DK175937B1 - Böjelig filt af fibermateriale med tilfældig fiberorientering - Google Patents

Description

i DK 175937 B1

Opfindelsen angår en filt af mineraluld, navnlig en såkaldt crepet filt, det vil sige, i hvilken fibrenes orientering i stedet for at være parallelle med et plan er så godt som tilfældig.

5 Crepede filter er indrettet til forskellige anvendel ser, navnlig hvor man enten vil kunne udsætte dem for et tryk, uden at fremkalde en alt for stor fladtrykning, eller et træk vinkelret på overfladen, uden at medføre delami-nering. Til forskel fra sædvanlige, lagdelte filter er de 10 imidlertid meget følsomme over for bøjning, og så snart man bukker dem, selv i ringe grad, slår de revner vinkelret på deres overflade. Dette fænomen begrænser i høj grad anvendelsesområdet for crepede filter. Det er et ønske at kunne gøre dette område større.

15 Traditionelt er filter af mineralfibre lagdelte, idet de opbygges kontinuert, idet fibrene, der bevæges af gasstrømme, afsættes på en transportør. Transportøren fastholder fibrene og slipper gasserne igennem.

Inden de afsættes på transportøren, påstryges fibrene 20 med en klæbende sammensætning, der er indrettet til at binde fibrene til hinanden, og giver således vedhæftning til den opbyggede filt. Den klæbende sammensætning, der er påført i væskeform, hærdes ved en varmebehandling, der udføres på filten, der i forvejen er bragt på den ønskede 25 form med hensyn til tykkelse og massefylde.

De traditionelle måder at fremstille filter på udmunder i produkter, hvis egenskaber ikke helt svarer til de krav, der stilles ved særlige anvendelser. Udover de isolerende egenskaber, der kræves på helt almindelig måde, 30 er det således undertiden nødvendigt, at de anvendte produkter har meget specifikke mekaniske egenskaber. Dette er f.eks. tilfældet for produkter, der bærer bygningselementer, og som således skal modstå store sammentrykninger, såsom de produkter, der tjener til isolering af 35 tagterrasser, der er tilgængelige for trafik. Det er også tilfældet for produkter, der anvendes til yder isolering, og som navnlig bør kunne modstå afrivningskræfter.

DK 175937 B1 2

For at tilvejebringe produkter med disse særlige egenskaber er det nødvendigt at ændre de traditionelle metoder til at fremstille filterne.

Med den traditionelle metode fører dannelsen af 5 filterne ved afsætning af fibre på en modtagende transportør, eller på et tilsvarende organ, til en indfiltring, som ikke er ensartet i alle retninger. Det viser sig i forsøg, at fibrene har en stor tilbøjelighed til at placere sig parallelt med den modtagende overflade. Denne til-10 bøjelighed er så meget desto mere udtalt, når fibrene er længere. Denne filtstruktur er gavnlig med hensyn til isolerende egenskaber og trækstyrke i længderetningen. En sådan struktur er således fordelagtig i mange anvendelser.

Det skal imidlertid forstås, at en sådan struktur ikke er 15 den bedst egnede, når produktet f.eks. skal kunne modstå sammentrykning eller afrivning i sin tykkelsesretning.

Der kendes metoder, som giver fibrene en så godt som tilfældig orientering. I europæisk patentansøgning nr.

0 133 083 foreslås, at filten af fibre, der er modtaget på 20 det modtagende organ, eventuelt efter at have undergået en sammentrykning i tykkelsesretningen, komprimeres kontinuerligt i længderetningen gennem passage fra et par transportører, der bevæges med én hastighed, til et par transportører med en lavere hastighed end den foregående. Højere 25 kompressionsgrader kan opnås, når kompressionen udføres i flere successive trin, navnlig med filter, hvor kompression uden folddannelse er besværlig at opnå. For at opnå samme endelige kompressionsgrad, kan egenskaberne hos de frembragte produkter forbedres, hvis kompressionen udføres i 30 flere trin.

I et andet dokument, nemlig europæisk patentansøgning nr. 0 434 536, foreslås en filt af mineralfibre med forbedrede egenskaber, hvor fibrene har så godt som tilfældige orienteringer, og hvor filten er dannet af 35 fibre, der for største delen har en diameter på mellem 2,5 og 4,5 μτη, en længde på 2 til 15 cm, og en massefylde, som o ikke overstiger 40 kg/m . I denne ansøgning imødeses, at DK 175937 B1 3 måtten kan have et dæklag, dvs. være belagt med et eller flere vedhæftende lag af papir, aluminium, polyethylen eller PVC.

De ved de ovenfor beskrevne teknikker frembragte 5 måtter af crepede mineralfibre transporteres og anvendes normalt i dén form, som de er fremstillet på, dvs. som plane paneler. Det ville imidlertid være interessant at kunne bøje de crepede måtter - midlertidigt eller vedvarende - og eventuelt med små krumningsradier.

10 Interessen i at kunne rulle de crepede måtter sammen for at tillade transport og oplagring af store længder, uden at anvende for meget plads, er indlysende. Inden for det industrielle anvendelsesområde for crepede måtter, er isoleringen af store rørledninger eller cylindriske 15 beholdere, på hvilke man skal kunne gå, en anvendelse, hvor vedvarende krumning af en crepet måtte ville være meget anvendelig.

Stadigvæk inden for den kendte teknik vedrørende filter af crepet mineraluld kendes europæisk patentskrift 20 nr. 0 472 532, som foreslår en teknik til fremstilling af en crepet plade, der belagt med et dæklag på en enkelt side. Ifølge denne metode afsættes der efter crepningen, der er foretaget på sædvanlig måde, på måttens to overflader et glasvæv før den termiske behandling af limen, som 25 udgør bindemidlet. Ved udgangen kløves måtten i tykkelsesretningen for at danne to ens måtter, der er belagt på en enkelt side. Denne teknik gør det muligt at tilvejebringe en plade, som kan bøjes, idet den lader glasvævet udgøre den konkave side. Dokumentet viser tydeligt, at bøjning i 30 den anden retning (glasvæv på den konvekse side) er umulig. Mellemproduktet med vævet på de to overflader bliver beskrevet som stift, men efter kløvning er fibrene i den frie side "ikke udsat for træk- og trykkræfter i fibrenes retning, men vinkelret på fibrene, når pladen er bøjet.

35 Pladen, der er fremstillet ved metoden, bøjes godt takket været fraværet af vandrette bindinger på bagsiden Sammenstillingen af disse to egenskaber, nemlig stivhed af DK 175937 B1 4 pladen, der har en belægning på sine to overflader, og bøjelighed hos den i tykkelsesretningen kløvede plade, viser, at det er under træk, at glasvævet er udeformerbart, og at krumningen ikke kan finde sted på anden måde, end med 5 belægningen på den konkave side. Den i dokumentet beskrevne monteringsteknik, nemlig at randene af pladen i loftet er "i anlæg mod T-profiler”, som ved en hvælving, bekræfter dette.

Opfindelsen har til hensigt at tilvejebringe et 10 produkt i form af en måtte af crepede fibre, som uden forringelse kan rulles op på sig selv med henblik på at tillade transport og oplagring.

Det er ligeledes en hensigt med opfindelsen at muliggøre anvendelse af måtter med crepede mineralfibre på 15 krumme overflader, uden at de mister deres gode egenskaber, navnlig med hensyn til isolering.

For at nå disse hensigter, foreslår opfindelsen en filt af crepet mineraluld, hvilken filt på i det mindste den ene af sine overflader er udstyret med et dæklag og er 20 indrettet til at undergå en midlertidig eller vedvarende krumning, og hvis overflade, der er indrettet til være konveks, er udstyret med et dæklag, hvis brudstyrke er større end 300 kPa.

Dette lag er fortrinsvis udført på basis af kraft- 25 papir. For selv at kunne opnå den nødvendige egenskab med hensyn til brudstyrke, bør det have en overfladetæthed, der 2 er større end eller lig med 60 g/m .

For at være let at rulle op på sig selv og for at bevare alle egenskaber, når først den er placeret på en 30 krum flade, har den crepede filt ifølge opfindelsen fortrinsvis en crepningsgrad på mellem 4 og 5 og en overfladetæthed, der er mindre end 2 kg/m .

I en fordelagtig udførelsesform for opfindelsen har produktet på den i forhold til dæklaget modsatte overflade 35 fibre, der er stort set vinkelrette på overfladen. Et sådant arrangement tilvejebringes, hvis filten af crepede mineralfibre er dannet som følge af en deling i tykkelses- DK 175937 B1 5 retningen af en tykkere filt, idet den i forhold til den med dæklaget ifølge opfindelsen belagte, modsatte overflade er dannet ved kløvningen.

Opfindelsen vil forstås bedre og fordelene vil fremgå 5 mere tydeligt ved hjælp af tegningen og den efterfølgende beskrivelse. På tegningen viser fig. 1 resultatet af en krumning, der er påført en kendt crepet måtte, fig. 2 og 3 en måtte ifølge opfindelsen, henholdsvis 10 før og efter krumning.

De crepede filter, om hvilke det her er tale, fremstilles med udgangspunkt i mineraluld, glasuld eller såkaldt stenuld. Disse produkter fremstilles oftest med udgangspunkt i fibre, der er frembragt ved centrifugerings-15 teknikker, alt efter omstændighederne ved passage gennem åbninger i en centrifuge eller simpelt hen ved udkastning på overfladen af ruller, der drejer med høj hastighed.

Anlægget til dannelse af filter omfatter først og fremmest én eller flere maskiner af den ovenfor beskrevne 20 art til frembringelse af fibre. De udkastede fibre opsamles ved sugning i det nederste afsnit af maskinerne på et transportbånd, der udgør bunden i et modtagningskammer.

Inden i dette kammer kaster organer en flydende bindemiddelsblanding på fibrene. Man bestræber sig normalt 25 på, at dette udføres på en sådan måde, at fordelingen af bindemiddel på fiberen er så ensartet som muligt, for på denne måde at fordele bindemidlet ensartet i filtenheden.

Filten, der kommer ud fra dette kammer, er normalt forholdsvist let. Dens gennemsnitlige massefylde er lille 30 for en så stor tykkelse. Derudover er fibrene som følge af fremstillingsmåden for filten generelt orienteret i retninger parallelle med transportøren.

I traditionelle anlæg til fremstilling af filter af mineralfibre træder filten, der kommer ud fra modtagnings-35 kammeret, umiddelbart ind i en varmebehandling, som bevirker hærdning af bindemidlet.

DK 175937 B1 6

Ved fremstilling af en crepet, filt fortsætter man til gengæld med en yderligere operation, inden bindemidlet hærder: Det drejer sig om at ændre den dominerende orientering af fibrene. Flere metoder er mulige. Der er f.eks.

5 den mulighed, at man "kører” filten med nåle, som gennem deres virkning orienterer fibrene vinkelret på filtens overflade. En anden metode muliggør, at filten efter ændringerne får en væsentligt forøget massefylde og en forskellig orientering af fibrene.

10 Ændringerne ifølge sidstnævnte metode indbefatter fortrinsvis en sammentrykning af filten i tykkelsesretningen. Denne sammentrykning opnås f.eks. ved at lade filten passere gennem to transportører, idet afstanden, der adskiller de to transportører, bliver mindre og mindre i 15 filtens fremføringsretning.

Den således sammentrykkede filt passerer herefter mellem andre transportørpar, idet hastigheden for hvert par er mindre end det foregående pars, hvilket medfører en sammentrykning af filten i længderetningen.

20 Under denne række af ændringer holdes filten ved varende spærret inde for at undgå, at den igen antager i det mindste en del af sit oprindelige volumen, og den indføres efterfølgende direkte i varmeskabet, hvor varmebehandlingen tilvejebringer hærdningen af bindemidlet og 25 stabiliseringen af produktet.

