CN107557995A - 转化玻璃纤维织物材料的方法和通过所述方法获得的产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转化玻璃纤维织物材料的方法和通过所述方法获得的产品。为了回收玻璃纤维/纤维织物生产废料,如用于制造风力涡轮机的转子叶片中的材料,且优选当材料可弯曲或柔性,并由在平面中的与材料表面平行的一个或多个方向上的缝合结合在一起的多个层增强时,将材料机械加工,以将材料转化为一个或多个基本上纯的玻璃纤维产品,所述机械加工涉及将材料尺寸减小至更短的纤维长度。以此方式,尤其有可能进一步加工材料,并产生诸如吸音棉和短切玻璃纤维丝束的材料。

Description

转化玻璃纤维织物材料的方法和通过所述方法获得的产品
本申请是申请日为2013年4月4日,申请号为201380026217.3,发明名称为“转化玻璃纤维织物材料的方法和通过所述方法获得的产品”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种将玻璃纤维织物材料,特别是玻璃纤维织物废物材料转化为其他玻璃纤维产品的方法,以及通过所述方法获得的产品。
背景技术
玻璃纤维织物材料在许多应用中(如在用于风力涡轮机的转子叶片的制造中)使用。
在制造例如转子叶片的过程中,例如从下脚料、短端(short-end)、退料或废弃玻璃纤维材料产生残余玻璃纤维材料。所述生产废料如今沉积至地面中(即填埋),并且由于其惰性特性,所述生产废料将留在地面中达数百年。
制造玻璃纤维是非常能量密集的,且废物织物材料代表了能源和能量的不必要的使用。因此,废物玻璃纤维织物材料可再利用将是所需的。
WO 2005/040057描述了从含有嵌入基体材料中的玻璃纤维的复合材料(即玻璃纤维增强的塑料材料,如磨损的风力涡轮机叶片或玻璃纤维船)提取的玻璃纤维材料的回收。通过热解过程或气化过程从复合材料中提取玻璃纤维材料。
发明内容
尽管之前已描述从磨损风力涡轮机叶片回收玻璃纤维材料,其中风力涡轮机叶片由嵌入基体材料中的玻璃纤维组成,但本发明涉及玻璃纤维织物材料,即不嵌入基体材料中的玻璃纤维材料的回收。
因此,本发明的一个目的在于将玻璃纤维织物材料,特别是玻璃纤维织物废物材料(如下脚料和短端)转化为另一玻璃纤维产品。因此,本发明的环境结果是降低废物填埋以及减少CO2,因为本发明制得了可替代原玻璃纤维的材料。
因此,在一方面,本发明涉及一种通过机械过程将玻璃纤维织物材料转化为另一玻璃纤维产品的方法,所述织物材料由在一个或多个方向上组装成织物的玻璃纤维的单个层或多个层组成,其中通过使玻璃纤维尺寸减小而加工所述织物材料,随后将所述经尺寸减小的纤维进一步加工成所述其他玻璃纤维产品。
以此方式,也有可能制得可用于制备另外可用的产品的半成品,如在下文解释。
已发现,相比于由原玻璃纤维常规获得的产品,通过根据本发明的方法获得的产品具有优越的特性。特别地,通过本发明获得的玻璃纤维产品具有优越的绝缘特性,如优越的吸声特性,参见如下进一步讨论。
本发明也涉及由如上方法获得的产品。特别地,本发明也涉及:
●一种非织造玻璃纤维织物,其中玻璃纤维的长度为1mm至80mm,如1mm至70mm,特别地其中所述非织造玻璃纤维织物根据如本文限定的方法制得。
●玻璃纤维棉,其中所述玻璃纤维的长度为10cm至20cm,特别地其中所述玻璃纤维棉根据如本文限定的方法制得。
●包含如本文限定的玻璃纤维棉的绝缘棉,如用于排气系统和消音器中的隔音棉。
●空心墙绝缘和绝缘棉絮。
●短切玻璃纤维丝束的组合物,其中玻璃纤维的长度为2mm至20mm,特别地为用于粘合糊剂、热固性塑料、石膏板或热塑性材料中的短切玻璃纤维丝束。
使用废物玻璃纤维织物作为原料也提供了与CO2产生相关的另一效果,因为相比于由原玻璃纤维制备相同的产品,在由废物材料制备可用的产品时CO2产生极低,因为必须熔化原玻璃以获得类似的产品。
本发明还包括以下方案:
方案1、一种通过机械过程将玻璃纤维织物材料转化为另一玻璃纤维产品的方法,所述织物材料由组装成织物的在一个或多个方向上的玻璃纤维的单个层或多个层组成,其中通过将玻璃纤维尺寸减小而加工所述织物材料,并随后将经尺寸减小的纤维进一步加工成所述另一玻璃纤维产品。
方案2、根据方案1所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料为生产废料。
方案3、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料为可弯曲的或柔性的。
方案4、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述一个或多个方向与材料表面平行。
方案5、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料被缝合结合在一起。
方案6、根据方案5所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料由聚酯线缝合结合。
方案7、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述机械过程通过切碎过程进行,所述切碎过程将材料缩减成具有更短纤维长度的玻璃纤维。
方案8、根据前述方案中任一项所述的方法,其中玻璃纤维尺寸减小至10mm至100mm,如20mm至80mm,如25mm至50mm的长度。
方案9、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述经尺寸减小的玻璃纤维通过气流成网过程而进一步加工成非织造毡。
方案10、根据前述方案中任一项所述的方法,其中所述气流成网过程在300摄氏度以下,如200摄氏度以下的温度下进行。
方案11、根据前述方案1-6中任一项所述的方法,其中所述机械过程通过开松过程进行,所述开松过程将材料缩减成具有更短纤维长度的更小玻璃纤维。
方案12、根据前述方案1-6中任一项所述的方法,其中所述机械过程通过切割过程进行,所述切割过程将材料切割成短切玻璃纤维丝束。
方案13、根据方案12所述的方法,其中使用由碳化钨制得的刀具进行所述切割过程。
方案14、根据方案12或13所述的方法,其中所述切割过程之后为撕裂过程。
方案15、根据方案12-14中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维丝束具有2mm至20mm的长度。
