NO840841L - Fremgangsmaate til fremstilling av ikke-vevet vatt av fibre - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte og en maskin til fremstilling av ikke-vevede matter inneholdende ildfaste fibre sånn som fibre av karbon, glass, keramikk eller metall innbefatter et transportbord (12) forsynt med bølgede ruller (90,92) som deler opp filamenttauene (16) og sprer filamentene på et transportbord. En materull (80) holder filamentene på bordet slik at de føres frem til en roterende forriver (60). Forriveren (60) er forsynt med tenner (62) som griper filamentene slik at en strekkraft utøves i disse hvorved filamentene brytes opp ved strukturelt svake punkter i filamentene. Fibrene blandes med tekstilfibere og overføres til en gjennomtrengelig samleanordning (144) ved blåsing av fibrene gjennom en sjakt (112). Fibrene anbringes på transportøren (114) i et tilfeldig mønster. for å danne matten.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte av en maskin til fremstilling av ikke-vevede baner eller matter inneholdende fiberblandinger med ildfaste fibere så som fibere av karbon, glass, keramikk eller metall.

Ikke-vevede matter laget av blandinger av tekstil eller tremasse og ildfaste fibre har mange anvendelser. F.eks. kan matter som inneholder karbon-fibre anvendes i beskyttende klær. Matter inneholdende karbon og glassfiber benyttes ofte i filtere. Matter som er laget av noen av disse materialer er blitt foreslått som s jelettmateriale som når det impregneres med en hensiktsmessig harpiks kan formes til sammensatte bærende materialer. Imidlertid er matter a disse ildfaste fibre vanskelig å fremstille siden fibrene har tilbøylighet til å samle seg i bunter og matter laget av disse har tilbøylighet til å være uregelmessige og mangle sammen-heng. Videre har noen av disse fibre f.eks. karbonfibre tilbøyeligheter til å bli brutt opp til pulver slik at det bare kan fremstilles usammenhengende matter med uensartet fiberfordeling.

Tidligere kjent teknikk til fremstilling av ikke-vevede matter er som eksempel beskrevet i US-patent nr. 3.918.126 som angår både fremgangsmåte og maskinen. Denne anordning har en svær binge der fibre som er blitt skåret til tilfeldige lengder er anbragt. Fibrene blir så løftet av et transportbånd med pigger til en matestasjon der en på forhånd bestemt mengde fiber fjernes ved hjelp av en tilmålt luftstrøm. Fibrene blir derefter pakket til en matematte av en luftstrøm gjennom et samlegitter. Mate-matten overføres til mekaniske ruller og måles av en materull og blir derefter ført over en langstrakt riflet nesestang og børstet av med en trådviklet fortannet forriver. Luftstrømmen løsgjør fibrene fra spissene på forriver og fører fibrene til et gjennomtrengelig transportbånd der selve matten dannes. Som forklart ovenfor vil imidlertid når f.eks..karbonfilamentet.kuttes i tilfeldige lengder anbringes i binge en uakseptbel høy prosentdel av fibrene bli til støv og tilfredsstillende matter vil -ikke kunne fremstilles økonomisk.

Ved. foreliggende oppfinnelse vil f.eks. karbonfibrene i stedet for å bli kuttet opp i tilfeldige lengder matet til den roterende forriver i sammenhengende strenger..Karbonfibrene fanges opp.av forriveren og en strekkraft blir ut-øvet på filamentene, noe som bryter karbonfilamentene opp i karbonfibre ved svake punkter i filamentene.. Ser man bakover antas..det at-kuttingen av - f ilamentene-i-tilfeldige lengder slik det ble gjort ved tidligere kjente.fremgangs-måter tillot fibrene og briste på nytt under behandlingen i£:'.".svake., punkter.:..i; ifibrene ..slik;. ;at.adetiJ.bierudannet .et pulver. Ved å trekke filamentene fra hverandre ved utøvelse av . strekkrefter brister . f ilamentene: i-i^de : svake punkter i deres struktur slik .:at. f ibrene ikke brister på nytt og danner pulver idet de bygges opp i en matte.

I henhold til dette har foreliggende oppfinnelse fordelen av fremstilling av matter med ildfaste fibre f.eks. karbon, glass, keramikk og metallfibere på en kontinuerlig måte _med_ en, ensartet-fordeling av .fibrene, samtidig med at pulverisering av fibrene bringes ned på et lavmål.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil idet følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 viser et snitt- som• sk jema.tisk ,gjengir .en maskin til dannelse av en luftlagt ikke-vevet matte der foreliggende oppfinnelse anvendes, Fig. 2 viser transportbåndet som anvendes i maskinen på

Fig.1 sett ovenfra og

Fig. 3 viser Fig 2 sett fra siden.

På tegningene er en maskin til fremstilling av luftlagt ikke-vevet rivermatte generelt betegnet med 10, og maskinen kan være av den type som er kommersielt tilgjengelig fra Rando Machine Corporation og beskrevet i det tidligere nevnte US-patentet nr. 3.918.126. Maskinen er utstyrt med en transportmekanisme 12 som mater karbon filamentene til maskinen 10 fra spoler 14 (eller andre tilsvarende pakninger) av karbontau 16. Hver spole 14 med karbontau har en bunt av filamenter som er løst buntet sammen og lagt på spolene 14. Selv om karbontau er vist kan spolene 14 inneholde andre ildfaste filamenter så som glassfiber eller keramiske eller metallfilamenter.

Maskinen 10 har hus 18,20. Huset 18 danner en stor binge

22 for samling av tufter, f.eks. tekstilfibre 24. Et transportbånd 26 er montert på ruller 28 og drives av en passende kraftkilde (ikke vist) for å føre tuftene 24 til høyre på Fig. 1 mot et løftebånd som generelt er betegnet med 30. Løftebåndet 30 omfatter en endeløs rem 32 med pigger 34. Remmen 32 er lagt rundt kraftdrevne ruller 36 slik at remmen 32 transporterer tuftene oppad sett på Fig. 1. Et avtrekkningsbånd som er generelt angitt med henvisningstall 38 omfatter en endeløs rem 40 som er lagt rundt kraftdrevne ruller 42. En blåseanordning (ikke vist) setter opp en tilmålt luftstrøm gjennom kanalen 44 som er dannet mellom den øvre del 36 av huset 18 og det øvre løp av remmen 40. Den utmålte luftstrøm gjennom kanalen 44 fjerner en på forhånd bestemt mengde av tuftene 24 fra løftebåndet 30. De gjenværende tufter føres tilbake til bingen 22 gjennom kanalen 46. Den utmålte luftstrøm som passerer gjennom kanalen 44 driver tuftene inn i en sjakt 48.

Fibrene blir så samlet til en matematte 50 av luften som strømmer gjennom kanal 44 og sjakten 48. Denne luftstrøm kommer inn .i en porøs samleskjer.m 52 som roterer i den retning som er antydet med pilen A. Matten dannes mellom skjermen 52 og mekaniske ruller 54. Matematten 50 overføres av de mekaniske, ruller 54 til en materulle 56 og føres.derefter over en vanlig riflet nesestang 58. Fibrene børstes løs fra nesestangen-. 58 av en vanlig forriver.som generelt. er. betegnet med 60. Forriveren. 60 er forsynt, med en riflet flate med pigger eller tenner 62 over-hele bred-den og rundt omkretsen av forriveren 60. Forriveren 60 drives for rotasjon som angitt med pilen B på figur 1.

Transpor.tmekanismen 12 er .understøttet over-maskinen 10 på bærere 64,66. Ruller 68, 70 er dreibart lagret på bærerene 64,66 med rullene 68 lagret over forriveren 60. Et endeløst transportbånd 72 er lagt rundt rullene 68, 70. Båndet 72 drives i den retning som er antydet med pilen C av en motor 74 som driver rullen 68.. ved h jelp av en remskive 76 av en drivrem 78. En materull 80 er montert på tvers av det øvre løp 82 av remmen 72 for samvirkning med denne og drives av motoren.74 ved hjelp _av drivremmen 78 og remskiven samt en tannhjuls- og drivremsmekanisme som generelt er betegnet med 84 og som er montert sammen med materullen 80 på en brakett 86. Braketten 86 og motoren 74 holdes av bærerene 64,66. En annen brakett 88 strekker seg vertikalt fra løpet 82 av remmen 72 og danner dreibar lagring for et par ruller 90, 92 som er forskjøvet i forhold til hverandre både vertikalt og horisontalt. Rullen 90 har bølger eller fordypninger 94 og dette gjelder .også rullen 92 som har bølger eller fordypninger 96.

