PL201390B1 - Sposób formowania laminowanego materiału arkuszowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób formo- wania laminowanego materia lu arkuszowego z zawiesiny, maj acej sk ladnik p lynny. Sposób obejmuje etapy: i) nak ladania zawiesiny na pod lo ze w kolejnych warstwach a z do wytwo- rzenia mokrego arkusza, w którym co najmniej jedna z warstw jest nak ladana przez rozpra- szanie, ii) zdejmowania mokrego arkusza z pod loza i iii) formowania materia lu arkuszo- wego przez zmian e udzia lu sk ladnika p lynnego podczas suszenia lub utwardzania mokrego arkusza. Podczas nak ladania przez rozprasza- nie co najmniej jednej warstwy mokrego arku- sza stosuje si e srodki rozpraszaj ace (48) do rozpraszania zawiesiny oraz stosuje si e srodki regulacyjne (46) do selektywnego zmieniania lub przerywania przep lywu zawiesiny do srod- ków rozpraszaj acych (48) i zapewnia si e ci ag ly przep lyw zawiesiny do tych srodków rozprasza- j acych (48). PL PL PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201390 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 363545 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 01.03.2002 ^{(51) Int.Cl.}

B28B 5/02 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: B28B 19/00 (2006.01)

01.03.2002, PCT/AU02/00227 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

12.09.2002, WO02/70218 PCT Gazette nr 37/02 (54)

Sposób formowania laminowanego materiału arkuszowego

(30) Pierwszeństwo: 02.03.2001,AU,PR 3474 02.03.2001,AU,PR 3475	(73) Uprawniony z patentu: JAMES HARDIE INTERNATIONAL FINANCE B.V.,Amsterdam,NL
02.03.2001,AU,PR 3476 02.03.2001,AU,PR 3477 02.03.2001,AU,PR 3478	(72) Twórca(y) wynalazku: John Sydney Cottier,Oatley,AU
	Greg Brunton,Castle Hill,AU
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	Robert Lyons,Alta Loma,US
29.11.2004 BUP 24/04	(74) Pełnomocnik:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2009 WUP 04/09	Stefani-Iwanow Danuta, JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY, Biuro Patentów i Znaków Towarowych

⁽⁵⁷⁾ Przedmiotem wynalazku jest sposób formowania laminowanego materiału arkuszowego z zawiesiny, mają cej skł adnik pł ynny. Sposób obejmuje etapy: i) nakładania zawiesiny na podłoże w kolejnych warstwach aż do wytworzenia mokrego arkusza, w którym co najmniej jedna z warstw jest nakładana przez rozpraszanie, ii) zdejmowania mokrego arkusza z podł o ż a i iii) formowania materiał u arkuszowego przez zmianę udziału składnika płynnego podczas suszenia lub utwardzania mokrego arkusza. Podczas nakładania przez rozpraszanie co najmniej jednej warstwy mokrego arkusza stosuje się środki rozpraszające (48) do rozpraszania zawiesiny oraz stosuje się środki regulacyjne (46) do selektywnego zmieniania lub przerywania przepływu zawiesiny do środków rozpraszających (48) i zapewnia się ciągły przepływ zawiesiny do tych środków rozpraszających (48).

PL 201 390 B1

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu formowania laminowanego materiału arkuszowego.

Przeznaczeniem wynalazku jest stosowanie go w przemyśle budowlanym, przy wytwarzaniu z zawiesiny cementowej cementowych, wzmacnianych włóknem materiałów arkuszowych („FRC”), poprzez modyfikację procesu „Hatschek”. Wynalazek chociaż zostanie opisany w nawiązaniu do tego szczególnego zastosowania nie jest jednak ograniczony tylko do tego rodzaju zastosowania i może być potencjalnie stosowany przy wytwarzaniu innych materiałów, w innych procesach produkcyjnych oraz w innych gałęziach przemysłu.

Materiały arkuszowe, a w szczególności materiał arkuszowy „FRC”, są szeroko stosowane w przemyśle budowlanym i w budownictwie. Zastosowania tych materiałów obejmują okładziny, wykładziny, szkielety konstrukcyjne, materiały podłogowe, materiały do krycia dachów, materiały drzwiowe i okienne, izolacje, zabezpieczanie przed wodą i wilgocią, wykończenia dekoracyjne i temu podobne. W zależności od przeznaczenia wykorzystuje się unikalne właściwości strukturalne tych materiałów: estetyczne, akustyczne, termiczne i odporność na działanie czynników pogodowych.

Materiał arkuszowy „FRC” produkuje się w różnych rozmiarach, kształtach, grubościach, gęstościach i z różnymi dodatkami specyficznymi dla różnych zastosowań, także w połączeniach z innymi materiałami, celem wykorzystania różnorodnych zalet tego materiału.

Arkusze „FRC” z zawiesin cementowych zawierających włóknisty azbest dla wzmocnienia były początkowo wytwarzane z wykorzystaniem zmodyfikowanych urządzeń do wytwarzania papieru. Później, jako rozwiązanie alternatywne wobec azbestu, zastosowano fibrylowaną celulozę, a sprzęt wytwórczy sukcesywnie modernizowano i przystosowywano.

Kulminację tych prac modernizacyjnych i przystosowawczych stanowi jeden z procesów produkcyjnych obecnie najbardziej powszechnie stosowanych w tej dziedzinie przemysłu, znany jako proces „Hatschek”. W tym procesie zawiesina cementowa jest początkowo formowana z wody, włókien celulozowych, krzemionki, cementu i innych dodatków wybranych celem nadania szczególnych właściwości produktowi, zgodnie z jego docelowym zastosowaniem. Zawiesinę miesza się w mieszalniku i doprowadza do miski doprowadzającej, skąd jest pompowana przez szereg kadzi. W każdej kadzi znajduje się zanurzony się w zawiesinie cylinder sitowy. Cylindry są obracane przez dolny bieg nadległego pasa, utworzonego ze specjalnie przygotowanego materiału filcowego. Typowe urządzenie do procesu Hatschek, przeznaczone do prowadzenia tego procesu na wielką skalę zawiera szereg grup trzech lub czterech kadzi oraz odpowiednią liczbę przyporządkowanych im cylindrów sitowych. Liczba kadzi i cylindrów może być jednak różna i nie istnieje potrzeba wprowadzania korelacji jeden do jednego pomiędzy nimi w tym znaczeniu, że kilka cylindrów może być zanurzanych w jednej kadzi.

Podczas trwania procesu, relatywnie rzadka zawiesina w kadziach jest filtrowana poprzez sito z siatki drucianej, zamocowanej odpowiednio do cylindrów sitowych. Gdy zawiesina jest filtrowana przez tę siatkę, osadza warstwę włókien celulozowych na spodniej powierzchni siatki drucianej, działającej jak środowisko filtra do wychwytywania innych materiałów cząstkowych w dostarczanej zawiesinie. Na skutek działania tego mechanizmu, na powierzchni sita gromadzi się cienka folia materiału o gruboś ci wynoszącej okoł o 0,3 mm. Proces ten zagę szcza zawiesinę od stężenia wynoszą cego około 7% ciał stałych w każdej kadzi do stężenia wynoszącego około 70% ciał stałych w folii. Nadmiar wody przechodzi przez druciane sito jako filtrat i wychodzi z drugiej strony cylindra sitowego, dzięki czemu osadzone ciała stałe mogą być odzyskiwane i recyrkulowane.

Folia utworzona na powierzchni każdego cylindra sitowego jest przenoszona na zewnętrzną powierzchnię nadległego pasa. Ten proces odbywa się dzięki temu, że filc jest mniej porowaty niż sito i ciśnienie atmosferyczne jest wystarczające do tego przeniesienia.

Gdy filc przechodzi nad każdą kolejną kadzią w grupie, zbiera odpowiednie grupy kolejnych warstw folii z odpowiednich sit, a następnie przechodzi nad komorą próżniową usytuowaną wzdłuż górnego biegu pasa, gdzie w zgromadzonych warstwach folii na pasie zmniejsza się zawartość wilgoci.

Warstwowa folia przechodzi następnie pomiędzy walcem dociskowym, który również oddziaływuje siłą napędzającą na pas oraz w sąsiedztwie walca akumulacyjnego lub „kalibrującego” w postaci mającego stosunkową dużą średnicę bębna. Walce dociskowy i kalibrujący są usytuowane w taki sposób, że odciska się jeszcze pewną ilość wody z folii, podczas gdy jest ona przenoszona na walec kalibrujący przez mechanizm podobny do tego, za pomocą którego poprzednio przenoszono ją z cylindrów sitowych na pas. Walec kalibrujący gromadzi pewną liczbę warstwowych folii stosownie do liczby wykonanych obrotów, zanim folia zostanie odcięta. Zatem formowanie grubszego arkusza uzyPL 201 390 B1 skuje się przez umożliwienie wykonania większej liczby obrotów przed odcięciem folii. W procesie odcinania, drut lub ostrze zostaje wysunięte promieniowo na zewnątrz z powierzchni walca kalibrującego, celem odcięcia wzdłużnie w stosunku do cylindra materiału foliowego, który został zgromadzony na powierzchni walca.

Po odcięciu arkusz materiału zsuwa się z walca kalibrującego i usuwa się przez przenośnik odprowadzający. Materiał w tym stadium ma konsystencję odpowiadającą w przybliżeniu konsystencji mokrej tektury, a zatem łatwo przyjmuje konfigurację płaską na przenośniku odprowadzającym. Celem zakończenia procesu w jego fazie mokrej, filc oczyszcza się, przez przepuszczenie go przez układ natrysków i komór próżniowych, przed powrotem do kadzi i nabraniem nowych warstw folii. Należy rozumieć, że jakość i charakterystyka materiału arkuszowego produkowanego w procesie Hatschek zależą od szerokiego zakresu zmiennych związanych z dobieraniem składników zawiesiny oraz parametrów i ustawień części urządzenia do obróbki na mokro.

W dalszych etapach tego procesu, „surowe” arkusze są zgrubnie przycinane na wymiar, w stanowisku przycinania na surowo, za pomocą obcinaków z dyszami wody pod ciśnieniem, po czym w postaci pojedynczych arkuszy przesuwa się je do ukł adarki. W ukł adarce surowe arkusze są chwytane przez poduszki próżniowe i składane z rozdzielającymi arkuszami w pakiety do autoklawu.

Po częściowym utwardzaniu, a ewentualnie po dalszym procesie sprasowania celem zwiększenia gęstości, arkusze ładuje się do autoklawu celem ostatecznego ich utwardzenia w warunkach podwyższonej temperatury i podwyższonego ciśnienia. W autoklawie następuje reakcja chemiczna pomiędzy surowcami i powstaje matryca z krzemianu wapnia, która jest wiązana ze wzmacniającym włóknem celulozowym. Proces ten zajmuje około 12 godzin i po jego zakończeniu arkusze wychodzą w peł ni utwardzone, gotowe do ostatecznego przycię cia, wykoń czenia i zapakowania.

Jednym z poważniejszych ograniczeń procesu Hatschek, a także innych znanych procesów wytwarzania arkusza FRC, jest to, że ze względu na sposób, w jaki warstwy folii są kolejno formowane z zawiesiny cementowej, a także ponieważ sama zawiesina ma znaczenie krytyczne dla procesu formowania, trudno jest formować materiał arkuszowy w wielu oddzielnych warstwach mających zasadniczo odmienną kompozycję materiału. Jest to często pożądane, zwłaszcza w przypadkach konieczności uzyskania arkusza o większym stopniu elastyczności, o określonych, żądanych właściwościach strukturalnych, estetycznych oraz innych lub dla optymalizacji charakterystyki wytrzymałościowej w niektórych zastosowaniach. Na przykład moż e być pożądanym włączenie warstw materia łów ognioodpornych, teksturowanych warstw zewnętrznych celem uzyskania określonych efektów estetycznych, miękkich warstw zewnętrznych celem ułatwienia szlifowania i obróbki wykończeniowej, barwionych warstw zewnętrznych celem uniknięcia potrzeby malowania, czy też warstw modyfikujących odporność na wodę, na wytrzymałość, zwłaszcza odporność na uderzenia, izolowanie termiczne, izolowanie akustyczne czy też inne właściwości. W tym kontekście czyniono liczne próby wprowadzania uzupełniających warstw do arkusza w wybranych etapach podczas jego formowania. Do dziś jednak próby te nie były zakończone powodzeniem lub też okazały się jedynie częściowo skuteczne. Jedną z trudności, której dotychczas nie pokonano, jest konieczność umożliwienia nakładania warstw z materiału o innym składzie w sposób precyzyjny na wcześniej określonych poziomach arkusza. Trudność ta wynika po części ze sposobu, w jaki arkusz jest stopniowo wytwarzany, a po części ze względu na utrudnienia przy zmienianiu kompozycji arkusza lub stężenia w kadziach podczas trwania procesu produkcji, a także ze względu na utrudnienia związane z dokładnym zatrzymywaniem i uruchamianiem wszelkiego rodzaju uzupełniającego procesu wtryskowego lub wlewu przy wysokiej prędkości oraz synchronizacją z resztą procesu.

W ramach relatywnie sztywnych granic istniejącego procesu możliwe jest równomierne zmienianie całościowe kompozycji materiału arkuszowego w pewnym zakresie, przez zastosowanie zawiesin o odmiennym składzie, w celu poprawienia określonej wybranej charakterystyki. Niemniej jednak, na skutek niemożności gromadzenia wielu warstw o różnej kompozycji, wynik często jest kompromisowy pod względem albo właściwości albo kosztów. Na przykład może być pożądanym wytworzenie relatywnie miękkiej warstwy zewnętrznej na materiale arkuszowym, celem ułatwienia szlifowania i obróbki wykoń czeniowej, natomiast arkusz wykonany cał kowicie z bardziej mię kkiej kompozycji moż e być wysoce niezadowalający pod względem integralności strukturalnej. Podobnie, może zdarzyć się, że relatywnie cienka warstwa ognioodporna jest skuteczna do zasadniczego poprawiania charakterystyki odpornościowej na ogień arkusza, natomiast arkusz wykonany całkowicie z kompozycji ognioodpornej może być tak drogi, że jego produkcja jest nieopłacalna.

PL 201 390 B1

Możliwe jest też formowanie produktu laminowanego poprzez połączenie jednej lub więcej różnych warstw po ostatecznym utwardzeniu arkusza „FRC, na przykład przez doklejanie wielu warstw z róż nych kompozycji ze sobą . Niemniej jednak, znaczą co zwię ksza to czas i koszty produkcji, a takż e powoduje powstawanie kolejnych problemów związanych z potrzebą opracowania specjalnych rodzajów lepiszcza, a także potencjalnym paczeniem się, rozwarstwianiem laminatu i temu podobnymi.

W celu zaradzenia tym problemom czyniono próby nakł adania dodatkowych warstw zawiesiny poprzez włączenie dodatkowych zespołów nakładania do procesu Hatschek, dzięki czemu odpowiednie warstwy mogą być integrowane podczas fazy mokrej procesu. W tym kontekście znane są różne postaci urządzeń do nakładania płynów na substraty. Na przykład, w jednym z procesów wykorzystuje się pręt natryskowy, przez co powłoka płynna, taka jak farba lub zaprawa gruntująca, jest wyciskana i rozpylana przez rozmieszczone w odstępach dysze, celem powlekania podłoża, które przechodzi poniżej pręta natryskowego na przenośniku. Jeden z problemów związanych z takimi urządzeniami polega na tym, że relatywnie małe dysze zapewniające uzyskanie określonego stopnia rozpylenia, niezbędnego do jednolitego powlekania, łatwo się blokują, a zwłaszcza w przypadku zawiesin zawierających składnik stały w zawiesinie. Skutkuje to niespójnym nakładaniem materiału i wymaga częstego czyszczenia, które jest czasochłonne, kosztowne i szkodliwe dla procesu wytwórczego. Równie problematyczne w przypadku płynów o wysokiej lepkości i zawiesin jest rozpylanie.

Kolejnym znanym urządzeniem jest urządzenie do powlekania kurtynowego, w którym wykorzystuje się arkusz lub kurtynę z giętkiego materiału włóknistego, który rozkłada się na poruszającym się podłożu i nakłada powłokę za pomocą działania bezpośredniego pocierania. Niemniej jednak urządzenia do powlekania kurtynowego mają tendencję do niedokładnego powlekania i nie nadają się zbyt dobrze do zastosowania z zawiesinami, co ogranicza je pod względem prędkości, z jaką mogą działać efektywnie w środowisku produkcyjnym oraz nie są zbyt dobrze przystosowane do nakładania stosunkowo grubych powłok.

Kolejna znana postać aplikatora zwykle określana jest jako urządzenie do powlekania przez spływanie, które zasadniczo działa w ten sposób, że tworzy się basen płynu na podłożu i rozprowadza płyn z tego basenu na powierzchni za pomocą dysz pneumatycznych, l tu także istnieją ograniczenia tej techniki, związane z jednolitym powlekaniem, lepkością płynu lub zawiesiny, które mogą być używane, a także grubością warstwy lub powłoki, która jest nakładana.

Zatem te znane postaci urządzeń mają różnorodne ograniczenia, łącznie z podatnością na blokowanie się, nierównomierne nakładanie powłok, ograniczenia prędkości, ograniczenia szerokości materiału arkuszowego, na którym może być nakładana powłoka, ograniczenia konsystencji płynu lub zawiesiny, które mogą być nakładane, czy też połączenia jednego lub więcej z tych ograniczeń. Są one dostosowane do nakładania stosunkowo cienkich powłok warstwy zewnętrznej, jako odmiennych od warstw pośrednich o zasadniczej grubości jako część laminowanego arkusza. Ograniczenia te czynią takie urządzenia ze stanu techniki zasadniczo nieodpowiednimi do wykorzystywania przy wytwarzaniu materiałów arkuszowych, w szczególności arkuszy „FRC” o określonym rozmiarze i przy stosunkowo wysokiej prędkości wytwarzania.

Kolejną postacią urządzenia jest urządzenie do powlekania przez rozpraszanie, w którym wykorzystuje się obracający się wałek mający promieniową wiązkę giętkich włókienek lub włosków szczeciny do rozpraszania powłoki na podłożu. Urządzenia do powlekania przez rozpraszanie są wykorzystywane na przykład do nakładania powłok powierzchniowych na glinę lub płytki murarskie w linii produkcyjnej. Urządzenia do powlekania przez rozpraszanie mogą w pewnym stopniu wyeliminować pewne z niedostatków innych znanych postaci urządzeń do powlekania, a zwłaszcza pod względem blokowania się. Niemniej jednak znane urządzenia do powlekania przez rozpraszanie również podlegają specyficznym dla siebie ograniczeniom przy wytwarzaniu materiałów arkuszowych.

W szczególności, znane urządzenia do powlekania przez rozpraszanie nie mogą dokładnie zatrzymywać i wznawiać procesu powlekania na zasadzie przerywania, w celu umożliwienia dokładnie kontrolowanego powlekania lub laminowania. Ma to szczególnie miejsce w przypadku pewnych rodzajów zawiesin typowo stosowanych do produkcji arkusza „FRC”, ze względu na relatywnie rzadką konsystencję, wymaganą celem zapewnienia „samo-wyrównywania”, a także stałą tendencję do skapywania nadmiaru zawiesiny na podłoże, nawet jeżeli zasilanie zawiesiną zostaje odcięte czy też wałek rozpraszający jest czasowo zatrzymany.

Taka dokładna kontrola nieciągłego zatrzymywania i wznawiania procesu powlekania jest szczególnie ważna w środowisku, w którym występują duże prędkości, gdzie różne partie arkuszy mające różne warstwy, grubości czy właściwości mogą wymagać przeprowadzenia na powrót przez

PL 201 390 B1 urządzenie powlekające, a niedostatecznie dokładna kontrola przebiegu procesu może skutkować nierównomiernym powlekaniem czy też wprowadzaniem powłoki dla jednej partii na następną partię produktu.

Kolejna trudność wynika z faktu, że podczas wytwarzania arkusza FRC czy też innych produktów z wykorzystaniem zawiesin cementowych jest pożądanym, by nie zatrzymywać podawania zawiesiny do samego urządzenia, ponieważ może to skutkować zatrzymaniem lub nagromadzeniem się zawiesiny w urządzeniu czy też w dalszych częściach urządzeń obsługujących ten proces. To natomiast może skutkować nadmiernym przepływem, zmianami konsystencji lub stężenia zawiesiny, zastyganiem jej lub osadzaniem się oraz niepożądanymi zmianami parametrów procesu.

Znane urządzenia do powlekania przez rozpraszanie nie zapewniają dokładnego przerywania procesu nakładania zawiesiny, ani też nie pozwalają na przerwanie bez zatrzymania zasilania urządzenia zawiesiną. Nie są one zatem efektywne do umożliwiania przeprowadzanie dokładnie kontrolowanego przerywanego procesu nakładania powłoki, zwłaszcza przy produkcji materiałów arkuszowych, gdzie występują duże prędkości.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie lub zasadnicze złagodzenie jednego lub więcej ograniczeń znanych ze stanu techniki, przez dostarczenie użytecznego rozwiązania alternatywnego.

Zgodnie z wynalazkiem sposób formowania laminowanego materiału arkuszowego z zawiesiny mającej składnik płynny, obejmuje etapy: nakładania zawiesiny na podłoże w kolejnych warstwach aż do wytworzenia mokrego arkusza, w którym co najmniej jedna z warstw jest nakładana przez rozpraszanie, zdejmowania mokrego arkusza z podłoża oraz formowania materiału arkuszowego przez zmianę udziału składnika płynnego podczas suszenia lub utwardzania mokrego arkusza, i charakteryzuje się tym, ż e podczas nakł adania przez rozpraszanie co najmniej jednej warstwy mokrego arkusza stosuje się środki rozpraszające do rozpraszania zawiesiny oraz stosuje się środki regulacyjne do selektywnego zmieniania lub przerywania przepływu zawiesiny do środków rozpraszających i zapewnia się ciągły przepływ zawiesiny do tych środków rozpraszających.

W sposobie wedł ug wynalazku jako rozpraszaną zawiesinę korzystnie stosuje się zawiesinę cementową wytworzoną z mieszaniny zawierającej wodę, włókna celulozowe, krzemionkę i cement i korzystnie stosuje się proces „Hatschek” lub jego odmianę , z podł o ż em w postaci porowatego pasa i za tym pasem, na walcu kalibruj ą cym, sukcesywnie gromadzi się cienkie warstwy do uzyskania wcześniej określonej grubości, a następnie z walca kalibrującego odcina się i zdejmuje się nagromadzony materiał i wytwarza się mokry arkusz.

Korzystnie stosuje się porowaty pas wykonany z materiału filcowego, znajdujący się w kontakcie z szeregiem cylindrów sitowych zanurzonych w kadziach zawierających zawiesinę, które przynajmniej częściowo osadzają na obracającym się pasie cienkie warstwy zawiesiny.

W sposobie według wynalazku korzystnie formuje się warstwę rozpraszaną z materiału, która jest odmienna w swojej kompozycji od co najmniej jednej innej warstwy w arkuszu, przy czym kompozycję i położenie warstwy rozpraszanej dobiera się odpowiednio do właściwości fizycznych lub charakterystyki wytrzymałościowej arkusza, z tym że jako rozpraszaną zawiesinę korzystnie stosuje się zawiesinę cementową wytworzoną z mieszaniny zawierającej krzemionkę, cement i wodę lub stosuje się odwadnianą zawiesinę cementową samo-poziomującą, o zawartości ciał stałych wynoszącej od 50% do 90%, zwłaszcza zawiesinę, która zawiera środek wspomagający odwadnianie w ilości dostatecznej do odwadniania zawiesiny poprzez podłoże.

Korzystnie w sposobie według wynalazku stosuje się środki rozpraszające do rozpraszania zawiesiny, stanowiące część urządzenia do rozpraszania, włączając w to powierzchnię podającą do podpierania nakładanej warstwy zawiesiny, przy czym środki rozpraszające są usytuowane w bezpośrednim sąsiedztwie powierzchni podającej i rozprasza się nimi zawiesinę z powierzchni podającej na podłoże. W tym korzystnym wykonaniu wynalazku stosuje się podłoże w postaci porowatego pasa albo w postaci uprzednio osadzonej warstwy zawiesiny cementowej, a w urządzeniu do powlekania przez rozpraszanie stosuje się rezerwuar do przechowywania zawiesiny, który jest usytuowany przed środkami regulacyjnymi z tym, że rezerwuar ma wlot do kierowania zawiesiny ze źródła zasilania oraz wylot związany ze środkami regulacyjnymi. W sposobie tym korzystnie określa się pośrednią przestrzeń prześwitu wyznaczającą zmienne, efektywne pole powierzchni przekroju poprzecznego strumienia przepływu, dostosowuje się położenie środków regulacyjnych zawierających parę elementów barierowych mogących się selektywnie poruszać i reguluje się prędkość przepływu zawiesiny z rezerwuaru pomiędzy elementami barierowymi poprzez wylot do powierzchni podającej. Pomiędzy rezerwuarem a powierzchnią podającą odcina się przepływ, dostosowując położenie elementów bariero6

PL 201 390 B1 wych do konfiguracji zamkniętej, przy czym jako jeden z elementów barierowych stosuje się pierwszy walec cylindryczny obracający się wokół pierwszej osi, jako kolejny z elementów barierowych stosuje się drugi walec cylindryczny mogący obracać się wokół drugiej osi, równoległej do pierwszej. Pierwszy i drugi walec obracają się w przeciwnych kierunkach z tym, że w szczególnym przypadku pierwszy walec przyjmuje postać bębna podającego, którego zewnętrzna powierzchnia stanowi powierzchnię podającą, a drugi walec przyjmuje postać walca odmierzającego mogącego selektywnie poruszać się w kierunku do i od bę bna podają cego. Ponadto w sposobie tym korzystnie stosuje się ramę gł ówną podpierającą bęben podający oraz pierwszą pod-ramę, na której zamontowany jest walec odmierzający, przy czym, pierwsza pod-rama może się obracać wokół trzeciej osi równoległej i znajdującej się w odstę pie od drugiej osi, a przez to w sposób regulowany przemieszczać walec odmierzający w kierunku do i od bębna podającego, przy zachowaniu orientacji równoległej pomiędzy nimi.

W powyższym sposobie stosuje się pierwsze środki uruchamiające przebiegające efektywnie pomiędzy ramą główną, a pierwszą pod-ramą do przemieszczania w sposób regulowany walca odmierzającego i bębna podającego w kierunku do i od siebie, przy czym pierwsze środki uruchamiające obejmują cylinder hydrauliczny lub pneumatyczny.

W sposobie wedł ug wynalazku korzystnie stosuje się ś rodki rozpraszają ce zawierają ce wiele sprężynująco elastycznych, wydłużonych elementów rozpraszających w postaci włosków szczeciny, przebiegających promieniowo na zewnątrz od cylindrycznego korpusu mogącego się obracać wokół czwartej osi, przy czym czwarta oś jest zasadniczo równoległa do osi pierwszej, drugiej i trzeciej a cylindryczny korpus i elementy rozpraszające tworzą razem wałek rozpraszający.

W sposobie wedł ug wynalazku stosuje się ponadto drugą pod-ramę , na której zamontowany jest wałek rozpraszający, przy czym druga pod-rama obraca się wokół piątej osi, zasadniczo równoległej i znajdującej się w odstępie od osi czwartej. Stosuje się też korzystnie drugie środki uruchamiające, przebiegające pomiędzy główną ramą a drugą pod-ramą, celem skutecznego i niezależnego, regulowanego przemieszczania wałka rozpraszającego w kierunku do i od bębna podającego, aby umożliwiać selektywne zmienianie lub przerywanie procesu rozpraszania, w ramach części środków regulacyjnych. Jako drugie środki uruchamiające stosuje się środki zawierające cylinder hydrauliczny lub pneumatyczny.

W korzystnym wariancie sposobu, w którym pierwszy walec przyjmuje postać bę bna podają cego, którego zewnętrzna powierzchnia stanowi powierzchnię podającą, a drugi walec przyjmuje postać walca odmierzającego mogącego selektywnie poruszać się w kierunku do i od bębna podającego stosuje się szczególnie korzystnie urządzenie do powlekania przez rozpraszanie zawierające zbiornik do przechowywania zapasu zawiesiny oraz przewód podający do podawania zawiesiny ze zbiornika do rezerwuaru poprzez wlot, z tym że w tym wariancie sposobu stosuje się rezerwuar określany przez zbiornik usytuowany bezpośrednio ponad bębnem podającym i walcem odmierzającym, przy czym rezerwuar zawiera region pojemny określony pomiędzy sąsiednimi walcami, w szczególności znajdujący się pomiędzy bębnem podającym, a opierającym się wałkiem luźnym, przy czym walec odmierzający jest usytuowany ponad bębnem podającym.

W korzystnym wariancie sposobu, w którym stosuje się środki rozpraszające do rozpraszania zawiesiny, stanowiące część urządzenia do rozpraszania włączając w to powierzchnię podającą, do podpierania nakładanej warstwy zawiesiny, przy czym środki rozpraszające są usytuowane w bezpośrednim sąsiedztwie powierzchni podającej i rozprasza się nimi zawiesinę z powierzchni podającej na podłoże szczególnie korzystnie stosuje się szereg urządzeń do powlekania przez rozpraszanie, działających ze wspólnym urządzeniem Hatschek. Stosuje się też komory próżniowe usytuowane za jednym lub za każdym z urządzeń do powlekania przez rozpraszanie do odwadniania zawiesiny poprzez arkusz, z tym, że każdym z szeregu urządzeń do powlekania przez rozpraszanie, podaje się kompozycję zawiesiny, odpowiadającą pożądanej charakterystyce estetycznej, funkcjonalnej czy wytrzymałościowej arkusza, przy czym skład kompozycji podawanej przez każde z szeregu urządzeń może być taki sam lub różny. Szeregiem urządzeń do powlekania przez rozpraszanie steruje się tak, że nakłada się pojedynczą lub wiele warstw pomiędzy kolejnymi laminatami z cementu zbrojonego włóknem.

Określenia „rozpraszać”, „rozpraszanie” i temu podobne stosowane w dalszym tekście mają w zamierzeniu obejmować jakąkolwiek technikę nakładania, w której zawiesinę osadza się na powierzchni lub podłożu w postaci kropelek, globulek, cząstek lub postaci rozpylonej, wytworzonej przez nakładanie pędzlem, wirowanie, obracanie, natryskiwanie, mieszanie, rozpylanie czy też innymi środkami rozpraszającymi, a także za pomocą środków mechanicznych, elektrostatycznych, hydrostatycznych, hydrodynamicznych, grawitacyjnych czy też innych.

PL 201 390 B1

O ile kontekst nie bę dzie wskazywał wyraźnie inaczej, w całym opisie wynalazku i zastrzeżeniach określenia „zawierać”, „obejmować” i temu podobne mają być interpretowane w sposób łączny, w przeciwieństwie do interpretacji wyłącznej czy wyczerpującej; oznacza to, że mają one znaczenie „obejmować, ale bez ograniczenia do”.

Krótki opis rysunków

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie realizacji przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ilustrujący znany proces wytwarzania arkusza FRC, z zastosowaniem urzą dzenia Hatschek, fig. 2 - pokazuje w powiększeniu część mokr ą urzą dzenia Hatschek według fig. 1, zmodyfikowaną zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem, fig. 3 przedstawia powiększony widok perspektywiczny pokazujący urządzenie do powlekania przez rozpraszanie według fig. 2 w sposób bardziej szczegółowy, fig. 4 przedstawia widok z boku urządzenia do powlekania przez rozpraszanie według fig. 3, fig. 5 - pokazuje w widoku schematycznym z boku przepływ zawiesiny przez urządzenie do powlekania przez rozpraszanie według fig. 3 i 4, fig. 6 przedstawia widok schematyczny z boku i pokazuje alternatywny przykład wykonania urządzenia do powlekania przez rozpraszanie.

Wynalazek został dostosowany w korzystnym przykładzie wykonania do włączenia go do stanowiska w sposobie wytwarzania arkusza FRC. Na figurze 1, linia produkcyjna 1 obejmuje przy przedniej części stanowisko 2 celulozy, w którym włókna celulozowe są otrzymywane jako bele miazgi, rafinowane i gromadzone. W stanowisku 3 krzemionki przyjmuje się krzemionkę jako surowy piasek, zmielony do odpowiedniego rozmiaru w młynie kulowym i zagęszczony. W stanowisku 4 cementu przyjmuje się cement i przechowuje w silosie, bez dalszej obróbki. Surowiec ze stanowiska 2 celulozy, stanowiska 3 krzemionki oraz stanowiska 4 cementu kieruje się do stanowiska 5 mieszania, w którym wszystkie te surowce, w tym wszelkie dodatki specjalne waży się dokładnie w ważących lejach samowyładowczych 6, miesza z wodą w mieszalniku 7 i przenosi się do mieszalnika 8 jako podawaną zawiesinę.

Z mieszalnika podawana zawiesina przechodzi do mokrej części urządzenia Hatschek 10 (patrz Figura 2), gdzie zostaje przefiltrowana przez szereg czterech cylindrów sitowych 11 obracających się w odpowiednich kadziach 12 mających bijaki 13 zapobiegające zestaleniu. Zagęszczona zawiesina jest następnie przenoszona na zewnętrzną powierzchnię dolnego biegu pasa filcowego 15 jako warstwowa folia 16. Po odwodnieniu w komorze próżniowej 17 folię wyciska się w chwycie pomiędzy walcem kalibrującym lub akumulacyjnym 18 a walcem dociskowym 19 celem dalszego usuwania wody, zanim zostanie sukcesywnie nawinięta na walec kalibrujący 18 w wyniku wcześniej ustalonej liczby obrotów, dzięki czemu kolejne warstwy folii gromadzą się w odpowiednich warstwach na walcu, do uzyskania wcześniej określonej grubości. Folię następnie odcina się za pomocą noża wzdłużnego (nie pokazano), który po uruchomieniu przebiega promieniowo na zewnątrz od zewnętrznej powierzchni walca akumulacyjnego, a następnie folia ta jest spłaszczana do uzyskania arkusza o konsystencji zbliżonej do konsystencji mokrej tektury.

W tym momencie arkusz jest przenoszony do stanowiska 20 przycinania na surowo i przycinany do odpowiednich rozmiarów z wykorzystaniem odcinaków z dyszami sprężonej wody (nie pokazano). Ścinki pochodzące z przycinania są rozcierane na miazgę w stanowisku rozcierania skrawków (również nie pokazano) do ponownego wykorzystania. Następnie arkusze przechodzą do stanowiska 21 układania w stos, gdzie są chwytane przez poduszki próżniowe i łączone z wstępnie utwardzanymi arkuszami pośrednimi składanymi z nimi do pakietów 22 autoklawu. Pakiety 22 następnie przenosi się, ewentualnie poprzez kolejną prasę 23, celem poprawienia ich gęstości, do stanowiska 25 przetrzymywania, celem częściowego ich utwardzenia.

Częściowo utwardzone arkusze ładuje się do wysokociśnieniowej jednostki 26 autoklawu, celem ostatecznego ich utwardzenia pod ciśnieniem wynoszącym w przybliżeniu 900 kpa, dającym temperaturę w stosie wynoszącą około 180°C. W tych warunkach w autoklawie następuje reakcja chemiczna pomiędzy surowcami, w wyniku której powstaje matryca z krzemianu wapnia związana ze wzmacniającymi włóknami celulozowymi. Proces taki zajmuje około 12 godzin, a po jego zakończeniu arkusze są w pełni utwardzone.

Po utwardzaniu w autoklawie, arkusze trafiają do stanowiska 28 wykończeniowego, obejmującego stanowisko 29 szlifowania, stanowisko 30 przycinania, gdzie arkusza są dokładnie przycinane na długość i szerokość, a w przypadku niektórych wyrobów ich powierzchnię można przeszlifować i nałożyć uszczelnienie. Pod koniec procesu wykończeniowego arkusze układa się w stanowisku 31 układania w sterty, gotowe do przechowywania i dostarczenia do odbiorcy. W tym zakresie podstawowy

PL 201 390 B1 proces produkcyjny jest znany i zrozumiały dla specjalistów w tej dziedzinie, dlatego też nie wymaga szczegółowego opisywania.

Na Figurze 2 pokazano widok powiększony urządzenia Hatschek 10, zmodyfikowanego przez włączenie urządzenia do powlekania przez rozpraszanie 40 (pokazanego schematycznie na Figurze 2) według przedmiotowego wynalazku. W szerokim kontekście Figury 2, samo urządzenie do powlekania przez rozpraszanie zilustrowano bardziej szczegółowo na Figurach 3 do 5. Nawiązując do tych rysunków, urządzenie 40 do powlekania przez rozpraszanie zawiera wydłużony rezerwuar 43 do pomieszczenia zawiesiny, która ma być rozpraszana, a także bęben podający 44 mający zewnętrzną powierzchnię podającą 45 do przyjmowania i podpierania poprzez naprężenia powierzchniowe warstwy folii z zawiesiny pochodzącej z rezerwuaru. Urządzenie ponadto zawiera środki regulacyjne 46 obejmujące cylindryczny walec odmierzający 47 do selektywnego regulowania prędkości przepływu zawiesiny z rezerwuaru do powierzchni podającej na bębnie podającym, a także wałek rozpraszający 48, dostosowany do rozpraszania zawiesiny z powierzchni podającej na podłoże. W tym przypadku podłoże będzie zawierało albo pas filcowy 15 urządzenia Hatschek albo wstępne warstwy lub folie zawiesiny wcześniej osadzone na pasie w wyniku procesu Hatschek.

Przy wierzchołku rezerwuaru 43 pewna liczba wlotów 49 przyjmuje zawiesinę ze źródła zasilającego w postaci pięćsetlitrowego zbiornika 50 na zawiesinę (patrz Figura 5) usytuowanego poniżej poziomu urządzenia. Zawiesinę dostarcza się za pomocą pompy (nie pokazano) do rezerwuaru ze zbiornika za pośrednictwem rozgałęzienia 51. Rozgałęzienie zawiera rurę rozgałęźną 52 znajdującą się w komunikacji płynowej ze zbiornikiem, a także pewną liczbę rur podających 53 przebiegających do dołu od rury rozgałęźnej. Rury podające 53 wchodzą we wloty 49 do rezerwuaru, celem podawania zawiesiny jak wskazano za pomocą strzałek A na Figurze 5. Rura przelewowa 54 przebiega pomiędzy rezerwuarem a zbiornikiem w taki sposób, że gdy zawiesina w rezerwuarze przekracza wcześniej określony poziom, jest ona zawracana do zbiornika, jak wskazano za pomocą strzałki B, celem uniknięcia przelania się rezerwuaru.

Bęben podający 44 jest zasadniczo cylindrycznym walcem i jest on zamontowany tak, by mógł się obracać w kierunku wskazanym za pomocą strzałki C wokół pierwszej osi 55 na głównej ramie 56 urządzenia. Bęben jest usytuowany poniżej wylotu 57 rezerwuaru, a zatem jest usytuowany w ścieżce zawiesiny płynącej do dołu z rezerwuaru, jak wskazano za pomocą strzałki D w taki sposób, że rezerwuar podaje zawiesinę bezpośrednio na powierzchnię podającą 45.

W ten sposób bęben podający stanowi część środków regulacyjnych 46 i działa w połączeniu z walcem odmierzającym 47, który jest zamontowany na pierwszej pod-ramie 58 (patrz Figura 4) w ten sposób, że obraca się w kierunku wskazanym za pomocą strzałki E wokół drugiej osi 59, która jest zasadniczo równoległa do pierwszej osi 55. Pod-rama 58 z kolei jest zamontowana na głównej ramie 56 w taki sposób, że obraca się wokół trzeciej osi 60, równoległej do drugiej osi 59.

Środki uruchamiające w postaci pneumatycznego lub hydraulicznego trzpienia 61 usytuowane są tak, by kolejno i selektywnie obracać pod-ramę 58, celem wymuszania ruchu walca odmierzającego 47 w kierunku do i od bębna podającego, jak wskazano za pomocą strzałki F. Będzie zatem zrozumiałym, że bęben podający oraz walec odmierzający spełniają funkcję pary elementów barierowych, określających przestrzeń pośredniego prześwitu 62 pomiędzy nimi, celem regulowania przepływu zawiesiny z rezerwuaru do powierzchni podającej. Ruch ten może być alternatywnie zmieniany przez gwintowany regulator śrubowy, czy też inny odpowiedni mechanizm regulacyjny.

Bęben podający oraz walec odmierzający są napędzane w przeciwnych kierunkach, za pośrednictwem silnika, przekładni oraz zespołu napęd łańcuchowy (nie pokazano). Zarówno bęben podający jak i walec odmierzający są chromowane, celem zapewnienia pożądanej twardości powierzchni. Niemniej jednak, w innych przykładach wykonania wynalazku bęben napędzający oraz walec odmierzający mogą być powleczone poliuretanem, karbidem czy też innymi materiałami w miarę potrzeb.

Wałek rozpraszający 48 zawiera cylindryczny korpus 63 oraz wiele sprężynująco elastycznych, wydłużonych elementów rozpraszających w postaci włosków szczeciny 64, które przebiegają promieniowo na zewnątrz od korpusu. Wałek rozpraszający jest zamontowany na drugiej pod-ramie 65 w taki sposób, że może obracać się wokół czwartej osi 66, zasadniczo równoległej do pierwszej osi 55. Podrama 65 z kolei jest zamontowana na głównej ramie 56 w taki sposób, że może obracać się wokół piątej osi 67, zasadniczo równoległej do pozostałych osi. Przewidziany jest trzpień 68 czy też inny stosowny element uruchamiający do obracania drugiej pod-ramy 65 wokół jej osi 67, a dzięki temu do poruszania wałka rozpraszającego w sposób regulowany w kierunku do i od bębna podającego, jak wskazano za pomocą strzałki G. Wałek rozpraszający jest również napędzany silnikiem za pośrednicPL 201 390 B1 twem zespołu pasowego napędu klinowego (także nie pokazano). Miska przelewowa 69 może być umieszczona u podstawy urządzenia, celem wychwytywania nadmiaru zawiesiny spadającej z bębna podającego, który nie został usunięty przez wałek rozpraszający.

Podczas działania, urządzenie usytuowane jest ponad górnym biegiem pasa filcowego 15 urządzenia Hatschek 10, najlepiej przed walcem kalibrującym czy akumulacyjnym 18, jak wcześniej wskazano w kontekście Figury 2. Położenie to pozwala wygodnie na odwadnianie warstwy rozpraszanej jednocześnie z innymi warstwami, początkowo ponad główną komorą próżniową 17, a następnie w chwycie pomiędzy walcem kalibrującym 18 a walcem dociskowym 19. Należy jednak rozumieć, że urządzenie do powlekania przez rozpraszanie może być usytuowane w dowolnym stadium procesu, zależnie od kompozycji rozpraszanej zawiesiny oraz jej docelowej funkcji w arkuszu FRC.

Gdy częściowo uformowany arkusz lub folia przesuwa się w urządzeniu, zawiesina wypływająca z rezerwuaru migruje na obracający się bęben podający 44. Wałek rozpraszający również obraca się w tym czasie, dzięki czemu włoski szczeciny 64 są szybko przeciągane nad sąsiadującym z nimi bębnem podającym, chwytając zawiesinę z warstwy przylegającej do powierzchni podającej 45 bębna. Gdy włoski szczeciny 64 odsuwają się od bębna podającego, zawiesina jest rozpryskiwana lub rozpraszana do dołu na pas lub materiał arkuszowy 70 przechodzący pod nimi, a w ten sposób jest ona równomiernie nakładana w początkowej lub dodatkowej warstwie folii lub zawiesiny na arkuszu.

Odległość, w jakiej obracający się w przeciwnym kierunku walec odmierzający 47 znajduje się od bębna podającego określa pole powierzchni przekroju poprzecznego przestrzeni pośredniej 62, a przez to również prędkość przepływu zawiesiny na bęben podający. To z kolei określa grubość warstwy zawiesiny formowanej na powierzchni podającej, co także wpływa na rozpraszanie zawiesiny przez wałek rozpraszający. Grubość ta może być regulowana w miarę potrzeb za pomocą trzpienia 61, stosownie do szczególnej kompozycji wykorzystywanej zawiesiny oraz pożądanej charakterystyki warstwy zawiesiny, która ma być nakładana na arkusz.

Oprócz regulowania pola powierzchni przekroju poprzecznego przepływu obszaru prześwitu 62, charakterystyka rozpraszania może być również zmieniana poprzez przemieszczanie wałka rozpraszającego w kierunku do lub od bębna podającego, z wykorzystaniem drugiego trzpienia 68. Zmienia to zakres, w jakim włoski szczeciny przenikają warstwę zawiesiny na powierzchni podającej, napór włosków szczeciny 44 na powierzchnię podającą oraz zakres odkształcenia sprężynującego włosków szczeciny, celem zapewnienia dodatkowego wymiaru kontrolowania. Co więcej, regulacja i sterowanie mogą być dokonywane poprzez zmienianie prędkości wałka rozpraszającego, w jednym i drugim przypadku w wartościach bezwzględnych oraz względem walca podającego. Poprzez zmienianie tych dwóch różnych parametrów działania, różną grubość do około 10 mm lub więcej, można uzyskiwać w pojedynczych, pośrednich lub powierzchniowych warstwach. Można również uzyskiwać różne wykończenia powierzchni, takie jak skórka pomarańczy, stiuk oraz temu podobne.

Druga pod-rama 65 może obracać się dostatecznie wokół swojej osi 67, by pozwalać się na znaczne odsuwanie się wałka rozpraszającego od bębna podającego. W ramach części środków regulujących, umożliwia to dokładne wstrzymywanie i wznawianie procesu nakładania, jak opisano bardziej szczegółowo poniżej, a także ułatwia czyszczenie i konserwację wałka rozpraszającego i bębna.

Będzie zrozumiałym, że pewna część zawiesiny spadająca z rezerwuaru będzie lądowała i będzie przenoszona przez walec odmierzający, zamiast spadać na bęben podający. Zawiesina ta, jak również inna zawiesina z rezerwuaru, która nie została usunięta przez wałek rozpraszający, będzie spadała z walca odmierzającego jako nadmiar. Ten nadmiar zawiesiny jest wychwytywany w misce 69, skąd jest doprowadzany dzięki grawitacji z powrotem do głównego zbiornika 50.

W zamierzeniu przykład wykonania urządzenia będzie wykorzystywany w linii produkcyjnej, w której arkusze FRC o różnej charakterystyce i różnych kombinacjach warstw są wytwarzane szybko i bezpośrednio po sobie. W związku z tym niezbędne jest, by urządzenie mogło wstrzymywać i wznawiać proces rozpraszania, jak również umożliwiało dokonywanie regulacji prędkości przepływu zawiesiny, w sposób szybki i dokładny. W przeciwnym przypadku nastąpi przeniesienie warunków rozpraszania w odniesieniu do jednego rodzaju arkusza względem kolejnego rodzaju arkusza przechodzącego przez linię produkcyjną. Celem czasowego wstrzymania procesu rozpraszania, wałek rozpraszający jest w sposób przerywany poruszany w kierunku od walca podającego. W ten sposób wałek rozpraszający również stanowi część środków regulujących przepływ zawiesiny. Dodatkowo lub alternatywnie, walec odmierzający może po prostu być poruszany do chwili, aż oprze się bezpośrednio

PL 201 390 B1 o bęben podający, zamykając w ten sposób całkowicie przestrzeń prześwitu 62, a także odcinając dostarczanie zawiesiny na powierzchnię podającą przez odpowiedni wylot.

Nie jest jednak pożądanym wstrzymywanie lub zmniejszanie prędkości dostarczania zawiesiny z głównego zbiornika do rezerwuaru podczas tego procesu, ponieważ może to mieć niekorzystne konsekwencje występujące przed tym miejscem w urządzeniu, a w tym nadmierny wypływ, zmiany konsystencji lub stężenia zawiesiny, zestalanie się lub sedymentacja, naruszenie innych parametrów procesu i/lub blokowanie się przewodów rurowych. W związku z tym, gdy proces nakładania przez rozpraszanie zostaje wstrzymany, co skutkuje zmniejszeniem lub zatrzymaniem przepływu zawiesiny z rezerwuaru, poziom zawiesiny w rezerwuarze zaczyna rosnąć. Gdy osiąga on poziom rury przelewowej 54, zawiesina zaczyna być odprowadzana na powrót do zbiornika głównego, skąd krąży do i z rezerwuaru, aż zostanie wznowione podawanie.

Figura 6 stanowi widok schematyczny pokazujący kolejny przykład wykonania przedmiotowego wynalazku, przy czym podobne cechy zostały określone poprzez podobne odnośniki liczbowe. W tym przypadku nie jest wykorzystywany oddzielny zbiornik dla rezerwuaru. Zamiast tego rezerwuar po prostu przyjmuje postać pojemnego obszaru 71 o otwartym wierzchołku, określonego pomiędzy walcem podającym 44 a wałkiem luźnym 72 usytuowanymi w kontakcie obrotowym oraz w relacji sąsiedztwa względem walca podającego. Wałek luźny jest powleczony poliuretanem i nie jest napędzany. Wysokość i średnica wałka luźnego są w taki sposób skonfigurowane, że zawiesina w regionie pojemnym 71 wpływa w sposób naturalny do przestrzeni prześwitu 62, określonej pomiędzy walcem podającym 44 a walcem odmierzającym 47, który w tym przykładzie wykonania wynalazku jest usytuowany bezpośrednio ponad walcem podającym. Zastosowano dodatkową tacę zbierającą 74 celem zbierania wszelkiej zawiesiny spadającej z luźnego wałka i kierowania jej na powrót do głównego zbiornika 50 za pośrednictwem przewodu przelewowego 54 celem poddania recyrkulacji. W większości innych aspektów, ten przykład wykonania działa zasadniczo w ten sam sposób jak wcześniej opisano.

Urządzenie może być usytuowane w jakimkolwiek pożądanym punkcie wzdłuż linii produkcyjnej i może być selektywnie obsługiwane na zasadzie przerywania oraz w dowolnym dogodnym etapie procesu, celem właściwego nakładania warstwy lub warstw rozpraszanych. Na przykład, warstwa rozpraszana może być początkowo nakładana na pas jako pierwsza warstwa folii, celem uformowania struktury, która ostatecznie stanie się zewnętrzną warstwą arkusza. Może być to dokonywane na przykład wtedy, gdy zewnętrzna warstwa rozpraszana będzie zawierała bardziej miękką kompozycję FRC, celem ułatwienia szlifowania i wykończenia, kompozycję barwiącą do znakowania lub wyeliminowania potrzeby malowania, czy też warstwą teksturowaną, celem uzyskania pożądanego efektu estetycznego. Te same uwarunkowania mogą mieć zastosowanie w przypadku gdy warstwa rozpraszana jest warstwą ostatnią, kiedy to również będzie ona tworzyła zewnętrzne lico wykończonego arkusza. Alternatywnie, rozpraszana zawiesina może być nakładana w etapie pośrednim, celem wytworzenia warstwy pośredniej. Można tego dokonywać na przykład w przypadku warstwy ognioodpornej, warstwy stanowiącej barierę dla wilgoci czy też warstwy dodawanej ze względów strukturalnych, gdy wykończenie powierzchni czy względy estetyczne nie są bezpośrednio istotne. Można również stosować wiele stanowisk rozpraszania w szeregach lub równolegle, w różnych fazach procesu, z wykorzystaniem tych samych lub różnych kompozycji zawiesiny, w połączeniu z procesem Hatschek lub niezależnie, w celu uzyskiwania pożądanych konfiguracji materiału arkuszowego. W rzeczywistości arkusz formowany jako pojedyncza warstwa jednorodna czy też kilka warstw z tej samej lub różnych kompozycji, mogą być w odpowiednich warunkach wytwarzane całkowicie przez rozpraszanie.

Będzie zrozumiałym, że wynalazek przedmiotowy dostarcza skuteczny i wydajny sposób i urządzenie do wytwarzania materiału arkuszowego z zawiesiny. W swoim korzystnym zastosowaniu jako modyfikacja procesu Hatschek, dostarcza on środki do dokładnego wytwarzania laminowanego materiału arkuszowego, który może być łatwo dostosowywany i optymalizowany, w celu uzyskiwania szerokiego zakresu kryteriów wytrzymałościowych oraz charakterystyki estetycznej. Urządzenie to pozwala również na łatwe i szybkie zmienianie charakterystyki nakładania zawiesiny, zapewniając znaczący stopień elastyczności wytwarzania pewnego zakresu różnych wyrobów, w tym laminowanych wyrobów w środowisku szybkiej produkcji przy minimalnym czasie nastawiania pomiędzy poszczególnymi etapami. We wszystkich tych aspektach wynalazek przedmiotowy stanowi praktyczne i znaczące ekonomicznie usprawnienie w stosunku do stanu techniki.

PL 201 390 B1

Chociaż wynalazek przedmiotowy został opisany w nawiązaniu do szczególnych przykładów wykonania, będzie zrozumiałym dla specjalistów w tej dziedzinie, że wynalazek ten może przyjmować wiele innych postaci. W szczególności, będzie zrozumiałym, że sposób i urządzenie według przedmiotowego wynalazku mogą być dostosowywane do wykorzystania w związku z wyrobem kompozytowym, dodatkiem do zawiesiny umożliwiającym ograniczenie zawartości wody oraz powłokami do wyrobów budowlanych, jak opisano w różnych dokumentach pierwszeństwa.

Claims (35)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób formowania laminowanego materiału arkuszowego z zawiesiny mającej składnik płynny, obejmujący etapy: nakładania zawiesiny na podłoże w kolejnych warstwach aż do wytworzenia mokrego arkusza, w którym co najmniej jedna z warstw jest nakładana przez rozpraszanie, zdejmowania mokrego arkusza z podłoża oraz formowania materiału arkuszowego przez zmianę udziału składnika płynnego podczas suszenia lub utwardzania mokrego arkusza, znamienny tym, że podczas nakładania przez rozpraszanie co najmniej jednej warstwy mokrego arkusza stosuje się środki rozpraszające (48) do rozpraszania zawiesiny oraz stosuje się środki regulacyjne (46) do selektywnego zmieniania lub przerywania przepływu zawiesiny do środków rozpraszających (48) i zapewnia się ciągły przepływ zawiesiny do tych środków rozpraszających (48).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpraszaną zawiesinę stosuje się zawiesinę cementową wytworzoną z mieszaniny zawierającej wodę, włókna celulozowe, krzemionkę i cement.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się w nim proces „Hatschek” lub jego odmianę, z podłożem (15) w postaci porowatego pasa i za tym pasem, na walcu kalibrującym (18), sukcesywnie gromadzi się cienkie warstwy do uzyskania wcześniej określonej grubości, a następnie z walca kalibrują cego (18) odcina się i zdejmuje się nagromadzony materiał i wytwarza się mokry arkusz.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się porowaty pas (15) wykonany z materiał u filcowego, znajdujący się w kontakcie z szeregiem cylindrów sitowych (11) zanurzonych w kadziach (12) zawierających zawiesinę, które przynajmniej częściowo osadzają na obracającym się pasie cienkie warstwy zawiesiny.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę rozpraszaną formuje się z materiału, który jest odmienny w swojej kompozycji od co najmniej jednej innej warstwy w arkuszu, przy czym kompozycję i położenie warstwy rozpraszanej dobiera się odpowiednio do właściwości fizycznych lub charakterystyki wytrzymałościowej arkusza.
6. 6. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako rozpraszaną zawiesinę stosuje się zawiesinę cementową wytworzoną z mieszaniny zawierającej krzemionkę, cement i wodę.
7. 7. Sposób wed ług zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako rozpraszaną zawiesinę stosuje się odwadnianą zawiesinę cementową samopoziomującą, o zawartości ciał stałych wynoszącej od 50% do 90%.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ż e stosuje się zawiesinę , która zawiera ś rodek wspomagający odwadnianie w ilości dostatecznej do odwadniania zawiesiny poprzez podłoże.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się środki rozpraszające (48) do rozpraszania zawiesiny, stanowiące część urządzenia do rozpraszania (40) włączając w to powierzchnię podającą (45), do podpierania nakładanej warstwy zawiesiny, przy czym środki rozpraszające (48) są usytuowane w bezpośrednim sąsiedztwie powierzchni podającej (45) i rozprasza się nimi zawiesinę z powierzchni podają cej (45) na podł o ż e (15).
10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się podłoże (15) w postaci porowatego pasa lub uprzednio osadzonej warstwy zawiesiny cementowej.
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w urządzeniu do powlekania przez rozpraszanie (40) stosuje się rezerwuar (43) do przechowywania zawiesiny, który jest usytuowany przed środkami regulacyjnymi (46).
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że rezerwuar (43) ma wlot (49) do kierowania zawiesiny ze źródła zasilania (50) oraz wylot (57) związany ze środkami regulacyjnymi (46).
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że określa się pośrednią przestrzeń prześwitu (62) wyznaczającą zmienne, efektywne pole powierzchni przekroju poprzecznego strumienia przepływu,

    PL 201 390 B1 dostosowuje się położenie środków regulacyjnych (46) zawierających parę elementów barierowych (44, 47) mogących się selektywnie poruszać i reguluje się prędkość przepływu zawiesiny z rezerwuaru (43) pomiędzy elementami barierowymi (44, 47) poprzez wylot (57) do powierzchni podającej (45).
14. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że odcina się przepływ pomiędzy rezerwuarem (43) a powierzchnią podając ą (45) dostosowując położ enie elementów barierowych (44, 47) do konfiguracji zamkniętej.
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że jako jeden z elementów barierowych stosuje się pierwszy walec cylindryczny (44) obracający się wokół pierwszej osi (55).
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że jako kolejny z elementów barierowych stosuje się drugi walec cylindryczny (47) mogący obracać się wokół drugiej osi (59), równoległej do pierwszej.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że stosuje się pierwszy (44) i drugi walec (47), które obracają się w przeciwnych kierunkach.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że pierwszy walec (44) przyjmuje postać bębna podającego, którego zewnętrzna powierzchnia stanowi powierzchnię podającą (45), a drugi walec (47) przyjmuje postać walca odmierzającego mogącego selektywnie poruszać się w kierunku do i od bębna podającego.
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że stosuje się ramę główną (56) podpierającą bęben podający (44) oraz pierwszą pod-ramę, na której zamontowany jest walec odmierzający (47), przy czym, pierwsza pod-rama (58) może się obracać wokół trzeciej osi (60) równoległej i znajdującej się w odstępie od drugiej osi (59), a przez to w sposób regulowany przemieszczać walec odmierzający (47) w kierunku do i od bębna podającego (44), przy zachowaniu orientacji równoległej pomiędzy nimi.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się pierwsze środki uruchamiające (61) przebiegające efektywnie pomiędzy ramą główną (56), a pierwszą pod-ramą (58), do przemieszczania w sposób regulowany walca odmierzającego (47) i bębna podającego (44) w kierunku do i od siebie.
21. 21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że pierwsze środki uruchamiające (61) obejmują cylinder hydrauliczny lub pneumatyczny.
22. 22. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się środki rozpraszające (48) zawierające wiele sprężynująco elastycznych, wydłużonych elementów rozpraszających w postaci włosków (4) szczeciny, przebiegających promieniowo na zewnątrz od cylindrycznego korpusu (63) mogącego się obracać wokół czwartej osi (66).
23. 23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że czwarta oś (64) jest zasadniczo równoległa do osi pierwszej (55), drugiej (59) i trzeciej (60).
24. 24. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że cylindryczny i korpus (63) i elementy rozpraszające (64) tworzą razem wałek rozpraszający.
25. 25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że stosuje się ponadto drugą pod-ramę (65), na której zamontowany jest wałek rozpraszający (48), przy czym druga pod-rama (65) obraca się wokół piątej osi (67), zasadniczo równoległej i znajdującej się w odstępie od osi czwartej (66).
26. 26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że stosuje się drugie środki uruchamiające (68), przebiegające pomiędzy główną ramą (56) a drugą pod-ramą (65), celem skutecznego i niezależnego, regulowanego przemieszczania wałka rozpraszającego (48) w kierunku do i od bębna podającego, aby umożliwiać selektywne zmienianie lub przerywanie procesu rozpraszania, w ramach części środków regulacyjnych.
27. 27. Sposób według zastrz. 26, znamienny tym, że stosuje się drugie środki uruchamiające (68) zawierające cylinder hydrauliczny lub pneumatyczny.
28. 28. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że stosuje się urządzenie do powlekania przez rozpraszanie (48) zawierające zbiornik (50) do przechowywania zapasu zawiesiny oraz przewód podający (51, 52, 53) do podawania zawiesiny ze zbiornika (50) do rezerwuaru (43) poprzez wlot (49).
29. 29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że stosuje się rezerwuar (43) określany przez zbiornik usytuowany bezpośrednio ponad bębnem podającym (44) i walcem odmierzającym (47).
30. 30. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że rezerwuar (43) zawiera region pojemny (71) określony pomiędzy sąsiednimi walcami.
31. 31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że region pojemny (71) znajduje się pomiędzy bębnem podającym (44), a opierającym się wałkiem luźnym (72), przy czym walec odmierzający (47) jest usytuowany ponad bębnem podającym (44).

    PL 201 390 B1
32. 32. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że stosuje się szereg urządzeń do powlekania przez rozpraszanie (40), działających ze wspólnym urządzeniem Hatschek.
33. 33. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że stosuje się komory próżniowe (17) usytuowane za jednym lub za każdym z urządzeń do powlekania przez rozpraszanie (40) do odwadniania zawiesiny poprzez arkusz.
34. 34. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że każdym z szeregu urządzeń do powlekania przez rozpraszanie (40), podaje się kompozycję zawiesiny, odpowiadającą pożądanej charakterystyce estetycznej, funkcjonalnej czy wytrzymałościowej arkusza, przy czym skład kompozycji podawanej przez każde z szeregu urządzeń może być taki sam lub różny.
35. 35. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że steruje się szeregiem urządzeń do powlekania przez rozpraszanie (40) tak, że nakłada się pojedynczą lub wiele warstw pomiędzy kolejnymi laminatami z cementu zbrojonego włóknem.