PL182908B1 - Sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych wlókien szklistych obejmujacy na- noszenie stopu mineralnego na obracajacy sie rozwlókniajacy rotor, wyrzucanie stopu w postaci wlókien z rotora i wytwarzanie zasadniczo pierscieniowej chmury wlókien, roz- pylanie lepiszcza do pierscieniowej chmury wlókien, przenoszenie wlókien poosiowo od rotora w kierunku powierzchni kolektora oraz zbieranie wlókien na powierzchni kolektora w postaci maty, znamienny tym, ze zawiesine o ciezarze wlasciwym co najmniej 1,1, sta- nowiaca zasadniczo trwala ciekla zawiesine materialu w postaci czastek w wodnym roz- tworze lepiszcza rozpyla sie do zasadniczo pierscieniowej chmury. PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych (w skrócie MMVF od angielskiej nazwy Man Made Vitreous Fibres). Są to wyroby wytwarzane poprzez rozwłóknianie stopu mineralnego, zbieranie włókien w postaci maty lub innej struktury oraz wprowadzanie dodatkowego materiału w postaci cząstek do wyrobu.

Dobrze znane jest wytwarzanie wyrobów ze sztucznych włókien szklistych poprzez nanoszenie stopu mineralnego na obracający się rotor rozwłókniający, który wyrzuca stop z obwodu rotora w postaci włókien, oraz formowanie zasadniczo pierścieniowej chmury włókien, rozpylanie lepiszcza do pierścieniowej chmury włókien, przenoszenie włókien poosiowo od

182 908 rotora w kierunku powierzchni kolektora oraz zbieranie włókien na powierzchni kolektora w postaci maty. Lepiszcze może być rozpylane do chmury z zewnątrz, bądź też może być rozpylane promieniowo w kierunku na zewnątrz z wnętrza pierścieniowej chmury. Gdy szereg rotorów jest ustawionych w postaci przędzarki kaskadowej, poszczególne pojedyncze chmury łączą się w jedną zasadniczo pierścieniową chmurę wokół kaskady. Taka pierścieniowa chmura jest przenoszona w kierunku do przodu w stronę kolektora i traci swą pierścieniową konfigurację w miarę oddalania się od rotora lub rotorów.

Znane jest wprowadzanie cząstek wypełniacza do maty i zaproponowano różne sposoby realizacji tego zadania. Jeden sposób obejmuje uformowanie związanej maty w znany sposób i nanoszenie cząstek na wstępnie uformowaną matę. Cząstki można np. rozrzucać na matę podczas gdy ona wibruje, jak to przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3019127 lub związaną matę można impregnować wodną zawiesiną cząstek. Niestety w sposobach takich występuje tendencja do niejednorodnej dystrybucji cząstek, w szczególności gdy cząstki są względnie duże, przy czym największe ich skupienie występuje na powierzchni zewnętrznej. Wadą sposobów impregnacyjnych jest konieczność suszenia impregnowanego wyrobu.

Znane jest wprowadzanie cząstek wypełniacza do stopu mineralnego, np. jak to przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3953185, lecz wpływa to w istotny sposób na tworzenie się włókien i nie nadaje się do wprowadzania znaczących ilości różnorodnych materiałów w postaci cząstek.

Znane jest dodawanie materiału w postaci cząstek do chmury włókien, podczas gdy przemieszcza się ona w kierunku kolektora. Przykładowo w brytyjskim opisie patentowym nr 1234075 (DE 1759511) strumień cząstek porywanych w gazie wprowadza się do chmury, a lepiszcze natryskuje się na włókna i/lub na cząstki, zanim dotrą one do kolektora. W praktyce stosując tę technikę trudno jest osiągnąć równomierny rozkład cząstek wypełniacza, które są wiązane w macie. W efekcie wiązanie cząstek jest niejednorodne, w wyniku czego znacząca część wypełniacza zpstaje wytrząśnięta z maty podczas manipulacji, a rozkład wypełniacza może być niejednorodny. Szczególne problemy występują gdy pożądane jest wprowadzenie raczej drobnych cząstek, np. poniżej 100 pm, a często poniżej 50 pm. Cząstki wymienione w brytyjskim opisie patentowym nr 1234075 są cząstkami piasku o rozmiarach od 0,1 do 0,4 mm, mielonego szkła, sproszkowanej skały, żużla, perlitu i wermikulitu.

