PL171684B1

PL171684B1 - S posób i urzadzenie do wytwarzania elementów z wlókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym PL PL PL

Info

Publication number: PL171684B1
Application number: PL93304886A
Authority: PL
Inventors: Martin V Gundberg; Claus B Garn
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1997-06-30
Also published as: DK26792D0; DE69302169D1; DK0629153T3; CZ206194A3; SK281388B6; FI943925A0; FI106368B; SK94594A3; NO943035L; EP0629153A1; ATE136498T1; WO1993016874A1; FI943925A; EP0629153B1; CA2129737C; DE69302169T2; AU3627093A; NO943035D0; ES2086221T3; CA2129737A1

Abstract

1 Sposób wytwarzania elementów z wlókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci wlókniste) tkaniny siecio- wej z term oplastycznego m aterialu polim erow ego nakladanego przynajmniej na czesc powierzchni warstwy podstawowej, zna- m ienny tym , ze bezposrednio na powierzchni warstwy podstawo- wej ksztaltuje sie za pomoca urzadzenia do nadmuchu roztopionej cieczy i/lub urzadzenia do rozpylania roztopionej cieczy pokrycie powierzchniowe i dowolnie zadanej gramaturze i ksztalcie przez nagrzewanie term oplastycznego m aterialu polim erow ego az do jego stopnienia, nastepnie za pomoca elementów wytlaczajacych i/lub natryskowych urzadzenia oraz poprzez dozowanie sprezo- nego gazu za pomoca elementów urzadzenia dozujacych ten gaz rozprowadza sie stopiony polim er w postaci wlókien i/lub nitek na powierzchni warstwy podstawowej, po czym chlodzi sie tak otrzym ana warstwe az do utworzenia warstwy stalej 4 Urzadzenie do wytwarzania elem entów z wlókna mi- neralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci wlóknistej tkaniny sieciowej z term oplastycznego materialu polimerowego z n a m ie n n e tym , ze zaw iera co na]m m ej jed n a jednostke za- opatrzona w zespól do stapiania (5, 31) term oplastycznego m aterialu polim erow ego polaczony z zespolem do w ytlacza- nia otrzym anej stopionej m asy polim erow ej i do rozprow adza- nia w ytloczonego m aterialu polim erow ego po pow ierzchni w arstw y podstaw ow ej (12, 37) z w lókna m ineralnego, zaopa- trzonym w co najm niej dysze (23, 35) oraz polaczony z nim zespól do kierow ania co najm niej jednego strum ienia sprezo- nego gazu bezposrednio za dysze FIG.1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym.

Materiał z włókna mineralnego w licznych połączeniach stosowany jest między innymi do izolacji termicznych i akustycznych.

W celu zwiększenia miękkości użytego materiału z włókna mineralnego podczas jego obróbki i montażu, można go pokryć warstwą powierzchniową, na przykład składającą się z nietkanego materiału arkuszowego z włókien polimerowych. Poza tym tego rodzaju pokrycie powierzchniowe służy do zmniejszenia lub eliminacji wysnuwania się kłębków włókna lub pojedynczych włókienek z materiału z włókna mineralnego i przedostawania się ich do otoczenia przed, podczas i po montażu.

Poza tym pokrycie powierzchniowe wspomnianego powyżej typu powoduje znaczne zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie elementu z włókna mineralnego.

Znany jest sposób wytwarzania elementów z włókna mineralnego przez naklejanie uprzednio wytworzonego, nietkanego materiału wstęgowego złożonego z włókien polimerowych na powierzchnię kształtowanego w postaci wstęgi materiału z włókna mineralnego przy zastosowaniu żywicy, na przykład żywicy fenolowo-formaldehydowej, w charakterze kleju, i następne obcinanie pokrytej wstęgi z włókna mineralnego z utworzeniem oddzielnych mat z włókna mineralnego.

Nietkane polimerowe materiały włókniste mogą być wytwarzane z polimerów termoplastycznych, które między innymi, charakteryzują się własnościami klejącymi w stanie stopionym. Przy wytwarzaniu nietkanych materiałów włóknistych efekt sklejania może być wykorzystywany do łączenia razem poszczególnych włókien z utworzeniem spójnej warstwy.

W celu nadania odpowiedniej wytrzymałości materiałowi nietkanemu, aby zapewnić wytrzymałość materiału na naprężenia podczas jego przenoszenia, a zwłaszcza nakładania na nierówną powierzchnię materiału z włókna mineralnego, materiał stosowany na pokrycie powinien mieć gramaturę przynajmniej około 20 g/m2

Jednakowoż dla otrzymania pokrycia roboczego zastosowanie takiej jego gramatury nie jest potrzebne, a zatem znany sposób powoduje duże straty materiałowe. Poza tym, stosowana do klejenia materiału nietkanego żywica powoduje wzrost wartości cieplnej elementu z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym, co jest niepożądane ze względów pożarowych.

Elementy włókna mineralnego wytwarzane znanym sposobem są stosunkowo kosztowne, co wynika częściowo z faktu, że nietkane polimerowe materiały włókniste są drogie, i że zwłaszcza, sposób obejmuje dwa trudne etapy procesu technologicznego, mianowicie 1) równe nakładanie kleju na powierzchnię warstwy podstawowej, i 2) nakładanie i rozprasowywanie pokrycia na tej powierzchni. Na koniec, żmudne i trudne jest kształtowanie pokrycia obejmującego całą powierzchnię warstwy podstawowej, zarówno stronę górną, dolną jak i powierzchnie boczne, przy wykorzystaniu znanego sposobu.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym, który byłby prostszy od sposobu znanego ze stanu techniki i który pozwoliłby otrzymać element z włókna mineralnego o jeszcze lepszych właściwościach.

Celem niniejszego wynalazku jest także urządzenie do wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym.

Sposób wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci włóknistej tkaniny sieciowej z termopalstycznego materiału polimerowego nakładanego przynajmniej na część powierzchni warstwy podstawowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że bezpośrednio na powierzchni warstwy podstawowej kształtuje się za pomocą urządzenia do nadmuchu roztopionej cieczy i/lub urządzenia do rozpylania roztopionej cieczy pokrycie powierzchniowe o dowolnie zadanej gramaturze i kształcie przez nagrzewanie termoplastycznego materiału polimerowego aż do jego stopienia, następnie za pomocą elementów wytłaczających i/lub natryskowych urządzenia oraz poprzez dozowanie sprężonego gazu za pomocą elementów urządzenia dozujących ten gaz rozprowadza się stopiony polimer w postaci

171 684 włókien i/lub nitek na powierzchni waistwy podstawowej, po czym chłodzi się tak otrzymaną warstwę aż do utworzenia warstwy stałej.

Korzystnie jako termoplastyczny materiał polimerowy stosuje się naturalny lub syntetyczny materiał polimerowy lub mieszaninę polimerów.

Korzystnie wytwarza się pokrycie powierzchniowe o gramaturze od 2 g/m do 50 g/m², korzystnie od 5 g/m‘ do 20 g/m ², najkorzystniej od 10 g/m² do 15 g/m²

Urządzenie do wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci włóknistej tkaniny sieciowej z termoplastycznego materiału polimerowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jedną jednostkę zaopatrzoną w zespół do stapiania termopalstycznego materiału polimerowego połączony z zespołem do wytłaczania otrzymanej stopionej masy polimerowej i do rozprowadzania wytłoczonego materiału polimerowego po powierzchni warstwy podstawowej z włókna mineralnego, zaopatrzonym w co najmniej dyszę oraz połączony z nim zespół do kierowania co najmniej jednego strumienia sprężonego gazu bezpośrednio za dysze.

Korzystnie zespół do wytłaczania i rozprowadzania masy polimerowej posiada połączoną z zespołem do stapiania wydłużoną komorę dozującą, która na swoim dalszym końcu posiada jedną lub więcej dysz, rozstawionych w niewielkich odległościach od siebie oraz umieszczone powyżej każdej z dysz dwie komory boczne rozmieszczone wzdłuż bocznych ścian komory dozującej, zakończone na ich dalszym końcu szczeliną do bezpośredniego przepływu strumienia sprężonego gazu przez komory boczne.

Korzystnie zespół do kierowania strumieniem sprężonego gazu korzystnie zawiera elementy do mieszania gazu wewnątrz stopionego polimeru oraz posiada jeden rozpylacz ciśnieniowy zaopatrzony w dyszę i który poprzez pompę jest połączony ze zbiornikiem stopionego czynnika oraz elementy do bezpośredniego kierowania każdego ze strumieni sprężonego gazu za otwory wylotowe rozpylaczy ciśnieniowych.

Korzystnie co najmniej jedna jednostka zawiera co najmniej jeden rozpylacz ciśnieniowy rozprowadzający materiał polimerowy emitowany na całą powierzchnię warstwy podstawowej.

Korzystnie komora dozująca posiada długość większą niz wymiar warstwy podstawowej w kierunku równoległym do komory dozującej oraz naprzeciwko komory dozującej, po przeciwnej stronie warstwy podstawowej jest usytuowane urządzenie zasysające.

Przy wykorzystaniu sposobu według wynalazku możliwe jest wytwarzanie elementów z włókna mineralnego, z pokryciem powierzchniowym o dowolnie zadanej grubości.

Jednakowoż w celu otrzymania odpowiedniej miękkości gotowego wyrobu korzystne jest, jeżeli pokrycie powierzchniowe ma gramaturę od 2 g/m2 do 50 g/m2, korzystnie od 5 g/m² do 20 g/m , a najkorzystniej od 10 g/m do 15 g/m². Warstwa podstawowa może mieć dowolny kształt, i zwykle ma kształt taśmy bez końca, wstęgi, maty lub arkusza. Zespół do stapiania może mieć postać wytłaczarki lub komory do stapiania, która może być ogrzewana na przykład za pomocą elektrycznych elementów grzejnych.

Korzystnie wykonanie urządzenia według wynalazku charakteryzuje się tym, że w jego skład wchodzi podłużna komora dozująca, która za pośrednictwem pompy ma połączenie z zespołem do stapiania, i która na swoim dalszym końcu zaopatrzona jest w pewną liczbę blisko rozstawionych dysz, biegnące wzdłuż dwóch ścian bocznych komory dozującej dwie komory boczne, na których dalszych końcach ukształtowane są wzdłużne szczeliny, oraz zespół do kierowania strumienia sprężonego gazu przez te komory boczne i na zewnątrz, przez szczeliny.

Inne korzystne wykonanie urządzenia według wynalazku charakteryzuje się tym, że dodatkowo zaopatrzone jest w środki do wprowadzania gazu do stopionego polimeru, i że zaopatrzone jest w pewną liczbę rozpylaczy natryskowych, każdy z dyszą, która za pośrednictwem pompy ma połączenie z zespołem do stapiania, oraz zespół do kierowania jednego, lub więcej, strumieni sprężonego gazu za każdy z wylotów rozpylaczy natryskowych.

Dodatkowo urządzenie według wynalazku zaopatrzone jest w środki do podtrzymywania i ewentualnie przenoszenia warstwy podstawowej.

171 684

Tego rodzaju środki mogą na przykład mieć postać dowolnego środka transportowego, takiego jak pas rolkowy, tor rolkowy, pas przenośnikowy lub bieżni przenośnikowej.

Urządzenie według wynalazku może być umieszczone między dwoma tego rodzaju środkami transportowymi, lub naprzeciwko otworu ukształtowanego w tych środkach transportowych

W urządzeniu według wynalazku korzystne jest, jeżeli dysze są rozmieszczone w równych odstępach.

Przy stosowaniu urządzenia według wynalazku, korzystne jest jego umieszczenie powyżej warstwy podstawowej włókna mineralnego, przenoszonej w sposób ciągły, w pewnej od niej odległości.

Korzystne jest, jeżeli urządzenie według wynalazku umieszczone jest w taki sposób, że dysze rozstawione są na całym obszarze warstwy podstawowej, w kierunku prostopadłym do kierunku poruszania się środka transportowego.

Korzystne jest, jeżeli urządzenie, według wynalazku zaopatrzone jest w urządzenie zasysające, naprzykład skrzynię ssawną, znajdującą się poniżej warstwy podstawowej i naprzeciwko dysz, która służy do usuwania gazu stosowanego do wydłużania materiału polimerowego wytłaczanego przez dysze.

Kiedy pożądane jest pokrycie zarówno górnej, jak i dolnej strony warstwy podstawowej, przenoszonej na środku transportowym, to można to osiągnąć przez użycie dwóch urządzeń według wynalazku, przy czym urządzenia te umieszcza się, odpowiednio, nad i pod, warstwą podstawową i rozsuwa się je wzajemnie, przy czym każde z urządzeń zaopatrzone jest we współpracującą z nim część ssawną, umieszczoną po przeciwnej stronie warstwy podstawowej.

W innym wykonaniu stosuje się dwa urządzenia przesunięte względem siebie, po tej samej stronie warstwy podstawowej, i w tym przypadku dokonuje się odwrócenia warstwy podstawowej między tymi dwoma urządzeniami.

Urządzenie do natryskiwania stopionego polimeru, nadaje się do wykorzystywania również bez współpracującej części ssawnej.

Tak więc, przy pokrywaniu zarówno górnej, jak i dolnej strony warstwy podstawowej pizenoszonej na środku transportowym, z wykorzystaniem urządzenia do natryskiwania stopionego polimeru, pożądane pokrycie można otrzymać przez zastosowanie dwóch takich urządzeń, znajdujących się odpowiednio powyżej lub poniżej warstwy podstawowej, i naprzeciwko siebie, lub przez zastosowanie takiego urządzenia, w którym dysze rozmieszczone są zarówno nad jak i pod warstwą podstawową.

Szczególnie korzystne wykonanie opisanego powyżej urządzenia do natryskiwania stopionego polimeru charakteryzuje się tym, że jedna lub więcej jednostek są zaopatrzone łącznie w pewną liczbę rozpylaczy natryskowych, które mogą być dowolnie rozmieszczone i/lub przemieszczane w taki sposób, że materiał polimerowy podawany przez rozpylacze może być rozprowadzany po całej powierzchni warstwy podstawowej.

Wspomniane powyżej, szczególnie korzystne wykonanie wynalazku zapewnia możliwość wytwarzania całkowicie pokrytego elementu z włókna mineralnego.

Przy pokrywaniu warstw podstawowych tworzących wstęgę, matę lub arkusz, jest zatem możliwe pokrywanie w prosty sposób zarówno górnej i dolnej strony warstwy podstawowej, jak również jej krawędzi bocznych. Pożądane jest, aby wspomniane powyżej szczególnie korzystne wykonanie urządzenia miało część rozpylaczy ciśnieniowych rozmieszczonych koliście wokół całej warstwy podstawowej przenoszonej na środku transportowym, równo rozmieszczonych, za pomocą których mogą być pokrywane strony, górna i dolna, warstwy podstawowej, jak również powierzchnie jej krawędzi bocznych, oraz jeden lub więcej rozpylaczy ciśnieniowych, rozmieszczonych w kierunku pionowym, czyli w płaszczyźnie pionowej, za pomocą których mogą być pokrywane powierzchnie krawędzi bocznych warstwy podstawowej.

Korzystne jest, jeżeli takie swobodnie rozmieszczone rozpylacze natryskowe są sterowane automatycznie.

Szczególnie korzystne wykonanie wspomnianego powyżej urządzenia do natryskiwania stopionego polimeru, w którym urządzenie ma część ssawną, charakteryzuje się tym, że zaopa6

171 684 trzone jest w komorę dozującą o długości większej od rozmiarów warstwy podstawowej w kierunku równoległym do tej komory

Przy zastosowaniu wspomnianego powyżej szczególnie korzystnego wykonania urządzenia według wynalazku, przy pokrywaniu warstw podstawowych tworzących na przykład wstęgę, matę lub arkusz, możliwe jest pokrywanie w prosty sposób zarówno powierzchni, górnej i dolnej, warstwy podstawowej, jak i powierzchni jej krawędzi bocznych, gdyż materiał polimerowy, dozowany poza szerokością warstwy podstawowej, może być nakładany na te powierzchnie krawędzi bocznych w szczególności za pomocą urządzenia ssawnego. Korzystne jest, jeżeli sprężonym gazem wykorzystywanym do wydłużania materiału polimerowego wytłaczanego z dysz jest powietrze atmosferyczne.

Korzystne jest, jeżeli sprężony gaz jest gorący. W celu uniknięcia nadmiernego chłodzenia wytłoczonego stopionego polimeru przed jego osadzeniem na powierzchni warstwy podstawowej.

Gaz może być sprężany za pomocą, na przykład, dmuchawy lub sprężarki,

Wspomniane powyżej urządzenie do natryskiwania stopionego polimeru, według wynalazku, może dodatkowo zawierać środki do wprowadzania gazu do stopionego polimeru, z utworzeniem mieszaniny polimer/gaz.

Kiedy tego rodzaju mieszanina polimer/gaz dozowana jest ze wspomnianego powyżej urządzenia do natryskiwania stopionego polimeru, gaz będzie się rozprężał w stopionym polimerze, i w rezultacie otrzyma się pewne spienienie dozowanego materiału polimerowego po stopieniu polimeru i następnym zestaleniu go z utworzeniem siatki złożonej z częściowo spienionych pasm.

Przez zastosowanie spienionych włókien można otrzymać pokrycie, które rozciąga się na większej powierzchni warstwy podstawowej, a zatem ma zwiększoną miękkość i zdolność przytrzymywania włókien mineralnych w odniesienu do pokrycia złożonego z niespienionych włókien o tej samej masie.

Wspomniany powyżej wzrost zdolności pokrywania może być również wykorzystywany do tworzenia pokrycia o mniejszej gramaturze, a zatem w celu zmniejszenia zużycia materiałów.

Gazem stosowanym do mieszania ze stopionym polimerem może być azot lub dwutlenek węgła.

Wynalazek opiera się na odkryciu, że w kształtowaniu warstwy polimerowej bezpośrednio na powierzchniu z materiału z włókna mineralnego efekt klejący uzyskany przez termoplastyczne materiały polimerowe w stanie stopionym lub stopionym częściowo, może być wykorzystywany w szczególności do otrzymywania bardzo skutecznego sklejenia między warstwą włókna mineralnego i pokryciem powierzchniowym, i jednocześnie uniknięcia stosowania dodatkowego spoiwa, co pozwala na zmniejszenie wartości cieplnej elementu z włókna mineralnego.

Tak więc sposób według wynalazku zapewnia możliwość kształtowania pokrycia powierzchniowego o dowolnie zadanej gramaturze w wyniku tego możliwe jest osiągnięcie oszczędności materiałowych w porównaniu ze sposobem znanym ze stanu techniki. Poza tym, przy zastosowaniu niniejszego sposobu możliwe jest kształtowanie pokrycia powierzchniowego złożonego z włókien o grubościach mniejszych od włókien nietkanych materiałów stosowanych w znanych sposobach, a zatem osiągnięcia takich oszczędności materiałowych, jak również zwiększenia liczby włókien na jednostkę powierzchni, a zatem zdolności filtracyjnej pokrycia powierzchniowego.

Pokryty powierzchniowo element z włókna mineralnego może być wytwarzany w sposób bardziej ekonomiczny i łatwiejszy przez kształtowanie pokrycia powierzchniowego bezpośrednio na materiale z włókna mineralnego, zamiast przez naklejanie uprzednio wytworzonego materiału nietkanego na materiał z włókna mineralnego, gdyż ten sposób kształtowania nie wymaga oddzielnego wyposażenia technologicznego do wytwarzania materiału nietkanego, a zatem można pominąć związane z tym etapy technologiczne, poza tym ten sposób kształtowania wymaga tylko jednego etapu technologicznego, podczas gdy poprzedni sposób wymagał przynajmniej dwóch etapów.

171 684

Ponadto pokrycie powierzchniowe ukształtowane niniejszym sposobem nadaje się do łatwiejszego przycinania niż pokrycie znane ze stanu techniki, co zwykłe jest niezbędne przy jego montażu.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia korzystne wykonanie urządzenia według wynalazku w widoku perspektywicznym, fig. 2 - jest przekrojem dolnej części pojemnika dozującego urządzenia z fig. 1, fig. 3 przedstawia korzystne wykonanie urządzenia według wynalazku w widoku perspektywicznym.

Stosowany w niniejszym opisie wynalazku termin włókna mineralne obejmuje włókna z minerałów naturalnych, włókna szklane i włókna żużlowe.

Stosowany w niniejszym opisie wynalazku termin termoplastyczny materiał polimerowy oznacza dowolny, naturalny lub syntetyczny polimer termoplastyczny, lub mieszaninę polimerów. Materiał termoplastyczny charakteryzuje się tym, że ma postać stałą, lub częściowo stałą, w temperaturze pokojowej lub w temperaturze użytkowania, że topi się przy nagrzewaniu i ze krzepnie, to znaczy przyjmuje postać stałą, lub częściowo stałą, po ochłodzeniu.

Termin termoplastyczny materiał polimerowy obejmuje również materiały, które zwykle określane są jako termoplastyczne kleje topliwe na gorąco lub kleje topliwe na gorąco lub po prostu kleje topliwe.

Przykładami termoplastycznych materiałów polimerowych są polimery etylenowo nienasyconych monomerów takich, jak polietylen, polipropylen, polibutyleny, polistyreny, poli(ametylostyren), polichlorek winylu, polioctan winylu, polimetakrylan metylu, poliakrylan etylu, poliakrylonitryl i tym podobne: kopolimery etylenowo nienasycone monomerów na przykład kopolimery etylenu i propylenu, etylenu i styrenu, polioctanu winylu, styrenu i bezwodnika maleinowego, styrenu i metakrylanu metylu, styrenu j akrylanu etylu, styrenu i akrylonitrylu, metakrylanu metylu i akrylanu etylu itp; polimery i kopolimery sprzężonych dienów, na przykład polibutadien, poliizopren, polichloropren i polimery bimonomerów wielofunkcyjnych, na przykład poliestry, poliwęglany, poliamidy i poliepoksydy.

Szczególnie korzystnymi termoplastycznymi materiałami polimerowymi są poliestry, poliamidy, polipropylen i polioctan winylu.

Figura 1 przedstawia urządzenie 1 złożone z otwartego zasobnika zasypowego 2 do załadowywania termoplastycznego materiału polimerowego w postaci stałej, na przykład w formie granulek, przy czym dolna część zasobnika 2 ma kształt kosza zasypowego 3 uchodzącego do rury 4, za pomocą której zasobnik 2 połączony jest z wytłaczarką 5, w której odbywa się stapianie materiału polimerowego, i z której następuje wytłaczanie stopionego polimeru. Wytłaczanie stopionego polimeru z wytłaczarki 5 odbywa się za pomocą obrotowego przenośnika śrubowego znajdującego się we wnętrzu wytłaczarki 5, napędzanego prze silnik (nie pokazany). Stop polimerowy wychodzący z wytłaczarki 5 przenoszony jest rurą 6 za pomocą pompy (nie pokazana) do zwężającego się ku dołowi podłużnego pojemnika dozującego 7, w którego dnie znajduje się pewna liczba rozmieszczonych w niewielkich odległościach, ustawionych w rząd dysz, przez które stopiony polimer wytłaczany jest pod działaniem ciśnienia wytwarzanego przez pompę.

Dwie podwójne ściany boczne pojemnika dozującego 7 tworzą dwie szczelinowe komory wzdłuż zewnętiznej strony pojemnika dozującego 7. W dowolnym końcu każdej z dwóch komór bocznych znajduje się szczelina przechodząca wzdłuż rzędu dysz. Za pośrednictwem rury 10 gorące powietrze nadmuchiwane jest do dwóch komór bocznych za pomocą dmuchawy 8 napędzanej silnikiem 9 i następnie dalej, przez odpowiednie dwie szczeliny, a zatem blisko za dyszami, służąc do wydłużenia pasm polimeru wytłaczanego przez dysze i rozdzielania tych pasm na pojedyncze włókna i/lub nitki 11.

Pojemnik dozujący 7 znajduje się powyżej wstęgi warstwy podstawowej 12 z włókna mineralnego, przenoszonej dna taśmie przenośnika (nie pokazany), poprzecznie do kierunku przenoszenia się warstwy podstawowej 12. Pojemnik dozujący 7 ma długość odpowiadającą szerokości warstwy podstawowej 12 z włókna mineralnego. Włókna i/lub nitki 11 wychodzące z pojemnika dozującego odkładane są na powierzchni warstwy podstawowej 12 tworząc spójną

171 684 tkaninę siatkową 13 Pod warstwą podstawową 12 z włókien mineralnych znajduje się skrzynia ssawna 14 umieszczona naprzeciwko pojemnika dozującego 7 między dwiema taśmami przenośnikowymi (nie pokazane), przy czym skrzynia ssawna 14 usuwa powietrze wydmuchiwane przez szczeliny w komorach bocznych. Skrzynia ssawna 14 połączona jest za pośrednictwem rury 15 z pompą ssącą (nie pokazana). Figura 2 przedstawia przekrój poprzeczny dolnej części pojemnika dozującego 7 urządzenia z fig. 1. Pojemnik dozujący 7 zawiera wewnętrzną komorę dozującą 20 mieszczącą stopiony polimer i dwie komory boczne 21 służące do doprowadzania powietrza. Komora dozująca 20 zwęża się ku dołowi, i w najbardziej zewnętrznej części zwęzonego odcinka 22 znajduje się dysza 23 do dozowania stopionego polimeru. W dnie każdej z dwóch komór bocznych 21 ukształtowana jest szczelina 24, wzdłuż najbardziej zewnętrznej części zwężającego się odcinka 22, przez którą powietrze wydmuchiwane jest z komór bocznych 21. Powietrze wydmuchiwane przez szczeliny 24 kierowane jest do szczytu komory dozującej 20, gdzie styka się z dozowanym stopionym polimerem w celu jego wydłużenia i zerwania.

Figura 3 przedstawia urządzenie 30 zawierające zbiornik, 31 służący do wytwarzania stopionego polimeru, połączony za pośrednictwem rury 32 z podłużną komorą 33 do dozowania stopionej masy, połączoną za pośrednictwem pewnej liczby rur 34 z pewną liczbą pionowych rozpylaczy ciśnieniowych 35 rozmieszczonych w rzędzie wzdłuż komory 33 dozowania stopionej masy i mających postać kanałowych dyszy. Zbiornik 31 zawiera komorę stapiającą, w której termoplastyczny stały materiał polimerowy doprowadzany na przykład w postaci granulek, nagrzewany jest przez elektryczne elementy grzejne w celu jego stopienia, i z której za pomocą pompy umieszczonej w zbiorniku 31 stopiony polimer jest następnie przepompowywany przez rurę 32 do podłużnej komory 33, rur 34 i rozpylaczy ciśnieniowych 35.

Ponadto urządzenie 30 zawiera środki do dostarczania powietrza do każdego z rozpylaczy ciśnieniowych 35. Powietrze dostarczane do rozpylaczy ciśnieniowych 35 dzielone jest w każdym rozpylaczu 35 na pewną liczbę strumieni wzdłużnych i pewną liczbę strumieni kierujących.

Strumienie wzdłużne służą do wydłużania pasm materiału polimerowego dozowanego z dyszy i ewentualnie do dzielenia ich na pojedyncze włókna i/lub nitki 36, natomiast strumienie kierujące służą głownie do rozprowadzania otrzymanych włókien i/lub nitek 36 w kierunku wzdłużnym rzędu rozpylaczy ciśnieniowych 35 i ewentualnie do dalszego wydłużania i dzielenia materiału polimerowego.

Każdy z rozpylaczy ciśnieniowych 35 składa się z pewnej liczby kanałów do ukierunkowywania strumieni wydłużających, przy czym ujścia kanałów znajdujących się w pobliżu kanału dyszy i mają kształt, który nadaje poszczególnym częściom strumieni taki kierunek, że główna część kształtowanych polimerowych włókien i/lub nitek 36 w pewnej odległości od wylotu dyszy rozprowadzana jest nakładana jest na w przybliżeniu kołowym obszarze nieruchomej podstawy poziomej. Poza tym każdy z rozpylaczy ciśnieniowych 35 zaopatrzony jest w pewną liczbę kanałów prowadzących dla strumieni kierujących, przy czym kanały uchodzą w większej odległości osiowej, i większej odległości promieniowej od wylotu kanału stanowiącego dyszę, niż strumienie kierujące. Kanały mają kształt, który nadaje strumieniom częściowym taki kierunek, że główna część polimerowych włókien i/lub nitek 36 rozprowadzana jest wzdłuz, w przybiizeniu owalnie na poziomej, nieruchomej podstawie.

Szereg rozpylaczy ciśnieniowych 35umieszczony jest powyżej warstwy podstawowej 37 z włókna polimerowego, przenoszonej na przenośniku taśmowym (nie pokazany), poprzecznie do kierunku przemieszczania się warstwy podstawowej 37. Rozpylacze ciśnieniowe 35 są rozmieszczone w równych odstępach i znajdują się na całej szeiokości waistwy podstawowej 37 z włókna mineralnego.

Włókna i/lub nitki 36 dozowane z rozpylaczy ciśnieniowych 35 odkładane są na górnej stronie warstwy podstawowej 37 z włókna mineralnego tworząc spójną tkaninę siatkową 38.

Poniżej warstwy podstawowej 37 z włókna mineralnego znajduje się skrzynia ssawna 39 umieszczona naprzeciwko rzędu rozpylaczy ciśnieniowych 35 i między dwiema taśmami przenośnikowymi (nie pokazane), przy czym skrzynia ssawna 39 usuwa powietrze wydmuchiwane z rozpylaczy ciśnieniowych 35.

171 684

Skrzynia ssawna 39 połączona jest z pompą ssącą rurą 40.

Wynalazek opisany jest poniżej bardziej szczegółowo w odniesieniu do następujących przykładów:

erię testów w których przykład I. V/ dużym zakładzie przemysłowym wy!

wstęgi z włókna mineralnego były pokrywane włóknami z termoplastycznego tworzywa polimerowego przy zastosowaniu sposobu według wynalazku. Testy wykonano przy użyciu do natryskiwania stopionego polimeru urządzenia złożonego z komory dozującej znajdującej się powyżej wstęgi z włókna mineralnego i mającego większą długość od szerokości wstęg z włókna mineralnego oraz skrzyni ssawnej, umieszczonej poniżej tych wstęg, naprzeciwko komory dozującej. Odległość między dyszami komory dozującej i górną stroną wstęg z włókna mineralnego wynosiła około 0,5 m. Wstęgi z włókna mineralnego zawierały około 1,6% wagowo spoiwa fenolowo-formaldehydowego, miały ciężar właściwy wynoszący około 30 kg/m³ i grubość wynoszącą około 100 m. Wstęgi miały temperaturę powierzchni około 20°.

