是在0. 02與0. 2m in之間。 在所示-的具體實施例中，其係使用纖維素纖維與合成織 __________ _- d " _ 本紙張尺度適用中因國家热率（CNS ) Λ4規格（2 ί 0 X 297公潑） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __ ____B7 五、發明説明（4) 維之混合物。另一種方式是在需要製紙時，例如軟紙 (soft paper)，可僅使用纖維素纖維。將以易於去纖維 的播捆紙漿1 1 0之形式的纖維素纖維以及控制之速度經由 —對進料輥112之間，最好是配合做表面重量計量而將紙 漿計量加入至製漿機111内，而其在進行粗切加入至製衆 機111之前，是先輸經預溼溝槽。紙漿之粗切是在所謂之 釘式輥對間進行的。其必須利用淡水將紙漿加以預溼，以 便於在製漿機中分散開。基於簡化起見，在圖式中省略預 澄溝槽與粗切機。在捲摘紙聚具有大致上均勻的表面重量 之情形下，其可僅經由進料速度來做計量作業。 合成纖維一般是以綑包1 2 2形式加以供應的，利用鬆包 機123(bale openers)以已知的方式打開的，並以起 縐帶1 2 4加以計量並置入收集網1 2 5上。纖維將自收集網 上經由吹風管126而吸走，並經由冷凝器127而計量加入 ，至製漿機/泡沫產生器111内。當然也可使用圖中所示以 外的其他裝置來做紙漿纖維與合成纖維之計量作業。 在所示之具體實施例中’這兩種型式的纖維都可使用同 一製漿機。有時會因需要不同的處理方式，或是需要使用 不同型式之纖維以進行將在下文中討論之所謂多層成形作 業而對不同的纖維型式使用各別的製漿機。 製漿機/泡沫產生器1 1 1係同心地設置於一較大的槽内 ，即泡沫槽1 2 8。雖然製漿機1 1 1向上開放的，但泡沫槽 1 2 8則是封閉的。這兩個容器是藉由設在底部與頂部的管 路1 2 9，Ί 3 0相通。 ί—---------- 7___________ 本紙铢尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格(21CX297·公釐) ----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _：_ B7 五、發明説明（5) 在製漿機/泡沫產生器1 1 1中會進行較劇烈之纖維分散 與混合作業。在此同時，泡沫則藉由水中之界面活性劑而 產生。爲防止泡沫向上升起而在頂部形成愈來愈高的泡朱 層，必須要將泡沫在製漿機/泡沫產生器1 1 1的頂部與底 部之間循環。利用適當設計之旋轉式集料器1 3 1，其可得 到完全成形的渦流，而達成所需之循環。製漿機體積是設 計成可使纖維計量値之變動能迅速消除》適當纖維濃度爲 0. 1-1. 5重量百分比。 藉由稱測量已知體積之泡沫纖維分散液的重量，其可測 出泡沐中的空氣含量。這可藉由連續記錄在製漿機/泡沐 產生器111與入口箱117間某段長度之導管的重量而爲之 。由於在不混合空氣情況下填充液體之體積爲〇%空氣，而 僅填充空氣之趙積爲100%空氣含量，因之藉此可校正測 量刻度。空氣含量之調整可利用添加界面活性劑，製漿機 ·/泡沫產生器111之攪拌速度，將壓縮空氣打入泵133内 而爲之。 含有纖維之泡沫是由適當之泵133泵抽至製紙機之入口 箱117内，該製紙機在所示之例中爲Fourdrinier型式 者。該型式製紙機佔本發明第二重要地位，其亦可用於， 例如抽吸胸滾筒機（suction breast r〇iler machines)與雙網機。該泵必須可以應付大量空氣，同 時在無纺絲情況下處理長的合成纖維。幾種不同類型的泵 可達到此一需求。其一例是傳統的活塞泵。另—例爲水鈐 型之眞空泵，例如由Berendsen Teknik AS公司製造一 本紙張4遑用中國mi-m% ( CNS ) Α4^Τ2Ϊ〇Χ2^^1Γ) ' ---一 (請先閲讀背面之'注意事項再填寫本頁) --衣. 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6) 之Helivac-make。另外一例爲由Discfi〇公司製造之 系，其具有附帶輻射縫隙之旋轉盤。 在所示的具體實施例中，入口箱1 1 7與吸入箱1 1 9可視 爲一個整體的單元。纖維紙匹之製造是完全密封的，亦即 無自由流體表面。脱過水並已成形之紙張是自入口箱117 輸出。 將泡沫-纖維分散液以機器寬度分散開而流至入口箱1 i 7 内’且注入由入口箱之邊牆與向下傾斜上部所限定之空間 内。泡朱是由眞空泵120吸取而通過網118，而留存在網 上的就成爲成形 < 紙張。 其也可推想得到可在不同層體中使用不同纖維型式或其 混合物來形成所謂之多層體。將各種不同之纖維型式分別 飼入入口箱内，而在此例中即爲多層體型式。 爲保持系統中水的平衡，必須要補充在成形後随著紙張 ，帶走4水份。達到此目的方法之一即藉由橫跨在成形纖維 紙匹疋噴霧器134爲之。此外，該噴霧器134可做爲洗滌 區，以使成形紙張内之界面活性劑含量減至最少❶淡水之 添加可在系統中不同位位置處進行，例如在預溼階段。除 了聯結至上述循環階段中之吸入箱外，另一吸入箱135可 用以提供補充水至泡沫槽1 2 8内。 自網1 1 8吸入之泡沫將經由吸入箱i丨9與眞空泵丨2 〇而 輸运至泡沫槽128的頂部。無法避免之滲漏出的空氣量亦 會隨泡沫輸送。該泡沫槽128係做爲該泡沫之緩衝槽用。 沉積在容器中之泡沫將會慢慢地由球型泡沫轉變成多面一 tan cns ) A4*uft. 7 210^297¾^) " ------ ------------泰-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作杜印製 40- A7 B7 五、發明説明（7) 型泡沐’而這些泡沫型式在上文中均已討論過。在泡沫槽 128中’液體將會排放至槽的底部，同時較輕的泡沫則積 聚在槽的頂邵。界面活性劑會積聚在空氣與水之接觸表面 。因此非常有可能界面活性劑會傾向於留存在較輕的泡沫 中，進而向槽頂聚集。 泡沐槽128底部之液體會經由槽底之互通管路129而流 經製衆機1 1 1。相同地，位在泡沫槽1 2 8之頂部内的泡沫 會因眞空泵120產生之過壓力而自設在槽頂部之管路13〇 排出。該輕質泡沫是非常安定，而且特別是體積龐大，因 此在向下排入至製漿機111内之前必須加以縮減β裝設在 管130内之高速螺旋漿136可用以將較大空氣污染物加以 機械性分裂’以釋出一部份大量結合之空氣。 在泡沫槽12 8.與製漿機111間的上連接管中也設有一控 制閥1 3 7，利用該控制閥可將泡沫槽1 2 8，以及製衆機 •1 1 1之壓力位準保持不變》 利用上述裝置’可獲得一封閉式的泡沫迴路，其在泡沫 槽1 2 8與製漿機1 1 1間的開放是以受到控制之方法爲之的 。泡沫槽體積須製成可使泡沫滞留在槽中的時間大約是 4 5 - 1 8 0秒’最好是6 0 - 1 2 0秒。以使得大部份的液體可排 放至槽128的底部，之後再輸經製漿機。同時該槽必須可 以容納較輕之泡沫於槽的上半部。槽之總體積與槽中預期 之液體體積間的適當比率大約爲4-8，最好是約爲6。 泡沫可以一簡單的循環步驟流經製漿機/泡朱產生器 111、入口箱117、網118、吸入箱li9，再經由泡沫槽 表紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) A4規袼（2丨0X297公釐） ----------W水 I- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 II— A7 --------._B7___ 五、發明説明（8) 128而回送至製漿機/泡沫產生器111内》其中要添加界 面活性劑與水，以補充随著成形後之紙張所帶走之量。補 充水之添加可藉由例如測量泡沫槽1 2 8中壓力差而加以控 制。泡沫纖維分散液中之界面活性劑含量可以利用表面張 力計加以適當地測定。 當然並無需要一定要將製漿機/泡沫產生器Π1與泡沫 槽128裝配成一個一整體的單元，亦可將其等安排成互相 分離開之裝置，如圖2所示。然而，即使在此種情況下， 它們也可經由管路1 2 9與1 3 0而互通。如上所述，此系統 亦可包含有二或更多個製漿機/泡沫產生器，而均與同一 泡沫槽相連通。 上述直接將乾燥纖維，可能在預溼後，直接計量加入至 製漿機/泡沐產生器111内之方法是較佳的，因爲其可應 用在纖維與載體介質間接觸時間較短的可簡單控制之製程 ，上。但本發明亦可應用於先將纖維分散至破碎容器中而形 成纖維供料的製程中，其中該纖維供料可稀釋至所需濃度 ，並添加至已加入界面活性劑之泡沐產生容器内。 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成形的纖維紙張可以再進行後續的處理階段，例如起續 處理以形成軟紙或氫纏結（hydrogen tangling)處理 以形成所謂之射流喷網材料，或僅做乾燥處理。 有多種不同型式的纖維與不同混合比率都可以使用。因 此可使用紙衆纖維與合成纖維之混合物，例如聚自t、聚丙 晞、螺營、枯膠等。亦可使用具有長纖維長度超過Hu 之天然纖維來取代合成纖維，例如種子纖維，如棉，木棉 - -—— - —- -11- 本紙張尺度適用中國國家梂隼（CNS ) Μ規格（210^297公釐) —----- A7 B7 五、發明説明（9) 與乳屬野草（milkweed);葉纖維，如西沙爾麻（sisal) 、馬尼扛麻（abaca)、鳳梨、New Zealand大麻；與内 皮纖維，如西麻、大麻、苧麻、黃麻、洋麻。其可使用不 同的纖維長度，如較習用纖維紙匹溼鋪法所可使用者爲長 之纖維。長纖維，大約1 8 - 3 0 m m，相當有利於氫纏結法之 使用，因爲它們在溼式與乾式條件下均可増加材料的強度 。泡沫成形法的另一優點在於其可以製造出具有較澄鋪法 所製造者爲低之表面重量的材料。具有短纖維長度之植物 纖維也可用以做爲紙漿纖維之替代物，例如度筆草、 phalaris a r u p di n a c e a與轂物種子之草莖〇 在使用某些型式之纖維時，其可使用接合劑以得到較強 的材料強度。適當接合劑包括澱粉型接合劑，聚乙缔醇， 乳膠等等，可用於增加非編織材料之強度。 ----------II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 準 棣 家 國 國 中 用 釐 ^ 9 2

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 1.種製造泡沐成形纖維或紙匹之方法，其中泡沫纖維分 % 散液之製造係藉由將天然及/或合成纖維於分散容器 (1 1 1)中分散於一種含水與界面活性劑之發泡液體中 ，並將此泡沫纖維分散液輸送至製紙機之網（118)内 ’其特徵在於自該網（118)排出之泡沫液體將被輸送 至一個封閉的泡沫槽（128)内，於其内液體會排放至 槽之底部，同時較輕的泡沫則聚集在泡沫槽之頂部，及 在於來自泡沫槽底部之液馥將經由第一管路（129)而 導至分散容器（1 1 1 )内’且在於枣沫將經由設在泡土 槽頂部之第二管路（130)ii至分散容器内，織維則在 该篇内加入並分散在發泡液雄中。 2 .根據申請專利範圍第i項之方法，其特徵在於在第二管 路（1 3 0 )中或接近之的泡沐會受到機械性處理，以使 泡沫中較大的空氣泡破裂’而自此泡朱中釋出所結合之 空氣。 3.根據申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於泡沫槽 (128)内之壓力是由設置在該第二管路（13〇)上或緊 接於其後之調節閥（1 3 7 )加以保持大體上不變。 4 .根據申請專利範園第1、2年3項之方法，其特徵在於泡 •末中之空氣含量是藉由測量分散容器（111)與製紙機 間某一體積之泡沫纖維分散·液的重量而測定的。 5.根據申請專利範園第i、2或3項之方法，其特徵在於乾 燥之纖維係直接計量加入至分散容器（丨丨n中，其可 在預溼作業後爲之，及在於纖維係分散在發泡液禮中， (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS > A4洗格（210X29*7公釐〉

   申請專利範圍 以形成泡沫纖維分散液，將其輸送至網（118)，及在 於該發泡液體在通過該網後，係以一種簡單的封閉迴路 中經由泡沫槽（128)而循環至分散液容器内。 6 ‘根據申請專利範圍第5項之方法，其特徵在於除了纖維 外’值有淡水、界面活性劑及可能的其他化學品會添加 至載體介質之封閉迴路内，以補充随著纖維或紙匹成形 後而離開該封閉迴路之量。 7. —種以申請專利範圍第1項之方法製造泡沫成形纖維或 紙匹之裝置，包含有可在—種發泡-液體中形成纖維之^ 沐纖維分散液的分散容器ΰ丨丨）、用以將泡沫纖維分 散液供應至製紙機内之網（118)上之裝置（133)，以 及用以將發泡液雄循環至分散容器（111)内之裝置 (120)，其特徵在於該裝至另外包含有一個封閉的泡 沐槽（128)，可供通過該網之發泡液體輸送至其内， 及在於該泡沫槽係經由第一管路（丨2 9 )自其底部與經 由第二管路（130)自其頂部，與分散容器（111)相通 〇 ,經濟部中夬梂準局貝工消费合作社印製 8. 根據申請專利範圍第7項之裝置，其特徵在於在該第二 管路（130)上’或接近之赛設有一種裝置，其可以機 械方式使泡沫中較大空氣泡破裂，因之而自泡沫中釋出 所結合之空氣^ ··· 9. 根據申請專利範圍第7或8項之裝置，其特徵在於在該 第二管路（130)上或之後設有調節閥（137)，以使調 節泡沫槽（128)内之壓力，因之而藉以調節分散容器 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS) A4洗格（ 210X297公釐） (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

   申請專利範圍 (1 1 1 )内之泡沫體積。 10. 根據申請專利範圍第7或8項之裝置，其特徵在於分散 谷器（111)與泡朱槽（128)係形成一個整體的單元， 而使得分散容器係設置在該泡沫槽内，因之而圍繞著該 分散容器。 11. 根據申請專利範圍第7或8項之裝置，其特徵在於分散 容器（1 1 1 )與泡沫槽（1 2 8 )係安排成分離開但互通之 容器。 12. 根據申請專利範圍第7或8項之裝異，其特徵在於包士 有多個分散容器（1 1 1 )，^•等與一個共用之泡沫槽 (1 2 8 )相通。 ' 13. 根據申請專利範圍第1 2項之裝置，其特徵在於其係將 不同型式之纖維供應至不同的分散容器（111)内。 14. 根據申請專利範圍第13項之裝置，其特徵在於不同型 式之纖維係分別自分散容器（Π 1 )計量加至製紙機之 入口箱（117)中，該入口箱爲多層型式》 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •'衣 訂 經濟部中央梂準局月工消费合作社印装 本紙张尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐）