CZ311098A3 - Produkty ze syntetického skelného vlákna a jejich výroba - Google Patents

Description

Produkty ze syntetického skelného vlákna a jejich výroba

Oblast techniky

Tento vynález se týká produktů ze syntetického skelného vlákna a zejména takových produktů, které obsahuji podstatnou část recyklovaného, odpadního syntetického skelného vlákna.

Dosavadní stav techniky

Produkt ze syntetického skelného vlákna se běžně dělá pouštěním minerální taveniny na rotující zvlákňovací rotor a tím se vrhá tavenina s rotoru jako vlákna a vytváří se v podstatě prstencový oblak vláken a sbíráním těchto vláken jako rouna na sběrači.

Výroba produktu ze syntetického skelného vlákna

být doprovázena	vyrobením	určitého	odpadu	ze
skelného vlákna	a je běžnou praxí pokoušet	se
tento materiál.	Proto se	mnoho produktů	ze
skelného vlákna	vytváří z	primárních	vláken,	což
vytvářená mimo	zvlákňovací	rotor a	sbíraná	na

rouno, spolu se sekundárními vlákny, což jsou vlákna z téže nebo předchozí výroby produktu ze skelného vlákna.

má tendenci syntetického znovu použít syntetického jsou vlákna sběrači jako recyklovaná synt eti ckého

Jednou z cest zabudování sekundárních recyklovaných vláken je tím, že se rozptýlí, obvykle unášené vzduchem, do mraku primárních vláken, který se pohybuje od rotoru ke sběrači. Naneštěstí mají druhotná vlákna, která jsou zaváděna tímto způsobem, tendenci být přítomna spíše jako chomáčky než jako jednotlivá vlákna a tak mají tendenci způsobovat diskontinuity

• · · · · · • · ·· · ·· · • · · · · · • · · fefe fefe · • · · · · ··· ··· ·· fefe v rouně. Také když se, tak jak je to obvyklé, na primární vlákna rozprašuje pojivo, je běžné, že jsou sekundární vlákna neadekvátně navlhčena pojivém.

Zvýšení množství sekundárních vláken ve výrobku ze syntetického skelného vlákna má proto tendenci zhoršovat jeho vlastnosti a tak je v praxi množství sekundárních vláken, které se dají uspokojivě zavést při zachování uspokojivých vlastností produktu, nižší než jak by bylo žádoucí.

Ve W090/15032 se navrhuje zavádět Částice, což mohou být sekundární vlákna, dopravovaná ve vzduchu dutým hřídelem na kterém je namontován rotor pro rotaci. Tímto prostředkem je možno foukat sekundární vlákna do prstencového mraku primárních vláken, který se tvoří kolem rotoru a před rotorem. Je ale obtížné zabezpečit uspokojivé unášení sekundárních vláken v proudu vzduchu tak, aby bylo možno uspokojivě a spolehlivě profukovat hřídelem a vyfukovat z hřídele ven významné množství. Proto není možné tímto způsobem zavádět vhodně velká množství sekundárních vláken.

V EP 530843 se navrhuje zavádět materiál ve formě částic, což mohou být sekundární syntetická skelná vlákna, unášená vzduchem za pomoci různých metod. Podle jedné metody je dodáván proud sekundárních vláken nebo jiného materiálu ve formě částic unášeného vzduchem jako prstencový tok kolem hřídele skrz který se dodává pojivo. Sekundární vlákna jsou přinucena pohybovat se radiálně směrem ven pomocí toku pojivá k prstencovému mraku syntetických skelných vláken. Podle jiných metod je proud částic unášených vzduchem vefukován do mraku syntetických skelných vláken. Tvrdí se, že vlákna, která se přidávají těmito metodami, mohou být jemně umleta. Navrhovaný rozsah délky je mezi asi 0,3 mm a 3 mm. Tyto metody také nedokáží poskytnout vhodný způsob zabudování podstatných · ·· ······ • · · · · · · ··· · · • · · · · · · · ··· ·· ... ··· ·· ·· množství sekundárních vláken bez zhoršení vlastností finálního produktu.

US 5,232,638 navrhuje metodu promíchání přidávaných částic různých typů s primárními vlákny. Prstencový mrak primárních vláken, který je vytvářen, je přinucen ke styku s vnějším povrchem zvonu, namontovaného na ose rotoru, ze kterého se tvoří primární vlákna a pod rotor. Tento systém má tendenci snižovat rychlost toku vláken tak jak tyto kontaktují zvon a způsobuje vytváření chomáčků, přičemž což snižuje jakost skelné vaty. Vlákna lze přidávat teprve hned za bodem styku. Důsledkem toho, že se zčásti tvoří chomáčky v závoji primárních vláken a zčásti že je poměrně velká vzdálenost mezi rotorem a přidáváním přídavných vláken, není v praxi možné získat rovnoměrnou směs přidávaných vláken s primárními vlákny. I když tento dokument uvádí, že je žádoucí mít schopnost zavést rovnoměrně distribuované přídavné materiály, je realita taková, že s tímto systémem by se nedosáhla rovnoměrná distribuce. Navíc když se zabudovává kapalné pojivo, je toto dodáváno jiným potrubím než je potrubí na materiál v částicích. Jestliže se má přidávat pojivo a materiál v částicích, nedovoluje to jejich intenzivní míšení před stykem s primárními vlákny a tudíž zabraňuje to vytváření rovnoměrné distribuce částic v primárních vláknech.

Tento dokument také navrhuje, že se vlákna mohou přidávat jako přísada částic. Nenavrhuje,že by tyto částice měly mít délku mnohem kratší než vlákna, která budou produkována rotorem. Navíc pouze navrhuje použití vláken, která jsou odlišná od těch, která vyrábí rotor. Hlavní cíl tohoto dokumentu je dodávat napěněný materiál který je pojivém pro částice.

US 5,123,949 také popisuje proces, který prý napomáhá k rovnoměrné distribuci částic v primárních vláknech. V této • · · • · · ··· · · • · · • · · · publikaci se navrhují jenom vlákna odlišná od primárních vláken a nenavrhuje se, aby měly délku odlišnou od délky primárních vláken. I když se navrhují mletá vlákna, jejich minimální navrhovaná délka je téměř 2 mm. Pojivo popsané v procesu je dodáváno jedním potrubím, zatímco částice aditiva jsou dodávány druhým potrubím. Jediná příležitost kterou materiál má pro míšení je těsně před stykem s primárními vlákny. Přísada ve formě částic je směrována na primární vlákna proudem vzduchu, který proudí pod rotujícím diskem, ze kterého se vytvářejí primární vlákna. To opět přispívá k vytvářeni nerovnoměrné distribuce materiálu ve formě částic v primárních vláknech.

U všech těchto postupů, kde se primární vlákna vytvářejí mimo zvlákňovací rotor a jsou unášena a sbírána na povrchu sběrače, je výsledný produkt rouno pokládané vzduchem. Takový produkt má hustotu pod 300 kg/m³ a to i po kompresi. Je rovněž známo vyrábět produkty pokládáním za vlhka, ale tyto produkty mají strukturu hustého typu a nejsou vhodné pro účely, pro které se používají vzduchem pokládané produkty ze syntetického skelného vlákna.

Vlákna ve vzduchem pokládaných produktech ze syntetického skelného vlákna mají různé délky a frekvence každé délky se zpravidla blíží logaritmicko normální distribuci. Na bázi jejich počtu je procento velmi krátkých vláken (pod 0,5 mm) vždy velmi nízké, například pod 10% a obvykle nejméně asi 50% vláken je s délkou nejméně lmm, například až do 15 mm. Často má nejméně 50% počtu vláken délku v rozsahu 1 až 5 mm. Pro skelnou vatu je množství vláken s délkou pod 0,5 mm opět velmi nízké, pod 10% a obvykle nejméně 70% je v rozsahu 1 až 15 mm, přičemž nejméně 50% je často v rozsahu 3 až 10 mm. Tyto distribuce délek vláken jsou typické pro produkty kladené vzduchem, které jsou vyrobeny výhradně z primárních vláken.

tt • ·

Když se u známých metod zabudovávají sekundární recyklovaná vlákna, tak distribuce délek vláken obvykle není podstatně změněna, protože sekundární syntetická skelná vlákna obecně mají poněkud podobnou distribuci délek k primárním vláknům v tom, že každá degradace délky, která se mohla objevit během recyklování není obvykle dostatečně veliká k tomu-, aby významně ovlivnila distribuci délek vláken v produktu, obsahujícím sekundární vlákna.

Jak to bylo uvedeno, existující produkty obsahující recyklovaná sekundární syntetická skelná vlákna mají tendenci mít horší vlastnosti (ve srovnání s produkty bez sekundárních vláken), jestliže se množství sekundárních vláken zvýší nad poměrně nízkou úroveň.

