NO124027B - - Google Patents

Description

Matter, plater og formede gjenstander av agglomererte glassfibrer og liknende materialer samt fremgangsmåte til fremstilling av gjenstandene.

Den foreliggende oppfinnelse angår

fremstilling av matter, plater eller formede

gjenstander av fibrer av glass eller av liknende mineralske termoplastiske gjenstander som er blitt blandet sammen og forenet

med hverandre ved autogen virkning så at

det dannes et sammenhengende produkt.

I henhold til en kj ent fremgangsmåte for

fremstilling av et slikt agglomereringspro-dukt blir fibrene myknet ved hjelp av var-me og presses sammen slik at fibrene for-bindes med hverandre på de steder hvor de

berører hverandre. De således erholdte produkter har den ulempe å være skjøre og

ha liten mekanisk styrke, da de mange for-bindelsespunkter ikke tillater noen innbyr-des forskyvning av fibrene og dermed setter

disses iboende elastisitet ut av virksomhet.

Den foreliggende oppfinnelse har til

formål å fremstille gjenstander som for-uten god sammenheng og god mekanisk

styrke har en viss elastisitet og porøsitet,

under anvendelse av ett og samme materiale samt en autogen innvirkning på dette.

I henhold til oppfinnelsen er matter,

plater eller formgjenstander av fibrer av

glass eller mineralske termoplastiske materialer, hvor fibrene er blitt forenet med

hverandre ved autogen virkning, karakterisert ved at de består av to eller flere forskjellige kategorier av fibrer, som består

av ett og samme stoff, men har forskjellige

termoplastiske egenskaper, idet den ene

kategori har et betydelig lavere mykningspunkt enn den eller de andre.

I henhold til et videre trekk ved opp-

finnelsen anvendes det i produktet fibere som er blitt fremstilt av forskjellige temperaturer eller som er blitt underkastet forskjellige avkjølingsbetingelser.

Ansøkerne har nemlig funnet at to fibrer som er blitt fremstilt av ett og samme materiale og som har ens diameter men som er fått under forskjellige avkj ølingsbe-tingelser og/eller temperaturforhold ved fremstillingen, kan ha forskjellige termoplastiske egenskaper, og at disse egenskaper kan endres i betydelig grad ved at man under fremstillingen av fibrene endrer temperaturen og/eller fibrenes herdning.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen består blandingen som skal agglomereres av en blanding av tynne fibrer, med diameter generelt under 5 mikron, og tykkere fibrer, hvis diameter generelt er under 30 mikron.

Det har nemlig vist seg, at fibrenes fysikalske egenskaper, spesielt deres termoplastiske egenskaper, varierer med fibrenes diameter, og at disse variasjoner skyl-des de forskjellige avkjølingsforhold som fibrer av forskjellige diametere naturlig blir utsatt for, og som bevirker modifika-sjoner i glassets fysikalske struktur.

Under sine arbeider på området har ansøkerne funnet at en viktig betingelse for oppnåelse av en god agglomerering er at fibrene får en størst mulig overflate. Hvis man benytter bare tynne fibrer, får man etter agglomereringen produkter som er meget tette og lite elastiske. Hvis man samtidig benytter tynne fibrer og grovere fibrer, kan man få produkter som har en god sammenheng men allikevel har en viss elastisitet.

Fibrene som anvendes i henhold til oppfinnelsen kan fremstilles på en hvilken som helst hensiktsmessig måte, f. eks. ved mekanisk trekking, blåsing med et fluidum eller ved sentrifugalvirkning.

Fibrer som fremstilles ved forskjellige temperaturer og ved forskjellige avkjølings-betingelser kan fåes ved hjelp av flere pro-duksjonsorganer eller også ved hjelp av ett eneste produksjonsorgan, hvis arbeidsmåte reguleres på passende måte.

Ansøkerne har funnet, at agglomereringen kan skje under særlig fordelaktige forhold hvis man, hva angår diameteren av fibrene, som begynnelsesmatten består av, følger den følgende fordelingslov: hvis man kaller diameteren av de fibrer som det er flest av i blandingen som skal agglomereres for d, bør mengden av fibrene hvis diameter

d

er under — være minst 20 %, mens mengden av fibrer hvis diameter er over 2d bør være under 10 %.

Dette gjelder også når d har en liten verdi, under 5 mikron, og når den er større, av størrelsesordenen 9—12 mikron.

For å oppnå agglomerering blir fiberblandingen utsatt for en temperatur av som regel mellom 400° og 700° C, alt etter glassets art.

Opphetningen av glasset må reguleres nøyaktig og skje tilstrekkelig hurtig. En for langsom opphetning har tilbøyelighet til å stabilisere fibrene, dvs. undertrykke de her-dede fibres evne til å mykne ved en lavere temperatur.

Man kan spesielt anvende glass-sam-mensetninger av følgende type:

Eksemplevis kan man gå ut fra et glass ' hvis sammensetning svarer til middelsam- i mensetningen av de ovennevnte sammen- 1 setninger. Av dette glass fremstilles det en

fiberblanding hvor fibrenes diameter er 6 ] mikron. Av denne fiberblanding fremstilles i

det en matte som veier 12 kg/m<3> og som har en tykkelse av 7 cm. I løpet av under 2 minutter heves mattens temperatur fra

romtemperatur til ca. 600° C. Dette kan skje uten anvendelse av trykk eller ved et svakt pneumatisk trykk uten anvendelse av mekaniske presse- eller formeorganer.

I løpet av denne behandling avtar alle mattens dimensjoner. Herved økes sam-menhengen og tettheten slik at vekten kan

bli 10—40 kg/m<3>, eller hvis det gjelder matter som er fremstilt av meget tynne fibrer

— som veier 6—8 kg/m<3> — opp til 600

kg/m<3>. I enkelte tilfelle kan sluttproduktet

endog få en vekt opp til 1500 kg/m<3>. Ved å

regulere temperaturen av de anvendte rul-ler eller kalanderingsorganer kan man enn videre endre overflaten av de fremstilte matter og dermed disses kvalitet.

Før agglomereringen foretas kan man fukte fibrene ved besprøytning eller endog ved neddypping, hvorved deres overflate-tilstand kan forbedres. Man kan derved også øke mattens tetthet, slik at dens tykkelse kan gjøres mindre og dens krympning blir mindre. En slik fuktning gjør det enn-videre mulig å nedsette den temperatur som kreves for begynnelsen av agglomereringen.

Den matte man går ut fra kan bestå av flere på hverandre lagte lag, som hvert består av materialer med forskjellig diameter d — som definert ovenfor, slik at det fåes sammensatte produkter. Eksempelvis kan man for to ytre lag velge en liten verdi for d, f. eks. av størrelsesordenen 4 mikron, og for et indre lag en verdi av størrelses-ordenen d på 12 mikron, og på denne måte fremstille gjenstander som har en betydelig elastisitet, samtidig som deres ytterflate blir forholdsvis hård. Man kan også i ut-gangsmatten eller mellom to matter, an-bringe tråder eller vevnader av glass, som kan tjene som armering i sluttproduktet.

I henhold til oppfinnelsen kan det også fremstilles gjenstander som duker, plater eller formede deler i hvilke det er inkorpo-rert et bindemiddel, spesielt en termisk herdbar eller termoplastisk harpiks.

Den autogene agglomerering av fibrene føres bare så langt at man oppnår sammenheng og formdannelse av produktet for in-korporering av bindemidlet og eventuell polymerisasjon av harpiksen.

Disse produkter kan ha en betydelig vekt, f. eks. 400—800 kg/m<3> og stor mekanisk motstandsevne, alt etter hvor megen harpiks det er blitt innført.

Harpiksen kan påføres ved hvilke som helst egnede midler, f. eks. ved pådusjing siler ved dypping, slik at man oppnår en jevn fordeling av bindemidlet i fibermas-sen.

Man kan anvende alle slags termoplastiske harpikser, f. eks. polyvinylharpikser, eller termisk herdbare harpikser, f. eks. fenol-, melamin-, polyester-, polystyrol-, epoksyharpikser eller blandinger av disse, alt etter de kjemiske og fysikalske egenskaper sluttproduktene skal ha. Man kan også anvende stoffer som gummiarter, stiv-else eller gelatin. Ansøkerne har oppnådd særlig gode resultater ved å anvende bakelitt.

Etter impregneringen blir dukene, pla-tene eller de formede gjenstander varme-behandlet for å herdne harpiksen.

Mengden av tilsatt harpiks kan variere svært meget. Man kan fremstille teknisk verdifulle produkter med god mekanisk motstandsevne under tilsetning av harpiks i mengder på 0,5—20 %.

Eksempelvis kan produkter som har god mekanisk styrke og forholdsvis lav vekt, av størrelsesordenen 60 kg/m<:!> fåes ved tilsetning av omkring 15 % gelatin. For fremstilling av tyngre produkter, som veier omkring 250 kg/m<3>, kan man tilsette ca. 12 % bakelitt. Vil man ha produkter med vekt omkring 400 kg/cm<3>, kan man tilsette ca. 10 % polyvinylacetat.

Det er viktig å merke seg at i alle disse produkter deltar bindemidlet praktisk talt ikke i vedlikeholdelsen av dukens eller gjen-standens fasong; denne sikres ved naturen av selve glassmaterialet. Følgen er at gjen-standens form praktisk talt ikke endres selv om bindemidlet oppløses eller spaltes.

Man kan i henhold til oppfinnelsen også fremstille meget tette og tunge produkter, med vekt opp til 2000 kg/cm<3>, og meget stor mekanisk styrke. Mengden av tilsatt bindemiddel er i dette tilfelle meget liten.

Den vedføyede tegning viser skjematisk og som eksempel et apparat hvormed frem-gangsmåten ifølge oppfinnelsen kan ut-føres.

Dette apparat består i hovedsaken av en tunnelovn 1, som over det hele eller par-tier av sin innerside er utstyrt med opphet-ningsinnretninger, f. eks. elektriske mot-stander 2—2a. Gjennom denne ovn føres et transportbånd 3. I nærheten av utgangs-åpningen er det anbrakt formeruller 4,5.

Fiberlaget 6 som skal agglomereres, lig-ger på båndet 3 og føres gjennom ovnen i hele dennes lengde, hvorunder det opp-hetes til agglomereringstemperatur.

Dette apparat er bare angitt som et eksempel. Således kan opphetningen skje

ved hjelp av andre midler enn motstands opphetning. Bærebåndet kan sløyfes og fremføringen av materiallaget, som da glir over det hele eller en del av ovnens innerside, kan oppnås ved hjelp av formevalser. Det kan også anvendes understøttende val-ser.

Claims (6)

1. Matter, plater eller formgjenstander av fiber av glass eller mineralske termoplastiske materialer, hvor fibrene er blitt forenet med hverandre ved autogen virkning, karakterisert ved at de består av to eller flere forskjellige kategorier av fibrer, som består av ett og samme fargestoff, men har forskjellige termoplastiske egenskaper, idet den ene kategori har et betydelig lavere mykningspunkt enn den eller de andre.

2. Produkter ifølge påstand 1, karakterisert ved at fibrene i de forskjellige kategorier er blitt fremstilt ved forskjellige temperaturer eller er blitt undekastet forskjellige avkjølingsbetingelser.

3. Produkter ifølge påstnd 1 eller 2, karakterisert ved at fiberblandingen består av tynne fibrer, generelt med en diameter under 5 mikron, og av fibere med større diameter, men generelt under 30 mikron.

4. Produkter ifølge påstand 1—3, karakterisert ved at fiberblandingen inneholder minst 20 % tynne fibrer hvis diameter er mindre enn halvparten av diameteren av de fibrer som prosentvis utgjør den største del av blandingen, og en prosent-mengde på ikke over 10 % med fibrer hvis diameter er over dobbelt så stor som diameteren av de fibrer som prosentvis utgjør den største del av blandingen.

5. Produkter ifølge påstand 1, karakterisert ved at blandingens fibrer med forskjellige termoplastiske egenskaper har mykningspunkter som avviker omkring 100° eller mere fra hinannen.

6. Fremgangsmåte til fremstilling av produkter ifølge de foregående påstander og hvor produktene også inneholder et bindemiddel, f. eks. en termoplastisk eller termisk herdbar harpiks, karakterisert ved at agglomereringen av fibrene ved autogen virkning ikke drives lenger enn til å sikre produktets sammenhengning og form, således at produktet beholder sin form selv om bindemidlet fjernes eller spaltes.