Według publikacji W090/15032 wał obracającego się rotora rozwłókniającego jest drążony w celu umożliwienia wdmuchiwania powietrza lub innych gazów oraz lepiszcza i innych dodatków. Podano, że drążony wał może być również wykorzystany do dostarczania cząstek stałych, takich jak glina lub cement albo włókien spływających z krawędzi. Podano, że powietrze lub inny gaz może przenosić cząstki do czoła rotora, a przez to będą one wyrzucane z nieruchomych otworów wylotowych w wale w kierunku chmury włókien, która tworzy się wokół rotora. Trudno jest osiągnąć wprowadzenie znaczących ilości dodatków przy użyciu tej techniki bez utraty takich właściwości jak zdolność wiązania.

W zgłoszeniu EP-A-530843 cząstki porywane w strumieniu gazu są wtryskiwane do uformowanej chmury włókien lub są rzucane na lepiszcze, które jest wyrzucane promieniowo ze środka wirującego rotora, na zewnątrz do pierścieniowej chmury, uformowanej przez rotor. Proponowane są różnorodne dodatki w postaci cząstek, włączając okrawki i odpady sztucznych włókien szklistych oraz włókna papierowe. Podano, że włókna powinny być drobno zmielone, lecz wymiary proponowane w praktyce są zawsze powyżej 300 pm.

Sposób ten, podobnie jak wszystkie znane sposoby wprowadzania cząstek wypełniacza do chmury włókien, może prowadzić do pogorszenia jakości wyrobu gdy ilość wypełniacza jest znaczna. Przykładowo często stosuje się wdmuchiwanie odpadów sztucznych włókien szklistych, zwykle o długości powyżej 1 mm, w strumieniu powietrza, do wnętrza chmury włókien, które są zbierane, jednak parametry maty mają tendencję do pogarszania się w miarę wzrostu ilości recyklowanych włókien, z uwagi na negatywny wpływ dodawanego materiału na właściwości wyrobu.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3343933 ujawniono sposób, w którym lepiszcze jest rozpylane z centralnego otworu na zewnątrz do pierścieniowej chmu4

182 908 ry włókien, twierdząc, że sposób ten może być wykorzystywany do wprowadzania różnorodnych materiałów w postaci zawiesiny. Nie podano szczegółów dotyczących zawiesiny, materiałów albo ilości. Budowa rozpylacza jest taka, że mógłby prawdopodobnie działać z zawiesiną o względnie małej gęstości, zawierającą materiał w postaci bardzo drobnych cząstek, a nawet wtedy wyniki prawdopodobnie byłyby nierówne i słabe, gdyby ilość dodatku była znaczna.

O nanoszeniu połączenia leniszcza i kompooycji wodoodpornej lubinnego materia-ki uszlachetniającego wspomniano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2944284, a zastosowanie zawiesiny lepiszcza opisano w EP-A-565392.

W WO91/10626 opisano sposób nanoszenia lepiszcza na wełnę mineralną. Włókna są wytwarzane z powierzchni rotora rozwłókniającego. Wirówkowy eżektor lepiszcza jest usytuowany współosiowo z rotorem i przed nim. Materiały stanowiące lepiszcze są wyrzucane odśrodkowo z krawędzi eżektora wirówkowego. Lepiszcze jest wyrzucane w postaci kropel do pierścieniowej chmury włókien. Jako lepiszcza opisano znane lepiszcza termoutwardzalne, np. w postaci roztworów wodnych. W zgłoszeniu nie sugeruje się wprowadzenia stałych materiałów do roztworu lepiszcza. Nie opisano wypełnionych produktów z wełny mineralnej.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4433992 opisano inny układ zawierający rotor rozwłókniający i wirówkowy eżektor do nanoszenia lepiszcza. W tym ukłaeoie także lepiszcze jest wyrzucane na zewnątrz z krawędzi eżektora w postaci kropel, ku pierścieniowej chmurze włókien. Nie zasugerowano wprowadzenia stałych materiałów do roztworu lepiszcza. Nie opisano także wytwarzania wypełnionej wełny mineralnej.

W praktyce nie jest możliwe wprowadzenie znanymi sposobami użytecznej ilości wielu potencjalnie użytecznych dodatków w postaci cząstek bez pogorszenia właściwości wyrobu finalnego. Byłoby więc pożądane uzyskać możliwość wprowadzania znaczących ilości różnorodnych wypełniaczy w postaci cząstek do wyrobów ze sztucznych włókien szklistych w taki sposób, aby były równomiernie rozłożone i równomiernie związane w wyrobach. W szczególności byłoby pożądane, aby można to było osiągnąć w sposób pozwalający na poprawę, a nie na pogorszenie właściwości wyrobów ze sztucznych włókien szklistych przez lepiszcze.

Według wynalazku wyrób ze sztucznych włókien szklistych wytwarza się sposobem obejmującym nanoszenie stopu mineralnego na obracający się rotor rozwłókniający, wyrzucanie stopu w postaci włókien z rotora i wytwarzanie zasadniczo pierścieniowej chmury włókien, oraz rozpylanie do zasadniczo pierścieniowej chmury włókien zawiesiny o ciężarze właściwym co najmniej 1,1, stanowiącej zasadniczo trwałą zawiesinę cząstek materiału w wodnym roztworze lepiszcza.

W związku z tym, że cząstki materiału wprowadza się w postaci zawiesiny w wodnym roztworze lepiszcza, każda cząstka jest potencjalnie pokryta wodnym lepiszczem. Tym samym zwiększa się do maksimum wiązanie cząstek z wyrobami ze sztucznych włókien szklistych, ponieważ każda cząstka może być potencjalnie związana z jednym lub większą liczbą włókien w wyrobie ze sztucznych włókien szklistych.

Mimo iż możnaby sądzić, że najlepsze wyniki (czyli dobry rozkład równomiernie związanego wypełniacza) można uzyskać przy użyciu zawiesiny o małej gęstości, złożonej z cząstek o wymiarach koloidalnych (np. 1 pm), wynalazek opiera się częściowo na ustaleniu, że najlepsze wyniki uzyskuje się w rzeczywistości wtedy, gdy wypełniacz ma postać dużych cząstek, a zawiesina ma dużą gęstość.

Materiał w postaci cząstek jest korzystnie względnie gruboziarnisty, gdyż umożliwia to wprowadzenie względnie dużych ilości wypełniacza bez zwiększania powierzchni w wyrobie ze sztucznych włókien szklistych w tak znaczący sposób, aby wymagało to dużego i niemożliwego do przyjęcia wzrostu ilości lepiszcza, koniecznego dla uzyskania zadowalającego wiązania. Przykładowo powierzchnia właściwa 1 grama wypełniacza o cząstkach 1 pm jest zwykle 20 razy większa od powierzchni właściwej 1 grama wypełniacza o cząstkach 20 pm. Tak więc wypełniacz 20 pm wymaga o wiele mniej lepiszcza dla uzyskania zadowalających właściwości wiążących niż wypełniacz 1 pm. Zatem stosując względnie gruboziarnisty wypełniacz można utrzymać dobre właściwości w zakresie wiązania włókien ze sobą w obrębie wyrobu ze sztucznych włókien szklistych, stosując ilość lepiszcza, która nie jest niedopusz182 908 czalnie większa od ilości, jaka byłaby użyta przy braku wypełniacza. Przykładowo udział suchej masy lepiszcza wynosi typowo od 1 do 3% w znanym wyrobie ze sztucznych włókien szklistych, zaś w wynalazku ilość tę można zwiększyć o 50 lub o 100%, np. do wielkości w zakresie od 2 do 6%.

Dzięki dużej gęstości zawiesiny można uzyskać bardziej równomierną penetrację zawiesiny do chmury włókien, a tym samym bardziej równomierny rozkład w wyrobie finalnym. Wynika to z faktu, że zwiększenie gęstości zawiesiny pozwala na zwiększenie energii kinetycznej rozpylanych kropelek zawiesiny, gdy opuszczają one rozpylacz, do tego stopnia, że kropelki będą wnikać w chmurę bardziej niż wtedy, gdy zawiesina ma mniejszą gęstość. Tak więc zwiększenie gęstości umożliwia zwiększoną penetrację zawiesiny do chmury włókien i można łatwo doprowadzić do rozpylania w takich warunkach, że rozpylana zawiesina będzie wnikać zasadniczo równomiernie w chmurę włókien, nawet jeżeli ta chmura jest względnie gęsta.

