NO148262B - Fremgangsmaate og innretning til fremstilling av fibermatter - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av matter av organiske eller uorganiske fibre, samt en innretning til gjennomføring av fremgangsmåten.

Matter er rommelige strukturer av uregelmessige anordnede fibre hvis romtettheter kan ligge mellom 1/10 og 1 /1000 av enkeltfibrenes tetthet. Anvendes endeløse fibre til mattefremstilling får matten sitt sammenhold ved gjensidig uregelmessig omslygning av enkeltfibrene. Ved matter av kortfibre må enkeltfibrene sammenklebes ved deres krysnings-, punkter ved hjelp av bindemiddel. Som kortfibermatter frem-stilles hittil spesielt mineralfibermatter. Egenskapene av slike matter avhenger såvel av enkeltfibrenes egenskaper som elastisitet, bøyefasthet, diameter og lengde som også av romtetthet, anordning av fibrene til hverandre og mengden og fordelingen av bindemiddelet.

De fleste fibermatter anvendes for varmeisolasjon. Derfor burde idealtilfellet av flertall av fibrene være utrettet i matteplanet på tvers av varmestrømmen og i mest mulig jevn ford el ing.

Det tilstrebes også vanligvis at mattene i deres lengde- og tverruttrekning har en best mulig formstabilitet og deres tykkelse en best mulig elastisk kompresjonsevne. Eksempelvis komprimeres fibermatter av mindre volumtettheter

for lagring og transport f. eks. ved opprulling av mattene under trykk til 1/6 av tykkelsen for varighet av flere dager eller uker. Etter avspenning ved forarbeidelse av matten skal en opprinnelig mattetykkelse best mulig reproduseres.

Formstabilit eten påvirkes spesielt ved at under mattens deformasjon opptrer fiberbrudd. Ved opprulling eller pressing av matter er de enkeltfibre sterkest som i matten er anordnet loddrett til de opptredende krefter. Det er derfor ønskelig å anordne fibrene overveiende i planene av lengde"<*> og tverrutvidelsen av matten. På den andre side er det for sammenhold av matten nødvendig at et visst antall fibre er utrettet i retning av mattens tykkelse for at matten ikke disintegrerer i sjikt. ;Ytterligere problemer med mattefremstilling er innen matten å frembringe en mest mulig jevn tetthet. Såvel .den elastiske kompressibilitet som varmeoppdemningsegen-• "skaper som også mattens sammenhold påvirkes tetthets-svekkelser innen matten. Det tilstrebes ved oppbygning av råmatten derfor å tilføre fibrene mest mulig enkeltvis til matten. Nå tilføres fibrene til den i oppbygning begrepene matte suspendert i et relativt hurtigstrømmende gass-strøm, idet gass-strømmen ved gjennomtreden gjennom den allerede dannede mattedel avgir fibrene. Hvirveldannelser og forbi-gåelsesprosesser av forskjellige hurtige fibre i gass-strømmen fører.nu til at fibrene allerede i noen avstand før av-1egningsstedet på hverandre "sammenhaker" seg gjensidig og danner "klumper" eller "opphopninger". Slike fiberstrukturer innfanger på den videre vei i løpet av de samme prosesser ytterligere enkeltfibre og øker seg etter hvert. Også elektrostatiske krefter kan derved opptre. Slike i flukten dannede strukturer har en tydelig annen struktur enn den ved den egentlige mattedannelse av enkeltfibre dannede strukturer. De forårsaker alt etter deres mengde og størrelse betraktelig uhomogeniteter. Matter som oppnås på markedet består over" veiende av slike skyer eller strukturer med dimensjoner fra noen cm til noen dm til hvilket lett' kan fastslås ved "opp" plukking" av matten. ;Oppfinnelsens oppgave er å tilveiebringe en fremgangsmåte til fremstilling av matter av organiske eller uorganiske fibre, hvor fiberstykker dispergert i strømmende gass trer ut fra en kanal, og avlegges på et perforert transportbånd for dannelse av matten, transportbåndet danner ved gass-strømnings -Iretningen ved kanaluttredende en vinkel på 90-150°, fortrinnsvis 100 til 120°, idet gassen bort" suges under transportbåndet. ;Prinsippielt vil det være mulig å oppnå nevnte "mål,, idet dispersjonen av fibrene i gassen fortynnes ;.""ønskelig".'- Imidlertid er en slik fremgangsmåte ugunstig såvel "■under ' erierget'is.ke som også økologiske synspunkter da store ;gassmengder må transporteres, frasuges og renses for binde-middelrest er. ;Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakteri" sert ved følgende trekk: a) I forlengelsen av kanalen 2) omstyres gass-strømmen etter uttreden av kanalen ved hjelp av Coanda-effekt ensidig i retning av transportbåndet ved hjelp av et tilsvarende anordnet krummet ledelegeme i transportbåndets bevegels esretn ing, b) den omstyrte gass-strøm medtar omgivelsesluft eller resirkulert gass fra omgivelsen i transportbåndretningen ;bak ledelegemet, ;c) ved den motsatt-liggende side av kanalen føres mellom transportbåndet og underkanten av kanalen omgivelsesluft i en retning på 4-5 til 90° til gass-strømningsretningen ved kanaluttreden i retning av transportbåndets bevegelse i området for fiberavlegning, d) avsugningen av den samlede strømning på transportbåndet foregår ved innstilling av strømningstverrsnitt under ;transportbåndet således at gassen som bærer fibrene under to ganger omstyring tar en S-formet vei til transportbåndet idet strømningsretningen ved vendepunktet har en vinkel fra 0 til 30° til transportbåndet. ;Oppfinnelsen angår også et for utførelse av fremgangsmåten oppfunnet apparat, hvis trekk fremgår av krav 7. Fig. 1 viser tverrsnittet gjennom en første ut-førelsesform av innretningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom en innretning ifølge oppfinnelsen, idet enkelte elementer er vist i alter-native utførelsesformer. Fig. 3 viser perspektivriss av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i sammenheng med en spesiell fiber-frembringel ses innretning. Fig. 4- viser en spesiell utfør el sesf orm av kanalen. De på figurene viste tall betegner i detalj, idet like..tall på forskjellige figurer refererer seg til analoge elementer:- ;Fremgangsmåten til mattefremstilling består generelt av en fiberdannelses enhet 1, hvori fibrene frem-kommer som i en gass-strøm dispergerte enkeltfibre. Gassen som dannes allerede har bevirket uttrekning av fibrene tjener i det følgende som transportmedium for fibrene og trer inn i en kanal 2, hvorigjennom det transporteres til mattedannelse. I kanalen skal det innstille seg en mest mulig rettet strøm-ning uten hvirvel og tilbakestrømning og opprettholdes for å undertrykke den innledningsvis omtalte opphopningsdannelse. Kanalens form kan utformes tilsvarende den gjensidige geo-metriske stilling av fiberfrembringelses enheten og fiber-avlegningen. Eksempelvis kan det være inneholdt avbøyninger når krumningsradien ikke velges for liten. Videre kan det være foreskrevet en overgang fra en f. eks. rotasjonssymmetrisk fiberfrembringelsesenhet til en slissformet kanaluttreden til frembringelse av' bred fiberavlegning. Fortrinnsvis anordnes fiberfre mbringelsesenhet og fiberavlegning således til hverandre at det kan anvendes en rettlinjet kanal, av ikke for stor lengde. ;Vanligvis har gassen umiddelbart etter fiber-dannelsen ennu meget høy strømningshastighet som for det meste ligger i lydnære områd er. I dette tilfellet anvendes fortrinnsvis en underlydsdiffusor som kanal således at gasshastigheten reduseres ved gjennomstrømning av kanalen. Fortrinnsvis skal gasshastigheten ved uttreden av kanalen ut-gjøre mellom 5 og 20 m/sek. ;Etter uttreden av gass-strømmen som bærer fibrene fra kanalen foregår en annen omstyring av fiberstrømmen først i retning av transportbåndets bevegelse og deretter igjen i retning til den loddrette mot transportbåndet. Første omstyring foregår hovedsaklig ved coanda-effekt på et krummet ledelegeme og for en mindre del også ved hjelp av omgivelses-luften som strømmer mellom den fiberholdige gass~strøm av kanalen (2) og transportbåndet, eller der resirkulert gass. Coanda-effekt en alene er til strekkelig.til å omstyre hoved" strømningen. Blandingen av den fiberholdige transportgass med den tilstrømmende omgivelsesluft bevirker videre en ytterligere reduksjon av gassens strømningshastighet og dermed av fibrenes. En annen omstyring for dannelse av S-formet strømningsvei bevirkes ved avsugning av gassen under transportbåndet i retning loddrett til transportbåndet. Da fibrene i gassen fortrinnsvis utretter seg loddrett til strømningen, foregår avlegningen av fibrene fortrinnsvis så" ledes at de er rettet i skråplanet av matten som bygger seg opp idet den største del ligger på tvers til retningen av transportbåndet. Ved mindre helningsvinkel (4-6.) er mengden av de loddrett i matteplanet utrettede fibre liten, ved stor helningsvinkel større. Helningsvinkelen påvirkes sammen med båndhastigheten såvel ved hjelp av vinkelen av fiberbærende gass-strøm ved endepunktet som også ved hjelp av lengden av avsugningssonen og den der foretatte fordeling av avsugningsmengdene. Da utretningen av fibrene i den strømmende gass imidlertid bare foregår i den statistiske midte loddrett til strømningsretningen befinner i øyeblikket på en påkrefting på råmatten også et tilstrekkelig antall fibre seg i en slik orientering av de skytes inn i matten og dermed bidrar til sammenhold av matten. ;Avsugning av luften under transportbåndet foregår fortrinnsvis således at fra begynnelsen avsuges lite i området for helningen den største del, og deretter resten, idet i området for skråningen øker den avsugde mengde stadig. Det kan også være hensiktsmessig i siste avsnitt ikke bare å avsuge en fra den fiberbærende hovedstrøm medrevne omgivelsesluft eller resirkulert gass, men også en ytterligere mindre del fra den øvrige omgivelse ( * 7) nedad båndretningen fra den egentlige avsugningssone.

På fig. 1 er det vist en innretning ifølge oppfinnelsen. Som fiberfrembringelsesinnretning er det vist dyse-blåse-fremgangsmåten til fremstilling av superfine fibre i området fra 2 " 5 u. Ved denne fremgangsmåte trer det ut fra en smeltedigel 11 smeltestrømmer som uttrekkes i en strekkdyse 12 i første rekke til tråder mellom 20 og 50 u tykkelse og deretter inn i en brenner 13 hvori primær- ; trådene fiberdannes ved hjelp av forbrenningsgasser av høy hastighet. Trådene oppstår altså i en i det vesentlige horisontalstrømmende forbrenningsgass-strøm. I praksis består digelen 11 av en langstrakt, loddrett til tegneplanet utstrukket renne med f. eks. 100 eller flere smelteutløps"

åpninger som trer igjennom en slissformet, loddrett til tegneplanet utvidet slissdyse 12 og trekkes ut til primær-tråder. For hver tråd er det enten anordnet en brenner 13 eller for alle tråder en felles brenner, som frembringer tilsvarende loddrett til tegningsplanet ustrukket flamme-vegg. Flammegassene trer nu etter avkjøling ved blanding med omgivelsesluft med deri suspenderte fibre inn i kanalen 2. Kanalen 2 selv består av en dyselignende inntredelsesdel 21, og en underlydsdiffus or 22 hvori strømningshastigheten av gassen reduseres til 5- 20 m/sek.

Ved diffusorens uttredelsesende er det anordnet et ledeblikk 31 not hvilket gass-strømmen legger seg pga. coanda-effekten således at gassen viderebeveger seg tilsvarende de viste strømlinjer. Videre er det anordnet en forstøvningsinnretning 35 hvormed bindemiddelet til sammen-klebning av fibre innblåses i omstyringsområdet 3 av strøm-ningen. Ved hjelp av bindemiddelets forstøvningsretning understøttes dessuten omstyringen av den strømmende gass og fibrene. Samtidig strømmer fra den til ledeblikket 31 overforiiggende side av underlydsdiffusoren 22 en omgivelsesluft inn i omstyringsområdet 3-

Videre er transportbåndet 4-1 vist i form av et leddbånd. Rommet under transportbåndet 4-1 er oppdelt i kammere. Hvert av kammerne inneholder strupeventiler 4-4., således at strømningsmotstanden gjennom hvert av kammerne kan innstilles individuelt. I retning av pilen 43 avsuges gassen. Strupeventilene 4-4 justeres fortrinnsvis således at det oppnås den på forhånd omtalte gassmengdefordeling. Ved.gjennom" treden av gassen gjennom transportbåndet resp. matten 42

som er under oppbygning, avlegges fibrene på transportbåndet. Gassens strømningshastighet i øyeblikket for avlegning av fibrene utgjør 1 - 10 m/sek. fortrinnsvis 3 " 5 m/sek.

Spesielt foretrukket strupes den gjennom transportbåndet frasugde gassmengde avsnittsvis i minst to sek" sjoner således at i første ennu ikke av fiberet avdekkede

avsnitt av"transportbåndet overholdes en midlere strøm-nings Hastighet gjennom transportbåndet fra 1 - 4 m/sek. og i de' følgénd.e allerede av fiberet dekkede avsnitt overholdes 'gj ennomtredelseshastigheter fra 4 ~10 m/sek.

Utførelsesformen ifølge oppfinnelsen på fig. 2 viser en etter dyseblåse-f remgang.småt en arbeidende fiber-fremdannelsesinnretning 1. Derved trer det ut en loddrett til tegningsplanet avlang smeltedigel 11, et flertall av en rekke anordede smeltestrømmer som fiberdannes i en etter-koplet slissformet fiberdannelsesdyse 12. Kanalen 2 er

igjen utformet som underlydsdiffusor 22. Det ved uttredelses-enden av underlydsdiffusoren anordede ledeblikk 31 er perforert og har en avsugningskasse 36. Gjennom avsugnings-kassen avsuges transportgass for understøttelse av omstyring av transportgass-strømmen. Avsugningen foregår fortrinnsvis 1 den grad som det pga. omstyringen foregår en separering

av fibrene fra transportgassen, således at det unngås en ved-hengning av fibre til ledeblikk 31. På den overforliggende side av kanalen 2 er det anordnet ekstra ledeblikk 33 og 3 4 som letter innstrømningen av den i området mellom transportbånd og hovedstrømmen innstrømmende omgivelsesluft. Under transportbåndet er det i steden for med strupeventiler ut-styrt avsugningsgasser, anordnet justerbare konturblikk 4-5 hvorigjennom strømningsmotstanden under transportbåndet 41 kan innstilles, således at det oppnås den ønskede fordeling av avsugningsmengden. Utførelsesformen ifølge fig. 3 viser en etter trommelslyngblåse-f remgangsmåt en (TEL=f'remgangsmåtenJ arbeidende fiberfrembringningsinnretning 1. Fibrene trer her inn med bl åsegass-st rømmen i en traktformet innløpsende 23 av kanalen 2 med rotasjonssymmetrisk tverrsnitt. Kanalen 2 har videre en overgangsdel 24 hvortil det slutter seg underlydsdif f usoren 22.

Fig. 4 viser en ifølge oppfinnelsen som kanal 2 inn.satt underlydsdif f usor i delvis snittet form. Dybden av en slik diffusor kan strekke seg over fibermattens hele bredde. Det foreslås da ifølge oppfinnelsen å anordne strøm-ningsskilleblekk i kanalen som hindrer en tverrstrømning. For at det skal hindres en avleiring av fibre på overkanten av strømnings blikkene strekker strømningsskilleblikkene 25

seg ikke over hele bredden av diffusoren, men bare fastgjort ensidig til en diffusorvegg. Den firkant som forløper i det vesentlige parallell til den andre diffusorvegg danner nu en spiss vinkel til gassens strømningsretning. Fibre som treffer på denne kant kan avledes på kanten uten å tilstoppe diffusoren. Fortrinnsvis fastgjøres de enkelte strømnings-skilleblikk alternerende ved de to diffusorvegger. Figuren viser en diffusor 22 i perspektiv idet den ene vegg er delvis oppsnittet.

Claims (9)

1. .'1.- Fremgangsmåte til fremstilling av matter av organiske eller uorganiske fibre, hvor fiberstykker dispergert i strømmende gass trer ut av en kanal 2, og avlegges på et perforert'transportbånd 41 for dannelse av matten 42, transportbåndet 4-1 danner med gass ~strømnings-retningen ved kanaluttreden en vinkel på 9o - 150°, fortrinnsvis 100 til 120 , idet gassen bortsuges under transportbåndet, karakterisert ved følgende trekk: a^ i forl engel sen av kanalen 2 omstyres gass-strømmen etter uttreden fra kanalen ved hjelp av Coanda-effekt ensidig i retning av transportbåndet ved hjelp av et tilsvarende anordnet krummet ledelegeme 31 i transportbåndets bevegelsesretning, b) den omstyrte gass-strøm medtar omgivelsesluft eller resirkulert gass fra omgivelsen 47 i transportbåndretningen bak 1ederlegemet 31, c) ved den motsatt liggende side av kanalen 2 føres mellom transportbåndet 4-1 og underkanten av kanalen 2 omgivelsesluft i en retning av 45 til 90° til gass-strømnings-retningen ved kanaluttreden i retning av transportbåndets bevegelse i området for fiberavlegning, d) avsugningen av den samlede strømning på transportbåndet foregår ved innstilling av strømningstverrsnitt under transportbåndet således at den fiberbærende gass under to gangers omstyring har en S-formet vei til transportbåndet 41 idet strømningsretningen ved vendepunktet har en vinkel fra 0 til 30° til transportbåndet.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at på det krummede ledele-geme bortsuges på i og for seg kjent måte ved hjelp av per-foreringer eller slisser gass i den grad at fibrene som transporteres i strømningen nettopp følger ledelegemets konturer.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at inn strømningsr etning en av omgivel sesluf t en ved den til ledelegemet 3"! mptsatt-liggende side av kanalen fastlegges ved hjelp av ledeblikk 33 og 34-
4. 4. Fremgangsmåten ifølge et av kravene 1 til 3. karakterisert ved at fra innstrømningsområdet ved den til ledelegemet 31 motsattliggende side av kanalen av omgiv elsesluften, innsprøytes klebemiddel i fiberav" leiringsområdet.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 4, karakteriserte ed at 1,5 til 3''ganger gassmengden av den gassmengden som bærer fibrene oppsuges under transportbåndet.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at gassens bortsugning gjennom transportbåndet foregår således at i det første av fiber ennå ikke dekkede avsnitt overholdes en midlere strømningshastighet gjennom transportbåndet, på 1 til 4 m/sek.

   og i de følgende avsnitt hastigheter fra 4 til 100 m/sek.
7. 7. Innretning til gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende et perforert transportbånd 4-1, en i vinkel på y0 til 150°, fortrinnsvis 100 til 120° til transportbåndet rettet strømningskanal 2, innretninger 4-4, 45 til gassavsugning under transportbåndet,

   karakterisert ved at det i forlengelse av kanalen 2 er anbragt et ledelegeme 31 som er krummet i retning av transportbåndets bevegelsesretning.
8. 8. Innretning ifølge krav 7,

   karakterisert ved at i kanalen 2 er det anordnet strømningsskilleblikk 25 til hindring av tverrstrøm-ninger.
9. 9. Innretning ifølge et av kravene 7 eller 8, karakterisert ved at kanalen 2 er utført som underlydsdiffusor 22, således at gassens strømnings-hastighet innen kanalen reduseres.