DK150823B - Fremgangsmaade til fremstilling af fibermaatter og apparat til gennemfoerelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i 150823 o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af måtter af organiske eller uorganiske fibre samt et apparat til gennemførelse af fremgangsmåden.

Måtter er rumlige genstande af uregelmæssigt arran-5 gerede fibre, hvis rumlige tæthed kan ligge mellem 1/10 og 1/1000 af tætheden for de enkelte fibre. Anvendes der endeløse fibre til måttefremstillingen, får måtten sin sammenhæng ved gensidig uregelmæssig omvikling af de enkelte fibre. Ved måtter af korte fibre må de enkelte fibre til-10 klæbes med bindemiddel i deres krydsningspunkter. Af kort- fibermåtter er der hidtil især fremstillet mineralfiber-måtter. Egenskaberne for sådanne måtter afhænger såvel af egenskaberne for den enkelte fiber, såsom elasticitet, bøjestyrke, diameter og længde, som af den rumlige tæthed, 15 det indbyrdes arrangement af fibrene og mængden og forde lingen af bindemidlet.

De fleste fibermåtter anvendes til varmeisolering.

Derfor skal i idealtilfældet flertallet af fibrene i måttefladen være rettet på tværs af varmestrømmen og i så ens-20 artet fordeling som muligt.

Det tilstræbes som regel også, at måtterne i deres længde- og tværudstrækning udviser en så god formstabilitet som muligt og i deres udstrækning i tykkelsen udviser en så god elastisk kompressionsevne som muligt. Glasfibermåt-25 ter med ringe rumlig tæthed komprimeres f.eks. til lagring og transport, f.eks. ved oprulning af måtten under tryk til 1/6 af sin tykkelse, til tidsrum af flere dage eller uger. Efter afspændingen ved forarbejdningen af måtten skal den oprindelige måttetykkelse så vidt muligt reproduceres.

30 Formstabiliteten hæmmes især af, at der under de formationen af måtten optræder fiberbrud. Ved oprulningen eller presningen af måtten modstår de enkeltfibre, der i måtten er arrangeret vinkelret på de forekommende kræfter, lettest. Det er derfor ønskeligt overvejende at arrangere 35 fibrene i planet for måttens længde- og tværudstrækning.

O

2 150823 På den anden side er det for sammenhængen i måtten nødvendigt, at et vist antal af fibrene er arrangeret i retning af måttens tykkelse, for at måtten ikke desintegrerer i lag.

5 Endnu et problem ved måttefremstillingen er det inden for måtten at frembringe en så ensartet tæthed som muligt.

Såvel den elastiske kompressibilitet og varmeisoleringsegenskaberne som sammenhængen i måtten hæmmes af svingninger i tæthed inden for måtten. Det tilstræbes derfor 10 ved opbygningen af den rå måtte så vidt muligt at føre fibrene til måtten enkeltvis. Nu føres fibrene suspenderet i en relativt hurtigt strømmende gasstrøm til måtten under opbygning, hvorved gasstrømmen ved gennemgangen af den allerede dannede del af måtten afgiver fibrene. Hvirveldan-15 neiser og overspringningshændelser for fibre med forskellige hastigheder i gasstrømmen fører kun til, at fibrene støder på hinanden allerede i nogen afstand fra aflægningsstederne, og at der dannes gensidige "sammenhægtninger" og "klumper" eller "fiberskyer". Sådanne fiber-20 © spind indfanger på den videre vej ved de samme hændelser yderligere enkeltfibre og forstørres løbende. Også elektrostatiske kræfter kan herved spille ind. Sådanne i farten dannede spind har en tydeligvis anden struktur end den ved den egentlige måttedannelse ud fra enkeltfibre 25 fremkomne struktur. De forårsager alt efter deres andel og deres størrelse betydelige inhomogeniteter. De måtter, der fås på markedet, består overvejende af sådanne skyer eller spind med dimensioner fra nogle centimeter til nogle decimeter, hvilket let kan konstateres ved "ituplukning" 30 af måtten.

Ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse opnås der en ønsket retningsføring af dispersionen af uorganiske eller organiske fibre og gas umiddelbart inden aflægningen, hvilket giver en ensartet fiber fordeling og 35 -tæthed.

0 3 150823

Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af måtter ud fra uorganiske eller organiske fibre, ved hvilken i en gasstrøm disper-gerede enkeltfibre aflægges således på et perforeret 5 transportbånd til dannelse af en måtte, at de nævnte betingelser ved fiberaflægningen opfyldes optimalt.

I princippet er det muligt at opnå dette, idet dispersionen af fibrene i gassen fortyndes vilkårligt.

En sådan fremgangsmåde er imidlertid såvel ud fra energi-10 mæssige som økologiske synspunkter ufordelagtig^ da den store transporterede gasmængde må suges fra og renses for bindemiddelrester.

Fremgangsmåden til fremstilling af måtter ud fra organiske eller uorganiske fibre er af den art, ved 15 hvilken fibrene strømmer ud fra en kanal dispergeret i en gasstrøm og afsættes på et perforeret transportbånd til dannelse af en måtte, idet gassen frasuges under transportbåndet, der med gasstrømmens retning ved kanaludgangen danner en vinkel på 90 til 150°C, fortrinsvis 20 100 til 120°, og gasstrømmen mellem kanalen og transport båndet medtager luft fra omgivelserne eller recirkuleret gas, og er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at a) der i forlængelse af kanalen på den ene side i transportbåndets retning er anbragt et krumt ledelegeme således, at gasstrømmen efter udstrømningen fra kanalen ved ledelegemets Coanda-effekt vendes i transportbåndets retning, at b) der ved den modsat ledelegemet liggende side af kanalen strømmer recirkulerende eller fra omgivelserne 30 kommende gas mellem transportbåndet og underkanten af kanalen i en retning på 45 til 90° med gasstrømmens retning ved kanalens udgang og ind i området for fiberafsætningen, og at c) frasugningen af den samlede gasstrøm på trans-

OC

portbåndet sker således, at den fra kanalen kommende fiberbærende gas ved to ganges vending følger en S-formet 4 150823

O

vej i forhold til transportbåndet, idet strømnings-retningen ved den S-formede kurves vendepunkt danner en vinkel på 0 til 30° med transportbåndet.

Ved en særlig udførelsesform af fremgangsmåden 5 ifølge opfindelsen frasuges der luft på det krumme ledelegeme ved hjælp af perforering eller spalter i en sådan mængde, at de i gasstrømmen transporterede fibre netop følger ledelegemets kontur.

Ved en yderligere særlig udførelsesform af frem-10 gangsmåden ifølge opfindelsen frasuges der under transportbåndet en gasmængde svarende til 1,5 til 3 gange den fiberbærende gasmængde, der kommer via kanalen.

Den foreliggende opfindelse angår desuden et apparat til gennemførelse af fremgangsmåden indeholdende 15 et perforeret transportbånd, en strømningskanal, der danner en vinkel på 90 til 150°, fortrinsvis 100 til 120°, med transportbåndet, hvilket apparat er ejendommeligt ved, at der på den ene side af kanalen er anbragt et på tværs af transportbåndet arrangeret, i transportbåndets 20 bevægelsesretning krumt ledelegeme, og at der findes et åbent mellemrum mellem transportbåndet og ledelegemet, igennem hvilket luften fra omgivelserne kan strømme.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er illustreret ved hjælp af medfølgende tegning, hvor 25 fig. 1 viser et tværsnit af en udførelsesform af appa- ratet ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et tværsnit af et andet apparat ifølge opfindelsen, idet enkelte elementer foreligger i alternative udførelsesformer, 30 fig. 3 viser fremgangsmåden ifølge opfindelsen i forbindelse med et specielt fiberproduktionsapparat perspektivisk, fig. 4 viser en speciel udførelsesform af kanalen.

De på tegningen angivne tal henviser i enkeltheder nc til følgende, idet éns tal på forskellige figurer refererer til analoge elementer:

O

5 150823 1: apparat til fiberproduktion 11: smeltedigel 12: blæsedyse 13: brænder 5 2: kanal 21: kanalens indstrømningsdel 22: underlydsdiffusor 23: indgangsconus 24: overgangsdel 25: strømningsskilleplader i kanalen 3: område for vending af strømmen 31: ledelegeme 32: tilsuget luft eller recirkuleret gas 33: ledeplade 15 34: ledeplade 35: bindemiddelsprøjteapparat 36: gasfrasugning 4: frasugningsområde og fiberaflægning 41: transportbånd 20 42: fibermåtte 43: strømningsretning 44: drosselklapper 45: konturplader ^ 46: måttens skråningsvinkel 47: luft fra omgivelserne ned på båndet.

