PL204045B1 - Wyrób izolacyjny z włókna mineralnego, sposób wytwarzania takiego wyrobu oraz zastosowanie takiego wyrobu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyrób izolacyjny z włókna mineralnego, sposób wytwarzania takiego wyrobu oraz zastosowanie takiego wyrobu.

W nowoczesnych konstrukcjach dachów i fasad powszechną praktyką jest stosowanie wyrobów izolacyjnych z włókna mineralnego, mających warstwę izolacyjną i sztywną powłokę albo warstwę powierzchniową na co najmniej jednej głównej powierzchni wyrobu, ostatecznie zwróconej na zewnątrz względem izolowanej konstrukcji.

Wyroby izolacyjne z włókna mineralnego są zwykle wysoce porowatymi, względnie miękkimi i ściś liwymi wstęgami albo płytami, tak że powłoka albo warstwa wierzchnia jest często konieczna dla umożliwienia i/lub ułatwienia dalszego wykładania lub pokrywania izolowanej konstrukcji za pomocą np. papy, bitumu, tynku, farby i/lub w celu zapewnienia zwiększonej wytrzymałości lub odporności na działanie czynników atmosferycznych samego wyrobu izolacyjnego.

Jednym z problemów często występujących w przeszłości, łączących się z takimi wyrobami stosowanymi jako płyty dachowe, jest ilość bitumu pochłaniana przez płytę, gdy stosuje się bitum jako klej dla papy układanej na wierzchu płyty i/lub w celu uszczelnienia górnej powierzchni płyty, aby zapobiec przenikaniu wilgoci do materiału izolacyjnego i w końcu wnikaniu jej w dach.

Problem ten usiłowano rozwiązać między innymi próbując utworzyć zasadniczo zamkniętą i mniej porowatą warstwę wierzchnią na materiale izolacyjnym, np. za pomocą kompozycji opartych na nakładaniu na wyrób mieszanin różnych składników nieorganicznych i jednego lub większej liczby spoiw nieorganicznych rozprowadzonych w postaci zawiesiny w znacznej ilości wody, oraz na suszeniu i utwardzaniu tego spoiwa.

Sposób mający na celu utworzenie takiej warstwy na płycie z włókna mineralnego ujawniono w szwedzkim opisie patentowym SE-416719, w którym to sposobie górną powierzchnię warstwy izolacyjnej z włókna mineralnego impregnuje się wodną kompozycją na bazie szkła wodnego i glinek i/lub talku. Kompozycję suszy się po nałożeniu w celu nieodwracalnego utworzenia sztywnej, zamkniętej warstwy zespolonej z warstwą izolacyjną z włókna mineralnego.

Podobny sposób ujawniono w duńskim opisie patentowym DK-B-160139, w którym to sposobie wyrób z włókna mineralnego mający zamkniętą warstwę na górnej powierzchni tworzy się poprzez powlekanie warstwy materiału izolacyjnego kompozycją na bazie zolu-żelu krzemionkowego. Wodny roztwór zawierający dodatkowe wypełniacze nakłada się na wierzch wstęgi z włókna mineralnego, mającej żywicę termoutwardzalną w charakterze spoiwa, a wyrób suszy się w temperaturze 200°C w celu usunięcia wody z zolu-żelu. Inny sposób tego rodzaju ujawniono w niemieckim opisie patentowym DE-A1-4212842.

Jakkolwiek tego typu sposoby prowadzą w pewnym stopniu do uzyskania wyrobów, które pochłaniają mniej bitumu, a ponadto przyczyniają się do zwiększenia wytrzymałości uzyskanych wyrobów, są one ogólnie niedogodne, ponieważ wykorzystują czasochłonne, wymagające przestrzeni i/lub energochłonne etapy suszenia w celu usunięcia z wyrobu nadmiaru wody w trakcie jego produkcji. Jest więc sprawą trudną i kosztowną zastosowanie tych metod bezpośrednio w ciągłych procesach produkcyjnych, do czego właśnie na ogół się dąży.

Co więcej, sztywne warstwy uzyskanych wyżej wyrobów są względnie kruche, co jest wysoce niepożądane, gdy wyroby mają być stosowane np. w konstrukcjach dachowych bezpośrednio pod papą i gdy dach powinien w końcowym efekcie zapewniać możliwość poruszania się po nim.

Co więcej nawet, wyroby te w niektórych zastosowaniach są niedostatecznie wodoodporne w tym sensie, ż e sztywna warstwa jest co najmniej częściowo rozpuszczalna. Większość z tych wyrobów jest w trakcie okresu eksploatacji przez pewien czas poddawana działaniu wody albo wilgoci, co w zależności od konkretnych okoliczności może ostatecznie uszkodzić lub poważnie osłabić sztywną warstwę wyrobu.

Inną wadą tych dotychczas istniejących wyrobów jest to, że sztywna powłoka powierzchniowa ma tendencję do kurczenia się podczas utwardzania sztywnego materiału powierzchniowego, co może prowadzić do powstania nierównych wyrobów.

Inne podejście ujawniono w duńskim opisie patentowym nr DK-B-148121, w którym wyrób izolacyjny z wełny mineralnej, stanowiący warstwę wełny mineralnej, wyposaża się w szklaną włókninę na co najmniej jednej z jego powierzchni głównych. Szklaną włókninę, zawierającą 15 - 20% wag. organicznego spoiwa termoutwardzalnego, nakłada się na wstęgę z włókna mineralnego, również

PL 204 045 B1 zawierającą żywicę termoutwardzalną w charakterze spoiwa i spoiwo utwardza się równocześnie w obydwu częściach składowych w celu związania razem wyrobu finalnego.

Finalny wyrób izolacyjny uzyskany tym sposobem wykazuje jednak słabą wytrzymałość w porównaniu z omówionymi wcześniej wyrobami. Duża wytrzymałość punktowa na górnej powierzchni izolacyjnych płyt dachowych jest, jak już wspomniano, ogólnie pożądana w celu umożliwienia co najmniej lekkiego ruchu po dachu oraz w celu poprawienia właściwości manipulacyjnych. Co więcej, płyta ta nie poprawia znacząco właściwości związanych z wchłanianiem np. bitumu.

W technice dekarskiej powszechną praktyką w procesie technologicznym jest opalanie papy przy użyciu płomienia, który zmiękcza klej, zwykle w postaci produktu bitumicznego nakładanego na podłoże papy i/lub bezpośrednio na izolacyjną płytę dachową, a tym samym zapewnienie przyczepności pomiędzy papą i materiałem izolacyjnym. Jednakże temperatura osiągana w wyniku opalania może powodować rozkład spoiwa organicznego w górnej warstwie wyżej wspomnianego materiału izolacyjnego, prowadząc do słabych właściwości fizycznych materiału, jak również do słabej przyczepności pomiędzy papą i leżącą pod nią izolacją.

Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-A-1275957 ujawnia jeszcze inny sposób wytwarzania płyty z włókna mineralnego do zastosowań dekarskich, mającą sztywną warstwę na jednej powierzchni. Warstwę tworzy się dodając włókna szkła bezpośrednio do włókien mineralnych tworzących tę powierzchnię, w trakcie produkcji samej warstwy izolacyjnej. Po sprasowaniu i związaniu płyty warstwę powierzchniową impregnuje się asfaltem. Niestety, względnie porowaty charakter powierzchni wyrobu wymaga znaczących ilości asfaltu w celu zapewnienia żądanych właściwości z punktu widzenia przyczepnoś ci.

Ponadto w ciepłym otoczeniu asfalt z takich płyt ma tendencję do mięknięcia i staje się lepki, co czyni kłopotliwym transport, cięcie i/lub pakowanie/rozpakowywanie płyt, ogólnie biorąc zaś, siła przylegania asfaltu zależy od temperatury, co w niektórych zastosowaniach jest niepożądane.

Także użycie asfaltu ogranicza potencjalne zastosowanie płyt do miejsc i zastosowań, w których obecność asfaltu jest do przyjęcia. Z punktu widzenia środowiska, wyroby asfaltowe mogą być nie do przyjęcia i są one wysoce niepożądane w zastosowaniach, w których występuje zagrożenie pożarowe.

W dziedzinie wyrobów z wł ókna mineralnego jest znane wytwarzanie wyrobów warstwowych poprzez nakładanie produkowanych mniej lub bardziej oddzielnie warstw wstęgi z włókna mineralnego, mających różną gęstość.

Sposoby takie określa się ogólnie jako techniki dwojakiej gęstości (DD) i są one znane np. z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr US-4950355, według którego wstęgę z włókna mineralnego zawierającą utwardzalne spoiwo dzieli się, przy czym jedną oddzieloną część prasuje się, powodując zasadniczo podtrzymywany wzrost jej gęstości, po czym części nakłada się i łączy ponownie poprzez utwardzanie spoiwa w wyrobie.

Alternatywne sposoby otrzymywania warstwowych wyrobów izolacyjnych z włókna mineralnego, tego albo podobnych rodzajów, są także znane np. z duńskiego opisu patentowego DK 155163, w którym ujawniono, że nowo powstałą i rozciągającą się w kierunku wzdłużnym pierwotną wstęgę z włókna mineralnego prasuje się w torze wzdłuż jednej strony, przed ułożeniem wstęgi pierwotnej w kierunku poprzecznym, tak że nakłada się częściowo na siebie w nieco przemieszczonych pętlach, tak aby tworzyć wstęgę wtórną, mającą zasadniczo dwie warstwy o różnej gęstości.

Jakkolwiek przy użyciu ostatnich wymienionych sposobów można produkować doskonałe wyroby, istnieje granica sztywności i wytrzymałości warstwy powierzchniowej wytwarzanej tymi sposobami. Co więcej, warstwa o dużej gęstości wytworzona tym ostatnim z wymienionych sposobów ma dość nierówną grubość.

W zastosowaniach związanych z kryciem dachów, wyroby te niestety także wykazują słabe właściwości w zakresie przyczepności i płyty te nie mają także znacząco lepszych właściwości z punktu widzenia wchłaniania np. bitumu.

Stwierdzono także, że proces opalania w celu zamocowania papy na wierzchu tego rodzaju wyrobów izolacyjnych może, jak ujawniono wyżej, prowadzić do rozkładu spoiwa organicznego w górnej powierzchni wyrobu, pogarszając właściwości wyrobu i żądaną przyczepność pomiędzy materiałem izolacyjnym i nałożoną papą.

Ponadto, warstwa sprasowana według tych sposobów będzie nadal względnie porowata w porównaniu z odpowiadającymi warstwami uzyskiwanymi poprzednio omówionymi sposobami, a tym samym wciąż nie jest odpowiednia z punktu widzenia adhezji w tym sensie, że wymaga zbyt dużo kleju.

PL 204 045 B1

I wreszcie, faktycznie żaden z dotychczasowych wyrobów izolacyjnych nie zapewnia górnej powierzchni wystarczająco spójnej i nadającej się do nakładania na nią folii albo membran samoprzylepnych, tzn. takich elementów wykonanych z arkuszy mające względnie cienką warstwę kleju na odwrotnej stronie, nie przylegają dostatecznie mocno do wyrobu izolacyjnego jako takiego.

W związku z powyższym istnieje zapotrzebowanie na wyrób izolacyjny z włókna mineralnego wymienionego wyżej rodzaju, który nie wykazuje wyżej opisanych wad.

Według pierwszego aspektu, wynalazek dotyczy wytwarzania wyrobów o dwojakiej gęstości z włókna mineralnego, ponieważ sposób według wynalazku daje w efekcie wyrób z włókna mineralnego mający dwie lub większą liczbę warstw o różnej gęstości. Według drugiego aspektu, wynalazek dotyczy wytwarzania konkretnego typu wyrobów o dwojakiej gęstości z włókna mineralnego. Według tego drugiego aspektu, podstawowa warstwa izolacyjna z włókna mineralnego według wynalazku może być wykonana jako warstwa o dwojakiej gęstości, zawierająca warstwy składowe o różnej gęstości.

Wynalazek dostarcza takiego wyrobu. Według pierwszego aspektu wynalazku, warstwa podstawowa i warstwa powierzchniowa mogą zasadniczo mieć dowolną żądaną gęstość. Poza doborem gęstości, sposób według pierwszego aspektu może być realizowany podobnie jak sposób według drugiego aspektu. W dalszym ciągu dokumentu, wynalazek będzie zatem opisany w odniesieniu tylko do drugiego aspektu.

Zgodny z wynalazkiem wyrób izolacyjny z włókna mineralnego, zawierający podstawową warstwę izolacyjną z włókna mineralnego i sztywną warstwę powierzchniową, przy czym podstawowa warstwa izolacyjna zawiera włókna mineralne i spoiwo oraz ma średnią gęstość wynoszącą 50 - 300 kg/m³, a sztywna warstwa powierzchniowa zawiera 40 do 97% wag. materiału mineralnego spojonego przez spoiwo organiczne, charakteryzuje się tym, że spoiwo organiczne, takie jak spoiwo fenolowe, poliestrowe, epoksydowe, PVAc (polioctanu winylu), PVA1 (polialkoholu winylowego), akrylowe, na bazie bezwodników kwasowych/amin, występuje w ilości 3 - 35% wag. w przeliczeniu na masę sztywnej warstwy powierzchniowej, przy czym średnia gęstość sztywnej warstwy powierzchniowej wynosi co najmniej 450 kg/m³.

Korzystnie ilość spoiwa organicznego w sztywnej warstwie powierzchniowej wynosi co najmniej

8% wag. w przeliczeniu na masę tej warstwy, a ilość materiału mineralnego w sztywnej warstwie powierzchniowej (5) wynosi 50 do 92% wag.

Korzystnie podstawowa warstwa izolacyjna z włókna mineralnego zawiera warstwy izolacyjne o różnej gęstości, przy czym warstwa izolacyjna sąsiadująca ze sztywną warstwą powierzchniową ma większą gęstość.

Korzystnie podstawową warstwę izolacyjną stanowi pierwsza warstwa izolacyjna o grubości 25 - 300 mm i gęstości 50 -150 kg/m³ i druga warstwa izolacyjna o grubości 10 - 40 mm i gęstości

150 - 300 kg/m³.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku, sztywna warstwa powierzchniowa stanowi warstwę uzyskiwaną przez ciągły i jednorodny napływ materiału mineralnego i spoiwa na warstwę podstawową sieciowanie albo utwardzanie spoiwa.

Materiał mineralny korzystnie stanowi materiał wybrany spośród ziarnistego materiału mineralnego mającego średnią wielkość cząstek wynoszącą od 50 μm do 3 mm, korzystnie od 50 μm do mm, oraz zmielonego materiału mineralnego o średniej długości włókna wynoszącej poniżej 200 μm, korzystniej poniżej 150 μm.

Korzystnie sztywna warstwa powierzchniowa zawiera 40 - 97% wag. zmielonych włókien mineralnych o średniej długości włókna poniżej 150 μm, w przeliczeniu na masę tej warstwy, bądź też 40 - 97% wag. piasku kwarcowego, w przeliczeniu na masę tej warstwy.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku, wyrób zawiera porowatą tkaninę lub włókninę spojoną z zewnętrzną powierzchnią sztywnej warstwy powierzchniowej.

Korzystnie sztywna warstwa powierzchniowa ma gęstość co najmniej 600 kg/m³, korzystniej co najmniej 700 kg/m³.

Dostarczając sztywną warstwę powierzchniową określonego wyżej rodzaju w połączeniu z warstwą izolacyjną z włókna mineralnego, stworzono możliwość uzyskanie doskonałego wyrobu izolacyjnego, nadającego się do wszystkich wymienionych wyżej zastosowań i bez wspomnianych wad dotychczasowych wyrobów. W zasadzie wyrób według wynalazku zapewnia właściwości izolacyjne zasadniczo równie dobre, jak przy zastosowaniu samej warstwy izolacyjnej, przy czym zapewnia też sztywną powierzchnię o dużej wytrzymałości, zdolną opierać się brutalnemu traktowaniu i ciężkim warunkom atmosferycznym. Co więcej, sztywna powierzchnia ma dostateczną wytrzymałość, aby

PL 204 045 B1 umożliwić osobom chodzenie po powierzchni bez powodowania uszkodzenia albo znaczącego odkształcenia wyrobu.

Równocześnie wyrób według wynalazku jest wystarczająco ścisły i jednorodny, aby umożliwić przyklejanie bezpośrednio na nim np. papy albo innych obiektów. Uzyskuje się to poprzez użycie nawet bardzo małej ilości kleju, a wyrób jest szczególnie odpowiedni do nakładania folii samoprzylepnych itp.

Oprócz tego sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego według wynalazku ma następujące zalety. Jest możliwe dokładniejsze nakładanie sztywnej warstwy powierzchniowej niż przy użyciu znanych technik, jak również jest możliwe nakładanie także cieńszej warstwy. Wahania gęstości warstwy można zmniejszyć do +/- 5%, a wahania grubości warstwy można zmniejszyć do +/- 0,5 mm. Zastosowanie suchego sypkiego materiału ze spoiwem w postaci suchego proszku minimalizuje ryzyko powstania mokrych plam. Mokre plamy stanowią poważny problem w np. w wyrobach stosowanych na fasady. Suchy sposób ma ponadto tę zaletę, że nie wymaga odparowywania wody. Daje to w efekcie zwiększoną wydajność pieca do wiązania albo utwardzania. Nakładanie sztywnej warstwy powierzchniowej jest niezależne od przędzarek, co daje w efekcie zwiększoną zdolność produkcyjną instalacji. Sztywna warstwa powierzchniowa może być utworzona z odpadów włókna mineralnego i tym samym wynalazek rozwiązuje także problem zagospodarowania odpadów.

W wyniku zastosowania spoiwa organicznego do kompozycji zawierającej znacząc ą ilość jednego lub większej liczby materiałów mineralnych umożliwiających ścisłe upakowanie materiału, nieoczekiwanie okazało się możliwe wytwarzanie bardzo ścisłych i wytrzymałych warstw powierzchniowych dla wyrobów izolacyjnych z włókna mineralnego, nawet jeżeli warstwy te są wytwarzane jako bardzo cienkie.

Według wynalazku, zalety uzyskuje się dla warstw o średniej grubości zaledwie 0,5 mm i w zakresie do dowolnej mającej zastosowanie grubości, np. około 40 - 50 mm. Korzystna grubość dla wyżej wymienionych zastosowań mieści się w zakresie od około 1 - 6 mm, korzystnie 1 - 4 mm, a najkorzystniej około 2, 3 albo 4 mm.

Uważa się, że korzystne właściwości wytrzymałościowe wynikają co najmniej częściowo z faktu, że spoiwa organiczne mają tendencję do tworzenia mniej kruchych wiązań pomiędzy składnikami, niż wcześniejsze spoiwa nieorganiczne, takie jak geopolimery, spoiwa na bazie krzemionki oraz koloidalne spoiwa na bazie kwasu fosforowego.

Dalszą zaskakującą zaletą wyrobu według wynalazku jest to, że spoiwo organiczne w sztywnej warstwie powierzchniowej nie rozkłada się podczas przyklejania papy do wyrobu w znany sposób poprzez opalanie. Uważa się, że wynika to co najmniej częściowo z dużej gęstości sztywnej warstwy powierzchniowej.

Wydaje się, że gęsta warstwa ma dużą pojemność cieplną, co prowadzi do zdolności przyjmowania dużej ilości ciepła przed osiągnięciem jakiejkolwiek krytycznej temperatury rozkładu spoiwa.

Tym samym okazało się, że wyrób izolacyjny ma doskonałą stabilność termiczną.

Uważa się ponadto, że duża gęstość i/lub skład warstwy w pewnym stopniu umożliwia lepsze przewodzenie/rozprowadzanie ciepła w obrębie samej warstwy, co także sprzyja zapobieganiu przegrzewaniu. Jest to nawet możliwe bez pogarszania właściwości izolacyjnych zespolonej warstwy izolacyjnej.

Sztywna warstwa powierzchniowa wyrobu według wynalazku wykazuje także zalety polegające na tym, że jest zasadniczo nierozpuszczalna w wodzie po związaniu albo utwardzeniu, jak również jest stabilna termicznie; obydwie te właściwości są korzystne dla szerokiej gamy zastosowań wyrobu.

W zasadzie można stosować dowolne spoiwo organiczne, wliczając także spoiwa termoplastyczne. Jednakże korzystnymi spoiwami organicznymi według wynalazku są spoiwa utwardzane cieplnie, takie jak spoiwa na bazie fenolu, poliestru, epoksydu, PVAc (polioctanu winylu), PVA1 (polialkoholu winylowego), akrylu, na bazie bezwodników kwasowych/amin. Szczególnie korzystne jest stosowanie spoiw na bazie fenolu, takich jak żywice fenolowo formaldehydowe, mocznikowe i/lub melaminowe i/lub żywice na bazie bezwodników kwasowych/amin albo żywica furanowa, jak opisane w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO 99/38372.

Nieoczekiwanie okazało się szczególnie korzystne użycie co najmniej częściowo takiego samego spoiwa dla sztywnej warstwy powierzchniowej, jakie jest używane w podstawowej warstwie izolacyjnej z włókna mineralnego. Oprócz uproszczenia z praktycznego punktu widzenia, polegającego na operowaniu tylko ograniczoną liczbą różnych spoiw i środków do ich nakładania i utwardzania, wydaje się iż poprawia to wytrzymałość na rozwarstwianie.

PL 204 045 B1

Takie spoiwa występują według wynalazku w sztywnej warstwie powierzchniowej w ilości 3 - 35% wag., korzystniej 5 - 20% wag., a najkorzystniej około 8 - 15% wag.

Według jednej postaci wynalazku stosuje się dwa różne spoiwa. Nieoczekiwanie okazało się możliwe znaczące poprawienie stabilności odporności na UV sztywnej warstwy powierzchniowej poprzez zastosowanie około 50% wag. spoiwa na bazie fenolu wraz z około 50% wag. spoiwa na bazie poliestru.

W przeszłości uważano jednak, że zastosowanie znaczącej ilości spoiwa organicznego w wyrobach izolacyjnych pogorszy wyrób, czyniąc go zbyt łatwopalnym, patrz dokument nr NO 140296. Jednakże kompozycja o dużej gęstości sztywnej warstwy powierzchniowej według wynalazku nieoczekiwanie okazała się niepalna.

Co więcej, dzięki dużej wytrzymałości sztywnej warstwy powierzchniowej można zmniejszyć grubość warstwy, tym samym uzyskując mniejszą ilość całkowitą spoiwa organicznego.

Poprawiona wytrzymałość sztywnej warstwy powierzchniowej, przyczyniająca się znacząco do ogólnej stabilności wymiarowej całego wyrobu, umożliwia nawet lżejsze wiązanie podstawowej warstwy izolacyjnej z włókna mineralnego, tym samym zmniejszając nawet jeszcze bardziej całkowite zapotrzebowanie na spoiwo organiczne.

Alternatywnie i/lub dodatkowo, duża wytrzymałość sztywnej warstwy powierzchniowej pozwala na niższą średnią gęstość leżącego pod nią materiału izolacyjnego, co zmniejsza zapotrzebowanie surowców, jak również poprawia właściwości izolacyjne, nie pogarszając fizycznej wytrzymałości wyrobu jako całości.

Uważa się także, iż duża wytrzymałość wynika co najmniej częściowo z zastosowania w kompozycji materiału mineralnego o dużej gęstości nasypowej. Nieoczekiwanie stwierdzono, że materiał taki pozwala na ścisłe i gęste upakowanie kompozycji sztywnej warstwy powierzchniowej, co wraz z zastosowaniem spoiwa organicznego wydaje się prowadzić do znacząco wyż szej wytrzymał o ś ci od zapewnianej np. przez bardziej sprasowane warstwy włókien we wcześniejszych rozwiązaniach, jak również warstwy związane spoiwem nieorganicznym.

W alternatywnym aspekcie, sztywna warstwa powierzchniowa może być porowata albo spieniona, np. w wyniku zastosowania poroforu albo środka spieniającego. Warstwa porowata albo spieniona poprawia właściwości izolacyjne wyrobu. Grubość porowatej albo spienionej sztywnej warstwy powierzchniowej może być taka, jak grubość sztywnej warstwy powierzchniowej jak zdefiniowano w zastrzeżeniach. Gęstość może korzystnie być większa od 5 kg/m³. Aby otrzymać wytrzymały wyrób, gęstość porowatej albo spienionej sztywnej warstwy powierzchniowej powinna być korzystnie większa od 20 kg/m³.

Sztywna warstwa powierzchniowa wyrobu według wynalazku ma korzystnie gęstość powyżej 300 kg/m³, korzystnie powyżej 350 kg/m³ i także korzystnie powyżej 450 kg/m³, korzystniej powyżej 600 kg/m³, a najkorzystniej nawet powyżej około 700 kg/m³. Do celów praktycznych okazało się korzystne, aby sztywna warstwa powierzchniowa miała gęstość w zakresie około 300 - 1800 kg/m³, np. w zakresie 700 - 1800 kg/m³, a korzystnie około 450 kg/m³.

Ponadto, z uwagi na to, że sztywna warstwa powierzchniowa według wynalazku jest bardziej zwarta i wytrzymała, jest ona także bardziej stabilna wymiarowo, jednorodna i równa, co skutecznie zmniejsza ilość kleju albo farby, konieczną do wystarczającego pokrycia powierzchni. Ponieważ sztywna warstwa powierzchniowa jest bardzo spoista, zapewnia ona także doskonałą podstawę dla adhezji.

Według wynalazku można stosować dowolny ziarnisty materiał mineralny i/lub kombinacje materiałów mineralnych, które zasadniczo zapewniają zdefiniowane powyżej właściwości sztywnej warstwy powierzchniowej. Okazało się jednak szczególnie korzystne stosowanie znaczącej ilości materiału mającego średnią wielkość albo długość ziarna pomiędzy około 3 mm i 50 μm, w zależności od innych właściwości materiału oraz innych składników.

Materiały mineralne możliwe do stosowania według wynalazku zwykle mieszczą się w jednej z czterech kategorii mających różne właściwości i mogą one być naturalne, jak też i sztuczne. Ilość materiału z każdej kategorii można dobrać stosowanie do żądanych właściwości sztywnej warstwy powierzchniowej.

Materiał sypki na sztywną warstwę powierzchniową może także być mieszaniną materiału szklanego i kamienia. Ponadto materiał sypki może także zawierać włókna szklane o długości do 100 mm.

Według wynalazku korzystne jest wybranie jednego lub większej liczby składników z kategorii tzw. twardych materiałów mineralnych, obejmującej materiały takie jak piasek kwarcowy, piasek

PL 204 045 B1 oliwinowy itp. Minerały te mają twardość około 6 - 9 Mohra. Okazało się, że gdy sztywna warstwa powierzchniowa zawiera pewną ilość twardych materiałów mineralnych, zapewnia to większą twardość warstwy jak również dużą trwałość.

Według wynalazku, jest także albo alternatywnie korzystne wybranie jednego lub większej liczby składników z kategorii tzw. miękkich materiałów mineralnych, obejmującej materiały takie jak talk, grafit, mika, dolomit, wapień itp. Minerały te mają twardość około 1 - 6 Mohra. Dodatek pewnej ilości miękkich materiałów mineralnych w sztywnej warstwie powierzchniowej ułatwia między innymi cięcie wyrobu finalnego. Według jednej postaci wynalazku, przeciętna twardość około 3 - 4 Mohra okazała się szczególnie wskazana.

Dla pewnych celów jest także albo alternatywnie korzystne wybranie jednego lub większej liczby składników z kategorii tzw. absorpcyjnych materiałów mineralnych, obejmującej materiały takie jak ziemia okrzemkowa, zeolity itp. Minerały te można dodać w celu polepszenia zdolności sztywnej warstwy powierzchniowej do zatrzymywania nałożonych na nią substancji i celem poprawy przyczepności.

Ponadto w pewnych postaciach wynalazku korzystne jest użycie pewnej ilości minerałów o ekstremalnie dużej gęstości, takich jak magnezyt. Minerały te mogą być użyte w celu skompensowania innych lżejszych składników w kompozycji sztywnej warstwy powierzchniowej i/lub w celu poprawy tłumienia akustycznego wyrobu finalnego.

Szczególnie korzystne jest użycie znaczącej ilości materiału mineralnego wybranego z kategorii twardych i/lub miękkich minerałów, korzystnie około 40 - 97% wag. kompozycji.

Według jednej postaci wynalazku, szczególnie korzystne jest, aby nieorganiczne cząstki mineralne użyte według wynalazku miała zasadniczo taki sam skład, co włókna mineralne w podstawowej warstwie z włókna mineralnego. Okazało się, że zapewnia to doskonałą wytrzymałość sztywnej warstwy powierzchniowej, dużą wytrzymałość na rozwarstwianie oraz szczególnie korzystny sposób produkcyjny wyrobów.

W dziedzinie produkcji włókna mineralnego powszechnym zjawiskiem jest powstawanie pewnej ilości odpadów w trakcie procesu produkcyjnego. Odpady takie mogą być kawałkami materiału albo materiałami, które z innych powodów nie uległy prawidłowemu rozwłóknieniu, i które są usuwane w trakcie procesu. Mogą to być także wadliwe wyroby, w przypadku wystąpienia błędów technologicznych. Okazało się szczególnie korzystne użycie takich zmielonych odpadów jako surowca na sztywne warstwy powierzchniowe według wynalazku. Po pierwsze, materiał mineralny ma idealny do tego celu skład, a ponadto rozwiązuje on problem koniecznej w innym przypadku tradycyjnej likwidacji odpadów, oszczędzając tym samym energię oraz zasoby naturalne z korzyścią dla środowiska.

Sztywna warstwa powierzchniowa według wynalazku może także zawierać pewną ilość materiału włóknistego. Uważa się, że materiał taki może mieć znaczący wpływ na wytrzymałość warstwy, w szczególnoś ci wytrzymałość na rozciąganie. W tym celu uż ywane włókna są korzystnie możliwie jak najdłuższe, a korzystnie około 3 mm, korzystniej co najmniej 1 cm, a nawet najkorzystniej co najmniej około 10 cm. Ilość włókien w masie warstwy powierzchniowej wynosi co najmniej 30% wag., korzystnie co najmniej 40% wag., a nawet korzystniej 40 - 97% wag.

Długie włókna mają jednak tendencję do zmniejszania gęstości nasypowej sztywnej warstwy powierzchniowej, co, jak wskazano wyżej, może być wysoce niepożądane, tak że może być celowe według niektórych postaci wynalazku, w zależności od innych składników sztywnej warstwy powierzchniowej, użycie krótszych włókien, umożliwiających bardziej ścisłe ogólne upakowanie materiału.

Materiał włóknisty, używany według wynalazku, może być związany całkowicie lub częściowo, tkany i/lub przepleciony.

Korzystne jest jednak używanie zasadniczo wolnych, pojedynczych włókien. Materiał włóknisty według wynalazku może być organiczny albo nieorganiczny i może być naturalny lub syntetyczny.

Według jednej postaci wynalazku, szczególnie korzystne jest to, aby co najmniej częściowo używać włókien mineralnych jako materiału włóknistego. W tym przypadku użyte włókna mineralne mogą korzystnie mieć ten sam skład co warstwa izolacyjna z włókna mineralnego wyrobu. Okazało się to wskazane między innymi dlatego, że takie włókna są gotowe pod ręką z procesu produkcji warstwy izolacyjnej.

Jeżeli włókna mineralne użyte w kompozycji sztywnej warstwy powierzchniowej nie mają same przez się rozkładu wymiarowego i/lub składu, który daje gęstość nasypową włókien w żądanym zakresie gęstości sztywnej warstwy powierzchniowej, korzystne jest użycie mniej niż 15% wag. włókien mineralnych. W celu dostarczenia materiału w postaci włókna mineralnego o wyższej gęstości nasypowej, materiał taki może być rozdrobniony albo zmielony do długości włókien np. poniżej 50 mm albo

PL 204 045 B1 poniżej 150 μm, jak to opisano w dalszym ciągu opisu. Przez „materiał sypki należy rozumieć zasadniczo niesprasowany materiał mineralny i/lub włóknisty.

Określenie „gęstość nasypowa definiuje się jako gęstość warstwy sypkiej po rozprowadzeniu materiału sypkiego warstwy powierzchniowej na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókna mineralnego oraz związaniu lub utwardzeniu do postaci gotowego wyrobu. Różnica gęstości materiału przed rozprowadzeniem na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókna mineralnego i po związaniu albo utwardzeniu może wynosić do 50%.

Do pewnych zastosowań okazało się korzystne, także lub alternatywnie, wprowadzenie innych typów włókien do sztywnej warstwy powierzchniowej, takich jak włókna naturalne albo syntetyczne mniej lub bardziej organiczne. Możliwe do stosowania włókna organiczne obejmują włókna węglowe, włókna celulozowe itp. Ze względu na często niską gęstość nasypową włókien organicznych, ogólnie korzystne jest stosowanie nie więcej niż 5% wag. włókien organicznych w składzie sztywnej warstwy powierzchniowej.

Według wynalazku, sztywna warstwa powierzchniowa może także zawierać jeden lub większą liczbę wypełniaczy i/lub dodatków. Możliwe do stosowania wypełniacze i dodatki stanowią: glinki, wapień, wodorotlenek magnezu, środki barwiące itp.

Dalszą zaletą wyrobu z włókna mineralnego według wynalazku jest to, że sztywna warstwa powierzchniowa jest otwarta na dyfuzję. Okazało się to wysoce korzystne tam, gdzie wyrób jest używany w pokryciach dachowych i gdzie sztywną powierzchnię okłada się papą w tradycyjny sposób. Zaleta ta wynika z niepomyślnego faktu, że papa tradycyjnie nakładana na wierzch wyrobu niniejszego rodzaju w wielu wypadkach nie jest całkowicie uszczelniona podczas montażu, bądź też ulega uszkodzeniu na przestrzeni lat, w wyniku czego woda deszczowa albo wilgoć może ominąć papę i umiejscowić się pod papą. W wyniku operacji słonecznej papa nagrzewa się i woda, która umiejscowiła się pod papą, paruje i rozszerza się znacznie, zmuszając papę do pękania albo wybrzuszania się, co może nawet prowadzić do jeszcze poważniejszych przecieków. Ponieważ wyrób izolacyjny z włókna mineralnego według wynalazku zawiera sztywną warstwę powierzchniową otwartą na dyfuzję, wszelka woda przenikająca przez papę sama przedyfunduje i rozprowadzi się, a podczas parowania będzie uciekać wszelkimi dostępnymi kanałami.

Według korzystnej postaci wyrobu z włókna mineralnego według wynalazku, sztywna warstwa powierzchniowa jest wyposażona w powłokę powierzchniową w postaci tkaniny lub włókniny, korzystnie włókninowego runa. Okazało się, że zwiększa to znacząco wytrzymałość warstwy na rozciąganie, jak również zmniejsza ilość pyłu, która inaczej mogłaby być uwalniana z wyrobu, w zależności od jego składu.

Korzystne materiały tekstylne obejmują poliester, szkło, papier, węgiel, nylon, który może być bądź elastyczny, bądź sztywny, w zależności od żądanej charakterystyki. Takie materiały tekstylne można także umieszczać pod i/lub w obrębie sztywnej warstwy powierzchniowej.

Oprócz tego, konkretny dobór materiału tekstylnego można wykorzystać do określenia właściwości powierzchni, takich jak napięcie powierzchniowe, gładkość, barwa itp. Dzięki korzystnym właściwościom wymiarowym samej sztywnej warstwy powierzchniowej, te materiały tekstylne mogą być wykonane jako względnie cienkie.

W przypadku względnie sztywnego materiału tekstylnego takiego jak runo szklane, korzystne jest użycie materiału tekstylnego mającego gramaturę około 100 - 30 g/m², korzystniej około 80 - 40 g/m², a najkorzystniej około 40 - 60 g/m².

W przypadku bardziej elastycznych materiałów korzystne jest stosowanie możliwie jak najcieńszych materiałów tekstylnych. Według korzystnej postaci wynalazku, materiał tekstylny ma gramaturę mniejszą niż około 100 g/m², korzystnie poniżej około 60 g/m², korzystniej poniżej 30 g/m², a jeszcze korzystniej poniżej około 15 g/m².

W pewnych zastosowaniach może być korzystne wyposażenie więcej niż jednej powierzchni wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego według wynalazku w sztywną warstwę powierzchniową. Według jednej postaci, dwie lub większa liczba, korzystnie co najmniej obydwie główne powierzchnie są wyposażone w sztywną warstwę powierzchniową według wynalazku. Według innej postaci, wszystkie powierzchnie są wyposażone w warstwę.

Według korzystnej postaci wyrobów z włókna mineralnego według wynalazku, wyrób może zawierać więcej niż jedną warstwę izolacyjną z włókna mineralnego. Warstwy izolacyjne mają korzystnie różną gęstość i/lub orientację włókna.

PL 204 045 B1

Szczególnie korzystna postać wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego według wynalazku zawiera pierwszą warstwę izolacyjną z włókna mineralnego, mającą gęstość około 50 - 150 kg/m³, korzystnie około 70 - 130 kg/m³, drugą warstwę izolacyjną z włókna mineralnego, mającą gęstość około 150 - 300 kg/m³, korzystnie około 160 - 250 kg/m³ oraz sztywną warstwę powierzchniową zgodnie z zaleceniem.

W przypadku, gdy wyrób zawiera dwie albo większą liczbę warstw izolacyjnych mających różn ą gęstość, korzystnie warstwa izolacyjna o wyższej gęstości sąsiaduje ze sztywną warstwą powierzchniową. Umieszczając warstwę izolacyjną o względnie dużej gęstości pod sztywną warstwą powierzchniową, możliwe jest uzyskanie bardzo równych i płaskich powierzchni, nawet używając bardzo małej ilości materiału na sztywną warstwę powierzchniową.

Nieoczekiwanie okazało się także, iż umieszczenie warstwy izolacyjnej o względnie dużej gęstości pod sztywną warstwą powierzchniową zwiększa znacząco wytrzymałość na rozciąganie wyrobu. Połączony wpływ warstwy izolacyjnej o dużej gęstości i sztywnej warstwy powierzchniowej można nawet osiągnąć używając bardzo małej ilości materiału w obu warstwach. Grubość warstwy izolacyjnej o duż ej gęstości jest korzystnie możliwie jak najmniejsza, lecz korzystnie wynosi 5 - 40 mm, a korzystniej 10 - 15 mm.

Wyrób według wynalazku może być kształtowany w dowolny sposób znany w dziedzinie materiałów izolacyjnych z włókna mineralnego; korzystnie jednak wyrób ma postać zasadniczo prostokątnej płyty, mającej sztywną warstwę powierzchniową na co najmniej jednej z powierzchni głównych, tzn. jednej z dwóch największych.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego, zawierającego podstawową warstwę izolacyjną z włókna mineralnego i sztywną warstwę powierzchniową, przy czym podstawowa warstwa izolacyjna zawiera włókna mineralne i spoiwo oraz ma średnią gęstość wynoszącą 50 - 300 kg/m³, a sztywna warstwa powierzchniowa zawiera 40 do 97% wag. materiału mineralnego spojonego przez spoiwo organiczne, charakteryzuje się tym, że dostarcza się podstawową warstwę izolacyjną, zawierającą włókna mineralne i spoiwo, oraz mającą gęstość 50 - 300 kg/m³, dostarcza się sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej, zawierający 40 - 97% wag. materiału mineralnego i 3 - 35% wag. spoiwa organicznego, rozprowadza się sypki materiał na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókien mineralnych jako warstwę powierzchniową, która będzie miała gęstość co najmniej 450 kg/m³ po utwardzeniu spoiwa organicznego, sieciuje się albo utwardza spoiwo organiczne w warstwie powierzchniowej z uformowaniem sztywnej warstwy powierzchniowej o gęstości co najmniej 450 kg/m³.

Korzystnie, rozprowadza się sypki materiał na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókna mineralnego przez ciągły i jednorodny napływ na podstawową warstwę izolacyjną sypkiego materiału zawierającego 40 - 97% wag. materiału mineralnego i 3 - 35% wag. spoiwa organicznego.

Korzystnie, utwardza się spoiwo w podstawowej warstwie izolacyjnej zasadniczo równocześnie ze spoiwem w sztywnej warstwie powierzchniowej.

Ponadto korzystnie stosuje się sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej zawierający 1 - 30% wag. wody, korzystnie 1 - 10% wag. wody.

W korzystnej postaci wykonania wynalazku, spoiwo organiczne w sypkim materiale dostarcza się częściowo jako zasadniczo suchy proszek i częściowo jako wodną zawiesinę.

Korzystnie wodną zawiesinę rozprowadza się także w podstawowej warstwie izolacyjnej.

Ponadto korzystnie stosuje się sypki materiał o gęstości nasypowej wynoszącej co najmniej 300 kg/m³.

Jakkolwiek jest ogólnie pożądane stosowanie możliwie jak najmniejszej ilości wody w celu oszczędzania energii i/lub czasu potrzebnego do jej usunięcia, stwierdzono nieoczekiwanie, że wytrzymałość sztywnej warstwy powierzchniowej można znacząco poprawić, wprowadzając do około 30% wag., korzystnie 10% wag. wody do sypkiego materiału warstwy powierzchniowej przed utwardzeniem spoiwa. Korzystnie, do materiału dodaje się około 0,5 - 8% wag., a korzystniej około 1 - 5% wag. wody.

Ponadto zwłaszcza okazało się korzystne rozpuszczanie albo dyspergowanie co najmniej części spoiwa w wodzie przed wprowadzeniem go do sypkiej kompozycji. Według jednej korzystnej postaci sposobu według wynalazku, możliwie jak najwięcej spoiwa rozprowadza się w wodzie w postaci zawiesiny, z tym że okazało się wskazane stosowanie zawiesin mających zawartość spoiwa nie większą niż około 60% wag. Korzystnie zawiesina ma zawartość spoiwa około 20 - 60% wag.

Według innej postaci wynalazku, korzystne jest mieszanie około 50 - 100% wag. spoiwa z sypkim materiałem w zasadniczo suchej, sproszkowanej postaci i dostarczanie pozostałej części spoiwa

PL 204 045 B1 w postaci zawiesiny w wodzie, bezpośrednio przed albo zasadniczo w tym samym czasie, bądź mniej niż 10 minut przed albo po, korzystnie mniej niż 5 minut przed albo po tym, jak sypki materiał warstwy powierzchniowej został rozprowadzony na powierzchni warstwy izolacyjnej. Okazało się między innymi, iż znacząco zwiększa to wytrzymałość na rozwarstwianie pomiędzy warstwą izolacyjną i sztywną warstwą powierzchniową.

Określenie wskazujące, iż spoiwo ma zasadniczo suchą sproszkowaną postać albo postać zasadniczo suchego proszku oznacza, że spoiwo jest sproszkowane i zawiera mniej niż 10% wag. wody, korzystnie mniej niż 5% wag. wody, a korzystniej mniej niż 2% wag. wody.

Dalsza zaleta wynikająca z wprowadzenia pewnej ilości wody albo innej cieczy do sypkiego materiału warstwy powierzchniowej polega na tym, że znacznie zmniejsza to ilość pyłu uwalnianego z materiał u, dopóki spoiwo w materiale ostatecznie nie utwardzi się , tworzą c tym samym sztywną warstwę powierzchniową.

Podobny efekt zmniejszania ilości pyłu można także uzyskać według wynalazku, stosując pewną ilość innych cieczy, korzystnie olejów mineralnych/silikonowych, które można wprowadzać w ilości 0 - 3% wag., korzystnie 0,1 - 1% wag., a korzystniej 0,2 - 0,6% wag. Oleje takie można również stosować w celu zwiększenia właściwości hydrofobowych sztywnej warstwy powierzchniowej albo w innych celach. Właściwości hydrofobowe można również kontrolować dodając odpowiednią ilość żywicy silikonowej albo innej do sypkiego materiału powierzchni.

Materiał mineralny stosowany jako sypki materiał powierzchniowy jest korzystnie obecny w ilości co najmniej 40% wag., korzystnie w ilości 40 - 97% wag., korzystniej w ilości 50 - 95% wag., a najkorzystniej w ilo ś ci 80 - 92% wag.

Materiał mineralny używany jako sypki materiał powierzchni zawiera korzystnie jeden lub większą liczbę składników wybranych spośród omówionych wcześniej grup minerałów twardych, miękkich, pochłaniających oraz o ekstremalnie dużej gęstości. Minerały są korzystnie nieorganiczne.

Przed nałożeniem sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na powierzchnię warstwy izolacyjnej, nieutwardzony sypki materiał powinien mieć gęstość wynoszącą co najmniej 150 kg/m³. Optymalna gęstość nieutwardzonego sypkiego materiału zależy w dużej mierze od jego składu. Im więcej materiału włóknistego znajduje się w materiale sypkim, tym mniejsza może być gęstość nieutwardzonego materiału sypkiego. Ogólnie korzystne jest, aby gęstość nieutwardzonego materiału była wystarczająco duża, aby dać w efekcie gęstość nasypową równą co najmniej 300 kg/m³, korzystnie gęstość nasypową co najmniej 350 kg/m³, korzystniej około 450 kg/m³, jeszcze korzystniej około co najmniej 600 kg/m³, a najkorzystniej co najmniej około 700 kg/m³.

Duża gęstość zapewniona przez materiał mineralny stosowany w sypkim materiale powierzchni może być uzyskana poprzez zastosowanie materiału, który jako taki ma dużą gęstość nasypową, taką jak szczególnie korzystny materiał według wynalazku, a mianowicie piasek kwarcowy. Jednakże według innej szczególnie korzystnej postaci wynalazku, dużą gęstość sypkiego materiału warstwy powierzchniowej uzyskuje się poprzez zastosowanie materiału w postaci zmielonego włókna mineralnego, mającego dużą gęstość nasypową.

Jak to wspomniano, powszechnym zjawiskiem w dziedzinie produkcji włókna mineralnego jest to, że w trakcie procesu produkcyjnego powstaje pewna ilość odpadów. Takie odpady mogą być odłamkami albo materiałami nieprawidłowo rozwłóknionymi z innych powodów, które to odpady usuwa się w trakcie procesu. Mogą to być także wyroby wadliwe, w przypadku wystąpienia błędów w procesie produkcji. Szczególnie korzystne okazało się mielenie takich odpadów jako surowca na sztywne warstwy powierzchniowe według wynalazku. Po pierwsze, materiał mineralny ma idealny skład do tego celu, a ponadto rozwiązuje to problem koniecznej w innym przypadku tradycyjnej likwidacji odpadów.

W przypadku stosowania materiału w postaci włókna mineralnego jako głównej części albo jako jedynego surowca mineralnego na sypki materiał warstwy powierzchniowej, korzystne jest mielenie go do średniej długości włókna mniejszej niż około 50 mm i/lub gęstości nasypowej około 250 - 400 kg/m³, zaś do niektórych zastosowań korzystnie do gęstości nasypowej około 700 - 900 kg/m³. Korzystnie, włókna miele się do przeciętnej długości włókna poniżej około 800 μm, korzystnie poniżej około 200 μm, korzystniej poniżej około 100 μm, a korzystniej nawet poniżej 80 μm. Gdy taki mineralny materiał włóknisty stosuje się jako główny składnik materiału sypkiego warstwy powierzchniowej, może jeszcze być wskazane stosowanie innych materiałów włóknistych mających właściwości jak ujawniono wyżej i w podanych ilościach.

Można zastosować dowolny znany typ młyna, zdolny uzyskać żądane właściwości. Jednakże mielące lub rozdrabniające młyny tarczowe, takie jak młyn Fas®, młyny młotkowe i młyny prętowe,

PL 204 045 B1 okazały się szczególnie efektywne. Inne surowce z nieorganicznego materiału mineralnego można mleć w podobny sposób, tak aby uzyskać odpowiednią wielkość ziarna, jak również gęstość nasypową.

Do mieszania dowolnego sproszkowanego spoiwa, materiału mineralnego oraz dowolnych innych składników w celu otrzymania sypkiego materiału warstwy powierzchniowej można zastosować dowolne znane środki do mieszania zasadniczo suchego materiału w postaci stałych cząstek, o dużej gęstości nasypowej. Jednakże w wyniku zastosowania niektórych środków mieszających, sypki materiał warstwy powierzchniowej ma tendencję do zbrylania się, co jest wysoce niepożądane w szczególności, gdy mają być wytwarzane sztywne warstwy powierzchniowe. Stwierdzono więc, że zasadniczo poziomy, obrotowy bęben przelotowy albo inne podobne urządzenie, zapewniające małe siły ścinające podczas mieszania i przenoszące kompozycję korzystnie w sposób ciągły, jest szczególnie odpowiedni według wynalazku. Ogólnie uważa się, że mieszanie powinno być realizowane znacznie poniżej temperatury utwardzania spoiwa. Można to oczywiście uzyskać poprzez aktywne chłodzenia.

Dla równego rozprowadzania sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na powierzchni warstwy izolacyjnej korzystne jest, aby najpierw podawać materiał do zasobnika skrzynkowego, który dostarcza go na pierwszy przenośnik taśmowy, i na którym opcjonalnie jest on wyrównywany za pomocą wałków, szczotek i/lub podobnych elementów. Pod tym pierwszym przenośnikiem taśmowym drugi przenośnik taśmowy transportuje warstwę izolacyjną i sypki materiał warstwy powierzchniowej jest zrzucany z pierwszego przenośnika taśmowego na górną powierzchnię warstwy izolacyjnej na drugim przenośniku taśmowym, który następnie przenosi pokryty materiał izolacyjny do pieca do obróbki termicznej.

W zasadzie jednak, wedł ug wynalazku moż na uż y ć dowolny ś rodek zdolny do rozprowadzania w równomierny sposób substancji podobnej do sypkiego materiału warstwy powierzchniowej. Szczególnie korzystne jest stosowanie środków zasilających i/lub rozprowadzających, stanowiących agregaty kierujące, które umożliwiają ciągły i jednorodny dopływ materiału na warstwę izolacyjną.

Według jednej postaci wynalazku szczególne wskazane okazało się prostowanie albo wygładzanie górnej powierzchni warstwy izolacyjnej przed nałożeniem sypkiego materiału warstwy powierzchniowej, tworzącego ostatecznie sztywną warstwę powierzchniową. Stwierdzono, iż prowadzi to do równiejszych sztywnych warstw powierzchniowych.

Takie kondycjonowanie można przeprowadzić za pomocą wałków, taśm itp. Górną powierzchnię sypkiego materiału warstwy powierzchniowej można także korzystnie kondycjonować po nałożeniu jej na warstwę izolacyjną, za pomocą szczotek, wałków, taśm itp., w celu zapewnienia równomiernego rozprowadzania materiału.

W przypadku gdy korzystne jest uzyskanie sztywnej warstwy powierzchniowej na spodniej powierzchni warstwy izolacyjnej, można podawać warstwę izolacyjną na przenośnik taśmowy już pokryty zasadniczo równomierną warstwą sypkiego materiału warstwy powierzchniowej. Można także uzyskać sztywne warstwy powierzchniowe na górnej i spodniej powierzchni wykonując jedno i drugie oraz postępując w sposób ujawniony wyżej.

Warstwa izolacyjna z włókna mineralnego według wynalazku może być wstęgą z włókna mineralnego o pojedynczej lub wielorakiej gęstości, tzn. jedna warstwa o mniej lub bardziej jednorodnej gęstości albo dwie lub większa liczba warstw o różnej gęstości, przy czym wstęga ma średnią gęstość 50 - 300 kg/m³.

W przypadku warstwy izolacyjnej z włókna mineralnego o jednej gęstości, korzystne jest, aby warstwa miała gęstość około 50 - 200 kg/m³, korzystniej około 100 - 150 kg/m³.

Według wynalazku, jest jednak szczególnie korzystne stosowanie wstęg z włókna mineralnego mających warstwę o dużej gęstości zwróconą ku sztywnej warstwie powierzchniowej, przy czym ta warstwa o dużej gęstości ma gęstość 150 - 300 kg/m³, korzystnie 160 - 250 kg/m³, a korzystniej około 180 - 220 kg/m³.

Warstwa izolacyjna stosowana według wynalazku może być wytworzona w dowolny znany sposób, korzystnie jak ujawniono w europejskim opisie patentowym EP 0555334. W przypadku warstwy izolacyjnej o dwojakiej albo wielorakiej gęstości, korzystnie uzyskuje się ją tak jak ujawniono w dokumencie DK 155163 albo PCT/DK99/00152.

Według wynalazku szczególnie korzystne jest nakładanie sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na warstwę izolacyjną przed utwardzeniem dowolnego utwardzalnego spoiwa w warstwie izolacyjnej. W ten sposób spoiwo jest utwardzane we wszystkich warstwach zasadniczo w tym samym czasie, dzięki czemu oszczędza się energię, wyposażenie oraz zmniejsza liczbę etapów sposobu. Różnica w czasie utwardzania spoiw we wszystkich warstwach powinna być mniejsza niż 10 minut,

PL 204 045 B1 korzystnie mniejsza niż 5 minut. Szczególnie korzystnym sposobem uzyskania tych zalet według wynalazku jest nakładanie sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na górną powierzchnię wstęgi z włókna mineralnego produkowanej np. według jednego z wyżej wymienionych sposobów bezpośrednio przed wejściem wstęgi do pieca do obróbki cieplnej celem utwardzenia. Możliwe jest jednak nakładanie sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na wstępnie utwardzoną warstwę izolacyjną z włókna mineralnego, oddzielne utwardzanie materiału sypkiego i uzyskanie w ten sposób wyrobu według wynalazku.

Jak wspomniano, jest wysoce korzystne stosowanie konwencjonalnego pieca do utwardzania, znanego w technologii produkcji włókna mineralnego i używanego do utwardzania spoiwa w warstwie izolacyjnej, także do utwardzania spoiwa w sztywnej warstwie powierzchniowej. Takie piece do obróbki termicznej wykazują jednak szereg wad.

Po pierwsze, tradycyjny piec do obróbki termicznej w obecnej technologii wykorzystuje przenośnik taśmowy po obu stronach wyrobu przeznaczonego do utwardzania w celu przenoszenia wyrobu przez strefę, w której gorące powietrze przedmuchuje się przez wyrób w celu termicznego utwardzenia spoiwa. Typowy przenośnik taśmowy pieca do obróbki termicznej składa się zasadniczo z szeregu sztywnych płytek, które niestety pozostawiają ślady na górnej i dolnej powierzchni utwardzanego wyrobu.

Ponieważ ogólnie pożądane jest uzyskanie wyrobów mających gładkie powierzchnie, a w szczególności w przypadku wyrobów niniejszego rodzaju, często konieczne jest ścinanie albo ścieranie powierzchni wyrobów utwardzanych w konwencjonalnych piecach do obróbki termicznej.

Nieoczekiwanie okazało się jednak, że w wyniku pokrywania powierzchni wyrobu przed etapem utwardzania za pomocą porowatego materiału tekstylnego mającego pewną sztywność i przepuszczania materiału tekstylnego przez piec do obróbki termicznej, ślady z pieca do obróbki termicznej można znacznie zmniejszyć albo nawet wyeliminować. Stwierdzono, że sztywność podobna do sztywności typowego handlowego runa szklanego o gramaturze około 40 - 60 g/m² albo większej jest odpowiednia do większości zastosowań, w zależności od typu płytek pieca do obróbki termicznej oraz ewentualnego ściskania, któremu poddaje się wyrób w trakcie etapu utwardzania.

Dowolny materiał tekstylny lub podobny, mający wymaganą sztywność, może być używany we wspomnianym celu. Korzystnie jednak, materiał tekstylny powinien być porowaty, aby umożliwić przepływ przezeń gorącego powietrza, jeżeli konieczne jest uzyskanie utwardzenia. Podobnie, wysoce korzystne jest, aby sypki materiał warstwy powierzchniowej był wystarczająco porowaty, aby umożliwić przenikanie gorącego powietrza do warstwy.

Według wynalazku korzystne jest stosowanie nieorganicznych i/lub organicznych materiałów tekstylnych, w postaci tkaniny lub włókniny. W szczególności szklane runo włókninowe okazało się korzystne, lecz także inne sztywne runa zdają egzamin.

W wyniku procesu utwardzania, materiał tekstylny w wielu przypadkach będzie przywierać do powierzchni wyrobu. Może to być wysoce pożądane, jeżeli wymagane są pewne właściwości powierzchni odpowiadające właściwościom materiału tekstylnego. W dowolnym przypadku okazało się, że nałożenie powłoki tekstylnej w szczególności na sztywną warstwę powierzchniową według wynalazku jeszcze bardziej poprawia jej wytrzymałość na rozciąganie.

Jeżeli korzystne jest, aby nie było materiału tekstylnego przyklejonego do powierzchni wyrobu, według wynalazku można przed złożeniem spryskać jedną albo obydwie zwrócone ku sobie powierzchnie materiału tekstylnego i wyrobu środkiem zapobiegającym przywieraniu, takim jak olej mineralny albo olej silikonowy. Można także zastosować materiał tekstylny, który sam przez się ma niskie napięcie powierzchniowe, tzn. materiał nie przywierający. W takim przypadku materiał tekstylny może być zwinięty za piecem do obróbki termicznej i opcjonalnie użyty ponownie jako całość, bądź też może mieć postać taśmy bez końca, biegnącej wokół płytek pieca do obróbki termicznej.

Można także zastosować więcej niż jeden materiał tekstylny mający żądane właściwości. Jeżeli stosuje się więcej niż jeden materiał tekstylny, każdy materiał tekstylny może być cieńszy, a tym samym mniej sztywny i poprzez właściwy dobór materiałów tekstylnych można zapewnić to, że tylko materiał tekstylny sąsiadujący bezpośrednio ze sztywną warstwą powierzchniową wyrobu będzie do niej przywierać. W ten sposób można utworzyć niezwykle cienkie powłoki tekstylne na sztywnej warstwie powierzchniowej, umożliwiające faktyczne uzyskanie dowolnych żądanych właściwości powierzchni w zależności od dobranego materiału tekstylnego, przy czym równocześnie uzyskuje się efekt braku śladów z pieca do obróbki termicznej, nawet jeżeli drugi materiał tekstylny, opcjonalnie wielokrotnego użytku, jest także względnie cienki.

PL 204 045 B1

Druga wada konwencjonalnego pieca do obróbki termicznej wiąże się z zastosowaniem gorącego powietrza przedmuchiwanego przez wyrób w celu utwardzenia zawartego w nim dowolnego utwardzalnego spoiwa. Ponieważ sypki materiał warstwy powierzchniowej według wynalazku jest względnie drobnoziarnisty, może ulec przemieszczeniu albo nawet usunięciu przez strumienie gorącego powietrza przepływające przez wyrób. Jednakże według wynalazku problem ten można także wyeliminować poprzez nałożenie materiału tekstylnego na wierzch sypkiej warstwy powierzchniowej, w którym to materiale wielkość porów dobiera się w taki sposób, aby zasadniczo zatrzymywać materiał.

Znaczącą zaletą sposobu według wynalazku jest to, że możliwe jest produkowanie w sposób bezpośredni i ciągły. Ponadto zaletą jego jest to, że można zastosować typowo stosowane wyposażenie technologiczne do produkcji materiału izolacyjnego z włókna mineralnego, wprowadzając tylko bardzo niewiele zmian, tzn. dodając środki do mieszania i rozprowadzania sypkiego materiału warstwy powierzchniowej na mniej lub bardziej konwencjonalnej wstędze z włókna mineralnego, korzystnie krótko przed jej utwardzeniem w piecu do obróbki termicznej.

Określenie „włókno w użytym kontekście oznacza dowolną podłużną strukturę albo cząstkę, mającą długość co najmniej 3 razy większą od jej przeciętnej średnicy.

Wszystkie warstwy izolacyjne z włókna mineralnego wymienione w opisie są korzystnie włókninowymi wstęgami z włókna mineralnego.

Określenie „włókno mineralne w użytym kontekście obejmuje wszystkie typy mineralnych włókien sztucznych, takich jak włókna skalne, szklane lub żużlowe, a w szczególności włókna używane w materiałach do powyższych celów, oraz jako wypełniacze w cemencie, tworzywach sztucznych albo innych substancjach, bądź też które są używane jako podłoża do uprawy roślin. W szczególności włókna skalne okazały się odpowiednie do celów wynalazku.

Określenie „włókno skalne w użytym kontekście oznacza włókna zawierające ogólnie około 34 - 62%, a korzystnie około 41 - 53% wag. SiO2, ogólnie około 0,5 - 25% wag., a korzystnie około 5 - 21% wag. AI2O3, ewentualnie około 0,5 - 15% wag., a korzystnie około 2 - 9% wag. łącznie tlenków żelaza, ogólnie około 8 - 35% wag., a korzystnie około 10 - 25% wag. CaO, ogólnie około 2,5 - 17% wag., a korzystnie około 3 - 16% wag. MgO, ewentualnie około 0,05 - 1% wag., a korzystnie około 0,06 - 0,6% wag. MnO, ogólnie około 0,4 - 2,5% wag., a korzystnie około 0,5 - 2% wag. K2O, oraz oprócz tego zawierające Na2O w ilości mniejszej niż około 5% wag., korzystnie mniej niż około 4% wag., a bardziej korzystnie pomiędzy około 1 i 3,5% wag., TiO2 w ilości większej niż około 0,2 - 2% wag. Korzystnie włókna skalne nie zawierają BaO albo Li2O w jakiejkolwiek znaczącej ilości, a zawartość B2O3 jest korzystnie mniejsza niż 2%. Włókna skalne maja typowo temperaturę zeszklenia (Tg) powyżej 700°C, korzystnie powyżej 730°C, a korzystniej około 760 - 870°C. Gęstość włókien skalnych wynosi typowo w przybliżeniu więcej niż 2,6 g/cm³, a korzystnie około 2,7 - 3 g/cm³. Współczynnik załamania światła włókien skalnych wynosi typowo w przybliżeniu powyżej 1,55, a korzystnie około 1,6 - 1,8.

Określenie „spoiwo w użytym kontekście obejmuje dowolny materiał, który nadaje się jako środek wiążący w materiałach z włókna mineralnego do powyższych wyrobów. Spoiwa organiczne według wynalazku obejmują w szczególności żywice fenolowo-formaldehydowe, fenolowo-mocznikowe, kopolimery akrylowe, żywice rezorcynowe, furanowe i/lub melaminowe, żywicę furanową opisaną w dokumencie WO 99/38372 i są korzystnie nieodwracalnie sieciowane poprzez utwardzanie termiczne albo przy użyciu innych znanych środków do utwardzania spoiw.

Jeżeli nie zaznaczono inaczej, bądź też jeżeli nie wynika to w sposób oczywisty, wszystkie wartości procentowe oznaczają procent wagowy danej kompozycji. Udziały długości włókien oblicza się jednak na ogół jako liczbę włókien mieszczącą się w ramach pewnej kategorii, w odniesieniu do całkowitej liczby zliczanych włókien.

Wymiary włókien podane w dokumencie są mierzone przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) oraz prostej analizy obrazu w opisany niżej sposób.

Wystarczającą i reprezentatywną próbkę włókna dysperguje się w demineralizowanej wodzie. Określoną część próbki filtruje się przez filtr Nucleopore® (0,8 μm). Filtr montuje się na 25 mm trzpieniu aluminiowym. Powiększenie, przy którym mierzy się średnicę zależy od długości włókien i zwykle wynosi 1200 - 2000 razy. Mierzy się włókna mające co najmniej jeden koniec w polu widzenia. Włókna mające jeden koniec w polu widzenia obciąża się współczynnikiem równym 1, zaś włókna mające dwa końce w polu widzenia obciąża się współczynnikiem równym 2. Długość włókien mierzy się przy optymalnym powiększeniu. Dokładność pomiaru zależy od liczby zmierzonych włókien, którą można dobrać w odpowiedni sposób. Dane przetwarza się i wyniki dostarcza się w postaci statystycznego rozkładu normalnego frakcji poprzez liczbę zmierzonych włókien.

PL 204 045 B1

Ilości wody wymienione w opisie należy rozumieć jako odnoszące się do zasadniczo wolnej wody i/lub wody mniej lub więcej dodanej oddzielnie. Woda związana w opcjonalnych substancjach takich jak Mg(OH)2 lub podobnych nie jest uwzględniana.

Wyrób według wynalazku jest odpowiedni do zasadniczo dowolnych zastosowań w zakresie izolacji cieplnej, akustycznej albo pożarowej, znanych w technologii włókna mineralnego. W szczególności wyrób jest odpowiedni do pokrywania dachów i fasad. Co więcej, ponieważ sztywna warstwa powierzchniowa według wynalazku jest zasadniczo nierozpuszczalna w wodzie, wyrób nadaje się również do zastosowania w środowisku morskim.

Wynalazek dotyczy ponadto korzystnego zastosowania wyrobu izolacyjnego. W przypadku zastosowania jako materiału do pokrywania dachów, bitum albo podobny materiał można nakładać na sztywną powierzchnię. W przypadku zastosowania do pokrywania fasad, zaprawę tynkarską albo podobny materiał można nakładać na sztywną powierzchnię. W obydwu zastosowaniach sztywna warstwa powierzchniowa może być wstępnie preparowana przy użyciu podkładu takiego jak PVAC, przed nałożeniem bitumu albo zaprawy.

Znacząco zwiększona stabilność wymiarowa wyrobu według wynalazku, zapewniona przez sztywną warstwę powierzchniową, znacznie zwiększa podatność wyrobu na manipulacje jak również ułatwia jego pakowanie. Ponadto zmniejsza ona ilość wyrobów uszkodzonych w trakcie transportu w porównaniu z bardziej wrażliwymi wyrobami według wcześniejszych rozwiązań .

Właściwości fizyczne wyrobów wymienionych w dokumencie są mierzone zgodnie z normą EN 12430.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia linię do produkcji korzystnej postaci wynalazku; fig. 2 - inną linię do produkcji korzystnej postaci wynalazku; fig. 3 - wyrób według wynalazku.

Na fig. 1, wstęga z włókna mineralnego jest dzielona poziomo i oddzielona część w postaci drugiej warstwy izolacyjnej 2 jest prasowana za pomocą pewnej liczby wałków 3, nakładana ponownie na pierwotną wstęgę stanowiąca pierwszą warstwę izolacyjną 1 i kondycjonowana za pomocą wałków 4. Sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej 5 doprowadza się do zasobnika skrzynkowego 6 mającego koła dozujące 7, które rozprowadza materiał sztywnej warstwy powierzchniowej 5 na poruszający się przenośnik taśmowy 8. Z przenośnika taśmowego 8 materiał sztywnej warstwy powierzchniowej 5 jest rozprowadzany za pomocą szczotki rozprowadzającej 9 na górnej powierzchni sprasowanej drugiej warstwy izolacyjnej 2. Warstwowy wyrób pokrywa się następnie cienkim runem poliestrowym 10 ze szpuli podającej 10' i przepuszcza pod wałkiem 11a wraz z runem szklanym 12 wokół wałków 11a-d. Pewną ilość wodnej zawiesiny spoiwa doprowadza się za pomocą dysz 13. Spoiwo utwardza się w piecu do obróbki termicznej, symbolizowanym przez przenośniki taśmowe 14a i 14b, gdzie gorące powietrze przepuszcza się przez wyrób od dołu do góry za pomocą niepokazanych na rysunku środków. Po utwardzeniu, wstęgę bez końca, zawierającą pierwszą warstwę izolacyjną 1, sprasowaną drugą warstwę izolacyjną 2, sztywną warstwę powierzchniową 5 z utwardzonego sypkiego materiału oraz cienką powłokę powierzchniową 10 z runa poliestrowego, tnie się w celu dostarczenia wyrobu finalnego według wynalazku.

Na fig. 2, na wstęgę w postaci pierwszej warstwy izolacyjnej 1 z włókna mineralnego nakłada się sprasowaną drugą warstwę izolacyjną 2 włókna mineralnego i przepuszcza pod zasobnikiem skrzynkowym 6, który podaje suchy sypki materiał warstwy powierzchniowej 5 bezpośrednio na górną powierzchnię sprasowanej drugiej warstwy izolacyjnej 2. Wstęgę pokrytą sypkim materiałem sztywnej warstwy powierzchniowej przepuszcza się pod wałkiem 11a wraz z runem szklanym 12, które za pomocą dysz 13 spryskano preparatem zapobiegającym przywieraniu i przenosi się do pieca do obróbki termicznej, niepokazanego, w którym spoiwo w warstwach izolacyjnych, jak również zasadniczo suchy sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej ulegają utwardzeniu. Runo szklane łatwo usuwa się ze sztywnej warstwy powierzchniowej po utwardzeniu spoiwa, a utwardzoną strukturę przekładkową tnie się w celu utworzenia wyrobu według wynalazku, mającego miękką pierwszą warstwę izolacyjną 1, zwartą sprasowaną drugą warstwę izolacyjną 2 i sztywną warstwę powierzchniową 5.

Fig. 3a przedstawia, w rzucie bocznym, postać wyrobu według wynalazku, w którym na pierwszą warstwę izolacyjną 1 o małej gęstości jest nałożona druga warstwa izolacyjna 2 o dużej gęstości, na którą z kolei jest nałożona sztywna warstwa powierzchniowa 5. Sztywna warstwa powierzchniowa 5 jest zaopatrzona w runo szklane 10.

Fig. 3b przedstawia, w postaci rozstrzelonego rzutu bocznego, postać wyrobu według wynalazku odpowiadającą fig. 3a.

PL 204 045 B1

W dalszym ciągu opisu wynalazek będzie ponadto objaśniony za pomocą przykładów.

P r z y k ł a d 1

Pewną liczbę starszego typu płyt z włókna mineralnego zmielono za pomocą młyna prętowego do osiągnięcia gęstości nasypowej 700 - 800 kg/m³. Zmielony materiał miał taki rozkład cząstek, że co najmniej 50% liczbowo materiału należało do frakcji mającej długość około 10 nm albo mniej i średnicę około 3 μm albo mniej, około 70% liczbowo należało do frakcji mającej długość około 20 μm albo mniej i średnicę około 5 μm albo mniej, a około 90% liczbowo należało do frakcji mającej długość około 70 μm albo mniej i średnicę około 8 μm albo mniej.

Do zmielonego materiału dodano 15% wag. suchego sproszkowanego spoiwa fenolowoformaldehydowego (Peracit 8182U z Perstorp AB, Szwecja), w celu utworzenia sypkiego materiału warstwy powierzchniowej.

Określony wyżej materiał rozprowadzono na głównej powierzchni warstwy o dużej gęstości konwencjonalnej płyty o dwojakiej gęstości z włókna mineralnego, w trakcie jej procesu produkcji i przed utwardzeniem spoiwa w płycie, przy czym ta płyta o dwojakiej gęstości zawierała pierwszą warstwę izolacyjną z włókna mineralnego o grubości 85 mm, o gęstości 110 g/m³, oraz drugą warstwę izolacyjną z włókna mineralnego o grubości 85 mm, mającą gęstość 180 g/m³. Bezpośrednio przed nałożeniem sypkiego materiału warstwy powierzchniowej, górną powierzchnię warstwy izolacyjnej z włókna mineralnego poddano kondycjonowaniu za pomocą wałka w celu wyrównania powierzchni. Sypki materiał warstwy powierzchniowej rozprowadzono równomiernie w ilości 2 kg/m², odpowiadającej grubości 2 - 2,5 mm.

Runo szklane, o gramaturze około 60 g/m², wraz z rozprowadzonym na nim spoiwem fenolowym (Peracit 8182U z Perstorp AB, Szwecja) w postaci zawiesiny wodnej (o stężeniu wagowym 17,5%) w ilości 80 g/m², nałożono na górną powierzchnię sypkiego materiału sztywnej warstwy powierzchniowej, po czym wyrób przekładkowy utwardzono w konwencjonalnym piecu do obróbki termicznej w celu utworzenia wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego według wynalazku, mającego pierwszą i drugą warstwę izolacyjną oraz sztywną warstwę powierzchniową mającą powłokę z runa szklanego.

Po utwardzeniu gęstość sztywnej warstwy powierzchniowej wynosiła około 900 kg/m³, a dzięki zastosowaniu runa szklanego na powierzchni wyrobu nie powstały żadne ślady po płytkach przenośnika w piecu do obróbki termicznej. W porównaniu z identycznymi pod innymi względami płytami o dwojakiej gęstości, niemającymi sztywnej warstwy powierzchniowej pokrytej runem szklanym, wyrób według wynalazku miał moduł sprężystości zasadniczo trzy razy większy.

Wyrób według wynalazku okazał się bardzo odpowiedni do zastosowań z zakresu pokryć dachowych i wykazywał doskonałe właściwości z punktu widzenia nakładania nań papy albo folii drogą zgrzewania albo klejenia. Wyprodukowano podobny wyrób, zawierający pierwszą warstwę izolacyjną o gęstości 130 kg/m³ i drugą warstwę izolacyjną o gęstości 210 kg/m³, który wykazywał zasadniczo te same korzystne właściwości.

P r z y k ł a d 2

Pewną liczbę starszego typu płyt z włókna mineralnego zmielono za pomocą młyna prętowego do osiągnięcia gęstości nasypowej 700 - 800 kg/m³, jak ujawniono w przykładzie 1.

Do zmielonego materiału dodano 10% wag. suchego sproszkowanego spoiwa fenolowego (Peracit 8182U z Perstorp AB, Szwecja), jak również 10% wag. 20% (wag.) wodnej zawiesiny identycznego spoiwa fenolowego (odpowiadającej dalszym 2% suchego spoiwa fenolowego) w celu utworzenia sypkiego materiału warstwy powierzchniowej, zawierającego 12% wag. spoiwa.

Sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej nałożono na nieutwardzoną wstęgę o dwojakiej gęstości z włókna mineralnego, jak ujawniono w przykładzie 1, i dwa runa nałożono na górną powierzchnię sypkiego materiału sztywnej warstwy powierzchniowej. Najpierw nałożono runo poliestrowe o gramaturze około 13 g/m², mające nałożone spoiwo na bazie PVAc na stronie zwróconej ku sypkiemu materiałowi sztywnej warstwy powierzchniowej. Następnie nałożono runo szklane, jak ujawniono w przykładzie 1, bez użycia spoiwa.

Następnie wyrób przekładkowy utwardzono w konwencjonalnym piecu do obróbki termicznej i z wyrobu usunięto runo szklane w celu uzyskania wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego według wynalazku, mającego pierwszą i drugą warstwę izolacyjną oraz sztywną warstwę powierzchniową, mającą powłokę z runa poliestrowego. Runo szklane zwinięto i wykorzystano ponownie.

PL 204 045 B1

Po utwardzeniu gęstość sztywnej warstwy powierzchniowej wynosiła około 900 kg/m³, a dzięki czasowemu zastosowaniu runa szklanego na powierzchni wyrobu nie powstały żadne ślady po płytkach przenośnika w piecu do obróbki termicznej.

Wyrób z przykładu 2 porównano z wyrobem z przykładu 1 i wykazywał on te zasadniczo takie same właściwości mechaniczne, mimo iż zawierał 20% mniej spoiwa fenolowego.

₃

Wyprodukowano podobny wyrób, zawierający pierwszą warstwę izolacyjną o gęstości 130 kg/m³ i drugą warstwę izolacyjną o gęstości 210 kg/m³, który wykazywał te same korzystne właściwości w porównaniu z odpowiadającym wyrobem z przykładu 1.

Nieoczekiwanie podobne korzystne właściwości mechaniczne stwierdzono również w przypadku wyrobu wyprodukowanego według przykładu 2, w którym zastosowano tylko 5% wag. suchego spoiwa fenolowo-formaldehydowego, dodatkowo z 6% wag. spoiwa fenolowo- formaldehydowego w postaci 50% wag. zawiesiny wodnej, tzn. łącznie 8% wag. spoiwa. Ten ostatni produkt według przykładu 2 zalicza się do kategorii pożarowej A2 według CEN, co jest wysoce korzystne.

P r z y k ł a d 3

Do piasku o cząstkach mających maksymalną wielkość ziarna 2 mm domieszano 10% wag. sproszkowanego spoiwa fenolowego (Peracit 8182U z Perstorp AB, Szwecja) w celu utworzenia sypkiego materiału warstwy powierzchniowej. Szklaną siatkę zbrojeniową o wielkości oczek około 5 mm nałożono na pierwszą dolną warstwę izolacyjną o gęstości 130 kg/m³ i drugą górną warstwę izolacyjną o gęstości 210 kg/m³. Na wierzch siatki rozprowadzono równomiernie 6,5 kg/m² sypkiego materiału sztywnej warstwy powierzchniowej. Powierzchnię pokryto runem szklanym o gramaturze 50 g/m² i utwardzono w piecu do obróbki termicznej. Po utwardzeniu usunięto szklane runo z wierzchu i wyrób pocięto w celu wytworzenia finalnej płyty izolacyjnej według wynalazku, mającej sztywną warstwę powierzchniową. Wyrób wykonany w przykładzie 3 wykazywał bardzo dużą wytrzymałość mechaniczną i był między innymi bardzo odpowiedni na izolację fasady, np. do dalszego malowania albo tynkowania.

P r z y k ł a d 4

Wyrób według wynalazku, uzyskany sposobem z przykładu 1, porównano z warstwą izolacyjną z przykładu 1 bez sztywnej warstwy powierzchniowej według EN 12430. Całkowita grubość wyrobu wynosiła 100 mm. Dane przedstawiono w tabeli 1.

T a b e l a 1

	Gęstość warstw	F5, obciążenie przy ugięciu 5 mm	Sp, wytrzymałość na obciążenie punktowe	Ep, moduł sprężystości
Izolacja znanego typu o dwojakiej gęstości	210 kg/m3 130 kg/m3	563 N	124 kPa	2670 kPa
Według wynalazku	210 kg/m3 130 kg/m3 2 kg/m2	1187N	156 kPa	6330 kPa

₂

Jak to wynika z tabeli, sztywna warstwa powierzchniowa 2 kg/m , wykonana według wynalazku, daje w efekcie niezwykle ulepszone właściwości fizyczne.

Claims (26)

1. Wyrób izolacyjny z włókna mineralnego, zawierający podstawową warstwę izolacyjną z włókna mineralnego i sztywną warstwę powierzchniową, przy czym podstawowa warstwa izolacyjna zawiera włókna mineralne i spoiwo oraz ma średnią gęstość wynoszącą 50 - 300 kg/m³, a sztywna warstwa powierzchniowa zawiera 40 do 97% wag. materiału mineralnego spojonego przez spoiwo organiczne, znamienny tym, że spoiwo organiczne, takie jak spoiwo termoplastyczne lub spoiwo utwardzane cieplnie, takie jak spoiwo fenolowe, poliestrowe, epoksydowe, PVAc (polioctanu winylu), PVA1 (polialkoholu winylowego), akrylowe, na bazie bezwodników kwasowych/amin, występuje w ilości 3-35% wag. w przeliczeniu na masę sztywnej warstwy powierzchniowej (5), przy czym średnia gęstość sztywnej warstwy powierzchniowej (5) wynosi co najmniej 450 kg/m³.

PL 204 045 B1

2. Wyrób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e ilość spoiwa organicznego w sztywnej warstwie powierzchniowej (5) wynosi co najmniej 8% wag. w przeliczeniu na masę tej warstwy, a ilość materiału mineralnego w sztywnej warstwie powierzchniowej (5) wynosi 50 do 92% wag.

3. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podstawowa warstwa izolacyjna z włókna mineralnego zawiera warstwy izolacyjne (1, 2) o różnej gęstości, przy czym warstwa izolacyjna (2) sąsiadująca ze sztywną warstwą powierzchniową (5) ma większą gęstość.

4. Wyrób według zastrz. 3, znamienny tym, że podstawową warstwę izolacyjną stanowi pierwsza warstwa izolacyjna (1) o grubości 25 - 300 mm i gęstości 50 - 150 kg/m³ i druga warstwa izolacyjna (2) o grubości 10 - 40 mm i gęstości 150 -300 kg/m³.

5. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) stanowi warstwę uzyskiwaną przez ciągły i jednorodny napływ materiału mineralnego i spoiwa na warstwę podstawową i sieciowanie albo utwardzanie spoiwa.

6. Wyrób według zastrz. 5, znamienny tym, że materiał mineralny stanowi materiał wybrany spośród ziarnistego materiału mineralnego mającego średnią wielkość cząstek wynoszącą od 50 μm do 3 mm, korzystnie od 50 nm do 2 mm, oraz zmielonego materiału mineralnego o średniej długości włókna wynoszącej poniżej 200 μm.

7. Wyrób według zastrz. 6, znamienny tym, że materiał mineralny stanowi materiał włóknisty zmielony do średniej długości włókna wynoszącej poniżej 150 μm.

8. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, albo 6, albo 7, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) zawiera 40 - 97% wag. zmielonych włókien mineralnych o średniej długości włókna poniżej 150 μm, w przeliczeniu na masę tej warstwy.

9. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, albo 6, albo 7, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) zawiera 40 - 97% wag. piasku kwarcowego, w przeliczeniu na masę tej warstwy.

10. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, albo 6, albo 7, znamienny tym, że zawiera porowatą tkaninę lub włókninę spojoną z zewnętrzną powierzchnią sztywnej warstwy powierzchniowej (5).

11. Wyrób według zastrz. 5, znamienny tym, że zawiera porowatą tkaninę lub włókninę spojoną z zewnętrzną powierzchnią sztywnej warstwy powierzchniowej (5).

12. Wyrób według zastrz. 8, znamienny tym, że zawiera porowatą tkaninę lub włókninę spojoną z zewnętrzną powierzchnią sztywnej warstwy powierzchniowej (5).

13. Wyrób według zastrz. 1 albo 2, albo 6, albo 7, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) ma gęstość co najmniej 600 kg/m³.

14. Wyrób według zastrz. 5, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) ma gęstość co najmniej 600 kg/m³.

15. Wyrób według zastrz. 8 znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) ma gęstość co najmniej 600 kg/m³.

16. Wyrób według zastrz. 13, znamienny tym, że sztywna warstwa powierzchniowa (5) ma gęstość co najmniej 700 kg/m³.

17. Sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego, zawierającego podstawową warstwę izolacyjną z włókna mineralnego i sztywną warstwę powierzchniową, przy czym podstawowa warstwa izolacyjna zawiera włókna mineralne i spoiwo oraz ma średnią gęstość wynoszącą 50 - 300 kg/m³, a sztywna warstwa powierzchniowa zawiera 40 do 97% wag. materiału mineralnego spojonego przez spoiwo organiczne, znamienny tym, że dostarcza się podstawową warstwę izolacyjną, zawierającą włókna mineralne i spoiwo organiczne, takie jak spoiwo termoplastyczne lub spoiwo utwardzane cieplnie, takie jak spoiwo fenolowe, poliestrowe, epoksydowe, PVAc (polioctanu winylu), PVA1 (polialkoholu winylowego), akrylowe, na bazie bezwodników kwasowych/amin, oraz mającą średnią gęstość 50 - 300 kg/m³, dostarcza się sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej, zawierający 40 - 97% materiału mineralnego i 3 - 35% spoiwa organicznego, rozprowadza się sypki materiał sztywnej warstwy na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókien mineralnych jako warstwę powierzchniową, o średniej gęstości po utwardzeniu spoiwa organicznego co najmniej 450 kg/m³, sieciuje się albo utwardza spoiwo organiczne w warstwie powierzchniowej z uformowaniem tej sztywnej warstwy powierzchniowej.

18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że rozprowadza się sypki materiał na podstawowej warstwie izolacyjnej z włókna mineralnego przez ciągły i jednorodny napływ na podstawową warstwę izolacyjną sypkiego materiału zawierającego 40 - 97% materiału mineralnego i 3 - 35% spoiwa organicznego.

PL 204 045 B1

19. Sposób według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że utwardza się spoiwo w podstawowej warstwie izolacyjnej zasadniczo równocześnie ze spoiwem w sztywnej warstwie powierzchniowej.

20. Sposób według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że stosuje się sypki materiał sztywnej warstwy powierzchniowej zawierający 1 - 30% wody, korzystnie 1 - 10% wody.

21. Sposób według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że spoiwo organiczne w sypkim materiale dostarcza się częściowo jako zasadniczo suchy proszek i częściowo jako wodną zawiesinę.

22. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że spoiwo organiczne w sypkim materiale dostarcza się częściowo jako zasadniczo suchy proszek i częściowo jako wodną zawiesinę.

23. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że wodną zawiesinę rozprowadza się także w podstawowej warstwie izolacyjnej.

24. Sposób według zastrz. 18 albo 22, znamienny tym, że stosuje się sypki materiał o gęstości ₃ nasypowej wynoszącej co najmniej 300 kg/m³.

25. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że stosuje się sypki materiał o gęstości nasypowej wynoszącej co najmniej 300 kg/m³.

26. Zastosowanie wyrobu izolacyjnego z włókna mineralnego zdefiniowanego w zastrz. 1 - 16 do pokrywania dachu albo fasady.