HUT72828A - Method and device for polymerising binders in fibrious materials especially mineral wool insulation - Google Patents
Method and device for polymerising binders in fibrious materials especially mineral wool insulation Download PDFInfo
- Publication number
- HUT72828A HUT72828A HU9503489A HU9503489A HUT72828A HU T72828 A HUT72828 A HU T72828A HU 9503489 A HU9503489 A HU 9503489A HU 9503489 A HU9503489 A HU 9503489A HU T72828 A HUT72828 A HU T72828A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- mineral wool
- radiation
- intensity
- polymerization
- irradiation
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 96
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 title claims description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 23
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 55
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 51
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 claims description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 4
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical group OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
- D04H1/655—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions characterised by the apparatus for applying bonding agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/24—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
- B29C67/248—Moulding mineral fibres or particles bonded with resin, e.g. for insulating or roofing board
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/54—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
- D04H1/554—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving by radio-frequency heating
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
- D04H1/645—Impregnation followed by a solidification process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
- B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
- B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2503/00—Use of resin-bonded materials as filler
- B29K2503/04—Inorganic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Paper (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
ISOVER SAINT-GOBAIN, Courbevoie, FR
A bejelentés napja: 1995. 06. 16.
Elsőbbsége: 1994. 06. 17. (4421254.2) DE
A nemzetközi bejelentés száma: PCT/EP95/02325
A nemzetközi közzététel száma: / ?, , / \ ?
A találmány szálasanyagban levő anyagok, különösen szigetelési célokra szolgáló ásványgyapot anyagokban levő kötőanyag polimerizációjára szolgáló eljárásra és berendezésre vonatkozik, ahol az adott vastagságú és adott esetben a gyártósoron folyamatosan haladó szálasanyagot UV besugárzásnak vetik alá oly módon, hogy az anyag besugárzását megfelelően magas intenzitás-szinten végzik, hogy a kívánt polimerizáció maximális mélységénél olyan maradék intenzitást hozzanak létre, amely meghaladja azt a küszöbértéket, amely biztosítja a kiválasztott kötőanyag UV sugárzás hatására történő polimerizációját egy adott időhatáron belül, amely időhatár azonban kizárja az adott anyag felületén levő szerves anyagok sugárzás hatására végbemenő lebomlását, és a gyártósoron folyamatosan haladó szálasanyag esetén összeegyeztethető a gyártósor sebességével; és az anyag adott felületegységére eső besugárzásának az időtartamát j&f' ezen időhatáron belül tartják.
A találmány szerinti, legalább egy UV sugárforrást (10) tartalmazó berendezést az jellemzi, hogy olyan eszközei (12) vannak, amelyek az UV sugárzást legalább egy kis szélességű (b) nyalábba (18) fókuszálják.
• · · · · · • · ··· · · · • · ····» · • · ·*· · · · · ·
KÖZZÉTÉTELI
PÉLDÁNY
1624Μ
Képviselő: Gödölle, Kékes, Mészáros & Szabó Szabadalmi és Védjegy Iroda 1024 Budapest, Keleti Károly u. 13/b.
Eljárás és berendezés szálasanyagokban levő anyagok, különösen szigetelési célokra alkalmas ásványgyapotban levő kötőanyagok polimerizálására
ISOVER SAINT-GOBAIN, Courbevoie, FR
Feltaláló: MERTZ Frédéric, Eu, FR
CHARTIER Pascal, Orsay, FR DECKER Christian, Rixheim, FR
A bejelentés napja: 1995. 06. 16.
Elsőbbsége: 1994. 06. 17. (4421254.2) DE
A nemzetközi bejelentés száma: PCT/EP95/02325
A nemzetközi közzététel száma: •c ύ > /,\ 11 < l
A találmány tárgya eljárás szálasanyagokban levő anyagok, különösen szigetelési célokra alkalmas ásványgyapotban levő kötőanyagok polimerizálására, ahol az « · · · · · • « ··« ·· · • · ····· · •· ··« · ···· adott vastagságú szálasanyagot, amelyet adott esetben a gyártószalagon folyamatosan mozgatunk, UV besugárzásnak teszünk ki, hogy polimerizáljuk a szálakat impregnáló előpolimer alakjában levő anyagot, valamint egy berendezés a szálasanyagban levő anyagok, különösen a szigetelési célokra alkalmas ásványgyapotba bevitt kötőanyag polimerizálására, amely berendezés legalább egy UV sugárforrást tartalmaz.
Ilyen eljárást ír le az US-A-5 275 874 szabadalmi leírás. Az ismert eljárás célja az, hogy az anyagot teljes vastagságában egyenletesen polimerizálja. Figyelembevéve, hogy az anyagban az UV sugárzás által felszabadított energia az anyag felületétől mért távolság növekedésével exponenciálisan csökken, ezért a maximálisan egyenletes polimerizáció eléréséhez meglehetősen hosszú kezelési idő szükséges. A példaként felhozott US-A-5 275 874 szabadalmi leírásban szereplő esetben az anyag vastagságán áthaladó sugárzás intenzitása a bemenő sugárzás 1%-ára csökken, amint az anyag elhalad az egymást követően elhelyezett UV lámpák alatt, lényegében ugyanolyan módon, mint a hagyományos hőkezelés során, ahol az anyag kemencén halad át.
A találmány gyakorlati tapasztalatai azt mutatják, hogy ilyen kezeléssel az ásványgyapot anyag felületén levő szerves anyagok elkerülhetetlenül megpörkölődnek vagy elszenesednek. Tekintettel arra, hogy az intenzitás, azaz a felületegységre jutó felszabadult energia a besugárzott felületű anyag vastagságának hatására gyorsan csökken, a szükséges energiabevitel olyan nagy, hogy ez vezet az ásványgyapot anyag besugárzott felületén levő szerves anyagok - például a kötőanyag - elszenesedéséhez vagy megpörkölődéséhez.
Ennek megfelelően a találmány célja az, hogy olyan eljárást biztosítson, ahol a kívánt polimerizáció az anyagban még mélyen a besugárzott felület alatt is végbemegy anélkül, hogy az anyag felületén nem kívánatos bomlási jelenségek lépnének fel.
E2t a célt úgy érjük el, hogy a besugárzást olyan magas intenzitással végezzük, amely elegendő ahhoz, hogy a kívánt • · · · • ·
- 3 polimerizáció maximális mélységben menjen végbe, a maradék intenzitás nagyobb legyen annál a küszöbértéknél, amelynél a kiválasztott kötőanyag polimerizációja az UV sugárzás hatására végbemegy egy adott időtartamon belül, ez az időtartam azonban lehetetlenné teszi az anyag felületén levő szerves anyagok sugárkezelés hatására bekövetkező nem kívánatos bomlását, és az anyag felületegységre eső besugárzási időtartamát ezen időhatáron belül tartjuk. A gyártószalagon folyamatosan mozgó szálasanyag esetében ezt az időtartamot a gyártósor sebességével összhangban választjuk meg.
A találmány kísérleti munkái során azt tapasztaltuk, hogy az elópolimerként alkalmazható anyagok intenzitásszintjének küszöbértéke - azaz a felületegységre eső besugárzási érték - magasabb az igen rövid idő alatt, tulajdonképpen pillanatszerüen végbemenő polimerizációhoz szükséges értéknél. Az intenzitás e küszöbérték fölé emelése nem gyorsítja jelentősen a polimerizációt, anélkül azonban, hogy azt kedvezőtlenül befolyásolná. A besugárzott felület hőmérsékletemelkedése, ami bomlási jelenségeket okoz, másrészt lényegében a besugárzás időtartamával arányos, ugyanakkor a hőmérséklet növekedési sebessége természetesen az intenzitás szinttel arányosan nő.
Az UV besugárzás alkalmazása során hő szabadul fel a sugárzás intenzitásától függően vagy az UV forrás által egyúttal kibocsátott hősugárzástól, vagy az UV sugárzás energiavesztesége következtében, ami így hősugárzássá alakul; ezek a jelenségek a legtisztábban az anyag felületén észlelhetők, ugyanis itt a legmagasabb a hőmérséklet és ez egy adott hőmérséklethatár túllépése esetén bomlást okozhat.
Ezeket a párhuzamosan fellépő, de különböző időtartamú jelenségeket használjuk fel a találmányban, amikor először meghatározzuk az intenzitásnak azt a küszöbértékét, amelyen az anyag gyors - például 0,2 másodpercen belüli - polimerizációja végbemegy. Majd a szóbanforgó területegységet az adott ideig besugározzuk és a besugárzás felületi intenzitását oly mértékben növelhetjük, hogy e meghatározott idő • · · · • · · · · · • · ··· · · · • · ··*·· ·
- 4 - például 0,2 másodperc - alatt fellépő hőmérsékletemelkedés még a bomlási jelenség fellépéséhez meghatározott hőmérséklethatár alatt maradjon. Ez a kísérletileg meghatározott rövid időtartam alatt alkalmazható maximális intenzitás viszont az anyag belsejében bekövetkező intenzitáscsökkenés következtében korlátozza azt a mélységet, amelyen belül az intenzitás a küszöbérték fölött marad és amelyen belül gyakorlatilag homogén polimerizáció mehet végbe.
Minthogy az egyes területegységek ennek következtében csak rövid időtartamú magas intenzitású besugárzásnak vannak kitéve, a besugárzást egy korlátozott területen végezhetjük, így helyet takaríthatunk meg a gyártósoron. Amennyiben a gyártósoron folyamatosan mozog az anyag, az egyes területegységek besugárzási időtartamát a gyártósor sebességének - általában 0,1 - 1 m/s - megfelelően kell megválasztani.
Ha a besugárzás intenzitása meghaladja az 500 mW/cm2, előnyösen az 1 W/cm2, különösen a 2 W/cm2 értéket, egyrészt költségcsökkentés céljából kereskedelemből beszerezhető UV forrásokat alkalmazhatunk, míg másrészt magas felületi intenzitás értékeket teszünk lehetővé. Amint az önmagában ismert, ezen a területen az ásványgyapot anyag szelektíven megnövelt transzmisszivitása szempontjából a 250 nm fölötti, előnyösen 310 nm fölötti hullámhosszon sugárzó UV források az előnyösek.
Egy felületegység besugárzási ideje általában 10 másodpercnél, előnyösen 1 másodpercnél, különösen 0,5 másodpercnél rövidebb.
Sok hagyományos eljárásban az ásványi szálakat üveg olvadékból állítják elő, a gyapot-réteg alakjában történő leválasztás folyamán valamilyen anyaggal, például a kötőanyag előpolimerével látják el, ezután az anyagot, például a kötőanyagot polimerizálják. Ez esetben az ásványgyapot anyag már viszonylag magas hőmérsékletű, amikor az anyagot polimerizálják, így a felületi oldalon a hőmérsékletnek a besugárzás hatására a hőmérséklet-határra történő • · ····· ·· • · · · · · ·· ··· · · · • · ····· · növekedése viszonylag magas kezdeti hőmérsékletről indul. Különösen ilyen esetben előnyös, ha az ásványgyapotot a lehető legalacsonyabb hőmérsékletre hűtjük a besugárzás előtt, hogy a sugárkezelés következtében kialakuló hőmérsékletemelkedés nagyobb lehessen. A besugárzás során végzett hűtés azonban a rövid időtartamú besugárzás következtében nem éri meg az ezzel járó ráfordítást. Másrészt, a találmány szerinti eljárást különösen az olyan gyártási eljárásoknál előnyös alkalmaznunk, amelyekben a polimerizáció előtt az ásványgyapot hőmérséklete alacsonyabb, főként szobahőmérsékletű. Ez áll fenn például abban az esetben, ha a kötőanyagot párologtatással vagy aeroszol formájában hordjuk fel, ilyen eljárást ír le a DE-A-44 06 863, illetve a DE-A-44 10 020 számú szabadalmi leírás.
A szálasanyagban levő oxigén arányát - amely a szokásos feldolgozás során a légkörben körülbelül 21% - a besugárzás alatt előnyösen 10% alá, előnyösebb esetben 5% alá, különösen 1% alá csökkentjük. A szokásos, gyökös polimerizáció során ez az intézkedés megelőzi azt, hogy a besugárzás hatására a polimerizálandó anyagból képződő szabad gyökök oxigénnel egyesüljenek és ily módon megelőzi azt is, hogy ezeken a helyeken polimerizációs hibák keletkezzenek. Ez különösen fontos a nagyon vékony monomer filmvastagság és alacsony sugárási intenzitás esetén.
A besugárzást előnyösen az anyag mindkét fő felületén alkalmazzuk, így a sugárzó energia mindkét oldalról áthatol az anyag vastagságán. Ha a mindkét irányból bevezetett sugárzás behatolási mélysége az anyag közepében átfedi egymást, a sugárzás behatolási mélységét kétszeresénél nagyobbra növelhetjük. Ez az átlapoló hatás különösen abban az esetben hasznos, ha egyszerre két oldalról megy végbe a besugárzás oly módon, hogy az anyag belsejében a kiválasztott területet egyidejűleg mindkét oldalról éri az energiasugárzás.
Nem feltétlenül szükséges az anyagot teljes vastagságában homogénen polimerizálnunk vagy kezelnünk. Ez • ·« · ·
- 6 különösképp igaz a kétoldali besugárzás esetén, amikoris teljes mértékben kielégítő lehet, ha csak a felülethez közeli rétegeket kezeljük és az anyag belsejében levő maradékot jelentősen kisebb mértékben polimerizáljuk. Ha egy kötőanyagot kezelünk, így a külső részeken elérjük a mechanikai szilárdság kívánt megnövekedését, ily módon a hajlítással szembeni ellenállást, ami sokszor elsődleges fontosságú, alig csökkenti az anyag középső részének az alacsonyabb mechanikai szilárdsága. Gyakran a nem teljes polimerizáció is elfogadható, ha nem a hajlító-szilárdság, hanem egyéb tulajdonságok, például vízállóság, felületi ellenállás vagy hasonlók a fontosak. Amennyiben nem kötőnyagokat, hanem egyéb anyagokat polimerizálunk, az anyag rendeltetésétől és a termék alkalmazási területétől függően előnyös lehet, ha a polimerizáció nem homogén a teljes mélységben.
Ha a polimerizáció nem homogén az anyag teljes vastagságában, az is előnyös lehet a DE-A-44 06 863 vagy a DE-A-44 10 020 számú szabadalmi leírások szerint, ha nem homogén eloszlásban visszük be az anyagot a másik anyagba. Így például kötőanyag esetében ezáltal magasabb kötőanyag koncentrációt érhetünk el a felületek közelében, mint az anyag középső részében, így olyan termék keletkezik, amelynél meghatározott mennyiségű kötőanyagot a kívánt, optimális módon használtunk fel.
Előpolimerként, amint az önmagában ismert, különösen többfunkciós akrilát- és metakrilát-kompozíciókat használhatunk. További, előpolimerként alkalmazható anyagok a monomerek, oligomerek vagy a polimerizálható, telítetlen funkciós csoportokat tartalmazó, láncnövekedésre és/vagy térhálósodásra hajlamos polimerek, így az akrilát-, metakrilát-, vinil-, vinil-éter-, allil- vagy maleátcsoportokat tartalmazó polimerek. A kötőanyag az ilyen kompozíciók keveréke lehet és egy foto-iniciátort tartalmaz, amely lehetővé teszi az UV fénnyel végrehajtandó polimerizációt. A találmány céljaira az epoxi-akrilát tartalmú előpolimer elegyeket találtuk a legalkalmasabbnak.
• · ····· · · • · · · · • · ··· · · · • · · · · · ·
A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló találmány szerinti berendezést az jellemzi, hogy az UV sugárzást legalább egy keskeny sugárnyalábbá fókuszáló eszközei vannak.
Az ilyen fókuszálás következtében a kívánt magas felületi intenzitás érhető el.
Főként mozgó gyártósoron végzett polimerizáció esetén előnyös lehet, ha a fókuszálás vonalszerű, például a gyártószalag szélességére merőleges. A vonalszerű fókuszált sugár szélességét összhangba hozzuk a gyártószalag sebességével oly módon, hogy az egyes felületegységeket a kívánt időtartamig érje a besugárzás anélkül, hogy mozgó részek lennének jelen.
Egy másik megoldás szerint a fókuszálást pontszerűen is végezhetjük, ahol az így kialakított keskeny, nagy intenzitású sugárnyaláb a kívánt, előre meghatározott módon pásztázza végig az anyagot. így az anyag egyenetlen felületű szálasanyagban polimerizálható formadarabokban, például az üreges henger alakú csőprofilokban. A fókuszált sugárnyaláb ilyen mozgása igen kis ráfordítással, például egy lengő tükörrel megvalósítható. Az ilyen pontszerűen összegyűjtött sugárnyaláb nagy intenzitása és energiasűrűsége lehetővé teszi az igen rövid polimerizációs idejű anyagok nagy mélységben történő polimerizációját. A keskeny sugárnyaláb pásztázó mozgása különösen jól adaptálható különböző szalagsebességekhez. Bizonyos esetekben elegendő lehet, ha a sugárnyalábbal a szálasanyag teljes felületének csak egy részét pásztázzuk végig és közben közöket hagyunk, amelyeken belül nincs szükség polimerizációra, vagy a polimerizáció a szomszédos terület besugárzása következtében ténylegesen mégis végbemegy.
Egy előnyös módszer szerint a fókuszált sugárnyalábot egy körülhatárolt gyújtópontba irányítjuk, azaz a párhuzamos sugarak helyett egy csúcspontban gyűjtjük össze. A megfelelő fókuszálásnak köszönhetően a gyújtópontot az anyag meghatározott mélységében is ki tudjuk jelölni, úgy, hogy itt egy kisebb felületen viszonylag nagy intenzitás érhető el, még • · · · · · • · ··· ·· · • · ····· · ·· · · · · ··««
- 8 akkor is, ha azt a feljebb levő szálak szétszóró hatása gyengítené. A fókuszált sugárnyaláb ilyen előállítása különösen alkalmas vonalalakú fókuszált sugárnyalábok esetében. *
A találmány további részleteit, alkalmazását és előnyeit a vonatkozó rajzokkal illusztrált megoldások alábbi leírása mutatja be.
Az 1. ábra azt mutatja be, hogyan változik az intenzitásszint a kétoldali UV sugárzásnak kitett ásványgyapot termék falvastagsága függvényében.
A 2. ábra a polimerizáció időbeli előrehaladásának mértékét mutatja be különböző intenzitás értékeken.
A 3. ábra az ásványgyapot anyag felszínének melegedését mutatja be különböző intenzitás értékeken.
A 4. ábra az intenzitásszint és a találmány szerinti eljárással kétoldali UV sugárzással kezelt ásványgyapot termék falvastagságában végbemenő polimerizáció viszonyát mutatja be.
Az 5. ábra egy találmány szerinti, lineárisan fókuszált UV sugárzás kibocsátására szolgáló berendezés leegyszerűsített sematikus ábrázolása.
A 6. ábra egy találmány szerinti, az ásványgyapot anyagra egy pontban összegyűjtött UV sugárzást kibocsátó berendezés leegyszerűsített sematikus ábrázolása.
A jobb érthetőség kedvéért az azonos vagy hasonló alkatrészeket, illetve a rajzon bejelölt funkciókat ugyanazzal a jellel jelöltük.
Az 1. ábra az UV sugárzás lokális intenzitásértékének jelleggöbéjét mutatja be a szálasanyag - például a kétoldali UV sugárzásnak kitett felületű ásványgyapot termék falvastagságának függvényében.
Az abszcisszán, vagyis az X tengelyen a falvastagságot vagy az ásványgyapot termék d mélységét ábrázoljuk, példánkban a falvastagság 12 cm. A baloldali ordinátán, vagyis az Y tengelyen az 1^ UV sugárzás 0 és 100% közötti értékét és a jobboldali ordinátán, vagyis az Y tengelyen az 2
UV sugárzás 0 - 2000 mW/cm között mért értékét ábrázoltuk.
·· ····· ·· • · · · · ' 2
Az ábrán látható, hogy 2000 mW/cm 100%-os intenzitás értéknek felel meg.
Egyrészt, a jobboldali ordináta jobb oldalán, másrészt, a baloldali ordináta bal oldalán berajzolt, az ábra közepe felé mutató nyilak a kísérő hp energiájú UV sugárzást jelentik. Mivel az ásványgyapot terméket mindkét oldalán besugározzuk, az 1 görbével szemléltetett d vastagság fölötti intenzitás érték a középvonalra körülbelül szimmetrikus, így kezdetben a diagram bal felét kell csak figyelembe vennünk. Láthatjuk, hogy az 1^ intenzitás érték már viszonylag kis d behatolási mélység után is erősen csökken. Az ásványgyapot felületén mért 100%-os 1^ kiinduló intenzitás érték a példánkban már 1 cm-nél kisebb behatolási mélységnél az 50%-ára csökken, körülbelül 2 cm behatolási mélységnél már 10% alatti érték és az ásványgyapot termék közepében a kezdeti Iuv felületi intenzitás érték 5%-ánál kevesebb. Az Iyv intenzitás értéknek a behatolási mélység fölötti ilyen erős csökkenését egyrészt az ásványgyapot alacsony UV sugár áteresztőképessége, másrészt az UV sugárzás energiájának az ásványgyapot anyag legfelső rétegében - polimerizáció nélkül - végbemenő hőenergiává alakulása okozza.
Amint azt az 1 intenzitás görbéből is láthatjuk, a szálasanyagokban levő anyag megfelelő polimerizációja csak a felülethez közeleső rétegben megy végve, mivel az UV sugárzás Iuv intenzitás értéke túl gyorsan csökken, így a középső rész megfelelő polimerizációjához nem elég magas a maradék intenzitás. Ha emiatt az Iuv intenzitás értéket olyan mértékben növelnénk, hogy a középső részen is megfelelő polimerizációt kapjunk, akkor ez olyan magas felületi intenzitás értéket igényelne, amely károsítaná a felületi anyagot, például a felületoldali szerves alkotórészek - például a polimerizálandó anyag vagy kötőanyag elszeneszedését vagy megpörkölődését nem kerülhetnénk el.
A 2. ábrán különböző UV sugárzás szinteken az idő függvényében ábrázoljuk a szálasanyagokban levő anyagok polimerizációjának mértékét. Az abszcisszán vagy X tengelyen
a besugárás t időtartamát ábrázoljuk másodpercekben, 0-1,5 másodpercig. A baloldali ordinátán vagy Y tengelyen a P polimerizáció konverziófokát ábrázoljuk 0 - 100%-ig. Az
- Ijjv? görbék különböző 1^ UV sugárzás intenzitás értékeket jelentenek, például IUV1 = 2 mW/cm2, IUV2 = 5 mW/cm2, IUV3 = 11 mW/cm2, ITT„. = 25 mW/cm2, ITT„C = 55 mW/cm2, IT_._ = 128 UV4 UVI5 UVo mW/cm2 és = 220 mW/cm2. Így az 1^ intenzitás értékek
IW1 - IUV7~ig növekvő értéket mutatnak.
Mind a hét görbe jellegzetes közös tulajdonságokkal rendelkezik. Ezeknek, elsősorban, közös kiindulópontja a görbe 0 kiindulópontja. Ebből a közös 0 pontból kiindulva a görbe kis késleltetéssel pozitív előjelű dP/dt gradiensű meredek emelkedést mutat, majd ezt egy állandó pozitív dP/dt gradiensű, csaknem lineáris szakasz követi. Majd az összes görbe e lineáris görbeszakasz után csökkenő meredekségű, vagyis egy csökkenő pozitív dP/dt gradiensű, majdnem vízszintes, emelkedés nélküli görbébe megy át, vagyis állandó dP/dt gradiense közel 0. A P polimerizáció konverziófokának határértéke e konstans szakaszban azonosnak mondható a sugárzás 1^ fajlagos intenzitás értéken végmenő P polimerizáció telítési határértékével.
A görbék lineáris, kezdeti meredeken emelkedő szakaszának gradiense az UV sugárzás 1^ intenzitásának növekedésével nő, a 2 mW/cm2 intenzitású ^vi 9örbe esetében nem nagyon változik, míg a 220 mW/cm2 intenzitású Συν7 görbe meredek gradiensű. A kezdeti igen meredek szakaszból a vízszintes, csaknem lineáris szakaszba történő átmenet az Γυνΐ és Iuv2 intenzitás értékek görbéin nem kifejezett, az íuV3 intenzitású görbén jól megfigyelhető, és az IUV4 - 1^·? intenzitás értékeknél a meredek felszálló ág és a konstans szakasz között világosan látható átmeneti ív észlelhető. Ezenkívül ez az átmeneti ív növekvő 1^ intenzitás értéknél időben egyre hamarabb jelenik meg.
Ez azt jelenti, hogy az UV sugárzás alacsonyabb Iuv intenzitás értékeinél az ásványgyapot anyagot viszonylag hosszabb ideig kell besugárzásnak alávetnünk ahhoz, hogy további polimerizáció - ami minden esetben alacsony - már ne ·· ···· · ·· • · · · · · ·· ··* ·· · • · 9 · · · · · ·* 9 99 · ···♦ következzen be. Azonban, ha az ásványgyapot besugárzására viszonylag magas UV besugárzás intenzitást alkalmazunk, már igen rövid idő elteltével is magas polimerizációt érünk el, amely igen gyorsan maximumot ér el, és tovább már nem növelhető, csupán állandósul. Ez azt jelenti, hogy minden egyes jelentős sugárzásszinthez egy besugárzási időtartam határtartozik, amelyen belül maximális polimerizációt érhetünk el és az adott határt hosszabb besugárzással túllépve a polimerizáció további növekedését nem érhetjük el.
A bemutatott példából láthatjuk, hogy 1^? = 220mW/cm2 intenzitás értéknél a polimerizáció már körülbelül 0,05 s után élesen megnő és már körülbelül 0,2 - 0,3 s besugárzási idő után eléri a maximumát, ebben a példában a körülbelül 80 %-ot. Ez azt mutatja, hogy megfelelő sugár intenzitás értéknél már rövid idejű besugárzással is maximális polimerizációt érhetünk el.
A szálasanyag vagy az ásványgyapot felületének melegedését különböző intenzitás értékű UV besugárzás alatt az alábbiakban a 3. ábra segítségével részletesebben magyarázzuk. Az abszcisszára vagy X tengelyre a t időt vittük fel másodpercben. Az ordinátára vagy Y tengelyre az ásványgyapot anyag felületi hőmérsékletét vittük fel c-ban. Referencia értékként a 20°C környezeti hőmérsékletnek megfelelő vízszintes szaggatott vonal szolgál. A példában abból a feltevésből indultunk ki, hogy az ásványgyapot anyag hőmérséklete besugárzás előtt körülbelül 20°C. A második, 200°C-nál feltüntetett vízszintes szaggatott vonal a szerves anyagok, például egy szokásos ásványgyapot anyag felületén levő polimerizálható anyag vagy kötőanyag hőterhelésének felső határát jelenti. A diagramon a hőmérséklet - idő összefüggést két - IUV1 és IUV2 “ különböző intenzitás értéken ábrázoltuk, ahol IUV1 a példában az legalacsonyabb 11 mW/cm2 és 1^^ a legmagasabb 2000 mW/cm2 intenzitás érték. Látható, hogy az ásványgyapot anyag felületi hőmérséklete állandó UV intenzitás értéken az idővel csaknem arányosan nő. Ez a lineáris hőmérséklet• · · · · · ·
- 12 emelkedés oly módon függ az 1^ intenzitás értéktől, hogy ez az egyenes hőmérsékletvonal gradiens az intenzitás érték növekedésével nő. Ha nagy intenzitású UV sugárzással kezeljük az ásványgyapot anyagot, már viszonylag rövid idő alatt elérjük a például 200°C hőmérséklethatárt, amelyen az ásványgyapot felülete károsodik.
Az ezen kölcsönhatásokról szerzett új ismereteket a találmány szerinti eljárásban a besugárzási idő csökkentésére használhatjuk fel, amikoris az ásványgyapot anyagot olyan mértékben sugárkezeljük, hogy ezen időtartam alatt a polimerizáció a meredeken emelkedő szakaszból az átmeneti íven át éppen elérje a maximális mértéket. Ez olyan intenzitás értékek alkalmazását teszi lehetővé, amelyek bár hosszabb besugárzás esetén felületi károsodást okozhatnak - ilyen rövid időtartamú sugárkezelés esetén nem okoznak felületi károsodást és még az anyag közepébe is elegendő intenzitású sugárzás juthat be abból a célból, hogy az ilyen sugárkezelési idő alatt megfelelő P polimerizáció jöhessen létre.
Az 1. és 2. ábra fizikai összefüggéseiből világossá válik, hogy létezik egy - az UV sugárzás Iuv inten-zitás értékétől, az ásványgyapot anyag d vastagságától, a t besugárzási időtartamtól és a bemutatott hőmérséklethatártól függő - olyan munkatartomány, amelyben a szálasanyagban levő anyagok maximális és gyors polimerizációja válik lehetővé anélkül, hogy felületi károsodásra kellene számítani.
Az ásványgyapot anyag hőmérséklete a sugárkezelés előtti kezelések következtében magas lehet. A besugárzás miatti további melegedés a hőmérséklethatár viszonylag gyors túllépéséhez vezethet, és ez a szerves alkotórészek, így a szokásos ásványgyapot felületén levő polimerizálható anyag vagy kötőanyag hőterhelését okozhatja. így mérlegelhető az ásványgyapot anyag sugárkezelés előtti lehűtése, például a DE-A-44 06 863, illetve DE-A-44 10 020 számú szabadalmi leírásokban ajánlott, megfelelő berendezések segítségével, ezáltal a sugárkezelés következtében fellépő gyors hőmérsékletemelkedést a hőmérséklethatáron ·· ····· 4 4 · · · · ·· ··· · · · • · · · · · · • · ·«· 4 4«·· belül tarthatjuk és így meggátolhatjuk a felület károsodását.
A találmány szerinti, példaképpen! összefüggést egyrészt a különböző intenzitás értékek, másrészt a polimerizáció és a kétoldali sugárkezelésnek kitett ásványgyapot anyag d vastagsága között a 4. ábrán mutatjuk be. Az abszcisszán az 1. ábrához hasonlóan az ásványgyapot termék d vastagságát vettük fel, a példában ez 12 cm. A bal ordinátára az Iuv értékét 0 - 100%-ban és a jobb ordinátára az Ιθν értékét 1 - 2000 mW/cm2-ben vettük fel. Ebben az esetben a 100% intenzitás 2000 mW/cm2-nek felel meg. Ezen felül a P polimerizáció 0 - 100% értékét láthatjuk a jobb ordinátán. Az 1. ábrához hasonlóan a jobb és bal irányból befelé mutató hu nyilak az UV sugárzás által közölt energiát jelképezik. Az 1 görbe - az 1. ábrához hasonlóan -ad vastagság fölötti intenzitásszint változást mutatja be. A 3 görbe a bal oldali besugárzás során bekövetkező p polimerizáció változást és a 4 görbe a jobb oldali besugárzás során bekövetkező p polimerizáció változást mutatja be. Amennyiben kétoldali sugárkezelést hajtunk végre, a P polimerizáció a 3 és 4 görbék egymásra szuperponálódásából keletkezik, ezt grafikusan a 2 görbe ábrázolja. A példaképpen! esetben - mint láthatjuk - a 3 és 4 görbék az ásványgyapot anyag középvonalára mint tengelyre nézve megközelítőleg egymás tükörképeként helyezkednek el, ennek következtében a 2 görbe is nagyjából szimmetrikus a középső területtel.
Az alábbiakban először az 1 és 3 görbékre vonatkozóan az intenzitás érték változása és a P polimerizáció közötti összefüggést vizsgáljuk. Amíg az 1^ intenzitás érték - amely az 1 görbén már igen kis behatolási mélység esetén is erősen csökken - még meghalad egy megfelelően magas határt, majdnem maximális P polimerizáció következik be. Ha ezt a határt nem éri el, a 3 görbe is csökken, és végül nulla felé közelít. Ugyanez vonatkozik a jobboldali sugárzás esetén a 4 görbére is. Az 1-3. ábra értelmezésének figyelembevételével világossá válik, hogy az ásványgyapot anyag ·* ···· · ·· • · · · · · • · · · · · · · • · · ·*·· · ·· ··· · ···* felületére ható megfelelően magas induló UV sugár intenzitás és megfelelően megválasztott besugárzási idő alkalmazásával az ásványgyapot anyag teljes vastagságában csaknem egyenletesen jó polimerizációt érhetünk el, ez az intenzitás ezután tipikusan gyorsan csökken, de nem csökken az alá a fajlagos intenzitás határérték alá, amelyen még végbemegy polimerizáció. Ily módon lehetőség van arra, hogy az ásványgyapot anyagot teljes vastagságában polimerizáljuk. Azonban például a besugárzási idő változtatásával lehetőségünk van arra is, hogy az ásványgyapotban levő anyagot csak a felülethez közeli rétegben polimerizáljuk és az anyag középső részében levő anyagot ne vagy csak csökkent mértékben polimerizáljuk.
A szálasanyag belsejében levő anyag polimerizálatlan részei ki vannak téve a levegő oxigénje és egyéb reagensek öregítő hatásának, aminek következtében reakcióképességük csökken és az anyag inertté válik.
Az 5. ábra egy, a találmány szerinti lineáris UVsugárzás előállítására alkalmas berendezés példaképpen! kiviteli alakjának sematikusan leegyszerűsített ábrázolása. A 10 UV sugárforrást - előnyösen lineáris UV sugárforrást egy előnyösen parabola vagy ellipszis keresztmetszetű 12 fényvisszaverő felület (reflektor) első gyújtópontjában helyezzük el. A 10 UV sugárforrás által kibocsátott UV sugarat a 12 fényvisszaverő felület segítségével a 14 második gyújtópontban fókuszáljuk. A 14 második gyújtópont a besugárzandó 16 ásványgyapot anyag felületének közelében, vagy az ásványgyapot anyag belsejében helyezkedik el. A 16 ásványgyapot anyag ásványgyapot szövet lehet és például egy - a rajzon nem látható - szállítóberendezéssel mozgatjuk legalább egy 10 UV sugárforrás alatt és/vagy legalább egy 10 UV sugárforrás fölött, és így a szállítás irányában b minimális szélességű lineárisan fókuszált 18 sugárnyalábbal megfelelő szögben pásztázzuk.
A 6. ábra egy találmány szerinti berendezés sematikus ábrázolása, amely az ásványgyapot anyagon pontszerűen fókuszált sugarat hoz létre. Ebben az esetben a 10 UV • · « * · * · ·· · 9 » · « · ·····« • · · ·«··* sugárforrás pontszerű és a körülbelül fél-elliptikus 12 visszaverő tükör első gyújtópontjában van elhelyezve. Ezzel a 12 félelliptikus visszaverő tükörrel fókuszáljuk a 10 sugárforrás sugarait a 14 második gyújtópontba. Másrészt, e 14 második gyújtópont vagy a 16 ásványgyapot anyag felületének közelében vagy a belsejében helyezkedik el, amely anyag például háromdimenziós formadarab lehet, amelynek körvonalait a besugárzott darabok normál síkjához képest körülbelül 90° behatolási szögben pásztázza végig a 18 fókuszált UV sugárnyaláb. Ezt a 10 UV sugárforrás mozgatására szolgáló megfelelő berendezés - a rajzon nem látható - segítségével és/vagy mozgatható tüköregységek szintén nem látható - segítségével érhetjük el.
Az 5. és 6. ábrán látható berendezések véges gyújtópontokat használnak a kezelendő ásványi anyag síkjában. Azonban teljesen hasonló hatásokat érhetünk el végtelen fókuszú keskeny sugárnyaláb, például párhuzamos sugarak alkalmazásával.
A kezelés során a szálasanyag oxigéntartalmát előnyösen 10% alá, még előnyösebben 5% alá, legcélszerűbben 1% alá kell csökkenteni, ezáltal gyakorlatilag elkerüljük azt az esetet, amikor a polimerizálandó anyag szabad gyökei, amelyek az UV sugárzás hatására fotoiniciátorok segítségével képződnek, oxigénnel reagálnak és polimerizáció megy végbe ebben a helyzetben.
Ha a szálasanyagban az atmoszférikus oxigéntartalom megfelelően csökken, az anyag tökéletesebb polimerizációja érhető el. Inért atmoszféra alkalmazásának további előnye, hogy csökkenjen a lehetséges ózon képződés, minthogy nagyobbrészt inért atmoszférában az UV sugárzás energiájának hatására oxigén gyökök képzésére, majd a gyökökből ózonná alakulásra hajlamos oxigén molekulák már nincsenek jelen.
Az ásványgyapot anyag oxigéntartalmát legegyszerűbben az ásványgyapot anyag más gázzal, például nitrogénnel vagy sokkal gazdaságosabban szén-dioxiddal vagy vízgőzzel történő átöblítésével csökkenthetjük.
• · · * * · ·· ··· « · · • · · ···· · •· ··« · ·♦♦·
- 16 Szabadalmi igénypontok
Claims (15)
1. Eljárás szálasanyagokban levő anyagok, különösen szigetelési célokra szolgáló ásványgyapot anyagokban levő kötőanyagok polimerizálására, ahol az adott (d) vastagságú és adott esetben a gyártósoron folyamatosan haladó szálasanyagot UV besugárzásnak vetjük alá a szálakat impregnáló, előpolimer alakjában levő anyag polimerizálása céljából, azzal jellemezve, hogy az anyag besugárzását megfelelően magas intenzitásszinten (Ijjv) végezzük, hogy a kívánt polimerizáció maximális mélységénél olyan maradék intenzitást hozzunk létre, amely meghaladja azt a küszöbértéket, amely biztosítja a kiválasztott kötőanyag UV sugárzás hatására történő polimerizációját egy adott időhatáron belül, amely időhatár azonban kizárja az adott anyag felületén levő szerves anyagok sugárzás hatására végbemenő lebomlását, és a gyártósoron folyamatosan haladó szálasanyag esetén összeegyeztethető a gyártósor sebességével; és az anyag adott felületegységére eső besugárzásának az időtartamát (t) ezen időhatáron belül tartjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ásványgyapot anyag felületén az intenzitásszint (lyy) meghaladja az 500 mW/cm2, előnyösen az 1 W/cm2, különösen a 2 W/cm2 értéket.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkalmazott UV sugár hullámhossza 250 nm fölötti, előnyösen 310 nm.
4. Az 1 - 3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felületegység besugárzási ideje (t) tíz másodpercnél kevesebb, előnyösen 1 másodpercnél kevesebb, különösen 0,5 másodpercnél kevesebb.
·· <···« V ·· • · · ·> · ♦ ·· ··· 4 « ♦ • « · ···· · •· ♦·· · 4···
5. Az 1 - 4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ásványgyapot anyag felületét a sugárkezelés előtt lehűtjük.
6. Az 1 - 5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ásványgyapot belsejében levő atmoszféra oxigéntartalmát 10% alá, előnyösen 5% alá, különösen 1% alá csökkentjük.
7. Az 1 - 6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyag mindkét fő felületén végzünk sugárkezelést.
8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy minkét oldalt egyidejűleg sugárkezeljük.
9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jelle-mezve, hogy az anyag középső részében alacsony polimerizációjú területet hozunk létre.
10. Az 1 - 9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyag előállítására szolgáló előpolimerként epoxi-akrilátot tartalmazó anyagok elegyét alkalmazzuk.
11. Legalább egy UV sugárforrást (10) tartalmazó berendezés szálasanyagban levő anyagok, különösen szigetelési célokra szolgáló ásványgyapot anyagban levő kötőanyag polimerizálására, azzal jellemezve, hogy olyan eszközei (12) vannak, amelyek az UV sugárzást legalább egy kis szélességű (b) nyalábba (18) fókuszálják.
12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a összegyűjtött sugárnyaláb (18) lineáris kialakítású és előnyösen mozdulatlanul tartjuk.
13.
A 11. igénypont szerinti berendezés azzal ·· «·*« V • · • ··· *4 · • « ···· · • ··· · ···· jellemezve, hogy a fókuszált sugárnyaláb (18) pontszerű kialakítású, amely gyorsan végigpásztázza a ásványgyapot anyagot (16) az egyik oldalától a másikig, hogy előnyösen az egész felületet besugározza.
14. A 11 - 13. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a fókuszált sugárnyaláb (18) gyújtópontja (14) a kezelendő ásványgyapot anyag (16) belsejében helyezkedik el.
15. A 11 - 14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az UV sugárforrások (10) az ásványgyapot anyag (16) fő felületeinek mindkét oldalán vannak elhelyezve.
A meghatalmazott gödölle, KÉKKrUfess, Szabadalmi ésVedji es 'Veöí&gy Ííoúa
1024 Budapest, Keleti károly u. 13/b Mészáros Enikő szabadalmi ügyvivő
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4421254A DE4421254A1 (de) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Polymerisieren von Substanzen in Fasermaterialien, insbesondere Bindemittel in Mineralwollematerialien für Dämmzwecke |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU9503489D0 HU9503489D0 (en) | 1996-02-28 |
| HUT72828A true HUT72828A (en) | 1996-05-28 |
Family
ID=6520848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9503489A HUT72828A (en) | 1994-06-17 | 1995-06-16 | Method and device for polymerising binders in fibrious materials especially mineral wool insulation |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0717798A1 (hu) |
| JP (1) | JPH09505117A (hu) |
| KR (1) | KR960705097A (hu) |
| CN (1) | CN1129020A (hu) |
| AU (1) | AU2792795A (hu) |
| BR (1) | BR9506267A (hu) |
| CA (1) | CA2168014A1 (hu) |
| CZ (1) | CZ337595A3 (hu) |
| DE (1) | DE4421254A1 (hu) |
| FI (1) | FI960127A0 (hu) |
| HU (1) | HUT72828A (hu) |
| NO (1) | NO960018L (hu) |
| PL (1) | PL313167A1 (hu) |
| SI (1) | SI9520007A (hu) |
| WO (1) | WO1995035402A1 (hu) |
| ZA (1) | ZA954731B (hu) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004003262A1 (de) * | 2004-01-21 | 2005-08-11 | Basf Ag | Thermisch polymerisierbare Mischungen aus multifunktionellen Makromonomeren und Polymerisationsinitiatoren und ihre Verwendung als Bindemittel für Substrate |
| WO2019212484A1 (en) * | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material heaters with baffles |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1349058A (en) * | 1970-05-19 | 1974-03-27 | Ici Ltd | Non-woven webs |
| GB2036039B (en) * | 1978-09-11 | 1983-04-13 | Unisearch Ltd | Imparting permanent press characteristics to textiles |
| US4300468A (en) * | 1980-03-24 | 1981-11-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Position interlock system for submarine masts and closure |
| CH660489A5 (de) * | 1984-08-31 | 1987-04-30 | Bernhard Glaus | Verfahren und vorrichtung zum aushaerten polymerisierbarer beschichtungsmassen auf nicht textilen substraten. |
| US5227229A (en) * | 1990-12-20 | 1993-07-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Nonwoven polyester articles and method of making same |
| US5275874A (en) * | 1991-12-23 | 1994-01-04 | Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. | Glass fiber insulation bonded with a UV cured system |
-
1994
- 1994-06-17 DE DE4421254A patent/DE4421254A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-06-08 ZA ZA954731A patent/ZA954731B/xx unknown
- 1995-06-16 BR BR9506267A patent/BR9506267A/pt not_active Application Discontinuation
- 1995-06-16 CN CN95190381A patent/CN1129020A/zh active Pending
- 1995-06-16 JP JP8500379A patent/JPH09505117A/ja active Pending
- 1995-06-16 PL PL95313167A patent/PL313167A1/xx unknown
- 1995-06-16 EP EP95923332A patent/EP0717798A1/en not_active Withdrawn
- 1995-06-16 CA CA002168014A patent/CA2168014A1/en not_active Abandoned
- 1995-06-16 SI SI9520007A patent/SI9520007A/sl unknown
- 1995-06-16 WO PCT/EP1995/002325 patent/WO1995035402A1/en not_active Application Discontinuation
- 1995-06-16 CZ CZ953375A patent/CZ337595A3/cs unknown
- 1995-06-16 HU HU9503489A patent/HUT72828A/hu unknown
- 1995-06-16 AU AU27927/95A patent/AU2792795A/en not_active Abandoned
- 1995-06-16 KR KR1019960700287A patent/KR960705097A/ko not_active Application Discontinuation
-
1996
- 1996-01-03 NO NO960018A patent/NO960018L/no unknown
- 1996-01-11 FI FI960127A patent/FI960127A0/fi not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU9503489D0 (en) | 1996-02-28 |
| CA2168014A1 (en) | 1995-12-28 |
| SI9520007A (en) | 1996-06-30 |
| KR960705097A (ko) | 1996-10-09 |
| CN1129020A (zh) | 1996-08-14 |
| JPH09505117A (ja) | 1997-05-20 |
| FI960127A (fi) | 1996-01-11 |
| EP0717798A1 (en) | 1996-06-26 |
| FI960127A0 (fi) | 1996-01-11 |
| DE4421254A1 (de) | 1995-12-21 |
| AU2792795A (en) | 1996-01-15 |
| NO960018D0 (no) | 1996-01-03 |
| NO960018L (no) | 1996-01-03 |
| PL313167A1 (en) | 1996-06-10 |
| ZA954731B (en) | 1996-01-26 |
| CZ337595A3 (en) | 1996-05-15 |
| BR9506267A (pt) | 1997-08-12 |
| WO1995035402A1 (en) | 1995-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5637244A (en) | Method and apparatus for creating an image by a pulsed laser beam inside a transparent material | |
| US5888617A (en) | Object with matted surface and polymerization method for the production of the matting | |
| GB2127714A (en) | Uv curing process and product | |
| JP2005502482A5 (hu) | ||
| DK0706834T3 (da) | Fremgangsmåde til fremstilling af et med UV-hærdelig lak overtrukket fladeformigt bæremateriale | |
| EP0624421A2 (en) | Method and apparatus for creating an image by a pulsed laser beam inside a transparent material | |
| HUT72828A (en) | Method and device for polymerising binders in fibrious materials especially mineral wool insulation | |
| Darraud et al. | Optical modifications of polymers by ion beam irradiation | |
| CA2083478A1 (en) | Method for forming microilluminants | |
| Pikulin et al. | Model of diffusion-assisted direct laser writing by means of nanopolymerization in the presence of radical quencher | |
| CN1197661C (zh) | 使用激光的光学纤维涂层的紫外光－固化 | |
| US7022382B1 (en) | UV-cure of coatings for an optical fiber with a laser | |
| Kúdela et al. | Impact of different radiation forms on beech wood discolouration | |
| NL1015188C2 (nl) | Werkwijze voor het aanbrengen van een ten minste polymeermateriaal bevattende laag. | |
| Dadsetan et al. | Surface modification of polyethylene terephthalate film by CO2 laser‐induced graft copolymerization of acrylamide | |
| JPS5780030A (en) | Manufacture of plastic bottle | |
| EP0459204B1 (en) | Method and device for the speedy drying of a material by application of microwaves | |
| JPH03259932A (ja) | 高分子成形品のエッチング加工方法 | |
| Tretinnikov et al. | Photoinitiated grafting polymerization of acrylic acid onto the surface of polyethylene under pulsed laser radiation | |
| RU2148060C1 (ru) | Способ отверждения фотополимеризующейся композиции на основе акрилового олигомера путем инициирования полимеризации в установках радиационного отверждения покрытий | |
| Parts et al. | Laser radiation-induced, residue-free, localized decomposition of some plastics | |
| JPS5945944A (ja) | 光伝送用ガラスフアイバ−の製造方法 | |
| ITMI940391A1 (it) | Procedimento per la rimozione di rivestimenti a base di resine fluorocarboniche | |
| CN107056090A (zh) | 纤维涂层设备以及纤维涂层方法和纤维 | |
| RU2172905C1 (ru) | Устройство для сушки плоских материалов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFC4 | Cancellation of temporary protection due to refusal |