CZ125596A3

CZ125596A3 - Process for producing an insulation product from glass fibers

Info

Publication number: CZ125596A3
Application number: CZ961255A
Authority: CZ
Inventors: David P Aschenbeck; Ii Clarke Berdan
Original assignee: Owens Corning Fiberglass Corp
Priority date: 1993-11-05
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-09-11
Also published as: CA2175381A1; PL314292A1; DE69424999D1; EP0726882A1; BR9407980A; EP0726882B1; AU1044395A; CN1134689A; US5618327A; WO1995012552A1; HU9601174D0; JPH09506394A; HUT75590A; CN1090154C; DE69424999T2

Description

Vynález se týká vatových materiálů na bázi miňeíáínfcli ^Svláken a zejména izolačních produktů na bázi skleněných vláken. Vynález se rovněž týká výroby izolačních materiálů na bázi skleněných vláken.

Známy stav techniky

Skleněná vlákna s malým průměrem lze použit pro různé aplikace, včetně zvukových nebo tepelných izolačních materiálů. Pokud se tato vlákna s malým průměrem správně sestav! do mřížky nebo tkaniny, obecně označené jako vatový balík, mohou přesto, že jako taková postrádají dostatečnou pevnost, poskytnout poměrně pevný produkt. Takto vyrobená izolace na bázi skleněných vláken je lehká, vysoce stlačitelná a houževnatá. Pro účely tohoto vynálezu výrazy „ skleněná vlákna“, „skleněná kompozice“ a „sklo“ veškeré skleněné minerální materiály, jakými jsou například skála, struska a čedič, stejně jako tradiční skla. Obecné známé metody pro výrobu izolačních materiálů na bázi skleněných vláken zahrnují výrobu skelných vláken rotačními procesy. Jediná roztavená skleněná kompozice se žene skrze otvory ve vnější stěně odstředivky nebo přadláku, čímž se produkují primárně přímá skleněná vlákna. Tato vlákna jsou odtahována pomocí dmýchadla směrem dolů. Pojivo potřebné pro spojení jednotlivých vláken do formy vatového produktu se rozstřikuje na vlákna, která jsou odtahována směrem dolů. Vlákna jsou následně shromážděna a zformována do vatového balíku.

V případě formování izolačních produktů na bázi skleněných vláken, je pro ideální izolaci dobré, pokud jsou jednotlivá vlákna od sebe rovnoměrně odsazena. Izolace je v podstatě mřížka, která zachycuje vzduch mezi vlákny a tak zabraňuje jeho pohybu. Tato mřížka rovněž retarduje tepelný přenos rozptylem tepelného zářeni. Rovnoměrnější odsazení vláken tedy bude lépe rozptylovat záření a bude tedy vykazovat lepší izolační schopnost.

Ve výrobě vatových izolačních materiálů na bázi skleněných vláken, se stává nezbytným použití vláken, která jsou relativně krátká. Dlouhá vlákna mají tendenci se vzájemně zamotávat a tvořit tak lana nebol provázky. Tyto provázky představují odchylku od ideální rovnoměrné mřížky a snižují izolační schopnosti uvedené skleněné vlny. Nicméně, krátká vlákna, která jsou přímá tvoří pouze chaotickou mřížku a některá vlákna leží na sobě a tvoři tak svazky. Je zřejmé, že existující izolační materiály na bázi skelné vaty vykazují značné nerovnoměrnosti co se týče rozložení vláken uvnitř izolačního produktu. Takže nelze dosáhnout ideální rovnoměrné mřížkové struktury.

Kromě toho, pokud se použijí přímá vlákna, je nezbytné přidat k těmto vláknům organický pojivový materiál. Toto pojivo je žádoucí pro udržení produktu pohromadě a vzájemné spojeni jednotlivých vláken, nejen, že samotné pojivo je drahé, ale je třeba počítat s výdaji plynoucími z výrobního procesu v důsledku negativního dopadu většiny organických sloučenin na životní prostředí. Toto pojivu navíc musí být vytvrzeno v peci, k čemuž je zapotřebí další energie a v neposlední řadě i další náklady, které je třeba vynaložit na s tím spojené čištění životního prostředí.

Dalším problémem souvisejícím s existujícími izolačními produkty je to, že některá skleněná vlákna dráždí lidskou pokožku pokud se dostanou s touto pokožkou do styku, zejména pokud se jedná o vlákna s velkým průměrem. Navíc, pokud jsou vlákna křehká a lomivá, potom mohou být příčinou výsledné prašnosti izolačního produktu.

Při přepravě a balení izolačních produktu je výhodná jejich vysoká stlačitelnost. Je žádoucí, aby bylo možné uvedený izolační produkt stlačit za účelem přepravy a následně ho nechat rychle a spolehlivě regenerovat (expandovat) na požadovanou velikost. Mezní hodnota stlačení, při které jsou izolační produkty ještě schopny adekvátně regenerovat je u existujících izolačních produktů omezená. Pokud se produkt stlačí, potom pojivo drží pevně zatímco vlákna samotná se ohnou. Jakmile se tlak na vlákna zvýši, vlákna se zlomí.

Součástí známého stavu jsou i pokusy, jejichž cílem bylo vyrobit nepřímá skleněná vlákna. Při mechanickém smyčkovacím procesu jsou skleněná vlákna tažena z textilního pouzdra. Vlákna jsou tažena při vysoké teplotě pomoci mechanického prostředku skrze řadu protilehlých soukolí nebo skrze kadeřící zařízení za účelem jejich ztenčení a zkadeření. Výslednou síť tvoří balík smyčkovaných skleněných vláken.

Hlavni nevýhodou mechanického smyčkováni je to, že s příspěvkem těchto vláken nelze vyrobit dostačující skelnou vatu.

Všechna vlákna vyrobená tímto způsobem mají rovnoměrný tvar, který neumožňuje jejich rovnoměrné rozložení ve skelné vatě. Navíc vzhledem k tomu, že se jedná o nerotačnl způsob, dosahuje se i nízkého výkonu a vlákna takto vyrobená jsou pro izolační materiály příliš hrubá.

Patent US 2 998 620 (Stalego) popisuje zkadeřená skelná vlákna vyrobená ze dvou skleněných kompozic. Stalego zde popisuje výrobu zkadeřených vláken vedením dvou skleněných kompozic s různou tepelnou roztažnosti skrze otvory přadláku. Uvedená skla se vytlačují ve formě dvojitého skleněného proudu, ve kterém jsou proudy jednotlivých skleněných kompozic vytlačovány tak že tvoři jediné vlákno, které se přirozeně po ochlazení v důsledku různé teplotní roztažnosti jednotlivých kompozic zkadeří. Nicméně Stalego popisuje použití zakřivených vláken v procesu předení, například vetkávání do textilie nebo zavádění do žíhané póroviny a jílů jako výztuž a nikoliv v izolačních materiálech.

Tiede popisuje v patentu US 3 073 005 nerotačnl způsob výroby dvousložkových zkadeřených skleněných vláken. Vlákna se vyrábějí zaváděním odlišných skleněných kompozic do vedle sebe ležících otvoru tak, že tyto dvě skleněné kompozice jsou ztenčeny do jediného vlákna. Tiede popisuje použití skel při výrobě textilií stejně jako výplňových a flotačnfch materiálů. Tiede se rovněž nezmiňuje o izolačních materiálech vyrobených z takto získaných zkadeřených skelných vláken.

Slayter a kol. rovněž popisuje v patentu US 2 927 621 výrobu zkadeřených vláken. Podie Siaytera jsou skleněná vlákna vyrobená z jediné skleněné kompozice tažena po jejich změkčení horkými plyny skrze protilehlé obrysové pláště. Vlákna potom získají tvar obrysu plášťů. Nicméně tato silná, dlouhá vlákna jsou nevhodná pro izolační materiály

V souladu s výše uvedenými skutečnostmi vyvstala potřeba vyrobit zlepšený vatový izolační materiál mající povahu rovnoměrně rozložené objemové výplně, který by měl lepší izolační vlastnosti a sníženou tepelnou vodivost a byl by schopen použití i bez přidání plnivového materiálu. Rovněž by bylo přínosné vyřešení problémů spojených s prašností a dráždivostí existujících izolačních prostředků na bázi skleněných vláken.

Podstata vynálezu

Tyto výše zmíněné potřeby se snaží řešit současný vynález, který poskytuje izolační produkty vyrobené z minerálních vláken majících nepravidelný tvar. Použitím nepravidelných vláken, tj. spíše kadeřavých vláken, neboli vláken tvořících prstýnky, než přímých se dosáhne rovnoměrnější mřížkové struktury. Takový případ se označuje jako rovnoměrné objemové naplnění. Zvýšení rovnoměrnosti umožní zvýšit izolační koeficienty. Co je však důležitější, je to, že rovnoměrné objemové plnění má za následek podstatně nižší tepelnou vodivost. Kromě toho větší zapletení nepravidelně tvarovaných vláken umožní dostatečnou integritu vlněného obalového materiálu, bez použití organických pojiv.

Dostatečnou integritou se rozumí to, že vlákna uvedené vlněné plsti zůstanou zapletená a neseparují se, pokud je 2,4 metrů této plsti visících vlastní vahou buď podélně (ve směru posuvu stroje) nebo na šířku (ve směru příčném k posuvu stroje). Nicméně v případě, že je to žádoucí se může pojivový materiál do vlněného izolačního materiálu přidat za účelem dalšího zvýšení pevnosti. Nepravidelný tvar vláken podle vynálezu rovněž činí uvedený produkt méně dráždivým a prašným.

V rámci výhodného provedení vynález poskytuje nepravidelně tvarované skleněné vlákno a izolační produkt zahrnujíc! nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna. Uvedený izolační produkt tvořený nepravidelnými skleněnými vlákny má v podstatě povahu rovnoměrné objemové náplně. Kromě toho, nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna mohou výhodně existovat bez pojivá, tj. pojivový materiál tvoří méně než 1% nebo 1% hmotnosti produktu. Kromě toho výraz „pojivo“ nezahrnuje materiály přidávané za účelem potlačení prašnosti nebo za účelem lubrikace. Každé z nepravidelně tvarovaných skleněných vláken je tvořeno dvěmi odlišnými skleněnými kompozicemi s různými koeficienty tepelné roztažností. Rozdíl koeficientu tepelné roztažností mezi těmito dvěmi skleněnými kompozicemi je výhodně větší než přibližně 2,0 ppm/°C , výhodněji větší než 4,0 ppm/°C a nejvýhodněji větší než přibližně 5,0 ppm/°C.

V souladu s dalším aspektem vynález poskytuje izolační produkt vyrobený z nepravidelně tvarovaných skleněných vláken, který má v podstatě povahu objemově rovnoměrné náplně, a jeho hustotu se při návratu do původního stavu po uvolnění ze stlačeného stavu, ve kterém se jeho hustota pohybovala v rozmezí přibližně od 96 do 288 kg/m³, pohybuje v rozmezí přibližně od 4,8 do 9,6 kg/m³.

V souladu s dalším aspektem vynález poskytuje vatový izolační materiál zahrnující nepravidelně tvarovaná vlákna, který má v podstatě povahu objemově rovnoměrné náplně a ve kterém je každé nepravidelně tvarované skleněné vlákno tvořeno alespoň první skelnou kompozicí a druhou skelnou kompozicí. Obsah první skleněné kompozice zpravidla představuje přibližně 15 až 85% celkového obsahu skla každého skleněného vlákna. Malá část skleněných vláken může být tvořena pouze jednou kompozicí.

Stručný popis obrázků

Obr. 1 schematicky znázorňuje v bokorysu proces tepelného tuhnutí, pomocí kterého se může vyrábět izolační produkt podle vynálezu;

Obr. 2 schematicky znázorňuje perspektivní pohled na proces přímého tváření, pomocí kterého se může vyrábět izolační produkt podle vynálezu;

obr. 3 znázorňuje schematický perspektivní pohled na provedení izolačního produktu podle vynálezu;

obr. 4 znázorňuje bokorysný pohled v řezu na rozvlákňovač, pomocí kterého se mohou vyrobit vlákna podle vynálezu;

obr. 5 znázorňuje rovinný pohled na část přadláku z obrázku 4, vedený rovinnou 5-5;

obr. 6 znázorňuje schematický bokorysný pohled na přadlák z obrázku 5 vedený rovinnou 6-6;

obr. 7 znázorňuje schematický řezný pohled na nepravidelné skleněné vlákno podle vynálezu, u něhož představuje poměr skleněných kompozic A/B 50:50;

obr. 8 znázorňuje schematický pohled na nepravidelné skleněné vlákno podle vynálezu, u něhož představuje poměr skleněných kompozic A/B 50:50;

obr. 9 znázorňuje schematický perspektivní pohled na helikální skleněné vlákno podle známého stavu techniky.

obr. 10 znázorňuje schematický perspektivní pohled na nepravidelně tvarované skleněné vlákno podle vynálezu v přirozeném nevázaném stavu;

obr. 11 znázorňuje schematický perspektivní pohled na vlákno z obrázku 10 v roztaženém stavu;

obr. 12 znázorňuje uměle zvětšený schematický perspektivní pohled na nepravidelně tvarované skleněné vlákno z obrázku 10;

obr. 13 znázorňuje graf maximální hodnoty otáčení R, jak helikálního vlákna (112), tak tvarově nepravidelného vlákna (122), které jsou vyneseny na ose y, v závislosti na délce vlákna (mm) vynesené na ose x.

Izolační produkty obsahující nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna podle vynálezu lze vyrobit pomocí procesu rotačního tváření vláken a procesu zatvrdnutí za tepla, jak ukazuje obrázek 1.

Z obrázku 1 je patrné, že do rozvlákňovačů 14 jsou dodávány z pecí 10 přes předpecí 12 dvě rozdílné roztavené skleněné kompozice. Závoje nepravidelně tvarovaných skleněných vláken 18 produkovaných rozvlákňovači se shromáždí na dopravníku 16 ve formě vlněného balíku 20 pomocí odtahu (vakua) umístěného pod uvedeným dopravníkem. Při foukání vláken vzduchem nebo plyny směrem dolů na dopravník pomocí ventilátorů 22 nacházejících se v uvedených rozvlákňovačích, jsou tato vlákna zeslabena a přijmou svůj nepravidelný tvar.

Vatový balík se následně protáhne pecí 24 při teplotách tepelného vytvrzení pohybujících se v rozmezí od 371 do 593°C. Této teploty tepelného vytvrzení lze dosáhnout buď zpožděním chladnoucího procesu po vytvoření vláken, čímž se zachová určitá část tepla z tvářecího procesu vláken, nebo opětným ohřátím vláken v tepelně vytvrzovací peci. Zatímco prochází touto pecí, je vatový balík tvarován horem vedeným dopravníkem 26 a spodem vedeným dopravníkem 28 a hranovými vodiči, které nejsou znázorněny. Při pobytu v peci mohou být skleněná vlákna vystavena prouděni horkých plynů, které napomáhá rovnoměrnému prohřátí balíku. Po uplynutí maximálně desetiminutové časové periody vatový balík opustí pec jako izolační produkt 30.

V případě, že jsou skleněná vlákna tlačena dopravníky 26 a 28 do tvaru izolačního produktu, jsou tato vlákna stlačena způsobem stlačené pružiny. V případě, že se stlačená vlákna vystaví teplotám tepelného vytvrzení, se skleněná struktura uvolní možným mechanizmem tečení, což má za následek to, že se vytvoření stlačení v podstatě uvolní. Potom, co se tlaky dopravníků uvolní, se vatový balík nerozpíná, ale podrží si požadovaný tvar. Protože vlákna jsou zohýbaná, jakmile jsou studená, stanou se mnohem zamotanějšími, což zlepší celkovou strukturální integritu izolačního výrobku.

Je zřejmé, že tepelné vytvrzení je pouze případným aspektem vynálezu. Dalšími průmyslovými způsoby výroby izolačního produktu jsou například šití, jehlování, vodní zaplétání nebo zapouzdření.

Co se týče obrázku 2, znázorňuje nový způsob přímého tváření, kterým lze izolační produkty podle vynálezu vyrobit, nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna se vyráběj! v rozvlákňovači 40. Závoj 42 skleněných vláken je v uvedeném rozvláknovači foukán pomocí ventilátorů směrem dolů a je při teplotě 593°C usměrňován protilehlými směrem dolu se sbíhajícími sběrnými dopravníky 44. Shromážděná vlákna procházejí pecí určenou pro tepelné vytvrzení, jakou jsou balík tvořící a tepelně vytvrzující dopravníky 46. kde jsou uvedená skleněná vlákna tvarována při teplotách v rozmezí od 371 do 593°C na izolační produkt. Pec pro tepelné vytvrzení, neboli teplotně vytvrzující dopravníky, výhodně definují předem určený průřezový tvar. Teplo pro tepelné vytvrzení vláken v uvedené peci , lze dodávat jakýmkoliv vhodným prostředkem, například horkovzdušným potrubím 47, spojených s dodávkou horkých plynů, není znázorněna, které je uzpůsobeno tak, aby uvedené ohřáté plyny procházely vatovým balíkem 48 v příčném směru.

U určitého provedení vynálezu, jsou záchytné dopravníky perforovány nebo proděravělé a plyny proudící spolu s vlákny jsou odsávány skrze záchytné dopravníky a izolovány z vláken, tyto plyny obsahují značné množství tepla a proto se výhodně podstatná část těchto plynů vede ze záchytných dopravníků potrubím 49 k horní hraně záchytných dopravníků za účelem konzervace tepla, v ideálním případě, by tato recirkulace výfukových plynů měla udržet skleněná vlákna opouštějící záchytné dopravníky při teplotě 204 až 482°C. Odpadní horké plyny z pece by se mohly rovněž zavádět k horní hraně uvedených záchytných dopravníků.

Z tvářecí zóny a zóny tepelného vytvrzení dopravníku tepelného vytvrzení izolační prostředek přechází do zapouzdřovacího modulu 50, kde může být obalen vhodným typem fólie, například fólie 52. Dále lze pohybující se produkt ještě před jeho zabalením rozřezat na jednotlivé jednotky, jakými jsou například izolační plst. Získaný produkt lze zabalit libovolným vhodným způsobem, například stočením do role na stáčecím zařízení 54.

Co se týče obrázku 3, znázorňuje izolační produkt podle vynálezu, který může mlt formu vatové plsti 56 obsahující nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna, tato plsť může být obalena vnější potahovou vrstvou 58. jejíž mnohé typy jsou v daném obru známy.

Obrázek 4 znázorňuje přadlák 60 tvořený dnem 62 a obvodovou stěnou 64. Tento přadlák 60 se otáčí na vřetenu, jak je to v daném oboru známé. Otáčení přadláku odstřeďuje roztavené sklo skrze obvodovou stěnu přadláku na primární vlákna 68. Tato primární vlákna se udržují v měkkém zeslabitelném stavu v důsledku tepla přiváděného prstencovým hořákem 70. U jednoho provedení podle vynálezu vnitřní hořák, který není znázorněn, poskytuje teplo do vnitřní části přadláku. Prstencové dmýchadlo 72 používající indukovaný vzduch 74 ie umístěn tak, aby táhnul primární vlákna a dále je ztenčoval na sekundární vlákna 76. která jsou vhodná pro použití ve vatových izolačních materiálech. Tato sekundární vlákna, neboli dvojitá nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna jsou následně shromážděna za účelem jejich tváření do formy vlněného balíku.

Vnitřek přadláku je zásoben dvěma samostatnými proudy roztaveného skla, přičemž první proud 78 obsahuje sklo A a druhý proud 80 obsahuje sklo B. Sklo v proudu 78 padá přímo na dno přadláku a v důsledku odstředivé síly proudí k obvodové stěně přadláku za vzniku hlavy skla A. Sklo B v proudu 80 roztaveného skla je umístěno blíž k obvodové stěně přadláku než proud 78. a sklo v proudu 80 je zachycen horizontální obrubou 82. před tím než dosáhne dna přadláku.

Takže hlava skla B se tvoří nad uvedenou horizontální obrubou.

Jak ukazuje obrázek 5, přadlák má rovněž vertikální vnitřní stěnu 84. která je obecně kruhová a umístěná radiálně a směrem dovnitř od jeho obvodové stěny. Mezi obvodovou stěnou a vertikální vnitřní stěnou přadláku je umístěna řada vertikálních příček 86 dělících prostor do množiny oddělení 88. Tato oddělení střídavě obsahují buď sklo A nebo sklo B.

Obvodová stěna přadláku je opatřena otvory 90. které jsou umístěny vedle radiálně vně vybíhajícího konce vertikální příčky. Tyto otvory mají šířku větší, než je šířka vertikální příčky, což umožňuje jak sklu A, tak sklu B, které vystupují z uvedeného otvoru ve formě jediného dvojitého skleněného primárního vlákna. Jak je patrné z obrázku 6, každé oddělení 88 probíhá celou výškou obvodové stěny 64 přadláku, přičemž otvory jsou podél celé vertikální příčky oddělující uvedená oddělení. Pro dodávku dvou proudů skla do otvorů přadláku lze samozřejmě použít i další uspořádání přadláku.

Těmito nepravidelně tvarovanými vlákny podle vynálezu jsou dvojitá skleněná vlákna, tj. každé vlákno se skládá ze dvou různých skleněných kompozic, skla A a skla Β. V případě, že by měly průřez ideálně nepravidelně tvarovaného skleněného vlákna podle vynálezu, potom by jedna polovina vlákna měla být tvořena sklem A a druhá sklem B. Ve skutečnosti mohou u různě nepravidelně tvarovaných skleněných vláken ve vatovém izolačním materiálu být jednotlivé skleněné kompozice (tj. kompozice A a B) zastoupeny v různých poměrech (přičemž tento poměr se může měnit i v průběhu délky jednotlivého vlákna).

Procentické zastoupeni skla A se může měnit v rozmezí od 15 do 85% vztaženo na celkové množství skla v každém z nepravidelně tvarovaných skleněných vláken a sklo B je potom zastoupeno zbývajícími procenty. Obecně se dá říci, že izolační produkty obsahující nepravidelně tvarovaná vlákna budou obsahovat vlákna všech různých kombinací procentických zastoupení skla A a skla B, včetně malé frakce vláken tvořené pouze jedinou skleněnou složkou.

Způsob měření poměru procentického zastoupení skleněné složky A a B zahrnuje testování průřezu množiny vláken. Pokud se poměr A:B rovná 50:50, potom bude rozhraní 92 mezi těmito dvěmi skly, tj. sklem A 94 a sklem B 96, procházet středem 98 průřezu vlákna, viz obrázek 7. Zpravidla rozhraní mezi těmito dvěma skly představuje čáru, která neprochází středem průřezu vlákna. Jak ukazuje obrázek 8, rozhraní 102 mezi sklem A 104 a sklem B 106 neprochází středem 108 vlákna.

Fotografie průřezů vláken se získaly přimontováním svazku vláken v epoxidu, přičemž uvedená vlákna byla orientována, tak paralelně, jak jen to bylo možné. Tento vzorek se následně rozřízl za použití diamantového pilového listu, a jeden z nově získaných povrchů se vyleští za použití různých brusných médii. Vyleštěný povrch vzorku se následně potáhne tenkou uhlíkatou vrstvou, čímž se získá vodivý vzorek pro analýzu prováděnou metodou scannovací elektronové mikroskopie (SEM). Vzorek se následně testuje pomocí SEM za použití elektronového detektoru pracujícího na bází zpětného odrazu, který zobrazí odchylky průměrného atomového čísla jako odchylku v šedé stupnici. Tato analýza znázorní přítomnost dvou skel tmavší a světlejší oblastí v průřezu vlákna a ukáže rozhraní těchto dvou skel.

„Odchylkový poměr“ je poměr (vyjádřený v procentech) r ku R, kde R znamená poloměr průřezu vlákna a r znamená nejbližší vzdálenost od středu vlákna k rozhraní uvedených dvou skel. Pokud není průřez vlákna kruhový, potom se poloměry měří kolmo k uvedenému rozhraní. Pokud je rozhraní zakřivené, potom se tato křivka aproximuje do přímky.

Odchylkový poměr vyjadřuje o kolik se poměr skel A/B liší od ideálního poměru 50:50. Čím bude odchylka od ideálního poměru 50:50 větší, tím bude větší i r. Zjistilo se, že průměrný odchylkový poměr nepravidelně tvarovaných skleněných vláken podle vynálezu je zpravidla větší než přibližně 5%, obecně větší než přibližně 15% a v mnoha případech větší než přibližně 30%.

k rozdílným dvou skel skleněných rychleji než v uvedeném

Dvojitá skleněná vlákna mají vzhledem koeficientům tepelné roztažnosti uvedených zakřivenou povahu. Při ochlazování dvojitých vláken se jedna skleněná kompozice smršťuje druhá skleněná kompozice. Výsledkem je pnutí vláknu. Aby se toto pnutí uvolnilo, musí se uvedené vlákno ohnout. V případě, že by se nezavedla rotace vlákna, vznikla by plochá cívka mající obecně konstantní poloměr zakřivení, tj. cívka ležící v jedné rovině, jakou je například hodinová pružina. Otočení dvojitých skleněných vláken lze změřit porovnáním rozhraní podél vlákna mezi uvedenými dvěmi skleněnými složkami. Aby se uvedené vlákno dostalo z jedné roviny, musí se u něj zavést určitá rotace, přičemž konstantní rotace vláken

Cl bude produkovat šroubovici mající konstantní stoupání. Vlákno tvořící šroubovici má konstantní směr otáčení - buď ve směru hodinových ručiček nebo proti směru hodinových ručiček. Tato šroubovice má rovněž obecně konstantní poloměr zakřivení. Obrázek 9 ukazuje třírozměrnou schematickou projekci helikálního vlákna 112 známého stavu techniky. Za účelem lepší vizualizace, se přidal stín 114 , který vlákno vytvoří na vodorovném podkladu při osvětlení seshora.

Nepravidelně tvarované vlákno podle vynálezu se liší od helikálního vlákna tím, že zatočení vlákna není konstantní, ale nepravidelně se mění a to jak , co se týče směru (po směru a proti směru hodinových ručiček), tak co se týče velikosti. Velikost zatočení vlákna vyjadřuje, jak rychle se vlákno zatočí na jednotku délky vlákna. Zakřivení je obecně konstantní, jak udává rozdíl hodnot koeficientů teplotní roztažností a poměr A/B. Obrázek 10 ukazuje třírozměrnou projekci nepravidelného vlákna 122 podle vynálezu. Za účelem lepší vizualizace, se přidal stín 124 , který vlákno vytvoří na vodorovném podkladu při osvětlení seshora. Pokud se vlákno 122 vloží pod napětí, potom si vlákno 122A a stín 124A zachovají své nepravidelnosti, jak ukazuje obrázek 11.

Nepravidelné vlákno 122B. viz obrázek 12, je vlákno 122 z obrázku 10 uměle zvětšené jeho rozšířením a přidáním dělicích linii, které umožňují lépe sledovat perspektivu.

Vzhledem ke kontinuálním změnám zeslabujícím se prostředím , je každé nepravidelně tvarované vlákno zakrouceno jedinečným způsobem. Žádná dvě vlákna nejsou přesně stejná. Ke konečnému tvaru vlákna přispívá základní linie zakřiveni, která je dána jeho dvojitou skleněnou povahou, a modifikována svíjením nepravidelného zatočení roviny zakřivení způsobeným kontinuálními změnami neboli náhodným ztenčujícím se prostředím. Uvedené vlákno má základní linii zakřivení , která se svine tak, že vytvoří třírozměrnou strukturu. Touto strukturou není obecně šroubovice. Nepravidelná povaha vlákna umožní nepravidelně tvarovaným skleněným vláknům , aby zůstat vzájemně od sebe odsazená a tím se dosáhne povahy rovnoměrné objemové náplně. Kromě toho vatový izolační materiál vyrobený z nepravidelně tvarovaných skleněných vláken je méně dráždivý (není tak svědivý) pro kůži, než vatové izolační materiály vyrobené z primárně přímých vláken, a nemusí být tak prašné.

povaha nepravidelně tvarovaných vláken se analyzovala za použití analýzy směrových vektorů. Sada souřadnic popisujících dráhu nepravidelně tvarovaného vlákna v třírozměrném prostoru se generovala za použití fotografií pořízených ze dvou různých úhlů lišících se od sebe o 90’. Uvedené souřadnice se nastavily tak, aby poskytly shodné tři rozměrové vzdálenosti mezi data-body po délce uvedeného vlákna , čímž se získaly nastavené souřadnicové data-body (ACD). Pro každý ACD se vypočítaly tři vektory následujícím způsobem:

Vi = Směrový vektor vlákna (jednotkový vektor směřující z jednoho ACD do následujícího ACD)

Fj = Vektor první derivace Ví vzhledem k intervalu vzdálenosti mezi jednotlivými ACD

Si = Vektor druhé derivace Ví vzhledem k vzdálenosti mezi jednotlivými ACD.

Hodnota zatočeni Rj pro libovolný daný ACD je následující:

R, = S|· Uj , kde

Ui = VíXVj-1 Vi X V„

Uí znamená jednotkový vektor kolmý k rovině obsahující VjaV,^.

Hodnota zatočení R (y-ová osa) může být vynesena jako funkce vzdálenosti podél délky vlákna (x-ová osa) jak ukazuje obrázek 13. Tento graf ukazuje hodnoty zatočení nepravidelného vlákna z obrázku 10 (vlákno A) a helikálního vlákna z obrázku 9 (vlákno B). Data na obrázku 13 byla vyhlazena pomocí vyváženého pohyblivého průměru 5 bodů, který redukuje šum zvýrazněný derivačním procesem. Jak je zřejmé z grafu, zatočení nezatíženého nepravidelně tvarovaného vlákna podle vynálezu (vlákna A) se mění nepravidelně, co se týče jeho velikosti a směru podél délky uvedeného vlákna. Přechodové body (tj. body, ve kterých mění zatočení svou směrovou orientací) se objevují s četností přibližně jeden na centimetr pro vlákno A s průměrem 5 mikrometrů. Na druhé straně, helíkální vlákno (vlákno B) nemá podél své délky žádný přechodový bod, ve kterém by jeho zatočení měnilo svou směrovou orientaci. Dá se očekávat, že počet přechodových bodů na centimetr délky nepravidelně tvarovaných vláken podle vynálezu s průměrem 5 mikrometrů bude alespoň 0,3 a nejpravděpodobněji se jejich počet bude pohybovat přibližně od 0,5 do 5,0. Dalším způsobem kvantifikace nepravidelnosti vláken je výpočet průměrné hodnoty zatočeni a standardní odchylky hodnot zatočení podél délky uvedených vláken. Průměrná hodnota zatočení R helikálního vlákna (vlákna B), viz obrázek 13, je hodně nad nulou (nebo pod nulou pro opačnou orientaci zatočení). Standardní odchylka hodnot zatočení R šroubovice je menší než průměrná hodnota zatočení R. Na obrázku 13 je poměr standardní odchylky ku průměrné hodnotě zatočení pro helikální vlákno (vlákno B) rovno 0,25.

Na druhé straně průměrná hodnota zatočení R nepravidelně tvarovaného vlákna (vlákna A) je velmi malá, zpravidla se blíží nule. Standardní odchylka hodnoty zatočení je přinejmenším srovnatelná s průměrnou hodnotou zatočení R, pokud není podstatně větší než průměrná hodnota zatočení R. Výhodně je tento poměr větší než přibližně 0,75. Výhodněji je větší než 1,0 a nejvýhodněji je větší než 5,0. Tento poměr standardní odchylky ku průměrné hodnotě zatočení pro vlákno A je 8,3.

nepravidelný tvar vláken poskytuje vatovému izolačnímu materiálu rovnoměrnější povahu objemového naplnění. Původně přímá vlákna známého stavu techniky jsou ve vatovém balíku uspořádána chaoticky. Nejsou rovnoměrně rozmístěná co se týče objemového naplnění. Rovnoměrným objemovým naplněním se rozumí to, že vlákna se rozprostřou a vyplní rovnoměrným způsobem celý jim dostupný prostor. Rovnoměrnější povaha objemového vyplnění umožní mnohem účinnější použití skleněných vláken při bráněni úniku tepla.

Rentgenová počítačová tomografie (CAT scan) ukázala, že nepravidelně tvarovaná vlákna podle vynálezu mají, vzhledem ke svému přirozenému požadavku na odsazení, mnohem rovnoměrnější povahu prostorového naplnění než standardní skleněná vlákna známého stavu techniky. Při testování hustoty vatového balíku pomocí rentgenové počítačové tomografie ukázal vatový balík standardních skleněných vláken známého stavu techniky standardní odchylku zhruba dvakrát větší než balík s nepravidelně tvarovanými vlákny. Takže v balíku vyrobeném z nepravidelně tvarovaných vláken se ukázal podstatně nižší počet variací hustoty, což naznačuje značně rovnoměrnější povahu objemového naplnění.

Rovnoměrná povaha objemového naplnění vatového izolačního materiálu může být rovněž indikována měřením tepelné vodivosti. Stavební izolační produkty jsou kvantifikovány jejich schopností retardovat tepelné proudění. Odolnost proti tepelnému proudění neboli hodnota R je nejobecnější mírou schopnosti isolačního produktu retardovat tepelné prouděni ze struktury. R-hodnota je definována rovnicí : R-hodnota = t/k, ve které R-hodnota znamená odolnost proti proudění tepla v m²’C/Watt, t znamená tloušťku po rozbalení v mm a k znamená tepelnou vodivost jejíž jednotkou je Watt/m°C.

tepelná vodivost neboli k hodnota je míra schopnosti materiálu vést teplo. Takže materiál s nižší hodnotou k je lepší tepelný izolant než materiál s vyšší hodnotou k. Kromě toho, čím rovnoměrnější je mřížka materiálu, tím větší má uvedený materiál izolační schopnost. Takže tepelná vodivost může být mírou rovnoměrnosti povahy objemového naplnění izolačního materiálu.

Izolační produkty podle vynálezu mají za následek značné snížení k hodnot oproti izolačním produktům známého stavu techniky s totožnou hustotou produktu a poměrem vláken. Pro vatový izolační materiál při pevné hustotě produktu, 4,8 až 9,6 kg/m³, a pevném průměru vlákna, vykazují vatové plsti podle vynálezu k hodnoty o 10 až 17 k bodů nižší než vatové plsti nejlepších standardních produktů známého stavu techniky. Při této hustotě, se jeden k bod, neboli tisícina k, převede na přibližně 1/2% hustoty skleněného vlákna potřebné pro ekvivalentní tepelný výkon. Takže vatový izolační materiál podle vynálezu vyžaduje přibližně o 5 až 8 a 1/2% skla méně, než izolační materiál známého stavu techniky, aby se dosáhlo stejné k hodnoty a ekvivalentní R hodnoty. Srovnatelné hmotnostní úspory budou patrné zejména u středně a vysoko hustotních izolačních materiálů. Izolační produkt podle vynálezu výhodně vykazuje zlepšené k hodnoty menší než 0,0432 Watt/m^eC při hustotě 8,0 kg/m³ a účinném průměru vlákna 5 mikrometrů. Nejvýhodněji, zlepšené k hodnoty představující při shodné hustotě a účinném průměru vlákna hodnoty menší než 0,0425 Watt/m°C.

Izolační produkty jsou baleny při vysokém stlačeni, aby se v definovaném objemu, například na nákladním automobilu, mohlo přepravovat více izolačního materiálu. V místě instalace se izolační produkt rozbalí, čímž se.uvolní objemově expanduje neboli zvětší svůj objem. Tloušťka, na kterou uvolněný izolační produkt objemově expanduje se označí jako regenerovaná tloušťka (tloušťka, na kterou produkt expanduje po uvolněni z obalu). Je žádoucí, aby specifická tloušťka izolačního materiálu splňovala specifickou R hodnotu.

Schopnost izolačního produktu regenerovat se po rozbaleni závis! jak na hustotě nestlačeného produktu, tak na hustotě stlačeného produktu. Vatový izolační materiál může být obecně klasifikován do tří relativně širokých kategorií: nizkohustotní, středněhustotní a vysokohustotní. Nízkohustotními izolačními produkty jsou ty produkty, které mají hustotu v rozmezí od 4,8 do 9,6 kg/m³. Středněhustotní jsou ty produkty, jejichž hustota se pohybuje v rozmezí od 9,6 do 14,4 kg/m³. Konečně vysokohustotními jsou produkty, jejichž hustota je vyšší než 16 kg/m³.

Hustotou stlačeného produktu se rozumí maximální hustota, na kterou lze vatovou plsť ještě stlačit pro účely přepravy, a při které si tato plsť současně ještě zachová schopnost dostatečně se regenerovat (objemově expandovat po rozbalení). Pokud by se produkt stlačil na příliš vysokou hustotu, mohlo by dojít k rozlámání podstatné části přítomných skleněných vláken. Což by mělo za následek nedostatečnou regeneraci produktu (produkt by nedostatečně expandoval, co se týče jeho tloušťky), pro nizkohustotní izolační produkty známého stavu techniky vyrobené z přímých vláken je maximální hustotou při stlačení v praxi hustota pohybující se v přibližně rozmezí od 48 kg/m³do 96 kg/m³), v závislosti na hustotě produktu.

Nizkohustotní vatové izolační materiály podle vynálezu vykazují podstatně zlepšené regenerační vlastnosti. Toto zlepšení regenerační schopnosti je způsobeno unikátním tvarem a vlastnostmi nepravidelně tvarovaných skleněných vláken. Vzhledem k bezpojivové povaze nepravidelně tvarovaných skleněných vláken podle vynálezu, by se dalo očekávat, že budou po stlačení klouzat, jako bezpojivová přímá vlákna známého stavu techniky. Nicméně nepravidelně tvarovaná vlákna nemohou klouzat tou měrou jako přímá vlákna, vzhledem k tomu, že se díky svému nepravidelnému tvaru zachytí za sousední vlákna, což zabraňuje jejich příliš velkému pohybu. Kromě toho, na uvedená vlákna v blízkosti průsečíků netlačí žádné pojivo. Nepravidelně tvarovaná vlákna podle vynálezu se spíše zkroutí a ohnou, aby uvolnily pnutí. Takže polohy vláken zůstanou zachovány a veškerá dostupná energie pro regeneraci se uloží , v uvedeném vláknu, tato uložená energie se uvolní po odstranění tlaku a vlákna se vrátí do své regenerované pozice.

Výraz regenerační poměr je v presentovaném vynálezu definován jako poměr regenerované hustoty ku hustotě stlačeného produktu, po stlačení izolačního produktu na stlačenou hustotu pro účely přepravy, rozbalení a ponechání možnosti uvedenému produktu regenerovat se na regenerovanou hustotu, v souladu s normou ASTM C167-90. takže například izolační produkt stlačený na hustotu 96 kg/m³, který se regeneruje na hustotu 8 kg/m³, má regenerační poměr 12:1. Nízkohustotní vatové plsti podle vynálezu lze stlačit na hustotu přibližně od 96 do 288 kg/m³ a regenerovat na regenerovanou hustotu přibližně 4,8 až 9,6 kg/m³ . To znamená regenerační poměr v rozmez! od 12:1 do přibližně 50:1. Výhodně budou izolační produkty podle vynálezu stlačeny na hustotu v rozmezí přibližně od 144 do 288 kg/m³ a regenerovány na regenerovanou hustotu v rozsahu přibližně od

4,8 do 9,6 kg/m³. Nejvýhodněji jsou nízkohustotní izolační produkty stlačeny na hustotu v rozmezí přibližně od 144 do 240 kg/m³ a regenerovány na regenerovanou hustotu v rozmezí přibližně od 4,8 do přibližně 8 kg/m³.

Účinek tohoto prudkého zvýšení hodnoty stlačení, které lze aplikovat na nízkohustotní produkty podle vynálezu, aniž by ztratily schopnost dostatečně se regenerovat na regenerovanou hustotu, je značný. Pro standardní R19 izolační produkty se může hustota při stlačení použitím nepravidelně tvarovaných vláken podle vynálezu zvýšit z přibližně 64 kg/m³na přibližně 192 kg/m³. Takže ve stejném objemu, například přepravního kontejneru nákladního automobilu nebo železničního vagónu, lze přepravit přibližně třikrát více izolačního materiálu. Díky tomu lze dosáhnout enormních potenciálních přepravních úspor. Kromě toho jsou tyto vysoce stlačitelné izolační produkty výhodné i z hlediska skladování, manipulace ve skladištích, prodeje a instalace produktu na místě.

Aby se získala unikátní nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna podle vynálezu, je zapotřebí použit specifické skleněné kompozice zajišťující množství zadrženi. První omezení přestavuje koeficient teplotní roztažnosti. Není zde přímé omezeni hodnot koeficientu tepelné roztažnosti skla A nebo skla B. Nicméně výhodně by měl rozdíl při měřeni jednotlivých skel standardními tyčovými technikami představovat nejméně 2,0 ppm/°C.

Dalším omezením pro komerčně dostačující produkci nepravidelně tvarovaných skleněných vláken je viskozitní teplota, což je teplota při které má sklo viskozitu 1000 poisů, měřeno standardní technikou rotačního válce. Tato teplota se obecně označuje jako Iog3 viskozitní teplota. Tato Iog3 viskozitní teplota se výhodně pohybuje v rozmezí přibližně od 1010^eC do 1121’C, výhodněji přibližně v rozmezí od 1037°C do 1093°C a nejvýhodněji přibližně 1065°C.

Dalším omezením skla je teplota likvidu. Likvid skla je nejvyšší teplota, při které jsou krystaly v roztaveném skle stabilní. Pokud se poskytne sklu dostatek času, bude při teplotě nižší, než je teplota likvidu krystalizovat. Krystalizace v peci může vést k vytvoření pevných částic, které, jakmile projdou rozvlákňovačem, se zavěsí do otvorů přadláku a ucpou je. Rozdíl mezi Iog3 viskozitní teplotou pro sklo A a sklo B dvojité skleněné kompozice podle vynálezu je výhodně alespoň o 28°C a výhodněji přibližně nejméně o 111 °C nižší než Iog3 viskozitní teplota. V případě, že toto omezení není splněno, může dojít ke krystalizaci ve spodní (tj. chladnější) části přadláku, která může způsobit ucpání otvorů přadláku.

\ ¹

Dalším omezením skleněné kompozice podle vynálezu je trvanlivost skla. Trvanlivost ovlivňuje dvě vlastnosti balíku skelné vaty. První vlastností balíku skelné vaty, na kterou má vliv trvanlivost skla je regenerace v případě jeho vybalení za účelem instalace. Druhou vlastností potom je dlouhotrvající fyzikální celistvost tohoto balíku skelné vaty. V případě, že je chemická trvanlivost skla příliš nízká, by balík skelné vaty po své instalaci mohl selhat při objemové regeneraci na navrženou šířku. Pokud by balík skelné vaty selhal při úplné regeneraci nebo pokud by se příliš rychle dezintegroval, došlo by k odpovídající poruše izolace tohoto balíku.

Použitelná míra chemické trvanlivosti skleněného vlákna pro izolační účely se získala měřením procentických hmotnostních ztrát 1 gramu vláken s průměrem 10 mikrometrů po 2 hodinách 0,1 litru destilované vody při teplotě 96^eC. Takto změřená trvanlivost závisí silně na kompozici skelných vláken a menší měrou na tepelné historii uvedeného vlákna. Aby se zajistil adekvátní výkon vatového balíku, mělo by každé z vláken uvedených dvou skleněných kompozic vykazovat v tomto testu hmotnostní ztrátu menší než přibližně 4% a výhodně menší než přibližně 2,5%. Kromě této silné závislosti na skleněné kompozici, závisí chemická trvanlivost skleněného vlákna menší měrou na jeho tepelné historii. Takže například zahřívání skleněného vlákna po dobu několika minut na teplotu 538°C poněkud zvýší jeho chemickou trvanlivost. Je zřejmé, že zde uvedené mezní hodnoty chemické trvanlivosti se týkají měření skleněných vláken, která nebyla jinak tepelně zpracována, než tepelným zpracováním použitým pro jejich původní ztenčení. Protože izolační produkt tvořený skelnou vatou zpravidla obsahuje vlákna, natolik tenká, že mohou být při případném zlomení na kratší úseky vdechnutelná, je možné, že se bude určitá část těchto vláken vznášet ve vzduchu a bude vdechnuta. V těle potom budou vystavena fyziologickým tekutinám. Vzhledem k tomu, že rychlost rozpouštěni vláken v těle hraje roli při biologické aktivitě inhalovaných vláken, mělo by být výhodné aby vyrobená skleněná vlákna vykazovala relativně vysokou rozpustnou rychlost v těchto tekutinách. Rychlost rozpouštěni skleněných vláken je vyjádřena jako konstanta měřené rychlosti vláken v simulované plicní tekutině při teplotě 37^eC. Tato rychlost silně závisí na kompozici skleněného vlákna a menší měrou na jeho tepelné historii. Je výhodné použít skleněné kompozice mající konstantu rychlosti rozpouštění alespoň 100 ng/cm²hod pro všechna izolovaná vlákna. Vzhledem k chemické trvanlivosti, bude následné tepelné zpracování vlákna redukovat jeho rychlost rozpouštění. Je zřejmé, že výše uvedená mezní hodnota se týká vláken vatového izolačního balíku v jeho konečné produkční formě.

Dvojité skleněné kompozice podle vynálezu zahrnují jednu vápenato-hlinitokřemičitanovou kompozici s vysokým obsahem borátu a nízkým obsahem uhličitanu sodného jako kompozici A a jednu vápenato-hlinitokřemičitanovou kompozici s nízkým obsahem borátu a vysokým obsahem uhličitanu sodného jako kompozici B, aby se zajistilo splnění všech omezení nezbytných pro získání úspěšných nepravidelně tvarovaných vláken. Vápenato-hlinitokřemičitanovou kompozicí s vysokým obsahem borátu a nízkým obsahem uhličitanu sodného je skleněná kompozice zahrnující přibližně 14% až 24%hm. borátu, vztaženo na celkovou hmotnost kompozice, přičemž vápenatohlinitokřemičitanovou kompozicí s nízkým obsahem borátu a vysokým obsahem uhličitanu sodného je skleněná kompozice zahrnující přibližně 14% až 25%hm. uhličitanu sodného, vztaženo na celkovou hmotnost kompozice.

Výhodně první skleněná kompozice, tj. kompozice A, zahrnuje přibližně 50 až 61% siliky neboli SiO₂, přibližně 0 až 7% aluminy neboli AI₂0₃, přibližně 9 až 13% vápna neboli CaO, přibližné 0 až 5% hořčíku nebo MgO, přibližně 14-24% borátu nebo B₂0₃, přibližně 0 až 10% uhličitanu sodného nebo Na₂0, a přibližně 0 až 2% oxidu draselného, neboli K₂O.

Druhá skleněná kompozice, tj. kompozice B, zahrnuje přibližně 52 až 60% siliky neboli SiO_2l přibližně O až 8% aluminy neboli AI₂0₃, přibližně 6 až 10% vápna neboli CaO, přibližně O až 7% hořčíku nebo MgO, přibližně 0-6% borátu nebo B₂0_3i přibližně 14 až 25% uhličitanu sodného nebo Na₂0, a přibližně O až 2% oxidu draselného neboli K₂O. Je zřejmé, že zpravidla méně než jedno procento každé kompozice budou tvořit různé další složky, jako například Fe₂O₃, TiO₂ a SrO, které nebyly přidány do skla záměrně, ale jako součást výchozích surových materiálů použitých při vytvoření vsádky.

Výhodněji dvojitá skleněná kompozice podle vynálezu zahrnuje první skleněnou kompozici obsahující přibližně 5257% siliky, 4-6% aluminy, 10-11% vápna, 1-3% hořčíku, 19-22% borátu, 4-6% uhličitanu vápenatého, 0-2% oxidu draselného a druhou skleněnou kompozici obsahující přibližně 57-65% siliky, 2-6% aluminy, 8-9% vápna, 4-6% hořčíku, 0-6% borátu, 15-21% uhličitanu vápenatého, 0-2% oxidu draselného.

Přikladv provedeni vvnálezu

Příklad 1

Nepravidelně tvarovaná skleněná vlákna podle vynálezu se vyrobila za použiti nfzkovýkonného laboratorního přadláku pracujiciho ve vsádkovém režimu způsobem podle vynálezu. Z 50 gramů vláken se následně vyrobily. testovací vzorky vatových plsti o rozměrech 203 mm x 203 mm. Regenerace těchto testovacích čtverců se měřila porovnáním tloušťky regenerovaného vzorku s tloušťkou stlačeného vzorku, přičemž vzorky byly stlačeny po dobu jednoho týdne na hustotu 192 kg/m³ .

Standardní pojivém vázaný izolační produkt známého stavu techniky vykázal regenerační poměr 18:1. Standardní bezpojivový vatový izolační materiál známého stavu techniky vykázal regenerační poměr 14,4:1 a bezpojivový vatový izolační materiál zahrnující nepravidelně tvarovaná vlákna podle vynálezu vykázal pro tři testované vzorky regenerační poměr od 32:1 do 34:1.

Příklad 2

Tepelná vodivost vatového izolačního materiálu majícího hustotu 8,0 kg/m³ a průměr 5 mikrometrů se měřil za použití testovací normy ASTM test C518. Testovalo se dvacet vzorků standardní pojivém vázané vatové plsti a zjištěná průměrná k hodnota činila 0,308. Průměrná k hodnota pro dvacet vzorků vatového izolačního materiálu podle vynálezu představovala 0,291. Rozdíl mezi oběma vzorky tedy činil 17 k bodů. Vzhledem k tomu, že jeden k bod reprezentuje zhruba 1/2% skla, bude vyžadovat vatový izolační materiál podie vynálezu k dosažení shodné R hodnoty o 8 a 1/2% méně skla než materiál známého stavu techniky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby izolačních produktů ze skelných vláken .vyznačený tím, že zahrnuje zaváděni dvou různých skleněných proudů do přadláku, přičemž tyto dvě různé sklenění kompozice mají odlišné koeficienty tepelné roztažnosti, skombinování skla z obou dvou skleněných proudů do formy dvojitého skleněného proudu, odstředěné tohoto dvojitého skleněného proudu do nepravidelně tvarovaných skleněných vláken a shromáždění skleněných vláken ve formě vatového balíku za vzniku izolačního produktu.
2. Způsob podle nároku 1,vyznačený tlm , že uvedená skleněná vlákna jsou bezpojivová.
3. Způsob ppodle nároku 1, vyznačený tím , že zahrnuje protažení vatového balíku tepelně vytvrzovací pecí mající předem definovaný tvar průřezu, kde jsou skleněná vlákna vystavena vlivu teploty dostatečné pro změknutí vláken a způsobující, že se vatový balík v podstatě přizpůsobí tvaru průřezu uvedené pecepřičemž uvedená skleněná vlákna jsou po vytvoření ztočena směrem dolů, shromážděna ve formě vatového balíku a následně zatímco jsou stále ještě dopravována obecně směrem dolů, jsou protažena tepelně vytvrzovací pecí.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím , že při protahování vatového balíku tepelně vytvrzovací pecí se skleněná vlákna ohřejí na teplotu 371 *C až 593’C.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačený tím, že uvedené shromažďování vláken zahrnuje přijmutí skleněných vláken protilehlými dopravníky , které se směrem dolů zužují.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím , že uvedené protilehlé přijímací dopravníky jsou perforované.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím , že dále zahrnuje vypouštění plynů skrze přijímací dopravníky, jejich oddělení od skleněných vláken a recirkulování podstatné části těchto vypouštěných plynů do horní části přijímacích dopravníků.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím , že se teplota skleněných vláken opouštějících přijímací dopravníky pohybuje v roozmezí od 204’C do 482’C.
9. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím , že tepelně vytvrzovací pec zahrnuje vzájemně protilehlé dopravníky a uvedený způsob dále zahrnuje vedení ohřátých plynů příčně skrze vatový balík procházející uvedenou pecí.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačený tlm , že uvedené protilehlé přijímací dopravníky jsou perforované.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačený tlm , že dále zahrnuje vypouštění plynů skrze přijímací dopravníky, jejich oddělení od skleněných vláken a recirkulování podstatné části těchto vypouštěných plynů do horní části přijímacích dopravníků.
12. Způsob podle nároku 1, vyznačený tlm , že uvedené tepelné vytvrzování vatového balíku protahovanéého tepelně vytvrzovací pecí je dostatečné na to, aby způsobilo uvolnění skleněných vláken v důsledku procesu tečení.
13. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím , že vedeni vatového balíku skrze tepelně vytvrzovací pec zvyšuje nepravidelnost tvaru nepravidelnně tvarovaných skleněných vláken v uvedeném vatovém balíku.
14. Způsob výroby izolačních produktů ze skelných vláken , vyznačený tím, že zahrnuje zavádění dvou různých skleněných proudů do přadláku, přičemž tyto dvě různé sklenění kompozice mají odlišné koeficienty tepelné roztažností, skombinovánf skla z obou dvou skleněných proudů do formy dvojitého skleněného proudu, odstředěni tohoto dvojitého skleněného proudu do nepravidelně tvarovaných skleněných, vláken, ztočení skleněných vláken směrem dolů, shromáždění skleněných vláken ve formě vatového balíku přijetím skleněných vláken protilehlými dopravníky, které se směrem dolů zužuji a protažení vatového balíku tepelně vytvrzovací pecí za vzniku izolačního produktu.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačený tlm , že tepelně vytvrzovací pec zahrnuje perforované dopravníky, které jsou vzájemně protilehlé a uvedený způsob dále zahrnuje vedení ohřátých plynů příčně skrze vatový balík procházející uvedenou pecí.
16. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím , že uvedené protilehlé přijímací dopravníky jsou perforované a uvedený způsob dále zahrnuje vypouštění plynů skrze přijímací dopravníky, jejich oddělení od skleněných vláken a recirkulování podstatné části těchto vypouštěných plynů do horní části přijímacích dopravníků.
17. Způsob podle nároku 14, v y z n a č e n ý tím , že se teplota skleněných vláken opouštějících přijímací dopravníky pohybuje v rozmezí od 204^eC do 482^eC.
18. Způsob výroby izolačních produktů ze skelných vláken , vyznačený tím, že zahrnuje zavádění dvou různých skleněných proudů do přadláku, přičemž tyto dvě různé sklenění kompozice mají odlišné koeficienty tepelné roztažnosti, skombinovánf skla z obou dvou skleněných proudů do formy dvojitého skleněného proudu, odstředěni tohoto dvojitého skleněného proudu do nepravidelně tvarovaných skleněných vláken, ztočení skleněných vláken směrem dolů, shromáždění skleněných vláken ve formě vatového balíku přijetím skleněných vláken vzájemně protilehlými dopravníky, které se směrem dolů zužují za vzniku izolačního produktu.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačený tím , že uvedené přijímací dopravníky jsou perforované a uvedený způsob dále zahrnuje vypouštěni plynů skrze přijímací dopravníky, jejich oddělení od skleněných vláken a recirkulování podstatné části těchto vypouštěných plynů do horní části přijímacích dopravníků.
20. Způsob podle nároku 18, vyznačený tím, že uvedená skleněná vlákna jsou bezpojivová.