SK133498A3 - Man-made vitrious fibre products and their production - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka produktov zo syntetického skleného vlákna a najmä takých produktov, ktoré obsahujú podstatnú časť recyklovaného, odpadového syntetického skleného vlákna.

Doterajší stav techniky

Produkt zo syntetického skleného vlákna sa bežne vyrába púšťaním minerálnej taveniny na rotujúci zvlákňovací rotor a tým sa vrhá tavenina z rotoru ako vlákna a vytvára sa v podstate prstencový oblak vláken a zberaním týchto vláken ako rúna na zberači.

Výroba produktu zo syntetického skleného vlákna má tendenciu byť sprevádzaná vyrobením určitého odpadu zo syntetického skleného vlákna a je bežnou praxou pokúšať sa znovu použiť tento materiál. Preto sa mnoho produktov zo syntetického skleného vlákna vytvára z primárnych vláken, čo sú vlákna vytvárané mimo zvlákňovacieho rotora a zberané na zberači ako rúno, spolu so sekundárnymi vláknami, čo sú recyklované vlákna z tej istej alebo predchádzajúcej výroby produktu zo syntetického skleného vlákna.

Jedna z ciest zabudovania sekundárnych recyklovaných vláken je taká, že sa tieto vlákna rozptýlia, obvykle unášané vzduchom, do mraku primárnych vláken, ktorý sa pohybuje od rotora k zberaču. Nanešťastie majú druhotné vlákna, ktoré sú zavádzané týmto spôsobom, tendenciu byť prítomné skôr ako chumáčiky než ako jednotlivé vlákna a tak majú tendenciu spôsobovať diskontinuity v rúne. Tiež keď sa, tak ako je obvyklé, na primárne vlákna rozprašuje spojivo, je bežné, že sú sekundárne vlákna neadekvátne navlhčené spojivom.

Zvýšenie množstva sekundárnych vláken vo výrobku zo syntetického skleného vlákna má preto tendenciu zhoršovať jeho vlastnosti a tak je v praxi množstvo sekundárnych vláken, ktoré sa dajú uspokojivo zaviesť pri zachovaní uspokojivých vlastností produktu, nižšie než by bolo žiaduce.

V W090/15032 sa navrhuje zavádzať častice, čo môžu byť sekundárne vlákna, dopravované vo vzduchu dutým hriadeľom na ktorom je namontovaný rotor pre rotáciu. Týmto prostriedkom je možné fúkať sekundárne vlákna do prstencového mraku primárnych vláken, ktorý sa tvorí okolo rotora a pred rotorom. Je ale ťažké zabezpečiť uspokojivé unášanie sekundárnych vláken v prúde vzduchu tak, aby bolo možné uspokojivo a spoľahlivo prefukovať hriadelom a vyfukovať z hriadeľa von významné množstvo. Preto nie je možné týmto spôsobom zavádzať vhodne veľké množstvá sekundárnych vláken.

V EP 530843 sa navrhuje zavádzať materiál vo forme častíc, čo môžu byť sekundárne syntetické sklené vlákna, unášané vzduchom za pomoci rôznych metód. Podlá jednej metódy je dodávaný prúd sekundárnych vláken alebo iného materiálu vo forme častíc unášaného vzduchom ako prstencový tok okolo hriadeľa cez ktorý sa dodáva spojivo. Sekundárne vlákna sú prinútené pohybovať sa radiálne smerom von pomocou toku spojiva k prstencovému mraku syntetických sklených vláken. Podlá iných metód je prúd častíc unášaných vzduchom fúkaný do mraku syntetických sklených vláken. Tvrdí sa, že vlákna, ktoré sa pridávajú týmito metódami, môžu byť jemne pomleté. Navrhovaný rozsah dĺžky je medzi asi 0,3 mm a 3 mm. Tieto metódy tiež nedokážu poskytnúť vhodný spôsob zabudovania podstatných množstiev sekundárnych vláken bez zhoršenia vlastností finálneho produktu.

US 5,232,638 navrhuje metódu premiešania pridávaných častíc rôznych typov s primárnymi vláknami. Prstencový mrak primárnych vláken, ktorý je vytváraný, je prinútený k styku s vonkajším povrchom zvonu, namontovaného na osi rotora, z ktorého sa tvoria primárne vlákna a pod rotor. Tento systém má tendenciu znižovať rýchlosť toku vláken tak, ako tieto kontaktujú zvon a spôsobuje vytváranie chumáčikov, pričom sa znižuje akosť sklenej vaty. Vlákna možno pridávať až hneď za bodom styku. Dôsledkom toho, že sa sčasti tvoria chumáčiky v závoji primárnych vláken a sčasti že je pomerne veľká vzdialenosť medzi rotorom a pridávaním prídavných vláken, nie je v praxi možné získať rovnomernú zmes pridávaných vláken s primárnymi vláknami. Hoci tento dokument uvádza, že je žiaduce mať schopnosť zaviesť rovnomerne distribuované prídavné materiály, je realita taká, že s týmto systémom by sa nedosiahla rovnomerná distribúcia. Navyše, keď sa zabudováva kvapalné spojivo, je toto dodávané iným potrubím než je potrubie na materiál v časticiach. Ak sa má pridávať spojivo a materiál v časticiach, nedovoľuje to ich intenzívne miešanie pred stykom s primárnymi vláknami a teda zabraňuje to vytváranie rovnomernej distribúcie častíc v primárnych vláknach.

Tento dokument tiež navrhuje, že sa vlákna môžu pridávať ako prísada častíc. Nenavrhuje, že by tieto častice mali mať dĺžku omnoho kratšiu než vlákna, ktoré budú produkované rotorom. Navyše iba navrhuje použitie vláken, ktoré sú odlišné od tých, ktoré vyrába rotor. Hlavný ciel tohto dokumentu je dodávať spenený materiál, ktorý je spojivom pre častice.

US 5,123,949 tiež popisuje proces, ktorý vraj napomáha rovnomernú distribúciu častíc v primárnych vláknach. V tejto publikácii sa navrhujú iba vlákna odlišné od primárnych vláken a nenavrhuje sa, aby mali dĺžku odlišnú od dĺžky primárnych vláken. Hoci sa navrhujú mleté vlákna, ich minimálna navrhovaná dĺžka je takmer 2 mm. Spojivo popísané v procese je dodávané jedným potrubím, zatial čo častice aditíva sú dodávané druhým potrubím. Jediná príležitosť, ktorú materiál má na zmiešanie je tesne pred stykom s primárnymi vláknami. Prísada vo forme častíc je smerovaná na primárne vlákna prúdom vzduchu , ktorý prúdi pod rotujúcim diskom, z ktorého sa vytvárajú primárne vlákna. To opäť prispieva k vytváraniu nerovnomernej distribúcie materiálu vo forme častíc v primárnych vláknach.

Pri všetkých týchto postupoch, kde sa primárne vlákna vytvárajú mimo zvlákňovacieho rotora a sú unášané a zberané na povrchu zberača, je výsledný produkt rúno ukladané vzduchom. Taký produkt, má hustotu pod 300 kg/m³ a to aj po kompresii. Je tiež známe vyrábať produkty ukladaním za vlhka, ale tieto produkty majú štruktúru hustého typu a nie sú vhodné na účely, na ktoré sa používajú vzduchom ukladané produkty zo syntetického skleného vlákna.

Vlákna vo vzduchom ukladaných produktoch zo syntetického skleného vlákna majú rôzne dĺžky a frekvencia každej dĺžky sa spravidla blíži k logaritmicko-normálnej distribúcii. Na báze ich počtu je percento velmi krátkych vláken (pod 0,5 mm) vždy velmi nízke, napríklad pod 10%, a obvykle najmenej asi 50% vláken je s dĺžkou najmenej 1 mm, napríklad až do 15 mm. Často má najmenej 50% počtu vláken dĺžku v rozsahu 1 až 5 mm. Pre sklenú vatu je množstvo vláken s dĺžkou pod 0,5 mm opäť velmi nízke, pod 10% a obvykle najmenej 70% je v rozsahu 1 až 15 mm, pričom najmenej 50% je často v rozsahu 3 až 10 mm. Tieto distribúcie dĺžok vláken sú typické pre produkty kladené vzduchom, ktoré sú vyrobené výhradne z primárnych vláken.

Keď sa pri známych metódach zabudovávajú sekundárne recyklované vlákna, tak distribúcia dĺžok vláken obvykle nie je podstatne zmenená, pretože sekundárne syntetické sklené vlákna všeobecne majú pomerne podobnú distribúciu dĺžok k primárnym vláknam v tom, že každá degradácia dĺžky, ktorá sa mohla objaviť počas recyklovania nie je obvykle dostatočne velká na to, aby významne ovplyvnila distribúciu dĺžok vláken v produkte, obsahujúcom sekundárne vlákna.

Ako bolo uvedené, existujúce produkty obsahujúce recyklované sekundárne syntetické sklené vlákna majú tendenciu mať horšie vlastnosti (v porovnaní s produktmi bez sekundárnych vláken), ak sa množstvo sekundárnych vláken zvýši nad pomerne nízku úroveň.

Bolo by žiaduce vytvárať v podstate neprášiaci produkt zo syntetického skleného vlákna, majúci významný podiel sekundárnych vláken, a ktorý môže mať vlastnosti najmenej také dobré, ako produkty vyrobené bez velkého podielu sekundárnych vláken.

Podstata vynálezu

Produkt zo syntetického skleného vlákna podlá jedného vyhotovenia vynálezu zahŕňa vzduchom ukladané spájané rúno z v podstate rovnomernej zmesi syntetických sklených vláken, kde najmenej 30% počtu syntetických sklených vláken má dĺžku nie viac než 0,5 mm a najmenej 5% počtu vláken má dĺžku nad 0,5 mm a kde v podstate všetky vlákna sú spojené do vzduchom ukladaného rúna.

Produkt podía vynálezu sa líši od konvenčných vzduchom ukladaných produktov zo syntetických sklených vláken tým, že má značne zvýšený podiel krátkych vláken (až do 0,5 mm). Tento zvýšený podiel velmi krátkych vláken je normálne zaisťovaný zabudovaním velmi krátkych sekundárnych (recyklovaných) syntetických sklených vláken do rúna počas jeho výroby.

Množstvo krátkych vláken pod 0,5 mm je najmenej 30%, obvykle najmenej 40% alebo 45% počtu a môže byť až 50, 60 alebo aj 70% počtu. Množstvo vláken majúcich dĺžku nad 0,5 mm je obvykle najmenej 10% a všeobecne je najmenej 15% alebo 20%. Môže byť až 25% alebo 30%, ale obvykle nie je viac než asi 40 alebo 50% počtu. Tieto vlákna dlhšie než 0,5 mm majú často dĺžku najmenej 1 mm. Obvykle majú dĺžku nie viac než 10 alebo 15 mm.

Často sa preferuje mať značnú časť, napríklad najmenej 20 alebo 30%, velmi krátkych vláken, napríklad pod 0,3 mm a často pod 0,2 mm, napríklad až do 0,05 mm.

Hoci môže byť možné zaviesť sekundárne vlákna tak, že je celková distribúcia dĺžok vlákna asymetricky logaritmickonormálnej v podstate monomodálnej distribúcie (alebo distribúcie s hrboľom), preferované produkty podía vynálezu majú v podstate takú bimodálnu distribúciu dĺžok, že majú v podstate logaritmicko-normálnu alebo asymetricky logaritmicko-normálnu monomodálnu distribúciu krátkych vláken majúcich dĺžku, ktorá nie je viac než 0,5 mm položenú na v podstate logaritmicko-normálnu alebo asymetrickú logaritmicko-normálnu distribúciu dlhších primárnych vláken, teda typickú distribúciu, ktorá sa získa keď sa robia vzduchom kladené produkty zo syntetického skleného vlákna konvenčnými metódami zahŕňajúcimi použitie rotujúceho

Ί zvlákňovacieho rotora. Produkty môžu byť multimodálne s viac než jednou špičkou pod 0,5 mm.

Aby sa stanovila časť vláken majúcich určité konkrétne dĺžky alebo rozsah dĺžok, produkt sa rozptýli v kvapaline ako je glycerín, až kým sa vlákna rozdelia na jednotlivé vlákna. Vlákna sa pozorujú v projekcii na projekčné tienidlo s použitím chartometra, čím je možné zatrieďovať vlákna podlá dĺžky. Oblasť na projekčnom tienidle sa zvolí tak, aby obsahovala najmenej 200 vláken a zatriedi sa každé vlákno v tejto oblasti. Počet vláken každého zatriedenia sa spočíta a počet v tomto zatriedení sa vyjadrí ako percento z celkového počtu vláken vo vzorke.

Distribúcia podlá dĺžky sa uskutoční pohodlne spočítaním počtu vláken majúcich dĺžky vo vopred vybraných (a často sa zvyšujúcich) pásmach. Napríklad sa dá spočítať koľko ich má dĺžku v pásme 0,02 mm alebo menej, v pásme nad 0,02 až do 0,04 mm, nad 0,04 mm až do 0,07 mm, nad 0,07 mm až po 0,15 mm a tak ďalej so zvyšujúcou sa šírkou pásma až do bodu, kde počet vláken je nepodstatne nízky, všeobecne okolo 7 až 10 mm pri minerálnych vláknach alebo 10 až 15 mm pri sklených vláknach. Počet vláken každej dĺžky sa vynesie tak, že je ich počet na lineárnej stupnici na vertikálnej osi a ich dĺžka je vynesená na logaritmickej stupnici na horizontálnej osi.

Podlá druhého vyhotovenia vynálezu má produkt zo syntetického skleného vlákna distribúciu dĺžok vláken so špičkou nad 0,5 mm a často nad 0,8 mm a obvykle okolo 1 až 3 mm a najmenej jedna špička je na hodnote pod 0,5 mm a často pod asi 0,2 mm a s priehlbinou medzi týmito dvoma špičkami, ktorá obvykle predstavuje rozdiel v dĺžke najmenej 0,2 mm a často najmenej 0,5 mm. Špička (alebo každá špička) pod 0,5 mm často predstavuje počet vláken, ktorý je najmenej 0,5-násobkom a často jednonásobkom alebo dvojnásobkom a s výhodou trojnásobkom až desaťnásobkom počtu vláken v špičke okolo 1 až 3 mm.

Jednoduchý test stanovenia, či sú primárne a sekundárne vlákna v podstate všetky spojené vo vzduchom kladenom rúne alebo nie, je test popisovaný Thomasom Schneiderom v Ann. Occup. Hyg., Volume 37, No.6, 1993, str. 633 na stanovenie koncentrácie pri vlákne vytváranom vo vzduchu. Keď výsledok ukazuje hodnotu pod 0,5 vlákna/cm³, považuje sa produkt za neprášiaci a že sú vlákna v produkte uspokojivo spojené.

Obvykle sa považuje za žiaduce maximalizovať strednú dĺžku vláken pri produktoch zo syntetického skleného vlákna a je prekvapujúce, že pri vynáleze sa získavajú dobré výsledky zahrnutím podstatnej časti veľmi krátkych vláken.

Podľa jedného dôležitého vyhotovenia vynálezu najmenej 50% počtu vláken kratších než 0,5 mm má dĺžku pod 0,15 mm a často pod 0,1 mm, napríklad 30 až 70 μιη. Hustota produktu môže byť v rozsahu 50 až 300 kg/m³.

Pri tomto vyhotovení vynálezu redukuje prítomnosť sekundárnych vláken náklady na produkt (pretože sú v podstate odpadový materiál a nie sú potrebné náklady na likvidáciu alebo nové roztavenie), ale nedôjde k podstatnejšiemu zhoršeniu pevnosti v ťahu, izolačnej hodnoty a iných vlastností produktu. Tieto vlastnosti sa naozaj zachovajú alebo zvýšia v porovnaní so zodpovedajúcim produktom, vyrábaným výhradne z primárnych vláken pri tej istej celkovej hmotnosti vláken a hustote.

Podľa iného vyhotovenia vynálezu najmenej 50% vláken kratších než 0,5 mm má dĺžku v rozsahu 0,1 až 0,4 mm, obvykle 0,15 až 0,3 alebo 0,4 mm. Použitie týchto dlhších sekundárnych vláken vo vynáleze môže viesť k zlepšeniu pevnosti v porovnaní so zodpovedajúcim produktom vyrobeným v neprítomnosti vláken, ale s ekvivalentnou hmotnosťou primárnych vláken. Táto zlepšená pevnosť je osobitne významná pri produktoch s nízkou hmotnosťou, napríklad keď je produkt zo syntetického skleného vlákna spájaná doska alebo iný celistvý výrobok majúci hustotu v rozsahu 10 až 80 kg/m³, s výhodou okolo 25 až 40 kg/m³.

Sekundárne vlákna sú všeobecne pripravované na zabudovanie do produktu zo syntetického skleného vlákna mletím odpadového materiálu zo syntetického skleného vlákna. Mletie sa dá uskutočniť v kladivovom mlyne alebo vo valcovom mlyne. Výsledkom mletia odpadového materiálu na určenú krátku dĺžku je, že je možné zaviesť veľké množstvo sekundárnych vláken do produktu bez prítomnosti chumáčikov uviaznutých a nespojených sekundárnych vláken v produkte a že sekundárne vlákna môžu naďalej prispievať priaznivo k vlastnostiam produktu.

Odpadový materiál zo syntetického skleného vlákna môže mať zloženie odlišné od zloženia materiálu z primárnych vláken, ale s výhodou má odpadový materiál zo syntetického skleného vlákna v podstate rovnaké zloženie ako primárne vlákna. Môže to teda byť odpadový materiál vyrobený zo skorších várok rovnakého produktu.

Keď sú primárne vlákna typu minerálnej vaty, je výhodné, aby sekundárne vlákna boli tiež typy, ktoré majú zloženie minerálnej vaty. Podobne ak sú primárne vlákna typu sklenej vaty, je výhodné, keď sú sekundárne vlákna tiež zložením sklená vata.

Primárne syntetické sklené vlákna môžu byť vyrobené konvenčným spôsobom roztavením várky príslušne zvoleného minerálneho materiálu, privedením minerálnej taveniny na rotujúci zvlákňovací rotor a tým vrhaním taveniny z okraja rotora ako vláken a vytváraním v podstate prstencového mraku vláken, odnášaním vláken axiálne od rotora smerom k povrchu zberača a zberaním vláken na povrchu zberača ako rúno. Rúno môže byť laminované samo na seba tak, aby sa vytvorila hrubšia plsť. Rúno alebo plsť sa dá stlačiť a zahriať, aby sa v ňom zosieťovalo spojivo.

Rotor môže byť v tvare zvlákňovacej misky tak, ako je to popísané v EP 530843, alebo typu Downey s rotorom tak, ako je popísaný v US 2944284 a US 3343933. S výhodou je ale rotor namontovaný v podstate v horizontálnej osi a má pevnú perifériu a je skonštruovaný tak, aby dostával taveninu pridávanú na okraj a vrhal minerálne vlákna na svojom okraji. Rotor je s výhodou časť kaskádového zvlákňovača, ktorý obsahuje 2, 3 alebo 4 takéto rotory tak, ako je to popísané v WO92/06047.

Rúno zo syntetických . sklených vláken musí byť vzduchom kladené rúno, pretože nie je praktické ukladať ho za vlhka a potom ho sušiť. Hustota aj po stlačení je obvykle nad 20 alebo 30 kg/m³, ale pod 300 kg/m³ v porovnaní s viac než 350 kg/m³ pri za vlhka kladených produktoch. Obvykle nie je možné dosiahnuť požadovanú v podstate stále rovnakú zmes krátkych a dlhých syntetických sklených vláken tým, že sa budeme snažiť impregnovať kratšie, sekundárne vlákna do vopred vytvoreného rúna z dlhších primárnych vláken, pretože rúno má tendenciu pôsobiť ako filter a spôsobovať velmi nerovnomernú distribúciu kratších vláken v rúne. Preto sa rúno s výhodou vyrába vytvorením zmesi kratších a dlhších syntetických sklených vláken počas ich unášania vzduchom a výsledná zmes sa potom zberá na kolektore.

Aby boli sekundárne vlákna spojené do produktu podlá vynálezu, je všeobecne nutné, aby boli sekundárne vlákna pokryté spojivom predtým, než sú skombinované do produktu zo syntetického skleného vlákna. Môže byť ťažké získať adekvátny kontakt medzi sekundárnymi vláknami a spojivom, ak sa spojivo iba rozprašuje do mraku sekundárnych vláken a primárnych vláken ako to je pri väčšine predchádzajúcich procesov. Preto je žiaduce naniesť spojivo na sekundárne vlákna predtým, než sa prepoja s primárnymi vláknami. V súlade s tým spočíva preferovaná metóda vyrábania produktu podlá vynálezu v nanášaní minerálnej taveniny na rotujúci zvlákňovací rotor a tým vo vrhaní taveniny z rotora ako primárne vlákna a vytváraní v podstate prstencového mraku primárnych vláken, pokrytí sekundárnych vláken spojivom, zmiešaní pokrytých sekundárnych vláken do mraku a v zberaní zmesi primárnych a sekundárnych vláken na povrchu zberača ako rúno.

Možno použiť každý vhodný spôsob zaistenia príslušného kontaktu medzi sekundárnymi vláknami a spojivom pred vstupom sekundárnych vláken do mraku. V praxi je najúčinnejšou cestou vytvorenie kaše, ktorá sa skladá v podstate zo stabilnej tečúcej disperzie sekundárnych vláken vo vodnom spojive a v rozprášení tejto kaše do v podstate prstencového mraku.

Osobitne dobrý kontakt sa dá získať zabezpečením toho, že sekundárne vlákna sú kontaktované s primárnymi vláknami v bode, kde sa odohráva vytváranie primárnych vláken.

Výroba produktu zo syntetického skleného vlákna s použitím kaše zo sekundárnych vláken sa s výhodou uskutočňuje rozprašovaním kaše do produktu všeobecnou metódou popísanou v britskej prihláške 9524608.8, podanej 1. decembra 1995, a medzinárodnej prihláške č. PCT/EP96/05301, ktorá z nej nárokuje prioritu. Konkrétne je aparátom, ktorý sa používa na tieto účely s výhodou aparát tak, ako je popísaný v britskej prihláške 952407.0, podanej 1. septembra 1995 a medzinárodnej prihláške č. PCT/EP96/05299, ktorá z nej nárokuje prioritu.

Kaša obvykle obsahuje sekundárne vlákna v množstve najmenej 10% hmotnostných kaše a obvykle najmenej 20%. Môže to byť aj až 60% alebo dokonca 75%, ale nie je to obvykle viac než asi 40% alebo 50% hmotnostných^. z kaše. Penetrácia rozprášenej kaše do mraku primárnych vláken a distribúcia sekundárnych vláken vo finálnom produkte má tendenciu zlepšovať sa so zvyšujúcou sa špecifickou hmotnosťou kaše. V súlade s tým sa jedná o najmenej 1,1 a často najmenej 1,3 alebo 1,4. Obvykle je to pod 2, všeobecne pod 1,7.

Aby sa ulahčilo rozprašovanie, je žiaduce, aby kaša bola v rozumnej miere stabilná proti rozsadzovaniu a teda kaša s výhodou zahŕňa stabilizátor disperzie, ktorý inhibuje rozsadzovanie. Stabilizátor disperzie môže byť akákolvek látka, ktorá zvyšuje viskozitu, ale s výhodou je to koloidný materiál, pretože prítomnosť koloidného materiálu vo vodnej fáze môže tak inhibovať usádzanie sekundárnych vláken, ako aj upravovať reológiu kaše tak, aby sa ulahčilo rozprašovanie. Stabilizátorom disperzie je s výhodou hlinka a teda kaša je s výhodou kaša sekundárnych vláken vo vodnej disperzii častíc hlinky, majúcich typicky veľkosť pod 5 gm, často pod 3 gm, napr. 0,1 až 2 gm.

Vhodné typy hlinky, ktoré sa dajú použiť na tento proces zahŕňajú napúčajúce hlinky (všeobecne nazývané bentonit) a nenapúčajúce hlinky ako je kaolín.

Množstvo hlinky alebo iného koloidného materiálu je typicky v rozsahu 0,5 až 10% z hmotnosti kaše, všeobecne 1,5 až 5%.

Niektoré z hliniek môžu mať tendenciu mať spojivový účinok v produkte zo syntetického skleného vlákna a častice hlinky môžu slúžiť nielen ako stabilizátor disperzie, ale aj ako časť alebo všetko spojivo. S výhodou ale vodná fáza tiež obsahuje roztok organickej živice, ktorý bude slúžiť ako spojivo, napríklad niektoré z konvenčných živicových spojív, ktoré sa používajú na spojenie produktov zo syntetického skleného vlákna.

Ak je to žiaduce, môžu sa tiež zahrnúť vlákna (všeobecne najmenej 90% pod 0,5 mm), vytvorené z organického materiálu (papier, polymér, rastlinné, atď.) v množstvách obvykle pod 50%, všeobecne pod 20% hmotnostných vláken v rúne.

Je nutné, aby sa aparát používaný na dodávanie a rozprašovanie kaše sekundárnych vláken neupchával, napríklad pre vločkovanie alebo zhlukovanie vláken, ktoré sa môže objaviť vo vodnej kaši vláken, ak je dĺžka vláken príliš dlhá vo vzťahu ku koncentrácii kaše. Preto vzťah medzi koncentráciou sekundárnych vláken a dĺžkou sekundárnych vláken by mal byť taký, aby kaša zostala tečúca a nepodliehala podstatnému vločkovaniu pri státí. Presný vzťah medzi koncentráciou a dĺžkou vláken bude závisieť na konkrétnych vláknach. Všeobecne keď je stredná dĺžka vláken pod asi 0,1 mm, môže kaša pohodlne obsahovať najmenej 30% hmotnostných týchto vláken bez podstatného rizika vločkovania, ale ak je stredná dĺžka asi 0,1 až 0,2 mm, môže byť žiaduce pre koncentráciu kaše, aby bola udržiavaná pod 20 alebo 25% a ak je dĺžka sekundárnych vláken nad 0,2 mm, môže byť žiaduce pre koncentráciu, aby bola udržiavaná pod asi 10 alebo 15%.

Priemyselná využitelnosť

Produkt zo syntetického skleného vlákna sa dá použiť ako protipožiarna izolácia a ochrana, tepelná izolácia, protihluková izolácia, stavebný prvok, záhradnícky prvok alebo ako vystuženie iných produktov, ako sú plasty a ako plnivo. Materiál môže mať tvar spájanej plsti (ktorá môže byť plochá alebo zakrivená) alebo materiál môže byť rozdrvený na granulát.

Prehľad obrázkov na výkresoch,

Obrázok 1 ukazuje priečny rez rotorom, ktorý tvorí časť zvlákňovača, ktorý sa dá použiť na nanášanie kašovitých sekundárnych vláken.

Obrázok 2 je graf distribúcie počtu a dĺžky vláken podľa vynálezu.

Obrázok 3 ukazuje distribučnú krivku pre konvenčný produkt zo syntetického skleného vlákna.

Príklady vyhotovení vynálezu

Obrázok 1 ukazuje pevný rotor JL typu používaného v kaskáde zvlákňovačov namontovanej na rotačnom hriadeli 3. K rotoru je pripevnený prostriedok, na distribúciu kvapaliny 16 majúci distribučný povrch 11. Povrch 11 v podstate v tvare zrezaného kužela je konkávny povrch obsahujúci rad drážok 18, z ktorých je znázornených šesť. Distribučný povrch má krátky okraj 12 a dlhý okraj 14, pričom dlhý okraj 14 je pred krátkym okrajom 12. Dlhý okraj 14 má rádius 0,6 R, kde R je rádius rotora. Rotor je uložený na rotačnom hriadeli 3 vo valčekových ložiskách 32. Nerotujúci kanál 5 na prietok kvapaliny je uložený v ložiskách 30, obvykle valčekových ložiskách, medzi hriadeľom 2 ^θ nerotujúcim kanálom 5 na prietok kvapaliny. Nerotujúci kanál 5 na prietok kvapaliny vedie do výstupu 7 pre tok kvapaliny v ktorom je upevnený, ktorý je tiež nerotujúci a má dve (alebo viac) radiálne prechádzajúce výtlačné ústia. Radiálne prechádzajúce výtlačné ústia môžu byť sklonené späť v uhle 10° až 45° tak, aby sa zaistilo, že sa kvapalina na výstupe dostane na distribučný povrch v čo najmenšom možnom polomere.

Pri používaní sa dostáva suspenzia pevných častíc (vrátane sekundárnych syntetických sklených vláken) vo vodnej fáze (prostriedky na dopravu nie sú znázornené) do kanála 5 na prietok kvapaliny, ktorý prechádza cez rotujúci hriadeľ 3 a do výstupu 2 pretekajúcej kvapaliny. Kvapalina potom preteká ústiami 9.

Čiastočne atomizovaná kvapalina prechádza cez vzduchovú medzeru v smere šípok a na distribučný povrch 11. Rýchle otáčanie prostriedku na distribúciu kvapaliny 16 vyvoláva radiálny pohyb kvapaliny, ktorá je vedená drážkami 18, smerom von ku koncovým bodom 20 drážok na okraji 14. Od týchto koncových bodov je kvapalina vrhaná v atomizovanom tvare z distribučného povrchu radiálne smerom von a dopredu pred rotor.

Ak niektorá časť suspenzie neputuje radiálne von pozdĺž drážok 18, ale má tendenciu prenikať späť do aparátu, prechádza pozdĺž vstupného kanála 28 do rotujúcej prstencovej komory 24. Rotácia tejto komory vyvoláva pohyb kvapaliny k vonkajšej stene komory, odkial tečie pozdĺž výstupného kanála 26 na distribučný povrch na jej krátkom okraji. Zabráni sa tak prenikaniu do iných oblastí aparátu.

Súčasne sa tavenina nanáša na okraj 22 rotora 1, ktorý sa rýchlo otáča a vrhá taveninu z okraja ako vlákna. Vlákna sa fúkajú vpred bežnými prostriedkami na dodávanie vzduchu (nie sú znázornené) do prstencového oblaku. Tak ako sa vlákna fúkajú vpred, stretávajú sa s atomizovanou kvapalinou z prostriedku na distribúciu kvapaliny. Kvapalina a aditíva (sekundárne vlákna a všetky ostatné aditíva), ktoré obsahuje, penetrujú prstencový oblak a pokrývajú vlákna.

Vlákna sa potom konvenčným spôsobom zberajú na zberači ako rúno obsahujúce rovnomerne rozptýlené aditívum. Rúno môže byť podrobené preloženiu naprieč, aby sa vytvorila plsť a produkt môže byť stlačený a zosieťovaný teplom konvenčným spôsobom.

Obrázok 2 ukazuje distribučnú krivku pre produkt podlá vynálezu. Distribúcia bola stanovená na vzorke, skladajúcej sa z 369 vláken podía metódy popísanej vyššie. Zvislá os ukazuje počet vláken v intervaloch rôznej dĺžky na lineárnej stupnici. Vodorovná os ukazuje dĺžku v milimetroch na logaritmickej stupnici. Ako je zrejmé, je distribúcia v podstate bimodálna distribúcia.

Nižšie sú uvedené príklady vynálezu.

Distribúcia dĺžok typického produktu skladajúceho sa len z primárnych vláken je znázornená na obrázku 3. Distribúcia je logaritmicko-normálna distribúcia. Produkt s takouto distribúciou sa používa ako odpad a je pomletý v kladivovom mlyne alebo v tyčovom mlyne do takého stupňa, že sa dĺžky vláken zmenšia na 1/20 pôvodnej dĺžky. Pripraví sa kaša, skladajúca sa hmotnostne z 45% vody, 5% hlinky, 1% spojiva, 49% pomletých odpadových vláken.

Vlákna, hlinka a spojivo sa dispergujú vo vode tak, aby sa vytvorila stabilná disperzia. Kaša je nastrekovaná a prechádza cez zvlákňovací stroj tak, že sa nastrekuje 1 tona sekundárnych vláken za hodinu do prstencového mraku primárnych vláken, vyrobených rýchlosťou 5 ton za hodinu. V podstate rovnomerná zmes primárnych a sekundárnych vláken, hlinky a spojiva a ďalšieho spojiva rozprašovaná priamo na primárne vlákna je zberaná a sieťovaná. Výsledný produkt zo syntetického skleného vlákna má distribúciu dĺžok podľa obrázka 2, kde 81% počtu vláken má dĺžku nie viac než 0,5 mm a 19% počtu má dĺžku dlhšiu než 0,5 mm.

Pri testovaní finálneho produktu na uvolňovanie vo vzduchu zvlákňovaných alebo respirovatelných vláken podľa predtým spomenutej metódy, sa zistí koncentrácia vo vzduchu vytváraných vláken pod 0,5 vlákna na cm³ a produkt môže byť potom charakterizovaný ako neprášiaci.

Claims (16)

1. Produkt zo syntetického skleného vlákna vyznačujúci sa tým, že obsahuje vzduchom ukladané spojené rúno z v podstate rovnomernej zmesi syntetických sklených vláken, kde vlákna majú distribúciu dĺžok, ktorá má najmenej jednu špičku pod 0,5 mm a špičku nad 0,5 mm a priehlbinu medzi týmito dvoma špičkami.

2. Produkt zo syntetického skleného vlákna vyznačujúci sa tým, že má vzduchom ukladané spojené rúno z v podstate rovnomernej zmesi syntetických sklených vláken, kde najmenej 30% počtu syntetických sklených vláken má dĺžku nie viac než 0,5 mm a najmenej 5% počtu vláken má dĺžku nad 0,5 mm a kde v podstate všetky vlákna sú spojené do vzduchom ukladaného rúna.

3. Produkt podlá nároku 2, vyznačujúci sa tým, že najmenej 45% počtu vláken má dĺžku až do 0,5 mm.

4. Produkt podía nároku 2 alebo nároku 3, vyznačujúci sa tým, že najmenej 20% počtu vláken má dĺžku 0,5 až 15 mm.

5. Produkt podlá ktoréhokoľvek z nárokov 2 až 4, vyznačujúci sa tým, že vlákna majú distribúciu dĺžok, ktorá má najmenej jednu špičku pod 0,5 mm a špičku nad 0,5 mm.

6. Produkt podľa nároku 1 alebo nároku 5, vyznačujúci sa tým, že špička pod 0,5 mm predstavuje počet vláken, ktorý je najmenej 0,5-násobok počtu pri špičke nad 0,5 mm.

7. Produkt podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že najmenej 30% počtu vláken má dĺžku až do 0,2 mm.

8. Produkt podlá ktoréhokolvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že najmenej 50% vláken kratších než 0,5 mm má dĺžku pod 0,15 mm a hustota produktu je 50 až 300 kg/m³.

9. Produkt podlá ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že najmenej 50% vláken kratších než 0,5 mm má dĺžku v rozsahu 0,15 až 0,4 mm a produkt má hustotu v rozsahu 10 až 80 kg/m³.

10. Produkt podlá ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že obsahuje hlinku v podstate rovnomerne zapojenú do produktu.

11. Produkt podlá ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa organické spojivo rovnomerne rozmiestnené v produkte.

12. Proces na výrobu produktu podľa nároku 1 alebo nároku 6, vyznačujúci sa tým, že sa syntetické sklené vlákna vytvárajú nanášaním minerálnej taveniny na rotujúci zvlákňovací rotor (1) a tým vrhanie taveniny z okraja (22) rotora ako primárne vlákna a vytváranie v podstate rovnomernej zmesi primárnych vláken spolu s pomletými sekundárnymi vláknami, keď sú primárne a pomleté sekundárne vlákna unášané vzduchom, kde zmes vláken má distribúciu dĺžok, .ktorá má najmenej jednu špičku pod 0,5 mm a špičku nad 0,5 mm a priehlbinu med2i týmito dvoma špičkami.

13. Proces na výrobu produktu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 2 až 5 vyznačujúci sa tým, že zahŕňa vytváranie primárnych syntetických sklených vláken nanášaním minerálnej taveniny, na rotujúci zvlákňovací rotor (1) a tým vrhanie taveniny z okraja (22) rotora ako primárnych vláken a vytváranie v podstate rovnomernej zmesi týchto vláken spolu s pomletými sekundárnym vláknami, keď sú primárne a pomleté sekundárne vlákna unášané vzduchom, kde v zmesi vláken najmenej 30% počtu má dĺžku nie viac než 0,5 mm a najmenej 5% počtu má dĺžku nad 0,5 mm.

14. Proces podľa nároku 12 alebo nároku 13, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa vytváranie v podstate prstencovitého mraku primárnych vláken, ktorý je vrhaný z okraja (22) rotora (1), pokrývanie sekundárnych vláken spojivom, zamiešavanie pokrytých sekundárnych vláken do mraku primárnych vláken a zberanie zmesi ako vzduchom kladeného spájaného rúna a zosieťovanie spojiva.

15. Proces podlá nároku 14 vyznačujúci sa tým, že sekundárne vlákna sú pokrývané spojivom, dispergovaním sekundárnych vláken ako kaše vo vodnom spojive a rozprašovaním kaše do prstencovitého mraku primárnych vláken.

16. Proces podlá nároku 15, vyznačujúci sa tým, že kaša obsahuje hlinku.