-
Glas- oder Mineralfasererzeugnis Die Erfindung betrifft Erzeugnisse
aus Mineralfasern und -strähnen und insbesondere verstärkte, ineinander verfilzte
bzw. Fasererzeugnisse in Matten- oder Scheibenform sowie Verfahren und Vorrichtungen
zu deren Herstellung.
-
Zweck der Erfindung ist die Herstellung eines industriell erzeugten
Körpers aus Faserwerkstoff, welcher in meßbares Grade stärker bnv. fester ist als
die bisher hergestellten Mineralfaserprodukte.
-
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer aus verhältnismäßig
feinen Mineralfasern bestehenden Platte bzw. eines Gewebes, welches durch andere
Mineralstoffe verstärkt ist und dessen Zugfestigkeit derart, verglichen mit üblichen
Fasermatten, erheblich verbessert wird.
-
Weiter ist Zweck der Erfindung die Herstellung einer Faserstoffniatte
aus verhältnismäßig feinen Fasern, die durch kontinuierliche, in die Matte eingebettete
Strähnen verstärkt ist, welche derart eine homogene Mattenstruktur verhält und deshalb
sehr dauerhaft und für zahlreiche Zwecke geeignet ist, wie beispielsweise für Rohrisolierungen,
dielektrische Schutzplatten oder als elektrischer Isolierstoff.
-
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer Matte üder Platte durch Rombination von verhältnismäßig kurzen Glasfasern
mit fortlaufenden Strähnen aus Glasfäden in solcher Weise, daß die fortlaufenden
Strähnen über den ganzen Bereich der Matte in die Fasern eingemengt
oder
mit diesen vermischt sind, und Aufbringen eines verkittenden oder bindenden Mittels
in solcher Weise, daß der aus Fasern und Strähnen bestehende Körper in die Form
eines verhältnismäßig dünnen plattenartigen Erzeugnisses gebracht wird, welches
wesentlich höhere Festigkeit blesitzt als die bisher hergestellten Glasfasermatten.
-
Von den Abbildungen stellt Fig. 1 in halbschematischer Darstellung
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, leiner Vorrichtung zur Herstellung von
verstärkten Faserplatten oder matten gemäß der Erfindung Idar; Fig. 2 ist ein Schnitt,
der die Strähnenzuführungsvorrichtung zeigt, die einen Bestandteil der Vorrichtung
bildet; Fig. 3 ist eine Aufsicht, die einen Teil einer ersten Art von gemäß der
Erfindung hergestellten Matten darstellt; Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich wie Fig.
1 und zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung leiner anderen Art von verstärkten
Fasermattenkörpern; Fig. 5 ist eine Aufsicht, die feinen Teil einer mittels der
Vorrichtung nach Fig. 4 hergestellten Matte darstellt; Fig. 6 veranschaulicht eine
Vorrichtung zur Herstellung einer anderen Art von Fasermatten gemäß der Erfindung,
und Fig. 7 ist eine Aufsicht auf einen Teil eines Fasermattenkörpers, der mittels
der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung hergestellt worden ist.
-
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Platte lodier
Matte aus Mineralfasern, die durch fordafende Strähnen oder Garne verstärkt ist,
dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer oder mehreren Speisevorrichtungen
I0, die ,elektrisch loder in anderer -geeigneter Weise beheizt werden können und
aus denen leiae Mehrzahl von Strömen von geschmolzenem Glas ii kontinuierlich austritt.
Auf die Ströme von geschmolzenem Glas wirken Gasstrahlen, die durch ein Gebläse
12 erzeugt werden, derart, Idaß durch: die Einwirkung oder das Auftreffen oder Gasstrahlen
auf die geschmolzenen Fäden das Glas verjüngt bzw. zu verhältnismäßig feinen Fasern
13 ausgezogen wird, welche durch ein Gehäuse oder leine Haube 14 nach unten geführt
und, während sie die Haube 14 passieren, verfestigt werden. Die so gebildeten Fasern
sind von großer Länge und ungerichtet und willkürlich miteinander vermischt. Sie
werden nahe dem unteren Teil der Haube 14 gesammelt.
-
Während dieses Sairen-elas biegen sich die Fasern rückwärts und vorwärts
um sich selbst und bilden eine Matte, in welcher alle einzelnen Fasern in im wesentlichen
völlig zufälliger Weise liegen.
-
Unterhalb der Haube 14 ist eine Fasersammelfläche, vorzugsweise in
Form eines endlosen Förderers 15 mit poröser Förderfläche, angeordnet.
-
Dieser Förderer kann auf geeigneten Rollen 16 laufen und kontinuierlich
über eine durch ieinen Riemen 18 von einem Elektromotor 19 oder einer anderen geeigneten
Kraftquelle aus angetriebene Antriebsrolle 17 getrieben werden. Die Fasern 13 werden
durch die Gasstrahlen des Gebläses 12 mit Gewalt auf die Oberfläche des Förderers
15 abgelegt, der eine Sammelzone bildet, auf welcher die Matte entsteht.
-
Dias nach der Erfindung hergestellte Erzeugnis weist ein verstärkendes,
in die Mattenstruktur eingebettetes Medium auf, welches vorzugsweise durch fortlaufende
Strähnen, Spulen oder Garne, - die aus verhältnismäßig feinen Fasern aus Glas ,oder
anderem geeigneten, Material bestehen, gebildet wird. Zu diesem Zweck ist die Haube
14 mit leinem Ansatz 22 versehen, in dessen Stirnwand sich eine Öffnung 23 befindet,
der gegenüber eine Zuführungsvorrichtung 25 für Strähnen oder Garn angeordnet ist.
Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Die verstärkenden
Strähnen ,oder Garne für die Matte oder Platte werden aus Glasfäden vorfabriziert
oder vorgeformt. Ein Vorrat von solchen Strähnen wird, wie bei 26- dargestellt,
aufgespult bereitgehalten.
-
Die Zufuhrung 26 für das Garn oder die Strähnen kann auf einem geeigneten
Träger 27 angeordnet sein. Die Strähnen können der Beschickungsvorrichtung 25 mittels
Oesen loder Führungen 28 und 29 zugeführt werden.
-
Die im einzelnen in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform einer solchen
Zuführungsvorrichtung besteht aus seinem Gehäuse 32 und ,einen dieses abschließenden
Deckel 33. Das Gehäuse weist leine Austrittsöffnung 34 auf, durch welche die fortlaufende
Strähne 35 austritt, um durch die Öffnung 23 in die Haube 14 einzulaufen. Durch
leine Öffnung 37 in dem Deckel 33 treten die Strähnen oder das Garn in das Gehäuse
32 ein. Das Gehäuse enthält eine Kammer 38, in welche über ein Rohr 39 Luft unter
Druck eingeleitet wird. Der Luftstrom wird durch den konisch verjüngten Teil 40
der Austrittsöffnung 34 geleitet und bildet das Treibmittel, welches die Strähnen
oder Garne, in die Haube 14 einführt. Durch Regelung des Luftzutritts zu der Kammer
38 durch nicht dargestellte Vorrichtungen oder durch Änderung des Luftdruckes kann
die Zuführungsgeschwindigkeit der Strähne in gewünschter Weise geregelt werden.
Die Energie des durch die Öffnung 34 ausgeblasenen Luftstromes wird in einer kurzen
Entfernung von der Mündung der Austrittsöffnung verstreut. Die fortlaufende Strähne
,oder das Garn 35 faltet sich, wenn sie durch die Haube 14 in die herausgeblasenen
Fasern I3 herunterfällt loder sich nach unten bewegt, um sich selbst, {und gelangt
in Zufallsanordnung in die Fasermasse. Unterhalb der Sammelzone oder-fläche des
Förderers ist ein Saugkasten 20 angeordnet, welcher durch einen Saugkanal 21 mit
einer geeigneten, in den Abbildungen nicht dargestellten Luftabsaugevorrichtung
in- Verbindung steht. Dler Saugkasten dient zum Abzug des fördernden Gas stromes,
welcher aus der Haube 14 heraustritt und erleichtert das Sammeln und Zurückhalten
der Fasern und der darin eingemischten fortlaufenden Strähnen auf der Fläche des
Förderers 15. Es können eine oder auch mehrere Zuführungsvorrichtungen für fortlaufende
Strähnen mit der Haube zusammenwirkend vorgesehen werden und die fort-
laufenden
Strähnen oder Garne werden völlig ungerichtet, je nach Zufall mit den feinen ausgeblasenen
Fasern 13 vermischt, so daß die Fasern und die Strähnen auf der Fläche 15 gewissermaßen
eine zusammengesetzte Masse bilden. Da der Förderer I5 durch den Motor 19 fortlaufend
bewegt wird, wird der Körper aus den Fasern I3 und den darin eingemischten fortlaufenden
Strähnen, die auf dem Förderer gesammelt werden, wie in Fig. 1 dargestellt, in Richtung
nach rechts bewegt.
-
Wenn die zusammengesetzte Masse sich von der Stelle unterhalb der
Haube 14 auf dem Förderer weiterbewegt, kann sie mit einem bindenden oder fixieren
den Stoff oder einem Klebemittel 42 behandelt werden, welches sich gewöhnlich in
flüssiger Form befindet und gegebenenfalls auf die Masse mittels einer Düse 43 aufgesprüht
wird, die mit einem nicht dargestellten Behälter oder einer Speis-evorrichtung für
das Bindemittel in Verbindung steht. Die zusammengesetzte Platte oder Matte wird
über eine Rolle 44 und um eine zweite Rolle 45 herumgeführt, welche in zein geeignetes
Bindemittel oder Medium 46 eintaucht, das in einem von seinem Träger 48, der einen
Teil der Rahmenkonstruktion 49 bildet, getragenen Behälter enthalten ist. Die behandelte
Masse gelangt über eine Rolle 48 aus dem Behälter 47 heraus und wird dann durch
einen auf dem Rahmen 49 angeordneten Trockenofen 50 geführt.
-
Beispiele von geeigneten Bindemitteln sind versie denke Arten von
Harzen, Asphaltverbindungen, Kohlenteerderivaten, Pech, Phenol-Formaldehydharze,
Kautschuk, Stärke, Zucker, Gelatine, Polystyrene, Methyl-Methakrylate oder ähnliche
Stoffe.
-
Die imprägnierte Platte oder Matte 52 gelangt dann - auf einen zweiten,
sich bewegenden, durch einen Motor 54 angetriebenen Förderer 53, der die imprägnierte
Platte durch die Sammler 55 des Trockenofens 50 transportiert, wo der lösende Bestandteil
des Bindemittels ausgetrieben und der Bindestoff getrockn,et oder in der Wärme zum
Abbinden gebracht und auf der Faser fixiert wird. Die nunmehr fertige Matte oder
Platte wird schließlich, wie blei 56 dargestellt, aufgerollt. Es ist lerwünscht,
daß durch die Kammer 55 des Trockenofens ein Luftumlauf stattfindet. Zu diesem Zweck
ist in Verbindung mit der Ansaugseite eines Gebläses 6I eine Leitung 58 vorgesehen,
die einen Saugstutzen 57, der auf die Matte 52 einwirkt, aufweist, so daß die frische
Luft, die in die Trockenkammer 55 eintritt, vorher die fertige Masse durchströmt,
diese abkühlt und gleichzeitig die Luft, welche in den Trockenofen 55 eintritt,
anwärmt.
-
Heizelemente 59 dienen zur Erwärmung der durch die Leitung 58 hindurchströmenden
Luft. Die abgesaugte Luft und die darin enthaltenen flüchtigen Bestandteile werden
durch einen Abzugsschlot 60 abgeführt.
-
Fig. 3 stellt leinen Teil der fertigen Matte dar, wie sie mittels
der in Fig. I veranschaulichten Vorrichtung bzw. dem entsprechenden Verfahren hergestellt
wird. Die kontinuierlichen Strähn'en 35 sind in die ganze Masse der Fasern 13 eingemischt,
welche in völlig ungeregelter Anordnung und die kontinuierlichen Strähnen 35 in
der zufälligen Lage zueinander liegen, die sich aus ihrer Einführung in der oben
beschriebenen Weise lergibt. Die kontinuierlichen Strähnen ,oder Garne verl'eihen
dem Fertigprodukt leine außerordentlich hohe Zugfestigkeit, die um ein Vielfaches
höher ist als die einer Fasermatte ohne verstärkende Strähnen. Durch die Einführung
der Verstärkungssträhnen in den Strom von sich in der Haube 24 abwärts bewegenden
Fasern werden die Strähnen in die Masse der Fasern 13 leingebettet, und nur ein
sehr kleiner Anteil der Strähnen liegt auf der Oberfläche der Matte.
-
Eine andere Art eines Erzeugnisses nach der Erfindung ist in Fig.
5 dargestellt, gemäß welcher die Masse aus durch die Einwirkung des Luftstrahles
verjüngten bzw. ausgezogenen Einzelfasern I3' durch eine Mehrzahl von Strähnen oder
Garnen 35' in im wesentlichen zueinander paralleler Anordnung verstärkt wird. Die
ein Ganzes bildende Masse aus Fasern und mehrfädigen Verstärkungssträhnen wird bei
- dieser Art des Erzeugnisses mittels eines oder mehrerer der oben aufgezählten
Bindemittel zu einer einteiligen plattenartigen Matte verbunden.
-
Fig. 4 veranschaulicht eine dem Verfahren gemäß Fig. I ähnliches
Verfahren bzw. eine zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung zur Herstellung
einer Matte oder ieinles Erzeugnisses der in Fig. 5 dargestellten Art. Diese Ausführungsform
der Vorrichtung ist mit elektrisch beheizten Spreisevorrichtungen 10' ausgerüstet,
aus denen Ströme von geschmolzenem Glas zu einer Haube 14 fließen. Die Glasströme
werden durch Gasstrahlen, die mittels eines Gebläses 11' erzeugt und auf sie gerichtet
werden, zu Fasern ausgezogen, und die verjüngten Fasern gelangen in Richtung nach
unten durch die Haube 14' nach einer Sammelzone, die durch die durchlässige Oberfläche
des Förderers 15' abgeschlossen wird. Der Förderer 15' wird durch einen Motor 19'
in der gleichen Weise und im gleichen Sinn wie der Förderer 15 der in Fig. I veranschaulichten
Ausführungsform der Vorrichtung alngetrieben.
-
Die verstärkenden Medien in Form von Strähnen 35' werden von Spulen
26' aus zugeführt, die auf geeigneten Spindeln oder Trägern angeordnet sind, wobei
die einzelnen Strähnen von der Zuführungsstelle aus durch Ösen oder Führungen 29'
im Abstand voneinander geleitet oder geführt werden. Die Strähnen 35' laufen quer
über die obere Fläche des Förderers 15', wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und die
aufgeblasenen Fasern sammeln sich auf den Strähnen; Die Masse von ausgeblasenen
Fasern und im wesentlichen parallel zueinander liegenden Strähnen bildet eine zusammengesetzte
Platte oder Matte 52'. Wenn die Ges,amthleit von Fasern und Strähnen von der Stelle
unterhalb der Haube 14' aus weiterbewegt wird, so wird auf die Matte oder Masse
aus Fasern und Strähnen aus einer Düse 43' ein Bindemittel 42' aufgesprüht. Dias
in Fig. 5 dargestellte Erzeugnis ist besonders geeignet für
Zwecke,
für welche eine besonders hohe Zugfestigkeit in einer Richtung erforderlich ist.