Stosowanym polimerowym materiałem wyjściowym był poliester w postaci granulatu sprzedawanego pod nazwą EMS G760.

Poliester topiony był w wytłaczarce i następnie otrzymana masa była wytłaczana przez dysze w komorze dozującej, a wytłoczone pasma polimeru były wydłużane za pomocą dwóch strumieni gazu i dzielone w celu ukształtowania pojedynczych włókien, które były odkładane na górnej powierzchni i na powierzchniach krawędzi bocznych wstęgi z włókna mineralnego.

Podczas testów kształtowano pokrycie powierzchni o gramaturze’w części 10 g/m2, a w części 15 g/m2. Pokrycie miało wygląd materiału nietkanego.

Wytwarzane pokrycie wstęgi z włókna mineralnego miały miękkość odpowiadającą całkowicie miękkości wykonanego znanym sposobem elementu z włókna mineralnego z pokryciem powierzchni zawierającym poliester.

Nakładane włókna poliestrowe miały przciętną średnicę wynoszącą około 5 gm.

Pokrycie o gramaturze 10 g/m2 miało wartość cieplną wynoszącą 0,3 MJ/m2 natomiast pokrycie o gramaturze 15 g/m2 maiło wartość cieplną 0,45 MJ/m2. Dla porównania warto zauważyć, że pokrycie składające się z nietkanego materiału poliestrowego o gramaturze 20 g/m2 i warstwy kleju z żywicy fenolowo-formaldehydowej miało wartość cieplną wynoszącą 1,0 MJ/m2.

Ponadto wyznaczono przenikalność dla powietrza wytwarzanych wstęg z włókna mineralnego, i otrzymane wyniki nie wykazały istotnej różnicy w przenikalności dla powietrza między tymi pokryty wstęgami i odpowiednimi wstęgami bez pokrycia.

Poza tym w testach wytwarzono wstęgę z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym o gramaturze 15 g/m2 po obu stronach wstęgi. Określono wytrzymałość tej wstęgi na rozciąganie i w wyniku stwierdzono, że wytrzymałość na rozciąganie była o 20% wyższa od wytrzymałości odpowiedniej wstęgi z włókien mineralnych bez pokrycia powierzchniowego.

Przykład II. W dużym zakładzie przemysłowym wykonano serię testów, w których wstęgi z włókna mineralnego były pokrywane włóknami z termoplastycznego tworzywa polimerowego przy zastosowaniu sposobu według wynalazku.

Wykonano wstępną serię testów przy zastosowaniu urządzenia do natryskiwania stopionej masy, w którym rozpylacze natryskowe były rozmieszczone w rzędzie, powyżej wstęg włókien mineralnych i odsunięte na odległość 10 cm, a każdy pojedynczy rozpylacz natryskowy nakładał warstwę o szerokości od 10 cm do 15 cm. Odstęp między wylotami dysz rozpylaczy natryskowych i górną stroną wstęg z włókna mineralnego wynosił od około 0,3 do około 0,5 m.

W charakterze gazu do wydłużania i ukierunkowywania wykorzystywano powietrze o ciśnieniu 4-5 barów i temperaturze wynoszącej 210-230°C.

Wstęgi z włókna mineralnego zawierały około 1,6% wagowo spoiwa fenolowo-formaldehydowego, miały gramaturę około 30 kg/m3 i grubość wynoszącą około 100 mm. Wstęgi miały temperaturę powierzchni około 20°C.

W charakterze materiału polimerowego poliester sprzedawany przez firmę Hiils pod nazwą Dynapol S390.

Poliester był topiony w naczyniu stapiającym przy temperaturze około 220°C i następnie otrzymana masa była wytłaczana przez dysze w rozpylaczach natryskowych, a wytłoczone

171 684 pasma polimeru były wydłużane za pomocą pewnej liczby strumieni powietrza i dzielone w celu ukształtowania pojedynczych włókien, które były odkładane na powierzchni wstęgi z włókna mineralnego. Pokrywane były wszystkie boki wstęgi.

Utworzone pokrycie miało gramaturę 15 g/m“ i zadowalającą adhezję między materiałem z włókna mineralnego i pokryciem, co wykazały wyniki testów rozwłókniania, w których materiał z włókna mineralnego rozdzielał się na pojedyncze warstwy, zanim uległo oderwaniu pokrycie powierzchniowe od materiału z włókna mineralnego. Nakładane włókna poliestru miały przeciętną średnicę wynoszącą około 40 pm, pokrycie było miękkie.

Inną serię testów, wykonano przy użyciu urządzenia do natryskiwania stopionego polimeru, zaopatrzonego w środki do dodawania gazu do stopionego polimeru. Pozostałe parametry urządzenia były identyczne, jak urządzenia stosowanego w pierwszej serii testów, jak również pozostałe warunki testu były identyczne z warunkami stosowanymi w pierwszej serii testów. W tej serii testów w charakterze materiału polimerowego stosowano syntetyczny klej topliwy, sprzedawany pod nazwą Henkel Q2279.

Polimer topiono w naczyniu do stapiania, w temperaturze około 160°C, a następnie dodawano do stopionego polimeru azot jako gaz spieniający, a otrzymana mieszanina gazu i stopionego polimeru była następnie wytłaczana przez dysze rozpylaczy natryskowych.

Wytłaczana mieszanina połimer/gaz była następnie wydłużana przez pewną liczbę strumieni powietrza i dzielona tak, aby powstały oddzielne włókna, które układano na powierzchni wstęg włókien mineralnych. Pokrywano wstęgi ze wszystkich stron.

Powstające pokrycie powierzchniowe miało gramaturę 15 g/m² i zadowalającą adhezję między materiałem z włókna mineralnego i pokryciem, co wykazały wyniki testów rozwłókniania, w których materiał z włókna mineralnego rozdzielał się na pojedyncze warstwy zanim uległo oderwaniu pokrycie powierzchniowe od materiału z włókna mineralnego.

Nakładane włókna polimeru miały przeciętną średnicę wynoszącą około 80pm, a powstająca tkanina sieciowa pokrywała większą część powierzchni materiału z włókna mineralnego niż tkanina sieciowa powstająca w pierwszej serii testów, choć tkanina sieciowa składająca się ze spienionych włókien była również przepuszczalna dla powietrza.

Pokrycie kształtowane w drugiej serii testów miało większą miękkość i większą zdolność unieruchamiania włókna mineralnego w porównaniu z pokryciem kształtowanym w pierwszej serii testów.

171 684

25

FIG. 2

FIG. 3

171 684

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci włóknistej tkaniny sieciowej z termoplastycznego materiału polimerowego nakładanego przynajmniej na część powierzchni warstwy podstawowej, znamienny tym, ze bezpośrednio na powierzchni warstwy podstawowej kształtuje się za pomocą urządzenia do nadmuchu roztopionej cieczy i/lub urządzenia do rozpylania roztopionej cieczy pokrycie powierzchniowe i dowolnie zadanej gramaturze i kształcie przez nagrzewanie termoplastycznego materiału polimerowego aż do jego stopnienia, następnie za pomocą elementów wytłaczających i/lub natryskowych urządzenia oraz poprzez dozowanie sprężonego gazu za pomocą elementów urządzenia dozujących ten gaz rozprowadza się stopiony polimer w postaci włókien i/lub nitek na powierzchni warstwy podstawowej, po czym chłodzi się tak otrzymaną warstwę aż do utworzenia warstwy stałej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako termoplastyczny materiał polimerowy stosuje się naturalny lub syntetyczny materiał polimerowy lub mieszaninę polimerów.

do 15 g/m².
4. Urządzenie do wytwarzania elementów z włókna mineralnego z pokryciem powierzchniowym w postaci włóknistej tkaniny sieciowej z termoplastycznego materiału polimerowego, znamienne tym, że zawiera co najmniej jedną jednostkę zaopatrzoną w zespół do stapiania (5, 31) termoplastycznego materiału polimerowego połączony z zespołem do wytłaczania otrzymanej stopionej masy polimerowej i do rozprowadzania wytłoczonego materiału polimerowego po powierzchni warstwy podstawowej (12, 37) z włókna mineralnego. zaopatrzonym w co najmniej dyszę (23, 35) oraz połączony z nim zespół do kierowania co najmniej jednego strumienia sprężonego gazu bezpośrednio za dysze.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół do wytłaczania i rozprowadzania masy polimerowej posiada połączoną z zespołem do stapiania (5) wydłużoną komorę dozującą (20), która na swoim dalszym końcu posiadajedna lub więcej dysz (23), rozstawionych w niewielkich odległościach od siebie oraz umieszczone powyżej każdej z dysz (23) dwie komory boczne (21) rozmieszczone wzdłuż bocznych ścian komory dozującej, (20), 'zakończone na ich dalszym końcu szczeliną (24) do bezpośredniego przepływu strumienia sprężonego gazu przez komory boczne (21).
6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół do kierowania strumieniem sprężonego gazu korzystnie zawiera elementy do mieszania gazu wewnątrz stopionego polimeru oraz posiada jeden rozpylacz ciśnieniowy (35) zaopatrzony w dyszę i który poprzez pompę jest połączony ze zbiornikiem (31) stopionego czynnika oraz elementy do bezpośredniego kierowania każdego ze strumieni sprężonego gaz za otwory wylotowe rozpylaczy ciśnieniowych (35).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że co najmniej jedna jednostka zawiera co najmniej jeden rozpylacz ciśnieniowy (35), rozprowadzający materiał polimerowy (36) emitowany na całą powierzchnię warstwy podstawowej (37).
8. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że komora dozującą (20) posiada długość większą niz wymiar warstwy podstawowej (12) w kierunku równoległym do komory dozującej (20) oraz naprzeciwko komory dozującej (20), po przeciwnej stronie warstwy podstawowej (12) jest usytuowane urządzenie zasysające (14).