CS223491B1

CS223491B1 - Non-woven mat for thermal-noise isolation

Info

Publication number: CS223491B1
Application number: CS819986A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Stangl; Ladislav Drapela; Zdenka Skokanova; Milan Rehak; Lubica Cibakova
Original assignee: Jaroslav Stangl; Ladislav Drapela; Zdenka Skokanova; Milan Rehak; Lubica Cibakova
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1983-10-28

Abstract

Netkaná rohož pro tepelně hlukovou izolaci ee vyrábí v průmyslu netkaných textilií pro stavební účely. Sestává z homogenní směsi skleněných vláken, provázaných a spojených částečně roztavenými termoplastickými syntetickými vláknyNon-woven mat for thermal noise ee insulation is produced in the nonwoven industry fabrics for building purposes. It consists of a homogeneous one blends of glass fibers and joined by partially melted thermoplastic synthetic fibers

Description

Vynález se týká netkané rohože pro tepelně hlukovou Izolaci, sestávající ze směsi anorganických a organických vláken· <feou známy netkané textilie a rohože ze skleněných vláken a postupy jejich výroby. Tak například způsob ukládání je znám z patentového spisu USA č. 3 445 207, dále britského patentového spisu č. 961 631, rakouského patentového spisu č. 297 962.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-insulating non-woven mat consisting of a mixture of inorganic and organic fibers known in the art of non-woven fabrics and glass fiber mats. For example, a storage method is known from U.S. Pat. No. 3,445,207, British Patent No. 961,631, Austrian Patent No. 297,962.

V patentovém spise USA č. 3 981 708 je popsáno provazování vláken a tvorba rohoží z nich, v patentovém spise č. USA 3 012 289 je popsáno zpevnění útvaru pomocí příměsi organických vláken.U.S. Pat. No. 3,981,708 discloses fiber bonding and mat formation, and U.S. Pat. No. 3,012,289 discloses solidification of the formation by admixture of organic fibers.

Uvedené patentové spisy se vztahují na zpracování a tvorbu rohoží ze skleněných vláken. Nevýhodou těchto rohoží je minimální pevnost útvaru a tím nepatrná samonosnost. Rohože lze používat pouze jako vycpávkový izolační materiál nebo je nutno je dále zpevnit dalěím pracovním postupem.These patents relate to the processing and formation of glass fiber mats. The disadvantage of these mats is the minimum strength of the formation and thus the low self-bearing capacity. The mats can only be used as padding insulating material or need to be further reinforced.

Někteří výrobci provádějí zpevnění útvaru ze skleněných nebo jiných anorganických vláken na příklad vpichováním na vpichovacích strojích. Uvedeného způsobu využívá například japonský patentový spis č. 52-148 274; vpichování je prováděno za mokra počtem 100 až 500 vpichů na cm . Lepší soudržnosti se dociluje kombinací anorganických vláken s vlákny organickými; vrstva takto vytvořená se vpichuje nebo prošívá na prošívacím stroji. V některých případech se provádí vpichování do tkaniny z organických vláken, například u patentového spisu USA č. 3 975 565 do viskosové tkaniny.Some manufacturers reinforce a glass or other inorganic fiber formation by, for example, needling on needling machines. For example, Japanese Patent Specification No. 52-148 274; stitching is performed in the wet with a number of 100 to 500 strokes per cm. Better cohesiveness is achieved by combining inorganic fibers with organic fibers; the layer thus formed is stitched or stitched on the quilting machine. In some cases, needling is performed into the organic fiber fabric, for example, in U.S. Patent No. 3,975,565 to the viscose fabric.

Uvedené postupy vpichování a prošívání mají společnou nevýhodu, která spočívá v podstatném snížení objemové hmotnosti výrobku, což působí zhoršení izolačních vlastností. Mimo to, technologické zpracování mé za následek silné drcení vláken během zpracování; minimální počet vláken anorganického původu, která jsou velmi křehká, je zapojen funkčně do vlastního provázání út- 2 223 491 varu. Drcením vláken se kromě toho značně zvyšuje prašnost provozu a zhoršují se jeho hygienické podmínky.These needling and stitching processes have the common disadvantage of substantially reducing the bulk density of the product, which results in a deterioration of the insulating properties. In addition, technological processing results in a strong fiber shredding during processing; the minimum number of fibers of inorganic origin, which are very brittle, is functionally involved in the actual bonding of the boil 2 223 491. In addition, the pulverization of the fibers greatly increases the dustiness of the operation and worsens its hygienic conditions.

Směsi vláken anorganických a organickými jsou rovněž připravovány papírenským způsobem, jak popisuje například DOS Č.176O 438.Mixtures of inorganic and organic fibers are also prepared by the papermaking process, as described, for example, in DOS No. 176O 438.

Nevýhodou tohoto způsobu výroby je vysoká objemová hmotnost výrobku. Mimo to, papírihským způsobem je možno zpracovat pouze velmi krátká vlákna, takže pevnosti výrobku jsou velmi nízké a materiál je možno použít pouze pro speciální účely, a to tam, kde vysoká objemová hmotnost a nízká pevnost není na závadu, například pro filtraci.A disadvantage of this production method is the high bulk density of the product. In addition, only very short fibers can be processed by the papermaking process, so that the product strengths are very low and the material can only be used for special purposes where high bulk density and low strength are not detrimental, for example for filtration.

Nejčastějším postupem zpracování skleněných vláken na rohože je příprava vlákenné rohože ze skleněných vláken, případně s příměsí jiných, organických vláken a jejich dodatečné zpevnění bud pomocí práškových termosetických nebo termoplastických pojiv s dodatečnou tepelnou fixací nebo zpevnění pomocí dispersních organických pojiv bud formou postřiku nebo impregnace. Uvedený způsob zpevnění používá převážná většina výrobců těchto rohoží a je využíván i v československých výrobních podnicích. V této oblasti je také nejvíce patentových spisů, jako například USA č. 4 251 590 nebo č. 3 518 157, popisující zpracování a tvarování vlákenné vrstvy upravené pojivém, jeho tepelnou fixaci a stlačování. Obdobný princip je ve francouzském patentovém spise č. 2C14 664. Francouzský patentový spis č. 2 384 620 popisuje prosypávání vlákenné vrstvy práškovým, teplem tvrditelným pojivém, zatímco v britském patentovém spise δ. 1 421 346 je dodatečné pojení vlákenné vrstvy disperzemi pojiv. V patentovém spise USA č. 3 518 157 je popsáno přimíšení práškového pojivá při tvorbě vlákenné vrstvy.The most common method of processing glass fibers into mats is to prepare a fiber mat of glass fibers, optionally with admixture of other organic fibers, and to reinforce them either with powder thermosetting or thermoplastic binders with additional thermal fixation or reinforcing with dispersive organic binders either by spraying or impregnation. This method of strengthening is used by the vast majority of manufacturers of these mats and is also used in Czechoslovak manufacturing companies. There are also most patents in this field, such as US 4,251,590 or 3,518,157, describing the processing and shaping of a binder-treated fibrous layer, its thermal fixation and compression. A similar principle is found in French Patent Specification No. 2C14 664. French Patent Specification No. 2,384,620 discloses dusting of the fiber layer with a powdered, thermosetting binder, whereas in British Patent Specification δ. 1,421,346 is an additional bonding of the fiber layer with binder dispersions. U.S. Pat. No. 3,518,157 describes the admixture of a powdered binder to form a fibrous layer.

Nevýhodou uvedených způsobů je, že při impregnaci se zvyšuje objemová hmotnost výrobku a je nutná prakticky samostatná linka pro impregnaci, ždímání a sušení. Při tvorbě rohoží s velkou tloušlkou dochází k migraci pojivá k povrchu, a tím k nestejnoměrnému propojení vrstvy;A disadvantage of these processes is that the impregnation increases the bulk density of the product and requires a practically separate line for impregnation, squeezing and drying. In the formation of high-thickness mats, the bonding agent migrates to the surface, thereby unevenly bonding the layer;

při stříkání se rohož zpevňuje pouze povrchově nebo je nutno stříkat jednotlivé vrstvy a vrstvit na sebe do požadované tloušlky.When spraying, the mat is only surface-reinforced or it is necessary to spray the individual layers and layer one another to the required thickness.

«Je prakticky nutná samostatná stříkací a sušicí linka, případně spojená s vrstvícím zařízením;«A separate spraying and drying line, possibly connected to a layering device, is practically necessary;

při aplikaci práškových tepelně tvrditelných pojiv jsou obdobné potíže a nevýhody jako při stříkání disperzí pojiv;in the application of powdered thermosetting binders, there are similar difficulties and disadvantages to spraying binder dispersions;

- 3 223 491 vytvoření vlákenné vrstvy společně s aplikací práškového pojivá má za následek vysoké ztráty na práškovém pojivu během zpracování , silné znečišťování rounotvořicích zařízení. Mimo to v případě využití pneumatických rounotvořicích zařízení hrozí během zpracování nebezpečí výbuchu. .gffrtofcuj.The formation of a fibrous layer together with the application of a powdered binder results in high losses of the powdered binder during processing, a heavy soiling of the web forming equipment. In addition, there is a risk of explosion when using pneumatic tube forming equipment during processing. .gffrtofcuj.

Konečně z československého popisu vynálezu k\fč7 192 423 je znám plošný vlékenný útvar určený/ zejména na obložení vnitřních prostor různých druhů pecí. Tento plošný útvar sestává z 99,9 až 90,0 % hmotnosti hlinitokřemičitých vláken a z 0,1 až 10,0 % hmotnosti organických vláken, zejména polyesterových, polypropylenových nebo viskózových. Výrobek není vhodný na zvukovou izolaci, nýbrž pouze na tepelnou izolaci. Malý podíl organických vláken jen dočasně zajišťuje potřebnou soudržnost útvaru při manipulaci s ním.Finally, from the Czechoslovak description of the invention to 192 423, a flat cloth formation is known which is intended, in particular, for lining the interior of various types of furnaces. This sheet consists of 99.9 to 90.0% by weight of aluminosilicate fibers and 0.1 to 10.0% by weight of organic fibers, in particular polyester, polypropylene or viscose. The product is not suitable for sound insulation but only for thermal insulation. A small proportion of organic fibers only temporarily ensure the necessary cohesion of the body when handling it.

Všechny uvedené nevýhody odstraňuje netkaná rohož pro tepelně hlukovou izolaci, sestávající ze směsi anorganických a organických vláken a její podstata spočívá podle vynálezu v tom, že je vytvořena z homogenní směsi sestávající z 90 až 40 % hmotnosti skleněných vláken, která jsou provázaná a spojená částečně roztavenými termoplastickými syntetickými vlákny představujícími 10 až 60 % hmotnosti homogenní směsi, přičemž alespoň většina termoplastických syntetických vláken jsou sráživá dvousložková vlákna z fibrilované p oly pr opy len/polyety lenové fólie.All of these disadvantages are overcome by a non-woven thermal noise insulation mat consisting of a mixture of inorganic and organic fibers, and according to the invention is formed from a homogeneous mixture consisting of 90 to 40% by weight of glass fibers which are interconnected and bonded by partially melted thermoplastic synthetic fibers representing 10 to 60% by weight of the homogeneous blend, wherein at least most of the thermoplastic synthetic fibers are coagulated bicomponent fibers of fibrillated polyol / polyethylene film.

Homogenní směs, vytvářející netkanou rohož podle vynálezu lze zpracovat na všech typech rounotvorného zařízení, čili je i v tomto případě možno využít instalovaného strojního zařízení. Zpracováním navržené směsi nedojde k žádnému zvýšenému znečištění strojního zařízení, přičemž převážnou část odpadů lze znovu technologicky zpracovat bez zhoršení kvality hotového výrobku. Rovněž ztráty pojivé složky jsou minimální.The homogeneous mixture forming the nonwoven mat according to the invention can be processed on all types of nonwoven apparatus, so that the installed machinery can also be used in this case. The processing of the proposed mixture will not cause any increased contamination of the machinery, while the bulk of the waste can be reprocessed without degrading the quality of the finished product. Also, the losses of the binder component are minimal.

Z hlediska strojního i technologického se výroba podstatně zjednodušuje, odpadají náročné stříkací, impregnační, případně práškovací zařízení včetně sušáren, takže i energeticky je celá výroba úspornější.From the mechanical and technological point of view, the production is considerably simplified.

Hlavní výhody výrobku podle vynálezu však spočívají v tom, že netkaná rohož má velmi nízkou objemovou hmotnost, které není dosažena u popsaných známých výrobků. Použitá organické termoplastická vlákna jsou na rozdíl od vláken anorganických podstatně pružnější a mají dobrou tvarovou paměť, takže vytvořený vlákennýHowever, the main advantages of the product according to the invention are that the nonwoven mat has a very low bulk density that is not achieved with the known products described. The organic thermoplastic fibers used, in contrast to the inorganic fibers, are substantially more flexible and have good shape memory, so that the formed fibrous

223 491223 491

- 4 útvar je podstatně objemnější a ani po tepelné fixaci nedojde k zásadním změnám v objemové hmotnosti·- 4 formation is considerably more voluminous and no significant changes in density will occur even after heat fixation ·

Další zásadní výhodou výrobku podle vynálezu, vzhledem k dokonalé homogennosti je, že celý útvar je jak v tloušťce, tak ve všech směrech zcela stejnoměrně spojen a tvoří zcela samonosnou a pružnou vrstvu. Kromě toho lze velmi snadno vytvářet podle účelu použití výrobky s různými fyzikálně mechanickými vlastnostmi pouhou záměnou nebo jiným poměrem přísad termoplastických vláken.Another major advantage of the product according to the invention, in view of perfect homogeneity, is that the entire structure is completely uniformly bonded in both thickness and in all directions and forms a completely self-supporting and resilient layer. In addition, products with different physicochemical properties can be produced very simply by substitution or other ratio of thermoplastic fiber additives, depending on the intended use.

Použitím fibrilovaných dvousložkových vláken se dosahuje vyššího účinku. Fibrilovaná vlákna nejsou kulatého, nýbrž převážně obdélníkového příčného řezu, přičemž jejich povrch není hladký, ale členitý, to znamená, že z povrchu vyčnívají krátká vlákna vzniklá při štěpení fólie, a navíc ve vláknech jsou často podélné trhliny. Tento· členitý povrch, na rozdíl proti hladkému povrchu běžných kulatých vláken, zajišťuje ve směsi se skleněnými vlákny větší tření, což při tepelném srážení je velmi důležité, protože se tím dosahuje dostatečného provázání rohože při zachování její velké objemnosti. Tím, že fibrilovaná vlékna jsou dvousložková, kde jedna složka má nižší bod tavení, je zajištěno stejnoměrné provázání rohože v celé její tloušťce.The use of fibrillated bicomponent fibers results in a higher effect. The fibrillated fibers are not round but predominantly of rectangular cross-section, and their surface is not smooth but rugged, i.e. short fibers formed during the breaking of the film protrude from the surface, and moreover longitudinal cracks in the fibers. This rugged surface, in contrast to the smooth surface of conventional round fibers, provides greater friction when mixed with glass fibers, which is very important in thermal shrinkage as this ensures sufficient mating of the mat while maintaining its large bulkiness. Because the fibrillated fibers are two-component, where one component has a lower melting point, a uniform bonding of the mat throughout its thickness is ensured.

Příklad 1Example 1

a) Odpadní skleněná vlákna z výroby skleněných přízí o průměrné tloušťce asi 10yum se řežou na délku asi 60 mm.(a) Waste glass fibers from the manufacture of glass yarns of an average thickness of about 10 µm are cut to a length of about 60 mm.

b) Fólie připravená ze směsi polypropylenu a polyetylénu v poměru složek 60/40 se dlouží za zvýšené teploty až k dosažení její fibrilace. Pramen fibrilovaná fólie se zpracuje na konvertoru například typu Seidel 30.b) The film prepared from a 60/40 blend of polypropylene and polyethylene is stretched at elevated temperature until fibrillation is achieved. The fibrillated foil strand is processed on a Seidel 30 type converter.

Vlákna a) se mísí s vlákny b) v poměru 75 í 25· Vytvořená směs se několikrát podrobí rozvolnění na mykacím čechradle tak, aby bylo dosaženo homogenní směsi vláken skleněných a termoplastických. Připravená směs se ukládá do zásobníkových komor a odtud se pneumaticky dopravuje do nakladače mykacího složení. Vytvořená pavučina z mykacího složení se vrství na běžném typu horizontálního vretvicího zařízení tak, že konečná vrstva vystupující ze stro je má plošnou hmotnost circa 1500 g.m**².The fibers a) are mixed with the fibers b) in a ratio of 75 to 25 · The resulting mixture is subjected to loosening several times on a carding strip so as to obtain a homogeneous mixture of glass and thermoplastic fibers. The prepared mixture is stored in the storage chambers and from there is pneumatically conveyed to the carding loader. The formed web of carding composition is layered on a conventional type of horizontal spinning device such that the final layer emerging from the machine has a basis weight of about 1500 gm ** ² .

Takto zhotovený útvar se na perforovaném transportním pásu přivádí do vyhřívací komory, kde ae podrobí tepelnému zpracování při teplotě 160 °C. Vyhřátý útvar se ihned při výstupu z vyhřívací komory kalibruje na tloušťku asi 15 mm mezi kovovými válci chla2Z3 491 zenými vodou. Hotové rohož se adjuetuje buň do formy roli nebo se řeže na plotny o požadovaném rozměru. Objemová hmotnost této tepelně a hlukově izolační rohože je aei 100 kgjn .The thus formed formation is fed to a heating chamber on a perforated conveyor belt where it is subjected to a heat treatment at a temperature of 160 ° C. The heated formation is calibrated immediately after leaving the heating chamber to a thickness of about 15 mm between water-cooled metal cylinders. The finished mat is adjuvanted into a roll or cut into plates of the desired size. The density of this thermal and noise insulation mat is aei 100 kgjn.

Příklad 2Example 2

Netkaná rohož ee zhotoví postupem podle příkladu 1 s tím _xroz dílem, že?25 % hmotnostního podílu syntetických vláken připadá 13 % hmot. na dvousložková vlákna vytvořená fibrilací polyetylén/ polypropylenové fólie a 10 % hmotnosti na běžná polyvinylchloridová vlákna·Ee makes a nonwoven mat according to Example 1 with the extended portion _X that? 25% of the weight proportion of the synthetic fibers account for 13%. for bicomponent fibers formed by fibrillation of polyethylene / polypropylene film and 10% by weight on conventional polyvinyl chloride fibers ·

Claims

Non-woven thermal noise insulation mat, consisting of a mixture of inorganic and organic fibers, characterized in that it is made up of a homogeneous mixture consisting of 90 to 40% by weight of glass fibers interconnected and bonded by partially melted thermoplastic synthetic fibers representing 10 to 60% by weight homogenous blends, wherein at least most thermoplastic synthetic fibers are coarse bicomponent fibers of fibrillated polypropylene / polyethylene film.