專利名稱：生產(chǎn)礦棉的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用與以高溫氣流拉伸結(jié)合地內(nèi)離心法(Centrifugation interne)生產(chǎn)礦物纖維或其它熱塑性材料的技術(shù)。本發(fā)明特別應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)玻璃棉，這種玻璃棉例如用于摻入隔熱和/或隔聲產(chǎn)品的組合物中。本發(fā)明涉及的纖維生產(chǎn)方法在于將熔融玻璃束加入高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中，該離心機(jī)也稱為纖維化轉(zhuǎn)子(assiette de fibrage)，該離心機(jī)在其周邊開有大量的孔，玻璃在離心力的作用下通過這些孔噴射成長絲。然后，這些長絲沿著離心機(jī)壁受到高溫高速的環(huán)形拉伸氣流的作用。氣流使絲變細(xì)，并轉(zhuǎn)變成纖維。形成的纖維通過這種拉伸氣流牽引到一個(gè)接受設(shè)備上，該接受設(shè)備一般由透氣帶構(gòu)成。這種方法稱之“內(nèi)離心”法。這種方法進(jìn)行了許多改進(jìn)，特別對(duì)纖維化轉(zhuǎn)子作了一些改進(jìn)，對(duì)產(chǎn)生環(huán)形拉伸氣流的設(shè)備也作了另外的改進(jìn)，例如使用特殊類型的燃燒器。這后一點(diǎn)可具體參見EP-B-0 189 354、EP-B-0 519 797、WO97/15532。關(guān)于纖維化轉(zhuǎn)子，專利FR 1 382 917(1963年2月27日申請(qǐng))描述了一個(gè)其原理人們還在廣泛地運(yùn)用的纖維化構(gòu)件熔融物料送到一個(gè)轉(zhuǎn)筒中，其垂直壁上有許多孔，物料通過這些孔噴射在與轉(zhuǎn)筒相連的旋轉(zhuǎn)物體的壁上。這個(gè)壁稱為纖維化轉(zhuǎn)子的“帶”。為了達(dá)到高質(zhì)量纖維化，這些孔以環(huán)形的行分布，這些孔的直徑隨它們所屬的行而改變，直徑從帶的頂部到底部一直降低。本發(fā)明中，離心機(jī)的“頂部”是根據(jù)處于離心位置的離心機(jī)而定義的，即根據(jù)基本垂直(旋轉(zhuǎn))軸線而定義的。對(duì)這種基本原理作了許多改進(jìn)，特別是如專利FR 2 443 436中所說明的，其中這些部件能夠使得熔融物料從轉(zhuǎn)子帶頂部處到底部層狀流動(dòng)。因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)采用內(nèi)離心作用使礦物纖維纖維化的設(shè)備與方法，其改進(jìn)目標(biāo)主要在于提高所得纖維的質(zhì)量與增加該方法的產(chǎn)率。首先，本發(fā)明的目的是礦物纖維的內(nèi)離心設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)離心機(jī)，離心機(jī)備有一個(gè)開了許多孔的周邊帶，這些孔以多個(gè)環(huán)形區(qū)域分布，離心機(jī)處于離心位置時(shí)，這些區(qū)域一個(gè)置于另一個(gè)之上，它包括至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，其每單位表面積孔數(shù)(NS)是不同的，其差值高于或等于5％，特別地高于或等于10％，甚至高于或等于20％。
在一個(gè)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，離心機(jī)處于纖維化位置時(shí)，每單位表面積最大平均孔數(shù)的環(huán)形區(qū)域位于每單位表面積平均孔數(shù)小的另一個(gè)環(huán)形區(qū)域之下。
“環(huán)形區(qū)域”是指離心機(jī)帶在兩個(gè)與離心機(jī)(旋轉(zhuǎn))軸線垂直的平面之間的區(qū)域。在本發(fā)明中，這樣的環(huán)形區(qū)域定義為在所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)整個(gè)帶的四周部分每單位表面積孔數(shù)基本不變的區(qū)域。
