CH683272A5 - Heat insulating mineral fibre blanket - Google Patents
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Abstract
Description
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25 25
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CH 683 272 A5 CH 683 272 A5
Description Description
La présente invention a pour but la réalisation d'un matelas thermo-isolant en fibres minérales ayant une orientation aléatoire. The object of the present invention is to produce a thermal insulation mattress made of mineral fibers having a random orientation.
On connaît déjà des matelas ou feutres thermoisolants en fibres minérales (fibres de verre ou fibres de roche) dont l'orientation est pratiquement aléatoire (par exemple brevet européen No 0 133 083, au nom d'Isover Saint-Gobain). Ces produits ont des qualités intéressantes, mais ils ont une masse volu-mique élevée (de 50 à 150 kg/m3) et ne possèdent pas une flexibilité suffisante pour certaines applications, notamment lorsqu'il s'agit d'appliquer de tels matelas isolants sur des surfaces cylindriques, de réservoirs par exemple, sans formation de poches de condensation du côté en contact avec la surface cylindrique, et sans formation de fissures dans la surface extérieure. Heat insulating mattresses or felts made of mineral fibers (glass fibers or rock fibers) are already known, the orientation of which is practically random (for example European patent No. 0 133 083, in the name of Isover Saint-Gobain). These products have interesting qualities, but they have a high density (from 50 to 150 kg / m3) and do not have sufficient flexibility for certain applications, in particular when it is a question of applying such insulating blankets. on cylindrical surfaces, of tanks for example, without formation of condensation pockets on the side in contact with the cylindrical surface, and without formation of cracks in the external surface.
La présente invention vise à fournir un produit ayant les qualités requises pour de telles applications. The present invention aims to provide a product having the qualities required for such applications.
Les auteurs de la présente invention ont trouvé la solution en constatant, de façon inattendue, voire surprenante, au cours de leurs recherches, qu'en diminuant de façon très sensible le diamètre des fibres, par rapport à l'état de la technique, on pouvait réaliser un produit ayant les qualités souhaitées et, de plus, une masse volumique nettement inférieure à celle des produits similaires connus. The authors of the present invention have found the solution by finding, unexpectedly, even surprisingly, during their research, that by very significantly reducing the diameter of the fibers, compared with the state of the art, could produce a product having the desired qualities and, moreover, a density significantly lower than that of similar known products.
La présente invention a pour objet un tel matelas qui est caractérisé en ce qu'il est formé de fibres dont la majorité d'entre elles a un diamètre compris entre 2,5 et 4,5 micromètres et une longueur de 2 à 15 centimètres, et en ce qu'il possède une masse volumique inférieure ou égale à 40 kg/m3. The subject of the present invention is such a mattress which is characterized in that it is formed of fibers, the majority of which have a diameter of between 2.5 and 4.5 micrometers and a length of 2 to 15 centimeters, and in that it has a density less than or equal to 40 kg / m3.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, comment le matelas selon l'invention peut être fabriqué et une forme d'exécution du matelas obtenu. The accompanying drawing shows, by way of example, how the mattress according to the invention can be manufactured and an embodiment of the mattress obtained.
La fig. 1 représente schématiquement une installation pour la fabrication d'un matelas thermoisolant en fibres minérales ayant une orientation aléatoire selon l'invention. La fig. 2 illustre un rouleau d'une bande de matelas selon l'invention. Fig. 1 schematically represents an installation for the manufacture of a thermal insulation mattress in mineral fibers having a random orientation according to the invention. Fig. 2 illustrates a roll of a strip of mattress according to the invention.
Les matelas connus de fibres minérales ayant une orientation aléatoire sont formés de fibres (de verre ou de roche) ayant un diamètre de 6 à 14 micromètres et une longueur de quelques centimètres. Selon l'invention, le matelas est formé de fibres minérales nettement plus fines, ayant, pour la grande majorité d'entre elles, un diamètre moyen de 2,5 à 4,5 micromètres et une longueur de 2 à 15 cm. The known mattresses of mineral fibers having a random orientation are formed of fibers (glass or rock) having a diameter of 6 to 14 micrometers and a length of a few centimeters. According to the invention, the mattress is formed of significantly finer mineral fibers, having, for the vast majority of them, an average diameter of 2.5 to 4.5 micrometers and a length of 2 to 15 cm.
On va décrire maintenant comment on peut réaliser, avec un tel matériau, un matelas isolant ayant les qualités désirées indiquées plus haut. We will now describe how it is possible to produce, with such a material, an insulating mattress having the desired qualities indicated above.
De façon traditionnelle, les feutres de fibres minérales sont constitués en continu en déposant sur un convoyeur les fibres qui sont véhiculées par des courants gazeux. Le convoyeur retient les fibres et laisse passer les gaz. Traditionally, mineral fiber felts are formed continuously by depositing on a conveyor the fibers which are transported by gas streams. The conveyor retains the fibers and lets the gases pass.
Avant qu'elles ne se déposent sur le convoyeur, les fibres sont enduites d'une composition résineuse destinée à lier les fibres entre elles donnant ainsi sa cohésion au feutre constitué. La composition résineuse appliquée sous forme liquide est réticulée par un traitement thermique effectué sur le feutre préalablement ramené aux conditions d'épaisseur et de masse volumique souhaitées. Before they are deposited on the conveyor, the fibers are coated with a resinous composition intended to bind the fibers together, thus giving its cohesion to the felt formed. The resinous composition applied in liquid form is crosslinked by a heat treatment carried out on the felt previously brought back to the desired thickness and density conditions.
La formation des feutres par dépôt des fibres sur le convoyeur de réception ou sur un organe analogue conduit à un enchevêtrement qui n'est pas homogène dans toutes les directions. On constate expérimentalement que les fibres ont une forte tendance à se placer parallèlement à la surface de réception. Cette tendance est d'autant plus accentuée que les fibres sont plus longues. The formation of the felts by depositing the fibers on the receiving conveyor or on a similar member leads to a tangle which is not homogeneous in all directions. It is found experimentally that the fibers have a strong tendency to be placed parallel to the receiving surface. This tendency is all the more accentuated as the fibers are longer.
Dans l'installation représentée au dessin, les fibres arrivent sous forme d'un matelas 1 qui est ensuite soumis, comme il va être expliqué, à un double crêpage, qui est réalisé à deux niveaux. Ce matelas passe d'abord dans une section amont formée de deux zones la et lia qui ont des fonctions différentes. Une zone Illa forme une section aval qui a pour fonction de conduire le matelas avec encollage non polymérisé vers une étuve de polymérisation non représentée. In the installation shown in the drawing, the fibers arrive in the form of a mattress 1 which is then subjected, as will be explained, to a double creping, which is carried out on two levels. This mattress first passes through an upstream section formed by two zones 1a and 11a which have different functions. An Illa zone forms a downstream section which has the function of leading the mattress with non-polymerized gluing to a polymerization oven not shown.
Le matelas ou feutre de fibres de verre (ou autres fibres minérales) arrive en 1 avec encollage non polymérisé, venant de la réception (non représentée), et passe, avec la vitesse de réception en 1, entre une paire de convoyeurs 2, 2' et s'engage ensuite entre une paire de convoyeurs parallèles, aval. The mattress or felt of glass fibers (or other mineral fibers) arrives in 1 with non-polymerized gluing, coming from the reception (not shown), and passes, with the reception speed in 1, between a pair of conveyors 2, 2 'and then engages between a pair of parallel, downstream conveyors.
En sortant d'entre les convoyeurs 2, 2' de la zone la, le feutre arrive à une paire de convoyeurs 3, 3' de la zone lia, ayant une vitesse beaucoup plus faible, ce qui produit une compression longitudinale du produit et un premier crêpage, illustré sur le dessin. En sortant d'entre les convoyeurs 3, 3', le feutre crêpé une première fois arrive à une paire de convoyeurs 4, 4' de la zone Illa, ayant une vitesse inférieure à celle des convoyeurs 3, 3', avec pour conséquence, une seconde compression du produit entre ces convoyeurs et un second crêpage donnant au produit final une disposition des fibres complètement aléatoire comme représentée sur le dessin. Leaving between the conveyors 2, 2 'of the area la, the felt arrives at a pair of conveyors 3, 3' of the area 11a, having a much lower speed, which produces a longitudinal compression of the product and a first crepe, illustrated in the drawing. Leaving between the conveyors 3, 3 ', the felt creped for the first time arrives at a pair of conveyors 4, 4' from the Illa zone, having a speed lower than that of the conveyors 3, 3 ', with the consequence, a second compression of the product between these conveyors and a second creping giving the final product a completely random arrangement of the fibers as shown in the drawing.
Ensuite, le produit arrive à une paire de convoyeurs 5, 5', qui font passer le feutre dans une étuve (non représentée) de polymérisation du liant. Then, the product arrives at a pair of conveyors 5, 5 ', which pass the felt through an oven (not shown) for polymerizing the binder.
La direction de cheminement du feutre est indiquée par la flèche 6'. The direction of travel of the felt is indicated by the arrow 6 '.
Grâce au double crêpage décrit et à l'emploi de fibres fines, du calibre indiqué plus haut, on obtient un produit ayant une moindre masse volumique apparente (MVA) et une plus grande flexibilité, le rendant apte, par exemple, à l'isolation thermique de grandes citernes à l'air libre, par enroulement sur la périphérie de ces citernes. Thanks to the double creping described and the use of fine fibers, of the caliber indicated above, a product having a lower apparent density (MVA) and greater flexibility is obtained, making it suitable, for example, for insulation. thermal of large tanks in the open air, by winding on the periphery of these tanks.
On va donner maintenant des exemples concrets de différentes valeurs (vitesses des différents convoyeurs et des hauteurs d'entrée et de sortie de certains convoyeurs). We will now give concrete examples of different values (speeds of the different conveyors and the entry and exit heights of certain conveyors).
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15 15
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CH 683 272 A5 CH 683 272 A5
La première compression longitudinale produite par le passage du feutre des convoyeurs 2, 2' de la zone la aux convoyeurs 3, 3' de la zone lia est réalisée en donnant à ces derniers une vitesse qui est par exemple, 2,5 fois plus petite que celle des convoyeurs de la zone la. C'est ce qui donne la structure ondulée visible sur le dessin (zone lia). The first longitudinal compression produced by the passage of the felt from the conveyors 2, 2 'of the area la to the conveyors 3, 3' of the area 11a is carried out by giving the latter a speed which is, for example, 2.5 times lower than that of the area conveyors. This is what gives the wavy structure visible in the drawing (area lia).
La seconde compression longitudinale est obtenue en donnant aux convoyeurs 4, 4' de la zone Illa une vitesse qui est, par exemple, 2,5 fois plus petite que celle des convoyeurs de la zone lia. C'est cela qui donne une structure aléatoire et homogène (zone Illa). The second longitudinal compression is obtained by giving the conveyors 4, 4 'of the area Illa a speed which is, for example, 2.5 times slower than that of the conveyors of the area 11a. This is what gives a random and homogeneous structure (Illa area).
La vitesse vi des convoyeurs 2, 2' de la zone la est égale à la vitesse d'entrée du feutre en 1. Celle-ci est ajustée pour obtenir le rapport de vitesses (ou de crêpage) désiré. The speed vi of the conveyors 2, 2 ′ of the area la is equal to the speed of entry of the felt at 1. This is adjusted to obtain the desired speed ratio (or creping).
La vitesse des convoyeurs 4, 4' de la zone aval Illa, est égale à la vitesse des convoyeurs 5, 5' amenant le feutre à l'étuve, ce qui évite tout bourrage ou décrêpage accidentel lors du passage du matelas de la zone Illa à l'étuve. The speed of the conveyors 4, 4 'of the Illa downstream zone is equal to the speed of the conveyors 5, 5' bringing the felt to the oven, which avoids any accidental jamming or unraveling during the passage of the mattress from the Illa zone. in the oven.
La vitesse des convoyeurs de la zone la est égale à la vitesse d'entrée (vitesse de réception) vr du feutre en 1. The speed of the conveyors in zone la is equal to the entry speed (reception speed) vr of the felt in 1.
La vitesse des convoyeurs dans la zone lia est, pour le double crêpage, calculée en fonction du rapport de la vitesse d'entrée vr du feutre à la vitesse dans l'étuve ve, donc vr/ve (vitesse de crêpage), soit: The speed of the conveyors in the area 11a is, for double creping, calculated as a function of the ratio of the input speed vr of the felt to the speed in the oven ve, therefore vr / ve (creping speed), that is:
Le réglage des épaisseurs du feutre a lieu de la façon suivante. Soit H'1 la hauteur d'entrée dans le convoyeur de la zone la, Soit H'2 la hauteur de sortie des convoyeurs de la zone lia. On a alors: The adjustment of the thicknesses of the felt takes place as follows. Let H'1 be the entry height into the conveyor of area la, Let H'2 be the exit height of the conveyors from area lia. We then have:
H'1 = (1,2 à 2,3) . Ee . f1 (MVA) H'1 = (1.2 to 2.3). Ee. f1 (MVA)
H'2 = (1,3 à 2,4) . Ee . f2 (MVA) H'2 = (1.3 to 2.4). Ee. f2 (MVA)
Section aval, zone Illa. Downstream section, Illa zone.
Soit H'3 la hauteur d'entrée entre 4 et 4'; et soit H'4 la hauteur de sortie entre 4-4'. Let H'3 be the entry height between 4 and 4 '; and let H'4 be the outlet height between 4-4 '.
H'3 = (1,0 à 1,30) . Ee . f3 (MVA) H'3 = (1.0 to 1.30). Ee. f3 (MVA)
H'4 = (1,0 à 1,20) . Ee . f4 (MVA) H'4 = (1.0 to 1.20). Ee. f4 (MVA)
où Ee = épaisseur nominale du matelas fini, et f1, f2, f3 et f4 sont des valeurs dépendant de la masse volumique apparente du produit fini. where Ee = nominal thickness of the finished mattress, and f1, f2, f3 and f4 are values depending on the apparent density of the finished product.
Les convoyeurs 3, 3' et 4, 4', s'opposent à une augmentation d'épaisseur du matelas sous l'effet de la pression axiale qu'il subit. The conveyors 3, 3 'and 4, 4', oppose an increase in thickness of the mattress under the effect of the axial pressure which it undergoes.
Les deux sections, amont (la et lia) et aval (Illa) sont liées mécaniquement l'une à l'autre et sont disposées sur un chemin de roulement permettant le positionnement de leur ensemble par rapport à l'étuve. The two sections, upstream (la and lia) and downstream (Illa) are mechanically linked to each other and are arranged on a raceway allowing the positioning of their assembly relative to the oven.
Chaque convoyeur est équipé d'un tapis entraîné par un ensemble moto-réducteur à courant continu permettant un ajustement précis des vitesses aux valeurs désirées. Each conveyor is equipped with a conveyor belt driven by a DC gear motor assembly allowing precise adjustment of the speeds to the desired values.
Grâce à la finesse des fibres et à la disposition complètement aléatoire des fibres d'isolation dans le produit fini, ce dernier possède une surface compacte, une bonne souplesse et une épaisseur constante, avec de bonnes qualités d'isolation. Thanks to the fineness of the fibers and the completely random arrangement of the insulation fibers in the finished product, the latter has a compact surface, good flexibility and constant thickness, with good insulation qualities.
L'application du produit sur de grandes surfaces, planes ou non planes (concaves ou convexes) est facile. Le produit offre une résistance à la compression qui est suffisante pour permettre l'application sur lui d'un revêtement de protection ou d'une couche d'isolation supplémentaire. Le produit peut se présenter sous la forme d'un feutre en rouleau, se prêtant bien à l'application sur la face extérieure d'un revêtement ignifuge et sur des surfaces cylindriques. The application of the product on large surfaces, flat or not planar (concave or convex) is easy. The product offers sufficient compressive strength to allow the application of a protective coating or an additional layer of insulation. The product can be in the form of a felt roll, suitable for application on the outside of a flame retardant coating and on cylindrical surfaces.
Le produit ainsi obtenu présente les caractéristiques suivantes. The product thus obtained has the following characteristics.
Distribution aléatoire ou quasi-aléatoire des fibres (de verre ou de roche). Random or quasi-random distribution of fibers (glass or rock).
Grande finesse des fibres (diamètres de 2,5 à 4,5 micromètres). Great fineness of the fibers (diameters from 2.5 to 4.5 micrometers).
Longueur des fibres de 2 à 15 cm. Fiber length from 2 to 15 cm.
Masse volumique apparente MVA < 40 kg/m3. Bulk density MVA <40 kg / m3.
Résistance à la compression (pour un écrasement de 10% > 0,5 kN/m2. Compressive strength (for 10% crushing> 0.5 kN / m2.
Coefficient de conductibilité thermique < 0,040 W/mK. Thermal conductivity coefficient <0.040 W / mK.
3 3
5 5
10 10
15 15
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25 25
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Le matelas final peut avoir une épaisseur de 20 à 200 mm. Il se présente comme illustré à la fig. 2 par exemple sous la forme d'une bande que l'on peut enrouler. Cette bande comporte une partie centrale 7 constituée de fibres distribuées aléatoirement et deux faces ou parement 8 plan rigide et sensiblement planes où les fibres sont agglomérées par la polymérisation du liant. The final mattress can have a thickness of 20 to 200 mm. It is presented as illustrated in fig. 2 for example in the form of a strip which can be wound. This strip comprises a central part 7 consisting of fibers distributed randomly and two faces or facing 8 which are rigid and substantially planar where the fibers are agglomerated by the polymerization of the binder.
Le matelas peut présenter un surfaçage, c'est-à-dire être revêtu d'une ou deux feuilles adhérentes de papier, d'aluminium, de polyéthylène ou de PVC. The mattress may have a facing, that is to say be coated with one or two adherent sheets of paper, aluminum, polyethylene or PVC.
La distribution aléatoire des fibres fines utilisées assure, lors de l'enroulement du matelas autour d'une surface cylindrique, que cet enroulement se fait sans déformation des surfaces intérieure et extérieure, qui sont ainsi parfaitement cylindriques, avec bonne application sur le corps à isoler, évitant toutes poches de condensation du côté intérieur et toutes fissures du côté extérieur. The random distribution of the fine fibers used ensures, when winding the mattress around a cylindrical surface, that this winding is done without deformation of the interior and exterior surfaces, which are thus perfectly cylindrical, with good application on the body to be insulated , avoiding any pockets of condensation on the inside and all cracks on the outside.
Claims (4)
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1990
- 1990-05-29 CH CH1809/90A patent/CH683272A5/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |