BG113009A - Метод и инсталация за производство на вата от къси натурални и синтетични фибри и вата от фибри, получена по този метод - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до изолационен материал под формата на вата, съставен от натурални фибри от пух и пера, малки перца и малки пухчета и смесени със синтетични термотопими (къси) фибри, притежаващ високи термоизолационни свойства, който намира приложение в текстилната промишленост. Изобретението се отнася и до метод за получаване на материала и инсталация за производството му. При изпълнение на изобретението има по-пълно оползотворяване на отпадния продукт от птичи пера, а полученият материал е с високи изолационни качества и неговите показатели да са съпоставими с тези на естествения пух. Инсталацията съгласно изобретението включва последователно разположени над транспортна лента (11) силоз (1), монтиран над разпределителна камера (4), оформяща система (8) с оформящи валове (9), камера за термоформоване (10), система за охлаждане (13) и опаковъчно устройство (14), при което силозът (1) съдържа и клапа за захранване (3) на разпределителната камера (4), управлявана от датчици, като разпределителната камера (4) се състои от разположени едно над друго затворени обособени отделения с разбъркващи устройства (5) във всяко от тях. На изхода на най-долното обособено отделение, който е и изход на разпределителната камера (4), е разположено разпределителното устройство (6) за хомогенно и равномерно насочване на фибрите непосредствено върху транспортната лента (11) към оформящата система (8), която оформяща система е формирана от генерираща вертикални вибрации вибрационна плоча (7), разположена на разстояние от транспортната лента (11), определящо височината на ватата, оформящи валове (9) и странични ограничителя. Разбъркващото устройство (5) и разпределителното устройство (6) имат хоризонтални въртящи се валове със срязващи остриета.

Description

Изобретението се отнася до изолационен материал под формата на вата, съставен от натурални фибри от пух и пера, малки перца и малки пухчета и смесени със синтетични термотопими (къси) фибри, притежаващ високи термоизолационни свойства; метод за получаване на материала и инсталация за производството му съгласно метода. Такива материали намират приложение в текстилната промишленост при производството на горни облекла, завивки, спортни облекла и други принадлежности за ползване на открито.

Предшестващо състояние на техниката

От документ WO 2018/104768 е известен композитен лист от пух, съставен от средна сърцевинна част от равномерно разпределена смес от пух и пера, ограничена от двете страни от мрежа от химическо свързващо средство/адхезив или свързващи влакна, който композитен лист е фиксиран между долен и горен слой листов материал.

Така оформеният лист се въвежда в нагревателна камера за отлагане на композитния лист върху подложката и трайно свързване на компонентите, след което постъпва в охлаждаща система и се извежда за подготовка за транспортиране.

Инсталацията включва ролки за подаване на долен и горен ограничаващ слой мрежова тъкан с химически свързващ агент - адхезив. Между тях от смесителна камера се подава смес от пух и пера, като полученият по този начин материал като „сандвич“ преминава през последователно разположени нагревателна камера и охлаждаща система.

Недостатък на известното решение е, че не се оползотворява напълно пухът, получен от птичи пера, поради което методът и изделието не са икономични, а инсталацията е твърде сложна.

От документ ЕР 2 941 585 В1 е известен композитен лист от пух, съставен от средна сърцевинна част от разпределена смес от пух и пера, ограничена от двете страни от мрежа от синтетични термотопими фибри, представляващи химическо свързващо средство/адхезив или свързващи влакна, който композитен лист е фиксиран между долен и горен слой листов материал.

Така оформеният лист се въвежда в камера за термоформоване за отлагане на композитния лист върху подложката и трайно свързване на компонентите. Накрая лентата постъпва в охлаждаща система и се извежда за опаковане и подготовка за транспортиране.

Инсталацията включва ролки за подаване на долен и горен ограничаващ слой мрежова тъкан с химически свързващ агент - адхезив, синтетични термотопими фибри. Между тях от силоз, разположен над смесителна (разпределителна) камера с помощта на въздушни струи (създаване на вакуум) се подава смес от пух и пера и синтетични термотопими фибри, като полученият по този начин материал като ’’сандвич“ преминава през последователно разположени оформяща система, камера за термоформоване и охлаждаща система.

Недостатък на известното решение е, че не се оползотворява напълно пухът, получен от птичи пера.

Освен това, полученият по известния метод продукт е с нехомогенна плътност и предимно хоризонтално разположени и частично смачкани фибри, поради използването на въздушна система за турбулентно смесване на съставките. Поради това изолационният материал е с неудовлетворителни изолационни качества.

Задачата на настоящото изобретение е да се създаде изолационен материал, поспециално вата за пълнеж, метод за производство му и инсталация за осъществяване на метода които са много по-икономични, при което има по-пълно оползотворяване на отпадния продукт от птичи пера, а полученият материал е с високи изолационни качества и неговите показатели да са съпоставими с тези на естествения пух.

Техническа същност на изобретението

Инсталацията за производство на изолационен материал, по-специално вата от фибри (12), съставени от влакна от пух и пера, включва последователно разположени над транспортна лента (11) силоз (1), монтиран над разпределителна камера (4), оформяща система (8) с оформящи валове (9), камера за термоформоване (10), система за охлаждане (13) и опаковане (14). В силоза (1) е разположено размесващо устройство (2) за първоначално разбъркване на фибрите, а на долната му страна е монтирана клапа (3) за захранване на разпределителната камера (4), запълването на която се определя от съответни датчици.

Съгласно изобретението разпределителната камера (4) се състои от разположени едно над друго обособени отделения, изходът на всяко от които е свързан с входа на следващото. В едно предпочитано изпълнение обособените отделения са три.

Във всяко обособено отделение на разпределителната камера (4) има разбъркващо устройство (5) във вид на хоризонтални валове с въртящи се разбъркващи перки за интензивно хоризонтално разбъркване на сместа от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, и синтетичните термотопими къси фибри (16).

На изхода на най-долното обособено отделение, който е и изход на разпределителната камера (4), е разположено разпределителното устройство (6), което е във вид на ротационни съставни перки със срязващи остриета за предотвратяване на образуването на топчета от фибри и за хомогенно и равномерно насочване на фибрите непосредствено върху транспортната лента (11) към оформящата система (8). Оформящата система (8) е формирана от вибрационна плоча (7), която е разположена непосредствено над разпределителното устройство (6) и е закрепена към разпределителната камера (4), която вибрационна плоча (7) е на разстояние над транспортната лента (11), което определя височината на ватата от фибри (12), оформящи валове (9) за изглаждане на неравностите по повърхността на ватата (17), както и два странични ограничителя за определяне на ширината на ватата и за изправяне на краищата й.

Към инсталацията има управляваща система, която с помощта на съответни датчици, управлява и синхронизира движението на транспортната лента (11), запълването на силоза (1) и на разпределителната камера (4), функционирането на разбъркващото устройство (5), на разпределителното устройство (6), вибрациите на виброплочата (7) и отстоянието й от транспортната лента (11).

Съгласно едно изпълнение на изобретението, разбъркващото устройство (5) и разпределителното устройство (6) съдържат въртящи се валове с перки, като перките са с унифицирани размери и са взаимозаменяеми.

Съгласно едно изпълнение на изобретението камерата за термично формоване е в изолирана среда без допълнително подаване на топъл въздух към нея.

Методът за производство на изолационен материал, по-специално вата от фибри (12) за пълнеж, съставен от влакна от пух и пера, се състои в следното:

Подготвя се смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, към която се добавят синтетични термотопими къси фибри (16). Получената смес се разбърква интензивно и се подава на дози, като се оставя да пада свободно под действие на гравитацията без използване на транспортен въздух.

При полагане върху транспортната лента (11), сместа същевременно се подлага и на вертикална вибрация, при което между фибрите се създава ефект на привличане и отблъскване и те се разполагат ориентирани в различни посоки, включително заемат и вертикална позиция, като между тях се оформят микро въздушни пространства и ватата се аерира.

Полученият след това слой се оформя повърхностно и странично и се подава за термично формоване, при което фибрите се слепват с помощта на разтопените синтетични термотопими къси фибри (16), след което слоят се охлажда (13). Накрая слоят се опакова (14) за подготвяне за транспорт и прилагането му в промишлеността.

Опаковането (14) може да се извърши като изолационният материал се навие на руло или се нареже на листове.

Изобретението се отнася още до изолационен материал, по-специално вата от фибри (12) за пълнеж, състоящ се от смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, и добавени към тях синтетични термотопими къси фибри (16), които след интензивно разбъркване и подлагане на вертикална вибрация са подредени така, че да са ориентирани в различни посоки, включително вертикално, като между тях са оформени микро въздушни пространства (въздушни джобове) създавайки аерирана структура. Образуваните между фибрите микро въздушни пространства определят термоизолационните качества на ватата, които са близки до качествата на естествения пух.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението се пояснява по-подробно с помощта на приложените фигури, където:

Фигура 1 показва схематично изображение на инсталацията, реализираща метода:

Фигура 2 показва къса фибра във вертикално положение;

Фигура 3 показва смесица от кръстосани къси фибри;

Фигура 4 показва смесица от кръстосани къси фибри след преминаването им през оформящите валове на оформящата система.

Примери за изпълнение на изобретението

Инсталацията включва последователно разположени над транспортна лента (11) силоз (1), монтиран над разпределителна камера (4), оформяща система (8) с оформящи валове (9), камера за термоформоване (10), система за охлаждане (13) и опаковъчно устройство (14). Силозът (1) за първоначално подаване на фибри включва размесващо устройство (2) и е разположен над разпределителната камера (4). Силозът (1) притежава клапа за захранване (3) на разпределителната камера (4), управлявана от датчици. Може да се използва повече от един силози, работещи паралелно и захранващи с различни фибри разпределителната камера (4). Към разпределителна камера (4) е присъединена оформящата система (8), включваща виброплоча (7). Разпределителната камера (4) се състои от три разположени едно над друго затворени обособени отделения. Всяко затворено отделение има хоризонтално устройство за размесване. Всяко устройство за размесване се състои от хоризонтални валове с перки за размесване. Между всяко от затворените отделения има постоянен горен и долен отвор, представляващ съответно вход и изход за сместа. Входът на най-горното затворено отделение е свързан с изхода на силоза, а изходът на най-долното затворено отделение е насочен към изхода на разпределителната камера (4), където е разположено разпределително устройство (6) за равномерното разпределение на фибрите върху транспортната лента (11) към оформяща система (8).

Оформящата система (8) включва вибрационна плоча (7) която е на разстояние от транспортната лента (11), отговарящо на височината на ватата от фибри (12). Ширината на ватата се определя от две неподвижни страници, които изправят краищата й.

Действието на инсталацията е следното:

Натуралните фибри (15), които представляват смес от фибри от пух и пера, малки перца и малки пухчета и се сортират и обезпрашават, като се премахват всички замърсители: прах, части от пера и пера. Отделените фибри от пух и пера трябва да бъдат прецизно обработени, за да се премахнат всички ненужни замърсители - прах, части от пера и други замърсители. На следващ етап те се смесват със синтетични термотопими къси фибри (16), които служат за свързващ елемент в окончателния продукт. Така получената смес се зарежда в силоз (1), в който чрез размесващо устройство (2) фибрите се размесват и през клапа (3), която се отваря и затваря, се захранва разпределителната камера (4), в която има разположени датчици, сигнализиращи дали количеството фибри е достатъчно или не, и управляват отварянето и затварянето на клапата (3) между силоза (1) и разпределителната камера (4). Тя трябва да е равномерно захранена е фибри, т.е. тя нито трябва да се препълва, нито да има недостиг на фибри. Разпределителната камера (4) се състои от три разположени едно над друго затворени обособени отделения, където се изпълняват две основни функции: от една страна интензивно се разбъркват фибрите е разположените в обособените отделения валове с перки на разбъркващото устройство (5), така че фибрите се държат разделени помежду им, за да не се сплитат. От друга страна, в долната част на разпределителната камера (4), въртящото се разпределително устройство (6) позволява равномерното разпределение на фибрите, които постъпват към оформящата система (8) и транспортната лента (11), намираща се под тази камера.

Разпределителното устройство (6) на разпределителната камера (4) позволява да се запълни оформящата система (8) равномерно с фибри. Подаването на фибри към оформящата система (8) е постоянно, благодарение на разпределителното устройство (6) и равномерното придвижване на транспортната лента (11). В разпределителното устройство (6) има перки с подходящи остриета, които пречат за създаването на топчета от фибри и се задвижват със скорост на въртене, подходяща за избраната плътност на ватата. Ако се достигне избраната плътност, фибрите в контакт е перките на разпределителното устройство (6) ще възпрепятстват постъпването на нови фибри, идващи от предходната разбъркваща група перки в интензивното разбъркващо • · · · · · · · · ··« устройство (5), разположени над разпределителното устройство (6) в разпределителната камера (4).

В зависимост от вида на използваните фибри, процесът може да бъде допълнен от един или повече междинни силоза, които да захранват с фибри разпределителната камера (4) едновременно и поетапно. Тези силози могат да работят и паралелно, захранвайки с различни фибри разпределителната камера (4).

В оформящата система (8) се намира вибрационна плоча (7), която е на такова разстояние от лентата, че да отговаря на височината на ватата от фибри (12). Ширината на ватата се определя от две неподвижни страници от оформящата система (8), които изправят краищата й. Непосредствено преди оформящата система (8) се намират перките на разпределителното устройство (6), които са на няколко милиметра от транспортната лента (И) и подреждат фибрите и оформят ватата (12). Движението на транспортната лента (11) помага на подредените и структурирани фибри да напуснат оформящата система (8), като се получава окончателната форма на ватата.

Разпределителното устройство (6), намиращо се на изхода на разпределителната камера (4), подрежда фибрите в оформящата система (8). Количеството фибри, необходимо за ватата, се определя благодарение на настройките на оформящата система (8). Височината й се получава като виброплочата (7) се позиционира спрямо транспортната лента (11). Настройките са зависими една от друга: Височината на оформящата система (8) определя височината на ватата от фибри (12). Скоростта на транспортната лента (11) определя количеството фибри, от които ще бъде съставена ватата, като същевременно се освобождава свободно пространство, за да постъпват новите фибри, идващи от разпределителната камера (4).

В оформящата система (8) се зареждат фибри, които се групират, оформяйки ватата, която е в контакт с виброплочата (7), намираща се над тях. Тези фибри са подложени на вибрации от тази плоча и в същото време те се придвижват с постоянна скорост от транспортната лента (11). Създадените вибрации са вертикални и в същото време създават един ефект на привличане и отблъскване на фибрите помежду им и получаване на аерация между тях. Тази вибрация създава ефект на привличане и отблъскване, като една част от фибрите се разполагат вертикално, други хоризонтално, а трети наклонени, което създава структура от ориентирани във всички посоки фибри. Фибрите се сплитат помежду си, подобрявайки окончателната структура на ватата. Ватата в този етап е много аерирана и нежна. Тези вертикални вибрации позволяват придвижването на ватата без да се нарушава нейната повърхност, намалявайки силите на триене.

С помощта на транспортната лента (11) сместа се подава в камера за термоформоване (10) до съединяването на отделните фибри помежду им в изолирана среда. Камерата за термоформоване (10) работи в изолирана среда без допълнително подаван топъл въздух към нея, което също я прави различна от останалите използвани системи. Именно това позволява да се получи продукт, чийто обем е сравнително поголям от останалите.

Методът за производство изолационен материал, по-специално вата за пълнеж, съставен от влакна от пух и пера се състои в следното:

Подготвя се смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, към които се добавят синтетични термотопими къси фибри (16). Получената смес се подава на дози от силоз (1), чрез клапа (3), като се оставя да пада свободно под въздействие на гравитацията в разпределителна камера (4), като едновременно с това в повече от едно обособени затворени отделения на разпределителната камера (4) се осъществява разбъркване на сместа. След това сместа се полага върху транспортна лента (11), върху която фибрите се подреждат под въздействието на гравитацията, а след това под въздействието на вибрация, предизвикана от вибрационната плоча (7) на оформящата система (8), докато се получи необходимата височина на слоя. Полученият слой се подава в камерата за термоформоване (10), при което фибрите се слепват с помощта на разтопените синтетични термотопими къси фибри (16), след което слоят се охлажда (13) и накрая се опакова в опаковъчно устройство (14) за подготвяне за транспорт и прилагането му в промишлеността.

Опаковането може да се извърши като изолационният материал се навие на руло или се нареже на листове.

За предпочитане е термоформоването да се осъществява в затворена среда.

Изолационният материал, по-специално вата от фибри (12) за пълнеж, е пояснен по-подробно на фигури 1, 2, 3 и 4: Изолационният материал се състои от смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, и синтетични термотопими къси фибри (16), които са подредени така, че между тях да се оформят микро въздушни пространства (въздушни джобове) с термоизолационни свойства, близки до тези на естествения пух. Сместа е термично формована. Образуваните между фибрите микро въздушни пространства определят топлоизолацията на материала.

На фигура 2 е показана фибра (15) при свободното и падане под въздействие на гравитацията. Тя е във вертикална позиция. При попадането й на транспортната лента (11) тя може да заеме различна позиция, успоредна, перпендикулярна на транспортната лента (11), или сключваща произволен ъгъл с оста й.

На фигура 3 е показана оформената вата от фибри (12) от натурални (15) и синтетични термотопими къси (16), свързани помежду си. Фибрите са ориентирани във всички посоки, но голяма част от тях са ориентирани във вертикална позиция. Връзката между тях е осъществена чрез синтетични термотопими (къси) фибри (16), които са двукомпонентни.

На фигура 4 е показана ватата след преминаване през крайна оформящата система (8), която оформя повърхността на ватата (17). Изолационният материал се състои от смес от натурални фибри от пух и пера, малки перца и малки пухчета и синтетични термотопими къси фибри (16), които са окончателно оформени. Фибрите са подредени така, че да са ориентирани в различни посоки, като между тях са оформени микро въздушни пространства (въздушни джобове) с термоизолационни качества, близки до качествата на естествения пух. Образуваните между фибрите микро въздушни пространства определят топлоизолацията на материала.

Ватата, получена от по този начин, е много аерирана (пухкава). Съотношението между теглото и обема на ватата дава коефициент на топлоизолация, които в случая са много добри.

Получената вата може да бъде много лека: 20-30 g/m и с височина от няколко сантиметра. Тя може да достигне и до 300 g/m² . Тя може да е с различни височини и грамажи на m , вариращи от 50 до 400 gr/ m и височина от 15 до 150 mm. Той е с изключително хомогенно разпределение на фибрите във всяка една точка от материала, с висока здравина на слепване на фибрите и оттам - мекота, еластичност и здравина на получения продукт.

Направени са анализи за топлопроводимост, които показват, че продуктът има отлични резултати на показателите, съпоставими с естествения пух, което се дължи на много добрата подредба и структуриране на фибрите и наличието на свободни празни пространства между тях (въздушни джобове).

Claims (7)

1. Инсталация за производство изолационен материал, по-специално вата от фибри (12), съставена от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета и синтетични термотопими къси фибри (16), включваща последователно разположени над транспортна лента (11) силоз (1), монтиран над разпределителна камера (4), оформяща система (8) с оформящи валове (9), камера за термоформоване (10), система за охлаждане (13) и опаковъчно устройство (14), при което силозът (1) съдържа и клапа за захранване (3) на разпределителната камера (4), управлявана от датчици, характеризираща се е това, че разпределителната камера (4) се състои от разположени едно над друго затворени обособени отделения, изходът на всяко от които е свързан с входа на следващото, като във всяко обособено отделение има интензивно разбъркващо устройство (5), а на изхода на най-долното обособено отделение, който е и изход на разпределителната камера (4), е разположено разпределителното устройство (6) за хомогенно и равномерно насочване на фибрите непосредствено върху транспортната лента (11) към оформящата система (8), която оформяща система е формирана от генерираща вертикални вибрации вибрационна плоча (7), разположена на разстояние от транспортната лента (11), определящо височината на ватата, оформящи валове (9) и странични ограничителя.

2. Инсталация съгласно претенция 1, характеризираща се е това, че разбъркващото устройство (5) и разпределителното устройство (6) имат хоризонтални въртящи се валове с перки със срязващи остриета.

3. Инсталация съгласно претенция 2, характеризираща се е това, че перките със срязващи остриета са с унифицирани размери и са взаимозаменяеми.

4. Инсталация съгласно всяка една от претенции от 1 до 3, характеризираща се с това, че обособените затворени отделения са три.

5. Инсталация съгласно претенция от 1, характеризираща се с това, че камерата за термоформоване (10) е в изолирана среда, без допълнително подаване на топъл въздух към нея.

6. Метод за производство изолационен материал по-специално вата, съставена от фибри от пух и пера, включващ следните операции:

подготвя се смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета, към която се добавят синтетични термотопими къси фибри (16); получената смес се разбърква интензивно и се подава на дози, характеризиращ се с това, че сместа се оставя да пада свободно под действие на гравитацията, като едновременно с това се подлага и на вертикална вибрация, при което между фибрите се създава ефект на привличане и отблъскване и те се разполагат ориентирани в различни посоки, включително заемат вертикална позиция, при което се оформят микро-въздушни пространства, след което слоят се изглажда повърхностно и странично и се подлага на термично формоване в изолирана среда за слепване на фибрите, след което слоят се охлажда.

7. Изолационен материал, по-специално вата от фибри (12), състоящ се от смес от натурални фибри (15) от пух и пера, малки перца и малки пухчета и синтетични термотопими къси фибри (16), като сместа е термично формована, характеризиращ се е това, че фибрите са подредени така, че са ориентирани в различни посоки, като между тях са оформени микро въздушни пространства, създавайки аерирана структура, която определя термоизолационни качества близки до качествата на естествения пух.