每單位表面積孔數(shù)(NS)定義為在環(huán)形區(qū)域表面的一部分(él ément)(特別是約平方厘米級(jí))中孔數(shù)與表面的該部分表面積的比。如果NS在一個(gè)環(huán)形區(qū)域的表面各部分上的變化率小于0.5％，則可以認(rèn)為每單位表面積孔數(shù)基本上不變。一個(gè)環(huán)形區(qū)域可以在每個(gè)垂直段中僅包括一個(gè)孔，但通常包括多個(gè)孔，特別是4-15個(gè)孔。“垂直段”是指環(huán)形區(qū)域中在垂直軸線上被上述平面的每一個(gè)所限定的部分，例如離心機(jī)處于纖維化位置時(shí)，觀察到垂直段在水平軸線上平均僅一個(gè)孔。
通常，使用其中沿整個(gè)離心機(jī)帶的高度每單位表面積孔數(shù)不變的離心機(jī)制造礦物纖維。事實(shí)上，通常的離心機(jī)采用電腐蝕開孔，使用的梳(peigne)由成行分布的電極組成，其電極間距不變。垂直孔列的孔同時(shí)開完后，該梳沿著該帶移動(dòng)后再開下一列的孔，其移動(dòng)距離相應(yīng)于相鄰孔中心之間的水平間距。
這種技術(shù)非常精確地開孔，每單位表面積孔數(shù)變化極小，特別是小于千分之一。
離心機(jī)一般有2000-40000個(gè)孔，特別是當(dāng)離心機(jī)的平均直徑在200-800毫米之間。
已證實(shí)，使用本發(fā)明的設(shè)備時(shí)，可以大大提高纖維墊層(matelasfibreux)的質(zhì)量，尤其是機(jī)械性能，同時(shí)非常顯著地降低了能量消耗，因此非常顯著地提高了纖維化方法的產(chǎn)率。
這種效果是特別顯著的，因?yàn)槿藗冎溃诤舛ɡ焖俣葧r(shí)，當(dāng)對(duì)于同樣帶高的孔數(shù)增加時(shí)，能量消耗降低，因?yàn)槿廴谖锪戏值迷郊?xì)，材料拉伸需要的能量就越小。但是，使用通常的離心機(jī)對(duì)于同樣帶高增加孔數(shù)時(shí)，生產(chǎn)的纖維墊層的質(zhì)量不會(huì)有提高，甚至有降低的趨勢(shì)，而使用本發(fā)明的設(shè)備，可以既改善產(chǎn)品性能又提高方法的產(chǎn)率。
應(yīng)提到，在本說明書中，參照的是處在離心位置的離心機(jī)，即包括孔的帶圍繞軸線，呈基本垂直布置，纖維化時(shí)熔融物料沿軸線輸送。在離心機(jī)處于離心位置時(shí)，熔融物料由“頂部”輸送。離心機(jī)的底是基本水平的，環(huán)形區(qū)域與底平行，并且在這種觀察方式中彼此重疊。
本發(fā)明的離心機(jī)包括至少兩個(gè)迭放的的環(huán)形區(qū)域，最低區(qū)域的每單位表面積孔數(shù)比位于這個(gè)最低區(qū)域之上的區(qū)域多。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，該離心機(jī)包括至少三個(gè)迭放的環(huán)形區(qū)域，其中這些區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域包括的每個(gè)單位表面積孔數(shù)，高于位于該環(huán)形區(qū)域之上的最接近的環(huán)形區(qū)域的孔數(shù)。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，每個(gè)環(huán)形區(qū)域的孔集合成行，在每個(gè)環(huán)形區(qū)域中的孔直徑(d)基本不變，而從處于離心位置的離心機(jī)周邊帶高處到低處，孔直徑(d)從一個(gè)環(huán)形區(qū)域到另一個(gè)環(huán)形區(qū)域是減小的。
在本發(fā)明中，有利的是至少兩個(gè)相鄰行的孔直徑不同，更確切的是從周邊帶高處到低處的行的孔直徑逐漸減小(一般同一行所有孔直徑相同)。于是可以預(yù)料，由高往低，n行為一定直徑的孔，然后p行為更小直徑的孔，再t行為更小直徑的孔，其中n、p和t≥1。
例如，可以有第一個(gè)環(huán)形區(qū)域ZA1，它由n行構(gòu)成，第二個(gè)環(huán)形區(qū)域ZA2，它由p行構(gòu)成，第三個(gè)環(huán)形區(qū)域ZA3，它由t行構(gòu)成。
于是，確定一套由高到低而孔尺寸減小的“梯度”時(shí)，觀察到纖維化質(zhì)量的改善。因此能夠以這種方式降低來自最高行纖維化長絲與來自最低行纖維化長絲的差別這種“梯度”使得原長絲從孔產(chǎn)生，同時(shí)拉伸過程限制由不同行的孔拉伸的纖維間的軌跡交叉，因此也限制纖維之間碰撞，于是觀察到質(zhì)量改善。
這種結(jié)構(gòu)特別適合于生產(chǎn)不太密實(shí)的礦棉。
在某些情況下，相反地，希望利于纖維彼此間碰撞，以便降低其長度。這些情況相應(yīng)于生產(chǎn)密實(shí)礦棉，特別適合用于屋頂材料的板。在這些情況下，例如可從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域變化孔尺寸，因此可以規(guī)定由高至低，n行為一定直徑的孔，然后p行為大直徑的孔，t行為其孔直徑小于上一行孔直徑的孔等。
有利的是，這些行彼此間隔距離為1-2毫米，特別為1.2-1.8毫米，優(yōu)選一行與另一行的間距是1-2毫米，例如1.2-1.6毫米。
優(yōu)選，該離心機(jī)至少一部分孔的直徑是至多1.5毫米或1.2毫米，特別是1.1-0.5毫米，例如0.9-0.7毫米。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的另一種實(shí)施方式，同一環(huán)形區(qū)域最接近的相鄰孔的中心間距D在整個(gè)同一環(huán)形區(qū)域內(nèi)是基本不變的，而這個(gè)距離D從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域的變化至少3％，甚至至少5％，甚至10％或更大，若離心機(jī)處于纖維化位置時(shí)，這個(gè)距離由高至低是減小的。
優(yōu)選這個(gè)距離D是0.8-3毫米，例如1-2毫米，甚至1.4-1.8毫米。
有利的是選擇本發(fā)明離心機(jī)的平均直徑(記為DM)小于或等于800毫米，特別是至少200毫米。
優(yōu)選該離心機(jī)在其下部(與如上述定義的離心機(jī)“高處”相對(duì)部分)無底。
根據(jù)這樣的實(shí)施方式，該離心機(jī)特別是通過機(jī)械組件與流出熔融玻璃的轉(zhuǎn)筒相連，以與離心機(jī)同一速度旋轉(zhuǎn)該轉(zhuǎn)筒。
根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的設(shè)備包括至少一種呈環(huán)形燃燒器狀的部件，該部件產(chǎn)生高溫氣體拉伸噴射流(jetd’etirage gazeux)，特別是根據(jù)本申請(qǐng)人的專利EP0 189 354和EP0 519 797說明書公開的部件。
有利的是，環(huán)形燃燒器是切線燃燒器(br
leur tangentiel)，它包括一些為氣體拉伸噴射流提供相對(duì)于離心機(jī)外部水平邊的切線分量的部件，特別地根據(jù)本申請(qǐng)人的專利EP0 189 354說明書公開的部件。
因此，可得到相對(duì)于燃燒器軸線的氣體拉伸噴射流傾斜角。
在離心機(jī)內(nèi)還可以使用內(nèi)燃燒器類的“內(nèi)”加熱部件。這個(gè)部件可以起到不同的作用，特別是完成在離心機(jī)“轉(zhuǎn)筒”(下面借助圖解釋該術(shù)語)中熔融玻璃的熱調(diào)節(jié)，將存在離心機(jī)中的玻璃保持在適當(dāng)溫度下，以便最后連續(xù)再熔化會(huì)粘在離心機(jī)外壁上的纖維。
結(jié)合環(huán)形感應(yīng)類的“外”加熱部件與這種內(nèi)加熱部件可能是有利的，它還能更好地控制玻璃的保存溫度，再熔化粘合的纖維。事實(shí)上觀察到，一般對(duì)于低速拉制，只是用內(nèi)燃燒器就足夠了，而對(duì)于高速拉制，環(huán)形感應(yīng)器應(yīng)是必需的，任選加入內(nèi)燃燒器是有利的。
本發(fā)明目的是一種采用內(nèi)離心與高溫氣體拉制相結(jié)合生產(chǎn)礦物纖維的方法，特別地使用上述設(shè)備的方法。待纖維化材料倒入離心機(jī)中，若離心機(jī)處于離心位置時(shí)，該離心機(jī)的周邊帶開有以多個(gè)環(huán)形區(qū)域分布的孔，這些區(qū)域一個(gè)置于另一個(gè)之上，包括至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，ZA1和ZA2，其中每單位表面積孔數(shù)NS1，NS2是不同的，其差值高于或等于5％，特別地高于或等于10％，甚至高于或等于20％，若離心機(jī)處于離心位置時(shí)，包括每單位表面積最大平均孔數(shù)的環(huán)形區(qū)域位于另一個(gè)環(huán)形區(qū)域之下。
該離心機(jī)有利的是具有上面所描述特征的離心機(jī)。
用環(huán)形燃燒器操作熱氣體拉制是有利的，其燃燒器的運(yùn)行參數(shù)可以根據(jù)下述方式選擇
-可以優(yōu)選將燃燒器出口的氣體溫度調(diào)節(jié)到至少1350℃，特別地至少1400℃，例如1400-1500℃，特別是1430-1470℃。然后根據(jù)纖維無機(jī)組合物類型，特別是根據(jù)其粘度測定性能進(jìn)行修改，
-有利的是，還可以將燃燒器放出氣體的速度調(diào)節(jié)到至少200米/秒，該速度就是在燃燒器噴嘴出口處測量的，特別調(diào)節(jié)到200-295米/秒之間，
-最后，優(yōu)選將燃燒器出口處的氣體環(huán)形寬度調(diào)節(jié)為5-9毫米。
本發(fā)明的方法借助一種部件將熱的拉制氣體和/或在離心力的作用下從離心機(jī)孔排出的物料集中起來時(shí)，有利地該設(shè)備為一種至多在室溫與進(jìn)料氣體壓力0.5-2.5×105帕，特別地0.7-2×105帕下的吹氣套環(huán)(couronne de soufflage)。
還可以借助一種感應(yīng)器以加熱離心機(jī)最下面的區(qū)域，并且避免或制約沿離心機(jī)高度產(chǎn)生溫度梯度。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是采用前面描述的設(shè)備和/或方法所得到的礦物纖維的應(yīng)用，用于生產(chǎn)隔熱和/或隔音產(chǎn)品。
下面借助用下述


的非限制性實(shí)施例更詳細(xì)說明本發(fā)明
◎圖1本發(fā)明離心設(shè)備部分視圖，
◎圖2本發(fā)明離心機(jī)部分視圖。
圖1表示用熱氣體拉制的內(nèi)離心機(jī)系統(tǒng)部分視圖，該內(nèi)離心機(jī)系統(tǒng)基于現(xiàn)有技術(shù)中已知的系統(tǒng)，具體在專利EP-91 866、EP 189-354和PE 519-797中描述的系統(tǒng)經(jīng)改進(jìn)得到的，其中涉及到這種纖維化方式一般性的更詳細(xì)情況。
該系統(tǒng)包括連接到軸2上的離心機(jī)1。該軸和離心機(jī)用未繪出的馬達(dá)帶動(dòng)快速旋轉(zhuǎn)。軸2是空心的，熔融態(tài)玻璃從未繪出的加料部件流入軸2中，直到“轉(zhuǎn)筒”3，熔融玻璃在其中展開。也旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒3，以便熔化玻璃噴射在開了許多孔的周邊壁4上，從此處，以體積大的束6形式噴射到周邊壁7上，該周邊壁通常稱之離心機(jī)1的帶，它們?cè)谶@個(gè)壁上形成常備的熔融玻璃儲(chǔ)備，以供給在上述壁上開的圓孔14。這個(gè)壁7與垂直方向相比傾斜約5-10°。從許多排成行的圓孔14中出來流動(dòng)圓錐體8，延伸成前體纖維15，噴射到由燃燒器9發(fā)出的環(huán)形氣流中。在這種氣流作用下，拉伸這些前體纖維，它們的終端部分產(chǎn)生間斷纖維10然后收集在離心機(jī)下。該系統(tǒng)還包括吹氣套管11，它造成一種圍繞由燃燒器9產(chǎn)生環(huán)形氣流的“氣體幕(nappe gazeuse)”。還任選地使用置于離心機(jī)1和/或未繪出的內(nèi)燃燒器之下的感應(yīng)流12。
在標(biāo)準(zhǔn)條件下，通過兩排平行孔中心的線之間的間隙(稱之節(jié)距(pas de décalage))在整個(gè)帶高是不變的。在這些條件下，同一排相鄰孔中心之間的距離也是不變的。
因此，在標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)中，每單位表面積孔數(shù)在整個(gè)帶的表面是不變的。
在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行條件下，這樣一種設(shè)備能夠得到平均直徑至少2微米，特別是約3微米至12微米的纖維。
因此，本發(fā)明通過改進(jìn)孔在離心機(jī)帶7上的分布優(yōu)化了纖維化方法。
在本發(fā)明范圍內(nèi)所作的最顯著改進(jìn)體現(xiàn)在圖2上。
圖2表示了離心機(jī)1帶7面的部分視圖，其中以陰影方式表示在所述帶中開的孔14。
在這個(gè)圖上，表示了兩個(gè)迭放的環(huán)形區(qū)域ZA1和ZA2，當(dāng)設(shè)備處于纖維化位置時(shí)，ZA2在ZA1下面。在所表示的情況下，這些環(huán)形區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域包括三行圓孔14。在環(huán)形區(qū)域ZA1中，這些排有節(jié)距P1，孔直徑d1，最接近的孔14中心間距D1，相鄰孔最接近的邊緣間的距離是DB1，以及在區(qū)域ZA1中每單位表面積孔數(shù)為NS1。在環(huán)形區(qū)域ZA2中，這些參數(shù)分別是P2、d2、D2、DB2和NS2。
ZA1與ZA2之間的節(jié)距記為P1/2。
應(yīng)指出，d2小于d1，P2和D2分別小于P1和D1。結(jié)果，NS2大大高于NS1。
這種表示決不是限制性的，離心機(jī)1的帶7可以包括兩個(gè)以上的環(huán)形區(qū)域，所述的每個(gè)區(qū)域包括至少一系列孔14。
為了說明本發(fā)明離心機(jī)，用標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)與用本發(fā)明的離心機(jī)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。選擇具有相同平均直徑、DM和同樣帶表面，及相同開孔帶高的兩種離心機(jī)特征列于表1中。這些離心機(jī)中的每種離心機(jī)包括三個(gè)環(huán)形區(qū)域，每個(gè)區(qū)域由多行孔構(gòu)成，在一行中其孔的直徑與間隔不變。
每行孔數(shù)記為NO，每單位表面積孔數(shù)記為NS，可根據(jù)NS＝NO/(π.D.P)計(jì)算。這里它可用每平方毫米孔數(shù)表示。
標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的每單位表面積孔數(shù)是不變的。在本發(fā)明的離心機(jī)中，孔數(shù)隨環(huán)形區(qū)域改變的，最高環(huán)形區(qū)域ZA1的單位表面積孔數(shù)，NS，低于標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的，然后其它環(huán)形區(qū)域ZA2和ZA3的單位表面積孔數(shù)高于標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的。本發(fā)明離心機(jī)的每單位表面積孔數(shù)隨從離心機(jī)高處到低處的區(qū)域而增加，從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域增加約25-30％。
這兩種離心機(jī)是采用已知標(biāo)號(hào)SG30的同樣合金生產(chǎn)的，具體地該合金是由SEVA公司生產(chǎn)的。標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)是采用上述的電腐蝕技術(shù)打孔的，而本發(fā)明的離心機(jī)是采用電子轟擊打孔的。采用激光打孔也是合乎要求的。
在相當(dāng)?shù)睦鞐l件下使用每種離心機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品。
生產(chǎn)產(chǎn)品類型、纖維化條件和測定所得產(chǎn)品的機(jī)械性能列于表2中。
用5克條件下的馬克隆尼值(F)確定纖維的細(xì)度。馬克隆尼測量值也稱為“細(xì)度指數(shù)”，其測定考慮比表面，即測定從免漿墊(matelasnon enisimé)提取的一定量的纖維在受到一定的氣體-一般為空氣或氮?dú)?壓力時(shí)，氣動(dòng)負(fù)荷的損失。這種測量在礦物纖維生產(chǎn)設(shè)備中是很一般的，測量棉纖維時(shí)，這種測量標(biāo)準(zhǔn)化(DIN53941或ASTM D1448)，這種測量使用所謂的“馬克隆尼氣流式纖維細(xì)度測試儀”裝置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，確保這些產(chǎn)品具有同樣的細(xì)度指數(shù)，這里應(yīng)為同樣的流量(以升/分表示)。
所得到這些產(chǎn)品類型相同，即同樣的標(biāo)稱厚度，同樣密度。為了得到這些產(chǎn)品，使用同樣的燃燒器，在這種情況下，使用正切燃燒器，并且氣體噴射傾斜約10°。使用的轉(zhuǎn)筒具有相同的幾何形狀。燃燒器的壓力以毫米水柱(mmCE)表示。
這些產(chǎn)品都浸漬了同樣的酚醛樹脂粘合劑，相對(duì)于纖維重量粘合劑重量為4.7％。
比較了得到同樣類型產(chǎn)品所需要的能量，即燃燒時(shí)加入的空氣和氣體的量。空氣或氣體流量以每小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)立方米(Nm3/h)表示。
對(duì)使用每種離心機(jī)制得的同樣類型產(chǎn)品的測定性能進(jìn)行了比較。
厚度還原(reprise d’épaisseur)定義為壓縮試驗(yàn)后的厚度與標(biāo)稱厚度之比(以％表示)。應(yīng)該指出，壓縮試驗(yàn)前生產(chǎn)產(chǎn)品的厚度高于標(biāo)稱厚度。在所述試驗(yàn)情況下，生產(chǎn)產(chǎn)品的厚度是144毫米，而標(biāo)稱厚度為80毫米。
因此，由表2可以推導(dǎo)出，在壓縮試驗(yàn)12天后卸載纖維墊的厚度是使用本發(fā)明離心機(jī)生產(chǎn)纖維墊的起始厚度(生產(chǎn)厚度)的約90％，是用標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)生產(chǎn)纖維墊的起始厚度的約80％。
為了進(jìn)行上述的壓縮試驗(yàn)，生產(chǎn)后就制備纖維墊板，讓這些板加載而達(dá)到壓縮比為8/1，即在提到的情況下，壓縮厚度約18毫米。在指定的壓縮時(shí)間后(12天，1個(gè)月)，讓這些板卸載(4個(gè)板試驗(yàn)了壓縮時(shí)間)，測量了在壓縮試驗(yàn)后的平均厚度。
使用沖頭在纖維產(chǎn)品墊上切下環(huán)狀試樣，測量其試樣的“拉伸強(qiáng)度”。“拉伸強(qiáng)度”表示為拉伸力極限(用兩個(gè)半徑12.5毫米的圓形、平行心軸拉開環(huán)的斷裂力，加載速度300毫米/分)與試樣質(zhì)量的比，以gf/g表示。
試驗(yàn)開始時(shí)加載的試樣是基本橢圓的復(fù)曲面環(huán)(anneautorrique)，大軸和小軸為122×76毫米，復(fù)曲面厚度為26毫米。試驗(yàn)了15個(gè)產(chǎn)品試樣。這個(gè)試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)BIFT 5012-76和ASTM C681-76。
測量了生產(chǎn)后產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度，最后估算出高壓釜試驗(yàn)后產(chǎn)品的老化能力。高壓釜試驗(yàn)的時(shí)間是在溫度107℃、壓力0.8巴與100％濕度下15分鐘。
由表2可以看出，對(duì)于同樣類型的產(chǎn)品，用本發(fā)明設(shè)備達(dá)到的機(jī)械性能比用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備達(dá)到的機(jī)械性能明顯得到改善，同時(shí)生產(chǎn)纖維所需要的能量也明顯降低。
事實(shí)上，燃燒器的壓力較低，使用本發(fā)明的離心機(jī)比使用標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)得到的結(jié)果低約20％。同時(shí)，流體、空氣和氣體流量相對(duì)低約10％。因此使用本發(fā)明的離心機(jī)非常有利地提高了該方法能量產(chǎn)率。
機(jī)械性能的改善同時(shí)涉及厚度還原，使用本發(fā)明的離心機(jī)比使用標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)得到的產(chǎn)品高約10％，還涉及拉伸強(qiáng)度，其拉伸強(qiáng)度提高約20％。
除了這些顯著的結(jié)果外，還能出乎意料地看到，按照本發(fā)明說明書進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，離心機(jī)孔數(shù)的增加對(duì)離心機(jī)壽命沒有副作用。
在表2確定的纖維化條件下，本發(fā)明的離心機(jī)壽命約370小時(shí)，而標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的壽命約300小時(shí)。
同樣地，觀察到產(chǎn)品的質(zhì)量沒有隨纖維化時(shí)轉(zhuǎn)子使用時(shí)間而顯著變化，則不擔(dān)心每單位表面積孔數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致離心機(jī)加速老化，同時(shí)伴隨在纖維化過程中使用同樣轉(zhuǎn)子獲得產(chǎn)品的性能快速下降。
應(yīng)指出，在表1中所描述的本發(fā)明離心機(jī)的結(jié)構(gòu)從幾何學(xué)觀點(diǎn)來看是特別有利的。事實(shí)上，增加離心機(jī)中的孔數(shù)時(shí)，本發(fā)明人就能確定幾何結(jié)構(gòu)，其中在環(huán)形區(qū)域ZA1中孔邊緣間的間距DB1比標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的大，其中這些孔直徑D1最大，并且腐蝕和侵蝕也最嚴(yán)重。在中部環(huán)形區(qū)域ZA2中，兩種離心機(jī)中的孔邊緣間的間距DB2是相同的，在小直徑D3的環(huán)形區(qū)域ZA3中，選擇的結(jié)構(gòu)能夠降低孔邊緣之間的距離DB3，這樣是有利的，因?yàn)槠涓g和侵蝕較小。因此，在大大增加孔數(shù)的同時(shí)，非常有利于保持本發(fā)明離心機(jī)的機(jī)械性能，甚至比標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)的壽命還要高。
本發(fā)明不限于這些實(shí)施類型，應(yīng)該以非限制性方式加以解釋，它包括了所有礦物纖維的內(nèi)離心機(jī)設(shè)備，其中包括安裝周邊帶的離心機(jī)，其帶開的孔以多個(gè)環(huán)形區(qū)域方式分布，這些區(qū)域以一個(gè)在另一個(gè)之上的方式配置，若離心機(jī)處于離心位置，有至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域，其每單位表面積孔數(shù)(NS)值差值高于或等于5％，特別是高于或等于10％，甚至高于或等于20％，以及使用這樣一種內(nèi)離心機(jī)設(shè)備的任何方法。
表1
表權(quán)利要求
1、礦物纖維的內(nèi)離心設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)離心機(jī)(1)，離心機(jī)備有開了許多孔(14)的周邊帶(7)，這些孔以多個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA)分布，這些區(qū)域以一個(gè)置于另一個(gè)之上形式配置，若同時(shí)考慮離心機(jī)處于離心位置，其特征在于它包括至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA1，ZA2)，其每單位面積孔數(shù)(NS1，NS2)是不同的，其差值高于或等于5％，特別是高于或等于10％，甚至高于或等于20％。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于若離心機(jī)處于纖維化位置，每單位面積最大平均孔數(shù)的環(huán)形區(qū)域位于每單位面積平均孔數(shù)小的另一個(gè)環(huán)形區(qū)域之下。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于每個(gè)環(huán)形區(qū)域的孔(14)集合成行，在每個(gè)環(huán)形區(qū)域中孔的直徑(d)基本不變，而從處于離心位置的離心機(jī)(7)的周邊帶高處到低處由一個(gè)環(huán)形區(qū)域到另一個(gè)環(huán)形區(qū)域孔的直徑降低。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于這些行彼此間隔距離為1-2毫米，特別是1.2-1.8毫米，優(yōu)選一行與另一行的節(jié)距是1-2毫米，例如1.2-1.6毫米。
5、根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于該離心機(jī)(1)至少一部分孔(14)的直徑(d)是至多1.5毫米或1.2毫米，特別是1.1-0.5毫米，例如0.9-0.7毫米。
6、根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于同一環(huán)形區(qū)域(ZA)最接近的相鄰孔中心之間的距離(D)在整個(gè)同一環(huán)形區(qū)域內(nèi)是基本不變的，其特征還在于這個(gè)距離(D)從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域變化至少3％，甚至至少5％，甚至10％或更大，若離心機(jī)(1)處于纖維化位置時(shí)，這個(gè)距離是由高處至低處減小的，特別是距離D是0.8-3毫米，例如1-2毫米，甚至1.4-1.8毫米。
7、根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于離心機(jī)(1)的平均直徑(DM)小于或等于800毫米，特別是至少200毫米。
8、根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于離心機(jī)(1)與轉(zhuǎn)筒(3)連接，轉(zhuǎn)筒中展開熔融玻璃。
9、根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征在于它包括至少一種呈環(huán)形燃燒器(9)狀的部件，該部件產(chǎn)生高溫氣體拉伸噴射流。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于環(huán)形燃燒器(9)是切線燃燒器，它包括為氣體拉伸噴射流提供相對(duì)于離心機(jī)外部水平邊的切線分量的部件。
11、離心機(jī)(1)，其特征是根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的特征。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的離心機(jī)(1)，其特征在于它是無底的。
13、一種采用內(nèi)離心與高溫氣體拉制相結(jié)合生產(chǎn)礦物纖維的方法，特別是使用上述權(quán)利要求之一所述設(shè)備的方法，其中待纖維化材料倒入離心機(jī)(1)中，該離心機(jī)周邊帶開有以多個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA)分布的孔(14)，這些區(qū)域一個(gè)置于另一個(gè)之上，若離心機(jī)處于離心位置，其特征在于它包括至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA1，ZA2)，其中每單位表面積孔數(shù)(NS1，NS2)是不同的，其差值高于或等于5％，特別地高于或等于10％，甚至高于或等于20％，其特征還在于若離心機(jī)處于纖維化位置，包括每單位表面積最大平均孔數(shù)的環(huán)形區(qū)域位于另一個(gè)環(huán)形區(qū)域之下。
14、采用權(quán)利要求1-10之一的設(shè)備和/或采用權(quán)利要求13的方法所得到的礦物纖維在生產(chǎn)隔熱和/或隔音產(chǎn)品中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及礦物纖維的內(nèi)離心設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)離心機(jī)，離心機(jī)備有開了許多孔的周邊帶，這些孔以多個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA)分布，若離心機(jī)處于離心位置，這些區(qū)域是一個(gè)在另一個(gè)之上設(shè)置的，根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備包括至少兩個(gè)環(huán)形區(qū)域(ZA1，ZA2)，其每單位面積孔數(shù)(NS1，NS2)是不同的，其差值高于或等于5％，特別地高于或等于10％，甚至高于或等于20％。
文檔編號(hào)C03B37/00GK1535251SQ0280497
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2002年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月14日
發(fā)明者C·瓦納, S·比佑費(fèi)斯, C 瓦納, 臃閹 申請(qǐng)人:圣戈班伊索福公司