DE1154387B - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von klebstoffgebundenen Matten aus Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von klebstoffgebundenen Matten aus Fasern.

Bisher wurden Faserisolationskörper gewöhnlich aus einer mit einem Bindemittel imprägnierten, ungeordnet geschichteten Masse aus Mineralfasern hergestellt, die nach dem Trocknen des Bindemittels in Matten von je nach dem Verwendungszweck als Wärme- oder Schallisolierung usw. gewünschten Abmessungen unterteilt wurden. Zur Herstellung solcher Matten werden Fasern aus schmelzbaren Mineralien, beispielsweise Gestein, Schlacke oder Glas, erzeugt, indem man diese geschmolzenen Materialien aus einem Vorrat ausstömen läßt, die Ströme mit Hufe von Dampf-, Gas- oder ähnlichen Blasströmen zerfasert oder verbläst und nach der Herstellung der Fasern ein geeignetes Bindemittel, gewöhnlich in wässeriger Lösung oder Suspension, aufbringt.

Die so gebildeten Fasern werden auf einem durchbrochenen Förderband in ungeordnetem Zustand gesammelt, worauf die Masse durch Verdichtungswalzen geführt wird, so daß man die gewünschte Dicke und Dichtigkeit der Fasermatte erhält, die dann durch eine Trockenzone oder einen Trockenofen geeigneter Temperatur geleitet wird, um das Bindemittel zum Trocknen zu bringen und dadurch der Fasermatte Bestand zu geben. Die Fasermasse wird dann in die entsprechenden Größen geschnitten, wie sie beispielsweise für Isolationszwecke von Kühlschränken, Herden usw. Verwendung finden.

Aus den Unterlagen der deutschen Patentanmeldung A 3864 IVc/32 a ist nur zu entnehmen, daß die von der Ausziehvorrichtung kommenden Fasern auf einer sich bewegenden Sammelfläche gesammelt und von dort nach Hindurchführen durch ein Klebemitteltauchbad in einen Härtungsofen geleitet werden.

Die deutsche Patentschrift 805 772 beschreibt das Abziehen eines Faservlieses von einer Fördertrommel und Hindurchführen desselben nach Aufbringen eines Bindemittels durch eine Trockenkammer. Jedoch ist nicht offenbart, das Band frei herabhängen zu lassen, wodurch sich in vorteilhafter Weise ein Strecken in vertikaler Richtung ergibt und auf dieses frei hängende Band ein trockenes, pulverförmiges Bindemittel beidseitig aufgebracht wird, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf dem Band sichergestellt wird.

Bei dem in der deutschen Patentschrift 802 633 beschriebenen Verfahren fehlt das Merkmal des Sammelns der Fasern auf einer sich bewegenden Oberfläche sowie das Merkmal des frei herabhängenden Bandes. Matten, die nach diesem Verfahren her-

Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von klebstoffgebundenen Matten aus Fasern

Anmelder:

Owens-Corning Fiberglas Corporation, Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 23. November 1953 (Nr. 393 833)

Games Slayter, Henry J. Snow, Newark, Ohio, und Samuel D. Philipps, Franville, Ohio (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

gestellt werden, zeigen beim Transport nicht die Widerstandsfähigkeit, die die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Matten besitzen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von klebstoffgebundenen Matten aus Fasern, bei dem fließfähiges, in der Wärme erweichendes, zu Fasern ausgezogenes Material auf einer sich bewegenden Transportfläche zu einem Vlies gesammelt wird, das sich senkrecht unter Aufbringen von Klebstoff auf eine Sammelfläche zu bewegt, auf der das Vlies auf sich selbst zu einer Matte gefaltet und die Matte nach Maßgabe ihrer Bildung einer abschließenden Wärmebehandlung fortlaufend zugeführt wird, mit dem Kennzeichen, daß das Vlies auf seinem senkrechten Weg von den Transportflächen frei hängend geführt wird, bis es von einer Streckvorrichtung erfaßt wird, wobei es im Anschluß an das Sammeln auf der Transportfläche von einem Kühlgasstrom durchblasen wird, und ferner, daß das Aufbringen des Bindemittels durch Aufblasen in Pulverform erfolgt.

In weiterer Ausbildung dieses Verfahrens wird in denjenigen Zonen der gelochten Sammelfläche, in

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denen das Vlies sich während des Faltens auf sich selbst zurücklegt, ein größerer Unterdruck als in den übrigen Zonen angewandt. Hierdurch erreicht man, daß sich das Vlies an diesen Stellen nicht übermäßig wölbt.

In besonders günstiger Weise erfolgt das Ablegen des Vlieses auf sich selbst zu einer gefalteten Matte nicht durch mechanische Hilfsmittel, sondern indem das frei hängende Vlies abwechselnd von jeder Seite derart angeblasen wird, daß es zum Falten auf sich selbst hin- und herbewegt wird.

Schließlich kann die Erfindung auch so ausgebaut werden, daß man, von zwei parallel laufenden Vliesen ausgehend, diese jeweils mit Bindemitteln versieht und dann unter Zugeinwirkungen für die erforderliche Streckung miteinander verbindet. Es entstehen auf diese Weise zwei Matten übereinander.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Fabrikationskosten herabgesetzt und der Isolationswert oder die Wirksamkeit des Erzeunisses gegenüber den bekannten Fasermatten bedeutend verbessert.

Ebenso werden durch das erfindungsgemäße Verfahren die Isolationseigenschaften der Matte bei einem Minimum an Gewicht und Dicke bedeutend verbessert, so daß eine geschichtete Matte entsteht, bei der keine einzige Faser von der einen Oberfläche der Matte in die andere hindurchsteht.

Das zerkleinerte Bindemittel wird auf die Fasern dadurch aufgebracht, daß ein das Bindemittel tragender Luftstrom auf die im wesentlichen senkrecht angeordneten und vorzugsweise aufgehängten Faservliese gerichtet wird, wobei die Vliese in Bewegung gehalten werden, um die Verteilung des Bindematerials zu unterstützen. Überschüssiges Bindemittel wird abgesaugt und anschließend zur Aufbringzone zurückgeführt, wodurch im wesentlichen das gesamte Bindemittel vorteilhaft und vollständig verbraucht wird. Während sich das Vlies in seiner senkrechten Lage befindet, ist es wünschenswert, ein Schmiermittel, beispielsweise Petroleumöl, auf die zum Vlies gesammelten Fasern aufzubringen, weil das Schmiermittel das Aneinanderhaften der Fasern unterstützt und das Vlies für die Aufhängung ausreichend verstärkt. Vor der Aufbringung gewisser Bindemittel wird das Vlies oder dünne Fasergewebe gekühlt, um ein Absetzen oder Härten dieser Mittel in dem Vlies vor der Schichten- und Mattenbildung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird das Vlies fortschreitend gestreckt, wenn es aus der faserbildenden und fasersammelnden Zone kommt. Dadurch wird die Imprägnierung des Vlieses mit Bindemittel erleichtert und die Orientierung der Fasern im Vlies geändert, so daß das Vlies verstärkt wird.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine halbschematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt im wesentlichen längs einer Stirnansicht der Fasersammeitrommel und der Antriebsvorrichtungen für die Elemente einer Bindemittelaufbringeapparatur.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung dargestellt. Mit 12 ist der Schmelzofen bezeichnet, der auf einem Rahmen 14 sitzt und mit einem Vorherd 16 versehen ist. Letzterer ist nach dem Ausführungsbeispiel mit vier Zuführungsvorrichtungen 18 ausgerüstet. Die Zuführungsvorrichtungen 18 sind, wie man aus der Fig. 1 erkennt, mit Abstand angeordnet und jeweils mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, so daß zwei Gruppen von Strömen aus geschmolzenem faserförmigem Material aus dem Vorherd ausströmen, der aus dem Ofen 12 laufend mit Schmelzgut versorgt wird.

Unter den Zuführungsvorrichtungen 18 befinden sich Formhaubenpaare 20 und 21, in die die verschiedenen Stromgruppen auslaufen. In der Nähe der oberen Enden der Formhaube sind Gebläse 22 vor-ίο gesehen, die Gasströme nach unten in die Formhauben richten und in Kontakt mit den Strömen aus faserbildendem Material bringen, die durch die Gasströme in verhältnismäßig feine Fasern ausgezogen werden, weiche nach unten durch die Ausziehzone oder Kammer abgefördert werden. Ein gasförmiger Blasstrom, beispielsweise Druckluft oder unter Druck stehender Dampf, hat sich als zufriedenstellend für das Ausziehen der Fasern aus solchen Materialien, beispielsweise geschmolzenem Glas, Schlacke oder

ao schmelzbarem Gestein, erwiesen.

Will man ein Schmiermittel oder eine Schlichte auf die neugeformten Fasern aufbringen, so sind für diesen Zweck Schrmermittelförderleitungen 23 in der Nähe der Gebläse 22 mit Austrittsöffnungen vorgesehen, aus denen das Schmiermittel in die Formhauben 20, 21 eintritt.

Die ausgezogenen, im Gasstrom befindlichen Fasern werden nach unten durch eine Kammer 24 bewegt, die einen Teil der Faserausziehzone bildet.

Unterhalb der Faserformhauben und der Kammer 24 ist eine Fasersammeivorrichtung mit beweglichen Flächen z. B. in Form von zylindrischen Trommeln 26 und 27 mit gelochten Oberflächen vorgesehen, auf denen die Fasern abgelegt werden. Bei der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 werden die Fasern von den Formhauben durch die Gasströme mitgenommen und auf die Trommeln gerichtet, so daß einzelne, vergleichsweise dünne Lagen oder Schichten 28 aus Fasern auf jeder Trommel entstehen. Die Trommeln 26 und 27 sind auf parallelen Achsen gelagert und drehen sich in entgegengesetzten Richtungen, so daß die sich auf jeder Trommel sammelnden Lagen 28 aus Fasern eng aneinandergebracht werden, so daß kontinuierlich ein doppellagiges Vlies oder ein doppellagiger Faserstreifen 29 aus der Mittelzone zwischen den Trommeln austritt.

Eine Unterdruck- oder Saugzone innerhalb der Trommeln erleichtert die Ablage und Sammlung der Fasern auf den Oberflächen der Trommeln 26 und 27 und führt die aus den Gebläsen 22 kommenden und die Fasern ausziehenden Gase, beispielsweise Dampf oder Druckluft, ab.

Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, durchdringen die Leitungen 30 und 31 die Trommeln 26 und 27 im wesentlichen über deren ganze Länge und werden durch Lagerblöcke abgestützt, die selbst wieder auf den Wellen sitzen, auf denen die Trommeln gelagert sind. Die Leitungen sind bezüglich der Rotationsachse der Trommeln in Richtung zur Faserniederschlagzone versetzt, so daß Unterdruck- oder Saugzonen entstehen, die auf die Sammelflächen der Trommeln wirken. Die Wandungen der Leitungen innerhalb der Trommel sind mit rechteckigen Ausschnitten 48 versehen, so daß die Unterdruckzone nur auf den Teil des Trommelumfangs wirkt, auf dem die Fasren gesammelt werden.

Die dünnen Faserlagen oder -schichten, die mit Schmiermittel befeuchtet sind und einen Überzug

infolge der Kondensation des Dampfstromes aufweisen, der beim Faserausziehen Verwendung findet, haben die Neigung aneinanderzuhaften und zu einer Schicht oder einem Vlies 29 zu werden. Damit dieses Vlies 29 leicht zwischen den Trommeln austritt, ist nach Fig. 2 eine Vielzahl von Düsen 76 an jeder Seite des Vlieses unterhalb der Zone 75 angeordnet, die Druckluft solcher Stärke austreten lassen, daß die Fasern nicht an den Trommeln anhaften können und das Vlies von den Trommeln freikommt.

Ferner sind Vorrichtungen zur Imprägnierung der Doppelfaserlagen 29 mit einem Bindemittel vorgesehen, das in der Wärme aushärtet oder sich in anderer Weise verfestigt, um die Matten oder das Endprodukt in sich zu verkleben. Statt wie sonst üblich, verwendet man erfindungsgemäß ein trockenes Bindemittel in zerkleinerter oder pulvriger Form. Die oben beschriebenen, dadurch erzielten Vorteile sind besonders wertvoll, wenn das Vlies oder Gewebe verhälnismäßig dünn ist. Das Vlies 29 bewegt sich von den Trommeln in einer im wesentlichen senkrechten Ebene nach unten. An jeder Seite des Vlieses und vorzugsweise übereinander sind Bindemittelverteiler in Form von länglichen, konisch zulaufenden Trögen 80 und 81 vorgesehen, wobei diese Tröge jeweils mit einem Längsschlitz oder einer Öffnung 82 versehen sind, durch die das gepulverte Bindemittel austritt.

Das mit Bindemittel versehene Vlies 29 bewegt sich nach unten und kommt in Berührung mit Vorrichtungen, die es vibrieren oder schütteln, so daß das Bindemittel noch gleichmäßiger und homogener verteilt wird. Eine Ausführungsform einer dafür geeigneten Vorrichtung ist in der Fig. 2 dargestellt und weist ein Paar getrennt angeordneter, paralleler Wellen 107 auf, die jeweils ein mit dem Vlies in Berührung kommendes Element, vorzugsweise aus einem biegsamen Werkstoff, tragen. Die mit dem Vlies in Berührung kommenden Elemente 108 können aus einem elastischen Stoff hergestellt sein, beispielsweise aus Gummi, Kunstgummi od. dgl., und sind so ausgebildet oder gelagert, daß eine Vielzahl von radial abstehenden Falten oder Schlingen entsteht, die während des Umlaufs der Wellen 107 mit einem größeren Teil des Vlieses in Berührung kommen und dasselbe hin- und herrücken, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels erfolgt und die Bewegung des Bindemittels ins Innere des Vlieses erleichtert wird. Die Elemente 108 üben ferner noch einen Zug oder eine Spannung auf das Vlies aus und dienen als Verankerung für das Vlies, wenn es während des Faltvorganges oder Zusammenlegens in Querrichtung hin- und herbewegt wird.

Das sich nach unten bewegende Vlies wird auf einer entsprechend beweglichen Fläche in Form eines biegsamen Förderers 110 gesammelt, dessen oberes Trum das gefaltete Vlies aufnimmt. Die Vorrichtung, durch die das von oben nach unten wandernde Vlies auf sich selbst zurückgelegt wird, bestehen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Luftgebläsen, die abwechselnd aus Düsen an jeder Seite des sich bewegenden Vlieses zur Wirkung kommen und so angeordnet sind, daß sie eine Schwingbewegung des Vlieses hervorrufen, so daß die Sammlung des Vlieses in mehreren Lagen oder Schichten erleichtert wird.

Wie besonders aus Fig. 2 hervorgeht, sind Zweigleitungen oder Rohre 115 und 116 an gegenüberliegenden Seiten des Vlieses angeordnet und mit einer Quelle unter Druck stehenden Gases, beispielsweise Druckluft, verbunden, wobei jede Zweigleitung mit mindestens einer, meistens aber mehreren Düsen zur absatzweisen Ausstrahlung von zweckmäßig automatisch gesteuerten Blasstrahlen gegen das Vlies versehen sind, wodurch eine Schichtenpackung 122 entsteht, bei der die einzelnen Schichten winkelig gegeneinander versetzt liegen. Die Maximalamplitude der wellenförmigen Seitwärtsbewegung des Vlieses bestimmt die Breite der Mehrlagenmatte.

Der Förderer 110 ist gelocht, und unter dem Obertrum des Förderers befindet sich eine Kammer 135 aus Metallplatten od. dgl. auf einem Rahmen 127, die mit einem zylindrischen Rohr versehen ist, das an einer Saugvorrichtung oder einem Gebläse zur Herstellung von Unterdruck angeschlossen ist, so daß durch den Unterdruck die Ablage des Vlieses auf dem Förderer und das Festlegen der aufeinanderfolgenden Falten in ihrer richtigen gegenseitigen Anordnung während der Packungsbildung wirksam unterstützt wird.

Eine Abänderung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man zwei oder mehrere Vliese erzeugt und gemeinsam zur Herstellung einer geschichteten Matte ablegt.

Die Schichtpackung aus zwei Doppelvliesen in überlappter Anordnung wird in der gleichen Weise und durch dieselbe Vorrichtung wie nach Fig. 1 weiterverarbeitet, wobei die Packung unter Filzwalzen 158 und durch Quetschwalzen 190 hindurchläuft.

Das gegebenenfalls mit linearen Elementen in an sich bekannter Weise verstärkte Vlies kann zu einer Schichtpackung in der vorbeschriebenen Weise zusammengelegt werden. Das verstärkte Vlies kann auch selbst ohne Überlappung als dünne Schicht für die Umhüllung von Rohrleitungen und insbesondere für die Umhüllung von unter der Erde verlegten Leitungen Verwendung finden. Ein solches Vlies kann man zusätzlich mit einem Bindemittel imprägnieren und das verstärkte Vlies durch einen Trockenofen ähnlich dem Trockenofen 202 nach Fig. 1 zum Verfestigen des Bindemittels laufen lassen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von klebstoffgebundenen Matten aus Fasern, bei dem fließfähiges, in der Wärme erweichendes, zu Fasern ausgezogenes Material auf einer sich bewegenden Transportfläche zu einem Vlies gesammelt wird, das sich senkrecht unter Aufbringen von Klebstoff auf eine Sammelfiäche zu bewegt, auf der das Vlies auf sich selbst zu einer Matte gefaltet und die Matte nach Maßgabe ihrer Bildung einer abschließenden Wärmebehandlung fortlaufend zugeführt wird, dadurch gekennzeich net, daß das Vlies auf seinem senkrechten Weg von den Transportflächen frei hängend geführt wird, bis es von einer Streckvorrichtung erfaßt wird, wobei es im Anschluß an das Sammeln auf der Transportfläche von einem Kühlgasstrom durchblasen wird, und ferner, daß das Aufbringen des Bindemittels durch Aufblasen in Pulverform erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen Zonen der gelochten Sarnmelfläche, in denen das Vlies sich während des Faltens auf sich selbst zurücklegt,

ein größerer Unterdruck als in den übrigen Zonen angewandt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das frei hängende Vlies abwechselnd von jeder Seite derart angeblasen wird, daß es zum Falten auf sich selbst hin- und herbewegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man,

von zwei parallel laufenden Vliesen ausgehend, diese jeweils mit Bindemitteln versieht und dann unter Zugeinwirkungen für die erforderliche Streckung miteinander verbindet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 272441, 734 065, 694182, 750 689, 816 215, 805772, 802 623, 869113, 741598, 873 068.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen