PL208326B1 - Sposób produkcji płyt z wełny mineralnej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji płyt z wełny mineralnej stosowanych do izolacji akustycznej, termicznej i przeciwogniowej ścian zewnętrznych budynków oraz stropów garaży, nad którymi znajdują się pomieszczenia ogrzewane.

Znanych jest szereg metod otrzymywania płyt z wełny mineralnej. Aktualnie stosowane technologie opierają się na stwierdzeniu faktu, że najkorzystniej jest, aby włókna wełny mineralnej były ułożone prostopadle do powierzchni izolowanej ściany. Takie ułożenie włókien zapewnia wielokrotnie większą wytrzymałość na rozciąganie prostopadłe do powierzchni płyty przy mniejszej gęstości w porównaniu z innymi tradycyjnie produkowanymi płytami, dobrą (najlepszą) izolację termiczną jak również jest rozwiązaniem najbardziej ekologicznym - płyty lamelowe mogą być tylko mocowane za pomocą zapraw klejących nie wymagają stosowania łączników mechanicznych na nośnych podłożach do 20 m wysokości budynku. Włókna ułożone równolegle do płaszczyzny ściany podlegają oderwaniu od powierzchni płyty pod wpływem czynników atmosferycznych, płyty te muszą być zawsze mocowane do ścian mechanicznie i za pomocą zapraw klejących. W trakcie rozwoju systemów produkcji płyt proponowane były różne rozwiązania, które miały zapewnić albo lepszą izolację termiczną albo lepszą sztywność otrzymanych płyt. Z opisu patentowego US 4 025 680 znana jest płyta wielowarstwowa, złożona z warstw w taki sposób, że przebieg włókien w warstwach jest na przemian równoległy albo prostopadły do powierzchni. Warstwy mogą wykazywać różną gęstość. Z opisu patentowego DE 31 36 935 znane są płyty albo pasy wełny mineralnej, składające się z warstw, przy czym warstwy te oraz tworzące je włókna mineralne wewnątrz danego pasa albo płyty przebiegają jednolicie pod kątem od 10° do 60° w stosunku do płaszczyzny pasa lub płyty. Z opisu patentowego EP 0 017969 metoda, w której od cią g ł ego pasa wł ókniny mineralnej, w której wł ókna przebiegają gł ównie równolegle do powierzchni pasa, odcinane są paski lub warstwy poprzeczne do pasa, następnie obracane o 90° i po naniesieniu kleju między poszczególne warstwy ponownie łączy się w jedną warstwę izolacyjną. W ten sposób włókna mineralne przebiegają głównie pionowo do powierzchni wykonywanej warstwy izolacyjnej. Znana jest z opisu EP 0 560 878 metoda produkcji płyt izolacyjnych, składających się z połączonych ze sobą elementów z włókna mineralnego w kształcie prętów. W metodzie tej kładzie się nacisk na otrzymanie włókniny wtórnej poprzez podwojenie włókniny pierwotnej, co z kolei uzyskuje się poprzez ułożenie jej w szeregu warstw przebiegających poprzecznie względem długości wspomnianej włókniny wtórnej, pocięcie włókniny wtórnej wzdłuż na lamele, przycięcie tych lameli do pożądanej długości, obrócenie lameli pod kątem 90° względem ich osi wzdłużnej i połączenie ich ze sobą celem utworzenia płyty, oraz poddanie lameli ściskaniu siłą działającą w kierunku prostopadłym do powierzchni, po którym następuje ściskanie wzdłużne, przed lub po tym, jak włóknina mineralna zostanie pocięta na lamele. Wynalazek oparto na odkryciu, że płytę, w której zarówno fałdy utworzone poprzez wzdłużne ściśnięcie włókniny, która ma zostać pocięta na lamele, jak i poszczególne włókna, ułożone są prostopadle do płaszczyzny płyty, charakteryzuje się większa wytrzymałość i sztywność niż płytę, w której fałdy ułożone są prostopadle do powierzchni płyty. W trakcie produkcji płyt z wełny mineralnej, równocześnie z wprowadzaniem roztopionego materiału na zewnętrzną powierzchnię kołowrotków rozpyla się substancję wiążącą włókna. Powszechnie stosuje się termoutwardzalne substancje wiążące takie jak żywica fenolowo-formaldehydowa. Żywica ta zawarta w masie wełny mineralnej służy również do zespolenia prętów ze sobą w celu otrzymania płyty. W praktyce nie znalazło zastosowania łączenie prętów ze sobą za pomocą substancji wiążącej, gdyż powierzchnia łączenia prętów ze sobą jest znacznie większa niż powierzchnia styku takiej płyty z podłożem. Aby uzyskać płytę o szerokości 20 cm należy skleić ze sobą szereg tak otrzymanych prętów. Próby klejenia ze sobą poszczególnych prętów ze sobą przy pomocy tej samej substancji wiążącej, która stosowana jest do zespolenia włókien ze sobą nie przyniosły oczekiwanych rezultatów. W praktyce stosuje się łączenie prętów ze sobą przy pomocy pasów, taśm, włókniny lub papieru z jednej bądź obydwu stron płyty ale otrzymana płyta jest wiotka i trudna do nakładania na fasadę budynku, dlatego też w praktyce nie może mieć dużych gabarytów.

Parametry izolacyjne otrzymanych płyt dodatkowo uzależnione są od sposobu łączenia poszczególnych płyt ze sobą na placu budowy. Im więcej małych płyt składa się na uzyskaną powierzchnię, tym więcej jest krawędzi, na których stykają się płyty. Im większa ilość krawędzi styku płyt ze sobą tym więcej będzie powstawało mostków termicznych na izolowanej powierzchni na skutek niedokładnego układania, braku dopasowywania się pojedynczych płyt jak i również zwiększonego ryzyka zabrudzenia powierzchni styku zaprawami klejącymi. Równocześnie im więcej płyt zostaje

PL 208 326 B1 zużytych na określoną izolowaną powierzchnię tym bardziej wydłuża się czas układania izolacji na fasadzie budynku a koszt wykonania jest relatywnie wyższy od płyt o większym wymiarze. Z kolei z drugiej strony wielkość uzyskiwanych płyt uwarunkowana jest faktem, ż e najkorzystniejsze ułożenie włókien do powierzchni izolowanej to ułożenie prostopadle, natomiast na liniach produkcyjnych wytwarza się włókninę, w której włókna ułożone są równolegle do powierzchni płyty. Tak więc aby otrzymać płytę, w której włókna będą ułożone prostopadle do izolowanej powierzchni, z pasa włókniny o określonej grubości należy odciąć pas, który następnie obraca się o 90° zmieniając ukierunkowanie włókien. To z kolei powoduje, że grubość otrzymywanej warstwy włókniny po obrocie staje się maksymalną szerokością otrzymanej płyty. Dlatego też w omawianym stanie techniki nie otrzymywano włókniny o maksymalnej gruboś ci, lecz skupiono się na zwię kszeniu powierzchni otrzymanej pł yty poprzez jej cięcie wzdłużne na cienkie pręty, obracanie ich i dalsze łączenie ze sobą za pomocą dodatkowej warstwy łączącej jak np. papier. Ponadto wielkość otrzymanych w praktyce płyt nie przekraczała 20 cm na 120 cm, gdyż płyty lamelowe o większej powierzchni mają zbyt małą sztywność i nie nadają się do wygodnego nakładania na płaskie, pionowe powierzchnie. Cechą charakterystyczną tak otrzymanych płyt jest to, że lamele jako elementy składowe mają znacznie mniejszą szerokość od grubości.

W sposobie według wynalazku podję to próbę odwrócenia sposobu podejścia do technik otrzymywania płyt z wełny mineralnej. W sposobie tym otrzymuje się pas włókniny mineralnej o maksymalnej do uzyskania technologicznie grubości 20 cm, następnie odcina się wzdłużnie pas o szerokości odpowiadającej wymaganej wynikowo długości płyty, otrzymany pas obraca się w płaszczyźnie poziomej o 90°, odcina pasy o szerokości odpowiadającej wynikowo grubości warstwy izolacyjnej, otrzymane pasy obraca się ponownie o 90°, przy czym obrót ten następuje wzdłuż osi podłużnej odciętego pasa a następnie pasy łączy się ze sobą. Istotnym elementem wynalazku jest dobór techniki łączenia otrzymanych pasów ze sobą a mianowicie stosuje się metodę klejenie z natryskiem warstwy gorącego kleju na jedną lub obie łączone powierzchnie w temperaturze 150-185°C. Stosuje się klej termotopliwy na bazie poliolefin o punkcie mięknięcia około 100°C i lepkości roboczej 2600-3000 mPa.s w temperaturze 170°C w ilości 2,0-3,5 g na jedną linię klejową o długości 1,2 m. Czas natrysku oraz wiązania kleju wynosi maksymalnie 12 sekund. Płyty po natrysku klejem dociska się do siebie. Okazało się, że korzystniejsze jest niedopuszczenie do wniknięcia kleju w głębsze warstwy płyty i że połączenie takie będzie trwalsze niż wykonane inną metodą. Ze względu na krótki czas wiązania kleju należy szczególną uwagę zwrócić na precyzyjne pozycjonowanie pasów płyt względem siebie. Płyta może być klejona z dwóch lub trzech pasów, co przy zastosowaniu maksymalnej możliwej do uzyskania grubości warstwy włókniny pozwala na otrzymanie płyty o szerokości nawet 60 cm. W stosunku do tradycyjnej płyty, której szerokość nie przekraczała 20 cm uzyskuje się trzykrotne skrócenie czasu układania izolacji na ścianie jak również trzykrotne zmniejszenie ilości powstających mostków termicznych. Szerokość wynikowa tak otrzymanych elementów składających się na wyrób końcowy jest zawsze co najmniej równa lub większa od ich grubości.

P r z y k ł a d I

Z opuszczają cej linię technologiczną warstwy wł ókniny o włóknach uł o ż onych wzdł uż nie i o gruboś ci 20 cm i szerokoś ci 2 m przycinano poprzecznie pasy o szerokoś ci 1,2 m. Pasy te obracano o 90° w płaszczyźnie poziomej. Następnie odcinano z nich pasy o szerokości 8 cm (wymiar ten stanowi wynikową grubość otrzymywanej izolacji) i obracano je o 90° wzdłuż osi wzdłużnej pasów. Tak otrzymane pasy o wymiarach 1,2 m długości, 20 cm szerokości i 8 cm grubości poddawano klejeniu po dwa pasy ze sobą. Stosowano klej termotopliwy na bazie poliolefin o punkcie mięknięcia około

100°C i lepkości roboczej 2700 mPa-s w temperaturze 170°C. Klej natryskiwano przy pomocy stacjonarnych dysz na przeciwległe, przesuwające się pasy włókniny w czasie 2,4 sekundy. Stosowano 2 dysze natryskowe po jednej na każdą klejoną powierzchnię. Odległość dysz od przesuwających się pasów wynosiła 55 mm. Zużycie kleju wynosiło 3,36 g kleju na jedną linię klejową o długości 1,2 m.

Otrzymane płyty dociśnięto do siebie na okres 6 sekund. Otrzymane gotowe płyty przesyłano dalej do pakowania. Płyta miała wymiary: szerokość 40 cm, grubość 8 cm, długość 1,2 m a włókna ułożone były w niej pionowo do powierzchni izolowanej. Izolacja elewacji wykonana z powyższych płyt została ułożona dwukrotnie szybciej niż izolacja tradycyjna z pojedynczych płyt a równocześnie płyty tak sklejone nie łamały się w miejscu spojenia i mogły być podnoszone za jedną krawędź przez jednego robotnika, tak więc otrzymana spoina była trwała. Zmniejszono ilość mostków termicznych o połowę.

P r z y k ł a d II

Z opuszczającej linię technologiczną warstwy włókniny o włóknach ułożonych wzdłużnie i o grubości 20 cm i szerokości 2 m przycinano poprzecznie pasy o szerokości 1,2 m. Pasy te obracano

PL 208 326 B1 o 90° w pł aszczyź nie poziomej. Nastę pnie odcinano z nich pasy o szerokoś ci 20 cm (wymiar ten stanowi wynikową grubość otrzymywanej izolacji) i obracano je o 90° wzdłuż osi wzdłużnej pasów. Tak otrzymane pasy o wymiarach 1,2 m długości, 20 cm szerokości i 20 cm grubości poddawano klejeniu po trzy pasy ze sobą. Stosowano klej termotopliwy na bazie poliolefin o punkcie mięknięcia około

100°C i lepkości roboczej 2700 mPa-s w temperaturze 170°C. Klej natryskiwano przy pomocy stacjonarnych dysz na przeciwległe, przesuwające się pasy włókniny w czasie 2,4 sekundy. Stosowano 12 dysz natryskowych po trzy na każdą z czterech klejonych powierzchni. Odległość dysz od przesuwających się pasów wynosiła 55 mm. Zużycie kleju wynosiło 3,36 g kleju na jedną linię klejową o długości 1,2 m. Otrzymane płyty dociśnięto do siebie na okres 8 sekund. Otrzymane gotowe płyty przesyłano dalej do pakowania. Płyta miała wymiary: szerokość 60 cm, grubość 20 cm, długość 1,2 m a włókna ułożone były w niej pionowo do powierzchni izolowanej. Izolacja elewacji wykonana z powyższych płyt została ułożona trzykrotnie szybciej niż izolacja tradycyjna z pojedynczych płyt a równocześnie płyty tak sklejone nie łamały się w miejscu spojenia i mogły być podnoszone za jedną krawędź przez jednego robotnika, tak więc otrzymane spoiny były trwałe.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób produkcji płyt z wełny mineralnej obejmujący etap otrzymania pasa włókniny mineralnej, w której włókna ułożone są równolegle do płaszczyzny włókniny, odcięcie z niej elementów, obrócenie ich o 90°, a następnie połączenie otrzymanych elementów ze sobą, znamienny tym, że otrzymuje się pas włókniny mineralnej o maksymalnej do uzyskania technologicznie grubości 20 cm, następnie odcina się wzdłużnie pas o szerokości odpowiadającej wymaganej wynikowo długości płyty, otrzymany pas obraca się w płaszczyźnie poziomej o 90°, odcina pasy o szerokości odpowiadającej wynikowo grubości warstwy izolacyjnej, otrzymane pasy obraca się ponownie o 90°, przy czym obrót ten następuje wzdłuż osi podłużnej odciętego pasa a następnie pasy łączy się ze sobą metodą klejenia z natryskiem warstwy gorącego kleju na jedną lub wszystkie łączone powierzchnie w temperaturze 150-185°C, przy czym stosuje się klej termotopliwy na bazie poliolefin o punkcie mięknięcia około 100°C i lepkości roboczej 2600-3000 mPa-s w temperaturze 170°C w ilości 2,0-3,5 g na jedną linię klejową o długości 1,2 m, następnie płyty po natrysku klejem dociska się do siebie a czas natrysku oraz wiązania kleju wynosi maksymalnie 12 sekund.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płytę wykonuje się z trzech pasów.