Ved udtagelse af en prøve af den crepede filt, der er dannet ved en af de ovenfor beskrevne metoder, og udsætter denne for bøjning, opnås generelt, selv for meget store krumningsradier, en forringelse af produktet. Mellem 30 fibrene i den konvekse side opstår revner, der breder sig til det indre af produktet. I fig. 1 ses en illustration af dette fænomen. Sådanne revner ødelægger produktets stabilitet i sideretningen og dens vedhæftning forringes kraftigt. Bruddet af bindingen mellem fibrene på hver side af revnen 35 er rent faktisk irreversibel, idet det er de i bindemidlet under hærdningen heraf etablerede kemiske bindinger, som ikke mere eksisterer.

DK 175937 B1 7

Det ovenfor beskrevne fænomen medfører, at det er umuligt at bøje en crepet filt, selv midlertidigt, uden at ødelægge dens egenskaber. Det er f.eks. af denne grund, at der, hvis man bruger en crepet filt af glasuld med en o 5 massefylde på 16 kg/m og en tykkelse på 120 mm til at isolere en vandret placeret cylindrisk beholder med en diameter på 1 m - idet anvendelsen af crepet materiale burde tillade en kontinuerlig god isolation -, opstår revner på den konvekse side, hvilke revner er identiske med 10 de i fig. l viste, hvilket i høj grad forringer varmeisoleringen af kappen af crepet filt.

I samme forbindelse er det, når man vil anvende en crepet filt med en bredde på 1,20 m og en længde på 10 m med en massefylde på 30 kg/m^ og en tykkelse på 30 mm in-15 dustrielt, interessant at kunne fremstille produktet i ruller, hvor filten er rullet op på sig selv. I et sådant tilfælde, selvom rullens ydre vindinger har en stor krumningsradius, som kun medfører revner med en lille dybde på den konvekse side, vil det i reglen gå anderledes i rullens 20 midte, hvor krumningsradierne er i samme størrelsesorden som filtens tykkelse og således dårlig nok overstiger 30 mm. Her er forringelserne uacceptable. Det er dog særlig interessant at kunne råde over crepede filter i ruller, dvs. med ubegrænset længde, da det på byggepladsen således 25 er muligt, nøjagtigt at skære det stykke til, som der er behov for, uden at skabe affald, som indebærer spild.

Opfinderne har således fået den idé at udstyre den ene af produktets overflader med et dæklag, hvis væsentlige funktion er at undgå en udstrækning af produktets konvekse 30 side, som skal gennemgå en krumning.

Forsøg med mange forskellige materialer er blevet udført, idet der er brugt film af plast (polyethylen), af metaller (aluminium) og forskellige papirtyper (kraft) . Det drejer sig både om enkle film og om sammensatte materialer.

35 Sidstnævnte fremstår på sandwichform, som f.eks. en aluminiumfilm, der over hele sin overflade er forbundet med en polyethylenfilm, eller i form af en enkelt armeret film.

DK 175937 B1 8

Man har således afprøvet kraftpapirer, der er armeret med forstærkningsgitre af glasfibertråde eller af polyestertråde .

I det følgende vil som et eksempel blive beskrevet en 5 operation, som tilvejebringer en løsning på det stillede problem. I en fremstillingslinie for glasuld, hvor fibrene frembringes ved at tvinge dem at passere gennem åbninger i en centrifuge, er der mellem den crepede filt og transportbåndet, som bærer dem før indføringen i anlægget til 10 varmebehandling, hvor hærdningen af bindemidlet finder sted, indført et dæklag af kraftpapir med en overflade-tæthed på 90 g/m . Dette limes på filten i begyndelsen af fremstillingen og bliver ved med at ledsage denne, idet det færdige produkt er vist i fig. 2. Filten har en massefylde 15 på 43 kg/nV* og en tykkelse på 60 mm. Dens crepningsgrad, dvs. den langsgående koncentration af fibre, der er fremstillet under crepningsoperationen, er på 4,5 (hvilket er lig med forholdet mellem hastighederne ved indgangen til crepningszonen og ved udgangen, og det er også forøgelsen 20 i massefylden). Forsøg på at rulle den således udformede filt op på sig selv er blevet udført, idet kraftpapiret har været på den konvekse side. Efter at have holdt rullen låst i en uge, har man rullet den ud og konstateret, at når den først er gjort flad, har filten ingen erindring, idet den 25 bevarer sin planhed. Endelig viste en destruerende prøvning, ved hvilken man adskilte kraftpapiret fra filtens overflade, fraværet af revner, det vil sige, at produktet ikke på nogen måde har ændret sig under oprulningen.

Et forsøg på at rulle filten op i den anden retning, 30 med papiret på den konkave side, har givet filten det i fig. 1 viste udseende, dvs. en flerhed af revner, som under hensyntagen til den gennemsnitlige tykkelse af filten krydser denne helt igennem flere steder.

Til gengæld er resultatet, når papiret er på den 35 konvekse side, det i fig. 3 viste, hvor det ses, at filten ikke bevæger sig, bortset fra sammentrykningen af alene den konkave side.

DK 175937 B1 9

Et sammenlignende forsøg med et identisk papir, men med en mindre overfladetæthed (60 g/m ) , mislykkedes under oprulningen af filten, idet papiret blev revet i stykker flere steder.

5 Endelig har studier, der er blevet gennemført med . forskellige materialer som dæklag, vist, at en nødvendig betingelse for god funktion af opfindelsen er, at brudstyrken af laget skal være større end en vis grænse, nemlig 300 kPa. På helt igennem overraskende måde har det vist sig, at 10 denne grænse ikke var afhængig af filtens egenskaber. Fra en crepningsgrad på over 4, uanset tykkelsen eller massefylden af filten, er det muligt at gennemføre store krumninger helt op til oprulning på sig selv, forudsat at dæklaget er placeret på den konvekse side, og at det har en 15 brudstyrke på over 300 kPa.

Brudstyrken er en karakteristisk størrelse for stabiliteten af tynde film, der er indrettet til emballage.

Målingen er udført i henhold til normen DIN 53 113 (juni 1990).

20 De eneste konstaterede begrænsninger var de store tykkelser af filterne, der opstod som følge af store massefylder. Resultaterne bliver mindre sikre, når f.eks. en filt på 60 kg/m har en tykkelse på 120 mm. Det er således stadigvæk muligt at påføre filten en krumning, hvor 25 filten er indrettet til at isolere en krum understøtning, men oprulning af filten på sig selv, hvor der ikke efterlades andre tomrum end midten af rullen, er umulig. Det er r konstateret, at så længe produktets massefylde multipliceret med tykkelsen forbliver inden for visse grænser, 30 er oprulningen stadigvæk mulig. Hvis massefylden i kg/m3 multipliceret med tykkelsen i meter (dvs. overfladetæt-heden) forbliver på under 2 kg/m , kan det stadigvæk lade sig gøre at rulle produktet ifølge opfindelsen op på sig selv, selv med en crepningsgrad på over 4.

Claims (5)

1. Filt af crepet mineraluld, hvilken filt på i det mindste den ene af sine overflader er udstyret med et dæklag og er indrettet til at undergå en midlertidig eller 5 vedvarende krumning, kendetegnet ved, at den overflade, der er indrettet til at være konveks, er udstyret med et dæklag, hvis brudstyrke er større end 300 kPa.

2. Filt af mineraluld ifølge krav l,kendeteg-10 n e t ved, at dæklaget er kraftpapirbaseret.

3. Filt af mineraluld ifølge krav 2, kendetegne t ved, at dæklaget udgøres af et kraftpapir, hvis overfladetæthed er større end eller lig med 60 g/m3.

4. Filt af mineraluld ifølge et af kravene 1-3, 15 kendetegnet ved, at dens crepningsgrad er større end 4 og dens overfladetæthed er mindre end 2 kg/m , og at den er oprullet på sig selv til dannelse af en rulle.

5. Filt af mineraluld ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at den er resultatet af en 20 deling i tykkelsesretningen af en tykkere filt.