Панель из волокнисто-пористого материала
Полезная модель относится к конструкционным строительным материалам, а именно к панелям на основе волокнистых пористых материалов. Панель из волокнисто-пористого содержит слои полимерных нитей, при этом каждый слой образован нитями, уложенными на оправку по циклоидообразной кривой линии с формированием между нитями и между слоями нитей по толщине панели зигзагообразных открытых пор, при этом в процессе укладки друг на друга нити панели соединены между собой сваркой или путем термосклеивания в местах контакта друг с другом. В результате достигается повышение качества изготовления и упрощение эксплуатации панелей.
Полезная модель относится к конструкционным строительным материалам, в частности к теплоизоляционньм, звукоизоляционным и фильтрующим панелям на основе волокнистых пористых материалов.
Известна конструкционная, в частности теплоизоляционная, панель на основе волокнистого материала, в частности армированного минераловатного материала, содержащая осажденные на армирующем материале волокна, пропитанные связующим (см. авторское свидетельство SU №950704, Кл. С 04 В 43/02, 15.08.1982).
Однако эта панель характеризуется недостаточным сцеплением армирующих нитей с волокнами минераловатного материала, что может привести к отслаиванию армирующего материала от минераловатной основы. Кроме того, пористость теплоизоляционной панели носит по объему среднестатистическую величину, что не дает возможности добиться стабильных теплоизоляционных свойств.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является панель из волокнисто-пористого материала, содержащая слои полимерных нитей, уложенные на оправку, при этом между слоями полимерного материала уложены разделительные элементы, причем в процессе изготовления панели после окончания полимеризации полученную на оправке заготовку разрезают вдоль разделительных элементов на готовые панели (см. авторское свидетельство SU №1477872, Кл. Е 04 С 2/20, 07.05.1989).
В данной панели представляется возможным при намотке нитей добиться строго определенного расстояния между нитями, что дает возможность получать панели с заранее заданными свойствами, например теплоизоляционными свойствами. Однако изготовление панели на цилиндрической оправке и последующее разрезание полученной заготовки также не дает возможности добиться одинаковых физических, в частности теплоизоляционных, свойств по всему объему панели, что приводит к необходимости подбора панелей для достижения заданных свойств.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание панелей из полимерного волокнистого материала с заранее заданными теплоизоляционными, звукоизоляционными и фильтрующими свойствами по всему объему панели.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является повышение качества изготовления и упрощение эксплуатации панелей из волокнисто-пористого материала.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что панель из волокнисто-пористого материала содержит слои полимерных нитей, при этом каждый слой образован нитями, уложенными на оправку по циклоидообразной кривой линии с формированием между нитями и между слоями нитей по толщине панели зигзагообразных открытых пор, при этом в процессе укладки друг на друга нити панели соединены между собой сваркой или путем термосклеивания в местах контакта друг с другом.
В ходе анализа различных конструкций панелей из волокнисто-пористого материала выявлено, что определяющим при создании панелей является способ укладки полимерных нитей при создании панелей. Намотка нитей на оправку позволяет получать только трубообразные изделия, что приводит к трудностям, как отмечалось выше, при создании панелей из волокнисто-пористого материала, особенно панелей большого размера. Укладка нитей по циклоидообразной кривой линии позволяет использовать в качестве оправки ленту транспортера, причем изменение профиля ленты транспортера позволяет создавать, как плоские панели из волокнисто-пористого материала, так и гофрированные, изогнутые, сферообразные и практически любой другой формы в зависимости от конфигурации изделия, которое необходимо изготовить с заданными термоизоляционными, звукоизоляционными и другими свойствами, например износостойкостью, «радиопрозрачностью», т.е. свойством пропускать через панели электромагнитные волны различной природы происхождения, плотностью и целым рядом других свойств. Изменением скорости перемещения транспортера представляется возможность регулировать плотность укладки нитей, что позволяет выполнять панели с заданной величиной открытых пор, причем в ходе исследования было установлено, что например наибольшие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства достигаются при выполнении панелей с зигзагообразным профилем открытых пор. В результате достигается возможность создавать «дышащие» панели из термопластичного волокнисто-пористого материала, что приближает их по экологическим нормам к естественным материалам, таким как шерсть или хлопок, но имеющим заранее заданные свойства. Кроме того, представляется возможность создавать панели, которые имеют несколько слоев с разной величиной пористости, например более плотные слои расположены снаружи и менее плотные слои расположены внутри панели, что позволяет создавать жесткие по конструкции и легкие по весу панели, которые имеют также высокие теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства. Термосклеивание нитей между собой или их сварка позволяет фиксировать положение нитей относительно друг друга и тем самым предотвращать изменение свойств панелей в процессе их хранения,
транспортировки и монтажа на изделие, например при сборке различного рода палаток или панельных зданий.
Описанная выше особенность конструкции панелей из волокнисто-пористого материала с укладкой нитей по циклоидообразной кривой позволяет вводить в конструкцию панели армирующие материалы, например укладывать армирующие материалы, например стеклонити, между слоями волокнисто-пористого материала, причем соединение нитей волокнисто-пористого материала между собой позволяет фиксировать армирующие нити в объеме панели. Введение различного рода композиционных материалов в состав расплава полимерного термопластичного материала, из которого получают нити волокнисто-пористого материала, позволяет изменять физические свойства получаемых панелей, например их прочность, гибкость, плотность и другие свойства. Послойная укладка волокнисто-пористого материала позволяет создавать ламинированные панели, причем в качестве ламинита могут быть использованы пленки, смолы, мастики, шпаклевки, штукатурка и целый ряд других конструкционных и строительных материалов. Возможность введения в состав расплава полимерного материала, из которого получают нити волокнисто-пористого материала, электропроводных добавок, например порошка углерода или порошков металлов, позволяет создавать панели с заданной величиной «радиопрозрачности», вплоть до практически полной «радиопрозрачности». Введение в состав расплава порошков износостойких или химически стойких материалов, например кварцевого песка, позволяет создавать износостойкие панели напольного покрытия или химически стойкие панели.
На фиг.1 представлен поперечный разрез панели из волокнисто-пористого материала. На фиг.2 представлена циклоидообразная траектория укладки полимерных нитей при образовании пористого слоя панели.
Панель из волокнисто-пористого материала содержит слои 1 полимерных нитей, причем каждый слой 1 образован нитями, уложенными на оправку 2 по циклоидообразной кривой линии с формированием между нитями и между слоями 1 нитей по толщине панели зигзагообразных открытых пор 3. В процессе укладки друг на друга нити панели соединяют между собой сваркой или путем термосклеивания в местах контакта друг с другом.
Панель из волокнисто-пористого материала изготавливают следующим образом.
Струю полимерного материала из форсунки под воздействием сжатого воздуха подвергают интенсивной вытяжке и таким образом превращают в волокна в виде тонкой нити, которые по циклоидообразной кривой линии (в ряде случаев эту кривую называют плоской спиралью, поскольку ее можно получить путем сплющивания цилиндрической
витой пружины) равномерно или неравномерно, если это необходимо для регулирования свойств в слое панели, распределяют по наружной поверхности бесконечной ленты -оправки 2.
Взаимодействие полимерных волокон с закрученным потоком сжатого воздуха одновременно обеспечивает поддержание такого температурного режима, при котором расплав, достигая формующей поверхности оправки 2, охлаждается настолько, что сохраняет формоустойчивость нити и, вместе с тем, способность соединяться (свариваться или термосклеиваться) нитям между собой в местах их контакта. Попадая на формующую поверхность оправки 2 и соединяясь между собой, полимерные волокна образуют на ней равномерное по толщине и с заданными теплоизоляционными, звукоизоляционными, фильтрующими и другими свойствами покрытие в виде листа, имеющего плоскую, волокнистую или какую-либо другую заданную профилем оправки 2 пористую структуру, придающую ей указанные выше теплоизоляционные, звукоизоляционные, фильтрующие и другие свойства, в частности плотность. Толщина и плотность стенки регулируется скоростью осевого перемещения оправки 2 и/или стола, на котором она закреплена, относительно сопла или сопел форсунки (в зависимости от режима подачи полимерного материала), а количество слоев 1 числом раз прохождения оправки 2 под форсунками, что в конечном счете и позволяет создать панель из волокнисто-пористого материала с зигзагообразными открытыми порами 3. Сформированная поверхность полученного на оправке 2 волокнисто-пористого элемента в виде листа, как правило, прикатывается валиком для формирования заданной поверхности (гладкой или, например, гофрированной), а также, если это необходимо, для оплавления наружной поверхности выполненной в виде листа панели.
Возможна регулировка, при которой формируют струи полимерного материала с различной толщиной, что дает возможность путем попеременной подачи полимерного материала получать многослойные волокнисто-пористые элементы со слоями волокнистого материала, имеющими различную структуру пор, и, следовательно, различные свойства, например различную теплоизоляционную или звукоизоляционную способность. С оправки 2 сформированный бесконечный лист поступает в узел обрезки для получения панели заданного размера. Далее панели поступают на приемный стол, с которого они снимаются и упаковываются для транспортировки потребителю.
Настоящая полезная модель может быть использована в строительной и других отраслях промышленности для изготовления из нетканого полимерного материала теплоизоляционных панелей со звукоизоляционными, фильтрующими свойствами или какими либо другими физическими или химическими свойствами.
Панель из волокнисто-пористого материала, содержащая слои полимерных нитей, отличающаяся тем, что каждый слой образован нитями уложенными на оправку по циклоидообразной кривой линии с формированием между нитями и между слоями нитей по толщине панели зигзагообразных открытых пор, при этом в процессе укладки друг на друга нити панели соединены между собой сваркой или путем термосклеивания в местах контакта друг с другом.