Før de når frem til forriveren 60, passerer karbonfilamentene over enden av rullen 68 og styres av styreruller 98, 100 mot en materulle 102 som samvirker med en langstrakt nesestang 104. Materullene 102 og nesestangene 104 tilsvarer den roterende materulle.56 og nesestangen . 58. Karbonf-ibrene --blir . blandet med tekstilf ibre og blir tatt av ved hjelp av sentrifugalkrefter som frembringer på grunn av rotasjonshastigheten på forriveren 60 og også ved hjelp av en luftstrøm som settes opp av en blåseanordning 105. Blåseanordningen 105 blåser luft inn i et kammer 106 i huset 20 og styres gjennem en sjakt 110 forbi et sverd 108 og inn i en kanal 112 som strekker seg fra forriveren 60. Det blandede tekstil og f.eks. karbonfibere fjerne fra forriveren og føres av luftstrømmen fra blåseanordningen 105 gjennom sjakten 112 til en gjennemtrengelig transportør som generelt er angitt med 114. Innløpet til blåseanrdningen 105 er forbundet med en sjakt 116 som står i forbindelse med sjakten 112 gjennem det g jennemtrengelige bånd 118 som utgjør en del av transportmekanismen 114. Da båndet 118 er porøst og tillater gjennomstrømning av luft kan blåseanrodningen 105 sirkulere luft gjennom sjaktene 112, 116, kammeret 106 og sjakten 54. Skjermen eller transportøren 118 er montert på styrerullen 120 som drives av en motor (ikke vist). Som forklart mer i detalj i det følgende dannes den ikke-vevede materialbane eller matte på den gjennomtrengelige transportør 118 som innbefatter partiet 122 der dettestrekker seg fra sjaktdekslet 124 for lett å kunne fjerne matten efterhvert som den dannes.

Under drift mates karbontau 14 fra spolene 16 over rullen 90 og under rullen 92 slik man best ser det på Fig.l. Som vist på

foig. 2 vil bølgene eller fordypningene 94, 96 på rullene 92 søke å spre ut filamentene i hvert tau 14 slik at hvert filament blir spredd på løpet 82 av transportbåndet 72. Filamentene passerer under materullen 80 som, fordi den drives ved samme hastighet som båndet, holder filamentene mot båndet og sikrer at de beveger seg med samme hastighet som dette mot den roterende forriver 60. Det enkelte filamter danner, som vist i Fig. 2, et bånd som strekker seg hele veien på tvers av transportmekanismen 12 og mates

over- enden .av denne og. over rullene'98 og materullen 102 samt nesestangen 104 til den roterende rull og river som roter- • med større hstighet enn overflatehastigehtransportbåndet 72 drives med av motoren 74. P.g.a. fordypningene 62 på overflaten av forriveren- 60 vil forriveren 60 gripe filamentene og dermed utøve en strekkraft på disse. Da materullen 80 holder -~ f ilamentene. plå . tr.ansportbordet 72 vil .. derfor strekkreftene rive filamentene fra hverandre i svake punkter disse har. Lengen av hvert fiber som rives av av forriveren vil naturligvis variere p.g.a. forskjellene i filamentenes struktur siden de svake, punkter i noen filamenter vil befinne seg på andre steder enn svake punkter i andre filamenter. Ved alle tilfelle blir karbonfibrene blandet med-.-tekstilfibre som mates-, til forriveren ved -hjelp av nesestangen 58 og materullen 56. Som forklart ovenfor blir blandingen av karbonfilamenter og tekstilfilamenter avtatt fra - forriveren 60 ved hjelp av sentrifugalkrefter som settes opp ved forriverens rotasjon også ved hjelp av den luftstrøm som avgis av blåseanordningen 105. De blandende karbon og tekstilfibre blåses gjennom sjaktene 112 av luftstrømmen fra blåpseanordningen 105 og samles på den del 124 av skjermen 118 som er frilagt i sjakten 112. Fra skjermen .118 roterer rundt rullene .1.20 kommer matten til slutt ut fra sjakten 112 på skjermen 118 som derved blir en annen del 120 av skjermen 118 slik at matten kan fjernes.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte til dannelse av ikke-vevede matter av tilfeldige fibre karakterisert ved at enkeltfilamenter brytes opp i forholdsvis korte lengder ved utøvelse av en strekkraft på filamentene for å bryte disse ved forholdsvis svake punkter i filamentene hvorefter de forholdsvis korte lengder av disse avlegges i et tilfeldig mønster på en samleanordning.
2. 2.

   Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at filamentene er buntet i tau og at fremgangsmåten innbefatter oppdeling av tauene i enkeltfilamenter før strekkraften utøves.
3. 3.

   Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at filamentene anordnes i et stort sett parallelt mønster på et transportbord.
4. 4.

   Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at filamentene holdes mot transportbordet og at dette anvendes for å bevege filamentene mot en roterende forriver.
5. 5.Femgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at strekkraften utøves på filamentene ved at disse påvirkes av forriveren mens filamentene holdes mot transportbordet og ved at forriveren roteres med en overflatehastighet som er større enn overflatehastigheten av transportbordet.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de nevnte korte lengder av filamentene avsettes på samleanordningen ved blåsing av de korte lengder gjennom en sjakt .
7. 7. ...:.

   Femgangsmåte som angitt i krav 3, kar a. k t' e r i - s e" r"t ved at filamentene deles opp fra tauene og anordnes på transportbordet ved matning av tauene gjennom et par ruller med riller.
8. 8.

   Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakte r i s •er.r-.t-- : v.e .d ... :at -.strekkraften utøves på. filamentene ved mating av disse mot en roterende forriver som bringes til å gripe filamentene, hvilken forriver roteres med en overflatehastighet som er større enn overflatehastigheten som filamentene mates med mot forriveren.
9. 9.

   Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at filamentene mates til forriveren på et

   transportbord og holdes- mot transportbordet når dette bringer filamentene frem til forriveren.
10. 10.

    Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at filamentene mates til transportbordet som tau og deles opp i enkeltfilamenter når tauene mates til transportbordet,. hvilke filamenter- anordnes på transportbordet stort sett parallelt med hverandre.
11. 11.

    Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at fibrene feumatisk tranporteres fra forriveren til samleanordningen.
12. 12.

    Maskin for dannelse av en tilfeldig bane, karakterisert ved at den omfatter en roterende forriver, et transportbord som drives med en på forhånd overflatehastighet for mating av filamentene for forriveren, en materull som er innrettet til å holde filamentene mot bordet, anordninger på forriveren for gripning av filamentene slik at det utøves en strekkraft i disse idet de mates til forriveren for å bryte opp filamentene i et strukturelt svakt punkt mellom forriveren og gripeanordningen og anordninger for å drive forriveren med en overf latehastighet som er større enn overflatehastigheten for transportbordet.
13. 13.

    Maskin som angitt i krav 12, karakterisert ved at filamentene mates til transportbordet som tau og ved at det finnes anordninger for oppdeling av tauene i enkeltfilamenter som så anordnes i et stort sett parallelt mønster på transportbordet.
14. 14.

    Maskin som angitt i krav 13, karakterisert ved at filamentene er laget av karbon og ved at den har anordninger for matning av andre fibre enn karbonfibrene til forriveren for blanding med karbonfilamentene.
15. 15.

    Maskin som angitt i krav 13, karakterisert ved at gripeanordningen er en fortannet overflate på forriveren.
16. 16.

    Maskin som angitt i krav 13, karakterisert ved at den innbefatter materuller som er anbragt over transportbordet og holder filamentene mot dette når de mates mot forriveren for at denne skal utøve den nevnte strekkraft på filamentene.
17. 17.

    Maskin som-angitt i krav 16, karakterisert v é'd'"at oppdelingsandrdningen "omfatter et par ruller med riller der tauene mates mellom rullene som skiller enkeltfilamentene fra-hverandre og styrer disse mot transportbordet.