Fremgangsmåden til måttefremstillingen indebærer en fiberdannelse 1. hvor fibrene frem-30 kommer som i en gasstrøm dispergerede enkeltfibre. Gassen, der i almindelighed allerede har bevirket udtrækningen af fibrene, tjener i det følgende som transportmedium for fibrene og strømmer ind i en kanal ll gennem hvilken den transporteres til måttedannelsen. I kanalen skal der 35 indstilles og opretholdes en så vidt muligt ensrettet strøm ning uden hvirvler og tilbagestrømning, for at de i begyndelsen beskrevne skydannelser kan undertrykkes. Kanalen kan 150823 6 o udformes i overensstemmelse med den indbyrdes geometriske placering af fiberproduktionsenhed og fiberaflægning. Den behøver ikke at være retliniet men kan også være krum, når blot krumningsradius ikke vælges for lille. Desuden kan der anvendes en overgang fra en f.eks. rotationssymmetrisk fiberpro-5 duktionsenhed til en spalteformig kanaludgang til frembringelse af en bred fiberaflægning. Fiberproduktionsenhed og fiberaflægning arrangeres fortrinsvis således i forhold til hinanden, at der kan anvendes en lineær kanal af ikke for stor længde.

10 I almindelighed har forbrændingsgassen umiddelbart efter fiberdannelsen, dvs. kort før dens indtræden i strømningskanalen 2f endnu en særdeles høj strømningshastighed, der oftest ligger i nærheden af lydens. I dette tilfælde anvendes der fortrinsvis en underlydsdiffusor som kanal, så-15 ledes at gashastigheden reduceres ved gennemstrømningen af kanalen. Gashastigheden ved udgangen af kanalen bør fortrinsvis udgøre mellem 5 og 20 m/s.

Efter udgangen af den fiber-bærende gasstrøm fra 20 kanalen påfølger to ganges vending af fiberstrømmen, først i transportbåndets bevægelsesretning og derpå igen i retningen vinkelret på transportbåndet, hvorved fiberstrømmen således følger en S-formet vej i forhold til transportbåndet, og strømningsretningen ved den S-formede 25 kurves vendepunkt danner en vinkel α på 0 til 30° med transportbåndet. Den første vending sker hovedsageligt ved Coanda-effekt på et krumt ledelegeme og i mindre grad også. ved den mellem den fiber-holdige gasstrøm i kanalen 2 og transportbåndet tilstrømmende 30 luft fra omgivelserne eller recirkulerede gas. Coanda- -effekten alene er tilstrækkelig til at vende hovedstrømmen.

Blandingen af den fiber-bærende transportgas med den tilstrømmende luft fra omgivelserne bevirker desuden en yderligere reduktion i gassens strømningshastighed og 35 dermed af fibrenes. Den anden vending til frembringelse af 7 150823

O

en S-formet strømningsvej forårsages af frasugningen af gassen under transportbåndet i retning vinkelret på trans-portbåndet. Da fibrene i gassen fortrinsvis arrangerer sig vinkelret på strømningen, sker aflægningen af fibrene 5 fortrinsvis således, at de i skråningsplanet for måtten under opbygning er rettede, således at størstedelen ligger på tværs af transportbåndets retning. Ved en lille skråningsvinkel (46) er andelen af de fibre, der er arrangeret vinkelret på måt'teplanet,. lille, ved en stor skrå-10 ningsvinkel er andelen større. Skråningsvinklen påvirkes sammen med båndhastigheden såvel af vinklen for den fiber--bærende gasstrøm i vendepunktet som af længden af frasugningszonen og den der foretagne fordeling af frasugningsmængderne. Da orienteringen af fibrene i 15 gasstrømmen imidlertid kun som statistisk middelværdi er vinkelret på strømningsretningen, befinder der sig i det øjeblik, hvor den rammer råmåtten, også et tilstrækkeligt antal fibre med en sådan orientering, at de indskydes i måtten og dermed bidrager til sammenhængen i måtten.

20 Frasugningen af luften under transportbåndet sker fortrinsvis således, at der på det første stykke kun fra-suges lidt luft, i skråningsområdet frasuges størstedelen og derefter frasuges resten, idet den frasugede mængde i skråningsområdet stiger løbende. Det kan også være hen-25 sigtsmæssigt i det sidste afsnit ikke kun at frasuge den af den fiber-bærende hovedstrøm, medrevne luft fra omgivelserne eller recirkulerede gas, men også yderligere en lille del af den øvrige luft fra omgivelserne 47 ned på båndet i den egentlige frasugningszone.

