FI85034C - Förfarande och anordning för behandling av en mineralfiberbana - Google Patents

Description

85034 Förfarande och anordning för behandling av en mineralfiber- bana Föreliggande uppfinning avser ett förfarande och en anordning för behandling av en mineralfiberbana för omorientering av fibrerna i banan, genom successiv ändring av banans has-tighet under dess transport genom en transportanordning, varvid hastighetsändringen av banan utförs genom att brin-ga banan i kontakt med minst tvä i banans längdriktning sett eftervarandra anbrdnade element.

Mineralullsprodukter av glasulls-, stenulls- och slaggulls-typ, är de mest kända och använda produkterna säväl för vär-meisolering som akustisk isolering.

Dessa produkter framställs allmänt sä, att rämaterialet smältes, mineralsmältan omvandlas tili fibrer t.ex. genom att föra den i en spinnanordning, som kan bestä av ett fler-tal roterande hjul, de bildade fibrerna transporteras med en luftström frän spinnanordningen och uppsamlas pä en trans-portör i form av en fiberbana. Uppsamlingen kan ske antingen sä att fibrerna uppsamlas pä transportören tili en bana med önskad sluttjocklek, eller genom att bilda en sk. primärbana genom att samla ett tunt lager fibrer och sedan, t.ex. med hjälp av en pendeltransportör, vika denna primärbana tili en sekundärbana med önskad tjocklek.

Vid nägon tidpunkt av framställningen av banan impregneras denna med ett lämpligt bindemedel, t.ex. ett harts, vilket i ett slutskede av banans behandling härdas medelst värme, t.ex. i en härdugn, varvid fibrerna fixeras tili varandra under bildning av en formstabil kontinuerlig bana av önskad ’ täthet och tjocklek. Härefter skärs banan tili önskat for- mat, antingen som skivprodukter eller rullprodukter, som där-efter förpackas eller vidareförädlas.

2 85034

Vid uppsamlingen av fibrerna frän spinnanordningen, antingen i form av en primSrbana, eller i dess slutliga tjocklek, lSgger sig fibrerna pä transportören i huvudsak i ett plan som Sr parallellt med transportören, dvs. endast en liten mSngd av fibrerna intar en riktning mer eller mindre vinkelrSt mot transportörens plan. Detta fenomen Mr till fördel i vissa tillSmpningsomrSden, eftersom dylika produkter uppvi-sar goda elastiska egenskaper, men Sr till stor nackdel i andra. Speciellt resulterar denna uppbyggnad hos banan i dS-liga hSllfasthetsegenskaper i en riktning vinkelrät mot ba-nans plan, varför dylika produkter inte kan användas i kon-struktioner som utsStts för stor mekanisk belastning, t.ex. i golv, eller i tak som belastas.

Ett sStt att uppnS tillrScklig mekanisk hSllfasthet i riktning mot banans plan Sr att öka banans volymvikt, dvs. tSt-het, vilket kan ske genom att öka fibermSngden, eller i vissa fall bindemedelsmSngden. Tillverkningskostnaderna Sr emellertid direkt proportionella mot fibervikten, varför en ökning av hällfastheten genom ökning av fibermSngden i vissa fall kan vara ekonomiskt oacceptabel.

Ökningen av hällfastheten i en riktning vinkelrSt mot banans pian kan ocksä ästadkommas genom att Sndra riktningen hos fibrerna i banan sä att en större del av dessa bringas i en riktning som avviker frSn banans pian. Detta kan ästadkommas pä flera sStt.

Man kan t.ex. skSra banan i strimlor, vilkas bredd Sr den-samma som den önskade mattans tjocklek. Strimlorna vSnds 90° och limmas ihop igen tili en sk. lamellmatta, vars fiber-riktning tili övervSgande del Sr vinkelrSt mot mattans huvudytor. Ett exempel pä detta förfaringssStt anges i EP A 0 000 378. Dylika lamellprodukter rnäste emellertid tillverkas i en speciell efterbehandlings- eller förSdlings-linje med ätföljande tillSggskostnader.

3 85034

Man kan ocksä tillverka en matta med sä gott som samma egenskaper som hos lamellmattan utan skärning och limning, genom att korrugera fiberbanan ρέ lämpligt sätt, komprimera den korrugerade banan till önskad täthet och härda den. Ett dylikt förfarande beskrivs t.ex. i den amerikanska pa-tentskriften US A 1,656,828 (fig. 6). Även i denna produkt är fiberriktningen till övervägande del vinkelrät mot banans plan. Veckbildningen p& banans ytor medför dock nackdelar. Den sänker böjhällfastheten i banans längdriktning samtidigt som veck är störande om skivan som sädan skall användas som akustikskiva. Säväl lamellprodukterna som de korrugerade produkterna uppvisar upp till 10% sämre värmeisolerings-förmäga jämfört med konventionella skivprodukter.

Ett tredje sätt att ändra den huvudsakliga fiberriktningen i banan är beskrivet i DE A 16 35 620. Enligt detta förfarande uppbromsas banans transporthastighet mellan tvä efterva-randra följande transportörer genom att den i transportrikt-ningen sett bakre transportören ges lägre hastighet än den främre. Denna uppbromsning medför en längskomprimering med en omorientering av fibrerna inom banan, utan veckbildning pä ytan. Med förfarandet uppnäs bra resultat vad gäller den slutliga produktens bäde mekaniska och isolerande egenskaper om komprimeringsgraden, dvs. hastighetsminskningen hos banan under behandlingen, hSlls under cirka 30%. Om komprimeringsgraden är högre, börjar veckbildning uppstä pä banans ytor. Denna nackdel kan emellertid lätt undvikas om proce-duren upprepas, dvs flera komprimeringssteg utförs efter varandra, vilket förfarande även är föreslaget i FI-patentansökan 84 2734.

I ovan beskrivna förfarande sker alltsä komprimeringen i en zon av banan som ligger framför den bakre, längsammare : transportören, och som sträcker sig rätlinjigt över banans bredd. inom denna zon sker en omorientering av fibrerna täm-ligen okontrollerat och den styrs endast av den bakre trans- 4 85034 portörens mynning, som utgör uppbromsningsplanet för banan, samt av eventuella styrplätar anordnade ovanom och under hanan, vilka plätar hindrar banan frän att svälla upp mer än önskat. Dessa plätar deltar inte i själva omorienteringen av fibrerna. Nägon nämnvärd komprimering sker inte heller inom själva transportanordningen, utan denna fungerar närmast som en stabiliseringszon efter den utförda, chockartade kompri-meringen. Om en högre komprimeringsgrad önskas, behövs en utrymmeskrävande anläggning, vilken trots allt inte möjlig-gör nägon noggrannare kontroll över behandlingsförloppet.

Föreliggande uppfinning har som ändamäl att övervinna de olägenheter som hänför sig tili de kända anordningarna, spe-ciellt tili den okontrollerade behandlingen av banan i ett fätal kraftiga, över banans bredd verkande enskilda stationer. I förfarandet och anordningen enligt uppfinningen sker det nämligen en kontrollerad och finstrukturerad om-orientering av fibrerna i banan som en följd av en väsentli-gen kontinuerligt styrd hastighetsändring av banan, utan veckbildning och i ett arbetsmoment, som enkelt kan införli-vas i befintliga tillverkningslinjer.

Detta ästadkommes med förfarandet enligt uppfinningen vilket kännetecknas av att de i ingressen till patentkravet 1 an-förda elementens verkningsomräden mot banan överlappar var-andra.

Hastighetsändringen av banan över alla element är företrä-desvis negativ, dvs. banans utgängshastighet fr&n det sista elementet är lägre än dess hastighet före det första elemen-tet.

Enligt en ytterligare föredragen utföringsform är elementen sä utformade och anordnade i förhällande tili varandra att den gräns eller gränszon där ett elements päverkan mot banan är större än den av det intilliggande elementet, utgörs av 5 85034 en, över banans bredd sig sträckande väsentligen vägformig linje.

Det nämnda elementet utgörs företrädesvis av ett axelpar som sträcker sig tvärs Over banan, med en axel pä vardera si-dan av banan som roterar mot varandra. Axlarna uppvisar me-del som kommer i kontakt med banan och päverkar banans fram-föringshastighet, dvs. beroende pä axlarnas rotationshastig-het i förhällande tili banans framföringshastighet kan de verka uppbromsande eller accelererande pS banan, med en om-orientering av fibrerna som följd. Axlarna är sä anordnade att när banan förs genom ett flertal eftervarandra anordnade element, verkningsomrädena mot banan av tvä efter varandra anordnade element överlappar eller ingriper i varandra. Det är denna överlappning av elementens verkningsomräden, dvs. den kontinuerliga päverkan av elementen mot banan, som antas ge upphov tili det fördelaktiga slutresultatet, i motsats tili den chockartade stötvisa behandlingen enligt den kända tekniken.

För att bättre förstä uppfinningen kan man tänka sig att den del av banan, som är under behandling, är uppdelad i ett an-tal behandlings- eller omorienteringszoner, vilka sträcker sig Over banans bredd. En behandlingszon kan definieras som ett omräde där ett element har ett större inflytande pS banan än det eller de intilliggande elementen. Banans framföringshastighet mitt för ett element är helt bestämt av sag-da element, men inflytandet pä framföringshastigheten över-gär därefter successivt tili nästa element. Vid nägon punkt mellan dessa element bestäms hastigheten mera av det ena elementet än det andra. Dessa mera eller mindre teoretiska _ punkter definierar en linje, som inte nödvändigtvis är rät, och som sträcker sig tvärs Over banan. Denna linje definie-: rar i sin tur gränsen mellan tvä behandlingszoner.

Eftersom, vid behandlingen enligt uppfinningen, varje elements verkningsomrSde överlappar eller griper in i intillig- 6 85034 gande elements verkningsomrSde, befinner sig varje tvSrsnitt av banan alltid i nägon behandlingszon, dSr den Mr utsatt för och päverkad av minst ett element. SS erhSlles den ovan nSmnda finstrukturerade och "varsamma" omorienteringen av fibrerna i banan.

Genom att utforma elementen sä att de bildar diskreta kon-taktomrSden med banan i en riktning tvärs över banan, riktas deras pSverkan mot banan inte enbart i banans rörelserikt-ning, utan även i en riktning mer eller mindre vinkelrSt mot banans rörelseriktning, dvs. i en riktning Sver banans bredd. Dä dessa kontaktomrSden anordnas i sidled förskjutna i förhällande till varandra i banans transportriktning, kom-mer grSnsen mellan tvS elements verkningsomrSden att bilda en vSsentligen vägformig linje, varvid ytterligare fördelar uppnSs. Om banans hastighet vid tvä eftervarandra följande kontaktomräden 3r olika, uppstär det skjuvkrafter i banan, vilka Sr riktade bäde framSt och bakSt, med Sven sidledes, i en riktning ut mot banans kanter. Detta medför jSmnare bear-betning av fiberbanan i alia dess dimensioner och ger dSrmed bSttre böjhSllfasthet St produkten Sn vad som värit möjligt med de tidigare kSnda lösningarna. Genom att variera kontakt-omrSdenas storlek, inbördes 13ge, elementens tryckkraft mot banan och storleken av banans hastighetsSndring, kan behand-lingen styras noggrant och i enlighet med önskat resultat.

FöretrSdesvis underkastas banan en behandling över ett fler-tal, t.ex. 4-12 element. Enligt en utföringsform av uppfin-ningen underkastas banan en hastighetsminskning över hela transportanordningens ISngd, vilken minskning företrSdesvis Sr kontinuerlig och likformig, dvs. det sker en lika stor ’ hastighetsminskning frän element till element, som företrS

desvis Sr cirka 10-20%. HastighetsSndringen behöver dock inte vara jSmn utan den kan med fördel vara olika stor i olika skeden av behandlingen. Hastighetsminskningen frSn element till element kan sSlunda vara mindre i början och 7 85034 större mot slutet av behandlingen, eller sli kan hastighets-skillnaden mellan tvä efter varandra följande zoner vara väsentligt större än mellan övrlga zoner. En dylik kraftiga-re behandling sker dä med fördel i den senare delen av anordningen. Det är emellertid även möjligt att öka hastig-heten av banan i nägon eller nligra av behandlingszonerna, förutsatt att behandlingen leder tili en slutprodukt med omorlenterade fibrer.

En godtagbar produkt, utan veckbildning, erhälls med förfa-randet enligt uppfinningen om banan utsätts för en behandling som leder till varierande komprimeringsgrader, men företrä-desvis används en komprimeringsgrad av cirka 2:1 - 10:1, speciellt 3:1 - 6:1, vilket motsvarar en hastighetsminsk-ning i procent av cirka 50-90%, speciellt cirka 70-80%.

Enligt en föredragen utföringsform underkastas banan före behandlingen en förkomprimering vinkelrät mot banans huvud-plan tili en tjocklek understigande banans tjocklek efter behandlingen. Genom att förkomprimera banan, exempelvis tili cirka 70% av sluttjockleken, och liitä den expandera under behandlingen, kan man utföra en större komprimering utan att förorsaka olikformigheter i banans ytskikt resp. innerskikt, dvs. uppkomst av en sk. pilformig fiberstruktur hos ett tvärsnitt genom produkten. Detta har värit ytterli-gare ett problem vid stor komprimering enligt de kända för-farandena.

Uppfinningen avser även en anordning för att genomföra för-farandet. Anordningen uppvisar i sin enklaste form en trans-portanordning som omfattar tvä, mot varandra anordnade transportörer, mellan vilka fiberbanan förs, varvid vardera transportören omfattar minst tvä med olika rotationshastig-het drivbara axlar, vilka bildar sinsemellan axelpar och varvid axlarna uppvisar organ avsedda att bringas i kontakt med banans mot respektive transportör vända yta, och axelpa-rens verkningsomrliden överlappar varandra.

β 85034

Axlarna i en transporter kan drivas med olika rotationshas-tighet, medan ett axelpar, som bestär av de mot varandra anordnade axlarna i olika transportörer, alltid drivs med samma hastighet, men i motsatt riktning.

Företrädesvis uppbär axeln ett flertal, pä axeln med inbör-des mellanrum anordnade organ, vilka pä en axel är riktade mot och skjuter in i mellanrummen mellan organen pä en in-tilliggande axel. Enligt en utföringsform bildar organen i en axel i den ena transportören ett nyp för banan med mots-varande organ i en axel i den andra transportören, men de kan ocksä vara riktade mot mellanrummen mellan organen pä den sistnämnda axeln.

Företrädesvis innehäller transportanordningen 4-12 axlar i vardera rulltransportören bildande alltsä lika mänga axelpar. De i kontakt med banan kommande organen kan ges god-tycklig lämplig utformning, de kan t.ex. ges formen av skov-lar, nälar, skivor, flänsar eller liknande, eller de kan formas som över banans bredd med inbördes mellanrum anordnade, i banans längdriktning sig sträckande korta ändlösa transportband, och de kan uppvisa varierande friktionsökande formationer, t.ex. dubbar eller liknande.

För att möjliggöra en omställning av anordningen för fram-ställning av produkter av olika typ är det fördelaktigt att axlarna är försedda med medel för oberoende variation av ax-larnas rotationshastighet. Drivanordningarnas utformning är för fackmannen i och för sig känd teknik.

Transportörerna kan ytterligare vara försedda med i och för sig kända medel för inställning av avständet och/eller av den inbördes lutningen mellan transportörerna. Genom att behandlingen i dylika fall kan utföras under samtidig tjocklekskomprimering eller -expandering av banan, kan om-orienteringsförhällandena för fibrerna ytterligare modifie- 9 85034 ras och behandlingen därmed anpassas för mycket varierande produkttyper. Avständet och/eller lutningsgraden kan Sven varieras utmed transportanordningens ISngd.

För att ytterllgare illustrera uppfinningen hänvisas i det följande till bifogade ritning, i vilken figur 1 schematiskt visar en anordning för framställning av en fiberbana, vilken inkluderar en anordning för behandling av banan enligt uppfinningen, figur 2 schematiskt visar principen för en utföringsform av samverkande axlar i en rulltransportör, i planvy, figur 3a visar utföringsformen enligt figur 2, sedd i banans transportriktning, och figur 3b samma utföringsform sedd frän sidan, figur 4 visar en alternativ utföringsform av de för kontakt med banan avsedda organen, och figurerna 5a - 5d visar olika hastighetsprofiler för banan under dess transport genom transportanordningen.

Figur 1 visar schematiskt behandlingen av en fiberbana, vilken i form av en primärbana 1 leds frän en icke-visad spinn-anordning tili en pendeltransportör 2 och veckas tili en sekundärbana 3 av önskad tjocklek. Denna sekundärbana 3 leds -1- sedan in mellan tvä rullar 4, 4', vilka ästadkommer en för- komprimering av banan 3, i en riktning vinkelrät mot banans plan. I nypet 4, 4' komprimeras banan tili en tjocklek som understiger banans tjocklek efter behandlingen, och lämpli-·.* ' gen tili cirka 70% av banans sluttjocklek. Därefter leds ba- - nan lämpligen över styrorgan 5, 6, 7 in i en transport- , anordning för behandling enligt uppfinningen, vilken anord ning som helhet betecknats med hänvisningssiffran 8. Trans- ίο 8 5 034 portanordningen 8 uppvisar en Övre och en undre transportör 9 resp. 10, vilka vardera i den ifrägavarande utföringsfor-men uppvisar tolv rullar i form av kamaxlar, varvid tvä mit-temot varandra stäende kamaxlar 11 och 11', 12 och 12', etc. bildar ett kamaxelpar, som tillsammans begränsar nyp 11a, 12a etc. för banan. Enligt en föredragen utföringsform avtar transportörernas hastighet i banans rörelseriktning genom att kamaxelparen har stegvis avtagande rotationshastighet.

En lämplig hastighetsminskning mellan tvä eftervarandra föl-jande axlar är 10 - 20%. I föreliggande fall kan t.ex. de tvä första axelparen ha samma rotationshastighet som hastig-heten hos transportören före transportanordningen, medan hastigheten sedan stegvis minskas pä nämnda sätt hos efter-följande axlar och de sista fä axlarna i anordningen kan ges samma hastighet som transportören i härdugnen, som i figuren märkts med hänvisningssiffran 15. I härdugnen härdas och fi-xeras den slutliga produkten.

I figur 2 visas schematiskt hur kamaxlarna kan utformas och samverka i en transportör, sedda i planvy. Banans rörelseriktning mellan axlarna anges med en pii tili höger. I den föreliggande utföringsformen skjuter alltsä varje kamskiva 16 pä en kamaxel in i mellanrummet mellan tvä kamskivor 16' och 16" i den intilliggande kamaxeln. I föreliggande utföringsform uppvisar kamaxlarna ett centrumavständ (a) som är ungefär 70% av kamaxelskivornas skivdiameter, varvid skivor-nas bredd (b) är cirka 30% av centrumavständet, och mellanrummet (c) cirka 40 - 50% av centrumavständet. I figuren har med streckade linjer även antytts nypet 17 för nägra närlig-gande kamskivor. Kamaxelnypen ger alltsä i denna utföringsform upphov tili i huvudsak rätlinjiga kontaktomräden med en begränsad utsträckning i huvudsak i banans tvärriktning, varvid tvä eftervarandra följande kamaxelnyp ger upphov tili kontaktomräden i sick-sack-mönster över banans bredd.

I figur 3a och 3b visas arrangemanget enligt figur 2 dels sett i banans rörelseriktning (3a) respektive sett frän si- n 85034 dan (3b). I figur 3a visar de heldragna linjerna den utfö-ringsformen av uppfinningen, där kamskivorna 16 1 vardera transportören är riktade raot varandra och bildar ett nyp 17. I samma figur 3a visas med streckade linjer även en alterna-tiv utföringsform, där kamskivorna i vardera transportören inte stSr mot varandra, utan en kamskiva i den ena transportören stär mot ett mellanrum mellan kamskivorna i den andra transportören. I figur 3b visas arrangemanget enligt figur 2 sett frän sidan.

En ytterligare utföringsform för organen har angetts i figur 4, vilken visar en p£ en axel monterad skiva 16 vilken pS sin yttre periferi uppvisar ett flertal, runt omkretsen jämt fördelade flänsar 18.

I figurerna 5a - 5d visas alternativa utföringsformer för banans hastighetsprofll under behandlingen enligt uppfinningen. Figur 5a visar det fall där banan underkastas en likformig hastighetsminskning Over alia element i anordnin-gen. Figur 5b visar äter igen det fall där hastighetsminsk-ningen är mindre i början av behandlingen, och större mot slutet, medan figur 5c visar det fall där den kraftigaste hastighetsändringen sker i mitten av behandlingen. Slutligen avser figur 5d det fall där hastigheten av banan även til-läts öka vid ett eller flera element.

Claims (14)

1. Förfarande för behandling av en mineralfiberbana för om-orientering av fibrerna i banan, genom successiv ändring av banans hastighet, varvid hastighetsändringen av banan utförs genom att bringa banan i kontakt med minst tvli, i banans längdriktning sett eftervarandra anordnade element (11, 11' resp. 12, 12'), kännetecknad därav, att elemen-tens verkningsomräden mot banan överlappar varandra.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, känne- t e c k n a t därav, att banans hastighet minskas sä att förhällandet mellan hastigheterna vid behandlingens början och dess slut är cirka 2:1 - cirka 10:1, företrädesvis cir-ka 3:1 - cirka 6:1.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, känne- t e c k n a t därav, att gränsen där ett elements päverkan mot banan blir större än det intilliggande elementets, ut-görs av en, över banans bredd sig sträckande väsentligen vägformig linje.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, känne- t e c k n a t därav, att kontakten mellan banan och ett av sagda element är begränsad tili ett flertal, sinsemellan separata kontaktomräden anordnade tvärs över banan, varvid banans kontaktomräden med eftervarandra anordnade element är i sidled förskjutna i förhällande tili varandra.

5. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat därav, att banans tjocklek succes-sivt ändras under behandlingen.

6. Förfarande enligt n&got av de tidigare patentkraven, kännetecknat därav, att banans hastighet minskas successivt under behandlingen, varvid hastighetsmins-kningen mellan tvä successiva element är 10-20%. i3 85034

7. Anordning för behandling av en mineralfiberbana för om-orientering av fibrerna i banan, genom ändring av banans has-tighet under dess transport genom en transportanordning, kännetecknad därav, att transportanordningen (8) omfattar tvä, mot varandra anordnade transportörer (9, 10), mellan vilka fiberbanan (3) förs, varvid vardera trans-portören omfattar minst tvä med olika rotationshastighet drivbara axlar (11, 12 resp. 11', 12'), vilka bildar sins-emellan axelpar (11, 11' resp. 12, 12'), och varvid axlarna uppvisar organ (16) avsedda att bringas i kontakt med banans mot respektive transportör vända yta, och axelparens verk-ningsomräden överlappar varandra.

8. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad därav, att axlarna uppbär ett flertal organ anordnade med inbördes mellanrum, varvid organen (16) pä en axel är rikta-de mot mellanrummen mellan organen (16', 16") i en intillig-gande axel i samma transportör och skjuter in i desamma.

9. Anordning enligt patentkravet 8, kännetecknad därav, att organen (16) pä en axel (11) i den ena transportö-ren är riktade mot motsvarande organ ρέ motsvarande axel (11') i den andra transportören under bildning av ett nyp för banan.

10. Anordning enligt patentkravet 8, kännetecknad därav, att organen (16) i en axel (li) i den ena transportören är riktade mot mellanrummen mellan motsvarande organ i motsvarande axel (11') i den andra transportören.

11. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-10, kännetecknad därav, att de för kontakt med banan avsedda organen utgörs av nälar, skovlar, kamskivor, ändlösa .:. transportband eller liknande, vilka kan vara försedda med friktionsökande formationer. i4 85034

12. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-11, kännetecknad därav, att axlarna i vardera trans-portören Mr försedda med medel för att variera axlarnas rotationshastighet oberoende av varandra.

13. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-12, kännetecknad därav, att transportörerna är försedda med medel för inställning av det inbördes avst&ndet och/eller den inbördes lutningen mellan transportörerna, vilka medel tilläter en variation av avständet och/eller den inbördes lutningen utmed transportanordningens längd.

14. Anordning enligt nägot av patentkraven 7-13, kännetecknad därav, att den uppvisar en anordning (4, 4') före transportanordningen (8) för att sammanpressa banan tili en tjocklek som är mindre än banans tjocklek efter behandlingen. is 85034