-
In Fig. 7 ist eine andere Art des Erzeugnisses 64 dargestellt, welche
dadurch hergestellt wird, daß eine Matte aus Fasern oder Strähnen von geringer Länge
durch mechanisches Zerreißen von Fasern oder Strähnen aus einer Masse von Fasern
oder von Strähnen aus Mineral oder Glasfasern hergestellt wird. Die Fasern lodier
Strähnen in der Matte besitzen im wesentlichen gleichmäßige Länge und werden miteinander
durch zueinander parallele kontinuierliche Strähnen, deren jede aus einer Mehrzahl
von verhältnismäßig feinen Glasfäden besteht verbunden-lund verstärkt. Die verhältni,smäßig
kurzen Abschnitte der geschnittenen Fasern oder Fäden sind mit 65 und die kontinuierlichen
Strähnen aus dem verstärkenden Material mit 66 bezeichnet.
-
Ein zur Herstellung des in- Fig.7 dargestellten Erzeugnisses geeignetes
Verfahren und eine für seine Durchführung dienende Vorrichtung sind aus Fig. 6 ersichtlich.
Die Vorrichtung weist eine Haube oder lein Gehäuse 68 auf, innerhalb dessen ein
Werkzeug 69 zum Aufnehmen oder Zerschneiden der Fasern gelagert ist, welches aus
einem mit sich in radialer Richtung erstreckenden Zapfen 70 ausgerüsteten Rotor
besteht, der auf einer durch einen Motor oder andere nicht dargestellte geeignete
Mittel angetriebenen Welle 71 angeordnet ist. Die Haube oder das Gehäuse 68 ist
mit einem Einführungsschlitz oder einer Öffnung 74 versehen, durch welche die auf
die gewünschten kurzen Längen geschnittenen Fasern oder Strähnen mittels eines geeigneten
auf Rollen 77 laufenden und in geeigneter Weise angetriebenen Bandförderers 76 zugefördert
werden. Eine Wandung des Eintrittsschlitzes oder der -öffnung 74 wird durch ein
festes Messer 78 gebildet, so daß die zugeführten Fasern oder Fäden aufeinanderfolgend
von den Zapfen 70 ergriffen werden, die mit dem festen Messer 78 zusammenwirkend
die Fasern oder Strähnen von den zugeführten Fasern bzw. Strähnen abreißen und sie
auf eine Sammelfläche 80 aufwerfen, die einen Teil eines von geeigneten Rollen,
von denen eine mit 81 bezeichnet ist, getragenen und angetriebenen Förderers bildet.
-
Die Zuführung der ,aus leiner Vielzahl -von Glasfasern gebildeten
Strähnen 66 erfolgt grundsätzlich in der gleichen Weise, wie oben an Hand von Fig.
4 beschrieben, von Vorratsspulen 83 aus über Führungsösen 84. Ebenso ist der Vorrichtung
zur Herstellung der Matte ein Trockenofen 92 nachgeschaltet, und das Aufsprühen
des Bindemittels 86 ,durch eine Düse 87 uf die die Ablagefläche 80 verlassende Matte
erfolgt in der grundsätzlich gleichen Weise.
-
Der unter der Oberfläche angeordnete Saugkasten 89 steht unter der
Wirkung teiner Absaugleitung go.
-
Es wurde gefunden, daß Fasern mit leinlem Durchmesser von etwa 0,08mm,
die zu Strähnen, die aus je hundert oder mehr Fasern bestanden, vereinigt werden,
in Längen von 25 bis 125mm eine ausgezeichnete Struktur der Matte ergeben.
-
Die verstärkten Matten nach der Erfindung können als Verstärkungseinlagen
für Harze und Kunststoffe, als Grundgewebe für mit einem Überzug versehene Gewebe,
für gefirnißte Gewebe für elektrische Isolierzwecke und andene Zwecke, für welche
es auf eine hohe Zugfestigkeit ankommt, verwendet werden.