194787. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szervetlen szálas anyag előállítására és eljárás ilyen anyagból hőszigetelő és tűzálló test előállítására
1 194 787 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés vékony, szervetlen szálasanyag előállítására ásvány, kőzet vagy egyéb szilikáttartalmú olvadékból centrifugálással, valamint eljárás szervetlen szálasanyagból és kötőanyagból hőszigetelő és tűzálló gyapot, nemez és idomtest előállítására. Régi törekvés, hogy az önmagában ismert Jüngers (svéd) vagy Rockwool (NSZK) technológiai sorokon előállított mesterséges, szervetlen szálas szigetelő anyagok ill. az azokból előállított termékek alkalmazhatóságának hőmérsékleti határát és tűzállóságát fokozzák. Ennek érdekében egyrészt a szálgyártás nyersanyagának összetételét változtatták, másrészt a szálhalmazok kötésére felhasznált kötőanyagok hőállóságát növelték. A nyersanyag összetételének változtatása az 500-750 °C hőállóság növelése érdekében, nagy mértékben növeli a fajlagos olvasztási hőigényt, ami az energiahordozók igen magas ára miatt gazdaságtalan, mert ezek az anyagok más, nagyobb hőállóságú tűzálló anyagokkal - esetleg kisebb fajlagos energiatartalom mellett - gazdaságosan helyettesíthetők. A szálhalmazok kötésére és formázására használt kötőanyagok leginkább műgyanták éspedig karbamidformaldehid vagy fenol-formaldehid gyanták vizes oldatai, amelyek tartós igénybevételi vagy alkalmazási hőmérséklete legfeljebb 250 °C. Ezek a kötőanyagok tömegesen előállított és alkalmazott anyagok a szervetlen szálas hőszigetelő anyagok és termékek gyártásában (Zezin, Kirjusecskina, Effektivnoszt primenenija v sztrityelsztve tyeploizoljacionnüh matyerialov, Moszkva, 1974.). Az alkalmazási hőmérséklethatár növelése ill. a tartós hőállóság érdekében a szervetlen szálhalmazok kötésére ill. formázására melamin-formaldehid műgyantákat alkalmaznak. Ezáltal a hőállóság és az alkalmazási hőmérséklethatár 250 °C-ról 400-450 °C-ra növelhető. Az ilyen típusú műgyanta kötőanyagok ára azonban a többszöröse a fenol-formaldehid műgyanták árának, ezért használatuk széles körben nem terjedt el. A hőállóság és az alkalmazási hőmérséklethatár jelentős - 1000 °C-ig való - növelése érdekében a szálhalmazok kötésére nátrium-szilikát, vagyis nátron-vízüveg oldatokat is alkalmaznak, amelyeket vizes hígításban visznek fel a szálakra. Ez az eljárás főleg a helyszíni, szórt szálas alapanyagú hő és tűz ellen védő szigetelések vagy bevonatok kialakítására terjedt el (180584. ljsz. magyar szabadalom). A szálas szilikátanyagok - mint pl. üveggyapot, kőzetgyapot, ásványgyapot, bazaltgyapot - gyártására háromféle eljárás ismert éspedig a centrifugális erővel, légnemű közeg fúvásával, valamint mechanikai húzással való szálképzés (Gigerich, Trier: Glasmaschinen, Springer, München, 7. 2. 1. rész; Knapp-Korányi: Üvegipari kézikönyv, MK, Bp. 1964., IX. D. 2. rész; Déry: Üvegipari gépek és műszerek, MK, Bp. 1956., 4. 44. rész). A szilikát alapanyagú szálasanyagoknál megkülönböztetünk rövid egyedi szálakból álló gyapotot és hoszszú, végtelen szálakból álló fonalat. Az előbbit szigetelési célokra használják és az első két eljárással állítják elő. Az utóbbit, szövött formában villamos szigetelési célokra vagy műanyaggal társítva vázanyagként alkalmazzák és a harmadik eljárással gyártják. A centrifugális eljárások között a legismertebb a Hager-Rosengarth-féle eljárás (Grigerich i. m.), amellyel 10 és 20 mikrométer közötti egyedi szálakból álló gyapotot lehet előállítani; ezt főleg üveg- és bazaltgyapot előállítására alkalmazzák Az eljárás lényege, hogy a kemencéből vékony sugárban kifolyó olvadék 3000-4000 percfordulattai forgó hőálló acéltárcsára folyik és azt szálak alakjában hagyja el. Az eljárás hátránya, hogy 10 mikronnál vékonyabb szálak előállítására nem alkalmas, holott a hőszigetelő képessége annál jobb, minél vékonyabb a szál. A találmány célja egyrészt 10 mikrométernél vékonyabb szervetlen szálasanyag előállítása, másrészt olyan hőálló, hőszigetelő és tűzálló nemez, idomtest és burkolóelem előállítása, amely közel 1000 °C hőmérsékletig tartósan alkalmazható, tűz hatására nem károsodik, fajlagos tömege kicsi, egészségre káros anyagokat nem tartalmaz, jó hőszigetelő és hangszigetelő tulajdonságú, gyártása gazdaságos, az ára jelentősen alacsonyabb, mint a tűzálló kerámiai szálak - pl. kaolingyapot - ára, végül jelentős élőmunka, energia és deviza megtakarítást eredményez. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a centrifugális erővel való szállcépzés tökéletesíthető és 10 mikrométernél vékonyabb szálak állíthatók elő a szálaknak hivatással való pótlólagos nyújtása révén. A találmány szerint a centrifugatárcsában fúvókák vannak kiképezve, amelyen át 50-80 kPa (5-8 m v. o.) túlnyomású levegőt vagy levegő-gáz keveréket hivatnak a centrifugális erővel képz.ett szálakra, amelyeket a sűrített levegő, vagy éghető gáz alkalmazása esetén a láng 10 mikrométernél vékonyabb szálakká nyújt. Felismertem továbbá, hogy vannak olyan különleges kötőanyag keverékek, amelyekkel a szálakat a szálképzés után bevonva, mrjd préselve és hőkezelve, az így nyert anyag hőállósága és tűzállósága megközelíti az 1000 °C hőmérsékletet. Ezeket a kötőanyagokat a szál tömegére vonatkoztatott legfeljebb 20% tömegben alkalmazzuk. A találmány szerint a kötőanyag 5-10 tömeg% töménységű vizes karboximetil-cellulóz oldat, amely 25 tömeg% mennyiségben mészhidrátot is tartalmaz. Ennek a kötőanyagnak a felvitelét követően egy további kötőanyagot alkalmazunk, amely 5-50 tömeg% töménységű alumínium-orl ofoszfát vizes oldat. Ezzel a kötőanyag kombinációval bepermetezett és az ülepítő kamrában az ülepítő szalagra elszívással leülepített nedves, paplanszerű szálhalmazt tömörítő hengerek között a kívánt vastagsági méret és testsűrűség eléréséig tömörítjük, majd hőkezelő berendezésben 280-300 °C hőmérsékletű forró levegő vagy füstgáz átszívásával a kötőanyagos szálpaplan nedvességtartalmát eltávolítjuk és a szálak kötését stabilizáljuk. A hőkezelés hatására, amelynek időtartama 5-15 perc, a nedvesség eltávozása mellett a karboxi-metilcellulóz is kiég, ami növeli a termék porozitását és hőszigetelő képességét. A karboxi-metilcellulóz a technológiai folyamatok során a kötőanyag megszilárdulásáig ill. stabilizálásáig elősegíti a szálhalmaz összetartását és a méretek stabilitását. A mészhidrát egyrészt javítja a termékek kötésének stabilizációját, másrészt semlegesíti az alumíniumfoszfát kötőanyag szabad foszforsavtartalmának káros korróziós hatását, mert a s zabad foszforsav vizes oldatban, a mészhidrát jelenlétében átalakul vízben oldhatatlan kalcium-foszfáttá. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
