НЕТКАНЫЙ МАТ ИЗ НЕОРГАНИЧЕСКОГО ВОЛОКНА, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ЦЕМЕНТИРОВАННЫЙ КАРТОН (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК D04H1/70 D21F11/00 D21J1/00 

Изобретения относятся к мату из нетканого неорганического волокна, такому как мат из стекловолокна, к способу и устройству для его получения и к использованию мата в строительных картонах, таких как гипсокартон.

Из уровня техники известны нетканые маты из неорганического волокна. Например, известен нетканый материал, содержащий минеральные волокна и искусственные волокна, скрепленные полимеризованным связующим (SU 555188 А, 17.06.1977).

Известен цементированный картон, имеющий лист нетканого мата (GB 2053779 А, 11.02.1981).

Армированный стеклом гипсокартон известен как разновидность строительного картона и имеет общепринятый внешний вид и изготовлен из гипса с нетканым стекломатом непосредственно под одной или под обеими из наружных поверхностей. Мат вводят в основу путем вибрации взвеси основы, расположенной на или под матом, чтобы заставить ее проходить через мат так, чтобы поверхностный слой или слои гипса составили одно целое с сердцевиной. Армированные стеклом гипсокартоны более прочны, чем обычные картоны, и имеют высокую огнестойкость.

При получении армированных стеклом гипсокартонов необходимость обеспечения прочности за счет использования нетканого стекловолоконного мата из волокон сравнительно малого диаметра (например, 13 мкм) вступает в противоречие с необходимостью обеспечения эффективного отсоса через мат воздуха от гипсовой суспензии, из которой образуется картон; это представляет особую сложность на краях листа, где мат поднимают и выводят на верхнюю поверхность листа, чтобы создать края необрезанного листа. Неэффективный отсос воздуха в этой области может привести к образованию пустот на краях обрезанных листов, снижая прочность листов на краях.

Проблему пустот на краях решали путем увеличения диаметра волокна мата, в особенности нижнего мата (например, до 16 мкм), что облегчало отсос воздуха и проникновение гипсовой суспензии, но снижало прочность листа. Однако было найдено, что использование волокон большего диаметра снижает прочность мата. Снижение плотности мата (масса на единицу площади), которое должно было позволить гипсовой суспензии легче проникать через мат, будет приводить к недопустимому снижению прочности картона.

Необходимость обеспечения достаточного времени для проникновения суспензии гипса через мат означает, что линейная скорость линии производства гипсокартона ниже, чем была бы в случае, когда отсос воздуха от краев легче.

Желательно разработать строительный, армированный стеклом гипсокартон, который можно было бы производить с относительно высокой скоростью, который имел бы высокую прочность благодаря использованию мата из волокон относительно небольшого диаметра, и края которого имели бы незначительное количество пустот.

Этот технический результат достигается тем, что нетканый мат из неорганического волокна имеет плотность (массу на единицу поверхности), которая изменяется в поперечном направлении, причем края мата имеют более низкую плотность, чем основная часть мата.

Данный технический результат достигается тем, что способ изготовления нетканого мата из неорганического волокна, плотность (масса на единицу поверхности) которого изменяется в поперечном направлении, а края имеют более низкую плотность, чем основная часть мата, включает пропускание образующей сетки через взвесь неорганических волокон в жидкости при защите части образующей сетки при ее прохождении через взвесь, где указанная часть соответствует краю образуемого мата и защита изменяется по длине образующей сетки при ее прохождении через взвесь, и побуждение взвеси двигаться навстречу образующей сетке, заставляющее указанную жидкость проходить через образующую сетку, посредством чего образуется нетканый мат из неорганического волокна, имеющий неоднородную плотность (массу на единицу площади) в поперечном направлении.

Защита уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь.

Защита достигается переходом поверхности удаленного конца образующей сетки от взвеси на другую сторону защитной пластины при ее проходе через взвесь.

Эффективная ширина защитной пластины уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь.

Устройство для образования нетканого материала из неорганического волокна, плотность (масса на единицу поверхности) которого изменяется в поперечном направлении, содержит источник взвеси неорганических волокон в жидкости, предназначенную для перемещения через указанный источник образующую сетку, через которую при использовании проходит жидкость, осаждая неорганические волокна на образующей сетке, защитное устройство на соответствующей краям образующего мата части ширины образующей сетки для того, чтобы препятствовать прохождению указанной жидкости через образующую сетку в указанной части, где эффективность защиты изменяется в направлении передвижения образующей сетки через указанный источник.

Защитное устройство устанавливают вдоль части образующей сетки, соответствующей краям формируемого мата.

Предпочтительно, чтобы эффективность защитного устройства уменьшалась в том направлении, в котором должна перемещаться образующая сетка.

Защитное устройство представляет собой защитную пластину, прикрывающую край поверхности образующей сетки от источника взвеси.

Эффективная ширина защитной пластины уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь.

Цементированный картон имеет заделанный непосредственно под по меньшей мере одной поверхностью лист нетканого мата из неорганического волокна, имеющего плотность (массу на единицу поверхности), которая изменяется в поперечном направлении, причем края мата имеют более низкую плотность, чем основная часть мата.

В варианте выполнения цементированный картон имеет лист нетканого мата из неорганического волокна по изобретению, заделанный непосредственно под по меньшей мере одной поверхностью, в котором проницаемость мата для цементирующей суспензии меняется поперек мата.

Изобретения описаны далее на примере со ссылками на чертежи, где:
на фиг. 1 схематично показан вид в перспективе наклоненного устройства для получения стекловолоконного мата согласно изобретению; на фиг.2 показаны защитные пластины, предназначенные для использования в устройстве и способе согласно изобретению; на фиг. 3 показан разрез поперечного сечения стекловолоконного мата согласно изобретению.

Устройство, показанное на фиг.1, включает напорный короб 10, содержащий водную взвесь обрезков стеклянного волокна и обычные добавки, залитую до уровня, показанного пунктирной линией 12. Взвесь непрерывно подается в напорный короб 10 снизу. Непрерывная образующая сетка 14, показанная на фиг. 1 прозрачной, проходит через напорный короб 10 под углом к вертикали и горизонтали в направлении, показанном стрелкой на фиг.1. Взвесь протягивают через сетку 14 во всасывающий короб 16 с помощью обычной системы перекачки суспензий для образования на сетке мата 18 из стеклянных волокон. Сразу после выхода из напорного короба 1 мата 18 из стеклянных волокон. Сразу после выхода из напорного короба 10 образующая сетка 14, несущая мат 18 из волокон, проходит над вакуумным коллектором 20, который отсасывает воду из мата 18. Затем мат 18 на образующей сетке 14 проклеивают, сушат и сматывают в рулон обычным образом. Другие валки и рама, показанные на фиг.1, являются обычными.

Защитные пластины 22 и 22', показанные на фиг.2, размещены в напорном коробе 10 между краями образующей сетки 14 и всасывающим коробом 16; образующая сетка проходит поперек их поверхности. Защитные пластины 22 и 22' обычно прямоугольные с прямоугольными вырезами 24 и 24' с их внутреннего, находящегося ниже по течению угла (по отношению к образующей сетке 14). Когда сетка начинает перемещаться к всасывающему коробу 16, наличие защитных пластин 22 и 22' препятствует проходу взвеси через образующую сетку 14 в области, расположенной ниже защитных пластин, и таким образом стеклянные волокна не накапливаются на сетке. Когда сетка 14 проходит под вырезами 24 и 24' на защитных пластинах, взвесь проходит через края сетки, первоначально расположенные под защитными пластинами, и происходит нарастание мата стекловолокна. Центральная часть образующей сетки 14 вообще не защищена защитными пластинами 22 и 22' и таким образом стекловолоконный мат нарастает здесь во время прохода образующей сетки к всасывающему коробу.

Результатом такого дифференцированного накопления стеклянных волокон является изготовление мата, имеющего края 26 и 26' с более низкой плотностью (масса на единицу площади), чем в центральной части 28. Это можно видеть на фиг. 3. Плотность краев 26 и 26' мата можно регулировать размером вырезов 24 и 24' на защитных пластинах 22 и 22' и положением защитных пластин относительно всасывающего короба 16. Такие факторы, как концентрация волокон во взвеси, скорость образующей сетки и скорость, с которой взвесь просасывается через образующую сетку, которые обычно влияют на отложение волокон на сетке и, следовательно, на плотность мата, будут также влиять на плотность краев 26 и 26' и ядра 18.

Стекловолоконные маты по настоящему изобретению находят специфическое применение при производстве армированного стеклом картона, описанного в GB 2053779 А. Мат вводят в основу путем вибрации взвеси основы, расположенной на или под матом, чтобы заставить ее проходить через мат так, чтобы поверхностный слой или слои гипса составили одно целое с сердцевиной. Более низкая плотность краев мата позволяет воздуху, захваченному взвесью, легко проходить через края мата. Это позволяет избежать образования нежелательных пустот на краях картона, улучшая прочность краев. Предпочтительными матами для этой цели являются маты из стекловолокна диаметром 13 мкм, имеющие плотность в центре около 60 г/м² и плотность на краях около 27 г/м².

Защитные пластины по изобретению могут иметь любые требуемые размер и форму для того, чтобы достичь желаемого распределения плотности по ширине мата. Они могут быть расположены с одного или с обоих краев образующей сетки 14, или же одна или несколько пластин могут быть размещены по ширине сетки. Защитные пластины могут опираться на сетку или быть расположенными иначе по отношению к сетке, но предпочтительно они располагаются под ней и между ней и всасывающим коробом 16.

Вместо использования отдельных защитных пластин отложение волокон на образующей сетке можно замедлить путем обработки самой сетки, например, путем закраски небольшой площади в тех областях, где сетка должна быть прикрыта так, чтобы меньше взвеси проходило через сетку в этих областях, снижая отложение волокон и, следовательно, плотность мата. В другом варианте в некоторых областях может быть более плотным плетение сетки, что также снизит проток взвеси через эти области.

Маты по изобретению позволяют получить строительный картон типа армированного стеклом гипсокартона с увеличенной прочностью, в особенности на краях. Картон, имеющий такую же прочность на краях, как выпускаемые армированные стеклом гипсокартоны, может быть изготовлен с большими скоростями, чем это возможно в настоящее время.

Изобретения относятся к мату из неорганического волокна, такому как мат из стекловолокна, к способу и устройству для его получения и к использованию мата в строительных картонах, таких как гипсокартон, и позволяют получить технический результат, состоящий в повышении линейной скорости линии производства гипсокартона высокой прочности за счет использования мата из волокон относительно небольшого диаметра при сниженном количестве пустот в краях картона. Нетканый мат имеет плотность (массу на единицу поверхности), которая изменяется в поперечном направлении, причем края мата имеют более низкую плотность, чем основная часть мата. Согласно способу изготовления нетканого мата осуществляют пропускание образующей сетки через взвесь неорганических волокон в жидкости при защите части образующей сетки при ее прохождении через взвесь, где указанная часть соответствует краю образуемого мата и защита изменяется по длине образующей сетки при ее прохождении через взвесь, и побуждение взвеси двигаться навстречу образующей сетке, заставляющее указанную жидкость проходить через образующую сетку, посредством чего образуется нетканый мат из неорганического волокна, имеющий неоднородную плотность (массу на единицу площади) в поперечном направлении. Устройство для изготовления мата содержит источник взвеси неорганических волокон в жидкости, предназначенную для перемещения через указанный источник образующую сетку, через которую при использовании проходит жидкость, осаждая неорганические волокна на образующей сетке, защитное устройство на соответствующей краям образующего мата части ширины образующей сетки для того, чтобы препятствовать прохождению указанной жидкости через образующую сетку в указанной части, где эффективность защиты изменяется в направлении передвижения образующей сетки через указанный источник. Цементированный картон имеет лист нетканого мата из неорганического волокна, заделанный непосредственно под по меньшей мере одной поверхностью, в котором проницаемость мата для цементирующей суспензии меняется поперек мата. 5 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Нетканый мат из неорганического волокна, имеющий плотность (массу на единицу поверхности), которая изменяется в поперечном направлении, причем края мата имеют более низкую плотность, чем основная часть мата. 2. Способ изготовления нетканого мата из неорганического волокна, плотность (масса на единицу поверхности) которого изменяется в поперечном направлении, а края имеют более низкую плотность, чем основная часть мата, включающий пропускание образующей сетки через взвесь неорганических волокон в жидкости при защите части образующей сетки при ее прохождении через взвесь, где указанная часть соответствует краю образуемого мата и защита изменяется по длине образующей сетки при ее прохождении через взвесь, и побуждение взвеси двигаться навстречу образующей сетке, заставляющее указанную жидкость проходить через образующую сетку, посредством чего образуется нетканый мат из неорганического волокна, имеющий неоднородную плотность (массу на единицу площади) в поперечном направлении. 3. Способ по п. 2, в котором защита уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь. 4. Способ по п. 2 или 3, в котором защита достигается переходом поверхности удаленного конца образующей сетки от взвеси на другую сторону защитной пластины при ее проходе через взвесь. 5. Способ по п. 4, в котором эффективная ширина защитной пластины уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь. 6. Устройство для образования нетканого материала из неорганического волокна, плотность (масса на единицу поверхности) которого изменяется в поперечном направлении, содержащее источник взвеси неорганических волокон в жидкости, предназначенную для перемещения через указанный источник образующую сетку, через которую при использовании проходит жидкость, осаждая неорганические волокна на образующей сетке, защитное устройство на соответствующей краям образующего мата части ширины образующей сетки для того, чтобы препятствовать прохождению указанной жидкости через образующую сетку в указанной части, где эффективность защиты изменяется в направлении передвижения образующей сетки через указанный источник. 7. Устройство по п. 6, в котором эффективность защитного устройства уменьшается в том направлении, в котором должна перемещаться образующая сетка. 8. Устройство по п. 6 или 7, в котором защитное устройство представляет собой защитную пластину, прикрывающую край поверхности образующей сетки от источника взвеси. 9. Устройство по любому из пп. 6-8, в котором эффективная ширина защитной пластины уменьшается в направлении, в котором образующая сетка проходит взвесь. 10. Цементированный картон, имеющий лист нетканого мата из неорганического волокна по п. 1, заделанный непосредственно под по меньшей мере одной поверхностью. 11. Цементированный картон, имеющий лист нетканого мата из неорганического волокна по изобретению, заделанный непосредственно под по меньшей мере одной поверхностью, в котором проницаемость мата для цементирующей суспензии меняется поперек мата.