30 I fig. 1 er vist et apparat ifølge opfindelsen. Som fiberproduktionsapparat er vist dyse-træk-blæse-fremgangsmåden til fremstilling af superfine fibre i området mellem 2 og 5yU. Ved denne fremgangsmåde udstrømmer der fra en smeltedigel 11 smeltestrømme, der først i en trækdyse 12 35 udtrækkes til filamenter med en tykkelse mellem 20 og 50yu og

O

8 150823 derpå indtræder i en brænder 13, i hvilken de primært dannede, forholdsvis lange filamenter spaltes i mange korte og tynde enkeltfibre ved forbrændingsgasserne med høj hastighed. De korte fibre opstår altså i en 5 i det væsentlige horisontalt strømmende forbrændingsgasstrøm. I praksis består digelen 11 af en langstrakt, lodret på tegneplanet udstrakt rende med f.eks. 100 eller flere smelteudstrømningsåbninger, der går igennem en spalteformig, lodret på tegneplanet udstrakt spaltedyse 12 og udtrækkes 10 til filamenter. For hvert filament anvendes der enten én brænder 13 eller for alle filamenter en fælles brænder, der frembringer en tilsvarende, lodret på tegneplanet udstrakt flammevæg. Flammegasserne træder først efter afkøling ved blanding med luft fra omgivelserne med de deri suspenderede 15 fibre ind i kanalen 2. Selve kanalen 2 består af en dyselignende indgangsdel 21 og en underlydsdiffusor 22, i hvilken gassens strømningshastighed reduceres til mellem 5 og 20 m/s.

Ved udgangsenden af diffusoren er der anbragt et 20 ledelegeme 31, som gasstrømmen på grund af Coanda-ef-fekten følger, således at gassen bevæger sig videre i overensstemmelse med de indtegnede strømlinier. Desuden er der anbragt et sprøjteapparat 35, med hvilket bindemidlet til sammenklæbning af fibrene indblæses i området for 25 vending af strømningen 3. Ved sprøjteretningen for bindemidlet understøttes vendingen af den strømmende gas og fibrene yderligere. Samtidigt strømmer der fra den modsat ledelegemet 31 liggende side af underlydsdiffusoren 22 luft fra omgivelserne ind i vendingsområdet 3.

30

Der er desuden vist transportbåndet 41 udformet som et led-delt bånd. Rummet under transportbåndet 41 er opdelt i kamre. Hvert kammer indeholder drosselklapper 44, således at strømningsmodstanden gennem hvert kammer kan indstilles individuelt. Gassen suges fra i pilen 43's 35 retning. Drosselklapperne 44 justeres fortrinsvis således, at der opnås den tidligere beskrevne gasmængdefordeling.

Ved gassens gennemgang af transportbåndet eller måtten 150823 9

O

under opbygning 42 aflægges fibrene på transportbåndet.

Gassens strømningshastighed i øjeblikket for fiberaflægningen udgør mellem 1 og 10 m/s, fortrinsvis 3 til 5 m/s.

Ved hjælp.af individuelt indstillelige drosselklapper 5 44 kan strømningshastigheden af den gasmængde, der går gennem transportbåndet, indstilles således, at der i de første, endnu ikke med fibre tildækkede afsnit af transportbåndet opretholdes en middel-strømningshastighed på 1 til 4 m/s, og i de følgende, allerede med fibre til-10 dækkede afsnit opretholdes en gennemgangshastighed på 4 til 10 m/s.

Udførelsesformen ifølge opfindelsen på fig. 2 viser et ved dyse-blæse-fremgangsmåden arbejdende fiberproduktionsapparat 1. Herved udgår der fra en vinkelret på tegne-15 planet langstrakt smeltedigel 11 et stort antal af i en række arrangerede smeltestrenge, der opspaltes i en efterindskudt spalteformig blæsedyse 12 til et stort antal korte enkeltfibre. Opspaltningen i fibre sker altså ikke som i fig. 1 i brænderflammen men allerede 20 i blæsedysen 12. Kanalen 2 er også her udviklet som underlydsdiffusor 22. Det ved underlydsdiffusorens udgangsende anbragte ledelegeme 31 er perforeret og opviser en frasugningskasse 36. Gennem frasugningskassen frasuges der transportgas til understøttelse af vendingen 25 af transportgasstrømmen. Frasugningen af transportgas gennem åbningerne i ledelegemet 31 sker kun i så ringe udstrækning, at den S-formede vending understøttes, men således, at der ikke sker nogen mærkbar forøgelse af mængden af fibre i nærheden af ledelegemet 31, således at en 30 vedhængning af fibrene på ledelegemet 31 undgås. På den modsat ledelegemet 31 liggende side af kanalen 2 er der anbragt yderligere ledeplader 33 og 34, der bestemmer retningen af den i området mellem transportbåndet og hovedstrømmen indstrømmende luft fra omgivelserne. Under 35 transportbåndet er der i stedet for med drosselklapper forsynede frasugningskasser anbragt justerbare konturplader 45, gennem hvilke strømningsmodstanden under trans- 150823 10 o portbåndet 41 kan indstilles således, at der opnås den ønskede fordeling af frasugningsmængden. Udførelsesformen på fig. 3 viser et efter trommeslyngeblæse--fremgangsmåden (TEL-fremgangsmåde) arbejdende fiber-5 produktionsapparat 1. Fibrene passerer her med blæse-gasstrømmen ind i en tragtformig indgangsende 23 af kanalen 2 , som har rotationssymmetrisk tværsnit i indgangsområdet. Kanalen 2 opviser desuden en overgangsdel 24, som underlydsdif fusoren''22 slutter sig til.

10 Fig. 4 viser en ifølge opfindelsen som kanal 2 anvendt underlydsdiffusor i delvis gennemskåret form.

Dybden af en sådan diffusor kan strække sig over hele fibermåttens bredde. Det foreslås ifølge opfindelsen at anbringe strømningsskilleplader 25 i kanalen til for-15 hindring af tværstrømning. For at en ophobning af fibre på overkanten af strømningsskillepladerne kan undgås, strækker strømningsskillepladerne 25 sig ikke over hele diffusorens bredde, men er kun fastgjort ensidigt på én diffusorvæg. Den frie kant, der i det væsentlige for-20 løber parallelt med den anden diffusorvæg, danner kun en spids vinkel med gassens strømningsretning. Fibre, der forekommer på denne kant, kan glide ned af kanten, uden at diffusoren tilstoppes. De enkelte strømningsskilleplader fastgøres fortrinsvis alternerende på begge dif-25 fusorvægge. Figuren viser en diffusor 22 i perspektiv, idet den ene væg er delvist gennemskåret.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af måtter ud fra organiske eller uorganiske fibre, ved hvilken fibrene strømmer ud fra en kanal (2) dispergeret i en gasstrøm og 5 afsættes på et perforeret transportbånd (41) til dannelse af en måtte (42), idet gassen suges fra under transportbåndet (41), der med gasstrømmens retning ved kanaludgangen danner en vinkel på 90 til 150°, fortrinsvis 100 til 120°, og gasstrømmen mellem kanalen (2) og 10 transportbåndet (41) medtager luft fra omgivelserne eller recirkuleret gas, kendetegnet ved, at a) der i forlængelse af kanalen (2) på den ene side i transportbåndets retning er anbragt et krumt ledelegeme (31) således, at gasstrømmen efter udstrømningen fra 15 kanalen ved ledelegemets Coanda-effekt vendes i transport båndets retning, at b) der ved den modsat ledelegemet (31) liggende side af kanalen (2) strømmer recirkulerende eller fra omgivelserne kommende gas mellem transportbåndet (41) og underkanten 20 af kanalen (2) i en retning på 45 til 90° med gas strømmens retning ved kanalens udgang og ind i området for fiberafsætningen, og at c) frasugningen af den samlede gasstrøm på transportbåndet sker således, at den fra kanalen (2) kommende fiberbærende 25 gas ved to ganges vending følger en S-formet vej i forhold til transportbåndet (41), idet strømningsretningen ved den S-formede kurves vendepunkt danner en vinkel α på 0 til 30° med transportbåndet (41).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 30 ved, at der på det krumme ledelegeme (31) frasuges luft ved hjælp af perforering eller spalter i en sådan mængde, at de i strømmen transporterede fibre netop følger ledelegemets kontur.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kende- 35 tegnet ved, at indstrømningsretningen for den re cirkulerende eller fra omgivelserne kommende gas styres af ledeplader (33) og (34).