Способ изготовления хлопьевидного теплоизолирующего и/или звукоизолирующего материала

Изобретение относится к способам получения хлопьевидного теплоизолирующего и/или звукоизолирующего материала на основе целлюлозы. Предложен способ, который включает в себя этапы: а) подготовки целлюлозной пульпы, б) получения полотна бумаги, имеющего заданную плотность и заданную толщину, из указанной пульпы, в) нанесения на указанное полотно покрытия, образованного смесью, содержащей первое вещество, имеющее огнезащитную функцию, и второе вещество, имеющее противоплесневую функцию, и г) подвергание указанного покрытого полотна процессу перемалывания для получения хлопьев, образующих хлопьевидный изоляционный материал. Технический результат – упрощение технологии производства и улучшение качества получаемого хлопьевидного материала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу изготовления хлопьевидного теплоизолирующего и/или звукоизолирующего материала на основе целлюлозы.

Большинство известных способов изготовления изоляционных хлопьев рассматриваемого типа предполагают использование, в качестве исходного материала, отходов бумаги или картона, и обычно подразумевают последовательность этапов, на которых указанный материал сначала обрабатывают механическим образом для его расщепления и измельчения в хлопья, и затем обрабатывают посредством набора добавок для санитарной обработки материала, например биоингибиторами (борной кислотой, бурой и т.д.).

Изоляционные материалы, полученные в результате вышеупомянутых способов, обладают тем недостатком, что они содержат различные нежелательные вещества, образующиеся из первоначального материала (например, журналов, газет и т.д.), такие как карбонат кальция, типографские краски, лессирующие краски и т.д., которые влекут за собой проблемы в отношении сохранения материала и в отношении его изоляционных свойств.

Из уровня техники также известен способ изготовления хлопьевидного изоляционного материала на основе целлюлозы, подразумевающий использование целлюлозно-бумажной пульпы в качестве исходного материала. Этот способ, например, описан в патентном документе WO 2010/067338. Промышленный способ, описанный в упомянутом документе, содержит следующие основанные этапы: смешение целлюлозно-бумажной пульпы с отходами бумаги и, по возможности, с целлюлозой первой экстракции, полученной непосредственно из древесины; перемалывание смешанного таким образом материала до получения желаемого размера; обработка материала в пульпере для разделения и выделения отдельных целлюлозных волокон; дополнительная механическая обработка в дробилке; и, наконец, сушка материала. Этот способ подразумевает введение в пульпер набора добавок, например фунгицидов, огнестойких добавок, красителей и т.д.

Раскрытие сущности изобретения

В связи с этим, заявителями настоящего изобретения предложен новый способ изготовления хлопьевидного изоляционного материала на основе целлюлозы, обеспечивающий набор преимуществ как в отношении реализации способа, так и в отношении качества полученного продукта.

Этот способ отличается тем, что он содержит этапы, перечисленные в пункте 1 формулы изобретения.

Признаки, раскрытые в формуле изобретения, образуют неотъемлемую часть технического описания, приведенного в данном документе.

Краткое описание чертежей и осуществление изобретения

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения понятны из последующего описания, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, которые приведены исключительно в качестве неограничивающих примеров, и где:

- на фиг. 1 схематично показан вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 2 показан пример реализации определенного этапа способа согласно настоящему изобретению;

- на фиг. 3 показан пример установки для осуществления процесса перемалывания, предусмотренного в способе согласно настоящему изобретению.

В последующем описании для обеспечения глубокого понимания вариантов осуществления раскрыты различные конкретные детали. Варианты осуществления могут быть описаны без одной или более конкретной детали, или в сочетании с другими способами, компонентами или материалами и т.д. В других случаях известные конструкции, материалы или процессы не изображены или не описаны подробно, чтобы предотвратить неясность различных аспектов варианта осуществления.

Ссылки, используемые в настоящем описании, предусмотрены только для удобства и, таким образом, не ограничивают область патентной защиты или рамки вариантов осуществления.

Как видно из упомянутого выше, целью способа согласно настоящему изобретению является изготовление хлопьевидного изоляционного материала на основе целлюлозы.

Этот способ отличается тем, что он включает в себя следующие этапы:

- подготовка целлюлозной пульпы;

- получение полотна бумаги, имеющего заданную толщину и плотность, из указанной пульпы;

- нанесение на указанное полотно покрытия, образованного смесью, содержащей первое вещество, имеющее огнезащитную функцию, и второе вещество, имеющее противоплесневую функцию; и

- подвергание указанного покрытого полотна процессу перемалывания для получения хлопьев, образующих указанный хлопьевидный изоляционный материал.

Таким образом, рассматриваемый способ подразумевает изготовление надлежащего полотна бумаги и воздействие на это полотно посредством специальной поверхностной обработки для того, чтобы придать изоляционному материалу заданные свойства.

Только после того, как полотно принимает определенную конфигурацию в отношении его состава и структуры, его обрабатывают механическим образом с целью изготовления хлопьев, образующих конечный продукт.

Принимая во внимание вышеизложенное, становится ясным совершенно инновационный подход этого способа по сравнению с известными способами, обсуждаемыми ранее. На самом деле, как можно было видеть, все вышеупомянутые способы подразумевают использование простых водных смесей или смесей сухого материала и введение возможных добавок в эти смеси, после чего непосредственно эти смеси обрабатывают механически и, по возможности, подвергают воздействию одного или более этапов сушки для получения хлопьев желаемого размера.

В этих известных способах имеются неизбежные внутренние ограничения в отношении уровня контроля, который может быть осуществлен в отношении структуры и консистенции отдельных хлопьев, а также количества использованных в них добавок, обусловленные конкретным способом, используемым при формировании хлопьев и при введении различных добавок.

Все вышеупомянутые недостатки преодолеваются посредством способа согласно настоящему изобретению.

На самом деле, как видно подробно далее, то обстоятельство, что при реализации способа получают хлопья, проходя через промежуточный продукт, образованный надлежащим полотном бумаги, и вводят различные добавки, а также подвергают полотно поверхностной обработке, обеспечивает точный и воспроизводимый контроль толщины и плотности конечных хлопьев, и, кроме того, точный и воспроизводимый контроль количества примененных к ним добавок.

Способ согласно настоящему изобретению может быть реализован непосредственно на известной из уровня техники бумажно-производственной линии, которая, как следует из изложенного ниже, подготовлена соответствующим образом для воспроизведения рассматриваемого способа.

Используемыми в способе сырьевыми материалами могут быть первичные сырьевые материалы, в частности, древесина, или же вторичные материалы, например отходы бумаги, целлюлозно-бумажная пульпа, или их сочетание.

Упомянутый способ подразумевает изготовление пульпы из этих сырьевых материалов, в качестве исходных, для образования полотна бумаги, которая, как правило, может иметь те же признаки, что и использующаяся при производстве бумаги нормальная пульпа (этап 10 блок-схемы с фиг. 1).

В предпочтительном варианте осуществления, в котором упомянутый способ осуществляют на известной из уровня техники бумажно-производственной линии, вышеупомянутую пульпу накапливают в пульпораспределителе линии, подающем пульпу на сетчатую транспортную ленту (известную как «сетка»), на которой пульпа равномерно распределяется и начинает двигаться по линии вплоть до формирования листа.

В частности, по сути известным из уровня техники образом из пульпы постепенно удаляют ее водную составляющую при прохождении через последовательность батарей вальцов, а именно, через основные узлы линии - дренирующие вальцы, прессовальные вальцы и сушильные вальцы.

На выходе из последних полотно бумаги будет уже сформировано и иметь степень влажности примерно 5%. Изготовление полотна бумаги проиллюстрировано на фиг. 1, как этап 20.

Плотность и толщина листа могут быть соответствующим образом отрегулированы в соответствии с конкретным применением, для которого предназначен изоляционный материал. Плотность предпочтительно составляет от 5 до 200 г/м². Толщина листа предпочтительно составляет от 0,1 до 0,5 мм.

Вышеупомянутую регулировку плотности и толщины осуществляют посредством подбора соответствующих параметров, обеспечиваемых в рамках известного из уровня техники способа изготовления бумага. В частности, плотность контролируют в пульпораспределителе посредством регулировки распределения пульпы по сетке. В противоположность этому, толщину листа контролируют на вышеупомянутых прессовальных вальцах посредством регулировки зажима между этими вальцами.

Вышеупомянутую поверхностную обработку листа выполняют после сушильных вальцов, когда лист уже приобрел стабильную и определенную структура (этап 30 на фиг. 1).

Как уже упоминалось выше, эта обработка подразумевает покрытие листа, предпочтительно с обеих сторон, набором веществ, предназначенных для придания заданных свойств в зависимости от назначения материала в качестве изоляционного материала. В частности, эта обработка подразумевает использование в качестве покрывающего материала смеси, содержащей по меньшей мере одно вещество, имеющее огнезащитную функцию, и по меньшей мере одно другое вещество, имеющее противоплесневую функцию. Предпочтительно смесь также дополнительно содержит третье вещество, имеющее противопылевую функцию.

В связи с этим, следует отметить, что противопылевая функция включает в себя более плотное связывание друг с другом волокон целлюлозы и различных наполнителей, содержащихся в полотне бумаги, так, чтобы сократить их распространение в воздухе в виде аэрозоля из мелких частиц. Эта функция предотвращает формирование пыли при образовании хлопьев и при выдувании изоляционного материала, с одной стороны, повышая безопасность рабочего пространства благодаря меньшему количеству взвешенной пыли и, с другой стороны, обеспечивая более однородный и постоянный по времени средний размер целлюлозных хлопьев.

В качестве веществ, имеющих огнезащитную функцию, могут использовать соли фосфата аммония, мочевину или соли алюминия.

Веществами, имеющим противоплесневую функцию, могут быть соли меди, например сульфат меди, хлороксид меди, а также бордосская жидкость.

Предпочтительно, смесь содержит органические полимеры на основе крахмала, карбоксиметилцеллюлозу, растворимый в холодной воде поливиниловый спирт, а также мономеры моносахаридов или дисахаридов (глюкозу, маннозу, сахарозу и т.д.); эти элементы используются в качестве лигандов с противопылевой функцией.

В различных предпочтительных вариантах осуществления, как и в проиллюстрированном варианте, вышеупомянутую обработку осуществляют в так называемой установке клеильного пресса или же в установке пленочного пресса, эти установки обычно используются для получения лессирующих покрытий на бумаге.

Схематично показанная на фиг. 2 установка клеильного пресса обычно включает в себя два сжимающих вальца 101, через которые проходит лист, и над зажимом между вальцами расположен сборник или резервуар 103, содержащий смесь для покрытия бумаги. Лист полностью погружают в смесь перед тем, как его подают на два вальца, и, таким образом, полностью пропитывают смесью бумагу. Количество смеси, остающейся нанесенной на листе, зависит от давления между двумя вальцами. Обычно после двух вальцов лист пропускают через инфракрасную сушильную печь.

Установка пленочного пресса отличается от описанной установки клеильного пресса только тем, что смесь наносится непосредственно не на лист, а на один из двух сжимающих вальцов, который затем переносит ее на лист.

Рассматриваемая обработка обеспечивает полное покрытие поверхности полотна бумаги и, кроме того, точный контроль плотности и толщины покрытия. Также в этом случае параметры, используемые для выполнения этого типа регулировки, могут быть такими же, что и параметры, используемые для регулировки плотности и толщины покрытия в известном из уровня техники способе нанесения лессирующего покрытия.

Плотность предусмотренного покрытия предпочтительно составляет от 5 до 20 г/м².

Полотно бумаги, сформированное таким образом, могут подвергать процессу перемалывания для его измельчения в хлопья непосредственно на линии, так что после линии для изготовления полотна может быть предусмотрена перемалывающая установка, предназначенная для осуществления этого процесса.

В качестве альтернативы, после того как полотно по возможности отрезают по размеру вдоль противоположных продольных краев, его могут сматывать в рулон, а затем хранить в этой форме. Этот вариант очевидно обеспечивает значительный выигрыш в площади хранения и, кроме того, облегчает транспортировку материала. По возможности, вместо сматывания в рулон, полотно могут разделять на отдельные листы, которые хранят в упаковках.

Принимая во внимание вышеперечисленные преимущества, аналогично может быть предусмотрено преобразование полотна бумаги в хлопья только в момент укладки изоляционного материала так, что полотно подвергается перемалыванию непосредственно на месте установки. В качестве альтернативы, перемалывание и изготовление хлопьев могут осуществлять на предприятии, и, в этом случае изготовленные хлопья упаковывают в мешки для транспортировки. Процесс перемалывания предпочтительно осуществляют посредством молотковой дробилки.

На фиг. 1 процесс перемалывания в любом случае в целом представлен этапом 40.

Что касается случая, когда перемалывание полотна осуществляют по месту, на фиг. 3 показан пример передвижной установки, предназначенной для выполнения этого процесса. Как показано, эта установка предпочтительно установлена на колесах.

Упомянутая установка выполнена с возможностью непосредственного размещения рулона и аналогично выдувания в непрерывном режиме сформированных хлопьев в место установки.

В частности, как можно видеть на фиг. 3, в различных вариантах осуществления, как и в проиллюстрированном варианте, эта установка включает в себя камеру 201, содержащую один или более перемалывающий инструмент (микродробилки), в котором лист, разматываемый из рулона, измельчают до достижения желательного размера. Эта камера сообщается со второй камерой 206, в которой накапливают сформированные хлопья. Установка, кроме того, включает в себя вентилятор 208, всасывающий сформированные хлопья и подающий их через трубку 212 непосредственно в место установки. Между первой и второй камерами предусмотрена разделительная мембрана, снабженная отверстиями (например, сетка - не изображена), причем эти отверстия имеют заданные размеры для обеспечения прохождения только тех хлопьев, которые имеют размер меньше заданной пороговой величины.

Разумеется, детали конструкции и варианты осуществления могут довольно значительно отличаться без искажения принципов настоящего изобретения от проиллюстрированных в данном документе, представленных исключительно в качестве неограничивающих примеров, соответствуя при этом области патентной защиты настоящего изобретения, определяемой прилагаемой формулой изобретения.

1. Способ изготовления хлопьевидного теплоизолирующего и/или звукоизолирующего материала на основе целлюлозы,

отличающийся тем, что он включает в себя следующие этапы:

- подготовка целлюлозной пульпы;

- получение полотна бумаги, имеющего заданную плотность и заданную толщину, из указанной пульпы;

- нанесение на указанное полотно покрытия, образованного смесью, содержащей первое вещество, имеющее огнезащитную функцию, и второе вещество, имеющее противоплесневую функцию; и

- подвергание указанного покрытого полотна процессу перемалывания для получения хлопьев, образующих указанный хлопьевидный изоляционный материал.

2. Способ по п. 1, в котором указанный этап нанесения покрытия осуществляют в установке клеильного пресса или установке пленочного пресса, выполненной с возможностью нанесения на указанное полотно смеси, содержащей указанное первое и второе вещества.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанная смесь дополнительно содержит третье вещество, имеющее противопылевую функцию.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором нанесение указанного покрытия на указанное полотно осуществляют с заданной плотностью, предпочтительно составляющей от 5 до 30 г/м².

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором указанное полотно имеет толщину, составляющую от 0,1 до 0,5 мм.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором указанное полотно получают с плотностью от 50 до 200 г/м².

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором указанное полотно из покрытой бумаги наматывают на рулон, а затем разматывают полотно из указанного рулона и подвергают его указанному процессу перемалывания.

8. Применение бумажно-производственной линии для изготовления хлопьевидного изоляционного материала,

причем указанная линия включает в себя установку клеильного пресса или установку пленочного пресса,

при этом указанное применение включает в себя следующие этапы:

- подача в указанную установку смеси, содержащей первое вещество, имеющее огнезащитную функцию, и второе вещество, имеющее противоплесневую функцию; и

- изготовление, посредством указанной линии, полотна бумаги, имеющего заданную плотность и толщину, и нанесение посредством указанной установки клеильного пресса или установки пленочного пресса на указанное полотно покрытия, образованного указанной смесью.

9. Применение по п. 8, причем указанная смесь дополнительно включает в себя третье вещество, имеющее противопылевую функцию.