Bylo by žádoucí vytvářet v podstatě neprášící produkt ze syntetického skelného vlákna, mající významný podíl sekundárních vláken a který může mít vlastnosti nejméně tak dobré, jako produkty vyrobené bez velkého podílu sekundárních vláken.

Podstata vynálezu

Produkt ze syntetického skelného vlákna podle jednoho provedení vynálezu zahrnuje vzduchem pokládané pojené rouno z v podstatě rovnoměrné směsi syntetických skelných vláken, kde nejméně 30% počtu syntetických skelných vláken má délku ne více než 0,5 mm a nejméně 5% počtu vláken má délku nad 0,5 mm a kde v podstatě všechna vlákna jsou spojena do vzduchem pokládaného rouna.

Produkt podle vynálezu se liší od konvenčních vzduchem pokládaných produktů ze syntetických skelných vláken tím, že má značně zvýšený podíl krátkých vláken (až do 0,5 mm). Tento • · ·♦ · · • · • · 4 zvýšený podíl velmi krátkých vláken je normálně zajišťován zabudováním velmi krátkých sekundárních (recyklovaných) syntetických skelných vláken do rouna během jeho výroby.

Množství krátkých vláken pod 0,5 mm je nejméně 30%, obvykle nejméně 40% nebo 45% počtu a může být až 50, 60 nebo i 70% počtu. Množství vláken majících délku nad 0,5 mm je obvykle nejméně 10% a obecně je nejméně 15% nebo 20%. Může být až 25% nebo 30%, ale obvykle není více než asi 40 nebo 50% počtu. Tato vlákna delší než 0,5 mm mají často délku nejméně 1 mm. Obvykle mají délku ne více než 10 nebo 15 mm.

Často se preferuje mít značnou část, například nejméně 20 nebo 30%, velmi krátkých vláken, například pod 0,3 mm a často pod 0,2 mm, například až k 0,05 mm.

I když může být možné zavést sekundární vlákna tak, že je celková distribuce délek vlákna asymetricky logaritmickonormální v podstatě monomodální distribuce (nebo distribuce s hrbolem), preferované produkty podle vynálezu mají v podstatě takovou bimodální distribuci délek, že mají v podstatě logaritmicko-normální nebo asymetricky logaritmicko-normální monomodální distribuci krátkých vláken majících délku, která není více než 0,5 mm položenou na v podstatě logaritmickonormální nebo asymetrickou logaritmicko-normální distribuci delších primárních vláken, typickou to distribucí, která se získá když se dělají vzduchem kladené produkty ze syntetického skelného vlákna konvenčními metodami zahrnujícími použití rotujícího zvlákňovaeího rotoru. Produkty mohou být multimodální s více než jednou špičkou pod 0,5 mm.

Aby se stanovila část vláken majících určité konkrétní délky nebo rozsah délek, produkt se rozptýlí v kapalině jako je glycerin až se vlákna rozdělí na jednotlivá vlákna. Vlákna se • ·

> · ··· · • · ·· pozorují v projekci na projekční stínítko s použitím chartometru, čímž je možné zatřiďovat vlákna podle délky. Oblast na projekčním stínítku se zvolí tak, aby obsahovala nejméně 200 vláken a zatřídí se každé vlákno v této oblasti. Počet vláken každého zatřídění se spočítá a počet v tomto zatřídění se vyjádří jako procento z celkového počtu vláken ve vzorku.

Distribuce podle délky se provede pohodlně spočítáním počtu vláken majících délky v předem vybraných (a často se zvyšujících) pásmech. Například se dá spočítat kolik jich má délku v pásmu 0,02 mm nebo méně, v pásmu nad 0,02 až do 0₇ 04 mm, nad 0,04 mm až do 0,07 mm, nad 0,07 mm až po 0,15 mm a tak dále se zvyšující se šířkou pásma až do bodu, kde počet vláken je nepodstatně nízký, obecně kolem 7 až 10 mm u minerálních vláken nebo 10 až 15 mm u skelných vláken. Počet vláken každé délky se vynese tak, že je jejich počet na lineární stupnici na vertikální ose a jejich délka je vynesena na logaritmické stupnici na horizontální ose.

Podle druhého provedení vynálezu má produkt ze syntetického skelného vlákna distribuci délek vláken se špičkou nad 0,5 mm a často nad 0,8 mm a obvykle kolem 1 až 3 mm á ne jméně jedna špička je na hodnotě pod 0,5 mm a často pod asi 0,2 mm a s prohlubní mezi těmito dvěma špičkami, která obvykle představuje rozdíl v délce nejméně 0,2 mm a často nejméně 0,5 mm. Špička(nebo každá špička) pod 0,5 mm často představuje počet vláken který je nejméně 0,5 násobkem a často jednonásobkem nebo dvojnásobkem a s výhodou třínásobkem až desetinásobkem počtu vláken ve špičce kolem 1 až 3 mm.

Jednoduchý test stanovení zdali jsou primární a sekundární vlákna v podstatě všechna spojena ve vzduchem kladeném rounu, či nikoliv, je test popisovaný Thomasem Schneiderem v Ann.

Occup. Hyg., Volume 37, No.6, 1993, str. 633 pro stanovení koncentrace u ve vzduchu vytvářeného vlákna. Když výsledek ukazuje hodnotu pod 0,5 vlákna/cm³, považuje se produkt za neprášící a že jsou vlákna v produktu uspokojivě spojena.

Obvykle se považuje za žádoucí maximalizovat střední délku vláken u produktů ze syntetického skelného vlákna a je překvapující, že u vynálezu se získávají dobré výsledky zahrnutím podstatné části velmi krátkých vláken.

Podle jednoho důležitého provedení vynálezu nejméně 50% počtu vláken kratších než 0,5 mm má délku pod 0,15 mm a často pod 0,1 mm, například 30 až 70 |im. Hustota produktu může být v rozsahu 50 až 300 kg/m³.

U tohoto provedení vynálezu redukuje přítomnost sekundárních vláken náklady na produkt (protože jsou v podstatě odpadní materiál a nejsou třeba náklady na likvidaci nebo nové roztavení), ale nedojde k podstatnějšímu zhoršení pevnosti v tahu, izolační hodnoty a jiných vlastností produktu. Tyto vlastnosti se vskutku uchovají nebo zvýší ve srovnání s odpovídaj ícím produktem, vyráběným výhradně z primárních vláken při téže celkové hmotnosti vláken a hustotě.

Podle jiného provedení vynálezu nejméně 50% vláken kratších než 0,5 mm má délku v rozsahu 0,1 až 0,4 mm, obvykle 0,15 až 0,3 nebo 0,4 mm. Použití těchto delších sekundárních vláken Ve vynálezu může vést k zlepšení pevno-sti ve srovnání s odpovídajícím produktem vyrobeným v nepřítomnosti vláken, ale s ekvivalentní hmotností primárních vláken. Tato zlepšená pevnost je zvláště významná u produktů s nízkou hmotností, například když je produkt ze syntetického skelného vlákna pojená deska nebo jiný celistvý výrobek mající hustotu v rozsahu 10 až 80 kg/m³, s výhodou kolem 25 až 40 kg/m³.

Sekundární vlákna jsou obecně připravována pro zabudování do produktu ze syntetického skelného vlákna mletím odpadního materiálu ze syntetického skelného vlákna. Mletí se dá provést v kladivovém mlýnu nebo ve válcovém mlýnu. Výsledkem mletí odpadního materiálu na určenou krátkou délku je, že je možno zavést velké množství sekundárních vláken do produktu bez přítomnosti chomáčků uvízlých a nespojených sekundárních vláken v produktu a že sekundární vlákna mohou nadále přispívat příznivě k vlastnostem produktu.

Odpadní materiál ze syntetického skelného vlákna může mít složení odlišné od složení materiálu z primárních vláken, ale s výhodou má odpadní materiál ze syntetického skelného vlákna v podstatě stejné složení jako primární vlákna. Může to tedy být odpadní materiál vyrobený z dřívějších várek stejného produktu.

Když jsou primární vlákna typu minerální vaty, je výhodné, aby sekundární vlákna byla také typy kdy mají složení minerální vaty. Podobně jestliže jsou primární vlákna typu skelné vaty, je výhodné když jsou sekundární vlákna také složením skelná vata.

Primární syntetická skelná vlákna mohou být vyrobena konvenčním způsobem roztavením várky příslušně zvoleného minerálního materiálu, přivedením minerální taveniny na rotující zvlákňovací rotor a tím vrháním taveniny z okraje rotoru jako vláken a vytváření v podstatě prstencového mraku vláken, odnášením vláken axiálně od rotoru směrem k povrchu sběrače a sbíráním vláken na povrchu sběrače jako rouno. Rouno může být laminováno samo na sebe tak, aby se vytvořila tlustší plsť. Rouno nebo plsť se dá stlačit a zahřát, aby se v něm zesíťovalo pojivo.

	10 •	·· ' to i- to • · . to to · to ·· · · • · * to . · • to · to • ·· ······	·· toto • toto · • to toto • toto to · to • · to • to ··
Rotor může být ve	tvaru zvlákňovací	misky tak	jak je to
popsáno v EP 530843	nebo typu Downey	s rotorem	tak jak je
popsán v US 2944284	a US 3343933. S	výhodou j e	ale rotor

namontován v podstatě v horizontální ose a má pevnou periferii a je zkonstruován tak, aby dostával taveninu přidávanou na okraj a vrhal minerální vlákna na svém okraji. Rotor je s výhodou část kaskádového zvlákňovače, který obsahujo 2, 3 nebo 4 takové rotory tak jak je to popsáno v W092/06047.

Rouno ze syntetických skelných vláken musí být vzduchem kladené rouno, protože není praktické pokládat ho za vlhka a potom ho sušit. Hustota i po stlačení je obvykle nad 20 nebo 30 kg/m³, ale pod 300 kg/m³ ve srovnání s více než 350 kg/m³ u za vlhka kladených produktů. Obvykle není možné dosáhnout požadované v podstatě stále stejné směsi krátkých a dlouhých syntetických skelných vláken tím že se budeme snažit impregnovat kratší, sekundární vlákna do předem vytvořeného rouna z delších primárních vláken, protože rouno má tendenci působit jako filtr a způsobovat velmi nestejnoměrnou distribuci kratších vláken v rounu. Proto se rouno s výhodou dělá vytvořením směsi kratších a delších syntetických skelných vláken během jejich unášení vzduchem a výsledná směs se potom sbírá na kolektoru.

Aby byla sekundární vlákna spojena do produktu podle vynálezu, je obecně nutné, aby byla sekundární vlákna pokryta pojivém předtím, než jsou zkombinována do produktu ze syntetického skelného vlákna. Může být obtížné získat adekvátní kontakt mezi sekundárními vlákny a pojivém, jestliže se pojivo pouze rozprašuje do mraku sekundárních vláken a primárních vláken jak tomu je u většiny předchozích procesů. Proto je žádoucí nanést pojivo na sekundární vlákna předtím než se propojí s primárními vlákny. V souladu s tím spočívá preferovaná metoda φ φφ φ φ φφ φφ ·Φ· · φφ φφ φ φφ φ φ φφ φ φ ΦΦΦ·

Φ· Φ· φ φ φ φφ φ φ φ φφφ · φ · · · ··· ·· ··· ··· ·Φ φφ vyrábění produktu podle vynálezu v nanášení minerální taveniny na rotující zvlákňovací rotor a tím ve vrhání taveniny s rotoru jako primární vlákna a vytváření v podstatě prstencového mraku primárních vláken, pokrytí sekundárních vláken pojivém, smíchání pokrytých sekundárních vláken do mraku a ve sbírání směsi primárních a sekundárních vláken na povrchu sběrače jako rouno.

Lze použít každý vhodný způsob zajištění náležitého kontaktu mezi sekundárními vlákny a pojivém před vstupem sekundárních vláken do mraku. V praxi je nej účinnější cestou vytvoření kaše, která se skládá v podstatě ze stabilní tekoucí disperze sekundárních vláken ve vodném pojivu a v rozprášení této kaše do v podstatě prstencového mraku.

Zvláště dobrý kontakt se dá získat zabezpečením toho, že sekundární vlákna jsou kontaktována s primárními vlákny v bodě, kde se odehrává vytváření primárních vláken.

Výroba produktu ze syntetického skelného vlákna s použitím kaše ze sekundárních vláken se s výhodou provádí rozprašováním kaše do produktu obecnou metodou popsanou v britské přihlášce 9524608.8, podané 1. prosince 1995 a mezinárodní přihlášce č. PCT/EP96/05301, která z ní nárokuje prioritu. Konkrétně je aparátem, které se používá pro tyto účely s výhodou aparát tak jak je popsán v britské přihlášce 952407.0, podané 1 září 1995 a mezinárodní přihlášce č. PCT/EP96/05299, která z ní nárokuje prioritu.

Kaše obvykle obsahuje sekundární vlákna v množství nejméně 10% hmotnostních kaše a obvykle nejméně 20%. Může to být i až 60% nebo dokonce 75%, ale není to obvykle více než asi 4 0% nebo 50% hmotnostních z kaše. Penetrace rozprášené kaše do mraku primárních vláken a distribuce sekundárních vláken ve finálním

• ft ftft • · · ft ftft ftft ftft · « · • · · • ft ·· produktu má tendenci zlepšovat se zvyšující se specifickou hmotností kaše. V souladu s tím se jedná o nejméně 1,1 a často nejméně 1,3 nebo 1,4. Obvykle je to pod 2, obecně pod 1,7.

