FI77272B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av en mineralfiberfilt innehaollande tillsatsmaterial. - Google Patents

Description

! 77272

Menetelmä ja laite lisäainetta sisältävän kuituhuovan valmis tamiseksi

Keksintö liittyy mineraalikuitumaton tai -huovan, johon on lisätty lisäainetta, valmistamiseen ja laitteistoon valmistamisen toteuttamiseksi, niinkuin nämä on määritelty patenttivaatimusten 1 ja 8 alkuosissa.

Mineraalikuituhuopa valmistetaan tunnetuin menetelmin. Tavallisesti huopa valmistetaan väittömästi sen jälkeen, kun kuidut on valmistettu sulaa ainetta olevasta massasta. Valmistetut kuidut ovat suspendoituneina kaasuvirtaukseen, jota käytetään niiden vetämiseen, jäähdyttämiseen ja kuljettamiseen tai useampiin näistä tehtävistä samanaikaisesti. Kaasuvirtaus kulkee reititetyn hihnakuljettimen läpi, joka kokoaa kuidut huovan muodostavana takkuisena koostumuksena. Tämän huovan tekemiseksi mekaanisesti kestäväksi kuituradalle ruiskutetaan sideainetta ennen kuitujen joutumista hihnakuljettimelle. Tämä sideaine on tavallisesti hartsiperustaista, erityisesti fenoli formaldehydihartsia tai sen kaltaista.

Päällystetyn maton käyttäminen sen jälkeen lämpökäsittelyti-lassa, joka tarpeen vaatiessa saattaa olla yksinkertainen uuni, kovettaa sideaineen ja vakaannuttaa kuitumaton, joka sen jälkeen tavallisesti leikataan ja varastoidaan myöhempää käyttöä varten, mitat ja mekaaniset ominaisuudet.

Varastoinnin aikana huovan molemmat reunat tavallisesti leikataan, jotta huopa saadaan tarkasti vaadittujen mittojen mukaiseksi ja jotta siitä samalla saadaan poistetuksi epäsäännöllisyydet, joita saattaa syntyä tämän huovan reunoihin.

Eräitä erityiskäyttöjä varten on todettu edulliseksi lisätä lisäksi huovan kuitumassaan aineita tai yhdisteitä, jotka muuttavat huovan ominaisuuksia tai antavat sille sellaisia ominaisuuksia, joita ei pelkästään kuiduista ja sideaineesta valmistetussa huovassa ole.

_ - τ ___ 2 77272

Niinpä tämäntyyppisen kuituhuovan kaikkein yleisintä käyttöä varten, nimittäin kun siitä valmistetaan lämpö- ja äänieristys-aineita, on eräissä tapauksissa edullista lisätä jotakin hydrofobista ainetta kuitujen suojaamiseksi veden tai ilmankosteuden aiheuttamilta vaurioilta. Toisissa tapauksissa sitä vastoin on pyritty lisäämään näiden tuotteiden hydrofiili-syyttä, vesihakuisuutta, jotta niitä voidaan käyttää esimerkiksi alustana multaa käyttämättä tapahtuvassa viljelyssä, jota kutsutaan myös vesiviljelyksi.

Muutettaessa jollakin sideaineella kiinnitettyjen kuituhuo-pien ominaisuuksia ongelmana on se, millä tavoin kuitumattoon lisätään aineita, joiden tarkoituksena on muuttaa maton ominaisuuksia. Tavallisesti lisäaineet lisätään nestemäisessä muodossa, mutta kysymykseen saattavat tulla myös kiinteät aineet, ennen kaikkea jauhemaiset aineet, kuten erityisesti FR-patentissa A 1 531 488 on selitetty.

Lisäaineiden kemiallinen koostumus ja myös niiden fyysinen olomuoto voivat aiheuttaa vaikeuksia ja etenkin, kun lisäaine on saatava jaetuksi huopaan tasaisesti.

Esimerkiksi US-patentissa 2 189 840 on ehdotettu lisäaineiden ruiskuttamista samalla tavoin kuin sideainetta on ruiskutettu, toisin sanoen ruiskuttamalla kysymyksessä olevat aineet kaasu-virtaukseen, joka kuljettaa kuituja hihnakuljetinta kohti.

On jopa ehdotettu sideaineen ja lisäaineiden yhdistämistä toisiinsa, jotta tarvitaan vain yksi ruiskutusvaihe. Tätä menetelmää, jolla kuidut ja siten myös muodostettu huopa saadaan mahdollisesti käsitellyksi tasaisesti, ei voida käyttää kaikissa tapauksissa, esimerkiksi silloin, kun lisäaine reagoi sideaineen kanssa, jolloin mainitut aineet tulevat tehottomiksi tai sideaineiden vaikutus heikkenee. Näin on ehkä myös silloin, kun sideaineen ja lisäaineiden määrien poiketessa kovasti toisistaan sideaine peittää lisäaineet ja niiden vaikutus joko peittyy tai heikkenee.

3 77272

Lisäksi eräiden aineiden kohdalla on osoittautunut epäedulliseksi ruiskuttaa niitä kuituja kuljettavaan kaasuvirtaukseen samalla tavoin kuin sideainetta. Hienojakoiset aineet eivät nimittäin olosuhteissa, joita tähän työvaiheeseen tavallisesti käytetään, koskaan kiinnity täysin kuituihin. Varteenotettava määrä näitä aineita suspendoituneena kaasuvirtaukseen joutuu hihnakuljettimelle ja sitä tietä kaasuihin, jotka poistetaan laitteistosta. On sanomattakin selvää, että ennen kaasujen päästämistä ilmakehään niille suoritetaan käsittely, joka tekee ne ilmansuojelun vaatimuksia vastaaviksi. Nämä käsittelyt ovat kuitenkin kalliita ja joskus vaikeita toteuttaa, mutta mahdollisuuksien mukaan päästökaasut on suotavaa saada mahdollisimman puhtaiksi.

Tämä on eräs syy, jonka vuoksi on ehdotettu muita lisäaineiden lisäämismenetelmiä. Näistä menetelmistä mainittakoon ne, joissa huopa on erittäin ohutta tai joissa kuituharso imeytetään nestemäisellä yhdisteellä, joko upottamalla huopa astiaan tai antamalla yhdisteen valua pitkin koko huopaa. Nämä menetelmät edellyttävät huovan kuivaamista ja niitä voidaan käyttää vain, jos kuituhuopa on ohut. Heti kun huopa on muutamia senttimetrejä paksu, liikanesteen poistaminen ja kuivaaminen käy taloudellisesti liian työlääksi.

Eräissä toisissa esitetyissä menetelmissä taas törmätään käsittelyn epätasaisuuteen. Niinpä jos lisäaine sumutetaan huopaan, se ei tunkeudu tasaisesti siihen. Lisäaine kasaantuu pintakerrokseen.

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada uusi menetelmä ja laitteisto menetelmän toteuttamiseksi lisäaineiden lisäämiseksi edellä mainitulla tavalla valmistettuihin mineraalikuituhuop-piin, jonka menetelmän avulla lisäaineet jakautuvat tasaisesti ja näiden aineiden läsnäolon aiheuttamat ominaisuudet ovat tasaiset kuituhuovan massassa. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteiston pääasiallisimmat tunnusmerkit selviävät patenttivaatimusten 1 ja 8 tunnusmerkkiosista.

Keksinnön tavoitteena on myös esittää menetelmä, joka ei edellytä jätekaasujen lisäkäsittelyä ja joka ei yleensäkään muuta 77272 4 kuituhuovan tavanomaisia valmistusolosuhteita, kun sitä valmistetaan ilman näitä lisäaineita.

Keksinnön mukaan lisäaineet lisätään huopaan uudelleen kierrätettyjen kuitujen mukana. Edellä on mainittu, että erityisesti vaadittujen mittojen aikaansaamiseksi huovan reunat leikattiin. Näin saadaan määrältään vaihtelevia kuitutuotteita, joita ei välittömästi käytetä kuitumattoon. Nämä kuitutuotteet samoin kuin mahdollisesti muista lähteistä peräisin olevia muita kuituja lisätään tavallisesti juuri valmistettuihin kuituihin, niin että ne joutuvat mukaan valmistettavana olevaan huopaan.

Uudelleen kierrätetyt kuidut, mikäli ne on sidottu etukäteen, käsitellään sellaisiksi, että ne ovat omiaan sekoittumaan riittävän tasaisesti. Niinpä reunat, jotka on leikattu huovasta sen tultua lämpökäsittelystä, joutuvat tavallisesti jauhimeen tai leikkuriin, joka leikkaa ne taas osasiksi, jotka ovat mitoiltaan senttimetrin luokkaa tai sitä pienempiä. Tavallisesti on edullista, että osaset ovat pienempiä kuin 15 mm.

Kun nämä uudelleen käytetyt kierrätetyt osaset ovat riittävän pieniä, ne saadaan tasaisesti jaetuksi huopaan eivätkä ne myöskään muuta olennaisesti valmisteilla olevan huovan ominaisuuksia, etenkään sen mekaanisia ominaisuuksia. Aineen sisäinen rakenne pysyy olennaisesti samana. Tästä syystä uudelleen kierrätetyn aineen osuus huovan valmistukseen käytettävän aineen kokonaismassasta saattaa olla suhteellisen suuri. Tämä osuus saattaa olla jopa 20 % tai sitäkin suurempi, tavallisimmin uudelleen kierrätetyn aineen osuus on 10 % luokkaa tai sitä pienempi.

Keksinnön mukaan lisäaineet siis lisätään uudelleen kierrätettyjen kuitujen mukana. Tätä tarkoitusta varten lisäaineet levitetään kuituihin niiden laitteilla, jotka soveltuvat kuitujen olomuotoon. Jauhemaiset aineet voidaan sekoittaa kuituihin ja mahdollisesti kiinnittää sideaineena toimivan yhdisteen avulla. Nestemäiset

II

5 77272 aineet sumutetaan kuituihin tai niiden annetaan valua kuituja pitkin kuitujen kyllästämiseksi näillä aineilla. Kuidut voidaan myös upottaa suoraan lisäaineeseen tai sitä sisältävään liuokseen. Tässä toimintavaiheessa ei nimittäin synny edellä mainittuja kuivausongelmia kuten varsinaisen huovan kohdalla.

Tämä kuivaus- tai vedenpoistovaihe koskee nimittäin vain osaa maton muodostavista kuiduista. Lisäksi jo pelkän uudelleen-kierrätysperiaatteen ansiosta lisäaineen sisältävät kuidut joutuvat uudelleen lämpökäsittelytilaan. Erillinen kuivausvaihe on tästä syystä useimmiten tarpeeton.

Lisäksi uudelleen kierrätettyjen kuitujen kyllästäminen, siinäkin tapauksessa, että ne muodostavat huomattavan osan huovan valmistukseen käytettävästä aineesta, ei johda ylikuormitukseen, joka saattaisi aiheuttaa huovan painumista kasaan ennen sen viemistä uuniin. Kuten edempänä tullaan näkemään, erityisesti suoritusesimerkkien yhteydessä, huopiin lisättyjen lisäaineiden osuus on tavallisesti varsin vaatimaton kuitujen kokonaismassasta, toisin sanoen uudelleen kierrätettyjen kuitujen ja juuri valmistettujen kuitujen kokonaismäärästä. Kaiken kaikkiaan ja erityisesti silloin kun lisäaineet ovat nestemäisiä, niiden määrä ei tavallisesti ylitä 5 % huovan kokonaismassasta ja useimmiten se on 3 %:n luokkaa tai sitä pienempi.

Mikäli huopaan lisättyjen lisäaineiden osuus uudelleen kierrätetyistä kuiduista on suhteellisen pieni, näiden lisäaineiden massa voi olla suuri. Ainoat rajat tässä suhteessa sanelee käytäntö. Lisäaineiden on voitava kiinnittyä uudelleen kierrätettyihin kuituihin. Määrä, joka näin ollen voidaan lisätä, riippuu tällöin tietysti lisättävän aineen kyvystä kiinnittyä kuituun.

Tavallisesti lisäaineen massa ei ole suurempi kuin 50 % uudelleen kierrätettyjen kuitujen massasta ja mieluiten se on pienempi kuin 25 %.

6 77272

Eräs etu uudelleen kierrätettyjen kuitujen käyttämisestä lisäaineiden sekoittamiseen huopaan on, kuten edellä totesimme, se, että nämä aineet jakautuvat tasaisesti koko massaan ja tämä tapahtuu ilman että tarvitsisi käsitellä kaikkia kuituja. Jotta tämä tasainen jakautuminen onnistuisi, on selvää, että uudelleen kierrätetyt kuidut on saatava jakautumaan tasaisesti. Tämä tasainen jakautuminen saadaan aikaan toimimalla siten, että uudelleen kierrätetyt kuidut tulevat hihnakuljetti-melle, jolle huopa muodostuu, yhdessä juuri vedettyjen kuitujen kanssa.

Uusien kuitujen ja uudelleen kierrätettyjen kuitujen sekoittaminen voi tapahtua missä tahansa kohdassa rataa, joka ohjaa kuidut vetämislaitteesta hihnakuljettimelle. Kuljettajakaasu-virtauksessa syntyvät pyörteilyt sekoittavat ne ja sekoittuminen tapahtuu käytännöllisesti katsoen hetkessä.

Uudelleen kierrätetyt kuidut kuljetetaan tilaan, jossa huopa muodostuu, edullisesti kaasuvirtauksen avulla, joka tunkeutuu tähän tilaan ja sekoittuu uusia kuituja kuljettavaan kaasuvir-taukseen.

Keksinnön mukaan huopaan uudelleen kierrätettyjen kuitujen avulla sekoitetut lisäaineet voivat olla varsin monenlaisia.

Ne voivat esimerkiksi olla aineita, jotka muuttavat huovan mekaanisia ominaisuuksia, erityisesti sellaisia, jotka antavat sille pehmeyden tuntua, esimerkiksi silikoneja. Ne voivat olla myös aineita, jotka muuttavat huovan kestävyyttä eri tekijöihin, erityisesti ilman kdsteuteen, nähden. Ne voivat olla vielä erityisaineita, jotka liittyvät huovan käyttöön, kuten esimerkiksi piioksidihiukkasia, jotka parantavat entisestään huovan korkeiden lämpötilojen kestävyyttä, tai kosteu-tusaineita, kun huopa on tarkoitettu vesiviljelyyn ja jotka tässä tapauksessa tekevät siitä erittäin voimakkaasti vesiha-kuisen.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on edullista lisätä myös huovan merkitsemisaineita, erityisesti esimerkiksi väriaineita,

II

77272 sen tunnistamisen helpottamiseksi.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan myös lisätä sellaisia aineita, joita aikaisemmin tunnetuilla menetelmillä ei voitu lisätä. Tällaisia ovat esimerkiksi aineet, joita voidaan lisätä ainoastaan liuotettuina tulenarkoihin liuottimiin.

Lämpötilat, joita kuitujen läheisyydessä esiintyy, ja kaasuvir-tausten suhteellinen muoto saattavat näitä liuotinaineita käytettäessä aiheuttaa syttymisen tai jopa räjähdyksen.

Keksinnön mukaisesti toimittaessa lisäaineet voidaan sekoittaa uudelleen kierrätettyihin kuituihin sellaisessa kohdassa, että mitään tämänlaatuista vaaraa ei synny. Jos joudutaan käyttämään tulenarkoja liuottimia, liuotin voidaan keksinnön mukaan lisäaineiden uudelleen kierrätettyihin kuituihin lisäämisen jälkeen haihduttaa ja poistaa ennen kuin uudelleen kierrätetyt kuidut joutuvat vastaanottotilaan.

Keksintöä selitetään seuraavassa eräitten suoritusmuotojen avulla ja viitaten liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa: - kuvio 1 esittää kaavamaisesti kuituhuovan valmistuslaitteis-toa kokonaisuudessaan, - kuvio 2 esittää kaavamaisesti perspektiivikuvana sitä osaa laitteistosta, jossa keksinnön mukaan kuituhuovan reunat leikataan ja käsitellään, - kuvio 3 on kaavamainen perspektiivikuva, josta osa on poistettu, leikkurista, jolla uudelleen kierrätetyt kuidut leikataan sopivan kokoisiksi, jotta ne voidaan lisätä takaisin muodostumassa olevaan huopaan, - kuvio 4 esittää toista tapaa, jolla lisäaineet voidaan sekoittaa uudelleen kierrätettyihin kuituihin keksinnön mukaisesti , - kuvio 5 on kaavamainen perspektiivikuva juuri vedettyjen kuitujen vastaanottotilasta, ja siitä nähdään miten kuidut kierrätetään uudelleen.

β 77272

Lisäaineet voidaan sekoittaa uudelleen kierrätettyihin kuituihin huovan valmistusvyöhykkeessä minkälaisessa tahansa laitteistossa, jossa on tämäntyyppinen uudelleenkierrätys. Itse uudelleenkierrätys, toisin sanoen dispergoituina tai pieninä toisiinsa sidottuina osasina olevien kuitujen lisääminen voidaan suorittaa kaikissa niissä menetelmissä, joissa juuri vedetyt kuidut kaasuvirtauksen kuljettamina tulevat käytettyyn kaa-suvirtaukseen nähden tilavaan vastaanottotilaan, jossa kuidut kerrostuvat suodattavalle kuljettimelle. Tapa, jolla kuidut muodostetaan, ei ole ratkaiseva uudelleenkierrätysmahdollisuu-den kannalta. Käytettävien aineiden määrään on ehkä kiinnitettävä huomiota silloin, kun uudelleen kierrätetyn aineen osuus saattaa vaikuttaa valmiin tuotteen ominaisuuksiin.

Jos pienennetään uudelleen kierrätettyjen hiukkasten kokoa ja ennen kaikkea jos uudelleen kierrätetyn aineen osuus pidetään edellä mainituissa rajoissa, kuitumaton ominaisuudet muuttuvat varsin vähän.

Esimerkkinä mainittakoon, että lisäainetta sisältävien kuitujen uudelleen kierrätys voidaan yhdistää kuitujen vetämiseen keskipakolaitteella, jossa käytetään kaasuvirtausta.

Kysymykseen voivat tulla erityisesti sellaiset tunnetut menetelmät, joissa sula aine suihkutetaan keskipakovoiman avulla lingon kehäseinämässä olevien reikien kautta ja saadut esi-kuidut kootaan kokoon ja vedetään kaasuvirtauksen avulla kuiduiksi .

Kysymykseen saattavat tulla myös menetelmät, joissa kuidutetta-va aine suihkutetaan keskipakokiekkojoukon kehälle ja josta se irtoaa kuituina, joita kaasuvirtaus kuljettaa.

Edelleen voivat kysymykseen tulla sellaiset menetelmät, joissa vetäminen tapahtuu pelkästään kaasuvirtauksen avulla, tai mikä tahansa muu samantapainen menetelmä.

ti 9 77272

Kuviossa 1 ei ole esitetty kuitujen muodostamista.

Vastaanottotila on merkitty viitenumerolla 1. Se rajoittuu tavallisesti alaosastaan hihnakuljettimeen 2. Samoin monissa menetelmissä tilan sivuseinämät 3 ovat tavallisesti irrotettavat, jotta ne voidaan puhdistaa jatkuvatoimisesti. Tila 1 on molemmista päistään ja yläosastaan suljettu kiinteillä seinämillä. Kuvion selventämiseksi yläseinämää ja etuseinämää ei ole esitetty.

Tämän kuvion mukaisessa suoritusmuodossa uudet kuidut tulevat tilaan 1 ylhäältä. Muunkinlaiset järjestelyt ovat yleisiä, ennen kaikkea sellainen, jossa kuidut tulevat etupäästä.

Edelleen kuviossa 1 on esitetty ainoastaan yksi kuitujen syöttö-kohta, mutta tavallisesti tällaisissa laitteissa on useita kuitujen vetämispisteitä, jotka toimivat samanaikaisesti saman vastaanottotilan yhteydessä.

Vaipan 4 muodostavat kaasuvirtauksen kuljettamat kuidut levittyvät hihnakuljettimelle 2, kun puolestaan kantajakaasu imetään laatikoihin 5, jotka ovat sovitetut hihnakuljettimen alle tilan 1 koko pituudelta. Imetty ilma poistuu ei esitettyjen putkien kautta.

Kuljettimelle kasaantuvat kuidut muodostavat vähitellen huovan 6.

Tavallisesti sideaine suihkutetaan kuituradalle ennen vastaanottotilaa useimmiten välittömästi kuitujen vetämisen jälkeen. Sideaineella päällystäminen voi tapahtua myös vastaanottotilassa. Sideaineen suihkuttamista mahdollisimman aikaisin kuituradalle tavallisesti suositaan siksi, että silloin sideaine saadaan tasaisemmin sekoitetuksi kuituihin.

Sideaineyhdisteellä päällystetty huopa 6 ohjataan toisella kuljettimella 8 tilaan, joka on esitetty kaavamaisesti viite- 10 77272 numerolla 7. Tässä tilassa sille suoritetaan lämpökäsittely, joka kiinnittää esimerkiksi lämmössä kovettuviin hartseihin tai kuivuviin öljyihin perustuvan sideaineen.

Huovan tullessa tilasta 7 sen mekaaniset ominaisuudet ovat vakiintuneet. Se on tällöin valmis leikattavaksi haluttuihin mittoihin.

Erilaiset järjestelmät, esimerkiksi pyörösahat, suorittavat pituussuuntaiset leikkaukset erityisesti epäsäännöllisten reunojen poistamiseksi. Poikkisuuntainen leikkaaminen tapahtuu esimerkiksi leikkurilla tai liikkuvalla sahalla, joita ei ole esitetty samoin kuin ei ole esitetty myöskään varastoin-tilaitteita, jotka sijaitsevat tuotantolinjan päässä.

Kuviossa 1 näkyvät hyvin suppeasti ensimmäiset osat reunojen uudelleenkierrätyslaitteista, jotka on seuraavissa kuvioissa esitetty yksityiskohtaisemmin.

Kuvio 2 esittää suuremmassa mittakaavassa huovan 6 reunojen leikkauskohdassa.

Tässä kuviossa huovan molemmat reunat leikataan sahoilla 9. Näiden sahojen käyttölaitteita ei ole esitetty. Tavallisesti ne ovat sähkömoottoreita.

Tämän vaiheen jälkeen huovan reunat ovat hyvin selvät ja säännölliset.

Koska kuitumaton leveys on valmiin tuotteen leveyteen nähden moninkertainen, reunojen poistaminen yhdistetään tavallisesti huovan pituussuuntaiseen leikkaamiseen. Tässä tapauksessa sopiviin kohtiin lisätään esimerkiksi samantyyppisiä sahoja kuin mitä käytetään reunojen leikkaamiseen.

Huovasta irrotetut reunat 10 ja 11 ohjataan kanavia 14 ja 15 pitkin leikkureihin 12 ja 13.

11 77272

Sopivanmittaisiksi leikatut reunat ohjataan takaisin kuituma-ton muodostustilaan kanavajärjestelmän kautta, josta nähdään viitenumeroilla 16 ja 17 merkitty osa.

Edelleen kuviossa 2 johtosarja 18, 19, 20 on sovitettu siten, että sillä voidaan syöttää nestemäistä yhdistettä reunoille 10 ja 11. Yhdisteen syöttö tapahtuu esimerkiksi ei-esitetyllä annostelupumpulla tai millä tahansa muulla samankaltaisella laitteella.

Kuviossa 2 johtojärjestelmä syöttää samanaikaisesti molemmille reunoille 10 ja 11 johtojen 18 ja 19 kautta. Yhtä hyvin voitaisiin käyttää kahta erillistä syöttöpiiriä.

Jos uudelleen kierrätettyihin kuituihin sekoitettavan yhdisteen määrä on erittäin pieni näiden kuitujen määrään verrattuna, saattaa olla edullista syöttää yhdistettä ainoastaan toiselle näistä reunoista. Erittäin pienten annosten pitäminen säännöllisinä saattaa tuottaa vaikeuksia ja tässäkin tapauksessa on suotavaa olla jakamatta enää aineen syöttöä molemmille reunoille. Nestemäisen aineen tasainen jakautuminen huopaan on enemmänkin seurausta uudelleen kierrätettyjen osasten satunnaisesta jakautumisesta, joka syntyy huovan muodostustilas-sa näihin osasiin kohdistuvan sekoitusvaikutuksen ansiosta, kuin tämän aineen täysin tasaisesta jakautumisesta puheena oleviin osasiin.

Samoista syistä kuvion 2 kaavamaisessa kuvassa, vaikka aine-säie, joka virtaa johdoista 18 ja 19, ei kynästäkään perinpohjin reunoja 10 ja 11, se ei estä tämän aineen jakautumista riittävän tasaisesti valmiissa huovassa.

Muuten tämän kuvion 2 esittämässä tapauksessa osittainen kyllästäminen tapahtuu ennen leikkaamista, joka tapahtuu kohdissa 12 ja 13. Muodostuneiden osasten sekoittaminen tämän vaiheen aikana ja koko niiden kuljettamisen ajan vastaanottotilaan asti on lisätekijä, joka edistää aineen jakautumista kaikkiin uudelleen kierrätettyihin kuituihin.

12 7 7272

On sanomattakin selvää, että reunat voidaan lisätä huopaan niiden leikkaamisen jälkeen kuten kuviossa 2 on esitetty; lisääminen voidaan suorittaa myös huovan vastaavaan osaan ennen reunojen leikkaamista, kunhan vain huolehditaan siitä, että lisätyn aineen määrä on sellainen, ettei se leviä huovassa myöhemmin leikattavan osan ulkopuolelle.

Kuviossa 2 on esitetty kutakin reunaa kohti vain yksi aineen syöttöjohto. Reunaan voidaan tietysti syöttää useampiakin aineita. Tässä tapauksessa lisäys voidaan suorittaa samalle puolelle reunaa tai jos se käy esimerkiksi kyllästämisen kannalta mukavammin, reunan molemmilta puolilta. Tämä voidaan suorittaa erityisesti reunan osittaisen kääntämisen jälkeen, jos aine syötetään valuttamalla tai jos reunan vapaalle puolelle ohjataan paineenalainen suihku, tai millä tahansa muulla samantapaisella menetelmällä.

Kuvion 2 selventämiseksi siinä on liioiteltu voimakkaasti reunojen mittoja huovan leveyteen nähden verrattuna niiden todellisiin mittoihin. Esimerkiksi 1,70 m:n levyisessä huovassa reunat eivät ylitä 10 % kuitujen massasta ja niiden osuus on vielä pienempi leveämmissä huovissa.

Ottaen huomioon niiden aineiden prosentuaalisen määrän, jotka voidaan kierrättää uudelleen, havaitaan, että reunojen lisäksi voidaan käyttää tarvittaessa täydennykseksi muitakin kuitu-aineita, erityisesti jätekuitua, jota tulee esimerkiksi eräiden artikkeleiden työstöstä tai muilta huovan valmistuslinjoilta, joissa uudelleen kierrätettyjen aineiden lisääminen ei ole tarpeen tai edes toivottavaa.

Kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä leikkuria, jota voidaan käyttää kuituaineiden uudelleenkierrätyksen käsittävissä laitteistoissa.

Leikkuri muodostuu olennaisesti rummusta 21, jossa on kaksi pituussuuntaista aukkoa 22, 23. Ensimmäisestä aukosta 22 johdetaan leikattavat aineet, esimerkiksi reunat, rumpuun.

Il 13 77272

Toisesta aukosta 23 voidaan poistaa kuituosaset. Rummun 21 sisään on sovitettu tapeilla 25 varustettu sylinteri 24. Sylinteriä 24 pyörittää ei-esitetty ulkopuolinen moottori.

Sylinterin liikesuunta on osoitettu nuolella. Rummun sisään ohjatut kuituaineet leikkautuvat tappien 25 ja karstan 26 piikkien välissä. Karstan piikit ja tapit ovat sijoitetut siten, että ne täydentävät toisiaan. Näin sisään tullut aine leikkautuu joutuessaan karstaan.

Kuvio 4 esittää osaa kuituaineiden uudelleenkierrätysjärjestelmästä, joka käsittää laitteen nestemäisen aineen lisäämiseksi sumuttamalla tätä ainetta uudelleen kierrätettyihin kuituihin.

Kuviossa esitetty järjestelmän osa sijaitsee leikkurin jälkeen ja käsittää ensiksikin tuulettimen 27 ja sumutustilan 28.

Tuuletin imee ilmaa johdosta 29 ja työntää sen ulos johdosta 30. Tuuletin valitaan ominaisuuksiltaan sellaiseksi, että syntyvän ilmavirran nopeus ja virtaama ovat sellaiset, että se voi kuljettaa mukanaan kuituja ja että kuituja ei kerrostu mihinkään kohtaan uudelleenkierrätysjärjestelmää.

Vaikka tässä kuviossa tuuletin on esitetty sumutusjärjestelmään liitettynä, on selvää, että tuuletinta käytetään myös silloin, kun lisäaine sekoitetaan kuvion 2 mukaisella tavalla.

Tuuletin voidaan sijoittaa joko sumutustilan 28 ala- tai yläpuolelle. Samoin nämä laitteet voivat olla joko lähellä toisiaan tai etäällä toisistaan.

Kuvion esittämässä suoritusmuodossa sumutustilan muodostaa sylinteri, jonka poikkileikkaus on suurempi kuin järjestelmän johtojen poikkileikkaus. Tässä sylinterissä ilman ja kuitujen kulkunopeus on hitaampi, mikä helpottaa sumutusta. Kolmea sylinteriin sovitettua sumutussuutinta on merkitty viitenumerolla 31.

____ - r~ --- 14 77272

Kaasuvirtauksen kierto- ja sumutusolosuhteista riippuen voidaan sumutustila jättää pois ja sumuttaa aine suoraan uudelleen-kierrätyskanavaan.

Vaikka annetaan valmistusprosessissa käytetään tavallisesti yhtä lisäämislaitetta ja yhdentyyppistä lisäainetta, keksinnön mukainen menetelmä koskee myös sellaista tapausta, jossa yhtä tai useampaa lisäainetta lisätään useammassa kohdassa kuitujen uudelleenkierrätysjärjelmää.

Erityisesti voidaan lisätä peräkkäin jotakin jauhemaista ja jotakin nestemäistä ainetta tai kahta erillistä nestemäistä ainetta jne.

Kuvio 5 esittää kuitumaton muodostustilaa sekä uudelleenkierrätysjär jestelmän päätä. Tässä kuviossa ei ole noudatettu oikeita mittasuhteita. Osa tilasta sen korkeussuunnassa on käytännöllisyyden vuoksi jätetty pois. Jotta kuidut saataisiin kerrostumaan säännöllisesti riippumatta siitä, millä tavoin ne valmistetaan, on välttämätöntä toimia suhteellisen laajassa tilassa, jolloin kuitujen nopeutta voidaan pienentää ja estää huovan murtautuminen hihnakuljettimelle. Joka tapauksessa vastaanottotila 1 on tavallisesti korkea ja/tai pitkä muodostuvan maton mittoihin verrattuna. Kuituvaippa 4, joka tunkeutuu tilaan 1 luukusta 32, pyrkii laajenemaan ja täyttämään suurimman osan tämän tilan volyymistä.

Uudelleen kierrätetyt kuidut ohjataan tilan katossa olevista johdoista 33 ja 34. Kun uusia kuituja ja uudelleen kierrätettyjä kuituja kuljettavat kaasuvirtaukset sekoittuvat keskenään voimakkaasti, syntyy hyvä sekoitus, joka onnistuu sitä paremmin mitä pitempi on mainittujen kaasuvirtausten yhteinen rata. Sekoittuneet kuidut levittäytyvät kuljettimelle sattumanvaraisesti aikaansaaden näin lisäainetta tai lisäaineita sisältävien uudelleen kierrätettyjen kuitujen käytännöllisesti katsoen tasaisen jakautumisen koko huopaan 6.

is 77272

Johdot 33 ja 34 vastaavat kunkin kahdesta reunasta uudelleen-kierrätystä. Tietysti nämä uudelleenkierrätykset voitaisiin suorittaa tilassa 1 yhden ainoan johdon avulla, jolloin kaksi alkuperäistä johtoa liitettäisiin jossakin kohdassa uu-delleenkierrätysjärjestelmää yhdeksi johdoksi.

Samalla tavoin kuitujen lisäkierrätysjärjestelmät voidaan liittää keksinnön mukaiseen lisäaineiden lisäykseen tai pitää siitä erillään.

Keksintö selitetään seuraavassa yksityiskohtaisemmin erään sovellutusesimerkin avulla.

Valmistettava tuote on tiheä kuituhuopa, jota voidaan käyttää vesiviljelualustana. Tämäntyyppisille tuotteille on ominaista erityisesti niiden kyky sitoa vettä, jolla ne kastellaan. Tässä tarkoituksessa huopaan lisätään määrätty määrä pinta-aktiivista ainetta huovan tekemiseksi vesihakuiseksi (tai sen vesihakuisuuden lisäämiseksi).

Vesiviljelyyn tarkoitettuja huopia valmistettaessa pinta-aktii-vinen aine lisätään tavallisesti sideaineeseen ja sumutetaan sen kanssa valmistettaviin kuituihin.

Tähän toimintatapaan sisältyy eräitä haittapuolia. Niinpä kun pinta-aktiivinen aine sumutetaan yhdessä sideaineen kanssa, se käyttäytyy käsiteltäviin kuituihin nähden samalla tavoin kuin sideaine. Ennen kaikkea varteenotettava osa tätä ainetta, joka ei ole kiinnittynyt kuituihin, joutuu päästökaasui-hin. Seurauksena on ensinnäkin tuotantohäviö, joka saattaa olla jopa 30-50 % toimintatavasta riippuen. Mutta ennen kaikkea se aiheuttaa huomattavia vaikeuksia päästökaasujen puhdistuslaitteiden kohdalla.

Ennen kaasujen päästämistä ilmakehään ne on nimittäin puhdistettava haitallisten aineksien poistamiseksi niistä. Pesuveteen joutuvat pinta-aktiiviset aineet aiheuttavat voimakasta ie 77272 vaahtoamista, jota on vaikeata hallita tyydyttävästi.

Ja näin joudutaan liiallisen vaahtoamisen välttämiseksi turvautumaan vaahtoamista estäviin aineisiin.

Yleensä muuten lisäaineiden lisääminen järjestelmien kautta, joita tavallisesti käytetään sideaineen lisäämiseen, synnyttää kiusallisia puhdistusongelmia. Teolliselta kannalta katsottuna on nimittäin tärkeätä, että laitteistoja voidaan käyttää tuotantotekijöistä riippumatta yhtä hyvin tavanomaisten eristys-huopien kuin lisäaineita sisältävien huopienkin valmistukseen. Sen tähden on tärkeätä, että voidaan siirtyä toisesta tuotannosta toiseen mahdollisimman nopeasti tuotettavien artikkeleiden laadun siitä kärsimättä.

Puheena olevassa tapauksessa, jossa valmistetaan kostutus-ainetta sisältävää huopaa, on ehdottoman tärkeätä, että kun laitteistoa käytetään sen jälkeen eristyshuovan valmistukseen, pinta-aktiivinen aine poistetaan täydellisesti siitä, mikä on suhteellisen monimutkaista ja vie pitkän ajan, jos tuo aine lisätään yhdessä sideaineen kanssa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä, jossa kostutusaine lisätään uudelleen kierrätettyihin kuituihin, vältetään nämä vaikeudet.

Kuituhuopa valmistetaan esimerkiksi sulasta murskeseoksesta, jonka pohjana on masuunikuona, keskipakomenetelmällä, jossa käytetään joukkoa vastakkaisiin suuntiin pyöriviä kiekkoja.

Vesiliuoksena olevaa fenolihartsia sumutetaan muodostettaville kuiduille keskipakovaikutuksen avulla FI-patenttihakemuksessa 820570 esitetyllä tavalla.

Kun huopa on käynyt läpi lämpökäsittelyn, sen tiheys on noin 80 kg/m . Kysymys on siis suhteellisen tiheästä aineesta.

17 772 72

Huopa valmistetaan alunperin noin 1,70 m:n levyisenä. Kun se on käynyt uunissa, reunat leikataan, jolloin huovasta saadaan 1,50 m leveä. Reunat, jotka edustavat noin 10 % kuitujen kokonaismassasta, ohjataan kuvion 3 mukaiseen leikkuriin ja pienennetään osasiksi, jotka eivät ole 10 mm:ä suurempia.

Leikatut osaset, jotka keskipakotuuletin imee, ohjataan takaisin vastaanottotilan yläosaan.

Polyepoksialkoholityyppistä kostutusainetta kaadetaan molemmille reunoille kuviossa 2 esitetyn laitteen avulla.

Tässä sovellutuksessa on huomattava, että kostutusaine lisätään puhtaana. Näin vältetään erehtymisvaara annostelussa ainetta valmistettaessa, mikä olisi saattanut olla mahdollista aikaisemmin tunnetuissa menetelmissä, kun tämä aine sekoitettiin sideaineeseen. Samoin vältetään erehdykset, joita saattaisi syntyä tuotantoa muutettaessa. Sideainekoostumus pysyy nimittäin samana kuin esimerkiksi se, jota käytetään eristyshuopia valmistettaessa. Muutos tapahtuu erillisessä piirissä. Näin ei ole minkäänlaista sekaantumisvaaraa.

Kysymyksessä olevassa tapauksessa pinta-aktiivista ainetta lisättiin kaiken kaikkiaan 50 kg 300 kg kohti tunnissa käsiteltyä reunaa ja noin 3000 kg kohti tuotettua huopaa. Tämä vastaa siis noin lO % uudelleenkierrätettyjä kuituja ja 1,6 % lisäainetta tuotetun huovan kokonaismassasta.

Kostutusaine kastelee aluksi vain osan reunoista. Kuitenkin kuitujen myöhempien sekoitusvaiheiden aikana, erityisesti leikkurissa, aineen hajautuminen täydentyy.

Kun huopaa valmistetaan näissä olosuhteissa, voidaan aikaisemmin tunnettuihin menetelmiin verrattuna vähentää tuntuvasti kostutusaineen määrää, joka tarvitaan hydrofiilisiltä ominaisuuksiltaan samanarvoisen huovan aikaansaamiseksi. Nämä ominaisuudet määritetään ennen kaikkea testaamalla käsitellyn huovan näytteen, kun se asetetaan vedellä täytettyyn astiaan, alttiutta vajota astian pohjalle.

77272 18 *

Huovan vesihakuisuutta määritettäessä koekappale, jonka mitat ovat ICO x100 x 75, on upotettava kokonaan veteen vähintään minuutiksi.

Pinta-aktiivisen aineen kulutuksen vähenemisen lisäksi todetaan, että pinta-aktiivista ainetta ei ole tai sitä ei ole käytännöllisesti katsoen joutunut päästökaasuihin. Laitteiston toimittua jatkuvasti kuuden tunnin ajan ei jätekaasujen puhdistusaltaissa todeta minkäänlaista vaahtoamista ja vaahdon-estoaineen käyttäminen näyttää olevan tarpeetonta.

Se ettei lisäaine tässä keksinnön mukaisessa menetelmässä joudu päästökaasujen mukaan, on huomionarvoista. Se osoittaa, että uudelleenkierrätettyjen kuitujen mukana kulkeva aine kiertää kiinteästi niihin tarttuneena.

Lisäksi siirtyminen pinta-aktiivista ainetta sisältävän tuotteen valmistuksesta eristyshuovan valmistukseen voi tapahtua käytännöllisesti katsoen keskeyttämättä laitteen toimintaa tai keskeyttämällä toiminta vain äärimmäisen lyhyeksi ajaksi.

Näin voitetaan noin tunnin aika verrattuna aikaan, joka tuotantoa muutettaessa tarvittiin tunnetuissa menetelmissä, joissa pinta-aktiivinen aine lisättiin sideaineeseen.

n

Claims (14)

19 77272

1. Menetelmä yhtä tai useampaa lisäainetta sisältävän kuitu-huovan valmistamiseksi sideaineella sidotuista lasikuiduista, jossa menetelmässä huopa valmistetaan toisaalta sulasta lasimassasta perinteisellä kuitujen venytystekniikalla juuri muodostetuista kuiduista, ja toisaalta uudelleen kierrätetyistä kuiduista, ja molempia lähetetään kaasuvirtauksen avulla vastaanottotilaan, jossa sideainekoostumusta sumutetaan hihnakuljettimille, joille kuidut kerrostuvat keskenään sekoitettuina, tunnettu siitä, että lisäaine tai lisäaineet kerrostetaan uudelleen kierrätetyille kuiduille, jotka toimivat lisäaineen tai -aineiden kuljettimina vastaanottotilaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleen kierrätetyt kuidut ovat ainakin osaksi peräisin valmiista huovasta leikatuista reunoista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleen kierrätetyt kuidut ovat osasina, joiden mitat ovat korkeintaan 15 mm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaineet ovat nestemäisessä tilassa, ja että niiden massa on korkeintaan 50 %, edullisesti korkeintaan 20 % uudelleen kierrätettyjen kuitujen massasta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäiset lisäaineet levitetään jatkuvana nauhana joka virtaa ainakin kuituhuovan yhdelle reunalle ennen reunojen silppumista.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäiset lisäaineet sumutetaan ainakin osaan uudelleen kierrätetyistä kuiduista kiertoon, joka ohjaa ne vastaanottotilaan, ennen mainittua vastaanottotilaa. 20 77272

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäaineena käytetään pinta-aktiivista ainetta hydrofiilisten ominaisuuksien antamiseksi kuituhuovalle.

8. Laitteisto yhtä tai useampaa lisäainetta sisältävän lasi-kuituhuovan valmistamiseksi, joka laitteisto käsittää laitteita kuitujen valmistamiseksi sulasta lasista sekä kaasuvirtauksia aiheuttavia laitteita, jotka virtaukset kuljettavat kuidut vastaanottotilaan (1),jossa kuidut kerrostuvat hihnakuljettimelle (2), välineet näiden kuitujen päällystämiseksi sideainekoostumuksella niiden radalla kuitujen muodostumisen ja niiden kerrostumisen välillä hihnakuljettimelle (2), tilan (7), jossa lämpökäsittely kovettaa sideaineen ja kiinnittää kuidut toisiinsa, välineet (33, 34. samasta laitteistosta tulevien jätteiden ja/tai muista lähteistä peräisin olevien uudelleen kierrätettyjen kuitujen kuljettamiseksi vastaanottotilaan, tunnettu siitä, että se käsittää myös välineet (18, 19, 28, 31) lisäaineiden lisäämiseksi uudelleen kierrätettyihin kuituihin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nestemäisten lisäaineiden lisäämistä varten yhdellä tai useammalla sumutussuuttimella (31) varustettu sumutustila (28) on sovitettu uudelleenkierrätettyjen kuitujen radalle.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (18, 19) nestemäisten lisäaineiden lisäämiseksi saavat aikaan näiden aineiden virtaamisen uudelleen kierrätettäville kuiduille.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 8-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää laitteita (9) reunojen (10, 11) leikkaamiseksi lämpökäsittelytilasta (7) tulevasta kuituhuovasta, näiden reunojen mudostaessa ainakin osan uudelleenkierrätetyistä kuiduista. Il 77272 21

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että reunat pienennetään sopivankokoisiksi osasiksi leikkureissa (12, 13).

13. Patenttivaatimusten 10, 11 ja 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (18, 19) aikaansaavat nestemäisten lisäaineiden virtaamisen uudelleenkierrätyskiertoon ennen leikku-reita (12, 13).

14. Jonkin patenttivaatimuksista 8-13 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi uudelleenkierrätyskiertoon sovitetun tuulettimen (27) kaasuvirtauksen aikaansaamiseksi, joka kuljettaa kuidut vastaanottotilaan (1). 22 77272