FI79518B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av glasfiberprodukter, t.ex. mattor, garn och foergarn. - Google Patents

Description

1 79518

Menetelmä ja laite lasikuitutuotteiden, esim. mattojen, lankojen ja esilankojen valmistamiseksi . - Förfarande och anordning för framställning av qlasfiberprodukter, t.ex. mattor, garn och förgarn.

Valmistettaessa lasilangoista lasikuituja ja muokattaessa kuituja edelleen tasaisiksi kappaleiksi, esim. eripaksuisiksi matoiksi, tai punotuiksi kappaleiksi, kuten esilangoiksi tai langoiksi, vedetään sulasta lasimassasta suutinten kautta tulevat virrat lasilankoina, jotka samalla vedetään toivotun paksuiseksi ja katkotaan eripituisiksi tapulikuiduiksi.

Kuitujen vetämisessä on ehdotettu ja käytetty mitä erilaisimpia menetelmiä, mm. ilma- ja höyrysuihkutusta, ejektoreja, kuitujen kulkusuuntaan nähden poikittain olevia kiekkoja ym. Haluttaessa vetää kuituaihiot ensin varmasti tasapaksuisiksi ennen katkomista on yhä varminta käyttää vetorumpumenetelmää. Siinä sulaa lasia sisältävän suutinvannan suuttimista vedetyt kuituaihiot tulevat vetorummulle, jolloin ne osittain kiertyvät sen ympäri. Ennen kuin ne ovat kokonaan kietoutuneet rummun ympäri poistaa kaapija ne siltä, ja ne katkotaan tapulikuiduksi. Rummun läpimitan ja kierrosluvun tarkan suhteen perusteella voidaan asettaa ja pitää kehänopeus, joka takaa halutun kuitupaksuuden erittäin pienin toleranssein. Käytännössä on jo vuosikymmeniä käytetty 1000 mm:n • : : läpimittaisia ja pituisia rumpuja sekä, ei tosin aivan niin kauan, n. 50 m/s vetonopeutta. Kun vedetyt kuidut kaavitaan pois, katkotaan ja johdetaan rummun pyörimisestä johtuvalla ilmavirralla johtimen kautta kuljetushihnalle, ennen kuin ne ovat kiertyneet koko rummun ympärille, puhutaan "kuivamenetelmästä". Sen vastakohta on "märkämenetelmä", jossa samanpituisiksi, suhteellisen lyhyiksi tapulikuiduiksi leikatut vedessä lietetyt lasilangat uitetaan sihtinauhalle, jolloin vesi poistuu ja syntyy lasikuitu-mattoa. Tämän menetelmän etu ja syy sen yhä lisääntyvään käyttöön on sen kuivamenetelmään verrattuna suuri tuotantoteho. Tämä johtuu mm. siitä, että sillä voidaan toisessa kohtaa valmistaa suuri joukko kuituvyyhtejä esim. kelaamalla vetorummulla, poistamalla kelatut kerrokset "kalvona", katkomalla ne ja syöttämällä sitten -2- 79518 vesisammioon.(US-PS 3 766 003). Markkinat tarvitsevat kuitenkin yhä vielä myös pidempikuituisia lasimattoja, koska niitä ei tarvitse, niin paljon sitoa suliin sidosaineisiin, mikä taas johtaa pehraeämpiin ja joustavampiin mattoihin, Ne ovat myös vähäisemmän sidoksisuuden vuoksi huokoisempia, mikä takaa kyllästetyn ja nopean upotuksen ja kyllästämisen. Juuri sen vuoksi lasikuituvah-visteisia muoveja käyttävä teollisuus arvostaa niitä.

Kuivamenetelmän vaikeudet syntyvät mm. siitä, että painavan rummun tarkka pyöriminen vaatii tarkan laakeroinnin ja että rummun pinta on pidettävä kiusallisen puhtaana ja sileänä. Suurin ongelma on kuitenkin kaapija, erityisesti myös sen vuoksi, että se on vaikeuksistaan huolimatta edelleen paras ja varmin keino poistaa kuidut rummulta, minkä vuoksi sitä yhä käytetään mieluummin kuin muita keinoja, kuten ejektorisuuttimia ym. Kaapijan tehtävä ei rajoitu kuitujen irrottamiseen, vaan se poistaa myös rummun pyörimisen synnyttämän, syntyvät kuidut siirtävän ilmavirran rummun pinnalta. DE-PS 1 285 114 kuvaa kaapijan käytössä esiintyviä ongelmia. Aikaisemmin käytetyistäpaksuista kaapijoista luopuminen ja tässä selvityksessä kuvattu siirtyminen erittäin ohuisiin, joustaviin kaapijoihin edustivat aikanaan suurta edistysaskelta. Kaapijan käytön ongelmat ovat yhteydessä veto- tai kehruurumpujen ongelmiin ja molemmat yhdessä taas ns. ’’kuitujen sullomisen" ongelmiin. "Kuitujen sullominen" kehittyi viime vuosikymmenellä suunnattomasti, jolloin oli yhä vaikeampaa saada rumpuvetomene-telmää sopimaan tähän kehitykseen. Kun alussa oli 100-150 sulatettujen sauvojen päistä tuotettua kuitua, jotka vedettiin ja nostettiin pois 1000 mm leveästä rummusta, on nykyään tultu 1500 suuttimen vannoihin. Tämä merkitsee sitä, että muutamien ^<m:n paksuiset kuidut ovat samalla rummun pinnalla paljon tiheämmin kuin ennen, alle 1 mm:n päässä toisistaan 1 cm:n sijasta. Niiden ohjauksen on sen vuoksi oltava paljon tarkempi, eivätkä ne saa kiertymisen aikana siirtyä sivulle. Myös kaapijan on tällöin nostettava samalla kertaa useampia kuituja, ja rummun pinnan on oltava kaikkialla aivan sileä, koska vaot aiheuttavat vahinkoa : paljon enemmän kuin ennen. Tämä merkitsee sitä, että kaapijat on vaihdettava useammin, ja että rummut on puhdistettava ja mahdolli- -J- 79518 sesti vaihdettava useammin. Vaikka kaapijat olisi asetettu rummun pinnalle vain kevyesti tai kokonaan painotta, syntyy käytännössä huomattava, erityisesti kaapijan reunoja kuluttava kitkalämpö, joka tekee useammin tapahtuvan vaihdon ja hiomisen tarpeelliseksi.

Kuitujen sullomisen aiheuttamien kaapijaongelmien rinnalla myös rumpumenetelmän jälkeen toimiva levittävä varastointi tähän asti käytössä olleissa vastaavissa DE-PS 976 682 ja DE-PS 1 270 456 mukaisissa kuivakarstaharsolaitteissa on asettanut mekaanisia rajoja taloudelliselle lasikuitumattojen valmistukselle, niin * että paperiteollisuuden käyttämän märkämenetelmän tapainen menetelmä on yhä enemmän saanut jalansijaa.

Sen vuoksi keksinnön taustana on tehtävä kyetä käyttämään myös kuivamenetelmässä hyödyksi ns. kuitujen sullomisen suoma kehitys ja sen lisäksi vähentää kaapijoiden käyttöön liittyviä ongelmia, erityisesti parantaa kaapijooiden ja rumpujen pintojen kestävyyttä.

;;; Tehtävä ratkaistaan keksinnössä vaatimuksissa 1 ja 4 esitetyin keinoin. Vaatimukset 2, 3 sekä 5-8 koskevat keksinnön tarkoituk- · senmukaisia kehitelmiä.

: : : GB-PS 785 935 :sta on tullut tutuksi menetelmä, jossa yksittäiset :Y; kuidut johdetaan ne vyyhdeksi kokoavaan ulkoa uritettuun miekkoon, kun ne ensin on ruiskutettu sidosaineella.ns. "kuituviuhkana". Kuidut tulevat kiekon päällysuraan suunnilleen pystysuoraan ylhäältä ja lähtevät sieltä vaakasuorassa vyyhtenä, joten ne kulkevat kiekossa n. 90°. Peräkkäin olevat ejektorit ottavat vyyhdet ' kiekosta. Ne venyttävät yksittäiset vyyhden kuidut jo ruiskutetusta sidosaineesta huolimatta haluttuun paksuuteen. Kahden ejek-Y; torin välissä on vyyhden leikkeiksi hajottava leikkuri, ja viimeinen ejektori sijoittaa leikkeet lopulta säilöön siiviläseinän luo. US-PS 3 318 746 :sta on tunnettua koota sulatusupokkaan kuidut usean päällekkäin olevan uritetun rullan avulla vyyhdiksi ja varustaa vyyhdet juuri ennen ensimmäisen, n. kuusi vyyhteä muodostavan rullan loppumista sidosaineella. Toisen rullan jäi- -4- 79518 keen vyyhdet joutuvat kiristysrullan kautta vetokiekolle. Sen veto vaikuttaa enää ainoastaan koko vyyhteen, ei yksittäisiin kuituihin, se ei venytä niitä ts. haluttuun paksuuteen. Vetokie-kolta vyyhdet nostetaan kokonaisina sen alla olevalle kuljetus-hihnalle jonoon siten, että kiekon sisällä oleva pyörä tarttuu puolillaan kiekon kuoren aukkoihin. Kuivamenetelraässä taas, jonka parantamiseen keksintö tähtää, irtonaiset ja sidoksittomat vyyh-diksi kootut jatkuvat kuidut on tarkoitus vetää sulaa lasimassaa sisältävästä säiliöstä, mutta lisäksi ne venytetään sopivaan paksuuteen pyörivällä vetopinnalla ja katkotaan lopulta yksittäisiksi kuiduiksi, jotka pyörivän pinnan tuottamalla ilmavirralla siirretään varastoon kuitumattoa muodostavana kuituharsona tai kootaan yhteen lankana tai esilankana.

Keksintöä käytäntöön soveltavia toteutusvaihtoehtoja on esitetty piirroksissa ja niitä kuvataan jatkossa seuraavasti: kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen kuitujen valmistuksen edestä, kuvio 2 esittää sivulta kuvion 1 kuvaaman kaavion, kuvio 3 esittää sivulta keksinnön mukaisen laitteen kuitumattojen valmistamiseksi, kuvio h esittää kuvion 3 laitteen ylhäältä, kuvio 5 esittää sivulta keksinnön mukaisen laitteen esilangan ja langan valmistamiseksi, kuvio 6 esittää kuvion 5 laitteen ylhäältä.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetään numerolla 1 suutinallas, joka edustaa kaikkia mahdollisia kuidun tuottamislaitteita, jonka pohjan suuttimista vedetään samanaikaisesti suuri joukko jatkuvia kuituja 2. Hyhminä 3 olevat kuidut 2 jaetaan kokoajilla, esim. uritetuilla ohjausrullilla k vyyhdiksi 5» jotka kulkevat sileällä vetokiekon 6 selkäpuolella. Vetokiekot 6 ovat esitetyssä kaaviossa kaikki - 5 - 7951 8 yhteisellä akselilla 7. Se ei kuitenkaan ole, kuten jäljempänä kuvataan, välttämättä tarpeen. Ennen kuin vyyhdet 5 ovat kiertyneet koko kiekon ympäri, poistaa kaapija 8 ne siitä, ja johdin 9 ohjaa ne siivilärurnmulle 10. Vyyhtien kokoojina voidaan käyttää myös lovitettuja rullia, silmukoita, haarukoita tms.

Koska ryhmiksi 3 kootut kuidut 2 ovat myös vyyhtinä 5 irtonaisia ja sidoksittornia, vetokiekko venyttää ne varmasti halutun paksuisiksi, ja kun kaapija 8 nostaa ne pois siitä, ne katkeavat - tai ainakin suuri osa niistä - yksittäisiksi eri pituisiksi kuiduiksi. Juuri ennen siivilärummulla 10 säilytystä voi lisäksi olla kuituradalle 11 sijoitettuna puhallin 12, joka katkoo kaapijalta katkomatta jääneet kuidut pätkiksi 13. Puhallin 12, esimerkiksi ejektori, voi myös vahvistaa kiekkojen 6 pyörimisen aiheuttamaa kuituja 11 johtimessa 9 kuljettavaa ilmavirtaa. Samanaikaisesti voidaan joukkoon lisätä käsittelyaine, esim. sidosaine ja/tai antistatikum. Siivilärumpu 10 jakautuu imuvyöhykkeeseen (-) ja ylipainevyöhykkeeseen (+). Imuvyöhyke liikuttaa mattoa muodostavaa kuitusadetta, ylipainevyöhyke tukee maton poistamista. Selvyyden vuoksi on kuviosta 1 jätetty pois osat 8-12.

‘ Jakamalla kuidut ryhmiin, kokoamalla ne irtonaisiksi vyyhdiksi ja vetämällä ne kullekin vyyhdelle omalla kiekolla voidaan käsitellä suuri joukko (esim. 1500 ja enemmänkin) samanaikaisesti vedettyjä kuituja. Lyhyitä kaapijoita voidaan hallita paljon paremmin kuin pitkiä, ts. ne saadaan asettumaan helpommin tasaisesti koko kiekon leveydeltä. Pienemmät vetopinnat voidaan sitäpaitsi helpommin pitää puhtaana, ja niitä on kevyempinä helpompi vaihtaa, jos ne tulevat käyttökelvottomiksi. Vaihto käy toisista riippumatta, joten tältäkään kannalta katsottuna ei suuri kuitumäärä aiheuta enää ongelmia.

Aiemmin jo viitattiin siihen, että kuvioissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön periaate vain kaavamaisesti ja että piirrosten yksinkertaisuuden vuoksi on esitetty vain viisi kuituryhmää 3 ja -vyyhteä 5 sekä vastaavasti vain viisi vetokiekkoa 6 ja niiden kaapijaa 8. Tosiasiassa voidaan säilyneessä 1000 mm standardi- - 6 - 7951 8 leveydessä käyttää paljon useampia vetokiekkoja, esim. noin 15, jolloin esim. 1500 kuitua jaettaisiin 15 ryhmään, joissa kussakin on 100 kuitua.

Kuituraattojen valmistamista kaavamaisesti kuvaavien kuvioiden 3 ja 4 mukaan joutuvat kuituvyyhdet 5 vetokiekoilla 6 vetämisen ja kaapijoilla 8 poistamisen jälkeen suurelta osin jo katkottuina kuituina johtimen 9 kautta venturiputkiin 14, jossa loputkin kuidut katkotaan. Putket 14 päättyvät säilytysmuhviin 15, joka liikkuu vaihdellen tai heiluen siivilärumraun 10 leveydellä,ja siirtää kuidut näin säilöön sinne. Siivilärumpuun 10 on kiinnitetty poistoilmakanava 16, joka pitää imuvyöhykkeen (-) alipainei-sena ja asettaa haarajohdon 17 avulla ylipaineen (+), jota voidaan säädellä kuristusläpällä 18. Mattomainen kuitukerros 19 nostetaan pois ylipainevyöhykkeeltä, siirretään kuljetushihnalle 20 ja käsitellään sen jälkeen päällystyslaitteessa 21 sidosai-neella. Kuitukerros voidaan vielä päällystää tai kyllästää vastaavassa toisessa laitteessa 22. Kuviosta 4 on jätetty pois kuvion 3 osat 8 ja 9.

Kuviot 5 ja 6 havainnollistavat kaavamaisesti keksinnön käyttöä esilangan tai langan valmistuksessa. Kuitukerroksen valmistaminen siivilärummulla 10 tapahtuu siinä samalla tavalla kuin mattojen valmistuksessa. Kuitukerrosta ei tällöin kuitenkaan nosteta pois 5 ylipainevyöhykkeeltä tasaisena pintana, vaan se kulkee koottuna kierreputkeen 24. Siellä kuidut kierretään kierrosluvusta ja läpimitasta riippuen esilangaksi tai langaksi, jonka jälkeen ne joutuvat tunnetulla tavalla ohjaus- ja kiristysrullien 25, 26 kautta kelauslaitteeseen 27. Lankojen ja erityisesti esilankojen valmistuksessa voidaan siivilärumpu jättää pois ja kierreputki liittää suoraan tällöin paikallaan olevaan muhviin 15.

Mattojen valmistamista kuvaava esimerkki kuvioissa 3 ja 4 sekä lankojen valmistusta kuvaava kuvioissa 5 ja 6 esittävät kumpikin vain yhden mahdollisen, keksinnön puitteissa liikkuvan', toteutusmuodon. Kuvioiden 1 ja 2 tapaan voidaan myös luopua tuotettujen kuitujen kokoamisesta muhviin 15 ja siirtää vyyhdeistä muo- 0 79518 dostetut kuidut suoraan vetokiekoilta 6 johtimen 9 kautta säily-tyspinnalle, esim. siivilärummulle. Tällöin säilytyspinnalle syntyy nauhamaisia kuitukasaumia, jotka muodostavat ristiin toistensa kanssa mennen maton. Tässä tapauksessa voivat yleensä samalla akselilla 23 pyöritetyt samalla kierrosluvulla pyörivät ja sen johdosta samalla kehänopeudella vetävät kiekot 6 osittain pyöriä eri kierrosluvulla kuin muut, josta on tuloksena eri.paksuisia kuituja. Niinpä esim. ulommaiset vetokiekot 6' ja 6” voivat pyöriä hitaammin kuin muut kiekot, jolloin näiden kuituryhmien 3 kuidut tulevat paksummiksi. Tätä voidaan käyttää muodostuvan maton reuna-alueiden vahvistamiseen. Jos vetokiekot 6 ovat samalla akselilla, ei se siis merkitse, että niitä on pyöritettävä samalta akselilta samalla nopeudella.

Sama vaikutus voidaan saavuttaa käyttämällä samalla kierrosluvulla eri suuruisia kiekkoja. Tällöin voidaan lähteä kaikille kiekoille yhteisestä akselista ja asettaa ne siten, että ne muodostavat yhteisen vyyhtien lähtötason.

Toinen vaihtoehto on koota eri suuruisia kuituryhmiä 3, jolloin --- yhden vetokiekon toimittama kuitumäärä on suurempi kuin toisen. Esimerkiksi mainitussa kuitumaton reunojen vahvistamisessa voitaisiin ulommille kiekoille 6' ja 6" johtaa vyyhdet 5# ja 5"» : : ' jotka on koottu useammista kuiduista kuin muut vyyhdet 5. Näin : : : syntyvät vähäiset paksuuserot varastoidussa kuitukerroksessa voidaan muodostuvassa matossa tasata kuljettamalla se telaparin läpi.

Claims (8)

1. Menetelmä valmistaa lasikuitutuotteita, esim. mattoja, lankoja ja esilankoja, jossa kuituja vedetään sulasta lasivirrasta pyörivällä pinnalla halutun paksuisiksi ja nostetaan pois ennen kuin ne ovat pyörineet koko kierroksen, kokonaan tai osittain yksittäisiksi kuiduiksi jakaantuneina, vetopinnan aiheuttamalla ilmavirralla tasaisena mattona liikkuvalle pinnalle tai vedetään kasattuina köysimäisinä punoksina, tunnettu siitä, että kuidut kootaan irtonaisina ja sidoksittomina ryhmittäin kuituvyyhdiksi, jotka vedetään yksitellen rinnakkain kulloinkin yhtä vyyhteä kohti järjestetyn, pyörivän pinnan avulla, jotka pinnat on järjestetty yhdensuuntaisesti välin päähän toisistaan, ja jotka vyyhdet samoin yksittäin otetaan pois näiltä pinnoilta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetopinnat pyörivät eri nopeuksilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitujen määrä vyyhdissä vaihtelee.

4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen menetelmän toteuttamiseen sopiva laite, jossa on suuren joukon sulia lasivirtoja samanaikaisesti tuottava sulatuslaite (1) ja jäähtyneet virrat lasi-lankoina (2) sopivan paksuiksi vetävä pyörivä pinta, josta kuidut nostetaan kaapijalla ennen kuin ne ovat pyörineet koko kierroksen ja siirretään pyörivän vetopinnan tuottaman ilmavirran avulla johtimen (9) kautta liikkuvalle, ilmaa läpäisevälle pinnalle (10), tunnettu siitä, että siinä on kuidut (2) ryhmittäin (3) irtonaisiksi ja sidoksittomiksi vyyhdeiksi (5) kokoavia kokoojia (4), joihin kuhunkin liittyy sileäpintainen vetokiekko (6), jotka kiekot, joissa kussakin on kaapija (8) kuidun poistumiskohdassa, on järjestetty keskenään rinnakkain linjaan ja syöttävät yhdessä johdinta (9). 9 79518

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että johtimen (9) päähän liittyy kaapijan katkomatta jättämät kuidut katkaiseva puhallin (12).

6. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että puhallin toimii säilytyslaitteena.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että säilytyslaite koostuu joukosta putkia (14), joista kukin liittyy yhteen vetokiekkoon (6) ja joiden toiset päät yhdistyvät vaihdellen tai heiluen säilytyspinnan yli liikkuvaan jakomuhviin (15).

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vyyhdin kokoojat (4) koostuvat rullista, joiden päällys on uritettu. 10 7951 8