W praktyce zawiesina będzie zwykle zawierać co najmniej 2%, często co najmniej 5%, w stosunku do wagi zawiesiny, wypełniacza w postaci grubych cząstek, a często ilość tego wypełniacza wynosić będzie co najmniej 10%, a zwykle powyżej 20%. Może ona sięgać aż 60% lub nawet 75, aż do 98%. Odpowiednie ilości wynoszą 10 - 90% wagowych, np. 40 - 90 łub 10 - 50% wagowych. Korzystnie wypełniacz, który znajduje się w tych ilościach, zawiera cząstki o średniej wielkości co najmniej 5 pm, często co najmniej 10 pm, korzystnie co najmniej 20 pm, najkorzystniej co najmniej 30 pm lub 40 pm. Wielkość ta może wynosić 50 pm lub więcej. Często co najmniej 90% wagowych gruboziarnistego wypełniacza stanowią cząstki o wielkości powyżej 5 pm, np. powyżej 10 lub 20 pm.

Ciężar właściwy zawiesiny wynosi korzystnie co najmniej 1,2, jeszcze korzystniej co najmniej 1,3 a często co najmniej 1,4. Zwykle wynosi on poniżej 2, a na ogół poniżej 1,7.

Wynalazek jest szczególnie użyteczny, gdy materiał w postaci cząstek ma właściwości ścierne, choć można także stosować bardziej miękkie i mniej ścierne materiały, dające zawiesinę o wymaganej gęstości.

W celu ułatwienia rozpylania pożądane jest, aby zawiesina pozostała rozsądnie odporna na osiadanie cząstek, toteż wodny roztwór lepiszcza korzystnie zawiera stabilizator dyspersji, który hamuje osiadanie. Stabilizatorem dyspersji może być dowolny odpowiedni środek zwiększający lepkość, lecz korzystnie jest to materiał koloidalny, ponieważ obecność materiału koloidalnego w fazie wodnej zarówno hamuje osiadanie wypełniacza, jak i reguluje właściwości reologiczne zawiesiny, co ułatwia jej rozpylanie. Innymi materiałami zwiększającymi lepkość mogą być jony, polielektrolity, środki zagęszczające lub inne substancje wpływające na właściwości reologiczne. Korzystnie stabilizatorem dyspersji jest glina, tak więc zawiesina jest korzystnie zawiesiną grubych cząstek wypełniacza o wielkości powyżej 5 pm, jeszcze korzystniej powyżej 10 pm, w wodnej zawiesinie cząstek gliny, zwykle o wielkości poniżej 5 pm, często poniżej 3 pm, np. 0,-2 pm.

Odpowiednimi typami gliny, które można zastosować w tym celu są: bentonit, ziemia fulerska, kaolin, glina garncarska, szamota, haloizyt i glina ogniotrwała; dogodnie o wielkości cząstek 4 pm lub poniżej, często 2 pm lub poniżej.

Ilość gliny lub innego materiału koloidalnego w zawiesinie mieści się zazwyczaj w zakresie od 0,5 do 7% ciężaru zawiesiny, zazwyczaj od 1,5 do 5%.

Pewne gliny, np. bentonity i niektóre kaoliny, mają tendencję do wykazywania efektu wiążącego w wyrobie ze sztucznych włókien szklistych i cząstki gliny mogą służyć nie tylko jako stabilizator dyspersji, lecz również jako część Jub całość lepiszcza. Faza wodna może również zawierać odpowiednie materiały organiczne, takie jak oleje i środki powierzchniowo czynne. Korzystnie jednak, faza wodna zawiera roztwór żywicy organicznej, np. dowolnej z znanych żywic stosowanych do wiązania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych.

Zawiesina może być rozpylana do pierścieniowej chmury w dowolnym dogodnym położeniu, z zewnątrz pierścieniowej chmury, bądź z jej wnętrza. Chmura pierścieniowa może być chmurą uformowaną od czoła i w pobliżu przędzarki kaskadowej, bądź też chmurą od czoła i wokół pojedynczego rotora. Rozpylanie powinno następować w położeniu przed miejscem, w którym chmura staje się bardziej jednorodna i nie pierścieniowa podczas jej prze6

182 908 mieszczania się w kierunku kolektora. W niektórych sposobach chmura jest w dalszym ciągu zasadniczo pierścieniowa, gdy dociera do kolektora.

Zawiesinę można rozpylać z rozpylacza pierścieniowego, który otacza chmurę, bądź też z pojedynczych rozpylaczy. Rozpylacze muszą być oczywiście skonstruowane w taki sposób, aby rozbijać zawiesinę na kropelki o odpowiednio małym rozmiarze i dużej energii kinetycznej, tak aby umożliwić odpowiednią penetrację do pierścieniowej chmury.

Korzystnie zawiesina rozpylana jest zasadniczo promieniowo w kierunku na zewnątrz, od położenia w obrębie pierścieniowej chmury. Rozpylanie zawiesiny może przebiegać zasadniczo współosiowo z pierścieniową chmurą Pożądane jest, aby rozpylane kropelki zawiesiny były wyrzucane z rozpylacza z optymalną energią kinetyczną od położeń rozpylaczy, które są w rozsądny sposób usytuowane blisko wewnętrznej powierzchni pierścieniowej chmury. Korzystnie więc, odległość promieniowa pomiędzy osią rotora a położeniem rozpylacza lub każdego z rozpylaczy stanowi co najmniej 50%, korzystnie co najmniej 60% odległości promieniowej od osi do obwodu rotora.

Rozpylanie może być prowadzone ze stacjonarnych otworów rozpylających, np. rozmieszczonych na okręgu współosiowym z rotorem, w którym to przypadku zawiesina powinna być doprowadzana do otworów z dostateczną siłą aby osiągnąć odpowiednie rozpylenie oraz energię kinetyczną rozpylanych kropelek zawiesiny. Dogodnym sposobem jest jednak wytwarzanie kropelek rozpylanej zawiesiny z wykorzystaniem siły odśrodkowej zapewnianej przez dystrybutory płynu zainstalowane w sposób umożliwiający obrót współosiowo z rotorem, przy czym dystrybutory płynu są zamontowane tak, aby obracać się zasadniczo współosiowo z rotorem. Tak więc zawiesina może być doprowadzana do dystrybutorów płynu i wyrzucana odśrodkowo z ich skrajnej zewnętrznej krawędzi promieniowej, gdy dystrybutory płynu obracają się wraz z rotorem. Urządzenie tego ogólnego typu ujawniono w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2944284 i 4433992.

Korzystnie urządzenie obejmuje kanał przepływu płynu, który jest zasadniczo nie obrotowy i który przebiega przez wał, na którym zamontowany jest rotor, ponieważ pozwala to uniknąć odwirowywania zawiesiny, dopóki nie będzie ona blisko wylotu dystrybutora. Układ taki ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2944284.

Korzystnie nie obracający się wał prowadzi do wylotu płynu, z którego zawiesina wypływa na powierzchnię rozprowadzającą dystrybutora płynu, w wyniku czego zawiesina zostaje przyspieszona odśrodkowo w kierunku krawędzi dystrybutora, a następnie wyrzucona z krawędzi w postaci mgły. Powierzchnia rozprowadzająca może mieścić się w obrębie zamkniętej przestrzeni, jak w rozwiązaniu według opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2944284 i 433992, z tym że korzystnie jest to powierzchnia otwarta, która ma zasadniczo postać stożka ściętego. Tak więc płyn może wypływać na wewnętrzną część powierzchni stożka ściętego i być przyspieszany w wyniku obrotu w kierunku części zewnętrznej, z której zostaje wyrzucony w postaci spreju.

Odpowiednie urządzenie do promieniowego rozpylania zawiesiny na zewnątrz do pierścieniowej chmury włókien opisano w W097/20779.

Rotor może być urządzeniem typu z czaszą przędzalniczą (tego typu rotory mają na powierzchni otwory, z których wyrzucany jest stop), jak to np. opisano w EP 530843, lub typu Downeya, jak to opisano w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2944284 i 3343933. Korzystnie jednak rotor jest zamontowany na zasadniczo poziomej osi, ma pełny obwód i jest skonstruowany tak, aby mógł przyjąć stopiony materiał nanoszony na jego obwód i wyrzucać włókna mineralne z tego obwodu. Najkorzystniej jest to przędzarka kaskadowa, zawierająca 2, 3 lub 4 takie rotory. Odpowiednia przędzarka kaskadowa jest opisana np. w W092/06047. Zawiesina może być rozpylana współosiowo ze wszystkich rotorów, lecz często wystarcza rozpylanie tylko z jednego lub być może dwóch rotorów rozwłókniających. Przykładowo zawiesina może być rozpylana współosiowo z ostatniego i korzystnie również z przedostatniego rotora rozwłókniającego, a jeżeli to pożądane, lepiszcze może być rozpylane współosiowo z innych rotorów rozwłókniających. Odpowiednio pierścieniowa chmura włókien, do której wprowadzana jest zawiesina nie będzie rzeczywistym pierścieniem, lecz będzie raczej rozciągać się w kierunku do przodu od najbardziej zewnętrznych

182 908 części kaskady rotorów. Jednak energia kinetyczna jest taka, że w okolicach rotora, w których tworzy się mniej włókien (względnie blisko sąsiednich rotorów), istnieje tendencja do wyrzucania cząstek zawiesiny dostatecznie daleko w kierunku innych rotorów i poza inne rotory, tak że będą one przenikać do pierścieniowej chmury wokół jednego lub więcej rotorów.

Gdy zawiesinę rozpyla się współosiowo z jednego lub więcej rotorów rozwłókniających, może ona być rozpylana równomiernie, tak że zasadniczo równe ilości zawiesiny są rozpylane we wszystkich kierunkach. Alternatywnie może ona być rozpylana nierównomiernie, tak ze w pewnych kierunkach rozpylane są większe ilości zawiesiny niż w innych. Przykładowo, w niektórych układach korzystne jest rozpylanie zawiesiny w taki sposób, że zasadniczo całość zawiesiny rozpylana jest na względnie wąskim wycinku rotora. W szczególności stwierdzono, że tam, gdzie rotor zamontowany jest na poziomej osi obrotu, pożądane jest rozpylanie zawiesiny zasadniczo ku górze, tak aby zasadniczo zawiesina nie była w ogóle rozpylana w kierunku poniżej poziomu. Korzystnie rozpylana zawiesina jest utrzymywana w obszarze opisanym kątem nie większym niż 175°, korzystnie nie większym niż 150°, np. około 135°.

To nierównomierne rozpylanie, korzystnie zasadniczo skierowane ku górze, można osiągnąć w odpowiedni sposób. Przykładowo rozpylanie może odbywać się z dysz skierowanych tylko ku górze. Jeżeli stosuje się dystrybutor płynu, zawiesina może być doprowadzana do dystrybutora płynu w tak sposób, że jest wyrzucana z dystrybutora tylko w jednym obszarze skrajnej zewnętrznej krawędzi, w szczególności ku górze.

Matę, którą wytwarza się według wynalazku, można stosować jako taką, często po sprasowaniu i podgrzaniu w celu utwardzenia. Często jednak nie utwardzoną matę nawarstwia się w celu wytworzenia grubszego płata, który następnie sprasowuje się i wygrzewa w znany sposób. Płat może mieć kształt płaskiej płyty lub może mieć inny pożądany kształt, np. odcinka rury. W razie potrzeby matę można rozdrobnić w celu uzyskania wyrobu w postaci pęczków lub granulatu, który może być używany jako sypki materiał izolacyjny.

Materiały ze sztucznych włókien szklistych wytwarzane sposobem według wynalazku mogą być stosowane w dowolnym celu znanym dla zastosowań wyrobów ze sztucznych włókien szklistych, np. jako izolacja i zabezpieczenie przeciwpożarowe, izolacja termiczna, materiały wyciszające, budowlane, środki stosowane w ogrodnictwie, wzmacnianie innych wyrobów takich jak tworzywa sztuczne oraz jako wypełniacze. Materiały te mogą być w postaci spajanych płatów (które mogą być płaskie lub zakrzywione) bądź też materiał może być rozdrobniony w postaci granulatu.

Do typowych materiałów gruboziarnistych, które można wprowadzać do wyrobów ze sztucznych włókien szklistych, należą odpady włókien z wełny mineralnej, glina, perlit, wermikulit, pigmenty, uwodniony tlenek glinu, wodorotlenek magnezu. Można wytwarzać materiały ognioodporne, takie jak opisane w W097/20780. Gdy wypełniacz gruboziarnisty ma postać włókien, podane wymiary dotyczą długości cząstek wypełniacza.

Wynalazek zostanie obecnie opisany w odniesieniu do załączonych rysunków, które ukazują urządzenie stosowane w podanym dalej przykładzie.

Figura 1 przedstawia w przekroju poprzecznym rotor, który tworzy część przędzarki pracującej sposobem według wynalazku, fig. 2 przedstawia w widoku z przodu inny rotor według wynalazku, ukazując alternatywny wylot cieczy.

Na fig. 1 pokazano pełny rotor 1 typu stosowanego w przędzarce kaskadowej, zamontowany na obrotowym wale 3. Do rotora zamocowany jest dystrybutor 16 cieczy, mający powierzchnię rozprowadzającą 11. Mająca zasadniczo postać stożka ściętego powierzchnia 11 jest powierzchnią wklęsłą, zawierająca szereg rowków 18, z których sześć pokazano. Powierzchnia rozprowadzająca ma krótką krawędź 12 i długą krawędź 14, przy czym długa krawędź 14 leży przed krótką krawędzią 12. Promień długiej krawędzi 14 równy jest 0,6 R, gdzie R jest promieniem rotora 1. Rotor 1 jest osadzony na obracającym się wale 3 za pośrednictwem łożysk wałeczkowych 32. Nie obracający się kanał przepływu cieczy 5 jest podparty na łożyskach 30, zwykle wałeczkowych, pomiędzy obracającym się wałem 3 i nie obracającym się kanałem przepływu cieczy 5. Nie obracający się kanał przepływu cieczy 5 prowadzi do wylotu 7 cieczy, który również nie obraca się. Ma on dwa (lub więcej) skierowane promieniowo otwory wylotowe. Skierowane promieniowo otwory wylotowe mogą być nachylone ku

182 908 tyłowi pod kątem w granicach 10-45°, tak aby zapewnić, że wypływająca ciecz napotka powierzchnię rozprowadzającą na możliwie najmniejszym promieniu.

W praktyce zawiesinę stałych cząstek w fazie wodnej doprowadza się (urządzenia doprowadzającego nie pokazano) do kanału 5 przepływu cieczy, który przebiega przez obracający się wał 3 oraz do wylotu 7 cieczy. Następnie zawiesina przechodzi przez otwory 9.

Częściowo rozpylona zawiesina przechodzi przez szczelinę powietrzną w kierunku strzałek na powierzchnię rozprowadzającą 11. Szybkie wirowanie dystrybutora 16 cieczy wywołuje ruch promieniowy zawiesiny w kierunku do zewnątrz, prowadzony rowkami 18, do punktów końcowych 20 rowków na krawędzi 14. Z tych punktów końcowych 20 zawiesina wyrzucana jest w postaci rozpylonej od powierzchni rozprowadzającej promieniowo na zewnątrz oraz przed rotor 1.

Jeżeli jakakolwiek ilość zawiesiny nie popłynie promieniowo na zewnątrz rowkami 18, lecz będzie mieć tendencję do ściekania z powrotem do urządzenia, przejdzie ona kanałem wlotowym 28 do obracającej się pierścieniowej komory 24. Obroty komory 24 wywołują ruch zawiesiny w kierunku zewnętrznej ścianki komory, skąd płynie ona kanałem 26 na powierzchnię rozprowadzającą 11 przy jej krótkiej krawędzi. Uszczelnienie 34 jest usytuowane pomiędzy komorą 24 a łożyskami wałeczkowymi 30. Unika się przez do przecieków do innych części urządzenia.

Równocześnie stopiony materiał doprowadzany jest do obwodu 22 rotora 1, który wiruje z dużą prędkością i wyrzuca stopiony materiał ze swego obwodu w postaci włókien. Włókna są wydmuchiwane do przodu za pomocą znanego urządzenia dostarczającego powietrze (nie pokazanego) w postaci pierścieniowej chmury. Podczas gdy włókna są wydmuchiwane do przodu napotykają one zawiesinę rozpyloną przez dystrybutor cieczy. Zawiesina i zawarte w niej dodatki przenikają do pierścieniowej chmury i pokrywają włókna.

Włókna są następnie zbierane w postaci maty zawierającej równomiernie rozprowadzone dodatki, w sposób klasyczny na kolektorze. Mata może być poddana układaniu na krzyż w celu utworzenia płata, zaś wyrób można sprasować i utwardzić w znany sposób.

Na fig. 2 pokazano alternatywną konstrukcję wylotu 7 cieczy. W konstrukcji tej wylot ma kształt szczeliny pokrywającej około 135° z możliwych 360°. Ciekły dodatek wypływa z kanału 5 dopływu cieczy przez szczelinę 36 i przechodzi na powierzchnię rozprowadzającą 11. Ciekły dodatek przepływa przez obszar 38. Spiralna droga cieczy powstaje w wyniku szybkiego obrotu powierzchni rozprowadzającej 11 w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. W innych postaciach obrót może mieć kierunek przeciwny do ruchu wskazówek zegara. Ciekły dodatek jest więc wyrzucany z długiej krawędzi 14 powierzchni rozprowadzającej 11 zasadniczo w kierunku ku górze na około 135° obwodu powierzchni rozprowadzającej 11.

Opisane powyżej urządzenie stosowano w realizacji przykładów ilustrujących sposób według wynalazku.

Poniżej podano przykład wynalazku.

Przykład 1

Zawiesina rezolowego lepiszcza formalinowego w wodzie umieszczono w urządzeniu do rozcierania. Zawiesinę o cięzarze właściwym powyżej 1,1 wytworzono w wyniku zmieszania z zawiesiną lepiszcza wodorotlenku magnezu o średniej wielkości cząstek 35 pm. Zawiesina łączy się z włóknami w punkcie powstawania włókien za pomocą urządzenia i sposobu z fig. 1, opisanego wyżej. Z uzyskanych włókien wytwarza się wyrób w postaci płyty.

Ten sam sposób zrealizowano bez użycia wodorotlenku magnezu jako materiału opóźniającego palenie.

Zarówno płytę ognioodporna według wynalazku (płyta A), jak i płytę znaną (płyta B) poddano znormalizowanej próbie ogniowej zgodnie z ISO 834. Wyniki pokazano w tabeli 1 poniżej. Podano w niej temperaturę zimnej strony płyty po upływie pewnego czasu.

Przedstawione wyniki wskazują na stopniowy wzrost temperatury zimnej strony płyty w wyniku przenikania ciepła przez płytę. W niektórych wyrobach można zaobserwować bardzo szybki wzrost temperatury, po którym następuje bardzo szybki jej spadek. Powodem tego jest wypalanie się lepiszcza. Wypalanie to jest ograniczone do minimum w płycie A według wynalazku.

182 908

Czas (minuty)	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Temperatura (°C) Płyta A	18	23	42	47	69	123	150	152	154	158	161
Temperatura (°C) Płyta B	18	27	46	290	-	-	-	-	-	-	-

Jak wynika z przedstawionych powyżej wyników, czas wzrostu temperatury zimnej strony płyty do 190° lub powyżej jest ponad trzykrotnie dłuższy dla płyty A niż dla płyty B, co świadczy o poprawie edperześci na działanie ognia i ciepła wyrobów według wynalazku.

Claims (11)

1. Sposób wytwarzania wyrobów ze sztucznych włókien szklistych obejmujący nanoszenie stopu mineralnego na obracający się rozwłókniający rotor, wyrzucanie stopu w postaci włókien z rotora i wytwarzanie zasadniczo pierścieniowej chmury włókien, rozpylanie lepiszcza do pierścieniowej chmury włókien, przenoszenie włókien poosiowo od rotora w kierunku powierzchni kolektora oraz zbieranie włókien na powierzchni kolektora w postaci maty, znamienny tym, że zawiesinę o ciężarze właściwym co najmniej 1,1, stanowiącą zasadniczo trwałą ciekłą zawiesinę materiału w postaci cząstek w wodnym roztworze lepiszcza rozpyla się do zasadniczo pierścieniowej chmury.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę zawierającą co najmniej 5% wagowych gruboziarnistego wypełniacza o średniej wielkości cząstek co najmniej 5 ąm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodny roztwór lepiszcza stosuje się koloidalną zawiesinę gliny w postaci cząstek o wielkości poniżej 5 ąm.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodny roztwór lepiszcza stosuje się wodny roztwór materiału organicznego wybranego spośród żywic organicznych, olejów i środków powierzchniowo czynnych.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje się zawiesinę o ciężarze właściwym 1,2 - 1,7.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość wypełniacza w zawiesinie wynosi 2 - 98%, a korzystnie 10 - 60%.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę rozpyla się promieniowo na zewnątrz do pierścieniowej chmury, z położenia współosiowego z osią rotora.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiesinę rozpyla się do pierścieniowej chmury promieniowo na zewnątrz, z położenia współosiowego z rotorem i zasadniczo ku górze tak, że rozprzestrzenia się ona w obszarze opisanym kątem nie większym niz 150°.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę rozpyla się do pierścieniowej chmury promieniowo na zewnątrz z dystrybutorów obracających się razem z rotorem, i których promień odpowiada co najmniej 50% promienia rotora.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że ze stopu mineralnego wytwarza się włókna przy użyciu przędzarki kaskadowej z co najmniej 3 rotorami rozwłókniającymi, a zawiesinę rozpyla się na zewnątrz z użyciem dystrybutorów obracających się razem z tylko jednym z rotorów rozwłókniających.

11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że ze stopu mineralnego wytwarza się włókna z użyciem przędzarki kaskadowej z co najmniej 3 rotorami rozwłókniającymi, a zawiesinę rozpyla się na zewnątrz z użyciem dystrybutorów obracających się razem z co najmniej dwoma z rotorów rozwłókniających.