EA 009869B1 20080428

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000009869b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

1. Акустический элемент (1), содержащий

лицевую поверхность (2), проходящую в плоскости XY;

заднюю поверхность (3), по существу, параллельную указанной лицевой поверхности, и

боковые кромки (4), параллельные оси Z,

причем указанный элемент состоит, главным образом, из связанного войлока из минеральных волокон воздушной укладки и обладает коэффициентом звукопоглощения a _w , равным по меньшей мере 0,7,

отличающийся тем, что

связанный войлок имеет плотность 70-200 кг/м ³ ,

при этом передняя поверхность (2) связанного войлока является лицевой поверхностью, которая сформирована путем разрезания и абразивной обработки,

причем в акустическом элементе волокна расположены слоями, которые проходят, по существу, в направлении Z от поверхности разреза.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что отношение изгибной прочности (стойкости к изгибу в направлении Z) войлока в первом направлении в плоскости XY к изгибной прочности во втором направлении, перпендикулярном первому, в плоскости XY равно по меньшей мере 2.

3. Элемент по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что составляющая волокон в направлении Z является составляющей, получаемой с помощью процесса, содержащего сбор волокон в виде полотна на движущемся сборнике, необязательную перекрестную укладку слоев этого полотна, вертикальное сжатие получаемого полотна с достижением плотности по меньшей мере 10 кг/м ³ и последующее продольное сжатие полотна с коэффициентом по меньшей мере 1,7:1, предпочтительно по меньшей мере 2:1, при одинаковой толщине.

4. Элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что минеральные волокна являются породообразующими, каменными или шлаковыми.

5. Элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что волокна элемента на задней грани и рядом с ней имеют ориентацию в плоскости XY, большую, чем волокна, находящиеся на расстоянии от задней грани, которое составляет 20% толщины войлока.

6. Элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что волокна элемента рядом с задней гранью имеют такую ориентацию, что проходят, главным образом, в плоскости XY, по существу, перпендикулярно первой боковой кромке элемента, при этом вдоль этой первой кромки выполнена прорезь, проходящая в плоскости XY и имеющая противоположные боковые поверхности и торцевую поверхность.

7. Элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержит прорезь, которая имеет противоположные боковые поверхности и торцевую поверхность, и прорезана вдоль, по меньшей мере, первой боковой кромки элемента, и проходит в плоскости XY, при этом указанная прорезь снабжена пропитывающим веществом, которое проникает на глубину 0,5-2 мм в войлок от обеих боковых поверхностей прорези.

8. Элемент по любому из пп.6 или 7, отличающийся тем, что содержит аналогичную прорезь в третьей боковой кромке, по существу, параллельной первой боковой кромке.

9. Элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что плотность войлока в элементе составляет 70-140 кг/м ³ .

10. Элемент по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что он имеет облицовочное полотно на передней грани и необязательно на задней грани войлока.

11. Способ изготовления акустического элемента по п.1, заключающийся в том, что

собирают минеральные волокна и связующее, увлекаемые воздухом, на движущемся сборнике (10) и вертикально сжимают (16, 16) собранные волокна для формирования полотна (15''),

переориентируют волокна и получают несвязанный войлок, имеющий плотность от 70 до 200 кг/м ³ , предпочтительно от 70 до 140 кг/м ³ и увеличенную ориентацию волокон в направлении Z,

отверждают связующее для формирования термостабилизированного войлока,

разрезают термостабилизированный войлок в плоскости XY на два разрезанных войлока (27), при этом волокна имеют увеличенную ориентацию в направлении Z,

и сглаживают каждую поверхность разреза путем абразивной обработки для получения плоской грани (2).

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что до сжатия минеральных волокон осуществляют перекрестную укладку (13) слоев собранных волокон.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что переориентацию волокон осуществляют путем вертикального сжатия полотна с достижением плотности 10 кг/м ³ и массы W на единицу площади и подвергают полотно продольному сжатию, в результате чего несвязанный войлок, который подвергается термостабилизации, имеет массу по меньшей мере 2W на единицу площади.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что несвязанный войлок имеет массу по меньшей мере 2W, предпочтительно от 2,3 до 3W на единицу площади.

15. Способ по любому из пп.13 или 14, отличающийся тем, что полотно, имеющее массу W на единицу площади, подвергают продольному сжатию, а затем продольной декомпрессии для уменьшения массы на единицу площади на величину от 0,2 до 1W с получением массы по меньшей мере 2W, предпочтительно от 2,3 до 3W на единицу площади в несвязанном войлоке.

16. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что войлок, сформированный посредством продольного сжатия, имеет толщину T, указанный войлок подвергают вертикальному сжатию до достижения окончательной толщины от 0,2 до 0,95Т, предпочтительно от 0,4 до 0,95Т перед термостабилизацией.

17. Способ по любому из пп.11-16, отличающийся тем, что дополнительно разрезают, по меньшей мере, вдоль одну из боковых кромок с получением прорези, которая проходит в плоскости XY и которая имеет противоположные боковые поверхности, эжектируют жидкое отверждаемое пропитывающее вещество из сопла, которое скользит внутри прорези вдоль длины прорези, впрессовывают пропитывающее вещество в боковые поверхности посредством скольжения или вращения вдоль прорези втирающего элемента, форма которого обеспечивает, по существу, плотную посадку внутри прорези, с последующим отверждением пропитывающего вещества.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
Акустический элемент (1), содержащий

лицевую поверхность (2), проходящую в плоскости XY;

заднюю поверхность (3), по существу, параллельную указанной лицевой поверхности, и

боковые кромки (4), параллельные оси Z,

отличающийся тем, что

связанный войлок имеет плотность 70-200 кг/м ³ ,

9. Элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что плотность войлока в элементе составляет 70-140 кг/м ³ .

11. Способ изготовления акустического элемента по п.1, заключающийся в том, что

отверждают связующее для формирования термостабилизированного войлока,

и сглаживают каждую поверхность разреза путем абразивной обработки для получения плоской грани (2).

009869
Область техники
Настоящее изобретение относится к акустическим элементам, сформированным из минеральных волокон посредством воздушной укладки.
Уровень техники
Акустические элементы (часто называемые акустическими панелями или акустическими плитками) имеют передние и задние грани, которые проходят в плоскости XY, и боковые стороны, которые проходят в направлении Z между передними и задними гранями. Передняя грань - это грань, которая обращена к помещению или другому пространству, которое должно получить преимущества при звукопоглощении, так что эта грань должна иметь хороший коэффициент aw звукопоглощения, в общем случае составляющий по меньшей мере 0,7, а чаще и более.
Внешний вид потолка или стены, сформированных из акустических элементов, становится лучше, когда передняя грань является истинно плоской или планарной гранью. По шкале классификации, где 1 представляет наиболее плоскую поверхность, которую имеют известные элементы, выполненные из минеральных волокон, а 6 представляет наименьшую степень плоскости, которую можно считать промыш-ленно адекватной низкокачественному изделию, классы 1 или 2 являются наилучшими и часто требуются для высококачественных плиток, тогда как для тех же целей могут оказаться приемлемыми плитки классов 3 или даже 4, особенно когда внешний вид не критичен.
Отклонения от истинно плоской поверхности в волоконных изделиях имеют тенденцию проявляться в виде незначительных выпучиваний. Они могут иметь некоторую глубину (от впадины до пика), которая довольно мала, например меньше 0,3 мм, но отражения света могут сделать их появление заметным, поэтому желательно, чтобы элемент имел поверхность, которая является как можно более плоской.
Акустические элементы можно изготавливать путем литья влажных или текучих материалов (например, их можно изготавливать из минеральных волокон влажной укладки), но во многих случаях предпочтительно формировать акустические элементы из минеральных волокон воздушной укладки.
Обычный способ изготовления таких изделий содержит формирование термостабилизированного войлока из волокон, при этом к каждой грани приклеивают текстильный ворс, а затем разрезают войлок в плоскости XY на две половины. Каждая половина имеет грань разреза (которая становится передней гранью изготавливаемого элемента). Каждую переднюю грань обрабатывают путем абразивного истирания, чтобы сделать ее как можно более плоской, после чего на нее обычно наклеивают текстильный материал. В настоящем описании употребляются такие выражения, как "подвергнуть абразивному истиранию", "абразивная обработка" и "абразивное истирание" в качестве названий для определения процессов сглаживания шероховатой поверхности, например процессов, которые известны как процессы шлифования.
Изделия, изготавливаемые этим методом, обычно имеют плотность около 100 кг/м3. Они пригодны для многих целей, но изменения качества разрезаемого войлока от точки к точке и изменение качества поверхности, которую затем подвергают абразивному истиранию, могут привести к большему выпучиванию передней грани, чем это требуется в некоторых случаях. Как правило, войлок имеет класс 3 или 4, хотя может быть и лучше, например соответствовать классу 2 или 3, когда его изготавливают из некоторых сортов стекловаты.
Чтобы уменьшить это влияние, осуществляют формирование войлока воздушной укладки, который затем подвергают кардочесанию, чтобы разделить войлок на отдельные волокна и нетермостабилизиро-ванные пучки или другие отходы (такие, как ворсовые агломераты связующего и волокон), собирают отдельные волокна с одновременной отбраковкой нетермостабилизированных отходов, прессуют собранные отдельные волокна в присутствии связующего для достижения высокой плотности, обычно свыше 150 кг/м3 (например, около 190 кг/м3), и отверждают связующее. На переднюю и заднюю грани до и после отверждения обычно наносят облицовку из текстильного материала. Такой способ описан в EP-A-
539290.
В результате формирования войлока из кардочесанных волокон и отбраковки отходов элемент из войлока может иметь удовлетворительно плоскую переднюю поверхность, как правило, классов 1 или 2. Однако результаты кардочесания в более слабой структуре, а значит, и плотность, должны быть высокими, чтобы элемент имел удовлетворительную структурную целостность. Повышенная плотность и дополнительные технологические этапы увеличивают стоимость элементов и могут снизить свойства звукопоглощения.
Акустические элементы можно наклеивать непосредственно на стену или потолок, но обычно их укрепляют на сетке, в частности желательно предусматривать потолочные плитки, которые висят на сетке. Следовательно, кромки плиток будут испытывать нагрузку, поэтому плитки должны иметь достаточно прочные кромки в дополнение к тому, что и их общая структура должна иметь достаточную прочность, чтобы можно было избежать повреждений во время манипуляций.
Краткое изложение существа изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание способа изготовления акустических элементов, обладающих приемлемыми свойствами звукопоглощения, с передней поверхностью, имеющей улучшенную плоскостность, а также хорошую общую прочность кромок при изготовлении из
- 1 -
009869
минеральных волокон путем воздушной укладки с помощью процесса, который проще, чем кардоче-сальный процесс, и с достижением плотности, которая меньше, чем достаточно большие величины, которые часто требуются в кардочесальном процессе.
Акустический элемент согласно настоящему изобретению имеет
плоскую звукоприемную переднюю грань, которая проходит в плоскости XY и имеет коэффициент aw звукопоглощения по меньшей мере 0,7,
заднюю грань, по существу, параллельную передней грани, и боковые кромки, которые проходят в направлении Z между передней и задней гранями,
при этом элемент состоит, главным образом, из связанного войлока из минеральных волокон воздушной укладки, имеющего плотность 70-200 кг/м3,
причем волокна, которые образуют переднюю грань и, по меньшей мере, переднюю половину толщины войлока, имеют составляющую в направлении Z, которая существенно больше, чем составляющая в направлении Z волокон в изделиях воздушной укладки, сформированных путем сбора волокон, увлекаемых воздухом при всасывании через движущийся сборник, и вертикального сжатия собранных волокон, по выбору - после перекрестной укладки слоев собранных волокон,
а передняя грань оклеенного войлока является поверхностью разреза, подвергнутой абразивному истиранию.
Согласно изобретению возможно легко формировать элементы умеренной плотности, обладающие приемлемыми акустическими качествами (например, aw по меньшей мере 0,8 или 0,85, а предпочтительно более 0,9 или 0,95) и имеющие плоскую переднюю поверхность улучшенной плоскостности, для чего не требуется проведение кардочесания волокон воздушной укладки.
При воздушной укладке минеральных волокон они увлекаются и переносятся воздухом в сборник, где собираются в виде полотна при всасывании через сборник. Поэтому доминирующая ориентация волокон оказывается в плоскости XY, причем доля волокон в направлении X (т.е. в направлении подачи в машину) увеличивается с увеличением скорости сборника. Если получаемое полотно подвергают перекрестной укладке слоев, это увеличит составляющую Y, но доминирующая ориентация все равно останется в плоскости XY.
В известных процессах, где полученный продукт после термостабилизации разрезают в плоскости XY, волокна, расположенные на грани разреза и вблизи нее, а также по всей толщине элемента, ориентированы, главным образом, в той же плоскости, что и грань разреза, т.е. в плоскости разреза. Помимо отдельных волокон, находящихся, главным образом, в плоскости XY, дефекты, такие как пучки или другие отходы (например, материал, чрезмерно оклеенный или неадекватно расслоенный на волокна) тоже будут ориентированы, главным образом, в плоскости XY.
Однако в заявленном изобретении дефекты будут иметь, по существу, такую же увеличенную составляющую в направлении Z, как и волокна, и это в сочетании с плотностью изделия приводит к получению поверхности разреза после абразивного истирания, являющейся существенно более плоской, чем в случае, когда волокна (и дефекты) все равно находятся, главным образом, в плоскости XY.
Новые акустические элементы изготовлены способом, который заключается в том, что
собирают минеральные волокна, засасываемые воздухом, на движущемся сборнике и вертикально сжимают собранные волока, по выбору, после перекрестной укладки слоев собранных волокон для формирования полотна,
переориентируют волокна для получения несвязанного войлока, имеющего плотность 70-200 кг/м3 и увеличенную ориентацию волокон в направлении Z,
отверждают связующее для формирования термостабилизированного войлока,
разрезают термостабилизированный войлок в плоскости XY на два разрезанных войлока в области на оси Z, где волокна имеют увеличенную ориентацию в направлении Z,
и сглаживают каждую поверхность разреза путем абразивной обработки для получения плоской гладкой грани.
Способ также включает в себя стандартные этапы формирования элементов, имеющих желательные размеры в плоскости XY, путем разделения термостабилизированного войлока перед разрезанием на два разрезанных войлока и/или путем разделения разрезанных войлоков перед абразивной обработкой либо после нее для формирования элементов, имеющих требуемые размеры в плоскости XY, и затем наклеивают облицовочный текстильный материал или другое полотно на одну или обе грани. Облицовочное полотно часто является нетканым или другим текстильным материалом тех типов, которые обычно используют для облицовки акустических элементов.
Плотность несвязанного войлока и термостабилизированного войлока обычно меньше 180 кг/м3 и не превышает 150 или 160 кг/м3. Предпочтительно, чтобы плотность составляла около 140 кг/м3 и менее.
Известны различные способы для переориентации минеральных волокон воздушной укладки в полотне для увеличения их ориентации в направлении Z. Один известный способ включает в себя разделение полотна на слои, поворот слоев на 90° и повторное формирование полотна из повернутых слоев, (см., например, WO 92/10602). Другой способ предусматривает формирование складок, проходящих в направ
- 2 -
009869
лении Y (т. е. поперечном по отношению к направлению подачи в машине) за счет возвратно-поступательного движения полотна в направлении Z, когда оно заходит в ограниченное пространство на расстояние, превышающее толщину полотна, обычно посредством сжатия складок путем приложения продольного сжатия к ограниченному полотну, в котором образуются складки. Такие способы описаны в WO 94/16162 и WO 95/020703.
Эти способы использовать можно, но предпочтительный способ переориентации волокон заключается в том, что формируют полотно воздушной укладки, имеющее плотность по меньшей мере 10 кг/м3 и некоторую массу W на единицу площади, и подвергают полотно продольному сжатию для формирования продольно сжатого полотна, имеющего массу, в основном, по меньшей мере 1,7 или 1,8W, a предпочтительно по меньшей мере 2W на единицу площади. Альтернативный путь определения степени продольного сжатия заключается в определении ее как коэффициента продольного сжатия, составляющего 1,7:1 или 1,8:1, предпочтительно по меньшей мере 2:1.
Исходное полотно, имеющее плотность по меньшей мере 10 кг/м3, обычно формируют путем вертикального сжатия либо первичного полотна, сформированного посредством сбора волокон на сборнике, либо вторичного полотна, сформированного посредством перекрестной укладки слоев первичного волокна. Плотность полотна перед продольным сжатием, как правило, составляет по меньшей мере 15 или 20 кг/м3, предпочтительно 25-50 кг/м3, часто 25-35 кг/м3 и, в основном, составляет от 20 до 50% или 2040% окончательной плотности термостабилизированного войлока.
Плотность после продольного сжатия составляет, в основном, от 50 до 100%, предпочтительно от 70 до 90% окончательной плотности термостабилизированного войлока.
Продольное сжатие, в основном, проводят при одновременном предотвращении неуправляемого вертикального расширения полотна и продольное сжатие обычно проводят в условиях, по существу, одинаковой толщины, т.е., по существу, без вертикального сжатия или вертикального расширения, но некоторое вертикальное сжатие или расширение может осуществляться во время продольного сжатия при условии, что оно не препятствует требуемой переориентации.
Приходящаяся на единицу площади масса продольно сжатого полотна и термостабилизированного войлока составляет по меньшей мере 1,7 или 1,8W, предпочтительно по меньшей мере 2,2 или 2,3W. B основном, она находится в диапазоне от 2,4 до 2,8 или 3W, но может быть и больше, например 3,5 или 4W.
Чтобы оптимизировать направление Z ориентации, вертикально ограниченное полотно предпочтительно подвергают большему продольному сжатию, чем требуемое в конечном счете, а затем подвергают это полотно продольному расширению (т. е. декомпрессии), чтобы релаксировать полотно перед термостабилизацией. Например, полотно можно сначала сжать до достижения массы, например, большей на величину от 0,2 до 1W, чем требуемая в конечном счете на единицу площади, а затем полотно можно подвергнуть продольной релаксации для достижения желаемой окончательной массы на единицу площади.
Соответственно, в известном способе полотно можно продольно сжимать за одну или более стадий, чтобы получить войлок, который имеет массу от 2,2 до 2,5 или 3,5W на единицу площади, а затем подвергнуть декомпрессии со снижением упомянутой массы на величину от 0,3 до 0,5W, чтобы окончательная масса несвязанного войлока составляла от 2 до 3W на единицу площади поверхности. Эта стадия продольного расширения приводит к релаксации внутренних механических напряжений внутри войлока, а также к улучшению и способа, и изделия. Если продольное сжатие не применяется, то в общем случае окажется необходимым предотвращение выпучивания войлока к верху, когда он движется со стадии продольного сжатия в печь термостабилизации и через печь термостабилизации.
Продольное сжатие осуществляют путем замедления движения полотна, когда оно проходит по ограниченному каналу. Декомпрессию можно проводить путем ускорения движения полотна.
Изобретение применимо к минеральному волокну любого типа, но в предпочтительном варианте оно применяется для минеральных волокон, сформированных методом центробежного волокнообразова-ния из минерального расплава. Минеральные волокна могут быть стекловолокнами. Волокна предпочтительно относятся к тем типам, которые обычно известны как породообразующие, каменные или шлаковые волокна.
Волокнообразование можно осуществить с помощью процесса чашечного прядения, при осуществлении которого расплав подвергают центробежной экструзии через отверстия в стенках вращающейся чашки. В альтернативном варианте волокнообразование может быть центробежным волокнообразовани-ем, осуществляемым с одного волокнообразующего ротора или с каскада множества волокнообразую-щих роторов, которые вращаются вокруг, по существу, горизонтальной оси. Волокнообразованию с получением волокон обычно способствуют воздушные потоки вокруг единственного или каждого ротора, а волокна при этом увлекаются воздухом и переносятся к сборнику. На волокна перед их сбором распыляют связующее. Указанные способы хорошо известны и пригодны в частности, для породообразующих, каменных или шлаковых волокон. В публикации WO 96/38391 раскрыты предпочтительный способ и устройство, а сам документ относится к процессам волокнообразования, которые также можно использовать для производства волокон.
Волокна можно сначала собирать на сборнике в качестве первичного полотна, имеющего массу W на единицу площади. Однако часто волокна собирают сначала в виде первичного полотна, имеющего
- 3 -
009869
массу, как правило, составляющую от 0,05 до 0,03W на единицу площади, а это первичное полотно затем подвергают перекрестной укладке слоев обычным способом, формируя вторичное полотно, имеющее требуемую массу W на единицу площади.
Продольное сжатие или другая переориентация увеличивает составляющую в направлении Z и уменьшает составляющую в направлении X волокон и дефектов, которые чередуются с волокнами в полотне, подвергаемом продольной ориентации. Простой визуальный контроль стороны войлока, разрезаемого вдоль направления X, наглядно показывает, что волокна переориентированы, имея увеличенную составляющую в направлении Z по сравнению с обычным изделием воздушной укладки. В частности, визуальный контроль будет часто показывать, что войлок включает в себя волокна, которые, как можно видеть, расположены в виде слоев, проходящих предпочтительно в направлении Z, в отличие от конфигурации предпочтительно в плоскости XY изделий воздушной укладки.
Когда переориентацию проводят путем продольного сжатия, эти слои могут состоять из цельных складок, которые проходят, по существу, на большей части глубины или по всей глубине готового изделия (например, фиг. 2 публикации WO 97/36035), или слои могут быть представлены больше в микроскопических масштабах, так что отдельный слой в направлении Z может оказаться видимым, но общие макроскопические складки изделия будут отсутствовать. Такого расположения можно достичь, когда продольное сжатие проводят согласно способу, раскрытому в WO 97/36035. Визуальный контроль может также выявить наличие дефектов, таких как излишне связанные агрегаты волокон, имеющие Z-конфигурацию.
Вместо визуального определения наличия увеличенной составляющей в направлении Z или в дополнение к этому определению, можно провести оценку, чтобы определить, является ли изгибная прочность (т. е. сопротивление изгибу в направлении Z) термостабилизированного войлока или акустического элемента в первом направлении в плоскости Z существенно большей, чем изгибная прочность во втором направлении, которое перпендикулярно первому, в плоскости XY. На практике, направление наибольшей изгибной прочности будет проходить вдоль направления Y (т. е. поперек направления подачи в машину) изделия во время его изготовления, а второе направление будет направлением X (или направлением подачи в машину). Отношение изгибной прочности в направлении Y к изгибной прочности в направлении X предпочтительно составляет 2:1 и часто по меньшей мере 2,5:1. Для изделий, в которых разрезаемый войлок мал, а значит, и толщина акустического элемента мала, например эта толщина меньше 40 мм, а в частности составляет 15-30 мм, обычно оказывается достаточным иметь упомянутое отношение не более 4 или 5, а часто не более 3,5. Однако для некоторых изделий, в частности более толстых изделий, в которых толщина войлока в акустическом элементе больше, например составляет 50-100 мм, может оказаться желательным или удовлетворительным большее отношение, например превышающее 5:1, но обычно не превышающее 8:1 или 10:1.
Изгибная прочность в направлении X или Y определяется путем вырезания образцов размером 300 мм на 70 мм из испытуемого войлока, при этом размер 300 мм проходит в направлении Y при определении изгибной прочности в направлении Y и проходит в направлении X при определении изгибной прочности в направлении X. Каждый образец располагают на паре опор, разделенных расстоянием 200 мм, и прикладывают повышенную нагрузку в центре между опорами. Нагрузку перемещают со скоростью 20 мм в минуту, непрерывно измеряя результирующую силу, и строят диаграмму. Максимальная нагрузка на площадь (в ньютонах на квадратный метр) - это значение, достигаемое непосредственно перед разрывом образца. Как правило, прочность в направлении X составляет менее 0,1 или 0,15 Н/м2, а в типичном случае 0,05-0,1 Н/м2, тогда как прочность в направлении Y, как правило, составляет более 0,2 Н/м2, например находится между 0,2 и 0,3 Н/м2.
В результате разрезания термостабилизированного войлока в плоскости XY на два разрезанных войлока, приводящего к формированию поверхности разреза, и последующего абразивного истирания этой поверхности можно заметить, что расположение волокон на грани разреза будет отличаться от расположения волокон на неразрезанной грани. На неразрезанной грани волокна будут, по существу, неповрежденными, а, по меньшей мере, крайние снаружи волокна будут иметь существенную составляющую в направлении XY, как обычно. Это происходит благодаря волокнам грани, находившимся в контакте с ремнями или валиками, которые транспортируют полотно и войлок по стадиям технологического процесса. В отличие от этого, при визуальном контроле с помощью микроскопа или невооруженным глазом видно, что волокна на грани разреза повреждены и подверглись абразивному истиранию, а обычный крайний снаружи слой волокон, пролегающий, главным образом, в направлении плоскости XY, будет отсутствовать.
Разрезание связанного войлока можно проводить обычным образом, например с помощью ленточной пилы или дисковой пилы, имеющей малый размер зубьев, например напоминающей обычную пилу по дереву с мелкими зубьями. Абразивную обработку или шлифование можно проводить с помощью абразивной ленты или любого другого абразивного или шлифовального элемента. Абразивные частицы на ленте могут быть относительно крупными, и поэтому абразивная обработка может быть аналогична той, которая проводится на станке для абразивного истирания или шлифования древесины.
Элемент согласно изобретению состоит, главным образом, из измельченного войлока, поскольку войлок является тем компонентом, который несет основную ответственность за свойства звукопоглоще
- 4 -
009869
ния. На заднюю грань в общем случае наклеивают тканый или иной текстильный материал (обычно посредством наложения перед разрезанием термостабилизированного войлока, а зачастую и перед термостабилизацией войлока), а после абразивной обработки на поверхность разреза обычно наклеивают тканый текстильный или иной материал. В альтернативном варианте каждая грань или обе грани могут иметь какую-то другую отделку поверхности, например покрытие краской, или задняя грань может быть непокрытой. Толщина связанного войлока обычно находится в диапазоне от 15 до 40 мм, предпочтительно от 15 до 30 мм, но может быть и больше, например достигать 50 или 60 мм.
Акустические элементы в обязательном порядке должны иметь достаточную прочность кромок при использовании по своему назначению. Если войлок имеет высокую плотность, например свыше 120, 140 или 150 кг/м3, то прочность кромок может оказаться достаточно большой при использовании обычных количеств связующего. Однако при использовании некоторых подходящих плотностей войлоков, например от 70 до 120 кг/м3 или от 90 до 110 кг/м3, наряду с обычными количествами связующего (например, 1-5 мас.%, предпочтительно 3-5 мас.% войлока), прочность кромок обычно будет достаточной при производственных манипуляциях, но может оказаться достаточной лишь для выдерживания массы элемента (если он закреплен на сетке), если войлок элемента является относительно толстым, например имеет толщину более 30 или 40 мм, как правило, до 50 или 60 мм.
Когда желательно увеличить прочность кромок элементов согласно изобретению, в частности элементов, имеющих толщину менее 40 мм (в частности, 15-30 мм) и/или плотность не более 140 кг/м3, то волокна в пределах толщин передней и задней половин элемента предпочтительно должны быть ориентированы так, чтобы прочность кромок на разрыв (определяемая ниже) толщины задней половины элемента была значительно больше, чем прочность кромок на разрыв толщины передней половины элемента. Прочность кромок на разрыв каждой половины измеряют путем определения силы, которую нужно приложить к боковой поверхности прорези, вырезаемой в центре первой кромки элемента, для разрыва этой половины с выводом ее из плоскости этого элемента. Таким образом, задняя половина элемента оптимизируется для повышения прочности кромок на разрыв этой половины с одновременной оптимизацией передней половины, как описано выше, для повышения плоскостности передней поверхности элемента после разрезания и абразивной обработки.
Этой разницы в прочности кромок на разрыв можно достичь при условии, что волокна элемента на задней грани и рядом с ней имеют ориентацию в плоскости XY, большую, чем волокна на расстоянии 20% толщины войлока от задней грани и чем волокна в центре войлока, а также волокна рядом с передней гранью войлока. Увеличенная ориентация рядом с задней гранью (например, в крайних 20%, или крайних 10%, или крайних 5% толщины войлока в элементе) предпочтительно достигается за счет того, что нетермостабилизированный войлок, имеющий окончательную желаемую массу на единицу площади, подвергают вертикальному сжатию непосредственно перед печью термостабилизации, а предпочтительно при введении в нее.
В частности, толщина войлока в конце стадии продольного сжатия (и любой стадии, противоположной продольному сжатию) равна T, а толщина после вертикального сжатия предпочтительно составляет от 0,2 до 0,95Т. Она обычно составляет по меньшей мере 0,3 или 0,4Т, часто 0,5Т, но в типичном случае не превышает 0,7 или 0,8Т. Вертикальное сжатие предпочтительно проводят на небольшой длине перемещения, например в зазоре на входе в печь термостабилизации. Вертикальное сжатие влияет, в частности, на ориентацию волокон рядом с каждой наружной поверхностью войлока.
После разрезания термостабилизированного войлока на два войлока каждый получаемый войлок имеет переднюю поверхность разреза и заднюю поверхность, имеющую увеличенную (по сравнению с центром толщины войлока) ориентацию в направлениях XY у волокон рядом с задней поверхностью. Увеличение в крайних 5, 10 или 20% задней части будет, в частности, заметно в направлении X (т.е. в направлении подачи в машину, во время вертикального сжатия). Предпочтительно вырезать акустические элементы из войлока таким образом, чтобы волокна рядом с задней поверхностью (в крайних 20, 10 или 5% толщины) имели увеличенную ориентацию в направлении, по существу, перпендикулярно первой боковой кромке плитки и чтобы эта боковая кромка проходила в направлении Y (т.е. поперек направления подачи в машину во время изготовления войлока).
Вдоль этой первой кромки, проходящей в плоскости XY, можно прорезать прорезь. Предпочтительная ориентация волокон в направлении X приведет к тому, что половина элемента между прорезью и задней гранью будет иметь краевую прочность на разрыв больше, чем передняя половина. Часто прорезь этого типа прорезают и в первой боковой кромке, и в третьей боковой кромке, по существу, параллельной первой. В общем случае, другие кромки профилируют в соответствии с требуемым назначением элемента.
Известно усиление профилированных кромок акустического элемента путем нанесения дополнительного связующего. При наличии известных акустических плиток или других элементов минимальные отклонения в конфигурации прорези оказываются существенно малыми по отношению к плоскостности передней грани, так что они не вызывают никакого заметного негативного влияния на внешний вид всего потолка или всей стены. Вместе с тем, элементы согласно изобретению могут быть столь плоскими, что даже очень малые отклонения (например, 100 мкм) во взаимосвязи между прорезью и несущей сеткой
- 5 -
009869
могут привести к ухудшению всего внешнего вида плоской поверхности.
Было обнаружено, что если элементы согласно изобретению в случае снабжения их краевыми прорезями обычным образом не дают требуемые очень плоские взаимные соединения (например, из-за довольной низкой концентрации связующего, и/или довольно низкой окончательной плотности, и/или недостаточной ориентации в направлении X на задней грани), то можно существенно снизить риск таких отклонений, а значит, и улучшить внешний виц всей стенки или всего потолка из акустических элементов, имеющих прорези этого типа, выполненные по кромкам, путем модификации обычного способа изготовления кромок и прорезей. Новый способ предусматривает формирование прорези путем прореза-ния, а затем профилирования обычным образом с последующим упрочнением боковых поверхностей прорези за счет пропитки войлока вокруг боковых поверхностей и торцевой поверхности прорези жидким отверждаемым пропитывающим веществом. Это означает, что минимальные искажения, которые изначально присутствуют на боковых поверхностях прорези после разреза, исключаются посредством сглаживания и отверждения.
Пропитывающее вещество должно быть нанесено в количестве, достаточном для того, чтобы оно проникло в войлок по меньшей мере на 0,5 мм от каждой боковой поверхности прорези. Чтобы оптимизировать позиционирование элемента, в общем случае не нужно, чтобы пропитывающее вещество проникало глубже, чем на 2 мм, а на практике (по причинам пожарной безопасности) предпочтительно, чтобы пропитывающее вещество не проникало в войлок глубже, чем на 1 мм.
Пропитывающее вещество предпочтительно является текучей композицией, содержащей в пересчете на общую массу 3-20 мас.% отверждаемого связующего и 40-80 мас.% порошкообразного наполнителя (или в пересчете на массу твердого вещества 5-30 мас.% отверждаемого связующего и 60-95 мас.% наполнителя). Наполнитель обычно является неорганическим порошком, и можно использовать множество порошков, но предпочтительным в качестве порошка является такой материал, как известняк.
Предпочтительный способ формирования прорези и нанесения пропитывающего вещества предусматривает резание с получением прорези на кромке акустического элемента обычным образом, после чего в некоторых случаях следует абразивная обработка боковых поверхностей прорези, а потом испускание жидкого пропитывающего вещества из сопла, которое скользит внутри прорези относительно нее вдоль длины этой прорези и которое распределяет пропитывающее вещество, по существу, равномерно по боковым поверхностям, скользя по прорези, а затем происходит отверждение пропитывающего вещества. Хотя сопло может достичь удовлетворительно равномерного распределения, способ обычно предусматривает дополнительный этап запрессовки пропитывающего вещества в боковые поверхности вокруг прорези и сглаживания поверхностей посредством осуществляемого после перемещения сопла, но перед отверждением, скольжения или вращения втирающего элемента, форма которого обеспечивает, по существу, плотную посадку внутри прорези. Например, это может быть диск, имеющий профиль, который делает возможной плотную посадку внутри прорези.
Этот способ применим ко всем акустическим элементам, включая те, которые сформированы согласно изобретению, и другие элементы, сформированные согласно известным методам из минеральных волокон, или другие элементы, сформированные из вспененного или иного пористого изолирующего материала.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых
фиг. 1 изображает общий вид акустического элемента согласно изобретению;
фиг. 2 - схему одного предпочтительного процесса изготовления элементов до стадии обработки в печи термостабилизации согласно изобретению;
фиг. 3 - схему процесса после стадии обработки в печи термостабилизации, показанной на фиг. 2, согласно изобретению;
фиг. 4 - виды профилей кромок различных форм элементов согласно изобретению;
фиг. 5, 6 и 7 - частичные поперечные сечения плиток во время пропитки прорезей, выполненных по кромкам, согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Акустический элемент 1 (фиг. 1) имеет гладкую плоскую звукопоглощающую переднюю грань 2, проходящую в плоскости XY, заднюю грань 3 и боковые кромки 5, проходящие в направлении Z между передней и задней гранями. Элемент может состоять только из связанного войлока, но обычно он состоит из связанного войлока с нетканым текстильным или иным материалом, закрывающим переднюю грань 2, а также заднюю грань 3. Боковые кромки 4 могут быть квадратными или могут иметь какой-либо другой профиль (фиг. 4).
Устройство для изготовления изделия содержит каскадную прядильную установку 6, имеющую множество роторов 7, расположенных с возможностью приема расплава из лотка 9 с расплавом, вследствие чего расплав, который падает на роторы, сбрасывается с одного ротора на следующий и далее с роторов в виде волокон. Эти волокна увлекаются воздухом вокруг роторов 7, вследствие чего волокна переносятся вперед в сборную камеру 9, имеющую перфорированный сборник-транспортер 10 в ее основа
- 6 -
009869
нии. Воздух проходит через сборник, а на сборнике образуется полотно 11, которое направляется из сборной камеры 9 по транспортеру 12. Первичное полотно 11 направляется транспортером 12 на верхушку маятникового рычага 13, осуществляющего перекрестную укладку слоев первичного полотна одного за другим, по мере сбора волокон, в качестве вторичного полотна 15А под маятниковым рычагом на транспортере 14.
Вторичное полотно 15А направляется транспортером 14 к паре транспортеров 16 для вертикального сжатия вторичного полотна с изменением его толщины в естественном состоянии в точке А до толщины в сжатом состоянии в точке В. Вторичное полотно в точке А имеет массу W на единицу площади.
Сжатое вторичное полотно 15А передается из точки С в точку D транспортерами 17. Все транспортеры 16 и 17 обычно движутся, по существу, с одинаковой скоростью, чтобы можно было установить постоянную скорость движения вторичного полотна от стадии AB вертикального сжатия до точки D.
Затем полотно транспортируется между парой транспортеров 18, которые проходят между точками E и F. Транспортеры 18 движутся гораздо медленнее, чем транспортеры 16 и 17, так что продольное сжатие прикладывается между точками D и F.
Хотя транспортеры 14, 16, 17 и 18 показаны в виде транспортерных лент, отстоящих друг от друга в направлении X, на практике они обычно расположены гораздо ближе друг к другу.
Точки D и E в предпочтительном варианте достаточно близки друг к другу или взаимосвязаны бандажами во избежание схода вторичного полотна с желаемой траектории движения. В результате, по существу, продольное сжатие происходит на выпуске волокна в точке F. Если понадобится, можно предусмотреть ограничительные направляющие между точками D и E для предотвращения разрыва полотна, если точки D и E не расположены близко друг к другу.
Получаемый продольно сжатый войлок 15С переносится по транспортеру 19 между точками G и H c большей скоростью, чем транспортерами 18. Это обуславливает приложение декомпрессии или растяжения к продольно сжатому полотну и предотвращает отрыв полотна от желаемой траектории движения и, например, выпучивание кверху под действием внутренних сил в пределах полотна. Если это желательно или необходимо, то на верхней поверхности войлока (над транспортером 19) можно расположить транспортер или другое направляющее средство (не показано), чтобы гарантировать, что упомянутый отрыв не произойдет.
Когда к продольно сжатому полотну нужно приложить вертикальное сжатие, это делают, пропуская полотно после того, как оно покидает точку H между транспортерами 20, которые смыкаются таким образом, что это обуславливает вертикальное сжатие полотна по мере его движения между транспортерами и точками I и J.
Получаемый нетермостабилизированный войлок 15D можно затем ввести в контакт на каждой его верхней грани с текстильным нетканым или другим несущим листовым материалом 22, подаваемым из рулонов 23 и имеющим связующее для наклеивания текстильного материала на войлок. Получаемую сборку затем пропускают через печь 25 термостабилизации, где транспортеры 24 прикладывают давление, для удержания "бутерброда" из двух слоев текстильного материала 22 и войлока 15D вместе, и при этом происходит отверждение связующего. В альтернативном варианте войлок 15D можно отверждать, пропуская его через печь без предварительного наложения какого-либо текстильного материала.
Связанный войлок 15Е выходит из печи термостабилизации и разрезается по центру ленточной пилой 26 или другой подходящей пилой на два разрезанных войлока 27, каждый из которых имеет внешнюю грань 3, несущую текстильный материал 22, и внутреннюю грань 2 разреза. Каждый войлок 27 поддерживается на транспортере 28 и движется под абразивной лентой 29, где он подвергается абразивному истиранию или шлифованию с достижением плоской конфигурации, после чего на подвергнутую абразивному истиранию поверхность 2 накладывают и наклеивают нетканый или иной текстильный материал 22 из рулона 30. Подвергнутый абразивному истиранию или шлифованию войлок 27 затем разделяют подходящими резаками 31 на отдельные войлоки 1, которые уносятся на транспортере 32. Текстильный материал может быть наклеен на заднюю грань, если он не был наложен ранее. На одну или обе грани можно нанести краску.
Весь текст этого описания иллюстрируется транспортерными лентами или транспортерами, но любой их транспортеров или все они можно заменить любыми подходящими средствами, обуславливающими подходящую транспортировку с ускорением, замедлением или вертикальным сжатием в соответствии с необходимостью. Например, вместо ленточных транспортеров можно использовать валковые транспортеры.
В типичных процессах первичное полотно 11, которое попадает в средство поперечной укладки слоев, имеет массу 100-600 г/м2, чаще 250-400 г/м2 на единицу площади.
Как правило, первичное полотно затем подвергают перекрестной укладке слоев приблизительно от 4 до 15 раз, например шесть раз, чтобы получить вторичное полотно 15А массой W=1,5-3 кг/м2, чаще около 2,2-2,8 кг/м2. Вторичное полотно в точке А, как правило, имеет плотность 5-20 кг/м3, предпочтительнее 10-20 кг/м3.
Несжатое вторичное полотно 15А затем подвергают вертикальному сжатию между точками А и В с коэффициентом, который находится в диапазоне от 1,5 до 3. Тогда сжатое вторичное полотно 15В в точ
- 7 -
009869
ке В имеет плотность в диапазоне от 10 или 20 кг/м3 до 50 или 25-40 кг/м3.
Скорости транспортеров 17, а также нижних транспортеров 16 и 14 обычно приблизительно одинаковы, это приводит к движению полотна 15В со скоростью, которая обычно в 2 раза, чаще в 2,5-3,5 раза превышает скорость транспортеров 18. В результате продольно сжатое полотно 15С в точке F подвергнуто продольному сжатию с коэффициентом, составляющим от 2,5:1 до 3,5:1 по отношению к полотну 15В в точке D.
Транспортер 19 движется немного быстрее, чем транспортеры 18, для приложения продольной декомпрессии между точками F и H. Как правило, отношение скорости транспортеров 18 и скорости транспортера 19, а значит, и коэффициент продольной декомпрессии находятся в диапазоне от 0,7:1 до 0,98:1, предпочтительно от 0,75:1 до 0,95:1, а наиболее предпочтительно от 0,8:1 до 0,9:1. В результате, получаемый, в конце концов, нетермостабилизированный войлок 15D оказывается продольно сжатым (о чем говорит разница в скорости движения или разница в плоскостности) между точкой С и точками H, I и J c коэффициентом, в общем случае находящимся в диапазоне от 2,0:1 до 3,0:1, предпочтительно от 2,2:1 до 2,8:1, а наиболее предпочтительно от 2,4:1 до 2,6:1.
Хотя транспортеры 20 можно исключить, если вертикальное сжатие не требуется, в случае приложения вертикального сжатия транспортеры 20 присутствуют, уменьшая толщину войлока от точки H, где он имеет толщину T, до толщины, составляющей от 0,2 или 0,3 до 0,95Т, предпочтительно от 0,4 до 0,9Т, в точке J, расположенной как раз перед входом в печь термостабилизации. Это отображает коэффициент вертикального сжатия от 5:1 до 1,05:1, предпочтительно от 3,3:1 до 1,1:1, при этом толщина часто составляет от 0,7 до 0,9Т, что отображает коэффициент от 1,45:1 до 1,1:1.
Пример 1.
Используя указанный способ (фиг. 2), формируют первичное полотно 11, имеющее массу 340 г/м2 на единицу площади, на сборнике 10 и подвергают это полотно перекрестной укладке слоев с помощью маятника 8 для формирования вторичного полотна 15А, которое имеет 5-6 слоев в толщину, массу 1,9 кг/м2 на единицу площади и плотность 5 кг/м3.
Полотно подвергают вертикальному сжатию с помощью транспортеров 16 для увеличения плотности до 32 кг/м3 для полотна 15В.
Все транспортеры 14, 16 и 17 движутся примерно с одинаковой скоростью, вызывая движение вторичного полотна 15 по транспортерам 17 со скоростью около 23 м/мин.
Транспортеры 18 движутся со скоростью 7,8 м/мин, дающей продольное сжатие около 2,9:1. Войлок 15С в точке F имеет плотность 88 кг/м3.
Транспортер 19 движется со скоростью 9,2 м/мин, дающей декомпрессию 8,5:1, общее продольное сжатие 2,5:1 и войлок, который в точке H имеет массу 4,8 кг/м2 на единицу площади и плотность 89 кг/м3.
Толщина войлока в точке H составляет 130 мм, а вертикальное сжатие уменьшает ее до 80 мм, вследствие чего плотность увеличивается до 120 кг/м3 для войлоков 15D и 15Е (фиг. 2).
Толщина полотна, по существу, постоянна от точки В до точки I и находится на уровне 130 мм, а толщина полотна после точки J, по существу, постоянна и находится на уровне 80 мм.
Термостабилизированный войлок 15Е имеет толщину 80 мм, а затем его разрезают пилой 26 и фрезеруют 29, получая два войлока 27, каждый из которых имеет толщину менее 40 мм (из-за потери материала при резании пилой и фрезеровании). На переднюю грань наносят обычное облицовочное текстильное полотно 22 с густым ворсом для получения готовых изделий.
Передняя грань 2 готового изделия имеет значение плоскостности менее 2, и это вполне удовлетворительно для потолочной плитки, которая имеет коэффициент поглощения по меньшей мере 0,9, что тоже удовлетворительно в этом аспекте.
Пример 2.
Процесс проводят так же, как в примере 1, за исключением того, что относительная скорость транспортера 18 по сравнению со скоростями транспортеров 14, 16 и 17 дает декомпрессию 0,9 вместо 0,85 и общее продольное сжатие 2,0 вместо 2,5, при этом толщина в точке H составляет 132 мм, а вертикальное сжатие уменьшает ее до 47 мм, что приводит к увеличению плотности до 150 кг/м3. После разрезания и фрезерования каждый войлок имеет толщину около 21 мм, а потом на каждую поверхность разреза наклеивают текстильное полотно с густым ворсом.
Пример 3.
Чтобы продемонстрировать важность изменения сжатия по длине, а значит, и изменения составляющей в направлении Z волокон, идущих от передней грани, проводили процесс, по существу, такой же, как в примере 1, с получением более тонкого изделия, так что толщина волокна 15D, проходящего через печь термостабилизации, составляла 40 мм, а толщина полотна 15С перед вертикальным сжатием составляла 60 мм, при разных степенях продольного сжатия. Обнаружено, что, когда общее продольное сжатие составляло 1,6:1, значение плоскостности составляло 2,05 (при стандартном отклонении 0,27). Это не соответствует желательной плоскостности. Когда продольное сжатие составляло 2:1, значение плоскостности составляло 1,59 (при стандартном отклонении 0,2), а когда продольное сжатие составляло 2,5:1, значение плоскостности составляло 1,55 (при стандартном отклонении 0,15). Это со всей очевидностью демонстрирует выгоду наличия продольного сжатия, значительно превышающего 1,6:1, а в пред
- 8 -
009869
почтительном варианте составляющего по меньшей мере 2:1, за счет чего рядом с передней гранью увеличивается составляющая в направлении Z.
Изготовив базовый элемент, например такой, как показан на фиг. 1, можно профилировать кромки 1 посредством фрезеровки и прорезать прорези в любой из кромок и любой конфигурации (фиг. 4). Эти кромки можно пропитывать и тем самым упрочнять.
Прорези 50 можно формировать в одном боковой кромке или в паре противоположных боковых кромок. Прорези имеют боковые поверхности 51 и торцевые поверхности 52. Очевидно, что боковые поверхности проходят, по существу, в плоскости XY. Чтобы упрочнить поверхности элементов и тем самым гарантировать, что они будут гладкими и имеющими точную конфигурацию, их пропитывают подходящим пропитывающим веществом.
Пропитку можно осуществить, например, путем скольжения пропитывающего сопла 53 (фиг. 5), имеющего выпускные отверстия 54 по всей длине прорези, например, за счет скольжения элемента 1 вдоль прорези. Выпускные отверстия 54 сопла можно располагать вокруг цилиндрической трубки, или они могут быть выполнены в веерной или другой плоской конфигурации. Отдельные выпускные отверстия 54 сами могут быть профилированными выпускными отверстиями и могут иметь любое направление. Целью является достижение как можно более равномерного распределения пропитывающего вещества по поверхностям 51, предпочтительно и по поверхностям 52.
Желательно запрессовать пропитывающее вещество в боковые поверхности 51 и в торцевую поверхность 52 посредством скольжения втирающего элемента по прорези, когда пропитывающее вещество остается еще неотвержденным. Как показано на фиг. 6, втирающий элемент может быть втирающим кругом 55, имеющим верхнюю и нижнюю поверхности 56 и 57, которые обеспечивают плотную скользящую посадку на поверхности 51 прорези.
Хотя части боковых кромок 4 над и под прорезью можно усиливать по отдельности, удобно наносить на них одно и то же пропитывающее вещество, например, посредством распыления или использования кругов, имеющих подходящую конфигурацию. Для удобства, все грани затем подвергают подходящему процессу втирания, чтобы гарантировать равномерную пропитку и гладкость граней. Соответственно, вместо простого втирания пропитывающего вещества в грани прорези, пропитывающее вещество можно с удобством запрессовывать во все грани с помощью надлежащим образом профилированного круга 56 (фиг. 7).
Ниже приводится пример осуществления этого способа.
Пример 4.
Типичное пропитывающее вещество для усиления прорези, а также, по желанию, других граней имеет следующий состав.
Связующее, например стиролакрилат 6-14 частей
Наполнитель, например порошок известняка 55-75 частей
Диспергатор Менее 0,5 части
Замедлитель пенообразования Менее 0,5 части
Модификатор реологических свойств, например, на основе уретана Менее 0,5 части Интенсификатор пленкообразования, например, на основе меламина 1-5 частей Вода 18-30 частей
100 частей
Как правило, пропитывающее вещество наносят в количестве от 1 до 1,2 кг/м2 поверхности, которую пропитывают, и пропитывающее вещество, как правило, проникает на глубину 1 мм.
