PL214243B1

PL214243B1 - Mineral fibre batts

Info

Publication number: PL214243B1
Application number: PL369977A
Authority: PL
Inventors: Anders Ulf Clausen; Bent Jacobsen
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2013-07-31
Also published as: EP1456451B1; PL369977A1; WO2003054270A1; SI1456451T1; ATE446402T1; PT1456451E; DE60234121D1; DK1456451T3; AU2002361183A1; ES2334649T3; EP1456451A1

Abstract

A dual density mineral fibre batt has an upper layer having a density of 100 to 300kg/m3 intermeshed with a lower layer having a lower density, and wherein each layer is formed of a bonded non−woven mineral fibre network the fibre orientation of which has a Tau value (determined by Fourier Transformation of scanned images of a thickness cross section X) of below 5. Dual density batts may be made by dividing a non−woven web into upper and lower subwebs and subjecting the upper sub−web to thickness compression and lengthwise compression greater than is required to compensate for the thickness compression, and then subjecting the upper sub−web to lengthwise stretching and/or the lower sub−web to lengthwise compression and rejoining the sub−webs and curing the resultant batt.

Description

Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 369977 (22) Data zgłoszenia: 20.12.2002 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:Rzeczpospolitej Polskiej (21) Filing number: 369977 (22) Filing date: 20.12.2002 (86) Date and number of the international application:

20.12.2002, PCT/EP02/014629 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:20.12.2002, PCT / EP02 / 014629 (87) International application publication date and number:

03.07.2003, WO03/054270 (11) 214243 (13) B1 (51) Int.Cl.2003-07-03, WO03 / 054270 (11) 214243 (13) B1 (51) Int.Cl.

D04H 1/70 (2012.01) D04H 1/00 (2006.01) D04H 13/00 (2006.01)D04H 1/70 (2012.01) D04H 1/00 (2006.01) D04H 13/00 (2006.01)

Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy (54) Ciągły sposób wytwarzania płatu ze związanego włókna mineralnegoThe patent has been reprinted due to the observed errors (54) Continuous method of producing a batt of bonded mineral fiber

(30) Pierwszeństwo: 21.12.2001, EP, 01310773.5 (30) Priority: 2001-12-21, EP, 01310773.5 (73) Uprawniony z patentu: ROCKWOOL INTERNATIONAL A/S, Hedehusene, DK (73) The right holder of the patent: ROCKWOOL INTERNATIONAL A / S, Hedehusene, DK (43) Zgłoszenie ogłoszono: (43) Application was announced: (72) Twórca(y) wynalazku: (72) Inventor (s): 02.05.2005 BUP 09/05 02.05.2005 BUP 09/05 ANDERS ULF CLAUSEN, Koge, DK BENT JACOBSEN, Roskilde, DK ANDERS ULF CLAUSEN, Koge, DK BENT JACOBSEN, Roskilde, DK (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (45) The grant of the patent was announced: 31.07.2013 WUP 07/13 31.07.2013 WUP 07/13 (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Małgorzata Grabowska (74) Representative: item. stalemate. Małgorzata Grabowska

PL 214 243 B1PL 214 243 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Niniejszy wynalazek dotyczy ciągłego sposobu wytwarzania płatu ze związanego włókna mineralnego, takiego, który umownie określa się płatem o „dwojakiej gęstości”. Płaty te są związanymi wyrobami z włókna mineralnego, zawierającymi górną warstwę sczepioną z dolną warstwą o mniejszej gęstości niż górna warstwa, przy czym każda warstwa jest związaną, nie tkaną siecią z włókna mineralnego.The present invention relates to a continuous method of producing a batt of bonded mineral fiber, one which is conventionally referred to as a "dual density" batt. The panels are bonded mineral fiber products having an upper layer interlocked with a lower layer having a lower density than the upper layer, each layer being a bonded, non-woven mineral fiber net.

Zwykle stosowanym sposobem wytwarzania wyrobów o dwojakiej gęstości jest dostarczanie ciągłej wstęgi z włókna mineralnego, która zawiera środek wiążący, rozdzielanie tej wstęgi na pewnej głębokości na pod-wstęgi górną i dolną, poddawanie górnej pod-wstęgi ściskaniu w kierunku grubości tak, aby zwiększyć jej gęstość, ponowne łączenie pod-wstęg w celu utworzenia nieutwardzonego płatu, a następnie utwardzanie środka wiążącego w celu utworzenia związanego płatu. W ten sposób górna pod-wstęga tworzy górną warstwę o większej gęstości, sczepioną z dolną warstwą o mniejszej gęstości.A common method for producing dual density products is to provide a continuous mineral fiber web that contains a binder, split the web at a certain depth into an upper and lower sub-web, compress the upper sub-web in the thickness direction so as to increase its density. , reassembling the sub-webs to form an uncured batt, and then curing the binder to form the bonded batt. Thus, the upper sub-web forms a higher density upper layer interlocked with the lower lower density layer.

Typowe ujawnienia znanych sposobów dotyczących dwojakiej gęstości podano np. w międzynarodowej publikacji nr WO 88/00265 i opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 917 750. W każdym przypadku, wstęga, którą rozdziela się na dwie pod-wstęgi, jest wstęgą uformowaną wstępnie na przenośniku. Jak ujawniono w międzynarodowej publikacji nr WO 88/00265, wstęga może być uformowana techniką układania krzyżowego. Jak przedstawiono w obu tych opisach, wstęgę przepuszcza się pod pewną liczbą walców, w miarę jak zbliża się ona do urządzenia do rozdzielania wstęgi na pod-wstęgi, górną i dolną.Typical disclosures of known dual density methods are given, e.g., in International Publication No. WO 88/00265 and U.S. Patent No. 4,917,750. In any event, the web that is split into two sub-webs is a web preformed on a conveyor. . As disclosed in International Publication No. WO 88/00265, a web can be formed by a cross-lapping technique. As shown in both of these descriptions, the web is passed under a number of rolls as it approaches the web separator into upper and lower sub-webs.

Jeżeli przed rozdzieleniem wstęga nie jest poddawana ściskaniu wzdłużnemu, włókna we wstędze będą zasadniczo zorientowane równolegle do przenośnika, ponieważ jest to dominująca orientacja podczas normalnego sposobu układania włókna. Tym niemniej jednak, w europejskim opisie patentowym nr EP-A-1 111 113 wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu przed jej rozdzieleniem, czego efektem jest to, że włókna nie mają już orientacji zasadniczo równoległej do przenośnika, lecz zamiast tego mają orientację, która albo ma makroskładową pionową (tak, aby stworzyć znacząco widoczne fałdy, jak pokazano na fig. 2 w europejskim opisie patentowym nr EP-A 1 111 113), albo ma mikrokonfigurację (w której pionowa rekonfiguracja włókien miała miejsce, lecz nie jest tak dobrze widoczna nieuzbrojonym okiem, jak opisano np. w europejskim opisie patentowym nr 0 889 981).If the web is not subjected to longitudinal compression prior to separation, the fibers in the web will generally be oriented parallel to the conveyor as this is the dominant orientation during normal fiber lay-up. However, in EP-A-1 111 113 the web is subjected to longitudinal compression before it is separated, with the effect that the fibers no longer have an orientation substantially parallel to the conveyor, but instead have an orientation that either has a vertical macrocomponent (so as to create significantly visible folds as shown in Fig. 2 of EP-A 1 111 113), or has a microconfiguration (in which the vertical reconfiguration of the fibers has taken place but is not so clearly visible to the naked eye as described e.g. in European Patent No. 0 889 981).

W znanych sposobach dotyczących dwojakiej gęstości, górną pod-wstęgę poddaje się co najwyżej ściskaniu w kierunku grubości. Tym niemniej jednak, siłą rzeczy, ściskanie w kierunku grubości powoduje niewielkie wydłużenie wstęgi i znaną praktyką jest, po etapie ściskania w kierunku grubości, kompensowanie tego zjawiska poprzez stosowanie etapu ściskania wzdłużnego. Ujawniono to w europejskim opisie patentowym nr EP-A-1 111 113 (akapit 59). Ponieważ ściskanie w kierunku grubości będzie powodować jedynie niewielkie wydłużenie, późniejsze kompensujące ściskanie wzdłużne także będzie niewielkie.In the known dual density methods, the upper sub-web is subjected to thickness compression at most. However, necessarily the thickness compression causes a slight elongation of the web and it is known practice, after the thickness direction compression step, to compensate for this effect by applying a longitudinal compression step. This is disclosed in EP-A-1 111 113 (paragraph 59). Since compression in the thickness direction will only produce a slight elongation, the subsequent compensating longitudinal compression will also be slight.

Prowadzone przez Zgłaszającego, niepublikowane badania wykazały, że górna warstwa i dolna warstwa służą różnym, lecz wzajemnie powiązanym celom w zakresie kształtowania ogólnych właściwości płatu o dwojakiej gęstości, przy czym na właściwości każdej warstwy mają znaczący wpływ makro- i mikroukłady włókien w każdej warstwie w płacie finalnym. Ponieważ początkowa orientacja włókien w górnej pod-wstędze i w dolnej pod- wstędze jest taka sama, ogranicza to zdolność uzyskania optymalnych właściwości. Tym samym, układ włókien we wstędze początkowej, który jest optymalny w odniesieniu do dolnej warstwy, może nie być optymalnym w odniesieniu do warstwy górnej i odwrotnie.By the Applicant, unpublished studies have shown that the top layer and the bottom layer serve different but interrelated purposes in shaping the overall properties of a dual density batt, with the properties of each layer being significantly influenced by the macro- and microcircuits of the fibers in each layer in the batt. final. Since the initial orientation of the fibers in the upper and lower sub-web is the same, this limits the ability to obtain optimal properties. Thus, the fiber pattern in the start web that is optimal with respect to the lower layer may not be optimal with respect to the upper layer, and vice versa.

Niniejszy wynalazek opiera się w części na zrozumieniu, że bazując na pod-wstęgach o tej samej orientacji włókien i następnie co najwyżej poddawaniu górnej wstęgi zwykłemu ściskaniu na grubość (ewentualnie z późniejszym niewielkim, kompensującym ściskaniem wzdłużnym), można nie uzyskać optymalizacji orientacji włókien w każdej warstwie, z uwzględnieniem różnych funkcji, jakie ma spełniać każda warstwa. Naturalnie, różnica gęstości będzie nadawać bardzo różne właściwości obydwu warstwom, lecz niniejszy wynalazek wykorzystuje zrozumienie, że korzyści z górnej warstwy można zoptymalizować, jeżeli zostanie ona poddana więcej niż zwykłemu ściskaniu w kierunku grubości w znany sposób (ewentualnie z późniejszym niewielkim ściskaniem wzdłużnym). Ponieważ podwstęgi górna i dolna mają tę samą prędkość podczas formowania i w chwili ponownego łączenia się w celu utworzenia nieutwardzonego płatu, zachodzi konieczność kompensowania dodatkowego ściskania wzdłużnego w górnej pod-warstwie.The present invention is based in part on the understanding that by relying on sub-webs with the same fiber orientation and then at most subjecting the upper web to normal thickness compression (possibly with subsequent slight, compensating longitudinal compression), optimization of the fiber orientation in each may not be achieved. layer, taking into account the different functions each layer is to perform. Naturally, the difference in density will give very different properties to the two layers, but the present invention takes advantage of the understanding that the benefits of the top layer can be optimized if it is subjected to more than mere thickness compression in a known manner (possibly with subsequent slight longitudinal compression). Since the upper and lower sub-webs have the same speed during formation and when they reattach to form an uncured batt, it is necessary to compensate for the additional longitudinal compression in the upper sub-layer.

W międzynarodowej publikacji patentowej nr WO 94/16162 ujawniono sposób, w którym podwstęgi górna i dolna powstają poprzez rozdzielanie wstęgi wyjściowej i zanim zostaną ponownie połąPL 214 243 B1 czone, są poddawane niezależnym obróbkom. Tak więc, na fig. 1, jedną pod-wstęgę poddaje się fałdowaniu poprzez ściskanie wzdłużne, po którym ewentualnie następuje ściskanie w kierunku grubości albo ściskanie na długości, podczas gdy drugą pod-wstęgę poddaje się układaniu krzyżowemu, a następnie ściskaniu na długości i ściskaniu w kierunku grubości i/lub dalszemu ściskaniu na długości. Sposób ten umożliwia niezależne konfigurowanie obydwu pod-wstęg i uzyskanie wyrobu o dwojakiej gęstości, lecz jest obarczony nieodłączną wadą polegającą na tym, że główne etapy obróbki prowadzone oddzielnie w odniesieniu do obydwu pod-wstęg wymagają niezwykle skomplikowanego i długiego urządzenia.International Patent Publication No. WO 94/16162 discloses a method in which the upper and lower sub-webs are formed by separating a starting web and are independently processed before being reattached. Thus, in Figure 1, one sub-web is folded by longitudinal compression followed optionally by thickness compression or longitudinal compression, while the other sub-web is cross-lapped followed by longitudinal compression and compression. in the direction of thickness and / or further compression along the length. This method allows both sub-webs to be independently configured to provide a dual density product, but has the inherent disadvantage that the main processing steps performed separately for the two sub-webs require an extremely complex and lengthy device.

Prostsze sposoby, w których dolna pod-wstęga ma taką samą konfigurację jak wstęga wyjściowa, także przedstawiono w międzynarodowej publikacji nr WO 94/16162, lecz są one obarczone typową wadą polegającą na tym, że właściwości wstęgi pierwotnej mogą nie być optymalne w odniesieniu zarówno do pod-wstęgi górnej, jak i dolnej.Simpler methods in which the lower sub-web has the same configuration as the starting web are also reported in International Publication No. WO 94/16162, but suffer from the typical disadvantage that the properties of the primary web may not be optimal with respect to both upper and lower sub-webs.

Obecnie stwierdzono, iż można przeprowadzać sposób dotyczący dwojakiej gęstości metodą, która umożliwia optymalizację orientacji włókien w górnej warstwie, zasadniczo niezależnie od orientacji w dolnej warstwie.It has now been found that it is possible to carry out the dual density method with a method that allows the fiber orientation in the upper layer to be optimized, essentially independent of the orientation in the lower layer.

Ciągły sposób wytwarzania płatu ze związanego włókna mineralnego, zawierającego górną warstwę sczepioną z dolną warstwą o mniejszej gęstości niż gęstość górnej warstwy, w którym każdą warstwę stanowi związana nietkana sieć z włókna mineralnego, polega na tym, że obejmuje dostarczanie ciągłej wstęgi z włókna mineralnego zawierającej środek wiążący, rozdzielanie wstęgi w kierunku grubości na pod-wstęgi górną i dolną, ponowne łączenie pod-wstęg z wytworzeniem nieutwardzonego płatu, gdzie górna pod-wstęga stanowi górną warstwę płatu i utwardzenie środka wiążącego i wyróżnia się tym, że po podzieleniu wstęgi w kierunku grubości na pod-wstęgi górną i dolną i przed połączeniem pod-wstęg, sposób obejmuje poddawanie górnej pod-wstęgi ściskaniu w kierunku grubości i większemu ściskaniu wzdłużnemu niż jest to wymagane do skompensowania ściskania w kierunku grubości oraz poddawanie górnej pod-wstęgi rozciąganiu wzdłużnemu i/lub dolnej pod-wstęgi ściskaniu wzdłużnemu tak, że pod-wstęgi górna i dolna są zasadniczo tak samo ściśnięte wzdłużnie. Górną pod-wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu przed albo w trakcie ściskania w kierunku grubości, dolną pod-wstęgę pozostawia się wolną od ściskania wzdłużnego, bądź w kierunku grubości, górną pod-wstęgę zaś poddaje się rozciąganiu wzdłużnemu pomiędzy ściskaniem wzdłużnym i ponownym połączeniem z dolną pod-wstęgą. Górną pod-wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu, które zmniejsza jej prędkość ruchu do wartości 70-95% prędkości ruchu dolnej pod-wstęgi. Górną pod-wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu do osiągnięcia prędkości wynoszącej 70-95% prędkości dolnej pod-wstęgi, górną pod-wstęgę poddaje ściskaniu w kierunku grubości, a następnie górną pod-wstęgę rozciąga się do osiągnięcia zasadniczo prędkości dolnej pod-wstęgi. Wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu przed jej rozdzieleniem na pod-wstęgi górną i dolną.A continuous method of producing a bonded mineral fiber batt having an upper layer interlocked with a lower layer having a lower density than the upper layer, wherein each layer is a bonded non-woven mineral fiber web, comprises providing a continuous mineral fiber web having a center bonding, separating the web in the thickness direction into upper and lower sub-webs, reassembling the sub-webs to form an uncured batt, where the upper sub-web constitutes the upper layer of the batt and curing the binder and is distinguished by the fact that when the web is divided in the thickness direction on the upper and lower sub-webs and prior to joining the sub-webs, the method comprises subjecting the upper sub-web in thickness compression and more longitudinal compression than required to compensate for thickness compression, and subjecting the upper sub-web to longitudinal stretching and / or the lower sub-web by longitudinal compression so that the upper and lower sub-webs a are substantially the same lengthwise compressed. The upper sub-web is subjected to longitudinal compression before or during thickness compression, the lower sub-web is left free from longitudinal or thickness compression, and the upper sub-web is subjected to longitudinal stretching between longitudinal compression and reconnection to the lower one. under-ribbon. The upper sub-web is subjected to longitudinal compression which reduces its speed of movement to a value of 70-95% of the speed of movement of the lower sub-web. The upper sub-web is longitudinally compressed to a speed of 70-95% of the speed of the lower sub-web, the upper sub-web is compressed in the thickness direction, and then the upper sub-web is stretched to substantially the speed of the lower sub-web. The web is subjected to longitudinal compression before it is separated into upper and lower sub-webs.

W ten sposób obydwie pod-wstęgi mają zasadniczo tę samą prędkość przemieszczania przy ich rozdzielaniu i przy ich ponownym łączeniu. Pożądane jest także, aby długości przebytej drogi obydwu pod-wstęg nie różniły się znacząco. Przykładowo, ze względu na urządzenie i dostępną przestrzeń, wygodne jest, aby obydwie pod-wstęgi podążały drogą o tej samej długości, bądź też aby dłuższa droga wynosiła nie więcej niż 1,3- albo 1,5-krotności drogi krótszej. Niewielkie różnice prędkości bezpośrednio przed ponownym połączeniem mogą być tolerowane pod warunkiem, że wszelkie wynikowe naprężenia w jednej albo w obydwu pod-wstęgach w chwili ponownego połączenia będą na tyle małe, aby nie dochodziło do odkształcenia albo do rozwarstwienia płatu.In this way, the two sub-webs have substantially the same speed of travel when they are separated and when they are reassembled. It is also desirable that the traveled lengths of the two sub-bands do not differ significantly. For example, due to the device and the space available, it is convenient for both sub-webs to follow a path of the same length, or for the longer path to be no more than 1.3 or 1.5 times the shorter path. Slight variations in speed immediately prior to reconnection may be tolerated, provided that any resulting stresses in one or both of the sub-ribbons at the time of reconnection are small enough to prevent deformation or delamination of the batt.

W jednym korzystnym sposobie, górną pod-wstęgę poddaje się ściskaniu wzdłużnemu przed albo w trakcie ściskania w kierunku grubości, dolnej pod-wstęgi nie poddaje się znaczącemu ściskaniu wzdłużnemu albo w kierunku grubości, górną pod-wstęgę zaś poddaje się rozciąganiu wzdłużnemu, pomiędzy ściskaniem wzdłużnym i ponownym łączeniem z dolną pod-wstęgą.In one preferred method, the upper sub-web is subjected to longitudinal compression before or during thickness compression, the lower sub-web is not subjected to significant longitudinal or thickness compression, and the upper sub-web is subjected to longitudinal stretching between longitudinal compression. and reconnecting to the lower sub-web.

Pewną część albo całość rozciągania wzdłużnego można stosować podczas ściskania w kierunku grubości, lecz po wcześniejszym ściskaniu wzdłużnym, bądź też całość rozciągania wzdłużnego można stosować po zakończeniu ściskania w kierunki grubości. Rozciąganie można wykonać poprzez ciągnięcie górnej pod-wstęgi w kierunku położenia, w którym ma ona ponownie połączyć się z dolną pod-wstęgą, za pomocą pary walców zaciskowych, które obracają się szybciej niż walce albo pasy powodujące ściskanie wzdłużne i/lub ściskanie w kierunku grubości.Some or all of the longitudinal stretching may be applied to thickness compression, but after prior longitudinal compression, or all of the longitudinal stretching may be applied after thickness compression is complete. The stretching can be performed by pulling the upper sub-web towards the position where it is to re-engage the lower sub-web with a pair of nip rolls that rotate faster than the rolls or belts causing longitudinal compression and / or thickness compression. .

Korzystnie, rozciąganie jest takie, aby powodować odprężenie struktury nie powodując żądnej widocznej dla oka zmiany orientacji włókien.Preferably, the stretching is such as to relax the structure without causing any visible change in fiber orientation to the eye.

PL 214 243 B1PL 214 243 B1

W niektórych sposobach ściskanie wzdłużne prowadzi się w dwóch albo większej liczbie etapów, bądź też może ono wzrastać stopniowo, a często ściskanie wzdłużne stosuje się podczas ściskania w kierunku grubości.In some methods, longitudinal compression is performed in two or more steps, or it may increase gradually, and often longitudinal compression is applied during thickness compression.

Zamiast stosowania rozciągania wzdłużnego górnej pod-wstęgi przed ponownym połączeniem jej z dolną pod-wstęgą albo dodatkowo z tym zabiegiem, dolną pod-wstęgę można poddać ściskaniu wzdłużnemu wystarczającemu do tego, aby miała ona zasadniczo takie samo całkowite ściskanie wzdłużne jak górna pod-wstęga.Instead of using longitudinal stretching of the upper sub-web before or in addition to reconnecting it to the lower sub-web, the lower sub-web may be subjected to sufficient longitudinal compression such that it has substantially the same total longitudinal compression as the upper sub-web.

Wielkość ściskania wzdłużnego w górnej pod-wstędze wynosi zwykle 5-35%, korzystnie około 10-20%. Tak więc przykładowo, jeżeli obydwie pod-wstęgi w chwili rozdzielania ich mają prędkość V, prędkość górnej pod-wstęgi przed jakimkolwiek końcowym rozciąganiem wzdłużnym wynosi zwykle około 0,8 do 0,9 albo 0,95 prędkości V, a jeżeli nie stosuje się rozciągania podłużnego wstęgi, wówczas stosuje się korzystnie podobne ściskanie wzdłużne dolnej pod-wstęgi.The amount of longitudinal compression in the upper sub-web is typically 5-35%, preferably around 10-20%. Thus, for example, if both sub-webs are at velocity V at the time of separating them, the speed of the upper sub-web before any final longitudinal stretching is typically about 0.8 to 0.9 or 0.95 of velocity V, and if no stretching is used of the longitudinal web, then a similar longitudinal compression of the lower sub-web is preferably applied.

Włókna wstęgi wyjściowej mogą być zorientowane zasadniczo równolegle do powierzchni wstęgi. Należy rozumieć przez to, że włókna we wstędze mają typową, zasadniczo poziomą konfigurację, która jest typowa dla włókien mineralnych zbieranych w procesie układania napowietrznego, bez jakiegokolwiek zamierzonego ściskania wzdłużnego albo innej zmiany pionowego układu włókien. Naturalnie, układanie nie jest całkowicie poziome, lecz dominująca orientacja jest wyraźnie widoczna nieuzbrojonym okiem jako zasadniczo równoległa do powierzchni wstęgi.The fibers of the starting web may be oriented substantially parallel to the surface of the web. By this it is to be understood that the fibers in the web have the typical substantially horizontal configuration that is typical of mineral fibers collected by an overhead laying process, without any deliberate longitudinal compression or other alteration of the vertical arrangement of the fibers. Naturally, the stacking is not completely horizontal, but the predominant orientation is clearly visible to the unaided eye as being substantially parallel to the surface of the web.

Wstęga na tym etapie może być wstęgą formowaną poprzez bezpośrednie zbieranie włókien mineralnych poprzez układanie napowietrzne do żądanej grubości, bądź też może być wstęgą uformowaną poprzez układanie szeregu takich wstęg pierwotnych jedna na drugiej, bądź też częściej, poprzez układanie krzyżowe wstęgi pierwotnej tak, aby uformować wstęgę o żądanej grubości.The web at this stage may be a web formed by direct collection of mineral fibers by overhead lapping to the desired thickness, or it may be a web formed by stacking a number of such primary webs on top of each other, or more commonly by cross-lapping the primary web so as to form a web. of the desired thickness.

Korzystnie jednak, w wyniku ściskania wzdłużnego całej wstęgi przed rozdzieleniem, włókna mają orientację ze znaczącą składową pionową w chwili rozdzielania wstęgi na pod-wstęgi górną i dolną. To ściskanie wzdłużne może być takie, aby nadawało albo makrostrukturę, albo mikrostrukturę, jak to ujawniono w europejskich opisach patentowych nr EP-A-0 889 981 albo nr EP-A-1 111 113.Preferably, however, as a result of the longitudinal compression of the entire web prior to separation, the fibers are oriented with a significant vertical component at the time the web is separated into upper and lower sub-webs. This longitudinal compression may be such as to impart either a macrostructure or a microstructure as disclosed in EP-A-0 889 981 or EP-A-1 111 113.

Wstęgę rozdziela się na pewnej głębokości na pod-wstęgi górną i dolną w znany sposób, za pomocą noża albo innego urządzenia rozdzielającego, które zwykle jest umieszczone zasadniczo poziomo w żądanej odległości ponad przenośnikiem, na którym w sposób ciągły przenoszona jest wstęga. Usytuowanie urządzenia rozdzielającego dobiera się w taki sposób, aby zapewnić właściwe względne grubości wstęg górnej i dolnej. Grubość górnej pod-wstęgi w chwili rozdzielania wynosi zwykle 5-60% grubości całej wstęgi. Zwykle wynosi ona co najmniej 20%, a często co najmniej 30% całkowitej grubości, ponieważ górną wstęgę poddaje się zwykle bardzo dużemu ściskaniu w kierunku grubości oraz wymaga się odpowiedniej grubości po tym zabiegu. Na ogół górna pod-wstęga stanowi nie więcej niż około 50% albo co najwyżej około 55% całkowitej grubości wstęgi, ponieważ zwykle wymaga się, aby dolna warstwa miała wystarczającą grubość i zawartość strukturalną dla nadania znaczących właściwości wyrobowi finalnemu. Tym niemniej jednak, jeżeli górna warstwa ma być dość gruba, a ewentualnie nawet grubsza niż dolna warstwa, może okazać się konieczne, aby górna podwstęga była grubsza niż 55% wstęgi.The web is divided at a certain depth into the upper and lower sub-webs in a known manner by means of a knife or other separating device, which is usually placed substantially horizontally at a desired distance above the conveyor on which the web is continuously conveyed. The positioning of the separating device is selected in such a way as to ensure the correct relative thicknesses of the upper and lower webs. Typically, the thickness of the upper sub-web at the time of separation is 5-60% of the thickness of the entire web. Typically it is at least 20% and often at least 30% of the total thickness as the upper web is usually subjected to very high thickness compression and a suitable thickness is required thereafter. Generally, the upper sub-web will make up no more than about 50% or at most about 55% of the total thickness of the web as it is typically required that the lower layer be of sufficient thickness and structural content to impart significant properties to the final product. However, if the top layer is to be quite thick, and possibly even thicker than the bottom layer, it may be necessary that the top sub-web be thicker than 55% of the web.

W całym opisie używa się terminów „górna” pod-wstęga i warstwa oraz „dolna” pod-wstęga i warstwa w ich konwencjonalnym zastosowaniu, gdzie umownie uważa się, że płat o dwojakiej gęstości ma warstwę o większej gęstości na swej najwyższej powierzchni. Oczywiście jednak, wynalazek obejmuje płaty, które używane są w innym położeniu oraz sposoby wytwarzania, w których większe ściskanie w kierunku grubości stosuje się w odniesieniu do pod-wstęgi, która leży poniżej drugiej podwstęgi, choć w praktyce jest to mniej korzystne.Throughout this specification, the terms "upper" sub-web and layer and "lower" sub-web and layer are used in their conventional use where it is conventionally considered that a dual density batt has a layer of higher density on its uppermost surface. Of course, however, the invention covers panels that are used in a different position and manufacturing methods in which greater thickness compression is applied to the sub-web that lies beneath the other sub-web, although this is less preferred in practice.

Należy także rozumieć, że choć wynalazek opisano w całości używając terminów górna i dolna warstwa oraz górna i dolna pod-wstęga, wynalazek rozciąga się także na sposoby, w których w wyrobie finalnym istnieje jedna warstwa albo większa liczba warstw i odpowiadających im pod-wstęg, przy czym te inne pod-wstęgi mogą być poddawane takiemu ściskaniu w kierunku grubości i/lub wzdłużnemu jak górna pod-wstęga i/lub dolna pod-wstęga. W szczególności, może istnieć warstwa o większej gęstości ponad górną warstwą, np. tak jak to opisane w międzynarodowej publikacji nr WO 00/73600.It should also be understood that while the invention is described in its entirety using the terms top and bottom layers and top and bottom sub-webs, the invention also extends to methods where one or more layers and corresponding sub-webs are present in the final product. the other sub-webs may be subjected to thickness and / or longitudinal compression as the upper sub-web and / or the lower sub-web. In particular, there may be a layer of higher density above the top layer, e.g. as described in International Publication No. WO 00/73600.

Ściskanie w kierunku grubości górnej pod-wstęgi jest zawsze duże po to, aby ta pod-wstęga dostarczała górnej warstwy o żądanej dużej gęstości. Na ogół całkowite ściskanie w kierunku grubości górnej pod-wstęgi, gdy łączy się ona ponownie z dolną pod-wstęgą, wynosi powyżej 50%, korzystnie powyżej 70%, a najkorzystniej powyżej 85% (tak, aby końcowa grubość górnej pod-wstęgi była mniejsza niż 15% jej grubości w chwili początkowego oddzielenia od dolnej pod-wstęgi). Zwykle wynikowaThe thickness direction compression of the upper sub-web is always high so that the sub-web provides the upper layer with the desired high density. Generally, the overall thickness compression of the upper sub-web as it re-joins the lower sub-web is greater than 50%, preferably greater than 70%, and most preferably greater than 85% (so that the final thickness of the upper sub-web is less than 15% of its thickness at the time of initial separation from the lower sub-web). Usually the result

PL 214 243 B1 grubość po całkowitym ściskaniu w kierunku grubości jest mniejsza niż 97%, a najkorzystniej mniejsza niż 95% grubości początkowej.The thickness after complete compression in the thickness direction is less than 97% and most preferably less than 95% of the original thickness.

Zwykle warstwy górna i dolna w wyrobie finalnym mają grubość całkowitą 30-300 mm. Górna warstwa ma zwykle grubość 8-30 mm, lecz może ona być większa. Górna warstwa wynosi zwykle 3-25% całkowitej grubości, lecz może to być więcej, np. do 50% albo nawet 75%.Typically the top and bottom layers in the final product have a total thickness of 30-300 mm. The top layer is usually 8-30 mm thick, but may be greater. The top layer is usually 3-25% of the total thickness, but it can be more, e.g. up to 50% or even 75%.

Każde ściskanie wzdłużne można zrealizować w znany sposób, przepuszczając odnośną podwstęgę z jednego zestawu powierzchni przenoszących (którymi mogą być pasy albo walce) do drugiego zestawu, który porusza się wolniej. Przykładowo, górna pod-wstęga może przechodzić z ciągu walców albo pasów poruszających się z jedną prędkością do zwężającego się kanału pomiędzy dwoma przenośnikami, które poruszają się z mniejszą prędkością (tak, aby powodować ściskanie wzdłużne, po którym następuje ściskanie w kierunku grubości). Ściskanie wzdłużne dolnej pod-wstęgi można osiągnąć poprzez przejście ze zbieżnych walców albo pasów, które zapewniają ściskanie w kierunku grubości, do zestawu walców albo pasów, które poruszają się wolniej i które są równoległe do siebie tak, że nie powodują ściskania w kierunku grubości.Each longitudinal compression can be accomplished in a known manner by passing the respective sub-web from one set of transfer surfaces (which may be belts or rolls) to the other set, which moves more slowly. For example, the upper sub-web may pass from a series of rollers or belts moving at one speed into a tapered channel between two conveyors which run at a slower speed (so as to cause longitudinal compression followed by thickness compression). The longitudinal compression of the lower sub-web can be achieved by transitioning from tapered rolls or bands that provide thickness compression to a set of rolls or strips that move more slowly and that are parallel to each other so as not to cause thickness compression.

Mimo, iż w górnej i dolnej pod-wstędze istnieje nieutwardzony środek wiążący i może to być wystarczające do uzyskanie odpowiedniej integralności finalnego płatu, można zastosować dodatkowy środek wiążący na granicy pomiędzy górną i dolną pod-wstęgą w miejscu, w którym się ponownie łączą, aby wspierać integralność finalnego płatu.Although uncured binder exists in the upper and lower sub-webs and this may be sufficient to achieve adequate integrity of the final sheet, additional binder can be applied at the interface between the upper and lower sub-webs at the point where they reattach support the integrity of the final lobe.

Następnie, płat przechodzi przez piec do utwardzania w celu utwardzania całości środka wiążącego w znany sposób.The batt is then passed through a curing oven to cure all of the binder in a known manner.

Włókna mineralne mogą być dowolnymi odpowiednimi włóknami, takimi jak włókno szklane, włókno mineralne albo żużlowe, Wynalazek jest szczególnie cenny w przypadku zastosowania do włókien mineralnych uzyskanych w drodze rozwłókniania odśrodkowego, a w szczególności w drodze rozwłókniania roztopionej skały, kamienia albo żużla za pomocą odśrodkowej przędzarki kaskadowej.The mineral fibers may be any suitable fibers such as glass fiber, mineral fiber or slag. The invention is particularly valuable when applied to mineral fibers obtained by centrifugal fiberising, and in particular by fiberising a rock, stone or slag melt with a cascade centrifugal spinner. .

Korzystne sposoby według wynalazku przeprowadza się w sposób zilustrowany i opisany w odniesieniu do fig. 7a i 7b europejskiego opisu patentowego nr EP-A-1 111 113.The preferred methods of the invention are performed as illustrated and described with reference to Figures 7a and 7b of EP-A-1 111 113.

W jednym korzystnym sposobie, wszystkie walce 53 działają z tą samą prędkością, która wynosi 90% prędkości walców 50 i przenośnika 51, powodując tym samym 10% ściskania wzdłużnego. Po tym może następować etap rozciągania pomiędzy walcami 55, gdzie górna pod-wstęga ponownie łączy się z dolna pod wstęgą.In one preferred method, all rollers 53 operate at the same speed, which is 90% of the speed of rollers 50 and conveyor 51, thereby causing 10% longitudinal compression. This may be followed by a stretching step between the rolls 55 where the upper sub-web re-joins the lower under-web.

W tej postaci, walce 54 mogą pracować z tą samą prędkością co walce 53. W innej postaci jednak, pracują one mniejszą prędkością, zapewniając tym samym inne ściskanie podłużne pomiędzy walcami 53 i 54. W innej postaci pracują one z prędkością pośrednią pomiędzy prędkością walców 53 i prędkością górnej pod-wstęgi i dolnej pod-wstęgi. Przykładowo, jeżeli walce 53 powodują przebieg z 90% prędkością wstęgi podczas jej rozdzielania, walce 54 mogłyby poruszać się np. z 95% tej prędkości.In this embodiment, the rollers 54 may run at the same speed as the rollers 53. In another embodiment, however, they operate at a slower speed, thereby providing a different longitudinal compression between rollers 53 and 54. In another embodiment, they operate at a speed intermediate between the speed of the rollers 53. and the speed of the upper sub-band and the lower sub-band. For example, if the rollers 53 would travel at 90% of the speed of the web while separating it, the rollers 54 could be moved, e.g., at 95% of that speed.

Zamiast tego albo oprócz tego, przenośnik 49 można zastąpić przenośnikiem wzdłuż części długości tak, aby kontrolować ruch dolnej pod-wstęgi, po którym następuje przenośnik albo zestaw walców poruszających się nieznacznie wolniej tak, aby zapewnić ściskanie wzdłużne.Alternatively, or in addition, the conveyor 49 may be replaced by a conveyor along a portion of the length so as to control the movement of the lower sub-web followed by a conveyor or set of rollers moving slightly slower so as to provide longitudinal compression.

Ustalono, że orientacja włókien w górnej warstwie jest niepowtarzalna, przy czym wynikiem uzyskania tej niepowtarzalnej orientacji jest górna warstwa zapewniająca lepszą odporność na penetrację i osiągi jako górna warstwa wyrobu o dwojakiej gęstości, niż uzyskuje się to w przypadku górnej warstwy nie mającej tej orientacji, gdy wszystkie inne warunki są takie same. Tak więc, w wyniku uzyskania tej niepowtarzalnej orientacji, możliwe jest uzyskanie równoważnych wyników przy mniejszej ilości włókna i/lub lepszych wyników przy takiej samej ilości włókna, podczas gdy dolna warstwa pozostaje niezmieniona. Podobnie, można uzyskać lepsze wyniki stosując tę samą dolną warstwę albo równoważne wyniki stosując dolną warstwę o gorszej jakości.The fiber orientation of the top layer has been found to be unique, with this unique orientation resulting in the top layer providing better penetration resistance and performance as a dual density top layer product than is achieved with a non-orientated top layer when all other conditions are the same. Thus, by obtaining this unique orientation, it is possible to obtain equivalent results with less fiber and / or better results with the same amount of fiber while the bottom layer remains unchanged. Likewise, better results may be obtained using the same bottom layer or equivalent results may be obtained using a lower quality bottom layer.

Nowatorska orientacja włókien osiągalna sposobami według wynalazku jest również osiągalna innymi sposobami, a tym samym stanowi to inny aspekt wynalazku.The novel fiber orientation achievable by the methods of the invention is also achievable by other methods, and thus is another aspect of the invention.

W szczególności, w sposobie według wynalazku, dostarcza się warstwę o dwojakiej gęstości, w której górną warstwę o większej gęstości można zdefiniować za pomocą jej wartości Kappa i Tau w jednym albo większej liczbie przekrojów poprzecznych, przy czym wartości te uzyskuje się w wyniku badania skanującego części każdego odpowiedniego przekroju poprzecznego w kierunku grubości warstwy oraz przetwarzania danych przy użyciu szybkiego przekształcenia Fouriera.In particular, in the method of the invention, a dual density layer is provided in which the upper layer of higher density can be defined by its Kappa and Tau values in one or more cross-sections, these values being obtained by scanning the part. each respective cross-section in the direction of the layer thickness; and data processing using the Fast Fourier Transform.

W szczególności, w sposobie według wynalazku, dostarcza się warstwę o dwojakiej gęstości, w której górną warstwę o większej gęstości można zdefiniować za pomocą jej wartości Kappa i Tau w jednym albo większej liczbie przekrojów poprzecznych, przy czym wartości te uzyskuje się w wynikuIn particular, in the method of the invention, a dual density layer is provided in which the higher density upper layer can be defined by its Kappa and Tau values in one or more cross-sections, these values being obtained by

PL 214 243 B1 pomiaru części każdego odpowiedniego przekroju poprzecznego w kierunku grubości warstwy w płaskim skanerze, takim jak Hewlett Packard Scanjet 6100C. Wyrób przeznaczony do badania umieszcza się na skanerze w taki sposób, aby znajdował się na skanerze z krótszą odległością prostopadłą do kierunku skanowania, patrz rysunek.Using a flatbed scanner, such as a Hewlett Packard Scanjet 6100C, measuring a portion of each respective cross section in the ply thickness direction. The product to be tested is placed on the scanner in such a way that it is on the scanner with a shorter distance perpendicular to the scanning direction, see the figure.

Do przygotowania skanera użyto oprogramowania skanera Desk Scan II, z następującymi ustawieniami: Sharp B i W. Photo, rozdzielczość 120 x 120 dpi oraz automatyczna regulacja jaskrawości i kontrastu. Skanowany obraz (15 mm x 270 mm) podzielono na szereg lokalnych okienek (1 x 33) o jednakowej wielkości (32 x 32 piksele), w których dominującą orientację włókien oszacowano za pomocą szybkiego przekształcenia Fouriera.Desk Scan II scanner software was used to prepare the scanner, with the following settings: Sharp B and W. Photo, resolution 120 x 120 dpi and automatic adjustment of brightness and contrast. The scanned image (15 mm x 270 mm) was divided into a series of local windows (1 x 33) of equal size (32 x 32 pixels), in which the dominant orientation of the fibers was estimated by the fast Fourier transform.

Jak jest to znane, dwuwymiarowy układ, np. równoległych pasków, można wyrazić za pomocą szybkiego przekształcenia Fouriera jako niewielką liczbę punktów, zaś złożony układ dwuwymiarowy, taki jak przekrój poprzeczny sieci z włókna mineralnego, można wyrazić za pomocą szybkiego przekształcenia Fouriera jako dużą liczbę punktów. Punkty te będą rozmieszczone w postaci układu, który może być kołowy, lecz częściej jest eliptyczny.As is known, a two-dimensional system, e.g. of parallel stripes, can be expressed by a fast Fourier transform as a small number of points, and a complex two-dimensional system such as a cross-section of a mineral fiber lattice can be expressed by a fast Fourier transform as a large number of points. . These points will be arranged in a pattern that may be circular, but is more often elliptical.

Wartość Tau dla przekroju poprzecznego definiuje się jako średnią geometryczną stosunku długości elipsy do szerokości, dla każdego z 33 lokalnych okienek, a tym samym duża wartość wskazuje na lokalny dobrze zorganizowany układ (wysoka spójność miejscowa), zaś niższa wartość bliska 1 wskazuje na to, że nie można lokalnie zdefiniować układu. Wartość Kappa stanowi wskazanie rozkładu statystycznego różnorodnych kątów, pod jakimi elipsa jest rozmieszczona lokalnie dla różnych części całkowitej struktury, która jest poddawana badaniu. Duża wartość Kappa wskazuje na wąski rozkład statystyczny kątów, natomiast mała wartość Kappa wskazuje na szeroki rozkład.The Tau value for a cross-section is defined as the geometric mean of the ellipse length to width ratio, for each of the 33 local windows, and thus a high value indicates a local well-organized system (high local integrity) and a lower value close to 1 indicates that layout cannot be defined locally. The Kappa value is an indication of the statistical distribution of the various angles at which the ellipse is located locally for the different parts of the overall structure under study. A large Kappa value indicates a narrow statistical distribution of the angles, while a low Kappa value indicates a wide distribution.

Opis zasad wartości Tau i Kappa dla przekrojów poprzecznych w kierunku grubości sieci z włókna mineralnego opisano w rozprawie doktorskiej „Heat Transfer in Rockwool Modellinc and Method of Measurement”, S. Dyrbol, Wydział Budownictwa i Energii Politechniki Duńskiej oraz Rockwool International A/S, 1998. Należy uczynić odniesienie do tego artykułu w zakresie sposobu badania przekroju poprzecznego i sposobu zastosowania szybkiego przekształcenia Fouriera do wyników badań i obliczania wartości Tau i Kappa dla przekroju poprzecznego. Innymi związanymi publikacjami są „Computer-Assisted Microscopy. The Measurement and Analysis of Image”, Russ Plenum Press, New York, 1990; Larsen i Hansen, ,,Orientation Analysis of Insulation Materials, A feasibility Studie for Rockwool International A/S”, Wydział Modelowania Matematycznego Politechniki Duńskiej, 1997 IMM-TR-2001-03; oraz Ersboll i Conradsen „Analysis ofdirectional data for Rockwool A/S”, Wydział Modelowania Matematycznego Politechniki Duńskiej, 1998 IMM-TR- 2001-04.The principles of Tau and Kappa values for cross sections in the direction of the thickness of the mineral fiber network are described in the doctoral dissertation "Heat Transfer in Rockwool Modellinc and Method of Measurement", S. Dyrbol, Faculty of Civil Engineering and Energy, Danish University of Technology and Rockwool International A / S, 1998 Reference should be made to this article on how to test a cross section and how to apply the Fast Fourier transform to the test results and calculate the Tau and Kappa values for the cross section. Other related publications are "Computer-Assisted Microscopy. The Measurement and Analysis of Image, Russ Plenum Press, New York, 1990; Larsen and Hansen, "Orientation Analysis of Insulation Materials, A feasibility Studie for Rockwool International A / S", Mathematical Modeling Department, Danish University of Technology, 1997 IMM-TR-2001-03; and Ersboll and Conradsen "Analysis of directional data for Rockwool A / S", Mathematical Modeling Department of the Danish University of Technology, 1998 IMM-TR- 2001-04.

W każdym przypadku jest konieczne ustalenie wartości Tai i Kappa, przyjmując średnią wartość z co najmniej 5 odrębnych ustaleń, przy czym każde obejmuje 3 przekroje poprzeczne.In each case, it is necessary to establish the Tai and Kappa values taking the mean value of at least 5 separate determinations, each containing 3 cross sections.

W jednej postaci wyrobu według wynalazku, górna warstwa ma wartość Tau, ustaloną na pierwszym przekroju poprzecznym X (Tx) poniżej 4,5. Wartość Tau może wynosić 1 albo może być bliska 1, lecz w praktyce wartość Tau wynosi często co najmniej 1,5, zwykle co najmniej 2, a korzystnie wynosi poniżej 4, najkorzystniej zaś poniżej 3,5. Wartości te są zadowalające, gdy górna warstwa ₃ ma typową gęstość, zazwyczaj 100-200 kg/m³. Tym niemniej jednak, dobre wyniki uzyskuje się także przy nieco większych wartościach Tx, gdy gęstość jest duża. Tak więc, w alternatywnej postaci, górna 33 warstwa ma gęstość powyżej 200 kg/m³, do 300 kg/m³ oraz ma Tx poniżej 5,0. Korzystnie, Tx, nawet dla tych wyrobów o dużej gęstości, wynosi poniżej 4,5, najkorzystniej poniżej 4.In one embodiment of the product according to the invention, the top ply has a Tau, established on the first cross section X (Tx) of less than 4.5. The Tau value may be 1 or close to 1, but in practice the Tau value is often at least 1.5, usually at least 2, and preferably below 4, and most preferably below 3.5. These values are satisfactory when the upper layer ₃ has a typical density, typically 100-200 kg / m ^3. Nevertheless, good results are also obtained with slightly higher Tx values when the density is high. Thus, in an alternative embodiment, top layer 33 has a density above 200 kg / m ³ to 300 kg / m ³ and has Tx below 5.0. Preferably, the Tx, even for these high density articles, is below 4.5, most preferably below 4.

Stwierdzono, że górne warstwy znanego typu są mniej efektywne, ponieważ górna warstwa w wyrobie o dwojakiej gęstości ma typowo wartość Tau 6 albo 7, bądź około 5, gdy gęstość jest tylko ₃ umiarkowana, np. nie większa niż 200 kg/m³.It has been found that upper layers of a known type are less effective as the upper layer in the dual density product typically has a Tau value of 6 or 7, or around 5 when the density is only moderate _3, for example. Not more than 200 kg / m ^3.

Stwierdzono, że inny sposób wyznaczenia zadowalającego układu włókien dla górnej warstwy polega na odniesieniu do stosunku Ty : Tx, gdzie Ty jest wartością Tau (Ty) mierzoną na przekroju poprzecznym Y w kierunku grubości, prostopadłym do przekroju poprzecznego X w kierunku grubości. W tej postaci stosunek Ty : Tx powinien wynosić co najmniej 1,8, a korzystanie wynosi co najmniej 2,0. Często wynosi on 2,3-3,5, lecz może wynosić do 4,0 albo nawet więcej. Stwierdzono, że konwencjonalne, mniej zadowalające warstwy górne, mają typowo stosunek Ty : Tx nie większy niż 1,7, często nie większy niż około 1,5 albo 1,6.Another way to determine a satisfactory fiber pattern for the top ply has been found to relate to the Ty: Tx ratio, where Ty is the value of Tau (Ty) measured on the cross-section Y in the thickness direction, perpendicular to the cross-section X in the thickness direction. In this embodiment, the Ty: Tx ratio should be at least 1.8 and the usage is at least 2.0. It is often 2.3-3.5, but can be up to 4.0 or even higher. Conventional, less satisfactory topsheets have been found to typically have a Ty: Tx ratio of no greater than 1.7, often no greater than about 1.5 or 1.6.

₃₃

Korzystne wyroby mają Tx poniżej 4,5 albo ewentualnie do 5, przy gęstości 200-300 kg/m³, zaś Ty : Tx wynosi co najmniej 1,8, przy czym korzystne wartości Tx i stosunku są takie, jak opisano wyżej.Preferred products have Tx below 4.5, or possibly up to 5 at a density of 200-300 kg / ^m3, and Ty: Tx at least 1.8, wherein preferred values for Tx and the ratio are as described above.

Kierunek X jest korzystnie wzdłużnym kierunkiem wytwarzania płatu. W trakcie początkowej produkcji, płat uzyskuje się poprzez zbieranie włókien w postaci wstęgi poruszającej się w kierunku X,The X direction is preferably the longitudinal production direction of the airfoil. During initial production, the flap is obtained by collecting the fibers in the form of a ribbon moving in the X direction,

PL 214 243 B1 przy czym wstęga zawiera nieutwardzony środek wiążący, rozdzielanie wstęgi w kierunku grubości na warstwy górną i dolną, konsolidowanie górnej warstwy w kierunku głębokości w celu nadania jej większej gęstości niż warstwa dolna, ponowne łączenie warstw, a następnie utwardzanie środka wiążącego. W praktyce wzdłużny kierunek wytwarzania, a tym samym korzystną orientację kierunku X można określić poprzez obserwację wzoru odciśniętego na górnej i dolnej powierzchni płatu przez piec do utwardzania, podczas utwardzania w znany sposób. Alternatywnie, w niektórych przypadkach, orientacja włókien w dolnej warstwie może być widoczna nieuzbrojonym okiem jako powstała w wyniku układania krzyżowego, w którym to przypadku układanie krzyżowe przebiegać będzie zasadniczo w kierunku Y, poprzecznie do ogólnego kierunku zbierania X.The web comprises uncured binder, separating the web in the thickness direction into top and bottom layers, consolidating the top layer in a depth direction to make it denser than the bottom layer, reattaching the layers, and then curing the binder. In practice, the longitudinal production direction and hence the preferred orientation of the X-direction can be determined by observing the pattern imprinted on the upper and lower surfaces of the batt by the curing oven during curing in a known manner. Alternatively, in some instances, the orientation of the fibers in the lower layer may be visible to the naked eye as being caused by cross-lapping, in which case the cross-lapping will be substantially in the Y direction, transverse to the general X gathering direction.

Stwierdzono, że znaczenie wartości Tau w górnej warstwie o dużej gęstości może bardzo się różnić od znaczenia podobnych numerycznie wartości Tau w dolnej warstwie o mniejszej gęstości, przy czym wartości podane wyżej są wartościami, które wskazują optymalne właściwości w górnej warstwie o dużej gęstości. Stwierdzono także, iż wartość Kappa w górnej warstwie o dużej gęstości jest zwykle bardzo duża, powyżej 10 albo nawet 15, w jednym albo w obydwu kierunkach, podczas gdy w dolnej, podstawowej warstwie, wartość Kappa w obydwu kierunkach jest zwykle względnie mała, np. poniżej 8. Na ogół górne warstwy według wynalazku mają wartość Kappa co najmniej w jednym kierunku powyżej 10, a często co najmniej 13 albo nawet co najmniej 15. Na ogół kierunkiem tej wysokiej wartości Kappa jest kierunek Y, tzn. poprzeczny do kierunku wytwarzania X.It has been found that the significance of the Tau value in the high-density upper layer can be very different from that of the numerically similar Tau value in the lower-density lower layer, the values given above being values that indicate optimal properties in the upper high-density layer. It has also been found that the Kappa value in the upper dense layer is usually very high, above 10 or even 15 in one or both directions, while in the lower, basal layer, the Kappa value in both directions is usually relatively low, e.g. less than 8. In general, the upper layers of the invention have a Kappa value in at least one direction above 10, and often at least 13 or even at least 15. Generally, the direction of this high Kappa value is the Y direction, i.e., transverse to the manufacturing direction X.

Należy docenić, że gdy czyni się odniesienie np. do wartości Tau (Tx) na przekroju poprzecznym X w kierunku grubości, gdzie X jest wzdłużnym kierunkiem wytwarzania, rozumie się przez to, że przekrój poprzeczny jest prowadzony pionowo (gdy płat znajduje się na powierzchni poziomej) w kierunku wzdłużnym, a przekrój poprzeczny skanuje się następnie poprzecznie, tzn. patrząc w kierunku poprzecznym. Podobnie, gdy czyni się odniesienie np. do wartości Tau na przekroju poprzecznym w kierunku grubości w kierunku poprzecznym, oznacza to wartość Tau wyprowadzoną podczas badania patrząc w kierunku wzdłużnym na przekroje poprzeczne.It will be appreciated that when reference is made to e.g. the value of Tau (Tx) on the X cross-section in the thickness direction, where X is the longitudinal manufacturing direction, it is meant that the cross-section is guided vertically (when the batt is on a horizontal surface). ) in the longitudinal direction and the cross-section is then scanned transversely, i.e. when viewed in the transverse direction. Likewise, when reference is made e.g. to a Tau value in the cross section in the thickness direction in the transverse direction, this means a Tau value derived during the test when looking in the longitudinal direction at the cross sections.

Stwierdzono, że uzyskaniu żądanej względnie małej wartości Tx i żądanego względnie dużego stosunku Ty : Tx sprzyja wstęga, która jest dzielona w celu tworzenia pod-wstęg górnej i dolnej, poddanych ściskaniu wzdłużnemu tak, aby wywołać skłonność do pionowej orientacji włókien przed rozdzieleniem na pod-wstęgi górną i dolną. Tym niemniej jednak, włókna korzystnie nie mają orientacji pionowej wyraźnie widocznej nie uzbrojonym okiem, a w szczególności nie są one rozmieszczone w postaci fałd. W szczególności korzystne jest, aby orientacja była typu, który jest osiągalny poprzez ściskanie wzdłużne ujawnione w europejskim opisie patentowym nr 0 889 981, w celu nadania struktury, która nie ma żadnej ogólnej konfiguracji harmonijkowej, a tym samym ma mikrostrukturę bardziej zbliżoną do pokazanej na fig. 4, 5 i 12 w europejskim opisie patentowym nr EP-A-1 111 113 niż makrostrukturę, jak pokazana na fig. 2 tego opisu.It has been found that achieving the desired relatively low Tx value and the desired relatively high Ty: Tx ratio is favored by a web that is split to form upper and lower sub-webs subjected to longitudinal compression to tend to vertical orientation of the fibers prior to separation into sub-webs. upper and lower webs. Nevertheless, the fibers preferably do not have a vertical orientation clearly visible to the unaided eye, and in particular they are not arranged in folds. In particular, it is preferred that the orientation is of the type that is achievable by the longitudinal compression disclosed in EP 0 889 981 in order to impart a structure that does not have any general pleated configuration and thus has a microstructure more similar to that shown in fig. 4, 5 and 12 in EP-A-1 111 113 than the macrostructure as shown in figure 2 of this specification.

Żądanym wartościom Tau i stosunku Tau sprzyja także poddawanie górnej pod-wstęgi znaczącemu ściskaniu w głąb, lecz względnie małemu ściskaniu wzdłużnemu, np. tak jak opisano w postaciach sposobu opisanego wyżej wynalazku.The desired Tau values and the Tau ratio are also favored by subjecting the upper sub-web to significant inward compression, but relatively little longitudinal compression, e.g., as described in the method embodiments of the above-described invention.

Żądanym wartościom Tau i stosunku Tau sprzyja także łączenie ściskania wzdłużnego z rozciąganiem wzdłużnym tak, jak w postaciach sposobu opisanego wyżej wynalazku.The desired Tau values and the Tau ratio are also favored by a combination of longitudinal compression with longitudinal stretching, such as in the embodiments of the method described above.

Stosowanie do powyższego, jeżeli stwierdzono, że jakikolwiek konkretny wyrób ma wartość Tau, która jest większa od pożądanej, bądź też stosunek Tau, który jest mniejszy od pożądanego, wartości w ramach ustalonych i pożądanych zakresów można uzyskać zmieniając warunki ogólnie w taki sposób, aby sprzyjało to uzyskaniu struktury wstęgi przed jej rozdzieleniem bardziej zbliżonej do pokazanych czół na fig. 4 i 5 w europejskim opisie patentowym nr EP-A-1 111 113 niż na fig. 1 i 2 i/lub stosując tylko małe do umiarkowanego ściskanie wzdłużne górnej pod-wstęgi, często po zrealizowaniu większości albo całego ściskania w kierunku grubości.Applying the above, if any particular product has been found to have a Tau value that is greater than desired, or a Tau ratio that is less than desired, values within the established and desired ranges may be obtained by varying the conditions generally so as to favor to obtain a structure of the web prior to its separation closer to that shown in Figs. 4 and 5 in EP-A-1 111 113 than in Figs. 1 and 2 and / or using only low to moderate longitudinal compression of the upper sub-section. of the web, often after most or all of the thickness compression has been performed.

Na ogół wartość Tau można zminimalizować poprzez doprowadzenie do możliwie jak najbardziej chaotycznej struktury włókien, np. w wyniku dążenia do rozmieszczenia w pęczkach. Tym niemniej jednak, uzyskanie małej wartości Tau w obydwu kierunkach X i Y jest niepożądane, ponieważ okazuje się, że w celu zoptymalizowania właściwości górnej warstwy, wartość Tau w jednym kierunku powinna być znacznie większa niż wartość Tau w drugim.In general, the Tau value can be minimized by making the fiber structure as chaotic as possible, e.g. by striving for a bundle distribution. However, it is undesirable to obtain a low Tau value in both X and Y directions as it appears that in order to optimize the properties of the upper layer, the Tau value in one direction should be significantly greater than the Tau value in the other.

Na ogół, jeżeli Tx jest zbyt małe, sposób powinien zostać wyregulowany poprzez zmniejszenie ściskania wzdłużnego górnej warstwy. Jeżeli stosunek Ty : Tx jest zbyt mały, sposób powinien zostać wyregulowany poprzez zwiększenie ściskania wzdłużnego górnej warstwy. Regulacje można wykonać przed lub po rozdzielaniu na pod-wstęgi, lecz korzystnie wykonuje się to po rozdzieleniu.In general, if Tx is too low, the method should be adjusted to reduce the longitudinal compression of the top layer. If the Ty: Tx ratio is too low, the method should be adjusted by increasing the longitudinal compression of the top layer. Adjustments may be made before or after separating into sub-webs, but is preferably done after separating.

PL 214 243 B1PL 214 243 B1

Wartość Kappa w górnej warstwie powyżej 10, a korzystnie co najmniej 12 albo 15 do 30, albo nawet 40, występuje korzystnie w przekroju poprzecznym w kierunku grubości w kierunku Y, tzn. biegnącym poprzecznie do kierunku wytwarzania i badanym patrząc w kierunku wytwarzania. Uzyskiwanie dużych wartości tego typu prowadzi do przejścia w sposób automatyczny od wybierania właściwych wartości Tau w połączeniu ze ściskaniem w kierunku grubości, nadając górnej warstwie wymaganą dużą gęstość. Wartość Kappa określona na przekroju poprzecznym X w kierunku grubości, tzn. we wzdłużnym kierunku wytwarzania, mieści się na ogół w zakresie od 1 do około 12 do 15, często około 2 do 6, a istnieje także tendencja do automatycznego uzyskiwania tych wartości poprzez stosowanie odpowiedniego ściskania wzdłużnego tak, aby umożliwić uzyskanie takiej, która w wyniku całości obróbki ma wymagane wartości Tau.The Kappa value in the upper layer above 10, and preferably at least 12 or 15 to 30 or even 40, preferably occurs in the cross section in the thickness direction in the Y direction, i.e. transverse to the manufacturing direction and examined in the manufacturing direction. Achieving high values of this type leads to an automatic shift from selecting the correct Tau values in combination with compression towards the thickness, giving the upper layer the required high density. The Kappa value determined on the cross-section X in the thickness direction, i.e. the longitudinal manufacturing direction, is generally in the range from 1 to about 12 to 15, often about 2 to 6, and there is also a tendency to obtain these values automatically by using appropriate longitudinal compression so as to make it possible to obtain one that has the required Tau values, due to all machining.

Dolna warstwa ma zwykle zarówno Kx, jak i Ky poniżej 8. Zwykle Ky jest większe od 2, a często od 3. Kx jest zwykle mniejsze od 3, a korzystnie mniejsze od 2,5. Zazwyczaj stosunek Ky : Kx wynosi co najmniej 1,3:1, a często co najmniej 2:1 albo 3:1.The lower layer usually has both Kx and Ky less than 8. Typically, Ky is greater than 2, often less than 3. Kx is typically less than 3 and preferably less than 2.5. Typically, the Ky: Kx ratio is at least 1.3: 1 and often at least 2: 1 or 3: 1.

Tx w dolnej warstwie jest zwykle mniejsze od 3, a Ty jest zwykle większe od 2,5, a najczęściej większe od 3. Stosunek Ty: Tx jest zwykle większy od 1, typowo wynosi co najmniej 1,2.The Tx in the bottom layer is typically less than 3, and Ty is typically greater than 2.5 and most often greater than 3. The Ty: Tx ratio is typically greater than 1, typically at least 1.2.

We wszystkich tych wyrobach wartość X jest korzystnie wartością określoną na przekroju poprzecznym we wzdłużnym kierunku wytwarzania, tzn. wartością patrząc poprzecznie do wstęgi.For all these products, the value of X is preferably the value determined on the cross section in the longitudinal production direction, i.e. the value when viewed transversely to the web.

Miarą efektywności górnej warstwy w wyrobie o dwojakiej gęstości jest odporność na obciążenia skupione, w szczególności, gdy wykonuje się wykres w funkcji ciężaru włókien na jednostkę powierzchni przy danej grubości wyrobu. Przykładowo, wykonano dwa wyroby o grubości 130 mm, przy ₃ czym każdy z nich ma gęstość w górnej warstwie około 150-160 kg/m³ oraz gęstość w dolnej warstwie 32 około 110-115 kg/m³ i ciężar włókien na jednostkę powierzchni około 15,0-15,5 kg/m². Jeden z nich wykonano w znanym sposobie, w którym wstęgę przed rozdzieleniem wykonano techniką układania krzyżowego z włóknami zasadniczo równoległymi do powierzchni, po którym nastąpiło rozdzielanie na pod-wstęgi górną i dolną oraz samo ściskanie w kierunku grubości górnej pod-wstęgi. Wyrób ten dał wartość Tx około 7 i stosunek Ty : Tx równy 1,4. Jego zmierzona odporność na obciążenia skupione wynosiła 364 N.The measure of the effectiveness of the top layer in a dual density product is resistance to concentrated loads, in particular when plotting as a function of fiber weight per unit area for a given product thickness. For example, the two products were made 130 mm, with ₃ each of which has a density in the upper layer of about 150-160 kg / m ³ and the density of the lower layer 32 of about 110-115 kg / m ³ and a fiber weight per unit area of about 15.0-15.5 kg / m ² . One of them was made in a known method in which the web was made by cross-lapping with fibers substantially parallel to the surface prior to separation, followed by separation into upper and lower sub-webs and compression itself in the thickness direction of the upper sub-web. This product gave a Tx value of about 7 and a Ty: Tx ratio of 1.4. Its measured resistance to concentrated loads was 364 N.

Drugi wyrób wykonano przy użyciu korzystnego sposobu opisanego wyżej, przy czym wstęgę wyjściową poddano ściskaniu wzdłużnemu, zasadniczo bez widocznego fałdowania, po czym nastąpiło rozdzielnie na pod-wstęgi górną i dolną z poddaniem górnej pod-wstęgi ściskaniu w kierunku grubości i małemu ściskaniu wzdłużnemu, z następującym po tym rozciąganiem wzdłużnym przed ponownym połączeniem z dolną wstęgą. Górna warstwa miała Tx równe 3,9, Ty : Tx równe 2,1, a wyrób miał odporność na obciążenia skupione równą 645 N.The second product was made using the preferred method described above, the starting web was subjected to longitudinal compression with essentially no visible creasing, followed by separating the upper and lower sub-webs subjecting the upper sub-web to thickness compression and slight longitudinal compression, the subsequent longitudinal stretching before re-joining with the lower web. The top layer had a Tx of 3.9, Ty: Tx of 2.1, and the product had a concentrated load resistance of 645 N.

W celu uzyskania pewności, że różnica odporności na obciążenia skupione była spowodowana wartościami Tx i stosunkiem Ty : Tx, zmierzono także wartości Kappa dla górnej warstwy, jak również zmierzono wartości Kappa i Tau dla dolnej warstwy. Wartości Ky i Kx górnej warstwy w wyrobie o gorszej jakości były nieco większe niż w wyrobie o lepszej jakości, lecz inne doświadczenia, które wykonano, wykazały, że ta niewielka różnica nie będzie mieć znaczenia. W każdym przypadku Ky było większe od 20.In order to be sure that the difference in concentrated load resistance was due to the Tx values and the Ty: Tx ratio, the Kappa values for the top layer were also measured, and the Kappa and Tau values for the bottom layer were also measured. The Ky and Kx values of the top layer in the lower quality product were slightly higher than in the better quality product, but other experiments that have been performed have shown that this slight difference will not be significant. In each case, Ky was greater than 20.

Wartości Kappa i Tau w każdym kierunku w dolnej warstwie okazują się zasadniczo takie same, zaś inne wykonane prace wskazują, że różnice nie będą wystarczające dla wyjaśnienia różnic odporności na obciążenia skupione dla wyrobu jako całości.The Kappa and Tau values in each direction in the lower layer appear to be substantially the same, and other work performed indicates that the differences will not be sufficient to explain the differences in point load resistance for the product as a whole.

Stosownie do powyższego, różnice odporności na obciążenia skupione można przypisać różnicom wartości Tau dla górnej warstwy.Accordingly, the differences in the resistance to concentrated loads can be attributed to the differences in the Tau values for the top layer.

Najlepsze wyniki uzyskuje się, gdy górna warstwa ma opisaną wyżej orientację włókien, a dolna warstwa ma orientacje włókien opisaną w zgłoszeniu patentowym PCT nr odniesienia PRL 04398 WO zarejestrowanym równocześnie z niniejszym, roszczącym pierwszeństwo w stosunku do zgłoszenia europejskiego nr 01310777.6.The best results are obtained when the upper layer has the above-described fiber orientation and the lower layer has the fiber orientation described in PCT patent application reference PRL 04398 WO registered simultaneously with herewith claiming priority over European application number 01310777.6.

Wynalazek może być wykorzystywany do wytwarzania płyt dachowych, płyt fasadowych albo podobnych płyt wytwarzanych ze związanych włókien mineralnych, gdy jest wymagana pewna odporność na obciążenia skupione. Mogą one być używane ogólnie jako izolacja termiczna, warstwa ognioodporna, zabezpieczenie przeciwpożarowe, warstwa dźwiękochłonna, zabezpieczenie przed dźwiękiem oraz jako nośnik upraw ogrodniczych.The invention can be used to manufacture roofing panels, facade panels or the like made of bonded mineral fibers where a certain resistance to concentrated loads is required. They can be used in general as thermal insulation, fireproof layer, fire protection, soundproofing layer, soundproofing and as a support for horticultural crops.

PL 214 243 B1PL 214 243 B1

Claims

Patent claims

1. A continuous method for producing a bonded mineral fiber batt having an upper layer interlocked with a lower layer having a lower density than the upper layer, wherein each layer is a bonded non-woven mineral fiber web, the method comprising providing a continuous mineral fiber web comprising an agent. bonding, separating the web in the thickness direction into upper and lower sub-webs, reassembling the sub-webs to form an uncured batt, where the upper sub-web constitutes the upper layer of the batt, and curing the binder characterized in the upper and lower sub-webs and prior to joining the sub-webs, the method includes subjecting the upper sub-web to thickness compression and more longitudinal compression than required to compensate for thickness compression, and subjecting the upper sub-web to longitudinal and / or lower stretching. the sub-webs are compressed longitudinally so that the upper and lower sub-webs they are substantially the same lengthwise compressed.

2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the upper sub-web is subjected to longitudinal compression before or during compression in the thickness direction, the lower sub-web is left free from longitudinal or thickness compression, and the upper sub-web is subjected to longitudinal stretching between compressions. longitudinally and reconnecting with the lower sub-web.

3. The method according to p. The method of claim 2, wherein the upper sub-web is subjected to longitudinal compression which reduces its speed of movement to a value of 70-95% of the speed of movement of the lower sub-web.

4. The method according to p. The method of claim 3, wherein the upper sub-web is compressed longitudinally to a speed of 70-95% of the speed of the lower sub-web, the upper sub-web is compressed in the thickness direction, and then the upper sub-web is stretched to substantially lower speed. sub-ribbons.

5. The method according to p. The method of any of 1-4, characterized in that the web is subjected to longitudinal compression before it is separated into upper and lower sub-webs.