方案16、根据方案12-15中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维丝束通过过滤过程而进一步加工,所述过滤过程纯化短切玻璃纤维丝束。
方案17、根据方案1-6中任一项所述的方法,其中所述机械过程通过切割过程进行,所述切割过程将材料切割成短切玻璃纤维丝束。
方案18、根据方案17所述的方法,其中使用由碳化钨制得的刀具进行所述切割过程。
方案19、根据方案17-18中任一项所述的方法,其中所述短切玻璃纤维丝束具有5cm至30cm,如8cm至20cm的长度。
方案20、根据前述方案17-19中任一项所述的方法,其中所述材料为单向材料。
方案21、根据方案17-19中任一项所述的方法,其中所述短切玻璃纤维丝束通过撕裂过程而进一步加工成玻璃纤维棉。
方案22、根据方案11所述的方法,其中所述玻璃纤维通过冷凝技术而进一步加工。
方案23、根据方案21或22所述的方法,其中所述玻璃纤维棉通过针刺加工而进一步加工成针刺垫。
方案24、根据方案23所述的方法,其中所述针刺加工在300摄氏度以下的温度下进行。
方案25、根据方案13-17中任一项所述的方法,其中将尺寸缩小的短切玻璃纤维分类并任选地弄湿。
方案26、根据前述方案中任一项所述的方法,其中将所得尺寸减小的玻璃纤维加工成非织造毡、气流成网或针刺,并随后任选地通过使用两个圆筒的压延过程,当片材在所述两个圆筒之间抽拉时,所述两个圆筒赋予热量和压力以增加密度和内聚力。
方案27、一种非织造毡,其中玻璃纤维长度为1mm至70mm。
方案28、根据方案27所述的非织造毡,其根据如方案7-9中任一项所述的方法制得。
方案29、绝缘棉絮,其包括如方案27或28所述的非织造毡。
方案30、绝缘材料,其包括经切碎的玻璃,其中所述玻璃纤维的长度为1mm至70mm。
方案31、玻璃纤维棉,其中玻璃纤维长度为10cm至20cm。
方案32、根据方案28所述的玻璃纤维棉,其根据如方案21或22所述的方法制得。
方案33、绝缘棉,其包括如方案28或29所述的玻璃纤维棉。
方案34、根据方案33所述的绝缘棉,其用于排气系统和消音器中。
方案35、根据方案33所述的绝缘棉,其用作技术绝缘件,如围绕管道和管线的绝缘件。
方案36、根据方案33所述的绝缘棉,其用于燃气轮机中。
方案37、一种短切玻璃纤维丝束的组合物,其中玻璃纤维的长度为2mm至20mm。
方案38、根据方案35所述的短切玻璃纤维丝束,其用于粘合糊剂中。
方案39、根据方案35所述的短切玻璃纤维丝束,其用于热固性塑料中。
方案40、根据方案35所述的短切玻璃纤维丝束,其为干燥的或湿润的,并用于石膏板中。
方案41、根据方案35所述的短切玻璃纤维丝束,其用于热塑性塑料中。
附图说明
图1和图2显示了根据权利要求限定的方法加工的玻璃纤维生产废料,且
图3-6示出了在根据本发明的加工步骤之后获得的产品。
图1示出了具有在一个方向上取向的纤维的单向玻璃纤维增强多轴织物。纤维被缝合在一起。
图2示出了具有在两个方向上(+/-45度)取向的纤维的双轴玻璃纤维增强多轴织物。仅显示一个。
图3示出了玻璃纤维棉,使用闸刀式切割机将材料切割成更小的纤维,并根据涉及撕裂线(tearing line)的本发明进一步加工而获得所述玻璃纤维棉。
图4示出了在根据涉及精开松机的本发明加工之后如图1所示的玻璃纤维产品。
图5示出了在根据涉及安装有25mm的筛网尺寸的粉碎机的本发明加工之后的玻璃纤维产品。
图6显示了由短切玻璃纤维丝束组成的半成品。
图7显示了实施例8中的测量结果。
具体实施方式
本发明涉及将玻璃纤维织物转化成其他玻璃纤维产品,由此有可能再利用废物材料,如短端和退料,特别是不规则废物织物片,如下脚料。
玻璃纤维由捆扎成粗纱的玻璃长丝组成。在粗纱中的长丝的直径和数量可变化,从而产生粗纱直径的变化。通常,长丝涂布有胶料。
术语“玻璃纤维织物”意指组装成织物或布的单向粗纱的一个或多个层,即通常柔性和可弯曲的一类纺织品。玻璃纤维可通过任何合适的方法,如通过缝合而组装成织物。纤维的一个或多个层的玻璃纤维织物通常用于通过如下方式而制备例如风力涡轮机叶片或船艇:在制备最终形状的产品之前,将织物切割成所需形状,并将经切割的织物嵌入基体中,所述基体由例如环氧材料或聚酯树脂或乙烯基酯树脂组成。因此,玻璃纤维织物不存在于基体材料中,因为仅在其被切割成最终形状之后其作为嵌入基体材料中的原料,之后其称为玻璃纤维复合材料或玻璃纤维增强的塑料。
术语“单向”意指在织物的一层中的纤维为平行的。
术语“多轴增强件”或简单的“多轴件”意指由平行纤维的多个层片或层组成的织物,所述平行纤维的多个层片或层的每一个在不同取向或轴线上设置。
在本发明的一个优选实施方案中,玻璃纤维织物包括多轴增强件,其中单向纤维的层被组装和缝合在一起。取决于纤维的受控取向,它们在多个方向上提供强度和硬度。多轴件包括单向、双轴和三轴和四轴织物,例如调整为具有在四个主要方向(0度、90度、+45度和-45度)上的增强件,但45度与90度之间的特定方向也出现。多轴件中的一些但非全部具有添加至织物的一侧上短切丝束毡(CSM)层或不同类型的表面垫,然后其称为组合产品。玻璃纤维增强多轴件通常重量为200g/m2至2500g/m2,如1000g/m2至1300g/m2
玻璃纤维织物通常由各种玻璃类型组成,包括(但不限于)E-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、H-玻璃、D-玻璃和ECR-玻璃。
在将任何另外的物质添加至织物之前将玻璃纤维织物材料转化成另一产品,因此,玻璃纤维织物材料优选为可弯曲或柔性的,并由在平面中的与材料表面平行的一个或多个方向上的单个层或多个层组成,更优选地,玻璃纤维通过缝合而组装。
玻璃纤维织物材料可具有不同的玻璃纤维尺寸和不同的厚度,以及由各种类型的胶料涂布。通常,玻璃长丝的直径为约3-25μm。此外,可使用各种尺寸的粗纱,其中术语粗纱以其常规含义使用,即一束玻璃纤维长丝。
尺寸减小
通过用于将玻璃纤维尺寸减小的机械过程加工材料而转化玻璃纤维织物材料,随后将经尺寸减小的纤维进一步加工成所述其他玻璃纤维产品。通过适用于进一步加工材料的任何机械过程进行尺寸减小。
切碎过程
因此,在一个实施方案中,通过切碎过程进行机械过程,所述切碎过程将材料缩减成具有更短纤维长度的玻璃纤维。切碎在任何合适的装置中进行,如具有如下讨论的规格的粉碎机。另外,可使玻璃纤维经过筛网以获得更均匀的纤维长度。
在粉碎机中,玻璃纤维通常尺寸减小至10mm至100mm,如20mm至80mm,如25mm至50mm的长度。
通常,具有在上述区间内变化的玻璃纤维的所获得的经尺寸减小的玻璃纤维材料就玻璃纤维长度而言是不均匀的。随后通过经过筛网的过滤过程而进一步加工经切碎的材料。在经过筛网之后纤维的尺寸分布通常为使得纤维中的约30-40%具有在区间的中间20%的长度。
经过50mm的筛网的纤维的尺寸分布为例如:
纤维中的大约20%在0-10mm的区间内
纤维中的大约30%在10-20mm的区间内
纤维中的大约38%在20-30mm的区间内
纤维中的大约10%在30-50mm的区间内
纤维中的大约2%在+50mm的区间内
经过25mm的筛网的纤维的尺寸分布为例如:
纤维中的20%在0-5mm的区间内
纤维中的30%在5-10mm的区间内
纤维中的38%在10-15mm的区间内
纤维中的10%在15-25mm的区间内
纤维中的2%在+25mm的区间内
通过切碎过程获得的玻璃纤维材料可用于其中玻璃纤维长度合适的任意目的。特别地,所获得的玻璃纤维材料可用于通过如下讨论的气流成网过程而制备非织造玻璃纤维材料。
此外,经切碎的玻璃可代替矿物棉、聚苯乙烯珠粒和纸层作为空心墙绝缘材料而在建筑物中作为绝缘材料使用。
开松过程
在另一实施方案中,尺寸减小在开松过程中进行,所述开松过程将玻璃纤维织物材料减小成具有更短纤维长度的更小玻璃纤维。开松过程为撕裂过程,其为比切碎过程更温和的过程。开松过程优选在精开松机中进行,所述精开松机包括进料输送机单元、进料单元、工作辊和主操作辊,更优选如所述具有如下规格。
在开松过程中尺寸减小之后,玻璃纤维可通过经过筛网的过滤过程而进一步加工,以提供更均匀的材料。所得玻璃纤维产物为玻璃纤维棉,所述玻璃纤维棉可直接使用或进一步加工。
切割过程
在又一实施方案中,玻璃纤维织物材料可通过切割过程而尺寸减小,所述切割过程将材料切割成玻璃纤维丝束。如果使用由碳化钨制得的刀具进行切割过程,则提供特别有效的过程。切割过程之后可为在获得最终玻璃纤维产品之前的撕裂过程。
由于原料的性质,即玻璃纤维织物材料通常为不规则的片且通常在数个轴上具有玻璃纤维,在切割过程之后获得的玻璃纤维就长度和不必垂直于纤维轴线的切割边缘而言可为不均匀的。因此,在切割过程之后获得的短切玻璃纤维的组成不同于由切割未组装成织物的玻璃纤维而获得的短切玻璃纤维的组成。
取决于最终产品,切割过程可产生不同长度区间的玻璃纤维,如2mm至30mm。在一个实施方案中,优选的是通过纯化玻璃纤维丝束的过滤过程而进一步加工玻璃纤维丝束。
在一个实施方案中,切割玻璃纤维织物材料,以获得长度为2mm至20mm的玻璃纤维丝束。得自切割过程的纤维的尺寸分布在预设切割尺寸的数mm内变化,如±2mm内,更优选±1mm内。例如,如果切割尺寸设定为12.5mm,则纤维通常在12.5至14.5mm的区间内,如11.5至13.5mm。当在石膏板的制造过程中添加时,这些小纤维长度尤其适用于增加例如石膏板的耐火性。
在另一实施方案中,切割玻璃纤维织物材料,以获得长度为5cm至30cm,如8cm至20cm的玻璃纤维丝束。得自切割过程的纤维的尺寸分布在预设切割尺寸的数cm内变化,如±2cm内,更优选±1cm内。例如,如果切割尺寸设定为17cm,则纤维通常在15至19cm的区间内,如16至18cm。这些更长的纤维长度尤其适合用作制备玻璃纤维棉的原料,也参见如下进一步描述。
在一个实施方案中,在尺寸缩小的短切分类玻璃纤维丝束用于增加其中使用短切纤维丝束的过程的效率之前,也将尺寸缩小的短切分类玻璃纤维丝束弄湿。例如,当纤维丝束用于增加例如石膏板的耐火性时,这是有意义的。
气流成网过程
经尺寸减小的玻璃纤维可通过气流成网过程而进一步加工成非织造织物。例如,气流成网过程在具有如下所讨论的规格的气流成网设备中进行。
气流成网过程在玻璃纤维的熔融温度以下的温度下进行,如300摄氏度以下,如200摄氏度以下。通过气流成网过程制得的玻璃纤维产品可用于任何合适的产品,如非织造材料的制备,例如用于绝缘棒。
针刺过程
如上所述获得的玻璃纤维棉可直接使用,也可通过针刺加工而进一步加工成非织造针刺垫。
针刺垫的制备可通过任何合适的方法进行;针刺加工例如在300摄氏度以下的温度下进行,以避免玻璃纤维的熔融。
压延过程
所得产品(其例如为气流成网或针刺的非织造毡)可随后经受压延过程。在一个实施方案中,压延过程使用两个圆筒进行,当片材在所述两个圆筒之间抽拉时,所述两个圆筒施加热量和压力以增加密度和内聚力。
该操作的目的是产生固体产品的立面,在所述立面处双组分纤维的可熔部分在压力辊或压力模下熔化。取决于所需产品,该操作可在不同时间时完成。
当在经过烘箱之后完成时,这提供给所制得的非织造物其最终形状和密度。当使用模制模完成时,其允许制得非织造固体形式。在两种情况中,可使用不同类型的纺织产品(非织造的或针织的)制得复杂产品。
产品
通过使用如上限定的各种方法,有可能制得如下所讨论并在实施例中进一步示例的一系列产品。通过本发明的过程获得的产品通常与由原玻璃纤维获得的对应的产品的区别在于,产品中的纤维的尺寸分布比由原玻璃纤维制得的产品中所存在的纤维的尺寸分布变化多得多。
短切玻璃纤维丝束
在一个实施方案中,所获得的产品为短切玻璃纤维丝束的组合物。束可以以3mm至30mm的几乎任何所需长度切断。由于原料的性质,长丝无需在丝束中完美粘着在一起(如它们在原短切丝束中那样),单个长丝往往变得松散并从丝束中落下。
此外,如上所述,丝束的长度可略微不同。由于原料和短切过程,一些略微更长,一些更短(+/-1mm)。而且,由于短切过程,短切丝束不100%地直线切断。一些短切丝束直线切割,其他略微倾斜。
再次,由于原料,小块的缝合线(如聚酯线)可存在于短切丝束之间。通常,线含量为0.1%至1.5%。
而且,短切丝束可被来自通常缝合至玻璃纤维织物的背面的短切丝束垫的薄层的玻璃纤维污染。
短切玻璃纤维丝束可如任何原短切玻璃纤维丝束那样用作增强材料,如在石膏板、粘合糊剂、热塑性塑料和热固性塑料,例如BMC、SMC和DMC中。
玻璃纤维棉
在另一实施方案中,所获得的产品为玻璃纤维棉。通过本文描述的方法获得的玻璃纤维棉可用于其中通常使用由原玻璃纤维制得的玻璃纤维棉的任何应用中。
由玻璃纤维织物制得的玻璃纤维棉优选由原料在如上所述的精开松过程中制得,所述原料为玻璃纤维织物材料或短切丝束。
玻璃纤维棉由长度为12至20cm,如14至18cm的纤维组成。由于开松过程和原料,玻璃纤维不具有完全相同的长度;一些纤维为数cm更短,一些更长。
通过根据本发明的方法获得的棉的视觉外观为蓬松轻盈的。玻璃显得非常均匀;然而,有可能看见不同的密度。而且,有可能看见小块的线,如聚酯线。线含量通常在0.1-2.5%,如0.5-2.5%的区间内。
在一个实施方案中,棉在网中预先包装。网中的棉可直接使用而不去除包装材料,由此有利于材料的使用。网优选由聚乙烯制得,由此当棉在具有高温的环境中(如在排气器中)使用时,网将在使用过程中熔融。
针刺垫
上述玻璃纤维棉可用于通过本领域技术人员已知的任何方法制备针刺垫毡。术语针刺垫可与术语非织造针刺垫和针刺毡互换使用。
根据本发明制得的针刺垫毡的视觉外观显得均匀,但有可能看见小块的线。颜色通常为白黄色,且颜色略微不同。线(如聚酯线)含量通常在0.1-2.5%,如0.5-2.5%的区间内。
根据本发明制得的针刺垫毡可用于与由原玻璃纤维制得的针刺垫毡相同的目的,即用于排气消音器的隔音介质、用于家用电器的隔热(如绝缘棉絮、过滤、挡热罩)以及任何通常工业隔热和隔音。
经切碎的玻璃
转化为经切碎的玻璃纤维的玻璃纤维织物材料可用作来自原玻璃纤维的任何经切碎的玻璃纤维。
首先,获自切碎过程的经切碎的玻璃可代替矿物棉、聚苯乙烯珠粒和纸层作为空心墙绝缘材料而在建筑物中作为绝缘材料使用。
此外,经切碎的玻璃可用于通过上述气流成网过程而制备非织造毡。
由于原料和制备过程,纤维的尺寸可取决于15mm至50mm的筛网尺寸而变化。无论安装哪个筛网尺寸,纤维长度存在相对大的差异。换言之,如果安装25mm的筛网,则由于过程,纤维可为1mm至超过30mm。
此外,残余量的玻璃纤维粉尘存在于产品中。玻璃具有结块在一起成小球状结构的尺寸的趋势。
由于纤维长度的不同和结块在一起的纤维的量(其似乎为无规的),根据本发明的经切碎的玻璃的视觉外观为并非显得非常均匀的材料。
缝合线(如聚酯线)含量通常在0.1-2.5%,如0.5-2.5%的区间内。
经切碎的玻璃通常由超过一种类型的玻璃纤维增强织物组成。这意味着经切碎的玻璃由具有不同类型和直径的涂布有不同类型的胶料的长丝的纤维和不同尺寸的所用粗纱组成。
非织造毡
根据本发明的方法获得的经切碎的玻璃可用于通过本领域技术人员已知的任何合适的方法制备非织造毡。术语非织造毡可与术语非织造气流成网毡和非织造气流成网物互换使用。
非织造毡的视觉外观通常如下:毡显得非常均匀,但明显的是纤维尺寸不同,一些纤维在切碎过程中未完全开松。
线(如聚酯线)含量通常在0.1-2.5%,如0.5-2.5%的区间内。
非织造毡可制备为具有任何合适的高度(厚度),如1mm至400mm之间。
非织造毡特别地可用作绝缘材料。
如上所述的切碎过程之后为在体积进料装置中进行的过程。纤维在具有小孔或小槽的鼓中吹气。鼓与织造带接触,且真空操作的装置吸取纤维并将纤维保持在输送带上。
在一个实施方案中,使用双组分纤维(也称为比科纤维)。比科纤维具有芯和外壳,所述芯具有通常的熔融温度,所述外壳具有低熔融温度。其通常为聚酯和聚乙烯的共混物。当双组分纤维经过烘箱时,由于它们的低熔点,双组分纤维在纤维之间产生更好的内聚力。
绝缘特性
通过根据本发明的上述过程获得的产品在许多不同的情况中用于绝缘目的。一些用于建筑物中的隔热,其他用于例如建筑物和车辆中的隔音。
已发现,相比于由原玻璃纤维材料获得的产品,通过本发明获得的产品具有优越的绝缘性质。如下在实施例中所示,根据本发明的产品相比于常规产品在更低密度下显示出更好的绝缘性质,因此可使用更少的材料以获得相同的特性。已显示,相比于常规材料,产品每重量单位具有25%至50%更好的绝缘性质,特别地每重量单位具有25%至50%更好的隔音性质,如每重量单位具有30%至40%更好的隔音性质。
而且,产品具有更好的热性能,其在至多750至800°下耐热。
不希望受限于理论,据信优越的性质由织物中的未经处理的玻璃纤维的机械处理产生,其中如上定义的术语“未经处理的”意指无基体添加至纤维或者从纤维中去除。
小的重量损失
也已发现,相比于常规玻璃纤维材料,如上所述获得的产品在使用过程中具有更小的重量损失,特别是当玻璃纤维产品用于加热环境中时。看起来根据本发明获得的产品具有比常规重量损失的一半更小的重量损失,从而产生更好的产品,因为绝缘性质随着重量减小而减小。
再次不受限于理论,据信由于将纤维保持在织物中的适当位置的缝合线,玻璃纤维产品的表面硬化,并如同壳一样保护玻璃纤维产品。
应用
根据本发明获得的产品可用于多种应用中,如增强材料和绝缘材料。
特别地,产品可用作:
建筑物中的隔热和/或隔音,如空心墙绝缘、地板之间、屋顶下方、门内、围绕管道的技术绝缘和车辆(如汽车和卡车)、船艇和飞机、消音器和废气排放控制系统,以及燃气轮机中。
而且,产品可在合适应用中用作阻燃剂,如在建筑物和车辆中,例如用于防火门中。
设备
如上所述的过程可在任何合适的设备中进行。在一个实施方案中,一些过程在移动设备中进行,从而有可能在玻璃纤维产品进一步使用的位置处制备玻璃纤维产品。当最终产品比原料更大体积时这是特别有意义的,因为最终产品将比原料需要更多的运输设备。因此,通过在移动设备环境中进行所述过程而获得益处。
在一个实施方案中,重建船运集装箱以包括精开松机生产线,如具有筒仓的精开松机、冷凝器和打包机以及粉碎机。
实施例
在如下实施例中,使用下述装备:
闸刀式切割机
优选的技术规格:
●该切割机配备碳化钨移动刀具以切割硬的材料
●切割宽度:280mm,有效用于700mm台式进给机构宽度
●可接受的压缩材料厚度:根据材料的类型,30mm至50mm
●进给机构处的最大材料厚度:根据材料可压缩性,+/-100mm
●切割速度:400次切割/分钟
●切割长度范围:6mm至160mm
●根据材料切割长度和载荷而变化的生产可达超过1000kg/小时
●切割机由具有冷却外壳的三相封闭电动机驱动
●总安装功率:9.2Kw/50Hz–10.6Kw/60Hz
操作信息:
●材料在进料带上输送至等待中的硬化钢辊组件。辊在进料台上压缩材料,并朝向刀具有效拉引材料。
●碳化物移动刀具与固定刀具之间产生的剪刀作用简单准确地确保干净边缘切口。
●辊调节使得各种类型和形状的材料的无故障进料成为可能。
单轴转子粉碎机
优选的技术规格:
●单轴粉碎机
●转子直径:370mm和500mm
●生产量:至多1000kg/小时
●液压材料进料系统
●所需功率:45-110kW
●150RPM的低恒定转子速度
●具有电动机、皮带传动、液力联轴节和减速齿轮的主传动。
●具有齿状对刀具的成型转子
操作信息:
●材料在进料带上输送至料斗中,并由转子抵靠筛网加工
●如果经切碎的材料不能经过筛网,则将其再次加工
●材料输送至大的袋子中
精开松机
优选的技术规格:
●标称工作宽度:1500mm
●最大生产:kg/h 300/400
●开松辊具有500mm的直径
●用于控制开松机导引器的马达齿轮箱1.1Kw
●用于控制开松机的梳理辊的马达齿轮箱0.55Kw
●用于控制开松辊的马达11Kw
●排气器的马达7.5kW
●开松辊的最大速度:转/min 960
●最大导引速度10mt/min
●用于以252Kgf/m3离开布边开松机的材料的排气器:传送4500/5000m3/h
●进入材料的最大厚度:取决于原料的类型和密度,10mm
●机器由3相电动机和风扇驱动
●总安装功率:20.2Kw 380V-50Hz
操作信息:
●装备由进料输送机单元、进料单元、工作辊和主操作辊组成。
●取决于纤维的开松度,工作辊和开松辊覆盖有硬丝或硬销。
●工作辊、开松辊和进料辊由变换器控制,因此操作者可调节合适的速度。
●材料由输送带传输至一组导引器圆筒。导引器圆筒压缩材料,并将材料传递至圆筒开松。
●具有不同旋转速度的梳理圆筒的作用提供了材料的有效孔径
●圆筒的调节确保了不同类型的材料的开松。
●就阻挡不利材料而言自动停止进料,反向功率的可能性。
气流成网设备
优选的技术规格:
●容量:(宽度1000mm)1000kg/h
●生产宽度:250-5000mm
●线速度:至多200m/min
●网高度:1-400mm
实施例1
经切碎的玻璃的制备
使用混合类型且玻璃纤维增强的多轴件(其包括单轴件、双轴件和三轴件,具有200g/m2至2500g/m2的每平方米重量)作为原料,在切碎过程中产生经切碎的玻璃。对于经切碎的材料的纤维长度,产品具有相对大的差异。由于过程,纤维为1mm至超过70mm。具有存在于产品中的一定量的玻璃纤维粉尘。玻璃具有结块在一起成小棉球的尺寸的趋势。由于纤维长度的不同和结块在一起的纤维的量(其似乎为无规的),玻璃的视觉外观为材料并非显得非常均匀。颜色为不同程度的灰色。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。如果与皮肤接触,玻璃纤维为使人发痒的。经研磨的材料通常由超过一种类型的玻璃纤维增强织物组成。这意味着经研磨的玻璃由具有不同类型和直径的涂布有不同类型的胶料的长丝的纤维和不同尺寸的所用粗纱组成。
产品通过如下过程制得:
织物在输送带上传输至转子切割机中,所述转子切割机将材料切碎至大约平均50mm的长丝长度的材料。粉碎机为配备直径为370mm的转子的单轴粉碎机。转子成型为具有齿状对刀具,并由具有皮带传动、液力联轴节和减速齿轮的电动机驱动。发动机具有45-110kW的所需功率,其确保150RPM的低恒定转子速度。
材料可通过冷凝器进一步加工,其中风扇将材料进料通过软管进入筒仓,其中通过使用冷凝器技术而减少玻璃粉尘。冷凝器为分离空气和产生的纤维的系统,以在筒仓上优化材料排出。冷凝器在吸入管中提供恒定压力并在筒仓式进料器内部均匀倾注。机器由如下组成:材料的入口室(在压力下的区域)、用于沉积纤维并排出圆筒中的空气的具有小孔的两个圆筒(筛网)(真空区域),和用于在压力和低压下分开份额(share)的3密封系统。当纤维材料进入冷凝器时,其附接至圆筒的穿孔表面,由于在圆筒外部和内部的压力的组合作用,粉尘由空气吸出。当圆筒转动时,其经过无抽吸的区域,这使得纤维材料通过其自身重量的作用而下落至筒仓中。
材料在进料带上传输至料斗中,液压材料进料系统确保材料被有效加工。如果经切碎的玻璃不能经过50mm筛网,则将其再次加工。生产量为1000kg/小时。经切碎的玻璃被输送至大的袋子中。
经切碎的玻璃可用作用于制备非织造气流成网布的原料以及空心墙绝缘件,如上所述。
实施例2
非织造毡的制备
非织造毡通过气流成网过程制得,以用于隔音和隔热。毡的视觉外观显示纤维的尺寸不同,且一些纤维在切碎过程中未完全开松。颜色为浅灰色,但颜色不同。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。非织造毡制备为具有5mm的高度(厚度)。通过安装有25mm筛网的粉碎机加工的纤维(其添加有20%的重量为1022g/m2的共PET/PE,所述共PET/PE已通过烘箱和压延过程)在纵向上具有119.5的“以N计的抗力性(Dynamometric resistance)”,在横向上具有176.2的“以N计的抗力性”,在纵向上具有81.2的“以Mpa计的杨氏模量”,在横向上具有155.0的“以Mpa计的杨氏模量”。
产品通过如下步骤制得:
步骤1:
使用混合类型且玻璃纤维增强的多轴件(其包括单轴件、双轴件和三轴件,具有200g/m2至2500g/m2的每平方米重量)作为原料,在切碎过程中产生经切碎的材料。织物在输送带上传输至转子切割机中,所述转子切割机将材料切碎成平均大约25mm的长丝长度的材料。粉碎机为配备直径为370mm的转子的单轴粉碎机。转子成型为具有齿状对刀具,并由具有皮带传动、液力联轴节和减速齿轮的电动机驱动。发动机具有45-110kW的所需功率,其确保150RPM的低恒定转子速度。
经切碎的材料的纤维长度具有相对大的差异。由于过程,纤维为1mm至超过40mm。具有存在于产品中的一定量的玻璃纤维粉尘。玻璃具有结块在一起成小棉球的尺寸的趋势。由于纤维长度的不同和结块在一起的纤维的量(其似乎为无规的),玻璃的视觉外观为材料并非显得非常均匀。颜色为不同程度的灰色。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。如果与皮肤接触,玻璃纤维为使人发痒的。经研磨的材料通常由超过一种类型的玻璃纤维增强织物组成。这意味着经研磨的玻璃由具有不同类型和直径的涂布有不同类型的胶料的长丝的纤维和不同尺寸的所用粗纱组成。
材料在进料带上传输至料斗中,液压材料进料系统确保材料被有效加工。如果经切碎的材料不能经过25mm筛网,则将其再次加工。生产量为1000kg/小时。经切碎的材料被输送至大的袋子中。
步骤2:
为了获得良好的纤维共混,将材料带入开松机/破碎机装置中。在该操作过程中,纤维彼此分离,以增益体积并允许纤维共混。如果纤维完全开松,则这确保网的最佳均匀性。在该操作过程中,玻璃纤维与熔融纤维共混。
步骤3:
使材料通过体积进料装置。
步骤4:
纤维在具有6mm的孔或槽的鼓中吹气。压实机压力为3,5巴。鼓与织造带接触,且真空操作的装置吸取纤维并将纤维保持在速度为3米/分钟的输送带上。
步骤5:
使具有气流成网材料的带通过温度为165℃的烘箱。在该操作过程中,用于产生纤维之间的结合的双组分纤维的熔融部分被部分熔化,因此在纤维之间产生一定水平的内聚力。提供给纤维的内聚力足以允许操纵所获得的非织造产品。气流风扇以800RPM的速度运行。
非织造毡可用于隔音和隔热。
实施例3
非织造绝缘材料的制备
非织造绝缘材料通过气流成网过程制得,以用于隔音和隔热。毡的视觉外观显示纤维的尺寸不同,且一些纤维在切碎过程中未完全开松。颜色为浅灰色,但颜色不同。聚酯线的含量在0.1-1.5%之间。非织造绝缘件制备为具有150mm的高度(厚度)。来自安装有50mm筛网的粉碎机的材料添加20%的共PET/PE纤维。纤维长度为大约50mm,但由于过程而在1-70mm中变化。应用与常规非织造气流成网技术不同的方法。
非织造绝缘件替代常规绝缘材料,例如常规玻璃棉产品、矿物棉产品、纸层产品和天然纤维。
产品通过如下步骤制得:
步骤1:
使用混合类型且玻璃纤维增强的多轴件(其包括单轴件、双轴件和三轴件,具有200g/m2至2500g/m2的每平方米重量)作为原料,在切碎过程中产生经切碎的材料。玻璃纤维增强的多轴织物在输送带上传输至转子切割机中,所述转子切割机将材料切碎至平均大约50mm的长丝长度的材料。粉碎机为配备直径为370mm的转子的单轴粉碎机。转子成型为具有齿状对刀具,并由具有皮带传动、液力联轴节和减速齿轮的电动机驱动。发动机具有45-110kW的所需功率,其确保150RPM的低恒定转子速度。
经切碎的材料的纤维长度具有相对大的差异。由于过程,纤维为1mm至超过70mm。具有存在于产品中的一定量的玻璃纤维粉尘。玻璃具有结块在一起成小棉球的尺寸的趋势。由于纤维长度的不同和结块在一起的纤维的量(其似乎为无规的),玻璃的视觉外观为材料并非显得非常均匀。颜色为不同程度的灰色。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。如果与皮肤接触,玻璃纤维为使人发痒的。经研磨的材料通常由超过一种类型的玻璃纤维增强织物组成。这意味着经研磨的玻璃由具有不同类型和直径的涂布有不同类型的胶料的长丝的纤维和不同尺寸的所用粗纱组成。
材料在进料带上传输至料斗中,液压材料进料系统确保材料被有效加工。如果经切碎的材料不能经过50mm筛网,则将其再次加工。生产量为1000kg/小时。经切碎的材料被输送至大的袋子中。
步骤2:
为了获得良好的纤维共混,将材料带入开松机/破碎机装置中。在该操作过程中,纤维彼此分离,以增益体积并允许纤维共混。如果纤维完全开松,则这确保网的最佳均匀性。在该操作过程中,玻璃纤维与熔融纤维共混。
步骤3:
使材料通过体积进料装置。
步骤4:
纤维在具有6mm的孔或槽的鼓中吹气。压实机压力为3.5巴。鼓与织造带接触,且真空操作的装置吸取纤维并将纤维保持在速度为3米/分钟的输送带上。
步骤5:
使具有气流成网材料的带通过温度为165℃的烘箱。在该操作过程中,用于产生纤维之间的结合的双组分纤维的熔融部分被部分熔化,因此在纤维之间产生一定水平的内聚力。提供给纤维的内聚力足以允许操纵所获得的非织造产品。气流风扇以800RPM的速度运行。
实施例4
玻璃纤维棉的制备
该产品可作为终产品用作排气系统和消音器的隔音棉,或者其可用作用于产生针刺垫的非织造针刺过程的原料。长丝为16-18cm长;然而由于过程,玻璃长丝不完全为相同长度,一些长丝比16cm短,一些长丝比18cm长。密度为约70g/升,玻璃棉的视觉外观为白色,具有轻柔蓬松的稠度。棉显得非常均匀;然而,有可能看见材料密度如何变化。而且,存在可见的小块聚酯线。材料含有0.1-2.5%之间的聚酯线。材料含有少量的玻璃纤维粉尘,但大部分玻璃纤维粉尘已通过冷凝器技术去除。在其中玻璃被置于炉子中的支架中的加热测试(在400摄氏度开始1小时,并且每小时增加100度)中,材料在700摄氏度下具有良好形状,但在800摄氏度下1小时之后,材料为平直且硬的。该产品可以以本体提供或包装于小的易燃塑料袋或塑料网中以置于消音器中。隔音棉可替代为此目的最初制得的原玻璃纤维,例如短切丝束或连续粗砂。
产品通过如下步骤制得:
步骤1:
玻璃纤维织物材料必须首先分类以确保使用相同类型的原料材料。使用精开松机将材料开松。装备由进料输送机单元、进料单元、工作辊和主操作辊组成。工作辊和开松辊覆盖有硬丝。工作辊、开松辊和进料辊由变换器控制,因此操作者可调节合适的速度。材料由输送带传输至一组导引器圆筒。导引器圆筒压缩材料,并将材料传递至圆筒开松。具有不同旋转速度的梳理圆筒的作用提供了材料的有效孔径。精开松机具有1500mm的工作宽度和400kg/小时的生产能力,并以10米/分钟的最大导引速度进料至机器中。精开松机具有直径为500mm的开松辊,并具有11kW的用于控制开松辊的马达,从而提供给开松辊960RPM的速度。机器由具有20.2kW 380V-50Hz的总安装功率的具有风扇的3相马达驱动。在无排气器的情况下的声压为Lep d(A)<70,且排气器的声压为Lep dB(A)<82。在将材料进料至机器中之后,具有脊状丝线的水平设置的圆筒将织物撕裂成玻璃纤维棉材料。
步骤2:
风扇将材料进料通过软管进入筒仓,其中通过使用冷凝器技术减少玻璃粉尘。冷凝器为分离空气和产生的纤维的系统,以在筒仓上优化材料排出。冷凝器在吸入管中提供恒定压力并在筒仓式进料器内部均匀倾注。机器由如下组成:材料的入口室(在压力下的区域)、用于沉积纤维并排出圆筒中的空气的具有小孔的两个圆筒(筛网)(真空区域),和用于在压力和低压下分开份额的三个密封系统。当纤维材料进入冷凝器时,其附接至圆筒的穿孔表面,由于在圆筒外部和内部的压力的组合作用,粉尘由空气吸出。当圆筒转动时,其经过无抽吸的区域,这使得纤维材料通过其自身重量的作用而下落至筒仓中。
步骤3:随后将材料自动进料至打包机,从而在打包机中将材料压缩成700mm(L)x700mm(W)x 600mm(H)的包。打包机为具有完全自动化的压缩和用于连续进料的装载料斗的通道卡箍过程(channel bailing process)。驱动功率为7.5kW,从而提供140kW的挤压功率和33.3N/cm3的具体挤压力。循环时间为28秒,从而递送35m3/小时的生产量。包被手动捆住并托盘装运。
或者,材料在适用于所述目的(如用于消音器和废气排放控制系统)的尺寸的聚乙烯网中包装。在材料离开筒仓之后,将材料进料至重量测定器上,重量为所需重量的+/-5%之内。通过活塞将材料推动通过管道。管道在出口端处具有减小的直径,在材料进入连续聚乙烯网之前,所述出口端压缩材料。在将网置于箱中之前切割网并在每一端密封。预包装的网在包装过程中通过真空压缩,以降低空间和运输成本。
所制得的玻璃纤维棉可原样用作排气器或消音器隔音件或作为制备针刺垫的原料。
实施例5
用于针刺垫的棉的制备
该产品可作为终产品用作排气系统和消音器的隔音棉,或者作为用于产生针刺垫的非织造针刺过程的原料。长丝为11-13cm长;然而由于过程,玻璃长丝不完全为相同长度,一些长丝比11cm短,一些长丝比12cm长。密度为约70g/升,玻璃棉的视觉外观为白色,具有轻柔蓬松的外观。棉显得非常均匀;然而,有可能看见材料密度如何变化。而且,可见小块聚酯线。材料含有在0.1-2.5%之间的聚酯线。材料含有少量的玻璃纤维粉尘,但大部分玻璃纤维粉尘已通过冷凝器技术去除。在其中玻璃被置于炉子中的支架中的加热测试(在400摄氏度开始1小时,并且每小时增加100度)中,材料在700摄氏度下具有良好形状,但在800摄氏度下1小时之后,材料为平直且硬的。该产品可以以本体提供或包装于小的易燃塑料袋中以置于消音器中。隔音棉可替代为此目的最初制得的原玻璃纤维,例如短切丝束或连续粗砂。
产品通过如下步骤制得:
步骤1:
使用两个闸刀式切割机将织物预切割成15x 15cm的片。玻璃纤维增强多轴件必须首先分类以确保相同类型的单向1150合并(combi)材料。将材料进料至增强闸刀式切割机中。该切割机配备有碳化钨移动刀具,所述碳化钨移动刀具能够以400次切割/分钟的速度切割硬玻璃纤维材料。有效用于700mm台式进给机构宽度的切割宽度为280mm。生产能力为约1000kg/小时。切割机由总安装功率为9.2Kw/50Hz–10.6Kw/60Hz的具有冷却外壳的三相封闭电动机驱动。材料在进料带上输送至等待中的硬化钢辊组件。辊在进料台上压缩材料,并朝向刀具有效拉引材料。碳化物移动刀具与固定刀具之间产生的剪刀作用确保15cm的干净边缘切口。将织物传输至与纵向具有90度角度的另一类似的切割机中。切割机设置为产生15cm的切口的类似设定。织物的方形片具有15x 15cm的尺寸。
或者,使用闸刀式切割机将织物预切割成60至80mm的片,从而产生更小的织物片,所述织物片以相同的方式进行处理。
步骤2:
材料输送至撕裂线中。撕裂机具有1000kg/小时的生产能力和1500mm的工作宽度。撕裂线具有三个圆筒,并且在运行过程中可调节。输出长丝为6至8cm长。
步骤3:
风扇将材料进料通过软管进入筒仓,其中通过使用冷凝器技术减少玻璃粉尘。冷凝器为分离空气和产生的纤维的系统,以在筒仓上优化材料排出。冷凝器在吸入管中提供恒定压力并在筒仓式进料器内部均匀倾注。机器由如下组成:材料的入口室(在压力下的区域)、用于沉积纤维并排出圆筒中的空气的具有小孔的两个圆筒(筛网)(真空区域),和用于在压力和低压下分开份额的3密封系统。当纤维材料进入冷凝器时,其附接至圆筒的穿孔表面,由于在圆筒外部和内部的压力的组合作用,粉尘由空气吸出。当圆筒转动时,其经过无抽吸的区域,这使得纤维材料通过其自身重量的作用而下落至筒仓中。
步骤4:
随后将材料自动进料至打包机,从而在打包机中将产品压缩成700mm(L)x 700mm(W)x 600mm(H)的包。打包机为具有完全自动化的压缩和用于连续进料的装载料斗的通道卡箍过程。驱动功率为7.5kW,从而提供140kW的挤压功率和3.3N/cm3的具体挤压力。循环时间为28秒,从而递送35m3/小时的生产量。包被手动捆住并托盘装运。
实施例6
短切丝束的制备
干燥或湿润的短切丝束可由单向多轴织物制得。丝束被切断至6mm的长度。长丝在丝束中不完美粘着在一起(如它们在原短切丝束中那样)-单个长丝往往变得松散并从丝束中落下。一些丝束的长度略微不同。由于短切过程,一些略微更长,一些更短(+/-1mm)。由于短切过程,短切丝束不100%直线地切断。一些短切丝束直线切割,其他略微倾斜。材料含有小块的聚酯线以及来自通常缝合至垫的背面的短切丝束垫的薄层的玻璃纤维。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。短切纤维可用于石膏板、粘合糊剂、热塑性塑料、热固性塑料(热固性材料),如本体模制复合物(BMC)、片材模制复合物(SMC)或温和(dove)模制复合物(DMC)。回收纤维可替代为此目的最初制得的原玻璃纤维,例如短切丝束、湿用短切丝束或用于切断的粗纱。
步骤1:
玻璃纤维多轴增强件必须首先分类以确保相同类型的单向1150合并材料。将材料进料至增强闸刀式切割机中。该切割机配备有碳化钨移动刀具,所述碳化钨移动刀具能够以400次切割/分钟的速度切割硬玻璃纤维材料。有效用于700mm台式进给机构宽度的切割宽度为280mm。生产能力为约1000kg/小时。切割机由总安装功率为9.2Kw/50Hz–10.6Kw/60Hz的具有冷却外壳的三相封闭电动机驱动。材料在进料带上输送至等待中的硬化钢辊组件。辊在进料台上压缩材料,并朝向刀具有效拉引材料。碳化物移动刀具与固定刀具之间产生的剪刀作用确保干净边缘切口。
步骤2:
将短切丝束传输至以低RPM竖直旋转的具有可变筛网尺寸的机械滚筒,以过滤掉聚酯线,并确保纤维尽可能地纯。然而,所述过程必须轻柔,以避免丝束破碎成单个长丝。
步骤3:
短切丝束可任选地传输通过潮湿过程,所述潮湿过程将水分添加至短切纤维,因此短切纤维含有约7%的水分以增加随后过程的效率。短切丝束可例如用作石膏板中的耐火材料。
最后,将短切丝束传输至大的袋子中以储存。
实施例7
针刺垫的制备
针刺垫在非织造针刺过程中制得,以用于隔音和隔热。毡显得非常均匀,但有可能看见小块的聚酯线。颜色为白黄色,且颜色略微不同。添加有20%的重量为1129g/m2的共PET/PE(所述共PET/PE已通过烘箱和压延过程)的玻璃纤维棉在纵向上具有214.1的“以N计的抗力性”,在横向上具有705.4的“以N计的抗力性”,在纵向上具有93.0的“以Mpa计的杨氏模量”,在横向上具有501.2的“以Mpa计的杨氏模量”。聚酯线的含量在0.1-2.5%之间。针刺垫可替代由为此目的最初制得的原玻璃纤维(例如短切丝束或用于切断的粗纱)制得的毡。
产品通过如下步骤制得:
步骤1:
首先产生棉。长丝为16-18cm长;然而由于过程,玻璃长丝不完全为相同长度,一些长丝更短,一些长丝更长。密度为约70g/升,玻璃棉的视觉外观为白色,具有轻柔蓬松的外观。棉显得非常均匀;然而,有可能看见材料密度如何变化。而且,可见小块聚酯线。材料含有在0.1-2.5%之间的聚酯线。材料含有少量的玻璃纤维粉尘,但大部分玻璃纤维粉尘已在冷凝器技术中去除。在其中玻璃被置于炉子中的支架中的加热测试(在400摄氏度开始1小时,并且每小时增加100度)中,材料在700摄氏度下具有良好形状,但在800摄氏度下1小时之后,材料为平直且硬的。隔音棉可替代为此目的最初制得的原玻璃纤维,例如短切丝束或连续粗砂。
