DE1079283B - Vorrichtung zum Impraegnieren von Mineralwollefasern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Imprägnieren von Mineralwollefasern. Die Imprägnierung von Mineralwollefasern findet üblicherweise mit flüssigen Imprägnierungsmitteln statt. Der Ausdruck Mineralwolle umfaßt in dem hier vorliegenden Fall 5 alles Material mit Fasercharakter aus Stein, Schlacken, Glas, Gemischen davon oder aus ähnlichen Rohstoffen oder Gemischen davon. Unter Imprägnierung wird eine Maßnahme zum Aufbringen einer dünnen Haut verstanden, welche verschiedene Eigenschaften haben kann.

Es ist bekannt, Imprägnierflüssigkeit einem Faserstrom in feiner Verteilung zuzuführen, so daß sehr kleine Tröpfchen in den Faserstrom gelangen. Es wird dabei aber keine gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels an den Mineralwollefasern erreicht.

Es ist auch bekannt, das auf einem Band ruhende Material durch eine Imprägnierkammer zu führen; dem Fasermaterial und dem Imprägniermittel werden elektrische Ladungen verschiedener Polarität zügeführt.

Es wurde nun festgestellt, daß die Tröpfchen in der Masse der zugeführten Imprägnierflüssigkeit dazu neigen, sich zu größeren Tropfen zusammenzuschließen. Durch Kapillarerscheinungen der Mineralwolle werden die Tröpfchen gebunden, so daß eine ungleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels die Folge ist. Manche Teile des Fasermaterials werden dann gar nicht oder nur unvollständig imprägniert, während andere Teile Tropfen von wesentlich größerer Abmessung als erwünscht aufnehmen. Die Eigenschaften, die die Fasern oder die Mineralwolle durch die verschiedenen Imprägniermittel erhalten sollen, sind dann ungleichmäßig, und der Wert wird vermindert.

Diese vom Erfinder festgestellte Erscheinung zu verhindern, ist die Aufgabe der Erfindung. Die oben angeführte Erscheinung tritt nur dann auf, wenn sehr klein zerteilte Tröpfchen vorhanden sind, die sich schnell in einer Bewegungsphase bewegen, die einer starken Verzögerung unterworfen ist. Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht nun darin, daß den kleinen Tröpfchen eine derart hohe Spannung zugeführt wird, daß sämtliche Tröpfchen im Verhältnis zu den zu imprägnierenden Mineralfasern ein und dieselbe Vorspannungsrichtung haben und daß der Unterschied an Vorspannung der verschiedenen Tröpfchen außerordentlich klein wird im Verhältnis mit dem Spannungsunterschied zwischen den Fasern einerseits und der Flüssigkeit andererseits. Hierdurch entstehen zwei verschiedene Wirkungen, und zwar eine Repulsionswirkung zwischen den Tröpfchen, die es verhindert, daß die Tröpfchen sich zu größeren Tropfen vereinigen, und darüber hinaus eine Attraktionswirkung zwischen der Fasermasse einer-Vorrictitung zum Imprägnieren
von Mineralwollefasern

Anmelder:

Rockwool Aktiebolaget,
Skövde (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Eric Grane und Olof Kjell-Berger, Skövde (Schweden), sind als Erfinder genannt worden

seits und den Tröpfchen andererseits, wodurch die Tröpfchen derart gegen die Faser zu gerichtet werden, daß ihre Bahnen mehr oder weniger parallel laufen, wodurch ebenfalls die Vereinigung mehrerer kleiner Tröpfchen zu einem größeren Tropfen verhindert wird.

Es ist somit offenbar, daß die Wirkung nach der Erfindung nur dann erzielt werden kann, wenn zwei verschiedene Bedingungen gleichzeitig erfüllt werden. Die eine Bedingung ist das Auswerfen des Fasermaterials in frei schwebender Bahn auf ein Sammelmittel mit einer an sich bekannten Anordnung und einer Anordnung zum Bespritzen mit einem Inprägniermittelstrahl sehr kleiner Tropfen senkrecht zur Längsrichtung der Fasern, und die andere Bedingung ist, daß dem Fasermaterial und dem Imprägniermittel elektrische Ladungen verschiedener Polarität zugeführt werden.

Es wird in an sich bekannter Weise zwischen den frei in der Luft schwebenden Fasern bzw. der Mineralwolle einerseits und dem Imprägniermittel andererseits ein elektrostatisches Feld erzeugt, so daß die Fasern bzw. die Mineralwolle ein im Verhältnis zum Imprägniermittel wesentlich verschiedenes elektrostatisches Potential erhalten. Das führt dazu, daß die Tropfen

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besser an den Fasern bzw. der Mineralwolle haften und daß sie sich gleichmäßiger auf deren Flächen verteilen.

Das elektrostatische Feld zwischen den Tropfen des Imprägniermittels einerseits und der zu imprägnierenden Masse andererseits wird vorzugsweise dadurch bewirkt, daß den betreffenden Medien eine hochgespannte Gleichspannung zugeführt wird. Die Art und Weise zur Überführung der Ladung an die betreffenden Medien kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. So kann hochgespannte Gleichspannung von einem Hochspannungstransformator über einen Gleichrichter teils an die Vorrichtung zur Feinzerteilung der Imprägnierflüssigkeit, teils auch an einen in Abstand gelegenen, an Erde angeschlossenen Teil der Vorrichtung für die Herstellung der Mineralwolle übertragen werden. Diese Einheit kann geerdet sein, während die Imprägnierflüssigkeit in Form von Tropfen gezwungen wird, zwischen festen, hochspannungführenden Elektroden in Form von Platten, Netzen od. dgl. zu strömen. Auch andere Methoden können in Frage kommen.

Es ist an sich bekannt, Stoffe mit elekrischen Ladungen verschiedener Polarität zu imprägnieren. Man hat auch körniges Material und Tabletten bereits im Fluge mit Imprägniermittel versehen.

Bei der Imprägnierung von Mineralfasern treten aber Probleme auf, die bei der Imprägnierung von körnigem Material gar nicht vorhanden sind. Die feine und gleichmäßige Verteilung und damit eine Ausbildung der fertigen Bahn mit annähernd gleichmäßigen Gewichten bezüglich der Längseinheit ist ein außerordentlich wichtiges Problem. Das Imprägniermittel, insbesondere bei Verwendung von Kunststoff, neigt außerordentlich dazu, wenn es mit den Fasern in Berührung kommt, Perlen zu bilden, die die Ursache der ungleichmäßigen Verteilung sind. Die schon vorhandene Neigung zur Bildung von Perlen wird noch gefördert, wenn das Imprägniermittel in einem gegen die Längsrichtung gerichteten Strahl den Fasern zugeführt wird, da das Imprägniermittel dadurch die Neigung zeigt, sich auf der Oberfläche der Fasern zu bewegen, wodurch Perlen entstehen.

Dieses Problem wird mit der Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt. Dazu müssen zwei wichtige Augenblicke ausgenutzt werden:

1. der Augenblick, wo die Fasern als Einzelfädchen während der Bildung noch frei in der Luft schweben, und

2. die Richtung des Strahles, mit dem das Imprägniermittel noch auf die in der Luft frei schwebenden Fasern auftrifft.

Wird das Imprägniermittel etwa entgegen der Strömungs- und Fallrichtung mit den frei in der Luft schwebenden Fasern in Berührung gebracht, dann wird die Neigung zur Perlenbildung vergrößert, weil das Imprägniermittel an jeder einzelnen Faser entgegen der Flugrichtung hochkriecht, wodurch besonders leicht eine Perlenbildung entsteht. Ähnlich sind die Erscheinungen, wenn der Strahl des Imprägniermittels etwa gleichlaufend mit der Richtung des Abfallens der Fasern verläuft. Die geringste Neigung zur Kriechbewegung des Imprägniermittels längs der Oberfläche der Fasern ist dann gegeben, wenn das Imprägniermittel senkrecht zur Längsrichtung der Fasern, also quer zu deren Bewegungsrichtung zugeführt wird.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung veranschaulicht.

Aus einem Mundstück 10 gelangt ein Strom 11 von geschmolzener Mineralmasse, die Mineralwolle bilden soll, auf eine sich in Richtung des Pfeiles 13 schnell drehende Scheibe oder Walze 12. Auf Grund der Zentrifugalkraft wird die Masse in einigermaßen feinzerteilter Form auf eine zweite Scheibe oder Walze 14 geschleudert, welche in Richtung des Pfeiles 15 rotiert. Der geschmolzene Massestrom ist mit 16 bezeichnet. Die Scheibe 14 hat eine hohe Umlaufsgeschwindigkeit, und infolgedessen wird unter weiterer Feinzerteilung der geschmolzene Massestrom von der Scheibe 14 auf eine weitere Scheibe 17 geschleudert, welche in Richtung des Pfeiles 18 rotiert. Auch hier entsteht eine weitere Feinzerteilung der geschmolzenen Masse, so daß diese Fasercharakter erhält. Die geschmolzene Masse ist mit 19 bezeichnet. Sie haftet an dem Umfang der Scheibe 17, aber weil die einzelnen Teilchen der geschmolzenen Masse jetzt wesentlich kleiner geworden sind, ist die Masse auf der Scheibe 17 als Belag 20 vorhanden, der schließlich von dem Umfang der Scheibe 17 abgeschleudert wird, und zwar in Form äußerst feinzerteilter Faserfäden 21, welche auf ein Transportband 22 gelangen, das von Rollen 23 angetrieben wird.

Eine solche Vorrichtung zur Herstellung von Mineralwolle ist an sich bekannt.

Es ist ein Transformator 24 vorgesehen mit einem Kern 25 sowie einer Primärwicklung 26 und einer in zwei Teile 27 bzw. 28 geteilten Sekundärwicklung. Die Sekundärwicklung 27 wird zur Erzeugung von Glühstrom für eine Gleichrichterröhre 29 benutzt, deren Anode mit einer Elektrode 30 verbunden ist, welche elektrostatisch die Faser erzeugende, zum Teil bereits zerfaserte Masse 20 an der Scheibe 17 beeinflußt. Das andere Ende der Transformatorwicklung28 ist an einen hohlen, zylindrischen, trichterförmigen Rohrteil 31 angeschlossen, durch den der Imprägniermittelstrahl 32 aus der Düse 33 mit großer Geschwindigkeit strömt. Die Düse 33 ist an eine Rohrleitung 34 angeschlossen, welche zu einer Druckquelle für das Imprägniermittel führt.

Die feinzerteilte Mineralwolle wird frei in der Luft von dem Umfang der Rolle 17 auf dem Band22 niedergeschlagen und bildet dort die Mineralwollemasse 35, nachdem sie während ihrer Bahn mit feinzerteilter Imprägnierflüssigkeit aus dem Strahl 32 beaufschlagt wurde. Die Mineralwolle ist indessen durch kapazitive Spannungsübertragung von der Elektrode 30 mit Erdspannung versehen, während die Imprägnierflüssigkeit durch kapazitive Übertragung von der Elektrode 31 mit hochgespannter Gleichspannung versehen ist, durch Gleichrichtung der in der Sekundärwicklung 28 des Transformators 24 erzeugten hochgespannten Wechselspannung in der Röhre 29. Die feinen Tröpfchen, welche mit hoher Geschwindigkeit und infolgedessen mit wenig Neigung, sich unter Bildung größerer Tropfen zusammenschließen, das Mundstück 33 verlassen, vermindern bald ihre Geschwindigkeit, und dabei würde sonst die Bildung größerer Tropfen in dem Strahl begünstigt, falls die Tropfen nicht durch Beeinflussung von der Elektrode 31 mit Spannung von derselben Polarität geladen worden wären. Hierdurch werden die Tropfen unter sich repellierend, und dies verhindert die innere Zusammenschließung zwischen den Tröpfchen zu größeren Tropfeneinheiten. Dagegen sind die Faserfäden 21 mit Spannung entgegengesetzter Polarität geladen, so daß eine Attraktion zwischen den Faserfäden 21 und den Tropfen aus dem Strahl 32 entsteht. Die Imprägnierflüssigkeit lagert sich schnell und wirksam

auf der Mineralwollemasse gut verteilt und gebunden ab.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt eine besonders wirksame Imprägnierung bei allen Arten von Fasern, Mineralwolle od. dgl.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Imprägnieren von Mineralwollefasern, bei der ein Imprägniermittel als Nebel senkrecht zur Faser aufgesprüht wird, gekenn-

   zeichnet durch eine erste Elektrode (30), die sich in spannungübertragender Nähe des Fasermaterials, und einer zweiten Elektrode (31), die sich in spannungübertragender Nähe des Imprägniermittels (32) befindet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 508 305, 908 131,

   749 925; USA.-Patentschriften Nr. 2 686141, 2 685 537,

   2 270341.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 909 789/122 5.60