DE69219838T2

DE69219838T2 - Verfahren zur Einführung von Zusätzen in faserartige Produkte

Info

Publication number: DE69219838T2
Application number: DE69219838T
Authority: DE
Inventors: Leo K Thiessen
Original assignee: Schuller Corp
Current assignee: Johns Manville Corp
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-09-07
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2012-09-08
Also published as: GR3023674T3; ES2100989T3; MX9205085A; US5123949A; EP0530843A1; CA2077497A1; CA2077497C; DE69219838D1; DK0530843T3; ATE153395T1; EP0530843B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers, wie in den Präambeln der Ansprüche 1 und 4 definiert. Insbesondere betrifft sie die Herstellung von Faserprodukten, die Bestandteile umfassen, die anders sind als die Grundfasern.

Hintergrund der Erfindung

Mineralische Faserprodukte werden üblicherweise hergestellt, indem das mineralische Grundmaterial geschmolzen und die geschmolzene Flüssigkeit anschließend zu Fasern verarbeitet wird. Die so hergestellten Primärfasern werden zu Fasern mit kleinerem Durchmesser mit endlicher Länge verfeinert, die typischerweise auf einem sich bewegenden Träger oder einer Sammelfläche abgelegt werden, um eine Masse oder Schicht von gleichmäßig verteilten, ineinandergewirrten Fasern zu bilden. Flüssiges Bindemittel, das auf die Fasern aufgesprüht wird, wenn sie sich in Richtung des Trägers bewegen, wird anschließend getrocknet oder in einem Ofen gehärtet, durch den die Schicht von Fasern hindurchläuft Häufig wird die Schicht vor dem Härten des Bindemittels auf eine zuvor festgelegten Dichte zusammengepreßt.
Da viele der Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Faserprodukten durch die Eigenschaften der Grundfasern selbst eingeschränkt sind, wäre es manchmal günstig, die Produkte zu modifizieren, um diese Eigenschaften zu verändern oder zu verbessern, den Produkten Festigkeit hinzuzufügen, die Kosten zu verringern oder um die Dichte oder die anderen Eigenschaften zu modifizieren. Ein beim Einarbheiten zusätzlicher Materialien auftretendes Problem ist jedoch die Schwierigkeit ihrer gleichmäßigen Verteilung in der gesamten Fasermatrix. Falls die flüssigen Zusatzstoffe nicht klebrig sind, kann es schwer sein, sie an den Fasern beim Aufsprühen auf die Fasern, wenn sie sich auf die Sammelfläche zubewegen, zum Haften zu bringen. Falls die flüssigen Zusatzstoffe auf eine bereits gebildete Fasermasse aufgesprüht werden, ist es schwierig, sie überall in der Masse gleichmäßig zu dispergieren. Noch schwieriger ist es sogar, zu einer Schicht oder Masse der gesammelten Fasern feste Zusatzstoffe so zuzugeben, daß sie gleichmäßig eindringen und überall in der Masse gleichmäßig dispergiert sind. Falls der bestimmte Zusatzstoff, dessen Zugabe erwünscht ist, nur in fester Form verfügbar ist, zwingt der derzeitige Stand der Technik seines Einarbeitens in das Faserprodukt dazu, eine solche Zugabe zu unterlassen.
Ein Beispiel für einen früheren Versuch, feste Zusatzstoffe Glasfasern zuzugeben, die durch ein Drehspinnverfahren hergestellt worden sind, wird in der FR-A-2 559 793 gefunden, die das Einbringen von zusätzlichen Faserteilchen in die herabfallende Säule von Mineralfasern aus einer Leitung, die außerhalb der Grenzen der Säule angeordnet ist, beschreibt. Ein Problem bei diesem Verfahren besteht jedoch in der Schwierigkeit der gleichmäßigen Verteilung der zusätzlichen Fasern überall in der Säule der Mineralfasern, da die zusätzlichen Fasern zu einer dichteren Verteilung in den der Leitung näherliegenden Teilen der Säule neigen.
Ein Beispiel für ein Verfahren zum Einbringen von Faserbeschichtungsmaterial in Glasfasern, die durch Verfeinern von aus einem Schmelzofen gezogenen Primärfilamenten hergestellt worden sind, ist in der US-A-3 218 139 offenbart. Bei diesem Verfahren ist das Beschichtungsmaterial in flüssiger Form vorhanden oder wird in einer Flüssigkeit mitgeschleppt und auf die verfeinerten Fasern aufgesprüht, wenn sie sich zu einem Sammelgitter hinbewegen. Das Problem des Einbringens von festen Teilchen in eine nichtflüssige Umgebung im Zusammenhang mit einem Faserbildungsverfahren, bei dem ein Formrohr eingesetzt wird, wird jedoch durch diese Lehre nicht gelöst.
Darum wäre es sehr wünschenswert, daß feste Teilchen in ein Faserprodukt so eingebracht werden können, daß die Teilchen überall in dem Produkt gleichmäßig verteilt sind. Außerdem sollte das Einbringenverfahren so sein, daß es die Herstellung der Grundfasern nicht nachteilig beeinflußt oder die normale Sammlung und Ablage der erzeugten Fasern stört. Die Kosten der Zusatzstoffe zum Einbringen sollten ferner niedrig sein, so daß sie kein Hindernis für das Zugabeprojekt bedeuten.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgaben werden durch die Verfahren nach den Ansprüchen 1 bzw. 4 gelöst. In beiden Fällen wird Material, das zur Faserbildung geeignet ist, erhitzt und verflüssigt, anschließend gemäß bekannter Verfahren zu Fasern verarbeitet, und die resultierenden Fasern werden zu einem Träger hinbewegt. Teilchen von Zusatzmaterial werden in die sich bewegenden Fasern eingearbeitet, so daß sie sich mit den sich bewegenden Fasern im wesentlichen gleichmäßig vermischen. Anschließend wird auf einem Träger eine Schicht der miteinander vermischten Fasern und Zusatzstoffteilchen gesammelt. Dem sich bewegenden Strom oder der sich bewegenden Säule der miteinander vermischten Fasern und Zusatzstoffteilchen wird ferner ein warmhärtbares, flüssiges Bindemittel zugesetzt, und die Masse des gesammelten Materials wird Wärme ausgesetzt, um das Bindemittel zum gegenseitigen Verkleben der verschiedenen Bestandteile zu härten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist spziell auf das Drehverfahren zur Bildung von Mineralfasern anwendbar, bei dem flüssiges, mineralisches Material, das in einen Drehrotor eingebracht worden ist, der Seitenwände aufweist, die Öffnungen enthalten, durch die Zentrifugalkraft durch die Öffnungen extrudiert wird. Bei einem solchen Verfahren werden die Fasern mittels eines nach unten gerichteten Gasgebläses verfeinert, und die Fasern bewegen sich in Säulenform auf den Träger zu. Erfindungsgemäß werden die Teilchen des Zusatzmaterials mit den Fasern in der Säule miteinander vermischt, indem sie von einem Ort innerhalb der Säule nach unten geschleudert werden. Die Teilchen werden vorzugsweise durch einen hohlen Schaft, auf dem der Rotor befestigt ist, in die Säule eingebracht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch speziell auf das Flammverfeinerungsverfahren zur Herstellung von Mineralfasern anwendbar, bei dem Primärfasern durch die Löcher im Boden eines Topfes gezogen werden, der das geschmolzene mineralische Material enthält, und anschließend in einem Formrohr mittels einer Flamme verfeinert werden, die expandierende Gase erzeugt und die Fasern in einem Strom auf eine Trägerfläche zubewegt. Die Teilchen des Zusatzmaterials werden im allgemeinen gleichmäßig mit den Fasern vermischt, indem die Teilchen in einem Luftstrom mitgeschleppt werden, der eine Hauptkomponente der Bewegung in dieselbe Richtung aufweist wie die Richtung der Bewegung des Stroms aus den verfeinerten Fasern, und indem der Luftstrom in den Strom von Fasern dann in einem Bereich eingebracht wird, der sich im wesentlichen an das obere Ende des Formrohres anschließt. Die Geschwindigkeit der expandierenden Gase verursacht ein Vermischen der Teilchen mit den Fasern in dem Faserstrom.
Die Teilchen können Fasern umfassen, die anders sind als die Grundfasern, solange sie in die Grundfasern auf die beschriebene Weise eingebracht und mit ihnen vermischt werden können, oder es können Teilchen sein, die selbst schmelzen, wenn sie der Wärme des Bindemittelhärtungsofen ausgesetzt werden. Gleich, welche tatsächliche Zusammensetzung die Zusatzstoffteilchen, die eingebracht werden, aufweisen, können die physikalischen Charakteristika oder die Leistungscharakteristika des Faserendproduktes, das hergestellt wird, durch das erfindungsgemäße Verfahren modifiziert oder speziell dem gewünschten Endgebrauch angepaßt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Frontaufriß, teilweise in schematischer Form, einer Apparatur zur Durchführung der Erfindung in Verbindung mit einem Drehverfahren zur Faserherstellung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte, vertikale Teilquerschnittsansicht der Drehvorrichtung aus Fig. 1 und des Mittels zum Einbringen der Zusatzstoffteilchen.
Fig.3 ist eine vergrößerte vertikale Schnittansicht der Teile am unteren Ende der Bindemittel- und Zusatzstoff- Zufuhrrohre, die eine Modifikation der Struktur von Fig. 2 zeigt.
Fig. 4 ist ein seitlicher Aufriß mit im Querschnitt und in schematischer Form gezeigten Teilen der Apparatur zur Durchführung der Erfindung in Verbindung mit einem Flammverfeinerungs-Faserherstellungsverfahren.
Fig. 5 ist eine vergrößerte, vertikale Teilquerschnittsansicht des Faserbildungsabschnittes und der Mittel zum Einbringen der Zusatzstoffteilchen und
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 5.

Ausführliche Beschreibung der bevorzuaten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 besteht eine Drehspinnanordnung 10 aus einer Scheibe 12, die mit einem Drehschaft 14 verbunden ist, der von einem geeigneten Getriebe, das nicht gezeigt ist, angetrieben wird. Die Scheibe umfaßt eine Seitenwand 16, die Myriaden von kleinen Löchern oder Öffnung 18 enthält. Das obere Ende der Scheibe ist für den kontinuierlichen Fluß eines Stromes von geschmolzenem Material wie Glas G offen, das durch die Zentrifugalkraft, die von der Drehscheibe erzeugt wird, in Richtung der Seitenwand 16 gelenkt und durch die Öffnungen 18 extrudiert wird. Normalerweise sind Heizmittel, die nicht gezeigt sind, in enger Nachbarschaft zum Scheibeninneren zu dem Zweck vorgesehen,das geschmolzene Glas in dem gewünschten Temperaturbereich zu halten. Oberhalb und radial außerhalb der Scheibe 12 ist ein Hohlring 20 befestigt, der eine Anzahl von beabstandeten Düsen 22 enthält, denen durch einen Einlaß 24 Druckluft zugeführt wird. Beim Auftreffen auf die aus den Drehscheibenlöchern 18 austretenden Fasern F trifft der Hochdruckluftstrom A auf die Fasern auf, verfeinert sie weiter und lenkt sie nach unten in Richtung eines sich bewegenden porösen Sammelgurtes oder -bandes 25. Direkt unterhalb des Bandes ist ein Saugkasten 27 gezeigt, um die Fasern dazu zu bringen, besser auf dem Band zu haften, wo sie sich unter Bildung einer Schicht oder Decke L aufbauen. Die bis jetzt beschriebene Struktur ist aus der Technik bekannt.
Immer noch unter Bezugnahme auf Fig. 1, und auch auf Fig. 2 für eine exaktere Darstellung der Struktur, ist ersichtlich, daß der rotierende Schaft 14 hohl ist, mit einem feststehenden Rohr 26, das axial innerhalb des Hohlschaftes befestigt ist. Das untere Ende von Rohr 26 erstreckt sich nach unten unter die Oberfläche der Drehscheibe 12. Axial im Rohr 26 angebracht ist ein weiteres kleineres Rohr 28, das sich nach unten unter das Ende von Rohr 26 erstreckt. Das Rohr 28 ist mit einer Quelle für das flüssige Harzbindemittel 30 verbunden, und eine Leitung 32 ist mit einer Quelle für die Zusatzstoffteilchen 34 verbunden. Die Quelle für die Zusatzstoffteilchen, die irgendein geeigneter Einfüllbehälter oder Kasten sein kann, ist so gezeigt, daß sie mit der Leitung 32 über ein geeignetes Gebläse oder eine luftunterstützte Vorrichtung 36 verbunden ist. Die Leitung 32 ist so angeordnet, daß die Teilchen P in dem Ringraum zwischen Leitung 26 und dem Bindemittelrohr 28 abgelagert werden. Am Ende von Rohr 28 ist eine Düse 38 befestigt, die flüssiges Bindemittel radial nach außen in einer kompletten 360º-Sprühung versprühen kann.
In Betrieb werden die Zusatzstoffteilchen P mit einer Geschwindigkeit abgegeben, die dazu führt, daß eine zuvor festgelegte Menge in die Faserschicht L eingebracht wird. Die Druckkräfte und die Strömungen unterhalb der rotierenden Scheibe führen dazu, daß die Teilchen, die aus dem Rohr 26 austreten, im allgemeinen radial nach außen fließen. Gleichzeitig wird flüssiges Bindemittel B von der Düse 38 versprüht, so daß ein Teil des Bindemittelsprays mit den nach außen fließenden Teilchen B in Kontakt gerät und daran haftet. Obwohl ein Teil des Bindemittels von den Zusatzstoffteilchen abgefangen wird, wird normalerweise genug Bindemittel eingebracht, so daß alle Fasern F, die sich auf das Sammelband 25 zubewegen, von einer ausreichenden Menge erreicht werden. Die resultierende Schicht L von miteinander gemischten Bindemittel-beschichteten Fasern und Zusatzstoffteilchen bildet ein im allgemeinen gleichmäßiges Gemisch, wodurch die Zusatzstoffteilchen somit in der Lage sind, ihre besonderen Charakteristika gleichmäßig in der gesamten Glasfasermatrix bereitzustellen. Falls gewünscht, kann auch flüssiges Bindemittel aus der Düse 40, die in Fig. 1 gezeigt ist, und außerhalb der Fasersäule angeordnet ist, versprüht werden, um zu gewährleisten, daß die Fasern in der Nähe der äußeren Teile der Säule von einer angemessene Bindemittelmenge kontaktiert werden.
Die Druckluft kann auch bereitgestellt werden, um zu einer Kontrolle der Form der Säule der herabfallenden Fasern F zu verhelfen sowie dazu beizutragen, daß der Strom der Zusatzstoffteilchen radial nach außen in Richtung der Fasersäule fließt. Um dies zu erreichen, wird ein Rohr 42, das das Bindemittelrohr 28 in Fig. 3 umgibt, mit einem Kragen 44 in Form eines Kegelstumpfes bereitgestellt, der unter dem unteren End von Rohr 26 angeordnet ist. Der Boden von Rohr 42 ist verschlossen, mit Ausnahme einer nicht gezeigten Öffnung, durch die das Bindemittelrohr hindurchgeht. Die Düse 38 ist somit unterhalb des geschlossenen Endes von Rohr 42 angeordnet. Außerdem umfaßt die Wand des Rohres 42 zwischen Kragen 44 und Düse 38 die Öffnungen 46, durch die Luft strömen kann. Wie gezeigt, sind die Öffnungen in einem zu der Horizontalen nach unten gerichteten Winkel ausgerichtet, um den hindurchgehenden Luftstrom zu unterstützen. Bei dieser Anordnung wird das Bindemitteldurch das Bindemittelrohr 28 an die Düse 38 abgegeben, und die Luft unter Druck wird über den Ringraum zwischen den Rohren 28 und 42 an die Öffnungen 46 abgegeben. Die Abgabe der Druckluft auf diese Weise unterstützt den Aufbau des gewünschten radial nach außen gerichteten Stroms der Zusatzstoffteilchen und bewirkt auch eine Ausdehnung des Durchmessers der Fasersäule, die vom Standpunkt der gleichmäßigen Verteilung der Materialien auf dem Sammelband erwünscht ist. Der Kragen 44 verhindert einen Bindemittel- und Faseraufbau auf der Bindemitteldüse und fördert ebenfalls eine nach außen gerichtete Verteilung der Zusatzstoffteilchen, die auf sie auftreffen können.
Wie vorstehend angegeben, kann die Erfindung auch in das Flammverfeinerungsverfahren zum Bilden von Mineralfasern eingebaut werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 umfaßt die Apparatur 50 einen Topf 52, von dem die Primärfasern F' aus geschmolzenem Glas von den Walzen 54 und 56 durch die Öffnungsdüsen 57 in der Bodenwand des Topfes gezogen werden. Wie in der Glasfaserherstellungsindustrie gut bekannt, ist der Topf 52 mit einer feuerfesten Isolierung 59 ausgekleidet, die es ermöglicht, daß in dem Topf Glasmurmeln oder -flocken durch nicht gezeigte Brenner auf den Schmelzpunkt erhitzt werden, und es ermöglicht, daß das Glas während seines Verweilens in dem Topf in einem geschmolzenen Zustand verbleibt. Ein Brenner 58, der neben den Fasern angeordnet ist, wenn sie aus den Walzen austreten, emittiert eine Flamme, die die Primärfasern F' zu Sekundärfasern F von endlicher Länge mit kleinerem Durchmesser verfeinert. Die Fasern werden durch die heißen Hochgeschwindigkeitsgase der Flamme durch ein Formrohr 60 getrieben, das die Fasern zu einem sich bewegenden Sammelgurt oder -band 62 lenkt. Die Bindemitteldüsen 64 sind typischerweise auf den gegenüberliegenden Wänden des Formrohrs angeordnet, um auf die Fasern flüssiges Bindemittel aufzusprühen, bevor die Fasern das Sammelband erreichen. Ein Saugkasten 66, der auf der Unterseite des Bandes angebracht ist, führt dazu, daß sich die Fasern auf dem Band sammeln und haften bleiben. Wenn sich das Band vom Ende des Formrohrs wegbewegt, bewegt sich eine Schicht L von gesammelten Fasern mit ihm zu einem nachgeschalteten, nicht gezeigten Ofen, wo das flüssige Bindemittel gehärtet wird. Obwohl nicht gezeigt, ist es für die Fachleute in der Faserbildungstechnik selbstverständlich, daß eine Anzahl von Formrohren von einer Anzahl von Faserproduktionseinheiten zu einer gemeinsamen Sammel kammer führen kann, durch die sich das Sammelband bewegt.
Erfindungsgemäß wird ein Kasten oder ein Behälter 70 zum Halten von festen Zusatzstoffteilchen bereitgestellt, und ein luftunterstütztes Mittel oder eine Triebwerk 72 ist mit dem Ausgang des Einfüllbehälters verbunden, um zuvor festgelegte Mengen der Teilchen durch eine Leitung 74 zu bewegen. Wie es in den Fig. 5 und 6 am besten zu sehen ist, ist das Ende der Leitung 74 unterhalb des Brenners 58 an einem Ort und in einem Winkel angeordnet, der dazu führt, daß die Teilchen P in den von dem Brenner erzeugten Strom von Heißluftgasen abgegeben werden. Dies führt dazu, daß sich die Teilchen mit den Sekundärfasern F in dem Formrohr 60 vermischen und überall in der Faserschicht L auf dem Sammelband gleichmäßig verteilt werden. Sowohl die Fasern als auch die Zusatzstoff teilchen werden mit dem flüssigen Bindemittel, das durch die Düsen 64, die in Fig. 4 gezeigt sind, gesprüht wird, beschichtet.
Die Erfindung erlaubt, daß Zusatzstoffe verschiedener Arten in fester Form zugegeben und in der gesamten Glasfaser oder einer anderen Mineralfaser gleichmäßig dispergiert werden. Teilchen wie Pulver oder fein zerteilte granuläre Materialien können aus einer Vielzahl von Gründen zugegeben werden. Beispielsweise können leichtgewichtige Teilchen, die selbst ein gutes Isoliermaterial sind, wie expandierte Vulkanasche, expandiertes Perlit oder Vermiculit, als Streckmittel dienen und die zuvor festgelegten Mengen an Fasern ersetzen. Obwohl dies zu einer leichten Verringerung des Isolierwertes bei bestimmten Dichten führen kann, besitzen die Faserprodukte, die teilchenförmige Streckmittel, die erfindungsgemäß eingearbeitet worden sind, enthalten, im allgemeinen denselben Isolierwert wie Produkte, die keine Streckmittel enthalten. Die Zugabe der Zusatzstoffe kann für die Materialkosten günstig sein, wenn das zugegebene Material nicht so teuer ist wie die bei dem Verfahren hergestellten Fasern, und sie kann auch insofern einen günstigen Einfluß auf die Gesamtkosten besitzen, daß es möglich ist, die Geschwindigkeit des Fertigungsablaufes über die Geschwindigkeit zu erhöhen, die normalerweise von der Produktionsgeschwindigkeit der Fasern vorgegeben wird.
Zusatzstoffteilchen können auch zum Zweck der Verleihung spezieller Eigenschaften an das Faserprodukt eingearbeitet werden. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, die Produktdichte über die Grenzen hinaus zu steigern, die normalerweise von dem Faserherstellungsverfahren vorgegeben sind, in welchem Falle Zusatzstoffe wie Perliterz oder andere schwerere Mineralteilchen verwendet werden können, um ein zusätzliches Produktgewicht bei minimalen Kosten bereitzustellen.
Die Bezeichnung "Teilchen", wenn auf Zusatzstoffe angewendet, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, ist nicht auf Pulver oder Granulat beschränkt, sondern trifft auch auf Fasern zu. Beispielsweise können expandierter Perlit, geflauschte, gebleichte und ungebleichte Holzpulpe oder zerfasertes Zeitungspapier zugegeben werden, um aus den oben diskutierten Gründen als Streckmittel in Verbindung mit leichtgewichtigen Zusatzstoffen zu wirken. Ein solches Produkt würde beispielsweise bei der Herstellung von Blähwolle Anwendung finden. Randzuschnitt oder Abfall, der gehärtetes oder ungehärtetes Bindemittel enthält und sonst als Bestandteil in den durch die herkömmlichen Verfahren hergestellten Faserprodukten unbrauchbar ist, kann gemäß der erfindungsgemäßen Methode als Kostendämpfungsstufe und als Mittel zum Recycling von Abfallmaterial zugegeben werden. Harz in Teilchenform kann anstelle oder zusätzlich zu der Verwendung von flüssigem Harz zugesetzt werden. Dies ist von besonderem Vorteil für Produkte, die mit dem Harzbindemittel in der B-Stufe der Härtung gebildet werden, wobei die Endhärtung zu dem Zeitpunkt stattfindet, zu dem das Endprodukt in einem Formprozeß geformt wird. Durch den Einsatz von festem Harzpulver oder -flocken anstelle von flüssigem Harzbindemittel können die Probleme der Handhabung aufgrund der Klebrigkeit, eines ungenügenden Harzgehaltes in dem Produkt als Ergebnis des Versuchs, die Klebrigkeit zu verringern, und einer unzureichenden Lagerhaltbarkeit gelöst werden.
Es ist bekannt, daß die Mengen in der den Faserstrom eingebrachten Zusatzstoffe in Abhängigkeit von dem speziellen verwendeten Zusatzstoff und den Qualitäten, die er verleihen soll, schwanken. In den Fällen, in denen beabsichtigt ist, die Grundfaser durch relativ große Mengen von Streckmitteln oder Abfallfaser zu ersetzen, sind recht große Mengen erwünscht. Diese Zusatzstoffe können typischerweise in dem Produkt bis zu etwa 70 %, bezogen auf das Gewicht, vorhanden sein, wobei 40 % ein kommerziell praktikabler Maximalwert ist.
Die Menge des eingebrachten Zusatzstoffes hängt ferner ab von der Fähigkeit des Abgabesystems, die notwendige Fließgeschwindigkeit des Zusatzstoffes zu handhaben. Dies erfordert, daß die Abgabeleitung und das luftunterstützte Mittel in der Größe passend bemessen sind und daß das Zusatzmaterial selbst fließfähig ist oder in der Lage ist, fluidisiert zu werden. Im Falle von Faserzusatzstoffen wird die Länge der Fasern durch diese Überlegungen und auch durch die Funktion bestimmt, die sie in dem Faserprodukt ausüben sollen. Falls als Streckmittel zugegeben, wie beispielsweise im Falle von Zeitungspapierfasern, dann wird der faserige Zusatzstoff vorzugsweise bis zu einer Größe fein gemahlen, die Siebe zu passieren vermag, die Öffnungen im Bereich von 2,0 mm bis 11,1 mm (5/64 in. bis 7/16 in.) aufweisen. Ein mehr technisch nutzbarer Bereich wäre jedoch 3,2 mm bis 6,3 mm (1/8 in. bis 1/4 in.). Dies erleichtert nicht nur seine Einarbeitung in die Fasermatrix, sondern auch seine gleichmäßige Verteilung überall in dem Produkt. Falls die Zugabe zum Zwecke der Verstärkung der Fasermatrix erfolgt, wie im Falle von Fasern, die zur Verbesserung der Zugfestigkeit des Produktes eingearbeitet werden, würden die Zusatzstoffasern vorzugsweise eine Länge im Bereich von 3,2 mm bis 19,0 mm (1/8 in. bis 3/4 in.) besitzen. Noch längere Fasern, sogar bis zu einer Länge von etwa 5,0 cm (2 in.), können in kleinen Mengen zugesetzt werden. Selbstverständlich hängt die Quantität der zugegebenen Fasern von ihrer Länge ab, wobei die langen Fasern auf geringere Mengen begrenzt sind und sich kürzere Fasern in größeren Mengen zugeben lassen. Falls zum Zwecke der Verbesserung der Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen zugegeben, wie bei der Zugabe von keramischen oder feuerfesten Fasern zu einem Produkt auf Glasfaserbasis, wäre die Länge der zugegebene Fasern die typische Länge von solchen Fasern, die als Hauptfasern bei der Bildung von Hochtemperaturprodukten verwendet werden. Wenn Randzuschnitt- oder Abfallmaterial zugegeben wird, das aus derselben Grundfaser besteht, sollte das Material vorzugsweise bis zu dem Ausmaß geöffnet sein, das zur Beseitigung von Klumpen oder Verstopfungen notwendig ist.
Obwohl bereits verschiedene Typen von Zusatzstoffen als zur Zugabe zu einem Faserprodukt während des Faserformvorgangs geeignet diskutiert worden sind, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf die Zugabe von nur einem einzigen Zusatzstoff gleichzeitig beschränkt ist. Kombinationen von verschiedenen Zusatzstoffen können eingebracht werden, um dem Produkt ihre speziellen erwünschten Eigenschaften zu verleihen. Beispielsweise können sowohl Zeitungspapierfasern als auch expandierter Bimsstein zu den sich bewegenden, verfeinerten Grundfasern entweder in einer vorgemischter Form oder in getrennten Strömen durch mehrere Abgabeleitungen zugegeben werden.
Die Erfindung soll offensichtlich nicht die Zugabe von flüssigen Zusatzstoffen ausschließen, sondern den Umfang der Zusatzstoffe erweitern, um feste Materialien einzuschließen, die bisher nicht betriebssicher auf reproduzierbare, gleichmäßige und wirtschaftliche Weise in die Fasermatrix eingebracht werden konnten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers, wobei das Verfahren von dem Typ ist, der die Stufen umfaßt:

- Erhitzen eines Materials (G), das in der Lage ist, bis zu seinem Erweichungspunkt zerfasert zu werden, um selbiges zu verflüssigen;

- Einbringen des verflüssigten Materials in einen Spinnrotor (12), der eine Seitenwand (16) besitzt, die darin die Öffnungen (18) enthält, wobei das flüssige Material durch die Zentrifugalkraft durch die Öffnungen extrudiert wird, um Primärfasern zu bilden;

- Verfeinern der Primärfasern mittels eines Gasgebläses (A), um zu bewirken, daß sich die verfeinerten Fasern in einer Säule auf einen Träger (25) zubewegen;

- Einbringen von warmhärtbarem flüssigem Bindemittel in die sich bewegende Säule der Fasern;

- Einbringen von festen Teilchen von Additivmaterial in die sich bewegende Säule der Fasern;

- Sammeln einer Schicht der Fasern auf dem Träger (25);

- Erhitzen der Schicht von Fasern und flüssigem Bindemittel, um das Bindemittel zu härten;

dadurch gekennzeichnet, daß:

die festen Teilchen (P) des Additivmaterials in die sich bewegende Säule der Fasern eingebracht werden, indem die Teilchen von einem Punkt innerhalb der Säule im wesentlichen gleichmäßig radial nach außen in die Säule geschleudert werden, um die Teilchen mit den Fasern zu vermischen.

2. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen des Additivmaterials in das Innere der Säule der Fasern durch einen rotierenden Hohlschaft (26), an dem der Rotor zentral montiert ist, eingebracht werden.

3. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Additivteilchen (P) im allgemeinen von einem Punkt unterhalb des Rotors (12) radial nach außen gelenkt werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers des Typs, der die Stufen umfaßt:

- Erhitzen eines Materials, das in der Lage ist, bis zu seinem Erweichungspunkt zerfasert zu werden, um selbiges zu verflüssigen;

- Einbringen des verflüssigten Materials in einen Topf (52), der die Löcher (57) in seinem Boden besitzt;

- kontinuierliches Ziehen der Primärfasern (F') durch die Löcher (57) und Verfeinern der Primärfasern innerhalb einer Formröhre (60) mittels expandierender Gase von einer Verfeinerungsflamme, so daß die expandierenden Gase die verfeinerten Fasern (F) in einem Strom innerhalb der Formröhre auf einen Träger (62) zubewegen;

- Einbringen von warmhärtbarem flüssigem Bindemittel in die sich bewegenden Fasern (F);

- Sammeln einer Schicht der Fasern (F) auf dem Träger (62); und

dadurch gekennzeichnet, daß:

die festen Teilchen (P) des Additivmaterials in den sich bewegenden Strom der verfeinerten Fasern (F) eingebracht werden, indem die Teilchen in einem Luftstrom mitgeschleppt werden, der eine kleinere Komponente der Bewegung in derselben Richtung wie die Richtung der Bewegung des Stromes der verfeinerten Fasern aufweist, und indem der Luftstrom in den Strom von Fasern in einem Bereich eingebracht wird, der im wesentlichen gegenüber dem oberen Ende der Formröhre (60) liegt, wobei die Geschwindigkeit der expandierenden Gase die Teilchen mit den Fasern in dem Strom mischt, um die Fasern und die Teilchen im allgemeinen gleichmäßig miteinander zu vermischen.

5. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach den Ansprüchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Glasfasern sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Additivmaterials aus cellulosischen Fasern bestehen.

7. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die cellulosischen Fasern aus zerfasertem Zeitungspapier bestehen.

8. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Additivmaterials aus mineralischen Teilchen bestehen, die ausgewählt sind aus einem oder mehreren der Gruppe, bestehend aus poröser Vulkanasche, porösem Perlit und porösem Vermiculit.

9. Verfahren zur Herstellung eines faserigen Körpers nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den sich bewegenden Fasern eine Vielzahl von unterschiedlichen Typen von Additivteilchen zugeführt wird.