CZ165297A3 - Způsob pro zhotovování výrobků ze skelných vláken - Google Patents

Description

(57) Anotace:

Skelná vlákna se vyrábí pomocí kaskády rotorů /4, 5, 6, 7/ z taveniny nalévané na nejvýše umístěný rotor /4/, přičemž tavenina má nízkou viskozitu /ne více než 18 dPa.s/ při 1400°C a má na nejvýše umístěném rotoru /4/ viskozitu nepřekračující 10 dPa.s, nejvýše umístěný rotor má obvodovou rychlost zrychlovacího pole přinejmenším 30 km/s² a druhý rotor /5/ je umístěn tak, že má střed na přímce vedené ze středu rotoru /4/ v úhlu /C/ od 0 do 20° a že obvodová rychlost jeho zrychlovacího pole představuje 50 až 150 % obvodové rychlosti zrychlovacího pole nejvýše umístěného rotoru /4/, a obvodová rychlost následujících rotorů /6, 7/ představuje 100 až 250 % obvodové rychlosti zrychlovacího pole nejvýše umístěného rotoru /4/.

I

~ '-^d

IN1.SVU OH^AmSAWGbd _β α α

Způsob pro zhotovování výrobků ze skelných vláken ,----—-—— ε πίΛ '8 o

Oblast, techniky « ——--OlgOQ

Přihlašovaný vynález se týká výrobních postupů, jejjichž použitím mohou být zhotovovány výrobky z chemicky vyrober$h2hB 8 2 Ů skelných vláken (označení MMVF podle anglického výrazu,,., ' 1 3

Man-Made Vitreous Fibre). Mezi takové výrobky patří desky*?“™’’’'”'”’ listy, trubky a další tvarované výrobky, které se používají jako teplotní nebo protipožární izolace či ochrany, omezovače hluku či protihluková opatření, popřípadě jako vláknové zpevňovače cementových, plastových a dalších materiálů nebo jako plnivo či jako zahradnické pěstitelské médium.

Dosavadní stav techniky

V této oblasti techniky je dobře známo zhotovování MMVF výrobků z minerální taveniny, kdy taková minerální tavenina je nalévána na nejvýše umístěný rotor kaskády otáčejících se rotorů, které jsou otočně upevněny na rozdílných, v podstatě vodorovných osách a které jsou uspořádány tak, aby tavenina byla odhazována z nejvyyšího rotoru na následující rotor nebo na každý následující rotor v kaskádové posloupnosti, po čemž jsou skleněná vlákna z druhého rotoru nebo následujícího rotoru odhazována a shromažďována plstě ze sklelných vláken (všeobecně za přítomnosti pojivá), jež je nakonec zpracována do podoby poradovaného MMVF výrobku. Zařízení, které pracuje na uvedeném principu, je popsáno ve V092/06047.

každého v podobě

V obvyklých výrobních postupech využívajících běžné taveniny je obvodová rychlost zrychlovacího pole na nejvyšším rotoru typicky velmi nízká, a to například od 10 do 15 km/s², protože prvotním záměrem je odhodit taveninu na následující, druhý rotor, kde je zrychlovací pole podstatně rychlejší.

V tomto smyslu je výrobní postup řízen tak, že na nejvyšším rotoru účinkuje zrychlovací pole s rychlostí kolem 15 km/s² a na následujících rotorech se rychlost stupňuje

(UPRAVENÁ STRANA) ³ I ___ > oc O< 1 od 30 do 100 km/s² , ^řiďefijzf 4ife jvyššíg’hotíTíotiŤ/ych] ostí má nejníže umístěný rotorŽ í S í '-J f ’ < / ''f· E

I g

Je žádoucí, aby množství odhozů'/mater iál· ma j ící průměr více než 63 jum) bylo minimalizováno, nebot v MMVF výrobku existuje potřeba dosažení poměrně jednotného průměru vláken. Proto je v doposud používaném výrobním způsobu používáno takové řešení, že nejvýše umístěný rotor má účinek síly zrychlení podstatně menší, než je tomu u následujících rotorů. V tomto smyslu bylo tedy akceptováno, že by bylo obtížné zhotovovat přijatelná vlákna již na nejvyšším rotoru a že tento horní rotor by měl být pravděpodobně doprovázen důležitou odhozovou formací, což předurčuje nejvyšší rotor k tomu, aby prvotně sloužil ke zrychlování taveniny, kteráje vrhána na první následující rotor, přičemž prvotní zhotovování konečné podoby vláken je postoupeno na druhý, následující rotor a další rotory.

Takové výrobní postupy jsou vhodné při zpracovávání tavenln takového typu, který je tradičně používán pro zhotovování MMVF výrobků, a to zejména z hornin, minerálů nebo strusky. Další výrobní postupy, které jsou určeny pro použití v souvislosti s běžnými taveninami, jsou popsány ve W092/12939 a V092/12941. Například ve WO 92/12939 je uvedeno, že první rotor je vybaven hnacími prostředky a má takový rozměr, aby při otáčení vyvinul zrychlovací pole přinejmenším 50 km/s², a druhý a třetí rotor mají takové rozměry a mohou se otáčet tak, aby vyvinuly rychlejší zrychlovací pole než první rotor, přičemž osy prvního rotoru a druhého rotoru jsou uspořádány tak, aby přímka propojující střed osy prvního rotoru se středem osy druhého rotoru byla vedena v úhlu od 0 do 20°, výhodně od 5 do 10°, pod vodorovnou přímkou procházející středem osy prvního rotoru. V tomto zařízení může být obvodová rychlost zrychlovacího pole na prvním rotoru až přibližně 150 km/s² nebo za určitých okolností dokonce vyšší, ale obecně bývá nižší než 100 km/s². Poměr zrychlovacího pole druhého rotoru k prvnímu rotoru je je obecně od 1,1 - 1 až

- 1, výhodněji 1,2 - 1,7 - 1, a poměr zrychlovacího pole každého dalšího následujícího rotoru k předchozímu rotoru je obecně 1,2 - 1 až 1,6 :1. Zrychlovací pole vyvinuté posledním

2b (UPRAVENÁ STRANA) rotorem má typicky obvodovou rychlost od 150 km/s² do

300 km/s² nebo v některých případech dokonce vyšší.

Všechny tyto výrobní postupy jsou určeny pro použití při zpracovávání konvenčních tavenin majících obvyklé taveninové vlastnosti- Takové taveniny například obsahují významné množství oxidu hlinitého a jsou zhotovány z materiálů jako čedič nebo diabas. Technická literatura obecně popisuje takové taveniny jako taveniny, které přicházejí do styku s nejvyšším rotorem při teplotě v rozsahu od 1350 nebo 1400°C do 1600°C, ale v praxi je obvyklé přivádět taveninu mající teplotu přibližně od 1420 do 1480°C. Použití vyšších teplot na nejvyšším rotoru má za následek to, že viskozita taveniny je natolik nízká, že nevyhovuje kvalitativním požadavkům výroby.

Při odhazování z jednoho rotoru na další se tavenina ochlazuje a řečená viskozita se významně zvyšuje s klesající teplotou. Vlzkozita ( v poise) běžně používané taveniny se může například zdvojnásobit, když teplota klesne ž 1450°C na 1400°C. Proto je normálně nezbytné vytvořit takové podmínky, aby pokles teploty taveniny od jejího styku s nejvyšším rotorem až po opuštění posledního rotoru v kaskádové posloupnosti nebyl větší než přibližně 200°C. Obzvláště teplota na posledním rotoru musí být dostatečně vysoká, aby stále existovala schopnost vytvářet z taveniny vlákna. Viskozita taveniny při styku s nejvyšším rotorem má typicky hodnotu přinejmenším 15 poise a Často přinejmenším 30 poise, avšak při opouštění posledního rotoru by neměla být například vyšší než přibližně 200 poise. Obzváště je důležité, aby teplota taveniny byla při opouštění posledního rotoru vyšší, než bod krystalizace taveniny.

Je obvyklé provádět stanovení charakteristiky taveniny v pojmech její viskozity při teplotě 1400°C a na tomto základě mají běžné taveniny používané v právě popisovaném výrobním postupu normálně viskozitu přinejmenším 20, typicky 25 až 40 poise při 1400°C.

Mělo by být vzato v úvahu, že je nutné taveninu opatrně odvozovat od různých minerálů, z nichž je utvořena, aby byla získána taková tavenina, která bude splňovat požadavek vztahu viskozity a teploty.

Je známo, že různé složky taveniny mohou mít proměnlivé fyzikální vlastnosti, jako je odolnost proti hoření nebo schopnost tepelné izolace MMVF výrobků zhotovaných tímto výrobním postupem, ale složení taveniny je obvykle diktováno prvotní potřebou dosáhnout požadovaný vztah viskozity a teploty.

V současnosti existuje v průmyslu potřeba vytvořit takové složení taveniny, které bude mít zvláštní chemické a rozpustnostní vlastnosti, například rozpustnost v Gamblesově roztoku při pH 7,5. Některá vlákna jsou například vyráběna na základě analýzy, která zajišťuje malé množství hliníku a která připouští určité množství fosforu. Mnoho tavenin, které jsou v současnoti komerčně zajímavé například kvůli jejich rozpustnostním vlastnostem, mají při 1400°C nižší viskozitu než tradiční taveniny. Lze očekávat, že takové snížení viskozity taveniny může usnadnit vytváření výrobků, ale zjistili jsme, že činnost kaskádového rozroetače v takových podmínkách, které jsou podobné výše popisovaným podmínkám, v praxi vede k vytvoření výrobku, jenž má nepřijatelně vysokou míru odhozu a/nebo nepřijatelně malou průměrnou hodnotu průměru vlákna. Proto je naším cílem poskytnout výrobní způsob, který je výhodný pro zhotovování MMVF výrobků s použitím kaskády rotorů a který může poskytnout dobré výrobky i tehdy, když má tavenina neobvykle nízkou viskozitu při 1400°CJestliže by se prováděly nějaké změny konvenčních a známých výrobních postupů zaměřené na jejich přizpůsobení pro taveniny s nízkou viskozitou, mohlo by se očekávat, že jednou z těchto změn by mohlo být snížení teploty taveniny na prvním rotoru natolik, aby viskozita taveniny na řečeném prvním rotoru stoupla zpět na hodnoty, které jsou typické pro takové konvenční použití. Další možnou změnou by mohlo být zmenšení zrychlovacího pole natolik, aby bylo dosažen obdobný stupeň rozv1ákňování navzdrory nižší viskozitě. Avšak žádná z těchto změn nepřináší uspokojující výsledky, a proto postupujeme v tomto vynálezu přesně opačně.

Pods tata vyná1ezu

Podle přihlašovaného vynálezu jsme vyvinuli způsob pro zhotovování MMVF výrobků z minerální taveniny s použitím kaskády otáčejících se rotorů, kdy tato kaskáda rotorů obsahuje nejvyšší, první rotor a následující rotory, přičemž tyto rotory jsou otočně upevněny na různých vodorovných osách a jsou uspořádány tak, aby tavenina, která je nalévána na nejvýše umístěný rotor, byla z něj odhazována na následující, druhý rotor a z něj na zbývající rotor nebo rotory a z těchto následujících rotorů byla odhazována v podobě vláken, a řečený způsob obsahuje nalévání taveniny na nejvyšší rotor rotor a sběrné zachycování vláken odhozených z rotorů a tento způsob se vyznačuje tím, že viskozita taveniny při 1400°C není větší než přibližně 18 poise, viskozita taveniny na nejvyšším rotoru není vyšší než přibližně 10 poise, zrychlovací pole na nejvyšším rotoru je přinejmenším 30 km/s², obvodová rychlost zrychlovacího pole druhém rotoru představuje přibližně 50¾ až 150¾ obvodové rychlosti zrychlovacího pole na nejvyšším, prvním rotoru, zrychlovací pole na třetím a kterémkoli dalším, následujícím rotoru je přibližně o 100 až 250¾ rychlejší než zrychlovací pole prvního rotoru a osy prvního rotoru a druhého rotoru jsou uspořádány tak, aby přímka, jež je vedena od středu osy prvního rotoru ke středu osy druhého rotoru vytvořila úhel od přibližně 0 do 20° pod vodorovnou přímkou procházející středem osy prvního rotoru.

Podle tohoto vynálezu je možné snadno zhotovovat MMVF výrobky, v nichž je podíl odhozu, který má průměr nad 63 jmm, nižší než 35¾ celkové hmotnosti anorganického materiálu. Navíc je jednoduše možné provádět tento způsob tak, že průměr vláken je většinou v rozsahu od 2 do 5 jim, a tím zajistit zhotování výrobků, které mají velmi uspokojivé izolační hodnoty (pro danou hustotu) a velmi uspokojivé hodnoty hustoty při standartní odolnosti proti průchodu vzduchu.

Ačkoli ve V092/12939 a V.092/12941 je popisováno použití prvního (nejvyššího) rotoru majícího zrychlovací pole nejméně 50 km/s², neexistuje v těchto dokumentech žádný návrh, který by byl použitelný pro zvláštní taveniny určené pro tento vynález a který by řešil konkrétní vztah zrychlovacích polí a vlastností taveniny tak, jak je tomu v tomto vynálezu.

Viskozita tavenin, které jsou použitelné v přihlašovaném vynálezu, není obecně při 1400°C vyšší než 15 poise a výhodně ne více než 13 poise. Obecně to je přinejmenším 3 poise, často přinejmenším 5 poise a velmi často přinejmenším 9 poise V této patentové specifikaci je viskozita taveniny určována podle vědeckotechnické publikace American Journal Science“, vydání 272, 1972, strana 438 až strana 475.

Nejvyšší, první rotor pracuje při teplotě taveniny, která je vyšší než 1400°C, výsledkem čehož ie, že viskozita taveniny na neivyšším rotoru je nižší než viskozita při 1400°C. To je příčinou stavu, že viskozita na nejvyšším rotoru je podstatně nižší, než je obvyklé. Pokud konvenční výrobní způsoby pracují například při viskozitě přinejmenším 20 poise na nejvyšším rotoru, pak v tomto vynálezu je tato hodnota nižší než 10 poise a často nižší než 8 poise a nejčastěji nižší než 6 poise. Může být dokonce nižší než 1 poise, ale obvykle je to více než 3 poise.

Teplota nejvyššího rotoru je volena tak, aby tavenina měla požadovanou nízkou viskozitu na tomto nejvyšším rotoru, a v praxi to obecně znamená, že nejvyšší rotor a tavenina na něm by měla mít teplotu od 1480 do 1600°C. Obvyklá úroveň teploty je přinejmenším 1490°C a nejvýhodněji přinejmenším 1500°C. Obvykle to nebývá více než 1550°C.

Uvádíme-li v této patentové specifikaci údaje o teplotě nebo viskozitě na rotoru, máme na mysli průměrnou teplotu nebo viskozitu taveniny, která je měřena v oblasti nacházející se od 0 do 10 cm od rotoru.

Zrychlovací pole na nejvyšším rotru musí být rychlejší než obvykle, a proto musí být přinejmenším 30 km/s². Obvykle to je přinejmenším 35 km/s². Výhodně je to méně než 48 km/s², ačkoli při provádění některých výrobních postupů může být rychlost vyšší, například do 70 km/s², někdy dokonce až do 100 km/s². Avšak hodnoty nad 48 km/s² jsou obvykle nežádoucí.

V obvykle uplatňovaných výrobních způsobech a ve způsobu podle W092/12939 a V092/12941 má zrychlovací pole na druhém rotoru podstatně vyšší úhlovou rychlost, než jakou má akcelerační pole na prvním, nejvyšším rotoru. Znakem přihlašovaného vynálezu je však skutečnost, že zrychlovací pole na druhém rotoru může být často výhodně pomalejší než zrychlovací pole na prvním rotoru a pokud je rychlejší, neměla by být jeho rychlost o mnoho větší než rychlost zrychlovacího pole na prvním rotoru. Tento znak poskytuje zlepšené výsledky, protože umožňuje dobré formování vláken na tomto i následujících rotorech navzdory poměrně vysoké rychlosti nejvyššího rotoru a nízké viskozitě taveniny. Rychlost zrychlovacího pole na druhém rotoru je obvykle přinejmenším 50¾. výhodněji přinejmenším 70¾ nebo 80¾ rychlosti zrychlovacího pole prvního rotoru. Může být více než 150%, ale obvykle ne více než 130¾ nebo výhodně 110¾ rychlosti zrychlovacího pole na prvním rotoru.

Zrychlovací pole na třetím rotoru a kterémkoli následujícím rotoru má obvykle 100¾ až 250¾ úhlové rychlosti zrychlovacího pole na prvním rotoru. Jiný způsob definování zrychlovacího pole na třetím a jakémkoli dalším následujícím rotoru je odvozen od zrychlovacího pole na druhém rotoru. Na tomto základě obvykle dosahuje zrychlovací pole třetího a kteréhokoli následujícího rotoru přinejmenším 130¾ a výhodně přinejmenším 170¾ úhlové rychlosti zrychlovacího pole na druhém rotoru, ale obvykle nebývá vyšší než 300¾. popřípadě častěji než 230¾ úhlové rychlosti zrychlovacího pole na druhém rotoru.

Konkrétní úhlová rychlost zrychlovacího pole na druhém rotoru je obvykle přinejmenším 20 nebo 25 km/s² a výhodně přinejmenším 30 km/s². Může být až 100 km/s², ale je obvykle nižší než 70 km/s² a výhodně nižší než 50 km/s²- Úhlová rychlost zrychlovacího pole na třetím a kterémkoli dalším rotoru je obvykle přinejmenším 40 km/s² a výhodně přinejmenším 50 km/s². Může být až 100 km/s², ale výhodně není vyšší než 80 km/s² .

Průměr nejvyššího rotoru je výhodně v rozsahu od 130 mm do 230 mm, nejvýhodněji v rozsahu od 160 mm do 200 mm. Průměr druhého rotoru je obecně v rozsahu od 150 mm do 300 mm. výhodně od přibližně 200 mm do 250 mm- Průměr třetího a kteréhokoli následujícího rotoru je obecně od 250 mm do 400 mm, výhodně pak přibližně 300mm až 350 mm.

Obvykle bývají použity čtyři rotory.

Zrychlovacím polem nebo dostředivým zrychlením rotoru je pole G, kde G — γΩ².

kde r je poloměr rotoru a

Ω je úhlová rychlost rotoru, přičemž Ω = 2 im 60 kde n je počet otáček za minutuOsa prvního následujícího rotoru je je umístěna tak, aby přímka vedená od středu osy horního rotoru ke středu osy tohoto prvního následujícího motoru tvořila úhel od přibližně Q do 20° pod vodorovnou rovinou. Tento úhel je výhodně od 5 do 10 nebo 15°. To je obzvláště výhodné tehdy, když tavenina zasáhne první či nejvyšší rotor v poloze. která vytváří úhel od 40 do 60°, výhodně od 45 do 60°. nad vodorovnou rovinou. Takto se tavenina pohybuje po úhlové vzdálenosti celkově od 45 do 80°, výhodně od 50 do 70°, od bodu, v němž zasáhla nejvyšší rotor k přímce spojující osy nejvyššího rotoru a druhého rotoru.

Každý následující rotor a často i první rotor je výhodně vybaven vzduchovými štěrbinami tam, kde vnitřní průměr štěrbiny je v podstatě stejný jako vnější průměr rotoru a vzduch prudce proniká skrze štěrbinu v axiálním směru nebo může tryskat z drážky pod vliven tangenciální složky a složky rychlosti. Každá vzduchová štěrbina se může skládat z vnitřních a vnějších štěrbin. Lopatky v drážce nebo jiné směrovací prostředky mohou být umístěny tak, aby vedly proud vzduchu v axiálním směru, který se mění po délce štěrbiny. V souvislosti s tím je možné vést vzduch podle potřeby jakýmkoli zvoleným axiálním, radiálním nebo tangenciálním směrem. V tomto případě může být proveden odkaz na dokumenty WO92/06047 a W092/12939, v nichž jsou uvedeny informace o výhodných vzduchových proudových prostředcích.

Vlákna mohou být zpracována do MMVF výrobků obvykle používaným způsobem. V této souvislosti může být do vláken přimícháno pojivo už v průběhu jejich vytváření nebo po jejich vytvoření a vlákna mohou být shromažďována v podobě plsti na propustném sítu a takto vytvořená plst může být zpracována do podoby požadovaného výrobku s použitím konvenčních technických postupů, jako je laminování, kalandrování, příčné stlačování a podélné stlačování a vytvrzování.

Výrobky mají zvláštní hodnotu jako termální, ohnivzdorné nebo zvukové izolace nebo ochrany či regulace.

Celkové výrobní podmínky použité v tomto výrobním způsobu včetně výběru složek taveniny jsou výhodně takové, aby množství odhozu majícího průměr vlákna více než 63 um byl nižší než 35¾ a nejvýhodněji méně než 30¾ celkové hmotnosti anorganického materiálu. Obvykle to je nad 20¾ této celkové hmotnosti. Výsledkem provádění výrobního způsobu podle takto definovaných podmínek je možnost získání takového výrobku, který má výhodný průměr vláken, bez rizika vyprodukování vláken s natolik malým průměrem, jenž by způsoboval předčasné lámání a způsobil vytvoření vadného výrobku. Obecně je průměr vláken hlavně v rozsahu od 2 do 5 pm. Obvykle to je nejméně

2,5 jLtm, ale ne více než 4 pm. Upřednostňované výrobky podle tohoto vynálezu mají průměr vláken v rozsahu od 2,5 do 3,5 um. V této patentové specifikaci je průměr vláken pojímán jako průměrná hodnota průměru vláken měřená přístrojovým zařízením SEM podle měřicího způsobu na bázi délky tak, jak je to předepsáno publikací organizace ΤΙΜΑ Analytical Chimica Acta“, vydané v roce 1993, strana 280 až strana 288, s názvem “Měření průměru vláken objemových chemicky vyrobených skelných vláken. Výhodný stupeň geometrického roztahování je přibližně 2.

Výsledná účinnost realizace výrobního způsobu podle tohoto vynálezu umožňuje vytváření MMVF výrobků zajištuje více než 85¾ využití prvotně zpracovaného materiálu. Proto méně než 15¾ původní taveniny je považováno za odpadní a následně recyklovatelný.

Je dobře známo, že nevýhodou MMVF výrobků zhotovených z horninových, struskových a podobných materiálů je tendence závislosti izolační hodnoty na jednotku hustoty, což je neuspokojivé v případě izolační hodnoty na jednotku hustoty, jde-li o MMVF výrobky vyrobené ze skla. Výhoda přihlašovaného vynálezu spočívá v tom, že umožňuje dosáhnout velmi dobrých a uspokojivých izolačních hodnot. Kontrétně je možné při uplatňování výrobního způsobu podle tohoto vynálezu snadno získat MMVF výrobek zhotovený z neskelné taveniny, v níž je hodnota hustoty ve vztahu k jakékoli zvláštní hodnotě termální vodivosti lambda velmi uspokojivá. Proto je podle tohoto vynálezu možno vyrábět MMVF výrobky, v nichž je vztah mezi určitou hodnotou lambda a rozsahem hodnoty hustot definován v následující tabulce. Lambda je měřena v MV/m°K a hustota v kg/m³.

Lambda	Maximální hustota	Minimální hustota
40	22	20
38	25	23
36	30	38
34	40	37
33	55	47

Střední hodnoty jsou vypočítány interpolací.

Prvotní hodnota vynálezu le dosahována tehdy, když le použita tavenina takového typu, lenž se obecně týká horninové, minerální nebo struskové taveniny na rozdíl od skelné taveniny. Proto le celkový obsah alkalického kovu (vyjádřeného lako Na₂0 + K₂0) le obecně nižší než 15% a obvykle nižší než 10% a celkové množství CaO + MgO le přinelmenším 15% a obvykle přinelmenším 20%.

Vynález le obzvláště hodnotný, když tavenina le složena tak, aby vykazovala zvýšenou rozpustnost v roztoku podle Gamblese při pH 7,5. Bylo zlištěno, že taveniny vykazující dobrou rozpustnost v takových roztocích by měly mít hodnotu K přinelmenším 30 a výhodně!i přinelmenším 40, kdy hodnota K ie vypočítána z procentuálního hmotnostního zastoupení určitých oxidů následně K = CaO + MgO + Ma₂0 + K2O + BaO + B₂0₃ - 2 x (ftl₂0₃)

Následující tabulka představuje analýzu rozsahu procentuálního hmotnostního zastoupení hlavních složek obsažených v typických výrobcích, přičemž výrobky 6 a 7 jsou konvenčními výrobky vyrobenými smícháním Čediče a diabasu.

Tavenina	S1O2	AI2O3	T1O2	FeO	CaO	MgO
1	54,2	1,5	0	0.5	29,5	8,7
2	50,8	2,0	0	0,5	30.5	9,9
3	49, 1	0,8	0,1	0,6	29,9	16,4
4	53,2	2,1	0.2	4,5	22,5	12,5
5	53,5	2,0	0.1	6,0	23,2	11,0
6	47,6	12,2	1,8	6,9	14,3	11,7
7	48,5	12,8	1,9	6,6	13,1	11,3

Tavenina	Nas O	K20	hodnota K	Viskozita	(poise)
1400°C	1500°C
1	4,8	0,8	40,8	13	4,3
2	4,6	0,7	41,7	11	4,6
3	1,0	0,2	44,7	9	3
4	3,5	0,8	33,6	10,7	5,4
5	2,0	0,8	33,0	12,3	6,0
6	2,4	1.1	< 30	28	13
7	2,4	1,1	< 30	35	18

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude nyní popsán s odkazem na připojený výkres, kterým je čelní nárys kaskády rotorů sestavených pro použití v přihlašovaném vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení obsahuje kaskádu 1 rotorů, které jsou otočně upevněny na předním čele 2 bloku 3- Kaskáda 1 je umístěna na jednom konci konvenční komory pro shromažďování vláken, přičemž nejvyšší rotor 4 je umístěn tak, aby mohl příjmat taveninu z taviči pece. Každý rotor je konvenčním způsobem namontován na hnaném hřídeli, který umožňuje otáčení při vysoké obvodové rychlosti- Kaskádová sestava obsahuje čtyři rotory, a to nejvyšší rotor 4, jenž se otáčí proti směru pohybu hodinových ručiček, a tři následující vláknotvorné rotory, jmenovitě druhý rotor 5, který se otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček, třetí rotor 6, proti směru pohybu hodinových ručiček, který se otáčí a čtvrtý rotor 7, který se otáčí ve směru pohybu hodinových ručiček. Ložiska a hnací mechanismy nejsou předvedeny.

Vzduchové štěrbiny 8, příslušných rotorech 4, 5, štěrbin je vedena pouze na štěrbina je obecně vedena

9, 10 a 11 jsou utvořeny na a 7, přičemž každá z těchto části příslušného rotoru. Každá přinejmenším na 1/3 obvodu příslušného rotoru, a to obecně kolem vnější části sestavy rotorů. Obecně je vedena ne více než 2/3 nebo 3/4 obvodu.

Každá štěrbina je propojena se vzduchovou zásobní komorou nacházející se v bloku 3.

Roztavená minerální tavenina je nalévána na nejvyšší rotor 4 podle znázorněné dráhy a dopadá na nejvyšší rotor 4 v bodě A, který se nachází v takové poloze, aby úhel B (tzn. úhel, který tvoří spojnice bodu A se středem osy nejvyššího rotoru a vodorovnou přímkou procházející středem nejvyššího rotoru směrem ke druhému rotoru) měl hodnotu od 40 do 65° ve vztahu k vodorovné přímce, nejčastěji pak od 45 do 60°- Druhý rotor 5 by měl být umístěn jen o něco málo níže než první rotor, a proto je typicky rozměr úhlu C od 0 do 20°, nejčastěji pak od 5 do 10°.

Uplatněním uvedených prostředků je možné zajistit to, že tavenina, která je odhazována z prvního rotoru na druhý rotor, dopadá na obvodový povrch druhého rotoru v podstatě v pravém úhlu (například od 75 do 105° ke kolmici). Obdobně by měl být součet úhlů D, E a F výhodně co nejmenší, jak je to jen možné. F je úhel vytvořený vodorovnou přímkou, která prochází středem osy třetího rotoru 6, a přímkou propojující střed osy třetího rotoru 6 se středem osy čtvrtého rotoru 7, úhel E je úhel vytvořený přímkou propojující středy os třetího a čtvrtého rotoru 6, 7 a přímkou propojující středy os druhého a třetího rotoru 5, 6, zatímco úhel D je vytvořen přímkou propojující středy os prvního a druhého rotoru 4, 5 a přímkou propojující středy os druhého a třetího rotoru 5, 6. Součet C + D+E+F je výhodně menší než 150°, ale měl by být obecně větší než 120°, a nejvýhodněji je v rozsahu od 125 do 142°, přičemž nejlepší výsledky byly dosaženy v rozmezí od 135 do 140°.

Část taveniny dopadající na nejvyšší rotor 4 v bodě A je odhazována z tohoto rotoru 4 v podobě vláken, ale další část je odhazována na následující rotor 5. Nějaká tavenina je rozv1ákňována tímto rotorem, zatímco zbytek je odhazován po dráze 13 na následující rotor 6. Podstatné množství taveniny je rozvlákňováno rotorem 6, a to zejména v oblasti, kde se nachází štěrbina 9, avšak dodatečná část je odhazována po dráze 14 na následující rotor 7. Největší množství vláken je produkováno v obecném směru 15, ale tavenina je rovněž rozv1ákňována kolem většiny zbytku povrchu rotoru v oblasti, kde se nachází štěrbina 10. Tavenina na rotoru 7 Je rozvlákňována v oblasti, kde se nachází vzduchová štěrbina 11.

Protože štěrbiny 8, 9, 10 a 11 nejsou vedeny po celém obvodu příslušných rotorů, může být proudění vzduchu v úsecích drah 12, 13 a 14 řízeno a samozřejmě může být nulové. Lopatky ve štěrbinách mohou být nastavovány v úhlech ve vztahu k axiálnímu směru typicky v rozsahu od nuly do 42°, jak je to například uváděno ve W092/06047.

Vlákna, které jsou utvářena na rotorech, se vzdalují od rotorů v podstatě v axiálním směru, a to částečně jako výsledek účinku vzduchu tryskajícího skrze štěrbiny a částečně jako výsledek účinku dalšího vzduchového proudění, které je vedeno v postatě stejným směrem a které je přiváděno například prostřednictvím soustavy otvorů 23. Na oblak vláken, jenž se v komoře vytváří, může být známým způsobem rozprašováno pojivo. Oblak vláken může být shromažďován a ukládán na vhodné shromažďovací podložce, kterou obvykle bývá propustné síto, běžně používaným způsobem v základové oblasti nebo na konci komory, a následně je přemisťován mimo komoru.

Jak příklad provádění přihlašovaného vynálezu lze uvést následující. Tavenina 2, jejíž složení, hodnota K a viskozita mají vlastnosti definované v předcházejícím textu, byla nalévána v poměru 5 tun za hodinu na kaskádu rotorů, které byly ukázány na výkrese. Nejvyšší, první rotor 4 měl průměr 185 mm a byl roztáčen tak, aby úhlová rychlost jeho zrychlovacího pole dosahovala 38 km/s²- Druhý rotor, rotor 5, měl průměr 225 mm a byl roztáčen tak, aby jeho zrychlovací pole dosahovalo obvodovou rychlost 32 km/s². Třetí rotor 6, stejně jako čtvrtý rotor 7, měl stejný průměr 330 mm a příslušná zrychlovací pole těchto rotorů 6 a 7 dosahovala obvodovou rychlost 65 km/s², respektive 69 km/s². Teplota taveniny na nejvyššíro rotoru 4 byla 1490°C, tudíž tavenina měla viskozitu přibližně 5 poise na nejvyšším rotoru.

Tento výrobní způsob poskytl výrobek mající průměrnou hodnotu průměru vláken od 2,5 do 3,5 nm, odhoz s průměrem větším než 63 μη byl menší než 35^ celkové hmotnosti anorganického materiálu a účinnost využití taveniny byla 85^-

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob pro zhotovování výrobků z chemicky připravených skelných vláken (MMVF) zpracováním minerální taveniny s použitím kaskády (1) otáčejících se rotorů (4, 5, 6, 7), kdy tato kaskáda (1) rotorů (4, 5, 6, 7) obsahuje nejvyšší, první rotor (4) a následující rotory (5, 6, 7), přičemž tyto rotory jsou otočně upevněny na rozdílných vodorovných osách a jsou uspořádány tak, aby tavenina, jež je nalévána na nejvýše umístěný rotor (4), byla z něj odhazována na následující, druhý rotor (5) a z něj na zbývající rotor nebo rotory (6, 7) a z těchto následujících rotorů byla odhazována v podobě vláken, a kdy řečený způsob obsahuje nalévání taveniny na nejvyšší rotor (4) rotor a sběrné zachycování vláken odhozených z rotorů, vyznačující se tím , že viskozita taveniny při 1400°C není větší než 1,8 Pa.s (18 poise), viskozita taveniny na nejvyšším rotoru (4) není vyšší než 1 Pa.s (10 poise), zrychlovací pole na nejvyšším rotoru má obvodovou rychlost přinejmenším 30 km/s², obvodová rychlost zrychlovacího pole na druhém rotoru představuje 50¾ až 150¾ obvodové pole na nejvyšším, prvním rotoru na třetím a kterémkoli dalším, následujícím rotoru (6, 7) je o 100¾ až 250¾ rychlejší než zrychlovací pole prvního rotoru (4) a osy prvního rotoru (4) a druhého rotoru (5) jsou uspořádány tak, aby přímka, která je vedena od středu osy prvního rotoru ke středu osy druhého rotoru vytvořila úhel (C) od 0 do 20° pod vodorovnou přímkou procházející středem osy prvního rotoru.

   rychlosti zrychlovacího (4), zrychlovací pole
2. 2- Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že obvodová rychlost zrychlovacího pole na nejvyšším rotoru je od 30 do 48 km/s².
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím , že obvodová rychlost akceleračního pole na druhém rotoru představuje 70¾ až 110¾ obvodové rychlostí zrychlovacího pole na prvním rotoru.
4. 4. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obvodová rychlost zrychlovacího pole každého z rotorů není vyšší než 100 km/s² a že obvodová rychlost zrychlovacího pole každého z následujících rotorů představuje 70¾ až 200¾ obvodové rychlosti zrychlovacího pole prvního rotoru.
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obvodová rychlost zrychlovacího pole na prvním rotoru je 30 km/s² až 70 km/s², na druhém rotoru 20 km/s² až 70 km/s² a na následujících rotorech 50 km/s² až 80 km/s².
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačující se tím , že MMVF výrobek obsahuje méně než 35¾ odhozu majícího průměr nad 63um.
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím , že MMVF výrobek má průměrnou hodnotu průměru vlákna od 2,5 um do 4 um.
8. 8. Způsob podle kteréhokili z předcházejících nároků 1 až 7, vyznačující se tím , že MMVF výrobek vykazuje vztah termální vodivosti lambda (MV/m°K) k hustotě (kg/m³) podle následující tabulky -

   Lambda Maximální hustota Minimální hustota 40 22 20 38 25 23 36 30 38 34 40 37 33 55 47
9. 9. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 8, vyznačující se tím , že tavenina má hodnotu K přinejmenším 40.

   - 16 10. Způsob podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 9. vyznačující se tím .že při teplotě 1400°C tavenina viskozitu od 0.3 do 1,5 Pa.s (od 3 do 15 poise). výhodně od 0,3 do 1,3 Pa.s (od 3 do 13 poise).