在过程的第一步骤中,使用精开松机将材料开松。装备由进料输送机单元、进料单元、工作辊和主操作辊组成。工作辊和开松辊覆盖有硬丝。工作辊、开松辊和进料辊由变换器控制,因此操作者可调节合适的速度。材料由输送带传输至一组导引器圆筒。导引器圆筒压缩材料,并将材料传递至圆筒开松。具有不同旋转速度的梳理圆筒的作用提供了材料的有效孔径。精开松机具有1500mm的工作宽度和400kg/小时的生产能力,并以10米/分钟的最大导引速度进料至机器中。精开松机具有直径为500mm的开松辊,并具有11kW的用于控制开松辊的马达,从而提供给开松辊960RPM的速度。机器由具有20.2kW380V-50Hz的总安装功率的具有风扇的3相马达驱动。在无排气器的情况下的声压为Lep d(A)<70,且排气器的声压为Lep dB(A)<82。在将材料进料至机器中之后,具有硬丝的水平设置的圆筒将织物撕裂成玻璃纤维棉。
步骤2:
风扇将材料进料通过软管进入筒仓,其中通过使用冷凝器技术减少玻璃粉尘。冷凝器为分离空气和产生的纤维的系统,以在筒仓上优化材料排出。冷凝器在吸入管中提供恒定压力并在筒仓式进料器内部均匀倾注。机器由如下组成:材料的入口室(在压力下的区域)、用于沉积纤维并排出圆筒中的空气的具有小孔的两个圆筒(筛网)(真空区域),和用于在压力和低压下分开份额的3密封系统。当纤维材料进入冷凝器时,其附接至圆筒的穿孔表面,由于在圆筒外部和内部的压力的组合作用,粉尘由空气吸出。当圆筒转动时,其经过无抽吸的区域,这使得纤维材料通过其自身重量的作用而下落至筒仓中。
步骤3:
将玻璃开松并通过干法成网梳理系统(也称为针刺非织造过程),其中通过机械取向和互锁梳理网的纤维而产生针刺纺织品。应用的过程为首先再次使用开松机将纤维开松。过程的第一步骤:在该操作过程中,纤维彼此分离,以增益体积并允许纤维共混。开松最大,则网的均匀性最佳。在该操作过程中,玻璃纤维与熔融纤维共混。
步骤4:
纤维通过梳理机,并清洁且相对平行地离开。第一部分允许经由“进料圆筒”(包刺辊,刺辊进料)导引纤维,第二部分进行梳理操作本身。其包括由附属物围绕的“主要鼓(drum major)”(梳理圆筒)。每个附属物由与“剥离圆筒”(剥离辊)关联的“工作圆筒”(工作辊)组成。圆筒剥离器负责清洁工作圆筒。主要转辊和工作辊具有布满刺突的涂层,且它们起到之前木板的作用。第三部分通过“剥棉辊”(剥棉器,剥棉圆筒)获得网。
步骤5:
通过梳理网的连续交替移动而制得待针刺的1米宽的网。通过相对于交替移动的频率的机器传输机速度的设定而提供针刺网重量和高度。
步骤6:
针刺设备递送单击上托盘(single hit upper tray):100击/cm2。通过纤维缠绕而固结网。
步骤7:
双组分PES的外壳的熔融烘箱温度:165℃,气流风扇:800RPM。在该操作过程中,用于产生纤维之间的结合的纤维的熔融部分被部分熔化,因此在纤维之间产生一定水平的内聚力。提供给纤维的内聚力足以允许操纵所获得的非织造产品。
实施例8
绝缘性质的测试
如实施例5中所述获得的棉在扬声器测量中进行测试,测量吸音。测试三种不同密度的棉,即120g/l、96g/l和77g/l。
测量使用管道D54x 1.5mm和两个麦克风进行,其中麦克风1与麦克风2之间的距离为80.3mm,麦克风1与棉样品之间的距离为138.0mm。将棉样品固定于管道内部,以2hZ的步长从20至1200Hz进行测量。也使用空管道作为参照而进行测量。
结果示于图7中,由图7可以看出,密度为77g/l的棉样品位于正常范围内,其他两个样品具有更好的吸音。这可与常规产品(其中密度为约120g/l的棉样品位于正常范围内)进行比较。因此,可以断定,根据本发明获得的棉具有比常规产品更好约25%至50%的绝缘性质。
此外,相比于常规玻璃纤维棉(其中损失通常为约3%),测量在测试过程中材料的重量损失,其为约1%。

Claims (21)

1.一种通过机械过程将玻璃纤维织物材料转化为另一玻璃纤维产品的方法,其中所述纤维织物材料没有嵌入基体材料中,其中所述织物材料为单向的或多轴的、并由缝合结合成织物的在一个或多个方向上的玻璃纤维的多个层组成,所述玻璃纤维涂布有胶料,其中所述织物材料被切割成长度为5cm至30cm的玻璃纤维,并随后将经切割的纤维进一步加工成所述另一玻璃纤维产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料为生产废料。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料为可弯曲的或柔性的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述一个或多个方向与材料表面平行。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述玻璃纤维织物材料由聚酯线缝合结合。
6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法,其中所述机械过程通过切割过程进行,所述切割过程将材料切割成短切玻璃纤维丝束。
7.根据权利要求6所述的方法,其中使用由碳化钨制得的刀具进行所述切割过程。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中所述切割过程之后为撕裂过程。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法,其中所述玻璃纤维丝束通过过滤过程而进一步加工,所述过滤过程纯化短切玻璃纤维丝束。
10.根据权利要求6-7中任一项所述的方法,其中所述短切玻璃纤维丝束具有5cm至30cm,如8cm至20cm的长度。
11.根据前述权利要求1-10中任一项所述的方法,其中所述材料为单向材料。
12.根据权利要求6-10中任一项所述的方法,其中所述短切玻璃纤维丝束通过撕裂过程而进一步加工成玻璃纤维棉。
13.根据权利要求5所述的方法,其中所述玻璃纤维通过冷凝技术而进一步加工。
14.根据权利要求12所述的方法,其中所述玻璃纤维棉通过针刺加工而进一步加工成针刺垫。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述针刺加工在300摄氏度以下的温度下进行。
16.根据权利要求6-10中任一项所述的方法,其中将尺寸缩小的短切玻璃纤维分类并任选地弄湿。
17.一种经开松的玻璃纤维材料,其根据如权利要求8-16中任一项所述的方法制得并通过撕裂过程开松。
18.绝缘棉,其包括如权利要求17所述的经开松的玻璃纤维材料。
19.根据权利要求18所述的绝缘棉,其用于排气系统和消音器中。
20.根据权利要求18所述的绝缘棉,其用作技术绝缘件,如围绕管道和管线的绝缘件。
21.根据权利要求18所述的绝缘棉,其用于燃气轮机中。
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