Изобретение относится к способу получения панелей или в общем случае продукции из изоляционного материала, в частности из теплоизоляционного материла, для последующей установки в жилых зданиях, а также панелей или продукции другого вида, полученных таким способом.
Известны панели или другая продукция различных форм и размеров, которые предназначены для установки в соответствующих местах для теплоизоляции жилых зданий и получены с использованием традиционных материалов, таких как пенополиуретан, стекловата, полистирол и т.д.
Обычно в промышленном масштабе эти панели или готовые изделия производят из теплоизоляционных материалов, получаемых специально для этой цели, или из отходов других производств (например, в случае полистирола), с последующей соответствующей обработкой этих материалов для придания им функциональной пригодности, что предъявляет жесткие требования к сырью вследствие особенностей процессов переработки и свойств материала. Кроме того, переработка изоляционных материалов часто требует ручных операций и специального оборудования, так что промышленное производство таких панелей или продукции оказывается малоэффективным, нерациональным и малопроизводительным.
Целью изобретения является осуществление такого способа получения панелей или иной готовой продукции из изоляционных материалов, в частности из теплоизоляционных материалов, в котором было бы возможно устранение или существенное уменьшение указанных недостатков, что позволило бы обеспечить наиболее рациональное проведение необходимой переработки с минимальными трудозатратами и ручными операциями при использовании доступного и дешевого сырья.
Предлагаемый способ характеризуется описанным ниже отличительными признаками, указанными в формуле изобретения.
Изобретение раскрыто в описании, основанном на примере, не ограничивающем объем изобретения, со ссылкой на единственную фигуру, на которой схематически изображена линия промышленного производства панелей или аналогичной готовой продукции по предлагаемому способу.
Изобретение, в частности, применимо в производстве панелей или готовой продукции различных видов, форм и размеров для установки в общественных, промышленных и других жилых зданиях для изоляции, особенно теплоизоляции, внутренних и наружных стен этих зданий, а также для перегородок и оборудованных стен.
Этот способ позволяет использовать изолирующие материалы, такие как бумага, картон и другие подобные материалы, которые обычно не используют повторно и выбрасывают, или иногда используют как вторичное сырье для других областей, например для получения вторичной бумаги или картона известными в технике способами.
Такая бумага, картон или аналогичные материалы могут быть любого вида, формы, размеров, удельного веса, состава и количества, и их получают со складов этих материалов для дальнейшей обработки указанными ниже способами. В частности, в процессе производства в качестве сырья можно использовать бумагу любого типа, например полиграфическую бумагу для ротапринтеров, журналов, газет любого качества (с водяными знаками или без них и т.д.), бумагу разного назначения, любой вид - жесткий или многослойный - цветного склеенного картона, новую бумагу после машинной обрезки или со склада бумажной фабрики или из обгоревшего и погашенного материала или бумагу для облегченного чтения или бумагу после вычислений из компьютерных блоков.
В случае, если в качестве сырья для переработки используют бывший в употреблении картон или оберточную бумагу, могут быть использованы картонные коробки любого назначения, бумага для наружной упаковки, крафт-бумага и реактивная бумага, двойная или цветная замшевая бумага, рифленый картон и другие виды картона, однородный материал или различные комбинации таких компонентов, как бумага, картон, цветной склеенный картон и т.п., типографские отходы и санитарная бумага.
Помимо указанных материалов в качестве сырья можно использовать целлюлозу, отдельно и в сочетании с указанными материалами в самых разных соотношениях. Предпочтительно, чтобы целлюлоза была получена при утилизации и дальнейшей переработке бумаги, цветного склеенного картона, картона и т.п. обычным способом, она может быть использована в твердом или в жидком виде, или ее можно получать непосредственно из дерева или различных видов растительного сырья, например листвы, плодов дерева (сосновых шишек, каштановой шелухи и т.д.), отходов древесины, отжимок овощей, морской травы, растительных остатков, таких как рис и бобовые и т.п., путем их обработки известными способами для получения целлюлозы.
Помимо этого, вместо указанного сырья можно также использовать отходы и утиль от переработки материалов и волокон самых разных видов и назначения, отходы ткани из натуральных и/или синтетических волокон, например отходы производства тканей или промышленных отходы, и т.п., компоненты которых можно использовать отдельно или в сочетании с указанным выше сырьем - бумагой, картоном, цветным склеенным картоном и целлюлозой.
Сырье для использования по данному изобретению, собранное на складах, транспортируют известными методами к местам переработки, осуществляемой описанными ниже способами. Прежде всего на месте переработки сырье подвергают нагреванию при таких температурах и в течение такого времени, чтобы обеспечить удовлетворительную степень сушки от влаги, воды и других жидкостей, содержащихся в сырье. Для выполнения этой операции преимущественно используют устройства, установки и машины, хорошо известные и применяемые для этой цели, например различные виды нагревательных и/или обезвоживающих устройств и систем (шкафы, печи, нагревательные лампы, микроволновые устройства, конвекторы, вентиляционные системы, системы сушки с естественной или принудительной циркуляцией воздуха, с подогревом воздуха или без него, высокого или низкого давления, системы с вакуум-насосами, гигроскопическими веществами и т. п. ). Эта операция иногда может быть проведена в два этапа, причем первый этап состоит в частичной или полной сушке сырья, как описано выше, перед началом его переработки в готовые изделия, а второй этап состоит в полной или частичной сушке готовой продукции.
Далее в ходе первой стадии осуществления данного способа переработки сырье, подвергнутое частичной или полной сушке, подают вручную или автоматически, например, с помощью известных видов конвейеров, к одной или нескольким системам измельчения, размола, дробления или аналогичным устройствам для получения множества мелких кусков, полосок, волокон и т.п. Виды конвейеров и систем измельчения, размола, дробления и т.п. указаны далее в описании в виде примера, со ссылкой на фигуру с изображенной на ней схемой промышленной установки. Целью первой стадии переработки является измельчение, дробление, размол разнородного сырья на мелкие части для обработки на следующих стадиях процесса, подобно описанным ниже, в зависимости от производимой конечной продукции.
На второй стадии переработки, осуществляемой по данному способу, высушенное и измельченное сырье смешивают с адгезивами, связующими веществами и т. п., предназначенными для необратимого связывания мелких кусочков сырья, с возможным добавлением специальных веществ или добавок с особыми функциями.
Смешение осуществляют либо непосредственно с массой измельченного сырья на предыдущей стадии без использования специального смесительного оборудования, либо с использованием смесительного оборудования, виды которого будут указаны при описании промышленной установки. В частности, эти адгезивы или связующие вещества должны обеспечивать прочную связь между мелкими частицами сырья и другими специальными добавками, описанными ниже в примере, и их загрузку, транспортировку и подачу осуществляют с помощью соответствующих систем и оборудования (качающиеся сопла, диспергаторы и т.п.), предназначенных для соответствующего диспергирования и распределения адгезивов или связующих веществ в массе измельченного сырья. В качестве адгезивов или связующих веществ можно преимущественно использовать полиуретановые адгезивы с растворителем или без него, или в виде текучей водной суспензии, покрытые для производства искусственной кожи, глюкозу, изоглюкозу, декстрозу, карамель, простой крахмал, модифицированный и этерифицированный крахмал и его производные, декстрины, сорбитолы, маннитолы, мальтитолы, ксилозу, ксилитол, глутен, отруби, неочищенное маисовое масло, растворы каучуков и т.п., одно- и многокомпонентные полиуретановые герметики, самовыравнивающиеся в низким коэффициентом эластичности, стойкие или нестойкие к углеводородам, акриловые, силиконовые, полисульфидные, бутиловые или виниловые герметики (обычно используемые в бытовых или промышленных целях), силиконовые каучуки холодного отверждения, гранулированные термопласты, такие как сополимер этилена и винилацетата, полиуретаны, полиэфиры, полиамиды, горячие расплавы, порошковые или жидкие термоотверждаемые материалы, такие как мочевинные смолы, меламинные смолы, фенольные смолы, полиэфирные смолы, эпоксидные смолы, новолачные смолы, связующие вещества, полученные при переработке животных, растительных, минеральных и химических веществ, связующие вещества, полученные из рыбы или костей, адгезивные пасты, карбоксиметилцеллюлозу, жидкую или порошкообразную метилцеллюлозу, виниловые расплавы, специальные адгезивы для переплетного дела, сахар, крахмал, дивинилстирольные каучуки и термоэластопласты, неопреновые каучуки, хлоркаучуки, акриловые каучуки, этиленовые каучуки, растительные клеи, казеиновые клеи, танниновые клеи, чистые силикаты или силикаты, содержащие катализатор или другие вещества, канифолевые смолы, углеводородные смолы в чистом виде или в сочетании с другими веществами, отверждаемые влагой адгезивы, асфальты, праймеры, жидкие покрытия, декстрины, желатины кожи, вообще герметики и адгезивы, штукатурки, вторичные адгезивы, полученные из отходов материалов и адгезивов, регенерированных и наполненных каучуков, пищевого и непищевого назначения, а также с добавлением природных смол. Эти адгезивы и связующие вещества можно добавлять в различных пропорциях по отношению к массе измельченного сырья, преимущественно от 5 до 100% по массе или объему. Разумеется, для достижения указанных выше целей можно использовать и другие виды адгезивов и связующих веществ.
Другими материалами, которые на второй стадии производства добавляют одновременно с указанными выше связующими и адгезивами в массу измельченного сырья, являются антипирены, позволяющие придать полученной огнестойкой массе самозатухаемость и стойкость к высокой температуре.
Эти атипирены, позволяющие ингибировать горение упомянутой массы, обладающие также явно выраженным свойством абсорбции атмосферной влаги, обычно представляют собой карбонаты, силикаты, мочевину, измельченный оксид кремния и т.д., с добавлением таких веществ, как производные бора и борной кислоты, диоксид и триоксид сурьмы, каолины, антипирены на основе окиси кремния, гидраты алюминия, хлорсодержащие вещества, тальк, бентониты, при этом соотношение антипирена к измельченному сырью может оставлять приблизительно от 0,2 до 50% объемных или массовых.
Предпочтительно, чтобы конечный продукт, например теплоизоляционная панель, полученный по данному способу, содержал по массе или объему от 7 до 10% борной кислоты и от 20 до 30% каолина по отношению к массе измельченного сырья.
В этом случае, как и ранее, для достижения указанных выше целей можно использовать антипирены другого известного типа.
Далее в массу измельченного сырья, смешанного с адгезивами, связующими, а также указанными выше антипиренами, можно также вводить другие добавки известного типа, придающие массе специальные свойства, например гидрофобные или поглощающие влагу, конденсаты, плесень вещества, жидкости в целом, растворы веществ животного, растительного, химического и минерального происхождения, антикоррозионные и дезодорирующие вещества, не разлагающиеся со временем стабильные вещества, бактерицидные, дезинфицирующие, стерилизующие вещества, масла, токсичные вещества, абсорберы опасных токсических веществ, взрывчатых веществ и химических реагентов, загрязненные масла, продукты нефтепереработки, вещества, полученные при различного рода физической и механической обработке, из природных выделений (смол) или из промышленных стоков или шламов, при осмотических явлениях в сырье или полупродуктах любых природных процессов, кустарных или промышленных производств с использованием установок или оборудования любого вида, вещества, абсорбирующие краски и красители, спирт, дезинфицирующие вещества, эссенции и духи, экстракты, природные и технические жиры, чернила, масла, промышленное топливо, минеральное топливо, природное и растительное топливо, фармацевтические продукты и т.д. Смесь, сплав или композиция измельченного сырья с антипиренами и добавками готовят таким способом, чтобы полученные композиции были пригодны для производства панелей или другой готовой продукции со свойствами, соответствующими их целевому назначению.
Такие композиции поэтому могут быть получены с различным сочетанием и содержанием исходных компонентов (сырья, связующих и адгезивов, воды и/или пара, красителей и т.д.) в зависимости от требуемого конечного результата.
Далее, в соответствии с данным способом, для достижения указанных выше целей добавление адгезивов, связующих и т.п. преимущественно проводят с использованием двух различных вариантов. Первый вариант заключается в добавлении в массу измельченного сырья, вместе с антипиренами и добавками, твердых порошкообразных или гранулированных адгезивов или связующих веществ без нагревания, то есть при температуре окружающей среды, преимущественно с использованием специального смесительного оборудования для получения однородной композиции адгезивов и связующих, а также антипиренов и добавок с массой измельченного сырья, а также антипиренов и добавок с массой измельченного сырья, допускающей проведение дальнейших стадий переработки, описанных ниже. Второй вариант заключается в добавлении методами распыления, смачивания или налива адгезивов или связующих в жидком виде или в виде жидких дисперсий этих веществ, возможно с разбавлением подходящими разбавителями, без нагревания, то есть при температуре окружающей среды, вместе с антипиренами и добавками, в массу измельченного сырья. Эту операцию осуществляют с помощью известных распылительных устройств с ориентируемыми или фиксированными форсунками и, возможно, дозаторами расхода адгезивов и связующих для обеспечения их правильного и непосредственного введения в массу сырья при соответствующем регулировании давления при распылении для получения нужных величин плотности, объема, веса и размеров сырья перед последующими стадиями переработки, описанными ниже. Предлагаемый способ включает также третью стадию, на которой массу измельченного сырья, содержащую связующие, адгезивы, антипирены и добавки транспортируют с помощью конвейера на установку литья или прессования, предназначенную для прессования смешанной массы при заданном давлении, при нагревании или охлаждении до заданной температуры для осуществления плавления или кристаллизации адгезивов и связующих при получении панелей или готовой продукции различного вида, характеризующихся формой, размерами и структурными характеристиками, соответствующими целевому назначению. В частности, операцию литья или прессования проводят в течение такого времени и при таких температурах, которые необходимы для плавления или кристаллизации адгезивов и связующих с образованием прочного сплава, содержащего адгезив, измельченное сырье, антипирен и добавки, при таких давлениях, которые обеспечивают прочное сжатие и необратимое закрепление компонентов материла панели или готового изделия, с использованием соответствующих машин, например прессов инфекционного литья под давлением с закрытыми литьевыми формами, механических, гидравлических и автоматических, сгибающих и несгибающих прессов, каландров, прессов с открытыми формами (гравитационное литьевое формование), или других машин, используемых для таких операций. Более того, в дополнение к операциям прессования или литья можно использовать также установки, машины или оборудование, предназначенные для дополнительной обработки полученных панелей или изделий, например для обточки, фрезерования, резания, шлифования, строгания, чеканки, окраски и других видов обработки и используемые в самых разнообразных областях, таких как производство автомобилей и мотоциклов, строительство, промышленность, производство мебели и ее элементов, эффективной тепло- и звукоизоляции, и их различные сочетания, такие как при производстве внутренней отделки зданий, усиленных панелей различного назначения, покрытий для изоляции труб и трубопроводов, при производстве труб, полов и подвесных потолков, искусственных декоративных деревьев, в сочетании с отражающими подложками для любых изделий, при производстве котлов, гумуса для удобрения, контейнеров для проращивания культивируемых деревьев и цветов, биоразлагаемых перегородок и т. д.
Транспортировку массы измельченного сырья, смешанного с антипиренами, адгезивами, связующими и добавками к установке для литья или прессования можно осуществлять непосредственно после второй стадии переработки, при этом адгезивы и связующие добавляют в соответствии с первым вариантом, или с использованием преимущественно подводящей трубы или трубопровода перед добавкой адгезивов и связующих в соответствии со вторым вариантом, с тем чтобы сделать массу более компактной для последующего распыления на нее адгезивов и связующих. В качестве альтернативы непрерывному процессу получения композиционной массы для литья или прессования эту массу также можно получать отдельно с помощью аналогичных способов переработки, осуществляемых заранее и в других местах, например, путем размачивания и введения добавок в сырье для производства бумаги и его последующего нагревания, путем нарезания проклеенного, содержащего добавки бумажного сырья и т.д.; затем такую композиционную массу после добавления антипиренов, добавок и при необходимости адгезивов и связующих можно подвергать литью или прессованию. Далее, после осуществления операций прессования или литья полученные панели или другую готовую продукцию с помощью конвейера транспортируют в зону сушки для проведения полной сушки с помощью известных в технике устройств, установок или машин, обычно того же вида, что и описанные выше устройства для предварительной сушки сырья. Затем панели или другую готовую продукцию упаковывают обычным способом и складируют перед доставкой к месту использования.
Следует отметить, что вместо упаковки готовых панелей или других изделий можно укладывать полуфабрикаты панелей или других изделий различной формы (листы, спирали, многослойные изделия и т.д.), полученные из смеси сырья с антипиренами, адгезивами, связующими и добавками, и не подвергнутые еще операциям литья или прессования, с последующей их транспортировкой на перерабатывающие заводы для выполнения с соответствующим качеством и в нужном количестве операций литья или прессования для получения панелей или другой готовой продукции, а также при необходимости других операций обработки вышеуказанного вида.
Полученные панели можно преимущественно использовать как теплоизоляционные, звукопоглощающие и т.п. панели для установки в жилых, промышленных и других различных зданиях для изоляции наружных и внутренних стен и перегородок, и они могут быть самых разнообразных форм, размеров и веса и иметь разные другие свойства в зависимости от дополнительных операций, применявшихся после осуществления литья и прессования. Эти панели можно также использовать для поглощения влаги, конденсата, плесени, воды, загрязнителей, красителей, красок, а также в качестве важного или увлажняющего грунта для интенсивного выращивания растительных культур (грибов и т.п.) и в других подобных целях. Продукция, полученная по данному способу, помимо использования в качестве изоляционных материалов, (особенно тепло-, звукоизоляционных и т.п.), может быть использована для самых разнообразных целей, например в качестве подстилки для животных, для транспортировочных контейнеров для жидких химикатов, в качестве наполнителя, для мебельных отделочных панелей и подвесных потолков, стенных перегородок, покрытий для углов, колонн и поверхностей с целью предотвращения случайных повреждений, для статуй, портновских манекенов, для рабочих столов и столов для живописи, ковриков для дома и автомобиля, различных подставок, материалов для изоляции аквариумов, формованных частей транспортировочных механизмов, установок, оборудования, ортопедических устройств, элементов бамперов, выращивания цветов и саженцев деревьев, для оранжерей, горшочков, удобрений, основы для выращивания грибов, деревьев, растений, в производстве вин, набивных отделочных комплектов, одежды, элементов одежды и тканей в целом, выставочной одежды, игр и игрушек в целом, амальгам и агломерированных материалов, планеров, альбомов, скоросшивателей, картотек, звуконепроницаемых ящиков, звуковых усилителей, крепежа оборудования, тормозящих и уплотнительных колец и манжет, мишеней для стрельбы, для оборудования против самовоспламенения, компонентов оборудования, материалов и установок для предотвращения пожаров и несчастных случаев, противовибрационных устройств, для кондиционирования воздуха и установки микроклимата, систем сушки и охлаждения, оборудования для кино, театров, лабораторий, морского флота, культового и городского оборудования, школьного и общественного оборудования, оборудования для террас, офисов, коммерческих магазинов, поставляемых товаров, предметов для карнавала, похоронных и подарочных принадлежностей, памятных и спортивных товаров, технических промышленных товаров, лифтов и т.д.
Ввиду названных выше причин данный способ позволяет получать такие панели и готовые изделия с помощью простых и почти полностью автоматизированных операций, при которых получают панели с улучшенными технологией и свойствами с помощью простых механизмов, установок и оборудования, доступных и легко обслуживаемых опытными рабочими с минимальным специальным облучением. Это позволяет эксплуатировать такие установки даже вне промышленных зон и территорий, например в развивающихся странах, они требуют минимального ручного труда и используют в качестве сырья отходы, доступные по низким ценам, при этом имеется возможность повторной переработки в качестве сырья с отработавших один срок панелей и других изделий, и в ходе производственного процесса не возникает загрязнения окружающей среды (смог, пыль и др.).
Процесс производства панелей и других изделий согласно данному изобретению может быть осуществлен, как видно на фигуре, с помощью нескольких перерабатывающих устройств, связанных друг с другом по крайней мере одним транспортером или конвейером известного типа и включающих последовательно установку измельчения сырья 1, где сырье подвергают измельчению, дроблению, растиранию или подобным процессам, для получения множества мелких частиц в виде кусочков, полосок или волокон; сборно-загрузочный бункер 2 для транспортировки измельченного сырья, возможно, с помощью всасывающих вентиляторов (не показаны), в емкость или контейнер 3 для временного хранения; устройство для измерения массы или объема 4, предназначенное для своевременного измерения различных количеств сырья, антипиренов и добавок, требуемых для смешения в определенных соотношениях с сырьем, в зависимости от назначения панели или готовой продукции; контейнер-смеситель 5 (например, с вращающимися ножами или спирального типа) для соответствующего перемешивания композиции сырья, антипиренов и добавок, атоматизатор-распылитель 6 для смачивания и/или паровой обработки композиции с целью ее надлежащего перемешивания и возможной стерилизации, с последующим прогреванием композиции на испарителе - сушилке 7; распылитель-автомизатор 8 для пропитки композиции жидким адгезивами и связующими, с получением предварительно формованного продукта, нагретая (или охлажденная) установка литья или прессования 9 с фиксированным усилием сжатия, для получения соответствующих панелей или другой продукции; сушильная печь 10 для полной сушки этих панелей или продукции и установка упаковки (или оберточная установка) 11 для упаковки панелей и продукции для их доставки к месту назначения.
Конечно, возможно создание промышленных установок, отличающихся от описанной в примере, при наличии в них указанных стадий производства, идентичных, иногда немного отличающихся от описанных выше, что не сужает область применения изобретения.
Технический результат - уменьшение трудозатрат. Способ получения панелей или готовой продукции включает использование такого сырья, как бумага, картон. Бристольский картон и аналогичные материалы, которые сразу или через некоторое время разрезают на части меньшего размера, смешивают с антипиренами, адгезивами и связующими и добавками различного вида и подвергают сжатию при нагревании или охлаждении, после чего высушивают и упаковывают. Описаны различные возможности проведения процесса и различные виды его осуществления, а также области применения полученных панелей или готовой продукции. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.
| JP 59026208 A, 10.02.84 | |||
| SU 1561720 A, 15.11.89 | |||
| JP 4263910 A, 18.09.92. |
