FI77815B - Foerfarande foer framstaellning av en fiberfoerstaerkt, haerdbart bindemedel innehaollande, plan produkt. - Google Patents

Description

1 77815

Menetelmä valmistaa kuituvahvistettua, lujittumiskykyistä sideainetta sisältävää, tasomaista tuotetta. Förfarande för framstälining av en fiberförstärkt, härdbart bindemedel innehällande, pian produkt.

Keksintö koskee menetelmää, /jonka avulla valmistetaan kuitu-vahvistettua, lujittumiskyky istä sideainetta sisältävää, tasomaista patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmän mukaista tuotetta.

Julkaisussa DE-OS 30 19 917 kuvataan erilaisia menetelmiä kuituvahvietettujen kipsilevyjen valmistamiseksi.

Julkaisuun GB-PS 772 581 viitaten esitetään menetelmä, jossa lasikuitukudos ohjataan kipsivallin läpi, jolloin se saa päälleen kipsikerroksen ja jonka jälkeen kaksi tällaista lasikuitukudosta asetetaan päällekkäin, minkä jälkeen näin muodostettu kerrostuote kovettuu. Toisen menetelmän mukaan käytetään aikaisemmin käytettyjen paperipäällysteiden asemesta yhteenpunottuja mineraalikuituja.

Kolmannessa kipsilevyjen valmistusmenetelmässä laitetaan kipsivelliä epäorgaanisista kuiduista valmistetulle, kuljet-timella olevalle nauhalle, sen päälle asetetaan toinen, samoista kuidusta valmistettu nauha ja kokonaisuus puristetaan valssien välissä, jotta kipsivelli takertuisi kuitunauhan sisään. Siinä esitetyn toisen menetelmän mukaan valmistetaan monikerroksinen kipsilevy siten, että kipsinen ydin ja vahvistuskuidut päällystetään toiselta puolelta lasikuitu-karstaharsonauha11a tai kartongilla ja toiselta puolelta lasikuitukudoksella tai lasikuitukarstaharsonauha1la, kartongilla, foliolla tai paperilla.

Julkaisun DE-OS 30 19 917 mukaan on näillä kaikilla menetelmillä se haitta, että kipsivelli ei tunkeudu täydellisesti molempiin ulkopuolisiin kerroksiin, tai vaihtoehtoisesti ei tunkeudu täydellisesti niiden lävitse. Julkaisussa DE-OS 30 19 917 ehdotetaan sen vuoksi, että kipsivelli vedetään 2 77815 läpipäästävälle nauhalle, erityisesti lasikuiduista muodostuvalle nauhalle, päälle asetetaan toinen nauha ja tämä kolmikerroksinen tuote asetetaan värähtelemään kahden pinnan väliin, jolloin sitten kipsivelli tunkeutuu nauhan läpi ja nauhan ulkopinnalle muodostuu ohut, läpimenevä kerros.

Näille tunnetuille menetelmille on yhteistä, että vielä k ovettumattoma 1 la kerrostuotte1la ei ole sisäistä koossa-pysyvyyttä, erityisesti kerrokset voivat liukua toistensa suhteen. Näistä syistä johtuen on nauhamaista kerro s tuo tetta , siihen saakka, kunnes kipsi on kovettunut, siirrettävä ja varastoitava vaakasuoran kannattimen päällä. Tällaista vielä kovettumatonta kerrostuotetta ei voida myöskään muotoilla, koska tällöin pehmeä ydinkerros, erityisestiosen paksuus, tulisi eri kohdissa erisuureksi.

Tunnetuissa kerrostuotteissa ulkokerrokset eivät ole sitoutuneet ydinkerrokseen myöskään kovettuneessa tilassa kovin lujasti, mistä seuraa, jos tällaista levyä rasitetaan taivuttamalla, että laajentunut ulkokerros irtoaa, repeää ydinker-roksesta, jolloin kuituvahvistus rikkoutuu, mikä puolestaan • *: johtaa ydinkerroksen murtumiseen.

Keksinnön tarkoituksena on luoda lajimääritelmän mukainen menetelmä, jossa näillä kolmella kerroksella ja vielä kovettu-mattomassa tilassa on oma sisäinen koossapysyvyytensä, mikä kovettuneessa tilassa johtaa tuotteen parempiin mekaa-.·. nisiin ominaisuuksiin.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan perusteella. Tehtävän ratkaisemiseksi vedetän esiin tekstiilitekniikasta tunnettu neulontamenetelmä.

Neulottaessa työnnetään yhdestä kuitupitoisesta, toisen kerroksen päälle asetetusta kerroksesta vastahaoilla varustetuilla neuloilla yksittäisiä kuituja tai kuitukimppuja tähän toiseen kerrokseen, jonne ne jäävät, kun neulat vedetään 5 77815 pois, mikä saa aikaan kuitupitoisen kerroksen sitoutumisen toisen kerroksen kanssa. Neulomistekniikan käyttämisen edellytyksenä on siten "aktiivisesti neulottavia aineita" sisältävän kerroksen läsnäolo, ts. kerroksen, joka muodostuu neulontaprosessin läpiviemiseksi esiinvedettävistä, kuitumaisista rakenteista tai sisältää tällaisia rakenteita. Toisen kerroksen, johon aktiivisesti neulottavat kuidut vedetään, on oltava vähintään passiivisesti neulottavissa, ts. sen on voitava pitää s isääntyönnetyt kuidut.

Tällainen passiivisesti neulottava kerros voi itse olla akti i vise st i neulottava, mutta passiivisesti neulottavat kerrokset voivat myös muodostua tunnetulla tavalla muovi f oi io ista , paperista tms. Hämmästyttävällä tavalla on käynyt ilmi, että myös lujittumiskykyiset» sileäjuoksuiset massat, kuten kovettuvat sementti-, betoni-, kipsi- ja kalkkimassat, kovettuvat tai vulkanoituvat, sitkeäjuoksuiset kautsumassat, kovettuvat, sitkeäjuoksuiset bitumimassat tai myös sitkeä-juoksuisetht edelleen kovettuvat keinohartsimassat tms. ovat passiivisesti neulottavissa.

Mutta myös muovimassa kuivassa, jauhemaisessa muodossa, esim. kaksikomponenttisysteemin toinen tai molemmat komponentit, erityisesti kaksikomponettisideaineet, voidaan tuoda ydinkerrokseksi ja toinen komponentti tuodaan neulonnan jälkeen joko nestemäisessä tai kaasumaisessa muodossa ja/tai kovetetaan vasta neulonnan jälkeen lämmössä ja/tai paineen-alaisena.

Neulomalla voidaan yksittäisistä kerroksista muodostuviin, vielä kovettumattomiin kerrostuotteisiin tuoda hyvin nopeasti lukuisa määrä pidinkuituja suhteellisen tiheään ja lisäksi neulontaprosessin aikaansaamat neulakoneen värähtelyt tuovat osan näistä ydinkerroksen massoista kuituja sisältävään kerrokseen ilman, että siihen tarvittaisiin omia värähtelijöitä. Kyseessä olevassa tapauksessa ydinkerroksessa olevat täy teaineiden, kuten hiekan, polystyreenipallosten, rakeis- 7781 5 tettujen kumitäytteiden tms. tunkeutuminen ulkokerroksiin tai niiden läpi kuitenkin estetään.

Näin muodostetulla mattomaise11a kerrostuottee11a on oma sisäinen koossapysyvyytensä ja sitä voidaan näin ollen myös ilman kanto- tai tukipintaa - vapaasti riippuen -käsitellä. Vielä k ovet tumattomassa tilassa voidaan tällainen pintamainen kerrostuote oikaista suorakulmaiseksi ja sitä voidaan sen jälkeen esim. verhota rakennuksilla teräs-tai puutukirakenteet ruuvaamalla tai naulaamalla levyt niihin, on kuitenkin myös mahdollista kiinnittää tällainen mattomainen kerrostuote paljaalle betonipinnalle rappauksen asemesta.

Nyt täytyisi olettaa, että pidinkuitujen neulominen ydinker-roksen läpi aiheuttaisi heikkoja kohtia kovettuneessa kerros-tuotteessa; hämmästyttävällä tavalla on kuitenkin tullut esiin, että keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulla kerrostuotteella on mekaanisia ominaisuuksia, erityisesti, A : mitä tulee iskulujuuteen, kuormituskestävyyteen ja myös venymiseen, jotka ovat tunnetuilla menetelmillä valmistettujen kerrostuotteiden ominaisuuksien kanssa vähintään tasaveroisia, osittain ne jopa ylittäviä.

Tutkimuksissa todettiin, että silloin, kun tunnettuja kerros-tuotteita rasitettiin taivuttamalla, irtosivat ulkokerrokset : ydinkerroksesta ja tuote murtui kohdasta, jossa rasitus oli suurin. Keksinnön takaisella menetelmällä valmistetuissa kerrostuotteissa sitä vastoin ei tällaista ulkokerrosten irtoamista ydinkerroksesta tapahtunut voimakkaastikaan taivutettaessa. Keskimmäiseen, sideaineen ja mahdollisesti -·; täyteaineen sisältävään yd inker rokse en tunkeutuu vähintään toisesta ulkopuolisesta kuitujen ja sideaineita sisältävästä kerroksesta otettuja pidinkuituja, jotka ovat kiinnittyneinä tähän ydinkerrokseen ja toiseen kerrokseen sideaineen kovettumisen ja sitoutumisen jälkeen. Pidinkuitujen avulla nämä kolme kerrosta saadaan kiinnitetyksi toisiinsa siten, että 5 77815 niitä on hyvin vaikea murtaa irti toisistaan ja jolloin kaikkien kolmen kerroksen lujuusominaisuudeet voidaan käyttää hy väk s i.

Mikäli tässä samalla voidaan käyttää aktiivisesti neulottavia kuituja, yksittäiskuitujen, säikeiden tai lankojen muodossa, mutta myös löysiä kehruusidoksia, esim. perinteisiä synteettisiä polyesteri-, polyamidi-, polypropyleeni- tai vastaavia kuituja tai luonnonkuituja, kuten sisalia, pellavaa, puuvilla tms., on kovettuneella, sitoutuneella, keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetulla, levymäisellä tuotteella yhtä hyvät tai paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin perinteisillä menetelmillä valmistetuilla, kuituvahvistetui11a levyillä.

Toinen ulkokerros, jonka on oltava vähintään passiivisesti neulottavissa, voi muodostua samoista kuiduista, siihen voidaan kuitenkin käyttää myös kangasta, kudelmaa, kehruu-sidosta, muovifoliota tai paperia tms.

Kun laeikuitubetonin ja kuitusementin kehitys johtaa siihen suuntaan, että kuitujen ja betoniseosten kimmomodulit yhä enemmän lähenevät toisiaan, todettiin, että tällainen lähentyminen ei ole silloin tarpeen, kun menetellään keksinnön mukaisesti, jolloin tunnetuista menetelmistä poiketen käytetään kuituja, jotka lisäksi ovat monta kertaa pidempiä kuin aikaisemmin käytetyt yksittäiset kuidut.

Erityisen hyvät lujuusominaisuudet voidaan saavuttaa, jos ei neulota kohtisuorasti tuotteen pitkittäistasoa vastaan, kuten tekstiili-nauhahuopateknikkassa useimmiten on tavallista, vaan vinosti pintaa vasten. Hydraulisia sideaineita sisältävillä pintamaisilla tuotteilla on taipumus murtua ylisuurissa taivutusrasituksissa kohtisuorasti tuotteen pitkittäistasoa vastaan olevassa tasossa. Mikäli nyt pidinkuidut on suunnattu kohtisuorasti tuotteen pitkittäistasoa vastaan, syntyy helposti vaara, että pidinkuitujono muodostaa murtotason.

6 7781 5 Ρ id inkuitujen vino järjestys, erityisesti kun ne on työnnetty kahdelta puolelta, kulloirkin alle 45° kulmassa, ja ovat siten vinottain toisiaan vastaan, saa aikaan sen, että halkeamien muodostus, joka edeltää murtumista, voidaan estää.

Näiden kolmen kerroksen neulominen tuo mukanaan sen, että ydinkerroksen vielä kovettumaton massa ei ainoastaan pysy molempien ulkokerrosten välissä, vaan neulominen estää myös sen, että mitään oleellista siirtymistä tuotteen pitkit-täistasossa ei voi tapahtua. Siten on mahdollista tehdä vielä kovettumattomaan tuotteeseen poikittain sen pitkit-täistasoa vastaan aukkoja, kuten leikkauksia, viiltoja tms. ilman, että tuotteen ydinkerroksestä voisi päästä oleellisia määriä massaa pois, koska pidinkuidut estävät sen.

Mikäli tuotteessa on lukuisia, yhdensuuntaisiin jonoihin tehtyjä viiltoja, jotka vierekkäisissä jonoissa ovat lomittain toistensa suhteen, niin neulottu tuote voi laajeta poikittain viiltojen pitkittäisten aukkojen pitkittäissuuntaan nähden. Tällainen tuote on vielä kovettumattomassa tilassa ollessaan hyvin joustava, jolloin se mukautuu erityisen helposti myös sellaisiin suurempiin epätasaisuuksiin, joita on esineessä, jonka päälle se asetetaan.

Tätä " venymiskykyä" voidaan kuitenkin käyttää myös siten .·. hyväksi, että tuotteen aukkoja voidaan edelleen suurentaa tai viiltoja venyttää ennen kovettumista, jolloin tuote sitten kovettuu tässä avatussa tilassa. Tällaista leveitä aukkoja sisältävää levyä, joka ulkonäöltään muistuttaa tunnettua verkk ometa 11 ia , voidaan käyttää ilmastointiaukkojen ·. tms. peitelevynä, aitaelemen tt inä, näkösuojana jne. Erityisen hyvin se soveltuu lumen tai hiekan erottamiseen, koska ilmassa oleva lumi tai hiekka virratessaan tämä ristikkomaisen tuotteen lävitse menettää hiekan tai lumen, koska virtausolo- *7 7781 5 suhteet muuttuvat äkkinäisesti.

Mikäli vielä kovettumattomassa kerrostuotteessä olevat aukot tai viillot muodostavat kielekkeitä, ne voidaan taivuttaa ulos kerrostuotteen tasosta. Tällaiset ulostaivutetut kielekkeet toimivat tuotteen kovetuttua esim. pidinkielekkeinä, joiden läpi materiaalia kimmoisuudesta johtuen voidaan myös naulata, tai ne voivat hautautua pehmeään maaperään, kun tuote asetetaan levyksi hiekka- tai humuspinnalie, jolloin esiintaivutetut kielekkeet estävät levyn liukumisen.

Kielekkeiden ulostai vuttaminen voidaan suorittaa myös siten, että kielekkeen reunojen leikkaaminen ja kielekkeen taivuttaminen tapahtuvat peräjälkeen samassa työvaiheessa.

Neulotun, vielä kovettumattoman kerrostuotteen sisäisen koossapysyvyyden ansiosta on mahdollista, erityisesti silloin, kun tuote on varustettu aukoilla tai viilloilla, syvävetää tällainen neulottu, vielä kovettumaton kerrostuote.

Keksinnön suositeltavan rakennemuodon mukaan tehdään ainakin toisen vielä kovettumattoman kerrostuotteen pinnoista;: struktuuri, ja erityisesti siihen pintaan, joka myöhemmin, esim. kun tällainen tuote on asennettu rakennukseen tai muuhun sellaiseen, jää näkyviin. Tällainen struktuuri voidaan tehdä muotokalanteroimalla tai kohomeistoa käyttäen, mutta neulotun kerrostuotteeen sisäisen koossapysyvyyden ansiosta on myös mahdollista karhentaa harjalla kerrostuotteen pinta kovettumisproseesin aikana tai vetää yksittäisiä kuidunpäitä kuituja sisältävästä kerroksesta. Pinnan strukturointi voidaan suorittaa myös muuttamalla käytettävän ydinkerroksen koostumusta, koska tämän mass&niviskositeetista riippuen sideainetta joutuu enemmän tai vähemmän kuituja sisältävään kerrokseen tai san.lävitse, ts. tuomalla suhteellisen korkean viskositeetin omaava ydinkerros, sideainetta joutuu vähemmän kerrostuotteen ulkopinnoille, jolloin tuotteen ulkopinnan tekstiililuonne voidaan säilyttää. Mitäli käytetyt kuidut 7781 5 θ tämän lisäksi vielä on värjätty, ei näin muodostettua levymäistä tuotetta, jota käytetään esim. seinäelementtinä, tarvitse enää muuten käsitellä. Tuotavan ydinkerroksen viskositeettia laskemalla ja kerrosten neulomisen jälkeen kalanteroimalla tunkeutuu sideainetta toisaalta niin paljon ulkopuolisten, kuituja sisältävien kerrosten läpi, että sideaine, kuten sementti, kipsi, kalkki, lateksi, kautsu, kuumasulate, bitumi, keinohartsi tms. peittää kuidut kokonaan, jolloin kovettuneen tuotteen ulkopinnalla ei ole kuituja käytännöllisesti katsoen lainkaan näkyvissä. Esim. kovettunut, sementtiä sisältävä tuote muistuttaa tunnettuja asbestisemen-tistä valmistettuja esineitä. Edelleen eräs struktuurimahdol-lisuus on laittaa kokopintaisen, neulotun, vielä kovettumat-toman kerrostuotteen päälle toinen kerrostuote mallikuvion mukaisesti, esim. nauhamaisesti, pistemäisesti tai muulla vastaavalla tavalla ja sitoa se ensimmäisen kanssa neulomalla, j Näin saadaan mahdollisuus muodostaa erityisesti kohollaan olevia struktuureja.

Kaksi tai useampi kokopintainen, vielä kovettumaton kerrostuote voidaan kuitenkin myös asettaa päälletysten ja neuloa yhteen, jolloin kerrostuote voi saada moninkertaisen paksuuden, ja jolloin jo ennen sideaineen sitoutumista sillä on oma sisäinen koossapysyvyytensä.

Vastaavasti voidaan myös lasivilla- tai kivivillamattoja tai vaahtoainelevyjä liittää yhteen kokopintaisten, vielä :: kovettumattomien kerrostuotteiden kanssa, jolloin kerros- tuotteesta vedettävät pidinkuidut työnnetään näihin mattoihin tai levyihin neulomalla. Jos tällainen matto tai levy pääl-lystetään molemmin puolin kerrostuotteella, niin näin synty-nyttä, kerroksittaista esinettä voidaan käyttää esim. erot-tavana seinänä. Koska tällaiset matot tai levyt, kuten edellä olevasta on ilmennyt, ovat passiivisesti neulottavissa, voidaan tällaisia mattoja käyttää kerrostuotteen edestä passiivisesti neulottuna alakerroksena.

5 77815

Keksinnön eräässä erikoismuodossa neulomaton ja vielä kovet- tumaton kerrostuote muotoillaan esim. kourumaiseksi, ja neulotaan vasta tässä muodossa.

Keksinnön rakenne-esimerkkejä esitetään seuraavassa piirroksiin ja esimerkkeihin viitaten.

Kuviot esittävät:

Kuvio 1 on kaaviollinen esitys menetelmän vaatimasta laitteistosta.

Kuvio 2 on kaaviollinen esitys kerrostuotteen leikkauksesta, jossa kerrostuote on neulottu, mutta ei vielä kovettunut .

Kuvio 3 on kaaviollinen esitys kerrostuotteen leikkauksesta, jossa kerrostuote on neulottu ja kalanteroitu.

Kuvio 4 on kaaviollinen esitys päälikuvasta, avatuilla viilloilla varustetusta kerrostuotteesta.

Kuviot 5 ja 6 ovat kaksi mahdollista toisiinsa liittyvien aukkojen muotoa, jotka tai joiden leikkaukset muodostavat kielekkeen.

Kuvio 7 on leikkaus kuvioiden 3 ja 6 mukaisesta kerrostuotteesta, jossa kielekkeet on taivutettu ulos kerros-tuotteen tasosta.

Kuvio 8 on pintamainen kerrostuote, jonka päälle on neulottu nauhamaisia kerrostuotteita.

Kuvio 9 on väliseinälevy, jonka molemmille puolille on neulottu keksinnön mukaisesti valmistetut kerros-tuotteet.

7781 5

Kuvion 1 mukaisesti asetetaan kilijettimelle, tässä kuljetin-hihnalle 1, alakerros 2, jonka päälle, suppilon 3 annoste-lemana, vedetään ydinkerros 4. Tämän ydinkerroksen 4 päälle asetetaan aktiivisesti neulottavia kuituja, tässä kuitukarsta-harson 5 muodossa, minkä jälkeen tämä kolmikerrossysteemi siirretään neulekoneeseen 6.

Tällaiset neulakoneet ovat neulahuopatekniikasta tunnettuja (vrt. esim. Krema, Textilverbundstoffe, sivut 139-141). Tällaisessa neulakoneessa 6 ohjataan neulottava systeemi, tässä kolmikerrossysteemi, porauksilla varustetun peruslevyn 7 päälle. Neulottavan esineen päälle on sijoitettu neulon-taneuloja 8 kantava neulalevy 9, joka jatkuvasti liikkuu niin kauas ylös ja alas (kaksoisnuoli 10), että neulankärjet 11 ovat alimmassa asennossaan tavallisesti kokonaan tunkeutuneet neulottavan esineen läpi, kun taas ylimmässä asennossaan : : ne eivät lainkaan kosketa vielä neulottavaa esinettä. Tässä ylimmässä asennossa voidaan neulottavaa esinettä, tässä : ; kolmikerrossysteemiä, siirtää jaksottaan syötön suuntaan ·.· (nuoli 12), kun taas varsinaisen neulonnan aikana sen on . : oltava paikoillaan. Neulontaneulojen 8 varressa on vähintään yksi - tässä kaksi - vastahakaa 13, joiden avulla ne tarttuvat yksittäisiin kuituihin tai kuitukimppuihin ja vetävät ne neulottavaan esineeseen tai sen läpi. Neulojen 8 paluu liikkeen aikana irtoavat mukaanotetut kuidut tai kuitukimput vasta-haoista 13 ja jäävät passiivisesti neulottuun kerrokseen, ·." tässä alakerrokseen 2 ja ydinkerrokseen 4.

:·. Kun nyt neu lo taessa tekstiiliteollisuudessa, neu lahuopamatto ja valmistettaessa, joiden lopullinen paksuus on esim. 4-6 mm, neula levy issä 9 on suuri määrä tiheästi vieri viereen asetettuja neuloja ja tämä neulalevy voi liikkua esim. nopeudella 700 iskua minuutissa, on nyt neulottaessa vielä kovettumattomia sideaineita sisältäviä kerroksia, joissa vielä lisäksi on täyteainepartikkeleita, kuten hiekkapartik-keleita tai käytetystä kumista rakeistettuja partikkeleita tms., neulojen 8 tiheyttä neulalevyssä 9 suurennetttava 7781 5 ja iskulukua voimakkaasti pienennettävä.

Jos nämä kriteerit on täytetty ja jos vielä tuoreella ydinkerrok-sella on oikea kiinteys, johon vielä esimerkein palataan, niin voidaan myös täytea in epärtikke le itä sisältävä kerros neuloa passiivisesti. Sideaine, joka ei vielä ole kovettunut, vaikuttaa tällöin täyteainepartikkele iden pinnalla voiteluja 1 iukua ineena, jolloin toisaalta neulankärjet voivat liukua rakeiden pinnalla, toisaalta kerroksen sisällä olevat partikkelit voivat siirtyä hieman sivuun.

Kuten kuviosta 1 ilmenee, pienenee kolmikerrossysteemin paksuus neulottaessa, koska toisaalta kuituja sisältävä kerros 5 neulottaessa tiivistyy, toisaalta kuitukerros 5 ja, rakenteesta riippuen, myös alakerros 2 vedetään tai työnnetään ydinkerroksen reuna-alueille.

Kuvion 1 esittämän rakennemuodon mukaisessa laitteessa, jossa keksinnön mukaisen menetelmän käyttö tapahtuu, ohjataan neulottu kerrostuote kahden kalanterivalssin 14 ja 15 välistä, jotka edelleen vaikuttavat tiivistävästä kerrostuotteeseen ja jolloin erityisesti ydinkerroksen sisältämä ilma ja ylimääräinen vesi tai liuotinaine puristuvat pois. Ylimääräisen veden tai liuotinaineen kokoamiseksi on tässä kokoamisallas 16, jollainen voi muuten olla myös neulekoneen 6 peruslevyn 7 alapuolella. Molempia kalanterivalsseja 14 ja 15 puristetaan, kerrostuote niiden välissä ohjaten ja kohdistaen siihen 2-5 bar/cm paine, toisiaan vasten.

Kuviot 2 ja 3 esittävät suurennetuina ja kaaviollisesti neulotun kerrostuotteen leikkausta, jossa kuvio 2 esittää tilannetta neulomisen jälken, mutta ennen kalanterointia ja kuvio 3 tilannetta kalanteroinnin jälkeen. Alakerroksena 2 käytetään kuvioiden 2 ja 3 mukaisesti aktiivisesti neulottavaa kuitukaretaharsoa, joka vastaa päälikerroksen kuitukarstaharsoa 5. Ydinkerros muodostuu tässä sideaineen ympäröimistä täyteaine-partikkeleista 17. Edelleen ovat vielä kuviossa 2 esitetyt 12 7781 5 yksittäiset ilmakuplat poistettavissa. Ilmakuplia esiintyy erityisesti neulontaneulojen Θ pistokohtien ymärillä. Pisto-kohtin muodostuu myös "kuitusuppiloitä" 19. Näihin kuitusup-piloihin 19 vedetään osittain myös kuitujen kuitupäät tai kuituosat, joihin vastahaat 13 eivät tartu. Ydinkerroksen 4 sisältämä sideaine, joka kuvioissa 2 ja 3 on merkitty vinoviivoituksella, ympäröi sekä yksittäiset partikkelit 17 että myös pidinkuidut 20 siten, että käytännössä silloin, kun kovettunut kerrostuote on leikattu, on partikkeleita 17 ja pidinkuituja 20 huomattavasti vähemmän havaittavissa kuin piirroksessa on esitetty. Tämä koskee erityisesti pidinkuituja 20, jotka kovettuneen kerrostuotteen murtumisen vaikeuttamiseksi ovat jakautuneet kerrostuotteen pinnalle epätasaisesti, mistä johtuu, että käytännössä kuituja on leikkauskohdassa vain hyvin vähän näkyvissä.

: Kuten jo yllä on esitetty, on kerrostuotteen paksuus D' kalanteroinnin (kuvio 3) jälkeen pienempi kuin sen paksuus D ennen kalanterointia (kuvio 2). Muut kalanteroinnin kerros-: tuotteessa aiheuttamat muutokset on selvästi havaittavissa ^ vertaamalla kuvioita 2 ja 3; kalanterointi poistaa ilmakuplat 18, sideainetta on tunkeutunut molempien ulommaisten kuituker-rosten 2 ja 5 läpi ja samoin sitä on tunkeutunut kuitusuppiloon 19. Molempia ulkokerroksia 2 ja 5 sitovat pidinkuidut 20 ovat tässä kokoonpuristetussa muodossa, jossa sideaine kovettuessaan sitoo ne. Se, ovatko pidinkuidut 20 kokoonpuris-tetussa muodossa vai ei, riippuu toisaalta valitusta kuitula-jista ja toisaalta kalanteroinnin aikaansaamasta kerrostuotteen pysyvästä muutoksesta.

Kuviot 1-3 esittävät ydinkerrosta, joka sinne pantujen, ··; ei kovettuneiden ja siten vielä juoksevien sideaineiden, kuten sementin, kipsin, kalkin, lateksin, kautsun, kuumasu-latteen, bitumin tai keinohartsien lisäksi sisältää täyteaineita 17, kuten hiekkajyviä, pieniä vaahtoainekuulia, rakeistettua kumia, kuten käytettyä kumia tme.

Muissa rakennemuodoissa tästä täyterungosta luovutaan, 13 7781 5 ts. myös ydinkerroe 4 muodostuu vain sideaineesta, jolloin alakerroksen 2 päälle vedetään sideainetahna, joka sitten sitoo alakerroksen 2, päälikerroksen 5 ja pidinkuidut 20.

Kuviossa 4 on päälikuvasto kerrostuotteesta, joka on muotoiltu ns. verkkometaUin tapaiseati. Sitä varten varustetaan neulottu, vielä kovettumaton kerrostuote yhdensunta isiin jonoihin järjestetyillä viilloilla 22, joissa vierekkäisten jonojen viillot ovat lomittain toisiinsa nähden. Kahden vierekkäisen jonon, jossa viillot ovat samalla suoralla, välinen etäisyys on tässä lähes sama kun kerrostuotteen paksuus, kun taas kahden peräkkäisen samassa jonossa olevan viillon 22 etäisyys toisistaan on tässä noin kaksinkertainen kerrostuotteen paksuuteen verrattuna ja viillon pituus on noin kolminkertainen kerrostuotteen paksuuteen verrattuna. Ennen viilletyn kerrostuotteen kovettumista se laajenee poikittain viillon pituussuuntaan nähden siten, että viillot 22, kuten kuviossa on esitetty, muodostavat sivuseinäisiä aukkoja ja tässä tilassa lopullisesti kovettuvat. Yksittäisten aukkojen väliin jäävätikerrokset 23 asettuvat tällöin jossain määrin siten, että kerrostuotteen pitkittäistason kanssa yhdensuuntaisen viillon poikki le ilfctaus on muotoutunut eri kohdissa erilailla. Nämä kerrostuotteen aukot muodostavat siten suppenevia tai laajenevia suuttimia, mistä johtuu, että läpivirtaavan ilman virtausominaisuudet muuttuvat, kun ilma virtaa tällaisen kerrostuotteen läpi. Näin muotoiltu kerrostuote soveltuu siten erityisen hyvin hiekan tai lumen ero ttam iseen.

Toisessa rakennemuodossa, ei kuvissa, on kahden jonon, jotka muodostuvat^ yhdensuuntaisista viilloista, välinen etäisyys ja jonossa kahdenviillon välinen etäisyys on noin 3-5-kertainen kerrostuotteen paksuuteen verrattuna, kun taas yksittäisten viiltojen 22 pituus on noin 2-3-kertäinen edellä mainittuihin etäisyyksiin verrattuna. Näin mucrtoiltua kerrosta venytettiin sitten poikittain pitkittäissuntaan nähden viillon 22 kohdalla aukoksi ja sen jälkeen suoritettiin kalanterointi. Tällöin 14 7781 5 syntyi linssin muotoisia aukkoja 22, joiden poikkileikkaus säilyi vakiona kerrostuotteen koko paksuuden osalla ja jolloin syntyneet aukon reunat olivat niin sileitä kuin aukot olisi lävistetty kovettuneeseen kerrostuotteeseen.

Viiltämisen ja sitä seuraavan kerrostuotteen venytyksen aikana ei synny materiaalihavioita, sen sijaan keksinnön taasen rakennemuodon mukaiset, halutun muotoiset aukot 22 lävistetään, olkoon ne sitten kuten kuviossa 4 hissin muotoisia tai ympyrämäisiä (ei kuvista). Tällöin lävistetyn aukon poikkileikkaus on vakio materiaalin koko paksuuden osa-lla.

Kuvion 5 mukaisessa kerrostuotteen rakennemuodossa on U-muotoi-set viillot. Kuvion 6 mukaisessa rakennemuodossa on kaksi toisensa leikkaavaa, "Χ"·.η muodostavaa viiltoa 25. Viiltojen 24 samoinkuin viiltojen 25 väliin jää kieleke 26 tai neljä kielekettä 27, jotka taivutetaan kerrostuotteen pitkittäis-tasosta toisessa työvaiheessa, kuten kuviossa 7 olevasta kerrostuotteen leikkauksesta ilmenee.

Viiltämisen ja sitä seuraavan kielekkeiden 26 ja 27 ulostai-vuttamisen asemesta suoritetaan toisessa menetelmävaihtoehdossa kielekkeiden viiltäminen ja taivutus yhdessä työvaiheessa.

Kuvio Θ esittää ensimmäistä, pintamaista kerro stuotetta 28, jonka päälle on neulottu vielä pehmeässä tilassa olevia : : toisia, tässä nauhamaisia ja vielä kovettumattmia kerros- tuotteita 29. Pintamainen kerrostuote 28 on neulottu molemmilta puolilta, mikä on esitetty merkityillä kuitusuppiloi 11a 13 ja pidinkuiduilla 20. Jotta saataisiin parempi selvyys, ·;*' ei kuvioon 8 ole piirretty alakerroksen 2 ja päälikerroksen :**: 5 välissä olevaa, kuviota 2 vastaavaa ydinkerrosta.

Toiset, nauhamaiset kerroetuotteet 29 vastaavat rakenteeltaan pintamaista kerrostuotetta 28, kuitenkin tässä niiden paksuus on vain noin puolet kerrostuotteen 28 paksuudesta.

15 7781 5

Nauhamaiset kerrostuotteet 29 asetetaan toisistaan erotettuina pintamaisen kerrostuotteen 28 päälle ja neulotaan sen kanssa, jolloin neulontaneulat työntyvät nauhamaisen kerrostuotteen 20 päälikerroksen 5' sisään, ottavat tästä päälikerroksesta 5' mukaansa pidinkuituja 30 ja työntävät nämä sekä nauhamaisen kerrostuotteen 29 alakerroksen että myös pintamaisen kerros-tuotteen 28 päälikerroksen 5 läpi viimeksi mainitun ydinker-ro kseen.

Eräässä toisessa rakennemuodossa, ei kuvaa, käsillä olevassa kuviossa 8 kuvatun menetelmän mukaisesti asetetaan myös kaksi tai useampia iden tt is iä , pint ama is ia kerrostuotteita 28 päällekkäin ja neulotaan toisiinsa. Asettamalla useita kerrostuotteita 28 päällekkäin ja neulomalla ne, myös useamman kuin kahden kerrostuotteen 28 läpi samanaikaisesti, voidaan valmistaa halutun paksuinen kerrostuote.

Nauhamaisten kerrostuotteiden 29 asemesta, jotka neulotaan tasomaisen kerrostuotteen 28 päälle, voidaan käyttää myös kerrostuotteita 29, joissa on toisenlaiset pinnat, esim. ympyrämäiset tai neliömäiset, ja joiden avulla voidaan neulottaessa muodostaa mallin mukaisia kuvioita, aina siitä riippuen, millainen rakenne valmiilla tuotteella on oltava.

Kuvio 9 esittää poikkileikkausta kerrosrakenteisesta levystä, jonka ydin on vaahtolevyä 31 ja jonka molemmille pinnoille on pidinkuitujen 30 avulla neulottu pintamaiset, kuviota 8 vastaavat kerrostuotteet 28. Mikäli päälikerros 5 tällöin asetetaan aikaisemmin kalanteroimattoman kerrostuotteen 28 vaahtolevyn 31 päälle, niin valmista tuotetta voidaan ilman muuta käsittelyä käyttää rakennuksissa erottavana seinänä tai vastaavana, jonka pinta antaa vaikutelman neula-huopamatosta. Tämä korostuu erityisesti silloin, kun kerrostuotteen 28 valmistuksessa käytetään pintakerroksessa 5 värillisiä kuituja. Tuomella kerrostuotteen 28 pidinkuidut 30 vaahtolevyyn 31 saadaan toinen rakennekuvia, jos tällöin 16 7781 5 syntyviä kuitusuppiloita ei täytetä sideaineella.

Eräiden keksinnön mukaisilla menetelmillä valmistettujen kerrostuotteiden kokoonpano ja rakenne ilmenevät seuraavista esimetkeistä.

Esimerkki 1; Päälikerroksen ja sen kanssa identtisen alakerroksen valmistamiseksi asetettiin polyesterikuiduista valmistettu karstaharso, paino 200 g/m ja tiitteri 17 dtex, Bafatex-rungon päälle, 2 2 paino 25 g/m , ja esineulottiin pistotiheydellä 48 pistoa/cm .

Ydinkerrosta varten sekoitettiin 10 paino-osaa Portland-sementtiä, 10 paino-osaa rakennushiekkaa, raekoko 0,1 -1 mm, 5 paino-osaa vettä ja 1 paino-osa Vinnapas RE 926 Z.

Tämä seos levitetttiin tasaisesti alakerroksen päälle siten, 2 että painoksi pintayksikköä kohden tuli 9,3 kq/m , jonka jälkeen seos peitettiin päälikerroksella.

Tämä kolmikerrossysteemi neulottiin neulekoneessa molemmilta puolilta, jolloin pistotiheydeksi molemmilla puolilla tuli 24 pistoa/cm . Neulottua kerrostunette puristettiin puristi- 2 messa paineen ollessa 40 N/cm 48 tunnin ajan ja se kovettui Y; sen jälkeen huoneen lämpötilassa 20 päivän aikana.

Näin menetellen saatiin 5 mm paksu levy, jonka pinta oli lähes homogenista kuitubetonia ja jonka sisärakenne oli ·-·' kolmikerroksinen, nimittäin kaksi uloinna olevaa kuitube- tonikerrosta ja niiden välissä p id in kuidut sisältävä hiekka-. betonikerros.

Esimerkki 2: ... I 1 -I ^ Päälikerroksen ja alakerroksen valmistamiseksi polypropylee- 17 7781 5 2 ninen karstaharso, paino 80 g/m , tiitteri 17 dtex ja kuitujen pituus 90 mm, laitettiin Bafatex-rungon, paino 25 g/m , päälle ja neulottiin jälleen pistotiheydellä 48 pistoa/cm . Ydinkerroksen koostumus oli sama kuin mallin 1 ydinkerrokse11a, neulonta, puristaminen ja kuivaaminen tapahtuivat aivan kuten esimerkissä 1.

Jälleen saatiin kolmikerroksinen tuote, jonka rakenne ja ulkonäkö vastasi esimerkissä 1 esitettyä. Tämän toisen mallin taivutuslujuus oli kuitenkin vain noin 3/4 ensimmäisen mallin taivutuslujuudesta.

Esimerkki 3: Päälikerroksen ja alakerroksen valmistamiseksi polyesterikui-tuinen karstaharso, paino 80 g/cm , laitettiin Bafatex-rungon, paino 25 g/m , päälle. Tässä käytettiin erilaisia polyesteri* kuituja ja seuraava sekoitus oli esillä: 30 g, tiitteri 4 dtex ja kuitujen pituus 100 mm + 30 g, tiitteri 6 dtex ja kuitujen pituus 60 mm + 20 g, tiitteri 15 dtex ja kuitujen pituus 76 mm. Myös tässä esineulottiin pistotiheydellä 48 pistoa/cm .

Ydinkerrokseen käytettiin seosta, jossa oli 2 paino-osaa Portland-sementtiä, 3 paino-osaa paperipaloja (sanomalehtipaperia) ja 7 paino-osaa vettä. Tämä seos levitettiin siten, että painoksi pintayksikköä kohden tuli noin 5,7 kg/m , molempien ulkokerrosten väliin, minkä jälkeen kolmikerros-systeemi, kuten aikaisemmin esitettiin, neulottiin kahdelta puolelta. Neulottua kerrostuotetta puristettiin jälleen 48 tuntia paineen ollessa 40 N/cm , jolloin puristin oli ensimmäisten kahden tunnin ajan kuumennettuna 100°C:ksi ja kerroetuote kuivui kaikkiaan 6 päivää.

Näin saatiin iskunfebstävä levy, jonka molemmat päälipinnat olivat kuidusta.

18 7781 5

Esimerkki 4; Päälikerroksen ja alakerroksen valmistamiseksi laitettiin Bafatex-rungolle, paino 25 g/m , polyamidikuituseos, jossa kuitujen pituus oli 80 mm ja näistä 60 g oli tiitteriltaan 6,7 dtex ja 20 g tiitteriltään 17 dtex ja jälleen esineulottiin pistotiheydellä 48 pistoa/cm . Ydinkerrosta varten sekoitettiin 10 paino-osaa lateksia, 10 paino-osaa käytetystä kumista valmistetttuja rakeita, joiden koko oli 1-4 mm, 10 paino-osaa Portland-sementtiä ja 8 paino-osaa vettä. Tämä seos levitettiin siten, että painoksi p intay ks ikköä kohden tuli 8 kg/m , molempien kuitukerrosten väliin, ja, kuten yllä esitettiin, neulottiin molemmilta puolilta. Neulottua kerrostuotetta kuivatettiin sitten 18 tunnin ajan 130°C:ssa ja saatiin 8 mm paksu, kimmoinen, kuitupitoinen levy.

Esimerkki 5:

Ydinkescroeta varten sekoitettiin 17 paino-osaa bitumia, 3 paino-osaa lateksia ja 12 paino-osaa kumijauhoa, raekoko 0,2 - 0,8 mm, yli 200°C lämpötilassa. Seos levitettiin ala- ja päälikerroksen väliin esimerkin 4 mukaisesti ja suoritettiin esilämmitetyllä neulekoneella yli 200°C lämpötilassa neulonta, kuten edellä kuvattiin.

Yllä olevista viidestä esimerkistä ilmenee, että riippuen siitä, kuinka yksittäiset kerrokset on kokoonpantu, voidaan >*. keksinnön mukaisella menetelmällä saada erilailla muodostuneita 1/ levyjä.

Kumin suhteen on ydinkerroksen muodostamisessa erilaisia mahdollisuuksia, niinpä rakeistettua käytettyä kumia voidaan sitoa kylmänä lateksilla, kumirakeet tai kumijauhe voidaan sekoittaa bitumin tai kuumasulatteen kanssa tai ydinkerrok-sessa käytetään plastisoitua kumimassaa, joka neulomisen jälkeen vulkanoidaan. Mutta myös kuumia, termoplastisia kautsumassoja voidaan neuloa, jotka neulomisen jälkeen 19 7781 5 jäähdytetään ja sidotaan kuiduilla, ydinkerroksena voidaan kuitenkin käyttää myös hiekalla ja katalysaattoreilla lisättyjä keinohartseja, kuten akrylaatteja, jotka sekoitetaan vasta hieman ennen levitystä ja jotka polymeroituvat neulomisen jälkeen.

Claims (29)

1. Menetelmä valmistaa kuituvahvistettua, lujittumiskykyistä sideainetta sisältävää/ tasomaista tuotetta, jossa sideainetta sisältävä, virtauskykyinen, kovettumaton vdinkerros (4) on tuotu alakerroksen (2) ja päällyskerroksen (5) väliin, tunnet-t u siitä, että nämä kolme kerrosta (2, 4, 5), joista vähintään toinen ulkokerroksista (2, 5) muodostuu aktiivisesti neulottavista kuiduista, liitetään sideaineen ollessa vielä kovettumatonta neulomalla siten toisiinsa, että kerrokset pysyvät muokattavassa tilassa ollessaan koossa, minkä jälkeen sideaine kovetetaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerrokset (2, 4, 5) neulotaan päälikerroksesta (5) ja alakerroksesta (2) otetuilla pidinkuiduilla (20).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidinkuidut (20) työnnetään tuotteen sisään alle 90° kulmassa tuotteen pitkittäistasoon nähden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidinkuidut (20) työnnetään sisään sekä päällyskerroksen (5) että myös alakerroksen (2) puolelta ja ne ovat vinottain toisiinsa nähden.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neulottu, vielä kovettumaton kerrostuote on varustettu aukoilla, ensisijaisesti viilloilla (22).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerrostuotteessa on lukuisia yhdensuuntaisiin jonoihin järjestettyjä viiltoja (22), joissa vierekkäisten jonojen viillot ovat toistensa suhteen lomittain.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, li 21 7781 5 tunnettu siitä/ että neulottua ja pitkittäisillä aukoilla tai viilloilla (22) varustettua kerrostuotetta venytetään poikittain aukkojen tai viiltojen pituussuuntaan nähden.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä/ tunnettu siitä, että itsessään tasainen, vielä kovet-tumaton kerrostuote muotoillaan tästä tasosta lähtien.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vielä kovettumaton kerrostuote varustetaan useilla, toisiinsa liittyvillä ja kulmittain olevilla aukoilla tai viilloilla (24, 25).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että yksittäisten aukkojen tai viiltojen (24, 25) väliin muodostuvat tai leikkausten itsensä muodostavat kielekkeet (26, 27) taivutetaan ulos kerrostuotteen tasosta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yksittäiset kerrostuotteen pinnan osat taivutetaan esiin vielä kovettumattoman kerrostuotteen pitkittäistasosta siten, että leikkaus ja taivutus seuraavat välittömästi toisiaan.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vielä kovettumattomalle, neulotulle kerrostuotteelle syvävedetään muoto.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vielä kovettumattoman kerros-tuotteen vähintään yhdelle pinnalle on tehty struktuuri.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vielä kovettumaton kerrostuote 22 7 781 5 kalanteroidaan, erityisesti muotokalanteroidaan.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kerrostuotteen pinta karhennetaan kovettu-misprosessin aikana lähinnä harjalla.

16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kerrostuotteen kovettumisprosessin aikana yksittäisiä kuidunpäitä vedetään esiin kuituja sisältävästä kerroksesta tai kerroksista.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaksi vielä kovettumatonta ker-rostuotetta liitetään neulomalla toisiinsa.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään yksi kerrostuote yhdistetään toiseen, erityisesti tasomaiseen tuotteeseen neulomalla pinnat vastatuseten.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vielä neulomaton kerrostuote muotoillaan ja kerrokset liitetään tässä muodossa neulomalla.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää hydraulista sideainetta.

20 7781 5

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerroksessa (4) käytetään sideaine-vesi-seosta, ensisijassa sideaine-täyteaine-vesi-seosta.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sideaineena käytetään sementtiä ja täyteaineena hiekkaa. 23 7781 5

23. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sideaineena käytetään kipsiä tai kalkkia.

24. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neulottu kerrostuote kostutetaan vedellä.

25. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää sitkeä-juoksuisia kautsumassoja.

26. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää sitkeä-juoksuisia bitumimassoja.

27. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää sitkeä-juoksuisia keinohartsimassoja.

28. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää muovimas-saa kuivassa, pulverimaisessa muodossa, esim. kaksikomponent-tisysteemin yhtä komponenttia ja systeemin toinen komponentti tuodaan kerrostuotteeseen neulomisen jälkeen.

29. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinkerros (4) sisältää muovimas-saa kuivassa, pulverimaisessa muodossa, esim. kaksikomponent-tisysteemin molemmat komponentit, ja tämä kaksikomponenttisys-teemi pannaan reagoimaan vasta neulomisen jälkeen. 24 Patentkrav 7781 5