Затем элемент подвергают воздействию условий, подходящих для отверждения связующего.
Еще один способ формирования краевых прорезей в элементах согласно изобретению, в частности в тех, которые имеют увеличенные плотности, например 120-200 кг/м3, и/или увеличенное количество связующего вещества, предусматривает шлифование и/или фрезерование краев для получения желательного профиля каждой кромки. При отсутствии прорезей осуществляют пропитки кромок жидким отвер-ждаемым пропитывающим веществом, отверждение пропитывающего вещества, формирование прорезей, проходящих в кромки, путем шлифования и/или фрезерования с последующей герметизацией открытых поверхностей краской.
Ниже приводится пример осуществления этого способа.
Пример 5.
Элемент, изготовленный в соответствии с примером 2, имеет кромки (без прорезей или пазов), сформированные путем шлифования или фрезерования. Затем кромки пропитывают отверждаемым пропитывающим веществом, использовавшимся в примере 4. После отверждения шлифуют или фрезеруют пазы или прорези, проходящие в кромки, обычным образом. Кромки можно затем покрасить отверждае-мой белой краской, например, имеющей следующий состав.
Связующее, например стиролакрилат 6-14 частей
Пигмент, например диоксид титана 4-8 частей
Наполнитель, например карбонаты 55-70 частей
- 9 -
009869
Диспергатор Обеспениватель
Модификатор реологических свойств
Расширитель пленки
Консервант
Вода
Менее 1 части Менее 0,5 части Менее 0,5 части 2-4 части Менее 0,2 части 15-30 частей 100 частей
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Акустический элемент (1), содержащий
лицевую поверхность (2), проходящую в плоскости XY;
заднюю поверхность (3), по существу, параллельную указанной лицевой поверхности, и боковые кромки (4), параллельные оси Z,
причем указанный элемент состоит, главным образом, из связанного войлока из минеральных волокон воздушной укладки и обладает коэффициентом звукопоглощения aw, равным по меньшей мере 0,7, отличающийся тем, что
связанный войлок имеет плотность 70-200 кг/м3,
при этом передняя поверхность (2) связанного войлока является лицевой поверхностью, которая сформирована путем разрезания и абразивной обработки,
причем в акустическом элементе волокна расположены слоями, которые проходят, по существу, в направлении Z от поверхности разреза.
2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что отношение изгибной прочности (стойкости к изгибу в направлении Z) войлока в первом направлении в плоскости XY к изгибной прочности во втором направлении, перпендикулярном первому, в плоскости XY равно по меньшей мере 2.
3. Элемент по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что составляющая волокон в направлении Z является составляющей, получаемой с помощью процесса, содержащего сбор волокон в виде полотна на движущемся сборнике, необязательную перекрестную укладку слоев этого полотна, вертикальное сжатие получаемого полотна с достижением плотности по меньшей мере 10 кг/м3 и последующее продольное сжатие полотна с коэффициентом по меньшей мере 1,7:1, предпочтительно по меньшей мере 2:1, при одинаковой толщине.
4. Элемент по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что минеральные волокна являются породообразующими, каменными или шлаковыми.
5. Элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что волокна элемента на задней грани и рядом с ней имеют ориентацию в плоскости XY, большую, чем волокна, находящиеся на расстоянии от задней грани, которое составляет 20% толщины войлока.
6. Элемент по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что волокна элемента рядом с задней гранью имеют такую ориентацию, что проходят, главным образом, в плоскости XY, по существу, перпендикулярно первой боковой кромке элемента, при этом вдоль этой первой кромки выполнена прорезь, проходящая в плоскости XY и имеющая противоположные боковые поверхности и торцевую поверхность.
7. Элемент по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержит прорезь, которая имеет противоположные боковые поверхности и торцевую поверхность, и прорезана вдоль, по меньшей мере, первой боковой кромки элемента, и проходит в плоскости XY, при этом указанная прорезь снабжена пропитывающим веществом, которое проникает на глубину 0,5-2 мм в войлок от обеих боковых поверхностей прорези.
8. Элемент по любому из пп.6 или 7, отличающийся тем, что содержит аналогичную прорезь в третьей боковой кромке, по существу, параллельной первой боковой кромке.
9. Элемент по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что плотность войлока в элементе составляет 70-140 кг/м3.
10. Элемент по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что он имеет облицовочное полотно на передней грани и необязательно на задней грани войлока.
11. Способ изготовления акустического элемента по п.1, заключающийся в том, что
собирают минеральные волокна и связующее, увлекаемые воздухом, на движущемся сборнике (10) и вертикально сжимают (16, 16) собранные волокна для формирования полотна (15''),
переориентируют волокна и получают несвязанный войлок, имеющий плотность от 70 до 200 кг/м3, предпочтительно от 70 до 140 кг/м3 и увеличенную ориентацию волокон в направлении Z,
отверждают связующее для формирования термостабилизированного войлока,
разрезают термостабилизированный войлок в плоскости XY на два разрезанных войлока (27), при этом волокна имеют увеличенную ориентацию в направлении Z,
и сглаживают каждую поверхность разреза путем абразивной обработки для получения плоской грани (2).
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что до сжатия минеральных волокон осуществляют пере
- 10 -
009869
крестную укладку (13) слоев собранных волокон.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что переориентацию волокон осуществляют путем вертикального сжатия полотна с достижением плотности 10 кг/м3 и массы W на единицу площади и подвергают полотно продольному сжатию, в результате чего несвязанный войлок, который подвергается термостабилизации, имеет массу по меньшей мере 2W на единицу площади.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что несвязанный войлок имеет массу по меньшей мере 2W, предпочтительно от 2,3 до 3W на единицу площади.
15. Способ по любому из пп.13 или 14, отличающийся тем, что полотно, имеющее массу W на единицу площади, подвергают продольному сжатию, а затем продольной декомпрессии для уменьшения массы на единицу площади на величину от 0,2 до 1W с получением массы по меньшей мере 2W, предпочтительно от 2,3 до 3W на единицу площади в несвязанном войлоке.
16. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что войлок, сформированный посредством продольного сжатия, имеет толщину T, указанный войлок подвергают вертикальному сжатию до достижения окончательной толщины от 0,2 до 0,95Т, предпочтительно от 0,4 до 0,95Т перед термостабилизацией.
17. Способ по любому из пп.11-16, отличающийся тем, что дополнительно разрезают, по меньшей мере, вдоль одну из боковых кромок с получением прорези, которая проходит в плоскости XY и которая имеет противоположные боковые поверхности, эжектируют жидкое отверждаемое пропитывающее вещество из сопла, которое скользит внутри прорези вдоль длины прорези, впрессовывают пропитывающее вещество в боковые поверхности посредством скольжения или вращения вдоль прорези втирающего элемента, форма которого обеспечивает, по существу, плотную посадку внутри прорези, с последующим отверждением пропитывающего вещества.
Фиг. 3
- 11 -
009869
.,..... г., ,
50-
50-
: г
50-
К ^4 ь
Фиг. 4
51 56
Фиг. 6
Фиг. 7
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 12 -