Aby se usnadnilo rozprašování, je žádoucí, aby kaše byla v rozumné míře stabilní proti rozsazování a tudíž kaše s výhodou zahrnuje stabilizátor disperse, který inhibuje rozsazování. Stabilizátor disperze může být jakákoliv látka, která zvyšuje viskozitu, ale s výhodou je to koloidní materiál, protože přítomnost koloidního materiálu ve vodní fázi může jak inhibovat usazování sekundárních vláken, tak i upravovat rheologii kaše tak, aby se usnadnilo rozprašování. Stabilizátorem disperze je s výhodou hlinka a tudíž kaše je s výhodou kaše sekundárních vláken ve vodné disperzi částic hlinky, majících typicky velikost pod -5 pm,.často pod 3 μπι, např. 0,1 až 2 μπι.

Vhodné typy hlinky, které se dají použít pro tento proces zahrnují bobtnající hlinky (obecně nazývané bentonit) a nebobtnající hlinky jako je kaolin.

Množství hlinky nebo jiného koloidního materiálu je typicky v rozsahu 0,5 až 10% z hmotnosti kaše, obecně 1,5 až 5%.

Některé z hlinek mohou mít tendenci mít pojivový účinek v produktu ze syntetického skelného vlákna a částice hlinky mohou sloužit nejen jako stabilizátor disperze, ale i jako část nebo všechno pojivo. S výhodou ale vodní fáze také obsahuje roztok organické pryskyřice, který bude sloužit jako pojivo, například některé z konvenčních pryskyřičných pojiv, které se používají pro pojení produktů ze syntetického skelného vlákna.

. · 9 · · 99 • 9 9 · · · 9 9 9 9 9 • 99 · 9 9 9

9 · 9 9 «99 «9 99

Je-li to žádoucí, mohou se také zahrnout vlákna (obecně nejméně 90% pod 0,5 mm), vytvořená z organického .materiálu (papír, polymer, rostlinná, atd.) v množstvích obvykle pod 50%, obecně pod 20% hmotnostních vláken v rounu.

Je nutné, aby se aparát používaný pro dodávání a rozprašování kaše sekundárních vláken neucpávai-, například kvůli vločkování nebo shlukování vláken, které se může objevit ve vodné kaši vláken jestliže je délka vláken příliš dlouhá ve vztahu ke koncentraci kaše. Proto vztah mezi koncentrací sekundárních vláken a délkou sekundárních vláken by měl být takový, aby kaše zůstala tekoucí a nepodléhala podstatnému vločkováni při stání. Přesný vztah mezi koncentrací a délkou vláken bude záviset na konkrétních vláknech. Obecně když je střední délka vláken pod asi 0,1 mm, může kaše pohodlně obsahovat nejméně 30% hmotnostních těchto vláken bez podstatného rizika vločkování, ale jestliže je střední délka asi 0,1 až 0,2 mm, může být žádoucí pro koncentraci kaše, aby byla udržována pod 20 nebo 25% a jestliže je délka sekundárních vláken nad 0,2 mm, může být žádoucí pro koncentraci, aby byla udržována pod asi 10 nebo 15%.

Průmyslová využitelnost

Produkt ze syntetického skelného vlákna se dá použít jako protipožární izolace a ochrana, tepelná izolace, protihluková izolace, stavební prvek, zahradnický prvek nebo jako vyztužení jiných produktů, jako jsou plasty a jako plnivo. Materiál může mít tvar pojené plsti (která může být plochá nebo zakřivená) nebo materiál může být rozmělněn na granulát.

··· • · ·· · · • ·· • « · · • · * ·· · · · ··

Přehled obrázků na výkresech

Obrázek 1 ukazuje zvlákňovače, který sekundárních vláken. Obrázek 2 je graf příčný řez rotorem, který tvoří část se dá použít pro nanášení kašovitých distribuce počtu a délky vláken podle vynálezu.

Obrázek 3 ukazuje distribuční křivku pro konvenční produkt ze syntetického skelného vlákna.

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 ukazuje pevný rotor 1 typu používaného v kaskádě zvlákňovačů namontované na rotačním hřídeli 3. K rotoru je připevněn prostředek na distribuci kapaliny 16 mající distribuční povrch 11. Povrch 11 v podstatě ve tvaru komolého kužele je konkávní povrch obsahující řadu drážek 18, z nichž je znázorněno šest. Distribuční povrch má krátký okraj 12 a dlouhý okraj 14, přičemž dlouhý okraj 14 je před krátkým okrajem 12. Dlouhý okraj 14 má rádius 0,6 R, kde R je rádius rotoru. Rotor 1^ je uložen na rotačním hřídeli 2 ^ve válečkových ložiscích 32. Nerotující kanál 5 na průtok kapaliny je uložen v ložiscích 30, obvykle válečkových ložiscích, mezi hřídelem 3 a nerotujícím kanálem 5 na průtok kapaliny. Nerotující kanál 5 na průtok kapaliny vede do výstupu 7 pro tok kapaliny ve kterém je upevněn, který je také nerotující a má dvě (nebo více) radiálně procházející výtlačná ústí. Radiálně procházející výtlačná ústí mohou být skloněna zpět v úhlu 10° až 45° tak, aby se zajistilo, že se kapalina na výstupu dostane na distribuční povrch v co nejmenším možném radiusu.

Při používání se dodává suspenze pevných částic (včetně sekundárních syntetických skelných vláken) ve vodní fázi • ·* · * ·« ·· • fr · · ·· ·· fr frfr · • frfr · fr frfrfrfr • · frfr · · · frfrfrfr fr • frfr fr fr · fr · • frfr ·< frfr· fr·· frfr frfr (prostředky pro dopravu nejsou znázorněny) do kanálu 5 na průtok kapaliny, který prochází skrz rotující hřídel 3 a do výstupu 7 protékající kapaliny. Kapalina potom protéká ústími 9.

Částečně atomizovaná kapalina prochází přes vzduchovou mezeru ve směru šipek a na distribuční povrch 11. Rychlé otáčení prostředku na distribuci kapaliny 16 vyvolává radiální pohyb kapaliny která je vedena drážkami 18, směrem ven ke koncovým bodům 20 drážek na okraji 14. Od těchto koncových bodů je kapalina vrhána v atomizovaném tvaru z distribučního povrchu radiálně směrem ven a dopředu před rotor.

Jestliže některá část suspenze neputuje radiálně ven podél drážek 18, ale má tendenci pronikat zpět do aparátu, prochází podél vstupního kanálu 28 do rotující prstencové komory 24.

Rotace této komory vyvolává pohyb kapaliny k vnější stěně komory, odkud teče podél výstupního kanálu 26 na distribuční povrch na jejím krátkém okraji. Zabrání se tak pronikání do jiných oblastí aparátu.

Současně se tavenina nanáší na okraj 22 rotoru 1. , který se rychle otáčí a vrhá taveními z okraje jako vlákna. Vlákna se foukají vpřed běžnými prostředky pro dodávání vzduchu (nejsou znázorněny) do prstencového oblaku. Tak jak se vlákna foukají vpřed, setkávají se s atomizovanou kapalinou z prostředku pro distribuci kapaliny. Kapalina a aditiva (sekundární vlákna a všechny ostatní aditiva) která obsahuje penetrují prstencový oblak a pokrývají vlákna.

Vlákna se potom konvenčním způsobem sbírají na sběrači jako rouno obsahující rovnoměrně rozptýlené aditivum. Rouno může být podrobeno přeložení napříč, aby se vytvořila plsť a produkt může být stlačen a zesíťován teplem konvenčním způsobem.

Obrázek 2 ukazuje distribuční křivku pro produkt podle vynálezu. Distribuce byla stanovena na vzorku, skládajícím se z 369 vláken podle metody popsané výše. Svislá osa ukazuje počet vláken v intervalech různé délky na lineární stupnici.

Vodorovná osa ukazuje délku v milimetrech na logaritmické stupnici. Jak je patrné je distribuce v podstatě bimodální distribuce.

Níže jsou uvedeny příklady vynálezu.

Distribuce délek typického produktu skládajícího se jen z primárních vláken je znázorněna na obrázku 3. Distribuce je logaritmicko normální distribuce. Produkt s takovouto distribucí se používá jako odpad a je umlet v kladivovém mlýnu nebo v tyčovém mlýnu do takového stupně, že se délky vláken zmenší na 1/20 původní délky. Připraví se kaše, skládající se hmotnostně z 45% vody, 5% hlinky,1% pojivá, 49% umletých odpadních vláken.

• · · · • fefe · • · · · • · · · · · • · · • · · ·

Vlákna, hlinka a pojivo se dispergují ve vodě tak, aby se vytvořila stabilní disperze. Kaše je nastřikována a prochází skrz zvlákňovací stroj tak, že se nastřikuje 1 tuna sekundárních vláken za hodinu do prstencového mraku primárních vláken, vyrobených rychlostí 5 tun za hodinu. V podstatě rovnoměrná směs primárních a sekundárních vláken, hlinky a pojivá a dalšího pojivá rozprašovaná přímo na primární vlákna je sbírána a síťována. Výsledný produkt ze syntetického skelného vlákna má distribuci délek podle obrázku 2, kde 81% počtu vláken má délku ne více než .0,5 mm a 19% počtu má délku delší než 0,5 mm.

Při testování finálního produktu na uvolňování ve vzduchu zvlákňovaných nebo respirovatelných vláken podle předtím zmíněné metody, se zjistí koncentrace ve vzduchu vytvářených vláken pod 0,5 vlákna na cm³ a produkt může být poté charakterizován jako neprášící.

Claims (15)

1. Patentové nároky

   1. Produkt ze syntetického skelného vlákna vyznačující se tím, že obsahuje vzduchem pokládané pojené rouno z v podstatě rovnoměrné směsi syntetických skelných vláken, kde vlákna mají distribuci délek, která má nejméně jednu špičku pod 0,5 mm a špičku nad 0,5 mm.
2. 2. Produkt ze syntetického skelného vlákna vyznačující se tím, že má vzduchem pokládané pojené rouno z v podstatě rovnoměrné směsi syntetických skelných vláken, kde nejméně 30% počtu syntetických skelných vláken má délku ne více než 0,5 mm a nejméně 5% počtu vláken má délku nad 0,5 mm a kde v podstatě všechna vlákna jsou spojena do vzduchem pokládaného rouna.
3. 3. Produkt podle nároku 2, vyznačující se tím, že nejméně 45% počtu vláken má délku až do 0,5 mm.
4. 4. Produkt podle nároku 2 nebo nároku 3, vyznačující se tím, že nejméně 20% počtu vláken má délku 0,5 až 15 mm.
5. 5. Produkt podle kteréhokoliv z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že vlákna mají distribuci délek, která má nejméně jednu špičku pod 0,5 mm a špičku nad 0,5 mm.
6. 6. Produkt podle nároku 1 nebo nároku 5, vyznačující se tím, že špička pod 0,5 mm představuje počet vláken, který je nejméně 0,5 násobek počtu u špičky nad 0,5 mm.
7. 7. Produkt podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně 30% počtu vláken má délku až do 0,2 mm.
8. 8. Produkt podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že nejméně 50% vláken kratších než 0,5 mm má délku pod 0,15 mm a hustota produktu je 50 až 300 kg/m³.
9. 9. Produkt podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nejméně 50% vláken kratších než 0,5 mm má délku v rozsahu 0,15 až 0,4 mm a produkt má hustotu v rozsahu 10 až 80 kg/m³.
10. 10. Produkt podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahuje hlinku v podstatě stejnoměrně zapojenou do produktu.
11. 11. Produkt podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje organické pojivo rovnoměrně rozmístěné v produktu.
12. 12. Proces na výrobu produktu podle kteréhokoliv s předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje vytváření primárních syntetických skelných vláken nanášením minerální taveniny na rotující zvlákňovaci rotor a tím vrhání taveniny s okraje rotoru jako primární vlákna a vytváření v podstatě stejnoměrné směsi primárních vláken spolu s umletými sekundárními vlákny když jsou primární a umletá sekundární vlákna unášená vzduchem.
13. 13. Proces podle nároku 12, vyznačující se tím, že zahrnuje nanášení minerální taveniny na rotující zvlákňovaci rotor a tím vrhání taveniny z periferie rotoru jako primárních vláken a vytváření v podstatě prstencového mraku primárních vláken, pokrytí sekundárních vláken pojivém, vmíšení pokrytých sekundárních vláken do mraku primárních vláken a sbírání směsi jako vzduchem pokládaného spojeného rouna a zesíťování pojivá.
14. 14. Proces podle nároku 13, vyznačující se tím, že jsou v něm sekundární vlákna pokrývána pojivém dispergováním sekundárních vláken jako kaše ve vodném poj řvu a rozprašováním této kaše do prstencovítého mraku primárních vláken.
15. 15. Proces podle nároku 14, vyznačující se tím, že kaše obsahuje hlinku.